(57)【要約】【課題】電気抵抗式のＰＭセンサを用いてＰＭを捕集するフィルタの故障を検出する際にＰＭ中の低導電性成分（ＳＯＦ成分）の存在を考慮することで、正確にフィルタの故障を検出できるフィルタの故障検出装置を提供する。【解決手段】排気温度がＳＯＦ成分が酸化除去される所定温度以上の場合のみＰＭセンサによるＰＭ捕集を実施する（Ｓ１〜Ｓ３）。ＤＰＦが故障判定の基準となるフィルタ（基準故障フィルタ）である場合におけるＰＭセンサに捕集されるＳｏｏｔ成分の量（捕集Ｓｏｏｔ量）を推定する（Ｓ４〜Ｓ６）。ＳＯＦ成分のみ燃焼する温度でセンサ素子を加熱するＳＯＦ再生制御を実施する（Ｓ７）。捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて、ＤＰＦが基準故障フィルタの場合における出力の立ち上がり時期を推定し（Ｓ８）、その立ち上がり時期よりも先に出力が発生した場合にはＤＰＦ故障と判定し、後に出力が発生した場合にはＤＰＦ正常と判定する（Ｓ９〜Ｓ１１）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）の排気通路（３）に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ（４）と、
前記排気通路の前記フィルタより下流に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集する、一対の電極（５３）を有した絶縁体の素子（５２）を備え、前記一対の電極間の導通時に前記素子に捕集された粒子状物質の量に応じた出力を発生するセンサ（５）と、
粒子状物質のうちＳｏｏｔ成分が前記素子に捕集された状態での前記センサの出力であるＳｏｏｔ量出力に基づいて前記フィルタの故障の有無を判定する故障判定手段（Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ８〜Ｓ１１）と、
前記故障判定手段が前記フィルタの故障の有無を判定する際に、前記Ｓｏｏｔ成分が前記素子に残留することを許容し、前記Ｓｏｏｔ成分よりも導電性が低い低導電性成分が前記素子に残留することを抑制するように制御する捕集制御手段（Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ７）と、
を備えることを特徴とするフィルタの故障検出装置（１）。
【請求項２】
前記素子を加熱する加熱手段（５６）を備え、
前記捕集制御手段は、前記低導電性成分は燃焼するが、Ｓｏｏｔ成分は燃焼しない温度で前記素子を加熱するように前記加熱手段を制御する加熱制御手段（Ｓ７）を備えることを特徴とする請求項１に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項３】
前記加熱制御手段は、前記素子への加熱をオフにした状態で前記素子にＳｏｏｔ成分及び前記低導電性成分を含む粒子状物質の捕集を行った後に、前記温度で前記素子を加熱することを特徴とする請求項２に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項４】
前記加熱制御手段は、前記素子への加熱をオフにした状態で前記素子にＳｏｏｔ成分及び前記低導電性成分を含む粒子状物質の捕集を行うオフ期間（１０３）と、前記温度で前記素子を加熱して前記素子から前記低導電性成分を燃焼除去する加熱期間（１０４）とが交互に繰り返されるように、前記素子への加熱を制御することを特徴とする請求項３に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項５】
前記捕集制御手段は、
前記低導電性成分が発生しない前記内燃機関の運転状態として予め定められた不発生運転状態が成立したか否かを判定する状態判定手段（Ｓ１）と、
前記状態判定手段が前記不発生運転状態が成立と判定した場合に、前記一対の電極間に電圧を印加して前記素子への粒子状物質の捕集を実施する一方で、前記不発生運転状態が成立しないと判定した場合には前記一対の電極間への電圧印加を停止して前記素子への粒子状物質の捕集を停止する実施制御手段（Ｓ２、Ｓ３）とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項６】
前記故障判定手段は、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記センサの出力を推定する出力推定手段（Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ８）と、
前記出力推定手段が推定した出力を閾値としてその閾値と前記センサの実際の出力との比較に基づいて前記フィルタの故障の有無を判定する比較判定手段（Ｓ９〜Ｓ１１）とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項７】
前記出力推定手段は、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記素子に捕集される粒子状物質のうちのＳｏｏｔ成分の量である捕集Ｓｏｏｔ量を前記内燃機関の運転状態に基づいて推定するＳｏｏｔ量推定手段（Ｓ４〜Ｓ６）を備え、前記捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて前記閾値を推定することを特徴とする請求項６に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項８】
内燃機関（２）の排気通路（３）に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ（４）と、
前記排気通路の前記フィルタより下流に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集する、一対の電極（５３）を有した絶縁体の素子（５２）を備え、前記一対の電極間の導通時に前記素子に捕集された粒子状物質の量に応じた出力を発生するセンサ（５）と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記センサの出力を推定する出力推定手段（Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ８）と、
前記出力推定手段が推定した出力を閾値としてその閾値と前記センサの実際の出力との比較に基づいて前記フィルタの故障の有無を判定する比較判定手段（Ｓ９〜Ｓ１１）とを備え、
前記出力推定手段は、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記素子に捕集される粒子状物質のうちのＳｏｏｔ成分の量である捕集Ｓｏｏｔ量を前記内燃機関の運転状態に基づいて推定するＳｏｏｔ量推定手段（Ｓ４〜Ｓ６）を備え、前記捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて前記閾値を推定することを特徴とするフィルタの故障検出装置（１）。
【請求項９】
前記出力推定手段（Ｓ８）は、前記捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記センサの出力が立ち上がる時期である基準時期を前記閾値として推定し、
前記比較判定手段は、前記センサの出力が実際に立ち上がる時期である実際時期と前記基準時期とを比較して、前記実際時期が前記基準時期より先の場合に前記フィルタが故障であると判定し、前記実際時期が前記基準時期より後の場合に前記フィルタが正常であると判定することを特徴とする請求項７又は８に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項１０】
内燃機関（２）の排気通路（３）に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集する、一対の電極（５３）を有した絶縁体の素子（５２）を備え、前記一対の電極間の導通時に前記素子に捕集された粒子状物質の量に応じた出力を発生するセンサ（５）と、
粒子状物質のうちＳｏｏｔ成分が前記素子に捕集されることは許容し、Ｓｏｏｔ成分よりも導電性が低い低導電性成分が前記素子に捕集されることは禁止するように捕集制御する捕集制御手段（６）と、
を備えることを特徴とする粒子状物質検出装置。
【請求項１１】
前記素子を加熱する加熱手段（５６）を備え、
前記捕集制御手段は、前記低導電性成分は燃焼するが、Ｓｏｏｔ成分は燃焼しない温度で前記素子を加熱するように前記加熱手段を制御する加熱制御手段（Ｓ７）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項１２】
前記加熱制御手段は、前記素子への加熱をオフにした状態で前記素子にＳｏｏｔ成分及び前記低導電性成分を含む粒子状物質の捕集を行った後に、前記温度で前記素子を加熱することを特徴とする請求項１１に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項１３】
前記加熱制御手段は、前記素子への加熱をオフにした状態で前記素子にＳｏｏｔ成分及び前記低導電性成分を含む粒子状物質の捕集を行うオフ期間と、前記温度で前記素子を加熱して前記素子から前記低導電性成分を燃焼除去する加熱期間とが交互に繰り返されるように、前記素子への加熱を制御することを特徴とする請求項１２に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項１４】
前記捕集制御手段は、
前記低導電性成分が発生しない前記内燃機関の運転状態として予め定められた不発生運転状態が成立したか否かを判定する状態判定手段（Ｓ１）と、
前記状態判定手段が前記不発生運転状態が成立と判定した場合に、前記一対の電極間に電圧を印加して前記素子への粒子状物質の捕集を実施する一方で、前記不発生運転状態が成立しないと判定した場合には前記一対の電極間への電圧印加を停止して前記素子への粒子状物質の捕集を停止する実施制御手段（Ｓ２、Ｓ３）とを備えることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項１５】
前記低導電性成分は有機溶剤可溶成分であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルタの故障検出装置。
【請求項１６】
前記低導電性成分は有機溶剤可溶成分であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の粒子状物質検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタの故障検出装置及び粒子状物質を検出する粒子状物質検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される排気ガス中の粒子状物質（パティキュレートマター、ＰＭ）を捕集するフィルタの故障検出装置の提案がある（例えば特許文献１参照）。特許文献１の故障検出装置では、排気ガス中の粒子状物質の量に応じた出力を発生する電気抵抗式のセンサを利用して、フィルタの故障検出を行っている。電気抵抗式のセンサは、一対の電極を有した絶縁体の素子を備え、その一対の電極間に電圧を印加する形で使用される。粒子状物質は主に導電性を有するＳｏｏｔ成分（煤）から構成されているので、素子に一定量以上の粒子状物質が捕集されると一対の電極間が導通し、この導通時に粒子状物質の量に応じた検出値を出力するというものである。
【０００３】
特許文献１の故障検出装置では、このセンサをフィルタより下流に配置し、センサ出力が立ち上がる時期（導通開始時期）に基づいてフィルタの故障の有無を判定している。具体的には、フィルタが故障判定の基準となる故障フィルタである場合におけるセンサ出力が立ち上がる時期（基準時期）を推定する。そして、センサ出力が実際に立ち上がる時期（実際時期）と基準時期とを比較して、実際時期が基準時期より先の場合にフィルタが故障であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１１５８７３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、粒子状物質には、Ｓｏｏｔ成分の他に、未燃燃料、オイル等の有機溶剤可溶成分（ＳＯＦ：Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）やサルフェート（硫化物）等の導電性が低い成分（低導電性成分）も含まれている。しかしながら、電気抵抗式のセンサで検出できるのは主に導電性が高いＳｏｏｔ成分であり、低導電性成分は検出が困難である。よって、センサで検出した量は、粒子状物質量の全てではなく一部（主にＳｏｏｔ成分量）であるため、正確にＤＰＦの故障を検出できない可能性がある。
【０００６】
また、低導電性成分がセンサに捕集されると、その低導電性成分によりＳｏｏｔ成分の導電を阻害することになるため、センサの検出感度が低下する可能性がある。センサの検出感度が低下すると、フィルタの故障を正確に検出できなくなる。さらに、低導電性成分のうちのＳＯＦ成分は粘着性が強いため、その粘着性によりセンサ素子上で粒子状物質を動きにくくしてしまい、ＳＯＦ成分の割合によってセンサ検出感度がばらついたり、一対の電極間にうまく粒子状物質が捕集されない可能性がある。これによっても、センサの検出感度が低下し、フィルタの故障を正確に検出できなくなる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、フィルタの故障検出の際に低導電性成分の存在を考慮することで、正確にフィルタの故障を検出できるフィルタの故障検出装置を提供することを課題とする。また、低導電性成分の存在によるセンサの検出感度がばらついたり低下したりすることを防止できる粒子状物質検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のフィルタの故障検出装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記排気通路の前記フィルタより下流に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集する、一対の電極を有した絶縁体の素子を備え、前記一対の電極間の導通時に前記素子に捕集された粒子状物質の量に応じた出力を発生するセンサと、
粒子状物質のうちＳｏｏｔ成分が前記素子に捕集された状態での前記センサの出力であるＳｏｏｔ量出力に基づいて前記フィルタの故障の有無を判定する故障判定手段と、
前記故障判定手段が前記フィルタの故障の有無を判定する際に、前記Ｓｏｏｔ成分が前記素子に残留することを許容し、前記Ｓｏｏｔ成分よりも導電性が低い低導電性成分が前記素子に残留することを抑制するように制御する捕集制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、捕集制御手段により、フィルタの故障の有無を判定する際に、Ｓｏｏｔ成分はセンサ素子への残留が許容される一方で、低導電性成分の残留は抑制されるので、センサの検出感度のばらつきや低下を防止できる。よって、低導電性成分の残留を許容した状態でフィルタの故障の有無を判定する場合に比べて、正確にフィルタの故障を検出できる。
【００１０】
また、本発明のフィルタの故障検出装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記排気通路の前記フィルタより下流に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集する、一対の電極を有した絶縁体の素子を備え、前記一対の電極間の導通時に前記素子に捕集された粒子状物質の量に応じた出力を発生するセンサと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記センサの出力を推定する出力推定手段と、
前記出力推定手段が推定した出力を閾値としてその閾値と前記センサの実際の出力との比較に基づいて前記フィルタの故障の有無を判定する比較判定手段とを備え、
前記出力推定手段は、前記フィルタが故障判定の基準となるフィルタである場合における前記素子に捕集される粒子状物質のうちのＳｏｏｔ成分の量である捕集Ｓｏｏｔ量を前記内燃機関の運転状態に基づいて推定するＳｏｏｔ量推定手段を備え、前記捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて前記閾値を推定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、フィルタの故障判定の閾値を捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて推定するので、低導電性成分の影響を排除したＳｏｏｔ成分の量に応じた閾値を得ることができる。また、実際のセンサ出力は、導電性が高いＳｏｏｔ成分の量に応じた値となる。つまり、故障判定の閾値と、実際のセンサ出力とをＳｏｏｔ成分の量に応じた値で揃えることができる。よって、これらを比較してフィルタの故障判定をするので、正確にフィルタの故障を検出できる。
【００１２】
本発明の粒子状物質検出装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集する、一対の電極を有した絶縁体の素子を備え、前記一対の電極間の導通時に前記素子に捕集された粒子状物質の量に応じた出力を発生するセンサと、
粒子状物質のうちＳｏｏｔ成分が前記素子に捕集されることは許容し、Ｓｏｏｔ成分よりも導電性が低い低導電性成分が前記素子に捕集されることは禁止するように捕集制御する捕集制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、捕集制御手段により、Ｓｏｏｔ成分はセンサ素子への捕集が許容される一方で、低導電性成分の捕集は禁止されるので、センサの検出感度のばらつきや低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジンシステムの構成図である。
【図２】ＰＭセンサの構造を模式的に示した図である。
【図３】センサ素子における一対の電極付近の様子を示しており、ＰＭセンサによるＰＭ量の検出原理を説明する図である。
【図４】ＰＭの成分構成の模式図である。
【図５】故障判定処理のフローチャートである。
【図６】故障判定処理に関連する各種状態の時間変化を示した図である。
【図７】冷却水温又は排気温度の変化に対してＳｏｏｔ成分の割合、ＳＯＦ成分の割合がどのように変化するかを例示した図である。
【図８】ＳＯＦ再生制御におけるＰＭセンサでのＰＭ捕集状態の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用された車両のエンジンシステム１の構成図である。そのエンジンシステム１は、本発明の「フィルタの故障検出装置」に相当する。エンジンシステム１は、内燃機関としてのディーゼルエンジン２（以下、単にエンジンという）を備えている。そのエンジン２には、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタが設けられている。エンジン２は、そのインジェクタから噴射された燃料が燃焼室で自己着火することで、車両を駆動するための動力を生み出している。
【００１６】
エンジン２の排気通路３には、本発明の「フィルタ」としてのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４が設置されている。ＤＰＦ４は公知の構造のセラミック製フィルタであり、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、ガス流路となる多数のセルを入口側または出口側が互い違いとなるように目封じして構成される。エンジン２から排出された排気ガスは、ＤＰＦ４の多孔性の隔壁を通過しながら下流へ流れ、その間に排気ガスに含まれるＰＭ（パティキュレートマター、粒子状物質）が捕集されて次第に堆積する。
【００１７】
排気通路３のＤＰＦ４よりも下流には、排気ガス中のＰＭ量を検出する本発明の「センサ」としての電気抵抗式のＰＭセンサ５が設けられている。ここで、図２は、ＰＭセンサ５の構造を模式的に示した図である。図２に示すように、ＰＭセンサ５は、内部が中空にされた例えば金属製のカバー５１とそのカバー５１内の配置されたセンサ素子５２とを備えている。カバー５１には多数の孔５１１が形成されており、排気通路３を流れる排気ガスの一部がそれら孔５１１からカバー５１内に侵入できるようになっている。また、カバー５１には、カバー５１内に侵入した排気ガスを排出するための排出孔５１２が形成されている。なお、図２では、排出孔５１２は、カバー５１の先端に形成された例を示している。
【００１８】
センサ素子５２は絶縁体基板から構成されている。センサ素子５２（絶縁体基板）の一方の面には、互いに離間し、かつ対向した一対の電極５３が設けられている。なお、図３は、ＰＭセンサ５によるＰＭ量の検出原理を説明する図であり、一対の電極５３付近におけるＰＭ付着の様子を示している。図３に示すように、センサ素子５２には、後述のＥＣＵ６の指令に基づき一対の電極５３間に所定の直流電圧を印加する電圧印加回路５４が接続されている。カバー５１内に侵入した排気ガス中のＰＭの一部は自身が持つ粘着性によってセンサ素子５２に捕集（付着）される。センサ素子５２に捕集されなかったＰＭが排出孔５１２から排出される。
【００１９】
また、電圧印加回路５４により電極５３間に電圧が印加されると、各電極５３はそれぞれ正、負に帯電する。これにより、電極５３の近傍を通過するＰＭを帯電させて、センサ素子５２への捕集が促進される。本実施形態では、電極５３間に電圧が印加されていない時のセンサ素子５２へのＰＭ捕集量は、電圧印加時に比べて無視できる程度に少ない量であるとしている。以下では、電極５３間に電圧を印加することによるセンサ素子５２へのＰＭ捕集を「静電捕集」という。
【００２０】
ＰＭセンサ５の出力特性を説明すると、ＰＭセンサ５はセンサ素子５２に捕集されたＰＭによって電極５３間の抵抗が変化することを利用して、センサ素子５２に捕集されたＰＭ量に応じた出力を発生する。詳細には、センサ素子５２へのＰＭ捕集量が少ないうちはセンサ出力は発生しない（厳密には、センサ出力が立ち上がったとみなせる閾値出力よりも小さい出力しか発生しない）。ＰＭに含まれるＳｏｏｔ成分はカーボン粒子から構成されており高い導電性を有するので、ＰＭ捕集量が一定以上の量になった時に一対の電極５３間が導通して、センサ出力が立ち上がる（閾値出力以上の出力が発生する）。
【００２１】
センサ出力の立ち上がり後は、ＰＭ捕集量が多くなるほど一対の電極５３間の抵抗が小さくなるので、電極５３間に流れる電流、つまりセンサ出力が大きくなっていく。エンジンシステム１には、この電極５３間に流れる電流を計測する電流計５５（図３参照）が備えられ、この電流計５５の計測値が、ＰＭセンサ５の出力となる。
【００２２】
また、図２に示すように、センサ素子５２には、センサ素子５２に捕集されたＰＭを燃焼除去してＰＭセンサ５を再生させるためにセンサ素子５２を加熱するヒータ５６が設けられている。そのヒータ５６は、例えばセンサ素子５２（絶縁体基板）の電極５３が設けられていない方の面に設けられている。ヒータ５６は、例えば白金（Ｐｔ）等の電熱線から構成されている。ＰＭセンサ５の再生においては、ＰＭを構成する各成分（Ｓｏｏｔ成分、ＳＯＦ成分等）の全てを燃焼除去できる温度となるようにセンサ素子５２を加熱する必要がある。ＳＯＦ成分は２００〜３００℃以上で燃焼するのに対し、Ｓｏｏｔ成分は５００〜６００℃以上で燃焼する。そのため、ヒータ５６は、ＰＭセンサ５の再生の際には、センサ素子５２を５００〜６００℃以上の温度（例えば、７００℃程度）に加熱する。なお、ヒータ５６が本発明の「加熱手段」に相当する。
【００２３】
図１の説明に戻り、エンジンシステム１には、ＰＭセンサ５の他に、エンジン２の運転に必要な各種センサが設けられている。具体的には、例えばエンジン２の回転数を検出する回転数センサ７１、車両の運転者の要求トルクを車両側に知らせるためのアクセルペダルの操作量（踏み込み量）を検出するアクセルペダルセンサ７２、排気ガスの温度（排気温度）を検出する排気温センサ７３、エンジン２に吸入する新気量を検出するエアフロメータ７４、エンジン２を冷却するための冷却水の温度を検出する水温センサ７５などが設けられている。
【００２４】
また、エンジンシステム１は、そのエンジンシステム１の全体制御を司るＥＣＵ６を備えている。そのＥＣＵ６は、通常のコンピュータの構造を有するものとし、各種演算を行うＣＰＵ（図示外）や各種情報の記憶を行うメモリ６１を備えている。ＥＣＵ６は、例えば上記各種センサからの検出信号に基づきエンジン２の運転状態を検出し、運転状態に応じた最適な燃料噴射量、噴射時期、噴射圧等を算出して、エンジン２への燃料噴射を制御する。
【００２５】
また、ＥＣＵ６は、ＰＭセンサ５の検出値に基づいて、ＤＰＦ４の故障の有無を判定する故障判定処理を実行する。ここで、上記「発明が解決しようとする課題」の欄でも説明したが、ＰＭセンサ５を用いたＤＰＦ４の故障検出には以下の問題点を有する。図４はＰＭの成分構成の模式図であるが、図４に示すように、ＰＭは、主に、煤を構成するＳｏｏｔ成分とＳＯＦ成分とサルフェート成分とから構成されている。ＳＯＦ成分は、燃料や潤滑油が未燃のまま単独またはＳｏｏｔ成分に含浸された形で排出されたものである。サルフェート成分は、燃料中の硫黄分の酸化生成物（硫化物）が排気ガス中の水分に溶けて霧滴化したものである。
【００２６】
Ｓｏｏｔ成分は高い導電性を有する一方で、ＳＯＦ成分やサルフェート成分は導電性が低い。そのため、ＰＭセンサ５で検出できるのは、主に導電性が高いＳｏｏｔ成分であり、ＳＯＦ成分やサルフェート成分は検出が困難である。つまり、ＰＭセンサ５で検出したＰＭ量は、ＰＭセンサ５に捕集されたＰＭ量の全てではなく一部である。また、ＰＭセンサ５に捕集されたＳＯＦ成分やサルフェート成分は、Ｓｏｏｔ成分の導電（一対の電極５３間の導通）を阻害する方向に働くので、ＰＭセンサ５の検出感度が低下、つまり、微量のＰＭ量を検出できなくなる。さらに、ＳＯＦ成分は、自身の強い粘着性によりセンサ素子５２上でＰＭを動きにくくし、静電捕集時にＰＭを一対の電極５３間に整列させるのを阻害してしまう。これによっても、ＰＭセンサ５の検出感度が低下し、また、ＳＯＦ成分の割合によってその検出感度がばらついてしまう。
【００２７】
このように、ＰＭセンサ５で検出されるＰＭ量は、捕集されたＰＭ量の全てではなく一部であることや、ＳＯＦ成分やサルフェート成分の存在によりＰＭセンサ５の検出感度が低下したり、ばらつくことが原因で、正確にＤＰＦ４の故障の有無を判定できない可能性がある。なお、ＰＭにおけるＳｏｏｔ成分とＳＯＦ成分とサルフェート成分の割合は、エンジン２の運転状態によっても変わるが、Ｓｏｏｔ成分は６０％〜１００％、ＳＯＦ成分は０％〜３５％、サルフェート成分は５％程度である。このように、ＳＯＦ成分は運転状態によって無視できない割合まで増加する一方で、サルフェート成分はＰＭセンサ５の出力に影響をほとんど与えない程度に少ない割合となっている。よって、ＥＣＵ６による故障判定処理では、Ｓｏｏｔ成分よりも導電性が低い低導電性成分のうちでも特にＳＯＦ成分の影響を排除したうえで、ＤＰＦ４の故障判定を行う。以下、この故障判定処理の詳細を説明する。以下に説明する故障判定処理では、ＰＭは、Ｓｏｏｔ成分とＳＯＦ成分とで構成されているものとして、説明する。
【００２８】
図５は、故障判定処理のフローチャートを示している。また、図６は、故障判定処理に関連する各種状態の時間変化を示しており、詳細には、上から、車両が排気ガス規制を満たしているか否かの認証モード時の車速パターン（時間経過に対する車速変化）、時間経過に対するＰＭセンサ５の出力の変化、時間経過に対する静電捕集のオンオフ変化、時間経過に対するヒータ５６のオンオフ変化を示している。なお、図６の上から２段目には、ＰＭセンサ５の出力変化として、ＤＰＦ４が故障の場合の出力変化１０１と、正常の場合の出力変化１０２とを示している。
【００２９】
図５の故障判定処理は、例えば図６最上段の車速パターンで示される認証モード時において、図６の２段目に示す準備期間が経過した後に開始する。この準備期間は、ＰＭセンサ５に対する被水を防止するために排気ガス中の水分が少なくなるまで待機する期間（被水防止期間）と、ヒータ５６によりＰＭセンサ５を再生させる期間（ヒータ再生期間、図６最下段参照）と、センサ再生により高温となったＰＭセンサ５が冷却するまで待機する期間（センサ冷却期間）とから構成される。準備期間では電極５３間には未だ電圧は印加されていない。なお、故障判定処理は、認証モード時以外の何時に実行されたとしても良く、具体的には通常走行時に実行されたとしても良い。
【００３０】
図５の処理が開始すると、ＥＣＵ６は、先ず、静電捕集の実施を許可する条件として予め定められた捕集許可条件が成立したか否かを判断する（Ｓ１）。具体的には、捕集許可条件は、ＳＯＦ成分がほとんど発生しないエンジン２の運転状態、つまりＰＭのうちのＳｏｏｔ成分の割合が１００％に近くなるエンジン２の運転状態（不発生運転状態）に設定される。ＳＯＦ成分は、エンジン２の燃焼室内で発生したとしても２００〜３００℃以上では酸化する。そこで、捕集許可条件（不発生運転状態）は、例えばＳＯＦ成分が酸化除去される所定温度以上（例えば２５０℃以上）に設定される。排気温度は排気温センサ７３から得ることができる。
【００３１】
排気温度が所定温度未満の場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、捕集許可条件が成立しないとして静電捕集を停止する（Ｓ２）。つまり、一対の電極５３間への電圧印加をオフにする。これによって、ＳＯＦ成分を含んだＰＭがＰＭセンサ５に捕集されるのを防ぐことができる。言い換えると、後述のＳ９〜Ｓ１１でＤＰＦ４の故障の有無を判定する際に、ＰＭセンサ５（センサ素子５２）にＳＯＦ成分が残留するのを抑制できる。さらに、Ｓ２では、静電捕集の停止後に、センサ素子５２を予め定められた再生温度（例えば７００℃）に加熱するようにヒータ５６を制御して、ＰＭセンサ５を再生させる。これによって、静電捕集の停止中に微量ながらも捕集されてしまったＰＭをセンサ素子５２上から除去することができ、Ｓ３以降の処理でＤＰＦ４の故障判定を正確に行うことができる。Ｓ２の後、Ｓ１に戻る。
【００３２】
一方、排気温度が所定温度以上の場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、捕集許可条件が成立したとして静電捕集を開始する（Ｓ３）。つまり、電圧印加回路５４（図３参照）により一対の電極５３間に所定電圧を印加させる。これによって、ＳＯＦ成分をほとんど含まないＰＭ、つまりＳｏｏｔ成分の割合≒１００％のＰＭをセンサ素子５２上に捕集させることができる。なお、Ｓ１〜Ｓ３の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「捕集制御手段」に相当する。Ｓ１の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「状態判定手段」に相当する。Ｓ２、Ｓ３の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「実施制御手段」に相当する。
【００３３】
次に、エンジン２の状態に基づいて、ＤＰＦ４が基準故障ＤＰＦである場合におけるＰＭセンサ５に捕集される単位時間当たりのＰＭ量（ＰＭ捕集量）Ａを推定する（Ｓ４）。なお、本実施形態における基準故障ＤＰＦとは、具体的には、故障によりＤＰＦ４の捕集率が著しく低下し、ＤＰＦ４を通過するＰＭ量が自己故障診断（ＯＢＤ：Ｏｎ−ｂｏａｒｄ−ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）の規制値相当の量であるＤＰＦを言う。ＯＢＤ規制値は、ＥＵＲＯ６等のＥＭ規制値（排ガス規制値）より大きい値に設定される。例えば、特定の走行モードにおいて、ＥＭ規制値におけるＰＭ量＝４．５ｍｇ／ｋｍとしたときに、ＯＢＤ規制値は例えばその約２．６７倍のＰＭ量＝１２．０ｍｇ／ｋｍに設定される。
【００３４】
Ｓ４では、具体的には、特許文献１と同様に、エンジン２の回転数やトルク（燃料噴射量）等のエンジン２の状態に基づいてエンジン２から排出されるＰＭ量、言い換えると、基準故障ＤＰＦに流入するＰＭ量（流入ＰＭ量）を推定する。なお、エンジン２の回転数は回転数センサ７１から得られる。トルク（燃料噴射量）は、アクセルペダルセンサ７２の検出値やエンジン回転数などから得られる。エンジン２の状態（回転数、トルク等）に対する流入ＰＭ量のマップをメモリ６１（図１参照）に予め記憶しておく。そして、そのマップから、今回のエンジン２の状態に対応する流入ＰＭ量を読み出せばよい。
【００３５】
また、基準故障ＤＰＦのＰＭ捕集率を推定する。具体的には例えば、基準故障ＤＰＦのＰＭ捕集率として予め定められた値αを用いる。また、ＤＰＦのＰＭ捕集率は、ＤＰＦ内に堆積されているＰＭ量（ＰＭ堆積量）や排気ガス流量によっても変わってくるので、それらＰＭ堆積量、排気ガス流量に応じて上記ＰＭ捕集率αを補正しても良い。なお、ＰＭ堆積量は、例えば、ＤＰＦ４の前後差圧に基づいて推定すれば良い。また、排気ガス流量は、例えば、エアフロメータ７４（図１参照）で検出される新気量に基づいて排気ガスの体積流量として推定すれば良い。この際、排気温センサ７３（図１参照）で検出される排気温度に応じた排気ガスの膨張分や、圧力センサ（図示外）で検出される圧力に応じた排気ガスの圧縮分を考慮して、排気ガス流量を推定する。
【００３６】
そして、推定した流入ＰＭ量と基準故障ＤＰＦのＰＭ捕集率とに基づいて、基準故障ＤＰＦから流出するＰＭ量（流出ＰＭ量）が得られる。次に、その流出ＰＭ量のうちのＰＭセンサ５に捕集されるＰＭ量を、単位時間当たりのＰＭ捕集量Ａとして推定する。具体的には、例えばＰＭセンサ５の外側を流れるＰＭのうちどの程度のＰＭが孔５１１（図２参照）からカバー５１内に侵入するか、カバー５１内に侵入したＰＭのうちどの程度のＰＭがセンサ素子５２に付着するか等を考慮して、ＰＭセンサ５へのＰＭ捕集率βを推定する。ＰＭ捕集率βは、排気ガス流量、λ（空気過剰率）、排気温度、センサ素子５２の温度等の各種状態にかかわらず一定の予め定められた値を用いても良いし、各種状態に応じて補正した値を用いても良い。例えば、排気ガス流量が大きいほどＰＭはカバー５１内に侵入しにくくなり、カバー５１に侵入したＰＭはセンサ素子５２に付着しにくくなり、付着したとしてもセンサ素子５２から離脱しやすくなる。また、λが小さくなるほど、つまりリッチになってＰＭ濃度が高くなるほど、ＰＭセンサ５に捕集されないＰＭの割合が高くなる。よって、例えば、排気ガス流量が大きいほど、又はλが小さいほど、小さい値となるようにＰＭ捕集率βを推定する。また、排気温度やセンサ素子５２の温度に応じて、センサ素子５２に作用する熱永動力が変化するので、ＰＭ捕集率βが変わってくる。そして、上記流出ＰＭ量とＰＭ捕集率βとに基づいて、単位時間当たりのＰＭ捕集量Ａを得ることができる。
【００３７】
なお、λは、例えばエンジン２の運転状態（エンジン回転数、燃料噴射量等）から推定しても良いし、排気通路３にλを検出するセンサを設け、そのセンサの検出値を用いても良い。また、排気温度は、排気温センサ７３から得られる。また、センサ素子５２の温度は、例えばセンサ素子５２に温度センサを設け、その温度センサの検出値を用いれば良い。
【００３８】
このように、ＰＭ捕集量Ａは、エンジン２の基本的な運転状態（エンジン回転数、トルク等）から定まる基本捕集量ａ１と、その基本捕集量ａ１を補正するための、排気ガスの状態（排気ガス流量、λ、排気温度等）から定まる補正捕集量ａ２（補正係数）とから求めることができる。
【００３９】
次に、エンジン２から排出される単位時間当たりのＰＭ量のうちＳｏｏｔ成分が占める割合Ｂ（以下、Ｓｏｏｔ割合という）を推定する（Ｓ５）。具体的には、Ｓｏｏｔ割合Ｂは、エンジン２での燃焼状態（エンジン２の運転状態）によって変わるので、Ｓ５では現在の燃焼状態に基づいてＳｏｏｔ割合Ｂを推定する。エンジン２の回転数及び要求トルクにより燃料噴射量やエア系制御値（吸入空気量、ＥＧＲ量等）が決まるので、基本的な燃焼状態が決まる。その基本的な燃焼状態は、エンジン２を冷却する冷却水の温度（冷却水温）や、排気温度等の環境条件によって変化する。
【００４０】
そこで、Ｓ５では、例えば、先ずエンジン２の回転数及び要求トルクに基づいて基本となるＳｏｏｔ割合ｂ１（基本Ｓｏｏｔ割合）を求める。具体的には、エンジン２の回転数及び要求トルクに対する基本Ｓｏｏｔ割合ｂ１のマップをメモリ６１に予め記憶しておく。そして、そのマップから、今回のエンジン２の状態に対応する基本Ｓｏｏｔ割合ｂ１を読み出す。その後、環境条件（冷却水温、排気温度等）によって、この基本Ｓｏｏｔ割合ｂ１を補正する。具体的には、例えば環境条件に対する基本Ｓｏｏｔ割合ｂ１を補正するための係数ｂ２（補正係数）を設定する。
【００４１】
ここで図７は、冷却水温、排気温度に対する補正係数ｂ２の考え方の一例を説明する図であり、詳細には、冷却水温又は排気温度の変化に対してＳｏｏｔ割合、ＳＯＦ成分の割合がどのように変化するかを例示している。冷却水温や排気温度が高いほど燃焼室での燃焼が効果的に行われたことになるので、エンジン２から排出される未燃燃料量は少なくなる。ゆえに、図７では、冷却水温又は排気温度が高くなるほど、未燃燃料に起因したＳＯＦ成分の割合が小さくなる。ＳＯＦ成分の割合が小さくなると、相対的に、Ｓｏｏｔ割合が大きくなる。よって、補正係数ｂ２は、例えば冷却水温又は排気温度が高くなるほど、大きい値となるように設定する。その後、基本Ｓｏｏｔ割合ｂ１に補正係数ｂ２を乗算することで、Ｓｏｏｔ割合Ｂを求める。
【００４２】
なお、図７の関係は説明にために簡単化した例であって、冷却水温又は排気温度以外の他の条件（燃焼室内の圧力など）によっても燃焼状態が変わるので、冷却水温又は排気温度が高くなったとしても他の条件によっては必ずしもＳｏｏｔ割合が大きくなるとは限らない。Ｓ５では、燃焼状態に影響する各種条件（エンジン回転数、要求トルク、冷却水温、排気温度、圧力等）のうちのできるだけ多くの条件を考慮することで、より正確な補正係数ｂ２を得ることができ、ひいてはより正確なＳｏｏｔ割合を得ることができる。
【００４３】
次に、ＤＰＦ４が基準故障ＤＰＦである場合におけるＰＭセンサ５に捕集されたＳｏｏｔ成分の累積量Ｃ（以下、捕集Ｓｏｏｔ量という）を推定する（Ｓ６）。具体的には、先ず、Ｓ４で推定したＰＭ捕集量ＡとＳ５で推定したＳｏｏｔ割合Ｂとを乗算して、現時点におけるＰＭセンサ５に捕集される単位時間当たりのＳｏｏｔ成分の量（＝Ａ×Ｂ）を求める。次に、この単位時間当たりのＳｏｏｔ成分の量を、前回のＳ６で得られた前の時点での捕集Ｓｏｏｔ量Ｃ（ｉ−１）に加えることで、現時点での捕集Ｓｏｏｔ量Ｃを求める。
【００４４】
次に、ＳＯＦ成分は燃焼するが、Ｓｏｏｔ成分は燃焼しない温度でセンサ素子５２を加熱するようにヒータ５６を制御するＳＯＦ再生制御を実行する（Ｓ７）。具体的には、上述したように、ＳＯＦ成分は２００〜３００℃以上で燃焼するのに対し、Ｓｏｏｔ成分は５００〜６００℃以上でなければ燃焼しない。そこで、ＳＯＦ再生制御においては、２００〜３００℃以上、かつ、５００〜６００℃未満の温度（例えば３００℃程度。以下、ＳＯＦ再生温度という）でセンサ素子５２を加熱する。これによって、ＰＭセンサ５に捕集されるＰＭからＳＯＦ成分を排除することができる。言い換えると、Ｓｏｏｔ成分のみＰＭセンサ５に捕集させることができ、ＤＰＦ４の故障の有無を判定する際に、ＰＭセンサ５（センサ素子５２）にＳＯＦ成分が残留するのを抑制できる。
【００４５】
また、ＳＯＦ再生制御において、常時、ヒータ５６をオンにしておくと、センサ素子５２が常時ＳＯＦ再生温度に加熱されることになるため、センサ素子５２から離れる方向に熱永動力が作用する頻度が高くなり、この熱永動力の影響によりＰＭセンサ５のＰＭ捕集効率が低下してしまう。そこで、ＳＯＦ再生制御においては、ヒータ５６をオフにする期間１０３（図６の最下段参照）を設ける。そして、そのオフ期間１０３で静電捕集を実施することで（図６の３段目参照）、ＰＭセンサ５にＳＯＦ成分の捕集を許容する形で一旦ＰＭの捕集を行う。図８は、ＳＯＦ再生制御におけるＰＭセンサ５でのＰＭ捕集状態の様子を示しており、図８の左側にオフ期間１０３での様子を示している。その後、ヒータ５６をオンにしてセンサ素子５２をＳＯＦ再生温度に加熱する期間１０４（図６の最下段参照）を設けて、その加熱期間１０４でＰＭセンサ５に捕集されているＳＯＦ成分を燃焼除去する。図８の真ん中には加熱期間１０４での様子を示している。これによって、効率的にＳｏｏｔ成分のみを捕集することができる。なお、本実施形態では、加熱期間１０４では静電捕集の実施を停止しているが（図６の３段目参照）、加熱期間１０４でも静電捕集を実施しても良い。
【００４６】
加熱期間１０４の後、ヒータ５６をオフにしたうえで、一対の電極５３間に電圧を印加、つまり静電捕集を実施する。これによって、図８の右側の様子に示すように、ＳＯＦ再生後に残ったＳｏｏｔ成分を静電捕集による静電力により一対の電極５３間に整列させることができ、Ｓｏｏｔ成分の量が一定量以上の場合には、一対の電極５３間を導通させることができる。
【００４７】
Ｓｏｏｔ成分の量が、導通が開始する一定量に未だ達していない場合には、再度、上述のオフ期間１０３と加熱期間１０４とを繰り返して、ＰＭの捕集→ＳＯＦ成分の燃焼除去を繰り返す。結局、図６の最下段に示すように、ＳＯＦ再生制御においては、オフ期間１０３と加熱期間１０４とが交互に繰り返される。本実施形態では、オフ期間１０３の幅は各オフ期間１０３の間で一定とし、加熱期間１０４の幅は各加熱期間１０４の間で一定としている。また、オフ期間１０３の幅と、加熱期間１０４の幅は、同じであっても良いし、異なっていたとしても良い。オフ期間１０３の幅、加熱期間１０４の幅は、長くしすぎると、ＰＭセンサ５の出力が発生する時期（立ち上がり時期）を正確に把握できなくなる可能性がある。つまり、オフ期間１０３、加熱期間１０４を経て、ＰＭセンサ５の出力を確認した時には、出力発生から相当時間が経過している可能性がある。そのため、オフ期間１０３、加熱期間１０４の幅は、長くしすぎないようにするのが好ましい。なお、Ｓ７の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「捕集制御手段」、「加熱制御手段」に相当する。
【００４８】
次に、センサ出力の立ち上がり時期に基づくＤＰＦ故障の判定タイミングが成立（到来）したか否かを判定する（Ｓ８）。具体的には、Ｓ６で推定した捕集Ｓｏｏｔ量Ｃが、ＰＭセンサ５の出力が立ち上がる（電極５３間の導通が開始する）ＰＭ捕集量として予め定めた値Ｋ１（導通開始捕集量）に達しか否かを判定する。このように、Ｓ８では、ＤＰＦ４が基準故障ＤＰＦの場合におけるＰＭセンサ５の出力が立ち上がる時期ｔ０（基準時期）が到来したか否かを判定している。なお、図６の２段目には、基準時期ｔ０を示している。
【００４９】
捕集Ｓｏｏｔ量Ｃが未だ導通開始捕集量Ｋ１に達していない場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、基準時期ｔ０（判定タイミング）が未だ到来していないとして、Ｓ４に戻る。この場合、捕集Ｓｏｏｔ量Ｃを更新し（Ｓ４〜Ｓ６）、ＳＯＦ再生制御を実施（Ｓ７）した後に、再度、更新後の捕集Ｓｏｏｔ量Ｃが導通開始捕集量Ｋ１に達したか否かを判定する（Ｓ８）。
【００５０】
捕集Ｓｏｏｔ量Ｃが導通開始捕集量Ｋ１に達した場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、基準時期ｔ０（判定タイミング）が到来したとして、次に、ＰＭセンサ５の実際の出力（ＳＯＦ成分が排除された出力（Ｓｏｏｔ量出力））が既に発生しているか否かを判定する（Ｓ９）。具体的には、ＰＭセンサ５の出力が、予め定められた立ち上がり出力値Ｋ２（所定値）以上であるか否かを判定する。なお、Ｓ９では、実際のＰＭセンサ５の出力が立ち上がる時期（実際時期）が基準時期ｔ０より先か後かを判定することを意味する。センサ出力が所定値Ｋ２未満の場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、センサ出力は未だ立ち上がっていない、つまり実際のＰＭセンサ５の立ち上がり時期（実際時期）は基準時期ｔ０よりも後となる。この場合、図６の２段目に示すライン１０２の出力変化となる。この場合には、ＤＰＦ４は、基準故障ＤＰＦよりもＤＰＦを通過するＰＭ量が少ないので、正常であると判定する（Ｓ１１）。
【００５１】
これに対して、センサ出力が所定値Ｋ２以上の場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、センサ出力は既に立ち上がっている、つまり実際時期は基準時期ｔ０よりも先となる。この場合、図６の２段目に示すライン１０１の出力変化となる。この場合には、ＤＰＦ４は、基準故障ＤＰＦよりもＤＰＦを通過するＰＭ量が多いので、故障であると判定する（Ｓ１０）。Ｓ１０、Ｓ１１の後、図５のフローチャートの処理を終了する。なお、Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ８〜Ｓ１１の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「故障判定手段」に相当する。Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ８の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「出力推定手段」に相当する。Ｓ９〜Ｓ１１の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「比較判定手段」に相当する。Ｓ４〜Ｓ６の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「Ｓｏｏｔ量推定手段」に相当する。また、ＰＭセンサ５及びＳ１〜Ｓ３、Ｓ７の処理を実行するＥＣＵ６が本発明の「粒子状物質検出装置」に相当する。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、図５のＳ１〜Ｓ３の処理により、ＳＯＦ成分がほとんど発生しない時のみに静電捕集を実施しているので、Ｓｏｏｔ成分のみ（ＳＯＦ成分を含まないＰＭ）をＰＭセンサ５に捕集させることができる。よって、ＳＯＦ成分の存在によるＰＭセンサ５の検出感度の低下やばらつきを防止でき、ＰＭセンサ５で微量のＰＭ量をも検出できる。結果、正確にＤＰＦ４の故障の有無を判定できる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、図５のＳ７の処理でＳＯＦ再生制御を実行しているので、Ｓ３で静電捕集を開始した際に、微量なＳＯＦ成分がＰＭに含まれていたとしても、そのＳＯＦ成分をＰＭセンサ５の捕集対象から排除できる。よって、より一層、ＰＭセンサ５の検出感度の低下を防止でき、より正確にＤＰＦ４の故障の有無を判定できる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、図５のＳ４〜Ｓ６、Ｓ８の処理により、ＤＰＦ４の故障判定の閾値となる基準時期を、ＳＯＦ成分を排除した捕集Ｓｏｏｔ量に基づいて設定しているので、基準時期と実際のセンサ出力（Ｓｏｏｔ成分の量に応じた出力）の立ち上がり時期（実際時期）とを、同じ性格の値にそろえることができる。よって、正確にＤＰＦ４の故障の有無を判定できる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＳＯＦ再生制御において、ヒータのオフ期間、加熱期間の幅を、エンジンの運転状態にかかわらず一定としていたが、それら幅をエンジンの運転状態に基づくＰＭの排出状態に応じて変更しても良い。具体的には、例えばエンジンからのＰＭの排出量が多い場合には、オフ期間を長くしてより多くのＰＭ量をＰＭセンサに捕集させる。これによって、エンジンからのＰＭの排出状態に応じて効率的にＰＭセンサにＰＭを捕集できる。また、加熱期間の幅は、オフ期間により捕集されたＰＭ量（ＳＯＦ成分の量）に応じて変更することで、効率的にＳＯＦ成分を燃焼除去できる。
【００５６】
また、上記実施形態では、図５の処理において、Ｓ１〜Ｓ３の処理に基づく第１特徴（ＳＯＦ成分が発生しない時のみ静電捕集を実施）と、Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ８の処理に基づく第２特徴（捕集Ｓｏｏｔ量（Ｓｏｏｔ割合）に基づいて故障判定の閾値（基準時期）を設定）と、Ｓ７の処理に基づく第３特徴（ＳＯＦ成分のみ燃焼除去）とを全て実施した例を説明した。しかし、これら３つの特徴を全て実施しなくても良く、いずれか１つ、又は２つのみを実施しても良い。具体的には、例えば第１特徴のみ実施する場合には、図５の処理において、例えばＳ５〜Ｓ７の処理を省略し、Ｓ８では、Ｓ４で推定したＰＭ捕集量Ａの累積値が、導通開始捕集量Ｋ１に達したか否かを判定する。つまり、Ｓ１〜Ｓ３の処理でＳＯＦ成分が発生しない時のみ静電捕集を実施し、その後は、特許文献１と同様の方法でセンサ出力の立ち上がり時期に基づいてＤＰＦの故障判定をする。また、第３特徴も実施する場合には、これにＳ７の処理を追加すれば良い。
【００５７】
また、例えば第１特徴、第２特徴のみ実施する場合には、図５の処理において、Ｓ７の処理を省略すれば良い。また、例えば、第２特徴のみ実施する場合には、図５の処理において、Ｓ１、Ｓ２の処理及びＳ７の処理を省略すれば良い。第２特徴、第３特徴を実施する場合には、図５の処理において、Ｓ１、Ｓ２の処理を省略すれば良い。また、例えば第３特徴のみ実施する場合には、図５の処理において、Ｓ１、Ｓ２の処理及びＳ５、Ｓ６の処理を省略するとともに、Ｓ８では、Ｓ４で推定したＰＭ捕集量Ａの累積値が、導通開始捕集量Ｋ１に達したか否かを判定すれば良い。このように、３つの特徴のいずれか１つ、又は２つのみを実施したとしても、正確にＤＰＦの故障を検出できる。
【００５８】
また、上記実施形態では、センサ出力の立ち上がり時期に基づいてＤＰＦの故障判定をしていたが、立ち上がり後の出力変化（出力の傾き）に基づいてＤＰＦの故障判定をし、その際に本発明の特徴を適用しても良い。具体的には、例えば上記第１特徴（Ｓ１〜Ｓ３の処理）や第３特徴（Ｓ７の処理）を実施しつつ、ＤＰＦが基準故障ＤＰＦの場合におけるＰＭセンサの出力変化を故障判定の閾値として推定し、その閾値と実際の出力変化とを比較して、実際の出力変化のほうが閾値より大きければＤＰＦ故障と判定し、小さければＤＰＦ正常と判定する。これによって、第１特徴や第３特徴の実施により、閾値と比較する実際の出力変化の感度（ＰＭセンサの検出感度）を向上できるので、ＤＰＦの故障判定を正確に行うことができる。さらに、この閾値（ＤＰＦが基準故障ＤＰＦの場合におけるＰＭセンサの出力変化）を第２特徴に基づいて設定しても良い。つまり、Ｓｏｏｔ割合に基づいてＰＭセンサに捕集されたＳｏｏｔ量（捕集Ｓｏｏｔ量）を推定し（図５のＳ４〜Ｓ６）、推定した捕集Ｓｏｏｔ量の変化を閾値に設定する。これによって、正確にＤＰＦの故障を検出できる。
【００５９】
また、上記第１特徴、第３特徴に基づくＰＭ量の検出を、ＤＰＦの故障判定以外の用途に適用しても良い。具体的には、例えば、ＰＭセンサをＤＰＦの上流に設置して、そのＰＭセンサの出力に基づきＤＰＦに流入するＰＭ量を推定する用途に、第１特徴（Ｓ１〜Ｓ３の処理）や第３特徴（Ｓ７の処理）を適用しても良い。これによって、ＰＭセンサの検出感度を向上できるので、ＤＰＦの流入するＰＭ量を正確に推定できる。
【符号の説明】
【００６０】
１  エンジンシステム（フィルタの故障検出装置）
２  ディーゼルエンジン（内燃機関）
３  排気通路
４  ＤＰＦ（フィルタ）
５  ＰＭセンサ（センサ）
５２  センサ素子（素子）
５３  電極
６  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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