JP7186532B2 - PM deposition amount estimation device and PM deposition amount estimation method - Google Patents

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Description

本発明は、ＰＭ堆積量推定装置及びＰＭ堆積量推定方法に関し、特に、車両のエンジンから排出される排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を補足するフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定するＰＭ堆積量推定装置及びＰＭ堆積量推定方法に関する。 The present invention relates to a PM deposition amount estimating device and a PM deposition amount estimating method, and in particular, particulate matter deposited on a filter that captures particulate matter (PM) contained in exhaust gas discharged from a vehicle engine. PM deposition amount estimation device and PM deposition amount estimation method for estimating the deposition amount of

自動車等の車両のエンジンから排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉して取り除くフィルタとして、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）やＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等が使用されている。 BACKGROUND ART GPFs (Gasoline Particulate Filters), DPFs (Diesel Particulate Filters), and the like are used as filters that capture and remove particulate matter contained in exhaust gases emitted from engines of vehicles such as automobiles.

フィルタに捕捉された粒子状物質の量が多くなって詰まりが生じると、排気の圧力損失が増大してエンジンの出力低下や燃費悪化が生じることから、かかる事態を回避するためにフィルタの詰まりを診断する装置が開発されている。さらに、フィルタが脱落や溶損等により欠損すると、粒子状物質を適切に除去できなくなることから、近年では、フィルタが欠損していなか車両が自己診断することが求められている。 If the amount of particulate matter trapped in the filter increases and clogging occurs, exhaust pressure loss increases, resulting in lower engine output and worsening fuel efficiency. Diagnostic devices have been developed. Furthermore, if the filter is damaged due to falling off, melting, or the like, the particulate matter cannot be properly removed.

フィルタの詰まりや欠損の診断手段として、一般に、排気管路においてフィルタの上流側と下流側との差圧を用いるものが知られている。 As means for diagnosing filter clogging and defects, it is generally known to use differential pressure between the upstream side and the downstream side of the filter in the exhaust pipe line.

例えば、特許文献１には、内燃機関の排気管内に設けられたフィルタと、このフィルタの上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサと、差圧センサが検出した差圧に基づいてフィルタの詰まりや欠損の有無を判定する判定装置とを備えた内燃機関の排気浄化装置が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a filter provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine, a differential pressure sensor that detects the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the filter, and based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor. and a determination device for determining whether or not the filter is clogged or defective.

特開２００３－１５５９２０号公報JP-A-2003-155920

特許文献１に記載の排気浄化装置では、排気流量が一定の場合、フィルタの詰まりが大きいと差圧が大きくなることから、差圧の大きさと排気流量とに基づいてフィルタの粒子状物質の詰まり判定することができる。また、フィルタの欠損時には正常時よりも差圧が小さくなることから、欠損の有無を判定することができる。 In the exhaust purification device described in Patent Document 1, when the exhaust gas flow rate is constant, if the clogging of the filter is large, the differential pressure increases. can judge. Further, when the filter is damaged, the differential pressure is smaller than when it is normal, so it is possible to determine whether or not there is a defect.

しかしながら、フィルタの欠損診断を行う場合、使用初期段階では粒子状物質の詰まりが少なく正常時の差圧が小さくなることから、正常時との比較によってフィルタの欠損判断を正確に行うことが困難になるという問題があった。 However, when diagnosing filter failure, it is difficult to accurately diagnose filter failure by comparing it with normal conditions, because clogging with particulate matter is minimal in the initial stage of use, and the differential pressure during normal operation is small. There was a problem of becoming

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、排気管に設けられるフィルタの粒子状物質の詰まりを診断できるとともに、フィルタの欠損診断精度を向上できるＰＭ堆積量推定装置及びＰＭ堆積量推定方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a PM deposition amount estimating apparatus and a PM deposition amount that can diagnose clogging of a filter provided in an exhaust pipe with particulate matter and improve accuracy in diagnosing defects in the filter. The purpose is to provide an estimation method.

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、車両のエンジンから排出される排気ガスが通過する排気管内に設けられて排気ガスに含まれる粒子状物質を補足するフィルタと、前記排気管に設けられて、前記フィルタを下流側へ移動可能に保持する移動機構と、排気ガスにより前記フィルタが下流側へ押圧された際の押圧力を検出可能な感圧センサと、該感圧センサの検出結果と排気ガスの流量とに基づいて、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定するとともに、予め設定されたＰＭ堆積量マップの欠損判定基準データに基づいて、前記フィルタが欠損しているか否かを判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a filter provided in an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from a vehicle engine passes to capture particulate matter contained in the exhaust gas; A movement mechanism provided in the pipe to movably hold the filter downstream, a pressure sensor capable of detecting a pressing force when the filter is pressed downstream by the exhaust gas, and the pressure sensor Based on the detection result and the flow rate of the exhaust gas, the amount of particulate matter deposited in the filter is estimated, and based on the preset loss determination reference data of the PM deposition amount map, the filter is missing. and a control unit for determining whether or not there is .

この構成によれば、移動機構により保持されたフィルタが、排気管内を通る排気ガスによって下流側へ押圧された際に、感圧センサによってこの押圧力を検知することで、粒子状物質の堆積量を推定することができる。具体的には、排気ガスの流量が等しい場合、粒子状物質の堆積量が多いと抵抗が大きくなって押圧力が大きくなり、堆積量が少ないと抵抗が小さいことから押圧力が小さくなる。また、フィルタが欠損している場合には押圧力がほぼかからなくなる。これにより、フィルタの使用初期段階であるか否かに関わらず、フィルタの欠損診断の精度を高めることができる。 According to this configuration, when the filter held by the moving mechanism is pressed downstream by the exhaust gas passing through the exhaust pipe, the pressure sensor detects the pressing force, thereby determining the accumulated amount of particulate matter. can be estimated. Specifically, when the flow rate of the exhaust gas is the same, if the amount of particulate matter deposited is large, the resistance increases and the pressing force increases. Further, when the filter is missing, the pressing force is almost eliminated. As a result, regardless of whether the filter is in the initial stage of use or not, it is possible to improve the accuracy of the filter defect diagnosis.

また、本発明の一実施形態は、前記ＰＭ堆積量推定装置において、前記感圧センサは、前記フィルタの下流側に固定配置され、前記フィルタの外周縁部に沿う環状に形成されていることを特徴とする。 Further, according to an embodiment of the present invention, in the PM deposition amount estimating apparatus, the pressure sensor is fixedly arranged downstream of the filter and formed in an annular shape along the outer peripheral edge of the filter. Characterized by

この構成によれば、環状に形成された感圧センサの内部を排気ガスが通過することができるとともに、環状にすることで感圧センサとフィルタとの接触面積を広く確保して接触圧の計測精度を高めることができる。 According to this configuration, the exhaust gas can pass through the inside of the annularly formed pressure sensor, and the annular shape secures a large contact area between the pressure sensor and the filter to measure the contact pressure. Accuracy can be improved.

また、本発明の一実施形態は、車両のエンジンから排出される排気ガスが通過する排気管内に設けられて排気ガスに含まれる粒子状物質を補足するフィルタと、前記排気管に設けられ、前記フィルタを所定の初期位置から該初期位置よりも下流側の後退位置まで移動可能に保持するとともに、前記フィルタを前記初期位置側へ付勢する付勢手段を有する移動機構と、前記フィルタの前記初期位置からの移動量を検出可能な検出手段と、該検出手段の検出結果と排気ガスの流量とに基づいて、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定するとともに、予め設定されたＰＭ堆積量マップの欠損判定基準データに基づいて、前記フィルタが欠損しているか否かを判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。 Further, one embodiment of the present invention includes a filter provided in an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from a vehicle engine passes to capture particulate matter contained in the exhaust gas, and a filter provided in the exhaust pipe, a moving mechanism having biasing means for movably holding a filter from a predetermined initial position to a retracted position downstream of the initial position and biasing the filter toward the initial position; Detecting means capable of detecting the amount of movement from the position, and based on the detection result of the detecting means and the flow rate of the exhaust gas, the amount of particulate matter deposited in the filter is estimated, and a preset amount of PM is deposited. and a control unit that determines whether or not the filter is missing based on loss determination reference data of the map .

この構成によれば、移動機構により保持されたフィルタが、排気管内を通る排気ガスによって押圧されて初期位置よりも下流側へ移動した際に、検出手段によってこの移動量を検出することで、粒子状物質の堆積量を推定することができる。具体的には、排気ガスの流量が等しい場合、堆積量が多いと抵抗が大きくなって移動量が大きくなり、堆積量が少ないと抵抗が小さいことから移動量が小さくなる。また、フィルタが欠損した場合には移動量が検出されなくなる。これにより、フィルタの使用初期段階であるか否かに関わらず、フィルタの欠損診断の精度を高めることができる。 According to this configuration, when the filter held by the moving mechanism is pressed by the exhaust gas passing through the exhaust pipe and moves downstream from the initial position, the detection means detects the amount of movement to detect the particles. It is possible to estimate the amount of sedimentation of such substances. Specifically, when the flow rate of the exhaust gas is the same, if the deposit amount is large, the resistance increases and the movement amount increases, and if the deposition amount is small, the resistance is small and the movement amount decreases. Further, when the filter is missing, the amount of movement cannot be detected. As a result, regardless of whether the filter is in the initial stage of use or not, it is possible to improve the accuracy of the filter defect diagnosis.

また、本発明の一実施形態は、前記ＰＭ堆積量推定装置において、前記制御部は、前記感圧センサ又は前記検出手段の検出結果と排気ガスの流量とに基づいて予め設定されたＰＭ堆積量マップを参照して、粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする。
前記制御部は、前記検出センサの検出結果と排気ガスの流量とに基づいて予め設定されたＰＭ堆積量マップを参照して、粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする。 Further, in one embodiment of the present invention, in the PM deposition amount estimation apparatus, the control unit controls the PM deposition amount preset based on the detection result of the pressure sensor or the detection means and the flow rate of the exhaust gas. It is characterized by estimating the accumulation amount of particulate matter with reference to a map.
The control unit is characterized by estimating the accumulation amount of particulate matter with reference to a PM accumulation amount map preset based on the detection result of the detection sensor and the flow rate of the exhaust gas.

この構成によれば、ＰＭ堆積量マップを参照して適正かつ迅速に粒子状物質の堆積量を推定することができる。 According to this configuration, it is possible to properly and quickly estimate the amount of accumulated particulate matter with reference to the PM accumulated amount map.

また、本発明の一実施形態は、前記ＰＭ堆積量推定装置において、車両の加速度を検出可能な加速度検出手段を備え、前記制御部は、前記加速度検出手段が検出した加速度が所定条件を満たす場合に、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする。 Further, in one embodiment of the present invention, the PM deposition amount estimating apparatus is provided with acceleration detecting means capable of detecting acceleration of the vehicle, and the control section controls the acceleration detected by the acceleration detecting means when the acceleration detected by the acceleration detecting means satisfies a predetermined condition. Secondly, it is characterized by estimating the amount of particulate matter accumulated in the filter.

また、本発明の一実施形態は、前記ＰＭ堆積量推定装置において、車両の傾斜角度を検出可能な傾斜角度検出手段を備え、前記制御部は、前記傾斜角度検出手段が検出した傾斜角度が所定条件を満たす場合に、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする。 Further, in one embodiment of the present invention, the PM deposition amount estimating apparatus is provided with tilt angle detection means capable of detecting a tilt angle of the vehicle, and the control unit detects a predetermined tilt angle detected by the tilt angle detection means . It is characterized by estimating the amount of particulate matter accumulated in the filter when the condition is satisfied.

この構成によれば、フィルタには排気ガスによる押圧力の他に車両の加速や傾斜によって加速力や重力が作用するが、加速度検出手段や傾斜角度検出手段により、このような外力が発生する状況を検出して所定条件の範囲に絞ることで、排気ガスによるフィルタの押圧力や移動量の算出を容易にし、粒子状物質の堆積量の推定を簡素化することができる。 According to this configuration, in addition to the pressing force due to the exhaust gas, the acceleration force and gravity due to the acceleration and inclination of the vehicle act on the filter. is detected and narrowed down to the range of the predetermined condition, it is possible to easily calculate the pressing force and movement amount of the filter by the exhaust gas, and to simplify the estimation of the deposition amount of the particulate matter.

また、本発明の一実施形態は、車両のエンジンから排出される排気ガスが通過する排気管内に設けられて排気ガスに含まれる粒子状物質を補足するフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定するＰＭ堆積量推定方法であって、前記排気管を流れる排気ガスによって前記フィルタが押圧される押圧力又は排気ガスによって前記フィルタが下流側へ移動した量を検出する工程と、検出された押圧力又は検出された移動量と、排気ガスの流量とに基づいて、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する工程と、予め設定されたＰＭ堆積量マップの欠損判定基準データに基づいて、前記フィルタが欠損しているか否かを判定する工程と、を含むことを特徴とする。
Further, in one embodiment of the present invention, the amount of particulate matter deposited on a filter that is provided in an exhaust pipe through which exhaust gas emitted from a vehicle engine passes and captures particulate matter contained in the exhaust gas is measured. A PM deposition amount estimating method for estimating, comprising a step of detecting a pressing force with which the filter is pressed by exhaust gas flowing through the exhaust pipe or an amount of movement of the filter to the downstream side by the exhaust gas; estimating the amount of particulate matter deposited in the filter based on the pressure or the detected amount of movement and the flow rate of the exhaust gas ; and determining whether the filter is defective .

この構成によれば、排気管内を通る排気ガスによってフィルタが下流側へ押圧された際の押圧力又はフィルタの下流側への移動量を検出し、検出した押圧力又は移動量と、排気ガスの流量と用いて、粒子状物質の堆積量を推定することができる。具体的には、排気ガスの流量が等しい場合、堆積量が多いと押圧力が大きく又は移動量が大きくなり、堆積量が少ないと押圧力が小さく又は移動量が小さくなる。また、フィルタが欠損した場合には押圧力がほぼかからなくなる又は移動量が検出されなくなる。これにより、フィルタの使用初期段階であるか否かに関わらず、フィルタの欠損診断の精度を高めることができる。 According to this configuration, the pressing force when the filter is pressed downstream by the exhaust gas passing through the exhaust pipe or the amount of movement of the filter to the downstream side is detected, and the detected pressing force or movement amount and the amount of exhaust gas are detected. The flow rate can be used to estimate the amount of particulate matter deposited. Specifically, when the flow rate of the exhaust gas is the same, the larger the amount of accumulation, the larger the pressing force or the larger the moving amount, and the smaller the amount of accumulation, the smaller the pressing force or the smaller the amount of movement. Further, when the filter is damaged, the pressing force is almost not applied or the amount of movement is not detected. As a result, regardless of whether the filter is in the initial stage of use or not, it is possible to improve the accuracy of the filter defect diagnosis.

本発明に係るＰＭ堆積量推定装置及びＰＭ堆積量推定方法によれば、排気管に設けられるフィルタの粒子状物質の詰まりを診断できるとともに、フィルタの欠損診断の精度を向上することができる。 According to the PM deposition amount estimating device and PM deposition amount estimating method of the present invention, it is possible to diagnose clogging of the filter provided in the exhaust pipe with particulate matter, and to improve the accuracy of the defect diagnosis of the filter.

本発明の第１の実施の形態であるＰＭ堆積量推定装置の構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram of the PM deposition amount estimation apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図。II-II line sectional view of FIG. フィルタの欠損診断処理を示すフローチャート。4 is a flowchart showing filter defect diagnosis processing. 本発明の第２の実施形態であるＰＭ堆積量推定装置の構成図。The block diagram of the PM deposition amount estimation apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 図３に示すＰＭ堆積量推定装置においてフィルタが下流側に移動した状態を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a filter has moved downstream in the PM deposition amount estimation apparatus shown in FIG. 3 ; フィルタの欠損診断処理を示すフローチャート。4 is a flowchart showing filter defect diagnosis processing.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態であるＰＭ堆積量推定装置の構成図である。本発明に係るＰＭ堆積量推定装置１０は自動車等の車両の内燃機関の排気機構に適用される。 (First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a PM deposition amount estimation apparatus according to a first embodiment of the present invention. A PM deposition amount estimation device 10 according to the present invention is applied to an exhaust mechanism of an internal combustion engine of a vehicle such as an automobile.

ＰＭ堆積量推定装置１０は、図示していない内燃機関の排気ポートから排出された排気ガスの流路を形成する排気管１１と、排気管１１内に設けられるフィルタ１２と、フィルタ１２を移動可能に保持する移動機構２０と、フィルタ１２の下流側に配設される感圧センサ（押圧力検出手段）１４と、排気流量検出手段１５と、車両状態検出手段１６と、制御部１８とを備える。制御部１８は、感圧センサ１４及び車両状態検出手段１６による検出結果に基づき、フィルタ１２のＰＭ堆積量の推定を行う。なお、図１では排気管１１内を断面状態で示している。また、各図面においてフィルタ１２にはドットを付している。 The PM deposition amount estimating device 10 includes an exhaust pipe 11 forming a flow path of exhaust gas discharged from an exhaust port of an internal combustion engine (not shown), a filter 12 provided in the exhaust pipe 11, and a movable filter 12. , a pressure sensor (pressing force detection means) 14 disposed on the downstream side of the filter 12, an exhaust flow rate detection means 15, a vehicle state detection means 16, and a control section 18. . The control unit 18 estimates the amount of PM accumulated in the filter 12 based on the detection results from the pressure sensor 14 and the vehicle state detection means 16 . Note that FIG. 1 shows the inside of the exhaust pipe 11 in a cross-sectional state. Also, in each drawing, the filter 12 is marked with a dot.

フィルタ１２は排気管１１内に設けられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉して排気ガスから除去するものであり、図示例では、排気管１１の内部形状に適合させて略円筒状に形成されている。フィルタ１２は、例えば、ハニカム担体等に目封じを施し、フィルタ機能を追加したものであり、フィルタ１２に堆積した粒子状物質の燃焼を促進するための触媒コートを施したものとすることができ、本実施の形態では、ウォールフロー型のＧＰＦを用いている。なお、フィルタ１２はこれに限られず、例えば、ＤＰＦなど粒子状物質を捕捉可能な公知のフィルタを適宜用いることができる。 The filter 12 is provided inside the exhaust pipe 11 to trap particulate matter contained in the exhaust gas and remove it from the exhaust gas. formed. The filter 12 is, for example, made by plugging a honeycomb carrier or the like to add a filter function, and may be coated with a catalyst for promoting combustion of particulate matter deposited on the filter 12. A wall-flow type GPF is used in this embodiment. Note that the filter 12 is not limited to this, and for example, a known filter capable of trapping particulate matter, such as a DPF, can be used as appropriate.

排気管１１は、フィルタ１２の配設位置において内径が拡径しており、この配設位置において、移動機構２０を構成する外管３１と内管３２とを備えた二重管構造を有している。内管３２は、外管３１の内部に同軸状に形成されており、壁面に後述する移動機構２０の支持部２３が挿通される貫通孔３２ａが形成されている。 The exhaust pipe 11 has an enlarged inner diameter at the position where the filter 12 is arranged, and has a double pipe structure having an outer pipe 31 and an inner pipe 32 that constitute the movement mechanism 20 at this position. ing. The inner tube 32 is formed coaxially inside the outer tube 31, and a through hole 32a is formed in the wall surface thereof, through which the support portion 23 of the moving mechanism 20, which will be described later, is inserted.

移動機構２０は排気管１１に設けられ、フィルタ１２を排気管１１の所定範囲内において管軸方向に移動可能に保持する。具体的には、移動機構２０は、排気管１１の内部に嵌装されて排気管１１の管軸方向へ摺動可能な可動管２１を備え、この可動管２１にフィルタ１２が保持されている。 The moving mechanism 20 is provided on the exhaust pipe 11 and holds the filter 12 so as to be movable in the pipe axis direction within a predetermined range of the exhaust pipe 11 . Specifically, the moving mechanism 20 includes a movable pipe 21 fitted inside the exhaust pipe 11 and slidable in the pipe axis direction of the exhaust pipe 11 , and the filter 12 is held by the movable pipe 21 . .

可動管２１は、フィルタ１２の外周を囲繞・保持する筒状の保持部２２と、保持部２２の外壁面に取り付けられて排気管１１の外管３１及び内管３２の間に嵌装された状態で保持部を移動可能に支持する支持部２３とを有する。フィルタ１２の外周と保持部２２の内周面との間には、マット材２８が充填されて隙間を密閉している。本実施の形態では、図１及び図２に示すように、保持部２２の外壁面の対向位置に２つの支持部２３が設けられている。 The movable pipe 21 is attached to a cylindrical holding portion 22 that surrounds and holds the outer periphery of the filter 12, and the outer wall surface of the holding portion 22, and is fitted between the outer pipe 31 and the inner pipe 32 of the exhaust pipe 11. and a support portion 23 that movably supports the holding portion in a state. A mat material 28 is filled between the outer periphery of the filter 12 and the inner peripheral surface of the holding portion 22 to seal the gap. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, two support portions 23 are provided at opposing positions on the outer wall surface of the holding portion 22 .

支持部２３は、保持部２２の外周面から突出して内管３２の貫通孔３２ａを貫通する突出部２３ａと、突出部２３ａの先端に形成された係合部２３ｂとを有する。突出部２３ａは貫通孔３２ａ内を管軸方向に移動可能な大きさに形成されている。係合部２３ｂは、貫通孔３２ａよりも大径の板状部であって、内管３２と外管３１との間に管軸方向に摺動可能に嵌装されている。 The support portion 23 has a projecting portion 23a projecting from the outer peripheral surface of the holding portion 22 and penetrating the through hole 32a of the inner tube 32, and an engaging portion 23b formed at the tip of the projecting portion 23a. The protruding portion 23a is formed to have a size that allows it to move in the through hole 32a in the direction of the tube axis. The engaging portion 23b is a plate-like portion having a larger diameter than the through hole 32a, and is fitted between the inner tube 32 and the outer tube 31 so as to be slidable in the tube axial direction.

感圧センサ１４は、排気管１１内に固定されて可動管２１に取り付けられたフィルタ１２の押圧力（すなわち、接触圧力）を検出する。図２に示すように、感圧センサ１４は、フィルタ１２の外周縁部に沿う環状に形成されている。本実施の形態では、可動管２１が最も上流側に位置した状態で、感圧センサ１４が、可動管２１の下流端に近接配置される。なお、図１に示すように、感圧センサ１４は、押圧力がほぼかからない状態で可動管２１と接触配置されていてもよい。なお、図示していないが、感圧センサ１４は、感圧センサ１４よりも剛性が高く、且つ排気管１１内部に固定された環状の枠部材に取り付けられた構造であってもよい。 The pressure sensor 14 detects the pressing force (that is, the contact pressure) of the filter 12 fixed inside the exhaust pipe 11 and attached to the movable pipe 21 . As shown in FIG. 2 , the pressure sensor 14 is formed in an annular shape along the outer peripheral edge of the filter 12 . In this embodiment, the pressure sensor 14 is arranged close to the downstream end of the movable tube 21 while the movable tube 21 is located at the most upstream side. In addition, as shown in FIG. 1, the pressure sensor 14 may be placed in contact with the movable tube 21 in a state in which a pressing force is not substantially applied. Although not shown, the pressure sensor 14 may have higher rigidity than the pressure sensor 14 and may be attached to an annular frame member fixed inside the exhaust pipe 11 .

可動管２１は、排気管１１に固定された感圧センサ１４により下流側への移動が規制され、その結果、移動することなく、ほぼ同一位置に留まった状態となっている。すなわち、排気ガスによってフィルタ１２が下流側に押圧されると、可動管２１が下流側へ移動しようとするが、感圧センサ１４に当接して移動が阻止される。この際、感圧センサ１４が受ける押圧力をフィルタ１２による押圧力として検出する。 The movable pipe 21 is restrained from moving downstream by the pressure sensor 14 fixed to the exhaust pipe 11, and as a result, the movable pipe 21 stays at almost the same position without moving. That is, when the filter 12 is pressed downstream by the exhaust gas, the movable tube 21 attempts to move downstream, but the movement is blocked by contact with the pressure sensor 14 . At this time, the pressing force received by the pressure sensor 14 is detected as the pressing force by the filter 12 .

排気流量検出手段１５は、排気管１１を通る排気ガスの流量を検出するものであり、例えば、エンジンの吸入空気の流量（吸入空気量）を検出するエアフローメータとすることができる。なお、排気流量検出手段１５は、エアフローメータに限られず、例えば、エンジンの回転数や燃焼噴射量等から排気流量を算出する構成であってもよい。 The exhaust flow rate detection means 15 detects the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 11, and may be an air flow meter that detects the flow rate (intake air amount) of the intake air of the engine. It should be noted that the exhaust gas flow rate detection means 15 is not limited to an air flow meter, and may be configured to calculate the exhaust gas flow rate from the number of revolutions of the engine, the amount of combustion injection, or the like.

車両状態検出手段１６は、自車両の加速度及び／又は自車両の傾斜角度（ピッチ角やロール角）を検出する。車両状態検出手段１６としては、例えば、加速度センサや角度センサ等を単独又は組み合わせて用いることができる。本実施の形態では、車両状態検出手段１６により車両の加速度及び傾斜角度の両方を検出している。 The vehicle state detection means 16 detects the acceleration of the own vehicle and/or the inclination angle (pitch angle and roll angle) of the own vehicle. As the vehicle state detection means 16, for example, an acceleration sensor, an angle sensor, or the like can be used singly or in combination. In this embodiment, the vehicle state detection means 16 detects both the acceleration and the tilt angle of the vehicle.

制御部１８は、例えばＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を有して構成される。制御部１８は、感圧センサ１４、排気流量検出手段１５及び車両状態検出手段１６と接続されており、これらからの検出信号に基づいてＰＭ堆積量の推定を行う。 The control unit 18 includes, for example, information processing means such as a CPU, storage means such as a RAM and a ROM, an input/output interface, and the like. The control unit 18 is connected to the pressure sensor 14, the exhaust flow rate detection means 15, and the vehicle state detection means 16, and estimates the amount of accumulated PM based on detection signals from these.

制御部１８の記憶部には、車両状態検出手段１６の検出結果に基づいて、自車両の傾斜角度が水平状態であるか否かを判定するための角度閾値θｔｈ、及び、自車両がほぼ一定速度で走行する定常走行状態であるか否かを判定するための加速度閾値αｔｈのそれぞれが予め設定されている。 Based on the detection result of the vehicle state detection means 16, the storage unit of the control unit 18 stores an angle threshold value θ th for determining whether or not the inclination angle of the vehicle is horizontal, and Acceleration thresholds α th for determining whether or not the vehicle is in a steady running state in which the vehicle is running at a constant speed are set in advance.

さらに、記憶部には、フィルタ１２における粒子状物質の堆積量（すなわち、ＰＭ堆積量）と、排気管１１の排気流量と、排気ガスによってフィルタ１２が感圧センサ１４を押圧する押圧力との対応関係を示すマップ（以下、ＰＭ堆積量マップという）が予め設定されている。制御部１８は、感圧センサ１４及び排気流量検出手段１５が検出した押圧力及び排気流量に基づいて、ＰＭ堆積量マップを参照することによりＰＭ堆積量の推定を行う。また、ＰＭ堆積量マップには、フィルタ１２が欠損しているか否かを判定するため欠損判定基準データが含まれている。欠損判定基準データは、感圧センサ１４による検出押圧力に関するデータであり、排気量が所定量以上かつ検出押圧力が所定値以上の場合にフィルタ１２が欠損していない通常状態と判定し、排気量が所定量以上かつ検出押圧力が所定値未満の場合に欠損していると判定することができる。 Further, the storage unit stores the amount of particulate matter deposited in the filter 12 (that is, the amount of PM deposited), the exhaust flow rate of the exhaust pipe 11, and the pressing force with which the filter 12 presses the pressure sensor 14 due to the exhaust gas. A map indicating the correspondence relationship (hereinafter referred to as PM deposition amount map) is set in advance. The control unit 18 estimates the PM accumulation amount by referring to the PM accumulation amount map based on the pressing force and the exhaust flow rate detected by the pressure sensor 14 and the exhaust flow rate detecting means 15 . In addition, the PM deposition amount map includes defect determination reference data for determining whether or not the filter 12 is defective. The defect determination reference data is data relating to the pressing force detected by the pressure sensor 14, and when the exhaust amount is equal to or greater than a predetermined amount and the detected pressing force is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the filter 12 is in a normal state without defects, and exhaust is performed. When the amount is equal to or greater than a predetermined amount and the detected pressing force is less than a predetermined value, it can be determined that there is a defect.

次に、図３のフローチャートを参照して、ＰＭ堆積量推定装置１０の制御部１８によるフィルタ１２のＰＭ堆積量推定処理及びＰＭ堆積量推定結果を用いたフィルタ１２の欠損診断処理について説明する。なお、以下の診断処理は、車両走行時に行われる。 Next, PM deposition amount estimation processing of the filter 12 by the control unit 18 of the PM deposition amount estimation device 10 and defect diagnosis processing of the filter 12 using the PM deposition amount estimation result will be described with reference to the flowchart of FIG. The following diagnostic processing is performed while the vehicle is running.

まず、制御部１８は、車両状態検出手段１６からの検出信号に基づき、検出した車両の傾斜角度θが所定の角度閾値θｔｈの範囲内となる水平走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。 First, based on the detection signal from the vehicle state detection means 16, the control unit 18 determines whether or not the vehicle is in a horizontal running state in which the detected inclination angle θ of the vehicle is within the range of a predetermined angle threshold value θth ( step S11).

車両が水平走行である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部１８は車両状態検出手段１６が検出した車両の加速度αが所定の加速度閾値αｔｈの範囲内となり、一定速度で走行している定常走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。 If the vehicle is traveling horizontally (step S11: Yes), the control unit 18 determines that the acceleration α of the vehicle detected by the vehicle state detection means 16 is within the range of the predetermined acceleration threshold value αth and that the vehicle is traveling at a constant speed. It is determined whether or not the vehicle is in a running state (step S12).

車両が定常走行である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、排気流量検出手段１５による検出結果に基づいて排気流量を算出し（ステップＳ１３）、さらに、感圧センサ１４の検出結果に基づいてフィルタ１２による押圧力を算出する（ステップＳ１４）。 If the vehicle is in steady running (step S12: Yes), the exhaust gas flow rate is calculated based on the detection result of the exhaust gas flow rate detection means 15 (step S13), and further, the filter 12 detects the A pressing force is calculated (step S14).

制御部１８は、算出された排気流量及び押圧力から、記憶されているＰＭ堆積量マップ情報を参照して、フィルタ１２のＰＭ堆積量を推定する（ステップＳ１５）。 The control unit 18 refers to the stored PM deposition amount map information from the calculated exhaust gas flow rate and pressing force to estimate the PM deposition amount of the filter 12 (step S15).

さらに、制御部１８は、ＰＭ堆積量マップ情報の欠損判定基準データに基づいて、フィルタ１２が欠損しているか否かを判定する（ステップＳ１６）。欠損している場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には欠損状態であることを図示していない表示装置に表示する（ステップＳ１７）。表示装置は、例えば、ディスプレイ表示や点灯表示等の視覚的な表示装置、及び／又は、音声表示や警告音表示等、聴覚的な表示装置とすることができる。また、表示装置は、ステップＳ１５で推定したＰＭ堆積量を表示する構成とすることができる。なお、欠損していない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）に、表示装置に正常状態であることを表示させてもよい。 Further, the control unit 18 determines whether or not the filter 12 is defective based on the defect determination reference data of the accumulated PM amount map information (step S16). If it is missing (step S16: Yes), the missing state is displayed on a display device (not shown) (step S17). The display device can be, for example, a visual display device such as a display display or a lighting display, and/or an audible display device such as an audio display or an alarm sound display. Further, the display device can be configured to display the amount of accumulated PM estimated in step S15. If there is no defect (step S16: No), the normal state may be displayed on the display device.

また、ステップＳ１１で車両が水平走行ではない、すなわち、傾斜している場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、または、ステップＳ１２で車両が定常走行ではない、すなわち、車両が加速又は減速状態である場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）の少なくともいずれかの場合には、制御部１８は、欠損診断処理を終了する。 In addition, if the vehicle is not traveling horizontally in step S11, that is, if it is tilted (step S11: No), or if the vehicle is not in steady traveling, that is, if the vehicle is accelerating or decelerating in step S12 ( Step S12: In at least one case of No), the control unit 18 terminates the defect diagnosis process.

なお、上述の例では、ＰＭ堆積量推定装置１０によるフィルタ１２の欠損診断処理について説明したが、ステップＳ１５でＰＭ堆積量の推定を行った後、ＰＭ堆積量が制御部１８に記憶された所定値よりも多いと判定した場合に、フィルタ１２に捕集されている粒子状物質を燃焼除去する再生処理を行う構成としてもよい。 In the above example, the defect diagnosis process of the filter 12 by the PM deposition amount estimation device 10 has been described. A configuration may be adopted in which, when it is determined that the particulate matter is greater than the value, regeneration processing is performed to burn and remove the particulate matter trapped in the filter 12 .

また、上述の診断処理は、制御部１８により所定の周期で自動的に実行されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the above-described diagnostic processing be automatically executed by the control unit 18 at a predetermined cycle.

本実施の形態のＰＭ堆積量推定装置１０では、排気ガスの流量と、フィルタ１２が感圧センサ１４を押圧する押圧力の大きさによって、粒子状物質の堆積量を適切に推定することができる。すなわち、排気ガスの流量が一定であれば、フィルタ１２の粒子状物質の堆積量が少ない場合、排気ガスに対する抵抗が小さくなって感圧センサ１４が検出するフィルタ１２の押圧力が小さくなり、粒子状物質の堆積量が多い場合には、排気ガスに対する抵抗が大きくなってフィルタ１２の押圧力が大きくなる。このような排気流量と、フィルタ１２による押圧力と、この際のＰＭ堆積量との対応関係を予めマップ情報として記憶させ、ＰＭ堆積量の推定処理時にマップ情報を参照させることで、迅速かつ適切にＰＭ堆積量の推定を行うことができる。 In the PM deposition amount estimation device 10 of the present embodiment, the deposition amount of particulate matter can be appropriately estimated based on the flow rate of the exhaust gas and the magnitude of the pressing force with which the filter 12 presses the pressure sensor 14. . That is, if the flow rate of the exhaust gas is constant, when the amount of particulate matter deposited on the filter 12 is small, the resistance to the exhaust gas decreases and the pressure on the filter 12 detected by the pressure sensor 14 decreases, and the particles When the amount of deposit of such substances is large, the resistance to the exhaust gas increases and the pressing force of the filter 12 increases. By storing in advance the correspondence relationship between the exhaust gas flow rate, the pressing force by the filter 12, and the amount of deposited PM at this time as map information, and referring to the map information during the process of estimating the amount of PM deposited, a quick and appropriate can estimate the amount of deposited PM.

また、フィルタ１２が脱落等により欠損している場合には、フィルタ１２が使用初期段階であるか否かに関わらず、押圧力がほぼ零となり、フィルタ１２が欠損していない状態と比べて極めて小さくなることから、検出したフィルタ１２の押圧力に基づいて容易に欠損の有無を判定することができる。特に、フィルタの上流と下流との差圧を用いてフィルタの欠損診断を行う従来のものでは、ＰＭ堆積量が少ないフィルタの使用初期段階において、差圧が小さく、欠損診断精度が低くなるが、本実施の形態のＰＭ堆積量推定装置１０では、フィルタ１２による押圧力を検出し、この検出結果に基づいて欠損診断を行うので、使用初期段階であるか否かに関わらず欠損診断の精度を高く維持することができる。 In addition, when the filter 12 is missing due to falling off or the like, regardless of whether the filter 12 is in the initial stage of use or not, the pressing force becomes almost zero, which is extremely high compared to the state where the filter 12 is not missing. Since it becomes smaller, it is possible to easily determine whether or not there is a defect based on the detected pressing force of the filter 12 . In particular, in the conventional method of diagnosing filter failure using the differential pressure between the upstream and downstream of the filter, the differential pressure is small and the accuracy of failure diagnosis is low in the initial stage of use of the filter with a small amount of PM deposition. In the PM deposition amount estimating apparatus 10 of the present embodiment, the pressing force by the filter 12 is detected, and defect diagnosis is performed based on the detection result. can be kept high.

また、車両の加減速時や車両傾斜時には、フィルタ１２に加速力が作用したり、フィルタ１２の移動可能方向に重力が作用したりすることにより、感圧センサ１４による検出押圧力が定常走行時や水平走行時と比較して変化する。本実施の形態では、車両状態検出手段１６によって車両状態を検出し、車両が水平走行且つ定常走行の場合にＰＭ堆積量の推定を行うことで、フィルタ１２に作用する加速力等を考慮することなく、ＰＭ堆積量の算出を迅速かつ簡易に行うことができる。 Further, when the vehicle accelerates or decelerates or tilts, acceleration force acts on the filter 12 and gravity acts on the filter 12 in the direction in which the filter 12 can move. or when traveling horizontally. In the present embodiment, the vehicle state is detected by the vehicle state detection means 16, and the amount of accumulated PM is estimated when the vehicle is traveling horizontally and in a steady state. Therefore, the amount of deposited PM can be calculated quickly and easily.

なお、本実施の形態では、感圧センサ１４により押圧力を検出しているが、これに限られず、フィルタ１２による押圧力を検出可能な公知の押圧力検出手段を排気管１１の適宜の位置に配設する構成とすることができる。 In the present embodiment, the pressing force is detected by the pressure sensor 14, but the present invention is not limited to this. It can be configured to be arranged in.

（第２の実施の形態）
次に、図４－図６を用いて本発明の第２の実施の形態のＰＭ堆積量推定装置１０を説明する。なお、各図において、第１の実施の形態と同様の要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Second embodiment)
Next, a PM deposition amount estimation device 10 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. In addition, in each figure, the same reference numerals are assigned to the same elements as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態のＰＭ堆積量推定装置１０では、移動機構２０により、フィルタ１２が排気管１１の所定範囲内を移動可能に構成されており、フィルタ１２が上流側に位置する初期位置から下流側へ移動した際の移動量を移動量検出手段１７により検出している。ＰＭ堆積量推定装置１０は、検出した移動量と排気ガスの流量とに基づいてＰＭ堆積量を推定する。 In the PM deposition amount estimation device 10 of the present embodiment, the filter 12 is configured to be movable within a predetermined range of the exhaust pipe 11 by the moving mechanism 20, and the filter 12 is located downstream from the initial position located upstream. The movement amount detecting means 17 detects the amount of movement when moving to . The PM deposition amount estimation device 10 estimates the PM deposition amount based on the detected amount of movement and the flow rate of the exhaust gas.

ＰＭ堆積量推定装置１０は、排気ガスの流路を形成する排気管１１と、排気管１１内に設けられるフィルタ１２と、フィルタ１２を移動可能に保持する移動機構２０と、フィルタ１２の移動量を検出する移動量検出センサ（移動量検出手段）１７と、排気流量検出手段１５と、車両状態検出手段１６と、制御部１８とを備える。制御部１８は、移動量検出センサ１７及び車両状態検出手段１６による検出結果に基づき、フィルタ１２のＰＭ堆積量の推定を行う。なお、図５では、排気流量検出手段１５、車両状態検出手段１６及び制御部１８の記載を省略している。 The PM deposition amount estimation device 10 includes an exhaust pipe 11 forming a flow path of exhaust gas, a filter 12 provided in the exhaust pipe 11, a moving mechanism 20 movably holding the filter 12, and a movement amount of the filter 12. a movement amount detection sensor (movement amount detection means) 17 for detecting , an exhaust flow rate detection means 15 , a vehicle state detection means 16 , and a control section 18 . The control unit 18 estimates the amount of PM accumulated in the filter 12 based on the detection results from the movement amount detection sensor 17 and the vehicle state detection means 16 . 5, the illustration of the exhaust flow rate detection means 15, the vehicle state detection means 16, and the control section 18 is omitted.

移動機構２０は、フィルタ１２を排気管１１の所定範囲内において管軸方向に移動可能に保持する可動管２１と、可動管２１を所定の初期位置へ付勢する付勢手段と２５とを備える。 The moving mechanism 20 includes a movable tube 21 that holds the filter 12 movably in the pipe axial direction within a predetermined range of the exhaust pipe 11, and biasing means 25 that biases the movable pipe 21 to a predetermined initial position. .

可動管２１は、フィルタ１２の外周を囲繞・保持する筒状の保持部２２と、保持部２２の外壁面に取り付けられて排気管１１の外管３１及び内管３２の間に嵌装された状態で保持部を移動可能に支持する支持部２３とを有する。支持部２３は、保持部２２の外周面から突出して内管３２の貫通孔３２ａを貫通する突出部２３ａと、突出部２３ａの先端に形成された係合部２３ｂとを有する。 The movable pipe 21 is attached to a cylindrical holding portion 22 that surrounds and holds the outer periphery of the filter 12, and the outer wall surface of the holding portion 22, and is fitted between the outer pipe 31 and the inner pipe 32 of the exhaust pipe 11. and a support portion 23 that movably supports the holding portion in a state. The support portion 23 has a projecting portion 23a projecting from the outer peripheral surface of the holding portion 22 and penetrating the through hole 32a of the inner tube 32, and an engaging portion 23b formed at the tip of the projecting portion 23a.

付勢手段２５としては、例えば、バネを用いることができ、バネの一端が内管３２に固定され、他端が可動管２１の支持部２３に当接し、可動管２１を上流側へ付勢している可動管２１は、車両が水平地面に停車した状態で、付勢手段２５により図４に示す初期位置に付勢されており、外力を受けること（すなわち、排気ガスによってフィルタ１２が下流側に押圧されること）により、付勢力に抗して、図５に示す排気管１１の下流側へ移動した後退位置まで移動可能に構成されている。 For example, a spring can be used as the biasing means 25. One end of the spring is fixed to the inner tube 32 and the other end abuts the support portion 23 of the movable tube 21 to bias the movable tube 21 upstream. The movable pipe 21 is biased to the initial position shown in FIG. 5 to the retracted position, which is downstream of the exhaust pipe 11 shown in FIG.

移動量検出センサ１７は、可動管２１の初期位置からの移動量を検出するものであり、本実施の形態では、付勢手段２５に作用する押圧力から間接的に移動量を検出している。なお、移動量検出センサ１７はこれに限らず、例えば、外管３１に設けられて、可動管２１の移動量を直接的に検出可能なセンサであってもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。 The movement amount detection sensor 17 detects the amount of movement of the movable tube 21 from the initial position. . Note that the movement amount detection sensor 17 is not limited to this. good too.

可動管２１は、フィルタ１２の外周を囲繞・保持する筒状の保持部２２と、保持部２２の外壁面に取り付けられて排気管１１の外管３１及び内管３２の間に嵌装された状態で保持部を移動可能に支持する支持部２３とを有する。フィルタ１２の外周と保持部２２の内周面との間には、マット材２８が充填されて隙間を密閉している。本実施の形態では、図１及び図２に示すように、保持部２２の外壁面の対向位置に２つの支持部２３が設けられている。 The movable pipe 21 is attached to a cylindrical holding portion 22 that surrounds and holds the outer periphery of the filter 12, and the outer wall surface of the holding portion 22, and is fitted between the outer pipe 31 and the inner pipe 32 of the exhaust pipe 11. and a support portion 23 that movably supports the holding portion in a state. A mat material 28 is filled between the outer periphery of the filter 12 and the inner peripheral surface of the holding portion 22 to seal the gap. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, two support portions 23 are provided at opposing positions on the outer wall surface of the holding portion 22 .

移動量検出手段１７は、例えば、移動量を直接的に検出するセンサや、付勢手段に作用した荷重に基づいて移動量を算出するものであってもよい。 The movement amount detection means 17 may be, for example, a sensor that directly detects the movement amount, or one that calculates the movement amount based on the load acting on the biasing means.

制御部１８の記憶部には、フィルタ１２における粒子状物質の堆積量（すなわち、ＰＭ堆積量）と、排気管１１の排気流量と、排気ガスによって可動管２１とともにフィルタ１２が初期位置から下流側へ移動した際の移動量との対応関係を示すマップ（ＰＭ堆積量マップ）が予め設定されている。制御部１８は、移動量検出センサ１７及び排気流量検出手段１５が検出した移動量及び排気流量に基づいて、ＰＭ堆積量マップを参照することによりＰＭ堆積量の推定を行う。また、ＰＭ堆積量マップには、フィルタ１２が欠損しているか否かを判定するため欠損判定基準データが含まれている。欠損判定基準データは、移動量検出センサ１７による検出移動量に関するデータであり、例えば、排気量が所定量以上であって移動が検出されない場合にフィルタ１２が欠損していると判定することができる。また、記憶部には、自車両の傾斜角度が水平状態であるか否かを判定するための角度閾値θｔｈ、及び、自車両がほぼ一定速度で走行する定常走行状態であるか否かを判定するための加速度閾値αｔｈのそれぞれが予め設定されている。 The storage unit of the control unit 18 stores the amount of particulate matter deposited in the filter 12 (that is, the amount of PM deposited), the exhaust flow rate of the exhaust pipe 11, and the exhaust gas moving the filter 12 along with the movable pipe 21 to the downstream side from the initial position. A map (PM deposition amount map) is set in advance to show the correspondence relationship with the amount of movement when moving to. The control unit 18 estimates the PM deposition amount by referring to the PM deposition amount map based on the movement amount and the exhaust flow rate detected by the movement amount detection sensor 17 and the exhaust flow rate detection means 15 . In addition, the PM deposition amount map includes defect determination reference data for determining whether or not the filter 12 is defective. The missing determination reference data is data related to the amount of movement detected by the moving amount detection sensor 17. For example, when the exhaust amount is equal to or greater than a predetermined amount and movement is not detected, it can be determined that the filter 12 is defective. . The storage unit also stores an angle threshold value θ th for determining whether or not the inclination angle of the vehicle is in a horizontal state, and whether or not the vehicle is in a steady running state in which the vehicle runs at a substantially constant speed. Each acceleration threshold value α th for determination is set in advance.

次に、図６のフローチャートを参照して、制御部１８によるフィルタ１２のＰＭ堆積量推定処理及びＰＭ堆積量推定結果を用いたフィルタ１２の欠損診断処理について説明する。なお、以下の診断処理は、車両走行時に行われる。 Next, PM deposition amount estimation processing of the filter 12 by the control unit 18 and defect diagnosis processing of the filter 12 using the PM deposition amount estimation result will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 . The following diagnostic processing is performed while the vehicle is running.

まず、制御部１８は、車両状態検出手段１６からの検出信号に基づき、検出した車両の傾斜角度θが所定の角度閾値θｔｈの範囲内となる水平走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。 First, based on the detection signal from the vehicle state detection means 16, the control unit 18 determines whether or not the detected inclination angle θ of the vehicle is within the range of a predetermined angle threshold θth ( step S21).

車両が水平走行である場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、制御部１８は車両状態検出手段１６が検出した車両の加速度αが所定の加速度閾値αｔｈの範囲内となり、一定速度で走行している定常走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。 If the vehicle is traveling horizontally (step S21: Yes), the control unit 18 determines that the acceleration α of the vehicle detected by the vehicle state detection means 16 is within the range of the predetermined acceleration threshold value αth and that the vehicle is traveling at a constant speed. It is determined whether or not the vehicle is in a running state (step S22).

車両が定常走行である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、排気流量検出手段１５による検出結果に基づいて排気流量を算出し（ステップＳ２３）、さらに、移動量検出センサ１７の検出結果に基づいてフィルタ１２の初期位置からの移動量を算出する（ステップＳ２４）。 When the vehicle is in steady running (step S22: Yes), the exhaust gas flow rate is calculated based on the detection result of the exhaust gas flow rate detection means 15 (step S23), and further, the filter 12 is calculated from the initial position (step S24).

制御部１８は、算出された排気流量及び移動量から、記憶されているＰＭ堆積量マップ情報を参照して、フィルタ１２のＰＭ堆積量を推定する（ステップＳ２５）。 The control unit 18 refers to the stored PM deposition amount map information from the calculated exhaust gas flow rate and movement amount to estimate the PM deposition amount of the filter 12 (step S25).

さらに、制御部１８は、ＰＭ堆積量マップ情報の欠損判定基準データに基づいて、フィルタ１２が欠損いるか否かを判定する（ステップＳ２６）。欠損している場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）には欠損状態であることを図示していない表示装置に表示する（ステップＳ２７）。なお、欠損していない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）に、表示装置に正常状態であることを表示させてもよい。 Further, the control unit 18 determines whether or not the filter 12 is defective based on the defect determination reference data of the accumulated PM amount map information (step S26). If it is missing (step S26: Yes), the missing state is displayed on a display device (not shown) (step S27). If there is no defect (step S26: No), the normal state may be displayed on the display device.

また、ステップＳ２１で車両が水平走行ではない、すなわち、傾斜している場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、または、ステップＳ２２で車両が定常走行ではない、すなわち、車両が加速又は減速状態である場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）の少なくともいずれかの場合には、制御部１８は、欠損診断処理を終了する。 In addition, if the vehicle is not traveling horizontally in step S21, that is, if it is tilted (step S21: No), or if the vehicle is not in steady traveling, that is, if the vehicle is accelerating or decelerating in step S22 ( Step S22: In at least one case of No), the control unit 18 terminates the defect diagnosis process.

なお、上述の例では、ＰＭ堆積量推定装置１０によるフィルタ１２の欠損診断処理について説明したが、ステップＳ２５でＰＭ堆積量の推定を行った後、ＰＭ堆積量が制御部１８に記憶された所定値よりも多いと判定した場合に、フィルタ１２に捕集されている粒子状物質を燃焼除去する再生処理を行う構成としてもよい。上述の診断処理は、制御部１８により所定の周期で自動的に実行されることが好ましい。 In the above example, the defect diagnosis process of the filter 12 by the PM deposition amount estimation device 10 has been described. A configuration may be adopted in which, when it is determined that the amount of particulate matter is greater than the value, regeneration processing is performed to burn and remove the particulate matter trapped in the filter 12 . It is preferable that the diagnostic processing described above be automatically executed by the control unit 18 at a predetermined cycle.

本実施の形態のＰＭ堆積量推定装置１０では、排気ガスの流量と、排気ガスによって押圧されたフィルタ１２の移動量とによって、粒子状物質の堆積量を適切に推定することができる。すなわち、排気ガスの流量が一定であれば、フィルタ１２の粒子状物質の堆積量が少ない場合、排気ガスに対する抵抗が小さくなってフィルタ１２の移動量が少なくなり、粒子状物質の堆積量が多い場合には、排気ガスに対する抵抗が大きくなってフィルタ１２の移動量が多くなる。このような排気流量と、フィルタ１２の移動量と、この際のＰＭ堆積量との対応関係を予めマップ情報として記憶させ、ＰＭ堆積量の推定処理時にマップ情報を参照させることで、迅速かつ適切にＰＭ堆積量の推定を行うことができる。 In the PM deposition amount estimation device 10 of the present embodiment, the deposition amount of particulate matter can be appropriately estimated based on the flow rate of the exhaust gas and the amount of movement of the filter 12 pressed by the exhaust gas. That is, if the flow rate of the exhaust gas is constant, when the amount of particulate matter deposited on the filter 12 is small, the resistance to the exhaust gas decreases, the amount of movement of the filter 12 decreases, and the amount of particulate matter deposited increases. In this case, the resistance to the exhaust gas increases and the amount of movement of the filter 12 increases. By storing in advance the correspondence relationship between the exhaust gas flow rate, the amount of movement of the filter 12, and the PM deposition amount at this time as map information, and referring to the map information during the process of estimating the PM deposition amount, a rapid and appropriate can estimate the amount of deposited PM.

また、フィルタ１２が脱落等により欠損している場合には、フィルタ１２が使用初期段階であるか否かに関わらず、排気流量が多くても移動が検出されない状態となることから、検出したフィルタ１２の移動量に基づいて容易かつ高精度で欠損の有無を判定することができる。 In addition, if the filter 12 is missing due to dropout or the like, regardless of whether the filter 12 is in the initial stage of use or not, movement will not be detected even if the exhaust flow rate is large. Based on the 12 movement amounts, the presence or absence of defects can be determined easily and with high accuracy.

なお、本発明は上述した実施の形態や変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、上述の実施の形態では、自車両の加速度及び傾斜角度が所定条件の範囲内にある場合に、ＰＭ堆積量の推定処理を実行しているが、これに代えて、検出した加速度及び傾斜角度に基づいて、制御部１８がフィルタ１２による押圧力や移動量の補正を行い、補正処理後の値と排気流量とに基づいてＰＭ堆積量の推定を行ってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the process of estimating the PM deposit amount is executed when the acceleration and tilt angle of the own vehicle are within the range of the predetermined conditions. Based on the angle, the control unit 18 may correct the pressing force and the amount of movement of the filter 12, and estimate the amount of accumulated PM based on the corrected values and the exhaust flow rate.

１０ ＰＭ堆積量推定装置
１１ 排気管
１２ フィルタ
１４ 感圧センサ
１５ 排気流量検出手段
１６ 車両状態検出手段
１７ 移動量検出センサ
１８ 制御部
２０ 移動機構
２１ 可動管
２５ 付勢手段 REFERENCE SIGNS LIST 10 PM deposition amount estimating device 11 exhaust pipe 12 filter 14 pressure sensor 15 exhaust flow rate detection means 16 vehicle state detection means 17 movement amount detection sensor 18 control section 20 movement mechanism 21 movable pipe 25 urging means

Claims (7)

車両のエンジンから排出される排気ガスが通過する排気管内に設けられて排気ガスに含まれる粒子状物質を補足するフィルタと、
前記排気管に設けられて、前記フィルタを下流側へ移動可能に保持する移動機構と、
排気ガスにより前記フィルタが下流側へ押圧された際の押圧力を検出可能な感圧センサと、
該感圧センサの検出結果と排気ガスの流量とに基づいて、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定するとともに、予め設定されたＰＭ堆積量マップの欠損判定基準データに基づいて、前記フィルタが欠損しているか否かを判定する制御部と、
を備えたことを特徴とするＰＭ堆積量推定装置。 a filter provided in an exhaust pipe through which exhaust gas emitted from a vehicle engine passes to capture particulate matter contained in the exhaust gas;
a movement mechanism provided in the exhaust pipe to movably hold the filter downstream;
a pressure sensor capable of detecting a pressing force when the filter is pressed downstream by the exhaust gas;
Based on the detection result of the pressure-sensitive sensor and the flow rate of the exhaust gas, the amount of particulate matter deposited in the filter is estimated , and based on preset PM deposition amount map defect determination reference data, the filter A control unit that determines whether or not is missing ;
A PM deposition amount estimation device comprising: 前記感圧センサは、前記フィルタの下流側に固定配置され、前記フィルタの外周縁部に沿う環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＰＭ堆積量推定装置。 2. The PM deposition amount estimating apparatus according to claim 1, wherein said pressure sensor is fixedly arranged downstream of said filter and is formed in an annular shape along the outer peripheral edge of said filter. 車両のエンジンから排出される排気ガスが通過する排気管内に設けられて排気ガスに含まれる粒子状物質を補足するフィルタと、
前記排気管に設けられ、前記フィルタを所定の初期位置から該初期位置よりも下流側の後退位置まで移動可能に保持するとともに、前記フィルタを前記初期位置側へ付勢する付勢手段を有する移動機構と、
前記フィルタの前記初期位置からの移動量を検出可能な検出手段と、
該検出手段の検出結果と排気ガスの流量とに基づいて、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定するとともに、予め設定されたＰＭ堆積量マップの欠損判定基準データに基づいて、前記フィルタが欠損しているか否かを判定する制御部と、
を備えたことを特徴とするＰＭ堆積量推定装置。 a filter provided in an exhaust pipe through which exhaust gas emitted from a vehicle engine passes to capture particulate matter contained in the exhaust gas;
A moving device provided in the exhaust pipe, movably holding the filter from a predetermined initial position to a retracted position downstream of the initial position, and biasing the filter toward the initial position. a mechanism;
a detection means capable of detecting the amount of movement of the filter from the initial position;
Based on the detection result of the detection means and the flow rate of the exhaust gas, the amount of particulate matter accumulated in the filter is estimated , and based on the loss judgment reference data of the preset PM accumulation amount map, the filter is a control unit that determines whether or not there is a defect ;
A PM deposition amount estimation device, comprising: 前記制御部は、前記感圧センサ又は前記検出手段の検出結果と排気ガスの流量とに基づいて前記ＰＭ堆積量マップを参照して、粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のＰＭ堆積量推定装置。 The control unit refers to the PM deposition amount map based on the detection result of the pressure sensor or the detection means and the flow rate of the exhaust gas, and estimates the deposition amount of the particulate matter. 4. The PM deposition amount estimating device according to any one of items 1 to 3. 車両の加速度を検出可能な加速度検出手段を備え、
前記制御部は、前記加速度検出手段が検出した加速度が所定条件を満たす場合に、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のＰＭ堆積量推定装置。 Equipped with acceleration detection means capable of detecting acceleration of the vehicle,
5. The control unit according to any one of claims 1 to 4, wherein when the acceleration detected by the acceleration detection means satisfies a predetermined condition, the control unit estimates the amount of particulate matter deposited on the filter. PM deposition amount estimation device. 車両の傾斜角度を検出可能な傾斜角度検出手段を備え、
前記制御部は、前記傾斜角度検出手段が検出した傾斜角度が所定条件を満たす場合に、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のＰＭ堆積量推定装置。 Equipped with tilt angle detection means capable of detecting the tilt angle of the vehicle,
6. The controller according to any one of claims 1 to 5, wherein when the tilt angle detected by the tilt angle detection means satisfies a predetermined condition, the controller estimates the amount of particulate matter deposited in the filter. PM deposition amount estimation device according to . 車両のエンジンから排出される排気ガスが通過する排気管内に設けられて排気ガスに含まれる粒子状物質を補足するフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定するＰＭ堆積量推定方法であって、
前記排気管を流れる排気ガスによって前記フィルタが押圧される押圧力又は排気ガスによって前記フィルタが下流側へ移動した量を検出する工程と、
検出された押圧力又は検出された移動量と、排気ガスの流量とに基づいて、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する工程と、
検出された押圧力又は検出された移動量と排気ガスの流量とから、予め設定されたＰＭ堆積量マップの欠損判定基準データに基づいて、前記フィルタが欠損しているか否かを判定する工程と、
を含むことを特徴とするＰＭ堆積量推定方法。 A PM deposition amount estimating method for estimating the deposition amount of particulate matter deposited on a filter provided in an exhaust pipe through which exhaust gas emitted from a vehicle engine passes and capturing particulate matter contained in the exhaust gas, ,
a step of detecting a pressing force by which the filter is pressed by the exhaust gas flowing through the exhaust pipe or an amount by which the filter is moved downstream by the exhaust gas;
estimating the deposition amount of particulate matter in the filter based on the detected pressing force or the detected movement amount and the flow rate of the exhaust gas;
a step of determining whether or not the filter is defective based on the preset loss determination reference data of the PM deposition amount map from the detected pressing force or the detected movement amount and the flow rate of the exhaust gas; ,
A PM deposition amount estimation method, comprising:
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