专利名称：内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置。更具体而言，本发明适合用作设置于内燃机的排气路径中、且具有用于检测废气中的微粒量的微粒传感器的内燃机的控制装置。
背景技术：
以往，例如如专利文献I所公开的那样，已知有检测内燃机的废气中的微粒(particulate matter :以下也称作“PM”)量的传感器。专利文献I所公开的传感器具备供PM附着的绝缘层以及相互隔开间隔配置于绝缘层的一对电极。当该传感器与废气接触而废气中的PM堆积在电极间时，根据PM堆积量，电极间的导电性变化，电极间的电阻变化。因而，通过检测电极间的电阻的变化，能够检测电极间的PM堆积量，由此推定废气中的PM量。对于该传感器，当PM堆积量超过一定量时，电极间的电阻值不再变化，此后成为无法输出与PM堆积量相应的输出值的状态。对此，在专利文献I的技术中，在PM堆积量增加的阶段，利用内置于传感器的加热器将传感器加热规定时间，进行使所堆积的PM燃烧而将其除去的PM重置。专利文献1:日本特开2009 - 144577号公报专利文献2 :日本特开2000 — 144512号公报在上述专利文献I中，通过对传感器加热规定时间而使所附着的PM燃烧以将其除去。通过进行该PM重置，结果，堆积于绝缘层的PM被完全除去或者被除去至仅残留极少的程度。但是，用于几乎完全除去堆积于传感器的PM的耗电量通常较大，因此期望省电力化。并且，当通过PM重置而形成为PM被几乎完全除去的状态时，传感器的电极间成为不导通的状态。因而，在PM重置结束后的短暂期间，电极间被绝缘而处于高电阻状态，传感器输出为零附近的值。即，在PM重置后，到PM再次堆积在电极间而电极间借助PM导通为止的期间，成为无法得到与PM堆积量相应的传感器输出的状态。因而，在该期间无法掌握废气中的PM量的变化。因而，例如存在设置于传感器上游的PM过滤器发生故障等、废气中的PM量在短时间内急剧增加的情况。但是，在进行上述以往的PM重置的情况下，在PM重置后的一定期间的时间，存在无法检测上述的异常的PM量的增减的事态。并不希望发生这样的事态，期望更长地确保能够稳定地掌握PM量的状态。
发明内容
本发明以解决上述课题为目的，提供一种改进后的内燃机的控制装置，实现堆积于传感器的元件部的PM的除去处理中的省电力化，并且即便在刚刚结束除去处理之后也能够根据传感器输出检测PM量。为了达成上述目的，第一发明提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置具备微粒传感器，该微粒传感器具备隔开间隔配置的一对电极，用于计测气体中的微粒量；除去构件，该除去构件用于使附着于上述微粒传感器的微粒燃烧而进行除去处理；微粒量判别构件，该微粒量判别构件判别附着于上述微粒传感器的微粒量是否比基准微粒量少，上述基准微粒量被设定为使上述一对电极在至少一个部位以上导通的最低限度的微粒残留量；以及除去处理控制构件，在判别为上述微粒量比上述基准微粒量少的情况下，上述除去处理控制构件结束利用上述除去构件进行的上述微粒的除去处理。对于第二发明，在第一发明中，上述内燃机的控制装置还具备基准时间设定构件，该基准时间设定构件根据内燃机的运转状态，将能够使上述微粒量减少至上述基准微粒量的上述除去处理的时间设定为基准时间，上述微粒量判别构件基于上述除去处理是否已被执行了上述基准时间来判别上述微粒量是否比上述基准微粒量少。对于第三发明，在第一或第二发明中，上述内燃机的控制装置还具备传感器输出检测构件，该传感器输出检测构件检测上述微粒传感器的输出，上述微粒量判别构件基于上述微粒传感器的输出是否低于基准输出来判别上述微粒量是否比上述基准微粒量少，上述基准输出被设定为与上述基准微粒量对应的微粒传感器的输出。对于第四发明，在第三发明中，上述内燃机的控制装置还具备温度检测构件，该温度检测构件检测上述微粒传感器的元件部的温度；以及基准输出设定构件，该基准输出设定构件根据利用上述温度检测构件检测出的温度来设定上述基准输出。对于第五发明，在第一或第二发明中，上述内燃机的控制装置还具备温度检测构件，该温度检测构件检测上述微粒传感器的温度；以及发热量算出构件，该发热量算出构件根据利用上述温度检测构件检测出的温度算出上述微粒传感器的发热量，上述微粒量判别构件基于上述发热量是否高于基准发热量来判别上述微粒量是否比上述基准微粒量少。对于第六发明，在第一或第二发明中，上述内燃机的控制装置还具备温度检测构件，该温度检测构件检测上述微粒传感器的温度；发热量算出构件，该发热量算出构件根据利用上述温度检测构件检测出的温度算出上述微粒传感器的发热量；以及累计发热量检测构件，该累计发热量检测构件检测从开始进行上述除去处理之后的发热量的累计量，上述微粒量判别构件基于上述累计量是否大于基准累计发热量来判别上述微粒量是否比上述基准微粒量少。对于第七发明，在第一或第二发明中，上述内燃机的控制装置还具备温度检测构件，该温度检测构件检测上述微粒传感器的温度；以及温度变化算出构件，该温度变化算出构件算出上述微粒传感器的温度变化，上述微粒量判别构件基于上述温度变化是否小于基准温度变化量来判别上述微粒量是否比上述基准微粒量少。对于第八发明，在第四至第七发明的任一发明中，上述温度检测构件是设置于上述微粒传感器的上述一对电极附近的温度传感器。对于第九发明，在第一至第八发明的任一发明中，上述除去构件是设置于上述一对电极附近的加热器，上述除去处理控制构件通过以固定的脉冲宽度向上述加热器供给电力来对上述一对电极进行加热，从而使上述微粒燃烧。对于第十发明，在第一至第九发明的任一发明中，上述除去构件是设置于上述一对电极附近的加热器，上述一对电极具备过密区域，在该过密区域，与其他部分相比，电极过密配置，上述加热器构成为，发热的中心对上述一对电极的上述过密区域进行加热。根据第一发明，在微粒的除去处理中，在微粒量变得比被设定为使一对电极在至少一个部位以上导通的最低限度的微粒残留量的基准微粒量少的情况下，结束微粒的除去处理。因而，即便在刚刚结束微粒除去处理之后，也能够成为传感器输出根据微粒的堆积量而变化的状态，能够在刚刚结束微粒除去处理之后再次开始计测气体中的微粒量。并且，由于在残留有基准微粒量的微粒的时刻结束除去处理，因此能够使除去处理的时间较短，能够更长地确保能够利用微粒传感器计测微粒量的期间，并且能够降低除去处理相关的耗电
且雄里寺。根据第二发明，根据运转状态设定能够使微粒量减少至基准微粒量的除去处理的时间，并以该时间为基准来判断除去处理的结束时刻。因而，能够根据运转状态以最佳的时间进行除去处理，能够更可靠地残留基准微粒量的微粒并结束除去处理。并且，通过以这种方式设定除去处理的时间，能够将除去处理的时间设定在充分必要的最佳时间内，因此能够减少除去处理中的耗电量。根据第三发明，以微粒传感器的输出是否变得比所设定的基准输出低为基准来判断除去处理的结束。此处，基准输出被设定为与基准微粒量对应的传感器输出。因而，能够在可靠地残留有基准微粒量的微粒的最佳时刻结束除去处理。根据第四发明，能够根据微粒传感器的元件部的温度设定作为除去处理结束的判断基准的上述基准输出。因而，即便在除去处理时的微粒传感器的温度变化大的情况下，也能够将作为判断基准的基准输出设定为与该温度下的基准微粒量相应的输出值，能够在更合适的时刻结束除去处理。根据第五 第七发明的任一发明，根据微粒传感器的温度的检测值来检测微粒传感器的发热量、发热量的累计量或者温度变化。此外，根据该检测值来判别微粒的除去处理的结束时刻。此处，在进行微粒的除去处理时，产生与所燃烧的微粒量相应的发热。因而，若根据发热量、发热量的累计量、温度变化进行判断，则能够适当地判断除去处理结束的时刻。根据第八发明，能够利用设置于一对电极附近的温度传感器进行温度检测，能够更高精度地对电极的温度变化和发热量进行检测。根据第九发明，通过以固定的脉冲宽度向加热器供给电力来进行除去处理。由此，能够在短时间内局部加热电极，因此能够降低电力消耗。根据第十发明，加热器构成为以与其他部分相比而电极过密配置的区域为中心进行发热。因而，在除去处理中，能够更高效地对电极进行加热，能够降低除去处理时所消耗的电力。
图1是用于对本发明的实施方式I的PM传感器进行说明的示意图。图2是用于对本发明的实施方式I的PM传感器的传感器元件部的结构进行说明的示意图。图3是用于对本发明的实施方式I的PM传感器的传感器元件部的结构进行说明的示意图。图4是用于对本发明的实施方式I的PM传感器的PM的堆积状态进行说明的示意图。图5是用于对本发明的实施方式I的内燃机的运转状态与基准时间之间的关系进行说明的图。图6是用于对进行本发明的实施方式I的PM重置的情况下的PM传感器的输出变化进行说明的示意图。图7是用于对在本发明的实施方式I中控制装置所执行的控制的程序进行说明的流程图。图8是用于对本发明的实施方式2的PM重置中的元件温度的变化进行说明的图。图9是用于对在本发明的实施方式2中控制装置所执行的控制的程序进行说明的流程图。 图10是对在本发明的实施方式3中控制装置所执行的控制的程序进行说明的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同或者相当的部分标注相同标号并简化或省略说明。实施方式I[实施方式I的系统的整体结构]图1以及图2是用于对本发明的实施方式的PM传感器(微粒传感器)进行说明的示意图，图1是PM传感器的整体图，图2是将传感器元件部的一部分放大后的图。如图1所示，PM传感器2具备罩4、以及设置于罩4内的空间的元件部6。罩4具有供气体通过的多个孔。在使用PM传感器2时，罩4设置于内燃机的排气通路，废气从罩4的多个孔流入罩4的内部，元件部6成为与废气接触的状态。如图2所示，元件部6在其表面具有一对电极8、10。一对电极8、10在互不接触的状态下相互隔开一定间隙配置。电极8、10分别具有与其他部分相比电极过密配置的过密区域。更具体而言，电极8、10分别在过密区域以外的区域形成有沿元件部6的长度方向延伸的导电部8a、10a。另一方面，在元件部6的前端附近的过密区域形成有导电部8a、10a，以及在与导电部8a、10b垂直的方向形成的多个导电部8b、10b。S卩，电极8、10分别具有在元件部6的过密区域呈梳齿形状配置的导电部8b、10b，该梳齿形状的部分以相互啮合的方式配置。图3是用于说明图2的A— B方向的截面的示意图。图3的上侧与图2的元件部6的表面侧对应。如图3所示，电极8、10与绝缘层12接触配置。绝缘层12具有使PM(particulate matter ;微粒)附着的功能。在绝缘层12内部的非常接近电极8、10的部位埋入有与电极8、10分别对应的热电偶等温度传感器14 (温度检测构件)。在温度传感器14的下层埋入有加热器16(除去构件)。加热器16形成为其发热中心位于紧靠电极8、10的过密区域的下层，构成为尤其是能够对该过密区域进行高效的加热。电极8和电极10分别经由电源电路等与电源(未图示)连接。由此，能够对电极8和电极10之间施加电压。利用检测器(未图示)对此时的输出(电流值)进行检测，由此能够求出与该输出对应的电极8、10之间的电阻值所对应的废气中的PM的量。并且，在温度传感器14经由规定的电路连接有检测在各温度传感器14产生的电动势的检测器(未图示)。通过检测温度传感器14的电动势，能够检测电极8、10附近的温度。并且，加热器16经由电源电路等与电源(未图示)连接，通过对加热器16供给规定的电力而对包括电极8、10在内的元件部6进行加热。上述检测器和电源电路等与未图示的控制装置连接。控制装置根据检测器的输出执行对PM量等进行检测等的、与各种传感器输出相应的值的算出，并且根据朝电源电路等发送的控制信号对朝各电极8、10和加热器16的电力供给等进行控制。在该实施方式I中控制装置所执行的控制包括PM量的检测、以及所堆积的PM的除去处理(以下称作“PM重置”)。[PM量的检测]图4是用于对相对于元件部6的PM堆积状态进行说明的图。具体而言，在将电极8、10之间的PM几乎完全除去的以往的PM重置之后不久(或者传感器初始的状态)，如图4的纸面左侧所示那样，成为在电极8、10之间几乎未堆积PM的状态。在该状态下，电极8、10之间并未导通，因此，即便对电极8、10之间施加传感器输出检测用的规定的电压，PM传感器2的输出(电流值)也是接近零的值。在像这样电极8、10之间处于绝缘状态的期间，即便PM堆积量稍微增减，PM传感器2也几乎不显示与其相应的变化。另一方面，随着PM传感器2与废气接触而逐渐在电极8、10之间附着PM。如图4的纸面右侧所示，所堆积的PM使电极8、10之间的至少一个部位或者多个部位导通。如果成为该状态，则传感器输出开始根据电极8、10之间的导电状态的变化而变化。即，传感器输出开始进行与电极8、10之间的PM堆积量相应的变化。如果成为该状态，则控制装置作为传感器输出检测对电极8、10之间施加一定的电压时的电流,求出与此对应的电极8、10之间的电阻值，并根据该电阻值来推定内燃机的废气中的PM量。[实施方式I的PM重置]当相对于PM传感器2的电极8、10的PM堆积量进一步增加而PM的堆积达到饱和状态时，PM传感器2不再显示进一步的输出变化，成为无法正确计测PM量的状态。因而，控制装置执行PM重置，以便在堆积于电极8、10之间的PM达到饱和状态之前将其除去。具体而言，使加热器16中流过有规定的直流电流，使元件部6升温至800°C左右。由此，所堆积的PM燃烧而被除去。但是，此处，如果如以往那样进行通电直至完全除去PM，则成为在导通电极8、10之间不存在PM的状态(参照图4纸面左图)。结果，电极8、10之间的传感器输出固定在大致零附近，在到电极8、10之间因PM堆积而导通为止的期间，即便PM堆积量变化，传感器输出也不会显示与此相应的变化。因而，在该期间无法检测PM量的增加。另外，为了方便，以下也将这样的期间称作“盲区”。在该实施方式I的系统中，对PM重置的时间进行控制以便不产生盲区。更具体而言，使PM重置在PM的量减少至满足下述(一)和(二)的基准PM量(基准微粒量)的时间(以下设为“基准时间”)结束。(一)电极8、10之间在至少一个部位或者几个部位以上成为经由PM导通的状态的PM的量(二)即便在刚刚进行PM重置之后，传感器输出也显示与PM堆积量的变化相应的变化的程度的最低限度的PM量
以下，对PM重置的基准时间的设定方法进行说明。[实施方式I的基准时间的设定]图5是用于对本发明的实施方式I的内燃机的运转状态与基准时间之间的关系进行说明的图。如图5所示，例如在气体流量多的情况下、空燃比A/F大的情况下，在设置有PM传感器2的排气通路中流通的氧量也增加。因而，PM重置时的PM燃烧被促进。因而，越是在气体流量多的情况下、空燃比A/F大的情况下等，基准时间被设定得越短。并且，在气体温度高的情况下，PM燃烧也被促进。因而，越是在气体温度高的情况下，基准时间被设定得越短。并且，越是在PM堆积量多的情况下等，PM的燃烧除去越需要时间。因而，越是在PM堆积量多的情况下，基准时间被设定得越长。能够通过检测即将开始PM重置之前的传感器输出来推定PM堆积量。与气体流量、空燃比、废气温度、PM堆积量(传感器输出)等相应的最佳的基准时间预先通过实验等求出。即，能够针对每种运转状态和PM堆积量求出用于将PM堆积量除去至基准PM量的最佳时间来作为基准时间。这样求出的运转状态和PM堆积量与基准时间之间的关系作为映射而存储于控制装置。在具体的控制下，控制装置检测当前的气体流量、空燃比、废气温度、PM堆积量等，并根据检测值基于映射来设定基准时间。图6是用于对进行实施方式I的PM重置的情况下的传感器输出的变化进行说明的图。在图6中，横轴表示时间，纵轴表示传感器输出。并且，在图6中，实线(a)表示进行实施方式I的PM重置的情况下的传感器输出，为了进行比较，虚线(b)表示进行以往的PM重置的情况下的传感器输出。如图6所示，首先，在时刻tl，当判别为PM堆积量达到饱和状态时，开始PM重置。在实施方式I中，基准时间T 是使PM残留有基准PM量的时间，因此，是比以往的PM重置时间A小的时间。在从时刻tl开始经过基准时间T后的时刻t2，结束实施方式I的最初的PM重置。此时，在电极8、10之间残留有基准PM量的PM，成为至少在一个部位以上导通的状态。因而，在经过基准时间T后，传感器输出立即显示与PM堆积量相应的变化。之后，在到PM传感器2再次达到饱和的时刻t4为止的期间，能够根据PM传感器2的输出来检测PM量。另一方面，如果如以往那样进行长基准时间A的除去处理而将PM几乎完全除去，则在经过基准时间A之后到PM再次堆积而使电极8、10之间导通的时刻t5为止的期间，产生PM传感器2的输出不变化的盲区B。即，在进行以往的PM重置的情况下，在基准时间A和盲区B的合计期间C的期间，无法利用PM传感器检测PM堆积量。S卩，通过本实施方式I的PM重置，能够消除PM传感器2的盲区，能够有效地利用PM传感器2在短时间的PM重置时间以外进行PM量的检测。然而，如上所述，基准时间T是根据运转状态设定的。但是，当在PM重置中运转状态急剧变化的情况下，即便执行最初设定的基准时间T的PM重置，也存在PM堆积量未减少至基准PM量的情况。在该情况下，如果PM被一定程度地除去的话，则PM传感器输出呈现与PM量相应的变化，但期望在PM重置时PM堆积量被除去至一定的基准PM量。因此，当在基准时间T的PM重置之后PM堆积量未降低至基准PM量的情况下，到PM堆积量降低至基准PM量为止的期间，继续进行PM重置。具体而言，在基准时间T的PM重置之后，当PM传感器2的输出并未变得小于基准输出的情况下，再次根据当前的PM传感器输出检测残留的PM堆积量，进而，检测运转状态，并据此对基准时间T进行再设定。之后，继续进行PM重置，直至认为经过了再设定的基准时间T为止。另外，此处，基准输出被设定为PM的堆积量为基准PM量的情况下的、PM重置时的温度下的传感器输出。[实施方式I的具体的控制]图7是用于对在本发明中控制装置所执行的控制的程序进行说明的流程图。图7的程序是在发出执行PM除去处理的指令的情况下执行的程序。在图7所示的程序中，当发出执行PM重置的指令时，首先，开始PM重置(S100)。根据来自控制装置的信号对加热器16施加规定的电压，使得加热器16中流过有直流电，由此开始PM重置。由此，电极8、10被加热，堆积于电极8、10的PM逐渐被除去。在PM重置期间，元件温度升温至800°C左右。接着，开始对PM重置的执行时间t进行计数(S102)。执行时间t是表示从该计数开始后的持续时间的时间计数值。接着，检测当前的PM堆积量(S104)。此处，根据当前的PM传感器2的输出和温度传感器14的输出值，在控制装置中算出PM堆积量。接着，检测当前的内燃机的运转状态(S106 )。作为运转状态，检测作为决定基准时间时所需要的参数的运转状态，但在实施方式I中，检测基于A/F传感器(未图示)的输出的空燃比A/F、基于空气流量计(未图示)的输出的气体流量、基于设置于排气路径的温度传感器(未图不)的输出的废气温度。接着，设定进行PM重置的基准时间T (S108)。基准时间T是根据在步骤S104中检测出的PM堆积量、在步骤106中检测出的表示运转状态的各检测值，并基于预先存储于控制装置的映射算出的。接着，判别PM重置的执行时间t是否大于基准时间T(S110)。此处，判别PM重置是否已被执行了比作为使得在电极8、10附近仅残留有所需要的最低限度的基准PM量而设定的基准时间T长的时间。在步骤SllO中，在认为执行时间t >基准时间T不成立的情况下，直至认为执行时间t >基准时间T成立为止的期间，反复执行步骤SllO的处理。另一方面，在步骤SllO中，当认为执行时间t >基准时间T成立时，接着，检测当前的传感器输出(S112)。接着，判别传感器输出是否小于基准输出(S114)。此处，基准输出是PM重置时的温度(800°C左右)、或者某规定温度(200°C左右 800°C左右)下的、与基准PM量对应的传感器输出，作为固定值预先存储于控制装置。在步骤S114中，在认为传感器输出 < 基准输出不成立的情况下，接着，判别计数i是否大于基准次数I(S116)。后面将叙述，计数i是用于对该程序的S102 S116的PM重置的处理的反复次数进行计数的计数值，初始值被设定为I。基准次数I是被预先存储于控制装置的、用于判断PM传感器2的故障的基准值。在步骤SI 16中，在认为计数i >基准次数I成立的情况下，成为在基准时间T的PM重置处理的程序被执行了基准次数I次之后，传感器输出也未降低至与基准PM量对应的基准输出的情况。在该情况下，判断为PM传感器2发生故障(S118)，例如使显示警告灯等显示等的规定处理。之后，结束PM重置(S120)。具体而言,停止向加热器16通电。之后,将计数值i设定为初始值I (S122)，结束此次的处理。
另一方面，在步骤S120中，在认为计数i <基准次数I成立的情况下，接着，对计数值i加1，使之成为i=i+l (S124)。再次返回到步骤S102，PM重置的执行时间t的计数值被重置，并重新开始时间的计数(S102)。之后，与上述同样地再次执行S104 S114的处理。根据以上的处理，在步骤S114中，在认为传感器输出 <基准输出成立的情况下，认为PM堆积量通过PM的燃烧除去而降低至基准PM量。因而，结束PM重置(S120)。具体而言，停止向加热器16通电。接着，使计数值i=l (S122)。之后，结束此次的处理。如以上说明的那样，在实施方式I中，根据PM堆积量和运转状态适当设定PM重置的基准时间T。此处，基准时间T是残留有使电极8、10之间在最少一个部位或者几个部位导通的程度的PM的时间，且被设定为在刚刚进行PM重置之后传感器输出就根据PM堆积量的变动而呈现变化的时间范围的上限值附近的时间。因而，能够在PM重置刚刚结束之后进行PM量的变化的监测。并且，通过像这样将基准时间设定为所需要的最低限度的短时间，能够减少PM重置时的耗电量。另外，在实施方式I中，对仅在经过了所设定的基准时间T之后传感器输出降低至规定的基准输出的情况下结束PM重置的情况进行了说明。这是为了应对如下情况即便经过基准时间T，由于运转状态大幅变化，PM燃烧量少于预定的量，并未将PM除去至基准PM量。即，通过仅在PM传感器输出降低至基准输出的情况下进行PM重置，能够防止在PM残留量过剩的状态下结束PM重置。并且，即便在该情况下，通过每次设定基准时间，能够防止PM重置被执行过长的时间从而过度进行PM除去处理的情况。但是，本发明并不限定于如实施方式I那样并用基于基准时间的推移和传感器输出的对PM重置结束的判断，也可以形成为在判别为经过了所设定的基准时间的情况下，立即结束PM重置。并且，在实施方式I中，对仅在传感器输出不比基准输出小的情况下再次检测传感器输出、运转状态并对基准时间T进行再设定的情况进行了说明。但是，在本发明中，基准时间的设定并不限定于此。例如，也可以在PM重置开始之后到认为经过了基准时间T为止的PM重置的期间，反复检测当前的运转状态，并据此对基准时间T进行修正。由此，能够根据当前的运转状态对此后的应当进行PM重置的时间进行修正。因而，也能够与PM重置时所引起的运转状态的变化对应，并能够进行更适当的时间的PM重置。并且，在实施方式I中，对根据PM堆积量、空燃比A/F、气体流量、气体温度设定基准时间T的情况进行了说明。但是，本发明并不限定于此，也可以根据对PM堆积量或者PM燃烧量造成影响的一个或多个参数设定基准时间。并且，在实施方式I中，对当步骤S114中的传感器输出<基准输出不成立的次数达到基准次数I次的情况下，判定PM传感器2发生故障的情况进行了说明。但是，本发明也可以不进行这样的故障诊断，或者也可以形成为一旦确认步骤S114的传感器输出<基准输出不成立，则立即判定为PM传感器2发生故障。并且，在实施方式I中，对温度传感器14埋入电极8、10的下层的结构进行了说明。但是，在本发明中，PM传感器2并不限定于这样的结构，也可以利用其他的温度检测构件来检测元件部的温度。并且，例如也可以是通过检测PM传感器的阻抗来检测PM传感器的元件部的温度的结构等、未设置温度检测构件的结构。这在以下的实施方式中也同样。
并且，本发明的加热构件并不限定于实施方式I中说明的加热器16的配置结构。加热构件例如可以设置于其他位置，或者也可以利用其他构件对电极8、10附近进行加热。这在以下的实施方式中也同样。并且，在实施方式I中，对在PM处理中施加一定的电压而将电极8、10之间的电流值作为传感器输出，并据此进行各步骤的判别的情况进行了说明。但是，在本发明中并不限定于此，也能够适用于电压变化的情况。在该情况下，例如能够根据PM传感器的输出，算出电极8、10之间的电阻值，并基于该电阻值进行各步骤的判别。具体而言，在使用与传感器输出对应的电阻值执行各判别的情况下，例如当在步骤SllO中电阻值变得大于基准的电阻值的情况下，判别为PM堆积量变得少于基准PM量，结束PM重置。这在以下的实施方式中也同样。另外，在实施方式I中，通过执行步骤108的处理而实现本发明的“基准时间设定构件”，通过执行步骤S112的处理而实现“传感器输出检测构件”，通过执行步骤SllO或者S114的处理而实现“微粒量判别构件”，通过执行步骤S120的处理而实现“除去处理控制构件”。实施方式2在实施方式I中，对作为判断PM重置结束的参数，使用根据运转状态设定的基准时间T和PM传感器2的输出的情况进行了说明。与此相对，在实施方式2中，使用PM传感器2的发热量进行PM传感器结束的判断。图8是用于对本发明的实施方式2的PM重置的执行时间和PM传感器2的元件温度之间的关系进行说明的图，在图8中横轴表示时间，纵轴表示元件温度。并且，图8的曲线(a)表示堆积有PM的PM传感器的执行PM重置时的温度变化，曲线(b)表示未堆积PM的PM传感器的执行PM重置时的温度变化。如图8所示，在执行PM重置的过程中，堆积有PM的PM传感器的元件温度、未堆积PM的PM传感器的元件温度均通过利用加热器16进行的加热而上升。但是，在堆积有PM的PM传感器中，所堆积的PM开始燃烧，因此，因PM燃烧而引起的发热，元件温度以比因加热器16的加热而引起的温度上升大的程度上升。因而，如果在执行PM重置后PM开始燃烧，则堆积有PM的PM传感器的元件温度与未堆积PM的PM传感器的元件温度相比较上升得更高。之后，如果不久PM被完全燃烧除去从而因PM燃烧产生的发热消失，则堆积有PM的PM传感器的元件温度降低，变得与未堆积PM的PM传感器的温度一致。此处，所燃烧的PM的量与发热量相关，如果PM燃烧量变大，则发热量也变大。因而，通过检测通过当前的PM燃烧而产生的发热量，能够判断PM燃烧的进展情况。在实施方式2中，利用该情况，在因PM燃烧而产生的发热量Q达到了基准发热量α的时刻结束PM重置。由此，能够在PM被完全燃烧除去之前的阶段停止PM燃烧，使得在元件表面残留有基准PM量的PM。另外，发热量Q是从所检测到的元件温度减去与执行PM重置时同样地利用加热器16加热未堆积PM的PM传感器的情况下的元件温度而得到的热量。发热量Q能够根据当前的时刻与向加热器16通电的通电量、元件温度之间的关系确定。上述关系预先通过实验等求出并作为映射存储于控制装置。在实际的控制中，根据元件温度和当前的时刻等，基于映射求出发热量Q。
并且，相对于发热量Q的基准发热量α被设定为下述发热量的范围中的上限值附近的值，该发热量的范围是以使得残留于PM传感器2的PM量为使得电极8、10之间在至少一个部位导通的程度、即在刚刚执行PM传感器2的PM重置之后也不会产生盲区的程度的方式在元件部表面残留有PM的情况下的发热量的范围。该值通过实验等预先设定，并存储于控制装置。在实施方式2中，在推定为PM堆积量成为一定量的情况下开始PM重置，且将相对于发热量Q的基准发热量α设为固定值。图9是用于对在本发明的实施方式2中控制装置所执行的控制的程序进行说明的流程图。在图9所示的流程图中，首先，当对加热器16通电而开始PM重置时(S202)，检测兀件温度(S204)。将设置于电极8、10下层的温度传感器14的输出作为输入信息，在控制装置中检测元件温度。接着，算出发热量Q(S206)。发热量Q是通过PM燃烧而产生的热量。在控制装置中预先存储有发热量Q、时间以及向加热器16通电的通电量等之间的关系，基于该关系算出发热量Q。接着，判别发热量Q是否大于基准发热量a (S208)。此处，在发热量Q>基准发热量a不成立的情况下，再次返回步骤S204，进行元件温度的检测、发热量Q的算出，执行步骤S208的判别。反复执行步骤S204 S208的处理直到步骤S208中发热量Q >基准发热量a成立。另一方面，在步骤S208中，如果发热量Q >基准发热量a成立，则结束PM重置(S210)。具体而言，结束向加热器16的通电。由此，能够在PM传感器2上残留有所需要的基准PM量的状态下结束PM重置。之后，结束此次的处理。如以上说明的那样，在本实施方式2中，对根据发热量Q是否大于基准发热量a来进行PM重置的结束的 判断的情况进行了说明。此处，发热量Q是通过PM燃烧所产生的热量，在被燃烧除去的PM量多的情况下变大。因而，通过像这样以发热量Q为基准来判断PM重置的结束，能够在PM燃烧进展到某一程度的适当阶段结束PM燃烧，能够残留适当量的PM并结束PM重置。因而，能够在PM重置刚刚结束之后检测与PM堆积量相应的PM传感器2的输出变化而开始PM量的计测。另外，在实施方式2中，根据设置于电极8、10下层的温度传感器14的输出检测元件温度。由此，能够以高精度灵敏地检测电极8、10的温度变化。因而，能够以高精度适当地检测通过PM燃烧产生的发热量Q，能够在最佳的阶段结束PM重置。但是，在本发明中，元件温度的检测构件并不限定于此，例如也可以不在电极8、10的附近而在绝缘层的任一部位埋入元件温度传感器来检测温度，并且，也可以不设置温度传感器14而例如根据电极8、10之间的阻抗的变化来检测元件温度。并且，在实施方式2中，对算出发热量Q，并基于发热量Q是否大于基准发热量a来判别PM重置的结束的情况进行了说明。但是，本发明并不限定于此。如上所述，随着PM开始燃烧，发热量Q逐渐增加，在该期间PM传感器2的元件温度的温度上升率也变大。因而，例如也可以当PM传感器2的元件温度的变化量(传感器温度的微分值)超过基准值时，判断PM重置结束。只要将该基准值设定为即便进行PM重置也能够残留有基准PM量的PM的元件温度变化范围的上限值附近的值即可。并且，通过PM重置而燃烧的PM的总量与发热量Q的累计值相关。因而，也可以形成为算出从开始进行PM重置起的发热量的累计值，在发热量的累计值超过基准量的情况下，结束PM传感器2的重置。只要将该基准量设定为通过PM堆积量减少至基准PM量为止的期间的燃烧而产生的总发热量附近的量即可。
并且，在实施方式2中，对将相对于发热量Q的判别的基准发热量α、或者以温度变化量进行判别的情况下的基准值、或者以累计值进行判别的情况下的基准量设为固定值的情况进行了说明。但是，在本发明中并不限定于此。例如，PM重置时的总发热量根据实际被燃烧除去的PM量而不同。因而，认为在PM传感器2残留有基准PM量的PM的状态下的发热量Q、温度变化值、累计发热量也根据即将开始PM重置之前的PM堆积量而不同。因而，在仅通过上次PM重置后的经过时间来判别PM重置的开始的情况等、预想PM重置开始时的PM堆积量存在偏差的情况下等，将作为PM重置结束的基准的基准发热量α、基准温度变化量、相对于累计值的基准量也据此加以设定的做法是有效的。
并且，在实施方式2中，对基于发热量(或者温度变化量、累计发热量)判别PM重置结束的情况进行了说明。但是，本发明并不限定于此，例如如实施方式I所示那样，也可以形成为预先设定基准时间，在认为经过了该基准时间、且发热量超过基准量的情况下，结束PM重置。通过像这样与设定PM重置的基准时间的控制进行组合，能够在PM重置已进行了适当时间后的阶段调查发热量，能够更可靠地在元件部表面残留基准PM量。
并且，也可以形成为在步骤S208的结束的判定反复进行基准次数后仍不降低的情况下，与实施方式I同样，进行判断为发生故障的处理。
另外，在实施方式2中，通过执行步骤S204的处理而实现本发明的“温度检测构件”，通过执行步骤S206的处理而实现“发热量算出构件”，通过执行步骤S208的处理而实现“微粒量判别构件”，通过执行步骤S210的处理而实现“除去处理控制构件”。
实施方式3
实施方式3的系统具有与实施方式I的系统同样的结构。在实施方式3中，仅使用传感器输出来判断PM重置结束。具体而言，当PM重置开始时，实施方式3的系统向加热器16供给脉冲电压。即，每隔极短的固定时间对向加热器16的通电在0N/0FF之间进行切换。通过反复进行该短时间的通电0N/0FF，电极8、10附近被局部加热。
基于传感器输出进行PM重置结束的判别。如上所述，与传感器输出对应的电极8、 10之间的电阻值与PM堆积量相关，在电压一定的情况下，如果PM堆积量减少，则传感器输出也变小。因而，当规定电压下的传感器输出下降至低于基准输出的时刻，判别为PM传感器2的PM堆积量降低至基准PM量，结束PM重置。
此处，即便PM堆积量相同，传感器输出也根据元件温度而不同。即，作为相对于相同PM堆积量的传感器输出，在元件温度高的情况下传感器输出大，在元件温度低的情况下传感器输出小。特别是在实施方式3的系统中，向加热器16脉冲状供给电力，由此，电极8、 10在短时间内被反复地局部加热。因此，在执行PM重置的过程中，PM传感器2的元件温度变动变大，并不一定是恒定的。
因而，在实施方式 3的系统中，根据此时的温度对与基准PM量对应的传感器输出亦即基准输出进行修正。这种情况下的修正值是通过预先利用实验等求出与基准PM量对应的基准输出的由温度引起的变化而决定的。另外，这样求出的温度与对基准输出的修正值之间的关系作为映射而存储于控制装置，在实际的控制中，基于该映射算出修正值。
图10是用于对在本发明的实施方式3中控制装置所执行的控制的程序进行说明 的流程图。在图10的流程图中，首先，当PM重置开始时(S302)，开始向加热器16供给脉冲 状的电力。
接着，检测传感器输出(S304)。在控制装置中检测PM传感器2的电极8、10之间 的电流值来作为传感器输出。接着，检测传感器温度(S306)。将设置于电极8、10下层的温 度传感器(热电偶)14的输出作为输入信息，在控制装置中检测传感器温度。
接着，算出基准输出(S308)。通过根据温度对预先存储的输出值进行修正而算出 基准输出。此处，根据预先存储于控制装置的映射，作为与温度对应的值而求出修正值。
接着，判别传感器输出是否小于在步骤S308中设定的基准输出(S310)。在步骤 S310中，在传感器输出<基准输出不成立的情况下，再次返回到步骤S304的处理，反复执 行传感器输出、传感器温度的检测、基准输出的算出、以及传感器输出 <基准输出的成立/ 不成立的判别(S304 S310)。
另一方面，如果在步骤S310中判定为传感器输出 <基准输出成立，则结束PM重置 (S312)，结束此次的处理。
如以上说明的那样，在本实施方式3的系统中，以脉冲状进行元件部的加热。并 且，加热器16的图案设计成特别是对电极8、10的形成为梳齿形状的部分进行加热。因而， 在PM重置时，能够在短时间内对电极8、10的形成为梳齿状的部分进行局部加热。由此，能 够抑制元件部整体被过度加热的情况，能够实现PM重置时的省电力化。
并且，在传感器输出变得小于基准输出的情况下结束PM重置。由此，能够在PM传 感器2残留有必要的基准PM量的PM。因而，能够消除刚刚进行PM重置之后的盲区、或者将 该盲区抑制得较小，能够较长地确保可利用PM传感器2进行PM量计测的时间。
此外，根据温度对作为PM重置结束判断的基准的基准输出进行修正。由此，能够 使用与PM基准量对应的适当的基准输出，更准确地判别PM量的降低。
另外，在本实施方式3中，对根据温度对基准输出进行修正的情况进行了说明。但 是，本发明并不限定于此，也可以形成为与实施方式I同样，将基准输出作为固定值加以 存储。在该情况下，通过脉冲状供给电力并进行加热，能够在抑制电极8、10附近的过度升 温的同时进行PM重置。并且，这样的向加热器16呈脉冲状地供给电力的做法也适用于实 施方式1、2的情况。
并且，在实施方式3中，说明了以脉冲状对加热器16进行通电的情况。但是，本发 明例如也可以形成为与实施方式1、2的PM重置同样，通过供给直流电来进行PM重置。即 便这样，也能够在传感器输出变得小于基准输出(修正值)的时刻结束PM重置，因此能够抑 制PM被过度除去的情况。
并且，在实施方式3中，说明了根据温度对基本输出进行修正的情况。该修正在脉 冲状的加热等、温度易于产生偏差的情况下特别有效。但是，也能够将在实施方式3中说明 的基于温度对基准输出进行的修正应用于实施方式I的基准输出。
并且，同样地，也可以在实施方式3中组合实施方式I的进行PM重置的时间亦即 基准时间的设定，仅在执行了基准时间的PM重置后的情况下判别传感器输出是否小于修 正后的基准输出。
另外，在实施方式3中，通过执行步骤S304的处理而实现本发明的“传感器输出检测构件”，通过执行步骤S306的处理而实现“温度检测构件”，通过执行步骤S308的处理而实现“基准输出设定构件”，通过执行步骤S310的处理而实现“微粒量判别构件”，通过执行步骤S312的处理而实现“除去处理控制构件”。
另外，在以上的实施方式中提到的各要素的个数、数量、量、范围等的数目的情况下，除去特别明示的情况和理论上明确特定于该数目的情况之外，本发明并不限定于所提及的数目。并且，对于在本实施方式中说明的构造等，除去特别明示的情 况和理论上明确特定于该构造的情况之外，并不是本发明所必须具备的。
标号说明
2…传感器；6…兀件部；8、10···电极；12…绝缘层；14…温度传感器；16···加热器。
权利要求
1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机的控制装置具备 微粒传感器，该微粒传感器具备隔开间隔配置的一对电极，用于计测气体中的微粒量; 除去构件，该除去构件用于使附着于所述微粒传感器的微粒燃烧而进行除去处理； 微粒量判别构件，该微粒量判别构件判别附着于所述微粒传感器的微粒量是否比基准微粒量少，所述基准微粒量被设定为使所述一对电极在至少一个部位以上导通的最低限度的微粒残留量；以及 除去处理控制构件，在判别为所述微粒量比所述基准微粒量少的情况下，所述除去处理控制构件结束利用所述除去构件进行的所述微粒的除去处理。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述内燃机的控制装置还具备基准时间设定构件，该基准时间设定构件根据内燃机的运转状态，将能够使所述微粒量减少至所述基准微粒量的所述除去处理的时间设定为基准时间， 所述微粒量判别构件基于所述除去处理是否已被执行了所述基准时间来判别所述微粒量是否比所述基准微粒量少。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述内燃机的控制装置还具备传感器输出检测构件，该传感器输出检测构件检测所述微粒传感器的输出， 所述微粒量判别构件基于所述微粒传感器的输出是否低于基准输出来判别所述微粒量是否比所述基准微粒量少，所述基准输出被设定为与所述基准微粒量对应的微粒传感器的输出。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述内燃机的控制装置还具备 温度检测构件，该温度检测构件检测所述微粒传感器的元件部的温度；以及基准输出设定构件，该基准输出设定构件根据利用所述温度检测构件检测出的温度来设定所述基准输出。
5.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述内燃机的控制装置还具备 温度检测构件，该温度检测构件检测所述微粒传感器的温度；以及发热量算出构件，该发热量算出构件根据利用所述温度检测构件检测出的温度算出所述微粒传感器的发热量， 所述微粒量判别构件基于所述发热量是否高于基准发热量来判别所述微粒量是否比所述基准微粒量少。
6.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述内燃机的控制装置还具备 温度检测构件，该温度检测构件检测所述微粒传感器的温度； 发热量算出构件，该发热量算出构件根据利用所述温度检测构件检测出的温度算出所述微粒传感器的发热量；以及 累计发热量检测构件，该累计发热量检测构件检测从开始进行所述除去处理之后的发热量的累计量， 所述微粒量判别构件基于所述累计量是否大于基准累计发热量来判别所述微粒量是否比所述基准微粒量少。
7.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述内燃机的控制装置还具备 温度检测构件，该温度检测构件检测所述微粒传感器的温度；以及 温度变化算出构件，该温度变化算出构件算出所述微粒传感器的温度变化， 所述微粒量判别构件基于所述温度变化是否小于基准温度变化量来判别所述微粒量是否比所述基准微粒量少。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述温度检测构件是设置于所述微粒传感器的所述一对电极附近的温度传感器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述除去构件是设置于所述一对电极附近的加热器， 所述除去处理控制构件通过以固定的脉冲宽度向所述加热器供给电力来对所述一对电极进行加热，从而使所述微粒燃烧。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述除去构件是设置于所述一对电极附近的加热器， 所述一对电极具备过密区域，在该过密区域，与其他部分相比，电极过密配置， 所述加热器构成为，发热的中心对所述一对电极的所述过密区域进行加热。
全文摘要
本发明提供内燃机的控制装置。在本发明中，内燃机的控制装置具备微粒传感器(2)，其具备隔开间隔配置的一对电极(8、10)，用于计测气体中的微粒量；和除去构件(16)，其使附着于微粒传感器的微粒燃烧而进行除去处理。在基于该控制装置的微粒的除去处理中，判别附着于微粒传感器的微粒量是否变得比作为使一对电极在至少一个部位以上导通的最低限度的微粒的残留量设定的基准微粒量少，在判别为微粒量比基准微粒量少的情况下，结束由除去构件进行的该微粒的除去处理。由此，实现堆积于传感器的元件部的PM的除去处理中的省电力化，且在刚刚进行除去处理之后也能够根据传感器输出检测PM量。
文档编号G01N15/06GK103038630SQ20108006836
公开日2013年4月10日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者西嶋大贵, 桥田达弘 申请人:丰田自动车株式会社