颗粒过滤器的异常诊断装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及颗粒过滤器的异常诊断装置，其目的在于，提高利用被设置在与颗粒过滤器相比靠下游侧的排气通道中的颗粒物传感器的输出值而实施颗粒过滤器的异常诊断的情况下的诊断精度。在本发明中，将在传感器再生处理的执行结束之后颗粒物传感器的电极之间的颗粒物的堆积重新开始的时刻设为颗粒物堆积重新开始时刻。此外，将根据颗粒物堆积重新开始时刻后的预定的第一判断时刻处的颗粒物传感器的输出值而对过滤器的异常进行诊断的处理设为过滤器诊断处理。并且，将在从颗粒物堆积重新开始时刻起至第一判断时刻之前的预定的第二判断时刻为止的期间内的颗粒物传感器的输出值的变化率与阈值进行比较，从而决定是否执行过滤器诊断处理。
【专利说明】
颗粒过滤器的异常诊断装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种被设置在内燃机的排气通道中，并对排气中的颗粒物(Particulate Matter:颗粒物)进行捕集的颗粒过滤器的异常诊断装置。
【背景技术】
[0002]—直以来，已知一种在内燃机的排气通道中设置对排气中的颗粒物进行捕集的颗粒过滤器(以下，有时也简称为“过滤器”)的技术。在过滤器中，存在产生熔损或破损等故障的情况。当产生此种过滤器的故障时，不被该过滤器捕集而从该过滤器流出的颗粒物的量将会增加。当产生此种过滤器的故障或者过滤器从排气通道上脱落的所谓的过滤器的异常发生时，会导致向大气中排放的颗粒物的增加。因此，开发了一种在与过滤器相比靠下游侧的排气通道中设置颗粒物传感器，并根据该颗粒物传感器的输出值而实施过滤器的异常诊断的技术。作为被使用于此种过滤器的异常诊断的颗粒物传感器，已知一种作为传感器元件而具有一对电极并输出与该电极之间堆积的颗粒物的量相对应的信号的颗粒物传感器。
[0003]此外，在专利文献I中公开了如下的技术，S卩，通过对被设置在与过滤器相比靠下游侧的排气通道中的颗粒物传感器的输出值、与该颗粒物传感器中的颗粒物堆积量的推断值进行比较，从而对过滤器有无故障进行判断的技术。在该专利文献I所记载的技术中，对假定过滤器处于预定的状态时的从该过滤器的颗粒物流出量进行推断。而且，根据该颗粒物流出量的累计值而对颗粒物传感器中的颗粒物堆积量的推断值进行计算。通过对以此方式计算出的颗粒物堆积量的推断值与颗粒物传感器的实际的输出值进行比较，从而能够掌握过滤器的状态。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-179467号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]如上所述，当产生过滤器的故障时，来自该过滤器的颗粒物流出量会增加。因此，被设置在与过滤器相比靠下游侧的排气通道中的颗粒物传感器的电极之间所捕集到的颗粒物的量会增加。其结果为，颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量与过滤器为正常状态的情况相比而增多。这与过滤器从排气通道中脱落的情况相同。因此，能够根据预定的时刻处的颗粒物传感器的输出值而实施过滤器的异常诊断。
[0009]在此，在颗粒物传感器的电极之间可能也会被捕集到作为原本的检测对象的颗粒物以外的物质即导电性的物质(以下，将该物质称为“异物”)。即使在过滤器为正常的状态下此种异物也有可能在颗粒物传感器的电极之间被捕集。而且，在此种异物在颗粒物传感器的电极之间被捕集的情况下，颗粒物传感器的输出值也会产生变化。因此，当在颗粒物传感器的电极之间捕集了异物的状态下根据该颗粒物传感器的输出值而实施过滤器的异常诊断时，有可能尽管实际上过滤器处于正常的状态，但也误诊断为产生了过滤器的异常。
[0010]本发明为鉴于上述各种的实际情况而完成的发明，其目的在于，提高使用被设置在与过滤器相比靠下游侧的排气通道中的颗粒物传感器的输出值而实施过滤器的异常诊断的情况下的诊断精度。
[0011]用于解决课题的方法
[0012]在本发明中，将在传感器再生处理的执行结束之后颗粒物传感器的电极之间的颗粒物的堆积重新开始的时刻设为颗粒物堆积重新开始时刻。此外，将根据颗粒物堆积重新开始时刻之后的预定的第一判断时刻处的颗粒物传感器的输出值而对过滤器的异常进行诊断的处理设为过滤器诊断处理。并且，对从颗粒物堆积重新开始时刻起至第一判断时刻之前的预定的第二判断时刻为止的期间内的颗粒物传感器的输出值的变化率与阈值进行比较，从而决定是否执行过滤器诊断处理。
[0013]更详细而言，在本发明所涉及的颗粒过滤器的异常诊断装置中，所述颗粒过滤器被设置在内燃机的排气通道中并对排气中的颗粒物进行捕集，所述颗粒过滤器的异常诊断装置具备:颗粒物传感器，其被设置在与所述颗粒过滤器相比靠下游侧的排气通道中，且作为传感器元件而具有一对电极，在由于该电极之间堆积颗粒物而使该电极之间导通时，输出与该电极之间的颗粒物堆积量相对应的信号，并且在所述颗粒物传感器中，该电极之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该电极之间的颗粒物堆积量的增加量的、输出值的变化量越增大;传感器再生部，其执行对堆积在所述颗粒物传感器的电极之间的颗粒物进行去除的传感器再生处理;过滤器诊断部，其执行根据预定的颗粒物堆积重新开始时刻之后的预定的第一判断时刻处的所述颗粒物传感器的输出值而对所述颗粒过滤器的异常进行诊断的过滤器诊断处理，其中，所述预定的颗粒物堆积重新开始时刻为，在由所述传感器再生部而执行的所述传感器再生处理结束之后所述颗粒物传感器的电极之间的颗粒物的堆积重新开始的时刻;监视部，其持续性地对所述颗粒物堆积重新开始时刻以后的所述颗粒物传感器的输出信号进行监视，将在假定所述颗粒过滤器处于预定的基准状态时的所述颗粒物传感器的所述电极之间的颗粒物堆积量的推断值设为基准颗粒物堆积量时的、由所述监视部监视到的所述颗粒物传感器的输出值的相对于该基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量、或由所述监视部监视到的所述颗粒物传感器的输出值的每单位时间内的变化量，设为传感器输出变化率，在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起至所述第一判断时刻之前的预定的第二判断时刻为止的期间内，出现了所述传感器输出变化率与预定的判断变化率相比而变大了的状况的情况下，不实施由所述过滤器诊断部而实施的所述过滤器诊断处理，并且，在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起至所述第二判断时刻为止的期间内，未出现所述传感器输出变化率与所述判断变化率相比而变大的状况的情况下，无论该第二判断时刻之后的所述传感器输出变化率如何，均实施由所述过滤器诊断部而实施的所述过滤器诊断处理。
[0014]在本发明所涉及的颗粒物传感器中，当堆积在作为传感器元件的电极之间的颗粒物量成为固定量以上时，该电极之间由于颗粒物而导通。在此，将颗粒物传感器的电极之间由于颗粒物而成为导通状态的该电极之间的颗粒物堆积量称为“有效颗粒物堆积量”。当电极之间的颗粒物堆积量成为有效颗粒物堆积量以上时，颗粒物传感器输出与该电极之间的颗粒物堆积量相对应的输出值。另外，如果颗粒物传感器为输出与在电极之间流通的电流值相对应的输出值的传感器，则该电极之间的颗粒物堆积量越增加，该颗粒物传感器的输出值越上升。另一方面，如果颗粒物传感器为输出与电极之间的电阻值相对应的输出值，则该电极之间的颗粒物堆积量越增加，该颗粒物传感器的输出值越降低。本发明所涉及的颗粒物传感器只要是输出与电极之间的颗粒物堆积量相对应的信号的传感器，则可以为具有上述输出特性中的任意一个特征的传感器。此外，电极之间的颗粒物堆积量越增多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的电极之间的电阻的降低量越增大，从而在该电极之间流通的电流的增加量越增大。因此，无论颗粒物传感器是输出与电极之间的电阻值相对应的输出值的传感器、还是输出与电极之间的电流值相对应的输出值的传感器，均会在电极之间的颗粒物堆积量越增多时，相对于该颗粒物堆积量的增加量的颗粒物传感器的输出值的变化量也越增大。
[0015]当在电极之间的颗粒物堆积量达到了有效颗粒物堆积量之后，由于持续颗粒物的捕集而使电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加时，基于该增加从而颗粒物传感器的输出值将逐渐地变化。另一方面，当在颗粒物传感器的电极之间除了颗粒物之外还捕集到异物时，该电极之间由于该异物而导通，从而使该电极之间的电阻值急剧地降低。在该情况下，与基于由于在电极之间捕集颗粒物而使该电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而颗粒物传感器的输出值发生变化的情况相比，颗粒物传感器的输出值将急剧地变化。也就是说，在颗粒物传感器的输出值急剧地发生了变化的情况下，在该颗粒物传感器的电极之间捕集到了异物的可能性$父尚。
[0016]因此，在本发明中，通过监视部而持续性地对颗粒物堆积重新开始时刻以后的颗粒物传感器的输出信号进行监视。在此，颗粒物堆积重新开始时刻是指，在由传感器再生部而执行的传感器再生处理结束之后该颗粒物传感器的电极之间的颗粒物的堆积重新开始的时刻。
[0017]此外，将在假定过滤器处于预定的基准状态时的颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量的推断值设为基准颗粒物堆积量。如果过滤器的状态不同，则来自该过滤器的颗粒物的流出量也会不同。并且，由于当来自过滤器的颗粒物的流出量变化时，在颗粒物传感器的电极之间被捕集到的颗粒物的量也由此而变化，因此该电极之间的颗粒物堆积量也将变化。在此，基准状态是指，在对基准颗粒物堆积量进行推断时所假定的过滤器的状态。
[0018]并且，将颗粒物传感器的输出值相对于基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量、或颗粒物传感器的输出值的每单位时间的变化量设为传感器输出变化率。在如上文所述因在颗粒物传感器的电极之间捕集到异物而引起该颗粒物传感器的输出值急剧地变化时，以此方式被导出的传感器输出变化率将变大。因此，在本发明中，通过对颗粒物堆积重新开始时刻之后且第一判断时刻之前的传感器输出变化率与判断变化率进行比较，来决定是否实施由过滤器诊断部所实施的过滤器诊断处理。
[0019]在此，判断变化率为，用于对颗粒物传感器的输出值的变化是因电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在电极之间捕集到了异物而引起的进行区别的阈值。但是，在由于电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而使颗粒物传感器的输出值逐渐地变化的情况下，其传感器输出变化率也不是始终固定的。也就是说，电极之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的该电极之间的电阻值的降低量越变大。因此，电极之间的颗粒物堆积量越增多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的在该电极之间流通的电流的增加量越变大。因此，电极之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的、颗粒物传感器的输出值的变化量越增大。并且，在颗粒物堆积重新开始时刻以后，由于在颗粒物传感器的电极之间颗粒物持续性地被捕集，从而该电极之间的颗粒物堆积量逐渐增加。因此，即使未在电极之间捕集到异物，传感器输出变化率也会基于该电极之间的颗粒物堆积量的增加而逐渐增大。
[0020]因此，当颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量增多时，即使未在该电极之间捕集到异物，也存在因该电极之间的颗粒物堆积量的增加而引起该颗粒物传感器的输出值发生了变化时的传感器输出变化率超过判断变化率的可能性。在该情况下，尽管在颗粒物传感器的电极之间未捕集到异物，但也不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理。并且，在颗粒物堆积重新开始时刻之后，在通常情况下，越随着时间的经过，也就是说越靠近第一判断时刻，则颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量越增多。
[0021]因此，在本发明中，在从颗粒物堆积重新开始时刻起至第一判断时刻之前的预定的第二判断时刻为止的期间内，出现了传感器输出变化率与预定的判断变化率相比而变大的状况的情况下，不实施由过滤器诊断部而进行的过滤器诊断处理。在从颗粒物堆积重新开始时刻起至第二判断时刻为止的期间内，假定颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量与第二判断时刻以后的情况相比而较少。因此，在该期间内能够根据传感器输出变化率而以较高的精度对颗粒物传感器的输出值的变化是因电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在电极之间捕集到了异物而引起的进行区别。也就是说，在该期间内出现了传感器输出变化率与预定的判断变化率相比而变大的状况的情况下，能够判断为在电极之间捕集到了异物的可能性较高。因此，在此种情况下，通过不实施过滤器诊断处理，从而能够抑制如下的情况，即，尽管过滤器实际上处于正常的状态，但也因在颗粒物传感器的电极之间捕集到异物而导致诊断部误诊断为产生了过滤器的异常的情况。由此，能够提高使用颗粒物传感器的输出值而实施过滤器的异常诊断的情况下的诊断精度。
[0022]另一方面，在从颗粒物堆积重新开始时刻起至第二判断时刻为止的期间内，未出现传感器输出变化率与预定的判断变化率相比而变大的状况的情况下，能够判断为在电极之间未捕集到异物的可能性较高。此外，假定在第二判断时刻之后，颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量变得比较多。因此，在第二判断时刻之后，难以根据传感器输出变化率而以较高的精度对颗粒物传感器的输出值的变化是因电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在电极之间捕集到异物而引起的进行区别。因此，在本发明中，如果从颗粒物堆积重新开始时刻起至第二判断时刻为止的期间内，未出现传感器输出变化率与判断变化率相比而变大的状况的情况下，无论该第二判断时刻之后的传感器输出变化率如何，均实施由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理。由此，能够抑制不必要地使过滤器的异常诊断变为不执行的情况。也就是说，能够抑制过滤器的异常诊断的执行频率以所需以上程度而减少的情况。
[0023]在本发明中，所述第一判断时刻也可以为，基准颗粒物堆积量达到了预定的第一判断颗粒物堆积量的时刻。并且，所述第二判断时刻也可以为，基准颗粒物堆积量达到了预定的第二判断颗粒物堆积量的时刻。在该情况下，第二判断颗粒物堆积量为与第一判断颗粒物堆积量相比而较少的量。
[0024]此外，在本发明中，将所述第一判断时刻设为基准颗粒物堆积量达到了预定的第一判断颗粒物堆积量的时刻，将与电极之间的颗粒物堆积量为小于该第一判断颗粒物堆积量的预定的第二判断颗粒物堆积量时的颗粒物传感器的输出值相当的值设为判断输出值。此时，也可以在从颗粒物堆积重新开始时刻起至第一判断时刻为止的期间内颗粒物传感器的输出值达到了判断输出值的情况下，将颗粒物传感器的输出值达到了判断输出值的时刻设为所述第二判断时刻。
[0025]此外，本发明所涉及的过滤器的异常诊断装置也可以还具备:过滤器再生部，其执行对堆积在所述颗粒过滤器上的颗粒物进行去除的过滤器再生处理;差压传感器，其输出与所述颗粒过滤器的前后的排气压力差相对应的信号。在该情况下，也可以根据在由传感器再生部而执行的传感器再生处理的执行之前由过滤器再生部而执行了的过滤器再生处理结束时的差压传感器的输出值，而对过滤器的状态进行推断，并将该推断出的状态作为基准状态而对基准颗粒物堆积量进行推断。由此，能够将过滤器的状态假定为靠近某种程度的实际状态而对基准颗粒物堆积量进行推断。因此，在将由监视部监视到的颗粒物传感器的输出值的相对于该基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量设为传感器输出变化率时，能够根据该传感器输出变化率而以较高的精度对因电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的颗粒物传感器的输出值的变化、与因在电极之间捕集到异物而引起的颗粒物传感器的输出值的变化进行区别。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，能够提高使用被设置在与过滤器相比靠下游侧的排气通道中的颗粒物传感器的输出值而实施过滤器的异常诊断的情况下的诊断精度。此外，能够抑制过滤器的异常诊断的执行频率以所需以上程度而减少的情况。
【附图说明】
[0028]图1为表示实施例所涉及的内燃机及其进气排气系统的概要结构的第一图。
[0029]图2为示意性地表示实施例所涉及的颗粒物传感器的结构的图。
[0030]图3为表示实施例所涉及的颗粒物传感器的电极之间的颗粒物堆积量与输出值之间的关系的图。
[0031]图4为表示实施例所涉及的电压施加时刻以后的颗粒物传感器的输出值的推移的图。
[0032]图5为表示实施例1所涉及的电压施加时刻以后的颗粒物传感器的输出值以及传感器输出变化率的推移的图。
[0033]图6为表示实施例1所涉及的过滤器的异常诊断流程的流程图。
[0034]图7为表示实施例1所涉及的用于决定是否禁止过滤器诊断处理的执行的决定处理的流程的流程图。
[0035]图8为表示实施例2所涉及的电压施加时刻以后的颗粒物传感器的输出值以及传感器输出变化率的推移的图。
[0036]图9为表示实施例2所涉及的过滤器的异常诊断流程的流程图。
[0037]图10为表示实施例所涉及的内燃机及其进气排气系统的概要结构的第二图。
【具体实施方式】
[0038]以下，根据附图对本发明的具体的实施方式进行说明。本实施方式中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等，只要没有特别记载，则不表示发明的技术的范围仅限定于此的含义。
[0039]<实施例1>
[0040]图1为表示本实施例所涉及的内燃机及其进气排气系统的概要结构的图。
[0041]图1所示的内燃机I为以轻油作为燃料的压缩点火式的内燃机(柴油发动机)。另夕卜，内燃机I也可以为以汽油作为燃料的火花点火式的内燃机。
[0042]内燃机I具备向气缸2内喷射燃料的燃料喷射阀3。另外，在内燃机I为火花点火式的内燃机的情况下，燃料喷射阀3也可以以向进气口喷射燃料的方式而构成。
[0043]内燃机I与进气通道4连接。在进气通道4中设置有空气流量计40以及进气节流阀41。空气流量计40输出与在进气通道4内流动的进气(空气)的量(质量)相对应的电信号。进气节流阀41被配置于进气通道4中的与空气流量计40相比靠下游侧处。进气节流阀41通过对进气通道4内的通道截面面积进行变更来对内燃机I的吸入空气量进行调节。
[0044]内燃机I与排气通道5连接。在排气通道5中设置有氧化催化剂50以及颗粒过滤器(以下，称为“过滤器”)51。过滤器51被配置在排气通道5中的与氧化催化剂50相比靠下游侧处。过滤器51为通过多孔质的基材而形成的壁流型的过滤器，并对排气中所含的颗粒物进行捕集。
[0045]在与氧化催化剂50相比靠上游侧的排气通道5中设置有燃料添加阀52。燃料添加阀52向在排气通道5内流动的排气中添加燃料。在与过滤器51相比靠下游的排气通道5中设置有温度传感器54以及颗粒物传感器55。温度传感器54输出与排气的温度对应的电信号。颗粒物传感器55输出与从过滤器51流出的颗粒物量相关的电信号。
[0046]在此，根据图2对颗粒物传感器55的概要结构进行说明。图2为表示颗粒物传感器55的概要结构的图。颗粒物传感器55为电极式的颗粒物传感器。另外，虽然在图2中图示了一组电极，但也可以具备多组电极。
[0047]颗粒物传感器55具备传感器元件553、电流计554、加热器555、罩556。传感器元件553通过在板状的绝缘体550的表面上以相互隔开间隔的方式被配置的一组电极551、552而构成。电流计554对在电极551、552之间流通的电流进行计测。加热器555为被配置于传感器元件553的背面上的电热式的加热器。罩556对传感器元件553进行覆盖。在罩556上形成有多个贯穿孔557。从被设置于外部的电源60向颗粒物传感器55的电极551、552以及加热器555供给电力。并且，从颗粒物传感器55输出与由电流计554计测出的电流值对应的输出值。该颗粒物传感器55的输出值被输入至ECUlO的监视部101。也就是说，在本实施例中，通过E⑶10的监视部101而能够持续性地对颗粒物传感器55的输出值进行监视。另外，在颗粒物传感器55上设置有对该颗粒物传感器55进行控制的传感器控制单元(S⑶)的情况下，S⑶也可以具备持续性地对颗粒物传感器55的输出值进行监视的监视部。
[0048]当以此方式而构成的颗粒物传感器55被安装在排气通道5中时，在排气通道5中流通的排气的一部分将穿过贯穿孔557而流入该罩556内。并且，流入了罩556内的排气中所含的颗粒物在电极551、552之间被捕集。此时，当向电极551、552施加电压时，会促进向电极551、552之间的颗粒物的捕集。
[0049]在此，根据图3对电极551、552之间的颗粒物堆积量与颗粒物传感器55的输出值之间的关系进行说明。在图3中，横轴表示电极551、552之间的颗粒物堆积量，纵轴表示颗粒物传感器55的输出值。当在电极551、552之间颗粒物被捕集时，该电极551、552之间的颗粒物堆积量将逐渐地增加。此时，当向电极551、552之间施加电压时，由于颗粒物具有导电性，因此由于在电极551、552之间堆积了固定量的颗粒物而使颗粒物从一方的电极551连接至另一方的电极552时，电极551、552之间将因该颗粒物而导通。但是，在电极551、552之间的颗粒物堆积量小于固定量时，电极551、552为非导通状态。在此，将电极551、552成为导通状态的颗粒物堆积量称为“有效颗粒物堆积量”。
[0050]如图3所示，由于电极551、552之间的颗粒物堆积量达到有效颗粒物堆积量之前，电极551、552为非导通状态，因此颗粒物传感器55的输出值为零。并且，当电极551、552之间的颗粒物堆积量达到有效颗粒物堆积量时，颗粒物传感器55的输出值将会大于零。在电极551、552之间的颗粒物堆积量达到了有效颗粒物堆积量之后，随着该电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加，而该电极551、552之间的电阻会减小。其结果为，在电极551、552之间流通的电流会增大。因此，基于电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加而颗粒物传感器55的输出值增大。以下，将颗粒物传感器55的输出值从零开始上升的时刻称为“输出开始时刻”。此外，由于电极551、552之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的电极551、552之间的电阻的降低量越变大，因此在该电极551、552之间流通的电流的增加量增大。因此，电极551、552之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的颗粒物传感器55的输出值的上升量越变大。
[0051 ] 在此，返回至图1。在内燃机I中同时设有电子控制单元ECU(Electronic ControlUnit:电子控制单元HO13E⑶10为对内燃机I的运转状态等进行控制的单元。E⑶10上除了电连接有上述的空气流量计40、温度传感器54以及颗粒物传感器55之外，还电连接有加速器位置传感器7以及曲轴位置传感器8等的各种传感器。加速器位置传感器7为，输出与未图示的加速踏板的操作量(加速器开度)相关的电信号的传感器。曲轴位置传感器8为输出与内燃机I的输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号的传感器。并且，这些传感器的输出信号被输入至E⑶10。此外，E⑶10与上述的燃料喷射阀3和进气节流阀41以及燃料添加阀52等的各种设备电连接。ECUlO根据上述的各传感器的输出信号，而对上述的各种设备进行控制。例如，E⑶10实施通过执行来自燃料添加阀52的燃料添加，从而对堆积在过滤器51上的颗粒物进行去除的过滤器再生处理。在过滤器再生处理中，通过从燃料添加阀52被添加的燃料在氧化催化剂50中被氧化而产生的氧化热量，而使过滤器51升温。其结果为，堆积在过滤器51上的颗粒物被氧化并去除。
[0052][过滤器异常诊断]
[0053]在过滤器51中，存在因随着上述的过滤器再生处理的执行的升温等而引起产生熔损或破损等故障的情况。当产生此种过滤器51的故障或发生过滤器51从排气通道5上脱落的所谓的过滤器的异常时，会导致向大气中排放的颗粒物增加。因此，在本实施例中，实施利用颗粒物传感器55的输出值而对过滤器有无异常进行判断的过滤器的异常诊断。以下，对本实施例的过滤器的异常诊断方法进行说明。
[0054]在本实施例的过滤器的异常诊断方法中，首先，为了对堆积在颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物进行去除，从而执行传感器再生处理。具体而言，通过从电源60向加热器555供给电力，从而利用该加热器555而对传感器元件553进行加热。由此，堆积在电极551、552之间的颗粒物被氧化并去除。另外，通过在传感器再生处理中，对向加热器555供给的电力供给量进行调节，从而传感器元件553的温度被控制在颗粒物能够氧化的温度。
[0055]当通过传感器再生处理而使堆积在电极551、552之间的颗粒物被去除时，接下来，开始从电源60向电极551、552施加电压。以下，将开始向电极551、552施加电压的时刻称为“电压施加时刻”。另外，在传感器再生处理结束之后短暂的期间内电极551、552成为高温。因此，在从传感器再生处理结束起至电压施加时刻为止的期间内也可以包含用于对电极551、552进行冷却的冷却期间。
[0056]此外，如上所述，当向电极551、552施加电压时，会促进向该电极551、552之间的颗粒物的捕集。因此，在本实施例中，该电压施加时刻相当于本发明所涉及的颗粒物堆积重新开始时刻。此外，在本实施例中，也可以在传感器再生处理的执行中开始向电极551、552施加电压。在此种情况下，也可以将传感器再生处理的执行结束时刻(即，向加热器555的电力供给停止时刻)设为本发明所涉及的颗粒物堆积重新开始时刻。此外，在该情况下，也可以将从传感器再生处理的执行结束的时刻起经过了能够判断为颗粒物传感器55的电极551、552的温度降低至被捕集到的颗粒物不被氧化的程度的预定期间的时刻，设为本发明所涉及的颗粒物堆积重新开始时刻。
[0057]在此，根据图4对从开始向电极551、552施加电压起的颗粒物传感器55的输出值的动作进行说明。图4为表示电压施加时刻以后的颗粒物传感器55的输出值的推移的图。在图4中，横轴表示电压施加时刻以后的、颗粒物传感器55的电极551、552之间的基准颗粒物堆积量。此外，在图4中，纵轴表示颗粒物传感器55的输出值。
[0058]在本实施例中，基准颗粒物堆积量为假定推断为过滤器51处于基准故障状态的值。基准故障状态是指，在过滤器的异常诊断中应当判断为过滤器51中产生了异常的状态中的故障的程度最小的故障状态。也就是说，即使过滤器51处于某种程度劣化的状态，但只要其状态与该基准故障状态相比而较为良好，则在过滤器的异常诊断中，也将判断为过滤器51处于正常的状态。基准颗粒物堆积量是通过对假定过滤器51处于基准故障状态时的、在颗粒物传感器55的电极551、552之间被捕集到的颗粒物的量(以下，简称为“颗粒物捕集量”)进行推断，并对该颗粒物捕集量的推断值进行累计从而被计算出的。另外，即使过滤器51自身的状态处于相同的情况下，也会由于内燃机I的运转状态(来自燃料喷射阀3的燃料喷射量或排气的流量等)或过滤器51的颗粒物堆积量，而使得从该过滤器51流出的流出颗粒物量发生变动。此外，也会由于排气的流量，而使得该排气中所包含的颗粒物量中的、在颗粒物传感器55的电极551、552之间被捕集到的颗粒物的比例发生变动。因此，在假定过滤器51处于基准故障状态而对颗粒物捕集量进行推断时，也考虑到内燃机I的运转状态以及过滤器51的颗粒物堆积量。作为基准颗粒物堆积量的具体计算方法也可以使用公知的任意方法。
[0059]此外，在图4中，线LI表示过滤器51处于正常状态的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移，线L2表示过滤器51处于故障的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移。另夕卜，过滤器51从排气通道5脱落的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移相对于过滤器51处于正常状态的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移，将表现出与过滤器51发生了故障的情况同样的倾向。此外，在图4中，Qsl表示与过滤器51处于正常状态的情况下的输出开始时刻对应的基准颗粒物堆积量，Qs2表示与过滤器51发生了故障的情况下的输出开始时刻对应的基准颗粒物堆积量。另外，能够通过ECUlO的监视部101而对如图4所示的颗粒物传感器55的输出值的动作进行监视。
[0060]当过滤器51产生故障时该过滤器51的颗粒物捕集效率将会降低。因此，单位时间内从过滤器51流出的颗粒物的量(流出颗粒物量)增加。伴随于此，到达颗粒物传感器55并且在电极551、552之间被捕集的颗粒物量也会增加。也就是说，电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加速度增大。其结果为，当过滤器51产生故障时，与过滤器51处于正常状态时相比，电极551、552之间的颗粒物堆积量会更提前地达到有效颗粒物堆积量。因此，如图4所示，在过滤器51发生了故障的情况下，与过滤器51处于正常状态的情况相比，从电压施加时刻起至输出开始时刻为止的期间变短(Qs2<Qsl)。此外，当过滤器51发生故障时，与过滤器51处于正常状态时相比，输出开始时刻以后的电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加速度也增大。因此，如图4所示，在过滤器51发生了故障的情况下，与过滤器51处于正常状态的情况相比，输出开始时刻以后的传感器输出变化率增大。在此，传感器输出变化率为，颗粒物传感器55的输出值的、相对于基准颗粒物堆积量的每单位增加量的上升量。
[0061]过滤器51处于正常状态时、与过滤器51中发生了异常时，颗粒物传感器55的输出值的动作会产生上述的差异。其结果为，在过滤器51发生了异常的情况下，从电压施加时刻起经过固定期间之后的颗粒物传感器55的输出值与过滤器51处于正常状态的情况相比而变大。因此，在本实施例所涉及的过滤器的异常诊断方法中，对从电压施加时刻起经过了预定的判断期间dtd的第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值进行读取。并且，在被读取的颗粒物传感器55的输出值为预定的异常判断值Sth以上的情况下，判断为产生了颗粒物传感器55的异常。在此，判断期间dtd被设定为，从电压施加时刻起基准颗粒物堆积量达至预定的第一判断颗粒物堆积量Qpme I的期间。
[0062][可否执行过滤器异常诊断的决定方法]
[0063]在颗粒物传感器55的电极551、552之间也可能被捕集到除了作为本来的检测对象的颗粒物以外的导电性的物质(异物)。例如，在排气通道5中，由于在排气中所含的水分发生凝结从而生成凝结水。存在该凝结水进入颗粒物传感器55中，并在电极551、552之间被捕集的情况。此外，存在在排气通道中设置选择还原型NOx催化剂与尿素添加阀的情况。在此，选择还原型NOx催化剂为将氨作为还原剂而对排气中的NOx进行还原的催化剂。并且，尿素添加阀向排气中添加用于生成作为还原剂的氨的尿素水。在采用了此种尿素添加阀被设置在与颗粒物传感器55相比靠上游侧的排气通道5中的结构的情况下，存在从尿素水中析出的尿素(尿素析出物)在颗粒物传感器55的电极551、552之间被捕集的情况。该凝结水或尿素析出物为，由于并不是颗粒物传感器55的本来的检测对象因而应该作为异物而被处理的物质。
[0064]此外，在本实施例中，排气中的颗粒物的一部分附着在排气通道5的壁面、或过滤器51的下游侧端面以及氧化催化剂50等被设置在排气通道5中的各种结构体(以下，称为“排气系统结构体”)上。并且，也明确了存在产生如下现象的情况，即，暂时附着在排气通道5的壁面或排气系统结构体上之后从该壁面或该排气系统结构体上脱落的颗粒物(以下，称为“脱落颗粒物”)到达颗粒物传感器55并被电极551、552捕集的现象。颗粒物传感器55的本来的检测对象为，从内燃机I被排出的排气中所含的通常的颗粒物、且未附着在排气通道5的壁面或排气系统结构体上而到达颗粒物传感器55的颗粒物。也就是说，脱落颗粒物并非颗粒物传感器55的原本的检测对象。因此，与上述的凝结水或尿素析出物同样地，脱落颗粒物也为异物的一种。
[0065]这种异物向颗粒物传感器55的电极551、552之间的捕集，即使在过滤器51处于正常的状态下也可能产生。在此，根据图5，对因在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到这种异物而引起的对该颗粒物传感器55的输出值造成的影响进行说明。图5的上层为表示电压施加时刻以后的颗粒物传感器55的输出值的推移的图。在图5的上层中，横轴表示电压施加时刻以后的基准颗粒物堆积量，纵轴表示颗粒物传感器55的输出值。在图5的上层中，线L3表示过滤器51发生了故障的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移。此外，该线L3表示由于在颗粒物传感器55的电极551、552之间被捕集通常的颗粒物而使该电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移。另一方面，在图5的上层中，线L4表示过滤器51处于正常状态的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移。但是，线L4表示在颗粒物传感器55的电极551、552之间除了捕集到了通常的颗粒物之外还捕集到了异物的情况下的颗粒物传感器55的输出值的推移。此外，图5的下层为表示电压施加时刻以后的颗粒物传感器55的传感器输出变化率的推移的图。在图5的下层中，横轴表示电压施加时刻以后的基准颗粒物堆积量，纵轴表示传感器输出变化率。在图5的下层中，线L5表示与图5的上层中线L3所示的颗粒物传感器55的输出值的推移相对应的传感器输出变化率的推移。此外，在图5的下层中，线L6表示与图5的上层中线L4所示的颗粒物传感器55的输出值的推移相对应的传感器输出变化率的推移。
[0066]当在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物时，由于因该异物而该电极551、552之间导通从而该电极551、552之间的电阻值急剧地降低。因此，当在颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物堆积量达到有效颗粒物堆积量之前在该电极551、552之间捕集到异物时，在该时间点处颗粒物传感器55的输出值从零开始上升。并且，在该情况下，如图5的上层的线L4所示，在输出开始时刻颗粒物传感器55的输出值急剧上升。因此，与由于在电极551、552之间颗粒物的堆积量逐渐增加而该颗粒物堆积量超过有效颗粒物堆积量的情况相比，在输出开始时刻的紧后处颗粒物传感器55的输出值将大幅地上升。其结果为，存在尽管过滤器51处于正常的状态，但第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值与异常判断值Sth相比也变大的情况。
[0067]因此，当在从电压施加时刻起至第一判断时刻tdl为止的期间内在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物时，在执行了使用如上所述的、第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值的过滤器的异常诊断的情况下，存在尽管过滤器51处于正常的状态，但也误诊断为发生了过滤器51的异常的可能性。
[0068]因此，在本实施例中，在ECUlO的监视部1I中持续性地对电压施加时刻以后的颗粒物传感器55的输出信号进行监视。此外，通过ECUlO而持续性地对电压施加时刻以后的基准颗粒物堆积量进行推断。并且，通过对根据颗粒物传感器55的输出值与基准颗粒物堆积量而计算出的电压施加时刻以后的传感器输出变化率与预定的判断变化率进行比较，从而决定是否执行利用颗粒物传感器55的输出值的过滤器的异常诊断。在此，判断变化率为，用于对颗粒物传感器55的输出值的上升是因电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而弓丨起的、还是因在电极551、552之间捕集到异物而引起的进行区别的阈值。在图5的下层中，由Rth来表示该判断变化率。
[0069]如上所述，在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物的情况下，与由于在电极551、552之间捕集到颗粒物从而该电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加的情况相比，颗粒物传感器55的输出值将会急剧上升。因此，如图5的下层的线L6所示，在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物的情况下，捕集到该异物的时间点的传感器输出变化率(线L6的输出开始时刻的传感器输出变化率)与电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加的情况下的传感器输出变化率相比而变大。也就是说，在电压施加时刻以后，在传感器输出变化率急剧地上升的情况下，能够判断为在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物的可能性较高。因此，在本实施例中，在此种情况下决定为，不实施根据第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值而对过滤器51的异常进行诊断的处理即过滤器诊断处理。
[0070]但是，即使在由于电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而颗粒物传感器55的输出值逐渐变化的情况下，该传感器输出变化率也并不是始终固定的。如上所述，电极551、552之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的颗粒物传感器55的输出值的上升量越变大。此外，在通常情况下，基准颗粒物堆积量越增加，则电极551、552之间的实际的颗粒物堆积量越增多。因此，如图5的下层的线L5所示，即使在电极551、552之间未捕集到异物，传感器输出变化率也会随着基准颗粒物堆积量的增加而逐渐地变大。[0071 ]因此，存在如下的情况，8卩，由于在靠近第一判断时刻tdl的时刻处，电极551、552之间的颗粒物堆积量会增多，因此即使在随着该电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加而使颗粒物传感器55的输出值变化的情况下，传感器输出变化率也成为与该电极551、552之间被捕集到异物而引起的颗粒物传感器55的输出值发生了变化的情况相同程度。因此，如图5的下层的线L5所示，在靠近第一判断时刻tdl的时刻处，即使不在电极551、552之间捕集到异物，因该电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加而引起该颗粒物传感器55的输出值发生了变化时的传感器输出变化率也有可能超过判断变化率Rth。在该情况下，会成为尽管在颗粒物传感器55的电极551、552之间未捕集到异物，但也决定为不实施过滤器诊断处理。其结果为，如图5的上层的线L3所示，尽管颗粒物传感器55的输出值发生了表示过滤器51发生了故障的推移，但也无法检测出过滤器51的故障。
[0072]因此，在本实施例中，如图5所示，将电压施加时刻以后基准颗粒物堆积量达到作为与第一判断颗粒物堆积量Qpmel相比而较少的量的预定的第二判断颗粒物堆积量Qpme2的时刻设为第二判断时刻td2。并且，根据从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内的传感器输出变化率，而对是否实施过滤器诊断处理进行决定。
[0073]假定为，从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物堆积量与第二判断时刻td2以后相比而较少。因此，在该期间内，能够根据传感器输出变化率而以较高的精度对颗粒物传感器55的输出值的上升是因电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因电极551、552之间捕集到异物而引起的进行区别。也就是说，在该期间内出现了传感器输出变化率与判断变化率Rth相比而变大了的状况的情况下，能够判断为在电极551、552之间捕集到异物的可能性较高。因此，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内未出现传感器输出变化率与判断变化率Rth相比而变大了的状况的情况下，决定为不实施过滤器诊断处理。由此，能够抑制如下的情况，即，尽管实际上过滤器51处于正常状态，而因在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物，从而误诊断为发生了过滤器51的异常的情况。因此，能够提高利用颗粒物传感器55的输出值而实施过滤器51的异常诊断的情况下的诊断精度。
[0074]另一方面，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内未出现传感器输出变化率与判断变化率Rth相比而变大了的状况的情况下，能够判断为在电极551、552之间未捕集到异物的可能性较高。此外，假定为，在第二判断时刻td2之后颗粒物传感器的电极551、552之间的颗粒物堆积量变得比较多。因此，在第二判断时刻td2之后，根据传感器输出变化率而以较高的精度对颗粒物传感器55的输出值的上升是因电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因电极551、552之间捕集到异物而引起的进行区别是非常困难的。因此，在本实施例中，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，如果未出现传感器输出变化率与判断变化率Rth相比而变大了的状况的情况下，则无论该第二判断时刻td2之后的传感器输出变化率如何，均根据第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值而实施过滤器诊断处理。由此，能够抑制不必要地变为不执行过滤器51的异常诊断的情况。也就是说，能够抑制过滤器51的异常诊断的执行频率以所需以上程度而减少的情况。
[0075][过滤器的异常诊断流程]
[0076]以下，根据图6，对本实施例所涉及的过滤器的异常诊断流程进行说明。图6为表示本实施例所涉及的过滤器的异常诊断流程的流程图。本流程在预定的过滤器诊断准备条件成立时由ECUlO执行。在此，过滤器诊断准备条件是指，用于执行先于过滤器诊断处理的传感器再生处理的条件。该过滤器诊断准备条件为以能够充分确保必要的过滤器诊断处理的执行频率的方式而设定的条件。作为过滤器诊断准备条件，能够例示出内燃机I的运转状态为恒定运转、且从上一次的过滤器诊断处理的执行起经过了预定期间，或从开始本次的内燃机I的运转起经过了预定期间等。另外，在颗粒物传感器55中设置有SCU的情况下，本流程也可以通过S⑶而被执行。
[0077]在本流程中，首先，在SlOl中，对颗粒物传感器55是否处于正常状态进行判断。在本实施例中，执行作为独立于本流程的程序的颗粒物传感器55的故障诊断流程，并且其诊断结果被存储在ECUlO中。并且，在SlOl中，读取被存储于ECUlO中的颗粒物传感器的故障诊断的结果。如果在ECUlO中存储有颗粒物传感器55发生了故障的诊断结果，则在SlOl中作出否定判断。在该情况下，结束本流程的执行。另一方面，如果在ECUlO中未存储颗粒物传感器55发生了故障这类的诊断结果，则在SlOl中作出肯定判断。在该情况下，接下来，执行S102的处理。另外，作为颗粒物传感器55的故障诊断方法也可以采用公知的方法。
[0078]在S102中，执行传感器再生处理。即，从电源60向加热器555供给电力。并且，传感器元件553的温度被控制在颗粒物能够进行氧化的温度。在S102中，在从开始向加热器555供给电力起至经过预定的传感器再生时间为止持续实施该电力的供给。在此，传感器再生时间可以为作为对堆积在颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物进行去除的充足时间而根据实验等而预告被决定的固定值。此外，也可以对传感器再生处理开始时的电极551、552之间的颗粒物堆积量进行推断，并根据推断出的颗粒物堆积量而对传感器再生时间进行设定。当从开始向加热器555供给电力起经过该传感器再生时间时，通过停止从电源60向加热器555的电力供给，从而结束传感器再生处理的执行。传感器再生处理的执行结束时间点处颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物堆积量大致成为零。
[0079]接下来，执行S103的处理。在S103中，开始向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压。由此，促进电极551、552之间的颗粒物的捕集。并且，在本实施例中，当开始向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压时，由ECUlO的监视部101开始实施对颗粒物传感器55的输出值的监视。另外，如上所述，也可以在从结束传感器再生处理的执行起至开始向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压之前的期间内，设置用于对电极551、552进行冷却的冷却期间。此外，开始向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压的时刻与由ECUl O的监视部1I开始对颗粒物传感器55的输出值进行监视的时刻也可以并非同时。
[0080]接下来，在S104中，执行用于决定是否禁止过滤器诊断处理的执行的决定处理。在此，根据图7对本实施例所涉及的决定处理的流程进行说明。图7为表示本实施例所涉及的决定处理的流程的流程图。本流程从开始向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压起由ECUlO反复执行。另外，在颗粒物传感器55中设置有SCU的情况下，本流程也可以通过SCU而执行。
[0081]在本流程中，在S201中，对当前时间点的基准颗粒物堆积量Qpme进行计算。在此，根据内燃机I的运转状态以及假定过滤器51处于基准故障状态的情况下的该过滤器51的颗粒物堆积量，而对基准颗粒物堆积量Qpme进行计算。另外，假定过滤器51处于基准故障状态的情况下的该过滤器51的颗粒物堆积量能够以如下方式被计算出，S卩，通过对由假定过滤器51处于基准故障状态的情况下的该过滤器51而捕集到的颗粒物捕集量、与由于排气温度上升而被氧化从而从该过滤器51被去除了的颗粒物去除量进行推断，并对这些推断值进行累计，从而被计算出。
[0082]接下来，在S202中，取得当前时间点的颗粒物传感器55的输出值Sout。接下来，在S203中，对颗粒物传感器55的传感器输出变化率Rsout进行计算。在此，将在上一次执行本流程时于S201中所计算出的基准颗粒物堆积量设为第一判断颗粒物堆积量Qpmel，并将本次S201中所计算出的基准颗粒物堆积量设为第二判断颗粒物堆积量Qpme2。此外，将在上一次执行本流程时于S202中所取得的颗粒物传感器的输出值设为第一输出值Soutl，并将在本次S202中所取得的颗粒物传感器的输出值设为第二输出值Sout2。此时，在S203中，通过下述式(I)而对传感器输出变化率Rsout进行计算。
[0083]Rsout=(Sout2_Soutl)/(Qpme2_Qpmel)式(I)
[0084]也就是说，传感器输出变化率Rsout作为隔开本流程的执行间隔的两点的时刻处的颗粒物传感器的输出值的差相对于该两点的时刻处的基准颗粒物堆积量的差的比率，而被进行计算。
[0085]接下来，在S204中，对S203中所计算出的传感器输出变化率Rsout是否超过了判断变化率Rth进行判断。另外，在本实施例中，判断变化率Rth根据实验等而被预先确定，并被存储在ECUlO中。在S204中作出了肯定判断的情况下，在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到了异物的可能性较高。因此，在该情况下，决定不执行根据第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值而进行的过滤器诊断处理。因此，在S204中作出了肯定判断的情况下，接下来，在S205中，诊断禁止标志被设为开启(ON)。另一方面，在S204中作出了否定判断的情况下，即，在S203中所计算出的传感器输出变化率Rsout为判断变化率Rth以下的情况下，在当前时间点处电极551、552之间未捕集到异物的可能性较高。在该情况下，接下来，在S206中，诊断禁止标志被设为关闭(OFF)。
[0086]在此，返回至图6所示的过滤器的异常诊断流程的说明。本流程中在S104的处理之后，执行S105的处理。在S105中，对通过在S104中所执行的决定处理而诊断禁止标志是否成为开启(ON)进行判断。在S105中作出了否定判断的情况下，即诊断禁止标志为关闭(OFF)的情况下，接下来执行S106的处理。在S106中，对当前的基准颗粒物堆积量Qpme是否为预定的第二判断颗粒物堆积量Qpme2以上进行判断。也就是说，对是否成为第二判断时刻td2进行判断。在该S106中作出了否定判断的情况下，即基准颗粒物堆积量Qpme未达到第二判断颗粒物堆积量Qpme2的情况下，在S104中再次执行决定处理。
[0087]另一方面，在S106中作出了肯定判断的情况下，在电压施加时刻之后，在S104的决定处理中并未将诊断禁止标志设为开启(ON)，基准颗粒物堆积量Qpme达到了第二判断颗粒物堆积量Qpme2。也就是说，判断为，从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，在颗粒物传感器55的电极551、552之间未捕集到异物。因此，在该情况下，决定执行根据第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值而进行的过滤器诊断处理。因此，接下来，在S107中，对当前的基准颗粒物堆积量Qpme是否为第一判断颗粒物堆积量Qpmel以上进行判断。也就是说，对从电压施加时刻起是否经过判断期间dtd、并成为第一判断时刻tdl进行判断。该S107的处理被反复执行直至作出肯定判断为止。
[0088]并且，当在S107中作出了肯定判断时，接下来，在S108中执行过滤器诊断处理。具体而言，对基准颗粒物堆积量Qpme达到了第一判断颗粒物堆积量Qpmel时的颗粒物传感器55的输出值Sout是否为异常判断值Sth以上进行判断。并且，在S108中作出了肯定判断的情况下，接下来在S109中，判断为发生了过滤器51的异常。另一方面，在S108中作出了否定判断的情况下，接下来在SllO中，判断为未发生过滤器51的异常，S卩，过滤器51处于正常状态。在实施了 S109或SllO中的过滤器51的异常或正常判断之后，在Slll中停止向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压。
[0089]另一方面，在S105中作出了肯定判断的情况下，接下来在Slll中，停止向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压。也就是说，不执行过滤器诊断处理而停止向电极551、552施加电压。另外，在S105中作出了肯定判断的情况下，也无需立即停止向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压。也就是说，即使在S105中作出了肯定判断的情况下，也可以持续向电极551、552施加电压直至基准颗粒物堆积量Qpme达到第一判断颗粒物堆积量Qpmel为止。但是，在该情况下，不执行根据基准颗粒物堆积量Qpme达到了第一判断颗粒物堆积量Qpme I时的颗粒物传感器55的输出值而进行的过滤器诊断处理。此外，在S105中作出了肯定判断的情况下，也可以执行用于对电极551、552之间捕集到的异物进行去除的传感器再生处理，之后再度执行S103以后的处理。
[0090]根据上述的过滤器的异常诊断流程，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物的情况下，不执行过滤器诊断处理。此外，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内在颗粒物传感器55的电极551、552之间未捕集到异物的情况下，无论第二判断时刻td2以后的传感器输出变化率如何，均执行过滤器诊断处理。
[0091]<实施例2>
[0092]在本实施例中，通过与实施例1相同的方法而执行过滤器诊断处理。也就是说，将在电压施加时刻以后，基准颗粒物堆积量达到了预定的第一判断颗粒物堆积量Qpmel的时刻设为第一判断时刻tdl。并且，在第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值为预定的异常判断值Sth以上的情况下，判断为发生了颗粒物传感器55的异常。但是，在本实施例中，可否执行过滤器诊断处理的具体决定方法与上述实施例1不同。
[0093]图8为与图5同样地表示电压施加时刻以后的颗粒物传感器55的输出值以及传感器输出变化率的推移的图。在图8中，线L3至L6与图5中的线L3至L6同样地表示颗粒物传感器55的输出值或传感器输出变化率的推移。此外，与图5相同，在图8中，tdl表示第一判断时刻。此外，在图8中，td2表示第二判断时刻。在此，将与电极551、552之间的颗粒物堆积量为作为小于第一判断颗粒物堆积量Qpmel的量的预定的第二判断颗粒物堆积量Qpme2时的颗粒物传感器55的输出值相当的值，设为判断输出值SoutO。并且，在本实施例中，如图8所示，在从电压施加时刻起至第一判断时刻tdl为止的期间内颗粒物传感器55的输出值达到了判断输出值SoutO的情况下，将颗粒物传感器55的输出值达到了判断输出值SoutO的时刻设为第二判断时刻td2。
[0094]在将第二判断时刻td2设为此种时刻的情况下，在由于电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而颗粒物传感器55的输出值上升的情况以及由于在电极551、552之间被捕集到异物而颗粒物传感器55的输出值上升了的情况中，从电压施加时刻起至第二判断时亥Ijtd2为止的期间内的传感器输出变化率中，均产生如图8的下层所示的差异。也就是说，由于在电极551、552之间捕集到异物而颗粒物传感器55的输出值上升了的情况下，如图8的下层的L6所示，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，存在传感器输出变化率比较大的时刻。另一方面，在由于电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而使颗粒物传感器55的输出值上升了的情况上，如图8的下层L5所示，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，传感器输出变化率以比较小的值进行推移。因此，能够根据从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内的传感器输出变化率而以较高的精度对颗粒物传感器55的输出值的上升是因电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在电极551、552之间捕集到异物而引起的进行区别。
[0095]此外，在由于电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而颗粒物传感器55的输出值达到了判断输出值SoutO的情况下，在此之后(第二判断时刻td2之后)，由于在电极551、552之间的颗粒物堆积量比较多，因此如图8的下层L5所示，传感器输出变化率增高。因此，在第二判断时刻td2之后，根据传感器输出变化率而以较高的精度对颗粒物传感器55的输出值的上升是因电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在电极551、552之间捕集到异物而引起的进行区别是非常困难的。
[0096]因此，在本实施例中，在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内出现了传感器输出变化率与判断变化率Rth相比而变大了的状况的情况下，决定为不实施过滤器诊断处理。此外，如果在从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，未出现传感器输出变化率与判断变化率Rth相比而变大了的状况的情况下，不论该第二判断时刻td2之后的传感器输出变化率如何，均根据第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值而实施过滤器诊断处理。由此，能够提高利用颗粒物传感器55的输出值而实施过滤器51的异常诊断的情况下的诊断精度。此外，能够抑制过滤器51的异常诊断不必要地变为不被执行的情况。
[0097]另外，也存在如下的情况，S卩，在从电压施加时刻起至第一判断时刻tdl为止的期间内，颗粒物传感器55的输出值未达到判断输出值SoutO的情况。但是，在此种情况下，第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值必然小于异常判断值Sth。因此，在该情况下，无论从电压施加时刻起至第一判断时刻tdl为止的期间内的传感器输出变化率如何，均判断为过滤器51处于正常状态。
[0098][过滤器的异常诊断流程]
[0099]以下，根据图9对本实施例所涉及的过滤器的异常诊断流程进行说明。图9为表示本实施例所涉及的过滤器的异常诊断流程的流程图。本流程在预定的过滤器诊断准备条件成立时由ECUlO执行。此外，在颗粒物传感器55中设置有SCU的情况下，本流程也可以由SCU执行。另外，在本流程中，关于实施了与图6所示的流程的各步骤相同的处理的步骤，标示相同的参照符号并省略其说明。
[0100]在本流程中，在S105中作出了否定判断的情况下，接下来，执行S306的处理。在S306中，对当前的颗粒物传感器55的输出值Sout是否为预定的判断输出值SoutO以上进行判断。也就是说，对是否成为了第二判断时刻td2进行判断。在该S306中作出了肯定判断的情况下，在电压施加时刻之后，在S104的决定处理中诊断禁止标志不会被设为开启(ON)，而颗粒物传感器55的输出值Sout达到了判断输出值SoutO。也就是说，能够判断为从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内，在颗粒物传感器55的电极551、552之间未捕集到异物。因此，在该情况下，决定执行根据第一判断时刻tdl处的颗粒物传感器55的输出值而进行的过滤器诊断处理。并且，接下来执行S107的处理。
[0101]另一方面，在S306中作出了否定判断的情况下，S卩，在颗粒物传感器55的输出值Sout未达到判断输出值SoutO的情况下，接下来执行S307的处理。在S307中，与S107同样地，对当前的基准颗粒物堆积量Qpme是否为第一判断颗粒物堆积量Qpme I以上进行判断。也就是说，对从电压施加时刻起是否经过判断期间dtd、并成为第一判断时刻tdl进行判断。在该S307中作出了肯定判断的情况下，颗粒物传感器55的输出值Sout未达到判断输出值SoutO，而成为第一判断时刻tdl。因此，在该情况下，接下来在SllO中，判断为未发生过滤器51的异常，即，过滤器51处于正常状态。另一方面，在S307中作出了否定判断的情况下，即在基准颗粒物堆积量Qpme未达到第一判断颗粒物堆积量Qpmel的情况下，在S104中再度执行决定处理。
[0102]根据上述的过滤器的异常诊断流程，在第一判断时刻tdl之前，从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物的情况下，不执行过滤器诊断处理。此外，在第一判断时刻tdl之前，从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内在颗粒物传感器55的电极551、552之间未捕集到异物的情况下，无论第二判断时刻td2之后的传感器输出变化率如何，均执行过滤器诊断处理。
[0103]另外，在上述实施例1、2中，将颗粒物传感器55设为输出与在电极551、552之间流通的电流值对应的输出值的装置。因此，电极551、552之间的颗粒物堆积量越增加，则颗粒物传感器55的输出值越上升。但是，也可以将颗粒物传感器55设为输出与电极551、552之间的电阻值对应的输出值的装置。在该情况下，电极551、552之间的颗粒物堆积量越增加，颗粒物传感器55的输出值越降低。因此，如图7所示，在用于决定是否禁止过滤器诊断处理的执行的决定处理的流程的S203中，传感器输出变化率Rsout通过下述式(2)而计算出。
[0104]Rsout = (Soutl_Sout2)/(Qpme2-Qpmel)…式(2)
[0105]另外，在将颗粒物传感器55设为具有电极551、552之间的颗粒物堆积量越增加则颗粒物传感器55的输出值越降低的输出特性的情况下，电极551、552之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该颗粒物堆积量的增加量的该颗粒物传感器55的输出值的降低量越增大。因此，在该情况下，即使在电极551、552之间未捕集到异物，也由于基准颗粒物堆积量的增加而传感器输出变化率逐渐地增大。
[0106]此外，在上述实施例1、2中，如图5、8的下层所示，无论基准颗粒物堆积量如何，均将判断变化率Rth设定为固定值。但是，也可以根据基准颗粒物堆积量的增加而使判断变化率Rth逐渐地或阶段性地增大。通过以此方式对判断变化率Rth进行设定，从而即使在随着电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加而使得传感器输出变化率逐渐地变大了的情况下，该传感器输出变化率也难以超过判断变化率Rth。但是，在此种情况下，由于在靠近第一判断时刻tdl的时刻处，颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物堆积量增多，因此由于电极551、552之间的颗粒物堆积量的增加而该颗粒物传感器55的输出值发生了变化时的传感器输出变化率有可能超过判断变化率Rth。因此，在此种情况下，也如上所述，根据从电压施加时刻起至第二判断时刻td2为止的期间内的传感器输出变化率，来决定是否实施过滤器诊断处理。
[0107]此外，虽然在上述实施例1、2中，作为过滤器的异常诊断所使用的参数而对传感器输出变化率Rsout进行了计算，但是也可以取代于此，而将与传感器输出变化率相关的值设为参数。例如，也可以在图7所示的决定处理的流程中，将为了对传感器输出变化率Rsout进行计算而使用的第一判断颗粒物堆积量Qpmel与颗粒物传感器55的第一输出值Soutl之差设为第一输出差并将为了对传感器输出变化率Rsout进行计算而使用的第二判断颗粒物堆积量Qpme2与颗粒物传感器55的第二输出值Sout2之差设为第二输出差时的、第一输出差与第二输出差的差或将这些值的比设为参数，而实施异常诊断。
[0108]此外，虽然在上述实施例1、2中，将基准颗粒物堆积量设为假定过滤器51处于基准故障状态时而推断出的值。但是，也可以将该基准颗粒物堆积量设为假定排气通道5中不存在过滤器51而推断出的值。在该情况下，用于对判断期间dtd进行限定的第一判断颗粒物堆积量以及在过滤器诊断处理中用于与颗粒物传感器55的输出值进行比较的异常判断值，均以基准颗粒物堆积量为假定排气通道5中不存在过滤器51而推断出值作为前提而设定。
[0109]此外，在上述实施例1、2中，如图10所示，也可以在排气通道5中设置差压传感器56。该差压传感器56输出与过滤器51的前后的排气压力差对应的电信号。差压传感器56的输出信号与其它的传感器的输出信号同样地被输入至E⑶1中。并且，在过滤器再生处理的执行结束时，即在过滤器51中未堆积有颗粒物的状态时，差压传感器56的输出值与过滤器51的状态具有某种程度的相关性。详细而言，在内燃机I的运转状态相同的情况下，即流入过滤器51中的排气的流量相同的情况下，过滤器51的劣化程度越大，则该过滤器51的前后的排气压力差越减小。因此，过滤器51的劣化程度越大，则差压传感器56的输出值越小。因此，在排气通道5中设置有差压传感器56的情况下，能够根据过滤器再生处理的执行结束时的该差压传感器56的输出值而对过滤器51的状态进行某种程度的推断。但是，仅通过差压传感器56的输出值而难以用足够精度对过滤器51的状态进行推断。因此，即使在设置有差压传感器56的情况下，也需要实施如上述实施例1、2的这种使用了颗粒物传感器的输出值的过滤器的异常诊断。
[0110]因此，在如图10所示的结构的情况下，也可以根据过滤器再生处理的执行结束时的差压传感器56的输出值而对过滤器51的状态进行推断。并且，也可以将推断出的状态作为基准状态，并假定过滤器51处于该基准状态而推断出的、颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物堆积量设为基准颗粒物堆积量。由此，能够将过滤器51的状态设为以某种程度接近于实际状态的状态并对基准颗粒物堆积量进行推断。因此，在因颗粒物传感器55的电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起颗粒物传感器的输出值发生变化的情况下，基准颗粒物堆积量与颗粒物传感器55的输出值具有更高的相关性。其结果为，因电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的颗粒物传感器55的输出值的变化、与因在电极551、552之间捕集到异物而引起的颗粒物传感器55的输出值的变化的差异更明确地出现。因此，在如上述实施例1、2所示那样根据传感器输出变化率而对两者进行区别时，能够进一步能够提尚该区别的精度。
[0111]此外，如上所述，在电压施加时刻以后，在通常情况下，基准颗粒物堆积量随着时间的经过而逐渐地增加。因此认为，即使在图5、8的上层中将横轴设为从电压施加时刻起所经过的时间，颗粒物传感器55的输出值也以与现状的图5、8所示的倾向相同的倾向而进行推移。因此，在上述实施例1、2中，也可以将颗粒物传感器55的输出值的每单位时间内的变化量设为传感器输出变化率。在该情况下，在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物的情况下，该异物被捕集到的时间点处的传感器输出变化率与电极551、552之间的颗粒物堆积量逐渐地增加的情况下的传感器输出变化率相比而变大。因此，该传感器输出变化率能够以与如上所述的颗粒物传感器55的输出值的、相对于基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量相同的方式而进行处理。
[0112]符号说明
[0113]I内燃机；
[0114]4进气通道；
[0115]5排气通道；
[0116]50 氧化催化剂；
[0117]51 颗粒过滤器(过滤器)；
[0118]55 颗粒物传感器；
[0119]550 绝缘体；
[0120]551、552 电极；
[0121]553 传感器元件；
[0122]554 电流计；
[0123]555 加热器；
[0124]556 罩；
[0125]557 贯穿孔；
[0126]56 差压传感器；
[0127]60电源；
[0128]10 ECU。
【主权项】
1.一种颗粒过滤器的异常诊断装置，所述颗粒过滤器被设置在内燃机的排气通道中并对排气中的颗粒物进行捕集， 所述颗粒过滤器的异常诊断装置具备: 颗粒物传感器，其被设置在与所述颗粒过滤器相比靠下游侧的排气通道中，且作为传感器元件而具有一对电极，在由于该电极之间堆积颗粒物而使该电极之间导通时，输出与该电极之间的颗粒物堆积量相对应的信号，并且在所述颗粒物传感器中，该电极之间的颗粒物堆积量越多，则相对于该电极之间的颗粒物堆积量的增加量的、输出值的变化量越增大； 传感器再生部，其执行对堆积在所述颗粒物传感器的电极之间的颗粒物进行去除的传感器再生处理； 过滤器诊断部，其执行根据预定的颗粒物堆积重新开始时刻之后的预定的第一判断时刻处的所述颗粒物传感器的输出值而对所述颗粒过滤器的异常进行诊断的过滤器诊断处理，其中，所述预定的颗粒物堆积重新开始时刻为，在由所述传感器再生部而执行的所述传感器再生处理结束之后所述颗粒物传感器的电极之间的颗粒物的堆积重新开始的时刻； 监视部，其持续性地对所述颗粒物堆积重新开始时刻以后的所述颗粒物传感器的输出信号进行监视， 将在假定所述颗粒过滤器处于预定的基准状态时的所述颗粒物传感器的所述电极之间的颗粒物堆积量的推断值设为基准颗粒物堆积量时的、由所述监视部监视到的所述颗粒物传感器的输出值的相对于该基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量、或由所述监视部监视到的所述颗粒物传感器的输出值的每单位时间内的变化量，设为传感器输出变化率， 在所述颗粒物堆积重新开始时刻起至所述第一判断时刻之前的预定的第二判断时刻为止的期间内，出现了所述传感器输出变化率与预定的判断变化率相比而变大了的状况的情况下，不实施由所述过滤器诊断部而实施的所述过滤器诊断处理， 并且，在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起至所述第二判断时刻为止的期间内，未出现所述传感器输出变化率与所述判断变化率相比而变大的状况的情况下，该第二判断时刻之后的所述传感器输出变化率如何，均实施由所述过滤器诊断部而实施的所述过滤器诊断处理。2.如权利要求1所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中， 所述第一判断时刻为，所述基准颗粒物堆积量达到了预定的第一判断颗粒物堆积量的时刻， 所述第二判断时刻为，所述基准颗粒物堆积量达到了预定的第二判断颗粒物堆积量的时刻，且该第二判断颗粒物堆积量为与所述第一判断颗粒物堆积量相比而较少的量。3.如权利要求1所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中， 所述第一判断时刻为，所述基准颗粒物堆积量达到了预定的第一判断颗粒物堆积量的时刻， 将与所述电极之间的颗粒物堆积量为少于所述第一判断颗粒物堆积量的预定的第二判断颗粒物堆积量时的所述颗粒物传感器的输出值相当的值，设为判断输出值， 在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起至所述第一判断时刻为止的期间内所述颗粒物传感器的输出值达到了所述判断输出值的情况下，将所述颗粒物传感器的输出值达到了所述判断输出值的时刻设为所述第二判断时刻。4.如权利要求1至3中任意一项所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中， 所述传感器输出变化率为，由所述监视部监视到的所述颗粒物传感器的输出值的、相对于所述基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量， 所述颗粒过滤器的异常诊断装置还具备: 过滤器再生部，其执行对堆积在所述颗粒过滤器上的颗粒物进行去除的过滤器再生处理: 差压传感器，其输出与所述颗粒过滤器的前后的排气压力差相对应的信号， 根据在由所述传感器再生部而执行的所述传感器再生处理的执行之前由所述过滤器再生部而执行了的过滤器再生处理结束时的所述差压传感器的输出值，而对所述颗粒过滤器的状态进行推断，并将该推断出的状态作为所述基准状态而对所述基准颗粒物堆积量进行推断。5.如权利要求1至3中任意一项所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中， 所述颗粒物堆积重新开始时刻被设为，向所述一对电极施加电压的电压施加时刻。6.如权利要求1至3中任意一项所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中， 所述判断变化率为，用于对所述颗粒物传感器的输出值的上升是因所述一对电极之间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在所述一对电极之间捕集到异物而引起的进行区别的阈值。
【文档编号】F01N11/00GK106050377SQ201610188250
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月29日 公开号201610188250.1, CN 106050377 A, CN 106050377A, CN 201610188250, CN-A-106050377, CN106050377 A, CN106050377A, CN201610188250, CN201610188250.1
【发明人】高冈一哉, 木所徹
【申请人】丰田自动车株式会社