CN107208512B - 内燃机和排气气体的成分量推定方法 - Google Patents

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Abstract

引擎(10)被构成为包括推定装置(40)，该推定装置(40)基于来自缸内(13)的NOx排出量(qOUT＿NOx)与PM排出量(qOUT＿PM)处于折衷的关系的状况，根据NOx传感器(31)的检测值(NOx含量)(qUP＿NOx)来推定捕集装置(26)的上游的排气气体中的PM含量(qUP＿PM)，因此，能够用简易的结构高精度地推定被配置在排气管(23)中的捕集装置(26)的上游的排气气体中的PM含量(qUP＿PM)。

Description

内燃机和排气气体的成分量推定方法
技术领域
本发明涉及内燃机和排气气体的成分量推定方法，更详细而言，涉及用简易的结构对被配置在排气管中的捕集装置的上游的排气气体中的PM(颗粒状物质)含量高精度地进行推定的内燃机和排气气体的成分量推定方法。
背景技术
在柴油引擎中，利用在排气气体所通过的排气管中配置的捕集装置来捕集排气气体中所含有的PM(颗粒状物质)。在该捕集装置破损、损伤等而丧失了其功能的情况下，会向大气中放出PM。
因此，引擎在捕集装置的下游侧的排气管中配置PM传感器，并用该PM传感器对流出到捕集装置的下游侧的PM进行检测以诊断捕集装置的异常。该PM传感器是如下传感器：输出与堆积在元件上的PM的堆积量相应的检测值，并在PM的堆积量超过了预定值的情况下，对元件流动高电压的电流，将堆积在元件上的PM燃烧除去。
顺便提及，在包括捕集装置的引擎中，在用捕集装置捕集的PM的堆积量堆积到预定值以上的情况下，进行再生控制，在该再生控制中，使通过捕集装置的排气气体的温度上升，将堆积在捕集装置上的PM燃烧除去。有的情况下，由于该再生控制，捕集装置过度地变成高温而一部分熔损从而在捕集装置上产生开孔等破损。
因此，引擎基于在捕集装置的下游配置的PM传感器的检测值的变化量，即通过了捕集装置后的排气气体中的PM含量的变化量，来诊断捕集装置的破损。但是，例如，即使不是堆积在捕集装置上的PM的堆积量接近预定值的情况，而且，如果捕集装置未破损且流入到捕集装置的PM的流入量增加，则也会发生被配置在下游侧的PM传感器的检测值增加等，即，由于流入到捕集装置的PM的流入量的变化，导致被配置在下游侧的PM传感器的检测值变化。因此，产生了如下问题：仅根据被配置在下游侧的PM传感器的检测值的变化量，无法高精度地诊断捕集装置的破损。
关于此，例如，如日本申请2014－185542号公报(专利文献1)所记载那样，提出了如下装置：使用在捕集装置的上游侧的排气管中重新配置的PM传感器的检测值、或者预先通过模拟而求出的引擎的运转状态和被排出的PM的排出量的关系，来检测直到将在配置在下游侧的PM传感器的元件上堆积的PM燃烧除去之前的期间内流入到捕集装置中的PM的流入量，以诊断捕集装置的破损。
该装置在预定量的PM堆积到配置在下游侧的PM传感器上之前流入到捕集装置中的PM的流入量较小的情况下，判定为PM被从捕集装置的破损部位放出到下游侧。
但是，关于被配置在捕集装置的上游侧的PM传感器，通过将其暴露在PM被捕集前的排气气体中，从而与被配置在下游侧的PM传感器相比，在短时间内堆积更多的PM，因此，必须频繁地将已堆积的PM燃烧除去，不仅不能高精度地检测PM的流入量，还因燃烧除去的频度变高而引起故障频度也变高。
此外，在通过模拟得出的引擎的运转状态与PM的排出量的关系中，为了提高精度，由于燃料喷射量、吸入进气压、吸入进气量、温度等各种各样的原因而需要庞大的数据，并且，在算出流入到捕集装置中的PM的流入量的累计值的情况下，需要适时算出每当引擎的运转状态变化就会改变的PM的排出量，诊断会复杂化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本申请的特开2014－185542号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其课题在于提供一种能够用简易的结构精度地推定被配置在排气管中的捕集装置的上游的排气气体中的PM含量的内燃机和排气气体的成分量推定方法。
用于解决课题的手段
用于解决上述的问题的本发明的内燃机包括：捕集装置，其被配置在供从缸内排出的排气气体通过的排气管中并对排气气体所含有的PM进行捕集，以及NOx传感器，其被配置在该捕集装置的上游并对排气气体中的NOx含量进行检测；其特征在于，包括推定装置，上述推定装置基于来自上述缸内的NOx排出量与PM排出量处于折衷(trade-off)的关系的状况，根据上述NOx传感器的检测值来推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量。
此外，用于解决上述的问题的本发明的排气气体的成分量推定方法推定被配置在供从内燃机的缸内排出的排气气体通过的排气管中并对排气气体所含有的PM进行捕集的捕集装置的上游的排气气体中的PM含量；其特征在于，包含如下步骤：使用被配置在上述捕集装置的上游的NOx传感器来检测上述捕集装置的上游的排气气体中的NOx含量的步骤；以及基于来自上述缸内的NOx排出量与PM排出量处于折衷的关系的状况，根据所检测到的NOx含量来推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量的步骤。
所谓该NOx排出量与PM排出量处于折衷的关系，是若NOx排出量增加则PM排出量减少，另一方面，若NOx排出量减少则PM排出量增加的关系，该NOx排出量与PM排出量的关系以映射数据等形式被预先通过实验或试验求出，并存储在推定装置的存储介质中。
另外，此处所说的PM含量、PM排出量、NOx含量、及NOx排出量表示每单位时间的量、或在预先设定的期间内的变化量等，在能够算出排气气体量的情况下，也可以与排气气体中的浓度替换。
发明效果
根据本发明的内燃机和排气气体的成分量推定方法，能够用利用现有构成的内燃机中所搭载的对排气气体中的NOx(氮氧化物)含量进行检测的NOx传感器、以及NOx排出量与PM排出量为折衷的关系的状况这种简易的结构，来高精度地推定捕集装置的上游的排气气体中的PM含量。
此外，通过利用被配置在捕集装置的上游侧的NOx传感器，从而不仅能够避免因在捕集装置的上游侧追加新的PM传感器而导致的成本增加，而且关于该NOx传感器，即使被暴露在通过捕集装置之前的含有PM较多的排气气体中，也不会因PM的堆积而导致NOx含量的检测精度降低。此外，因PM的堆积而引起故障的可能性也较低。因此，能够稳定地高精度地推定捕集装置的上游的排气气体中的PM含量。
而且，通过使用高精度地推定出的捕集装置的上游的排气气体中的PM含量，从而能够根据捕集装置的前后的PM含量的变化来精确地诊断捕集装置的破损、或者在适当的定时进行捕集装置的再生控制。
附图说明
图1是例示本发明的内燃机的第一实施方式的说明图。
图2是例示图1的折衷映射的映射。
图3是例示本发明的排气气体的成分量推定方法的第一实施方式的流程图。
图4是例示本发明的内燃机的第二实施方式的说明图。
图5是例示本发明的排气气体的成分量推定方法的第二实施方式的流程图。
图6是例示诊断图1、图4所示的捕集装置的破损的方法的流程图。
具体实施方式
以下，说明本发明的内燃机和排气气体的成分量推定方法。另外，在以下的实施方式中，将排气气体中的成分量表现为含量或排出量，但是，能够根据排气气体量和浓度算出该成分量，并能够算出排气气体量，因此，也可以替换为浓度。
图1例示本发明的引擎10的第一实施方式的结构。该引擎10在进行被配置在排气管23中的捕集装置26的异常诊断时，或者进行捕集装置26的再生控制时，推定捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量。
在该引擎10中，在运转中被从进气门11吸入到供活塞12往复的缸内13的吸入空气、和被从燃料喷射阀14喷射到缸内13的燃料被混合并燃烧，成为排气气体并被从排气门15排气。
吸入空气被从外部向进气管16吸入，由涡轮增压器17的压缩机18压缩而变成高温，并被中冷器19冷却。之后，流量由进气节气门20调节，经过进气歧管21被从进气门11吸入到缸内13。
排气气体被从缸内13经由排气门15从排气歧管22向排气管23排气，使涡轮增压器17的涡轮24驱动。之后，由从涡轮24的下游起依次配置的氧化催化剂25、捕集装置26、及SCR催化剂27净化并被向大气放出。此外，排气气体的一部分在由被设置在EGR通道28中的EGR冷却器29冷却后，由EGR阀30供给到进气管16并混合到吸入空气中。
此外，在该引擎10的运转中，利用连接有包含NOx传感器31、压力差传感器32、及PM传感器33的多个传感器的控制装置34，控制燃料喷射阀14、进气节气门20、EGR阀30及尿素水喷射阀35。
作为由该控制装置34进行的控制的一部分，能够例示：根据NOx传感器31的检测值即排气气体中的NOx含量，来对从尿素水喷射阀35喷射的尿素水的喷射量进行调节的还原控制；或根据以压力差传感器32的检测值即捕集装置26的前后的压力差为基础的PM的堆积量，来对从燃料喷射阀14远后喷射的燃料的喷射量及喷射定时进行调节的再生控制。
并且，在该引擎10的运转中，利用被装入在控制装置34中的诊断装置36进行如下控制：在被配置在捕集装置26的下游的PM传感器33的检测值即捕集装置26的下游的排气气体中的PM含量qDOWN＿PM为限制值以上的情况下，认为捕集装置26存在异常，使警告灯(M.I.L.)37点亮或闪烁，向驾驶员警告该异常。
作为捕集装置26的下游的排气气体中的PM含量qDOWN＿PM达到限制值以上的主要原因是，捕集装置的一部分因再生控制而熔损从而开孔等破损。因此，为了在被放出到空气中的排气气体中的PM含量qDOWN＿PM达到限制值以上之前，早期发现捕集装置26的破损，需要高精度地推定捕集装置26的上游侧的排气气体中的PM含量qUP＿PM。
因此，在本发明的引擎10中，构成为包括推定装置40，该推定装置40基于来自缸内13的NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系的状况，根据NOx传感器31的检测值(NOx含量)qUP＿NOx来推定捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM。
NOx传感器31是被配置在能够对捕集装置26的上游侧的排气气体中的NOx含量qUP＿NOx进行检测的位置即排气歧管22或捕集装置26的上游的排气管23中的传感器。
关于该NOx传感器31，考虑到利用来自缸内13的NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系的状况，希望被配置在将从多个缸内13排出的排气气体集合并向排气管23导入的排气歧管22中、或排气歧管22的附近的排气管23中。通过将NOx传感器31配置在接近缸内13的位置，从而该NOx传感器31能够检测与NOx排出量qOUT＿NOx大致同等的值，能够提高PM含量qUP＿PM的推定精度。
此外，在该NOx传感器31中，由氧化锆(ZrO2)等氧离子传导性的固体电解质构成，在其内部，通过检测被从排气气体中的NOx还原或分解时产生的氧的量，从而检测排气气体中的NOx含量qUP＿NOx。由于被构成为颗粒较大的PM不会侵入到NOx传感器31的内部，所以，即使暴露在PM由捕集装置26捕集前的排气气体中，PM堆积在内部而变得无法检测NOx含量qUP＿NOx的可能性、或因堆积的PM而引起故障的可能性较低。因而，即使被配置在捕集装置26的上游，也能够稳定地检测NOx含量qUP＿NOx。
推定装置40是被装入在控制装置34中的程序，若被输入了NOx传感器31的检测值，则执行使控制装置34推定PM含量qUP＿PM的步骤。另外，在本实施方式中，将推定装置40设为被装入在控制装置34中的程序，但是，也可以将推定装置40设为与中央处理装置、或包括存储有同样的程序的存储介质的控制装置34相互独立的装置。
所谓NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系，是若NOx排出量qOUT＿NOx增加则PM排出量qOUT＿PM减少，另一方面，若NOx排出量qOUT＿NOx减少，则PM排出量qOUT＿PM增加的关系。
详细而言，在被吸入到缸内13的吸入空气和被从燃料喷射阀14喷射的燃料被混合并燃烧而成为排气气体时，在燃烧温度为高温的情况、燃烧期间较长地持续的情况、或者燃料喷射量相对于吸入空气的吸入量的比例较少的情况下，由于被喷射的燃料在缸内13完全燃烧，从而PM排出量qOUT＿PM减少，在燃料完全燃烧后，由于氮和氧的反应被促进，从而排气气体中的NOx排出量qOUT＿NOx增加。
另一方面，在燃烧温度为低温的情况、燃烧期间较短的情况、或者燃料喷射量相对于吸入空气的吸入量的比例较多的情况下，由于被喷射的燃料无法在缸内13完成完全燃烧，从而PM排出量qOUT＿PM增加，由于氮和氧的反应不被促进，从而NOx排出量qOUT＿NOx减少。
这样，从缸内13经由排气门15排出的排气气体中的NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系。在该实施方式的推定装置40中，能够通过参照图2所示的折衷映射M1来利用该折衷的关系。
图2表示折衷映射M1的一个例子。折衷映射M1是预先通过实验或试验求出并被存储在控制装置34的存储介质中的映射数据。另外，在推定装置40被构成为与控制装置34相互独立的情况下，也可以被存储在推定装置40的存储介质中。
在折衷映射M1中，设定有与引擎10的运转状态相应的多个折衷线Lx(L1～L3)，分别表示与运转状态相应的NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM的关系。
此外，作为引擎10的运转状态，例如能够例示根据输出映射来判断的状态，该输出映射是控制装置34在进行利用燃料喷射阀14调节燃料喷射量的喷射量控制时使用的基于引擎10的输出力矩和引擎转速的输出映射。此处，以折衷线L2为基准，将与折衷线L2的状态相比低输出的运转状态的情况设为折衷线L1，将高输出的运转状态的情况设为折衷线L3。在图2所示的该实施方式的折衷映射M1中仅设定有三条线，但是，实际上设定有与运转状态相应的多条折衷线。此外，引擎10的运转状态也可以考虑到吸入空气量控制、或EGR回流控制等来判断。
以折衷线L2为例进行说明，对NOx排出量qOUT＿NOx及PM排出量qOUT＿PM分别设定有最小值A0、B0，NOx排出量qOUT＿NOx和PM排出量qOUT＿PM的关系，在除一方为最小值A0、B0以外的情况下，为大致反比例的关系。例如，在折衷线L2中的NOx排出量qOUT＿NOx为A1时，PM排出量qOUT＿PM基于大致反比例的曲线而为B1。
在该折衷映射M1中，即使在NOx排出量qOUT＿NOx为同等的A1的情况下，如果引擎10的运转状态不同，则PM排出量qOUT＿PM不同而为B1、B2、B3。此外，在引擎10的运转状态未变化的情况下，若NOx排出量qOUT＿NOx从A1降低到A4，则PM排出量qOUT＿PM从B1到B4增加A1和A4的差ΔA的倒数倍。
接下来，参照图3的流程图来说明该第一实施方式的推定装置40中的排气气体的成分量推定方法。该成分量推定方法是利用NOx传感器31的检测值(NOx含量)qUP＿NOx、以及NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系的状况，来推定捕集装置26的下游侧的排气气体中的PM含量qUP＿PM的方法。
首先，在步骤S10中，推定装置40使用NOx传感器31，取得捕集装置26的上游的排气气体中的NOx含量qUP＿NOx。接下来，在步骤S20中，推定装置40从控制装置34取得引擎10的运转状态。在该步骤S20中，取得基于控制装置34的喷射量控制、吸入空气量控制、EGR回流控制等的引擎10的运转状态。另外，步骤S10及步骤S20不分先后。
接下来，在步骤S30中，推定装置40参照折衷映射M1选择与引擎10的运转状态相应的折衷线Lx。接下来，在步骤S40中，推定装置40将在步骤S10中取得的NOx含量qUP＿NOx看做所选择的折衷线Lx中的NOx排出量qOUT＿NOx，算出折衷线Lx中的PM排出量qOUT＿PM，将该PM排出量qOUT＿PM推定为捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM，该方法结束。
例如，设根据引擎10的运转状态选择的折衷线Lx为折衷线L2，并设NOx传感器31的检测值为A1时，用上述的推定方法推定的捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM为B1。
根据该引擎10及排气气体的成分量推定方法，能够利用现有构成的引擎中所搭载的对排气气体中的NOx含量qUP＿NOx进行检测的NOx传感器31、以及NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系的状况这种简易的结构，来高精度地推定捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM。
此外，如该实施方式这样，由于推定装置40能够通过参照预先设定有针对引擎10的每种运转状态的NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM的折衷映射M1，推定捕集装置26的上游的PM含量qUP＿PM，从而推定与引擎10的运转状态相应的PM含量qUP＿PM，所以，有利于提高精度。而且，由于能够用仅参照NOx传感器31的检测值(NOx含量)qUP＿NOx和折衷映射M1的简易的结构来推定PM含量qUP＿PM，所以，有利于推定工艺的简单化。
图5例示了本发明的引擎10的第二实施方式的构成。该引擎10的推定装置40被构成为，不使用第一实施方式的折衷映射M1，而是将根据引擎10的运转状态算出的PM排出量qOUT＿PM、和NOx传感器31的检测值(NOx含量)qUP＿NOx的变化的倍率n的倒数1/n相乘，从而推定捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM的变化量。
此外，在本实施方式中，NOx传感器31被配置在捕集装置26的附近的排气管23中。捕集装置26的附近是氧化催化剂25的下游，虽然NO(一氧化氮)被氧化催化剂25氧化而产生NO2(二氧化氮)，但是，NOx含量qUP＿NOx大致不变化。结果，被配置在捕集装置26的附近的NOx传感器31的检测值(NOx含量)qUP＿NOx可以看做NOx排出量qOUT＿NOx。
NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系的状况是指NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM为反比例的关系，即，在NOx排出量qOUT＿NOx为倍率n倍时，PM排出量qOUT＿PM为倍率n的倒数1/n倍的关系。另外，该倍率n是有理数。
接下来，参照图6的流程图来说明该第二实施方式的推定装置40中的排气气体的成分量推定方法。
首先，在步骤S50中，推定装置40从控制装置34基于引擎10的运转状态取得NOx排出量qOUT＿NOx及PM排出量qOUT＿PM的各基准值。在该步骤S50中，根据基于控制装置34的喷射量控制、吸入空气量控制、EGR回流控制等的引擎10的运转状态，取得预先通过实验或试验求出的各基准值。
接下来，在步骤S60中，推定装置40使用NOx传感器31取得捕集装置26的上游的排气气体中的NOx含量qUP＿NOx的变化量ΔqUP＿NOx。该步骤S60中的变化量ΔqUP＿NOx是每预定的时间的变化量、或引擎10的每个运转状态下的变化量。
接下来，在步骤S70中，推定装置40根据在步骤S50中取得的NOx排出量qOUT＿NOx的基准值和在步骤S60中取得的变化量ΔqUP＿NOx，算出NOx含量qUP＿NOx的变化的倍率n。
接下来，在步骤S80中，推定装置40对在步骤S50中取得的PM排出量qOUT＿PM的基准值乘以在步骤S70中算出的倍率n的倒数1/n，将该PM排出量qOUT＿PM推定为捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM，该方法结束。
另外，也可以是，在引擎10的启动时进行步骤S50，将启动时的PM排出量qOUT＿PM作为基准值，在预定的时间后或引擎10的运转状态的变化后进行步骤S60～步骤S80来推定PM含量qUP＿PM，接下来，将该推定的PM含量qUP＿PM作为基准值，再次进行步骤S60～步骤S80来推定下一次的PM含量qUP＿PM。这样，重复进行步骤S50～步骤S80来推定PM含量qUP＿PM即可。
根据该第二实施方式的引擎10及推定方法，与第一实施方式同样，能够用简易的结构来高精度地推定捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM，而且，通过利用NOx含量qUP＿NOx的变化与NOx排出量qOUT＿NOx与PM排出量qOUT＿PM处于折衷的关系的状况，从而即使不参照映射数据也能够高精度地推定PM含量qUP＿PM。
接下来，作为使用了用上述的推定方法推定的捕集装置26的上游的PM含量qUP＿PM的控制，能够例示捕集装置26的破损的诊断、或再生控制，但是，此处，作为一个例子，关于捕集装置26的破损的诊断方法，参照图6所示的流程图进行说明。另外，该诊断方法是每当引擎10的运转时间经过预先设定的时间而被进行的方法，即每当计数了行驶循环时被进行的方法。
在依次进行了上述的步骤S10～步骤S40、或步骤S50～步骤S80之后的步骤S100中，诊断装置36取得由被配置在捕集装置26的下游的PM传感器33检测到的通过了捕集装置26后的排气气体中的PM含量qDOWN＿PM。
接下来，在步骤S110中，诊断装置36判定捕集装置26的下游的排气气体中的PM含量qDOWN＿PM是否为限制值qa以上。该限制值qa是由日本、欧州、美国等的法规规定的值。在该步骤S110中，在PM含量qDOWN＿PM为限制值qa以上的情况下，向步骤S130推进。另一方面，在步骤S110中，在PM含量qDOWN＿PM小于限制值qa的情况下，向步骤S120推进。
接下来，在步骤S120中，诊断装置36判定所推定出的PM含量qUP＿PM与使用PM传感器33取得的PM含量qDOWN＿PM的差值Δq是否小于预先设定的判定值Δqa。
判定值Δqa预先通过实验或试验而被设定为能够对捕集装置26破损了的状态进行判定的值，详细而言能够对因再生控制所导致的熔损而在一部分上开了孔的状态进行判定的值。
例如，在捕集装置26未破损的状态下，由于在排气气体通过捕集装置26时被捕集的PM的量大致一定，所以，上游的PM含量qUP＿PM与下游的PM含量qDOWN＿PM的差值Δq为大致一定的值。另一方面，在捕集装置26破损了的状态下，在排气气体通过捕集装置26时，由于较多的PM从该破损部位被放出到捕集装置26的下游，所以，上游的PM含量qUP＿PM与下游的PM含量qDOWN＿PM的差值Δq比未破损的状态的值小。
因而，判定值Δqa在捕集装置26未破损的状态下，优选被设定为与大致一定的上游的PM含量qUP＿PM与下游的PM含量qDOWN＿PM的差值Δq同等的值。
在该步骤S120中，在上游的PM含量qUP＿PM与下游的PM含量qDOWN＿PM的差值Δq为判定值Δqa以上的情况下，由于捕集装置26为未破损的状态，所以，该诊断方法结束。另一方面，在步骤S120中，在上游的PM含量qUP＿PM与下游的PM含量qDOWN＿PM的差值Δq小于判定值Δqa的情况下，向步骤S130推进。
接下来，在步骤S130中，诊断装置36使警告灯37点亮以向驾驶员警告捕集装置26的破损，该诊断方法结束。
根据该诊断方法，能够通过用利用NOx传感器31的检测值(NOx含量)qUP＿NOx以及折衷的关系这种简易的结构，并使用高精度地推定出的捕集装置26的上游的排气气体中的PM含量qUP＿PM，从而根据捕集装置26的前后的PM含量qUP＿PM、qDOWN＿PM的差值Δq来精确地诊断捕集装置26的破损。由此，即使是捕集装置26的下游的排气气体中的PM含量qDOWN＿PM小于限制值qa的情况，也能够在捕集装置26产生了破损的情况下，早期向驾驶员警告，因此，能够预先避免向大气中放出限制值qa以上的PM。
另外，说明了上述的步骤S120基于PM含量qUP＿PM与PM含量qDOWN＿PM的差值Δq来判定捕集装置26的破损的例子，但是，不限定于该判定。例如，也可以使用预先设定有与PM含量qUP＿PM相应的PM含量qDOWN＿PM的映射、或基于PM含量qUP＿PM校正了PM含量qDOWN＿PM后的值来进行判定。
此外，使用由上述的推定方法推定出的捕集装置26的上游的PM含量qUP＿PM进行的捕集装置26的再生控制通过不仅使用由压力差传感器32检测出的压力差，还使用捕集装置26的上游的PM含量qUP＿PM，从而能够进行考虑了流入到捕集装置26的PM含量qUP＿PM的再生控制，能够在更适当的定时进行捕集装置26的再生控制。由此，能够避免不需要的再生控制而提高燃料经济性、或者抑制再生控制所导致的捕集装置26的破损。
另外，若使用第一实施方式的折衷映射M1、和第二实施方式中的NOx含量qUP＿NOx的变化来推定捕集装置26的上游的PM含量qUP＿PM，则能够更高精度地推定，因此，有利于精度的提高。
附图标记说明
10 引擎
13 缸内
22 排气歧管
23 排气管
26 捕集装置
31 NOx传感器
33 PM传感器
34 控制装置
40 推定装置
qUP＿NOx NOx含量
qUP＿PM PM含量
qOUT＿NOx NOx排出量
qOUT＿PM PM排出量

Claims (6)

1.一种内燃机，包括：捕集装置，其被配置在供从缸内排出的排气气体通过的排气管中并对排气气体中所含有的PM进行捕集；以及NOx传感器，其被配置在该捕集装置的上游并对排气气体中的NOx含量进行检测；其特征在于，
包括推定装置，上述推定装置基于来自上述缸内的NOx排出量与PM排出量处于折衷的关系的状况，根据上述NOx传感器的检测值来推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量，
将上述推定装置设为如下结构：
从控制装置基于引擎的运转状态取得NOx排出量及PM排出量的各基准值，
使用NOx传感器取得捕集装置的上游的排气气体中的NOx含量的变化量，
根据上述NOx排出量的基准值和NOx含量的变化量，算出上述NOx含量的变化的倍率，
对PM排出量的基准值乘以上述NOx传感器的检测值的变化的倍率的倒数，
来推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量的变化量。
2.如权利要求1所述的内燃机，其中，
将上述推定装置设为如下结构：参照上述NOx传感器的检测值、以及预先设定有内燃机的每个运转状态下的NOx排出量和PM排出量的折衷映射，来推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量。
3.如权利要求1或2所述的内燃机，其中，
包括：PM传感器，其被配置在上述排气管的上述捕集装置的下游并对排气气体中的PM含量进行检测；以及诊断装置，其基于推定出的上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量、及该PM传感器的检测值来进行上述捕集装置的诊断。
4.如权利要求1或2所述的内燃机，其中，
将上述NOx传感器配置在将从多个上述缸内排出的排气气体集合并向上述排气管导入的排气歧管中、或配置在该排气歧管的附近的上述排气管中。
5.如权利要求3所述的内燃机，其中，
将上述NOx传感器配置在将从多个上述缸内排出的排气气体集合并向上述排气管导入的排气歧管中、或配置在该排气歧管的附近的上述排气管中。
6.一种排气气体的成分量推定方法，推定被配置在供从内燃机的缸内排出的排气气体通过的排气管中并对排气气体中所含有的PM进行捕集的捕集装置的上游的排气气体中的PM含量；其特征在于，
上述成分量推定方法包含如下步骤：
使用被配置在上述捕集装置的上游的NOx传感器来检测上述捕集装置的上游的排气气体中的NOx含量的步骤；
基于来自上述缸内的NOx排出量与PM排出量处于折衷的关系的状况，根据所检测到的NOx含量来推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量的步骤；以及
从控制装置基于引擎的运转状态取得NOx排出量及PM排出量的各基准值，使用NOx传感器取得捕集装置的上游的排气气体中的NOx含量的变化量，根据上述NOx排出量的基准值和NOx含量的变化量，算出上述NOx含量的变化的倍率，对PM排出量的基准值乘以上述NOx传感器的检测值的变化的倍率的倒数，从而推定上述捕集装置的上游的排气气体中的PM含量的变化量的步骤。
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