(57)【要約】【課題】エンジンの運転条件に左右されずに、エンジンから排出されるＰＭ（粒子状物質）を検出するＰＭセンサのＰＭ付着量を精度良く判定できるようにする。【解決手段】ＥＣＵ３０は、ＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を参照して、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出する。その際、エンジン１１の空燃比に応じて、エンジン１１から排出されるＰＭの粒径分布が変化し、それに応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係）が変化する。このような特性に着目して、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量のマップを変更することで、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量を補正する。【選択図】図１
2015175319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１）から排出される粒子状物質（以下「ＰＭ」と表記する）が付着する検出部に複数の電極が設けられて該電極間の抵抗値に応じた信号を出力するＰＭセンサ（３３）と、前記ＰＭセンサ（３３）の出力信号と前記ＰＭセンサ（３３）の検出部に付着したＰＭ量（以下「ＰＭ付着量」という）との関係を用いて前記ＰＭセンサ（３３）の出力信号に基づいて前記ＰＭ付着量を算出するＰＭ検出手段（３０）とを備えた内燃機関のＰＭ検出装置において、
前記ＰＭ検出手段（３０）は、前記ＰＭセンサ（３３）の出力信号に基づいて前記ＰＭ付着量を算出する際に、前記内燃機関（１１）の運転条件に応じて前記ＰＭ付着量を補正することを特徴とする内燃機関のＰＭ検出装置。
【請求項２】
前記ＰＭ検出手段（３０）は、前記ＰＭセンサ（３３）の出力信号に基づいて前記ＰＭ付着量を算出する際に、前記内燃機関（１１）の運転条件に応じて前記ＰＭセンサ（３３）の出力信号と前記ＰＭ付着量との関係を変更することで、前記内燃機関（１１）の運転条件に応じて前記ＰＭ付着量を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＰＭ検出装置。
【請求項３】
前記ＰＭ検出手段（３０）は、前記内燃機関（１１）の運転条件として該内燃機関（１１）の空燃比を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のＰＭ検出装置。
【請求項４】
前記ＰＭ検出手段（３０）は、前記内燃機関（１１）の運転条件として該内燃機関（１１）の回転速度と負荷のうちの少なくとも一方を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関のＰＭ検出装置。
【請求項５】
前記ＰＭ検出手段（３０）は、前記内燃機関（１１）の運転条件として該内燃機関（１１）の筒内に付着する燃料量である筒内ウエット量と相関関係を有するパラメータを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関のＰＭ検出装置。
【請求項６】
前記ＰＭ検出手段（３０）は、前記筒内ウエット量と相関関係を有するパラメータとして前記内燃機関（１１）の冷却水温と燃料噴射時期と燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射の噴射回数のうちの少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のＰＭ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）から排出される粒子状物質（ＰＭ）を検出するＰＭセンサを備えた内燃機関のＰＭ検出装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディーゼルエンジンのみでなく筒内噴射式のガソリンエンジンから排出されるＰＭも問題視され、ＰＭの規制強化が進められている。特に厳しい規制強化が進められている地域では、ＰＭの排出重量のみでなくＰＭの排出粒子数も規制対象となっている。このような規制強化に対して、ガソリンエンジンもディーゼルエンジンと同様に、エンジンから排出されるＰＭを捕集するフィルタを搭載することが検討されている。
【０００３】
このようなＰＭ捕集用のフィルタを搭載する場合には、フィルタの故障を検出することも必要となり、上述したようにＰＭの規制が強化される中でフィルタの故障検出にも高い精度が要求される。
【０００４】
そこで、ＰＭ捕集用のフィルタの故障を検出する技術として、例えば、特許文献１（特開２００９−１４４５７７号公報）に記載されたものがある。このものは、ＰＭ捕集用のフィルタの下流側にＰＭセンサを配置する。このＰＭセンサは、ＰＭが付着する絶縁層と、この絶縁層に設けられた複数の電極とを有し、複数の電極間の抵抗値（又は抵抗値に相関する指標）をＰＭの付着量（堆積量）の情報として計測する。そして、計測した抵抗値（又は抵抗値に相関する指標）が故障判定閾値を越えた場合に、ＰＭ付着量が所定量を越えたと判断して、フィルタの故障と判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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、本発明者らの研究によると、ＰＭセンサに付着するＰＭの粒径分布が一定の場合には、ＰＭセンサの電極間の抵抗値とＰＭ付着量とが一定の相関関係を示すが、ＰＭセンサに付着するＰＭの粒径分布が変化すると、ＰＭセンサの電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係が変化することが判明した。従って、エンジンの運転条件（例えば空燃比等）が変化して、エンジンから排出されるＰＭの粒径分布が変化すると、ＰＭセンサに付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサの電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係が変化する。
【０００７】
しかし、上記特許文献１の技術では、このようなエンジンの運転条件の変化よるＰＭの粒径分布の変化の影響が全く考慮されていないため、エンジンの運転条件の変化よるＰＭの粒径分布の変化の影響を受けて、ＰＭセンサのＰＭ付着量を精度良く判定できない可能性があり、ＰＭセンサによるＰＭの検出精度が低下するという欠点がある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の運転条件に左右されずにＰＭセンサのＰＭ付着量を精度良く判定することができ、ＰＭセンサによるＰＭの検出精度を向上させることができる内燃機関のＰＭ検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関（１１）から排出される粒子状物質（以下「ＰＭ」と表記する）が付着する検出部に複数の電極が設けられて該電極間の抵抗値に応じた信号を出力するＰＭセンサ（３３）と、このＰＭセンサ（３３）の出力信号とＰＭセンサ（３３）の検出部に付着したＰＭ量（以下「ＰＭ付着量」という）との関係を用いてＰＭセンサ（３３）の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出するＰＭ検出手段（３０）とを備えた内燃機関のＰＭ検出装置において、ＰＭ検出手段（３０）は、ＰＭセンサ（３３）の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、内燃機関（１１）の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正するようにしたものである。
【００１０】
内燃機関の運転条件に応じて、内燃機関から排出されるＰＭの粒径分布が変化し、それに応じて、ＰＭセンサに付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサの電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係（つまりＰＭセンサの出力信号とＰＭ付着量との関係）が変化する。
【００１１】
このような特性に着目して、本発明は、ＰＭセンサの出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、内燃機関の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正する。このようにすれば、内燃機関の運転条件に応じて、ＰＭセンサに付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサの出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求めることができる。これにより、内燃機関の運転条件に左右されずにＰＭセンサのＰＭ付着量を精度良く判定することができ、ＰＭセンサによるＰＭの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は空燃比とＰＭの粒径分布との関係を示す図である。
【図３】図３は実施例１のＰＭ付着量推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は実施例２のＰＭ付着量推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は筒内ウエット量とＰＭの粒径分布との関係を示す図である。
【図６】図６は実施例３のＰＭ付着量推定ルーチンの処理の流れ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】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システムの概略構成を説明する。
筒内噴射式の内燃機関であるエンジン１１は、燃料としてガソリンを筒内に直接噴射する筒内噴射式のガソリンエンジンである。このエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１５】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、エンジン１１の各気筒には、それぞれ筒内に燃料（ガソリン）を直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって各気筒内の混合気に着火される。
【００１６】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられ、この触媒２４の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ３１，３２（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。更に、エンジン１１の排気管２３のうちの触媒２４の下流側には、エンジン１１から排出されるＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集するフィルタとしてＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter ）２５が設けられている。
【００１７】
このＧＰＦ２５の下流側に、エンジン１１から排出されるＰＭ（本実施例ではＧＰＦ２５を通過するＰＭ）を検出するＰＭセンサ３３が設けられている。このＰＭセンサ３３は、ＰＭが付着する絶縁材からなる検出部（図示せず）と、この検出部に設けられた複数の電極（図示せず）とを有し、複数の電極間の抵抗値に応じた信号（例えば電圧又は電流）を出力するように構成されている。これにより、ＰＭセンサ３３は、検出部に付着したＰＭ量（例えばＰＭの重量や粒子数）に応じて電極間の抵抗値が変化して出力信号が変化するようになっている。
【００１８】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２７が取り付けられている。また、クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２９が取り付けられ、このクランク角センサ２９の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００１９】
これら各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。
【００２０】
また、ＥＣＵ３０は、後述する図３のＰＭ付着量推定ルーチンを実行することで、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭセンサ３３の検出部に付着したＰＭ量（以下「ＰＭ付着量」という）との関係を用いて、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭセンサ３３のＰＭ付着量を算出する。具体的には、ＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を予め記憶しておき、このＰＭ付着量のマップを参照して、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出する。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、ＰＭセンサ３３のＰＭ付着量を算出した後、例えば、ＰＭセンサ３３のＰＭ付着量に基づいてＧＰＦ２５の故障診断を行う。このＧＰＦ２５の故障診断では、ＰＭセンサ３３のＰＭ付着量が故障判定値を越えたか否かを判定し、ＰＭセンサ３３のＰＭ付着量が故障判定値を越えた場合にＧＰＦ２５の故障と判定する。
【００２２】
ところで、本発明者らの研究によると、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が一定の場合には、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量とが一定の相関関係を示すが、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化すると、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係が変化することが判明した。従って、エンジン１１の運転条件が変化して、エンジン１１から排出されるＰＭの粒径分布が変化すると、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係（つまりＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係）が変化する。
【００２３】
そこで、ＥＣＵ３０は、後述する図３のＰＭ付着量推定ルーチンを実行することで、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正する。
【００２４】
ここで、図２に示すように、エンジン１１の空燃比に応じて、エンジン１１から排出されるＰＭの粒径分布が変化し、それに応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係（つまりＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係）が変化する。
【００２５】
このような特性に着目して、本実施例１では、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正する際のエンジン１１の運転条件としてエンジン１１の空燃比を用いる。つまり、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量を補正する。具体的には、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を変更することで、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量を補正する。これにより、エンジン１１の空燃比に応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求める。
【００２６】
以下、本実施例１でＥＣＵ３０が実行する図３のＰＭ付着量推定ルーチンの処理内容を説明する。
図３に示すＰＭ付着量推定ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうＰＭ検出手段としての役割を果たす。
【００２７】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、所定の実行条件が成立しているか否かを、例えば、ＰＭセンサ３３の被水（ＰＭセンサ３３に凝縮水が付着する状態）を回避できる条件が成立しているか否かによって判定する。ここで、ＰＭセンサ３３の被水を回避できる条件は、例えば、エンジン１１の排気温度又は排気管２３の温度が所定温度以上であること、或は、エンジン１１の始動後の経過時間又は走行時間が所定時間以上であること等である。
このステップ１０１で、実行条件が不成立であると判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、上記ステップ１０１で、実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０２に進み、ＰＭセンサ３３の検出部に付着しているＰＭを除去する再生制御を実行する。この再生制御では、例えば、ＰＭセンサ３３の検出部をヒータで加熱することによって、或は、排気温度を上昇させてＰＭセンサ３３の検出部を加熱することによって、ＰＭセンサ３３の検出部に付着しているＰＭを燃焼させて除去する。
【００２９】
この再生制御の終了後、ステップ１０３に進み、現在のエンジン１１の空燃比（例えば目標空燃比又は排出ガスセンサ３１で検出した空燃比）を読み込む。
この後、ステップ１０４に進み、再生制御の終了から所定期間が経過したか否かを、例えば、再生制御の終了後の経過時間が所定時間以上であるか否か、或は、再生制御の終了後の走行距離又は積算噴射量が所定値以上であるか否か等によって判定する。
【００３０】
このステップ１０４で、再生制御の終了から所定期間が経過していないと判定された場合には、上記ステップ１０３に戻り、エンジン１１の空燃比を読み込む処理を繰り返す。
その後、上記ステップ１０４で、再生制御の終了から所定期間が経過したと判定された時点で、ステップ１０５に進み、ＰＭセンサ３３の出力信号を読み込む。
【００３１】
この後、ステップ１０６に進み、所定期間中の空燃比（例えば所定期間中の空燃比の平均値）に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を設定する。具体的には、予め試験データや設計データ等に基づいて各空燃比毎にＰＭ付着量のマップを作成してＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶しておき、これらの複数のＰＭ付着量のマップの中から今回の所定期間中の空燃比に対応するＰＭ付着量のマップを選択する。
【００３２】
この後、ステップ１０７に進み、ＰＭ付着量のマップを参照して、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出（推定）する。
このようにして、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量のマップを変更することで、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量を補正する。
【００３３】
以上説明した本実施例１では、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量を補正するようにしている。これにより、エンジン１１の空燃比に応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求めることができる。その結果、エンジン１１の空燃比に左右されずにＰＭセンサ３３のＰＭ付着量（ＰＭセンサ３３の検出部に付着したＰＭの重量や粒子数）を精度良く判定することができ、ＰＭセンサ３３によるＰＭの検出精度を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施例１では、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を変更することで、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量を補正するようにしている。このようにすれば、エンジン１１の空燃比に応じてＰＭ付着量のマップを変更するという簡単な方法でＰＭ付着量を補正することができ、ＥＣＵ３０の演算負荷を軽減することができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図４を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００３６】
エンジン１１の回転速度や負荷に応じて、エンジン１１から排出されるＰＭの粒径分布が変化し、それに応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係（つまりＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係）が変化する。
【００３７】
このような特性に着目して、本実施例２では、ＥＣＵ３０により後述する図４のＰＭ付着量推定ルーチンを実行することで、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正する際のエンジン１１の運転条件としてエンジン１１の回転速度と負荷を用いる。つまり、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の回転速度と負荷に応じてＰＭ付着量を補正する。具体的には、エンジン１１の回転速度と負荷に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を変更することで、エンジン１１の回転速度と負荷に応じてＰＭ付着量を補正する。これにより、エンジン１１の回転速度と負荷に応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求める。
【００３８】
図４のＰＭ付着量推定ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、所定の実行条件が成立しているか否かを判定する。
このステップ２０１で、実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ２０２に進み、ＰＭセンサ３３の検出部に付着しているＰＭを除去する再生制御を実行する。この再生制御の終了後、ステップ２０３に進み、現在のエンジン１１の回転速度と負荷（例えば吸入空気量又は吸気圧等）を読み込む。
【００３９】
この後、ステップ２０４に進み、再生制御の終了から所定期間が経過したか否かを判定する。このステップ２０４で、再生制御の終了から所定期間が経過していないと判定された場合には、上記ステップ２０３に戻り、エンジン１１の回転速度と負荷を読み込む処理を繰り返す。
その後、上記ステップ２０４で、再生制御の終了から所定期間が経過したと判定された時点で、ステップ２０５に進み、ＰＭセンサ３３の出力信号を読み込む。
【００４０】
この後、ステップ２０６に進み、所定期間中の回転速度と負荷（例えば所定期間中の回転速度の平均値と負荷の平均値）に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を設定する。具体的には、予め試験データや設計データ等に基づいて各回転速度毎及び各負荷毎にＰＭ付着量のマップを作成してＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶しておき、これらの複数のＰＭ付着量のマップの中から今回の所定期間中の回転速度と負荷に対応するＰＭ付着量のマップを選択する。
【００４１】
この後、ステップ２０７に進み、ＰＭ付着量のマップを参照して、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出（推定）する。
このようにして、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の回転速度と負荷に応じてＰＭ付着量のマップを変更することで、エンジン１１の回転速度と負荷に応じてＰＭ付着量を補正する。
【００４２】
以上説明した本実施例２では、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の回転速度と負荷に応じてＰＭ付着量を補正するようにしている。これにより、エンジン１１の回転速度と負荷に応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求めることができる。その結果、エンジン１１の回転速度や負荷に左右されずにＰＭセンサ３３のＰＭ付着量を精度良く判定することができ、ＰＭセンサ３３によるＰＭの検出精度を向上させることができる。
【００４３】
尚、上記実施例２では、エンジン１１の回転速度と負荷の両方に応じてＰＭ付着量を補正するようにしたが、これに限定されず、エンジン１１の回転速度と負荷のうちの一方に応じてＰＭ付着量を補正するようにしても良い。例えば、ＰＭの粒径分布に対するエンジン１１の回転速度の影響が大きい領域やシステムでは、エンジン１１の回転速度に応じてＰＭ付着量を補正する。一方、ＰＭの粒径分布に対するエンジン１１の負荷の影響が大きい領域やシステムでは、エンジン１１の負荷に応じてＰＭ付着量を補正する。
【実施例３】
【００４４】
次に、図５及び図６を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００４５】
図５に示すように、エンジン１１の筒内に付着する燃料量である筒内ウエット量（例えばピストン上面やシリンダ内壁面等に付着する燃料量）に応じて、エンジン１１から排出されるＰＭの粒径分布が変化し、それに応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の電極間の抵抗値とＰＭ付着量との関係（つまりＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係）が変化する。
【００４６】
このような特性に着目して、本実施例３では、ＥＣＵ３０により後述する図６のＰＭ付着量推定ルーチンを実行することで、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正する際のエンジン１１の運転条件としてエンジン１１の筒内ウエット情報（筒内ウエット量と相関関係を有するパラメータ）を用いる。つまり、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の筒内ウエット情報に応じてＰＭ付着量を補正する。具体的には、エンジン１１の筒内ウエット情報に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を変更することで、エンジン１１の筒内ウエット情報に応じてＰＭ付着量を補正する。これにより、エンジン１１の筒内ウエット量に応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求める。
【００４７】
図６のＰＭ付着量推定ルーチンでは、まず、ステップ３０１で、所定の実行条件が成立しているか否かを判定する。
このステップ３０１で、実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ３０２に進み、ＰＭセンサ３３の検出部に付着しているＰＭを除去する再生制御を実行する。この再生制御の終了後、ステップ３０３に進み、現在のエンジン１１の筒内ウエット情報として、エンジン１１の冷却水温と燃料噴射時期と分割噴射の噴射回数のうちの少なくとも一つを読み込む。
【００４８】
エンジン１１の冷却水温に応じて筒内ウエット量が変化する。また、エンジン１１の燃料噴射時期に応じて筒内ウエット量が変化する。更に、エンジン１１の要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を行う場合には、その分割噴射の噴射回数に応じて筒内ウエット量が変化する。従って、冷却水温と燃料噴射時期と分割噴射の噴射回数は、いずれも筒内ウエット量と相関関係を有するパラメータである。
【００４９】
この後、ステップ３０４に進み、再生制御の終了から所定期間が経過したか否かを判定する。このステップ３０４で、再生制御の終了から所定期間が経過していないと判定された場合には、上記ステップ３０３に戻り、エンジン１１の筒内ウエット情報を読み込む処理を繰り返す。
その後、上記ステップ３０４で、再生制御の終了から所定期間が経過したと判定された時点で、ステップ３０５に進み、ＰＭセンサ３３の出力信号を読み込む。
【００５０】
この後、ステップ３０６に進み、所定期間中の筒内ウエット情報（例えば所定期間中の筒内ウエット情報の平均値）に応じてＰＭ付着量のマップ（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ）を設定する。具体的には、予め試験データや設計データ等に基づいて各筒内ウエット情報毎にＰＭ付着量のマップを作成してＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶しておき、これらの複数のＰＭ付着量のマップの中から今回の所定期間中の筒内ウエット情報に対応するＰＭ付着量のマップを選択する。
【００５１】
この後、ステップ３０７に進み、ＰＭ付着量のマップを参照して、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出（推定）する。
このようにして、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の筒内ウエット情報に応じてＰＭ付着量のマップを変更することで、エンジン１１の筒内ウエット情報に応じてＰＭ付着量を補正する。
【００５２】
以上説明した本実施例３では、ＰＭセンサ３３の出力信号に基づいてＰＭ付着量を算出する際に、エンジン１１の筒内ウエット情報（筒内ウエット量と相関関係を有するパラメータ）に応じてＰＭ付着量を補正するようにしている。これにより、エンジン１１の筒内ウエット量に応じて、ＰＭセンサ３３に付着するＰＭの粒径分布が変化して、ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係が変化するのに対応して、ＰＭ付着量を補正してＰＭ付着量を精度良く求めることができる。その結果、エンジン１１の筒内ウエット量に左右されずにＰＭセンサ３３のＰＭ付着量を精度良く判定することができ、ＰＭセンサ３３によるＰＭの検出精度を向上させることができる。
【００５３】
尚、上記実施例３では、エンジン１１の筒内ウエット情報として、エンジン１１の冷却水温と燃料噴射時期と分割噴射の噴射回数のうちの少なくとも一つを用いるようにしたが、これに限定されず、筒内ウエット量と相関関係を有する他のパラメータを用いるようにしても良い。
【００５４】
また、上記各実施例１〜３では、エンジン１１の運転条件（空燃比、回転速度及び負荷、筒内ウエット情報）に応じてＰＭ付着量のマップを変更することで、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正するようにしている。しかし、これに限定されず、例えば、ＰＭ付着量の演算式（ＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定した数式）を用いて、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出する場合には、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量の演算式を変更することで、エンジン１１の運転条件に応じてＰＭ付着量を補正するようにしても良い。或は、ＰＭ付着量の基本マップ又は基本演算式（エンジン１１の基本運転条件においてＰＭセンサ３３の出力信号とＰＭ付着量との関係を規定したマップ又は数式）を用いて、ＰＭセンサ３３の出力信号に応じたＰＭ付着量を算出した後、そのＰＭ付着量の算出値をエンジン１１の運転条件に応じて補正するようにしても良い。
【００５５】
また、上記各実施例１〜３を適宜組み合わせて、エンジン１１の空燃比と回転速度及び負荷と筒内ウエット情報のうちの二つ以上に応じてＰＭ付着量を補正するようにしても良い。
【００５６】
また、上記各実施例１〜３で用いたエンジン１１の運転条件（空燃比、回転速度及び負荷、筒内ウエット情報）に限定されず、ＰＭの粒径分布に影響を及ぼす運転条件であれば、その運転条件に応じてＰＭ付着量を補正するようにしても良い。
【００５７】
また、上記各実施例１〜３では、ＧＰＦ２５の下流側にＰＭセンサ３３を設けたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、ＧＰＦの上流側にＰＭセンサを設けたシステムやＧＰＦを省略してＰＭセンサのみを設けたシステムに本発明を適用して、ＰＭセンサのＰＭ付着量を算出（推定）するようにしても良い。この場合、算出したＰＭ付着量に基づいてエンジンのＰＭ排出量を減らす（例えばエンジンの筒内ウエット量を減らす）ようにエンジンを制御するようにしても良い。
【００５８】
また、上記各実施例１〜３では、筒内噴射式ガソリンエンジンに本発明を適用したが、これ限定されず、エンジンの運転条件に応じてＰＭの粒径分布が変化するエンジンであれば、ディーゼルエンジンや吸気ポート噴射式ガソリンエンジンであっても、本発明を適用して実施できる。
【符号の説明】
【００５９】
１１…エンジン（内燃機関）、２３…排気管、２５…ＧＰＦ、３０…ＥＣＵ（ＰＭ検出手段）、３３…ＰＭセンサ
【図１】
2015175319.tif 000003
【図２】
2015175319.tif 000004
【図３】
2015175319.tif 000005
【図４】
2015175319.tif 000006
【図５】
2015175319.tif 000007
【図６】
2015175319.tif 000008