ＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法
【課題】機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量をより正確に推定することのできるＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を提供する。
【解決手段】電子制御ユニット２６は、触媒床温と排気流量とに基づいて、機関運転中の単位時間における排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量を推定するようにしている。そのため、触媒上での燃焼により脱離するＳＯＦの量だけでなく、排気の流勢で触媒表面から剥れ落ちて脱離するＳＯＦの量をも加味してＳＯＦ脱離量の推定を行うことができ、ＳＯＦ脱離量をより正確に推定することができるようになる。
【解決手段】電子制御ユニット２６は、触媒床温と排気流量とに基づいて、機関運転中の単位時間における排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量を推定するようにしている。そのため、触媒上での燃焼により脱離するＳＯＦの量だけでなく、排気の流勢で触媒表面から剥れ落ちて脱離するＳＯＦの量をも加味してＳＯＦ脱離量の推定を行うことができ、ＳＯＦ脱離量をより正確に推定することができるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に設けられる排気浄化触媒からの機関運転中のＳＯＦ（可溶有機成分：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）の脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関の排気に含まれるカーボンは、同じく排気に含まれるＳＯＦをバインダとして排気浄化触媒に付着する。カーボンが多量に付着すると、排気圧の急激な変化などに伴って付着したカーボンが一時に大量に脱離して、テールパイプから黒煙として排出されてしまう。特に表面積の大きい排気浄化触媒を使用する場合には、より多くのカーボンが排気浄化触媒に付着されるため、上記のような黒煙の排出が顕著となる。
【０００３】
こうした黒煙排出を有効に抑制するには、排気浄化触媒のカーボン付着量を正確に推定することが重要であり、そうしたカーボン付着量の推定精度の向上には、ＳＯＦの付着状況の正確な把握が必要となる。すなわち、ＳＯＦ付着量が多くなると、その分、カーボンが付着し易くなるため、カーボン付着量の正確な推定には、ＳＯＦ付着量の把握が不可欠となる。
【０００４】
従来、こうした排気浄化触媒のＳＯＦ付着量の推定手法として、特許文献１に記載のものが提案されている。同文献では、内燃機関からのＳＯＦの排出量と触媒床温とから単位時間に排気浄化触媒に新規に付着するＳＯＦの量（ＳＯＦ吸着速度）を求めるようにしている。一方、排気浄化触媒に付着したＳＯＦは、機関運転中にその一部が加熱分解され、燃焼される。そこで、触媒床温からＳＯＦの燃焼速度を求めるとともに、この燃焼速度と上記ＳＯＦ吸着速度とから単位時間当りのＳＯＦ付着量の変化量を算出し、これを積算することで排気浄化触媒の現時点のＳＯＦ付着量を推定するようにしている。
【０００５】
また従来、別のＳＯＦ付着量の推定手法として、非特許文献１に記載のものが提案されてもいる。同文献では、内燃機関からのＨＣ排出量と触媒床温とに基づいてＳＯＦ吸着速度とＳＯＦ燃焼速度とを求めるとともに、それらから単位時間当りのＳＯＦ付着量の変化量を算出し、これを積算することで排気浄化触媒の現時点のＳＯＦ付着量を推定するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２３８４８号公報
【非特許文献１】トヨタ技術公開集 発行番号１８２７２ ２００７年２月２８日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした従来の推定手法によっても、排気浄化触媒のＳＯＦ付着量をある程度に正確に推定することが可能である。しかしながら、機関運転中に排気浄化触媒からのＳＯＦの脱離形態としては、上記のような燃焼以外の形態によるものも存在しており、機関運転中における排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量（脱離速度）の推定精度については未だ改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量をより正確に推定することのできるＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定装置において、触媒床温と排気流量とに基づいて前記ＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定手段を備えることをその要旨としている。またＳＯＦ脱離量推定方法としての請求項５に記載の発明では、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定する方法であって、前記ＳＯＦ脱離量を、触媒床温と排気流量とに基づいて推定することをその要旨としている。
【０００９】
上述のように機関運転中には、排気浄化触媒に付着したＳＯＦの一部が加熱分解により燃焼することで排気浄化触媒から脱離する。こうした燃焼によるＳＯＦの脱離量は、触媒床温に基づいて推定することが可能である。すなわち、触媒床温が高くなるほど、ＳＯＦの加熱分解が進み、燃焼によるＳＯＦの脱離量は多くなると推定することができる。
【００１０】
一方、機関運転中には、排気浄化触媒を通過する排気の流勢で触媒表面から剥れ落ちて脱離するＳＯＦも存在する。こうした排気の流勢によるＳＯＦの脱離量は、排気流量より推定することが可能である。すなわち、排気流量が多くなるほど、排気浄化触媒を通過する排気の流勢が強まって、触媒表面から剥れ落ちるＳＯＦの量は多くなると推定することができる。
【００１１】
その点、上記構成及び上記推定方法では、触媒床温に加え、排気流量にも基づいて排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量が推定されている。そのため、燃焼による脱離形態だけでなく、排気の流勢による脱離形態も考慮して、ＳＯＦ脱離量が推定されるようになり、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を、より正確に推定することができるようになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＳＯＦ脱離量推定装置において、前記ＳＯＦ脱離量推定手段は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで、前記脱離量の推定値を算出することをその要旨としている。また請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のＳＯＦ脱離量推定方法において、前記ＳＯＦ脱離量の推定値は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで算出されてなることをその要旨としている。
【００１３】
上記構成及び上記推定方法では、触媒床温と排気流量とに基づいて基本ＳＯＦ脱離量が算出され、更に排気流量の変化量に基づいて補正値が算出されるようになる。そしてその補正値にて基本ＳＯＦ脱離量を補正することで、ＳＯＦ脱離量の推定値が算出されるようになる。
【００１４】
排気流量が急増したときには、一時により多くのＳＯＦが排気浄化触媒から脱離するようになる。このように排気の流勢にて排気浄化触媒から脱離するＳＯＦの量は、排気流量だけでなく、その変化量にも影響を受ける。その点、上記構成及び推定方法では、排気流量の変化量に基づいて算出された補正値による補正を行うことで、こうした排気流量の変化の影響についても、ＳＯＦ脱離量の推定結果に取り込むようにしている。そのため、上記構成及び推定方法によれば、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を更に正確に推定することができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＳＯＦ脱離量推定装置において、前記触媒床温を、排気温及び大気温より推定する触媒床温推定手段を備えることをその要旨としている。また請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のＳＯＦ脱離量推定方法において、前記触媒床温は、排気温及び大気温より推定されてなることをその要旨としている。
【００１６】
上記構成及び推定方法では、ＳＯＦ脱離量の推定に用いられる触媒床温が、排気温及び大気温に基づいて推定されるようになる。そのため、触媒床温を直接検出する各別のセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定装置において、前記排気流量を、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定する排気流量推定手段を備えることをその要旨としている。また請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定方法において、前記排気流量は、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定されてなることをその要旨としている。
【００１８】
上記構成及び推定方法では、ＳＯＦ脱離量の推定に用いられる排気流量が、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定されるようになる。そのため、排気流量を直接検出する各別なセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を具体化した一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態のＳＯＦ脱離量推定装置の適用されるディーゼル機関の構成を示している。同図に示すように、ディーゼル機関は大きくは、吸気通路１０、燃焼室１１及び排気通路１２を備えて構成されている。
【００２０】
吸気通路１０の最上流部には、吸入した空気を浄化するエアクリーナ１３が設けられ、そのエアクリーナ１３には、吸入した空気の温度、すなわち大気温を検出する大気温センサ１４が設置されている。またエアクリーナ１３の下流には、吸気管１５が接続されており、その吸気管１５には、その内部を流れる空気の流量、すなわち吸気量を検出するエアフローメータ１６が設置されている。そして吸気管１５は、吸気マニホールド１７及び吸気ポート１８を介して燃焼室１１に接続されている。
【００２１】
燃焼室１１の上面には、その内部に燃料を噴射する燃料噴射弁１９が設置されている。そして燃焼室１１は、排気ポート２０及び排気マニホールド２１を介して排気管２２に接続されている。この排気管２２にはその上流から、排気温を検出する排気温センサ２３、及び排気圧を検出する排気圧センサ２４が設けられ、更にそれらの下流には、排気を浄化する排気浄化触媒２５が設置されている。
【００２２】
こうしたディーゼル機関の制御は、電子制御ユニット２６により実施されている。電子制御ユニット２６は、機関制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び外部と間で信号の入出力するための入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えて構成されている。こうした電子制御ユニット２６の入力ポートには、上記大気温センサ１４、エアフローメータ１６、排気温センサ２３、排気圧センサ２４に加え、更に機関回転速度を検出するＮＥセンサ２７やアクセル操作量を検出するアクセルセンサ２８等、ディーゼル機関の運転状況を検出する各種のセンサの検出信号が入力されている。また電子制御ユニット２６の出力ポートには、上記燃料噴射弁１９などの駆動回路が接続されている。
【００２３】
こうした電子制御ユニット２６は、各センサの検出信号に基づき把握されるディーゼル機関の運転状況に応じて、燃料噴射弁１９等の駆動回路に指令信号を出力することで、ディーゼル機関を制御している。例えば電子制御ユニット２６は、ＮＥセンサ２７により検出された機関回転速度、及びアクセルセンサ２８により検出されたアクセル操作量に基づいて燃料噴射量を決定して、燃料噴射弁１９の燃料噴射量制御を実施している。
【００２４】
また電子制御ユニット２６は、そうした機関制御の一環として、排気浄化触媒２５のＳＯＦ付着量の推定を行うようにしている。このＳＯＦ付着量の推定は、以下の態様で行われる。すなわち、電子制御ユニット２６は、現状の機関運転状況に基づいて、単位時間当りの排気浄化触媒２５へのＳＯＦの新規付着量（ＳＯＦ付着速度）と、単位時間当りの排気浄化触媒２５からのＳＯＦの脱離量（ＳＯＦ脱離速度）とをそれぞれ推定して求めるようにしている。そして電子制御ユニット２６は、それらＳＯＦ付着速度とＳＯＦ脱離速度とから単位時間当りの排気浄化触媒２５のＳＯＦ付着量の変化量を求め、これを積算することで現時点のＳＯＦ付着量を推定する。そして電子制御ユニット２６は、その推定されたＳＯＦ付着量に基づいて、排気浄化触媒２５に付着したＳＯＦを強制脱離させるためのＳＯＦ再生制御や、付着したＳＯＦによる白煙の発生を抑制するための白煙抑制制御などの各種制御の実行タイミングや実行条件を設定するようにしている。また電子制御ユニット２６は、排気浄化触媒２５のカーボン付着量の推定にも、上記推定したＳＯＦ付着量を利用している。
【００２５】
なお上記のような単位時間当りのＳＯＦ新規付着量（付着速度）は、例えば機関回転速度や燃料噴射量から推定されるディーゼル機関のＳＯＦ排出量と、触媒床温から推定されるＳＯＦの付着率（付着し易さの度合）とに基づいて推定することができる。一方、本実施の形態では、上記のような単位時間当りのＳＯＦ脱離量（脱離速度）は、以下の態様で推定するようにしている。
【００２６】
以下、こうした本実施の形態におけるＳＯＦ脱離量の推定の詳細について説明する。本実施の形態では、排気浄化触媒２５からの単位時間当りのＳＯＦ脱離量を、触媒床温と排気流量とに基づいて推定するようにしている。
【００２７】
機関運転中における排気浄化触媒２５からのＳＯＦの脱離の形態には、大きくは次の２つの形態がある。１つは、触媒上での加熱分解によりＳＯＦが燃焼されて脱離する形態、もう１つは、排気の流勢によりＳＯＦが触媒表面から剥れ落ちて脱離する形態である。ここで前者の形態のＳＯＦの脱離は、触媒床温が高いほど多くなり、後者の形態のＳＯＦの脱離は、排気流量が多くなるほど多くなる。よって、触媒床温が高い程、或いは排気流量が多い程、ＳＯＦの脱離は多くなる。そこで本実施の形態では、図２に例示するような基本ＳＯＦ脱離量演算マップを用い、単位時間当りの排気浄化触媒２５からのＳＯＦの推定脱離量の基本量である基本ＳＯＦ脱離量を求めるようにしている。
【００２８】
一方、排気流量が急増すると、一時により多くのＳＯＦが排気浄化触媒から脱離するようになる。このように排気の流勢にて排気浄化触媒から脱離するＳＯＦの量は、排気流量だけでなく、その変化量にも影響を受ける。そこで本実施の形態では、排気流量の変化量に応じて上記基本ＳＯＦ脱離量を補正して、最終的な単位時間当たりのＳＯＦ脱離量の推定値（最終ＳＯＦ脱離量）を求めるようにしている。具体的には、図３に例示するような流量変化補正係数演算マップを用いて算出された流量変化補正係数を上記基本ＳＯＦ脱離量に乗算することで、最終的なＳＯＦ脱離量を算出するようにしている。なお、同図に示すように流量変化補正係数は、排気流量の変化量が一定値Ａよりも小さいときにはその値が「１」に設定され、排気流量の変化量が一定値Ａ以上のときには、同変化量に応じてその値が大きい値に設定されるようになっている。
【００２９】
また本実施の形態では、上記のような基本ＳＯＦ脱離量の算出に用いる触媒床温及び排気流量を、直接検出するのではなく、以下の態様で推定して求めるようにしている。
まず触媒床温は、排気温センサ２３の検出する排気管２２上流部の排気温と、大気温センサ１４の検出する大気温とに基づいて推定するようにしている。排気温は、排気温センサ２３の設置位置から排気浄化触媒２５に至るまでに、排気管２２の表面からの放熱によって低下する。このときの排気温の低下代は、排気温センサ２３による排気温の検出値と大気温との差が大きい程、大きくなる。また排気浄化触媒２５の内部を通過する排気の温度が変化しても、それに応じた触媒床温の変化が生じるまでには若干の遅れがある。そこで本実施の形態では、上記のような排気浄化触媒２５に流入するまでの排気管２２の表面からの放熱による温度低下と、触媒床温変化の遅れとを考慮して、排気温検出値と大気温とに基づいて触媒床温を推定するようにしている。
【００３０】
一方、排気流量は、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧に基づいて推定するようにしている。ここでシリンダ流入空気量は、ディーゼル機関の各気筒の燃焼室１１に導入される空気の質量を示しており、その値は、エアフローメータ１６の検出する吸気量と機関回転速度とに基づき求められている。そしてこれらのパラメータより、気体の状態方程式（ＰＶ＝ｎＲＴ）を用いて排気流量を推定するようにしている。すなわち、上記状態方程式の「Ｐ」に排気圧を、「Ｔ」に排気温をそれぞれ代入するとともに、燃料噴射量、シリンダ流入空気量及び機関回転速度に基づいて算出された単位時間当りのディーゼル機関の排気の排出質量を「ｎ」として代入して、単位時間当りの排気の体積流量「Ｖ」を導出している。なお、上記排気の排出質量の算出に際して、燃料比重は、予め定数として与えられている。
【００３１】
図４は、こうした本実施の形態でのＳＯＦ脱離量の推定を行うための「ＳＯＦ脱離量推定ルーチン」のフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関運転中に、規定の制御周期毎に、電子制御ユニット２６により繰り返し実行されている。
【００３２】
さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット２６はまず、ステップＳ１０において、排気温及び大気温に基づき触媒床温を推定する。また電子制御ユニット２６は、ステップＳ２０において、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧に基づいて排気流量を推定する。そして電子制御ユニット２６は、続くステップＳ３０において、排気流量の変化量を算出する。なお、このときの排気流量の変化量は、今回の制御周期における排気流量の推定値から前回の制御周期における排気流量の推定値を減算することで求められている。
【００３３】
こうして触媒床温、排気流量及びその変化量を推定すると、電子制御ユニット２６はステップＳ４０において、上記推定した触媒床温及び排気流量に基づき、図２の基本ＳＯＦ脱離量演算マップを用いて基本ＳＯＦ脱離量を算出する。更に電子制御ユニット２６は、続くステップＳ５０において、上記推定した排気流量の変化量に基づいて、図３の流量変化補正係数演算マップを用いて流量変化補正係数を算出する。そして電子制御ユニット２６は、ステップＳ６０において、上記算出した基本ＳＯＦ脱離量に流量変化補正係数を乗算して、最終ＳＯＦ脱離量を算出し、本ルーチンの処理を終了する。
【００３４】
なお本実施の形態では、本ルーチンのステップＳ４０〜Ｓ６０の処理が、上記ＳＯＦ脱離量推定手段の行う処理に相当している。また本ルーチンのステップＳ１０の処理が、上記触媒床温推定手段の行う処理に、ステップＳ２０の処理が排気流量推定手段の行う処理に、それぞれ相当している。
【００３５】
以上説明した本実施形態のＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、電子制御ユニット２６は、触媒床温と排気流量とに基づいてＳＯＦ脱離量を推定するようにしている。上述のように機関運転中の排気浄化触媒２５からのＳＯＦの脱離には大きくは、燃焼による脱離と、排気の流勢による脱離との２つの形態がある。そして前者の形態でのＳＯＦの脱離は、触媒床温が高いほど多くなり、後者の形態でのＳＯＦの脱離は、排気流量が多いほど多くなる。その点、本実施の形態では、触媒床温に加え、排気流量にも基づいて排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量が推定されている。そのため、燃焼によるものだけでなく、排気の流勢によるものも考慮して、ＳＯＦ脱離量が推定されるようになり、機関運転中の排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量をより正確に推定することができるようになる。
【００３６】
（２）本実施の形態では、触媒床温と排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで、最終的なＳＯＦ脱離量の推定値である最終ＳＯＦ脱離量を算出するようにしている。より具体的には、排気流量の変化量に応じて算出された流量変化補正係数を上記基本ＳＯＦ脱離量に乗算した値を、最終ＳＯＦ脱離量として求めるようにしている。排気流量が急増したときには、より多くのＳＯＦが排気浄化触媒２５から一時に脱離するようになる。このように排気の流勢にて排気浄化触媒２５から脱離するＳＯＦの量は、排気流量だけでなく、その変化量にも影響を受ける。その点、本実施の形態では、排気流量の変化量に基づいて算出された補正値（流量変化補正係数）による補正を行うことで、こうした排気流量の変化の影響についても、ＳＯＦ脱離量の推定結果に取り込むようにしている。そのため、機関運転中の排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量を更に正確に推定することができるようになる。
【００３７】
（３）本実施の形態では、上記基本ＳＯＦ脱離量の算出に用いる触媒床温を、排気温及び大気温より推定して求めるようにしている。そのため、触媒床温を直接検出する各別のセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【００３８】
（４）本実施の形態では、上記基本ＳＯＦ脱離量の算出や、流量変化補正係数の算出に供される排気流量変化量の算出に用いられる排気流量を、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定して求めるようにしている。そのため、排気流量を直接検出する各別なセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【００３９】
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、触媒床温を、排気温及び大気温に基づき推定するようにしていたが、こうした触媒床温の推定を、別の手法で行うようにしても良い。また排気浄化触媒２５にその触媒床温を直接検出するセンサが設けられている場合には、そのセンサの検出値を用いてＳＯＦ脱離量の推定を行うようにすれば良い。
【００４０】
・上記実施の形態での排気流量の推定を、別の手法で行うようにしても良い。また排気通路１２に排気流量を直接検出するセンサが設置されている場合には、そのセンサの検出値を用いてＳＯＦ脱離量の推定を行うようにすれば良い。
【００４１】
・上記実施の形態では、基本ＳＯＦ脱離量に流量変化補正係数を乗算して最終ＳＯＦ脱離量を算出するようにしていたが、こうした排気流量の変化量に応じた補正を別の態様で行うことも可能である。例えば排気流量の変化量に応じて算出された補正値を、基本ＳＯＦ脱離量に加減算して最終ＳＯＦ脱離量を算出するようにすることも可能である。要は、排気流量が急増したときには、最終ＳＯＦ脱離量がより大きくなるように補正を行えば、適切なＳＯＦ脱離量の算出を行うことができる。
【００４２】
・上記実施の形態では、排気流量の変化量に応じた補正値にて基本ＳＯＦ脱離量を補正して最終ＳＯＦ脱離量を求めるようにしていたが、適用される内燃機関での排気流量の変化に対するＳＯＦ脱離量の変化が無視し得るほど小さいのであれば、こうした排気流量の変化量に応じた補正は割愛するようにしても良い。
【００４３】
・上記実施の形態では、ディーゼル機関の排気系に設けられた排気浄化触媒２５におけるＳＯＦ脱離量を推定するようにしていたが、排気浄化触媒へのＳＯＦ付着が問題になる内燃機関であれば、ディーゼル機関以外の内燃機関においても、本発明のＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るＳＯＦ推定装置及び推定方法の一実施形態についてその適用対象となるディーゼル機関の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態に採用される基本ＳＯＦ脱離量演算マップにおける触媒床温、排気流量と基本ＳＯＦ脱離量との関係を示すグラフ。
【図３】同実施形態に採用される流量変化補正係数演算マップにおける排気流量変化量と流量変化補正係数との関係を示すグラフ。
【図４】同実施形態に採用されるＳＯＦ脱離量推定ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１０…吸気通路、１１…燃焼室、１２…排気通路、１３…エアクリーナ、１４…大気温センサ、１５…吸気管、１６…エアフローメータ、１７…吸気マニホールド、１８…吸気ポート、１９…燃料噴射弁、２０…排気ポート、２１…排気マニホールド、２２…排気管、２３…排気温センサ、２４…排気圧センサ、２５…排気浄化触媒、２６…電子制御ユニット、２７…ＮＥセンサ、２８…アクセルセンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に設けられる排気浄化触媒からの機関運転中のＳＯＦ（可溶有機成分：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）の脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関の排気に含まれるカーボンは、同じく排気に含まれるＳＯＦをバインダとして排気浄化触媒に付着する。カーボンが多量に付着すると、排気圧の急激な変化などに伴って付着したカーボンが一時に大量に脱離して、テールパイプから黒煙として排出されてしまう。特に表面積の大きい排気浄化触媒を使用する場合には、より多くのカーボンが排気浄化触媒に付着されるため、上記のような黒煙の排出が顕著となる。
【０００３】
こうした黒煙排出を有効に抑制するには、排気浄化触媒のカーボン付着量を正確に推定することが重要であり、そうしたカーボン付着量の推定精度の向上には、ＳＯＦの付着状況の正確な把握が必要となる。すなわち、ＳＯＦ付着量が多くなると、その分、カーボンが付着し易くなるため、カーボン付着量の正確な推定には、ＳＯＦ付着量の把握が不可欠となる。
【０００４】
従来、こうした排気浄化触媒のＳＯＦ付着量の推定手法として、特許文献１に記載のものが提案されている。同文献では、内燃機関からのＳＯＦの排出量と触媒床温とから単位時間に排気浄化触媒に新規に付着するＳＯＦの量（ＳＯＦ吸着速度）を求めるようにしている。一方、排気浄化触媒に付着したＳＯＦは、機関運転中にその一部が加熱分解され、燃焼される。そこで、触媒床温からＳＯＦの燃焼速度を求めるとともに、この燃焼速度と上記ＳＯＦ吸着速度とから単位時間当りのＳＯＦ付着量の変化量を算出し、これを積算することで排気浄化触媒の現時点のＳＯＦ付着量を推定するようにしている。
【０００５】
また従来、別のＳＯＦ付着量の推定手法として、非特許文献１に記載のものが提案されてもいる。同文献では、内燃機関からのＨＣ排出量と触媒床温とに基づいてＳＯＦ吸着速度とＳＯＦ燃焼速度とを求めるとともに、それらから単位時間当りのＳＯＦ付着量の変化量を算出し、これを積算することで排気浄化触媒の現時点のＳＯＦ付着量を推定するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２３８４８号公報
【非特許文献１】トヨタ技術公開集 発行番号１８２７２ ２００７年２月２８日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした従来の推定手法によっても、排気浄化触媒のＳＯＦ付着量をある程度に正確に推定することが可能である。しかしながら、機関運転中に排気浄化触媒からのＳＯＦの脱離形態としては、上記のような燃焼以外の形態によるものも存在しており、機関運転中における排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量（脱離速度）の推定精度については未だ改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量をより正確に推定することのできるＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定装置において、触媒床温と排気流量とに基づいて前記ＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定手段を備えることをその要旨としている。またＳＯＦ脱離量推定方法としての請求項５に記載の発明では、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定する方法であって、前記ＳＯＦ脱離量を、触媒床温と排気流量とに基づいて推定することをその要旨としている。
【０００９】
上述のように機関運転中には、排気浄化触媒に付着したＳＯＦの一部が加熱分解により燃焼することで排気浄化触媒から脱離する。こうした燃焼によるＳＯＦの脱離量は、触媒床温に基づいて推定することが可能である。すなわち、触媒床温が高くなるほど、ＳＯＦの加熱分解が進み、燃焼によるＳＯＦの脱離量は多くなると推定することができる。
【００１０】
一方、機関運転中には、排気浄化触媒を通過する排気の流勢で触媒表面から剥れ落ちて脱離するＳＯＦも存在する。こうした排気の流勢によるＳＯＦの脱離量は、排気流量より推定することが可能である。すなわち、排気流量が多くなるほど、排気浄化触媒を通過する排気の流勢が強まって、触媒表面から剥れ落ちるＳＯＦの量は多くなると推定することができる。
【００１１】
その点、上記構成及び上記推定方法では、触媒床温に加え、排気流量にも基づいて排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量が推定されている。そのため、燃焼による脱離形態だけでなく、排気の流勢による脱離形態も考慮して、ＳＯＦ脱離量が推定されるようになり、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を、より正確に推定することができるようになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＳＯＦ脱離量推定装置において、前記ＳＯＦ脱離量推定手段は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで、前記脱離量の推定値を算出することをその要旨としている。また請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のＳＯＦ脱離量推定方法において、前記ＳＯＦ脱離量の推定値は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで算出されてなることをその要旨としている。
【００１３】
上記構成及び上記推定方法では、触媒床温と排気流量とに基づいて基本ＳＯＦ脱離量が算出され、更に排気流量の変化量に基づいて補正値が算出されるようになる。そしてその補正値にて基本ＳＯＦ脱離量を補正することで、ＳＯＦ脱離量の推定値が算出されるようになる。
【００１４】
排気流量が急増したときには、一時により多くのＳＯＦが排気浄化触媒から脱離するようになる。このように排気の流勢にて排気浄化触媒から脱離するＳＯＦの量は、排気流量だけでなく、その変化量にも影響を受ける。その点、上記構成及び推定方法では、排気流量の変化量に基づいて算出された補正値による補正を行うことで、こうした排気流量の変化の影響についても、ＳＯＦ脱離量の推定結果に取り込むようにしている。そのため、上記構成及び推定方法によれば、機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を更に正確に推定することができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＳＯＦ脱離量推定装置において、前記触媒床温を、排気温及び大気温より推定する触媒床温推定手段を備えることをその要旨としている。また請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のＳＯＦ脱離量推定方法において、前記触媒床温は、排気温及び大気温より推定されてなることをその要旨としている。
【００１６】
上記構成及び推定方法では、ＳＯＦ脱離量の推定に用いられる触媒床温が、排気温及び大気温に基づいて推定されるようになる。そのため、触媒床温を直接検出する各別のセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定装置において、前記排気流量を、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定する排気流量推定手段を備えることをその要旨としている。また請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定方法において、前記排気流量は、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定されてなることをその要旨としている。
【００１８】
上記構成及び推定方法では、ＳＯＦ脱離量の推定に用いられる排気流量が、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定されるようになる。そのため、排気流量を直接検出する各別なセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を具体化した一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態のＳＯＦ脱離量推定装置の適用されるディーゼル機関の構成を示している。同図に示すように、ディーゼル機関は大きくは、吸気通路１０、燃焼室１１及び排気通路１２を備えて構成されている。
【００２０】
吸気通路１０の最上流部には、吸入した空気を浄化するエアクリーナ１３が設けられ、そのエアクリーナ１３には、吸入した空気の温度、すなわち大気温を検出する大気温センサ１４が設置されている。またエアクリーナ１３の下流には、吸気管１５が接続されており、その吸気管１５には、その内部を流れる空気の流量、すなわち吸気量を検出するエアフローメータ１６が設置されている。そして吸気管１５は、吸気マニホールド１７及び吸気ポート１８を介して燃焼室１１に接続されている。
【００２１】
燃焼室１１の上面には、その内部に燃料を噴射する燃料噴射弁１９が設置されている。そして燃焼室１１は、排気ポート２０及び排気マニホールド２１を介して排気管２２に接続されている。この排気管２２にはその上流から、排気温を検出する排気温センサ２３、及び排気圧を検出する排気圧センサ２４が設けられ、更にそれらの下流には、排気を浄化する排気浄化触媒２５が設置されている。
【００２２】
こうしたディーゼル機関の制御は、電子制御ユニット２６により実施されている。電子制御ユニット２６は、機関制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び外部と間で信号の入出力するための入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えて構成されている。こうした電子制御ユニット２６の入力ポートには、上記大気温センサ１４、エアフローメータ１６、排気温センサ２３、排気圧センサ２４に加え、更に機関回転速度を検出するＮＥセンサ２７やアクセル操作量を検出するアクセルセンサ２８等、ディーゼル機関の運転状況を検出する各種のセンサの検出信号が入力されている。また電子制御ユニット２６の出力ポートには、上記燃料噴射弁１９などの駆動回路が接続されている。
【００２３】
こうした電子制御ユニット２６は、各センサの検出信号に基づき把握されるディーゼル機関の運転状況に応じて、燃料噴射弁１９等の駆動回路に指令信号を出力することで、ディーゼル機関を制御している。例えば電子制御ユニット２６は、ＮＥセンサ２７により検出された機関回転速度、及びアクセルセンサ２８により検出されたアクセル操作量に基づいて燃料噴射量を決定して、燃料噴射弁１９の燃料噴射量制御を実施している。
【００２４】
また電子制御ユニット２６は、そうした機関制御の一環として、排気浄化触媒２５のＳＯＦ付着量の推定を行うようにしている。このＳＯＦ付着量の推定は、以下の態様で行われる。すなわち、電子制御ユニット２６は、現状の機関運転状況に基づいて、単位時間当りの排気浄化触媒２５へのＳＯＦの新規付着量（ＳＯＦ付着速度）と、単位時間当りの排気浄化触媒２５からのＳＯＦの脱離量（ＳＯＦ脱離速度）とをそれぞれ推定して求めるようにしている。そして電子制御ユニット２６は、それらＳＯＦ付着速度とＳＯＦ脱離速度とから単位時間当りの排気浄化触媒２５のＳＯＦ付着量の変化量を求め、これを積算することで現時点のＳＯＦ付着量を推定する。そして電子制御ユニット２６は、その推定されたＳＯＦ付着量に基づいて、排気浄化触媒２５に付着したＳＯＦを強制脱離させるためのＳＯＦ再生制御や、付着したＳＯＦによる白煙の発生を抑制するための白煙抑制制御などの各種制御の実行タイミングや実行条件を設定するようにしている。また電子制御ユニット２６は、排気浄化触媒２５のカーボン付着量の推定にも、上記推定したＳＯＦ付着量を利用している。
【００２５】
なお上記のような単位時間当りのＳＯＦ新規付着量（付着速度）は、例えば機関回転速度や燃料噴射量から推定されるディーゼル機関のＳＯＦ排出量と、触媒床温から推定されるＳＯＦの付着率（付着し易さの度合）とに基づいて推定することができる。一方、本実施の形態では、上記のような単位時間当りのＳＯＦ脱離量（脱離速度）は、以下の態様で推定するようにしている。
【００２６】
以下、こうした本実施の形態におけるＳＯＦ脱離量の推定の詳細について説明する。本実施の形態では、排気浄化触媒２５からの単位時間当りのＳＯＦ脱離量を、触媒床温と排気流量とに基づいて推定するようにしている。
【００２７】
機関運転中における排気浄化触媒２５からのＳＯＦの脱離の形態には、大きくは次の２つの形態がある。１つは、触媒上での加熱分解によりＳＯＦが燃焼されて脱離する形態、もう１つは、排気の流勢によりＳＯＦが触媒表面から剥れ落ちて脱離する形態である。ここで前者の形態のＳＯＦの脱離は、触媒床温が高いほど多くなり、後者の形態のＳＯＦの脱離は、排気流量が多くなるほど多くなる。よって、触媒床温が高い程、或いは排気流量が多い程、ＳＯＦの脱離は多くなる。そこで本実施の形態では、図２に例示するような基本ＳＯＦ脱離量演算マップを用い、単位時間当りの排気浄化触媒２５からのＳＯＦの推定脱離量の基本量である基本ＳＯＦ脱離量を求めるようにしている。
【００２８】
一方、排気流量が急増すると、一時により多くのＳＯＦが排気浄化触媒から脱離するようになる。このように排気の流勢にて排気浄化触媒から脱離するＳＯＦの量は、排気流量だけでなく、その変化量にも影響を受ける。そこで本実施の形態では、排気流量の変化量に応じて上記基本ＳＯＦ脱離量を補正して、最終的な単位時間当たりのＳＯＦ脱離量の推定値（最終ＳＯＦ脱離量）を求めるようにしている。具体的には、図３に例示するような流量変化補正係数演算マップを用いて算出された流量変化補正係数を上記基本ＳＯＦ脱離量に乗算することで、最終的なＳＯＦ脱離量を算出するようにしている。なお、同図に示すように流量変化補正係数は、排気流量の変化量が一定値Ａよりも小さいときにはその値が「１」に設定され、排気流量の変化量が一定値Ａ以上のときには、同変化量に応じてその値が大きい値に設定されるようになっている。
【００２９】
また本実施の形態では、上記のような基本ＳＯＦ脱離量の算出に用いる触媒床温及び排気流量を、直接検出するのではなく、以下の態様で推定して求めるようにしている。
まず触媒床温は、排気温センサ２３の検出する排気管２２上流部の排気温と、大気温センサ１４の検出する大気温とに基づいて推定するようにしている。排気温は、排気温センサ２３の設置位置から排気浄化触媒２５に至るまでに、排気管２２の表面からの放熱によって低下する。このときの排気温の低下代は、排気温センサ２３による排気温の検出値と大気温との差が大きい程、大きくなる。また排気浄化触媒２５の内部を通過する排気の温度が変化しても、それに応じた触媒床温の変化が生じるまでには若干の遅れがある。そこで本実施の形態では、上記のような排気浄化触媒２５に流入するまでの排気管２２の表面からの放熱による温度低下と、触媒床温変化の遅れとを考慮して、排気温検出値と大気温とに基づいて触媒床温を推定するようにしている。
【００３０】
一方、排気流量は、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧に基づいて推定するようにしている。ここでシリンダ流入空気量は、ディーゼル機関の各気筒の燃焼室１１に導入される空気の質量を示しており、その値は、エアフローメータ１６の検出する吸気量と機関回転速度とに基づき求められている。そしてこれらのパラメータより、気体の状態方程式（ＰＶ＝ｎＲＴ）を用いて排気流量を推定するようにしている。すなわち、上記状態方程式の「Ｐ」に排気圧を、「Ｔ」に排気温をそれぞれ代入するとともに、燃料噴射量、シリンダ流入空気量及び機関回転速度に基づいて算出された単位時間当りのディーゼル機関の排気の排出質量を「ｎ」として代入して、単位時間当りの排気の体積流量「Ｖ」を導出している。なお、上記排気の排出質量の算出に際して、燃料比重は、予め定数として与えられている。
【００３１】
図４は、こうした本実施の形態でのＳＯＦ脱離量の推定を行うための「ＳＯＦ脱離量推定ルーチン」のフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関運転中に、規定の制御周期毎に、電子制御ユニット２６により繰り返し実行されている。
【００３２】
さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット２６はまず、ステップＳ１０において、排気温及び大気温に基づき触媒床温を推定する。また電子制御ユニット２６は、ステップＳ２０において、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧に基づいて排気流量を推定する。そして電子制御ユニット２６は、続くステップＳ３０において、排気流量の変化量を算出する。なお、このときの排気流量の変化量は、今回の制御周期における排気流量の推定値から前回の制御周期における排気流量の推定値を減算することで求められている。
【００３３】
こうして触媒床温、排気流量及びその変化量を推定すると、電子制御ユニット２６はステップＳ４０において、上記推定した触媒床温及び排気流量に基づき、図２の基本ＳＯＦ脱離量演算マップを用いて基本ＳＯＦ脱離量を算出する。更に電子制御ユニット２６は、続くステップＳ５０において、上記推定した排気流量の変化量に基づいて、図３の流量変化補正係数演算マップを用いて流量変化補正係数を算出する。そして電子制御ユニット２６は、ステップＳ６０において、上記算出した基本ＳＯＦ脱離量に流量変化補正係数を乗算して、最終ＳＯＦ脱離量を算出し、本ルーチンの処理を終了する。
【００３４】
なお本実施の形態では、本ルーチンのステップＳ４０〜Ｓ６０の処理が、上記ＳＯＦ脱離量推定手段の行う処理に相当している。また本ルーチンのステップＳ１０の処理が、上記触媒床温推定手段の行う処理に、ステップＳ２０の処理が排気流量推定手段の行う処理に、それぞれ相当している。
【００３５】
以上説明した本実施形態のＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、電子制御ユニット２６は、触媒床温と排気流量とに基づいてＳＯＦ脱離量を推定するようにしている。上述のように機関運転中の排気浄化触媒２５からのＳＯＦの脱離には大きくは、燃焼による脱離と、排気の流勢による脱離との２つの形態がある。そして前者の形態でのＳＯＦの脱離は、触媒床温が高いほど多くなり、後者の形態でのＳＯＦの脱離は、排気流量が多いほど多くなる。その点、本実施の形態では、触媒床温に加え、排気流量にも基づいて排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量が推定されている。そのため、燃焼によるものだけでなく、排気の流勢によるものも考慮して、ＳＯＦ脱離量が推定されるようになり、機関運転中の排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量をより正確に推定することができるようになる。
【００３６】
（２）本実施の形態では、触媒床温と排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで、最終的なＳＯＦ脱離量の推定値である最終ＳＯＦ脱離量を算出するようにしている。より具体的には、排気流量の変化量に応じて算出された流量変化補正係数を上記基本ＳＯＦ脱離量に乗算した値を、最終ＳＯＦ脱離量として求めるようにしている。排気流量が急増したときには、より多くのＳＯＦが排気浄化触媒２５から一時に脱離するようになる。このように排気の流勢にて排気浄化触媒２５から脱離するＳＯＦの量は、排気流量だけでなく、その変化量にも影響を受ける。その点、本実施の形態では、排気流量の変化量に基づいて算出された補正値（流量変化補正係数）による補正を行うことで、こうした排気流量の変化の影響についても、ＳＯＦ脱離量の推定結果に取り込むようにしている。そのため、機関運転中の排気浄化触媒２５からのＳＯＦ脱離量を更に正確に推定することができるようになる。
【００３７】
（３）本実施の形態では、上記基本ＳＯＦ脱離量の算出に用いる触媒床温を、排気温及び大気温より推定して求めるようにしている。そのため、触媒床温を直接検出する各別のセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【００３８】
（４）本実施の形態では、上記基本ＳＯＦ脱離量の算出や、流量変化補正係数の算出に供される排気流量変化量の算出に用いられる排気流量を、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定して求めるようにしている。そのため、排気流量を直接検出する各別なセンサを設けずとも、ＳＯＦ脱離量の推定を行うことが可能となる。
【００３９】
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、触媒床温を、排気温及び大気温に基づき推定するようにしていたが、こうした触媒床温の推定を、別の手法で行うようにしても良い。また排気浄化触媒２５にその触媒床温を直接検出するセンサが設けられている場合には、そのセンサの検出値を用いてＳＯＦ脱離量の推定を行うようにすれば良い。
【００４０】
・上記実施の形態での排気流量の推定を、別の手法で行うようにしても良い。また排気通路１２に排気流量を直接検出するセンサが設置されている場合には、そのセンサの検出値を用いてＳＯＦ脱離量の推定を行うようにすれば良い。
【００４１】
・上記実施の形態では、基本ＳＯＦ脱離量に流量変化補正係数を乗算して最終ＳＯＦ脱離量を算出するようにしていたが、こうした排気流量の変化量に応じた補正を別の態様で行うことも可能である。例えば排気流量の変化量に応じて算出された補正値を、基本ＳＯＦ脱離量に加減算して最終ＳＯＦ脱離量を算出するようにすることも可能である。要は、排気流量が急増したときには、最終ＳＯＦ脱離量がより大きくなるように補正を行えば、適切なＳＯＦ脱離量の算出を行うことができる。
【００４２】
・上記実施の形態では、排気流量の変化量に応じた補正値にて基本ＳＯＦ脱離量を補正して最終ＳＯＦ脱離量を求めるようにしていたが、適用される内燃機関での排気流量の変化に対するＳＯＦ脱離量の変化が無視し得るほど小さいのであれば、こうした排気流量の変化量に応じた補正は割愛するようにしても良い。
【００４３】
・上記実施の形態では、ディーゼル機関の排気系に設けられた排気浄化触媒２５におけるＳＯＦ脱離量を推定するようにしていたが、排気浄化触媒へのＳＯＦ付着が問題になる内燃機関であれば、ディーゼル機関以外の内燃機関においても、本発明のＳＯＦ脱離量推定装置及び推定方法を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るＳＯＦ推定装置及び推定方法の一実施形態についてその適用対象となるディーゼル機関の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態に採用される基本ＳＯＦ脱離量演算マップにおける触媒床温、排気流量と基本ＳＯＦ脱離量との関係を示すグラフ。
【図３】同実施形態に採用される流量変化補正係数演算マップにおける排気流量変化量と流量変化補正係数との関係を示すグラフ。
【図４】同実施形態に採用されるＳＯＦ脱離量推定ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１０…吸気通路、１１…燃焼室、１２…排気通路、１３…エアクリーナ、１４…大気温センサ、１５…吸気管、１６…エアフローメータ、１７…吸気マニホールド、１８…吸気ポート、１９…燃料噴射弁、２０…排気ポート、２１…排気マニホールド、２２…排気管、２３…排気温センサ、２４…排気圧センサ、２５…排気浄化触媒、２６…電子制御ユニット、２７…ＮＥセンサ、２８…アクセルセンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定装置において、
触媒床温と排気流量とに基づいて前記ＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定手段を備える
ことを特徴とするＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項２】
前記ＳＯＦ脱離量推定手段は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで、前記脱離量の推定値を算出する
請求項１に記載のＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項３】
前記触媒床温を、排気温及び大気温より推定する触媒床温推定手段を備える
請求項１又は２に記載のＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項４】
前記排気流量を、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定する排気流量推定手段を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項５】
機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定する方法であって、
前記ＳＯＦ脱離量を、触媒床温と排気流量とに基づいて推定する
ことを特徴とするＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項６】
前記ＳＯＦ脱離量の推定値は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで算出されてなる
請求項５に記載のＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項７】
前記触媒床温は、排気温及び大気温より推定されてなる
請求項５又は６に記載のＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項８】
前記排気流量は、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定されてなる
請求項５〜７のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項１】
機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定装置において、
触媒床温と排気流量とに基づいて前記ＳＯＦ脱離量を推定するＳＯＦ脱離量推定手段を備える
ことを特徴とするＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項２】
前記ＳＯＦ脱離量推定手段は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで、前記脱離量の推定値を算出する
請求項１に記載のＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項３】
前記触媒床温を、排気温及び大気温より推定する触媒床温推定手段を備える
請求項１又は２に記載のＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項４】
前記排気流量を、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定する排気流量推定手段を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定装置。
【請求項５】
機関運転中の排気浄化触媒からのＳＯＦ脱離量を推定する方法であって、
前記ＳＯＦ脱離量を、触媒床温と排気流量とに基づいて推定する
ことを特徴とするＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項６】
前記ＳＯＦ脱離量の推定値は、前記触媒床温と前記排気流量とに基づいて算出された基本ＳＯＦ脱離量を、前記排気流量の変化量に基づいて算出された補正値にて補正することで算出されてなる
請求項５に記載のＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項７】
前記触媒床温は、排気温及び大気温より推定されてなる
請求項５又は６に記載のＳＯＦ脱離量推定方法。
【請求項８】
前記排気流量は、機関回転速度、燃料噴射量、シリンダ流入空気量、排気温及び排気圧により推定されてなる
請求項５〜７のいずれか１項に記載のＳＯＦ脱離量推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１３８５６０（Ｐ２００９−１３８５６０Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１３６４３（Ｐ２００７−３１３６４３）
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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