(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に、粒状物質捕集フィルタが配設されると共に、該粒状物質捕集フィルタの下流側において粒状物質量が増大するのに伴って出力が変化する積算式の粒状物質センサが配設されたエンジンの排気浄化装置であって、
前記粒状物質センサの出力値の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記粒状物質センサの検出可能期間を複数に分割してなる各分割検出期間毎に、前記変化量検出手段で検出される変化量に対応した粒状物質量を設定する粒状物質量設定手段と、
前記変化量検出手段により検出された変化量を前記粒状物質量設定手段により設定された粒状物質量に変換して、前記粒状物質捕集フィルタからリークされるリーク粒状物質量を決定するリーク粒状物質量決定手段と、
前記リーク粒状物質量決定手段により決定されたリーク粒状物質量に基づいて、前記粒状物質捕集フィルタの故障を判定する故障判定手段と、
を備えていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、
エンジンの運転状態に基づいて、前記粒状物質捕集フィルタに流入される粒状物質量を推定する粒状物質量推定手段と、
前記粒状物質量推定手段で推定された粒状物質量と前記リーク粒状物質量決定手段で決定されたリーク粒状物質量とに基づいて、前記粒状物質捕集フィルタの捕集効率を算出する捕集効率算出手段と、
前記粒状物質センサに堆積している堆積粒状物質量を除去して、該粒状物質センサを再生する再生手段と、
をさらに備え、
前記故障判定手段は、前記捕集効率算出手段で算出された捕集効率があらかじめ設定された所定のしきい値以下のときに前記粒状物質捕集フィルタが故障であると判定し、
前記再生手段による再生が、前記粒状物質センサにより粒状物質量が検出可能な範囲でもって終了される、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記排気通路に、前記粒状物質捕集フィルタの上流側において、上流側粒状物質センサが配設され、
前記粒状物質量推定手段で推定される推定粒状物質量を、前記上流側粒状物質センサの出力に基づいて補正する補正手段をさらに備えている、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記粒状物質捕集フィルタの上流側において前記排気通路に配設され、前記粒状物質捕集フィルタに流入される粒状物質量を検出するための上流側粒状物質センサと、
前記上流側粒状物質センサの出力値の変化量を検出する上流側変化量検出手段と、
前記上流側粒状物質センサの検出可能期間を複数に分割してなる各分割検出期間毎に、前記上流側変化量検出手段で検出される変化量に対応した上流側粒状物質量を設定する上流側粒状物質量設定手段と、
前記上流側変化量検出手段により検出された変化量を前記上流側粒状物質量設定手段により設定された粒状物質量に変換して、前記上流側粒状物質センサに堆積する上流側粒状物質量を決定する上流側粒状物質量決定手段と、
前記上流側粒状物質量決定手段で決定された上流側粒状物質量と前記リーク粒状物質量とに基づいて、前記粒状物質捕集フィルタの捕集効率を算出する捕集効率算出手段と、
前記粒状物質センサに堆積している堆積粒状物質量を除去して、該粒状物質センサを再生する再生手段と、
前記上流側粒状物質センサに堆積している堆積粒状物質量を除去して、該上流側粒状物質センサを再生する上流側再生手段と、
をさらに備え、
前記故障判定手段は、前記捕集効率算出手段で算出された捕集効率があらかじめ設定された所定のしきい値以下のときに前記粒状物質捕集フィルタが故障であると判定し、
前記再生手段による再生が、前記粒状物質センサにより粒状物質量が検出可能な範囲でもって終了され、
前記上流側再生手段による再生が、前記上流側粒状物質センサにより粒状物質量が検出可能な範囲でもって終了される、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記粒状物質量設定手段は、前記粒状物質センサで検出される出力値が大きいときの分割期間ほど、前記変化量検出手段で検出される変化量が同じであっても対応する粒状物質量が小さくなるように設定されている、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
エンジンの運転状態が安定しない非定常運転時には、前記故障判定手段による故障判定を禁止する故障判定禁止手段をさらに備えている、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
請求項２または請求項３において、
前記粒状物質量推定手段で用いる前記エンジンの運転状態が、少なくとも燃料噴射量、酸素濃度、排気温度、燃料噴射圧力、気筒内温度のうちいずれか１つあるいは２以上とされている、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状物質捕集フィルタ（ＤＰＦ）の故障判定を行うようにしたエンジンの排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンにあっては、気筒内から排出される粒状物質（ＰＭ）を、排気通路に配設した粒状物質捕集フィルタ（ＤＰＦ）によって捕集することが行われている。この粒状物質捕集フィルタにひび割れ等の故障が生じると、ＰＭの捕集効率が悪化してしまうことになる。
【０００３】
粒状物質捕集フィルタの故障検出のために、粒状物質捕集フィルタの下流側の排気通路に積算式の粒状物質センサ（ＰＭセンサ）を設けて、この粒状物質センサの出力を利用して粒状物質捕集フィルタが故障しているか否かを判定することが行われている（特許文献１参照）。この粒状物質センサは、複数の電極を有して、堆積粒状物質が再生によって除去された再生後の初期状態では出力電流値が０の状態とされて、この初期状態から粒状物質センサに堆積する粒状物質量が増大していくとやがて複数の電極間が堆積粒状物質によって導通されて出力電流値が出現し始め（粒状物質量が検出可能となり始めた状態）、この後は、堆積粒状物質量が多くなるのに伴って出力電流値が大きくなる。そして、従来は、粒状物質センサの所定期間における出力値の変化量を所定しきい値と比較することにより故障を判定するようにしていた。具体的には、上記変化量が、所定しきい値よりも大きければ故障と判定し、所定しきい値よりも小さければ故障でないと判定するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４４５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粒状物質センサの出力を利用した従来の粒状物質捕集フィルタの故障判定の手法では、粒状物質センサの所定期間における出力値の変化量と所定しきい値とを比較することにより行っているため、粒状物質捕集フィルタの故障判定に所定時間が必要となり、故障判定の機会を増大させる上で問題となる。また、上記所定期間における粒状物質センサの出力値の変化量は、エンジンの運転状態によって大きく変化するものであり、したがって、正確に粒状物質捕集フィルタの故障判定を行おうとすれば、故障判定を一定のエンジン運転状態のときに限定して行うしかなく、この点から故障判定の機会を増大させる上でさらなる問題となる。
【０００６】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、粒状物質センサを利用した粒状物質捕集フィルタの故障判定を行う機会を増大させることができるようにしたエンジンの排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明にあっては、粒状物質が堆積するのに伴って増大する粒状物質センサの出力の変化は非線形である一方、粒状物質センサの出力の変化量に対するそのときの粒状物質の増大量を対応付けることが可能であることに着目してなされたものである。すなわち、センサの検出可能期間（堆積粒状物質によって複数の電極間が導通され始めて粒状物質センサから出力が出る状態）を複数に分割することによって、各分割検出期間毎にそれぞれ、粒状物質センサの出力の変化量に対応した粒状物質量（そのときの粒状物質の増大量）を設定するようにしてある。これにより、粒状物質センサの出力の変化が非線形に増大する場合であっても、各分割検出期間においては、粒状物質センサの出力の変化量に対する粒状物質量（粒状物質増大量）を正確に知ることができる。そして、粒状物質センサの変化量の検出は事実上リアルタイムに行うことができるので、粒状物質捕集フィルタから排出される粒状物質量をリアルタイムに測定して、粒状物質捕集フィルタの故障判定する機会を増大させることができる。また、粒状物質捕集フィルタから排出される粒状物質量をリアルタイムで検出できるので、エンジンの運転状態が安定しない非定常状態であっても粒状物質捕集フィルタの故障判定を行うことが可能となり、この点からも故障判定機会を増大させることができる。
【０００８】
具体的には、本発明にあっては、次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
エンジンの排気通路に、粒状物質捕集フィルタが配設されると共に、該粒状物質捕集フィルタの下流側において粒状物質量が増大するのに伴って出力が変化する積算式の粒状物質センサが配設されたエンジンの排気浄化装置であって、
前記粒状物質センサの出力値の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記粒状物質センサの検出可能期間を複数に分割してなる各分割検出期間毎に、前記変化量検出手段で検出される変化量に対応した粒状物質量を設定する粒状物質量設定手段と、
前記変化量検出手段により検出された変化量を前記粒状物質量設定手段により設定された粒状物質量に変換して、前記粒状物質捕集フィルタからリークされるリーク粒状物質量を決定するリーク粒状物質量決定手段と、
前記リーク粒状物質量決定手段により決定されたリーク粒状物質量に基づいて、前記粒状物質捕集フィルタの故障を判定する故障判定手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、粒状物質捕集フィルタから排出される粒状物質量をリアルタイムで検出して、粒状物質捕集フィルタの故障判定を行う機会を増大させることができる。
【０００９】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
エンジンの運転状態に基づいて、前記粒状物質捕集フィルタに流入される粒状物質量を推定する粒状物質量推定手段と、
前記粒状物質量推定手段で推定された粒状物質量と前記リーク粒状物質量決定手段で決定されたリーク粒状物質量とに基づいて、前記粒状物質捕集フィルタの捕集効率を算出する捕集効率算出手段と、
前記粒状物質センサに堆積している堆積粒状物質量を除去して、該粒状物質センサを再生する再生手段と、
をさらに備え、
前記故障判定手段は、前記捕集効率算出手段で算出された捕集効率があらかじめ設定された所定のしきい値以下のときに前記粒状物質捕集フィルタが故障であると判定し、
前記再生手段による再生が、前記粒状物質センサにより粒状物質量が検出可能な範囲でもって終了される、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、粒状物質捕集フィルタへ流入される粒状物質量を推定することを利用した故障判定の具体的な手法が提供される。また、粒状物質センサの再生を、粒状物質量が検出可能な範囲に限定して行って、つまり粒状物質センサからの出力が得られる状態で再生を終了して、再生直後から粒状物質捕集フィルタから排出される粒状物質量を検出することができ、故障判定の機会増大の上でさらに好ましいものとなる。
【００１０】
前記排気通路に、前記粒状物質捕集フィルタの上流側において、上流側粒状物質センサが配設され、
前記粒状物質量推定手段で推定される推定粒状物質量を、前記上流側粒状物質センサの出力に基づいて補正する補正手段をさらに備えている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、センサ特性上、粒状物質量を常に検出することができないが（体積粒状物質量が所定以上になると再生する必要があるため）、推定粒状物質量を上流側粒状物質センサの出力により補正することで、粒状物質量を精度良く検出することができる。
【００１１】
前記粒状物質捕集フィルタの上流側において前記排気通路に配設され、前記粒状物質捕集フィルタに流入される粒状物質量を検出するための上流側粒状物質センサと、
前記上流側粒状物質センサの出力値の変化量を検出する上流側変化量検出手段と、
前記上流側粒状物質センサの検出可能期間を複数に分割してなる各分割検出期間毎に、前記上流側変化量検出手段で検出される変化量に対応した上流側粒状物質量を設定する上流側粒状物質量設定手段と、
前記上流側変化量検出手段により検出された変化量を前記上流側粒状物質量設定手段により設定された粒状物質量に変換して、前記上流側粒状物質センサに堆積する上流側粒状物質量を決定する上流側粒状物質量決定手段と、
前記上流側粒状物質量決定手段で決定された上流側粒状物質量と前記リーク粒状物質量とに基づいて、前記粒状物質捕集フィルタの捕集効率を算出する捕集効率算出手段と、
前記粒状物質センサに堆積している堆積粒状物質量を除去して、該粒状物質センサを再生する再生手段と、
前記上流側粒状物質センサに堆積している堆積粒状物質量を除去して、該上流側粒状物質センサを再生する上流側再生手段と、
をさらに備え、
前記故障判定手段は、前記捕集効率算出手段で算出された捕集効率があらかじめ設定された所定のしきい値以下のときに前記粒状物質捕集フィルタが故障であると判定し、
前記再生手段による再生が、前記粒状物質センサにより粒状物質量が検出可能な範囲でもって終了され、
前記上流側再生手段による再生が、前記上流側粒状物質センサにより粒状物質量が検出可能な範囲でもって終了される、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、上流側粒状物質センサを利用して、粒状物質捕集フィルタに流入される粒状物質量を精度良く検出して、粒状物質捕集フィルタの故障判定をより正確に行う上で好ましいものとなる。
【００１２】
前記粒状物質量設定手段は、前記粒状物質センサで検出される出力値が大きいときの分割期間ほど、前記変化量検出手段で検出される変化量が同じであっても対応する粒状物質量が小さくなるように設定されている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、粒状物質センサの出力特性に応じた設定として、粒状物質捕集フィルタの故障判定を精度良く行う上で好ましいものとなる。
【００１３】
エンジンの運転状態が安定しない非定常運転時には、前記故障判定手段による故障判定を禁止する故障判定禁止手段をさらに備えている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、エンジン負荷が大きく変動等の非定常運転時には故障判定を行わないようにして、誤判定を防止する上で好ましいものとなる。
【００１４】
前記粒状物質量推定手段で用いる前記エンジンの運転状態が、少なくとも燃料噴射量、酸素濃度、排気温度、燃料噴射圧力、気筒内温度のうちいずれか１つあるいは２以上とされている、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、粒状物質捕集フィルタへ流入する粒状物質量を好適に推定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、粒状物質捕集フィルタの故障判定を行う機会を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部系統図。
【図２】粒状物質センサの要部を示す図。
【図３】粒状物質センサの出力特性を示す図。
【図４】粒状物質センサの出力変化量から粒状物質量を決定するために設定された特性図。
【図５】粒状物質センサの再生手法を図示的に示す図。
【図６】本発明の制御例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下実施形態について説明するが、粒状物質捕集フィルタをＤＰＦと称し、粒状物質をＰＭと称し、粒状物質センサをＰＭセンサと称し、粒状物質量をＰＭ量と称して説明する。
【００１８】
図１において、１はエンジンで、実施形態では自動車用ディーゼルエンジンとされている。２はエンジン１の吸気通路、３はエンジン１の排気通路である。排気通路３には、その上流側から下流側へ順次、ＤＯＣ（ＮＯをＮＯ2に酸化するディーゼル酸化触媒）４、ＤＰＦ５、ＰＭセンサ６が配設されている。
【００１９】
上記ＰＭセンサ６は、堆積したＰＭ量が増大するのに伴ってその出力が変化する積算式とされている。このＰＭセンサ６について図２を参照しつつ説明すると、ＰＭセンサ６は、基板１０を有し、この基板１０上に、複数の電極つまり正極１１と負極１２とが配設されている。正極１１と負極１２との間には一定電圧が印加されて、正極１１と負極１２との間を流れる電流値が、ＰＭセンサ６の出力電流値とされる。正極１１と負極１２とは通常は離間しているために非導通状態とされて、出力電流値が０とされる。基板１１上にＰＭが堆積していくと（図２において、多数の黒点で堆積したＰＭが簡略的に示される）、やがて、正極１１と負極１２とが堆積ＰＭによって導通されて、正極１１と負極１２との間に電流が流れるようになる。基板１１上に堆積するＰＭが増大するのに伴って、正極１１と負極１２との間の抵抗値が減少して、出力電流値が増大される。基板１１には、電極１１，１２とは反対側の面において、再生用（加熱用の）電極１３が配設され、また温度センサ１４が配設される。なお、図２では、再生用電極１３は、基板１０とは分離して示しているが、実際には基板１０に一体化されているものである。この再生用電極１３に通電して基板１０を加熱することにより、基板１０上に堆積したＰＭが除去される（再生）。また、温度センサ１４によって、ＰＭセンサ６の温度が検出される。
【００２０】
図３は、エンジン１をある一定の運転状態（定常運転状態）としたときに、時間の経過に伴ってＰＭセンサ６の出力電流値が変化する様子を示すものである。つまり、単位時間あたりの基板１０上へのＰＭ堆積量を同一とした状態において、ＰＭセンサ６の出力電流値の変化が示される。図３の縦軸に出力電流値が示されるが、この出力電流値は、現在までの経過時間に対応したＰＭの積算堆積量に対応するものである。そして、出力電流値は、再生直後の基板１０上にＰＭが存在しない状態では０とされて、かなりの時間が経過した時点ｔ１以後に、出力電流値が０よりも大きい値を示すようになる。経過時間ｔ１時点が、正極１１と負極１２とが導通され始めた時点となる。この後は、時間の経過に伴って（堆積するＰＭ量の増大に伴って）、出力電流値が増大される。出力電流値が増大する変化特性は、非線形で（ほぼ２次関数的）、積算の堆積ＰＭ量が大きい状態ほど、同じＰＭ量が堆積しても出力電流値が大きく変化する特性を示す。
【００２１】
図３において、ＰＭセンサ６の検出可能期間（ｔ１時点以後となって出力電流値が０よりも大きい状態）が、複数の分割検出期間に分割される。すなわち、検出可能期間を、出力電流値が小さい状態から大きい状態に向けて、α１、α２，α３，α４、α５の分割点を設定したとき、α１とα２との間が第１の分割検出期間Ａ１とされ、α２とα３との間が第２の分割検出期間Ａ２とされ、α３とα４との間が第３の分割検出期間Ａ３とされ、α４とα５との間が第４の分割検出期間Ａ４とされる。なお、分割数は４に限らず、任意に設定することができる。ＰＭセンサ６の出力電流値の大きさをみることによって、現時点でどの分割検出期間にあるかを判断することが可能である。例えば、出力電流値がβ１のときの分割検出期間はＡ１となり、出力電流値がβ４のときは、分割検出期間はＡ４となる。
【００２２】
現在、どの分割検出期間であるかを知ることによって、ＰＭセンサ６の出力電流値の変化量（実施形態ではμＡ／ｓで、毎秒あたりの出力電流値の変化量）に対して、その間に堆積したＰＭ量（実施形態では単位体積あたりのＰＭ量を示すＰＭ堆積濃度で示してある）を対応付けることができる。このようにして、各分割検出期間毎に、出力電流値の変化量に対応した堆積ＰＭ量の設定例を示す特性図が、図４に示される。この図４において、線形とされた特性線γ１〜γ４が設定されているが、特性線γ１が分割検出期間Ａ１用に対応し、特性線γ２が分割検出期間Ａ２用に対応し、特性線γ３が分割検出期間Ａ３用に対応し、特性線γ４が分割検出期間Ａ４用に対応する。この特性線γ１〜γ４から明かなように、検出される出力電流値が相対的に小さい分割検出期間ほど、出力電流値変化量が同じであっても、その間に堆積するＰＭ量が大きいことを示す（図３の特性を考慮した設定）。
【００２３】
現在の出力電流値の大きさをみることにより、対応した特性線γ１〜γ４のいずれか１つ（対応した分割検出期間Ａ１〜Ａ４のいずれか１つともなる）が選択される。例えば、現在の出力電流値の大きさが図３のβ４であるときは、特性線γ４が選択される。そして、検出される（算出される）出力電流値の変化量を、選択された特性線γ４に照合して、出力電流値の変化量という短い時間の間に堆積したＰＭ量が決定される。具体的には、出力電流値の変化量が例えば２μＡ／ｓのときは、特性線γ４によれば、ＰＭ堆積濃度は７．５ｍｇ／ｍ3となる。なお、現在の出力電流値が図３のβ１のときは、分割検出期間Ａ１にあるので、このときは図４の特性線はγ１が選択されて、この選択された特性線γ１に基づいて、出力電流値の変化量に対応したＰＭ量（ＰＭ堆積濃度）が決定されることになる。
【００２４】
次に、ＰＭセンサ６の好ましい再生例について、図５を参照しつつ説明する。まず、ＰＭセンサ６からの出力電流値があらかじめ設定した所定値（再生開始値）まで大きくなると（再生開始条件の成立）、図２に示す再生用電極１３に通電されて、基板１０上に堆積したＰＭが加熱、除去される。上記再生開始値は、例えば図３のα５点に対応した出力電流値よりも大きい値に設定される。再生に際しては、基板１０上に堆積したＰＭが０（あるいはほぼ０）になるまで完全に行うのではなく、ＰＭセンサ６がある小さい出力電流値を示す範囲までとする。図３には、ＰＭセンサ６の再生が終了するときの再生終了時点が示され、この再生終了時点でのＰＭセンサ６からの出力電流値は、例えば分割検出期間Ａ１における最小電流値に相当する値に設定することができる。
【００２５】
図５は、実線によって上述したような再生を行ったときのＰＭセンサ６の出力が変化する様子を示してある。この実線から容易に理解されるように、ＰＭセンサ６は再生終了直後から出力を示すので（０よりも大きい出力電流値を出力する）、再生直後から、出力電流値の変化量に基づく前述した図４の特性に基づくＰＭ量（ＰＭ堆積濃度）の決定を行って、後述するＤＰＦの故障判定を行うことができる。
【００２６】
図５破線は、従来行われていた再生手法に基づくＰＭセンサ６の出力変化を示すものである。すなわち、従来は、ＰＭセンサ６に堆積したＰＭを完全（あるいはほぼ完全）に除去することにより行っていたが、この場合は、再生直後から正極１１と負極１２との間が堆積ＰＭによって導通されるまでの間は、ＰＭセンサ６からの出力が無い状態となり、ＤＰＦ５の故障判定には使用できないものとなる。
【００２７】
ＤＰＦ５の故障判定に際しては、図４に設定された特性に基づいて決定されるＰＭ量（ＰＭ堆積濃度）に基づいてのみ行うこともできる（図４に基づいて決定されたＰＭ量があらかじめ設定された所定のしきい値よりも大きいときにＤＰＦ５からの漏れが大きい故障時であると判定する）。
【００２８】
ＤＰＦ５の故障判定を精度よく行うために、ＤＰＦ５に流入するＰＭ量を推定あるいは検出するようにしてもよい。すなわち、推定あるいは検出された流入ＰＭ量と、ＤＰＦ５からの流出ＰＭ量となる図４に基づいて決定されたＰＭ量とから、ＤＰＦ５でのＰＭ捕集効率を算出して、この算出された捕集効率があらかじめ設定された所定のしきい値（例えば９０％）以下のときに、ＤＰＦ５が故障していると判定することができる。
【００２９】
ＤＰＦ５に流入される流入ＰＭ量を推定するには、エンジン１の運転状態、例えば燃料噴射量、燃料噴射圧力、吸気系あるいは排気系での酸素濃度、排気温度、気筒内圧力の少なくとも１つあるいは２以上に基づいて、既知のようにして行うことができ、その他に、ＥＧＲ量、燃料噴射パターン等燃焼に起因するパラメータにより推定してもよい。また、ＤＰＦ５に流入するＰＭ量の検出に際しては、ＤＰＦ５の上流側の排気通路３に上流側ＰＭセンサ７を別途設けて（図１参照）、この上流側ＰＭセンサ７の出力に基づいて決定することができる（例えばＰＭセンサ６を利用した図４のように設定された特性線を利用して流入ＰＭ量を決定する）。さらに、エンジン１の運転状態に基づいて推定された流入ＰＭ量を、上流側ＰＭセンサ７の出力に基づいて補正することによって、最終的なＰＭ量を決定することもできる（この場合は、ＰＭセンサ７の出力は、４のような特性線を利用した流入ＰＭ量を決定して、この決定された流入ＰＭ量を補正値として利用してもよく、あるいは上流側ＰＭセンサ７の出力値そのものを補正用として利用してもよい）。
【００３０】
再び図１において、ＤＰＦ５の故障判定のために、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラＵが設けられている。コントローラＵには、図４に示すような特性が記憶されている。このコントローラＵは、ＰＭセンサ６からの出力が入力される他、各種センサ２１〜２７からの信号が入力される。センサ２１は、エンジン回転数を検出するものである。センサ２２は、エンジン負荷を検出するものである。センサ２３は、燃料噴射量を検出するものである。センサ２４は、燃料噴射圧力を検出するものである。センサ２５は、酸素濃度を検出するものである。センサ２６は、排気温度を検出するものである。センサ２７は、気筒内温度を検出するものである。なお、各センサ２３〜２７で検出される要素は、別のセンサ等で検出された値に基づいて演算された値を用いることもできる。
【００３１】
図６は、コントローラＵによるＤＰＦ５の故障判定を行うための制御例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートについて説明するが、以下の説明でＳはステップを示す。また、図６のフローチャートは、ＤＰＦ５の流入ＰＭ量とＰＭセンサ６を利用して得られたＰＭ量とに基づいてＤＰＦ５のＰＭ捕集効率を算出し、このＰＭ捕集効率に基づいてＤＰＦ５の故障判定を行うものとなっている。
【００３２】
まず、Ｓ１において、ＰＭセンサ６に設けられた温度センサ１４（図２参照）で検出された温度が、所定の活性値（例えば１００度Ｃ）以上であるか否かが判別される。この判別でＮＯのときは、ＰＭセンサ６が活性化されていないときなので、そのままリターンされる。Ｓ１の判別でＹＥＳのときは、Ｓ２において、ＰＭセンサ６の出力電流値が、所定の再生開始値以上であるか否かが判別される。
【００３３】
上記Ｓ２の判別でＮＯのときは、Ｓ３において、定常運転状態であるか否かが判別される。このＳ３の判別において、例えば、エンジン回転数が所定回転数範囲内で安定しており、かつエンジン負荷が所定負荷範囲内で安定しているときに、定常運転であるとされる。Ｓ３の判別でＹＥＳのときは、Ｓ４において、エンジン１の運転状態に基づいて、ＤＰＦ５に流入される流入ＰＭ量が推定される。次いで、Ｓ５において、ＰＭセンサ６の出力が読み込まれる。この後、Ｓ６において、ＰＭセンサ６の出力電流値の変化量に基づいて、図４に示すマップから、ＰＭ量（流出ＰＭ量）が決定される。この後、Ｓ７において、Ｓ４で推定された流入ＰＭ量と、Ｓ６で決定された流出ＰＭ量とに基づいて、ＤＰＦ５のＰＭ捕集効率が算出される。この算出は、例えば、「（流入ＰＭ量−流出ＰＭ量）／（流入ＰＭ量）」で計算される値とされる。
【００３４】
Ｓ７の後、Ｓ８において、現在も定常運転が継続しているか否かが判別される（Ｓ３と同様の判断）。このＳ８の判別でＹＥＳのときは、Ｓ９において、Ｓ７で算出された捕集効率が、所定のしきい値（例えば９０％）よりも大きいか否かが判別される。このＳ９の判別でＹＥＳのときは、ＤＰＦからのＰＭの漏れ量が小さいときであり、このときはＳ１０において、ＤＰＦは正常であると判定される。また、Ｓ９の判別でＮＯのときは、ＤＰＦから漏れ出るＰＭ量が大きいときであり、このときはＳ１１において、ＤＰＦ５が故障していると判定される。
【００３５】
前記Ｓ３の判別でＮＯのとき、あるいはＳ８の判別でＮＯのときは、それぞれＤＰＦ５の故障判定を行うことなくリターンされる。なお、Ｓ３，Ｓ８は、故障判定禁止手段を構成するものとなる。
【００３６】
前記Ｓ２の判別でＹＥＳのときは、ＰＭセンサ６を再生するときである。このときは、Ｓ１２において、再生用電極１３に通電して、ＰＭセンサ６に堆積したＰＭの加熱、除去が実行される。この後、Ｓ１３において、ＰＭセンサ６の出力電流値が、再生終了値（図５の再生終了で示す）以下となったか否かが判別される。この判別でＮＯのときは、Ｓ１２に戻る（再生続行）。また、Ｓ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｓ３へ移行される。上記Ｓ１３での再生終了値は、前述したように、ＰＭセンサ６の出力が存在する範囲までとされるので、再生直後から、ＰＭセンサ６の出力を利用したＤＰＦ５の故障判定を行えることになる。
【００３７】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。ＰＭセンサ６の出力としては、電流値に限らず、電流値に関連した値となる抵抗値等で表現することもできる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、自動車用のディーゼルエンジンに適用して好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１：エンジン
２：吸気通路
３：判別
５：ＤＰＦ（粒状物質捕集フィルタ）
６：ＰＭセンサ（粒状物質センサ）
７：上流側ＰＭセンサ（上流側粒状物質センサ）
１０：基板
１１：正極
１２：負極
１３：再生用電極
１４：温度センサ
Ｕ：コントローラ
２１：センサ（エンジン回転数）
２２：センサ（エンジン負荷）
２３：センサ（燃料噴射量）
２４：センサ（燃料噴射圧力）
２５：センサ（酸素濃度）
２６：センサ（排気温度）
２７：センサ（気筒内温度）
Ａ１〜Ａ４：分割検出期間
γ１〜γ４：ＰＭ量設定用特性線
【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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