(57)【要約】【課題】ＰＭセンサを備えた排気浄化装置であって、少ないエネルギーでＰＭセンサのセンサ素子を再生できる排気浄化装置を提供すること。【解決手段】排気浄化装置は、ＤＰＦと、ＤＰＦの下流側に設けられたＰＭセンサのセンサ素子と、このセンサ素子にＰＭが付着することによる静電容量の変化に基づいて、ＰＭ量を検出するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、センサ素子に付着したＰＭを燃焼除去し、このセンサ素子を再生するとともに、ＤＰＦに捕捉されたＰＭを燃焼除去し、このＤＰＦを再生する。ＥＣＵは、ＤＰＦの再生時期に応じてセンサ素子の再生を開始する。【選択図】図８
2011089430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられた排気浄化フィルタと、
前記排気系のうち前記排気浄化フィルタの下流側に設けられた電極部と、
前記電極部の電気的特性を検出する検出手段と、
前記電極部に粒子状物質が付着することによる前記電気的特性の変化に基づいて、排気に含まれる粒子状物質の量に相関のある値を検出する粒子状物質検出手段と、
前記電極部に付着した粒子状物質を燃焼除去し、当該電極部を再生する電極部再生手段と、
前記排気浄化フィルタに捕捉された粒子状物質を燃焼除去し、当該排気浄化フィルタを再生するフィルタ再生手段と、を備える排気浄化装置であって、
前記電極部再生手段は、前記排気浄化フィルタの再生時期に応じて前記電極部の再生を開始することを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記粒子状物質検出手段による前記検出が終了したことに応じて前記電極部を再生する時期に達したことを判断する再生時期判断手段をさらに備え、
前記電極部再生手段は、前記電極部を再生する時期に達したと判断されてから複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまで、前記電極部の再生を待機することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記電極部の温度に相関のある値を検出する温度検出手段と、
当該温度検出手段の検出値に基づいて、前記電極部の温度が第１温度以上になったか否かを判断する温度判断手段と、をさらに備え、
前記複数の条件は、前記排気浄化フィルタが再生されることで前記電極部の温度が前記第１温度以上になることを含むことを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記複数の条件は、前記再生時期判断手段により前記電極部を再生する時期に達したと判断されてから、待機時間が経過しても前記排気浄化フィルタが再生されないことを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を検出又は推定する堆積量推定手段をさらに備え、
前記電極部再生手段は、前記電極部を再生する時期に達したと判断されたときにおける前記堆積量が待機判定量より多い場合には、前記複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまで前記電極部の再生を待機することを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記電極部の温度に相関のある値を検出する温度検出手段と、
当該温度検出手段の検出値に基づいて、前記電極部の温度が第２温度以上になったか否かを判断する温度判断手段と、をさらに備え、
前記電極部再生手段は、前記電極部を再生する時期に達したと判断されたときにおける前記堆積量が前記待機判定量より少ない場合には、前記複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるのを待つことなく、前記電極部の温度が前記第２温度以上になったときに前記電極部の再生を開始することを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置。
【請求項７】
前記粒子状物質検出手段により前記粒子状物質に相関のある値を検出している間に前記排気浄化フィルタの再生が開始された場合、前記電極部再生手段は、前記電極部の再生を開始することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項８】
前記電極部の温度に相関のある値を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値に基づいて、前記電極部が第３温度以上になったか否かを判断する温度判断手段と、をさらに備え、
前記粒子状物質検出手段により前記粒子状物質に相関のある値を検出している間に前記排気浄化フィルタの再生が開始された場合、前記粒子状物質検出手段は、前記電極部の温度が前記第３温度以上になるまで前記粒子状物質に相関のある値を検出し、前記電極部再生手段は、前記電極部の温度が前記第３温度以上になるまで前記電極部の再生を待機することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関する。特に、粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタと、粒子状物質を検出する粒子状物質検出装置とを備えた排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気管に、排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタを設け、粒子状物質の排出量を低減する技術は広く用いられている。また、排気浄化フィルタが設けられた車両には、この排気浄化フィルタの故障を検知するための装置も設けられる。このような排気浄化フィルタの故障検知装置として、特許文献１には、排気浄化フィルタの下流側に排気中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出装置を設け、この粒子状物質検出装置の出力に基づいて排気浄化フィルタの故障を検知する故障検知装置が示されている。
【０００３】
また、このような故障検知装置に用いられる粒子状物質検出装置としては、従来、以下に示すようなものが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、多孔質の導電性物質で構成された電極部を備える粒子状物質検出装置が示されている。この粒子状物質検出装置は、粒子状物質が自然に付着することによる電極部の電気抵抗値の変化を測定し、この測定値に基づいて排気に含まれる粒子状物質の量又は濃度を検出する。
【０００５】
特許文献３には、静電集塵式の粒子状物質検出装置が提案されている。この静電集塵式の粒子状物質検出装置では、一対の電極板で構成された電極部を排気管内に設け、この検出電極に所定の電圧を印加することで粒子状物質を付着させる。次に、粒子状物質が付着した電極部の静電容量等の電気的特性を測定することにより、排気管内の排気の粒子状物質を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６９１号公報
【特許文献２】特開２００８−１３９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、電極部に付着させることができる粒子状物質の量には限界があるため、粒子状物質の検出を続けるには、粒子状物質の付着量が上記限界を超えないようにする必要がある。このため、従来の粒子状物質検出装置では、電極部への粒子状物質の付着量が上記限界付近に達したときには、付着した粒子状物質をヒータにより燃焼除去し、電極部を再生する。
【０００８】
しかしながら、粒子状物質を燃焼除去するにはヒータにより電極部を約６００度以上まで昇温する必要があり、燃費が悪化するおそれがある。
また、電極部は排気管内に設けられており、排気にさらされた状態となっている。このため、始動時やアイドル運転時など排気の温度が低いときには、電極部の熱が排気に奪われてしまうため電極部を昇温するのに多くのエネルギーが必要となる場合がある。
【０００９】
本発明は、粒子状物質検出装置を備えた排気浄化装置であって、少ないエネルギーで粒子状物質検出装置の電極部を再生できる排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気系（例えば、後述の排気管４）に設けられた排気浄化フィルタ（例えば、後述のＤＰＦ３）と、前記排気系のうち前記排気浄化フィルタの下流側に設けられた電極部（例えば、後述の電極板１３０，１３１および集塵部１２０）と、前記電極部の電気的特性（例えば、静電容量）を検出する検出手段（例えば、後述のセンサ制御ユニット１７）と、前記電極部に粒子状物質が付着することによる前記電気的特性の変化に基づいて、排気に含まれる粒子状物質の量に相関のある値を検出する粒子状物質検出手段（例えば、後述のＥＣＵ５およびセンサ制御ユニット１７）と、前記電極部に付着した粒子状物質を燃焼除去し、当該電極部を再生する電極部再生手段（例えば、後述のヒータ層１２２，１２９、センサ制御ユニット１７、およびＥＣＵ５）と、前記排気浄化フィルタに捕捉された粒子状物質を燃焼除去し、当該排気浄化フィルタを再生するフィルタ再生手段（例えば、後述のＥＣＵ５および図６のステップＳ３の実行に係る手段）と、を備える排気浄化装置を提供する。前記電極部再生手段は、前記排気浄化フィルタの再生時期に応じて前記電極部の再生を開始する。
【００１１】
本発明によれば、粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタの再生時期に応じて、この排気浄化フィルタの下流に設けられた電極部の再生を開始する。これにより、例えば、排気浄化フィルタを再生する際に粒子状物質が燃焼する程度に高温となった排気を利用して、電極部の温度を昇温することができるので、電極部の再生にかかるエネルギーを少なくすることができる。また、このような高温の排気を利用することにより、電極部の再生時に排気に奪われるエネルギーを少なくできるので、電極部の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００１２】
この場合、前記排気浄化装置は、前記粒子状物質検出手段による前記検出が終了したことに応じて前記電極部を再生する時期に達したことを判断する再生時期判断手段（例えば、後述のＥＣＵ５および図８、図１０、図１１のセンサ再生制御の実行の開始の判断に係る手段）をさらに備え、前記電極部再生手段は、前記電極部を再生する時期に達したと判断されてから複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまで、前記電極部の再生を待機することが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、電極部を再生する時期に達したと判断されてから複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまで電極部の再生を待機する。ここで、上記複数の条件の１つとして、例えば排気浄化フィルタの再生時期に関する条件を課すことにより、電極部の再生を、排気浄化フィルタの再生時期に合わせて行い易くすることができる。したがって、電極部の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００１４】
この場合、前記排気浄化装置は、前記電極部の温度に相関のある値を検出する温度検出手段（例えば、後述の排気温度センサ７、ＥＣＵ５）と、当該温度検出手段の検出値に基づいて、前記電極部の温度が第１温度（例えば、約５００℃）以上になったか否かを判断する温度判断手段（例えば、後述のＥＣＵ５および図８のステップＳ１３の実行に係る手段）と、をさらに備え、前記複数の条件は、前記排気浄化フィルタが再生されることで前記電極部の温度が前記第１温度以上になることを含むことが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、排気浄化フィルタが再生されることで電極部の温度が第１温度以上になった場合に電極部の再生を行うことにより、電極部の再生に排気浄化フィルタの再生を行うことで高温となった排気を確実に利用できるので、電極部の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００１６】
この場合、前記複数の条件は、前記再生時期判断手段により前記電極部を再生する時期に達したと判断されてから、待機時間（例えば、後述の待機時間ｔ＿ＲＥＧ）が経過しても前記排気浄化フィルタが再生されないことを含むことが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、電極部を再生する時期に達したと判断されてから、待機時間が経過しても排気浄化フィルタが再生されなかった場合には、電極部を強制的に再生する。これにより、長時間にわたって電極部の再生を待機してしまい、粒子状物質検出手段により粒子状物質に相関のある値を検出できない期間が長くなり、結果として排気の浄化性能が低下するのを防止することができる。
【００１８】
この場合、前記排気浄化装置は、前記排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を検出又は推定する堆積量推定手段（例えば、後述のＥＣＵ５）をさらに備え、前記電極部再生手段は、前記電極部を再生する時期に達したと判断されたときにおける前記堆積量（例えば、後述のＰＭ堆積量ＱＤＰＦ）が待機判定量（例えば、後述の閾値Ｍ）より多い場合には、前記複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまで前記電極部の再生を待機することが好ましい。
【００１９】
電極部を再生する時期に達したと判断されたときにおける排気浄化フィルタの粒子状物質の堆積量が待機判定量よりも多い場合には、近いうちに排気浄化フィルタの再生が行われる可能性が高いといえる。本発明によれば、このような場合に、上記複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまで電極部の再生を待機することにより、電極部の再生に排気浄化フィルタの再生を行うことで高温となった排気をより確実に利用することができる。したがって、電極部の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００２０】
この場合、前記排気浄化装置は、前記電極部の温度に相関のある値を検出する温度検出手段（例えば、後述の排気温度センサ７およびＥＣＵ５）と、当該温度検出手段の検出値に基づいて、前記電極部の温度が第２温度（例えば、約３００℃）以上になったか否かを判断する温度判断手段（例えば、後述のＥＣＵ５および図１０のステップＳ２８の実行に係る手段）と、をさらに備え、前記電極部再生手段は、前記電極部を再生する時期に達したと判断されたときにおける前記堆積量が前記待機判定量（例えば、後述の閾値Ｍ）より少ない場合には、前記複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるのを待つことなく、前記電極部の温度が前記第２温度以上になったときに前記電極部の再生を開始することが好ましい。
【００２１】
電極部を再生する時期に達したと判断されたときにおける排気浄化フィルタの粒子状物質の堆積量が待機判定量よりも少ない場合には、近いうちに排気浄化フィルタの再生が行われる可能性が低いといえる。本発明によれば、このような場合には、上記複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるのを待つことなく、電極部の温度が第２温度以上となったときに電極部の再生を開始する。これにより、排気浄化フィルタを再生する時期に合わせて電極部を再生することができなくても、電極部の温度が高くなる運転状態を選んで再生することができるので、電極部の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００２２】
この場合、前記粒子状物質検出手段により前記粒子状物質に相関のある値を検出している間（例えば、後述の集塵制御又はＰＭ検出制御の実行中）に前記排気浄化フィルタの再生が開始された場合、前記電極部再生手段は、前記電極部の再生を開始することが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、粒子状物質検出手段により粒子状物質に相関のある値を検出している間に排気浄化フィルタの再生が開始された場合、これに合わせて電極部の再生を開始する。これにより、排気浄化フィルタを再生するために高温となった排気を利用して電極部を再生することができるので、電極部の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。また、電極部の電気的特性は、電極部の温度によって大きく変化する。このため、排気浄化フィルタの再生の開始に伴って電極部の再生を開始することにより、排気浄化フィルタの再生する際の廃熱を有効に利用しながら、粒子状物質検出手段の誤検知や誤作動を防止することができる。
【００２４】
この場合、前記排気浄化装置は、前記電極部の温度に相関のある値を検出する温度検出手段（例えば、後述のヒータ配線１２２Ａ，１２９Ａ、センサ制御ユニット１７、およびＥＣＵ５）と、前記温度検出手段の検出値に基づいて、前記電極部が第３温度（例えば、約５００℃）以上になったか否かを判断する温度判断手段（例えば、後述のＥＣＵ５および図１３のステップＳ４５の実行に係る手段）と、をさらに備え、前記粒子状物質検出手段により前記粒子状物質に相関のある値を検出している間（例えば、後述の集塵制御又はＰＭ検出制御の実行中）に前記排気浄化フィルタの再生が開始された場合、前記粒子状物質検出手段は、前記電極部の温度が前記第３温度以上になるまで前記粒子状物質に相関のある値を検出し、前記電極部再生手段は、前記電極部の温度が前記第３温度以上になるまで前記電極部の再生を待機することが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、粒子状物質検出手段により粒子状物質に相関のある値を検出している間に排気浄化フィルタの再生が開始された場合、電極部の温度が第３温度以上になるまで、電極部の再生を待機しながら粒子状物質検出手段による検出を継続することにより、正確な検出が可能な範囲内で、可能な限り長い時間にわたって粒子状物質に相関のある値を検出し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＰＭセンサが適用されたエンジンの排気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】上記実施形態に係るＰＭセンサの概略構成を示す図である。
【図３】上記実施形態に係るセンサ素子の斜視図である。
【図４】上記実施形態に係るセンサ素子の分解斜視図である。
【図５】上記実施形態に係るセンサ素子の集塵部内にＰＭが全面に付着して堆積したときの様子を模式的に示した図である。
【図６】上記実施形態に係るＤＰＦ制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】上記実施形態に係るセンサ素子のＰＭ付着量とセンサ素子の静電容量との関係を模式的に示す図である。
【図８】上記実施形態に係るセンサ再生制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るＤＰＦのＰＭ堆積量の時間変化を模式的に示す図である。
【図１０】上記実施形態に係るセンサ再生制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るセンサ再生制御の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るセンサ素子の温度と静電容量との関係を示す図である。
【図１３】上記実施形態に係るＰＭセンサ制御の割り込み制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第２実施形態以後の説明において、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
【００２８】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す模式図である。
内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、各気筒内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒には図示しない燃料噴射弁が設けられている。これら燃料噴射弁は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）」という）５により電気的に接続されており、燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間は、ＥＣＵ５により制御される。
【００２９】
エンジン１の排気が流通する排気管４には、排気に含まれる炭素を主成分とした粒子状物質（以下、「ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）」という）を捕集し排気を浄化する排気浄化フィルタ（以下、「ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）」という）３と、排気に含まれるＰＭを検出するＰＭセンサ１１とが、上流側からこの順で設けられている。
【００３０】
ＤＰＦ３は、多孔質体のフィルタ壁を備え、排気がこのフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気に含まれるＰＭをフィルタ壁の表面およびフィルタ壁中の孔に堆積させることにより、これを捕集する。ＤＰＦ３に捕集されたＰＭは、後述のＤＰＦ再生制御を実行することにより、燃焼除去される（後述の図６参照）。
【００３１】
図２は、ＰＭセンサ１１の概略構成を示す図である。
ＰＭセンサ１１は、排気管４の内部のうちＤＰＦ３の下流側に設けられたセンサ素子１２と、ＥＣＵ５に接続され、このセンサ素子２２を制御するセンサ制御ユニット１７と、を備える。ＰＭセンサ１１は、以下に示すように、排気管４内を流通する排気に含まれるＰＭが付着したセンサ素子１２の電気的特性を測定し、この測定値に基づいて、排気管内を流通する排気中のＰＭを検出する。
【００３２】
センサ制御ユニット１７は、集塵用ＤＣ電源１３と、インピーダンス測定器１４と、センサ素子１２の温度を制御する温度制御装置１５と、を含んで構成される。
【００３３】
図３は、センサ素子１２の斜視図である。
図３に示すように、センサ素子１２は、ＰＭを含む排気が通過する通気孔を有しており、この通気孔により集塵部１２０が形成される。排気中に含まれるＰＭは、この集塵部１２０の内壁に付着して堆積する。
【００３４】
図４は、センサ素子１２の分解斜視図である。
センサ素子１２は、図４に示すように、一対の電極板１３０，１３１を、板状のスペーサ１２５Ａ，１２５Ｂを介装して組み合わせ、ヒータ層１２２，１２９およびアルミナプレート１２１で挟持することにより構成される。これにより、電極板１３０，１３１、スペーサ１２５Ａ，１２５Ｂに囲まれた集塵部１２０が形成される。
【００３５】
電極板１３０は、誘電体層１２４と、集塵電極層１２３とを積層することにより形成される。また、電極板１３１は、誘電体層１２６と、測定電極層１２７と、集塵電極層１２８とを積層することにより形成される。
【００３６】
測定電極層１２７は、一対の櫛形の測定電極１２７Ａ，１２７Ｂを備える。具体的には、測定電極１２７Ａ，１２７Ｂは、測定電極層１２７の一端側の集塵部１２０に対応する位置に形成された一対の櫛歯部と、この櫛歯部から他端側へかけて延びる一対の櫛本体部と、を含んで構成される。より具体的には、測定電極１２７Ａ，１２７Ｂは、一方の櫛形の測定電極１２７Ａの櫛歯部と他方の櫛形の測定電極１２７Ｂの櫛歯部とが相互に挟み合うように対向配置されている。
また、一対の櫛本体部は、インピーダンス測定器１４に電気的に接続されている。
【００３７】
ここで、測定電極層１２７に櫛形の測定電極１２７Ａ，１２７Ｂを備える本実施形態のＰＭ検出メカニズムについて説明する。
図５は、本実施形態のセンサ素子１２の集塵部１２０内にＰＭが全面に付着して堆積したときの様子を模式的に示した図である。図５に示すように、集塵部１２０に集塵されたＰＭは、櫛形の測定電極１２７Ａ，１２７Ｂの櫛歯部上に誘電体層を介して堆積する。このとき、隣接する測定電極１２７Ａ，１２７Ｂ間におけるもれ電界が、堆積したＰＭによる影響を受け、測定電極１２７Ａ，１２７Ｂ間の電気的特性が変化する。この電気的特性の変化は、ＰＭの付着量に相関があることから、この電気的特性の変化を測定することにより、排気に含まれるＰＭを検出できる。なお、以下の説明において、センサ素子１２の電気的特性とは、センサ素子１２のうちＰＭの付着量に相関のある集塵部１２０の電気的特性を意味する。
【００３８】
集塵電極層１２３，１２８は、タングステン導体層からなる集塵電極１２３Ａ，１２８Ａを備える。この集塵電極１２３Ａ，１２８Ａは、集塵電極層１２３，１２８の一端側の集塵部１２０に対応する位置に略正方形状に形成された導体部と、この導体部からアルミナ基板の他端側へかけて線状に延びる導線部と、を含んで構成される。
また、集塵電極１２３Ａ，１２８Ａの導線部は、集塵用ＤＣ電源１３に電気的に接続されている。
なお、集塵電極１２３Ａ、１２８Ａの導体部の一辺の長さは、約１０ｍｍである。
【００３９】
ヒータ層１２２，１２９は、ヒータ配線１２２Ａ，１２９Ａを備え、これらヒータ配線１２２Ａ，１２９Ａは、温度制御装置１５およびインピーダンス測定器１４に電気的に接続されている。
また、アルミナプレート１２１は、略矩形状のアルミナ基板であり、厚みは約１ｍｍである。
【００４０】
集塵用ＤＣ電源１３は、集塵電極層１２３，１２８に備えられた集塵電極１２３Ａ，１２８Ａの導線部に電気的に接続されている。集塵用ＤＣ電源１３は、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて動作し、後述する測定電圧よりも大きい所定の集塵電圧を集塵電極層１２３，１２８間に印加する。これにより、ＰＭのセンサ素子１２への付着を促進することができる。
【００４１】
インピーダンス測定器１４は、測定電極層１２７の一対の櫛本体部に電気的に接続されている。インピーダンス測定器１４は、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて動作し、所定の測定電圧および測定周期のもとで、センサ素子１２の電気的特性を検出し、検出した静電容量に略比例した検出信号をＥＣＵ５に出力する。なお、本実施形態では、インピーダンス測定器１４により、センサ素子１２の電気的特性として特に集塵部１２０の静電容量を検出するが、これに限るものではない。
【００４２】
また、インピーダンス測定器１４は、センサ素子１２の集塵部１２０の静電容量の他、ヒータ配線１２２Ａ，１２９Ａの抵抗値を検出する。ＥＣＵ５では、検出されたヒータ配線１２２Ａ，１２９Ａの抵抗値に基づいて、センサ素子１２の集塵部１２０の温度（以下、「センサ温度」という）を算出する。
【００４３】
温度制御装置１５は、各電極板１３０，１３１に接して設けられたヒータ層１２２，１２９のヒータ配線１２２Ａ，１２９Ａに電気的に接続されており、これらヒータ層１２２，１２９に電力を供給するヒータ用ＤＣ電源（図示せず）を含んで構成される。
ヒータ用ＤＣ電源は、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて動作し、ヒータ層１２２，１２９に所定の電流を通電する。ヒータ層１２２，１２９は、ヒータ用電源から電流が供給されると発熱し、各電極板１３０，１３１を加熱する。これにより、各電極板１３０，１３１を加熱し、集塵部１２０に付着したＰＭを燃焼除去することができる。
【００４４】
図１に戻って、ＥＣＵ５には、以上のようなＰＭセンサ１１のセンサ制御ユニット１７の他、警告灯６、排気温度センサ７、並びにクランク角度位置センサやアクセルセンサ等（図示せず）のエンジン１の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。
【００４５】
警告灯６は、ＤＰＦ３が故障した状態であることを示すためのものであり、例えば、車両のメータパネルに設けられる。警告灯６は、ＥＣＵ５から送信された制御信号に基づいて点灯し、これにより運転者はＤＰＦ３が故障した状態であることを認識することができる。
【００４６】
排気温度センサ７は、ＤＰＦ３の下流側の排気の温度を検出し、検出信号をＥＣＵ５に出力する。クランク角度位置センサは、エンジン１のクランク軸の回転角度を検出し、検出信号をＥＣＵ５に出力する。アクセルセンサは、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出し、検出信号をＥＣＵ５に出力する。エンジン１の運転状態を示すエンジン回転数や燃料噴射量は、これらクランク角度位置センサおよびアクセルセンサの出力に基づいて、ＥＣＵ５により算出される。
【００４７】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、ＥＣＵ５は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果等を記憶する記憶回路と、センサ制御ユニット１７、警告灯６、およびエンジン１の燃料噴射弁等に制御信号を出力する出力回路とを備える。
【００４８】
以下では、ＥＣＵによるＤＰＦ制御およびＰＭセンサ制御の手順について詳細に説明する。
【００４９】
＜ＤＰＦ制御＞
図６は、ＤＰＦ制御の手順を示すフローチャートである。このＤＰＦ制御は、エンジンが運転されている間、ＥＣＵにより繰り返し実行される。
【００５０】
ステップＳ１では、ＤＰＦに堆積したＰＭの量（以下、「ＰＭ堆積量」という）ＱＤＰＦを算出し、ステップＳ２に移る。ＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤＰＦは、前回の制御サイクル時におけるＰＭ堆積量に、今回の制御サイクル時にＤＰＦに新たに捕集されたＰＭ量ΔＱを加算することにより算出される。今回制御時にエンジンから排出されＤＰＦに捕集されたＰＭ量ΔＱは、例えば、燃料噴射量およびエンジン回転数に基づいて算出された基本値に、エンジンの冷却水温度や吸入空気量などに基づいて算出された補正項を加算することで算出される。
【００５１】
ステップＳ２では、算出されたＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤＰＦが、所定の閾値ＱＤＰＦ＿ＲＥＧを超えたか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ１に移る。この判別がＹＥＳの場合には、ＤＰＦを再生する時期であると判断し、ステップＳ３に移る。
【００５２】
ステップＳ３では、所定のＤＰＦ再生期間に亘ってＤＰＦ再生制御を実行することにより、ＤＰＦに捕捉されたＰＭを燃焼除去し、ＤＰＦを再生する。より具体的には、このＤＰＦ再生制御では、例えば、排気工程中での燃料噴射（以下、「ポスト噴射」という）を実行する。このようなポスト噴射を実行すると、ＤＰＦの上流側に設けられた酸化触媒（図示せず）における酸化反応が促進されるため、ＤＰＦに流入する排気を昇温し、ＤＰＦの温度を約６００℃のＰＭの燃焼温度まで昇温することができる。また、ＤＰＦ再生制御が完了したら、ＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤＰＦを「０」にリセットする。
【００５３】
＜ＰＭセンサ制御＞
図７は、センサ素子の集塵部に付着したＰＭの量（以下、「ＰＭ付着量」という）とセンサ素子の静電容量との関係を模式的に示す図である。図７では、横軸をＰＭ付着量とし縦軸を静電容量とする。
【００５４】
センサ素子には集塵部の容積を超える量のＰＭを付着させることができないため、センサ素子のＰＭ付着量には集塵部の容積に応じた限界量ＱＭがある。この限界量ＱＭ以下において、センサ素子の静電容量はＰＭ付着量に対して以下のように変化する。
【００５５】
ＰＭ付着量が０から所定量Ｑ１までの間は、ＰＭは集塵部の内壁に薄くまばらに付着した状態であり、ＰＭがセンサ素子の電気的特性に及ぼす影響が小さく、ＰＭ付着量によらず静電容量は初期値Ｃ０一定のままである。このため、集塵部にＰＭが付着してもセンサ素子の静電容量に有意な変化は現れない。
また、ＰＭ付着量が上記所定量Ｑ１を超えると、集塵部の内壁にＰＭが薄く堆積し始めた状態となり、センサ素子の静電容量は初期値Ｃ０から変化し始める。このため、ＰＭ付着量が所定量Ｑ１を超えた領域では、付着したＰＭの量をセンサ素子の静電容量の変化量から特定することができる。
【００５６】
ＰＭセンサ制御では、以上のような特性を有するＰＭセンサに対し、排気中のＰＭをセンサ素子に積極的に付着させる集塵制御と、排気中のＰＭを検出するＰＭ検出制御と、センサ素子に付着したＰＭを除去するセンサ再生制御との３種類の制御をこの順で繰り返し実行する。以下では、これら集塵制御、ＰＭ検出制御、センサ再生制御の３つの制御について詳細に説明する。
【００５７】
＜集塵制御＞
所定量Ｑ１を超える量のＰＭが付着していない場合、センサ素子にＰＭが付着しても静電容量に変化はないため、ＰＭの検出を行うことができない。そこで、集塵制御では、センサ素子の集塵電極層に集塵電圧を印加することにより、ＰＭ付着量がＱ１を超えるように、ＰＭのセンサ素子への付着を促進する。
【００５８】
＜ＰＭ検出制御＞
所定量Ｑ１を超える量のＰＭが付着している場合、センサ素子にＰＭが付着すると静電容量に変化が現れる。そこで、ＰＭ検出制御では、ＰＭ付着量が検出可能領域内にある場合に、インピーダンス測定器により測定されたセンサ素子の静電容量の変化に基づいて、排気に含まれるＰＭの量を検出する。なお、ＥＣＵは、このＰＭ検出制御を、センサ素子の静電容量が上記Ｑ１を超えたことに応じて開始し、その後、センサ素子の静電容量が限界量ＱＭよりもやや小さな値に設定された上限値Ｑ２を超えたことに応じて終了する。
また、このようにしてＰＭ量を検出している間は、検出したＰＭ量に基づいてＤＰＦの故障を判定する。すなわち、ＤＰＦが正常な状態である場合には、エンジンから排出されたＰＭの殆どはＤＰＦに捕捉されるため、ＤＰＦの下流側のＰＭセンサにより検出される排気中のＰＭ量はごく僅かである。したがって、ＰＭセンサにより検出されたＰＭ量が所定量より少ない場合にはＤＰＦは正常な状態であると判定する。一方、ＰＭセンサにより検出されたＰＭ量が上記所定量以上である場合には、ＤＰＦは故障した状態であると判定し、上記警告灯を点灯させる。
【００５９】
＜センサ再生制御＞
センサ素子には上記限界量ＱＭを超えてＰＭを付着させることができないので、ＰＭ付着量が限界量ＱＭに近くなると、センサ素子に付着したＰＭを除去する必要がある。そこで、センサ再生制御では、ヒータによりセンサ素子を加熱し、センサ素子に付着したＰＭを燃焼除去する。
【００６０】
図８は、センサ再生制御の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵは、上記ＰＭ検出制御を終了し、センサ素子を再生する時期に達したと判断したことに応じて、このセンサ再生制御を実行する。以下、詳細に説明するように、このセンサ再生制御では、センサ素子を再生する時期に達したと判断された場合に、即座にヒータをオンにしセンサ素子の再生を開始するのではなく、ＤＰＦの再生時期に応じてセンサ素子の再生を開始する。
【００６１】
ステップＳ１１では、センサ素子を再生する時期に達したと判断されてから経過した時間を示すタイマｔをスタートし、ステップＳ１２に移る。ステップＳ１２では、ＤＰＦ再生制御（図６のステップＳ３参照）の実行中であるか否かを判別する。
【００６２】
ステップＳ１２の判別がＮＯであり、ＤＰＦ再生制御の実行中でない場合には、ステップＳ１５に移る。ステップＳ１５では、タイマｔが待機時間ｔ＿ＲＥＧを超えたか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ１２に移り、ＤＰＦ再生制御が開始するのを待つ。この判別がＹＥＳの場合、すなわち、センサ素子を再生する時期に達したと判断してから、待機時間ｔ＿ＲＥＧが経過してもＤＰＦ再生制御が実行されなかった場合には、強制的にセンサ素子の再生を開始するべく、ステップＳ１６に移る。
【００６３】
ステップＳ１６では、センサ素子の再生を実行し、この処理を終了する。より具体的には、ヒータをオンにしセンサ素子に付着したＰＭを燃焼除去し、このセンサ素子を再生する。
【００６４】
一方、ステップＳ１２の判別がＹＥＳであり、ＤＰＦ再生制御の実行中である場合には、ステップＳ１３に移る。ステップＳ１３では、排気温度センサからの出力に基づいて排気温度が約５００℃程度の第１温度より高いか否かを判別する。なお、ＤＰＦに対してセンサ素子の熱容量は非常に小さいため、ヒータをオンにしていないときにおけるセンサ素子の温度はＤＰＦの下流の排気の温度にほぼ等しいと考えられる。したがって、このステップＳ１３は、センサ素子の温度が第１温度より高いか否かを判別することと、ほぼ等価であるといえる。
【００６５】
ステップＳ１３の判別がＹＥＳである場合、すなわち、センサ素子を再生する時期に達したと判断してから、ＤＰＦ再生制御が実行されることでセンサ素子の温度が上記第１温度以上になった場合には、このＤＰＦの再生時期に合わせてセンサ素子を再生するべく、ステップＳ１６に移る。
【００６６】
一方、ステップＳ１３の判別がＮＯである場合には、ステップＳ１４に移る。ステップＳ１４では、タイマｔが上記待機時間ｔ＿ＲＥＧを超えたか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ１３に移り、ＤＰＦ再生制御を実行することでセンサ素子の温度が第１温度以上になるのを待つ。この判別がＹＥＳの場合、すなわち、センサ素子を再生する時期に達したと判断してから、待機時間ｔ＿ＲＥＧが経過してもセンサ素子の温度が第１温度に達しなかった場合には、強制的にセンサ素子の再生を開始するべく、ステップＳ１６に移る。
【００６７】
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、ＰＭを捕捉するＤＰＦの再生時期に応じて、このＤＰＦの下流に設けられたＰＭセンサのセンサ素子の再生を開始する。これにより、例えば、ＤＰＦを再生する際にＰＭが燃焼する程度に高温となった排気を利用して、センサ素子の温度を昇温することができるので、センサ素子の再生にかかるエネルギーを少なくすることができる。また、このような高温の排気を利用することにより、センサ素子の再生時に排気に奪われるエネルギーを少なくできるので、センサ素子の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００６８】
（２）本実施形態によれば、センサ素子を再生する時期に達したと判断されてから複数の条件のうち少なくとも１つが満たされるまでセンサ素子の再生を待機する。ここで、上記複数の条件の１つとして、例えばＤＰＦの再生時期に関する条件を課すことにより、センサ素子の再生を、ＤＰＦの再生時期に合わせて行い易くすることができる。したがって、センサ素子の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００６９】
（３）本実施形態によれば、ＤＰＦが再生されることでセンサ素子の温度が第１温度以上になった場合にセンサ素子の再生を行うことにより、センサ素子の再生にＤＰＦ再生制御を行うことで高温となった排気を確実に利用できるので、センサ素子の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００７０】
（４）本実施形態によれば、センサ素子を再生する時期に達したと判断されてから、待機時間ｔ＿ＲＥＧが経過しても排気浄化フィルタが再生されなかった場合には、センサ素子を強制的に再生する。これにより、長時間にわたってセンサ素子の再生を待機してしまい、ＰＭを検出できない期間が長くなり、結果として排気の浄化性能が低下するのを防止することができる。
【００７１】
［第２実施形態］
第２実施形態は、センサ再生制御の手順が第１実施形態と異なる。
図９は、ＤＰＦのＰＭ堆積量の時間変化を模式的に示す図である。
図９に示すように、エンジンを運転している間、エンジンからは常にＰＭが排出されるため、ＤＰＦのＰＭ堆積量は時間に略比例して増加する。また、図６を参照して詳述したように、ＤＰＦ再生制御は、ＰＭ堆積量の推定値ＱＤＰＦが閾値ＱＤＰＦ＿ＲＥＧを超えたことに応じて実行される。
【００７２】
したがって、図９に示すように、この閾値ＱＤＰＦ＿ＲＥＧよりもやや小さな閾値Ｍを設定し、ＰＭ堆積量がこの閾値Ｍより多いか少ないかを判断することにより、近いうちにＤＰＦ再生制御が実行されるか否かを判断することができる。すなわち、ＰＭ堆積量が閾値Ｍより多い場合には、近いうちにＤＰＦ再生制御が実行される可能性があると判断できるが、ＰＭ堆積量が閾値Ｍ以下である場合には、近いうちにＤＰＦ再生制御が実行される可能性がないと判断できる。
【００７３】
図１０は、本実施形態のセンサ再生制御の手順を示すフローチャートである。第１実施形態と同様に、ＥＣＵは、ＰＭ検出制御を終了し、センサ素子を再生する時期に達したと判断したことに応じて、このセンサ再生制御を実行する。なお、ステップＳ２３〜Ｓ２７は、図８のステップＳ１１〜Ｓ１６と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ２１では、センサ素子を再生する時期に達したと判断されてから経過した時間を示すタイマｔをスタートし、ステップＳ２２に移る。ステップＳ２２では、ＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤＰＦを推定し、このＰＭ堆積量ＱＤＰＦが上記閾値Ｍより少ないか否かを判別する。
【００７５】
ステップＳ２２における判別がＮＯであり、近いうちにＤＰＦ再生制御が実行される可能性があると判断された場合、すなわち、センサ素子を再生する時期に達したと判断したときにおけるＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤＰＦが閾値Ｍより多い場合には、ステップＳ２３に移る。そして、第１実施形態と同様に、ＤＰＦ再生制御が実行されることでセンサ素子の温度が約５００℃程度の第１温度に到達するか、あるいは、待機時間ｔ＿ＲＥＧが経過するまで、センサ素子の再生を待機する。
【００７６】
ステップＳ２２における判別がＹＥＳであり、近いうちにＤＰＦ再生制御が実行される可能性がないと判断された場合には、ＤＰＦ再生制御の実行に関する条件が満たされるのを待たずに、すなわちステップＳ２３〜Ｓ２６の処理を実行せずに、高負荷運転が行われ排気温度が高温となるのを待つべく、ステップＳ２８に移る。ステップＳ２８では、排気温度センサからの出力に基づいて排気温度が約３００℃程度に設定された第２温度より高いか否かを判別する。ステップＳ２８の判別がＹＥＳである場合には、この排気温度が第２温度より高くなった時期に合わせてセンサ素子を再生するべく、ステップＳ２７に移る。
【００７７】
ステップＳ２８の判別がＮＯである場合には、タイマｔが待機時間ｔ＿ＲＥＧを超えたか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ２８に移り、排気温度が第２温度を超えるのを待つ。この判別がＹＥＳの場合、すなわち、センサ素子を再生する時期に達したと判断してから、待機時間ｔ＿ＲＥＧが経過してもセンサ素子の温度が第２温度に達しなかった場合には、強制的にセンサ素子の再生を開始するべく、ステップＳ２７に移る。
【００７８】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（４）に加えて、以下の効果を奏する。
（５）センサ素子を再生する時期に達したと判断されたときにおけるＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤＰＦが閾値Ｍよりも多い場合には、近いうちにＤＰＦ再生制御が行われる可能性が高いといえる。本実施形態によれば、このような場合に、上記ＤＰＦ再生制御の実行に関する条件が満たされるまでセンサ素子の再生を待機することにより、センサ素子の再生にＤＰＦ再生制御を行うことで高温となった排気をより確実に利用することができる。したがって、センサ素子の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００７９】
（６）センサ素子を再生する時期に達したと判断されたときにおけるＤＰＦのＰＭ堆積量が閾値Ｍよりも少ない場合には、近いうちにＤＰＦ再生制御が行われる可能性が低いといえる。本実施形態によれば、このような場合には、上記ＤＰＦ再生制御の実行に関する条件のうち少なくとも１つが満たされるのを待つことなく、センサ素子の温度が第２温度以上となったときにセンサ素子の再生を開始する。これにより、ＤＰＦ再生制御を実行する時期に合わせてセンサ素子を再生することができなくても、センサ素子の温度が高くなる運転状態を選んで再生することができるので、センサ素子の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。
【００８０】
［第３実施形態］
第３実施形態は、センサ再生制御の手順が第２実施形態と異なる。
図１１は、本実施形態のセンサ再生制御の手順を示すフローチャートである。第２実施形態と同様に、ＥＣＵは、ＰＭ検出制御を終了し、センサ素子を再生する時期に達したと判断したことに応じて、このセンサ再生制御を実行する。なお、ステップＳ３１〜Ｓ３７、Ｓ３９は、図１０のステップＳ２１〜Ｓ２７、Ｓ２９と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００８１】
ステップＳ３２における判別がＹＥＳであり、近いうちにＤＰＦ再生制御が実行される可能性がないと判断された場合には、ステップＳ３８に移る。ステップＳ３８では、排気温度が上昇する運転状態であるか否かを判別する。より具体的には、例えば、エンジンの運転状態を示す複数のパラメータ（燃料噴射量、トルク、回転数、吸入空気量、ＥＧＲ開度、および過給圧など）を基底としたマップに、排気温度が上昇すると判断される領域を設定しておき、エンジンの運転状態がこの領域内に入ったか否かを判別することにより、排気温度が上昇する運転状態であるか否かを判別することができる。この他、アイドル運転から加速し始めたときや、アクセルペダルを戻すことで排気の流量が減少したときなど、アクセルペダルの操作パターンによっても排気温度が上昇する運転状態であるか否かを判別することができる。ステップＳ３８の判別がＹＥＳの場合にはステップＳ３７に移り、ＮＯの場合にはステップＳ３９に移る。
【００８２】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（６）と同じ効果を奏する。
【００８３】
［第４実施形態］
第４実施形態は、ＰＭセンサ制御の手順が第１実施形態と異なる。
第１実施形態のＰＭセンサ制御では、集塵制御と、ＰＭ検出制御と、センサ再生制御との３つの制御をこの順で繰り返し実行した。これに対して本実施形態のＰＭセンサ制御では、これら集塵制御、ＰＭ検出制御、およびセンサ再生制御に加えて、図１３を参照して詳述するようにＤＰＦ再生制御の実行に応じた割り込み制御を発生させる点が、第１実施形態と異なる。
【００８４】
図１２は、センサ素子の温度と静電容量との関係を示す図である。
図１２に示すように、センサ素子の温度が上昇するに従い、その静電容量も上昇する。特に、センサ素子の温度が約５００℃を超えると、温度に対する静電容量の変化率は急激に上昇する。ＰＭセンサでは、センサ素子にＰＭが付着することによる静電容量の変化に基づいてＰＭの検出を行うため、このように温度変化に応じて静電容量が大きく変化してしまうと、排気中のＰＭを正確に検出することができない。
【００８５】
したがって、集塵制御やＰＭ検出制御を行っている間に、ＤＰＦ再生制御が実行されることでセンサ素子の温度が高温になってしまうと、誤検知や誤作動が発生するおそれがある。そこで本実施形態では、以下詳細に説明するように、集塵制御やＰＭ検出制御を行っている間にＤＰＦ再生制御が実行された場合、集塵制御やＰＭ検出制御を中断することで誤検知や誤作動を防止するとともに、センサ素子の再生を優先することでＤＰＦ再生制御に伴う廃熱を有効に利用する。
【００８６】
図１３は、ＰＭセンサ制御の割り込み制御の手順を示すフローチャートである。この割り込み処理は、ＤＰＦ再生制御（図６のステップＳ３参照）が開始されたことに応じて実行される。
【００８７】
ステップＳ４１では、ＤＰＦ再生制御を開始してから経過した時間を示すタイマｔをスタートし、ステップＳ４２に移る。
【００８８】
ステップＳ４２では、集塵制御の実行中であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ステップＳ４３に移り、ＰＭの集塵を停止した後、ステップＳ４９に移る。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ４４に移る。
ステップＳ４４では、ＰＭ検出制御の実行中であるか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、この処理を直ちに終了し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ４５に移る。
ステップＳ４５では、センサ温度が第３温度（約５００℃）以上になったか否かを判別する。
【００８９】
ステップＳ４５の判別がＹＥＳであり、センサ素子の温度が第３温度以上となった場合には、ステップＳ４６に移り、ＰＭの検出を終了した後、ステップＳ４７に移る。ステップＳ４７では、センサ素子の再生を実行し、この処理を終了する。より具体的には、ヒータをオンにしセンサ素子に付着したＰＭを燃焼除去し、このセンサ素子を再生する。
【００９０】
一方、ステップＳ４５の判別がＮＯであり、センサ素子の温度が第３温度に達していない場合には、ＰＭの検出が可能であると判断し、ＰＭの検出を継続するべくステップＳ４８に移る。ステップＳ４８では、ＰＭの検出が終了したか否かを判別する。この判別がＮＯの場合にはステップＳ４５に移り、ＹＥＳの場合にはステップＳ４９に移る。すなわち、センサ温度が第３温度以上になるまではＰＭの検出を継続し、センサ温度が第３温度以上になるまでセンサ素子の再生が待機する。
【００９１】
ステップＳ４９では、排気温度が第４温度（約５００℃）以上になったか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、センサ素子を再生するべくステップＳ４７に移る。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ５０に移る。ステップＳ５０では、タイマｔが待機時間ｔ＿ＲＥＧを超えたか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ４９に移り、排気温度が第４温度に達するのを待つ。この判別がＹＥＳの場合、すなわち、ＤＰＦ再生制御を実行してから、待機時間ｔ＿ＲＥＧが経過しても排気温度が第４温度に達しなかった場合には、強制的にセンサ素子の再生を開始するべく、ステップＳ４７に移る。
【００９２】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（４）に加えて、以下の効果を奏する。
（７）本実施形態によれば、集塵制御又はＰＭ検出制御を実行している間にＤＰＦ再生制御が実行された場合、これに合わせてセンサ素子の再生を開始する。これにより、ＤＰＦを再生するために高温となった排気を利用してセンサ素子を再生することができるので、センサ素子の再生にかかるエネルギーをさらに抑制することができる。また、センサ素子の電気的特性は、センサ素子の温度によって大きく変化する。このため、ＤＰＦの再生の開始に伴って電極部の再生を開始することにより、排気浄化フィルタの再生する際の廃熱を有効に利用しながら、粒子状物質検出手段の誤検知や誤作動を防止することができる。
【００９３】
（８）本実施形態によれば、ＰＭ検出制御を実行している間にＤＰＦ再生制御が実行された場合、センサ温度が第３温度以上になるまで、センサ素子の再生を待機しながらＰＭ検出制御を継続することにより、正確な検出が可能な範囲内で、可能な限り長い時間にわたってＰＭ量を検出し続けることができる。
【００９４】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
上記実施形態では、エンジンの運転状態に基づいて、ＤＰＦのＰＭ堆積量ＱＤを算出したがこれに限らない。ＤＰＦのＰＭ堆積量は、例えば、ＤＰＦの上流と下流の間の差圧を検出する差圧センサを設けた場合、この差圧センサの検出値に基づいて、ＤＰＦのＰＭ堆積量を算出することもできる。
【符号の説明】
【００９５】
１…エンジン（内燃機関）
１１…ＰＭセンサ（粒子状物質検出装置）
１２…センサ素子
１２０…集塵部（電極部）
１２２，１２９…ヒータ層（電極部再生手段）
１２２Ａ，１２９Ａ…ヒータ配線（温度検出手段）
１３０，１３１…電極板（電極部）
１７…センサ制御ユニット（検出手段、粒子状物質検出手段、電極部再生手段、温度検出手段）
３…ＤＰＦ
４…排気管（排気系）
５…ＥＣＵ（粒子状物質検出装置、電極部再生手段、フィルタ再生手段、再生時期判断手段、温度検出手段、堆積量推定手段）
７…排気温度センサ（温度検出手段）
【図１】
2011089430.tif 000003
【図２】
2011089430.tif 000004
【図３】
2011089430.tif 000005
【図４】
2011089430.tif 000006
【図５】
2011089430.tif 000007
【図６】
2011089430.tif 000008
【図７】
2011089430.tif 000009
【図８】
2011089430.tif 000010
【図９】
2011089430.tif 000011
【図１０】
2011089430.tif 000012
【図１１】
2011089430.tif 000013
【図１２】
2011089430.tif 000014
【図１３】
2011089430.tif 000015