(57)【要約】【課題】フィルタ下流の排気通路に配置した複数の温度センサによる測定値に基づいてフィルタの故障を検出するシステムにおいて、フィルタの故障の検出精度を向上させる技術を提供する。【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの下流端からの距離が略等しい複数の位置における排気の温度を測定する複数の温度センサと、前記フィルタに流入する排気の温度を変化させる排気温度変化手段と、前記排気温度変化手段によって前記フィルタに流入する排気の温度を変化させる前後での前記各温度センサによる測定値の変化量のばらつきに基づいて、前記フィルタの故障を検出する検出手段と、を備える。【選択図】図６
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【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排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流端からの距離が略等しい複数の位置における排気の温度を測定する複数の温度センサと、
前記フィルタに流入する排気の温度を変化させる排気温度変化手段と、
前記排気温度変化手段によって前記フィルタに流入する排気の温度を変化させる前後での前記各温度センサによる測定値の変化量のばらつきに基づいて、前記フィルタの故障を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とするフィルタの故障検出システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記検出手段は、前記各温度センサによる測定値の変化量のばらつきの度合が所定の閾値より大きい場合に、前記フィルタが故障していると判定することを特徴とするフィルタの故障検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記検出手段は、前記温度センサと前記排気通路の壁面との距離に応じて、前記温度センサによる測定値の変化量を補正する補正手段を更に有し、該補正手段によって補正された前記変化量に基づいて、前記フィルタの故障を判定することを特徴とするフィルタの故障検出システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記補正手段は、外気温度と排気温度との差に応じて、前記温度センサによる測定値の変化量の補正量を定めることを特徴とするフィルタの故障検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気中の微粒子物質を捕集するフィルタの故障検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを排気通路に備えた内燃機関において、フィルタ下流の排気通路の径方向に複数の温度センサを配置し、該温度センサによる測定値に基づいてフィルタ下流における排気通路径方向の排気温度分布を推定し、該排気温度分布に基づいてフィルタの故障を検出するシステムが提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３２９１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７５２６号公報
【特許文献３】特開２００８−２６１３０２号公報
【特許文献４】特開２００６−００２７３６号公報
【特許文献５】特開２００３−１０６１４０号公報
【特許文献６】特開２００７−１６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のように複数の温度センサによる測定値に基づいてフィルタの故障を検出するシステムでは、温度センサ間で特性にばらつきがある場合に精度良くフィルタの故障を検出できない可能性があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、フィルタ下流の排気通路に配置した複数の温度センサによる測定値に基づいてフィルタの故障を検出するシステムにおいて、フィルタの故障の検出精度を向上させる技術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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係るフィルタの故障検出システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流端からの距離が略等しい複数の位置における排気の温度を測定する複数の温度センサと、
前記フィルタに流入する排気の温度を変化させる排気温度変化手段と、
前記排気温度変化手段によって前記フィルタに流入する排気の温度を変化させる前後での前記各温度センサによる測定値の変化量のばらつきに基づいて、前記フィルタの故障を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
フィルタに流入する排気（以下、「入ガス」という）の温度を変化させると、それに伴ってフィルタから流出する排気（以下、「出ガス」という）の温度も変化するが、フィルタ内で排気が通過した箇所における破損等の故障の有無によって、出ガス温度の変化の仕方が異なる。具体的には、故障箇所やその近傍を通過する排気は、非故障箇所を通過する排気と比較して、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量が大きい。これは、故障箇所やその近傍では、非故障箇所と比較して、排気とフィルタとの間の熱授受が少ないからである。
【０００８】
従って、フィルタに故障箇所が存在する場合、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量には、フィルタ内で排気が通過した位置と故障箇所との位置関係に応じたばらつきが生じる。フィルタに故障箇所が存在しない場合は、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量は、フィルタ内で排気が通過した位置によらず略同様であり、出ガス温度の変化量のばらつきは小さい。
【０００９】
このことから、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量のばらつきに基づいて、フィルタの故障の有無を判定することができる。
【００１０】
本発明では、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量のばらつきを、フィルタの下流端から等距離の位置に配置した複数の温度センサによる測定値の変化量に基づいて取得する。フィルタ下流端から等距離の位置に複数の温度センサを設けることにより、フィルタ内の異なる位置を通過して流出した排気の温度変化を取得することができる。
【００１１】
このように複数の温度センサを用いる場合、温度センサ毎の製造上の個体差や経時変化の違いによる温度センサ毎の測定値のばらつきが問題になる場合があるが、本発明の場合には、温度センサによる測定値そのものではなく測定値の変化量を取得するので、温度センサ毎の測定値のばらつきは相殺される。そして、この温度センサによる測定値の変化量に基づいて出ガス温度の変化量のばらつきを取得するので、温度センサ毎の測定値のばらつきの有無にかかわらず、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量のばらつきを精度良く取得することができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量のばらつきを精度良く取得することができるので、当該ばらつきに基づいて精度良くフィルタの故障を検出することが可能となる。
【００１３】
上記のように、フィルタに故障箇所が存在する場合、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量には、フィルタ内で排気が通過した位置と故障箇所との位置関係に応じたばらつきが生じる一方、フィルタに故障箇所が存在しない場合には、出ガス温度の変化量のばらつきは小さい。
【００１４】
従って、本発明において、前記検出手段は、前記各温度センサによる測定値の変化量のばらつきの度合が所定の閾値より大きい場合に、前記フィルタが故障していると判定するようにすることができる。
【００１５】
ここで、「所定の閾値」とは、フィルタに故障箇所が存在するか否かを判定するための、温度センサによる測定値の変化量のばらつきの度合の基準値である。この閾値は、例えば、フィルタに故障箇所が存在しない場合に、温度センサによる測定値の変化量のばらつきとして現れ得る最大の値や、出ガス温度の変化量のばらつきとして現れ得る最大の値に基づいて、定めることができる。この閾値は、温度変化手段によって入ガス温度に与えられる変化量や、温度変化手段によって入ガス温度を変化させる時の内燃機関の運転条件等に応じて設定されるようにしても良い。
【００１６】
排気通路を通過する排気は排気通路の壁面を介して外気との間で熱の授受を行う。外気と排気との間の熱授受の特性は、排気通路内の排気が流通する位置によって異なる。具体的には、排気の流通する位置が、外気に接している排気通路の壁面に近いほど、外気と排気との間の熱授受が行われ易い。外気と排気との間の熱授受が多いほど、入ガス温度変化に伴う出ガス温度変化の変化量は少なくなる。
【００１７】
従って、入ガス温度を変化させた場合に得られる温度センサによる測定値の変化量には、排気がフィルタ及び排気通路において通過した位置による外気との間の熱授受の相違に起因して、排気がフィルタ内で通過した箇所の故障の有無とは無関係なばらつきが生じてしまう可能性がある。その場合、温度センサによる測定値の変化量のばらつきに基づくフィルタの故障検出を精度良く行えない可能性がある。
【００１８】
そこで、本発明において、前記検出手段は、前記温度センサと前記排気通路の壁面との距離に応じて、前記温度センサによる測定値の変化量を補正する補正手段を更に有し、該補正手段によって補正された前記変化量に基づいて、前記フィルタの故障を判定するようにしても良い。
【００１９】
このような補正をすることにより、温度センサによる測定値の変化量に現れるばらつきから、排気が通過した位置に応じた外気と排気との間の熱授受の相違に起因するばらつきの影響を排除することができる。その結果、より精度良くフィルタの故障を検出することが可能になる。
【００２０】
ここで、上記のように、排気の流れる位置が排気通路の壁面に近いほど、入ガス温度を変化させた場合の温度センサによる測定値の変化量は小さくなる傾向があるので、外気に接している排気通路の壁面と温度センサとの距離が近いほど、取得した温度センサによる測定値の変化量を増加させるように補正すると良い。
【００２１】
温度センサによる測定値の変化量における排気と外気との間の熱授受に起因するばらつきは、排気温度と外気温度との差が大きいほどより顕著になる。
【００２２】
そこで、本発明において、前記補正手段は、外気温度と排気温度との差に応じて、前記温度センサによる測定値の変化量の補正量を定めるようにしても良い。
【００２３】
例えば、外気に接している排気通路の壁面と温度センサとの距離が近いほど、取得した温度センサによる測定値の変化量を増加させるように補正する場合の補正量を、外気温度と排気温度との差が大きいほど大きくすると良い。
【００２４】
本発明においては、フィルタの故障判定を行う場合には、温度変化手段によって入ガス温度を変化させ、それに伴う出ガス温度の変化量を測定するので、温度センサによる測定は外気温度と排気温度との差が変動する条件下で行われることになる。従って、温度センサによる測定が行われる時の外気温度と排気温度との差を考慮して温度センサによる測定値の変化量を補正することは、本発明に係る故障検出システムによって精度良くフィルタの故障を検出するために、特に好適である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、フィルタ下流の排気通路の配置した複数の温度センサによる測定値に基づいてフィルタの故障を検出する技術において、フィルタの故障の検出精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１及び２に係るフィルタ故障判定システムを適用するエンジン及びその吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る温度センサの設置態様を示す図である。
【図３】排気昇温制御に伴う入ガス温度の時間推移及び各温度センサによる測定値の時間推移を示す図である。
【図４】排気昇温制御に伴う入ガス温度の上昇量の時間推移及び各温度センサによる測定値の上昇量の時間推移を示す図である。
【図５】実施例１及び２に係るフィルタ故障判定処理の一部を表すフローチャートである。
【図６】実施例１に係るフィルタ故障判定処理の一部を表すフローチャートである。
【図７】実施例２に係る温度センサの設置態様を示す図である。
【図８】排気通路の中止軸線から温度センサの温度測定部までの距離と、排気昇温制御に伴う温度センサによる測定値の上昇量と、の関係を示す図である。
【図９】温度センサの温度測定部と排気通路の壁面との距離の相違による、温度センサによる測定値の上昇量の時間推移の相違を説明するための図である。
【図１０】排気と外気との温度差と、排気通路の壁面から温度測定部までの距離が異なる２つの温度センサによる測定値の上昇量の差と、の関係を示す図である。
【図１１】実施例２に係るフィルタ故障判定処理の一部を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明のフィルタの故障検出システムを適用する内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。エンジン１は４つの気筒１７を有するディーゼルエンジンである。各気筒１７は吸気マニホールド２を介して吸気通路８に連通する。また、排気マニホールド３を介して排気通路９に連通する。エンジン１は、吸気通路８に設けられたコンプレッサ６及び排気通路９に設けられたタービン７を有し、排気のエネルギーを利用して過給を行うターボチャージャ５を備えている。コンプレッサ６より下流側の吸気通路８には過給された吸気を冷却するインタークーラ４が設けられている。コンプレッサ６より上流側の吸気通路８には吸気の温度を測定する吸気温度センサ１９が設けられている。排気マニホールド３には排気中に燃料を添加する燃料添加弁１４が設けられている。排気マニホールド３と吸気マニホールド２とは、ＥＧＲ通路１５によって連通している。ＥＧＲ通路１５を介して排気の一部が吸気系に再循環する。ＥＧＲ通路１５には、ＥＧＲ通路１５を介して吸気マニホールド２に流入する排気の量を調節するＥＧＲ弁１８が設けられている。
【００２９】
タービン７より下流側の排気通路９には、排気中のＮＯｘを吸蔵し還元浄化する吸蔵還元型のＮＯｘ触媒１２及び排気中の微粒子物質を捕集するウォールフロー型のパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」と称する）１３が設けられている。ＮＯｘ触媒１２に所定量のＮＯｘが吸蔵されたと判断された場合には、ＮＯｘ触媒１２に流入する排気の空燃比をリッチ化してＮＯｘ触媒１２に吸蔵されたＮＯｘを放出させ還元浄化するＮＯｘ還元処理を行う。また、フィルタ１３に所定量の微粒子物質が捕集されたと判断された場合には、フィルタ１３を昇温してフィルタ１３に捕集された微粒子物質を酸化除去するフィルタ再生処理を行う。燃料添加弁１４による排気への燃料添加、リッチ空燃比による燃焼、ポスト噴射等の既知の制御を実行することによって、ＮＯｘ還元処理やフィルタ再生処理を行う。
【００３０】
フィルタ１３の入口付近の排気通路９には、フィルタ１３に流入する排気の温度を測定する温度センサ１１が設けられている。また、フィルタ１３の出口付近の排気通路９には、フィルタ１３から流出する排気の温度を測定する複数の温度センサ１０が設けられている。複数の温度センサ１０の詳細な設置態様については後述する。
【００３１】
更に、エンジン１の運転状態を制御するＥＣＵ１６が備えられている。ＥＣＵ１６は、温度センサ１０や温度センサ１１その他の各種センサからの入力を受け、その入力データに基づいてエンジン１の運転状態や運転者の要求を取得し、燃料噴射制御やフィルタ再生処理、ＮＯｘ還元処理その他の各種機関制御を実行するコンピュータユニットである。
【００３２】
フィルタ再生処理時の過昇温等に起因してフィルタ１３の内部に破損等の故障が生じる場合があるので、そのような故障を早期に検出する必要がある。
【００３３】
本実施例では、フィルタ１３に流入する排気（以下、「入ガス」という）の温度を変化させた場合のフィルタ１３から流出する排気（以下、「出ガス」という）の温度変化のばらつきに基づいて、フィルタ１３の故障を検出する。以下、本実施例に係るフィルタ故障検出について説明する。
【００３４】
入ガス温度を変化させると、それに伴って出ガス温度も変化するが、フィルタ１３内で排気が通過した箇所における故障の有無によって、出ガス温度の変化の仕方が異なる。具体的には、故障箇所やその近傍を通過する排気は、非故障箇所を通過する排気と比較して、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量が大きい。
【００３５】
これは、フィルタ１３の故障箇所においては、フィルタ１３と排気との接触面積が減少するとともに、圧力損失が低下して排気の流速が増加するため、故障箇所やその近傍を通過する排気は、非故障箇所を通過する排気と比較して、排気とフィルタ１３との間で行われる熱授受が少ないからである。
【００３６】
従って、フィルタ１３内に故障箇所が存在する場合、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量には、フィルタ１３内で排気が通過した位置と故障箇所との位置関係に応じたばらつきが生じる。一方、フィルタ１３内に故障箇所が存在しない場合は、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量は、フィルタ１３内で排気が通過した位置によらず略同様であり、出ガス温度の変化量のばらつきは小さい。
【００３７】
この点に着目して、本実施例では、フィルタ１３内で排気が通過した位置による、入ガス温度変化に伴う出ガス温度変化量のばらつきに基づいて、フィルタ１３の故障の有無を判定する。
【００３８】
「フィルタ１３内で排気が通過した位置による出ガス温度変化量のばらつき」は、フィルタ１３の出口近傍に設けた複数の温度センサ１０による測定値に基づいて取得する。
【００３９】
ここで、温度センサ１０の設置態様について図２に基づいて説明する。図２は、排気通路９の中心軸線に垂直な断面（図１のＸ−Ｘ’断面）による排気通路９の断面図である。複数の温度センサ１０は、フィルタ１３の下流端から等距離の面上において出ガス温度を測定するように配置する。本実施例では、フィルタ１３の下流端は排気通路９の中心軸線に垂直であるとする。従って、排気通路９の中心軸線に垂直な面が、フィルタ１３の下流端から等距離の面となる。
【００４０】
図２に示すように、温度センサ１０は計５個設けられており（温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの温度測定部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは断面Ｘ−Ｘ’上に位置している。従って、各温度測定部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、フィルタ１３の下流端から等距離の位置においてフィルタ１３から流出する排気の温度を測定する。
【００４１】
図２において、破線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、断面Ｘ−Ｘ’上において排気通路９の中心軸
線から距離Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の等距離線を表している。図２に示すように、温度測定部１１ａは排気通路９の中心軸線上に配置され、その他の温度測定部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは等距離線Ａ３上に等間隔で配置されている。
【００４２】
図２において、領域２０は、断面Ｘ−Ｘ’上におけるフィルタ１３内の故障箇所に対応する領域を示す。この場合、温度測定部１１ｂが、故障箇所に対応する領域２０に最も近い。そのため、温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる出ガス温度の測定値のうち、温度センサ１０ｂによる測定値が、フィルタ１３内の故障による影響を最も強く受ける。例えば、入ガス温度を上昇させた場合には、温度センサ１０ｂによる出ガス温度の測定値は、温度センサ１０ａ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる出ガス温度の測定値と比較して高くなると考えられる。
【００４３】
しかしながら、このように複数の温度センサを用いる場合、温度センサ毎の製造上の個体差や経時変化の違いによって温度センサ毎のオフセット誤差等の測定特性にばらつきがある場合がある。そのため、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値そのものの比較によっては、フィルタ１３における故障の有無を正確に判定できない場合がある。この問題について、図３に基づいて説明する。
【００４４】
図３は、入ガス温度を上昇させた場合の、温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる出ガス温度の測定値の時間推移の一例を示す図である。図３の縦軸は温度、横軸は時間を表す。図３に示すように、時刻ｔ０において入ガス温度Ｔｉｎを上昇させると、それに伴って時刻ｔ０から一定時間遅れて出ガス温度が上昇し始め、時刻ｔ０’の前後で温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる出ガス温度の測定値Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅが上昇し始める。
【００４５】
故障箇所に対応する領域２０に近い温度センサ１０ｂによる測定値は太い破線Ｔｂ’により表している。フィルタ１３内に故障箇所が存在しない場合に温度センサ１０ｂによって取得される測定値は、太い実線Ｔｂにより表している。両者を比較すると判るように、故障箇所が存在する場合の測定値Ｔｂ’は、故障箇所が存在しない場合の測定値Ｔｂより高い。
【００４６】
しかしながら、温度センサ１０による測定値が上昇し始める前（時刻ｔ０〜ｔ０’）のグラフから判るように、出ガス温度が等しいはずの状況において、温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値にばらつきがある。図３の例では、傾向として、温度センサ１０ａ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値は、温度センサ１０ｂによる測定値より高くなっている。
【００４７】
このうち、温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値が温度センサ１０ｂによる測定値より高い傾向は、温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値に係るオフセット誤差が温度センサ１０ｂによる測定値に係るオフセット誤差よりも大きいというこれら温度センサ間の測定特性のばらつきに起因する測定値のばらつきである。
【００４８】
このような温度センサ１０毎の測定値のばらつきのために、図３に示すように、フィルタ１３内の故障箇所を通過したために高い値になっている温度センサ１０ｂによる測定値Ｔｂ’と、温度センサ１０ｂよりもオフセット誤差が大きいために全体的に温度センサ１０ｂによる測定値よりも高い値になっている温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅと、を区別することが困難となっている。温度センサ１０毎の測定特性のばらつきは、製造上の個体差や経時変化の相違に起因するランダムなばらつきであり、予測して補正することは困難である。
【００４９】
なお、温度センサ１０ａによる測定値が温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値よりも高い傾向は、温度測定部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの断面Ｘ−Ｘ’上での位置の違いに起因する測定値のばらつきである。このばらつきは、フィルタ１３の中央部と周辺部とで通過する排気の流速が異なることや、排気通路９の壁面からの距離によって外気との間の熱授受の量が異なることに起因するばらつきであり、温度センサ１０毎の測定特性のばらつきと異なり、予測することができ、予測に基づいて補正を行うことも可能である。このような温度測定部１１の位置の違いによる測定値のばらつきを考慮したフィルタ１３の故障判定については、実施例２において説明する。
【００５０】
このように、複数の温度センサを用いる場合、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値そのものの比較によっては、フィルタ１３における故障の有無を正確に判定できない場合がある。
【００５１】
そこで、本実施例に係るフィルタ故障検出システムでは、入ガス温度を変化させて、それに伴う出ガス温度の変化量を各温度センサ１０による測定値の変化量として取得する。上述したように、フィルタ１３に故障箇所が存在する場合、入ガス温度を変化させた場合の出ガス温度の変化量には、フィルタ１３内で排気が通過した位置と故障箇所の存在する位置との関係に応じたばらつきが生じるので、上記のようにして取得した出ガス温度の変化量のばらつきに基づいて、フィルタ１３の故障の有無を判定することができる。
【００５２】
そして、出ガス温度の変化量は、各温度センサ１０による測定値の変化量として取得するので、温度センサ１０の測定値に含まれる測定特性に依存する部分は測定値の変化量を算出する段階で相殺される。従って、温度センサ１０毎に測定特性にばらつきがあったとしても、温度センサ１０による測定値の変化量は、そのばらつきの影響を受けにくい。よって、温度センサ１０の測定値の変化量のばらつきは、フィルタ１３内の故障の有無を精度良く反映したものとなる。
【００５３】
図４は、入ガス温度を上昇させた場合の、図３の例と同一の測定特性のばらつきを有する温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる出ガス温度の測定値の上昇量の時間推移の一例を示す図である。図４の縦軸は温度上昇量、横軸は時間を表す。縦軸の温度上昇量は、入ガス温度Ｔｉｎに関しては、入ガス温度を上昇させる処理の開始直前の温度を初期値とした温度上昇量を表し、温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値に関しては、出ガス温度が上昇し始める直前の各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値を初期値とした測定値の変化量を表す。
【００５４】
図４に示すように、時刻ｔ０において入ガス温度の上昇量が増加し始めると、それに伴って時刻ｔ０から一定時間遅れて出ガス温度の上昇量が増加し始め、時刻ｔ０’の前後で各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量ΔＴａ，ΔＴｂ，ΔＴｃ，ΔＴｄ，ΔＴｅが増加し始める。
【００５５】
故障箇所に対応する領域２０に近い温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量は太い破線ΔＴｂ’により表している。同じ状況でフィルタ１３内に故障箇所が存在しない場合に取得される温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量は、太い実線ΔＴｂにより表している。両者を比較すると判るように、故障箇所が存在する場合の測定値の上昇量ΔＴｂ’は、故障箇所が存在しない場合の測定値の上昇量ΔＴｂよりも多い。
【００５６】
図４に示すように、フィルタ１３に故障箇所が存在しない場合には、出ガス温度の上昇が開始してから収束するまでの間の一定期間において、各温度センサ１０による測定値の上昇量ΔＴａ，ΔＴｂ、ΔＴｃ、ΔＴｄ、ΔＴｅは、各温度センサ１０が図３の例と同一の測定特性のばらつきを有しているにもかかわらず、略等しい値が得られる。
【００５７】
一方、フィルタ１３に故障箇所が存在する場合には、出ガス温度の上昇が開始してから収束するまでの間の一定期間において、故障箇所に対応する領域２０に近い温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量ΔＴｂ’を除いて、各温度センサ１０による測定値の上昇量ΔＴａ、ΔＴｃ、ΔＴｄ、ΔＴｅは、略等しい値が得られる。そして、故障箇所に対応する領域２０に近い温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量ΔＴｂ’は、その他の温度センサ１０による測定値の上昇量ΔＴａ、ΔＴｃ、ΔＴｄ、ΔＴｅと比較して顕著に大きい値が得られる。
【００５８】
このように、フィルタ１３に故障箇所が存在する場合には、入ガス温度の上昇に伴う各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量のばらつきは、故障箇所が存在しない場合と比較して大きくなる。そして、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量のばらつきは、各温度センサ１０の測定特性のばらつきの影響を受けにくい。従って、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量のばらつきは、フィルタ１３における故障の有無を精度良く反映した量としてフィルタ１３の故障判定に用いることができる。
【００５９】
本実施例におけるフィルタの故障検出処理について、図５及び図６に基づいて説明する。図５及び図６は、本実施例に係るフィルタの故障検出処理のフローチャートである。このフローチャートはエンジン１の運転中ＥＣＵ１６によって繰り返し実行される。
【００６０】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１６は、フィルタ１３の故障検出処理を実行する条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、フィルタ１３の温度が所定温度以上で安定していて、入ガス温度センサ１１及び温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが全て正常であり、フィルタ１３に流入する排気の流量が所定流量以上であり、それまでにフィルタ１３の異常が検出されていない場合に、故障検出処理を実行する条件が成立していると判定する。入ガス温度センサ１１及び温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが正常か否かは別途実行される処理により判定するが、公知のセンサ異常検出ルーチンを利用することができるので、ここでは詳細な説明は割愛する。なお、フィルタ１３の故障検出処理をフィルタ１３の再生処理と同時に実行するようにシステムを構成することもできる。その場合には、フィルタ１３における微粒子物質の捕集量が所定量以上であることも条件に加えても良い。ステップＳ１０１で肯定判定された場合、ＥＣＵ１６はステップＳ１０２の処理に進む。それ以外の場合、本フローチャートの処理を一旦終了する。
【００６１】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１６は、排気昇温制御を実施中であるか否かを判定する。本ステップの初回の処理時は排気昇温制御は行われていないので、否定判定され、その場合ＥＣＵ１６はステップＳ１０３の処理に進む。肯定判定された場合、ＥＣＵ１６は図６のステップＳ１０５の処理に進む。
【００６２】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１６は、排気昇温制御を開始する。具体的には、燃料添加弁１４による排気中への燃料添加、ポスト噴射、ＥＧＲ弁１８を閉弁することによるＥＧＲカット等を実行する。排気昇温制御としては既知の制御を利用することができるので、ここでは詳細な説明は割愛する。ステップＳ１０３の処理を実行するＥＣＵ１６が、本発明における温度変化手段に相当する。
【００６３】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１６は、入ガス温度の初期値Ｔｉｎ（ｔ０）と、各温度センサ１０による測定値の初期値Ｔｉ（ｔ０）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を取得する。入ガス温度の初期値Ｔｉｎ（ｔ０）は入ガス温度センサ１１による測定値から取得する。
【００６４】
以上説明したフローチャートの処理を実行することにより、入ガス温度を上昇させる制御が実施中となるので、次回のこのフローチャートの実行時にステップＳ１０２において肯定判定され、ＥＣＵ１６はステップＳ１０５の処理に進む。
【００６５】
図６のステップＳ１０５において、ＥＣＵ１６は、時刻ｔＭにおける入ガス温度Ｔｉｎ（ｔＭ）を取得し、続くステップＳ１０６において、時刻ｔＭにおける各温度センサ１０による測定値Ｔｉ（ｔＭ）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を取得する。ここで、時刻ｔＭは、図４に示すように、入ガス温度の上昇に伴う温度センサ１０による測定値の上昇が開始する時刻ｔ０’から略収束する時刻ｔ０’’までの期間内の所定の時刻である。図４から判るように、この期間内は、フィルタ１３の故障箇所を通過した排気と非故障箇所を通過した排気とで、出ガス温度の上昇量の時間推移の挙動が大きく異なり、且つ、非故障箇所を通過した排気の温度上昇量の時間推移の挙動が略一致しているので、フィルタ１３に故障箇所が存在する場合には、各温度センサ１０の測定値の上昇量の間のばらつきが顕著に現れる。従って、精度良くフィルタ１３の故障を検出することができる。
【００６６】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１６は、各温度センサ１０による測定値の初期値からの上昇量ΔＴｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を取得する。具体的には、ステップＳ１０６で取得した時刻ｔＭにおける各温度センサ１０による測定値Ｔｉ（ｔＭ）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）と、ステップＳ１０４で取得した各温度センサによる測定値の初期値Ｔｉ（ｔ０）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）と、の差を算出する。
【００６７】
続くステップＳ１０８及びＳ１０９において、ＥＣＵ１６は、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきを取得する。本実施例では、各温度センサ１０による測定値の上昇量ΔＴｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）のうち、最大のものと最小のものとの差を、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきとして算出する。
【００６８】
まず、ステップＳ１０８において、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０７で取得した各温度センサ１０による測定値の上昇量のうちの最大値ΔＴｍａｘと最小値ΔＴｍｉｎとを取得する。
【００６９】
そして、ステップＳ１０９において、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０８で取得した各温度センサ１０による測定値の上昇量の最大値ΔＴｍａｘと最小値ΔＴｍｉｎとの差｜ΔＴｍａｘ−ΔＴｍｉｎ｜を、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきΔＴｆｉｎとする。
【００７０】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０９で取得した各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきΔＴｆｉｎが所定の閾値より大きいか否かを判定する。ここで、所定の閾値は、フィルタ１３に故障箇所が存在するか否かを判定するための、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきの基準値である。この閾値は、フィルタ１３に故障箇所が存在しない場合に、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきとして現れ得る最大の値を予め実験等により調べて、その値に基づいて定める。この閾値は、ステップＳ１０３の排気昇温制御の目標排気温度や、エンジン１の負荷や回転数等の運転状態に応じた値を設定しても良い。
【００７１】
ステップＳ１１０においてばらつきΔＴｆｉｎが閾値より大きい場合、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１１１に進み、フィルタ１３に故障箇所が存在すると判定する。この時、運転者にフィルタ１３の故障を通知するＭＩＬを点灯する等の処理を行うこともできる。一方、ステップＳ１１０においてばらつきΔＴｆｉｎが閾値以下の場合、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１１２に進み、フィルタ１３に故障箇所は存在しないと判定する。
【００７２】
ステップＳ１０６〜ステップＳ１１２の処理を実行するＥＣＵ１６が、本発明における検出手段に相当する。
【００７３】
以上説明したフローチャートの処理を実行することにより、温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの測定特性にばらつきがある場合においても、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量に基づいて、精度良くフィルタ１３の故障を検出することができる。
【実施例２】
【００７４】
次に、実施例２について説明する。本実施例では、温度センサ１０の設置態様が実施例１と異なっている。図７は、本実施例における温度センサ１０の設置態様を示した図である。実施例１の温度センサ１０の設置態様との相違点は、実施例１では、周辺部の温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの温度測定部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは全て、中心軸線からの距離がＲ３の等距離線Ａ３上に配置されていたのに対し、本実施例では、周辺部の温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのうち、温度センサ１０ｂの温度測定部１１ｂは中心軸線からの距離がＲ３の等距離線Ａ３上に配置される一方、温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの温度測定部１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは中心軸線からの距離がＲ２の等距離線Ａ２上に配置されている点である。
【００７５】
このように断面Ｘ−Ｘ’上での温度測定部１１の位置が異なる場合、入ガス温度を上昇させたときの温度センサ１０による測定値の変化量に、温度測定部１１の位置の相違に起因するばらつきが生じる場合がある。
【００７６】
例えば、排気通路９を流れる排気は排気通路９の壁面を介して外気との間で熱授受を行うが、排気通路９内で排気が流れる位置が排気通路９の壁面に近いほど、この外気との間で行われる熱授受の量が多い傾向がある。入ガス温度を上昇させる場合には、排気通路９内で排気が流れる位置が排気通路９の壁面に近いほど（言い換えると、排気通路９の中心軸線からの距離が長いほど）、外気への放熱が多くなり、出ガス温度の上昇量が少なくなる。
【００７７】
従って、図８に示すように、入ガス温度を上昇させた場合の温度センサ１０による測定値の上昇量は、温度センサ１０の温度測定部１１の位置が排気通路９の中心軸線から外周側になるほど少なくなる傾向がある。
【００７８】
そのため、本実施例のように周辺部の温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの温度測定部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの位置が中心軸線からの等距離ではない構成では、温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量のばらつきには、フィルタ１３内の故障の有無とは異なる要因によるばらつきが含まれることになるので、温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきに基づくフィルタ１３の故障検出を精度良く行えない可能性がある。
【００７９】
例えば、図７に示すように、断面Ｘ−Ｘ’上でフィルタ１３内の故障箇所に対応する領域２０に最も近い位置に温度センサ１０ｂの温度測定部１１ｂがある場合、入りガス温度の上昇に伴って取得される各温度センサ１０による測定値の上昇量には、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量がその他の温度センサ１０ａ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量と比較して大きい、というばらつきが生じる。そして、そのばらつきの度合（実施例１の場合、測定値の上昇量の最大値と最小値との差）が閾値より大きいことに基づいて、フィルタ１３の故障を検出することができる。
【００８０】
しかしながら、温度センサ１０ｂの温度測定部１１ｂは、その他の温度センサ１０ａ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの温度測定部１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅよりも排気通路９の外壁に近いため、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量は外気への放熱の影響で減少する。そのため、図９に示すように、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量ΔＴｂ’（一点鎖線で表示）は、周辺部のその他の温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量ΔＴｃ、ΔＴｄ、ΔＴｅ（太い実線で表示）と比較して大差ないものとなり、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつき（実施例１の例では測定値の上昇量の最大値と最小値との差ΔＴｍａｘ）が閾値より大きい値とならず、結果としてフィルタ１３に故障箇所は存在しないという誤判定を招く可能性がある。
【００８１】
そこで、本実施例では、周辺部の温度センサ１０ｂと周辺部のその他の温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとの断面Ｘ−Ｘ’上での位置の相違に基づいて、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量を補正するようにした。具体的には、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量に対して増加補正を行う。補正量は、フィルタ１３に故障が存在しない場合の温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量が略等しくなるように定める。
【００８２】
このような補正をすることにより、図９に示すように、温度センサ１０ｂによる測定値の補正後の上昇量ΔＴｂ’’（太い破線で表示）は、周辺部のその他の温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量ΔＴｃ、ΔＴｄ、ΔＴｅ（太い実線で表示）と比較して大幅に大きい値となり、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきΔＴｍａｘ’が閾値より大きくなり、フィルタ１３に故障箇所が存在すると適切に判定することが可能となる。
【００８３】
このように、断面Ｘ−Ｘ’上での各温度測定部１１の位置の相違に応じて、各温度センサ１０による測定値の上昇量を補正することにより、入ガス温度を上昇させた場合に取得される各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきから、各温度センサ１０の温度測定部１１の位置の相違による外気と排気との間の熱授受に起因するばらつきの影響を排除することができる。これにより、本実施例のように周辺部の温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが中心軸線から等距離の位置に配置されていない場合であっても、精度良くフィルタ１３の故障を検出することができる。
【００８４】
なお、断面Ｘ−Ｘ’上での中央部の温度センサ１０ａと周辺部の温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとの位置の相違に応じて、温度センサ１０ａによる測定値の上昇量や温度センサ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量を補正するようにしても良い。その場合、例えば、温度センサ１０ａによる測定値の上昇量を減少補正し、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量を上記説明のように増加補正することによって、フィルタ１３に故障が存在しない正常時に全ての温度センサ１０による測定値の上昇量が略等しくなるようにすると良い。或いは、温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量を上記説明のように増加補正し、温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量を温度センサ１０ｂの測定値の上昇量の補正量よりも少ない量だけ増加補正することによって、フィルタ１３に故障が存在しない正常時に全ての温度センサ１０による測定値の上昇量が略等しくなるようにしても良い。
【００８５】
また、外気と排気との間の熱授受の影響による出ガスの温度上昇量の低下は、外気温度と排気温度との差の影響も受ける。図１０は、排気と外気との温度差と、排気通路９の壁面から温度測定部１１までの距離が異なる２つの温度センサ１０による測定値の上昇量の差と、の関係を示す図である。図１０に示すように、排気と外気との温度差が大きいほど、温度測定部１１の位置の相違による測定値の上昇量の差は大きくなる。例えば、図１０において、排気昇温制御を開始してからΔｔ２経過後の排気の温度は、Δｔ１（＜Δｔ２
）経過後の排気の温度より高くなっており、従って排気と外気との温度差もより大きくなっているので、例えば温度センサ１０ｂによる測定値の上昇量と、温度センサ１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量と、の差も、排気昇温制御開始後Δｔ１経過した時点よりΔｔ２経過した時点の方が大きくなる。
【００８６】
従って、断面Ｘ−Ｘ’上での温度測定部１１の位置の相違に応じて温度センサ１０による測定値の上昇量を補正する場合に、その補正量を排気と外気との温度差による影響をも考慮して定めるようにしても良い。そうすることにより、より精度良くフィルタ１３の故障を検出することができる。
【００８７】
なお、本実施例では、排気昇温制御の開始後所定期間にわたって温度センサ１０による測定を複数回行う。そして、各回の測定において、直前の測定により得られた測定値と今回の測定により得られた測定値との差を算出し、それを当該測定回における各温度センサ１０による測定値の変化量とする。このようにして取得した各温度センサ１０による測定値の変化量のうち最大値と最小値との差を算出する。そして、この差を全測定にわたって積算し、これを各温度センサ１０による測定値の変化量のばらつきの度合とする。このようにして算出したばらつきの度合と閾値との比較に基づいて、フィルタ１３の故障を判定する。
【００８８】
ここで、所定期間とは、実施例１の図４において説明した時刻ｔ０’（入ガス温度の上昇に伴う温度センサ１０による測定値の上昇が開始する時刻）から時刻ｔ０’’（温度センサ１０による測定値の上昇が略収束する時刻）までの期間であり、フィルタ１３の故障箇所を通過した排気と非故障箇所を通過した排気とで、出ガス温度の上昇量の時間推移の挙動が大きく異なり、且つ、非故障箇所を通過した排気の温度上昇量の時間推移の挙動が略一致する期間である。この期間内で取得した出ガス温度上昇量には、フィルタ１３内に存在する故障箇所に起因するばらつきが顕著に現れるので、精度良くフィルタ１３の故障を検出することができる。
【００８９】
測定回数Ｎを予め定めておき、所定期間を回数Ｎで除した時間間隔（ｔ０’’−ｔ０’）／Ｎ毎に、温度センサ１０による測定を実行する。
【００９０】
本実施例に係るフィルタ故障検出処理について、図１１のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、実施例１で説明した図５のフローチャートのステップＳ１０２において肯定判定された場合、すなわち、フィルタ１３の故障検出実行条件が成立し、且つ、排気昇温制御が実施中であると判定された場合に、実行される処理内容を示す。
【００９１】
ステップＳ２０５において、ＥＣＵ１６は、時刻ｔｊにおける入ガス温度Ｔｉｎ（ｔｊ）を取得し、続くステップＳ２０６において、時刻ｔｊにおける各温度センサ１０による測定値Ｔｉ（ｔｊ）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を取得する。ここで、時刻ｔｊは、上述した所定期間内で行われる複数回の測定のうち、ｊ番目の測定を行う時刻を表す。
【００９２】
ステップＳ２０７において、ＥＣＵ１６は、前回（時刻ｔｊ−１）取得した各温度センサ１０による測定値Ｔｉ（ｔｊ−１）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）からの上昇量ΔＴｉ（ｔｊ）を取得する。ここでは、ステップＳ２０５で取得した時刻ｔｊにおける各温度センサ１０による測定値Ｔｉ（ｔｊ）と、前回（時刻ｔｊ−１）のこのフローチャート処理時のステップＳ２０５で取得した時刻ｔｊ−１における各温度センサ１０による測定値Ｔｉ（ｔｊ−１）と、の差を算出する。
【００９３】
ステップＳ２０８において、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０７で取得した各温度センサ
１０による測定値の上昇量を補正するための補正量Ｔｃｏｒｉ（ｔｊ）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を算出する。ここでは、各温度センサ１０の温度測定部１１が排気通路９の壁面に近いほど上昇量ΔＴｉ（ｔｊ）を増加補正するとともに、排気と外気との温度差が大きいほど当該増加補正の補正量が大きくなるように、各温度センサ１０の温度測定部１１と排気通路９の壁面との距離と、排気と外気との温度差と、に応じて予め定められた関係から補正量Ｔｃｏｒｉ（ｔｊ）を算出する。排気と外気との温度差は、ステップＳ２０５で取得した時刻ｔｊにおける入ガス温度Ｔｉｎ（ｔｊ）と、吸気温度センサ１９によって測定される吸気温度との差として算出する。
【００９４】
ステップＳ２０９において、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０７で取得した各温度センサ１０による測定値の上昇量ΔＴｉ（ｔｊ）をステップＳ２０８で算出した補正量Ｔｃｏｒｉ（ｔｊ）により補正し、各温度センサ１０による測定値の補正後の上昇量ΔＴｆｉｎｉ（ｔｊ）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を算出する。
【００９５】
ステップＳ２１０において、ステップＳ２０９で算出した各温度センサ１０による測定値の上昇量ΔＴｆｉｎｉ（ｔｊ）（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）のうちの最大値ΔＴｍａｘ（ｔｊ）及び最小値ΔＴｍｉｎ（ｔｊ）を取得する。
【００９６】
ステップＳ２１１において、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２１０で取得した各温度センサ１０による測定値の上昇量の最大値ΔＴｍａｘ（ｔｊ）と最小値ΔＴｍｉｎ（ｔｊ）との差を算出し、これをｊ番目の測定における各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきΔＴｆｉｎ（ｔｊ）とする。
【００９７】
ステップＳ２１２において、ＥＣＵ１６は、前回（ｊ−１番目）の測定までに算出した各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきの積算値に、今回（ｊ番目）の測定で算出した各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきΔＴｆｉｎ（ｔｊ）を加算する。
【００９８】
ステップＳ２１３において、ＥＣＵ１６は、所定回数（Ｎ回）の測定が完了したか否かを判定する。測定回数ｊが所定回数Ｎに達していない場合は、一旦このフローチャートの処理を抜け、上述した測定時間間隔経過後に再び本フローチャートの処理を実行して測定を行う。測定回数ｊが所定回数Ｎに達した場合は、ステップＳ２１４の処理に進む。
【００９９】
ステップＳ２１４において、ＥＣＵ１６は、全Ｎ回分の各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきの積算値が、所定の閾値より大きいか否かを判定する。この閾値は、フィルタ１３に故障箇所が存在するか否かを判定するための、各温度センサ１０による測定値の上昇量のばらつきのＮ回分の積算値の基準値であり、フィルタ１３に故障箇所が存在しない場合に算出され得る積算値の最大値に基づいて定める。この閾値は、ステップＳ１０３の排気昇温制御の目標排気温度や、エンジン１の負荷や回転数等の運転状態に応じた値を設定しても良い。
【０１００】
ステップＳ２１４においてばらつきの積算値が閾値より大きい場合、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２１５に進み、フィルタ１３に故障箇所が存在すると判定する。この時、運転者にフィルタ１３の故障を通知するＭＩＬを点灯する等の処理を行うこともできる。一方、ステップＳ２１４においてばらつきの積算値が閾値以下の場合、ＥＣＵ１６はステップＳ２１６に進み、フィルタ１３に故障箇所は存在しないと判定する。
【０１０１】
ステップＳ２０５〜ステップＳ２１６の処理を実行するＥＣＵ１６が、本発明における検出手段に相当する。
【０１０２】
以上説明したフローチャートの処理を実行することにより、温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの温度測定部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの位置の相違による測定値の上昇量のばらつきの影響を排除して、各温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅによる測定値の上昇量に基づいて、精度良くフィルタ１３の故障を検出することができる。
【０１０３】
以上説明した各実施例は本発明の一実施形態であり、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて種々の組み合わせや変形が可能である。例えば、上記実施例は中央部に１つの温度センサ及び周辺部に５つの温度センサを配置した例について説明したが、温度センサの配置及び個数はこれに限られない。特に、実施例２で説明した補正を行うことにより、どのような不規則的なセンサ配置にも対応することができる。逆に、排気通路の壁面からの距離や中心軸線からの距離が等距離の位置に温度センサを配置して補正処理を省略することにより、フィルタの故障検出処理を簡単化することもできる。入ガス温度センサ１１は本発明の実施には必ずしも必須の構成要素ではない。フィルタ１３の出ガス温度の変化量を複数箇所で測定できれば良い。実施例２では温度センサの位置による補正と、外気と排気との温度差による補正と、の両方の補正を行う場合を説明したが、必ずしも両方の補正を行う必要もない。また、上記各実施例は排気昇温制御によりフィルタ入ガスを昇温させた場合の温度センサによる測定値の上昇量のばらつきに基づいてフィルタの故障判定をする例について説明したが、原理的には排気の温度を下降させた場合の温度センサによる測定値の低下量のばらつきに基づく故障検出も可能である。但し、フィルタ入ガス温度をより大きく変化させた方が、フィルタの故障検出の精度が高くなるので、その点で入ガス温度を上昇させた方が検出精度を高めやすい。実施例２で説明した補正処理は、実施例２の温度センサによる測定値の上昇量のばらつきの積算値に基づく故障検出だけでなく、実施例１の故障検出にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１     エンジン
２     吸気マニホールド
３     排気マニホールド
４     インタークーラ
５     ターボチャージャ
６     コンプレッサ
７     タービン
８     吸気通路
９     排気通路
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ     温度センサ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ     温度測定部
１２   ＮＯｘ触媒
１３   フィルタ
１４   燃料添加弁
１５   ＥＧＲ通路
１６   ＥＣＵ
１７   気筒
１８   ＥＧＲ弁
１９   吸気温度センサ
２０   Ｘ−Ｘ’断面上でフィルタ内の故障箇所に対応する領域
【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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