JP4367176B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
内燃機関の排気通路に設置されるパティキュレートフィルタと、
上記パティキュレートフィルタを昇温するための昇温手段と、
上記パティキュレートフィルタへ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、
上記パティキュレート堆積量推定手段で推定されるパティキュレート堆積量が所定値を超えた時に、上記昇温手段を操作して上記パティキュレートフィルタの温度を目標温度に昇温し、堆積したパティキュレートを焼却除去する上記パティキュレートフィルタの昇温制御手段を備える。
上記第1補正手段は、上記パティキュレートフィルタへ流入する排気の情報(A)とエンジン運転条件(B)と上記昇温手段の操作量(C)を基に、現在の状態(A)(B)(C)が長期間維持された場合に最終的に上記パティキュレートフィルタが収束する温度T0を算出し、上記パティキュレートフィルタの熱容量による温度変化の遅れを考慮して第1温度推定値を算出する。ここで、「現在の状態(A)(B)(C)が長期間維持された場合」とは、現在の状態(A)(B)(C)が、定めた範囲内の変動で、所定の十分長い時間維持された場合を示す。
第1補正手段は、現在の状態(A)(B)(C)を基にHC排出量とこれによる発熱量を算出し、上記パティキュレートフィルタの温度を予測することができる。この時、上記パティキュレートフィルタの熱容量による伝達遅れを考慮して第1温度推定値を算出するとより精度よい温度推定が可能である。よって、温度制御の応答性が向上し、燃費悪化を抑制して、安全で効率よい再生を行うことができる。
C1=KP1×E1+KI1×ΣE1+KD×ΔE1/Δt
(KP1、KI1、KD:補正ゲイン)
として、偏差の大きさと積算値と時間変化量に応じて第1補正値C1を算出する。
C1=KP1×E1+KI1×ΣE1+KD×ΔE1/Δt
(KP1、KI1、KD:補正ゲイン)
として、偏差の大きさと積算値と時間変化量に応じて第1補正値C1を算出する。
ステップ309では、算出された第1温度推定値T1と目標温度である所定値(例えば650℃)の偏差E1を算出し、この偏差E1に応じて、第1補正値C1(第1補正量)を算出する(第1補正量算出手段)。例えば、
C1=KP1×E1+KI1×ΣE1+KD×ΔE1/Δt
(KP1、KI1、KD:補正ゲイン)
として、偏差の大きさと積算値と時間変化量に応じて第1補正値C1を算出する。
11 吸気管
12 吸気絞り弁
2 排気通路
2a、2b、2c 排気管
3 パティキュレートフィルタ(DPF)
4 酸化触媒(DOC)
51、52 排気温センサ
53 エアフローメータ
6 ECU
7 EGRバルブ
8 差圧センサ
Claims (13)
- 内燃機関の排気通路に設置されるパティキュレートフィルタと、上記パティキュレートフィルタを昇温するための昇温手段と、
上記パティキュレートフィルタへ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、
上記パティキュレート堆積量推定手段で推定されるパティキュレート堆積量が所定値を超えた時に、上記昇温手段を操作して上記パティキュレートフィルタの温度を目標温度に昇温し、堆積したパティキュレートを焼却除去する上記パティキュレートフィルタの昇温制御手段を備える排気浄化装置であって、
上記昇温制御手段が、上記パティキュレートフィルタへ流入する排気の情報(A)とエンジン運転条件(B)と上記昇温手段の操作量(C)とを基に、上記パティキュレートフィルタの温度を推定し、この推定した温度と目標温度との比較結果を基に上記昇温手段の操作量を補正する第1補正手段を有し、
上記第1補正手段は、上記パティキュレートフィルタへ流入する排気の情報(A)とエンジン運転条件(B)と上記昇温手段の操作量(C)を基に、現在の状態(A)(B)(C)が長期間維持された場合に最終的に上記パティキュレートフィルタが収束する温度T0を算出し、上記パティキュレートフィルタの熱容量による温度変化の遅れを考慮して第1温度推定値を算出することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 上記第1補正手段において、上記パティキュレートフィルタへ流入する排気の情報(A)は、上記パティキュレートフィルタへ流入する排気流量と排気温度であり、上記エンジン運転条件(B)は、エンジン回転数とアクセル開度あるいは燃料噴射量である請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記第1補正手段は、算出された上記温度T0に対する上記パティキュレートフィルタの温度変化の時間遅れを、むだ時間とn次遅れに分離し、これらのうちn次遅れを考慮して上記第1温度推定値を算出する請求項1または2記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記第1補正手段は、推定したパティキュレートフィルタ温度と目標温度との差に応じて上記昇温操作手段の操作量を増減するように、第1補正量の算出を行なう請求項1ないし3のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記昇温制御手段が、上記パティキュレートフィルタから排出される排気の情報(D)を基に、上記パティキュレートフィルタの温度を推定し、この推定した温度と目標温度との比較結果を基に上記昇温手段の操作量を補正する第2補正手段を有する請求項1ないし4のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記第2補正手段において、上記パティキュレートフィルタから排出される排気の情報(D)は、上記パティキュレートフィルタから排出される排気温度である請求項5記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記第2補正手段は、上記パティキュレートフィルタから排出される排気温度をエンジン運転条件を基に補正することにより、または、上記パティキュレートフィルタの温度変化に対する上記パティキュレートフィルタから排出される排気温度変化の伝達関数の逆関数により、第2温度推定値を算出する請求項5または6記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記第2補正手段は、推定したパティキュレートフィルタ温度と目標温度との差に応じて上記昇温操作手段の操作量を増減するように、第2補正量の算出を行なう請求項5ないし7のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記第1補正手段または第2補正手段において、上記目標温度を一定の所定値とする、または昇温中のパティキュレート残存量に応じて変更する請求項1ないし8のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタは、上流に酸化触媒を備えるセラミック製フィルタか、酸化触媒が担持されたセラミック製フィルタの少なくとも一方である請求項1ないし9のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記昇温手段は、排気温度を昇温するかまたは排気中のHCを増量して上記酸化触媒でのHC反応熱によりパティキュレートフィルタを昇温する請求項1ないし10のいずれか内燃機関の排気浄化装置。
- 上記昇温手段は、ポスト噴射、燃料噴射時期の遅角、吸気絞りおよびEGR量の増量の操作のいずれかまたは複数の操作の組み合わせにより排気中のHCを増量する請求項11記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記パティキュレート堆積量推定手段は、上記パティキュレートフィルタの前後差圧またはエンジン運転条件に基づいて、あるいはこれらの組み合わせによりパティキュレート堆積量を推定する請求項1ないし12のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
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