KR100721321B1

KR100721321B1 - 내연기관의 배기정화장치

Info

Publication number: KR100721321B1
Application number: KR1020057006531A
Authority: KR
Inventors: 사토시 히라누마; 리쯔코 시노자키; 요시노리 타카하시; 타케시 하시주메; 요시나카 타케다; 레이코 도우메키; 신이찌 사이토; 토루 카와타니; 켄지 카와이
Original assignee: 미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2007-05-25
Also published as: JPWO2004036002A1; US7497078B2; DE10393519T5; US20060107658A1; CN100371563C; KR20050059265A; WO2004036002A1; CN1703570A

Abstract

본 내연기관의 배기정화장치는, 정밀도 좋고, 강제재생시기를 검지하여, 강제 재생 인터벌을 넓게 유지함으로써 연비 악화를 억제할 수 있도록 하고 있다. 이 배기정화장치는, 내연기관(2)에 설치되어 배기가스중의 미립자를 포집하는 필터(22) 및 필터상 또는 필터 상류의 배기계에 설치되는 NO₂를 생성하는 기능부(21)를 갖는다. 배출량 연산수단(A1)에 의해 미립자 배출량(Me)을 공기과잉률(λ)에 기초하여 연산한다. 연소량 연산수단(A2)에 의해 필터 상류의 배기가스온도 또는 상기 필터의 필터온도에 기초하여 미립자 연소량(Mb)을 연산한다. 또한, 퇴적량 연산수단(A3)에 의해 미립자 배출량(Me) 및 미립자 연소량(Mb)에 기초하여 미립자 퇴적량(Ma)을 연산하고 있다.

Description

내연기관의 배기정화장치{EXHAUST EMISSION CONTROL DEVICE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연기관의 배기가스 중으로부터 카본입자 등을 포집하는 내연기관의 배기정화장치, 특히, 필터에 의해 포집된 카본을 산화촉매에 의해 생성된 이산화질소(NO₂)를 이용해서 필터 상에서 산화 제거하는 내연기관의 배기정화장치에 관한 것이다.

내연기관, 특히, 디젤엔진의 배기가스 중에는, 카본 미립자 등을 핵으로 하는 미립자가 혼입되어 있고, 이 미립자를 대기중에 방출하는 일없이 포집하기 위해서 디젤엔진의 배기가스유로 상에는 미립자 필터가 장착된다. 이 미립자 필터는 미립자 퇴적량이 증가하면, 이것을 소각해서 재생할 필요가 있다.

그래서, 배기 유량과 필터 압력손실의 관계에 기초하여 필터에 퇴적된 미립자의 퇴적량을 검지하고, 퇴적량이 재생 판정값을 상회하면 미립자를 강제 소각하기 위해 가열하는 강제 재생수단을 구동하고 있다. 예컨대, 강제 재생수단으로서는, 내연기관의 연료공급계에 주분사와 아울러서, 그 후의 팽창행정이나 배기행정에서 추가 연료분사를 행해 배기가스온도를 강제적으로 상승시키는 수단이나, 전기 히터 또는 경유 버너를 구동시켜서 배기가스온도를 강제적으로 상승시키는 수단이 이용되고 있다.

이렇게, 강제 재생수단은 필터를 고온에 유지하는 필요상, 연비 악화를 초래하기 쉽고, 이것을 억제함에 있어서 정밀도 좋게 강제재생시기를 검지하고, 강제 재생 인터벌을 넓게 유지할 필요가 있다.

그런데, 미립자는 600℃정도의 고온에서 산화처리가능하지만, 저온의 250℃정도에서도 저온연소를 가능하게 하고, 이것에 의해 소각가능영역을 확대하고, 재생촉진을 도모하도록 한 연속재생식 필터장치가 알려져 있다.

이 연속재생식 필터장치는, 미립자 필터에 대해서 배기로 상류측에 산화촉매를 배치하고, 여기서 하기 (1)식의 반응을 촉진시킴으로써 배기중의 일산화질소(NO)를 산화해서 이산화질소(NO₂)를 생성한다.

2NO+O₂→2NO₂ ㆍㆍㆍㆍㆍ(1)

이 이산화질소(NO₂)는 고활성이며, 미립자 필터에 도달했을 때에 동일 필터에 포집 종료된 미립자(카본입자)와 하기 (2),(3)식에서 나타내는 반응을 촉진시킴으로써 미립자 필터를 재생하고 있다.

NO₂+C→NO+CO ㆍㆍㆍㆍㆍ(2)

NO₂+CO→NO+CO₂ ㆍㆍㆍㆍㆍ(3)

그런데 저온연소를 가능하게 한 연속재생식 필터장치이여도, 차량이 거리를 주행하여 저부하 운전영역이 길게 계속된 경우에는 배기가스온도가 상승하지 않고, 필터에 미립자가 퇴적하기 쉽고, 강제 소각해서 재생할 필요가 있다.

그래서, 연속재생식 필터장치이여도, 배기 유량과 필터 압력손실의 관계로부터 필터에 퇴적된 미립자(PM)의 퇴적량을 검지하고, 퇴적량이 재생 판정값을 상회하면 배기가스온도를 강제적으로 상승시켜서 미립자를 소각하는 강제 재생수단이 채용되고, 예컨대, 내연기관의 연료공급계에 주분사와 아울러, 그 후의 팽창행정이나 배기행정에서 추가 연료분사를 행하여 배기가스온도를 강제적으로 상승시키는 수단이 이용되고 있다.

예컨대, 필터에 퇴적된 미립자 퇴적량을 간이적으로 배기가스온도 빈도로부터 추정하는 방법이 본 출원인에 의해 일본 특원 2001-144501호(특허문헌1)에 의해 제안되고, 일본 특허공개 2002-276422 공보(특허문헌2)에는 산화촉매와 미립자 필터 및 NOx촉매를 배기로 상류측으로부터 이 순서로 배치하여 재생시에 공연비를 리치(rich)화하여 운전하는 연속재생형 DPF가 개시되어 있다.

그런데, 미립자 필터의 상류에 산화촉매를 배치한 연속재생식 필터장치, 또는 단지 미립자 필터만로 이루어지는 미립자 정화장치 중 어느 것이어도, 퇴적량이 재생 판정값를 상회하면 미립자 소각처리에 들어간다. 그런데, 이 퇴적량이 정확하게 판정되어 있지 않으면, 즉, 퇴적량을 과대 판정하면 강제 재생 인터벌이 좁아져 연비 악화를 초래하고, 퇴적량을 과소 판정하면 과도하게 미립자가 퇴적되고, 이것이 연소해서 온도상승이 과대하게 되어 필터 파손에 이를 가능성이 있다. 따라서, 정밀도 좋게, 강제재생시기를 검지하고, 강제 재생 인터벌을 넓게 유지할 필요가 있다.

그래서, 배기 유량과 필터 압력손실의 관계로부터 필터에 퇴적된 미립자를 검지하는 방법이 이용되어 왔지만, 보다 정밀도가 좋은 미립자량 추정처리가 요망되고 있다. 특히, 연속재생식 필터장치에서는 연속재생에 있어서 부분적인 연소가 생겨서 미립자의 퇴적 밀도의 불균일이 발생하기 쉽고, 유량-압력손실-미립자 퇴적량의 관계가 크게 무너지고, 보다 정밀도가 좋은 미립자량 추정처리가 요망되고 있다.

또한, 특허문헌1에서 제안되어 있는 연속재생식 필터장치에서는, 미립자 퇴적량을 추정함에 있어서, 연속재생시의 연소된 미립자량의 추정은 가능하지만 미립자 배출량의 추정이 정확하지 않으므로 개선이 요망되고 있다. 특허문헌2에서 제안되어 있는 연속재생식 필터장치는 미립자 퇴적량에 의해 재생시를 판단하는 일없이, 재생시에 연소비를 리치화해서 운전할 뿐이며, 연비 악화를 초래하기 쉽다.

본 발명은, 상술의 과제에 기초하여, 정밀도가 좋고, 강제재생시기를 검지하고, 강제 재생 인터벌을 넓게 유지하는 것이므로 연비 악화를 억제할 수 있는 내연기관의 배기정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 내연기관의 배기정화장치는, 내연기관의 배기계에 설치되어 배기가스중의 미립자를 포집하는 필터, 및 상기 필터상 또는 상기 필터 상류의 상기 배기계에 설치되어 NO₂를 생성하는 기능부를 갖는 배기후처리장치, 상기 내연기관으로부터 배출되는 미립자 배출량을 공기과잉률에 기초하여 연산하는 배출량 연산수단, 상기 필터 상류의 배기가스온도 또는 상기 필터의 필터온도에 기초하여 미립자 연소량을 연산하는 연소량 연산수단, 상기 배출량 연산수단에 의해 연산된 미립자 배출량 및 상기 연소량 연산수단에 의해 연산된 미립자 연소량에 기초하여 상기 필터에의 미립자 퇴적량을 연산하는 퇴적량 연산수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이렇게, 미립자 연소량을 배기가스온도 또는 필터온도로 구하고, 미립자 배출량을 공기과잉률에 기초하여 구함으로써, 미립자 퇴적량 검지정밀도를 향상하여 강제 재생의 인터벌을 적정하게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 퇴적량 연산수단에 의해 추정된 미립자 퇴적량이 소정값을 초과했을 때, 주연료분사후의 팽창행정 또는 배기행정에 분사된 추가 연료에 의해, 배기가스 온도상승을 행하거나, 또는 촉매나 필터에 HC를 공급하여 필터상에서 연소시키는 강제 재생수단을 구비하는 것으로 하여도 된다. 이 경우, 강제 재생수단으로서 추가 연료분사에 의한 강제 재생처리 외에, 경유 버너, 전기 히터로의 강제 재생처리를 마찬가지로 행할 수 있다.

또한 본 발명의 내연기관의 배기정화장치는, 내연기관의 배기계에 설치되어 배기가스중의 미립자를 포집하는 필터, 및 상기 필터상 또는 상기 필터 상류의 상기 배기계에 설치되어 NO₂를 생성하는 기능부를 갖는 배기후처리장치, 상기 내연기관의 운전시의 공기과잉률이 소정 과잉률 이하의 공기과잉률 빈도를 연산하는 공기과잉률 빈도 연산수단, 상기 내연기관으로부터 배출되는 미립자 배출량을 공기과잉률 빈도에 기초하여 구하는 배출량 연산수단, 상기 필터 상류의 배기가스온도 또는 상기 필터의 필터온도가 소정 온도 이상의 온도 빈도를 연산하는 온도 빈도 연산수단, 상기 필터에 퇴적된 미립자에 대한 미립자 연소량을 온도 빈도에 기초하여 구하는 연소량 연산수단, 상기 배출량 연산수단에 의해 구해진 미립자 배출량 및 상기 연소량 연산수단에 의해 구해진 미립자 연소량에 기초하여 상기 필터에의 미립자 퇴적량을 연산하는 퇴적량 연산수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 경우, 연소된 미립자의 양을 배기가스온도 또는 필터온도의 온도 빈도에 대응하는 미립자 연소속도를 이용하여 구함과 아울러, PM 배출량을 공기과잉률의 빈도에 기초하여 구함으로써, 미립자 퇴적량 검지정밀도를 향상하여 강제 재생의 인터벌을 적정하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 내연기관의 배기정화장치에 있어서, 상기 배출량 연산수단은, 상기 공기과잉률 빈도 연산수단에 의해 연산된 소정 기간 내의 구간 공기과잉률 빈도에 대응하는 상기 소정 기간의 구간 미립자 배출량을 구한다. 상기 연소량 연산수단은, 상기 필터에 퇴적된 미립자에 대한 미립자 연소속도를 온도 빈도에 기초하여 구하는 연소속도 연산부를 포함하고, 상기 연소속도 연산부에 의해 구해진 상기 소정 기간의 구간 미립자 연소속도 및 상기 퇴적량 연산수단에 의해 이전회에 연산된 미립자 퇴적량에 기초하여 상기 필터에 퇴적된 미립자의 상기 소정 기간의 구간 미립자 연소량을 구한다. 또한 상기 퇴적량 연산수단은, 동 퇴적량 연산수단에 의해 이전회에 연산된 미립자 퇴적량, 상기 배출량 연산수단에 의해 구해진 구간 미립자 배출량, 및 상기 연소량 연산수단에 의해 구해진 구간 미립자 연소량에 기초하여, 금회의 미립자 퇴적량을 구하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 소정 기간에 연소된 미립자량을 소정 기간 미립자 연소속도 및 이전회에 구해진 미립자 퇴적량으로 구한다. 소정 기간에 배출된 미립자량을 구간 공기과잉률의 빈도에 기초하여 구한다. 또한 금회의 미립자 퇴적량을 이전회에 연산된 미립자 퇴적량, 구간 PM 배출량 및 구간 PM 연소량에 기초하여 구함으로써, 현재의 PM 퇴적량의 검지 정밀도를 보다 향상해서 강제 재생의 인터벌을 적정하게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 배출량 연산수단은, 공기과잉률이 소정값 이하의 빈도를 가중 계수를 이용하여 가중평균하여 구간 공기과잉률 빈도를 구해도 좋다. 이 경우, 예컨대, 가중 계수(wf)=0.5로 하고, 이보다 가중 계수(wf)가 1에 가까울수록 전회값의 영향이 작게 되는 특성을 얻을 수 있고, 이 가중 계수로 산출된 구간 공기과잉률 빈도를 이용함으로써 미립자 배출량의 검출 정밀도가 향상한다.

또한 상기 배출량 연산수단은, 소정 기간 내에 있어서의 공기과잉률이 소정값 이하인 구간빈도(β_i)를, 다음식에 기초하여 산출해도 좋다.

β_i=(xi+β_i-1×(i-1))/i

소정 공기과잉률 이하일 때: xi=1

소정 공기과잉률을 초과할 때: xi=0

단, β_i는 i번째의 빈도, β_i-1은, 이전회의 빈도, xi는, i번째의 판정값.

온도 빈도(필터온도가 소정값 이상인 빈도)도 상기와 마찬가지의 방법으로 구하여도 좋다. 이 경우도 미립자 배출량의 검출 정밀도가 향상한다.

바람직하게는, 상기 소정 기간이, 단위시간, 소정 연료량을 소비한 기간, 소정 주행거리 중 어느 하나이어도 된다. 이 경우도 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명의 내연기관의 배기정화장치에 있어서, 상기 구간 미립자 배출량 연산처리에서는, 흡입공기량 및 연료분사량을 입력하는 스텝과, 흡입공기량 및 연료분사량으로부터 소정 구간(Δt) 내의 공기과잉률을 연산하는 스텝과, 소정 구간(Δt) 내의 공기과잉률을 따라서 공기과잉률 빈도(γΔt)를 연산하는 스텝과, 구간 미립자 배출량(MaΔt){=f(λΔt)}을 연산하는 스텝을 이 순서로 행하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 구간 미립자 배출량 연산처리를 정확하게 행할 수 있고, 현재의 PM 퇴적량의 검지 정밀도를 보다 향상해서 강제 재생의 인터벌을 적정하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 내연기관의 배기정화장치에 있어서, 상기 구간 미립자 연소량 연산처리에서는, 촉매온도(gt)를 입력하는 스텝과, 촉매온도(gt)로부터 구간 온도 빈도(βΔt)를 연산함과 아울러 배기가스성분이 미립자를 소각하기 쉬운 조건을 구비하는지의 여부의 지표 NOx/Soot에 따른 보정 계수(K)를 이용하여 구간 온도 빈도(βΔt)를 보정하는 스텝과, 구간 온도 빈도(βΔt)를 이용하여 구간 연소속도계수(αΔt){=f(βΔt)}을 연산하는 스텝과, 이전회 PM 퇴적량(Ma_i-1) 및 구간 연소속도계수(αΔt)를 이용하여 PM 연소량(MbΔt){=αΔt×Ma_i-1)}을 연산하는 스텝을 이 순서로 행하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 구간 PM 연소량 연산처리를, 정확하게 행할 수 있고, 현재의 PM 퇴적량의 검지 정밀도를 보다 향상해서 강제 재생의 인터벌을 적정하게 할 수 있다.

도 1는 본 발명의 1실시형태예로서의 내연기관의 배기정화장치의 개략 구성도이다.

도 2는 도 1의 배기정화장치의 기능 블록도이다.

도 3은 도 1의 배기정화장치의 강제 재생 제어처리에서 이용하는 맵 특성 설명도이며, 도 3(a)은 공기과잉률로부터 PM 배출량을 추정하기 위한 맵을, 도 3(b)은 온도 빈도로부터 PM 연소속도를 추정하기 위한 맵을, 도 3(c)은 간이 강제 재생 제어처리에서 이용하는 온도 빈도로부터 간이 연소속도계수를 추정하기 위한 맵을 나타낸다.

도 4는 도 1의 배기정화장치의 강제 재생 제어처리에서의 공기과잉률의 빈도의 경시변화를 설명하는 선도이며, 도 4(a)는 빈도판정결과의 경시변화를, 도 4(b)는 공기과잉률 빈도의 이동하중 평균치의 파형을 나타낸다.

도 5는 도 1의 배기정화장치에서 이용하는 맵 특성 설명도이며, 도 5(a)는 연료분사량 및 엔진회전속도로부터 NOx/Soot를 추정하기 위한 맵을, 도 5(b)는 NOx/Soot로부터 보정 계수(K)를 설정하기 위한 맵을 나타낸다.

도 6은 도 1의 배기정화장치의 강제 재생 제어처리 루틴의 플로우차트이다.

도 7은 도 6의 강제 재생 제어처리 루틴 중의 스텝s5에서 행해지는 포스트 분사의 분사 설명도이다.

도 8은 본 발명의 제2실시형태로서, 도 2에 대응하는 배기정화장치의 기능을 설명하는 블록도이다.

도 9는 도 8의 블록도에 대응하는 PM 퇴적량 연산에 기초하는 강제 재생 제어처리 루틴의 플로우차트이며, 도 9(a)는 강제재생시기 검출루틴을, 도 9(b)는 구간 PM 배출량 연산 루틴을, 도 9(c)는 구간 PM 연소량 연산 루틴을 나타낸다.

본 발명의 제1실시형태를 도 1 내지 도 7을 사용하여 설명한다.

도 1은 제 1 실시형태로서 본 발명을 적용한 내연기관의 배기정화장치(1)를 장착한 디젤엔진(이후 단지 엔진으로 기재한다)(2)이다. 이 엔진(2)은 연소실(3)로부터 연장되는 배기로(R)를 구비하고, 이 배기로(R)에는 배기 매니폴드(4), 배기관(5), 그 도중에 배치되는 배기후처리장치(6), 그 하류의 도시하지 않은 머플러를 순차 접속해서 형성된다. 엔진(2)은 직렬 4기통 엔진이며, 각 기통에는 인젝터(8)가 설치되어 있다. 각 인젝터(8)에는 이것에 연료를 공급하는 연료공급부(9)와, 인젝터(8)에 의해 연소실(3)에 연료분사를 행하는 연료분사부(11)를 구비하고, 이들은 엔진ECU(12)에 의해 구동 제어된다.

연료공급부(9)는 엔진 구동의 고압연료펌프(13)의 고압연료를 엔진ECU(12)내의 연압(燃壓)제어부(121)에 의해 제어되는 연압조정부(14)에서 정압화한 상태에서 커먼 레일(15)에 도입되고, 커먼 레일(15)로부터 분기되어 연장되는 연료관로(16)을 통해 각 인젝터(8)에 공급한다. 인젝터(8)의 전자 밸브(17)는 분사 제어부(122)에 접속되고, 동 분사 제어부(122)는 연산된 연료분사량, 분사시기에 따른 출력신호를 전자 밸브(17)에 출력하고, 인젝터(8)를 분사 제어한다.

여기서 분사 제어부(122)는 엔진 회전수(Ne)와 엑셀 패달밟음량(θa)에 따른 연료분사량 및 연료분사시기를 구한다. 게다가, 연산된 분사시기 및 연료분사량 상당의 출력신호를 인젝터 드라이버(10)에 세트하고, 연료분사부(11)의 전자 밸브(17)에 출력하고, 인젝터(8)의 연료분사를 제어한다.

배기후처리장치(6)은 금속 통형상의 케이싱(18)을 구비하고, 그 팽창부(181)의 내측에 배기로(R)를 따라서 산화촉매(21) 및 디젤 미립자 필터(이후 단지 필터로 기재한다)(22)를 직렬상으로 구비한다. 또한, 산화촉매(21) 및 필터(22)는 각각 팽창부(181)와의 사이에 각각을 지지하는 지지부재(19), 예컨대, 석면이나 부피가 큰 형상의 금속망 형상체를 끼워 장착하고 있다.

산화촉매(21)는 촉매담지체(211)에 운반되고, 촉매담지체(211) 내의 각 배기가스통로(r1)는 양단부가 개방되어, 배기가스를 배기로(R) 상류로부터 하류측으로 용이하게 통과시킬 수 있다. 촉매담지체(211)는 세라믹제로 단면이 벌집구조를 이루는 모노리시스형이고, 서로 병렬 배치된 다수의 배기가스통로(r1)가 형성되고, 각 통로의 통로 대향벽면에 산화촉매(21)가 촉매층을 이뤄서 담지된다.

NO₂를 생성하는 기능부를 이루는 산화촉매(21)는, 엔진(2)으로부터 배출되는 배기중의 일산화질소(NO)를 산소(O₂)로 산화해서 고활성의 이산화질소(NO₂)에 생성하고, 즉, 상술한 (1)식의 생성 반응을 촉진할 수 있는 촉매 성능을 구비하는 것이 선택되고, 여기서는 백금계 산화촉매가 채용되었다.

필터(22)는 세라믹제, 예컨대, Mg, A1, Si를 주성분으로 하는 근청석으로 이루어지고, 다수의 배기가스통로(r2)(r2-1,r2-2)를 배기로(R)의 방향을 향해서 병렬상으로 적층해서 이루어지는 벌집 구조체로서 형성된다. 여기서 서로 이웃하는 각 배기가스통로(r2)는 교대로 배기로(R) 상류측과 하류측의 어느 한쪽이 단부(23)에서 폐쇄되도록 형성된다. 이것에 의해 상류측에 유입된 배기가스는 각 배기가스통로(r2-1)의 통로 대향벽(b)을 투과해서 배기로(R) 하류측에 출구가 형성된 각 배기가스통로(r2-2)에 도달하여, 배출되고, 그 때, 배기가스중으로부터 미립자를 여과한다.

엔진ECU(12)는, 흡입공기량(Qa)을 검출하는에어 플로우 센서(7)과, 엔진(2)의 엑셀 패달 개방도(θa)를 검출하는 엑셀 패달 개방도 센서(24)와, 크랭크각 정보(Δθ)를 검출하는 크랭크각 센서(25)와, 배기 온도(gt)를 검출하는 배기온도센서(26)와, 수온(wt)을 검출하는 수온 센서(27)와, 대기압(pa)을 출력하는 대기압 센서(28)와, 아이들 신호(ID)를 출력하는 아이들 스위치(29)가 접속된다. 여기서 크랭크각 정보(Δθ)는 엔진ECU(12)에 있어서 엔진 회전수(Ne)의 도출에 이용됨과 아울러 후술하는 연료분사시기 제어에 사용된다.

엔진ECU(12)는 그 입출력 회로에 다수의 포토를 갖고, 엑셀 페달 개방도 센 서(24), 크랭크각 센서(25), 배기온도센서(26), 수온 센서(27), 대기압 센서(28) 등으로부터의 검출신호를 뽑아 넣는다. 엔진ECU(12)는 연압제어부(121), 분사 제어부(122)나 주지의 엔진 제어처리기능을 구비하고, 특히, 강제 재생 제어를 이루는 배출량 연산수단(A1), 연소량 연산수단(A2), 퇴적량 연산수단(A3)의 제어기능을 구비한다(도 2 참조).

여기서, 배출량 연산수단(A1)은 엔진(2)으로부터 배출되는 미립자의 양(Me)을 공기과잉률(λ)에 기초하여 연산한다. 여기서는 연산맵(m1)[도 3(a) 참조]을 이용한다.

연소량 연산수단(A2)은 필터(22) 상류의 배기가스온도(gt) 또는 필터(22)의 필터온도(배기가스온도와 동일 값으로 간주한다)(gt)에 기초하여 미립자 연소량(Mb)을 연산한다.

퇴적량 연산수단(A3)은 배출량 연산수단(A1)에 의해 연산된 미립자 배출량(Me) 및 연소량 연산수단(A2)에 의해 연산된 미립자 연소량(Mb)에 기초하여 필터(22)에의 미립자 퇴적량(Ma)을 연산한다.

이러한 내연기관의 배기정화장치(1)를 장착한 엔진(2)의 구동시에 있어서, 엔진ECU(12)는 도시하지 않은 메인 루틴에 있어서, 상술한 각종 센서 출력이 정상값인지의 여부를 체크하고, 정상이면 엔진이 구동된다.

엔진의 운전시에 있어서, 촉매담지체(211)에서는 다수의 배기가스통로(r1)에 배기가스가 분산되어 유입되고, 상술한 (1)식에 따라 배기가스중의 일산화질소(NO) 가 산화되어 고활성의 이산화질소(NO₂)가 생성되고, 하류측의 필터(22)에 유출된다. 필터(22)에서는 각 배기가스통로(r2-1)에 유입된 배기가스가 통로 대향벽(b)을 투과하고, 각 배기가스통로(r2-2)의 하류측 출구에 도달하여, 대기중에 배출된다. 이 때, 통로 대향벽(b)을 유통하는 배기가스가 함유하는 미립자가 필터(22)에 포착된다.

이러한 상황하에서 메인 루틴의 도중에 도 6에 나타내는 바와 같은 강제 재생 제어처리가 실행된다.

이 강제 재생 제어처리에서는, 스텝s1에서 미립자 배출량(Me)을 스텝s2에서 PM 연소량(Mb)을 스텝s3에서 미립자 퇴적량(Ma)을 연산하고, 스텝s4에서 PM 퇴적량(Ma)이 소정값(Maα)에 도달한 것을 판정한 시점에서 스텝s5로 진행되고, 필터(22)를 강제적으로 승온시키기 위한 강제 재생 제어(예컨대, 포스트 분사제어를 소정 시간 행하는)를 실행한다.

스텝s1의 PM 배출량(Me)의 연산에서는, 도 2에 실선으로 나타내는 바와 같은 처리를 실행한다. 배출량 연산수단(A1)에 있어서, 우선, 최신의 흡입공기량(Qa), 분사된 연료량(Qf)을 입력하고, 공기과잉률(λ){=Qa/(Qf×14.7)}을 공기과잉률 연산부(a1)에서 산출한다. 또한 공기과잉률 연산부(a1)에서는, 도 3(a)의 PM 배출량 맵(m1)에서 공기과잉률(λ) 상당의 PM 배출량(Me)을 연산한다. PM 배출량 맵(m1)은 미리 설정되고, 이것은 공기과잉률(λ)이 저하하면 PM 배출량(Me)이 급증하는 곡선특성을 갖는다.

스텝s2의 PM 연소량(Mb)의 연산에서는, 필터온도(gt)를 입력하고, 이어서, 도 2에 나타내는 바와 같은 간이 연소속도계수 연산부(b0)에서의 처리를 실행한다.

연소량 연산수단(A2)의 간이 연소속도계수 연산부(b0)에서는 필터온도(gt)를 입력하고, 필터온도(gt)에 대응하는 연소속도계수(α)을 도 3(c)의 연소속도계수 맵(m0)에서 산출한다. 이 연소속도계수 맵(m0)은 필터온도(gt) 증가에 따라 연소속도계수(α)가 증가하는 곡선특성을 갖는다.

다음에 PM 연소량 연산부(b4)에서는 다음 식(b)에 의해 PM 연소량(Mb)이 산출된다.

Mb=α×Ma×t ㆍㆍㆍ(b)

여기서, Ma는 측정 시점에서 퇴적하고 있는 PM량으로, 이전회 퇴적량에 상당하고, α가 연소속도계수를 나타내고, t가 단위시간을 나타낸다.

스텝s3의 퇴적량 연산수단(A3)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 즉, 식(c)을 이용하여, 단위시간(t)마다의 PM 배출량(Me)보다 PM 연소량(Mb)을 감산하여 PM 퇴적량(Ma)을 산출한다.

Ma=Me-Mb ㆍㆍㆍ(c)

이 금회의 PM 퇴적량(Ma_i)은 그 이전의 소정 기간(mt)에 산출 종료한 PM 퇴적량 이전회값(Ma_i-1)에 적산되고, 적산 퇴적량(Mapmt)으로서 산출된다.

또한 스텝s4에 도달하면, 여기서는 적산 퇴적량(Mapmt)이 소정값(Maε)을 상회할지 판단하고, 상회할 때까지는 스텝s1로부터 스텝s4를 반복한다. 소정값(Maε)은 필터(22)에 퇴적되는 미립자가 연속 연소한 경우에, 그 연소열로 필터(22) 자체가 과열에 의해 열화하는 것을 피하기 위해, 그 소정값(Maε)이 적절히 설정된다.

또한 적산 퇴적량(Mapmt)이 소정값(Maε)을 상회하게 하여 스텝s5에 도달하면, 여기서는 필터(22)를 강제적으로 승온시키기 위한 강제 재생 제어로서, 포스트 분사 제어를 소정 시간 행한다. 즉, 스텝s5에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 현재의 운전정보에 따른 주분사(J1)로 분사된 연료분사량(INJn)[분사기간(Bm)], 분사시기(t1)를 도출하고, 또한 후분사(J2)용의 후분사량(INJp)[분사기간(Bs)]을 미리 설정된 일정량으로서 설정하고, 주분사후의 적당한 분사시기(t2)로 설정한다.

이것에 의해 주분사(J1)용의 연료분사량(INJn) 및 분사시기(t1) 상당의 정보를 포함하는 출력(Dinj)과, 후분사(J2)용의 후분사량(INJp) 및 분사시기(t2) 상당의 정보를 포함하는 출력(D'inj)을 연료분사용 드라이버(10)에 세트하고, 메인 루틴에 돌아간다. 이것에 의해 연료분사용 드라이버(10)는 소정 분사시기(θr)에 도달하는 것을 검출하면, 기준 시점(TDC)으로부터 분사시기까지의 단위 크랭크각(Δθ)을 설정수 카운트하고, 주분사(J1) 및 후분사(J2)를 실행하고, 그 후, 배기가스온도가 상승하고, 산화촉매(a) 상의 HC가 연소하고, 또한 필터(22) 상의 필터온도(gt)가 빠르게 상회하고, 퇴적량에 상당하는 소정 시간 동안에, 미립자가 고온분위기 하에서 충분히 소각된다. 이 강제 재생 제어처리에 의해 필터(22)는 확실하게 재생된다.

이렇게, PM 배출량(Me)을 공기과잉률(λ)에 기초하여 구하고, PM 연소량(Mb)을 필터온도(gt)에 기초하여 구함으로써, PM 퇴적량 검지정밀도를 향상할 수 있고, 이 결과, 강제 재생의 인터벌, 즉, 이전회와 금회의 강제 재생 제어처리의 시간폭을 적정하게 할 수 있고, 연비를 적절하게 유지할 수 있다.

여기서는 필터(22)를 강제적으로 승온시키기 위해서, 주분사(J1) 후의 팽창행정에서의 후분사(J2)로 추가 연료를 분사하는 포스트 분사 제어를 행하는 것이므로, 특히 강제 재생용의 외부열원을 특별히 준비하는 일이 없고, 장치의 간소화를 도모한다. 경우에 따라, 강제 재생수단으로서, 배기로(R)의 배기후처리장치(6)에 도시하지 않은 경유 버너, 또는 도시하지 않은 전기 히터를 장착해서 스텝s5에서의 재생촉진제어시에 이들 강제 재생수단을 구동하고, 필터(22)를 재생하여도 좋고, 이들의 경우, 연료제어계의 제어가 간소화된다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 8, 도 9를 이용하여 설명한다.

이 실시형태에 있어서도, 도 1의 배기정화장치(1)의 하드 구성을 그대로 사용하여, 도 8의 블록도, 또는, 도 9에 나타내는 바와 같은 강제 재생 제어처리 루틴을 행한다.

도 8에서는, 배출량 연산수단(A1')에 의해 PM 배출량의 연산을 실행하고, 연소량 연산수단(A2')에 의한 PM 연소량의 연산을 실행하고, 또한 퇴적량 연산수단(A3")에 의해 PM 퇴적량의 연산을 실행한다.

처음에, 배출량 연산수단(A1')은, 공기과잉률 연산부(a1')에 있어서, 공기과잉률(λ){=Qa/(Qf×14.7)}을 산출한다. 또한 구간 공기과잉률 빈도 연산부(a2-1')에서는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 단위시간마다 공기과잉률이 규정값(예컨대, 1.2)이하에서 판정결과의 판정값(x=1)으로 하고, 공기과잉률이 규정값를 초과하면 판정결과의 판정값(x=0)으로 한다. 또한 그 판정결과에 기초하여, 구간(Δt) 사이의 공기과잉률 빈도(γ)를 이동하중 평균식인 식(g)을 이용하여 연산한다.

γi=(γ_i-1×(i-1)+γi)/i ㆍㆍㆍㆍ(g)

여기서, γi는, i회째의 공기과잉률 빈도, γ_i-1은, i회째 전의 빈도를 나타낸다. i번째의 공기과잉률 빈도(γi)는, 이전회의 공기과잉률 빈도(γ_i-1)에 (i-1)을 곱하고, i번째의 공기과잉률 빈도(γi)를 가산하여, 그 값을 i로 나눔으로써 구해진다.

그리고, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 소정 기간(Δt)사이의 최후의 공기과잉률 빈도(γi)=λΔt로 한다.

이 경우 큰 메모리를 필요로 하지 않고, 또한, 빈도를 시계열로 보는 것이 가능하게 된다.

또한 (h)식을 사용하고, 이전회의 빈도(γ_i-1)에 가중 계수(wf)를 곱한 값과, 금회의 판정값(xi)에 (1-wf)을 곱한 값을 가산해서 금회의 빈도(γi)를 산출해도 좋다.

γi=γ_i-1×wf+xi×(1-wf) ㆍㆍㆍㆍ(h)

이 경우, 예컨대, 가중 계수(wf)=0.5로 하고, 이것보다 가중 계수(wf)가 1에 가까울수록 이전회의 빈도(γ_i-1)의 영향이 작게 되는 특성을 얻을 수 있고, 이 가중 계수(wf)로 산출된 공기과잉률 빈도를 사용함으로써 외란에 의한 데이터의 과도 한 변동을 조정하고, 미립자 배출량의 검출 정밀도가 향상한다.

또한 배출량 연산부(a2-2')에 있어서, 식(i)을 이용하여 구간(Δt)사이의 구간 PM 배출량(MeΔt)을 연산한다.

MeΔt=f(λΔt) …(i)

예컨대, 이 PM 배출량은, 구간 공기과잉률 빈도(λΔt)에 소정의 계수(C)를 곱해서 구해도 좋다. 또한, 이 계수(C)는, 미리 실험적으로 구해진다. 또한, 식(i)을 이용한 배출량 연산 대신에, 미리 구간 공간과잉률 빈도(λΔt)에 대한 PM 배출량을 맵화하고, 상기 맵으로부터 PM 배출량을 구해도 좋다.

예컨대, PM 배출량 맵은, 도 3(a) 중의 공기과잉률 대신에 공간과잉률 빈도(γ)로 치환한 경우에, 도 3(a)과는 반대의 경향을 나타낸다. 즉, 공간과잉률 빈도(γ)가 커지면 PM 배출량(Me)[PM배출속도(θ)]이 대(大)로 된다.

다음에, 도 8의 연소량 연산수단(A2')에 대해서 설명한다.

이 연소량 연산수단(A2')은, 필터온도 빈도 연산부(b1)에서 단위시간마다의 필터온도(gt)를 입력하여, 집계하고, 구간(Δt)사이의 온도 빈도(βΔt)를 구한다.

또한, 단위시간(t)마다 필터온도(gt)를 입력하여, 집계하고, 온도 빈도(β)를 산출했을 경우, 큰 메모리가 필요하게 되고, 비용적으로 문제가 생겨 쉬운 것 때문에, 상술한 구간(Δt)의 온도 빈도(β)를 이동하중 평균식인 (j)식에서 산출해도 좋다. 즉, i번째의 온도 빈도(β_i)는, 이전회의 온도 빈도(β_i-1)에 (i-1)을 곱하고, i번째의 온도 빈도(β_i)를 가산하여, 그 값을 i로 나누어서 i번째의 온도 빈도( β_i)가 구해진다.

β_i=(β_i+β_i-1×(i-1))/i ㆍㆍㆍㆍ(j)

이 경우 큰 메모리를 필요로 하지 않고, 또한, 온도 빈도(β)를 시계열로 보는 것이 가능하게 된다.

그리고, 필터온도 빈도 보정부(b2)에서 NOx/Soot에 따른 보정 계수를 이용하여 구간 필터온도 빈도(βΔt)를 보정한다. 즉, 미립자를 소각가능한 본래의 하한온도는 600℃정도이지만, 본 장치에서는 산화촉매(21)를 이용함으로써, NO₂와의 산화반응에 의해, 연소가능한 하한온도를 250℃까지 내리는 것이 가능하게 되어 있다. 그러나, 그 NO₂의 생성은 배기가스중의 NOx량에 좌우되고, NOx량이 많은 경우에는 NO₂도 다량으로 생성되므로 250℃정도에서 안정한 연소가 얻어지지만, NOx량이 적은 경우에는 NO₂의 생성량도 저하해 버리는 것 때문에, 250℃정도의 온도 상황에서는 안정된 PM 연소를 얻기 어렵게 된다. 즉, PM의 소각은 배기가스중의 NOx량, 보다 상세하게는 배기가스성분이 PM을 소각하기 쉬운 조건을 구비하고 있는지의 여부를 나타내는 지표로서 이용되는 NOx/Soot의 영향을 받는다.

이러한 이유로부터 필터 빈도 보정부(b2)에서는 엔진 회전수(Ne)와 연료분사량(Qf)(토크 상당값)에 따라서, 도 5(a)에 나타내는 NOx/Soot 맵(m4)을 이용하고, NOx/Soot를 설정하고, 도 5(b)에 나타내는 보정 계수 맵(m5)을 이용하고, NOx/Soot에 따른 보정 계수(K)를 산출한다. 여기서, 예를 들면 NOx/Soot가 25이상에서는 NOx/Soot의 증가에 따라 1에서 점차로 증가 설정되는 한편, NOx/Soot가 25미만에서는 NOx/Soot의 감소에 따라 1에서부터 감소되어서, 16미만의 영역에서는 일정값(<1)으로 설정된다. 또한, 빈도 보정부(b2)에서는 보정 계수(K)를 온도 빈도(β)에 곱해서 보정한다.

다음에, 연소속도 연산부(b3)에 있어서, 식(k)을 이용하여 구간(Δt) 사이의 구간 PM 연소속도계수(αΔt)를 연산한다.

αΔt=f(βΔt) ㆍㆍㆍㆍ(k)

또한, 식(K)를 이용한 PM 연소속도연산 대신에, 도 3(b)과 같이 미리 구간 온도 빈도(βΔt)에 대한 PM 연소속도를 맵화하고, 상기 맵으로부터 PM 연소속도계수를 구해도 좋다.

즉, 구간 온도 빈도(βΔt)가 크게 되면 구간 PM 연소속도계수(αΔt)가 대로 된다.

또한 연소량 연산부(b4")에 있어서, 식(1)을 이용하여 구간(Δt) 사이의 구간 PM 연소량(MbΔt)을 연산한다.

MbΔt=αΔt*PM_i-1 ㆍㆍㆍㆍ(1)

여기서, PM_i-1은, 후술하는 퇴적량 연산수단(A3")으로 구해진 이전회의 PM 퇴적량을 나타내는 것이다.

또한, 식(1)을 이용한 PM 연소량 연산 대신에, 미리 구간 연소속도계수(αΔt)를 PM 연소량과의 관계를 나타내는 맵을 이용하여, PM 연소량(MbΔt)을 구해도 좋다.

또한, 맵은 구간 연소속도계수(αΔt)가 크게 되면 구간 PM 연소량이 대로 되는 특성을 갖는다.

최후에, 도 8의 퇴적량 연산수단(A3")에 대해서 설명한다.

퇴적량 연산수단(A3")에서는, 금회(현재)의 PM 퇴적량(PMi)을, 식(m)을 이용하여 연산한다.

PMi=PM_i-1+(MeΔt-MbΔt) ×Δt ㆍㆍㆍㆍ(m)

또한, 상술한 실시형태에서는, 연소량 연산수단(A2')의 연소량 연산부(b4")에 의해 구간 PM 연소량을 연산하고 있지만, 연소량 연산수단(A2')을 연소속도 연산부(b3)까지에 의해 구성되는 연소속도 연산수단(A2")로서 치환하여, 퇴적량 연산수단(A3")에 있어서, 금회(현재)의 PM 퇴적량(PMi)을, 식(n)을 이용하여 연산해도 좋다.

PMi=PM_i-1+(MeΔt-αΔt×PM_i-1)×Δt ㆍㆍㆍㆍ(n)

다음에, 도 9(a)~도 9(c)에 나타내는 강제 재생 제어처리 루틴을 따라서 설명한다. 도 9(a)는, 강제재생시기 검출루틴을 나타내는 것이다.

상기 강제재생시기검출에서는, 스텝s10에 있어서 구간 PM 배출량(MeΔt)의 연산처리를 행하고, 스텝s20에 있어서 구간 PM 연소량(MbΔt)의 연산처리를 행한다.

여기서, 도 9(b)의 루틴을 이용하여 구간 PM 배출량 연산이 실행된다.

상기 구간 PM 배출량 연산처리에서는, 스텝s11에서 흡입공기량(Qa) 및 연료분사량(Qf)를 입력한다. 스텝s12에서 흡입공기량(Qa) 및 연료분사량(Qf)으로부터 구간(Δt)사이의 공기과잉률(λ)을 연산하고, 스텝s13에서 도 8의 공간과잉률 빈도 연산부(a2-1')를 따라서 공기과잉률 빈도(γ)를 연산하고, 스텝s14에서 PM 배출량(MeΔt){=f(γΔt)}을 연산하고, 연산처리를 종료한다.

또한, 도 9(c)의 구간 PM 연소량 연산처리 루틴을 이용하여 구간 PM 연소량 연산처리를 설명한다.

상기 구간 PM 연소량 연산처리에서는, 스텝s21에서 촉매온도(gt)를 입력하고, 스텝s22에서 촉매온도(gt)로부터 구간 온도 빈도(βΔt)를 연산함과 아울러 NOx/Soot에 따른 보정 계수를 이용하여 구간 온도 빈도(βΔt)를 보정한다. 다음에, 스텝s23에서 구간 온도 빈도(βΔt)를 이용하여 구간 연소속도계수(αΔt){=f (βΔt)}를 연산하고, 스텝s24에서 이전회 PM 퇴적량(PM_i-1) 및 구간 연소속도계수(αΔt)를 이용하여 PM 연소량(MbΔt){=αΔt×PM_i-1)}을 연산하고, 연산처리를 종료한다.

그리고, 도 9(a)에 있어서, 스텝s10의 구간 PM 배출량(MeΔt)의 연산처리, 및 스텝s20의 구간 PM 연소량(MbΔt)의 연산처리를 종료하면, 또한 스텝s30에 있어서 현재의 PM 퇴적량(PMi)을, 이전회에 연산된 이전회 PM 퇴적량(PM_i-1), 구간 PM 배출량(MeΔt), 및 구간 PM 연소량(MbΔt)을 이용하여 연산한다.

그리고, 스텝s40에 있어서, PM 퇴적량(PMi)이 소정값 이상이 되었다라고 판 단하면, 스텝s50에 있어서 필터(22)를 강제적으로 승온시키기 위한 강제 재생 제어를 행한다. 또한, 이 강제 재생 제어는 소정 시간에 걸쳐서 주분사후의 적당한 분사시기에 소정량의 포스트 분사를 행함으로써 달성된다.

이것에 의해 배기가스온도가 상승하고, 필터온도(gt)가 빠르게 상회하고, 미립자가 고온분위기 하에서 충분히 소각되고, 이 강제 재생 제어처리에 의해 필터(22)는 확실하게 재생된다.

이렇게, 구간(Δt)마다 구간 PM 배출량(Me) 및 구간 PM 연소량(Mb)에 기초하여 PM 퇴적량을 구함으로써, 미립자 퇴적량 검지정밀도를 향상할 수 있고, 미립자 퇴적량(PMi)을 정밀도 좋게 검지할 수 있고, 미립자 퇴적량의 정밀도가 특히 향상해서 강제 재생의 인터벌을 적절하게 할 수 있고, 강제 재생 인터벌을 넓게 유지함으로써 연비 악화를 억제할 수 있다.

또한, 상술한 연소량 연산수단(A2')이, 구간(Δt)(소정 기간)내에서의 배기가스온도(gt)가 특정 온도(250t)이상의 온도 빈도를 구간 배기온도빈도(βc)로서 구하거나, 구간(Δt)사이에 있어서의 온도 빈도(βc)의 평균값으로서 구해도 좋다.

이 경우도 도 9(a)~도 9(c)의 배기정화장치(1)의 강제 재생 제어처리의 경우로 마찬가지의 작용 효과가 얻어지고, 특히, 총 미립자 퇴적량을 나타내는 값을 구하는 것이므로, 퇴적량 검지정밀도가 향상해서 강제 재생의 인터벌을 적정하게 할 수 있다.

상술한 실시형태에서는, 필터를 벌집 구조체로서 형성된 것에 기초하여, 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 와이어 메시나 삼차원 구조체이어도 된 다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 내연기관의 배기정화장치는, 미립자 퇴적량을 정밀도 좋게 검지할 수 있고, 디젤차에 탑재된 경우에, 강제 재생 인터벌을 넓게 유지함으로써 연비 악화를 억제할 수 있고, 그 효과를 충분하게 발휘할 수 있다.

Claims

내연기관의 배기계에 설치되어 배기가스중의 미립자를 포집하는 필터, 및 상기 필터상 또는 상기 필터 상류의 상기 배기계에 설치되어 NO₂를 생성하는 기능부를 갖는 배기후처리장치, 상기 내연기관으로부터 배출되는 미립자 배출량을 공기과잉률에 기초하여 연산하는 배출량 연산수단, 상기 필터 상류의 배기가스온도 또는 상기 필터의 필터온도에 기초하여 미립자 연소량을 연산하는 연소량 연산수단, 상기 배출량 연산수단에 의해 연산된 미립자 배출량 및 상기 연소량 연산수단에 의해 연산된 미립자 연소량에 기초하여 상기 필터에의 미립자 퇴적량을 연산하는 퇴적량 연산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기정화장치.
내연기관의 배기계에 설치되어 배기가스중의 미립자를 포집하는 필터, 및 상기 필터상 또는 상기 필터 상류의 상기 배기계에 설치되어 NO₂를 생성하는 기능부를 갖는 배기후처리장치, 상기 내연기관의 운전시의 공기과잉률이 소정 과잉률 이하인 공기과잉률 빈도를 연산하는 공기과잉률 빈도 연산수단, 상기 내연기관으로부터 배출되는 미립자 배출량을 공기과잉률 빈도에 기초하여 구하는 배출량 연산수단, 상기 필터 상류의 배기가스온도 또는 상기 필터의 필터온도가 소정 온도이상의 온도 빈도를 연산하는 온도 빈도 연산수단, 상기 필터에 퇴적된 미립자에 대한 미립자 연소량을 온도 빈도에 기초하여 구하는 연소량 연산수단, 상기 배출량 연산수단에 의해 구해진 미립자 배출량 및 상기 연소량 연산수단에 의해 구해진 미립자 연소량에 기초하여 상기 필터에의 미립자 퇴적량을 연산하는 퇴적량 연산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기정화장치.
제2항에 있어서, 상기 배출량 연산수단은, 상기 공기과잉률 빈도 연산수단에 의해 연산된 소정 기간 내의 구간 공기과잉률 빈도에 대응하는 상기 소정 기간의 구간 미립자 배출량을 구함과 아울러, 상기 연소량 연산수단은, 상기 필터에 퇴적된 미립자에 대한 미립자 연소속도를 온도 빈도에 기초하여 구하는 연소속도 연산부를 포함하고, 상기 연소속도 연산부에 의해 구해진 상기 소정 기간 내의 구간 미립자 연소속도 및 상기 퇴적량 연산수단에 의해 이전회에 연산된 미립자 퇴적량에 기초하여 상기 필터에 퇴적된 미립자의 상기 소정 기간 내의 구간 미립자 연소량을 구하고, 또한 상기 퇴적량 연산수단은, 동 퇴적량 연산수단에 의해 이전회에 연산된 미립자 퇴적량, 상기 배출량 연산수단에 의해 구해진 구간 미립자 배출량, 및 상기 연소량 연산수단에 의해 구해진 구간 미립자 연소량에 기초하여, 금회의 미립자 퇴적량을 구하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기정화장치.
제2항에 있어서, 상기 미립자 배출량의 연산처리에서는, 흡입공기량 및 연료분사량을 입력하는 스텝과, 흡입공기량 및 연료분사량으로부터 소정 구간(Δt) 내의 공기과잉률(λ)을 연산하는 스텝과, 소정 구간(Δt) 내의 공기과잉률(λ)에 따라 공기과잉률 빈도(λΔt)를 연산하는 스텝과, 미립자 배출량(MeΔt){=f(λΔt)} 을 연산하는 스텝을 이 순서로 행하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기정화장치.
제2항에 있어서, 상기 미립자 연소량의 연산처리에서는, 촉매온도(gt)를 입력하는 스텝과, 촉매온도(gt)로부터 구간 온도 빈도(βΔt)를 연산하는 스텝과, 배기가스성분이 미립자를 소각하기 쉬운 조건을 구비하는지의 여부의 지표 NOx/Soot에 따른 보정 계수(K)를 이용하여 구간 온도 빈도(βΔt)를 보정하는 스텝과, 구간 온도 빈도(βΔt)를 이용하여 구간 연소속도계수(αΔt){=f(βΔt)}를 연산하는 스텝과, 이전회 미립자 퇴적량(PM_i-1) 및 구간 연소속도계수(αΔt)를 이용하여 미립자 연소량(MbΔt){=αΔt×PM_i-1)}을 연산하는 스텝을 이 순서로 행하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기정화장치.