JP7765935B2 - DPF abnormality control device - Google Patents
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Description
本発明は、ＤＰＦ異常制御装置に係り、特に、ＤＰＦの過熱に起因する火災等のいわゆるハザードの未然防止の信頼性向上、構成の簡素化等を図ったものに関する。 The present invention relates to a DPF abnormality control device, and in particular to a device that aims to improve reliability and simplify the configuration in preventing so-called hazards such as fires caused by DPF overheating.
自動車両における排気浄化装置を構成する一つの構成品としてＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートファイルタ）が用いられていることは良く知られている通りである（例えば、特許文献１等参照）。
このＤＰＦは、使用に伴うフィルタの目詰まりによって機能低下を招くことがあるため、通常、高温の排気を意図的に発生させる等によって、いわゆるＤＰＦ再生が行われる。
ところが、ＤＰＦ再生を行う際、通常、上述のように高温となった排気ガスが自動車両周辺に排出され、その周囲のものを異常に過熱しかねないため、これを防ぐため遮蔽板などを設けて、過熱が生じないような方策を施すのが通常である。
また、上述のような高温の排気ガスによる直接的な過熱のみならず、ＤＰＦ自体が高温となるため、ＤＰＦからの高熱で周囲の部材等も加熱され、場合によっては部材等の発火や燃焼等を引き起こす虞もあり、このような事態に対する対策も必要となる。
このようなＤＰＦの高温に起因する周辺の部材等に於ける過熱等の防止、抑圧の方策としては、上述のように遮蔽板を設ける等のいわゆるハードウェア面からの対策だけではなく、車両に搭載された電子制御ユニットにおけるソフトウェア処理による対策も種々、提案、実用化されており、例えば、温度センサにより検出されたＤＰＦ温度が、基準値を超えた場合にＤＰＦ再生動作を強制的に停止させ、ＤＰＦ温度の過度の上昇を防止、抑圧する方法などは、比較的簡素な手法として考え得るものである。
2. Description of the Related Art It is well known that a DPF (Diesel Particulate Filter) is used as one of the components constituting an exhaust gas purification device in an automobile (see, for example, Patent Document 1).
Since the DPF may lose its functionality due to clogging of the filter during use, so-called DPF regeneration is usually performed by intentionally generating high-temperature exhaust gas.
However, when performing DPF regeneration, the high-temperature exhaust gases described above are usually discharged into the vicinity of the vehicle, which can cause the surrounding objects to become abnormally overheated. To prevent this, measures such as installing a shielding plate are usually taken to prevent overheating.
In addition to direct overheating due to the high-temperature exhaust gases as described above, the DPF itself becomes hot, and the high heat from the DPF also heats surrounding components, which in some cases could cause components to ignite or burn, so measures to prevent such situations are also necessary.
As measures to prevent and suppress overheating of surrounding components due to such high temperatures of the DPF, not only so-called hardware measures such as providing a shielding plate as mentioned above, but also various measures using software processing in the electronic control unit installed in the vehicle have been proposed and put into practical use.For example, a method that forcibly stops the DPF regeneration operation when the DPF temperature detected by a temperature sensor exceeds a reference value, thereby preventing and suppressing excessive increases in DPF temperature, can be considered a relatively simple method.
しかしながら、上述のような遮蔽板のような機械的部品を設ける構成にあっては、構成品の配置スペースが必ずしも余裕があるとは言えない現状の車両にあって、さらなる配設スペースを確保する必要があり、構造設計上の負担が増すばかりか、車両重量の増加を招き、結局、コストアップを招くこことなるため、決して得策とは言えない。
また、上述のようにソフトウェア処理によりＤＰＦの過度の高温が検出された場合に、ＤＰＦ再生を停止する手法にあっては、自動車機能安全規格（ＩＳＯ２６２６２）における機能安全の観点から、何らかの原因によりＤＰＦの過度の温度検出を行うソフトウェア処理が正常に実行されない状態となっても、それに代わって、確実にＤＰＦ再生の停止が実行されるような構成が求められる。
However, in a configuration that provides mechanical parts such as the shielding plate described above, it is necessary to secure additional installation space in current vehicles, where there is not necessarily ample space for arranging components. This not only increases the burden on the structural design, but also leads to an increase in vehicle weight, ultimately resulting in increased costs, and is therefore by no means a wise solution.
Furthermore, in the method of stopping DPF regeneration when an excessively high temperature in the DPF is detected by software processing as described above, from the perspective of functional safety in the Automotive Functional Safety Standard (ISO 26262), even if the software processing for detecting an excessively high temperature in the DPF is not executed normally for some reason, a configuration is required that ensures that DPF regeneration is stopped instead.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、遮蔽板等の機械的な構成品を用いることなく、ＤＰＦ再生における異常な高温の排気を確実に防止し、従来に比して、より信頼性の高いＤＰＦ異常制御装置を提供するものである。 The present invention was made in consideration of the above situation, and provides a more reliable DPF abnormality control device than conventional devices, by reliably preventing abnormally high exhaust temperatures during DPF regeneration without using mechanical components such as shielding plates.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るＤＰＦ異常制御装置は、
自動車両の排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルターの再生制御処理が実行可能に構成されてなる電子制御ユニットを有し、
前記電子制御ユニットは、複数の制御処理の実行を可能とする中央処理装置を有し、
前記中央処理装置は、前記ディーゼルパティキュレートフィルターの再生制御処理が実行される第１のレベル領域と、前記第１のレベル領域において実行される処理の適否を監視する第２のレベル領域と、前記第２のレベル領域において実行される処理の適否を監視する第３のレベル領域が形成されてなり、
前記第２のレベル領域において、前記ディーゼルパティキュレートフィルターの入口に設けられたＤＰＦ入口温度センサの良否判定を実行し、前記ＤＰＦ入口温度センサが不良と判定された場合に、前記ＤＰＦ再生制御を強制的に停止せしめる制御信号を所用の回路へ出力可能に構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, the DPF abnormality control device according to the present invention comprises:
The present invention has an electronic control unit configured to be able to execute a regeneration control process for a diesel particulate filter that traps particulate matter contained in exhaust gas from a motor vehicle,
The electronic control unit has a central processing unit capable of executing a plurality of control processes,
the central processing unit is formed with a first level area in which a regeneration control process for the diesel particulate filter is executed, a second level area in which the appropriateness of the process executed in the first level area is monitored, and a third level area in which the appropriateness of the process executed in the second level area is monitored,
In the second level region, a quality determination is made of a DPF inlet temperature sensor provided at the inlet of the diesel particulate filter, and if the DPF inlet temperature sensor is determined to be defective, a control signal for forcibly stopping the DPF regeneration control can be output to a required circuit.
本発明によれば、ディーゼルパティキュレートフィルターの再生制御処理が実行される第１のレベル領域における処理の適否を監視する第２のレベル領域において、ＤＰＦ入口温度センサの良否判定を実行することで、従来に比して、より信頼性の高いＤＰＦ再生の異常を確実に検出することが可能となり、装置の信頼性、安全性の格段の向上を図ることができるといという効果を奏するものである。
しかも、本発明は、いわゆるソフトウェアの変更、追加によって実現可能であるため、構成部品の新たな追加のための設置スペースの確保のようなことが必要なく、コスト低減を図りつつ、信頼性、安全性の確保が可能となる。
According to the present invention, by performing a quality determination of the DPF inlet temperature sensor in the second level region that monitors the appropriateness of the process in the first level region where the regeneration control process of the diesel particulate filter is executed, it is possible to reliably detect abnormalities in DPF regeneration with greater reliability than before, thereby achieving the effect of significantly improving the reliability and safety of the device.
Furthermore, since the present invention can be realized by modifying or adding software, there is no need to secure installation space for adding new components, making it possible to reduce costs while ensuring reliability and safety.
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるＤＰＦ異常制御装置の構成例について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるＤＰＦ異常制御装置は、エンジン制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」）１００と、排気浄化装置２００に設けられた複数のセンサとを中心に構成されたものとなっている（図１参照）。
電子制御ユニットであるエンジン制御ユニット１００は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを用いてなる中央処理装置（図２においては「ＣＰＵ」と表記）５０を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）や、図示されない外部の電子回路とのインターフェイスのためのインターフェイス回路（図２においては「Ｉ／Ｆ」と表記）６０等を主たる構成要素として構成されたものとなっている（図２参照）。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
The components, arrangements, etc. described below do not limit the present invention, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
First, a configuration example of a DPF abnormality control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
The DPF abnormality control device in the embodiment of the present invention is mainly composed of an engine control unit ("ECU" in FIG. 1) 100 and a plurality of sensors provided in an exhaust purification device 200 (see FIG. 1).
The engine control unit 100, which is an electronic control unit, is configured with a central processing unit (represented as "CPU" in FIG. 2) 50, which is made up of a microcomputer having a publicly known configuration, as its main components, and also includes memory elements such as RAM and ROM (not shown), and an interface circuit (represented as "I/F" in FIG. 2) 60 for interfacing with an external electronic circuit (not shown) (see FIG. 2).
このエンジン制御ユニット１００には、図示されないセンサやスイッチ開閉信号等によって取得された、例えば、エンジン回転数、アクセル開度等に代表される自動車両の動作制御に必要な各種の信号が入力され、エンジン（図１においては「ＥＮＧ」と表記）３００の燃料噴射制御処理等の実行に供されるようになっている。
さらに、エンジン制御ユニット１００には、ＤＰＦ再生制御を含む排気浄化制御に必要な種々のセンサ出力信号等が入力され、それぞれ必要とされる制御処理に供されるようになっている（詳細は後述）。
This engine control unit 100 receives various signals necessary for controlling the operation of the motor vehicle, such as engine speed, accelerator opening, etc., acquired by sensors and switch opening/closing signals (not shown), and these signals are used to execute fuel injection control processing for the engine (denoted as "ENG" in FIG. 1) 300.
Furthermore, various sensor output signals and the like required for exhaust purification control, including DPF regeneration control, are input to the engine control unit 100, and are used for the required control processing (details will be described later).
排気浄化装置２００は、エンジン３００の排気口に接続された排気管１１の上流側から順に、酸化触媒２１０と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」と称する）２２０と、選択式還元触媒２３０とが設けられて構成されている。
この排気浄化装置２００の構成自体は、従来から良く知られているものと基本的に同一で、本発明特有のものではない。
The exhaust purification device 200 is configured by providing, in order from the upstream side of the exhaust pipe 11 connected to the exhaust port of the engine 300, an oxidation catalyst 210, a diesel particulate filter (hereinafter referred to as "DPF") 220, and a selective reduction catalyst 230.
The configuration of this exhaust gas purification device 200 itself is basically the same as that of a well-known conventional device, and is not unique to the present invention.
酸化触媒２１０は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）などを酸化する機能を有する従来同様の構成を有してなるものである。
ＤＰＦ２２０は、排気ガス中の粒子状物質を捕集する従来同様の構成を有してなるものである。
選択式還元触媒２３０は、還元剤噴射弁２４０によって上流側から供給される液体還元剤を用いて、排気中に含まれるノックス（ＮＯｘ）を選択的に還元する触媒で、その構成自体は、従来同様である。なお、液体還元剤には、例えば、尿素やアンモニア水等が用いられる。
The oxidation catalyst 210 has a conventional structure and functions to oxidize hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and the like in the exhaust gas.
The DPF 220 has a conventional structure for collecting particulate matter in exhaust gas.
The selective reduction catalyst 230 is a catalyst that selectively reduces NOx contained in the exhaust gas using a liquid reducing agent supplied from the upstream side by the reducing agent injection valve 240, and its configuration itself is the same as that of a conventional catalyst. The liquid reducing agent used may be, for example, urea or aqueous ammonia.
この排気浄化装置２００においては、酸化触媒２１０の入口近傍に、酸化触媒入口温度センサ（以下「ＤＯＣ入口温度センサ」と称する）１が、ＤＰＦ２２０の入口近傍に、ＤＰＦ入口温度センサ２が、ＤＰＦ２２０の出口近傍に、排気温度センサ４が、選択式還元触媒２３０の入口近傍に、選択式還元触媒入口温度センサ（以下「ＳＣＲ入口温度センサ」と称する）３が、選択式還元触媒２３０の出口近傍には、ＮＯｘセンサ５が、それぞれ設けられている。
なお、これらのセンサは一例であり、この他、図示されない排気センサやＯ２センサ等が適宜な部位に設けられ、各々の出力は、先に述べたように、エンジン制御ユニット１００に入力されて排気制御処理等に供されるものとなっている。
In this exhaust purification device 200, an oxidation catalyst inlet temperature sensor (hereinafter referred to as the "DOC inlet temperature sensor") 1 is provided near the inlet of the oxidation catalyst 210, a DPF inlet temperature sensor 2 is provided near the inlet of the DPF 220, an exhaust temperature sensor 4 is provided near the outlet of the DPF 220, a selective reduction catalyst inlet temperature sensor (hereinafter referred to as the "SCR inlet temperature sensor") 3 is provided near the inlet of the selective reduction catalyst 230, and a NOx sensor 5 is provided near the outlet of the selective reduction catalyst 230.
These sensors are just examples, and other sensors such as exhaust sensors and O2 sensors (not shown) are provided at appropriate locations, and the outputs of each are input to the engine control unit 100 as mentioned above and used for exhaust control processing, etc.
次に、エンジン制御ユニット２００を構成する中央処理装置５０について、図２を参照しつつ説明する
本発明の実施の形態における中央処理装置５０は、各種の動作制御のための制御処理が実行される処理実行領域が、レベル１の第１のレベル領域（図２においては「ＰＲ１」と表記）５０Ａ、レベル２の第２のレベル領域（図２においては「ＰＲ２」と表記）５０Ｂ、レベル３の第３のレベル領域（図２においては「ＰＲ３」と表記）５０Ｃの３つに区分形成された構成を有するものとなっている。
Next, the central processing unit 50 constituting the engine control unit 200 will be described with reference to FIG. 2. The central processing unit 50 in the embodiment of the present invention has a configuration in which the processing execution area in which control processing for various operational controls is executed is divided into three areas: a first level area at level 1 (denoted as "PR1" in FIG. 2) 50A, a second level area at level 2 (denoted as "PR2" in FIG. 2) 50B, and a third level area at level 3 (denoted as "PR3" in FIG. 2) 50C.
この中央処理装置５０内部の処理実行領域のレベル分けは、ソフトウェアの実行における機能や処理範囲等の違いに基づくものである。
まず、レベル１の第１のレベル領域５０Ａは、エンジン３００の燃料噴射制御処理や従来同様のＤＰＦ再生制御処理、また、還元剤噴射弁１１による液体還元剤の噴射制御処理などが実行される領域である。
The division of the processing execution areas within the central processing unit 50 into levels is based on differences in the functions and processing ranges in the execution of software.
First, the first level region 50A of level 1 is a region in which fuel injection control processing for the engine 300, conventional DPF regeneration control processing, and liquid reducing agent injection control processing by the reducing agent injection valve 11 are performed.
次に、レベル２の第２のレベル領域５０Ｂは、レベル１の第１のレベル領域５０Ａにおいて実行される種々の処理動作の適否を監視する機能を果たす領域である。
かかる第２のレベル領域５０Ｂには、基本的に第１のレベル領域５０Ａへ入力される種々のセンサ出力信号等と基本的に同一の信号等が入力されるものとなっている。
Next, the second level area 50B of level 2 is an area that performs the function of monitoring the appropriateness of various processing operations executed in the first level area 50A of level 1.
The second level area 50B receives signals that are basically the same as the various sensor output signals that are input to the first level area 50A.
なお、第２のレベル領域５０Ｂにおける第１のレベル領域５０Ａにおける各種の処理動作の適否の判断手法は、例えば、第１のレベル領域５０Ａで実行される制御処理と同一の処理を第２のレベル領域５０Ｂにおいても実行し、同一の処理結果が得られるか否かによって、第１のレベル領域５０Ａにおける処理動作の適否を判断する方法を採ることができる。如何なる判断手法を採るかは任意であり、特定の判断手法に限定される必要はないものである。 In addition, the method for determining the appropriateness of various processing operations in the first level area 50A in the second level area 50B can be, for example, to execute the same control processing in the second level area 50B as that executed in the first level area 50A, and determine the appropriateness of the processing operations in the first level area 50A based on whether the same processing results are obtained. Any determination method can be used, and there is no need to be limited to a specific determination method.
レベル３の第３のレベル領域５０Ｃは、レベル２の第２のレベル領域５０Ｂにおける処理動作の適否を監視する機能を果たす領域である。
この第３のレベル領域５０Ｃによる第２のレベル領域５０Ｂにおける処理動作の適否の監視動作は、例えば、第２のレベル領域５０ＢのＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の良否を定期的に判断し、第２のレベル領域５０Ｂの信頼性の確認を行う等の処理を実行することで実現されるものである。
The third level area 50C at level 3 is an area that performs the function of monitoring whether the processing operation at the second level area 50B at level 2 is appropriate.
The monitoring operation of the third level area 50C to check whether the processing operations in the second level area 50B are appropriate is realized, for example, by periodically determining whether the ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) in the second level area 50B are good or bad, and by performing processing such as confirming the reliability of the second level area 50B.
なお、第３のレベル領域５０Ｃにおいて、第２のレベル領域５０Ｂにおける処理動作が正常ではないと判断された場合、第３のレベル領域５０Ｃは、燃料噴射を強制的に停止させる等の所用の安全対応処理を実行するものとなっており、燃料噴射の強制停止等に必要な制御信号を、インターフェイス回路６０を介して、図示されない所用の回路等へ出力する。 If the third level area 50C determines that the processing operation in the second level area 50B is abnormal, the third level area 50C executes the required safety response processing, such as forcibly stopping fuel injection, and outputs the control signal required for forcibly stopping fuel injection, etc., via the interface circuit 60 to the required circuit, etc. (not shown).
図３には、中央処理装置５０により実行されるＤＰＦ異常制御処理の手順を示すフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ、本発明の実施の形態におけるＤＰＦ異常制御処理について説明する。
まず、前提として、中央処理装置５０においては、従来同様のＤＰＦ再生制御が第１のレベル領域５０Ａにおいて実行されるものとなっているとする。
ここで、ＤＰＦ再生制御は、いわゆるポスト噴射と称されるＤＰＦ再生のための燃料燃焼によってＤＰＦ２２０に蓄積された煤を燃焼させて、ＤＰＦ２２０の機能回復を図る処理である。
FIG. 3 shows a flowchart illustrating the procedure of the DPF abnormality control process executed by the central processing unit 50. Hereinafter, the DPF abnormality control process according to the embodiment of the present invention will be described with reference to this figure.
First, it is assumed that the central processing unit 50 executes the conventional DPF regeneration control in the first level region 50A.
Here, the DPF regeneration control is a process for recovering the function of the DPF 220 by burning soot accumulated in the DPF 220 through fuel combustion for DPF regeneration, which is so-called post-injection.
一方、以下に説明する本発明の実施の形態におけるＤＰＦ異常制御処理は、中央処理装置５０の第２のレベル領域５０Ｂにおいて実行されるものである。
以下、図３を参照しつつ、第２のレベル領域５０Ｂにおいて実行されるＤＰＦ異常制御処理について説明する。
最初に、ＤＰＦ入口温度センサ２の良否判定が行われる（図３のステップＳ１１０参照）。
良否判定の手法は、例えば、排気温度センサ４の検出値（以下、説明の便宜上「実排気温度センサ値」と称する）と、排気温度モデルを基に演算算出された排気温度モデルにおける排気温度（以下、説明の便宜上「モデル排気温度」と称する）との温度差を判断要素とするのが好適である。
On the other hand, the DPF abnormality control process in the embodiment of the present invention described below is executed in the second level area 50B of the central processing unit 50.
Hereinafter, the DPF abnormality control process executed in the second level region 50B will be described with reference to FIG.
First, a quality determination is made for the DPF inlet temperature sensor 2 (see step S110 in FIG. 3).
A suitable method for determining whether the exhaust temperature is good or bad is to use, as a determining factor, the temperature difference between the detection value of the exhaust temperature sensor 4 (hereinafter, for the sake of convenience, referred to as the "actual exhaust temperature sensor value") and the exhaust temperature in the exhaust temperature model calculated based on the exhaust temperature model (hereinafter, for the sake of convenience, referred to as the "model exhaust temperature").
すなわち、実排気温度センサ値とモデル排気温度との温度差を求め、その温度差が基準温度差を超えた場合に、ＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判断する。
図４には、ＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判断できる場合の実排気温度センサ値とモデル排気温度の変化例を示す特性線が示されている。
同図において、実線の特性線は、実排気温度センサ値の変化例を、二点鎖線の特性線は、モデル排気温度の変化例を、それぞれ示している。
この例では、時刻ｔａ付近を経過した以降、モデル排気温度は、それまでの温度上昇とほぼ同様の早さで上昇しているのに対して、実排気温度センサ値は、温度上昇しているものの、それまでの温度上昇の早さに比して明らかに上昇の割合が低下した変化を示しており、モデル排気温度との差が明らかに増大している。
That is, the temperature difference between the actual exhaust temperature sensor value and the model exhaust temperature is calculated, and if this temperature difference exceeds a reference temperature difference, it is determined that the DPF inlet temperature sensor 2 is defective.
FIG. 4 shows characteristic lines that show an example of changes in the actual exhaust gas temperature sensor value and the model exhaust gas temperature when it can be determined that the DPF inlet temperature sensor 2 is defective.
In the figure, the solid characteristic line shows an example of change in the actual exhaust gas temperature sensor value, and the two-dot chain characteristic line shows an example of change in the model exhaust gas temperature.
In this example, after passing around time ta, the model exhaust temperature rises at roughly the same rate as the temperature rise up to that point, whereas the actual exhaust temperature sensor value, although rising in temperature, shows a change in which the rate of rise is clearly slower than the rate of temperature rise up to that point, and the difference with the model exhaust temperature clearly increases.
実排気温度センサ値とモデル排気温度に差が生じた場合、装置の確実な安全確保等の観点からは、可能な限り早期の時点でＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判断するのが望ましい。しかしながら、僅かな温度差で即座にＤＰＦ入口温度センサ２が不良であると判断すると、場合によっては誤判断となる虞もある。そのため、具体的に、如何なる時点でＤＰＦ入口温度センサ２の不良とするかは、装置全体の具体的な仕様や、個々のＤＰＦ入口温度センサ２の仕様、排気温度モデルの特性等を勘案しつつ、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。 When a difference occurs between the actual exhaust temperature sensor value and the model exhaust temperature, it is desirable to determine that the DPF inlet temperature sensor 2 is faulty as early as possible, from the perspective of ensuring the safety of the device. However, if a slight temperature difference is immediately detected as a fault in the DPF inlet temperature sensor 2, this may result in an erroneous determination. Therefore, the specific point at which the DPF inlet temperature sensor 2 is deemed faulty should be determined based on test and simulation results, taking into account the specific specifications of the device as a whole, the specifications of each DPF inlet temperature sensor 2, the characteristics of the exhaust temperature model, etc.
また、排気温度モデルは、本発明特有のものではなく、従来から知られた手法に基づくものである。本発明の実施の形態における排気温度モデルは、エンジン回転数と燃料噴射量を入力パラメータとして、モデル排気温度が演算算出されるように構成されたものである。
排気温度モデルは、本発明の実施の形態のものに限定される必要はなく、既存のモデルから種々選択可能である。したがって、入力パラメータも上述のエンジン回転数と燃料噴射量に限定されるものではない。
The exhaust temperature model is not specific to the present invention, but is based on a conventionally known method. The exhaust temperature model in the embodiment of the present invention is configured to calculate a model exhaust temperature using engine speed and fuel injection amount as input parameters.
The exhaust gas temperature model is not limited to the one described in the embodiment of the present invention, and various existing models can be selected. Therefore, the input parameters are not limited to the engine speed and fuel injection amount described above.
再び、図３の説明に戻れば、上述のようにして、ステップＳ１１０において、ＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判定された場合には、ステップＳ１５０の処理へ進む一方、ＤＰＦ入口温度センサ２は、正常と判定された場合には、ステップＳ１２０の処理へ進むこととなる。
ステップ１５０においては、ＤＰＦ再生が強制停止されると共に、警報発生が行われる。
Returning to the explanation of Figure 3 again, as described above, if it is determined in step S110 that the DPF inlet temperature sensor 2 is faulty, the process proceeds to step S150, whereas if it is determined that the DPF inlet temperature sensor 2 is normal, the process proceeds to step S120.
In step 150, the DPF regeneration is forcibly stopped and an alarm is issued.
すなわち、第２のレベル領域５０Ｂから、ＤＰＦ再生動作を停止するための制御信号がインターフェイス回路６０を介して、図示されない駆動回路等に出力されて、ＤＰＦ再生動作の強制停止が行われることとなる。
さらに、ＤＰＦ再生異常を乗員に報知するため、図示されない警告灯の点灯や警報音の発生に必要な警報制御信号がインターフェイス回路６０を介して、図示されない点灯回路等に出力されて警告灯点灯等による警報発生が行われることとなる。
That is, a control signal for stopping the DPF regeneration operation is output from the second level region 50B via the interface circuit 60 to a drive circuit or the like (not shown), thereby forcibly stopping the DPF regeneration operation.
Furthermore, in order to notify the occupant of a DPF regeneration abnormality, an alarm control signal required to turn on a warning light (not shown) or to emit an alarm sound is output via the interface circuit 60 to a lighting circuit (not shown) or the like, and an alarm is issued by turning on a warning light or the like.
一方、ステップＳ１２０においては、ＤＰＦ入口温度センサ２によって検出されたＤＰＦ入口温度が第１規定温度を超えているか否かが判定される。
ＤＰＦ入口温度が第１規定温度を超えていると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、先に説明したステップＳ１５０の処理へ進む一方、ＤＰＦ入口温度が第１規定温度を超えていないと判定された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１３０の処理へ進むこととなる。
On the other hand, in step S120, it is determined whether the DPF inlet temperature detected by the DPF inlet temperature sensor 2 exceeds a first specified temperature.
If it is determined that the DPF inlet temperature exceeds the first specified temperature (YES), the process proceeds to step S150 described above, whereas if it is determined that the DPF inlet temperature does not exceed the first specified temperature (NO), the process proceeds to step S130.
ステップＳ１３０においては、ＤＰＦ入口温度が第２規定温度を超えて、かつ、その状態が規定時間を上回って継続しているか否かが判定される。
ＤＰＦ入口温度が第２規定温度を超えて、かつ、その状態が規定時間を上回って継続していると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１６０の処理へ進む一方、ＤＰＦ入口温度が第２規定温度を超えて、かつ、その状態が規定時間を上回って継続してはいないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１４０の処理へ進むこととなる。
In step S130, it is determined whether the DPF inlet temperature has exceeded a second specified temperature and this state has continued for a specified time or longer.
If it is determined that the DPF inlet temperature exceeds the second specified temperature and that this state has continued for more than the specified time (if YES), the process proceeds to step S160, whereas if it is determined that the DPF inlet temperature exceeds the second specified temperature and that this state has not continued for more than the specified time (if NO), the process proceeds to step S140.
なお、先の第１規定温度と第２規定温度は、第１規定温度＜第２規定温度の関係にある。
また、第１規定温度、第２規定温度、及び、規定時間を具体的に如何なる設定値とするかは、装置全体の具体的な仕様や、個々のＤＰＦ入口温度センサ２の仕様等を勘案しつつ、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。
The first specified temperature and the second specified temperature have a relationship of first specified temperature<second specified temperature.
In addition, it is preferable to determine the specific set values for the first specified temperature, the second specified temperature, and the specified time based on test results and simulation results, while taking into consideration the specific specifications of the entire device and the specifications of each DPF inlet temperature sensor 2, etc.
ステップＳ１４０においては、ＤＰＦ入口温度センサ２自体の不良やＤＰＦ入口温度に異常がないことから、エンジン運転が継続され、ＤＰＦ再生処理が実行可能とされる。
一方、ステップＳ１６０においては、エンジン停止が実行される。
すなわち、第２のレベル領域５０Ｂから、エンジン停止に必要な制御信号がインターフェイス回路６０を介して、図示されない燃料噴射弁の駆動回路等に出力されて強制的にエンジン停止が行われることとなる。
In step S140, since there is no malfunction in the DPF inlet temperature sensor 2 itself or an abnormality in the DPF inlet temperature, the engine operation continues and the DPF regeneration process can be executed.
On the other hand, in step S160, the engine is stopped.
That is, a control signal required to stop the engine is output from the second level region 50B via the interface circuit 60 to a drive circuit for a fuel injection valve (not shown) and the like, thereby forcibly stopping the engine.
上述した本発明の実施の形態においては、実排気温度センサ値とモデル排気温度の温度差によってＤＰＦ入口温度センサ２の良否判定（図３のステップＳ１１０参照）を行う構成としたが、ＤＰＦ入口温度センサ２の良否判定の手法は、これに限定されるものではなく、他の手法を用いても良い。
ここで、他の方法について、３つの例を以下に説明する。
第１の例は、複数の温度センサの検出温度の相関に基づいてＤＰＦ入口温度センサ２の良否を判定する方法である。
In the embodiment of the present invention described above, the quality of the DPF inlet temperature sensor 2 is determined based on the temperature difference between the actual exhaust temperature sensor value and the model exhaust temperature (see step S110 in Figure 3), but the method for determining the quality of the DPF inlet temperature sensor 2 is not limited to this, and other methods may also be used.
Here, three examples of other methods will be described below.
The first example is a method for determining whether the DPF inlet temperature sensor 2 is good or bad based on the correlation between temperatures detected by a plurality of temperature sensors.
具体的には、例えば、ＤＯＣ入口温度センサ１、ＤＰＦ入口温度センサ２、及び、ＳＣＲ入口温度センサ３の各検出温度について、次述するように相関を求め、乖離が一定以上か否かによってＤＰＦ入口温度センサ２の良否を判定する。
すなわち、ＤＯＣ入口温度センサ１により検出されたＤＯＣ入口温度をＴdoc、ＤＰＦ入口温度センサ２により検出されたＤＰＦ入口温度をＴdpf、ＳＣＲ入口温度センサ３により検出されたＳＣＲ入口温度をＴscrとすると、下記する式１に示された不等式が成立する場合、ＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判定することができる。
Specifically, for example, a correlation is calculated for the detected temperatures of the DOC inlet temperature sensor 1, the DPF inlet temperature sensor 2, and the SCR inlet temperature sensor 3 as described below, and the quality of the DPF inlet temperature sensor 2 is determined based on whether the deviation is greater than a certain level.
That is, if the DOC inlet temperature detected by the DOC inlet temperature sensor 1 is Tdoc, the DPF inlet temperature detected by the DPF inlet temperature sensor 2 is Tdpf, and the SCR inlet temperature detected by the SCR inlet temperature sensor 3 is Tscr, then if the inequality shown in Equation 1 below holds, it can be determined that the DPF inlet temperature sensor 2 is faulty.
（Ｔdoc＋Ｔscr）／２－Ｔdpf＞所定相関閾値・・・式１ (Tdoc + Tscr) / 2 - Tdpf > predetermined correlation threshold...Equation 1
すなわち、この手法は、２つのセンサの検出値の平均値と、ＤＰＦ入口温度センサ２の検出値を比較し、その比較結果によってＤＰＦ入口温度センサ２の良否を判定する方法である。
なお、式１における所定相関閾値は、実際に用いられるＤＯＣ入口温度センサ１、ＤＰＦ入口温度センサ２、及び、ＳＣＲ入口温度センサ３の各仕様や、装置全体の具体的な仕様等を勘案しつつ、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。
That is, this method is a method of comparing the average value of the detection values of the two sensors with the detection value of the DPF inlet temperature sensor 2, and judging whether the DPF inlet temperature sensor 2 is good or bad based on the comparison result.
It should be noted that the predetermined correlation threshold value in Equation 1 is preferably determined based on test results and simulation results, while taking into consideration the specifications of the DOC inlet temperature sensor 1, DPF inlet temperature sensor 2, and SCR inlet temperature sensor 3 that are actually used, as well as the specific specifications of the entire device.
次に、他の手法の第２の例について説明する。
第２の例も、上述の第１の例同様、ＤＰＦ入口温度センサ２の良否を、ＤＯＣ入口温度センサ１及びＳＣＲ入口温度センサ３の出力を用いて行うものである。
すなわち、この第２の例は、ＤＰＦ入口温度センサ２の検出温度と、他の２つのセンサ１，３のいずれかの検出温度との差が所定以上ある場合に、ＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判定するものである。
Next, a second example of another technique will be described.
In the second example, similarly to the first example, the quality of the DPF inlet temperature sensor 2 is determined using the outputs of the DOC inlet temperature sensor 1 and the SCR inlet temperature sensor 3.
In other words, in this second example, if the difference between the detected temperature of the DPF inlet temperature sensor 2 and the detected temperature of either of the other two sensors 1 and 3 is greater than a predetermined value, the DPF inlet temperature sensor 2 is determined to be faulty.
具体的には、下記する式２、又は、式３のいずれかが成立する場合にＤＰＦ入口温度センサ２の不良と判定する。 Specifically, if either Equation 2 or Equation 3 below is true, it is determined that the DPF inlet temperature sensor 2 is faulty.
Ｔdoc－Ｔdpf＞第１個別閾値・・・式２ Tdoc - Tdpf > First Individual Threshold...Equation 2
Ｔscr－Ｔdpf＞第２個別閾値・・・式３ Tscr - Tdpf > second individual threshold...Equation 3
なお、ここで、第１個別閾値、第２個別閾値は、第１の例同様、実際に用いられるＤＯＣ入口温度センサ１、ＤＰＦ入口温度センサ２、及び、ＳＣＲ入口温度センサ３の各仕様や、装置全体の具体的な仕様等を勘案しつつ、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。 As in the first example, the first and second individual thresholds are preferably determined based on test results and simulation results, taking into consideration the specifications of the DOC inlet temperature sensor 1, DPF inlet temperature sensor 2, and SCR inlet temperature sensor 3 that are actually used, as well as the specific specifications of the entire device.
次に、他の手法の第３の例について説明する。
この第３の例も、ＤＯＣ入口温度センサ１及びＳＣＲ入口温度センサ３をＤＰＦ入口温度センサ２の良否に用いる点は、上述の第１及び第２の例と同様である。
この第３の例は、エンジン停止後、エンジン３００が完全に放熱された状態で、ほぼ雰囲気温度近傍となった状態において、ＤＰＦ入口温度センサ２、ＤＯＣ入口温度センサ１及びＳＣＲ入口温度センサ３の各検出温度が、ほぼ同一となっているか否かによって、ＤＰＦ入口温度センサ２の良否を判定する手法である。すなわち、この例では、エンジン停止後、ＤＰＦ入口温度センサ２、ＤＯＣ入口温度センサ１及びＳＣＲ入口温度センサ３の各検出温度が、ほぼ同一ではない場合にＤＰＦ入口温度センサ２の不良であると判定する。
Next, a third example of another technique will be described.
This third example is similar to the first and second examples in that the DOC inlet temperature sensor 1 and the SCR inlet temperature sensor 3 are used to determine whether the DPF inlet temperature sensor 2 is good or bad.
This third example is a method for determining whether the DPF inlet temperature sensor 2 is defective based on whether the temperatures detected by the DPF inlet temperature sensor 2, the DOC inlet temperature sensor 1, and the SCR inlet temperature sensor 3 are substantially the same after the engine 300 has completely dissipated heat and is at approximately the same temperature as the ambient temperature after the engine has stopped. That is, in this example, if the temperatures detected by the DPF inlet temperature sensor 2, the DOC inlet temperature sensor 1, and the SCR inlet temperature sensor 3 are not substantially the same after the engine has stopped, it is determined that the DPF inlet temperature sensor 2 is defective.
なお、ＤＰＦ入口温度センサ２、ＤＯＣ入口温度センサ１及びＳＣＲ入口温度センサ３の各検出温度が、ほぼ同一か否かを判断する基準は、実際に用いられるＤＯＣ入口温度センサ１、ＤＰＦ入口温度センサ２、及び、ＳＣＲ入口温度センサ３の各仕様や、装置全体の具体的な仕様等を勘案しつつ、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。
また、この判断基準は、各センサの特性のばらつき等を考慮すると、特定の値を用いるよりも、一定の許容範囲とするのが現実的で好適である。
The criteria for determining whether the detected temperatures of the DPF inlet temperature sensor 2, the DOC inlet temperature sensor 1, and the SCR inlet temperature sensor 3 are approximately the same are preferably determined based on test results and simulation results, while taking into consideration the specifications of the DOC inlet temperature sensor 1, the DPF inlet temperature sensor 2, and the SCR inlet temperature sensor 3 that are actually used, as well as the specific specifications of the entire device.
Furthermore, when taking into consideration variations in the characteristics of each sensor, it is more practical and preferable to use a certain tolerance range as the criterion for this determination rather than using a specific value.
本発明の実施の形態においては、上述したように第２のレベル領域５０ＢにおいてＤＰＦ異常制御処理を実行するように構成したので、第１のレベル領域５０Ａにおいて実行される従来のＤＰＦ異常判定処理が、何らかの原因で正常な異常判断がなされない場合にあっても、ＤＰＦ再生処理の異常に起因する車両周辺への高温の排気が確実に防止され、従来に比して、さらなる信頼性、安全性の確保が可能となる。 In an embodiment of the present invention, as described above, the DPF abnormality control process is executed in the second level region 50B. Therefore, even if the conventional DPF abnormality determination process executed in the first level region 50A does not correctly determine an abnormality for some reason, high-temperature exhaust gases caused by an abnormality in the DPF regeneration process are reliably prevented from reaching the vehicle's surroundings, ensuring greater reliability and safety than conventional systems.
さらに、先に述べたように第３のレベル領域５０Ｃによって第２のレベル領域５０Ｂの動作が監視されているため、第２のレベル領域５０ＢのＲＡＭやＲＯＭの異常に起因して上述した第２のレベル領域５０ＢにおけるＤＰＦ異常制御処理が正常に実行されない状態となった場合には、第３のレベル領域５０Ｃによってエンジン強制停止等の処理が実行され、車両の安全性、信頼性が確実に担保されるようになっている。 Furthermore, as mentioned above, the operation of the second level area 50B is monitored by the third level area 50C. Therefore, if the DPF abnormality control processing in the second level area 50B described above is not executed properly due to an abnormality in the RAM or ROM of the second level area 50B, the third level area 50C will execute processing such as forcibly stopping the engine, thereby ensuring the safety and reliability of the vehicle.
遮蔽板等の機械的な構成品を用いることなく、ＤＰＦ再生における異常な高温の排気の確実な防止が所望される自動車両に適用できる。 It can be applied to motor vehicles where it is desirable to reliably prevent abnormally high exhaust temperatures during DPF regeneration without using mechanical components such as shielding plates.
１…ＤＯＣ入口温度センサ
２…ＤＰＦ入口温度センサ
３…ＳＣＲ入口温度センサ
４…排気温度センサ
５…ＮＯｘセンサ
５０…中央処理装置
１００…エンジン制御ユニット
２００…排気浄化装置
３００…エンジン
1... DOC inlet temperature sensor 2... DPF inlet temperature sensor 3... SCR inlet temperature sensor 4... exhaust temperature sensor 5... NOx sensor 50... central processing unit 100... engine control unit 200... exhaust purification device 300... engine
Claims (2)
前記電子制御ユニットは、複数の制御処理の実行を可能とする中央処理装置を有し、
前記中央処理装置は、前記ディーゼルパティキュレートフィルターの再生制御処理が実行される第１のレベル領域と、前記第１のレベル領域において実行される処理の適否を監視する第２のレベル領域と、前記第２のレベル領域において実行される処理の適否を監視する第３のレベル領域が形成されてなり、
前記第２のレベル領域において、前記ディーゼルパティキュレートフィルターの入口に設けられたＤＰＦ入口温度センサの良否判定を実行し、前記ＤＰＦ入口温度センサが不良と判定された場合に、前記ＤＰＦ再生制御を強制的に停止せしめる制御信号を所用の回路へ出力可能に構成され、
前記第２のレベル領域において、前記ＤＰＦ入口温度センサが正常と判定された場合、前記ＤＰＦ入口温度が第１規定温度を超えているか否かを判定し、前記ＤＰＦ入口温度が第１規定温度を超えていると判定された場合に、前記ＤＰＦ再生制御を強制的に停止せしめる制御信号を所用の回路へ出力可能に構成され、
前記第２のレベル領域において、前記ＤＰＦ入口温度が第１規定温度を超えていないと判定された場合に、前記ＤＰＦ入口温度が、規定時間を上回って第２規定温度を超えているか否かを判定し、前記ＤＰＦ入口温度が、規定時間を上回って第２規定温度を超えていると判定された場合に、エンジンを強制的に停止せしめる制御信号を所用の回路へ出力可能に構成されてなることを特徴とするＤＰＦ異常制御装置。 The present invention has an electronic control unit configured to be able to execute a regeneration control process for a diesel particulate filter that traps particulate matter contained in exhaust gas from a motor vehicle,
The electronic control unit has a central processing unit capable of executing a plurality of control processes,
the central processing unit is formed with a first level area in which a regeneration control process for the diesel particulate filter is executed, a second level area in which the appropriateness of the process executed in the first level area is monitored, and a third level area in which the appropriateness of the process executed in the second level area is monitored,
In the second level region, a quality determination is made of a DPF inlet temperature sensor provided at an inlet of the diesel particulate filter, and when the DPF inlet temperature sensor is determined to be defective, a control signal for forcibly stopping the DPF regeneration control can be output to a required circuit ,
In the second level region, when it is determined that the DPF inlet temperature sensor is normal, it is determined whether or not the DPF inlet temperature exceeds a first specified temperature, and when it is determined that the DPF inlet temperature exceeds the first specified temperature, a control signal for forcibly stopping the DPF regeneration control can be output to a required circuit,
When it is determined that the DPF inlet temperature does not exceed a first specified temperature in the second level region, it is determined whether the DPF inlet temperature has exceeded a second specified temperature for a specified time, and when it is determined that the DPF inlet temperature has exceeded the second specified temperature for a specified time, a DPF abnormality control device is configured to be able to output a control signal to a required circuit to forcibly stop the engine .
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