CN103890333A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在应用本发明的内燃机(2)的排气路径(4)配置有SCR系统(8)，在SCR系统(8)的下游配置有微粒子传感器(14)。控制装置(16)具备对微粒子传感器的元件部的温度进行控制的温度控制单元。在本次由微粒子传感器进行的微粒子量的检测开始后，在特定的运转状态下使用微粒子传感器的时间的累计值(t)达到基准时间(t1)时，温度控制单元进行使微粒子传感器的元件部的温度上升至第一温度域(T1)的控制。在此，特定的运转状态是考虑尿素相关物质容易向SCR系统(8)的下游侧排出的运转状态而设定的运转状态。而且，第一温度域(T1)为比尿素相关物质分解的温度高且比燃烧除去微粒子的温度低的温度。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置。更为具体地来说，涉及一种对在排气路径具备微粒子传感器的内燃机进行控制的控制装置。
背景技术
例如，在专利文献1的系统中，配置有用于检测内燃机的排气路径的微粒子(particulate matter；以下也称为“PM”)的PM传感器(微粒子传感器)。该PM传感器具备绝缘基材和彼此隔开间隔地配置在绝缘基材上的一对电极。
当在该PM传感器的一对电极之间有废气中的PM堆积时，电极间的导电性变化。堆积的PM量与电极间的导电性之间存在一定的相关性，电极间的电阻随向电极间的PM堆积量而变化。而且，在电极间堆积的PM量与废气中的PM之间存在相关性。因此，通过检测PM传感器的电极间的电阻值来检测废气中的PM量。
另外，在专利文献1的技术中，PM传感器配置在微粒子捕集用过滤器(Diesel Particulate Filter：柴油微粒子过滤器；以下也称为“DPF”)的下游。在专利文献1中，通过基于PM传感器的电极间的电阻值来检测排出到DPF下游的PM量，执行DPF的故障的有无的判定等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-144577号公报
发明内容
发明要解决的课题
存在着在内燃机的排气路径配置用于净化NOx的尿素SCR(Selective Catalytic Reduction：选择性催化还原)系统，并在尿素SCR系统的下游配置PM传感器的系统。在SCR系统中，向排气路径喷射供给尿素水，利用由尿素水产生的氨，通过催化剂将NOx还原。
但是存在着所供给的尿素和源自尿素的物质(以下，包括尿素和源自尿素的物质，也称为“尿素相关物质”)通过SCR系统而排出到下游侧的情况。排出到下游的尿素相关物质附着于PM传感器的电极的话，会使PM传感器的电极间的电阻值变化。其结果是，存在着PM传感器的输出产生偏差，或PM传感器的灵敏度降低的情况。PM传感器的输出偏差或灵敏度的降低可能产生例如在DPF的故障判断中产生误判等情况，因此并不优选。
本发明以解决上述课题为目的，提供一种改良的内燃机的控制装置，能够抑制尿素相关物质向PM传感器的电极的附着所产生的影响，能够以更高精度进行PM量的检测和DPF的故障判断。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明为对在排气路径配置有SCR系统且在SCR系统的下游配置有微粒子传感器的内燃机进行控制的控制装置，其具备：微粒子检测单元，基于微粒子传感器的输出来检测排气路径内的、由内燃机的运转所产生的微粒子的量；以及温度控制单元，控制微粒子传感器的元件部的温度。在本次由微粒子传感器进行的微粒子量的检测开始后，在特定的运转状态下使用微粒子传感器的时间的累计值达到基准时间时，温度控制单元进行使微粒子传感器的元件部的温度上升至第一温度域的控制。
在此，特定的运转状态是考虑尿素相关物质容易向SCR系统的下游侧排出的运转状态而设定的运转状态。作为尿素相关物质容易排出的运转状态，例如可以列举出吸入空气量多的状态、尿素当量比高的状态、催化剂的温度低的状态等。
而且，第一温度域为比尿素相关物质分解的温度高且比燃烧除去微粒子的温度低的温度。
在本发明中，也可以是，在内燃机的排气路径的微粒子传感器的上游配置有用于捕集废气中的微粒子的微粒子捕集用过滤器的情况下，内燃机的控制装置还具备在元件部的温度达到第一温度域为止的期间禁止与微粒子捕集用过滤器有关的规定的控制的单元。或者，也可以是，内燃机的控制装置还具备在元件部的温度达到第一温度域后，开始与微粒子捕集用过滤器有关的规定的控制的单元。
在这些情况下，作为规定的控制，优选基于微粒子传感器的输出的、对微粒子捕集用过滤器的故障的有无进行判断的故障判断控制。
而且，在该发明中，在内燃机处于排出的微粒子的量少于基准量的运转状态时，温度控制单元能够进行使元件部的温度上升的控制。
而且，在本发明中，也可以是，在具有EGR(Exhaust GasRecirculation：废气再循环)系统的情况下，内燃机的控制装置还具备在处于内燃机的运转中的负荷的变化大于规定的运转状态时停止EGR系统进行的废气的回流的单元。
而且，在本发明中，也可以是，内燃机的控制装置还具备在内燃机运转中的负荷的变化大于规定时将油门开度变化量限制在比通常情况下的油门开度的变化量小的规定的范围内的单元。
发明效果
考虑到当在尿素相关物质容易排出的特定的运转状态下在一定程度上使用微粒子传感器时，尿素相关物质附着在微粒子传感器的元件部，微粒子传感器的输出产生偏差。对于这一点，根据本发明，在特定的运转状态下在一定程度上使用微粒子传感器的情况下，执行使元件部升温至第一温度域的控制。在该控制中，第一温度域为比分解尿素相关物质的温度高温且比微粒子的燃烧温度低温的温度。因而，保留在元件部附着的微粒子而除去尿素相关物质。由此，能够抑制由尿素相关物质的附着产生的影响，从而能够得到与微粒子量对应的更为准确的微粒子传感器的输出。
而且，在本发明中，在具有在元件部的温度达到第一温度域为止禁止与微粒子捕集用过滤器有关的规定的控制的单元，或者具有在元件部的温度达到第一温度域后开始规定的控制的单元的情况下，能够在成为可以更为准确地得到微粒子传感器的输出的状态之后，执行与微粒子捕集用过滤器有关的控制。因而，能够以更高的精度执行微粒子捕集用过滤器的控制。
另外，通过上述的控制，当元件部处于第一温度域的时候，与通常的状态相比存在着成为微粒子不易附着在元件部的状态的情况。对于这一点，在本发明中，在排出的微粒子的量少于基准量的运转状态的情况下，进行使元件部的温度上升的控制的话，能够抑制由上述元件部的升温导致的微粒子传感器的灵敏度的降低，能够更为准确地得到微粒子传感器的输出。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的系统的整体结构的示意图。
图2是用于说明本发明的实施方式的PM传感器的元件部的结构的示意图。
图3是用于说明尿素水的状态相对于温度的变化的图。
图4是用于说明本发明的实施方式1中控制装置执行的控制的例程的流程图。
图5是用于将本发明的实施方式1的PM传感器的输出偏差与现有的PM传感器的输出偏差进行比较说明的图。
图6是用于说明本发明的实施方式2中控制装置执行的控制的例程的流程图。
图7是用于说明本发明的实施方式3中控制装置执行的控制的例程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在各个附图中对相同或者相当的部分标注相同标号，并简化乃至省略其说明。
实施方式1.
[关于本实施方式1的系统的整体结构]
图1是用于说明本发明的实施方式1的系统的整体结构的图。图1的系统搭载于车辆等中使用。在图1所示的系统中，在内燃机2的排气路径4设有作为微粒子捕集用过滤器的DPF(Diesel Particulate Filter：柴油微粒子过滤器)6。DPF6是捕集废气中含有的粒子状物质即微粒子(PM：particulate matter)的过滤器。
在排气路径4的DPF6的下游配置有尿素SCR系统8(以下，也称为“SCR系统”)。SCR系统8具有：设置于排气路径4的尿素水的喷射阀10；以及在排气路径4的喷射阀10的下游配置的选择还原型NOx催化剂12(以下，也简称为“NOx催化剂”)。喷射阀10与未图示的尿素水罐连接，在NOx催化剂12上游向排气路径4内喷射尿素水。如后所述，被喷射的尿素水分解并生成氨。NOx催化剂12以氨为还原剂，将废气中的NOx还原，净化废气。在NOx催化剂12的下游设置有PM传感器14(微粒子传感器)。
该系统具备控制装置16。在控制装置16的输入侧除了PM传感器14之外，还连接有内燃机2的各种传感器。而且，在控制装置16的输出侧连接有内燃机2的PM传感器14的电气电路、喷射阀10和其他各种促动器。控制装置16基于来自各传感器的输入信息而执行规定的程序，使各种促动器等动作，从而进行与内燃机2的运转有关的各种各样的控制。
图2是用于说明本实施方式1的PM传感器14的元件部的结构的示意图。如图2所示，PM传感器14的元件部具备绝缘基材18。在绝缘基材18的表面形成有一对电极20、22。一对电极20、22在彼此不接触的状态下隔开固定的间隔配置。电极20、22各自具有形成为梳齿形状的部分，并且形成为在该部分处彼此啮合。另外，在本实施方式1中举例示出了具有梳齿形状的电极20、22，不过在本发明中并不限于这样的形状，只要是一对电极彼此相对的结构即可。在绝缘基材18内部的电极20、22的下层埋入未图示的加热器。
一对电极20、22经由电气电路等与电源(未图示)连接。由此，在电极20和电极22之间施加有高电压。而且，加热器经由电气电路等与电源(未图示)连接，由此，向加热器供给规定的电力，其结果是，元件部被加热。这些电力供给由控制装置16控制。
[本实施方式1中的控制的概要]
在本实施方式1中，控制装置16进行的控制包括下述的对PM量的检测、PM传感器14的重置、DPF6的故障判断以及DPF6的再生的控制。
另外，在以下的实施方式中，作为DPF6的捕集对象、PM传感器14的计量对象的PM意味着煤烟(碳等烟灰状物质)、SOF(SolubleOrganic Fraction；可溶性有机成分)等由内燃机的燃烧产生的物质、源自润滑油的灰烬(烟灰)等、通过内燃机2的运转从内燃机2排出的粒子状物质。
(1)PM量的检测
在PM排出量的检测时，在电极20、22之间施加用于捕集PM的高电压即“捕集用电压”。在电极20、22之间施加捕集用电压后，废气中的PM被捕集而堆积在电极20、22之间。随着在电极20、22之间堆积的PM增加，电极20、22之间的导通部位增加，电极20、22之间的电阻值减小。在此，作为PM传感器14的传感器输出而检测出与电极20、22之间的电阻具有相关性的电气特性。考虑到在电极20、22堆积的PM量与废气中含有的PM量的变化连动地变化。因此，根据PM传感器14的输出，检测出废气中的PM量。另外，在以下的实施方式中，为了方便，作为传感器的输出随电极20、22之间的PM堆积量增加而变大的结构进行说明。
(2)PM重置(燃烧除去微粒子的控制)
PM传感器14的输出随着向电极20、22之间的PM堆积量增加而增加。但是，当向电极20、22之间的堆积量达到界限值时，PM传感器14的输出已经不再进一步变化。当达到该状态时，PM传感器14无法产生与废气中的PM量对应的输出。因此，需要在规定的时机将在元件部堆积的PM一次性除去。将该除去PM的处理也称为“PM重置”。
在PM重置时，控制装置16向PM传感器14的加热器供给规定的电力，使PM传感器14的元件部过热升温至将PM燃烧除去的温度为止。由此，将附着在PM传感器14的元件部的PM燃烧除去。另外，此处PM重置期间中元件部的温度高于500℃，优选高于700℃。或者，也可以是，设定为PM重置期间中的元件部的目标温度高于500℃，优选高于700℃，向加热器供给电力。由于PM燃烧的温度为大约500℃～大约650℃，因此当重置温度达到700℃以上(优选为700℃～800℃)时，能够提高PM的燃烧的可靠性。
(3)DPF的故障判断
当DPF6发生故障时，从DPF6逃脱而排出到DPF6的下游的PM排出量增加。因而，在DPF6发生故障时，在PM传感器14的电极20、22之间堆积的PM堆积量逐步增加，传感器输出变大。因而，基于传感器输出，能够进行DPF6的故障判断。
具体来说，在本实施方式1中，控制装置16执行PM重置并检测将在元件部堆积的PM除去又经过规定时间后的PM传感器14的输出。对检测出的PM传感器14的输出与作为判断的基准的基准输出进行比较，在PM传感器14的输出大于基准输出的情况下，判断为DPF6发生故障。
另外，在DPF6正常作用的情况下，按照模型推定出在规定时间推定为排出到DPF6的后方(下游)的PM量(以下，也称为“推定PM排出量”)。使作为判断的基准的基准输出包括与推定PM排出量对应的输出允许的误差量等地设定为适当的值。该基准输出存储在控制装置16中。
(4)DPF6的再生
当DPF6持续对废气中的PM的捕集时，最终堆积在DPF6的PM的量达到界限，达到无法进一步捕集PM的状态。为了避免这样的状态，在DPF6的PM堆积量达到某种程度的阶段，将PM燃烧除去，进行DPF6的再生的处理。
具体来说，在DPF6的再生处理中，控制装置16进行例如在燃料喷射后再次喷射燃料的控制、使喷射时机延迟的控制等按照规定的控制程序使排气温度上升的控制。由此，将堆积在DPF6的PM燃烧除去。通过执行一定时间这样的PM的燃烧除去，将堆积在DPF6的PM的大部分除去，完成DPF6的再生。
另外，通常，控制装置16通过模型等推定从内燃机2排出的废气的PM量，从而推定在DPF6堆积的PM的量。并且，将推定出的量达到规定的量的时候作为DPF6的再生时期，进行上述的再生处理。而且，由于将在元件部堆积的PM一次性除去，所以在DPF6的再生处理后执行PM重置。
[本实施方式1的特征性的控制]
另外，在本实施方式1中配置有SCR系统8。在SCR系统8中，尿素水从喷射阀10向排气路径4喷出。在排气路径4内和NOx催化剂12中，下式(1)的热分解反应和下式(2)的加水分解反应的结果是，由尿素水生成氨(NH3)。
CO(NH2)2→NH3+HCNO     ....(1)
HCNO+H2O→NH3+CO2     ....(2)
NOx催化剂12将如上所述由尿素水生成的氨作为还原剂使NOx还原，净化废气。
图3是用于说明作为样本的尿素水相对于温度的状态变化的图。如图3所示，在比190℃温度高的温度域，样本如上述(1)、(2)所示地充分分解，生成氨。
另一方面，在比大约100℃低的低温下，尿素水以液体的状态存在，但超过大约100℃时，水分蒸发，尿素结晶化。此时，样本作为绝缘体存在。尿素达到大约130℃时液化。并且，在大约135℃，样本开始热分解反应(上述(1)式)。在图3的大约130～135℃的温度域，尿素成为液体的状态。此时，样本作为衍生物存在。在达到大约135℃，尿素气化而成为上述(1)的热分解的状态下，样本再次成为绝缘体。
在大约160℃，尿素与异氰酸反应，开始缩二脲(C2H5N3O2)的生成。并且，包含缩二脲的样本在大约175℃～190℃的温度域成为液体，样本成为导电体。然后，当达到大约190℃时，缩二脲分解。
这样，当NOx催化剂12中尿素水的热分解反应(1)和加水分解反应(2)为不充分的状态时，在NOx催化剂12中存在尿素、异氰酸、缩二脲等源自尿素水的物质(以下也称为“尿素相关物质”)。这些尿素相关物质在NOx催化剂12中无法作为还原剂使用，存在被直接向NOx催化剂12的下游排出的情况。另外，在以下的实施方式中，上述的由内燃机2的运转产生的PM中不包括源自尿素水的尿素相关物质，将它们区别表现。
当排出到NOx催化剂12的下游的尿素相关物质附着在PM传感器14的电极20、22时，使电极20、22的导电性急剧变化，或者使电极20、22的灵敏度降低。在该情况下，可认为传感器输出与排气中的PM量的相关性消失，与PM量的变化无关地，传感器输出急剧变动，或者灵敏度降低。在这样的情况下，成为难以高精度地且稳定地执行DPF6的故障判断等的状态。因此，期望将附着于电极20、22之间的尿素相关物质除去。
因此，在本实施方式1中，在DPF6的故障判断控制的执行前的阶段进行使元件部的温度上升至能够除去尿素相关物质的温度为止的控制。具体来说，在本实施方式1的控制中，使PM传感器14的元件部升温至比缩二脲的分解温度高的温度，将尿素相关物质分解除去。不过，为了DPF6的故障判断，需要检测排出到DPF6下游的PM。即，需要留下在PM传感器14的元件部附着的PM。因此，进行尿素相关物质的除去用的升温时，限制在比PM燃烧的温度低的温度内。
通过以上，在尿素相关物质的分解除去时，进行控制以使元件部的温度上升至比缩二脲的分解温度高且比PM的燃烧温度低的第一温度域T1。优选的是，使元件部升温，以使元件部的温度达到比缩二脲分解温度即大约190℃高且在大约190℃附近的温度的温度域内。PM在500℃左右燃烧，不过考虑到将附着在元件部的PM除去的话，会使DPF6的故障检测产生误差。而且，元件温度达到高温的话，PM向元件部的附着性降低，PM传感器14的检测灵敏度降低。因而，为了避免过度的温度上升，采用比缩二脲的分解温度(190℃)温度高且接近分解温度的温度。
元件部向第一温度域T1的升温通过向加热器的通电时间来控制。即，控制对加热器的通电，以在使尿素相关物质燃烧的时间将元件部的温度控制在第一温度域T1内。适当的向加热器的通电时间考虑PM传感器14的元件部的温度变化的特性而通过实验等求出。该值作为基准加热时间预先存储在控制装置16。
另外，已知尿素相关物质向SCR系统下游侧的排出量在内燃机2的特定的运转状态下特别容易增加。作为具体的例子，例如在吸入空气量Ga较大的情况下，废气的流动也快，因此尿素相关物质容易向SCR系统8下游排出。同样地，在尿素当量比高，即来自喷射阀10的尿素的投入量多的情况下，或在NOx催化剂12的温度为低温的情况下等，尿素相关物质容易向SCR系统8下游排出。
这样，预想到在尿素相关物质的排出量容易增多的运转状态下使用PM传感器14一定时间以上的情况下，特别的是，尿素相关物质向元件部的附着量增多，对传感器输出的影响变大。因而，在本实施方式1的系统中，在尿素相关物质容易增加的特定的运转状态下，仅在使用PM传感器14的累计时间达到基准使用时间(基准时间)的情况下，为了尿素相关物质的除去而进行元件部的加热。
这样，通过仅在预想到尿素相关物质附着在元件部的情况下执行元件部的升温控制，能够仅在必要的情况下进行尿素相关物质的除去处理，能够将PM传感器14的灵敏度降低抑制在最小限度，并且能够实现消耗电力的降低。
另外，此处作为判断的基准的基准使用时间为，即使在尿素相关物质排出的环境下使用PM传感器14的情况下，尿素相关物质的附着对PM传感器14的输出的影响也在允许范围内的时间的上限值附近的时间。具体的基准使用时间考虑设置的内燃机2和SCR系统的特性、容范围等而通过实验等求得并设定。该基准使用时间作为判断的基准值存储在控制装置16中。
而且，在实施方式中，特定的运转状态除了如上所述的吸入空气量多的情况、尿素当量比高的情况、NOx催化剂12的温度为低温的情况之外，还可以考虑各种情况。这样的运转状态通过实验等求得。在以此为基础判断是否为“特定的运转状态”时，设定应满足的运转条件，并预先存储在控制装置16中。
[实施方式1的具体的控制]
图4是用于说明本发明的实施方式1中控制装置16执行的控制的例程的流程图。图4的例程是在内燃机2的运转中每隔固定时间重复的例程。在图4的例程中，首先，确认当前DPF6的故障检测是否处于执行中(S102)。在此，DPF6的故障检测执行中指的是，在上一次图4的DPF6的故障判断结束后，进一步执行了PM重置后，再次对PM传感器14施加捕集用电压来进行PM量的检测的状态。在步骤S102中未确认出为DPF6的故障检测执行中的情况下，本次的处理暂时终止。
在步骤S102中确认出为DPF6的故障检测执行中时，接着算出推定PM排出量(S104)。推定PM排出量是在DPF6正常作用的情况下从本次开始DPF6的故障判断起到当前为止推定为排出到DPF6的下游的PM量的累计值，以内燃机2的发动机转速等为参数并按照模型推定。
接着，判断推定PM排出量是否大于第一基准量Ref_1(S106)。第一基准量Ref_1是作为判断下述情况的基准的值：在PM向DPF6下游排出的情况下，以与排出的PM量对应地稳定地得到PM传感器14的输出的程度排出PM量。该值针对每个PM传感器14通过实验等求得，并存储在控制装置16中。在步骤S106中未确认到推定PM排出量>第一基准量Ref_1成立的情况下，本次的处理暂时终止。
在步骤S106中确认出推定PM排出量>第一基准量Ref_1成立时，接着，读出从本次DPF6的故障检测开始起到当前为止的、上述特定的运转状态下的PM传感器14的累计时间t(S108)。在此，用于判断是否为特定的运转状态的特定的运转条件预先设定好，累计时间t是在满足所述特定的运转条件的情况下由时间计数器计量的时间。另外，累计时间t在每次DPF6的故障检测开始时开始累积。
接着，判断在步骤S108中读出的累计时间t是否大于基准使用时间t1(S110)。由此，判断在尿素相关物质排出的环境下PM传感器14是否使用了一定时间以上。如上所述，基准使用时间t1是预先存储在控制装置16中的判断的基准值。
在步骤S110中未确认出累计时间t>基准使用时间t1成立的情况下，接下来，判断传感器输出是否大于基准输出(S10)。如上所述，基准输出是预先存储在控制装置16中的作为判断的基准的值。
当在步骤S10中确认出传感器输出大于基准输出时，判断为DPF6的故障(S12)，执行警告灯的点亮等设定好的规定的控制。然后结束本次的处理。另一方面，当在步骤S16中未确认出传感器输出>基准输出成立的情况下，判断为DPF6正常(S14)。然后结束本次的处理。另外，在DPF6的故障判断后，下一次DPF6的故障判断之前，在规定的时机实行PM重置、DPF6的再生处理等必要的处理。
另一方面，在步骤S110中，在确认出累计时间t>基准使用时间t1成立的情况下，接下来将加热器接通(S112)。即，在此，通过来自控制装置16的控制信号向加热器供给规定的电力，进行通电。由此，开始元件部的加热。
接着，判断在步骤S112中加热器接通起的保持时间s是否比基准加热时间s1长(S114)。基准加热时间s1是作为将元件部的温度升温至第一温度域T1所需的足够时间而预先存储在控制装置16中的判断的基准值。因此，在步骤S114中未确认出保持时间s>基准加热时间s1成立的情况下，再次回到S112并维持加热器接通的状态，并在S114中判断是否确认出保持时间s>基准加热时间s1成立。
当在步骤S114中确认出保持时间s>基准加热时间s1成立时，考虑到元件部已升温至第一温度域T1，因此将加热器断开(S116)。在该状态下，可认为是，通过元件部的加热将附着在PM传感器14的元件部的尿素相关物质除去。因此，此后，前进至S10，通过S10～S14的处理，判断DPF6的故障的有无。在DPF6的故障判断后，下一次DPF6的故障判断之前，在规定的时机实行PM重置、DPF6的再生处理等必要的处理。
如以上所说明的，根据本实施方式1，在PM传感器14暴露于排出有尿素相关物质的环境下一定时间的情况下，进行除去尿素相关物质的处理后，对DPF6的故障的有无进行判断。因而，能够在将对传感器输出造成影响的尿素相关物质除去的状态下得到PM传感器的输出，能够进一步提高DPF6的故障检测的精度。
图5是在检测相同PM量的气体的情况下对进行实施方式1的控制的情况的PM传感器14的灵敏度的偏差与不进行实施方式1的控制的情况的PM传感器14的灵敏度的偏差进行比较的图。由图5可知，通过本实施方式1的控制，能够抑制传感器的灵敏度的偏差，能够维持高灵敏度。
另外，在本实施方式1中，说明了在仅在步骤S106中确认出推定PM排出量>第一基准量Ref_1成立的情况下进行其后的处理的情况。然而，在本发明中，所述处理顺序并不限定于此，例如，也可以最初进行累计时间t>基准使用时间t1的判断，然后在该判断成立、不成立的情况下，分别判断推定PM排出量是否大于规定的基准量，并且分别相应地进入升温处理(S112、S114)、有无故障的判断(S10～S14)。这在实施方式2、3中也一样。
而且，在本实施方式1中，说明了仅在确认出推定PM排出量>第一基准量Ref_1成立的情况下进行其后的处理的情况。然而，本发明并不限定于此，例如也可以是，在从故障检测开始起的经过时间达到规定的时间的情况下进入其后的处理。此处规定的时间被设定为在DPF6发生故障的情况下相对于向下游侧排出的PM量，PM传感器14发出稳定的输出为止的充分的时间。这在实施方式2、3中也一样。
而且，作为除去尿素相关物质的处理，说明了将加热器接通的状态保持一定时间的情况。然而，尿素相关物质的除去的控制不限于此。例如，在将加热器接通后，也可以监视元件部的温度。在该情况下，判断元件部的温度是否达到第一温度域T1，在元件部的温度达到第一温度域T1的情况下，进入下一步的处理。另外，元件部的温度可以直接设置温度传感器进行检测，也可以通过检测加热器的阻抗、电阻等来控制加热温度。这在实施方式2、3中也一样。
而且，在本实施方式1中，说明了在DPF6的故障判断的控制中，在步骤S110中判断累计时间t>基准使用时间t1是否成立，在其成立的情况下进行元件部的升温控制后，接着执行DPF6的故障的有无判断(S10～S14)的情况。然而，本发明并不限定于此，例如，也可以在与故障判断控制不同的例程中执行累计时间t>基准使用时间t1是否成立的判断(S108、S110)和升温控制(S112～S116)。
具体来说，例如，准备由步骤S102、S104、S106和S10～S14构成的故障判断的控制的例程，每隔一定时间重复执行。另一方面，准备由步骤S108、S110、S112～S116构成的、由累计时间的的判断和用于尿素相关物质的除去的升温处理构成的例程，另行每隔一定时间重复执行。并且，在S110中确认出累计时间t>基准使用时间t1成立的情况下，进行禁止故障判断的控制的步骤S10～S14的DPF6的故障判断的处理，直到步骤S112～S116的升温处理完成为止。这样，也能够在预测到尿素相关物质的附着的情况下除去尿素相关物质，能够抑制DPF6的故障判断中的误判。这在实施方式2、3中也一样。
而且，在本实施方式1中，作为在PM传感器14的升温处理后开始的控制、或者作为到升温完成为止禁止的控制，列举说明了DPF6的故障判断的控制。然而，在本发明中，作为在升温处理后开始的控制或者到升温完成为止禁止的控制，不限于此，也可以以与DPF6相关的其他控制为对象。这在实施方式2、3中也一样。
实施方式2.
实施方式2的系统除了特别具有EGR系统和能够对油门开度进行电子控制的功能之外，具有与图1的系统相同的结构。在实施方式2的系统中，也与实施方式1的情况同样地，在内燃机2的特定的运转状态下的累计时间t比基准使用时间t1长的情况下，为了除去尿素相关物质，执行使元件部的温度升温至第一温度域T1的控制。然而，在本实施方式2中，如以下说明的那样，执行使元件部的温度升温的处理的环境等受到限制。
当由于用于除去尿素相关物质的升温处理而元件部的温度升高时，向PM传感器14的元件部的PM附着量降低。因此，当在PM排出量多的环境下执行升温处理的情况下，由于升温处理使PM传感器14的灵敏度降低，因此认为在故障判断时，实际的PM传感器14的输出与实际的PM排出量的偏差增大。
因此，在本实施方式2的系统中，在从内燃机2排出的PM量少的环境下执行用于除去尿素相关物质的升温处理。更为具体地来说，在瞬间性的短时间内PM排出量的推定值(以下，也称为“推定瞬间PM量”)小于第二基准量Ref_2的情况下执行升温处理。第二基准量Ref_2是作为是否为可排出的PM的量较少的运转状态的判断的基准的值。在此，第二基准量Ref_2为，即使在该量的PM排出到DPF6下游的状态下PM传感器14升温，由输出灵敏度的降低导致的PM传感器的输出偏差也在允许范围内的量的上限值，预先通过实验等求得并设定。
并且，在这样的环境下执行升温控制的情况下，在存在负荷变化的时候，停止EGR系统进行的废气的回流。而且，同时，进行控制以使油门开度变化量在比一定值小的范围内变化。由此即使是在负荷增大的情况下也能够抑制转矩的降低，且能够抑制排放增加，进行尿素相关物质的除去。
图6是用于说明本发明的实施方式2中控制装置16执行的控制的例程的流程图。图6的例程仅在图4的例程的S110的处理与S112的处理之间具有S202～S204的处理这一点上与图4的例程不同。
具体来说，在该例程中，在确认出特定运转状态下的PM传感器14的累计时间t比基准使用时间t1大的情况下(S110)，接下来判断推定瞬间PM量是否小于第二基准量Ref_2(S202)。在此，推定瞬间PM量为根据当前的运转状态算出的值，第二基准量Ref_2预先存储在控制装置16中，是作为是否为可排出的PM量多的运转状态的判断的基准的值。
在步骤S202中未确认出推定瞬间PM量<第二基准量Ref_2成立的情况下，在步骤S202中，重复步骤S202的处理，直至推定瞬间PM量<第二基准量Ref_2成立为止。
另一方面，当在步骤S202中确认出推定瞬间PM量<第二基准量Ref_2成立时，接下来，在步骤S204中，将EGR断开，执行将油门开度变化量限制在小于一定值的范围的处理。EGR的接通、断开、油门开度由另行设定的控制程序控制。在此，在必要的情况下，在该控制程序中，将EGR断开，限制油门开度的变化量。
然后，与图4的例程同样地执行步骤S112～S116的元件部的升温处理、S10～S16的DPF6的故障的有无的判断的处理。
如以上所说明的那样，在本实施方式2的处理中，仅在推定瞬间PM量小于第二基准量Ref_2的环境下执行通过元件部的加热除去尿素相关物质的处理。由此，能够减小由元件部的升温对PM传感器14的输出灵敏度的降低的影响，能够得到更为准确的PM传感器14的输出。
而且，在元件部的加热时存在负荷变化的情况下以将EGR断开，并使油门开度的变化量小于一定值的方式进行控制。由此，能够抑制转矩的降低、排放增加等，能够在PM排出量少的环境下进行元件部的升温处理，能够得到更准确的PM传感器的输出。
实施方式3.
实施方式3的系统和PM传感器具有与图1、图2的PM传感器相同的结构。在实施方式3的系统中，除了实施方式1或2的在DPF6故障检测前的时刻进行的元件部的升温处理之外，还执行维持使尿素相关物质中的特别是作为液体存在的物质不附着的状态的处理。
具体来说，在如上所述地预想为尿素相关物质的排出量多的特定的运转状态的情况下，在实施方式3的系统中，预先执行事先抑制作为液体的尿素相关物质向元件部的附着的处理。具体来说，在尿素相关物质的排出量增加为预想的特定的运转状态下，以使得元件部的温度不会达到尿素的液相温度即130～135℃的第二温度域T2、缩二脲的分解前的温度域即175～190℃的第三温度域T3的方式进行控制。由此，特别能够预先防止对传感器输出产生影响的液体即具有导电性的尿素相关物质的附着，能够抑制传感器输出的偏差。
图7是用于说明本发明的实施方式3中控制装置执行的控制的例程的流程图。图7的例程例如能够在图4、图6的例程的、在步骤S106中未确认出累计时间t>基准使用时间t1成立的情况下执行DPF6的故障判断之前执行。
具体来说，在图7的例程中，首先判断尿素相关物质的排出是否为预想的特定的运转状态。尿素相关物质的排出为预想的特定的运转状态的条件被预先确定并存储在控制装置16中。因此，在此，判断是否为满足存储在控制装置16中的条件的运转状态。
在步骤S302中未确认出尿素相关物质的排出被预想到的情况下，本次的处理暂时终止。另一方面，在步骤S302中确认为尿素相关物质排出的环境时，接下来检测当前的元件部的温度(S304)。在此，元件部的温度通过检测加热器的电阻来求得。
接下来，判断元件部的温度是否为第二温度域T2或第三温度域T3内的温度(S306)。第二温度域T2为尿素的液相温度域，第三温度域T3为缩二脲的分解前的温度域。在步骤S306中未确认出温度处于第二温度域T2内或第三温度域T3内的情况下，将加热器断开(S308)。然后结束本次的处理。
另一方面，在步骤S406中确认出元件温度在第二温度域T2内或者第三温度域T3内时，接下来对加热器通电一定时间，使元件部升温(S310)。由此，例如在温度处于第二温度域T2的情况下，将元件部的温度控制在比第二温度域T2高且比第三温度域T3低的范围，或者比第三温度域T3温度高的第一温度域T1。而且，在元件部的温度处于第三温度域T3内的情况下，将元件部的温度控制在第一温度域T1。在此，温度通过加热器的通电时间进行控制。加热器的通电时间被预先设定为适当的时间以使得元件部达到适当的温度。由此，能够从元件部除去对输出影响大的导电体的状态的尿素相关物质。然后结束本次的处理。
而且，本实施方式3的脱出也可以例如在图4、图6的例程开始前执行。由此，即使假设在容易排出尿素相关物质的环境下，也能够预先进行控制以使导电性物质不易附着到元件部。因而，例如，还能够将步骤S110中的基准使用时间t1设定得较长，由此能够将为了除去尿素相关物质而将元件部升温至高温的第一温度域的次数抑制得较少。
而且，该例程能够与图4、图6的例程无关地在尿素相关物质的附着不优选的环境下，适当独立地执行。由此，能够根据需要，有效地抑制以导电体的状态存在的尿素相关物质附着于PM传感器14的元件部。
在以上的实施方式中提到各要素的个数、数量、量、范围等数字的情况下，除去特别明示的情况和在原理上明确确定为该数字的情况以外，本发明并不限定于所提及的数字。而且，在本实施方式中说明的结构和制造工序等除了特别明示的情况和在原理上明确确定的情况以外，并不一定是本发明所必须的。
标号说明
2：内燃机；
4：排气路径；
8：SCR系统；
10：喷射阀；
12：NOx催化剂；
14：PM传感器；
16：控制装置；
18：绝缘基材；
20、22：电极；
t1：基准使用时间(基准时间)；
s1：基准加热时间；
Ref1：第一基准量；
Ref2：第二基准量；
T1：第一温度域；
T2：第二温度域；
T3：第三温度域。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备：
微粒子检测单元，基于在配置于内燃机的排气路径的SCR系统的下游配置的微粒子传感器的输出来检测所述排气路径内的、由所述内燃机的运转所产生的微粒子的量；以及
温度控制单元，控制所述微粒子传感器的元件部的温度，
在本次由所述微粒子传感器进行的微粒子量的检测开始后，在尿素相关物质容易向所述SCR系统的下游侧排出的特定的运转状态下使用所述微粒子传感器的时间的累计值达到基准时间时，所述温度控制单元进行使所述微粒子传感器的元件部的温度上升至第一温度域的控制，所述第一温度域为比所述尿素相关物质分解的温度高且比燃烧除去所述微粒子的温度低的温度。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述排气路径的所述微粒子传感器的上游配置有用于捕集所述微粒子的微粒子捕集用过滤器，
所述内燃机的控制装置还具备在所述元件部的温度达到所述第一温度域为止的期间，禁止与所述微粒子捕集用过滤器有关的规定的控制的单元。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述排气路径的所述微粒子传感器的上游配置有用于捕集废气中的微粒子的微粒子捕集用过滤器，
所述内燃机的控制装置还具备在所述元件部的温度达到所述第一温度域后，开始与所述微粒子捕集用过滤器有关的规定的控制的单元。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述规定的控制是基于所述微粒子传感器的输出的、对所述微粒子捕集用过滤器的故障的有无进行判断的故障判断控制。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述内燃机处于排出的所述微粒子的量少于基准量的运转状态时，所述温度控制单元进行使所述元件部的温度上升的控制。
6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机具备EGR系统，
所述内燃机的控制装置还具备在所述内燃机的运转中的负荷的变化大于规定时停止所述EGR系统进行的废气的回流的单元。
7.根据权利要求5或6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
还具备在所述内燃机的运转中的负荷的变化大于规定时将油门开度变化量限制在比通常情况下的油门开度的变化量小的规定的范围内的单元。
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