DE102016205278A1

DE102016205278A1 - Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für einen partikelfilter

Info

Publication number: DE102016205278A1
Application number: DE102016205278.0A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Takaoka; Toru Kidokoro
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: JP2016196835A; CN106050378A; DE102016205278B4; GB2540650A; CN106050378B; FR3034457A1; US10065140B2; GB2540650B; JP6252537B2; FR3034457B1; US20160288037A1

Abstract

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Genauigkeit einer Abnormalitätsdiagnose eines Partikelfilters unter Verwendung des Ausgangswerts eines PM-Sensors, welcher stromabwärts des Partikelfilters in einer Abgasleitung vorgesehen ist, zu verbessern. Eine Ausgestaltung der Erfindung vergleicht eine Änderungsrate eines Ausgangswerts des PM-Sensors vor einer Ausführung eines Filterdiagnoseprozesses eines Diagnostizierens einer Abnormalität des Filters basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors mit einem Referenzwert und ermittelt, ob ein Filterabnormalitätsprozess durchgeführt werden soll. Ein hoher Wert wird in dem Fall als der Referenzwert eingestellt, welcher mit der Änderungsrate des Ausgangswerts des PM-Sensors verglichen werden soll, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen Elektroden des PM-Sensors erwartet wird, groß zu sein, verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für einen Partikelfilter, welcher in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, um PM (Particulate Matter, Partikel), welches in dem Abgas enthalten ist, einzufangen.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Es gibt eine bekannte Technik, einen Partikelfilter (nachstehend kann er einfach als ”Filter” bezeichnet werden), welcher konfiguriert ist, in dem Abgas enthaltenes PM einzufangen, in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vorzusehen. Ein Defekt wie beispielsweise eine Erosion oder ein Bruchschaden können in dem Filter auftreten. Das Auftreten eines solchen Defekts erhöht die Menge an PM, welche nicht vom dem Filter eingefangen wird, sondern aus dem Filter herausfließt. Das Auftreten eines solchen Defekts in dem Filter oder das Auftreten einer Abnormalität des Filters, zum Beispiel eine Loslösung des Filters von der Abgasleitung, führt zu einer Zunahme von an die Atmosphäre abgegebenem PM. Eine vorgeschlagene Technik stellt dementsprechend einen PM-Sensor stromabwärts des Filters in der Abgasleitung bereit und diagnostiziert eine Abnormalität des Filters basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors. Eine bekannte Ausgestaltung des für die Abnormalitätsdiagnose des Filters verwendeten PM-Sensors hat ein Elektrodenpaar als ein Sensorelement und gibt ein Signal aus, welches der sich zwischen den Elektroden ablagernden Menge von PM entspricht.
Eine in Patentliteratur 1 offenbarte Technik vergleicht einen Ausgangswert eines stromabwärts eines Filters in einer Abgasleitung vorgesehenen PM-Sensors mit einem geschätzten Wert einer Ablagerungsmenge von PM in dem PM-Sensor, um die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Defekts bei dem Filter zu ermitteln. Die in Patentliteratur 1 beschriebene Technik schätzt eine Ausflussmenge von PM aus dem Filter unter der Annahme, dass der Filter in einem vorbestimmten Zustand ist, und berechnet einen geschätzten Wert der Ablagerungsmenge von PM in dem PM-Sensor basierend auf dem integrierten Wert der geschätzten Ausflussmenge von PM. Der Zustand des Filters kann durch Vergleichen des geschätzten Werts der Ablagerungsmenge von PM mit dem tatsächlichen Ausgangswert des PM-Sensors detektiert werden.
Eine in Patentliteratur 2 offenbarte Technik diagnostiziert einen Defekt eines Filters basierend auf dem Zeitpunkt, wenn eine Energieversorgung durch Ablagerung von PM zwischen den Elektroden eines PM-Sensors, welcher stromabwärts des Filters in der Abgasleitung vorgesehen ist, gestartet wird. Die in Patentliteratur 2 beschriebene Technik stellt in dem Fall fest, dass ein Defekt in dem Filter auftritt, in welchem der Zeitpunkt, wenn die Energieversorgung zwischen den Elektroden des PM-Sensors gestartet wird, früher ist als ein Energieversorgungsstartzeitpunkt unter der Annahme, dass ein Defekt in dem Filter auftritt.
Patentliteratur 3 offenbart eine Technik bezüglich einer Detektion einer Abnormalität eines PM-Sensors. Die in Patentliteratur 3 beschriebene Technik brennt aus und entfernt zwischen Elektroden des PM-Sensors abgelagertes PM durch Erwärmen mit einem Heizer. Eine Abnormalität des PM-Sensors wird basierend auf einer Änderung bei einem Widerstandswert zwischen den Elektroden relativ zu einer Brennentfernungszeit detektiert.
Literaturstellenverzeichnis
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 2011-179467A
Patentliteratur 2: Japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 2012-122399A
Patentliteratur 3: Japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 2012-077716A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wie oben beschrieben erhöht das Auftreten eines Defekts bei dem Filter die Ausflussmenge von PM aus dem Filter. Dies führt zu einer Zunahme einer zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangenen Menge von PM, welcher stromabwärts des Filters in der Abgasleitung vorgesehen ist. Dies stellt die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors verglichen mit der Ablagerungsmenge von PM im Normalzustand des Filters bereit. Das gleiche gilt für den Fall, in welchem der Filter von der Abgasleitung losgelöst ist. Eine Abnormalitätsdiagnose des Filters kann deshalb basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors in einer vorbestimmten Zeitperiode durchgeführt werden.
Es gibt eine Wahrscheinlichkeit, dass leitfähiges Material abgesehen von PM als dem ursprünglichen Detektionsobjekt (nachstehend als Fremdstoffe bezeichnet) zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen wird. Selbst in dem normalen Zustand des Filters können solche Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen werden. Einfangen der Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors verändert auch den Ausgangswert des PM-Sensors. In dem Fall einer Abnormalitätsdiagnose des Filters basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors in dem Zustand, dass Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind, gibt es eine Wahrscheinlichkeit einer falschen Diagnose, den Filter als abnormal zu diagnostizieren, obwohl der Filter tatsächlich normal ist.
Unter Berücksichtigung der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Genauigkeit einer Abnormalitätsdiagnose eines Filters bei Verwendung des Ausgangswerts eines stromabwärts des Filters in einer Abgasleitung vorgesehenen PM-Sensors zu verbessern.
Lösung des Problems
Eine Ausgestaltung der Erfindung vergleicht eine Änderungsrate (Änderungsgeschwindigkeit) eines Ausgangswerts des PM-Sensors vor einer Ausführung eines Filterdiagnoseprozesses eines Diagnostizierens einer Abnormalität des Filters basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors mit einem Referenzwert und ermittelt, ob ein Filterabnormalitätsprozess durchgeführt werden soll. Ein höherer Wert wird in dem Fall als der Referenzwert eingestellt, welcher mit der Änderungsrate des Ausgangswerts des PM-Sensors verglichen werden soll, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen Elektroden des PM-Sensors erwartet wird, groß zu sein, verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein.
Insbesondere ist gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für einen Partikelfilter vorgesehen, welcher in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, um in Abgas enthaltenes PM einzufangen. Die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung umfasst: einen PM-Sensor, welcher stromabwärts des Partikelfilters in der Abgasleitung vorgesehen ist und ausgestaltet ist, ein Elektrodenpaar als ein Sensorelement zu haben und ein einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden entsprechendes Signal auszugeben, wenn Stromdurchgang zwischen den Elektroden durch Ablagerung von PM zwischen den Elektroden etabliert/hergestellt ist, wobei der PM-Sensor so ausgestaltet ist, dass eine größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden eine höhere Änderung/Variation im Ausgangswert des PM-Sensors relativ zu einer Zunahme einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden bereitstellt; eine Sensorwiederherstellungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen Sensorwiederherstellungsprozess eines Entfernens von sich zwischen den Elektroden des PM-Sensors ablagerndem/absetzendem PM durchzuführen; eine Filterdiagnoseeinheit, welche ausgestaltet ist, einen Filterdiagnoseprozess eines Diagnostizierens einer Abnormalität des Partikelfilters basierend auf einem Ausgangswert des PM-Sensors zu einem Zeitpunkt durchzuführen, wenn eine vorbestimmte Ermittlungszeitperiode seit einem vorbestimmten PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist, welches ein Zeitpunkt ist, wenn eine Ablagerung von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors nach Abschluss des Sensorwiederherstellungsprozesses durch die Sensorwiederherstellungseinheit neu gestartet wird/wieder anläuft; eine Überwachungseinheit, welche ausgestaltet ist, ein Ausgangssignal des PM-Sensors nach dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt kontinuierlich zu überwachen; eine Ermittlungseinheit, welche ausgestaltet ist zu ermitteln/festzustellen, dass der Filterdiagnoseprozess durch die Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll, wenn eine Sensorausgangsänderungsrate höher wird als eine vorbestimmte Ermittlungsänderungsrate vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt, wobei die Sensorausgangsänderungsrate eine Änderung im von der Überwachungseinheit überwachten Ausgangswert des PM-Sensors pro Einheit einer Zunahme in einer Referenzablagerungsmenge von PM ist, wobei die Referenzablagerungsmenge von PM ein geschätzter Wert der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors unter der Annahme ist, dass der Partikelfilter in einem vorbestimmten Referenzzustand ist, oder eine Änderung in einem von der Überwachungseinheit überwachten Ausgangswert des PM-Sensors pro Zeiteinheit ist, wobei die Referenzablagerungsmenge von PM ein geschätzter Wert der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors unter der Annahme ist, dass der Partikelfilter in einem vorbestimmten Referenzzustand ist; und eine Einstelleinheit, welche ausgestaltet ist, einen höheren Wert als die Ermittlungsänderungsrate, welche durch die Ermittlungseinheit mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, in einem Fall einzustellen, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors erwartet wird, groß zu sein zu einem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt, eingestellt wird, verglichen mit einem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein zu einem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt.
Bei dem PM-Sensor der Erfindung wird ein Stromdurchgang zwischen den Elektroden durch Ablagerung von PM etabliert, wenn die sich zwischen den Elektroden als dem Sensorelement ablagernde Menge von PM gleich zu oder größer als eine vorbestimmte Menge wird. Die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden, wenn Stromdurchgang zwischen den Elektroden des PM-Sensors durch Ablagerung von PM eingerichtet wird, wird als eine ”Effektivablagerungsmenge von PM” bezeichnet. Wenn die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden gleich zu oder größer als die Effektivablagerungsmenge von PM wird, erzeugt der PM-Sensor einen Ausgangswert entsprechend der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden. Bei dem PM-Sensor, welcher konfiguriert ist, einen Ausgangswert zu erzeugen, der den Wert von zwischen den Elektroden fließendem elektrischen Strom wiedergibt, erhöht sich der Ausgangswert des PM-Sensors mit einer Zunahme bei der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden. Bei dem PM-Sensor, welcher ausgestaltet ist, einen Ausgangswert zu erzeugen, welcher den Widerstandswert zwischen den Elektroden wiedergibt, vermindert sich auf der anderen Seite der Ausgangswert des PM-Sensors mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden. Der PM-Sensor der Erfindung kann jedes/irgendeines dieser Ausgangscharakteristika haben, solange wie der PM-Sensor ausgestaltet ist, ein Signal entsprechend der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden auszugeben. Die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden stellt die höhere Rate eines Abnehmens bei einem elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden relativ zu der Zunahme der Ablagerungsmenge von PM bereit und stellt die höhere Rate einer Zunahme beim zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Strom bereit. Ob der PM-Sensor ausgestaltet ist, den Ausgangswert zu erzeugen, welcher den Widerstandswert zwischen den Elektroden wiedergibt, oder ausgestaltet ist, den Ausgangswert zu erzeugen, welcher den Wert eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms wiedergibt, die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden stellt die höhere Änderung/Variation im Ausgangswert des PM-Sensors relativ zu der Zunahme der Ablagerungsmenge von PM bereit.
Wenn die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden die Effektivablagerungsmenge von PM erreicht und dann fortschreitend durch Fortführung des Einfangens von PM erhöht wird, ändert sich der Ausgangswert des PM-Sensors fortschreitend/graduell/allmählich mit der Zunahme bei der Ablagerungsmenge von PM. Wenn Fremdstoffe ebenso wie PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors eingefangen werden, wird ein Stromdurchgang zwischen den Elektroden durch die eingefangenen Fremdstoffe hergestellt, den Widerstandswert zwischen den Elektroden abrupt zu senken. In diesem Fall wird der Ausgangswert des PM-Sensors drastisch verändert verglichen mit dem Fall, in welchem der Ausgangswert des PM-Sensors mit einer allmählichen Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden durch Einfangen von PM zwischen den Elektroden verändert wird. In anderen Worten gibt es, wenn der Ausgangswert des PM-Sensors sich abrupt ändert, eine hohe Möglichkeit, dass Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind.
Bei der Abnormalitätsdiagnosevorrichtung des obigen Aspekts arbeitet die Überwachungseinheit, das Ausgangssignal des PM-Sensors nach dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt kontinuierlich zu überwachen. Der PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt bezeichnet einen Zeitpunkt, wenn eine Ablagerung von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors nach einem Abschluss des Sensorwiederherstellungsprozesses durch die Sensorwiederherstellungseinheit neu gestartet wird.
Der geschätzte Wert der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors wird unter der Annahme, dass der Filter in dem vorbestimmten Referenzzustand ist, als die Referenzablagerungsmenge von PM spezifiziert. Der unterschiedliche Zustand des Filters stellt die unterschiedliche Flussrate von PM von dem Filter bereit. Eine Änderung bei einer Flussrate von PM von dem Filter führt zu einer Änderung bei einer zwischen den Elektroden des PM-Sensors eingefangenen Menge von PM und resultiert in einer Änderung der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden. Der Referenzzustand bezeichnet einen Zustand des Filters, welcher für eine Schätzung der Referenzablagerungsmenge von PM angenommen wird.
Die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors pro Einheit einer Zunahme der Referenzablagerungsmenge von PM oder die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors pro Zeiteinheit ist als die Sensorausgangsänderungsrate spezifiziert. Wenn der Ausgangswert des PM-Sensors wie oben beschrieben drastisch durch Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden des PM-Sensors geändert wird, führt dies zu einer Zunahme bei der Sensorausgangsänderungsrate. Dementsprechend ermittelt die Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Sensorausgangsänderungsrate vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt höher wird als die vorbestimmte Ermittlungsänderungsrate, dass der Filterdiagnoseprozess von der Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll.
Die Ermittlungsänderungsrate wird als ein Referenzwert zum Unterscheiden verwendet, ob die Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors der graduellen Zunahme bei der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zuzuschreiben ist oder einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden zuzuschreiben ist. Selbst in dem Fall, in welchem der Ausgangswert des PM-Sensors sich allmählich durch die allmähliche Zunahme einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden ändert, ist die Sensorausgangsänderungsrate nicht konsistent konstant. Die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden stellt die höhere Rate einer Abnahme beim Widerstandswert zwischen den Elektroden relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit. Die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden stellt die höhere Rate einer Zunahme beim zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Strom relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit. Dementsprechend stellt die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden die höhere Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit. Nach dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt erhöht sich die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden fortschreitend/graduell/allmählich durch kontinuierliches Einfangen von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors. Selbst wenn im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden eingefangen sind, wird daher die Sensorausgangsänderungsrate fortschreitend/graduell/allmählich mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden erhöht.
Es wird angenommen, dass die Ermittlungsänderungsrate auf einen relativ kleinen Wert fixiert ist. In dem Zustand, dass sich eine relativ große Menge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors ablagert, kann, selbst wenn im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden gefangen sind, die Sensorausgangsänderungsrate durch die Änderung des Ausgangswerts des PM-Sensors, welche einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zugeschrieben wird, die Ermittlungsänderungsrate überschreiten. In diesem Fall ermittelt die Ermittlungseinheit, dass der Filterdiagnoseprozess von der Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll, obwohl im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind. Es wird auf der anderen Seite angenommen, dass die Ermittlungsänderungsrate auf einen relativ großen Wert fixiert ist. Selbst in dem Zustand, dass Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind, kann in dem Fall, in welchem die Sensorausgangsänderungsrate durch die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welche einem solchen Einfangen zugeschrieben ist, relativ klein ist, die Sensorausgangsänderungsrate die Ermittlungsänderungsrate nicht überschreiten. In diesem Fall stellt die Ermittlungseinheit nicht fest, dass der Filterdiagnoseprozess durch die Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll, obwohl Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind. Als ein Ergebnis wird der Filterdiagnoseprozess durchgeführt.
Gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung wird ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate zum Ermitteln, ob der Filterdiagnoseprozess ausgeführt werden soll oder nicht, verglichen werden soll, in dem Fall eingestellt, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt erwartet wird, groß zu sein, verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein. Diese Ausgestaltung kann mit hoher Genauigkeit unterscheiden, ob die Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors der fortschreitenden Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zugeschrieben werden soll oder einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden zugeschrieben werden soll.
Selbst wenn eine relativ große Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors eine relativ hohe Sensorausgangsänderungsrate durch die Änderung bei dem Ausgangswert des PM-Sensors, welche einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zugeschrieben wird, bereitstellt, vermindert dies die Wahrscheinlichkeit, dass die Sensorausgangsänderungsrate die Ermittlungsänderungsrate überschreitet. Dies hindert dementsprechend die Ermittlungseinheit daran zu ermitteln/festzustellen, dass der Filterdiagnoseprozess von der Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll, obwohl im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind. Selbst wenn eine relativ kleine Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors eine relativ niedrige Ausgangsänderungsrate durch die Änderung in dem Ausgangswert des PM-Sensors, welche einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden zugeschrieben wird, bereitstellt, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass die Sensorausgangsänderungsrate die Ermittlungsänderungsrate überschreitet. Dies erhöht dementsprechend die Wahrscheinlichkeit, dass die Ermittlungseinheit ermittelt/feststellt, dass der Filterdiagnoseprozess von der Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll, wenn Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind.
Wenn wie oben beschrieben Fremdstoffe zwischen den Elektroden des PM-Sensors vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt gefangen werden, soll der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden. Dies kann eine falsche Diagnose durch die Filterdiagnoseeinheit, dass der Filter abnormal ist, wegen eines Fangens von Fremdstoffen zwischen den Elektroden des PM-Sensors, obwohl der Filter tatsächlich normal ist, reduzieren. Dies verbessert dementsprechend die Diagnosegenauigkeit bei der Filterabnormalitätsdiagnose unter Verwendung des Ausgangswerts des PM-Sensors. Außerdem kann dies eine Ausführung der Filterabnormalitätsdiagnose daran hindern, unnötig verhindert zu werden. Dies resultiert in einer Unterdrückung einer Reduktion der Ausführungsfrequenz der Filterabnormalitätsdiagnose über eine Notwendigkeit hinaus.
Die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors kann erwartet werden, in den folgenden Fällen groß zu sein. Die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors wird erwartet, in dem Fall groß zu sein, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM groß ist verglichen mit dem Fall, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM klein ist. In Bezug auf den PM-Sensor, welcher ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend dem Wert eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms bereitzustellen, wird die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors erwartet, in dem Fall groß zu sein, in welchem der PM-Sensor einen großen Ausgangswert hat verglichen mit dem Fall, in welchem der PM-Sensor einen kleinen Ausgangswert hat. In Bezug auf den PM-Sensor, welcher ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend dem Widerstandswert zwischen den Elektroden bereitzustellen, wird die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors erwartet, in dem Fall groß zu sein, in welchem der PM-Sensor einen kleinen Ausgangswert hat verglichen mit dem Fall, in welchem der PM-Sensor einen großen Ausgangswert hat. Die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors wird erwartet, in dem Fall groß zu sein, in welchem eine lange Zeit seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist, verglichen mit dem Fall, in welchem eine kurze Zeit verstrichen ist.
Bei der Abnormalitätsdiagnosevorrichtung des obigen Aspekts kann, wenn die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung bei dem von der Überwachungseinheit überwachten Ausgangswert des PM-Sensors pro Einheit einer Zunahme bei der Referenzablagerungsmenge von PM ist, die Einstelleinheit einen höheren Wert als die Ermittlungsänderungsrate, welche von der Ermittlungseinheit mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, in einem Fall einstellen, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM groß zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt ist verglichen mit einem Fall, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM klein zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt ist.
Bei der Abnormalitätsdiagnosevorrichtung des obigen Aspekts kann die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung bei dem von der Überwachungseinheit überwachten Ausgangswert des PM-Sensors pro Einheit einer Zunahme bei der Referenzablagerungsmenge von PM sein und wird als ein Verhältnis einer Differenz zwischen Ausgangswerten des PM-Sensors zu zwei Zeitpunkten, welche um ein vorbestimmtes Intervall unterschiedlich voneinander sind, zu einer Differenz zwischen Referenzablagerungsmengen von PM zu den zwei Zeitpunkten berechnet. Ein Ausgangswert an einem früheren Zeitpunkt unter Ausgangswerten des PM-Sensors zu zwei Zeitpunkten, welche verwendet werden, um die Sensorausgangsänderungsrate zu berechnen, ist als ein erster Ausgangswert spezifiziert. Bei diesem Aspekt kann, wenn der PM-Sensor ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend einem Wert eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms bereitzustellen und den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zu erhöhen, die Einstelleinheit einen höheren Wert als die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate von der Ermittlungseinheit verglichen werden soll, in einem Fall einstellen, in welchem der erste Ausgangswert, welcher verwendet wird, um die Sensorausgangsänderungsrate zu berechnen, groß ist, verglichen mit einem Fall, in welchem der erste Ausgangswert klein ist. Bei dem obigen Aspekt kann, wenn der PM-Sensor ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend einem Widerstandswert zwischen den Elektroden bereitzustellen und den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zu vermindern, die Einstelleinheit einen höheren Wert als die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate durch die Ermittlungseinheit verglichen werden soll, in einem Fall einstellen, in welchem der erste Ausgangswert, welcher verwendet wird, um die Sensorausgangsänderungsrate zu berechnen, klein ist, verglichen mit einem Fall, in welchem der erste Ausgangswert groß ist.
Bei der Abnormalitätsdiagnosevorrichtung des obigen Aspekts kann, wenn die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung bei dem von der Überwachungseinheit überwachten Ausgangswert des PM-Sensors pro Zeiteinheit ist, die Einstelleinheit einen höheren Wert als die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate durch die Ermittlungseinheit verglichen werden soll, in einem Fall, in welchem eine lange Zeit seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist, einstellen verglichen mit einem Fall, in welchem eine kurze Zeit seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist.
Diese Aspekte veranlassen, dass ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate in dem Fall eingestellt wird, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors erwartet wird, zu dem entsprechenden Zeitpunkt zu der Sensorausgangsänderungsrate groß zu sein, verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein.
Die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für den Filter gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung kann ferner eine Filterwiederherstellungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen Filterwiederherstellungsprozess eines Entfernens von sich auf dem Filter ablagerndem PM durchzuführen; und einen Differentialdrucksensor beinhalten, welcher ausgestaltet ist, ein Signal entsprechend einer Differenz beim Abgasdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Filters auszugeben. Bei diesem Aspekt kann ein Zustand des Filters basierend auf einem Ausgangswert des Differentialdrucksensors zu einem Zeitpunkt geschätzt werden, wenn der von der Filterwiederherstellungseinheit durchgeführte Wiederherstellungsprozess abgeschlossen ist vor einer Ausführung des Sensorwiederherstellungsprozesses durch die Sensorwiederherstellungseinheit. Die Referenzablagerungsmenge von PM kann unter der Annahme geschätzt werden, dass der Filter in dem als der Referenzzustand vorbestimmte, geschätzten Zustand ist. Dies erlaubt eine Schätzung der Referenzablagerungsmenge von PM unter der Annahme, dass der Zustand des Filters in gewissem Masse nahe dem tatsächlichen Zustand ist. Bei diesem Aspekt kann die Sensorausgangsänderungsrate eine Änderung beim von der Überwachungseinheit überwachten Ausgangswert des PM-Sensors pro Einheit einer Zunahme der Referenzablagerungsmenge von PM sein. Dies ermöglicht es, dass die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welche der allmählichen Zunahme der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zugeschrieben wird, von der Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welche einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden zugeschrieben wird, mit der höheren Genauigkeit basierend auf der Sensorausgangsänderungsrate unterschieden zu werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die obigen Aspekte der Erfindung können die Genauigkeit einer Abnormalitätsdiagnose des Filters unter Verwendung des Ausgangswerts des PM-Sensors, welcher stromabwärts des Filters in der Abgasleitung vorgesehen ist, verbessern. Dies kann auch eine Reduzierung der Ausführungsfrequenz einer Filterabnormalitätsdiagnose über eine Notwendigkeit hinaus unterdrücken.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen deutlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine erste Darstellung, welche die schematische Anordnung eines Verbrennungsmotors und dessen Ansaug-/Einlass- und Abgassystems gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
2 ist eine Darstellung, welche schematisch die Anordnung eines PM-Sensors gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
3 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Ablagerungsmenge von PM zwischen Elektroden des PM-Sensors und dem Ausgangswert des PM-Sensors gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
4 ist ein Diagramm, welches eine Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors nach einem Spannungsanlegungszeitpunkt gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
5 sind Diagramme, welche eine Wirkung von Fremdstoffen, welche zwischen den Elektroden des PM-Sensors gefangen sind, auf den Ausgangswert des PM-Sensors zeigen;
6 ist ein Diagramm, welches eine Korrelation zwischen einer Referenzablagerungsmenge von PM und einer Ermittlungsänderungsrate gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Fluss/Ablauf eines Filterabnormalitätsdiagnoseprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Fluss/Ablauf eines Ermittlungsprozesses zum Ermitteln, ob eine Ausführung eines Filterdiagnoseprozesses verhindert werden soll oder nicht, gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
9 ist eine zweite Darstellung, welche die schematische Anordnung eines Verbrennungsmotors und dessen Ansaug-/Einlass- und Abgassystems gemäß Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
10 ist ein erstes Diagramm, welches eine Korrelation zwischen einem Ausgangswert des PM-Sensors und einer Ermittlungsänderungsrate gemäß einer Modifikation 1 des Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
11 ist ein zweites Diagramm, welches eine Korrelation zwischen einem Ausgangswert des PM-Sensors und einer Ermittlungsänderungsrate gemäß einer Modifikation 1 des Ausführungsbeispiels veranschaulicht; und
12 ist ein Diagramm, welches eine Korrelation zwischen einer seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichenen Zeit und einer Ermittlungsänderungsrate gemäß einer Modifikation 2 des Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Das Folgende beschreibt konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen. Die Dimensionen, die Materialien, die Formen, die Positionsbeziehungen und Ähnliches der jeweiligen Komponenten, welche bei den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben sind, dienen nur dem Zweck einer Veranschaulichung und sind überhaupt nicht beabsichtigt, den Schutzbereich der Erfindung auf solch spezifische Beschreibungen zu begrenzen.
<Ausführungsbeispiel 1>
1 ist eine Darstellung, welche die schematische Anordnung eines Verbrennungsmotors 1 und dessen Einlass- und Abgassystems gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt. Der Verbrennungsmotor 1, welcher in 1 gezeigt ist, ist ein Kompressionszündungsverbrennungsmotor (Dieselmotor), welcher Leichtöl als Brennstoff verwendet. Der Verbrennungsmotor 1 kann alternativ ein Funkenzündungsverbrennungsmotor sein, welcher Benzin oder Ähnliches als Brennstoff verwendet.
Der Verbrennungsmotor 1 beinhaltet ein Brennstoffeinspritzventil 3, welches ausgestaltet ist, den Brennstoff in einen Zylinder 2 einzuspritzen. In dem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor 1 als der Funkenzündungsverbrennungsmotor vorgesehen ist, kann das Brennstoffeinspritzventil 3 ausgestaltet sein, den Brennstoff in einen Ansaugkanal einzuspritzen.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Einlassleitung 4 verbunden. Die Einlassleitung 4 ist mit einem Luftmassenmesser 40 und einer Einlassdrosselklappe 41 versehen. Der Luftmassenmesser 40 ist ausgestaltet, ein elektrisches Signal entsprechend der Menge (Masse) der Einlassluft (der Luft), welche in der Einlassleitung 4 fließt, auszugeben. Die Einlassdrosselklappe 41 ist stromabwärts des Luftmassenmessers 40 in der Einlassleitung 4 angeordnet, Die Einlassdrosselklappe 41 ist ausgestaltet, die Leitungsquerschnittsfläche der Einlassleitung 4 zu ändern und dadurch die in den Verbrennungsmotor 1 aufgenommene Menge an Luft zu regulieren.
Der Verbrennungsmotor 1 ist auch mit einer Abgasleitung 5 verbunden. Die Abgasleitung 5 ist mit einem Oxidationskatalysator 50 und einem Partikelfilter (nachstehend einfach als ”Filter” bezeichnet) 51 versehen. Der Filter 51 ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 50 in der Abgasleitung 5 angeordnet. Der Filter 51 ist ein Wandstromfilter, welcher aus einem porösen Basismaterial hergestellt ist und ausgestaltet ist, in dem Abgas enthaltenes PM zu fangen.
Ein Brennstoffhinzufügungsventil 52 ist stromaufwärts des Oxidationskatalysators 50 in der Abgasleitung 5 angeordnet. Das Brennstoffhinzufügungsventil 52 ist ausgestaltet, Brennstoff zu dem in der Abgasleitung 5 strömenden Abgas hinzuzufügen. Die Abgasleitung 5 ist auch mit einem Temperatursensor 54 und einem PM-Sensor 55 versehen, welche stromabwärts des Filters 51 angeordnet sind. Der Temperatursensor 54 ist ausgestaltet, ein elektrisches Signal auszugeben, welches der Temperatur des Abgases entspricht. Der PM-Sensor 55 ist ausgestaltet, ein elektrisches Signal auszugeben, welches sich auf die Menge von PM, die aus dem Filter 51 herausfließt, bezieht.
Die schematische Ausgestaltung des PM-Sensors 55 wird mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist eine Darstellung, welche die schematische Ausgestaltung des PM-Sensors 55 veranschaulicht. Der PM-Sensor 55 ist ein elektrodenbasierter PM-Sensor. Der PM-Sensor 55 beinhaltet in dem veranschaulichten Beispiel von 2 nur einen Satz von Elektroden, kann aber mehrere Sätze von Elektroden beinhalten.
Der PM-Sensor 55 beinhaltet ein Sensorelement 553, einen Amperemeter 554, ein Heizelement/Heizer 555 und eine Abdeckung 556. Das Sensorelement 553 ist durch ein Paar von Elektroden 551 und 552 gebildet, welche entfernt voneinander an einer Oberfläche eines plattenförmigen Isolators 550 angeordnet sind. Das Amperemeter 554 ist ausgestaltet, den zwischen den Elektroden 551 und 552 fließenden elektrischen Strom zu messen. Das Heizelement 555 ist ein elektrischer Heizer, welcher an einer rückseitigen Fläche des Isolators 550 angeordnet ist. Die Abdeckung 556 ist vorgesehen, das Sensorelement 553 abzudecken. Die Abdeckung 556 hat eine Vielzahl von Durchgangslöchern 557 darin ausgebildet. Die Elektroden 551 und 552 und das Heizelement 555 des PM-Sensors 55 werden von einer externen Energiequelle 60 mit elektrischer Energie versorgt. Der PM-Sensor 55 stellt ein Ausgangssignal bereit, welches den von dem Amperemeter 554 gemessenen Wert des elektrischen Stroms wiedergibt. Der Ausgangswert des PM-Sensors 55 wird in eine Überwachungseinheit 101 einer ECU 10 eingegeben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der Ausgangswert des PM-Sensors 55 dadurch kontinuierlich von der Überwachungseinheit 101 der ECU 10 überwacht werden. In dem Fall, in welchem der PM-Sensor 55 mit einer Sensorsteuereinheit (SCU) zum Steuern des PM-Sensors 55 versehen ist, kann die SCU eine Überwachungseinheit beinhalten, welche ausgestaltet ist, den Ausgangswert des PM-Sensors 55 kontinuierlich zu überwachen.
In dem Zustand, in welchem der die obige Ausgestaltung habende PM-Sensor 55 an der Abgasleitung 5 angebracht ist, fließt ein Teil des Abgases, welches in der Abgasleitung 5 fließt, über die Durchgangslöcher 557 in die Abdeckung 556 hinein. PM, welches in dem in die Abdeckung 556 fließenden Abgas beinhaltet ist, wird zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen. Ein Fangen von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 wird durch ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 beschleunigt.
Das Folgende beschreibt die Beziehung zwischen der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 und dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 mit Bezug auf 3. Die Abszisse von 3 zeigt die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 und die Ordinate von 3 zeigt den Ausgangswert des PM-Sensors 55. Einfangen von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 resultiert in einer fortschreitenden/graduellen/allmählichen Zunahme der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552. In dem Zustand, in welchem eine Spannung zwischen den Elektroden 551 und 552 angelegt ist, stellt eine Ablagerung einer vorbestimmten Menge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 so, um von einer Elektrode 551 zu der anderen Elektrode 552 zu verbinden, einen Stromdurchgang (elektrischen Durchgang) zwischen den Elektroden 551 und 552 wegen der elektrischen Leitfähigkeit von PM bereit. Wenn die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 jedoch weniger als die vorbestimmte Menge ist, gibt es keinen Stromdurchgang zwischen den Elektroden 551 und 552. Die Ablagerungsmenge von PM, welche einen Stromdurchgang zwischen den Elektroden 551 und 552 bereitstellt, wird nachstehend als eine ”Effektivablagerungsmenge von PM” bezeichnet.
Wie in 3 gezeigt, gibt es keinen Stromdurchgang zwischen den Elektroden 551 und 552, bis die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 die Effektivablagerungsmenge von PM erreicht, so dass der Ausgangswert des PM-Sensors 55 gleich Null ist. Wenn die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 die Effektivablagerungsmenge von PM erreicht, wird der Ausgangswert des PM-Sensors 55 größer als Null. Nachdem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 die Effektivablagerungsmenge von PM erreicht, nimmt der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 551 und 552 mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 ab. Dies resultiert in einer Zunahme des elektrischen Stroms, welcher zwischen den Elektroden 551 und 552 fließt. Der Ausgangswert des PM-Sensors 55 nimmt dementsprechend mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zu. In der Beschreibung unten wird der Zeitpunkt, wenn der Ausgangswert des PM-Sensors 55 beginnt, von Null zuzunehmen, ”Ausgangsstartzeitpunkt” („Ausgabestartzeitpunkt”) genannt. Die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 stellt die höhere Rate einer Abnahme beim elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden 551 und 552 relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit und stellt daher die höhere Rate einer Zunahme beim elektrischen Strom, welcher zwischen den Elektroden 551 und 552 fließt, bereit. Die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 stellt dementsprechend die höhere Zunahmerate beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit.
Zurück verweisend auf 1 ist der Verbrennungsmotor 1 mit der elektronischen Steuereinheit (ECU) 10 versehen. Die ECU 10 ist eine Einheit, welche dazu dient, zum Beispiel die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 zu steuern. Die ECU 10 ist elektrisch mit verschiedenen Sensoren, welche einen Gaspedalstellungssensor 7 und einen Kurbelwellenpositionssensor 8 beinhalten, zusätzlich zu dem Luftmassenmesser 40, dem Temperatursensor 54 und dem PM-Sensor 55, welche oben beschrieben sind, verbunden. Der Gaspedalstellungssensor 7 ist als ein Sensor vorgesehen, welcher ein elektrisches Signal ausgibt, welches sich auf eine Bedienmenge (Gaspedalposition/Gaspedalstellung) eines Gaspedals (nicht gezeigt) bezieht. Der Kurbelwellenpositionssensor 8 ist als ein Sensor vorgesehen, welcher ein elektrisches Signal ausgibt, welches sich auf die Drehposition einer Ausgangswelle (Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 1 bezieht. Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden in die ECU 10 eingegeben. Die ECU 10 ist auch elektrisch mit verschiedenen Vorrichtungen wie beispielsweise dem Brennstoffeinspritzventil 3, der Einlassluftdrosselklappe 41 und dem Brennstoffhinzufügungsventil 52, welche oben beschrieben sind, verbunden. Die ECU 10 steuert die obigen verschiedenen Vorrichtungen basierend auf den Ausgangssignalen von den obigen verschiedenen Sensoren. Zum Beispiel führt die ECU 10 einen Filterwiederherstellungsprozess durch Hinzufügen des Brennstoffs mittels des Brennstoffhinzufügungsventils 52 durch, um sich an dem Filter 51 ablagerndes PM zu entfernen. Der Filterwiederherstellungsprozess erhöht die Temperatur des Filters 51 um die Wärme, welche durch Oxidation des von dem Brennstoffhinzufügungsventil 52 hinzugefügten Brennstoffs in dem Oxidationskatalysator 50 erzeugt wird. Dies resultiert in einem Oxidieren und Entfernen von an dem Filter 51 abgelagertem PM.
[Filterabnormalitätsdiagnose]
Ein Defekt wie beispielsweise ein Brechen oder eine Erosion können in dem Filter 51 zum Beispiel wegen eines Temperaturanstiegs während des obigen Filterwiederherstellungsprozesses auftreten. Solch ein in dem Filter 51 auftretender Defekt oder eine Abnormalität des Filters, zum Beispiel ein Ablösen des Filters 51 von der Abgasleitung 5, erhöhen in die Atmosphäre abgegebenes PM. Dieses Ausführungsbeispiel führt dementsprechend basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 eine Filterabnormalitätsdiagnose durch, um zu ermitteln, ob der Filter irgendeine Abnormalität hat. Das Folgende beschreibt eine Prozedur/ein Verfahren einer Filterabnormalitätsdiagnose gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Die Prozedur/das Verfahren einer Filterabnormalitätsdiagnose gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt zuerst einen Sensorwiederherstellungsprozess durch, um zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 abgelagertes PM zu entfernen. Insbesondere versorgt der Sensorwiederherstellungsprozess das Heizelement 555 mit elektrischer Energie von der Energiequelle 60 so, um das Sensorelement 553 mittels des Heizelements 555 zu erwärmen. Dies resultiert in einem Oxidieren und Entfernen von zwischen den Elektroden 551 und 552 abgelagertem PM. Bei dem Sensorwiederherstellungsprozess wird die Temperatur des Sensorelements 553 auf eine Temperatur gesteuert, welche ein Oxidieren von PM erlaubt, in dem die Versorgungsmenge von elektrischer Energie an das Heizelement 553 eingestellt wird.
Nach Durchführen des Sensorwiederherstellungsprozesses, um zwischen den Elektroden 551 und 552 abgelagertes PM zu entfernen, beginnt das Verfahren anschließend, eine Spannung der Energiequelle 60 an die Elektroden 551 und 552 anzulegen. In der Beschreibung unten wird der Zeitpunkt, wenn ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 begonnen wird, ”Spannungsanlegungszeitpunkt” genannt. Die Elektroden 551 und 552 haben für einige Zeit nach einer Beendigung des Sensorwiederherstellungsprozesses eine hohe Temperatur. Eine Kühlungszeitperiode zum Abkühlen der Elektroden 551 und 552 kann daher zwischen einer Beendigung des Sensorwiederherstellungsprozesses und dem Spannungsanlegungszeitpunkt vorgesehen sein.
Wie oben beschrieben, beschleunigt ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 ein Einfangen von PM zwischen den Elektroden 551 und 552. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Spannungsanlegungszeitpunkt deshalb dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt der Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 während des Sensorwiederherstellungsprozesses gestartet werden. In diesem Fall kann der Zeitpunkt, wenn der Sensorwiederherstellungsprozess abgeschlossen ist (das heißt der Zeitpunkt, wenn die Energieversorgung des Heizelements 555 gestoppt wird) als der PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt der Erfindung spezifiziert werden. Der Zeitpunkt, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode zum Ermitteln, dass die Temperatur der Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 zu einem solchen Grade reduziert ist, welcher das gefangene PM nicht oxidiert, seit der Beendigung des Sensorwiederherstellungsprozesses verstrichen ist, kann als der PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt der Erfindung spezifiziert werden.
Das Folgende beschreibt ein Verhalten des Ausgangswerts des PM-Sensors 55 nach einem Start eines Anlegens einer Spannung an die Elektroden 551 und 552. 4 ist ein Diagramm, welches eine Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55 nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt zeigt. Die Abszisse von 4 zeigt eine Referenzablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt, und die Ordinate von 4 zeigt den Ausgangswert des PM-Sensors 55.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Referenzablagerungsmenge von PM ein geschätzter Wert unter der Annahme, dass der Filter 51 in einem Referenzdefektzustand ist. Der Referenzdefektzustand bezeichnet einen Zustand eines geringsten Defekts unter den Zuständen, bei welchen der Filter 51 von einer Filterabnormalitätsdiagnose als abnormal ermittelt werden soll. Selbst in dem Zustand, dass sich der Filter 51 in einem gewissen Ausmaß verschlechtert, wird der Filter 51 von einer Filterabnormalitätsdiagnose als normal ermittelt, wenn der Verschlechterungszustand besser als der Referenzdefektzustand ist. Die Referenzablagerungsmenge von PM wird durch Schätzen der zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangenen Menge von PM (nachstehend einfach als ”gefangene Menge von PM” bezeichnet) unter der Annahme, dass der Filter 51 in dem Referenzdefektzustand ist, und durch Integrieren des geschätzten Werts der gefangenen Menge von PM berechnet. Selbst in dem Fall, in welchem der Zustand des Filters 51 selbst unverändert ist, verändert sich die Menge von PM, welche aus dem Filter 51 herausfließt, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 (zum Beispiel der Menge einer Brennstoffeinspritzung von dem Brennstoffeinspritzventil 3 und der Strömungsrate des Abgases) und der Ablagerungsmenge von PM an dem Filter 51. Das Verhältnis der Menge von PM, welche zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen ist, zu der Menge von PM, welche in dem Abgas enthalten ist, verändert sich auch in Abhängigkeit von der Strömungsrate des Abgases. Eine Schätzung der gefangenen Menge von PM unter der Annahme, dass der Filter 51 in dem Referenzdefektzustand ist, sollte dementsprechend die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 und die Ablagerungsmenge von PM an dem Filter 51 berücksichtigen. Jedes bekannte Verfahren kann verwendet werden, um die Referenzablagerungsmenge von PM konkret zu berechnen.
In der Graphik von 4 zeigt eine Kurve L1 eine Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem normalen Zustand (Normalzustand) des Filters 51 und eine Kurve L2 zeigt eine Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Defektzustand des Filters 51. Eine Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Zustand, in welchem der Filter 51 von der Abgasleitung 5 losgelöst ist, zeigt eine ähnliche Tendenz zu der Änderung in dem Defektzustand des Filters 51 relativ zu der Änderung in dem Normalzustand des Filters 51. In der Graphik von 4 stellt Qs1 eine Referenzablagerungsmenge von PM zu dem Ausgangsstartzeitpunkt (Ausgabestartzeitpunkt) in dem Normalzustand des Filters 51 dar, und Qs2 stellt eine Referenzablagerungsmenge von PM zu dem Ausgangsstartzeitpunkt (Ausgabestartzeitpunkt) in dem Defektzustand des Filters 51 dar. Das Verhalten des Ausgabewerts des PM-Sensors 55, wie es in 4 gezeigt ist, kann von der Überwachungseinheit 101 der ECU 10 überwacht werden.
Ein Defekt des Filters 51 reduziert die PM-Fangeffizienz des Filters 51. Dies resultiert in einer Zunahme der Menge von PM, welche aus dem Filter 51 herausfließt, pro Zeiteinheit (Ausflussmenge von PM). Dies erhöht dementsprechend die Menge von PM, welche den PM-Sensor 55 erreicht und zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen wird. Dies führt zu einer höheren Zunahmerate der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552. Als ein Ergebnis erreicht die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 in dem Defektzustand des Filters 51 die Effektivablagerungsmenge von PM früher als in dem normalen Zustand des Filters 51. Dementsprechend hat, wie in 4 gezeigt, der Defektzustand des Filters 51 eine kürzere Zeitperiode von dem Spannungsanlegungszeitpunkt bis zu dem Ausgangsstartzeitpunkt als der Normalzustand des Filters 51 (Qs2 < Qs1). Der Defektzustand des Filters 51 hat auch eine höhere Zunahmerate der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 nach dem Ausgangsstartzeitpunkt als der Normalzustand des Filters 51. Der Defektzustand des Filters 51 hat dementsprechend eine höhere Änderungsrate der Sensorausgabe (des Sensorausgangs) nach dem Ausgangsstartzeitpunkt als der normale Zustand des Filters 51, wie in 4 gezeigt. Die Änderungsrate der Sensorausgabe kennzeichnet eine Zunahmerate des Ausgangswerts des PM-Sensors 55 pro Einheit einer Zunahme der Referenzablagerungsmenge von PM.
Es gibt einen Unterschied im Verhalten des Ausgangswerts des PM-Sensors 55 zwischen dem Normalzustand des Filters 51 und dem abnormalen Zustand des Filters 51 wie oben beschrieben. Als ein Ergebnis stellt der abnormale Zustand des Filters 51 einen größeren Ausgangswert des PM-Sensors 55 nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt bereit als der normale Zustand des Filters 51. Dementsprechend liest die Prozedur/das Verfahren einer Filterabnormalitätsdiagnose gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem Zeitpunkt aus, wenn eine vorbestimmte Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist. Wenn der ausgelesene Ausgangswert des PM-Sensors 55 gleich zu oder höher als ein vorbestimmter Abnormalitätsermittlungswert Sth ist, wird ermittelt, dass der PM-Sensor 55 abnormal ist. Die Ermittlungszeitperiode dtd wird als eine Zeitdauer von dem Spannungsanlegungszeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Referenzablagerungsmenge von PM eine vorbestimmte Ermittlungsmenge einer PM-Ablagerung Qpme0 erreicht, eingestellt.
[Verfahren zum Ermitteln, ob eine Filterabnormalitätsdiagnose durchgeführt werden soll oder nicht]
Es gibt eine Wahrscheinlichkeit, dass anderes leitfähiges Material als PM als das ursprüngliche Detektionsobjekt (Fremdstoffe) zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen werden. Zum Beispiel wird in dem Abgas enthaltene Feuchtigkeit kondensiert, um kondensiertes Wasser in der Abgasleitung 5 zu produzieren. Das kondensierte Wasser kann in den PM-Sensor 55 eintreten und kann zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen werden. Bei einer Anwendung kann die Abgasleitung mit einem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator und einem Urea-Hinzufügungsventil versehen sein. Der selektive Reduktions-NOx-Katalysator bezeichnet einen Katalysator, welcher Ammoniak als Reduktionsmittel verwendet, um NOx in dem Abgas zu reduzieren. Das Urea-Hinzufügungsventil wird betätigt, um Ureawasser (Harnstoffwasser) zum Produzieren von Ammoniak als dem Reduktionsmittel zu dem Abgas hinzuzufügen. Bei einer Ausgestaltung, bei welcher dieses Urea-Hinzufügungsventil stromaufwärts des PM-Sensors 55 in der Abgasleitung 5 angeordnet ist, kann Urea (Ureaabscheidung), welche sich vom Ureawasser abscheidet, zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen werden. Solches kondensiertes Wasser und solche Ureaabscheidung sind nicht das ursprüngliche Detektionsobjekt des PM-Sensors 55 und sollten deshalb als Fremdstoffe betrachtet werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel haftet ein Teil von in dem Abgas enthaltenen PM an der Wandoberfläche der Abgasleitung 5 und verschiedenen in der Abgasleitung 5 vorgesehenen Strukturen wie beispielsweise der stromabwärtsseitigen Endfläche des Filters 51 und dem Oxidationskatalysator 50 (nachstehend als ”Abgassystemstrukturen” bezeichnet) an. Das folgende Phänomen ist auch gefunden worden: PM, welches einmal an der Wandoberfläche der Abgasleitung 5 und den Abgassystemstrukturen anhaftet und dann von der Wandoberfläche und den Abgassystemstrukturen abfällt (nachstehend als ”abfallendes PM” bezeichnet), kann den PM-Sensor 55 erreichen und kann zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen werden. Das ursprüngliche Detektionsobjekt des PM-Sensors 55 ist gewöhnliches PM, welches in dem von dem Verbrennungsmotor 1 abgegebenen Abgas enthalten ist und den PM-Sensor 55 erreicht, ohne an der Wandoberfläche der Abgasleitung 5 und den Abgassystemstrukturen anzuhaften. In anderen Worten ist das abgefallene PM nicht das ursprüngliche Detektionsobjekt des PM-Sensors 55. Dementsprechend ist das abgefallene PM auch eine Art Fremdstoff wie das kondensierte Wasser und die Urea-Abscheidung, welche oben beschrieben sind.
Selbst in dem Normalzustand des Filters 51 werden solche Fremdstoffe voraussichtlich zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen. Das Folgende beschreibt die Wirkungen von solchen Fremdstoffen, welche zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind, auf den Ausgangswert des PM-Sensors 55 mit Bezug auf 5. Die obere Graphik von 5 ist ein Diagramm, welches Änderungen im Ausgangswert des PM-Sensors 55 nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt veranschaulicht. In der oberen Graphik von 5 zeigt die Abszisse die Referenzablagerungsmenge von PM nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt, und die Ordinate zeigt den Ausgangswert des PM-Sensors 55. In der oberen Graphik von 5 zeigt eine Kurve L3 eine Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Defektzustand des Filters 51. Insbesondere zeigt die Kurve L3 eine Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 graduell/allmählich durch Einfangen von gewöhnlichem PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 zunimmt. In der oberen Graphik von 5 zeigen auf der anderen Seite beide Kurven L4 und L5 Änderungen im Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Normalzustand des Filters 51. Insbesondere zeigen beide der Kurven L4 und L5 Änderungen im Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Fall, in welchem die Fremdstoffe ebenso wie das gewöhnliche PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen werden. Die untere Graphik von 5 ist ein Diagramm, welches Änderungen in der Sensorausgangsänderungsrate des PM-Sensors 55 nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt veranschaulicht. In der unteren Graphik von 5 zeigt die Abszisse die Referenzablagerungsmenge von PM nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt, und die Ordinate zeigt die Sensorausgangsänderungsrate. In der unteren Graphik von 5 zeigt eine Kurve L6 eine Änderung in einer Sensorausgangsänderungsrate entsprechend der Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55, welcher durch die Kurve L3 in der oberen Graphik von 5 gezeigt ist. In der unteren Graphik von 5 zeigt eine Kurve L7 eine Änderung in einer Sensorausgangsänderungsrate entsprechend der Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55, welcher durch die Kurve L4 in der oberen Graphik von 5 gezeigt ist. In der unteren Graphik von 5 zeigt eine Kurve L8 eine Änderung in einer Sensorausgangsänderungsrate entsprechend der Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55, welcher durch die Kurve L5 in der oberen Graphik von 5 gezeigt ist.
Wenn die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind, stellen die gefangenen Fremdstoffe einen Stromdurchgang zwischen den Elektroden 551 und 552 her und vermindern dadurch drastisch den Widerstandswert zwischen den Elektroden 551 und 552. Dementsprechend beginnt in dem Fall, in welchem die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen sind, der Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu diesem Zeitpunkt, von Null anzusteigen, bevor die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 die Effektivablagerungsmenge von PM erreicht. In diesem Fall erhöht sich der Ausgangswert des PM-Sensors 55 abrupt zu dem Ausgangsstartzeitpunkt (Ausgabestartzeitpunkt) wie durch die Kurven L4 und L5 in der oberen Graphik von 5 gezeigt ist. Verglichen mit dem Fall, bei welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 sich graduell/allmählich erhöht, die Effektivablagerungsmenge von PM zu überschreiten, erhöht sich der Ausgangswert des PM-Sensors 55 in diesem Fall drastisch zu dem Ausgangsstartzeitpunkt. Als ein Ergebnis wird der Ausgangswert des PM-Sensors 55 voraussichtlich größer als der Abnormalitätsermittlungswert Sth zu dem Zeitpunkt, wenn die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, obwohl der Filter 51 tatsächlich normal ist.
Dementsprechend gibt es in dem Fall, in welchem die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 551 des PM-Sensors 55 vor einem Verstreichen der vorbestimmten Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt gefangen werden, bei dem Prozess einer Filterabnormalitätsdiagnose mittels des Ausgangswerts des PM-Sensors 55, wie oben beschrieben, eine Wahrscheinlichkeit einer falschen Diagnose, dass der Filter 51 abnormal ist, obwohl der Filter 51 tatsächlich normal ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des PM-Sensors 55 nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt kontinuierlich von der Überwachungseinheit 101 der ECU 10 überwacht. Die Referenzablagerungsmenge von PM nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt wird auch kontinuierlich von der ECU 10 geschätzt. Die Prozedur/das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels ermittelt, ob eine Filterabnormalitätsdiagnose unter Verwendung des Ausgangswerts des PM-Sensors 55 verhindert werden soll oder nicht, basierend auf der Sensorausgangsänderungsrate nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt, welche von dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der geschätzten Referenzablagerungsmenge von PM berechnet wird.
Insbesondere ermittelt in dem Fall, in welchem die Sensorausgangsänderungsrate höher als eine vorbestimmte Ermittlungsänderungsrate nach der Ausgangsstartzeit wird, das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels, dass ein Filterdiagnoseprozess eines Diagnostizierens einer Abnormalität des Filters 51 basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem Zeitpunkt, wenn die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, nicht durchgeführt werden soll.
Wie oben beschrieben, erhöht sich in dem Fall, in welchem die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind, der Ausgangswert des PM-Sensors 55 abrupt verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 sich graduell/allmählich durch Einfangen von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 erhöht. Dementsprechend wird, wie durch die Kurven L7 und L8 in der unteren Graphik von 5 gezeigt, die Sensorausgangsänderungsrate in dem Fall, in welchem die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors gefangen werden, höher als die Sensorausgangsänderungsrate in dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 sich allmählich erhöht. In anderen Worten ist es, wenn die Sensorausgangsänderungsrate sich drastisch nach der Ausgangsstartzeit erhöht, ermittelbar, dass es eine hohe Möglichkeit gibt, dass die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind. In diesem Fall ermittelt das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll.
Selbst in dem Fall, in welchem der Ausgangswert des PM-Sensors 55 sich durch die allmähliche Zunahme der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 allmählich ändert, ist die Sensorausgangsänderungsrate nicht konsistent konstant. Wie oben beschrieben, stellt die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 die höhere Rate einer Zunahme beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit. Generell nimmt die Menge von PM, welche sich tatsächlich zwischen den Elektroden 551 und 552 ablagert, mit einer Zunahme bei einer Referenzablagerungsmenge von PM zu. Dementsprechend erhöht sich, wie durch die Kurve L6 in der unteren Graphik von 5 gezeigt, die Sensorausgangsänderungsrate graduell/allmählich mit einer Zunahme bei einer Referenzablagerungsmenge von PM, selbst wenn im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen sind.
Es wird angenommen, dass die Ermittlungsänderungsrate auf einen relativ kleinen Wert wie La, welcher in der unteren Graphik von 5 gezeigt ist, fixiert ist. Die Sensorausgangsänderungsrate kann die Ermittlungsänderungsrate La bei der relativ großen Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 (das heißt, bei der relativ großen Referenzablagerungsmenge von PM) überschreiten, wie es durch die Kurve L6 in der unteren Graphik von 5 gezeigt ist. In anderen Worten kann, selbst wenn im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen sind, die Sensorausgangsänderungsrate durch die Änderung bei dem Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben wird, die Ermittlungsänderungsrate La überschreiten. In diesem Fall wird ermittelt, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll, obwohl im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind. Als ein Ergebnis ist, wie durch die Kurve L3 in der oberen Graphik von 5 gezeigt ist, ein Defekt des Filters 51 nicht detektierbar trotz einer Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche einen Defekt des Filters 51 indiziert.
Es ist auf der anderen Seite angenommen, dass die Ermittlungsänderungsrate auf einen relativ großen Wert wie Lb, welcher in der unteren Graphik von 5 gezeigt ist, fixiert ist. Wenn die Sensorausgangsänderungsrate durch die Zunahme in dem Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche einem Fangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 zugeschrieben wird, so groß ist wie durch die Kurve L7 in der unteren Graphik von 5 gezeigt, überschreitet die Sensorausgangsänderungsrate die Ermittlungsänderungsrate Lb. In diesem Fall wird ermittelt/festgestellt, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll. Es gibt jedoch eine Möglichkeit, dass die Sensorausgangsänderungsrate durch die Zunahme bei dem Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche einem Fangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 zugeschrieben ist, relativ klein ist. In anderen Worten muss die Sensorausgangsänderungsrate die Ermittlungsänderungsrate Lb nicht überschreiten, obwohl die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind. In diesem Fall wird nicht ermittelt/festgestellt, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll, obwohl die Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind. Als ein Ergebnis wird der Filterdiagnoseprozess durchgeführt, eine falsche Diagnose bereitzustellen, dass der Filter 51 abnormal ist, obwohl der Filter 51 tatsächlich normal ist.
Dieses Ausführungsbeispiel ändert daher die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate zur Ermittlung davon, ob der Filterdiagnoseprozess durchgeführt werden soll oder nicht, verglichen werden soll, in Abhängigkeit von einer Referenzablagerungsmenge von PM zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt. 6 ist ein Diagramm, welches eine Korrelation zwischen der Referenzablagerungsmenge von PM und der Ermittlungsänderungsrate gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In der Graphik von 6 zeigt die Abszisse die Referenzablagerungsmenge von PM, und die Ordinate zeigt die Sensorausgangsänderungsrate. Wie die Kurven L6, L7 und L8 in der unteren Graphik von 5 zeigen die Kurven L6, L7 und L8 in der Graphik von 6 jeweils Änderungen in einer Sensorausgangsänderungsrate entsprechend den Änderungen in einem Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche durch die Kurven L3, L4 und L5 in der oberen Graphik von 5 gezeigt sind. Eine Kurve Lc in 6 zeigt eine Korrelation zwischen der Referenzablagerungsmenge von PM und der Ermittlungsänderungsrate. Wie durch diese Kurve Lc in 6 gezeigt, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Ermittlungsänderungsrate eingestellt, mit einer Zunahme bei einer Referenzablagerungsmenge von PM zuzunehmen.
Ein Einstellen der Ermittlungsänderungsrate basierend auf der Referenzablagerungsmenge von PM, wie oben beschrieben, verursacht, dass ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate in dem Fall eingestellt wird, in welchem die Menge von PM, welche sich tatsächlich zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 abgelagert, erwartet wird, zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt groß zu sein verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein. Wie durch die Kurve L6 in 6 gezeigt, hindert dies die Sensorausgangsänderungsrate daran, die Ermittlungsänderungsrate zu überschreiten, selbst wenn eine relativ große Menge von PM, welche sich zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 abgelagert, eine Zunahme beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 verursacht, welche einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben wird, um eine relativ hohe Sensorausgangsänderungsrate bereitzustellen. Dies reduziert dementsprechend eine inadäquate Ermittlung, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll, obwohl im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind.
Eine relativ kleine Menge von zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 abgelagertem PM erhöht auf der anderen Seite die Wahrscheinlichkeit, dass die Sensorausgangsänderungsrate die Ermittlungsänderungsrate überschreitet, selbst wenn eine Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche einem Fangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben wird, eine relativ niedrige Sensorausgangsänderungsrate bereitstellt, wie durch die Kurve L8 in 6 gezeigt. Dies erhöht dementsprechend die Wahrscheinlichkeit einer Ermittlung/Feststellung, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll, wenn Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind.
Wie oben beschrieben, kann das Verfahren des Ausführungsbeispiels mit einer hohen Genauigkeit unterscheiden, ob die Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55 vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt der graduellen/allmählichen Zunahme einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben werden soll oder einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben werden soll.
[Ablauf/Fluss einer Filterabnormalitätsdiagnose]
Das Folgende beschreibt einen Ablauf einer Filterabnormalitätsdiagnose des Ausführungsbeispiels mit Bezug auf 7. 7 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Filterabnormalitätsdiagnose des Ausführungsbeispiels zeigt. Dieser Ablauf wird von der ECU 10 bei einer Erfüllung von vorbestimmten vorläufigen Filterdiagnosebedingungen durchgeführt. Die vorläufigen Filterdiagnosebedingungen sind hierbei Bedingungen, den Sensorwiederherstellungsprozess vor dem Filterdiagnoseprozess durchzuführen. Die vorläufigen Filterdiagnosebedingungen sind eingestellt, um die Ausführungsfrequenz des Filterdiagnoseprozesses notwendig und hinreichend sicherzustellen. Die vorläufigen Filterdiagnosebedingungen können zum Beispiel sein, dass der Verbrennungsmotor 1 in dem Zustand eines stationären Betriebs ist und dass eine vorbestimmte Zeitperiode seit einer vorherigen Ausführung des Filterdiagnoseprozesses verstrichen ist oder dass eine vordefinierte Zeitperiode seit einem momentanen Betriebsstart des Verbrennungsmotors 1 verstrichen ist. Bei einer Anwendung, bei welcher der PM-Sensor 55 mit einer SCU versehen ist, kann dieser Ablauf von der SCU durchgeführt werden.
Dieser Ablauf ermittelt zuerst in Schritt S101, ob der PM-Sensor 55 normal ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein Ablauf einer Fehlerdiagnose des PM-Sensors 55 als eine separate Routine von diesem Ablauf durchgeführt, und das Ergebnis einer Fehlerdiagnose wird in der ECU 10 gespeichert. In S101 liest der Ablauf das Ergebnis einer Fehlerdiagnose des PM-Sensors 55, welches in der ECU 10 gespeichert ist, aus. Wenn das Ergebnis einer Diagnose, welches einen Defekt des PM-Sensors 55 indiziert, in der ECU 10 gespeichert ist, wird eine negative Antwort in S101 bereitgestellt. In diesem Fall wird der Ablauf beendet. Wenn das Ergebnis einer Diagnose, welches einen Defekt des PM-Sensors 55 indiziert, auf der anderen Seite nicht in der ECU 10 gespeichert ist, wird in S101 eine bejahende Antwort bereitgestellt. In diesem Fall schreitet der Ablauf zu dem Prozess von S102. Eine jede von bekannten Techniken kann für eine Fehlerdiagnose des PM-Sensors 55 verwendet werden.
In S102 wird der Sensorwiederherstellungsprozess durchgeführt. Der Sensorwiederherstellungsprozess versorgt das Heizelement 555 mit elektrischer Energie von der Energiequelle 60 und steuert die Temperatur des Sensorelements 553 auf eine Temperatur, welche eine Oxidation von PM erlaubt. In S102 wird die Versorgung des Heizelements 555 mit elektrischer Energie bis zu einem Verstreichen einer vorbestimmten Sensorwiederherstellungszeit seit dem Start einer Energieversorgung fortgesetzt. Die Sensorwiederherstellungszeit kann ein fixierter Wert sein, welcher vorab durch Experiment oder Ähnliches als eine ausreichende Zeitdauer zum Entfernen von zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 abgelagertem PM ermittelt wird. Die Sensorwiederherstellungszeit kann basierend auf einer geschätzten Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 beim Start des Sensorwiederherstellungsprozesses eingestellt werden. Wenn die Sensorwiederherstellungszeit seit dem Start einer Versorgung des Heizelements 555 mit elektrischer Energie verstrichen ist, wird die Versorgung des Heizelements 555 mit elektrischer Energie von der Energiequelle 60 gestoppt, so dass der Sensorwiederherstellungsprozess beendet wird. Die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 ist etwa Null zu dem Zeitpunkt, wenn der Sensorwiederherstellungsprozess beendet ist.
Der Ablauf führt anschließend den Prozess (Vorgang) von S103 durch. In S103 beginnt der Ablauf ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55. Dies beschleunigt ein Einfangen von PM zwischen den Elektroden 551 und 552. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel beginnt beim Start eines Anlegens einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 die Überwachungseinheit 101 der ECU 10 ein Überwachen des Ausgangswerts des PM-Sensors 55. Eine Kühlungszeitperiode zum Abkühlen der Elektroden 551 und 552 kann zwischen einer Beendigung des Sensorwiederherstellungsprozesses und einem Start eines Anlegens einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 vorgesehen sein, wie oben beschrieben. Der Anlegungsstartzeitpunkt einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 muss nicht notwendigerweise gleichzeitig mit dem Überwachungsstartzeitpunkt des Ausgangswerts des PM-Sensors 55 durch die Überwachungseinheit 101 der ECU 10 sein.
In S104 führt der Ablauf anschließend einen Ermittlungsprozess einer Ermittlung durch, ob eine Ausführung des Filterdiagnoseprozesses verhindert werden soll. Das Folgende beschreibt einen Ablauf des Ermittlungsprozess des Ausführungsbeispiels mit Bezug auf 8. 8 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf des Ermittlungsprozesses des Ausführungsbeispiels zeigt. Dieser Ablauf wird wiederholt von der ECU 10 nach einem Start eines Anlegens einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 durchgeführt. Bei der Anwendung, bei welcher der PM-Sensor 55 mit einer SCU versehen ist, kann dieser Ablauf auch durch die SCU durchgeführt werden.
In S201 berechnet der Ablauf eine Referenzablagerungsmenge von PM Qpme zum aktuellen Moment. Die Referenzablagerungsmenge von PM Qpme wird basierend auf den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 und der Ablagerungsmenge von PM an dem Filter 51 unter der Annahme, dass der Filter 51 in dem Referenzdefektzustand ist, berechnet. Die Ablagerungsmenge von PM an dem Filter 51 unter der Annahme, dass der Filter 51 in dem Referenzdefektzustand ist, kann durch Schätzen der von dem Filter 51 gefangenen Menge von PM unter der Annahme, dass der Filter 51 in dem Referenzdefektzustand ist, und der Entfernungsmenge von PM, welches durch Erhöhen der Temperatur des Abgases oxidiert wird, um von dem Filter 51 entfernt zu werden, und durch Integrieren dieser geschätzten Werte berechnet werden.
In S202 erhält der Ablauf anschließend einen Ausgangswert Sout des PM-Sensors 55 in dem aktuellen Moment. In S203 berechnet der Ablauf dann eine Sensorausgangsänderungsrate Rsout des PM-Sensors 55. Bei dieser Berechnung wird die in S201 in einem vorherigen Zyklus dieses Ablaufs berechnete Referenzablagerungsmenge von PM als eine erste Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme1 definiert, und die in S201 in einem momentanen Zyklus dieses Ablaufs berechnete Referenzablagerungsmenge von PM wird als eine zweite Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme2 definiert. Der in S202 in dem vorherigen Zyklus dieses Ablaufs erhaltene Ausgangswert des PM-Sensors wird als ein erster Ausgangswert Sout1 definiert, und der in S202 in dem momentanen Zyklus dieses Ablaufs erhaltene Ausgangswert des PM-Sensors ist als ein zweiter Ausgangswert Sout2 definiert. In S203 wird die Sensorausgangsänderungsrate Rsout gemäß Gleichung (1), welche unten angegeben ist, berechnet: Rsout = (Sout2 – Sout1)/(Qpme2 – Qpme1) (1)
Die Sensorausgangsänderungsrate Rsout wird demnach als ein Verhältnis der Differenz zwischen den Ausgangswerten des PM-Sensors zu zwei verschiedenen Zeitpunkten einer Ausführung dieses Ablaufs zu der Differenz zwischen den Referenzablagerungsmengen von PM bei den zwei verschiedenen Zeitpunkten berechnet.
In S204 berechnet der Ablauf anschließend eine Ermittlungsänderungsrate Rth basierend auf der Referenzablagerungsmenge von Qpme, welche in S201 berechnet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Kennfeld/eine Kennlinie, welche/s die Korrelation zwischen der Referenzablagerungsmenge von PM und der Ermittlungsänderungsrate, wie durch die Kurve Lc in 6 gezeigt, in der ECU 10 gespeichert. Der Ablauf verwendet dieses Kennfeld/diese Kennlinie, um die Ermittlungsänderungsrate Rth in S204 zu berechnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Ermittlungsänderungsrate Rth basierend auf der zweiten Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme2 ausgewählt aus der ersten Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme1 und der zweiten Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme2, welche für die Berechnung der Sensorausgangsänderungsrate Rsout in S203 verwendet werden, berechnet. Die erste Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme1 kann auch als die Referenzablagerungsmenge von PM zu dem der in S203 in dem momentanen Zyklus berechneten Sensorausgangsänderungsrate Rsout entsprechenden Zeitpunkt erachtet werden. Dementsprechend kann die Ermittlungsänderungsrate Rth basierend auf der ersten Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme1 in S204 berechnet werden.
In S205 ermittelt der Ablauf anschließend, ob die Sensorausgangsänderungsrate Rsout, welche in S203 berechnet wird, die in S204 berechnete Ermittlungsänderungsrate Rth überschreitet. In dem Fall einer bejahenden Antwort in S205 gibt es eine hohe Möglichkeit, dass Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind. In diesem Fall wird ermittelt/festgestellt, dass der Filterdiagnoseprozess basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem Zeitpunkt, wenn die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, nicht durchgeführt werden soll. Dementsprechend stellt der Ablauf in dem Fall einer bejahenden Antwort in S205 ein Diagnoseverhinderungs-Flag in S206 auf AN. In dem Fall einer negativen Antwort in S205, das heißt, wenn die in S203 berechnete Sensorausgangsänderungsrate Rsout gleich zu oder niedriger als die in S204 berechnete Ermittlungsänderungsrate Rth ist, gibt es auf der anderen Seite eine hohe Möglichkeit, dass im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 zu dem derzeitigen Moment gefangen sind. In diesem Fall setzt der Ablauf das Diagnoseverhinderungs-Flag in S207 auf AUS.
Die Beschreibung wird auf den in 7 gezeigten Ablauf einer Filterabnormalitätsdiagnose zurück verwiesen. Dieser Ablauf führt den Prozess von S105 nach dem Prozess von S104 durch. In S105 ermittelt der Ablauf, ob das Diagnoseverhinderungs-Flag durch den in S104 durchgeführten Ermittlungsprozess auf AN gesetzt ist. In dem Fall einer negativen Antwort in S105, das heißt, wenn das Diagnoseverhinderungs-Flag AUS ist, ermittelt der Ablauf anschließend in S106, ob die momentane Referenzablagerungsmenge von PM Qpme gleich zu oder größer als die Ermittlungsmenge einer PM-Ablagerung Qpme0 ist. Dies ermittelt, ob die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist. In dem Fall einer negativen Antwort in S106 wird der Ermittlungsprozess wieder In S104 durchgeführt.
In dem Fall einer bejahenden Antwort In S106 wird auf der anderen Seite ermittelt, dass die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, ohne dass das Diagnoseverhinderungs-Flag in dem Ermittlungsprozess in S104 auf AN gesetzt ist. In anderen Worten wird ermittelt/festgestellt, dass die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, während im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind. In diesem Fall wird ermittelt/festgestellt, dass der Filterdiagnoseprozess basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem Zeitpunkt, wenn die Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, durchgeführt werden soll. In dem Fall der bejahenden Antwort in S106 führt der Ablauf dementsprechend den Filterdiagnoseprozess in S107 durch. Insbesondere ermittelt der Filterdiagnoseprozess, ob der Ausgangswert Sout des PM-Sensors 55 gleich zu oder größer als der Abnormalitätsermittlungswert Sth ist, wenn die Referenzablagerungsmenge von PM Qpme die Ermittlungsmenge einer PM-Ablagerung Qpme0 erreicht. In dem Fall einer bejahenden Antwort in S107 stellt der Ablauf in S108 fest, dass der Filter 51 abnormal ist. In dem Fall einer negativen Antwort in S107 stellt der Ablauf auf der anderen Seite in S109 fest, dass der Filter 51 nicht abnormal, sondern normal ist. Nach einem Ermitteln/Feststellen in S108, dass der Filter 51 abnormal ist, oder einem Ermitteln/Feststellen in S109, dass der Filter 51 normal ist, stoppt der Ablauf ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 in S110.
In dem Fall einer bejahenden Antwort in S105 stoppt der Ablauf auf der anderen Seite anschließend ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 in S110. Dies stoppt dementsprechend ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552, ohne dass der Filterdiagnoseprozess durchgeführt wird. In dem Fall einer bejahenden Antwort in S105 ist es jedoch nicht notwendigerweise erforderlich, ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 unmittelbar zu stoppen. Selbst in dem Fall einer bejahenden Antwort in S105 kann eine Modifikation ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden 551 und 552 fortsetzen, bis die Referenzablagerungsmenge von PM Qpme die Ermittlungsmenge einer PM-Ablagerung Qpme0 erreicht. Diese Modifikation ermittelt ebenfalls, dass der Filterdiagnoseprozess basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem Zeitpunkt, wenn die Referenzablagerungsmenge von PM Qpme die Ermittlungsmenge einer PM-Ablagerung Qpme0 erreicht, nicht durchgeführt werden soll. In dem Fall einer bejahenden Antwort in S105 kann eine andere Modifikation den Sensorwiederherstellungsprozess durchführen, um die zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangenen Fremdstoffe zu entfernen, und anschließend die Verarbeitung von und nach S103 wieder durchführen. Jeder Verarbeitungsablauf, welcher in dem Fall einer bejahenden Antwort in S105 einen anderen Prozess durchführt, ohne den Filterdiagnoseprozess durchzuführen, entspricht der ”Ermittlungseinheit, welche ermittelt, dass der Filterdiagnoseprozess durch die Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll”.
Der oben beschriebene Ablauf einer Filterabnormalitätsdiagnose ermittelt, dass der Filterdiagnoseprozess nicht durchgeführt werden soll, in dem Fall, in welchem Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt gefangen werden. Dies kann eine falsche Diagnose in dem Filterdiagnoseprozess, dass der Filter 51 abnormal ist, wegen eines Fangens von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55, obwohl der Filter 51 tatsächlich normal ist, reduzieren. Dies resultiert in einer Verbesserung der Genauigkeit einer Diagnose des Filters in dem Filterdiagnoseprozess. Außerdem stellt der obige Ablauf einer Filterabnormalitätsdiagnose die Ermittlungsänderungsrate ein, mit einer Zunahme bei einer Referenzablagerungsmenge von PM zu dem entsprechenden Zeitpunkt zu der Sensorausgangsänderungsrate zuzunehmen. Dies kann eine Ausführung des Filterdiagnoseprozesses daran hindern, unnötigerweise verhindert zu werden. Dies resultiert in einer Verhinderung einer Reduktion der Ausführungsfrequenz einer Abnormalitätsdiagnose des Filters über das Notwendige hinaus.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der PM-Sensor 55 ausgestaltet, den Ausgangswert entsprechend dem Wert eines zwischen den Elektroden 551 und 552 fließenden elektrischen Stroms bereitzustellen. Der Ausgangswert des PM-Sensors 55 nimmt dementsprechend mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zu. Gemäß einer Modifikation kann der PM-Sensor 55 ausgestaltet sein, einen Ausgangswert bereitzustellen, welcher den Widerstandswert zwischen den Elektroden 551 und 552 reflektiert. In dieser Modifikation nimmt der Ausgangswert des PM-Sensors 55 mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 ab. In dieser Modifikation wird in S203 in dem Ablauf eines in 8 gezeigten Ermittlungsprozesses, um zu ermitteln, ob eine Ausführung des Filterdiagnoseprozesses verhindert werden soll oder nicht, die Sensorausgangsänderungsrate Rsout gemäß der unten angegebenen Gleichung (2) berechnet: Rsout = (Sout1 – Sout2)/(Qpme2 – Qpme1) (2)
Bei dem PM-Sensor 55, welcher konfiguriert ist, die Ausgangscharakteristik zu haben, dass der Ausgangswert des PM-Sensors 55 mit einer Zunahme einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 abnimmt, stellt die größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 die höhere Rate einer Abnahme beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 relativ zu der Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM bereit. Dementsprechend erhöht sich in dieser Modifikation die Sensorausgangsänderungsrate graduell/allmählich mit einer Zunahme bei einer Referenzablagerungsmenge von PM, selbst wenn im Wesentlichen keine Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen sind.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Ermittlungsänderungsrate eingestellt, graduell/allmählich mit einer Zunahme einer Referenzablagerungsmenge von PM zuzunehmen, wie in 6 durch die Kurve Lc gezeigt. Gemäß einer Modifikation kann jedoch die Ermittlungsänderungsrate eingestellt werden, schrittweise mit einer Zunahme einer Referenzablagerungsmenge von PM zuzunehmen. Generell wird in dem Fall, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM groß ist zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt, ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate eingestellt, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, verglichen mit dem Fall, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM klein ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Sensorausgangsänderungsrate Rsout als der für eine Filterabnormalitätsdiagnose verwendete Parameter berechnet. Gemäß einer Modifikation kann ein mit der Sensorausgangsänderungsrate korrelierter Wert stattdessen als der Parameter verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Differential zwischen einer ersten Ausgangsdifferenz und einer zweiten Ausgangsdifferenz oder ein Verhältnis der ersten Ausgangsdifferenz zu der zweiten Ausgangsdifferenz als der Parameter einer Abnormalitätsdiagnose verwendet werden. Die erste Ausgangsdifferenz bezeichnet eine Differenz zwischen der ersten Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme1 und dem ersten Ausgangswert Sout1 des PM-Sensors 55, welche für eine Berechnung der Sensorausgangsänderungsrate Rsout in dem Ablauf des in 8 gezeigten Ermittlungsprozesses verwendet werden. Die zweite Ausgangsdifferenz bezeichnet eine Differenz zwischen der zweiten Referenz-PM-Ablagerungsmenge Qpme2 und dem zweiten Ausgangswert Sout2 des PM-Sensors 55, welche für eine Berechnung der Sensorausgangsänderungsrate Rsout verwendet werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Referenzablagerungsmenge von PM der unter der Annahme geschätzte Wert, dass der Filter 51 in dem Referenzdefektzustand ist. Gemäß einer Modifikation kann die Referenzablagerungsmenge von PM ein unter der Annahme geschätzter Wert sein, dass der Filter 51 nicht in der Abgasleitung 5 vorgesehen ist. In dieser Modifikation können die Ermittlungsmenge einer PM-Ablagerung, welche verwendet wird, um die Ermittlungszeitperiode dtd zu spezifizieren, und der Abnormalitätsermittlungswert, welcher mit dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Filterdiagnoseprozess verglichen werden soll, auch unter der Voraussetzung eingestellt werden, dass die Referenzablagerungsmenge von PM der unter der Annahme geschätzte Wert ist, dass der Filter 51 nicht in der Abgasleitung 5 vorgesehen ist.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann, wie in 9 gezeigt, ein Differentialdrucksensor 56 in der Abgasleitung 5 vorgesehen sein. Der Differentialdrucksensor 56 gibt ein elektrisches Signal entsprechend einer Differenz im Abgasdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Filters 51 aus. Wie die Ausgangssignale der anderen Sensoren wird das Ausgangssignal des Differentialdrucksensors 56 in die ECU 10 eingegeben. Zu dem Zeitpunkt einer Beendigung des Filterwiederherstellungsprozesses, das heißt, in dem Zustand, dass sich im Wesentlichen kein PM an dem Filter 51 abgelagert, ist der Ausgangswert des Differentialdrucksensors 56 mit dem Zustand des Filters 51 in gewissem Ausmaß korreliert. Insbesondere nimmt unter einer fixierten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1, das heißt bei einer fixierten Strömungsgeschwindigkeit von in den Filter 51 fließendem Abgas, die Differenz beim Abgasdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Filters 51 mit einer Zunahme beim Verschlechterungsgrad des Filters 51 ab. Der höhere Verschlechterungsgrad des Filters 51 stellt dementsprechend den kleineren Ausgangswert des Differentlaldrucksensors 56 bereit. Bei der Ausgestaltung, dass der Differentialdrucksensor 56 in der Abgasleitung vorgesehen ist, kann der Zustand des Filters 51 basierend auf dem Ausgangswert des Differentialdrucksensors 56 zu dem Zeitpunkt einer Beendigung des Filterwiederherstellungsprozesses geschätzt werden. Es ist jedoch schwierig, bei Verwendung nur des Ausgangswerts des Differentialdrucksensors 56 den Zustand des Filters 51 mit genügender Genauigkeit zu schätzen. Selbst bei der Ausgestaltung mit dem Differentialdrucksensor 56 gibt es daher einen Bedarf für eine Filterabnormalitätsdiagnose, welche den Ausgangswert des PM-Sensors wie in dem obigen Ausführungsbeispiel beschrieben verwendet.
Bei der Ausgestaltung von 9 kann der Zustand des Filters 51 basierend auf dem Ausgangswert des Differentialdrucksensors 56 zu dem Zeitpunkt einer Beendigung des Filterwiederherstellungsprozesses geschätzt werden. Eine Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55, welche unter der Annahme geschätzt wird, dass der Filter 51 in diesem geschätzten Zustand ist, welcher als ein Referenzzustand definiert ist, kann als die Referenzablagerungsmenge von PM spezifiziert werden. Dies erlaubt eine Schätzung der Referenzablagerungsmenge von PM unter der Annahme, dass der Zustand des Filters 51 in gewissen Ausmaß nahe dem tatsächlichen Zustand ist. Dies stellt die höhere Korrelation zwischen der Referenzablagerungsmenge von PM und dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 in dem Fall bereit, in welchem der Ausgangswert des PM-Sensors 55 durch graduelles/allmähliches/fortschreitendes Erhöhen der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 verändert wird. Als ein Ergebnis stellt dies einen bemerkbareren Unterschied zwischen der Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche der graduellen/allmählichen/fortschreitenden Zunahme der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben wird, und der Änderung in einem Ausgangswert des PM-Sensors 55, welche einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben wird, bereit. Dementsprechend erhöht dies die Genauigkeit einer Unterscheidung basierend auf deren Sensorausgangsänderungsraten, wie in dem obigen Ausführungsbeispiel beschrieben.
[Modifikation 1]
Das Folgende beschreibt eine Modifikation 1 des obigen Ausführungsbeispiels. Diese Modifikation ändert die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, um zu ermitteln, ob der Filterdiagnoseprozess durchgeführt werden soll oder nicht, in Abhängigkeit von dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt anstelle von der Referenzablagerungsmenge von PM. 10 ist ein Diagramm, welches eine Korrelation zwischen dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der Ermittlungsänderungsrate gemäß dieser Modifikation zeigt. In der Graphik von 10 zeigt die Abszisse den Ausgangswert des PM-Sensors 55, und die Ordinate zeigt die Ermittlungsänderungsrate. In der Graphik von 10 zeigt eine Kurve Ld diese Korrelation. Insbesondere zeigt die Kurve Ld in 10 die Korrelation zwischen dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der Ermittlungsänderungsrate in dem Fall, in welchem der PM-Sensor 55 ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend dem Wert eines zwischen den Elektroden 551 und 552 fließenden elektrischen Stromes bereitzustellen und den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zu erhöhen. In dieser Modifikation wird die Ermittlungsänderungsrate eingestellt, mit einer Zunahme bei einem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zuzunehmen, wie durch die Kurve Ld in 10 gezeigt.
Insbesondere verwendet der Ablauf des in 8 gezeigten Ermittlungsprozesses ein Kennfeld/eine Kennlinie, welche/s die Korrelation zwischen dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der Ermittlungsänderungsrate repräsentiert, wie durch die Kurve Ld in 10 gezeigt, um die Ermittlungsänderungsrate Rth in S204 zu berechnen. Anders als die Referenzablagerungsmenge von PM ändert sich jedoch der Ausgangswert des PM-Sensors 55 durch die Wirkung von zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangenen Fremdstoffen. Dementsprechend ist zu der Zeit, wenn Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen sind, der Ausgangswert des PM-Sensors 55 nicht mit der Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 korreliert. Bei dieser Modifikation berechnet dementsprechend der Ablauf des in 8 gezeigten Ermittlungsprozesses die Ermittlungsänderungsrate Rth basierend auf dem ersten Ausgangswert Sout1 ausgewählt aus dem ersten Ausgangswert Sout1 und dem zweiten Ausgangswert Sout2, welche in S203 für eine Berechnung der Sensorausgangsänderungsrate Rsout verwendet werden. In anderen Worten wird der in S202 in einem vorherigen Zyklus des in 8 gezeigten Ablaufes erhaltene Ausgangswert des PM-Sensors 55 als der Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem zu der in S203 in einem momentanen Zyklus berechneten Sensorausgangsänderungsrate Rsout entsprechenden Zeitpunkt betrachtet. Selbst wenn Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 gefangen sind, ermöglicht diese Konfiguration, dass die Ermittlungsänderungsrate Rth basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors unmittelbar vor einem Einfangen der Fremdstoffe berechnet wird.
Wie das obige Ausführungsbeispiel verursacht ein Einstellen der Ermittlungsänderungsrate basierend auf dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt gemäß dieser Modifikation, dass ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate in dem Fall eingestellt wird, in welchem die Menge von PM, welche sich tatsächlich zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 abgelagert, erwartet wird, zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt groß zu sein verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein. Wie das obige Ausführungsform unterscheidet diese Modifikation mit der höheren Genauigkeit, ob die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt der graduellen/allmählichen Zunahme einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben werden soll, oder einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben werden soll.
In dem Fall, in welchem der PM-Sensor 55 ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend dem Widerstandswert zwischen den Elektroden 551 und 552 bereitzustellen und den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zu reduzieren, ist die Korrelation zwischen dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der Ermittlungsänderungsrate unterschiedlich zu der in 10 gezeigten Kurve Ld. 11 ist ein Diagramm, welches eine Korrelation zwischen dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der Ermittlungsänderungsrate in dem Fall veranschaulicht, in welchem der PM-Sensor 55 ausgestaltet ist, eine solche Ausgangscharakteristik (Ausgabecharakteristik) zu haben. In der Graphik von 11 zeigt die Abszisse den Ausgangswert des PM-Sensors 55, und die Ordinate zeigt die Ermittlungsänderungsrate. In der Graphik von 11 zeigt eine Kurve Le diese Korrelation. Wie durch diese Kurve Le in 11 gezeigt, ist in dem Fall, in welchem der PM-Sensor 55 ausgestaltet ist, den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zu reduzieren, die Ermittlungsänderungsrate eingestellt, mit einer Abnahme beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 zuzunehmen. Dies verursacht, dass ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate in dem Fall eingestellt wird, in welchem die Menge von PM, welche sich tatsächlich zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 ablagert, erwartet wird, zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt groß zu sein verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein.
Bei dieser Modifikation kann die Ermittlungsänderungsrate auch eingestellt sein, sich schrittweise mit einer Zunahme oder einer Abnahme beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt zu ändern.
[Modifikation 2]
Das Folgende beschreibt eine Modifikation 2 des obigen Ausführungsbeispiels. Wie oben beschrieben hat die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 im Wesentlichen eine graduellen/allmählichen Zunahme mit der Zeit nach dem Spannungsanlegungszeitpunkt. Wenn die Abszisse in der oberen Graphik von 5 zu der seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichenen Zeit geändert wird, wird der Ausgangswert des PM-Sensors 55 erwartet, sich mit der gleichen Tendenz wie derjenigen in 5 gezeigten zu ändern. Bei dieser Modifikation kann daher die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 pro Zeiteinheit als die Sensorausgangsänderungsrate spezifiziert werden. Bei dieser Modifikation wird die Sensorausgangsänderungsrate zu der Zeit, wenn Fremdstoffe zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 gefangen sind, auch höher werden als die Sensorausgangsänderungsrate in dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 graduell/allmählich zunimmt. Dementsprechend kann diese Sensorausgangsänderungsrate in ähnlicher Weise verwendet werden wie die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 pro Einheit einer Zunahme der Referenzablagerungsmenge von PM, welche oben beschrieben ist.
Diese Modifikation ändert die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate zum Ermitteln, ob der Filterdiagnoseprozess durchgeführt werden soll oder nicht, verglichen werden soll, in Abhängigkeit von der Zeit, welche seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichen ist, anstelle der Referenzablagerungsmenge von PM. 12 ist ein Diagramm, welches eine Korrelation zwischen dem Ausgangswert des PM-Sensors 55 und der Ermittlungsänderungsrate gemäß dieser Modifikation veranschaulicht. In der Graphik von 12 zeigt die Abszisse die seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichene Zeit, und die Ordinate zeigt die Ermittlungsänderungsrate. In der Graphik von 12 zeigt eine Kurve Lf diese Korrelation. In dieser Modifikation wird die Ermittlungsänderungsrate eingestellt, mit einer Zunahme einer seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichenen Zeit zuzunehmen, wie durch die Kurve Lf in 12 gezeigt ist.
Ein Einstellen der Ermittlungsänderungsrate basierend auf der seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichenen Zeit gemäß dieser Modifikation verursacht, dass ein höherer Wert als die Ermittlungsänderungsrate in dem Fall eingestellt wird, in welchem die Menge von PM, welche sich tatsächlich zwischen den Elektroden 551 und 552 des PM-Sensors 55 ablagert, erwartet wird, zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt groß zu sein verglichen mit dem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, klein zu sein. Wie das obige Ausführungsbeispiel unterscheidet diese Modifikation mit höherer Genauigkeit, ob die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors 55 vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode dtd seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt der graduellen/allmählichen Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben werden soll oder einem Einfangen von Fremdstoffen zwischen den Elektroden 551 und 552 zugeschrieben werden soll.
Bei dieser Modifikation kann die Ermittlungsänderungsrate auch eingestellt werden, sich schrittweise in Abhängigkeit von der seit dem Spannungsanlegungszeitpunkt verstrichenen Zeit zu ändern.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, soll es verstanden sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Der Schutzbereich der folgenden Ansprüche soll der breitesten Interpretation entsprechen, um all solche Modifikationen und äquivalente Strukturen und Funktionen zu umfassen.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
4: Einlassleitung
5: Abgasleitung
50: Oxidationskatalysator
51: Partikelfilter (Filter)
55: PM-Sensor
550: Isolator
551, 552: Elektroden
553: Sensorelement
554: Amperemeter
555: Heizelement (Heizer)
556: Abdeckung
557: Durchgangsloch
56: Differentialdrucksensor
60: Energiequelle
10: ECU

Claims

Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für einen Partikelfilter, welcher in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, um PM, welches im Abgas enthalten ist, zu fangen, wobei die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung umfasst: einen PM-Sensor, welcher stromabwärts des Partikelfilters in der Abgasleitung vorgesehen ist und ausgestaltet ist, ein Elektrodenpaar als ein Sensorelement zu haben und ein Signal auszugeben, welches einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden entspricht, wenn Stromdurchgang zwischen den Elektroden durch Ablagerung von PM zwischen den Elektroden hergestellt ist, wobei der PM-Sensor so ausgestaltet ist, dass eine größere Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden eine höhere Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors relativ zu einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden bereitstellt; eine Sensorwiederherstellungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen Sensorwiederherstellungsprozess eines Entfernens von sich zwischen den Elektroden des PM-Sensors ablagerndem PM durchzuführen; eine Filterdiagnoseeinheit, welche ausgestaltet ist, einen Filterdiagnoseprozess eines Diagnostizierens einer Abnormalität des Partikelfilters basierend auf einem Ausgangswert des PM-Sensors zu einem Zeitpunkt durchzuführen, wenn eine vorbestimmte Ermittlungszeitperiode seit einem vorbestimmten PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist, welcher ein Zeitpunkt ist, wenn eine Ablagerung von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors nach einer Beendigung des Sensorwiederherstellungsprozesses durch die Sensorwiederherstellungseinheit neu gestartet wird; eine Überwachungseinheit, welche ausgestaltet ist, ein Ausgangssignal des PM-Sensors nach dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt kontinuierlich zu überwachen; eine Ermittlungseinheit, welche ausgestaltet ist, zu ermitteln, dass der Filterdiagnoseprozess von der Filterdiagnoseeinheit nicht durchgeführt werden soll, wenn eine Sensorausgangsänderungsrate höher als eine vorbestimmte Ermittlungsänderungsrate vor einem Verstreichen der Ermittlungszeitperiode seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt wird, wobei die Sensorausgangsänderungsrate eine Änderung im Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Einheit einer Zunahme bei einer Referenzablagerungsmenge von PM ist, wobei die Referenzablagerungsmenge von PM ein geschätzter Wert einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors unter der Annahme ist, dass der Partikelfilter in einem vorbestimmten Referenzzustand ist, oder eine Änderung in einem Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Zeiteinheit ist; und eine Einstelleinheit, welche ausgestaltet ist, als die Ermittlungsänderungsrate, welche von der Ermittlungseinheit mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, einen höheren Wert in einem Fall einzustellen, in welchem die Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden des PM-Sensors erwartet wird, zu einem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt groß zu sein, verglichen mit einem Fall, in welchem die Ablagerungsmenge von PM erwartet wird, zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt klein zu sein.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für den Partikelfilter gemäß Anspruch 1, wobei die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Einheit einer Zunahme bei der Referenzablagerungsmenge von PM ist, und die Einstelleinheit als die Ermittlungsänderungsrate, welche von der Ermittlungseinheit mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, einen höheren Wert in einem Fall einstellt, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt groß ist, verglichen mit einem Fall, in welchem die Referenzablagerungsmenge von PM zu dem der Sensorausgangsänderungsrate entsprechenden Zeitpunkt klein ist.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für den Partikelfilter gemäß Anspruch 1, wobei der PM-Sensor ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend einem Wert eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms bereitzustellen und den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zu erhöhen, die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Einheit einer Zunahme bei der Referenzablagerungsmenge von PM ist und als ein Verhältnis einer Differenz zwischen Ausgangswerten des PM-Sensors zu zwei Zeitpunkten, welche um ein vorbestimmtes Intervall unterschiedlich voneinander sind, zu einer Differenz zwischen Referenzablagerungsmengen von PM zu den zwei Zeitpunkten berechnet wird, und die Einstelleinheit als die Ermittlungsänderungsrate, welche von der Ermittlungseinheit mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, einen höheren Wert in einem Fall einstellt, in welchem ein erster Ausgangswert, welcher ein Ausgangswert zu einem früheren Zeitpunkt von den Ausgangswerten des PM-Sensors zu den zwei Zeitpunkten ist, welche verwendet werden, um die Sensorausgangsänderungsrate zu berechnen, groß ist verglichen mit einem Fall, in welchem der erste Ausgangswert klein ist.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für den Partikelfilter gemäß Anspruch 1, wobei der PM-Sensor ausgestaltet ist, einen Ausgangswert entsprechend einem Widerstandswert zwischen den Elektroden bereitzustellen und den Ausgangswert mit einer Zunahme bei einer Ablagerungsmenge von PM zwischen den Elektroden zu reduzieren, die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Einheit einer Zunahme bei der Referenzablagerungsmenge von PM ist und als ein Verhältnis einer Differenz zwischen Ausgangswerten des PM-Sensors zu zwei Zeitpunkten, welche um ein vorbestimmtes Intervall unterschiedlich voneinander sind, zu einer Differenz zwischen Referenzablagerungsmengen von PM zu den zwei Zeitpunkten berechnet wird, und die Einstelleinheit als die Ermittlungsänderungsrate, welche von der Ermittlungseinheit mit der Sensorausgangsänderungsrate verglichen werden soll, in einem Fall einen höheren Wert einstellt, in welchem ein erster Ausgangswert, welcher ein Ausgangswert zu einem früheren Zeitpunkt von den Ausgangswerten des PM-Sensors zu den zwei Zeitpunkten ist, welche verwendet werden, um die Sensorausgangsänderungsrate zu berechnen, klein ist verglichen mit einem Fall, in welchem der erste Ausgangswert groß ist.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für den Partikelfilter gemäß Anspruch 1, wobei die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung bei dem Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Zeiteinheit ist, und die Einstelleinheit als die Ermittlungsänderungsrate, welche mit der Sensorausgangsänderungsrate von der Ermittlungseinheit verglichen werden soll, einen höheren Wert in einem Fall einstellt, in welchem eine lange Zeit seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist verglichen mit einem Fall, in welchem eine kurze Zeit seit dem PM-Ablagerungs-Wiederanlaufzeitpunkt verstrichen ist.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für den Partikelfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensorausgangsänderungsrate die Änderung beim Ausgangswert des PM-Sensors, welcher von der Überwachungseinheit überwacht wird, pro Einheit eine Zunahme bei der Referenzablagerungsmenge von PM ist, die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung weiter umfassend: eine Filterwiederherstellungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen Filterwiederherstellungsprozess eines Entfernens von sich an dem Partikelfilter ablagerndem PM durchzuführen; und einen Differentialdrucksensor, welcher ausgestaltet ist, ein Signal entsprechend einer Differenz im Abgasdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters auszugeben, wobei ein Zustand des Partikelfilters basierend auf einem Ausgangswert des Differentialdrucksensors zu einem Zeitpunkt geschätzt wird, wenn der Filterwiederherstellungsprozess, welcher von der Filterwiederherstellungseinheit durchgeführt wird, beendet ist vor einer Ausführung des Sensorwiederherstellungsprozesses durch die Sensorwiederherstellungseinheit, und die Referenzablagerungsmenge von PM unter der Annahme geschätzt wird, dass der Partikelfilter in dem als der Referenzzustand spezifizierten geschätzten Zustand ist.