(57)【要約】  【課題】ＤＰＦの設置忘れやＤＰＦの抜き取りによる排気処理装置の異常を検出することができるディーゼルエンジンの排気処理装置を提供する。  【解決手段】ＤＰＦ存否評価マップ７は、低差圧側の不存在評価領域７ｂと、存否境界領域７ａよりも高差圧側の存在評価領域７ｃを備え、不存在評価領域７ｂには不存在評価値が、存在評価領域７ｃには存在評価値がそれぞれ割り当てられ、ＤＰＦ不存在判定装置は、検出された前記差圧とエンジン実回転数に対応してＤＰＦ存否評価マップ７から読み込まれた存在評価値と不存在評価値の積算の集計結果に基づいてＤＰＦが不存在か否かを判定するように構成されている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気経路(１)に配置されたＤＰＦ(２)と、ＤＰＦ(２)の排気入口と排気出口の差圧を検出する差圧センサ(３)と、エンジン実回転数を検出するエンジン実回転数センサ(３４)と、ＤＰＦ存否評価マップ(７)と、ＤＰＦ(２)が不存在か否かを判定するＤＰＦ不存在判定装置(１０)を備え、
ＤＰＦ存否評価マップ(７)は、前記差圧が低差圧側の不存在評価領域(７ｂ)と、高差圧側の存在評価領域(７ｃ)を備え、不存在評価領域(７ｂ)には不存在評価値が、存在評価領域(７ｃ)には存在評価値がそれぞれ割り当てられ、
ＤＰＦ不存在判定装置(１０)は、検出された前記差圧とエンジン実回転数に対応してＤＰＦ存否評価マップ(７)から読み込まれた存在評価値と不存在評価値の積算の集計結果に基づいてＤＰＦ(２)が不存在か否かを判定するように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
燃料噴射量を演算する噴射量演算装置(４１)と、ＤＰＦ存否評価値の積算指令マップ(９)を備え、
積算指令マップ(９)は、前記燃料噴射量が多噴射側の積算許可領域(９ａ)と、少噴射量側の積算禁止領域(９ｂ)を備え、
積算許可領域(９ａ)には積算許可指令値が、積算禁止領域(９ｂ)には積算禁止指令値が、それぞれ割り当てられ、
ＤＰＦ不存在判定装置(１０)では、演算された燃料噴射量と検出されたエンジン実回転数に対応して積算指令マップ(９)から読み込まれた積算許可指令値と積算禁止指令値に基づいて、存在評価値と不存在評価値の積算が許可または禁止されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
計時装置(５)を備え、
ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定は、計時装置(５)で計測された所定の集計時間の経過時に行われるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
存在評価領域(７ｃ)の存在評価値は、不存在評価領域(７ｂ)の不存在評価値以上の高い評価値に設定されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ存否評価マップ(７)は、不存在評価領域(７ｂ)と存在評価領域(７ｃ)の間に設けられた存否境界領域(７ａ)を備え、存否境界領域(７ａ)では、ＤＰＦ(２)の存否が評価されない存否無評価値が割り当てられている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
不存在評価領域(７ｂ)は、存否境界領域(７ａ)に隣接する近境界不存在評価領域(７ｄ)と、近境界不存在評価領域(７ｄ)に低差圧かつ高エンジン実回転数側で隣接する遠境界不存在評価領域(７ｅ)を備え、遠境界不存在評価領域(７ｅ)の不存在評価値は、近境界不存在評価領域(７ｄ)の不存在評価値よりも不存在評価が高い値に設定され、
存在評価領域(７ｃ)は、存否境界領域(７ａ)に隣接する近境界存在評価領域(７ｆ)と、近境界存在評価領域(７ｆ)に高差圧側及び／又は低エンジン実回転数側で隣接する遠境界存在評価領域(７ｇ)を備え、遠境界存在評価領域(７ｇ)の存在評価値は、近境界存在評価領域(７ｆ)の存在評価値よりも存在評価が高い値に設定されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ存否評価マップ(７)は、エンジン実回転数が所定値未満の最低回転領域(７ｈ)を備え、最低回転領域(７ｈ)では、ＤＰＦ(２)の存否が評価されない存否無評価値が割り当てられている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
不存在報知装置(８)を備え、
ＤＰＦ(２)の不存在の判定がなされた場合には、電子制御装置(２０)が不存在報知装置(８)でＤＰＦ(２)の不存在を報知するように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
不揮発性記憶媒体(６)を備え、
ＤＰＦ(２)の不存在の判定がなされた場合には、電子制御装置(２０)が不揮発性記憶媒体(６)に判定結果を記憶させるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、ＤＰＦの設置忘れやＤＰＦの抜き取りによる排気処理装置の異常を検出することができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気処理装置として、排気経路に配置されたＤＰＦと、ＤＰＦに堆積するアッシュの堆積量を推定するアッシュ堆積量推定装置を備えたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-２０２５７３号公報(図１〜図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のものでは、ＤＰＦの設置忘れやＤＰＦの抜き取りによる異常があっても、これを検出することができない。
【０００５】
本発明の課題は、ＤＰＦの設置忘れやＤＰＦの抜き取りによる排気処理装置の異常を検出することができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＤＰＦ(２)の排気入口と排気出口の差圧を検出する差圧センサ(３)を備え、ＤＰＦ存否評価マップは、ＤＰＦの排気入口と排気出口の差圧が低差圧側の不存在評価領域と、高差圧側の存在評価領域を備え、不存在評価領域には不存在評価値が、存在評価領域には存在評価値がそれぞれ割り当てられ、ＤＰＦ存否判定装置は、検出された前記差圧とエンジン実回転数に対応してＤＰＦ存否評価マップから読み込まれた存在評価値と不存在評価値の積算の集計結果に基づいてＤＰＦが不存在か否かを判定するように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＤＰＦが不存在か否かを判定することができるため、ＤＰＦの設置忘れやＤＰＦの抜き取りによる排気処理装置の異常を検出することができる。
また、ＤＰＦの不存在の信憑性が高い低差圧側の不存在評価領域の不存在評価値と、ＤＰＦの存在の信憑性が高い高差圧側の存在評価領域の存在評価値を積算して、ＤＰＦが不存在か否かの判定を行うため、その判定の精度を高めることができる。
また、差圧とエンジン実回転数の検出に基づいて、簡易にＤＰＦが不存在か否かの判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンで用いるマップを説明する図で、図２(Ａ)は積算指令マップ上で区画された領域と、特定エンジン実回転数と特定燃料噴射量の格子点に割り当てられた指令値を示す図、図２(Ｂ)はＤＰＦ存否評価マップ上で区画された領域と、特定エンジン回転数と特定差圧の格子点に割り当てられたＤＰＦの存否評価値を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンで用いるマップを説明する図で、図３(Ａ)は積算指令マップ上で区画された領域と、特定エンジン実回転数と特定燃料噴射量の格子点を示す図、図３(Ｂ)はＤＰＦ存否評価マップ上で区画された領域と、特定エンジン回転数と特定差圧の格子点を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエンジンの電子制御装置によるＤＰＦが不存在か否かの判定処理のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るエンジンの電子制御装置によるＤＰＦ再生処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜図５は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では排気処理装置を備えた立形水冷の直列４気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１０】
このエンジンの概要は、次の通りである。
図１に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(１１)と、シリンダブロック(１１)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(１２)と、シリンダブロック(１１)の後部に設けられたフライホイール(１３)と、シリンダブロック(１１)の前部に設けられたエンジン冷却ファン(１４)と、シリンダヘッド(１２)の横一側に配置された吸気マニホルド(図示せず)と、シリンダヘッド(１２)の横他側に配置された排気マニホルド(１６)と、排気マニホルド(１６)に接続された過給機(１７)と、過給機(１７)の排気下流側に設けられた排気処理ケース(１８)と、燃料供給装置(１９ａ)と、電子制御装置(２０)を備えている。
【００１１】
吸気装置の概要は、次の通りである。
図１に示すように、吸気装置は、過給機(１７)のコンプレッサ(１７ａ)と、コンプレッサ(１７ａ)の吸気上流側に配置されたエアクリーナ(２１)と、エアクリーナ(２１)とコンプレッサ(１７ａ)の間に配置されたエアフローセンサ(２２)と、コンプレッサ(１７ａ)の吸気下流側に配置されたインタークーラ(２３)と、インタークーラ(２３)の吸気下流側に配置された吸気絞弁(２４)と、吸気絞弁(２４)の吸気下流側に配置された吸気マニホルド(図示せず)を備えている。
エアフローセンサ(２２)と、吸気絞弁(２４)の電動アクチュエータ(２４ａ)は、電子制御装置(２０)に電気的に接続されている。
電子制御装置(２０)にはエンジンＥＣＵが用いられている。ＥＣＵは電子制御ユニットの略称であり、マイコンである。
【００１２】
燃料供給装置(１９ａ)の概要は、次の通りである。
図１に示すように、燃料供給装置(１９ａ)は、コモンレール式で、各気筒に差し込まれた複数の燃料インジェクタ(２５)と、蓄圧した燃料を複数の燃料インジェクタ(２５)に分配するコモンレール(２６)と、コモンレール(２６)に燃料を圧送する燃料サプライポンプ(２７)と、燃料タンク(２８)を備えている。
燃料サプライポンプ(２７)と、燃料インジェクタ(２５)の電磁弁(２５ａ)は、電子制御装置(２０)に電気的に接続されている。電子制御装置(２０)には、アクセルセンサ(２９)と、クランク軸センサ(３０)と、気筒判別センサ(３１)が電気的に接続されている。アクセルセンサ(２９)では、アクセル設定位置の検出によりエンジン目標回転数が検出され、クランク軸センサ(３０)では、エンジン実回転数とクランク角度が検出される。気筒判別センサ(３１)では、各気筒の燃焼行程が検出される。
【００１３】
燃料供給装置(１９ａ)では、エンジンの目標回転数と実回転数の偏差に基づいて、電子制御装置(２０)でエンジン負荷が演算され、エンジンの目標回転数とエンジン負荷に応じて、燃料インジェクタ(２５)の電磁弁(２５ａ)が所定タイミングで所定時間開弁され、燃料インジェクタ(２５)から各気筒に所定タイミングで所定量の燃料(３２)が噴射される。燃料(３２)は軽油である。
【００１４】
図１に示すように、アクセルセンサ(２９)はアクセルレバー(２９ａ)の設定位置の検出によりエンジン目標回転数を検出するもので、アクセルセンサ(２９)にはポテンショメータが用いられている。
【００１５】
図１に示すように、クランク軸センサ(３０)は、フライホイール(１３)に取り付けられたクランク軸検出ディスク(３０ａ)の突起の通過を検出する。クランク軸検出ディスク(３０ａ)は、周縁に１個の起点突起と、等ピッチで設けられた多数の位相突起を備え、これら突起の通過速度に基づいて、電子制御装置(２０)でエンジン実回転数が演算され、通過した位相突起の起点突起との位相差に基づいてクランク角度が演算される。
気筒判別センサ(３１)は、動弁カム軸(図示せず)に取り付けられた気筒判別ディスク(３１ａ)の突起の通過を検出する。気筒判別ディスク(３１ａ)は、周縁に１個の突起を備え、この突起の通過に基づいて、電子制御装置(２０)で４サイクルの燃焼行程が判別される。
クランク軸センサ(３０)と気筒判別センサ(３１)には、電磁ピックアップセンサが用いられている。
【００１６】
排気装置の概要は、次の通りである。
図１に示すように、排気装置は、排気マニホルド(１６)と、排気マニホルド(１６)の排気下流側に設けられた過給機(１７)の排気タービン(１７ｂ)と、排気タービン(１７ｂ)の排気下流側に設けられた排気処理装置(３３)を備えている。排気マニホルド(１６)から排気処理装置(３３)に至る一連の経路が排気経路(１)となる。
【００１７】
排気処理装置(３３)の概要は、次の通りである。
排気処理装置(３３)は、過給機(１７)の排気タービン(１７ｂ)の排気下流側に設けられた排気処理ケース(１８)と、排気処理ケース(１８)内の排気上流側に配置されたＤＯＣ(３５)と、排気処理ケース(１８)内の排気下流側に配置されたＤＰＦ(２)を備えている。
【００１８】
ＤＰＦは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称であり、エンジン排気中のＰＭを捕捉する。ＰＭは、粒子状物質の略称である。図１に示すように、ＤＰＦ(２)には、内部に軸長方向に沿う多数のセル(２ａ)が並設され、隣り合うセル(２ａ)(２ａ)の入口と出口が交互に目封じされたウォールフロー型のセラミックハニカムが用いられている。
ＤＯＣは、ディーゼル酸化触媒の略称であり、エンジン排気中のＣＯ(一酸化炭素)、ＮＯ(一酸化窒素)、及び未燃燃料を酸化する。
ＤＯＣ(３５)には、内部に軸長方向に沿う多数のセル(３５ａ)が貫通状に並設されたフロースルー式のセラミックハニカムが用いられ、セル内には白金やパラジウムやロジウム等の酸化触媒成分が担持されている。
【００１９】
排気処理装置(３３)は、ＤＰＦ(２)の再生装置(Ｒ)を備えている。
ＤＰＦ(２)の再生装置(Ｒ)は、ＤＰＦ(２)に堆積するＰＭの堆積量を推定するＰＭ堆積量推定装置(４)と、排気昇温装置(１９)と、電子制御装置(２０)を備え、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積量が所定の再生必要値に至ったことに基づいて、電子制御装置(２０)がＤＰＦ(２)の再生処理を行うように構成され、ＤＰＦ(２)の再生処理では、排気昇温装置(１９)で排気(３９)が昇温されて、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭが焼却されるよう構成されている。
【００２０】
ＰＭ堆積量推定装置(４)は、電子制御装置(２０)で構成され、ＤＰＦ(２)の排気入口側と排気出口側の差圧を検出する差圧センサ(３)で検出された差圧に基づいて、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭの堆積量を推定する。ＤＰＦ(２)の差圧に代え、エンジン運転時間の積算値や燃料供給量の積算値に基づいて、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭの堆積量を推定してもよい。
排気昇温装置(１９)は、吸気絞弁(２４)と、燃料供給装置(１９ａ)と、ＤＯＣ(３５)と、ＤＯＣ(３５)の排気入口側の排気温度を検出するＤＯＣ入口側の排気温度センサ(３７)と、ＤＰＦ(２)の排気出口側の排気温度を検出するＤＰＦ出口側の排気温度センサ(３６)と、ＤＰＦ(２)の排気入口側の排気温度を検出するＤＰＦ入口側の排気温度センサ(３８)を備えている。
上記各センサ(３６)(３７)(３８)はいずれも電子制御装置(２０)に電気的に接続されている。
【００２１】
図１に示すように、排気処理装置(３３)では、ＤＰＦ(２)でエンジン排気(３９)中のＰＭを捕捉し、排気(３９)中のＮＯ(一酸化窒素)をＤＯＣ(３５)で酸化して得られるＮＯ２(二酸化窒素)で、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを比較的低温で連続的に酸化燃焼させるとともに、差圧センサ(３)で検出された差圧が所定の再生必要値に至ったことに基づいて、電子制御装置(２０)の制御により、コモンレール式の燃料供給装置(１９ａ)のポスト噴射で、排気(３９)に供給された未燃燃料をＤＯＣ(３５)で触媒燃焼させ、排気(３９)を昇温させ、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを、比較的高温で燃焼させて、ＤＰＦ(２)を再生する。
排気温度が低く、ＤＯＣ(３５)の入口側排気温度がＤＯＣ(３５)の活性化温度に達していない場合には、電子制御装置(２０)の制御により、吸気絞弁(２４)が絞られ、排気温度の上昇が図られる。
【００２２】
ＤＰＦの再生処理の開始時点は、次の通りである。
差圧センサ(３)で検出された差圧が再生必要値に至った時点で、ＤＯＣ(３５)の入口側排気温度がＤＯＣ(３５)の活性化温度に達しており、その時点でポスト噴射が開始される場合には、ポスト噴射の開始時点が、ＤＰＦの再生処理の開始時点となる。
差圧センサ(３)で検出された差圧が再生必要値に至った時点では、ＤＯＣ(３５)の入口側排気温度がＤＯＣ(３５)の活性化温度に達しておらず、吸気絞弁(２４)が絞られる場合には、吸気絞弁(２４)の絞り開始時点が、ＤＰＦの再生処理の開始時点となる。この場合、ＤＯＣ(３５)の入口側排気温度がＤＯＣ(３５)の活性化温度に達し、ポスト噴射が開始される時点をＤＰＦの再生処理の開始時点と定義してもよい。
【００２３】
なお、コモンレール式の燃料供給装置(１９ａ)のポスト噴射に代えて、過給機(１７)の排気タービン(１７ｂ)とＤＯＣ(３５)の間に配置した排気管燃料インジェクタ(図示せず)で排気(３９)に未燃燃料を噴射する排気管噴射を用いてもよい。また、コモンレール式の燃料供給装置(１９ａ)のポスト噴射に代えて、電気ヒータの発熱や、排気絞弁の排気絞りにより排気昇温を行ってもよい。
【００２４】
図１に示すように、このエンジンは、排気経路(１)に配置されたＤＰＦ(２)と、ＤＰＦ(２)の排気入口と排気出口の差圧を検出する差圧センサ(３)と、エンジン実回転数を検出するエンジン実回転数センサ(３４)と、ＤＰＦ存否評価マップ(７)と、ＤＰＦ(２)が不存在か否かを判定するＤＰＦ不存在判定装置(１０)を備えている。
【００２５】
図２(Ｂ)に示すように、ＤＰＦ存否評価マップ(７)は、前記差圧が低差圧側の不存在評価領域(７ｂ)と、高差圧側の存在評価領域(７ｃ)を備え、不存在評価領域(７ｂ)には不存在評価値が、存在評価領域(７ｃ)には存在評価値がそれぞれ割り当てられている。
ＤＰＦ不存在判定装置(１０)は、検出された前記差圧とエンジン実回転数に対応してＤＰＦ存否評価マップ(７)から読み込まれた存在評価値と不存在評価値の積算の集計結果に基づいてＤＰＦ(２)が不存在か否かを判定するように構成されている。
【００２６】
このエンジンでは、ＤＰＦ(２)が不存在か否かを判定することができるため、ＤＰＦ(２)の設置忘れやＤＰＦ(２)の抜き取りによる排気処理装置の異常を検出することができる。
また、ＤＰＦ(２)の不存在の信憑性が高い低差圧側の不存在評価領域(７ｂ)の不存在評価値と、ＤＰＦ(２)の存在の信憑性が高い高差圧側の存在評価領域(７ｃ)の存在評価値を積算して、ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定を行うため、その判定精度を高めることができる。
また、差圧とエンジン実回転数の検出に基づいて、簡易にＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定を行うことができる。
【００２７】
図１に示すように、燃料噴射量を演算する噴射量演算装置(４１)と、ＤＰＦ存否評価値の積算指令マップ(９)を備えている。
図２(Ａ)に示すように、積算指令マップ(９)は、前記燃料噴射量が多噴射側の積算許可領域(９ａ)と、少噴射量側の積算禁止領域(９ｂ)を備えている。
積算許可領域(９ａ)には積算許可指令値が、積算禁止領域(９ｂ)には積算禁止指令値が、それぞれ割り当てられている。
ＤＰＦ不存在判定装置(１０)では、演算された燃料噴射量と検出されたエンジン実回転数に対応して積算指令マップ(９)から読み込まれた積算許可指令値と積算禁止指令値に基づいて、存在評価値と不存在評価値の積算が許可または禁止されるように構成されている。
【００２８】
このエンジンでは、ＤＰＦの存否評価の信憑性が高い多噴射側の積算許可領域(９ａ)の積算許可指令値と、ＤＰＦの存否評価の信憑性が低い少噴射側の積算禁止領域(９ｂ)の積算禁止指令値に基づいて、存在評価値と不存在評価値の積算が許可または禁止されるため、ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定の精度を高めることができる。
【００２９】
図１に示すように、このエンジンは、計時装置(５)を備え、図４に示すように、ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定は、計時装置(５)で計測された所定の集計時間の経過時に行われるように構成されている。
このエンジンでは、所定の集計時間の経過時に判定がなされるため、判定時間の不要な長期化を避けることができる。
【００３０】
図２(Ｂ)に示すように、存在評価領域(７ｃ)の存在評価値は、不存在評価領域(７ｂ)の不存在評価値以上の高い評価値に設定されている。
このエンジンでは、存在評価値が不存在評価値よりも高い評価値に設定されているため、不存在判定の誤判定が起こりにくく、エンジン使用者のＤＰＦ(２)の抜き取り等の不正が疑われる不存在判定の精度を高め、エンジン使用者に不当な嫌疑がかかるのを防止することができる。
【００３１】
図２(Ｂ)に示すように、ＤＰＦ存否評価マップ(７)は、不存在評価領域(７ｂ)と存在評価領域(７ｃ)の間に存否境界領域(７ａ)を備え、存否境界領域(７ａ)では、ＤＰＦ(２)の存否が評価されない存否無評価値が割り当てられている。
このエンジンでは、ＤＰＦ(２)の存否評価が不確かな存否境界領域(７ａ)では存否無評価値が割り当てられているため、ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定の精度を高めることができる。
【００３２】
図２に示すように、不存在評価領域(７ｂ)は、存否境界領域(７ａ)に隣接する近境界不存在評価領域(７ｄ)と、近境界不存在評価領域(７ｄ)に低差圧かつ高エンジン実回転数側で隣接する遠境界不存在評価領域(７ｅ)を備え、遠境界不存在評価領域(７ｅ)の不存在評価値は、近境界不存在評価領域(７ｄ)の不存在評価値よりも不存在評価が高い値に設定されている。
存在評価領域(７ｃ)は、存否境界領域(７ａ)に隣接する近境界存在評価領域(７ｆ)と、近境界存在評価領域(７ｆ)に高差圧側及び低エンジン実回転数側で隣接する遠境界存在評価領域(７ｇ)を備え、遠境界存在評価領域(７ｇ)の存在評価値は、近境界存在評価領域(７ｆ)の存在評価値よりも存在評価が高い値に設定されている。
このエンジンでは、ＤＰＦ(２)の不存在評価の信憑性が高い遠境界不存在評価領域(７ｅ)と、存在評価の信憑性が高い遠境界存在評価領域(７ｇ)では、存否評価が高い値に設定されているため、ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定精度が高まる。
【００３３】
図２(Ｂ)に示すように、ＤＰＦ存否評価マップ(７)は、エンジン実回転数が所定値未満の最低回転領域(７ｈ)を備え、最低回転領域(７ｈ)では、ＤＰＦ(２)の存否が評価されない存否無評価値が割り当てられている。
このエンジンでは、ＤＰＦ(２)の存否評価が不確かな最低回転領域(７ｈ)では存否無評価値が割り当てられているため、ＤＰＦ(２)が不存在か否かの判定の精度を高めることができる。
【００３４】
図１に示すように、不存在報知装置(８)を備え、ＤＰＦ(２)の不存在の判定がなされた場合には、電子制御装置(２０)が不存在報知装置(８)でＤＰＦ(２)の不存在を報知するように構成されている。
このエンジンでは、ＤＰＦ(２)の不存在の報知により、エンジン使用者にＤＰＦ(２)の設置の必要を勧告することができる。
【００３５】
図１に示すように、不揮発性記憶媒体(６)を備え、ＤＰＦ(２)の不存在の判定がなされた場合には、電子制御装置(２０)が不揮発性記憶媒体(６)に判定結果を記憶させるように構成されている。
このエンジンでは、ＤＰＦ(２)の不存在の判定が不揮発性記憶媒体(６)に記憶されるため、ＤＰＦ(２)の不存在の判定の履歴を事後的に確認することができる。
【００３６】
図１に示すように、不揮発性記憶媒体(６)と計時装置(５)は電子制御装置(２０)に内蔵されている。ＰＭ堆積量推定装置(４)とＤＰＦ不存在判定装置(１０)は、電子制御装置(２０)で構成されている。
不揮発性記憶媒体(６)には、フラッシュメモリ、Ｐ−ＲＯＭ、ＥＰ−ＲＯＭ、Ｅ２Ｐ−ＲＯＭを用いることができる。不揮発性記憶媒体(６)には、ＤＰＦ存否評価マップ(７)や積算指令マップ(９)も記憶されている。
不存在報知装置(８)は、電子制御装置(２０)に電気的に接続された警報ランプで構成され、警報は、警報ランプの点灯により発せられる。警報ランプには、発光ダイオードが用いられている。
不存在報知装置(８)には、警報ランプに代えて、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイを用いることができ、警報は、文字、図形、記号の表示により発せられるようにしてもよい。ＥＬはエレクトロルミネッセンスの略称である。
不存在報知装置(８)には、警報ランプに代えて、警報ブザーや、警報ベル等の警報音発生装置を用いることができ、警報は警報音により発せられるようにしてもよい。
【００３７】
不揮発性記憶媒体(６)に記憶されるＤＰＦ(２)の不存在の判定は、故障診断コードによって異常データとして記憶される。
不揮発性記憶媒体(６)に記憶された異常データは、サービスマンの点検、規制当局からの報告要請等に基づき、故障診断ツールで不揮発性記憶媒体(６)から読み取られ、ＤＰＦ(２)の不存在の履歴が事後に確認される。
故障診断コードは、複数桁の数字や記号で示される。
故障診断ツールには、故障診断プログラムをインストールしたノートパソコンや携帯用端末等を用いることができる。
【００３８】
図２(Ａ)に示す積算指令マップ(９)には、特定エンジン実回転数と特定燃料噴射量に対応する積算許可指令値または積算禁止指令値が割り当てられている。
すなわち、積算許可領域(９ａ)では特定エンジン実回転数と特定燃料噴射量の格子点に積算許可指令値である「１」の値が割り当てられ、積算禁止領域(９ｂ)では特定エンジン実回転数と特定燃料噴射量の格子点に積算禁止指令値である「０」の値が割り当てられている。
例えば、積算許可領域(９ａ)のエンジン実回転数が２０００ｒｐｍで、燃料噴射量が６の格子点には積算許可指令値である「１」の値が割り当てられ、積算禁止領域(９ｂ)の特定エンジン実回転数が１０００ｒｐｍと特定燃料噴射量が１の格子点に積算禁止指令値である「０」の値が割り当てられている。
図３(Ａ)に示す格子点中間での運転状態の場合、マップ上の複数の格子点から最適値を補完して、積算指令値が決定される。
なお、図２(Ａ)，図３(Ａ)に示す燃料噴射量は、エンジンの吸入、圧縮、燃焼及び排気の４行程１サイクル中に１つのシリンダに噴射される燃料の噴射量で、所定の軽負荷運転時の噴射量を基本単位１とした場合の単位数で示す。
【００３９】
図２(Ｂ)に示すＤＰＦ存否評価マップ(７)には、特定エンジン実回転数と差圧に対応する存在無評価値、存在評価値または不存在評価値が割り当てられている。
すなわち、存否境界評価領域(７ａ)と最低回転領域(７ｈ)では特定エンジン実回転数と特定差圧の格子点に存在無評価値である「０．０」が割り当てられ、不存在評価領域(７ｂ)では格子点に不存在評価値である「正の値」が、存在評価領域(７ｃ)では格子点に存在評価値である「負の値」が、それぞれ割り当てられ、不存在評価領域(７ｂ)の遠境界不存在評価領域(７ｅ)では近境界不存在評価領域(７ｄ)よりも格子点に割り当てられる不存在評価値である「正の値」の絶対値が大きく、存在評価領域(７ｃ)の遠境界存在評価領域(７ｇ)では近境界存在評価領域(７ｆ)よりも格子点に割り当てられる存在評価値である「負の値」の絶対値が大きい。
例えば、存否境界領域(７ａ)のエンジン実回転数２０００ｒｐｍで差圧１．５ｋＰａ(キロパスカル)の格子点と、最低回転領域(７ｈ)の５００ｒｐｍで２．０ｋＰａの格子点に存在無評価値である「０．０」の値が割り当てられ、近境界不存在評価領域(７ｄ)の２０００ｒｐｍで０．５ｋＰａの格子点に不存在評価値の「０．４」の値が割り当てられ、遠境界不存在評価領域(７ｅ)の３０００ｒｐｍで０．０ｋＰａの格子点に不存在評価値である「１．０」の値が割り当てられ、近境界存在評価領域(７ｆ)の２０００ｒｐｍで２．５ｋＰａの格子点に存在評価値である「−０．５」の値が割り当てられ、遠境界存在評価領域(７ｇ)の１０００ｒｐｍで３．５ｋＰａの格子点に存在評価値である「−５．０」の値が割り当てられている。
図３(Ｂ)に示す格子点中間での運転状態の場合、マップ上の複数の格子点から最適値を補完して、存在無評価値、不存在評価値、または存在評価値が決定される。
【００４０】
電子制御装置によるＤＰＦが不存在か否かの判定の処理の手順を、図４のフローチャートで説明する。
図４に示すように、ステップ(Ｓ１)では集計開始条件が満たされたか否かが判定され、判定は肯定されるまで繰り返され、判定が肯定されると、ステップ(Ｓ２)に移行する。
集計開始条件は、最初は、エンジン出荷後のエンジン運転時間の積算値が所定値に至った時、その後は、先のＤＰＦが不存在か否かの判定時からエンジン運転時間の積算値が所定値に至った時である。
ステップ(Ｓ２)では、燃料噴射量の演算、エンジン実回転数の読込み、差圧の読込みがなされ、ステップ(Ｓ３)に移行する。
ステップ(Ｓ３)で、積算許可指令が有ったか否かが判定され、積算許可指令値の入力があった場合には積算許可指令有りの判定がなされ、ステップ(Ｓ４)に移行する。ステップ(Ｓ３)では、積算許可指令がなく、積算禁止指令値の入力があった場合には、ステップ(Ｓ２)に戻る。
【００４１】
ステップ(Ｓ４)では、入力された積算許可指令の基礎となったデータ入力時のエンジン実回転数と差圧に対応する存否評価マップのＤＰＦの存在評価値または不存在評価値を積算し、ステップ(Ｓ５)に移行する。
ステップ(Ｓ５)では、所定の集計時間が経過したか否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ６)に移行する。ステップ(Ｓ５)での判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ２)に戻る。
ステップ(Ｓ６)ではＤＰＦが不存在か否かの判定がなされ、不存在の判定がなされた場合には、ステップ(Ｓ７)に移行する。ステップ(Ｓ６)では、積算値の集計結果が「正」の値であった場合には、「ＤＰＦが不存在」の判定がなされ、積算値の集計結果が「０．０」の値または「負」の値であった場合には、「ＤＰＦが不存在」との判定はなされない。
ステップ(Ｓ６)で「ＤＰＦが不存在」との判定がなされなかった場合には、ステップ(Ｓ１)に戻る。
【００４２】
ステップ(Ｓ７)では、不揮発性記憶媒体(６)にＤＰＦの不存在が記憶され、ステップ(Ｓ８)に移行し、不存在報知装置(８)でＤＰＦの不存在の報知を開始し、ステップ(Ｓ９)ではＤＰＦが不存在か否かの再判定がなされる。ステップ(Ｓ９)での再判定は、ＤＰＦの設置により、判定が否定されると、ステップ(Ｓ１０)でＤＰＦの不存在の報知を終了する。ステップ(Ｓ９)での再判定は、ＤＰＦの不存在が否定されるまで繰り返され、その間、ステップ(Ｓ８)で開始されたＤＰＦの不存在の報知は継続される。
なお、ステップ(Ｓ９)でのＤＰＦの不存在の判定は、ステップ(Ｓ２)〜(Ｓ５)と同様、存否評価マップのＤＰＦの存否評価値を集計し、所定の集計時間が経過した時に行う。
【００４３】
電子制御装置(２０)によるＤＰＦの再生処理の手順を図５のフローチャートで説明する。
図５に示すように、ステップ(Ｓ１１)でＤＰＦ(２)に堆積するＰＭの堆積推定値が再生必要値に至ったか否かが判定される。ステップ(Ｓ１１)での判定は肯定されるまで繰り返され、判定が肯定されると、ステップ(Ｓ１２)でＤＯＣ(３５)が活性化温度に至っているか否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ１３)でＤＰＦ(２)の再生が開始され、ステップ(Ｓ１４)でＤＰＦ(２)の再生終了条件が満たされたか否かが判定され、判定が肯定された場合には、処理は終了し、判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ１２)に戻る。
【００４４】
再生終了条件は、ポスト噴射により、ＤＰＦ入口排気温度が所定の再生要求温度(例えば５００°Ｃ前後)を維持した積算時間が所定の終了設定時間(例えば２０分)に至ることである。
尚、ＤＰＦ(２)の再生途中で、ＤＰＦ出口側排気温度が異常高温(例えば７００°Ｃ前後)に至った場合には、ＤＰＦ(２)の熱損傷を避けるため、ポスト噴射は中止される。
【００４５】
ステップ(Ｓ１２)で、ＤＯＣ(３５)の入口側排気温度がＤＯＣ(３５)の活性化温度に達していない場合には、ステップ(Ｓ１５)で吸気絞弁(２４)による吸気絞りで、排気(３９)が昇温され、ステップ(Ｓ１２)に戻る。
【符号の説明】
【００４６】
(１)…排気経路、(２)…ＤＰＦ、(３)…差圧センサ、(５)…計時装置、(６)…不揮発性記憶媒体、(７)…ＤＰＦ存否評価マップ、(７ａ)…存否境界領域、(７ｂ)…不存在評価領域、(７ｃ)…存在評価領域、(７ｄ)…近境界不存在評価領域、(７ｅ)…遠境界不存在評価領域、(７ｆ)…近境界存在評価領域、(７ｇ)…遠境界存在評価領域、(７ｈ)…最低回転領域、(８)…不存在報知装置、(９)…積算指令マップ、(９ａ)…積算許可領域、(９ｂ)…積算禁止領域、(１０)…ＤＰＦ不存在判定装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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