CN103946494A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的内燃机(2)的控制装置中，内燃机(2)具备：在排气路径(4)配置的SCR系统(8)；以及在该SCR系统(8)的下游配置的微粒子传感器(14)。该控制装置向微粒子传感器(14)施加微粒子捕集用电压，并取得微粒子捕集用电压的施加开始后的第一定时的微粒子传感器(14)的输出。根据该输出而执行规定的控制。而且，在从微粒子捕集用电压的施加开始起的、向SCR系统(8)下游排出的尿素关联物质增加的规定的运转状态下的内燃机的累计运转时间达到基准时间的第二定时比第一定时早时，该控制装置中止规定的控制。

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。更具体而言，涉及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相互隔开间隔地配置在绝缘基材上的一对电极。
当废气中的PM堆积于该PM传感器的一对电极间时，电极间的导电性发生变化。在堆积的PM量与电极间的导电性之间存在一定的关联，对应于向电极间的PM堆积量而电极间的电阻发生变化。而且在堆积于电极间的PM量与废气中的PM量之间存在关联。因此，能够通过检测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；以下也称为“DPF”)的下游。在专利文献1中，基于PM传感器的电极间的电阻值，检测向DPF下游排出的PM量，由此执行DPF有无故障的判定等。
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
存在如下的系统：在内燃机的排气路径上配置有NOx净化用的尿素SCR(Selective Catalytic Reduction：选择性催化还原)系统，且在其下游配置有PM传感器。在SCR系统中向排气路径喷射供给尿素水，通过由尿素水生成的氨，利用催化剂将NOx还原。
然而，供给的尿素及源自尿素的物质(以下，包含尿素及源自尿素的物质，也称为“尿素关联物质”)有时通过SCR系统向下游侧排出。向下游排出的尿素关联物质若附着于PM传感器的电极，则会使PM传感器的电极间的电阻值变化。其结果是，有时PM传感器的输出产生偏差或PM传感器的灵敏度下降。PM传感器的输出偏差或灵敏度的下降会导致例如DPF的故障检测产生误判定等事态，因此不优选。
本发明以解决上述课题为目的，提供一种抑制由尿素关联物质向PM传感器的电极的附着产生的影响，能够以更高的精度进行PM量的检测和DPF的故障检测的那样改良后的内燃机的控制装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明涉及一种内燃机的控制装置，对内燃机进行控制，该内燃机具备在内燃机的排气路径上配置的SCR系统和在该SCR系统的下游配置的微粒子传感器，内燃机的控制装置具备：向微粒子传感器施加微粒子捕集用电压的单元；以及根据微粒子捕集用电压的施加开始后的第一定时的微粒子传感器的输出，执行规定的控制的单元。而且，本发明的内燃机的控制装置具备在从微粒子捕集用电压的施加开始起的、向SCR系统下游排出的尿素关联物质增加的规定的运转状态下的内燃机的累计运转时间达到基准时间的第二定时比所述第一定时早时，中止规定的控制的单元。在此，规定的控制的“中止”包括该规定的控制的长期性且持续性的中止、短期性的中止、例如变更控制的定时而执行该控制时的暂时性的中止等。而且，“尿素关联物质”包括向SCR系统供给的尿素及源自尿素水的物质。
另外，本发明的内燃机的控制装置可以还具备在第二定时比第一定时早时，执行使微粒子传感器的元件部升温而将堆积于微粒子传感器的微粒子燃烧除去的控制的单元。
另外，本发明的内燃机的控制装置可以适用于在排气路径的微粒子传感器的上游配置有用于捕集微粒子的微粒子捕集用过滤器的内燃机。这种情况下，本发明中的“规定的控制”可以是基于微粒子传感器的输出来判定微粒子捕集用过滤器有无故障的控制。
这种情况下，本发明的内燃机的控制装置可以还具备推定从内燃机排出的微粒子的从微粒子捕集用电压的施加开始起的累计量即累计排出量的单元，第一定时是累计排出量达到基准量时。
另外，本发明的内燃机的控制装置可以还具备在第二定时比第一定时早时，根据第二定时的微粒子传感器的输出来执行规定的控制的单元。
另外，本发明的内燃机的控制装置可以还具备：推定从内燃机排出的微粒子的从微粒子捕集用电压的施加开始起的累计量即累计排出量的单元；以及根据累计排出量来设定基准时间的单元。
发明效果
排出尿素关联物质的环境下的内燃机的运转时间变长时，尿素关联物质向微粒子传感器的堆积量增加，因此微粒子传感器的输出有时会产生偏差。相对于此，根据本实施方式，在检测规定的控制用的微粒子传感器的输出的定时之前，在尿素关联物质的排出增加的运转状态下的累计运转时间达到基准时间时，中止该规定的控制。因此，能够抑制在由于尿素关联物质的堆积而传感器输出能产生偏差的情况下根据该传感器输出进行规定的控制的情况。因此，抑制规定的控制的精度的下降。
另外，在本发明中，关于在检测规定的控制用的微粒子传感器的输出的第一定时之前，尿素关联物质的排出增加的运转状态下的累计运转时间达到基准时间时，执行将堆积于微粒子传感器的微粒子燃烧除去的控制的情况，能够将尿素关联物质与附着于微粒子传感器的元件部的微粒子一起除去。因此，能够高效地将尿素关联物质除去，从而能够有效地抑制微粒子传感器的输出偏差产生。
在本发明中，关于进行微粒子捕集用过滤器的故障检测控制作为规定的控制的情况，能够抑制通过因尿素关联物质的堆积而产生偏差的传感器输出，对故障的有无产生误判定的情况。
在本发明中，关于根据从内燃机排出的微粒子量来设定基准时间的情况，例如在比尿素关联物质增加的运转状态较多时更早的阶段能够研究尿素关联物质的影响，从而能够高效地执行各种控制。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式1中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1的PM传感器的元件部的结构的示意图。
图3是用于说明本发明的实施方式1中的通常时的DPF的故障检测的控制的图。
图4是用于说明尿素水相对于温度的状态的变化的图。
图5是用于说明本发明的实施方式1中的故障检测的控制的图。
图6是用于说明在本发明的实施方式1中控制装置执行的控制的例程的流程图。
图7是用于说明本发明的实施方式2中的PM的累计排出量与基准时间的关系的图。
图8是用于说明在本发明的实施方式2中控制装置执行的控制的例程的流程图。
图9是用于说明在本发明的实施方式2中控制装置执行的另一控制例的例程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，在各图中，对于同一或相当的部分，标注同一标号，简化或省略其说明。
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而使用。在图1所示的系统中，在内燃机2的排气路径4上设置有微粒子捕集用过滤器即DPF(Diesel Particulate Filter)6。DPF6是捕集废气中含有的粒子状物质即微粒子(PM；particulatematter)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具有设置在排气路径4上的尿素水的喷射阀10和配置在排气路径4的喷射阀10的下游的选择还原型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。如后述那样，喷射的尿素水分解而生成氨。NOx催化剂12以氨为还原剂，对废气中的NOx进行还原，将废气净化。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的电路、喷射阀10和其他各种促动器。控制装置16基于来自各种传感器的输入信息来执行规定的程序，使各种促动器等动作，由此执行与内燃机2的运转相关的各种控制。
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以相互未接触的状态隔开一定的间隔配置。电极20、22分别具有形成为梳齿形状的部分，在该部分以相互啮合的方式形成。需要说明的是，在本实施方式1中例示了具有梳齿形状的电极20、22，但是在本发明中并不局限于这样的形状，只要一对电极相互面对即可。在绝缘基材18内部的电极20、22的下层埋入有未图示的加热器。
一对电极20、22经由电路等而与电源(未图示)连接。由此向电极20与电极22之间施加高电压。而且，加热器经由电路等而与电源(未图示)连接，由此向加热器供给规定的电力，其结果是，将元件部加热。上述的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，在控制装置16进行的控制中，包括下述的PM量的检测、PM传感器14的重置、DPF6的故障检测、及DPF6的再生等的控制。
需要说明的是，在以下的实施方式中，作为DPF6的捕集对象且PM传感器14的计测对象的PM是指煤烟(碳等的烟灰状物质)或SOF(Soluble Organic Fraction；可溶性有机部分)等的源自内燃机的燃烧的物质、源自润滑油的Ash(烟灰)等因内燃机2的运转而从内燃机2排出的粒子状物质。
(1)PM量的检测
在PM排出量的检测时，向电极20、22间施加用于捕集PM的高电压即“捕集用电压”。当向电极20、22间施加捕集用电压时，捕集废气中的PM并向电极20、22间堆积。随着在电极20、22间堆积的PM增加，电极20、22间的导通部位增加，电极20、22间的电阻值减小。
在本实施方式1中，检测与电极20、22间的电阻具有关联的电气性的特性作为PM传感器14的传感器输出。基于该PM传感器14的输出(以下也称为“传感器输出”)来检测堆积于电极20、22的PM量。堆积于电极20、22的PM量与废气中含有的PM量的变化连动地变化。因此，基于传感器输出而检测的PM量成为向DPF6下游排出的PM量的指标。
需要说明的是，在以下的实施方式中，为了方便起见，说明传感器输出随着电极20、22间的PM堆积量增加而增大的情况。但是，在本发明中并不局限于此，反之，也可以是输出随着PM量增加而减小的电气特性的情况。
(2)PM重置(将微粒子燃烧除去的控制)
传感器输出随着向电极20、22间的PM堆积量增加而增加。然而，当向电极20、22间的堆积量达到极限值时，传感器输出已经不再继续变化。若成为此状态，则PM传感器14无法再发出与废气中的PM量对应的输出。因此，在规定的定时，需要将堆积于元件部的PM一次除去。将除去该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。由此，使附着在PM传感器14的元件部上的PM燃烧除去。需要说明的是，在此，使PM重置期间中的元件部的温度比500℃高，更优选为比700℃高。或者，也可以将PM重置期间中的元件部的目标温度设定为比500℃高，更优选为比700℃高，向加热器供给电力。由于PM燃烧的温度为约500℃～约650℃，因此重置温度为700℃以上(优选为700℃～800℃)时，能够提高PM的燃烧的可靠性。
通过该PM重置，将堆积在PM传感器14的元件部上的PM除去，因此例如在以下的DPF6的故障检测的开始前，或开始后其他使附着于DPF6上的PM燃烧除去的DPF6的再生处理后等各种定时执行PM重置。
(3)DPF的故障检测(微粒子捕集用过滤器有无故障的判定)
若DPF6出现故障，则透过DPF6而向DPF6的下游排出的PM排出量增加。因此，在DPF6发生故障时，堆积在PM传感器14的电极20、22间的PM堆积量逐渐增加，相应地，传感器输出增大。因此，能够基于传感器输出来进行DPF6的故障检测。
图3是用于说明本发明的实施方式1中的通常时的DPF6的故障检测控制的时间图。在图3的时间图中，横轴表示时间。而且，(A)表示加热器控制的定时，(B)表示传感器输出，(C)表示累计排出量。
如图3所示，在通常时的DPF6的故障检测中，在故障检测开始前的时刻R0～T0之间向加热器供给电力，执行PM重置。由此将堆积于元件部的PM除去。然后，在时刻T0，断开向加热器的电力供给。
在断开加热器的同时，在时刻T0，向PM传感器14施加捕集用电压，开始故障检测。在捕集用电压的施加开始后，在推定为从内燃机2排出的PM量的累计值(累计排出量)达到基准量PM1的定时(第一定时)T1，检测传感器输出。将检测到的传感器输出与作为判定的基准的基准输出REF_1进行比较，在传感器输出大于基准输出REF_1时，判定为DPF6存在故障。
需要说明的是，累计排出量例如以内燃机2的发动机转速、转矩、EGR等为参数，按照规定的模型来算出。基准量PM1设定为在PM传感器14堆积了发出与PM量对应的输出所需的PM且对于判断DPF6有无故障而言充分的量，预先存储在控制装置16中。而且，作为判定有无故障的基准的基准输出REF_1包含在DPF6正常时被容许的、与PM向DPF6下游的排出量的累计值对应的传感器输出所容许的误差量等而设定为适当的值。该基准输出REF_1预先存储于控制装置16。
需要说明的是，上述图3所示的基于在第一定时T1的传感器输出来判定DPF6有无故障的故障检测的控制在以下的实施方式中，为了简便起见而称为“通常时”的故障检测的控制。
[本实施方式1的特征性的控制]
在本实施方式1中配置有SCR系统8。在SCR系统8中，从喷射阀10将尿素水向排气路径4喷出。在排气路径4内及NOx催化剂12中，下式(1)的热分解反应和下式(2)的水解反应的结果是，由尿素水生成氨(NH3)。
CO(NH2)2→NH3+HCNO    ····(1)
HCNO+H2O→NH3+CO2    ····(2)
图4是用于说明作为试料的尿素水相对于温度的状态变化的图。如图4所示，在比约100℃低的温度下，以液体的尿素水的状态存在，但是若超过约100℃，则水分蒸发而尿素发生结晶化。当尿素达到约130℃时发生液化。而且，在约135℃下试料开始热分解反应(上述(1)式)。在约130～135℃的温度域中，尿素成为液体的状态。达到约135℃，尿素发生气化而成为上述(1)的热分解后的状态。此外，在约160℃下，尿素与异氰酸(HCNO)发生反应，双缩脲(C2H5N3O2)的生成开始。而且，含有双缩脲的试料在约175～190℃的温度域中成为液体，然后，当达到约190℃时，双缩脲分解，在比190℃高温的温度域中，试料如上述(1)、(2)那样充分地分解而生成氨。
NOx催化剂12如上述那样以由尿素水生成的氨为还原剂而将NOx还原，对废气进行净化。然而，在NOx催化剂12中，若尿素水的热分解反应(1)或水解反应(2)为不充分的状态，则存在该反应过程中生成的尿素或异氰酸、双缩脲等由尿素水得来的物质(以下也称为“尿素关联物质”)不能作为还原剂使用而直接向NOx催化剂12的下游排出的情况。在以下的实施方式中，由尿素水得来的尿素关联物质不包含在上述的由内燃机2的运转产生的PM中而区别地表现。
向NOx催化剂12的下游排出的尿素关联物质堆积于PM传感器14的电极20、22时，使电极20、22的导电性变化或使电极20、22的灵敏度下降。这种情况下，传感器输出与废气中的PM量的关联破坏，与PM量的变化无关地，传感器输出急剧变动或灵敏度下降。这样的情况下，成为难以以高精度稳定地执行DPF6的故障检测等的状态。因此，希望将附着于电极20、22间的尿素关联物质除去。
另外，已知尿素关联物质向SCR系统8下游侧的排出量在内燃机2的特定的运转状态中特别容易增加。作为具体的例子，例如，在吸入空气量Ga大的情况下，废气的流动加快，因此尿素关联物质容易向SCR系统8下游排出。同样地，尿素当量比高，即来自喷射阀10的尿素的投入量多时或NOx催化剂12的温度为低温时等，尿素关联物质也容易向SCR系统8下游排出。
如此，在尿素关联物质的排出量容易增多的运转状态下PM传感器14使用一定时间以上时，特别可预想到尿素关联物质向元件部的附着量增多，对传感器输出的影响变大。
[本实施方式1的特征性的控制]
因此，在本实施方式1的系统中，组合上述的DPF6的通常的控制和考虑了由尿素关联物质的附着产生的影响的下述的控制来执行。图5是用于说明本发明的实施方式1中的控制的时间图。在图5中，横轴表示时间。而且，(A)表示加热器控制，(B)表示传感器输出，(C)表示累计排出量，(D)表示特定运转模式下的累计运转时间。
在本实施方式1中，确定从SCR系统8容易排出尿素关联物质的特定运转模式。并且，对内燃机2以满足与该特定运转模式对应的条件的模式运转的时间的累计值(累计运转时间)进行计数。在该累计运转时间达到基准时间t1时，判断为尿素关联物质向PM传感器14的元件部的堆积量增加到了再无法忽视的程度。
在此，如图5所示，在累计运转时间达到基准时间t1的定时T2(第二定时)比为了通常时的DPF6的故障检测而取得传感器输出的第一定时T1早时，在第二定时T2，进行DPF6有无故障的判定。即，在第二定时T2取得传感器输出，在该阶段，若传感器输出已经比基准输出REF_1大，则判定为PM传感器14存在故障。
但是，在第二定时T2的判定中，在未确认到PM传感器14的故障时，PM传感器14不判定为“正常”，而暂时取消DPF6的故障检测。具体而言，接通加热器，进行PM重置，将堆积于PM传感器14的PM除去。在PM重置时，元件部为约500～700℃的高温。因此，尿素关联物质也与PM一起被除去。在如此进行了PM重置的状态下，再次开始DPF6的故障检测。
另一方面，在累计运转时间达到基准时间t1的定时比通常时的故障检测的控制的第一定时T1迟时，与图3中说明的情况一样，执行通常时的DPF6的故障检测。即，在第一定时T1，取得传感器输出，在其比基准输出REF_1大时，判定为DPF6存在故障，在小时判定为DPF6正常。
需要说明的是，在以上的控制中，设定为尿素关联物质容易排出的特定运转模式的运转条件预先通过实验等求出，并存储在控制装置16中。而且，在设定的特定运转模式下运转该时间时，通过实验等求出预想尿素关联物质向元件部堆积至传感器输出产生无法忽视的偏差的程度的运转时间的范围。相对于以特定运转模式运转的累计运转时间的基准时间t1设定为该运转时间范围的下限值附近的值，并预先存储在控制装置16中。
[实施方式1的具体的控制]
图6是用于说明在本发明中控制装置执行的具体的控制的例程的流程图。图6的例程是在检测到DPF6的故障检测的开始的指令时执行的子例程。如图6所示，当检测到故障检测开始的指令时，首先，开始向电极20、22的捕集用电压的施加(S102)。捕集用电压根据来自控制装置16的控制信号，从规定的电源经由电源回路而施加。
接着，运算累计排出量(S104)。累计排出量如上述那样按照以发动机转速、负载等为参数的模型来运算。在此运算的累计排出量是在故障检测开始后从内燃机2排出的总PM量的推定值。
接着，判别累计排出量是否大于基准量PM1(S106)。在判别为累计排出量比基准量PM1大时，执行上述图3的通常时的有无故障的判定。在此，首先，取得传感器输出(S108)。接着，判别取得的传感器输出是否大于基准输出REF_1(S110)。
在步骤S110中，在确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，判定为DPF6存在故障(S112)。另一方面，在未确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，判定为DPF6正常(S114)。在步骤S112或S114的判定后，本次的处理结束。
另一方面，在步骤S106中，在未确认到累计排出量>基准量PM1的成立时，接着，取得在开始了步骤S102的故障检测之后内燃机2以特定运转模式运转的时间的累计值即累计运转时间(S116)。累计运转时间例如从与控制装置16连接的时间计数器取得。
接着，判别累计运转时间是否大于基准时间t1(S118)。即，判别PM传感器14是否比基准时间t1长地曝露在预想为尿素关联物质的排出量多的环境下。在步骤S118中未确认到累计运转时间>基准时间t1的成立时，返回步骤S104，步骤S104以后的处理按照本例程执行。
另一方面，在步骤S118中确认到累计运转时间>基准时间t1的成立时，接着，取得传感器输出(S120)。接着，判别传感器输出是否大与基准输出REF_1(S122)。
在步骤S122中确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，判断为在比通常时的第一定时T1早的第二定时T2，已经在元件部堆积了相当的PM。因此，这种情况下，判定为DPF6存在故障(S124)。然后，本次的处理结束。
另一方面，在步骤S122中，即使在未确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，在本实施方式1中也不进行正常的判定，而暂时取消本次的DPF6的故障检测的控制(S126)。具体而言，执行使在本次的故障检测期间运算并存储的累计排出量的值和累计运转时间等的值返回零、将捕集用电压的施加断开等规定的处理。
接着，执行PM重置(S128)。在此，进行向加热器的规定时间的电力供给，使元件部升温至PM重置时的温度。由此，将尿素关联物质与堆积于元件部的PM一起除去。然后，本次的处理暂时结束。
如以上说明的那样，在本实施方式1中，在尿素关联物质的排出量容易增加的运转模式下的内燃机2的运转时间长到一定程度时，考虑尿素关联物质对元件部的影响。即，除了传感器输出比基准输出REF_1大的情况之外，取消故障检测，执行PM重置。由此，能够抑制由于尿素关联物质的影响大的传感器输出而DPF6故障的有无产生误判定的情况。
另外，在本实施方式1中，在特定运转模式下的累计运转时间达到基准时间t1的情况下执行PM重置。因此，能够将PM重置的次数抑制得较少，从而高效地进行利用了传感器输出的DPF6的故障检测等的控制。
需要说明的是，在本实施方式中，说明了执行DPF6的故障检测的情况作为也基于PM传感器14的输出的控制。然而，本发明并不局限于此，也可以适用于基于PM传感器14的输出的其他的控制的情况。这种情况下也同样地，将通常的该控制中取得传感器输出的第一定时与累计运转时间达到基准时间的第二定时进行比较，在第二定时比第一定时早时，取消该控制，进行PM重置等处理。由此，能够抑制由尿素关联物质产生的传感器输出偏差对该控制的影响，提高控制的精度。这在以下的实施方式中也一样。
另外，在本实施方式1中，说明了通常时的故障检测中的第一定时T1设为累计排出量到达基准量PM1的定时的情况。然而，在本发明中，DPF6的故障检测用的传感器输出取得的定时并不局限于此，也可以是其他的定时。例如，作为第一定时，可以将从故障检测开始(捕集用电压施加接通时)经过规定时间后设为第一定时。这种情况下，也如上述实施方式1说明的那样，在通常时的故障检测中，在第一定时取得传感器输出并基于此来判定DPF6有无故障。另一方面，在第一定时之前到达了第二定时的情况下，在第二定时取得传感器输出，并基于此来判定DPF6有无故障。这在以下的实施方式中也一样。
另外，在本实施方式1中，说明了在步骤S122中未确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立的情况下，取消故障检测(S126)，该例程结束的情况。然而，在本发明中，例如，可以在取消故障检测(S126)，执行PM重置(S128)之后，返回步骤S102，重新开始故障检测。这在以下的实施方式中也一样。
另外，在本实施方式中，说明了在基于第一定时、第二定时中的任一者的传感器输出来判定DPF6有无故障时，都以基准输出REF_1为基准的情况。然而，本发明并不局限于此，可以分别对应第一定时、第二定时来设定基准输出。具体而言，例如，在第二定时进行故障的有无的判定时，可考虑与作为比第一定时早的定时的情况相适应地将相对于传感器输出的基准输出设为比基准输出REF_1小的输出等。这在以下的实施方式中也一样。
实施方式2.
本实施方式2的系统及PM传感器的结构与图1、图2所示的系统及PM传感器14相同。本实施方式2的系统除了根据累计排出量来设定相对于特定运转模式下的累计运转时间的基准时间这点以外，进行与实施方式1相同的控制。
图7是用于说明本发明的实施方式2中的相对于累计排出量的累计运转时间的基准时间的图。在图7中，横轴表示累计排出量，纵轴表示累计运转时间。
在本实施方式2中，相对于累计排出量而设置2个基准量，按照通过这2个基准量划分的区域来设定基准时间。具体而言，相对于累计排出量的2个基准量中的一方的基准量即第一基准量PM1是对取得通常时的DPF6故障检测用的传感器输出的第一定时T1进行判别的基准量，是与实施方式1中的基准量PM1相同的值。另一方的基准量即第二基准量PM2是比第一基准量PM1小的值。
在累计排出量处于比第二基准量PM2大且第一基准量以下的区域时，相对于累计运转时间的基准时间设为第一基准时间t1。第一基准时间设为与实施方式1中的基准时间t1相同的值。
另一方面，在累计排出量处于第二基准量PM2以下的区域时，相对于累计运转时间的基准时间设为第二基准时间t2。第二基准时间t2是比第一基准时间t1小的值。
例如，在特定运转模式下的运转时间多且累计运转时间的增加比例大的情况下，如线(a)所示，在累计排出量为第二基准量PM2以下的期间，特定运转模式下的累计运转时间达到了第二基准时间t2。如此，在累计排出量少的期间累计运转时间达到了小的基准值t2时，在此定时，取得传感器输出，进行DPF6有无故障的判定。
例如，在线(b)所示的例子中，在累计排出量处于第二基准量PM2以下的区域期间，累计运转时间未达到第二基准时间t2，但在累计排出量处于比第二基准量大且第一基准量PM1以下的区域期间，特定运转模式下的累计运转时间达到第一基准时间t1。这样的情况下，在达到该第一基准时间t1的定时取得传感器输出，进行DPF6有无故障的判定。
与实施方式1的情况一样，在线(a)、(b)的情况下，在故障的有无的判定中未确认到DPF6的故障时，取消故障检测，执行PM重置。
例如，在该线(a)所示的例子中，与如实施方式1那样在累计运转时间达到基准时间t1时进行DPF6的故障判定等的情况相比，在箭头(e)所示的期间，提前执行DPF6的故障判定和PM重置。即，在内燃机2的运转中，在特定运转模式的比例大时，高效地进行PM重置，并且进行DPF6的故障判定。
另一方面，在线(c)、(d)所示的例子中，即使在累计排出量达到基准量PM1的第一定时T1，特定运转模式下的累计运转时间也未达到第一基准时间t1。这样的情况下，在通常时的取得传感器输出的第一定时T1，取得传感器输出，执行DPF6有无故障的判定。
图8是用于说明在本发明的实施方式2中控制装置16执行的控制的例程的图。图8的流程图是发出了DPF6的故障检测指令时执行的子例程。当图8的例程开始时，与图6的S102、S104一样，首先，向电极20、22间施加捕集用电压(S202)，运算累计排出量(S204)。
接着，判别累计排出量是否大于第二基准量PM2(S206)。第二基准量PM2是预先存储于控制装置16的值。在此当确认到累计排出量>第二基准量PM2的成立时，接着，判别累计排出量是否大于第一基准量PM1(S208)。第一基准量PM1是用于判定在通常时的DPF6的故障检测中检测传感器输出的检测定时的基准值，预先存储在控制装置16中。
在步骤S208中确认到累计排出量>第一基准量PM1的成立时，与图6的108～S114同样地执行通常时的DPF6的故障检测。即，在第一定时T1取得传感器输出(S210)，判别传感器输出是否大于基准输出REF_1(S212)，当确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，DPF6判定为故障(S214)，在未确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，DPF6判定为正常(S216)。
另一方面，在步骤S208中未确认到累计排出量>第一基准量PM1的成立时，当前的累计排出量处于比第二基准量PM2多且第一基准量PM1以下的区域。这种情况下，首先，取得累计运转时间(S218)。累计运转时间是在步骤S202中开始电压施加之后，内燃机2在特定运转模式下运转的时间的累计值。
接着，判别累计运转时间的值是否大于第一基准时间t1(S220)。第一基准时间t1是预先存储于控制装置16的值。在步骤S220中，在未确认到累计运转时间>第一基准时间t1的成立时，运算当前的累计排出量(S222)，然后，返回至步骤S208的处理。
另外，在步骤S206中未确认到累计排出量>第二基准量PM2的成立时，也同样地取得累计运转时间(S224)。接着，判别取得的累计运转时间的值是否大于基准时间t2(S226)。在步骤S226中未确认到累计运转时间>第二基准时间t2的成立时，返回至步骤S204。
通过以上的处理，在步骤S220中确认到累计运转时间>第一基准时间t1的成立时，或者在步骤S226中确认到累计运转时间>第二基准时间t2的成立时，预想到堆积于元件部的尿素关联物质增多至无法忽视的程度的情况。因此，在这些情况下，首先，取得传感器输出(S228)，判别取得的传感器输出是否大于基准输出REF_1(S230)。在此，在确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，判定为DPF6存在故障(S232)。然后本次的处理结束。
另一方面，在步骤S230中未确认到传感器输出>基准输出REF_1的成立时，取消本次的DPF6的故障检测(S234)。即，执行将电压施加断开、将在本次的例程中计数的累计运转时间、累计排出量等的值设为零等规定的处理。接着，执行PM重置(S236)。然后，本次的处理结束。
如以上说明的那样，根据本实施方式2，对应于累计排出量而将相对于累计运转时间的基准时间设定为2阶段，在累计排出量少的阶段，将相对于累计运转时间的基准时间设定为短时间。由此，对应于特定运转模式下的运转时间的增加的状态，能够提前DPF6的故障检测或PM重置的执行的定时。因此，在尿素关联物质的排出多的情况下，在更早的阶段执行PM重置。因此，能够有效地确保DPF6的故障检测的机会。
需要说明的是，在本实施方式2中，说明了相对于累计排出量而设定2个基准量，对应于此将基准时间分为2阶段的情况。然而，本发明并不局限于此，也可以将与累计排出量对应的基准时间设定为2阶段以上的多个阶段。这种情况下，随着累计排出量增大，而基准时间设定为阶段性地延长。由此，能够高效地进行PM重置，并确保DPF6的故障检测的机会。
另外，在本发明中，并不局限于阶段性地设定基准时间的情况。图9是用于说明在本发明的实施方式2中控制装置16执行的另一控制的例程的流程图。图9的例程除了不具有步骤S206、S222～S226的处理且在步骤S218之前具有步骤S300的处理这点以外，与图8的例程相同。
在图9的例程中，在运算累计排出量后(S204)，不进行累计排出量>第二基准量PM2的成立与否的判别的处理，而判别步骤S208的累计排出量>第一基准量PM1的成立与否。
在步骤S208中未确认到累计排出量>第一基准量PM1的成立时，接着，根据在步骤S204中运算的累计排出量，设定基准时间tx(S300)。基准时间tx以在累计排出量越多时成为越大的值的方式设定。具体的基准时间与累计排出量的关系通过实验等而求出，预先作为映射或函数而存储于控制装置16。
然后，与图8的例程同样地，在取得累计运转时间之后(S218)，在步骤S220中，判别累计运转时间是否大于基准时间tx(S220)。在此，在未确认到累计运转时间>基准时间tx的成立时，返回至步骤S204。
另一方面，在步骤S220中确认到累计运转时间>基准时间tx的成立时，执行步骤S2228～S236的处理，即，在确认到累计运转时间达到基准时间tx的情况的定时，取得传感器输出(S228)，执行基于此的故障判定或其他的处理。
在以上的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数值的情况中，除了特别明示的情况或原理上明确地确定为该数值的情况以外，本发明并不限定于该提及的数值。而且，在该实施方式中说明的结构或制造工序等除了特别明示的情况或原理上明确地确定为那样的情况以外，在本发明中不是必须的。
标号说明
2  内燃机
4  排气路径
6  DPF(微粒子捕集用过滤器)
8  SCR系统
10  喷射阀
12  NOx催化剂
14  PM传感器(微粒子传感器)
16  控制装置
18  绝缘基材
20、22  电极
PM1  第一基准量
PM2  第二基准量
t1  第一基准时间
t2  第二基准时间
REF_1  基准输出
T1  第一定时
T2  第二定时

Claims (6)

1.一种内燃机的控制装置，对内燃机进行控制，该内燃机具备在内燃机的排气路径上配置的SCR系统和在该SCR系统的下游配置的微粒子传感器，所述内燃机的控制装置的特征在于，具备：
向所述微粒子传感器施加微粒子捕集用电压的单元；
根据所述微粒子捕集用电压的施加开始后的第一定时的所述微粒子传感器的输出，执行规定的控制的单元；以及
在从所述微粒子捕集用电压的施加开始起的、向所述SCR系统下游排出的尿素关联物质增加的规定的运转状态下的内燃机的累计运转时间达到基准时间的第二定时比所述第一定时早时，中止所述规定的控制的单元。
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在所述第二定时比所述第一定时早时，执行使所述微粒子传感器的元件部升温而将堆积于所述微粒子传感器的微粒子燃烧除去的控制的单元。
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，
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，
所述规定的控制是基于所述微粒子传感器的输出来判定所述微粒子捕集用过滤器有无故障的控制。
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推定从内燃机排出的微粒子的从所述微粒子捕集用电压的施加开始起的累计量即累计排出量的单元，
所述第一定时是所述累计排出量达到基准量时。
5.根据权利要求1～4中任一项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在所述第二定时比所述第一定时早时，根据所述第二定时的所述微粒子传感器的输出来执行所述规定的控制的单元。
6.根据权利要求1～5中任一项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：
推定从内燃机排出的微粒子的从所述微粒子捕集用电压的施加开始起的累计量即累计排出量的单元；以及
根据所述累计排出量来设定所述基准时间的单元。
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