(57)【要約】【課題】静電集塵式の粒子状物質センサを用いつつ、高い精度で故障を検知できる排気浄化フィルタの故障検知装置を提供すること。【解決手段】本発明のＤＰＦの故障検知装置は、センサ電極部に所定の電圧を印加することでこのセンサ電極部にＰＭを付着させるサンプリング処理（Ｓ３）を実行した後、センサ電極部の静電容量変化量ΔＣを測定する測定処理（Ｓ４）を実行する。また、サンプリング処理を実行している間におけるエンジンの運転状態を示す運転状態パラメータ（回転数Ｎ，燃料噴射量Ｗ）を記録しておき、この運転状態パラメータ（回転数Ｎ，燃料噴射量Ｗ）と、測定された静電容量変化量ΔＣと、に基づいてＤＰＦの故障を検知する。【選択図】図３
2010144695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、当該内燃機関から排出された排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタの故障検知装置であって、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記排気通路のうち前記排気浄化フィルタの下流側に設けられた電極部と、
前記電極部に所定の電圧を印加することで当該電極部に粒子状物質を付着させるサンプリング処理を実行した後、前記電極部の所定の電気的特性を測定する測定処理を実行する粒子状物質検出手段と、
前記サンプリング処理を実行している間における内燃機関の運転状態を示す運転状態パラメータと、前記測定処理を実行することで測定された測定値と、に基づいて排気浄化フィルタの故障を検知する故障検知手段と、を備えることを特徴とする排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項２】
前記故障検知手段は、前記運転状態パラメータに応じて第１閾値を設定し、当該第１閾値と前記測定処理を実行することで測定された測定値とを比較することにより排気浄化フィルタの故障を検知することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項３】
前記電気的特性は、前記サンプリング処理を実行する前と実行した後の静電容量の変化量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項４】
前記運転状態パラメータは、前記運転状態検出手段により検出された検出値の、前記サンプリング処理を実行している間における平均値であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項５】
前記サンプリング処理を実行する前において前記運転状態検出手段により検出された検出値が、所定の第１判定時間に亘り所定の第１判定範囲内にあるか否かを判定するサンプリング実行判定手段をさらに備え、
前記サンプリング処理は、前記検出値が前記第１判定時間に亘り前記第１判定範囲内にあると判定された場合にのみ実行されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項６】
前記サンプリング処理を実行している間において前記運転状態検出手段により検出された検出値が、所定の第２判定時間に亘り所定の第２判定範囲内にあるか否かを判定する測定実行判定手段をさらに備え、
前記測定処理は、前記検出値が前記第２判定時間に亘り前記第２判定範囲内にあると判定された場合にのみ実行されることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項７】
前記電極部に所定の電圧を印加することで当該電極部に粒子状物質を付着させる試験サンプリング処理を実行した後、前記電極部の所定の電気的特性を測定する試験測定処理を実行する試験粒子状物質検出手段と、
前記試験測定処理を実行することで測定された測定値と所定の第２閾値とを比較することにより、前記サンプリング処理及び測定処理を実行するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記サンプリング処理及び測定処理を実行しないと判定された場合には、前記サンプリング処理及び測定処理の実行を禁止する禁止手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記試験測定処理を実行することで測定された測定値と前記第２閾値とを比較し、前記測定値が前記第２閾値よりも小さい場合には、前記サンプリング処理及び測定処理を実行しないと判定することを特徴とする請求項７に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化フィルタの故障検知装置に関する。特に、静電集塵式の粒子状物質センサを用いた排気浄化フィルタの故障検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に、排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタを設け、粒子状物質の排出量を低減する技術は広く用いられている。また、排気浄化フィルタが設けられた車両には、この排気浄化フィルタの故障を検知するための装置も設けられる。このような排気浄化フィルタの故障検知装置として、従来、以下に示すようなものが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１，２には、排気浄化フィルタの下流側に排気中の粒子状物質を検出する粒子状物質センサを設け、このセンサの出力に基づいて排気浄化フィルタの故障を検知する故障検知装置が示されている。なお、特許文献１には、粒子状物質センサとして、排気の粒子状物質の濃度に応じた放電電圧を発生する放電センサを用いる点が示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、排気浄化フィルタの上流側と下流側にそれぞれ粒子状物質センサを設けた故障検知装置が示されている。この故障検知装置は、各センサからの出力に基づいて、排気浄化フィルタに流入した粒子状物質の量と排気浄化フィルタから流出した粒子状物質の量との割合を算出し、算出した割合を、フィルタが正常な状態における割合と比較することにより、排気浄化フィルタの故障を検知する。
【０００５】
ところで、上述のような故障検知装置に用いられる粒子状物質センサには、高精度な検出が可能であることに加えて、排気通路に設けられるため耐久性に優れたものであることも求められる。また、車両に搭載するため簡易な構成であることも求められる。このような要求を満たす粒子状物質センサとして、例えば、静電集塵式のものが提案されている（特許文献４参照）。
【０００６】
静電集塵式の粒子状物質センサでは、一対の電極板で構成された電極部を排気管内に設け、この電極部に所定の電圧を印加することで粒子状物質を付着させる。次に、粒子状物質が付着した電極部の静電容量などの電気的特性を測定することにより、排気管内の排気の粒子状物質の濃度を検出することができる。
【特許文献１】特開２００８−１１５７６５号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５２７５号公報
【特許文献３】特開２００７−１３２２９０号公報
【特許文献４】特開２００８−１３９２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような静電集塵式の粒子状物質センサによる粒子状物質の濃度の検出は、電極部に粒子状物質を付着させるサンプリング処理を実行する工程と、このサンプリング処理の後に電極部の電気的特性を測定する測定処理を実行する工程との２つの工程に分けて行われるため、即応性に欠ける。
【０００８】
したがって、このような静電集塵式の粒子状物質センサを排気浄化フィルタの故障検知装置に用いた場合、故障の検知精度が低下するおそれがある。つまり、内燃機関の運転状態は運転者による操作等に応じて変化するが、静電集塵式の粒子状物質センサを用いた場合、サンプリング処理を実行している間における運転状態と測定処理を実行している間における運転状態とが異なってしまい、正確な故障の検知ができなくなるおそれがある。
【０００９】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、静電集塵式の粒子状物質センサを用いつつ、高い精度で故障を検知できる排気浄化フィルタの故障検知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】
【００１０】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）の排気通路（４）に設けられ、当該内燃機関から排出された排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタ（３）の故障検知装置であって、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段（５，７，８）と、前記排気通路のうち前記排気浄化フィルタの下流側に設けられた電極部（２４）と、前記電極部に所定の電圧を印加することで当該電極部に粒子状物質を付着させるサンプリング処理を実行した後、前記電極部の所定の電気的特性を測定する測定処理を実行する粒子状物質検出手段（５，２１）と、前記サンプリング処理を実行している間における内燃機関の運転状態を示す運転状態パラメータ（Ｎ，Ｗ，ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）と、前記測定処理を実行することで測定された測定値（ΔＣ）と、に基づいて排気浄化フィルタの故障を検知する故障検知手段（５）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記故障検知手段は、前記運転状態パラメータに応じて第１閾値（ＣＴＨ）を設定し、当該第１閾値と前記測定処理を実行することで測定された測定値（Ｎ，Ｗ，ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）とを比較することにより排気浄化フィルタの故障を検知することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記電気的特性は、前記サンプリング処理を実行する前と実行した後の静電容量の変化量（ΔＣ）であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れかに記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記運転状態パラメータは、前記運転状態検出手段により検出された検出値の、前記サンプリング処理を実行している間における平均値（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れかに記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記サンプリング処理を実行する前において前記運転状態検出手段により検出された検出値が、所定の第１判定時間（ＴＰＲＥ）に亘り所定の第１判定範囲（［ＮＭＩＮ，ＮＭＡＸ］、［ＷＭＩＮ，ＷＭＡＸ］）内にあるか否かを判定するサンプリング実行判定手段（５）をさらに備え、前記サンプリング処理は、前記検出値が前記第１判定時間に亘り前記第１判定範囲内にあると判定された場合にのみ実行されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れかに記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記サンプリング処理を実行している間において前記運転状態検出手段により検出された検出値が、所定の第２判定時間（ＴＭＥＡＳ）に亘り所定の第２判定範囲（［ＮＭＩＮ，ＮＭＡＸ］、［ＷＭＩＮ，ＷＭＡＸ］）内にあるか否かを判定する測定実行判定手段（５）をさらに備え、前記測定処理は、前記検出値が前記第２判定時間に亘り前記第２判定範囲内にあると判定された場合にのみ実行されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記電極部に所定の電圧を印加することで当該電極部に粒子状物質を付着させる試験サンプリング処理を実行した後、前記電極部の所定の電気的特性を測定する試験測定処理を実行する試験粒子状物質検出手段（５，２１）と、前記試験測定処理を実行することで測定された測定値（ΔＣＴ）と所定の第２閾値（ＣＴＨＴ）とを比較することにより、前記サンプリング処理及び測定処理を実行するか否かを判定する判定手段（５）と、前記判定手段により前記サンプリング処理及び測定処理を実行しないと判定された場合には、前記サンプリング処理及び測定処理の実行を禁止する禁止手段（５）と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の排気浄化フィルタの故障検知装置において、前記判定手段は、前記試験測定処理を実行することで測定された測定値（ΔＣＴ）と前記第２閾値（ＣＴＨＴ）とを比較し、前記測定値が前記第２閾値よりも小さい場合には、前記サンプリング処理及び測定処理を実行しないと判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、電極部に所定の電圧を印加することで粒子状物質を付着させるサンプリング処理を実行した後、この電極部の所定の電気的特性を測定する測定処理を実行する。さらに、この測定処理で測定された測定値と、運転状態パラメータとに基づいて排気浄化フィルタの故障を検知する。特にここで、運転状態パラメータとして、サンプリング処理を実行している間における内燃機関の運転状態を示すものを用いることにより、サンプリング処理を実行している間と測定処理を実行している間とで運転状態が異なる場合であっても、高い精度で排気浄化フィルタの故障を検知することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、サンプリング処理を実行している間における運転状態パラメータに応じて第１閾値を設定し、この第１閾値と測定値とを比較することで排気浄化フィルタの故障を検知する。ここで、運転状態パラメータから第１閾値を設定する際、例えば、予め行われた実験に基づいて設定された制御マップなどを用いることにより、排気浄化フィルタの故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、測定処理では電極部の所定の電気的特性として、サンプリング処理を実行する前と実行した後の静電容量の変化量を測定する。ここで、電極部に粒子状物質が付着すると、電極部の静電容量は顕著に変化する。本発明によれば、このような電極部の静電容量の変化量を測定することにより、排気浄化フィルタの下流側の排気に含まれる粒子状物質の濃度を正確に検出することができる。したがって、排気浄化フィルタの故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、運転状態パラメータとして、運転状態検出手段により検出された検出値の、サンプリング処理を実行している間における平均値を用いる。これにより、サンプリング処理を実行している間、すなわち電極部に粒子状物質を付着させている間における内燃機関の運転状態を、より正確に運転状態パラメータに反映させることができる。したがって、このような運転状態パラメータを用いて排気浄化フィルタの故障を検知することにより、排気浄化フィルタの故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、サンプリング処理を実行する前において運転状態検出手段により検出された検出値が第１判定時間に亘り第１判定範囲内にある場合にのみ、すなわち、内燃機関の運転状態が安定した場合にのみ、サンプリング処理を実行する。例えば、サンプリング処理を実行している間、すなわち電極部に粒子状物質を付着させている間に内燃機関の運転状態が大きく変動すると、排気の粒子状物質の濃度を、測定処理において測定される測定値に正確に反映させることができなくなる。本発明によれば、このように運転状態が安定した場合にのみサンプリング処理を実行することにより、排気浄化フィルタの故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、サンプリング処理を実行している間において運転状態検出手段により検出された検出値が第２判定時間に亘り第２判定範囲内にある場合にのみ、すなわち、内燃機関の運転状態が安定した状態でサンプリング処理が実行された場合にのみ、測定処理を実行する。これにより、排気浄化フィルタの故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、試験サンプリング処理及び試験測定処理を実行し、この試験測定処理を実行することで測定された測定値と第２閾値とを比較することにより、上述のサンプリング処理及び測定処理を実行するか否かを判定する。ここでサンプリング処理及び測定処理を実行しないと判定された場合には、これら処理の実行を禁止する。
ところで、本発明の故障検知装置では、上述のように、内燃機関の運転状態が安定した場合にのみ、サンプリング処理及び測定処理を実行する。したがって、例えば、サンプリング処理を実行している最中に運転状態が大きく変化した場合には、引き続き測定処理を行わずに一旦サンプリング処理を中断し、電極部に付着した粒子状物質を除去し、この電極部を再生した後に再びサンプリング処理を実行しなおす必要がある。このような電極部の再生は、例えば、電極部を所定の時間に亘ってヒータで加熱し、粒子状物質を燃焼することにより行われる。すなわち、内燃機関の運転状態が不安定な場合、電極部の再生を行う頻度が増えてしまい、その分、排気浄化フィルタの故障を検知する頻度が減少してしまう。
そこで、本発明によれば、排気浄化フィルタが正常である場合には、電極部に付着する粒子状物質の量が内燃機関の運転状態によらず極めて少なくなることを利用して、試験サンプリング処理及び試験測定処理を試験的に実行し、この結果に応じて故障を検知するためのサンプリング処理及び測定処理を実行するか否かを判定する。これにより、排気浄化フィルタが正常な状態においてサンプリング処理及び測定処理を実行する回数を少なくすることができると同時に、電極部の再生を実行する頻度も少なくすることができる。結果として、排気浄化フィルタの故障を検知する頻度を改善することができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、試験測定処理を実行することで測定された測定値と第２閾値とを比較し、測定値が第２閾値よりも小さい場合には、サンプリング処理及び測定処理の実行を禁止する。ここで、第２閾値として、極めて小さな値に設定することにより、排気浄化フィルタが正常であるにもかかわらず、排気浄化フィルタの故障を検知するためのサンプリング処理及び測定処理が実行されるのを防止することができる。結果として、排気浄化フィルタの故障を検知する頻度を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る排気浄化フィルタの故障検知装置を含む、内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、各気筒内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒には図示しない燃料噴射弁が設けられている。これら燃料噴射弁は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５により電気的に接続されており、燃料噴射弁の開弁時間及び閉弁時間は、ＥＣＵ５により制御される。
【００２７】
エンジン１の排気が流通する排気管４には、排気浄化フィルタ（以下、「ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）」という）３と、排気に含まれる炭素を主成分とした粒子状物質（以下、「ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）」という）を検出するＰＭセンサ２とが、上流側からこの順で設けられている。
【００２８】
ＤＰＦ３は、多孔質体のフィルタ壁を備え、排気がこのフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気に含まれるＰＭを、フィルタ壁の表面及びフィルタ壁中の孔に堆積させることにより、これを捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、チタン酸アルミニウムやコージェライト等を材料とした多孔質体が使用される。
【００２９】
ＰＭセンサ２は、排気管４の内部のうちＤＰＦ３の下流側に設けられたセンサ電極部２４と、このセンサ電極部２４を制御するコントローラ２１と、を備えた所謂静電集塵式のセンサである。
【００３０】
図２は、センサ電極部２４の構成を示す斜視図である。より具体的には、図２（Ａ）は、センサ電極部２４の電極板２５の構成を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、２枚の電極板２５，２５を含んで構成されたセンサ電極部２４の構成を示す斜視図である。
【００３１】
図２（Ａ）に示すように、電極板２５は、略矩形状のアルミナ基板２５１と、このアルミナ基板２５１の表面に形成されたタングステン導体層２５２と、を備える。このタングステン導体層２５２は、アルミナ基板２５１の略中央部において、略正方形状に形成された導体部と、この導体部からアルミナ基板２５１の一端側へかけて線状に延びる導線部と、を含んで構成される。また、アルミナ基板２５１の一端側には、このタングステン導体層２５２の導線部に積層して設けられたタングステン印刷部２５３が形成されている。
ここで、アルミナ基板２５１の厚みは、約１ｍｍであり、タングステン導体層２５２の導体部の一辺の長さは、約１０ｍｍである。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、センサ電極部２４は、一対の電極板２５，２５を、板状のスペーサ２６，２６を介装して組み合わせることにより構成される。これらスペーサ２６，２６は、各電極板２５の両端側に設けられており、これにより、各電極板２５のタングステン導体２５２の導体部には、ＰＭが集塵されるキャビティ２７が形成される。また、このセンサ電極部２４を構成する一対の電極板２５，２５には、それぞれ図示しないヒータが取り付けられている。
【００３３】
図１に戻って、ＰＭセンサ２のコントローラ２１は、センサ電極部２４に電力を供給する電源部２２と、センサ電極部２４の電気的特性を検出するインピーダンス測定器２３と、を含んで構成される。
【００３４】
電源部２２は、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて動作し、所定の電圧をセンサ電極部２４に所定の時間に亘って印加する。これにより、排気に含まれるＰＭをセンサ電極部２４のキャビティ内に堆積させる。また、この電源部２２は、センサ電極部２４に設けられた上述のヒータに電流を通電することにより、このセンサ電極部２４を暖機したり、堆積したＰＭを燃焼しセンサ電極部２４を再生したりすることができる。
【００３５】
インピーダンス測定器２３は、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて動作し、所定の測定電圧及び測定周期の交流信号のもとでセンサ電極部２４の静電容量を検出し、検出した静電容量値に略比例した検出信号をＥＣＵ５に出力する。
【００３６】
ＥＣＵ５には、以上のようなＰＭセンサ２の他、警告灯６、クランク角度位置センサ７、及びアクセルセンサ８等が接続されている。
【００３７】
警告灯６は、例えば、車両のメータパネルに設けられ、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて点灯する。後に詳述するように、ＥＣＵ５は、ＤＰＦ３が故障したと判定した場合には、この警告灯６を点灯させる。これにより、ＤＰＦ３が故障したことを運転者に報知することができる。
【００３８】
クランク角度位置センサ７は、エンジン１のクランク軸の回転角度を検出し、検出信号をＥＣＵ５に出力する。アクセルセンサ８は、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出し、検出信号をＥＣＵ５に出力する。エンジン１の運転状態を示す運転状態パラメータとしてのエンジン回転数Ｎや燃料噴射量Ｗは、これらクランク角度位置センサ７及びアクセルセンサ８の出力に基づいて、ＥＣＵ５により算出される。
【００３９】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、ＥＣＵ５は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果などを記憶する記憶回路と、ＰＭセンサ２のコントローラ２１、警告灯６、及びエンジン１の燃料噴射弁などに制御信号を出力する出力回路とを備える。
【００４０】
図３は、ＤＰＦ故障検知処理の手順を示すフローチャートである。このＤＰＦの故障検知処理は、エンジンの始動後、ＥＣＵ５により実行される。
【００４１】
ステップＳ１では、ＰＭセンサの暖機、再生、及び校正を実行する。
ステップＳ２では、センサ電極部の静電容量を測定し、これを初期静電容量ＣＩとして記録する。
【００４２】
ステップＳ３では、所定の時間に亘りサンプリング処理を実行するとともに、このサンプリング処理を実行している間における運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）を記録する。このサンプリング処理では、具体的には、所定の時間に亘ってセンサ電極部に電圧を印加することにより、センサ電極部のキャビティ内に排気に含まれるＰＭを付着させる。
【００４３】
ステップＳ４では、センサ電極部の電気的特性としての静電容量変化量ΔＣを測定する測定処理を実行する。この測定処理では、具体的には、先ず、サンプリング処理を実行した後におけるセンサ電極部の静電容量を測定し、これを集塵後静電容量ＣＦとして記録する。次に、この集塵後静電容量ＣＦから上述の初期静電容量ＣＩを減算したものを算出し、これを静電容量変化量ΔＣ（＝ＣＦ−ＣＩ）として記録する。すなわち、静電容量変化量ΔＣとは、サンプリング処理を実行する前と実行した後のセンサ電極部の静電容量の変化量を示す。
【００４４】
ステップＳ５では、記録した運転状態パラメータ（回転数Ｎ，燃料噴射量Ｗ）に応じて、故障判定値ＣＴＨを設定する。このステップＳ５では、より具体的には、下記表に示すような、運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）ごとに故障判定値ＣＴＨが設定された制御マップに基づいて、故障判定値ＣＴＨを設定する。
【表１】
2010144695.tif 000003
【００４５】
ステップＳ６では、測定した静電容量変化量ΔＣが故障判定値ＣＴＨよりも小さいか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ＤＰＦは正常な状態であると判定し、ステップＳ７に移る。この判別がＮＯの場合には、ＤＰＦは故障した状態であると判定し、ステップＳ８に移る。
【００４６】
ここで、故障判定値ＣＴＨを設定するための上述の制御マップを作成する手順について説明する。
図４は、静電容量変化量ΔＣとＰＭ濃度との関係を示す図である。より具体的には、図４は、各運転状態（Ｎ１，Ｗ１）、（Ｎ１，Ｗ２）、（Ｎ２，Ｗ１）の下でエンジンを運転しながら、ＤＰＦを故意に破損することによりＤＰＦの下流側のＰＭ濃度を変化させ、各ＰＭ濃度における静電容量変化量ΔＣを測定して得られたものである。
【００４７】
図４に示すように、エンジンの運転状態を変化させると、エンジンのＰＭ排出量も変化するため、ＤＰＦの下流側のＰＭ濃度と静電容量変化量ΔＣとの相関関係も変化する。そこで、上述の制御マップは、図４に示すような各運転状態（Ｎ１，Ｗ１）、（Ｎ１，Ｗ２）、（Ｎ２，Ｗ１）に対する測定結果からＤＰＦが故障したと判定される点を選択し、この点における静電容量変化量ΔＣを故障判定値Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１とすることにより設定される。以上のようにして、運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）に応じて故障判定値ＣＴＨを設定するための制御マップが作成される。
【００４８】
図３に戻って、ステップＳ７では、センサ電極部を再生し、ステップＳ２に移る。
ステップＳ８では、ＤＰＦは故障した状態であると判定されたことに応じて、警告灯を点灯し、ステップＳ７に移る。
【００４９】
本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）センサ電極部２４に所定の電圧を印加することでＰＭを付着させるサンプリング処理を実行した後、このセンサ電極部２４の静電容量変化量ΔＣを測定する測定処理を実行する。さらに、この測定処理で測定された静電容量変化量ΔＣと、運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）とに基づいてＤＰＦ３の故障を検知する。特にここで、運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）として、サンプリング処理を実行している間におけるエンジン１の運転状態を示すものを用いることにより、サンプリング処理を実行している間と測定処理を実行している間とで運転状態が異なる場合であっても、高い精度でＤＰＦ３の故障を検知することができる。
【００５０】
（２）サンプリング処理を実行している間における運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）に応じて故障判定値ＣＴＨを設定し、この故障判定値ＣＴＨとΔＣとを比較することでＤＰＦ３の故障を検知する。ここで、運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）から故障判定値ＣＴＨを設定する際、上述のような予め行われた実験に基づいて設定された制御マップを用いることにより、ＤＰＦ３の故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００５１】
（３）測定処理ではセンサ電極部２４の所定の電気的特性として、サンプリング処理を実行する前と実行した後の静電容量の変化量ΔＣを測定する。ここで、センサ電極部２４にＰＭが付着すると、センサ電極部２４の静電容量は顕著に変化する。本実施形態によれば、このようなセンサ電極部２４の静電容量の変化量ΔＣを測定することにより、ＤＰＦ３の下流側の排気に含まれるＰＭの濃度を正確に検出することができる。したがって、ＤＰＦ３の故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００５２】
本実施形態では、ＥＣＵ５が故障検知手段を構成し、ＥＣＵ５、クランク角度位置センサ７、及びアクセルセンサ８が運転状態検出手段を構成し、ＥＣＵ５及びＰＭセンサ２のコントローラ２１が粒子状物質検出手段を構成する。より具体的には、図３のステップＳ５，Ｓ６の実行に係る手段が故障検知手段を構成し、図３のステップＳ３，Ｓ４の実行に係る手段が粒子状物質検出手段を構成する。
【００５３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を、図面を参照して説明する。
以下の第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略化又は簡略化する。
【００５４】
図５は、本実施形態に係るＥＣＵによるＤＰＦ故障検知処理の手順を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態では、ステップＳ１４においてエンジンの運転状態が安定したか否かを判定し、ここで運転状態が安定したと判定された場合にのみステップＳ１６においてサンプリング処理を実行する点が、第１実施形態と異なる。また、本実施形態では、ステップＳ１７においてもエンジンの運転状態が安定したか否かを判定し、ここで運転状態が安定したと判定された場合にのみステップＳ１８において測定処理を実行する点が第１実施形態と異なる。
【００５５】
ステップＳ１１では、ＰＭセンサの暖機、再生、及び校正を実行する。
ステップＳ１２では、センサ電極部の静電容量を測定し、これを初期静電容量ＣＩとして記録する。
【００５６】
ステップＳ１３では、所定の事前モニタ時間ＴＰＲＥに亘って運転状態パラメータ（回転数Ｎ、燃料噴射量Ｗ）を測定し、これを事前運転状態パラメータ（回転数ＮＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］、燃料噴射量ＷＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］）として記録する。
【００５７】
ステップＳ１４では、運転状態が安定したか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ１６に移り、ＮＯの場合にはステップＳ１５に移る。このステップＳ１４では、具体的には、事前運転状態パラメータ（回転数ＮＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］、燃料噴射量ＷＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］）が、条件式（１）及び（２）を満たし、かつ、条件式（３）及び（４）を満たしているか否かを判別する。
【００５８】
ＮＭＩＮ＜ＮＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］＜ＮＭＡＸ      （１）
ＷＭＩＮ＜ＷＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］＜ＷＭＡＸ      （２）
【００５９】
ＮＰＲＥ＿ＭＡＸ−ＮＰＲＥ＿ＭＩＮ＜ＮＬＩＭ      （３）
ＷＰＲＥ＿ＭＡＸ−ＷＰＲＥ＿ＭＩＮ＜ＷＬＩＭ      （４）
【００６０】
条件式（１）及び（２）は、図６に示すような、回転数の下限値ＮＭＩＮ及び上限値ＮＭＡＸ、並びに、燃料噴射量の下限値ＷＭＩＮ及び上限値ＷＭＡＸにより設定された運転状態安定範囲（［ＮＭＩＮ，ＮＭＡＸ］、［ＷＭＩＮ，ＷＭＡＸ］）内に、事前運転状態パラメータ（回転数ＮＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］、燃料噴射量ＷＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］）が含まれているか否かを判別するためのものである。
【００６１】
また、条件式（３）及び（４）は、事前運転状態パラメータ（回転数ＮＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］、燃料噴射量ＷＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］）の変動幅（ＮＰＲＥ＿ＭＡＸ−ＮＰＲＥ＿ＭＩＮ，ＷＰＲＥ＿ＭＡＸ−ＷＰＲＥ＿ＭＩＮ）が所定の回転数幅ＮＬＩＭ及び所定の燃料噴射量幅ＷＬＩＭ内にあるか否かを判別するためのものである。ここで、回転数の変動幅ＮＰＲＥ＿ＭＡＸ−ＮＰＲＥ＿ＭＩＮは、回転数ＮＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］の最大値と最小値の差であり、燃料噴射量の変動幅ＷＰＲＥ＿ＭＡＸ−ＷＰＲＥ＿ＭＩＮは、燃料噴射量ＷＰＲＥ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＰＲＥ］の最大値と最小値の差である。
【００６２】
図５に戻って、ステップＳ１５では、センサ電極部の状態を確認した後、センサ電極部の再生が必要であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ２１に移り、ＮＯの場合にはステップＳ１２に移る。
このステップＳ１５では、具体的には、初期静電容量ＣＩを測定してから所定の時間ＴＭＡＸ以上経過した場合には、センサ電極部の再生が必要であると判別し、ステップＳ２１に移り、センサ電極部を再生する。
また、センサ電極部の静電容量を測定し、測定した静電容量から初期静電容量ＣＩを減算することにより静電容量変化量を算出し、この静電容量変化量が所定の判定値ΔＣＥＲＲよりも大きい場合にも、センサ電極部の再生が必要であると判別し、ステップＳ２１に移り、センサ電極部を再生する。
【００６３】
ステップＳ１６では、所定の時間ＴＭＥＡＳに亘りサンプリング処理を実行する。また同時に、このサンプリング処理を実行している間における運転状態パラメータを記録し、これを集塵中運転状態パラメータ（回転数ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］、燃料噴射量ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］）として記録する。
【００６４】
ステップＳ１７では、エンジンの運転状態が安定した状態でサンプリング処理が実行されたか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ１８に移り、ＮＯの場合にはステップＳ２１に移る。このステップＳ１７では、具体的には、集塵中運転状態パラメータ（回転数ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］、燃料噴射量ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］）が条件式（５）及び（６）を満たし、かつ、条件式（７）及び（８）を満たしているか否かを判別する。
【００６５】
ＮＭＩＮ＜ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］＜ＮＭＡＸ      （５）
ＷＭＩＮ＜ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］＜ＷＭＡＸ      （６）
【００６６】
ＮＭＥＡＳ＿ＭＡＸ−ＮＭＥＡＳ＿ＭＩＮ＜ＮＬＩＭ      （７）
ＷＭＥＡＳ＿ＭＡＸ−ＷＭＥＡＳ＿ＭＩＮ＜ＷＬＩＭ      （８）
【００６７】
条件式（５）及び（６）は、上記式（１）及び（２）と同様に、回転数の下限値ＮＭＩＮ及び上限値ＮＭＡＸ、並びに、燃料噴射量の下限値ＷＭＩＮ及び上限値ＷＭＡＸにより設定された運転状態安定範囲（［ＮＭＩＮ，ＮＭＡＸ］、［ＷＭＩＮ，ＷＭＡＸ］）内に、集塵中運転状態パラメータ（回転数ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］、燃料噴射量ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］）が含まれているか否かを判別するためのものである。
【００６８】
また、条件式（７）及び（８）は、集塵中運転状態パラメータ（回転数ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］、燃料噴射量ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］）の変動幅（ＮＭＥＡＳ＿ＭＡＸ−ＮＭＥＡＳ＿ＭＩＮ，ＷＭＥＡＳ＿ＭＡＸ−ＷＭＥＡＳ＿ＭＩＮ）が所定の回転数幅ＮＬＩＭ及び所定の燃料噴射量幅ＷＬＩＭ内にあるか否かを判別するためのものである。ここで、回転数の変動幅ＮＭＥＡＳ＿ＭＡＸ−ＮＭＥＡＳ＿ＭＩＮは、回転数ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］の最大値と最小値の差であり、燃料噴射量の変動幅ＷＭＥＡＳ＿ＭＡＸ−ＷＭＥＡＳ＿ＭＩＮは、燃料噴射量ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］の最大値と最小値の差である。
【００６９】
ステップＳ１８では、センサ電極部の電気的特性としての静電容量変化量ΔＣを測定する測定処理を実行する。この測定処理では、具体的には、先ず、サンプリング処理を実行した後におけるセンサ電極部の静電容量を測定し、これを集塵後静電容量ＣＦとして記録する。次に、この集塵後静電容量ＣＦから上述の初期静電容量ＣＩを減算したものを算出し、これを静電容量変化量ΔＣ（＝ＣＦ−ＣＩ）として記録する。
【００７０】
ステップＳ１９では、集塵中運転状態パラメータ（回転数ＮＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］、燃料噴射量ＷＭＥＡＳ［Ｔ〜Ｔ＋ＴＭＥＡＳ］）の時間ＴＭＥＡＳに亘る平均値を算出し、これを平均運転状態パラメータ（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）とし、この平均運転状態パラメータ（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）に応じて、静電容量変化量ΔＣにかかる故障判定値ＣＴＨを設定する。
ここで、故障判定値ＣＴＨは、第１実施形態と同様に予め設定された制御マップを用いて、平均運転状態パラメータ（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）に応じて設定される。
【００７１】
ステップＳ２０では、測定した静電容量変化量ΔＣが故障判定値ＣＴＨよりも小さいか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ＤＰＦは正常な状態であると判定し、ステップＳ２１に移る。この判別がＮＯの場合には、ＤＰＦは故障した状態であると判定し、ステップＳ２２に移る。
【００７２】
ステップＳ２１では、センサ電極部を再生し、ステップＳ１２に移る。
ステップＳ２２では、ＤＰＦは故障した状態であると判定されたことに応じて、警告灯を点灯し、ステップＳ２１に移る。
【００７３】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（３）の効果に加え、以下の効果がある。
（４）故障判定値ＣＴＨを設定する際には、サンプリング処理を実行している間における運転状態パラメータ（Ｎ，Ｗ）の平均値である平均運転状態パラメータ（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）を用いる。これにより、サンプリング処理を実行している間、すなわちセンサ電極部２４にＰＭを付着させている間におけるエンジン１の運転状態を、より正確に平均運転状態パラメータ（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）に反映させることができる。したがって、このような平均運転状態パラメータ（ＮＭＥＡＳ＿ＡＶＥ，ＷＭＥＡＳ＿ＡＶＥ）を用いてＤＰＦ３の故障を検知することにより、ＤＰＦ３の故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００７４】
（５）サンプリング処理を実行する前において運転状態パラメータ（Ｎ，Ｗ）が事前モニタ時間ＴＰＲＥに亘り運転状態安定範囲（［ＮＭＩＮ，ＮＭＡＸ］、［ＷＭＩＮ，ＷＭＡＸ］）内にある場合にのみ、すなわち、エンジン１の運転状態が安定した場合にのみ、サンプリング処理を実行する。例えば、サンプリング処理を実行している間、すなわちセンサ電極部２４にＰＭを付着させている間にエンジン１の運転状態が大きく変動すると、排気のＰＭ濃度を、測定処理において測定される静電容量変化量ΔＣに正確に反映させることができなくなる。本実施形態によれば、このように運転状態が安定した場合にのみサンプリング処理を実行することにより、ＤＰＦ３の故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００７５】
（６）サンプリング処理を実行している間において運転状態パラメータ（Ｎ，Ｗ）が時間ＴＭＥＡＳに亘り運転状態安定範囲（［ＮＭＩＮ，ＮＭＡＸ］、［ＷＭＩＮ，ＷＭＡＸ］）内にある場合にのみ、すなわち、エンジン１の運転状態が安定した状態でサンプリング処理が実行された場合にのみ、測定処理を実行する。これにより、ＤＰＦ３の故障の検知精度をさらに向上することができる。
【００７６】
本実施形態では、図５のステップＳ１９，Ｓ２０の実行に係る手段が故障検知手段を構成し、図５のステップＳ１６，Ｓ１８の実行に係る手段が粒子状物質検出手段を構成し、図５のステップＳ１４の実行に係る手段がサンプリング実行判定手段を構成し、図５のステップＳ１７の実行に係る手段が測定実行判定手段を構成する。
【００７７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態を、図面を参照して説明する。
以下の第３実施形態の説明にあたって、第２実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略化又は簡略化する。
【００７８】
図７は、本実施形態に係るＤＰＦ故障検知処理の手順を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施形態では、ステップＳ３２において試験検知処理を実行し本検知処理を実行する必要があると判定された場合にのみ、ステップＳ３５において本検知処理を実行する点が、第２実施形態と異なる。
【００７９】
ステップＳ３１では、ＰＭセンサの暖機、再生、及び校正を実行する。
ステップＳ３２では、後に図８を参照して詳述する試験検知処理を実行する。
【００８０】
ステップＳ３３では、１次判定フラグＦ１ＳＴ＿ＣＨＫが「１」であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ３４に移り、ＮＯの場合にはステップＳ３２に移る。ここで、１次判定フラグＦ１ＳＴ＿ＣＨＫは、本検知処理を実行する必要があることを示すフラグであり、後述の図８に示す試験検知処理のステップＳ４９において「１」にセットされる。また、この１次判定フラグＦ１ＳＴ＿ＣＨＫは、このＤＰＦ故障検知処理を実行した直後は「０」にセットされている。
【００８１】
ステップＳ３４では、センサ電極部を再生する。
ステップＳ３５では、後に図９を参照して詳述する本検知処理を実行する。
【００８２】
ステップＳ３６では、２次判定フラグＦ２ＮＤ＿ＣＨＫが「１」であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ３７に移り、ＮＯの場合にはステップＳ３８に移る。ここで、２次判定フラグＦ２ＮＤ＿ＣＨＫは、ＤＰＦが故障した状態であることを示すフラグであり、後述の図９に示す本検知処理のステップＳ６１において「１」にセットされる。また、この２次判定フラグＦ２ＮＤ＿ＣＨＫは、このＤＰＦ故障検知処理を実行した直後は「０」にセットされている。
【００８３】
ステップＳ３７では、ＤＰＦは故障した状態であると判定されたことに応じて、警告灯を点灯し、ステップＳ３８に移る。
ステップＳ３８では、センサ電極部を再生し、ステップＳ３５に移る。
【００８４】
図８は、試験検知処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ４１では、試験回数変数Ｉ１ＳＴ＿ＲＥＧに「１」を加算する。この試験回数変数Ｉ１ＳＴ＿ＲＥＧは、センサ電極部を再生せずに連続して試験検知処理を実行した回数を示す。
ステップＳ４２では、所定の連続回数上限値Ｎ１ＳＴ＿ＲＥＧと試験回数変数Ｉ１ＳＴ＿ＲＥＧとが等しいか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ４３に移り、ＮＯの場合にはステップＳ４４に移る。
【００８５】
ステップＳ４３では、センサ電極部を再生した後、試験回数変数Ｉ１ＳＴ＿ＲＥＧを「０」にリセットする。
ステップＳ４４では、センサ電極部の静電容量を測定し、これを初期静電容量ＣＩＴとして記録する。
【００８６】
ステップＳ４５では、所定の時間に亘り試験サンプリング処理を実行する。この試験サンプリング処理では、具体的には、所定の時間に亘ってセンサ電極部に電圧を印加することにより、センサ電極部のキャビティ内に排気に含まれるＰＭを付着させる。
【００８７】
ステップＳ４６では、センサ電極部の電気的特性としての静電容量変化量ΔＣＴを測定する試験測定処理を実行する。この試験測定処理では、具体的には、先ず、試験サンプリング処理を実行した後におけるセンサ電極部の静電容量を測定し、これを集塵後静電容量ＣＦＴとして記録する。次に、この集塵後静電容量ＣＦＴから上述の初期静電容量ＣＩＴを減算したものを算出し、これを静電容量変化量ΔＣＴ（＝ＣＦＴ−ＣＩＴ）として記録する。すなわち、静電容量変化量ΔＣＴとは、試験サンプリング処理を実行する前と実行した後のセンサ電極部の静電容量の変化量を示す。
【００８８】
ステップＳ４７では、測定した静電容量変化量ΔＣＴが所定の実行判定値ＣＴＨＴよりも小さいか否かを判別する。ここで、実行判定値ＣＴＨＴは、本検知処理を実行するか否かを判定するために設定された閾値であり、極めて小さな値に設定される。
この判別がＹＥＳの場合には、ＤＰＦは確実に正常な状態であり本検知処理を実行する必要がないと判定し、ステップＳ４８に移る。ステップＳ４８では、１次判定フラグＦ１ＳＴ＿ＣＨＫを「０」にセットすることにより、本検知処理の実行を禁止する。
この判別がＮＯの場合には、ＤＰＦは故障した状態であるおそれがあり本検知処理を実行する必要があると判定し、ステップＳ４９に移る。ステップＳ４９では、１次判定フラグＦ１ＳＴ＿ＣＨＫを「１」にセットすることにより、本検知処理の実行を許可する。
【００８９】
図９は、本検知処理の手順を示すフローチャートである。
図９に示すように、ステップＳ５１〜Ｓ５８までは、それぞれ、図５に示すフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ１９と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００９０】
ステップＳ５９では、測定した静電容量変化量ΔＣが故障判定値ＣＴＨよりも小さいか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ＤＰＦは正常な状態であると判定し、ステップＳ６０に移り、２次判定フラグＦ２ＮＤ＿ＣＨＫを「０」にセットする。この判別がＮＯの場合には、ＤＰＦは故障した状態であると判定し、ステップＳ６１に移り、２次判定フラグＦ２ＮＤ＿ＣＨＫを「１」にセットする。
【００９１】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（６）の効果に加え、以下の効果がある。
（７）本実施形態では、上述のように、エンジン１の運転状態が安定した場合にのみ、サンプリング処理及び測定処理を実行する。したがって、例えば、サンプリング処理を実行している最中に運転状態が大きく変化した場合には、引き続き測定処理を行わずに一旦サンプリング処理を中断し、センサ電極部２４に付着したＰＭを除去し、このセンサ電極部２４を再生した後に再びサンプリング処理を実行しなおす必要がある。このようなセンサ電極部２４の再生は、センサ電極部２４を所定の時間に亘ってヒータで加熱し、ＰＭを燃焼することにより行われる。すなわち、エンジン１の運転状態が不安定な場合、センサ電極部２４の再生を行う頻度が増えてしまい、その分、ＤＰＦ３の故障を検知する頻度が減少してしまう。
そこで、本実施形態によれば、ＤＰＦ３が正常である場合には、センサ電極部２４に付着するＰＭの量がエンジン１の運転状態によらず極めて少なくなることを利用して、試験サンプリング処理及び試験測定処理を試験的に実行し、この結果に応じて故障を検知するためのサンプリング処理及び測定処理を実行するか否かを判定する。これにより、ＤＰＦ３が正常な状態においてサンプリング処理及び測定処理を実行する回数を少なくすることができると同時に、センサ電極部２４の再生を実行する頻度も少なくすることができる。結果として、ＤＰＦ３の故障を検知する頻度を改善することができる。
【００９２】
（８）試験測定処理を実行することで測定された静電容量変化量ΔＣＴと実行判定値ＣＴＨＴとを比較し、静電容量変化量ΔＣＴが実行判定値ＣＴＨＴよりも小さい場合には、サンプリング処理及び測定処理の実行を禁止する。ここで、実行判定値ＣＴＨＴとして、極めて小さな値に設定することにより、ＤＰＦ３が正常であるにもかかわらず、ＤＰＦ３の故障を検知するためのサンプリング処理及び測定処理が実行されるのを防止することができる。結果として、ＤＰＦ３の故障を検知する頻度を改善することができる。
【００９３】
本実施形態では、図９のステップＳ５８，Ｓ５９の実行に係る手段が故障検知手段を構成し、図９のステップＳ５５，Ｓ５７の実行に係る手段が粒子状物質検出手段を構成し、図９のステップＳ５３の実行に係る手段がサンプリング実行判定手段を構成し、図９のステップＳ５６の実行に係る手段が測定実行判定手段を構成し、図８のステップＳ４５，Ｓ４６の実行に係る手段が試験粒子状物質検出手段を構成し、図８のステップＳ４７の実行に係る手段が判定手段を構成し、図８のステップＳ４８の実行に係る手段が禁止手段を構成する。
【００９４】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上述した実施形態では、エンジンの運転状態を示す運転状態パラメータとして、エンジンの回転数Ｎ及び燃料噴射量Ｗを用いたが、運転状態パラメータの種類及び数はこれに限らない。運転状態パラメータとしては、エンジンの吸入空気量など、エンジンから排出されるＰＭの排出量を把握できるものであれば、どのようなパラメータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＤＰＦの故障検知装置を含む内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】上記実施形態に係るセンサ電極部の構成を示す斜視図である。
【図３】上記実施形態に係るＤＰＦ故障検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】上記実施形態に係る静電容量変化量ΔＣとＰＭ濃度との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るＤＰＦ故障検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】上記実施形態に係る運転状態安定範囲を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るＤＰＦ故障検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】上記実施形態に係る試験検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】上記実施形態に係る本検知処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１…エンジン（内燃機関）
２…ＰＭセンサ
２１…コントローラ（粒子状物質検出手段）
２４…センサ電極部（電極部）
３…ＤＰＦ（排気浄化フィルタ）
４…排気管（排気通路）
５…ＥＣＵ（運転状態検出手段、粒子状物質検出手段、故障検知手段、サンプリング実行判定手段、測定実行判定手段、試験粒子状物質検出手段、判定手段、禁止手段）
７…クランク角度位置センサ（運転状態検出手段）
８…アクセルセンサ（運転状態検出手段）
【図１】
2010144695.tif 000004
【図２】
2010144695.tif 000005
【図３】
2010144695.tif 000006
【図４】
2010144695.tif 000007
【図５】
2010144695.tif 000008
【図６】
2010144695.tif 000009
【図７】
2010144695.tif 000010
【図８】
2010144695.tif 000011
【図９】
2010144695.tif 000012