(57)【要約】【課題】フィルタよりも下流側に圧損部を備えている場合に、フィルタより上流の排気圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサを用いて、フィルタの圧力損失を精度良く求める。【解決手段】排気の流量と圧損部における圧損との相関情報を複数保持し、相関情報の夫々について、第一排気流量のときの、差圧センサの検出値に対する、相関情報から得る圧損部における圧損の比と、第二排気流量のときの、差圧センサ検出値に対する、相関情報から得る圧損部における圧損の比と、の差である圧損比差を算出し、圧損部の圧損を算出するための相関情報として、圧損比差が所定の条件を満たしている相関情報を選択する。【選択図】図４
2017020405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタよりも下流の前記排気通路において排気の圧力損失を生じさせる圧損部と、
前記フィルタより上流の排気の圧力と大気圧との実際の差である実差圧を検出する差圧センサと、
を備える内燃機関の排気浄化装置を制御する制御装置であって、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関に関する情報である相関情報を用いて前記圧損部の圧損を算出する内燃機関の排気浄化装置の制御装置において、
前記フィルタを通過する排気の流量を取得する流量取得部と、
前記相関情報を複数保持する相関情報保持部と、
前記相関情報保持部により保持される相関情報の夫々について、前記流量取得部により取得される排気の流量が第一排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、前記流量取得部により取得される排気の流量が前記第一排気流量とは異なる流量である第二排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、の差である圧損比差を算出する圧損比差算出部と、
前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として、前記圧損比差が所定の条件を満たしている前記相関情報を選択する選択部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記圧損比差が最も小さくなる前記相関情報を、前記圧損比差が前記所定の条件を満たす前記相関情報として選択する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記圧損比差が所定値以下になる前記相関情報を、前記圧損比差が前記所定の条件を満たす前記相関情報として選択する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項４】
前記相関情報保持部は、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関を表す複数のマップを、前記相関情報として記憶している請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項５】
前記相関情報保持部は、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関を表す複数の関数を、前記相関情報として記憶している請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項６】
前記選択部は、選択した前記相関情報を、前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として記憶する請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項７】
前記圧損比差算出部は、前記フィルタ及び前記圧損部が新品のときに前記圧損比差を算出する請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項８】
前記圧損比差算出部は、前記フィルタの再生後に前記圧損比差を算出する請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に排気中の粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう。）を捕集するためのフィルタが配置される構成において、フィルタより上流の排気圧力とフィルタより下流の排気圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、該差圧センサの検出値に基づいてフィルタのＰＭ捕集量や異常等を判定する技術が知られている（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２００８−１１１４０９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フィルタよりも上流の排気圧力と大気圧との差圧（以下、全体差圧ともいう。）を検出する差圧センサを用いて、フィルタのＰＭ捕集量を算出したりフィルタの異常等を判定したりすることも考えられる。ここで、全体差圧から、フィルタよりも下流に設けられる排気系部材における圧力損失を減算することにより、フィルタよりも上流の圧力とフィルタよりも下流の圧力との差を算出することができる。以下、フィルタよりも下流の排気系部材を圧損部ともいい、圧損部における圧力損失を圧損部圧損ともいい、フィルタにおける圧力損失をフィルタ圧損ともいう。圧損部は、例えば、触媒、マフラ、排気管である。圧損部圧損は排気流量に応じて変化する。そして、圧損部圧損と排気流量との関係は予め実験またはシミュレーション、計算式等により求めて記憶させておくことができる。したがって、差圧センサにより検出される全体差圧から、記憶されている圧損部圧損を減算することにより、フィルタ圧損を算出することができる。
【０００５】
しかし、圧損部には公差があるため、実際の圧損部圧損が、記憶されている圧損部圧損からずれている場合がある。全体圧損から圧損部圧損を減算してフィルタ圧損を算出する場合に、圧損部圧損の精度が低いと、フィルタ圧損の算出精度も低くなってしまう。フィルタ圧損の算出精度が低いと、ＰＭ捕集量やフィルタ圧損に基づいたフィルタの異常判定の精度も低下する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタより上流の排気圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサを用いてフィルタの圧力損失を精度良く求めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタよりも下流の前記排気通路において排気の圧力損失を生じさせる圧損部と、前記フィルタより上流の排気の圧力と大気圧との実際の差である実差圧を検出する差圧センサと、を備える内燃機関の排気浄化装置を制御する制御装置であって、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関に関する情報である相関情報を用いて前記圧損部の圧損を算出する内燃機関の排気浄化装置の制御装置において、前記フィルタを通過する排気の流量を取得する流量取得部と、前記相関情報を複数保持する相関情報保持
部と、前記相関情報保持部により保持される相関情報の夫々について、前記流量取得部により取得される排気の流量が第一排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、前記流量取得部により取得される排気の流量が前記第一排気流量とは異なる流量である第二排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、の差である圧損比差を算出する圧損比差算出部と、前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として、前記圧損比差が所定の条件を満たしている前記相関情報を選択する選択部と、を備えるようにした。
【０００８】
差圧センサにより検出される実差圧は、フィルタにおける圧損（以下、フィルタ圧損ともいう。）と、圧損部における圧損（以下、圧損部圧損ともいう。）と、を含んでいる。したがって、フィルタ圧損を求めるには、実差圧から圧損部圧損を減算すればよい。ここでいう「圧損部」は、フィルタより下流に配置される排気系部材であり、例えば、排気管、マフラ、又は排気浄化用触媒等である。相関情報保持部に保持されている相関情報は、圧損部の公差等によって排気の流量と圧損部圧損との相関が変化し得る範囲で複数存在する。各相関情報に対応する相関は、夫々異なる傾向を示す。なお、特に断らない限りは、相関といえば、排気の流量と圧損部圧損との相関を指すものとする。
【０００９】
ここで、排気の流量に応じて全体差圧及び圧損部圧損が変化するが、全体差圧に対する実際の圧損部圧損の比は排気の流量に関わらず一定となる。したがって、圧損部圧損が正確であれば、第一排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、が略等しくなる。このため、第一排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、の差（すなわち、圧損比差）が、より小さくなるような相関が、実際の相関に近いと考えられる。そして、圧損比差が所定の条件を満たしている場合には、相関情報から得られる相関が、実際の相関に近くなっているため、このときの相関情報を選択している。ここでいう所定の条件は、相関情報から得られる相関が実際の相関を示していると判断できる条件として設定される。これに代えて、所定の条件は、相関情報から得られる相関が実際の相関に最も近いと判断できる条件として設定されてもよい。すなわち、選択部は、保持されている複数の相関情報の中から、排気の流量と圧損部圧損との実際の相関に近い相関を得ることができる相関情報を選択する。このようにして相関情報を選択することにより、該相関情報を用いてフィルタ圧損をより正確に算出することができる。なお、結果として圧損比差が小さくなる相関情報が選択されればよいため、第一排気流量のときの圧損の比と、第二排気流量のときの圧損の比と、を比較するときには、差に限らず比を用いて比較することもできる。
【００１０】
また、前記選択部は、前記圧損比差が最も小さくなる前記相関情報を、前記圧損比差が前記所定の条件を満たす前記相関情報として選択することができる。相関情報より得られる相関の中で、圧損比差が最も小さくなるような相関が、実際の相関に最も近いと考えられる。したがって、選択部は、保持されている複数の相関情報の中から、排気の流量と圧損部圧損との実際の相関に最も近い相関を得ることができる相関情報を選択することにより、該相関情報を用いてフィルタ圧損をより正確に算出することができる。
【００１１】
また、前記選択部は、前記圧損比差が所定値以下になる前記相関情報を、前記圧損比差が前記所定の条件を満たす前記相関情報として選択することができる。ここでいう所定値とは、値が十分に小さく、該当する相関情報から得られる圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値である。この場合には、圧損比差が所定値以下になる相関情報が得られた場合には、圧損比差が所定の条件を満たす相関情報として直ぐに選択することができる。したがって、全ての相関情報を評価する必要がない。これにより、相関情報を選択するまでの時間を短縮することができる。なお、圧損比差が所定値以下になる相
関情報が存在しない場合には、圧損比差が最も小さくなる相関情報を選択してもよい。
【００１２】
前記相関情報保持部は、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関を表す複数のマップを、前記相関情報として記憶することができる。すなわち、排気の流量と圧損部圧損との相関を示した複数のマップの中で、圧損比差が所定の条件を満たしているマップが、適正な相関を表すマップであるといえるため、該マップを選択する。これにより、フィルタ圧損をより正確に求めることができる。
【００１３】
前記相関情報保持部は、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関を表す複数の関数を、前記相関情報として記憶することができる。すなわち、排気の流量と圧損部圧損との相関を示した複数の関数の中で、圧損比差が所定の条件を満たしている関数が、適正な相関を算出することのできる関数であるといえるため、該関数を選択する。これにより、フィルタ圧損をより正確に求めることができる。
【００１４】
また、前記選択部は、選択した前記相関情報を、前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として記憶することができる。この相関情報を記憶させることにより、これ以降は圧損比差算出部による圧損比差の算出を経なくても、排気の流量と記憶された相関情報とから圧損部圧損を求めることができる。このため、実差圧から圧損部圧損を減算してフィルタ圧損を求める場合において、フィルタ圧損をより正確に、且つ、より速やかに得ることができる。
【００１５】
また、前記圧損比差算出部は、前記フィルタ及び前記圧損部が新品のときに前記圧損比差を算出することができる。ここで、フィルタにＰＭが堆積すると、フィルタ圧損が変化するため、実差圧に対する圧損部圧損の比が排気の流量に関わらず一定であるという関係が成り立たなくなる。このため、フィルタにＰＭが堆積した後では、適切な相関情報を選択することができなくなる虞がある。これに対して、新品時に相関情報を求めておくことにより、フィルタにＰＭが堆積する前に相関情報を求めることができるため、その後のフィルタ圧損の算出精度を高めることができる。なお、新品とは、全く使用していない状態だけでなく、全く使用していない状態からの各部材の圧損の変化が許容範囲内である状態をも含む。
【００１６】
また、前記圧損比差算出部は、前記フィルタの再生後に前記圧損比差を算出することができる。すなわち、フィルタの再生後であれば、フィルタに堆積しているＰＭの影響を受け難くなるため、より適切な相関情報を選択することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィルタより上流の排気圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサを用いてフィルタの圧力損失を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【図２】排気流量と、差圧と、の関係を示した図である。
【図３】ＥＣＵに記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数のマップを示した図である。
【図４】実施例１に係る記憶圧損を変更するフローを示したフローチャートである。
【図５】実施例１に係る記憶圧損を変更するフローを示した他のフローチャートである。
【図６】実施例１に係るフィルタの異常判定処理のフローを示したフローチャートである。
【図７】実施例２に係る記憶圧損を変更するフローを示したフローチャートである。
【図８】実施例２に係る記憶圧損を変更するフローを示した他のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２０】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、車両に搭載されるガソリン機関であるが、ディーゼル機関であってもよい。内燃機関１には、該内燃機関１の気筒内で燃焼された既燃ガスを流通させるための排気管２が接続されている。排気管２の途中には、触媒３が配置されている。触媒３は、酸化触媒等の排気浄化用触媒である。触媒３より下流の排気管２には、フィルタ４が配置されている。フィルタ４は、排気中に含まれる煤などの粒子状物質（ＰＭ）を捕集するものである。フィルタ４よりも下流の排気管２には、排気音を低減させるマフラ５が配置されている。なお、本実施例においてはフィルタ４よりも下流に備わる排気系部材が、本発明における圧損部に相当する。この圧損部には、マフラ５が含まれる。フィルタ４よりも下流に備わる排気系部材には、マフラ５の他に、フィルタ４よりも下流に設けられる触媒、フィルタ４よりも下流の排気管２、などを例示できる。なお、フィルタ４よりも下流に備わる排気系部材の圧損を、以下ではマフラ圧損という。
【００２１】
触媒３よりも下流で且つフィルタ４よりも上流の排気管２には、差圧センサ６が取り付けられている。差圧センサ６は、フィルタ４へ流入する排気の圧力と大気圧との実際の差圧を検出するセンサである。なお、差圧センサ６は、フィルタ４へ流入する排気の圧力と、大気圧と、を夫々検出し、それら２つの圧力の差を演算することで差圧を求めるものであってもよい。フィルタ４へ流入する排気の圧力と大気圧との差圧を、以下では「全体差圧」ともいう。この全体差圧は、排気流量に応じて変化する。そして、差圧センサ６の検出値は、ＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０は、差圧センサ６に加え、エアフローメータ１１等の各種センサと電気的に接続されている。
【００２２】
エアフローメータ１１は、内燃機関１の吸入空気量に相関する電気信号を出力するセンサである。吸入空気量は排気流量と相関関係にあることから、このエアフローメータ１１を用いて、排気流量を求めることができる。
【００２３】
ＥＣＵ１０は、前記した各種センサの検出値に基づいて、内燃機関１を制御する。また、ＥＣＵ１０は、フィルタ圧損を算出するために、排気流量と、マフラ圧損と、の相関をマップとして記憶している。このようにＥＣＵ１０に記憶されている排気流量に対応したマフラ圧損を、以下では記憶圧損ともいう。記憶圧損は、排気の流量と圧損部における圧損との相関に関する情報である相関情報といえる。この排気流量に対応した記憶圧損の初期値は、設計時に設定される値であり、例えば、実験またはシミュレーション、計算式等により予め求められる値である。さらに、ＥＣＵ１０は、記憶圧損及び差圧センサ６の検出値を利用してフィルタ４の異常判定処理を実行する。この異常判定処理は、フィルタ４に異常が生じているか否かを判定する処理である。このフィルタ４の異常には、フィルタ４を取り外した場合、フィルタ４に割れが生じた場合、フィルタ４の再生を行ってもフィルタ４に目詰まりがある場合を含むことができる。異常判定処理では、ＥＣＵ１０は、フィルタ圧損とフィルタ４が正常であるといえる所定の圧損範囲とを比較することにより、フィルタ４が異常であるか否か判定する。例えば、フィルタ４が取り外された場合、また
は、大きな割れが生じている場合には、フィルタ圧損が減少して所定の圧損範囲よりも低くなるため、フィルタ圧損が所定の圧損範囲よりも小さくなった場合に、フィルタ４が異常であると判定することができる。一方、フィルタ４の再生を行ってもフィルタ４に目詰まりがある場合には、フィルタ圧損が増加して所定の圧損範囲よりも高くなるため、フィルタ圧損が所定の圧損範囲よりも大きくなった場合に、フィルタ４が異常であると判定することができる。この所定の圧損範囲は、フィルタ４が正常である場合のフィルタ圧損の範囲として予め実験またはシミュレーション等により求めておく。また、フィルタ圧損は排気流量によって変わるため、所定の圧損範囲も排気流量と関連付けて求めておく。
【００２４】
ところで、差圧センサ６の検出値から算出されたフィルタ圧損を利用して異常判定処理を実行する場合には、算出されたフィルタ圧損がフィルタ４の状態を正確に反映している必要がある。ここで、マフラ５の公差等により、マフラ５の新品時であっても実際のマフラ圧損が記憶圧損と異なる場合も考えられる。差圧センサ６の検出値から記憶圧損を減算してフィルタ圧損を求めるときには、該記憶圧損が正確でないとフィルタ圧損を正確に求めることができない。このため、この実際のマフラ圧損と記憶圧損とのずれを考慮せずに差圧センサ６の検出値と記憶圧損とに基づいてフィルタ４の異常判定処理を実施すると、異常判定の精度が低下し得る。
【００２５】
そこで本実施例では、実際のマフラ圧損と記憶圧損とのずれが小さくなるように記憶圧損を変更し、さらに変更後の記憶圧損をＥＣＵ１０に記憶させる。これは、記憶圧損を学習しているともいえる。図２は、排気流量と、差圧と、の関係を示した図である。二点鎖線は、変更前の記憶圧損であり、実際にＥＣＵ１０に記憶されているマフラ圧損である。第一排気流量のときの記憶圧損を第一記憶圧損とし、第二排気流量のときの記憶圧損を第二記憶圧損とする。第二排気流量は第一排気流量よりも大きな値である。実線は、フィルタ４よりも上流の排気圧力と大気圧との差圧（すなわち、全体差圧）であって、第一排気流量における差圧センサ６の検出値（以下、第一実差圧ともいう。）と、第二排気流量における差圧センサ６の検出値（以下、第二実差圧ともいう。）と、を含んだ全体差圧である。破線は、記憶圧損に基づいて算出されるフィルタ圧損である。フィルタ圧損は、各排気流量において全体差圧から記憶圧損を減算することにより求められる。一点鎖線は、変更後の記憶圧損である。
【００２６】
ここで、全体差圧に対する実際のマフラ圧損の比は、排気の流量に関わらず一定であると考えられる。したがって、記憶圧損と実際のマフラ圧損との差が十分に小さければ、第一実差圧に対する第一記憶圧損の比と、第二実差圧に対する第二記憶圧損の比と、の差は十分に小さくなる。一方、第一実差圧に対する第一記憶圧損の比と、第二実差圧に対する第二記憶圧損の比と、に判定閾値以上の差がある場合には、記憶圧損と実際のマフラ圧損とに差があると考えられる。ここでいう判定閾値は、実際のマフラ圧損と記憶圧損とに許容される範囲よりも大きな差がある場合の値として予め実験またはシミュレーション等により求められる。そして、本実施例においては、記憶圧損と実際のマフラ圧損とに差があると判定された場合には、全体差圧に対する実際のマフラ圧損の比が排気の流量に関わらず一定になるという現象を利用して記憶圧損を変更する。なお、記憶圧損を変更するときには、差圧センサ６に異常がないことを予め周知の技術により確認しておく。
【００２７】
より具体的に説明する。まずは、差圧センサ６の検出値（第一実差圧）を読み込むと共に、該第一実差圧が検出される時点における排気流量（第一排気流量）を検出する。このときに、ＥＣＵ１０に記憶されている記憶圧損から第一記憶圧損も得ることができる。なお、第一排気流量は、予め定められた排気流量であってもよい。この場合、第一排気流量となった時点で第一実差圧を読み込み、第一排気流量に対応する第一記憶圧損を用いればよい。排気流量は、排気管２に流量センサを取り付けることで直接検出してもよく、又はエアフローメータ１１から得られる吸入空気量に基づいて求めてもよい。なお、本実施例
においては、エアフローメータ１１が、本発明における流量取得部に相当する。また、排気流量をセンサで直接検出する場合には、該センサが、本発明における流量取得部に相当する。
【００２８】
次に、第一排気流量とは異なる排気流量のときに差圧センサ６の検出値（第二実差圧）を読み込むと共に、該第二実差圧が検出される時点における排気流量（第二排気流量）を検出する。このときに、ＥＣＵ１０に記憶されている記憶圧損から第二記憶圧損も得ることができる。なお、第二排気流量は予め定められた排気流量であってもよい。この場合、第二排気流量となった時点で第二実差圧を読み込み、第二排気流量に対応する第二記憶圧損を用いればよい。そして、第一実差圧に対する第一記憶圧損の比と、第二実差圧に対する第二記憶圧損の比と、の差の絶対値が判定閾値以上であれば、記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているものと判定して、記憶圧損を変更する。
【００２９】
記憶圧損の変更は、ＥＣＵ１０に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数のマップの中から、実際の相関に近い相関を示すマップを選択することにより行われる。このときには、実際の相関に最も近い相関を示すマップを選択してもよい。ここで、図３は、ＥＣＵ１０に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数のマップを示した図である。この複数のマップは、マフラ５の公差によりずれが生じ得る範囲の排気の流量とマフラ圧損との相関を示したものである。なお、以下では、特に限定しない限り、マップといえばＥＣＵ１０に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示したマップを指すものとする。本実施例に係るマップは、予め実験、シミュレーション、計算式等により求めてＥＣＵ１０に記憶されている。なお、本実施例においては排気流量とマフラ圧損との相関を示したマップが、本発明における相関情報に相当する。
【００３０】
ＥＣＵ１０は、図３に示した夫々のマップについて、第一排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、の差の絶対値（以下、圧損比差ともいう。）を算出する。マップに示される相関が、実際の排気流量とマフラ圧損との相関に近いほど、圧損比差が小さくなる。したがって、圧損比差が小さくなるマップが実際の排気流量とマフラ圧損との相関に近い相関を表したマップであると考えられるため、変更後の記憶圧損として選択し、以降に用いる記憶圧損として記憶（更新としてもよい。）する。このときには、圧損比差が最も小さくなるマップ、または、圧損比差が所定値以下になるマップを選択し、記憶してもよい。更新された記憶圧損は、第一排気流量及び第二排気流量以外の排気流量とマフラ圧損との相関も含んでいるため、第一排気流量及び第二排気流量以外の任意の排気流量の場合であっても、全体差圧から記憶圧損を減算することにより、フィルタ圧損を算出することができる。
【００３１】
一方、本実施例では、記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているか否か判定せずに、マップの中から最適な記憶圧損を選択するようにしてもよい。例えば、初期状態での記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているか否か判定せずに、初回走行時にマップの中から適正なものを選択して記憶圧損として記憶してもよい。また、初期状態では記憶圧損を設定しておかず、初回走行時にマップの中から適正なものを選択して記憶圧損として記憶してもよい。
【００３２】
図４は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０によりフィルタ４及びマフラ５の新品時に１回だけ実施される。ここで、フィルタ４にＰＭが堆積している場合には、ＰＭによる圧損の増加分が第一実差圧及び第二実差圧に含まれていることになる。このようにフィルタ４にＰＭが堆積している場合、排気の流量に関わらず実差圧に対するマフラ圧損の比が一定であるという関係が成り立たなくなる。このため、本実施例では、フィルタ４及びマフラ５の新品時において記憶圧損を変更している。なお、新品とは、全く使用していない状態だけでなく、
全く使用していない状態からの各部材の圧損の変化が許容範囲内である状態をも含む。例えば、内燃機関１の積算運転時間が所定時間以内の場合、または、内燃機関１を搭載する車両の積算走行距離が所定距離以内の場合には、新品としてもよい。この所定時間または所定距離は、各部材の圧損の変化が許容範囲内となる値として予め実験またはシミュレーション等により求めておく。一方、フィルタ４にＰＭが所定量以上堆積する前であれば新品と考えてもよい。ここでいう所定量は、変更後の記憶圧損の誤差が許容範囲を超えるときのＰＭ堆積量として予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。また、内燃機関１を搭載する車両の初回走行時には、フィルタ４及びマフラ５が新品であるとして、記憶圧損を変更してもよい。
【００３３】
ステップＳ１０１では、未評価マップが設定される。未評価マップとは、複数のマップの中で、本フローチャートによる評価がなされていないマップである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０に記憶されている全てのマップの夫々に対して以下のステップＳ１０２からステップＳ１０８の処理を実行する。本ステップＳ１０１では、以下の処理で評価を行うマップとして、未評価マップの中から１つのマップが設定される。ステップＳ１０１の処理が終了するとステップＳ１０２へ進む。
【００３４】
ステップＳ１０２では、排気流量が第一排気流量であるか否か判定される。なお、第一排気流量は、固定値であってもよいが、任意の値であってもよい。第一排気流量が任意の値である場合には、現時点の排気の流量を第一排気流量とする。そして、ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ戻る。
【００３５】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で設定されたマップについて、第一排気流量における差圧センサ６の検出値、すなわち第一実差圧と、ステップＳ１０１において設定されたマップにより求まる第一排気流量のときのマフラ圧損（以下、第一マップ圧損ともいう。）と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第一排気流量における実差圧に対するマフラ圧損の比（以下、第一圧損比ともいう。）が算出される。本ステップＳ１０３では、第一実差圧に対する第一マップ圧損の比が、第一圧損比となる。ステップＳ１０３の処理が終了するとステップＳ１０４へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０４では、排気流量が第二排気流量であるか否か判定される。なお、第二排気流量は固定値であってもよいが、任意の値であってもよい。第二排気流量が任意の値である場合には、現時点の排気流量と、第一排気流量と、の差が所定流量以上であるか否か判定される。所定流量は、第二排気流量を決めるために用いる値であり、記憶圧損の変更を精度よく行うために設定される。すなわち、第一排気流量と第二排気流量との差が小さいと、例えマフラ圧損が正確でないとしても圧損比差が生じ難くなるため、適切なマップを選択することが困難となり得る。したがって、第一排気流量と第二排気流量とにはある程度の差があったほうが良いため、現時点の排気流量と、第一排気流量と、の差が所定流量以上である場合に、現時点の排気流量が第二排気流量とされる。所定流量は、記憶圧損を変更した後の記憶圧損の誤差が許容範囲内となるように、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。そして、ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ戻る。
【００３７】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で設定されたマップについて、第二排気流量における差圧センサ６の検出値、すなわち第二実差圧と、ステップＳ１０１において設定されたマップにより求まる第二排気流量のときのマフラ圧損（以下、第二マップ圧損ともいう。）と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第二排気流量における実差圧に対するマフラ圧損の比（以下、第二圧損比ともいう。）が算出される。本ステップＳ１０５では、第二実差圧に対する第二マップ圧損の比が、第二圧損比となる。ステップＳ
１０５の処理が終了するとステップＳ１０６へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０６では、第一圧損比と第二圧損比との差の絶対値、すなわち、圧損比差が既得値よりも小さいか否か判定される。既得値は、ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理が繰り返される中で算出された圧損比差の中で最も小さな値である。既得値の初期値は十分に大きな値に設定しておく。本ステップＳ１０６では、現時点の圧損比差が、以前に算出された圧損比差の最小値よりも小さいか否か判定している。そして、ステップＳ１０６で肯定判定がなされるとステップＳ１０７へ進み、一方、否定判定がなされるとステップＳ１０９へ進む。
【００３９】
ステップＳ１０７では、現時点の圧損比差が既得値とされる。そして、ステップＳ１０８へ進み、現時点で設定されているマップが既得値に対応するマップとして記憶される。すなわち、本ステップＳ１０８では、現時点で圧損比差が最も小さくなるマップを記憶している。ステップＳ１０８の処理が終了するとステップＳ１０９へ進む。
【００４０】
ステップＳ１０９では、未評価マップが存在しないか否か判定される。すなわち、本ステップＳ１０９では、ＥＣＵ１０に記憶されているマップの全てにおいてステップＳ１０９よりも前の処理が終了したか否か判定される。ステップＳ１０９で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１０へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０１へ戻る。これにより、未評価マップが存在しなくなるまで、繰り返しステップＳ１０１からステップＳ１０９が処理される。
【００４１】
そして、ステップＳ１１０では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップＳ１０８で記憶されたマップが、新たな記憶圧損として選択されてＥＣＵ１０に記憶される。このようにして、複数のマップの中から圧損比差が最も小さいマップが選択され、その後の処理に利用される。
【００４２】
なお、上記のフローチャートの例では、マップを全て評価し、圧損比差が最も小さくなるマップを選択している。別の例では、マップの評価時に、圧損比差を予め設定した所定値と比較し、圧損比差が所定値以下である場合にすぐに記憶圧損を変更し、処理を終了してもよい。この場合には、未評価のマップが残っていてもよい。ここでいう所定値とは、値が十分に小さく、該当するマップにより求まる圧損部圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値である。これにより、マップの評価を行う時間を短縮し、より早いタイミングで記憶圧損を変更することができる。
【００４３】
図５は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示した他のフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により図４に示したフローチャートに代えて実施される。図４に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図５に示したフローチャートでは、ステップＳ１０５の処理が終了すると、ステップＳ２０１へ進む。ステップＳ２０１では、圧損比差が所定値以下であるか否か判定される。所定値は、値が十分に小さく、該当するマップにより求まる圧損部圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値であり、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ２０１で肯定判定がなされて場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進む。
【００４５】
ステップＳ２０２では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップＳ１０１で設定されたマップが、新たな記憶圧損として選択されてＥＣＵ１０に記憶される。このようにして、複数のマップの中から圧損比差が所定値以下となるマップが選択され、その後の処理
に利用される。一方、ステップＳ１０９で肯定判定がなされた場合には本フローチャートが終了される。ステップＳ１０９で肯定判定がなされた場合には、記憶圧損が変更されなかったため、その後に図４に示したフローチャートを実行して記憶圧損を変更してもよく、現時点での記憶圧損をその後の処理に用いてもよい。一方、図４に示したフローチャートにおいて、全てのマップの評価が完了する前に、圧損比差が所定値以下になるマップがあれば、該マップを記憶圧損として変更して、フローチャートを終了させることができる。
【００４６】
次に、異常判定処理のフローについて説明する。図６は、本実施例に係るフィルタ４の異常判定処理のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実施される。図６のフローチャートは、図４のフローチャートを実行した後に実行する。
【００４７】
ステップＳ３０１では、フィルタ圧損が算出される。フィルタ圧損は、現時点での実差圧から、図４に示したフローチャートで変更された記憶圧損のうち、現時点での排気流量に対応するマフラ圧損を減算することにより算出することができる。
【００４８】
ステップＳ３０２では、上限閾値及び下限閾値が取得される。この上限閾値及び下限閾値は、ステップＳ３０１でフィルタ圧損が算出された時点での排気流量において、フィルタ４が正常であるといえるフィルタ圧損の所定の圧損範囲の上限値及び下限値である。ＥＣＵ１０は、予めＥＣＵ１０に記憶されている上限閾値及び下限閾値を、排気流量に基づいて取得する。
【００４９】
ステップＳ３０３では、フィルタ圧損が下限閾値以上且つ上限閾値以下であるか否か判定される。本ステップＳ３０３では、フィルタ４が正常であるか否か判定される。ステップＳ３０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０５へ進む。そして、ステップＳ３０４では、フィルタ４が正常であると判定され、ステップＳ３０５では、フィルタ４が異常であると判定される。
【００５０】
このように、変更後の記憶圧損に基づいてフィルタ４の異常判定処理を実施することにより、フィルタ４の異常判定処理の精度を高めることができる。
【００５１】
なお、上記説明においては、フィルタ４及びマフラ５が新品のときに記憶圧損を変更しているが、これに代えて、フィルタ４に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を除去するフィルタ４の再生を行った後に記憶圧損を変更してもよい。このときには、予め周知の技術によりフィルタ４に異常がないことを確認しておいてもよい。ここで、フィルタ４の再生を行った直後であれば、フィルタ４にＰＭが堆積していない状態となるため、このときに第一実差圧及び第二実差圧を検出することにより、フィルタ４に堆積しているＰＭの影響を受けることなく記憶圧損を変更することができる。このため、記憶圧損を適切に変更することができる。このときには、マフラ５の公差だけでなく、経年変化による影響も含めて記憶圧損を変更することができる。
【００５２】
また、上記説明では、圧損比差に基づいて記憶圧損を変更しているが、これに代えて、第一圧損比と第二圧損比との比に基づいて記憶圧損を変更することもできる。例えば、第一排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、の比を夫々のマップについて算出し、この値が１に近くなるマップを、変更後の記憶圧損として選択してもよい。この場合であっても、圧損比差が小さくなる相関情報を選択しているといえる。
【００５３】
また、本実施例では、全体差圧に対するマフラ圧損の比を比較しているが、これに代え
て、フィルタ圧損に対するマフラ圧損の比を比較してもよい。ここで、全体差圧はフィルタ圧損とマフラ圧損との和であるため、全体差圧に対するマフラ圧損の比が排気の流量に関わらず一定になるのであれば、フィルタ圧損に対するマフラ圧損の比も排気の流量に関わらず一定となる。したがって、フィルタ圧損に対するマフラ圧損の比に基づいて記憶圧損を変更することは、全体差圧に対するマフラ圧損の比に基づいて記憶圧損を変更することと等価である。例えば、ＥＣＵ１０は、第一排気流量におけるフィルタ圧損（以下、第一フィルタ圧損ともいう。）に対する第一記憶圧損の比と、第二排気流量におけるフィルタ圧損（以下、第二フィルタ圧損ともいう。）に対する第二記憶圧損の比と、の差の絶対値が判定閾値以上であれば、記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているものと判定して、記憶圧損を変更する。そして、ＥＣＵ１０は、第一フィルタ圧損に対する第一記憶圧損の比と、第二フィルタ圧損に対する第二記憶圧損の比と、の差の絶対値が小さくなるマップを選択する。
【００５４】
なお、本実施例においては、ＥＣＵ１０がマップを複数記憶しているため、本発明における相関情報保持部をＥＣＵ１０が備えているといえる。また、本実施例においては、ＥＣＵ１０が夫々の相関情報について圧損比差を算出するため、ＥＣＵ１０が本発明における圧損比差算出部を備えているといえる。さらに、本実施例においては、ＥＣＵ１０が、圧損部の圧損を算出するための相関情報として圧損比差が所定の条件を満たしているマップを選択するため、ＥＣＵ１０が本発明における選択部を備えているといえる。
【００５５】
以上説明したように本実施例によれば、実際のマフラ圧損がＥＣＵ１０に記憶されている記憶圧損からずれていたとしても、複数のマップの中から適切なマップを選択して、このマップにより記憶圧損を変更することで、マフラ圧損をより正確に算出することができる。このマフラ圧損に基づいてフィルタ圧損を算出することにより、フィルタ圧損をより正確に求めることができる。したがって、差圧センサ６により検出される差圧に基づいてＰＭ捕集量を算出したりフィルタ４に異常があるか否か判定したりする場合には、より正確なフィルタ圧損を利用して、より正確な判定が可能となる。
【００５６】
＜実施例２＞
実施例１においては、相関情報としてＥＣＵ１０が予め複数のマップを記憶している。一方、本実施例では、ＥＣＵ１０が相関情報として予め複数の関数を記憶している。そして、ＥＣＵ１０は、圧損比差が小さくなる関数を求めて記憶圧損を変更する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
【００５７】
ＥＣＵ１０は、フィルタ圧損を算出するために、排気流量と、マフラ圧損と、の相関を関数として記憶している。したがって、本実施例では、記憶圧損が関数として記憶されている。例えば、排気流量とマフラ圧損との関係が二次関数に近いため、本実施例では、排気流量とマフラ圧損との間に以下の関係があるものとする。
Ｙ＝Ａ・Ｘ２＋Ｂ・Ｘ
ただし、Ｙはマフラ圧損、Ｘは排気流量、Ａ，Ｂは排気系部材の公差の範囲で決定される係数である。なお、ＡまたはＢの初期値は、排気系部材の設計時の値である。
【００５８】
本実施例における記憶圧損の変更は、ＥＣＵ１０に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数の関数の中から、実際の相関に近い相関を示す関数を選択することにより行われる。このときには、実際の相関に最も近い相関を示す関数を選択してもよい。なお、以下では、特に限定しない限り、関数といえばＥＣＵ１０に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した関数を指すものとする。そして、本実施例では、係数であるＡまたはＢの何れか一方が異なる複数の関数をＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、各関数におけるＡまたはＢは、夫々が、予め設定された大きさ、または、予め設定された比率だけ異なる値であってもよく、予め設定された条件にしたがって設定された値で
あってもよく、予め定められている値であってもよい。そして、夫々の関数について圧損比差を算出し、圧損比差が小さい関数を新たな記憶圧損とする。これにより、次回以降は、記憶された関数と排気流量とからマフラ圧損を算出することができる。
【００５９】
図７は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により図４に示したフローチャートに代えてフィルタ４及びマフラ５の新品時に１回だけ実施される。図４に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
ステップＳ４０１では、未評価関数が設定される。未評価関数とは、複数の関数の中で、本フローチャートによる評価がなされていない関数である。本フローチャートでは、予め複数の関数がＥＣＵ１０に記憶されており、この複数の関数を順次評価する。本フローチャートは、ＥＣＵ１０に記憶されている全ての関数の夫々に対して以下のステップＳ１０２からステップＳ４０４の処理を実行する。本ステップＳ４０１では、以下の処理で評価を行う関数として、未評価関数の中から１つの関数が設定される。ステップＳ４０１の処理が終了するとステップＳ１０２へ進む。
【００６１】
そして、ステップＳ１０２で肯定判定がなされるとステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２では、第一排気流量における、第一実差圧と、ステップＳ４０１において設定された関数により求まるマフラ圧損（以下、第一関数圧損ともいう。）と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第一圧損比が算出される。本ステップＳ４０２では、第一実差圧に対する第一関数圧損の比が、第一圧損比となる。ステップＳ４０２の処理が終了するとステップＳ１０４へ進む。
【００６２】
そして、ステップＳ１０４で肯定判定がなされるとステップＳ４０３へ進む。ステップＳ４０３では、第二排気流量における、第二実差圧と、ステップＳ４０１において設定された関数により求まるマフラ圧損（以下、第二マフラ圧損ともいう。）と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第二圧損比が算出される。本ステップＳ４０３では、第二実差圧に対する第二マフラ圧損の比が、第二圧損比となる。ステップＳ４０３の処理が終了するとステップＳ１０６へ進む。
【００６３】
そして、ステップＳ１０６で肯定判定がなされ、ステップＳ１０７で現時点の圧損比差が既得値とされた後、ステップＳ４０４へ進み、現時点で設定されている関数が既得値に対応する関数として記憶される。すなわち、本ステップＳ４０４では、現時点で圧損比差が最も小さくなる関数を記憶している。ステップＳ４０４の処理が終了するとステップＳ４０５へ進む。
【００６４】
ステップＳ４０５では、未評価関数が存在しないか否か判定される。すなわち、本ステップＳ４０５では、ＥＣＵ１０に記憶されている関数の全てにおいて評価が終了したか否か判定される。ステップＳ４０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０６へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ４０１へ戻る。これにより、未評価関数が存在しなくなるまで、繰り返しステップＳ４０１からステップＳ４０５が処理される。
【００６５】
そして、ステップＳ４０６では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップＳ４０４において記憶された関数が、新たな記憶圧損として選択されてＥＣＵ１０に記憶される。このようにして、複数の関数の中から圧損比差が最も小さくなる関数が選択され、その後の処理に利用される。
【００６６】
なお、上記のフローチャートの例では、関数を全て評価し、圧損比差が最も小さくなる関数を選択している。別の例では、関数の評価時に、圧損比差を予め設定した所定値と比
較し、圧損比差が所定値以下である場合にすぐに記憶圧損を変更し、処理を終了してもよい。この場合には、未評価の関数が残っていてもよい。ここでいう所定値とは、値が十分に小さく、該当する関数により求まる圧損部圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値である。これにより、関数の評価を行う時間を短縮し、より早いタイミングで圧損部圧損を変更後の値に変更することができる。
【００６７】
図８は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示した他のフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により図７に示したフローチャートに代えて実施される。上記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図８に示したフローチャートでは、ステップＳ２０１で肯定判定がなされて場合にはステップＳ５０１へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ４０５へ進む。
【００６９】
ステップＳ５０１では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップＳ４０１で設定された関数が、新たな記憶圧損として選択されてＥＣＵ１０に記憶される。このようにして、複数の関数の中から圧損比差が所定値以下となる関数が選択され、その後の処理に利用される。一方、ステップＳ４０５で肯定判定がなされた場合には本フローチャートが終了される。ステップＳ４０５で肯定判定がなされた場合には、記憶圧損が変更されなかったため、その後に図７に示したフローチャートを実行して記憶圧損を変更してもよく、現時点での記憶圧損をその後の処理に用いてもよい。一方、図７に示したフローチャートにおいて、全ての関数の評価が完了する前に、圧損比差が所定値以下になる関数があれば、該関数を記憶圧損として変更して、フローチャートを終了させることができる。
【００７０】
なお、本実施例においては排気流量とマフラ圧損との相関を示した関数が、本発明における相関情報に相当する。また、本実施例においては、ＥＣＵ１０が、複数の関数を記憶しているため、ＥＣＵ１０が本発明における相関情報保持部を備えているといえる。また、本実施例においては、ＥＣＵ１０が、夫々の関数について圧損比差を算出するため、ＥＣＵ１０が本発明における圧損比差算出部を備えているといえる。さらに、本実施例においては、ＥＣＵ１０が、圧損部の圧損を算出するための相関情報として圧損比差が所定の条件を満たしている関数を選択するため、ＥＣＵ１０が本発明における選択部を備えているといえる。
【００７１】
以上説明したように本実施例によれば、排気流量からマフラ圧損を算出する関数を適正化することにより、マフラ圧損をより正確に求めることができる。これにより、フィルタの圧力損失を精度良く求めることができる。なお、本実施例では、二次関数を例に挙げて説明したが、これに限らず、他の関数を用いることもできる。関数は、実験またはシミュレーション等により求めることもできる。
【符号の説明】
【００７２】
１  内燃機関
２  排気管
３  触媒
４  フィルタ
５  マフラ
６  差圧センサ
１０  ＥＣＵ
１１  エアフローメータ
【図１】
2017020405.tif 000003
【図２】
2017020405.tif 000004
【図３】
2017020405.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017020405.tif 000009
【図８】
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