(57)【要約】【課題】故障判定の精度を向上させることが可能な、排気温度センサの故障判定装置を提供する。【解決手段】本開示の一実施の形態に係る排気温度センサの故障判定装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタを基準として排気路に沿った近傍に設けられた排気温度センサについて、故障の有無を判定する判定部と、排気温度センサと判定部との間に配置され、複数のプルアップ抵抗器と、プルダウン抵抗器と、プルアップ抵抗器の有効状態および無効状態を切り替えるための１または複数のスイッチ素子と、を有するインタフェース回路とを備えている。判定部は、スイッチ素子におけるオン状態とオフ状態とを切り替えて、複数のプルアップ抵抗器における全体の抵抗値を変化させることによって、排気温度センサにおける出力電圧と排気ガスの検知温度との関係を示すセンサ特性を、複数種類の間で切り替えると共に、複数種類のセンサ特性を利用して故障の有無を判定する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンから排気された排気ガスが通過する排気路に設けられると共に前記排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタを基準として、前記排気路に沿った近傍に設けられると共に、前記排気ガスの温度を検知する排気温度センサについて、故障の有無を判定する判定部と、
前記排気温度センサと前記判定部との間に配置され、複数のプルアップ抵抗器と、プルダウン抵抗器と、前記プルアップ抵抗器の有効状態および無効状態を切り替えるための１または複数のスイッチ素子と、を有するインタフェース回路と
を備え、
前記判定部は、
前記スイッチ素子におけるオン状態とオフ状態とを切り替えて、前記複数のプルアップ抵抗器における全体の抵抗値を変化させることによって、前記排気温度センサにおける出力電圧と前記排気ガスの検知温度との関係を示すセンサ特性を、複数種類の間で切り替えると共に、
前記複数種類の前記センサ特性を利用して、前記排気温度センサについての故障の有無を判定する
排気温度センサの故障判定装置。
【請求項２】
前記プルアップ抵抗器が２個であると共に、前記スイッチ素子が１個であり、
前記センサ特性が２種類設けられている
請求項１に記載の排気温度センサの故障判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、
前記スイッチ素子をオン状態に設定して、前記全体の抵抗値を減少させることによって、前記２種類の前記センサ特性のうち、相対的に高温用の前記センサ特性に切り替え、
前記スイッチ素子をオフ状態に設定して、前記全体の抵抗値を増加させることによって、前記２種類の前記センサ特性のうち、相対的に低温用の前記センサ特性に切り替える
請求項２に記載の排気温度センサの故障判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、
前記検知温度が閾値温度以上である場合には、前記スイッチ素子をオン状態に設定し、
前記検知温度が前記閾値温度未満である場合には、前記スイッチ素子をオフ状態に設定する
請求項２または請求項３に記載の排気温度センサの故障判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記センサ特性が前記複数種類の間で切り替わるのか否かを判定することによって、前記スイッチ素子においてオン状態またはオフ状態が固定化される固着異常の有無を判定する
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の排気温度センサの故障判定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記排気温度センサにおける前記出力電圧に基づいて、前記センサ特性が前記複数種類の間で切り替わるのか否かを判定する
請求項５に記載の排気温度センサの故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両における排気ガスの温度を検知する排気温度センサについての故障判定を行う、排気温度センサの故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両におけるエンジンから排気された排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を捕捉して取り除く車両用のフィルタとして、例えば、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）などが知られている。
【０００３】
また、このようなフィルタの近傍（例えば、排気ガスの排気路に沿って、フィルタの前方や後方の位置）には、一般に、排気ガスの温度を検知する排気温度センサが設けられている。例えば特許文献１には、このような排気温度センサにおける故障を判定（診断）する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気温度センサについての故障判定の際には、一般に、故障判定の精度を向上させることが求められている。故障判定の精度を向上させることが可能な、排気温度センサの故障判定装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る排気温度センサの故障判定装置は、車両のエンジンから排気された排気ガスが通過する排気路に設けられると共に排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタを基準として、排気路に沿った近傍に設けられると共に、排気ガスの温度を検知する排気温度センサについて、故障の有無を判定する判定部と、排気温度センサと判定部との間に配置され、複数のプルアップ抵抗器と、プルダウン抵抗器と、プルアップ抵抗器の有効状態および無効状態を切り替えるための１または複数のスイッチ素子と、を有するインタフェース回路とを備えたものである。上記判定部は、スイッチ素子におけるオン状態とオフ状態とを切り替えて、複数のプルアップ抵抗器における全体の抵抗値を変化させることによって、排気温度センサにおける出力電圧と排気ガスの検知温度との関係を示すセンサ特性を、複数種類の間で切り替えると共に、これら複数種類のセンサ特性を利用して、排気温度センサについての故障の有無を判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一実施の形態に係る排気温度センサの故障判定装置によれば、故障判定の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施の形態に係る故障判定装置を備えたエンジンシステムの概略構成例を模式的に表すブロック図である。
【図２】図１に示したエンジン制御部の詳細構成例を表す回路図である。
【図３】比較例に係るエンジン制御部の構成例を表す回路図である。
【図４】比較例に係る排気温度センサのセンサ特性の一例を表す特性図である。
【図５】図２に示したエンジン制御部における動作状態の一例を模式的に表す回路図である。
【図６】図５に示した動作状態の場合における排気温度センサのセンサ特性の一例を表す特性図である。
【図７】図２に示したエンジン制御部における動作状態の他の例を模式的に表す回路図である。
【図８】図７に示した動作状態の場合における排気温度センサのセンサ特性の一例を表す特性図である。
【図９】実施の形態に係る排気温度センサのセンサ特性の一例を表す特性図である。
【図１０】変形例に係るエンジン制御部の構成例を表す回路図である。
【図１１】変形例に係る排気温度センサのセンサ特性の一例を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（排気温度センサの２種類のセンサ特性を切り替えて使用する場合の例）
２．変形例（排気温度センサの３種類のセンサ特性を切り替えて使用する場合の例）
３．その他の変形例
【００１０】
＜１．実施の形態＞
［エンジンシステム１の概略構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る故障判定装置（後述するエンジン制御部４）を備えたエンジンシステム１の概略構成例を、模式的にブロック図で表したものである。このエンジンシステム１は、例えば四輪の自動車などの車両に内蔵されるものである。なお、この図１では、エンジンシステム１の構成のうち、本開示に係る要部構成を抽出して示している。
【００１１】
エンジンシステム１は、図１に示したように、エンジン２、排気路３０、三元触媒３１、ＧＰＦ３２、２つの排気温度センサ３３ａ，３３ｂ、マフラー３４およびエンジン制御部４を備えている。
【００１２】
エンジン２は、車両の動力を発生させるものであり、各種の内燃機関を用いて構成されている。具体的には、エンジン２は、例えば、複数の気筒を有する、多気筒のガソリンエンジンとなっている。
【００１３】
排気路３０は、エンジン２から排気された排気ガスＧｅが通過する経路である。具体的には、この例では図１に示したように、エンジン２から排気された排気ガスＧｅは、排気路３０内を、後述する三元触媒３１およびＧＰＦ３２をこの順にて経由して流れた後、マフラー３４から車両の外部へと排出されるようになっている。
【００１４】
三元触媒３１は、図１に示したように、排気路３０内に設けられている。この三元触媒３１は、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）を含んで構成されており、排気ガスＧｅ中の炭化水素や一酸化炭素、窒素酸化物などを除去するようになっている。
【００１５】
（ＧＰＦ３２）
ＧＰＦ３２は、排気路３０内における三元触媒３１の下流側に設けられている。このＧＰＦ３２は、排気ガスＧｅに含まれる粒子状物質（煤、つまり炭素（Ｃ））を捕捉する、ウォールフロー型のフィルタである。また、このＧＰＦ３２は、粒子状物質を捕捉する機能を有するとともに、排気ガスＧｅを浄化する触媒機能を含んで構成されている。
【００１６】
このようにして、排気路３０内にＧＰＦ３２が設けられていることで、ＧＰＦ３２に粒子状物質を堆積させて、排気ガスＧｅから粒子状物質を除去することが可能となっている。
【００１７】
なお、このようなＧＰＦ３２は、本開示における「フィルタ」の一具体例に対応している。
【００１８】
（排気温度センサ３３ａ，３３ｂ）
排気温度センサ３３ａ，３３ｂは、ＧＰＦ３２を基準として排気路３０に沿った近傍に設けられている。具体的には、この例では図１に示したように、排気路３０に沿ってＧＰＦ３２の前方（上流側）の位置に、排気温度センサ３３ａが設けられていると共に、排気路３０に沿ってＧＰＦ３２の後方（下流側）の位置に、排気温度センサ３３ｂが設けられている。これらの排気温度センサ３３ａ，３３ｂはそれぞれ、排気路３０を通過する排気ガスＧｅの温度（排気温度Ｔｇ）を検知するセンサであり、検知された排気温度Ｔｇは、図１に示したように、エンジン制御部４へと出力されるようになっている。
【００１９】
なお、上記した排気温度Ｔｇは、本開示における「排気ガスの温度」および「検知温度」の一具体例に対応している。
【００２０】
（エンジン制御部４）
エンジン制御部４は、図１に示したように、制御部４１およびＩ／Ｆ（インタフェース）回路４２を有している。
【００２１】
制御部４１は、エンジン２に対する燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの、各種運転制御を行うものである（図１中に示した破線の矢印参照）。また、制御部４１は、詳細は後述するが、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについて、故障の有無（後述する、断線，短絡，レンジ外れ等の故障の有無）を判定する機能を有している。このような制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータを用いて構成されている。
【００２２】
Ｉ／Ｆ回路４２は、制御部４１とエンジン制御部４の外部との間で、各種信号の入力や出力を行う際のインタフェースとなる回路（入出力回路）である。また、このＩ／Ｆ回路４２には、図１に示したように、後述する制御信号Ｓｃが、制御部４１から供給されるようになっている。なお、このようなＩ／Ｆ回路４２の詳細構成については、後述する（図２）。
【００２３】
ここで、エンジン制御部４は、本開示における「（排気温度センサの）故障判定装置」の一具体例に対応している。また、制御部４１は、本開示における「判定部」の一具体例に対応し、Ｉ／Ｆ回路４２は、本開示における「インタフェース回路」の一具体例に対応している。
【００２４】
［Ｉ／Ｆ回路４２等の詳細構成］
次に、図２を参照して、上記したＩ／Ｆ回路４２等の詳細構成例について説明する。図２は、図１に示したエンジン制御部４の詳細構成例を回路図で表したものであり、このエンジン制御部４内におけるＩ／Ｆ回路４２等の詳細な回路構成例を示している。なお、この図２においては、排気温度センサ３３ａ，３３ｂがそれぞれ、サーミスタ（感温抵抗器）を用いて構成されている例を示しており、以下同様である。
【００２５】
Ｉ／Ｆ回路４２は、図２に示したように、エンジン制御部４内において、排気温度センサ３３ａ，３３ｂと制御部４１との間に配置されている。このＩ／Ｆ回路４２は、図２に示した例では、５つの端子Ｔ１〜Ｔ５と、２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２と、１つのプルダウン抵抗器Ｒ３と、１つのトランジスタＴＲ１とを有している。
【００２６】
端子Ｔ１は、図２に示したように、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの一端と後述する接続ラインＬ２とを結ぶ経路上に配置されている。一方、端子Ｔ２は、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの他端と後述する接地ラインＬＧとを結ぶ経路上に配置されている。なお、これらの端子Ｔ１，Ｔ２間には、図２に示したように、排気温度センサ３３ａ，３３ｂからの出力電圧Ｖｇ（排気温度Ｔｇを示す電圧）が入力されるようになっている。端子Ｔ３は、制御部４１から前述した制御信号Ｓｃが入力される端子である。端子Ｔ４は、制御部４１と後述する接続ラインＬ１とを結ぶ経路上に配置されている。端子Ｔ５は、制御部４１と後述する接続ラインＬ２とを結ぶ経路上に配置されている。
【００２７】
なお、図２に示したように、接続ラインＬ１は、端子Ｔ４と接続点Ｐ１との間を結ぶラインであり、接続ラインＬ２は、端子Ｔ１から接続点Ｐ２を経由して端子Ｔ５へと至るラインである。また、接地ラインＬＧは、図２に示したように、接地（グランド）に接続されたラインである。
【００２８】
プルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２は、図２に示したように、電源ＶＣＣと接続点Ｐ２（接続ラインＬ２，プルダウン抵抗器Ｒ３）との間において、互いに直列接続された状態で配置されている。具体的には、プルアップ抵抗器Ｒ１の一端は電源ＶＣＣに接続され、プルアップ抵抗器Ｒ１の他端は接続点Ｐ１に接続されている。また、プルアップ抵抗器Ｒ２の一端は接続点Ｐ１に接続され、プルアップ抵抗器Ｒ２の他端は接続点Ｐ２に接続されている。
【００２９】
プルダウン抵抗器Ｒ３は、図２に示したように、接続点Ｐ２（接続ラインＬ２，プルアップ抵抗器Ｒ２）と接地ラインＬＧとの間に配置されている。具体的には、プルダウン抵抗器Ｒ３の一端は接続点Ｐ２に接続され、プルダウン抵抗器Ｒ３の他端は接地ラインＬＧに接続されている。
【００３０】
なお、詳細は後述するが、このようなプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２およびプルダウン抵抗器Ｒ３における各抵抗値を用いて規定される回路定数に応じて、排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおけるセンサ特性が決定されるようになっている。
【００３１】
トランジスタＴＲ１は、上記した２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２のうちのプルアップ抵抗器Ｒ１における、有効状態および無効状態を切り替えるためのスイッチ素子として機能する素子である。図２に示した例では、このトランジスタＴＲ１は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタにより構成されており、プルアップ抵抗器Ｒ１に対して並列接続されている。具体的には、トランジスタＴＲ１のエミッタは、電源ＶＣＣ（プルアップ抵抗器Ｒ１の一端）に接続され、トランジスタＴＲ１のコレクタは、接続点Ｐ１（プルアップ抵抗器Ｒ１の他端）に接続されている。また、トランジスタＴＲ１のベースには、図２に示したように、制御部４１から端子Ｔ３を介して、制御信号Ｓｃが供給されるようになっている。したがって、詳細は後述するが、このような制御信号Ｓｃによって、トランジスタＴＲ１におけるオン状態（プルアップ抵抗器Ｒ１の無効状態）とオフ状態（プルアップ抵抗器Ｒ１の有効状態）とが、切り替えられるようになっている。
【００３２】
ここで、上記した２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２は、本開示における「複数のプルアップ抵抗器」の一具体例に対応している。また、トランジスタＴＲ１は、本開示における「スイッチ素子」の一具体例に対応している。
【００３３】
［動作および作用・効果］
続いて、本実施の形態のエンジンシステム１における動作および作用・効果について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
【００３４】
（Ａ．比較例）
図３は、比較例に係るエンジン制御部（エンジン制御部１０４）の構成例を、回路図で表したものである。また、図４（Ａ），図４（Ｂ）はそれぞれ、比較例に係る排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおけるセンサ特性（前述した出力電圧Ｖｇと排気温度Ｔｇとの対応関係を示す特性：以下同様）の一例を、特性図で表したものである。図３に示したように、この比較例のエンジン制御部１０４は、制御部１０１およびＩ／Ｆ回路１０２を有している。
【００３５】
まず、この比較例のＩ／Ｆ回路１０２は、図２に示した本実施の形態のＩ／Ｆ回路４２において、プルアップ抵抗器Ｒ１およびトランジスタＴＲ１を設けないようにした（省いた）ものに対応している。すなわち、Ｉ／Ｆ回路４２では、前述したように２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２が設けられていたのに対し、Ｉ／Ｆ回路１０２では、１つのプルアップ抵抗器Ｒ２のみが設けられている。
【００３６】
また、このＩ／Ｆ回路１０２にはトランジスタＴＲ１が設けられていないことに伴い、前述した制御部４１とは異なり、制御部１０１からＩ／Ｆ回路１０２には、トランジスタＴＲ１に対する制御信号Ｓｃが供給されないようになっている（図３参照）。
【００３７】
このような比較例では、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての故障判定の際に、例えば以下のような問題が生じ得ることから、故障判定の精度が不十分となってしまうおそれがある。
【００３８】
なお、以下では、閾値電圧ＶthＨは、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障（断線故障または電源ＶＣＣとの短絡故障）を判定する際の上限電圧に対応しており、出力電圧Ｖｇが閾値電圧ＶthＨ以上となった場合（Ｖｇ≧ＶthＨ）に、そのような故障が有ると判定されるようになっている。一方、閾値電圧ＶthＬは、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障（接地との短絡故障）を判定する際の下限電圧に対応しており、出力電圧Ｖｇが閾値電圧ＶthＬ以下となった場合（Ｖｇ≦ＶthＬ）に、そのような故障が有ると判定されるようになっている。また、通常電圧レンジΔＶは、出力電圧Ｖｇにおける通常状態を示す電圧レンジであり、出力電圧Ｖｇがこの通常電圧レンジΔＶから外れた場合（通常電圧レンジΔＶを上回った電圧値や下回った電圧値を示す場合）、レンジ外れ故障が有ると判定されるようになっている。
【００３９】
まず、例えば図４（Ａ）に示したセンサ特性Ｇ１０１（高温タイプのセンサ特性）となるように、Ｉ／Ｆ回路１０２におけるプルアップ抵抗器Ｒ２およびプルダウン抵抗器Ｒ３の各抵抗値（回路定数）を調整した場合、以下のようになる。すなわち、符号Ｐ１０１で示したように、センサ特性Ｇ１０１における一部領域（排気温度Ｔｇの低温領域）において、出力電圧Ｖｇが閾値電圧ＶthＨと重なっている。このため、この低温領域において、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての正常状態と故障状態との切り分け（上記した断線故障や電源ＶＣＣとの短絡故障の有無の判定）が、困難となってしまう。
【００４０】
一方、例えば図４（Ｂ）に示したセンサ特性Ｇ１０２（低温タイプのセンサ特性）となるように、Ｉ／Ｆ回路１０２におけるプルアップ抵抗器Ｒ２およびプルダウン抵抗器Ｒ３の各抵抗値（回路定数）を調整した場合、以下のようになる。すなわち、符号Ｐ１０２で示したように、センサ特性Ｇ１０２における一部領域（排気温度Ｔｇの高温領域）において、出力電圧Ｖｇが閾値電圧ＶthＬと重なっている。このため、この高温領域において、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての正常状態と故障状態との切り分け（上記した接地との短絡故障の有無の判定）が、困難となってしまう。
【００４１】
ここで、排気温度センサでは一般に、広範囲の温度計測（例えば、−４０℃〜９００℃の温度範囲の計測）が要求される。これに対し、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示した比較例のセンサ特性Ｇ１０１，Ｇ１０２ではいずれも、一部の温度領域において、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障（断線，短絡，レンジ外れの故障）を判定するのが困難となっており、誤判定のおそれがある。すなわち、図３，図４（Ａ），図４（Ｂ）に示した、比較例における排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障判定方法では、排気温度Ｔｇにおける高温側と低温側とで、故障判定の精度を両立させるのが困難となり、故障判定の精度が不十分となってしまうおそれがある。
【００４２】
（Ｂ．本実施の形態の故障判定方法）
そこで本実施の形態では、以下詳述する手法を用いて、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての故障判定を行うことで、上記比較例の故障判定方法と比べ、故障判定の精度を向上させるようにしている。
【００４３】
以下、図１，図２に加えて図５〜図９を参照して、本実施の形態における排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障判定方法の一例について、詳細に説明する。
【００４４】
図５は、図２に示したエンジン制御部４における動作状態の一例（トランジスタＴＲ１のオフ状態の例）を、模式的に回路図で表したものである。図６は、図５に示した動作状態（トランジスタＴＲ１のオフ状態）の場合における、排気温度センサ３３ａ，３３ｂのセンサ特性の一例を、特性図で表したものである。また、図７は、図２に示したエンジン制御部４における動作状態の他の例（トランジスタＴＲ１のオン状態の例）を、模式的に回路図で表したものである。図８は、図７に示した動作状態（トランジスタＴＲ１のオン状態）の場合における、排気温度センサ３３ａ，３３ｂのセンサ特性の一例を、特性図で表したものである。また、図９は、本実施の形態に係る排気温度センサ３３ａ，３３ｂのセンサ特性の一例（図６，図８に示した各センサ特性を組み合わせた例）を、特性図で表したものである。
【００４５】
なお、図５，図７ではそれぞれ、トランジスタＴＲ１のオン状態およびオフ状態を分かり易く図示するため、便宜上、トランジスタＴＲ１をスイッチの形状で模式的に示している。
【００４６】
（Ｂ−１．オフ状態の場合のセンサ特性）
まず、図５，図６に示したように、制御部４１は、排気温度Ｔｇ（排気温度センサ３３ａ，３３ｂによる検知温度）が閾値温度Ｔth未満（Ｔｇ＜Ｔth）である場合には、制御信号Ｓｃを用いて、Ｉ／Ｆ回路４２内のスイッチ素子としてのトランジスタＴＲ１を、オフ状態（エミッタ−コレクタ間の非通電状態）に設定する。
【００４７】
すると、Ｉ／Ｆ回路４２内のプルアップ抵抗器Ｒ１が有効状態となり、プルアップ抵抗器全体の抵抗値は、２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２における各抵抗値の加算値となる（図５参照）。このようにして、（Ｔｇ＜Ｔth）である場合には、プルアップ抵抗器全体の抵抗値が増加することになる。このため、図６に示したように、この場合のセンサ特性Ｇoff（実線部分）は、予め用意された２種類のセンサ特性（この例では、前述したセンサ特性Ｇ１０１，Ｇ１０２）のうち、相対的に低温側のセンサ特性（低温タイプのセンサ特性）を示すようになる。
【００４８】
すなわち、（Ｔｇ＜Ｔth）である場合には、制御部４１は、２種類のセンサ特性Ｇ１０１，Ｇ１０２のうち、相対的に低温側のセンサ特性Ｇoff（センサ特性Ｇ１０２の一部分である低温側の特性）に切り替える。これにより、この（Ｔｇ＜Ｔth）の温度範囲（低温側の温度範囲）において、制御部４１は、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障（前述した断線故障や電源ＶＣＣとの短絡故障、および、レンジ外れの故障）を判定することが可能となる（図６参照）。
【００４９】
（Ｂ−２．オン状態の場合のセンサ特性）
一方、図７，図８に示したように、制御部４１は、排気温度Ｔｇ（検知温度）が閾値温度Ｔth以上（Ｔｇ≧Ｔth）である場合には、制御信号Ｓｃを用いて、Ｉ／Ｆ回路４２内のスイッチ素子としてのトランジスタＴＲ１を、オン状態（エミッタ−コレクタ間の通電状態）に設定する。
【００５０】
すると、Ｉ／Ｆ回路４２内のプルアップ抵抗器Ｒ１が無効状態（トランジスタＴＲ１がオフ状態のときにプルアップ抵抗器Ｒ１に流れていた電流が、トランジスタＴＲ１に流れている状態）となり、プルアップ抵抗器全体の抵抗値は、１つのプルアップ抵抗器Ｒ２の抵抗値となる（図７参照）。このようにして、（Ｔｇ≧Ｔth）である場合には、プルアップ抵抗器全体の抵抗値が減少することになる。このため、図８に示したように、この場合のセンサ特性Ｇon（実線部分）は、上記した２種類のセンサ特性Ｇ１０１，Ｇ１０２のうち、相対的に高温側のセンサ特性（高温タイプのセンサ特性）を示すようになる。
【００５１】
すなわち、（Ｔｇ≧Ｔth）である場合には、制御部４１は、２種類のセンサ特性Ｇ１０１，Ｇ１０２のうち、相対的に高温側のセンサ特性Ｇon（センサ特性Ｇ１０１の一部分である高温側の特性）に切り替える。これにより、この（Ｔｇ≧Ｔth）の温度範囲（高温側の温度範囲）において、制御部４１は、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障（前述した接地との短絡故障、および、レンジ外れの故障）を判定することが可能となる（図８参照）。
【００５２】
ここで、センサ特性Ｇonは、本開示における「相対的に高温用のセンサ特性」の一具体例に対応している。また、センサ特性Ｇoffは、本開示における「相対的に低温用のセンサ特性」の一具体例に対応している。
【００５３】
（Ｂ−３．各センサ特性の組み合わせ）
このようにして、図９に示したように、本実施の形態では、図６に示したセンサ特性Ｇoffと図８に示したセンサ特性Ｇonとを組み合わせて、低温側から高温側までの広範囲のセンサ特性Ｇ１が使用されることになる。言い換えると、制御部４１は、これら２種類のセンサ特性Ｇon，Ｇoffを、排気温度Ｔｇの大小に応じて切り替えると共に、これら２種類のセンサ特性Ｇon，Ｇoff（全体としてのセンサ特性Ｇ１）を利用して、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての故障の有無を判定する。具体的には、制御部４１は、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについて、前述した断線，短絡，レンジ外れ等の故障の有無の判定を行う。
【００５４】
また、制御部４１は、これら２種類のセンサ特性Ｇon，Ｇoff（Ｇ１０１，Ｇ１０２）が実際に切り替わるのか否かを判定することで、トランジスタＴＲ１における固着異常（オン状態またはオフ状態が固定化される異常状態）の有無を判定するようにしてもよい（図９中の括弧書き参照）。これは、トランジスタＴＲ１にこのような固着異常が発生すると、センサ特性が意図した特性（例えば図９中のセンサ特性Ｇ１）にならないため、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障を誤判定してしまうおそれがあるからである。具体的には、この際に制御部４１は、排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおける出力電圧Ｖｇに基づいて、センサ特性が２種類（センサ特性Ｇ１０１，Ｇ１０２）の間で切り替わるのか否かを判定する。すなわち、出力電圧Ｖｇの変化量が所定値以下の場合には、センサ特性が切り替わっていないと判断し、トランジスタＴＲ１に固着異常が発生していると判定する。
【００５５】
（Ｃ．作用・効果）
このようにして本実施の形態では、制御部４１は、トランジスタＴＲ１におけるオン状態とオフ状態とを切り替えて、２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２における全体の抵抗値を変化させることによって、排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおけるセンサ特性を、２種類（センサ特性Ｇon，Ｇoff）の間で切り替える。そして、制御部４１は、これら２種類のセンサ特性Ｇon，Ｇoffを利用して、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての故障の有無を判定する。
【００５６】
これにより本実施の形態では、前述した比較例（図３，図４（Ａ），図４（Ｂ）参照）とは異なり、低温側から高温側までの広範囲の温度領域（排気温度Ｔｇの温度領域）において、故障判定の精度が保たれるようになる（図６，図８，図９参照）。言い換えると、本実施の形態では比較例とは異なり、排気温度Ｔｇにおける高温側と低温側とで、故障判定の精度が両立できるようになる。よって、本実施の形態では比較例と比べ、排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおける故障判定の精度を、向上させることが可能となる。換言すると、本実施の形態では、広範囲の温度計測が可能な特殊なセンサを使用しなくても、故障判定の精度を確保することが可能となる。
【００５７】
また、前述したように、制御部４１が、これら２種類のセンサ特性Ｇon，Ｇoff（Ｇ１０１，Ｇ１０２）が実際に切り替わるのか否かを判定することで、トランジスタＴＲ１における固着異常の有無を判定するようにした場合には、例えば以下のような効果も得られる。すなわち、前述したように、トランジスタＴＲ１における固着異常に起因した、故障の誤判定を回避することができ、故障判定の精度を更に向上させることが可能となる。
【００５８】
＜２．変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５９】
図１０は、変形例に係るエンジン制御部４Ａの構成例を回路図で表したものであり、このエンジン制御部４Ａ内におけるＩ／Ｆ回路４２Ａ等の回路構成例を示している。また、図１１は、変形例に係る排気温度センサにおけるセンサ特性の一例を、特性図で表したものである。
【００６０】
なお、このエンジン制御部４Ａは、本開示における「（排気温度センサの）故障判定装置」の一具体例に対応している。また、Ｉ／Ｆ回路４２Ａは、本開示における「インタフェース回路」の一具体例に対応している。
【００６１】
まず、本変形例では、Ｉ／Ｆ回路４２Ａにおけるプルアップ抵抗器およびトランジスタ（スイッチ素子）の個数がそれぞれ、上記実施の形態（Ｉ／Ｆ回路４２）とは異なっている。すなわち、実施の形態では、２つのプルアップ抵抗器Ｒ１，Ｒ２と１つのトランジスタＴＲ１とが設けられていたのに対し、本変形例では、３つのプルアップ抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２と、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２とが設けられている。
【００６２】
プルアップ抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２は、図１０に示したように、電源ＶＣＣと接続点Ｐ２との間において、互いに直列接続された状態で配置されている。具体的には、本変形例のＩ／Ｆ回路４２Ａは、図２に示した実施の形態のＩ／Ｆ回路４２において、電源ＶＣＣとプルアップ抵抗器Ｒ１との間に、プルアップ抵抗器Ｒ０を更に設けた回路構成となっている。
【００６３】
トランジスタＴＲ２は、３つのプルアップ抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２のうちのプルアップ抵抗器Ｒ０における、有効状態および無効状態を切り替えるためのスイッチ素子として機能する素子である。図１０に示した例では、このトランジスタＴＲ２は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタにより構成されており、プルアップ抵抗器Ｒ０に対して並列接続されている。なお、トランジスタＴＲ２における具体的な接続構造は、トランジスタＴＲ１と同様となっている。また、これらのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースにはそれぞれ、制御部４１から端子Ｔ３，Ｔ６を介して、制御信号Ｓｃ１，Ｓｃ２が個別に供給されるようになっている。したがって、このような制御信号Ｓｃ１，Ｓｃ２によって、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２におけるオン状態（無効状態）とオフ状態（有効状態）とがそれぞれ、個別に切り替えられるようになっている。
【００６４】
なお、上記したプルアップ抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２は、本開示における「複数のプルアップ抵抗器」の一具体例に対応している。また、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２はそれぞれ、本開示における「スイッチ素子」の一具体例に対応している。
【００６５】
そして、本変形例では、例えば図１１に示したように、排気温度Ｔｇの大小に応じて、３種類のセンサ特性Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３を切り替えて使用するようになっている。すなわち、本変形例では制御部４１は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２におけるオン状態とオフ状態とを切り替えて、３つのプルアップ抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２における全体の抵抗値を変化させることによって、排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおけるセンサ特性を、３種類（センサ特性Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３）の間で切り替える。そして、制御部４１は、これら３種類のセンサ特性Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３（全体としてのセンサ特性Ｇ２）を利用して、排気温度センサ３３ａ，３３ｂについての故障の有無を判定する。
【００６６】
具体的には、制御部４１は、排気温度Ｔｇ（排気温度センサ３３ａ，３３ｂによる検知温度）と２種類の閾値温度Ｔth１，Ｔth２（＞Ｔth１）との大小関係に応じて、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２におけるオン状態とオフ状態とをそれぞれ、以下のように切り替える（図１１参照）。なお、センサ特性Ｇ２１は、センサ特性Ｇ１０２における一部分（低温側の実線部分）に相当し、センサ特性Ｇ２２は、センサ特性Ｇ１０１における一部分（中温側の実線部分）に相当し、センサ特性Ｇ２３は、センサ特性Ｇ１００における一部分（高温側の実線部分）に相当する。
（Ｔｇ＜Ｔth１）        …ＴＲ１：オフ状態，ＴＲ２：オフ状態（センサ特性Ｇ２１）
（Ｔth１≦Ｔｇ＜Ｔth２）…ＴＲ１：オン状態，ＴＲ２：オフ状態（センサ特性Ｇ２２）
（Ｔth２≦Ｔｇ）        …ＴＲ１：オン状態，ＴＲ２：オン状態（センサ特性Ｇ２３）
【００６７】
また、本変形例においても実施の形態と同様に、制御部４１が、上記した３種類のセンサ特性Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３（Ｇ１００，Ｇ１０１，Ｇ１０２）が実際に切り替わるのか否かを判定することで、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２における固着異常の有無を判定するようにしてもよい（図１１中の括弧書き参照）。
【００６８】
このような本変形例においても、基本的には実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、本変形例においても前述した比較例と比べ、排気温度センサ３３ａ，３３ｂにおける故障判定の精度を、向上させることが可能となる。
【００６９】
また、特に本変形例では、３種類のセンサ特性Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３を切り替えて使用するようにしたので、２種類のセンサ特性Ｇon，Ｇoffを切り替えて使用する上記実施の形態と比べ、例えば以下のような効果も得られる。すなわち、全体としてのセンサ特性Ｇ２において、実施の形態のセンサ特性Ｇ１と比べ、特性の微調整を行うことが可能となる。
【００７０】
＜３．その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００７１】
例えば、エンジンシステム１における各部材の構成（形式、形状、配置、個数等）については、上記実施の形態等で説明したものには限られない。すなわち、これらの各部材（例えば、エンジン２、排気路３０、三元触媒３１、ＧＰＦ３２、排気温度センサ３３ａ，３３ｂ、マフラー３４およびエンジン制御部４など）における構成については、他の形式や形状、配置、個数等であってもよい。また、上記実施の形態等で説明した各種パラメータの値や範囲、大小関係等についても、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の値や範囲、大小関係等であってもよい。
【００７２】
具体的には、例えば、上記実施の形態等では、ＧＰＦ３２が触媒機能を含む構成を例に挙げて説明したが、ＧＰＦ３２は粒子状物質を捕捉できればよく、例えばＧＰＦ３２が触媒機能を含まないようにしてもよい。更に、上記実施の形態等では、排気路３０に沿ってＧＰＦ３２の前方（上流側）および後方（下流側）の位置にそれぞれ、排気温度センサ（２つの排気温度センサ３３ａ，３３ｂ）が設けられている場合を例に挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、これら２つの排気温度センサ３３ａ，３３ｂのうち、一方のみが設けられているようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態等では、排気温度センサ３３ａ，３３ｂの故障判定の手法（Ｉ／Ｆ回路４２，４２Ａの回路構成）について、具体例をいくつか挙げて説明したが、これらの具体例には限られない。すなわち、例えば、プルアップ抵抗器を４個以上設けると共にスイッチ素子（トランジスタ）を３個以上設けることにより、排気温度センサにおけるセンサ特性を、４種類以上の複数種類の間で切り替えて使用するようにしてもよい。また、例えば、プルアップ抵抗器における全体の抵抗値だけでなく、プルダウン抵抗器における全体の抵抗値ついても併せて（組み合わせて）変化させることによって、排気温度センサにおけるセンサ特性を、複数種類の間で切り替えるようにしてもよい。
【００７４】
更に、上記実施の形態等では、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの一例として、ＧＰＦを挙げて説明したが、場合によっては、それ以外のフィルタ（例えばＤＰＦなど）についても、本開示を適用することが可能である。換言すると、上記実施の形態等では、エンジン２がガソリンエンジンである場合を例に挙げて説明したが、エンジン２が例えばディーゼルエンジンなどであってもよい。
【００７５】
加えて、上記実施の形態等で説明した一連の処理は、ハードウェア（回路）で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア（プログラム）で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、各機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。
【００７６】
また、これまでに説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。
【００７７】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…エンジンシステム、２…エンジン、３０…排気路、３１…三元触媒、３２…ＧＰＦ、３３ａ，３３ｂ…排気温度センサ、３４…マフラー、４，４Ａ…エンジン制御部、４１…制御部、４２，４２Ａ…Ｉ／Ｆ回路、Ｇｅ…排気ガス、Ｔｇ…排気温度、Ｖｇ…出力電圧、Ｓｃ，Ｓｃ１，Ｓｃ２…制御信号、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６…端子、ＶＣＣ…電源、ＬＧ…接地ライン、Ｌ１，Ｌ２…接続ライン、Ｐ１，Ｐ２…接続点、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２…プルアップ抵抗器、Ｒ３…プルダウン抵抗器、ＴＲ１，ＴＲ２…トランジスタ、ＶthＨ，ＶthＬ…閾値電圧、Ｔth，Ｔth１，Ｔth２…閾値温度、ΔＶ…通常電圧レンジ、Ｇ１００，Ｇ１０１，Ｇ１０２，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，Ｇon，Ｇoff…センサ特性。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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