JP7302541B2 - exhaust treatment system - Google Patents

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Description

本発明は、排気を浄化する触媒と、触媒に燃料を添加する燃料添加装置とを備える排気処理システムの劣化判定に関する。 The present invention relates to deterioration determination of an exhaust treatment system that includes a catalyst that purifies exhaust gas and a fuel addition device that adds fuel to the catalyst.

ディーゼルエンジン等の排気中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)を浄化するために、排気管には排気処理装置が設けられる。この排気処理装置は、たとえば、粒子状物質を捕集するPM除去フィルタと、PM除去フィルタよりも排気の流れの上流側に配置された酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)とを含む。PM除去フィルタにおける粒子状物質の堆積量が多くなると、フィルタが目詰まりを起こして排気の浄化機能が低下するため、PM除去フィルタを昇温させることによって捕集した粒子状物質を燃焼させてフィルタから除去する、所謂、PM除去フィルタの再生が行なわれる。 An exhaust treatment device is provided in an exhaust pipe to purify particulate matter (PM) in the exhaust of a diesel engine or the like. This exhaust treatment device includes, for example, a PM removal filter that collects particulate matter, and an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) arranged upstream of the PM removal filter in the flow of exhaust gas. When the amount of particulate matter accumulated in the PM removal filter increases, the filter clogs and the exhaust purification function deteriorates. Then, regeneration of a so-called PM removal filter is performed.

PM除去フィルタの再生では、燃料添加装置等を用いて排気に燃料を添加して、添加した燃料を酸化触媒で反応させ、その反応熱によって排気をPM除去フィルタの再生が可能な温度範囲まで昇温させる。そして、高温となった排気がPM除去フィルタを流通することによって、PM除去フィルタの温度が上昇し、PM除去フィルタ内のPMが燃焼する。 To regenerate the PM removal filter, fuel is added to the exhaust using a fuel addition device or the like, and the added fuel is reacted with an oxidation catalyst. warm up. Then, the high-temperature exhaust gas flows through the PM removal filter, thereby raising the temperature of the PM removal filter and burning the PM in the PM removal filter.

このような構成を有する排気処理装置において、燃料添加装置における詰まりや触媒やPM除去フィルタの劣化が発生すると、PM除去フィルタを目標温度に到達できない場合がある。そのため、PM除去フィルタが目標温度に到達できない場合には、燃料添加装置における詰まりが発生したか、触媒が劣化したかを判定することが求められる。 In the exhaust treatment device having such a configuration, if clogging occurs in the fuel addition device or deterioration of the catalyst or PM removal filter occurs, the PM removal filter may not be able to reach the target temperature. Therefore, when the PM removal filter cannot reach the target temperature, it is required to determine whether clogging has occurred in the fuel addition device or whether the catalyst has deteriorated.

たとえば、特開2009-228589号公報(特許文献1)には、触媒排気温度が所定値以下の場合、燃料噴射弁にポスト噴射を指令し、触媒排気温度が所定値よりも上昇しないと排気処理装置である酸化触媒が異常であると判定し、触媒排気温度が所定値よりも上昇すると燃料添加装置が異常であると判定する技術が開示される。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-228589 (Patent Document 1) discloses that when the temperature of the catalyst exhaust gas is below a predetermined value, a command is given to the fuel injection valve for post-injection, and if the temperature of the catalyst exhaust gas does not rise above a predetermined value, an exhaust process is performed. A technique is disclosed for determining that an oxidation catalyst, which is a device, is abnormal, and determining that a fuel addition device is abnormal when the catalyst exhaust temperature rises above a predetermined value.

特開2009-228589号公報JP 2009-228589 A

しかしながら、触媒排気温度のみで燃料添加装置の劣化状態と排気処理装置の劣化状態とを必ずしも精度高く判定することができず、さらなる判定精度の向上が求められる。 However, the deterioration state of the fuel addition device and the deterioration state of the exhaust treatment device cannot always be determined with high accuracy based only on the catalyst exhaust temperature, and further improvement in the determination accuracy is required.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気を浄化する排気処理装置の劣化と、排気処理装置に燃料を添加する燃料添加装置の劣化とを精度高く判定する排気処理システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to accurately detect the deterioration of an exhaust treatment device that purifies exhaust gas and the deterioration of a fuel addition device that adds fuel to the exhaust treatment device. An object of the present invention is to provide an exhaust treatment system that judges highly.

この発明のある局面に係る排気処理システムは、気筒を有するエンジンからの排気を浄化する排気処理システムである。排気処理システムは、エンジンの排気通路に設けられ、排気中の燃料との反応熱により昇温する排気処理装置と、排気処理装置に流入する排気の第1温度を検出する第1検出装置と、排気処理装置から流出する排気の第2温度を検出する第2検出装置と、排気通路における排気処理装置よりも上流の位置に設けられ、排気通路内に燃料を添加する燃料添加装置と、気筒の内部に燃料を供給する燃料供給装置と、第1温度と第2温度との差分によって示される第1昇温代を用いて燃料添加装置および燃料供給装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、エンジンの運転状態と、運転状態と運転状態に対応する第1昇温代の第1目標値との予め定められた関係を用いて第1目標値を設定する。制御装置は、燃料供給装置を用いたポスト噴射による第1昇温代の第1実測値と、第1実測値を検出したときの運転状態に対応する第1目標値との差分を用いて排気処理装置の劣化の程度を示す第1学習値を算出する。制御装置は、燃料添加装置を用いた燃料の添加による第1昇温代の第2実測値と、第1目標値と、第1学習値とを用いて燃料添加装置の劣化の程度を示す第2学習値を算出する。 An exhaust treatment system according to one aspect of the present invention is an exhaust treatment system that purifies exhaust from an engine having cylinders. The exhaust treatment system is provided in an exhaust passage of an engine and includes an exhaust treatment device that raises the temperature by heat of reaction with fuel in the exhaust, a first detection device that detects a first temperature of the exhaust flowing into the exhaust treatment device, a second detection device that detects a second temperature of exhaust gas flowing out of the exhaust treatment device; a fuel addition device that is provided upstream of the exhaust treatment device in the exhaust passage and adds fuel to the exhaust passage; A fuel supply device that supplies fuel to the interior thereof, and a control device that controls the fuel addition device and the fuel supply device using a first temperature rise amount indicated by the difference between the first temperature and the second temperature. The control device sets the first target value using a predetermined relationship between the operating state of the engine and the first target value of the first temperature rise allowance corresponding to the operating state and the operating state. The control device uses the difference between the first measured value of the first temperature increase due to the post-injection using the fuel supply device and the first target value corresponding to the operating state when the first measured value is detected to control the exhaust gas. A first learned value indicating the degree of deterioration of the processing device is calculated. The control device uses the second measured value of the first temperature increase due to addition of fuel using the fuel addition device, the first target value, and the first learning value to indicate the degree of deterioration of the fuel addition device. 2 Calculate the learning value.

このようにすると、ポスト噴射の実施により(すなわち、燃料添加装置を用いずに)排気処理装置の劣化の程度を示す第1学習値を精度高く算出することができる。さらに、算出された第1学習値を用いることによって燃料添加装置の劣化の程度を示す第2学習値を精度高く算出することができる。そのため、排気処理装置の劣化と、燃料添加装置の劣化とを精度高く判定することができる。 By doing so, the first learning value indicating the degree of deterioration of the exhaust treatment device can be calculated with high accuracy by performing the post-injection (that is, without using the fuel addition device). Furthermore, by using the calculated first learned value, the second learned value indicating the degree of deterioration of the fuel addition device can be calculated with high accuracy. Therefore, deterioration of the exhaust treatment device and deterioration of the fuel addition device can be determined with high accuracy.

好ましくは、排気処理装置は、酸化触媒である。排気処理システムは、酸化触媒よりも下流の位置に設けられ、排気通路を流通する排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、フィルタから流出する排気の第3温度を検出する第3検出装置とをさらに備える。制御装置は、運転状態に対応する、第1目標値と、第2温度と第3温度との差分によって示される第2昇温代の第2目標値とを設定する。制御装置は、ポスト噴射による第1実測値と第1目標値との差分と、ポスト噴射による第2昇温代の第3実測値と第2目標値との差分と、を用いて第1学習値を算出する。制御装置は、第2実測値と、燃料添加装置を用いた燃料の添加による第2昇温代の第4実測値と、第1目標値と、第2目標値と、第1学習値とを用いて第2学習値を算出する。 Preferably, the exhaust treatment device is an oxidation catalyst. The exhaust treatment system is provided at a position downstream of the oxidation catalyst, and includes a filter that collects particulate matter contained in the exhaust gas flowing through the exhaust passage, and a third detector that detects a third temperature of the exhaust gas that flows out from the filter. and a device. The control device sets a first target value and a second target value of the second temperature increase indicated by the difference between the second temperature and the third temperature, corresponding to the operating state. The control device performs the first learning using the difference between the first measured value and the first target value due to the post-injection and the difference between the third measured value and the second target value of the second temperature increase due to the post-injection. Calculate the value. The control device calculates a second measured value, a fourth measured value of a second temperature increase due to addition of fuel using the fuel addition device, a first target value, a second target value, and a first learned value. is used to calculate the second learning value.

このようにすると、排気処理装置が酸化触媒であって、酸化触媒よりも下流にフィルタが設けられる場合においても第1学習値を精度高く算出することができる。 With this configuration, even when the exhaust treatment device is an oxidation catalyst and the filter is provided downstream of the oxidation catalyst, the first learned value can be calculated with high accuracy.

さらに好ましくは、制御装置は、ポスト噴射による燃料の供給量と、排気処理装置に流入する排気温度と、排気処理装置を通過する気体の流量との予め定められた関係を用いて運転状態に対応する第1目標値を設定する。 More preferably, the control device responds to the operating state using a predetermined relationship among the amount of fuel supplied by post-injection, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device, and the flow rate of the gas passing through the exhaust treatment device. Set the first target value to be set.

このようにすると、ポスト噴射による燃料の供給量と、排気処理装置に流入する排気温度と、排気処理装置を通過する気体の流量とに基づくエンジンの運転状態に対応した第1昇温代の第1目標値を設定することができる。 With this configuration, the first temperature increase margin corresponding to the operating state of the engine based on the amount of fuel supplied by the post injection, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device, and the flow rate of the gas passing through the exhaust treatment device. 1 target value can be set.

さらに好ましくは、排気処理システムは、ユーザに予め定められた情報を報知する報知装置をさらに含む。制御装置は、第1学習値が第1しきい値を超える場合に、排気処理装置が劣化状態であると判定する。制御装置は、第2学習値が第2しきい値を超える場合に、燃料添加装置が劣化状態であると判定する。制御装置は、判定結果に基づく情報を報知装置を用いてユーザに報知する。 More preferably, the exhaust treatment system further includes a notification device that notifies the user of predetermined information. The control device determines that the exhaust treatment device is in a deteriorated state when the first learned value exceeds the first threshold value. The control device determines that the fuel addition device is in a deteriorated state when the second learned value exceeds the second threshold value. The control device uses the notification device to notify the user of information based on the determination result.

このようにすると、第1学習値を用いて排気処理装置が劣化状態である否かを精度高く判定することができるとともに第2学習値を用いて燃料添加装置が劣化状態であるか否かを精度高く判定することができる。さらに、判定結果に基づく情報をユーザに報知することによりユーザに排気処理装置または燃料添加装置の劣化状態を認識させることができる。 In this manner, it is possible to determine with high accuracy whether the exhaust treatment device is in a deteriorated state using the first learned value, and to determine whether the fuel addition device is in a deteriorated state using the second learned value. It can be determined with high accuracy. Further, by informing the user of the information based on the determination result, the user can be made aware of the deterioration state of the exhaust treatment device or the fuel addition device.

この発明によると、排気を浄化する排気処理装置の劣化と、排気処理装置に燃料を添加する燃料添加装置の劣化とを精度高く判定する排気処理システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exhaust treatment system that accurately determines deterioration of an exhaust treatment device that purifies exhaust gas and deterioration of a fuel addition device that adds fuel to the exhaust treatment device.

本実施の形態におけるエンジンの概略構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a schematic structure of the engine in this embodiment. 再生制御の実行時における排気処理装置における温度分布の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of temperature distribution in the exhaust treatment device when regeneration control is executed; 排気処理装置が劣化している場合の再生制御の実行時における排気処理装置における温度分布の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a temperature distribution in the exhaust treatment device when regeneration control is executed when the exhaust treatment device is deteriorated; 燃料添加装置が劣化している場合の再生制御の実行時における排気処理装置16における温度分布の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when regeneration control is executed when the fuel addition device has deteriorated; 第1噴射制御時の燃料の噴射態様の一例について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a fuel injection mode during first injection control; FIG. 第2噴射制御時の燃料の噴射態様の一例について説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a fuel injection mode during second injection control; FIG. 第3噴射制御時の燃料の噴射態様の一例について説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a fuel injection mode during third injection control; FIG. 複数の噴射態様にそれぞれ対応する酸化触媒の昇温代を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining temperature rise allowances of an oxidation catalyst corresponding to a plurality of injection modes; ECUで実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of control processing executed by an ECU; ポスト噴射が実施される場合のECUの動作の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of an operation of an ECU when post-injection is performed; FIG. DOC劣化量とフィルタ劣化量とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the amount of DOC deterioration, and the amount of filter deterioration. 燃料添加装置による燃料添加が実施される場合のECUの動作の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of an operation of an ECU when fuel addition is performed by a fuel addition device; 第2学習値の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a 2nd learning value. 走行距離に応じた第1学習値と第2学習値との変化の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of changes in the first learned value and the second learned value according to the running distance; 昇温代の目標値を算出するためのマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map for calculating the target value of temperature rise allowance.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, identical parts are provided with identical reference numerals. Their names and functions are also the same. A detailed description thereof will therefore not be repeated.

図1は、本実施の形態におけるエンジン1の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態において、エンジン1は、たとえば、コモンレール式のディーゼルエンジンを一例として説明する。しかしながら、エンジン1としては、その他の形式のディーゼルエンジンであってもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an engine 1 according to this embodiment. In the present embodiment, the engine 1 will be described as an example of a common rail diesel engine. However, the engine 1 may be any other type of diesel engine.

エンジン1は、エンジン本体10と、排気マニホールド12と、過給機15と、排気処理システム200とを備える。 The engine 1 includes an engine body 10 , an exhaust manifold 12 , a supercharger 15 and an exhaust treatment system 200 .

エンジン本体10は、複数の気筒(図示せず)と、コモンレール(図示せず)と、複数のインジェクタ11とを含む。本実施の形態においては、エンジン1は、直列4気筒エンジンを一例として説明するが、その他の気筒レイアウト(たとえば、V型あるいは水平型)のエンジンであってもよい。 The engine body 10 includes multiple cylinders (not shown), a common rail (not shown), and multiple injectors 11 . In the present embodiment, engine 1 is described as an example of an in-line four-cylinder engine, but it may be an engine with other cylinder layouts (for example, V-type or horizontal type).

複数のインジェクタ11は、複数の気筒の各々に設けられ、その各々がコモンレールに接続されている燃料噴射装置である。燃料タンクに貯留された燃料は燃料ポンプによって所定圧まで加圧されてコモンレールへ供給される。コモンレールに供給された燃料は複数のインジェクタ11の各々から所定のタイミングで気筒の内部に直接的に噴射される。複数のインジェクタ11は、ECU100からの制御信号に基づいて動作する。ECU100は、たとえば、多段噴射が実施されるように複数のインジェクタ11を制御する。多段噴射は、たとえば、パイロット噴射と、メイン噴射と、アフター噴射と、ポスト噴射とのうちの少なくともいずれか複数の噴射態様を含む。複数の噴射態様の各々の詳細については後述する。 A plurality of injectors 11 is a fuel injection device provided in each of a plurality of cylinders and each of which is connected to a common rail. The fuel stored in the fuel tank is pressurized to a predetermined pressure by the fuel pump and supplied to the common rail. The fuel supplied to the common rail is directly injected into the cylinder from each of the plurality of injectors 11 at a predetermined timing. The multiple injectors 11 operate based on control signals from the ECU 100 . ECU 100 controls a plurality of injectors 11, for example, so that multi-stage injection is performed. Multi-stage injection includes, for example, at least one of pilot injection, main injection, after-injection, and post-injection. Details of each of the plurality of injection modes will be described later.

さらに、複数のインジェクタ11の各々には圧力センサが設けられ、ECU100は、各圧力センサによって検出される燃料圧力の変化から複数のインジェクタ11からの燃料噴射量を一定の精度で推定する。ECU100は、たとえば、これらの推定結果を用いて実際の噴射量およびタイミングが要求された噴射量およびタイミングになるようにフィードバック制御を実行する。 Furthermore, each of the plurality of injectors 11 is provided with a pressure sensor, and the ECU 100 estimates the fuel injection amount from the plurality of injectors 11 with a certain degree of accuracy from changes in fuel pressure detected by each pressure sensor. ECU 100, for example, uses these estimation results to perform feedback control so that the actual injection amount and timing become the requested injection amount and timing.

排気マニホールド12は、エンジン本体10の複数の気筒の各々の排気ポート(図示せず)に連結される。排気マニホールド12には、排気管13の一方端が接続される。排気管13の他方端は、過給機15のタービンの排気流入口に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気は、排気マニホールド12において合流した後、排気管13を経由して過給機15のタービンに供給される。 The exhaust manifold 12 is connected to exhaust ports (not shown) of each of the plurality of cylinders of the engine body 10 . One end of an exhaust pipe 13 is connected to the exhaust manifold 12 . The other end of the exhaust pipe 13 is connected to the exhaust inlet of the turbocharger 15 . Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust port of each cylinder joins in the exhaust manifold 12 and is supplied to the turbine of the supercharger 15 via the exhaust pipe 13 .

過給機15は、コンプレッサとタービン(いずれも図示せず)とを含む。コンプレッサのハウジング内にはコンプレッサホイールが収納され、タービンのハウジング内にはタービンホイールが収納される。コンプレッサホイールとタービンホイールとは、連結軸によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイールは、排気管13からタービンホイールに供給される排気の排気エネルギーによって回転駆動される。コンプレッサホイールの回転駆動によって図示しない吸気管から吸入される空気が圧縮され、インタークーラ等の熱交換器を経由してエンジン本体10に設けられる吸気マニホールドに供給される。吸気マニホールドに供給される空気は、エンジン本体10に形成される吸気ポートを経由して各気筒に供給される。 Supercharger 15 includes a compressor and a turbine (both not shown). A compressor wheel is housed within the compressor housing and a turbine wheel is housed within the turbine housing. The compressor wheel and turbine wheel are connected by a connecting shaft and rotate integrally. Therefore, the compressor wheel is rotationally driven by the exhaust energy of the exhaust supplied from the exhaust pipe 13 to the turbine wheel. Air taken in from an intake pipe (not shown) is compressed by the rotation of the compressor wheel, and supplied to an intake manifold provided in the engine body 10 via a heat exchanger such as an intercooler. Air supplied to the intake manifold is supplied to each cylinder via an intake port formed in the engine body 10 .

エンジン本体10の各気筒に供給された空気と、複数のインジェクタ11から供給された燃料とが混合されることにより混合気が生成され、生成された混合気は、気筒の燃焼室内においてピストンが上死点に向けて移動することによって圧縮される。燃焼室内での混合気の圧縮着火によって燃焼圧が生じるとピストンが押し下げられてピストンとコネクティングロッドを介して接続されるクランクシャフト(出力軸)が回転される。気筒内から排気マニホールド12に排出された排気は、過給機15を駆動させるとともに、排気処理システム200において浄化される。 Air supplied to each cylinder of the engine body 10 is mixed with fuel supplied from a plurality of injectors 11 to generate an air-fuel mixture. It is compressed by moving towards dead center. Combustion pressure is generated by compression ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber, pushing down the piston and rotating the crankshaft (output shaft) connected to the piston via a connecting rod. The exhaust discharged from the cylinder to the exhaust manifold 12 drives the supercharger 15 and is purified in the exhaust treatment system 200 .

本実施の形態における排気処理システム200は、排気処理装置16と、燃料添加装置14と、ECU(Electronic Control Unit)100とによって構成される。 An exhaust treatment system 200 in the present embodiment includes an exhaust treatment device 16 , a fuel addition device 14 and an ECU (Electronic Control Unit) 100 .

排気処理装置16は、酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)17と、PM除去フィルタ18と、第1排気温度センサ102と、第2排気温度センサ104と、第3排気温度センサ106とを含む。 The exhaust treatment device 16 includes an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 17 , a PM removal filter 18 , a first exhaust temperature sensor 102 , a second exhaust temperature sensor 104 and a third exhaust temperature sensor 106 .

燃料添加装置14は、酸化触媒17よりも排気の流路における上流側の排気管13に設けられる。PM除去フィルタ18は、酸化触媒17よりも排気の流路(排気通路)における下流側に設けられる。第1排気温度センサ102は、過給機15のタービンの排気流出口と、酸化触媒17との間の排気の流路に設けられる。第2排気温度センサ104は、酸化触媒17とPM除去フィルタ18との間の排気の流路に設けられる。第3排気温度センサ106は、PM除去フィルタ18の下流側の出口の排気の流路に設けられる。 The fuel addition device 14 is provided in the exhaust pipe 13 upstream of the oxidation catalyst 17 in the exhaust passage. The PM removal filter 18 is provided downstream of the oxidation catalyst 17 in the exhaust flow path (exhaust passage). The first exhaust temperature sensor 102 is provided in the exhaust flow path between the exhaust outlet of the turbine of the supercharger 15 and the oxidation catalyst 17 . The second exhaust temperature sensor 104 is provided in the exhaust flow path between the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18 . The third exhaust temperature sensor 106 is provided in the exhaust flow path at the outlet on the downstream side of the PM removal filter 18 .

PM除去フィルタ18は、流通する排気に含まれる粒子状物質(以下、PM(Particulate Matter)と記載する。)を捕集する。PM除去フィルタ18は、たとえば、セラミックやステンレス等によって形成される。捕集されたPMは、PM除去フィルタ18内に堆積する。 The PM removal filter 18 collects particulate matter (hereinafter referred to as PM (Particulate Matter)) contained in the flowing exhaust gas. The PM removal filter 18 is made of ceramic, stainless steel, or the like, for example. The collected PM deposits inside the PM removing filter 18 .

燃料添加装置14と酸化触媒17とは、PM除去フィルタ18に堆積したPMを燃焼させ、除去する(再生する)再生機構として機能する。酸化触媒17は、排気が流通する場合に、流通する排気中の窒素酸化物(NOx)および炭素酸化物(COx)などを酸化(浄化)するとともに、排気中に燃料添加装置14やインジェクタ11から添加された燃料が含まれる場合には燃料を酸化する。燃料の酸化によって生じる反応熱により酸化触媒17を通過する排気の温度が上昇する。高温の排気がPM除去フィルタ18を通過することによってPM除去フィルタ18の温度が上昇し、PM除去フィルタ18内に堆積したPMが酸化除去される(燃焼させられる)。これにより、PM除去フィルタ18が再生される。 The fuel addition device 14 and the oxidation catalyst 17 function as a regeneration mechanism that burns and removes (regenerates) PM deposited on the PM removal filter 18 . The oxidation catalyst 17 oxidizes (purifies) nitrogen oxides (NOx), carbon oxides (COx), and the like in the flowing exhaust gas when the exhaust gas is circulating. Oxidize the fuel if the added fuel is included. The temperature of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 17 rises due to the heat of reaction generated by the oxidation of the fuel. As the high-temperature exhaust passes through the PM removal filter 18, the temperature of the PM removal filter 18 rises, and PM deposited in the PM removal filter 18 is oxidized and removed (burned). As a result, the PM removal filter 18 is regenerated.

排気処理装置16のPM除去フィルタ18の後端には、図示しない排気管が接続され、排気管には、触媒などの排気から特定の成分を除去する追加の排気処理装置やマフラー等が接続される。そのため、過給機15のタービンから排出された排気は、排気処理装置16、各種触媒およびマフラー等を経由して車外に排出される。 An exhaust pipe (not shown) is connected to the rear end of the PM removal filter 18 of the exhaust treatment device 16, and an additional exhaust treatment device such as a catalyst for removing specific components from the exhaust gas, a muffler, and the like are connected to the exhaust pipe. be. Therefore, exhaust gas discharged from the turbine of the supercharger 15 is discharged outside the vehicle via the exhaust treatment device 16, various catalysts, a muffler, and the like.

エンジン1の動作処理および排気処理装置16における排気処理は、ECU100によって実行される。ECU100は、各種処理を行なうCPU(Central Processing Unit)と、プログラムおよびデータを記憶するROM(Read Only Memory)およびCPUの処理結果等を記憶するRAM(Random Access Memory)等を含むメモリと、ECU100の外部との情報のやり取りを行なうための入・出力ポート(いずれも図示せず)とを含む制御装置である。 Operation processing of the engine 1 and exhaust processing in the exhaust treatment device 16 are executed by the ECU 100 . ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs various processes, a memory including a ROM (Read Only Memory) that stores programs and data, a RAM (Random Access Memory) that stores CPU processing results, and the like. It is a control device including input/output ports (none of which are shown) for exchanging information with the outside.

ECU100の入力ポートには、各種センサ類(たとえば、第1排気温度センサ102、第2排気温度センサ104、第3排気温度センサ106、エンジン回転数センサ108、車速センサ110およびエアフローメータ112等)が接続される。 Various sensors (eg, first exhaust temperature sensor 102, second exhaust temperature sensor 104, third exhaust temperature sensor 106, engine speed sensor 108, vehicle speed sensor 110, air flow meter 112, etc.) are connected to the input port of ECU 100. Connected.

出力ポートには、制御対象となる機器(たとえば、複数のインジェクタ11、燃料添加装置14および警告灯114等)が接続される。 Devices to be controlled (for example, multiple injectors 11, fuel addition device 14, warning light 114, etc.) are connected to the output port.

ECU100は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン1が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。また、ECU100には、時間の計測を行なうためのタイマー回路(図示せず)が内蔵されている。ECU100には、第1排気温度センサ102と、第2排気温度センサ104と、第3排気温度センサ106と、エンジン回転数センサ108と、車速センサ110と、エアフローメータ112と、警告灯114とが接続される。 ECU 100 controls various devices so that engine 1 is in a desired operating state based on signals from sensors and devices, and maps and programs stored in memory. Various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuits). The ECU 100 also incorporates a timer circuit (not shown) for measuring time. The ECU 100 includes a first exhaust temperature sensor 102, a second exhaust temperature sensor 104, a third exhaust temperature sensor 106, an engine speed sensor 108, a vehicle speed sensor 110, an air flow meter 112, and a warning light 114. Connected.

第1排気温度センサ102は、排気処理装置16(より具体的には、酸化触媒17)に流入する排気の温度(以下、排気温度Taと記載する)を検出する。第1排気温度センサ102は、検出した排気温度Taを示す信号をECU100に送信する。 The first exhaust temperature sensor 102 detects the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device 16 (more specifically, the oxidation catalyst 17) (hereinafter referred to as exhaust temperature Ta). The first exhaust temperature sensor 102 transmits a signal indicating the detected exhaust temperature Ta to the ECU 100 .

第2排気温度センサ104は、酸化触媒17から流出する(すなわち、PM除去フィルタ18に流入する)排気の温度(以下、排気温度Tbと記載する)を検出する。第2排気温度センサ104は、検出した排気温度Tbを示す信号をECU100に送信する。 The second exhaust temperature sensor 104 detects the temperature of exhaust gas flowing out of the oxidation catalyst 17 (that is, flowing into the PM removal filter 18) (hereinafter referred to as exhaust temperature Tb). The second exhaust temperature sensor 104 transmits a signal indicating the detected exhaust temperature Tb to the ECU 100 .

第3排気温度センサ106は、排気処理装置16(より具体的には、PM除去フィルタ18)から流出する排気の温度(以下、排気温度Tcと記載する)を検出する。第3排気温度センサ106は、検出した排気温度Tcを示す信号をECU100に送信する。 The third exhaust temperature sensor 106 detects the temperature of exhaust gas flowing out from the exhaust treatment device 16 (more specifically, the PM removal filter 18) (hereinafter referred to as exhaust temperature Tc). Third exhaust temperature sensor 106 transmits a signal indicating detected exhaust temperature Tc to ECU 100 .

なお、排気温度Ta,Tb,Tcは、酸化触媒17近傍に設置した温度センサで直接検出する以外に、エンジン1の運転状態や別の場所に設けられた温度センサから推定によって求めてもよい。 The exhaust temperatures Ta, Tb, and Tc may be obtained by estimating from the operating state of the engine 1 or from a temperature sensor provided at another location, instead of being directly detected by a temperature sensor provided near the oxidation catalyst 17 .

エンジン回転数センサ108は、エンジン1のクランクシャフトの回転数をエンジン回転数NEとして検出する。エンジン回転数センサ108は、検出したエンジン回転数NEを示す信号をECU100に送信する。 An engine rotation speed sensor 108 detects the rotation speed of the crankshaft of the engine 1 as an engine rotation speed NE. Engine speed sensor 108 transmits a signal indicating detected engine speed NE to ECU 100 .

車速センサ110は、車両の速度(以下、車速と記載する)Vを検出する。車速センサ110は、検出した車速Vを示す信号をECU100に送信する。 Vehicle speed sensor 110 detects a vehicle speed (hereinafter referred to as vehicle speed) V. FIG. Vehicle speed sensor 110 transmits a signal indicating detected vehicle speed V to ECU 100 .

エアフローメータ112は、エンジン1に吸入される空気の流量(以下、吸入空気量と記載する)Qを検出する。エアフローメータ112は、検出した吸入空気量Qを示す信号をECU100に送信する。 The air flow meter 112 detects the flow rate of air taken into the engine 1 (hereinafter referred to as the intake air amount) Q. The airflow meter 112 transmits a signal indicating the detected intake air amount Q to the ECU 100 .

警告灯114は、たとえば、車両の室内のユーザが視認可能な位置に設けられ、車両のユーザに予め定められた情報を報知する。具体的には、警告灯114は、ECU100からの制御信号に応じて、乗員に対して予め定められた種類の警告を行なう表示灯を点灯可能に構成される。本実施の形態においては、警告灯114は、たとえば、酸化触媒17およびPM除去フィルタ18のうちの少なくともいずれかが劣化していることによる交換またはメンテナンスを促す表示灯(排気処理装置16のメンテナンスランプ)と、燃料添加装置14が劣化していることによる交換またはメンテナンスを促す表示灯(燃料添加装置14のメンテナンスランプ)とを含む。 Warning light 114 is provided, for example, at a position in the vehicle interior that is visible to the user, and notifies the user of the vehicle of predetermined information. Specifically, warning light 114 is configured to be capable of lighting an indicator light that issues a predetermined type of warning to the occupant in response to a control signal from ECU 100 . In the present embodiment, warning light 114 is, for example, an indicator light (maintenance lamp of exhaust treatment device 16) prompting replacement or maintenance due to deterioration of at least one of oxidation catalyst 17 and PM removal filter 18. ) and an indicator light (maintenance lamp of the fuel addition device 14) that prompts replacement or maintenance due to deterioration of the fuel addition device 14.

以上のような構成を有するエンジン1においては、PM除去フィルタ18におけるPMの堆積量が多くなると、PM除去フィルタ18のフィルタ部分が目詰まりを起こして機能が低下する場合がある。そのため、ECU100は、PM除去フィルタ18を再生するための再生制御を実行する。 In the engine 1 configured as described above, when the amount of PM deposited in the PM removal filter 18 increases, the filter portion of the PM removal filter 18 may become clogged and its function may deteriorate. Therefore, the ECU 100 executes regeneration control for regenerating the PM removal filter 18 .

より具体的には、ECU100は、PM除去フィルタ18内のPMの堆積量を取得する。ECU100は、たとえば、エンジン1の運転条件(たとえば、エンジン回転数NEや燃料噴射量の指令値や吸入空気量等)から複数の気筒からのPMの排出量の推定値を算出する。ECU100は、算出された推定値を積算することによって堆積量を取得してもよい。なお、PMの排出量の具体的な算出方法については周知の技術を用いればよくその詳細な説明は行なわない。ECU100は、取得したPMの堆積量が再生判定値を超えると再生制御を実行する。 More specifically, the ECU 100 acquires the amount of PM accumulated in the PM removal filter 18 . The ECU 100 calculates, for example, an estimated value of PM emissions from a plurality of cylinders from the operating conditions of the engine 1 (eg, engine speed NE, fuel injection amount command value, intake air amount, etc.). The ECU 100 may acquire the accumulated amount by integrating the calculated estimated values. It should be noted that a well-known technique can be used for a specific method of calculating the emission amount of PM, and a detailed description thereof will not be given. The ECU 100 executes regeneration control when the acquired PM deposition amount exceeds the regeneration determination value.

ECU100は、再生制御が実行されると、燃料添加装置14から燃料添加を開始する。ECU100は、たとえば、排気温度Tbを、目標温度に昇温するための指令添加量を設定し、設定された指令添加量に従って燃料添加装置14を制御する。ここで、排気の目標温度は、PM除去フィルタ18の温度をPM除去フィルタ18の再生が可能な温度まで昇温することができる排気温度として設定される。 The ECU 100 starts fuel addition from the fuel addition device 14 when the regeneration control is executed. The ECU 100 sets, for example, a command addition amount for increasing the exhaust temperature Tb to a target temperature, and controls the fuel addition device 14 according to the set command addition amount. Here, the target temperature of the exhaust gas is set as the exhaust gas temperature at which the temperature of the PM removal filter 18 can be raised to a temperature at which the PM removal filter 18 can be regenerated.

上述のような再生制御により、排気処理装置16では、燃料添加装置14により排気に燃料が添加され、添加された燃料が酸化触媒17で反応し、その反応熱によって排気が昇温する。 By the regeneration control as described above, in the exhaust treatment device 16, fuel is added to the exhaust by the fuel addition device 14, the added fuel reacts in the oxidation catalyst 17, and the reaction heat raises the temperature of the exhaust.

図2は、再生制御の実行時における排気処理装置16における温度分布の一例を説明するための図である。図2の横軸は、排気処理装置16の部位を示し、矢印の方向に進むほど排気の下流側の部位であることが示される。図2の「DOC前」と示される部位は、第1排気温度センサ102による排気温度の検出位置を示す。図2の「DOC後」と示される部位は、第2排気温度センサ104による排気温度の検出位置を示す。図2の「フィルタ後」と示される部位は、第3排気温度センサ106による排気温度の検出位置を示す。図2のLN1は、再生制御が非実行の場合の排気処理装置16における温度分布の一例を示す。図2のLN2は、再生制御が実行される場合の排気処理装置16における温度分布の一例を示す。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 during execution of regeneration control. The horizontal axis of FIG. 2 indicates the portion of the exhaust treatment device 16, and the further the direction of the arrow, the more downstream the portion of the exhaust. A portion indicated as “Before DOC” in FIG. 2 indicates the position where the first exhaust temperature sensor 102 detects the exhaust temperature. A portion indicated as “after DOC” in FIG. 2 indicates the position where the second exhaust temperature sensor 104 detects the exhaust temperature. 2 indicates the position where the third exhaust temperature sensor 106 detects the exhaust temperature. LN1 in FIG. 2 shows an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when the regeneration control is not executed. LN2 in FIG. 2 shows an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when regeneration control is executed.

再生制御が非実行の場合には、燃料添加装置14から燃料が添加されないので、図2のLN1に示されるように、DOC後においてもフィルタ後においても温度は上昇せず、排気が排気処理装置16の下流側に流通するほど排気温度は、配管からの放熱等によって低下していくこととなる。また、このときの排気処理装置16に流入する排気温度は、気筒内の燃焼によって生じる熱量によって定まる。 When the regeneration control is not executed, fuel is not added from the fuel addition device 14, so as indicated by LN1 in FIG. 16, the temperature of the exhaust gas decreases due to heat radiation from the piping. Also, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device 16 at this time is determined by the amount of heat generated by the combustion in the cylinder.

一方、再生制御が実行される場合には、燃料添加装置14から要求発熱量に応じた量の燃料が供給されるため、図2のLN2に示されるように、酸化触媒17において燃料が酸化することにより生じる反応熱によって温度が上昇する。以下、酸化触媒17において生じた排気温度の上昇幅をDOC昇温代と記載する。そして、PM除去フィルタ18において酸化触媒17と同様に発生する反応熱によってさらに温度が上昇する。以下、PM除去フィルタ18において生じた排気温度の上昇をフィルタ昇温代と記載する。このように、燃料添加装置14から燃料が供給されることで排気温度がDOC昇温代とフィルタ昇温代との総和分だけ上昇した結果、目標温度であるTft(0)になり得る。なお、DOC昇温代とフィルタ昇温代との総和分が要求発熱量に基づく昇温代に相当する。 On the other hand, when the regeneration control is executed, the amount of fuel corresponding to the required calorific value is supplied from the fuel addition device 14, so the fuel is oxidized in the oxidation catalyst 17 as indicated by LN2 in FIG. The resulting heat of reaction raises the temperature. Hereinafter, the amount of increase in the exhaust gas temperature that occurs in the oxidation catalyst 17 will be referred to as the DOC temperature increase. Then, the temperature of the PM removal filter 18 further rises due to reaction heat generated in the same manner as the oxidation catalyst 17 . Hereinafter, the increase in exhaust gas temperature that occurs in the PM removal filter 18 will be referred to as filter temperature increase. As a result of the supply of fuel from the fuel addition device 14, the exhaust gas temperature rises by the sum of the DOC temperature rise amount and the filter temperature rise amount, resulting in the target temperature Tft(0). The total sum of the DOC temperature rise amount and the filter temperature rise amount corresponds to the temperature rise amount based on the required heat generation amount.

そして、上述のように目標温度にまで上昇した高温となった排気がPM除去フィルタ18に流れることによって、PM除去フィルタ18の温度が、PM除去フィルタ18の再生が可能な温度範囲内の温度まで昇温し、PM除去フィルタ18内のPMが燃焼される。ECU100は、PM除去フィルタ18の温度がPM除去フィルタ18の再生が可能な温度範囲内の温度になった状態の経過時間をカウントし、カウントした経過時間の合計が所定の再生終了時間を超えた場合に、PM除去フィルタ18の再生が完了したと判定する。 Then, as the high-temperature exhaust gas that has reached the target temperature as described above flows into the PM removal filter 18, the temperature of the PM removal filter 18 rises to a temperature within the temperature range in which regeneration of the PM removal filter 18 is possible. The temperature rises and the PM inside the PM removal filter 18 is burned. The ECU 100 counts the elapsed time in a state where the temperature of the PM removal filter 18 has reached a temperature within the temperature range in which regeneration of the PM removal filter 18 is possible, and the total counted elapsed time exceeds a predetermined regeneration end time. , it is determined that regeneration of the PM removal filter 18 has been completed.

上述したような構成を有するエンジン1の排気処理装置16において、燃料添加装置14における詰まりや酸化触媒17やPM除去フィルタ18の劣化が発生すると、PM除去フィルタ18を目標温度に到達できない場合がある。 In the exhaust treatment device 16 of the engine 1 configured as described above, if clogging occurs in the fuel addition device 14 or deterioration of the oxidation catalyst 17 or the PM removal filter 18 occurs, the PM removal filter 18 may not reach the target temperature. .

燃料添加装置14においては、噴射孔に固化した燃料や煤などのデポジットが堆積することにより詰まりが発生して劣化する場合があり、このような詰まりが発生した場合には、燃料添加装置14においては、ECU100からの添加指令に従った量の燃料を添加できない場合がある。 In the fuel addition device 14, deposits such as solidified fuel and soot may accumulate in the injection holes, causing clogging and deterioration. , there are cases where the amount of fuel that follows the addition command from the ECU 100 cannot be added.

また、酸化触媒17やPM除去フィルタ18においては、初期状態において構成部材に均一に分布していた貴金属部分が経年使用により一箇所あるいは複数箇所に偏って凝集するなどして燃料との反応箇所が少なくなることで初期状態である場合と同等の反応熱が発生しなくなる場合がある。 In addition, in the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18, the precious metal portion, which was uniformly distributed in the constituent members in the initial state, aggregates unevenly in one or a plurality of locations due to long-term use, and the reaction location with the fuel is reduced. Due to the decrease, the reaction heat equivalent to that in the initial state may not be generated.

そのため、PM除去フィルタ18が目標温度に到達できない場合には、燃料添加装置14における詰まりの発生により劣化したか、排気処理装置16が劣化したかを精度高く判定することが求められる。 Therefore, when the PM removal filter 18 cannot reach the target temperature, it is required to accurately determine whether the fuel addition device 14 is clogged and the exhaust treatment device 16 is deteriorated.

しかしながら、排気処理装置16に流入する排気の温度や排気処理装置16から流出する排気の温度のみでは燃料添加装置14が劣化しているか排気処理装置16が劣化しているかを精度高く判定できない場合がある。 However, it may not be possible to determine with high accuracy whether the fuel addition device 14 or the exhaust treatment device 16 has deteriorated based only on the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device 16 or the temperature of the exhaust gas flowing out of the exhaust treatment device 16. be.

図3は、排気処理装置16が劣化している場合の再生制御の実行時における排気処理装置16における温度分布の一例を説明するための図である。図3の横軸は、図2と同様に排気処理装置16の部位を示す。図3のLN1は、図2のLN1と同様である。そのため、それらの詳細な説明は繰り返さない。図3のLN3は、排気処理装置16が劣化しており、かつ、再生制御が実行される場合の排気処理装置16における温度分布の一例を示す。なお、燃料添加装置14は劣化していないものとする。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 during execution of regeneration control when the exhaust treatment device 16 has deteriorated. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the portion of the exhaust treatment device 16 as in FIG. LN1 in FIG. 3 is similar to LN1 in FIG. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. LN3 in FIG. 3 shows an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when the exhaust treatment device 16 is deteriorated and regeneration control is executed. It is assumed that the fuel addition device 14 has not deteriorated.

再生制御が実行される場合には、燃料添加装置14から要求発熱量に応じた量の燃料が供給されるが、酸化触媒17およびPM除去フィルタ18がいずれも劣化状態であると、図3のLN3に示されるように、DOC昇温代およびフィルタ昇温代が小さくなる。そのため、要求発熱量に相当する昇温代に達することができず、排気温度を目標温度であるTft(0)まで上昇させることができない。 When regeneration control is executed, fuel is supplied from the fuel addition device 14 in an amount corresponding to the required calorific value. As indicated by LN3, the DOC temperature increase and the filter temperature increase are reduced. Therefore, the temperature rise allowance corresponding to the required heat generation amount cannot be reached, and the exhaust gas temperature cannot be raised to Tft(0), which is the target temperature.

図4は、燃料添加装置14が劣化している場合の再生制御の実行時における排気処理装置16における温度分布の一例を説明するための図である。図4の横軸は、図2と同様に排気処理装置16の部位を示す。図4のLN1は、図2のLN1と同様である。そのため、それらの詳細な説明は繰り返さない。図4のLN4は、燃料添加装置14が劣化しており、かつ、再生制御が実行される場合の排気処理装置16における温度分布の一例を示す。なお、排気処理装置16は劣化していないものとする。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 during execution of regeneration control when the fuel addition device 14 has deteriorated. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the portion of the exhaust treatment device 16 as in FIG. LN1 in FIG. 4 is similar to LN1 in FIG. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. LN4 in FIG. 4 shows an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when the fuel addition device 14 is deteriorated and regeneration control is executed. It is assumed that the exhaust treatment device 16 has not deteriorated.

再生制御が実行される場合には、燃料添加装置14に対して目標温度まで上昇させる要求発熱量に対応した量の燃料が供給されるように指令される。しかしながら、燃料添加装置14の噴射孔において固化した燃料や煤等のデポジットの詰まりが生じるなどして燃料添加装置14が劣化していると、指令に従った燃料量の添加ができない。 When the regeneration control is executed, the fuel addition device 14 is instructed to supply the amount of fuel corresponding to the required heat generation amount to raise the temperature to the target temperature. However, if the injection holes of the fuel addition device 14 are clogged with deposits such as solidified fuel or soot, and the fuel addition device 14 deteriorates, the amount of fuel cannot be added according to the command.

そのため、実際添加した燃料による発熱量は、目標温度まで上昇させる要求発熱量よりも小さくなる。その結果、酸化触媒17およびPM除去フィルタ18において供給された燃料によって排気温度が上昇しても排気温度を目標温度であるTft(0)まで上昇させることができない。 Therefore, the amount of heat generated by the actually added fuel is smaller than the required amount of heat generated to raise the temperature to the target temperature. As a result, even if the exhaust temperature rises due to the fuel supplied to the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18, the exhaust temperature cannot be raised to the target temperature Tft(0).

このように、排気温度が上昇しない場合には、燃料添加装置14および排気処理装置16のうちの両方が劣化している場合がある。そのため、排気温度のみで燃料添加装置14の劣化と、排気処理装置16の劣化とを精度高く判定することができないため、さらなる判定精度の向上が求められる。 Thus, when the exhaust temperature does not rise, both of the fuel addition device 14 and the exhaust treatment device 16 may have deteriorated. Therefore, deterioration of the fuel addition device 14 and deterioration of the exhaust treatment device 16 cannot be determined with high accuracy based only on the exhaust temperature, and further improvement in determination accuracy is required.

そこで、本実施の形態においては、ECU100は、以下のように動作するものとする。すなわち、ECU100は、エンジン1の運転状態と、運転状態と運転状態に対応する排気処理装置16の昇温代の目標値との予め定められた関係を用いて目標値を設定する。ECU100は、インジェクタ11を用いたポスト噴射による排気処理装置16の昇温代の第1実測値と、第1実測値を検出したときのエンジン1の運転状態に対応する昇温代の目標値との差分を用いて排気処理装置16の劣化の程度を示す第1学習値を算出する。さらに、ECU100は、燃料添加装置14を用いた燃料の添加による排気処理装置16の昇温代の第2実測値と、上述の目標値と、上述の第1学習値とを用いて燃料添加装置14の劣化の程度を示す第2学習値を算出する。 Therefore, in the present embodiment, the ECU 100 operates as follows. That is, the ECU 100 sets the target value using a predetermined relationship between the operating state of the engine 1 and the target value of the temperature increase of the exhaust treatment device 16 corresponding to the operating state and the operating state. The ECU 100 obtains a first measured value of the temperature rise of the exhaust treatment device 16 by post-injection using the injector 11, and a target value of the temperature rise corresponding to the operating state of the engine 1 when the first measured value is detected. A first learning value indicating the degree of deterioration of the exhaust treatment device 16 is calculated by using the difference between . Further, the ECU 100 uses the second actual measurement value of the temperature rise amount of the exhaust treatment device 16 due to the addition of fuel using the fuel addition device 14, the above-described target value, and the above-described first learning value to determine the fuel addition device A second learning value indicating the degree of deterioration of 14 is calculated.

このようにすると、ポスト噴射の実施により(すなわち、燃料添加装置14を用いずに)排気処理装置16の劣化の程度を示す第1学習値を精度高く算出することができる。さらに、算出された第1学習値を用いることによって燃料添加装置14の劣化の程度を示す第2学習値を精度高く算出することができる。そのため、排気処理装置16の劣化と、燃料添加装置14の劣化とを精度高く判定することができる。 By doing so, the first learned value indicating the degree of deterioration of the exhaust treatment device 16 can be calculated with high accuracy by performing the post-injection (that is, without using the fuel addition device 14). Furthermore, by using the calculated first learned value, the second learned value indicating the degree of deterioration of the fuel addition device 14 can be calculated with high accuracy. Therefore, deterioration of the exhaust treatment device 16 and deterioration of the fuel addition device 14 can be determined with high accuracy.

以下、インジェクタ11を用いた排気処理装置16の温度上昇について図5、図6および図7を用いて説明する。 The temperature rise of the exhaust treatment device 16 using the injector 11 will be described below with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG.

ECU100は、インジェクタ11から燃料を噴射する噴射制御を排気処理装置の温度上昇を伴わない第1噴射制御から第1噴射制御よりも噴射時期を遅角させる第2噴射制御および第2噴射制御に加えてポスト噴射を実施する第3噴射制御を実行することによって排気処理装置16の温度上昇を可能とする。 The ECU 100 changes the injection control for injecting fuel from the injector 11 to the first injection control that does not involve an increase in the temperature of the exhaust treatment device, the second injection control that delays the injection timing more than the first injection control, and the second injection control. The temperature of the exhaust treatment device 16 can be raised by executing the third injection control in which the post-injection is performed.

図5は、第1噴射制御時の燃料の噴射態様の一例について説明するための図である。図5の横軸は、クランク角度を示す。図5には、TDC(Top Dead Center)を基準として設定された第1噴射制御の実行時の噴射タイミングが示される。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a fuel injection mode during the first injection control. The horizontal axis of FIG. 5 indicates the crank angle. FIG. 5 shows the injection timing during execution of the first injection control set with reference to TDC (Top Dead Center).

第1噴射制御において、パイロット噴射とメイン噴射とアフター噴射とが実施される。パイロット噴射は、メイン噴射の前に実施される少量の燃料が噴射される噴射態様であって、噴射した少量の燃料が燃焼することによって燃焼室内の温度を上昇させ、メイン噴射における燃料の着火遅れを小さくし、騒音を低減することを目的とする。 Pilot injection, main injection, and after injection are performed in the first injection control. The pilot injection is an injection mode in which a small amount of fuel is injected before the main injection, and the small amount of fuel injected burns to increase the temperature in the combustion chamber and reduce the ignition delay of the fuel in the main injection. and reduce noise.

メイン噴射は、要求される出力(たとえば、アクセル開度に基づいて設定される)を発生させることが可能な量の燃料が噴射される噴射態様であって、前述のパイロット噴射や後述するアフター噴射やポスト噴射と比較して燃料の噴射量が多い噴射態様である。 The main injection is an injection mode in which an amount of fuel capable of generating a required output (for example, set based on the accelerator opening) is injected. This is an injection mode in which the injection amount of fuel is large compared to the post-injection and post-injection.

アフター噴射は、メイン噴射の後に実施される少量の燃料が噴射される噴射態様であって、メイン噴射において噴射された燃料のうちの未燃部分(未燃燃料)を燃焼させて煤やスモークの発生を抑制する噴射態様である。 After-injection is an injection mode in which a small amount of fuel is injected after main injection. It is an injection mode that suppresses the occurrence.

図5に示されるように、TDCよりも予め定められたクランク角度だけ前のクランク角度を始期として2回のパイロット噴射が所定間隔で実施される。なお、パイロット噴射の回数は、特に2回に限定されるものではない。パイロット噴射における燃料の噴射量は、ECU100によってエンジン1の運転状態に基づいて予め定められる。 As shown in FIG. 5, two pilot injections are performed at predetermined intervals, starting at a crank angle that is a predetermined crank angle before TDC. Note that the number of pilot injections is not particularly limited to two. The injection amount of fuel in the pilot injection is determined in advance by the ECU 100 based on the operating state of the engine 1 .

2回目のパイロット噴射が実施されてから第1期間が経過した後のTDCの直前のタイミングでメイン噴射が実施される。メイン噴射が実施されてから第2期間が経過した後にアフター噴射が1回実施される。なお、メイン噴射やアフター噴射の回数は、特に1回に限定されるものではない。 The main injection is performed immediately before TDC after the first period has elapsed since the second pilot injection was performed. The after-injection is performed once after the second period has elapsed since the main injection was performed. The number of times of main injection and after-injection is not particularly limited to one.

図6は、第2噴射制御時の燃料の噴射態様の一例について説明するための図である。図6の横軸は、クランク角度を示す。図6には、TDCを基準として設定された第2噴射制御の実行時の噴射タイミングが示される。第2噴射制御において、パイロット噴射とメイン噴射とアフター噴射とが実施される。第2噴射制御は、上述の第1噴射制御と比較して、パイロット噴射とメイン噴射とアフター噴射との各々の噴射タイミングがそれぞれ遅角側に所定のクランク角度分だけ変更される点が異なる。 FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a fuel injection mode during the second injection control. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the crank angle. FIG. 6 shows the injection timing during execution of the second injection control set with reference to TDC. Pilot injection, main injection, and after injection are performed in the second injection control. The second injection control differs from the above-described first injection control in that the injection timings of the pilot injection, the main injection, and the after injection are each retarded by a predetermined crank angle.

図6に示されるように、TDCの直前のクランク角度を始期として2回のパイロット噴射が所定間隔で実施される。2回のパイロット噴射の間隔は、第1噴射制御における2回のパイロット噴射の間隔と同様である。 As shown in FIG. 6, two pilot injections are performed at predetermined intervals starting from the crank angle immediately before TDC. The interval between two pilot injections is the same as the interval between two pilot injections in the first injection control.

2回目のパイロット噴射が実施されてから第1期間が経過した後のタイミングでメイン噴射が実施される。メイン噴射が実施されてから第2期間が経過した後にアフター噴射が実施される。 The main injection is performed at a timing after the first period has elapsed since the second pilot injection was performed. The after-injection is performed after the second period has elapsed since the main injection was performed.

図7は、第3噴射制御時の燃料の噴射態様の一例について説明するための図である。図7の横軸は、クランク角度を示す。図7には、TDCを基準として設定された第3噴射制御の実行時の噴射タイミングが示される。第3噴射制御において、パイロット噴射とメイン噴射とアフター噴射とポスト噴射とが実施される。第3噴射制御は、第2噴射制御と比較して、ポスト噴射が実施される点が異なる。 FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a fuel injection mode during the third injection control. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the crank angle. FIG. 7 shows the injection timing during execution of the third injection control set with reference to TDC. Pilot injection, main injection, after injection, and post injection are performed in the third injection control. The third injection control differs from the second injection control in that post-injection is performed.

ポスト噴射は、エンジン1の出力に関連しないタイミングで排気処理装置16の昇温をするための燃料を供給することを目的とする噴射態様である。第3噴射制御においてポスト噴射は、2回実施される。2回のポスト噴射の総量は、排気処理装置16を目標温度に上昇させる燃料量に相当する。なお、ポスト噴射の回数は、特に2回に限定されるものではない。また、複数サイクルあるいは複数のインジェクタ11を用いて排気処理装置16を目標温度に上昇させる燃料量をポスト噴射において噴射してもよい。 Post-injection is an injection mode for the purpose of supplying fuel for raising the temperature of the exhaust treatment device 16 at a timing unrelated to the output of the engine 1 . Post-injection is performed twice in the third injection control. The total amount of two post-injections corresponds to the amount of fuel that raises the exhaust treatment device 16 to the target temperature. Note that the number of post injections is not particularly limited to two. Further, the amount of fuel that raises the temperature of the exhaust treatment device 16 to the target temperature may be injected in the post-injection using multiple cycles or multiple injectors 11 .

図7に示されるように、TDCの直前のクランク角度を始期として2回のパイロット噴射が所定間隔で実施される。2回目のパイロット噴射の間隔は、第1噴射制御および第2噴射制御における2回のパイロット噴射の間隔と同様である。 As shown in FIG. 7, two pilot injections are performed at predetermined intervals starting from the crank angle immediately before TDC. The interval of the second pilot injection is the same as the interval of two pilot injections in the first injection control and the second injection control.

2回目のパイロット噴射が実施されてから第1期間が経過した後のタイミングでメイン噴射が実施される。メイン噴射が実施されてから第2期間が経過した後にアフター噴射が実施される。そして、アフター噴射が実施されてから第3期間が経過した後のクランク角度を始期として2回のポスト噴射が実施される。 The main injection is performed at a timing after the first period has elapsed since the second pilot injection was performed. The after-injection is performed after the second period has elapsed since the main injection was performed. Then, the post-injection is performed twice, starting from the crank angle after the third period has elapsed since the after-injection was performed.

第2噴射制御および第3噴射制御は、第1噴射制御と比較して排気の温度を上昇させて酸化触媒17の温度を上昇させることが可能となる。 The second injection control and the third injection control can raise the temperature of the exhaust gas and the temperature of the oxidation catalyst 17 compared to the first injection control.

図8は、複数の噴射態様にそれぞれ対応する酸化触媒17の昇温代を説明するための図である。図8の縦軸は、酸化触媒17の温度を示す。図8に示すように、第2噴射制御が実行される場合には、第1噴射制御が実行される場合と比較して、噴射時期の遅角によって気筒内の排気の熱量が増加するため、気筒内からの排熱が増加するとともに、一部の未燃燃料が酸化触媒17において酸化してその反応熱が発生する。これにより、酸化触媒17の温度(触媒床温)は、第1噴射制御が実行される場合よりも増加する。さらに、第3噴射制御が実行される場合には、第2噴射制御が実行される場合と比較して、ポスト噴射が実行されるので、噴射時期の遅角による気筒内の排気の熱量の増加に加えて、酸化触媒17に供給される未燃燃料量が増加することによって大きな反応熱が発生する。これにより、酸化触媒17の触媒床温は、第2噴射制御が実行される場合よりも増加する。 FIG. 8 is a diagram for explaining the temperature rise allowance of the oxidation catalyst 17 corresponding to each of a plurality of injection modes. The vertical axis in FIG. 8 indicates the temperature of the oxidation catalyst 17 . As shown in FIG. 8, when the second injection control is executed, the amount of heat in the exhaust gas in the cylinder increases due to the retardation of the injection timing compared to when the first injection control is executed. As the exhaust heat from the cylinder increases, part of the unburned fuel is oxidized in the oxidation catalyst 17 to generate reaction heat. As a result, the temperature of the oxidation catalyst 17 (catalyst bed temperature) increases more than when the first injection control is executed. Furthermore, when the third injection control is executed, post-injection is executed compared to when the second injection control is executed. In addition to this, an increase in the amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst 17 generates a large amount of heat of reaction. As a result, the catalyst bed temperature of the oxidation catalyst 17 increases more than when the second injection control is executed.

このようなポスト噴射は、多用するとエンジンオイルが希釈される可能性があるため、回数等が制限されるものの、燃料添加装置14と同様に排気温度の上昇が可能となるとともに排気処理装置16に供給される燃料量を精度高く推定することができる。そのため、ポスト噴射の実行により、排気処理装置16の温度変化を実測し、実測値と目標値との差分を用いて第1学習値を用いて排気処理装置16が劣化状態であるか否かを精度高く判定することができる。また、燃料添加装置14による燃料添加による排気処理装置16の温度変化を実測し、実測値と第1学習値と目標値とを用いて第2学習値を算出することにより、燃料添加装置14が劣化状態であるか否かを精度高く判定することができる。 Such post-injection may dilute the engine oil if it is used frequently, so although the number of times is limited, it is possible to increase the temperature of the exhaust gas in the same manner as the fuel addition device 14, and the exhaust treatment device 16 is able to The amount of fuel to be supplied can be estimated with high accuracy. Therefore, by executing the post-injection, the temperature change of the exhaust treatment device 16 is actually measured, and the difference between the measured value and the target value is used as the first learned value to determine whether the exhaust treatment device 16 is in a deteriorated state. It can be determined with high accuracy. Also, by actually measuring the temperature change of the exhaust treatment device 16 due to fuel addition by the fuel addition device 14 and calculating the second learned value using the measured value, the first learned value, and the target value, the fuel addition device 14 It is possible to accurately determine whether or not the vehicle is in a deteriorated state.

以下に、図9を参照して、本実施の形態おけるECU100で実行される制御処理について説明する。図9は、ECU100で実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の制御周期毎にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。 Control processing executed by ECU 100 in the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of control processing executed by the ECU 100. As shown in FIG. The processing shown in this flowchart is called and executed from a main routine (not shown) at each predetermined control cycle.

ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU100は、学習条件が成立するか否かを判定する。学習条件は、たとえば、インジェクタ11の噴射量のフィードバック制御が完了しているという第1条件と、車速Vが予め定められた車速で所定期間以上維持されているという第2条件と、各種センサが正常値を示しているという第3条件とを含む。ECU100は、たとえば、インジェクタ11における実燃料噴射量と指令噴射量との差がしきい値以下となるときにインジェクタ11のフィードバック制御が完了していると判定し、完了フラグをオン状態に設定する。ECU100は、たとえば、完了フラグがオン状態である場合に第1条件が成立していると判定する。さらに、ECU100は、車速センサ110によって検出された車速Vが予め定められた車速を含む所定の範囲内となる状態が所定期間以上維持されている場合に、第2条件が成立していると判定する。さらに、ECU100は、各種センサの出力値が正常時に出力される範囲内の値である場合に、第3条件が成立していると判定する。ECU100は、たとえば、第1条件と、第2条件と、第3条件とがいずれも成立していると判定される場合に学習条件が成立していると判定する。学習条件が成立していると判定される場合(S100にてYES)、処理はS102に移される。 At step (hereinafter, step is referred to as S) 100, ECU 100 determines whether or not a learning condition is satisfied. The learning conditions are, for example, a first condition that the feedback control of the injection amount of the injector 11 is completed, a second condition that the vehicle speed V is maintained at a predetermined vehicle speed for a predetermined period or longer, and various sensors. and a third condition of indicating a normal value. For example, the ECU 100 determines that the feedback control of the injector 11 is completed when the difference between the actual fuel injection amount and the command injection amount of the injector 11 becomes equal to or less than a threshold value, and sets the completion flag to the ON state. . ECU 100 determines that the first condition is satisfied, for example, when the completion flag is on. Further, the ECU 100 determines that the second condition is established when the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 110 is within a predetermined range including a predetermined vehicle speed and is maintained for a predetermined period of time or longer. do. Further, the ECU 100 determines that the third condition is satisfied when the output values of the various sensors are within the range of values output during normal operation. ECU 100 determines that the learning condition is satisfied, for example, when it is determined that all of the first condition, the second condition, and the third condition are satisfied. If it is determined that the learning condition is satisfied (YES at S100), the process proceeds to S102.

S102にて、ECU100は、酸化触媒17における昇温代(以下、DOC昇温代と記載する)の目標値と、PM除去フィルタ18における昇温代(以下、フィルタ昇温代と記載する)の目標値とを設定する。ECU100は、たとえば、エンジン1の運転状態と、運転状態と目標値との予め定められた関係とを用いてDOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値とを設定する。 In S102, the ECU 100 sets a target value for a temperature increase in the oxidation catalyst 17 (hereinafter referred to as a DOC temperature increase) and a temperature increase in the PM removal filter 18 (hereinafter referred to as a filter temperature increase). Set target values. The ECU 100 sets the target value of the DOC temperature increase and the target value of the filter temperature increase using, for example, the operating state of the engine 1 and a predetermined relationship between the operating state and the target value.

より具体的には、ECU100は、ポスト噴射量と、排気温度Taと、排気処理装置16を通過するガス量と、DOC昇温代との関係を示すマップを用いてDOC昇温代の目標値を設定する。マップは、たとえば、排気温度Taと、ガス量と、DOC昇温代の目標値との関係を示すマップがポスト噴射量毎に設定される。なお、ポスト噴射における燃料噴射量についてエンジン1の運転状態によって定まる。 More specifically, the ECU 100 determines the target value of the DOC temperature increase using a map showing the relationship between the post injection amount, the exhaust gas temperature Ta, the amount of gas passing through the exhaust treatment device 16, and the DOC temperature increase. set. For example, a map showing the relationship between the exhaust gas temperature Ta, the gas amount, and the target value of the DOC temperature rise allowance is set for each post injection amount. It should be noted that the fuel injection amount in the post-injection is determined by the operating state of the engine 1 .

ECU100は、たとえば、ポスト噴射量に基づいて適切なマップを選択し、排気温度Taとガス量と選択したマップとからDOC昇温代の目標値を設定する。DOC昇温代の目標値を設定するためのマップは、実験等によって適合され、ECU100のメモリに予め記憶される。 For example, the ECU 100 selects an appropriate map based on the post-injection amount, and sets a target value for the DOC temperature increase from the exhaust temperature Ta, the gas amount, and the selected map. A map for setting the target value of the DOC temperature rise allowance is adapted through experiments or the like and stored in the memory of the ECU 100 in advance.

ECU100は、たとえば、吸入空気量Qの履歴情報を用いて排気処理装置16におけるガス量を推定する。ECU100は、たとえば、排気処理装置16を通過したガスに含まれる空気が吸気通路を流通した現在よりも前の時点の吸入空気量に基づいて現在のガス量を推定する。 The ECU 100 estimates the amount of gas in the exhaust treatment device 16 by using history information of the intake air amount Q, for example. ECU 100 estimates the current amount of gas, for example, based on the amount of intake air before the current time when the air contained in the gas that has passed through exhaust treatment device 16 circulated through the intake passage.

さらに、ECU100は、ポスト噴射量と、排気温度Taと,排気処理装置16を通過するガス量と、フィルタ昇温代との関係を示すマップを用いてフィルタ昇温代の目標値を設定する。マップは、上述のDOC昇温代の目標値を設定するマップと同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。ECU100は、たとえば、ポスト噴射量に基づいて適切なマップを選択し、排気温度Taとガス量を選択と選択したマップとからフィルタ昇温代の目標値を設定する。フィルタ昇温代の目標値を設定するためのマップは、実験等によって適合され、ECU100のメモリに記憶される。 Furthermore, the ECU 100 sets a target value for the filter temperature increase using a map showing the relationship between the post injection amount, the exhaust temperature Ta, the amount of gas passing through the exhaust treatment device 16, and the filter temperature increase. Since the map is the same as the map for setting the target value of the DOC temperature increase described above, detailed description thereof will not be repeated. For example, the ECU 100 selects an appropriate map based on the post-injection amount, and sets the target value of the filter temperature increase from the exhaust temperature Ta and gas amount selection and the selected map. A map for setting the target value of the filter temperature increase is adapted through experiments or the like and stored in the memory of the ECU 100 .

S104にて、ECU100は、ポスト噴射を含む第3噴射制御を実行する。第3噴射制御については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。 In S104, ECU 100 executes third injection control including post injection. Since the third injection control is as described above, detailed description thereof will not be repeated.

S106にて、ECU100は、DOC劣化量を算出する。具体的には、ECU100は、DOC昇温代の目標値からDOC昇温代の実測値を減算した値をDOC劣化量として算出する。ECU100は、たとえば、排気温度Tbから排気温度Taを減算した値をDOC昇温代の実測値として算出してもよいし、あるいは、排気温度Taから酸化触媒17において燃料を供給しない場合における排気温度の低下分を減算した値を排気温度Tbから減算して第1昇温代の実測値を算出してもよい。 In S106, ECU 100 calculates the amount of DOC deterioration. Specifically, the ECU 100 calculates a value obtained by subtracting the measured value of the DOC temperature increase amount from the target value of the DOC temperature increase amount as the DOC deterioration amount. The ECU 100 may calculate, for example, a value obtained by subtracting the exhaust temperature Ta from the exhaust temperature Tb as the actual measurement value of the DOC temperature increase, or calculate the exhaust temperature when the oxidation catalyst 17 does not supply fuel from the exhaust temperature Ta. may be subtracted from the exhaust temperature Tb to calculate the actually measured value of the first temperature increase.

S108にて、ECU100は、フィルタ劣化量を算出する。具体的には、ECU100は、フィルタ昇温代の目標値からフィルタ昇温代の実測値を減算した値をフィルタ劣化量として算出する。ECU100は、たとえば、排気温度Tcから排気温度Tbを減算した値をフィルタ昇温代の実測値として取得する。 In S108, ECU 100 calculates the filter deterioration amount. Specifically, the ECU 100 calculates, as the filter deterioration amount, a value obtained by subtracting the actually measured value of the filter temperature increase from the target value of the filter temperature increase. The ECU 100 acquires, for example, a value obtained by subtracting the exhaust temperature Tb from the exhaust temperature Tc as the actual measurement value of the filter temperature increase.

S110にて、ECU100は、第1学習値を算出する。ECU100は、たとえば、DOC劣化量とフィルタ劣化量とを用いて第1学習値を算出する。ECU100は、たとえば、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値との総和に対するDOC劣化量とフィルタ劣化量との総和の割合を第1学習値として算出する。なお、ECU100は、たとえば、DOC昇温代の目標値に対するDOC劣化量の割合と、フィルタ昇温代の目標値に対するフィルタ劣化量との割合とのうちのいずれか大きい方の値を第1学習値として算出してもよい。第1学習値は、たとえば、百分率で示されてもよい。 In S110, ECU 100 calculates a first learned value. ECU 100 calculates the first learning value using, for example, the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount. The ECU 100 calculates, for example, the ratio of the sum of the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount to the sum of the target value of the DOC temperature increase amount and the target value of the filter temperature increase amount as the first learning value. ECU 100, for example, first learns the larger of the ratio of the DOC deterioration amount to the target value of the DOC temperature increase and the ratio of the filter deterioration amount to the target value of the filter temperature increase. It may be calculated as a value. The first learning value may be expressed as a percentage, for example.

S112にて、ECU100は、排気温度が一定の状態であるか否かを判定する。ECU100は、たとえば、第3噴射制御を実行してから所定期間が経過したときに排気温度が一定の状態であると判定してもよいし、あるいは、排気温度TbまたはTcの時間変化量の大きさがしきい値以下である場合に排気温度が一定の状態であると判定してもよいし、排気温度TaとTcとの差がしきい値以下である場合に排気温度が一定の状態であると判定してもよい。排気温度が一定の状態であると判定される場合(S112にてYES)、処理はS114に移される。なお、排気温度が一定の状態でないと判定される場合(S112にてNO)、処理はS112に戻される。 At S112, the ECU 100 determines whether or not the exhaust temperature is constant. For example, the ECU 100 may determine that the exhaust gas temperature is in a constant state when a predetermined period of time has elapsed since execution of the third injection control, or may determine that the amount of time change in the exhaust temperature Tb or Tc is large. It may be determined that the exhaust temperature is constant when the difference between the exhaust temperatures Ta and Tc is equal to or less than the threshold. You can judge. If it is determined that the exhaust temperature is constant (YES at S112), the process proceeds to S114. If it is determined that the exhaust temperature is not constant (NO in S112), the process returns to S112.

S114にて、ECU100は、燃料添加装置14を用いた燃料添加を実行する。ECU100は、たとえば、ポスト噴射によって供給された燃料量に相当する量の燃料が添加されるように燃料添加装置14を制御する。ECU100は、たとえば、ポスト噴射によって供給された燃料量を推定し、推定された燃料量の燃料が添加されるように燃料添加装置14に対して燃料の添加指令を出力してもよい。 In S114, ECU 100 performs fuel addition using fuel addition device . The ECU 100 controls the fuel addition device 14, for example, so that an amount of fuel corresponding to the amount of fuel supplied by post-injection is added. The ECU 100 may, for example, estimate the amount of fuel supplied by the post-injection and output a fuel addition command to the fuel addition device 14 so that the estimated amount of fuel is added.

S116にて、ECU100は、第2学習値を算出する。ECU100は、たとえば、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値との総和を算出する。ECU100は、算出した総和からDOC昇温代の実測値とフィルタ昇温代の実測値と第1学習値に相当する温度低下分(すなわち、DOC劣化量と、フィルタ劣化量との総和)とを減算して温度の不足分を算出する。ECU100は、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値との総和に対する不足分の割合を第2学習値として算出する。第2学習値は、たとえば、百分率で示されてもよい。 In S116, ECU 100 calculates a second learning value. For example, the ECU 100 calculates the sum of the target value of the DOC temperature increase and the target value of the filter temperature increase. The ECU 100 calculates the measured value of the DOC temperature increase, the measured value of the filter temperature increase, and the temperature decrease corresponding to the first learned value (that is, the sum of the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount) from the calculated sum. Calculate the temperature deficit by subtracting. The ECU 100 calculates, as a second learning value, the ratio of the shortfall to the sum of the target value of the DOC temperature increase and the target value of the filter temperature increase. The second learning value may be indicated, for example, as a percentage.

S118にて、ECU100は、第1学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定する。しきい値Th(0)は、予め定められた値であって、実験等によって適合される。第1学習値がしきい値Th(0)以上であると判定される場合(S118にてYES)、処理はS120に移される。 In S118, ECU 100 determines whether or not the first learned value is greater than or equal to threshold value Th(0). The threshold Th(0) is a predetermined value and is adapted by experiment or the like. If it is determined that the first learned value is greater than or equal to threshold Th(0) (YES at S118), the process proceeds to S120.

S120にて、ECU100は、排気処理装置16のメンテナンスランプが点灯するように警告灯114を制御する。なお、第1学習値がしきい値Th(0)よりも小さい場合(S118にてNO)、処理はS122に移される。 In S120, ECU 100 controls warning light 114 so that the maintenance lamp of exhaust treatment device 16 is turned on. If the first learned value is smaller than threshold Th(0) (NO in S118), the process proceeds to S122.

S122にて、ECU100は、第2学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定する。第2学習値がしきい値Th(0)以上であると判定される場合(S122にてYES)、処理はS124に移される。 In S122, ECU 100 determines whether or not the second learned value is greater than or equal to threshold Th(0). If it is determined that the second learned value is equal to or greater than threshold Th(0) (YES at S122), the process proceeds to S124.

S124にて、ECU100は、燃料添加装置14のメンテナンスランプが点灯するように警告灯114を制御する。なお、学習条件が成立しない場合や(S100にてNO)、第2学習値がしきい値Th(0)よりも小さいと判定される場合(S122にてNO)、この処理は終了される。 In S124, ECU 100 controls warning light 114 so that the maintenance lamp of fuel addition device 14 is lit. If the learning condition is not satisfied (NO at S100) or if it is determined that the second learned value is smaller than the threshold value Th(0) (NO at S122), this process is terminated.

以上のような構造およびフローチャートに基づくECU100の動作について図10-図14を用いて説明する。 The operation of the ECU 100 based on the structure and flow charts described above will be described with reference to FIGS. 10 to 14. FIG.

たとえば、インジェクタ11のフィードバック制御が完了しており、車速Vが所定の範囲内で維持された定常走行状態であって、かつ、各種センサの出力値が正常範囲内である場合には(S100にてYES)、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値とが設定される(S102)。そして、第3噴射制御が実行されることによって(S104)、ポスト噴射による排気処理装置16の昇温が行なわれる。 For example, when the feedback control of the injector 11 is completed, the vehicle speed V is maintained within a predetermined range, and the output values of various sensors are within the normal range (in S100 YES), the target value of the DOC temperature increase and the target value of the filter temperature increase are set (S102). Then, by executing the third injection control (S104), the temperature of the exhaust treatment device 16 is raised by the post-injection.

図10は、ポスト噴射が実施される場合のECU100の動作の一例を説明するための図である。図10の横軸は、排気処理装置16の部位を示す。図10のLN5(破線)は、酸化触媒17およびPM除去フィルタ18が劣化していない初期状態(新品状態)である場合に排気温度を目標温度Tft(0)まで上昇させる量の燃料がポスト噴射により供給されたときの排気処理装置16における温度分布の一例を示す。図10のLN5(太実線)は、ポスト噴射後の排気処理装置16における実際の温度分布の一例を示す。図10のLN6(細実線)は、排気処理装置16への燃料供給が行なわれない場合の排気処理装置16における温度分布の一例を示す。 FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the operation of the ECU 100 when post-injection is performed. The horizontal axis of FIG. 10 indicates the portion of the exhaust treatment device 16 . LN5 (broken line) in FIG. 10 indicates that the post-injection amount of fuel that raises the exhaust temperature to the target temperature Tft(0) when the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18 are in the initial state (new state) where the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18 are not deteriorated. 1 shows an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when supplied by . LN5 (thick solid line) in FIG. 10 shows an example of the actual temperature distribution in the exhaust treatment device 16 after post-injection. LN6 (thin solid line) in FIG. 10 shows an example of the temperature distribution in the exhaust treatment device 16 when fuel is not supplied to the exhaust treatment device 16. FIG.

このとき、第1排気温度センサ102、第2排気温度センサ104および第3排気温度センサ106によってDOC前の排気温度Taと、DOC後の排気温度Tbと、フィルタ後の排気温度Tcとが検出される。これにより、図10のLN6における、DOC前の位置の高さに相当する値と、DOC後の位置の高さに相当する値と、フィルタ後の位置の高さに相当する値とがECU100により取得される。これらの取得された値からDOC昇温代の実測値と、フィルタ昇温代の実測値とが算出される。 At this time, the exhaust temperature Ta before DOC, the exhaust temperature Tb after DOC, and the exhaust temperature Tc after filtering are detected by the first exhaust temperature sensor 102, the second exhaust temperature sensor 104, and the third exhaust temperature sensor 106. be. As a result, the value corresponding to the height of the position before DOC, the value corresponding to the height of the position after DOC, and the value corresponding to the height of the position after filtering in LN6 in FIG. is obtained. From these acquired values, the measured value of the DOC temperature increase and the measured value of the filter temperature increase are calculated.

ここで、エンジン1の運転状態からDOC後の位置における図10のLN5の高さに相当する値と図10のLN7の高さに相当する値との差分に相当する値がDOC昇温代の目標値として設定されることになる。さらに、エンジン1の運転状態からフィルタ後の位置における図10のLN5の高さに相当する値から、DOC後の位置における図10のLN7の高さに相当する値とDOC昇温代の目標値とを減算した値がフィルタ昇温代の目標値として設定されることになる。 Here, the value corresponding to the difference between the value corresponding to the height of LN5 in FIG. 10 and the value corresponding to the height of LN7 in FIG. It will be set as a target value. Further, from the operating state of the engine 1, from the value corresponding to the height of LN5 in FIG. 10 at the position after the filter, the value corresponding to the height of LN7 in FIG. is set as the target value of the filter temperature increase.

図11は、DOC劣化量とフィルタ劣化量とを説明するための図である。図11の縦軸は、触媒床温を示す。図11の左側には、酸化触媒17のDOC昇温代の目標値と実測値とが示される。図11の右側には、PM除去フィルタ18のフィルタ昇温代の目標値と実測値とが示される。 FIG. 11 is a diagram for explaining the amount of DOC deterioration and the amount of filter deterioration. The vertical axis in FIG. 11 indicates the catalyst bed temperature. The left side of FIG. 11 shows the target value and actual measurement value of the DOC temperature rise allowance of the oxidation catalyst 17 . The right side of FIG. 11 shows the target value and actual measurement value of the filter temperature rise allowance of the PM removal filter 18 .

図11に示すように、DOC昇温代の目標値からDOC昇温代の実測値が減算されることによってDOC劣化量が算出される(S106)。さらに、フィルタ昇温代の目標値からフィルタ昇温代の実測値が減算されることによってフィルタ劣化量が算出される(S108)。そして、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値との総和に対するDOC劣化量とフィルタ劣化量との総和の割合が第1学習値として算出される(S110)。 As shown in FIG. 11, the DOC deterioration amount is calculated by subtracting the measured value of the DOC temperature increase from the target value of the DOC temperature increase (S106). Further, the amount of filter deterioration is calculated by subtracting the measured value of the filter temperature increase from the target value of the filter temperature increase (S108). Then, the ratio of the sum of the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount to the sum of the target value of the DOC temperature increase amount and the target value of the filter temperature increase amount is calculated as a first learning value (S110).

その後に、排気温度が一定の状態になると(S112にてYES)、燃料添加装置14による燃料添加が実施される(S114)。このとき、ポスト噴射により供給された燃料量に相当する量の燃料が供給されるように燃料添加装置14が制御される。 After that, when the exhaust temperature reaches a constant state (YES in S112), fuel is added by the fuel addition device 14 (S114). At this time, the fuel addition device 14 is controlled so that an amount of fuel corresponding to the amount of fuel supplied by the post-injection is supplied.

図12は、燃料添加装置14による燃料添加が実施される場合のECU100の動作を説明するための図である。図12の横軸は、排気処理装置16の部位を示す。図12のLN5とLN7は、図10のLN5とLN7と同様である。そのため、それらの詳細な説明は繰り返さない。図12のLN8(太実線)は、燃料添加装置14による燃料添加後の排気処理装置16における実際の温度分布の一例を示す。 FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the ECU 100 when the fuel addition device 14 performs fuel addition. The horizontal axis of FIG. 12 indicates the portion of the exhaust treatment device 16 . LN5 and LN7 in FIG. 12 are similar to LN5 and LN7 in FIG. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. LN8 (thick solid line) in FIG. 12 shows an example of the actual temperature distribution in the exhaust treatment device 16 after fuel is added by the fuel addition device 14 .

このとき、第1排気温度センサ102、第2排気温度センサ104および第3排気温度センサ106によってDOC前の排気温度Taと、DOC後の排気温度Tbと、フィルタ後の排気温度Tcとが検出される。これにより、図12のLN8における、DOC前の位置の高さに相当する値と、DOC後の位置の高さに相当する値と、フィルタ後の位置の高さに相当する値とがECU100により取得される。これらの取得された値からDOC昇温代の実測値と、フィルタ昇温代の実測値とが算出される。 At this time, the exhaust temperature Ta before DOC, the exhaust temperature Tb after DOC, and the exhaust temperature Tc after filtering are detected by the first exhaust temperature sensor 102, the second exhaust temperature sensor 104, and the third exhaust temperature sensor 106. be. As a result, the value corresponding to the height of the position before DOC, the value corresponding to the height of the position after DOC, and the value corresponding to the height of the position after filtering in LN8 in FIG. is obtained. From these acquired values, the measured value of the DOC temperature increase and the measured value of the filter temperature increase are calculated.

ここで、DOC後の位置において、図12のLN5の高さに相当する値と図12のLN7の高さに相当する値との差分によりDOC昇温代の目標値が示される。そして、DOC昇温代の目標値から、実際のDOC昇温代の実測値とDOC劣化量とを減算した値が酸化触媒17における燃料添加装置14の劣化により不足した不足部分に相当する。同様に、フィルタ後の位置において、図12のLN5の高さに相当する値と図12のLN7の高さに相当する値との差分からDOC昇温代の目標値を減算した値がフィルタ昇温代の目標値として示される。そして、フィルタ昇温代の目標値から、実際のフィルタ昇温代の実測値と、フィルタ劣化量とを減算した値がPM除去フィルタにおける燃料添加装置14の劣化により不足した不足部分に相当する。 Here, at the post-DOC position, the target value of the DOC temperature increase is indicated by the difference between the value corresponding to the height of LN5 in FIG. 12 and the value corresponding to the height of LN7 in FIG. A value obtained by subtracting the actual measured value of the DOC temperature increase and the amount of DOC deterioration from the target value of the DOC temperature increase corresponds to the insufficient portion of the oxidation catalyst 17 due to the deterioration of the fuel addition device 14 . Similarly, at the post-filter position, the difference between the value corresponding to the height of LN5 in FIG. 12 and the value corresponding to the height of LN7 in FIG. It is indicated as the target value of the temperature allowance. A value obtained by subtracting the actual filter temperature rise value and the amount of deterioration of the filter from the target value of the filter temperature rise corresponds to the insufficient portion of the PM removal filter due to the deterioration of the fuel addition device 14 .

図13は、第2学習値の算出方法を説明するための図である。図12の縦軸は、温度を示す。図13の左側には、酸化触媒17のDOC昇温代の目標値と実測値とDOC劣化量とが示される。図13の右側には、PM除去フィルタ18のフィルタ昇温代の目標値と実測値とフィルタ劣化量とが示される。 FIG. 13 is a diagram for explaining a method of calculating the second learning value. The vertical axis in FIG. 12 indicates temperature. The left side of FIG. 13 shows the target value, actual measurement value, and DOC deterioration amount of the DOC temperature increase of the oxidation catalyst 17 . The right side of FIG. 13 shows the target value, actual measurement value, and amount of deterioration of the filter temperature increase for the PM removal filter 18 .

図13に示すように、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値との総和からDOC昇温代の実測値と、DOC劣化量と、フィルタ昇温代の実測値と、フィルタ劣化量とが減算された値(図13の一点鎖線の枠に相当する値)が不足部分として算出される。そして、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値との総和に対する不足部分の割合が第2学習値として算出される(S116)。 As shown in FIG. 13, from the sum of the target value of the DOC temperature rise and the target value of the filter temperature rise, the measured value of the DOC temperature rise, the amount of DOC deterioration, the measured value of the filter temperature rise, and the filter The value obtained by subtracting the amount of deterioration (the value corresponding to the frame of the dashed line in FIG. 13) is calculated as the insufficient portion. Then, the ratio of the insufficient part to the sum of the target value of the DOC temperature increase and the target value of the filter temperature increase is calculated as a second learning value (S116).

第1学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かが判定され(S118)、第1学習値がしきい値Th(0)以上でない場合には(S118にてNO)、第2学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かが判定される(S122)。 It is determined whether or not the first learned value is equal to or greater than threshold Th(0) (S118). 2 It is determined whether or not the learned value is greater than or equal to the threshold Th(0) (S122).

図14は、走行距離に応じた第1学習値と第2学習値との変化の一例を示す図である。図14の縦軸は、学習値を示す。図14の横軸は、走行距離を示す。図14のLN9は、第1学習値の変化の一例を示す。図14のLN10は、第2学習値の変化の一例を示す。 FIG. 14 is a diagram showing an example of changes in the first learned value and the second learned value according to the mileage. The vertical axis in FIG. 14 indicates the learning value. The horizontal axis of FIG. 14 indicates the running distance. LN9 in FIG. 14 shows an example of change in the first learned value. LN10 in FIG. 14 shows an example of a change in the second learned value.

図14に示すように、第1学習値および第2学習値は、走行距離が長くなるほど増加していく。たとえば、第1学習値の方が第2学習値よりも所定期間における増加量が大きい場合には、走行距離L(0)において第1学習値が第2学習値よりも先にしきい値Th(0)に到達する。第1学習値がしきい値Th(0)以上になると(S118にてYES)、排気処理装置16のメンテナンスランプが点灯する(S120)。 As shown in FIG. 14, the first learned value and the second learned value increase as the travel distance increases. For example, when the first learned value increases by a larger amount in the predetermined period than the second learned value, the first learned value is set to the threshold value Th ( 0) is reached. When the first learned value becomes equal to or greater than threshold Th(0) (YES in S118), the maintenance lamp of exhaust treatment device 16 is lit (S120).

その後、排気処理装置16が交換されるなどした後に車両の走行が継続される場合において、走行距離L(1)において第2学習値がしきい値Th(0)以上になると(S122にてYES)、燃料添加装置14のメンテナンスランプが点灯する(S124)。 After that, when the vehicle continues to run after the exhaust treatment device 16 is replaced, etc., if the second learned value becomes equal to or greater than the threshold value Th(0) at the traveled distance L(1) (YES in S122 ), the maintenance lamp of the fuel addition device 14 is lit (S124).

以上のようにして、本実施の形態に係る排気処理システムによると、ポスト噴射の実施により(すなわち、燃料添加装置14を用いずに)排気処理装置16の劣化の程度を示す第1学習値を精度高く算出することができる。さらに、算出された第1学習値を用いることによって燃料添加装置14の劣化の程度を示す第2学習値を精度高く算出することができる。特に、排気処理装置16として酸化触媒17とPM除去フィルタ18とを含む場合においてもDOC劣化量とフィルタ劣化量とを用いて第1学習値を精度高く算出することができる。したがって、排気処理装置16の劣化と、燃料添加装置14の劣化とを精度高く判定する排気処理システムを提供することができる。 As described above, according to the exhaust treatment system according to the present embodiment, the first learned value indicating the degree of deterioration of the exhaust treatment device 16 is obtained by performing the post-injection (that is, without using the fuel addition device 14). It can be calculated with high accuracy. Furthermore, by using the calculated first learned value, the second learned value indicating the degree of deterioration of the fuel addition device 14 can be calculated with high accuracy. In particular, even when the exhaust treatment device 16 includes the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18, the first learned value can be calculated with high accuracy using the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount. Therefore, it is possible to provide an exhaust treatment system that accurately determines the deterioration of the exhaust treatment device 16 and the deterioration of the fuel addition device 14 .

さらに、DOC昇温代の目標値と、フィルタ昇温代の目標値とを、ポスト噴射による燃料の供給量と、排気処理装置16に流入する排気温度と、排気処理装置16を通過する気体の流量との関係を示すマップを用いることによって、エンジン1の運転状態に対応する昇温代の目標値を適切に設定することができる。 Furthermore, the target value of the DOC temperature increase and the target value of the filter temperature increase are set to the amount of fuel supplied by post injection, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device 16, and the amount of gas passing through the exhaust treatment device 16. By using the map showing the relationship with the flow rate, it is possible to appropriately set the target value of the temperature increase corresponding to the operating state of the engine 1 .

さらに、第1学習値を用いて排気処理装置16が劣化状態である否かを精度高く判定することができるとともに第2学習値を用いて燃料添加装置14が劣化状態であるか否かを精度高く判定することができる。さらに、判定結果に基づく情報をユーザに報知することによりユーザに排気処理装置16または燃料添加装置14の劣化状態を認識させることができる。そのため、正常な部品を誤って交換されることを抑制することができる。 Furthermore, the first learned value can be used to accurately determine whether the exhaust treatment device 16 is in a deteriorated state, and the second learned value can be used to accurately determine whether the fuel addition device 14 is in a deteriorated state. high can be determined. Further, by informing the user of the information based on the determination result, the user can be made aware of the deterioration state of the exhaust treatment device 16 or the fuel addition device 14 . Therefore, erroneous replacement of normal components can be suppressed.

以下、変形例について説明する。
上述の実施の形態では、DOC劣化量とフィルタ劣化量とを用いて第1学習値を算出し、算出された第1学習値がしきい値Th(0)以上である場合に、排気処理装置16のメンテナンスランプを点灯するものとして説明したが、DOC昇温代の目標値に対するDOC劣化量の割合と、フィルタ昇温代の目標値に対するフィルタ劣化量との割合とをそれぞれ学習値として算出し、それぞれの学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定し、いずれかの学習値がしきい値Th(0)以上である場合に、排気処理装置16のメンテナンスランプを点灯させるようにしてもよい。
Modifications will be described below.
In the above-described embodiment, the first learning value is calculated using the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount, and when the calculated first learning value is equal to or greater than the threshold value Th(0), the exhaust treatment device 16 maintenance lamp is turned on, but the ratio of the DOC deterioration amount to the target value of the DOC temperature increase and the ratio of the filter deterioration amount to the target value of the filter temperature increase are calculated as learning values. , determines whether or not each learned value is equal to or greater than the threshold value Th(0), and if any learned value is equal to or greater than the threshold value Th(0), the maintenance lamp of the exhaust treatment device 16 is turned on. You may make it light.

さらに上述の実施の形態では、DOC昇温代の目標値とフィルタ昇温代の目標値の総和に対するDOC劣化量とフィルタ劣化量との総和の割合を第1学習値として算出するものとして説明したが、DOC劣化量およびフィルタ劣化量の総和を第1学習値として算出してもよい。この場合、燃料添加装置14を用いた燃料添加による上述の不足部分が第2学習値として算出される。 Further, in the above-described embodiment, the ratio of the sum of the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount to the total sum of the target value of the DOC temperature increase amount and the target value of the filter temperature increase amount is calculated as the first learning value. However, the sum of the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount may be calculated as the first learning value. In this case, the above-mentioned insufficient portion due to fuel addition using the fuel addition device 14 is calculated as the second learning value.

さらに上述の実施の形態では、第1学習値がしきい値Th(0)以上である場合に排気処理装置16のメンテナンスランプを点灯させ、第1学習値がしきい値Th(0)よりも小さく、かつ、第2学習値がしきい値Th(0)以上である場合に燃料添加装置14のメンテナンスランプを点灯させるものとして説明したが、第1学習値の分だけ、あるいは、第2学習値の分だけ、燃料添加装置14から添加される燃料量を増量補正するようにしてもよい。このようにすると、酸化触媒17およびPM除去フィルタ18の温度を再生可能な温度範囲になるように昇温させることができるため、PM除去フィルタ18の再生を適切に実施することができる。なお、増量補正は、昇温代が目標値になるように実測値との差分をフィードバックして行なわれてもよいし、予め定められた量あるいは予め定められた係数を乗算した分だけ増加するようにして行なわれてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the maintenance lamp of the exhaust treatment device 16 is lit when the first learned value is equal to or greater than the threshold Th(0), and the first learned value is greater than the threshold Th(0). Although the maintenance lamp of the fuel addition device 14 is lit when the second learning value is smaller and the second learning value is equal to or greater than the threshold value Th(0), it is assumed that the maintenance lamp of the fuel addition device 14 is turned on. The amount of fuel added from the fuel addition device 14 may be corrected to increase by the value. In this way, the temperatures of the oxidation catalyst 17 and the PM removal filter 18 can be raised to within the regenerative temperature range, so regeneration of the PM removal filter 18 can be performed appropriately. The increase correction may be performed by feeding back the difference from the actual measurement value so that the temperature increase becomes the target value, or by multiplying the amount by a predetermined amount or a predetermined coefficient. It may be done in this way.

さらに上述の実施の形態では、第1学習値がしきい値Th(0)以上である場合に排気処理装置16のメンテナンスランプを点灯させ、第2学習値がしきい値Th(0)以上である場合に燃料添加装置14のメンテナンスランプを点灯させるものとして説明したが、上述したように燃料量を増量補正する場合には、第1学習値の積算値および第2学習値の積算値を算出し、いずれかの積算値がしきい値を超える場合にしきい値を超えた積算値に対応する機器のメンテナンスランプが点灯されるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the maintenance lamp of the exhaust treatment device 16 is turned on when the first learned value is equal to or greater than the threshold Th(0), and when the second learned value is equal to or greater than the threshold Th(0). The explanation has been given assuming that the maintenance lamp of the fuel addition device 14 is turned on in one case. However, if any of the integrated values exceeds the threshold, the maintenance lamp of the device corresponding to the integrated value exceeding the threshold may be turned on.

さらに上述の実施の形態では、第1学習値がしきい値Th(0)以上でない場合に第2学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定するものとして説明したが、第2学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定し、第2学習値がしきい値Th(0)以上でない場合に第1学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, it is determined whether or not the second learned value is equal to or greater than the threshold Th(0) when the first learned value is not equal to or greater than the threshold Th(0). , determines whether the second learned value is equal to or greater than the threshold Th(0), and if the second learned value is not equal to or greater than the threshold Th(0), the first learned value is equal to the threshold Th(0). ) or more.

さらに上述の実施の形態では、第1学習値がしきい値Th(0)以上でない場合に第2学習値がしきい値Th(0)以上であるか否かを判定するものとして説明したが、第1学習値のしきい値と第2学習値のしきい値とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, it is determined whether or not the second learned value is equal to or greater than the threshold Th(0) when the first learned value is not equal to or greater than the threshold Th(0). , the threshold for the first learned value and the threshold for the second learned value may be the same value or may be different values.

さらに上述の実施の形態では、燃料添加装置14は、排気管13に設けられるものとして説明したが、少なくとも排気処理装置16よりも上流側であればよく、たとえば、過給機15のタービンよりも下流の排気管の位置に設けられてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the fuel addition device 14 was described as being provided in the exhaust pipe 13, but it may be provided at least upstream of the exhaust treatment device 16, for example, from the turbine of the supercharger 15. It may be provided at a downstream exhaust pipe position.

さらに上述の実施の形態では、図15に示すように、昇温代の目標値を算出するためのマップとして、排気処理装置16に流入する排気温度と通過ガス流量と目標値との関係を示すマップをポスト噴射量毎に設定するものとして説明したが、たとえば、排気処理装置16に流入する排気温度と通過ガス流量とポスト噴射量と目標値との関係を示す3次元マップが用いられてもよいし、数式あるいは関数等を用いて設定するものであってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 15, a map for calculating the target value of the temperature rise margin shows the relationship between the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device 16, the flow rate of the passing gas, and the target value. Although the map is set for each post-injection amount, a three-dimensional map showing the relationship between the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device 16, the flow rate of the passing gas, the post-injection amount, and the target value may be used. Alternatively, it may be set using a formula, a function, or the like.

さらに上述の実施の形態では、排気処理装置である酸化触媒17のDOC劣化量と、排気処理装置であるPM除去フィルタ18のフィルタ劣化量とを用いて第1学習値を算出するものとして説明したが、DOC劣化量と、フィルタ劣化量とのうちのいずれか一方を用いて第1学習値を算出してもよい。すなわち、劣化量の算出対象を酸化触媒17としてもよいし、PM除去フィルタ18としてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the first learning value is calculated using the DOC deterioration amount of the oxidation catalyst 17, which is an exhaust treatment device, and the filter deterioration amount of the PM removal filter 18, which is an exhaust treatment device. However, either one of the DOC deterioration amount and the filter deterioration amount may be used to calculate the first learning value. That is, the deterioration amount may be calculated for the oxidation catalyst 17 or the PM removal filter 18 .

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In addition, you may implement the above-described modification combining all or one part.
It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.

1 エンジン、10 エンジン本体、11 インジェクタ、12 排気マニホールド、13 排気管、14 燃料添加装置、15 過給機、16 排気処理装置、17 酸化触媒、18 PM除去フィルタ、100 ECU、102 第1排気温度センサ、104 第2排気温度センサ、106 第3排気温度センサ、108 エンジン回転数センサ、110 車速センサ、112 エアフローメータ、114 警告灯、200 排気処理システム。 1 engine, 10 engine body, 11 injector, 12 exhaust manifold, 13 exhaust pipe, 14 fuel addition device, 15 supercharger, 16 exhaust treatment device, 17 oxidation catalyst, 18 PM removal filter, 100 ECU, 102 first exhaust temperature Sensor, 104 second exhaust temperature sensor, 106 third exhaust temperature sensor, 108 engine speed sensor, 110 vehicle speed sensor, 112 air flow meter, 114 warning light, 200 exhaust treatment system.

Claims (4)

気筒を有するエンジンからの排気を浄化する排気処理システムであって、
前記エンジンの排気通路に設けられ、排気中の燃料との反応熱により昇温する排気処理装置と、
前記排気処理装置に流入する排気の第1温度を検出する第1検出装置と、
前記排気処理装置から流出する排気の第2温度を検出する第2検出装置と、
前記排気通路における前記排気処理装置よりも上流の位置に設けられ、前記排気通路内に燃料を添加する燃料添加装置と、
前記気筒の内部に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記第1温度と前記第2温度との差分によって示される第1昇温代を用いて前記燃料添加装置および前記燃料供給装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記エンジンの運転状態と、前記運転状態と前記運転状態に対応する前記第1昇温代の第1目標値との予め定められた関係を用いて前記第1目標値を設定し、
前記燃料供給装置を用いたポスト噴射による前記第1昇温代の第1実測値と、前記第1実測値を検出したときの前記運転状態に対応する前記第1目標値との差分を用いて前記排気処理装置の劣化の程度を示す第1学習値を算出し、
前記燃料添加装置を用いた燃料の添加による前記第1昇温代の第2実測値と、前記第1目標値と、前記第1学習値とを用いて前記燃料添加装置の劣化の程度を示す第2学習値を算出する、排気処理システム。
An exhaust treatment system for purifying exhaust from an engine having a cylinder,
an exhaust treatment device that is provided in an exhaust passage of the engine and raises temperature by heat of reaction with fuel in the exhaust;
a first detection device for detecting a first temperature of exhaust gas flowing into the exhaust treatment device;
a second detection device that detects a second temperature of the exhaust gas flowing out of the exhaust treatment device;
a fuel addition device provided upstream of the exhaust treatment device in the exhaust passage and adding fuel to the exhaust passage;
a fuel supply device that supplies fuel to the inside of the cylinder;
a control device that controls the fuel addition device and the fuel supply device using a first temperature increase indicated by the difference between the first temperature and the second temperature;
The control device is
setting the first target value using a predetermined relationship between the operating state of the engine and a first target value of the first temperature rise allowance corresponding to the operating state and the operating state;
Using the difference between the first measured value of the first temperature increase due to post-injection using the fuel supply device and the first target value corresponding to the operating state when the first measured value is detected calculating a first learned value indicating the degree of deterioration of the exhaust treatment device;
The degree of deterioration of the fuel addition device is indicated by using the second measured value of the first temperature increase due to addition of fuel using the fuel addition device, the first target value, and the first learned value. An exhaust treatment system that calculates a second learning value.
前記排気処理装置は、酸化触媒であって、
前記排気処理システムは、前記酸化触媒よりも下流の位置に設けられ、前記排気通路を流通する排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタから流出する排気の第3温度を検出する第3検出装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
前記運転状態に対応する、前記第1目標値と、前記第2温度と前記第3温度との差分によって示される第2昇温代の第2目標値とを設定し、
前記ポスト噴射による前記第1実測値と前記第1目標値との差分と、前記ポスト噴射による前記第2昇温代の第3実測値と前記第2目標値との差分と、を用いて前記第1学習値を算出し、
前記第2実測値と、前記燃料添加装置を用いた燃料の添加による前記第2昇温代の第4実測値と、前記第1目標値と、前記第2目標値と、前記第1学習値とを用いて前記第2学習値を算出する、請求項1に記載の排気処理システム。
The exhaust treatment device is an oxidation catalyst,
The exhaust treatment system is provided at a position downstream of the oxidation catalyst and collects particulate matter contained in the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
a third detection device that detects a third temperature of the exhaust gas flowing out of the filter;
The control device is
setting the first target value and the second target value of the second temperature increase indicated by the difference between the second temperature and the third temperature, corresponding to the operating state;
Using the difference between the first measured value and the first target value obtained by the post-injection and the difference between the third measured value of the second temperature increase due to the post-injection and the second target value, Calculate the first learning value,
the second measured value, the fourth measured value of the second temperature increase due to addition of fuel using the fuel addition device, the first target value, the second target value, and the first learned value 2. The exhaust treatment system according to claim 1, wherein the second learning value is calculated using and.
前記制御装置は、前記ポスト噴射による燃料の供給量と、前記排気処理装置に流入する排気温度と、前記排気処理装置を通過する気体の流量との予め定められた関係を用いて前記運転状態に対応する前記第1目標値を設定する、請求項1または2に記載の排気処理システム。 The control device determines the operating state using a predetermined relationship among the amount of fuel supplied by the post injection, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device, and the flow rate of gas passing through the exhaust treatment device. 3. The exhaust treatment system according to claim 1, wherein the corresponding first target value is set. 前記排気処理システムは、ユーザに予め定められた情報を報知する報知装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記第1学習値が第1しきい値を超える場合に、前記排気処理装置が劣化状態であると判定し、前記第2学習値が第2しきい値を超える場合に、前記燃料添加装置が劣化状態であると判定し、判定結果に基づく情報を前記報知装置を用いて前記ユーザに報知する、請求項1~3のいずれかに記載の排気処理システム。
The exhaust treatment system further includes a notification device that notifies the user of predetermined information,
The control device determines that the exhaust treatment device is in a deteriorated state when the first learned value exceeds a first threshold, and determines that the second learned value exceeds a second threshold, 4. The exhaust treatment system according to any one of claims 1 to 3, wherein said fuel addition device is determined to be in a deteriorated state, and information based on the determination result is reported to said user using said notification device.
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