(57)【要約】【課題】機関吸入空気量が小さい機関運転状態においてもパティキュレートフィルタの異常を精度良く検出すること。【解決手段】本発明の異常検出装置は、機関吸入空気量とパティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいてパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段と、該予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいてパティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部を遮蔽する遮蔽手段とを具備し、予測差圧算出手段により算出された予測差圧が所定値以下のときに、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部が遮蔽され、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の予測差圧とパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の実際の差圧とに基づいてパティキュレートフィルタの異常の有無を判断する。【選択図】図１
2010031725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの破損の有無を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置であって、
前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の実際の差圧を検出する実差圧検出手段と、
機関吸入空気量と、前記パティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて、前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段と、
前記排気ガス通過面に配置され、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する遮蔽手段とを具備し、
前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧が所定値以下のときに、前記遮蔽手段により前記排気ガス通過面の一部が遮蔽され、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧と前記実差圧検出手段により検出された実際の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの異常の有無を判断する、パティキュレートフィルタの異常検出装置。
【請求項２】
前記遮蔽手段は、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽し、且つ、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の遮蔽部分を変化させる、請求項１に記載のパティキュレートフィルタの異常検出装置。
【請求項３】
前記遮蔽手段は、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の遮蔽面積を調節するように前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する、請求項１に記載のパティキュレートフィルタの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パティキュレートフィルタの異常、特に割れや破れなどの破損を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気、特にディーゼル機関の排気にはカーボンを主成分とするパティキュレートマター（以下、ＰＭとも称する）が含まれている。これらのＰＭの大気への放散を防止するために機関排気系にＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦとも称する）を設ける技術が知られている。ＤＰＦは、通常、金属メッシュ、多孔質セラミック等のフィルタエレメントを備えており、このフィルタエレメントに排気中のＰＭを捕集する。
【０００３】
ところが、ＤＰＦは機関運転による振動や排気の高熱が加わる他、機関の停止、運転の繰り返しによる熱サイクル応力等が作用するため、割れ、破れ等の破損が生じる場合がある。ＤＰＦに破損が生じると排気中のＰＭはＤＰＦに捕集されなくなりそのまま大気に放出されてしまうため、周囲の環境を悪化させる問題がある。また、ＤＰＦに破損が生じた場合でも機関の運転自体には何ら悪影響は生じない。このため、運転者はＤＰＦに破損が生じても気がつかずにそのまま運転を継続する場合が多く、環境を更に悪化させる可能性がある。
【０００４】
このため、機関運転中にＤＰＦの破損等の異常を検出する異常検出装置が従来から提案されている。この種のＤＰＦの異常検出装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。同公報装置は、ＤＰＦ前後の差圧すなわちＤＰＦの排気上流と排気下流との間の差圧からＰＭ堆積量を算出する第１の堆積量演算手段と、機関運転状態からＰＭ排出量を算出し該ＰＭ排出量を積算することによりＰＭ堆積量を算出する第２の堆積量演算手段とを具備し、堆積演算手段が切替わる直前直後におけるＰＭ堆積量が実質的に同じであることを利用して、堆積演算手段が切替わる直前直後における堆積量の２種類の演算結果の整合性に基づいてＤＰＦの異常の有無を判断するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４４６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような装置においては、ＤＰＦの異常の有無が判断される堆積演算手段の切替え直前直後における機関吸入空気量が小さくＤＰＦの排気上流と排気下流との間の差圧が小さい場合には、該差圧のバラツキ（誤差）を考慮すると精度良い診断ができない場合がある。
【０００７】
ところで、ＤＰＦにおいて割れ、破れ等の破損などが生じるとＤＰＦの排気上流と排気下流との間の差圧は、ＤＰＦが正常な場合と比較して変化するため、これを利用してＤＰＦの異常検出を実行しうる。例えば、ＤＰＦの排気上流と排気下流との間の差圧が所定値以下になった場合にＤＰＦに破損が生じているものと判断する。しかしながら、このような異常検出方法においても、機関吸入空気量が小さい場合には、ＤＰＦが正常な場合と破損している場合とのＤＰＦの排気上流と排気下流との間の差圧の変化幅が十分に得られず、該差圧のバラツキを考慮すると精度良い診断ができない場合がある。
【０００８】
ＤＰＦの異常検出は、様々な機関吸入空気量が異なる機関運転状態において精度良く検出できることが望ましく、そのためには機関吸入空気量が小さい場合においても精度良くＤＰＦの異常を検出できるようにすることが必要となる。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み、機関吸入空気量が小さい機関運転状態においても精度良くＤＰＦの破損等の異常を検出することが可能なＤＰＦの異常検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの破損の有無を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置であって、前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の実際の差圧を検出する実差圧検出手段と、機関吸入空気量と、前記パティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて、前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段と、前記排気ガス通過面に配置され、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する遮蔽手段とを具備し、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧が所定値以下のときに、前記遮蔽手段により前記排気ガス通過面の一部が遮蔽され、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧と前記実差圧検出手段により検出された実際の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの異常の有無を判断する、パティキュレートフィルタの異常検出装置が提供される。
【００１１】
すなわち、請求項１の発明では、機関吸入空気量とパティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて算出されたパティキュレートフィルタの排気ガス通過面が遮蔽されていない場合におけるパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧が所定値以下のときには、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部を遮蔽する。このような遮蔽の前後において、パティキュレートフィルタの排気下流側の圧力は略大気圧であり変化は無いが、パティキュレートフィルタの排気上流側の圧力は、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部が遮蔽されるとパティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な面積が減少されるために増大する。よって、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部を遮蔽することにより、機関吸入空気量が小さい場合であってもパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の差圧を拡大させることができ、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部が遮蔽された後のパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の拡大された差圧に基づいてパティキュレートフィルタの異常の有無を判断することにより、機関吸入空気量が小さい機関運転状態においても正確にＤＰＦの破損等の異常を検出することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記遮蔽手段は、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽し、且つ、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の遮蔽部分を変化させる、請求項１に記載のパティキュレートフィルタの異常検出装置が提供される。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記遮蔽手段は、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の遮蔽面積を調節するように前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する、請求項１に記載のパティキュレートフィルタの異常検出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
各請求項の記載によれば、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの割れや破れなどによる破損の有無を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置であって、機関吸入空気量が小さい機関運転状態においても正確にパティキュレートフィルタの異常を検出することが可能となる共通の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のパティキュレートフィルタ（以下、ＤＦＰと称す）の異常検出装置が適用される内燃機関（ディーゼルエンジン）のシステム全体を示す全体構成図である。１は内燃機関であり、インジェクタ２より高圧燃料が燃焼室３に噴射される。４は吸気通路であり、５は排気通路である。吸気通路４の上流側には機関吸入空気量を検出するエアフロメータ７が配設され、吸気通路４内にはスロットル８が配設され、その下流には吸気通路４内の吸気圧あるいは吸気温を検出する吸気圧センサー９及び吸気温センサー１０が配設されている。排気通路５にはＤＰＦ６が配設される。
【００１６】
エアフロメータ７、吸気圧センサー９及び吸気温センサー１０で検出される各種の空気系の内燃機関運転条件情報は、内燃機関全体のシステムを制御する電子制御ユニット１６（以下、ＥＣＵと称す）に常時出力されている。また、上記センサーの外に、内燃機関１の回転角に同期して信号を出力する回転角センサー１１、内燃機関１の冷却水の水温を検出する水温センサー１３、アクセルペダル１５の踏み込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサー１４が配設されており、それぞれのセンサーから検出された内燃機関運転条件情報はＥＣＵ１６に出力される。なお、ＥＣＵ１６からは、各種内燃機関運転条件情報に基づき算出される燃料噴射量情報が内燃機関１に出力され、この情報に基づきインジェクタ２から燃焼室３内に燃料が噴射される。燃料噴射量情報は内燃機関運転条件情報の重要な要素の一つを構成する。
【００１７】
また、ＤＰＦ６の排気上流側と排気下流側とにはＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧を検出する実差圧検出手段となる差圧センサー１７が設けられ、また、ＤＰＦ６にはＤＰＦ６の温度を検出するための温度センサー１８が設けられる。これら差圧センサー１７および温度センサー１８は、ＥＣＵ１６に接続される。
【００１８】
本発明においては、機関吸入空気量とＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいてＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段１９と、該予測差圧算出手段１９により算出された予測差圧に基づいてＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽すべくＤＰＦ６の排気ガス通過面に配置された遮蔽手段２０とを有する。
【００１９】
図２は、ＤＰＦ６の排気ガス通過面に配置された遮蔽手段の一実施形態を示す図である。図２に示す遮蔽手段２０は、予測差圧算出手段１９により算出された予測差圧に基づいてＤＰＦ６の排気ガス通過面２２の一部を遮蔽し、且つ、ＤＰＦ６の排気ガス通過面２２の一部が遮蔽された後の予測差圧算出手段１９により算出された予測差圧に基づいてＤＰＦ６の排気ガス通過面２２の遮蔽部分を変化させるように構成される。具体的には、図２に示される遮蔽手段２０は、１枚の半円形状の蓋体２１を有し、予測差圧算出手段１９により算出された予測差圧に基づいて蓋体２１がＤＰＦ６の排気ガス通過面２２の一部を遮蔽することができるように構成される。ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がない場合においては、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、蓋体２１は排気ガスの流れの妨げとならないように排気ガスの流れ方向と平行に配置される。一方で、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がある場合には、図２（ｃ）に示されるように、蓋体２１は排気ガスの流れの妨げとなるように排気ガスの流れ方向に対して直角に配置され、更に、ＤＰＦ６の排気ガス通過面内を回転中心２３まわりに回転移動可能に構成される。尚、図２に示される遮蔽手段２０の蓋体２１は、ＤＰＦ６の上流側の排気ガス通過面に配設されるように構成されているが、ＤＰＦ６の下流側の排気ガス通過面に配設されてもよい。
【００２０】
図３は、図２に示す遮蔽手段２０を使用したＤＰＦ６の異常の有無を判断するためのフローチャートである。図３に基づいて、ＤＰＦ６の異常の有無の判断の流れを説明する。
【００２１】
まず、ステップ１０１において、ＤＰＦ６の異常検出要求の有無が確認される。そして、該異常検出要求が有ることが確認されると、ステップ１０２にて、予測差圧算出手段１９により、ＤＰＦ６の排気ガス通過面が蓋体２１により遮蔽されていない際におけるＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’が、機関吸入空気量と、ＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて算出される。尚、ＤＰＦ６内におけるパティキュレートマター（ＰＭ）の動きはＤＰＦ６の温度に依存し、パティキュレートマターの動きはＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧に影響を及ぼすため、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’は、機関吸入空気量及びＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とＤＰＦ温度とに基づいて算出されてもよい。尚、ステップ１０１において、ＤＰＦ６の異常検出要求がないことが確認された場合には、ステップ１１７にて後述するタイムカウンタｔｗがゼロにされ図２に示すフローチャートは終了される。
【００２２】
ステップ１０２に続くステップ１０３においては、ステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’に基づいて、ＤＰＦ６の異常を精度良く検出するために蓋体２１によりＤＰＦ６の排気ガス通過面を遮蔽する必要があるか否かの判断が行われる。具体的には、ステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’が、蓋体２１による遮蔽の必要性の有無を判断する閾値となる所定値（Ｒ１）を越えているか否かが判断される。
【００２３】
ステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’が所定値（Ｒ１）を越えている場合には、蓋体２１による遮蔽は不必要と判断され、続くステップ１０４にて、ステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’と差圧センサー１７にて検出されたＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔＰｓとの差分ｄΔＰが算出され、続くステップ１０５にてＤＰＦ６の異常の有無が判断される。具体的には、ステップ１０４にて算出された差分ｄΔＰが、ＤＰＦ６の異常の有無を判断する閾値となる所定値（Ｒ２）を越えているか否かの判断が行われる。ステップ１０４にて算出された差分ｄΔＰが所定値（Ｒ２）を越えている場合にはＤＰＦ６に異常があると判断されステップ１０６に進み、また、差分ｄΔＰが所定値（Ｒ２）を越えていない場合にはＤＰＦ６に異常はないと判断されステップ１０７に進む。
【００２４】
一方で、ステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’が所定値（Ｒ１）を越えていない場合には、蓋体２１による遮蔽が必要と判断され、続くステップ１０８から１１０に進む。ステップ１０８及び１０９においては、ＤＰＦの異常検出要求が確認された後の一定期間の間に所定値（Ｒ１）を越える予測差圧ΔＰ’が得られなかった場合に蓋体２１による遮蔽を実行するように、待機カウンタｔｗが所定値（Ｒ３）を越えるまでステップ１０２及び１０３が実行される。そして、一定期間を経過しても、すなわち待機カウンタｔｗが所定値（Ｒ３）を越えてもステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’が所定値（Ｒ１）を越えなかった場合に、ステップ１１０にて、蓋体２１によるＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部の遮蔽が実行される。該遮蔽が実行されると、ＤＰＦ６の下流側の圧力は略大気圧であり変化は無いが、ＤＰＦの６の上流側の圧力は、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部が遮蔽されるとＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な面積が減少されるために増大する。よって、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧を拡大させることができ、ＤＰＦが正常な場合と破損している場合とにおけるＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧の十分な変化幅を得ることができ、機関吸入空気量が小さくステップ１０２にて算出された予測差圧ΔＰ’が所定値（Ｒ１）を越えない機関運転状態にある場合においても、ＤＰＦの割れや破れなどの破損による異常を精度良く検出することが可能となる。
【００２５】
ステップ１１０に続くステップ１１１においては、蓋体２１による遮蔽後のＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積や機関吸入空気量などに基づいて、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’ｈが予測差圧算出手段１９により算出される。
【００２６】
本実施形態においては、更に精度良くＤＰＦ６の異常を検出するために、ステップ１１１で算出された予測差圧ΔＰ’ｈが、設計仕様などにより予め設定された所定値（Ｒ４）を越えていない場合には後述する高精度異常検出を実行する。
【００２７】
このことに基づいて、ステップ１１１に続くステップ１１２においては、高精度異常検出を実行する必要があるか否かの判断を行うべく、ステップ１１１にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈが、高精度異常検出の実行の必要性の有無を判断する閾値となる所定値（Ｒ４）を越えているか否かが判断される。
【００２８】
ステップ１１１にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈが所定値（Ｒ４）を越えている場合には、高精度異常検出の実行は不必要と判断され、続くステップ１１３にて、ステップ１１１にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈと差圧センサー１７にて検出されたＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔＰｓｈとの差分ｄΔＰｈが算出され、続くステップ１１４にてＤＰＦ６の異常の有無が判断される。具体的には、ステップ１１３にて算出された差分ｄΔＰｈが、ＤＰＦ６の異常の有無を判断する閾値となる所定値（Ｒ５）を越えているか否かの判断が行われる。ステップ１１３にて算出された差分ｄΔＰｈが所定値（Ｒ５）を越えている場合にはＤＰＦ６に異常があると判断されステップ１０６に進み、また、差分ｄΔＰｈが所定値（Ｒ５）を越えていない場合にはＤＰＦ６に異常はないと判断されステップ１０７に進む。
【００２９】
一方で、ステップ１１１にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈが所定値（Ｒ４）を越えていない場合には、高精度異常検出が必要であると判断され、続くステップ１１５及び１１６に進む。ステップ１１５においては、ステップ１１６における高精度異常検出を実行する前に、明らかにＤＰＦ６に異常があるか否かの判断を行い、明らかに異常があると判断される場合にはステップ１０６に進む。具体的には、ステップ１１１にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈに対する差圧センサー１７にて検出されたＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔＰｓｈの乖離割合（ΔＰｓｈ／ΔＰ’ｈ）が、明らかにＤＰＦ６が異常であることを示す閾値となる所定値（Ｒ６）を越えていない場合にはＤＰＦ６は明らかに異常があると判断されステップ１０６に進み、所定値（Ｒ６）を越えている場合にはステップ１１６に進み高精度異常検出が実行される。
【００３０】
図４は、ＤＰＦの高精度異常検出のフローチャートである。蓋体２１による遮蔽においてＤＰＦ６の排気ガス通過面の排気ガスが通過可能な部分を変化させる場合、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧は、割れや破れ等の破損が生じている部分を排気ガスが通過する場合と通過しない場合とでは異なり、破損を生じている部分を排気ガスが通過する場合のほうが、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧は低い。このことを本高精度異常検出は利用するものであり、排気ガスの通過部分を変化させた前後においてＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧が変化した場合にＤＰＦ６に異常があると判断する。このような高精度異常検出によるＤＰＦ６の異常の有無の判断の流れを図４に基づいて説明する。
【００３１】
まず、ステップ２０１においては、図３のステップ１１１と同様に、蓋体２１による遮蔽後のＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積や機関吸入空気量などに基づいてＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’ｈが予測差圧算出手段１９により算出される。そして続くステップ２０２において、蓋体２１によるＤＰＦ６の排気ガス通過面の遮蔽部分が第１の状態にある際の、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔＰ１が差圧センサー１７により検出される。続くステップ２０３においては、第１の状態における予測差圧ΔＰ’ｈに対する実際の差圧ΔＰ１の乖離割合（ＫΔＰ１＝ΔＰ１／ΔＰ’ｈ）が算出される。
【００３２】
ステップ２０１から２０３の各ステップが終了されると、続くステップ２０４及び２０５にて、蓋体２１がＤＰＦ６の排気通過面上で回転中心２３まわりに９０°、１８０°及び２７０°回転され、蓋体２１によるＤＰＦ６の排気ガス通過面の遮蔽部分が第２、第３及び第４の状態に変化される。そして、第２、第３及第４の状態のそれぞれの状態において、ステップ２０３と同様に、ステップ２０１にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈに対する差圧センサー１７にて検出されたＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４のそれぞれの乖離割合（ＫΔＰ２、ＫΔＰ３、ＫΔＰ４）が算出される。
【００３３】
ステップ２０５に続くステップ２０６から２０８においては、ステップ２０３から２０５において算出された第１から第４のそれぞれの状態における予測差圧ΔＰ’ｈに対する実際の差圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４の乖離割合（ＫΔＰ１、ＫΔＰ２、ＫΔＰ３、ＫΔＰ４）の中での、最大乖離割合（ＫΔＰｍａｘ）と最小乖離割合（ＫΔＰｍｉｎ）が決定され、最大乖離割合（ＫΔＰｍａｘ）と最小乖離割合（ＫΔＰｍｉｎ）との差を算出し、相対差圧指標（ＫΔＰ＝ＫΔＰｍａｘ−ＫΔＰｍｉｎ）が算出される。
【００３４】
ステップ２０８に続くステップ２０９においては、ステップ２０８にて算出された相対差圧指標（ＫΔＰ）が、ＤＰＦ６の異常の有無を判断する閾値となる所定値（Ｒ７）を越えているか否かの判断が行われる。そして、ステップ２０８にて算出された相対差圧指標（ＫΔＰ）が所定値（Ｒ７）を越えている場合にはＤＰＦ６に異常があると判断されステップ２１０に進み、また、相対差圧指標（ＫΔＰ）が所定値（Ｒ７）を越えていない場合にはＤＰＦ６に異常はないと判断されステップ２１１に進む。
【００３５】
ところで、図２に示す遮蔽手段においては、１枚の蓋体２１によりＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するように構成され遮蔽面積は一定とされるように構成されているが、複数枚の蓋体によりＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するように構成されてもよい。複数枚の蓋体を有する遮蔽手段によれば、遮蔽面積を調節させることができ、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の差圧を、ＤＰＦ６の異常の検出に必要な最低限の差圧に制御することができ、このことは、該差圧上昇に伴う燃費の悪化を最低限に抑制することが可能となる。さらに、ＤＰＦ６の異常検出のたびに、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽する蓋体の選択を変えることができ、常に異常部位が蓋体により覆われないようにすることが可能となり、よって、ＤＰＦ６の異常検出のミスを防止することが可能となる。
【００３６】
図５は、ＤＰＦ６の排気ガス通過面に配置された遮蔽手段の別の一実施形態を示す図である。図５に示される遮蔽手段は、予測差圧算出手段１９により算出された予測差圧に基づいて排気ガス通過面の遮蔽面積を調節するように排気ガス通過面の一部を遮蔽するように構成される。具体的には、図５に示される遮蔽手段３０は、４枚の四分円形状の第１の蓋体３１、第２の蓋体３２、第３の蓋体３３及び第４の蓋体３４を有し、予測差圧算出手段１９により算出された予測差圧に基づいて各蓋体がＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽することができるように構成される。ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がない場合においては、図５（ａ）に示されるように、各蓋体は排気ガスの流れの妨げとならないように排気ガスの流れ方向と平行に配置される。一方で、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がある場合には、図５（ｂ）に示されるように、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために選択された蓋体は排気ガスの流れの妨げとなるように排気ガスの流れ方向に対して直角に配置される。尚、図５に示される遮蔽手段３０の各蓋体は、ＤＰＦ６の上流側の排気ガス通過面に配設されるように構成されているが、ＤＰＦ６の下流側の排気ガス通過面に配設されてもよい。また、蓋体の数量は４枚に限られることはなく、設計仕様に応じて適宜決定されるものとする。
【００３７】
図６は、図５に示す遮蔽手段３０を使用したＤＰＦ６の異常の有無を判断するためのフローチャートである。図６に基づいて、ＤＰＦ６の異常の有無の判断の流れを説明する。
【００３８】
図６に示すフローチャートは、ＤＰＦ６の排気ガス通過面が各蓋体により遮蔽されていない際において予測差圧算出手段１９により算出されたＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧に基づいて、ＤＰＦ６の異常を精度良く検出するために蓋体２１によりＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要があると判断された時点から開始されるものとする。
【００３９】
まず、ステップ３０１において、ＤＰＦ６の異常を安定して検出可能とするための差圧ΔＰｒｑが設定される。該差圧ΔＰｒｑは、設計仕様などに基づいて予め設定されているものとする。続くステップ３０２においては、予測差圧算出手段１９により、ＤＰＦ６の排気ガス通過面が各蓋体により遮蔽されていない際におけるＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’が、機関吸入空気量と、ＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて算出される。尚、ＤＰＦ６内におけるパティキュレートマター（ＰＭ）の動きはＤＰＦ６の温度に依存し、パティキュレートマターの動きはＤＰＦの排気上流と排気下流との間の差圧に影響を及ぼすため、ＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’は、機関吸入空気量及びＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とＤＰＦ温度とに基づいて算出されてもよい。
【００４０】
ＤＰＦ６の排気ガス通過面が各蓋体により遮蔽されていない際におけるＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’が算出されると、続くステップ３０３において、ステップ３０１にて設定された差圧ΔＰｒｑと、ステップ３０２にて算出された予測差圧ΔＰ’との差分を算出することにより、ＤＰＦ６の異常を精度良く検出するために補正したい差圧ｄΔＰｒｑが算出される。
【００４１】
続くステップ３０４においては、ステップ３０３にて算出された補正したい差圧ｄΔＰｒｑや機関吸入空気量などに基づいて、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために閉じる必要のある蓋体の個数Ｎｃｌが決定される。該閉じる必要のある蓋体の個数Ｎｃｌが決定されると、続くステップ３０５及び３０６において、閉じる必要のあるＮｃｌ個の蓋体によりＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部が遮蔽され、また、次回のＤＰＦ６の異常検出の際に最初に閉じる蓋体を決定するために、今回のＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために最後に閉じられた蓋体を記憶する。具体的には、次回のＤＰＦ６の異常検出の際に最初に閉じる蓋体は、今回のＤＰＦ６の異常検出の際に最後に閉じられた蓋体と異なる蓋体とされる。これにより、常に異常部位が蓋体により覆われないようにすることができ、ＤＰＦ６の異常の検出ミスを防止することが可能となる。尚、ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために閉じる必要のあるＮｃｌ個の蓋体の閉じる順序は、時計回りあるいは反時計まわりに順次閉じられてもよく、また、ランダムに閉じられても良い。
【００４２】
ＤＰＦ６の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために閉じる必要のあるＮｃｌ個の蓋体が閉られると、続くステップ３０７において、蓋体による遮蔽後のＤＰＦ６の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積や機関吸入空気量などに基づいてＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔＰ’ｈが予測差圧算出手段１９により算出され、続くステップ３０８に進む。
【００４３】
ステップ３０８においては、ステップ３０７にて算出された予測差圧ΔＰ’ｈに対する差圧センサー１７により検出されたＤＰＦ６の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔＰｓｈの乖離割合（ＫΔＰ＝ΔＰｓｈ／ΔＰ’ｈ）が算出され、続くステップ３０９にてＤＰＦ６の異常の有無が判断される。具体的には、ステップ３０８にて算出された乖離割合ＫΔＰが、ＤＰＦ６の異常の有無を判断する閾値となる所定値（Ｒ８）を越えているか否かの判断が行われる。ステップ３０８にて算出された乖離割合ＫΔＰが所定値（Ｒ８）を越えている場合にはＤＰＦ６に異常がないと判断されステップ３１０に進み、また、乖離割合ＫΔＰが所定値（Ｒ８）を越えていない場合にはＤＰＦ６に異常があると判断されステップ３１１に進む。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のパティキュレートフィルタの異常検出装置が適用される内燃機関のシステム全体を示す全体構成図である。
【図２】パティキュレートフィルタの排気ガス通過面に配置された遮蔽手段の一実施形態を示す図である。
【図３】図２に示す遮蔽手段を使用したパティキュレートフィルタの異常の有無を判断するためのフローチャートである。
【図４】パティキュレートフィルタの高精度異常検出のフローチャートである。
【図５】パティキュレートフィルタの排気ガス通過面に配置された遮蔽手段の別の一実施形態を示す図である。
【図６】図５に示す遮蔽手段を使用したパティキュレートフィルタの異常の有無を判断するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１    内燃機関
４    吸気通路
５    排気通路
１７    差圧センサー
１８    温度センサー
１９    予測差圧算出手段
２０    遮蔽手段
【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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