JP5724943B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが排気通路に設けられる内燃機関に適用され、同フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device that is applied to an internal combustion engine in which a filter that collects particulate matter in exhaust gas is provided in an exhaust passage and estimates the amount of particulate matter that has accumulated in the filter.
従来、ディーゼル機関の排気通路にフィルタを設け、このフィルタによって排気中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するようにした排気浄化装置が周知である（例えば特許文献１参照）。フィルタに堆積しているＰＭの量（以下、ＰＭ堆積量）が増大するにつれてフィルタでの圧力損失が増大し、これに伴いエンジンの排気背圧が増大して機関出力が低下するといった問題や燃費が悪化するといった問題が生じる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification apparatus in which a filter is provided in an exhaust passage of a diesel engine and particulate matter (PM) in exhaust gas is collected by the filter is well known (see, for example, Patent Document 1). As the amount of PM accumulated in the filter (hereinafter referred to as PM accumulation amount) increases, the pressure loss in the filter increases, and as a result, the exhaust back pressure of the engine increases and the engine output decreases. The problem of worsening occurs.
そこで、ＰＭ堆積量を推定するとともに、この推定値が所定値以上になると、ポスト噴射の実行等を通じてフィルタに流入する排気の温度を上昇させてフィルタを高温化し、これにより、フィルタに堆積しているＰＭを酸化（燃焼）除去してフィルタを再生するようにしている。 Therefore, the PM accumulation amount is estimated, and when this estimated value exceeds a predetermined value, the temperature of the exhaust gas flowing into the filter is raised through the execution of post injection or the like to increase the temperature of the filter, thereby accumulating on the filter. The filter is regenerated by oxidizing (burning) and removing the PM that is present.
ここで、従来、フィルタの前後差圧ΔＰ及びフィルタに流入する排気の流量Ｆをセンサによってそれぞれ検出するとともに、この前後差圧ΔＰを排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆを算出する。そして、この除算値ΔＰ／Ｆに基づきＰＭ堆積量を推定するとともにこの推定値をメモリに記憶更新するようにしている。これは、ＰＭ堆積量が多くなるほどフィルタの前後差圧ΔＰが大きくなること、及びＰＭ堆積量が同一であってもフィルタに流入する排気の流量Ｆが大きくなるほどフィルタの前後差圧ΔＰが大きくなることに着目したものである。このように除算値ΔＰ／Ｆに基づきＰＭ堆積量を推定することにより、ＰＭ堆積量の推定値に対して排気の流量Ｆが及ぼす影響を小さくするようにしている。 Here, conventionally, the front-rear differential pressure ΔP of the filter and the flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter are respectively detected by sensors, and a divided value ΔP / F obtained by dividing the front-rear differential pressure ΔP by the exhaust flow rate F is calculated. Then, the PM accumulation amount is estimated based on the division value ΔP / F, and the estimated value is stored and updated in the memory. This is because the filter front-rear differential pressure ΔP increases as the PM accumulation amount increases, and the filter front-rear differential pressure ΔP increases as the flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter increases even if the PM accumulation amount is the same. It pays attention to. Thus, by estimating the PM accumulation amount based on the division value ΔP / F, the influence of the exhaust gas flow rate F on the estimated value of the PM accumulation amount is reduced.
また、上記除算値ΔＰ／Ｆは、排気の脈動等の影響を受けて変動しやすいことから、実際には、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし処理を行ない、なまし処理された除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量を推定するようにしている。これにより、排気の脈動等に起因してＰＭ堆積量の推定精度が低下することを抑制するようにしている。 In addition, since the division value ΔP / F is likely to fluctuate due to the influence of exhaust pulsation or the like, the division value ΔP / F is actually subjected to an annealing process, and the division value ΔP subjected to the annealing process is actually processed. The PM deposition amount is estimated based on the annealing value A of / F. As a result, the PM accumulation amount estimation accuracy is prevented from being lowered due to exhaust pulsation or the like.
ところで、こうした内燃機関の排気浄化装置にあっては、イグニッションスイッチがオン操作されることによって機関始動指令が出力されると、その直後から、各センサによって検出されたフィルタの前後差圧ΔＰ及び同フィルタに流入する排気の流量Ｆが読み込まれるとともに、これらによって上記除算値ΔＰ／Ｆが算出されるようになる。そして、この除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量が推定されるようになる。 By the way, in such an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, when an engine start command is output by turning on the ignition switch, immediately after that, the filter differential pressure ΔP detected by each sensor and the same pressure difference ΔP are detected. The flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter is read, and the divided value ΔP / F is calculated by these. Then, the PM accumulation amount is estimated based on the smoothed value A of the division value ΔP / F.
しかしながら、機関始動指令が出力された直後からクランキングが開始されるまでは機関出力軸が回転停止しており、実際に検出される排気の流量Ｆ及び前後差圧ΔＰがそれぞれ「０」となり、その除算値ΔＰ／Ｆが「０」となる。そのため、クランキングが開始されて排気の流量Ｆ及び前後差圧ΔＰが上昇するようになっても、しばらくの間は、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａには機関始動指令が出力された直後における上記除算値ΔＰ／Ｆ、すなわち「０」の影響を受けることとなる。その結果、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａが、実際に検出されるフィルタの前後差圧ΔＰを同フィルタに流入する排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆよりも小さくなり、ＰＭ堆積量が実際よりも少なく推定されることとなる。そして、こうした状況下においてフィルタの再生が行なわれると、実際には多くのＰＭがフィルタに堆積しているので、同ＰＭから発生する熱量が想定よりも大きくなり、フィルタの温度が想定よりも上昇することとなり、同フィルタの割れや劣化を早めるといった問題が生じる。 However, the engine output shaft stops rotating immediately after the engine start command is output and until cranking is started, and the actually detected exhaust gas flow rate F and the front-rear differential pressure ΔP become “0”, respectively. The division value ΔP / F is “0”. Therefore, even if the cranking is started and the exhaust flow rate F and the differential pressure ΔP increase, the engine start command is output to the smoothed value A of the divided value ΔP / F for a while. Immediately after that, it is affected by the division value ΔP / F, that is, “0”. As a result, the smoothed value A of the divided value ΔP / F is smaller than the divided value ΔP / F obtained by dividing the actually detected differential pressure ΔP across the filter by the flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter, The PM accumulation amount is estimated to be smaller than the actual amount. When the filter is regenerated in such a situation, since a large amount of PM is actually deposited on the filter, the amount of heat generated from the PM becomes larger than expected, and the temperature of the filter rises higher than expected. As a result, there arises a problem that the filter breaks and deteriorates faster.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関始動の開始直後からフィルタに堆積している粒子状物質の量を精度良く推定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that can accurately estimate the amount of particulate matter deposited on the filter immediately after the start of engine start. Is to provide.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが排気通路に設けられる内燃機関に適用され、フィルタの前後差圧及びフィルタに流入する排気の流量を検出し、この前後差圧を前記排気の流量で除した除算値を算出するとともに同除算値のなまし処理を行い、なまし処理されたなまし値に基づきフィルタに堆積している粒子状物質の量を推定するとともにこの堆積量推定値を記憶更新する内燃機関の排気浄化装置において、機関始動に際して、フィルタの前後差圧の活用を許可する所定の条件が成立するまでは、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に基づき、フィルタに堆積している粒子状物質の量と前記除算値との対応関係から当該記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に対応する前記除算値を導出するとともに、この導出された除算値のなまし値に基づき粒子状物質の堆積量推定値を算出することをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
(1) The invention according to claim 1 is applied to an internal combustion engine in which a filter for collecting particulate matter in exhaust gas is provided in an exhaust passage, and detects a differential pressure across the filter and a flow rate of exhaust gas flowing into the filter. Then, a division value obtained by dividing the differential pressure across the exhaust by the flow rate of the exhaust gas is calculated and the division value is subjected to an annealing process. Based on the annealing value, the particulate matter deposited on the filter is calculated. In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that estimates the amount and stores and updates the estimated accumulated amount, the stored particles until the predetermined condition that permits the use of the differential pressure across the filter is satisfied when the engine is started. Based on the estimated relationship between the amount of particulate matter deposited on the filter and the division value, the division value corresponding to the stored particulate matter accumulation amount estimate value is calculated based on the estimated amount of particulate matter accumulation amount. Derive Together, and the gist thereof to calculate the deposit amount estimation value of the particulate matter based on a smoothed value of the derived divided value.
同構成によれば、機関始動指令が出力された直後から上記所定の条件が成立するまでは、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に基づき、フィルタに堆積している粒子状物質の量と上記除算値との対応関係から当該記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に対応する除算値が導出されるようになる。すなわち、機関始動指令が出力された直後であってクランキングが開始される前のように実際に検出されるフィルタの前後差圧及び同フィルタに流入する排気の流量がそれぞれ「０」となり、その除算値が「０」となるとき、当該除算値に代えて、粒子状物質の実際の堆積量に即した値が除算値として採用されるようになる。このため、上記除算値のなまし値が、実際に検出されるフィルタの前後差圧を同フィルタに流入する排気の流量で除した除算値よりも小さくなることが抑制されるようになる。従って、機関始動の開始直後からフィルタに堆積している粒子状物質の量を精度良く推定することができるようになる。 According to this configuration, from immediately after the engine start command is output until the predetermined condition is satisfied, the particulate matter accumulated in the filter is estimated based on the stored particulate matter accumulation estimated value. A division value corresponding to the stored estimated amount of particulate matter accumulation is derived from the correspondence between the amount and the division value. That is, immediately after the engine start command is output and before cranking is started, the differential pressure before and after the filter actually detected and the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter become “0”, respectively. When the division value is “0”, instead of the division value, a value according to the actual deposition amount of the particulate matter is adopted as the division value. For this reason, the smoothed value of the divided value is suppressed to be smaller than the divided value obtained by dividing the actually detected differential pressure across the filter by the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter. Accordingly, it is possible to accurately estimate the amount of particulate matter deposited on the filter immediately after the start of the engine start.
（２）請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明によるように、機関始動に際して、前回の機関停止の際に最後に算出された粒子状物質の堆積量推定値に基づき、当該堆積量推定値に対応する前記除算値を導出するとともに、この導出された除算値を前記除算値のなまし値の初期値に設定するといった態様をもって具体化することができる。 (2) According to the invention described in claim 1, according to the invention described in claim 2, when starting the engine, based on the estimated amount of accumulated particulate matter calculated last when the engine was stopped last time, The embodiment can be embodied in such a manner that the division value corresponding to the accumulation amount estimated value is derived, and the derived division value is set to an initial value of the smoothed value of the division value.
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、機関始動に際して、前記所定の条件が成立するまでは、前回の制御周期から今回の制御周期までの間に内燃機関から排出された粒子状物質の量を機関運転状態に基づき推定するとともに、この推定値を、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に加算し、この加算値に基づき同加算値に対応する前記除算値を導出することをその要旨としている。 (3) According to the third aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, when the engine is started, until the predetermined condition is satisfied, the current control period is changed from the previous control period. The amount of particulate matter discharged from the internal combustion engine up to the control cycle of the engine is estimated based on the engine operating state, and this estimated value is added to the stored estimated amount of particulate matter accumulated. The gist is to derive the division value corresponding to the addition value based on the addition value.
同構成によれば、機関始動に際して、上記所定の条件が成立するまでは、前回の制御周期から今回の制御周期までの間に内燃機関から排出された粒子状物質の量が機関運転状態に基づき推定される。そして、この推定値が、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に加算され、この加算値に基づき同加算値に対応する上記除算値が導出される。このため、上記所定の条件が成立するまでの期間において上記除算値が、フィルタに実際に堆積している粒子状物質の量に即した値として的確に算出されるようになる。従って、上記所定の条件が成立するまでの期間であっても、フィルタに堆積している粒子状物質の量を精度良く的確に推定することができるようになる。 According to this configuration, when the engine is started, the amount of particulate matter discharged from the internal combustion engine between the previous control cycle and the current control cycle is based on the engine operating state until the predetermined condition is satisfied. Presumed. Then, the estimated value is added to the stored accumulated amount estimated value of the particulate matter, and the divided value corresponding to the added value is derived based on the added value. For this reason, in the period until the predetermined condition is satisfied, the division value is accurately calculated as a value corresponding to the amount of particulate matter actually deposited on the filter. Therefore, even during the period until the predetermined condition is satisfied, the amount of the particulate matter deposited on the filter can be accurately and accurately estimated.
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記所定の条件は前記排気の流量が所定流量以上となることをもって成立するものとされることをその要旨としている。 (4) The invention according to claim 4 is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined condition is that the flow rate of the exhaust gas is equal to or higher than a predetermined flow rate. The gist of this is that it will be established.
クランキングが開始された直後においては排気の流量が少なく、フィルタの前後差圧の検出値の信頼性は概ね低い。上記構成によれば、排気の流量が所定流量以上となることをもって、実際に検出されるフィルタの前後差圧を同フィルタに流入する排気の流量で除した除算値が算出されるようになるとともに、この除算値が加味されたなまし値に基づき粒子状物質の堆積量推定値が算出されるようになる。従って、実際に検出されるフィルタの前後差圧及び同フィルタに流入する排気の流量から算出される除算値を、適切なタイミングにて上記除算値のなまし値に対して反映させることができるようになる。 Immediately after the cranking is started, the flow rate of the exhaust gas is small, and the reliability of the detected value of the differential pressure across the filter is generally low. According to the above configuration, when the flow rate of the exhaust gas is equal to or higher than the predetermined flow rate, a divided value obtained by dividing the differential pressure across the filter actually detected by the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is calculated. Then, an estimated amount of accumulated particulate matter is calculated based on the annealing value with the division value taken into account. Therefore, the division value calculated from the differential pressure before and after the detected filter and the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter can be reflected on the smoothed value of the division value at an appropriate timing. become.
ちなみに、所定流量は実験やシミュレーション等を通じて予め適切な値に設定されている。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、機関運転状態に基づきフィルタに堆積しているアッシュの量を推定するとともにこの堆積量推定値を記憶更新するものであり、機関始動に際して、前記所定の条件が成立するまでは、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値及びアッシュの堆積量推定値の双方に基づき、フィルタに堆積している粒子状物質の量及びアッシュの量と前記除算値との対応関係から当該記憶されている各堆積量推定値に対応する前記除算値を導出するとともに、この導出された除算値のなまし値に基づき粒子状物質の堆積量推定値を算出することをその要旨としている。
Incidentally, the predetermined flow rate is set to an appropriate value in advance through experiments, simulations, and the like.
(5) The invention according to claim 5 is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of ash accumulated in the filter is determined based on the engine operating state. And the accumulated amount estimated value is stored and updated. When the engine is started, until the predetermined condition is satisfied, the accumulated accumulated amount estimated value of the particulate matter and the estimated amount of accumulated ash Based on both, the division value corresponding to each of the stored accumulation amount estimated values is derived from the correspondence between the amount of particulate matter deposited on the filter and the amount of ash and the division value. The gist of the invention is to calculate the estimated amount of particulate matter deposited based on the derived division value.
フィルタに堆積している粒子状物質の量が同一であっても、フィルタに堆積しているアッシュ（灰分）の量が多くなるほど、フィルタの前後差圧が大きくなり、この前後差圧を排気の流量で除した除算値が大きくなる。 Even if the amount of particulate matter deposited on the filter is the same, the greater the amount of ash (ash) deposited on the filter, the greater the differential pressure across the filter. The division value divided by the flow rate increases.
上記構成によれば、機関始動指令が出力された直後から上記所定の条件が成立するまでは、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値及びアッシュの堆積量推定値の双方に基づき、フィルタに堆積している粒子状物質の量及びアッシュの量と上記除算値との対応関係から当該記憶されている各堆積量推定値に対応する除算値が導出されるようになる。このため、上記除算値をより精度良く算出することができるようになり、同除算値のなまし値が、実際に検出されるフィルタの前後差圧を同フィルタに流入する排気の流量で除した除算値よりも小さくなることが一層抑制されるようになる。従って、機関始動の開始直後からフィルタに堆積している粒子状物質の量を一層精度良く推定することができるようになる。 According to the above configuration, from the time immediately after the engine start command is output until the predetermined condition is satisfied, the filter is based on both the accumulated particulate matter estimated value and the ash accumulated amount estimated value. From the correspondence between the amount of particulate matter and the amount of ash deposited on the ash and the division value, a division value corresponding to each stored accumulation amount estimation value is derived. For this reason, the division value can be calculated with higher accuracy, and the smoothed value of the division value is obtained by dividing the differential pressure across the filter actually detected by the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter. It becomes further suppressed that it becomes smaller than the division value. Therefore, the amount of particulate matter deposited on the filter immediately after the start of the engine start can be estimated with higher accuracy.
以下、図１〜図３を参照して、本発明を車載ディーゼル機関（以下、機関）の排気浄化装置として具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、機関の排気通路２には上流側から順に、酸化触媒４、排気中のＰＭを捕集するフィルタ６が設けられている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied as an exhaust purification device for an on-vehicle diesel engine (hereinafter, engine) will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the exhaust passage 2 of the engine is provided with an oxidation catalyst 4 and a filter 6 for collecting PM in the exhaust in order from the upstream side.
機関の各種制御は電子制御装置１０により実行される。電子制御装置１０は、各種制御に係る演算処理等を行なう中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種制御に必要なプログラムやデータを記憶する不揮発性メモリ（ＲＯＭ）、入力データや演算処理の結果等を一時的に記憶する揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ）、算出された学習値等を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）等を備えている。そして、電子制御装置１０は、各種センサの検出信号を読み込み、各種の演算処理を実行し、その結果に基づいて機関を統括的に制御する。 Various controls of the engine are executed by the electronic control unit 10. The electronic control unit 10 includes a central processing unit (CPU) that performs arithmetic processing related to various controls, a nonvolatile memory (ROM) that stores programs and data necessary for various controls, input data, results of arithmetic processing, and the like. A volatile memory (for example, DRAM) that temporarily stores data, a rewritable nonvolatile memory (for example, EEPROM) that stores calculated learning values, and the like are provided. The electronic control unit 10 reads detection signals from various sensors, executes various arithmetic processes, and controls the engine in an integrated manner based on the results.
各種センサとしては、機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ１１、アクセル操作量ＡＣＣＰを検出するアクセル操作量センサ１２、吸入空気量ＧＡを検出する吸入空気量センサ１３、フィルタ６の前後差圧ΔＰを検出する差圧センサ１４、及びイグニッションスイッチ（以下、Ｉ／Ｇスイッチ１５）が設けられている。またこの他、機関運転状態や車両走行状態を把握するための各種センサが設けられている。 The various sensors include an engine speed sensor 11 that detects the engine speed NE, an accelerator operation amount sensor 12 that detects the accelerator operation amount ACCP, an intake air amount sensor 13 that detects the intake air amount GA, and a differential pressure across the filter 6. A differential pressure sensor 14 for detecting ΔP and an ignition switch (hereinafter referred to as I / G switch 15) are provided. In addition, various sensors for grasping the engine operating state and the vehicle traveling state are provided.
また、電子制御装置１０は、フィルタ６に堆積しているＰＭの量であるＰＭ堆積量の推定値（以下、ＰＭ堆積量推定値Ｄｐ）及びフィルタ６に堆積しているアッシュ（灰分）の量であるアッシュ堆積量の推定値（以下、アッシュ堆積量推定値Ｄａ）を算出するとともに、これらを上記ＥＥＰＲＯＭに記憶する。 In addition, the electronic control unit 10 estimates the amount of PM accumulated as the amount of PM accumulated on the filter 6 (hereinafter, PM accumulated amount estimated value Dp) and the amount of ash (ash) accumulated on the filter 6. The estimated value of the ash accumulation amount (hereinafter referred to as the ash accumulation amount estimated value Da) is calculated and stored in the EEPROM.
具体的には、吸入空気量センサ１３により検出される吸入空気量ＧＡと燃料噴射量Ｑから周知の態様にてフィルタ６に流入する排気の流量Ｆを推定し、差圧センサ１４により検出されるフィルタ６の前後差圧ΔＰを上記排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆを算出する。そして、この除算値ΔＰ／Ｆに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出する。これは、ＰＭ堆積量が多くなるほどフィルタ６の前後差圧ΔＰが大きくなること、及びＰＭ堆積量が同一であってもフィルタ６に流入する排気の流量Ｆが大きくなるほどフィルタ６の前後差圧ΔＰが大きくなることに着目したものである。このように除算値ΔＰ／Ｆに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出することにより、ＰＭ堆積量推定値Ｄｐに対して排気の流量Ｆが及ぼす影響を小さくするようにしている。 Specifically, the flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter 6 is estimated from the intake air amount GA and the fuel injection amount Q detected by the intake air amount sensor 13 and detected by the differential pressure sensor 14. A division value ΔP / F is calculated by dividing the differential pressure ΔP across the filter 6 by the flow rate F of the exhaust gas. Then, the PM accumulation amount estimation value Dp is calculated based on the division value ΔP / F. This is because the pressure difference ΔP across the filter 6 increases as the PM accumulation amount increases, and the pressure difference ΔP across the filter 6 increases as the flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter 6 increases even if the PM accumulation amount is the same. The focus is on the increase. Thus, by calculating the PM accumulation amount estimated value Dp based on the division value ΔP / F, the influence of the exhaust gas flow rate F on the PM accumulation amount estimated value Dp is reduced.
また、機関潤滑油の消費量及び車両の走行距離の積算値の双方に基づきアッシュ堆積量推定値Ｄａを算出する。これは、機関潤滑油の消費量が多くなるほど、また車両の走行距離の積算値が大きくなるほどアッシュ堆積量が多くなることに着目したものである。ちなみに、アッシュ（灰分）は、フィルタ６に堆積する堆積物のうちポスト噴射等によってフィルタ６を再生した際に酸化除去されない成分である。そのため、ＰＭ堆積量が同一であっても、アッシュ堆積量が多くなるほど、フィルタ６の前後差圧ΔＰが大きくなり、この前後差圧ΔＰを排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆが大きくなる。従って、上記除算値ΔＰ／Ｆに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出する際には、別途算出されるアッシュ堆積量推定値Ｄａを考慮する必要がある。 Further, the ash accumulation amount estimated value Da is calculated based on both the consumption amount of the engine lubricating oil and the integrated value of the travel distance of the vehicle. This is because the amount of ash accumulation increases as the consumption amount of engine lubricating oil increases and the integrated value of the travel distance of the vehicle increases. Incidentally, ash (ash) is a component that is not oxidized and removed when the filter 6 is regenerated by post-injection or the like among the deposits deposited on the filter 6. Therefore, even if the PM accumulation amount is the same, the greater the ash accumulation amount, the larger the front-rear differential pressure ΔP of the filter 6, and the divided value ΔP / F obtained by dividing the front-rear differential pressure ΔP by the exhaust flow rate F increases. Become. Therefore, when calculating the PM deposition amount estimated value Dp based on the division value ΔP / F, it is necessary to consider the separately calculated ash deposition amount estimated value Da.
ここで、上記除算値ΔＰ／Ｆは、排気の脈動等の影響を受けて変動しやすいことから、本実施形態では、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし処理を行なうようにしている。
すなわち、なまし処理では以下の式（１）に従って、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし値（以下、なまし値Ａ）が算出される。
Ａｎ ＝ （ΔＰ／Ｆｎ − Ａｎ−１）／Ｃ ＋ Ａｎ−１ ・・・（１）
ここで、ΔＰ／Ｆｎは今回の制御周期において算出された除算値ΔＰ／Ｆであり、Ａｎ−１は前回の制御周期において算出されたなまし値Ａであり、Ａｎは今回の制御周期におけるなまし値Ａであり、Ｃは、なまし係数（Ｃ＞１）である。
Here, since the division value ΔP / F is likely to fluctuate due to the influence of exhaust pulsation or the like, in the present embodiment, the division value ΔP / F is subjected to an annealing process.
That is, in the annealing process, an annealing value (hereinafter, an annealing value A) of the division value ΔP / F is calculated according to the following equation (1).
An = (ΔP / Fn−An−1) / C + An−1 (1)
Here, ΔP / Fn is the division value ΔP / F calculated in the current control cycle, An−1 is the annealing value A calculated in the previous control cycle, and An is the current control cycle. The preferred value is A, and C is the smoothing coefficient (C> 1).
そして、こうして算出されるなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出するようにしている。これにより、排気の脈動等に起因してＰＭ堆積量推定値Ｄｐの算出精度が低下することを抑制するようにしている。 Based on the annealing value A thus calculated, the PM accumulation amount estimated value Dp is calculated. Thereby, it is suppressed that the calculation accuracy of the PM accumulation amount estimated value Dp is reduced due to exhaust pulsation or the like.
ところで、前述したように、従来の排気浄化装置にあっては、Ｉ／Ｇスイッチがオン操作されることによって電子制御装置に対して機関始動指令が出力されると、その直後から、各センサによって検出された前後差圧及び排気の流量が読み込まれるとともに、これらによって上記除算値が算出される。そして、この除算値のなまし値に基づきＰＭ堆積量推定値が算出される。 By the way, as described above, in the conventional exhaust purification device, when an engine start command is output to the electronic control device by turning on the I / G switch, immediately after that, by each sensor. The detected differential pressure before and after and the flow rate of the exhaust gas are read, and the divided value is calculated by these. Then, the PM deposition amount estimated value is calculated based on the smoothed value of the division value.
しかしながら、機関始動指令が出力された直後からクランキングが開始されるまでは機関出力軸が回転停止しており、少なくともこの期間においては、実際に検出される排気の流量及び前後差圧がそれぞれ「０」となり、その除算値が「０」となる。そのため、クランキングが開始されて排気の流量及び前後差圧が上昇するようになっても、しばらくの間は、上記除算値のなまし値には機関始動指令が出力された直後における上記除算値、すなわち「０」の影響を受けることとなる。その結果、上記除算値のなまし値が、実際に検出されるフィルタの前後差圧を同フィルタに流入する排気の流量で除した除算値よりも小さくなり、ＰＭ堆積量推定値を精度良く算出することができない。 However, the engine output shaft stops rotating immediately after the engine start command is output until cranking is started. At least during this period, the actually detected flow rate of exhaust gas and the differential pressure before and after are respectively “ 0 ", and the division value is" 0 ". Therefore, even if the cranking is started and the exhaust flow rate and the differential pressure before and after the increase, the divided value immediately after the engine start command is output is used as the smoothed value of the divided value for a while. That is, it is influenced by “0”. As a result, the smoothed value of the divided value is smaller than the divided value obtained by dividing the differential pressure across the filter actually detected by the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter, and the PM accumulation amount estimated value is accurately calculated. Can not do it.
そこで、本実施形態の電子制御装置１０は、こうした不都合を解決するために、機関始動に際して、フィルタ６の前後差圧ΔＰの活用を許可する所定の条件が成立するまでは、以下のようにしてＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出するようにしている。すなわち、ＥＥＰＲＯＭに記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐ及びアッシュ堆積量推定値Ｄａの双方に基づき、マップを参照して当該記憶されている各堆積量推定値Ｄｐ、Ｄａに対応する除算値ΔＰ／Ｆを導出するとともに、この導出された除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出するようにしている。 Therefore, in order to solve such inconvenience, the electronic control device 10 according to the present embodiment does as follows until a predetermined condition for permitting the use of the differential pressure ΔP across the filter 6 is satisfied when starting the engine. The PM accumulation amount estimated value Dp is calculated. That is, based on both the PM accumulation amount estimation value Dp and the ash accumulation amount estimation value Da stored in the EEPROM, the division value ΔP corresponding to each of the accumulation amount estimation values Dp and Da stored with reference to the map is referred to. / F is derived, and an estimated PM deposition amount Dp is calculated based on the smoothed value A of the derived division value ΔP / F.
次に、図２を参照して、本実施形態におけるＰＭ堆積量推定値Ｄｐの算出処理について説明する。図２に同算出処理の実行手順を示す。尚、この一連の処理は、Ｉ／Ｇスイッチ１５がオン操作されることをもって開始されるとともに、それ以降、機関運転が停止されるまで所定期間毎に繰り返し実行される。 Next, with reference to FIG. 2, the calculation process of the PM accumulation amount estimated value Dp in the present embodiment will be described. FIG. 2 shows the execution procedure of the calculation process. The series of processes is started when the I / G switch 15 is turned on, and thereafter, is repeatedly executed at predetermined intervals until the engine operation is stopped.
図２に示すように、この一連の処理では、まず、ステップＳ１において、なまし値Ａの初期値Ａｉｎｔｌが設定されていないか否かを判断する。Ｉ／Ｇスイッチ１５がオン操作された直後の最初の制御周期においては、なまし値Ａの初期値Ａｉｎｔｌが設定されていないことから、ここでは肯定判断されて（ステップＳ１：「ＹＥＳ」）、次に、ステップＳ２に進む。 As shown in FIG. 2, in this series of processing, first, in step S1, it is determined whether or not the initial value Aintl of the smoothed value A is set. In the first control cycle immediately after the I / G switch 15 is turned on, since the initial value Aintl of the smoothed value A is not set, a positive determination is made here (step S1: “YES”). Next, the process proceeds to step S2.
ステップＳ２では、ＥＥＰＲＯＭに記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐとアッシュ堆積量推定値Ｄａとに基づき、すなわち前回の機関停止の際に最後に算出されたＰＭ堆積量推定値Ｄｐとアッシュ堆積量推定値Ｄａとに基づき、図３のマップを参照して、これら堆積量推定値Ｄｐ，Ｄａに対応する除算値ΔＰ／Ｆを導出する。 In step S2, based on the PM accumulation amount estimated value Dp and the ash accumulation amount estimated value Da stored in the EEPROM, that is, the PM accumulation amount estimated value Dp and the ash accumulation amount that were calculated last at the time of the previous engine stop. Based on the estimated value Da, the division value ΔP / F corresponding to these accumulated amount estimated values Dp and Da is derived with reference to the map of FIG.
図３は、ＰＭ堆積量推定値Ｄｐと除算値ΔＰ／Ｆとの関係を異なるアッシュ堆積量推定値Ｄａ毎に規定したマップである。すなわち、図３のマップによって、フィルタ６に堆積しているＰＭの量及びアッシュの量と除算値ΔＰ／Ｆとの対応関係が規定されている。尚、これらの対応関係は実験等を通じて予め求められている。 FIG. 3 is a map that defines the relationship between the PM accumulation amount estimated value Dp and the division value ΔP / F for each different ash accumulation amount estimated value Da. That is, the map of FIG. 3 defines the correspondence between the amount of PM accumulated on the filter 6 and the amount of ash and the division value ΔP / F. These correspondences are obtained in advance through experiments and the like.
こうしてステップＳ２においてＰＭ堆積量推定値Ｄｐ及びアッシュ堆積量推定値Ｄａから除算値ΔＰ／Ｆを導出すると、次に、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ステップＳ２において導出された除算値ΔＰ／Ｆを、なまし値Ａの初期値Ａｉｎｔｌに設定する。 When the division value ΔP / F is derived from the PM accumulation amount estimated value Dp and the ash accumulation amount estimated value Da in step S2, the process proceeds to step S3. In step S3, the division value ΔP / F derived in step S2 is set to the initial value Aintl of the smoothed value A.
そして、次に、ステップＳ４に進み、なまし値Ａ（この場合は初期値Ａｉｎｔｌ）に基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出して、この一連の処理を一旦終了する。尚、こうして算出されたＰＭ堆積量推定値ＤｐはＥＥＰＲＯＭに記憶更新される。 Then, the process proceeds to step S4, where the PM deposition amount estimated value Dp is calculated based on the annealing value A (in this case, the initial value Aintl), and this series of processes is temporarily terminated. The PM deposition amount estimated value Dp calculated in this way is stored and updated in the EEPROM.
一方、ステップＳ１において否定判断された場合（ステップＳ１：「ＮＯ」）、すなわち、なまし値Ａの初期値Ａｉｎｔｌが設定されている場合には、次に、ステップＳ５に進み、排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上であるか否かを判断する。 On the other hand, if a negative determination is made in step S1 (step S1: “NO”), that is, if the initial value Aintl of the smoothed value A is set, the process proceeds to step S5, where the exhaust gas flow rate F Is greater than or equal to a predetermined flow rate Fth.
排気の流量Ｆが少なく、差圧センサ１４により検出されるフィルタ６の前後差圧ΔＰが低い場合には、その信頼性が概ね低いことから、同前後差圧ΔＰに基づき算出されるＰＭ堆積量推定値Ｄｐの精度も概ね低くなる。そこで、本実施形態では所定流量Ｆｔｈが、前後差圧ΔＰ及びＰＭ堆積量推定値Ｄｐの信頼性を確保することのできる排気の流量Ｆの大きさとされ、実験等を通じて予め適切な値に設定されている。すなわち、本実施形態では、排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上である場合に、フィルタ６の前後差圧ΔＰの活用を許可する所定の条件が成立するものとされている。 When the flow rate F of the exhaust gas is small and the differential pressure ΔP before and after the filter 6 detected by the differential pressure sensor 14 is low, the reliability is generally low. Therefore, the amount of accumulated PM calculated based on the differential pressure ΔP before and after the exhaust The accuracy of the estimated value Dp is also generally lowered. Therefore, in the present embodiment, the predetermined flow rate Fth is set to a magnitude of the exhaust flow rate F that can ensure the reliability of the front-rear differential pressure ΔP and the PM deposition amount estimated value Dp, and is set to an appropriate value in advance through experiments or the like. ing. That is, in this embodiment, when the exhaust gas flow rate F is equal to or higher than the predetermined flow rate Fth, a predetermined condition for permitting the use of the differential pressure ΔP across the filter 6 is established.
Ｉ／Ｇスイッチ１５のオン操作がなされることにより電子制御装置１０に対して機関始動指令が出力された直後はもちろんのこと、クランキングが開始された直後においては、排気の流量Ｆが少ないことから、ここでは否定判断されて（ステップＳ５：「ＮＯ」）、次に、ステップＳ６に進む。 The exhaust flow rate F is small immediately after the start of cranking as well as immediately after the engine start command is output to the electronic control unit 10 by turning on the I / G switch 15. Therefore, a negative determination is made here (step S5: “NO”), and then the process proceeds to step S6.
ステップＳ６では、前回の制御周期から今回の制御周期までの期間に内燃機関から新たに排出されたＰＭの量（以下、ＰＭ量Ｄｐ１）を同期間における機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに基づきマップに基づき算出する。尚、上記マップは、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱとＰＭ量Ｄｐ１との関係を規定したものであり、予め実験等を通じて求められている。 In step S6, the amount of PM newly discharged from the internal combustion engine during the period from the previous control cycle to the current control cycle (hereinafter, PM amount Dp1) is calculated based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q during the same period. Calculate based on the map. The map defines the relationship between the engine speed NE, the fuel injection amount Q, and the PM amount Dp1, and is obtained in advance through experiments or the like.
こうしてＰＭ量Ｄｐ１を算出すると、次に、ステップＳ７に進み、ＥＥＰＲＯＭに記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐ、すなわち前回の制御周期において算出されたＰＭ堆積量推定値Ｄｐに対して、上記ＰＭ量Ｄｐ１を加算することにより、ＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出する。そして、次に、ステップＳ８に進む。 When the PM amount Dp1 is calculated in this manner, the process proceeds to step S7, and the PM accumulation amount estimated value Dp stored in the EEPROM, that is, the PM accumulation amount estimated value Dp calculated in the previous control period is compared with the PM. The PM deposition amount estimated value Dp is calculated by adding the amount Dp1. Then, the process proceeds to step S8.
ステップＳ８では、ステップＳ７において算出されたＰＭ堆積量推定値Ｄｐとアッシュ堆積量推定値Ｄａとに基づき、図３のマップを参照して、これら堆積量推定値Ｄｐ，Ｄａに対応する除算値ΔＰ／Ｆを導出する。そして、次に、ステップＳ１１に進み、ステップＳ８において導出された除算値ΔＰ／Ｆに基づきなまし値Ａを算出する。そして、次に、ステップＳ４に進み、このなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出して、この一連の処理を一旦終了する。 In step S8, based on the PM accumulation amount estimated value Dp and the ash accumulation amount estimated value Da calculated in step S7, the division value ΔP corresponding to these accumulation amount estimated values Dp and Da is referred to with reference to the map of FIG. / F is derived. Then, the process proceeds to step S11, and the smoothed value A is calculated based on the division value ΔP / F derived in step S8. Then, the process proceeds to step S4, where the PM deposition amount estimated value Dp is calculated based on the annealing value A, and this series of processes is temporarily terminated.
機関が自立運転するようになり、排気の流量Ｆが大きくなることによって、ステップＳ５において肯定判断されるようになる。この場合（ステップＳ５：「ＹＥＳ」）、すなわち排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上であると判断された場合には、次に、ステップＳ９に進み、差圧センサ１４により検出されたフィルタ６の前後差圧ΔＰと、吸入空気量ＧＡ等から間接的に検出された排気の流量Ｆとを読み込む。そして、次に、ステップＳ１０に進み、上記前後差圧ΔＰと排気の流量Ｆとから除算値ΔＰ／Ｆを算出する。そして、次に、ステップＳ１１に進み、ステップＳ１０において算出された除算値ΔＰ／Ｆに基づきなまし値Ａを算出し、次に、ステップＳ４に進み、このなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出して、この一連の処理を一旦終了する。 When the engine is operated independently and the flow rate F of the exhaust gas is increased, a positive determination is made in step S5. In this case (step S5: “YES”), that is, when it is determined that the exhaust flow rate F is greater than or equal to the predetermined flow rate Fth, the process proceeds to step S9, where the filter 6 detected by the differential pressure sensor 14 is detected. The front-rear differential pressure ΔP and the exhaust gas flow rate F detected indirectly from the intake air amount GA and the like are read. Then, the process proceeds to step S10, and a divided value ΔP / F is calculated from the front-rear differential pressure ΔP and the exhaust gas flow rate F. Then, the process proceeds to step S11, where the smoothed value A is calculated based on the division value ΔP / F calculated in step S10. Next, the process proceeds to step S4, where the PM accumulation amount is estimated based on the smoothed value A. The value Dp is calculated, and this series of processes is temporarily terminated.
次に、本実施形態の作用について説明する。
Ｉ／Ｇスイッチ１５のオン操作がなされることにより電子制御装置１０に対して機関始動指令が出力された直後から排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上となるまでは、記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐ及びアッシュ堆積量推定値Ｄａに基づきマップ（図３）を参照して各堆積量推定値Ｄｐ、Ｄａに対応する除算値ΔＰ／Ｆが導出されるようになる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
From immediately after the engine start command is output to the electronic control unit 10 by turning on the I / G switch 15, the stored PM accumulation amount is from the exhaust flow rate F to a predetermined flow rate Fth or more. Based on the estimated value Dp and the ash accumulation amount estimation value Da, a division value ΔP / F corresponding to each accumulation amount estimation value Dp, Da is derived with reference to the map (FIG. 3).
すなわち、機関始動指令が出力された直後であってクランキングが開始される前のように各センサ１３、１４により実際に検出される前後差圧ΔＰ及び排気の流量Ｆがそれぞれ「０」となり、その除算値ΔＰ／Ｆが「０」となるとき、当該除算値ΔＰ／Ｆに代えて、ＰＭの実際の堆積量に即した値が除算値ΔＰ／Ｆとして採用されるようになる。このため、上記除算値ΔＰ／Ｆを精度良く算出することができるようになり、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａが、各センサ１３、１４により実際に検出される前後差圧ΔＰを排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆよりも小さくなることが抑制されるようになる。従って、機関始動の開始直後からフィルタ６に堆積しているＰＭの量が精度良く推定されるようになる。 That is, immediately after the engine start command is output and before cranking is started, the front-rear differential pressure ΔP and the exhaust flow rate F that are actually detected by the sensors 13 and 14 become “0”, respectively. When the division value ΔP / F becomes “0”, a value corresponding to the actual accumulation amount of PM is adopted as the division value ΔP / F instead of the division value ΔP / F. For this reason, the division value ΔP / F can be calculated with high accuracy, and the smoothed value A of the division value ΔP / F is obtained from the differential pressure ΔP actually detected by the sensors 13 and 14. It becomes possible to suppress a smaller value than the divided value ΔP / F divided by the exhaust gas flow rate F. Accordingly, the amount of PM accumulated on the filter 6 immediately after the start of the engine start can be accurately estimated.
また、排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上となることをもって、実際に検出されるフィルタ６の前後差圧ΔＰをフィルタ６に流入する排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆが算出されるとともに、この除算値ΔＰ／Ｆが加味されたなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐが算出されるようになる。従って、各センサ１３、１４により検出される前後差圧ΔＰ及び排気の流量Ｆから算出される除算値ΔＰ／Ｆが、適切なタイミングにてなまし値Ａに対して反映されるようになる。 Further, when the exhaust flow rate F is equal to or higher than the predetermined flow rate Fth, a divided value ΔP / F obtained by dividing the actually detected differential pressure ΔP of the filter 6 by the exhaust flow rate F flowing into the filter 6 is calculated. At the same time, the PM accumulation amount estimated value Dp is calculated based on the annealing value A with the division value ΔP / F added. Therefore, the divided value ΔP / F calculated from the differential pressure ΔP detected by the sensors 13 and 14 and the flow rate F of the exhaust gas is reflected on the smoothed value A at an appropriate timing.
また、機関始動に際して、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａの初期値Ａｉｎｔｌが設定されてから上記所定の条件が成立するまでは、前回の制御周期から今回の制御周期までの間に内燃機関から排出されたＰＭの量（ＰＭ量Ｄｐ１）が機関運転状態に基づき推定される（図２のステップＳ６）。そして、このＰＭ量Ｄｐ１が、記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐに加算され、この加算値Ｄｐ＋Ｄｐ１に基づき同加算値Ｄｐ＋Ｄｐ１に対応する上記除算値ΔＰ／Ｆが導出される（図２のステップＳ８）。このため、上記所定の条件が成立するまでの期間において上記除算値ΔＰ／Ｆが、フィルタ６に実際に堆積しているＰＭの量に即した値として的確に算出されるようになる。 Further, when the engine is started, the internal combustion engine is set between the previous control cycle and the current control cycle until the predetermined condition is satisfied after the initial value Aintl of the smoothed value A of the divided value ΔP / F is set. The amount of PM discharged from the engine (PM amount Dp1) is estimated based on the engine operating state (step S6 in FIG. 2). Then, the PM amount Dp1 is added to the stored PM accumulation amount estimated value Dp, and the divided value ΔP / F corresponding to the added value Dp + Dp1 is derived based on the added value Dp + Dp1 (step of FIG. 2). S8). For this reason, the divided value ΔP / F is accurately calculated as a value corresponding to the amount of PM actually deposited on the filter 6 during the period until the predetermined condition is satisfied.
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）電子制御装置１０は、フィルタ６の前後差圧ΔＰ及びフィルタ６に流入する排気の流量Ｆを検出し、この前後差圧ΔＰを排気の流量Ｆで除した除算値ΔＰ／Ｆを算出するとともに同除算値ΔＰ／Ｆのなまし処理を行い、なまし処理された除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出するとともにこれを記憶更新する。また、機関潤滑油の消費量及び車両の走行距離の双方に基づきアッシュ堆積量推定値Ｄａを算出するとともにこのアッシュ堆積量推定値Ｄａを記憶更新する。また、機関始動に際して、排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上となるまでは、記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐ及びアッシュ堆積量推定値Ｄａの双方に基づき、マップを参照して当該記憶されている各堆積量推定値Ｄｐ、Ｄａに対応する除算値ΔＰ／Ｆを導出する。そして、この導出された除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａに基づきＰＭ堆積量推定値Ｄｐを算出する。こうした構成によれば、機関始動の開始直後からフィルタ６に堆積しているＰＭの量を精度良く推定することができるようになる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The electronic control unit 10 detects the differential pressure ΔP before and after the filter 6 and the flow rate F of the exhaust gas flowing into the filter 6 and calculates a divided value ΔP / F obtained by dividing the differential pressure ΔP before and after by the flow rate F of the exhaust gas. At the same time, an annealing process of the division value ΔP / F is performed, and an estimated PM deposition amount Dp is calculated based on the annealing value A of the division value ΔP / F that has been subjected to the annealing process, and this is stored and updated. Further, the ash accumulation amount estimated value Da is calculated based on both the consumption amount of the engine lubricating oil and the travel distance of the vehicle, and the ash accumulation amount estimated value Da is stored and updated. In addition, when the engine is started, until the exhaust flow rate F becomes equal to or higher than the predetermined flow rate Fth, the engine is stored with reference to the map based on both the stored PM accumulation amount estimated value Dp and the ash accumulation amount estimated value Da. Then, a division value ΔP / F corresponding to each of the accumulated amount estimation values Dp and Da is derived. Then, the PM deposition amount estimated value Dp is calculated based on the derived smoothing value A of the divided value ΔP / F. According to such a configuration, it is possible to accurately estimate the amount of PM accumulated on the filter 6 immediately after the start of the engine start.
（２）上記所定の条件は排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上となることをもって成立するものとされる。こうした構成によれば、各センサ１３、１４により検出される前後差圧ΔＰ及び排気の流量Ｆから算出される除算値ΔＰ／Ｆを、適切なタイミングにてなまし値Ａに対して反映させることができるようになる。 (2) The predetermined condition is satisfied when the exhaust gas flow rate F becomes equal to or higher than the predetermined flow rate Fth. According to such a configuration, the divided value ΔP / F calculated from the differential pressure ΔP detected by the sensors 13 and 14 and the flow rate F of the exhaust gas is reflected on the smoothed value A at an appropriate timing. Will be able to.
（３）機関始動に際して、上記除算値ΔＰ／Ｆのなまし値Ａの初期値Ａｉｎｔｌが設定されてから上記所定の条件が成立するまでは、前回の制御周期から今回の制御周期までの間に内燃機関から排出されたＰＭの量を機関運転状態（機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑ）に基づき推定する。そして、この推定値Ｄｐ１を、記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐに加算し、この加算値Ｄｐ＋Ｄｐ１に基づき同加算値Ｄｐ＋Ｄｐ１に対応する上記除算値ΔＰ／Ｆを導出する。こうした構成によれば、上記所定の条件が成立するまでの期間において上記除算値ΔＰ／Ｆが、フィルタ６に実際に堆積しているＰＭの量に即した値として的確に算出されるようになるため、上記所定の条件が成立するまでの期間であっても、フィルタ６に堆積しているＰＭの量を精度良く的確に推定することができるようになる。 (3) When the engine is started, the initial value Aintl of the smoothed value A of the divided value ΔP / F is set until the predetermined condition is satisfied, from the previous control cycle to the current control cycle. The amount of PM discharged from the internal combustion engine is estimated based on the engine operating state (engine rotational speed NE, fuel injection amount Q). Then, the estimated value Dp1 is added to the stored PM accumulation amount estimated value Dp, and the divided value ΔP / F corresponding to the added value Dp + Dp1 is derived based on the added value Dp + Dp1. According to such a configuration, the divided value ΔP / F is accurately calculated as a value corresponding to the amount of PM actually deposited on the filter 6 during the period until the predetermined condition is satisfied. Therefore, even during the period until the predetermined condition is satisfied, the amount of PM deposited on the filter 6 can be accurately and accurately estimated.
尚、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment, and can be implemented as, for example, the following form appropriately modified.
・本発明はディーゼル機関の排気浄化装置に限られるものではなく、ガソリン機関の排気浄化装置に対して本発明を適用することもできる。
・機関潤滑油の消費量及び車両の走行距離の積算値のいずれか一方に基づきアッシュ堆積量推定値Ｄａを算出するようにしてもよい。また、機関運転状態を把握するための他のパラメータに基づきアッシュ堆積量を推定するようにしてもよい。
The present invention is not limited to an exhaust gas purification device for a diesel engine, and the present invention can also be applied to an exhaust gas purification device for a gasoline engine.
The ash accumulation amount estimated value Da may be calculated based on either the consumption amount of the engine lubricating oil or the integrated value of the travel distance of the vehicle. Further, the ash accumulation amount may be estimated based on other parameters for grasping the engine operating state.
・上記実施形態のように、機関始動に際して、排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上となるまでは、記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐ及びアッシュ堆積量推定値Ｄａの双方に基づきこれら堆積量推定値Ｄｐ、Ｄａに対応する除算値ΔＰ／Ｆを導出するようにすることが、ＰＭ堆積量推定値Ｄｐの算出精度を向上させる上では望ましい。しかしながら、車両の走行距離の積算値が短い場合のようにフィルタ６に堆積しているアッシュの量が無視できるほど小さい場合には、記憶されているＰＭ堆積量推定値Ｄｐのみに基づき同ＰＭ堆積量推定値Ｄｐに対応する除算値ΔＰ／Ｆを導出するようにしてもよい。 As in the above embodiment, when the engine is started, until the exhaust flow rate F becomes equal to or higher than the predetermined flow rate Fth, these accumulated amounts are based on both the stored PM accumulated amount estimated value Dp and the ash accumulated amount estimated value Da. In order to improve the calculation accuracy of the PM deposition amount estimated value Dp, it is desirable to derive the division value ΔP / F corresponding to the estimated values Dp and Da. However, when the amount of ash deposited on the filter 6 is negligibly small as in the case where the integrated value of the travel distance of the vehicle is short, the PM deposition is based only on the stored PM accumulation amount estimated value Dp. A division value ΔP / F corresponding to the quantity estimation value Dp may be derived.
・上記実施形態では、排気の流量Ｆが所定流量Ｆｔｈ以上である場合に、フィルタ６の前後差圧ΔＰの活用を許可する所定の条件が成立するものとしたが、本発明に係る所定の条件の成立条件はこれに限られるものではない。ＰＭ堆積量推定値Ｄｐを精度良く算出する上で排気の流量Ｆ及びフィルタ６の前後差圧ΔＰの信頼性が確保される条件であればよく、他に例えば、クランキングが開始されてからの経過期間が所定期間以上となることをもって所定の条件が成立するものとすることもできる。 In the above embodiment, when the exhaust flow rate F is equal to or higher than the predetermined flow rate Fth, the predetermined condition for permitting the use of the differential pressure ΔP across the filter 6 is satisfied. This is not limited to this condition. In order to calculate the PM accumulation amount estimated value Dp with high accuracy, it is only necessary to ensure the reliability of the exhaust flow rate F and the differential pressure ΔP before and after the filter 6. For example, since the cranking is started The predetermined condition may be satisfied when the elapsed period is equal to or longer than the predetermined period.
２…排気通路、４…酸化触媒、６…フィルタ、１０…電子制御装置、１１…機関回転速度センサ、１２…アクセル操作量センサ、１３…吸入空気量センサ、１４…差圧センサ、１５…Ｉ／Ｇスイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Exhaust passage, 4 ... Oxidation catalyst, 6 ... Filter, 10 ... Electronic controller, 11 ... Engine rotational speed sensor, 12 ... Accelerator operation amount sensor, 13 ... Intake air amount sensor, 14 ... Differential pressure sensor, 15 ... I / G switch.
Claims (5)
機関始動に際して、フィルタの前後差圧の活用を許可する所定の条件が成立するまでは、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に基づき、フィルタに堆積している粒子状物質の量と前記除算値との対応関係から当該記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に対応する前記除算値を導出するとともに、この導出された除算値のなまし値に基づき粒子状物質の堆積量推定値を算出する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A filter that collects particulate matter in the exhaust is applied to an internal combustion engine provided in the exhaust passage, and detects the differential pressure across the filter and the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter. Calculates the divided value divided by this and performs an annealing process on the divided value, estimates the amount of particulate matter deposited on the filter based on the annealed annealing value, and stores the estimated accumulated amount In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine to be updated,
When the engine is started, the amount of particulate matter deposited on the filter is determined based on the stored estimated amount of particulate matter until a predetermined condition permitting the use of the differential pressure across the filter is satisfied. Deriving the division value corresponding to the stored particulate matter accumulation amount estimated value from the correspondence relationship with the division value, and depositing the particulate matter based on the smoothed value of the derived division value An exhaust emission control device for an internal combustion engine, characterized in that an estimated value is calculated.
機関始動に際して、前回の機関停止の際に最後に算出された粒子状物質の堆積量推定値に基づき、当該堆積量推定値に対応する前記除算値を導出するとともに、この導出された除算値を前記除算値のなまし値の初期値に設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
When the engine is started, the division value corresponding to the accumulation amount estimated value is derived based on the accumulated amount estimation value of the particulate matter last calculated at the time of the previous engine stop, and the derived division value is calculated. An exhaust purification device for an internal combustion engine, wherein the initial value of the smoothed value of the division value is set.
機関始動に際して、前記所定の条件が成立するまでは、前回の制御周期から今回の制御周期までの間に内燃機関から排出された粒子状物質の量を機関運転状態に基づき推定するとともに、この推定値を、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値に加算し、この加算値に基づき同加算値に対応する前記除算値を導出する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
When the engine is started, until the predetermined condition is satisfied, the amount of particulate matter discharged from the internal combustion engine between the previous control cycle and the current control cycle is estimated based on the engine operating state, and this estimation is performed. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein a value is added to a stored estimated amount of particulate matter accumulation, and the division value corresponding to the added value is derived based on the added value.
前記所定の条件は前記排気の流量が所定流量以上となることをもって成立するものとされる
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the predetermined condition is established when a flow rate of the exhaust gas is equal to or higher than a predetermined flow rate.
機関運転状態に基づきフィルタに堆積しているアッシュの量を推定するとともにこの堆積量推定値を記憶更新するものであり、
機関始動に際して、前記所定の条件が成立するまでは、記憶されている粒子状物質の堆積量推定値及びアッシュの堆積量推定値の双方に基づき、フィルタに堆積している粒子状物質の量及びアッシュの量と前記除算値との対応関係から当該記憶されている各堆積量推定値に対応する前記除算値を導出するとともに、この導出された除算値のなまし値に基づき粒子状物質の堆積量推定値を算出する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
Estimating the amount of ash deposited on the filter based on the engine operating state, and storing and updating this estimated amount of accumulation,
When the engine is started, the amount of particulate matter deposited on the filter is determined based on both the estimated amount of accumulated particulate matter and the estimated amount of accumulated ash until the predetermined condition is satisfied. Deriving the division value corresponding to each stored accumulation amount estimated value from the correspondence relationship between the amount of ash and the division value, and depositing particulate matter based on the smoothed value of the derived division value An exhaust emission control device for an internal combustion engine, characterized by calculating an estimated value.
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