JP2014098363A - Abnormality determination device for filter - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルタの異常判定精度をより高める。
【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段と、フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量、及び、センサの検出値に基づいてフィルタの異常を判定する判定手段と、を備えたフィルタの異常判定装置において、フィルタに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水流入量推定手段と、凝縮水流入量推定手段により推定される凝縮水の量が、閾値以上の場合に、堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量を減少させる堆積量変更手段と、を備える。
【選択図】図4An object of the present invention is to improve the accuracy of filter abnormality determination.
A filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust, a deposit amount estimating means for estimating the amount of particulate matter deposited on the filter, and a filter deposited on the filter. A sensor whose detection value changes according to the amount of particulate matter that is present, an amount of particulate matter estimated by the deposition amount estimation means, and a determination means that determines filter abnormality based on the detection value of the sensor; When the amount of condensed water estimated by the condensed water inflow amount estimating means for estimating the amount of condensed water flowing into the filter and the amount of condensed water inflow estimating means is equal to or greater than a threshold value And a deposit amount changing means for reducing the amount of the particulate matter estimated by the deposit amount estimating means.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、フィルタの異常判定装置に関する。 The present invention relates to a filter abnormality determination device.
排気中の粒子状物質(以下、PMともいう。)を捕集するフィルタの異常を、該フィルタの上流側と下流側との差圧(以下、前後差圧ともいう。)を検出する差圧センサを用いて判定することができる。たとえば、内燃機関の排気の流量とフィルタの前後差圧との関係を複数求め、この関係から、排気の流量の変化量に対するフィルタの前後差圧の変化量の比(傾き)を算出し、該傾きに基づいてフィルタの異常判定を実施する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 A differential pressure for detecting a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter (hereinafter also referred to as a differential pressure across the filter), which is an abnormality of the filter that collects particulate matter (hereinafter also referred to as PM) in the exhaust gas. It can be determined using a sensor. For example, a plurality of relationships between the flow rate of the exhaust gas of the internal combustion engine and the differential pressure across the filter are obtained, and from this relationship, the ratio (slope) of the change amount of the differential pressure across the filter with respect to the change amount of the exhaust flow rate is calculated. A technique for performing filter abnormality determination based on an inclination is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、内燃機関が始動された直後などの排気管の温度が低い場合には、排気管内で水が凝縮することがある。この凝縮水がフィルタに到達すると、フィルタに堆積しているPMが剥離することがある。そうすると、フィルタの前後差圧が減少するため、前記傾きが変化する。これにより、フィルタの異常判定の精度が低下する虞がある。 By the way, when the temperature of the exhaust pipe is low, such as immediately after the internal combustion engine is started, water may condense in the exhaust pipe. When this condensed water reaches the filter, PM accumulated on the filter may be peeled off. Then, since the differential pressure across the filter decreases, the inclination changes. As a result, the accuracy of the filter abnormality determination may be reduced.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタの異常判定精度をより高めることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to further improve the abnormality determination accuracy of a filter.
上記課題を達成するために本発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段と、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、
前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量、及び、前記センサの検出値に基づいて前記フィルタの異常を判定する判定手段と、
を備えたフィルタの異常判定装置において、
前記フィルタに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水流入量推定手段と、
前記凝縮水流入量推定手段により推定される凝縮水の量が、閾値以上の場合に、前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量を減少させる堆積量変更手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A deposition amount estimating means for estimating the amount of particulate matter deposited on the filter;
A sensor whose detection value changes according to the amount of particulate matter deposited on the filter;
Determination means for determining an abnormality of the filter based on the amount of particulate matter estimated by the accumulation amount estimation means, and a detection value of the sensor;
In the abnormality determination device for the filter provided with
A condensed water inflow amount estimating means for estimating an amount of condensed water flowing into the filter;
A deposition amount changing means for reducing the amount of particulate matter estimated by the deposition amount estimating means when the amount of condensed water estimated by the condensed water inflow amount estimating means is equal to or greater than a threshold;
Is provided.
堆積量推定手段は、前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を、前記センサの検出値を用いずに推定することができる。例えば、内燃機関から排出される粒子状物質の量を、内燃機関の運転状態(例えば、機関回転数及び機関負荷)から推定し、この値に基づいて、フィルタに堆積している粒子状物質の量(以下、PM堆積量ともいう。)の推定値(以下、推定PM堆積量ともいう。)を求めてもよい。また、推定PM堆積量は、フィルタが正常であると仮定したときのPM堆積量であってもよく、フィルタに異常が生じている
と仮定したときのPM堆積量であってもよく、フィルタが正常と異常との境の状態にあると仮定したときのPM堆積量であってもよい。凝縮水流入量推定手段が推定するフィルタに流入する凝縮水の量は、単位時間当たりの量であってもよく、所定の期間における量であってもよく、積算値であってもよい。
The accumulation amount estimation means can estimate the amount of particulate matter accumulated on the filter without using the detection value of the sensor. For example, the amount of particulate matter discharged from the internal combustion engine is estimated from the operating state of the internal combustion engine (for example, engine speed and engine load), and based on this value, the amount of particulate matter deposited on the filter An estimated value (hereinafter also referred to as an estimated PM deposition amount) of the amount (hereinafter also referred to as a PM deposition amount) may be obtained. Further, the estimated PM accumulation amount may be the PM accumulation amount when the filter is assumed to be normal, or may be the PM accumulation amount when the filter is assumed to be abnormal. It may be the amount of accumulated PM when it is assumed that the boundary is between normal and abnormal. The amount of condensed water flowing into the filter estimated by the condensed water inflow amount estimating means may be an amount per unit time, an amount in a predetermined period, or an integrated value.
ここで、フィルタに多くの凝縮水が流入すると、該凝縮水によりフィルタからPMが剥離することがある。この場合、センサの検出値が大きく変化する。一方、フィルタに流入する凝縮水の量が少なければ、フィルタからPMが剥離しない場合もある。そこで、堆積量変更手段は、推定される凝縮水の量が閾値以上の場合に、推定PM堆積量を減少させる。減少させる量は、一定量としても良く、全量としてもよい。また、凝縮水の量に応じて減少させてもよい。ここでいう閾値は、フィルタに流入する凝縮水の量であって、フィルタからPMが剥離する凝縮水の量である。 Here, when a lot of condensed water flows into the filter, the condensed water may cause the PM to peel off from the filter. In this case, the detection value of the sensor changes greatly. On the other hand, if the amount of condensed water flowing into the filter is small, PM may not be separated from the filter. Therefore, the accumulation amount changing means decreases the estimated PM accumulation amount when the estimated amount of condensed water is equal to or greater than the threshold value. The amount to be decreased may be a constant amount or a total amount. Moreover, you may reduce according to the quantity of condensed water. The threshold here is the amount of condensed water flowing into the filter, and is the amount of condensed water from which the PM is separated from the filter.
なお、フィルタからPMが剥離したとしても、その後に内燃機関の運転が継続すれば、内燃機関から新たに排出されるPMがフィルタに堆積する。そして、内燃機関の運転が継続されると、排気管の温度が上がるために、凝縮水は発生しなくなる。したがって、内燃機関の始動時から十分な時間が経過すれば、フィルタにPMが堆積する。このような状態になった後にフィルタの異常判定を実施すれば、凝縮水による影響を小さくすることができる。すなわち、凝縮水によりフィルタからPMが剥離したとしても、フィルタの異常判定に必要なほどのPMが内燃機関から排出された後であれば、フィルタの異常判定の精度が高くなる。このように、内燃機関から十分な量のPMが排出されてから異常判定を実施することで、精度の低下を抑制し得る。 Even if the PM is peeled off from the filter, if the operation of the internal combustion engine continues thereafter, PM newly discharged from the internal combustion engine accumulates on the filter. When the operation of the internal combustion engine is continued, the temperature of the exhaust pipe rises, so that condensed water is not generated. Therefore, PM accumulates on the filter if a sufficient time has elapsed since the start of the internal combustion engine. If the filter abnormality determination is performed after such a state, the influence of the condensed water can be reduced. That is, even if the PM is separated from the filter by the condensed water, the accuracy of the filter abnormality determination is increased after the PM necessary for the filter abnormality determination is discharged from the internal combustion engine. As described above, by performing the abnormality determination after a sufficient amount of PM is discharged from the internal combustion engine, it is possible to suppress a decrease in accuracy.
そして、判定手段が、フィルタの異常判定を実施する時期や、フィルタの異常判定時に用いる閾値を、推定PM堆積量に基づいて設定すれば、フィルタからPMが剥離したとしても、適正な時期にフィルタの異常判定を実施したり、適正な閾値を設定したりすることができる。すなわち、判定手段は、推定PM堆積量に基づいて、フィルタの異常判定を実施可能であるか否かを判断する条件、または、フィルタが異常であるか否かを判断する条件を設定することができる。 Then, if the determination means sets the filter abnormality determination time and the threshold value used at the time of filter abnormality determination based on the estimated PM accumulation amount, the filter can be filtered at an appropriate time even if the PM is separated from the filter. It is possible to carry out the abnormality determination or to set an appropriate threshold value. That is, the determination unit may set a condition for determining whether or not the filter abnormality determination can be performed based on the estimated PM accumulation amount, or a condition for determining whether or not the filter is abnormal. it can.
なお、前記センサは、差圧センサに限らず、フィルタよりも下流のPM量を検出するセンサ(以下、PMセンサという。)であってもよい。また、判定手段は、例えば、推定PM堆積量がフィルタの異常判定を実施するために必要な量に達した場合に、センサの検出値と閾値とを比較することで異常判定を実施してよい。なお、フィルタの異常には、フィルタが割れたり、フィルタが溶損したりする他、フィルタを取り外した場合も含むことができる。 The sensor is not limited to the differential pressure sensor, and may be a sensor (hereinafter referred to as a PM sensor) that detects a PM amount downstream from the filter. In addition, the determination unit may perform the abnormality determination by comparing the detection value of the sensor with a threshold value, for example, when the estimated PM accumulation amount reaches an amount necessary for performing the abnormality determination of the filter. . It should be noted that the abnormality of the filter may include a case where the filter is broken or the filter is melted or the filter is removed.
また、本発明においては、前記堆積量変更手段は、堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量を0とすることができる。 In the present invention, the accumulation amount changing means can set the amount of particulate matter estimated by the accumulation amount estimation means to zero.
すなわち、フィルタに堆積していたPMが全て剥離したと考えて、PM堆積量を0としてもよい。 That is, the PM deposition amount may be set to 0 on the assumption that all the PM deposited on the filter has been peeled off.
また、本発明においては、前記判定手段は、前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量に基づいて、前記フィルタの異常を判定するときの閾値を設定することができる。 In the present invention, the determination unit can set a threshold value for determining abnormality of the filter based on the amount of particulate matter estimated by the accumulation amount estimation unit.
ここで、推定PM堆積量と、センサの検出値と、には相関関係があるため、フィルタが正常であれば、センサの検出値は、推定PM堆積量に応じた値となる。したがって、センサの検出値が、推定PM堆積量に応じた値となっていない場合には、フィルタが異常であ
ると判定することができる。このため、センサの検出値が推定PM堆積量に応じた値となっているか否かの境として閾値を設定することができる。なお、閾値は、センサの検出値と比較してもよいが、例えば、排気の体積流量の変化量に対しするセンサの検出値の変化量の比のように、センサの検出値を用いた値と比較してもよい。すなわち、センサの検出値を用いて何らかの方法によりフィルタの異常判定を実施するときの閾値を設定してもよい。
Here, since there is a correlation between the estimated PM accumulation amount and the detection value of the sensor, if the filter is normal, the detection value of the sensor becomes a value corresponding to the estimated PM accumulation amount. Therefore, when the detection value of the sensor is not a value corresponding to the estimated PM accumulation amount, it can be determined that the filter is abnormal. For this reason, a threshold value can be set as a boundary as to whether or not the detection value of the sensor is a value corresponding to the estimated PM accumulation amount. The threshold value may be compared with the detection value of the sensor. For example, a value using the detection value of the sensor, such as a ratio of the change amount of the detection value of the sensor to the change amount of the volume flow rate of the exhaust gas. May be compared. That is, a threshold value for performing filter abnormality determination by some method using the detection value of the sensor may be set.
本発明においては、前記判定手段は、前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量が所定範囲内である場合に限り、前記フィルタの異常判定を実施することができる。 In the present invention, the determination unit can perform the filter abnormality determination only when the amount of the particulate matter estimated by the accumulation amount estimation unit is within a predetermined range.
ここで、PM堆積量が少な過ぎると、正常なフィルタであっても前後差圧が小さいために、異常判定が困難となる。また、PM堆積量が多すぎると、フィルタが異常であっても前後差圧が大きくなるために、異常判定が困難となる。したがって、正常なフィルタであれば前後差圧が大きくなり、且つ、異常なフィルタであれば前後差圧が小さい範囲を所定範囲としてフィルタの異常判定を実施すれば、判定精度を向上させることができる。すなわち、正常なフィルタと異常なフィルタとで前後差圧に差がある推定PM堆積量の範囲を、所定範囲としてもよい。 Here, if the amount of accumulated PM is too small, it is difficult to determine abnormality because the differential pressure across the front and rear is small even with a normal filter. Also, if the amount of accumulated PM is too large, even if the filter is abnormal, the differential pressure across the front and rear becomes large, making it difficult to determine abnormality. Therefore, the accuracy of determination can be improved by carrying out a filter abnormality determination with a predetermined range in a range where the pressure difference between the front and rear is small if it is a normal filter and a range where the pressure difference across the front is small if it is an abnormal filter. . That is, the range of the estimated PM accumulation amount in which there is a difference in the front-back differential pressure between the normal filter and the abnormal filter may be set as the predetermined range.
また、上記課題を達成するために本発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段と、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、
前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量及び前記センサの検出値に基づいて前記フィルタの異常を判定する判定手段と、
を備えたフィルタの異常判定装置において、
前記フィルタに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水流入量推定手段と、
前記凝縮水流入量推定手段により推定される凝縮水の量が、閾値以上の場合に、前記判定手段による判定を禁止する禁止手段と、
を備える。
Moreover, in order to achieve the above-mentioned problem, the present invention
A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A deposition amount estimating means for estimating the amount of particulate matter deposited on the filter;
A sensor whose detection value changes according to the amount of particulate matter deposited on the filter;
Determination means for determining abnormality of the filter based on the amount of particulate matter estimated by the accumulation amount estimation means and the detection value of the sensor;
In the abnormality determination device for the filter provided with
A condensed water inflow amount estimating means for estimating an amount of condensed water flowing into the filter;
Prohibiting means for prohibiting determination by the determining means when the amount of condensed water estimated by the condensed water inflow amount estimating means is greater than or equal to a threshold;
Is provided.
すなわち、推定PM堆積量を減少する代わりに、フィルタの異常判定を禁止してもよい。そうすると、フィルタからのPMの剥離によりフィルタの前後差圧が変化したときには、フィルタの異常判定が禁止されるので、誤判定を抑制できる。これにより、フィルタの異常判定の精度を向上させることができる。 That is, instead of decreasing the estimated PM accumulation amount, filter abnormality determination may be prohibited. Then, when the differential pressure across the filter changes due to the separation of PM from the filter, the filter abnormality determination is prohibited, so that erroneous determination can be suppressed. Thereby, the accuracy of the filter abnormality determination can be improved.
本発明によれば、フィルタの異常判定精度をより高めることができる。 According to the present invention, the filter abnormality determination accuracy can be further increased.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
(実施例1)
図1は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒を有するディーゼル機関である。なお、本実施例は、ガソリン機関であっても適用できる。
Example 1
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine having four cylinders. Note that this embodiment can also be applied to a gasoline engine.
内燃機関1には、排気通路2が接続されている。この排気通路2の途中には、排気中の粒子状物質(以下、PMという。)を捕集するフィルタ3が設けられている。フィルタ3は、たとえば、互いに平行をなして延びる複数個の通路を具備する。これら通路は上流端が栓により閉塞された通路と、下流端が栓により閉塞された通路とにより構成される。なお、フィルタ3には、不織布などを用いることもできる。
An
また、フィルタ3よりも上流側の排気通路2と、下流側の排気通路2と、の圧力差を検出する差圧センサ4が取り付けられている。差圧センサ4は、フィルタ3の前後差圧を検出する。
Further, a differential pressure sensor 4 for detecting a pressure difference between the
また、内燃機関1には、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁5が設けられている。 Further, the internal combustion engine 1 is provided with a fuel injection valve 5 for injecting fuel into the cylinder.
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1を制御する。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
また、ECU10には、差圧センサ4の他、運転者がアクセルペダル11を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ12、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ13が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU10に入力される。
In addition to the differential pressure sensor 4, the
また、ECU10は、これら入力される各センサによる検出値に基づいて内燃機関1の運転状態の制御を行う。たとえば、ECU10は、燃料噴射弁5からの燃料噴射量を制御する。
Further, the
そして、ECU10は、差圧センサ4の検出値に基づいて、フィルタ3の異常を判定する。ここで、排気の体積流量とフィルタ3の前後差圧とは比例すると考えられる。本実施例では、フィルタ3を通過する排気の体積流量に対するフィルタ3の前後差圧の関係を、排気の体積流量が異なる複数の運転状態のときに夫々検出し、排気の体積流量とフィルタ3の前後差圧との関係を示す近似式を求める。そして、横軸を排気の体積流量とし、縦軸をフィルタ3の前後差圧として、前記近似式を図示した場合の該近似式の傾き(すなわち、フィルタ3を通過する排気の体積流量の変化量に対するフィルタ3の前後差圧の変化量の比)が閾値よりも小さい場合に、フィルタ3が異常であると判定する。また、傾きが閾
値以上であればフィルタ3は正常であると判定する。この閾値は、フィルタ3が正常であるときの傾きの下限値として予め実験又はシミュレーション等により求められる。
Then, the
また、ECU10は、内燃機関1の運転状態に基づいて該内燃機関1から排出されるPM量(以下、PM排出量という。)を推定し、このPM排出量の積算値に基づいて、フィルタ3に堆積しているPM量(以下、PM堆積量という。)を推定する。
Further, the
なお、本実施例では、内燃機関1から排出されるPMが全てフィルタ3に堆積すると考えてもよいが、内燃機関1から排出されるPMが所定の割合でフィルタ3に堆積すると考えてもよい。この場合、PM排出量の積算値に所定値を乗算して推定PM堆積量を算出してもよい。この所定値は、予め実験又はシミュレーション等により最適値を求めておく。
In the present embodiment, it may be considered that all PM discharged from the internal combustion engine 1 accumulates on the
また、PM排出量は、内燃機関1の運転状態(機関回転数及び機関負荷)と相関関係があるため、該PM排出量と内燃機関1の運転状態との関係を予め実験又はシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておけば、内燃機関1の運転状態に基づいて、PM排出量を算出することができる。なお、このときの機関負荷は、アクセル開度または燃料噴射量としてもよい。また、内燃機関1の運転状態(機関回転数及び機関負荷)から推定PM堆積量を算出してもよい。
Further, since the PM emission amount has a correlation with the operation state (engine speed and engine load) of the internal combustion engine 1, the relationship between the PM emission amount and the operation state of the internal combustion engine 1 is obtained in advance by experiment or simulation. If stored in the
なお、本実施例では、推定PM堆積量が所定範囲内のときに限り、前記近似式の傾きに基づいたフィルタ3の異常判定を実施する。すなわち、PM堆積量が少なすぎる場合には、フィルタ3が正常な場合と異常な場合とで前後差圧の差が小さいため、判定精度が低下する。また、PM堆積量が多すぎると、フィルタ3に異常があったとしてもフィルタ3の前後差圧が大きくなってしまい、フィルタ3が正常な場合と異常な場合とで前後差圧の差が小さくなるため、判定精度が低下する。このような判定精度が低下する時期には、フィルタ3の異常判定を実施しない。
In the present embodiment, the abnormality determination of the
ところで、フィルタ3に液状の水が流入したり、フィルタ3内で水が凝縮したりすると、該フィルタ3に堆積しているPMが、該フィルタ3から剥離することがある。このように、フィルタ3からPMが剥離すると、PM堆積量が減少してフィルタ3の前後差圧が小さくなる。
By the way, when liquid water flows into the
ここで、図2は、フィルタ3に流入するPM量の積算値(フィルタ流入PM量)と、フィルタ3の前後差圧との関係を示した図である。フィルタ流入PM量は、PM排出量の積算値と等しいと考えてもよい。図2中のA,B,Cは、内燃機関1を1日停止させたときの値である。
Here, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the integrated value of the PM amount flowing into the filter 3 (filter inflow PM amount) and the differential pressure across the
内燃機関1を停止させると、排気通路2の壁面の温度が低下し、次の機関始動時に排気中の水分が凝縮する。このため、フィルタ3に凝縮水が流入する。内燃機関1が停止される前は、フィルタ3に流入するPM量に応じてフィルタ3の前後差圧が大きくなるが、図2中のA,B,Cにおいて、内燃機関1が停止される毎に、フィルタ3の前後差圧が小さくなる。これは、フィルタ3に流入する凝縮水により、フィルタ3からPMが剥離したためである。そして、凝縮水によりフィルタ3の前後差圧が低下したときにフィルタ3の異常を判定すると、誤判定を招く。
When the internal combustion engine 1 is stopped, the temperature of the wall surface of the
そこで本実施例では、凝縮水によるフィルタ3からのPMの剥離を考慮して、フィルタ3の異常判定を実施する。
Therefore, in this embodiment, the abnormality determination of the
ここで、図3は、凝縮水流入量及び推定PM堆積量の推移を示したタイムチャートである。凝縮水流入量は、フィルタ3に流入する凝縮水の量の推定値である。この凝縮水流入
量は、単位時間当たりの量としてもよく、所定期間の量としてもよい。凝縮水流入量は、燃料噴射量と、排気通路2の壁面温度と、から凝縮水の発生量を算出し、さらに、排気の流量から求まる係数を乗算することにより算出する。すなわち、燃料噴射量は、排気中に含まれている水蒸気量と相関関係にあり、排気通路2の壁面温度は、排気中に含まれている水蒸気のうち、凝縮する水の割合と相関関係にあるため、これらの値から、排気通路2内で発生する凝縮水の量を算出することができる。また、排気通路2内で発生した凝縮水のうち、フィルタ3に流入する凝縮水の量は、排気の流量と相関関係にある。したがって、これらの値から、フィルタ3に流入する凝縮水の量を算出することができる。なお、周知の技術を用いて、フィルタ3に流入する凝縮水の量を算出してもよい。また、推定PM堆積量は、内燃機関1の運転状態に基づいて推定される。
Here, FIG. 3 is a time chart showing the transition of the condensed water inflow amount and the estimated PM accumulation amount. The condensed water inflow amount is an estimated value of the amount of condensed water flowing into the
なお、図3において、T1で示す時点において凝縮水流入量が閾値に達している。この閾値は、フィルタ3に付着しているPMが剥離する凝縮水の量である。この閾値は、予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておく。そして、凝縮水流入量が閾値に達した時点T1で、推定PM堆積量をリセットしている。すなわち、推定PM堆積量を0としている。そして、この時点T1から新たに、推定PM堆積量の積算が開始される。なお、凝縮水流入量が閾値に達したときに、推定PM堆積量を、所定値だけ減少させてもよく、所定割合だけ減少させてもよい。すなわち、T1で示す時点において、推定PM堆積量を減少させればよい。
In FIG. 3, the amount of condensed water inflow reaches the threshold at the time indicated by T1. This threshold is the amount of condensed water from which the PM adhering to the
そして、図3では、T2で示す時点において推定PM堆積量が閾値に達している。この閾値は、フィルタ3の異常判定が可能となるPM堆積量の下限値である。なお、フィルタ3の再生を実施した時点で推定PM堆積量を0とする。
In FIG. 3, the estimated PM deposition amount reaches the threshold at the time indicated by T2. This threshold value is a lower limit value of the PM accumulation amount at which the
図4は、本実施例に係るフィルタ3の異常判定のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of abnormality determination of the
ステップS101では、凝縮水発生量が算出される。凝縮水発生量は、排気通路2内で発生する凝縮水の量であり、燃料噴射量及び排気通路2の壁面温度に基づいて算出される。燃料噴射量は、アクセル開度または吸入空気量、機関回転数に基づいて算出される。また、排気通路2の壁面温度は、センサを取り付けて測定してもよく、内燃機関1の運転状態から推定してもよい。燃料噴射量及び排気通路2の壁面温度と、凝縮水発生量との関係は、予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておく。
In step S101, the amount of condensed water generation is calculated. The amount of condensed water generated is the amount of condensed water generated in the
ステップS102では、発生した凝縮水のうちフィルタ3に流入する凝縮水の割合である凝縮水流入率が算出される。この凝縮水流入率は、排気の流量と相関関係にある。また、排気の流量は、吸入空気量と燃料噴射量とに基づいて算出される。吸入空気量及び燃料噴射量と、排気の流量と、の関係は、予め実験等により求めてECU10に記憶させておく。また、排気の流量と凝縮水流入率との関係も、予め実験等により求めてECU10に記憶させておく。
In step S102, a condensed water inflow rate, which is a ratio of condensed water flowing into the
ステップS103では、フィルタ3に流入する凝縮水の量である凝縮水流入量が算出される。ステップS101で算出される凝縮水発生量に、ステップS102で算出される凝縮水流入率を乗算して、凝縮水流入量が算出される。なお、周知の技術を用いて、凝縮水流入量を算出してもよい。また、凝縮水発生量は、フィルタ3に流入する凝縮水の量を積算した値であってもよい。なお、本実施例においてはステップS103を処理するECU10が、本発明における凝縮水流入量推定手段に相当する。
In step S103, the amount of condensed water inflow that is the amount of condensed water flowing into the
ステップS104では、凝縮水流入量が閾値以上であるか否か判定される。閾値は、フィルタ3に堆積しているPMが該フィルタ3から剥離する凝縮水流入量の下限値として、
予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶しておく。
In step S104, it is determined whether or not the amount of condensed water inflow is greater than or equal to a threshold value. The threshold value is a lower limit value of the inflow amount of condensed water from which the PM accumulated on the
It is obtained in advance by experiment or simulation and stored in the
ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS106へ進む。 If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S106.
ステップS105では、推定PM堆積量MPMがリセットされる。なお、推定PM堆積量MPMから所定量減算してもよく、推定PM堆積量MPMに0よりも大きく1よりも小さい値である所定値を乗算してもよい。なお、本実施例においてはステップS105を処理するECU10が、本発明における堆積量変更手段に相当する。
In step S105, the estimated PM accumulation amount MPM is reset. Note that a predetermined amount may be subtracted from the estimated PM accumulation amount MPM, or the estimated PM accumulation amount MPM may be multiplied by a predetermined value that is a value greater than 0 and less than 1. In this embodiment, the
ステップS106では、体積流量DVOLが算出される。体積流量DVOLは、吸入空気量及び燃料噴射量と相関関係にあるため、これらの関係を予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶しておく。
In step S106, the volume flow rate DVOL is calculated. Since the volume flow rate DVOL is correlated with the intake air amount and the fuel injection amount, these relationships are obtained in advance through experiments or simulations and stored in the
ステップS107では、フィルタ3の前後差圧ΔPが検出される。この前後差圧ΔPは、差圧センサ4により検出される。
In step S107, the differential pressure ΔP across the
ステップS108では、体積流量DVOLに対する前後差圧ΔPの近似式が算出される。体積流量DVOLと前後差圧ΔPとの関係を複数求め、周知の技術により近似式を求める。 In step S108, an approximate expression of the front-rear differential pressure ΔP with respect to the volume flow rate DVOL is calculated. A plurality of relationships between the volume flow rate DVOL and the front-rear differential pressure ΔP are obtained, and an approximate expression is obtained by a known technique.
ステップS109では、推定PM堆積量MPMが算出される。推定PM堆積量MPMは、PM排出量の積算値としてもよく、該積算値に所定値を乗算することで算出してもよい。PM排出量は、内燃機関1の運転状態(機関回転数及び機関負荷)と相関関係があるため、該PM排出量と内燃機関1の運転状態との関係を予め実験又はシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておく。なお、本実施例においてはステップS109を処理するECU10が、本発明における堆積量推定手段に相当する。
In step S109, the estimated PM accumulation amount MPM is calculated. The estimated PM accumulation amount MPM may be an integrated value of the PM discharge amount, or may be calculated by multiplying the integrated value by a predetermined value. Since the PM emission amount has a correlation with the operation state (engine speed and engine load) of the internal combustion engine 1, the relationship between the PM emission amount and the operation state of the internal combustion engine 1 is obtained in advance through experiments or simulations and is sent to the
ステップS110では、推定PM堆積量MPMが、下限閾値MPML以上で且つ上限閾値MPMH以下であるか否か判定される。 In step S110, it is determined whether or not the estimated PM accumulation amount MPM is not less than the lower limit threshold MPML and not more than the upper limit threshold MPMH.
本ステップでは、異常判定の精度が許容範囲内となる範囲に、推定PM堆積量MPMが入っているか否か判定している。すなわち、PM堆積量が少なすぎる場合には、フィルタ3が正常な場合と異常な場合とで前後差圧の差が小さいため、判定精度が低下する。また、PM堆積量が多すぎると、フィルタ3に異常があったとしてもフィルタ3の前後差圧が大きくなってしまい、フィルタ3が正常な場合と異常な場合とで前後差圧の差が小さくなるため、判定精度が低下する。
In this step, it is determined whether or not the estimated PM accumulation amount MPM is within a range where the accuracy of abnormality determination is within an allowable range. That is, when the PM accumulation amount is too small, the difference in front-to-back differential pressure is small between the case where the
下限閾値MPML及び上限閾値MPMHは、予め実験またはシミュレーション等により最適値を求めてECU10に記憶させておく。なお、下限閾値MPMLは、正常なフィルタ3においてフィルタ3の前後差圧が、フィルタ3の異常判定を実施可能な閾値に到達するときの推定PM堆積量の最大値としてもよい。すなわち、フィルタ3が正常であって、フィルタ3の前後差圧が閾値に到達するまでの時間が最も長い場合を想定し、この場合のフィルタ3の前後差圧が閾値に到達するときの推定PM堆積量を下限閾値MPMLとする。これにより、フィルタ3が正常な場合に、異常であると誤判定されることを抑制できる。
For the lower limit threshold MPML and the upper limit threshold MPMH, optimum values are obtained in advance by experiments or simulations and stored in the
また、上限閾値MPMHは、異常なフィルタ3においてフィルタ3の前後差圧が、フィルタ3の異常判定を実施可能な閾値に到達するときの推定PM堆積量の最小値としてもよい。すなわち、フィルタ3が異常であって、フィルタ3の前後差圧が閾値に到達するまで
の時間が最も短い場合を想定し、この場合のフィルタ3の前後差圧が閾値に到達するときの推定PM堆積量を上限閾値MPMHとする。これにより、フィルタ3が異常な場合に、正常であると誤判定されることを抑制できる。
Further, the upper limit threshold MPMH may be the minimum value of the estimated PM accumulation amount when the differential pressure across the
ステップS110で肯定判定がなされた場合にはステップS111へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはフィルタ3の異常判定を実施することができないため本ルーチンを終了させる。
If an affirmative determination is made in step S110, the process proceeds to step S111. On the other hand, if a negative determination is made, the abnormality determination of the
ステップS111では、ステップS108で算出される近似式の傾きが、閾値TH以上であるか否か判定される。閾値THは、フィルタ3が正常である場合の傾きの下限値として、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU10に記憶させておく。
In step S111, it is determined whether the slope of the approximate expression calculated in step S108 is greater than or equal to a threshold value TH. The threshold value TH is obtained in advance by experiment or simulation as a lower limit value of the slope when the
ステップS111で肯定判定がなされた場合には、ステップS112へ進んで、フィルタ3が正常であると判定される。一方、ステップS111で否定判定がなされた場合には、ステップS113へ進んで、フィルタ3が異常であると判定される。なお、本実施例においてはステップS110以降を処理するECU10が、本発明における判定手段に相当する。
When an affirmative determination is made in step S111, the process proceeds to step S112 and it is determined that the
なお、本実施例では、前記傾きに基づいてフィルタ3の異常判定を実施しているが、フィルタ3の前後差圧及び推定PM堆積量を用いたフィルタ3の異常判定であれば、前記傾き以外に基づいた異常判定であっても本発明を適用可能である。例えば、前記ステップS110において推定PM堆積量MPMに応じて、フィルタ3の異常判定を実施可能か否か判定しているが、これに代えて、推定PM堆積量MPMに応じて、ステップS111における閾値THを変更してもよい。
In the present embodiment, the abnormality determination of the
図5は、本実施例に係るフィルタ3の異常判定の他のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。また、図4に示したステップと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is a flowchart showing another flow of the abnormality determination of the
図5に示したフローでは、ステップS109の処理が完了した後にステップS201へ進む。ステップS201では、推定PM堆積量MPMに基づいて、ステップS111にて用いられる閾値THを算出する。ここで、体積流量が同じとすると、フィルタ3が正常の場合には、異常の場合よりも、フィルタ3の前後差圧が大きくなる。このため、フィルタ3が正常の場合には、異常の場合よりも、前記傾きが大きくなる。したがって、推定PM堆積量MPMに応じて閾値THを大きくすることで、フィルタ3の異常判定の精度を向上させることができる。
In the flow shown in FIG. 5, the process proceeds to step S201 after the process of step S109 is completed. In step S201, the threshold TH used in step S111 is calculated based on the estimated PM accumulation amount MPM. Here, assuming that the volume flow rate is the same, the differential pressure across the
推定PM堆積量MPMと閾値THとの関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU10に記憶させておく。
The relationship between the estimated PM accumulation amount MPM and the threshold value TH is obtained in advance through experiments or simulations and stored in the
以上説明したように、本実施例によれば、推定PM堆積量及びフィルタ3の前後差圧に基づいてフィルタ3の異常判定を実施するときに、凝縮水によりPMの剥離が発生したと推定されるときには、推定PM堆積量を減少させるため、より精度の高いフィルタ3の異常判定が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is estimated that separation of PM has occurred due to condensed water when performing abnormality determination of the
(実施例2)
本実施例では、凝縮水流入量に基づいてフィルタ3の異常判定を実施するか否か判定する。その他の装置等は実施例と同じため説明を省略する。
(Example 2)
In the present embodiment, it is determined whether or not the abnormality determination of the
ここで、実施例1では、体積流量とフィルタ3の前後差圧との関係を示す近似式から傾きを求め、さらに、推定PM堆積量MPMに基づいてフィルタ3の異常判定を実施するか否か判定している。または、推定PM堆積量に基づいて傾きの閾値を設定している。一方、本実施例では、推定PM堆積量MPMの変化量に対する、フィルタ3の前後差圧の変化量の比(傾き)を求め、この比が閾値以上であれば、フィルタ3は正常であると判定する。さらに、凝縮水流入量に基づいてフィルタ3の異常判定を実施するか否か判定する。
Here, in Example 1, the inclination is obtained from the approximate expression indicating the relationship between the volume flow rate and the differential pressure across the
すなわち、フィルタ3が正常の場合には、推定PM堆積量MPMの増加にしたがって、フィルタ3の前後差圧が大きくなるが、フィルタ3が異常の場合には、推定PM堆積量MPMが増加しても、フィルタ3の前後差圧の増加は緩慢となる。すなわち、フィルタ3が異常の場合には、推定PM堆積量MPMの変化量に対する、フィルタ3の前後差圧の変化量の比(傾き)が小さくなるため、該傾きを閾値と比較することで、フィルタ3の異常判定を実施することができる。
That is, when the
図6は、本実施例に係るフィルタ3の異常判定のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。また、図4に示したステップと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of abnormality determination of the
図6に示したフローでは、ステップS103の処理が完了すると、ステップS301へ進む。ステップS301では、凝縮水流入量が閾値以上であるか否か判定される。閾値は、フィルタ3に堆積しているPMが該フィルタ3から剥離する凝縮水流入量の下限値として、予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶しておく。
In the flow shown in FIG. 6, when the process of step S103 is completed, the process proceeds to step S301. In step S301, it is determined whether the amount of condensed water inflow is equal to or greater than a threshold value. The threshold value is obtained in advance through experiments or simulations and stored in the
ステップS301で肯定判定がなされた場合には、本ルーチンを終了させる。すなわち、本ルーチンでは、フィルタ3からPMが剥離した場合には、フィルタ3の異常判定を禁止する。一方、ステップS301で否定判定がなされた場合には、ステップS302へ進む。なお、本実施例においてはステップS301を処理するECU10が、本発明における禁止手段に相当する。
If an affirmative determination is made in step S301, this routine is terminated. That is, in this routine, when PM is separated from the
ステップS302では、フィルタ3の前後差圧ΔP1が検出される。フィルタ3の前後差圧ΔP1は、差圧センサ4により検出される。
In step S302, the differential pressure ΔP1 across the
ステップS303では、推定PM堆積量MPM1が算出される。 In step S303, the estimated PM accumulation amount MPM1 is calculated.
ステップS304では、フィルタ3の前後差圧ΔP2が検出される。フィルタ3の前後差圧ΔP2は、差圧センサ4により検出される。
In step S304, the differential pressure ΔP2 across the
ステップS305では、推定PM堆積量MPM2が算出される。 In step S305, the estimated PM accumulation amount MPM2 is calculated.
ステップS306では、推定PM堆積量の増加量ΔMPMが、閾値以上であるか否か判定される。推定PM堆積量の増加量ΔMPMは、ステップS305で算出される推定PM堆積量MPM2から、ステップS303で算出される推定PM堆積量MPM1を減算した値である。この値は、ステップS303が処理されてから、ステップS305が処理されるまでに増加した推定PM堆積量である。また、ここでいう閾値は、ステップS307において算出される傾きの精度が許容範囲内となる増加量とすることができる。すなわち、推定PM堆積量の増加量ΔMPMが小さすぎると、フィルタ3の前後差圧の変化量が小さいために、推定PM堆積量の増加量ΔMPMに対する、フィルタ3の前後差圧の変化量の比(傾き)を算出しても、誤差が大きくなる。このため、異常判定の精度が低下する虞がある。したがって、推定PM堆積量が十分に増加した後に、フィルタ3の異常判定を実施
する。閾値は、予め実験等により求めてECU10に記憶させておく。ステップS306で肯定判定がなされた場合にはステップS307へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS304へ戻る。
In step S306, it is determined whether the increase amount ΔMPM of the estimated PM accumulation amount is equal to or greater than a threshold value. The increase amount ΔMPM of the estimated PM accumulation amount is a value obtained by subtracting the estimated PM accumulation amount MPM1 calculated in step S303 from the estimated PM accumulation amount MPM2 calculated in step S305. This value is an estimated PM deposition amount that has increased from the processing of step S303 to the processing of step S305. Further, the threshold value here can be an increase amount at which the accuracy of the inclination calculated in step S307 is within an allowable range. That is, if the increase amount ΔMPM of the estimated PM accumulation amount is too small, the change amount of the differential pressure across the
ステップS307では、推定PM堆積量の増加量ΔMPMに対する、フィルタ3の前後差圧の変化量(ΔP2−ΔP1)の比が、傾きとして算出される。そして、ステップS111へ進む。
In step S307, the ratio of the change amount (ΔP2−ΔP1) of the differential pressure across the
このように、推定PM堆積量をフィルタ3の異常判定時のパラメータとして用いる場合には、凝縮水流入量が閾値以上の場合に推定PM堆積量をリセットするのではなく、フィルタ3の異常判定を禁止してもよい。すなわち、凝縮水によってフィルタ3からPMが剥離した場合に異常判定を禁止することで、誤判定を抑制できる。
As described above, when the estimated amount of accumulated PM is used as a parameter for determining the abnormality of the
(実施例3)
本実施例においては、内燃機関1から排出されるPM量(以下、PM排出量という。)の積算値及び推定PM堆積量に基づいてフィルタ3の異常判定を実施する。PM排出量の積算値は、内燃機関1が停止される毎にリセットされる。ここで、凝縮水が発生するのは、内燃機関1の始動時であるため、内燃機関1の始動時点から十分に時間が経過すれば、凝縮水によるフィルタ3からのPMの剥離は発生しない。したがって、フィルタ3にPMが堆積していると推定される時期にフィルタ3の異常を判定することで、誤判定を抑制できる。また、本実施例では、凝縮水流入量を算出する必要が無い。
(Example 3)
In the present embodiment, the abnormality determination of the
ここで、図7は、推定PM堆積量とフィルタ3の前後差圧との関係を示した図である。この図7は、説明のために抽象化した図である。図7において、実線は、フィルタ3が正常の場合を示し、一点鎖線は、フィルタ3が異常の場合を示している。なお、本実施例では、内燃機関1から排出されるPMが全てフィルタ3に堆積するものとする。すなわち、単位時間当たりの推定PM堆積量の増加量と、単位時間当たりのPM排出量の積算値の増加量とが等しいものと考える。
Here, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the estimated amount of accumulated PM and the differential pressure across the
機関始動時からのPM排出量の積算値は、内燃機関1が始動される毎にリセットされる。そして、PM排出量の積算値は、内燃機関1の始動時からの運転状態に応じて増加する。推定PM堆積量は、内燃機関1が始動されてもリセットされず、内燃機関1の運転状態に応じて増加する。この増加の度合いは、フィルタ3が正常である場合のほうが、フィルタ3が異常である場合よりも高い。すなわち、フィルタ3が異常の場合と比較して、フィルタ3が正常の場合には、推定PM堆積量の増加量に対する、フィルタ3の前後差圧の増加量が大きくなる。このため、フィルタ3が正常の場合のほうが、図7における傾きが大きくなる。
The integrated value of the PM emission amount from when the engine is started is reset every time the internal combustion engine 1 is started. Then, the integrated value of the PM emission amount increases according to the operating state from the start of the internal combustion engine 1. The estimated PM accumulation amount is not reset even when the internal combustion engine 1 is started, and increases according to the operating state of the internal combustion engine 1. The degree of increase is higher when the
そして、本実施例では、推定PM堆積量が下限閾値MPMDPFIL以上で且つ上限閾値MPMH以下の場合に、フィルタ3の異常判定を許可する。すなわち、推定PM堆積量が下限閾値MPMDPFIL未満の場合、及び、上限閾値MPMHよりも多い場合には、フィルタ3の異常判定を禁止する。
In this embodiment, when the estimated PM accumulation amount is equal to or higher than the lower limit threshold MPMDPFIL and equal to or lower than the upper limit threshold MPMH, the abnormality determination of the
なお、下限閾値MPMDPFILは、正常なフィルタ3においてフィルタ3の前後差圧が、フィルタ3の異常判定を実施可能な閾値Hに到達するときの推定PM堆積量の最大値としてもよい。ここで、フィルタ3の前後差圧の上昇が最も遅くなるのは、内燃機関1の始動毎にPMがフィルタ3から剥離する場合である。したがって、フィルタ3が正常の場合であって、PM排出量の積算値を推定PM堆積量とすれば、内燃機関1の始動毎に推定PM堆積量がリセットされるため、フィルタ3の前後差圧の上昇が最も遅くなる。
The lower limit threshold value MPMDPFIL may be the maximum value of the estimated PM accumulation amount when the differential pressure across the
このように、フィルタ3が正常であって、フィルタ3の前後差圧が閾値Hに到達するまでの時間が最も長い場合を想定し、この場合のフィルタ3の前後差圧が閾値Hに到達するときの推定PM堆積量を下限閾値MPMDPFILとする。これにより、フィルタ3が正常な場合に、異常であると誤判定されることを抑制できる。なお、下限閾値MPMDPFILは、フィルタ3からPMが剥離した場合であっても、フィルタ3が正常であれば、フィルタ3の前後差圧が閾値Hまで上昇する推定PM堆積量ともいえる。
As described above, assuming that the
この下限閾値MPMDPFIL未満の推定PM堆積量では、PM堆積量が少なすぎるために、フィルタ3の異常判定を実施すると誤判定の虞がある。すなわち、フィルタ3が正常の場合であっても、フィルタ3にPMが堆積していないために、フィルタ3の前後差圧が小さくなり、閾値H未満となる虞がある。しかし、フィルタ3が正常の場合には、異常の場合よりも、フィルタ3の前後差圧が閾値H以上となるまでの時間が短い。そこで、フィルタ3が正常の場合には、フィルタ3の前後差圧が閾値H以上となる期間の始まりとして、下限閾値MPMDPFILを設定している。図7における実線は、このようなフィルタ3の前後差圧が上昇し難い状況において、フィルタ3が正常であるときの推移を示している。なお、本実施例に係る下限閾値MPMDPFILは、前記実施例に係る下限閾値MPMLと等しいとしてもよい。
If the estimated PM accumulation amount is less than the lower limit threshold value MPMDPFIL, the PM accumulation amount is too small. That is, even when the
また、図7における上限閾値MPMHは、異常なフィルタ3においてフィルタ3の前後差圧が、フィルタ3の異常判定を実施可能な閾値Hに到達するときの推定PM堆積量の最小値としてもよい。ここで、フィルタ3の前後差圧の上昇が最も早くなるのは、内燃機関1が始動されてもPMがフィルタ3から剥離しない場合である。したがって、フィルタ3が異常の場合においては、推定PM堆積量をリセットしない場合に、フィルタ3の前後差圧の上昇が最も早くなる。このように、フィルタ3が異常であって、フィルタ3の前後差圧が閾値Hに到達するまでの時間が最も短い場合を想定し、この場合のフィルタ3の前後差圧が閾値Hに到達するときの推定PM堆積量を上限閾値MPMHとする。これにより、フィルタ3が異常な場合に、正常であると誤判定されることを抑制できる。
Further, the upper limit threshold MPMH in FIG. 7 may be the minimum value of the estimated PM accumulation amount when the differential pressure across the
推定PM堆積量が、上限閾値MPMHを超えると、PM堆積量が多くなりすぎて、フィルタ3の異常判定を実施すると誤判定の虞がある。すなわち、フィルタ3に異常が生じている場合であっても、フィルタ3にPMが捕集されるにしたがって、フィルタ3の前後差圧が大きくなり、閾値H以上となる虞がある。しかし、フィルタ3に異常が生じている場合には、フィルタ3の前後差圧が閾値H以上となるまでには、時間がかかる。そこで、フィルタ3に異常が生じている場合には、フィルタ3の前後差圧が閾値H未満となっている期間の終わりとして、上限閾値MPMHを設定している。図7における一点鎖線は、このようなフィルタ3の前後差圧が上昇しやすい状況において、フィルタ3が異常であるときの推移を示している。なお、本実施例に係る上限閾値MPMHは、前記実施例に係る上限閾値MPMHと等しいとしてもよい。
If the estimated PM accumulation amount exceeds the upper limit threshold MPMH, the PM accumulation amount increases too much, and if the abnormality determination of the
そして、推定PM堆積量が下限閾値MPMDPFIL以上で且つ上限閾値MPMH以下の場合に、フィルタ3の前後差圧が閾値H以上であれば、傾きが十分に大きく、フィルタ3は正常であると判定することができ、閾値H未満であれば、傾きが小さく、フィルタ3は異常であると判定することができる。
When the estimated PM accumulation amount is equal to or higher than the lower limit threshold MPMDPFIL and equal to or lower than the upper limit threshold MPMH, if the differential pressure across the
なお、フィルタ3の異常判定が可能となる閾値Hは、異常判定の精度や異常判定を実施する頻度に応じて決定してもよい。すなわち、PM排出量の積算値が大きいときに異常判定を実施するようにすれば、異常判定の精度は高くなるものの、異常判定を実施する頻度が低くなる。また、PM排出量の積算値が大きくなるのを待っている間に内燃機関1が停止されると、異常判定を実施する機会を失うことになる。したがって、何れを優先させるのかにより、閾値Hを変えてもよい。
The threshold value H at which the abnormality determination of the
図8は、本実施例に係るフィルタ3の異常判定のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。また、図4に示したステップと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of abnormality determination of the
ステップS401では、PM排出量MPMENGOが算出される。例えば、燃料噴射量等に基づいて、内燃機関1から排出されるPM量を算出する。 In step S401, the PM emission amount MPMENGO is calculated. For example, the PM amount discharged from the internal combustion engine 1 is calculated based on the fuel injection amount and the like.
ステップS402では、PM排出量MPMENGOの積算値MPMDPFIが算出される。なお、PM排出量MPMENGOの積算値MPMDPFIは、内燃機関1の始動毎にリセットされる。 In step S402, the integrated value MPMDPFI of the PM emission amount MPMENGO is calculated. The integrated value MPMDPFI of the PM emission amount MPMENGO is reset every time the internal combustion engine 1 is started.
ステップS403では、PM排出量の積算値MPMDPFIが、下限閾値MPMDPFIL以上であるか否か判定される。下限閾値MPMDPFILは、予め実験またはシミュレーションにより最適値を求めてECU10に記憶させておく。
In step S403, it is determined whether or not the PM discharge amount integrated value MPMDPFI is greater than or equal to the lower limit threshold value MPMDPFIL. As the lower limit threshold value MPMDPFIL, an optimal value is obtained in advance through experiments or simulations and stored in the
ステップS403で肯定判定がなされた場合には、ステップS106へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、ステップS402へ戻る。なお、ステップS401から403までにおいて、正常なフィルタ3が、凝縮水によるフィルタ3からのPMの剥離の影響で、異常であると誤判定されることを抑制している。すなわち、フィルタ3からPMが剥離したとしても、フィルタ3の前後差圧が閾値H以上となるまで、フィルタ3の異常判定を実施しないので、実際のPM堆積量が十分に多くなってからフィルタ3の異常判定を実施することができる。
If an affirmative determination is made in step S403, the process proceeds to step S106. On the other hand, if a negative determination is made, the process returns to step S402. In steps S401 to S403, the
また、図8に示すフローでは、ステップS109の処理の後にステップS404へ進む。ステップS404では、推定PM堆積量MPMが上限閾値MPMH以下であるか否か判定される。上限閾値MPMHは、予め実験またはシミュレーションにより最適値を求めてECU10に記憶させておく。ステップS404で肯定判定がなされた場合には、ステップS111へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、フィルタ3の異常を判定すると誤判定の虞があるため、本ルーチンを終了させる。なお、ステップS109及びステップS404において、異常なフィルタ3が、正常であると誤判定されることを抑制している。すなわち、異常なフィルタ3の前後差圧が閾値H以上となる場合には、フィルタ3の異常判定を実施しないようにしている。
In the flow shown in FIG. 8, the process proceeds to step S404 after the process of step S109. In step S404, it is determined whether or not the estimated PM accumulation amount MPM is equal to or less than the upper limit threshold MPMH. As the upper limit threshold MPMH, an optimal value is obtained in advance through experiments or simulations and stored in the
このように、推定PM堆積量MPMに基づいて、フィルタ3の異常判定を実施する時期を制限することで、凝縮水によるフィルタ3からのPMの剥離の影響を小さくすることができる。これにより、フィルタ3の異常判定の精度を向上させることができる。また、凝縮水の発生量を推定する必要が無いため、適合作業や実際の制御を簡素化することができる。
As described above, by limiting the timing of performing the abnormality determination of the
(実施例4)
図9は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。本実施例では、前記図1に示す差圧センサ4に代えて、フィルタ3よりも下流の排気通路2にPMセンサ6を備えている。PMセンサ6の出力信号は、ECU10に入力される。
(Example 4)
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. In this embodiment, a
このPMセンサ6には、たとえば、電極に付着したPM量に応じて電流が流れるものを用いる。この電流の大きさを読み取ることにより、排気中のPM量を求めることができる。なお、PMセンサ6は、PM量を測定可能なものであればよい。このPM量は瞬時値であってもよく、比較的長い期間におけるPMの総量であっても良い。そして、フィルタ3
よりも下流のPM量に基づいて、フィルタ3の異常判定を実施することができる。
As this
The abnormality determination of the
例えば、PM堆積量が多くなるほど、PMがフィルタ3に捕集されやすくなるため、フィルタ3を通過するPM量が減少する。一方、フィルタ3に割れ等の異常が生じると、フィルタ3から流出するPM量が多くなる。このため、例えばフィルタ3から流出するPM量を、閾値と比較することにより、フィルタ3の異常を判定することができる。しかし、フィルタ3からPMが剥離すると、PMがフィルタ3を通り抜けやすくなる。このため、PMセンサ6の検出値が大きくなり得る。このように、フィルタ3の異常以外にも、フィルタ3からのPMの剥離によってPMセンサ6の検出値が大きくなるので、PMセンサ6の検出値によるフィルタ3の異常判定の精度が低下し得る。これに対して、フィルタ3からPMが剥離したと推定される場合に、推定PM堆積量をリセットすることで、判定精度の低下を抑制し得る。
For example, as the amount of accumulated PM increases, PM is more easily collected by the
なお、本実施例及び前記実施例においては、PM排出量を内燃機関1の運転状態に基づいて推定しているが、これに代えて、フィルタ3よりも上流の排気通路2にPMセンサを設け、該PMセンサによりPM排出量を検出してもよい。
In this embodiment and the above-described embodiment, the PM emission amount is estimated based on the operating state of the internal combustion engine 1. Instead, a PM sensor is provided in the
図10は、本実施例に係るフィルタ3の異常判定のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。また、前記フローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of abnormality determination of the
図10に示すフローでは、ステップS106の後にステップS501が処理される。ステップS501では、フィルタ3に流入するPM量に対する、フィルタ3を通過するPM量の比を、通過率KPMとして算出する。ここで、フィルタ3が正常であっても、フィルタ3を通過するPMが存在する。通過率KPMは、推定PM堆積量MPMが多いほど、低くなる。また、通過率KPMは、体積流量DVOLが小さいほど、低くなる。すなわち、通過率KPMは、推定PM堆積量MPM及び体積流量DVOLと相関関係があるため、こられの関係を予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておく。また、本ステップで用いられる推定PM堆積量MPMは、凝縮水によりフィルタ3からPMが剥離した状態になると、ステップS105においてリセットされている。
In the flow shown in FIG. 10, step S501 is processed after step S106. In step S501, the ratio of the PM amount passing through the
ステップS502では、フィルタ3を通過するPM量の積算値(通過PM量積算値MPMDPFO)が算出される。ステップS401で算出されるPM排出量MPMENGOに、ステップS501で算出される通過率KPMを乗算した値を積算することで、通過PM量積算値MPMDPFOが算出される。 In step S502, an integrated value of the PM amount passing through the filter 3 (passed PM amount integrated value MPMDPFO) is calculated. By integrating the PM emission amount MPMENGO calculated in step S401 by the value obtained by multiplying the passage rate KPM calculated in step S501, the passing PM amount integrated value MPMDPFO is calculated.
ステップS503では、通過PM量積算値MPMDPFOが、閾値以上であるか否か判定される。この閾値は、フィルタ3の異常判定の精度が許容範囲となる通過PM量積算値MPMDPFOの下限値である。この値は、予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておく。
In step S503, it is determined whether or not the passing PM amount integrated value MPMDPFO is equal to or greater than a threshold value. This threshold is a lower limit value of the passing PM amount integrated value MPMDPFO where the accuracy of the abnormality determination of the
ここで、PMセンサ6は、例えば、一対の電極間に電流を流し、該電極間に堆積したPMによる抵抗値の変化によりPM量を検出している。このため、電極間にある程度のPMが堆積しなければ、PM量を検出することは困難である。このPM量を検出することができるのが、通過PM量積算値MPMDPFOが閾値以上となるときである。
Here, the
ステップS503で肯定判定がなされた場合にはステップS504へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS401へ戻る。 If an affirmative determination is made in step S503, the process proceeds to step S504. On the other hand, if a negative determination is made, the process returns to step S401.
ステップS504では、PMセンサ6により検出されるPM量が閾値TH以下であるか
否か判定される。閾値THは、フィルタ3が正常である時の値の上限値として、予め実験またはシミュレーションにより求めてECU10に記憶させておく。すなわち、フィルタ3に割れや溶損などが生じると、フィルタ3を通過するPM量が多くなるため、PMセンサ6により検出されるPM量が多くなる。したがって、PMセンサ6により検出されるPM量が閾値THよりも多くなったときに、フィルタ3は異常であると判定することができる。
In step S504, it is determined whether or not the PM amount detected by the
ステップS504で肯定判定がなされた場合にはステップS112へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS113へ進む。 If an affirmative determination is made in step S504, the process proceeds to step S112. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S113.
以上説明したように、本実施例によれば、PMセンサ6を用いた場合であっても、凝縮水によるフィルタ3からのPMの剥離の影響を小さくすることができるので、フィルタ3の異常判定の精度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, even when the
1 内燃機関
2 排気通路
3 フィルタ
4 差圧センサ
5 燃料噴射弁
6 PMセンサ
10 ECU
11 アクセルペダル
12 アクセル開度センサ
13 クランクポジションセンサ
1
11
Claims (5)
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段と、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、
前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量、及び、前記センサの検出値に基づいて前記フィルタの異常を判定する判定手段と、
を備えたフィルタの異常判定装置において、
前記フィルタに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水流入量推定手段と、
前記凝縮水流入量推定手段により推定される凝縮水の量が、閾値以上の場合に、前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量を減少させる堆積量変更手段と、
を備えるフィルタの異常判定装置。 A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A deposition amount estimating means for estimating the amount of particulate matter deposited on the filter;
A sensor whose detection value changes according to the amount of particulate matter deposited on the filter;
Determination means for determining an abnormality of the filter based on the amount of particulate matter estimated by the accumulation amount estimation means, and a detection value of the sensor;
In the abnormality determination device for the filter provided with
A condensed water inflow amount estimating means for estimating an amount of condensed water flowing into the filter;
A deposition amount changing means for reducing the amount of particulate matter estimated by the deposition amount estimating means when the amount of condensed water estimated by the condensed water inflow amount estimating means is equal to or greater than a threshold;
An abnormality determination device for a filter comprising:
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段と、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、
前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量及び前記センサの検出値に基づいて前記フィルタの異常を判定する判定手段と、
を備えたフィルタの異常判定装置において、
前記フィルタに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水流入量推定手段と、
前記凝縮水流入量推定手段により推定される凝縮水の量が、閾値以上の場合に、前記判定手段による判定を禁止する禁止手段と、
を備えるフィルタの異常判定装置。 A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A deposition amount estimating means for estimating the amount of particulate matter deposited on the filter;
A sensor whose detection value changes according to the amount of particulate matter deposited on the filter;
Determination means for determining abnormality of the filter based on the amount of particulate matter estimated by the accumulation amount estimation means and the detection value of the sensor;
In the abnormality determination device for the filter provided with
A condensed water inflow amount estimating means for estimating an amount of condensed water flowing into the filter;
Prohibiting means for prohibiting determination by the determining means when the amount of condensed water estimated by the condensed water inflow amount estimating means is greater than or equal to a threshold;
An abnormality determination device for a filter comprising:
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| JP2012251375A JP2014098363A (en) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | Abnormality determination device for filter |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017120042A (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust aftertreatment system |
| JP2019021305A (en) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 株式会社明電舎 | Monitoring system |
| WO2020138180A1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | いすゞ自動車株式会社 | Detection device, detection method, and exhaust purification device with detection device |
| JP2021008863A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust purification device for internal combustion engine |
-
2012
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017120042A (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust aftertreatment system |
| JP2019021305A (en) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 株式会社明電舎 | Monitoring system |
| WO2020138180A1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | いすゞ自動車株式会社 | Detection device, detection method, and exhaust purification device with detection device |
| JP2020109261A (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-16 | いすゞ自動車株式会社 | Detection device, detection method and exhaust purification device mounted with detection device |
| CN113226517A (en) * | 2018-12-29 | 2021-08-06 | 五十铃自动车株式会社 | Detection device, detection method, and exhaust gas purification device provided with detection device |
| US20220082039A1 (en) * | 2018-12-29 | 2022-03-17 | Isuzu Motors Limited | Detection device, detection method, and exhaust purification device with detection device |
| US11959407B2 (en) | 2018-12-29 | 2024-04-16 | Isuzu Motors Limited | Detection device, detection method, and exhaust purification device with detection device |
| JP2021008863A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust purification device for internal combustion engine |
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