JP7238818B2 - Exhaust purification device control device, exhaust purification device, and vehicle - Google Patents

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Description

本開示は、排気浄化装置の制御装置、排気浄化装置、及び車両に関する。 The present disclosure relates to a control device for an exhaust purification device, an exhaust purification device, and a vehicle.

従来、内燃機関(以下、「エンジン」と称する)における排気浄化装置として、排気管内に、上流側から下流側に向かって順に、酸化触媒及びPM(Particulate Matter)フィルタを設けたものが知られている。 Conventionally, as an exhaust purification device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as "engine"), there is known one in which an oxidation catalyst and a PM (Particulate Matter) filter are provided in order from the upstream side to the downstream side in the exhaust pipe. there is

この種のPMフィルタは、捕集できるPM量に上限があるため、当該PMフィルタ中のPM堆積量がある程度まで増加した場合、PMフィルタ中のPMを燃焼除去するフィルタ再生(以下、単に「フィルタ再生」とも称する)が行われている(例えば、特許文献1を参照)。 This type of PM filter has an upper limit to the amount of PM that can be collected. (also referred to as "playback") is performed (see, for example, Patent Document 1).

PMフィルタを再生する際には、一般に、エンジン内の燃料噴射装置においてポスト噴射を実行させるか、排気管内に設けられた燃料噴射装置において燃料噴射を実行させることで、酸化触媒に未燃焼燃料の炭化水素(以下、HC)を供給し、酸化触媒でHCの酸化反応を生じさせ、排ガスを昇温する制御が行われている。そして、かかる制御においては、通常、酸化触媒の出口温度(酸化触媒から排出される排ガスの温度を表す。以下同じ)を温度センサで検出し、酸化触媒の出口温度を目標値へ近づけるように、燃料噴射装置からの燃料供給量を調節している。 When regenerating the PM filter, in general, the post injection is performed by the fuel injection device in the engine, or the fuel injection is performed by the fuel injection device provided in the exhaust pipe, so that the oxidation catalyst is freed from the unburned fuel. Control is performed to supply hydrocarbons (hereinafter referred to as HC), cause an oxidation reaction of HC with an oxidation catalyst, and raise the temperature of the exhaust gas. In such control, the outlet temperature of the oxidation catalyst (representing the temperature of the exhaust gas discharged from the oxidation catalyst; the same shall apply hereinafter) is usually detected by a temperature sensor, and the temperature at the outlet of the oxidation catalyst is adjusted so as to approach the target value. It regulates the amount of fuel supplied from the fuel injection device.

特開2010-169052号公報JP 2010-169052 A

ところで、この種の排気浄化装置に用いられる酸化触媒は、使用期間の経過に伴って劣化し、HCを酸化反応させる機能(即ち、浄化率)が低下することが知られている。酸化触媒の浄化率が低下した場合には、酸化触媒から下流側へスリップするHCが増大することになる。このようにスリップしたHCは、PMフィルタに付着し、PMフィルタにおいて燃焼(又は、PMフィルタに担持された酸化触媒で酸化反応)し、PMフィルタを昇温する。 By the way, it is known that the oxidation catalyst used in this type of exhaust purification device deteriorates with the lapse of the period of use, and the function of oxidizing HC (that is, purification rate) decreases. When the purification rate of the oxidation catalyst decreases, the amount of HC that slips downstream from the oxidation catalyst increases. The HC slipped in this way adheres to the PM filter, burns in the PM filter (or undergoes an oxidation reaction with an oxidation catalyst carried on the PM filter), and raises the temperature of the PM filter.

このような状況が発生した場合、従来技術のように酸化触媒の出口温度を基準として燃料噴射量を制御する手法では、PMフィルタが過熱状態となっているにも関わらず、過剰に燃料を噴射し続けることになる。その結果、燃費の悪化を招くばかりか、PMフィルタの下流側に高温の排ガスを通流させ、PMフィルタの下流側に配設されたSCR(Selective Catalytic Reduction)触媒等に熱害を生じさせることにつながる。 When such a situation occurs, the method of controlling the fuel injection amount based on the outlet temperature of the oxidation catalyst, as in the conventional technology, injects excessive fuel even though the PM filter is in an overheated state. will continue to do so. As a result, not only is fuel consumption worsened, but high-temperature exhaust gas is caused to flow downstream of the PM filter, causing heat damage to the SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst, etc., installed downstream of the PM filter. leads to

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、酸化触媒が劣化した場合であっても、PMフィルタの再生のために酸化触媒に供給する未燃焼燃料の供給量を適正化することを可能とする排気浄化装置の制御装置、排気浄化装置、及び車両を提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and aims to optimize the amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst for regeneration of the PM filter even when the oxidation catalyst has deteriorated. It is an object of the present invention to provide a control device for an exhaust gas purification device, an exhaust gas purification device, and a vehicle that make it possible.

前述した課題を解決する主たる本開示は、
内燃機関の排気管内に上流側から下流側に向かって順番に配設された酸化触媒及びPMフィルタを有する排気浄化装置の制御装置であって、
前記酸化触媒に供給された未燃焼燃料のうち、前記酸化触媒からスリップして前記PMフィルタに到来するHCスリップ量を推定するHCスリップ量推定部と、
前記PMフィルタを排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、前記PMフィルタに流入する排ガスの温度及び流量と、前記HCスリップ量と、に基づいて、前記複数のセルそれぞれの温度を推定する温度分布推定部と、
前記複数のセルそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、前記PMフィルタの再生のために前記酸化触媒に供給する未燃焼燃料の目標供給量を算出する目標燃料供給量算出部と、
を備える制御装置である。
The main disclosure that solves the above-mentioned problems is
A control device for an exhaust purification device having an oxidation catalyst and a PM filter arranged in order from upstream to downstream in an exhaust pipe of an internal combustion engine,
an HC slip amount estimator for estimating an HC slip amount of the unburned fuel supplied to the oxidation catalyst and arriving at the PM filter after slipping from the oxidation catalyst;
The PM filter is virtually divided into a plurality of cells along the exhaust gas flow direction, and each of the plurality of cells is determined based on the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the PM filter and the HC slip amount. a temperature distribution estimation unit that estimates temperature;
a target fuel supply amount calculation unit that calculates a target supply amount of unburned fuel to be supplied to the oxidation catalyst for regeneration of the PM filter based on the deviation of the estimated temperature of each of the plurality of cells from the target temperature;
It is a control device comprising

又、他の局面では、
上記制御装置を備える排気浄化装置である。
Also, in other aspects,
It is an exhaust emission control device including the above control device.

又、他の局面では、
上記排気浄化装置を備える車両である。
Also, in other aspects,
A vehicle including the above exhaust purification device.

本開示に係る排気浄化装置の制御装置によれば、酸化触媒が劣化した場合であっても、PMフィルタの再生のために酸化触媒に供給する未燃焼燃料の供給量を適正化することが可能である。 According to the control device for an exhaust purification device according to the present disclosure, even when the oxidation catalyst is deteriorated, it is possible to optimize the amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst for regeneration of the PM filter. is.

第1の実施形態に係る排気浄化装置の構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of an exhaust purification device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係るPMフィルタの構成の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a PM filter according to the first embodiment; FIG. 第1の実施形態に係るHCスリップ量推定部がHCスリップ量を推定する際に参照する演算マップの一例を示す図A diagram showing an example of a calculation map referred to when an HC slip amount estimator according to the first embodiment estimates an HC slip amount. 第1の実施形態に係る温度分布推定部が、PMフィルタを、排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割した態様の一例を示す図A diagram showing an example of a mode in which the temperature distribution estimator according to the first embodiment virtually divides the PM filter into a plurality of cells along the flow direction of the exhaust gas. 第1の実施形態に係る温度分布推定部における演算処理を模式的に示す図FIG. 4 is a diagram schematically showing arithmetic processing in the temperature distribution estimator according to the first embodiment; フィルタ再生時のPMフィルタの温度分布の一例を示す図A diagram showing an example of the temperature distribution of a PM filter during filter regeneration. フィルタ再生時のPMフィルタの温度分布の一例を示す図A diagram showing an example of the temperature distribution of the PM filter during filter regeneration. 第1の実施形態に係る温度分布推定部が各セルに付着するHC量を算出する際に参照するHC付着量分布モデルの一例を示す図A diagram showing an example of an HC adhesion amount distribution model that the temperature distribution estimator according to the first embodiment refers to when calculating the HC amount that adheres to each cell. 第1の実施形態に係る温度分布推定部が各セルに堆積するPM堆積量を算出する際に参照するPM堆積量分布モデルの一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a PM deposition amount distribution model referred to when the temperature distribution estimator according to the first embodiment calculates the PM deposition amount deposited in each cell; 第1の実施形態に係る目標燃料供給量算出部の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the target fuel supply amount calculation part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るECUの動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the ECU according to the first embodiment 第2の実施形態に係る排気浄化装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る第2目標燃料供給量算出部の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the 2nd target fuel supply amount calculation part which concerns on 2nd Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functions are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

(第1の実施形態)
[排気浄化装置の構成]
以下、図1、図2を参照して、第1の実施形態に係る排気浄化装置の構成について説明する。本実施形態では、一例として、本発明の排気浄化装置をディーゼルエンジンに適用した態様ついて説明する。
(First embodiment)
[Configuration of exhaust gas purification device]
Hereinafter, the configuration of the exhaust purification system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. In this embodiment, as an example, a mode in which the exhaust purification device of the present invention is applied to a diesel engine will be described.

図1は、本実施形態に係る排気浄化装置Uの構成の一例を示す図である。図2は、本実施形態に係るPMフィルタ42の構成の一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an exhaust purification device U according to this embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the PM filter 42 according to this embodiment.

本実施形態に係る排気浄化装置Uは、例えば、ディーゼルエンジン車両に搭載されており、当該車両のエンジン10の排ガスを浄化する。 An exhaust purification device U according to the present embodiment is mounted on, for example, a diesel engine vehicle, and purifies exhaust gas from an engine 10 of the vehicle.

エンジン10は、例えば、燃焼室、及び、燃焼室内で燃料を噴射する燃料噴射装置等(図示せず)を含んで構成される。エンジン10は、燃焼室内で、燃料と空気の混合気を燃焼及び膨張させて、動力を発生する。エンジン10には、燃焼室内に空気を導入する吸気管20と、燃焼室から排出される燃焼後の排ガスを、車両の外部に排出する排気管30と、が接続されている。 The engine 10 includes, for example, a combustion chamber and a fuel injection device (not shown) that injects fuel into the combustion chamber. Engine 10 combusts and expands a mixture of fuel and air in a combustion chamber to generate power. The engine 10 is connected to an intake pipe 20 that introduces air into the combustion chamber and an exhaust pipe 30 that discharges post-combustion exhaust gas from the combustion chamber to the outside of the vehicle.

エンジン10は、排気浄化装置UのECU100から、PMフィルタ42を再生するために必要な燃料供給量に係る制御指令信号を受けた場合、例えば、燃料噴射装置にポスト噴射を実行させ、当該燃料供給量に相当する未燃焼燃料を排気管30に排出させる。 When the engine 10 receives from the ECU 100 of the exhaust purification device U a control command signal related to the amount of fuel supply required to regenerate the PM filter 42, for example, the fuel injection device is caused to perform post-injection, and the fuel is supplied. Unburned fuel corresponding to the amount is discharged to the exhaust pipe 30 .

排気浄化装置Uは、酸化触媒41、PMフィルタ42、SCR触媒43、尿素水噴射装置43a、各種センサ51~53、及び、ECU(Electronic Control Unit)100を備えている。 The exhaust purification device U includes an oxidation catalyst 41, a PM filter 42, an SCR catalyst 43, an aqueous urea injection device 43a, various sensors 51-53, and an ECU (Electronic Control Unit) 100.

酸化触媒41は、排ガス中に含まれる未燃焼燃料の炭化水素や一酸化窒炭素を酸化して除去する。酸化触媒41は、例えば、コージェライトや炭化ケイ素等の担持体に、白金や酸化セリウム等の酸化触媒が担持されて構成されている。 The oxidation catalyst 41 oxidizes and removes unburned fuel hydrocarbons and carbon monoxide contained in the exhaust gas. The oxidation catalyst 41 is configured by, for example, carrying an oxidation catalyst such as platinum or cerium oxide on a carrier such as cordierite or silicon carbide.

酸化触媒41は、排気管30中のPMフィルタ42の上流側に隣接して配設されている。そして、酸化触媒41は、PMフィルタ42の再生時には、エンジン10側から排出される未燃焼燃料の炭化水素(HC)を酸化して、当該酸化熱により、排ガスを高温化するようにも機能する。尚、酸化触媒41は、PMフィルタ42の上流側に、PMフィルタ42から離間して配設されてもよい。 The oxidation catalyst 41 is arranged adjacent to the upstream side of the PM filter 42 in the exhaust pipe 30 . When the PM filter 42 is regenerated, the oxidation catalyst 41 also functions to oxidize hydrocarbons (HC) in the unburned fuel discharged from the engine 10 side and increase the temperature of the exhaust gas by the heat of oxidation. . Note that the oxidation catalyst 41 may be arranged upstream of the PM filter 42 and spaced apart from the PM filter 42 .

PMフィルタ42は、排気管30中に配設され、排ガス中に含まれるPMを捕捉する。PMフィルタ42は、例えば、コージェライトや炭化ケイ素の多孔質セラミックで構成され、当該多孔質セラミックで形成した捕集壁中を排ガスが通過するように入口と出口を交互に目封じしたハニカム構造を呈している。エンジン10から排出された排ガスは、PMフィルタ42の多孔性の捕集壁中を通過しながら下流へ流れ、その間にPMが捕集壁に捕集される。 The PM filter 42 is arranged in the exhaust pipe 30 and captures PM contained in the exhaust gas. The PM filter 42 is made of, for example, cordierite or silicon carbide porous ceramics, and has a honeycomb structure in which inlets and outlets are alternately plugged so that the exhaust gas passes through collection walls made of the porous ceramics. presenting. Exhaust gas discharged from the engine 10 flows downstream while passing through the porous collection wall of the PM filter 42, during which PM is collected by the collection wall.

尚、PMフィルタ42には、酸化触媒41を通過したHCを酸化除去し得るように、酸化触媒が担持されていてもよい。 The PM filter 42 may carry an oxidation catalyst so that the HC that has passed through the oxidation catalyst 41 can be removed by oxidation.

SCR触媒43は、自身の上流側に配された尿素水噴射装置43aから噴射される尿素水が加水分解したアンモニアを吸着すると共に、当該吸着したアンモニアによって排ガス中からNOxを選択的に還元浄化する。 The SCR catalyst 43 adsorbs ammonia hydrolyzed by the urea water injected from the urea water injection device 43a arranged upstream of the SCR catalyst 43, and selectively reduces and purifies NOx from the exhaust gas by the adsorbed ammonia. .

各種センサ51~53は、排気管30中を通流する排ガスの状態、及び、PMフィルタ42の状態等を検出するために設けられている。各種センサ51~53は、例えば、差圧センサ51、温度センサ52、及び流速センサ53を含む。 Various sensors 51 to 53 are provided to detect the state of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30, the state of the PM filter 42, and the like. The various sensors 51-53 include, for example, a differential pressure sensor 51, a temperature sensor 52, and a flow velocity sensor 53.

差圧センサ51は、例えば、一端がPMフィルタ42の上流側の排気管30中に配設され、他端がPMフィルタ42の下流側の排気管30中に配設され、PMフィルタ42の上流側の排気圧と下流側の排気圧との差圧(以下、「PMフィルタ42の前後差圧」と称する)を検出する。尚、本実施形態では、排ガスが酸化触媒41を通過する際の流動抵抗は、極めて小さいため、差圧センサ51が検出する前後差圧は、実質的にPMフィルタ42の前後差圧と同一である。 The differential pressure sensor 51 has, for example, one end arranged in the exhaust pipe 30 on the upstream side of the PM filter 42 and the other end arranged in the exhaust pipe 30 on the downstream side of the PM filter 42 . The differential pressure between the side exhaust pressure and the downstream side exhaust pressure (hereinafter referred to as "the differential pressure across the PM filter 42") is detected. In this embodiment, the flow resistance when the exhaust gas passes through the oxidation catalyst 41 is extremely small, so the differential pressure across the differential pressure sensor 51 is substantially the same as the differential pressure across the PM filter 42 . be.

温度センサ52は、例えば、排気管30中の酸化触媒41とPMフィルタ42の間に配設され、PMフィルタ42に流入する排ガスの温度を検出する。 The temperature sensor 52 is arranged, for example, between the oxidation catalyst 41 and the PM filter 42 in the exhaust pipe 30 and detects the temperature of the exhaust gas flowing into the PM filter 42 .

流速センサ53は、例えば、吸気管20中のエアクリーナ(図示せず)の下流側に配設され、エンジン10に流入する空気の流速(以下、単に、流速と称する)を検出する。尚、流速センサ53によって、PMフィルタ42に流入する排ガスの流量が間接的に検出されることになる。排ガス流量は、一般に、流速センサ53が示す吸入空気量とエンジン10における燃料噴射量との合計によって求められる。 The flow velocity sensor 53 is arranged downstream of an air cleaner (not shown) in the intake pipe 20, for example, and detects the flow velocity of air flowing into the engine 10 (hereinafter simply referred to as flow velocity). The flow rate sensor 53 indirectly detects the flow rate of the exhaust gas flowing into the PM filter 42 . The exhaust gas flow rate is generally obtained by summing the intake air amount indicated by the flow sensor 53 and the fuel injection amount in the engine 10 .

これらの各種センサ51~53は、検出により得られたセンサ情報を、逐次、ECU100に送信する(図1中の点線矢印)。尚、これらの各種センサ51~53は、公知のセンサで実現され得る。 These various sensors 51 to 53 sequentially transmit sensor information obtained by detection to the ECU 100 (dotted line arrows in FIG. 1). Incidentally, these various sensors 51 to 53 can be realized by known sensors.

ECU100(本発明の「制御装置」に相当)は、PMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。ECU100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、及び出力ポートを含んで構成されている。ECU100が有する機能は、例えば、CPUがROMやRAMに格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。 The ECU 100 (corresponding to the “control device” of the present invention) estimates the PM deposition amount in the PM filter 42 . The ECU 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, and an output port. The functions of the ECU 100 are implemented, for example, by the CPU referring to control programs and various data stored in the ROM and RAM.

ECU100は、エンジン10と通信接続され、エンジン10を制御可能に構成されている。又、ECU100は、各種センサ51~53からセンサ情報を取得して、これらのセンサ情報に基づいて、排気管30を通流する排ガスの状態、及び、PMフィルタ42の状態等を検出している。 The ECU 100 is connected for communication with the engine 10 and configured to be able to control the engine 10 . Further, the ECU 100 acquires sensor information from various sensors 51 to 53, and detects the state of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30, the state of the PM filter 42, etc. based on the sensor information. .

尚、本実施形態では、PMフィルタ42を再生する際、酸化触媒41に燃料供給を行う手段として、エンジン10内に設けられた燃料噴射装置を用いる構成としているが、酸化触媒41に燃料供給を行う手段としては、排気管30内に設けられた燃料噴射装置(図示せず)が用いられてもよい。 In this embodiment, the fuel injection device provided in the engine 10 is used as means for supplying fuel to the oxidation catalyst 41 when the PM filter 42 is regenerated. As means for performing this, a fuel injection device (not shown) provided in the exhaust pipe 30 may be used.

[ECUの構成]
以下、図3~図9を参照して、本実施形態に係るECU100の構成について説明する。
[Configuration of ECU]
The configuration of the ECU 100 according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 3 to 9. FIG.

ECU100は、PM堆積量推定部101、HCスリップ量推定部102、温度分布推定部103、及び、目標燃料供給量算出部104を備えている。 The ECU 100 includes a PM deposition amount estimator 101 , an HC slip amount estimator 102 , a temperature distribution estimator 103 , and a target fuel supply amount calculator 104 .

<PM堆積量推定部101について>
PM堆積量推定部101は、PMフィルタ42に堆積するPM堆積量を推定する。PM堆積量推定部101は、例えば、PMフィルタ42の前後差圧を検出する差圧センサ51のセンサ値に基づいてPMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。尚、この際、PM堆積量推定部101は、例えば、予めECU100のROM等に記憶されたPMフィルタ42の前後差圧と、PMフィルタ42中のPM堆積量との関係を示す演算マップを用いてPMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。
<Regarding PM deposition amount estimation unit 101>
The PM deposition amount estimation unit 101 estimates the PM deposition amount deposited on the PM filter 42 . The PM deposition amount estimator 101 estimates the PM deposition amount in the PM filter 42 based on the sensor value of the differential pressure sensor 51 that detects the differential pressure across the PM filter 42, for example. At this time, the PM accumulation amount estimating unit 101 uses, for example, a calculation map showing the relationship between the differential pressure across the PM filter 42 and the PM accumulation amount in the PM filter 42, which is stored in advance in the ROM or the like of the ECU 100. to estimate the amount of PM accumulated in the PM filter 42 .

PM堆積量推定部101は、例えば、エンジン10が稼働している際に、定期的に(例えば、100msec間隔)、PMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。そして、PM堆積量推定部101は、PMフィルタ42中のPM堆積量が閾値以上まで増加した場合には、再生要求フラグをセットし、HCスリップ量推定部102、温度分布推定部103、及び、目標燃料供給量算出部104を起動させて、PMフィルタ42のフィルタ再生を実行させる。 The PM deposition amount estimator 101 estimates the PM deposition amount in the PM filter 42 periodically (for example, at intervals of 100 msec), for example, while the engine 10 is in operation. Then, when the PM deposition amount in the PM filter 42 increases to a threshold value or more, the PM deposition amount estimation unit 101 sets the regeneration request flag, and the HC slip amount estimation unit 102, the temperature distribution estimation unit 103, and the The target fuel supply amount calculation unit 104 is activated to regenerate the PM filter 42 .

尚、PM堆積量推定部101がPMフィルタ42中のPM堆積量を推定する手法は、任意である。PM堆積量推定部101は、例えば、エンジン10の運転状態(例えば、燃料噴射量、エンジン回転速度、エンジン負荷、及び、EGR率等)に基づいて、単位時間当たりにエンジン10から排出されるPM量を算出し、当該PM量を積算することで、PMフィルタ42中のPM堆積量を推定してもよい。 Any method may be used by the PM deposition amount estimator 101 to estimate the PM deposition amount in the PM filter 42 . The PM deposition amount estimating unit 101 calculates the amount of PM discharged from the engine 10 per unit time based on, for example, the operating state of the engine 10 (for example, fuel injection amount, engine rotation speed, engine load, EGR rate, etc.). The PM deposition amount in the PM filter 42 may be estimated by calculating the amount and accumulating the PM amount.

<HCスリップ量推定部102について>
HCスリップ量推定部102は、PMフィルタ42を再生している際に、燃料噴射装置(ここでは、エンジン10の燃料噴射装置)から酸化触媒41に供給されたHC量のうち、酸化触媒41からスリップしてPMフィルタ42に到来するHCの量(以下、「HCスリップ量」とも称する)を推定する。
<Regarding HC Slip Amount Estimating Unit 102>
The HC slip amount estimating unit 102 calculates the amount of HC supplied from the oxidation catalyst 41 from the oxidation catalyst 41 from the fuel injection device (here, the fuel injection device of the engine 10) while the PM filter 42 is being regenerated. The amount of HC that slips and reaches the PM filter 42 (hereinafter also referred to as "HC slip amount") is estimated.

図3は、HCスリップ量推定部102がHCスリップ量を推定する際に参照する演算マップの一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a calculation map that the HC slip amount estimator 102 refers to when estimating the HC slip amount.

HCスリップ量推定部102は、例えば、図3に示すような、予めECU100のROM等に記憶された車両の総走行距離と、酸化触媒41の浄化率との関係を示す演算マップを用いて、現時点の酸化触媒41の浄化率を特定する。そして、HCスリップ量推定部102は、現時点の酸化触媒41の浄化率と酸化触媒41に到来するHC量(例えば、エンジン10のポスト噴射により排出される未燃焼燃料の量)からHCスリップ量を算出する。 The HC slip amount estimator 102 uses, for example, a calculation map as shown in FIG. The current purification rate of the oxidation catalyst 41 is specified. Then, the HC slip amount estimator 102 calculates the HC slip amount from the current purification rate of the oxidation catalyst 41 and the amount of HC reaching the oxidation catalyst 41 (for example, the amount of unburned fuel discharged by post-injection of the engine 10). calculate.

但し、HCスリップ量推定部102がHCスリップ量を推定する手法は、任意である。HCスリップ量推定部102は、例えば、フィルタ再生時における酸化触媒41の出口温度の時間的変化(即ち、酸化触媒41の出口温度の律速値)に基づいて酸化触媒41の浄化率を推定してもよい。 However, the method by which the HC slip amount estimation unit 102 estimates the HC slip amount is arbitrary. The HC slip amount estimator 102 estimates the purification rate of the oxidation catalyst 41 based on, for example, the temporal change in the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 during filter regeneration (that is, the rate-determining value of the outlet temperature of the oxidation catalyst 41). good too.

<温度分布推定部103について>
温度分布推定部103は、PMフィルタ42を排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、PMフィルタ42に流入する排ガスの温度及び流量と、HCスリップ量推定部102に推定されたHCスリップ量と、PM堆積量推定部101に推定されたPMフィルタ42中のPM堆積量と、に基づいて、複数のセルそれぞれの温度を推定する。つまり、温度分布推定部103は、PMフィルタ42を目標温度付近で再生させるために酸化触媒41に供給するべき燃料供給量(ここでは、燃料噴射装置におけるポスト噴射量)を正確に算出するべく、PMフィルタ42内の温度分布を推定する。
<Regarding temperature distribution estimation unit 103>
The temperature distribution estimator 103 virtually divides the PM filter 42 into a plurality of cells along the flow direction of the exhaust gas. Based on the calculated HC slip amount and the PM deposition amount in the PM filter 42 estimated by the PM deposition amount estimation unit 101, the temperature of each of the plurality of cells is estimated. That is, the temperature distribution estimator 103 accurately calculates the fuel supply amount (here, the post-injection amount in the fuel injection device) to be supplied to the oxidation catalyst 41 in order to regenerate the PM filter 42 near the target temperature. A temperature distribution within the PM filter 42 is estimated.

図4は、温度分布推定部103が、PMフィルタ42を、排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割した態様の一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a mode in which the temperature distribution estimator 103 virtually divides the PM filter 42 into a plurality of cells along the flow direction of the exhaust gas.

図5は、温度分布推定部103における演算処理を模式的に示す図である。 FIG. 5 is a diagram schematically showing calculation processing in the temperature distribution estimation unit 103. As shown in FIG.

図6A、図6Bは、フィルタ再生時のPMフィルタ42の温度分布の一例を示す図である。図6Aは、フィルタ再生を開始して、PMフィルタ42を昇温している際におけるPMフィルタ42の温度分布の一例を示す図である。図6Bは、酸化触媒41からの多量のHCスリップ量に起因して、PMフィルタ42が過熱状態となっている際におけるPMフィルタ42の温度分布の一例を示す図である。尚、図6A、図6Bには、PMフィルタ42の実温度(実線)と、フィルタ再生時のPMフィルタ42の目標温度(点線)との両方を示している。 6A and 6B are diagrams showing an example of the temperature distribution of the PM filter 42 during filter regeneration. FIG. 6A is a diagram showing an example of the temperature distribution of the PM filter 42 when filter regeneration is started and the temperature of the PM filter 42 is increased. FIG. 6B is a diagram showing an example of the temperature distribution of the PM filter 42 when the PM filter 42 is overheated due to a large amount of HC slip from the oxidation catalyst 41. FIG. 6A and 6B show both the actual temperature of the PM filter 42 (solid line) and the target temperature of the PM filter 42 during filter regeneration (dotted line).

一般に、フィルタ再生時、PMフィルタ42内の温度は、一様ではなく、排ガス通流方向に沿って高低差を有するものとなる。これは、主に、PMフィルタ42とPMフィルタ42に流入する排ガスとの熱交換、PMフィルタ42内でのHC(即ち、酸化触媒41でスリップしたHC)の燃焼(又は酸化反応)に伴う発熱、及び、PMフィルタ42内に堆積するPMの燃焼に伴う発熱に依拠する。 In general, during filter regeneration, the temperature in the PM filter 42 is not uniform, and has a height difference along the exhaust gas flow direction. This is mainly due to heat exchange between the PM filter 42 and the exhaust gas flowing into the PM filter 42, and heat generation accompanying combustion (or oxidation reaction) of HC (that is, HC slipped on the oxidation catalyst 41) in the PM filter 42. , and heat generation due to combustion of PM deposited in the PM filter 42 .

フィルタ再生時には、酸化触媒41に対してHCが供給され、酸化触媒41におけるHCの酸化反応により、PMフィルタ42に到来する排ガスは、高温化したものとなる(例えば、600℃程度まで高温化する)。フィルタ再生を開始した直後には、この高温化した排ガスによって、まず、PMフィルタ42の上流端が昇温する。この際、PMフィルタ42の下流端には、PMフィルタ42の上流端で熱交換された後の排ガスが通流するため、PMフィルタ42の下流端は、PMフィルタ42の上流端に遅れて昇温する(図6Aを参照)。 During filter regeneration, HC is supplied to the oxidation catalyst 41, and due to the oxidation reaction of HC in the oxidation catalyst 41, the temperature of the exhaust gas reaching the PM filter 42 is increased (for example, the temperature is increased to about 600° C.). ). Immediately after the filter regeneration is started, the temperature of the upstream end of the PM filter 42 first rises due to the high-temperature exhaust gas. At this time, since the exhaust gas after heat exchange at the upstream end of the PM filter 42 flows through the downstream end of the PM filter 42, the downstream end of the PM filter 42 rises later than the upstream end of the PM filter 42. Warm (see Figure 6A).

その後、フィルタ再生の実行時間の経過と共に、PMフィルタ42の上流端とPMフィルタ42の下流端との温度差は、小さくなる。但し、酸化触媒41からのHCスリップ量が多く、PMフィルタ42内でのHCの燃焼(又は酸化反応)に伴う発熱量(以下、「HC発熱量」と称する)が大きい場合、PMフィルタ42の下流端に通流する排ガスは、その発熱量分だけ、PMフィルタ42の上流端よりも昇温することになる。そのため、HC発熱量が大きい場合には、PMフィルタ42の下流端は、PMフィルタ42の上流端よりも相当に高温化した状態となる(図6Bを参照)。 Thereafter, the temperature difference between the upstream end of the PM filter 42 and the downstream end of the PM filter 42 becomes smaller as the filter regeneration execution time elapses. However, when the HC slip amount from the oxidation catalyst 41 is large and the amount of heat generated due to the combustion (or oxidation reaction) of HC in the PM filter 42 (hereinafter referred to as "HC calorific value") is large, the PM filter 42 Exhaust gas flowing through the downstream end has a higher temperature than the upstream end of the PM filter 42 by the amount of heat generated. Therefore, when the amount of heat generated by HC is large, the downstream end of the PM filter 42 is considerably hotter than the upstream end of the PM filter 42 (see FIG. 6B).

尚、HC発熱量に比較してその影響は小さいが、PMフィルタ42内に堆積するPMの燃焼に伴う発熱量(以下、「PM発熱量」と称する)が大きい場合にも、同様の昇温挙動が見受けられる。 Although the effect is small compared to the HC calorific value, when the calorific value associated with the combustion of PM deposited in the PM filter 42 (hereinafter referred to as "PM calorific value") is large, the same temperature rise can occur. behavior can be seen.

かかる観点から、温度分布推定部103は、PMフィルタ42を排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、複数のセルそれぞれの温度を推定する。これにより、後述する目標燃料供給量算出部104により、複数のセルそれぞれの推定温度と目標温度との偏差から、PMフィルタ42を目標温度付近で再生させるために必要となる燃料供給量を正確に算出することが可能となる。 From this point of view, the temperature distribution estimator 103 virtually divides the PM filter 42 into a plurality of cells along the flow direction of the exhaust gas, and estimates the temperature of each of the plurality of cells. As a result, the target fuel supply amount calculation unit 104, which will be described later, accurately calculates the fuel supply amount required to regenerate the PM filter 42 near the target temperature from the difference between the estimated temperature of each of the plurality of cells and the target temperature. It is possible to calculate

尚、過熱状態でPMフィルタ42を再生することは、PMフィルタ42の破損や、PMフィルタ42の下流側に配設されたSCR触媒43等の熱害(例えば、熱による触媒機能の低下)を引き起こすことになる。加えて、PMフィルタ42の過熱状態は、PMフィルタ42内に堆積するPMの燃焼を促進し、PM発熱量の増大に伴う更なる過熱を引き起こすことにもなる。 It should be noted that regeneration of the PM filter 42 in an overheated state prevents damage to the PM filter 42 and heat damage to the SCR catalyst 43 and the like disposed downstream of the PM filter 42 (for example, deterioration of catalytic function due to heat). will cause. In addition, the overheated state of the PM filter 42 promotes combustion of PM deposited in the PM filter 42, and causes further overheating due to an increase in PM heat value.

本実施形態では、温度分布推定部103は、PMフィルタ42を排ガス通流方向に沿って仮想的に4個のセル42a~42dに分割し、セル毎に、当該セルに流入する排ガスと当該セルとの間における熱交換を熱伝達方程式で表した熱収支モデル103Mを用いて、当該セルの温度を推定する。この際、温度分布推定部103は、当該セルに付着して燃焼するHC発熱量、及び、当該セルに堆積するPMの燃焼により生ずるPM発熱量を考慮した上で、当該セルの温度を推定する。尚、図5では、温度分布推定部103が一個のセルの温度を推定するための演算処理を模式的に示している。 In this embodiment, the temperature distribution estimation unit 103 virtually divides the PM filter 42 into four cells 42a to 42d along the flow direction of the exhaust gas. The temperature of the cell is estimated using a heat balance model 103M that expresses the heat exchange between and by a heat transfer equation. At this time, the temperature distribution estimating unit 103 estimates the temperature of the cell after considering the calorific value of HC that adheres to and burns in the cell and the PM calorific value generated by the combustion of PM that accumulates in the cell. . Note that FIG. 5 schematically shows arithmetic processing for estimating the temperature of one cell by the temperature distribution estimating unit 103 .

熱収支モデル103Mは、例えば、排ガスとセルとの間の熱伝達率、セルの熱容量、及び、排ガスの熱容量等に基づいて、予め導出されている。熱収支モデル103Mには、例えば、一時刻前の演算対象のセルの温度、当該セルに流入する排ガスの温度、当該セルに流入する排ガスの流量、当該セルにおけるHC発熱量、及び、当該セルにおけるPM発熱量の値が入力される。尚、ここで、一時刻前に推定されたセルの温度とは、例えば、各セル42a~42dの温度を推定する推定周期における一時刻前を意味する。 The heat balance model 103M is derived in advance based on, for example, the heat transfer coefficient between the exhaust gas and the cells, the heat capacity of the cells, the heat capacity of the exhaust gas, and the like. The heat balance model 103M includes, for example, the temperature of the cell to be calculated one time before, the temperature of the exhaust gas flowing into the cell, the flow rate of the exhaust gas flowing into the cell, the HC calorific value in the cell, and the A PM calorific value is entered. Here, the cell temperature estimated one time ago means, for example, one time ago in the estimation cycle for estimating the temperature of each of the cells 42a to 42d.

ここで、温度分布推定部103は、セル毎に、当該セルに流入する排ガスの温度が異なることから、セル毎に、熱収支モデル103Mを用いた演算処理を行う。そして、温度分布推定部103は、例えば、セル毎に、当該セルの温度、及び、当該セルから流れ出る際の排ガスの温度を算出する。 Here, the temperature distribution estimation unit 103 performs arithmetic processing using the heat balance model 103M for each cell because the temperature of the exhaust gas flowing into the cell differs for each cell. Then, the temperature distribution estimator 103 calculates, for each cell, the temperature of the cell and the temperature of the exhaust gas flowing out of the cell.

熱収支モデル103Mに入力する各セル42a~42dに流入する排ガスの温度は、例えば、自身の上流側に隣接するセルの下流端から流れ出る排ガスの温度(即ち、自身の上流側に隣接するセルと熱交換した後の排ガスの温度)が用いられる。つまり、図4のモデルでは、PMフィルタ42の上流端に位置するセル42aに流入する排ガスの温度としては、温度センサ52が示す排ガス温度が用いられ、セル42bに流入する排ガスの温度としては、セル42aの下流端から流れ出る排ガスの温度が用いられ、セル42cに流入する排ガスの温度としては、セル42bの下流端から流れ出る排ガスの温度が用いられ、セル42dに流入する排ガスの温度としては、セル42cの下流端から流れ出る排ガスの温度が用いられる。 The temperature of the exhaust gas flowing into each of the cells 42a to 42d input to the heat balance model 103M is, for example, the temperature of the exhaust gas flowing out from the downstream end of the cell adjacent to its upstream side (that is, the temperature of the exhaust gas flowing from the cell adjacent to its upstream side). temperature of exhaust gas after heat exchange) is used. That is, in the model of FIG. 4, the exhaust gas temperature indicated by the temperature sensor 52 is used as the temperature of the exhaust gas flowing into the cell 42a located at the upstream end of the PM filter 42, and the temperature of the exhaust gas flowing into the cell 42b is The temperature of the exhaust gas flowing out of the downstream end of the cell 42a is used, the temperature of the exhaust gas flowing into the cell 42c is the temperature of the exhaust gas flowing out of the downstream end of the cell 42b, and the temperature of the exhaust gas flowing into the cell 42d is: The temperature of the exhaust gas exiting the downstream end of cell 42c is used.

又、熱収支モデル103Mに入力する各セル42a~42dに流入する排ガスの流量は、例えば、流速センサ53のセンサ値に基づいて設定される。当該流量は、各セル42a~42dの演算で共通の値が用いられる。 Further, the flow rate of the exhaust gas flowing into each of the cells 42a to 42d to be input to the heat balance model 103M is set based on the sensor value of the flow velocity sensor 53, for example. A common value is used for the flow rate in the calculations of the cells 42a to 42d.

各セル42a~42dにおけるHC発熱量及びPM発熱量は、例えば、当該セルに付着するHC量、及び、当該セルに堆積するPM堆積量を基準として算出される。 The HC calorific value and PM calorific value in each of the cells 42a to 42d are calculated based on, for example, the amount of HC adhering to the cell and the amount of PM deposited on the cell.

図7は、温度分布推定部103が各セルに付着するHC量を算出する際に参照するHC付着量分布モデルの一例を示す図である。図8は、温度分布推定部103が各セルに堆積するPM堆積量を算出する際に参照するPM堆積量分布モデルの一例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of an HC adhesion amount distribution model that the temperature distribution estimating unit 103 refers to when calculating the HC amount that adheres to each cell. FIG. 8 is a diagram showing an example of a PM deposition amount distribution model that the temperature distribution estimation unit 103 refers to when calculating the PM deposition amount deposited in each cell.

酸化触媒41からスリップしてPMフィルタ42に到来するHCは、典型的には、PMフィルタ42の上流端側に多く付着する。かかる観点から、本実施形態では、PMフィルタ42の上流側のセルほど多くのHCが付着するHC付着量分布モデルを用いている。温度分布推定部103は、例えば、当該HC付着量分布モデルに従って、HCスリップ量推定部102に推定されたHCスリップ量を、上流端側のセル42aから下流端側のセル42dに向かって、40%、30%、20%、10%の順に振り分けることで、各セル42a~42dに付着するHC量及び当該セルにおけるHC発熱量を算出している(図7を参照)。尚、かかる分布モデルは、予め実験によって定められたものが用いられるのが好ましい。 HC that slips from the oxidation catalyst 41 and reaches the PM filter 42 typically adheres to the upstream end side of the PM filter 42 . From this point of view, the present embodiment uses an HC adhesion amount distribution model in which more HC adheres to cells closer to the upstream side of the PM filter 42 . For example, the temperature distribution estimating unit 103 distributes the HC slip amount estimated by the HC slip amount estimating unit 102 in accordance with the HC adhesion amount distribution model, from the upstream end cell 42a toward the downstream end cell 42d. %, 30%, 20%, and 10% in order, the amount of HC adhering to each of the cells 42a to 42d and the amount of heat generated by HC in the cell are calculated (see FIG. 7). In addition, it is preferable to use a distribution model determined in advance by experiments.

又、PMフィルタ42中に堆積するPMは、典型的には、排ガス通流方向に沿って略均一に堆積する。これは、一部の流路においてPM堆積量が増加すると、その部分の流動抵抗のみが大きくなるためである。かかる観点から、本実施形態では、PMフィルタ42の各セル42a~42dに堆積するPM堆積量を同一とするPM堆積量分布モデルを用いている。温度分布推定部103は、例えば、PM堆積量分布モデルに従って、PM堆積量推定部101に推定されたPM堆積量を、各セルに均一に振り分けることで(ここでは、25%ずつ)、各セルに堆積するPM堆積量及び当該セルにおけるPM発熱量を算出している(図8を参照)。 Also, the PM deposited in the PM filter 42 typically deposits substantially uniformly along the flow direction of the exhaust gas. This is because if the PM deposition amount increases in a portion of the flow path, only the flow resistance in that portion increases. From this point of view, the present embodiment uses a PM deposition amount distribution model in which the PM deposition amount deposited on each of the cells 42a to 42d of the PM filter 42 is the same. For example, the temperature distribution estimation unit 103 uniformly distributes the PM deposition amount estimated by the PM deposition amount estimation unit 101 to each cell according to the PM deposition amount distribution model (here, 25% each), so that each cell The amount of PM accumulated in the cell and the amount of heat generated by PM in the cell are calculated (see FIG. 8).

尚、HC付着量分布モデルのデータは、HC付着量とHC発熱量の関係を示すデータと共に、ECU100のROM等に予め記憶されている。又、同様に、PM堆積量分布モデルのデータは、PM堆積量とPM発熱量の関係を示すデータと共に、ECU100のROM等に予め記憶されている。 The data of the HC adhesion amount distribution model are pre-stored in the ROM or the like of the ECU 100 together with the data showing the relationship between the HC adhesion amount and the HC heat generation amount. Similarly, the data of the PM deposition amount distribution model are stored in advance in the ROM or the like of the ECU 100 together with the data indicating the relationship between the PM deposition amount and the PM heat generation amount.

温度分布推定部103は、このような演算処理により、セル毎に、当該セルの温度、及び、当該セルから流れ出る際の排ガスの温度を算出する。 The temperature distribution estimator 103 calculates, for each cell, the temperature of the cell and the temperature of the exhaust gas when flowing out from the cell by such arithmetic processing.

<目標燃料供給量算出部104>
目標燃料供給量算出部104は、温度分布推定部103からPMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれの推定温度に係る情報を取得して、PMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、PMフィルタ42の再生のために酸化触媒41に供給する未燃焼燃料の目標供給量(以下、単に、「酸化触媒41への目標燃料供給量」と称する)を算出する。具体的には、目標燃料供給量算出部104は、PMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に対して、PMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれに対して設定されたゲイン値を積算し、これらを加算することで、酸化触媒41への目標燃料供給量を算出する。
<Target fuel supply amount calculation unit 104>
The target fuel supply amount calculation unit 104 acquires information related to the estimated temperature of each of the plurality of cells 42a to 42d of the PM filter 42 from the temperature distribution estimation unit 103, and estimates each of the plurality of cells 42a to 42d of the PM filter 42. A target supply amount of unburned fuel to be supplied to the oxidation catalyst 41 for regeneration of the PM filter 42 based on the deviation of the temperature from the target temperature (hereinafter simply referred to as "target fuel supply amount to the oxidation catalyst 41") Calculate Specifically, the target fuel supply amount calculation unit 104 calculates the deviation of the estimated temperature of each of the plurality of cells 42a to 42d of the PM filter 42 from the target temperature. The target fuel supply amount to the oxidation catalyst 41 is calculated by accumulating the gain values set by , and adding them.

そして、目標燃料供給量算出部104は、算出した目標燃料供給量が酸化触媒41に供給されるように、エンジン10の燃料噴射装置を制御する。尚、エンジン10は、目標燃料供給量算出部104から、目標燃料供給量に係る制御指令を受け付けた場合、例えば、当該目標燃料供給量をポスト噴射で噴射する。 Then, the target fuel supply amount calculator 104 controls the fuel injection device of the engine 10 so that the calculated target fuel supply amount is supplied to the oxidation catalyst 41 . When the engine 10 receives a control command related to the target fuel supply amount from the target fuel supply amount calculation unit 104, the engine 10 injects the target fuel supply amount in post-injection, for example.

図9は、目標燃料供給量算出部104の構成の一例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the target fuel supply amount calculation unit 104. As shown in FIG.

目標燃料供給量算出部104は、例えば、第1演算部104a、第2演算部104b、第3演算部104c、及び第4演算部104dを有している。ここで、第1演算部104aは、セル42aの目標温度に対する推定温度の偏差(図6A、図6BのΔT1)とゲイン値γ1との積算により、セル42aを目標温度まで昇温するために必要な燃料供給量を算出する。又、第2演算部104bは、セル42bの目標温度に対する推定温度の偏差(図6A、図6BのΔT2)とゲイン値γ2との積算により、セル42bを目標温度まで昇温するために必要な燃料供給量を算出する。又、第3演算部104cは、セル42cの目標温度に対する推定温度の偏差(図6A、図6BのΔT3)とゲイン値γ3との積算により、セル42cを目標温度まで昇温するために必要な燃料供給量を算出する。又、第4演算部104dは、セル42dの目標温度に対する推定温度の偏差(図6A、図6BのΔT4)とゲイン値γ4との積算により、セル42dを目標温度まで昇温するために必要な燃料供給量を算出する。 The target fuel supply amount calculator 104 has, for example, a first calculator 104a, a second calculator 104b, a third calculator 104c, and a fourth calculator 104d. Here, the first calculation unit 104a integrates the deviation of the estimated temperature from the target temperature of the cell 42a (ΔT1 in FIGS. 6A and 6B) and the gain value γ1. Calculate the appropriate fuel supply amount. Further, the second calculation unit 104b multiplies the deviation of the estimated temperature from the target temperature of the cell 42b (ΔT2 in FIGS. 6A and 6B) and the gain value γ2, and calculates the temperature required to raise the temperature of the cell 42b to the target temperature. Calculate the fuel supply amount. Further, the third calculation unit 104c multiplies the deviation of the estimated temperature from the target temperature of the cell 42c (ΔT3 in FIGS. 6A and 6B) and the gain value γ3 to calculate the temperature required to raise the temperature of the cell 42c to the target temperature. Calculate the fuel supply amount. Further, the fourth calculation unit 104d multiplies the deviation of the estimated temperature from the target temperature of the cell 42d (ΔT4 in FIGS. 6A and 6B) and the gain value γ4, and calculates the temperature required to raise the temperature of the cell 42d to the target temperature. Calculate the fuel supply amount.

そして、目標燃料供給量算出部104は、第1演算部104aにて算出された燃料供給量、第2演算部104bにて算出された燃料供給量、第3演算部104cにて算出された燃料供給量、及び、第4演算部104dにて算出された燃料供給量を加算することで、酸化触媒41への目標燃料供給量を算出する。つまり、ここでは、目標燃料供給量A=ΔT1×γ1+ΔT2×γ2+ΔT3×γ3+ΔT4×γ4となる。 Then, the target fuel supply amount calculation unit 104 calculates the fuel supply amount calculated by the first calculation unit 104a, the fuel supply amount calculated by the second calculation unit 104b, and the fuel amount calculated by the third calculation unit 104c. A target fuel supply amount to the oxidation catalyst 41 is calculated by adding the supply amount and the fuel supply amount calculated by the fourth calculation unit 104d. That is, here, the target fuel supply amount A=ΔT1×γ1+ΔT2×γ2+ΔT3×γ3+ΔT4×γ4.

尚、第1演算部104aは、セル42aの推定温度が目標温度よりも低い場合には、燃料供給量をプラスの値として算出するが、セル42aの推定温度が目標温度よりも高い場合には、燃料供給量をマイナスの値として算出する構成となっている。この点は、第2演算部104b、第3演算部104c、及び第4演算部104dについても、同様である。そのため、例えば、下流端のセル42dの温度が目標値よりも大きくなっている場合には、ΔT4×γ4の値は、マイナスの値となり、その値が大きい場合には、目標燃料供給量Aは、ゼロに近づくことになる。 Note that the first calculation unit 104a calculates the fuel supply amount as a positive value when the estimated temperature of the cell 42a is lower than the target temperature, but when the estimated temperature of the cell 42a is higher than the target temperature , the fuel supply amount is calculated as a negative value. This point is the same for the second calculation unit 104b, the third calculation unit 104c, and the fourth calculation unit 104d. Therefore, for example, when the temperature of the cell 42d at the downstream end is higher than the target value, the value of ΔT4×γ4 becomes a negative value. , will approach zero.

又、第1演算部104aにて算出された燃料供給量、第2演算部104bにて算出された燃料供給量、第3演算部104cにて算出された燃料供給量、及び、第4演算部104dにて算出された燃料供給量を加算した値が、ゼロよりも小さい場合には、目標燃料供給量算出部104は、酸化触媒41への目標燃料供給量をゼロとして算出する。 Further, the fuel supply amount calculated by the first calculation unit 104a, the fuel supply amount calculated by the second calculation unit 104b, the fuel supply amount calculated by the third calculation unit 104c, and the fourth calculation unit When the value obtained by adding the fuel supply amount calculated in 104d is smaller than zero, the target fuel supply amount calculation unit 104 calculates the target fuel supply amount to the oxidation catalyst 41 as zero.

目標燃料供給量算出部104は、かかる演算処理により、PMフィルタ42の一部の温度(典型的には、下流端のセル42dの温度)が異常に上昇した場合には、酸化触媒41への目標燃料供給量をゼロとして、PMフィルタ42の過熱状態の発生を抑制する。 When the temperature of a part of the PM filter 42 (typically, the temperature of the cell 42 d at the downstream end) abnormally rises, the target fuel supply amount calculation unit 104 determines that the fuel supply to the oxidation catalyst 41 The target fuel supply amount is set to zero to suppress the occurrence of overheating of the PM filter 42 .

尚、PMフィルタ42の複数のセルそれぞれに対して設定されたゲイン値γ1~γ4のうち、下流側のセルに対して設定されたゲイン値は、上流側のセルに対して設定されたゲイン値よりも大きくするのが好ましい。これによって、下流側のセルの温度の方が、上流側のセルの温度よりも、目標燃料供給量算出部104が目標燃料供給量を決定する際の影響度合いを大きくすることができる。これにより、PMフィルタ42の下流端のセル42dの温度の異常を抑制する機能を、より高めることができる。 Among the gain values γ1 to γ4 set for each of the plurality of cells of the PM filter 42, the gain value set for the downstream cell is the gain value set for the upstream cell. preferably larger than As a result, the temperature of the cell on the downstream side can have a greater degree of influence when the target fuel supply amount calculation unit 104 determines the target fuel supply amount than the temperature of the cell on the upstream side. As a result, the function of suppressing abnormalities in the temperature of the cell 42d at the downstream end of the PM filter 42 can be further enhanced.

各セルの目標温度は、例えば、500℃以上で且つ650℃以下の温度に設定される。本実施形態では、各セルの目標温度を同一温度に設定している(図6A、図6Bを参照)。但し、目標温度は、セル毎に異ならせてもよい。例えば、PMフィルタ42内におけるHC発熱量及びPM発熱量に起因して、下流側のセルの方が上流側のセルよりも高温になることを考慮して、下流側のセルに対して設定する目標温度の方が、上流側のセルに対して設定する目標温度よりも大きくしてもよい。又、目標温度は、時間的に変化させてもよい。PM発熱量は、PMフィルタ42中のPM堆積量に依拠して変化する。この点、PMフィルタ42の再生が進むにつれて、PM発熱量が小さくなることを考慮して、PMフィルタ42の再生が進むにつれて、目標温度を小さくしてもよい。 The target temperature of each cell is set to, for example, 500° C. or higher and 650° C. or lower. In this embodiment, the target temperature of each cell is set to the same temperature (see FIGS. 6A and 6B). However, the target temperature may be different for each cell. For example, it is set for the downstream cell considering that the temperature of the downstream cell becomes higher than that of the upstream cell due to the HC heat value and the PM heat value in the PM filter 42 . The target temperature may be higher than the target temperature set for the upstream cell. Also, the target temperature may be changed over time. The amount of heat generated by PM varies depending on the amount of PM deposited in the PM filter 42 . In this regard, the target temperature may be decreased as the regeneration of the PM filter 42 progresses, considering that the amount of heat generated by PM becomes smaller as the regeneration of the PM filter 42 progresses.

[ECUの動作]
次に、ECU100の動作の一例について、説明する。
[Operation of ECU]
Next, an example of the operation of the ECU 100 is described.

図10は、本実施形態に係るECU100の動作を示すフローチャートである。図10に示すフローチャートは、例えば、再生要求フラグがセットされているときに、ECU100が、コンピュータプログラムに従って、所定間隔(例えば、100msec毎)で繰り返し実行するものである。 FIG. 10 is a flow chart showing the operation of the ECU 100 according to this embodiment. The flowchart shown in FIG. 10 is repeatedly executed by the ECU 100 at predetermined intervals (for example, every 100 msec) according to the computer program, for example, when the regeneration request flag is set.

ECU100は、まず、各種センサ(ここでは、差圧センサ51、温度センサ52、及び流速センサ53)からセンサ信号を取得する(ステップS1)。次に、ECU100(PM堆積量推定部101)は、PMフィルタ42中のPM堆積量を推定する(ステップS2)。次に、ECU100(HCスリップ量推定部102)は、酸化触媒41からのHCスリップ量を推定する(ステップS3)。次に、ECU100(温度分布推定部103)は、PMフィルタ42に流入する排ガスの温度及び流量と、ステップS2で算出されたPMフィルタ42中のPM堆積量と、ステップS3で算出された酸化触媒41からのHCスリップと、に基づいて、PMフィルタ42の各セル42a~42dの温度を推定する(ステップS4)。次に、ECU100(目標燃料供給量算出部104)は、PMフィルタ42の各セル42a~42dの目標温度に対する推定温度の偏差に基づいて、酸化触媒41に対して供給する目標燃料供給量を算出する(ステップS5)。次に、ECU100は、エンジン10に対して、ステップS5で算出された目標燃料供給量をポスト噴射にて噴射するように、燃料噴射指令を送信する(ステップS6)。 The ECU 100 first acquires sensor signals from various sensors (here, the differential pressure sensor 51, the temperature sensor 52, and the flow velocity sensor 53) (step S1). Next, the ECU 100 (PM deposition amount estimator 101) estimates the PM deposition amount in the PM filter 42 (step S2). Next, the ECU 100 (HC slip amount estimator 102) estimates the HC slip amount from the oxidation catalyst 41 (step S3). Next, the ECU 100 (temperature distribution estimator 103) determines the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the PM filter 42, the PM deposition amount in the PM filter 42 calculated in step S2, and the oxidation catalyst calculated in step S3. The temperature of each cell 42a-42d of the PM filter 42 is estimated based on the HC slip from 41 (step S4). Next, the ECU 100 (target fuel supply amount calculation unit 104) calculates the target fuel supply amount to be supplied to the oxidation catalyst 41 based on the deviation of the estimated temperature from the target temperature of each of the cells 42a to 42d of the PM filter 42. (step S5). Next, the ECU 100 transmits a fuel injection command to the engine 10 so as to inject the target fuel supply amount calculated in step S5 by post injection (step S6).

フィルタ再生時、ECU100は、このような処理を繰り返し実行することで、逐次変化するPMフィルタ42の内部温度に対応するように、酸化触媒41に対して必要なHC量を供給する。 During filter regeneration, the ECU 100 repeatedly executes such processing to supply the necessary amount of HC to the oxidation catalyst 41 so as to correspond to the internal temperature of the PM filter 42 that changes successively.

[効果]
以上のように、本実施形態に係る排気浄化装置Uは、PMフィルタ42を排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセル42a~42dに分割し、酸化触媒41からPMフィルタ42へのHCスリップ量を考慮して、各セル42a~42dの温度を推定する。そして、本実施形態に係る排気浄化装置Uは、各セル42a~42dの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、PMフィルタ42の再生のために酸化触媒41に供給する未燃焼燃料の目標供給量を算出する。
[effect]
As described above, the exhaust gas purification apparatus U according to the present embodiment virtually divides the PM filter 42 into a plurality of cells 42a to 42d along the exhaust gas flow direction, and the HC from the oxidation catalyst 41 to the PM filter 42. The temperature of each cell 42a-42d is estimated in consideration of the amount of slip. Then, the exhaust gas purification device U according to the present embodiment provides a target supply of unburned fuel to the oxidation catalyst 41 for regeneration of the PM filter 42 based on the deviation of the estimated temperature of each of the cells 42a to 42d from the target temperature. Calculate quantity.

従って、本実施形態に係る排気浄化装置Uによれば、酸化触媒41の劣化に伴って酸化触媒41からPMフィルタ42へのHCスリップが発生している状況下においても、PMフィルタ42における過熱状態の発生を抑制するように、酸化触媒41への燃料供給量(例えば、燃料噴射装置におけるポスト噴射量)を適正化することが可能である。 Therefore, according to the exhaust purification device U according to the present embodiment, even in a situation where HC slip occurs from the oxidation catalyst 41 to the PM filter 42 due to deterioration of the oxidation catalyst 41, the overheated state of the PM filter 42 It is possible to optimize the amount of fuel supplied to the oxidation catalyst 41 (for example, the amount of post-injection in the fuel injection device) so as to suppress the occurrence of .

これによって、燃料噴射装置(本実施形態では、エンジン10の燃料噴射装置)から噴射させる燃料が不必要に増大することを抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。又、これによって、PMフィルタ42下流側に過度に昇温された排ガスを通流させ、PMフィルタ42の下流側のSCR触媒43等へ熱害を引き起こすことを抑制することができる。 As a result, an unnecessary increase in the amount of fuel injected from the fuel injection device (the fuel injection device of the engine 10 in this embodiment) can be suppressed, and deterioration of fuel efficiency can be suppressed. In addition, this makes it possible to prevent excessively heated exhaust gas from flowing downstream of the PM filter 42 and causing heat damage to the SCR catalyst 43 and the like on the downstream side of the PM filter 42 .

(第2の実施形態)
次に、図11、図12を参照して、第2の実施形態に係る排気浄化装置Uの構成について説明する。
(Second embodiment)
Next, with reference to FIGS. 11 and 12, the configuration of the exhaust purification device U according to the second embodiment will be described.

本実施形態に係る排気浄化装置Uは、ECU100が、第2目標燃料供給量算出部105を更に備える点で、第1の実施形態に係る排気浄化装置Uと相違する。尚、以下では、説明の便宜として、第1の実施形態で説明した目標燃料供給量算出部104を「第1目標燃料供給量算出部104」と称する。 The exhaust gas purification device U according to this embodiment differs from the exhaust gas purification device U according to the first embodiment in that the ECU 100 further includes a second target fuel supply amount calculator 105 . In addition, below, the target fuel supply amount calculation part 104 demonstrated in 1st Embodiment is called "the 1st target fuel supply amount calculation part 104" for convenience of explanation.

図11は、第2の実施形態に係る排気浄化装置Uの構成の一例を示す図である。図12は、第2目標燃料供給量算出部105の構成の一例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of an exhaust purification device U according to the second embodiment. FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the second target fuel supply amount calculator 105. As shown in FIG.

第2目標燃料供給量算出部105は、例えば、PMフィルタ42の再生の際、酸化触媒41の出口温度のセンサ値が目標値に近づくように、酸化触媒41に供給する未燃焼燃料の供給量をフィードバック制御する。 For example, when the PM filter 42 is regenerated, the second target fuel supply amount calculator 105 calculates the amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst 41 so that the sensor value of the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 approaches the target value. the feedback control.

第2目標燃料供給量算出部105は、目標温度設定部105a、及び、第5演算部105bを有している。ここで、目標温度設定部105aは、ECU100で燃料噴射量等に基づき算出されるエンジン10の出力トルクと、回転速度センサ54が検出するエンジン10の回転速度とに基づいて、酸化触媒41の出口温度の目標値を設定する。尚、酸化触媒41の出口温度の目標値は、例えば、500℃以上で且つ650℃以下の温度に設定される。 The second target fuel supply amount calculation unit 105 has a target temperature setting unit 105a and a fifth calculation unit 105b. Here, the target temperature setting unit 105a sets the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 based on the output torque of the engine 10 calculated by the ECU 100 based on the fuel injection amount and the like and the rotation speed of the engine 10 detected by the rotation speed sensor 54. Set the temperature target. The target value of the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 is set to a temperature of 500° C. or higher and 650° C. or lower, for example.

第5演算部105bは、温度センサ52が検出する酸化触媒41の出口温度のセンサ値と、目標温度設定部105aに設定された酸化触媒41の出口温度の目標値との偏差に基づいて、酸化触媒41に対する燃料供給量を決定する。そして、第2目標燃料供給量算出部105は、第5演算部105bにて決定された目標燃料供給量が酸化触媒41に供給されるように、エンジン10を制御する。第5演算部105bによる燃料供給量の制御は、典型的には、PID制御による。 The fifth calculation unit 105b performs oxidation based on the deviation between the sensor value of the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 detected by the temperature sensor 52 and the target value of the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 set in the target temperature setting unit 105a. A fuel supply amount for the catalyst 41 is determined. The second target fuel supply amount calculator 105 controls the engine 10 so that the target fuel supply amount determined by the fifth calculator 105b is supplied to the oxidation catalyst 41 . The control of the fuel supply amount by the fifth calculation unit 105b is typically based on PID control.

尚、ここでは、ECU100は、酸化触媒41とPMフィルタ42との間に配設された温度センサ52を用いて、酸化触媒41の出口温度を検出している。但し、酸化触媒41とPMフィルタ42との間の距離が離れている場合には、PMフィルタ42の入口温度を検出する温度センサと、酸化触媒41の出口温度を検出する温度センサと、は別個に設けられてもよい。 Here, the ECU 100 detects the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 using the temperature sensor 52 arranged between the oxidation catalyst 41 and the PM filter 42 . However, when the distance between the oxidation catalyst 41 and the PM filter 42 is long, the temperature sensor for detecting the inlet temperature of the PM filter 42 and the temperature sensor for detecting the outlet temperature of the oxidation catalyst 41 are separate. may be provided in

通常、PMフィルタ42の再生を開始した直後にPMフィルタ42を昇温している際には、酸化触媒41の出口温度を基準にして、酸化触媒41に対する燃料供給量を制御した方が、燃料供給量制御の安定性の観点から好ましい。これは、PMフィルタ42の再生を開始した直後には、PMフィルタ42の内部温度の時間的変化が大きいためである。 Normally, when the temperature of the PM filter 42 is raised immediately after starting regeneration of the PM filter 42, it is better to control the fuel supply amount to the oxidation catalyst 41 based on the outlet temperature of the oxidation catalyst 41. It is preferable from the viewpoint of the stability of supply amount control. This is because the temporal change in the internal temperature of the PM filter 42 is large immediately after regeneration of the PM filter 42 is started.

かかる観点から、本実施形態に係るECU100は、酸化触媒41に対する燃料供給量を制御する際、PMフィルタ42の内部温度が閾値温度(例えば、500度)以上の場合には、第1目標燃料供給量算出部104を適用し、PMフィルタ42の内部温度が閾値温度未満の場合には、第2目標燃料供給量算出部105を適用する。 From this point of view, the ECU 100 according to the present embodiment controls the fuel supply amount to the oxidation catalyst 41 when the internal temperature of the PM filter 42 is equal to or higher than the threshold temperature (for example, 500 degrees). When the amount calculation unit 104 is applied and the internal temperature of the PM filter 42 is less than the threshold temperature, the second target fuel supply amount calculation unit 105 is applied.

尚、本実施形態に係るECU100は、例えば、温度分布推定部103で推定されるPMフィルタ42の下流端側のセル42dの温度を基準として、かかる切り替え制御を行う。但し、ECU100がPMフィルタ42の内部温度が閾値温度以上まで上昇しているか否かを判定する手法は、他の手法であってもよく、例えば、ECU100は、PMフィルタ42の再生を実行している時間に基づいて、PMフィルタ42の内部温度が閾値温度以上か否かを判定してもよい。 The ECU 100 according to the present embodiment performs such switching control based on, for example, the temperature of the cell 42d on the downstream end side of the PM filter 42 estimated by the temperature distribution estimator 103 as a reference. However, the method of determining whether the internal temperature of the PM filter 42 has risen to the threshold temperature or more by the ECU 100 may be another method. It may be determined whether or not the internal temperature of the PM filter 42 is equal to or higher than the threshold temperature based on the length of time.

以上のように、本実施形態に係る排気浄化装置Uによれば、PMフィルタ42の再生を開始した直後における、酸化触媒41に対する燃料供給量を安定的に制御することが可能となる。 As described above, according to the exhaust purification device U according to the present embodiment, it is possible to stably control the amount of fuel supplied to the oxidation catalyst 41 immediately after regeneration of the PM filter 42 is started.

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are conceivable.

例えば、上記実施形態では、ECU100の構成の一例として、エンジン10のポスト噴射における噴射量の制御により、酸化触媒41への燃料供給量を制御する態様を示した。但し、ECU100は、排気浄化装置Uが排気管30内に設けられた燃料噴射装置(図示せず)を有する場合には、目標燃料供給量の一部又は全部を、排気管30内に設けられた燃料噴射装置に供給させてもよい。 For example, in the above-described embodiment, as an example of the configuration of the ECU 100, the mode of controlling the fuel supply amount to the oxidation catalyst 41 by controlling the injection amount in the post-injection of the engine 10 is shown. However, when the exhaust emission control device U has a fuel injection device (not shown) provided in the exhaust pipe 30, the ECU 100 may set part or all of the target fuel supply amount in the exhaust pipe 30. It may be supplied to the fuel injection device.

又、上記実施形態では、ECU100が参照する各種センサの一例として、差圧センサ51、温度センサ52、及び流速センサ53を示した。但し、ECU100が排気管30を通流する排ガスの状態やPMフィルタ42の状態を検出する手法は、種々に変更可能であり、これらは、上記実施形態とは異なるセンサ構成にて検出されてもよいし、エンジン10の運転状態等から演算処理により求められてもよい。 Further, in the above embodiment, the differential pressure sensor 51, the temperature sensor 52, and the flow velocity sensor 53 are shown as examples of various sensors that the ECU 100 refers to. However, the method by which the ECU 100 detects the state of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30 and the state of the PM filter 42 can be changed in various ways. Alternatively, it may be obtained by arithmetic processing from the operating state of the engine 10 or the like.

又、上記実施形態では、排気浄化装置Uの適用対象の一例として、ディーゼルエンジン車両を示したが、本発明の排気浄化装置Uの適用対象は、これに限定されない。例えば、本発明の排気浄化装置Uは、ガソリンエンジン車両にも適用し得る。又、その他、本発明の排気浄化装置Uは、発電機、建設機械、船舶等に適用されてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, a diesel engine vehicle is shown as an example of an application target of the exhaust purification device U, but the application target of the exhaust purification device U of the present invention is not limited to this. For example, the exhaust purification device U of the present invention can also be applied to gasoline engine vehicles. In addition, the exhaust purification device U of the present invention may be applied to generators, construction machinery, ships, and the like.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

本開示に係る排気浄化装置の制御装置によれば、酸化触媒が劣化した場合であっても、PMフィルタの再生のために酸化触媒に供給する未燃焼燃料の供給量を適正化することが可能である。 According to the control device for an exhaust purification device according to the present disclosure, even when the oxidation catalyst is deteriorated, it is possible to optimize the amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst for regeneration of the PM filter. is.

U 排気浄化装置
10 エンジン
20 吸気管
30 排気管
41 酸化触媒
42 PMフィルタ
43 SCR触媒
43a 尿素水噴射装置
51 差圧センサ
52 温度センサ
53 流速センサ
54 回転速度センサ
100 ECU(制御装置)
101 PM堆積量推定部
102 HCスリップ量推定部
103 温度分布推定部
104 目標燃料供給量算出部(第1目標燃料供給量算出部)
105 第2目標燃料供給量算出部
U exhaust purification device 10 engine 20 intake pipe 30 exhaust pipe 41 oxidation catalyst 42 PM filter 43 SCR catalyst 43a urea water injection device 51 differential pressure sensor 52 temperature sensor 53 flow sensor 54 rotation speed sensor 100 ECU (control device)
101 PM deposit amount estimator 102 HC slip amount estimator 103 Temperature distribution estimator 104 Target fuel supply amount calculator (first target fuel supply amount calculator)
105 second target fuel supply amount calculator

Claims (7)

内燃機関の排気管内に上流側から下流側に向かって順番に配設された酸化触媒及びPMフィルタを有する排気浄化装置の制御装置であって、
前記酸化触媒に供給された未燃焼燃料のうち、前記酸化触媒からスリップして前記PMフィルタに到来するHCスリップ量を推定するHCスリップ量推定部と、
前記PMフィルタを排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、前記PMフィルタに流入する排ガスの温度及び流量と、前記HCスリップ量と、に基づいて、前記複数のセルそれぞれの温度を推定する温度分布推定部と、
前記複数のセルそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、前記PMフィルタの再生のために前記酸化触媒に供給する未燃焼燃料の目標供給量を算出する目標燃料供給量算出部と、
を備える制御装置。
A control device for an exhaust purification device having an oxidation catalyst and a PM filter arranged in order from upstream to downstream in an exhaust pipe of an internal combustion engine,
an HC slip amount estimator for estimating an HC slip amount of the unburned fuel supplied to the oxidation catalyst and arriving at the PM filter after slipping from the oxidation catalyst;
The PM filter is virtually divided into a plurality of cells along the exhaust gas flow direction, and each of the plurality of cells is determined based on the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the PM filter and the HC slip amount. a temperature distribution estimation unit that estimates temperature;
a target fuel supply amount calculation unit that calculates a target supply amount of unburned fuel to be supplied to the oxidation catalyst for regeneration of the PM filter based on the deviation of the estimated temperature of each of the plurality of cells from the target temperature;
A control device comprising:
前記温度分布推定部は、前記PMフィルタに流入する排ガスの温度及び流量と、前記HCスリップ量と、前記PMフィルタ中のPM堆積量と、に基づいて、前記複数のセルそれぞれの温度を推定する、
請求項1に記載の制御装置。
The temperature distribution estimator estimates the temperature of each of the plurality of cells based on the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the PM filter, the HC slip amount, and the PM deposition amount in the PM filter. ,
A control device according to claim 1 .
前記目標燃料供給量算出部は、前記複数のセルそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に対して、前記複数のセルそれぞれに対して設定されたゲイン値を積算し、これらを加算することで、前記目標供給量を算出し、
前記複数のセルそれぞれに対して設定された前記ゲイン値のうち、下流側のセルに対して設定された前記ゲイン値は、上流側のセルに対して設定された前記ゲイン値よりも大きい、
請求項1又は2に記載の制御装置。
The target fuel supply amount calculation unit integrates a gain value set for each of the plurality of cells with respect to the deviation of the estimated temperature of each of the plurality of cells from the target temperature, and adds the gain values, Calculate the target supply amount,
Among the gain values set for each of the plurality of cells, the gain value set for the downstream cell is greater than the gain value set for the upstream cell,
3. A control device according to claim 1 or 2.
前記目標燃料供給量算出部に相当する第1目標燃料供給量算出部と、
温度センサで検出された前記酸化触媒の出口温度の第2目標温度に対する偏差に基づいて、前記PMフィルタの再生のために前記酸化触媒に供給する未燃焼燃料の第2目標供給量を算出する第2目標燃料供給量算出部と、を備え、
前記内燃機関内又は前記排気管内に設けられた燃料噴射装置の噴射量を制御する際には、前記PMフィルタの再生状態に基づいて、前記第1目標燃料供給量算出部と前記第2目標燃料供給量算出部とを選択的に適用する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の制御装置。
a first target fuel supply amount calculator corresponding to the target fuel supply amount calculator;
A second target supply amount of unburned fuel to be supplied to the oxidation catalyst for regeneration of the PM filter is calculated based on the deviation of the outlet temperature of the oxidation catalyst detected by the temperature sensor from the second target temperature. 2 a target fuel supply amount calculation unit,
When controlling the injection amount of a fuel injection device provided in the internal combustion engine or in the exhaust pipe, the first target fuel supply amount calculator and the second target fuel selectively applying a supply amount calculation unit;
4. A control device according to any one of claims 1 to 3.
前記PMフィルタの温度が閾値温度以上の場合、前記第1目標燃料供給量算出部を適用し、前記PMフィルタの温度が前記閾値温度未満の場合、前記第2目標燃料供給量算出部を適用する、
請求項4に記載の制御装置。
When the temperature of the PM filter is equal to or higher than the threshold temperature, the first target fuel supply amount calculator is applied, and when the temperature of the PM filter is less than the threshold temperature, the second target fuel supply amount calculator is applied. ,
5. A control device according to claim 4.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の制御装置を備える排気浄化装置。 An exhaust purification system comprising the control device according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載の排気浄化装置を備える車両。
A vehicle comprising the exhaust emission control device according to claim 6 .
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