(57)【要約】【課題】部品点数を少なく抑えながら、排気温度（特に対象センサ周辺の排気温度）を高い精度で検出することのできる内燃機関のセンサ情報検出装置及び排気温度検出装置を提供する。【解決手段】エンジン（内燃機関）の排気通路に設けられて所定の温度領域（例えば「７００℃」）で活性化されて高い検出能力を発揮するＡ／Ｆセンサと、同センサよりも上流側の通路内温度を検出する温度センサと、を備える内燃機関システムに適用されるセンサ情報検出装置として、上記温度センサの温度検出位置からＡ／Ｆセンサの配設位置までの温度勾配を求めるプログラム（演算部Ｂ１，Ｂ２及びマップＭ１，Ｍ２）と、その温度勾配と温度センサの出力とに基づいてＡ／Ｆセンサ周辺の温度（センサ雰囲気温度）を推定するプログラム（逆伝達関数Ｂ１ａ、演算部Ｂ３，Ｂ４、及びマップＭ３）と、を備える構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路又は排気通路に設けられて所定の温度領域で活性化される所定の対象センサと、該対象センサよりも上流側の通路内温度を検出する上流側温度センサと、を備える内燃機関システムに適用され、
前記上流側温度センサの温度検出位置から前記対象センサの配設位置までの温度勾配を求める温度勾配導出手段と、
前記温度勾配導出手段により求められた温度勾配と前記上流側温度センサの出力とに基づいて前記対象センサ周辺の温度を推定する温度推定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項２】
前記温度勾配導出手段は、前記上流側温度センサの温度検出位置から前記対象センサの配設位置までを流れる吸気又は排気の流量を検出するとともに、その検出した流量に基づいて前記温度勾配を求めるものである請求項１に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項３】
前記温度勾配導出手段は、前記内燃機関の通常制御に用いられている所定の信号に基づいて前記流量を推定するものである請求項２に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項４】
前記内燃機関システムにおいて、前記対象センサよりも下流側には、通路内の所定位置での温度を検出する下流側温度センサが設けられており、
前記温度勾配導出手段が、前記上流側温度センサの出力と前記下流側温度センサの出力とに基づいて、前記温度勾配を求めるものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項５】
前記温度勾配導出手段は、前記内燃機関の運転状況に基づいて前記温度勾配の算出態様を可変設定するものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項６】
前記温度推定手段は、前記対象センサ周辺の圧力も加味して、前記対象センサ周辺の温度を推定するものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項７】
前記内燃機関システムにおいて、前記内燃機関の排気通路には、排気中の粒子状物質を除去するための排気浄化フィルタが設けられており、
前記対象センサは、前記内燃機関の排気通路中、前記排気浄化フィルタよりも排気上流側に設けられてなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項８】
前記対象センサには、駆動状態で発熱して駆動量が大きくなるほど発熱量を大きくする発熱装置が装着されており、
該発熱装置の駆動量を、前記温度推定手段により推定された温度に基づいて制御する発熱制御手段をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項９】
前記対象センサは、前記排気通路内の排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサである請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項１０】
前記対象センサは、前記排気通路内の排気の空燃比を検出する空燃比センサである請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ情報検出装置。
【請求項１１】
通路内温度を検出する温度センサと、排気中の粒子状物質を除去するための排気浄化フィルタとを、排気通路に有する内燃機関に適用され、前記温度センサの出力と、前記排気浄化フィルタの状態を示す１乃至複数のフィルタパラメータとに基づき、前記排気通路について、前記排気浄化フィルタよりも上流側にあって且つ前記温度センサよりも下流側にあたる所定の検出部位の排気温度を推定する温度検出手段を備えることを特徴とする内燃機関の排気温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内で燃料の燃焼を行うエンジン（内燃機関）の吸気通路又は排気通路に設けられたセンサ（例えば酸素濃度センサや空燃比センサ等）に適用されて同センサ周辺の温度を検出するセンサ情報検出装置、及び同エンジンから排出される排気の温度を検出する排気温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車等の動力に用いられるエンジン（内燃機関）を制御するエンジン制御システムとしては、空燃比（＝空気の重量／燃料の重量）を検出するために、酸素濃度及び未燃ガス濃度により出力を変化させる空燃比センサ、あるいは大気中と排気中との酸素濃度差により出力を変化させる酸素濃度センサ、の設けられたシステムが知られている。そして、こうしたシステムで用いられる上記空燃比センサとしては、センサ素子が例えばジルコニア素子からなるものがよく知られている。このセンサは、センサ素子への電圧印加により発生する電流値が、排気中の酸素濃度及び未燃ガス濃度により変化することで、空燃比の状態を検出するものであり、そのセンサ出力（発生起電力）の信頼性は、センサ素子の温度に依存する。詳しくは、この種のセンサは通常、センサ素子が常温よりも高い所定の温度領域（活性状態）にある場合に高い検出能力を発揮する。このため、こうしたセンサを用いる場合には、高い検出精度を確保すべく、上記センサ素子の温度を、例えば「６５０℃」以上の活性温度領域に維持するような制御（センサ加熱制御）を行うことが重要になる。具体的には、例えばセンサ素子に電気ヒータ（発熱装置）を設け、そのヒータの通電量を調整する（所望の量に制御する）ことにより、センサ素子を活性状態に維持することができる。なお、センサ素子の温度は、例えばセンサ素子の抵抗値等に基づいて推定することができる。
【０００３】
しかしながら、こうした空燃比センサをはじめとするガスセンサの固体電解質材として用いられるジルコニア等は、一般に割れ易い。特にエンジン始動時には、まだ排気管周りが冷えており、飽和水蒸気量（空気に含有される水蒸気の最大量）が少ない。このため、排気中に含まれる水分が液滴化し、凝縮水としてセンサに付着し易い環境（センサが被水し易い環境）になっている。このため、もしセンサを活性化させるべくヒータが駆動された状態で凝縮水による被水を受けた場合には、熱応力変化に起因してセンサ素子に亀裂等の生じるおそれがある。
【０００４】
そこで従来、例えば特許文献１に記載のように、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）よりも排気下流側に温度センサを設けるようにした排気温度検出装置が用いられている。この特許文献１に記載の装置を含めた従来一般に用いられているセンサ加熱制御装置では、こうした温度センサの近傍に活性化対象のセンサ（対象センサ）が設けられ、その温度センサの出力に基づいて対象センサ周辺の排気温度を検出するようにしている。そして、その検出した排気温度に基づいてエンジン始動初期に排気管内に液滴状の水分が存在しているか否かを判定するとともに、その判定により液滴状の水分が存在している旨判定された場合には、対象センサに装着された電気ヒータの駆動量（通電量）を所定の時間（待機時間）だけ少量に制限することとする。こうした装置では、被水時には対象センサの加熱量を制限することで、上述の亀裂の発生によるセンサ寿命の短縮やセンサ破損を防止（又は抑制）するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２４５１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした装置では、活性化対象のセンサ近傍に温度センサを必要とすることで、部品点数の増加に伴うコスト増大等の不都合が懸念されるようになる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、部品点数を少なく抑えながら、排気温度（特に対象センサ周辺の排気温度）を高い精度で検出することのできる内燃機関のセンサ情報検出装置及び排気温度検出装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及び、その作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、内燃機関のセンサ情報検出装置として、内燃機関の吸気通路又は排気通路に設けられて（常温よりも高い）所定の温度領域（例えば「１００℃」以上）で活性化される所定の対象センサと、該対象センサよりも上流側の通路内温度を検出する上流側温度センサと、を備える内燃機関システムに適用され、前記上流側温度センサの温度検出位置から前記対象センサの配設位置までの温度勾配を求める温度勾配導出手段と、前記温度勾配導出手段により求められた温度勾配と前記上流側温度センサの出力とに基づいて前記対象センサ周辺の温度を推定する温度推定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
発明者は、対象センサよりも上流側の温度（センサ上流側温度）を検出することさえできれば、その温度の検出位置から対象センサの配設位置までの温度勾配（いわば「センサ上流側温度とセンサ雰囲気温度との関係式」に相当）を求めることで、対象センサ周辺の温度（センサ雰囲気温度）を推定することを見出し、上記装置を発明した。こうした装置であれば、新たにセンサを設けずとも、通常制御において対象センサよりも上流側で使用されている既存の温度センサ（上流側温度センサ）の出力に基づいて、対象センサ周辺の温度を推定することが可能になる。そして、こうして求めたセンサ雰囲気温度に基づいて、例えばセンサ加熱用ヒータの駆動量を制御したり、センサ雰囲気温度の特性を学習したりすることなどが可能になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、上記請求項１に記載の装置において、前記温度勾配導出手段が、前記上流側温度センサの温度検出位置から前記対象センサの配設位置までを流れる吸気又は排気の流量を検出（推定又は実測）するとともに、その検出した流量に基づいて前記温度勾配を求めるものであることを特徴とする。
【００１１】
発明者の実験等によると、前記上流側温度センサの温度検出位置から前記対象センサの配設位置までを流れる吸気又は排気の流量が大きくなるほど、前記温度勾配は小さくなる（勾配がなだらかになる）。上記請求項２に記載の発明は、こうした点に鑑みてなされたものであり、前記温度勾配導出手段を、上記吸気又は排気の流量を検出するものとすることで、その検出した流量に基づいて、前記温度勾配をより容易且つ的確に求めることが可能になる。
【００１２】
またこの場合、請求項３に記載の発明のように、前記温度勾配導出手段についてはこれを、前記内燃機関の通常制御に用いられている所定の信号（エンジンを運転させるためのアクチュエータ指令値や、その時のエンジンの状態など）に基づいて流量を推定するものとすることが有効である。こうすることで、新たに特別なセンサを設けずに前記流量が得られる。なお、前記内燃機関の通常制御に用いられている所定の信号としては、同機関の出力軸の回転速度、吸入空気量（吸気量）、及び燃料噴射量の少なくとも１つに係るパラメータを用いることが有効である。また、この流量の推定に際しては、例えば所定のマップ（いわゆる適合マップ）や一般式等を用いることが有効である。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置において、前記内燃機関システムにおいて、前記対象センサよりも下流側には、通路内の所定位置での温度を検出する下流側温度センサが設けられており、前記温度勾配導出手段が、前記上流側温度センサの出力と前記下流側温度センサの出力とに基づいて、前記温度勾配を求めるものであることを特徴とする。
【００１４】
一般に勾配を求める場合には、その勾配の一端だけの情報よりも、両端の情報を得て、両者を比較することが重要になる。したがって、前記温度勾配を高い精度で検出する上では、上記のように下流側温度センサを設け、前記上流側温度センサの出力だけでなく、同下流側温度センサの出力も加味して、前記温度勾配を求める構成が有効である。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置において、前記温度勾配導出手段が、前記内燃機関の運転状況に基づいて前記温度勾配の算出態様を可変設定するものであることを特徴とする。
【００１６】
例えば対象センサが前記内燃機関の排気通路に設けられた場合には、排気の温度は、基本的には、その排気がより下流へ進むほど低くなるような傾向を示す。しかしながら、例えば対象センサよりも下流側にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）が設けられている場合において、ＤＰＦの再生処理時などには、ＤＰＦ再生に伴う発熱によって、対象センサよりも下流側の排気の方がその温度が高くなることも起こり得る。この点、上記装置では、前記内燃機関の運転状況（例えばＤＰＦ再生処理の有無など）に基づいて前記温度勾配の算出態様を可変設定することができる。このため、時々の状況に応じた（最適な）算出態様に基づいて、前記温度勾配についてはこれを、より的確に算出することが可能になる。なお、この算出態様の可変設定に際しては、例えば所定のマップ（いわゆる適合マップ）や一般式等を用いることが有効である。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、上記請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置において、前記温度推定手段についてはこれを、前記対象センサ周辺の圧力も加味して、前記対象センサ周辺の温度を推定するものであることを特徴とする。
【００１８】
一般に、気体の圧力が大きくなると、その温度も高くなる（ボイルシャルルの法則）。したがって、前記対象センサ周辺の温度（センサ雰囲気温度）を高い精度で検出する上では、上記のように前記対象センサ周辺の圧力も加味して、前記対象センサ周辺の温度を推定する構成が有効である。
【００１９】
また、上記請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明を一般的なエンジンシステムに適用することを考えた場合には、請求項７に記載の発明のように、前記内燃機関システムにおいて、前記内燃機関の排気通路には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を除去するための排気浄化フィルタ（例えばＤＰＦ）が設けられており、前記対象センサが、前記内燃機関の排気通路中、前記排気浄化フィルタよりも排気上流側に設けられたものである構成とすることで、特にその実用性が高くなる。またこの場合、ＤＰＦによるＰＭの量（ＰＭ捕集量）に応じて対象センサ周辺の圧力が変動する可能性が高い。したがって、この請求項７に記載の発明は、上記請求項６に記載の発明と併せ適用して特に有効である。
【００２０】
また、前記対象センサに、駆動状態で発熱して駆動量が大きくなるほど発熱量を大きくする発熱装置が装着されたシステムについて適用される場合には、請求項８に記載の発明のように、上記請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置において、該発熱装置の駆動量を、前記温度推定手段により推定された温度に基づいて制御する発熱制御手段をさらに備える構成とすることが有効である。
【００２１】
このように、発熱制御手段を設け、前記温度推定手段により求めたセンサ雰囲気温度に基づいて発熱装置（例えばセンサ加熱用ヒータ）の駆動量を制御することで、前述した被水状態での加熱や高温状態での被水に起因したセンサの劣化や破損等を抑制しつつ、対象センサを活性化させることが可能になる。例えばセンサ雰囲気温度に基づいて上記発熱装置に対する通電の許可判定を行う構成（特にその判定に基づいてエンジン始動初期におけるセンサ加熱処理の開始タイミングを決める構成）などが有効である。
【００２２】
また、上記請求項１〜８に記載の発明は、前記対象センサが、前記内燃機関の燃焼行程後に排気の排出される排気通路に設けられた排気系センサである場合に適用して特に有効である。排気系センサでは、排気流の勢いや排気熱による温度変化に起因して被水が生じ易くなる。このため、上記請求項１〜８に記載の発明は、こうした場合に適用して特に有効である。
【００２３】
さらに、常温よりも高い温度領域で活性化されるセンサは、排気中のガス成分（特にガス濃度）を検出するセンサとして用いられることが多い。特に自動車用エンジン（車載内燃機関）では、上述の酸素濃度センサや空燃比センサの需要が大きい。したがって、上記請求項１〜８のいずれか一項に記載の発明は、請求項９に記載の発明のように、
・前記排気系センサが、前記内燃機関から排出される排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサである構成。
あるいは請求項１０に記載の発明のように、
・前記対象センサが、前記排気通路内の排気の空燃比を検出する空燃比センサである構成。
等々の構成として、その実用性が高い。
【００２４】
また発明者は、上記各装置を実現するために用いて有益な装置（内燃機関の排気温度検出装置）として、請求項１１に記載の装置を発明した。すなわち、請求項１１に記載の発明では、内燃機関の排気温度検出装置として、通路内温度を検出する温度センサと、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を除去するための排気浄化フィルタとを、排気通路に有する内燃機関に適用され、前記温度センサの出力と、前記排気浄化フィルタの状態を示す１乃至複数のフィルタパラメータとに基づき、前記排気通路について、前記排気浄化フィルタよりも上流側にあって且つ前記温度センサよりも下流側にあたる所定の検出部位の排気温度を推定する温度検出手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
こうした装置でも、温度検出手段による検出部位を、例えば対象センサの配設位置に設定することで、新たにセンサを設けずとも、通常制御において同センサよりも上流側で使用されている既存の温度センサの出力に基づいて、対象センサ周辺の温度（センサ雰囲気温度）を推定することが可能になる。
【００２６】
またこの場合、前記フィルタパラメータを、前記排気浄化フィルタの目詰まり度合を示すものとすることが有効である。こうすることで、検出部位の温度をより的確に推定することが可能になる。なお、この目詰まり度合を示すパラメータとしては、例えば前記排気浄化フィルタの上流側と下流側との差圧を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図１〜図５を参照して、本発明に係るセンサ情報検出装置及び排気温度検出装置を具体化した一実施形態について説明する。なお、本実施形態のシステムは、コモンレール式の燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンを制御対象にするエンジン制御システムである。本実施形態の各検出装置は、このシステムに搭載され、エンジン排気系に設けられた空燃比センサの周辺温度（雰囲気温度）を検出するために用いられるものである。
【００２８】
まず図１を参照して、本実施形態に係るエンジン制御システムの概略構成について説明する。図中の信号線は配線レイアウトに相当する。なお、このシステムの制御対象とするエンジン（図中のエンジン１０）としては、４輪自動車（例えばＡＴ車）に搭載される多気筒（例えば直列４気筒）エンジンを想定している。ただし、この図１においては、説明の便宜上、１つのシリンダ（図中のシリンダ２０）のみを図示している。このエンジン１０は、４ストローク（４×ピストン行程）のレシプロ式ディーゼルエンジン（内燃機関）である。すなわちこのエンジン１０では、吸排気弁２１，２２のカム軸（図示略）に設けられた気筒判別センサ（電磁ピックアップ）にてその時の対象シリンダが逐次判別され、例えば図中のシリンダ２０をシリンダ＃１とする４つのシリンダ＃１〜＃４について、それぞれ吸入・圧縮・燃焼・排気の４行程による１燃焼サイクルが「７２０°ＣＡ」周期で、詳しくは例えば各シリンダ間で「１８０°ＣＡ」ずらして、シリンダ＃１，＃３，＃４，＃２の順に逐次実行される。これら４つのシリンダ＃１〜＃４の構成は基本的には同様の構成となっているため、ここでは１つのシリンダ２０に注目して、当該システムについての説明を行う。
【００２９】
同図１に示されるように、このシステムは、シリンダ２０内での燃焼を通じて生成したトルクにより出力軸であるクランク軸１０ａ（図示部分はクランク軸に装着されたパルサ歯車）を回転させるエンジン１０を制御対象として、該エンジン１０を制御するための各種センサ及びＥＣＵ（電子制御ユニット）７０等を有して構築されている。以下、制御対象のエンジン１０をはじめ、このシステムを構成する各要素について詳述する。
【００３０】
ここで制御対象とされるエンジン１０（ディーゼルエンジン）は、基本的には、シリンダブロック２０ａとシリンダヘッド２０ｂとによりシリンダ（気筒）２０が形成されて構成されている。シリンダブロック２０ａには、冷却水がエンジン１０内を循環するための冷却水路（ウォータジャケット）２１ａと、同水路２１ａ内の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ２１ｂと、が設けられており、その冷却水によりエンジン１０が冷却されている。また、シリンダ２０内には、ピストン２０ｃが収容され、そのピストン２０ｃの往復動により、エンジン１０の出力軸であるクランク軸１０ａが回転するようになっている。なお、クランク軸１０ａの外周側には、所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）クランク角信号を出力するクランク角センサ１０ｂ（例えば電磁ピックアップ）が配設され、同クランク軸１０ａ（エンジン出力軸）の回転角度位置や回転速度（エンジン回転速度）等が検出可能とされている。
【００３１】
シリンダブロック２０ａ上端面に固定されるシリンダヘッド２０ｂと、シリンダ２０内のピストン２０ｃ冠面との間には、燃焼室２０ｄが形成されている。シリンダヘッド２０ｂには、燃焼室２０ｄに開口する吸気ポート（吸気口）１１と排気ポート（排気口）１２とが例えば１つのシリンダに対して２つずつ（計４ポート）形成されている。そして、これら吸気ポート１１及び排気ポート１２が、それぞれ図示しないカム（詳しくはクランク軸１０ａと連動するカム軸に取り付けられたカム）によって駆動される吸気弁（吸気バルブ）２１と排気弁（排気バルブ）２２とにより開閉されるようになっている。さらに、これら各ポートを通じてシリンダ２０内の燃焼室２０ｄと車外（外気）とを連通可能にすべく、吸気ポート１１には、シリンダ２０に外気（新気）を吸入するための吸気管３０（吸気通路）が接続され、排気ポート１２には、各シリンダから燃焼ガス（排気）を排出するための排気管４０（排気通路）が接続されている。
【００３２】
エンジン１０の吸気系を構成する吸気管３０には、最上流部のエアクリーナ（図示略）を通じて空気中の異物が除去されつつ新気が吸入され、エアクリーナの下流側には、その新気の流量（新気量）を電気信号として検出するエアフロメータ３１（例えばホットワイヤ式エアフロメータ）が設けられている。また、このエアフロメータ３１の近傍には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３２が設けられている。さらに、これらエアフロメータ３１及び吸気温センサ３２よりも下流側には、過給用の吸気コンプレッサ５０ａ（詳しくは後述）と、ＤＣモータ等のアクチュエータによって電子的に開度調節される電子制御式のスロットル弁３３（吸気絞り弁）と、このスロットル弁３３の開度（スロットル弁開度）や動き（開度変動）を検出するためのスロットル開度センサ３３ａとが設けられている。
【００３３】
他方、エンジン１０の排気系を構成する排気管４０には、過給用の排気タービン５０ｂ（詳しくは後述）と、排気浄化システムとしてのＤＰＦシステム４１とが配設されている。図２に、このＤＰＦシステム４１の詳細を示す。
【００３４】
同図２に示されるように、このシステムは、大きくは、排気上流側から、例えば白金系金属等からなる酸化触媒４１１，４１４と、排気中のＰＭ（Particulate Matter、粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）４１６とを有して構成されている。そして、酸化触媒４１１の排気下流側近傍（触媒出口付近）には、その触媒出口付近での通路内温度（排気温度に相当）を検出する温度センサ４１２（上流側温度センサ）が設けられており、酸化触媒４１１の温度（ひいては同触媒４１１の状態）が検出（推定）可能とされている。さらに、酸化触媒４１４とＤＰＦ４１６との間には、温度センサ４１５ａ（下流側温度センサ）及び差圧センサ４１５ｂが設けられており、それら両装置間の排気温度及び排気圧力（ひいては酸化触媒４１４やＤＰＦ４１６の状態）がそれぞれ検出（推定）可能とされている。他方、ＤＰＦ４１６よりも下流側には温度センサ（排気温センサ）は設けられていない。
【００３５】
ここで、上記ＤＰＦ４１６は、例えばコーディエライト等の耐熱性セラミックからなる連続再生式のＰＭ除去用フィルタであり、例えば出力トルクを主に生成するための燃料噴射であるメイン噴射後のポスト噴射等で捕集ＰＭを繰り返し燃焼除去する（再生処理に相当）ことにより継続的に使用することができるようになっている。また、上記差圧センサ４１５ｂは、一端側が大気に開放されることで、ＤＰＦ４１６の排気上流側近傍（ＤＰＦ入口付近）の圧力と外気（大気圧）との差圧を検出するようになっている。そして、この差圧センサ４１５ｂにより検出される差圧は、上記ＤＰＦ４１６による圧力損失に相当し、上記ＰＭ捕集によるＤＰＦ４１６の目詰まりの度合を示すものとなる。こうして、その差圧を参照することにより、上記ＤＰＦ４１６にて捕集されたＰＭの量（ＰＭ捕集量）を検出することが可能になっている。
【００３６】
さらに上記酸化触媒４１４（ひいては温度センサ４１５ａ）よりも排気上流側にあって且つ上記温度センサ４１２よりも排気下流側には、リニア検出式の空燃比センサであるＡ／Ｆセンサ４２が設けられている。本実施形態では、このＡ／Ｆセンサ４２が、センサ情報検出装置の対象センサとなる。図３に、同センサ４２の一例として、いわゆる積層タイプのヒータ付Ａ／Ｆセンサについて、その（ａ）概観構造、及び（ｂ）内部構造を示す。なお、この図３において、（ａ）はそのセンサの概観形状を示す側面図、（ｂ）は同センサの内部構造を示す断面図である。
【００３７】
同図３に示されるように、このセンサ４２は、大きくは、ジルコニア（ＺｒＯ2）等の固体電解質からなるセンサ素子４２１と、このセンサ素子４２１を加熱するヒータ４２２（発熱装置）との積層体が、センシング部（ガス検出部）に相当するその先端部において外側カバー４２７及び内側カバー４２８により二重に被われて構成されている。ここで、センサ素子４２１は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなる基板上に、ガス遮蔽層や拡散抵抗層等と共に形成され、一対の電極に挟まれるセンシング部には所定の電圧が印加されている。また、ヒータ４２２は、駆動エネルギーが与えられる（通電される）ことで駆動状態（通電状態）となり、その駆動状態で発熱して駆動量（通電量）が大きくなるほど発熱量を大きくするものであり、上記センサ素子４２１のセンシング部を直接的且つ均一に加熱するように、同基板の所定箇所に（必要があれば複数箇所に分けて）埋め込まれるかたちで形成されている。そして、これらの積層体を被う外側カバー４２７及び内側カバー４２８には、センシング対象となる排気を取り入れるための通気孔が側面（孔４２７ａ，４２８ａ）及び底面（孔４２７ｂ，４２８ｂ）に設けられており、これら通気孔を通じて内側カバー４２８内（センシング部）に取り込まれた排気中の酸素濃度が、センサ素子４２１によって検出されるようになっている。このセンサ４２では、上記外側カバー４２７及び内側カバー４２８により通気孔の迷路構造が形成され、こうした通気孔の迷路構造によりこのセンサ（Ａ／Ｆセンサ４２）の耐被水性は高められている。以下、再び図１を参照して、本実施形態のエンジン制御システムについての説明を続ける。
【００３８】
同システムの制御対象とされるエンジン１０は、燃料供給方式として筒内噴射式を採用している。すなわち、シリンダ２０内において燃焼室２０ｄには、図示しないコモンレール（蓄圧配管）から供給された高圧燃料（例えば噴射圧力「１０００気圧」以上の軽油）を、同燃焼室２０ｄ内へ直接的に噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁としてのインジェクタ１５が、さらに設けられている。エンジン１０においては、こうしたインジェクタの開弁駆動により各シリンダに対して所要の量の燃料が随時噴射供給されている。すなわち、エンジン１０の運転時には、吸気弁２１の開動作により吸入空気が吸気管３０からシリンダ２０の燃焼室２０ｄ内へ導入され、これがインジェクタ１５から噴射供給された燃料と混ざり、混合気の状態でシリンダ２０内のピストン２０ｃにより圧縮されて着火（自己着火）、燃焼し、排気弁２２の開動作により燃焼後の排気が排気管４０へ排出されることになる。
【００３９】
さらに、このシステムにおいて、吸気管３０と排気管４０との間にはターボチャージャが配設されている。このターボチャージャは、いわゆる可変ノズル式のターボチャージャであり、吸気管３０の中途に設けられた吸気コンプレッサ５０ａと、排気管４０の中途に設けられた排気タービン５０ｂとを有し、これらコンプレッサ５０ａ及びタービン５０ｂが、図示しないシャフトにて連結されている。すなわち、排気管４０を流れる排気によって排気タービン５０ｂが回転し、その回転力がシャフトを介して吸気コンプレッサ５０ａへ伝達され、この吸気コンプレッサ５０ａにより、吸気管３０内を流れる空気が圧縮されて過給が行われる。またここで、排気タービン５０ｂは、周知の弁機構からなる可変ノズル機構５０ｃを備え、この可変ノズル機構５０ｃの開閉動作に応じて排気流路の面積が変化することで、同タービン５０ｂにぶつかる排気の流速、ひいては同タービン５０ｂの回転速度も変化するようになっている。このターボチャージャでは、こうした可変ノズル機構５０ｃに対する指令値に基づき、排気タービン５０ｂの回転速度を制御して、このタービン５０ｂの回転に応じた吸気コンプレッサ５０ａの回転による過給量を可変制御する（ノズルを絞るほど過給量は多くなる）ことができるようになっている。そしてこの過給により、各シリンダに対する吸入空気の充填効率が高められることになる。なお、必要に応じて、吸入空気を冷却するインタクーラ等も、吸気管３０に対して設けられる。
【００４０】
またさらに、排気の一部をＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとして吸気系に還流させるためのＥＧＲ装置も、同じく吸気管３０と排気管４０との間に配設されている。このＥＧＲ装置は、基本的には、吸気管３０と排気管４０とを連通するように設けられたＥＧＲ配管６０ａと、吸気管３０のスロットル弁３３よりも排気下流側に設けられた電磁弁等からなるＥＧＲ弁６０ｂと、によって構成されている。そして、ＥＧＲ弁６０ｂのバルブ開度により、ＥＧＲ配管６０ａの通路面積、ひいてはＥＧＲ率（排気全体に対してシリンダに戻されるＥＧＲガスの占める割合）が調節可能とされている。ちなみに、この調整は、上記Ａ／Ｆセンサ４２（図３）の出力を１パラメータとして行われ、例えばＥＧＲ弁６０ｂが全閉された状態では、ＥＧＲ配管６０ａが遮断され、ＥＧＲ量は「０」となる。また必要に応じて、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ等も、ＥＧＲ配管６０ａに対して設けられる。このＥＧＲ装置では、こうした構成に基づき、ＥＧＲ配管６０ａを通じて排気の一部を吸気系に再循環することにより燃焼温度を下げてＮＯｘの発生を低減している。
【００４１】
さらに、上記エンジン１０を動力に利用して走行する図示しない車両（例えば４輪乗用車又はトラック等）には、上記各センサの他にも、車両制御のための各種のセンサが設けられている。例えば運転者の要求トルクを車両側に知らせるための運転操作部に相当するアクセルペダルには、同ペダルの状態（変位量）に応じた電気信号を出力するアクセルセンサ７１が、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏み込み量）を検出するために設けられている。またＥＣＵ７０には、外気の温度（外気温）を検出する外気温センサ７２が設けられている。
【００４２】
こうしたシステムの中で、本実施形態の各検出装置として機能するとともに、電子制御ユニットとして主体的にエンジン制御を行う部分がＥＣＵ７０である。このＥＣＵ７０（エンジン制御用ＥＣＵ）は、周知のマイクロコンピュータ（図示略）を備えて構成され、上記各種センサの検出信号に基づいてエンジン１０の運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記スロットル弁３３やインジェクタ１５等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様で上記エンジン１０に係る各種の制御を行っている。例えばエンジン１０の定常運転時には、上記各センサの検出信号に基づいて、各種の燃焼条件（例えば噴射時期や燃料噴射量等）を算出するとともに、各種アクチュエータを操作することで、上記各シリンダ内（燃焼室）での燃料燃焼を通じて生成される図示トルク（生成トルク）、ひいては実際に出力軸（クランク軸１０ａ）へ出力される軸トルク（出力トルク）を制御する。なお本実施形態の制御システムでも、周知のディーゼルエンジン用システムと同様、定常運転時には、新気量増大やポンピングロス低減等の目的で、同エンジン１０の吸気通路（吸気管３０）に設けられた吸気絞り弁（スロットル弁３３）が略全開状態に保持される。したがって、定常運転時の燃焼制御（特にトルク調整に係る燃焼制御）としては燃料噴射量のコントロールが主となっている。
【００４３】
またここで、ＥＣＵ７０に搭載されるマイクロコンピュータは、基本的には、各種の演算を行うＣＰＵ（基本処理装置）、その演算途中のデータや演算結果等を一時的に記憶するメインメモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムメモリとしてのＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）、データ保存用メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ（電気的に書換可能な不揮発性メモリ）やバックアップＲＡＭ（ＥＣＵの主電源停止後も車載バッテリ等のバックアップ電源により常時給電されているメモリ）、さらにはＡ／Ｄ変換器やクロック発生回路等の信号処理装置、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等といった各種の演算装置、記憶装置、信号処理装置、通信装置、及び電源回路等によって構成されている。そして、ＲＯＭには、当該センサ情報検出及び排気温度検出に係るプログラムを含めたエンジン制御に係る各種のプログラムや制御マップ等が、またデータ保存用メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）には、エンジン１０の設計データをはじめとする各種の制御データ等が、それぞれ予め格納されている。
【００４４】
以上、本実施形態に係るエンジン制御システムの構成について詳述した。すなわち、上記システムの搭載された車両では、こうしたシステムによる各種の制御を通じて運転環境の最適化が図られることになる。この際、上記Ａ／Ｆセンサ４２は、センシング部が所定の動作温度範囲（例えば「７００℃」近傍）に加熱された状態（活性化状態）でなければ高い検出能力を発揮しない。したがって本実施形態では、上記Ａ／Ｆセンサ４２（図３）を使用する際に、ヒータ４２２によりセンサ素子４２１の少なくともセンシング部を、常温よりも高い所定の動作温度範囲に加熱（温度制御）するようにしている。なお、同センサ４２の動作温度範囲は、例えばセンサ素子４２１が活性化される温度以上であって、且つ、同センサ素子４２１に損傷を与えない程度の温度範囲として設定される。図４に、ＥＣＵ７０の、特にセンサ加熱制御に係る部分（回路）を、機能別の回路図として示す。
【００４５】
同図４に示されるように、センサ素子４２１の一方の端子は、定電圧源４２３に接続され、他方の端子は、ＥＣＵ７０内のセンサ制御回路７０１と抵抗器４２４とに並列に接続され、このうち抵抗器４２４側では、該抵抗器４２４を有する配線（シールド線）により、同抵抗器４２４を介して接地されている。このセンサ素子４２１は、こうした回路構成のもと、上記定電圧源４２３により定電圧が印加された状態で、上述の動作温度範囲（活性状態）に制御される。そして、その活性状態では、周囲の酸素濃度（すなわち排気中の酸素濃度）に応じて、上記定電圧の印加により発生する電流量を変化させて（例えば酸素濃度に対して電流量をリニアに変化させて）、この電流値をセンサ出力として、上記ＥＣＵ７０（詳しくは上記センサ制御回路７０１）へ出力する。詳しくは、ヒータ４２２で加熱されたセンサ素子４２１（固体電解質）にＥＣＵ７０（センサ制御回路７０１）から電圧を印加すると、空燃比リーンの場合には排気中の酸素濃度に応じたイオン電流が、また空燃比リッチの場合には排気中の未燃ガス濃度に応じたイオン電流がそれぞれ発生する。このため、センサ素子４２１の排気側に設けられた拡散抵抗層（図示略）により、排気中の酸素濃度や未燃ガス濃度に応じた電流値がセンサ出力として得られる。
【００４６】
一方、センサ制御回路７０１は、ＥＣＵ７０内のマイクロコンピュータの指令を受けて動作するものであり、センサ素子４２１に所定周波数の交流電圧を印加するとともに、上記センサ出力（素子電流信号）や、センサ素子４２１に流れる交流電圧の大きさに応じた電気信号（素子電圧信号）等をそのマイクロコンピュータに渡すようになっている。そして、このマイクロコンピュータは、素子電流信号に基づいて排気中の空燃比を算出するとともに、素子電圧信号に基づいてセンサ素子４２１のインピーダンス（素子インピーダンス）を算出するようになっている。ちなみに、ここで得られる空燃比の算出値は、例えば上述のＥＧＲ制御に用いられるものである。一方、素子インピーダンスの算出値は、センサ素子４２１の温度（素子温度）を検出するために用いられる。詳しくは、上記センサ素子４２１は、素子温度が高くなるほど素子インピーダンスが低くなる特性を有している。マイクロコンピュータでは、こうした特性を利用して、上記素子インピーダンスの算出値に基づいて素子温度も検出している。
【００４７】
また、上記センサ素子４２１を加熱するヒータ４２２は、その一方の端子が接地されるとともに、他方の端子が、ＥＣＵ７０内の通電制御回路７０３に接続されている。通電制御回路７０３は、ＥＣＵ７０内のマイクロコンピュータの指令を受けて動作するものであり、車載バッテリ７０４を電源として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により上記ヒータ４２２の通電量を制御する。そしてこれにより、上記ヒータ４２２には、都度の目標値に応じたデューティ比の駆動電流が供給されるようになっている。また、ＥＣＵ７０内において、通電制御回路７０３からヒータ４２２への電流供給路（配線）には、ヒータ電流検出回路７０２が設けられており、上記ヒータ４２２の通電量が検出可能とされている。そして、時々のセンサ素子４２１の温度が所望の値（都度の目標値）になるように、同回路７０２で検出される時々のヒータ４２２の通電量が逐次、目標素子温度に応じた目標値へ制御（ＰＩＤ制御）される。こうして、センサ素子４２１の温度は、所定の動作温度範囲に制御されるようになっている。
【００４８】
本実施形態の各検出装置は、上記Ａ／Ｆセンサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）を検出可能とするものである。そして、同装置により求められたセンサ雰囲気温度は、例えばエンジン始動初期に同センサ４２の活性化を促すべく行われる上記センサ加熱処理（ヒータ４２２の駆動）の開始タイミングを決める処理、いわばどのタイミングでヒータ４２２の通電を許可するかの通電判定に用いられる。図５に、本実施形態の各検出装置（エンジン制御用ＥＣＵ）の、特に上記Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度検出及び同センサ４２加熱用のヒータ４２２の通電判定に係る部分を、機能別にブロック化して示す。以下、この図５を参照して、本実施形態の各検出装置のプログラム構成及びその動作について説明する。
【００４９】
同図５に示されるように、この装置は、大きくは、Ａ／Ｆセンサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）を検出する温度推定部Ｂ１０と、この温度推定部Ｂ１０により推定された温度に基づいて上記ヒータ４２２の通電を許可するか否かを決める判定部Ｂ５と、各種の制御マップとを備えることで、上記Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度検出及びヒータ４２２の通電判定を行っている。
【００５０】
詳しくは、上記Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度検出に際しては、まず、上記温度推定部Ｂ１０の演算部Ｂ１にて、温度センサ４１２による検出温度Ｔａ（触媒４１１出口付近の排気温度）と温度センサ４１５ａによる検出温度Ｔｂ（ＤＰＦ４１６入口付近の排気温度）とを比較することにより、両者の差分として温度差ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｂ）を算出する。そして、所定のマップＭ１（数式でも可）を参照しつつ、温度差ΔＴに応じた補正係数Ｋ１を導出する。なお、マップＭ１は、温度差ΔＴについて、その大きさに応じた上記補正係数Ｋ１の適合値（推定値）が、予め実験等により書き込まれた後、例えばＥＣＵ７０内のＲＯＭ等に格納されたものである。またここで、上記補正係数Ｋ１は、温度センサ４１２の温度検出位置からＡ／Ｆセンサ４２の配設位置までの温度勾配の大きさを示すものである。詳しくは、「Ｋ１＝１」は勾配無し（温度一定）といった傾向であることを、「Ｋ１＜１」は排気がより下流へ進むほど温度が低くなる（Ｋ１が小さいほど急な勾配）といった傾向（ΔＴ＞０）であることを、「Ｋ１＞１」は排気がより下流へ進むほど温度が高くなる（Ｋ１が小さいほど急な勾配）といった傾向（ΔＴ＜０）であることを、それぞれ示す。
【００５１】
こうして、上記温度勾配の大きさを示す補正係数Ｋ１を得ることができる。しかし、この温度勾配をより高い精度で得る上では、上記補正係数Ｋ１をさらに補正することが重要になる。本実施形態では、上記補正係数Ｋ１を補正すべく、所定のマップＭ２（数式でも可）を参照しつつ、エンジン出力軸（クランク軸１０ａ）の回転速度（例えばクランク角センサ１０ｂによる実測値）、吸入空気量（例えばエアフロメータ３１による実測値）、及び燃料噴射量（例えばインジェクタ１５に対する指令値としての通電時間）の各値に応じた補正係数Ｋ２を導出するようにしている。そして、演算部Ｂ２にて、上記補正係数Ｋ１と補正係数Ｋ２とを掛け合わせることにより、両者の乗算値として補正係数Ｋ３（＝Ｋ１×Ｋ２）を算出する。なお、補正係数Ｋ２の導出に用いられるマップＭ２は、上記各パラメータについて、それぞれその大きさに応じた上記補正係数Ｋ２の適合値（推定値）が、予め実験等により書き込まれた後、例えばＥＣＵ７０内のＲＯＭ等に格納されたものである。より詳しくは、このマップＭ２では、上記各パラメータが大きいほど、上記補正係数Ｋ２に対してより大きな値が設定されるようになっている。
【００５２】
こうして、上記補正係数Ｋ２よりも高い精度で温度勾配の大きさを示す補正係数Ｋ３を得ることができる。ここで、上記温度勾配は、いわば「検出温度ＴａとＡ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度との関係式」に相当するものである。したがって、この温度勾配（すなわち上記補正係数Ｋ３）と上記検出温度Ｔａとに基づいて、Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度を求めることができる。そこで本実施形態では、上記検出温度Ｔａについて、予め実験等により作成された所定の逆伝達関数Ｂ１ａ（その他、特性モデル等でも代替可能）に基づき、検出ずれ（検出位置の相違に伴うタイミングずれ）の補償を行った後、さらに演算部Ｂ３にて、その補償後の温度Ｔｃに対して上記補正係数Ｋ３を乗算して推定温度Ｔｄを得るようにしている。すなわち、この推定温度Ｔｄは、Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度の大きさを示すものとなる。
【００５３】
こうして、上記Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度の大きさを示す推定温度Ｔｄを得ることができる。しかし、このＡ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度をより高い精度で得る上では、上記推定温度Ｔｄをさらに補正することが重要になる。本実施形態では、上記推定温度Ｔｄを補正すべく、所定のマップＭ３（数式でも可）を参照しつつ、Ａ／Ｆセンサ４２周辺の圧力（例えば差圧センサ４１５ｂによる差圧ΔＰ）に応じた補正係数Ｋ４を導出するようにしている。そして、演算部Ｂ４にて、上記推定温度Ｔｄと補正係数Ｋ４とを掛け合わせることにより、両者の乗算値として推定温度Ｔｅ（＝Ｔｄ×Ｋ４）を算出する。なお、補正係数Ｋ４の導出に用いられるマップＭ３は、上記差圧ΔＰについて、その大きさに応じた上記補正係数Ｋ４の適合値（推定値）が、予め実験等により書き込まれた後、例えばＥＣＵ７０内のＲＯＭ等に格納されたものである。またここで、上記Ａ／Ｆセンサ４２周辺の圧力と同センサ４２の雰囲気温度との関係は通常、概ねボイルシャルルの法則に従う。したがって、このマップＭ４では、上記差圧ΔＰが大きい（センサ４２周辺の圧力が大きい）ほど、上記補正係数Ｋ４に対してより大きな値が設定されるようになっている。
【００５４】
こうして温度推定部Ｂ１０の出力として、上記Ａ／Ｆセンサ４２の雰囲気温度の大きさを示す推定温度Ｔｅ（センサ雰囲気温度推定値）を得ることができる。本実施形態では、判定部Ｂ５において、こうして得た推定温度Ｔｅと所定の判定値Ｔ０（通電許可判定値）とを比較して、推定温度Ｔｅがその判定値Ｔ０以上である（Ｔｅ≧Ｔ０）場合だけに、上記ヒータ４２２の通電を許可するようにしている。すなわち、判定部Ｂ５により、推定温度Ｔｅが判定値Ｔ０よりも小さい（Ｔｅ＜Ｔ０）旨判断された場合には、上記ヒータ４２２に対する通電は禁止される。
【００５５】
またこの際、判定値Ｔ０を固定値とはせず、所定のパラメータに基づいて可変設定するようにしている。詳しくは、判定値Ｔ０は、所定のマップＭ４により、外気温（外気温センサ７２による実測値）に応じた値として導出される。なお、判定値Ｔ０の導出に用いられるマップＭ４は、上記外気温について、その大きさに応じた上記判定値Ｔ０の適合値（適合値）が、予め実験等により書き込まれた後、例えばＥＣＵ７０内のＲＯＭ等に格納されたものである。
【００５６】
本実施形態では、例えばエンジン１０の始動初期などにおいて上記一連の処理を逐次行うことで、上記判定部Ｂ５による通電判定に基づいてセンサ加熱処理（ヒータ４２２の駆動）の開始タイミングを決めるようにしている。しかも、上記温度推定部Ｂ１０に対して指令を送るマップ変更部Ｂ６により、エンジン１０の運転状況（詳しくはＤＰＦ４１６の再生状況）に基づいて、上記温度勾配の算出態様、すなわちマップＭ１〜Ｍ３の全部又は一部を可変設定するようにしている。詳しくは、排気の温度は、定常運転時には排気がより下流へ進むほど低くなるような傾向を示す。しかしながら、例えばセンサ４２よりも下流側に設けられたＤＰＦ４１６の再生処理時などには、ＤＰＦ再生に伴う発熱によって、センサ４２よりも下流側の排気の方がその温度が高くなることも起こり得る。そこで本実施形態では、上記マップ変更部Ｂ６により、エンジン１０の運転状況ごとに（例えば再生処理実行時及び非実行時の各々について）用意された各種のマップを、その時々の状況（ＤＰＦ４１６の再生状況）に応じて変更する（切り替える）ようにしている。こうすることで、時々の状況に応じた（最適な）算出態様に基づいて、より的確に上記温度勾配を算出することが可能になる。なお、ＤＰＦ４１６の再生状況は、主に温度センサ４１５ａの出力に、また再生処理実行の必要性は、主に差圧センサ４１５ｂの出力に基づいてそれぞれ判断するようになっている。基本的には、これら温度又は差圧の値が大きいほど、再生処理実行の可能性が高い旨判断する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係るセンサ情報検出装置及び排気温度検出装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
【００５８】
（１）駆動状態で発熱して駆動量が大きくなるほど発熱量を大きくするヒータ４２２（発熱装置）が装着された状態でエンジン１０（内燃機関）の排気通路（排気管４０）に設けられて所定の温度領域（例えば「７００℃」）で活性化されて高い検出能力を発揮するＡ／Ｆセンサ４２（対象センサ）と、同センサ４２よりも上流側の通路内温度を検出する温度センサ４１２（上流側温度センサ）と、を備える内燃機関システムに適用されるセンサ情報検出装置として、温度センサ４１２の温度検出位置からセンサ４２の配設位置までの温度勾配を求めるプログラム（温度勾配導出手段、図５の演算部Ｂ１，Ｂ２及びマップＭ１，Ｍ２）と、その温度勾配と温度センサ４１２の出力とに基づいてセンサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）を推定するプログラム（温度推定手段、図５の逆伝達関数Ｂ１ａ、演算部Ｂ３，Ｂ４、及びマップＭ３）と、を備える構成とした。こうした構成であれば、新たにセンサを設けずとも、通常制御においてＡ／Ｆセンサ４２よりも上流側で使用されている既存のセンサ（温度センサ４１２）の出力に基づいて、センサ４２周辺の温度を推定することが可能になる。
【００５９】
（２）演算部Ｂ２及びマップＭ２により、温度センサ４１２の温度検出位置からＡ／Ｆセンサ４２の配設位置までを流れる排気の流量を検出（推定）するとともに、その検出した流量に基づいて上記温度勾配を求めるようにした。これにより、マップＭ２を用いて検出した流量に基づいて、上記温度勾配をより容易且つ的確に求めることが可能になる。
【００６０】
（３）演算部Ｂ２及びマップＭ２では、エンジン１０の通常制御に用いられている所定の信号（エンジン運転条件を示す各種の信号、詳しくはエンジン出力軸の回転速度、吸入空気量、及び燃料噴射量を示す信号）に基づいて、エンジン１０から排出される排気の流量を推定するようにした。こうすることで、新たに特別なセンサを設けずに上記流量を得ることができる。
【００６１】
（４）演算部Ｂ１及びマップＭ１により、温度センサ４１２の出力と温度センサ４１５ａ（下流側温度センサ）の出力とに基づいて、上記温度勾配を求めるようにした。こうすることで、上記温度勾配を高い精度で検出することが可能になる。
【００６２】
（５）エンジン１０の運転状況（詳しくはＤＰＦ４１６の再生状況）に基づいて、上記温度勾配の算出態様、すなわちマップＭ１〜Ｍ３の全部又は一部を可変設定するマップ変更部Ｂ６を備える構成とすることで、エンジン１０の運転状況に基づき、上記温度勾配の算出態様（マップＭ１）をはじめとする上記センサ雰囲気温度の推定態様（マップＭ１〜Ｍ３）を可変設定するようにした。こうすることで、時々の状況に応じた（最適な）算出態様に基づいて、上記温度勾配を、より的確に算出することが可能になる。
【００６３】
（６）演算部Ｂ４及びマップＭ３により、Ａ／Ｆセンサ４２周辺の圧力も加味して、同センサ４２周辺の温度を推定するようにした。こうすることで、センサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）をより高い精度で検出することが可能になる。
【００６４】
（７）エンジン１０の排気通路に、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を除去するための排気浄化フィルタ（ＤＰＦ４１６）を設けるとともに、エンジン１０の排気通路中、同ＤＰＦ４１６よりも排気上流側に、上記Ａ／Ｆセンサ４２を設けるようにした。こうしたエンジンシステムでは、Ａ／Ｆセンサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）が変動し易い。また、通常制御において温度センサが、同センサ４２よりも上流側で使用されることも多い。したがって、上記各種プログラムは、こうした構成に適用して特にその実用性が高い。
【００６５】
（８）温度推定部Ｂ１０により推定された温度（センサ雰囲気温度推定値）に基づいて、ヒータ４２２の駆動量を制御するプログラム（発熱制御手段）を備える構成とした。詳しくは、エンジン１０の始動初期において、上記温度推定部Ｂ１０による推定温度Ｔｅに基づいてセンサ加熱処理（ヒータ４２２の駆動）の開始タイミングを決めるようにした。こうすることで、前述した被水状態での加熱や高温状態での被水に起因したセンサの劣化や破損等を抑制しつつ、センサ４２を活性化させることが可能になる。
【００６６】
（９）温度検出の対象、ひいては加熱（活性化）の対象とするセンサを、エンジン１０の燃焼行程後に排気の排出される排気通路（排気管４０）に設けられた排気系センサ、詳しくは内燃機関であるエンジン１０から排出される排気の空燃比を検出する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ４２）とした。こうした構成によれば、対象センサが、被水の生じ易い排気系センサであれ、あるいは特に被水に弱い空燃比センサであれ、同センサについて生じ得る被水に起因した破損等を好適に回避又は抑制することができるようになる。
【００６７】
（１０）内燃機関の排気温度検出装置として、通路内温度を検出する温度センサ４１２と、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を除去するための排気浄化フィルタ（ＤＰＦ４１６）とを、排気通路（排気管４０）に有するエンジン１０（内燃機関）に適用され、温度センサ４１２の出力と、ＤＰＦ４１６の状態を示すフィルタパラメータ（温度センサ４１５ａ及び差圧センサ４１５ｂの出力）とに基づき、上記排気管４０について、ＤＰＦ４１６よりも上流側にあって且つ温度センサ４１２よりも下流側にあたる所定の検出部位（Ａ／Ｆセンサ４２の配設位置）の排気温度を推定するプログラム（温度検出手段）を備える構成とした。こうすることで、センサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）を推定することが可能になる。
【００６８】
（１１）上記フィルタパラメータとして、ＤＰＦ４１６の目詰まり度合を示す差圧センサ４１５ｂの出力を用いることとした。こうすることで、センサ４２周辺の温度をより的確に推定することが可能になる。
【００６９】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００７０】
・上記マップ変更部Ｂ６を、ＤＰＦ４１６の再生状況以外のエンジン１０の運転状況（例えば微少量噴射学習の実行の有無等）に基づいて、上記温度勾配の算出態様を可変設定するものとしてもよい。
【００７１】
・判定値Ｔ０は、Ａ／Ｆセンサ４２周辺の湿度（例えば同センサ４２の近傍に湿度センサを設けて測定）や、吸気温度（例えば吸気温センサ３２による実測値）、エンジン１０の冷却水温（例えば水温センサ２１ｂによる実測値）等に基づいて可変設定するようにしてもよい。さらには、この判定値Ｔ０を固定値としてもよい。
【００７２】
・上記実施形態では、エンジン出力軸の回転速度、吸入空気量、及び燃料噴射量に基づいて、エンジン１０から排出される排気の流量を推定するようにした。しかし、排気流量に関する他の信号を用いるようにしてもよい。例えば過給量を示す信号（例えば可変ノズル機構５０ｃに対する指令値）などを用いることも有効である。
【００７３】
・上記実施形態においては、Ａ／Ｆセンサ４２周辺の温度（センサ雰囲気温度）が十分高くない場合に、ヒータ４２２に対する通電を禁止するようにした。しかしこれに限られず、例えば禁止まではせずに、同ヒータ４２２に対する通電量（駆動量）を通常制御の場合よりも少量側に制限するようにしてもよい。例えば目標電流値を通常制御時よりも少量に設定したり、あるいは同ヒータ４２２に対する通電量として設定可能な電流範囲の上限（上限側ガード値）を、通常制御の場合よりも小さな値に設定したりすることで、その通電量を通常制御の場合よりも少量側に制限することが可能である。
【００７４】
・温度推定部Ｂ１０により推定された温度（センサ雰囲気温度推定値）は、ヒータ４２２の通電制御には用いずに、例えばデータ蓄積によるデータ解析や、システムの故障診断等だけに用いるようにしてもよい。そしてこの場合は、必要に応じて所定のパラメータ（例えばデータ取得時のエンジン状態など）に関連付けつつ、ＥＣＵ７０の主電源停止後もデータを保持可能とする所定の記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ）に対して、その推定値を保存することが有効である。こうすることで、例えばエンジン１０が停止され、当該ＥＣＵ７０に対する給電が遮断された後も消去されずに、記憶装置内にデータが不揮発に保持されるようになり、長期にわたるデータの保存、ひいてはそのデータの読み出しが可能になる。また、データを保存する際に所定パラメータに対して関連付けを行っておけば、データ読み出しの際にそのパラメータを利用することで必要なデータを容易に取り出すことが可能になり、データ解析等を容易且つ的確に行うことができるようになる。
【００７５】
・温度センサ４１５ａ（下流側温度センサ）を割愛した構成であっても、温度センサ４１２（上流側温度センサ）の出力と温度勾配とに基づいて、上記センサ雰囲気温度を推定することは可能である。ただしこの場合は、温度勾配の検出精度が低下することが予想されるため、上記マップ変更部Ｂ６がより重要になる。もっとも、このマップ変更部Ｂ６も必須の構成ではなく、用途等によっては割愛可能となる。
【００７６】
・吸気通路に設けられたセンサを対象センサとしてもよい。
【００７７】
・対象センサの種類は、空燃比センサ（いわゆるＡ／Ｆセンサ）に限られず、例えば排気通路内の排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（いわゆる２値検出式のＯ2センサ）であってもよい。また、他のガスセンサ（ガス成分を検出するセンサ）、例えばＮＯｘセンサやＮＨ3センサ等を、対象センサとしてもよい。さらには、ガスセンサ以外のセンサであっても、所定の温度領域で活性化されるものであれば任意のセンサ（例えば圧力センサ等）を、対象センサとすることができる。
【００７８】
・その他、制御対象とするエンジンの種類（火花点火式のガソリンエンジンや吸気通路噴射エンジン等も含む）やシステム構成も、用途等に応じて適宜に変更可能である。そして、上記実施形態についてこうした構成の変更を行う場合には、上述した各種の処理（プログラム）についても、その細部を、実際の構成に応じて適宜最適なかたちに変更（設計変更）することが好ましい。
【００７９】
・上記実施形態及び変形例では、各種のソフトウェア（プログラム）を用いることを想定したが、専用回路等のハードウェアで同様の機能を実現するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係るセンサ情報検出装置及び排気温度検出装置の一実施形態について、それら各装置の適用されたエンジン制御システムの概略を示す構成図。
【図２】同エンジン制御システムに搭載されたＤＰＦシステムの詳細を示す構成図。
【図３】（ａ）は、同ＤＰＦシステムに用いられる空燃比センサの概観構造を示す側面図、（ｂ）は同センサの内部構造を示す断面図。
【図４】同空燃比センサの加熱に係る制御系の概略構成を示す機能別の回路図。
【図５】本実施形態の各検出装置の、特に空燃比センサの雰囲気温度検出及び同センサ加熱用ヒータの通電判定に係る部分を、機能別にブロック化して示すブロック図。
【符号の説明】
【００８１】
１０…エンジン、２０…シリンダ（気筒）、２０ｃ…ピストン、３０…吸気管（吸気通路）、４０…排気管（排気通路）、４１…ＤＰＦシステム、４２…Ａ／Ｆセンサ、７０…ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４１１…酸化触媒、４１２…温度センサ、４１４…酸化触媒、４１５ａ…温度センサ、４１５ｂ…差圧センサ、４１６…ＤＰＦ。
【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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