JP2018071482A - Adsorption amount estimation device - Google Patents
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Abstract
【課題】還元剤の吸着量を強制的にゼロにする制御を不要にしつつ吸着量を高精度で推定できるようにした吸着量推定装置を提供する。【解決手段】吸着量推定装置は、ステップS7による徐変制御部と、ステップS8による変化時指標検出部と、ステップS9による変化時吸着量推定部と、を備える。徐変制御部は、還元剤の添加量を徐々に変化させていくように添加弁の作動を制御する徐変制御を実行する。変化時指標検出部は、徐変制御により添加量を徐々に変化させる毎に生じる浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の浄化指標を変化時指標とし、検出装置による検出値に基づき変化時指標を検出する。変化時吸着量推定部は、変化時指標検出部により検出された変化時指標に基づき、変化時指標が検出された時点での吸着量である変化時吸着量を推定する。【選択図】図6To provide an adsorption amount estimation device capable of estimating an adsorption amount with high accuracy while eliminating the need to forcibly reduce the adsorption amount of a reducing agent to zero. An adsorption amount estimation apparatus includes a gradual change control unit in step S7, a change index detection unit in step S8, and a change adsorption amount estimation unit in step S9. The gradual change control unit executes gradual change control for controlling the operation of the addition valve so as to gradually change the addition amount of the reducing agent. The change index detection unit uses the purification index when the amount of change in the purification index that occurs each time the addition amount is gradually changed by gradual change control as a change index, and changes based on the detection value by the detection device. Detect time indicators. The change-time adsorption amount estimation unit estimates a change-time adsorption amount, which is an adsorption amount at the time when the change-time index is detected, based on the change-time index detected by the change-time index detection unit. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、浄化装置への還元剤の吸着量を推定する吸着量推定装置に関する。 The present invention relates to an adsorption amount estimation device that estimates an adsorption amount of a reducing agent to a purification device.
内燃機関の排気通路に配置された浄化装置と、排気通路のうち浄化装置の上流側に還元剤を添加する添加弁とを備え、浄化装置が有する触媒上にて排気中のNOxを還元剤で還元して浄化する浄化システムが従来より知られている(特許文献1参照)。添加された還元剤の多くは触媒に吸着され、その後、排気中のNOxと触媒上で化学反応してNOxを還元させる。 A purification device disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and an addition valve for adding a reducing agent to the upstream side of the purification device in the exhaust passage, and NOx in the exhaust gas on the catalyst of the purification device is reduced with the reducing agent. A purification system for reducing and purifying is conventionally known (see Patent Document 1). Most of the added reducing agent is adsorbed by the catalyst, and then NOx is reduced by a chemical reaction with NOx in the exhaust gas on the catalyst.
浄化装置へのNOx流入量に対して還元剤の吸着量が過少であれば、還元されずに浄化装置を通過するNOxの量(NOxスリップ量)が増加する。一方、還元剤の吸着量が過多であれば、浄化装置から流出する還元剤の量(還元剤スリップ量)が増加する。これらのスリップ量を低減させるには、還元剤の吸着量が適正範囲になるように還元剤の供給量を制御することが要求される。 If the reducing agent adsorption amount is too small relative to the NOx inflow amount to the purification device, the amount of NOx (NOx slip amount) that passes through the purification device without being reduced increases. On the other hand, if the adsorption amount of the reducing agent is excessive, the amount of reducing agent flowing out from the purification device (reducing agent slip amount) increases. In order to reduce these slip amounts, it is required to control the supply amount of the reducing agent so that the reducing agent adsorption amount falls within an appropriate range.
この要求に対し、内燃機関の運転状態の履歴から吸着量を推定し、推定した吸着量が適正範囲になるように還元剤の添加量を制御すれば良いが、この制御を長時間実行していくと推定誤差が累積されていき、十分な推定精度を確保できなくなる。この問題に対し、特許文献1に記載の吸着量推定装置では、還元剤の添加を強制的に停止させることで、実際の吸着量を既知の量(ゼロ)に一致させて推定誤差をリセットする、といったキャリブレーション制御を定期的に実行している。 In response to this request, the amount of adsorption may be estimated from the history of the operating state of the internal combustion engine, and the amount of reducing agent added may be controlled so that the estimated amount of adsorption falls within the proper range. As a result, estimation errors are accumulated and sufficient estimation accuracy cannot be secured. In order to solve this problem, the adsorption amount estimation apparatus described in Patent Document 1 forcibly stops the addition of the reducing agent, thereby matching the actual adsorption amount to a known amount (zero) and resetting the estimation error. Calibration control such as is periodically executed.
しかしながら、上述したキャリブレーション制御の実行期間では、吸着量が過少またはゼロになるので、NOxスリップ量が増加する。 However, during the calibration control execution period described above, the amount of adsorption is too small or zero, so the amount of NOx slip increases.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、還元剤の吸着量を強制的にゼロにする制御を不要にしつつ吸着量を高精度で推定できるようにした吸着量推定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an adsorption amount estimation device that can estimate the adsorption amount with high accuracy while eliminating the need to forcibly reduce the adsorption amount of the reducing agent to zero. Is to provide.
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope of the invention. .
開示される発明は、
内燃機関(10)の排気に含まれるNOxを還元して浄化する触媒を有した浄化装置(30)と、内燃機関の排気通路(11a)のうち浄化装置の上流側に還元剤を添加する添加弁(20)と、排気通路のうち浄化装置の下流側に配置されNOx量および還元剤量の少なくとも一方を検出する検出装置(50)と、を備える浄化システムに適用され、浄化装置への還元剤の吸着量を推定する吸着量推定装置において、
還元剤の添加量を徐々に変化させていくように添加弁の作動を制御する徐変制御を実行する徐変制御部(S7)と、
浄化装置による浄化性能を表す指標を浄化指標とし、徐変制御により添加量を徐々に変化させる毎に生じる浄化指標の変化量(ΔR)が所定量以上変化した時の浄化指標を変化時指標(R2y、R3y)とし、検出装置による検出値に基づき変化時指標を検出する変化時指標検出部(S8)と、
変化時指標検出部により検出された変化時指標に基づき、変化時指標が検出された時点での吸着量である変化時吸着量(M2x、M3x)を推定する変化時吸着量推定部(S9)と、
を備える吸着量推定装置である。
The disclosed invention
A purification device (30) having a catalyst for reducing and purifying NOx contained in the exhaust gas of the internal combustion engine (10), and an addition for adding a reducing agent to the upstream side of the purification device in the exhaust passage (11a) of the internal combustion engine Applying to a purification system comprising a valve (20) and a detection device (50) that is disposed on the downstream side of the purification device in the exhaust passage and detects at least one of the NOx amount and the reducing agent amount, the reduction to the purification device In the adsorption amount estimation device for estimating the adsorption amount of the agent,
A gradual change control unit (S7) for executing a gradual change control for controlling the operation of the addition valve so as to gradually change the addition amount of the reducing agent;
An index indicating the purification performance of the purification apparatus is used as a purification index, and the purification index when the amount of change (ΔR) in the purification index that occurs each time the addition amount is gradually changed by gradual change control is changed by a predetermined amount or more. R2y, R3y), and a change time index detection unit (S8) that detects a change time index based on the detection value by the detection device;
Based on the change time index detected by the change time index detection unit, the change time adsorption amount estimation unit (S9) for estimating the change amount adsorption amount (M2x, M3x) that is the amount of adsorption at the time when the change time index is detected. When,
Is an adsorption amount estimation device.
ここで、吸着量と浄化指標との関係を表わす図4に例示される実線を特性線と呼ぶ場合において、徐変制御による添加量の変化に伴い生じる浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の指標(変化時指標)は、実際の特性線との相関が高い。そのため、変化時指標を把握できればその時の吸着量(変化時吸着量)を高精度で把握できる。この点に着目し、上記発明では、徐変制御を実行して変化時指標を検出し、検出された変化時指標に基づき変化時吸着量を推定するので、変化時吸着量を高精度で推定できるようになる。しかも、上記推定に用いる変化時指標は、添加量を徐々に変化させることで算出可能になるので、吸着量を強制的にゼロ(既知量)にする制御を不要にしつつ、変化時吸着量(既知量)の推定を実現できる。 Here, when the solid line illustrated in FIG. 4 representing the relationship between the adsorption amount and the purification index is called a characteristic line, the amount of change in the purification index caused by the change in the addition amount by the gradual change control has changed by a predetermined amount or more. The hour index (change index) is highly correlated with the actual characteristic line. Therefore, if the index at the time of change can be grasped, the amount of adsorption at that time (the amount of adsorption at the time of change) can be grasped with high accuracy. Focusing on this point, in the above invention, the change index is detected to detect the change index, and the change adsorption amount is estimated based on the detected change index, so the change adsorption amount is estimated with high accuracy. become able to. In addition, since the change index used for the above estimation can be calculated by gradually changing the addition amount, the change adsorption amount (without the control of forcing the adsorption amount to zero (known amount) is unnecessary. Estimation of the known amount) can be realized.
以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In each embodiment, when only a part of the configuration is described, the other configurations described above can be applied to other portions of the configuration.
(第1実施形態)
図1に示す内燃機関10は車両に搭載されたものであり、この車両には、排気を浄化する浄化システムが搭載されている。浄化システムは、内燃機関10の排気管11に取り付けられた添加弁20、NOx浄化装置30、酸化装置40およびNOxセンサ50を備える。
(First embodiment)
An
NOx浄化装置30は、選択還元型の還元触媒を有する担体31と、その担体31を内部に保持して排気管11に接続されるケースと、を備える。この還元触媒は、還元剤がNOxを還元させる反応を促進させる還元機能、および還元剤を吸着する吸着機能を有し、還元触媒の具体例としてゼオライトが挙げられる。
The
添加弁20は、排気通路11aのうちNOx浄化装置30の上流側に尿素水を添加する。車両に搭載された尿素水タンク20tに貯留されている尿素水は、尿素水ポンプ20pにより添加弁20へ供給される。添加弁20は、噴孔を開閉する弁体21と、通電により電磁力を発生させる電磁コイル22と、を有する。電磁力は、弁体21へ開弁力として付与される。したがって、電磁コイル22への通電を開始すると弁体21が開弁作動し、噴孔から尿素水が噴射されて排気通路11aへ尿素水が添加される。また、電磁コイル22への通電を終了すると弁体21が閉弁作動し、排気通路11aへの尿素水の添加が終了する。
The
排気通路11aへ添加された尿素水は、排気通路11aのうち添加弁20から還元触媒に至るまでの経路で加熱されて加水分解する。この加水分解により、還元剤としてのアンモニアが生成されてNOx浄化装置30へ供給される。供給されたアンモニアの多くは、図2および図3に示すように、担体31が有する還元触媒に吸着される。その後、排気に含まれるNOxと還元触媒上で化学反応してNOxを還元する(図2参照)。また、供給されたアンモニアの一部は、還元触媒に吸着されることなく還元触媒上でNOxを還元する。
The urea water added to the
酸化装置40は、酸化触媒を有する担体と、その担体を内部に保持して排気管11に接続されるケースと、を備える。NOx浄化装置30へ供給されたアンモニアのうちNOxと反応することなくNOx浄化装置30から流出したアンモニアは、酸化触媒上で酸化する。
The
NOxセンサ50は、排気通路11aのうちNOx浄化装置30の下流側に配置され、排気に含まれるNOx量およびアンモニア量を検出する。具体的には、NOxセンサ50は、排気中のNOx濃度に応じた電圧値の信号を、電子制御装置(ECU60)へ出力する。また、このNOxセンサ50は、排気中のアンモニアにも反応して信号を出力するものであり、アンモニア量(還元剤量)およびNOx量のいずれについても検出する。なお、NOxセンサ50は、特許請求の範囲に記載の検出装置に相当する。
The
ECU60は、プロセッサ61aおよびメモリ61bを有するマイクロコンピュータ(マイコン61)、図示しない入力処理回路および出力処理回路等を備える。プロセッサ61aは、メモリ61bに記憶された各種のプログラムにしたがって演算処理を実行することで、各種の算出、推定、設定、指令等を実行する。
The
ECU60には、NOxセンサ50から出力された上記信号、つまりNOxセンサ50により検出されたNOxまたはアンモニアの検出値を情報として含む信号が入力される。さらにECU60には、内燃機関10の出力軸の回転速度、内燃機関10の負荷、排気温度等、内燃機関10の運転状態を表した情報を含む信号が入力される。ECU60は、これらの信号に基づき電磁コイル22への通電状態を制御することで、弁体21の開閉作動を制御して尿素水の添加量を制御する。具体的には、単位時間当たりに排気通路11aへ添加される尿素水の質量を、上記添加量として制御する。そして、尿素水の添加量を制御することで、還元触媒に吸着されているアンモニアの量(以下、吸着量と記載)を制御する。
The
尿素水添加量の制御について、以下、より詳細に説明する。以下の説明では、添加量の目標値を目標添加量とし、吸着量の目標値を目標吸着量とし、現状の吸着量の推定値を推定吸着量とし、浄化装置30へ流入するNOx量をNOx流入量とし、還元触媒の温度を触媒温度とする。NOx流入量は、先述した回転速度および負荷等に基づきマイコン61により推定される。触媒温度は、先述した排気温度等に基づきマイコン61により推定される。目標吸着量および推定吸着量の算出手法については、図6を用いて後に詳述する。
The control of the urea water addition amount will be described in more detail below. In the following description, the target value of the addition amount is the target addition amount, the target value of the adsorption amount is the target adsorption amount, the estimated value of the current adsorption amount is the estimated adsorption amount, and the NOx amount flowing into the
マイコン61は、NOx流入量、触媒温度、目標吸着量および推定吸着量に基づき目標添加量を設定する。さらにマイコン61は、設定した目標添加量、および添加弁20へ供給される尿素水の圧力に基づき、電磁コイル22への通電時間を制御することで、添加量が目標添加量となるように添加弁20の作動を制御する。
The
ここで、NOx流入量に対するアンモニア(還元剤)の吸着量が過少であれば、還元されずにNOx浄化装置30を通過するNOx量、つまり図2の符号Aに示すNOxスリップ量が増加する。一方、現状の吸着量に対する還元剤の添加量が過多であれば、吸着されずにNOx浄化装置30を通過する還元剤の量、つまり図3の符号Bに示す還元剤スリップ量が増加する。したがって、還元剤の吸着量が適正範囲W1(図4参照)になるように還元剤の供給量を制御することが要求される。
Here, if the adsorption amount of ammonia (reducing agent) with respect to the NOx inflow amount is too small, the NOx amount that passes through the
図4の横軸は吸着量を示し縦軸は浄化率を示す。ここで言う浄化率とは、NOx流入量に対するNOxセンサ50の検出値の割合のことであり、NOx浄化装置30による浄化性能を表す浄化指標に相当する。先述した通り、NOxセンサ50は、NOx量および還元剤量のいずれに対しても検出する。したがって、NOxスリップ量が多いほど浄化率は低くなり、還元剤スリップ量が多いほど浄化率は低くなる。つまり、NOxスリップ量および還元剤スリップ量のいずれもが少なくなると、図4の縦軸に示す浄化率は高くなる。
The horizontal axis in FIG. 4 indicates the amount of adsorption, and the vertical axis indicates the purification rate. The purification rate here is the ratio of the detected value of the
NOxセンサ50の検出値に基づき還元触媒への還元剤の吸着量を推定することに比べれば、NOxセンサ50の検出値に基づき浄化率を推定することの方が精度良く推定できる。そして、図4に示すように浄化率と吸着量とは相関を有する。この点に着目し、ECU60には、吸着量と浄化率との関係を表わす特性線Ma(図4参照)を表した情報が相関情報として記憶されている。例えば、浄化率に対する吸着量の値を示す特性マップM(図4参照)や、浄化率を変数とした吸着量を表わす数式が、上記相関情報の具体例として挙げられる。図4の例では、特性線Maと特性マップMの値が一致している。
Compared to estimating the amount of reducing agent adsorbed to the reduction catalyst based on the detected value of the
特性線Maに示されるように、例えば、吸着量を所定量ΔM変化させると浄化率も変化する。但し、吸着量の領域によっては、吸着量の変化に対する浄化率の変化は小さい。このように、吸着量の変化に伴い生じる浄化率の変化が所定未満となる吸着量の範囲を適正範囲W1と呼ぶ。また、適正範囲W1よりも少ない側の吸着量の範囲を過少範囲W2と呼び、適正範囲W1よりも多い側の吸着量の範囲を過多範囲W3と呼ぶ。過少範囲W2では、吸着量の増大に伴い浄化率も増大し、過多範囲W3では、吸着率の増大に伴い浄化率は減少する。また、図4に例示される特性線Maの適正範囲W1では、吸着量の増大に伴い浄化率も増大する。 As indicated by the characteristic line Ma, for example, when the adsorption amount is changed by a predetermined amount ΔM, the purification rate also changes. However, the change in the purification rate with respect to the change in the adsorption amount is small depending on the region of the adsorption amount. Thus, the range of the adsorption amount in which the change in the purification rate caused by the change in the adsorption amount is less than a predetermined value is referred to as an appropriate range W1. Further, the adsorption amount range on the side smaller than the appropriate range W1 is referred to as an excessive range W2, and the adsorption amount range on the side larger than the appropriate range W1 is referred to as an excessive range W3. In the excessive range W2, the purification rate increases as the adsorption amount increases. In the excessive range W3, the purification rate decreases as the adsorption rate increases. Further, in the appropriate range W1 of the characteristic line Ma illustrated in FIG. 4, the purification rate also increases as the adsorption amount increases.
ECU60は、先述したようにNOxセンサ50の検出値に基づき浄化率を算出し、その推定した浄化率に対応する吸着量を、特性マップMから算出する。このように、ECU60は、吸着量を推定する吸着量推定装置として機能する。なお、適正範囲W1と過少範囲W2との境界に位置する特性線Maの変化点を過少側変化点R2と呼び、適正範囲W1と過多範囲W3との境界に位置する特性線Maの変化点を過多側変化点R3と呼ぶ。また、これらの変化点での浄化率は変化時指標に相当する。
The
吸着量と浄化率との相関関係、つまり上記特性線Maは、NOx浄化装置30の経年劣化や還元触媒の被毒状態等に応じて変化する。そのため、図5に示す一点鎖線のように還元触媒の初期状態時の特性線に従って特性マップMを設定しておいても、実際の特性線Maは実線に示すように変化して、特性マップMと特性線Maが一致しなくなり、ひいては吸着量の推定精度が悪くなる。そこで本実施形態では、以下に説明する図6の制御を実行することで、ECU60に記憶されている特性マップMを、実際の特性線Maに近づけるように補正している。
The correlation between the adsorption amount and the purification rate, that is, the characteristic line Ma changes according to the aging deterioration of the
図6に示すフローチャートは、内燃機関10の作動期間中に、プロセッサ61aにより所定周期で繰り返し実行される処理である。所定周期の具体例としては、プロセッサ61aの演算周期や、内燃機関10の出力軸が所定角度回転する毎の周期が挙げられる。
The flowchart shown in FIG. 6 is a process repeatedly executed by the
先ず、図6のステップS1では、還元触媒に吸着されている還元剤の量(以下、吸着量と呼ぶ)を次のように推定する。ステップS1の処理を実行している時のプロセッサ61aは、特許請求の範囲に記載の吸着量推定部に相当する。この推定処理では、先ず、以下に説明する吸着速度、脱離速度、酸化速度および還元速度を演算する。
First, in step S1 of FIG. 6, the amount of reducing agent adsorbed on the reduction catalyst (hereinafter referred to as adsorption amount) is estimated as follows. The
吸着速度は、還元剤が還元触媒に吸着されることにより生じる吸着量の増量速度のことであり、尿素水添加量の前回値、加水分解割合、触媒温度および排気流量をパラメータとして算出される。これらのパラメータの値が大きいほど、概ね、吸着速度は大きい値に算出される。例えば、これらのパラメータに対応する吸着速度をマップ化して予め記憶させておき、これらのパラメータに基づきマップを参照して吸着速度を算出する。 The adsorption rate is a rate of increase in the amount of adsorption caused by the reducing agent adsorbed on the reduction catalyst, and is calculated using the previous value of the urea water addition amount, the hydrolysis rate, the catalyst temperature, and the exhaust gas flow rate as parameters. As the values of these parameters are larger, the adsorption speed is generally calculated as a larger value. For example, the adsorption speed corresponding to these parameters is mapped and stored in advance, and the adsorption speed is calculated with reference to the map based on these parameters.
尿素水添加量の前回値は、添加弁20への通電時間、および添加弁20へ供給される尿素水の圧力に基づき算出される。加水分解割合は、添加された尿素水のうち加水分解されてアンモニア(還元剤)が生成された割合のことであり、排気温度に基づき算出される。排気温度は、図示しない排気温度センサで検出してもよいし、内燃機関の運転状態に基づき推定してもよい。触媒温度は、排気温度に基づき推定される。上記排気流量は、浄化装置30に流入する排気流量を触媒容積で除算した値であり、単位容積当りの排気流入量のことである。このように定義される排気流量は、内燃機関の運転状態に基づき推定される。
The previous value of the urea water addition amount is calculated based on the energization time to the
脱離速度は、還元触媒に吸着されている還元剤が還元触媒から脱離することにより生じる吸着量の減量速度のことであり、推定吸着量の前回値および触媒温度をパラメータとして算出される。これらのパラメータの値が大きいほど、概ね、脱離速度は大きい値に算出される。例えば、これらのパラメータに対応する脱離速度をマップ化して予め記憶させておき、これらのパラメータに基づきマップを参照して脱離速度を算出する。 The desorption rate is a rate of decrease in the amount of adsorption that occurs when the reducing agent adsorbed on the reduction catalyst desorbs from the reduction catalyst, and is calculated using the previous value of the estimated amount of adsorption and the catalyst temperature as parameters. The larger the values of these parameters, the greater the desorption rate is calculated. For example, the desorption rate corresponding to these parameters is mapped and stored in advance, and the desorption rate is calculated with reference to the map based on these parameters.
酸化速度は、還元触媒に吸着されている還元剤が、NOxを還元させることなく排気中の酸素により酸化されることにより生じる吸着量の減量速度のことであり、推定吸着量の前回値、触媒温度および上記排気流量をパラメータとして算出される。これらのパラメータの値が大きいほど、概ね、酸化速度は大きい値に算出される。例えば、これらのパラメータに対応する酸化速度をマップ化して予め記憶させておき、これらのパラメータに基づきマップを参照して酸化速度を算出する。 The oxidation rate is the rate of decrease in the amount of adsorption that occurs when the reducing agent adsorbed on the reduction catalyst is oxidized by oxygen in the exhaust without reducing NOx. The temperature and the exhaust flow rate are calculated as parameters. As the values of these parameters are larger, the oxidation rate is generally calculated to be larger. For example, the oxidation rate corresponding to these parameters is mapped and stored in advance, and the oxidation rate is calculated with reference to the map based on these parameters.
還元速度は、還元触媒に吸着されている還元剤がNOxを還元させることにより生じる吸着量の減量速度のことであり、推定吸着量の前回値、触媒温度、上記排気流量、浄化装置30へのNOx流入量、およびNO2/NO比率をパラメータとして算出される。NOx流入量およびNO2/NO比率は、内燃機関の運転状態に基づき推定される。これらのパラメータの値が大きいほど、概ね、還元速度は大きい値に算出される。例えば、これらのパラメータに対応する還元速度をマップ化して予め記憶させておき、これらのパラメータに基づきマップを参照して還元速度を算出する。
The reduction rate is a reduction rate of the adsorption amount generated when the reducing agent adsorbed on the reduction catalyst reduces NOx. The previous value of the estimated adsorption amount, the catalyst temperature, the exhaust flow rate, and the
そして、脱離速度、酸化速度および還元速度を吸着速度から減算した値に、図6の処理が実行される所定周期の長さを乗算した値を、単位時間当りの吸着量として算出する。この単位時間当りの吸着量を、ステップS1の処理が実行される毎に加算していき、その累積値を推定吸着量として演算する。したがって、吸着速度が速いほど推定吸着量は多くなり、脱離速度、酸化速度および還元速度が速いほど推定吸着量は少なくなる。 Then, a value obtained by subtracting the desorption rate, the oxidation rate, and the reduction rate from the adsorption rate and the length of a predetermined cycle in which the process of FIG. 6 is performed is calculated as the adsorption amount per unit time. The adsorption amount per unit time is added every time the process of step S1 is executed, and the accumulated value is calculated as the estimated adsorption amount. Therefore, the estimated adsorption amount increases as the adsorption rate increases, and the estimated adsorption amount decreases as the desorption rate, oxidation rate, and reduction rate increase.
続くステップS2では、ステップS1で推定された推定吸着量が目標吸着量となるように添加弁20の作動を制御する。具体的には、目標吸着量に対する推定吸着量の偏差に応じて電磁コイル22への通電時間を制御することで、弁体21の開弁時間、つまり添加弁20からの尿素水の添加量を制御する。目標吸着量は、適正範囲W1の中央値A1に設定されている。適正範囲W1または中央値A1は、特性マップMの初期値、または後述するステップS10により補正された値に設定される。
In subsequent step S2, the operation of the
続くステップS3では、ステップS1で推定された推定吸着量が目標吸着量に一致しているか否かを判定する。一致していないと判定された場合には、ステップS1の処理に戻り、一致するまでステップS2の添加弁制御が継続される。一致していると判定された場合には、ステップS4の処理へ進む。 In subsequent step S3, it is determined whether or not the estimated adsorption amount estimated in step S1 matches the target adsorption amount. If it is determined that they do not match, the process returns to step S1, and the addition valve control in step S2 is continued until they match. If it is determined that they match, the process proceeds to step S4.
次のステップS4では、図4で説明した浄化率をNOxセンサ50の検出値に基づき算出し、検出された浄化率が目標浄化率未満になっているか否かを判定する。浄化率は次のように算出される。すなわち、浄化装置30へのNOx流入量から、NOxセンサ50で検出されたNOxスリップ量を減算してNOx浄化量を算出する。そして、NOx流入量に対するNOx浄化量の割合を浄化率として算出する。なお、NOxセンサ50が還元剤スリップ量を検出している場合にも、NOxスリップ量を還元剤スリップ量に置き換えて同様に浄化率を算出する。
In the next step S4, the purification rate described in FIG. 4 is calculated based on the detection value of the
ここで、実吸着量を直接検出することは困難であるため、ステップS1で演算した推定吸着量の実吸着量に対する誤差を直接チェックすることは困難である。そこでステップS4では、推定吸着量の実吸着量に対する誤差を浄化率でチェックしている。つまり、図4の特性線Maに示すように、実吸着量が目標吸着量に一致していれば十分な浄化率が得られる蓋然性が高い。よって、推定吸着量が目標吸着量に一致しているにも拘らず浄化率が目標浄化率未満になっていない場合には、推定吸着量の推定誤差が大きいとみなすことができる。そこで、検出された浄化率が目標浄化率未満になっていなければ、ステップS1での推定誤差が許容範囲を超えているとみなす。そして、ステップS4において検出された浄化率が目標浄化率未満になっていないと判定されれば、目標浄化率未満になるまでステップS1〜S3の処理を継続させ、目標浄化率未満になっていると判定された場合には、ステップS5の処理へ進む。 Here, since it is difficult to directly detect the actual adsorption amount, it is difficult to directly check the error of the estimated adsorption amount calculated in step S1 with respect to the actual adsorption amount. Therefore, in step S4, an error with respect to the actual adsorption amount of the estimated adsorption amount is checked by the purification rate. That is, as shown by the characteristic line Ma in FIG. 4, if the actual adsorption amount matches the target adsorption amount, there is a high probability that a sufficient purification rate can be obtained. Therefore, when the estimated adsorption amount is equal to the target adsorption amount, but the purification rate is not less than the target purification rate, it can be considered that the estimation error of the estimated adsorption amount is large. Therefore, if the detected purification rate is not less than the target purification rate, it is considered that the estimation error in step S1 exceeds the allowable range. And if it determines with the purification rate detected in step S4 not being less than target purification rate, the process of step S1-S3 will be continued until it will become less than target purification rate, and it is less than target purification rate. If it is determined, the process proceeds to step S5.
次のステップS5では、現状の吸着量が、適正範囲W1、過少範囲W2および過多範囲W3のいずれに該当する量であるかを識別する。具体的には、ステップS2で設定されていた目標吸着量に対して所定量だけ添加量を増量させ、その後、所定量だけ添加量を減量させるように添加弁20の作動を制御(ディザ制御)する。これらの増量および減量は所定時間(例えば数秒)実行される。そして、ディザ制御を実行して吸着量を変化させることにより生じるNOxセンサ50の検出値の変化に基づき、上記識別を行う。なお、ステップS5の処理を実行している時のプロセッサ61aは、特許請求の範囲に記載の範囲識別部に相当する。
In the next step S5, it is identified whether the current amount of adsorption corresponds to any of the appropriate range W1, the under range W2, and the over range W3. Specifically, the operation of the
例えば、ディザ制御の実行開始時点において、実際の特性線Maの適正範囲W1の中央値に実吸着量が一致している場合には、NOxセンサ50の検出値による浄化率は殆ど変化しない筈である。また、過少範囲W2に実吸着量が存在する場合には、ディザ制御に係る減量に伴い浄化率が低下し、増量によっては浄化率が変化しない筈である。また、過多範囲W3に実吸着量が存在する場合には、ディザ制御に係る増量に伴い浄化率が低下し、減量によっては浄化率が変化しない筈である。このように、ディザ制御の実行に伴い浄化率がどのように変化したかを検出することで上記識別を行う。
For example, when the actual adsorption amount matches the median value of the appropriate range W1 of the actual characteristic line Ma at the start of execution of the dither control, the purification rate based on the detected value of the
続くステップS6では、触媒温度および排気流量が共に定常状態であるか否かを判定する。具体的には、触媒温度の単位時間当たりの変化量が所定の閾値未満であれば、触媒温度が定常状態であるとみなす。また、排気流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾値未満であれば、排気流量が定常状態であるとみなす。また、定常状態でないと判定された場合には、ステップS7以降の処理を実行することなく図6の処理を終了させる。定常状態であると判定された場合には、ステップS7の処理へ進む。 In subsequent step S6, it is determined whether or not both the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate are in a steady state. Specifically, if the amount of change in the catalyst temperature per unit time is less than a predetermined threshold, the catalyst temperature is considered to be in a steady state. If the amount of change in the exhaust flow rate per unit time is less than a predetermined threshold, the exhaust flow rate is considered to be in a steady state. If it is determined that the state is not a steady state, the process of FIG. 6 is terminated without executing the processes after step S7. If it is determined that it is in a steady state, the process proceeds to step S7.
次のステップS7では、図7に示すサブルーチン処理を実行することで、還元剤の添加量を徐々に変化させるように添加弁20の作動を制御(徐変制御)する。続くステップS8では、徐変制御による添加量の変化に伴い生じる浄化率の変化量が所定量以上変化した時の浄化率である変化時浄化率R2y、R3y(図5参照)を、NOxセンサ50による検出値に基づき検出する。上記ステップS7の処理を実行している時のプロセッサ61aは徐変制御部に相当し、上記ステップS8の処理を実行している時のプロセッサ61aは変化時指標検出部に相当する。
In the next step S7, the subroutine processing shown in FIG. 7 is executed to control the operation of the
図7に示す徐変制御の処理では、先ずステップS20において、ステップS5のディザ制御による識別結果を取得する。過少範囲W2と識別されている場合には、ステップS21において、現状の吸着量を所定量ΔM2(図4参照)だけ増量させるよう添加弁20の作動を制御し、この制御を所定時間(例えば数秒)だけ継続させる。上記増量させる所定量ΔM2は、ステップS6で取得した触媒温度および排気流量に応じて可変設定される。具体的には、触媒温度が高いほど、また、排気流量が多いほど、増量させる所定量ΔM2を減らす。
In the gradual change control process shown in FIG. 7, first, in step S20, the identification result by the dither control in step S5 is acquired. If it is identified as the underrange W2, the operation of the
過多範囲W3と識別されている場合には、ステップS22において、現状の吸着量を所定量ΔM3(図4参照)だけ減量させるよう添加弁20の作動を制御し、この制御を所定時間(例えば数秒)だけ継続させる。上記減量させる所定量ΔM3は、ステップS6で取得した触媒温度および排気流量に応じて可変設定される。具体的には、触媒温度が高いほど、また、排気流量が多いほど、減量させる所定量ΔM3を減らす。
If the excessive range W3 is identified, in step S22, the operation of the
続くステップS23では、過少側変化点R2または過多側変化点R3を適正範囲W1側へ吸着量が超えたか否かを判定する。変化点R2、R3を超えた場合には、検出値の変化量に相当する浄化率変化量ΔR(図4参照)が、前回の浄化率変化量ΔRに比べて急激に小さくなる筈である。そのため、浄化率変化量ΔRが前回値に対して所定量以上変化した場合に、適正範囲W1側へ変化点R2、R3を超えたとみなすことができる。 In the subsequent step S23, it is determined whether or not the amount of adsorption has exceeded the underside change point R2 or the overside change point R3 toward the appropriate range W1. When the change points R2 and R3 are exceeded, the purification rate change amount ΔR (see FIG. 4) corresponding to the change amount of the detected value should be drastically smaller than the previous purification rate change amount ΔR. Therefore, when the purification rate change amount ΔR changes by a predetermined amount or more with respect to the previous value, it can be considered that the change points R2 and R3 have been exceeded to the appropriate range W1 side.
この点を鑑み、ステップS23では、ステップS21による増量またはステップS22による減量を実施したことに伴い生じるNOxセンサ50の検出値の変化量が、所定量以上変化したか否かを判定する。具体的には、浄化率変化量ΔRが所定値未満であるか否かを判定する。上記増量または減量後の吸着量が、継続して過少範囲W2または過多範囲W3の量である場合には、浄化率変化量ΔRが所定値以上となり、適正範囲W1の量に変化した場合には、浄化率変化量ΔRが所定値未満となるよう、上記所定値は設定されている。
In view of this point, in step S23, it is determined whether or not the amount of change in the detected value of the
ステップS23において浄化率変化量ΔRが所定値未満でないと判定された場合、上記増量後の吸着量が継続して過少範囲W2であるとみなし、または減量後の吸着量が継続して過多範囲W3であるとみなし、ステップS20の処理に戻る。そのため、現状の吸着量をさらに増量または減量させることとなる。そして、ステップS23において浄化率変化量ΔRが所定値未満であると判定された場合、図7の徐変制御を終了させる。 If it is determined in step S23 that the purification rate change amount ΔR is not less than the predetermined value, it is considered that the increased adsorption amount continues to be in the underrange W2, or the decreased adsorption amount continues to be in the excessive range W3. It returns to the process of step S20. Therefore, the current amount of adsorption is further increased or decreased. If it is determined in step S23 that the purification rate change amount ΔR is less than the predetermined value, the gradual change control in FIG. 7 is terminated.
一方、ステップS20の判定において、適正範囲W1と識別されていると判定された場合には、ステップS24において、現状の吸着量を所定量だけ増量または減量させるよう添加弁20の作動を制御し、この制御を所定時間(例えば数秒)だけ継続させる。
On the other hand, if it is determined in step S20 that the appropriate range W1 is identified, in step S24, the operation of the
続くステップS25では、過少側変化点R2または過多側変化点R3を適正範囲W1側から吸着量が超えたか否かを判定する。変化点R2、R3を超えた場合には、浄化率変化量ΔRが、前回の浄化率変化量ΔRに比べて急激に大きくなる筈である。そのため、浄化率変化量ΔRが前回値に対して所定量以上変化した場合に、適正範囲W1側から変化点R2、R3を超えたとみなすことができる。 In subsequent step S25, it is determined whether or not the amount of adsorption has exceeded the underside change point R2 or the overside change point R3 from the appropriate range W1 side. When the change points R2 and R3 are exceeded, the purification rate change amount ΔR should increase rapidly compared to the previous purification rate change amount ΔR. Therefore, when the purification rate change amount ΔR changes by a predetermined amount or more with respect to the previous value, it can be considered that the change points R2 and R3 have been exceeded from the appropriate range W1 side.
この点を鑑み、ステップS25では、ステップS24による増量または減量を実施したことに伴い生じるNOxセンサ50の検出値の変化量が所定量以上変化したか否かを判定する。具体的には、浄化率変化量ΔRが所定値以上であるか否かを判定する。ステップS24で減量させた場合において、減量後の吸着量が継続して適正範囲W1の量である場合には、浄化率変化量が所定値未満となり、過少範囲W2の量に変化した場合には、浄化率変化量が所定値以上となるよう、上記所定値は設定されている。また、ステップS24で増量させた場合において、増量後の吸着量が継続して適正範囲W1の量である場合には、浄化率変化量が所定値未満となり、過多範囲W3の量に変化した場合には、浄化率変化量が所定値以上となるよう、上記所定値は設定されている。なお、ステップS23の判定に用いられる所定値は、ステップS25の判定に用いられる所定値と同じ値に設定されている。
In view of this point, in step S25, it is determined whether or not the amount of change in the detected value of the
ステップS25において浄化率変化量が所定値以上でないと判定された場合、上記減量または増量後の吸着量が継続して適正範囲W1であるとみなし、または減量後の吸着量が継続して過多範囲W3であるとみなし、ステップS20の処理に戻る。そのため、現状の吸着量をさらに増量または減量させることとなる。そして、ステップS23において浄化率変化量が所定値以上であると判定された場合、図7の徐変制御を終了させる。 If it is determined in step S25 that the purification rate change amount is not equal to or greater than the predetermined value, the adsorption amount after the decrease or increase is regarded as being in the appropriate range W1, or the adsorption amount after the decrease is continuously excessive. It is regarded as W3, and the process returns to step S20. Therefore, the current amount of adsorption is further increased or decreased. And when it determines with the purification rate change amount being more than predetermined value in step S23, the gradual change control of FIG. 7 is complete | finished.
図6の説明に戻り、ステップS7の徐変制御を実行した後、ステップS8において、先述した変化時浄化率R2y、R3yを検出する。すなわち、特性線Maの傾きが大きく変化する変化点R2、R3のうち、適正範囲W1と過少範囲W2との境界に位置する変化点を過少側変化点R2と呼び、適正範囲W1と過多範囲W3との境界に位置する変化点を過多側変化点R3と呼ぶ。そして、過少側変化点R2での浄化率を過少側の変化時浄化率R2yとして検出し、過多側変化点R3での浄化率を過多側の浄化率R3yとして検出する。 Returning to the description of FIG. 6, after the gradual change control in step S7 is executed, in step S8, the above-described purification rates R2y and R3y at the time of change are detected. That is, among the change points R2 and R3 where the slope of the characteristic line Ma changes greatly, the change point located at the boundary between the appropriate range W1 and the underrange W2 is called the underside change point R2, and the appropriate range W1 and the overrange W3 are set. The change point located at the boundary is referred to as an excessive change point R3. Then, the purification rate at the underside change point R2 is detected as an underside change purification rate R2y, and the purification rate at the overside change point R3 is detected as an excess side purification rate R3y.
具体的には、ステップS7での徐変制御が終了した時点、つまりステップS23、S25で肯定判定された時点での浄化率を、NOxセンサ50の検出値に基づき算出する。そして、徐変制御において、ステップS21で吸着量を増量させた場合、またはステップS24で吸着量を減量させた場合には、ステップS8で検出した浄化率を、過少側変化点R2での変化時浄化率R2yとする。要するに、過少範囲W2にある吸着量が、ステップS21での増量を繰り返すことで徐々に過少側変化点R2に近づき、過少側変化点R2を超えた時点で、浄化率の傾きが所定値以上から所定値未満に変化する。また、適正範囲W1にある吸着量が、ステップS24での減量を繰り返すことで過少側変化点R2を超えた時点で、浄化率の傾きが所定値未満から所定値以上に変化する。この時点での浄化率を、過少側変化点R2での変化時浄化率R2yとみなして検出する。
Specifically, the purification rate at the time when the gradual change control in step S7 is completed, that is, when the affirmative determination is made in steps S23 and S25, is calculated based on the detected value of the
また、徐変制御において、ステップS22で吸着量を減量させた場合、またはステップS24で吸着量を増量させた場合には、ステップS8で検出した浄化率を、過多側変化点R3での変化時浄化率R3yとする。要するに、過多範囲W3にある吸着量が、ステップS22での減量を繰り返すことで過多側変化点R3を超えた時点で、浄化率の傾きの絶対値が所定値以上から所定値未満に変化する。また、適正範囲W1にある吸着量が、ステップS24での増量を繰り返すことで徐々に過多側変化点R3に近づき、過多側変化点R3を超えた時点で、浄化率の傾きの絶対値が所定値未満から所定値以上に変化する。この時点での浄化率を、過多側変化点R3での変化時浄化率R3yとみなして検出する。 Further, in the gradual change control, when the adsorption amount is decreased in step S22 or when the adsorption amount is increased in step S24, the purification rate detected in step S8 is changed at the excessive change point R3. The purification rate is R3y. In short, when the amount of adsorption in the excessive range W3 exceeds the excessive side change point R3 by repeating the decrease in step S22, the absolute value of the slope of the purification rate changes from a predetermined value to a predetermined value. Further, the adsorption amount in the appropriate range W1 gradually approaches the excess side change point R3 by repeating the increase in step S24, and when the excess amount change point R3 is exceeded, the absolute value of the slope of the purification rate is predetermined. It changes from less than the value to more than the predetermined value. The purification rate at this time point is detected as the change-time purification rate R3y at the excessive side change point R3.
図5を用いて先述したように、特性線Maの形状は、還元触媒の経時劣化により変化する。この変化の態様には所定の傾向があるため、変化時浄化率R2y、R3yが分かれば、特性線Maがどのような形状になるのかを劣化の進行度合に応じて予測できる、との知見を本発明者は得ている。 As described above with reference to FIG. 5, the shape of the characteristic line Ma changes due to deterioration with time of the reduction catalyst. Since this mode of change has a predetermined tendency, the knowledge that the characteristic line Ma can be predicted according to the degree of progress of deterioration if the change purification rates R2y, R3y are known is known. The inventor has gained.
具体的には、還元触媒の経時劣化が進行するほど、過少側変化点R2での浄化率が低下し、かつ、その過少側変化点R2での吸着量は増加する傾向がある。したがって、過少側変化点R2での浄化率(変化時浄化率R2y)を検出すれば、その検出値から過少側変化点R2での吸着量(変化時吸着量M2x)を推定できるので、過少側変化点R2の座標を推定できる。また、還元触媒の経時劣化が進行するほど、過多側変化点R3での浄化率が低下し、かつ、その過多側変化点R3での吸着量は減少する傾向がある。したがって、過多側変化点R3での浄化率(変化時浄化率R3y)を検出すれば、その検出値から過多側変化点R3での吸着量(変化時吸着量M3x)を推定できるので、過多側変化点R3の座標を推定できる。 Specifically, as the deterioration of the reduction catalyst progresses with time, the purification rate at the underside change point R2 decreases, and the amount of adsorption at the underside change point R2 tends to increase. Therefore, if the purification rate at the underside change point R2 (change-time purification rate R2y) is detected, the adsorption amount at the underside change point R2 (adsorption amount during change M2x) can be estimated from the detected value. The coordinates of the change point R2 can be estimated. Further, as the deterioration of the reduction catalyst progresses with time, the purification rate at the excessive change point R3 tends to decrease, and the amount of adsorption at the excessive change point R3 tends to decrease. Therefore, if the purification rate at the excessive change point R3 (change purification rate R3y) is detected, the adsorption amount (adsorption amount M3x at change) at the excessive change point R3 can be estimated from the detected value. The coordinates of the change point R3 can be estimated.
さらに、過少側変化点R2と過多側変化点R3とは相関が高いため、上述の如く推定した過少側変化点R2の座標から過多側変化点R3の座標を推定することができ、逆に、過多側変化点R3から過少側変化点R2を推定することもできる。したがって、過少側変化点R2および過多側変化点R3のいずれかが推定できれば、特性線Ma全体の形状も推定できる。つまり、過少側変化点R2での浄化率(変化時浄化率R2y)および過多側変化点R3での浄化率(変化時浄化率R3y)の少なくとも一方の検出値に基づき、実際の特性線Ma形状を推定できる。 Furthermore, since the underside change point R2 and the overside change point R3 are highly correlated, the coordinates of the overside change point R3 can be estimated from the coordinates of the underside change point R2 estimated as described above. The underside change point R2 can also be estimated from the overside change point R3. Therefore, if one of the underside change point R2 and the overside change point R3 can be estimated, the shape of the entire characteristic line Ma can also be estimated. That is, based on the detection value of at least one of the purification rate at the underside change point R2 (purification rate during change R2y) and the purification rate at the overside change point R3 (change purification rate R3y), the actual characteristic line Ma shape Can be estimated.
上記知見に基づき、ステップS9では、ステップS1で推定された推定吸着量を以下に説明するように補正する。すなわち、過少側変化点R2での変化時浄化率R2yに対応する過少側用の特性マップMと、過多側変化点R3での変化時浄化率R3yに対応する過多側用の特性マップMとを、ECU60が有するメモリに予め記憶させておく。これらの特性マップMの値は、触媒温度および排気流量に応じて異なる値に設定されている。具体的には、触媒温度が高いほど、浄化率に対応する吸着量が少なく設定されている。また、排気流量が多いほど、浄化率に対応する吸着量が少なく設定されている。
Based on the above knowledge, in step S9, the estimated adsorption amount estimated in step S1 is corrected as described below. That is, the characteristic map M for the underside corresponding to the purification rate R2y at the time of change at the underside change point R2 and the characteristic map M for the excess side corresponding to the purification rate R3y at the time of change at the excess side change point R3. , Stored in advance in a memory of the
そして、ステップS8で検出した浄化率が過少側の変化時浄化率R2yであった場合、その浄化率に対応する過少側用の特性マップMをメモリから取得する。一方、ステップS8で検出した浄化率が過多側の変化時浄化率R3yであった場合、その浄化率に対応する過多側用の特性マップMをメモリから取得する。そして、取得した特性マップMを参照して、ステップS8で検出された変化時浄化率R2y、R3yに基づき変化時吸着量M2x、M3xを算出する。つまり、特性マップMのうち変化時浄化率R2y、R3yに対応する変化時吸着量M2x、M3xを推定する。さらに、このようにして推定された変化時吸着量M2x、M3xに、ステップS1で推定された推定吸着量を置き換えて補正する。 If the purification rate detected in step S8 is the change rate purification rate R2y on the underside, the underside characteristic map M corresponding to the purification rate is acquired from the memory. On the other hand, when the purification rate detected in step S8 is the excessive-side change purification rate R3y, the excessive-side characteristic map M corresponding to the purification rate is acquired from the memory. Then, referring to the acquired characteristic map M, the change-time adsorption amounts M2x and M3x are calculated based on the change-time purification rates R2y and R3y detected in step S8. That is, the adsorption amounts at change M2x and M3x corresponding to the purification rates at change R2y and R3y in the characteristic map M are estimated. Furthermore, the estimated adsorption amounts estimated in step S1 are replaced with the adsorption amounts M2x and M3x at the time of change estimated in this way for correction.
したがって、次回のステップS1では、ステップS9で補正された推定吸着量に、単位時間当りの吸着量を加算して推定吸着量を更新していく。単位時間当りの吸着量は、先に説明した通り、脱離速度、酸化速度および還元速度を吸着速度から減算した値に、所定周期の長さを乗算して算出される。要するに、徐変制御を実行して変化時浄化率R2y、R3yを検出することで、特性マップMに基づいた変化時吸着量M2x、M3xを高精度で推定できる。さらに、ステップS1で推定される推定吸着量を変化時吸着量M2x、M3xに補正することで、推定吸着量の推定誤差の累積分をリセットする。 Accordingly, in the next step S1, the estimated adsorption amount is updated by adding the adsorption amount per unit time to the estimated adsorption amount corrected in step S9. As described above, the amount of adsorption per unit time is calculated by multiplying the value obtained by subtracting the desorption rate, oxidation rate, and reduction rate from the adsorption rate by the length of a predetermined period. In short, by executing the gradual change control and detecting the purification rate R2y, R3y at the time of change, the adsorption amounts M2x, M3x at the time of change based on the characteristic map M can be estimated with high accuracy. Further, by correcting the estimated adsorption amount estimated in step S1 to the change-time adsorption amounts M2x and M3x, the accumulated amount of the estimated adsorption amount estimation error is reset.
さらにステップS9では、上述の如く取得した特性マップMを現状の特性マップMとして置き換える。なお、ステップS9の処理を実行している時のプロセッサ61aは、特許請求の範囲に記載の変化時吸着量推定部に相当するとともに、ステップS1(吸着量推定部)により推定される吸着量を補正する補正部としても機能する。
In step S9, the characteristic map M acquired as described above is replaced with the current characteristic map M. The
続くステップS10では、ステップS2における添加弁制御に用いる目標吸着量を、ステップS8で検出された浄化率に基づき補正する。具体的には、検出された浄化率が小さいほど目標吸着量を減量する。或いは、補正後の特性マップMにおける適正範囲W1の中央値A1を目標吸着量に設定する。また、触媒温度が高いほど目標吸着量を減量する。続くステップS11では、ステップS4での判定に用いる目標浄化率を、ステップS8で検出された浄化率に基づき補正する。具体的には、検出された浄化率が小さいほど目標浄化率を減量する。 In subsequent step S10, the target adsorption amount used for the addition valve control in step S2 is corrected based on the purification rate detected in step S8. Specifically, the target adsorption amount is decreased as the detected purification rate is smaller. Alternatively, the median value A1 of the appropriate range W1 in the corrected characteristic map M is set as the target adsorption amount. Further, the target adsorption amount is decreased as the catalyst temperature is higher. In subsequent step S11, the target purification rate used for the determination in step S4 is corrected based on the purification rate detected in step S8. Specifically, the target purification rate is decreased as the detected purification rate is smaller.
続くステップS12では、ステップS9での推定吸着量に対する補正量の累積値、もしくはステップS11での目標浄化率に対する補正量の累積値を劣化度合として算出する。そして、上記累積値が所定値以上であるか否かを判定し、所定値未満であれば図6の処理を終了し、所定値以上であると判定された場合には、続くステップS13にて警告フラグをオンに設定する。警告フラグがオンに設定されている場合には、硫黄被毒等による還元触媒の浄化性能低下が許容を超えて進行しているとみなし、その旨を、警告表示や警告音等により車両ユーザへ報知する。 In subsequent step S12, the cumulative value of the correction amount with respect to the estimated adsorption amount in step S9 or the cumulative value of the correction amount with respect to the target purification rate in step S11 is calculated as the degree of deterioration. Then, it is determined whether or not the accumulated value is equal to or greater than a predetermined value. If the accumulated value is less than the predetermined value, the process of FIG. 6 is terminated. Set warning flag on. When the warning flag is set to ON, it is considered that the reduction in the purification performance of the reduction catalyst due to sulfur poisoning or the like has progressed beyond the allowable level, and this is notified to the vehicle user by a warning display or warning sound. Inform.
浄化装置30が新品に交換されたり、既存の浄化装置30の被毒成分が除去されたりして還元触媒の劣化が回復した場合には、警告フラグをオフにするとともに、ステップS12の判定に用いる劣化指標浄化率の現状値を初期値にリセットする。なお、ステップS12の処理を実行している時のプロセッサ61aは、特許請求の範囲に記載の異常判定部に相当する。
When the
以上により、本実施形態によれば、ステップS7による徐変制御部と、ステップS8による変化時指標検出部と、ステップS9による変化時吸着量推定部と、を備える。徐変制御部は、還元剤の添加量を徐々に変化させるように添加弁20の作動を制御する。変化時指標検出部は、徐変制御による添加量の変化に伴い生じる浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の浄化指標である変化時指標、つまり変化時浄化率R2y、R3yを、NOxセンサ50(検出装置)による検出値に基づき検出する。変化時吸着量推定部は、変化時指標検出部により検出された変化時浄化率R2y、R3yに基づき、変化時吸着量M2x、M3xを推定する。
As described above, according to the present embodiment, the gradual change control unit in step S7, the change index detection unit in step S8, and the change adsorption amount estimation unit in step S9 are provided. The gradual change control unit controls the operation of the
ここで、変化時浄化率R2y、R3yは実際の特性線Maとの相関が高い。そのため、変化時浄化率R2y、R3yを把握できればその時の吸着量(変化時吸着量)を高精度で把握できる。この点に着目した本実施形態では、徐変制御を実行して変化時浄化率R2y、R3yを検出し、検出された変化時浄化率R2y、R3yに基づき変化時吸着量M2x、M3xを推定する。 Here, the change purification rates R2y and R3y have a high correlation with the actual characteristic line Ma. Therefore, if the change purification rates R2y and R3y can be grasped, the adsorption amount at that time (change adsorption amount) can be grasped with high accuracy. In this embodiment focusing on this point, the gradual change control is executed to detect the on-change purification rates R2y and R3y, and the on-change adsorption amounts M2x and M3x are estimated based on the detected on-change purification rates R2y and R3y. .
そのため、変化時吸着量M2x、M3xを高精度で推定できるようになる。特に、浄化装置30が経年劣化することに伴い特性線Maが変化した場合であっても、変化時吸着量M2x、M3xを高精度で推定できる。しかも、上記補正に用いる変化時浄化率R2y、R3yは、添加量を徐々に変化させることで算出可能になるので、吸着量を強制的にゼロ(既知量)にする制御を不要にしつつ、変化時吸着量M2x、M3x(既知量)の推定を実現できる。
For this reason, the adsorption amounts M2x and M3x at the time of change can be estimated with high accuracy. In particular, even when the characteristic line Ma changes as the
さらに本実施形態では、ステップS1による吸着量推定部を備える。吸着量推定部は、添加弁20からの還元剤の添加量、触媒温度、および変化時吸着量M2x、M3xに基づき、徐変制御の実行停止期間における吸着量を推定する。具体的には、逐次の推定では、変化時吸着量M2x、M3xを用いることなく還元剤添加量および触媒温度等に基づき吸着量を推定し、徐変制御実行の条件を満たす毎に、変化時吸着量M2x、M3xである既知の吸着量に推定吸着量を補正する。ここで、本実施形態に反して、変化時吸着量M2x、M3xを用いることなく還元剤の添加量および触媒温度から吸着量を推定した場合には、推定誤差が累積されていき、十分な推定精度を確保できなくなることが懸念される。これに対し本実施形態では、添加量および触媒温度に加えて変化時吸着量M2x、M3xを用いて吸着量を推定するので、上記懸念を抑制できる。
Furthermore, in this embodiment, the adsorption amount estimation part by step S1 is provided. The adsorption amount estimation unit estimates the adsorption amount during the execution stop period of the gradual change control based on the addition amount of the reducing agent from the
さらに本実施形態では、ステップS2による添加弁制御部と、ステップS10による目標吸着量設定部とを備え、添加弁制御部は、吸着量推定部により推定される吸着量が目標吸着量となるよう、添加弁20の作動を制御する。目標吸着量設定部は、適正範囲W1よりも狭い範囲の値に目標吸着量を設定する。
Furthermore, in this embodiment, the addition valve control unit in step S2 and the target adsorption amount setting unit in step S10 are provided, and the addition valve control unit is configured so that the adsorption amount estimated by the adsorption amount estimation unit becomes the target adsorption amount. The operation of the
ここで、触媒温度や排気流量が変われば適正範囲W1も変わる。そのため、上記設定に反して、過少範囲W2または過多範囲W3と適正範囲W1との境界の吸着量を目標吸着量に設定した場合には、触媒温度や排気流量が僅かに変わっただけで実吸着量が適正範囲W1から外れることが懸念される。これに対し本実施形態では、上述の如く適正範囲W1よりも狭い範囲の値に目標吸着量を設定するので、上記懸念を抑制できる。特に本実施形態では、適正範囲W1の中央値A1を目標吸着量として設定するので、上記懸念をより一層抑制できる。 Here, if the catalyst temperature or the exhaust gas flow rate changes, the appropriate range W1 also changes. Therefore, contrary to the above setting, when the adsorption amount at the boundary between the underrange W2 or the excess range W3 and the appropriate range W1 is set to the target adsorption amount, the actual adsorption is performed only by slightly changing the catalyst temperature or the exhaust flow rate. There is concern that the amount deviates from the appropriate range W1. On the other hand, in this embodiment, since the target adsorption amount is set to a value in a range narrower than the appropriate range W1 as described above, the above concern can be suppressed. In particular, in this embodiment, since the median value A1 of the appropriate range W1 is set as the target adsorption amount, the above concerns can be further suppressed.
さらに本実施形態では、現状の吸着量が適正範囲W1、過少範囲W2および過多範囲W3のいずれであるかを識別する、ステップS5による範囲識別部を備える。そして、ステップS7による徐変制御部は、範囲識別部により過少範囲W2と識別されている場合には、ステップS21により添加量を徐々に増大変化させ、過多範囲W3と識別されている場合には、ステップS22により添加量を徐々に減少変化させる。また、ステップS9による変化時吸着量推定部は、変化時浄化率R2y、R3yとの相関に基づき変化時吸着量M2x、M3xを推定するにあたり、増大変化させた場合と減少変化させた場合とで上記相関を異ならせる。具体的には、増大変化時用と減少変化時用とで異なる特性マップMを用いて変化時吸着量M2x、M3xを推定する。 Furthermore, in the present embodiment, a range identifying unit is provided in step S5 that identifies whether the current adsorption amount is the appropriate range W1, the under range W2, or the over range W3. Then, the gradual change control unit in step S7 gradually increases and changes the addition amount in step S21 when the range identification unit identifies the underrange W2, and in the case where it is identified as the excessive range W3. In step S22, the addition amount is gradually decreased. Further, the change amount adsorption amount estimation unit in step S9 determines whether the change amount adsorption amounts M2x and M3x are increased or decreased when estimating the change amount adsorption amounts M2x and M3x based on the correlation with the change purification rates R2y and R3y. Differentiate the correlation. Specifically, the adsorption amounts M2x and M3x at the time of change are estimated by using different characteristic maps M for the time of increase change and for the decrease change time.
ここで、過少側変化点R2の変化時浄化率R2yが特性線Maと相関があり、過多側変化点R3の変化時浄化率R3yが特性線Maと相関があることは先述した通りである。しかし、特性線Maのうち過少範囲W2の部分は、変化時浄化率R2yの方が変化時浄化率R3yに比べて相関が高い。また、特性線Maのうち過多範囲W3の部分は、変化時浄化率R3yの方が変化時浄化率R2yに比べて相関が高い。この点を鑑みた本実施形態では、上述の如く、増大変化から変化時浄化率R2yを算出した場合と、減少変化から変化時浄化率R3yを算出した場合とで、変化時吸着量M2x、M3xの推定に用いる相関を異ならせる。そのため、2種類の変化時浄化率R2y、R3yのうち相関が高い浄化率を用いて推定することができ、変化時吸着量M2x、M3xの推定精度を向上できる。 Here, as described above, the on-change purification rate R2y of the under-side change point R2 has a correlation with the characteristic line Ma, and the on-change purification rate R3y of the over-side change point R3 has a correlation with the characteristic line Ma. However, in the portion of the characteristic line Ma in the underrange W2, the change purification rate R2y has a higher correlation than the change purification rate R3y. Further, in the characteristic line Ma, in the excessive range W3, the change purification rate R3y has a higher correlation than the change purification rate R2y. In the present embodiment in view of this point, as described above, when the change purification rate R2y is calculated from the increase change and when the change purification rate R3y is calculated from the decrease change, the change adsorption amounts M2x and M3x Different correlations are used for estimation. Therefore, it is possible to estimate using the purification rate having a high correlation among the two types of change purification rates R2y and R3y, and the estimation accuracy of the change adsorption amounts M2x and M3x can be improved.
さらに本実施形態では、ステップS7による徐変制御部は、NOxセンサ50(検出装置)による検出値に基づき検出される浄化指標が目標指標未満であることを条件として徐変制御を実行する。例えば、ステップS4で浄化指標が目標指標未満であると判定されなければ、ステップS7による徐変制御は実行されない。ここで、浄化指標が目標指標以上になっていれば、実際の吸着量を適正範囲W1内に制御できている蓋然性が高く、補正の必要性が低い。この点を鑑みた本実施形態では、浄化指標が目標指標未満であることを条件として徐変制御を実行するので、必要以上に徐変制御が実行されてしまうことを抑制できる。 Further, in the present embodiment, the gradual change control unit in step S7 executes gradual change control on the condition that the purification index detected based on the detection value by the NOx sensor 50 (detection device) is less than the target index. For example, if it is not determined in step S4 that the purification index is less than the target index, the gradual change control in step S7 is not executed. Here, if the purification index is greater than or equal to the target index, there is a high probability that the actual adsorption amount can be controlled within the appropriate range W1, and the need for correction is low. In this embodiment in view of this point, since the gradual change control is executed on condition that the purification index is less than the target index, it is possible to suppress the gradual change control from being executed more than necessary.
さらに本実施形態では、ステップS7による徐変制御部は、触媒温度および排気流量の少なくとも1つについて、単位時間あたりの変化量が所定量未満となっている定常状態であることを条件として徐変制御を実行する。例えば、ステップS6で触媒温度および排気流量が共に定常状態であると判定されなければ、ステップS7による徐変制御は実行されない。ここで、変化時浄化率R2y、R3yと特性線Maとの相関は、触媒温度や排気流量に応じて異なる。そのため、触媒温度や排気流量が変化している過渡時に徐変制御を実行して特性マップMを補正すると、補正精度が悪くなることが懸念される。この点を鑑みた本実施形態では、定常状態であることを条件として徐変制御を実行するので、上記懸念を抑制できる。 Further, in the present embodiment, the gradual change control unit in step S7 gradually changes on the condition that the change amount per unit time is a steady state that is less than a predetermined amount for at least one of the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate. Execute control. For example, if it is not determined in step S6 that both the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate are in the steady state, the gradual change control in step S7 is not executed. Here, the correlation between the change purification rates R2y, R3y and the characteristic line Ma varies depending on the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate. For this reason, if the characteristic map M is corrected by executing the gradual change control during a transition in which the catalyst temperature or the exhaust gas flow rate is changing, there is a concern that the correction accuracy may deteriorate. In the present embodiment in view of this point, since the gradual change control is executed on the condition that it is in a steady state, the above-mentioned concern can be suppressed.
さらに本実施形態では、触媒温度や排気流量に応じて上記相関が異なることを鑑みて、ステップS9による変化時吸着量推定部は、徐変制御を実行している時の触媒温度および排気流量の少なくとも1つに応じて変化時吸着量M2x、M3xを推定する。よって、変化時吸着量M2x、M3xの推定精度を向上できる。 Further, in the present embodiment, in consideration of the fact that the correlation varies depending on the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate, the change amount adsorption amount estimation unit in step S9 determines the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate when performing the gradual change control. The adsorption amounts M2x and M3x at the time of change are estimated according to at least one. Therefore, the estimation accuracy of the adsorption amounts M2x and M3x at the time of change can be improved.
さらに本実施形態では、徐変制御により検出された変化時浄化率R2y、R3yもしくは変化時吸着量M2x、M3xに基づき劣化度合を高精度で推定できる、といった効果が発揮される。これを利用して、浄化能力が異常に低くなっている異常状態であるか否かを判定する。具体的には、変化時浄化率R2y、R3yもしくは変化時吸着量M2x、M3xの初期値に対する現状値の乖離を算出する。そして、算出された乖離の値が所定値以上である場合に、NOx浄化装置30の浄化能力が異常に低くなっている異常状態であると判定する、ステップS12による異常判定部を備える。このように、本実施形態によれば、劣化度合を高精度で推定できるので、その推定結果を用いて、異常状態であるか否かを高精度で判定できる。
Furthermore, in this embodiment, the effect that the deterioration degree can be estimated with high accuracy based on the purification rates R2y and R3y during change detected by the gradual change control or the adsorption amounts M2x and M3x during change is exhibited. By using this, it is determined whether or not the purification capacity is abnormally low. Specifically, the deviation of the current value from the initial value of the change purification rates R2y, R3y or the change adsorption amounts M2x, M3x is calculated. And when the calculated deviation value is greater than or equal to a predetermined value, an abnormality determination unit in step S12 is provided that determines that the
さらに本実施形態では、徐変制御で吸着量を増量させる所定量ΔM2を、触媒温度および排気流量に応じて可変設定する。具体的には、触媒温度が高く排気流量が多いほど、増量させる所定量ΔM2を減らす。触媒温度が高いほど、また、排気流量が多いほど、過少範囲W2における特性線Maの傾きが大きくなるので、実際の過少側変化点R2を適正範囲W1側に大きく超えた点を過少側変化点として検出してしまうことを、上記所定量ΔM2を減らすことで抑制できる。よって、変化時浄化率R2yの検出精度を向上でき、ひいては変化時吸着量M2xの推定精度を向上できる。 Further, in the present embodiment, the predetermined amount ΔM2 for increasing the adsorption amount by gradual change control is variably set according to the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate. Specifically, the predetermined amount ΔM2 to be increased is decreased as the catalyst temperature is higher and the exhaust gas flow rate is higher. As the catalyst temperature is higher and the exhaust gas flow rate is higher, the slope of the characteristic line Ma in the underrange W2 becomes larger. Therefore, the point that greatly exceeds the actual underside change point R2 to the appropriate range W1 side is the underside change point. Can be suppressed by reducing the predetermined amount ΔM2. Therefore, the detection accuracy of the on-change purification rate R2y can be improved, and as a result, the estimation accuracy of the on-change adsorption amount M2x can be improved.
さらに本実施形態では、徐変制御で吸着量を減量させる所定量ΔM3を、触媒温度および排気流量に応じて可変設定する。具体的には、触媒温度が高いほど、また、排気流量が多いほど、減量させる所定量ΔM3を減らす。触媒温度が高く排気流量が多いほど、過多範囲W3における特性線Maの傾きの絶対値が大きくなるので、実際の過多側変化点R3を適正範囲W1側に大きく超えた点を過多側変化点として検出してしまうことを、上記所定量ΔM2を減らすことで抑制できる。よって、変化時浄化率R3yの検出精度を向上でき、ひいては変化時吸着量M3xの推定精度を向上できる。 Further, in the present embodiment, the predetermined amount ΔM3 for decreasing the adsorption amount by the gradual change control is variably set according to the catalyst temperature and the exhaust gas flow rate. Specifically, the predetermined amount ΔM3 to be reduced is reduced as the catalyst temperature is higher and the exhaust gas flow rate is higher. Since the absolute value of the slope of the characteristic line Ma in the excessive range W3 increases as the catalyst temperature is higher and the exhaust gas flow rate is higher, a point that greatly exceeds the actual excessive side change point R3 to the appropriate range W1 side is set as the excessive side change point. Detection can be suppressed by reducing the predetermined amount ΔM2. Therefore, the detection accuracy of the on-change purification rate R3y can be improved, and as a result, the estimation accuracy of the on-change adsorption amount M3x can be improved.
(第2実施形態)
上記第1実施形態に係る徐変制御では、吸着量を一方向に変化させていき、浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の浄化率を変化時浄化率R2y、R3yとして検出している。これに対し本実施形態では、吸着量を一方向に変化させていき、浄化指標の変化量が所定量以上変化した後、逆方向に吸着量を変化させていき、その変化に伴い浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の浄化率を変化時浄化率R2y、R3yとして検出する。
(Second Embodiment)
In the gradual change control according to the first embodiment, the adsorption amount is changed in one direction, and the purification rate when the change amount of the purification index changes by a predetermined amount or more is detected as the on-change purification rates R2y and R3y. Yes. In contrast, in this embodiment, the amount of adsorption is changed in one direction, the amount of change in the purification index is changed by a predetermined amount or more, and then the amount of adsorption is changed in the reverse direction. The purification rates when the change amount changes by a predetermined amount or more are detected as the change-time purification rates R2y and R3y.
例えば、ステップS5にて過少範囲W2と識別されている場合には、以下のように徐変制御を実行する。先ず、図8に示すように、過少範囲W2から適正範囲W1へ向けて所定量ΔM21ずつ吸着量を増量させていく制御(第1徐変制御)を実行する。第1徐変制御により適正範囲W1側へ過少側変化点R2を超えたことに伴い浄化率変化量が所定量以上変化した時点で、第1徐変制御を終了する。その後、適正範囲W1から過少範囲W2へ向けて所定量ΔM22ずつ吸着量を減量させていく制御(第2徐変制御)を実行する。 For example, when it is identified as the underrange W2 in step S5, the gradual change control is executed as follows. First, as shown in FIG. 8, control (first gradual change control) is performed in which the adsorption amount is increased by a predetermined amount ΔM21 from the under range W2 to the appropriate range W1. The first gradual change control is ended when the purification rate change amount changes by a predetermined amount or more due to exceeding the underside change point R2 toward the appropriate range W1 by the first gradual change control. Thereafter, control (second gradual change control) is performed in which the adsorption amount is decreased by a predetermined amount ΔM22 from the appropriate range W1 toward the underrange W2.
第2徐変制御により過少範囲W2側へ過少側変化点R2を超えたことに伴い浄化率変化量が所定量以上変化した時点で、第2徐変制御を終了する。そして、第2徐変制御を終了した時点での浄化率を、変化時浄化率R2yとして検出する。なお、第1徐変制御で増量させていく所定量ΔM21は、第2徐変制御で減量させていく所定量ΔM22よりも大きく設定されている。 The second gradual change control is terminated when the purification rate change amount changes by a predetermined amount or more due to exceeding the underside change point R2 toward the underrange W2 by the second gradual change control. And the purification rate at the time of complete | finishing 2nd gradual change control is detected as purification rate R2y at the time of a change. The predetermined amount ΔM21 that is increased by the first gradual change control is set larger than the predetermined amount ΔM22 that is decreased by the second gradual change control.
例えば、ステップS5にて過多範囲W3と識別されている場合には、以下のように徐変制御を実行する。先ず、図8に示すように、過多範囲W3から適正範囲W1へ向けて所定量ΔM31ずつ吸着量を減量させていく制御(第1徐変制御)を実行する。第1徐変制御により適正範囲W1側へ過多側変化点R3を超えたことに伴い浄化率変化量が所定量以上変化した時点で、第1徐変制御を終了する。その後、適正範囲W1から過多範囲W3へ向けて所定量ΔM32ずつ吸着量を増量させていく制御(第2徐変制御)を実行する。第2徐変制御により過多範囲W3側へ過多側変化点R3を超えたことに伴い浄化率変化量が所定量以上変化した時点で、第2徐変制御を終了する。そして、第2徐変制御を終了した時点での浄化率を、変化時浄化率R3yとして検出する。なお、第1徐変制御で減量させていく所定量ΔM31は、第2徐変制御で増量させていく所定量ΔM32よりも大きく設定されている。 For example, when the excessive range W3 is identified in step S5, the gradual change control is executed as follows. First, as shown in FIG. 8, a control (first gradual change control) is performed in which the adsorption amount is decreased by a predetermined amount ΔM31 from the excessive range W3 to the appropriate range W1. The first gradual change control is terminated when the purification rate change amount changes by a predetermined amount or more due to exceeding the excessive side change point R3 toward the appropriate range W1 by the first gradual change control. Thereafter, control (second gradual change control) is performed in which the adsorption amount is increased by a predetermined amount ΔM32 from the appropriate range W1 to the excessive range W3. The second gradual change control ends when the purification rate change amount changes by a predetermined amount or more due to exceeding the excessive side change point R3 toward the excessive range W3 by the second gradual change control. And the purification rate at the time of complete | finishing 2nd gradual change control is detected as the purification rate R3y at the time of a change. The predetermined amount ΔM31 that is decreased by the first gradual change control is set to be larger than the predetermined amount ΔM32 that is increased by the second gradual change control.
例えば、ステップS5にて適正範囲W1と識別されている場合には、以下のように徐変制御を実行する。先ず、適正範囲W1から過少範囲W2または過多範囲W3へ向けて所定量ずつ吸着量を変化させていく制御(第1徐変制御)を実行する。第1徐変制御により適正範囲W1側から変化点R2、R3を超えたことに伴い浄化率変化量が所定量以上変化した時点で、第1徐変制御を終了する。その後、過少範囲W2または過多範囲W3から適正範囲W1へ向けて所定量ずつ吸着量を変化させていく制御(第2徐変制御)を実行する。第2徐変制御により変化点R2、R3を超えたことに伴い浄化率変化量が所定量以上変化した時点で、第2徐変制御を終了する。そして、第2徐変制御を終了した時点での浄化率を、変化時浄化率R2y、R3yとして検出する。なお、第1徐変制御で変化させていく所定量は、第2徐変制御で変化させていく所定量よりも大きく設定されている。 For example, if the appropriate range W1 is identified in step S5, the gradual change control is executed as follows. First, control (first gradual change control) is performed in which the adsorption amount is changed by a predetermined amount from the appropriate range W1 toward the underrange W2 or the overrange W3. The first gradual change control is terminated when the purification rate change amount changes by a predetermined amount or more due to exceeding the change points R2 and R3 from the appropriate range W1 side by the first gradual change control. Thereafter, control (second gradual change control) is performed in which the adsorption amount is changed by a predetermined amount from the underrange W2 or the overrange W3 toward the appropriate range W1. The second gradual change control is terminated when the purification rate change amount changes by a predetermined amount or more due to exceeding the change points R2 and R3 by the second gradual change control. And the purification rate at the time of complete | finishing 2nd gradual change control is detected as change purification rate R2y and R3y. The predetermined amount that is changed by the first gradual change control is set larger than the predetermined amount that is changed by the second gradual change control.
上述した第1徐変制御および第2徐変制御は、図9に示す処理手順にしたがってプロセッサ61aにより所定周期で繰り返し実行されることにより実現され、図9の処理を実行している時のプロセッサ61aは、特許請求の範囲に記載の徐変制御部に相当する。図9の処理では、第1実施形態に係る図7の処理にステップS26、S27の処理を追加している。
The first gradual change control and the second gradual change control described above are realized by being repeatedly executed at a predetermined cycle by the
図9のステップS20〜ステップS25は図7と同様の処理であり、ステップS21、S22、S24により吸着量を所定量ずつ増量または減量させている時の制御が、先述した第1徐変制御に相当する。そして、ステップS23、S25にて肯定判定された時点で第1徐変制御を終了し、続くステップS26において先述の第2徐変制御を実行する。ステップS26では、第1徐変制御での増量または減量を逆転させて、さらに所定量ずつ吸着量を変化させる。 Steps S20 to S25 in FIG. 9 are the same processes as in FIG. 7, and the control when the adsorption amount is increased or decreased by a predetermined amount in steps S21, S22, and S24 is the first gradual change control described above. Equivalent to. Then, when an affirmative determination is made in steps S23 and S25, the first gradual change control is terminated, and in the subsequent step S26, the aforementioned second gradual change control is executed. In step S26, the increase or decrease in the first gradual change control is reversed, and the adsorption amount is further changed by a predetermined amount.
具体的には、ステップS21で所定量ΔM21ずつ増量させた後に第2徐変制御を実行する場合には、ステップS26では所定量ΔM22ずつ減量させる。ステップS22で所定量ΔM31ずつ減量させた後に第2徐変制御を実行する場合には、ステップS26では所定量ΔM32ずつ増量させる。ステップS24で所定量ずつ増量させた後に第2徐変制御を実行する場合には、ステップS26では所定量ずつ減量させ、ステップS24で所定量ずつ減量させた後に第2徐変制御を実行する場合には、ステップS26では所定量ずつ増量させる。 Specifically, when the second gradual change control is executed after increasing by the predetermined amount ΔM21 in step S21, the amount is decreased by the predetermined amount ΔM22 in step S26. When the second gradual change control is executed after the amount is decreased by the predetermined amount ΔM31 in step S22, the amount is increased by the predetermined amount ΔM32 in step S26. In the case where the second gradual change control is executed after being increased by a predetermined amount in step S24, the second gradual change control is executed after being decreased by a predetermined amount in step S26 and decreased by the predetermined amount in step S24. In step S26, the amount is increased by a predetermined amount.
以上により、本実施形態によれば、徐変制御部は、浄化指標の変化量が所定量以上変化するまで還元剤の添加量を所定量ずつ増量または減量させていく第1徐変制御を実行する。その後、第1徐変制御での増減を逆転して添加量を所定量ずつ増量または減量させていく第2徐変制御を実行する。そして、変化時指標検出部は、第2徐変制御による添加量の変化に伴い生じる浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の浄化指標を、変化時指標として検出する。これによれば、第1徐変制御に加えて、増減方向を異ならせた第2徐変制御を実行するので、変化時指標を検出し損なう懸念を低減でき、変化時指標の検出の確実性を向上できる。 As described above, according to the present embodiment, the gradual change control unit executes the first gradual change control for increasing or decreasing the addition amount of the reducing agent by a predetermined amount until the change amount of the purification index changes by a predetermined amount or more. To do. Thereafter, the second gradual change control is executed in which the increase and decrease in the first gradual change control is reversed to increase or decrease the addition amount by a predetermined amount. Then, the change index detection unit detects, as the change index, the purification index when the amount of change in the purification index that occurs due to the change in the addition amount by the second gradual change control changes by a predetermined amount or more. According to this, in addition to the first gradual change control, the second gradual change control in which the increase / decrease direction is changed is executed, so that it is possible to reduce the fear of failing to detect the change time index, and the certainty of detection of the change time index. Can be improved.
さらに本実施形態では、第1徐変制御で増量または減量させていく所定量ΔM21、ΔM31が、第2徐変制御で増量または減量させていく所定量ΔM22、ΔM32よりも大きく設定されている。そのため、変化時指標を精度良く検出できるとともに、その検出に要する徐変制御を短時間で完了させることができる。 Further, in the present embodiment, the predetermined amounts ΔM21 and ΔM31 that are increased or decreased by the first gradual change control are set larger than the predetermined amounts ΔM22 and ΔM32 that are increased or decreased by the second gradual change control. Therefore, it is possible to detect the change index with high accuracy and complete the gradual change control required for the detection in a short time.
(他の実施形態)
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as illustrated below. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a problem with the combination. Is also possible.
図4に示す徐変制御では、吸着量を徐々に変化させるにあたり、同じ量ずつ増量または減量させている。これに対し、増量させる所定量ΔM2または減量させる所定量ΔM3を徐々に増量または減量させていってもよい。図8に示す徐変制御でも同様にして、増量させる所定量ΔM21、ΔM32または減量させる所定量ΔM22、ΔM31を徐々に増量または減量させていってもよい。 In the gradual change control shown in FIG. 4, when the adsorption amount is gradually changed, the amount is increased or decreased by the same amount. On the other hand, the predetermined amount ΔM2 to be increased or the predetermined amount ΔM3 to be decreased may be gradually increased or decreased. Similarly, in the gradual change control shown in FIG. 8, the predetermined amounts ΔM21, ΔM32 to be increased or the predetermined amounts ΔM22, ΔM31 to be decreased may be gradually increased or decreased.
図6のステップS12では、ステップS9での補正量の累積値を劣化度合として算出しているが、所定の吸着量に対応する特性マップMでの浄化率を劣化指標浄化率とし、その劣化指標浄化率の現状値と初期値との乖離を劣化度合として算出してもよい。劣化指標浄化率の具体例としては、ステップS9にて補正された特性マップMにおける、過少側変化点R2での浄化率、過多側変化点R3での浄化率、および適正範囲W1の中央値A1での浄化率が挙げられる。 In step S12 of FIG. 6, the cumulative value of the correction amount in step S9 is calculated as the degree of deterioration, but the purification rate in the characteristic map M corresponding to the predetermined adsorption amount is set as the deterioration index purification rate, and the deterioration index. The deviation between the current value of the purification rate and the initial value may be calculated as the degree of deterioration. As a specific example of the deterioration index purification rate, the purification rate at the excessive change point R2, the purification rate at the excessive change point R3, and the median value A1 of the appropriate range W1 in the characteristic map M corrected in step S9. The purification rate at
図7に示す例では、過少側変化点R2および過多側変化点R3の一方を検出するように徐変制御し、検出された一方の変化点に係る浄化率に基づき推定吸着量を補正している。これに対し、過少側変化点R2および過多側変化点R3の両方を検出するように徐変制御し、検出された両方の変化時浄化率R2y、R3yに基づき推定吸着量を補正してもよい。 In the example shown in FIG. 7, the gradual change control is performed so as to detect one of the underside change point R2 and the overside change point R3, and the estimated adsorption amount is corrected based on the purification rate related to the detected one change point. Yes. In contrast, the gradual change control may be performed so as to detect both the underside change point R2 and the overside change point R3, and the estimated adsorption amount may be corrected based on both of the detected change purification rates R2y and R3y. .
例えば、過少範囲W2と識別された場合、適正範囲W1側へ向けて吸着量を増量させていき、変化時浄化率R2yを取得した以降も、過多範囲W3側へ向けて吸着量を増量させていき、変化時浄化率R3yも取得する。そして、変化時浄化率R3yに対応する変化時吸着量M3xを、変化時浄化率R2yに基づき補正してもよい。 For example, when it is identified as the excessive range W2, the adsorption amount is increased toward the appropriate range W1, and after the change purification rate R2y is acquired, the adsorption amount is increased toward the excessive range W3 side. The change purification rate R3y is also acquired. The change amount of adsorption M3x corresponding to the change time purification rate R3y may be corrected based on the change time purification rate R2y.
例えば、過多範囲W3と識別された場合、適正範囲W1側へ向けて吸着量を減量させていき、変化時浄化率R3yを取得した以降も、過少範囲W2側へ向けて吸着量を減量させていき、変化時浄化率R2yも取得する。そして、変化時浄化率R2yに対応する変化時吸着量M2xを、変化時浄化率R3yに基づき補正してもよい。 For example, when the excessive range W3 is identified, the adsorption amount is decreased toward the appropriate range W1, and after the change purification rate R3y is acquired, the adsorption amount is decreased toward the under range W2 side. The change purification rate R2y is also acquired. The change amount of adsorption M2x corresponding to the change time purification rate R2y may be corrected based on the change time purification rate R3y.
図1に示す例では、酸化装置40を備える浄化システムに吸着量推定装置(ECU60)が適用されているが、吸着量推定装置は、酸化装置40を備えていない浄化システムにも適用可能である。また、排気通路11aへ尿素水を添加する浄化システムに限らず、内燃機関10の燃焼に用いる燃料(炭化水素化合物)を排気通路11aへ添加する浄化システムにも、吸着量推定装置は適用可能である。
In the example illustrated in FIG. 1, the adsorption amount estimation device (ECU 60) is applied to the purification system including the
図7および図9に示す徐変制御では、適正範囲W1と識別されている場合にも、ステップS24にて吸着量を徐々に変化させて変化時浄化率を検出させている。これに対し、適正範囲W1と識別されている場合には徐変制御を禁止して、過少範囲W2または過多範囲W3と識別されている場合に、吸着量を徐々に変化させて変化時浄化率を検出させるようにしてもよい。 In the gradual change control shown in FIGS. 7 and 9, even when the appropriate range W1 is identified, the amount of adsorption is gradually changed in step S24 to detect the change purification rate. On the other hand, when it is identified as the appropriate range W1, the gradual change control is prohibited, and when it is identified as the underrange W2 or the overrange W3, the adsorption amount is gradually changed to change the purification rate at the time of change. May be detected.
図6に示すステップS1、S2、S3を廃止してもよい。この場合、推定された変化時吸着量M2x、M3xは、逐次推定される吸着量の値を補正することには用いられないものの、ステップS12による異常状態判定に用いられることとなる。 Steps S1, S2, and S3 shown in FIG. 6 may be eliminated. In this case, the estimated adsorption amounts M2x and M3x at the time of change are not used for correcting the value of the adsorption amount estimated sequentially, but are used for the abnormal state determination in step S12.
ECU60による制御装置が提供する手段および/または機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
Means and / or functions provided by the control device of the
20…添加弁、30…NOx浄化装置、50…NOxセンサ(検出装置)、60…ECU(吸着量推定装置)、M2x、M3x…変化時吸着量、R2y、R3y…変化時浄化率(変化時指標)、S7…徐変制御部、S8…変化時指標検出部、S9…変化時吸着量推定部。 20 ... Addition valve, 30 ... NOx purification device, 50 ... NOx sensor (detection device), 60 ... ECU (adsorption amount estimation device), M2x, M3x ... Adsorption amount during change, R2y, R3y ... Purification rate during change (during change) Index), S7: gradual change control unit, S8: change index detection unit, S9: change adsorption amount estimation unit.
Claims (10)
還元剤の添加量を徐々に変化させていくように前記添加弁の作動を制御する徐変制御を実行する徐変制御部(S7)と、
前記浄化装置による浄化性能を表す指標を浄化指標とし、前記徐変制御により添加量を徐々に変化させる毎に生じる前記浄化指標の変化量(ΔR)が所定量以上変化した時の前記浄化指標を変化時指標(R2y、R3y)とし、前記検出装置による検出値に基づき前記変化時指標を検出する変化時指標検出部(S8)と、
前記変化時指標検出部により検出された前記変化時指標に基づき、前記変化時指標が検出された時点での吸着量である変化時吸着量(M2x、M3x)を推定する変化時吸着量推定部(S9)と、を備える吸着量推定装置。 A purification device (30) having a catalyst for reducing and purifying NOx contained in the exhaust gas of the internal combustion engine (10), and a reducing agent added to the upstream side of the purification device in the exhaust passage (11a) of the internal combustion engine And an addition valve (20) that is disposed downstream of the purification device in the exhaust passage and a detection device (50) that detects at least one of the amount of NOx and the amount of reducing agent. In the adsorption amount estimation device for estimating the adsorption amount of the reducing agent to the purification device,
A gradual change control unit (S7) for executing a gradual change control for controlling the operation of the addition valve so as to gradually change the addition amount of the reducing agent;
The purification index when the amount of change (ΔR) of the purification index that occurs each time the addition amount is gradually changed by the gradual change control is changed by a predetermined amount or more, and the purification index when the purification performance by the purification device is used as the purification index. A change time index detection unit (S8) for detecting a change time index based on a detection value by the detection device, and a change time index (R2y, R3y);
Based on the change time index detected by the change time index detection unit, a change time adsorption amount estimation unit that estimates an adsorption amount at change (M2x, M3x) that is an adsorption amount when the change time index is detected. (S9).
前記変化量が所定未満となる前記吸着量の範囲であって、前記変化時吸着量を上限または下限とする範囲を適正範囲(W1)とし、前記適正範囲よりも狭い範囲の値に前記目標吸着量を設定する目標吸着量設定部(S10)と、
を備える請求項2に記載の吸着量推定装置。 An addition valve control unit (S2) for controlling the operation of the addition valve so that the adsorption amount estimated by the adsorption amount estimation unit becomes a target adsorption amount;
The range of the adsorption amount in which the amount of change is less than a predetermined value, the range having the upper limit or the lower limit of the adsorption amount at the time of change as an appropriate range (W1), and the target adsorption to a value in a range narrower than the appropriate range A target adsorption amount setting unit (S10) for setting the amount;
The adsorption amount estimation apparatus according to claim 2, comprising:
前記徐変制御部は、前記範囲識別部により前記過少範囲と識別されている場合には前記添加量を徐々に増大変化させ、前記範囲識別部により前記過多範囲と識別されている場合には前記添加量を徐々に減少変化させ、
前記変化時吸着量推定部は、前記変化時指標との相関に基づき前記変化時吸着量を推定するにあたり、前記増大変化させた場合と前記減少変化させた場合とで前記相関を異ならせて推定する請求項2または3に記載の吸着量推定装置。 The range of the adsorption amount in which the amount of change is less than a predetermined range, the range having the upper limit or the lower limit of the adsorption amount at the time of change as an appropriate range (W1), and the range of the adsorption amount on the side smaller than the appropriate range Is the excessive range (W2), the adsorption amount range on the side larger than the appropriate range is the excessive range (W3), and the current adsorption amount is any of the appropriate range, the underrange and the excessive range. A range identification unit (S5) for identifying
The gradual change control unit gradually increases and changes the amount of addition when the range identifying unit identifies the excessive range, and when the range identifying unit identifies the excessive range, The amount added is gradually decreased and changed
The change-time adsorption amount estimation unit estimates the change-time adsorption amount based on the correlation with the change-time index by estimating the correlation between the increase change and the decrease change. The adsorption amount estimation apparatus according to claim 2 or 3.
前記徐変制御部は、前記触媒の温度および排気流量の少なくとも1つについて、単位時間あたりの変化量が所定量未満となっている定常状態であることを条件として前記徐変制御を実行する請求項1〜5のいずれか1つに記載の吸着量推定装置。 The gradual change control unit executes the gradual change control on the condition that at least one of the temperature of the catalyst and the exhaust gas flow rate is a steady state in which a change amount per unit time is less than a predetermined amount. The adsorption amount estimation apparatus according to any one of Items 1 to 5.
The gradual change control unit executes the gradual change control on the condition that at least one of the temperature of the catalyst and the exhaust gas flow rate is a steady state in which a change amount per unit time is less than a predetermined amount. The adsorption amount estimation apparatus according to any one of Items 1 to 5.
前記変化時指標検出部は、前記第2徐変制御により添加量を徐々に変化させる毎に生じる前記浄化指標の変化量が所定量以上変化した時の前記浄化指標を、前記変化時指標として検出する請求項1〜8のいずれか1つに記載の吸着量推定装置。 The gradual change control includes a first gradual change control in which the amount of addition of the reducing agent is increased or decreased by a predetermined amount until the change amount changes by a predetermined amount or more, and after the gradual change control. A second gradual change control in which the addition amount is changed by a predetermined amount in a direction opposite to the first gradual change control,
The change index detection unit detects, as the change index, the purification index when the amount of change in the purification index that occurs each time the addition amount is gradually changed by the second gradual change control changes by a predetermined amount or more. The adsorption amount estimation apparatus according to any one of claims 1 to 8.
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