(57)【要約】【課題】フィルタの異常判定精度をより高める。【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、内燃機関から排出される粒子状物質の量を推定する排出量推定手段と、フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、センサの検出値に基づいてフィルタの異常を判定する判定手段と、を備えたフィルタの異常判定装置において、内燃機関の始動時からの排出量推定手段により推定される粒子状物質の量の積算値が閾値以上である場合に、判定手段による判定を許可する許可手段を備える。【選択図】図４
2014098362.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排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記内燃機関から排出される粒子状物質の量を推定する排出量推定手段と、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて前記フィルタの異常を判定する判定手段と、
を備えたフィルタの異常判定装置において、
前記内燃機関の始動時からの前記排出量推定手段により推定される粒子状物質の量の積算値が閾値以上である場合に、前記判定手段による判定を許可する許可手段を備えるフィルタの異常判定装置。
【請求項２】
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段を備え、
前記許可手段は、前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量が閾値以下の場合で、且つ、前記内燃機関の始動時からの前記排出量推定手段により推定される粒子状物質の量の積算値が閾値以上である場合に、前記判定手段による判定を許可する請求項１に記載のフィルタの異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタの異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気中の粒子状物質（以下、ＰＭという。）を捕集するフィルタの異常を、該フィルタの上流側と下流側との差圧（以下、前後差圧ともいう。）を検出する差圧センサを用いて判定することができる。たとえば、フィルタの前後差圧に基づいて演算される該フィルタに堆積しているＰＭ量（以下、ＰＭ堆積量ともいう。）と、内燃機関の運転状態から推定される該内燃機関から排出されるＰＭ量（以下、ＰＭ排出量ともいう。）の積算から算出されるＰＭ堆積量と、の間に大きな不整合が生じた場合に、フィルタに異常が生じていると判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、内燃機関が始動された直後などの排気管の温度が低い場合には、排気管内で水が凝縮することがある。この凝縮水がフィルタに到達すると、フィルタに堆積しているＰＭが剥離することがある。そうすると、フィルタの前後差圧が減少するため、フィルタの前後差圧に基づいて演算されるＰＭ堆積量と、内燃機関の運転状態から推定されるＰＭ排出量の積算により算出されるＰＭ堆積量と、の間に大きな不整合が生じる。これにより、フィルタの異常判定の精度が低下する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４４６１９号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７２４０号公報
【特許文献３】特開２００７−２９２０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタの異常判定精度をより高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記内燃機関から排出される粒子状物質の量を推定する排出量推定手段と、
前記フィルタに堆積している粒子状物質の量に応じて検出値が変化するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて前記フィルタの異常を判定する判定手段と、
を備えたフィルタの異常判定装置において、
前記内燃機関の始動時からの前記排出量推定手段により推定される粒子状物質の量の積算値が閾値以上である場合に、前記判定手段による判定を許可する許可手段を備える。
【０００７】
ここで、内燃機関の始動時には、凝縮水によりフィルタからＰＭが剥離することがある。この場合、センサの検出値が大きく変化する。しかし、フィルタからＰＭが剥離したとしても、その後に内燃機関の運転が継続すれば、内燃機関から新たに排出されるＰＭがフィルタに堆積する。そして、内燃機関の運転が継続されると、排気管の温度が上がるために、凝縮水は発生しなくなる。したがって、内燃機関の始動時から十分な時間が経過すれば、フィルタにＰＭが堆積する。このような状態になった後にフィルタの異常判定を実施すれば、凝縮水による影響を小さくすることができる。すなわち、凝縮水によりフィルタ
からＰＭが剥離したとしても、フィルタの異常判定に必要なほどのＰＭが内燃機関から排出された後であれば、フィルタの異常判定の精度が高くなる。このように、内燃機関から十分な量のＰＭが排出されてから異常判定を実施することで、精度の低下を抑制し得る。
【０００８】
前記閾値は、フィルタの異常判定が可能なＰＭ排出量の積算値の下限値とすることができる。また、前記閾値は、フィルタが正常であればセンサの検出値に基づいてフィルタの異常を判定したときにフィルタは正常であると判定される値とすることができる。閾値は、法規等によって決まる判定精度や判定頻度に応じて決定することもできる。
【０００９】
前記センサは、差圧センサに限らず、フィルタよりも下流のＰＭ量を検出するセンサ（以下、ＰＭセンサという。）であってもよい。また、判定手段は、例えば、センサの検出値と閾値とを比較することで異常判定を実施してよく、センサの検出値から推定されるＰＭ堆積量と排出量推定手段により推定されるＰＭ排出量から算出されるＰＭ堆積量とを比較することで異常判定を実施してもよい。すなわち、判定手段は、センサの検出値のみを用いてフィルタの異常を判定してもよく、センサの検出値及び排出量推定手段による推定値を用いてフィルタの異常を判定してもよい。
【００１０】
なお、内燃機関の始動時は、内燃機関が作動を開始する時点（内燃機関のクランクシャフトが回転を開始する時点）、又は、内燃機関の回転数がアイドル時の回転数まで上昇した時点としてもよい。また、内燃機関を始動させる何らかの動作があった時点や、内燃機関の回転数が０より大きくなる時点を内燃機関の始動時としてもよい。また、前記積算値は、内燃機関の作動開始から現時点までに内燃機関から排出された粒子状物質の総量としてもよい。また、フィルタの異常には、フィルタが割れたり、フィルタが溶損したりする他、フィルタを取り外した場合も含むことができる。
【００１１】
本発明においては、前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定する堆積量推定手段を備え、
前記許可手段は、前記堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量が閾値以下の場合で、且つ、前記内燃機関の始動時からの前記排出量推定手段により推定される粒子状物質の量の積算値が閾値以上である場合に、前記判定手段による判定を許可することができる。
【００１２】
堆積量推定手段は、前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を、前記センサの検出値を用いずに推定することができる。例えば、排出量推定手段により推定される粒子状物質の量に基づいて、前記フィルタに堆積している粒子状物質の量を推定してもよい。また、堆積量推定手段は、凝縮水によるフィルタからのＰＭの剥離が起こらないと仮定した場合のＰＭ堆積量を推定してもよい。また、堆積量推定手段により推定されるＰＭ量は、凝縮水によりフィルタからＰＭが剥離したとしても、減少しないと考えてもよい。また、推定されるＰＭ堆積量は、フィルタが正常であると仮定したときのＰＭ堆積量であってもよく、フィルタに異常が生じていると仮定したときのＰＭ堆積量であってもよく、フィルタが正常と異常との境の状態にあると仮定したときのＰＭ堆積量であってもよい。
【００１３】
ここで、例えば、フィルタに割れが生じていても、割れが生じていない箇所にはＰＭが堆積する。このため、センサの検出値も変化する。また、フィルタに多くのＰＭが流入すると、フィルタの割れている箇所がＰＭにより塞がれることもある。このため、フィルタに多くのＰＭが流入すると、センサの検出値は、フィルタに多くのＰＭが堆積していることを示す。すなわち、多くのＰＭがフィルタに流入した後では、フィルタに異常があっても、正常と判定される虞がある。これに対し、フィルタの異常判定が困難な状態となる前に限り異常判定を許可することで、異常判定の精度を高めることができる。
【００１４】
なお、堆積量推定手段により推定される粒子状物質の量が閾値以下の場合とは、多くのＰＭが堆積することによりフィルタの異常判定が困難となる前の場合であり、ここでいう閾値は、フィルタに異常が生じているときに、センサの検出値に基づいてフィルタに異常が生じていると判定することが可能なＰＭ堆積量の上限値とすることができる。また、この閾値は、フィルタに異常がある場合において、センサの検出値が、フィルタが正常であることを示す値となるまでの間にフィルタに堆積するＰＭ量としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フィルタの異常判定精度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】フィルタに流入するＰＭ量の積算値（フィルタ流入ＰＭ量）と、フィルタの前後差圧との関係を示した図である。
【図３】ＰＭ堆積量の推定値、機関始動時からのＰＭ排出量の積算値、フィルタの前後差圧の推移を示したタイムチャートである。
【図４】実施例に係るフィルタの異常判定のフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有するディーゼル機関である。なお、本実施例は、ガソリン機関であっても適用できる。
【００１９】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭという。）を捕集するフィルタ３が設けられている。フィルタ３は、たとえば、互いに平行をなして延びる複数個の通路を具備する。これら通路は上流端が栓により閉塞された通路と、下流端が栓により閉塞された通路とにより構成される。なお、フィルタ３には、不織布などを用いることもできる。
【００２０】
また、フィルタ３よりも上流側の排気通路２と、下流側の排気通路２と、の圧力差を検出する差圧センサ４が取り付けられている。差圧センサ４は、フィルタ３の前後差圧を検出する。
【００２１】
また、内燃機関１には、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられている。
【００２２】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
【００２３】
また、ＥＣＵ１０には、差圧センサ４の他、運転者がアクセルペダル１１を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１２、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００２４】
また、ＥＣＵ１０は、これら入力される各センサによる検出値に基づいて内燃機関１の運転状態の制御を行う。たとえば、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁５からの燃料噴射量を制御する。
【００２５】
そして、ＥＣＵ１０は、差圧センサ４の検出値に基づいて、フィルタ３の異常を判定する。具体的には、所定の時期における差圧センサ４により得られるフィルタ３の前後差圧と閾値とを比較し、フィルタ３の前後差圧が閾値以上であればフィルタ３は正常であると判定し、フィルタ３の前後差圧が閾値未満であればフィルタ３は異常であると判定する。この閾値は、フィルタ３が正常であるときのフィルタ３の前後差圧の下限値として予め実験又はシミュレーション等により求められる。
【００２６】
また、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態に基づいて該内燃機関１から排出されるＰＭ量（以下、ＰＭ排出量という。）を推定し、このＰＭ排出量の積算値に基づいて、フィルタ３に堆積しているＰＭ量（以下、ＰＭ堆積量という。）を推定する。なお、本実施例においてはＰＭ排出量を推定するＥＣＵ１０が、本発明における排出量推定手段に相当する。また、本実施例においてはＰＭ堆積量を推定するＥＣＵ１０が、本発明における堆積量推定手段に相当する。
【００２７】
なお、本実施例では、内燃機関１から排出されるＰＭが全てフィルタ３に堆積すると考えてもよいが、内燃機関１から排出されるＰＭが所定の割合でフィルタ３に堆積すると考えてもよい。この場合、ＰＭ排出量の積算値に所定値を乗算してＰＭ堆積量を算出してもよい。この所定値は、予め実験又はシミュレーション等により最適値を求めておく。また、ＰＭ排出量は、内燃機関１の運転状態（機関回転数及び機関負荷）と相関関係があるため、該ＰＭ排出量と内燃機関１の運転状態との関係を予め実験又はシミュレーションにより求めてＥＣＵ１０に記憶させておけば、内燃機関１の運転状態に基づいて、ＰＭ排出量を算出することができる。なお、このときの機関負荷は、アクセル開度または燃料噴射量としてもよい。内燃機関１の運転状態（機関回転数及び機関負荷）からＰＭ堆積量を算出してもよい。
【００２８】
ここで、フィルタ３の前後差圧と、ＰＭ堆積量とには相関関係がある。したがって、フィルタ３の前後差圧がＰＭ堆積量の推定値に応じた値になっていなければ、フィルタ３に割れなどの異常が生じており、フィルタ３の前後差圧が小さくなっているものと考えられる。本実施例では、前記所定の時期におけるフィルタ３の前後差圧が、フィルタの正常時には閾値以上になっているものと考えて異常判定を行う。
【００２９】
ところで、フィルタ３に液状の水が流入したり、フィルタ３内で水が凝縮したりすると、該フィルタ３に堆積しているＰＭが、該フィルタ３から剥離することがある。このように、フィルタ３からＰＭが剥離すると、該フィルタ３の前後差圧が小さくなる。
【００３０】
ここで、図２は、フィルタ３に流入するＰＭ量の積算値（フィルタ流入ＰＭ量）と、フィルタ３の前後差圧との関係を示した図である。フィルタ流入ＰＭ量は、ＰＭ排出量の積算値と等しいと考えてもよい。図２中のＡ，Ｂ，Ｃは、内燃機関１を１日停止させたときの値である。
【００３１】
内燃機関１を停止させると、排気通路２の壁面の温度が低下し、次の機関始動時に排気中の水分が凝縮する。このため、フィルタ３に凝縮水が流入する。内燃機関１が停止される前は、フィルタ３に流入するＰＭ量に応じてフィルタ３の前後差圧が大きくなるが、図２中のＡ，Ｂ，Ｃにおいて、内燃機関１が停止される毎に、フィルタ３の前後差圧が小さくなる。これは、フィルタ３に流入する凝縮水により、フィルタ３からＰＭが剥離したためである。そして、凝縮水によりフィルタ３の前後差圧が低下したときにフィルタ３の異
常を判定すると、誤判定を招く。
【００３２】
そこで本実施例では、フィルタ３が正常であれば、フィルタ３の前後差圧が十分に大きくなる状態のときに、フィルタ３の異常判定を実施する。
【００３３】
ここで、図３は、推定ＰＭ堆積量、機関始動時からのＰＭ排出量の積算値、フィルタ３の前後差圧の推移を示したタイムチャートである。この図３は、説明のために抽象化した図である。推定ＰＭ堆積量は、内燃機関１の運転状態に基づいて推定される値であって、凝縮水によるフィルタ３からのＰＭの剥離が無いと仮定したときの値である。また、「機関始動時からのＰＭ排出量の積算値」は、「機関始動時からのＰＭ排出量の積算値から算出されるＰＭ堆積量」としてもよい。
【００３４】
なお、図３において、フィルタ３の前後差圧における実線は、フィルタ３が正常であって且つフィルタ３からＰＭが剥離した場合を示し、一点鎖線は、フィルタ３が正常であって且つフィルタ３からＰＭが剥離していない場合を示し、破線は、フィルタ３に異常が生じており且つフィルタ３からＰＭが剥離していない場合を示している。実線は、フィルタ３が正常である場合において、フィルタ３の前後差圧が最も小さくなる場合を示している。また、破線は、フィルタ３に異常が生じている場合において、フィルタ３の前後差圧が最も大きくなる場合を示している。なお、時間が０の時点は、フィルタ３の再生を実施した時点としてもよい。
【００３５】
図３中のＤ及びＥの時点において内燃機関１が停止されている。なお、Ｄ，Ｅにおいて、凝縮水が発生するようにある程度の期間に亘り内燃機関１を停止させているが、内燃機関１が停止されている期間には推定ＰＭ堆積量及び機関始動時からのＰＭ排出量の積算値が増減しないので、この内燃機関１が停止されている期間の各値の推移は図３において省略している。すなわち、図３の横軸は、内燃機関１が作動している時間と考えることができる。
【００３６】
推定ＰＭ堆積量は、内燃機関１の運転状態に応じて増加する。また、機関始動時からのＰＭ排出量の積算値は、内燃機関１が始動される毎にリセットされる。そして、ＰＭ排出量の積算値は、内燃機関１の始動時からの運転状態に応じて増加する。
【００３７】
フィルタ３が正常であって且つフィルタ３からＰＭが剥離した場合のフィルタ３の前後差圧（実線）は、内燃機関１の始動時に低下する。一方、フィルタ３が正常であって且つフィルタ３からＰＭが剥離していない場合のフィルタ３の前後差圧（一点鎖線）は、内燃機関１の停止及び始動の影響を受けない。また、フィルタ３に異常が生じており且つフィルタ３からＰＭが剥離していない場合のフィルタ３の前後差圧（破線）は、時間と共に増加するが、この増加の度合いは、フィルタ３が正常である場合のそれよりも低い。
【００３８】
そして、本実施例では、図３におけるＦからＧまでの期間において、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈ以上であればフィルタ３は正常であると判定し、閾値Ｈ未満であればフィルタ３に異常があると判定する。
【００３９】
なお、図３におけるＦの時点は、フィルタ３が正常である場合であって、フィルタ３の前後差圧の上昇が最も遅くなる場合において、該フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈに達する時点である。これは、機関始動時からのＰＭ排出量の積算値ＭＰＭＤＰＦＩが、フィルタ３の異常判定が可能となる閾値（ＭＰＭＤＰＦＩＬ）に達する時点である。なお、Ｆの時点を、フィルタ３からＰＭが剥離した場合であってもフィルタ３が正常であればフィルタ３の前後差圧が閾値Ｈまで上昇する時点としてもよい。
【００４０】
ここで、フィルタ３の前後差圧の上昇が最も遅くなるのは、内燃機関１の始動毎にＰＭがフィルタ３から剥離する場合である。そして、ＰＭ排出量の積算値であれば、内燃機関１の始動毎にリセットされるため、このＰＭ排出量の積算値に基づけば、フィルタ３の前後差圧の上昇が最も遅くなる。
【００４１】
このように、フィルタ３が正常であって、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈに到達するまでの時間が最も長い場合を想定し、この場合のフィルタ３の前後差圧が閾値Ｈに到達するときの時点をＦとする。そして、このＦで示される時点以降に、フィルタ３の異常判定を許可する。これにより、フィルタ３が正常な場合に、異常であると誤判定されることを抑制できる。
【００４２】
このＦで示される時点よりも前の時期では、ＰＭ堆積量が少なすぎるために、フィルタ３の異常判定を実施すると誤判定の虞がある。すなわち、フィルタ３が正常の場合であっても、フィルタ３にＰＭが堆積していないために、フィルタ３の前後差圧が小さくなり、閾値Ｈ未満となる虞がある。しかし、フィルタ３が正常の場合には、異常の場合よりも、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈ以上となるまでの時間が短い。そこで、フィルタ３が正常の場合には、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈ以上となる期間の始まりの時点としてＦの時点を設定している。図３における実線は、このようなフィルタ３の前後差圧が上昇し難い状況において、フィルタ３が正常であるときの推移を示している。
【００４３】
なお、フィルタ３の異常判定が可能となる閾値（ＭＰＭＤＰＦＩＬ）は、異常判定の精度や異常判定を実施する頻度に応じて決定してもよい。すなわち、ＰＭ排出量の積算値が大きいときに異常判定を実施するようにすれば、異常判定の精度は高くなるものの、異常判定を実施する頻度が低くなる。また、ＰＭ排出量の積算値が大きくなるのを待っている間に内燃機関１が停止されると、異常判定を実施する機会を失うことになる。したがって、何を優先させるのかにより、Ｆの時点を変えてもよい。閾値（ＭＰＭＤＰＦＩＬ）は、法規等に応じて決定することもできる。
【００４４】
また、図３におけるＧの時点は、フィルタ３に異常が生じている場合であって、フィルタ３の前後差圧の上昇が最も早くなる場合において、該フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈに達する時点である。これは、推定ＰＭ堆積量ＭＰＭが、フィルタ３の異常判定が可能な上限値である閾値（ＭＰＭＨ）に達する時点である。このＧの時点以降では、ＰＭ堆積量が多くなってしまい、フィルタ３の異常判定を実施すると誤判定の虞がある。すなわち、フィルタ３に異常が生じている場合であっても、フィルタ３にＰＭが捕集されるにしたがって、フィルタ３の前後差圧が大きくなり、閾値Ｈ以上となる虞がある。しかし、フィルタ３に異常が生じている場合には、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈ以上となるまでの時間が長い。そこで、フィルタ３に異常が生じているときには、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈ未満となっている期間の終わりの時点として、Ｇの時点を設定している。
【００４５】
ここで、フィルタ３の前後差圧の上昇が最も早くなるのは、内燃機関１が始動されてもＰＭがフィルタ３から剥離しない場合である。したがって、フィルタ３が異常の場合においては、推定ＰＭ堆積量をリセットしない場合に、フィルタ３の前後差圧の上昇が最も早くなる。このように、フィルタ３が異常であって、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈに到達するまでの時間が最も短い場合を想定し、この場合のフィルタ３の前後差圧が閾値Ｈに到達するときの時点をＧとする。そして、このＧで示される時点以降には、フィルタ３の異常判定を禁止する。これにより、フィルタ３が異常な場合に、正常であると誤判定されることを抑制できる。図３における破線は、このようなフィルタ３の前後差圧が上昇しやすい状況において、フィルタ３が異常であるときの推移を示している。
【００４６】
すなわち、機関始動時からのＰＭ排出量の積算値ＭＰＭＤＰＦＩによれば、Ｆの時点か
ら次回の内燃機関１の停止の時点であるＥの時点までフィルタ３の異常判定が可能であり、推定ＰＭ堆積量ＭＰＭによれば、推定ＰＭ堆積量が０の時点からＧの時点までフィルタ３の異常判定が可能である。そして、この２つの条件を共に満たすのは、ＦからＧまでの期間であるため、この期間においてフィルタ３の異常判定を実施する。ＦからＧまでの期間であれば、フィルタ３が正常のときには前後差圧が閾値Ｈ以上となり、フィルタ３が異常のときには前後差圧が閾値Ｈ未満となる。
【００４７】
図４は、本実施例に係るフィルタ３の異常判定のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００４８】
ステップＳ１０１では、推定ＰＭ堆積量ＭＰＭが算出される。推定ＰＭ堆積量は、ＰＭ排出量の積算値としてもよく、該積算値に所定値を乗算することで算出してもよい。なお、内燃機関１の停止及び始動があったとしても、また、フィルタ３からのＰＭの剥離があったとしても、推定ＰＭ堆積量ＭＰＭは変化しない。
【００４９】
ステップＳ１０２では、推定ＰＭ堆積量ＭＰＭが閾値ＭＰＭＨ以下であるか否か判定される。閾値ＭＰＭＨは、予め実験またはシミュレーションにより最適値を求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、フィルタ３の異常を判定すると誤判定の虞があるため、本ルーチンを終了させる。
【００５０】
ステップＳ１０３では、機関始動時からのＰＭ排出量の積算値ＭＰＭＤＰＦＩが算出される。ＰＭ排出量は、内燃機関１の運転状態に応じて求められる。このＰＭ排出量を積算していくことで、ＰＭ排出量の積算値ＭＰＭＤＰＦＩを算出することができる。
【００５１】
ステップＳ１０４では、ＰＭ排出量の積算値ＭＰＭＤＰＦＩが、閾値ＭＰＭＤＰＦＩＬ以上であるか否か判定される。閾値ＭＰＭＤＰＦＩＬは、予め実験またはシミュレーションにより最適値を求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、正常なフィルタ３において機関始動時からのＰＭ排出量の積算値が閾値ＭＰＭＤＰＦＩＬとなったときのフィルタ３の前後差圧よりも、異常があるフィルタ３において推定ＰＭ堆積量ＭＰＭが閾値ＭＰＭＨとなったときのフィルタ３の前後差圧のほうが低くなるように、閾値ＭＰＭＨを設定してもよい。なお、これら閾値は、差圧センサ４の感度が変わることにより変更してもよい。
【００５２】
ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０１へ戻る。
【００５３】
ステップＳ１０５では、フィルタ３に異常があるか否か判定される。本ステップでは、フィルタ３の前後差圧が閾値Ｈ以上の場合にフィルタ３は正常であり、閾値Ｈ未満の場合にはフィルタ３に異常があると判定する。この閾値Ｈは、予め実験またはシミュレーションにより最適値を求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、本実施例においてはステップＳ１０５を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定手段に相当する。また、本実施例においてはステップＳ１０２及びステップＳ１０４を処理するＥＣＵ１０が、本発明における許可手段に相当する。
【００５４】
以上説明したように、本実施例によれば、凝縮水によりフィルタ３からＰＭが剥離したとしても、その後に十分な量のＰＭが堆積するまでフィルタ３の異常判定を実施しないため、誤判定が生じることを抑制できる。また、異常が生じているフィルタ３に多くのＰＭが堆積してフィルタ３の前後差圧が大きくなっているときにもフィルタ３の異常判定を実施しないため、誤判定が生じることを抑制できる。さらに、凝縮水の発生の有無を推定する必要がないため、制御の簡素化及び開発工数の低減が可能となる。
【００５５】
なお、本実施例においては、フィルタ３の前後差圧を検出する差圧センサ４を備えているが、これに代えて、フィルタ３よりも下流のＰＭ量を検出するＰＭセンサを備えていてもよい。このＰＭセンサには、たとえば、電極に付着したＰＭ量に応じて電流が流れるものを用いる。この電流の大きさを読み取ることにより、排気中のＰＭ量を求めることができる。なお、ＰＭセンサは、ＰＭ量を測定可能なものであればよい。このＰＭ量は瞬時値であってもよく、比較的長い期間におけるＰＭの総量であっても良い。そして、フィルタ３よりも下流のＰＭ量に基づいて、フィルタ３の異常を判定することができる。
【００５６】
すなわち、フィルタ３に割れ等の異常が生じると、フィルタ３から流出するＰＭ量が多くなる。このため、例えばフィルタ３から流出するＰＭ量を、閾値と比較することにより、フィルタ３の異常を判定することができる。しかし、フィルタ３からＰＭが剥離すると、ＰＭがフィルタ３を通り抜けやすくなる。このため、ＰＭセンサの検出値が大きくなり得る。このように、フィルタ３の異常以外にも、フィルタ３からのＰＭの剥離によってＰＭセンサの検出値が大きくなるので、ＰＭセンサの検出値によるフィルタ３の異常判定の精度が低下し得る。これに対して、フィルタ３に十分な量のＰＭが堆積してから異常を判定することで、判定精度の低下を抑制し得る。
【００５７】
また、本実施例においては、ＰＭ排出量を内燃機関１の運転状態に基づいて推定しているが、これに代えて、フィルタ３よりも上流の排気通路２にＰＭセンサを設け、該ＰＭセンサによりＰＭ排出量を検出してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１     内燃機関
２     排気通路
３     フィルタ
４     差圧センサ
５     燃料噴射弁
１０   ＥＣＵ
１１   アクセルペダル
１２   アクセル開度センサ
１３   クランクポジションセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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