CN106536881B - 颗粒过滤器的故障诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

在设置于排气管的中途的颗粒过滤器的下游侧设置颗粒物传感器，前述颗粒物传感器使颗粒堆积于检测部并输出该颗粒的堆积量，设定假定条件，该假定条件假定颗粒过滤器处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，在该假定条件的基础上，算出与颗粒物传感器的颗粒的假想堆积量对应的假想输出值，在该假想输出值达到既定的判定阈值的时刻前述颗粒物传感器的输出为前述判定阈值以上的情况下，判定为前述颗粒过滤器发生故障。

Description

颗粒过滤器的故障诊断方法及装置

技术领域

本发明涉及用于高精度且适当地检测在颗粒过滤器发生的异常的颗粒过滤器的故障诊断方法及装置。

背景技术

从柴油发动机排出的颗粒（Particulate Matter：粒子状物质、PM）以由含碳物质组成的烟灰和由高沸点烃成分组成的SOF部分（Soluble Organic Fraction：可溶性有机成分）为主成分，形成还包含微量的硫酸盐（雾状硫酸成分）的组成，但作为这种颗粒的减少对策，以往进行了在供排气流通的排气管的中途装备颗粒过滤器。

这种颗粒过滤器例如为由堇青石等陶瓷构成的多孔质的蜂窝构造，以格子状划分的各流路的入口被交替地封堵，对于入口未被封堵的流路，将其出口封堵，仅透过了对各流路进行划分的多孔质薄壁的排气被向下游侧排出。

并且，排气中的颗粒被捕集并堆积于前述多孔质薄壁的内侧表面，因此需要在颗粒的堆积量不断增加的阶段对已捕集的颗粒强制性地进行加热来使之燃烧除去，实现颗粒过滤器的再生。

具体而言，在颗粒过滤器的前段具备流通型的氧化催化剂，并且向比该氧化催化剂靠上游侧处添加燃料，利用颗粒过滤器的前段的氧化催化剂使该添加燃料发生氧化反应，将由于该反应热而升温的排气气体向颗粒过滤器导入来使催化剂床层温度升高而将颗粒烧尽，从而实现颗粒过滤器的再生。作为用于执行燃料添加的手段，可以接着在压缩上止点附近进行的燃料的主喷射，在比压缩上止点晚的非点火的时机追加后喷射，由此向排气中添加燃料。

在这种颗粒过滤器中，有可能因为由大量的颗粒一下子燃烧引起的熔损或由物理性的冲击等引起的破损等而在颗粒过滤器发生故障。若颗粒过滤器在发生故障的状态下继续运转，则无法将从发动机排出的颗粒从排气中适当地除去，导致作为大气污染物质的颗粒被释放到大气中。

因此，以往进行了将通过自我诊断来自动地检测断颗粒过滤器的故障的OBD（On-Board Diagnostics：自我诊断功能）搭载于机动车，告知驾驶员颗粒过滤器发生了故障并催促颗粒过滤器的更换。作为检测颗粒过滤器的故障的方法，例如使用了在颗粒过滤器的上游和下游测定排气的压力并在它们的压力差低于既定值的情况下诊断为颗粒过滤器发生故障这样的方法。

另外，存在与机动车的排气有关的限制逐年被强化的倾向。特别在美国，有些情况下规定必须马上进行对排气净化装置的故障进行检测的OBD的设置，而且可以预见在不久的将来对于排气净化装置的故障的检测功能的限制会进一步强化。为了应对这样严格的限制，基于上述那样的压力测定的检测方法并不充分，因此要求与以往相比能够更加高精度地检测颗粒过滤器的故障的方法。

作为能够高精度地检测颗粒过滤器的故障的装置，例如提出了如下装置，前述装置使颗粒堆积于具备两个电极的基座表面，在电极间施加电压来输出与颗粒的堆积量对应的电流，被称为堆积式颗粒传感器（PM传感器）。通过将这样的颗粒物传感器设置于颗粒过滤器的下游，能够基于颗粒物传感器中的颗粒的堆积量或堆积速度来检测颗粒过滤器的故障。作为与这种颗粒过滤器的故障诊断装置关联的文献，例如有下述专利文献1。专利文献1中记载了一种装置，在颗粒过滤器的下游设置颗粒物传感器，假定颗粒过滤器处于既定的状态并根据发动机的运转状态等来推定既定期间中的通过颗粒过滤器的颗粒的累计量，并且基于前述既定期间中的颗粒物传感器的输出值来算出通过颗粒过滤器的颗粒的累计量，通过比较算出的颗粒的累计量与前述推定累计量来诊断颗粒过滤器的故障。

专利文献1：日本特开2013-19389号公报。

然而，排气中的颗粒的浓度除了根据发动机的转速而发生变动以外，还根据燃料的喷射量或排气温度等各种各样的条件而发生变动，颗粒物传感器的颗粒的堆积速度也根据排气流量而发生变化，因此在根据发动机的运转状态等来推定颗粒的排出量或堆积速度的情况下，其准确性存在极限。特别在上述既定期间中发动机的运转状态急剧变动时，实际的颗粒的排出量与推定排出量之差变大，对颗粒过滤器的故障进行误诊断的可能性增大。

因此，在上述引用文献1记载的发明中，在实际从内燃机排出的颗粒的量与对应于内燃机的运转状态的颗粒排出量的基准值之差相比既定量变大的情况下，对燃料喷射的量或时机进行调整来使实际从内燃机排出的颗粒的量增减，从而能够提高颗粒过滤器的故障诊断的精度。然而，即便如此，根据作为施加颗粒的增减控制的阈值的上述既定量的设定情况，不仅颗粒过滤器的故障诊断的精度未必升高，而且可能反而由于人为地施加那样的控制而使误差增大。并且，在引用文献1记载的发明中，为了维持故障诊断的精度，有时使颗粒的排出量增大，因此还可能导致由消耗多余的燃料引起的耗油量的恶化或颗粒向大气中的排出量的增大。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种能够高精度且适当地检测在颗粒过滤器发生的故障的颗粒过滤器的故障诊断方法及装置。

本发明涉及一种颗粒过滤器的故障诊断方法，在设置于排气管的中途的颗粒过滤器的下游侧设置颗粒物传感器，前述颗粒物传感器使颗粒堆积于检测部并输出该颗粒的堆积量，设定假定条件，该假定条件假定前述颗粒过滤器处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，在该假定条件的基础上，算出与前述颗粒物传感器的颗粒的假想堆积量对应的假想输出值，在该假想输出值达到既定的判定阈值的时刻前述颗粒物传感器的输出为前述判定阈值以上的情况下，判定为前述颗粒过滤器发生故障。

于是，这样的话，通过比较根据运转状态等推定的颗粒物传感器的假想输出值与实际的颗粒物传感器的输出值，能够适当地检测颗粒过滤器的故障。

在本发明的颗粒过滤器的故障诊断方法中，优选的是，前述判定阈值为前述颗粒物传感器的饱和输出值，这样的话，能够在适当的时机执行颗粒过滤器的故障判定。

在本发明的颗粒过滤器的故障诊断方法中，优选的是，仅采用前述颗粒物传感器处于能够输出与颗粒的堆积量对应的输出值的状态的情况下的输出值来执行，这样的话，能够进一步提高颗粒过滤器的故障诊断的精度。

并且，本发明涉及一种颗粒过滤器的故障诊断装置，具备颗粒过滤器、颗粒物传感器及控制装置，前述颗粒过滤器设置于排气管的中途，前述颗粒物传感器在比该颗粒过滤器靠下游侧处使颗粒堆积于检测部并检测排气中的颗粒，前述控制装置设定假定条件，该假定条件假定前述颗粒过滤器处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，在该假定条件的基础上，算出与前述颗粒物传感器中的颗粒的假想堆积量对应的假想输出值，在该假想输出值达到既定的判定阈值的时刻前述颗粒物传感器的输出为前述判定阈值以上的情况下，判定为前述颗粒过滤器发生故障。

在本发明的颗粒过滤器的故障诊断装置中，优选的是，前述颗粒过滤器的故障诊断装置构成为使用前述颗粒物传感器的饱和输出值作为前述判定阈值。

在本发明的颗粒过滤器的故障诊断装置中，优选的是，前述故障诊断构成为仅采用前述颗粒物传感器处于能够输出与颗粒的堆积量对应的输出值的状态的情况下的输出值来执行。

根据本发明的颗粒过滤器的故障诊断方法及装置，起到能够高精度且适当地检测在颗粒过滤器发生的故障这样的优异的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的概略图。

图2是表示本发明的实施例中的颗粒物传感器的形态的概略图。

图3是表示本发明的实施例中的颗粒物传感器的工作的概念图。

图4是表示本发明的实施例中的颗粒物传感器的输出值的变动的概念图。

图5是表示本发明的实施例中的颗粒过滤器的诊断工序的流程图。

图6是表示本发明的实施例中的颗粒过滤器的诊断工序的流程图。

图7是表示本发明的实施例中的颗粒过滤器的诊断工序的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图并说明本发明的实施方式。

图1表示实施本发明的颗粒过滤器的故障诊断方法或装置的形态的一例。在供从发动机1经由排气歧管2排出的排气G流通的排气管3的中途，插入安装了在前段具备氧化催化剂4的催化剂再生型的颗粒过滤器5，在该颗粒过滤器5的下游侧设置有颗粒物传感器6。

如图2所示，颗粒物传感器6具备检测部7、输出部8和控制部9，前述检测部7使颗粒堆积于表面并进行检测，前述输出部8对该检测部7施加电压并且输出来自检测部7的电流，前述控制部9进行该输出部8的控制，检测部7是在基座10的表面具备两个电极11、11的构造。基座10是陶瓷制的绝缘体，电极11、11在基座10上相互分离地设置，因此电极11、11彼此绝缘。如图1所示，该颗粒物传感器6设置于排气管3中途，设置成从排气管3的外侧插入到在前段具备氧化催化剂4的颗粒过滤器5的下游。此时，颗粒物传感器6设置成检测部7突出到排气管3的内侧，检测部7配置成具有电极11、11的面朝向上游侧。而且，在检测部7的电极11、11之间，从输出部8施加既定的电压。

对这种装置中的颗粒物传感器6的工作进行说明。关于随着发动机1的运转而产生的颗粒，大部分被颗粒过滤器5捕集，但未彻底捕集的颗粒穿过颗粒过滤器5，其一部分堆积于下游的颗粒物传感器6的检测部7。图3（a）～（e）示意性地表示了通过颗粒过滤器5的排气G所包含的颗粒不断慢慢地堆积于颗粒物传感器6的检测部7的表面的情况，图3（f）示意性地表示了与颗粒的堆积量的变化相伴的颗粒物传感器6的输出的变动。

在没有颗粒的堆积的状态（图3（a））下，如上述那样，由于检测部7的电极11、11被绝缘，所以即使在电极11、11间施加电压，电极11、11彼此也不会通电。如图3（b）所示，颗粒开始在检测部7的表面堆积，即便变成微量的颗粒附着的状态，电极11、11彼此也不通电。如此，将由于颗粒的堆积量为零或较少而颗粒物传感器的输出值为零的期间称为不灵敏区。

如图3（c）所示，颗粒的堆积量超过某一定量，颗粒将电极11、11彼此交联时，作为主成分包含碳的颗粒为导电体，因此在电极11、11间电流开始经由颗粒流动，该电流从输出部8输出。即，颗粒物传感器6将检测部7的表面的颗粒的堆积量作为电流输出。

颗粒的堆积量进一步增加时（图3（d）），电极11、11间的电阻值下降，因此来自检测部7的输出值上升。颗粒的堆积量达到某一定量以上时（图3（e）），电极11、11之间的通电量饱和，检测部7的输出不再上升。

输出达到饱和输出值之后，颗粒物传感器6的控制部9进行在既定的时机使检测部7再生的控制。具体而言，接受来自外部的再生信号，对输出部8发出对检测部7进行加热的指令。输出部8进行对检测部7进行加热的操作来使堆积于检测部7上的颗粒燃烧。对检测部7进行加热的操作例如通过在电极11、11间施加大的电压，在堆积的颗粒中流动电流并产生焦耳热来进行。由于颗粒的燃烧而检测部7再生从而恢复到图3（a）的状态，然后颗粒再堆积而成为图3（e）的状态时，再在既定的时机使颗粒燃烧，恢复到图3（a）的状态。

如此，颗粒物传感器6的输出值伴随于检测部7中的颗粒的堆积和再生的循环，如图3（f）所示的那样变化。该输出值作为输出电流6a，时时刻刻向构成发动机控制计算机（ECU：Electronic Control Unit（电子控制单元））的控制装置12输入（参照图1）。并且，该控制装置12还在上述的颗粒物传感器6的循环中肩负在既定的时机对颗粒物传感器6的控制部输入再生信号6b并使颗粒物传感器6再生的功能。

控制装置12由于兼作发动机控制计算机，所以肩负与燃料的喷射相关的控制。具体而言，基于来自加速器传感器13的加速器开度信号13a和来自旋转传感器14的转速信号14a，朝向燃料喷射装置15输出燃料喷射信号15a，前述加速器传感器13将加速器开度作为发动机1的负荷来进行检测，前述旋转传感器14对发动机1的发动机转速进行检测，前述燃料喷射装置15向发动机1的各汽缸喷射燃料。

需要说明的是，燃料喷射装置15由按照各汽缸装备的多个喷射器构成，根据前述燃料喷射信号15a适宜地对所述各喷射器的电磁阀进行开阀控制，从而适当地控制燃料的喷射时机（开阀时期）及喷射量（开阀时间）。

并且，在控制装置12中，如上述那样基于加速器开度及发动机转速来决定通常模式的燃料喷射信号15a，另一方面，在应该进行颗粒过滤器5的强制再生时从通常模式切换为再生模式，决定为接着在压缩上止点附近进行的燃料的主喷射而在比压缩上止点晚的非点火的时机进行后喷射这样的喷射模式的燃料喷射信号15a。

由此，在本实施例中，燃料喷射装置15还起到作为用于颗粒过滤器5的强制再生的燃料添加机构的功能。即，如上述那样接着主喷射在比压缩上止点晚的非点火的时机进行后喷射时，通过该后喷射向排气G中添加未燃烧的燃料，该未燃烧的燃料在颗粒过滤器5的前段的氧化催化剂4上发生氧化反应，由于该反应热而催化剂床层温度上升，从而将被颗粒过滤器5捕集的颗粒燃烧除去。

在执行这样的颗粒过滤器5的强制再生时，例如，基于来自在颗粒过滤器5的上游和下游分别设置的压力传感器16、17的压力信号16a、17a来算出颗粒过滤器5的前后的压力差，在此基础上推定颗粒过滤器5中的颗粒的堆积量，并基于该推定堆积量来决定强制再生的时机。

需要说明的是，推定这种颗粒的堆积量的手段存在各种方式，例如，可以的是，推定基于发动机1的当前的运转状态的颗粒的基本的产生量，将该基本的产生量乘以考虑了与颗粒的产生有关的各种条件的校正系数并且减去当前的运转状态下的颗粒的处理量来求出最终的产生量，时时刻刻累计该最终的产生量来推定颗粒过滤器5中的颗粒的堆积量。

此外，在该控制装置12中，监测从在颗粒过滤器5的上游侧具备的温度传感器18输入的排气G的温度信号18a、从在颗粒过滤器5的上游侧具备的流量传感器19输入的排气G的流量信号19a、从对周围的大气压进行测定的大气压传感器20输入的大气压信号20a等各种各样的数值，基于这些数值来执行与车辆的运转相关的各种控制。

并且，在驾驶室内的仪表板设置有警告灯21，该警告灯21向驾驶员通知在颗粒过滤器5发生了故障的情况。

对上述装置中的颗粒过滤器5的故障的判定进行说明。如上述那样，时时刻刻向控制装置12输入来自颗粒物传感器6的输出电流6a。同时，在控制装置12中，设定假定条件，该假定条件是假定颗粒过滤器5处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，在该假定条件的基础上，根据从发动机1的旋转传感器14输入的转速信号14a、在控制装置12中决定的燃料的喷射量、从温度传感器18输入的排气G的温度信号18a、从流量传感器19输入的排气G的流量信号19a、从大气压传感器20输入的大气压信号20a等的值，基于统计模型，算出颗粒物传感器6的假想输出值。即，在假定颗粒过滤器5处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态的情况下，其下游的颗粒物传感器6中的颗粒的堆积量作为发动机1的转速、燃料的喷射量、排气G的温度或流量、大气压等的函数来算出，能够通过累计而推定作为假想堆积量，但由于前述颗粒物传感器6的假想输出值根据该假想堆积量来决定，所以颗粒物传感器6的假想输出值可以作为发动机1的转速、燃料的喷射量、排气G的温度或流量、大气压等的函数，基于统计模型来算出。并且，通过比较既定的时机的该假想输出值与颗粒物传感器6的输出电流6a的实际的输出值，进行颗粒过滤器5的故障的判定。

即，在颗粒过滤器5正常的情况下，来自颗粒物传感器6的输出电流6a的值显示如下变化：随着与时间经过相伴的颗粒堆积量的增加，例如图4的坐标图中由实线表示的那样，经过不灵敏区输出增加，不久达到饱和。相对于此，在颗粒过滤器5发生故障的情况下，穿过该颗粒过滤器5的颗粒较多，因此颗粒向颗粒物传感器6的堆积速度较快，从不灵敏区开始经过输出的上升达到饱和为止的时间较短。因此，在本实施例的控制装置12中，假定颗粒过滤器5处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，在该假定的基础上，如上述那样算出基于各条件的颗粒物传感器6的假想输出值。在此，在控制装置12中假定的颗粒过滤器5的“具有既定的颗粒捕集能力的基准状态”是指例如在本实施例的情况下排出限制值的3倍（0.03g/bhph）的颗粒的故障状态的颗粒过滤器，但并不限定于该数值，也可以根据实施方式将其他的数值作为基准来使用。

在该控制装置12中根据颗粒的推定累计量算出的颗粒物传感器6的假想输出值显示例如图4中由点线表示的那样的变化。并且，在该假想输出值达到既定的判定阈值α的时刻，执行颗粒过滤器5的故障判定。具体而言，在该时刻来自颗粒物传感器6的输出电流6a的值达到判定阈值α的情况（图4中由虚线例示的情况）下，判定为颗粒过滤器5发生故障，在输出电流6a的值未达到判定阈值α的情况（图4中由实线例示的情况）下，由于颗粒过滤器5中存在充分的颗粒捕集能力，所以判定为正常。

于是，这样的话，通过比较根据运转状态等推定的颗粒物传感器6的假想输出值与实际的颗粒物传感器6的输出电流6a的值，能够适当地检测颗粒过滤器5的故障。

需要说明的是，上述的专利文献1中记载的装置推定通过假定颗粒过滤器处于既定的状态的情况下的颗粒过滤器的颗粒的累计量，另一方面，基于颗粒物传感器的输出值来算出通过颗粒过滤器的颗粒的累计量，对两者进行比较，由于比较的两方的数值中包含计算过程，所以产生误差的可能性较大。相对于此，在本实施例中，进行比较的数值的一方是实测值，因此产生误差的余地变小。

并且，在本实施例中，与专利文献1中记载的装置不同的是，没有在颗粒过滤器5的故障诊断时消耗多余的燃料。

并且，作为上述的判定阈值α，使用颗粒物传感器6的饱和输出值，只要在前述假想输出值达到饱和输出值的时机执行故障判定即可。在执行颗粒过滤器5的故障判定时，若使判定阈值α变小，即到判定为止的时间变短，则误差或误动作的影响变大，但另一方面，颗粒物传感器6的输出值基本上不会采取比饱和输出值大的值，因此即便更大地采取判定阈值α的值也没有意义。通过使用饱和输出值作为判定阈值α，能够在适当的时机执行颗粒过滤器5的故障判定。

此时，颗粒过滤器5的故障诊断可以通过多次重复上述判定，在例如所有判定次数中判定出故障的次数为某阈值以上的情况下，诊断为颗粒过滤器5发生故障，这样的话，即便由于设备的误动作等某些突发的原因而暂时产生误判定，也能够减小导致误诊断的可能性。

并且，在诊断为颗粒过滤器5发生故障的情况下，向警告灯21输入故障通知信号21a，警告灯21点亮，对驾驶员催促颗粒过滤器5的更换。

接着，参照图5～图7并说明上述的实施例中的颗粒过滤器5的故障诊断的具体的顺序。需要说明的是，图5～图7整体表示一个流程，图5中的※1与图6中的※1相连，图6中的※2与图5中的※2相连，图6中的※3与图7中的※3相连，图6中的※4与图5中的※4相连。

使发动机1起动并开始运转之后，首先执行颗粒物传感器6的再生，重置颗粒的堆积状态，但在这之前，作为步骤S1～S2，进行装置是否处于能够执行颗粒物传感器6的再生的状态的判断（图5）。在步骤S1中进行控制装置12的检查，在步骤S2中进行颗粒物传感器6的检查。具体而言，若在结露的状态下使控制装置12工作或者执行颗粒物传感器6的再生，则存在控制装置12或颗粒物传感器6发生破损的情况，因此借助未图示的温度传感器等，检查控制装置12或颗粒物传感器6的温度是否超过露点等。在此，若无法判断为装置处于能够执行颗粒物传感器6的再生的状态（步骤S1或S2的“否”），则返回步骤S1，重复步骤S1～S2直至颗粒物传感器6的再生能够执行为止。

若在步骤S1～S2中判定为颗粒物传感器6的再生能够执行（步骤S1、S2的“是”），则进入步骤S3，执行颗粒物传感器6的再生。即，从控制装置12对颗粒物传感器6的控制部9输入再生信号6b（参照图1）。接受到该再生信号6b的控制部9对输出部8执行在电极11、11间施加大的电压的控制，通过产生的焦耳热将堆积于基座10表面的颗粒燃尽。

颗粒物传感器6的再生结束时（步骤S4），作为步骤S5，开始用于颗粒过滤器5的故障判定的监测的工序。即，作为从发动机1的旋转传感器14输入的转速信号14a、在控制装置12中决定的燃料的喷射量、从温度传感器18输入的排气G的温度信号18a、从流量传感器19输入的排气G的流量信号19a、从大气压传感器20输入的大气压信号20a等的各值的函数，在颗粒过滤器5处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态这样的假定条件的基础上，根据统计模型算出来自颗粒物传感器6的假想输出值，时时刻刻进行累计。

接着，在步骤S6～S11中，进行在颗粒过滤器5的故障判定之前的颗粒物传感器6的状态确认和基于颗粒物传感器6的状态的输出数据的取舍选择（图6）。即，根据颗粒物传感器6或其周围的状态，有时颗粒物传感器6发生破损，或者无法适当且高精度地测定堆积于颗粒物传感器6的颗粒的量。若在颗粒物传感器6的精度处于不佳的状态时执行颗粒过滤器5的故障判定，则有可能产生误判定，因此在步骤S6～S11中，根据排气G的温度等来检查颗粒物传感器6是否处于适合颗粒过滤器5的故障诊断的状态，在处于不适合颗粒过滤器5的诊断的状态的情况下不执行判定。

首先，作为步骤S6，检查控制装置12和颗粒物传感器6的温度是否超过露点，并且检测排气G的温度是否处于适当的范围。如上述那样，在露点以下的温度条件下控制装置12或颗粒物传感器6有可能发生破损，并且，若排气温度过高，则生成的颗粒会自然燃烧，因此无论颗粒过滤器5是否正常，颗粒都不堆积于颗粒物传感器6，无法进行适当的故障判定。在判断为这些条件未清楚的情况下（步骤S6的“否”），暂时放弃颗粒过滤器5的故障判定，再次使颗粒物传感器6再生并重做颗粒过滤器5的故障判定，或者结束故障诊断并等到下次的发动机起动（步骤S19～S22。后面详细叙述）。

在步骤S6中判断出上述的条件清楚之后（步骤S6的“是”），进一步作为步骤S7，检查颗粒物传感器6是否处于能够适当地计测颗粒的堆积量的状态，即是否处于能够高精度地输出与颗粒的堆积量对应的输出电流6a的运转状态。电极11、11间的电阻值不仅被堆积的颗粒的量左右，而且被温度等各种因素左右，因此根据颗粒物传感器6的状态，有时无法适当地输出与颗粒的堆积量对应的输出电流6a。基于排气G的温度以外的其他条件，根据预先输入到控制装置12的映射或函数，能读出颗粒物传感器6是否处于能够适当地计测颗粒的堆积量的状态。

若在步骤S7中判断为颗粒物传感器6能够适当地计测颗粒的堆积量（步骤S7的“是”），则合计从步骤S5中的监测开始起的经过时间，同时将有效值计数器计数加1（步骤S8）。另一方面，若判断为颗粒物传感器6不处于能够计测颗粒的堆积量的状态（步骤S7的“否”），则仅合计时间（步骤S9）。

在此，监测的开始以后，时时刻刻累计与颗粒物传感器6中的颗粒的假想堆积量对应的假想输出值，但在控制装置12中，基于前述假想输出值或其微分值，算出从监测开始起至该假想输出值达到既定的判定阈值α为止的推定时间。然后，作为步骤S10，比较在步骤S8或S9中合计的时间计数器的值与假想输出值达到既定的判定阈值α为止的推定时间。在判断为时间计数器的值未达到推定时间的情况下，返回步骤S4（图5）（步骤S10的“否”），执行步骤S4～S8或S4～S9，重复至前述时间计数器的值达到前述推定时间为止。

在判断为时间计数器的值达到推定时间时（步骤S10的“是”），进入步骤S11。在步骤S11中，在步骤S3以后重复的步骤S4～S10的工序中，判断在步骤S8中计数的有效值计数器的值是否达到既定的有效决定阈值以上。换言之，在此，判断在从监测的开始起至到达步骤S11为止的期间，时间上按何种程度的比例，颗粒物传感器6处于能够高精度地计测颗粒的堆积量的状态。在此，在有效值计数器的值小于前述有效决定阈值的情况下（步骤S11的“否”），暂时放弃颗粒过滤器5的故障判定，再次使颗粒物传感器6再生并重做颗粒过滤器5的故障判定，或者结束故障判定并等到下次的发动机起动（步骤S19～S22。后面详细叙述）。

在步骤S11中有效值计数器的值为前述有效决定阈值以上的情况下（步骤S11的“是”），进入步骤S12。在进入了步骤S12的阶段中，可以承认颗粒物传感器6的输出值的可靠性，因此在此将从步骤S5的开始起累计的颗粒物传感器6的假想输出值（判定在该假想输出值达到前述判定阈值α的时刻进行，因此在该时刻假想输出值等于判定阈值α）与颗粒物传感器6的实际的输出电流6a进行比较。在实际的输出电流6a为假想输出值（判定阈值α）以上的情况下（步骤S12的“是”），将判定次数计数器和故障计数器分别计数加1（步骤S13），在输出电流6a小于假想输出值（判定阈值α）的情况下（步骤S12的“否”），仅将判定次数计数器计数加1（步骤S14）。

接着，作为步骤S15，判定上述判定次数计数器的值是否为既定的诊断执行阈值以上。在判定次数计数器的值小于前述诊断执行阈值的情况下（步骤S15的“否”），再次要求颗粒物传感器6的再生（步骤S22），返回步骤S2（图5）。如此，重复步骤S2～S15的工序直至在步骤S13或S14中计数的判定次数的值达到前述诊断执行阈值为止。

在步骤S15中判断为上述判定次数计数器的值达到前述诊断执行阈值的情况下（步骤S15的“是”），进入步骤S16（图7），在此最终诊断颗粒过滤器5是否发生故障。在此，在重复步骤S2～S15的工序的过程中，比较在步骤S13或S14中计数的判定次数计数器的值与在步骤S13中计数的故障计数器的值，在该故障计数器的值除以判定次数计数器的值而得到的值为既定的故障诊断阈值以上的情况下，诊断为颗粒过滤器5发生故障，在该故障计数器的值除以判定次数计数器的值而得到的值小于前述故障诊断阈值的情况下，诊断为颗粒过滤器5正常。即，根据所有判定次数中判定为故障的次数的比例，完成颗粒过滤器5是否发生故障的诊断。

若诊断为颗粒过滤器5发生故障（步骤S16的“是”），则作为步骤S17，从控制装置12对警告灯21输入故障通知信号21a，警告灯21点亮（参照图1），向驾驶员通知颗粒过滤器5的故障，颗粒过滤器5的故障诊断工序结束。若诊断为颗粒过滤器5正常（步骤S16的“否”～步骤S18），则颗粒过滤器5的故障诊断工序直接结束。

说明在步骤S6中判断为未满足颗粒过滤器5的故障判定的条件的情况下（图6、步骤S6的“否”）的处理，或者在步骤S11中有效值计数器的值小于有效决定阈值的情况下（图6、步骤S11的“否”）的处理。这些情况是不能够进行判定或者颗粒物传感器6的输出值不值得信任的情况，因此如上述那样暂时放弃颗粒过滤器5的故障判定。具体而言，开始对发动机起动后的颗粒物传感器6的再生次数进行检查的工序（步骤S19）。关于具备陶瓷制的基座10和金属的电极11、11的颗粒物传感器6的检测部7，耐热性存在极限，在多次重复再生的期间精度下降或发生破损，因此在本实施例中，对一次运转中执行再生的次数设置上限值（再生上限值）。在步骤S20中，在发动机1的起动后对颗粒物传感器6输入再生信号6b的次数达到了前述再生上限值的情况下（步骤S20的“是”），放弃颗粒过滤器5的故障诊断，结束故障诊断的工序，等待下次的运转（步骤S21）。在前述再生信号6b的输入次数仍小于前述再生上限值的情况下（步骤S20的“否”），向步骤S22转移，要求颗粒物传感器6的再生并再次执行颗粒过滤器5的故障判定（图5、步骤S2～）。

于是，这样的话，由于仅采用颗粒物传感器6处于能够输出与颗粒的堆积量对应的输出值的状态的情况下的输出值来执行故障诊断，所以能够进一步提高颗粒过滤器5的故障诊断的精度。

因此，根据上述本实施例，能够高精度且适当地检测在颗粒过滤器发生的故障。

需要说明的是，本发明的颗粒过滤器的故障诊断方法及装置并不仅限定于上述的实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更是理所当然的。

附图标记说明

3 排气管；

5 颗粒过滤器；

6 颗粒物传感器；

7 检测部；

12 控制装置。

Claims (4)

1.一种颗粒过滤器的故障诊断方法，其特征在于，

在设置于排气管的中途的颗粒过滤器的下游侧设置颗粒物传感器，前述颗粒物传感器使颗粒堆积于检测部并输出该颗粒的堆积量，

设定假定条件，该假定条件假定前述颗粒过滤器处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，

在该假定条件的基础上，算出与前述颗粒物传感器的颗粒的假想堆积量对应的假想输出值，

在该假想输出值达到前述颗粒物传感器的饱和输出值的时刻前述颗粒物传感器的输出为前述颗粒物传感器的饱和输出值以上的情况下，判定为前述颗粒过滤器发生故障。

2.根据权利要求1所述的颗粒过滤器的故障诊断方法，其特征在于，

仅采用前述颗粒物传感器处于能够输出与颗粒的堆积量对应的输出值的状态的情况下的输出值来执行。

3.一种颗粒过滤器的故障诊断装置，其特征在于，

具备颗粒过滤器、颗粒物传感器及控制装置，

前述颗粒过滤器设置于排气管的中途，

前述颗粒物传感器在比该颗粒过滤器靠下游侧处使颗粒堆积于检测部并检测排气中的颗粒，

前述控制装置设定假定条件，该假定条件假定前述颗粒过滤器处于具有既定的颗粒捕集能力的基准状态，在该假定条件的基础上算出与前述颗粒物传感器的颗粒的假想堆积量对应的假想输出值，在该假想输出值达到前述颗粒物传感器的饱和输出值的时刻前述颗粒物传感器的输出为前述颗粒物传感器的饱和输出值以上的情况下，判定为前述颗粒过滤器发生故障。

4.根据权利要求3所述的颗粒过滤器的故障诊断装置，其特征在于，

前述故障诊断构成为仅采用前述颗粒物传感器处于能够输出与颗粒的堆积量对应的输出值的状态的情况下的输出值来执行。