DE102012214459A1

DE102012214459A1 - Erfassungssystem zum erfassen eines partikelsensorausfalls

Info

Publication number: DE102012214459A1
Application number: DE102012214459A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Ueno; Hiroshi Haraguchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2032-08-15
Also published as: JP2013068197A; JP5561262B2; DE102012214459B4

Abstract

Ein Erfassungssystem umfasst: einen Filter (3), der Partikel entfernt, die von einem Verbrennungsmotor (2) abgegeben werden, und sich in einem Abgasdurchlass von dem Motor befindet; einen Detektor (4), der die Partikel erfasst und sich in dem Abgasdurchlass auf der stromabwärtigen Seite des Filters (3) befindet; und einer ersten Feststellungsvorrichtung (5), die feststellt, ob der Detektor (4) normal arbeitet. Der Filter (3) wird in einem Filterregenerierungsprozess derart regeneriert, dass die an dem Filter (3) anhaftenden Partikel verbrannt und aus dem Filter (3) entfernt werden. Zwischen dem letzten und einem nächsten Filterregenerierungsprozess ist ein Filterregenerierungszeitintervall definiert. Der Detektor (4) gibt ein vorbestimmtes normales Ausgangssignal aus, wenn der Detektor (4) normal arbeitet. Die erste Feststellungsvorrichtung (5) stellt fest, dass ein Ausfall des Detektors (4) vorliegt, wenn der Detektor (3) in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Erfassungssystem zum Erfassen eines Ausfalls eines Partikelsensors (PM-Sensors), der sich auf der stromabwärtigen Seite eines Dieselpartikelfilters (DPF) befindet.
Ein Verbrennungsmotor muss ein hervorragendes Abgasreinigungsvermögen haben. Im Einzelnen ist es bei einem Dieselmotor wichtig, dass er im Abgas, etwa im Schwarzrauch, der vom Motor ausgestoßen wird, feine Teilchen entfernt. Die feinen Teilchen in dem Abgas werden als Partikel (PM) oder feine Abgasteilchen definiert. Um die PM zu beseitigen, kann in der Mitte eines Abgasrohrs ein Dieselpartikelfilter (DPF) angeordnet werden.
Eine Einrichtung zum Erfassen der Menge der PM in dem Abgas ist ein PM-Sensor. Wenn der PM-Sensor zum Beispiel auf der stromabwärtigen Seite des DPF angeordnet wird, ist es möglich, entsprechend einem Erfassungswert des PM-Sensors festzustellen, ob der DPF nicht arbeitet. Es wird erwartet, dass stark nach der Erfassung eines Ausfalls des DPF verlangt wird, nachdem das Fahrzeug ausgeliefert wurde. Es ist somit notwendig, den PM-Sensor im Fahrzeug zu installieren, so dass der PM-Sensor einen Ausfall des DPF erfasst. In diesem Fall ist es notwendig, dass sich der PM-Sensor in einem normalen Zustand befindet, d. h. dass eine genaue Erfassung des PM-Sensors aufrechterhalten wird. Demzufolge ist es notwendig, einen Ausfall des PM-Sensors selbst zu erfassen, d. h. festzustellen, ob der PM-Sensor korrekt arbeitet. Die JP 2010-275977 A offenbart zum Beispiel eine Ausfallerfassungsvorrichtung für einen PM-Sensor.
Wenn sich der DPF im normalen Zustand befindet, ist die Menge der PM, die nicht von dem DPF gefiltert wird, sehr klein. Somit ist der Ausgabewert des PM-Sensors, der sich auf der stromabwärtigen Seite des DPF befindet, klein. Wenn der Ausfall des PM-Sensors selbst erfasst wird, ist es demzufolge notwendig, beruhend auf dem kleinen Ausgabewert des PM-Sensors festzustellen, ob der PM-Sensor nicht gut arbeitet. Die obige Ausfallerfassungsvorrichtung in der JP 2010-275977 A stellt in einem bestimmten Zeitraum fest, ob der PM-Sensor normal arbeitet. Der bestimmte Zeitraum startet zu dem Zeitpunkt, wenn die Regenerierung des DPF abgeschlossen ist, und hat ein vorbestimmtes Zeitintervall. Während des bestimmten Zeitraums ist die Menge der PM, die nicht von dem DPF gefiltert wird, verhältnismäßig groß.
Allerdings ist der bestimmte Zeitraum sehr kurz. Daher ist es schwierig, den Ausfall des PM-Sensors während der kurzen Zeitdauer richtig zu erfassen. Demzufolge ist es notwendig, den Ausfall des PM-Sensors mit hoher Genauigkeit zu erfassen, ohne die obige Ausfallerfassungsvorrichtung in der JP 2010-275977 A zu verwenden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Erfassungssystem zur Verfügung zu stellen, um mit hoher Genauigkeit einen Ausfall eines PM-Sensors zu erfassen, der sich auf der stromabwärtigen Seite eines DPF befindet.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Erfassungssystem: einen Filter zum Entfernen von Partikeln, die von einem Verbrennungsmotor abgegeben werden, wobei sich der Filter in einem Abgasdurchlass von dem Motor befindet; einen Detektor zum Erfassen der Partikel, wobei sich der Detektor in dem Abgasdurchlass auf der stromabwärtigen Seite des Filters befindet; und eine erste Feststellungsvorrichtung zum Feststellen, ob der Detektor normal arbeitet. Der Filter wird in einem Filterregenerierungsprozess auf eine solche Weise regeneriert, dass die an dem Filter anhaftenden Partikel verbrannt und aus dem Filter entfernt werden. Ein Filterregenerierungszeitintervall ist als ein Zeitintervall zwischen einem letzten Filterregenerierungsprozess und einem nächsten Filterregenerierungsprozess definiert. Der Detektor gibt ein vorbestimmtes normales Ausgangssignal aus, wenn der Detektor normal arbeitet. Die erste Feststellungsvorrichtung stellt fest, dass ein Ausfall des Detektors vorliegt, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist.
Das obige System stellt entsprechend Informationen über das Ausgangssignal des Detektors mit hoher Genauigkeit fest, ob der Ausfall des Detektors vorliegt.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung verdeutlicht. Es zeigen:
1 ein Schaubild, das ein Erfassungssystem zeigt;
2 ein Schaubild, das den Aufbau eines PM-Sensors zeigt;
3 eine grafische Darstellung, die ein Ausgangssignal des PM-Sensors zeigt;
4 ein Ablaufdiagramm, das einen Ausfallerfassungsprozess gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ein Schaubild, das eine Zeittafel verschiedener Parameter gemäß dem ersten Ausführungsbeilspiel zeigt;
6 ein Ablaufdiagramm, das einen Ausfallerfassungsprozess gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ein Schaubild, das eine Zeittafel verschiedener Parameter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
8 ein Schaubild, das einen Schwellenwert einer PM-Sensorausfallfeststellung und einen Schwellenwert einer DPF-Ausfallfeststellung zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm, das einen Ausfallerfassungsprozess gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ein Schaubild, das eine Zeittafel verschiedener Parameter gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
11 ein Ablaufdiagramm, das einen Ausfallerfassungsprozess gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
12 ein Schaubild, das eine Zeittafel verschiedener Parameter gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt; und
13 ein Schaubild eines Systemaufbaus des PM-Sensors.
Erstes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. 1 zeigt ein Erfassungssystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das System 1 erfasst eine Menge an PM in einem Abgasrohr als einem Emissionsdurchlass eines Dieselmotors 2 eines Fahrzeugs. In dem Abgasrohr des Motors 2 sind ein DPF 3 und ein PM-Sensor 4 angeordnet. Der DPF 3 befindet sich auf einer stromaufwärtigen Seite und der PM-Sensor 4 auf einer stromabwärtigen Seite.
Der DPF 3 hat einen Wabenaufbau, wobei abwechselnd eine einlassseitige Wabe und eine auslassseitige Wabe so angeordnet sind, dass der Wabenaufbau für einen "Weather-Stripping"-Aufbau sorgt. Wenn der Motor 2 läuft, enthält das vom Motor 2 ausgestoßene Abgas PM. Während das Abgas durch eine DPF-Wand als einer Innenwand des DPF 3 geht, der den oben beschriebenen Wabenaufbau hat, haften die PM an der Oberfläche oder der Innenseite der DPF-Wand an, so dass das Abgas gereinigt wird. Somit wird zur Außenseite des Fahrzeugs gereinigtes Abgas ausgestoßen. Der DPF 3 ist zum Beispiel ein DPF mit Oxidationskatalysator, wobei der Oxidationskatalysator auf dem DPF 3 getragen wird.
Wenn die Abscheidungsmenge der auf dem DPF 3 abgeschiedenen PM ausreichend groß ist, werden die abgeschiedenen PM verbrannt, so dass die PM entfernt werden. Auf diese Weise wird der DPF 3 regeneriert. Ein Verfahren zum Abschätzen der Abscheidungsmenge der PM ist zum Beispiel derart, dass zuvor ein Zusammenhang zwischen einem Differenzdruck des DPF 3 und der PM-Abscheidungsmenge ermittelt wird, der Zusammenhang als ein funktionaler Zusammenhang (d. h. als ein Kennfeld) in einem Speicher 50 gespeichert wird, um den DPF 3 herum ein Differenzdrucksensor angeordnet wird und die PM-Abscheidungsmenge entsprechend dem Kennfeld und einem derzeitigen Erfassungswert des Differenzdrucksensors abgeschätzt wird. Dabei stellt der Differenzdruck des DPF 3 eine Differenz zwischen dem Druck auf der stromaufwärtigen Seite des DPF 3 und dem Druck auf der stromabwärtigen Seite des DPF 3 dar. Das Kennfeld hat typische Eigenschaften, etwa dass der Zusammenhang ein Parallelogramm ergibt, wenn die vertikale Achse den Differenzdruck darstellt und die horizontale Achse die PM-Abscheidungsmenge darstellt. Wenn die PM abgeschieden und verbrannt werden, macht ein Punkt auf dem Parallelogramm einen Umlauf um das Parallelogramm herum.
Der PM-Sensor 4 erfasst die PM-Menge in dem Abgas, das auf der stromabwärtigen Seite des DPF 3 strömt. Da sich der PM-Sensor 4 auf der stromabwärtigen Seite des DPF 3 befindet, kann der PM-Sensor 4 die Menge der PM erfassen, die nicht von dem DPF 3 gefiltert wird, d. h. die durch den DPF 3 hindurchgeht. Somit wird beruhend auf der von dem PM-Sensor 4 erfassten PM-Menge der Ausfall des DPF 3 festgestellt.
An dem System 1 ist eine elektrische Steuerungseinheit 5 als eine ECU angebracht, so dass die ECU 5 das System 1 steuert. Die ECU 5 ist ein herkömmlicher Computer und weist eine CPU und einen Speicher 50 zum Speichern verschiedener Informationen auf.
2 zeigt den Aufbau des PM-Sensors 4. Ein Messfühler 40 des PM-Sensors 4 hat einen derartigen Aufbau, dass auf einer Isolationsplatte 44 ein Paar Erfassungselektroden 42 ausgebildet ist. Der gesamte Messfühler 40 ist mit einer Abdeckung 41 aus Metall bedeckt. Die Abdeckung 41 weist mehrere Löcher auf, so dass die PM in dem Abgasrohr in das Innere der Abdeckung 41 strömen. Die PM haften an einer Oberfläche des Fühlers 40 an, da die PM Haftvermögen haben, so dass sich die PM auf dem Fühler 40 abscheiden. Da die PM Leitfähigkeit haben, werden die Elektroden 42 mit den abgeschiedenen PM auf dem Fühler 40 verbunden und wird zwischen den Elektroden 42 ein elektrischer Leitungszustand sichergestellt.
Von einer (nicht gezeigten) Energiequelle wird auf die Elektroden 42 eine Spannung aufgebracht. Wenn durch die auf dem Fühler 40 abgeschiedenen PM die elektrische Leitung zwischen den Elektroden 42 hergestellt wird, fließt zwischen den Elektroden 42 ein Strom. Der PM-Sensor 4 gibt an die ECU 5 einen Messwert als ein Sensorausgangssignal aus. Der Messwert ist zum Beispiel ein erfasster Strom, eine Spannung eines bestimmten Teils einer Schaltung in dem Sensor 4 oder eine Impedanz, etwa ein Widerstand oder eine Kapazität, die aus dem erfassten Strom und der Spannung berechnet wird.
3 zeigt ein exemplarisches Sensorausgangssignal. Wenn die abgeschiedene PM-Menge auf der Oberfläche des Fühlers 40 allmählich von null zunimmt, ist das Sensorausgangssignal vom PM-Sensor 4 null, bis die Elektroden 42 miteinander elektrisch verbunden sind. Nachdem die Elektroden 42 miteinander elektrisch verbunden sind, nimmt das Sensorausgangssignal vom PM-Sensor 4 von null aus zu. Wenn abgeschätzt wird, dass die abgeschiedene PM-Menge eine vorbestimmte Menge überschreitet, erhitzt die Heizung 43 den Fühler 40, so dass die abgeschiedenen PM verbrannt und von dem Fühler 40 entfernt werden. Auf diese Weise wird der PM-Sensor 4 regeneriert.
Der genaue Systemaufbau des PM-Sensors 4 ist in 13 gezeigt. Wie in 13 gezeigt ist, weist der PM-Sensor 4 das Paar Erfassungselektroden 42, die Heizung 43, eine Temperatursteuerung 45, eine Spannungssteuerung 46, ein Paar Schaltungen 47a, 47b, einen Schalter 48 und eine Steuerungseinheit 49 auf.
Die Temperatursteuerung 45 steuert durch Zufuhr von elektrischer Energie zur Heizung 43 die Temperatur des Fühlers 40. Die Spannungssteuerung 46 steuert eine auf die Elektroden 42 aufzubringende Spannung. Das Paar Schaltungen 47a, 47b ist zum Beispiel auf eine Weise angeordnet, wie in 13 gezeigt ist. Die Steuerungseinheit 49 steuert den Schalter 48 so, dass die Schaltungen 47a, 47b elektrisch mit einer der Erfassungselektroden 42 in dem Fühler 40 verbunden werden. Die Schaltungen 47a, 47b erfassen eine elektrische Eigenschaft des Fühlers 40, die Informationen über die abgeschiedene PM-Menge in dem Fühler 40 darstellt. Die Steuerungseinheit 49 weist einen herkömmlichen Computeraufbau wie einen Mikroprozessor auf, so dass die Steuerungseinheit 49 den Sensor 4 als Ganzes steuert.
Die Schaltungen 47a, 47b werden im Folgenden erläutert. Der PM-Sensor 4 führt zwei Erfassungsprozesse aus. Ein Erfassungsprozess sieht vor, einen Ausfall des DPF 3 zu erfassen, und der andere Erfassungsprozess sieht vor, einen Ausfall des PM-Sensors 4 selbst zu erfassen. Um die zwei Prozesse auszuführen, enthält der Sensor 4 die zwei Schaltungen 47a, 47b. Der PM-Sensor 4 führt die zwei Prozesse unter Verwendung der elektrischen Eigenschaft zwischen den Elektroden 42 aus, die die Informationen über die auf dem Fühler 40 abgeschiedene PM-Menge bereitstellt.
Im Fall der Ausfallfeststellung des PM-Sensors 4 kann die abgeschiedene PM-Menge kleiner als im Fall der Ausfallfeststellung des DPF 3 sein. Demzufolge kann ein Schwellenwert der Ausfallfeststellung des PM-Sensors 4 kleiner als ein Schwellenwert der Ausfallfeststellung des DPF 3 eingestellt werden. Im Fall der Ausfallfeststellung des PM-Sensors 4 kann eine Empfindlichkeit des PM-Sensors 4 höher als im Fall der Ausfallfeststellung des DPF 3 sein. Angesichts dessen erfasst die Schaltung 47a eine Widerstandskomponente (R) in dem PM-Sensor 4, und die Schaltung 47b erfasst eine Kapazitätskomponente (C) in dem PM-Sensor 4.
Bei der Erfassung der Widerstandskomponente erfasst die Schaltung 47a die Widerstandskomponente beruhend auf einem Strom, der zwischen den Elektroden 42 fließt, wenn die Elektroden 42 miteinander über die abgeschiedenen PM verbunden sind. Bei der Erfassung der Kapazitätskomponente erfasst die Schaltung 47b die Kapazitätskomponente beruhend auf einem Strom, der durch die Kapazität zwischen den Elektroden 42 erzeugt wird, da sich die Kapazitätskomponente auch dann, wenn die Elektroden 42 nicht miteinander über die abgeschiedenen PM verbunden sind, durch getrennte Teilchen der PM ergibt.
Demzufolge beginnt das Erfassungsergebnis der Kapazitätskomponente, früher als das Erfassungsergebnis der Widerstandskomponente von null aus anzusteigen. In dieser Hinsicht ist die Empfindlichkeit der Erfassung der Kapazitätskomponente höher als die der Erfassung der Widerstandskomponente. Die Erfassung der Widerstandskomponente erfolgt verglichen mit der Erfassung der Kapazitätskomponente stabiler. Zum Beispiel sind bei der Erfassung der Widerstandskomponente ein Fehler und/oder eine Schwankung kleiner als bei der Erfassung der Kapazitätskomponente. Somit ist die Empfindlichkeit der Schaltung 47b höher als die der Schaltung 47a, und die Stabilität des Ausgangssignals ist bei der Schaltung 47a höher als bei der Schaltung 47b.
Im Fall der Ausfallerfassung des DPF 3 wird die Schaltung 47a über den Schalter 48 mit einer der Elektroden 42 verbunden, so dass die abgeschiedene PM-Menge stabil als die Widerstandskomponente erfasst wird. Außerdem wird die Ausfallfeststellung des DPF 3 in diesem Fall unter Verwendung eines verhältnismäßig großen Schwellenwerts vorgenommen. Im Fall der Ausfallerfassung des PM-Sensors 4 wird die Schaltung 47b über den Schalter 48 mit einer der Elektroden 42 verbunden, so dass die abgeschiedene PM-Menge mit hoher Empfindlichkeit als die Kapazitätskomponente erfasst wird. Außerdem wird die Ausfallfeststellung des Sensors 4 in diesem Fall unter Verwendung eines verhältnismäßig kleinen Schwellenwerts vorgenommen.
13 zeigt ein Beispiel des Aufbaus des PM-Sensors 4. Außerdem ist 13 ein konzeptionelles Schaubild. Zum Beispiel sind die Schaltungen 47a, 47b einfach parallel zueinander angeordnet. Alternativ können die Schaltungen 47a, 47b komplizierter sein. In 13 erfasst die Schaltung 47a die Widerstandskomponente und die Schaltung 47b die Kapazitätskomponente. Alternativ kann zwischen einer Schaltung hoher Empfindlichkeit und einer Schaltung geringer Empfindlichkeit umgeschaltet werden, so dass die Widerstandskomponente und die Kapazitätskomponente erfasst werden. Dabei kann das Berechnungsverfahren der Widerstandskomponente und der Kapazitätskomponente ein herkömmliches Verfahren sein.
Das System 1 stellt beruhend auf dem Ausgangssignal des PM-Sensors 4 fest, ob der Ausfall des PM-Sensors 4 vorliegt. Dabei schließt der Ausfall des PM-Sensors 4 ein Verstopfen des Lochs der Abdeckung 41, den Ausfall eines elektrischen Systems in dem Sensor 4 und dergleichen ein. 4 zeigt einen Ausfallerfassungsprozess gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In Bezug auf den Ausfallerfassungsprozess in 4 wird zuvor ein Programm erstellt. Dann wird das Programm in dem Speicher 50 gespeichert, und die ECU 5 liest das Programm automatisch aus dem Speicher 50 aus, so dass die ECU 5 das Programm ausführt.
Im Schritt S10 in 4 steuert die ECU 5 den DPF 3, um die Regenerierung des DPF 3 zu starten. Im Schritt S20 steuert die ECU 5 den DPF 3, um die Regenerierung zu beenden. Wenn die ECU 5 nach dem Schritt S20 spätere Schritte durchführt, ist demzufolge zwischen der letzten DPF-Regenerierung und der nächsten DPF-Regenerierung ein Zeitintervall eingestellt. Dabei wird der PM-Sensor 4 im Ausfallerfassungsprozess zum Zeitintervall der DPF-Regenerierung nicht regeneriert.
Als Nächstes wählt die ECU 5 im Schritt S25 eine der Schaltungen 47a, 47b aus. Wenn die Schaltung 47a wie oben beschrieben den Widerstand (R) erfasst und die Schaltung 47b die Kapazität (C) erfasst, wird geeigneter Weise die Schaltung 47a mit der geringen Empfindlichkeit verwendet, um den Ausfall des DPF 3 zu erfassen. Geeigneter Weise wird die Schaltung 47b mit der hohen Empfindlichkeit verwendet, um den Ausfall des PM-Sensors 4 zu erfassen. Da nach dem Schritt S25 der Ausfall des PM-Sensors 4 festgestellt wird, wählt die ECU 5 somit im Schritt S25 die Schaltung 47b, so dass die Schaltung 47a über den Schalter 48 mit einer der Elektroden 42 verbunden wird.
Als Nächstes erfasst (d. h. besorgt) die ECU 5 im Schritt S30 das Ausgangssignal des PM-Sensors 4. Im Schritt S40 stellt die ECU 5 fest, ob die Regenerierung des DPF 3 verlangt wird. Wenn die ECU 5 dabei feststellt, dass der Schätzwert der abgeschiedenen PM-Menge in dem DPF 3 einen vorbestimmten Wert überschreitet, der ein Schwellenwert zum Starten der DPF-Regenerierung ist, wird die Regenerierung des DPF 3 verlangt. Wenn die Regenerierung des DPF 3 verlangt wird, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S40 "JA" ist, geht es mit Schritt S50 weiter. Wenn die Regenerierung des DPF 3 nicht verlangt wird, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S40 "NEIN" ist, geht es mit Schritt S30 weiter, so dass die Schritte S30 und S40 wiederholt werden. Somit werden die Schritte S30 und S40 wiederholt, bis nach dem Abschluss der Regenerierung im Schritt S20 die nächste Regenerierung des DPF 3 verlangt wird. Demzufolge wird das PM-Sensorausgangssignal überwacht. Die im Schritt S30 ermittelten PM-Sensorausgangssignalwerte werden zum Beispiel in dem Speicher 50 gespeichert.
Im Schritt S50 stellt die ECU 5 fest, ob sich der derzeitige Zeitpunkt in dem Zeitintervall der DPF-Regenerierung befindet. Wenn sich der derzeitige Zeitpunkt in dem Zeitintervall der DPF-Regenerierung befindet, d. h. wenn die Feststellung des Schritts S50 "JA" ist, geht es mit Schritt S60 weiter. Wenn sich der derzeitige Zeitpunkt nicht in dem Zeitintervall der DPF-Regenerierung befindet, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S50 "NEIN" ist, endet der Prozess.
Im Schritt S60 stellt die ECU 5 fest, ob sämtliche im Schritt S30 ermittelten PM-Sensorausgangssignale kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert sind. Dabei stellt der Schwellenwert ein derartiges Merkmal dar, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet, wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert überschreitet. Wenn sämtliche PM-Sensorausgangssignale kleiner als der Schwellenwert sind, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S60 "JA" ist, geht es weiter mit Schritt S90. Wenn mindestens eines der PM-Sensorausgangssignale gleich hoch wie oder größer als der Schwellenwert ist, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S60 "NEIN" ist, geht es mit Schritt S100 weiter.
Wenn sämtliche PM-Sensorausgangssignale den Schwellenwert nicht überschreiten, geht es mit Schritt S90 weiter. Demzufolge stellt die ECU 5 in diesem Fall im Schritt S90 fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet, d. h. dass ein PM-Sensorausfall vorliegt. Wenn mindestens eines der PM-Sensorausgangssignale den Schwellenwert überschreitet, geht es mit Schritt S100 weiter. Demzufolge stellt die ECU 5 in diesem Fall in Schritt S100 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet, d. h. dass der PM-Sensorausfall nicht vorliegt. Somit ist der Prozess in 4 abgeschlossen. In 4 können die Schritte S60 bis S100 alternativ zu vorbestimmten Zyklen während des DPF-Regenerierungsintervalls ausgeführt werden. Wenn in diesem Fall mindestens eines der PM-Sensorausgangssignale den Schwellenwert während des DPF-Regenerierungsintervalls überschreitet, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet.
5 zeigt eine Zeittafel der Merkmale im System 1, wenn die ECU 5 den Prozess in 4 ausführt. In 1 wird während des DPF-Regenerierungsintervalls auch dann eine kleine Menge der vom Motor 2 abgegebenen PM nicht gefiltert (d. h. sie geht durch den DPF 3 hindurch), wenn der DPF 3 normal arbeitet. Demzufolge nimmt der Integrationswert der durch den DPF 3 hindurchgehenden PM-Menge, die als unverbrannter Kohlenstoff definiert ist, mit der Zeit zu. Das Fahrzeug mit dem Motor 2 läuft während des DPF-Regenerierungsintervalls 200 km bis 800 km. Dabei hängt die Fahrstrecke des Fahrzeugs während des DPF-Regenerierungsintervalls von der Einstellbedingung des PM-Abgasausmaßes vom Motor 2 und der Materialeinfangleistung des DPF 3 ab.
In einem Teil der Dauer des DPF-Regenerierungszeitintervalls, der sich zwischen dem Beginn des Zeitintervalls und einer bestimmten abgelaufenen Zeit befindet, ist die an dem Fühler 40 anhaftende PM-Menge klein, so dass keine elektrische Leitung zwischen den Elektroden 42 hergestellt wird. Während dieses Teils der Dauer bleibt das PM-Sensorausgangssignal somit null. Wenn danach die an dem Fühler 40 anhaftende PM-Menge zunimmt und die PM-Menge eine bestimmte Menge überschreitet, wird die elektrische Leitung zwischen den Elektroden 42 hergestellt. Das PM-Sensorausgangssignal beginnt somit, von null anzusteigen. In dem Prozess in 4 stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet, wenn das PM-Sensorausgangssignal einmal den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung überschreitet. Wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung während des DPF-Regenerierungszeitintervalls nicht überschreitet, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet und dass am PM-Sensor 4 der Ausfall vorliegt.
Im Schritt S60 stellt die ECU 5 fest, ob das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert während des DPF-Regenerierungszeitintervalls überschreitet, so dass die ECU 5 über den Ausfall des PM-Sensors 4 entscheidet. Alternativ kann die ECU 5 feststellen, ob sich das PM-Sensorausgangssignal in einem bestimmten Bereich befindet, der ein normaler Bereich des PM-Sensors 4 ist, wenn der PM-Sensor 4 normal arbeitet, so dass die ECU 5 über den Ausfall des PM-Sensors 4 entscheidet. Zum Beispiel ist ein Verfahren zum Feststellen des normalen Ausgangssignals derart beschaffen, dass die ECU 5 feststellt, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet, wenn der Anstiegszeitpunkt des PM-Sensorausgangssignals früher als ein vorbestimmter Zeitpunkt ist, und dass die ECU 5 feststellt, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet, wenn der Anstiegszeitpunkt später als der vorbestimmte Zeitpunkt ist. Dabei erhöht sich das PM-Sensorausgangssignal zum Anstiegszeitpunkt des PM-Sensorausgangssignals von null aus. Alternativ kann die ECU 5 feststellen, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet, wenn eine Anstiegsrate (d. h. eine Steigung einer Kurve) des PM-Sensorausgangssignals eine vorbestimmte Rate überschreitet, und dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet, wenn die Anstiegsrate des PM-Sensorausgangssignals die vorbestimmte Rate nicht überschreitet.
Wenn das PM-Sensorausgangssignal im ersten Ausführungsbeispiel während des DPF-Regenerierungszeitintervalls nicht normal ist, stellt die ECU 5 somit fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet. In diesem Fall wird die PM-Sensorregenerierung während des DPF-Regenerierungszeitintervalls nicht durchgeführt. Des Weiteren ist die Schaltung 47b zum Erfassen der an dem Fühler 40 anhaftenden PM-Menge eine Schaltung hoher Empfindlichkeit. Somit kann der Ausfall des PM-Sensors 4 mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Wenn das PM-Sensorausgangssignal während des DPF-Regenerierungsintervalls den Schwellenwert nicht überschreitet, wird im zweiten Ausführungsbeispiel die Startzeit der DPF-Regenerierung um eine vorbestimmte Zeit verzögert. Während der vorbestimmten Zeit wird die Ausfallerfassung kontinuierlich durchgeführt. Ein Prozessvorgang gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in 6 gezeigt. In dem Prozessvorgang in 6 werden zu dem Prozess von 4 neue Schritte S65 bis S85 hinzugefügt.
Wenn die Feststellung im Prozess in 6 im Schritt S60 "JA" ist, geht es mit Schritt S65 weiter. Im Schritt S65 verzögert (d. h. unterbricht) die ECU 5 den Start der Regenerierung des DPF 3, obwohl die ECU 5 im Schritt S40 die Aufforderung für die DPF-Regenerierung bestätigt, d. h. obwohl die ECU 5 feststellt, dass die Regenerierung des DPF 3 verlangt wird. Im Schritt S70 fährt die ECU 5 damit fort, das Ausgangssignal des PM-Sensors 4 zu erfassen.
Die ECU 5 stellt im Schritt S80 fest, ob die abgelaufene Zeit von der DPF-Regenerierungsaufforderung an eine vorbestimmte Schwellenzeit überschreitet. Dabei ist die abgelaufene Zeit von der DPF-Regenerierungsaufforderung an die abgelaufene Zeit, seit der die ECU 5 begonnen hat, die DPF-Regenerierung im Schritt S65 zu unterbrechen, und ist als eine DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeit definiert. Wenn die DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeit die Schwellenzeit überschreitet, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S80 "JA" ist, geht es mit Schritt S85 weiter. Wenn die DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeit die Schwellenzeit nicht überschreitet, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S80 "NEIN" ist, geht es zu Schritt S65 zurück. In diesem Fall erfasst die ECU 5 im Schritt S70 erneut das PM-Sensorausgangssignal. Wenn die ECU 5 die Schritte S65 bis S80 erneut ausführt, wird das PM-Sensorausgangssignal während der DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeit überwacht.
Wenn es zum Schritt S85 geht, stellt die ECU 5 fest, ob sämtliche im Schritt S70 ermittelten PM-Sensorausgangssignale kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, d. h. ob mindestens eines der im Schritt S70 ermittelten PM-Sensorausgangssignale größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Dabei ist der Schwellenwert im Schritt S85 gleich dem Schwellenwert im Schritt S60. Wenn sämtliche PM-Sensorausgangssignale kleiner als der Schwellenwert sind, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S85 "JA" ist, geht es mit Schritt S90 weiter. Wenn mindestens eines der PM-Sensorausgangssignale gleich hoch wie oder größer als der Schwellenwert ist, d. h. wenn die Feststellung von Schritt S85 "NEIN" ist, geht es mit Schritt S100 weiter.
Wenn es mit Schritt S90 weitergeht, überschreiten sämtliche PM-Sensorausgangssignale während des DPF-Regenerierungszeitintervalls den Schwellenwert nicht, d. h. die Feststellung im Schritt S60 ist "JA". Des Weiteren überschreiten sämtliche PM-Sensorausgangssignale während der DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeit den Schwellenwert nicht, d. h. die Feststellung im Schritt S85 ist "JA". Demzufolge stellt die ECU 5 in diesem Fall im Schritt S90 fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet, d. h. dass der PM-Sensorausfall vorliegt.
Wenn es zum Schritt S100 geht, überschreitet mindestens eines der PM-Sensorausgangssignale während des DPF-Regenerierungszeitintervalls den Schwellenwert, d. h. die Feststellung im Schritt S60 ist "NEIN" oder mindestens eines der PM-Sensorausgangssignale während der DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeit überschreitet den Schwellenwert, d. h. die Feststellung im Schritt S85 ist "NEIN". Demzufolge stellt die ECU 5 in diesem Fall im Schritt S100 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet, d. h. dass der PM-Sensorausfall nicht vorliegt. Somit ist der Prozess in 6 abgeschlossen.
7 zeigt eine Zeittafel von Merkmalen in dem System 1, wenn die ECU 5 den Prozess in 6 ausführt. Ähnlich wie in 5 wird während des DPF-Regenerierungszeitintervalls auch dann eine kleine Menge der vom Motor 2 abgegebenen PM nicht gefiltert (d. h. sie geht durch den DPF 3 hindurch), wenn der DPF 3 normal arbeitet. Demzufolge nimmt der Integrationswert der durch den DPF 3 hindurchgehenden PM-Menge, die als unverbrannter Kohlenstoff definiert ist, mit der Zeit zu. Wenn die an dem Fühler 40 anhaftende PM-Menge zunimmt, wird zu einem bestimmten Zeitpunkt die elektrische Leitung zwischen den Elektroden 42 hergestellt. Somit beginnt das PM-Sensorausgangssignal damit, von null aus anzusteigen. Wenn das PM-Sensorausgangssignal in dem Prozess in 6 einmal den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung während des DPF-Regenerierungszeitintervalls überschreitet, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet.
Wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung während des DPF-Regenerierungszeitintervalls nicht überschreitet, führt die ECU 5 die Fehlerfeststellung des PM-Sensors 4 nicht aus. Anstelle dessen unterbricht die ECU 5 für ein vorbestimmtes Zeitintervall den Start der DPF-Regenerierung. Wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls einmal überschreitet, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet. Wenn das PM-Sensorausgangssignal allerdings den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls nicht überschreitet, stellt die ECU 5 am Ende des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet und dass am PM-Sensor 4 ein Ausfall vorliegt. Somit wird der DPF-Regenerierungsstart unterbrochen, damit das System 1 sicher feststellt, ob der PM-Sensor 4 normal arbeitet.
Somit stellt die ECU 5 im zweiten Ausführungsbeispiel auch dann, wenn das PM-Sensorausgangssignal während des DPF-Regenerierungszeitintervalls den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung nicht überschreitet, nicht unmittelbar fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet. Anstelle dessen unterbricht die ECU 5 die Regenerierung des DPF 3 für ein vorbestimmtes Zeitintervall, d. h. das DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervall. Wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert der PM-Sensorausfallfeststellung während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls nicht überschreitet, stellt die ECU 5 schließlich fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet. Demzufolge stellt das System den PM-Sensorausfall mit hoher Genauigkeit fest.
Das System 1 stellt somit den DPF-Ausfall und den PM-Sensorausfall entsprechend dem PM-Sensorausgangssignal fest. Beispiele des PM-Sensorausfallschwellenwerts und des DPF-Ausfallschwellenwerts sind in 8 gezeigt. Der DPF-Ausfallschwellenwert stellt einen Wert zum derartigen Feststellen des Ausfalls dar, dass festgestellt wird, dass der DPF-Ausfall vorliegt, wenn das PM-Sensorausgangssignal den Wert überschreitet. Der PM-Sensorausfallschwellenwert ist ein Schwellenwert zum derartigen Feststellen des Ausfalls, dass festgestellt wird, dass der PM-Sensorausfall vorliegt, wenn das PM-Sensorausgangssignal den Wert nicht überschreitet. Der PM-Sensorausfallschwellenwert wird dabei in den Schritten S60 und S85 verwendet.
Wenn von der ECU 5 die PM-Sensorausfallfeststellung durchgeführt wird, wird angenommen, dass die PM-Menge, die nicht von dem DPF 3 gefiltert wird, d. h. die durch den DPF 3 zur stromabwärtigen Seite gehende PM-Menge, klein ist. Selbst wenn der DPF-Ausfallschwellenwert verhältnismäßig groß ist, wird die Ausfallfeststellung des DPF 3 richtig durchgeführt. Der DPF-Ausfallfeststellungsschwellenwert ist somit, wie in 8 gezeigt ist, größer als der PM-Sensorausfallfeststellungsschwellenwert. Somit stellt das System 1 nicht beruhend auf dem Ausgangssignal von dem ausgefallenen PM-Sensor fest, dass der DPF-Ausfall vorliegt.
Drittes Ausführungsbeispiel
Um den Ausfall des PM-Sensors 4 mit hoher Genauigkeit festzustellen, erhöht das System 1 im dritten Ausführungsbeispiel die Temperatur des Fühlers 40 des PM-Sensors 4, so dass der elektrische Widerstand der an dem PM-Sensor 4 anhaftenden PM verringert wird. Der Prozess gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist in 9 gezeigt. In 9 ist zu dem Prozess in 6 der Schritt S66 hinzugefügt.
In dem Prozess in 9 wird nach dem Schritt S65 mit dem Schritt S66 fortgefahren. Im Schritt S66 steuert die ECU 5 die Heizung 43, um den Fühler 40 über die Temperatursteuerung 45 zu erhitzen, damit die Temperatur des Fühlers 40 in dem PM-Sensor 4 zunimmt. Der Grund, warum die Temperatur des Fühlers 40 erhöht wird, ist der, dass in einigen Fällen, wenn der elektrische Widerstand der an dem Fühler 40 anhaftenden PM hoch ist und eine bestimmte Menge der PM auf dem PM-Sensor 4 abgeschieden ist, der Einfluss der abgeschiedenen PM nicht für eine Änderung des PM-Sensorausgangssignals sorgt. Der elektrische Widerstand der PM hat im Allgemeinen eine spezifische Temperaturkennlinie. Angenommen, dass sich die Temperatur in dem System 1 in 1 in einem gewöhnlichen Bereich befindet, d. h. dass sich die Temperatur in dem System 1 in dem gewöhnlichen Bereich zwischen Zimmertemperatur und 300°C befindet, verringert sich der elektrische Widerstand der PM (d. h. eine Kurve des elektrischen Widerstands ist nach unten gekrümmt), wenn die Temperatur in dem System ansteigt. Wenn die Temperatur der an dem Sensor 4 anhaftenden PM verringert wird, fließt der Strom demzufolge leicht und wird daher leicht das PM-Sensorausgangssignal erzeugt.
10 zeigt ein Beispiel des Temperaturanstiegs des Fühlers 40 in dem PM-Sensor 4. Wie in 10 gezeigt ist, kann die PM-Messfühlertemperatur während einer kurzen Zeit, die kürzer als das DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervall ist, angehoben werden. Wenn das PM-Sensorausgangssignal entsprechend der Wirkung des Temperaturanstiegs während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls zunimmt und das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert überschreitet, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet. Wenn das PM-Sensorausgangssignal während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls nicht ausreichend zunimmt und das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert nicht überschreitet, obwohl die PM-Messfühlertemperatur angehoben wird, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet.
In dem dritten Ausführungsbeispiel stellt die ECU 5 auch dann, wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert während des DPF-Regenerierungszeitintervalls nicht überschreitet, nicht unmittelbar fest, dass der PM-Sensor 4 ausgefallen ist. Die ECU 5 unterbricht die Regenerierung des DPF 3 und führt eine Steuerung durch, um die PM-Messfühlertemperatur während des Unterbrechungszeitintervalls anzuheben, so dass der elektrische Widerstand der an dem Fühler 40 anhaftenden PM verringert wird. Wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert nicht überschreitet, stellt die ECU 5 auch in diesem Fall fest, dass der PM-Sensor 4 ausgefallen ist. Demzufolge wird der Einfluss eines Falls, dass der elektrische Widerstand der PM hoch ist, beseitigt, wenn die Ausfallfeststellung des PM-Sensors 4 durchgeführt wird. Somit wird die Ausfallfeststellung genau durchgeführt.
Viertes Ausführungsbeispiel
Wenn der Ausfall des PM-Sensors 4 festgestellt wird, wird bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine angelegte Spannung am PM-Sensor 4 erhöht. Der Prozess gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in 11 gezeigt. In dem Prozess in 11 ist zu dem Prozess in 6 der Schritt S67 hinzugefügt.
In dem Prozess in 11 wird nach dem Schritt S65 mit dem Schritt S67 fortgefahren. Im Schritt S67 steuert die ECU 5 die Spannungssteuerung 46, um eine angelegte Spannung am PM-Sensor 4 zu erhöhen. Der Grund, warum die angelegte Spannung erhöht wird, ist der, dass in einigen Fällen, wenn der elektrische Widerstand der an dem PM-Sensor 4 anhaftenden PM hoch ist und eine bestimmte Menge der PM auf dem PM-Sensor 4 abgeschieden ist, der Einfluss der abgeschiedenen PM keine Änderung des PM-Sensorausgangssignals hervorruft. Wenn die angelegte Spannung am PM-Sensor 4 erhöht wird, kann das PM-Sensorausgangssignal leicht erzeugt werden, obwohl der elektrische Widerstand der an dem PM-Sensor 4 anhaftenden PM hoch ist.
Ein Beispiel des Anstiegs der angelegten Spannung am PM-Sensor 4 ist in 12 gezeigt. Wie in 12 gezeigt ist, kann die angelegte Spannung am PM-Sensor 4 stufenweise erhöht werden. Wenn das PM-Sensorausgangssignal entsprechend der Wirkung des Spannungsanstiegs während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls zunimmt und das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert überschreitet, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 normal arbeitet. Wenn das PM-Sensorausgangssignal während des DPF-Regenerierungsstart-Unterbrechungszeitintervalls nicht ausreichend zunimmt und das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert nicht überschreitet, obwohl die angelegte Spannung angehoben wird, stellt die ECU 5 fest, dass der PM-Sensor 4 nicht normal arbeitet.
In dem vierten Ausführungsbeispiel stellt die ECU 5 auch dann, wenn das PM-Sensorausgangssignal während des DPF-Regenerierungszeitintervalls den Schwellenwert nicht überschreitet, nicht unmittelbar fest, dass der PM-Sensor 4 ausgefallen ist. Die ECU 5 unterbricht die Regenerierung des DPF 3 und führt eine Steuerung durch, um die angelegte Spannung an dem PM-Sensor 4 während des Unterbrechungszeitintervalls anzuheben. Wenn das PM-Sensorausgangssignal den Schwellenwert nicht überschreitet, stellt die ECU 5 schließlich auch in diesem Fall fest, dass der PM-Sensor 4 ausgefallen ist. Demzufolge wird der Einfluss eines Falles, dass der elektrische Widerstand der PM hoch ist, beseitigt, wenn die Ausfallfeststellung des PM-Sensors 4 durchgeführt wird. Somit wird die Ausfallfeststellung genau durchgeführt.
In den obigen Ausführungsbeispielen ist der Motor 2 ein Dieselmotor. Alternativ kann der Motor 2 ein Magerverbrennungsbenzinmotor sein. In den obigen Ausführungsbeispielen befindet sich der PM-Sensor 4 auf der stromabwärtigen Seite des DPF 3. Alternativ kann sich der PM-Sensor 4 nicht auf der stromabwärtigen Seite des DPF 3 befinden.
Die obige Erfindung weist die folgenden Aspekte auf.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Erfassungssystem: einen Filter zum Entfernen von Partikeln, die von einem Verbrennungsmotor abgegeben werden, wobei sich der Filter in einem Abgasdurchlass von dem Motor befindet; einen Detektor zum Erfassen der Partikel, wobei sich der Detektor in dem Abgasdurchlass auf der stromabwärtigen Seite des Filters befindet; und eine erste Feststellungsvorrichtung zum Feststellen, ob der Detektor normal arbeitet. Der Filter wird in einem Filterregenerierungsprozess auf eine solche Weise regeneriert, dass die an dem Filter anhaftenden Partikel verbrannt und aus dem Filter entfernt werden. Ein Filterregenerierungszeitintervall ist als ein Zeitintervall zwischen einem letzten Filterregenerierungsprozess und einem nächsten Filterregenerierungsprozess definiert. Der Detektor gibt ein vorbestimmtes normales Ausgangssignal aus, wenn der Detektor normal arbeitet. Die erste Feststellungsvorrichtung stellt fest, dass ein Ausfall des Detektors vorliegt, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist.
Das obige System stellt mit hoher Genauigkeit gemäß Informationen über das Ausgangssignal des Detektors fest, ob ein Ausfall des Detektors vorliegt.
Alternativ kann die erste Feststellungsvorrichtung einen Start des Filterregenerierungsprozesses um eine vorbestimmte Verzögerungsdauer verzögern, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist. Die erste Feststellungsvorrichtung bestätigt, dass der Ausfall des Detektors vorliegt, wenn der Detektor während der vorbestimmten Verzögerungsdauer das Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist. Wenn ein Filterleistungsvermögen des Filters hoch ist, so dass eine von dem Filter nicht gefilterte Menge der Partikel klein ist, kann das System selbst dann, wenn der Detektor normal ist, feststellen, dass der Detektor normal arbeiten würde. Demzufolge verzögert in dem obigen Fall die erste Feststellungsvorrichtung einen Start des Filterregenerierungsprozesses, und die erste Feststellungsvorrichtung bestätigt, dass der Ausfall des Detektors vorliegt, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall und der vorbestimmten Verzögerungsdauer ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten Normalausgangssignal verschieden ist. Das System stellt somit genau fest, ob ein Ausfall des Detektors vorliegt.
Alternativ kann das Erfassungssystem außerdem Folgendes umfassen: eine zweite Feststellungsvorrichtung. Die erste Feststellungsvorrichtung stellt fest, dass das Ausgangssignal des Detektors von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, wenn das Ausgangssignal des Detektors nicht einen ersten Schwellenwert überschreitet, und die zweite Feststellungsvorrichtung stellt fest, dass ein Ausfall des Filters vorliegt, wenn das Ausgangssignal des Detektors einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist. In diesem Fall stellt das System unter der Bedingung, dass die durch den Filter gehende Menge der Partikel verhältnismäßig klein ist, geeignet fest, ob der Ausfall des Detektors vorliegt. Des Weiteren stellt das System mit dem verhältnismäßig großen zweiten Stellenwert fest, ob ein Ausfall des Filters vorliegt.
Alternativ kann das Erfassungssystem außerdem Folgendes umfassen: eine zweite Feststellungsvorrichtung zum Feststellen entsprechend des Ausgangssignals des Detektors, ob der Filter normal arbeitet. Die erste Feststellungsvorrichtung umfasst eine erste elektrische Schaltung und die zweite Feststellungsvorrichtung umfasst eine zweite elektrische Schaltung, wobei die erste elektrische Schaltung eine Empfindlichkeit hat, die höher als die der zweiten elektrischen Schaltung ist. Wenn das System den Ausfall des Detektors feststellt, ist die Menge der an dem Detektor anhaftenden Partikel verglichen mit einem Fall, in dem das System den Ausfall des Filters feststellt, im Allgemeinen klein. Wenn das System den Ausfall des Detektors feststellt, wird somit die erste elektrische Schaltung mit der hohen Empfindlichkeit verwendet. Daher stellt das System den Ausfall des Detektors selbst dann mit hoher Genauigkeit fest, wenn die Menge der an dem Detektor anhaftenden Partikel klein ist.
Alternativ kann die erste Feststellungsvorrichtung die Temperatur des Detektors anheben, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall das Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist. Die erste Feststellungsvorrichtung bestätigt, dass der Ausfall des Detektors vorliegt, wenn der Detektor ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, nachdem die Temperatur des Detektors angehoben wurde. Wenn in diesem Fall der elektrische Widerstand der an dem Detektor anhaftenden Partikel hoch ist und die Menge der an dem Detektor anhaftenden Partikel nicht dem Ausgangssignal des Detektors entspricht, wird die Temperatur des Detektors angehoben, so dass der elektrische Widerstand der Partikel verringert wird, da die Partikel eine Temperaturkennlinie haben. Das Ausgangssignal des Detektors wird auf diese Weise geeignet sichergestellt. Das System beschränkt somit den Feststellungsfehler des Detektors, der durch das Merkmal hervorgerufen wird, dass der elektrische Widerstand der Partikel hoch ist.
Alternativ kann die erste Feststellungsvorrichtung eine an den Detektor angelegte Spannung anheben, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall das Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist. Die erste Feststellungsvorrichtung bestätigt, dass der Ausfall des Detektors vorliegt, wenn der Detektor ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, nachdem die an den Detektor angelegte Spannung angehoben wurde. Wenn in diesem Fall der elektrische Widerstand der an dem Detektor anhaftenden Partikel hoch ist und die Menge der an dem Detektor anhaftenden Partikel nicht dem Ausgangssignal des Detektors entspricht, wird die angelegte Spannung des Detektors angehoben. Das Ausgangssignal des Detektors wird auf diese Weise selbst dann geeignet sichergestellt, wenn der elektrische Widerstand der Partikel hoch ist. Das System beschränkt somit den Feststellungsfehler des Detektors, der durch das Merkmal hervorgerufen wird, dass der elektrische Widerstand der Partikel hoch ist.
Alternativ kann die erste Feststellungsvorrichtung feststellen, dass das Ausgangssignal des Detektors von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, wenn das Ausgangssignal des Detektors einen ersten Schwellenwert nicht überschreitet. Der Verbrennungsmotor ist ein Dieselmotor und der Filter ein Dieselpartikelfilter.
Des Weiteren kann die erste Feststellungsvorrichtung feststellen, dass der Detektor normal arbeitet, wenn der Detektor in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das nicht von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist. Die erste Feststellungsvorrichtung stellt fest, dass das Ausgangssignal des Detektors nicht von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, wenn das Ausgangssignal des Detektors den ersten Schwellenwert mindestens einmal überschreitet.
Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben, doch versteht sich, dass sie nicht auf die Ausführungsbeispiele und ihren Aufbau beschränkt ist. Die Erfindung soll im Rahmen des Schutzumfangs der Erfindung auch verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdecken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-275977 A [0003, 0004, 0005]

Claims

Erfassungssystem mit: einen Filter (3) zum Entfernen von Partikeln, die von einem Verbrennungsmotor (2) abgegeben werden, wobei sich der Filter (3) in einem Abgasdurchlass von dem Motor (2) befindet; einem Detektor (4) zum Erfassen der Partikel, wobei sich der Detektor (4) in dem Abgasdurchlass auf der stromabwärtigen Seite des Filters (3) befindet; und einer ersten Feststellungsvorrichtung (5) zum Feststellen, ob der Detektor (4) normal arbeitet, wobei der Filter (3) in einem Filterregenerierungsprozess auf eine solche Weise regeneriert wird, dass die an dem Filter (3) anhaftenden Partikel verbrannt und aus dem Filter (3) entfernt werden, ein Filterregenerierungszeitintervall als ein Zeitintervall zwischen einem letzten Filterregenerierungsprozess und einem nächsten Filterregenerierungsprozess definiert ist, der Detektor (4) ein vorbestimmtes normales Ausgangssignal ausgibt, wenn der Detektor (4) normal arbeitet, und die erste Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass ein Ausfall des Detektors (4) vorliegt, wenn der Detektor (4) in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist.
Erfassungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) einen Start des Filterregenerierungsprozesses um eine vorbestimmte Verzögerungsdauer verzögert, wenn der Detektor (4) in dem Filterregenerierungszeitintervall das Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, und die erste Feststellungsvorrichtung (5) bestätigt, dass der Ausfall des Detektors (4) vorliegt, wenn der Detektor (4) während der vorbestimmten Verzögerungsdauer ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist.
Erfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, mit außerdem: einer zweiten Feststellungsvorrichtung (5), wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass das Ausgangssignal des Detektors (4) von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, wenn das Ausgangssignal des Detektors (4) nicht einen ersten Schwellenwert überschreitet, und die zweite Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass ein Ausfall des Filters (3) vorliegt, wenn das Ausgangssignal des Detektors (4) einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist.
Erfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, mit außerdem: einer zweiten Feststellungsvorrichtung (5) zum Feststellen entsprechend des Ausgangssignals des Detektors (4), ob der Filter (3) normal arbeitet, wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) eine erste elektrische Schaltung umfasst und die zweite Feststellungsvorrichtung (5) eine zweite elektrische Schaltung umfasst und die erste elektrische Schaltung eine Empfindlichkeit hat, die höher als die der zweiten elektrischen Schaltung ist.
Erfassungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) die Temperatur des Detektors (4) anhebt, wenn der Detektor (4) in dem Filterregenerierungszeitintervall das Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, und die erste Feststellungsvorrichtung (5) bestätigt, dass der Ausfall des Detektors (4) vorliegt, wenn der Detektor (4) ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, nachdem die Temperatur des Detektors (4) angehoben wurde.
Erfassungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) eine an den Detektor (4) angelegte Spannung anhebt, wenn der Detektor (4) in dem Filterregenerierungszeitintervall das Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, und die erste Feststellungsvorrichtung (5) bestätigt, dass der Ausfall des Detektors (4) vorliegt, wenn der Detektor (4) ein Ausgangssignal ausgibt, das von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, nachdem die an den Detektor (4) angelegte Spannung angehoben wurde.
Erfassungssystem nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass das Ausgangssignal des Detektors (4) von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, wenn das Ausgangssignal des Detektors (4) einen ersten Schwellenwert nicht überschreitet, der Verbrennungsmotor (2) ein Dieselmotor (2) ist und der Filter (3) ein Dieselpartikelfilter (3) ist.
Erfassungssystem nach Anspruch 7, wobei die erste Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass der Detektor (4) normal arbeitet, wenn der Detektor (4) in dem Filterregenerierungszeitintervall ein Ausgangssignal ausgibt, das nicht von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, und die erste Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass das Ausgangssignal des Detektors (4) nicht von dem vorbestimmten normalen Ausgangssignal verschieden ist, wenn das Ausgangssignal des Detektors (4) den ersten Schwellenwert mindestens einmal überschreitet.
Erfassungssystem nach Anspruch 8, mit außerdem: einer zweiten Feststellungsvorrichtung (5), wobei die zweite Feststellungsvorrichtung (5) feststellt, dass ein Ausfall des Filters (3) vorliegt, wenn das Ausgangssignal des Detektors (4) einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist.