JP2008111394A - Device for estimating particulate accumulation amount and filter regeneration treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はパティキュレート堆積量の推定装置及びフィルタ再生処理装置に関する。 The present invention relates to a particulate accumulation amount estimation device and a filter regeneration processing device.
排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタを備えるディーゼルエンジンにおいて、フィルタのパティキュレート堆積量が多くなると、フィルタの前後差圧が大きくなるので、フィルタの圧力損失（フィルタの上流と下流の圧力差）を検出するためにフィルタをバイパスする差圧検出通路に差圧センサを設けておき、この差圧センサにより検出される差圧に基づいてフィルタのパテキューレート堆積量を推定するものがある（特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術のように、差圧センサに基づいてフィルタのパティキュレート堆積量を推定する方法では、特に低負荷条件でパテキューレート堆積量の推定精度が低下する、という問題がある。 However, as in the technique described in Patent Document 1, in the method of estimating the particulate accumulation amount of the filter based on the differential pressure sensor, it is said that the estimation accuracy of the particulate accumulation amount is lowered particularly under a low load condition. There's a problem.
そこで発明は、差圧センサを用いることなくフィルタのパティキュレート堆積量の推定を可能とする装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus capable of estimating the amount of particulate deposition of a filter without using a differential pressure sensor.
本発明は、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタを備えるディーゼルエンジンにおいて、目標充填効率（ｔη）を演算し、実際の充填効率（ｒη）を検出し、前記目標充填効率演算手段によって演算された目標充填効率（ｔη）と前記充填効率検出手段によって検出された実際の充填効率（ｒη）との差（ｄη）を演算し、この演算された充填効率差（ｄη）に基づいて前記フィルタのパティキュレート堆積量を推定するように構成する。 The present invention calculates a target charging efficiency (tη), detects an actual charging efficiency (rη), and calculates the target charging efficiency (rη) in a diesel engine having a filter that collects particulates in exhaust gas. The difference (dη) between the target filling efficiency (tη) and the actual filling efficiency (rη) detected by the filling efficiency detecting means is calculated, and the filter is calculated based on the calculated filling efficiency difference (dη). It is configured to estimate the particulate deposition amount.
また、本発明は、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタを備えるディーゼルエンジンにおいて、目標充填効率（ｔη）を演算し、実際の充填効率（ｒη）を検出し、これら目標充填効率（ｔη）と実際の充填効率（ｒη）との差（ｄη）を演算し、この演算された充填効率差（ｄη）に基づいて前記フィルタのパティキュレート堆積量を推定し、前記演算された充填効率差から充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）を演算し、前記推定されたパティキュレート堆積量が第１の所定値（ｍ１’）以上の場合または前記演算された充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）が第２の所定値（ｍ２）以上の場合に、前記フィルタの再生要求を出すように構成する。 Further, the present invention calculates a target charging efficiency (tη) and detects an actual charging efficiency (rη) in a diesel engine equipped with a filter that collects particulates in exhaust gas, and detects the target charging efficiency (tη). The difference (dη) between the actual filling efficiency (rη) and the actual filling efficiency (rη) is calculated, the particulate accumulation amount of the filter is estimated based on the calculated filling efficiency difference (dη), and from the calculated filling efficiency difference A time change rate (d (dη) / dt) of the filling efficiency difference is calculated, and when the estimated particulate deposition amount is equal to or more than a first predetermined value (m1 ′) or the calculated filling efficiency difference time When the rate of change (d (dη) / dt) is equal to or greater than a second predetermined value (m2), the filter regeneration request is issued.
また、本発明は、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタを備えるディーゼルエンジンにおいて、目標充填効率（ｔη）を演算し、実際の充填効率（ｒη）を検出し、これら目標充填効率（ｔη）と実際の充填効率（ｒη）との差（ｄη）を演算し、この演算された充填効率差から充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）を演算し、前記演算された充填効率差（ｄη）が第１の所定値（ｍ１）以上の場合または前記演算された充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）が第２の所定値（ｍ２）以上の場合に、前記フィルタの再生要求を出すように構成する。 Further, the present invention calculates a target charging efficiency (tη) and detects an actual charging efficiency (rη) in a diesel engine equipped with a filter that collects particulates in exhaust gas, and detects the target charging efficiency (tη). The difference (dη) between the actual charging efficiency (rη) and the actual filling efficiency (rη) is calculated, the time change rate (d (dη) / dt) of the charging efficiency difference is calculated from the calculated charging efficiency difference, and the calculated filling When the efficiency difference (dη) is greater than or equal to a first predetermined value (m1) or when the calculated rate of change in filling efficiency difference (d (dη) / dt) is greater than or equal to a second predetermined value (m2) The filter regeneration request is issued.
本発明によれば、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタ４２を備えるディーゼルエンジンにおいて、目標充填効率（ｔη）と実際の充填効率（ｒη）との差（ｄη）を演算し、この演算された充填効率差（ｄη）に基づいてフィルタのパティキュレート堆積量を推定するので、差圧センサを用いることなくフィルタへのパティキュレート堆積量を推定することが可能となった。 According to the present invention, in a diesel engine including a filter 42 that collects particulates in exhaust gas, a difference (dη) between a target charging efficiency (tη) and an actual charging efficiency (rη) is calculated, and this calculation is performed. Since the particulate accumulation amount of the filter is estimated based on the difference in filling efficiency (dη), the particulate accumulation amount on the filter can be estimated without using a differential pressure sensor.
また、本発明によれば、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタを備えるディーゼルエンジンにおいて、目標充填効率（ｔη）と実際の充填効率（ｒη）との差（ｄη）を演算し、この演算された充填効率差（ｄη）に基づいてフィルタのパティキュレート堆積量を推定し、この演算された充填効率差から充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）を演算し、パティキュレート堆積量が第１の所定値（ｍ１’）以上の場合または充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）が第２の所定値（ｍ２）以上の場合に、フィルタの再生要求を出すように構成するので、差圧センサを用いることなくフィルタの再生要求時期の判定が可能となった。 Further, according to the present invention, in a diesel engine having a filter for collecting particulates in exhaust gas, a difference (dη) between a target charging efficiency (tη) and an actual charging efficiency (rη) is calculated, and this calculation is performed. Based on the calculated filling efficiency difference (dη), the particulate accumulation amount of the filter is estimated, the time change rate (d (dη) / dt) of the filling efficiency difference is calculated from the calculated filling efficiency difference, and the particulates are calculated. When the accumulation amount is equal to or greater than the first predetermined value (m1 ′) or the time change rate (d (dη) / dt) of the difference in filling efficiency is equal to or greater than the second predetermined value (m2), a filter regeneration request is issued. Therefore, the filter regeneration request time can be determined without using a differential pressure sensor.
また、本発明によれば、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタを備えるディーゼルエンジンにおいて、目標充填効率（ｔη）と実際の充填効率（ｒη）との差（ｄη）を演算し、この演算された充填効率差から充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）を演算し、充填効率差（ｄη）が第１の所定値（ｍ１）以上の場合または充填効率差の時間変化率（ｄ（ｄη）／ｄｔ）が第２の所定値（ｍ２）以上の場合に、フィルタの再生要求を出すように構成するので、差圧センサを用いることなくフィルタの再生要求時期の判定が可能となった。 Further, according to the present invention, in a diesel engine having a filter for collecting particulates in exhaust gas, a difference (dη) between a target charging efficiency (tη) and an actual charging efficiency (rη) is calculated, and this calculation is performed. The time change rate (d (dη) / dt) of the filling efficiency difference is calculated from the difference in filling efficiency, and when the filling efficiency difference (dη) is greater than or equal to the first predetermined value (m1), or the time change of the filling efficiency difference Since the filter regeneration request is issued when the rate (d (dη) / dt) is equal to or greater than the second predetermined value (m2), the filter regeneration request timing can be determined without using the differential pressure sensor. It has become possible.
このように、本発明はフィルタへのパティキュレート堆積量の相違によって充填効率が大きく変化することに着目したものである。 As described above, the present invention pays attention to the fact that the filling efficiency greatly changes depending on the difference in the amount of particulates deposited on the filter.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、フィルタ再生処理装置をディーゼルエンジンに適用した場合の概略構成を示している。 FIG. 1 shows a schematic configuration when the filter regeneration processing device is applied to a diesel engine.
このエンジンでは、熱発生のパターンが単段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼が行われる。ＮＯｘの生成は燃焼温度に大きく依存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低温予混合燃焼では、ＥＧＲによる酸素濃度の低減で、低温燃焼を実現するため、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、ステップモータ６ａにより駆動されるＥＧＲ弁６を備えている。ステップモータ６ａは、エンジンコントロールユニット４１からの制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定の目標ＥＧＲ率を得るようにしている。たとえば、低回転速度低負荷域で目標ＥＧＲ率を最大の１００％とし、回転速度、負荷が高くなるに従い、目標ＥＧＲ率を減少させる。高負荷側では排気温度が上昇するため、多量のＥＧＲガスを還流すると、吸気温度の上昇によってＮＯｘ低減の効果が減少したり、噴射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現できなくなる等のため、目標ＥＧＲ率を段階的に減少させている。 In this engine, so-called low-temperature premixed combustion, in which the heat generation pattern is single-stage combustion, is performed. The generation of NOx greatly depends on the combustion temperature, and lowering the combustion temperature is effective for reducing it. In the low temperature premixed combustion, the EGR valve 6 driven by the step motor 6a is connected to the EGR passage 4 connecting the exhaust passage 2 and the collector portion 3a of the intake passage 3 in order to realize low temperature combustion by reducing the oxygen concentration by EGR. It has. The step motor 6a is driven by a control signal from the engine control unit 41, thereby obtaining a predetermined target EGR rate corresponding to the operating conditions. For example, the target EGR rate is set to a maximum of 100% in the low rotation speed and low load region, and the target EGR rate is decreased as the rotation speed and load increase. Since the exhaust gas temperature rises on the high load side, if a large amount of EGR gas is recirculated, the effect of NOx reduction is reduced due to the rise of the intake air temperature, or the ignition delay period of the injected fuel becomes short and premixed combustion cannot be realized For this reason, the target EGR rate is gradually reduced.
ＥＧＲ通路４の途中には、ＥＧＲクーラ７（ＥＧＲガスの冷却装置）を備える。これは、ＥＧＲ通路４の周りに形成されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケット８と、冷却水の導入口に設けられ冷却水の循環量を調整可能な流量制御弁とからなり、エンジンコントロールユニット４１からの指令により、流量制御弁を介して循環量を増やすほどＥＧＲガスの冷却度が増す。 An EGR cooler 7 (an EGR gas cooling device) is provided in the middle of the EGR passage 4. This consists of a water jacket 8 formed around the EGR passage 4 in which a part of the engine cooling water is circulated, and a flow rate control valve provided at the inlet of the cooling water and capable of adjusting the circulation amount of the cooling water, According to a command from the engine control unit 41, the degree of cooling of the EGR gas increases as the circulation amount increases through the flow control valve.
燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ（図示しない）を備える。エンジンコントロールユニット４１により、このスワールコントロールバルブが低回転速度低負荷域で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高まり燃焼室にスワールが生成される。 A swirl control valve (not shown) having a predetermined notch is provided in the intake passage near the intake port to promote combustion. When the swirl control valve is closed by the engine control unit 41 in the low rotation speed and low load region, the flow rate of the intake air sucked into the combustion chamber increases and swirls are generated in the combustion chamber.
燃焼室は大径トロイダル燃焼室（図示しない）である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもので、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にするため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバルブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピストンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内からキャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが持続される。 The combustion chamber is a large-diameter toroidal combustion chamber (not shown). This is because the piston cavity is formed in a cylindrical shape from the crown to the bottom of the piston without restricting the inlet, and at the center of the bottom, resistance is given to the swirl that swirls from the outside of the piston cavity in the latter half of the compression stroke. In order to further improve the mixing of air and fuel, a conical portion is formed. Due to the cylindrical piston cavity that does not restrict the inlet, the swirl generated by the swirl valve or the like is diffused from the inside of the piston cavity to the outside of the cavity as the piston descends during the combustion process. The swirl is sustained.
エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装置１０を備える。この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク、燃料供給通路、サプライポンプ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は燃料供給通路を介してコモンレール１６にいったん蓄えられたあと、コモンレール１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１７に分配される。ノズル１７内に設けられる三方弁１８のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、コモンレール１６の圧力が同じであれば、ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。 The engine includes a common rail fuel injection device 10. The fuel injection device 10 mainly includes a fuel tank, a fuel supply passage, a supply pump 14, a common rail (accumulation chamber) 16, and a nozzle 17 provided for each cylinder. The fuel pressurized by the supply pump 14 is supplied to the fuel supply passage. And once stored in the common rail 16, the high-pressure fuel in the common rail 16 is distributed to the nozzles 17 corresponding to the number of cylinders. If the three-way valve 18 provided in the nozzle 17 is switched from OFF to ON, the fuel injection start time is adjusted by the ON time, and the fuel injection amount is adjusted by the ON time. The fuel injection amount increases.
この燃料噴射装置１０にはさらに、コモンレール圧力を調整するため、サプライポンプ１４から吐出された燃料を戻す通路に圧力調整弁を備える。この調整弁は通路の流路を開閉するもので、コモンレール１６への燃料吐出量を調整することによりコモンレール圧力を調整する。コモンレール１６の燃料圧力（噴射圧）によって燃料噴射率が変化し、コモンレール１６の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射率が高くなる。 The fuel injection device 10 is further provided with a pressure adjusting valve in a passage for returning the fuel discharged from the supply pump 14 in order to adjust the common rail pressure. This adjustment valve opens and closes the passage of the passage, and adjusts the common rail pressure by adjusting the amount of fuel discharged to the common rail 16. The fuel injection rate varies depending on the fuel pressure (injection pressure) of the common rail 16, and the fuel injection rate increases as the fuel pressure of the common rail 16 increases.
アクセル開度センサ３３、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ３４、気筒判別のためのセンサ３５、水温センサ３６からの信号が入力されるエンジンコントロールユニット４１では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて目標燃料噴射量とコモンレール１６の目標圧力を演算し、圧力センサにより検出されるコモンレール圧力がこの目標圧力と一致するように上記の圧力調整弁を介してコモンレール１６の燃料圧力をフィードバック制御する。 In the accelerator opening sensor 33, the sensor 34 for detecting the engine speed and the crank angle, the sensor 35 for cylinder discrimination, and the engine control unit 41 to which signals from the water temperature sensor 36 are inputted, the engine speed and the accelerator opening are set. Accordingly, the target fuel injection amount and the target pressure of the common rail 16 are calculated, and the fuel pressure of the common rail 16 is feedback-controlled through the pressure adjusting valve so that the common rail pressure detected by the pressure sensor matches the target pressure. .
また、演算した目標燃料噴射量に対応して三方弁１８のＯＮ時間を制御するほか、三方弁１８のＯＮへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高ＥＧＲ率の低回転速度低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が長くなるように燃料の噴射時期（噴射開始時期）をピストン上死点（ＴＤＣ）にまで遅延している。この遅延により、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混合燃焼比率を増大させることにより、高ＥＧＲ率域でのスモークの発生を抑える。これに対して、回転速度、負荷が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これは、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクランク角度（着火遅れの時間をクランク角度に換算した値）がエンジン回転速度の増加に比例して大きくなり、低ＥＧＲ率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進めるのである。 In addition to controlling the ON time of the three-way valve 18 in accordance with the calculated target fuel injection amount, by controlling the switching time of the three-way valve 18 to ON, a predetermined injection start time corresponding to the operating conditions is obtained. I am doing so. For example, the fuel injection timing (injection start timing) is delayed to the piston top dead center (TDC) so that the ignition delay period of the injected fuel becomes longer on the low rotation speed and low load side with a high EGR rate. By this delay, the temperature in the combustion chamber at the ignition timing is lowered, and the premixed combustion ratio is increased, thereby suppressing the occurrence of smoke in the high EGR rate region. On the other hand, the injection timing is advanced as the rotational speed and load increase. This is because even if the ignition delay time is constant, the ignition delay crank angle (the value obtained by converting the ignition delay time into a crank angle) increases in proportion to the increase in the engine rotation speed. The injection timing is advanced in order to obtain the ignition timing.
ただし、本発明は低温予混合燃焼を行わせる場合に限定されるものでなく、通常のディゼル燃焼を行わせる場合にも適用がある。 However, the present invention is not limited to the case where low-temperature premixed combustion is performed, and is also applicable to the case where normal diesel combustion is performed.
図１に戻り、排気タービン２２と吸気コンプレッサ２３とを同軸で直結した可変容量ターボ過給機２１を備える。ＥＧＲ通路４の開口部下流の排気通路２に位置する排気タービン２２のスクロール入口に、アクチュエータ２５により駆動される可変ノズル２４が設けられ、エンジンコントロールユニット４１により、可変ノズル２４は低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側では排気タービン２３に導入される排気の流速を高めるノズル開度（傾動状態）に、高回転速度側では排気を抵抗なく排気タービン２３に導入させるノズル開度（全開状態）に制御される。上記のアクチュエータ２５はステップモータであり、可変ノズル２４の実開度（実開口割合）が、目標開度（目標開口割合）となるように、制御信号（制御指令値）が作られ、この制御信号がステップモータに出力される。２６はインタークーラである。 Returning to FIG. 1, a variable capacity turbocharger 21 in which an exhaust turbine 22 and an intake compressor 23 are directly connected coaxially is provided. A variable nozzle 24 driven by an actuator 25 is provided at a scroll inlet of the exhaust turbine 22 located in the exhaust passage 2 downstream of the opening of the EGR passage 4. The engine control unit 41 causes the variable nozzle 24 to move from a low rotational speed range. In order to obtain a predetermined supercharging pressure, the nozzle opening (tilting state) increases the flow rate of the exhaust gas introduced into the exhaust turbine 23 on the low rotational speed side, and the exhaust gas enters the exhaust turbine 23 without resistance on the high rotational speed side. The nozzle opening (full open state) to be introduced is controlled. The actuator 25 is a step motor, and a control signal (control command value) is generated so that the actual opening degree (actual opening ratio) of the variable nozzle 24 becomes the target opening degree (target opening ratio). A signal is output to the step motor. Reference numeral 26 denotes an intercooler.
排気タービン２２下流の排気通路２には排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ４２を備える。フィルタ４２のパティキュレートの捕集量（堆積量）が所定値に達すると、排気温度を上昇させて、フィルタ４２に堆積しているパティキュレートを燃焼除去しなければならない。このフィルタ４２に堆積しているパティキュレートを燃焼除去する処理のことを再生処理というが、エンジンを運転し続けるには、フィルタ４２の再生処理を一定の周期で繰り返す必要がある（フィルタの再生要求を出す頻度は、走行パターンやフィルタ容量にもよるが、１５０〜３００ｋｍに１回程度である）。フィルタ４２の上流に設けられている酸化触媒４３は、排気中のＨＣ及びＣＯを浄化するためのものである。 The exhaust passage 2 downstream of the exhaust turbine 22 includes a filter 42 that collects particulates in the exhaust. When the collected amount (deposition amount) of the particulate matter in the filter 42 reaches a predetermined value, the exhaust gas temperature must be raised to burn and remove the particulate matter that has accumulated on the filter 42. The process of burning and removing the particulates accumulated in the filter 42 is called a regeneration process. In order to keep the engine running, it is necessary to repeat the regeneration process of the filter 42 at a constant cycle (filter regeneration request). Is about once every 150 to 300 km, depending on the running pattern and filter capacity). The oxidation catalyst 43 provided upstream of the filter 42 is for purifying HC and CO in the exhaust.
さて、フィルタ４２のパティキュレート堆積量が多くなると、フィルタ４２の前後差圧が大きくなるので、フィルタ４２の圧力損失（フィルタの上流と下流の圧力差）を検出するためにフィルタ４２をバイパスする差圧検出通路に差圧センサを設けておき、この差圧センサにより検出される差圧に基づいてパテキューレート堆積量を推定する方法がある。 As the particulate accumulation amount of the filter 42 increases, the differential pressure across the filter 42 increases. Therefore, the difference in bypassing the filter 42 in order to detect the pressure loss of the filter 42 (pressure difference between the upstream and downstream of the filter). There is a method in which a differential pressure sensor is provided in the pressure detection passage, and the amount of accumulated pate cue is estimated based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor.
しかしながら、こうした方法では、特に低負荷条件でパテキューレート堆積量を推定するに際して、差圧センサにより推定されるパテキューレート堆積量があてにならない（パテキューレート堆積量の推定精度が落ちる）、という問題がある。 However, in such a method, particularly when estimating the amount of putty rate deposition under low load conditions, the amount of putty rate deposit estimated by the differential pressure sensor cannot be relied on (the estimation accuracy of the amount of putty rate deposits is reduced), There is a problem.
そこで本実施形態では、目標充填効率と実際の充填効率との差を演算し、この充填効率差に基づいてフィルタ４２のパティキュレート堆積量を推定し、充填効率差から充填効率差の時間変化率を演算し、フィルタ４２のパティキュレート堆積量が第１の所定値以上の場合または充填効率差の時間変化率が第２の所定値以上の場合に、フィルタ４２の再生要求を出すように構成する。 Therefore, in this embodiment, the difference between the target filling efficiency and the actual filling efficiency is calculated, the particulate accumulation amount of the filter 42 is estimated based on this filling efficiency difference, and the time change rate of the filling efficiency difference from the filling efficiency difference. And the regeneration request for the filter 42 is issued when the particulate accumulation amount of the filter 42 is greater than or equal to the first predetermined value or when the time rate of change of the filling efficiency difference is greater than or equal to the second predetermined value. .
また本実施形態では、フィルタ４２の再生要求を出した後に充填効率差が減少傾向にある場合において、充填効率差がゼロでかつ充填効率差の時間変化率がゼロである状態が所定時間以上経過した場合に、フィルタ４２の再生が完了したと判定する。 Further, in this embodiment, when the difference in filling efficiency tends to decrease after the regeneration request for the filter 42 is issued, a state where the filling efficiency difference is zero and the time change rate of the filling efficiency difference is zero has elapsed for a predetermined time or more. In such a case, it is determined that the regeneration of the filter 42 has been completed.
さらに本実施形態では、実際の充填効率が目標充填効率と一致するように制御する手段を備え、フィルタ４２の再生が完了したと判定したタイミングで充填効率差がゼロでない場合に、そのゼロでない充填効率差を部品劣化・熱膨張に起因する誤差とし、この誤差分だけ目標充填効率を補正する。 Furthermore, in the present embodiment, there is provided means for controlling the actual filling efficiency so as to coincide with the target filling efficiency, and when the difference in filling efficiency is not zero at the timing when it is determined that the regeneration of the filter 42 is completed, the non-zero filling is performed. The difference in efficiency is regarded as an error due to component deterioration and thermal expansion, and the target filling efficiency is corrected by this error.
これについて詳述すると、図２は図１に示した構成のエンジンを搭載した車両を車速一定で運転しつつ、一定の周期でフィルタ４２の再生処理を繰り返したときに充填効率差ｄη（＝ｔη−ｒη）がどのように変化するのかを示した実験結果である。 More specifically, FIG. 2 shows a charging efficiency difference dη (= tη) when the vehicle equipped with the engine having the configuration shown in FIG. 1 is operated at a constant vehicle speed and the regeneration process of the filter 42 is repeated at a constant cycle. It is the experimental result which showed how -r (eta) changes.
目標充填効率ｔηは運転条件に応じて予め与えられている値であり、車速一定の条件では目標充填効率ｔηは一定値である。フィルタ４２にパティキュレートが全く堆積していない初期状態（Ａ点）では、目標充填効率ｔηと、実際の充填効率である充填効率検出値ｒηとが一致するため、充填効率差ｄηはゼロである。この初期状態より車両の走行（エンジンの運転）を開始すると、フィルタ４２のパティキュレート堆積量が増えてゆき、充填効率検出値ｒηが目標充填効率ｔηより離れてゆくため、充填効率差ｄηがパティキュレート堆積量が増えるほど大きくなってゆく。そして、充填効率差ｄηが所定値に達したとき（Ｂ点）、再生要求を出してフィルタ４２の再生処理を行わせると、フィルタ４２のパティキュレートが燃焼してパティキュレート堆積量が減っていくため、充填効率検出値ｒηが大きくなり、充填効率差ｄηは小さくなってゆく。フィルタ４２に堆積しているパティキュレートの全てが燃焼除去されたとき（Ｃ点）、充填効率差ｄηはゼロとなるので（ただし、部品劣化・熱膨張がないものとする）、フィルタ４２の再生を完了する。その後は、再びフィルタ４２のパティキュレート堆積量が増えてゆくため、充填効率差の動きは上記を繰り返すこととなる。 The target charging efficiency tη is a value given in advance according to the operating conditions, and the target charging efficiency tη is a constant value under the condition where the vehicle speed is constant. In the initial state (point A) in which no particulates are deposited on the filter 42, the target filling efficiency tη and the filling efficiency detection value rη that is the actual filling efficiency match, so the filling efficiency difference dη is zero. . When the vehicle starts running (engine operation) from this initial state, the particulate accumulation amount of the filter 42 increases, and the charging efficiency detection value rη moves away from the target charging efficiency tη. It becomes larger as the amount of curated deposit increases. When the filling efficiency difference dη reaches a predetermined value (point B), when a regeneration request is issued and the regeneration processing of the filter 42 is performed, the particulates of the filter 42 are burned and the amount of particulate accumulation decreases. Therefore, the charging efficiency detection value rη increases, and the charging efficiency difference dη decreases. When all of the particulates accumulated in the filter 42 are burned and removed (point C), the charging efficiency difference dη is zero (provided that there is no component deterioration / thermal expansion), so the filter 42 is regenerated. To complete. After that, the particulate accumulation amount of the filter 42 increases again, so that the movement of the difference in filling efficiency repeats the above.
エンジン制御上は、車速一定の条件では、フィルタ４２にパティキュレートが堆積していくと、フィルタ４２の圧力損失の分だけ排気圧力が上昇し、ＥＧＲ制御中であればＥＧＲガス量が増えて新気が減るため充填効率が下がる方向にフィードバックされることとなる。また、フィルタ４２の再生完了の場合には、この逆に排気圧力が低下し、充填効率は増加する。 In terms of engine control, when particulates accumulate on the filter 42 under conditions where the vehicle speed is constant, the exhaust pressure rises by the amount of pressure loss of the filter 42. If EGR control is in progress, the amount of EGR gas increases and new Since the energy is reduced, the charging efficiency is fed back in the direction of decreasing. On the other hand, when the regeneration of the filter 42 is completed, the exhaust pressure decreases and the filling efficiency increases.
次に、デバイス（部品）の劣化でも充填効率は減少していく。例えば、ＥＧＲクーラ７が劣化すると、冷却性能が低下し実際のＥＧＲガス量が減少していく。図２にはデバイスの劣化に対する充填効率差ｄηの変化をも記載しており、デバイス（ＥＧＲクーラ７）に劣化があるときには再生完了の時点でも充填効率差ｄηがゼロとならずに所定値（正の値）だけ残ることを示している。すなわち、図２において実線はフィルタ４２のパティキュレート堆積状況に対する充填効率差ｄηの変化を、これに対して破線はデバイス（ＥＧＲクーラ７）の劣化に対する充填効率差ｄηの変化を示す。 Next, even when the device (component) is deteriorated, the filling efficiency decreases. For example, when the EGR cooler 7 is deteriorated, the cooling performance is lowered and the actual amount of EGR gas is reduced. FIG. 2 also shows a change in the charging efficiency difference dη with respect to the deterioration of the device. When the device (EGR cooler 7) is deteriorated, the charging efficiency difference dη does not become zero even when the regeneration is completed. Only a positive value) remains. That is, in FIG. 2, the solid line shows the change in the filling efficiency difference dη with respect to the particulate deposition state of the filter 42, while the broken line shows the change in the filling efficiency difference dη with respect to the deterioration of the device (EGR cooler 7).
両者を経過時間で比べると、デバイスの劣化に対する充填効率差ｄηの周期は、フィルタ４２のパティキュレート堆積状況に対する充填効率差ｄηの周期に比べて非常に長い。従って、充填効率差ｄηの変化を周期としてみたとき、フィルタ４２のパティキュレート堆積量の変化が推定できることがわかる。すなわち、部品劣化（たとえばＥＧＲクーラ７の劣化）による充填効率差の時間変化率（単位時間あたりの変化量）と、フィルタ４２にパティキュレートが堆積することによる充填効率差の時間変化率とを比較すると、部品劣化による時間変化率のぼうが圧倒的に小さいことから、実際の充填効率を検出または予測できる手段をもつことを前提とし、充填効率差の時間変化率が所定値以上ならフィルタ４２のパティキュレート堆積量が原因で時間変化率が大きくなっていると判定できる。 Comparing both with elapsed time, the period of the filling efficiency difference dη with respect to the deterioration of the device is much longer than the period of the filling efficiency difference dη with respect to the particulate deposition state of the filter 42. Therefore, it can be seen that the change in the particulate deposition amount of the filter 42 can be estimated when the change in the filling efficiency difference dη is taken as a period. That is, the time change rate (change amount per unit time) of the filling efficiency difference due to component deterioration (for example, deterioration of the EGR cooler 7) is compared with the time change rate of the filling efficiency difference due to the accumulation of particulates on the filter 42. Then, since the fluctuation of the time change rate due to component deterioration is overwhelmingly small, it is assumed that there is a means for detecting or predicting the actual filling efficiency. If the time change rate of the filling efficiency difference is not less than a predetermined value, the filter 42 It can be determined that the rate of time change is large due to the amount of particulate accumulation.
図３は図２の一部詳細図である。ただし、縦軸は充填効率差ｄηであり、下にゆくほど充填効率差ｄηが大きくなる。 FIG. 3 is a partial detail view of FIG. However, the vertical axis represents the charging efficiency difference dη, and the charging efficiency difference dη increases as it goes down.
〈１〉の枠内に示したように、充填効率差ｄηがパティキュレートの堆積の進行と共に大きくなることに加えて、パティキュレートの堆積開始初期では充填効率差の傾き（＝充填効率差の時間変化率）ｄ（ｄη）／ｄｔは小さいが、再生要求を出すタイミングの近傍ではパティキュレートの堆積が相当進行しているので、充填効率差の傾きｄ（ｄη）／ｄｔが大きくなっている。従って、充填効率差ｄηが第１の所定値ｍ１以上のときまたは充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第２の所定値ｍ２以上のときに再生要求を出す時期（再生要求時期）になったと判定できる。この場合に、充填効率差ｄηとパティキュレート堆積量の相関を実測しておけば、充填効率差より推定されるこのパティキュレート堆積量が第１の所定値（ｍ１’）以上のときに再生要求を出す時期（再生要求時期）になったと判定できる。 As shown in the frame of <1>, in addition to the filling efficiency difference dη increasing with the progress of particulate deposition, the slope of the filling efficiency difference (= the time of the filling efficiency difference at the beginning of particulate deposition). The rate of change) d (dη) / dt is small, but since the accumulation of particulates has progressed considerably in the vicinity of the timing of issuing the regeneration request, the gradient d (dη) / dt of the filling efficiency difference is large. Accordingly, when the charging efficiency difference dη is greater than or equal to the first predetermined value m1 or when the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is greater than or equal to the second predetermined value m2 (regeneration request timing) ). In this case, if the correlation between the filling efficiency difference dη and the particulate deposition amount is measured, a regeneration request is made when the particulate deposition amount estimated from the filling efficiency difference is equal to or greater than a first predetermined value (m1 ′). It can be determined that it is time to issue (regeneration request time).
〈２〉の枠内に示したように、再生要求を出した後に、部品劣化や熱膨張の影響（熱劣化）がほとんどない場合、フィルタ４２の再生が完了する時期（再生完了時期）に一定時間以上、ｄη＝０かつｄ（ｄη）／ｄｔ＝０となっている。このことからフィルタ４２の再生完了時期を知ることができる。 As shown in the frame of <2>, when there is almost no influence of component deterioration or thermal expansion (thermal deterioration) after issuing a regeneration request, the time is fixed at the time when regeneration of the filter 42 is completed (regeneration completion time). Over time, dη = 0 and d (dη) / dt = 0. From this, it is possible to know the regeneration completion time of the filter 42.
〈３〉の枠内に示したように、完全に再生完了してもフィルタ４２の熱膨張や部品（ＥＧＲクーラ７、インタークーラ２６など）の劣化があると、充填効率差ｄηはゼロとなっていない。従って、このとき残る充填効率差ｄηを部品劣化・熱膨張に起因する誤差ｅｍとして、目標充填効率ｔηを補正した補正後目標充填効率ｔη’（＝ｔη＋ｅｍ）を導入することで、充填効率検出値ｒηが補正後目標充填効率ｔη’と一致するように制御することができる。 As shown in the frame of <3>, even if the regeneration is completed completely, if there is thermal expansion of the filter 42 or deterioration of parts (such as the EGR cooler 7 and the intercooler 26), the charging efficiency difference dη becomes zero. Not. Accordingly, the charging efficiency difference dη remaining at this time is regarded as an error em resulting from component deterioration and thermal expansion, and a corrected target charging efficiency tη ′ (= tη + em) obtained by correcting the target charging efficiency tη is introduced, thereby detecting the charging efficiency. It is possible to control so that rη matches the corrected target charging efficiency tη ′.
ただし、〈２〉の状態からいきなり〈３〉の状態へ移行することはなく、〈２〉の状態からかなり時間が経過して部品劣化が生じた後に、〈３〉の状態へと移行することとなる。図３もモデル図である。 However, there is no sudden transition from <2> state to <3> state, and after a considerable amount of time has elapsed from <2> state, transition to <3> state occurs. It becomes. FIG. 3 is also a model diagram.
エンジンコントロールユニット４１で実行されるこの制御を以下のブロック図に基づいて詳述する。 This control executed by the engine control unit 41 will be described in detail based on the following block diagram.
図４はエンジンの目標充填効率ｔηを演算するためのものである。 FIG. 4 is for calculating the target charging efficiency tη of the engine.
目標充填効率基本値演算部５１では、エンジン回転速度と圧力比（＝吸気圧／大気圧）とから図５を内容とするマップを検索することにより、目標充填効率基本値ｔη０を演算する。目標充填効率基本値ｔη０はＥＧＲ弁６の非作動状態での目標充填効率である。図５のように目標充填効率基本値ｔη０はエンジン回転速度が同一の条件のとき、圧力比が大きくなるほど大きくなる値である。 The target charging efficiency basic value calculation unit 51 calculates a target charging efficiency basic value tη0 by searching a map having the contents shown in FIG. 5 from the engine speed and the pressure ratio (= intake pressure / atmospheric pressure). The target charging efficiency basic value tη0 is the target charging efficiency when the EGR valve 6 is not in operation. As shown in FIG. 5, the target charging efficiency basic value tη0 is a value that increases as the pressure ratio increases when the engine speed is the same.
ここで、圧力比の演算に必要となる吸気圧と大気圧とはそれぞれ吸気圧センサと大気圧センサにより検出すればよい。 Here, the intake pressure and the atmospheric pressure necessary for calculating the pressure ratio may be detected by the intake pressure sensor and the atmospheric pressure sensor, respectively.
減算部５２では、１から目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ［％］に０．０１を掛けた値を差し引いた値を計算し、乗算部５３で次の式により目標充填効率ｔηを演算する。 The subtracting unit 52 calculates a value obtained by subtracting a value obtained by multiplying the target EGR rate Megr [%] by 0.01 from 1 and the multiplying unit 53 calculates the target charging efficiency tη by the following equation.
ｔη＝ｔη０×（１−０．０１Ｍｅｇｒ） …（１）
目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒは最大で１００％であるから、（１）式右辺の１−０．０１Ｍｅｇｒは、１．０以下の正の値、つまり減量補正係数である。この減量補正係数は、ＥＧＲガスが入ればその分新気が減って充填効率が減少するので、目標充填効率を減量側に補正するためのものである。すなわち、（１）式左辺の目標充填効率ｔηは、ＥＧＲ弁６の作動状態での目標充填効率を表している。もちろん、ＥＧＲ弁６の非作動状態では目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ＝０であり、このとき目標充填効率ｔηは目標充填効率基本値ｔη０と一致するので、（１）式左辺の目標充填効率は、ＥＧＲ弁６の非作動状態での目標充填効率をも表している。
tη = tη0 × (1-0.01Megr) (1)
Since the target EGR rate Megr is 100% at the maximum, 1-0.01 Megr on the right side of the equation (1) is a positive value of 1.0 or less, that is, a reduction correction coefficient. This reduction correction coefficient is used to correct the target charging efficiency to the reduction side, because if the EGR gas is introduced, the fresh air is reduced accordingly and the charging efficiency is reduced. That is, the target charging efficiency tη on the left side of the equation (1) represents the target charging efficiency in the operating state of the EGR valve 6. Of course, when the EGR valve 6 is not in operation, the target EGR rate Megr = 0, and at this time, the target charging efficiency tη matches the target charging efficiency basic value tη0. Therefore, the target charging efficiency on the left side of the equation (1) is equal to the EGR valve. 6 also shows the target filling efficiency in the non-operating state.
図６はフィルタ４２の再生要求信号と再生完了信号とを出力させるためのものである。なお、充填効率差演算部６１での充填効率差の演算、微分演算部６４での微分演算を含めてここでの演算は常時行うものとする。図４の演算も常時行う。 FIG. 6 is for outputting the regeneration request signal and the regeneration completion signal of the filter 42. It is assumed that the calculation here is always performed including the calculation of the filling efficiency difference in the filling efficiency difference calculation unit 61 and the differential calculation in the differentiation calculation unit 64. The calculation of FIG. 4 is also always performed.
充填効率差演算部６１では、目標充填効率ｔη（図４で既に得ている）から実際の充填効率ｒηを差し引いた値を充填効率差ｄη（＝ｔη−ｒη）として演算する。 The filling efficiency difference calculation unit 61 calculates a value obtained by subtracting the actual filling efficiency rη from the target filling efficiency tη (already obtained in FIG. 4) as a filling efficiency difference dη (= tη−rη).
ここで、実際の充填効率ｒηは、エアフローメータ３１（図１参照）の出力に基づいて図示しない充填効率検出手段が検出している。充填効率検出手段としては、例えば特開２００４−１３２３５８号公報に記載の充填効率検出手段を用いればよい。 Here, the actual filling efficiency rη is detected by a filling efficiency detection means (not shown) based on the output of the air flow meter 31 (see FIG. 1). As the filling efficiency detecting means, for example, a filling efficiency detecting means described in JP-A-2004-132358 may be used.
ただし、特開２００４−１３２３５８号公報で検出している実際の充填効率は、ＥＧＲ弁６の非作動状態での値であるので、ＥＧＲ弁６の作動状態での実際の充填効率を求めるには図４に倣って次のようにする。すなわち、ＥＧＲ弁６の作動状態での実際の充填効率ｒηを次の式により演算させる。 However, since the actual charging efficiency detected in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-132358 is a value when the EGR valve 6 is not operated, the actual charging efficiency when the EGR valve 6 is operated is obtained. Following FIG. 4 is as follows. That is, the actual charging efficiency rη in the operating state of the EGR valve 6 is calculated by the following equation.
ｒη＝ｒη０×（１−０．０１・ｒＥＧＲ） …（２）
ただし、ｒη０ ：ＥＧＲ弁６の非作動状態での実際の充填効率、
ｒＥＧＲ：実ＥＧＲ率［％］、
（２）式右辺の１−０．０１ｒＥＧＲは、１．０以下の正の値、つまり減量補正係数である。この減量補正係数は、ＥＧＲガスが入ればその分新気が減って充填効率が減少するので、ＥＧＲ弁６の非作動状態での実際の充填効率を減量側に補正して、ＥＧＲ弁６の作動状態での実際の充填効率を求めるためのものである。
rη = rη0 × (1-0.01 · rEGR) (2)
Where rη0: actual charging efficiency when the EGR valve 6 is not in operation,
rEGR: actual EGR rate [%],
1-0.01rEGR on the right side of the equation (2) is a positive value of 1.0 or less, that is, a reduction correction coefficient. When the EGR gas enters, this reduction correction coefficient reduces the amount of fresh air and reduces the charging efficiency. Therefore, the actual charging efficiency when the EGR valve 6 is not operating is corrected to the reduction side, and the EGR valve 6 This is to determine the actual filling efficiency in the operating state.
ここで、（２）式右辺の実ＥＧＲ率ｒＥＧＲは、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに対して一次遅れ処理を行うことによって、つまり次式により算出させればよい。 Here, the actual EGR rate rEGR on the right side of the equation (2) may be calculated by performing a first-order lag process on the target EGR rate Megr, that is, the following equation.
ｒＥＧＲ＝Ｍｅｇｒ×加重平均係数＋（１−加重平均係数）×ｒＥＧＲn-1
…（３）
ただし、加重平均係数：一定値、
ｒＥＧＲn-1：ｒＥＧＲの前回値、
このようにして、（２）式の実際の充填効率ｒηは、ＥＧＲ弁６の非作動状態を含めて、ＥＧＲ弁６の作動状態での実際の充填効率を表すこととなる。
rEGR = Megr × weighted average coefficient + (1−weighted average coefficient) × rEGR n−1
... (3)
However, weighted average coefficient: constant value,
rEGR n-1 : previous value of rEGR,
In this way, the actual charging efficiency rη in the equation (2) represents the actual charging efficiency in the operating state of the EGR valve 6 including the non-operating state of the EGR valve 6.
パティキュレート堆積量演算部６２では、充填効率差演算部６１で演算されたこの充填効率差ｄηから図７を内容とするテーブルを検索することにより、フィルタ４２のパティキュレート堆積量を演算する。図７のように、パティキュレート堆積量は充填効率差ｄηが増えるほど大きくなる値である。図７の特性は、あらかじめ台上実験で求めておけばよい。 The particulate accumulation amount calculation unit 62 calculates the particulate accumulation amount of the filter 42 by searching a table having the contents shown in FIG. 7 from the filling efficiency difference dη calculated by the filling efficiency difference calculation unit 61. As shown in FIG. 7, the particulate deposition amount is a value that increases as the filling efficiency difference dη increases. The characteristics shown in FIG. 7 may be obtained in advance by a bench test.
比較部６３ではこのパティキュレート堆積量と第１の所定値ｍ１’を比較する。第１の所定値ｍ１’は図７に示したように、パティキュレート堆積量の許容上限値に相当する値である。すなわち、第１の所定値ｍ１’は再生要求時期になったか否かを判定するための値で、予め適合しておく。比較部６３では、パティキュレート堆積量が第１の所定値ｍ１’未満であれば再生要求時期になっていないと判断してローレベルの信号を出し、パティキュレート堆積量が第１の所定値ｍ１’以上になると再生要求時期になったと判断しハイレベルの信号を出す。 The comparison unit 63 compares the particulate deposition amount with the first predetermined value m1 '. As shown in FIG. 7, the first predetermined value m1 'is a value corresponding to the allowable upper limit value of the particulate deposition amount. That is, the first predetermined value m1 'is a value for determining whether or not the reproduction request time has come, and is adapted in advance. If the particulate deposition amount is less than the first predetermined value m1 ′, the comparison unit 63 determines that the regeneration request time has not come, and issues a low level signal, so that the particulate deposition amount is the first predetermined value m1. 'When it is over, it is judged that the playback request time has come, and a high level signal is output.
微分演算部６４では充填効率差ｄηを微分して、充填効率差の単位時間当たりの変化量である充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔを演算する。 The differential calculation unit 64 differentiates the charging efficiency difference dη to calculate a time rate of change d (dη) / dt of the charging efficiency difference, which is a change amount per unit time of the charging efficiency difference.
比較部６５ではこの充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔと第２の所定値ｍ２を比較する。第２の所定値ｍ２も再生要求時期になったか否かを判定するための値で、予め適合しておく。比較部６５では、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第２の所定値ｍ２未満であれば再生要求時期になっていないと判断してローレベルの信号を出し、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第２の所定値ｍ２以上になると再生要求時期になったと判断しハイレベルの信号を出す。 The comparison unit 65 compares the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference with the second predetermined value m2. The second predetermined value m2 is also a value for determining whether or not the reproduction request time has come, and is adapted in advance. The comparison unit 65 determines that the regeneration request time has not come if the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference is less than the second predetermined value m2, and outputs a low level signal, and the filling efficiency difference When the time change rate d (dη) / dt of the first time becomes equal to or greater than the second predetermined value m2, it is determined that the reproduction request time has come, and a high level signal is output.
比較部６３からの出力と比較部６５からの出力を入力するＯＲ回路６６では、比較部６３からの出力がハイレベルのときと、比較部６５からの出力がハイレベルのときと、比較部６３、６５からの出力が共にハイレベルのときにハイレベルの信号（再生要求信号）を出す。比較部６３、６５からの出力が共にローレベルのときにはローレベルの信号（再生非要求の信号）を出す。 In the OR circuit 66 for inputting the output from the comparison unit 63 and the output from the comparison unit 65, when the output from the comparison unit 63 is at a high level, when the output from the comparison unit 65 is at a high level, the comparison unit 63 , 65 outputs a high level signal (reproduction request signal) when both outputs are at a high level. When both the outputs from the comparators 63 and 65 are at a low level, a low level signal (reproduction non-request signal) is output.
再生要求信号が出ると、図示しないが排気を昇温させる処理を含んだフィルタ４２の再生処理が実行される。 When the regeneration request signal is output, the regeneration process of the filter 42 including the process of raising the temperature of the exhaust gas is performed although not shown.
一方、比較部６７では充填効率差ｄηとゼロを比較し、充填効率差ｄηがゼロであるときにフィルタ４２の再生が完了したと判断してハイレベルの信号を出し、それ以外ではフィルタ４２の再生がまだ完了していないと判断しローレベルの信号を出す。同様にして比較部６８では充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔとゼロを比較し、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロであるときにフィルタ４２の再生が完了したと判断してハイレベルの信号を出し、それ以外ではフィルタ４２の再生がまだ完了していないと判断しローレベルの信号を出す。 On the other hand, the comparison unit 67 compares the filling efficiency difference dη with zero, determines that the regeneration of the filter 42 is completed when the filling efficiency difference dη is zero, and outputs a high level signal. It judges that the reproduction has not been completed yet and outputs a low level signal. Similarly, the comparison unit 68 compares the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference with zero, and when the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference is zero, the regeneration of the filter 42 is performed. It is determined that it has been completed, and a high level signal is output. Otherwise, it is determined that the regeneration of the filter 42 has not been completed yet, and a low level signal is output.
なお、充填効率差ｄηが第３の所定値（ゼロより少し大きな値）以下であるときにフィルタ４２の再生が完了したと判断し、また充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第４の所定値（ゼロより少し大きな値）以下であるときにフィルタ４２の再生が完了したと判断させるようにしてもかまわない。 When the charging efficiency difference dη is equal to or smaller than a third predetermined value (a value slightly larger than zero), it is determined that the regeneration of the filter 42 is completed, and the time rate of change d (dη) / dt of the charging efficiency difference is You may make it judge that reproduction | regeneration of the filter 42 was completed when it is below a 4th predetermined value (a value slightly larger than zero).
比較部６７からの出力と比較部６８からの出力を入力するＡＮＤ回路６９では、比較部６３、６５からの出力が共にハイレベルのときにハイレベルの信号（再生完了信号）を出す。ここで、比較部６３、６５からの出力が共にハイレベルのときにハイレベルの信号を出すようにしているのは、フィルタ４２の再生が完了したか否かの判定を確実にするためである。 The AND circuit 69 that inputs the output from the comparison unit 67 and the output from the comparison unit 68 outputs a high level signal (reproduction completion signal) when the outputs from the comparison units 63 and 65 are both high level. Here, the reason why the high level signal is output when the outputs from the comparison units 63 and 65 are both high is to ensure the determination as to whether or not the regeneration of the filter 42 has been completed. .
一方、比較部６３からの出力だけがハイレベルのときと、比較部６５からの出力だけがハイレベルのときと、比較部６３、６５からの出力が共にローレベルのときにはローレベルの信号を出す。 On the other hand, when only the output from the comparison unit 63 is at a high level, when only the output from the comparison unit 65 is at a high level, and when both the outputs from the comparison units 63 and 65 are at a low level, a low level signal is output. .
時間計測部７０では、ＡＮＤ回路６９からの出力が連続してハイレベルにあるとき、その時間つまり連続してハイレベルの信号が出ている時間を計測する。 When the output from the AND circuit 69 is continuously at the high level, the time measuring unit 70 measures the time, that is, the time during which the high level signal is continuously output.
比較部７１では、時間計測部７０で計測される時間と所定の時間ｔ１を比較し、時間計測部７０で計測される時間が所定の時間ｔ１未満であるときにはローレベルの信号（再生未完了の信号）を出力し、時間計測部７０で計測される時間が所定の時間ｔ１以上になったとき、ハイレベルの信号（再生完了信号）を出力する。 The comparison unit 71 compares the time measured by the time measurement unit 70 with a predetermined time t1, and when the time measured by the time measurement unit 70 is less than the predetermined time t1, a low level signal (reproduction incomplete) is performed. Signal) and a high level signal (reproduction completion signal) is output when the time measured by the time measuring unit 70 is equal to or greater than the predetermined time t1.
再生完了信号が出ると、図示しないがフィルタ４２の再生処理が中止され、通常時の運転を再開する。 When the regeneration completion signal is output, although not shown, the regeneration process of the filter 42 is stopped and the normal operation is resumed.
ここで本実施形態の作用効果を説明する。 Here, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態（請求項７に記載の発明）によれば、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタ４２を備えるディーゼルエンジンにおいて、図６に示したように、目標充填効率ｔηと実際の充填効率ｒηとの差ｄη（＝ｔη−ｒη）を演算し、この演算された充填効率差ｄηに基づいてフィルタ４２のパティキュレート堆積量を推定するので、差圧センサを用いることなくフィルタ４２のパティキュレート堆積量を推定することが可能となった。 According to the present embodiment (the invention described in claim 7), in the diesel engine including the filter 42 that collects particulates in the exhaust gas, as shown in FIG. 6, the target charging efficiency tη and the actual charging efficiency are obtained. The difference dη (= tη−rη) from rη is calculated, and the particulate accumulation amount of the filter 42 is estimated based on the calculated filling efficiency difference dη. Therefore, the particulates of the filter 42 are used without using a differential pressure sensor. It became possible to estimate the amount of deposition.
また、本実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタ４２を備えるディーゼルエンジンにおいて、図６に示したように、目標充填効率ｔηと実際の充填効率ｒηとの差ｄηを演算し、この演算された充填効率差ｄηに基づいてフィルタ４２のパティキュレート堆積量を演算（推定）し、この演算された充填効率差ｄηから充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔを演算し、パティキュレート堆積量が第１の所定値ｍ１’以上の場合または充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第２の所定値ｍ２以上の場合に、フィルタ４２の再生要求を出すように構成しているので、差圧センサを用いることなくフィルタ４２の再生要求時期の判定が可能となった。 Further, according to the present embodiment (the invention described in claim 6), in the diesel engine including the filter 42 for collecting the particulates in the exhaust, as shown in FIG. The difference dη from the filling efficiency rη is calculated, the particulate accumulation amount of the filter 42 is calculated (estimated) based on the calculated filling efficiency difference dη, and the filling efficiency difference time is calculated from the calculated filling efficiency difference dη. The rate of change d (dη) / dt is calculated, and the particulate deposition amount is greater than or equal to the first predetermined value m1 ′ or the time rate of change d (dη) / dt of the filling efficiency difference is greater than or equal to the second predetermined value m2. In this case, since the regeneration request for the filter 42 is issued, it is possible to determine the regeneration request timing of the filter 42 without using a differential pressure sensor.
また、本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、フィルタ４２の再生要求を出した後に充填効率差ｄηが減少傾向にある場合において、図６に示したように、充填効率差ｄηがゼロ（第３の所定値以下）でかつ充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロ（第４の所定値以下）である状態が連続して所定時間ｔ１以上経過した場合に、フィルタ４２の再生が完了したと判定するので、差圧センサを用いることなくフィルタ４２の再生が完了する時期の判定が可能となった。 In addition, according to the present embodiment (the invention described in claim 2), when the filling efficiency difference dη tends to decrease after the regeneration request for the filter 42 is issued, as shown in FIG. When dη is zero (the third predetermined value or less) and the time rate of change d (dη) / dt of the charging efficiency difference is zero (fourth predetermined value or less) continuously for a predetermined time t1 or more. In addition, since it is determined that the regeneration of the filter 42 is completed, it is possible to determine the time when the regeneration of the filter 42 is completed without using a differential pressure sensor.
本実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、目標充填効率演算手段が、図４に示したように、ＥＧＲ弁６（ＥＧＲ装置）の非作動状態での目標充填効率を目標充填効率基本値ｔη０として演算する目標充填効率基本値演算手段（５１）と、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する目標ＥＧＲ率演算手段と、この演算された目標ＥＲＧ率Ｍｅｇｒで目標充填効率基本値ｔη０を補正してＥＧＲ弁６の作動状態での目標充填効率ｔηを演算する手段（５２、５３）とからなると共に、充填効率検出手段が、ＥＧＲ弁６の非作動状態での実際の充填効率ｒη０を検出する充填効率検出手段と、実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲを演算する実ＥＧＲ率演算手段（上記（３）式参照）と、この演算された実際のＥＲＧ率ｒＥＧＲでＥＧＲ弁６の非作動状態での実際の充填効率ｒη０を補正してＥＧＲ弁６の作動状態での実際の充填効率ｒηを演算する手段（上記（２）式参照）とからなるので、ＥＧＲ弁６の作動状態にあっても目標充填効率ｔηと実際の充填効率ｒηとを精度良く求めることができる。 According to the present embodiment (the invention described in claim 5), the target charging efficiency calculation means calculates the target charging efficiency when the EGR valve 6 (EGR device) is not in operation as shown in FIG. Target charging efficiency basic value calculating means (51) for calculating as the basic efficiency value tη0, target EGR rate calculating means for calculating the target EGR rate Megr, and the target charging efficiency basic value tη0 corrected by the calculated target ERG rate Megr And means (52, 53) for calculating the target charging efficiency tη when the EGR valve 6 is operating, and the charging efficiency detecting means detects the actual charging efficiency rη0 when the EGR valve 6 is not operating. A charging efficiency detecting means that performs the actual EGR rate rEGR (see the above equation (3)), and the actual EGR rate rEGR in the non-operating state of the EGR valve 6. of Since it comprises means for correcting the filling efficiency rη0 and calculating the actual filling efficiency rη in the operating state of the EGR valve 6 (see the above equation (2)), the target filling efficiency is obtained even when the EGR valve 6 is in the operating state. tη and the actual filling efficiency rη can be obtained with high accuracy.
次に、図８のフローチャートは第２実施形態の部品劣化・熱膨張に起因する誤差を演算するためのものである。図８のフローチャートも、後述する図９のブロック図による演算と共に常時実行する。 Next, the flowchart of FIG. 8 is for calculating an error caused by component deterioration and thermal expansion of the second embodiment. The flowchart of FIG. 8 is also always executed together with the calculation according to the block diagram of FIG.
ステップ８１では、車両の走行開始後（エンジン運転開始後）に初めて再生要求があった場合であるか否かをみる。エンジン運転開始後に初めて再生要求があった場合であれば、ステップ８２、８３、８４に進み、第１実施形態と同様に、目標充填効率ｔηと実際の充填効率ｒηとを読み込み、これらの値ｔη、ｒηに基づいて充填効率差ｄη（＝ｔη−ｒη）を演算すると共に、この充填効率差を微分して充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔを演算する。 In step 81, it is determined whether or not there is a regeneration request for the first time after the vehicle starts running (after the engine operation is started). If there is a regeneration request for the first time after the start of engine operation, the process proceeds to steps 82, 83, and 84, and the target charging efficiency tη and the actual charging efficiency rη are read as in the first embodiment, and these values tη are read. The charging efficiency difference dη (= tη−rη) is calculated based on rη, and the charging efficiency difference is differentiated to calculate the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference.
ステップ８５では、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔとゼロを比較する。充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロでない間はステップ８２に戻り、ステップ８２〜８４の操作を繰り返す。やがて、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロとなればステップ８６に進み、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロとなった状態で連続して所定時間ｔ１が経過したか否かをみる。充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロとなった状態で連続して所定時間ｔ１が経過していなければそのまま待機し、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロとなった状態で連続して所定時間ｔ１が経過したとき、フィルタ４２の再生が完了したと判断してステップ８７に進む。 In step 85, the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is compared with zero. While the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is not zero, the process returns to step 82 and the operations of steps 82 to 84 are repeated. Eventually, if the time rate of change d (dη) / dt of the charging efficiency difference becomes zero, the routine proceeds to step 86, where the time rate of change d (dη) / dt of the charging efficiency difference becomes zero for a predetermined time continuously. Check whether t1 has elapsed. If the predetermined time t1 has not elapsed continuously in a state where the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is zero, the process waits as it is, and the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is When the predetermined time t1 has elapsed continuously in the state of zero, it is determined that the regeneration of the filter 42 has been completed, and the routine proceeds to step 87.
なお、ステップ８５、８６に代え、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第４の所定値（例えばゼロより少し大きい値）以下である状態が連続して所定時間ｔ１以上経過した場合に、フィルタ４２の再生が完了したと判断してステップ８７に進ませるようにしてもかまわない。 Instead of steps 85 and 86, a state in which the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is equal to or less than a fourth predetermined value (for example, a value slightly larger than zero) has continuously elapsed for a predetermined time t1 or more. In this case, it may be determined that the regeneration of the filter 42 has been completed and the process proceeds to step 87.
ステップ８７では充填効率差ｄηとゼロを比較する。部品劣化や熱膨張の影響（熱劣化）がほとんどない場合には充填効率差ｄη＝０であるため、ステップ８９に進んで誤差ｅｍ＝０とする。 In step 87, the charging efficiency difference dη is compared with zero. When there is almost no influence of component deterioration or thermal expansion (thermal deterioration), the charging efficiency difference dη = 0, so the routine proceeds to step 89 where the error em = 0 is set.
これに対して、部品劣化や熱膨張の影響（熱劣化）があると、フィルタ４２の再生が完了しているにも拘わらず充填効率差ｄηはゼロとならないので、このときにはステップ８７よりステップ８８に進み、そのときの充填効率差ｄηの値を部品劣化・熱膨張に起因する誤差ｅｍに移す。 On the other hand, if there is an effect of component deterioration or thermal expansion (thermal deterioration), the charging efficiency difference dη does not become zero although the regeneration of the filter 42 is completed. The value of the charging efficiency difference dη at that time is shifted to an error em caused by component deterioration and thermal expansion.
図９のブロック図は図８で得た部品劣化・熱膨張に起因する誤差ｅｍに基づいて目標充填効率ｔηを補正するためのものである。 The block diagram of FIG. 9 is for correcting the target filling efficiency tη based on the error em resulting from component deterioration and thermal expansion obtained in FIG.
加算部９１では、目標充填効率ｔηに部品劣化・熱膨張に起因する誤差ｅｍ（図８で既に得ている）を加算して、補正後目標充填効率ｔη’（＝ｔη＋ｅｍ）を演算する。 The adder 91 adds an error em (already obtained in FIG. 8) due to component deterioration and thermal expansion to the target charging efficiency tη to calculate a corrected target charging efficiency tη ′ (= tη + em).
比較部９２では充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔとゼロを比較し、充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロであるときにはフィルタ４２の再生が完了していると判断しハイレベルの信号を出す。充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔがゼロないときには再生が完了していないと判断しローレベルの信号を出す。 The comparison unit 92 compares the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference with zero, and the regeneration of the filter 42 is completed when the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference is zero. A high level signal is output. When the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is not zero, it is determined that the regeneration is not completed, and a low level signal is output.
比較部９３では充填効率差ｄηと誤差ｅｍを比較し、充填効率差ｄηが誤差ｅｍ以上あるときにハイレベルの信号を出し、充填効率差ｄηが誤差ｅｍ未満であるときにはローレベルの信号を出す。 The comparison unit 93 compares the filling efficiency difference dη with the error em, and outputs a high level signal when the filling efficiency difference dη is greater than or equal to the error em, and outputs a low level signal when the filling efficiency difference dη is less than the error em. .
比較部９２、９３からの信号の入力されるＡＮＤ回路９４では、比較部９２、９３からの信号が共にハイレベルのとき、フィルタ４２の再生が完了しているにも拘わらず、部品劣化や熱膨張が生じていると判断してハイレベルの信号を出し、比較部９２からの信号のみがハイレベルのとき、比較部８３からの信号のみがハイレベルのとき、比較部９２、９３からの信号が共にローレベルのとき、ローレベルの信号を出す。 In the AND circuit 94 to which the signals from the comparison units 92 and 93 are input, when both of the signals from the comparison units 92 and 93 are at a high level, although the regeneration of the filter 42 is completed, component deterioration and heat It is determined that expansion has occurred, and a high level signal is output. When only the signal from the comparison unit 92 is high level, when only the signal from the comparison unit 83 is high level, the signal from the comparison units 92 and 93 When both are low, a low level signal is output.
選択部９５ではこのＡＮＤ回路９４からの信号に基づき補正後目標充填効率ｔη’と目標充填効率ｔηのいずれかを選択する。すなわち、ＡＮＤ回路９４からの信号がローレベルであるとき、つまり部品劣化や熱膨張が生じていないときには目標充填効率ｔηをそのまま出力する。これに対してＡＮＤ回路９４からの信号がハイレベルであるとき、つまりフィルタ４２の再生が完了しているにも拘わらず部品劣化や熱膨張が生じているときには、補正後目標充填効率ｔη’を改めて目標充填効率ｔηとして出力する。 The selection unit 95 selects either the corrected target filling efficiency tη ′ or the target filling efficiency tη based on the signal from the AND circuit 94. That is, when the signal from the AND circuit 94 is at a low level, that is, when there is no component deterioration or thermal expansion, the target filling efficiency tη is output as it is. On the other hand, when the signal from the AND circuit 94 is at a high level, that is, when component deterioration or thermal expansion occurs despite the completion of the regeneration of the filter 42, the corrected target filling efficiency tη ′ is set. It outputs again as the target charging efficiency tη.
フィードバック制御部９６では、実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηと一致するようにフィーバック制御信号をＥＧＲ率制御手段や過給圧制御手段に出力する。 The feedback control unit 96 outputs a feedback control signal to the EGR rate control unit and the supercharging pressure control unit so that the actual charging efficiency rη matches the target charging efficiency tη.
フィーバック制御信号を受けるＥＧＲ率制御手段では、実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηより小さいとき、目標ＥＧＲ率を減らす側に、これに対して実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηより大きいとき目標ＥＧＲ率を増やす側に制御し、これによって実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηと一致するようにする。フィーバック制御信号を受ける過給圧制御手段では、実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηより小さいとき、可変ノズル２４の開度を減らして過給圧が高くなる側に、これに対して実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηより大きいとき可変ノズル２４の開度を増やして過給圧が低下する側に制御し、これによって実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηと一致するようにする。 In the EGR rate control means that receives the feedback control signal, when the actual filling efficiency rη is smaller than the target filling efficiency tη, the actual filling efficiency rη is larger than the target filling efficiency tη. At this time, the target EGR rate is controlled to be increased, so that the actual charging efficiency rη matches the target charging efficiency tη. In the supercharging pressure control means that receives the feedback control signal, when the actual charging efficiency rη is smaller than the target charging efficiency tη, the opening of the variable nozzle 24 is reduced to increase the supercharging pressure. When the charging efficiency rη is larger than the target charging efficiency tη, the opening degree of the variable nozzle 24 is increased to control the supercharging pressure so that the actual charging efficiency rη matches the target charging efficiency tη. .
ここで、第２実施形態の作用効果を説明する。 Here, the effect of 2nd Embodiment is demonstrated.
第２実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、充填効率差ｄηが減少傾向にある場合において、充填効率差ｄηがゼロ（第３の所定値以下）である状態が所定時間ｔ１以上経過した場合に、フィルタ４２の再生が完了したと判定するので（図８のステップ８５、８６参照）、差圧センサを用いることなくフィルタ４２の再生が完了する時期の判定が可能となった。 According to the second embodiment (the invention described in claim 3), when the charging efficiency difference dη is decreasing, the state in which the charging efficiency difference dη is zero (the third predetermined value or less) is the predetermined time t1. When the time has elapsed, since it is determined that the regeneration of the filter 42 is completed (see steps 85 and 86 in FIG. 8), it is possible to determine when the regeneration of the filter 42 is completed without using the differential pressure sensor. .
フィルタ４２へのパティキュレートの堆積以外に起因する圧力損失は、部品劣化に起因するものが大部分である。部品が劣化したときには当初の状態に回復しないので、実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηと一致するように制御しようとしても、部品劣化後であれば実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηに一致しない、つまり目標充填効率ｔηを達成できないままになる。第２実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、図８、図９に示したように、実際の充填効率ｒηが目標充填効率ｔηと一致するように制御する手段（図９のフィードバック制御部９６）を備え、フィルタ４２の再生が完了したと判定したタイミングで充填効率差ｄηがゼロでない場合に、そのゼロでない充填効率差を部品劣化・熱膨張に起因する誤差ｅｍとし、この誤差分ｅｍだけ目標充填効率ｔηを補正するので（図８のステップ８７、８８、図９の９１、９５）、部品劣化後や熱膨張が生じている場合においても実際の充填効率ｒηを目標充填効率ｔη（＝ｔη’）に一致させる、つまり達成したい目標充填効率ｔη（＝ｔη’）を実現することができる。 Most of the pressure loss caused by the accumulation of particulates on the filter 42 is caused by component deterioration. Since the original state is not restored when the part deteriorates, the actual filling efficiency rη becomes the target filling efficiency tη after the part deterioration even if the actual filling efficiency rη is controlled to coincide with the target filling efficiency tη. It does not agree, that is, the target charging efficiency tη cannot be achieved. According to the second embodiment (the invention described in claim 4), as shown in FIGS. 8 and 9, the means for controlling the actual filling efficiency rη to coincide with the target filling efficiency tη (in FIG. 9). A feedback control unit 96), and when the filling efficiency difference dη is not zero at the timing when it is determined that the regeneration of the filter 42 is completed, the non-zero filling efficiency difference is defined as an error em caused by component deterioration and thermal expansion. Since the target filling efficiency tη is corrected by the error em (steps 87 and 88 in FIG. 8, 91 and 95 in FIG. 9), the target filling efficiency rη is set even after the parts have deteriorated or when thermal expansion has occurred. It is possible to achieve the target charging efficiency tη (= tη ′) that is desired to coincide with the efficiency tη (= tη ′), that is, to be achieved.
次に、図１０は第３実施形態のフィルタ４２の再生要求信号と再生完了信号とを出力させるためのものである。第１実施形態の図６と同一部分には同一の番号を付けている。 Next, FIG. 10 is for outputting the regeneration request signal and the regeneration completion signal of the filter 42 of the third embodiment. The same number is attached | subjected to the same part as FIG. 6 of 1st Embodiment.
図１０を図６と比較すれば分かるように、第３実施形態の図１０にはパティキューレート堆積量演算部６２がない。つまり、第３実施形態は、充填効率差ｄηが第１の所定値ｍ１以上の場合または充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第２の所定値ｍ２以上の場合に、フィルタ４２の再生要求を出すように構成したものである。言い替えると、第３実施形態は図３の〈１〉に示した場合をブロック図としたものである。 As can be seen by comparing FIG. 10 with FIG. 6, FIG. 10 of the third embodiment does not have the particulate crate accumulation amount calculation unit 62. That is, in the third embodiment, when the filling efficiency difference dη is greater than or equal to the first predetermined value m1, or when the time change rate d (dη) / dt of the filling efficiency difference is greater than or equal to the second predetermined value m2, the filter 42 Is configured to issue a reproduction request. In other words, the third embodiment is a block diagram of the case shown in <1> of FIG.
ここで、第１の所定値ｍ１は、図７に示したように、パティキュレート堆積量の許容上限値に対応する充填効率差に相当する値である。すなわち、第１の所定値ｍ１は再生要求時期になったか否かを判定するための値で、予め適合しておく。 Here, as shown in FIG. 7, the first predetermined value m1 is a value corresponding to the filling efficiency difference corresponding to the allowable upper limit value of the particulate deposition amount. That is, the first predetermined value m1 is a value for determining whether or not the reproduction request time has come, and is adapted in advance.
このように、第３実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、排気中のパーティキュレートを捕集するフィルタ４２を備えるディーゼルエンジンにおいて、図１０に示したように、目標充填効率ｔηと実際の充填効率ｒηとの差ｄηを演算し、この演算された充填効率差ｄηから充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔを演算し、充填効率差ｄηが第１の所定値ｍ１以上の場合または充填効率差の時間変化率ｄ（ｄη）／ｄｔが第２の所定値ｍ２以上の場合に、フィルタ４２の再生要求を出すように構成するので、第１実施形態と同様に、差圧センサを用いることなくフィルタ４２の再生要求時期の判定が可能となっている。 As described above, according to the third embodiment (the invention described in claim 1), in the diesel engine including the filter 42 that collects particulates in the exhaust, as shown in FIG. 10, the target charging efficiency tη The difference dη between the actual charging efficiency rη and the actual charging efficiency rη is calculated, the time change rate d (dη) / dt of the charging efficiency difference is calculated from the calculated charging efficiency difference dη, and the charging efficiency difference dη is a first predetermined value. Since it is configured to issue a regeneration request for the filter 42 when it is greater than m1 or when the time rate of change d (dη) / dt of the filling efficiency difference is greater than or equal to the second predetermined value m2, as in the first embodiment. The regeneration request time of the filter 42 can be determined without using a differential pressure sensor.
実施形態では充填効率で説明したが、充填効率に代えて体積効率を用いることができる。ここで、充填効率、体積効率の定義式は次の通りである。 Although the embodiment described the filling efficiency, volume efficiency can be used instead of the filling efficiency. Here, the defining formulas of filling efficiency and volumetric efficiency are as follows.
充填効率＝１サイクル当たりのシリンダ吸入新気の質量
／標準状態で総行程容積を満たしたときの新気の質量
…（４）
体積効率＝１サイクル当たりのシリンダ吸入新気の質量
／大気状態で総行程容積を満たしたときの新気の質量
…（５）
請求項７に記載の目標充填効率演算手段の機能は図４により、充填効率差演算手段の機能は図６の充填効率差演算部６１により、パティキュレート堆積量推定手段の機能は図６のパティキュレート堆積量演算部６２によりそれぞれ果たされている。
Charging efficiency = mass of cylinder intake fresh air per cycle
/ Mass of fresh air when the total stroke volume is satisfied in the standard state
(4)
Volumetric efficiency = Mass of cylinder intake fresh air per cycle
/ Mass of fresh air when the total stroke volume is satisfied in atmospheric conditions
... (5)
The function of the target filling efficiency calculating means according to claim 7 is the function of FIG. 4, the function of the filling efficiency difference calculating means is the filling efficiency difference calculating section 61 of FIG. 6, and the function of the particulate accumulation amount estimating means is the part of FIG. This is accomplished by the curate deposition amount calculation unit 62.
請求項６に記載の目標充填効率演算手段の機能は図４により、充填効率差演算手段の機能は図６の充填効率差演算部６１により、パティキュレート堆積量推定手段の機能は図６のパティキュレート堆積量演算部６２により、時間変化率演算手段の機能は図６の微分演算部６４により、再生要求出力手段の機能は図６の比較部６３、６５、ＯＲ回路６６によりそれぞれ果たされている。 The function of the target filling efficiency calculating means according to claim 6 is the function of FIG. 4, the function of the filling efficiency difference calculating means is the filling efficiency difference calculating section 61 of FIG. 6, and the function of the particulate accumulation amount estimating means is the part of FIG. The curative deposition amount calculation unit 62 performs the function of the time change rate calculation means by the differential calculation unit 64 of FIG. 6, and the function of the regeneration request output means by the comparison units 63 and 65 and the OR circuit 66 of FIG. Yes.
請求項１に記載の目標充填効率演算手段の機能は図４により、充填効率差演算手段の機能は図１０の充填効率差演算部６１により、時間変化率演算手段の機能は図１０の微分演算部６４により、再生要求出力手段の機能は図１０の比較部６３、６５、ＯＲ回路６６によりそれぞれ果たされている。 The function of the target filling efficiency calculating means according to claim 1 is as shown in FIG. 4, the function of the filling efficiency difference calculating means as the filling efficiency difference calculating section 61 of FIG. 10, and the function of the time change rate calculating means as the differential operation of FIG. The function of the reproduction request output unit is performed by the unit 64 by the comparison units 63 and 65 and the OR circuit 66 shown in FIG.
６ ＥＧＲ弁（ＥＧＲ装置）
２１ ターボ過給機
４１ エンジンコントロールユニット
４２ フィルタ
6 EGR valve (EGR device)
21 Turbocharger 41 Engine control unit 42 Filter
Claims (7)
目標充填効率を演算する目標充填効率演算手段と、
実際の充填効率を検出する充填効率検出手段と、
これら目標充填効率と実際の充填効率との差を演算する充填効率差演算手段と、
この演算された充填効率差から充填効率差の時間変化率を演算する時間変化率演算手段と、
前記演算された充填効率差が第１の所定値以上の場合または前記演算された充填効率差の時間変化率が第２の所定値以上の場合に、前記フィルタの再生要求を出す再生要求出力手段と
を備えることを特徴とするフィルタ再生処理装置。 In a diesel engine equipped with a filter that collects particulates in the exhaust,
Target filling efficiency calculating means for calculating the target filling efficiency;
Filling efficiency detection means for detecting the actual filling efficiency;
Filling efficiency difference calculating means for calculating the difference between the target filling efficiency and the actual filling efficiency;
A time change rate calculating means for calculating a time change rate of the filling efficiency difference from the calculated filling efficiency difference;
Regeneration request output means for issuing a regeneration request for the filter when the calculated filling efficiency difference is equal to or greater than a first predetermined value or when the time change rate of the calculated filling efficiency difference is equal to or greater than a second predetermined value. And a filter regeneration processing device.
前記フィルタの再生が完了したと判定したタイミングで前記充填効率差がゼロでない場合に、そのゼロでない充填効率差を誤差とし、この誤差分だけ前記目標充填効率を補正することを特徴とする請求項３に記載のフィルタ再生処理装置。 Means for controlling the actual filling efficiency to match the target filling efficiency;
2. When the filling efficiency difference is not zero at a timing when it is determined that the regeneration of the filter is completed, the non-zero filling efficiency difference is regarded as an error, and the target filling efficiency is corrected by this error. 4. The filter regeneration processing device according to 3.
前記目標充填効率演算手段が、前記ＥＧＲ装置の非作動状態での目標充填効率を目標充填効率基本値として演算する目標充填効率基本値演算手段と、目標ＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演算手段と、この演算された目標ＥＲＧ率で前記目標充填効率基本値を補正して前記ＥＧＲ装置の作動状態での目標充填効率を演算する手段とからなると共に、
前記充填効率検出手段が、前記ＥＧＲ装置の非作動状態での実際の充填効率を検出する充填効率検出手段と、実際のＥＧＲ率を演算する実ＥＧＲ率演算手段と、この演算された実際のＥＲＧ率で前記ＥＧＲ装置の非作動状態での実際の充填効率を補正して前記ＥＧＲ装置の作動状態での実際の充填効率を演算する手段とからなることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のフィルタ再生処理装置。 EGR device that recirculates part of the exhaust to the intake passage,
The target charging efficiency calculating means calculates target filling efficiency basic value calculating means for calculating the target charging efficiency when the EGR device is not in operation as a target charging efficiency basic value; target EGR rate calculating means for calculating a target EGR rate; And a means for correcting the target filling efficiency basic value with the calculated target ERG rate to calculate the target filling efficiency in the operating state of the EGR device,
The filling efficiency detecting means detects a filling efficiency detecting means for detecting an actual filling efficiency when the EGR device is in an inoperative state, an actual EGR rate calculating means for calculating an actual EGR rate, and the calculated actual ERG. 5. The apparatus according to claim 1, further comprising a means for calculating an actual filling efficiency in an operating state of the EGR device by correcting an actual filling efficiency in a non-operating state of the EGR device at a rate. The filter regeneration processing device according to any one of the above.
目標充填効率を演算する目標充填効率演算手段と、
実際の充填効率を検出する充填効率検出手段と、
これら目標充填効率と実際の充填効率との差を演算する充填効率差演算手段と、
この演算された充填効率差に基づいて前記フィルタのパティキュレート堆積量を推定するパティキュレート堆積量推定手段と、
前記演算された充填効率差から充填効率差の時間変化率を演算する時間変化率演算手段と、
前記推定されたパティキュレート堆積量が第１の所定値以上の場合または前記演算された充填効率差の時間変化率が第２の所定値以上の場合に、前記フィルタの再生要求を出す再生要求出力手段と
を備えることを特徴とするフィルタ再生処理装置。 In a diesel engine equipped with a filter that collects particulates in the exhaust,
Target filling efficiency calculating means for calculating the target filling efficiency;
Filling efficiency detection means for detecting the actual filling efficiency;
Filling efficiency difference calculating means for calculating the difference between the target filling efficiency and the actual filling efficiency;
Particulate deposition amount estimating means for estimating the particulate deposition amount of the filter based on the calculated difference in filling efficiency;
A time change rate calculating means for calculating a time change rate of the filling efficiency difference from the calculated filling efficiency difference;
A regeneration request output for issuing a regeneration request for the filter when the estimated particulate accumulation amount is greater than or equal to a first predetermined value or when the time change rate of the calculated filling efficiency difference is greater than or equal to a second predetermined value. And a filter regeneration processing device.
目標充填効率を演算する目標充填効率演算手段と、
実際の充填効率を検出する充填効率検出手段と、
前記目標充填効率演算手段によって演算された目標充填効率と前記充填効率検出手段によって検出された実際の充填効率との差を演算する充填効率差演算手段と、
この演算された充填効率差に基づいて前記フィルタのパティキュレート堆積量を推定するパティキュレート堆積量推定手段と
を備えることを特徴とするパティキュレート堆積量推定装置。 In a diesel engine equipped with a filter that collects particulates in the exhaust,
Target filling efficiency calculating means for calculating the target filling efficiency;
Filling efficiency detection means for detecting the actual filling efficiency;
Filling efficiency difference calculating means for calculating a difference between the target filling efficiency calculated by the target filling efficiency calculating means and the actual filling efficiency detected by the filling efficiency detecting means;
A particulate accumulation amount estimation device, comprising: a particulate accumulation amount estimation unit that estimates the particulate accumulation amount of the filter based on the calculated difference in filling efficiency.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006295580A JP2008111394A (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Device for estimating particulate accumulation amount and filter regeneration treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006295580A JP2008111394A (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Device for estimating particulate accumulation amount and filter regeneration treatment device |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2008111394A true JP2008111394A (en) | 2008-05-15 |
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ID=39444037
Family Applications (1)
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| JP2006295580A Pending JP2008111394A (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Device for estimating particulate accumulation amount and filter regeneration treatment device |
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| JP (1) | JP2008111394A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013096331A (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Denso Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
-
2006
- 2006-10-31 JP JP2006295580A patent/JP2008111394A/en active Pending
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