专利名称：用于颗粒过滤器的异常判定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于颗粒过滤器的异常判定装置，其中，所述颗粒过滤器收集从内燃机中排出的废气中的颗粒物。
背景技术：
在诸如柴油发动机等的内燃机中，在排气通路中配置有用于收集颗粒物的柴油机颗粒过滤器(下面，称之为DPF)，以便从由内燃机排出的废气中除去颗粒物(下面，称之为PM)。根据相关技术(例如，參见日本专利申请公开No. 2005-344619 (JP -A-2005-344619))，当根据跨越DPF的压カ差计算出来的DPF的PM沉积量与通过对从内燃机的运转状态计算出来的PM排出量进行积分算出的DPF的PM沉积量之间存在大的差异时，判定为在DPF中 存在异常。
发明内容
在JP-A-2005-344619中，当内燃机在只有少量的PM排出的条件下运转时，跨越DPF的压カ差不会发生大的变化。其结果是，不能精确地计算出沉积的PM的量，并且不能确定在DPF中是否存在异常。即，在某些条件下，利用跨越DPF的压カ差判定是否在DPF中存在异常，会导致不准确的判定。本发明提供ー种用于颗粒过滤器的异常判定装置，所述装置可以正确地判定颗粒过滤器是否异常。本发明的ー个方面，涉及用于颗粒过滤器的异常判定装置。该用于颗粒过滤器的异常判定装置包括颗粒过滤器，所述颗粒过滤器设置在内燃机的排气通路中，用于收集存在于从所述内燃机排出的废气中的颗粒物；颗粒物沉积量检测装置，所述颗粒物沉积量检测装置设置在所述颗粒过滤器下游的所述排气通路中；以及异常判定部。所述颗粒物沉积量检测装置包括检测元件，所述检测元件检测流向所述颗粒物沉积量检测装置且没有被所述颗粒过滤器捕获的颗粒物。所述颗粒物沉积量检测装置输出与沉积在所述检测元件上的颗粒物的沉积量相对应的值。所述异常判定部根据所述颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度，判定在所述颗粒过滤器中是否存在异常。当颗粒物粘附到本发明中使用的颗粒物沉积量检测装置上时，所述颗粒物沉积量检测装置的输出发生大的变化。因而，由于该颗粒物沉积量检测装置的原理，即使当内燃机处于颗粒物排放量非常小、以至于在相关技术领域中不能精确地计算出颗粒物的沉积量的运转状态时，也能够精确地检测出颗粒物的沉积量。颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度与流向颗粒物沉积量检测装置、而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量的变化相对应。流向颗粒物沉积量检测装置、而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量的变化，与在颗粒过滤器中存在异常是紧密相关的。因而，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度代表在颗粒过滤器中存在异常。另外，流向颗粒物沉积量检测装置、而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量原本比较小，即使当内燃机处于PM排出量小的运转状态时，颗粒物沉积量检测装置也能够精确地进行输出。从而，根据本发明的实施方式，即使从内燃机中排出的PM的量低，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度也表示在颗粒过滤器中存在异常。因此，能够准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常。在本发明的前述方面中，如果所述输出波形的梯度超过所述颗粒过滤器的异常状态与所述颗粒过滤器的正常状态之间的基准值，则所述异常判定部可以判定在所述颗粒过滤器中存在异常。所述基准值是用于判定颗粒过滤器是异常还是正常的阈值，并且，当超过基准值时，判定为在颗粒过滤器中存在异常。该基准值可以根据经验确定。如果在颗粒过滤器中存在异常，则大量的颗粒物没有被颗粒过滤器捕获而流向颗粒物沉积量检测装置。从而，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度増大。相反地，即使在颗粒过滤器中不存在异常，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度也可能増大。但是，该梯度比当颗粒过滤器中存在异常时的梯度小。因而，当颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度比基准值大时，异常判定部判定在颗粒过滤器中存在异常。根据上述结构，因为基 准值是这样设定的，所以能够准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常。在本发明的前述方面中，所述颗粒物沉积量检测装置可以执行检测元件再生控制，以便除去沉积在所述检测元件上的颗粒物。当执行检测元件再生控制时，沉积在检测元件上的颗粒物被除去，颗粒物沉积量检测装置的输出暂时返回零。然后，如果在颗粒过滤器中存在异常、大量的颗粒物没有被颗粒过滤器捕获而流向颗粒物沉积量检测装置，则在短时间内，大量的颗粒物被沉积在检测元件上。因而，在颗粒物沉积量检测装置的输出已经变成零之后，该输出在短时间内变成大的值。即，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度増大。相反地，当在颗粒过滤器中不存在异常，且流向颗粒物沉积量检测装置而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量低时，在颗粒物沉积量检测装置的输出已经变成零之后，该颗粒物沉积量检测装置的输出逐渐地变成大的值。即，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度小。根据本发明的实施形式，依据在颗粒过滤器中是否存在异常，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度显著地不同。从而，可以准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常。进而，可以反复地执行检测元件再生控制。通过反复地执行检测元件再生控制，反复地使得在颗粒物沉积量检测装置的输出已经变成零之后，颗粒物沉积量检测装置的输出在短时间内变化到大的值。因而，颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度反复地増大，可以多次地判定颗粒过滤器中存在异常。从而，能够准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常。在本发明的前述方面中，当所述内燃机处于瞬态运转状态，并且废气以比在所述内燃机的怠速运转期间的流速高的流速流动时，所述异常判定部可以判定在所述颗粒过滤器中是否存在异常。这里所提到的内燃机处于瞬态运转状态，并且废气以比在所述内燃机的怠速运转期间的流速高的流速流动的状态，例如，可以是指加速状态或者大量的进气被吸入内燃机的状态。当内燃机处于瞬态运转状态、并且废气以比在怠速运转期间的流速高的流速流动时，从内燃机中排出的颗粒物的量大，并且废气的流速高。因而，如果在颗粒过滤器中存在异常，则流向颗粒物沉积量检测装置而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量高。但是，如果在颗粒过滤器中不存在异常，则流向颗粒物沉积量检测装置而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量保持低量。根据上述结构，依据在颗粒过滤器中是否存在异常，流向颗粒物沉积量检测装置而没有被颗粒过滤器捕获的颗粒物的量显著不同。从而，可以准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常。在本发明的前述方面中，所述颗粒过滤器可以受到过滤器再生控制，以便从所述颗粒过滤器除去沉积的颗粒物，并且在执行所述过滤器再生控制时，所述异常判定部可以禁止在所述颗粒过滤器中是否存在异常的判定。如果执行过滤器再生控制，则即使当在颗粒过滤器中不存在异常时，没有被颗粒过滤器捕获而流向颗粒物沉积量检测装置的颗粒物的量也会变得过多。这将导致异常判定部对于在颗粒过滤器中是否存在异常做出错误判定。根据上述结构，当执行过滤器再生控制时，禁止由异常判定部对在颗粒过滤器中是否存在异常进行判定。从而，可以准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常，避免错误的判断。 本发明确保用于颗粒过滤器的异常判定装置准确地判定在颗粒过滤器中是否存在异常。
通过下面參照附图对本发明的示例实施方式的描述，本发明的前述和进ー步的特征和优点将会变得更加清楚，在图中，类似的标号表示类似的部件，其中图I表示根据本发明的第一种实施方式的内燃机的整体结构；图2表示根据本发明的第一种实施方式的PM传感器的整体结构；图3分别包括根据本发明的第一种实施方式的PM传感器的输出波形和输出波形的梯度的图示；图4A是表示根据本发明的第一种实施方式的当DPF正常时PM传感器的检测元件附近的PM的行为的图示；图4B是表示根据本发明的第一种实施方式的当DPF异常时PM传感器的检测元件附近的PM的行为的图示；图5A是表示当检测元件被加热到300°C且DPF正常时，根据本发明的第一种实施方式的PM传感器的检测元件附近的PM的行为的图示；图5B是表示当检测元件被加热到300°C且DPF异常时，根据本发明的第一种实施方式的PM传感器的检测元件附近的PM的行为的图示；图6是表示根据本发明的第一种实施方式的用于DPF的异常判定操作的流程图。
具体实施例方式图I表示装配有根据本发明的第一种实施方式的用于颗粒过滤器的异常判定装置的内燃机的整体结构。图I所示的内燃机I是水冷四冲程柴油发动机，具有四个气缸2，所述气缸2分别和活塞一起形成燃烧室。所述内燃机I安装在车辆上。气缸2分别设有燃油喷射阀3。将被供应泵4从燃料箱抽取的诸如轻油等燃料供应给各个燃油喷射阀3。共轨5确定了燃料喷射压力。各个燃油喷射阀3以适当的量和适当的正时向气缸2中之ー喷射燃料。进气通路6被连接到内燃机I上。在进气通路6中配置有由废气驱动的涡轮增压器7的压缩机7a。空气流量计8配置在压缩机7a上游的进气通路6中。空气流量计8检测流过进气通路6的空气的流速。空气滤清器9设置在空气流量计8上游的进气通路6中。空气滤清器9从被吸入内燃机I的空气中除去灰尘、污物等。中间冷却器10在进气与外部空气之间交换热量，并被配置在压缩机7a的下游的进气通路6中。节气门11调节流过进气通路6的进气的流量，并配置在中间冷却器10的下游的进气通路6中。电促动器驱动节气门11。进气通路6和配置在其内的部件构成内燃机I的进气系统。排气通路12也被连接到内燃机I上。涡轮增压器7的涡轮7b配置在排气通路12中。将燃料添加到流过排气通路12的废气中的燃料添加阀13设置在涡轮7b上游的排气通路12中。从燃料箱向燃料添加阀13供应燃料。
氧化型催化剂14设置在涡轮7b下游的排气通路12中。DPF15设置在氧化型催化剂14下游的排气通路12中。DPF15收集流过排气通路12的废气中的PM。DPF15被用作废气的流动通道的多个室构成。所述室的入口侧和所述室的出口侧被交替地封闭。DPF15由诸如堇青石等蜂窝状耐热陶瓷基体材料制成。DPF15具有多孔质室壁。已经流入DPF15的废气ー边通过室壁ー边向下游流动。同吋，PM被室壁的孔部和表面收集，并且沉积到室壁的孔部和表面上。根据本发明的本实施方式的DPF15对应于根据本发明的颗粒过滤器。压差传感器16和废气温度传感器17、18置于DPF15的上游和下游。压差传感器16检测跨越DPF15的压差，以便确定被DPF15捕获的PM的量。废气温度传感器17和18分别配置在紧挨DPF15的上游和下游，井分别检测流入和流出DPF15的废气的温度。PM传感器19设置在DPF15下游的排气通路中。PM传感器19具有检测元件19a。流向PM传感器19而没有被DPF15捕获的PM (B卩，通过DPF15的PM)被沉积到检测元件19a上，PM传感器19输出与沉积到检测元件19a上的PM的量(颗粒物沉积量)相对应的值。其结果是，PM传感器19检测出废气中的PM的量等。根据本发明的该实施方式的PM传感器19对应于根据本发明的颗粒物沉积量检测装置。图2表示PM传感器19的整体结构。如图2所示，PM传感器19具有检测元件19a，该检测元件19a具有与废气通路12中的废气气流垂直的平面。因为检测元件19a具有与废气气流垂直的平面，所以，PM易于被废气气流携帯，与检测元件19a碰撞，并沉积于其上。检测元件19a将检测到的沉积的PM的量输出给ECU25，ECU25存储该检测到的量。加热器19b设置在PM传感器19的检测元件19a背面上及其周围。在正常状态下，加热器19b将检测元件19a加热，并将检测元件19a的温度保持在大约300°C。当沉积到检测元件19a上的PM的量变成等于或者超过预定的值时，加热器19b将检测元件19a加热到大约800°C，从而将沉积的PM烧掉。作为PM传感器19，可以采用具有这种特性的任何类型的传感器，例如，接触式传感器、电阻式传感器、燃烧式传感器等。例如，在以下专利文献中描述了合适的传感器日本专利申请公开 No. 8-68313 (JP-A-8-68313)、日本专利申请公开 No. 2005-337782 (JP-A-2005-337782)、以及日本专利申请公开 No. 2007-304068 (JP-A-2007-304068)。氧化型催化剂20设置在PM传感器19下游的排气通路12中。排气通路12和配置在其内部的部件构成内燃机I的排气系统。内燃机I包括高压EGR装置21，该高压EGR装置使流过排气通路12的废气的一部分以高压再循环到进气通路6中。被高压EGR装置21再循环的废气称作EGR气体。高压EGR装置21包括高压EGR通路22，EGR气体流过该EGR通路22 ;高压EGR阀23，该高压EGR阀23调节流过高压EGR通路22的高压EGR气体的流量；以及，高压EGR冷却器24，该高压EGR冷却器24冷却高压EGR气体。高压EGR通路22将在涡轮7b的上游位置的排气通路12与在节气门11的下游位置的进气通路6连接起来。作为高压EGR气体的废气，经由高压EGR通路22以高压被输送给内燃机I。高压EGR阀23设置在高压EGR通路22中，以调节高压EGR通路22的横截面积，并从而控制流过高压EGR通路22的高压EGR气体的流量。电促动器驱动高压EGR阀23。上面描述的内燃机I包括作为用于控制内燃机I的电子控制装置的ECU (发动机控制装置)25。ECU25根据内燃机I的运转条件或驾驶员的输入来控制内燃机I的运转状态。诸如空气流量计8、压差传感器16、废气温度传感器17和18、PM传感器19、曲轴位置 传感器26、加速器位置传感器27等各种传感器，经由电线连接到E⑶25上。来自于这些传感器的输出信号被输入给ECU25。进而，诸如燃油喷射阀3、节气门11、燃料添加阀13、以及高压EGR阀23等促动器，经由电线被连接到E⑶25上，并受E⑶25控制。当E⑶25从曲轴位置传感器26、加速器位置传感器27等接收输出信号吋，E⑶25确定内燃机I的运转状态，并根据所确定的内燃机的运转状态来控制内燃机I和相关部件。例如，除了诸如燃料喷射控制等典型的控制，E⑶25还可以执行控制以使DPF15的能力再生，以便捕获PM (下面，称之为过滤器再生控制)。在过滤器再生控制中，当被DPF15捕获的PM的量变成等于或者超过阈值时，将燃料供应给配置在DPF15前面的氧化型催化剂14，并且，通过燃料的氧化反应将DPF15加热到例如600°C，从而被DPF15捕获的PM被氧化并除去。例如，可以通过从燃料添加阀13向废气中添加燃料，或者进行不同于内燃机I中的主喷射的后喷射来供应燃料。进而，E⑶25也可以执行控制以除去沉积在PM传感器19的检测元件19a上的PM(下面，称为检测元件再生控制)。在检测元件再生控制中，当沉积在PM传感器19的检测元件19a上的PM的量变成等于或者超过阈值时，加热器19b将检测元件19a加热到约800°C，以便将沉积的PM烧掉。当执行检测元件再生控制时，将已经被沉积到检测元件19a上的所有的PM除去，从而PM传感器19的输出也降低到接近于零，并表明没有PM沉积。例如，在图3A所示的异常的DPF的情况下，在O IOOsec、600 800sec和900至IlOOsec的期间，执行检测元件再生控制。在DPF15中可能存在的异常包括破裂、损坏等。当在DPF15中存在异常时，被DPF15捕获的PM的量減少，从而，导致废气排放性质恶化。因而，希望更快而不是更慢地检测出DPF15中的异常。在相关技术中，采用压差传感器16，当根据跨越DPF15的压カ差计算出来的在DPF15中捕获的PM的量与通过将从内燃机I的运转状态计算出来的PM排出量积分而计算出来的在DPF15中捕获的PM的量之间不相符时，所述压差传感器16判定为在DPF15中存在异常。然而，如果内燃机I只排出少量的PM，则跨越DPF15的压差的变化很小，从而，很难精确地计算出沉积的PM的量。其结果是，可能不能判定在DPF15中是否存在异常。SP，在某些条件下，如果是根据跨越DPF15的压カ差进行判定的话，则难以准确地判定在DPF15中是否存在异常。因而，在本发明的实施方式中，根据从PM传感器19输出的波形的梯度判定在DPF15中是否存在异常。图3A表示PM传感器19的输出波形。依据在DPF15中是否存在异常，PM传感器19的输出波形有很大的不同。在输出已经变成零之后，当输出增加吋，PM传感器19的输出波形显著不同。对这时的输出波形进行ー阶微分，以便计算输出波形的梯度(相对于时间的ー阶导数)，然后判定在DPF15中是否存在异常。即，如图3A中的A、B和C所示，在执行检测元件再生控制并且输出已经变成零之后，当输出增加吋，获取PM传感器19的输出的梯度，然后判定在DPF15中是否存在异常。图3B表示PM传感器19的输出波形的梯度。如可以从图3B中显示出的那样，当在DPF15中存在异常时，在通过执行检测元件再生控制使得输出已经变成零之后，当输出增加吋，PM传感器19的输出的梯度大。当输出增加时PM传感器19的输出波形的梯度对应于没有被DPF15捕获而流向PM传感器的PM的量的増加。流向PM传感器19而没有被DPF15捕获的PM的量的増加，与DPF15中的诸如破裂、损伤等异常的存在紧密相关。因而，PM传感器19的输出波形的梯度 表示DPF15中存在异常。另外，如果在DPF15中存在异常，则与当如图4A所示DPF15正常吋、PM传感器19的检测元件19a附近的PM的行为相比，当如图4B所示在DPF15中存在异常时，废气中的PM浓缩，并且，当在DPF15中存在异常吋，PM与PM传感器19的检测元件19a碰撞的频率降低。然而，由于当PM与检测元件19a碰撞时已经被浓缩，所以，PM传感器19的输出大大增加。即,PM传感器19的输出波形的梯度増大。即使当发动机I处于PM排出量小的运转状态时，也会发生这种情況。另外，没有被DPF15捕获而流向PM传感器19的PM的量本来是小的。即使当内燃机I处于PM排出量小的运转状态下，PM传感器19也能够准确地检测出PM的量。从而，根据本发明的这ー实施方式，即使从内燃机I排出的PM的量低，PM传感器19的输出波形的梯度也表示出DPF15中存在异常。从而，能够正确地判定在DPF15中是否存在异常。如果PM传感器19的输出波形的梯度超过作为确定DPF15的异常状态和DPF15的正常状态用的阈值的基准值，则判定为在DPF15中存在异常。如图3B所示，上述基准值可以根据经验确定。当超过基准值时，可以判定在DPF15中存在异常。换句话说，基准值是判定DPF15的异常状态和DPF15的正常状态的阈值。如果在DPF15中存在异常，则大量的PM未被DPF15捕获而流向PM传感器19。在图3A的范围A、B和C中，如图3B所示，PM传感器19的各个输出波形的梯度均大于基准值。相反地，即使在DPF15中不存在异常，PM传感器19的输出波形的梯度也可能増大。然而，该梯度比当DPF15中存在异常时的梯度小。因而，如上所述，当PM传感器19的输出波形的梯度大于基准值时，可以被判定为在DPF15中存在异常。根据本发明的这ー实施方式，由于基准值是被这样设定的，所以，可以准确地判定在DPF15中是否存在异常。进而，PM传感器19受到检测元件再生控制，以便除去沉积在检测元件19a上的PM。当执行检测元件再生控制时，沉积在检测元件19a上的PM被烧掉，PM传感器19的输出暂时返回到零。然后，如果在DPF15中存在异常且大量的PM没有被DPF15捕获而流向PM传感器19时，在短时间内大量的PM沉积在检测元件19a上。因而，如图3A的A、B和C所示，PM传感器19的输出在已经变成零之后，在短时间内变化成大的值。即，PM传感器19的输出波形的梯度在由图3A中的A、B和C所示的这些时刻増大。相反地，如图3A所示的正常DPF的输出波形所表示的那样，当在DPF15中不存在异常且流向PM传感器19的PM的量低吋，PM传感器19的输出，在已经变成零之后，经过长时间逐渐变化到大的值。即，当在DPF15中不存在异常时，与在DPF15中存在异常时相比，PM传感器19的输出波形的梯度小。根据本发明的这ー实施方式，当执行检测元件再生控制吋，依据在DPF15中是否存在异常，PM传感器19的输出波形的梯度显著不同。从而，能够准确地判定在DPF15中是否存在异常。进而，PM传感器19的检测元件19a通常被加热器19b加热到大约300°C。因而，当DPF15是正常的时,如图5A所示的空白圆圈所表示的那样,一些沉积在检测元件19a上的PM被烧掉。即，由于沉积的PM的燃烧速度，检测元件19a上的PM的沉积/浓缩速度被降低。PM传感器19的输出也只是逐渐增加。然而，如果在DPF15中存在异常，则当与PM传感器19的检测元件19a碰撞吋，PM被浓缩，PM在检测元件19a上的沉积/浓缩速度比PM的燃烧速度高。从而，PM传感器19的输出突然増大。这也使得PM传感器19的输出波形的梯度依据在DPF15中是否存在异常而显著不同。从而，可以准确地判定在DPF15中是否存在异常。 进而，通过反复执行检测元件再生控制，反复地使PM传感器19的输出在该输出已经变成零之后在短时间内变成大的值。因而，如图3A中的A、B和C所示，PM传感器19的输出波形的梯度反复地増大，并且可以多次判定在DPF15中是否存在异常。从而，可以准确地判定在DPF15中是否存在异常。这里，应当指出，当内燃机I处于瞬态运转状态且废气以比怠速运转期间的流动速度高的速度流动时，执行在DPF15中是否存在异常的判定步骤。瞬态运转状态不是内燃机I在静态运转的运转状态，而是内燃机I的发动机速度和/或转矩正在变化的运转状态。这里所说的内燃机I处于瞬态运转状态且废气以比怠速运转期间的流速高的流速流动的状态，例如指的是，由于加速器踏板被压下使得车辆被加速的驱动状态，或者大量的进气被吸入内燃机I的状态。如图3A中由车辆速度所表示的那样，范围A和B是表示车辆被加速的驱动状态的范围，范围C是大量的进气被吸入到内燃机I中的高Ga范围。当内燃机I处于瞬态运转状态且废气以比怠速运转期间的流速高的流速流动时，从内燃机I中排出的PM的量大，废气的流速高。因而，如果在DPF15中存在异常，则流向PM传感器19而未被DPF15捕获的PM的量高。但是，如果在DPF15中不存在异常，则流向PM传感器19而没有被DPF15捕获的PM的量保持为低量。根据本发明的本实施方式，依据在DPF15中是否存在异常，流向PM传感器19而没有被DPF15捕获的PM的量显著不同。从而，能够准确地判定在DPF15中是否存在异常。相反地，如果执行过滤器再生控制，则禁止执行是否在DPF15中存在异常的判定。如果执行过滤器再生控制，则即使当在DPF15中不存在异常吋，没有被DPF15捕获的PM的量也变得过大。这会导致对DPF15中是否存在异常的错误判定。在本发明的本实施方式中，当执行过滤器再生时，禁止进行在DPF15中是否存在异常的判定。从而，能够准确地判定在DPF15中是否存在异常，避免错误的判定。进而，即使当从内燃机I中排出的PM的量非常低时，例如，当利用燃油喷射阀3执行后喷射或者将EGR气体的流量设定得低吋，禁止进行是否在DPF15中存在异常的判定。当从内燃机I中排出的PM的量非常低时，即使当在DPF15中存在异常时，流向PM传感器19而没有被DPF15捕获的PM的量也可能较低。如果在这种条件下执行在DPF15中是否存在异常的判定步骤，则所得到的判定结果可能是错误的。在本发明的这种实施方式中，当从内燃机I排出的PM的量非常低吋，禁止执行是否在DPF15中存在异常的判定步骤。从而，可以准确地判定在DPF15中是否存在异常，而避免错误的判定。下面根据图6所示的流程图说明用于在DPF15中是否存在异常的判定的操作。图6中的流程图表示用于判定在DPF15中是否存在异常的操作。ECU25以规定的时间间隔执行程序。执行操作的ECU25起着根据本发明的异常判定部的作用。当图6所示的操作开始时，在步骤SlOl中判定内燃机I的运转状态是否处于允许进行在DPF15中是否存在异常的判定的状态。如果内燃机达到下面所述的运转状态，则可以认为是适合进行在DPF15中是否存在异常的判定的时间，所述状态为例如在由图3A的范围A、B和C所示的检测元件再生控制终止之后，从内燃机I排出的PM的量大且废气的流速变化大的操作状态。相反地，如果执行过滤器再生控制，或者，如果处于从内燃机I排出的PM的量非常小的运转状态时，例如，在利用燃油喷射阀进行后喷射或者EGR气体的流 量被设定得低时，对于在DPF15中是否存在异常的判定而言，不是合适的时间。如果在步骤SlOl中判定内燃机I的运转状态将允许进行在DPF15中是否存在异常的判定，则操作进入S102。如果在步骤SlOl中判定为内燃机I的运转状态不允许进行在DPF15中是否存在异常的判定，则操作結束。在S102，判定PM传感器19的输出波形的梯度是否大于基准值。在这种情况下，如图3A所示，PM传感器19的输出在ECU25中被存储预定的时间，以便获得输出波形，并且对该输出波形进行ー阶微分，以便获得梯度(一阶导数)。如图3B所示，将所获得的梯度与基准值进行比较。如果在S102中判定该梯度大于基准值，则操作进入S103。但是，如果在S102中判定为该梯度未超过基准值，则操作进入S104。在S103中判定在DPF15中存在异常。相反地，在步骤S104中判定DPF15正常。在步骤S103和S104之后，操作結束。上面描述的操作，利用PM传感器19的输出波形的梯度，可以准确地判定在DPF15
中是否存在异常。根据本发明的用于颗粒过滤器的异常判定装置并不局限于本发明的上述实施方式，在不脱离本发明的主g的范围内，能够以各种方式加以实施。例如，在上述实施方式中，作为用于判定在DPF15中是否存在异常的PM传感器19的输出波形的梯度，是当紧接在检测元件再生控制之后(例如，输出已经变成零之后)、输出上升时的输出波形的梯度。但是，该梯度并不是惟一可以利用的。即使PM传感器19的输出波形的梯度不是在输出已经变成零之后，在该梯度超过基准值的情况下，也适合于用于判定在DPF15中存在异常。进而，PM传感器19具有通常被加热器19b加热到300°C的检测元件19a。但是，检测元件19a也可以不是通常被加热器19b加热。进而，检测元件再生控制可以和过滤器再生控制同时进行。
权利要求
1.ー种用于颗粒过滤器的异常判定装置，包括 颗粒过滤器，所述颗粒过滤器设置在内燃机的排气通路中，用于收集存在于从所述内燃机排出的废气中的颗粒物； 颗粒物沉积量检测装置，所述颗粒物沉积量检测装置设置在所述颗粒过滤器下游的所述排气通路中，其中， 所述颗粒物沉积量检测装置包括检测元件，所述检测元件检测流向所述颗粒物沉积量检测装置且没有被所述颗粒过滤器捕获的颗粒物，并且 所述颗粒物沉积量检测装置输出与沉积在所述检测元件上的颗粒物的沉积量相对应的值； 以及，异常判定部，所述异常判定部根据所述颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度，判定在所述颗粒过滤器中是否存在异常。
2.如权利要求I所述的用于颗粒过滤器的异常判定装置，其特征在干， 如果所述输出波形的梯度超过所述颗粒过滤器的异常状态与所述颗粒过滤器的正常状态之间的基准值，则所述异常判定部判定在所述颗粒过滤器中存在异常。
3.如权利要求I或2所述的用于颗粒过滤器的异常判定装置，其特征在干， 所述颗粒物沉积量检测装置执行检测元件再生控制，以便除去沉积在所述检测元件上的颗粒物。
4.如权利要求I至3中任何一项所述的用于颗粒过滤器的异常判定装置，其特征在干， 当所述内燃机处于瞬态运转状态，并且废气以比在所述内燃机的怠速运转期间的流速高的流速流动时，所述异常判定部判定在所述颗粒过滤器中是否存在异常。
5.如权利要求I至4中任何一项所述的用于所述颗粒过滤器的异常判定装置，其特征在于， 所述颗粒过滤器受到过滤器再生控制，以便从所述颗粒过滤器除去沉积的颗粒物，并且 在执行所述过滤器再生控制时，所述异常判定部禁止在所述颗粒过滤器中是否存在异常的判定。
全文摘要
一种异常判定装置，包括颗粒过滤器，所述颗粒过滤器配置在内燃机的排气通路内，用于收集从内燃机中排出的废气中颗粒物；颗粒物沉积量检测装置，该颗粒物沉积量检测装置设置在颗粒过滤器的下游侧；以及异常判定部。颗粒物沉积量检测装置包括检测元件，该检测元件检测流向颗粒物沉积量检测装置、并且未被颗粒过滤器捕获的颗粒物，然后输出一个对应于沉积在检测元件上的颗粒物的沉积量的值。异常判定部根据颗粒物沉积量检测装置的输出波形的梯度判定在颗粒过滤器中是否存在异常。
文档编号F01N9/00GK102695854SQ201180005237
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年3月9日
发明者西岛大贵 申请人:丰田自动车株式会社