(57)【要約】【課題】ＰＭセンサを用いてフィルタの異常判定を精度良く行うフィルタ異常判定システムを提供する。【解決手段】フィルタの異常判定システムであって、フィルタの下流側の排気通路を流れる排気の一部をセンサ本体内に取り込み、該センサ本体内に設けられたセンサ素子での粒子状物質の堆積量とセンサ出力が関連するように構成されたＰＭセンサと、ＰＭセンサの出力に基づきフィルタに関する異常判定を行う異常判定部と、センサ素子に堆積していると推定される粒子状物質量に基づいて、異常判定部による異常判定の実行時期を決定する判定時期決定部と、ＰＭセンサが設置された排気通路を流れる排気流速の単位時間当たりの変動量に応じて、判定時期決定部により決定される実行時期を調整する判定実行調整部と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流側の排気通路を流れる排気の一部をセンサ本体内に取り込み、該センサ本体内に設けられたセンサ素子での粒子状物質の堆積量とセンサ出力が関連するように構成されたＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサの出力に基づき前記フィルタに関する異常判定を行う異常判定部と、
前記センサ素子に堆積していると推定される粒子状物質量に基づいて、前記異常判定部による異常判定の実行時期を決定する判定時期決定部と、
前記ＰＭセンサが設置された排気通路を流れる排気流速の単位時間当たりの変動量に応じて、前記判定時期決定部により決定される実行時期を調整する判定実行調整部と、
を備えるフィルタ異常判定システム。
【請求項２】
前記ＰＭセンサは、排気を前記センサ本体内に取り込む取り込み部を有し、
前記取り込み部を通した排気の取り込み方向が、前記排気通路における排気の流れ方向に対して所定の角度を形成するように、前記ＰＭセンサが該排気通路に対して取り付けられている、
請求項１に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項３】
前記判定実行調整部は、
前記排気流速の単位時間当たりの変動量が所定の基準変動量以上である場合には、判定時期決定部の決定によらず前記異常判定部による異常判定の実行を回避し、
前記排気流速の単位時間当たりの変動量が所定の基準変動量未満である場合に、判定時期決定部の決定に従い前記異常判定部による異常判定を実行する、
請求項１又は請求項２に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項４】
前記判定時期決定部は、前記センサ素子に堆積した粒子状物質量を推定し、該推定された粒子状物質量が所定の判定実行堆積量に到達すると、前記異常判定部による異常判定の実行時期が到達したと決定し、
前記判定実行調整部は、前記排気流速の単位時間当たりの変動量に基づいて決定される、前記ＰＭセンサの不検出時間に応じて、前記判定時期決定部による実行時期の決定に関する調整を行う、
請求項１又は請求項２に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項５】
前記判定実行調整部は、前記排気通路を流れる排気流速の変動開始時から前記ＰＭセンサの不検出時間が経過するまでは、前記判定時期決定部による粒子状物質の堆積量推定を停止させる、
請求項４に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項６】
前記判定時期決定部は、前記排気通路を流れる排気流速の変動開始時からの前記ＰＭセンサの不検出時間の経過にかかわらず、粒子状物質の堆積量推定を継続して行い、
前記判定実行調整部は、前記排気通路を流れる排気流速の変動開始時から前記ＰＭセンサの不検出時間到達までの期間における、前記センサ素子での粒子状物質量の堆積量に基づいて、前記所定の判定実行堆積量又は前記判定時期決定部による推定堆積量を補正する、
請求項４に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項７】
前記排気流速の単位時間当たりの変動量が大きくなるに従い、前記不検出時間は長くなるように設定される、
請求項４から請求項６の何れか１項に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項８】
前記センサ素子は、排気中の粒子状物質が堆積する絶縁層と、該絶縁層に接して配置された一対の電極とを有し、且つ、該一対の電極への通電により該絶縁層に排気中の粒子状物質が電気的に捕集されるように構成され、
前記ＰＭセンサは、前記絶縁層に堆積した粒子状物質によって決定される前記一対の電極間の電気抵抗に基づいて、排気中の粒子状物質量を検出するように構成される、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載のフィルタ異常判定システム。
【請求項９】
前記異常判定部による判定結果を、ユーザに報知する報知部を、更に備える、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載のフィルタ異常判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられたフィルタの異常判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排気に含まれる粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう）を捕集するために、その排気通路にフィルタが設けられる。このようなフィルタが破損等の異常状態に至るとＰＭが十分に除去されない排気が流出することになるため、フィルタの異常状態を検出するためにフィルタの下流側に排気中のＰＭを検出するＰＭセンサが配置される場合がある。ただし、ＰＭセンサの置かれる状況によっては、ＰＭセンサの出力と実際の排気中のＰＭ量との間にずれが生じ、適切なＰＭ検出が困難となる場合がある。そこで、特許文献１に開示の技術では、当該ずれと排気流速との間に相関があることに着目し、排気流速をパラメータとしてＰＭセンサの出力を補正することで、ＰＭ検出の精度向上を図っている。
【０００３】
また、特許文献２においては、ＰＭセンサのセンサ素子へのＰＭ付着が排気流量に応じて変化することを踏まえて、ＰＭセンサの出力を調整する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／７７１８２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２２３９９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２５２４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の排気通路に設けられたフィルタの異常判定のために、その下流側に設けられたＰＭセンサを利用する場合、排気中のＰＭを好適に検出するためには、ＰＭセンサへのＰＭを含む排気の取り込みが良好に行われることが重要となる。特に、センサ素子でのＰＭ堆積量とセンサ出力が関連するように構成されたＰＭセンサでは、検出対象となる排気が好適にセンサ素子まで到達しなければ、その排気中に含まれるＰＭの検出が困難となる。
【０００６】
そして、本出願人は、内燃機関の機関負荷が上昇している場合のように、ＰＭセンサが設けられている排気通路における排気流速の変動量が大きくなる場合には、ＰＭセンサ近傍の排気の流れが乱れ、検出対象となる排気が好適にＰＭセンサの本体内に取り込まれない状態が発生することを見出した。また、このような排気の乱れは、排気流速の変動が収まった後も比較的長い時間続くため、結果としてＰＭセンサによるＰＭ検出の精度に多大な影響を及ぼし得ることも、本出願人は見出した。ＰＭセンサの検出精度が悪化すると、フィルタの異常判定を精度良く行うことが困難となり、以てユーザにフィルタの修理等を促すことが難しくなる。
【０００７】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、ＰＭセンサを用いてフィルタの異常判定を精度良く行うフィルタ異常判定システム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】
【０００８】
本発明において、上記課題を解決するために、本出願人は、ＰＭセンサが設置された排気通路での排気流速の短時間での変動量、換言すれば排気流速の単位時間当たりの変動量
に応じて、ＰＭセンサの出力に基づいたフィルタの異常判定を実行する時期を調整することとした。この構成により、ＰＭセンサへの排気の取り込み不良に起因したＰＭセンサの検出精度の低下により、フィルタの異常判定の精度が悪化することを回避することが可能となる。
【０００９】
詳細には、本発明はフィルタ異常判定システムであって、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの下流側の排気通路を流れる排気の一部をセンサ本体内に取り込み、該センサ本体内に設けられたセンサ素子での粒子状物質の堆積量とセンサ出力が関連するように構成されたＰＭセンサと、前記ＰＭセンサの出力に基づき前記フィルタに関する異常判定を行う異常判定部と、前記センサ素子に堆積していると推定される粒子状物質量に基づいて、前記異常判定部による異常判定の実行時期を決定する判定時期決定部と、前記ＰＭセンサが設置された排気通路を流れる排気流速の単位時間当たりの変動量に応じて、前記判定時期決定部により決定される実行時期を調整する判定実行調整部と、を備える。
【００１０】
本発明に係るフィルタ異常判定システムは、排気通路に設けられたフィルタの異常を判定する。ここで、フィルタは、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する機能を有している。そして、フィルタにおいて割れが生じたり過度な温度上昇による溶損が生じたりする等の異常状態が発生すると、フィルタの下流側にＰＭが十分に捕集されない排気が流れ出ることになるため、そのような排気を検出するためにＰＭセンサがフィルタの下流側に設置される。ここで、当該ＰＭセンサは、排気通路を流れる排気の一部をセンサ本体内に取り込み、そして、その内部に配置されているセンサ素子に取り込んだ排気に含まれるＰＭが堆積していくことで、ＰＭセンサの出力がその堆積量に連動するように構成されている。
【００１１】
このように構成されるＰＭセンサは、排気中のＰＭをセンサ本体内に次第に取り込んでいくため、ＰＭセンサの出力はセンサ本体内に取り込まれたＰＭの累積量を反映するものである。そのため、異常判定部がＰＭセンサの出力に基づいてフィルタの異常状態を効果的に判定するためには、すなわちフィルタの異常状態をＰＭセンサの出力に有意に反映させるためには、所定の期間にわたってＰＭセンサがＰＭの取り込みを行い、その期間にセンサ素子に堆積したＰＭ堆積量を利用することになる。そこで、効果的なフィルタの異常判定を可能にするためにその異常判定を実行する時期が、判定時期決定部によって、推定されるセンサ素子でのＰＭ堆積量に基づいて決定される。
【００１２】
しかし、上述したように、ＰＭセンサが設置された排気通路での排気流速の単位時間当たりの変動量（以下、単に「排気流速の変動量」又は「変動量」という）が大きくなると、ＰＭセンサの本体内への排気の取り込みが好適に行われず、以てセンサ素子でのＰＭ堆積が好適に行われ難くなる。そのため、判定時期決定部によって決定された異常判定の実行時期とフィルタの異常判定に適した時期との間にずれが生じる恐れがある。場合によっては、判定時期決定部による実行時期に従っても、実際にはセンサ素子でのＰＭ堆積が十分に行われない状況で、すなわち、排気中のＰＭ量が十分に反映されずに過度に少ないＰＭ堆積の状況でフィルタの異常判定が実行されてしまい、誤ってフィルタが正常であるとの判定（誤正常判定）が異常判定部によって下される恐れがある。
【００１３】
そこで、本発明に係るフィルタ異常判定システムでは、判定実行調整部が、排気流速の変動量に応じて、判定時期決定部により決定される実行時期を調整する。すなわち、排気流速の変動量が大きくなるに従い、ＰＭセンサの本体内への排気の取り込みが好適に行われ難くなることを考慮して、判定時期決定部により決定される実行時期が調整される。例えば、排気流速の変動が大きくなり排気の取り込み量が減少するほど、センサ素子でのＰＭ堆積量が減少すると考えられることから、このＰＭ堆積量の減少によるフィルタの異常判定精度の低下が回避できるように、判定実行調整部による調整が行われる。このような
構成により、ＰＭセンサの出力に基づいたフィルタの異常判定が、好適な時期に行われることになり、以て、異常判定部による異常判定の精度を向上させることが可能となる。
【００１４】
ここで、上記フィルタ異常判定システムにおいて、前記ＰＭセンサは、排気を前記センサ本体内に取り込む取り込み部を有し、前記取り込み部を通した排気の取り込み方向が、前記排気通路における排気の流れ方向に対して所定の角度を形成するように、前記ＰＭセンサが該排気通路に対して取り付けられていてもよい。ここで言う取り込み方向は、取り込み部からセンサ本体内への排気が流れる向きである。そして、その取り込み方向と排気通路における排気の流れ方向で画定される上記所定の角度は、排気通路において排気流速の変動量が大きくなったときに生じる排気流れの乱れにより、取り込み部を介した排気の取り込みが阻害される状況を形成するＰＭセンサの取り付け角度である。このような所定の角度をもって排気通路に対して取り付けられるＰＭセンサは、ＰＭ検出に当たり排気通路での排気流速の変動量の影響を受けやすいため、本願発明が好適に適用できる。
【００１５】
ここで、上述までのフィルタ異常判定システムにおいて、前記判定実行調整部は、前記排気流速の単位時間当たりの変動量が所定の基準変動量以上である場合には、判定時期決定部の決定によらず前記異常判定部による異常判定の実行を回避するように構成されてもよい。更に、前記判定実行調整部は、前記排気流速の単位時間当たりの変動量が所定の基準変動量未満である場合に、判定時期決定部の決定に従い前記異常判定部による異常判定を実行するように構成されてもよい。ここでいう所定の基準変動量は、排気通路における排気流速の変動量が大きくなることで、センサ本体への排気の取り込み不良に起因するセンサ素子でのＰＭ堆積不良の影響が比較的大きくなると判断されるための閾値である。
【００１６】
したがって、排気流速の変動量が所定の基準変動量以上となると、実際の排気中のＰＭ量とセンサの出力に従ったＰＭ量との間にずれが生じ、異常判定部による異常判定の精度に好ましくない影響を及ぼすと考えられる。そこで、このような場合には、上記の通り、判定時期決定部により異常判定の実行時期の決定によることなく、異常判定部による異常判定が回避される。一方で、排気流速の変動量が所定の基準変動量に満たない場合には、当該変動量の影響は無視し得るものとし、判定時期決定部によって決定された時期に異常判定部による異常判定が実行される。
【００１７】
また、上記の判定実行調整部による実行時期の調整態様に変えて、次のような実行時期の調整態様も採用できる。すなわち、上述までのフィルタ異常判定システムにおいて、前記判定時期決定部は、前記センサ素子に堆積した粒子状物質量を推定し、該推定された粒子状物質量が所定の判定実行堆積量に到達すると、前記異常判定部による異常判定の実行時期が到達したと決定するように構成されてもよい。その場合、前記判定実行調整部は、前記排気流速の単位時間当たりの変動量に基づいて決定される、前記ＰＭセンサの不検出時間に応じて、前記判定時期決定部による実行時期の決定に関する調整を行ってもよい。
【００１８】
上記のように判定時期決定部がセンサ素子に堆積した粒子状物質量を推定し、その推定堆積量に基づいて異常判定部による異常判定の実行時期を決定する形態は、ＰＭセンサにおいてフィルタの正常状態と異常状態との差が有意な差として現れる時点で異常判定を行うために有意である。このようにセンサ素子でのＰＭ堆積量の推定結果に基づいて異常判定の実行時期が決定される場合、排気通路において排気流速の変動量が大きくなると、センサ本体への排気の取り込み不良に起因するセンサ素子でのＰＭ堆積不良の影響が比較的大きくなり、推定されたセンサ素子でのＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量との間にずれが生じる。
【００１９】
そこで、このような場合には、排気流速の変動量に起因して生じるＰＭセンサの不検出時間に着目する。上記の通り、排気流速の変動量が大きくなると排気流れの乱れによりセ
ンサ本体内への排気の取り込みが良好に行われなくなる。その結果、ＰＭセンサは、排気通路を流れている排気中のＰＭに対して、そのＰＭを検出できない状態となり、本発明ではそのＰＭ検出がなされない時間を「ＰＭセンサの不検出時間」と称する。そして、上記推定されたセンサ素子でのＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量との間のずれは、このＰＭセンサの不検出時間が原因であると考えられる。そこで、このように排気流速の変動量に関連するＰＭセンサの不検出時間に応じて判定時期決定部による実行時期の決定に関する調整を行うことで、異常判定部による異常判定を好適な時期に実行させることが可能となる。
【００２０】
上記ＰＭセンサの不検出時間に応じた判定実行調整部による調整の形態としては、例えば、前記判定実行調整部は、前記排気通路を流れる排気流速の変動開始時から前記ＰＭセンサの不検出時間が経過するまでは、前記判定時期決定部による粒子状物質の堆積量推定を停止させてもよい。このようにＰＭセンサのセンサ素子でのＰＭ堆積量推定を不検出時間が経過するまで一時的に停止させることで、不用意に推定ＰＭ堆積量を増加させ、実際にセンサ素子に堆積しているＰＭ量と乖離してしまうことを回避することができる。この結果、判定時期決定部により決定される実行時期は、異常判定部による異常判定を好適に行い得る時期となる。
【００２１】
また、ＰＭセンサの不検出時間に応じた判定実行調整部による調整の別の形態としては、例えば、前記判定時期決定部が、前記排気通路を流れる排気流速の変動開始時からの前記ＰＭセンサの不検出時間の経過にかかわらず、粒子状物質の堆積量推定を継続して行う場合、前記判定実行調整部は、前記排気通路を流れる排気流速の変動開始時から前記ＰＭセンサの不検出時間到達までの期間における、前記センサ素子での粒子状物質量の堆積量に基づいて、前記所定の判定実行堆積量又は前記判定時期決定部による推定堆積量を補正してもよい。当該形態の場合は、上記の形態と比べてセンサ素子でのＰＭ堆積量の推定は継続されている。そこで、排気流速の変動開始から不検出時間の到達までの間に生じ得る推定ＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量とのずれをもって、所定の判定実行堆積量又は前記判定時期決定部による推定堆積量を補正することで、そのずれによる異常判定の精度への影響を解消しようとするものである。この結果、判定時期決定部により決定される実行時期は、異常判定部による異常判定を好適に行い得る時期となる。
【００２２】
ここで、上述までのフィルタ異常判定システムにおいて、前記排気流速の単位時間当たりの変動量が大きくなるに従い、前記不検出時間は長くなるように設定されてもよい。本出願人の努力により、排気流速の変動量が多くなるほどＰＭセンサのセンサ本体内への取り込み不良の程度が大きくなる傾向があることを、新たな知見として得た。取り込み不良の程度が大きくなると、ＰＭセンサの不検出時間は長くなることから、排気流速の変動量と不検出時間の相関を上記のように設定することで、より好適なＰＭセンサの不検出時間に応じた判定実行調整部による調整が実現し得る。
【００２３】
また、上述までのフィルタ異常判定システムでは、一例として、前記センサ素子は、排気中の粒子状物質が堆積する絶縁層と、該絶縁層に接して配置された一対の電極とを有し、且つ、該一対の電極への通電により該絶縁層に排気中の粒子状物質が電気的に捕集されるように構成され、そして、前記ＰＭセンサは、前記絶縁層に堆積した粒子状物質によって決定される前記一対の電極間の電気抵抗に基づいて、排気中の粒子状物質量を検出するように構成されるセンサであってもよい。
【００２４】
また、上述までのフィルタ異常判定システムにおいて、前記異常判定部による判定結果を、ユーザに報知する報知部を、更に備えてもよい。これにより、ユーザに確実にその判定結果を知らせることができ、フィルタの交換、修理等を促すことが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＰＭセンサを用いてフィルタの異常判定を精度良く行うフィルタ異常判定システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るフィルタ異常判定システムが搭載される内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す内燃機関の排気通路に設置されたＰＭセンサの概略構成を示す図である。
【図３】図２に示すＰＭセンサのセンサ素子の概略構成を示す図である。
【図４】図３に示すＰＭセンサのセンサ素子の断面図である。
【図５】本発明にフィルタ異常判定システムが搭載される内燃機関の排気通路における排気流速の変動量とＰＭセンサの出力の推移を、代表的な流速変動毎に示す図である。
【図６】従来技術に従い排気通路に設置されたＰＭセンサの出力に基づいてフィルタの異常判定を行う際の、内燃機関が搭載された車両速度、ＰＭセンサを通過したＰＭ量、ＰＭセンサ内のＰＭ堆積量、ＰＭセンサ出力の推移を示す図である。
【図７】本発明に係るフィルタ異常判定システムにおいて実行される、フィルタの異常判定制御に関する第一のフローチャートである。
【図８】本発明に係るフィルタ異常判定システムにおいて実行される、フィルタの異常判定制御に関する第二のフローチャートである。
【図９】本発明に係るフィルタ異常判定システムにおいて実行される、フィルタの異常判定制御に関する第三のフローチャートである。
【図１０】本発明に係るフィルタ異常判定システムにおいて実行される、フィルタの異常判定制御に関する第四のフローチャートである。
【図１１】本発明に係るフィルタ異常判定システムにおいて実行される、フィルタの異常判定制御に関する第五の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、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明に係るフィルタ異常判定システムが搭載される内燃機関１の概略構成を示す。内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には吸気通路１０および排気通路２が接続されている。吸気通路１０には、内燃機関１の吸入空気量を検知するエアフローメータ９が設けられている。また、内燃機関１には排気通路２が接続されており、そこに排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ４（以下、単に「フィルタ」という。）が設けられている。また、排気通路２におけるフィルタ４より上流側には、酸化触媒３が備えられている。酸化触媒３は、流入する排気中の未燃燃料成分やＮＯ等を酸化する機能を有する。
【００２９】
酸化触媒３の上流側に、該酸化触媒３に流れ込む排気に燃料（未燃燃料）を供給する燃料供給弁５が設けられている。なお、燃料供給弁５からの供給形態に代えて、内燃機関１での燃焼制御により排気中に含まれる未燃燃料を増量することで、酸化触媒３へ未燃燃料を供給してもよい。例えば、圧縮行程上死点近傍での主噴射以降に行われるポスト噴射によって、酸化触媒３に未燃燃料を供給してもよい。また、フィルタ４の周辺においては、フィルタ４の下流側の排気通路２を流れる排気中に含まれるＰＭ量を検出するＰＭセンサ８と、その排気の温度を検出する温度センサ７と、フィルタ４の下流側の排気圧力を検出する圧力センサ６が設けられている。なお、ＰＭセンサ８の詳細については、後述する。
【００３０】
そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されており、該ＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。このＥＣＵ２０には、上述した燃料供給弁５や圧力センサ６、温度センサ７、ＰＭセンサ８の他、エアフローメータ９、クランクポジションセンサ１１及びアクセル開度センサ１２等が電気的に接続されている。したがって、燃料供給弁５は、ＥＣＵ２０からの指示に従い、排気への燃料供給を行う。また、クランクポジションセンサ１１は内燃機関１のクランク角を検出し、アクセル開度センサ１２は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出し、ＥＣＵ２０へと送る。その結果、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１１の出力に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出し、アクセル開度センサ１２の出力に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。また、ＥＣＵ２０は、エアフローメータ９の出力に基づいて、排気通路２を流れる排気流量を導出することも可能である。これは、内燃機関１において、吸気流量と排気流量との間には一定の相関が存在することによる。
【００３１】
上記の通り構成される内燃機関１の排気系では、概略的には、排気に含まれるＰＭ（粒子状物質）はフィルタ４によって捕集され、外部への放出が抑制される。その他、ＮＯｘ浄化用のＮＯｘ選択還元型触媒や、そのＮＯｘ浄化のための還元剤供給装置等が設けられてもよい。ここで、フィルタ４においては、そのＰＭ捕集機能が低下し、十分なＰＭ捕集が行えない異常状態に陥る場合がある。例えば、フィルタ４の基材にクラック（割れ）が生じ、そのクラック箇所に起因して十分なＰＭ捕集が行われない破損状態が例示できる。また、燃料供給弁５からの燃料供給による排気温度上昇によってフィルタ４で捕集されたＰＭを酸化除去する場合、その酸化熱によってフィルタ４が過度に高温状態となることでその基材が溶け、その溶損箇所に起因して十分なＰＭ捕集が行われない溶損状態も例示できる。更には、内燃機関１の排気浄化システムにおいて、フィルタ４そのものが取り外された状態、すなわち未設置状態となっている場合も、事実的にフィルタ４によるＰＭ捕集が行われ得ないことから、フィルタ４の異常状態に含めることが可能である。
【００３２】
このようなフィルタ４の異常状態に対し、ＥＣＵ２０は当該異常状態を好適に判定するために、フィルタ４の下流側に配置されたＰＭセンサ８の出力を利用する。そこで、ＥＣＵ２０によるフィルタ４の異常判定について説明するに当たり、先ず、ＰＭセンサ８の構造について説明する。図２は、ＰＭセンサ８の概略構成およびＰＭセンサ８の排気通路２への設置状態を表している。ＰＭセンサ８は、排気中のＰＭが付着、堆積するセンサ素子８ｃと、該センサ素子８ｃを覆う内カバー８ｂと、該内カバー８ｂを覆う外カバー８ａを有している。そして、内カバー８ｂと外カバー８ａとの間には、両カバーの長手方向（センサ素子８ｃの長手方向）に沿って、排気が流れる排気流路８ｄが形成されている。この排気流路８ｄは、一方の端部８ｆが排気通路２側に開口し、他方が内カバー８ｂ内に形成される排気流路８ｅと繋がっている。したがって、ＰＭセンサ８においては、排気流路８ｄの開口部である端部８ｆから排気が排気流路８ｄ内に取り込まれ、更に排気流路８ｅに流れ込み、排気流路８ｅの排気通路２側に開口する端部８ｇから排気通路２へ戻される。そして、このようにＰＭセンサ８内に取り込まれた排気が排気流路８ｅを流れる際に、そこに設置されているセンサ素子８ｃに接触するため、排気中のＰＭがセンサ素子８ｅに付着、堆積していくことになる。
【００３３】
ここで、センサ素子８ｃの詳細な構造について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、ＰＭセンサ８のセンサ素子８ｃの一部を拡大した図である。図３に示されるように、センサ素子８ｃは、その表面に一対の電極８０、９０を有している。一対の電極８０、９０は、互いに接触しない状態で、互いに一定の間隔を開けて配置されている。より具体的には、電極８０、９０のそれぞれは、センサ素子８ｃの長手方向にのびる導電部８１、９１を有し、センサ素子８ｃの先端付近において、導電部８１、９１に垂直な方向に形成された複数の導電部８２、９２が形成されている。すなわち、電極８０、９０は、それぞれセンサ素子８ｃの先端付近において、櫛歯形状に配置された導電部８２、９２を有し、
この櫛歯形状の部分は、互いに噛み合わされるように配置されている。
【００３４】
そして、図４は、図３中のＡ−Ｂ線での模式的な断面図である。図４の上側が、図３のセンサ素子８ｃの表面側に対応している。図４に示すように、電極８０、９０は、絶縁層１２に接して配置されている。絶縁層１２は、ＰＭを付着させる機能を有しており、電極８０、９０間に、電源回路等を介して電源から電圧が印加されると、電極８０、９０間に電界が発生し、この電界によって排気中の帯電したＰＭが引き寄せられ、電極８０、９０間にＰＭが堆積していく。
【００３５】
また、絶縁層１２の内部の電極８０、９０の近傍には、電極８０、９０のそれぞれ対応する熱電対などの温度センサ１４が埋め込まれている。そして、温度センサ１４にはそれぞれに生じる起電力を検出する検出器（図示せず）が所定の回路を介して接続されて、その起電力を検出することで、ＥＣＵ２０が電極８０、９０近傍の温度を検出することができる。また、温度センサ１４の下層にはヒータ１６が埋め込まれている。ヒータ１６は、その発熱の中心が、電極８０、９０の下層に位置するように形成されている。このヒータ１６は、電源回路等を介して通電可能になっており、ヒータ１６に通電されると、センサ素子８ｃが加熱され、電極８０、９０間に堆積したＰＭを燃焼させて除去することができる。このように、ヒータ１６に通電して電極８０、９０間に堆積したＰＭを除去する処理を、「センサ再生処理」と称する。このセンサ再生処理は、温度センサ１４の検出温度がＰＭの燃焼除去に適した温度となるように電圧印加を調整する処理であり、電極８０、９０間に堆積したＰＭの量が、ある一定の限度を超えた場合に、その堆積したＰＭを除去するために行われる。
【００３６】
このように構成されるＰＭセンサ８はＥＣＵ２０に電気的に接続されている。そして、ＰＭセンサ８は、電極８０、９０間の電気抵抗に応じたセンサ出力をＥＣＵ２０に渡し、ＥＣＵ２０は、ＰＭセンサ８のセンサ出力に基づいて排気中のＰＭ量を検出することができる。具体的には、ＰＭセンサ８によるＰＭ検出は、ＰＭセンサ８のセンサ再生処理を行った直後から開始される。センサ再生処理直後は、電極８０、９０間にＰＭが堆積していないため両電極間は絶縁されており、その際のセンサ出力はゼロとなる。
【００３７】
そして、排気がＰＭセンサ８内に取り込まれていくことで、電極８０、９０間に徐々にＰＭが堆積していくが、その初期においてはＰＭ堆積量が少ないため、電極８０、９０間に堆積ＰＭによる導通パスがまだ形成されず、したがって、この状態では、電極８０、９０間はまだ絶縁された状態にあり、センサ出力はゼロのままである。その後、電極８０、９０間にＰＭが更に堆積していき、ある一定の堆積量に達すると、堆積ＰＭによって電極８０、９０間に導通パスが形成される。このような導通パスが形成されると、電極８０、９０間の電気抵抗が下がり、ＰＭセンサ８のセンサ出力が出始める。そして、ＰＭ堆積量が更に多くなるほど、導通パスが大きくなり、電極８０、９０間の電気抵抗が更に下がっていく。このようにＰＭセンサ８は、ＰＭ堆積量に関連する電極８０、９０間の電気抵抗の低下をセンサ出力とする。
【００３８】
このような出力特性を有するＰＭセンサ８を利用して、フィルタ４の異常判定を行う場合、その異常判定の精度に影響を及ぼすＰＭセンサ８の特性であり、本出願人が新たな知見として得た現象について、図５及び図６に基づいて説明する。図５は、排気通路２での排気流速の変動（単位時間当たりの排気流速の変動）と、ＰＭセンサ８のセンサ出力の推移を、代表的な排気流速の変動の大きさ毎に示している。具体的には、上段（ａ）は、流速変動が無い（概ね、変動がゼロとみなせる程度に極めて少ない）場合の推移を示し、中段（ｂ）は、流速変動が小さい場合（ピーク値で20m/s/s）の推移を示し、下段（ｃ）は
、流速変動が大きい場合（ピーク値で35m/s/s）の推移を示している。そして、図５（ａ
）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれにおいて、排気の流速変動の推移は、ＶＳ１、ＶＳ２、Ｖ
Ｓ３で表され、センサ出力の推移は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で表されている。なお、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の横軸は時間軸であり、そのスケールはいずれも同一である。
【００３９】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、時刻Ｔ０において、所定量のＰＭを含む排気がＰＭセンサ８に到達するとともに、特に（ｂ）、（ｃ）においては排気流速の変動が開始された状況を示している。このような状況において、排気流速に変動の無い場合（図５（ａ）の場合）には、概ね時刻Ｔ０の時点からＰＭセンサ８の出力が出始めて徐々にその出力が増加している。このことから、排気流速に変動の無い場合は、ＰＭセンサ８内への排気の取り込みが良好に行われ、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が増加していることが理解できる。
【００４０】
一方で、排気流速の変動量が比較的小さい場合（図５（ｂ）の場合）は、時刻Ｔ０から時間Ｄ１が経過した時点からＰＭセンサ８の出力が出始めて徐々にその出力が増加している。すなわち、ＶＳ２で示される排気流速の変動が生じてから時間Ｄ１が経過するまでの期間では、ＰＭセンサ８によるＰＭ検出がほぼ行われていないと言える。これは、排気流速の変動によってＰＭセンサ８近傍での排気流れに乱れが生じ、図２で示したＰＭセンサ８の端部８ｆからの排気の取り込みが阻害されていることによる。なお、本実施例では、この時間Ｄ１を、ＰＭセンサ８の「不検出時間」と称する。なお、排気流速の変動で生じた排気流れの乱れは、時間Ｄ１の経過とともに概ね収束し、それによりＰＭセンサ８の内部への排気取り込みが進み、センサ出力が増加していくことになる。更に、排気流速の変動量が大きい場合（図５（ｃ）の場合）は、ＰＭセンサ８近傍での排気流れの乱れの程度がより大きくなるため、ＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１が図５（ｂ）の場合と比べて長くなる。
【００４１】
このように、ＰＭセンサ８に関しては、排気流速の変動が生じると内部への排気取り込みが阻害され、その変動量が大きくなるに従い不検出時間が長くなる特性を見出すことができる。この不検出時間においては、実際にはＰＭセンサ８のセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積が進行しないことから、当該ＰＭ堆積を前提とした従来技術によるフィルタ４の異常判定制御では、誤った判定が為される可能性がある。ここで、従来技術によるフィルタ４の異常判定制御について、図６に基づいて説明する。図６（ａ）は、内燃機関１を搭載する車両の車速の推移を線Ｌ１で示している。また、図６（ｂ）は、ＰＭセンサ８が設置されている排気通路２を流れる排気中のＰＭ量の推移を線Ｌ２で示し、ＰＭセンサ８のセンサ素子８ｃに堆積している推定されるＰＭ量（以下、「推定ＰＭ堆積量」ともいう）の推移を線Ｌ３で示している。また、図６（ｃ）は、ＰＭセンサ８のセンサ出力の推移を線Ｌ４で示している。
【００４２】
従来技術による異常判定制御では、ＰＭセンサ８のセンサ出力が閾値を超えたとき、フィルタ４が異常状態にあるとの判定が行われる（図６（ｃ）参照）。ここで、ＰＭセンサ８は、センサ素子８ｃに排気中のＰＭが堆積し、そのＰＭ堆積量がセンサ出力と関連性を有している。そして、フィルタ４の異常状態を効果的に判定するためには、ＰＭセンサ８においてある程度の期間ＰＭの取り込みを行い、いわばフィルタ４の異常状態をＰＭ堆積量に強く反映させる必要がある。そこで、内燃機関１から排出されフィルタ４を通った排気の一部がＰＭセンサ８に取り込まれ、その取り込まれた排気に含まれるＰＭがセンサ素子８ｃに堆積するとの前提で、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が推定される。そして、当該推定ＰＭ堆積量が、効果的な異常判定が可能となるＰＭ堆積量として設定された判定実行堆積量に到達したときに（図６（ｂ）で示す時刻Ｔ１）、上述したＰＭセンサ８のセンサ出力に基づいた異常判定が行われる。
【００４３】
ここで、図６（ａ）にＲ１で示す時期において、内燃機関１を搭載する車両が急加速をし、その後も加速を続けている。この結果、時期Ｒ１以降において、線Ｌ２で示すように
排気中の実際のＰＭ量が増加した状態が続いている。ここで、推定ＰＭ堆積量は、この内燃機関１での加速状態を考慮し排気に含まれるＰＭ量を反映させて、時間とともにセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が増加するよう推定される。しかし、車両の急加速に伴い排気通路２での排気流速が大きく増加することになるため、上述した排気流速の変動量に起因してＰＭセンサ８への排気取り込みが阻害される現象により、図６（ｃ）の時期Ｒ２に示すように、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積が良好に行われずセンサ出力が変動しない不検出時間が発生することになる。この結果、推定ＰＭ堆積量が判定実行堆積量に到達した時点でも、実際にはセンサ素子８ｃには効果的な異常判定が可能な程度に、排気中のＰＭ量を反映したＰＭが堆積した状態とはなっておらず、場合によっては当該時点で異常判定を行うと、センサ出力が閾値より低いことを理由にフィルタ４は正常であると誤って判定する可能性が生まれることになる。
【００４４】
そこで、本実施例に係るフィルタ４の異常判定システムでは、排気流速の変動量に起因してＰＭセンサ８への排気取り込みが阻害される現象を考慮し、図７に示す異常判定制御が行われ、フィルタ４の異常判定の精度向上が図られる。なお、これらの異常判定制御は、ＥＣＵ２０に格納された制御プログラムにより実行される。以下、図７に基づいて、本実施例に係る異常判定制御について説明する。
【００４５】
先ず、Ｓ１０１では、ＰＭセンサ８のセンサ素子８ｃに堆積しているＰＭを燃焼除去させるために、センサ再生処理が行われる。具体的には、ヒータ１６への通電により、センサ素子８ｃの温度上昇が図られる。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００４６】
Ｓ１０２では、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量の推定が行われる。当該推定処理は、上記の通り従来技術でも行われているが、改めて本発明おけるＰＭ堆積量の推定として説明する。具体的には、Ｓ１０２の処理が行われる時点において排気に含まれるＰＭ量が内燃機関１の運転状態（例えば、機関負荷や機関回転速度等）に基づいて推定されるとともに、そのＰＭを含む排気にＰＭセンサ８が晒されることでセンサ素子８ｃにＰＭが堆積するとの前提に立ち、排気中のＰＭ量及び排気流量に基づいて、当該処理時点においてセンサ素子８ｃに新たに堆積するＰＭ量が推定される。そして、以前のＰＭ堆積量の推定処理において推定されたセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量に、新たに堆積するＰＭ量が加えられることで、Ｓ１０２の処理が行われる時点での、センサ素子８ｃに堆積していると推定されるＰＭ量が算出されることになる。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００４７】
Ｓ１０３では、ＰＭセンサ８が設置されている排気通路２の排気流速の変動量ΔＶＳが算出される。具体的には、以下の式１で示す状態方程式に従い、排気流量Ｖが算出される。
Ｖ  =  ｎ・Ｒ・Ｔ／Ｐ  ・・・（式１）
ここで、ｎは排気の物質量、Ｒは気体定数、Ｔは排気温度、Ｐは排気圧力である。ここで、排気温度Ｔには、温度センサ７の出力が利用される。また、排気圧力Ｐには、圧力センサ６の出力が利用される。また、圧力センサ６が設置されていない場合には、図示されない大気圧センサの出力に、排気流量を考慮して算出される排気通路２での相対的圧力値を加味した圧力を、排気圧力Ｐとして採用することもできる。また、ｎは、以下に示す式２に従い、算出される。
ｎ  ＝  （排気流量）／（排気の分子量）  ・・・（式２）
そして、上記式１で算出された排気流量Ｖを、排気通路２を形成する排気管の横断面積（排気の流れに垂直な方向での断面積）Ｓで除することで、排気流速Ｕが算出される。更に、以前の算出処理において算出された排気流速Ｕと、今回の算出処理において算出された新たな排気流速Ｕとの差分を取ることで、換言すれば、算出された排気流速Ｕを時間微分することで、Ｓ１０３の処理が行われる時点での排気流速の変動量ΔＶＳが算出される。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。
【００４８】
Ｓ１０４では、Ｓ１０３で算出された排気流量の変動量ΔＶＳが、所定の基準変動量ΔＶＳ０以上であるか否かが判定される。所定の基準変動量ΔＶＳ０は、排気通路２における排気流速の変動量ΔＶＳが大きくなることで、ＰＭセンサ８内への排気の取り込み不良が生じると判断するための、変動量の閾値である。したがって、Ｓ１０４で否定判定されると、ＰＭセンサ８内への排気取り込みが良好に行われていることを意味し、その後、Ｓ１０５による判定処理が行われる。このＳ１０５では、推定されたセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が、判定実行堆積量以上であるか否かが判定される。この判定実行堆積量は、図６（ｂ）に示すようにＰＭセンサ８の出力に基づいたフィルタ４の異常判定の実行時期を決定するための、ＰＭ堆積量の閾値である。すなわち、Ｓ１０５の判定処理は、本発明に係る判定時期決定部による処理に相当する。そして、Ｓ１０５で肯定判定されるとＳ１０６へ進み、否定判定されるとＳ１０２以降の処理が繰り返される。
【００４９】
そして、Ｓ１０６では、フィルタ４の異常判定を実行すべく、図６（ｃ）に示すようにＰＭセンサの出力が閾値以上であるか否かが判定される。当該閾値は、フィルタ４に異常状態が発現していることで、その下流側にＰＭが十分に捕集されていない排気が流れ出ているか否かを判定するための閾値である。そして、Ｓ１０６で肯定判定されるとＳ１０７へ進み、フィルタ４が異常状態にあると判定され、一方Ｓ１０６で否定判定されるとＳ１０８へ進み、フィルタ４は正常状態にあると判定される。これらＳ１０６〜Ｓ１０８の処理が、本発明に係る異常判定部による処理に相当する。
【００５０】
ここで、Ｓ１０４で肯定判定された場合は、ＰＭセンサ８内への排気取り込み不良により、推定されるセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が、ＰＭセンサ８の出力を決定する実際のＰＭ堆積量と乖離し、ＰＭを含む排気にＰＭセンサ８が晒されているにもかかわらずＰＭセンサ８の出力が増加しない状態（図６（ｃ）の時期Ｒ２で示されるＰＭセンサ８の出力状態）が形成されていることを意味する。したがって、このような場合にＳ１０６で示したフィルタ４の異常判定を行うと誤判定をしてしまう可能性が高くなる。そこで、Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０９へ進み、Ｓ１０９では、Ｓ１０５での判定処理を経てフィルタ４の異常判定（すなわち、Ｓ１０６〜Ｓ１０８の処理）が実行されるのを回避するために、今まで推定されてきたセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量がリセットされる。このリセットにより、再び、異常判定制御がＳ１０１より開始されることになる。
【００５１】
このように図７に示す異常判定制御では、推定されるセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量に基づいて、フィルタ４の異常判定の実行が決定される前提の下、センサ再生処理から異常判定の実行までの間に排気流速の変動量が、所定の基準変動量以上となった場合には、ＰＭセンサ８への排気の取り込み不良が生じることから、異常判定の実行が回避されることになる。この結果、図６に基づいて説明された、フィルタ４の異常判定に関する誤判定を回避し、その判定精度を好適に保つことができる。なお、本実施例においては、フィルタ４が異常状態にあると判定されると、内燃機関１のユーザに対して当該異常状態が発現していることを知らせるために、インジケータを点灯させてもよい。
【００５２】
＜変形例＞
上記実施例では、フィルタ４の異常判定としてＰＭセンサ８の出力と閾値との比較を行っているが、この態様に代えて、例えば、図８に示すように、ＰＭセンサ８の出力が所定の出力に到達するまでの到達時間に基づいて、フィルタ４の異常判定を行ってもよい。具体的には、Ｓ１０５において肯定判定されると、Ｓ１１１へ処理が進む。Ｓ１１１では、ＰＭセンサ８の出力が閾出力に到達するまでの時間Ｔａが算出される。当該到達時間Ｔａは、Ｓ１０１でのセンサ再生処理が完了してから、その出力値が閾出力（例えば、上記Ｓ１０６における閾値となるセンサ出力）に到達するまでの時間として定義される。
【００５３】
そして、Ｓ１１１の処理が終了した後、Ｓ１１２で、到達時間Ｔａが基準到達時間より短いか否かが判定される。当該基準到達時間は、フィルタ４の異常状態を反映する時間であり、到達時間Ｔａが基準到達時間より短い場合には、フィルタ４の下流側にＰＭが十分に捕集されていない排気が流れ出ていると考えることができる。そこで、Ｓ１１２で肯定判定されるとＳ１１３へ進み、フィルタ４が異常状態にあると判定され、一方Ｓ１１２で否定判定されるとＳ１１４へ進み、フィルタ４は正常状態にあると判定される。このように、到達時間Ｔａに基づいてフィルタ４の異常判定を行う場合でも、本発明に係る異常判定制御により、排気流速の変動量が上記所定の基準変動量以上となった場合には、異常判定の実行を回避することで、フィルタ４の異常判定に関する誤判定を回避することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に、内燃機関１において実行される異常判定制御の第２の実施例について、図９に基づいて説明する。ここで、図９に示す異常判定制御に含まれる各処理のうち図７に示す異常判定制御に含まれる処理と同一のものについては、同一の参照番号を付しその詳細な説明を省略する。そして本実施例では、Ｓ１０１の処理の後に、Ｓ１０２の処理が行われず、代えてＳ１０３の処理が行われる。そして、Ｓ１０３の処理が終了するとＳ２０１の処理が行われる。Ｓ２０１では、上記Ｓ１０４と同様に、排気流量の変動量ΔＶＳが、所定の基準変動量ΔＶＳ０以上であるか否かが判定される。そして、Ｓ２０１で肯定判定されるとＳ２０２へ進み、否定判定されると後述するＳ２０４へ進む。
【００５５】
次にＳ２０２では、Ｓ１０３で算出された排気流速の変動量ΔＶＳに基づいて、ＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１が算出される。不検出時間Ｄ１については、図５に基づいて説明した通りであり、排気流速の変動量ΔＶＳと関連性を有する。そこで、予め実験等で排気流速の変動量ΔＶＳとＰＭセンサ８における不検出時間Ｄ１との相関を測定し、制御マップをＥＣＵ２０のメモリ内に形成しておく。そして、Ｓ２０２の処理の際に当該制御マップにアクセスすることで、ＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１が算出される。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００５６】
Ｓ２０３では、排気流速の変動量ΔＶＳの開始時期（例えば、図５（ｂ）、（ｃ）における時刻Ｔ０）からＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１が経過したか否かが判定される。Ｓ２０３で肯定判定されるとＳ２０４へ進み、否定判定されるとＳ２０３の処理が繰り返される。そして、Ｓ２０４では、上記Ｓ１０２と同じように、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量の推定が行われる。また、Ｓ２０４以降は、上述したＳ１０５の判定処理を経て、Ｓ１０６〜Ｓ１０８によるフィルタ４の異常判定が行われる。
【００５７】
このように図９に示す異常判定制御では、推定されるセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量に基づいて、フィルタ４の異常判定の実行が決定される前提の下、センサ再生処理から異常判定の実行までの間に排気流速の変動量が、所定の基準変動量以上となった場合には、排気流速の変動が開始してからＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１経過までの期間において、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量推定が行われない、又は、当該ＰＭ堆積量推定が待機された状態となる。これは、上述したように、排気流速の変動量が比較的大きくなりＰＭセンサ８への排気の取り込み不良が生じ、実際にセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積が行われにくくなっていることを反映したものである。このような処理を行うことで、結果的に、図６（ｂ）に示す異常判定の実施時期Ｔ１を不検出時間Ｄ１分遅らせることになり、実際にセンサ素子８ｃに堆積したＰＭ量と推定ＰＭ堆積量とのずれを可及的に解消した状態で、フィルタ４の異常判定の実行時期を決定することが可能となる。これにより、フィルタ４の異常判定に関する誤判定を回避し、その判定精度を好適に保つことができる。
【実施例３】
【００５８】
次に、内燃機関１において実行される異常判定制御の第３の実施例について、図１０に基づいて説明する。ここで、図１０に示す異常判定制御に含まれる各処理のうち図７、図９に示す異常判定制御に含まれる処理と同一のものについては、同一の参照番号を付しその詳細な説明を省略する。そして本実施例では、Ｓ１０１の処理の後に、Ｓ１０２の処理が行われず、代えてＳ１０３の処理が行われる。そして、Ｓ１０３の処理が終了するとＳ３０１〜Ｓ３０９の処理が行われる。先ず、Ｓ３０１では、上記Ｓ１０４と同様に、排気流量の変動量ΔＶＳが、所定の基準変動量ΔＶＳ０以上であるか否かが判定される。そして、Ｓ３０１で肯定判定されるとＳ３０２へ進み、否定判定されると後述するＳ３０６へ進む。
【００５９】
Ｓ３０１で肯定判定された後、Ｓ３０２では、上記Ｓ２０２と同じように、Ｓ１０３で算出された排気流速の変動量ΔＶＳに基づいて、ＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１が算出される。その後Ｓ３０３では、上記Ｓ１０２と同じように、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量の推定が行われる。その後Ｓ３０４では、排気流速の変動に起因するＰＭセンサ８の不検出中に、すなわち排気流速の変動開始時期から不検出時間Ｄ１が経過するまでの間に、Ｓ３０３の処理によってセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量として加算された推定ＰＭ堆積量ＰＸが算出される。なお、本実施例では、後述するＳ３０６でもＰＭ堆積量の推定が行われるため、Ｓ３０４の処理は、Ｓ３０３とＳ３０６の推定処理によって推定されたＰＭ堆積量のうちＳ３０３の推定処理で加算されたＰＭ堆積量ＰＸを算出するものである。Ｓ３０４の処理が終了すると、Ｓ３０５において、上記Ｓ２０３と同じように、排気流速の変動量ΔＶＳの開始時期からＰＭセンサ８の不検出時間Ｄ１が経過したか否かが判定される。Ｓ３０５で肯定判定されるとＳ３０７へ進み、否定判定されるとＳ３０３以降の処理が繰り返される。
【００６０】
ここで、Ｓ３０１において否定判定された後、Ｓ３０６では、Ｓ３０３と同じようにセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量の推定が行われ、その後、Ｓ３０７へ進む。
【００６１】
次に、Ｓ３０７では、Ｓ３０４で算出されたＰＭ堆積量ＰＸに基づいて、フィルタ４の異常判定を実行する時期を決定するための閾値である判定実行堆積量が補正される。具体的には、補正前の判定実行堆積量にＰＭ堆積量ＰＸが加算されたＰＭ堆積量が、補正された判定実行堆積量として設定される。なお、本制御において、Ｓ３０１で肯定判定が行われなかった場合、すなわちＰＭ堆積量ＰＸの算出が行われなかった場合は、制御の便宜上、補正前の判定実行堆積量がそのまま補正された判定実行堆積量とされる。Ｓ３０７の処理が終了すると、Ｓ３０８へ進む。
【００６２】
Ｓ３０８では、推定されたセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が、Ｓ３０７で補正された判定実行堆積量以上であるか否かが判定される。このＳ３０８の判定処理は、上記Ｓ１０５と同じように、フィルタ４の異常判定の実行時期を決定する処理に相当する。Ｓ３０８で肯定判定されるとＳ３０９へ進み、否定判定されるとＳ１０３以降の処理が繰り返される。なお、Ｓ３０９の処理は、上述までのフィルタ４の異常判定に相当し、Ｓ１０６〜Ｓ１０８の処理をまとめて表現したものである。
【００６３】
このように図１０に示す異常判定制御では、推定されるセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量に基づいて、フィルタ４の異常判定の実行が決定される前提の下、排気流速の変動量が、所定の基準変動量以上となったか否かにかかわらず、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量の推定処理が継続して行われる。しかし、センサ再生処理から異常判定の実行までの期間に排気流速の変動量が、所定の基準変動量以上になると、不検出時間でのＰＭ堆積量ＰＸに基づいて、異常判定の実行時期を決定するための閾値である判定実行堆積量が、当該ＰＭ堆積量ＰＸ分、増量補正されることになる。このような処理を行うことで、結果的に、図６（ｂ）に示す異常判定の実施時期Ｔ１が、判定実行堆積量が増量された分だけ遅れること
になり、実際にセンサ素子８ｃに堆積したＰＭ量と推定ＰＭ堆積量とのずれを可及的に解消した状態で、フィルタ４の異常判定の実行時期を決定することが可能となる。これにより、フィルタ４の異常判定に関する誤判定を回避し、その判定精度を好適に保つことができる。
【実施例４】
【００６４】
次に、内燃機関１において実行される異常判定制御の第４の実施例について、図１１に基づいて説明する。ここで、図１１に示す異常判定制御に含まれる各処理のうち図１０に示す異常判定制御に含まれる処理と同一のものについては、同一の参照番号を付しその詳細な説明を省略する。そして本実施例は、図１０に示すＳ３０７、Ｓ３０８の処理に代えて、Ｓ４０１、Ｓ４０２の処理が行われる。具体的には、Ｓ３０５で肯定判定された場合、又はＳ３０６の処理が終了した場合、Ｓ４０１の処理が行われることになる。Ｓ４０１では、Ｓ３０４で算出されたＰＭ堆積量ＰＸに基づいて、現時点までに推定されたセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が補正される。具体的には、補正前の推定ＰＭ堆積量からＰＭ堆積量ＰＸが減算されたＰＭ堆積量が、補正された推定ＰＭ堆積量として設定される。なお、本制御において、Ｓ３０１で肯定判定が行われなかった場合、すなわちＰＭ堆積量ＰＸの算出が行われなかった場合は、制御の便宜上、補正前の推定ＰＭ堆積量がそのまま補正された推定ＰＭ堆積量とされる。Ｓ４０１の処理が終了すると、Ｓ４０２へ進む。
【００６５】
Ｓ４０２では、Ｓ４０１で補正された推定ＰＭ堆積量が、判定実行堆積量以上であるか否かが判定される。このＳ４０１の判定処理は、上記Ｓ１０５と同じように、フィルタ４の異常判定の実行時期を決定する処理に相当する。Ｓ４０２で肯定判定されるとＳ３０９へ進み、否定判定されるとＳ１０３以降の処理が繰り返される。
【００６６】
このように図１１に示す異常判定制御では、推定されるセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量に基づいて、フィルタ４の異常判定の実行が決定される前提の下、排気流速の変動量が、所定の基準変動量以上となったか否かにかかわらず、センサ素子８ｃでのＰＭ堆積量の推定処理が継続して行われる。しかし、センサ再生処理から異常判定の実行までの期間に排気流速の変動量が、所定の基準変動量以上になると、不検出時間でのＰＭ堆積量ＰＸに基づいて、それまで推定されたセンサ素子８ｃでのＰＭ堆積量が、当該ＰＭ堆積量ＰＸ分、減量補正されることになる。このような処理を行うことで、結果的に、図６（ｂ）に示す異常判定の実施時期Ｔ１が、推定ＰＭ堆積量が減量された分だけ遅れることになり、実際にセンサ素子８ｃに堆積したＰＭ量と推定ＰＭ堆積量とのずれを可及的に解消した状態で、フィルタ４の異常判定の実行時期を決定することが可能となる。これにより、フィルタ４の異常判定に関する誤判定を回避し、その判定精度を好適に保つことができる。
【符号の説明】
【００６７】
１    内燃機関
２    排気通路
３    酸化触媒
４    フィルタ
５    燃料供給弁
６    圧力センサ
７    温度センサ
８    ＰＭセンサ
８ａ  外カバー
８ｂ  内カバー
８ｃ  センサ素子
８ｆ  端部（開口）
９    エアフローメータ
１０  吸気通路
１１  クランクポジションセンサ
１２  アクセル開度センサ
２０  ＥＣＵ
Ｄ１  不検出時間
【図１】
2015135078.tif 000003
【図２】
2015135078.tif 000004
【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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