(57)【要約】  内燃機関（２）の排気経路（４）に配置された微粒子センサ（８）の素子部の温度を昇温させて、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理中に、微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する。また、この除去処理を開始する前の、微粒子センサ（８）の出力に基づいて、微粒子センサ（８）の素子部に堆積した微粒子の量を検出する。一方、発熱量に応じて、除去処理を開始する前に素子部に堆積していた微粒子の量を検出する。更に、微粒子センサ（８）の出力に基づいて検出された第１微粒子量と、発熱量に基づいて検出された検出された第２微粒子量との差異に基づいて、微粒子センサ（８）の異常の有無を判定する。
2013073006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う手段と、
前記除去処理を開始する前の、前記微粒子センサの出力に基づいて、前記微粒子センサの素子部に堆積した微粒子の量を検出する第１検出手段と、
前記除去処理中に、前記微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する手段と、
前記発熱量に応じて、前記除去処理を開始する前に前記素子部に堆積していた微粒子の量を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段により検出された第１微粒子量と、前記第２検出手段により検出された第２微粒子量との差異に基づいて、前記微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定手段と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の排気ガスの温度が基準温度より低温となるまでの間、前記除去処理の開始を禁止する手段を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、前記除去処理の開始を禁止する手段を、更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングを設定するタイミング設定手段と、
を、更に備え、
前記タイミング設定手段は、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合に、前記検出タイミングを、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合に、前記検出タイミングを、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加する微粒子捕集用の電圧の大きさを設定する電圧設定手段と、
を更に備え、
前記電圧設定手段は、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合の前記微粒子捕集用の電圧を、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合の前記微粒子捕集用の電圧を、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧より小さくする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う工程と、
前記除去処理を開始する前の、前記微粒子センサの出力に基づいて、前記微粒子センサの素子部に堆積した微粒子の量を検出する第１検出工程と、
前記除去処理中に、前記微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する工程と、
前記発熱量に応じて、前記除去処理を開始する前に前記素子部に堆積していた微粒子の量を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程において検出された第１微粒子量と、前記第２検出工程において検出された第２微粒子量との差異に基づいて、前記微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定工程と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項７】
前記内燃機関の排気ガスの温度が、基準温度より低温となるまでの間、前記除去処理の開始を禁止することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、前記除去処理の開始を禁止することを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項９】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備え、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングは、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合、前記微粒子センサ正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする、
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項１０】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備え、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加される微粒子捕集用の電圧の大きさは、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも小さくする、
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の制御装置及び制御方法に関する。更に具体的には、排気経路に微粒子センサが配置された内燃機関を制御する制御装置及び制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１のシステムには、内燃機関の排気経路の微粒子（particulate matter；以下「ＰＭ」とも称する）を検出するためのＰＭセンサ（微粒子センサ）が配置されている。このＰＭセンサは、絶縁基材と、互いに間隔を開けて絶縁基材上に配置された一対の電極とを備えている。【０００３】
このＰＭセンサの一対の電極間に排気ガス中のＰＭが堆積すると、電極間の導電性が変化する。堆積したＰＭ量と電極間の導電性との間には一定の相関があり、電極間へのＰＭ堆積量に応じて電極間の抵抗が変化する。また電極間に堆積したＰＭ量と排気ガス中のＰＭ量との間には相関がある。従って、ＰＭセンサの電極間の抵抗値を検出することで排気ガス中のＰＭ量が検出される。【０００４】
ところで、特許文献１の技術では、ＰＭセンサは微粒子捕集用フィルタ（Diesel Particulate Filter；以下「ＤＰＦ」とも称する）の下流に配置されている。特許文献１では、ＰＭセンサの電極間の抵抗値に基づいて、ＤＰＦ下流に排出されたＰＭ量を検出することで、ＤＰＦの故障の有無の判定が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開２００９−１４４５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＭセンサは高温の排気ガス中に晒され高電圧が印加された状態で使用される。このため、例えば、電極の蒸散や、電極へのＡｓｈ等の絶縁物の付着、マイグレーションによる電極間隔の変化等が起こる場合がある。その結果、ＰＭセンサの電極間の抵抗が変化し、ＰＭ量と抵抗値との相関が崩れ、ＰＭセンサがＰＭ量に応じた正しい出力を発しない状態となることが考えられる。ＰＭセンサの出力にずれが生じた場合、ＤＰＦ故障判定において、正しく故障の有無が判定されないなど、ＰＭセンサ出力に基づく制御の精度が低下する事態が起こり得る。【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的とし、ＰＭセンサの劣化による異常を検出すると共に、より高い精度でＰＭセンサの出力に基づく制御が実行されるように改良した内燃機関の制御装置及び制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う手段と、除去処理中に微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する手段とを備える。また、この内燃機関の制御装置は、微粒子量を検出する第１の検出手段と、第２の検出手段とを備える。第１の検出手段は、除去処理を開始する前の、微粒子センサの出力に基づいて、微粒子センサの素子部に堆積した微粒子の量を検出する。第２の検出手段は、発熱量に応じて、除去処理を開始する前に素子部に堆積していた微粒子の量を検出する。更に、この内燃機関の制御装置は、第１検出手段により検出された第１微粒子量と、第２検出手段により検出された第２微粒子量との差異に基づいて、微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定手段を備える。【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、内燃機関の排気ガスの温度が基準温度より低温となるまでの間、除去処理の開始を禁止する手段を、更に備える。【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、除去処理の開始を禁止する手段を、更に備える。【００１１】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、排気経路の微粒子センサの上流には、微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置される。第４の発明の内燃機関の制御装置は、微粒子センサの出力に基づき、微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングを設定するタイミング設定手段とを、更に備える。タイミング設定手段は、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より小さい場合に、検出タイミングを、微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くする。一方、タイミング設定手段は、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より大きい場合に、検出タイミングを、微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする。【００１２】
第５の発明は、第１から第３の発明において、排気経路の微粒子センサの上流には、微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置される。第５の発明の内燃機関の制御装置は、微粒子センサの出力に基づき、微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加する微粒子捕集用の電圧の大きさを設定する電圧設定手段とを備える。電圧設定手段は、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より小さい場合の微粒子捕集用の電圧を、微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくする。一方、電圧設定手段は、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より大きい場合の微粒子捕集用の電圧を、微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧より小さくする。【００１３】
第６の発明は、内燃機関の制御方法であって、内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う工程と、除去処理中に、微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する工程とを備える。また、この内燃機関の制御方法は、微粒子の量を検出する第１検出工程と、第２検出工程とを備える。第１検出工程は、除去処理を開始する前の微粒子センサの出力に基づいて、微粒子センサの素子部に堆積した微粒子の量を検出する。一方、第２検出工程は、発熱量に応じて、除去処理を開始する前に素子部に堆積していた微粒子の量を検出する。更に、この制御方法は、第１検出工程において検出された第１微粒子量と、第２検出工程において検出された第２微粒子量との差異に基づいて、微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定工程を備える。【００１４】
第７の発明は、第６の発明において、内燃機関の排気ガスの温度が、基準温度より低温となるまでの間、除去処理の開始を禁止する。【００１５】
第８の発明は、第６又は第７の発明において、素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、除去処理の開始を禁止する。【００１６】
第９の発明は、第６から第８のいずれかの発明において、内燃機関の排気経路の微粒子センサの上流には、微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置される。この内燃機関の制御方法は、微粒子センサの出力に基づき、微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備える。微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングは、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より小さい場合、微粒子センサ正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くされる。一方、検出タイミングは、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より大きい場合、微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くされる。【００１７】
第１０の発明は、第６から第８のいずれかの発明において、内燃機関の排気経路の微粒子センサの上流には、微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置される。この内燃機関の制御方法は、微粒子センサの出力に基づき、微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備える。微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加される微粒子捕集用の電圧の大きさは、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より小さい場合、微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくされる。一方、微粒子捕集用の電圧の大きさは、微粒子センサが異常と判定された場合であって、第１微粒子量が第２微粒子量より大きい場合、微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも小さくされる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、微粒子の除去処理開始前のセンサ出力と、除去処理中の発熱量とのそれぞれに基づいて、微粒子の除去処理開始前に素子部に堆積していた微粒子量を検出することができる。そしてセンサ出力に基づく第１微粒子量と発熱量に基づく第２微粒子量とを比較することで、微粒子センサの出力が正常であるか否かを確認することができ、微粒子センサの異常の有無を判定することができる。【００１９】
また、第２、第３、第７、及び、第８の発明のように、所定の条件が満たされるまでの間、微粒子の除去処理の開始を禁止することで、微粒子除去処理によって生じる発熱量をより正確に検出することができる。従って、第２微粒子量をより正確に求めることができ、微粒子センサの異常の有無の判定を、高い精度で行うことができる。【００２０】
また、第４、第５、第９、及び、第１０の発明のように、微粒子センサが異常と判定された場合に、第１微粒子量と第２微粒子量とを比較して、検出タイミングや印加電圧を変更するものについては、微粒子センサに異常が生じている場合にも、その出力感度の変化に対応した状態とすることができ、ある程度正確に微粒子捕集用フィルタの故障判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態におけるシステムの全体構成について説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施の形態のＰＭセンサの素子部の構成について説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１のＰＭセンサに、ＰＭが堆積している場合と、堆積していない場合の、ＰＭリセット中の素子部の温度変化を比較説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＰＭセンサの素子部の発熱量と、堆積したＰＭ量との関係について説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における制御について説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するための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、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００２３】
実施の形態１．
[本実施の形態１のシステムの全体構成について]
図１は、この発明の実施の形態１のシステムの全体構成について説明するための図である。図１のシステムは車両等に搭載されて用いられる。図１に示すシステムにおいて、内燃機関２の排気経路４には、微粒子捕集用フィルタであるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）６が設置されている。ＤＰＦ６は、排気ガスに含まれる粒子状物質である微粒子（ＰＭ;particulate matter）を捕集するフィルタである。排気経路４のＤＰＦ６の下流には、ＰＭセンサ８（微粒子センサ）が設置されている。なお、内燃機関２の排気経路４には、ＤＰＦ６の他、各種の排気ガス浄化用の触媒等が設置されるが、ここでの説明は省略する。
【００２４】
このシステムは制御装置１０を備えている。制御装置１０の入力側には、ＰＭセンサ８の他、内燃機関２の各種センサが接続されている。また制御装置１０の出力側には、内燃機関２のＰＭセンサ８の電気回路、その他各種のアクチュエータが接続されている。制御装置１０は、各種センサからの入力情報に基づいて所定のプログラムを実行し、各種アクチュエータ等を作動させることにより、内燃機関２の運転に関する種々の制御を実行する。
【００２５】
図２は、本実施の形態１のＰＭセンサ８の素子部の構成について説明するための模式図である。図２に示されるように、ＰＭセンサ８の素子部は絶縁基材１２を備えている。絶縁基材１２の表面には、一対の電極１４、１６が形成されている。一対の電極１４、１６は互いに接触しない状態で、一定の間隔を開けて配置されている。電極１４、１６それぞれは櫛歯形状に形成された部分を有し、この部分において互いに噛み合うように形成されている。なお、本実施の形態１では櫛歯形状を有する電極２０、２２を例示したが、本発明においてはこのような形状に限らず、一対の電極が互いに向き合っているものであればよい。絶縁基材１２内部の電極１４、１６の下層には、図示しないヒータが埋め込まれている。
【００２６】
一対の電極１４、１６は電気回路等を介して電源（図示せず）に接続されている。これにより電極１４と電極１６との間には高電圧が印加される。またヒータは電気回路等を介して電源（図示せず）に接続されており、これによりヒータには所定の電力が供給され、その結果、素子部が加熱される。これらの電力供給は制御装置１０により制御される。
【００２７】
[本実施の形態１における制御の概要]
本実施の形態１において制御装置１０が行う制御には、下記のＰＭ量の検出、ＰＭセンサ８のリセット、及び、ＤＰＦ６の故障判定の制御が含まれる。
【００２８】
（１）ＰＭ量の検出
ＰＭ排出量の検出に際し、電極１４、１６間にＰＭを捕集するための高電圧である「捕集用電圧」が印加される。電極１４、１６間に捕集用電圧が印加されると、排気ガス中のＰＭが捕集され電極１４、１６間に堆積する。電極１４、１６間に堆積するＰＭが増加するにつれて、電極１４、１６間の導通箇所が増加し、電極１４、１６間の抵抗値が小さくなる。即ち、ＰＭセンサ８の電極１４、１６間の抵抗値は、電極１４、１６に堆積したＰＭ量と相関を有する。
【００２９】
本実施の形態１では、ＰＭセンサ８の出力として電極１４、１６間の抵抗と相関を有する電気的特性を検出する。このＰＭセンサ８の出力（以下「センサ出力」とも称する）に基づいて、電極１４、１６間に堆積したＰＭ量が検出される。電極１４、１６に堆積するＰＭ量は、排気ガス中に含まれるＰＭ量の変化に連動して変化する。従って、ＰＭ量はＤＰＦ６の下流に排出されたＰＭの指標とされる。
【００３０】
なお、以下の実施の形態では、便宜的に、センサ出力として検出される電気的特性を、電極１４、１６間のＰＭ量が増加するにつれて大きくなるものとして説明する。但し、本発明において、ＰＭセンサはこれに限られるものではなく、逆に、ＰＭ量が増加するにつれて小さくなる電気的特性を出力するものを用いることもできる。また、以下の実施の形態において、センサ出力に基づいて検出されるＰＭ量を「第１ＰＭ量」（第１微粒子量）とも称することとする。
【００３１】
（２）ＰＭリセット（微粒子の除去処理）
センサ出力は電極１４、１６間へのＰＭ堆積量が増加するにつれて増加する。しかし、電極１４、１６間への堆積量が限界値に達すると、センサ出力は、もはやそれ以上の変化を示さなくなる。この状態になると、ＰＭセンサ８は排気ガス中のＰＭ量に応じた出力を発することができなくなる。従って、所定のタイミングで、素子部に堆積しているＰＭを一度除去する必要がある。このＰＭを除去する処理を「ＰＭリセット」とも称する。
【００３２】
ＰＭリセットに際し、制御装置１０は、ＰＭセンサ８のヒータに所定の電力を供給し、ＰＭセンサ８の素子部を、ＰＭが燃焼除去される温度にまで過熱昇温させる。これにより、ＰＭセンサ８の素子部に付着したＰＭを燃焼除去させる。なお、ここでＰＭリセット期間中の素子部の温度は、500℃より高く、より好ましくは700℃より高いものとする。もしくは、ＰＭリセット期間中の素子部の目標温度を500℃より高く、より好ましくは700℃より高く設定して、ヒータに電力を供給してもよい。ＰＭが燃焼する温度が約500℃〜約650℃であるため、リセット温度は700℃以上（好ましくは700℃〜800℃）とすると、ＰＭの燃焼の確実性を高めることができる。
【００３３】
なお、このＰＭリセットにより、ＰＭセンサ８の素子部に堆積していたＰＭが除去されるため、例えば、以下のＤＰＦ６の故障判定の開始前、あるいは開始後、その他、ＤＰＦ６上に付着したＰＭの燃焼除去させるＤＰＦ６の再生処理後など、種々のタイミングでＰＭリセットが実行される。
【００３４】
（３）ＤＰＦの故障判定（微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定）
ＤＰＦ６が故障すると、ＤＰＦ６をすり抜けＤＰＦ６の下流に排出されるＰＭ排出量が増加する。従って、ＤＰＦ６が故障している場合、ＰＭセンサ８の電極１４、１６間に堆積するＰＭ堆積量は次第に増加し、その分センサ出力は大きくなる。従って、センサ出力に基づいてＤＰＦ６の故障判定を行うことができる。
【００３５】
具体的に、本実施の形態１のＤＰＦ６の故障判定では、制御装置１０は、ＰＭリセットを実行して素子部に堆積するＰＭが除去された状態で、ＰＭセンサ８に捕集用電圧の印加を開始する。捕集用電圧の印加開始後、内燃機関２から排出されたと推定されるＰＭ量の積算値（推定排出量）が、基準排出量REF_1に達したタイミング（検出タイミング）で、センサ出力を検出する。検出されたセンサ出力と、判定の基準となる基準出力REF_2を比較し、センサ出力が基準出力REF_2より大きい場合に、ＤＰＦ６の故障有りと判定される。
【００３６】
なお、推定排出量は、たとえば、内燃機関２の機関回転数、トルク、ＥＧＲ等をパラメータとし、所定のモデルに従って算出される。基準排出量REF_1は、ＰＭセンサ８に、ＰＭ量に応じた出力を発するのに必要なＰＭが堆積し、かつ、ＤＰＦ６の故障の有無を判断するのに十分とされる量に設定され、予め制御装置１０に記憶される。また、故障の有無の判定の基準となる基準出力REF_2は、ＤＰＦ６が正常である場合に許容される、ＤＰＦ６下流へのＰＭの排出量の積算値に応じたセンサ出力に、許容される誤差分等を含めるなどして適正な値に設定される。この基準出力REF_2は、制御装置１０に予め記憶される。
【００３７】
［本実施の形態１におけるＰＭセンサの出力の確認制御］
ところでＰＭセンサ８の使用により、電極１４、１６間の抵抗に変化が生じる場合がある。具体的には、例えば、電極１４、１６の蒸散により、電極１４、１６の面積が減少し、電極１４、１６間の抵抗値が高くなる場合がある。また電極１４、１６にＡｓｈ等の絶縁物が付着することによっても電極１４、１６間の抵抗値が高くなる場合がある。逆にマイグレーションによって電極１４、１６間の間隔が狭まり、電極１４、１６間の抵抗値が低くなる場合もある。
【００３８】
このように電極１４、１６間の抵抗値が変化する場合、センサ出力とＰＭ量との間の相関が崩れることとなり、正しくＰＭ量の検出ができないこととなる。その結果、ＤＰＦ６の故障判定に誤判定を生じるなど、センサ出力に基づく制御の精度の低下を招く恐れがある。従って、本実施の形態１においては、正しくセンサ出力が出力されているか否かを確認するため、以下の確認制御を実行する。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態１におけるＰＭリセット時の素子部の温度変化について説明するための図である。図３において横軸は時間、縦軸はヒータのＯＮ／ＯＦＦ、又は、素子部の温度を表す。また、図３において実線（ａ）は、ヒータＯＮ/ＯＦＦを表し、曲線（ｂ）はＰＭが堆積していない場合の素子部の温度変化のプロファイルを表し、曲線（ｃ）は、ＰＭが堆積している場合の素子部の温度変化を表している。
【００４０】
図３に示されるように、ヒータがＯＮとされＰＭリセットが開始されると、ＰＭが堆積しているＰＭセンサ８の素子部（曲線（ｃ）参照）の方が、ＰＭが堆積していないＰＭセンサ８の素子部（曲線（ｂ）参照）の温度よりも高く上昇する。この素子部の温度差は、ＰＭリセット時のＰＭの燃焼による発熱に起因するものである。つまりヒータの加熱に起因しない分の温度変化を起こす発熱量Ｑは、素子部にＰＭリセット開始直前に付着していたＰＭ量と相関を有すると考えられる。
【００４１】
図４は、ＰＭセンサ８の素子部に堆積したＰＭ量と、ＰＭリセット時の発熱量Ｑとの関係を説明するための図である。図４において横軸はＰＭ量、縦軸は発熱量Ｑを表している。図４に示されるようにＰＭリセット中の素子部の発熱量Ｑは堆積したＰＭ量に概ね比例して大きくなる。この関係に基づき、本実施の形態１では、発熱量Ｑを検出し、発熱量Ｑに基づいて、ＰＭリセット前に堆積していたＰＭ量を検出する。なお、本実施の形態１では、発熱量Ｑに基づいて検出されるＰＭ量を「第２ＰＭ量」とも称することとする。
【００４２】
ＰＭリセット中の発熱量Ｑは、ＰＭリセット時の素子部の温度変化をモニターし、検出された素子部の温度変化から、ヒータ加熱による温度変化分（ＰＭが付着していない場合の素子部温度）を減算することで検出することができる（図３の「Ｑ」参照）。なお、素子部の温度変化は、例えば、ヒータの抵抗の変化を検出することで求められる。あるいは、素子部近傍に温度センサを設置して、温度センサの出力に基づき素子部の温度を検出することもできる。
【００４３】
本実施の形態１では、発熱量Ｑ及び、これに基づく第２ＰＭ量を正確に検出するため、ＰＭリセットは下記の（条件１）〜（条件４）を満たす条件下で行うものとする。
【００４４】
（条件１）  従来のＰＭリセット時に比べて、素子部により多くのＰＭが堆積した状態で行う。これは、ＰＭ燃焼による発熱による素子部の温度変化と、ヒータによる素子部の加熱による温度変化との差を明確にして、発熱量Ｑをより正確に検出するためである。
【００４５】
具体的に、本実施の形態１では、ＤＰＦ６の故障判定が完了した後、センサ出力が、開始出力REF_3に達してから、ＰＭリセットを開始する。これにより、素子部により多くのＰＭが付着した状態で、ＰＭリセットを行うことができる。
【００４６】
なお、従来の場合に比較してＰＭ付着量が多くなった分、ＰＭリセットの時間が長く設定される。これにより、ＰＭリセット完了後には、確実にＰＭが除去される。開始出力REF_3は、少なくとも基準出力REF_2より大きな値であり、発熱量Ｑをより正確に検出するために必要なＰＭ量に応じて設定され、予め制御装置１０に記憶される。
【００４７】
（条件２）排気ガスの温度が基準温度REF_4より低温の運転条件下で行う。本実施の形態１では、ＰＭリセット中の素子部の温度変化に応じて発熱量Ｑが検出される。ここで素子部のＰＭ燃焼による温度変化は、ＰＭセンサ８の周囲の環境がある程度低温である場合の方がより正確に検出される。従って、発熱量Ｑをより正確に検出するため、排気ガスの温度が基準温度REF_4より低温の運転条件下で行うものとする。基準温度REF_4は、ＰＭ燃焼による温度変化の正確性が確保できる温度範囲の上限値付近の値に設定される。このような値は実験等により予め求められる値であり、制御装置１０に記憶される。
【００４８】
（条件３）ＰＭリセット中の単位時間当たりのＰＭ排出量である推定瞬間排出量が少ない運転条件下で行う。排出されるＰＭ量が多くなると、ＰＭリセット中に排出されるＰＭの付着により、発熱量Ｑが変化することが考えられるためである。
【００４９】
具体的には、推定瞬間排出量が基準量REF_5より少ないか否かにより判別する。ここでの基準量REF_5は、ＰＭリセット中の素子部の温度変化への影響が許容範囲となる推定瞬間排出量の範囲の、上限値付近の値に設定される。基準量REF_5は、ＰＭセンサごとに実験等により求められる値であり、予め制御装置１０に記憶される。
【００５０】
（条件４）ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流を停止し（ＥＧＲカット）、アクセル開度の変化量を制限した運転条件下で行う。ＥＧＲがＯＮとされている状態や、アクセル開度の変化量が大きい状態では、内燃機関２からのＰＭ排出量が多くなる。従って、ＰＭリセット中のＰＭ排出量増加を抑制するため、ＰＭリセット中は、ＥＧＲをカットし、アクセル開度の変化が緩やかになるように制限される。
【００５１】
ところで、ＰＭセンサ８が正常である場合、理論的には、ＰＭリセット開始直前のセンサ出力に基づいて求められる第１ＰＭ量XSと、ＰＭリセット中の発熱量Ｑに基づいて求められる第２ＰＭ量XQとは一致する。
【００５２】
本実施の形態１では、これを利用して、ＰＭセンサ８の確認の制御を行う。具体的には、ＰＭリセット開始直前の検出タイミングでセンサ出力を検出し、これに基づき第１ＰＭ量XSを求める。一方、上記（条件１）〜（条件４）を満たす条件下で実行されたＰＭリセット中の発熱量Ｑを検出し、これに基づいて第２ＰＭ量XQを求める。
【００５３】
その後、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとの差を求め、このＰＭ量の差が基準値REF_6より大きいか否かに従って、ＰＭセンサ８の正常/異常を判定する。なお、基準値REF_6は、第１ＰＭ量XS、第２ＰＭ量XQそれぞれに許容される誤差の範囲等を考慮し、両者（XS、XQ）が概ね一致すると判断できる範囲の上限付近の値に設定される。この値は予め制御装置１０に記憶される。
【００５４】
図５は、本発明の実施の形態１において制御装置１０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図５のルーチンは、内燃機関２の運転中、一定時間ごとに繰り返し実行される。図５においては、まず、センサ出力が検出される（Ｓ１０２）。
【００５５】
次に、検出されたセンサ出力が、開始出力REF_3より大きいか否かが判別される（Ｓ１０４）。ここではＰＭ燃焼に起因する発熱量Ｑを、ある程度正確に検出できる程度に、ＰＭが堆積しているか否かが判別される。具体的な開始出力REF_3の値は、制御装置１０に予め記憶されている。ここで、センサ出力＞開始出力REF_3の成立が認められない場合、今回の処理は、一旦終了し、その後、再びこのルーチンがステップＳ１０２から開始される。
【００５６】
一方、ステップＳ１０４において、センサ出力＞開始出力REF_3の成立が認められると、次に、排気ガス温度が検出される（Ｓ１０６）。排気ガス温度は、例えば、排気経路４に設置された温度センサ（図示せず）の出力に基づき検出される。
【００５７】
次に、排気ガス温度が、基準温度REF_4より低いか否かが判別される（Ｓ１０８）。ここでは、ＰＭセンサ８周囲の排気ガス温度が、素子部の温度変化をある程度正確に検出できる程度に低温であるか否かが判断される。なお、具体的な基準温度REF_4は、予め制御装置に記憶された値である。
【００５８】
ステップＳ１０８において、排気ガス温度＜基準温度REF_4の成立が認められない場合には、ステップＳ１０６に戻り、再び排気ガス温度が検出される。つまり、ステップＳ１０８において、排気ガス温度が基準温度REF_4より低温の環境となったことが認められるまでの間、排気ガス温度の検出と排気ガス温度＜基準温度REF_4の成否の判定とが繰り返される。
【００５９】
ステップＳ１０８において、排気ガス温度＜基準温度REF_4の成立が認められると、次に、推定瞬間排出量が算出される（Ｓ１１０）。推定瞬間排出量は、現在の運転状態に応じ、機関回転数、トルク等をパラメータとするモデルに従って算出される値であり、現在の運転状態において予想される、単位時間当たりのＰＭ排出量である。
【００６０】
次に、推定瞬間排出量が、基準量REF_5より少ないか否かが判別される（Ｓ１１２）。ここでは、排出される推定瞬間排出量が、発熱量Ｑの検出に与える影響が許容範囲の状態であるか否かが判別される。具体的な基準量REF_5は、予め制御装置１０に記憶された値である。
【００６１】
ステップＳ１１２において、推定瞬間排出量＜基準量REF_5の成立が認められない場合、再び、ステップＳ１１０に戻り、現在の推定瞬間排出量が算出され、その後、推定瞬間排出量＜基準量REF_5の成否の判別が行われる（Ｓ１１２）。つまり、ステップＳ１１２において、推定瞬間排出量が基準量REF_5より少ない状態となったことが認められるまでの間、ステップＳ１１０の推定瞬間排出量の算出と、続くステップＳ１１２の判別処理が繰り返し実行される。
【００６２】
一方、ステップＳ１１２において、推定瞬間排出量＜基準量REF_5の成立が認められると、次に、ＥＧＲがカットされる（Ｓ１１４）。これにより、ＥＧＲシステムによる還流が停止状態に制御される。
【００６３】
次に、内燃機関２のアクセル開度の変化量が制限される（Ｓ１１６）。アクセル開度は、他の制御プログラムに従って制御されているが、ここではその制御におけるアクセル開度の変化量が所定範囲に制限される。これによりアクセル開度の急激な変化によるＰＭ排出量の増加が抑制される。
【００６４】
次に、センサ出力が検出される（Ｓ１１８）。次に、ヒータがＯＮされる（Ｓ１２０）。これによりＰＭリセットが開始される。次に、ヒータがＯＮとされてからの保持時間が、基準時間REF_7より長くなったか否かが判別される（Ｓ１２２）。ここでは素子部に付着したＰＭを燃焼除去するのに十分な時間が経過したか否かが判別される。具体的な基準時間は、制御装置１０に予め記憶されている。
【００６５】
ステップＳ１２２において保持時間＞基準時間REF_7の成立が認められない場合、ステップＳ１２２の保持時間＞基準時間REF_7の判別が繰り返される。つまり、保持時間が基準時間REF_7に達するまでの間、ヒータがＯＮとされた状態で保持されステップＳ１２２の判別が繰り返し実行される。
【００６６】
ステップＳ１２２において、保持時間＞基準時間REF_7の成立が認められると、次に、発熱量Ｑが算出される（Ｓ１２４）。発熱量Ｑは、ステップＳ１２０においてヒータがＯＮとされてからの素子部の温度変化のプロファイルと、基準の温度変化のプロファイルとの温度差に基づいて検出される。基準の温度変化のプロファイルは、ＰＭが堆積していない状態で、ヒータをＯＮとした場合の素子部の温度変化であり、予め制御装置１０に記憶されている。
【００６７】
次に、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとが求められる（Ｓ１２６）。第１ＰＭ量XSは、ステップＳ１１８において検出されたセンサ出力に応じて求められる。一方、第２ＰＭ量XQは、ステップ１２４で検出された発熱量Ｑに応じて求められる。なお、発熱量Ｑと第２ＰＭ量XQとの関係は、予め制御装置１０に記憶されたマップ等に基づいて算出される。
【００６８】
次に、ステップＳ１２６において算出された第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとの差の絶対値が、基準値REF_6より小さいか否かが判別される（Ｓ１２８）。基準値REF_6は、ＰＭセンサ８の故障の有無を判別するための基準値であり、予め制御装置１０に記憶されている。
【００６９】
ステップＳ１２８において、ＰＭ量の差|XS-XQ|が基準値REF_6より小さいことが認められた場合、ＰＭセンサ８は正常であると判定される（Ｓ１３０）。一方、ステップＳ１２８において、ＰＭ量の差|XS-XQ|が基準値REF_6より小さいことが認められない場合、ＰＭセンサ８は異常と判定される（Ｓ１３２）。ステップＳ１３０又はＳ１３２の判定の後、今回の処理は終了する。なお、ステップＳ１３２においてＰＭセンサ８が異常と判定された場合には、例えば、警告灯の表示、ＰＭセンサ８に基づくＤＰＦ６の故障判定の禁止等、予め定められた制御が実行される。
【００７０】
以上説明したように、本実施の形態１では、ＰＭリセット時の発熱量Ｑに基づいてＰＭ量を検出することで、ＰＭセンサ８の出力に基づくＰＭ量と比較することができ、これにより、ＰＭセンサ８の正常/異常を確認することができる。これにより、ＰＭセンサ８の出力に基づく、例えばＤＰＦ６の故障判定等の確認を行うことができる。従って、ＰＭセンサ８が故障している場合のセンサ出力に基づく誤判定を防止することができる。
【００７１】
なお、ＰＭ排出量の増加を抑制するため、ＥＧＲのカット（Ｓ１１４）とアクセル開度の変化量の制限（Ｓ１１６）とを、行う場合について説明した。しかし、本発明においては、これに限るものではなく、例えば、ＥＧＲのカットとアクセル開度の制限とのいずれか一方を行うものであってもよい。
【００７２】
また、本実施の形態１では、発熱量Ｑの検出時のＰＭリセットを上記（条件１）〜（条件４）の条件がすべて全て満たされた状態で行う場合について説明した。これは発熱量Ｑに基づく第２ＰＭ量XQをできるだけ正確に検出し、ＰＭセンサ８の故障の有無の判定を正確に行うためである。ただし、この発明において発熱量Ｑの検出は、上記（条件１）〜（条件４）の条件を全て満たす場合に限るものではなく、（条件１）〜（条件４）のうち１又は複数の条件を満たすものとしてもよく、あるいは、これらの条件を設定しないものであってもよい。また、（条件１）〜（条件４）の条件に限るものではなく、発熱量Ｑの検出性を高める他の条件を設定したものであってもよい。これは以下の実施の形態についても同様である。
【００７３】
また、本実施の形態１では、発熱量Ｑを検出する場合のＰＭリセットの条件として、センサ出力が開始出力REF_3より大きくなっていることを設定した（条件１）。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、例えば、ＤＰＦ６の故障判定のセンサ出力を検出するタイミングを判断する基準排出量REF_1を、通常の値より大きくしてもよい。これによって、ＤＰＦ６の故障判定の時間が長くなり、ＰＭリセット開始時により多くのＰＭが堆積した状態とすることができる。また、ＤＰＦ６の故障判定完了後、所定時間経過後にＰＭリセットを開始するものとし、この所定時間を通常のＰＭリセット開始より確実に長くなるように設定したものでもよい。これは以下の実施の形態についても同様である。
【００７４】
また、本実施の形態１では、推定排出量が基準排出量REF_1より大きくなった場合のセンサ出力に基づき、ＤＰＦ６の故障の有無を判定する場合について説明した。しかし、この発明において、ＤＰＦ６の故障判定法はこれに限るものではない。例えば、ＤＰＦ６の故障検出完了後から所定時間経過後のセンサ出力を検出し、これに基づきＤＰＦ６の故障の有無を判定するものであってもよい。この場合において、ＰＭリセット中の発熱量Ｑを検出する場合には、更に、「所定時間」を通常より長く設定することでＰＭが多く堆積した状態とするものでもよい。なお、この場合にも従来の場合に比較して素子部へのＰＭ付着量が多くなるが、ＰＭリセットの時間を長く設定することで、多く付着したＰＭを除去するようにする。これは、以下の実施の形態についても同様である。
【００７５】
また、本実施の形態１では、第１ＰＭ量XSと第２PM量XQとの差の絶対値｜XS-XQ｜が、基準値REF_6より小さいか否かに基づいて、ＰＭセンサ８が正常であるかを判定する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、ＰＭセンサ８が正常であるか否かの確認は、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとを比較する他の手法で行うものであってもよい。具体的には、例えば、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとの差、比などの差異を検出し、これに基づきＰＭセンサ８が正常か否かを確認するものでもよい。また、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQの検出を複数回行い、それぞれの平均値を求めた後、両者の差異を検出して、ＰＭセンサ８の正常性を確認するものであってもよい。これは以下の実施の形態についても同様である。
【００７６】
実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の構成を有している。実施の形態２のシステムでは、実施の形態１と同様の制御により、ＰＭセンサ８が異常と判別された場合にもＰＭセンサ８を使用するための制御が実行される。
【００７７】
図６は、本実施の形態２における、推定排出量とセンサ出力との関係を説明するための図である。図６において、横軸はＰＭの推定排出量を表し、縦軸はセンサ出力を表している。また、図６において、曲線（ａ）は、正常なセンサ出力を表し、（ｂ）は感度が高くなっている場合のセンサ出力、（ｃ）は感度が低下している場合のセンサ出力を表している。
【００７８】
実施の形態２においては発熱量Ｑから算出された第２ＰＭ量XQは、実際に素子部に堆積していたＰＭ量に即したものとして用いられる。そして第２ＰＭ量XQに対して、第１ＰＭ量XSが大きい場合、例えば、電極１４、１６のマイグレーションにより、電極１４と電極１６との間隔が狭まるなどの原因により、電極１４、１６間自体の抵抗値が小さくなっていると考えられる。この場合、ＰＭセンサ８の感度は高くなっている状態にあり、ＰＭセンサ８は、実際のＰＭ量よりも大きな出力を発する状態と判断される。
【００７９】
この場合、図６の曲線（ｂ）に示されるように、例えば、通常時のＤＰＦ６の故障判定において、センサ出力を検出するタイミングとなる基準排出量REF_1に対するセンサ出力は、ＰＭセンサ８が正常な場合に比べると大きくなる。つまり、ＤＰＦ６の故障判定において、センサ出力と基準出力REF_2とを比較してＤＰＦ６の故障の有無を判定する場合、その判定の時期を早める必要がある。従って、ＤＰＦ６の故障判定において、センサ出力を検出するタイミングを決定する基準値は、ＰＭセンサ８が正常である場合の基準排出量REF_1よりも小さな基準排出量REF_1Sとする。これにより、ＰＭセンサ８の感度が高くなっている場合、ＤＰＦ６の故障判定におけるセンサ出力検出は、推定排出量が、基準排出量REF_1Sに達した早いタイミングで実行される。
【００８０】
一方、第２ＰＭ量XQに対して、第１ＰＭ量XSが小さい場合、例えば、電極１４、１６の蒸散や、電極１４、１６への絶縁物の付着等の原因により、電極１４、１６間の抵抗が大きくなっていると考えられる。この場合、ＰＭセンサ８の感度が低下した状態であり、ＰＭセンサ８は、実際のＰＭ量よりも小さな出力を発する状態と判断される。
【００８１】
センサ出力の感度が低下している場合、図６の曲線（ｃ）に示されるように、例えば、基準排出量REF_1に対するセンサ出力は、ＰＭセンサ８が正常な場合に比べると、低くなる。つまり、ＤＰＦ６の故障判定において、センサ出力と基準出力REF_2とを比較してＤＰＦ６の故障の有無を判定するためには、その判定の時期を遅延させる必要がある。従って、ＤＰＦ６の故障判定において、センサ出力を検出するタイミングを決定する基準値は、ＰＭセンサ８が正常である場合の基準排出量REF_1よりも大きな基準排出量REF_1Lとする。これにより、ＰＭセンサ８の感度が低下している場合、ＤＰＦ６の故障判定におけるセンサ出力検出は、推定排出量が、基準排出量REF_1Lに達した遅いタイミングで実行される。
【００８２】
なお、ＰＭセンサ８の感度が高くなっている場合の小さな基準排出量REF_1S、及び、感度が低下している場合の大きな基準排出量REF_1Lとして適正な値が、それぞれの場合ごとに実験等により求められて設定される。この値は、通常時の基準排出量REF_1と共に予め制御装置１０に記憶される。
【００８３】
図７は、この発明の実施の形態２において制御装置１０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図７のルーチンは、図５のルーチンのセンサの正常/異常の判定の後、続けて実行される。図７のルーチンでは、まず、ＰＭセンサ８が異常と判定されたか否かが判別される（Ｓ２０２）。ＰＭセンサ８が異常と判定されたことが認められない場合には、今回の処理は終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ２０２において、ＰＭセンサ８が異常と判定されたことが認められると、次に、第１ＰＭ量XSが、第２ＰＭ量XQより大きいか否かが判別される（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４において、第１ＰＭ量XS＞第２ＰＭ量XQの成立が認められる場合、ＰＭセンサ８の感度が高くなっていると考えられる。従って、この場合には、ＤＰＦ６の故障判定のタイミングが早期化される（Ｓ２０６）。具体的には、ＤＰＦ６の故障判定における基準排出量が、通常より小さな値である基準排出量REF_1Sに設定される。なお、変更される基準排出量REF_１Sは、予め制御装置１０に記憶されている。その後、今回の処理は終了する。
【００８５】
一方、ステップ２０４において、第１ＰＭ量XS＞第２ＰＭ量XQの成立が認められない場合、ＰＭセンサ８のセンサ感度が低下していると考えられる。従ってこの場合には、ＤＰＦ６の故障判定のタイミングが遅延化される（Ｓ２０８）。具体的には、ＤＰＦ６の故障判定における基準排出量が、通常より大きな値である基準排出量REF_1Lに設定される。ここでの変更される基準排出量REF_1Lは、予め制御装置１０に記憶されている。その後、今回の処理は終了する。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、センサ出力の感度に異常が生じている場合にも、ＰＭセンサ８の感度の変化に合わせて、故障判定のタイミングを変更することができる。これにより、ＰＭセンサ８の出力にずれが生じている場合にも、それを補正し、ＤＰＦ６の故障判定をある程度高い精度で継続して行うことができる。
【００８７】
なお、本実施の形態２では、ＰＭセンサ８の感度の変化に対し、ＤＰＦ６の故障判定におけるセンサ出力検出のタイミングを判断する基準となる基準排出量を変更することで対応する場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではない。例えば、ＤＰＦ６の故障判定のタイミングは同じものとし、ＤＰＦ６の故障判定中、電極１４、１６間に印加する捕集用電圧の大きさを変更するものであってもよい。具体的には、ＰＭセンサ８の感度が低下している（即ち、XS＜XQ）と判断される場合には印加電圧を高くし、感度が高くなっている（即ち、XS＞XQ）と判断される場合には印加電圧を低く設定することで対応することができる。
【００８８】
また、本発明においてＤＰＦ６の故障判定は、例えば、捕集用電圧の印加を開始してから所定時間経過後のセンサ出力を検出し、これに基づき故障の有無を判定するものであってもよい。この場合、更に、ＰＭセンサ８の感度が低下していると判断される場合には、この「所定時間」を長く設定し、感度が高くなっている場合には「所定時間」を短く設定するものとすることができる。
【００８９】
また、本実施の形態２では、ＰＭセンサ８の感度変化に応じて、故障判定におけるセンサ出力検出タイミングを変化させる場合において、ＰＭセンサ８が正常の場合に対し、感度が低下している場合と高くなっている場合とのそれぞれで、タイミングを一律（例えばREF_1S又はREF_1L）に変化させる場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、感度のずれの大きさに応じて、段階的に、センサ出力検出タイミングを変化させるものであってもよい。例えば、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとの差XS-XQをパラメータとし、この差に応じて、上記の故障検出タイミング決定のための、基準排出量や、所定時間、あるいは、印加電圧を段階的あるいは、無段階に徐々に変化させるものとしてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態２では、図５のルーチンのステップＳ１２８〜Ｓ１３２においてＰＭセンサ８の異常の有無が判定された後、異常がある場合に、図７のステップＳ２０４〜Ｓ２０８に従って、感度の変化に応じて検出タイミングを変化させる場合について説明した。しかし、この発明は、ＰＭセンサ８の異常判定を行わず、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとの差異に応じて検出タイミングを変化させる処理のみ行うものであってもよい。具体的にこのような処理は、例えば、図５のルーチンのＳ１２６までを実行し、第１ＰＭ量XSと第２ＰＭ量XQとを検出し、続けて図７のステップＳ２０４〜Ｓ２０８の処理を実行して検出タイミングを変更することにより、実現することができる。
【００９１】
以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や製造工程等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００９２】
２  内燃機関
４  排気経路
６  ＤＰＦ（微粒子捕集用フィルタ）
８  ＰＭセンサ（微粒子センサ）
１０  制御装置
１２  絶縁基材
１４、１６  電極
Ｑ  発熱量
XS  第１ＰＭ量（第１微粒子量）
XQ  第２ＰＭ量（第２微粒子量）
REF_1、REF_1S、REF_1L  基準排出量
REF_2  基準出力
REF_3  開始出力
REF_4  基準温度
REF_5  基準量
REF_6  基準値
REF_7  基準時間
【図１】
2013073006.tif 000003
【図２】
2013073006.tif 000004
【図３】
2013073006.tif 000005
【図４】
2013073006.tif 000006
【図５】
2013073006.tif 000007
【図６】
2013073006.tif 000008
【図７】
2013073006.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月3日(2013.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う手段と、
前記除去処理を開始する前に前記微粒子センサの素子部に堆積していた微粒子の量を、前記除去処理を開始する前の前記微粒子センサの出力に基づいて検出する第１検出手段と、
前記除去処理中に、前記微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する手段と、
前記除去処理を開始する前に前記素子部に堆積していた微粒子の量を、前記発熱量に応じて検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段により検出された第１微粒子量と、前記第２検出手段により検出された第２微粒子量との差異に基づいて、前記微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定手段と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の排気ガスの温度が基準温度より低温となるまでの間、前記除去処理の開始を禁止する手段を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、前記除去処理の開始を禁止する手段を、更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングを設定するタイミング設定手段と、
を、更に備え、
前記タイミング設定手段は、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合に、前記検出タイミングを、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合に、前記検出タイミングを、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加する微粒子捕集用の電圧の大きさを設定する電圧設定手段と、
を更に備え、
前記電圧設定手段は、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合の前記微粒子捕集用の電圧を、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合の前記微粒子捕集用の電圧を、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧より小さくする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う工程と、
前記除去処理を開始する前に前記微粒子センサの素子部に堆積していた微粒子の量を、前記除去処理を開始する前の前記微粒子センサの出力に基づいて検出する第１検出工程と、
前記除去処理中に、前記微粒子の燃焼によって生じた発熱量を検出する工程と、
前記除去処理を開始する前に前記素子部に堆積していた微粒子の量を、前記発熱量に応じて検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程において検出された第１微粒子量と、前記第２検出工程において検出された第２微粒子量との差異に基づいて、前記微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定工程と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項７】
前記内燃機関の排気ガスの温度が、基準温度より低温となるまでの間、前記除去処理の開始を禁止することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、前記除去処理の開始を禁止することを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項９】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備え、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングは、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする、
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項１０】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備え、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加される微粒子捕集用の電圧の大きさは、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より小さい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第１微粒子量が前記第２微粒子量より大きい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも小さくする、
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の内燃機関の制御方法。
【国際調査報告】
2013073006.tif 000010
2013073006.tif 000011