(57)【要約】【課題】センサ素子の搭載状態の診断を精度よく実施可能として、より信頼性の高い粒子状物質検出装置を提供する。【解決手段】内燃機関ＥＮＧの排ガス管１０１に取り付けられるハウジングＨの内側に、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するセンサ素子１を保持するセンサ本体Ｓ１と、センサ素子１の温度を検出するためのセンサ温度検出部２と、排ガス管１０１に対するセンサ本体Ｓ１の搭載状態を診断するための搭載状態診断部３とを備える粒子状物質検出装置Ｓであって、搭載状態診断部３は、内燃機関ＥＮＧの運転状態に基づいて、搭載状態を診断するための診断閾値Ｔthを、センサ本体Ｓ１が正常に搭載された状態におけるセンサ素子１の温度より低い温度値に設定する診断閾値設定部３１と、センサ温度検出部２で検出されるセンサ温度Ｔが診断閾値Ｔthより低いときに、搭載異常と判定する搭載異常判定部３２を有する。【選択図】図１
2020101393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（ＥＮＧ）の排ガス管（１０１）に取り付けられるハウジング（Ｈ）の内側に、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するセンサ素子（１）を保持するセンサ本体（Ｓ１）と、
上記センサ素子の温度を検出するためのセンサ温度検出部（２）と、
上記排ガス管に対する上記センサ本体の搭載状態を診断するための搭載状態診断部（３）と、を備える粒子状物質検出装置（Ｓ）であって、
上記搭載状態診断部は、
上記内燃機関の運転状態に基づいて、搭載状態を診断するための診断閾値（Ｔth）を、上記センサ本体が正常に搭載された状態における上記センサ素子の温度より低い温度値に設定する診断閾値設定部（３１）と、
上記センサ温度検出部で検出されるセンサ温度（Ｔ）と、上記診断閾値とを比較して、上記センサ温度が上記診断閾値より低いときに、搭載異常と判定する搭載異常判定部（３２）を有している、粒子状物質検出装置。
【請求項２】
上記診断閾値設定部は、上記内燃機関の運転状態として、エンジン回転数及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つを検出し、上記診断閾値は、正常搭載状態における上記センサ素子の温度と上記内燃機関の運転状態との関係に基づいて設定される、請求項１に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項３】
上記センサ本体は、通電により発熱して上記センサ素子を加熱するヒータ（４）を有し、
上記センサ温度検出部は、上記ヒータの抵抗値に基づいて上記センサ温度を検出する、請求項１又は２に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項４】
上記搭載状態診断部は、上記センサ本体の搭載状態の診断が可能か否かを判定するための診断可否判定部（３３）を、さらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項５】
上記診断可否判定部は、上記センサ温度検出部の動作状態、上記センサ素子の制御状態、上記排ガス管内の排ガス状態、及び、上記内燃機関の運転状態のうちの少なくとも１つの情報に基づいて診断可否を判定する、請求項４に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項６】
上記診断可否判定部は、上記センサ温度検出部による上記センサ温度の検出が正常になされない状態、又は、上記センサ素子が加熱制御状態にあるときには、診断不可と判定する、請求項５に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項７】
上記センサ本体の搭載位置に対して排ガス流れ方向の上流側に、粒子状物質の捕集用フィルタ（１０２）が配設されており、
上記診断可否判定部は、上記排ガス管内の排ガス状態として、上記捕集用フィルタが再生制御状態にあるときには、診断不可と判定する、請求項５に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項８】
上記診断閾値設定部は、上記内燃機関の運転状態に基づいて、上記診断閾値の基準値を算出し、上記内燃機関の外部情報に基づく診断閾値補正値を用いて上記基準値を補正して、上記診断閾値を設定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の粒子状物質検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガスに含まれる粒子状物質を検出するための粒子状物質検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジン等からの排ガスに含まれる粒子状物質（すなわち、Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ；以下、適宜ＰＭと称する）を捕集するために、パティキュレートフィルタを含む排ガス浄化システムが用いられている。排ガス浄化システムには、ＰＭセンサが設けられて、パティキュレートフィルタの破損時等に漏れ出る粒子状物質を検出するようになっている。
【０００３】
近年、排ガス規制が厳しくなっており、システムの故障等を速やかに検出することが要求されている。その場合には、ＰＭセンサが正常に動作しないと誤検出が生じるおそれがあることから、システムの信頼性を確保するために、ＰＭセンサそのものの異常の有無を検出することが必要となっている。ＰＭセンサの機能を低下させる要因の１つに、センサ搭載状態の不具合があり、例えば、ＰＭセンサが正しく取り付けられずセンサ本体の検出部に排ガスが導入されないと、本来の出力が得られずに、粒子状物質の検出が困難になるおそれがある。
【０００４】
特許文献１には、ＰＭセンサ等のセンサユニットの診断方法として、センサユニットによって直接又は間接的に決定されるセンサ温度と、例えば、他のセンサユニットにより決定される排ガス温度との比較によって、搭載状態を判定する方法が開示されている。一般に、センサ温度は、排ガス温度に追従して変化することから、例えば、排ガス温度が上昇している運転条件において、センサ温度が下降する方向に変化し、排ガス温度の温度差が所定値よりも大きくなった場合には、何らかの異常の可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９００３０９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、センサ温度と排ガス温度を比較する方法では、これら温度を検出するセンサ又は推定する手段がそれぞれ必要となる。また、これら温度の関係は、車種や排ガス浄化システムの構成、センサ搭載位置等によって異なるだけでなく運転条件によっても変動する。そのため、例えば、特許文献１では、センサ温度と排ガス温度の温度プロファイルを取得して、その温度勾配等を比較することにより診断を行うようになっており、診断に手間がかかる上、搭載状態を正しく診断することは容易でない。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、センサ素子の搭載状態の診断を精度よく実施可能として、より信頼性の高い粒子状物質検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
内燃機関（ＥＮＧ）の排ガス管（１０１）に取り付けられるハウジング（Ｈ）の内側に、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するセンサ素子（１）を保持するセンサ本体（Ｓ１）と、
上記センサ素子の温度を検出するためのセンサ温度検出部（２）と、
上記排ガス管に対する上記センサ本体の搭載状態を診断するための搭載状態診断部（３）と、を備える粒子状物質検出装置（Ｓ）であって、
上記搭載状態診断部は、
上記内燃機関の運転状態に基づいて、搭載状態を診断するための診断閾値（Ｔth）を、上記センサ本体が正常に搭載された状態における上記センサ素子の温度より低い温度値に設定する診断閾値設定部（３１）と、
上記センサ温度検出部で検出されるセンサ温度（Ｔ）と、上記診断閾値とを比較して、上記センサ温度が上記診断閾値より低いときに、搭載異常と判定する搭載異常判定部（３２）を有している、粒子状物質検出装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記粒子状物質検出装置において、搭載状態診断部は、センサ素子の搭載状態を診断するための診断閾値を設定する診断閾値設定部を備える。センサ本体が正常に搭載されている状態では、センサ温度検出部により検出されるセンサ温度は、排ガス管内における排ガス温度とほぼ同等となる。一方、排ガス温度は運転状態から推定可能であるので、運転状態と排ガス温度さらにはセンサ温度との関係を予め知り、正常搭載された場合のセンサ温度よりも低い診断閾値を、運転状態に応じて設定することで、搭載状態の診断が可能になる。
【００１０】
これにより、排ガス温度を検出又は推定する手段を設けたり、排ガス温度及びセンサ温度のプロファイルをそれぞれ取得して比較したりする必要なく、その時点の運転状態に対応する診断閾値を適切に設定して、搭載異常の有無を簡易にしかも精度よく判定できる。
以上のごとく、上記態様によれば、センサ素子の搭載状態の診断を精度よく実施可能として、より信頼性の高い粒子状物質検出装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１における、粒子状物質検出装置の全体構成図。
【図２】実施形態１における、粒子状物質検出装置のセンサ本体の要部拡大断面図。
【図３】実施形態１における、粒子状物質検出装置のセンサ素子の要部拡大斜視図。
【図４】実施形態１における、粒子状物質検出装置を含む排ガス浄化システムの全体構成図。
【図５】実施形態１における、センサ素子の動作を説明するための模式的な断面図。
【図６】実施形態１における、粒子状物質検出装置のセンサ温度検出部において用いられるヒータ抵抗とセンサ温度との関係を示す図。
【図７】実施形態１における、粒子状物質検出装置の搭載状態診断部において実施される搭載状態診断処理のフローチャート図。
【図８】実施形態１における、搭載状態診断部の診断可否判定部において実施される診断可否判定処理のフローチャート図。
【図９】実施形態１における、搭載状態診断部の診断可否判定部において用いられるヒータ抵抗の正常範囲と抵抗閾値との関係を示す図。
【図１０】実施形態１における、搭載状態診断部の診断閾値設定部において実施される診断閾値設定処理のフローチャート図。
【図１１】実施形態１における、搭載状態診断部の診断閾値設定部において用いられる排ガス温度及びセンサ温度と診断閾値との関係を示す図。
【図１２】実施形態１における、搭載状態診断部の診断閾値設定部において用いられるエンジン回転数及び燃料噴射量と排ガス温度との関係を示す図。
【図１３】実施形態１における、搭載状態診断部において用いられる診断閾値Ｔthの設定例を、高温時と低温時とで比較して示す図。
【図１４】実施形態２における、搭載状態診断部の診断可否判定部において実施される診断可否判定処理のフローチャート図。
【図１５】実施形態２における、搭載状態診断部の診断可否判定部において用いられるセンサ温度の正常範囲と温度閾値との関係を示す図。
【図１６】実施形態３における、搭載状態診断部の診断可否判定部において実施される診断可否判定処理のフローチャート図。
【図１７】実施形態３における、搭載状態診断部の診断可否判定部において用いられるエンジンの制御モードとセンサ温度との関係を示す図。
【図１８】実施形態４における、搭載状態診断部の診断可否判定部において実施される診断可否判定処理のフローチャート図。
【図１９】実施形態４における、搭載状態診断部の診断可否判定部において用いられるエンジン回転数及び燃料噴射量の診断可能範囲と閾値との関係を示す図。
【図２０】実施形態４の変形例における、搭載状態診断部の診断可否判定部において実施される診断可否判定処理のフローチャート図、及び、車速の診断可能範囲と閾値との関係を示す図。
【図２１】実施形態４の変形例における、搭載状態診断部の診断可否判定部において実施される診断可否判定処理のフローチャート図、及び、排ガス温度の診断可能範囲と閾値との関係を示す図。
【図２２】実施形態５における、搭載状態診断部の診断閾値設定部において実施される診断閾値設定処理のフローチャート図。
【図２３】実施形態５における、搭載状態診断部の診断閾値設定部において用いられる排ガス温度及びセンサ温度と診断閾値との関係を、外気温の高低時で比較して示す図。
【図２４】実施形態５の変形例における、センサ温度検出部にて用いられる温度検出手段の構成例を示すセンサ素子の要部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
粒子状物質検出装置に係る実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、粒子状物質検出装置Ｓは、センサ素子１を有するセンサ本体Ｓ１と、センサ温度検出部２及び搭載状態診断部３を有する制御装置Ｓ２と、を備えて構成される。粒子状物質検出装置Ｓは、例えば、図４に示すように、内燃機関としての車両用のディーゼルエンジン（以下、エンジンと略称する）ＥＮＧに搭載される排ガス浄化装置１００に適用することができる。センサ本体Ｓ１は、エンジンＥＮＧの排ガス管１０１に取り付けられるハウジングＨを有し、その内側に、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するセンサ素子１を保持している。
【００１３】
制御装置Ｓ２は、センサ本体Ｓ１に接続されるセンサ制御部（Sensor Control Unit；以下、ＳＣＵと称する）２０に、センサ素子１の温度を検出するためのセンサ温度検出部２を備える。また、車両側の電子制御部（Electronic Control Unit；以下、ＥＣＵと称する）３０に、排ガス管１０１に対するセンサ本体Ｓ１の搭載状態を診断するための搭載状態診断部３を備えている。
【００１４】
搭載状態診断部３は、診断閾値Ｔthを設定する診断閾値設定部３１と、搭載異常の有無を判定する搭載異常判定部３２を有している。診断閾値設定部３１は、エンジンＥＮＧの運転状態に基づいて、搭載状態を診断するための診断閾値Ｔthを、センサ本体Ｓ１が正常に搭載された状態におけるセンサ素子１の温度より低い温度値に設定する。搭載異常判定部３２は、センサ温度検出部２で検出されるセンサ温度Ｔと、診断閾値Ｔthとを比較して、センサ温度Ｔが診断閾値Ｔthより低いときに（すなわち、Ｔ＜Ｔth）、搭載異常と判定する。
【００１５】
具体的には、エンジンＥＮＧの運転状態を示す情報（以下、適宜、運転情報と略称する）として、エンジン回転数や燃料噴射量等が挙げられる。診断閾値設定部３１は、例えば、エンジン回転数及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つを検出し、正常搭載状態におけるセンサ素子１の温度との関係に基づいて、その関係を満足するセンサ素子１の温度より低い温度値に、診断閾値Ｔthを設定することができる。
【００１６】
センサ本体Ｓ１は、例えば、通電により発熱してセンサ素子１を加熱するためのヒータ４を備えている（例えば、図３参照）このとき、センサ温度検出部２は、ヒータ４の抵抗値に基づいて、センサ温度Ｔを検出することができる。また、制御装置Ｓ２には、ヒータ４によるセンサ素子１の加熱を制御するためのヒータ制御部２１が設けられる。
【００１７】
好適には、搭載状態診断部３に、センサ本体Ｓ１の搭載状態の診断が可能か否かを判定するための診断可否判定部３３が、さらに設けられる。具体的には、診断可否判定部３３は、センサ温度検出部２の動作状態、センサ素子１の制御状態、排ガス管１０１内の排ガス状態、及び、エンジンＥＮＧの運転状態のうちの少なくとも１つの情報に基づいて診断可否を判定することができる。
【００１８】
次に、粒子状物質検出装置Ｓの詳細構成について、説明する。
図１において、粒子状物質検出装置Ｓのセンサ本体Ｓ１は、筒状のハウジングＨを有し、その内周側にセンサ素子Ｓ１を同軸的に収容すると共に、ハウジングＨの外周側に、排ガス管１０１に取り付けるための取付ネジ部Ｈ１を備えている。両端が開口するハウジングＨの先端側には、容器状の素子カバー６が固定され、基端側には、筒状の大気カバー１２が固定されている。
なお、ここでは、図１における上下方向をセンサ本体Ｓ１の軸方向Ｘとし、その下端側をセンサ本体Ｓ１の先端側、上端側をセンサ本体Ｓ１の基端側としている。
【００１９】
センサ素子１は、細長い直方体形状で、センサ本体Ｓ１の軸方向Ｘに延びており、その先端に検出部１０が設けられて、エンジンＥＮＧから排出される排ガスに含まれる粒子状物質を検出する。センサ素子１の両端は、ハウジングＨから外方へ突出し、検出部１０を含む先端側は素子カバー６にて覆われている。詳細を後述する素子カバー６は、センサ素子１を、排ガス中の被毒物質や凝縮水等から保護している。
【００２０】
センサ本体Ｓ１は、例えば、図４に示す排ガス浄化装置１００の排ガス管１０１に取り付けられる。センサ本体Ｓ１のハウジングＨは、排ガス管１０１に設けられる取付穴に挿通され、取付ネジ部Ｈ１を螺合することによって固定される。これにより、素子カバー６によって覆われたセンサ素子１の先端側が、排ガス管１０１内に突出位置する。大気カバー１２は、排ガス管１０１の外部に位置するセンサ素子１の基端側を覆っており、大気カバー１２の基端側から取り出されるリード線１３を介して、センサ素子１とＳＣＵ２０とが電気的に接続されている。
【００２１】
図２、図３に一例を示すように、センサ素子１は、例えば、積層構造を有する積層型素子であり、偏平な直方体形状の絶縁性基体１１の先端面を検出部１０としている。検出部１０には、一対の検出電極１０ａ、１０ｂとなる複数の線状電極が配置されており、交互に極性の異なる複数の電極対を構成している。検出部１０は、例えば、絶縁性基体１１となる複数の絶縁性シートの間に、検出電極１０ａ、１０ｂとなる電極膜を交互に配設して積層体とし、焼成して一体化することにより形成される。このとき、絶縁性基体１１に少なくとも一部が埋設される電極膜の端縁部が、絶縁性基体１１の先端面に線状に露出して、検出電極１０ａ、１０ｂを構成する。絶縁性基体１１は、例えば、アルミナ等の絶縁性セラミックス材料を用いて構成することができる。
【００２２】
絶縁性基体１１の内部には、一対の検出電極１０ａ、１０ｂに接続される、図示しないリード部が埋設されている。これらリード部は、センサ素子１の基端側に引き出されて、リード線１３を介してＳＣＵ２０のＰＭ検出制御部２２に接続される（図１参照）。ＰＭ検出制御部２２は、例えば、一対の検出電極１０ａ、１０ｂ間にＰＭ検出用電圧を印加するための電圧印加回路を備え、所定の検出期間において、一対の検出電極１０ａ、１０ｂ間にＰＭを静電捕集する。
【００２３】
ここで、図５に示す模式図によりＰＭ検出原理を説明する。センサ素子１の検出部１０は、絶縁性基体１１の表面に一対の検出電極１０ａ、１０ｂが所定間隔をおいて対向配設されており、初期状態において一対の検出電極１０ａ、１０ｂは導通していない。ＰＭ検出期間に、ＰＭ検出制御部２２によって所定の電圧が印加されると、一対の検出電極１０ａ、１０ｂ間に発生する電界によってＰＭが引き寄せられ、徐々に堆積する。これにより、一対の検出電極１０ａ、１０ｂ間が導通すると、ＰＭ捕集量に応じて一対の検出電極１０ａ、１０ｂ間の抵抗値が変化し、したがって、ＰＭ検出制御部２２において、一対の検出電極１０ａ、１０ｂ間の電流を検出することができる。
【００２４】
また、図３において、絶縁性基体１１の内部には、検出電極１０ａ、１０ｂが形成される先端面の近傍に、ヒータ４の発熱部４１を構成するヒータ電極と、発熱部４１に通電するための一対のリード部４２、４３と、検出用リード部４４が埋設されている。これらリード部４２、４３、４４は、センサ素子１の基端側に引き出されて、リード線１３を介してＳＣＵ２０のヒータ制御部２１に接続される（図１参照）。
【００２５】
ヒータ制御部２１は、例えば、ヒータ駆動信号のパルス幅を制御するパルス幅変調回路を備え、パルス信号のデューティ比(以下、ヒータデューティ（ヒータＤｕｔｙ）と称する)によって、発熱部４１への通電量を制御することができる。
したがって、ヒータ制御部２１によってヒータ４の発熱量を制御し、センサ素子１を、所望の温度に加熱することができる。例えば、ＰＭ検出制御部２２によるＰＭ検出時には、これに先立って、検出部１０をＰＭの燃焼温度以上に加熱し、捕集されたＰＭを燃焼除去して初期状態に戻すセンサ再生を実施することができる。
【００２６】
本形態において、センサ温度検出部２は、センサ素子１に内蔵されるヒータ４の発熱部４１の抵抗値（以下、適宜、ヒータ抵抗と略称する）を用いて、センサ温度Ｔを検出する。すなわち、図６に示すように、センサ温度Ｔとヒータ抵抗とは比例関係にあるので、これを利用して、センサ温度Ｔを検出することができる。そのために、センサ温度検出部２は、例えば、図示しないヒータ抵抗検出回路を備えており、検出用リード部４４を介して所定の電圧を印加したときに、ヒータ４の発熱部４１に流れる電流を検出することにより、ヒータ抵抗を算出する（すなわち、ヒータ抵抗＝印加電圧／検出電流）。
【００２７】
素子カバー６は、例えば、ハウジングＨ側が開口する二重容器状で、同軸配置されるアウタカバー６ａとインナカバー６ｂからなる。アウタカバー６ａは、概略一定径の筒状体とこれを閉鎖する先端面からなり、先端面側の側面に、複数のガス流通孔６１が貫通形成されて、排ガス管１０１から排ガスを導入又は導出可能となっている。インナカバー６ｂは、先端面にガス流通孔６２が貫通形成されて、インナカバー６ｂ内の空間とアウタカバー６ａ内の空間とを連通している。
【００２８】
また、インナカバー６ｂの基端側の側面に、複数のガス流通孔６２１が貫通形成されており、ガス流通孔６２１には、インナカバー６ｂの内側へ向けて傾斜するガイド部６３が設けられている。これにより、アウタカバー６ａ内に導入された排ガスは、インナカバー６ｂの外側面に沿って基端側へ誘導され、ガス流通孔６２１からインナカバー６ｂ内へ導入される。ガイド部６３の先端は、インナカバー６ｂの軸線上に位置するセンサ素子１の検出部２に向けて配置され、インナカバー６ｂ内へ導入される排ガスは、検出部１０に向かった後、先端面のガス流通孔６２から導出され、アウタカバー６ａから外部へ導出される排ガスの流れに合流する。
【００２９】
アウタカバー６ａとインナカバー６ｂの先端面側のガス流通孔６１、６２は、例えば、円形孔形状であり、インナカバー６ｂの基端側のガス流通孔６２１は、例えば、軸方向Ｘに細長い長孔形状で、インナカバー６ｂの側面を切り欠いて形成される細長い板状のガイド部６３と一体的に形成される。
なお、アウタカバー６ａとインナカバー６ｂの形状や、ガス流通孔６１、６２、６２１の形状は、上記したものに限らず、任意の構成とすることができる。また、ガス流通孔６２１にガイド部６３を設けない構成であってもよく、ガス流通孔６１、６２、６２１の数や配置も、任意に設定することができる。好適には、ガス流通孔６１、６２１が、アウタカバー６ａ又はインナカバー６ｂの側面の全周に均等配置されるようにすると、ガス流れに対する指向性を有しない構成となる。
【００３０】
図４において、本形態における粒子状物質検出装置Ｓは、排ガス浄化装置１００を構成するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦと略称する）１０２の下流側において、排ガス管１０１の管壁にセンサ本体Ｓ１が取り付けられる。センサ本体Ｓ１は、先端側半部が排ガス管１０１内に位置し、ＳＣＵ２０のＰＭ検出制御部２２からの指令によって、素子カバー６に収容されるセンサ素子１の検出部１０が、ＤＰＦ１０２から漏れ出る粒子状物質を検出する。また、センサ温度検出部２からの指令により、センサ素子１のヒータ４におけるヒータ抵抗に基づくセンサ温度Ｔの検出信号が、ＳＣＵ２０へ送信される。
【００３１】
排ガス管１０１において、ＤＰＦ１０２とセンサ本体Ｓ１の間には、温度センサ１０３が配設されて、ＤＰＦ１０２の下流側における排ガス管１０１内のガス温度を検出している。温度センサ１０３の検出信号は、ガス温度情報としてＥＣＵ３０へ送信される。ＥＣＵ３０には、温度センサ１０３からのガス温度等の排ガス情報の他、ＳＣＵ２０からのセンサ情報及びヒータ情報が入力され、これら情報に基づいてＤＰＦ１０２の故障診断及びセンサ本体Ｓ１の搭載状態診断等が実施される。
【００３２】
ＥＣＵ３０には、エンジンＥＮＧの運転状態を検出する運転状態検出部５が設けられる。運転状態検出部５には、各種センサ、例えば、図示しないエアフローメータにより検出される吸入空気量や、エンジン回転数センサ、アクセル開度センサ、車速センサ、外気温センサ等からの検出情報が入力されている。ＥＣＵ３０は、運転状態検出部５への入力情報から最適な運転状態となるように燃料噴射量や噴射時期等を決定し、これら運転情報に基づいて車両全体を制御している。
【００３３】
また、ＥＣＵ３０には、ＤＰＦ１０２の再生制御を行うＤＰＦ再生制御部５１やＤＰＦ１０２の故障診断を行うＤＰＦ故障診断部５２が設けられる（図１参照）。ＤＰＦ再生制御部５１は、例えば、車両の運転状態等からＤＰＦ１０２の再生実施の要否を判定し、ＤＰＦ故障診断部５２は、例えば、ＰＭ検出情報に基づいてＤＰＦ１０２の割れ等の故障の有無を判定する。
【００３４】
なお、ガス温度は、温度センサ１０３による検出値であっても、エンジンＥＮＧの運転状態等から推定される推定値であってもよい。また、排ガス情報には、ガス温度の他、排ガス管１０１内のガス流量等の情報やＤＰＦ１０２の再生情報が含まれる。
また、エンジンＥＮＧは、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンでもよい。その場合には、ＤＰＦ１０２に代えて、ガソリンパティキュレートフィルタ（以下、ＧＰＦと略称する）が配置される。
【００３５】
次に、ＥＣＵ３０の搭載状態診断部３の詳細について、説明する。
粒子状物質検出装置Ｓにおいて、ＳＣＵ２０のＰＭ検出制御部２２からのＰＭ検出情報は、主に、ＥＣＵ３０のＤＰＦ故障診断部５２におけるＤＰＦ１０２の故障診断に用いられる。このとき、ＤＰＦ１０２の故障を確実に検出するには、センサ素子１によるＰＭ検出が正常に実施される必要であり、その前提として、センサ素子１を含むセンサ本体Ｓ１が、所定の位置に適切に搭載された状態にあることが重要となる。
【００３６】
例えば、センサ本体Ｓ１が、何らかの意図もしくは誤って排ガス管１０１から取り外された状態で、エンジンＥＮＧが運転を開始した場合には、センサ素子１に排ガスが到達しなくなる。このような場合には、仮にＤＰＦ１０２が故障していても、センサ素子１からＰＭ検出信号が出力されないために、故障判定や乗員への報知がなされず、粒子状物質が車外に排出されるおそれがある。
同様に、センサ本体Ｓ１が、排ガス管１０１に対して適切に取り付けられておらず、あるいは、正しい搭載姿勢にないために、素子カバー６内に十分な排ガスが導入されない場合にも、センサ素子１から本来の出力が得られずに、ＰＭ検出が困難になる懸念がある。
【００３７】
そこで、粒子状物質検出装置Ｓに搭載状態診断部３が設けられて、センサ本体Ｓ１の搭載状態の診断（以下、適宜、搭載状態診断と称する）を可能とする。搭載状態診断には、センサ本体Ｓ１のセンサ温度情報が用いられ、搭載異常判定部３２において、センサ温度検出部２によるセンサ温度Ｔの検出値を、診断閾値Ｔthと比較することにより、搭載異常の有無の判定がなされる。搭載状態診断のための診断閾値Ｔthは、診断時のエンジンＥＮＧの運転状態に応じて、診断閾値設定部３１にて設定される。
【００３８】
その場合に、診断閾値Ｔthによる閾値判定を信頼性よく行うには、診断時の各種条件が搭載状態診断に適した状態にあることが必要となる。そのために、搭載状態診断部３には、診断可否判定部３３が設けられて、センサ温度情報を用いた搭載状態の診断に先立ち、搭載状態診断が可能か否かの判定を行う。
このとき、搭載状態診断部３において実行される手順の概要を、図７を用いて説明する。図７のステップＳ１〜ステップＳ２は、搭載状態診断部３の診断可否判定部３３に対応し、ステップＳ３〜ステップＳ４は、診断閾値設定部３１に対応しており、ステップＳ５〜ステップＳ７は、搭載異常判定部３２に対応する。
【００３９】
図７において、搭載状態診断処理が開始されると、まず、ステップＳ１にて、センサ本体Ｓ１の搭載状態の診断可否判定を実施する。この搭載状態の診断可否の判定は、例えば、図８に示す手順で行われる。
図８において、診断可否判定処理が開始されると、まず、ステップＳ１１にて、センサ温度検出部２の動作状態を示す情報の１つとして、ヒータ抵抗を検出する。次いで、ステップＳ１２にて、検出したヒータ抵抗を、所定の抵抗閾値Ｒth１、Ｒth2と比較する。
【００４０】
ここで、図９に示すように、ヒータ抵抗は、ヒータ抵抗検出回路にて検出される値が、所定の正常範囲内となるように調整されており、予め、下限側の抵抗閾値Ｒth１と上限側の抵抗閾値Ｒth2とで規定される正常範囲が定められている。したがって、ヒータ抵抗が正常範囲にあり、正常な動作が可能か否かを、予め判定しておくことで、以降の搭載状態診断を効率よく実施することができる。
【００４１】
例えば、ヒータ抵抗が、下限側の抵抗閾値Ｒth１と同じかそれより低い場合には、ヒータ抵抗から算出されるセンサ温度Ｔが実温度よりも低くなり、センタ本体Ｓ１が排気管１０１に搭載されている正常状態であっても、搭載されていないと診断してしまう可能性がある。逆に、上限側の抵抗閾値Ｒth2と同じかそれより高い場合には、センサ温度Ｔが実温度よりも高くなり、センタ本体Ｓ１が排ガス管１０１に搭載されていない状態であっても、搭載されていると診断してしまう可能性がある。
【００４２】
そこで、ステップＳ１２では、検出したヒータ抵抗が、抵抗閾値Ｒth１より大きく、かつ、抵抗閾値Ｒth2より小さい範囲内にあるか否かを判定する（すなわち、Ｒth１＜ヒータ抵抗＜Ｒth2？）。
そして、ステップＳ１２が肯定判定された場合には、ステップＳ１３へ進んで、ヒータ抵抗は正常と判定する。その場合には、ヒータ４や温度検出部２が正常動作可能な状態にあり、ヒータ抵抗に基づくセンサ温度Ｔを用いて、搭載状態の診断実施が可能と判定することができる。
一方、ステップＳ１２が否定判定された場合には、ステップＳ１４へ進んで、ヒータ抵抗は異常と判定する。その場合には、ヒータ４や温度検出部２に何らかの異常があり、ヒータ抵抗に基づくセンサ温度Ｔによる搭載状態の診断実施は不可と判定される。
【００４３】
図７のステップＳ２では、図８のステップＳ１３、Ｓ１４の結果に基づいて、搭載状態の診断実施が可能か否かを判定する（すなわち、診断実施可？）。ステップＳ２が肯定判定された場合には、ステップＳ３へ進んで、搭載状態診断を継続する。ステップＳ２が否定判定された場合には、搭載状態診断は実施不可であり、本処理を一旦終了する。
【００４４】
ステップＳ３では、ＳＣＵ２０のセンサ温度検出部２においてセンサ温度Ｔを検出する。本形態では、ステップＳ１の診断可否判定に、センサ温度検出部２にて検出されるヒータ抵抗を用いており、上述した図６の関係を予めマップとして記憶しておくことで、ヒータ抵抗に基づいてセンサ温度Ｔを容易に算出することができる。
次いで、ステップＳ４へ進んで、搭載状態の診断のための診断閾値Ｔthを設定する。この診断閾値Ｔthの設定は、例えば、図１０に示す手順で行われる。
【００４５】
図１０において、診断閾値Ｔthの設定処理が開始されると、まず、ステップＳ４１にて、現在のエンジンＥＮＧの運転状態を示す情報の１つとして、エンジン回転数を検出する。さらに、ステップＳ４２へ進んで、エンジンＥＮＧの運転状態を示す情報指標の他の１つとして、燃料噴射量を検出する。これらエンジン回転数及び燃料噴射量は、ＥＣＵ３０の運転状態検出部５への各種センサからの入力情報に基づいて検出又は算出することができる。
【００４６】
ステップＳ４３では、これらエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて、診断閾値Ｔthを設定する。具体的には、予め試験等を行って、図１０中に示すような閾値マップを用意しておき、ステップＳ４１、Ｓ４２にて読み込んだエンジン回転数及び燃料噴射量に対応する温度値（例えば、図中のＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・、Ａｎ℃）を、診断閾値Ｔthとして選択することができる。
なお、ここでは、エンジン回転数及び燃料噴射量の両方をパラメータとする閾値マップを用いるが、エンジン回転数及び燃料噴射量のうちのいずれか１つを用いて診断閾値Ｔthを選択するようにしてもよい。
【００４７】
ここで、図１１に示すように、一般に、センサ本体Ｓ１が正常に搭載されている状態では、排ガス温度とセンサ温度Ｔは比例関係にあり、排ガス温度が上昇すると、排ガスに晒されるセンサ素子１の温度も追従して上昇する（すなわち、図中の正常搭載時のセンサ温度Ｔ）。これに対して、センサ本体Ｓ１が正常に搭載されていない状態では、例えば、排ガス管１０１から取り外されていると、排ガス温度が上昇しても、センサ素子１はその影響を受けない。そのためにセンサ温度Ｔは上昇せず、概略一定のままとなる（すなわち、図中の非搭載時のセンサ温度Ｔ）。
【００４８】
そこで、排ガス温度に追従する正常搭載時のセンサ温度Ｔに基づいて、センサ素子１が搭載されているか否かを診断するための診断閾値Ｔthを設定する。排ガス温度は、運転状態に基づいて推定可能であるので、診断時の運転状態に対応するセンサ本体Ｓ１の近傍の排ガス温度から、排ガス温度に対応するセンサ温度Ｔを推定し、推定されるセンサ温度Ｔよりも低い温度値を、診断閾値Ｔthに設定することができる。好適には、正常搭載状態において推定されるセンサ温度Ｔに対して、そのばらつき等を考慮した下限値よりもさらに低い温度値に設定されることが望ましい。
【００４９】
具体的には、図１２に示すように、排ガス温度は、エンジン回転数及び燃料噴射量と比例関係にあり、エンジン回転数が大きくなるほど、また、燃料噴射量が大きくなるほど排ガス温度が上昇する。したがって、予め試験等を行って、これらエンジン回転数及び燃料噴射量と排ガス温度との関係、さらには、センサ温度Ｔとの関係を知り、非搭載状態であると判定可能な温度値を、診断閾値Ｔthとするのがよい。そして、上記図１０中に示したようなエンジン回転数及び燃料噴射量に適合させた閾値マップとして、ＥＣＵ３０の記憶領域に記憶しておくことができる。
【００５０】
その際には、例えば、上記図１１に示されるように、排ガス管１０１内における排ガス温度が低い領域では、正常搭載時のセンサ温度Ｔと非搭載時のセンサ温度Ｔとの温度差が小さいので、搭載状態診断を実施しないことが望ましい。そのため、温度差が所定値以上となる排ガス温度の下限温度Ｔ０を設定し、対応する運転状態となるまでは、診断閾値Ｔthを設定しないようにする。排ガス温度が下限温度Ｔ０以上となる領域では、診断閾値Ｔthは、正常搭載時のセンサ温度Ｔよりも十分低く、かつ、非搭載時のセンサ温度Ｔと同等以上となるように設定されるのがよい。
【００５１】
好適には、排ガス温度が高いほど、診断閾値Ｔthが大きくなるように設定するのがよい。図１３上図及び下図に示すように、正常搭載されている場合のセンサ温度Ｔは、運転条件から推定される排ガス温度とほぼ同等であり、搭載異常がある場合には、センサ温度Ｔは排ガス温度よりも低くなる。したがって、排ガス温度の高温時及び低温時のいずれについても、診断閾値Ｔthを、排ガス温度よりも低く、センサ温度Ｔよりも高い温度に設定することで、異常検出が可能になる。
また、搭載異常時のセンサ温度Ｔはほぼ一定であり、排ガス温度の低温時には、高温時に比べて、排ガス温度Ｔとセンサ温度Ｔの温度差が小さくなる。その場合には、高温時に比べて、診断閾値Ｔthを低く設定することで、排ガス温度に応じた精度よい異常検出が可能になる。
【００５２】
このように、排ガス温度及びセンサ温度Ｔの低温時と高温時とで、それぞれ運転状態に応じて診断閾値Ｔthが設定されることで、精度よい搭載状態の診断が可能になる。さらに、例えば、上記図１１に示されるように、排ガス温度が所定の第１温度Ｔ１以上となる領域では、診断閾値Ｔthを一定値とすることができる。第１温度Ｔ１は、例えば、診断閾値Ｔthが、正常搭載時のセンサ温度Ｔと非搭載時のセンサ温度Ｔとの中間の温度値となる排ガス温度であり、その時点における診断閾値Ｔthを一定の上限値として、搭載状態診断を実施することができる。
【００５３】
このように、本形態の搭載状態診断部３によれば、診断閾値設定部３１で運転状態に応じて設定される診断閾値Ｔthを用い、搭載異常判定部３２において、センサ温度検出部２で検出されるセンサ温度Ｔと比較することで、搭載異常の有無を容易に判定することができる。センサ温度Ｔは、センサ素子１に内蔵されるヒータ４の抵抗値から検出可能であり、運転情報から診断閾値Ｔthを設定できるので、排ガス温度を測定したりセンサ温度Ｔと排ガス温度との温度差を算出したりする必要がない。また、診断可否判定部３３を有して、予め診断可能な状態にあるときのみ、搭載状態の診断を実施するので、誤診断等のおそれが小さい。
【００５４】
（実施形態２）
図１４〜図１５を参照して、実施形態２の粒子状物質検出装置１について説明する。
本形態は、搭載状態診断部３の診断可否判定部３３による判定手順の他の例であり、粒子状物質検出装置１の基本構成は、上記実施形態１と同様であるので説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００５５】
上記実施形態１では、診断可否判定部３３において、センサ温度検出部２の動作状態を示す情報としてヒータ抵抗を用いたが、上記図６に示したように、ヒータ抵抗はセンサ温度Ｔと比例関係にあることから、センサ温度Ｔに基づいて、診断可否を判定することもできる。
図１４は、その場合に診断可否判定部３３において実施される診断可否判定処理であり、まず、ステップＳ１０１にて、上記図８におけるステップＳ１１と同様に、ヒータ抵抗を検出する。次いで、ステップＳ１０２にて、検出したヒータ抵抗に基づいて、センサ温度Ｔを算出する。
【００５６】
次いで、ステップＳ１０３にて、算出したセンサ温度Ｔを、所定の温度閾値Ｔth１、Ｔth2と比較する。具体的には、図１５に示すように、下限側の温度閾値Ｔth１と上限側の温度閾値Ｔth2とで規定される正常範囲内にあるか否かを判定する（すなわち、Ｔth１＜ヒータ抵抗＜Ｔth2）。温度閾値Ｔth１、Ｔth2は、上記図９に示した下限側の抵抗閾値Ｒth１と上限側の抵抗閾値Ｒth2に対応する温度値として算出することができる。
【００５７】
ステップＳ１０３が肯定判定された場合には、ステップＳ１０４へ進んで、センサ温度Ｔは正常と判定する。その場合には、温度検出部２は正常動作可能な状態にあり、センサ温度Ｔの検出値を用いて、以降の搭載状態の診断実施が可能と判定することができる。
一方、ステップＳ１０３が否定判定された場合には、ステップＳ１０５へ進んで、センサ温度Ｔは異常と判定する。その場合には、温度検出部２は正常な動作が可能な状態になく、以降の搭載状態の診断実施は不可と判定される。
【００５８】
このようにしても、搭載状態の診断可否を良好に判定することができ、診断実施可の場合には、上記実施形態１と同様にして、搭載状態診断処理を継続することができる。
【００５９】
（実施形態３）
図１６〜図１７を参照して、実施形態３の粒子状物質検出装置１について説明する。
本形態は、搭載状態診断部３の診断可否判定部３３による判定手順の他の例であり、以下、相違点を中心に説明する。
上記実施形態１、２では、診断可否判定部３３は、センサ温度検出部２の動作状態を示す情報に基づいて搭載状態の診断可否を判定したが、他の情報に基づいてもよい。他の情報としては、センサ素子１の温度又は排ガス温度に影響する可能性のある制御情報、例えば、センサ素子１の制御状態を示す情報や、排ガス管１０１内の排ガス状態を示す情報が挙げられる。
【００６０】
図１６に示すように、本形態では、これら両方の情報を考慮して、診断可否判定部３３による判定を行うものとする。このとき、センサ素子１の制御状態を示す情報としては、ヒータ４によるセンサ素子１の加熱制御に関する情報が、また、排ガス管１０１内の排ガス状態を示す情報としては、ＤＰＦ１０２の再生制御に関する情報が用いられる。
【００６１】
図１６において、診断可否判定処理が開始されると、まず、ステップＳ２０１にて、ヒータ４が加熱制御中か否かを判定する（すなわち、ヒータ加熱中？）。ステップＳ２０１が否定判定された場合には、ステップＳ２０２へ進み、ステップＳ２０１が肯定判定された場合には、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０２では、ヒータ４は非加熱状態であり、ヒータ４によるセンサ温度Ｔへの影響はないと判断して、次のステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０３では、センサ素子１がヒータ４による加熱状態にあり、センサ温度Ｔが排ガス温度と同等とならないため、診断実施は不可と判定して、以降の搭載状態診断を実施しない。
【００６２】
ステップＳ２０４では、ＤＰＦ１０２が再生制御中か否かを判定する（すなわち、ＤＰＦ再生中？）。ステップＳ２０４が否定判定された場合には、ステップＳ２０５へ進み、ステップＳ２０４が肯定判定された場合には、ステップＳ２０６へ進む。ステップＳ２０５では、ＤＰＦ１０２は非再生状態にあり、センサ温度Ｔへの影響はなく、以降の搭載状態の診断実施は可能と判定する。ステップＳ２０５では、ＤＰＦ１０２が、堆積したＰＭ燃焼のための再生状態にあり、センサ本体Ｓ１の搭載位置においても排ガスが高温となって、搭載状態が正確に診断できない可能性があるため、診断実施は不可と判定して、以降の搭載状態診断を実施しない。
【００６３】
図１７は、ヒータ制御部２１による加熱制御の一例を示しており、例えば、エンジンＥＮＧの始動直後は、センサ素子１の検出部１０を、凝縮水を撥水すると共に液相被毒を抑制可能な温度に制御する（３００℃〜６００℃）。その後、ＰＭ燃焼し、かつアッシュ成分が融着しない温度に制御し（６００℃〜８００℃）、ヒータ４をオフとして、検出部１０を冷却しＰＭ捕集を行う。その後は、熱泳動現象を発現して被毒物が付着しない温度に制御する（排ガス温度以上）。
このように、センサ素子１が排ガス温度以上となるような制御モードにおいては、センサ温度Ｔに基づく搭載状態診断を実施しないことで、誤診断等を防止することができる。
【００６４】
（実施形態４）
図１８〜図２１を参照して、実施形態４の粒子状物質検出装置１について説明する。
本形態は、搭載状態診断部３の診断可否判定部３３による判定手順の他の例であり、搭載状態の診断可否を判定するための情報として、エンジンＥＮＧの運転状態を示す情報を用いる。以下、上記実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６５】
図１８において、診断可否判定処理が開始されると、まず、ステップＳ３０１にて、エンジンＥＮＧの運転情報の１つとして、エンジン回転数を検出する。次いで、ステップＳ３０２に進んで、検出したエンジン回転数が、所定の閾値範囲内か否かを判定する。ここでは、図１９に示すように、予め搭載状態の診断に適したエンジン回転数の範囲を設定し、その下限閾値及び上限閾値で規定される範囲内にあるか否かを判定する。
【００６６】
ステップＳ３０２が肯定判定された場合には、エンジン回転数は診断可能な範囲内にあるとして、ステップＳ３０３へ進み、さらに、エンジンＥＮＧの運転情報の他の１つとして、燃料噴射量を検出する。ステップＳ３０２が否定判定された場合には、ステップＳ３０４へ進む。ステップＳ３０４では、エンジン回転数が診断可能な範囲内になく、診断実施は不可と判定して、以降の搭載状態診断を実施しない。
【００６７】
次いで、ステップＳ３０５へ進み、検出した燃料噴射量が、所定の閾値範囲内か否かを判定する。ここでは、図１９に示すように、予め搭載状態の診断に適した燃料噴射量の範囲を設定し、その下限閾値及び上限閾値で規定される範囲内にあるか否かを判定する。ステップＳ３０５が肯定判定された場合には、ステップＳ３０６へ進み、燃料噴射量は診断可能な範囲内にあり、診断実施可と判定して搭載状態診断を継続する。ステップＳ３０５が否定判定された場合には、ステップＳ３０７へ進み、燃料噴射量は診断可能な範囲内になく、診断実施は不可と判定して、以降の搭載状態診断を実施しない。
【００６８】
なお、図１９において、エンジン回転数及び燃料噴射量は、上限閾値を設定せず、それぞれ下限閾値以上の範囲にあるときに、診断実施可と判定するようにしてもよい。
上記図１２に示したように、エンジン回転数が低く又は燃料噴射量が少ない領域では、排ガス温度が低下することから、センサ温度Ｔとの温度差が小さくなる。そこで、エンジン回転数及び燃料噴射量が、少なくとも下限閾値以上の範囲にある場合に、搭載状態の診断を行うことで、搭載状態診断の信頼性を向上可能となる。
【００６９】
また、本形態では、エンジンＥＮＧの運転として、エンジン回転数及び燃料噴射量の両方を用いたが、いずれか１つに基づいて診断可否の判定を実施してもよい。
あるいは、エンジンＥＮＧの運転状態を示す情報として、その他の情報、例えば、車速を用いることもできる。その場合の搭載状態診断部３の診断可否判定部３３による判定手順を、図２０に示す。
【００７０】
図２０において、診断可否判定処理が開始されると、まず、ステップＳ４０１にて、エンジンの運転情報の１つとして、車速を検出する。次いで、ステップＳ４０２に進んで、検出した車速が、診断可能な閾値範囲内か否かを判定する。ここでは、図中に示すように、搭載状態の診断に適した車速の範囲を設定し、その下限閾値及び上限閾値で規定される範囲内にあるか否かを判定する。また、車速の場合も、エンジン回転数及び燃料噴射量と同様に、排ガス温度が低くなる下限閾値のみに基づいて、診断可否を判定してもよい。
【００７１】
ステップＳ４０２が肯定判定された場合には、ステップＳ４０３へ進み、車速は診断可能な範囲内にあり、診断実施可と判定して搭載状態診断を継続する。ステップＳ４０２が否定判定された場合には、ステップＳ４０４へ進み、車速が診断可能な範囲内になく、診断実施は不可と判定して、以降の搭載状態診断を実施しない。
【００７２】
さらには、排ガス管１０１内の排ガス状態の情報として、排ガス温度を用いることもできる。その場合の搭載状態診断部３の診断可否判定部３３による判定手順を、図２１に示す。
【００７３】
図２１において、診断可否判定処理が開始されると、まず、ステップＳ５０１にて、排ガス状態を示す情報として、排気管１０１内の排ガス温度を、ＤＰＦ１０２の下流に位置する温度センサ１０３により検出する。ここでは、温度センサ１０３による検出値を用いているが、エンジンＥＮＧの運転状態等から推定される推定値であってもよい。また、必ずしもセンサ本体Ｓ１の搭載位置の近傍における排ガス温度を検出する必要はなく、他の位置に配置される温度センサの検出値を利用してもよい。
【００７４】
次いで、ステップＳ５０２に進んで、検出又は推定された排ガス温度が、診断可能な閾値範囲内か否かを判定する。ここでは、図中に示すように、搭載状態の診断に適した排ガス温度の範囲を設定し、その下限閾値及び上限閾値で規定される範囲内にあるか否かを判定する。この場合も、排ガス温度が低くなる下限閾値のみに基づいて、診断可否を判定してもよい。
【００７５】
ステップＳ５０２が肯定判定された場合には、ステップＳ５０３へ進み、排ガス温度は診断可能な範囲内にあり、診断実施可と判定して搭載状態診断を継続する。ステップＳ５０２が否定判定された場合には、ステップＳ５０４へ進み、排ガス温度が診断可能な範囲内になく、診断実施は不可と判定して、以降の搭載状態診断を実施しない。
例えば、排ガス温度が低い場合には、排ガス管１０１の外部の温度（以下、外気温と称する）との温度差が小さくなり、搭載状態を診断できない可能性があるが、予め外気温に基づく診断可否の判定を行うことで、搭載状態診断を効率よく実施することができる。
【００７６】
（実施形態５）
図２２〜図２３を参照して、実施形態５の粒子状物質検出装置１について説明する。
本形態は、搭載状態診断部３の診断閾値設定部３１による設定手順の他の例であり、外部情報としての外気温による補正を実施する。粒子状物質検出装置１の基本構成は、上記実施形態１と同様であるので説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【００７７】
図２２において、ステップＳ４１〜ステップＳ４３は、上記図１０におけるステップＳ４１〜ステップＳ４３と同様であり、診断閾値設定処理が開始されると、まず、ステップＳ４１にて、エンジンＥＮＧの運転情報として、エンジン回転数を検出し、さらに、ステップＳ４２へ進んで、燃料噴射量を検出する。次いで、ステップＳ４３において、これらエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて、診断閾値Ｔth（基準値）を設定する。具体的には、上記図１０中に示したような閾値マップを用いて、エンジン回転数及び燃料噴射量に対応する診断閾値Ｔth（基準値）を選択することができる。
【００７８】
次いで、ステップＳ４４へ進み、外気温を検出する。さらに、ステップＳ４５へ進んで、検出した外気温に基づいて、予め用意された補正テーブル等を用いて、診断閾値補正値を算出する。その後、ステップＳ４６へ進み、算出した診断閾値補正値を用いて、診断閾値Ｔth（基準値）を補正する。このようにして補正された診断閾値Ｔthを、設定値として用いて、搭載状態診断を継続することができる。
【００７９】
ここで、図２３に示すように、外気温が変化すると、センサ本体Ｓ１が搭載されていない状態でのセンサ温度Ｔが、外気温の影響を受けて変化する。特に、外気温が高くなると、非搭載時のセンサ温度Ｔが高くなって、正常搭載時のセンサ温度Ｔとの温度差が小さくなる。そのため、外気温が高い場合には、外気温が低い場合よりも、診断閾値が高くなるように、外気温に応じて診断閾値補正値を設定し、上記図２２中に示すような補正テーブルとして、ＥＣＵ３０の記憶領域に記憶しておくことができる。そして、例えば、外気温が所定温度以上であるときに、外気温（例えば、図中のＢ１〜Ｂｎ℃）に応じた診断閾値補正値（例えば、図中の０、＋Ｃ１、＋Ｃ２、・・・＋Ｃｎ）を選択し、診断閾値Ｔth（基準値）に加算することができる。
【００８０】
具体的には、予め試験等を行って、外気温と非搭載時のセンサ温度Ｔ、排ガス温度と正常搭載時のセンサ温度Ｔとの関係を知り、正常搭載時のセンサ温度Ｔのバラツキを考慮した下限値を超えないように、診断閾値Ｔthの上限値（例えば、図中に示す外気温：高）を設定するのがよい。そして、診断閾値Ｔth（基準値）に対して（例えば、図中に示す外気温：低）、外気温に応じた診断閾値補正値を加算して、診断閾値Ｔth（設定値）とすることができる。
【００８１】
上記実施形態では、センサ温度検出部２におけるセンサ温度Ｔの検出に、図２４に示す（３）の例のように、センサ素子１に内蔵されるヒータ４のヒータ抵抗を利用したが、これに限らず他の温度検出手段を用いてもよい。例えば、（１）の例のように、センサ素子１の検出部１０を構成する一対の電極１０ａ、１０ｂの電極間インピーダンスを用いて、センサ温度Ｔを測定することもできる。また、（２）の例のように、センサ素子１内に、温度検出用のサーミスタ１４を埋設して、サーミスタ抵抗とセンサ温度の関係から、検出部２の温度を測定することもできる。
【００８２】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
例えば、上記実施形態では、ＤＰＦ１０２を含むエンジンの排ガス浄化システムへの適用例を示したが、エンジンを含むシステム構成は、適宜変更することができ、また、車両用に限らず、各種用途に利用することができる。さらに、粒子状物質検出装置Ｓの制御装置Ｓ２において、搭載状態診断部３をＳＣＵ２０に設けたが、車両側のＥＣＵ３０に設けてもよく、センサ本体Ｓ１やセンサ素子１の構造も、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８３】
Ｓ  粒子状物質検出装置
Ｓ１  センサ本体
Ｓ２  制御装置
１  センサ素子
１０  検出部
２  センサ温度検出部
３  搭載状態診断部
３１  診断閾値設定部
３２  搭載異常判定部
３３  診断可否判定部
【図１】
2020101393.tif 000003
【図２】
2020101393.tif 000004
【図３】
2020101393.tif 000005
【図４】
2020101393.tif 000006
【図５】
2020101393.tif 000007
【図６】
2020101393.tif 000008
【図７】
2020101393.tif 000009
【図８】
2020101393.tif 000010
【図９】
2020101393.tif 000011
【図１０】
2020101393.tif 000012
【図１１】
2020101393.tif 000013
【図１２】
2020101393.tif 000014
【図１３】
2020101393.tif 000015
【図１４】
2020101393.tif 000016
【図１５】
2020101393.tif 000017
【図１６】
2020101393.tif 000018
【図１７】
2020101393.tif 000019
【図１８】
2020101393.tif 000020
【図１９】
2020101393.tif 000021
【図２０】
2020101393.tif 000022
【図２１】
2020101393.tif 000023
【図２２】
2020101393.tif 000024
【図２３】
2020101393.tif 000025
【図２４】
2020101393.tif 000026