(57)【要約】  この発明において、内燃機関（２）の排気経路（４）には微粒子センサ（８）が設置される。この内燃機関（２）の制御装置（１０）は、微粒子センサ（８）の出力に応じて、排気経路（４）の排気ガス中の微粒子量を検出する。更に、内燃機関（２）の制御装置（１０）は、第１の期間に、微粒子センサの電極間に微粒子を捕集する捕集用電圧を印加して、電極表面に微粒子層を形成する。また、第２の期間の間、微粒子層が形成された状態を維持する。ここで「微粒子層が形成された状態を維持」には、微粒子層が形成された状態をそのまま維持するものと、微粒子層を除去する制御を禁止するものとが、含まれる。
2013018224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に設置された微粒子センサの出力に応じて、前記排気経路の排気ガス中の微粒子量を検出する検出手段と、
第１の期間に、前記微粒子センサの電極間に微粒子を捕集する捕集用電圧を印加して、前記電極表面に微粒子層を形成する形成手段と、
第２の期間の間、前記微粒子層が形成された状態を維持する維持手段と、
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】
前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、排気ガス中の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、
前記第１の期間は、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する故障判定制御の完了後から、前記微粒子センサの出力が基準出力に達するまでの間の期間であり、
前記第２の期間は、前記微粒子センサの出力が前記基準出力に達した後、前記内燃機関が停止するまでの間の期間であり、
前記維持手段は、前記捕集用電圧の印加を停止することで、前記微粒子層を維持する
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】
前記微粒子センサの前記電極が形成された素子部を昇温させ、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する手段と、
前記形成手段によって、前記微粒子センサの出力が前記基準出力に達するまで電圧印加された後、前記内燃機関が停止するまでの間、前記素子部を、微粒子を燃焼除去する温度より低温で、かつ、前記素子部への微粒子の堆積を抑える所定の温度に制御する温度制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項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、排気ガス中の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電極が形成された素子部を昇温させ、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去手段を、備え、
前記第１の期間は、少なくとも、前記微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子を除去するフィルタ再生制御が開始される前までの期間を含み、
前記第２の期間は、少なくとも、前記フィルタ再生制御の開始が予測された後から、前記フィルタ再生制御が終了するまでの間の期間を含み、
前記維持手段は、前記素子部の微粒子の燃焼除去を禁止することにより、前記微粒子層を維持する
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】
前記第１の期間は、前記フィルタ再生制御の開始が予測された後から、前記フィルタ再生制御が開始するまでの間の期間を含むことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第２の期間は、更に、前記フィルタ再生制御が終了した後から、前記微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子が、基準堆積量より多くなるまでの間の期間を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関から排出される排気ガス中の微粒子量を推定する手段と、
前記推定された微粒子量が、基準排出量より少ない場合に、前記維持手段による前記微粒子層の維持を禁止する禁止手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【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に関する。更に具体的には、内燃機関の排気経路中に設置され、排気ガス中の微粒子量を検知するための微粒子センサを有する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１のシステムにおいて、内燃機関の排気経路には、排気ガス中の微粒子（particulate matter；以下「ＰＭ」とも称する）を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）が配置され、ＤＰＦの下流には、ＤＰＦに捕集されずに通過したＰＭ量を検出するためのＰＭセンサが配置されている。【０００３】
特許文献１のＰＭセンサは、ＰＭを付着させる絶縁層と互いに間隔を開けて絶縁層に配置された電極とを備えている。このＰＭセンサが排気ガスに接し、排気ガス中のＰＭが電極間に堆積すると、ＰＭ堆積量に応じて電極間の導電性が変化するため、電極間の抵抗が変化する。特許文献１においては、ＰＭセンサの抵抗値を検出することで電極のＰＭ堆積量に関連する排ガス中のＰＭ量が検知されることから、ＰＭセンサの抵抗値に基づいてＤＰＦの故障等を検出する。【０００４】
ところで、電極間のＰＭ堆積量が一定量を超えると、電極間の抵抗値はもはや変化しなくなり、それ以降はＰＭ堆積量に応じた値を出力できない状態となる。これに対し特許文献１の技術では、電極間のＰＭ堆積量がある程度増加した段階で、内蔵されたヒータによってＰＭセンサの素子部を所定時間加熱し、堆積したＰＭを燃焼除去するＰＭリセットが実行される。
【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】
ところで、排気ガスには、スート（カーボン等のすす状物質）やＳＯＦ（Soluble Organic Fraction;可溶性有機フラクション）等の内燃機関の燃焼に由来するＰＭのほかに、潤滑油由来のＡｓｈ（すす）や、触媒の酸化に由来する金属化合物等が含まれる。これらＡｓｈや金属化合物がＰＭセンサの電極に付着すると、センサの出力にばらつきを生じる場合がある。従って、Ａｓｈや金属化合物（以下、Ａｓｈや金属化合物を含め「被毒物」とも称する）の付着は、センサ出力に基づいて行われるＤＰＦ故障検出等の精度を低下させる事態を生じ得る。【０００７】
またＡｓｈや金属化合物はＰＭよりも燃焼温度が高く、ＰＭセンサに内蔵されたヒータによる素子部の過熱処理では、燃焼除去が難しい。このため電極間に被毒物が直接付着すると、その被毒物は、ＰＭの燃焼除去後も電極上に残ることとなる。従って、ＰＭリセットが繰り返されると、被毒物の付着量が次第に増加し、ＰＭセンサによるＰＭ量の検出やこれに基づくＤＰＦの故障の検出の精度が更に低下することが考えられる。【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的とし、排気ガス中に含まれるＡｓｈや金属化合物の電極への付着を抑制し、ＰＭ量の測定の精度を高く維持できるように改良された内燃機関の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明において、内燃機関の排気経路には微粒子センサが設置される。この発明に係る内燃機関の制御装置は、微粒子センサの出力に応じて、排気経路の排気ガス中の微粒子量を検出する検出手段と、第１の期間に、微粒子センサの電極間に微粒子を捕集する捕集用電圧を印加して、電極表面に微粒子層を形成する形成手段と、第２の期間の間、微粒子層が形成された状態を維持する維持手段と、を備える。なお、ここで「維持手段」には、微粒子層が形成された状態をそのまま維持するものと、微粒子層を除去する制御を禁止するものとが、含まれる。【００１０】
また、この発明に係る内燃機関の制御装置は、排気経路の微粒子センサの上流に、排気ガス中の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たものに適用することができる。この場合、上記の「第１の期間」は、微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する故障判定制御の完了後から、微粒子センサの出力が基準出力に達するまでの間の期間とし、上記の「第２の期間」は、微粒子センサの出力が基準出力に達した後、内燃機関が停止するまでの間の期間としてもよい。この場合、維持手段は、捕集用電圧の印加を停止することで、微粒子層を維持するものとしてもよい。【００１１】
また、この発明に係る内燃機関の制御装置は、素子部を昇温させ、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する手段を更に備えるものとしてもよい。この場合に、内燃機関の制御装置は、形成手段によって、微粒子センサの出力が基準出力に達するまで電圧印加された後、内燃機関が停止するまでの間、素子部を、微粒子を燃焼除去する温度より低温で、かつ、素子部への微粒子の堆積を抑える所定の温度に制御する温度制御手段を、更に備えるものとしてもよい。【００１２】
また、この発明に係る内燃機関の制御装置は、排気経路の微粒子センサの上流に、排気ガス中の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たものに適用してもよい。この場合「第１の期間」は、少なくとも、微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子を除去するフィルタ再生制御が開始される前までの期間を含み、「第２の期間」は、少なくとも、フィルタ再生制御の開始が予測された後から、フィルタ再生制御が終了するまでの間の期間を含むものとすることができる。そして、内燃機関の制御装置は、微粒子センサの電極が形成された素子部を昇温させ、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去手段を備えるものとし、維持手段が、素子部の微粒子の燃焼除去を禁止することにより、微粒子層を維持するものとすることができる。【００１３】
また、この場合、「第１の期間」を、フィルタ再生制御の開始が予測された後から、フィルタ再生制御が開始するまでの間の期間を含むものとしてもよく、あるいは、「第２の期間」を、フィルタ再生制御が終了した後から、微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子が、基準堆積量より多くなるまでの間の期間を更に含むものとしてもよい。【００１４】
また、この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関から排出される排気ガス中の微粒子量を推定する手段と、推定された微粒子量が、基準排出量より少ない場合に、上記に説明した維持手段による微粒子層の維持を禁止する禁止手段とを更に備えるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、第１の期間、微粒子センサの電極表面に微粒子層を形成され、第２の期間、この微粒子層が維持される。これにより、第２の期間、微粒子センサの電極の表面が保護され、排気ガス中の被毒物が電極表面に直接付着することを抑えることができる。ここで、例えば、第２の期間、電極表面の微粒子層上に被毒物が付着しても、電極に付着する微粒子層を燃焼除去する際に、被毒物を飛散させることができる。従って、電極上の被毒物の付着量の増加を抑制することができる。これにより、微粒子センサの出力ばらつき等の経時劣化を抑制することができる。【００１６】
例えば、特に、微粒子捕集用フィルタの故障判定制御の開始前には、素子部に堆積した微粒子が燃焼除去された状態とされる。従って、微粒子捕集用フィルタの故障判定制御の後、そのままの状態とされると、排気ガス中に含まれる被毒物が、微粒子と共に直接電極に付着することが考えられる。この点、本発明において、微粒子捕集用フィルタの故障判定制御が完了後から、微粒子センサの出力が基準出力より大きくなるまでの間の「第１の期間」に、微粒子捕集用電圧印加により微粒子層を形成した上、これを内燃機関停止まで維持するものであれば、微粒子捕集用フィルタの故障判定制御完了後の微粒子センサの出力を利用しない期間、電極を微粒子層により保護することができる。従って、電極への被毒物の堆積量の増加を抑えることができる。【００１７】
また、ここで、微粒子層はある程度の撥水効果を発揮する。従って、内燃機関の停止までの期間、微粒子層を維持するものであれば、次回の内燃機関の始動時に被水による素子割れを抑制しつつ、より早期に微粒子センサを昇温させることができる。【００１８】
また、微粒子センサへの捕集用電圧印加を停止した後、更に、素子部を、微粒子堆積が抑えられる所定の温度に制御する手段を有するものであれば、より確実に素子部への被毒物の堆積を抑えることができる。また、次回の内燃機関の始動時、さらに早い段階で微粒子センサを昇温させて微粒子量の検出に用いることができる状態とすることができる。【００１９】
また、例えば特に、微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子を除去するフィルタ再生制御の期間中は、微粒子捕集用フィルタを通過して下流に排出される微粒子や被毒物が増加しやすい傾向にある。この点、この発明において、フィルタ再生制御の開始前の期間に微粒子層を作成すると共に、微粒子層を、フィルタ再生制御の開始予測から制御終了までの期間維持するものであれば、被毒物が増加しやすい運転領域に入る前に電極を微粒子層で保護された状態とし、被毒物が増加する期間中電極を微粒子層で保護することができる。これにより、電極への被毒物の直接的な付着を抑制し、微粒子センサの劣化を抑制することができる。【００２０】
また、フィルタ再生制御を行った後、微粒子捕集用フィルタに微粒子がある程度堆積するまでは、微粒子センサ下流側に排出される微粒子や被毒物が増加しやすい傾向にある。この点、フィルタ再生制御の終了後、微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子が基準堆積量より多くなるまでの間の期間についても微粒子層を維持するものであれば、被毒物が多い環境下において、電極に直接被毒物が付着するのを抑制することができる。【００２１】
また、この発明において、内燃機関から排出されると推定される排気ガス中の微粒子量が基準排出量より少ない場合に微粒子層の維持を禁止するものについては、特に微粒子量が少ない領域において微粒子センサをより高い精度で利用することができる。これにより、微粒子センサの劣化を抑制しつつ、有効に微粒子センサを活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１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】この発明の実施の形態１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】この発明の実施の形態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４】この発明の実施の形態１の制御の効果について説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態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。
【図６】この発明の実施の形態３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７】この発明の実施の形態４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】
【００２３】
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。
【００２４】
実施の形態１．
[本実施の形態のシステムの構成について]
図１は、この発明の実施の形態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に示すシステムにおいて、内燃機関２の排気経路４には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）６が設置されている。ＤＰＦ６は、排気ガスに含まれる微粒子状物質（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。ＰＭセンサ８は、ＤＰＦ６を通過した排気ガス中のＰＭ量の検出に用いられる。
【００２５】
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、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の各種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を作動させることにより、内燃機関２に関する種々の制御を実行する。
【００２６】
図２は、本実施の形態１のＰＭセンサ８の素子部を拡大して表した模式図である。図２に示されるように、ＰＭセンサ８の素子部は、その表面に一対の電極１２、１４を有している。一対の電極１２、１４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。更に、電極１２、１４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配置されている。電極１２、１４は、その下層に形成された絶縁層１６に接している。絶縁層１６はＰＭを付着させる機能を有する。絶縁層１６内部の電極１２、１４の下層には、図示しないヒータが埋め込まれている。
【００２７】
電極１２と電極１４とには、それぞれに電源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１２と電極１４との間に所定の電圧を印加することができる。ヒータは、電源回路等を介して電源（図示せず）に接続されており、ヒータに所定の電力が供給されることで素子部が加熱される。電源回路等は制御装置１０に接続され、制御される。
【００２８】
[本実施の形態における制御の概要]
本実施の形態において、制御装置１０が行う制御には、排気ガス中のＰＭ量の検出及びこれに基づくＤＰＦ６の故障判定、ＤＰＦ６の再生、ＤＰＦ６の故障判定、及び、ＰＭセンサ８のリセットの制御が含まれる。
【００２９】
（１）ＰＭ排出量の検出
ＰＭ排出量の検出に際し、制御装置１０は、電極１２、１４間に微粒子を捕集する電圧である「捕集用電圧」を印加する。電極１２、１４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１２、１４間に堆積する。電極１２、１４間に堆積するＰＭが増加するにつれて、電極１２、１４間の導通箇所が増加し、電極１２、１４間の抵抗値が小さくなる。以下の実施の形態では、ＰＭセンサ８のセンサ出力として電流値を検出する。つまり、ＰＭセンサ８の出力は、電極１２、１４間のＰＭ堆積量が増加するにつれて大きくなる。また、電極１２、１４間のＰＭ堆積量は、排気ガス中のＰＭ量、即ちＤＰＦ６を通過しその下流側に排出されたＰＭ排出量に関連して増減する。
【００３０】
従って、本実施の形態１では、センサ出力とＰＭ排出量との関係を予め求めておいて、この関係に基づき、ＰＭセンサ８を出力に応じて排気ガス中のＰＭ排出量を検出する。以下、捕集用電圧を印加し、センサ出力を検出している状態を、「ＰＭ検出モード」とも称することとする。なお、ＰＭ検出モードにおいて素子部は、３００℃以下の温度に維持されるものとする。
【００３１】
（２）ＤＰＦ故障判定（故障判定制御）
ＤＰＦ６が故障すると、ＰＭがＤＰＦ６をすり抜け大気中に放出される事態を生じ得る。従って、制御装置１０は、定期的にＤＰＦ６の故障の有無を判定する制御を実行する。具体的に、制御装置１０は、ＤＰＦ６の後ろ（下流）の排気ガスに含まれるＰＭ量を、モデルに従って推定する。制御装置１０は、推定された量（以下「推定ＰＭ排出量」とも称する）と、ＰＭセンサ８の出力に応じたＰＭ排出量とを比較することで、ＤＰＦ６の故障の有無を判定する。つまり、ＰＭセンサ８の出力に基づくＰＭ排出量の検出値が、推定ＰＭ排出量より大きい場合、ＤＰＦ６の故障と判定する。なお、この判定で用いられる推定ＰＭ排出量は、モデルから算出されるＤＰＦ６後ろの排気ガスに含まれるＰＭ排出量の推定値に、許容される余裕分が加算された値とする。
【００３２】
（３）ＤＰＦ６の再生（フィルタ再生制御）
ＤＰＦ６が排気ガス中のＰＭの捕集をし続けると、やがてＤＰＦ６に堆積したＰＭの量（以下「ＰＭ堆積量」とも称する）が限界に達し、それ以上ＰＭを捕集できない状態となる。このような状態を避けるため、ＤＰＦ６のＰＭ堆積量がある程度となった段階で、ＰＭを燃焼除去してＤＰＦ６の再生の処理を行う。
【００３３】
具体的に、ＤＰＦ６の再生処理では、制御装置１０は、例えば、燃料噴射の後に再度燃料を噴射する制御、噴射タイミングを遅らせる制御等、所定の制御プログラムに従って排気温度を上昇させる制御を行う。これにより、ＤＰＦ６に堆積したＰＭが燃焼除去される。このようなＰＭの燃焼除去を一定時間実行することで、ＤＰＦ６に堆積したＰＭの多くが除去され、ＤＰＦ６の再生が完了する。
【００３４】
なお、制御装置１０は、内燃機関２から排出される排気ガスのＰＭ量をモデル等により推定することで、ＤＰＦ６に堆積するＰＭの量を推定する。そして推定された量（以下「推定ＰＭ堆積量」とも称する）が、所定の量に達したときを、ＤＰＦ６の再生時期として、上記の再生処理をおこなう。
【００３５】
（４）ＰＭリセット（微粒子を燃焼除去する制御）
また、ＰＭセンサ８の出力は素子部に堆積しているＰＭ量に応じて変化する出力である。従って、例えば、ＤＰＦ６の故障判定を開始する際の所定のタイミングや、ＤＰＦ６再生後の所定のタイミングには、それまでＰＭセンサ８に堆積していた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。
【００３６】
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リセット時の温度は５００℃より高いものとする。
【００３７】
ＰＭリセットの実行は、種々のタイミングが考えられる。一般には、内燃機関２の始動直後に実行される。そして、ＰＭリセット完了後に、ＰＭ検出モードとし、ＤＰＦ６の故障判定が実行される。
【００３８】
［本実施の形態の特徴的な制御］
ところで、排気ガス中には、内燃機関２の燃焼に由来するスート（すす状物質）やＳＯＦ（可溶性有機フラクション）等のＰＭのほかに、潤滑油に由来するＡｓｈや触媒の酸化によって生じるサルフェート等の金属化合物が含まれている。なお、以下の実施の形態では、必要に応じ、ＰＭセンサ８による検出対象であり、内燃機関２の燃焼に由来するスートやＳＯＦ等の成分のみを「ＰＭ」とし、内燃機関２の燃焼に由来しないＡｓｈや金属化合物等の成分を、「被毒物」として区別するものとする。
【００３９】
被毒物は、ＰＭセンサ８の電極１２、１４間に、ＰＭと共に付着し、電極１２、１４間の抵抗値に影響を与える。従って、排気ガス中に被毒物が含まれ、これらが電極１２、１４に付着した場合、センサ出力はそれによってばらつきを生じ、ＰＭの量を正確に検出できない事態を生じ得る。
【００４０】
更に、上記ＰＭリセット時の温度では、ＰＭは燃焼除去されるが、被毒物は燃焼させることができないものが多く、そのまま電極１２、１４間に残留することとなる。このため、ＰＭリセットが繰り返されると、電極１２、１４間に残留する被毒物が次第に増加し、ＰＭセンサ８の出力ずれが次第に大きくなり、ＰＭセンサ８の劣化が進行することが考えられる。
【００４１】
例えば、上記のＤＰＦ６の故障判定においては、内燃機関２のモデルに基づいて推定された推定ＰＭ堆積量と、ＰＭセンサ８の出力に応じたＰＭ排出量とが比較されることでＤＰＦ６の故障が判定される。従って、被毒物の付着によりＰＭセンサ８の出力にずれが生じている場合、ＤＰＦ６の故障の有無が正しく判定されないことが考えられる。
【００４２】
従って、ＰＭセンサ８の電極１２、１４への被毒物の付着量を小さく抑え、被毒物によって生じるＰＭセンサ８の出力ばらつきを抑えることが望ましい。従って、本実施の形態１では、下記の制御を行う。
【００４３】
[本実施の形態の特徴的な制御]
本実施の形態１では、内燃機関２の始動後、暖機が完了した後で、まず素子部を昇温させてＰＭリセットを行う。その後、ＤＰＦ６の故障判定を行う。ＤＰＦ６の故障判定が完了した後から、ＰＭセンサ８の出力が第１基準値Ｒｅｆ１（基準出力）になるまでの期間（第１の期間）、捕集用電圧を印加してＰＭを電極１２、１４間に捕集する状態を維持する。これにより、電極１２、１４表面にＰＭの層である被毒防止層（微粒子層）を形成する。
【００４４】
被毒防止層が形成された後、内燃機関２が停止するまで、捕集用電圧の印加を停止し、素子部の温度が300度程度に維持される。つまり、ＰＭセンサ８の出力が第１基準値Ｒｅｆ１に達した後、内燃機関２が停止するまでの期間（第２の期間）、電極１２、１４表面に被毒防止層が形成された状態がそのまま維持される。この被毒防止層により、排気ガス中に含まれる被毒物の、電極１２、１４への直接的な付着が抑制される。
【００４５】
なお捕集用電圧印加をＯＦＦにしても、慣性力によりＰＭや被毒物は電極１２、１４間に付着する。しかし、被毒物が付着しても、電極１２、１４間には予め薄くＰＭの層である被毒防止層が形成されている。この被毒防止層上に堆積した被毒物の多くは、ＰＭリセット時に下層のＰＭの燃焼により、電極１２、１４から剥がされて飛散する。従って、ＰＭリセット後、電極１２、１４への被毒物の残留量を小さく抑えることができる。
【００４６】
更に、内燃機関２の始動直後の排気ガスが低温の間に、素子部を昇温させると、熱応力により素子が割れる恐れがある。従って、一般的には、内燃機関２の十分な暖気後にＰＭリセットが実行される。しかし、ＰＭからなる被毒防止層は、撥水の効果を発揮する。従って、素子部の液滴の接触面積を小さく抑えることができ、昇温による熱応力を抑制することができる。従って、内燃機関２の始動後、早い段階でＰＭリセットを開始しても、素子割れを抑制することができ、早くにＰＭ検出モードとすることができる。
【００４７】
［本実施の形態の具体的な制御のルーチン]
図３は、この発明の実施の形態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３のルーチンは、内燃機関の運転中、一定期間ごとに実行されるルーチンである。図３のルーチンでは、まず、ＤＰＦ６の故障検出が完了したか否かが判別される（Ｓ１０２）。ここでは、内燃機関２の始動後、ＤＰＦ６の故障検出が実行され、完了された後、最初の判別処理である場合にのみＹＥＳとされる。なお、ここで故障検出は内燃機関２の始動から停止までの１回の運転の間に１回行われるものとする。ＤＰＦ６の故障検出は、ＤＰＦ６の故障検出開始条件が満たされたとき、ＤＰＦ６の下流に排出されたと推定される推定ＰＭ排出量と、ＰＭセンサ８の出力に基づくＰＭ排出量との比較に基づき行われる。但し、ＤＰＦ６の故障検出は、本ルーチンとは別に、制御装置１０に記憶された制御プログラムに従って実行される。
【００４８】
ステップＳ１０２においてＤＰＦ６の故障検出の完了が認められない場合、今回の処理は一旦終了する。一方、ステップＳ１０２においてＤＰＦ６の故障検出の完了が認められると、次に、ＰＭセンサ８の出力が検出される（Ｓ１０４）。次に、センサ出力が第１基準値Ｒｅｆ１（基準出力）より小さいか否かが判別される（Ｓ１０６）。第１基準値Ｒｅｆ１は、電極１２、１４に被毒防止層に相当する量のＰＭが堆積した場合に発せられる出力に基づき設定され、制御装置１０に記憶された値である。
【００４９】
ステップＳ１０６において、センサ出力＞第１基準値Ｒｅｆ１の成立が認められない場合、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の、センサ出力の検出処理とセンサ出力＞第１基準値Ｒｅｆ１の成立が認められるか否かの判別の処理とが繰り返される。一方、ステップＳ１０６においてセンサ出力＞第１基準値Ｒｅｆ１の成立が認められると、電極１２、１４に一定量のＰＭが堆積し、被毒防止層が形成されたことが認められる。この場合、次に、捕集用電圧がＯＦＦとされる（ステップＳ１０８）。これによりＰＭセンサ８へのＰＭの静電捕集が停止される。ここで電源をＯＦＦとすることで、電極１２、１４に薄く被毒防止層が形成された状態がそのまま維持され、電極１２、１４表面に被毒物が直接付着するのを抑制することができる。
【００５０】
その後、センサ温度が３００度程度に維持される（Ｓ１１０）。これにより、素子部へのＰＭや被毒物の付着が抑制される。また、このように高い温度にセンサを維持することとで次回始動時に、ＰＭセンサ８の暖気を早い段階で完了し、ＰＭ検出モードとすることができる。この後、この状態で今回の処理が終了する。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態１では、被毒防止層が形成された状態で捕集用電圧がＯＦＦとされることで、電極１２、１４に被毒物が直接付着するのを抑制することができる。また、被毒防止層が形成されているため、その上に被毒物が堆積しても、ＰＭリセット時の被毒防止層の燃焼と共に被毒物を剥がして飛散させることができる。
【００５２】
図４は、本実施の形態１におけるＰＭセンサ８と従来のＰＭセンサとの、使用期間に対する出力感度の変化の違いを比較説明するための図である。図４において横軸は使用期間であり、縦軸は出力感度を表している。また、図４において（ａ）は従来のＰＭセンサ、（ｂ）は、本実施の形態１の制御を適用して使用されたＰＭセンサ８の出力感度の変化を表している。図４（ａ）に示されるように、従来のＰＭセンサは、被毒物の堆積により使用期間が長くなるにつれて出力感度が低下する。一方、図４（ｂ）に示されるように、本実施の形態１のＰＭセンサ８は、電極１２、１４への被毒物堆積が抑制されるため、使用期間が長くなった場合にも、高い出力感度を維持することができる。
【００５３】
なお、例えば、本実施の形態１において、ＤＰＦ６の故障検出完了後から、センサ出力が第１基準値Ｒｅｆ１に達するまでの期間は、本発明の「第１の期間」に該当する。この第１の期間、捕集用電圧が印加されることで、本発明の「形成手段」が実現する。また、例えば、本実施の形態１において、センサ出力が第１基準値Ｒｅｆ１に達した後、内燃機関２が停止するまでの期間は、本発明の「第２の期間」に該当する。この第２の期間において、捕集用電圧の印加が停止される（Ｓ１０８）ことで、本発明の「維持手段」が実現する。更に、素子温が３００℃程度に維持される（Ｓ１１０）ことで、本発明の「温度制御手段」が実現する。
【００５４】
但し、この発明において、被毒防止層形成のために、捕集用電圧を印加する「第１の期間」は、これに限るものではない。例えば「第１の期間」を、ＤＰＦ６の故障検出完了後から、一定の時間経過までの期間とし、この期間、捕集用電圧を印加して被毒防止層を形成するものであってもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００５５】
また、この発明において、被毒防止層が形成された状態を維持する「第２の期間」は、内燃機関２が停止するまでの期間に限るものではない。例えば、内燃機関２の始動から停止までの一回の運転のなかで、複数回に渡り、ＤＰＦ６の故障検出が行われる場合などには、「第２の期間」を、今回のＤＰＦ６の故障検出が完了して、被毒防止層が形成された後、次回のＤＰＦ６の故障検出が開始される前までの期間とすることもできる。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００５６】
また、本実施の形態１において、被毒防止層形成後は、素子温を３００℃に維持する（Ｓ１１０）場合について説明した。しかし、この発明はこれに限られるものではなく、このような温度制御を行わないものであってもよい。また、このような素子温の制御を行う場合であっても、素子部の維持温度は３００℃に限られるものではない。但し、維持温度は、ＰＭリセット時の温度（本実施の形態では５００℃）より低く、かつ、ＰＭの素子部への堆積を抑制し得る温度であることが好ましい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００５７】
また、本実施の形態１では、ＤＰＦ６の故障検出について、推定ＰＭ堆積量と、ＰＭセンサ８の出力に基づくＰＭ堆積量とを比較して行うとの説明をした。しかし、ＤＰＦ６の故障検出法は、この発明を何ら拘束するものではなく、他の手法により行われるものであってもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００５８】
また、本実施の形態１では、ＰＭセンサ８の出力として電流値を検出する場合について説明した。しかしながら、この発明においてＰＭセンサの８の出力はこれに限るものではなく、電極１２、１４間の抵抗値や、抵抗値と相関を有する他の電気的特性を出力とするものであってもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００５９】
実施の形態２．
実施の形態２のシステム及びＰＭセンサは、図１、図２に示したものと同一の構成を有している。実施の形態２のシステムは、ＤＰＦ６の故障検出後に電極１２、１４間に被毒防止層を形成する制御に代えて、ＰＭ排出量が多くなるタイミングを予測して、被毒防止層が形成されるように処理する。
【００６０】
上述したように、ＤＰＦ６の再生時には、例えば、排気ガス温度を高くすることで、ＤＰＦ６に堆積するＰＭを燃焼除去させる。このため、この処理の間、ＤＰＦ６の下流に流出するＰＭや被毒物の量が多くなることが予測される。従って、この間、電極１２、１４間へのＰＭ等の付着を抑制することが望ましい。
【００６１】
従って、本実施の形態２のシステムでは、ＤＰＦ６の再生の制御開始に先駆けて、電極１２、１４表面にＰＭを堆積させて被毒防止層形成することで、ＤＰＦ６の再生制御時に電極１２、１４を保護する。
【００６２】
より具体的に、本実施の形態２において、ＤＰＦ６の再生は、モデルに従って推定される推定ＰＭ堆積量が、基準の量（ここでは、「第２基準値Ｒｅｆ２」とする）以上となった時点で実行される。このため、本実施の形態２では、ＤＰＦ６の推定ＰＭ堆積量の値が、第２基準値Ｒｅｆ２とよりも少ない第３基準値Ｒｅｆ３に達した時点で、ＤＰＦ６の再生制御の開始を予測する。そして、ＤＰＦ６の再生制御の開始が予測されると、ＰＭリセットが禁止される。ここでは捕集用電圧が印加されている状態にあり、従って、ＰＭリセットが禁止されることで、電極１２、１４上に確実にＰＭが捕集される。
【００６３】
つまり、ＤＰＦ６の推定ＰＭ堆積量が、第３基準値Ｒｅｆ３に達してから第２基準値Ｒｅｆ２に達するまでの期間（第１の期間）、捕集用電圧が印加された状態とされてＰＭが捕集され、電極１２、１４の表面に被毒防止層が形成される。なお、ＤＰＦ６の再生制御の開始を予測するための第３基準値Ｒｅｆ３は、推定ＰＭ堆積量がこの第３基準値Ｒｅｆ３に達してから第２基準値Ｒｅｆ２に達するまでの間に、ＰＭセンサ８の電極１２、１４上に必要十分な量のＰＭが堆積すると想定される値に設定される。この値は実験等により求められて、適宜設定される。
【００６４】
またＤＰＦ６の再生直後は、ＤＰＦ６に堆積していたＰＭが除去された状態となる。このためＰＭがＤＰＦ６を通過しやすく、ＤＰＦ６の浄化性能が低下する傾向にある。つまり、ＤＰＦ６の再生直後は、ＤＰＦ６下流の排気ガス中に流出するＰＭや被毒物の量が増加する傾向にある。
【００６５】
従って、本実施の形態２では、ＤＰＦ６の再生直後の一定期間についてもＰＭリセットを禁止する。即ち、ＤＰＦ６の再生が完了した後も、ＤＰＦ６の推定ＰＭ堆積量が、第３基準値Ｒｅｆ３より更に小さい第４基準値Ｒｅｆ４に達するまでの間、ＰＭリセットを禁止した状態とする。
【００６６】
以上のように、推定ＰＭ堆積量が第３基準値Ｒｅｆ３に達してＤＰＦ６の再生の開始が予測された時から、ＤＰＦ６の再生後に推定ＰＭ堆積量が第４基準値Ｒｅｆ４に達するまでの期間（第２期間）、ＰＭリセットが禁止される。これにより、ＤＰＦ６の再生中と再生後、被毒防止層が維持され、電極１２、１４表面が保護された状態となる。これにより、被毒物の流出が多い領域にあっても、電極１２、１４への直接的な被毒物の付着を抑制することができる。なお、第４基準値Ｒｅｆ４は、ＤＰＦ６の浄化率がある程度高く確保されるために必要なＰＭ堆積量であり、実験等により最適な値が設定され、予め制御装置１０に記憶される。
【００６７】
図５は、この発明の実施の形態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。このルーチンは内燃機関２の運転中、繰り返し実行されるルーチンである。図５のルーチンでは、まず、ＤＰＦ６の推定ＰＭ堆積量が算出される（Ｓ２０２）。推定ＰＭ堆積量は、予め制御装置１０に記憶されたモデルに基づいて算出される。
【００６８】
次に、算出された推定ＰＭ堆積量の値が第３基準値Ｒｅｆ３より大きいか否かが判別される（Ｓ２０４）。第３基準値Ｒｅｆ３は、ＤＰＦ６の再生を予測する基準となる値であり、制御装置１０に予め記憶されている。ステップＳ２０４において、推定ＰＭ堆積量＞第３基準値Ｒｅｆ３の成立が認められない場合には、今回の処理は一旦終了する。
【００６９】
一方、ステップＳ２０４において、推定ＰＭ堆積量＞第３基準値Ｒｅｆ３の成立が認められた場合には、ＰＭリセットが禁止される（Ｓ２０６）。即ち、ＰＭセンサ８に堆積したＰＭを除去する処理が禁止され、ＰＭセンサ８にはこの後、継続的にＰＭが捕集され、被毒防止層が形成されて、維持される。
【００７０】
この後、推定ＰＭ堆積量の値が第２基準値Ｒｅｆ２に達すると、ＤＰＦ６の再生が実行される。なお、このＤＰＦ６の再生処理は、図５のルーチンとは別に設定され制御装置１０に記憶された、ＤＰＦ６の再生処理のための制御プログラムに従って実行される。
【００７１】
図５のルーチンでは、ＤＰＦ６の再生が完了したか否かが判別される（Ｓ２０８）。ステップＳ２０８において、ＤＰＦ６の再生完了が認められない場合、ＤＰＦ６の再生終了が認められるまで、ＰＭリセットが禁止された状態（Ｓ２０６）で、ステップＳ２０８の判別処理が繰り返される。
【００７２】
一方、ステップＳ２０８においてＤＰＦ６の再生完了が認められると、次に、ＤＰＦ６の推定ＰＭ堆積量が、再び算出される（Ｓ２１０）。ここで算出される推定ＰＭ堆積量は、ＤＰＦ６の再生完了後の推定堆積量であり、ステップＳ２０２と同様、制御装置１０に記憶されたモデルに従って算出される。
【００７３】
次に、ステップＳ２１０において算出された推定ＰＭ堆積量の値が、第４基準値Ｒｅｆ４より大きいか否かが判別される（Ｓ２１２）。第４基準値Ｒｅｆ４は、ＤＰＦ６の浄化性能がある程度高く確保できる程度にＤＰＦ６にＰＭが堆積しているか否かを判別するための基準値であり、制御装置１０に予め記憶された値である。ステップＳ２１０において、推定ＰＭ堆積量＞第４基準値Ｒｅｆ４の成立が認められない場合、この成立が認められるまで、ステップＳ２１０の推定ＰＭ堆積量算出と、ステップＳ２１２の判別処理とが繰り返される。
【００７４】
一方、ステップＳ２１２において、推定ＰＭ堆積量＞第４基準値の成立が認められると、ＤＰＦ６の浄化性能が高くなり、ＤＰＦ６下流へのＰＭ排出量が減少したこと認められる。従って、この場合には、ＰＭリセットの禁止が解除される（Ｓ２１４）。この状態になると、制御装置１０に記憶された他の制御プログラムに従って、必要なタイミングでＰＭリセットが実行される。
【００７５】
以上、説明したように、本実施の形態２では、ＤＰＦ６の再生のタイミングを予測し、再生開始前の段階でＰＭリセットを禁止し、その後、ＤＰＦ６の再生が完了し、再びＤＰＦ６に一定量のＰＭの堆積が認められるまでの間、ＰＭリセットが禁止される。ここで、ＤＰＦ６の再生の間と、ＤＰＦ６の再生直後の一定期間は、共に、ＤＰＦ６の下流に排出されるＰＭの量が増加することが予想される期間である。この点、実施の形態２によれば、このＰＭ量が増加する期間を予測して、ＰＭセンサ８の電極１２、１４表面に予め被毒防止層が形成された状態とすることができる。これにより、排気ガス中のＰＭ量が多く、電極１２、１４への被毒物が堆積しやすい期間、被毒防止層により電極１２、１４が保護される。従って、電極１２、１４への被毒物の直接的な付着が効果的に抑制され、ＰＭセンサ８の劣化を抑制して、出力感度を高く維持することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態２において、ＤＰＦの再生が予測された後から、ＤＰＦの再生が開始される前までの期間は、本発明の「第１の期間」に該当し、この間、捕集用電圧が印加された状態とすることで、本発明の「形成手段」が実現する。また、本実施の形態２において、ＤＰＦ６の再生が予測された後から、ＤＰＦ６の再生制御終了後、推定ＰＭ堆積量が第４基準値Ｒｅｆ４に達するまでの期間は、この発明の「第２の期間」に該当し、この間、ＰＭリセットを禁止することで、本発明の「維持手段」が実現する。
【００７７】
なお、本実施の形態２では、ＤＰＦ６下流の排気ガス中のＰＭの量が増加しやすい領域として、ＤＰＦ６の再生中とＤＰＦ６の再生直後の期間に着目し、ＰＭリセットを禁止する場合について説明した。しかし、この発明においてＰＭリセットを禁止する「第２の期間」は、これに限るものではない。例えば、第２の期間としては、ＤＰＦ６再生完了までの期間とし、この間のみＰＭリセットを禁止して、被毒防止層を維持するものであってもよい。また、例えば、ＤＰＦ再生完了から、推定ＰＭ堆積量が第４基準値に達するまでの期間のみを「第２の期間」とし、この期間のみＰＭリセットを禁止するものであってもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００７８】
更に、本発明はＤＰＦ６の再生時及び再生直後のみに適用するものでもなく、例えば、他の被毒物が増加しやすい運転領域に適用することができる。具体的には、例えば、ＮＳＣの硫黄被毒防止制御中や、ＮＯｘ還元制御中などには、被毒物が増加しやすいと考えられる。従って、これらの制御開始を予測し、この制御実行前の「第１の期間」に、ＰＭセンサに被毒防止層を形成し、これらの制御中である「第２の期間」にＰＭリセットを禁止することで被毒防止層を維持することで、電極１２、１４の表面に被毒物が堆積するのを抑制することができる。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００７９】
また、この発明は、ある制御の開始を予測して、ＰＭリセットを禁止するものに限るものではない。例えば、ナビ情報に基づき、内燃機関２の停止のタイミングを予測し、停止よりも少し前からＰＭリセットを禁止する制御が考えられる。これにより次回始動時に、被毒防止層が形成された状態とすることができる。被毒防止層は、撥水効果を有することから、停止時に被毒防止層を形成するようにすることで、内燃機関２の始動時の素子割れを抑制しつつ早い段階でＰＭセンサ８を利用することができる。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００８０】
また、本実施の形態２では、ＤＰＦ６の推定ＰＭ堆積量が第３基準値Ｒｅｆ３に達した時点で、単に、ＰＭリセットを禁止し、これにより、ＤＰＦ６再生までの間に、一定量のＰＭを堆積させて被毒防止層が形成されるように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、被毒防止層を積極的に形成するよう制御を行うものであってもよい。具体的に、例えば、ＤＰＦ６の再生開始や、触媒被毒防止制御開始までの時間が短いような場合には、その時間が短時間である場合ほど、印加する捕集用電圧を高く制御することもできる。これにより、より短時間で電極１２、１４上にＰＭを堆積し、被毒防止層を形成することができる。但し、印加電圧が高すぎる場合には、素子部の絶縁破壊や電極１２、１４の短絡等の原因となりうるため、印加電圧の設定はこれらを考慮した範囲に留める必要がある。これは、以下の実施の形態においても同様である。
【００８１】
実施の形態３．
実施の形態３のシステム及びＰＭセンサは、図１、２に示したものと同一の構成を有するものとする。実施の形態３では、実施の形態１、２の制御を組み合わせた制御が実行される。
【００８２】
図６は、この発明の実施の形態３において制御装置１０が実行する制御について説明するためのフローチャートである。図６のルーチンでは、まず、実施の形態２の図５のＳ２０２〜Ｓ２１４と同一の処理が実行される。つまり、ＤＰＦ６の再生が予測されるかが判別され（Ｓ２０２、２０４）、ＤＰＦ６の再生が予測された場合には、ＰＭリセットが禁止される（Ｓ２０６）。その後、ＰＭリセットが禁止は、ＤＰＦの再生完了し（Ｓ２０８）、更に、ＤＰＦ６にある程度のＰＭが堆積されたことが認められるまでの間継続され（Ｓ２１０、２１２）、ＰＭの堆積が認められるとＰＭリセットが許可される（Ｓ２１４）。その後、今回の処理は終了する。
【００８３】
但し、ステップＳ２０４において、推定ＰＭ堆積量＞第３基準値Ｒｅｆ３の成立が認められない場合には、次に実施の形態１の図３のＳ１０２〜Ｓ１１０の処理と同一の処理が開始される。具体的に、ステップＳ１０２では、故障検出完了が認められるか否かが判別され、故障検出完了が認められない場合、本実施の形態では、一旦今回の処理が終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ１０２で故障検出完了が認められると、検出されたセンサ出力（Ｓ１０４）が第１基準値Ｒｅｆ１より大きくなったか否かが判別され（Ｓ１０６）、センサ出力＞基準値Ｒｅｆ１の成立が認められるまで、この判別処理が繰り返されることで、ＰＭセンサ８表面に被毒防止層が形成される。その後、捕集用電圧印加がＯＦＦとされ（Ｓ１０８）、ＰＭセンサ８の素子部が３００℃程度に維持される（Ｓ１１０）。その後、今回の処理が終了する。
【００８５】
実施の形態４．
実施の形態４のシステム及びＰＭセンサ８は、図１、２のシステム及びＰＭセンサと同一の構成を有している。実施の形態４では、実施の形態３の制御を、内燃機関２から排出されるＰＭ量が所定以上に多い場合のみ実行する点を除き、実施の形態３と同一の制御を行う。即ち、実施の形態４のシステムでは、内燃機関２からのＰＭの排出量が少ないと予想される領域では、通常のＰＭ検出モードが優先される。
【００８６】
具体的に、内燃機関２の燃焼のモデルから、内燃機関２から排出される排気ガス中のＰＭ量が推定され、この推定ＰＭ量が、第５基準値Ｒｅｆ５（基準排出量）より多いか否かに基づき、図３の制御が実行又は禁止される。ここで、第５基準値Ｒｅｆ５は、ＰＭセンサ８への被毒物の堆積量が許容範囲内に収まる量の上限値付近の値に設定される。この値は、ＰＭセンサや堆積量の許容範囲等を考慮して実験等により求められ、制御装置１０に記憶される。
【００８７】
図７は、この発明の実施の形態４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７のルーチンは、ステップＳ４０２〜４０６の処理を有する点を除き、図６のルーチンと同一である、具体的に、図７のルーチンでは、まず、推定ＰＭ量が算出される（Ｓ４０２）。推定ＰＭ量は、内燃機関２から排出される排気ガス中のＰＭ量であり、モデル等に従って算出される。
【００８８】
次に、推定ＰＭ量の値が第５基準値Ｒｅｆ５より大きいか否かが判別される（Ｓ４０４）。ここで、推定ＰＭ量＞第５基準値Ｒｅｆ５の成立が認められない場合、図６に説明した被毒防止層を形成するＰＭ堆積制御が禁止され（Ｓ４０６）、今回の処理が終了する。一方、ステップＳ４０４において、推定ＰＭ量＞第５基準値Ｒｅｆの成立が認められると、それ以降、図６と同様に各処理が実行され、今回の処理が終了する。
【００８９】
以上説明したように、実施の形態４によれば、推定ＰＭ量が少ない運転領域では、被毒防止層の形成を禁止し、通常のＰＭセンサとして使用する。一方、推定ＰＭ量が多い領域では、被毒防止層を形成する制御が実行される。これにより、必要に応じて被毒防止層を形成して電極１２、１４を保護すると共に、ＰＭ量の少ない領域では、ＰＭセンサ８に被毒防止層が形成されていない状態で、ＰＭセンサ出力を得ることができる。これにより、効果的にＰＭセンサ８の耐久性を向上させつつ、排出されるＰＭ量の少ない領域では、より高い精度でＰＭ量の検出や、故障検出を実行することができる。
【００９０】
なお、本実施の形態４では、推定ＰＭ量を算出し、推定ＰＭ量が第５基準値以下である場合に、ＰＭ堆積制御を禁止する処理を行う場合について説明した、しかしこの発明において、ＰＭ堆積制御禁止の判断は、推定ＰＭ量と第５基準値との比較に基づくものに限られるものではない。
【００９１】
また、本実施の形態４は、実施の形態３に適用し、推定ＰＭ量が少ない領域では図６の処理を禁止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、本実施の形態４の制御は、実施の形態１又は２に説明した、被毒防止層を形成しこれを維持する制御に適用することができる。
【００９２】
また、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ステップ等は、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】
【００９３】
２  内燃機関
４  排気経路
６  ＤＰＦ
８  ＰＭセンサ
１０  制御装置
【図１】
2013018224.tif 000003
【図２】
2013018224.tif 000004
【図３】
2013018224.tif 000005
【図４】
2013018224.tif 000006
【図５】
2013018224.tif 000007
【図６】
2013018224.tif 000008
【図７】
2013018224.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月25日(2013.10.25)
【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と、
前記排気経路の前記微粒子センサの上流に配置された、排気ガス中の微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタと、
前記微粒子センサの出力に応じて、前記排気経路の排気ガス中の微粒子量を検出する検出手段と、
第１の期間に、前記微粒子センサの電極間に微粒子を捕集する捕集用電圧を印加して、前記電極表面に微粒子層を形成する形成手段と、
第２の期間、前記捕集用電圧の印加を停止することで、前記微粒子層が形成された状態を維持する維持手段と、
を備え、
前記第１の期間は、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する故障判定制御の完了後から、前記微粒子センサの出力が基準出力に達するまでの間の期間であり、
前記第２の期間は、前記微粒子センサの出力が前記基準出力に達した後の期間である、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記故障判定制御が、前記内燃機関の始動から停止までの間に１回実行される場合、
前記第２の期間は、前記微粒子センサの出力が前記基準出力に達した後から、前記内燃機関の停止までの期間であ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】
前記故障判定制御が、前記内燃機関の始動から停止までの間に複数回実行される場合、
前記第２の期間は、前記微粒子センサの出力が前記基準出力に達した後から、次に前記故障判定制御が開始されるまでの期間であ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４】
前記微粒子センサの前記電極が形成された素子部を昇温させ、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する手段と、
前記形成手段によって、前記微粒子センサの出力が前記基準出力に達するまで電圧印加された後、前記内燃機関が停止するまでの間、前記素子部を、微粒子を燃焼除去する温度より低温で、かつ、前記素子部への微粒子の堆積を抑える所定の温度に制御する温度制御手段と、
を、更に備え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】
内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサと、
前記排気経路の前記微粒子センサの上流に配置された、排気ガス中の微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタと、
前記微粒子センサの出力に応じて、前記排気経路の排気ガス中の微粒子量を検出する検出手段と、
前記微粒子センサの電極が形成された素子部を昇温させ、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去手段と、
第１の期間に、前記微粒子センサの電極間に微粒子を捕集する捕集用電圧を印加して、前記電極表面に微粒子層を形成する形成手段と、
第２の期間、前記捕集用電圧の印加を停止することで、前記微粒子層が形成された状態を維持する維持手段と、
を備え、
前記第１の期間は、少なくとも、前記微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子を除去するフィルタ再生制御が開始される前までの期間を含み、
前記第２の期間は、少なくとも、前記フィルタ再生制御の開始が予測された後から、前記フィルタ再生制御が終了するまでの間の期間を含み、
前記維持手段は、前記素子部の微粒子の燃焼除去を禁止する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第１の期間は、前記フィルタ再生制御の開始が予測された後から、前記フィルタ再生制御が開始するまでの間の期間を含むことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記第２の期間は、更に、前記フィルタ再生制御が終了した後から、前記微粒子捕集用フィルタに堆積した微粒子が、基準堆積量より多くなるまでの間の期間を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関から排出される排気ガス中の微粒子量を推定する手段と、
前記推定された微粒子量が、基準排出量より少ない場合に、前記維持手段による前記微粒子層の維持を禁止する禁止手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【国際調査報告】
2013018224.tif 000010
2013018224.tif 000011