(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができるエンジンの排気処理装置を提供する。【解決手段】ＰＭ堆積推定値演算装置により、差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値Ｍが演算され、この瞬間ＰＭ堆積推定値Ｍに基づいて段階的ＰＭ堆積推定値Ｌｎが推定され、瞬間ＰＭ堆積推定値Ｍが現在の段階的ＰＭ堆積推定値Ｌｎを超えている場合には、計時装置で超えた累積時間Ｔが計測Ｓ５され、累積時間Ｔが更新判定時間ＪＴｎに至った場合には、ＰＭ堆積推定値演算装置で段階的ＰＭ堆積推定値Ｌｎが直上値Ｌｎ＋１に更新Ｓ７され、更新値Ｌｎ＋１が要再生ＰＭ堆積推定値Ｌ５に至った場合には、再生制御装置の制御により再生処理装置でＤＰＦの再生処理が実施Ｓ９されるようにした。【選択図】図３
2015183519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＦ(１)と差圧センサ(２)とＰＭ堆積推定値演算装置(３)を備え、ＤＰＦ(１)は排気経路(４)に配置され、差圧センサ(２)はＤＰＦ(１)の入口(１ａ)と出口(１ｂ)との差圧を検出し、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)は差圧センサ(２)で検出された差圧に基づいて、ＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値を演算するように構成された、エンジンの排気処理装置において、
記憶装置(５)と計時装置(６)と再生処理装置(７)と再生制御装置(８)を備え、
記憶装置(５)に、初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)から要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)まで段階的に増加する複数の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が記憶され、
ＰＭ堆積推定値演算装置(３)により、前記差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が演算され、この瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)に基づいて段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が推定され、
瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)を超えている場合には、計時装置(６)で超えた累積時間(Ｔ)が計測(Ｓ５)され、累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴｎ)に至った場合には、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が直上値(Ｌｎ＋１)に更新(Ｓ７)され、更新値(Ｌｎ＋１)が要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)に至った場合には、再生制御装置(５)の制御により再生処理装置(７)でＤＰＦ(１)の再生処理が実施(Ｓ９)されるようにした、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンの排気処理装置において、
累積時間(Ｔ)の計測中に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)以下となった場合には、計時装置(６)で累積時間(Ｔ)が一旦０にリセット(Ｓ１０)された後、累積時間(Ｔ)の計測が再開される、ことを特徴とする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に記載されたエンジンの排気処理装置において、
瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)の直上値(Ｌｎ＋１)を超えている場合には、超えていない場合よりも、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で現在の更新判定時間(ＪＴn)が短縮(Ｓ４)される、ことを特徴とする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、エンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができるエンジンの排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気処理装置として、ＤＰＦと差圧センサとＰＭ堆積値演算装置とを備え、ＤＰＦは排気経路に配置され、差圧センサはＤＰＦの入口と出口との差圧を検出し、ＰＭ堆積値演算装置は、差圧センサで検出された差圧に基づいて、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値を演算するように構成されたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種の装置によれば、ＤＰＦの目詰まりの指標となる差圧でＰＭ堆積推定値を演算するため、正確なＰＭ堆積推定値が得られるもとの期待されている。
【０００４】
この種の装置では、差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値ＭがＰＭ堆積推定値として取り扱われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８１９７２号公報(図１参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
《問題点》  ＰＭ堆積推定値の精度が低くなることがある。
この種の装置では、ＰＭ堆積推定値の精度が低くなることがある。
その理由は、差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値ＭがＰＭ堆積推定値として取り扱われているため、排気脈動等の外乱で、差圧が大きく変動すると、ＰＭ堆積推定値の精度が大幅に低下するためと推定される。
【０００７】
本発明の課題は、ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができるエンジンの排気処理装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の発明者らは、研究の結果、段階的ＰＭ堆積推定値を設定し、瞬間ＰＭ堆積推定値Ｍに基づいて段階的ＰＭ堆積推定値Ｌｎを推定することにより、排気脈動等の外乱で、差圧が大きく変動しても、その影響を受けにくく、ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができることを発見し、この発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、ＤＰＦ(１)と差圧センサ(２)とＰＭ堆積推定値演算装置(３)を備え、ＤＰＦ(１)は排気経路(４)に配置され、差圧センサ(２)はＤＰＦ(１)の入口(１ａ)と出口(１ｂ)との差圧を検出し、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)は差圧センサ(２)で検出された差圧に基づいて、ＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値を演算するように構成された、エンジンの排気処理装置において、
図１，図２に例示するように、記憶装置(５)と計時装置(６)と再生処理装置(７)と再生制御装置(８)を備え、
記憶装置(５)に、初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)から要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)まで段階的に増加する複数の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が記憶され、
図２に例示するように、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)により、前記差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が演算され、この瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)に基づいて段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が推定され、
図３に例示するように、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)を超えている場合には、計時装置(６)で超えた累積時間(Ｔ)が計測(Ｓ５)され、累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴｎ)に至った場合には、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が直上値(Ｌｎ＋１)に更新(Ｓ７)され、更新値(Ｌｎ＋１)が要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)に至った場合には、再生制御装置(５)の制御により再生処理装置(７)でＤＰＦ(１)の再生処理が実施(Ｓ９)されるようにした、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができる。  
図３に例示するように、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)を超えている場合には、計時装置(６)で超えた累積時間(Ｔ)が計測(Ｓ５)され、累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴｎ)に至った場合には、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が直上値(Ｌｎ＋１)に更新(Ｓ７)され、更新値(Ｌｎ＋１)が要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)に至った場合には、再生制御装置(５)の制御により再生処理装置(７)でＤＰＦ(１)の再生処理が実施(Ｓ９)されるようにしたので、排気脈動等の外乱で、差圧が大きく変動しても、その影響を受けにくく、ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができる。
【００１１】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができる。
図３に例示するように、累積時間(Ｔ)の計測中に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)以下となった場合には、計時装置(６)で累積時間(Ｔ)が一旦０にリセット(Ｓ１０)された後、累積時間(Ｔ)の計測が再開されるので、排気脈動等の外乱で、差圧が大きく変動しても、その影響を受けにくく、ＰＭ堆積推定値の精度を高めることができる。
【００１２】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  堆積推定の感度を高めることができる。
図３に例示するように、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)の直上値(Ｌｎ＋１)を超えている場合には、超えていない場合よりも、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で現在の更新判定時間(ＪＴn)が短縮(Ｓ４)されるので、ＰＭ堆積速度が速い場合には、これに応じて、ＰＭ堆積推定の感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る排気処理装置を備えたディーゼルエンジンの模式図である。
【図２】図１の排気処理装置による瞬間ＰＭ堆積推定値と段階的ＰＭ堆積推定値の関係を示すタイムチャートである。
【図３】図１の排気処理装置による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】
【００１４】
図１〜図３は本発明の実施形態に係るエンジンの排気処理装置を説明する図であり、この実施形態では、ディーゼルエンジンの排気処理装置について説明する。
【００１５】
このエンジンの排気処理装置の概要は、次の通りである。
このエンジン(Ｅ)の排気処理装置は、図１に示すように、ＤＰＦ(１)と差圧センサ(２)とＰＭ堆積推定値演算装置(３)を備え、ＤＰＦ(１)は排気経路(４)に配置され、差圧センサ(２)はＤＰＦ(１)の入口(１ａ)と出口(１ｂ)との差圧を検出し、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)は差圧センサ(２)で検出された差圧に基づいて、ＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値を演算するように構成されている。
【００１６】
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、排気(９)中のＰＭ(粒子状物質)を捕捉する。ＰＭ堆積推定値演算装置(３)は、エンジンＥＣＵ(１０)の演算装置である。エンジンＥＣＵは、エンジン電子制御ユニットの略称で、マイコンである。排気経路(４)は排気マニホルド(１１)から導出されている。ＤＰＦ(１)は、排気経路(４)中のＤＰＦケース(１２)に収容されている。ＤＰＦケース(１２)内には、ＤＰＦ(１)の上流側にＤＯＣ(１３)が収容されている。ＤＯＣは、ディーゼル酸化触媒の略称である。
【００１７】
図１，図２に示すように、この排気処理装置は、記憶装置(５)と計時装置(６)と再生処理装置(７)と再生制御装置(８)を備え、記憶装置(５)に、初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)から要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)まで段階的に増加する複数の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が記憶されている。
図２に示すように、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)により、前記差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が演算され、この瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)に基づいて段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が推定される。
図３に示すように、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)を超えている場合には、計時装置(６)で超えた累積時間(Ｔ)が計測(Ｓ５)され、累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴｎ)に至った場合には、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が直上値(Ｌｎ＋１)に更新(Ｓ７)され、更新値(Ｌｎ＋１)が要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)に至った場合には、再生制御装置(５)の制御により再生処理装置(７)でＤＰＦ(１)の再生処理が実施(Ｓ９)されるようにしている。
【００１８】
図１に示すように、記憶装置(５)は、エンジンＥＣＵ(１０)の記憶装置である。計時装置(６)は、エンジンＥＣＵ(１０)の計時装置である。再生処理装置(７)は、ＤＯＣ(１３)とコモンレール式燃料噴射装置(１４)とで構成され、コモンレール式燃料噴射装置(１４)のポスト噴射により、排気(９)中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を排気(９)中の酸素によりＤＯＣ(１３)で触媒燃焼させ、排気(９)を昇温させて、ＤＰＦ(１)に堆積したＰＭを焼却除去し、ＤＰＦ(１)を再生する。再生制御装置(８)は、エンジンＥＣＵ(１０)の指令装置である。
コモンレール式燃料噴射装置(１４)の各燃料インジェクタ(１４ａ)は、エンジン(Ｅ)の各シリンダ(Ｃ１)〜(Ｃ４)に挿入され、コモンレール(１４ｂ)と燃料サプライポンプ(１４ｃ)を介して燃料タンク(１４ｄ)に接続されている。
【００１９】
記憶装置(５)には、図２に示す初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)から要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)まで、段階的に増加する６個の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が記憶されている。この実施形態では、６個の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)と、更新判定時間(ＪＴｎ)とは、実験的に求められた瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)と段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)との相関に基づいて設定されている。累積時間(Ｔ)は、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)を連続して超えている時間の累積であってもよいし、断続的に超えている時間の累積であってもよい。
初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)は、工場出荷後、或いは、ＤＰＦ(１)の交換後、ＤＰＦ(１)の再生処理後に、エンジンの運転を開始した時のＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値である。
【００２０】
図３に示すように、累積時間(Ｔ)の計測中に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)以下となった場合には、計時装置(６)で累積時間(Ｔ)が一旦０にリセット(Ｓ１０)された後、累積時間(Ｔ)の計測が再開される。この場合には、累積時間(Ｔ)は、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)を連続して超えている時間の累積となる。
【００２１】
図３に示すように、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)の直上値(Ｌｎ＋１)を超えている場合には、超えていない場合よりも、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で現在の更新判定時間(ＪＴn)が短縮(Ｓ４)される。更新判定時間(ＪＴn)の短縮(Ｓ４)は、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)の直上値(Ｌｎ＋１)を所定時間超えた場合に適用される。
この場合の時間は、連続的な時間の累積であってもよいし、断続的な時間の累積であってもよい。
【００２２】
図２のタイムチャートを説明する。
現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)であり、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)を超えた累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴ０)に至った場合には、段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が初期ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)からその直上値(Ｌ１)に更新される。
なお、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ０)の直上値(Ｌ１)を所定時間超えているため、超えていない場合よりも、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で更新判定時間(ＪＴ０)は短縮されている。
【００２３】
次に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ１)を超えた累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴ１)に至った場合には、段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ１)からその直上値(Ｌ２)に更新される。
なお、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ１)の直上値(Ｌ２)を所定時間超えているため、超えていない場合よりも、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で更新判定時間(ＪＴ１)は短縮されている。
【００２４】
次に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ２)を超えた累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴ２)に至った場合には、段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ２)からその直上値(Ｌ３)に更新される。
なお、更新前の瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ２)の直上値(Ｌ３)を超えていないため、更新判定時間(ＪＴ２)は短縮されていない。
【００２５】
次に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ３)を超えた累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴ３)に至った場合には、段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ３)からその直上値(Ｌ４)に更新される。
なお、更新前、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ３)の直上値(Ｌ４)を所定時間超えているため、超えていない場合よりも、ＰＭ堆積推定値演算装置(３)で更新判定時間(ＪＴ３)は短縮されている。
【００２６】
次に、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ４)を超えた累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴ４)に至った場合には、段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌ４)からその直上値である要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)に更新される。
【００２７】
排気処理装置による処理のフローチャートは、次の通りである。
図３に示すように、ステップ(Ｓ１)では、差圧に基づく瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が演算され、ステップ(Ｓ２)に移行する。
ステップ(Ｓ２)では、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が、現在の段階的ＰＭ推定値Ｌｎを超えているか否かが判定される。判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３)に移行する。
ステップ(Ｓ３)では、瞬間ＰＭ堆積推定値(Ｍ)が、現在の段階的ＰＭ推定値Ｌｎの直上値(Ｌｎ＋１)を所定時間超えているか否かが判定される。判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ４)に移行する。
ステップ(Ｓ４)では、現在の更新判定時間(ＪＴｎ)が短縮され、ステップ(Ｓ５)に移行する。
ステップ(Ｓ５)では、超えた累積時間(Ｔ)が計測され、ステップ(Ｓ６)に移行する。
【００２８】
ステップ(Ｓ６)では、累積時間(Ｔ)が更新判定時間(ＪＴｎ)に至ったか否かが判定される。判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ７)に移行する。
ステップ(Ｓ７)では、現在の段階的ＰＭ堆積推定値(Ｌｎ)が直上値(Ｌｎ＋１)に更新され、ステップ(Ｓ８)に移行する。
ステップ(Ｓ８)では、更新値(Ｌｎ＋１)が要再生ＰＭ堆積推定値(Ｌ５)に至ったか否かが破堤される。判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ９)に移行する。
ステップ(Ｓ９)では再生処理が実施される。
【００２９】
ステップ(Ｓ２)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ１０)に移行する。
ステップ(Ｓ１０)では、累積時間(Ｔ)が一旦０にリセットされ、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ３)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ５)に移行する。
ステップ(Ｓ６)(Ｓ８)での判定が否定の場合には、いずれもステップ(Ｓ１)に戻る。
【符号の説明】
【００３０】
(１) ＤＰＦ
(１ａ) 入口
(１ｂ) 出口
(２) 差圧センサ
(３) ＰＭ堆積推定値演算装置
(４) 排気経路
(５) 記憶装置
(６) 計時装置
(７) 再生処理装置
(８) 再生制御装置
(Ｌ０) 初期ＰＭ堆積推定値
(Ｌ５) 要再生ＰＭ堆積推定値
(Ｌｎ) 段階的ＰＭ堆積推定値
(Ｌｎ＋１) 直上値
(Ｍ) 瞬間ＰＭ堆積推定値
(Ｔ) 累積時間
(ＪＴｎ) 更新判定時間
(Ｓ３) 累積時間が計測
(Ｓ５) 直上値に更新
(Ｓ７) 再生処理が実施
(Ｓ８) リセット
(Ｓ１０) 更新判定時間が短縮
【図１】
2015183519.tif 000003
【図２】
2015183519.tif 000004
【図３】
2015183519.tif 000005