(57)【要約】【課題】各温度センサが正常に作動しているか否かを確実に判定する。【解決手段】排気ガス５を通過させて浄化する複数の触媒３，４を間に挟むように前記排気ガス５の流れ方向の三箇所以上に装備された温度センサ６，７，８の異常を検知する方法に関し、エンジンの冷間始動直後における個々の温度センサ６，７，８の検出値を相互に比較し、その相互偏差が所定の基準偏差を上回っている時に温度センサ６，７，８の異常を判定すると共に、エンジンの運転中に所定時間以上の安定運転条件下で触媒３，４を間に挟む前後の温度センサ６，７及び７，８の組み合わせについて前側の温度センサ６，７の検出値から後側の温度センサ７，８の検出値を推定し、その推定値が後側の温度センサ７，８の実測値に対し所定の基準偏差を上回る偏差を持っている時に温度センサ６，７，８の異常を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを通過させて浄化する複数の排気浄化材を間に挟むように前記排気ガスの流れ方向の三箇所以上に装備された温度センサの異常を検知する方法であって、エンジンの冷間始動直後における個々の温度センサの検出値を相互に比較し、その相互偏差が所定の基準偏差を上回っている時に温度センサの異常を判定すると共に、エンジンの運転中に所定時間以上の安定運転条件下で排気浄化材を間に挟む前後の温度センサ同士について前側の温度センサの検出値から後側の温度センサの検出値を推定し、その推定値が後側の温度センサの実測値に対し所定の基準偏差を上回る偏差を持っている時に温度センサの異常を判定することを特徴とする温度センサの異常検知方法。
【請求項２】
エンジンの始動時における冷却水温度が所定温度以下の時に冷間始動であると判定することを特徴とする請求項１に記載の温度センサの異常検知方法。
【請求項３】
エンジンの回転数と燃料噴射量が所定の運転領域内に所定時間以上留まっていた時に安定運転条件下にあると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサの異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気系路に装備されて排気ガスの温度を検出する温度センサの異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない。
【０００５】
この為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的にパティキュレートフィルタに担持させ、該パティキュレートフィルタ内に捕集されたパティキュレートの酸化反応を前記酸化触媒により促進して着火温度を低下せしめ、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去できるようにしている。
【０００６】
ただし、このようにした場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがあり、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタをフィルタ再生手段により強制的に加熱して捕集済みパティキュレートを焼却する必要がある。
【０００７】
この種のフィルタ再生手段には、パティキュレートフィルタの前段に酸化触媒を配置し且つその上流側に燃料を添加して前記酸化触媒上での酸化反応熱により加熱する手段や、パティキュレートフィルタの前段に電気ヒータやバーナを配置して加熱する手段等が開発されている。
【０００８】
他方、ディーゼルエンジンの排気浄化を図る場合、排気ガス中のパティキュレートを除去するだけでは十分ではなく、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）と還元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減することも行われている。
【０００９】
このように排気ガスを通過させて浄化するパティキュレートフィルタや選択還元型触媒等といった排気浄化材は、その再生制御や排気浄化の反応制御を良好に行うために、その入側と出側の排気温度を検出して適切な温度管理を行う必要がある（例えば下記の特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２２５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように適切な温度管理を行う上で各温度センサの信頼性は非常に重要であるが、従来においては、各温度センサが正常に作動しているか否かを判定することは行われておらず、各温度センサの断線やショート等といった極端な異常が生じた時に、その検出値の下限（断線の場合）又は上限（ショートの場合）への貼り付きで検知できていただけであった。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、各温度センサが正常に作動しているか否かを確実に判定し得る温度センサの異常検知方法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】
【００１３】
本発明は、排気ガスを通過させて浄化する複数の排気浄化材を間に挟むように前記排気ガスの流れ方向の三箇所以上に装備された温度センサの異常を検知する方法であって、エンジンの冷間始動直後における個々の温度センサの検出値を相互に比較し、その相互偏差が所定の基準偏差を上回っている時に温度センサの異常を判定すると共に、エンジンの運転中に所定時間以上の安定運転条件下で排気浄化材を間に挟む前後の温度センサ同士について前側の温度センサの検出値から後側の温度センサの検出値を推定し、その推定値が後側の温度センサの実測値に対し所定の基準偏差を上回る偏差を持っている時に温度センサの異常を判定することを特徴とするものである。
【００１４】
即ち、エンジンの冷間始動直後に個々の温度センサの検出値を相互に比較すると、この段階では未だエンジンや排気系路が冷え切っているため、各温度センサが全て正常であるならば、その全ての検出値が外気温度に近い検出温度で測定されることになるはずであり、各温度センサの相互偏差が所定の基準偏差を上回っている時には、何れかの温度センサに異常が発生しているものと判定される。
【００１５】
この際、正常な温度センサ同士は外気温度と略同じ検出値となるため、個々の温度センサの検出値を相互に比較した中で一つだけ他の温度センサの測定値と大きく異なるものに異常が生じていることが特定される。
【００１６】
また、エンジンの運転中における所定時間以上の安定運転条件下では、既に排気浄化材の床温度が排気温度に暖められて該排気浄化材の前後で大きな排気温度の変化は起こらなくなっており、僅かに排気浄化材を通過する間に外気へ放熱していく分だけ温度低下するにすぎない。
【００１７】
このため、排気浄化材の前側の温度センサによる検出値が判れば、この検出値から外気への放熱分だけ低い排気温度が後側の温度センサで検出されるものと推定され、前後の温度センサが共に正常であるならば、後側の温度センサの実測値が推定値に近い検出温度で測定されることになるはずであり、後側の温度センサの実測値に対し推定値が所定の基準偏差を上回る偏差を持っている時には、前後何れかの温度センサに異常が発生しているものと判定される。
【００１８】
この際、後側の温度センサは、次段の排気浄化材から見て前側の温度センサに当たるものであるため、次段の排気浄化材について同様の判定を行い、次段の排気浄化材を挟む前後の温度センサに異常が判定されなかったならば、前述した前段の排気浄化材における前側の温度センサに異常が生じていることが特定され、次段の排気浄化材を挟む前後の温度センサに異常が判定されたならば、前述した前段の排気浄化材における後側の温度センサに異常が生じていることが特定される。
【００１９】
更に、本発明においては、エンジンの始動時における冷却水温度が所定温度以下の時に冷間始動であると判定すれば良く、また、エンジンの回転数と燃料噴射量が所定の運転領域内に所定時間以上留まっていた時に安定運転条件下にあると判定すれば良い。
【発明の効果】
【００２０】
上記した本発明の温度センサの異常検知方法によれば、複数の排気浄化材を間に挟むように装備された各温度センサが正常に作動しているか否かを冷間始動時と運転中の両方で判定することができるので、各温度センサに異常が発生したことを確実に検知することができ、しかも、その異常が何れの温度センサに生じているかを特定することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１の制御装置による具体的な異常検知の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、排気系路を成す排気管１の途中に介装されたケーシング２内に二種類の触媒３，４（排気浄化材）が直列に収容されており、該各触媒３，４に排気ガス５を通過させることで該排気ガス５を浄化し得るようにしてある。
【００２４】
そして、これら触媒３，４を間に挟むように前記排気ガス５の流れ方向の三箇所に温度センサ６，７，８が装備されており、該各温度センサ６，７，８からの温度信号６ａ，７ａ，８ａがエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を兼ねた制御装置９に対し入力されるようになっている。
【００２５】
ここで、前記制御装置９には、アクセル開度をエンジンの負荷として検出するアクセルセンサ１０（負荷センサ）からのアクセル開度信号１０ａと、エンジンの回転数を検出する回転センサ１１からの回転数信号１１ａと、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ１２からの水温信号１２ａとが入力されるようになっており、前記各温度センサ６，７，８が正常に作動しているか否かを下記の如く確認するようになっている。
【００２６】
即ち、図２にフローチャートで示す如く、ステップＳ１において、エンジンの始動時に水温センサ１２からの水温信号１２ａに基づき冷却水温度が所定温度以下であるか否かが判定され、所定温度以下である時に限り冷間始動時であるとしてステップＳ２へ進むようにしてある。
【００２７】
そして、ステップＳ２において、エンジンの冷間始動直後における個々の温度センサ６，７，８の検出値を相互に比較し、次のステップＳ３において、各温度センサ６，７，８の相互偏差が所定の基準偏差を上回っている時にステップＳ４へ進んで温度センサ６，７，８の異常を判定するようにしてある。
【００２８】
つまり、エンジンの冷間始動直後に個々の温度センサ６，７，８の検出値を相互に比較すると、この段階では未だエンジンや排気系路が冷え切っているため、各温度センサ６，７，８が全て正常であるならば、その全ての検出値が外気温度に近い検出温度で測定されることになるはずであり、各温度センサ６，７，８の相互偏差が所定の基準偏差を上回っている時には、何れかの温度センサ６，７，８に異常が発生しているものと判定される。
【００２９】
この際、正常な温度センサ６，７，８同士は外気温度と略同じ検出値となるため、個々の温度センサ６，７，８の検出値を相互に比較した中で一つだけ他の温度センサ６，７，８の測定値と大きく異なるものに異常が生じていることが特定される。
【００３０】
例えば、温度センサ６と温度センサ７との比較で相互偏差が上回っている場合に、温度センサ７と温度センサ８との比較で相互偏差が上回っていないことが確認されたら、温度センサ６に異常が生じているものと特定される。
【００３１】
更に、先のステップＳ３で各温度センサ６，７，８の相互偏差が所定の基準偏差を上回っていない時には、ステップＳ５において、エンジンの運転状態が監視されて所定時間以上の安定運転条件が確認された時に限りステップＳ６へ進むようにしてある。
【００３２】
ここで、先のステップＳ５では、エンジンの回転数と燃料噴射量が所定の運転領域内に所定時間以上留まっていた時に安定運転条件下にあると判定されるようになっており、エンジンの回転数については、回転センサ１１からの回転数信号１１ａに基づいて把握され、燃料噴射量については、エンジン制御コンピュータを兼ねた制御装置９が、アクセルセンサ１０及び回転センサ１１からのアクセル開度信号１０ａ及び回転数信号１１ａに基づいて制御を担っている燃料噴射制御系の中で把握されるようになっている。
【００３３】
そして、次のステップＳ６において、触媒３を間に挟む前後の温度センサ６，７同士について前側の温度センサ６の検出値から後側の温度センサ７の検出値を推定し、また、触媒４を間に挟む前後の温度センサ７，８同士について前側の温度センサ７の検出値から後側の温度センサ８の検出値を推定するようにしてある。
【００３４】
更に、次のステップＳ７では、触媒３，４の夫々を間に挟む前後の温度センサ６，７及び温度センサ７，８の組み合わせ毎に、各組で後側となる温度センサ７，８の実測値が先のステップＳ６で求めた推定値と比較され、その推定値が実測値に対し所定の基準偏差を上回る偏差を持っている時にステップＳ８へ進んで温度センサ６，７，８の異常を判定し、偏差が基準偏差を上回っていなければステップＳ９へ進んで温度センサ６，７，８が正常であると判定されるようにしてある。
【００３５】
つまり、エンジンの運転中における所定時間以上の安定運転条件下では、既に触媒３，４の床温度が排気温度に暖められて該触媒３，４の前後で大きな排気温度の変化は起こらなくなっており、僅かに触媒３，４を通過する間に外気へ放熱していく分だけ温度低下するにすぎないため、触媒３，４の夫々を間に挟む前後の温度センサ６，７及び温度センサ７，８の組み合わせに関し、各組で前側となる温度センサ６，７の検出値が判れば、この検出値から外気への放熱分だけ低い排気温度が各組で後側となる温度センサ７，８で検出されるものと推定される。
【００３６】
従って、触媒３，４の夫々を間に挟む前後の温度センサ６，７及び温度センサ７，８の組み合わせが共に正常であるならば、各組で後側となる温度センサ７，８の実測値が推定値に近い検出温度で測定されることになるはずであり、各組で後側となる温度センサ７，８の実測値に対し推定値が所定の基準偏差を上回る偏差を持っている時には、その該当する組の何れかに異常が発生しているものと判定される。
【００３７】
この際、各組の判定結果が判れば、その判定結果を相互に照らし合わせることにより各温度センサ６，７，８のうちの何れに異常が発生しているかを特定することが可能であり、例えば、触媒３を間に挟む前後の温度センサ６，７の組の何れかに異常が発生していると判定された場合に、次段の触媒４を間に挟む前後の温度センサ７，８の組に異常が判定されなかったならば、前述した前段の触媒３における前側の温度センサ６に異常が生じていることが特定され、次段の触媒４を挟む前後の温度センサ７，８の組に異常が判定されたならば、前述した前段の触媒３における後側の温度センサ７に異常が生じていることが特定される。
【００３８】
而して、このようにすれば、複数の触媒３，４を間に挟むように装備された各温度センサ６，７，８が正常に作動しているか否かを冷間始動時と運転中の両方で判定することができるので、各温度センサ６，７，８に異常が発生したことを確実に検知することができ、しかも、その異常が何れの温度センサ６，７，８に生じているかを特定することができる。
【００３９】
尚、本発明の温度センサの異常検知方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、排気浄化材には、パティキュレートフィルタや選択還元型触媒の他、ＮＯx吸蔵還元触媒、酸化触媒等を適宜に採用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１  排気管（排気系路）
３  触媒（排気浄化材）
４  触媒（排気浄化材）
５  排気ガス
６  温度センサ
６ａ  温度信号
７  温度センサ
７ａ  温度信号
８  温度センサ
８ａ  温度信号
９  制御装置
１１  回転センサ
１１ａ  回転数信号
１２  水温センサ
１２ａ  水温信号
【図１】
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【図２】
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