CN106050378A - 颗粒过滤器的异常诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种颗粒过滤器的异常诊断装置，其目的在于，使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提高。在本发明中，将执行根据颗粒物传感器的输出值而对过滤器的异常进行诊断的过滤器诊断处理的时刻之前的该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。此时，对用于与颗粒物传感器的输出值的变化率进行比较的阈值以如下方式而进行设定，即，在假定该颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将所述阈值设定为较大的值。

Description

颗粒过滤器的异常诊断装置
技术领域
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PM(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
一直以来，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发生过滤器从排气通道上脱落的这种过滤器的异常时，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，已知一种具有一对电极以作为传感器元件并输出与该电极间堆积的颗粒物的量相对应的信号的颗粒物传感器。
此外，在专利文献1中公开了如下的技术，即，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1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。
此外，在专利文献2中公开了如下技术，即，根据由于在与过滤器相比靠下游侧的排气通道中所设置的颗粒物传感器的电极间堆积有颗粒物而开始通电的时刻，来实施过滤器的故障诊断。在该专利文献2所记载的技术中，在颗粒物传感器的电极间开始通电的时刻与假定过滤器发生了故障时的通电开始时刻相比而较早的情况下，判断为过滤器发生故障。
此外，在专利文献3中，公开了与颗粒物传感器的异常检测相关的技术。在该专利文献3所记载的技术中，通过利用加热器而进行加热，从而将堆积在颗粒物传感器的电极间的颗粒物燃烧去除。而且，根据相对于此时的燃烧去除时间的、电极间的电阻值的变化而对颗粒物传感器的异常进行检测。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-179467号公报
专利文献2：日本特开2012-122399号公报
专利文献3：日本特开2012-077716号公报
发明内容
发明所要解决的课题
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。
在此，在颗粒物传感器的电极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间被捕集。而且，在此种异物在颗粒物传感器的电极间被捕集的情况下，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。
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，使利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提高。
用于解决课题的方法
在本发明中，将执行根据颗粒物传感器的输出值而对过滤器的异常进行诊断的过滤器诊断处理的时刻之前的该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。此时，将用于与颗粒物传感器的输出值的变化率进行比较的阈值以如下方式而进行设定，即，在假定该颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将所述阈值设定为较大的值。
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，并具有一对电极以作为传感器元件，当由于颗粒物堆积在该电极间而使该电极间导通时，所述颗粒物传感器输出与该电极间的颗粒物堆积量相对应的信号，并且该电极间的颗粒物堆积量越多，则相对于该电极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，其执行将堆积在所述颗粒物传感器的电极间的颗粒物去除的传感器再生处理；过滤器诊断部，其执行过滤器诊断处理，所述过滤器诊断处理为，在由所述传感器再生部而实施的所述传感器再生处理的执行完毕之后，根据从所述颗粒物传感器的电极间的颗粒物的堆积重新开始的时刻即预定的颗粒物堆积重新开始时刻起经过了预定的判断期间时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处理；监测部，其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持续地进行监测；决定部，其将假设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间的颗粒物堆积量的推断值被设为基准颗粒物堆积量时的、由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的该所述基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量、或者由所述监测部所监测到的所述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，并且在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起至经过所述判断期间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得较大的情况时，决定不执行由所述过滤器诊断部而实施的所述过滤器诊断处理；设定部，其对所述决定部中与所述传感器输出变化率进行比较的所述判断变化率以如下方式而进行设定，即，在假定与该传感器输出变化率相对应的时刻的所述颗粒物传感器的所述电极间的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
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间的颗粒物量成为固定量以上时，该电极间由于颗粒物而导通。在此，将颗粒物传感器的电极间由于颗粒物而成为导通状态的该电极间的颗粒物堆积量称为“有效颗粒物堆积量”。当电极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间流通的电流值相对应的输出值的传感器，则该电极间的颗粒物堆积量越增加，则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间的电阻值相对应的输出值，则该电极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间的电阻的降低量越增大，从而在该电极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间的电阻值相对应的输出值的传感器、还是输出与电极间的电流值相对应的输出值的传感器，均会在电极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。
当在电极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间除了颗粒物之外还捕集到异物时，该电极间将由于该异物而导通，从而使该电极间的电阻值急剧地降低。在该情况下，与基于由于在电极间捕集颗粒物而使该电极间的颗粒物堆积量逐渐地增加从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间捕集到了异物的可能性较高。
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间的颗粒物的堆积重新开始的时刻。
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间被捕集到的颗粒物的量也由此而变化，因此该电极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。
而且，将颗粒物传感器的输出值的、基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量、或者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。如上文所述，因在颗粒物传感器的电极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，由此被导出的传感器输出变化率将增大。因此，在本发明中，在从颗粒物堆积重新开始时刻起至经过判断期间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得较大的情况时，决定不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理。
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。
因此，假设将判断变化率设为较小的值且为固定值时，在颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多时，即使未在该电极间捕集到异物，也可能存在因该电极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情况。在该情况下，尽管未在颗粒物传感器的电极间捕集到异物，但也通过决定部而决定不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理。另一方面，假设将判断变化率设为较大的值且为固定值时，即使在颗粒物传感器的电极间捕集到了异物的情况下，也可能存在由此而引起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较小时该传感器输出变化率未超过判断变化率的情况。在该情况下，尽管在颗粒物传感器的电极间捕集到了异物，但也不会通过决定部而决定不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理。其结果为，将会执行过滤器诊断处理。
因此，在本发明中，对在决定是否执行过滤器诊断处理时与传感器输出变化率进行比较的判断变化率以如下方式而进行设定，即，在假定与该传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将所述判断变化率设定为较大的值。根据这种方式，从而能够以较高的精度对颗粒物传感器的输出值的变化是因电极间的颗粒物堆积量逐渐地增加而引起的、还是因在电极间捕集到了异物而引起的进行区别。
也就是说，根据上述方式，由于颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多，因此即使在由于该电极间的颗粒物堆积量的增加而引起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较大的情况下，该传感器输出变化率超过判断变化率的可能性也会变得较小。因此，能够对即使未在颗粒物传感器的电极间捕集到异物但也通过决定部而决定不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理的情况进行抑制。另一方面，根据上述方式，在颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较少时，即使因在该电极间捕集到异物而引起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较小，该传感器输出变化率超过判断变化率的可能性也会变得较大。因此，在颗粒物传感器的电极间捕集到了异物的情况下，会变得易于通过决定部而决定不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理。
如上文所述，根据本发明，在从颗粒物堆积重新开始时刻起经过判断期间之前于颗粒物传感器的电极间捕集到了异物的情况下，不执行过滤器诊断处理。因此，能够对尽管实际上过滤器处于正常的状态但因在颗粒物传感器的电极间捕集到了异物而引起过滤器诊断部误诊断为发生了过滤器的异常的情况进行抑制。因此，能够提高利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。而且，根据本发明，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，也能够对过滤器的异常诊断的执行频率减少至所需以上的情况进行抑制。
因此，作为假定颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多的实例，能够例示出下文所述的实例。即，假定基准颗粒物堆积量较多时与该基准颗粒物堆积量较少时相比颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多。此外，在颗粒物传感器为输出与流过电极间的电流值相对应的输出值的装置的情况下，假定颗粒物传感器的输出值较大时与该输出值较小时相比颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多。此外，在颗粒物传感器为输出与电极间的电阻值相对应的输出值的装置的情况下，假定颗粒物传感器的输出值较小时与该输出值较大时相比颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多。此外，假定从颗粒物堆积重新开始时刻起的经过时间较长时，与该经过时间较短时相比颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多。
因此，在本发明中，也可以采用如下方式，即，在传感器输出变化率为由监测部所监测到的颗粒物传感器的输出值的、基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量的情况下，设定部对决定部中与传感器输出变化率进行比较的判断变化率以如下方式而进行设定，即，在与该传感器输出变化率相对应的时刻的基准颗粒物堆积量较多时，与该基准颗粒物堆积量较少时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
此外，在本发明中，也可以采用如下方式，即，传感器输出变化率为，由监测部所监测到的颗粒物传感器的输出值的、基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量，并且为，作为隔开预定的间隔的两个时刻处的所述颗粒物传感器的输出值之差相对于该两个时刻处的所述基准颗粒物堆积量之差的比率而被计算出的值。此时，将为了导出传感器输出变化率而被使用的两个时刻的颗粒物传感器的输出值之中、较早一方的时刻的输出值设为第一输出值。在这种情况下，如果颗粒物传感器为输出与流过电极间的电流值相对应的输出值的装置，并且为该电极间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越上升的装置，那么设定部也可以对决定部中与传感器输出变化率进行比较的判断变化率以如下方式而进行设定，即，在为了对该传感器输出变化率进行计算而被使用的第一输出值较大时与该第一输出值较小时相比将所述判断变化率设定为较大的值。此外，在上述那样的情况下，如果颗粒物传感器为输出与电极间的电阻值相对应的输出值的装置，并且为该电极间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越下降的装置，那么设定部也可以对决定部中与传感器输出变化率进行比较的判断变化率以如下方式而进行设定，即，在为了对该传感器输出变化率进行计算而被使用的第一输出值较小时与该第一输出值较大时相比而将所述判断变化率设定为较大的值。
此外，在本发明中，也可以采用如下方式，即，在传感器输出变化率为由监测部所监测到的颗粒物传感器的输出值的每单位时间的变化量的情况下，设定部对决定部中与传感器输出变化率进行比较的判断变化率以如下方式而进行设定，即，从颗粒物堆积重新开始时刻起的经过时间较长时，与该经过时间较短时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
根据这种方式，在假定与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将判断变化率设定为较大的值。
此外，本发明所涉及的过滤器的异常诊断装置也可以采用如下方式，即，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某种程度上接近实际状态的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。
发明效果
根据本发明，能够使利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提高。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
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。
图2为模式化地表示实施例所涉及的颗粒物传感器的结构的图。
图3为表示实施例所涉及的颗粒物传感器的电极间的颗粒物堆积量与输出值之间的关系的图。
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。
图5为用于对由颗粒物传感器的电极间捕集到异物而给该颗粒物传感器的输出值造成的影响进行说明的图。
图6为用于对实施例所涉及的基准颗粒物堆积量与判断变化率的相关关系进行说明的图。
图7为表示实施例所涉及的过滤器的异常诊断流程的流程图。
图8为表示实施例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。
图9为表示实施例所涉及的内燃机与其进气排气系统的概要结构的第二图。
图10为表示实施例的改变例一所涉及的颗粒物传感器的输出值与判断变化率的相关关系的第一图。
图11为表示实施例的改变例一所涉及的颗粒物传感器的输出值与判断变化率的相关关系的第二图。
图12为表示实施例的改变例二所涉及的从电压施加时刻起的经过时间与判断变化率的相关关系的图。
具体实施方式
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、其相对配置等，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。
＜实施例1＞
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。
图1所示的内燃机1为以轻油作为燃料的压缩点火式的内燃机(柴油发动机)。另外，内燃机1也可以为以汽油作为燃料的火花点火式的内燃机。
内燃机1具备向气缸2内喷射燃料的燃料喷射阀3。另外，在内燃机1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。
内燃机1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1的吸入空气量进行调节。
内燃机1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。
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。
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。
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ECU10的监视部101。也就是说，在本实施例中，通过ECU10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(SCU)的情况下，SCU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。
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。
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，如果电极551、552之间被施加有电压，则由于颗粒物具有导电性，因此当由于在电极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”。
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，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从而颗粒物传感器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。
在此，返回至图1。在内燃机1中同时设有电子控制单元ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)10。ECU10为对内燃机1的运转状态等进行控制的单元。ECU10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1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ECU10。此外，ECU10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。ECU10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，ECU10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，从而使过滤器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。
[过滤器异常诊断]
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上脱落的这种过滤器的异常时，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。
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。
在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后，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。
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。
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。
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1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1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可以使用公知的任意方法。
此外，在图4中，线L1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。另外，过滤器51从排气通道5中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，Qs1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ECU10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。
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＜Qs1)。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。
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那样的差异。其结果为，在过滤器51中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得较大。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时的颗粒物传感器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作为从电压施加时刻起至基准颗粒物堆积量达到预定的判断颗粒物堆积量Qpme0为止的期间而被设定。
可否执行过滤器异常诊断的决定方法
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，由于排气中所含的水分发生凝结从而会生成凝结水。存在该凝结水进入颗粒物传感器55中并在电极551、552之间被捕集到的情况。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之间被捕集到的情况。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。
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1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的主体的检测对象。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。
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之间捕集到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、L5均表示过滤器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、L5均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L6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L7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。在图5的下层中，线L8表示与图5的上层中线L5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。
当在颗粒物传感器55的电极551、552之间捕集到异物时，由于因该异物而使该电极551、552之间导通从而该电极551、552之间的电阻值将急剧地降低。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的输出值会从零开始上升。并且，在该情况下，如图5的上层的线L4、L5所示，在输出开始时刻处颗粒物传感器55的输出值将急剧上升。因此，与由于在电极551、552间颗粒物的堆积量逐渐增加从而该颗粒物堆积量超过有效颗粒物堆积量的情况相比，在输出开始时刻处颗粒物传感器55的输出值将大幅度地上升。其结果为，存在尽管过滤器51处于正常的状态，但从电压施加时刻起至经过判断期间dtd的时间点为止的颗粒物传感器55的输出值与异常判断值Sth相比也变得较大的情况。
因此，当从电压施加时刻起至经过预定的判断期间dtd为止的期间内在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物时，在实施了利用如上所述的颗粒物传感器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。
因此，在本实施例中，在ECU10的监测部101中对电压施加时刻以后的颗粒物传感器55的输出信号持续地进行监测。此外，通过ECU10而对电压施加时刻以后的基准颗粒物堆积量持续地进行推断。而且，根据基于颗粒物传感器55的输出值和基准颗粒物堆积量而被计算出的、电压施加时刻以后的传感器输出变化率，从而决定是否禁止利用了颗粒物传感器55的输出值的过滤器的异常诊断的执行。更详细而言，在输出开始时刻以后传感器输出变化率与预定的判断变化率相比而变得较大的情况下，根据从电压施加时刻起经过判断期间dtd的时间点为止的颗粒物传感器55的输出值，从而决定不实施对过滤器51的异常进行诊断的处理、即过滤器诊断处理。
如上文所述，在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物的情况下，与由于在电极551、552间捕集到颗粒物从而该电极间的颗粒物堆积量逐渐增加的情况相比，颗粒物传感器55的输出值急剧上升。因此，如图5的下层的线L7、L8所示，在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物的情况下，与电极551、552间的颗粒物堆积量逐渐增加的情况相比，传感器输出变化率变得较大。也就是说，在输出开始时刻以后传感器输出变化率急剧上升的情况下，能够判断为在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物的可能性较高。因此，在本实施例中，在这种情况下决定不实施过滤器诊断处理。
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L6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。
因此，假设将判断变化率设为图5的下层的La所示的较小的值且为固定值时，如图5的下层的线L6所示，在颗粒物传感器55的电极551、552间的颗粒物堆积量较多时(即，基准颗粒物堆积量较多时)，存在传感器输出变化率超过判断变化率La的情况。也就是说，即使未在电极551、552间捕集到异物，也可能存在因该电极551、552间的颗粒物堆积量的增加而引起该颗粒物传感器55的输出值发生变化时的传感器输出变化率超过判断变化率La的情况。在该情况下，尽管未在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物，但也将决定不执行过滤器诊断处理。其结果为，如图5的上层的线L3所示，尽管颗粒物传感器55的输出值呈现表示过滤器51发生了故障那样的推移，但也无法检测出过滤器51的故障。
另一方面，假设将判断变化率设为图5的下层的Lb所示的较大的值且为固定值。此时，如果因在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到了异物而引起该颗粒物传感器55的输出值上升时的传感器输出变化率增大至图5的下层的线L7所示的程度，则该传感器输出变化率超过判断变化率Lb。在该情况下，将会决定不执行过滤器诊断处理。然而，如图5的下层的线L8所示，也考虑到因在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到了异物而引起该颗粒物传感器55的输出值上升时的传感器输出变化率较小的情况。也就是说，尽管在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到了异物，也存在传感器输出变化率未超过判断变化率Lb的情况。在该情况下，尽管在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到了异物，也不会决定不执行过滤器诊断处理。其结果为，当执行过滤器诊断处理时，尽管过滤器51处于正常的状态，但也会误诊断为发生了过滤器51的异常。
因此，在本实施例中，在决定是否执行过滤器诊断处理时用于与传感器输出变化率进行比较的判断变化率，根据与该传感器输出变化率相对应的时刻的基准颗粒物堆积量而进行变更。图6为用于对本实施例所涉及的基准颗粒物堆积量与判断变化率的相关关系进行说明的图。在图6中，横轴表示基准颗粒物堆积量，纵轴表示传感器输出变化率。此外，在图6中，线L6、L7、L8分别与图5的下层中的线L6、L7、L8同样地表示与图5的上层中线L3、L4、L5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。而且，在图6中，线Lc表示基准颗粒物堆积量与判断变化率的相关关系。如该图6的线Lc所示，在本实施例中，基准颗粒物堆积量越多则越将判断变化率设定为较大的值。
由此，通过基于基准颗粒物堆积量而对判断变化率进行设定，从而能够在假定与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的电极551、552间的实际的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将判断变化率设定为较大的值。由此，如图6的线L6所示，由于颗粒物传感器55的电极551、552间的颗粒物堆积量较多，因此即使由于该电极551、552间的颗粒物堆积量的增加而引起颗粒物传感器55的输出值上升时的传感器输出变化率较大，也能够对该传感器输出变化率超过判断变化率的情况进行抑制。因此，能够对尽管未在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物但也决定不执行过滤器诊断处理的情况进行抑制。
此外，在颗粒物传感器55的电极551、552间的颗粒物堆积量较少时，如图6的线L8所示，即使因在该电极551、552间捕集到异物而引起颗粒物传感器55的输出值发生了变化时的传感器输出变化率较小，该传感器输出变化率超过判断变化率的可能性也会变得较大。因此，在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物的情况下，会变得易于决定不执行过滤器诊断处理。
如上文所述，根据本实施例，能够以较高的精度对从电压施加时刻起至经过判断期间dtd为止的期间内的颗粒物传感器55的输出值的变化是因电极551、552间的颗粒物堆积量逐渐增加而引起的、还是因在电极551、552间捕集到了异物而引起的进行区别。
过滤器的异常诊断流程
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ECU10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1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1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SCU而被执行。
在本流程中，首先，在S101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ECU10中。并且，在S101中，读取被存储于ECU10中的颗粒物传感器的故障诊断的结果。如果在ECU10中存储有颗粒物传感器55发生了故障的诊断结果，则在S101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ECU10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S101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。
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被预先决定的固定值。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。
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，促进了电极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ECU10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ECU10的监视部101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。
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ECU10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而被执行。
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1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，即，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。
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Qpme1，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Sout1，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(1)而对传感器输出变化率Rsout进行计算。
Rsout＝(Sout2－Sout1)/(Qpme2－Qpme1)……式(1)
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。
接下来，在S204中，根据S201中被计算出的基准颗粒物堆积量Qpme而对判断变化率Rth进行计算。在本实施例中，在图6中表示线Lc所示的基准颗粒物堆积量与判断变化率的相关关系的映射图被存储于ECU10中。在S204中，利用该映射图而对判断变化率Rth进行计算。另外，在该情况下，根据S203中用于对传感器输出变化率Rsout进行计算所使用的第一基准颗粒物堆积量Qpme1以及第二基准颗粒物堆积量Qpme2之中的、第二基准颗粒物堆积量Qpme2而对判断变化率Rth进行计算。但是，第一基准颗粒物堆积量Qpme1也能够作为与本次S203中所计算出的传感器输出变化率Rsout相对应的时刻的基准颗粒物堆积量来处理。因此，在S204中，也可以基于第一基准颗粒物堆积量Qpme1而对判断变化率Rth进行计算。
接下来，在S205中，对S203中被计算出的传感器输出变化率Rsout是否超过S204中被计算出的判断变化率Rth进行判断。在S205中作出了肯定判断的情况下，则在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物于的可能性较高。因此，在该情况下，决定不执行根据从电压施加时刻起至经过了判断期间dtd时的颗粒物传感器55的输出值而进行的过滤器诊断处理。因此，在S205中作出了肯定判断的情况下，接下来，在S206中，诊断禁止标志被设为开启(ON)。另一方面，在S205中作出了否定判断的情况下，即，在S203中被计算出的传感器输出变化率Rsout为在S204中被计算出的判断变化率Rth以下的情况下，在当前时间点处电极551、552间未捕集到异物的可能性较高。在该情况下，接下来，在S207中，诊断禁止标志被设为关闭(OFF)。
在此，返回至图7所示的过滤器的异常诊断流程的说明。在本流程中S104的处理之后，执行S105的处理。在S105中，根据在S104中被执行了的决定处理而对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，在诊断禁止标志成为关闭(OFF)的情况下，接下来在S106中，对当前的基准颗粒物堆积量Qpme是否为判断颗粒物堆积量Qpme0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进行判断。在该S106中作出了否定判断的情况下，在S104中再次执行决定处理。
另一方面，在S106中作出了肯定判断的情况下，则在S104中的决定处理中诊断禁止标志并未被设为开启(ON)的条件下从电压施加时刻起经过了判断期间dtd。也就是说，能够判断为从电压施加时刻起至经过了判断期间dtd为止并未在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物。因此，在该情况下，决定执行根据从电压施加时刻起经过了判断期间dtd时的颗粒物传感器55的输出值而进行的过滤器诊断处理。因此，当在S106中作出了肯定判断时，接下来，在S107中执行过滤器诊断处理。具体而言，对基准颗粒物堆积量Qpme达到判断颗粒物堆积量Qpme0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。而且，在S107中作出了肯定判断的情况下，接下来在S108中，判断为发生了过滤器51的异常。另一方面，在S107中作出了否定判断的情况下，接下来在S109中，判断为未发生过滤器51的异常，即，过滤器51处于正常的状态。在实施了S108或者S109中的过滤器51的异常或正常判断之后，在S110中停止向颗粒物传感器55的电极551、552施加电压。
另一方面，在S105中作出了肯定判断的情况下，接下来在S110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达到判断颗粒物堆积量Qpme0为止。但是，在该情况下，不执行根据基准颗粒物堆积量Qpme达到判断颗粒物堆积量Qpme0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间捕集到的异物进行去除的传感器再生处理，之后，再次执行S103以后的处理。由此，在S105中作出了肯定判断的情况下不实施过滤器诊断处理而实施其他的处理的情况中的任意一种情况，在本发明中均相当于“决定部决定不执行由过滤器诊断部而实施的过滤器诊断处理”。
根据上述的过滤器的异常诊断流程，在从电压施加时刻起经过判断期间dtd之前于颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物的情况下，不执行过滤器诊断处理。因此，在过滤器诊断处理中，也能够对如下情况进行抑制，即，尽管实际上过滤器51处于正常的状态，但因在颗粒物传感器55的电极551、552间捕集到异物而引起被误诊断为发生了过滤器51的异常的情况。因此，能够提高过滤器诊断处理中的诊断精度。而且，根据上述的过滤器的异常诊断流程，与传感器输出变化率相对应的时刻处的基准颗粒物堆积量越多，则越将判断变化率设定为较大的值。因此，能够对不必要地变为不执行过滤器诊断处理的情况进行抑制。也就是说，也能够对过滤器的异常诊断的执行频率减少至所需以上的情况进行抑制。
另外，在本实施例中，将颗粒物传感器55设为，输出与流过电极551、552间的电流值相对应的输出值的装置。因此，电极551、552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。然而，也可以将颗粒物传感器55设为，输出与电极551、552间的电阻值相对应的输出值的装置。在该情况下，电极551、552间的颗粒物堆积量越增加则颗粒物传感器55的输出值越下降。因此，如图8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，通过下述式(2)而对传感器输出变化率Rsout进行计算。
Rsout＝(Sout1－Sout2)/(Qpme2－Qpme1)……式(2)
另外，在将颗粒物传感器55设为具有电极551、552间的颗粒物堆积量越增加则颗粒物传感器55的输出值越下降的这样的输出特性的装置的情况下，电极551、552间的颗粒物堆积量越增多，则该颗粒物传感器55的输出值的下降量相对于该颗粒物堆积量的增加量越增大。因此，在该情况下，即使在电极551、552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增大。
此外，在本实施例中，如图6的线Lc所示，将判断变化率设为根据基准颗粒物堆积量的增加而逐渐增大。但是，也可以将判断变化率设为根据基准颗粒物堆积量的增加而阶段性地增大。也就是说，只要对与传感器输出变化率进行比较的判断变化率以如下方式而进行设定即可，即，与该传感器输出变化率相对应的时刻的基准颗粒物堆积量较多时，与该基准颗粒物堆积量较少时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
此外，虽然在本实施例中，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，但是也可以代替此而使用与传感器输出变化率存在相关性的值来作为参数。例如，也可以在图8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基准颗粒物堆积量Qpme1与颗粒物传感器55的第一输出值Sout1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基准颗粒物堆积量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之差，或者，这些值之比设为参数，来实施异常诊断。
此外，在本实施例中，将基准颗粒物堆积量设为假定过滤器51处于基准故障状态而被推断出的值。然而，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而被推断出的值。在该情况下，用于对判断期间dtd进行限定的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而被推断出的值作为前提而被设定。
此外，在本实施例中，如图9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相对应的电信号。差压传感器56的输出信号与其他的传感器的输出信号同样地被输入至ECU10中。而且，在过滤器再生处理的执行完毕时，即在过滤器51中未堆积有颗粒物的状态之时，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1的运转状态相同的情况下，即，在流入过滤器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的输出值越减小。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完毕时的该差压传感器56的输出值而对过滤器51的状态进行推断。但是，仅通过差压传感器56的输出值而难以用足够的精度对过滤器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，也需要进行利用了上述实施例那样的颗粒物传感器的输出值的过滤器的异常诊断。
因此，在图9所示的结构的情况下，也可以根据过滤器再生处理的执行完毕时的差压传感器56的输出值而对过滤器51的状态进行推断。而且，也可以将被推断出的状态作为基准状态，并将假定过滤器51处于该基准状态而被推断出的、颗粒物传感器55的电极551、552间的颗粒物堆积量作为基准颗粒物堆积量。通过这种方式，能够将过滤器51的状态假定为以某种程度接近于实际的状态的状态而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间的颗粒物堆积量逐渐增加而引起的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的输出值具有较高的相关性。其结果为，因电极551、552间的颗粒物堆积量逐渐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间捕集到异物而引起的颗粒物传感器55的输出值的变化会更明确地显现。因此，如本实施例所示，在根据传感器输出变化率来对两者进行区别时，能够进一步提高该区别的精度。
改变例一
在此，对本实施例的改变例一进行说明。在本改变例中，代替基准颗粒物堆积量而根据与该传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的输出值，来对在决定是否执行过滤器诊断处理时用于与传感器输出变化率进行比较的判断变化率进行变更。图10为表示本改变例所涉及的颗粒物传感器55的输出值与判断变化率的相关关系的图。在图10中，横轴表示颗粒物传感器55的输出值，纵轴表示判断变化率。而且，在图10中，线Ld表示两者的相关关系。另外，图10的线Ld表示在颗粒物传感器55为输出与流过电极551、552间的电流值相对应的输出值的装置，并且为电极551、552间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越上升的装置的情况下颗粒物传感器55的输出值与判断变化率的相关关系。如该图10的线Ld所示，在本改变例中，颗粒物传感器55的输出值越大则越将判断变化率设定为较大的值。
更具体而言，在图8所示的决定处理的流程中的S204中，利用表示图10的线Ld所示的颗粒物传感器55的输出值与判断变化率的相关关系的映射图，而对判断变化率Rth进行计算。但是，不同于基准颗粒物堆积量，颗粒物传感器55的输出值为，当在电极551、552间捕集到异物时会由于该影响而进行变化的值。因此，在电极551、552间捕集到异物的时间点，颗粒物传感器55的输出值成为与该电极551、552间的颗粒物堆积量无关的值。因此，在本改变例中，根据图8所示的决定处理的流程中在S203中用于对传感器输出变化率Rsout进行计算而使用的第一输出值Sout1以及第二输出值Sout2之中的第一输出值Sout1，而对判断变化率Rth计算。也就是说，在上一次执行图8所示的流程时于S202中所取得的颗粒物传感器的输出值，作为与本次S203中被计算出的传感器输出变化率Rsout相对应的时刻的颗粒物传感器55的输出值来处理。由此，即使在电极551、552间捕集到异物的情况下，也能够根据该异物即将被捕集之前的颗粒物传感器55的输出值而对判断变化率Rth进行计算。
如本改变例所示，通过根据与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的输出值而对判断变化率进行设定，从而与上述实施例同样，能够在假定与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的电极551、552间的实际的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将判断变化率设定为较大的值。因此，与上述实施例同样，能够以较高的精度对从电压施加时刻起至经过判断期间dtd为止的期间内的颗粒物传感器55的输出值的变化是因电极551、552间的颗粒物堆积量逐渐增加而引起的、还是因在电极551、552间捕集到异物而引起的进行区别。
另外，在颗粒物传感器55为输出与电极551、552间的电阻值相对应的输出值的装置、并且为电极551、552间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越下降的装置的情况下，颗粒物传感器55的输出值与判断变化率的相关关系成为不同于图10的线Ld的相关关系。图11为表示颗粒物传感器55为具有这种输出特性的装置的情况下的、颗粒物传感器55的输出值与判断变化率的相关关系的图。在图11中，横轴表示颗粒物传感器55的输出值，纵轴表示判断变化率。而且，在图11中，线Le表示两者的相关关系。如该图11的线Le所示，在颗粒物传感器55为电极551、552间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越下降的装置的情况下，颗粒物传感器55的输出值越小则越将判断变化率设为较大的值。由此，能够在假定与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的电极551、552间的实际的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将判断变化率设定为较大的值。
另外，在本改变例中，也可以将判断变化率设为根据与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的输出值的上升或者下降而阶段性地进行变更。
改变例二
接下来，对本实施例的改变例二进行说明。如上文所述，在电压施加时刻以后，颗粒物传感器55的电极551、552间的颗粒物堆积量基本上随着时间的流逝而逐渐增加。因此，即使假设将图5的上层中横轴设为从电压施加时刻起的经过时间，也可以认为颗粒物传感器55的输出值以与现状的图5所示的趋势相同的趋势而进行推移。因此，在本改变例中，将颗粒物传感器55的输出值的每单位时间的变化量设为传感器输出变化率。即使在该情况下，在颗粒物传感器55的电极551、552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也与电极551、552间的颗粒物堆积量逐渐增加的情况下的传感器输出变化率相比而变得较大。因此，能够以与上述的颗粒物传感器55的输出值的、基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量相同的方式来处理该传感器输出变化率。
而且，在本改变例中，代替基准颗粒物堆积量而根据从电压施加时刻起的经过时间，来对在决定是否执行过滤器诊断处理时用于与传感器输出变化率进行比较的判断变化率进行变更。图12为表示本改变例所涉及的颗粒物传感器55的输出值与判断变化率的相关关系的图。在图12中，横轴表示从电压施加时刻起的经过时间，纵轴表示判断变化率。而且，在图12中，线Lf表示两者的相关关系。如该图12的线Lf所示，在本实施例中，从电压施加时刻起的经过时间越长则越将判断变化率设定为较大的值。
如本改变例所示，通过根据从电压施加时刻起的经过时间而对判断变化率进行设定，从而能够在假定与传感器输出变化率相对应的时刻的颗粒物传感器55的电极551、552间的实际的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将判断变化率设定为较大的值。因此，与上述实施例同样，能够以较高的精度对从电压施加时刻起至经过判断期间dtd为止的期间内的颗粒物传感器55的输出值的变化是因电极551、552间的颗粒物堆积量逐渐增加而引起的，还是因在电极551、552间捕集了异物而引起的进行区别。
另外，在本改变例中，也可以将判断变化率设为根据从电压施加时刻起的经过时间而阶段性地进行变更。
符号说明
1…内燃机；
4…进气通道；
5…排气通道；
50…氧化催化剂；
51…颗粒过滤器(过滤器)；
55…颗粒物传感器；
550…绝缘体；
551、552…电极；
553…传感器元件；
554…电流计；
555…加热器；
556…罩；
557…贯穿孔；
56…差压传感器；
60…电源；
10…ECU。

Claims (6)

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，并具有一对电极以作为传感器元件，当由于颗粒物堆积在该电极间而使该电极间导通时，所述颗粒物传感器输出与该电极间的颗粒物堆积量相对应的信号，并且该电极间的颗粒物堆积量越多，则相对于该电极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，其执行将堆积在所述颗粒物传感器的电极间的颗粒物去除的传感器再生处理；
过滤器诊断部，其执行过滤器诊断处理，所述过滤器诊断处理为，在由所述传感器再生部而实施的所述传感器再生处理的执行完毕之后，根据从所述颗粒物传感器的电极间的颗粒物的堆积重新开始的时刻即预定的颗粒物堆积重新开始时刻起经过了预定的判断期间时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处理；
监测部，其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持续地进行监测；
决定部，其将假设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间的颗粒物堆积量的推断值被设为基准颗粒物堆积量时的、由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的该基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量、或者由所述监测部所监测到的所述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，并且在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起至经过所述判断期间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得较大的情况时，决定不执行由所述过滤器诊断部而实施的所述过滤器诊断处理；
设定部，其对所述决定部中与所述传感器输出变化率进行比较的所述判断变化率以如下方式而进行设定，即，在假定与该传感器输出变化率相对应的时刻的所述颗粒物传感器的所述电极间的颗粒物堆积量较多时，与假定该颗粒物堆积量较少时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
2.如权利要求1所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中，
所述传感器输出变化率为，由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的、所述基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量，
所述设定部对所述决定部中与所述传感器输出变化率进行比较的所述判断变化率以如下方式而进行设定，即，在与该传感器输出变化率相对应的时刻的所述基准颗粒物堆积量较多时，与该基准颗粒物堆积量较少时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
3.如权利要求1所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中，
所述颗粒物传感器为，输出与流过所述电极间的电流值相对应的输出值的装置，并且为该电极间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越上升的装置，
所述传感器输出变化率为，由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的、所述基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量，并且为，作为隔开预定的间隔的两个时刻处的所述颗粒物传感器的输出值之差相对于该两个时刻处的所述基准颗粒物堆积量之差的比率而被计算出的值，
所述设定部对所述决定部中与所述传感器输出变化率进行比较的所述判断变化率以如下方式而进行设定，即，在如下的第一输出值较大时与该第一输出值较小时相比将所述判断变化率设定为较大的值，其中，所述第一输出值为，为了对该传感器输出变化率进行计算而被使用的两个时刻的所述颗粒物传感器的输出值之中、较早一方的时刻的输出值。
4.如权利要求1所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中，
所述颗粒物传感器为，输出与所述电极间的电阻值相对应的输出值的装置，并且为该电极间的颗粒物堆积量越增加则其输出值越下降的装置，
所述传感器输出变化率为，由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的、所述基准颗粒物堆积量的每单位增加量的变化量，并且为，作为隔开预定的间隔的两个时刻处的所述颗粒物传感器的输出值之差相对于该两个时刻处的所述基准颗粒物堆积量之差的比率而被计算出的值，
所述设定部对所述决定部中与所述传感器输出变化率进行比较的所述判断变化率以如下方式而进行设定，即，在如下的第一输出值较小时与该第一输出值较大时相比将所述判断变化率设定为较大的值，其中，所述第一输出值为，为了对该传感器输出变化率进行计算而被使用的两个时刻的所述颗粒物传感器的输出值之中、较早一方的时刻的输出值。
5.如权利要求1所述的颗粒过滤器的异常诊断装置，其中，
所述传感器输出变化率为，由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的每单位时间的变化量，
所述设定部对所述决定部中与所述传感器输出变化率进行比较的所述判断变化率以如下方式而进行设定，即，在从所述颗粒物堆积重新开始时刻起的经过时间较长时，与该经过时间较短时相比将所述判断变化率设定为较大的值。
6.如权利要求1至4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，由所述监测部所监测到的所述颗粒物传感器的输出值的、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，其执行将堆积在所述颗粒过滤器中的颗粒物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，
所述颗粒过滤器的异常诊断装置根据在由所述传感器再生部而实施的所述传感器再生处理的执行之前通过所述过滤器再生部而被执行的过滤器再生处理完毕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，并将该被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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113685245A (zh) * 2020-05-19 2021-11-23 丰田自动车株式会社 排气净化装置以及排气净化装置的控制方法
CN114424045A (zh) * 2019-09-18 2022-04-29 株式会社电装 控制装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6137229B2 (ja) 2015-04-02 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの異常診断装置
JP6520898B2 (ja) * 2016-11-17 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 排気浄化システムの異常診断装置
JP7115321B2 (ja) * 2019-01-08 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7160137B1 (ja) 2021-04-23 2022-10-25 いすゞ自動車株式会社 判定装置および判定方法
WO2024004082A1 (ja) * 2022-06-29 2024-01-04 いすゞ自動車株式会社 判定装置および判定方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101006254A (zh) * 2004-06-21 2007-07-25 丰田自动车株式会社 判定微粒过滤器中异常的方法
JP2012077716A (ja) * 2010-10-05 2012-04-19 Toyota Motor Corp Ｐｍセンサの異常検出装置及び方法
JP2012122399A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Denso Corp パティキュレートフィルタの故障検出装置
US20120260636A1 (en) * 2011-02-25 2012-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality determination device for particulate matter detection sensor
CN103314191A (zh) * 2010-11-12 2013-09-18 丰田自动车株式会社 颗粒过滤器的故障检测装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5365550B2 (ja) 2010-03-03 2013-12-11 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの故障診断装置
JP5408069B2 (ja) * 2010-08-06 2014-02-05 株式会社デンソー センサ制御装置及びこれを備える排気処理システム
JP5344093B2 (ja) * 2011-09-20 2013-11-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP2772621B1 (en) * 2011-10-26 2017-03-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for controlling internal combustion engine
GB2517376B (en) * 2012-05-22 2018-03-21 Toyota Motor Co Ltd Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
KR20140002398A (ko) * 2012-06-29 2014-01-08 현대자동차주식회사 디젤엔진의 수트센싱시스템
JP2014098361A (ja) * 2012-11-15 2014-05-29 Toyota Motor Corp パティキュレートフィルタのｐｍ堆積量演算装置
JP2015007386A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 株式会社日本自動車部品総合研究所 異常検出装置
US9638127B2 (en) * 2014-01-28 2017-05-02 Delphi Technologies, Inc. Method of verifying particulate matter sensor validity
JP6061203B2 (ja) * 2014-01-29 2017-01-18 株式会社デンソー フィルタの故障検出装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101006254A (zh) * 2004-06-21 2007-07-25 丰田自动车株式会社 判定微粒过滤器中异常的方法
JP2012077716A (ja) * 2010-10-05 2012-04-19 Toyota Motor Corp Ｐｍセンサの異常検出装置及び方法
CN103314191A (zh) * 2010-11-12 2013-09-18 丰田自动车株式会社 颗粒过滤器的故障检测装置
JP2012122399A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Denso Corp パティキュレートフィルタの故障検出装置
US20120260636A1 (en) * 2011-02-25 2012-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality determination device for particulate matter detection sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114424045A (zh) * 2019-09-18 2022-04-29 株式会社电装 控制装置
CN113685245A (zh) * 2020-05-19 2021-11-23 丰田自动车株式会社 排气净化装置以及排气净化装置的控制方法

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