CN111373127B - 异常判定装置 - Google Patents

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Abstract

异常判定装置，具有：排气温度传感器(166)，被设置在微粒过滤器(150)的下游侧，所述微粒过滤器(150)被设置在将汽油发动机(120)的排放气体排出的排气通路(130)中；以及判定部(10)，基于在向上述排气通路排出的排放气体的温度中发生变化的上述汽油发动机的运转变化时的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。

Description

异常判定装置
本申请基于2017年11月22日提出的日本专利申请第2017－224942号，这里引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及对微粒过滤器的异常进行判定的异常判定装置。
背景技术
如专利文献1所示那样已知有微粒过滤器异常判定方法。微粒过滤器被设置在排气通路中。在比该微粒过滤器靠上游侧的排气通路中配置上游侧排气温度传感器。在比微粒过滤器靠下游侧的排气通路中配置下游侧排气温度传感器。这些上游侧排气温度传感器和下游侧排气温度传感器各自的输出信号被向ECU输入。ECU基于被输入的输出信号来检测微粒过滤器的异常。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－2736号公报
发明内容
这样，在专利文献1所示的微粒过滤器异常判定方法中，为了检测微粒过滤器的异常而需要上游侧排气温度传感器和下游侧排气温度传感器。因此，有部件个数较多的情况。
因此，本发明的目的在于，提供抑制部件个数的增大并且能够检测微粒过滤器的异常的异常判定装置。
本发明的一技术方案的异常判定装置，具有：排气温度传感器，被设置在微粒过滤器的下游侧，检测排放气体的温度，所述微粒过滤器被设置在将汽油发动机的排放气体排出的排气通路中；以及判定部，基于在向排气通路排出的排放气体的温度中发生变化的汽油发动机的运转变化时的排气温度传感器的输出变化，判定微粒过滤器的异常。
如果汽油发动机的运转状况变化，则发生被向排气通路排出的排放气体的温度变化。当被排出到该排气通路中的排放气体穿过微粒过滤器时，在微粒过滤器与排放气体之间发生热传递。因此，相对于微粒过滤器的上游侧的排放气体的温度变化，微粒过滤器的下游侧的排放气体的温度变化较迟缓地发生。该温度变化的迟缓根据微粒过滤器的热容量、微粒过滤器的温度、穿过微粒过滤器的排放气体的温度而发生。
因此，在微粒过滤器被正常地安装在排气通路中的情况下，设在微粒过滤器的下游侧的排气温度传感器的输出比汽油发动机的运转状况的变化迟缓地变化。在微粒过滤器没有被安装在排气通路中或发生了孔等缺损的情况下，微粒过滤器和排放气体的热传递不发生或减少。因此，排气温度传感器的输出与微粒过滤器被正常地安装在排气通路中的情况相比不迟缓，而是追随于汽油发动机的运转状况的变化而变化。
因而，如上述那样，能够基于发生排气通路的排放气体的温度变化的汽油发动机的运转变化时的排气温度传感器的输出变化来判定微粒过滤器的异常。
如以上所示，例如即使不在微粒过滤器的上游侧和下游侧分别设置排气温度传感器，也能够判定微粒过滤器的异常。由此，抑制了部件个数的增大。此外，还抑制了制品成本的增大。
附图说明
关于本发明的上述目的及其他目的、特征及优点，一边参照附图一边通过下述详细的记述会更加明确。
图1是用来说明燃烧系统的示意图。
图2是用来说明检测温度的时间变化的时序图。
图3是用来说明微粒过滤器的异常判定的流程图。
图4是用来说明异常判定条件的流程图。
图5是用来说明异常判定条件的流程图。
图6是用来说明异常判定条件的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图说明实施方式。
(第1实施方式)
基于图1～图6说明本实施方式的异常判定装置100及包括该异常判定装置的燃烧系统200。
<燃烧系统>
如图1所示，燃烧系统200具有异常判定装置100、进气通路110、发动机120、排气通路130、催化转化器140及PM过滤器150。发动机120相当于汽油发动机。PM过滤器是微粒过滤器的简称。
发动机120具有气缸121、活塞122、进气门123、喷油器(injector)124、排气门125及火花塞126。在气缸121内设有活塞122。由气缸121和活塞122划分出燃烧室120a。活塞122在气缸121内往复上下运动。
气缸121形成有将燃烧室120a与气缸盖的进气口连通的开口。在该开口处设有进气门123。并且，在内部构成了进气通路110的进气管经由进气歧管而与进气口连结。通过进气门123的驱动，来控制燃烧室120a与进气口的连通。当活塞122在气缸121内下降而燃烧室120a的容积增大时，通过进气门123将燃烧室120a与进气口连通。由此，进气通路110的气体向燃烧室120a流入。
另外，在位于进气口上游的进气通路110中设有节气门111。通过节气门111的开度调整，来调整被从进气通路110向发动机120吸入的进气通路110的气体的量。
喷油器124向燃烧室120a喷射雾状的汽油燃料。从该喷油器124向燃烧室120a的汽油燃料的喷射在从进气行程开始到压缩行程结束的期间内进行。由此，在燃烧室120a中形成进气通路110的气体与汽油燃料相混合的混合气体。
气缸121形成有将燃烧室120a与发动机盖的排气口连通的开口。在该开口处设有排气门125。并且，在内部构成了排气通路130的排气管经由排气歧管而与排气口连结。通过排气门125的驱动，来控制燃烧室120a与排气口的连通。当活塞122在气缸121内上升而燃烧室120a的容积减少时，通过排气门125将燃烧室120a与排气口的连通遮堵。此时，通过进气门123将燃烧室120a与进气口的连通也遮堵。由此，燃烧室120a的混合气体被压缩。
火花塞126在燃烧室120a内产生火花放电。该火花塞126引起的火花放电的产生在燃烧室120a的混合气体被压缩、活塞122位于气缸121的上止点的附近时进行。由此，燃烧室120a的混合气体燃烧。燃烧室120a的混合气体膨胀，从而活塞122下降。由该燃烧带来的活塞122的运动能量被转换为曲轴的旋转能量。该曲轴的旋转能量经由动力传递装置而被向驱动轮等输出。
当在通过混合气体的燃烧而活塞122下降后开始上升，则燃烧室120a与排气口利用排气门125而连通。由此，通过上述混合气体的燃烧而产生的排放气体被从燃烧室120a向排气口排出。该排放气体经由排气歧管而被向排气通路130排出。
在该排气通路130中设有催化转化器140和PM过滤器150。如果将排气通路130的燃烧室120a侧设为上游，将其相反侧设为下游，则催化转化器140被设置在比PM过滤器150靠上游侧。
排放气体中含有氮氧化物、一氧化碳、碳化氢。催化转化器140起到将这3种大气污染物质转换为氮、二氧化碳、水的功能。此外，排放气体中含有粒子状物质。PM过滤器150起到将该粒子状物质去除的功能。
催化转化器140如果温度不高到某种程度就不能充分发挥其功能。因此，如后述那样，在发动机120起动时，将催化转化器140通过发动机120的燃烧驱动而预热。另外，在对PM过滤器150赋予了催化剂的情况下，该催化剂也通过发动机120的燃烧驱动而被预热。
燃烧系统200除了上述的构成要素以外，还具有检测各种物理量的传感器160。作为该传感器160，例如有图1所示的旋转角传感器161、水温传感器162、空燃比传感器163、流量传感器164、压力传感器165及排气温度传感器166。作为传感器160，也有与这些图示的传感器不同的未图示的节气门开度传感器等。
图1所示的旋转角传感器161检测发动机120的转速。水温传感器162检测将发动机120冷却的水等制冷剂的温度(冷却水温)。空燃比传感器163检测排放气体的空燃比。流量传感器164检测被向燃烧室120a吸入的进气通路110的气体的量。压力传感器165检测排放气体的压力。排气温度传感器166检测排放气体的温度。该排气温度传感器166如后述那样也包含在异常判定装置100中。
<异常判定装置>
接着，说明异常判定装置100。异常判定装置100具有ECU10和上述的排气温度传感器166。ECU10具有微控制器和存储器。对于该ECU10，输入包括排气温度传感器166的传感器160的检测信号。此外，ECU10经由未图示的配线而与其他车载ECU电连接。由此，对于ECU10也从车载ECU输入信号。ECU10基于这些传感器的检测信号及从车载ECU输入的信号，控制发动机120的驱动。
ECU10也起到检测PM过滤器150的异常的作用。排气温度传感器166被设置在排气通路130中的PM过滤器150的下游侧。因而，排气温度传感器166检测PM过滤器150的下游侧的排放气体的温度变化。ECU10相当于判定部。另外，控制发动机120的ECU和检测PM过滤器150的异常的ECU也可以是分体的。
如果发动机120的运转状况变化，则被向排气通路130排出的排放气体的温度变化。在排气通路130中流动的排放气体一边根据与构成排气通路130的壁及催化转化器140、PM过滤器150等的热传递而温度变化，一边从上游向下游流动。
因此，在PM过滤器150被正常地安装于排气通路130的情况下，位于PM过滤器150的下游侧的排气温度传感器166的输出变化相对于PM过滤器150的上游侧的排放气体的温度变化而言较迟缓。相对于此，在PM过滤器150没有被安装在排气通路130中或发生了孔等缺损的情况下，不再有排放气体与PM过滤器150的热传递，或者热传递量减少。因此，排气温度传感器166的输出变化不比PM过滤器150被正常地安装在排气通路130中的情况迟缓，追随于PM过滤器150的上游侧的排放气体的温度变化。
因而，通过基于发生排气通路130的排放气体的温度变化的发动机120运转变化时的PM过滤器150下游的排气温度传感器166的输出变化，能够判定PM过滤器150的异常。
该发生排气通路130的排放气体的温度变化的发动机120的运转变化例如在以下所示的3个时候较大地发生。即，在冷起动时、急过渡时以及燃料切断时，排气通路130的排放气体的温度变化较大地发生。冷起动时是发动机120的起动时，并且是冷却水温不那么高时。急过渡时是发动机120的转速急剧变化时。燃料切断时是向发动机120的汽油燃料的供给停止时。
在冷起动时，PM过滤器150的温度成为气体环境温度左右。因而，当发动机120起动而开始将排放气体向排气口排出，则排气口及排气口的下游的排气通路130的各部位的温度由于从排放气体接受热而上升。在刚刚冷起动后，PM过滤器150与排放气体的温度差较大。因此，当排放气体流入到PM过滤器150，则通过热传递，排放气体的大部分热被耗费于将PM过滤器150加温。从该排放气体向PM过滤器150的热传递继续，直到PM过滤器150的温度上升到排放气体的温度附近。因为该热传递，穿过了PM过滤器150后的排放气体的温度变化相对于向PM过滤器150流入的排放气体的温度变化而言变得平缓。通过以上，能够基于由排气温度传感器166检测的温度(检测温度)的升温具体情况来判定PM过滤器150的异常。另外，由PM过滤器150与排放气体的热传递带来的PM过滤器150下游的排放气体的温度的追随迟缓除了依存于刚刚冷起动后的PM过滤器150与向其流入的排放气体的温度差以外，还依存于PM过滤器150的热容及压力损耗系数等。
此外，更严格地讲，检测温度的时间变化也依存于构成比PM过滤器150靠上游侧的排气通路130的壁、及催化转化器140的热容和压力损耗系数。
在急过渡时，从发动机120向排气口排出的排放气体的温度急剧地增减。因此，PM过滤器150与向PM过滤器150流入的排放气体的温度差变大，在排放气体与PM过滤器150之间发生热传递。因而，在PM过滤器150被正常地安装在排气口下游的排气通路130中的情况下，可以期待PM过滤器150下游的排放气体的温度变化与PM过滤器150没有被正常安装的情况相比变迟缓。通过以上，能够基于检测温度的变化具体情况来判定PM过滤器150的异常。
在燃料切断时，不再从发动机120向排气口排出燃烧后的排放气体。因此，相对于被燃烧后的高温的排放气体加温了的PM过滤器150的温度而言，向PM过滤器150流入的气体的温度变低。由此，在PM过滤器150被正常地安装在排气口下游的排气通路130中的情况下，穿过PM过滤器150的气体由于与PM过滤器150的热传递而被加温。因此，穿过PM过滤器150后的气体的温度下降与向PM过滤器150流入的气体的温度下降相比变得平缓。通过以上，能够基于检测温度的降温具体情况来判定PM过滤器150的异常。
除此以外，例如在进气通路110的气体向燃烧室120a的吸入量(负荷)、点火时刻以及空燃比等急剧地变化的情况下等，也较大地发生排放气体的温度变化。此外，在采用将排出到排气口的排放气体的一部分再次取入到燃烧室120a中的排气再循环的结构的情况下，在该排放气体向燃烧室120a的吸入量急剧地变化的情况下，也较大地发生排放气体的温度变化。因而，也能够基于这些运转条件的变化时的PM过滤器150的下游的排放气体的温度变化来判定PM过滤器150的异常。总之，在发生PM过滤器150的温度与向PM过滤器150流入的排放气体的温度之差变大那样的运转条件的变化的情况下，能够基于PM过滤器150的下游的排放气体的温度变化来判定PM过滤器150的异常。
<排气通路的温度变化>
接着，基于图2说明与发动机120的运转变化对应的排气温度传感器166的检测温度的时间变化。在该图2中，表示了车速、发动机转速、冷却水温、燃料切断标志、空燃比、排气门125正下方的排放气体温度、PM过滤器150正常时的检测温度、PM过滤器150异常时的检测温度的时间变化。
以下，为了使表述简明，将上述的燃料切断标志表示为F/C标志。将空燃比表示为A/F。将排气门125正下方的排放气体温度表示为最上游排气温度。将PM过滤器150正常时的检测温度表示为过滤器正常时检测温度。将PM过滤器150异常时的检测温度表示为过滤器异常时检测温度。在图中也是同样的。
F/C标志包含在ECU10的易失性存储器中。最上游排气温度是排气口的最上游的温度，是能够基于发动机转速和被向燃烧室120a吸入的进气通路110的气体的量来推定的温度。最上游排气温度由ECU10推定。最上游排气温度相当于微粒过滤器的上游侧的温度。
相对于该最上游排气温度，由于PM过滤器150与排放气体的热传递，过滤器正常时检测温度与最上游排气温度相比，呈现温度变化的平缓的动态。另一方面，过滤器异常时检测温度由于与过滤器正常时相比PM过滤器150与排放气体的热传递较少，所以与过滤器正常时检测温度相比，温度变化变得剧烈。过滤器异常时检测温度接近于最上游排气温度的变化动态。
此外，在ECU10的非易失性存储器中，存储有用来对发动机120的冷起动时、急过渡时进行判定的阈值。即，作为用来判定冷起动时的阈值，在非易失性存储器中存储有与冷却水温相比较的冷阈值。作为用来判定急过渡时的阈值，在非易失性存储器中存储有与发动机转速的时间变化相比较的急过渡阈值。并且，在非易失性存储器中存储有燃料切断阈值，该燃料切断阈值判定燃料切断是否持续了适合于判定PM过滤器150的异常的时间。冷阈值相当于温度阈值。急过渡阈值相当于转速阈值。燃料切断阈值相当于时间阈值。
进而，在本实施方式的ECU10的非易失性存储器中，存储有用来判定是否能得到适合于判定PM过滤器150的异常的温度变化的加速时诊断温度和减速时诊断温度。加速时诊断温度相当于第1温度。减速时诊断温度相当于第2温度。
在加速时，由于排放气体的温度上升，从排气口排出的排放气体升温。随之，排气口下游的排气通路130的排放气体也升温。因而，为了通过设在排气通路130中的排气温度传感器166较大地观察到排放气体的温度变化，希望排气口的排放气体的温度预先以某种程度较低。加速时诊断温度是判定在车辆加速时是否能够较大地观察到该温度变化的值。ECU10在车辆加速时，在推定出的最上游排气温度比加速时诊断温度低的情况下，判定为适合于判定PM过滤器150的异常。
相反，在减速时，由于排放气体的温度下降，被从排气口排出的排放气体降温。随之，排气口下游的排气通路130的排放气体也降温。因而，为了通过设在排气通路130中的排气温度传感器166较大地观察到排放气体的温度变化，希望排气口的排放气体的温度预先以某种程度较高。减速时诊断温度是判定在车辆减速时是否能够较大地观察到该温度变化的值。ECU10在车辆减速时，在推定出的最上游排气温度比减速时诊断温度高的情况下，判定为适合于判定PM过滤器150的异常。
ECU10在减速时进行燃料切断。因此，ECU10在燃料切断时进行减速时诊断温度与最上游排气温度的比较。
这样，在减速时进行燃料切断。因此，本实施方式的ECU10在减速时不实施是否是急过渡时的判定。ECU10在加速时判定是否是急过渡时。并且，ECU10在该急过渡时将加速时诊断温度与最上游排气温度进行比较。当然，也可以在不实施燃料切断的减速时，ECU10实施是否是急过渡时的判定。
另外，ECU10在冷起动时将冷却水温与冷阈值进行比较。因此，ECU10在冷起动时不实施诊断温度与最上游排气温度的比较。
以下，基于图2具体地说明发动机120的运转变化和排气温度传感器166的检测温度的变化。在图2的时间t0，车辆成为停止状态。因此，车速成为零。发动机转速成为零。冷却水温成为气体环境温度左右。F/C标志成为关闭(OFF)。A/F表示稀薄(lean)。如虚线所示那样，最上游排气温度没有被推定。过滤器正常时检测温度和过滤器异常时检测温度分别成为气体环境温度。但是，ECU10成为起动状态。ECU10取得各传感器的检测信号。ECU10与车载ECU进行信息的传递。
当成为时间t1，则由于转动曲柄(cranking)，发动机转速增大。发动机120开始燃烧驱动。由此，冷却水温开始上升。开始向排气口及其下游的排气通路130排出排放气体。A/F成为化学当量比(stoichiometric)。催化转化器140开始被预热。并且，ECU10开始推定最上游排气温度。
在时间t1，冷却水温比冷阈值低。因此，ECU10判定为是冷起动时。过滤器正常时检测温度由于PM过滤器150与排放气体的热传递，所以与过滤器异常时检测温度相比平缓地升温。过滤器异常时检测温度由于构成排气通路130的壁及催化转化器140、PM过滤器150等与排放气体的热传递，所以与最上游排气温度相比平缓地升温。另外，在PM过滤器150没有被安装在排气通路130中的异常时，不进行排放气体与PM过滤器150的热传递。因此，此时的过滤器异常时检测温度与在PM过滤器150上形成有孔等的异常时相比，其温度变化更接近于最上游排气温度的变化动态。
当从时间t1到达时间t2，冷却水温超过冷阈值。由此，ECU10判定为冷起动已结束。
在时间t2以后，通过排放气体的排出，排气通路130的排放气体的温度持续上升。因此，最上游排气温度、过滤器正常时检测温度及过滤器异常时检测温度分别也持续升温。其温度变化从大到小依次为最上游排气温度、过滤器异常时检测温度、过滤器正常时检测温度。
当到达时间t3，车速上升，车辆成为行驶状态。随之，发动机转速增大。相应地，最上游排气温度、过滤器正常时检测温度及过滤器异常时检测温度各自的温度变化变得急剧。但是，此时的发动机转速的时间变化变得比急过渡阈值低。因而，ECU10判定为发动机120不是急过渡时。该车速的上升一直继续到时间t4。
在时间t4以后，车速成为一定。因此，最上游排气温度、过滤器异常时检测温度、过滤器正常时检测温度各自的温度变化大致成为一定。
当到达时间t5，车速减小。此时，发动机转速减小。相应地，最上游排气温度开始降温。过滤器异常时检测温度稍迟缓于最上游排气温度而开始降温。过滤器正常时检测温度迟缓于过滤器异常时检测温度而开始降温。
当到达时间t6，F/C标志成为开启(ON)。向发动机120的汽油燃料的供给停止，成为非供给。由此，不再有燃烧后的排放气体的排出。A/F从化学当量比变化为稀薄。最上游排气温度、过滤器正常时检测温度及过滤器异常时检测温度各自的降温的温度变化变得急剧。
在时间t6以后，进行燃料切断，但此时的燃料切断被持续的时间比燃料切断阈值短。因而，ECU10判定为发动机120不是适合于判定PM过滤器150的异常的燃料切断时。
此外，在该F/C标志成为开启的时间t6，最上游排气温度比减速时诊断温度低。因而，在这一点上，ECU10也判定为不适合判定PM过滤器150的异常。车速的减小一直继续到时间t7。在到达该时间t7的期间，F/C标志成为关闭。由此，向发动机120的汽油燃料的供给再次开始。
在时间t7以后，车速成为一定。但是，发动机120的燃烧驱动被继续。因此，尽管微量，但排气通路130的排放气体的温度上升。
当到达时间t8，催化转化器140的预热结束。由此，发动机转速减小。
当从时间t8到达时间t9，车速急速上升。随之，发动机转速也急增。相应地，最上游排气温度、过滤器正常时检测温度及过滤器异常时检测温度分别也升温。此时的发动机转速的时间变化比急过渡阈值高。因而，ECU10判定为发动机120是急过渡时。该发动机120是急过渡时的状态一直继续到时间t10。
进而，在该车辆的加速开始的时间t9，最上游排气温度与加速时诊断温度相比较低。因而，ECU10判定为，在从时间t9到时间t10的期间，适合于判定PM过滤器150的异常。
如在图2中明示的那样，最上游排气温度对应于发动机转速的增大而上升。过滤器异常时检测温度稍迟缓于最上游排气温度而上升。过滤器正常时检测温度迟缓于过滤器异常时检测温度而上升。
在时间t10以后，车速成为一定。因此，最上游排气温度的温度变化大致成为一定。过滤器异常时检测温度稍迟缓于最上游排气温度而温度变化大致成为一定。过滤器正常时检测温度迟缓于过滤器异常时检测温度而温度变化成为一定。
当到达时间t11，车速减小，F/C标志成为开启。在时间t11以后，燃料切断被继续，但其持续时间比燃料切断阈值长。进而，在该F/C标志成为开启的时间t11，最上游排气温度比减速时诊断温度高。因此，ECU10判定为发动机120是适合于判定PM过滤器150的异常的燃料切断时。此时，由于燃料切断的持续时间较长，所以最上游排气温度、过滤器正常时检测温度及过滤器异常时检测温度分别降温到气体环境温度附近。该燃料切断一直继续到时间t12。
<PM过滤器的异常判定>
接着，基于图3～图6说明由ECU10进行的PM过滤器150的异常判定。
在图3所示的S100中，ECU10判定用来判定PM过滤器150的异常的条件是否成立。该异常判定条件是后述的图4～图6所示的流程。在异常判定条件成立的情况下，ECU10向S200前进。相反，在异常判定条件不成立的情况下，ECU10反复进行S100，成为待机状态。
如果向S200前进，则ECU10取得由排气温度传感器166检测到的PM过滤器150的下游侧的温度。此时，ECU10按每规定的取得定时来检测排气温度传感器166的输出(检测温度)。并且，ECU10向S300前进。
如果向S300前进，则ECU10基于在S200中取得的多个检测温度和取得定时，计算PM过滤器150的下游侧的排气温度的时间变化(温度变化)。并且，ECU10将计算出的温度变化与后面详述的在S100的异常判定条件下读出的判定阈值进行比较。在温度变化比判定阈值快的情况下，ECU10向S400前进。在温度变化是判定阈值以下的情况下，ECU10向S500前进。
如果向S400前进，则ECU10判定为PM过滤器150异常。在此情况下，ECU10通过使搭载在车辆中的指示器等点亮而向搭乘车辆的用户通知PM过滤器150的异常。与此不同，如果向S500前进，则ECU10判定为PM过滤器150正常。接着，ECU10结束PM过滤器150的异常判定。
<异常判定条件>
接着，基于图4～图6说明异常判定条件。图4是判定是否是冷起动时的流程。图5是判定是否是急过渡时、并且排气口(排气通路130)的排放气体是否成为适合于判定PM过滤器150的异常的温度的流程。图6是判定是否是燃料切断时、并且排气口(排气通路130)的排放气体是否成为适合于判定PM过滤器150的异常的温度的流程。
ECU10在S100中将这3个异常判定条件并行处理。这3个异常判定条件在车辆的冷起动时、加速时、减速时被实施。因此，这3个异常判定条件中的多个不会同时成立。
ECU10在非易失性存储器中存储有用来判定PM过滤器150的异常的判定阈值。在ECU10的非易失性存储器中，分别地存储有与冷起动时、急过渡时及燃料切断时分别对应的判定阈值。
如后述那样，这3个判定阈值为不同的值。但是，也可以将这3个判定阈值一律地设定为相同的值。或者，也可以通过对某个作为基准的值乘以与3个异常判定条件各自对应的系数，来设定3个判定阈值。
<冷起动时判定>
在图4所示的S10中，ECU10判定发动机120是否起动而燃烧驱动开始。在判定为发动机120已起动的情况下，ECU10向S11前进。相反，如果判定为发动机120没有起动，则ECU10反复进行S10，成为待机状态。
如果向S11前进，则ECU10判定从发动机120起动起是否为规定时间以内。该规定时间能够由用户适当设定。例如，规定时间能够采用2秒等的几秒。在从发动机120起动起为规定时间以内的情况下，ECU10向S12前进。在从发动机120起动起经过了规定时间的情况下，ECU10向S10返回。
如果向S12前进，则ECU10判定冷却水温是否是冷阈值以下。该冷阈值能够由用户适当设定。例如，冷阈值能够采用40℃等比气体环境温度稍高的温度。在冷却水温为冷阈值以下的情况下，ECU10向S13前进。在从发动机120起动起经过了规定时间的情况下，ECU10向S10返回。
如果向S13前进，则ECU10判定为是冷起动时。并且，ECU10将冷起动时的判定阈值从非易失性存储器读出。然后，ECU10向S200前进。
该判定阈值能够基于催化转化器140的预热时的PM过滤器150的温度变化来决定。因而，该判定阈值依存于PM过滤器150的热容。
例如，在预热时的PM过滤器150的温度变化为11.3℃/sec左右的情况下，能够通过对其乘以例如0.7等系数来决定该判定阈值。该情况下的判定阈值为7.9℃/sec。该判定阈值相当于追随阈值。
另外，以下也使用系数来决定判定阈值。当然，这些系数的值能够通过实验或模拟等而适当设定。
<急过渡时判定>
在图5所示的S30中，ECU10判定发动机120是否是燃烧驱动状态。在发动机120是燃烧驱动状态的情况下，ECU10向S31前进。相反，在发动机120没有燃烧驱动的情况下，ECU10反复进行S30，成为待机状态。
如果向S31前进，则ECU10判定发动机转速的上升时的时间变化是否为急过渡阈值以上。该急过渡阈值能够由用户适当设定。例如，急过渡阈值能够采用16rpm/sec等的几十rpm/sec。在发动机转速为急过渡阈值以上的情况下，ECU10向S32前进。在发动机转速比急过渡阈值低的情况下，ECU10向S30返回。
如果向S32前进，则ECU10基于旋转角传感器161和流量传感器164的检测信号，推定当发动机转速成为急过渡阈值以上时的最上游排气温度。接着，ECU10向S33前进。
如果向S33前进，则ECU10判定最上游排气温度是否是加速时诊断温度以下。该加速时诊断温度能够由用户适当设定。例如，加速时诊断温度能够采用400℃等。在最上游排气温度为加速时诊断温度以下的情况下，ECU10向S34前进。在最上游排气温度比加速时诊断温度高的情况下，ECU10向S30返回。
如果向S34前进，则ECU10判定为是急过渡时，并且排气口(排气通路130)的排放气体是适合于判定PM过滤器150的异常的温度。并且，ECU10将急过渡时的判定阈值从非易失性存储器读出。然后，ECU10向S200前进。
该判定阈值能够基于发动机转速的时间变化是在S31中使用的急过渡阈值左右、并且最上游排气温度是在S33中使用的加速时诊断温度左右的情况下的最上游排气温度的时间变化来决定。
此时的最上游排气温度的时间变化例如是2.8℃/sec。通过对其乘以例如0.7等系数，能够决定该判定阈值。该情况下的判定阈值为1.96℃/sec。
另外，当然，该判定阈值也可以不是基于最上游排气温度的时间变化、而是基于依存于PM过滤器150的热容的PM过滤器150的下游侧的温度变化来决定。在上述的条件下，在PM过滤器150被正常地设在排气通路130中的情况下，其下游侧的温度变化是1.1℃/sec。通过对它乘以例如1.7等系数，能够决定该判定阈值。该情况下的判定阈值为1.87℃/sec。
更简单地讲，该判定阈值如果是2.8℃/sec与1.1℃/sec之间则能够适当设定。例如，判定阈值能够采用它们之间的1.9℃/sec。
<F/C时判定>
在图6所示的S50中，ECU10判定F/C标志是否为开启。在F/C标志为开启的情况下，ECU10向S51前进。相反，在F/C标志为关闭的情况下，ECU10反复进行S50，成为待机状态。
如果向S51前进，则ECU10基于旋转角传感器161和流量传感器164的检测信号，推定F/C标志为开启时的最上游排气温度。接着，ECU10向S52前进。
如果向S52前进，则ECU10判定最上游排气温度是否是减速时诊断温度以上。该减速时诊断温度能够由用户适当设定。例如，减速时诊断温度能够采用660℃等。在最上游排气温度是减速时诊断温度以上的情况下，ECU10向S53前进。在最上游排气温度比减速时诊断温度低的情况下，ECU10向S50返回。
如果向S53前进，则ECU10判定F/C标志的开启时间是否是燃料切断阈值以上。该燃料切断阈值能够由用户适当设定。例如，燃料切断阈值能够采用19秒等的几十秒。在F/C标志的开启时间是燃料切断阈值以上的情况下，ECU10向S54前进。在F/C标志的开启时间不到燃料切断阈值的情况下，ECU10向S50返回。
如果向S54前进，则ECU10判定为是燃料切断时，并且排气口(排气通路130)的排放气体是适合于判定PM过滤器150的异常的温度。并且，ECU10将燃料切断时的判定阈值从非易失性存储器读出。然后，ECU10向S200前进。
该判定阈值能够基于F/C标志的开启时间是在S51中使用的燃料切断阈值左右、并且最上游排气温度是在S52中使用的减速时诊断温度左右的情况下的最上游排气温度的时间变化来决定。
此时的最上游排气温度的时间变化例如是－6.0℃/sec。通过对它乘以例如0.7等系数，能够决定该判定阈值。该情况下的判定阈值为－4.2℃/sec。
另外，上述的判定阈值也可以不是基于最上游排气温度的时间变化、而是基于依存于PM过滤器150的热容量的PM过滤器150的下游侧的温度变化来决定。在上述的条件下，在PM过滤器150被正常地设在排气通路130中的情况下，其下游侧的温度变化是－3.0℃/sec。通过对它乘以例如1.6等系数，能够决定该判定阈值。该情况下的判定阈值为－4.8℃/sec。
更简单地讲，该判定阈值如果是－6.0℃/sec与－3.0℃/sec之间则能够适当设定。例如，判定阈值能够采用它们之间的－4.5℃/sec。
<作用效果>
接着，说明本实施方式的异常判定装置100的作用效果。如上述那样，能够基于搭载在车辆中的各种传感器的输出来检测发生了排气通路130的排放气体的温度变化的发动机120的运转变化。如以上详述的那样，在PM过滤器150被正常地安装在排气通路130中的情况和没有被安装或发生了孔等异常的情况下，该发动机120的运转变化时的排气温度传感器166的输出变化不同。因而，能够基于原本搭载在车辆中的各种传感器的输出、和设置在PM过滤器150下游的排气温度传感器166的输出变化，来判定PM过滤器150的异常。
这样，例如，即使不在PM过滤器150的上游侧和下游侧分别设置排气温度传感器，也能够判定PM过滤器150的异常。由此，部件个数的增大被抑制。此外，也抑制了制品成本的增大。
ECU10在较大地发生排气通路130的温度变化的冷起动时、急过渡时及燃料切断时检测排气温度传感器166的输出变化。由此，排气温度传感器166的输出变化变小的情况被抑制。因此，PM过滤器150的异常的判定精度变低的情况被抑制。
ECU10在车速增加的急过渡时，在最上游排气温度为加速时诊断温度以下的情况下检测排气温度传感器166的输出变化。此外，ECU10在车速减小的燃料切断时，在其持续时间是燃料切断阈值以上、并且最上游排气温度是减速时诊断温度以上的情况下检测排气温度传感器166的输出变化。
由此，更有效地抑制了排气温度传感器166的输出变化变小的情况。因此，更有效地抑制了PM过滤器150的异常的判定精度变低的情况。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明完全不受上述的实施方式限制，在不脱离本发明的主旨的范围内能够各种各样变形而实施。
(第1变形例)
在本实施方式中，表示了在燃料切断时判定PM过滤器150的异常的例子。但是，如图2的时间t12以后所示，在燃料切断结束后，由于燃料的供给开始所带来的排放气体的排出，排气通路130的排放气体的温度较大地变化。因而，也可以在从该汽油燃料的非供给向供给切换的燃料切断结束时，判定PM过滤器150的异常。
(第2变形例)
在本实施方式中，表示了基于发动机转速的时间变化和最上游排气温度来决定是否在急过渡时判定PM过滤器150的异常的例子。也可以再添加条件，在催化转化器140的预热结束后，基于发动机转速的时间变化和最上游排气温度，在急过渡时判定PM过滤器150的异常。
此外，表示了基于最上游排气温度和F/C标志的开启时间来决定是否在燃料切断时判定PM过滤器150的异常的例子。同样，也可以再添加条件，在催化转化器140的预热结束后，基于最上游排气温度和F/C标志的开启时间，在燃料切断时判定PM过滤器150的异常。
催化转化器140也具有热容。因而，在该催化转化器140的预热没有结束的情况下，该催化转化器140积极地接受排放气体的热。结果，催化转化器140的下游侧的温度变化有可能变得平缓。即，排气温度传感器166的输出变化有可能变得平缓。
因此，如上述那样，在催化转化器140的预热结束后，判定急过渡时和燃料切断时的PM过滤器150的异常。由此，排气温度传感器166的输出容易变化。结果，抑制了PM过滤器150的异常的判定精度下降的情况。
(第3变形例)
如上述那样，表示了在急过渡时及燃料切断时分别考虑最上游排气温度与诊断温度的差异来判定PM过滤器150的异常的例子。但是，也可以不考虑最上游排气温度与诊断温度的差异而在急过渡时及燃料切断时判定PM过滤器150的异常。
(第4变形例)
在本实施方式中，表示了在非易失性存储器中存储有与各异常判定条件对应的1个判定阈值的例子。相对于此，还能够采用在非易失性存储器中存储有对于与发动机转速及进气通路110的气体向燃烧室120a的吸入量(负荷)对应的判定阈值的映射表的结构。
(第5变形例)
在本实施方式中，基于发动机转速的时间变化来判定是否是急过渡时。但是，也可以与此不同，基于进气通路110的气体向燃烧室120a的吸入量(负荷)的时间变化来判定是否是急过渡时。
基于实施例记述了本发明。但是，本发明并不限定于该实施例及构造。本发明也包含各种各样的变形例及等价的范围内的变形。此外，各种各样的组合及形态、进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合及形态也落入在本发明的范畴及思想范围中。

Claims (17)

1.一种异常判定装置，其特征在于，
具有：
排气温度传感器(166)，被设置在微粒过滤器(150)的下游侧，所述微粒过滤器(150)被设置在将汽油发动机(120)的排放气体排出的排气通路(130)中；以及
判定部(10)，基于在向上述排气通路排出的排放气体的温度中发生变化的上述汽油发动机的运转变化时的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常，
上述判定部，基于从上述汽油发动机的停止状态向驱动状态变化后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
2.如权利要求1所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，在将上述汽油发动机冷却的冷却水的温度是温度阈值以下的情况下，基于从上述汽油发动机的停止状态向驱动状态变化后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
3.如权利要求1或2所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于上述汽油发动机的转速变化为对急剧变化进行判定的转速阈值以上后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
4.一种异常判定装置，其特征在于，
具有：
排气温度传感器(166)，被设置在微粒过滤器(150)的下游侧，所述微粒过滤器(150)被设置在将汽油发动机(120)的排放气体排出的排气通路(130)中；以及
判定部(10)，基于在向上述排气通路排出的排放气体的温度中发生变化的上述汽油发动机的运转变化时的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常，
上述判定部，基于上述汽油发动机的转速变化为对急剧变化进行判定的转速阈值以上后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
5.如权利要求4所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于上述汽油发动机的转速和进气通路(110)的气体向上述汽油发动机的吸入量，推定上述排气通路中的上述微粒过滤器的与上述下游侧相反的上游侧的温度，在该推定出的温度为第1温度以下的情况下，基于上述汽油发动机的转速上升到上述转速阈值以上后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
6.如权利要求4或5所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于从上述汽油发动机的停止状态向驱动状态变化后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
7.如权利要求6所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，在将上述汽油发动机冷却的冷却水的温度是温度阈值以下的情况下，基于从上述汽油发动机的停止状态向驱动状态变化后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
8.如权利要求4或5所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于从汽油燃料向上述汽油发动机的供给状态变化为非供给状态后的上述排气温度传感器的输出变化、以及从上述汽油燃料的非供给状态变化为供给状态后的上述排气温度传感器的输出变化中的至少一方，判定上述微粒过滤器的异常。
9.一种异常判定装置，其特征在于，
具有：
排气温度传感器(166)，被设置在微粒过滤器(150)的下游侧，所述微粒过滤器(150)被设置在将汽油发动机(120)的排放气体排出的排气通路(130)中；以及
判定部(10)，基于在向上述排气通路排出的排放气体的温度中发生变化的上述汽油发动机的运转变化时的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常，
上述判定部，基于从汽油燃料的非供给状态变化为供给状态后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
10.如权利要求9所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，在上述汽油燃料向上述汽油发动机的非供给状态持续了时间阈值的情况下，基于从上述汽油燃料向上述汽油发动机的供给状态变化为非供给状态后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
11.如权利要求9或10所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于上述汽油发动机的转速和进气通路(110)的气体向上述汽油发动机的吸入量，推定上述排气通路中的上述微粒过滤器的与上述下游侧相反的上游侧的温度，在该推定出的温度为第2温度以上的情况下，基于从上述汽油燃料向上述汽油发动机的供给状态变化为非供给状态后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
12.如权利要求9或10所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于从上述汽油发动机的停止状态向驱动状态变化后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
13.如权利要求12所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，在将上述汽油发动机冷却的冷却水的温度是温度阈值以下的情况下，基于从上述汽油发动机的停止状态向驱动状态变化后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
14.如权利要求9或10所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于上述汽油发动机的转速变化为对急剧变化进行判定的转速阈值以上后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
15.如权利要求14所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，基于上述汽油发动机的转速和进气通路(110)的气体向上述汽油发动机的吸入量，推定上述排气通路中的上述微粒过滤器的与上述下游侧相反的上游侧的温度，在该推定出的温度为第1温度以下的情况下，基于上述汽油发动机的转速上升到上述转速阈值以上后的上述排气温度传感器的输出变化，判定上述微粒过滤器的异常。
16.如权利要求9或10所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，在上述排气温度传感器的输出变化比依存于上述微粒过滤器的热容的追随阈值快的情况下，判定为在上述微粒过滤器中发生了异常。
17.如权利要求9或10所述的异常判定装置，其特征在于，
上述判定部，在上述排气温度传感器的输出变化比依存于上述排气通路中的上述微粒过滤器的与上述下游侧相反的上游侧的温度变化的判定阈值快的情况下，判定为在上述微粒过滤器中发生了异常。
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