(57)【要約】【課題】差圧センサ間の差圧出力のばらつきによる影響を抑制して、差圧センサの出力不安定等の異常の有無を高精度に判定できる差圧センサ異常判定装置を提供する。【解決手段】粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内圧力と下流側の排気管内圧力との差圧を検出する差圧センサと、差圧センサによって差圧を所定時間毎に検出して時系列的に記憶する差圧検出装置と、内燃機関の排気ガス流量に関連する流量関連量を所定時間毎に検出して時系列的に記憶する流量関連量検出装置と、所定の判定時間毎に、判定時間の間に、差圧検出装置によって検出された差圧の統計的な差圧ばらつき度合と、流量関連量検出装置によって検出された流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合とを取得するばらつき度合取得装置と、差圧ばらつき度合と流量関連量ばらつき度合とに基づいて、差圧センサの異常の有無を判定する判定装置と、を備えるように構成する。【選択図】図１
2020112471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガス通路に配置されて粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内圧力と、前記粒子状物質除去フィルタの下流側の排気管内圧力との差圧を検出する差圧センサと、
前記差圧センサによって前記差圧を所定時間毎に検出して時系列的に記憶する差圧検出装置と、
前記内燃機関の排気ガス流量に関連する流量関連量を前記所定時間毎に検出して時系列的に記憶する流量関連量検出装置と、
所定の判定時間毎に、前記判定時間の間に、前記差圧検出装置によって検出された前記差圧の統計的な差圧ばらつき度合と、前記流量関連量検出装置によって検出された前記流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合とを取得するばらつき度合取得装置と、
前記差圧ばらつき度合と前記流量関連量ばらつき度合とに基づいて、前記差圧センサの異常の有無を判定する判定装置と、
を備えた、
差圧センサ異常判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の差圧センサ異常判定装置において、
前記流量関連量ばらつき度合いが所定の第１閾値以下の場合において、前記差圧センサが異常の際に取得される前記差圧ばらつき度合いが属する異常領域を予め記憶する異常領域記憶装置を備え、
前記判定装置は、
前記流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部によって前記流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下であると判定された場合に、前記差圧ばらつき度合が前記異常領域に属しているか否かを判定する第２判定部と、
を有し、
前記第２判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記異常領域に属していないと判定された場合は、前記差圧センサが正常であると判定し、
前記第２判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記異常領域に属していると判定された場合は、前記差圧センサが異常であると判定する、
差圧センサ異常判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の差圧センサ異常判定装置において、
前記判定装置は、
前記流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下であるか否かを判定する第３判定部と、
前記第３判定部によって前記流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下であると判定された場合に、前記差圧ばらつき度合が所定の第３閾値以下であるか否かを判定する第４判定部と、
を有し、
前記第４判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記第３閾値以下であると判定された場合は、前記差圧センサが正常であると判定し、
前記第４判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記第３閾値よりも大きいと判定された場合は、前記差圧センサが異常であると判定する、
差圧センサ異常判定装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の差圧センサ異常判定装置において、
前記判定装置は、
前記差圧センサが異常であると判定された累積回数をカウントする異常カウンタと、
前記差圧センサが正常であると判定された場合に、前記異常カウンタを初期化する異常回数初期化部と、
を有し、
前記異常カウンタがカウントする累積回数が所定の第１回数に達した場合に、前記差圧センサが異常であると判定する、
差圧センサ異常判定装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の差圧センサ異常判定装置において、
前記判定装置は、
前記差圧センサが正常であると判定された累積回数をカウントする正常カウンタと、
前記差圧センサが異常であると判定された場合に、前記正常カウンタを初期化する正常回数初期化部と、
を有し、
前記正常カウンタがカウントする累積回数が所定の第２回数に達した場合に、前記差圧センサが正常であると判定する、
差圧センサ異常判定装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の差圧センサ異常判定装置において、
前記流量関連量は、前記内燃機関のシリンダ内に噴射または吸引される燃料消費量、又は、排気ガス流量、若しくは、前記内燃機関が吸入する空気の流量である吸気流量、である、
差圧センサ異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタの上下流の圧力差を検出する差圧センサの異常の有無を判定する差圧センサ異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filterと呼ばれ、以下、「ＤＰＦ」という。）等の浄化処理部材を備えている。そして、ＤＰＦに粒子状物質が堆積して目詰まりを生じると出力の低下や燃費の悪化を招く。そのため、ＤＰＦの上下流の圧力差を検出し、目詰まりを判定している。しかし、ＤＰＦの上下流の圧力差を検出する差圧センサが異常な出力をしていた場合には、目詰まりの有無を正確に判定することができない。そこで、ＤＰＦの上下流の圧力差を検出する差圧センサの異常の有無を検出する技術に関し種々提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載されたＤＰＦの差圧センサ異常検出装置では、予め実験にて標準とする差圧センサにより運転状態起源推定堆積量と実測された単位吸入空気量当たりの圧力差との関係を求め、この標準の差圧センサに対する許容範囲を正常領域として設定し、正常領域外を異常領域として設定する。そして、エンジン回転数と負荷（燃料噴射弁からの燃料噴射量）、添加弁からの燃料添加量等からＤＰＦにおける粒子状物質の運転状態起源推定堆積量を算出する。また、吸入空気量センサにて吸入空気量を実測し、差圧センサにてＤＰＦの上下流の圧力差を実測して、これらより単位吸入空気量当たりの圧力差を算出する。
【０００４】
続いて、差圧センサの実測値から算出した単位吸入空気量当たりの圧力差が、算出した運転状態起源推定堆積量に対応する単位吸入空気量当たりの圧力差の正常領域内に存在する場合には、正常領域内に存在する継続期間を計測する。そして、正常領域内に存在する継続期間が、予め設定されている正常判定継続期間以上となった場合に、差圧センサは正常であると判定する。
【０００５】
一方、差圧センサの実測値から算出した単位吸入空気量当たりの圧力差が、算出した運転状態起源推定堆積量に対応する単位吸入空気量当たりの圧力差の異常領域に存在する場合には、この異常領域に存在する継続期間を計測する。そして、異常領域に存在する継続期間が、予め設定されている異常判定継続期間以上となった場合に、差圧センサは異常であると判定するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３０７８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載されたＤＰＦの差圧センサ異常検出装置では、差圧センサ異常検出のための前提条件として吸入空気量の圧力差の変動が小さい基準量以内である必要がある。また、エンジン回転数が圧力差の変動が小さい基準回転数以内である必要がある。更に、吸入空気量変化が基準変化量以内である必要がある。そのため、差圧センサの実測値から単位吸入空気量当たりの圧力差を取得できる条件が限られて測定に一定時間を要し、短時間における差圧センサの出力不安定等の異常を検出できない虞がある。また、差圧センサ間の差圧出力のばらつきが大きい場合には、運転状態起源推定堆積量に対応する単位吸入空気量当たりの圧力差の正常領域を広く設定する必要があり、測定精度が低下する虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、差圧センサ間の差圧出力のばらつきによる影響を抑制して、差圧センサの出力不安定等の異常の有無を高精度に判定できる差圧センサ異常判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、内燃機関の排気ガス通路に配置されて粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内圧力と、前記粒子状物質除去フィルタの下流側の排気管内圧力との差圧を検出する差圧センサと、前記差圧センサによって前記差圧を所定時間毎に検出して時系列的に記憶する差圧検出装置と、前記内燃機関の排気ガス流量に関連する流量関連量を前記所定時間毎に検出して時系列的に記憶する流量関連量検出装置と、所定の判定時間毎に、前記判定時間の間に、前記差圧検出装置によって検出された前記差圧の統計的な差圧ばらつき度合と、前記流量関連量検出装置によって検出された前記流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合とを取得するばらつき度合取得装置と、前記差圧ばらつき度合と前記流量関連量ばらつき度合とに基づいて、前記差圧センサの異常の有無を判定する判定装置と、を備えた、差圧センサ異常判定装置である。
【００１０】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る差圧センサ異常検出装置において、前記流量関連量ばらつき度合いが所定の第１閾値以下の場合において、前記差圧センサが異常の際に取得される前記差圧ばらつき度合いが属する異常領域を予め記憶する異常領域記憶装置を備え、前記判定装置は、前記流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下であるか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部によって前記流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下であると判定された場合に、前記差圧ばらつき度合が前記異常領域に属しているか否かを判定する第２判定部と、を有し、前記第２判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記異常領域に属していないと判定された場合は、前記差圧センサが正常であると判定し、前記第２判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記異常領域に属していると判定された場合は、前記差圧センサが異常であると判定する、差圧センサ異常判定装置である。
【００１１】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る差圧センサ異常判定装置において、前記判定装置は、前記流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下であるか否かを判定する第３判定部と、前記第３判定部によって前記流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下であると判定された場合に、前記差圧ばらつき度合が所定の第３閾値以下であるか否かを判定する第４判定部と、を有し、前記第４判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記第３閾値以下であると判定された場合は、前記差圧センサが正常であると判定し、前記第４判定部によって前記差圧ばらつき度合が前記第３閾値よりも大きいと判定された場合は、前記差圧センサが異常であると判定する、差圧センサ異常判定装置である。
【００１２】
次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つに係る差圧センサ異常判定装置において、前記判定装置は、前記差圧センサが異常であると判定された累積回数をカウントする異常カウンタと、前記差圧センサが正常であると判定された場合に、前記異常カウンタを初期化する異常回数初期化部と、を有し、前記異常カウンタがカウントする累積回数が所定の第１回数に達した場合に、前記差圧センサが異常であると判定する、差圧センサ異常判定装置である。
【００１３】
次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明乃至第４の発明のいずれか１つに係る差圧センサ異常判定装置において、前記判定装置は、前記差圧センサが正常であると判定された累積回数をカウントする正常カウンタと、前記差圧センサが異常であると判定された場合に、前記正常カウンタを初期化する正常回数初期化部と、を有し、前記正常カウンタがカウントする累積回数が所定の第２回数に達した場合に、前記差圧センサが正常であると判定する、差圧センサ異常判定装置である。
【００１４】
次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明乃至第５の発明のいずれか１つに係る差圧センサ異常判定装置において、前記流量関連量は、前記内燃機関のシリンダ内に噴射または吸引される燃料消費量、又は、排気ガス流量、若しくは、前記内燃機関が吸入する空気の流量である吸気流量、である、差圧センサ異常判定装置である。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、所定の判定時間毎に、この判定時間の間に所定時間毎に取得された粒子状物質除去フィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）の上流側の排気管内圧力と、ＤＰＦの下流側の排気管内圧力との差圧の統計的な差圧ばらつき度合と、内燃機関の排気ガス流量に関連する流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合と、に基づいて、差圧センサの異常の有無が判定される。これにより、差圧センサの差圧出力に製品ばらつきがあっても、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合に基づいて差圧センサの異常の有無を判定するため、判定結果に対する差圧センサ間の差圧出力の製品ばらつきによる影響を抑制して差圧センサの異常の有無を高精度に判定することができる。
【００１６】
また、差圧センサの差圧出力が不安定になった場合であっても、所定の判定時間毎に、この判定時間の間に所定時間毎に取得された差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合に基づいて、差圧センサの異常の有無を判定する。これにより、差圧センサの差圧出力が不安定になった場合には、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合いが大きくなるため、差圧センサの差圧出力の不安定を検出することができ、差圧センサの異常の有無を高精度に判定することができる。
【００１７】
第２の発明によれば、流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下であり、且つ、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合が異常領域に属していないと判定された場合は、差圧センサが正常であると判定される。一方、流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下であり、且つ、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合が異常領域に属していると判定された場合は、差圧センサが異常であると判定される。
【００１８】
これにより、流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合が所定の第１閾値以下の場合に、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合を判定することによって、流量関連量が安定した際における差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合を判定することができる。その結果、流量関連量が安定した際における差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合に基づいて差圧センサの異常の有無を判定することができ、差圧センサの異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００１９】
第３の発明によれば、流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下であり、且つ、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合が所定の第３閾値以下であると判定された場合は、差圧センサが正常であると判定される。一方、流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下であり、且つ、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合が所定の第３閾値よりも大きいと判定された場合は、差圧センサが異常であると判定される。
【００２０】
これにより、流量関連量の統計的な流量関連量ばらつき度合が所定の第２閾値以下の場合に、差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合が所定の第３閾値以下であるか否かを判定することによって、差圧センサの異常の有無を判定することができる。その結果、流量関連量が安定した際における差圧センサの差圧出力の統計的な差圧ばらつき度合に基づいて差圧センサの異常の有無を判定することができ、差圧センサの異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００２１】
第４の発明によれば、差圧センサが異常であると判定された累積回数が所定の第１回数に達した場合に、差圧センサが異常であると判定するため、誤判定を適切に回避して差圧センサの異常を適切に検出することができる。また、差圧センサが正常であると判定された場合には、異常カウンタが初期化されるため、差圧センサの一時的な出力不安定が生じた場合等における誤判定を適切に回避することができる。
【００２２】
第５の発明によれば、差圧センサが正常であると判定された累積回数が所定の第２回数に達した場合に、差圧センサが正常であると判定するため、誤判定を適切に回避して差圧センサの正常を適切に検出することができる。また、差圧センサが異常であると判定された場合には、正常カウンタが初期化されるため、差圧センサの一時的な出力不安定が生じた場合等における誤判定を適切に回避することができる。
【００２３】
第６の発明によれば、内燃機関のシリンダ内に噴射または吸引される燃料消費量を直接検出できない場合であっても、排気ガス流量、若しくは、吸気流量を、流量関連量として利用することができるので便利である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係るフィルタ異常判定装置を適用した内燃機関の構成の一例を説明する図である。
【図２】図１に示す内燃機関の構成に対して、酸化触媒とＤＰＦを分離して別々に構成した一例を説明する図である。
【図３】ＮＲＴＣモードでの燃料消費量の一例を示す図である。
【図４】ＮＲＴＣモードでの差圧の一例を示す図である。
【図５】図３に対応する燃料消費量の不偏分散の一例を示す図である。
【図６】図４に対応する差圧の不偏分散の一例を示す図である。
【図７】図３に示す燃料消費量の不偏分散と図４に示す差圧の不偏分散との分散特性と、第１閾値及び異常領域の一例を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る制御装置が実行する、差圧センサの異常の有無を判定する第１差圧センサ異常判定処理を示す第１フローチャートである。
【図９】第１実施形態に係る制御装置が実行する、差圧センサの異常の有無を判定する第１差圧センサ異常判定処理を示す第２フローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る燃料消費量の不偏分散と差圧の不偏分散との分散特性と、第２閾値及び第３閾値の一例を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る制御装置が実行する、差圧センサの異常の有無を判定する第２差圧センサ異常判定処理を示す第１フローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係る制御装置が実行する、差圧センサの異常の有無を判定する第２差圧センサ異常判定処理を示す第２フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る差圧センサ異常判定装置を具体化した第１実施形態及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態について図１乃至図９に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る差圧センサ異常判定装置を適用した内燃機関１０の構成の一例を示している。内燃機関１０は、ディーゼルエンジンである。尚、以下の説明において、ＤＰＦ４３は、粒子状物質除去フィルタ（Diesel Particulate Filter）に相当している。また、ＤＰＦ４３よりも下流側の排気通路に配置されて窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する選択還元触媒等については、記載を省略している。
【００２６】
［第１実施形態］
図１に示すように、内燃機関１０の排気通路（排気ガス通路）１２には、排気ガス浄化装置４１が設けられている。また、排気ガス浄化装置４１の内部には、上流側から、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４２、ＤＰＦ４３が設けられている。排気ガス浄化装置４１は、排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが通過する間に、排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。ここで、内燃機関１０は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出してしまうものである。
【００２７】
酸化触媒４２は、セラミック製の円柱状等に形成されたセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に白金（Ｐｔ）等の貴金属がコーティングされている。そして、酸化触媒４２は、所定の温度下で多数の貫通孔に排気ガスを通すことにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。
【００２８】
ＤＰＦ４３は、セラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円柱状等に形成され、軸方向に多数の小孔が設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔は、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材によって閉塞されている。そして、ＤＰＦ４３は、上流側から各小孔に流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔を通じて下流側へと流出させる。
【００２９】
酸化触媒４２の上流側（排気ガス浄化装置４１の上流側）には、燃料添加弁２８と、排気温度検出装置３６Ａ（例えば、排気温度センサ）と、が設けられている。燃料添加弁２８は、微粒子が堆積したＤＰＦ４３を再生する際（粒子状物質を燃焼焼却する際）に、酸化触媒４２内で排気ガスと反応させて排気ガスの温度を上昇させるための燃料を噴射する。また、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側には、排気温度検出装置３６Ｂ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。
【００３０】
ＤＰＦ４３の下流側には、排気温度検出装置３６Ｃ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。また、排気ガス浄化装置４１内における、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧（圧力差）を検出する差圧センサ３５が設けられている。
【００３１】
燃料添加弁２８は、制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０からの制御信号にて駆動される。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、不図示のバックアップＲＡＭ等を備えた公知のものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップＲＡＭは、例えば、内燃機関１０の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。また、ＲＡＭには、後述のように、差圧センサ３５が正常であると判定された回数をカウントする正常カウンタ５０１と、差圧センサ３５が異常であると判定された回数をカウントする異常カウンタ５０２と、が設けられている。
【００３２】
また、排気温度検出装置３６Ａは、酸化触媒４２の上流側の排気管内の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｂは、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側を流れる排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｃは、ＤＰＦ４３の下流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。差圧センサ３５は、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【００３３】
制御装置５０には、吸気通路１１に設けられた吸入空気流量検出装置３１（例えば、エアフローメーター）の検出信号、アクセル開度検出装置３３の検出信号、回転検出装置３４の検出信号、のそれぞれが入力されている。また、制御装置５０には、上述した各排気温度検出装置３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃの検出信号、差圧センサ３５の検出信号が入力されている。
【００３４】
そして、制御装置５０は、これらの入力された検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出することができる。また、制御装置５０は、検出した内燃機関１０の運転状態や、アクセル開度検出装置３３からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから内燃機関１０のシリンダ内に噴射する燃料量や、燃料添加弁２８から噴射する燃料量を制御する制御信号を出力する。
【００３５】
そして、制御装置５０（流量関連量検出装置に相当する。）は、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから噴射した毎秒当たりの燃料消費量（ｇ／ｓ）を所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０（差圧検出装置に相当する。）は、差圧センサ３５から入力された検出信号から差圧（圧力差）を所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。
【００３６】
燃料添加弁２８から排気ガス中に噴射された燃料は、酸化触媒４２によって排気ガス中に残った酸素との酸化反応が生じて燃焼し、その発熱により排気ガス温度が上昇する。この高温になった排気ガスによりＤＰＦ４３の床温が上昇して、所定温度以上（例えば、５９０℃以上）になると、ＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が燃焼焼却される。このような状態を所定の時間、維持することによってＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させて除去し、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するというＤＰＦ４３の捕集機能を回復（再生）させることができる。
【００３７】
吸入空気流量検出装置３１（例えば、吸気流量センサ）は、内燃機関１０の吸気通路１１に設けられて内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。アクセル開度検出装置３３（例えば、アクセル開度センサ）は、運転者が操作するアクセルの開度（すなわち、運転者の要求負荷）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。回転検出装置３４（例えば、回転センサ）は、例えば、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数（すなわち、エンジン回転数）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【００３８】
また、図１に示す例では、制御装置５０は、後述のように、差圧センサ３５の異常を検出した際に点灯する差圧センサ警告ランプ１５の点灯／消灯が可能である。差圧センサ警告ランプ１５は、例えば、車両のインスツルメントパネル内に設けられている。
【００３９】
また、図２に示すように、内燃機関１０において、酸化触媒４２とＤＰＦ４３を分離して別々に構成してもよい。つまり、図１に示す排気ガス浄化装置４１に替えて、酸化触媒４２とＤＰＦ４３とが、分離されて設けられている点で異なっている。その他は、図１に示す内燃機関１０の構成と同じ構成である。
【００４０】
［燃料消費量・差圧特性］
ここで、正常な差圧センサ３５が取り付けられている場合において、過渡試験モード（ＮＲＴＣモード）で内燃機関１０を運転して測定した燃料消費量（ｇ／ｓ）と、差圧センサ３５により検出した差圧（ｋＰａ）との測定結果の一例について図３及び図４に基づいて説明する。図３及び図４に示すように、差圧センサ３５により検出した差圧（ｋＰａ）は、燃料消費量（ｇ／ｓ）の変化にほぼ同期して上昇又は下降して変化している。また、燃料消費量（ｇ／ｓ）の変動が小さい、つまり、負荷変動が小さい時間Ｔ１（約６４０ｓｅｃ）から時間Ｔ２（約７１９ｓｅｃ）までの間では、差圧（ｋＰａ）の変動も小さくなっている。
【００４１】
［燃料消費量と差圧の不偏分散］
次に、図３に対応する燃料消費量（ｇ／ｓ）の統計的なばらつき度合を表す不偏分散Ｖ１（流量関連量ばらつき度合）について図５に基づいて説明する。また、図４に対応する差圧（ｋＰａ）の統計的なばらつき度合を表す不偏分散Ｖ２（差圧ばらつき度合）について図６に基づいて説明する。ここで、燃料消費量（ｇ／ｓ）及び差圧（ｋＰａ）は、約６４ｍｓｅｃ〜約１２８ｍｓｅｃ毎に、例えば、１００ｍｓｅｃ毎に測定（算出）し、時系列的にＲＡＭに記憶されている。そして、燃料消費量（ｇ／ｓ）の不偏分散Ｖ１は、所定時間毎に、例えば、約１５秒毎に下記式（１）によって算出される。
【００４２】
Ｖ１＝（ΣＸj2−（ΣＸj）2／Ｎ）／（Ｎ−１）  ・・・（１）
【００４３】
ここで、Ｎは約１５秒間に測定した燃料消費量（ｇ／ｓ）のデータ数である。Ｘjは、ｊ番目に測定した燃料消費量（ｇ／ｓ）のデータである。Σはｊについて１〜Ｎの加算を行うことを表している。尚、燃料消費量（ｇ／ｓ）は、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数と燃料噴射量から算出する。
【００４４】
また、差圧（ｋＰａ）の不偏分散Ｖ２は、所定時間毎に、例えば、約１５秒毎に下記式（２）によって算出される。
【００４５】
Ｖ２＝（ΣＹj2−（ΣＹj）2／Ｎ）／（Ｎ−１）  ・・・（２）
【００４６】
ここで、Ｎは約１５秒間に測定した差圧のデータ数である。Ｙjは、ｊ番目に測定した差圧のデータである。Σはｊについて１〜Ｎの加算を行うことを表している。
【００４７】
図５及び図６に示すように、差圧（ｋＰａ）の不偏分散Ｖ２は、燃料消費量（ｇ／ｓ）の不偏分散Ｖ１の変化にほぼ同期して上昇又は下降して変化している。そして、図５に示すように、燃料消費量（ｇ／ｓ）の変動が小さい、つまり、負荷変動が小さい時間Ｔ１（約６４０ｓｅｃ）から時間Ｔ２（約７１９ｓｅｃ）までの間では、燃料消費量（ｇ／ｓ）の不偏分散Ｖ１は、ほぼ「０」であった。また、図６に示すように、差圧（ｋＰａ）の変動が小さい時間Ｔ１（約６４０ｓｅｃ）から時間Ｔ２（約７１９ｓｅｃ）までの間では、差圧（ｋＰａ）の不偏分散Ｖ２は、ほぼ「０」であった。
【００４８】
［燃料消費量と差圧の不偏分散の分散特性］
次に、正常な差圧センサ３５が取り付けられている場合において、過渡試験モード（ＮＲＴＣモード）で内燃機関１０を運転して測定した燃料消費量（ｇ／ｓ）の不偏分散Ｖ１と、差圧センサ３５により検出した差圧（ｋＰａ）の不偏分散Ｖ２との分散特性の一例について図７に基づいて説明する。図７に示すように、この分散特性は、横軸を図５に示す燃料消費量の不偏分散Ｖ１とし、縦軸を図６に示す差圧の不偏分散Ｖ２とする。
【００４９】
そして、上記図５及び図６に基づいて、測定開始から約１５秒毎における、正常な差圧センサ３５が取り付けられている場合の燃料消費量の不偏分散Ｖ１と差圧の不偏分散Ｖ２との組み合わせを読み出し、黒菱形印でプロットする。続いて、差圧センサ３５が正常か否か判定する後述の「第１差圧センサ異常判定処理」（図８及び図９参照）を実行する際に使用する燃料消費量の不偏分散Ｖ１の第１閾値Ｚ１を、図５に示す燃料消費量の不偏分散Ｖ１に基づいて決定する。
【００５０】
具体的には、図５に示すように、第１閾値Ｚ１は、燃料消費量の不偏分散Ｖ１の最大値「約０．６」の１／２の値「約０．３」よりも少し小さい値とする。例えば、燃料消費量の不偏分散Ｖ１の値「約０．３」よりも１０％小さい値「約０．２７」を、燃料消費量の不偏分散Ｖ１の第１閾値Ｚ１とする。
【００５１】
これにより、後述する差圧センサ３５が正常であるか否かの判定において、誤判定を回避して、差圧センサ３５が正常であるか否かを確実に区別できる燃料消費量の不偏分散Ｖ１の値を第１閾値Ｚ１として設定できる。従って、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１以下の場合において、差圧センサ３５が正常であるか否かが判定される（図８のステップＳ１９参照）。
【００５２】
そして、図７に示すように、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１以下であって、且つ、差圧センサ３５が正常である旨を表す黒菱形印が含まれない差圧の不偏分散Ｖ２の範囲を、差圧センサ３５が異常であるか否かを判定する際に使用する異常領域Ｚ２として設定する。具体的には、例えば、図７に示すように、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が「０」で、差圧の不偏分散Ｖ２が「０．２」の点Ｐ１と、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が「０．２７」（第１閾値Ｚ１）で、差圧の不偏分散Ｖ２が「０．７」の点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ１よりも上側の領域を異常領域Ｚ２として設定する。
【００５３】
これにより、後述する差圧センサ３５が正常であるか否かの判定において、差圧センサ３５が異常であるか否かを確実に区別できる異常領域Ｚ２を設定できる。従って、図７に示すように、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１（例えば、０．２７）以下の場合において、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２内に位置する場合には、差圧センサ３５は異常であると判定される（図８のステップＳ２０参照）。一方、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１（例えば、０．２７）以下の場合において、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２の線分Ｌ１よりも下方に位置する場合には、差圧センサ３５は正常であると判定される（図８のステップＳ２０参照）。
【００５４】
［第１差圧センサ異常判定処理］
次に、上記のように構成された内燃機関１０において、制御装置５０による差圧センサ３５が異常であるか否かを判定する「第１差圧センサ異常判定処理」の一例について図７乃至図９に基づいて説明する。尚、制御装置５０（判定装置）は、内燃機関１０の運転中に、約６４ｍｓｅｃ〜約１２８ｍｓｅｃ毎に、例えば、１００ｍｓｅｃ毎に、図８及び図９のフローチャートで示される「第１差圧センサ異常判定処理」の制御処理を繰り返し実行する。図８及び図９にフローチャートで示されるプログラムは、制御装置５０のＲＯＭに予め記憶されている。また、上記第１閾値Ｚ１、異常領域Ｚ２の各データは、種々の実験やシミュレーションによって設定され、制御装置５０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００５５】
図８に示すように、先ず、ステップＳ１１において、制御装置５０は、差圧学習が済んでいるか否かを判定する。尚、制御装置５０は、図示省略した別の処理において、内燃機関１０が停止時（即ち、差圧センサ３５によって検出される差圧が明らかに「０（ｋＰａ）」の状態）にて、差圧センサ３５からの検出信号を取り込む。そして、制御装置５０は、差圧が「０（ｋＰａ）」の場合における検出値に基づいて、差圧学習値を算出して記憶し、差圧学習を行ったか否かを記憶している。ステップＳ１１では、差圧学習を行ったか否かの結果を利用する。
【００５６】
そして、差圧学習が済んでいない、つまり、差圧学習を行っていないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、制御装置５０は、後述のステップＳ１３に進む。一方、差圧学習が済んでいる、つまり、差圧学習を行っていると判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、制御装置５０は、回転検出装置３４（図１、図２参照）が異常であるか否かを判定する。尚、制御装置５０は、図示省略した別の処理において、回転検出装置３４そのものが異常（故障）であるか否かを判定しており、判定結果をＲＡＭに記憶している。ステップＳ１２では、その判定結果を利用する。
【００５７】
そして、回転検出装置３４が異常であると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であると判定された回数をカウントする異常カウンタ５０２を初期化（この場合、「０」にリセット）する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５が正常であると判定された回数をカウントする正常カウンタ５０１を初期化（この場合、「０」にリセット）する。
【００５８】
また、制御装置５０は、測定した燃料消費量と差圧センサ３５により検出した差圧のそれぞれのデータ数ＮをＲＡＭから読み出し、「０」を代入して、再度ＲＡＭに記憶し、初期化する。更に、差圧センサ３５が異常であるか否かを判定するまで、燃料消費量と差圧との各データを収集したデータ収集時間を初期化（この場合、「０」にリセット）した後、当該処理を終了する。
【００５９】
一方、回転検出装置３４が異常でない、つまり、正常であると判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、制御装置５０は、ＲＡＭからデータ数Ｎを読み出し、データ数Ｎに「１」加算して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１５に進む。尚、制御装置５０の起動時に、データ数Ｎには「０」が代入されて、初期化されている。
【００６０】
ステップＳ１５において、制御装置５０は、前回の処理から今回の処理の間に消費された（シリンダ内に噴射された）燃料消費量（ｇ／ｓ）を算出して、ＲＡＭに記憶する。例えば、制御装置５０は、回転検出装置３４によって検出された内燃機関１０のクランクシャフトの回転数と、インジェクタから内燃機関１０のシリンダ内に噴射された燃料噴射量から燃料消費量（ｇ／ｓ）を算出して、今回の燃料消費量（ｇ／ｓ）としてＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５からの検出信号を取り込んで差圧（ｋＰａ）を求める。そして、制御装置５０は、この求めた差圧（ｋＰａ）と上記差圧学習値（ステップＳ１１参照）とに基づいて補正した差圧（ｋＰａ）を求めて、ＲＡＭに時系列的に記憶した後、ステップＳ１６に進む。
【００６１】
ステップＳ１６において、制御装置５０は、燃料消費量と差圧との各データを収集しているデータ収集時間をＲＡＭから読み出し、所定の判定時間（例えば、約１５秒）に達したか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であるか否かを判定するタイミングになったか否かを判定する。そして、データ収集時間が所定の判定時間に達していないと判定した場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了
【００６２】
一方、データ収集時間が所定の判定時間に達したと判定した場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、制御装置５０は、ＲＡＭからデータ数Ｎを読み出し、時系列的に記憶した最新の燃料消費量（ｇ／ｓ）のデータからＮ個前の燃料消費量（ｇ／ｓ）のデータまでの各データを読み出し、上記式（１）により燃料消費量の不偏分散Ｖ１を算出して、ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、ＲＡＭからデータ数Ｎを読み出し、時系列的に記憶した最新の差圧（ｋＰａ）のデータからＮ個前の差圧（ｋＰａ）のデータまでの各データを読み出し、上記式（２）により差圧の不偏分散Ｖ２を算出して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１８に進む。
【００６３】
ステップＳ１８において、制御装置５０は、データ数ＮをＲＡＭから読み出し、「０」を代入して、再度ＲＡＭに記憶し、初期化する。また、制御装置５０は、燃料消費量と差圧との各データを収集したデータ収集時間を初期化（この場合、「０」にリセット）した後、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９において、制御装置５０は、上記ステップＳ１７において算出した燃料消費量の不偏分散Ｖ１をＲＡＭから読み出し、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１（図７参照）以下であるか否か、例えば、「０．２７」（図７参照）以下であるか否かを判定する。
【００６４】
そして、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１よりも大きいと判定した場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。燃料消費量の不偏分散Ｖ１の第１閾値Ｚ１は、誤判定を回避して、差圧センサ３５が異常であるか否かを確実に判定できる値に、種々の実験やシミュレーションにより設定されている（図５参照）。
【００６５】
一方、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１以下であると判定した場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０において、制御装置５０は、上記ステップＳ１７において算出した差圧の不偏分散Ｖ２をＲＡＭから読み出し、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２（図７参照）内に位置するか否か、つまり、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２（図７参照）に属するか否かを判定する。
【００６６】
そして、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２（図７参照）内に位置していない、つまり、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２（図７参照）に属していないと判定した場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、制御装置５０は、差圧センサ３５が正常であると判定してステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、制御装置５０は、差圧センサ３５が正常であると判定された回数をカウントする正常カウンタ５０１のカウント値をＲＡＭから読み出し、「１」加算して再度ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であると判定された回数をカウントする異常カウンタ５０２を初期化（この場合、「０」にリセット）した後、ステップＳ２２に進む。
【００６７】
ステップＳ２２において、制御装置５０は、正常カウンタ５０１のカウント値、つまり、差圧センサ３５が正常であると判定された累積回数をＲＡＭから読み出し、正常積算閾値Ｚ３（所定の第２回数）以上であるか否か、例えば、「３」以上であるか否かを判定する。尚、正常積算閾値Ｚ３は、差圧センサ３５が正常であるか否かを確実に区別できる値として適切な値、例えば、「３」が設定されて、予めＲＯＭに記憶されている。
【００６８】
そして、正常カウンタ５０１のカウント値が正常積算閾値Ｚ３未満であると判定された場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。一方、正常カウンタ５０１のカウント値が正常積算閾値Ｚ３以上であると判定された場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、差圧センサ３５が正常であると判定して、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、制御装置５０は、正常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、正常カウンタ５０１のカウント値に「０」を代入して、初期化した後、当該処理を終了する。
【００６９】
尚、正常フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶されている。また、制御装置５０は、図示省略した別の処理にて、正常フラグを「ＯＮ」に設定した際に、差圧センサ警告ランプ１５（図１参照）を点灯している場合には、差圧センサ警告ランプ１５を消灯する。
【００７０】
他方、上記ステップＳ２０で、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２（図７参照）内に位置している、つまり、差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２（図７参照）に属していると判定した場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であると判定してステップＳ２４に進む。図９に示すように、ステップＳ２４において、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であると判定された回数をカウントする異常カウンタ５０２のカウント値をＲＡＭから読み出し、「１」加算して再度ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５が正常であると判定された回数をカウントする正常カウンタ５０１を初期化（この場合、「０」にリセット）した後、ステップＳ２５に進む。
【００７１】
ステップＳ２５において、制御装置５０は、異常カウンタ５０２のカウント値、つまり、差圧センサ３５が異常であると判定された累積回数をＲＡＭから読み出し、異常積算閾値Ｚ４（所定の第１回数）以上であるか否か、例えば、「３」以上であるか否かを判定する。尚、異常積算閾値Ｚ４は、差圧センサ３５が異常であるか否かを確実に区別できる値として適切な値、例えば、「３」が設定されて、予めＲＯＭに記憶されている。
【００７２】
そして、異常カウンタ５０２のカウント値が異常積算閾値Ｚ４未満であると判定された場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。一方、異常カウンタ５０２のカウント値が異常積算閾値Ｚ４以上であると判定された場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であると判定して、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、制御装置５０は、異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、異常カウンタ５０２のカウント値に「０」を代入して、初期化した後、当該処理を終了する。
【００７３】
尚、異常フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶されている。また、制御装置５０は、図示省略した別の処理にて、異常フラグを「ＯＮ」に設定した際に、差圧センサ警告ランプ１５（図１参照）を点灯する。従って、差圧センサ３５が正常であると判定されるまで、差圧センサ警告ランプ１５は点灯される。
【００７４】
ここで、制御装置５０は、流量関連量検出装置、差圧検出装置、ばらつき度合取得装置、判定装置、第１判定部、第２判定部、異常回数初期化部、正常回数初期化部、の一例として機能する。
【００７５】
以上詳細に説明した通り、第１実施形態に係る内燃機関１０では、制御装置５０は、燃料消費量の不偏分散Ｖ１と、差圧センサ３５により検出した差圧の不偏分散Ｖ２と、に基づいて差圧センサ３５が異常であるか否かを判定する。これにより、燃料消費量の不偏分散Ｖ１と、差圧センサ３５による差圧の不偏分散Ｖ２とに基づいて、差圧センサ３５が異常であるか否かを判定するため、判定結果に対する差圧センサ３５間の差圧出力の製品ばらつきによる影響を抑制して差圧センサ３５の異常の有無を高精度に判定することができる。
【００７６】
また、差圧センサ３５の差圧出力が不安定になった場合であっても、所定の判定時間（例えば、約１５秒）毎に、この判定時間の間に所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に取得された差圧センサ３５によって検出された差圧の不偏分散Ｖ２に基づいて、差圧センサ３５の異常の有無を判定する。これにより、差圧センサ３５の差圧出力が不安定になった場合には、差圧センサ３５によって検出された差圧の不偏分散Ｖ２が大きくなるため、差圧センサ３５の差圧出力の不安定を検出することができ、差圧センサ３５の異常の有無を高精度に判定することができる。
【００７７】
また、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第１閾値Ｚ１（例えば、０．２７）以下の場合に、差圧センサ３５によって検出された差圧の不偏分散Ｖ２が異常領域Ｚ２内に位置するか否かを判定することによって、燃料消費量が安定した際における差圧の不偏分散Ｖ２を判定することができる。その結果、燃料消費量が安定した際における差圧の不偏分散Ｖ２に基づいて、差圧センサ３５の異常の有無を判定することができ、差圧センサ３５の異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００７８】
また、差圧センサ３５が正常であると判定された回数をカウントする正常カウンタ５０１のカウント値が正常積算閾値Ｚ３以上になった場合に、差圧センサ３５が正常である旨を表す正常フラグがＯＮに設定される。一方、差圧センサ３５が異常であると判定された回数をカウントする異常カウンタ５０２のカウント値が異常積算閾値Ｚ４以上になった場合に、差圧センサ３５が異常である旨を表す異常フラグがＯＮに設定される。これにより、誤判定を適切に回避して差圧センサ３５の異常の有無を適切に判定することができる。
【００７９】
また、差圧センサ３５が正常であると判定された場合には、異常カウンタが初期化される。また、差圧センサ３５が異常であると判定された場合には、正常カウンタが初期化される。これにより、差圧センサ３５が所定回数連続して正常である、又は、異常であると判定された場合に、正常フラグ若しくは異常フラグがＯＮに設定されるため、差圧センサ３５の一時的な出力不安定が生じた場合等における誤判定を適切に回避することができる。
【００８０】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る差圧センサ異常判定装置を具体化した第２実施形態について図１０乃至図１２に基づいて説明する。尚、以下の説明において、第１実施形態に係る差圧センサ異常判定装置を適用した内燃機関１０、排気ガス浄化装置４１、制御装置５０の構成等と同一符号は、第１実施形態に係る差圧センサ異常判定装置を適用した内燃機関１０、排気ガス浄化装置４１、制御装置５０の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００８１】
第２実施形態に係る差圧センサ異常判定装置を適用した内燃機関１０の構成及び制御処理等は、第１実施形態に係る差圧センサ異常判定装置を適用した内燃機関１０の構成及び制御処理とほぼ同じである。
【００８２】
但し、制御装置５０は、上記「第１差圧センサ異常判定処理」に替えて、図１１及び図１２に示す「第２差圧センサ異常判定処理」を実行する点で異なっている。また、図７に示す第１閾値Ｚ１と異常領域Ｚ２に替えて、図１０に示す第２閾値Ｚ１１と第３閾値Ｚ１２が設定されている点で異なっている。
【００８３】
［燃料消費量と差圧の不偏分散の分散特性］
図１０に示すように、燃料消費量の不偏分散Ｖ１と差圧の不偏分散Ｖ２との分散特性は、上記図７に示す燃料消費量の不偏分散Ｖ１と差圧の不偏分散Ｖ２との分散特性と同じである。但し、図１０に示すように、燃料消費量の不偏分散Ｖ１の上記第１閾値Ｚ１(例えば、約０．２７）に替えて、第１閾値Ｚ１よりも小さい第２閾値Ｚ１１（例えば、第１閾値Ｚ１の約１／１０、つまり、約０．０２〜０．０３）が設定されている。この結果、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第２閾値Ｚ１１（例えば、約０．０２〜０．０３）以下のとき、つまり、燃料消費量（ｇ／ｓ）がほぼ安定しているときにおいて、差圧センサ３５が正常であるか否かが判定される（図１１のステップＳ３１参照）。
【００８４】
また、図１０に示すように、上記異常領域Ｚ２に替えて、差圧センサ３５が異常か否かを判定する際に使用する差圧の不偏分散Ｖ２の第３閾値Ｚ１２が、上記異常領域Ｚ２における差圧の不偏分散Ｖ２のほぼ下限の値（例えば、約０．２〜０．２５）に設定されている。これにより、差圧センサ３５が異常であるか否かを確実に区別できる差圧の不偏分散Ｖ２の値を第３閾値Ｚ１２として設定できる（図１１のステップＳ３２参照）。
【００８５】
［第２差圧センサ異常判定処理］
次に、上記のように構成された内燃機関１０において、制御装置５０による差圧センサ３５が異常であるか否かを判定する「第２差圧センサ異常判定処理」の一例について図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１及び図１２に示すように、第２差圧センサ異常判定処理は、上記第１差圧センサ異常判定処理とほぼ同じ処理であるが、上記ステップＳ１９〜Ｓ２０の処理に替えて、ステップＳ３１〜Ｓ３２の処理を実行する点で異なっている。従って、ステップＳ３１〜Ｓ３２の処理について図１１に基づいて説明する。
【００８６】
尚、制御装置５０（判定装置）は、内燃機関１０の運転中に、約６４ｍｓｅｃ〜約１２８ｍｓｅｃ毎に、例えば、１００ｍｓｅｃ毎に、図１１及び図１２のフローチャートで示される「第２差圧センサ異常判定処理」の制御処理を繰り返し実行する。図１１及び図１２にフローチャートで示されるプログラムは、制御装置５０のＲＯＭに予め記憶されている。また、第２閾値Ｚ１１、第３閾値Ｚ１２の各データは、種々の実験やシミュレーションによって設定され、制御装置５０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００８７】
図１１に示すように、制御装置５０は、上記ステップＳ１１〜Ｓ１８の処理を実行した後、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１において、制御装置５０は、上記ステップＳ１７において算出した燃料消費量の不偏分散Ｖ１をＲＡＭから読み出し、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第２閾値Ｚ１１（図１０参照）以下であるか否か、例えば、「０．０２」（図１０参照）以下であるか否かを判定する。そして、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第２閾値Ｚ１１よりも大きいと判定した場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。
【００８８】
一方、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第２閾値Ｚ１１以下であると判定した場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２において、制御装置５０は、上記ステップＳ１７において算出した差圧の不偏分散Ｖ２をＲＡＭから読み出し、差圧の不偏分散Ｖ２が第３閾値Ｚ１２（図１０参照）以下であるか否か、例えば、「０．２」（図１０参照）以下であるか否かを判定する。
【００８９】
そして、差圧の不偏分散Ｖ２が第３閾値Ｚ１２以下であると判定した場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、差圧センサ３５が正常であると判定してステップＳ２１に進み、上記ステップＳ２１以降の処理を実行する。一方、差圧の不偏分散Ｖ２が第３閾値Ｚ１２よりも大きいと判定した場合には（Ｓ３２：ＮＯ）、制御装置５０は、差圧センサ３５が異常であると判定して図１２に示すステップＳ２４に進み、上記ステップＳ２４以降の処理を実行する。
【００９０】
ここで、制御装置５０は、流量関連量検出装置、差圧検出装置、ばらつき度合取得装置、判定装置、第３判定部、第４判定部、異常回数初期化部、正常回数初期化部、の一例として機能する。
【００９１】
以上詳細に説明した通り、第２実施形態に係る内燃機関１０では、制御装置５０は、燃料消費量の不偏分散Ｖ１と、差圧センサ３５により検出した差圧の不偏分散Ｖ２と、に基づいて差圧センサ３５が異常であるか否かを判定する。これにより、燃料消費量の不偏分散Ｖ１と、差圧センサ３５による差圧の不偏分散Ｖ２とに基づいて、差圧センサ３５が異常であるか否かを判定するため、判定結果に対する差圧センサ３５間の差圧出力の製品ばらつきによる影響を抑制して差圧センサ３５の異常の有無を高精度に判定することができる。
【００９２】
また、差圧センサ３５の差圧出力が不安定になった場合であっても、所定の判定時間（例えば、約１５秒）毎に、この判定時間の間に所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に取得された差圧センサ３５によって検出された差圧の不偏分散Ｖ２に基づいて、差圧センサ３５の異常の有無を判定する。これにより、差圧センサ３５の差圧出力が不安定になった場合には、差圧センサ３５によって検出された差圧の不偏分散Ｖ２が大きくなるため、差圧センサ３５の差圧出力の不安定を検出することができ、差圧センサ３５の異常の有無を高精度に判定することができる。
【００９３】
また、燃料消費量の不偏分散Ｖ１が第２閾値Ｚ１１（例えば、約０．０２）以下の場合に、差圧センサ３５によって検出された差圧の不偏分散Ｖ２が第３閾値Ｚ１２（例えば、約０．２）以下か否かを判定することによって、燃料消費量が安定した際における差圧の不偏分散Ｖ２を判定することができる。その結果、燃料消費量が安定した際における差圧の不偏分散Ｖ２に基づいて、差圧センサ３５の異常の有無を判定することができ、差圧センサ３５の異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００９４】
本発明の差圧センサ異常判定装置は、前記第１実施形態及び第２実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図１〜図１２の前記第１実施形態及び第２実施形態に係る内燃機関１０等と同一符号は、前記第１実施形態及び第２実施形態に係る内燃機関１０等と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００９５】
（Ａ）前記第１実施形態及び第２実施形態では、排気ガス流量に関連する流量関連量として、燃料消費量（内燃機関１０のシリンダ内に噴射または吸引される燃料量）を用いた例を説明したが、流量関連量は燃料消費量に限定されるものではなく、検出あるいは算出した排気ガス流量そのものや、内燃機関１０が吸入する空気の流量である吸気流量等を吸入空気流量検出装置３１等によって検出して用いてもよい。その場合は、燃料消費量の不偏分散Ｖ１に替えて、排気ガス流量の不偏分散や、吸気流量の不偏分散を用いてもよい。
【００９６】
（Ｂ）前記第１実施形態及び第２実施形態では、統計的なばらつき度合として不偏分散を用いた例を説明したが、不偏分散に限定されるものではなく、標本分散、又は、標準偏差等を用いてもよい。
【００９７】
（Ｃ）前記第１実施形態及び第２実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０    内燃機関
１２    排気通路
３５    差圧センサ
４１    排気ガス浄化装置
４３    粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）
５０    制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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