(57)【要約】【課題】排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量を正確に検出することができ、ＤＰＦの再生時期を正確に判定できる排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置及び検出方法を提供する。【解決手段】エンジンから排出されるパティキュレートを排ガスが流通する担体壁により濾過して大気への排出を防止する排ガス浄化フィルタの前後差圧を検出し、排ガス中に含まれる不燃成分量を推定し、エンジンの運転状態に基づいて推定不燃成分量の担体壁への堆積状態を推定する。そして、排ガス浄化フィルタの前後差圧及び不燃成分量の担体壁への堆積状態とに基づいて、排ガス浄化フィルタに堆積するパティキュレート量を検出する(ステップＳ２，Ｓ３)。【選択図】図６
2007270827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出されるパティキュレートを排ガスが流通する担体壁により濾過して大気への排出を防止する排ガス浄化フィルタの前後差圧を検出するフィルタ圧損検出手段と、
排ガス中に含まれる不燃成分量を推定する不燃成分量推定手段と、
エンジンの運転状態に基づいて、前記推定される不燃成分量の前記担体壁への堆積状態を推定する不燃成分堆積状態推定手段と、
を備え、
前記排ガス浄化フィルタの前後差圧と前記不燃成分の担体壁への堆積状態とに基づいて、前記排ガス浄化フィルタに堆積するパティキュレート量を検出するパティキュレート堆積量検出手段と、
を有する排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項２】
前記不燃成分堆積状態推定手段は、前記運転状態としてエンジンのオイル消費量及び走行距離に基づいて前記担体壁への堆積状態を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項３】
前記不燃成分堆積状態推定手段は、前記排ガス浄化フィルタが再生温度以上のときは、前記排ガス浄化フィルタの温度が再生温度以下のときに比して、前記不燃成分の担体壁への堆積割合が大きくなるように推定する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項４】
前記不燃成分堆積状態推定手段は、前記排ガス浄化フィルタを通過する排ガス流量が所定値以上のときは、前記排ガス浄化フィルタを通過する排ガス流速が所定値以下のときに比して、前記不燃成分の担体壁への堆積割合が大きくなるように推定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項５】
前記パティキュレート堆積量検出手段は、前記不燃成分堆積状態推定手段によって推定される担体壁への堆積状態に基づいて不燃成分によって閉塞されない担体壁の割合(濾過面積割合)を利用し、以下の式に基づいてパティキュレート堆積量を検出する、
【数１】
2007270827.tif 000009
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項６】
前記係数ｃ1，ｃ2は、前記不燃成分によって閉塞されない担体壁の割合が大きくなるにつれて増加し、
前記係数ｃ3，ｃ4は、前記不燃成分によって閉塞されない担体壁の割合が大きくなるにつれて減少する、
ことを特徴とする請求項５に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項７】
前記係数ｃ1，ｃ2は、前記不燃成分によって閉塞されない担体壁の割合が大きくなると段階的に増加し、
前記係数ｃ3，ｃ4は、前記不燃成分によって閉塞されない担体壁の割合が大きくなると段階的に減少する、
ことを特徴とする請求項５に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置。
【請求項８】
請求項１に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置を有する、
ことを特徴とする排気装置。
【請求項９】
請求項１に記載の排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置を有する、
ことを特徴とするエンジン。
【請求項１０】
エンジンから排出されるパティキュレートを濾過して大気への排出を防止する排ガス浄化フィルタの前後差圧を検出するフィルタ圧損検出工程と、
エンジンの運転状態に基づいて排ガス中に含まれる不燃成分量を推定する不燃成分量推定工程と、
前記排ガス浄化フィルタの担体壁に、排ガス中に含まれる不燃成分が堆積しておらず、不燃成分によって閉塞されることなくパティキュレートを濾過できる割合を、前記排ガス浄化フィルタの状態に基づいて検出する濾過割合検出工程と、
前記排ガス浄化フィルタの前後差圧及び前記パティキュレートを濾過できる割合とに基づいて、前記排ガス浄化フィルタに堆積するパティキュレート量を検出するパティキュレート堆積量検出工程と、
を有する排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排出される排ガス中に含まれる排気微粒子を捕捉して大気への排出を防止する排ガス浄化フィルタに堆積したパティキュレートの堆積量を推定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンは、排ガスの浄化対策として排気通路に粒子状物質(Particulate Matter；以下「ＰＭ」という)を捕捉するディーゼルパーティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter；以下「ＤＰＦ」という)を装着している。ＤＰＦがＰＭを捕捉し続けると、やがて目詰まりを生じてしまう。そこでＰＭがある程度堆積したら排ガス温度を上昇させて、堆積したＰＭを強制的に燃焼除去してＤＰＦを再生する。
【０００３】
ＤＰＦの再生が必要なほどＰＭが堆積したか否かは、ＤＰＦの入口と出口との差圧(前後差圧)に基づいて判定している(例えば特許文献１)。
【特許文献１】特開２００２−９７９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述した従来の方法では、運転状態によってはＰＭ堆積量を正確に推定することができず、ＤＰＦの再生時期を正確には判定できないことがあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量を正確に検出することができ、ＤＰＦの再生時期を正確に判定できる排ガス浄化フィルタのパティキュレート堆積量検出装置及び検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、エンジン(１０)から排出されるパティキュレートを排ガスが流通する担体壁により濾過して大気への排出を防止する排ガス浄化フィルタ(５２)の前後差圧を検出するフィルタ圧損検出手段(６１)と、排ガス中に含まれる不燃成分量を推定する不燃成分量推定手段(ステップＳ１３、ステップＳ１０２)と、エンジンの運転状態に基づいて、前記推定される不燃成分量の前記担体壁への堆積状態を推定する不燃成分堆積状態推定手段(ステップＳ１５、ステップＳ１０９)とを備える。そして、排ガス浄化フィルタ(５２)の前後差圧及び不燃成分量の担体壁への堆積状態とに基づいて、排ガス浄化フィルタ(５２)に堆積するパティキュレート量を検出するパティキュレート堆積量検出手段(ステップＳ２，Ｓ３)とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、不燃成分量の担体壁への堆積状態に基づいて、排ガス浄化フィルタに堆積するパティキュレート量を検出するようにしたので、パティキュレート堆積量を正確に検出できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。まず初めに、本発明の理解を容易にするために、図面を参照して発明者の知見について説明する。
(第１実施形態)
図１はＤＰＦの断面を拡大した模式図である。図１(Ａ)はＰＭが堆積していない状態を示し、図１(Ｂ)はＰＭが堆積している状態を示す。また図中の矢印は排ガス通流を示す。
【００１０】
従来から、ＤＰＦの圧力損失ΔＰに基づいてＤＰＦのＰＭ堆積状態を推定し、ＤＰＦの再生時期を判断している。これについて説明する。
【００１１】
ＤＰＦは、例えばコージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造である。ＤＰＦには、多孔質薄壁((担体壁)によって格子状に流路が区画される。図１に示すように、各流路の入口は、交互に目封じされる。入口が目封じされない流路は、出口が目封じされる。ＤＰＦに流入した排ガスは、図中の矢印で示すように、各流路を区画する多孔質薄壁を透過して下流へ排出される。
【００１２】
ここでＰＭが堆積していない場合のＤＰＦ担体(多孔質薄壁)による圧力損失ΔＰwallは次式(１)で表される。
【００１３】
【数１】
2007270827.tif 000003
【００１４】
ここで右辺の第１項(k1μQ)は管摩擦による圧力損失であり、第２項(k2ρQ2)は速度変化による圧力損失である。
【００１５】
またＤＰＦ担体にＰＭが堆積した場合に、堆積したＰＭによる圧力損失ΔＰpmは次式(２)で表される。
【００１６】
【数２】
2007270827.tif 000004
【００１７】
したがってＰＭが堆積した場合のＤＰＦの圧力損失ΔＰは次式(３)で表される。
【００１８】
【数３】
2007270827.tif 000005
【００１９】
この(３)式から次式(４)が導かれる。
【００２０】
【数４】
2007270827.tif 000006
【００２１】
したがってＤＰＦの圧力損失ΔＰに基づいてＤＰＦに堆積するＰＭ量Ｍpmを求めることができる。
【００２２】
ところが発明者の研究によって運転状態によっては上述の方法でＰＭ堆積量を誤検出することが知見された。発明者は、この原因がエンジンオイル中の添加剤による不純物などの不燃成分であるAsh(灰分)の影響であるとの知見を得た。この点について図２〜図４を参照して詳述する。図２は、ディーゼルエンジンの通常運転におけるＤＰＦの作用を説明する模式図である。図２(Ａ)はＰＭを捕捉する様子を示し、図２(Ｂ)はＰＭを再生した後のAshの堆積状態を示す。図３は、ディーゼルエンジンの高速走行におけるＤＰＦのAshの堆積状態を示す模式図である。図４は、ＤＰＦのAsh堆積量とＤＰＦの圧力損失ΔＰとの関係を示す図である。なお図２，図３においてＰＭを白丸で示し、Ashを黒丸で示す。
【００２３】
通常運転時には、図２(Ａ)に示すように、排ガスに含まれるＰＭが、多孔質薄壁の内側表面で捕捉されて堆積する。またそのＰＭとともにAshも堆積する。そして捕捉されたＰＭの一部はＤＰＦで燃焼するものの、ＤＰＦの温度(ＢＥＤ温度)が高温でなければ燃焼量は少なく、ＰＭの燃焼量よりも堆積量のほうが多いこととなる。この状態が継続しＤＰＦがＰＭを捕捉し続けると、やがて目詰まりを生じてしまう。そこでＰＭがある程度堆積したら排ガス温度を上昇させて、堆積したＰＭを強制的に燃焼除去する。
【００２４】
ところが、排ガス温度を上昇させて堆積したＰＭを燃焼しても、Ashは燃焼しない。このAshは、ＰＭ燃焼時のガス流によって図２(Ｂ)に示すようにＤＰＦの下流部(底部)に堆積する。この堆積したAshが多孔質薄壁を閉塞し、ＤＰＦの圧力損失を増大する。
【００２５】
一方、高速走行時は、排ガス温度が高温で、ＤＰＦの温度(ＢＥＤ温度)も高温になる。この状態では、排ガスに含まれるＰＭがＤＰＦの多孔質薄壁の内側表面で捕捉されると、堆積することなく自然燃焼(自然再生)する。ところがAshは燃焼しない。そのためAshは図３に示すように多孔質薄壁の内側表面に拡がって多孔質薄壁を閉塞し、ＤＰＦの圧力損失を増大する。
【００２６】
このように、本件発明者は、ＤＰＦに堆積したＰＭを強制燃焼した場合と、高速走行などによって排ガス温度が高温になることでＰＭが自然燃焼する場合とで、Ashの堆積状態が異なることを見いだした。すなわちＰＭが自然燃焼するときの方が(図３)、ＰＭを強制燃焼するときよりも(図２(Ｂ))、Ashが多孔質薄壁の内側表面に拡がることを見いだした。その影響によって、図４に示すように、ＤＰＦ内に堆積するAsh量が同じでも、ＤＰＦの圧力損失ΔＰが異なることを見いだした。そのため、ＤＰＦの圧力損失(前後差圧)ΔＰに基づいてＤＰＦの再生時期を判断した場合に、Ash堆積状態によってＤＰＦの再生時期を誤判定することとなっていたのである。
【００２７】
そこで本件発明者は、Ashによって排ガスがＤＰＦの多孔質薄壁を透過できなくなる面積であるAsh閉塞面積に応じてＰＭ堆積量の推定するようにした。具体的には、濾過面積割合Ｒfaという物理量を導入した。ここに濾過面積割合Ｒfaとは、Ashによって閉塞されずに排ガスを透過でき、ＰＭを濾過できる面積の割合を示すものである。この濾過面積割合Ｒfaに応じて、(４)式の定数ｋ1〜ｋ4を変化させるようにした。このようにすることで濾過面積割合Ｒfaが小さくなるほど(すなわちAshによる閉塞面積が拡がるほど)、ＰＭ堆積量を少なめに算出する。なお定数の変化度合は実験によって設定している。
【００２８】
以下では上述の考え方を適用した具体的な装置の構成について説明する。
【００２９】
図５は、本発明によるＤＰＦのパティキュレート堆積量検出装置の一実施形態を示す全体システム図である。
【００３０】
排気システム１は、ディーゼルエンジン１０と、吸気通路２１と、スロットルバルブ２２と、排気通路２３と、ＥＧＲ通路３１にＥＧＲクーラ３２とＥＧＲバルブ３３とを設けた排ガス再循環装置(Exhaust Gas Recirculation；以下「ＥＧＲ装置」という)と、ディーゼル酸化触媒(Diesel Oxidative  Catalyst；以下「ＤＯＣ」という)４０と、ＤＰＦアッセンブリ５０と、センサ類６１〜６４と、コントローラ７０とを有する。
【００３１】
ディーゼルエンジン１０には、高圧ポンプ１４で高圧化されコモンレール１３に一旦蓄圧された燃料がインジェクタ１２から噴射タイミングに応じて噴射される。
【００３２】
ディーゼルエンジン１０から排出された排ガスの一部がＥＧＲ装置を介して吸気通路２１に還流する。ＥＧＲクーラ３２は排気通路２３から還流する排ガスを冷却する。ＥＧＲバルブ３３は開閉してＥＧＲ量を調整する。ＥＧＲバルブ３３は、コントローラ７０によってデューティ制御される。
【００３３】
ＤＯＣ４０は、ディーゼルエンジン１０の排気通路２３に設けられる。ＤＯＣ４０は、パラジウム、白金などの貴金属が担持された触媒による酸化作用で粒子状物質を減少させる。ＤＯＣ４０に未燃成分(炭化水素ＨＣ)が流入すると、触媒反応によって高温になった排ガスがＤＯＣ４０から流出する。
【００３４】
ＤＰＦアッセンブリ５０は、ＤＯＣ４０のさらに下流に設けられる。ＤＰＦアッセンブリ５０は、ＤＰＦハウジング５１にＤＰＦ５２を内蔵する。ＤＰＦ５２は、例えばコージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造である。ＤＰＦ５２には、多孔質薄壁(担体壁)によって格子状に流路が区画される。各流路の入口は、交互に目封じされる。入口が目封じされない流路は、出口が目封じされる。ＤＰＦ５２に流入した排ガスは、各流路を区画する多孔質薄壁を透過して下流へ排出される。排ガスに含まれるＰＭは多孔質薄壁の内側表面で捕捉されて堆積する。捕捉されたＰＭの一部はＤＰＦで燃焼するものの、ＤＰＦの温度(ＢＥＤ温度)が高温でなければ燃焼量は少なく、ＰＭの燃焼量よりも堆積量のほうが多いこととなる。この状態が継続しＤＰＦがＰＭを捕捉し続けると、やがて目詰まりを生じてしまう。そこでＰＭがある程度堆積したら排ガス温度を上昇させて、堆積したＰＭを強制的に燃焼除去する。
【００３５】
差圧センサ６１は、ＤＰＦハウジング５１の上流室５１ａ(ＤＰＦ５２の入口)及び下流室５１ｂ(ＤＰＦ５２の出口)の差圧(圧力損失)を検出し、差圧信号をコントローラ７０に出力する。
【００３６】
ＤＰＦ入口温度センサ６２は、ＤＰＦ５２の入口温度Ｔinを検出し、入口温度信号をコントローラ７０に出力する。
【００３７】
ＤＰＦ出口温度センサ６３は、ＤＰＦ５２の出口温度Ｔoutを検出し、出口温度信号をコントローラ７０に出力する。
【００３８】
クランク角センサ６４は、ディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１１の回転速度を検出する。
【００３９】
コントローラ７０は中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００４０】
コントローラ７０は、差圧センサ６１の差圧信号を入力し、この差圧の大小に基づいてＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmを推定する。コントローラ７０は、ＰＭ堆積量Ｍpmに基づいてＤＰＦ再生時期を判定する。コントローラ７０は、ＤＰＦ入口温度センサ６２の入口温度信号及びＤＰＦ出口温度センサ６３の出口温度信号を入力し、これらに基づきＤＰＦ５２のＢＥＤ温度を算出する。コントローラ７０は、エンジンの運転状態から最適な変速段(ギヤ比)を決定し、クランク角センサ６４の信号とあわせて、走行距離を算出する。
【００４１】
またコントローラ７０は、入力信号に基づいてインジェクタ１２及び高圧ポンプ１４を制御して燃料噴射量、噴射時期を調整する。コントローラ７０は、入力信号に基づいてスロットルバルブ２２の開度を調整する。コントローラ７０は、ＥＧＲバルブ３３をデューティ制御する。コントローラ７０は、これらをコントロールすることで空気過剰率(空燃比)を調整(λコントロール)して排ガス中に含まれる未燃成分(炭化水素ＨＣ)を調整し、ＤＯＣ４０から流出する排ガス温度を上昇させてＤＰＦ再生を実行する。
【００４２】
次に、本実施形態によるＤＰＦのパティキュレート堆積量検出装置の具体的な動作を説明する。ＤＰＦのパティキュレート堆積量検出装置は、主にコントローラ７０によって構成され、図６は、ＤＰＦのパティキュレート堆積量検出装置(主に、コントローラ７０)の動作を説明するメインフローチャートである。なおコントローラ７０は図６のフローチャートに示す処理を所定時間(例えば１０ミリ秒)毎に繰り返し実行している。
【００４３】
ステップＳ１において、コントローラ７０は、濾過面積割合Ｒfaを算出する。この具体的な算出方法は後述する。
【００４４】
ステップＳ２において、コントローラ７０は、濾過面積割合Ｒfaを、あらかじめＲＯＭに格納された図７に示す特性のマップに適用してＰＭ堆積量推定定数ｃ1〜ｃ4を求める。このマップはあらかじめ実験を通じて設定される。
【００４５】
ステップＳ３において、コントローラ７０は、次式(５)に基づいてＰＭ堆積量Ｍpmを求める。
【００４６】
【数５】
2007270827.tif 000007
【００４７】
図８は、第１実施形態の濾過面積割合算出ルーチンを示すフローチャートである。
【００４８】
ステップＳ１１において、コントローラ７０は、エンジン運転状態(エンジン回転数及び負荷)を、あらかじめＲＯＭに格納された図９に示す特性のマップに適用してオイル消費量Ｑocを求める。このマップはあらかじめ実験を通じて設定される。
【００４９】
ステップＳ１２において、コントローラ７０は、本サイクルにおけるオイル消費量Ｑocを加算して本サイクルまでのトータルオイル消費量Ｑoctを算出する。
【００５０】
ステップＳ１３において、コントローラ７０は、本サイクルまでのトータルオイル消費量Ｑoctを、あらかじめＲＯＭに格納された図１０に示す特性のマップに適用して、エンジンが排出しＤＰＦに堆積していると推定されるトータルAsh量Ｍatを求める。このマップはあらかじめ実験を通じて設定される。
【００５１】
ステップＳ１４において、コントローラ７０は、本サイクルにおける走行距離Ｌを加算して本サイクルまでのトータル走行距離Ｌtを算出する。
【００５２】
ステップＳ１５において、コントローラ７０は、トータルAsh量Ｍat及びトータル走行距離Ｌtを、あらかじめＲＯＭに格納された図１１に示す特性のマップに適用してＤＰＦ５２の濾過面積割合Ｒfaを求める。このマップはあらかじめ実験を通じて設定される。
【００５３】
例えば、トータルASH量Matが一定の場合であっても走行距離が異なる場合は、走行距離が長いほど高速運転が支配的となる。図１１のマップを参照すれば、高速走行が支配的な場合は、通常走行が支配的な場合に比して濾過面積割合Ｒfaが小さくなる。
【００５４】
一方、例えば、走行距離が一定の場合であってもトータルASH量Matが異なる場合は、トータルASH量Matが大きいほど高速運転が支配的となる。図１１のマップを参照すれば、高速走行が支配的な場合は、通常走行が支配的な場合に比して濾過面積割合Ｒfaが小さくなる。
【００５５】
このように、図１１に示すマップにより走行距離とトータルASH量Matとの関係から濾過面積割合Ｒfaを求めるようにしたので、ＤＰＦ５２の薄壁へのASHの堆積状態を考慮して精度良くＰＭ堆積量を推定することができる。
【００５６】
図１２は、本実施形態による効果を示す図である。
【００５７】
従来は運転状態によってはＤＰＦに堆積するＰＭ量を正確に推定することができず、実際に堆積するＰＭ量よりも、多めに推定し誤差が大きくなることがあった(図１２(Ｂ)の破線)。このように多めに推定したＰＭ堆積量に基づいてＤＰＦの再生制御を開始していたので、本来は不要な時期に再生制御を開始してポスト噴射するため、燃費が悪化していた(図１２(Ａ)の破線)。
【００５８】
ＤＰＦに堆積するAshによって排ガスがＤＰＦの多孔質薄壁を透過できなくなるAsh閉塞面積が増えてＤＰＦの圧力損失ΔＰが上がる。本件発明者は、エンジンから排出されるAsh量が同じでも、エンジンの運転状態によってAsh堆積状態が異なり、Ash閉塞面積に差が出ることを見いだした。
【００５９】
そこで本件発明者は、Ashによって閉塞されずに排ガスを透過でき、ＰＭを濾過できる面積の割合を示す濾過面積割合Ｒfaという物理量を導入し、この濾過面積割合Ｒfaが小さくなるほど(すなわちAshによる閉塞面積が拡がるほど)、ＰＭ堆積量を少なめに算出するようにしたのである。
【００６０】
このようにすることで図１２(Ｂ)の実線で示したようにＰＭ堆積量を誤差なく正確に求めることができた。そしてこのように正確なＰＭ堆積量に基づいて、ＤＰＦの再生制御を実行するようにしたので、ポスト噴射を本来必要だけにとどめることができ、燃費の悪化を防止できようになったのである(図１２(Ａ)の実線)。
【００６１】
(第２実施形態)
図１３は、本発明を適用した第２実施形態の濾過面積割合算出ルーチンを示すフローチャートである。
【００６２】
上述の第１実施形態では、濾過面積割合Ｒfaを図１１に基づいて算出していた。本実施形態ではAsh閉塞面積を具体的に計算し濾過面積割合Ｒfaを求める。
【００６３】
ステップＳ１０１において、コントローラ７０は、エンジン運転状態(エンジン回転数及び負荷)に基づいてオイル消費量Ｑocを求める。具体的には第１実施形態のステップＳ１１と同様であり、あらかじめＲＯＭに格納された図９に示す特性のマップにエンジン運転状態(エンジン回転数及び負荷)を適用して求める。
【００６４】
ステップＳ１０２において、コントローラ７０は、オイル消費量Ｑocに基づいて、エンジンが排出しＤＰＦに堆積すると推定されるAsh量Ｍaを求める。具体的にはあらかじめＲＯＭに格納された図１０に示す特性のマップにオイル消費量Ｑocを適用して求める。
【００６５】
ステップＳ１０３において、コントローラ７０は、ＤＰＦのＢＥＤ温度が再生温度以上であって排ガス流速が大であるか否かを判定する。この条件が成立するときは高速走行中であり、ＤＰＦが自然再生する状態になる。なお排ガス流速はエンジンの回転速度及び負荷に基づいて求めることができる。条件が成立したらステップＳ１０６へ処理を移行し、そうでなければステップＳ１０４へ処理を移行する。
【００６６】
ステップＳ１０４において、コントローラ７０は、ステップＳ１０２で求めたAsh量Ｍaを加算して通常Ash堆積量Ｍa1を求める。
【００６７】
ステップＳ１０５において、コントローラ７０は、その通常Ash堆積量Ｍa1に面積換算係数Ａ1を乗じて通常時のAsh閉塞面積Ｓ1を算出する。なおこの面積換算係数Ａ1はあらかじめ設定されている。
【００６８】
ステップＳ１０６において、コントローラ７０は、ステップＳ１０２で求めたAsh量Ｍaを加算して連続再生Ash堆積量Ｍa2を求める。
【００６９】
ステップＳ１０７において、コントローラ７０は、その連続再生Ash堆積量Ｍa2に面積換算係数Ａ2を乗じて連続再生時のAsh閉塞面積Ｓ2を算出する。なおこの面積換算係数Ａ2はあらかじめ設定されており、Ａ１よりも小さな値となっている。
【００７０】
ステップＳ１０８において、コントローラ７０は、通常時のAsh閉塞面積Ｓ1と連続再生時のAsh閉塞面積Ｓ2とを加算してAsh堆積による閉塞面積Ｓashを算出する。
【００７１】
ステップＳ１０９において、コントローラ７０は、次式(６)に基づいて濾過面積割合Ｒfaを求める。
【００７２】
【数６】
2007270827.tif 000008
【００７３】
本実施形態によれば、図１１に示すようなマップを用意する必要がなくなるので適合工数を減らすことができる。また、走行中の運転状態が連続再生時であるか通常走行であるかに応じて濾過面積割合Ｒfaを推定するようにしたので、ＤＰＦ５２の薄壁へのAshの堆積状態を考慮して精度良くＰＭ堆積量を推定することができる。
【００７４】
(第３実施形態)
図１４は、本発明を適用した第３実施形態の特徴を示す図である。
【００７５】
上記実施形態では、ＰＭ堆積量推定定数を図７に示したマップに基づいて設定している。本実施形態ではこのマップを単純化し、図１４に示したマップに基づいて設定する。
【００７６】
本実施形態によれば、マップを単純化することができ、適合工数のさらに削減することができる。
【００７７】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００７８】
例えば、ＤＰＦのＢＥＤ温度は、ＤＰＦにセンサを取り付けて検出してもよい。また各マップは一例に過ぎず、実験によって適宜選択すればよい。
【００７９】
なお検出の意味には、センサ等を用いて直接検出することはもちろんのこと、直接検出した信号に基づいて計算によって間接的に検出することも含む。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】ＤＰＦの断面を拡大した模式図である。
【図２】ディーゼルエンジンの通常運転におけるＤＰＦの作用を説明する模式図である。
【図３】ディーゼルエンジンの高速走行におけるＤＰＦのAshの堆積状態を示す模式図である。
【図４】ＤＰＦのAsh堆積量とＤＰＦの前後差圧ΔＰとの関係を示す図である。
【図５】本発明によるＤＰＦのパティキュレート堆積量検出装置の一実施形態を示す全体システム図である。
【図６】ＤＰＦのパティキュレート堆積量検出装置の動作を説明するメインフローチャートである。
【図７】濾過面積割合からＰＭ堆積量推定定数ｃ1〜ｃ4を求めるための特性マップである。
【図８】本発明を適用した第１実施形態の濾過面積割合算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】エンジン運転状態(エンジン回転数及び負荷)からオイル消費量を求めるための特性マップである。
【図１０】トータルオイル消費量からＤＰＦに堆積しているトータルAsh量を求めるための特性マップである。
【図１１】トータルAsh量及びトータル走行距離から濾過面積割合を求めるための特性マップである。
【図１２】第１実施形態による効果を示す図である。
【図１３】本発明を適用した第２実施形態の濾過面積割合算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明を適用した第３実施形態の特徴を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  ディーゼルパティキュレートフィルタのパティキュレート堆積量検出装置
１０  ディーゼルエンジン
５０  ＤＰＦアッセンブリ
５２  ＤＰＦ(ディーゼルパティキュレートフィルタ；排ガス浄化フィルタ)
６１  差圧センサ(フィルタ圧損検出手段)
６２  ＤＰＦ入口温度センサ
６３  ＤＰＦ出口温度センサ
７０  コントローラ
ステップＳ１  濾過面積割合検出工程
ステップＳ２，Ｓ３  パティキュレート堆積量検出手段
ステップＳ１３，Ｓ１０２  不燃成分量推定手段
ステップＳ１５，Ｓ１０９  不燃成分堆積状態推定手段
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１２】
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【図１３】
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