JPH05312022A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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Publication number
JPH05312022A
JPH05312022A JP4112785A JP11278592A JPH05312022A JP H05312022 A JPH05312022 A JP H05312022A JP 4112785 A JP4112785 A JP 4112785A JP 11278592 A JP11278592 A JP 11278592A JP H05312022 A JPH05312022 A JP H05312022A
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JP
Japan
Prior art keywords
filter
regeneration
temperature
exhaust gas
internal combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP4112785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kimura
憲治 木村
Toru Kawada
亨 川田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, NipponDenso Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4112785A priority Critical patent/JPH05312022A/en
Publication of JPH05312022A publication Critical patent/JPH05312022A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent overheating damage of the filter at the regeneration time by accurately obtaining a combustible rate of the particulate after regeneration through fuzzy resoning, minutely correcting a regeneration timing, and avoiding excessive capturing of the particulates. CONSTITUTION:In an exhaust emission control device, particulates in exhaust gas is captured by a filter F, the particulates are ignited by a heating means H with a specified timing, and the filter is regenerated through combustion of supplied regenerating gas. A combustible rate estimating means A fuzzy reasons a combustible rate of the particulates after regeneration of the filter F based on condition parameters of each part of an internal combustion engine. A regeneration timing correcting means B corrects the next regeneration timing according to the estimated combustible rate. As a result, regeneration is executed at a proper timing preventing excessive increase of a temperature at the regeneration time of the filter, and preventing the damage of the filter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関し、特に、ディーゼル機関の排気ガス中に含まれる
パティキュレートを捕集除去するフィルタの再生後のパ
ティキュレートの燃え残り量を推定し、次のフィルタの
再生を正しく実行することができる内燃機関の排気浄化
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to estimating a residual amount of unburned particulates after regeneration of a filter for collecting and removing particulates contained in exhaust gas of a diesel engine. , An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine capable of correctly executing the following filter regeneration.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等の内燃機関、特に、ディーゼル
機関の排気ガス中には、カーボンを主成分とする排気微
粒子(パティキュレート)が含まれており、排気黒煙の
原因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキ
ュレートは除去することが望ましく、近年、ディーゼル
機関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し、デ
ィーゼルパティキュレートをこのフィルタによって除去
することが提案されている。
2. Description of the Related Art Exhaust gas from internal combustion engines such as automobiles, especially diesel engines, contains exhaust particulates (particulates) containing carbon as a main component, which is a cause of exhaust black smoke. From the viewpoint of environmental pollution, it is desirable to remove this particulate, and in recent years, it has been proposed to dispose a diesel filter with a ceramic filter in the exhaust passage of the diesel engine.

【0003】ディーゼル機関の排気通路に配置されたセ
ラミック製のフィルタによってディーゼルパティキュレ
ートを除去するように構成された排気浄化装置では、パ
ティキュレートフィルタの使用に伴ってその内部に捕集
されるパティキュレートの量が増えると、通気性が次第
に失われて機関性能が低下することになるため、パティ
キュレートがある程度捕集されたフィルタを定期的に再
生させる必要がある。このフィルタの再生は、電気ヒー
タに通電したり、バーナーに点火したりして、フィルタ
に捕集されたパティキュレートに着火し、再生用ガス、
例えば2次空気を供給してこれを燃焼させることによっ
て行われる。
[0003] In an exhaust emission control device configured to remove diesel particulates by a ceramic filter arranged in an exhaust passage of a diesel engine, particulates trapped inside the diesel particulates when the particulate filter is used. When the amount of the particulate matter increases, the air permeability is gradually lost and the engine performance deteriorates. Therefore, it is necessary to periodically regenerate the filter in which the particulates are trapped to some extent. Regeneration of this filter is performed by energizing an electric heater or igniting a burner to ignite the particulates collected by the filter, regenerating gas,
For example, it is performed by supplying secondary air and burning it.

【0004】この再生時期の判断は、機関の走行距離、
機関の運転時間等を基にして行われることもあるが、一
般に、従来の内燃機関の排気浄化装置では、パティキュ
レートフィルタの通気性が失われてフィルタの上流側の
排気ガスの圧力が下流側の圧力よりも所定値以上に大き
くなった時(圧力損失が所定値以上になった時)を圧力
センサによって検出し、パティキュレートの再生処理が
行われるようになっている。
The judgment of the regeneration time is based on the mileage of the engine,
Although it may be performed based on the operating time of the engine, etc., in general, in a conventional exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the gas permeability of the particulate filter is lost and the pressure of the exhaust gas on the upstream side of the filter is reduced to the downstream side. When the pressure becomes larger than a predetermined value by a predetermined value or more (when the pressure loss becomes a predetermined value or more), it is detected by the pressure sensor, and the particulate regeneration process is performed.

【0005】ところが、パティキュレートフィルタの再
生処理は伝播燃焼であるので、再生時の諸条件により、
フィルタ内に捕集されたパティキュレートが全量燃焼せ
ずに燃え残ることがある。このような場合、パティキュ
レートの燃え残りは新たに捕集されたパティキュレート
の量に加算され、次回の再生時にはフィルタ温度が上昇
し、フィルタにクラックが発生したり、溶損したりする
恐れがある。
However, since the regeneration process of the particulate filter is propagation combustion, it depends on various conditions during regeneration.
The particulates trapped in the filter may remain unburned without burning. In such a case, the unburned particulate matter is added to the amount of newly collected particulate matter, and the filter temperature rises during the next regeneration, which may cause cracking or melting of the filter. ..

【0006】そこで、パティキュレートフィルタの再生
時に燃焼温度を監視し、フィルタの燃焼温度が適性な範
囲内でも、再生処理終了直後 (再燃焼後) の圧力損失Δ
Pが設定値以上の時には次回の再生処理を判定する圧力
損失値を増大させて補正する装置 (特開平3-18614号公
報) が提案されている。
Therefore, the combustion temperature is monitored during regeneration of the particulate filter, and even if the combustion temperature of the filter is within an appropriate range, the pressure loss Δ immediately after the completion of the regeneration process (after recombustion).
There has been proposed a device (Japanese Patent Laid-Open No. 3-18614) that increases and corrects the pressure loss value for determining the next regeneration process when P is equal to or greater than a set value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タ再生時の燃焼温度あるいは再生処理直後の圧力損失に
よって燃え残り量を判定して次の再生処理を開始する圧
力損失値を補正する従来の技術では、フィルタ温度が例
えば、設定温度が600℃の時の590℃のような設定
温度近辺では、再生は失敗と判定され、また、再生直後
のフィルタ圧損値を計測するにしても機関の運転条件よ
り誤差が大きく、燃え残り量が正確に判定できないため
に、フィルタ再生状況によるきめの細かい再生時期判断
の補正ができず、次回のパティキュレートフィルタの再
生処理が正常に行われないという恐れがあった。
However, in the conventional technique for correcting the pressure loss value for starting the next regeneration processing by determining the unburned amount by the combustion temperature at the time of filter regeneration or the pressure loss immediately after the regeneration processing, For example, when the filter temperature is near the set temperature such as 590 ° C. when the set temperature is 600 ° C., the regeneration is determined to be unsuccessful, and even if the filter pressure loss value immediately after the regeneration is measured, there is an error depending on the engine operating conditions. However, since the amount of unburned fuel cannot be accurately determined, it is not possible to make a fine correction of the regeneration timing determination based on the filter regeneration condition, and the next particulate filter regeneration process may not be performed normally.

【0008】そこで、本発明は前記従来の内燃機関の排
気浄化装置の有する課題を解消し、パティキュレートフ
ィルタの再生後のパティキュレートの燃え残り量を、フ
ァジー推論によって正確に求め、再生時期の補正をきめ
細かく補正することによってパティキュレートの過度の
捕集を回避し、再生時のパティキュレートフィルタの過
熱を防止してパティキュレートフィルタの破損を防止す
ることができる排気浄化装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, the present invention solves the problems of the conventional exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, accurately determines the amount of unburned particulates after regeneration of the particulate filter by fuzzy reasoning, and corrects the regeneration time. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device capable of avoiding excessive collection of particulates by finely correcting the temperature, preventing overheating of the particulate filter during regeneration, and preventing damage to the particulate filter. To do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の内燃機関の排気浄化装置の構成が図1に示される。
図1に示すように、本発明の内燃機関の排気浄化装置
は、内燃機関の排気ガス通路G中に設けたフィルタFに
よって排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時
期に加熱手段Hによる加熱を行ってパティキュレートに
着火し、同時に再生用ガス供給手段により再生用ガスを
供給してこれを燃焼させることによりフィルタの再生を
行う排気浄化装置において、内燃機関各部の状態パラメ
ータにより、フィルタ再生後のフィルタF内のパティキ
ュレートの燃え残り量をファジー推論する燃え残り量推
定手段Aと、推定した燃え残り量に応じて次回の再生時
期を補正する再生時期補正手段Bとを設けたことを特徴
としている。
FIG. 1 shows the configuration of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention which achieves the above object.
As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention collects particulates in the exhaust gas by a filter F provided in an exhaust gas passage G of the internal combustion engine, and uses a heating means H at a predetermined time. In an exhaust emission control device that heats and ignites particulates, and at the same time regenerates a filter by supplying a regenerating gas by the regenerating gas supply means and burning the regenerating gas, the filter regeneration is performed by the state parameter of each part of the internal combustion engine. The remaining burnt amount estimating means A for fuzzy inferring the remaining burnt amount of the particulates in the filter F afterwards and the regeneration timing correction means B for correcting the next regeneration timing according to the estimated unburned residue are provided. It has a feature.

【0010】なお、状態パラメータはそれ自体でパティ
キュレートの燃え残りを推定可能なパラメータであり、
このパラメータとしてフィルタ再生中に検出されるもの
が使用される場合には、フィルタの中心部の温度を検出
するフィルタ中心部温度検出手段と、フィルタの外周部
の温度を検出する外周部温度検出手段とからそのパラメ
ータを検出でき、また、このパラメータとしてフィルタ
再生直後のパティキュレートの捕集時に検出されるもの
が使用される場合には、フィルタの圧力損失値を演算す
る圧力損失値演算手段や、内燃機関の吸気負圧を検出す
る吸気負圧検出手段と、吸入空気量を検出する吸入空気
量検出手段とからそのパラメータを検出することができ
る。
The state parameter is a parameter capable of estimating the unburned residue of the particulate by itself,
When a parameter detected during filter regeneration is used as this parameter, a filter central temperature detecting means for detecting the temperature of the central portion of the filter and an outer peripheral temperature detecting means for detecting the temperature of the outer peripheral portion of the filter are used. The parameter can be detected from, and when a parameter detected when collecting particulates immediately after filter regeneration is used as this parameter, a pressure loss value calculating means for calculating the pressure loss value of the filter, The parameters can be detected by the intake negative pressure detecting means for detecting the intake negative pressure of the internal combustion engine and the intake air amount detecting means for detecting the intake air amount.

【0011】[0011]

【作用】本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、内
燃機関の排気ガス通路G中に設けたフィルタFによって
排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時期に加
熱手段Hによる加熱を行ってパティキュレートに着火
し、同時に再生用ガス供給手段により再生用ガスを供給
してこれを燃焼させることによりフィルタの再生を行う
排気浄化装置において、燃え残り量推定手段により内燃
機関各部の状態パラメータを用いてフィルタ再生後のフ
ィルタ内のパティキュレートの燃え残り量がファジー推
論され、推定した燃え残り量に応じて再生時期補正手段
により次回の再生時期が補正される。この結果、パティ
キュレート再生後のパティキュレートの燃え残り量が正
しく判定されて過度の捕集が回避され、再生時に過度に
温度上昇することがなくなってフィルタの破損が防止さ
れる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the particulates in the exhaust gas are collected by the filter F provided in the exhaust gas passage G of the internal combustion engine, and the heating means H heats them at a predetermined time. In the exhaust gas purification device that performs the ignition of the particulates and at the same time supplies the regeneration gas by the regeneration gas supply means and burns this to regenerate the filter, the state parameter of each part of the internal combustion engine by the unburned amount estimation means Is used to fuzzyly infer the unburned amount of particulates in the filter after the filter is regenerated, and the next regeneration time is corrected by the regeneration time correction means according to the estimated unburned amount. As a result, the amount of unburned particulates remaining after the particulate regeneration is correctly determined, excessive collection is avoided, and the temperature is prevented from rising excessively during regeneration, and damage to the filter is prevented.

【0012】[0012]

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図2は、電気ヒータHが取り付けられ、排
気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキ
ュレートフィルタ5を備えた本発明の一実施例の排気浄
化装置20の全体構成図である。図3において、1は吸
気通路、3は排気ガス通路2の一部に設けられたパティ
キュレートフィルタ5を収納するためのケーシング、4
はシール材、6は2次空気供給通路、7は燃焼ガス排出
通路、8はパティキュレートフィルタ5をバイパスする
排気バイパス通路、9は2次空気を供給するエアポン
プ、10はディーゼル機関、11はバッテリ、12はバ
ッテリ電圧を計測する電圧計、13は電気ヒータHに通
電するためのヒータスイッチ、14はエアクリーナ、1
5は吸気通路1を流れる吸気量を検出するエアフローメ
ータ、16はエアポンプ9への吸入空気量を測定するエ
アフローメータ、100は制御回路、V1は排気通路2
と排気バイパス通路8とを切り換える切換弁、V2は排
気バイパス通路8の出口に設けられた出口切換弁、V3
は燃焼ガス排出通路7の開閉弁、V4は2次空気供給通
路6の開閉弁である。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is an overall configuration diagram of an exhaust emission control device 20 according to an embodiment of the present invention, which is equipped with an electric heater H and includes a particulate filter 5 for collecting particulates in exhaust gas. In FIG. 3, 1 is an intake passage, 3 is a casing for accommodating a particulate filter 5 provided in a part of the exhaust gas passage 2, 4
Is a sealing material, 6 is a secondary air supply passage, 7 is a combustion gas discharge passage, 8 is an exhaust bypass passage bypassing the particulate filter 5, 9 is an air pump for supplying secondary air, 10 is a diesel engine, 11 is a battery , 12 is a voltmeter for measuring the battery voltage, 13 is a heater switch for energizing the electric heater H, 14 is an air cleaner, 1
5 is an air flow meter for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage 1, 16 is an air flow meter for measuring the amount of intake air to the air pump 9, 100 is a control circuit, V1 is the exhaust passage 2
Switch valve for switching between the exhaust bypass passage 8 and the exhaust bypass passage 8, V2 is an outlet switch valve provided at the outlet of the exhaust bypass passage 8, V3
Is an opening / closing valve of the combustion gas discharge passage 7, and V4 is an opening / closing valve of the secondary air supply passage 6.

【0013】このディーゼル機関の排気浄化装置20に
は以下に示すセンサ類が設けられている。即ち、温度を
検出するセンサとしては、パティキュレートフィルタ5
のヒータHと反対側の端面側の中央部に設けられた温度
センサST1、パティキュレートフィルタ5のヒータH
と反対側の端面側の外周部に設けられた温度センサST
2,ST3、フィルタ5の軸方向の中央部に設けられた
温度センサST4、ヒータHの温度を検出する温度セン
サSTH、外気温を測定する温度センサ(図示せず)等
がある。また、圧力を測定するセンサとしては、吸気通
路1に設けられて吸入圧力を測定する圧力センサSP
0、パティキュレートフィルタ5の排気ガス流入側の通
路2内に設けられた圧力センサSP1、パティキュレー
トフィルタ5の排気ガス流出側の通路2内に設けられた
圧力センサSP2、エアポンプ9の吐出圧を計測する圧
力センサSP4がある。更にこの他には、燃料噴射レバ
ーのレバー開度θを検出するレバー開度センサ(図示せ
ず)や機関の回転速度Neを検出する回転速度センサ等
がある。
The exhaust gas purification device 20 of this diesel engine is provided with the following sensors. That is, as the sensor for detecting the temperature, the particulate filter 5 is used.
Heater H of the particulate filter 5 and the temperature sensor ST1 provided in the central portion of the end surface side opposite to the heater H of
Temperature sensor ST provided on the outer periphery of the end face side opposite to
2, ST3, a temperature sensor ST4 provided at the center of the filter 5 in the axial direction, a temperature sensor STH for detecting the temperature of the heater H, and a temperature sensor (not shown) for measuring the outside air temperature. Further, as a sensor for measuring the pressure, a pressure sensor SP provided in the intake passage 1 for measuring the suction pressure is used.
0, the pressure sensor SP1 provided in the passage 2 on the exhaust gas inflow side of the particulate filter 5, the pressure sensor SP2 provided in the passage 2 on the exhaust gas outflow side of the particulate filter 5, and the discharge pressure of the air pump 9. There is a pressure sensor SP4 to measure. In addition to this, there are a lever opening sensor (not shown) for detecting the lever opening θ of the fuel injection lever, a rotation speed sensor for detecting the rotation speed Ne of the engine, and the like.

【0014】パティキュレートフィルタ5は多孔性物質
からなるハニカム状の隔壁を備えたハニカム状フィルタ
であって一般に円筒状をしており、内部に隔壁で囲まれ
た多数の直方体状の通路がある。そして、この通路の隣
接するものは、排気ガスの流入側と排気ガスの流出側で
交互にセラミック製の閉塞材によって栓詰めされて閉通
路となっている。
The particulate filter 5 is a honeycomb filter having honeycomb-shaped partition walls made of a porous material, and is generally cylindrical, and has a large number of rectangular parallelepiped passages surrounded by partition walls. Adjacent ones of these passages are closed passages that are alternately plugged with a ceramic blocking material on the exhaust gas inflow side and the exhaust gas outflow side.

【0015】制御回路100は、例えば、アナログ信号
入力用のインタフェースINa、ディジタル信号入力用
のインタフェースINd、アナログ信号をディジタル信
号に変換するコンバータA/D、各種演算処理を行う中
央処理装置CPU、ランダムアクセスメモリRAM、読
み出し専用メモリROM、出力回路OUT、およびこれ
らを接続するバスライン111等を含むマイクロコンピ
ュータによって構成されるが、その構成の詳細な動作説
明については省略する。
The control circuit 100 includes, for example, an interface INa for inputting an analog signal, an interface INd for inputting a digital signal, a converter A / D for converting an analog signal into a digital signal, a central processing unit CPU for performing various arithmetic processes, and a random processor. It is composed of a microcomputer including an access memory RAM, a read-only memory ROM, an output circuit OUT, and a bus line 111 connecting these, but a detailed operation description of the structure is omitted.

【0016】制御回路100のアナログ信号入力用のイ
ンタフェースINaには、圧力センサSP0〜SP4か
らの圧力検出信号P0〜P4、温度センサST1〜ST
4からの温度検出信号T1〜T4、ヒータ温度信号T
H、および図示しない大気温センサからの温度検出信号
TA、電圧計12からのバッテリ11の電圧、エアフロ
ーメータ15,16からの流量検出信号Ga, Sa、図
示しない回転数センサからの機関回転速度信号Ne、ヒ
ータ通電中のバッテリ電圧V等が入力され、ディジタル
信号入力用のインタフェースINdには、キースイッチ
(図示せず)からの信号等が入力される。これらのデー
タの入力により制御回路100は、温度T1〜T3が所
定の温度以上、例えば、600℃以上である時間tmc1,
tmc2,tmc3,および再生開始から温度T1〜T3がピー
ク温度に達するまでの時間より燃焼速度vtを算出すると
共に、フィルタ5の前後差圧(圧力損失)ΔP、および
ローディングKと呼ばれるK値を以下の式により算出す
る。
The interface INa for inputting an analog signal of the control circuit 100 has pressure detection signals P0 to P4 from the pressure sensors SP0 to SP4 and temperature sensors ST1 to ST.
4, temperature detection signals T1 to T4, heater temperature signal T
H, a temperature detection signal TA from an atmospheric temperature sensor (not shown), a voltage of the battery 11 from the voltmeter 12, flow rate detection signals Ga and Sa from the air flow meters 15 and 16 , an engine speed signal from a rotation speed sensor (not shown) Ne, a battery voltage V while the heater is energized, etc. are inputted, and a signal etc. from a key switch (not shown) is inputted to the interface INd for inputting a digital signal. By inputting these data, the control circuit 100 causes the time tmc1, at which the temperatures T1 to T3 are equal to or higher than a predetermined temperature, for example, 600 ° C. or more.
The combustion speed vt is calculated from tmc2, tmc3, and the time from the start of regeneration until the temperatures T1 to T3 reach the peak temperature, and the differential pressure (pressure loss) ΔP across the filter 5 and the K value called the loading K are calculated as follows. It is calculated by the formula.

【0017】K = (P1−P2)/P2 通常の排気ガス中のパティキュレート捕集時には、各弁
V1〜V4は破線の位置に制御されており、ディーゼル
機関10から排出された排気ガスは、ケーシング3に内
蔵されたパティキュレートフィルタ5によってパティキ
ュレートが除去され、図示しないマフラを介して大気中
に放出される。一方、パティキュレートフィルタ5内に
パティキュレートが所定量捕集された時には、制御回路
100は弁V1〜V4を破線の位置から実線の位置に切
り換える切換制御と、ヒータスイッチ13のオンオフ制
御およびエアポンプ9からの2次空気の流量の制御を行
う。一般に、パティキュレートの捕集動作からいつフィ
ルタ5の再生動作に切り換えるかは、排気ガス流入側
(上流側)の圧力が、排気ガス流出側(下流側)の圧力
よりも所定値を越えて大きくなった時をもって行われる
が、本発明ではこの切換時期を、前述の機関の運転状態
パラメータの値から主因子となるパラメータを選んでフ
ィルタ5内のパティキュレートの燃え残り量をファジー
推論し、次回の再生時期の補正が行われる。
K = (P1-P2) / P2 During normal particulate collection in exhaust gas, the valves V1 to V4 are controlled to the positions indicated by broken lines, and the exhaust gas discharged from the diesel engine 10 is The particulate filter 5 contained in the casing 3 removes the particulates and discharges them into the atmosphere through a muffler (not shown). On the other hand, when a predetermined amount of particulates is trapped in the particulate filter 5, the control circuit 100 switches the valves V1 to V4 from the positions of broken lines to the positions of solid lines, on / off control of the heater switch 13, and the air pump 9. The flow rate of the secondary air from is controlled. In general, when switching from the particulate trapping operation to the filter 5 regeneration operation is performed when the pressure on the exhaust gas inflow side (upstream side) exceeds the pressure on the exhaust gas outflow side (downstream side) by more than a predetermined value. However, in the present invention, the switching timing is fuzzy inferred from the value of the operating state parameter of the engine described above, which is a main factor, and the unburned amount of the particulates in the filter 5 is inferred. The reproduction time is corrected.

【0018】よって次に、制御回路100によるファジ
ー推論を用いたフィルタ5内のパティキュレートの燃え
残り量の判定、およびこの判定に応じたパティキュレー
トの捕集動作からフィルタ5の再生動作への切換制御に
ついて説明する。ファジー推論を用いて再生処理後のパ
ティキュレートフィルタ5内の燃え残りを判断するため
の因子としては、機関稼働中の状態パラメータの何に注
目するかによって、以下の種類があることを本発明者ら
は見出した。 (1) 温度に関係する因子 ・フィルタ中心部分の温度T1 ・フィルタ外周部分の温度T2,T3 ・再生直前のフィルタの温度T4 ・ヒータ通電時の温度TH ・外気温度TA ・排気温度TEX (2) 圧力に関係する因子 ・フィルタの排気上流側圧力(前圧)P1 ・フィルタの排気下流側圧力(後圧)P2 ・吸入負圧P0 ・エアポンプ(A/P)9の2次空気の吐出圧P4 (3) 時間に関係する因子 ・フィルタ中心部の燃焼温度が600℃以上である保持
時間Tmc1 、 ・フィルタ外周部の燃焼温度が600℃以上である保持
時間Tmc2,Tmc3 ・捕集時間tc ・再生時間tr (4) 空気流量に関係する因子 ・吸入空気量Ga ・再生直前のエアポンプ9の吐出流量Sa (5) その他の因子 ・機関回転速度Ne ・レバー開度θ ・バッテリ電圧V ・燃焼伝播速度vt ・機関積算回転速度ΣNe ・捕集時走行距離Lc ・燃料総消費量ΣQ 以上ファジー推論に必要な因子を列挙したが、これらの
因子は、それ自体で燃え残りを推定できるものを主因子
と、燃え残りを推定する精度を向上させる副因子と、燃
え残りを推定する補足となる補足因子に分けることがで
きる。そして、本発明者らの検討によれば、再生後のフ
ィルタ内のパティキュレートの燃え残りは、前述の(1)
から(4) の各項目中にある少なくとも1つの因子を主因
子とした場合、この主因子と他の少なくとも1つの副因
子を組み合わせることによってファジー推論できること
が分かった。
Therefore, next, the unburned amount of the particulates in the filter 5 is determined by using the fuzzy inference by the control circuit 100, and the particulate collection operation according to this determination is switched to the regeneration operation of the filter 5. The control will be described. As a factor for determining the unburned residue in the particulate filter 5 after the regeneration process using fuzzy inference, the present inventor has found that there are the following types depending on what the state parameter during engine operation is to be noted. Found out. (1) Factors related to temperature-T1 at the center of the filter-T2 and T3 at the outer periphery of the filter-T4 of the filter just before regeneration-Temperature TH when the heater is energized-Outside temperature TA-Exhaust temperature TEX (2) Factors related to pressure-Exhaust gas upstream pressure (front pressure) P1 of filter-Exhaust gas downstream pressure (post-pressure) P2 of filter-Suction negative pressure P0-Secondary air discharge pressure P4 of air pump (A / P) 9 (3) Factors related to time-Holding time Tmc1 when the combustion temperature at the center of the filter is 600 ° C or higher-Holding time Tmc2, Tmc3 when the combustion temperature at the outer periphery of the filter is 600 ° C or higher-Collection time tc-Regeneration Time tr (4) Factors related to air flow rate-Intake air amount Ga-Flow rate Sa of the air pump 9 immediately before regeneration Sa (5) Other factors-Engine rotation speed Ne-Lever opening θ-Battery voltage V-Combustion propagation speed v・ Engine cumulative rotation speed ΣNe ・ Collecting mileage Lc ・ Total fuel consumption ΣQ The factors necessary for fuzzy inference are listed above. The main factors are those that can estimate the unburned residue by themselves. It can be divided into a sub-factor that improves the accuracy of estimating the unburned residue and a co-factor that is a supplement that estimates the unburned residue. Then, according to the study of the present inventors, the unburned particulate matter in the filter after regeneration is the same as the above (1).
From (4), when at least one factor in each item was used as the main factor, it was found that fuzzy inference could be performed by combining this main factor with at least one other subfactor.

【0019】図3はこの関係をテーブルの形にして示し
た図であり、主因子を◎で、副因子を○で、補足因子を
△で表してある。この図中に記載された制御1から制御
4は前述の(1) から(4) の各項から少なくとも1つの主
因子を選択した場合の、燃え残り量を判定するのに必要
な副因子と補足因子の関係を示すものである。例えば、
制御1の場合、フィルタ中心温度T1とフィルタ外周温
度T2を主因子として選択すると、○で示される副因子
を少なくとも1つこれと組み合わせれば、パティキュレ
ートの燃え残り量が推定できることを示している。
FIG. 3 is a diagram showing this relationship in the form of a table, in which the main factor is represented by ⊚, the subfactor is represented by ∘, and the supplementary factor is represented by Δ. Controls 1 to 4 described in this figure are sub-factors necessary for determining the amount of unburned fuel when at least one main factor is selected from the above items (1) to (4). It shows the relationship of cofactors. For example,
In the case of control 1, if the filter center temperature T1 and the filter outer peripheral temperature T2 are selected as the main factors, it is shown that the unburned amount of particulates can be estimated by combining with at least one sub-factor indicated by ◯. ..

【0020】従って、ここで、図3に示した因子を組み
合わせてパティキュレートの燃え残り量を推定し、再生
開始時期を決める本発明の実施例に付いて説明する。ま
ず、図3の制御1に対応する実施例について説明する。
この実施例は、主因子としてフィルタ中心温度T1とフ
ィルタ外周温度T2、そして、副因子としてフィルタ中
心部が600℃以上である保持時間tmc1 を使用してフ
ィルタ5内のパティキュレートの燃え残り量をファジー
推定するものであり、この推論の結果、フィルタ5の前
後差圧(圧力損失) または、ローディングK(圧力損失
をフィルタの後圧で除算したもの)等の再生時期判断係
数を補正するものである。
Therefore, an embodiment of the present invention in which the unburned amount of particulates is estimated by combining the factors shown in FIG. 3 and the regeneration start time is determined will be described. First, an embodiment corresponding to the control 1 of FIG. 3 will be described.
In this embodiment, the filter center temperature T1 and the filter outer peripheral temperature T2 are used as main factors, and the retention time tmc1 at which the filter center is 600 ° C. or more is used as a sub-factor, and the unburned amount of particulates in the filter 5 is calculated. This is a fuzzy estimation, and as a result of this inference, the regeneration timing judgment coefficient such as the differential pressure across the filter 5 (pressure loss) or the loading K (pressure loss divided by the post pressure of the filter) is corrected. is there.

【0021】フィルタ中心温度T1、フィルタ外周温度
T2、フィルタ中心部が600℃以上である保持時間t
mc1 に対するメンバシップ関数を図4(a) 〜(c) に示
す。この図に示されている文字はファジーラベルと称さ
れ次の意味がある。 ・PB(Positive Big) 正でかなり大きい ・PM(Positive Medium) 正で幾分大きい ・PS(Positive Small) 正で少し大きい ・Z0(Zero) 基準値である ・NS(Negative Small) 負で少し大きい ・NM(Negative Medium) 負で幾分大きい ・NB(Negative Big) 負でかなり大きい 従って、図4(a) においてT1=650℃である時は、
温度T1がZ0(基準値)と感覚的にとらえられる可能
性は50%程度であり、かつ、PS(少し高い)ととら
えられる可能性も50%程度であることを示している。
同じように、図4(b) においてT2=520℃である時
は、温度T2がNS(少し高い)と捉えられる可能性が
80%程度、Z0(基準値)ととらえられる可能性が2
0パーセント程度であることを示している。また、同様
に、tmc1 =70sec では保持時間tmc1 がZ0(基準
値)であるととらえられる可能性が100%であること
を示している。
The filter center temperature T1, the filter outer peripheral temperature T2, and the holding time t at which the filter center is 600 ° C. or more.
Membership functions for mc1 are shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). The letters shown in this figure are called fuzzy labels and have the following meanings.・ PB (Positive Big) Positive and fairly large ・ PM (Positive Medium) Positive and somewhat large ・ PS (Positive Small) Positive and slightly large ・ Z0 (Zero) standard value ・ NS (Negative Small) Negative and slightly large・ NM (Negative Medium) Negative and somewhat large ・ NB (Negative Big) Negative and considerably large Therefore, when T1 = 650 ° C. in FIG. 4 (a),
It indicates that the probability that the temperature T1 is perceived as Z0 (reference value) is about 50%, and the probability that it is perceived as PS (slightly higher) is about 50%.
Similarly, when T2 = 520 ° C. in FIG. 4 (b), there is a possibility that the temperature T2 is considered to be NS (a little higher), about 80%, and there is a possibility to be considered as Z0 (reference value).
It shows that it is about 0%. Similarly, when tmc1 = 70 sec, there is a 100% possibility that the holding time tmc1 is considered to be Z0 (reference value).

【0022】そして、図5(a),(b) にはフィルタ中心温
度T1、フィルタ外周温度T2、フィルタ中心部が60
0℃以上である保持時間tmc1 と、パティキュレートフ
ィルタの再生状況に対する再生時期判断係数“K”に対
するメンバシップ関数が示されている。即ち、図5(a)
はフィルタ中心温度T1とフィルタ外周温度T2、及び
フィルタ中心部が600℃以上である保持時間tmc1 の
3つの因子と再生時期判断係数“K”との関係を経験に
基づいて3次元マップの形でルール化したマップであ
り、図5(b) は(a) における保持時間tmc1 が一定値、
例えば、tmc1 =Z0の時のマップである。
5A and 5B, the filter center temperature T1, the filter outer temperature T2, and the filter center portion are 60
A membership function is shown for the holding time tmc1 which is 0 ° C. or higher and the regeneration timing judgment coefficient “K” for the regeneration status of the particulate filter. That is, FIG. 5 (a)
Is a three-dimensional map in the form of a three-dimensional map based on experience with the three factors of the filter central temperature T1 and the filter outer peripheral temperature T2, and the retention time tmc1 at which the filter central portion is 600 ° C. or more and the regeneration timing determination coefficient “K”. It is a ruled map, and FIG. 5B shows that the retention time tmc1 in FIG.
For example, a map when tmc1 = Z0.

【0023】図5(a),(b) のルールマップについて更に
詳しく説明する。前述のフィルタ中心温度T1が少し大
きく、フィルタ外周温度T2が少し小さく、フィルタ中
心部が600℃以上である保持時間tmc1 が基準値であ
る時は、“K”を少し大きくすれば次の再生時にフィル
タ内に燃え残りが少なくなり、かつ、フィルタ内温度も
余り上昇しない事が経験的に知られている。よって、温
度T1、T2、および保持時間tmc1 と係数“K”の関
係を経験に基づいてルール化し、3次元的、2次元的に
表したルールマップが図5(a),(b) ということになる。
但し、図5(a),(b) はあくまでも例であり、排気浄化シ
ステムおよびパティキュレートフィルタの仕様に応じて
このルールは変化するものである。
The rule maps shown in FIGS. 5A and 5B will be described in more detail. When the filter center temperature T1 is a little higher, the filter outer temperature T2 is a little lower, and the holding time tmc1 is a reference value when the filter center is 600 ° C. or more, if "K" is increased a little at the time of the next reproduction. It is empirically known that the unburned residue in the filter is reduced and the temperature in the filter does not rise so much. Therefore, the rule maps showing the relationships between the temperatures T1, T2, and the holding time tmc1 and the coefficient “K” based on experience are shown three-dimensionally and two-dimensionally in FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b). become.
However, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are merely examples, and this rule changes depending on the specifications of the exhaust purification system and the particulate filter.

【0024】このマップにより、フィルタ外周部のパテ
ィキュレート燃え残りが大の時は、燃え残り分を考慮
し、フィルタ前後差圧ΔPが初期設定値よりもやや大き
くなるように補正することができる。例えば、図4(a)
〜(c) にて示したように、T1=Z0、T2=NS、t
mc1 =Z0の可能性がある時は、図5(b) のルールマッ
プにより、K=PSとなる。
According to this map, when there is a large amount of unburned particulate matter remaining on the outer peripheral portion of the filter, it is possible to correct the differential pressure ΔP across the filter so as to be slightly larger than the initial set value in consideration of the unburned residue. For example, Figure 4 (a)
As shown in (c), T1 = Z0, T2 = NS, t
When there is a possibility that mc1 = Z0, K = PS according to the rule map of FIG. 5 (b).

【0025】図6は再生時期判断係数“K”のメンバシ
ップ関数を示すものであり、この図から、図5(a),(b)
で得られた再生時期判断係数“K”が2.2程度になる
事は、感覚的に“K”を少し大きくすることを意味す
る。次に、再生時期判断係数“K”を求める方法につい
て説明する。ここで、T1はZ0とPSに属しており、
T2はNSとZ0に属しており、tmc1 はZ0に属して
いるとすると、以下の組み合わせが考えられ、それぞれ
の場合について再生時期判断係数“K”の取り得る値の
可能性が求められる。
FIG. 6 shows the membership function of the reproduction timing judgment coefficient "K". From this figure, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are shown.
The fact that the reproduction timing judgment coefficient "K" obtained in step 2 is about 2.2 means that "K" is sensibly increased. Next, a method of obtaining the reproduction timing determination coefficient “K” will be described. Where T1 belongs to Z0 and PS,
Assuming that T2 belongs to NS and Z0, and tmc1 belongs to Z0, the following combinations are possible, and the possible values of the regeneration timing judgment coefficient "K" are required for each case.

【0026】 (1) T1=Z0,T2=NS,tmc1 =Z0 (2) T1=PS,T2=NS,tmc1 =Z0 (3) T1=Z0,T2=Z0,tmc1 =Z0 (4) T1=PS,T2=Z0,tmc1 =Z0 (1) のT1=Z0,T2=NS,tmc1 =Z0の場合、
図5(b) に示したルールマップの関係から、“K”=P
Sとなり、図7(a) 〜(c) に示すようにT1=Z0の可
能性は50%、T2=NSの可能性は80%、tmc1 =
Z0の可能性は100%である。この時、K=PSにな
る可能性は、tmc1 =Z0、T2=NSである可能性は
高いが、T1=Z0である可能性が全体から見ると低い
ので、“K”がPSをとる可能性はT1の可能性で決定
することになる(50%)。従って、再生時期判断係数
“K”の可能性は図8で示す領域となる。
(1) T1 = Z0, T2 = NS, tmc1 = Z0 (2) T1 = PS, T2 = NS, tmc1 = Z0 (3) T1 = Z0, T2 = Z0, tmc1 = Z0 (4) T1 = PS, T2 = Z0, tmc1 = Z0 (1) T1 = Z0, T2 = NS, tmc1 = Z0,
From the relationship of the rule map shown in FIG. 5 (b), "K" = P
As shown in FIGS. 7A to 7C, the probability of T1 = Z0 is 50%, the probability of T2 = NS is 80%, and tmc1 =
The probability of Z0 is 100%. At this time, there is a high possibility that K = PS will be tmc1 = Z0 and T2 = NS, but since the possibility that T1 = Z0 is low from the whole, "K" can take PS. Gender will be determined by the likelihood of T1 (50%). Therefore, the possibility of the reproduction timing judgment coefficient "K" is in the area shown in FIG.

【0027】(2) のT1=PS,T2=NS,tmc1 =
Z0の場合、図5(b) に示したルールマップの関係から
“K”=PSとなり、(1) と同じ手法でその可能性を導
くと50%になる。 (3) のT1=Z0,T2=Z0,tmc1 =Z0の場合、
図5(b) に示したルールマップの関係から“K”=Z0
となり、(1) と同じ手法でその可能性を導くと20%に
なる。
(2) T1 = PS, T2 = NS, tmc1 =
In the case of Z0, "K" = PS from the relation of the rule map shown in FIG. 5 (b), and if the possibility is derived by the same method as (1), it becomes 50%. When T1 = Z0, T2 = Z0, tmc1 = Z0 in (3),
From the relationship of the rule map shown in FIG. 5 (b), "K" = Z0
If we derive the possibility with the same method as in (1), it will be 20%.

【0028】(4) のT1=PS,T2=Z0,tmc1 =
Z0の場合、図5(b) に示したルールマップの関係から
“K”=Z0となり、(1) と同じ手法でその可能性を導
くと50%になる。以上のようにして求められた再生時
期判断係数“K”の可能性は、(1) 〜(4)の各ファジー
ラベルについて取り得る最大の可能性を図9に示すよう
に重ね合わせ、“K”の可能性分布を作成する。このと
き、“K”の値は、図9のハッチング部分の重心点とな
る。
(4) T1 = PS, T2 = Z0, tmc1 =
In the case of Z0, "K" = Z0 from the relationship of the rule map shown in FIG. 5 (b), and if the possibility is derived by the same method as (1), it becomes 50%. As for the possibility of the reproduction timing judgment coefficient “K” obtained as described above, the maximum possibility that can be taken for each fuzzy label of (1) to (4) is overlapped as shown in FIG. Create a probability distribution of. At this time, the value of "K" becomes the center of gravity of the hatched portion in FIG.

【0029】図10は再生時期判断係数“K”の可能性
分布の重心を求める方法について示すものである。図9
のハッチング部分の輪郭を関数F(k)の形で表わし、
次式 G0 =∫K・F(k)d(k)/∫F(k)d(k) に基づいて重心G0 を計算する。そして、求められた重
心G0 により、再生時期判断係数“K”を補正する。
FIG. 10 shows a method of obtaining the center of gravity of the possibility distribution of the reproduction timing judgment coefficient "K". Figure 9
The contour of the hatched part of is expressed in the form of a function F (k),
The center of gravity G 0 is calculated based on the following equation G 0 = ∫K · F (k) d (k) / ∫F (k) d (k). Then, the reproduction time determination coefficient “K” is corrected by the obtained center of gravity G 0 .

【0030】図11は前述したファジー推論を用いて次
回の再生時期を判断する手順を示すフローチャートであ
り、所定時間おき、例えば10ms毎に実行される。ス
テップ101ではまず機関始動直後か否かが判定され、
機関始動直後の場合はステップ102において再生時期
判断値TKを初期値にしてステップ104に進み、機関
始動直後でない場合はステップ103においてフィルタ
再生中か否かが判定される。ステップ103でフィルタ
が再生中であると判定された時はこのルーチンを終了
し、再生中でないと判定された時はステップ104に進
む。
FIG. 11 is a flow chart showing a procedure for judging the next reproduction time by using the above-mentioned fuzzy inference, which is executed every predetermined time, for example, every 10 ms. In step 101, it is first determined whether or not the engine has just started,
If the engine has just started, the regeneration timing determination value TK is set to the initial value in step 102 and the routine proceeds to step 104. If the engine has not just started, it is determined in step 103 whether the filter is being regenerated. When it is determined in step 103 that the filter is being regenerated, this routine is ended, and when it is determined that the filter is not being regenerated, the routine proceeds to step 104.

【0031】ステップ104では機関回転速度Neが読
み込まれ、続くステップ105では機関回転速度Neの
積算値ΣNeの演算が行われる。そして、ステップ10
6では機関回転速度Neが1000rpm以上か否かが
判定され、Ne<1000rpmの時はこのルーチンを
終了し、Ne≧1000rpmの時にステップ107に
進んで吸気圧力(大気圧)P0、フィルタ上流側圧力P
1、およびフィルタ下流側圧力P2の測定が行われる。
In step 104, the engine rotation speed Ne is read, and in the following step 105, the integrated value ΣNe of the engine rotation speed Ne is calculated. And step 10
In No. 6, it is determined whether the engine rotation speed Ne is 1000 rpm or more. When Ne <1000 rpm, this routine is ended, and when Ne ≧ 1000 rpm, the routine proceeds to step 107, where the intake pressure (atmospheric pressure) P0, the filter upstream side pressure. P
1 and the filter downstream side pressure P2 are measured.

【0032】ステップ108ではフィルタの再生時期を
判定するローディングKの値が次式 (P1−P2)/(P2−P0) によって演算され、この値が再生時期判断値値TKより
小さいか否かが判定される。そして、(P1−P2)/
(P2−P0)≧TKの時はステップ112に進んでフ
ィルタの再生開始指示が出力されると共に、機関回転速
度の積算値ΣNeがクリアされる。一方、ステップ10
8で(P1−P2)/(P2−P0)<TKの時はステ
ップ109に進み、機関の排気温度TEXが測定され、ス
テップ110において排気温が600℃未満か否かが判
定される。TEX<600℃の時はステップ111に進ん
で機関回転速度の積算値ΣNeが予め設定された機関回
転速度の積算基準値NE以上か否かが判定され、ΣNe
<NEの時はこのルーチンを終了し、ΣNe≧NEの時
はステップ112に進んでフィルタの再生開始指示が出
力されると共に、機関回転速度の積算値ΣNeがクリア
される。また、ステップ110においてTEX≧600℃
の時はステップ113に進んで機関回転速度の積算値Σ
Neがクリアされてこのルーチンを終了する。
At step 108, the value of the loading K for determining the regeneration time of the filter is calculated by the following equation (P1-P2) / (P2-P0), and it is determined whether this value is smaller than the regeneration time judgment value TK. To be judged. And (P1-P2) /
When (P2−P0) ≧ TK, the routine proceeds to step 112, where a filter regeneration start instruction is output and the integrated value ΣNe of the engine rotation speed is cleared. On the other hand, step 10
When (P1−P2) / (P2−P0) <TK in step 8, the routine proceeds to step 109, where the exhaust gas temperature TEX of the engine is measured, and at step 110, it is judged if the exhaust gas temperature is lower than 600 ° C. When TEX <600 ° C., the routine proceeds to step 111, where it is determined whether or not the integrated value ΣNe of the engine speed is equal to or more than a preset integrated reference value NE of the engine speed, and ΣNe
When <NE, this routine is ended, and when ΣNe ≧ NE, the routine proceeds to step 112, where a filter regeneration start instruction is output, and the integrated value ΣNe of the engine speed is cleared. Also, in step 110, TEX ≧ 600 ° C.
If, then the routine proceeds to step 113, where the integrated value Σ of engine speed is
Ne is cleared and this routine ends.

【0033】図12はフィルタ再生中に燃え残りをファ
ジー推論し、次回の再生時期判断を補正する手順を示す
フローチャートである。ステップ201ではフィルタの
再生中か否かが判定され、再生中でない時はこのルーチ
ンを終了し、再生中の時はステップ202に進んでフィ
ルタの中心温度T1および外周温度T2,T3の測定が
行われる。続くステップ203では排気温TEXが600
℃以上か否かが判定され、TEX≧600℃の時はステッ
プ204に進んでその時間tmc1 を積算してステップ2
05に進み、TEX<600℃の時はステップ204に進
まずにステップ205に進む。
FIG. 12 is a flow chart showing a procedure for fuzzy inferring the unburned residue during filter regeneration and correcting the next regeneration timing judgment. In step 201, it is judged whether or not the filter is being regenerated. If not being regenerated, this routine is ended. If it is being regenerated, the routine proceeds to step 202, where the center temperature T1 of the filter and the outer peripheral temperatures T2 and T3 are measured. Be seen. In the following step 203, the exhaust temperature TEX is 600.
It is determined whether or not the temperature is equal to or higher than ℃, and when TEX ≧ 600 ℃, the routine proceeds to step 204, and the time tmc1 is integrated to step 2
If TEX <600 ° C., the process proceeds to step 205 without proceeding to step 204.

【0034】ステップ205では再生が終了したか否か
が判定され、終了していない時はこのルーチンを終了
し、終了した時はステップ206に進んでフィルタの中
心温度T1と外周温度T2,T3、およびフィルタ温度
が600℃以上である保持時間tmc1 を用いて再生時期
判断係数“K”が、前述の方法でファジー推論される。
そして、推論した再生時期判断係数“K”が1.8と
2.4の間にあるか否かがステップ207において判定
され、1.8≦K≦2.4の場合は再生時期判断値値T
Kがステップ206で推論した再生時期判断係数“K”
に置き換えられてこのルーチンを終了する。一方、ステ
ップ207において1.8>K、またはK>2.4の場
合は、ステップ206における推論値が誤りとしてステ
ップ209に進み、再生時期判断値値TKが初期値にさ
れてこのルーチンを終了する。
In step 205, it is judged whether or not the regeneration is completed. If it is not completed, this routine is finished, and if it is finished, the routine proceeds to step 206, where the center temperature T1 of the filter and the outer peripheral temperatures T2, T3, And the regeneration time judgment coefficient "K" is fuzzy inferred by the above method using the holding time tmc1 at which the filter temperature is 600 ° C. or higher.
Then, in step 207, it is determined whether or not the inferred reproduction timing determination coefficient "K" is between 1.8 and 2.4. If 1.8≤K≤2.4, the playback timing determination value is determined. T
Reproduction time judgment coefficient “K” that K inferred in step 206
Is replaced with and the routine ends. On the other hand, if 1.8> K or K> 2.4 in step 207, the inferred value in step 206 is regarded as an error and the process proceeds to step 209, the reproduction timing judgment value TK is set to the initial value, and this routine ends. To do.

【0035】なお、前述の図11,図12における具体
的な数字は便宜上与えたものであり、個々のディーゼル
機関によってこの数字は異なるものである。次に、図3
の制御2に対応する実施例について説明する。この実施
例は、主因子として再生終了直後のフィルタ前後ΔP
(図3ではフィルタの前圧P1と後圧P2に相当)を選
択し、副因子としてフィルタの中心温度T1を選択し、
補足因子として再生中の燃焼伝播速度(時間)vt を選
択したものであり、これらの因子を使用してフィルタ5
内のパティキュレートの燃え残り量をファジー推定する
ものである。そして、この推論の結果、フィルタ5の前
後差圧ローディングK等の再生時期判断係数を補正する
ものである。
The specific numbers in FIGS. 11 and 12 described above are given for the sake of convenience, and the numbers differ depending on the individual diesel engine. Next, FIG.
An embodiment corresponding to the control 2 will be described. In this embodiment, the main factor is the ΔP before and after the filter immediately after the end of the reproduction.
(Corresponding to the front pressure P1 and the rear pressure P2 of the filter in FIG. 3) is selected, and the center temperature T1 of the filter is selected as a sub-factor,
The combustion propagation velocity (time) vt during regeneration was selected as a cofactor, and the filter 5 was selected by using these factors.
It is a fuzzy estimation of the unburned amount of particulates in the inside. As a result of this inference, the regeneration timing determination coefficient such as the differential pressure loading K across the filter 5 is corrected.

【0036】フィルタ中心温度T1、フィルタ前後差圧
ΔP、および燃焼伝播速度vtに対するメンバシップ関
数を図4(a) ,図13(a),(b) に示す。また、図14
(a) にはフィルタ中心温度T1、フィルタ前後差圧Δ
P、および燃焼伝播速度vtと、パティキュレートフィ
ルタの再生状況に対する再生時期判断係数“K”との関
係を経験に基づいてルール化した3次元ルールマップを
示し、図14(b) には(a)における燃焼伝播速度vtが
一定値、例えば、vt=PSの時の2次元のルールマッ
プを示す。
Membership functions with respect to the filter center temperature T1, the filter front-rear differential pressure ΔP, and the combustion propagation velocity vt are shown in FIGS. 4 (a), 13 (a), and 13 (b). In addition, FIG.
(a) shows the filter center temperature T1 and the differential pressure across the filter Δ
FIG. 14 (b) shows a three-dimensional rule map in which the relationship between P, the combustion propagation velocity vt, and the regeneration timing judgment coefficient “K” with respect to the regeneration status of the particulate filter is ruled based on experience. 2) shows a two-dimensional rule map when the combustion propagation velocity vt in () is a constant value, for example, vt = PS.

【0037】図14(a),(b) のルールマップも温度T
1、差厚ΔP、および燃焼伝播速度vtと係数“K”の
関係を経験に基づいてルール化し、3次元的、2次元的
に表したものであり、このルールマップにおけるルール
も排気浄化システムおよびパティキュレートフィルタの
仕様に応じて変化するものである。このマップにより、
フィルタ外周部のパティキュレート燃え残りが大の時
は、燃え残り分を考慮し、フィルタ前後差圧ΔPが初期
設定値よりもやや大きくなるように補正することができ
る。例えば、図4(a),図13(a),(b) に示すように、フ
ィルタ中心温度T1=620℃、フィルタ前後差圧ΔP
=20mmHg、および燃焼伝播速度vt=420sec の
時、T1=Z0、ΔP=NB、vt=PSの可能性があ
る時は、図14(b) のルールマップにより、再生時期判
断係数“K”=PSとなる。
The rule maps of FIGS. 14 (a) and 14 (b) also show the temperature T.
1, the difference thickness ΔP, and the relationship between the combustion propagation velocity vt and the coefficient “K” are ruled based on experience and are three-dimensionally and two-dimensionally expressed. The rules in this rule map are also the exhaust purification system and It changes according to the specifications of the particulate filter. With this map
When the amount of unburned particulates on the outer peripheral portion of the filter is large, the unburned amount can be taken into consideration, and the differential pressure ΔP across the filter can be corrected to be slightly larger than the initial setting value. For example, as shown in FIGS. 4 (a), 13 (a), and 13 (b), the filter center temperature T1 = 620 ° C., the filter front-back differential pressure ΔP
= 20 mmHg, and combustion propagation velocity vt = 420 sec, when T1 = Z0, ΔP = NB, and vt = PS are possible, according to the rule map of FIG. 14 (b), the regeneration timing determination coefficient “K” = It becomes PS.

【0038】図15(a) は再生時期判断係数“K”のメ
ンバシップ関数を示すものである。次に、再生時期判断
係数“K”を求める方法について説明する。ここで、T
1はZ0とPSに属しており、ΔPはNBに属してお
り、vtはPSに属しているとすると、再生時期判断係
数“K”の取り得る値の可能性としては、以下の2つの
組み合わせが考えられる。
FIG. 15A shows the membership function of the reproduction timing judgment coefficient "K". Next, a method of obtaining the reproduction timing determination coefficient “K” will be described. Where T
If 1 belongs to Z0 and PS, ΔP belongs to NB, and vt belongs to PS, the following two combinations are possible as the possible values of the regeneration timing judgment coefficient “K”. Can be considered.

【0039】(1) T1=Z0,ΔP=NB,vt=PS (2) T1=PS,ΔP=NB,vt=PS (1) のT1=Z0,ΔP=NB,vt=PSの場合、T
1=Z0である可能性は80%であり、図14(b) に示
したルールマップの関係から、“K”=PSとなる可能
性も80%になる。一方、(2) のT1=PS,ΔP=N
B,vt=PSの場合、T1=PSである可能性は20
%であり、図14(b) に示したルールマップの関係か
ら、“K”=PMとなる可能性も20%になる。
(1) T1 = Z0, ΔP = NB, vt = PS (2) T1 = PS, ΔP = NB, vt = PS If T1 = Z0, ΔP = NB, vt = PS of (1), then T
The probability of 1 = Z0 is 80%, and the probability of “K” = PS is 80% from the relationship of the rule map shown in FIG. 14 (b). On the other hand, T2 of (2) = PS, ΔP = N
If B, vt = PS, then T1 = PS is likely 20
%, And there is a 20% chance that “K” = PM from the relationship of the rule map shown in FIG. 14 (b).

【0040】以上のようにして求められた再生時期判断
係数“K”の可能性は、(1),(2) の各ファジーラベルに
ついて取り得る最大の可能性を図15(a) に示すように
重ね合わせ、“K”の可能性分布を作成する。このと
き、“K”の値は、図15(a)ハッチング部分の重心点
となる。図15(b) は再生時期判断係数“K”の可能性
分布の重心G0 を求める方法について示すものである。
図15(b) のハッチング部分の輪郭を関数F(k)の形
で表わし、次式G0 =∫K・F(k)d(k)/∫F
(k)d(k)に基づいて重心G0 を計算する。そし
て、求められた重心G0 により、再生時期判断係数
“K”を補正する。
As for the possibility of the reproduction timing judgment coefficient "K" obtained as described above, the maximum possibility that can be obtained for each fuzzy label of (1) and (2) is shown in FIG. 15 (a). To create a probability distribution of “K”. At this time, the value of “K” becomes the center of gravity of the hatched portion in FIG. FIG. 15 (b) shows a method of obtaining the center of gravity G 0 of the possibility distribution of the reproduction timing judgment coefficient “K”.
The contour of the hatched portion in FIG. 15 (b) is represented in the form of a function F (k), and the following equation G 0 = ∫K · F (k) d (k) / ∫F
The center of gravity G 0 is calculated based on (k) d (k). Then, the reproduction time determination coefficient “K” is corrected by the obtained center of gravity G 0 .

【0041】この実施例におけるファジー推論を用いて
次回の再生時期を判断する手順を示すフローチャート
は、最初に説明した実施例の図11と全く同じであるの
で、その説明を省略する。図16はフィルタ再生中に燃
え残りをファジー推論し、次回の再生時期判断を補正す
る手順を示す本実施例におけるフローチャートである。
ステップ301ではフィルタの再生中か否かが判定さ
れ、再生中でない時はこのルーチンを終了し、再生中の
時はステップ302に進んでフィルタの中心温度T1の
測定が行われる。続くステップ303ではヒータ通電後
にパティキュレートが着火し、フィルタ内を火炎が伝播
する時間vtが測定される。
The flow chart showing the procedure for determining the next reproduction time using fuzzy inference in this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. 11, and therefore its explanation is omitted. FIG. 16 is a flowchart in the present embodiment showing a procedure for fuzzy inferring the unburned residue during filter regeneration and correcting the next regeneration timing judgment.
In step 301, it is judged whether or not the filter is being regenerated. If not being regenerated, this routine is ended. If it is being regenerated, the routine proceeds to step 302, where the center temperature T1 of the filter is measured. In the following step 303, the time vt during which the particulates ignite after the heater is energized and the flame propagates in the filter is measured.

【0042】ステップ304では再生が終了したか否か
が判定され、終了していない時はこのルーチンを終了
し、終了した時はステップ305に進んでフィルタの前
後差圧ΔPが測定される。そして、続くステップ306
において、中心温度T1と燃焼伝播速度vt、およびフ
ィルタの前後差圧ΔPを用いて再生時期判断係数“K”
が、前述の方法でファジー推論される。そして、ステッ
プ307では推論した再生時期判断係数“K”が1.8
と2.4の間にあるか否かが判定され、1.8≦K≦
2.4の場合は再生時期判断値値TKがステップ306
で推論した再生時期判断係数“K”に置き換えられてこ
のルーチンを終了する。一方、ステップ307において
1.8>K、またはK>2.4の場合は、ステップ30
6における推論値が誤りとしてステップ309に進み、
再生時期判断値値TKが初期値にされてこのルーチンを
終了する。図16においても具体的な数字は便宜上与え
たものであり、個々のディーゼル機関によってこの数字
は異なるものである。
In step 304, it is judged whether or not the regeneration is finished. If it is not finished, this routine is finished, and if it is finished, the routine proceeds to step 305, where the differential pressure ΔP across the filter is measured. Then, the following step 306
, The regeneration timing determination coefficient “K” is calculated using the central temperature T1, the combustion propagation velocity vt, and the differential pressure ΔP across the filter.
Is fuzzy inferred in the manner described above. Then, in step 307, the inferred reproduction timing determination coefficient "K" is 1.8.
And 2.4, it is determined whether 1.8 ≦ K ≦.
In the case of 2.4, the reproduction timing judgment value TK is the step 306.
It is replaced with the reproduction timing judgment coefficient "K" deduced in step 1 and this routine is ended. On the other hand, if 1.8> K or K> 2.4 in step 307, step 30
As the inferred value in 6 is incorrect, the process proceeds to step 309,
The reproduction timing judgment value TK is set to the initial value, and this routine ends. Also in FIG. 16, specific numbers are given for the sake of convenience, and these numbers differ depending on the individual diesel engine.

【0043】更に、図3の制御3に対応する実施例につ
いて説明する。この実施例は、主因子として吸入空気圧
P0(または吸入負圧Pin)と吸入空気量Gaを選択
し、補足因子として再生直前のフィルタ温度T4を選択
したものであり、これらの因子を使用してフィルタ5内
のパティキュレートの燃え残り量をファジー推定するも
のである。そして、この推論の結果、フィルタ5の前後
差圧ローディングK等の再生時期判断係数を補正するも
のである。
Further, an embodiment corresponding to the control 3 in FIG. 3 will be described. In this embodiment, intake air pressure P0 (or intake negative pressure Pin) and intake air amount Ga are selected as main factors, and filter temperature T4 immediately before regeneration is selected as a supplementary factor. The amount of unburned particulate matter in the filter 5 is fuzzy estimated. As a result of this inference, the regeneration timing determination coefficient such as the differential pressure loading K across the filter 5 is corrected.

【0044】再生直前のフィルタ温度T4、吸入空気量
Ga、および機関の吸入負圧Pin(大気圧から吸入空気
圧P0を引いたもの)に対するメンバシップ関数を図1
7(a) 〜(c) に示す。また、図18(a) には再生直前の
フィルタ温度T4、吸入空気量Ga、および機関の吸入
負圧Pinと、パティキュレートフィルタの再生状況に対
する再生時期判断係数“K”との関係を経験に基づいて
ルール化した3次元ルールマップを示し、図14(b) に
は(a) における燃焼伝播速度vtが一定値、例えば、v
t=PSの時の2次元のルールマップを示す。
FIG. 1 shows the membership function with respect to the filter temperature T4 immediately before regeneration, the intake air amount Ga, and the intake negative pressure Pin of the engine (atmospheric pressure minus intake air pressure P0).
7 (a)-(c). Further, FIG. 18 (a) shows that the relationship between the filter temperature T4 immediately before regeneration, the intake air amount Ga, the suction negative pressure Pin of the engine, and the regeneration timing judgment coefficient “K” with respect to the regeneration state of the particulate filter is experienced. FIG. 14 (b) shows a three-dimensional rule map based on a rule. The combustion propagation velocity vt in (a) is a constant value, for example, v
The two-dimensional rule map at the time of t = PS is shown.

【0045】図18(a),(b) のルールマップもフィルタ
温度T4、吸入空気量Ga、および機関の吸入負圧Pin
と係数“K”の関係を経験に基づいてルール化し、3次
元的、2次元的に表したものであり、このルールマップ
におけるルールも排気浄化システムおよびパティキュレ
ートフィルタの仕様に応じて変化するものである。この
マップにより、フィルタ外周部のパティキュレート燃え
残りが大の時は、燃え残り分を考慮し、フィルタ前後差
圧ΔPが初期設定値よりもやや大きくなるように補正す
ることができる。例えば、図17(a) 〜(c) に示すよう
に、フィルタ温度T4=200℃、吸入空気量Ga=
0.91、および機関の吸入負圧Pin=450mmHgの
時、T4=NS、Ga=NS、Pin=PSの可能性があ
る時は、図18(b) のルールマップにより、再生時期判
断係数“K”=NSとなる。
The rule maps of FIGS. 18 (a) and 18 (b) also show the filter temperature T4, the intake air amount Ga, and the intake negative pressure Pin of the engine Pin.
Is a three-dimensional and two-dimensional expression of the relationship between the coefficient "K" and the coefficient based on experience, and the rules in this rule map also change according to the specifications of the exhaust purification system and the particulate filter. Is. With this map, when there is a large amount of unburned particulates remaining on the outer peripheral portion of the filter, it is possible to correct the differential pressure across the filter ΔP to be slightly larger than the initial set value, taking into consideration the unburned portion. For example, as shown in FIGS. 17A to 17C, filter temperature T4 = 200 ° C., intake air amount Ga =
When there is a possibility of T4 = NS, Ga = NS, Pin = PS at 0.91 and the engine suction negative pressure Pin = 450mmHg, the regeneration timing judgment coefficient “” is determined by the rule map of FIG. 18 (b). K ″ = NS.

【0046】図19(a) は再生時期判断係数“K”のメ
ンバシップ関数を示すものである。次に、再生時期判断
係数“K”を求める方法について説明する。ここで、G
aはNSとZ0に属しており、T4はNSに属してお
り、PinはPSに属しているとすると、再生時期判断係
数“K”の取り得る値の可能性としては、以下の2つの
組み合わせが考えられる。
FIG. 19A shows the membership function of the reproduction timing judgment coefficient "K". Next, a method of obtaining the reproduction timing determination coefficient “K” will be described. Where G
If a belongs to NS and Z0, T4 belongs to NS, and Pin belongs to PS, the following two combinations are possible as the possible values of the regeneration timing judgment coefficient "K". Can be considered.

【0047】(1) Ga=NS,T4=NS,Pin=PS (2) Ga=Z0,T4=NS,Pin=PS (1) のGa=NS,T4=NS,Pin=PSの場合、G
a=NSである可能性は55%であり、図18 (b) に示
したルールマップの関係から、“K”=NSとなる可能
性も55%になる。一方、(2) のGa=Z0,T4=N
S,Pin=PSの場合、Ga=Z0である可能性は45
%であり、図18(b) に示したルールマップの関係か
ら、“K”=Z0となる可能性も45%になる。
(1) Ga = NS, T4 = NS, Pin = PS (2) Ga = Z0, T4 = NS, Pin = PS (1) Ga = NS, T4 = NS, Pin = PS, G =
There is a 55% chance that a = NS, and there is also a 55% chance that “K” = NS from the relationship of the rule map shown in FIG. 18 (b). On the other hand, Ga = Z0, T4 = N in (2)
If S and Pin = PS, there is a possibility that Ga = Z0 is 45.
%, And there is a 45% chance that “K” = Z0 from the relationship of the rule map shown in FIG. 18 (b).

【0048】以上のようにして求められた再生時期判断
係数“K”の可能性は、(1),(2) の各ファジーラベルに
ついて取り得る最大の可能性を図19(a) に示すように
重ね合わせ、“K”の可能性分布を作成する。このと
き、“K”の値は、図19(a)ハッチング部分の重心点
となる。図19(b) は再生時期判断係数“K”の可能性
分布の重心G0 を求める方法について示すものである。
図19(b) のハッチング部分の輪郭を関数F(k)の形
で表わし、次式G0 =∫K・F(k)d(k)/∫F
(k)d(k)に基づいて重心G0 を計算する。そし
て、求められた重心G0 により、再生時期判断係数
“K”を補正する。
The possibility of the reproduction timing judgment coefficient "K" obtained as described above is the maximum possible for each fuzzy label of (1) and (2) as shown in FIG. 19 (a). To create a probability distribution of “K”. At this time, the value of “K” becomes the center of gravity of the hatched portion in FIG. FIG. 19B shows a method of obtaining the center of gravity G 0 of the possibility distribution of the reproduction timing judgment coefficient “K”.
The contour of the hatched portion in FIG. 19 (b) is represented in the form of a function F (k), and the following equation G 0 = ∫K · F (k) d (k) / ∫F
The center of gravity G 0 is calculated based on (k) d (k). Then, the reproduction time determination coefficient “K” is corrected by the obtained center of gravity G 0 .

【0049】この実施例におけるファジー推論を用いて
次回の再生時期を判断する手順を示すフローチャート
は、最初に説明した実施例の図11と全く同じであるの
で、その説明を省略する。図20はフィルタ再生中に燃
え残りをファジー推論し、次回の再生時期判断を補正す
る手順を示す本実施例におけるフローチャートである。
ステップ401ではフィルタの再生中か否かが判定さ
れ、再生中でない時はこのルーチンを終了し、再生中の
時はステップ402に進んで再生開始直後か否かが判定
される。再生直後の場合はステップ403においてフィ
ルタの初期温度T4が測定されてステップ404に進む
が、再生直後でない場合はステップ403を通らずにス
テップ404に進む。
Since the flow chart showing the procedure for judging the next reproduction time using the fuzzy inference in this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. 11, its explanation is omitted. FIG. 20 is a flow chart in this embodiment showing a procedure for fuzzy inferring the unburned residue during filter regeneration and correcting the next regeneration timing judgment.
In step 401, it is determined whether or not the filter is being regenerated. If it is not being regenerated, this routine is ended, and if it is being regenerated, the routine proceeds to step 402, where it is determined whether or not it is immediately after the start of the regeneration. If it has just been regenerated, the initial temperature T4 of the filter is measured in step 403 and the process proceeds to step 404. If it has not been regenerated, the process proceeds to step 404 without passing through step 403.

【0050】ステップ404では再生が終了したか否か
が判定され、終了していない時はこのルーチンを終了
し、終了した時はステップ405に進んで機関回転速度
Ne、燃料噴射装置のレバー開度θ、吸入空気圧P0、
および吸入空気量Gaが測定される。そして、続くステ
ップ406において回転速度Ne、レバー開度θ、吸入
空気圧P0、および吸入空気量Gaを用いて再生時期判
断係数“K”が、前述の方法でファジー推論される。そ
して、ステップ407では推論した再生時期判断係数
“K”が1.8と2.4の間にあるか否かが判定され、
1.8≦K≦2.4の場合は再生時期判断値値TKがス
テップ406で推論した再生時期判断係数“K”に置き
換えられてこのルーチンを終了する。一方、ステップ4
07において1.8>K、またはK>2.4の場合は、
ステップ406における推論値が誤りとしてステップ4
09に進み、再生時期判断値値TKが初期値にされてこ
のルーチンを終了する。図20においても具体的な数字
は便宜上与えたものであり、個々のディーゼル機関によ
ってこの数字は異なるものである。
In step 404, it is judged whether or not the regeneration is completed. If it is not completed, this routine is finished. If it is finished, the routine proceeds to step 405, where the engine speed Ne, the lever opening of the fuel injection device are opened. θ, intake air pressure P0,
And the intake air amount Ga is measured. Then, in the following step 406, the regeneration timing determination coefficient "K" is fuzzy inferred by the above-described method using the rotation speed Ne, the lever opening θ, the intake air pressure P0, and the intake air amount Ga. Then, in step 407, it is determined whether or not the inferred reproduction timing determination coefficient "K" is between 1.8 and 2.4,
If 1.8 ≦ K ≦ 2.4, the reproduction timing judgment value TK is replaced with the reproduction timing judgment coefficient “K” inferred in step 406, and this routine is ended. On the other hand, step 4
If 1.8> K or K> 2.4 in 07,
Inferred value in step 406 is incorrect and step 4
In step 09, the reproduction timing judgment value TK is set to the initial value, and this routine ends. Also in FIG. 20, specific numbers are given for the sake of convenience, and these numbers differ depending on the individual diesel engine.

【0051】以上3つの実施例について説明したが、こ
れらの実施例以外にもフィルタ再生終了後のパティキュ
レートの燃え残り量の推論は可能であり、図3で説明し
たように、少なくとも1つの主因子と副因子または補足
因子を組み合わせることによってパティキュレートの燃
え残り量をファジー推論することができる。図3に示し
た各因子のメンバシップ関数を参考のために図21〜図
23に示す。ここで、図21(a) 〜(d) はそれぞれ外気
温度Ta、ヒータ温度TH、エアポンプの吐出圧力P
a、フィルタ前圧P1のメンバシップ関数を示し、図2
2(a) 〜(d) はそれぞれバッテリ電圧V、再生終了直前
のエアポンプの吐出流量Sa、機関積算回転速度ΣN
e、燃料総消費量ΣQのメンバシップ関数を示し、図2
3(a) 〜(c)はそれぞれ捕集時走行距離Lc、捕集時間
tc、フィルタ外周部の再生中の温度が600℃以上に
なった時間tmc2 またはtmc3 のメンバシップ関数を示
している。
Although the three embodiments have been described above, it is possible to infer the unburned amount of particulates after completion of filter regeneration in addition to these embodiments, and as described with reference to FIG. The unburned amount of particulates can be fuzzy inferred by combining factors with subfactors or cofactors. The membership functions of each factor shown in FIG. 3 are shown in FIGS. 21 to 23 for reference. Here, FIGS. 21A to 21D show the outside air temperature Ta, the heater temperature TH, and the discharge pressure P of the air pump, respectively.
a, the membership function of the pre-filter pressure P1 is shown in FIG.
2 (a) to (d) are the battery voltage V, the discharge flow rate Sa of the air pump immediately before the end of the regeneration, and the engine integrated rotational speed ΣN, respectively.
e, the membership function of the total fuel consumption ΣQ is shown in FIG.
3 (a) to 3 (c) show membership functions of the traveling distance Lc during collection, the collection time tc, and the time tmc2 or tmc3 when the temperature during regeneration of the outer peripheral portion of the filter is 600 ° C. or higher.

【0052】なお、以上示したメンバシップ関数の値
は、ディーゼル機関の機種、パティキュレートフィルタ
システムの構造の違いにより変化するものであり、実施
例で示したものはほんの一例に過ぎないものである。
The value of the membership function shown above changes depending on the model of the diesel engine and the structure of the particulate filter system, and the values shown in the embodiments are merely examples. ..

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パティキュレートフィルタの再生後のパティキュレート
の燃え残り量が、ファジー推論によって正確に求めら
れ、再生時期の補正をきめ細かく補正することによって
パティキュレートの過度の捕集が回避され、再生時のパ
ティキュレートフィルタの過熱を防止してパティキュレ
ートフィルタの破損を防止することができるという効果
がある。
As described above, according to the present invention,
The amount of unburned particulates remaining after the particulate filter is regenerated is accurately determined by fuzzy inference, and the particulate filter is prevented from being excessively collected by finely compensating the regeneration timing correction. There is an effect that it is possible to prevent the particulate filter from being damaged by overheating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における内燃機関の排気浄化装置の原理
構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a principle configuration of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明の内燃機関の排気浄化装置の一実施例の
全体構成を示すシステム図である。
FIG. 2 is a system diagram showing an overall configuration of an embodiment of an exhaust emission control device for an internal combustion engine of the present invention.

【図3】ファジー推論に必要な因子と、パティキュレー
トの燃え残りを推定できるこれらの因子の組み合わせの
関係をテーブルの形にして示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing, in the form of a table, the relationship between factors necessary for fuzzy inference and combinations of these factors that can estimate the unburned residue of particulates.

【図4】(a) はフィルタ中心温度に対するメンバシップ
関数を示す図、(b) はフィルタ外周温度に対するメンバ
シップ関数を示す図、(c) はフィルタ中心部が600℃
以上である保持時間に対するメンバシップ関数を示す図
である。
4A is a diagram showing a membership function with respect to a filter center temperature, FIG. 4B is a diagram showing a membership function with respect to a filter outer temperature, and FIG.
It is a figure which shows the membership function with respect to the above holding time.

【図5】(a) はフィルタ中心温度とフィルタ外周温度、
及びフィルタ中心部が600℃以上である保持時間の3
つの因子と再生時期判断係数との関係を経験に基づいて
3次元マップの形でルール化したマップ図、(b) はフィ
ルタ中心温度とフィルタ外周温度の2つの因子と再生時
期判断係数との関係を経験に基づいて2次元マップの形
でルール化したマップ図である。
FIG. 5 (a) is a filter center temperature and a filter outer temperature,
And a holding time of 600 ° C or more at the center of the filter
A map diagram in which the relationship between two factors and the regeneration time judgment coefficient is ruled in the form of a three-dimensional map based on experience. (B) shows the relationship between the regeneration center judgment coefficient and the two factors of the filter center temperature and the filter outer temperature. It is a map figure which made into a rule in the form of a two-dimensional map based on experience.

【図6】再生時期判断係数のメンバシップ関数を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a membership function of a reproduction timing judgment coefficient.

【図7】(a) はフィルタ中心温度のメンバシップ関数に
おけるフィルタ中心温度がZ0=50%の可能性を示す
図、(b) はフィルタ外周温度のメンバシップ関数におけ
るフィルタ外周温度がNS=80%の可能性を示す図、
(c) はフィルタ中心部が600℃以上である保持時間の
メンバシップ関数における保持時間がZ0=100%の
可能性を示す図である。
7A is a diagram showing a possibility that the filter center temperature in the membership function of the filter center temperature is Z0 = 50%, and FIG. 7B is a filter outer temperature of the filter outer temperature in the membership function NS = 80. Figure showing the probability of%,
(c) is a diagram showing a possibility that the retention time in the membership function of the retention time at which the central portion of the filter is 600 ° C. or higher is Z0 = 100%.

【図8】図7においてフィルタ温度がPS=50%の可
能性がある時の再生時期判断係数の可能性を示す領域図
である。
8 is a region diagram showing the possibility of a regeneration timing judgment coefficient when there is a possibility that the filter temperature is PS = 50% in FIG. 7. FIG.

【図9】図7における全ての可能性を重合わせた時の再
生時期判断係数の可能性を示す領域図である。
9 is a region diagram showing the possibility of a reproduction timing determination coefficient when all the possibilities in FIG. 7 are combined.

【図10】再生時期判断係数の可能性分布の重心を求め
る方法について示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a method of obtaining the center of gravity of the possibility distribution of the reproduction timing determination coefficient.

【図11】本発明のファジー推論を用いて次回の再生時
期を判断する手順を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for determining the next reproduction time using fuzzy inference according to the present invention.

【図12】フィルタ再生中に燃え残りをファジー推論
し、次回の再生時期判断を補正する実施例1における手
順を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure in the first embodiment for fuzzy inferring an unburned residue during filter regeneration and correcting the next regeneration timing determination.

【図13】(a) はフィルタ前後差圧に対するメンバシッ
プ関数を示す図、(b) は燃焼伝播速度に対するメンバシ
ップ関数を示す図である。
13A is a diagram showing a membership function with respect to a differential pressure across a filter, and FIG. 13B is a diagram showing a membership function with respect to a combustion propagation velocity.

【図14】(a) はフィルタ中心温度とフィルタ前後差
圧、及び燃焼伝播速度の3つの因子と再生時期判断係数
との関係を経験に基づいて3次元マップの形でルール化
したマップ図、(b) はフィルタ中心温度とフィルタ前後
差圧の2つの因子と再生時期判断係数との関係を経験に
基づいて2次元マップの形でルール化したマップ図であ
る。
FIG. 14 (a) is a map diagram in which the relationship between the three factors of the filter center temperature, the filter differential pressure across the filter, and the combustion propagation velocity, and the regeneration timing determination coefficient is ruled in the form of a three-dimensional map based on experience. (b) is a map diagram in which the relationship between the two factors of the filter center temperature and the differential pressure before and after the filter and the regeneration timing determination coefficient is ruled in the form of a two-dimensional map based on experience.

【図15】(a) はフィルタ中心温度とフィルタ前後差
圧、及び燃焼伝播速度の3つの因子の可能性を重合わせ
た時の再生時期判断係数の可能性を示す領域図であり、
(b)は(a) における再生時期判断係数の可能性分布の重
心を求める方法について示す図である。
FIG. 15 (a) is a region diagram showing the possibility of a regeneration timing judgment coefficient when the possibilities of three factors, that is, the filter center temperature, the differential pressure across the filter, and the combustion propagation speed are combined,
(b) is a diagram showing a method of obtaining the center of gravity of the possibility distribution of the reproduction timing judgment coefficient in (a).

【図16】フィルタ再生中に燃え残りをファジー推論
し、次回の再生時期判断を補正する実施例2における手
順を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing a procedure in a second embodiment for fuzzy inferring an unburned residue during filter regeneration and correcting the next regeneration timing determination.

【図17】(a) は再生直前のフィルタ温度に対するメン
バシップ関数を示す図、(b) は吸入空気量に対するメン
バシップ関数を示す図、(c) は機関吸入負圧に対するメ
ンバシップ関数を示す図である。
17A is a diagram showing a membership function with respect to a filter temperature immediately before regeneration, FIG. 17B is a diagram showing a membership function with respect to an intake air amount, and FIG. 17C is a membership function with respect to an engine suction negative pressure. It is a figure.

【図18】(a) は再生直前のフィルタ温度と吸入空気
量、及び機関吸入負圧の3つの因子と再生時期判断係数
との関係を経験に基づいて3次元マップの形でルール化
したマップ図、(b) は再生直前のフィルタ温度と吸入空
気量の2つの因子と再生時期判断係数との関係を経験に
基づいて2次元マップの形でルール化したマップ図であ
る。
FIG. 18 (a) is a map in which the relationship between the three factors of the filter temperature immediately before regeneration, the intake air amount, and the engine suction negative pressure, and the regeneration timing determination coefficient is ruled in the form of a three-dimensional map based on experience. FIG. 6B is a map diagram in which the relationship between the two factors of the filter temperature immediately before the regeneration and the intake air amount and the regeneration timing determination coefficient is ruled in the form of a two-dimensional map based on experience.

【図19】(a) は再生直前のフィルタ温度と吸入空気
量、及び機関吸入負圧の3つの因子の可能性を重合わせ
た時の再生時期判断係数の可能性を示す領域図であり、
(b)は(a) における再生時期判断係数の可能性分布の重
心を求める方法について示す図である。
FIG. 19 (a) is a region diagram showing the possibility of a regeneration timing judgment coefficient when the possibilities of three factors of the filter temperature immediately before regeneration, the intake air amount, and the engine suction negative pressure are combined,
(b) is a diagram showing a method of obtaining the center of gravity of the possibility distribution of the reproduction timing judgment coefficient in (a).

【図20】フィルタ再生中に燃え残りをファジー推論
し、次回の再生時期判断を補正する実施例3における手
順を示すフローチャートである。
FIG. 20 is a flow chart showing a procedure in a third embodiment for fuzzy inferring an unburned residue during filter regeneration and correcting the next regeneration timing judgment.

【図21】(a) は外気温度、(b) はヒータ温度、(c) は
エアポンプの吐出圧力、(d) はフィルタ前圧のメンバシ
ップ関数を示す図である。
21A is a diagram showing a membership function of outside air temperature, FIG. 21B is a heater temperature, FIG. 21C is a discharge pressure of an air pump, and FIG.

【図22】(a) はバッテリ電圧、(b) は再生終了直前の
エアポンプの吐出流量、(c) は機関積算回転速度、(d)
は燃料総消費量ΣQのメンバシップ関数を示す図であ
る。
22 (a) is a battery voltage, FIG. 22 (b) is a discharge flow rate of an air pump immediately before the end of regeneration, FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a membership function of the total fuel consumption ΣQ.

【図23】(a) は捕集時走行距離、(b) は捕集時間、
(c) はフィルタ外周部の再生中の温度が600℃以上に
なった時間のメンバシップ関数を示す図である。
FIG. 23 (a) is the traveling distance at the time of collection, (b) is the collection time,
(c) is a diagram showing a membership function at a time when the temperature during regeneration of the outer peripheral portion of the filter is 600 ° C. or higher.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…吸気通路 2…排気ガス通路 3…ケーシング 5…パティキュレートフィルタ 6…2次空気供給通路 7…燃焼ガス排出通路 8…バイパス通路 9…エアポンプ 10…ディーゼル機関 11…バッテリ 12…電圧計 13…ヒータスイッチ 15,16…エアフローメータ 20…本発明の一実施例の排気浄化装置 100…制御回路 H…電気ヒータ SP0〜SP3…圧力センサ ST1〜ST4,STH…温度センサ V1〜V4…弁 1 ... Intake passage 2 ... Exhaust gas passage 3 ... Casing 5 ... Particulate filter 6 ... Secondary air supply passage 7 ... Combustion gas discharge passage 8 ... Bypass passage 9 ... Air pump 10 ... Diesel engine 11 ... Battery 12 ... Voltmeter 13 ... Heater switch 15, 16 ... Air flow meter 20 ... Exhaust gas purification device 100 according to one embodiment of the present invention 100 ... Control circuit H ... Electric heater SP0-SP3 ... Pressure sensor ST1-ST4, STH ... Temperature sensor V1-V4 ... Valve

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気ガス通路中に設けたフィ
ルタによって排気ガス中のパティキュレートを捕集し、
所定時期に加熱手段による加熱を行ってパティキュレー
トに着火し、同時に再生用ガス供給手段により再生用ガ
スを供給してこれを燃焼させることによりフィルタの再
生を行う排気浄化装置において、 内燃機関各部の状態パラメータにより、前記フィルタ再
生後のフィルタ内のパティキュレートの燃え残り量をフ
ァジー推論する燃え残り量推定手段と、 推定した燃え残り量に応じて次回の再生時期を補正する
再生時期補正手段と、を設けたことを特徴とする内燃機
関の排気浄化装置。
1. A particulate filter in an exhaust gas passage of an internal combustion engine for collecting particulates in the exhaust gas,
In an exhaust gas purification device that performs heating by a heating means at a predetermined time to ignite particulates and at the same time supplies regeneration gas by the regeneration gas supply means and burns the regeneration gas to regenerate a filter, Based on the state parameter, an unburned amount estimation means for fuzzy inferring the unburned amount of particulates in the filter after the filter regeneration, and a regeneration time correction means for correcting the next regeneration time according to the estimated unburned amount, An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, characterized in that:
【請求項2】 前記状態パラメータがそれ自体でパティ
キュレートの燃え残りを推定可能なパラメータであり、
フィルタ再生中に検出されるものであることを特徴とす
る請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The state parameter is a parameter capable of estimating the unburned particulate matter by itself,
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purification device is detected during filter regeneration.
【請求項3】 前記状態パラメータを検出する手段が、 前記フィルタの中心部の温度を検出するフィルタ中心部
温度検出手段と、 前記フィルタの外周部の温度を検出する外周部温度検出
手段と、 であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
3. The means for detecting the state parameter comprises: a filter center temperature detecting means for detecting a temperature of a center portion of the filter; and an outer peripheral temperature detecting means for detecting a temperature of an outer peripheral portion of the filter. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記状態パラメータを検出する手段とし
て更に、 前記フィルタの中心部の温度が所定温度以上となった時
が持続した時間、および、前記フィルタの外周部の温度
が所定温度以上となった時が持続した時間を検出する所
定温度継続時間検出手段と、 を備えることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
4. The means for detecting the state parameter further includes a time period in which the temperature of the central portion of the filter is equal to or higher than a predetermined temperature, and the temperature of an outer peripheral portion of the filter is equal to or higher than a predetermined temperature. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, further comprising: a predetermined temperature duration detecting means for detecting a duration of time when the engine has been operated.
【請求項5】 前記状態パラメータがそれ自体でパティ
キュレートの燃え残りを推定可能なパラメータであり、
フィルタ再生直後のパティキュレートの捕集時に検出さ
れるものであることを特徴とする請求項1に記載の内燃
機関の排気浄化装置。
5. The state parameter is a parameter capable of estimating the unburned residue of particulates by itself,
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purification device is detected when collecting particulates immediately after filter regeneration.
【請求項6】 前記状態パラメータを検出する手段が、
前記フィルタの圧力損失値を演算する圧力損失値演算手
段であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
6. The means for detecting the state parameter comprises:
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, which is a pressure loss value calculating means for calculating a pressure loss value of the filter.
【請求項7】 前記状態パラメータを検出する手段が、 前記内燃機関の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段
と、 前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手
段と、 であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
7. The means for detecting the state parameter is an intake negative pressure detecting means for detecting an intake negative pressure of the internal combustion engine, and an intake air amount detecting means for detecting an intake air amount of the internal combustion engine. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1353050A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-15 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus and method for regenerating a particulate filter in the exhaust system of an internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1353050A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-15 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus and method for regenerating a particulate filter in the exhaust system of an internal combustion engine
US6990802B2 (en) 2002-04-08 2006-01-31 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus and method for regenerating particulate filter that removes particulates out of exhaust gas for internal combustion engine

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