(57)【要約】【課題】前記ＤＰＦと圧力センサ装置を圧力導入配管及びホースの異常検出においては、ＤＰＦ前後の差圧のみでは正確な異常診断はできない。また、ＤＰＦ上流側，下流側の圧力検出素子が故障した場合、正確なＤＰＦ前後の差圧を出力することは不可能となる。【解決手段】本発明は、前記ＤＰＦの上流及び下流側における圧力導入配管及びホースの詰りが発生した情報を正確に異常診断できるとともに、圧力センサ装置自身の故障を検知し、あやまったＤＰＦ前後の差圧を出力しない。【選択図】  図２
2011191278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル機関の排気系に設置された排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦ）の上流及び下流の圧力差を、圧力導入配管及びホースを介して検出する圧力センサ装置において、
前記ＤＰＦの上流及び下流各々の圧力を絶対圧として出力する出力手段と、
前記圧力導入配管や前記ホース内における詰り，破損、及び、圧力を検出する半導体圧力検出素子の異常や故障を診断する診断手段と、
を備えたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＤＰＦの上流及び下流の圧力差を導き出す基となる各々の圧力を検出する手段として、絶対圧式半導体圧力検出素子を用いたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
請求項１において、
前記圧力導入配管及びホース内の詰りを検出する手段として、検出されたＤＰＦ上流及び下流の圧力をモニタすることにより可能となることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】
請求項３において、
前記圧力導入配管やホース内に詰りがあった場合、ＤＰＦ上流及び下流の圧力が一定値となり、それを外部に伝える手段を有し且つＤＰＦ上流及び下流のどちらの圧力導入配管やホース内が詰まったか否かを判断することを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
請求項１において、
ＤＰＦ上流及び下流の圧力を検出する半導体圧力検出素子の故障有無を診断するために、故障診断回路を有していることを特徴とする圧力センサ。
【請求項６】
請求項５において、
前記半導体圧力検出素子の異常を検出した際に、差圧出力を規定出力範囲外である上限及び下限に固定した出力とし、外部に伝える手段を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項７】
請求項５において、
前記半導体圧力検出素子の故障を判断する手法として、ＤＰＦ上流と下流の圧力を検出する半導体圧力検出素子の出力を比較することを特徴とする圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰＦを備えた内燃機関の排気浄化装置に設置される、圧力センサ装置によるＤＰＦ及び圧力センサ装置自身の故障診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの内燃機関では、内燃機関本体から排出される排ガス中に含まれる排気微粒子（以下、ＰＭ）が問題となっており、ＰＭを捕集するＤＰＦの搭載義務付けがディーゼルエンジン搭載車の普及率が高い欧州中心に進んでいる。
【０００３】
ＤＰＦにおいてＰＭ捕集により目詰まり量が多くなると、ＤＰＦ前後の差圧が目詰りが少ない時と比べて変化するため、これを利用してＤＰＦ前後の差圧がＤＰＦの能力を維持できる閾値を上回った場合、差圧の出力を基にＤＰＦの目詰りと判断する。
【０００４】
上記ＤＰＦは、捕集したＰＭを燃焼させるために高温となり、よって圧力を検出する装置を直接ＤＰＦ及び近傍に設置することはできない。そのため、従来の構造としてＤＰＦから配管もしくはホースを備えることで圧力センサ装置へ圧力を伝播させる。
【０００５】
配管及びホース内には排気環境中に含まれるカーボン及び水分が侵入してくるため、カーボン等の蓄積や、低温環境下における水分の氷結等により圧力導入配管及びホース内に詰りが発生し、圧力検出素子に圧力伝播しなくなる問題が生じる可能性がある。
【０００６】
同様に圧力検出素子に故障が発生した場合についても、同様な問題が生じる。この場合、ＤＰＦ前後の差圧を正常に出力することができなくなる可能性がある。
【０００７】
しかし、前記ＤＰＦ前後の差圧の出力状態によって、どちから一方の圧力導入配管及びホースの詰りを検知することは、圧力センサ装置の差圧出力に発生する振動の発生有無により判断することは可能であるが、ＤＰＦ上流，下流に設置される圧力導入配管及びホースのうち、どちらが詰まっているのか検出することはできない。
【０００８】
また、圧力を検出する圧力検出素子自体が故障した場合、正常なＤＰＦ目詰り量を出力することができなくなること以外に差圧出力に振動が発生する等、前記と同様の出力が発生することも考えられるため、確実に圧力導入配管及びホースが詰まっていると診断することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−５３０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、どちらの圧力導入配管及びホースが詰まったのかを診断することが可能な圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、ディーゼル機関の排気系に設置された排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦ）の上流及び下流の圧力差を、圧力導入配管及びホースを介して検出する圧力センサ装置において、前記ＤＰＦの上流及び下流各々の圧力を絶対圧として出力する出力手段と、前記圧力導入配管や前記ホース内における詰り，破損、及び、圧力を検出する半導体圧力検出素子の異常や故障を診断する診断手段と、を備えたことにより達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧力センサ装置の出力を基に、ＤＰＦ及びＤＰＦ上流，下流に設置される圧力導入配管及びホースの異常及びどちらが異常であるのかを診断することができ、且つセンサ故障による差圧の誤出力，誤詰り判断を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例を示す内燃機関のディーゼルエンジン構成図。
【図２】本発明の一実施例を示す。
【図３】図２の動作タイミングチャート例を示す。
【図４】図２の動作タイミングチャート例を示す。
【図５】図２の動作タイミングチャート例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に実施例について説明する。
【００１５】
図１に本発明の圧力センサ装置を設けた内燃機関であるディーゼルエンジンの全体構成を示す。
【００１６】
内燃機関１の排気ポートに連なる排気通路２にはターボチャージャー３及びＤＰＦ４が設けられている。圧力センサ装置５は、ＤＰＦ４よりも上流側の排気通路６と連通するＤＰＦ下流側圧力導入管８との間に介設され、ＤＰＦ４の前後の差圧及びＤＰＦ４前後の絶対圧に応じた信号を出力し、ＥＣＵ９へ入力される。
【００１７】
また吸気通路１０にはエアフローセンサ１１が設置されており、吸入空気量を検出する。吸気通路１０には、インタークーラー１２と吸気絞り弁１３が備えられており、インテークマニホールド１４に連通している。
【００１８】
更に、排気通路２から排気再循環通路１５が連通され、ＥＧＲクーラー１６及び排気再循環通路絞り弁１７を備えている。
【００１９】
ＥＣＵ９には、前記センサ類（５，１１）の出力信号や図示しない各種センサ類の出力信号が入力され、各部の状態が知らされるようになっている。
【００２０】
図２は本発明に用いる圧力センサ装置の構成を示す。
【００２１】
本実施例のＤＰＦ４の診断制御に用いる圧力センサ装置５は、ＤＰＦ４の上流側の圧力検出素子１８とＤＰＦ４の下流側の圧力検出素子１９と２つの検出された圧力信号より差圧を演算する差圧演算回路２０と圧力検出素子１８，圧力検出素子１９をモニタし、各々が破壊していないかどうかを診断する、故障診断回路２１より構成されている。
【００２２】
図３に図２の圧力検出素子１８もしくは１９が故障した場合で且つＫＥＹ−ＯＮ時の動作タイミングチャートを示す。
【００２３】
故障診断回路が無い場合、ＤＰＦ上流，下流の圧力を検出する圧力検出素子が故障した場合でも、故障した圧力検出素子の出力を基に差圧が出力される。
【００２４】
この場合、例えばＤＰＦ詰りを判定する閾値以上を出力してしまったり、その後のエンジン稼動状態での差圧出力が正常時とは異なる情報をＥＣＵに伝えてしまう結果となり、例えば誤った情報を基にＤＰＦの再生処理等の制御を実施してしまう可能性がある。
【００２５】
２つの圧力検出素子の故障診断回路を有することで、例えば故障診断回路の出力を差圧演算回路に伝達し、例えば図４に示す規定差圧出力範囲外の差圧出力に強制的に制御することにより、圧力センサ装置の異常をＥＣＵに正確に伝えることができ、誤ったＤＰＦの再生処理等を含めた誤制御を回避できる。
【００２６】
図５にはＤＰＦ上流，下流の圧力導入配管が詰まった場合における動作タイミングチャートを示す。
【００２７】
通常、エンジン稼動時はＤＰＦ上流，下流からの圧力検出素子に接続される圧力導入配管、ＤＰＦを通る排気ガスを含めた排気脈動等の影響により、圧力検出素子の出力に振動が発生する。
【００２８】
圧力導入配管のどちらか一方が異物や氷結等で詰まった場合、詰まった側の圧力検出素子の出力は、圧力導入配管から圧力が伝播されなくなるため、出力の振動がなくなり、固定した出力となる。差圧出力は２つの圧力検出素子の出力を基に演算するため、一方の圧力検出素子の出力が固定した場合、差圧出力にも振動が発生する。
【００２９】
差圧出力だけでも、圧力導入配管のどちらか一方が詰まったことは振動の有無をＥＣＵで検知することにより判断可能であるが、圧力導入配管のうちどちらが詰まっているのかを判断することはできないため、圧力導入配管内に詰りが発生していない方についても、調査及び交換が必要になる。
【００３０】
また、圧力検出素子のどちらか一方が破壊した場合においても、前記同様である。
【００３１】
故障診断回路により、圧力導入配管のつまりによるものなのか、圧力検出素子の故障によるものなのかを判断することが可能となり、且つ圧力検出素子の異常を伝える手段、圧力検出素子が正常である場合、絶対圧を出力をＥＣＵに送る手段を設けることにより、誤った制御を回避することが可能となる。
【００３２】
また圧力導入配管どちらが詰まっているのかを判断できる機能を有しているため、圧力導入配管の詰りが発生した場合、詰まっている方のみを交換することが可能となり、圧力導入配管の調査等の工数を低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
特に内燃機関エンジンの排気ガスの圧力を測定する圧力センサ装置に関する。
【符号の説明】
【００３４】
１  内燃機関
２，６  排気通路
３  ターボチャージャー
４  ＤＰＦ
５  圧力センサ装置
７  ＤＰＦ上流側圧力導入管
８  ＤＰＦ下流側圧力導入管
９  ＥＣＵ
１０  吸気通路
１１  エアフローセンサ
１２  インタークーラー
１３  吸気絞り弁
１４  インテークマニホールド
１５  排気再循環通路
１６  ＥＧＲクーラー
１７  排気再循環通路絞り弁
１８，１９  圧力検出素子
２０  差圧演算回路
２１  故障診断回路
【図１】
2011191278.tif 000003
【図２】
2011191278.tif 000004
【図３】
2011191278.tif 000005
【図４】
2011191278.tif 000006
【図５】
2011191278.tif 000007