微粒过滤器的异常诊断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对设置在内燃机的排气通路上的排气中的PM(Particulate Matter:颗粒物)进行捕集的微粒过滤器的异常诊断装置。
【背景技术】
[0002]以往，已知有在内燃机的排气通路上设有对排气中的PM进行捕集的微粒过滤器(以下，有时简称为“过滤器”)的技术。在过滤器中，有时会发生熔损或破损等故障。当这样的过滤器的故障发生时，未由该过滤器捕集而从该过滤器流出的PM的量增加。当这样的过滤器的故障发生或从排气通路拆下过滤器这样的过滤器的异常发生时，会导致向大气中放出的PM的增加。因此，开发出一种在比过滤器靠下游侧的排气通路设有PM传感器，并基于该PM传感器的输出值来进行过滤器的异常诊断的技术。作为这样的过滤器的异常诊断所使用的PM传感器，已知有具有一对电极作为传感器元件并输出与堆积于该电极间的PM的量对应的信号的结构。
[0003]另外，在专利文献1中公开了如下技术:通过将设置在比过滤器靠下游侧的排气通路上的PM传感器的输出值与该PM传感器中的PM堆积量的推定值进行比较，来判别过滤器的故障的有无。在该专利文献1记载的技术中，推定假定为过滤器为规定的状态时的从该过滤器的PM流出量。并且，基于该PM流出量的累计值，算出PM传感器中的PM堆积量的推定值。通过将这样算出的PM堆积量的推定值与PM传感器的实际的输出值进行比较，能够把握过滤器的状态。
[0004]另外，在专利文献2中公开了如下技术:基于由于在比过滤器靠下游侧的排气通路上设置的PM传感器的电极间堆积PM而开始通电的时期，来进行过滤器的故障诊断。在该专利文献2记载的技术中，在PM传感器的电极间开始通电的时期比假定为过滤器发生了故障的情况下的通电开始时期提前的情况下，判定为过滤器发生了故障。
[0005]另外，在专利文献3中公开了关于PM传感器的异常检测的技术。在该专利文献3记载的技术中，通过利用加热器进行加热而将堆积在PM传感器的电极间的PM燃烧除去。并且，基于此时的相对于燃烧除去时间的电极间的电阻值的变化来检测PM传感器的异常。
[0006]【在先技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]【专利文献1】日本特开2011-179467号公报
[0009]【专利文献2】日本特开2012-122399号公报
[0010]【专利文献3】日本特开2012-077716号公报
[0011]【专利文献4】国际公开第2013/175572号
【发明内容】
[0012]【发明要解决的课题】
[0013]如上所述，当过滤器的故障发生时，从该过滤器的PM流出量增加。因此，在比过滤器靠下游侧的排气通路上设置的PM传感器的电极间捕集的PM的量增加。其结果是，PM传感器的电极间的PM堆积量与过滤器为正常的状态的情况下相比增多。这在从排气通路拆下过滤器的情况下也同样。因此，基于规定的时期的PM传感器的输出值能够进行过滤器的异常诊断。
[0014]另一方面，可知有时会产生如下的现象:从内燃机排出的PM的一部分在到达PM传感器之前，会暂时附着于排气通路的壁面、过滤器的下游侧端面、催化剂、及还原剂添加装置等的设置在排气通路上的各种结构物(以下，称为“排气系统结构物”)，然后，该附着的PM剥落而到达直至PM传感器而被捕集在该PM传感器的电极间。在发生了这样的现象时，无论过滤器是否为正常的状态，被捕集到PM传感器的电极间的PM的量都比通常时增加。因此，在产生上述那样的现象的情况下，当基于PM传感器的输出值而进行过滤器的异常诊断时，存在尽管实际上过滤器为正常的状态，还是被误判断为发生过滤器的异常的可能性。
[0015]本发明鉴于上述那样的问题而作出，目的在于提高使用比过滤器靠下游侧的排气通路上设置的PM传感器的输出值进行过滤器的异常诊断的情况下的诊断精度。
[0016]【用于解决课题的方案】
[0017]本发明基于执行根据PM传感器的输出值而诊断过滤器的异常的过滤器诊断处理的时期之前的PM传感器的输出值的变动程度，来决定是否执行过滤器诊断处理。
[0018]更详细而言，本发明的微粒过滤器的异常诊断装置是设置在内燃机的排气通路上而捕集排气中的PM的微粒过滤器的异常诊断装置，具备:
[0019]PM传感器，设置在比所述微粒过滤器靠下游侧的排气通路上，具有一对电极作为传感器元件，当由于该电极间堆积PM而该电极间导通时，输出与该PM堆积量对应的信号；
[0020]传感器再生部，执行将堆积于所述PM传感器的电极间的PM除去的传感器再生处理；
[0021]电压施加部，在由所述传感器再生部进行的所述传感器再生处理的执行结束后，在规定的电压施加时期开始向所述PM传感器的电极的电压施加；
[0022]过滤器诊断部，执行基于从所述电压施加时期起经过了规定的判定期间时的所述PM传感器的输出值来诊断所述微粒过滤器的异常的过滤器诊断处理；
[0023]监视部，持续监视所述电压施加时期以后的所述PM传感器的输出信号；及
[0024]决定部，基于由所述监视部监视的、从所述电压施加时期到经过所述判定期间为止的期间的所述PM传感器的输出值从零开始上升的输出开始时期以后的该PM传感器的输出值的变动程度，来决定是否执行由所述过滤器诊断部进行的所述过滤器诊断处理。
[0025]在本发明的PM传感器中，当在作为传感器元件的电极间堆积的PM量成为某一定量以上时，该电极间由于PM而导通。在此，将PM传感器的电极间因PM而成为导通状态的该电极间的PM堆积量称为“有效PM堆积量”。即，在本发明的PM传感器中，在电压施加部对电极的电压施加开始之后，当电极间的PM堆积量达到有效PM堆积量时，该输出值从零开始上升。以下，将PM传感器的输出值从零开始上升的时期称为“输出开始时期”。
[0026]在此，将从内燃机排出的排气中含有的通常的PM称为“通常PM”。而且，将暂时附着于排气通路的壁面或排气系统结构物之后从该壁面或该排气系统结构物剥落的PM称为“剥落PM”。当PM附着于排气通路的壁面或排气系统结构物时，PM堆积而冷凝于该壁面或该排气系统结构物上。该冷凝的PM剥落而成为“剥落PM”。因此，剥落PM的大小比通常PM的大小更大。
[0027]由于在PM传感器的电极间捕集通常PM而该电极间的PM堆积量逐渐增加，当该PM堆积量达到有效PM堆积量时，由于通常PM而电极间导通，PM传感器的输出值开始上升。并且，当之后也由于通常PM的捕集持续而电极间的PM堆积量逐渐增加时，随着该增加而PM传感器的输出值逐渐上升。另一方面，在电极间的通常PM的堆积量未达到有效PM堆积量的状态下在该电极间捕集到剥落PM的情况下，剥落PM的大小比通常PM的大小更大，因此由于剥落PM而该电极间导通。而且，在电极间的通常PM的堆积量成为有效PM堆积量以上的状态下捕集到剥落PM的情况下，在该电极的与通过通常PM而导通的位置不同的位置，该电极间也通过剥落PM而导通。因此，在PM传感器的电极间捕集到剥落PM的情况下，该PM传感器的输出值表现出与在该电极间捕集到通常PM的情况下不同的行为。
[0028]因此，在本发明中，由监视部持续监视通过电压施加部开始向PM传感器的电极的电压施加的电压施加时期以后的PM传感器的输出信号。由此，能够持续把握PM传感器的输出值的行为。并且，基于从电压施加时期到经过判定期间为止的期间的输出开始时期以后的PM传感器的输出值的变动程度，通过决定部来决定是否执行过滤器诊断部的过滤器诊断处理。即，若输出开始时期以后的PM传感器的输出值的变动程度表现出在PM传感器的电极间捕集到剥落PM的情况，则决定部决定为不执行由过滤器诊断部进行的过滤器诊断处理。
[0029]由此，在从电压施加时期起经过判定期间之前，在PM传感器的电极间捕集到剥落PM的情况下，不执行过滤器诊断处理。因此，能够抑制尽管实际上过滤器为正常的状态也以在PM传感器的电极间捕集剥落PM为起因而通过过滤器诊断部误诊断为发生过滤器的异常的情况。因此，根据本发明，能够提高使用PM传感器的输出值进行过滤器的异常诊断的情况下的诊断精度。
[0030]本发明的微粒过滤器的异常诊断装置还可以具备上升率计算部，该上升率计算部算出由监视部监视的PM传感器的输出值的、电极间的基准PM堆积量的每单位增加量的上升量即传感器输出上升率。在此，基准PM堆积量是假定为过滤器处于基准故障状态的情况下的PM传感器的电极间的PM堆积量的推定值。基准故障状态是在过滤器的异常诊断中应判定为在过滤器发生异常的状态中的故障的程度为最小的故障状态。并且，传感器输出上升率是推定的基准PM堆积量增加单位量的期间的实际的PM传感器的输出值的上升量。在本发明中，也可以是，在输出开始时期以后，存在通过上升率计算部算出的传感器输出上升率比规定的第一判定上升率大的情况的情况下，决定部决定为不执行由过滤器诊断部进行的过滤器诊断处理。
[0031 ] 在电极间的通常PM的堆积量未达到有效PM堆积量的状态下由于捕集剥落PM而该电极间导通的情况下，与由于通常PM的堆积量逐渐增加而该电极间的PM堆积量成为有效PM堆积量以上的情况下相比，在输出开始时期，PM传感器的输出值急剧上升。而且，当在输出开始时期之后在PM传感器的电极间捕集剥落PM时，在与该电极的通过通常PM而导通的位置不同的位置，由于剥落PM而该电极间也导通。这种情况下，与对应于由于通常PM被捕集而该电极间的PM堆积量逐渐增加从而PM传感器的输出值上升的情况下相比，PM传感器的输出值急剧上升。因此，在输出开始时期以后PM传感器的输出值急剧上升的情况下，该PM传感器的输出值的变动程度表现出在PM传感器的电极间捕集到剥落PM的情况的可會bf生1? Ο
[0032]因此，在上述结构中，在输出开始时期以后，存在传感器输出上升率比规定的第一判定上升率大的情况的情况下，通过决定部决定为不执行由过滤器诊断部进行的过滤器诊断处理。由此，在ΡΜ传感器的电极间捕集到剥落ΡΜ的情况下，不执行由过滤器诊断部进行的过滤器诊断处理。
[0033]需要说明的是，在上述结构中，第一判定上升率可以设定为如下的值，S卩，由于通常PM被捕集于电极间而该电极间的PM堆积量增加时，对应于该PM堆积量的增加而PM传感器的输出值增加时的传感器输出上升率(以下，称为“通常传感器输出上升率”。)的最大值以上的值。在此，通常传感器输出上升率的最大值例如规定作为假定为在排气通路不存在过滤器的情况下的通常传感器输出上升率。
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