JP2012077668A - Sensor control device - Google Patents
Sensor control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012077668A JP2012077668A JP2010222593A JP2010222593A JP2012077668A JP 2012077668 A JP2012077668 A JP 2012077668A JP 2010222593 A JP2010222593 A JP 2010222593A JP 2010222593 A JP2010222593 A JP 2010222593A JP 2012077668 A JP2012077668 A JP 2012077668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- combustion
- particulate matter
- upstream
- downstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Description
本発明は、粒子状物質検出センサの検出信号に基づいて排気中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)の量を監視するセンサ制御装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor control device that monitors the amount of particulate matter (PM) in exhaust gas based on a detection signal of a particulate matter detection sensor.
従来から、エンジンから排出されるPMの量を検出するPMセンサ(粒子状物質検出センサ)が各種提案されている。例えば、特許文献1のPMセンサでは、絶縁基板上に一対の対向電極を設けておき、その一対の対向電極間にPMが付着すると電極間抵抗が変化することを利用し、電極間抵抗に応じた検出信号を出力する構成としている。そして、PMセンサの検出信号に基づいてPM量を算出することとしている。 Conventionally, various PM sensors (particulate matter detection sensors) for detecting the amount of PM discharged from an engine have been proposed. For example, in the PM sensor of Patent Document 1, a pair of counter electrodes is provided on an insulating substrate, and the resistance between the electrodes changes when PM adheres between the pair of counter electrodes. The detection signal is output. Then, the PM amount is calculated based on the detection signal of the PM sensor.
ところで、エンジンの排気管にPMを捕集するPMフィルタが設けられる場合があり、そのPMフィルタを備える構成では、捕集PMを燃焼により除去するフィルタ再生処理が必要に応じて実施される。かかる場合、PMフィルタの前後差圧を検出する圧力センサを設けておき、その圧力センサにより検出される前後差圧が所定値を超えると、フィルタ再生処理の実施タイミングであると判断されてPM再生処理が実施される。 By the way, a PM filter for collecting PM may be provided in the exhaust pipe of the engine, and in a configuration including the PM filter, filter regeneration processing for removing the collected PM by combustion is performed as necessary. In such a case, a pressure sensor for detecting the differential pressure across the PM filter is provided, and when the differential pressure detected by the pressure sensor exceeds a predetermined value, it is determined that the filter regeneration process has been performed, and PM regeneration is performed. Processing is performed.
ただし、圧力センサで計測したフィルタ前後差圧によりフィルタ再生処理の実施タイミングを判定する構成では、実際のPM捕集量と圧力センサの検出値との相関のずれ等に起因して、フィルタ再生処理が本来実施すべきタイミングで実施できない場合が生じると考えられる。特に、近年では排気法規制の強化に伴いフィルタ再生処理の実施タイミングが早められる傾向にあるが、こうした場合には、PM再生処理の実施タイミングのずれは尚更問題となる。 However, in the configuration in which the execution timing of the filter regeneration process is determined based on the differential pressure before and after the filter measured by the pressure sensor, the filter regeneration process is caused by a difference in the correlation between the actual PM collection amount and the detected value of the pressure sensor. May not be implemented at the timing that should be implemented. Particularly, in recent years, there is a tendency that the execution timing of the filter regeneration process is advanced with the strengthening of exhaust gas regulations. In such a case, the deviation of the execution timing of the PM regeneration process becomes a further problem.
そこで、PMフィルタの前後にPMセンサをそれぞれ設け、これら各PMセンサの出力に基づいてフィルタ再生処理の実施タイミングを判定する構成が考えられる。かかる構成は、PMフィルタのPM捕集量を直接的にモニタできるため、PM再生処理の実施タイミングを好適に管理できると考えられる。 Therefore, a configuration is conceivable in which PM sensors are respectively provided before and after the PM filter, and the execution timing of the filter regeneration processing is determined based on the outputs of these PM sensors. Since this configuration can directly monitor the amount of PM collected by the PM filter, it is considered that the execution timing of the PM regeneration process can be suitably managed.
また、近年の法規制の下では、上記のとおりPMフィルタの前後にPMセンサがそれぞれ設けられる構成において、それらPMセンサの異常診断を実施することが要求されると考えられる。 In addition, under recent legal regulations, it is considered that it is required to perform abnormality diagnosis of PM sensors in the configuration in which PM sensors are provided before and after the PM filter as described above.
本発明は、フィルタ上流側及びフィルタ下流側の粒子状物質検出センサ(PMセンサ)について異常診断を好適に実施することができるセンサ制御装置を提供することを主たる目的とするものである。 The main object of the present invention is to provide a sensor control device that can suitably perform abnormality diagnosis for particulate matter detection sensors (PM sensors) on the upstream side and the downstream side of a filter.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
本発明のセンサ制御装置は、内燃機関の排気管に、前記内燃機関の排気中に含まれる導電性の粒子状物質を捕集するフィルタ装置が設けられるとともに、そのフィルタ装置の上流側及び下流側に、前記粒子状物質を付着させてその付着量を検出する粒子状物質検出センサとして上流側センサ及び下流側センサがそれぞれ設けられるシステムに適用される。 According to the sensor control device of the present invention, a filter device that collects conductive particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine is provided in an exhaust pipe of the internal combustion engine, and an upstream side and a downstream side of the filter device. Further, the present invention is applied to a system in which an upstream sensor and a downstream sensor are provided as particulate matter detection sensors for attaching the particulate matter and detecting the amount of the particulate matter attached thereto.
そして、請求項1に記載の発明では、前記上流側センサに付着している粒子状物質を、該上流側センサに設けられているヒータの加熱により燃焼させる第1燃焼手段と、前記下流側センサに付着している粒子状物質を、該下流側センサに設けられているヒータの加熱により燃焼させる第2燃焼手段と、前記上流側センサにより検出される粒子状物質の付着量が、前記第1燃焼手段により粒子状物質を燃焼させるための実施基準値に達した場合に、前記上流側センサについての燃焼要求を出す第1燃焼要求手段と、前記下流側センサにより検出される粒子状物質の付着量が、前記第2燃焼手段により粒子状物質を燃焼させるための実施基準値に達した場合に、前記下流側センサについての燃焼要求を出す第2燃焼要求手段と、前記第1燃焼手段による燃焼実施後において前記第1燃焼要求手段により出される燃焼要求と、前記第2燃焼手段による燃焼実施後において前記第2燃焼要求手段により出される燃焼要求とに基づいて、前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする。 In the first aspect of the invention, the first combustion means for combusting the particulate matter adhering to the upstream sensor by the heating of the heater provided in the upstream sensor, and the downstream sensor A second combustion means for burning the particulate matter adhering to the downstream sensor by heating of a heater provided in the downstream sensor, and the adhesion amount of the particulate matter detected by the upstream sensor is determined by the first sensor. First combustion requesting means for issuing a combustion request for the upstream sensor when the standard value for burning particulate matter by the combustion means is reached, and adhesion of particulate matter detected by the downstream sensor Second combustion requesting means for issuing a combustion request for the downstream sensor when the amount reaches an implementation reference value for burning particulate matter by the second combustion means; and the first combustion means Based on the combustion request issued by the first combustion requesting unit after the combustion is performed and the combustion request issued by the second combustion requesting unit after the combustion is performed by the second combustion unit, the upstream sensor and the An abnormality determining means for determining whether or not there is an abnormality in the downstream sensor.
要するに、フィルタ装置の上流側と下流側とを比べると、上流側はフィルタ装置による捕集前であるために排気中に含まれる粒子状物質が多く、下流側は排気中に含まれる粒子状物質が少ないと言える。ゆえに、上流側センサでは、下流側センサに比べて頻繁に、すなわち比較的短い時間間隔で燃焼要求が出されることとなる。本発明は、この点に着眼してなされたものであり、例えば、上流側センサにおいて排気中の粒子状物質が付着しない異常が生じていたり、他方、下流側センサにおいて鉄粉など導電性の異物が付着する異常が生じていたりすると、上流側センサに関して出される燃焼要求と下流側センサに関して出される燃焼要求との順序の関係が正常時と異なるものとなるため、その関係性を検出することでセンサ異常を判定するものである。 In short, when comparing the upstream side and the downstream side of the filter device, the upstream side is before collection by the filter device, so that there are many particulate matter contained in the exhaust gas, and the downstream side is the particulate matter contained in the exhaust gas. It can be said that there are few. Therefore, the upstream sensor issues a combustion request more frequently than the downstream sensor, that is, at a relatively short time interval. The present invention has been made with this point in mind. For example, an abnormality in which particulate matter in the exhaust does not adhere to the upstream sensor has occurred, or, on the other hand, a conductive foreign matter such as iron powder in the downstream sensor. If there is an abnormality that adheres, the order relationship between the combustion request issued for the upstream sensor and the combustion request issued for the downstream sensor will be different from that in the normal state. A sensor abnormality is determined.
例えば、上流側センサと下流側センサとの粒子状物質の燃焼が同時に実施される構成で下流側センサに関する燃焼要求が上流側センサに関する燃焼要求よりも先に出される場合に、上流側センサ及び下流側センサのいずれかが異常であると判定できる。又は、「上流側センサに関して出される燃焼要求の時間間隔>下流側センサに関して出される燃焼要求の時間間隔」となる場合に、上流側センサ及び下流側センサのいずれかが異常であると判定できる。 For example, when the combustion request for the downstream sensor is issued prior to the combustion request for the upstream sensor in a configuration in which the particulate matter is combusted simultaneously by the upstream sensor and the downstream sensor, the upstream sensor and the downstream sensor It can be determined that one of the side sensors is abnormal. Alternatively, when “the time interval of the combustion request issued for the upstream sensor> the time interval of the combustion request issued for the downstream sensor”, it can be determined that either the upstream sensor or the downstream sensor is abnormal.
以上により、フィルタ上流側及びフィルタ下流側の粒子状物質検出センサについて異常診断を好適に実施できることとなる。 As described above, abnormality diagnosis can be suitably performed for the particulate matter detection sensors on the upstream side and the downstream side of the filter.
一般にフィルタ装置は、多孔質材料からなるセル隔壁を有し、そのセル隔壁の多数の微細孔により通気可能な構成となっており、その微細孔は粒子状物質の捕集が進むほど、次第に詰まってくる。つまり、フィルタ再生処理との関係を考えると、フィルタ再生処理の直後には微細孔に粒子状物質が付着していないことから目詰まりはなく、フィルタ下流側への粒子状物質の漏れ出しが生じるとも考えられる。この点に着眼すると、フィルタ再生処理の実施後においてその当初には、フィルタ上流側とフィルタ下流側とで粒子状物質の量の差異が小さくなり、上流側及び下流側の各センサにおいて燃焼要求の順序等に基づいて異常判定を実施する構成には不都合であると言える。 In general, the filter device has a cell partition made of a porous material, and is configured to be ventilated by a large number of micropores in the cell partition, and the micropores gradually become clogged as the collection of particulate matter proceeds. Come. In other words, considering the relationship with the filter regeneration process, there is no clogging immediately after the filter regeneration process, and no particulate matter leaks to the downstream side of the filter. You might also say that. Focusing on this point, the difference in the amount of particulate matter between the upstream side of the filter and the downstream side of the filter becomes small at the beginning after the filter regeneration process is performed, and the upstream side and downstream side sensors have a demand for combustion. It can be said that it is inconvenient for the configuration that performs abnormality determination based on the order or the like.
そこで、請求項2に記載の発明では、前記フィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼により除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生手段と、前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、前記異常判定手段による前記燃焼要求に基づく異常判定を禁止する判定禁止手段と、を備える構成としている。 Therefore, in the invention described in claim 2, filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing the particulate matter collected by the filter device by combustion, and a predetermined time has elapsed after execution of the filter regeneration processing. Until it does, it is set as the structure provided with the determination prohibition means which prohibits the abnormality determination based on the said combustion request | requirement by the said abnormality determination means.
上記構成によれば、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、すなわちフィルタ上流側とフィルタ下流側とで粒子状物質の量の差異が小さくなっている期間では、異常判定手段による異常判定が禁止される。これにより、異常判定の精度を維持することができる。 According to the above configuration, until the predetermined time elapses after the filter regeneration process is performed, that is, in a period in which the difference in the amount of particulate matter between the filter upstream side and the filter downstream side is small, the abnormality determination unit Abnormality judgment is prohibited. Thereby, the accuracy of abnormality determination can be maintained.
また、請求項3に記載の発明では、前記第1燃焼要求手段により燃焼要求が出された場合、及び前記第2燃焼要求手段により燃焼要求が出された場合のいずれかで、前記第1燃焼手段及び前記第2燃焼手段により前記上流側センサ及び前記下流側センサについて同時に粒子状物質の燃焼を実施するものである。また、前記異常判定手段は、前記第1燃焼要求手段による燃焼要求が、前記第2燃焼要求手段による燃焼要求よりも先に出され、かつ前記第1燃焼要求手段により燃焼要求が出た時の前記上流側センサによる粒子状物質の検出量と前記下流側センサによる粒子状物質の検出量との差が、所定の異常判定値よりも小さい場合に異常有りと判定する。そして、前記フィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼により除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生手段と、前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、それ以外の期間と比べて前記異常判定値を小さくする判定値変更手段と、を備える構成としている。 In the invention according to claim 3, the first combustion is performed either when a combustion request is issued by the first combustion requesting means or when a combustion request is issued by the second combustion requesting means. The particulate matter is combusted simultaneously with respect to the upstream sensor and the downstream sensor by the means and the second combustion means. In addition, the abnormality determination unit is configured to output a combustion request from the first combustion request unit before the combustion request from the second combustion request unit and a combustion request from the first combustion request unit. When the difference between the detection amount of the particulate matter detected by the upstream sensor and the detection amount of the particulate matter detected by the downstream sensor is smaller than a predetermined abnormality determination value, it is determined that there is an abnormality. And a filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion, and a period other than a predetermined time after the filter regeneration processing is performed. And a determination value changing means for reducing the abnormality determination value.
上記構成によれば、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、すなわちフィルタ上流側とフィルタ下流側とで粒子状物質の量の差異が小さくなっている期間では、それ以外の期間と比べて異常判定値が小さくなる。これにより、フィルタ再生処理の実施直後において異常を誤判定してしまうことを回避でき、ひいては異常判定の精度を維持することができる。 According to the above configuration, until a predetermined time elapses after the filter regeneration process is performed, that is, in a period in which the difference in the amount of particulate matter between the filter upstream side and the filter downstream side is small, other periods The abnormality determination value becomes smaller than. As a result, it is possible to avoid erroneously determining an abnormality immediately after the execution of the filter regeneration process, and thus to maintain the accuracy of the abnormality determination.
また、請求項4に記載の発明では、前記上流側センサにより検出される粒子状物質の付着量、及び前記下流側センサにより検出される粒子状物質の付着量のいずれかが所定量に達した場合に、前記上流側センサ及び前記下流側センサに付着している前記粒子状物質をそれら各センサに設けられているヒータの加熱により同時に燃焼させる燃焼制御手段と、前記燃焼制御手段により前記粒子状物質が燃焼される場合に、前記上流側センサに付着している粒子状物質の燃焼に要する所要時間と、前記下流側センサに付着している粒子状物質の燃焼に要する所要時間とを比較し、その比較結果に基づいて前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする。 In the invention according to claim 4, one of the adhesion amount of the particulate matter detected by the upstream sensor and the adhesion amount of the particulate matter detected by the downstream sensor has reached a predetermined amount. In this case, combustion control means for simultaneously burning the particulate matter adhering to the upstream sensor and the downstream sensor by heating of heaters provided in the sensors, and the particulate control by the combustion control means When a substance is burned, the time required for burning particulate matter adhering to the upstream sensor is compared with the time required for burning particulate matter adhering to the downstream sensor. And an abnormality determining means for determining whether there is an abnormality in the upstream sensor and the downstream sensor based on the comparison result.
上述したとおりフィルタ装置の上流側は排気中に含まれる粒子状物質が多く、下流側は排気中に含まれる粒子状物質が少ないと言える。ゆえに、上流側センサ及び下流側センサに付着している粒子状物質をそれぞれ同時に燃焼させた場合には、上流側センサでは、下流側センサに比べて粒子状物質の燃焼に要する所要時間が長くなる。本発明は、この点に着眼してなされたものであり、例えば、上流側センサにおいて排気中の粒子状物質が付着しない異常が生じていたり、他方、いずれかのセンサでヒータ故障(断線等)が生じていたりすると、上流側センサでの燃焼の所要時間と下流側センサでの燃焼の所要時間との関係が正常時と異なるものとなるため、その関係性を検出することでセンサ異常を判定するものである。例えば、「上流側センサでの燃焼の所要時間<下流側センサでの燃焼の所要時間」となった場合に、上流側センサ及び下流側センサのいずれかが異常であると判定できる。以上により、フィルタ上流側及びフィルタ下流側の粒子状物質検出センサについて異常診断を好適に実施できることとなる。 As described above, it can be said that the upstream side of the filter device has a large amount of particulate matter contained in the exhaust gas, and the downstream side has a small amount of particulate matter contained in the exhaust gas. Therefore, when the particulate matter adhering to the upstream sensor and the downstream sensor is burned simultaneously, the upstream sensor requires a longer time to burn the particulate matter than the downstream sensor. . The present invention has been made with this point in mind. For example, an abnormality that the particulate matter in the exhaust does not adhere to the upstream sensor has occurred, or a heater failure (disconnection, etc.) occurs in any of the sensors. If this occurs, the relationship between the time required for combustion by the upstream sensor and the time required for combustion by the downstream sensor will be different from the normal time. Therefore, sensor abnormality is determined by detecting this relationship. To do. For example, when “the time required for combustion in the upstream sensor <the time required for combustion in the downstream sensor” is satisfied, it can be determined that either the upstream sensor or the downstream sensor is abnormal. As described above, abnormality diagnosis can be suitably performed for the particulate matter detection sensors on the upstream side and the downstream side of the filter.
上記のとおりフィルタ装置は、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、フィルタ上流側とフィルタ下流側とで粒子状物質の量の差異が小さくなり、上流側及び下流側の各センサにおいて燃焼に要する所要時間に基づいて異常判定を実施する構成には不都合であると言える。 As described above, in the filter device, the difference in the amount of particulate matter between the upstream side of the filter and the downstream side of the filter becomes small until a predetermined time elapses after the filter regeneration process is performed. It can be said that this is inconvenient for the configuration in which the abnormality determination is performed based on the time required for combustion.
そこで、請求項5に記載の発明では、前記フィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼により除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生手段と、前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、前記異常判定手段による前記所要時間に基づく異常判定を禁止する判定禁止手段と、を備える構成としている。 Therefore, in the invention described in claim 5, filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion, and a predetermined time has elapsed after the execution of the filter regeneration processing. Until it does, it is set as the structure provided with the determination prohibition means which prohibits the abnormality determination based on the said required time by the said abnormality determination means.
上記構成によれば、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、すなわちフィルタ上流側とフィルタ下流側とで粒子状物質の量の差異が小さくなっている期間では、異常判定手段による異常判定が禁止される。これにより、異常判定の精度を維持することができる。 According to the above configuration, until the predetermined time elapses after the filter regeneration process is performed, that is, in a period in which the difference in the amount of particulate matter between the filter upstream side and the filter downstream side is small, the abnormality determination unit Abnormality judgment is prohibited. Thereby, the accuracy of abnormality determination can be maintained.
また、請求項6に記載の発明では、前記異常判定手段は、前記上流側センサ及び前記下流側センサにおいて前記燃焼に要する所要時間の時間差が、所定の異常判定値よりも小さい場合に異常有りと判定するものである。そして、前記フィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼により除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生手段と、前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、それ以外の期間と比べて前記異常判定値を小さくする判定値変更手段と、を備える構成としている。 In the invention according to claim 6, the abnormality determination means determines that there is an abnormality when a time difference between the time required for the combustion in the upstream sensor and the downstream sensor is smaller than a predetermined abnormality determination value. Judgment. And a filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion, and a period other than a predetermined time after the filter regeneration processing is performed. And a determination value changing means for reducing the abnormality determination value.
上記構成によれば、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、すなわちフィルタ上流側とフィルタ下流側とで粒子状物質の量の差異が小さくなっている期間では、それ以外の期間と比べて異常判定値が小さくなる。これにより、フィルタ再生処理の実施直後において異常を誤判定してしまうことを回避でき、ひいては異常判定の精度を維持することができる。 According to the above configuration, until a predetermined time elapses after the filter regeneration process is performed, that is, in a period in which the difference in the amount of particulate matter between the filter upstream side and the filter downstream side is small, other periods The abnormality determination value becomes smaller than. As a result, it is possible to avoid erroneously determining an abnormality immediately after the execution of the filter regeneration process, and thus to maintain the accuracy of the abnormality determination.
請求項7に記載の発明では、前記内燃機関の始動後に前記上流側センサ及び前記下流側センサが共に被水したことを判定する被水判定手段と、前記被水判定手段により両センサの被水が判定された後において、前記上流側センサのセンサ出力に基づいて該上流側センサの被水が解消されたタイミングを判定する第1被水解消判定手段と、前記被水判定手段により両センサの被水が判定された後において、前記下流側センサのセンサ出力に基づいて該下流側センサの被水が解消されたタイミングを判定する第2被水解消判定手段と、前記第1被水解消判定手段により判定された被水解消のタイミングと、前記第2被水解消判定手段により判定された被水解消のタイミングとに基づいて前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, the wetness determination means for determining that both the upstream sensor and the downstream sensor have been wetted after the internal combustion engine is started, and the wetness of both sensors by the wetness determination means. Is determined, based on the sensor output of the upstream sensor, a first water-removal determination unit that determines the timing at which the upstream-side sensor has been cleared of water, and A second water-removal determination unit for determining a timing at which the downstream-side sensor has been desorbed based on a sensor output of the downstream-side sensor, and the first water-determination determination; Presence / absence of abnormality in the upstream sensor and the downstream sensor based on the water removal timing determined by the means and the water removal timing determined by the second water removal determination means Characterized in that it comprises an abnormality determination means for determining, a.
要するに、内燃機関の始動時には、排気管内において粒子状物質検出センサに対する被水が発生すると考えられる。この場合、粒子状物質検出センサが被水状態になると、水が導通媒体となることで、水の抵抗分に相当するセンサ出力が生じることとなる。また、被水によるセンサ出力は、排気管内における水の消失に伴い被水前のセンサ出力に復帰することとなる。ここで、被水状態での各センサのセンサ出力を比べると、内燃機関から高温の排気が流れ込むことから、本来は、先に上流側センサのセンサ出力が被水前のセンサ出力に復帰し、その後暫くして、下流側センサのセンサ出力が被水前のセンサ出力に復帰する。本発明は、この点に着眼してなされたものであり、例えば、いずれかのセンサにおいて鉄粉など導電性の異物が付着する異常が生じたりすると、被水解消後に被水前のセンサ出力に復帰できないため、それに基づいてセンサ異常を判定するものである。以上により、フィルタ上流側及びフィルタ下流側の粒子状物質検出センサについて異常診断を好適に実施できることとなる。 In short, it is considered that when the internal combustion engine is started, the particulate matter detection sensor is exposed to water in the exhaust pipe. In this case, when the particulate matter detection sensor is in a wet state, water becomes a conductive medium, so that a sensor output corresponding to the resistance of water is generated. In addition, the sensor output due to the flooding returns to the sensor output before the flooding with the disappearance of the water in the exhaust pipe. Here, when comparing the sensor output of each sensor in the flooded state, since the high-temperature exhaust flows from the internal combustion engine, originally the sensor output of the upstream sensor first returns to the sensor output before the flooding, After a while, the sensor output of the downstream sensor returns to the sensor output before being flooded. The present invention has been made with this point in mind. For example, if an abnormality occurs in which any conductive foreign matter such as iron powder adheres to any sensor, the sensor output before water exposure after water exposure is eliminated. Since it cannot return, sensor abnormality is judged based on it. As described above, abnormality diagnosis can be suitably performed for the particulate matter detection sensors on the upstream side and the downstream side of the filter.
請求項8に記載の発明では、前記フィルタ装置による前記粒子状物質の捕集率が低い状態であることを判定する捕集率判定手段と、前記捕集率判定手段により前記フィルタ装置が低捕集率の状態であると判定された場合に、前記上流側センサの出力変化と前記下流側センサの出力変化とに基づいて、前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, the filter device is low-captured by the collection rate determining means for determining that the collection rate of the particulate matter by the filter device is low and the collection rate determining means. An abnormality that determines whether there is an abnormality in the upstream sensor and the downstream sensor based on the output change of the upstream sensor and the output change of the downstream sensor when it is determined that the state is a collection state Determining means.
要するに、フィルタ装置は粒子状物質の捕集率が低下する場合があり、例えば、フィルタ再生処理の直後には微細孔の目詰まりがないことから、フィルタ下流側への粒子状物質の漏れ出しが生じ捕集率が低下すると考えられる。本発明は、この点に着眼してなされたものであり、上記のとおりフィルタ装置が低捕集率の状態であり、本来は上流側センサと下流側センサとで共に出力変化が生じる筈なのにそうならない場合にセンサ異常を判定するものである。以上により、フィルタ上流側及びフィルタ下流側の粒子状物質検出センサについて異常診断を好適に実施できることとなる。 In short, the filter device may have a reduced particulate matter collection rate. For example, since there is no clogging of micropores immediately after the filter regeneration process, the particulate matter leaks to the downstream side of the filter. It is thought that the collection rate is reduced. The present invention has been made with this point in mind, and as described above, the filter device is in a state of low collection rate, and it is supposed that output changes occur in both the upstream sensor and the downstream sensor. If it does not, sensor abnormality is determined. As described above, abnormality diagnosis can be suitably performed for the particulate matter detection sensors on the upstream side and the downstream side of the filter.
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車載エンジンを備える車両エンジンシステムにおいて、同エンジンから排出される排気中のPM量(導電性粒子状物質の量)を監視するものである。特に、エンジン排気管においてフィルタ装置としてのPMフィルタの上流側及び下流側にそれぞれPMセンサを設け、そのPMセンサでのPM付着量に基づいてPMフィルタのPM捕集量を監視するものとしている。図1は、本システムの概略構成を示す構成図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment monitors the amount of PM (the amount of conductive particulate matter) in the exhaust discharged from the engine in a vehicle engine system including an on-vehicle engine. In particular, PM sensors are provided on the upstream side and the downstream side of the PM filter as a filter device in the engine exhaust pipe, respectively, and the amount of PM trapped by the PM filter is monitored based on the amount of PM attached by the PM sensor. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the present system.
図1において、エンジン11は直噴式ガソリンエンジンであり、同エンジン11には、同エンジン11の運転に関わるアクチュエータとして燃料噴射弁12や点火装置13等が設けられている。エンジン11の排気管14には、排気浄化装置として三元触媒15とPMフィルタ16とが設けられている。PMフィルタ16は、例えば多孔質セラミックス材料よりなり、排気管長手方向に延びる多数のセル隔壁を有する構成となっている。PMフィルタ16のセル隔壁には多数の微細孔が形成されており、フィルタ上流側及び下流側は多数の微細孔により通気可能となっている。排気がPMフィルタ16を通過する際には、排気中のPMがセル隔壁にて捕集される。
In FIG. 1, an
三元触媒15の上流側にはA/Fセンサ17が設けられている。また、PMフィルタ16の上流側及び下流側にはそれぞれ粒子状物質検出センサとしてのPMセンサ18,19が設けられている。以下、フィルタ上流側のPMセンサ18を上流側PMセンサ18、フィルタ下流側のPMセンサ19を下流側PMセンサ19とも称する。その他、本システムでは、エンジン回転速度を検出するための回転センサ21や、吸気管圧力を検出するための圧力センサ22等が設けられている。
An A /
ECU20は、周知のCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータ(マイコン)を主体として構成されており、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン11及びその周辺装置の各種制御を実施する。すなわち、ECU20は、上記各種センサ等から各々信号を入力し、それらの各種信号に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算して燃料噴射弁12や点火装置13の駆動を制御する。
The
また、ECU20は、PMセンサ18,19の検出信号に基づいてPMフィルタ16のPM捕集量を算出し、そのPM捕集量に基づいてPMフィルタ16の再生処理(フィルタ再生処理)を実施する。具体的には、上流側PMセンサ18のセンサ出力と、下流側PMセンサ19のセンサ出力との差分から、時間当たりのPM捕集量を算出し、その時間当たりのPM捕集量を逐次積算することによりPMフィルタ16の総PM捕集量を算出する。そして、その総PM捕集量が所定値(フィルタ再生処理の開始しきい値)に到達したら、フィルタ再生処理を実施する。フィルタ再生処理は周知の手法により実施されればよいが、略述すると、排気管14内に未燃燃料を供給してそれを排気管14内で燃焼させることにより、排気管内温度を上昇させてPMを燃焼除去する。又は、PMフィルタ16にヒータを一体化しておいてそのヒータの加熱によりPMを燃焼除去する。なお、上記に加え、前回の再生実行時からの車両走行距離や経過時間が所定値になる都度、フィルタ再生処理を実施する構成であってもよい。
Further, the
また、ECU20は、PMセンサ18,19に付着したPMを燃焼により除去するPM強制燃焼を実施したり、PMセンサ18,19の検出信号に基づいてこれら各センサ18,19の異常診断を実施したりする。ただしそれらの詳細は後述する。
Further, the
次に、PMセンサ18,19の構成、及びそのPMセンサ18,19に関する電気的構成を図2及び図3を用いて説明する。図2は、PMセンサ18,19を構成するセンサ素子31の要部構成を分解して示す分解斜視図であり、図3は、PMセンサ18,19に関する電気的構成図である。なお、PMセンサ18,19は同一の構成を有しており、センサ素子31の構成も同じである。
Next, the configuration of the
図2に示すように、センサ素子31は、長尺板状をなす2枚の絶縁基板32,33を有しており、一方の絶縁基板32にはPM量を検出するためのPM検出部34が設けられ、他方の絶縁基板33にはセンサ素子31を加熱するためのヒータ部35が設けられている。センサ素子31は、絶縁基板32,33が二層に積層されることで構成されている。絶縁基板32が、PMを付着させるための被付着部に相当する。
As shown in FIG. 2, the
絶縁基板32には、他方の絶縁基板33とは反対側の基板表面に、互いに離間して設けられる一対の検出電極36a,36bが設けられており、この一対の検出電極36a,36bによりPM検出部34が構成されている。検出電極36a,36bは、各々複数の櫛歯を有する櫛歯形状をなしており、各検出電極36a,36bの櫛歯同士が互い違いとなるようして所定間隔をあけて対向配置されている。また、ヒータ部35は例えば電熱線からなる発熱体により構成されている。
The insulating
ただし、一対の検出電極36a,36bの形状は上記に限定されず、曲線状をなす形状で設けられているものや、各1本の線からなる一対の電極部が所定距離を隔てて平行に対向配置されているものであってもよい。
However, the shape of the pair of
なお、図示は省略するが、PMセンサ18,19は、センサ素子31を保持するための保持部を有しており、センサ素子31はその一端側が保持部により保持された状態で排気管に固定されるようになっている。この場合、少なくともPM検出部34及びヒータ部35を含む部位が排気管内に位置するように配されるとともに、センサ素子31において絶縁基板32(PM被付着部)が排気上流側を向くようにして、PMセンサ18,19が排気管に取り付けられる構成となっている。これにより、PMを含む排気が排気管内を流れる際、そのPMが絶縁基板32において検出電極36a,36b及びその周辺に付着し堆積する。また、PMセンサ18,19は、センサ素子31の突出部分を覆う保護カバーを有している。
Although not shown, the
上記構成のPMセンサ18,19は、排気中のPMがセンサ素子31の絶縁基板32に付着し堆積すると、それによりPM検出部34の抵抗値(すなわち一対の検出電極36a,36b間の抵抗値)が変化すること、及びその抵抗値の変化がPM堆積量に対応していることから、その抵抗値の変化を利用してPM量を検出するものである。
When the PM in the exhaust gas adheres to and accumulates on the insulating
図3に示すように、PMセンサ18,19に関する電気的構成として、PMセンサ18,19の各PM検出部34(図では34A,34B)の一端側にはセンサ電源41が接続され、他端側にはシャント抵抗42が接続されている。センサ電源41は、例えば定電圧回路により構成されており、定電圧Vccが5Vとなっている。この場合、PM検出部34とシャント抵抗42とにより分圧回路40が形成されており、それらの中間点電圧がPM検出電圧Vpm(センサ検出値)としてECU20に入力されるようになっている。なお、上流側PMセンサ18のPM検出電圧がVpm1であり、下流側PMセンサ19のPM検出電圧がVpm2である。つまり、PMセンサ18,19の各PM検出部34ではPM堆積量に応じて抵抗値Rpmが変化し、その抵抗値Rpmとシャント抵抗42の抵抗値RsとによりPM検出電圧Vpmが変化する。そして、そのPM検出電圧Vpmが図示しないA/D変換器を介してマイコン44に入力される。
As shown in FIG. 3, a
ここで、Vcc=5V、Rs=100kΩとすると、PM検出電圧Vpmは次の(1)式で求められる。
Vpm=5V×100kΩ/(100kΩ+Rpm) …(1)
このとき、PM堆積量が0(又は略0)であれば、PM検出部34の抵抗値Rpmは無限大になることから、Vpm=0Vとなる。また、PM堆積によりPM検出部34の抵抗値Rpmが例えば1kΩまで低下すると、Vpm=4.95Vとなる。こうしてPM検出部34でのPM堆積量に応じてPM検出電圧Vpmが変化する。マイコン44は、PM検出電圧Vpmに応じてPM堆積量を算出する。
Here, when Vcc = 5 V and Rs = 100 kΩ, the PM detection voltage Vpm is obtained by the following equation (1).
Vpm = 5V × 100 kΩ / (100 kΩ + Rpm) (1)
At this time, if the PM deposition amount is 0 (or substantially 0), the resistance value Rpm of the
分圧回路40により信号出力回路が構成されており、この分圧回路40によって0〜5Vを出力範囲としてPM検出電圧Vpmが変化可能となっている。この場合、PM検出電圧Vpmの出力上限値は5Vであり、より厳密には5Vよりも若干低い電圧値となっている。
The
また、PMセンサ18,19のヒータ部35(図では35A,35B)には、それぞれヒータ電源45が接続されている。ヒータ電源45は例えば車載バッテリであり、車載バッテリからの給電により各ヒータ部35が加熱される。この場合、ヒータ部35のローサイドにはスイッチング素子としてのトランジスタ46(図では46A,46B)が接続されており、マイコン44により各トランジスタ46がオン/オフされることでヒータ部35の加熱制御が行われる。
Further,
絶縁基板32上にPMが堆積した状態でヒータ部35の通電を開始すると、堆積PMの温度が上昇し、それに伴い堆積PMが強制的に燃焼される。こうした強制燃焼により、絶縁基板32に堆積したPMが燃焼除去される。マイコン44は、例えば、エンジン始動時や運転終了時に、又はPM堆積量が所定量になったと判定された時に、PMの強制燃焼要求が生じたとしてヒータ部35による加熱制御を実施する。より具体的には、マイコン44は、上流側PMセンサ18により検出されるPM堆積量が、堆積PMを強制燃焼させるための実施基準値に達した場合、又は下流側PMセンサ19により検出されるPM堆積量が、堆積PMを強制燃焼させるための実施基準値に達した場合に、燃焼要求を出して各PMセンサ18,19のヒータ部35a,35bを通電させてPM燃焼処理を実施する(それら実施基準値は同一である)。なお、PMセンサ18,19のPM強制燃焼の処理は、PMセンサ18,19においてPM堆積量の検出機能を再生するものであり、その意味からセンサ再生処理とも称される。
When energization of the
その他、ECU20には、各種の学習値や異常診断値(ダイアグデータ)等を記憶するためのバックアップ用メモリとしてのEEPROM47が設けられている。
In addition, the
次に、PMセンサ18,19の異常診断処理について説明する。本実施形態の異常診断は、PMフィルタ16の上流側と下流側とを比べると、上流側はフィルタ捕集前であるために排気中のPMが多く、下流側は排気中のPMが少なくなり、それゆえに、上流側PMセンサ18では、下流側PMセンサ19に比べて頻繁に、すなわち比較的短い時間間隔で燃焼要求が出されることに着眼してなされたものである。
Next, abnormality diagnosis processing for the
特に、上流側PMセンサ18について再生処理が実施された後において次に燃焼要求(再生処理の実施要求)が出されるタイミングと、下流側PMセンサ19について再生処理が実施された後において次に燃焼要求(再生処理の実施要求)が出されるタイミングとに基づいて、PMセンサ18,19の異常診断を実施する。また、上流側PMセンサ18において付着PMの燃焼に要する所要時間と、下流側PMセンサ19において付着PMの燃焼に要する所要時間とを比較し、その比較結果に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する。
In particular, after the regeneration process for the
図4は、PMセンサ異常診断処理を示すフローチャートであり、本処理はECU20内のマイコン44により所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing the PM sensor abnormality diagnosis process. This process is repeatedly executed by the
図4において、ステップS11では、今現在、両方のPMセンサ18,19についてセンサ再生処理(強制燃焼処理)が実施されている最中であるか否かを判定する。そして、センサ再生処理の実施中でなければステップS12に進み、センサ再生処理の実施中であればステップS16に進む。
In FIG. 4, in step S11, it is determined whether or not the sensor regeneration process (forced combustion process) is currently being performed for both
まずはセンサ再生処理の実施中でない場合を想定すると、ステップS12では、両PMセンサ18,19についてセンサ再生処理の実施要求の有無を判定する。具体的には、PMセンサ18,19について、少なくともいずれか一方のPM検出電圧Vpm(PM付着量)が、センサ再生処理の実施判断基準となる所定の実施基準値に達しているか否かを判定する。この場合、YESであれば後続のステップS13に進み、NOであればそのまま本処理を一旦終了する。
First, assuming that the sensor regeneration process is not being performed, in step S12, it is determined whether or not there is a request for performing the sensor regeneration process for both
ステップS13では、今回のセンサ再生処理の実施要求に関して、上流側及び下流側のPMセンサ18,19のうちいずれのPM検出電圧Vpmに基づきセンサ再生処理が要求されたのかを判定することで、センサ異常診断を実施する。言い換えれば、上流側PMセンサ18のPM検出電圧Vpm1が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したのか、下流側PMセンサ19のPM検出電圧Vpm2が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したのかを判定する。なおこのとき、上流側PMセンサ18について再生処理が実施されてから次に再生処理の実施要求が出されるまでの時間間隔が、下流側PMセンサ19について再生処理が実施されてから次に再生処理の実施要求が出されるまでの時間間隔よりも短ければ、上流側PMセンサ18のPM検出電圧Vpm1が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達することなる。
In step S13, regarding the execution request of the current sensor regeneration process, the sensor regeneration process is determined based on which PM detection voltage Vpm of the upstream and
そして、上流側PMセンサ18のPM検出電圧Vpm1が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したのであれば、ステップS14に進み、両PMセンサ18,19について再生処理を実施する。このとき、各PMセンサ18,19についてヒータ部35による加熱が開始される。つまり、両センサ同時にセンサ再生処理が実施される。
Then, if the PM detection voltage Vpm1 of the
また、下流側PMセンサ19のPM検出電圧Vpm2が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したのであれば、ステップS15に進む。ステップS15では、PMセンサ18,19のいずれかに異常が発生しているとして、センサ異常の発生情報をダイアグデータとしてEEPROM47に記憶する。
Further, if the PM detection voltage Vpm2 of the
例えば、上流側PMセンサ18において排気中のPMが付着しない異常が生じていたり、他方、下流側PMセンサ19において鉄粉など導電性の異物が付着する異常が生じていたりすると、上流側PMセンサ18についての再生処理の実施要求と下流側PMセンサ19についての再生処理の実施要求との順序が正常時とは逆になり、上流側PMセンサ18についての再生処理の実施要求が後、下流側PMセンサ19についての再生処理の実施要求が先となる。これにより、PMセンサ18,19のいずれかが異常であると判定される。
For example, if the
一方、センサ再生処理の開始後においてステップS16に進むと、同ステップS16では、各PMセンサ18,19についてセンサ再生処理が完了したか否かを判定する。そして、センサ再生処理が完了していなければ、ステップS17で再生所要時間TA1,TA2を計測する。この再生所要時間TA1,TA2は、PMセンサ18,19ごとに計測されるものであり、各PMセンサ18,19のPM検出電圧Vpm1,Vpm2の変化に基づいて時間計測される。
On the other hand, when the process proceeds to step S16 after the start of the sensor regeneration process, it is determined in step S16 whether or not the sensor regeneration process has been completed for each of the
再生所要時間TA1,TA2の計測に関してより具体的には、センサ再生処理において、ヒータ加熱により付着PMが燃焼除去されると、PM検出電圧Vpm1,Vpm2が減少変化していずれ所定値(本実施形態では0V)に到達する。かかる場合において、ヒータ通電開始からPM検出電圧Vpm1,Vpm2がそれぞれ所定値に達するまでの時間が再生所要時間TA1,TA2として計測される。 More specifically, regarding the measurement of the regeneration required times TA1 and TA2, in the sensor regeneration process, when the attached PM is burned and removed by heating the heater, the PM detection voltages Vpm1 and Vpm2 change and decrease to a predetermined value (this embodiment). Will reach 0V). In such a case, the time from when the heater energization starts until the PM detection voltages Vpm1 and Vpm2 reach predetermined values is measured as the regeneration required times TA1 and TA2.
また、各PMセンサ18,19のセンサ再生処理が完了していれば、ステップS18に進む。ステップS18では、センサ再生処理中に計測した各PMセンサ18,19の再生所要時間TA1,TA2に基づいて、TA1<TA2であるか否かを判定することで、センサ異常診断を実施する。そして、TA1<TA2であれば、すなわち、上流側PMセンサ18の再生所要時間TA1の方が下流側PMセンサ19の再生所要時間TA2よりも短ければ、ステップS15に進む。ステップS15では、上述のとおりセンサ異常の発生情報をダイアグデータとしてEEPROM47に記憶する。
Moreover, if the sensor regeneration process of each
例えば、上流側PMセンサ18において排気中のPMが付着しない異常が生じていたり、他方、いずれかのPMセンサ18,19でヒータ故障(断線等)が生じていたりすると、各再生所要時間TA1,TA2の大小関係が正常時とは逆になり、「再生所要時間TA1<再生所要時間TA2」となる。したがって、PMセンサ18,19のいずれかが異常であると判定できる。
For example, if there is an abnormality that PM in the exhaust does not adhere to the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
両PMセンサ18,19について同時にセンサ再生処理(PM強制燃焼)が行われた後において、上流側PMセンサ18の次の再生処理の実施要求(燃焼要求)と、下流側PMセンサ19の次の再生処理の実施要求(燃焼要求)との順序に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する構成とした。より具体的には、両PMセンサ18,19について同時にセンサ再生処理を実施した後、上流側PMセンサ18のPM検出電圧Vpm1が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したのか、下流側PMセンサ19のPM検出電圧Vpm2が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したのかを判定し、その判定結果に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する構成とした。
After the sensor regeneration process (PM forced combustion) is performed on both
また、各PMセンサ18,19の再生所要時間TA1,TA2を比較し、その比較結果に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する構成とした。
Also, the regeneration required times TA1 and TA2 of the
以上により、フィルタ上流側及びフィルタ下流側のPMセンサ18,19について異常診断を好適に実施できることとなる。
As described above, abnormality diagnosis can be suitably performed for the
上記のようにPMセンサ18,19の異常診断を好適に実施できることで、それら各PMセンサ18,19の検出信号に基づいて算出されるPMフィルタ16のPM捕集量の信頼性が向上する。これにより、PMフィルタ16のフィルタ再生処理についても適正化を図ることができる。
Since the abnormality diagnosis of the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について第1の実施形態との相違点を中心に説明する。PMフィルタ16では、定期又は不定期に捕集PMが燃焼により除去されるフィルタ再生処理が行われる。また、フィルタ再生処理が実施された場合において、PMフィルタ16に新たにPMが捕集されていく過程を見ると、フィルタ再生処理の直後にはフィルタ微細孔にPMが付着していないことから目詰まりはなく、フィルタ下流側へのPMの漏れ出しが生じることが考えられる。つまり、PMフィルタ16のPM捕集の程度に応じて、フィルタ下流側のPM量が相違すると考えられる。また、PMフィルタ16の再生処理とPMセンサ18,19の再生処理とを比較すると、それら再生処理の実施の周期が大きく異なり、フィルタ再生処理の実施周期は比較的長く、センサ再生処理の実施周期は比較的短いものとなる。例えば、フィルタ再生処理は、例えば車両走行距離が数100km〜数1000kmになる度に実施されるのに対し、センサ再生処理は、例えば車両走行距離が数10kmになる度に実施される(1回の車両走行で複数回実施される)。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the
図5のタイムチャートで説明すると、タイミングt1,t2がPMフィルタ16のフィルタ再生処理の実施タイミングであり、フィルタ再生処理の実施周期はTfである。また、フィルタ再生処理に対して、センサ再生処理は短周期で小刻みに実施されている。
Referring to the time chart of FIG. 5, the timings t1 and t2 are the execution timing of the filter regeneration process of the
ここで、フィルタ再生処理の実施直後(例えば図5のTX1)と、それよりも後であって次回のフィルタ再生処理の実施直前(例えば図5のTX2)とでPMセンサ18,19のセンサ出力の変化をそれぞれ比較すると、上流側PMセンサ18については、排気中のPM濃度が一定であれば、センサ出力の変化はいずれも同様、すなわち出力変化の傾きは同じである。これに対し、下流側PMセンサ19については、排気中のPM濃度が一定であっても、PMフィルタ16におけるPM捕集量(PM捕集の程度)の違いに起因してセンサ出力の変化(出力変化の傾き)がTX1,TX2で相違するものとなっている。具体的には、フィルタ再生処理の実施直後(TX1)では、下流側PMセンサ19の出力変化の傾きが比較的大きく、次回のフィルタ再生処理の実施直前(TX2)では、下流側PMセンサ19の出力変化の傾きが比較的小さいものとなる。つまり、フィルタ再生処理の実施後においてその当初には、フィルタ上流側とフィルタ下流側とで排気中のPM量の差異が小さくなる。
Here, the sensor outputs of the
以下には、上記のとおり両PMセンサ18,19のPM付着量の関係が、PMフィルタ16のPM捕集の程度に関連している点を考慮し、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは異常判定を禁止する構成、及び同じく所定時間が経過するまでは異常判定の判定値を変更する構成について説明する。
In the following, in consideration of the fact that the relationship between the PM adhesion amounts of the
<異常判定を禁止する構成>
図6は、図5のPMセンサ異常診断処理の一部を変更して示すフローチャートであり、以下、図5との相違点を中心に説明する。なお、図5との共通の処理については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
<Configuration that prohibits abnormality determination>
FIG. 6 is a flowchart showing a part of the PM sensor abnormality diagnosis process shown in FIG. 5 in a modified manner. Hereinafter, the difference from FIG. In addition, about the process common to FIG. 5, the same step number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図6において、まずステップS21では、PMフィルタ16のフィルタ再生処理が実施されてからの経過時間が、所定時間に達しているか否かを判定する。この所定時間は、例えばフィルタ再生処理の実施周期の1/10、1/20等の時間であり、あらかじめ定められている。この場合、ステップS21がYESであれば、後続のステップS11以降の処理を実施し、ステップS21がNOであれば、そのまま本処理を終了する。つまり、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過する以前は、異常診断が禁止されることとなる。
In FIG. 6, first, in step S21, it is determined whether or not the elapsed time since the filter regeneration process of the
<異常判定の判定値を変更する構成>
図7は、図5のPMセンサ異常診断処理の一部を変更して示すフローチャートであり、以下、図5との相違点を中心に説明する。なお、図5との共通の処理については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
<Configuration for changing the judgment value for abnormality judgment>
FIG. 7 is a flowchart showing a part of the PM sensor abnormality diagnosis process shown in FIG. 5 in a modified manner. Hereinafter, the difference from FIG. In addition, about the process common to FIG. 5, the same step number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図7において、ステップS13で上流側PMセンサ18のPM検出電圧Vpm1が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達したと判定された場合に、ステップS30に進み、図8に示す「異常診断(その1)」を実施する。
In FIG. 7, when it is determined in step S13 that the PM detection voltage Vpm1 of the
図8の「異常診断(その1)」において、ステップS31では、PMフィルタ16のフィルタ再生処理が実施されてからの経過時間が、所定時間に達しているか否かを判定する(図6のステップS21と同様)。そして、ステップS31がYESであれば、ステップS32に進み、ステップS31がNOであれば、ステップS33に進む。ステップS32では、異常判定値としてKE1を設定する。また、ステップS33では、異常判定値としてKE2を設定する。ここで、KE1,KE2は、いずれもPMセンサ18,19のPM付着量の差に基づいて異常判定を実施するためのしきい値であり、KE1>KE2である。
In “abnormality diagnosis (part 1)” in FIG. 8, in step S31, it is determined whether or not the elapsed time since the filter regeneration process of the
その後、ステップS34では、今現在の上流側PMセンサ18のPM付着量と下流側PMセンサ19のPM付着量との差を算出し、続くステップS35では、そのPM付着量の差が、異常判定値よりも小さいか否かを判定する。異常判定値はステップS32又はS33での設定値(KE1又はKE2)であり、PM付着量との差<異常判定値であれば、ステップS36でPMセンサ異常であると判定する。なお、ステップS36でPMセンサ異常と判定された場合には、図7のステップS14でのセンサ再生処理は実施されない。
Thereafter, in step S34, the difference between the current PM adhesion amount of the
また、図7において、ステップS16で各PMセンサ18,19について再生処理が完了したと判定された場合に、ステップS40に進み、図9に示す「異常診断(その2)」を実施する。
Further, in FIG. 7, when it is determined in step S16 that the regeneration process has been completed for each
図9の「異常診断(その2)」において、ステップS41では、PMフィルタ16のフィルタ再生処理が実施されてからの経過時間が、所定時間に達しているか否かを判定する(図6のステップS21と同様)。そして、ステップS41がYESであれば、ステップS42に進み、ステップS41がNOであれば、ステップS43に進む。ステップS42では、異常判定値としてKE3を設定する。また、ステップS43では、異常判定値としてKE4を設定する。ここで、KE3,KE4は、いずれもPMセンサ18,19の再生所要時間TA1,TA2の差に基づいて異常判定を実施するためのしきい値であり、KE3>KE4である。
In “abnormality diagnosis (part 2)” of FIG. 9, in step S41, it is determined whether or not the elapsed time since the filter regeneration processing of the
その後、ステップS44では、PMセンサ18,19の再生所要時間TA1,TA2(ステップS17の計測値)の差を算出し、続くステップS45では、その再生所要時間TA1,TA2の差が、異常判定値よりも小さいか否かを判定する。異常判定値はステップS42又はS43での設定値(KE3又はKE4)であり、再生所要時間TA1,TA2の差<異常判定値であれば、ステップS46でPMセンサ異常であると判定する。
Thereafter, in step S44, the difference between the required regeneration times TA1 and TA2 (measured values in step S17) of the
以上第2の実施形態によれば、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、異常判定を禁止する構成とした(図6のステップS21)。これにより、フィルタ再生処理の実施後においてフィルタ上流側とフィルタ下流側とでPM量の差異が小さくなっている期間では異常判定が禁止され、異常判定の精度を維持することができる。 As described above, according to the second embodiment, the abnormality determination is prohibited until a predetermined time elapses after the filter regeneration process is performed (step S21 in FIG. 6). As a result, the abnormality determination is prohibited during the period in which the difference in PM amount between the filter upstream side and the filter downstream side is small after the filter regeneration process is performed, and the accuracy of the abnormality determination can be maintained.
また、両PMセンサ18,19について同時にセンサ再生処理を実施した後、上流側PMセンサ18のPM検出電圧Vpm1が先にセンサ再生処理の実施基準値に到達した場合(第1燃焼要求手段による燃焼要求が、第2燃焼要求手段による燃焼要求よりも先に出される場合に相当)において、各PMセンサ18,19のPM付着量の差が、所定の異常判定値よりも小さい場合に異常有りと判定する構成とし、さらに、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、それ以外の期間と比べて異常判定値を小さくする構成とした(図8の異常診断(その1))。これにより、フィルタ再生処理の実施直後において異常を誤判定してしまうことを回避でき、ひいては異常判定の精度を維持することができる。
Further, after the sensor regeneration process is simultaneously performed for both
また、各PMセンサ18,19の再生所要時間TA1,TA2の時間差が、所定の異常判定値よりも小さい場合に異常有りと判定する構成とし、さらに、フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、それ以外の期間と比べて異常判定値を小さくする構成とした(図9の異常診断(その2))。これにより、やはりフィルタ再生処理の実施直後において異常を誤判定してしまうことを回避でき、ひいては異常判定の精度を維持することができる。
Further, when the time difference between the regeneration required times TA1 and TA2 of the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、エンジン始動後において排気管内に存在する水によりPMセンサ18,19が被水することを利用し、被水解消に伴うセンサ出力の変化に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施するものである。
(Third embodiment)
Next, the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, using the fact that the
図10は、本実施形態におけるPMセンサ異常診断処理を示すフローチャートであり、本処理はECU20内のマイコン44により所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態では、エンジン11の運転停止時に、各PMセンサ18,19においてセンサ再生処理(PM強制燃焼処理)を実施することとしており、エンジン始動時には、各PMセンサ18,19でのPM付着量がゼロ又は微量となっている。
FIG. 10 is a flowchart showing the PM sensor abnormality diagnosis process in the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
図10において、ステップS51では、エンジン始動後において排気管内被水によるセンサ異常診断が未実施であるか否かを、異常診断実施フラグにより判定する。このとき、異常診断実施フラグ=0であれば、センサ異常診断が未実施であると判定される。そして、異常診断未実施である場合に、後続のステップS52に進む。ステップS52では、エンジン始動後において各PMセンサ18,19の被水判定がなされたか否かを、被水発生フラグの状態により判定する。このとき、被水発生フラグ=0であれば、センサ被水が未だ判定されていないとして、ステップS53に進む。
In FIG. 10, in step S51, it is determined by the abnormality diagnosis execution flag whether or not the sensor abnormality diagnosis due to the moisture in the exhaust pipe is not performed after the engine is started. At this time, if the abnormality diagnosis execution flag = 0, it is determined that the sensor abnormality diagnosis has not been performed. And when abnormality diagnosis is not performed, it progresses to subsequent step S52. In step S52, it is determined based on the state of the water generation flag whether or not each of the
ステップS53では、各PMセンサ18,19のPM検出電圧Vpm1,Vpm2(センサ出力)に基づいて、各PMセンサ18,19で被水が発生しているか否かを判定する。このとき、各PMセンサ18,19のPM検出電圧Vpm1,Vpm2がそれぞれ水の抵抗値に相当するものになっていれば、被水発生していると判定される。被水発生の場合、続くステップS54で被水発生フラグに1をセットする。
In step S53, based on the PM detection voltages Vpm1 and Vpm2 (sensor outputs) of the
なお、ステップS53がNOとなる場合、ステップS55では、エンジン始動後において所定時間(被水モニタ時間)が経過したか否かを判定する。かかる場合、エンジン始動後において被水発生が確認されないまま所定時間が経過すると、ステップS55がYESとなり、異常診断実施フラグに1をセットする。つまり、本実施形態の異常診断は、エンジン始動時におけるPMセンサ18,19での被水発生を前提に実施されるものであり、被水発生の可能性が無くなった場合には、実際には異常診断を実施しないまま「実施済み」とされる。
If NO in step S53, it is determined in step S55 whether or not a predetermined time (moisture monitoring time) has elapsed after the engine is started. In such a case, when the predetermined time has passed without the occurrence of water exposure after the engine is started, step S55 becomes YES and 1 is set to the abnormality diagnosis execution flag. That is, the abnormality diagnosis of the present embodiment is performed on the assumption that the wetness is generated by the
被水発生フラグに1がセットされた後は、ステップS52がNOとなり、ステップS57に進む。ステップS57では、PMセンサ18,19の両方で被水が解消されているか否かを判定する。つまり、PMセンサ18,19が被水状態から被水解消されると、各PMセンサ18,19において電極間抵抗が増加することから、PM検出電圧が減少側に変化する。ゆえに、両PMセンサ18,19においてPM検出電圧の減少変化が確認されれば、PMセンサ18,19の両方で被水が解消されていると判定される。被水解消が判定されることは、センサ異常有りと判定されることなく異常診断が完了したことを意味し、その後、ステップS62に進んで異常診断実施フラグに1をセットする。
After 1 is set to the water generation flag, step S52 becomes NO, and the process proceeds to step S57. In step S57, it is determined whether or not water is eliminated by both
ステップS57がNOの場合には、ステップS58に進み、PMセンサ18,19のいずれか一方で、被水が解消されているか否かを判定する。これは、ステップS57と同様に、PM検出電圧Vpm(センサ出力)の減少変化に基づいて判定される。
When step S57 is NO, it progresses to step S58 and it is determined whether one of
ステップS58がYESの場合、ステップS59に進み、時間差カウンタを1インクリメントする。時間差カウンタは、各PMセンサ18,19での被水解消タイミングの時間差を計測するものである。
If step S58 is YES, the process proceeds to step S59, and the time difference counter is incremented by one. The time difference counter measures the time difference of the water removal timing at the
その後、ステップS60では、時間差カウンタの値が所定の異常判定値以上になったか否かを判定する。そして、カウンタ値<異常判定値であれば、そのまま本処理を一旦終了する。また、カウンタ値≧異常判定値であれば、ステップS61に進み、センサ異常が発生しているとして、センサ異常の発生情報をダイアグデータとしてEEPROM47に記憶する。その後、ステップS62では、異常診断実施フラグに1をセットする。
Thereafter, in step S60, it is determined whether or not the value of the time difference counter is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value. If the counter value <the abnormality determination value, the process is temporarily terminated as it is. If counter value ≧ abnormal determination value, the process proceeds to step S61, and sensor abnormality occurrence information is stored in the
ステップS61において、PMセンサ18,19のうちいずれで異常が発生しているかを特定する構成であってもよい。つまり、ステップS58では、両PMセンサ18,19のうち一方で被水解消したと判定され、その後他方のPMセンサで被水解消したと判定されない場合に異常有りと判定されるのであるから、被水解消したと判定されない方を異常センサと判断する。例えば、ステップS58で上流側PMセンサ18で被水解消したと判定され、その後、下流側PMセンサ19で被水解消したと判定されなければ、その下流側PMセンサ19が異常であると判定する。
In step S61, it may be configured to identify which of the
なお、ステップS57,S58が共にNOのまま継続され、その状態で所定時間が経過した場合には、その時点で両PMセンサ18,19について異常有りと判定する構成であってもよい。
In addition, when both step S57 and S58 are continued with NO and predetermined time passes in that state, the structure which determines with abnormality about both
また、排気管14内にはエンジン11から高温の排気が流れ込むため、上流側PMセンサ18の方が、下流側PMセンサ19よりも被水解消のタイミングが早くなると考えられる。そこで、上流側PMセンサ18の被水解消タイミングと、下流側PMセンサ19の被水解消タイミングとを比較し、そのうち前者の方が後者よりも遅い場合に、センサ異常有りと判定することも可能である。
Further, since high-temperature exhaust gas flows from the
図11は、本実施形態における異常診断処理をより具体的に説明するためのタイムチャートである。 FIG. 11 is a time chart for more specifically explaining the abnormality diagnosis process in the present embodiment.
図11では、エンジン始動後において排気管14内に水が存在していることにより、各PMセンサ18,19に水が付着し(被水し)、水付着により電極間抵抗の変化によりセンサ出力(PM検出電圧Vpm)が共に増加している。この時のセンサ出力は、水の抵抗相当の出力範囲となっている。
In FIG. 11, since water is present in the
そしてその後、タイミングt11では、上流側PMセンサ18の被水解消に伴い、同センサ18のセンサ出力が減少側に変化し始める。これに伴い、時間差カウンタのインクリメントが開始される。
Then, at timing t11, the sensor output of the
その後、タイミングt12で、下流側PMセンサ19についても被水解消されると、それに伴い同センサ19のセンサ出力が減少側に変化し始める。このとき、時間差カウンタの値が異常判定値未満であれば、センサ異常有りと診断されることはない。これに対し、例えば下流側PMセンサ19において鉄粉など導電性の異物が付着する異常が生じたりすると、被水解消後に被水前のセンサ出力に復帰できない。そのため、センサ出力が復帰できないまま、時間差カウンタの値が異常判定値以上になると、センサ異常有りと診断される(タイミングt13)。
Thereafter, when the
以上第3の実施形態によれば、エンジン始動後にPMセンサ18,19が共に被水したと判定された後において、各PMセンサ18,19の被水解消タイミングを比較し、その比較結果に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する構成とした。これにより、フィルタ上流側及びフィルタ下流側のPMセンサ18,19について異常診断を好適に実施できることとなる。
As described above, according to the third embodiment, after it is determined that the
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、PMフィルタ16によるPMの捕集率が低い状態であることを判定し、その低捕集率の状態で、上流側PMセンサ18の出力変化と下流側PMセンサ19の出力変化とに基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施するものである。
(Fourth embodiment)
Next, the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, it is determined that the PM collection rate by the
図12は、本実施形態におけるPMセンサ異常診断処理を示すフローチャートであり、本処理はECU20内のマイコン44により所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 12 is a flowchart showing the PM sensor abnormality diagnosis process in the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
図12では、まずステップS71〜S73において、今現在、PMフィルタ16によるPMの捕集率が低い状態にあるか否かを判定する。詳しくは、ステップS71では、図示しないフィルタ故障判定処理により、PMフィルタ16が故障状態にあると判定され、かつそのPM故障が、PM捕集率が低くなる故障であるか否かを判定する。また、ステップS72では、フィルタ再生処理の実施直後であるか否か、すなわちフィルタ再生処理の実施後、所定時間経過前であるか否かを判定する。ステップS73では、PMフィルタ16の上流側と下流側とを結ぶバイパス弁に設けられたバイパス弁が、開放状態にあるか否かを判定する。
In FIG. 12, first, in steps S71 to S73, it is determined whether or not the PM collection rate by the
そして、ステップS71〜S73のいずれかがYESであれば、後続のステップS74に進み、全てNOであれば、そのまま本処理を一旦終了する。 And if any of step S71-S73 is YES, it will progress to subsequent step S74, and if all are NO, this process will be once complete | finished as it is.
ステップS74に進んだ場合、同ステップS74では、上流側PMセンサ18及び下流側PMセンサ19のうちいずれか一方でのみ出力変化が生じている状態であるか否かを判定する。この場合、両方のPMセンサ18,19で出力変化が共に生じていれば、そのまま本処理を一旦終了し、一方でのみ出力変化が生じていれば、ステップS75に進む。
When the process proceeds to step S74, in step S74, it is determined whether or not an output change has occurred in only one of the
ステップS75では、出力変化が生じているPMセンサが上流側PMセンサ18であるか否かを判定する。このとき、上流側PMセンサ18でのみ出力変化が生じていればステップS76に進み、下流側PMセンサ19でのみ出力変化が生じていればステップS79に進む。
In step S75, it is determined whether or not the PM sensor in which the output change has occurred is the
ステップS76では、第1カウンタC1を1インクリメントし、続くステップS77ではそのカウンタ値が所定値K1以上であるか否かを判定する。そして、C1≧K1であれば、ステップS78で下流側PMセンサ19が異常であると判定する。つまり、本来は、上流側及び下流側の各PMセンサ18,19で共に出力変化が生じる筈なのに、上流側PMセンサ18で出力変化が生じているが下流側PMセンサ19での出力変化が生じていない場合に、センサ異常であると判定する。この場合、下流側PMセンサ19の異常発生情報をダイアグデータとしてEEPROM47に記憶する。なお、第1カウンタC1を用いることで、上流側PMセンサ18から下流側PMセンサ19までの排気の輸送遅れを考慮した上で、正確に異常診断を実施できる。
In step S76, the first counter C1 is incremented by 1. In subsequent step S77, it is determined whether or not the counter value is equal to or greater than a predetermined value K1. If C1 ≧ K1, it is determined in step S78 that the
また、ステップS79では、第2カウンタC2を1インクリメントし、続くステップS80ではそのカウンタ値が所定値K2以上であるか否かを判定する。そして、C2≧K2であれば、ステップS81で上流側PMセンサ18が異常であると判定する。つまり、本来は、上流側及び下流側の各PMセンサ18,19で共に出力変化が生じる筈なのに、下流側PMセンサ19で出力変化が生じているが上流側PMセンサ18での出力変化が生じていない場合に、センサ異常であると判定する。この場合、上流側PMセンサ18の異常発生情報をダイアグデータとしてEEPROM47に記憶する。
In step S79, the second counter C2 is incremented by 1. In the subsequent step S80, it is determined whether or not the counter value is equal to or greater than a predetermined value K2. If C2 ≧ K2, it is determined in step S81 that the
以上詳述した第4の実施形態によれば、PMフィルタ16によるPM捕集率が低い状態であると判定された場合に、各PMセンサ18,19の出力変化に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する構成とした。これにより、フィルタ上流側及びフィルタ下流側のPMセンサ18,19について異常診断を好適に実施できることとなる。
According to the fourth embodiment described in detail above, when it is determined that the PM collection rate by the
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、エンジン11からのPM排出量が少ない状態であることを判定し、その低PM排出の状態で、上流側PMセンサ18の出力変化と下流側PMセンサ19の出力変化とに基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施するものである。
(Fifth embodiment)
Next, the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, it is determined that the amount of PM emission from the
図13は、本実施形態におけるPMセンサ異常診断処理を示すフローチャートであり、本処理はECU20内のマイコン44により所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 13 is a flowchart showing the PM sensor abnormality diagnosis process in the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
図13では、まずステップS91において、今現在、エンジン11からのPM排出量が少ない状態にあるか否かを判定する。具体的には、アイドル運転中である場合、又は燃料カット中である場合に、PM排出量が少ない状態にあると判定する。その他、エンジン回転速度や負荷等のエンジン運転状態に基づいてPM排出量を推定し、そのPM排出量(推定値)が所定以下である場合に、PM排出量が少ない状態にあると判定してもよい。そして、ステップS91がYESであればステップS92に進み、NOであればステップS98に進む。
In FIG. 13, first, in step S91, it is determined whether or not the PM emission amount from the
ステップS92に進んだ場合、ステップS92〜S94において、各PMセンサ18,19について出力変化の有無を判定する。詳しくは、ステップS92では、上流側PMセンサ18で出力変化が生じているか否かを判定し、ステップS92がYESの場合/NOの場合のそれぞれで、下流側PMセンサ19で出力変化が生じているか否かを判定する(ステップS93,S94)。
When the process proceeds to step S92, in steps S92 to S94, it is determined whether or not there is an output change for each of the
このとき、上流側PMセンサ18及び下流側PMセンサ19の両方で出力変化が生じていれば(S92,S93が共にYES)、ステップS95に進み、エンジン11及びPMセンサ18,19のいずれかで異常が発生していると判定する。また、上流側PMセンサ18でのみ出力変化が生じていれば(S92がYES、S93がNO)、ステップS96に進み、上流側PMセンサ18で異常が発生していると判定する。下流側PMセンサ19でのみ出力変化が生じていれば(S92がNO、S94がYES)、ステップS97に進み、下流側PMセンサ19で異常が発生していると判定する。
At this time, if output changes have occurred in both the
一方、ステップS91がNOとなり、ステップS98に進んだ場合には、上流側PMセンサ18の単位時間当たりの出力変化量(上流側出力変化量)と、下流側PMセンサ19の単位時間当たりの出力変化量(下流側出力変化量)とを比較し、上流側出力変化量≦下流側出力変化量であるか否かを判定する。そして、上流側出力変化量≦下流側出力変化量であれば、ステップS99に進み、PMセンサ18,19のいずれかが異常であると判定する。なお、上記の各異常判定による異常発生情報はダイアグデータとしてEEPROM47に逐次記憶される。
On the other hand, if step S91 is NO and the process proceeds to step S98, the output change amount per unit time of the upstream PM sensor 18 (upstream output change amount) and the output per unit time of the
以上詳述した第5の実施形態によれば、エンジン11からのPM排出量が少ない状態であると判定された場合に、各PMセンサ18,19の出力変化の有無に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する構成とした。この場合、低PM排出の状態下で異常診断を実施することで、その診断精度を高めることができる。また、2つのPMセンサ18,19のうちどちらで出力変化があるかを判定することにより、異常発生しているPMセンサの特定が可能となる。
According to the fifth embodiment described in detail above, when it is determined that the amount of PM emission from the
また、仮に低PM排出の状態でなくても、上流側出力変化量≦下流側出力変化量となることはあり得ないため、それら出力変化量の比較によっても、センサ異常診断を好適に実施できる。 Further, even if the state is not low PM emission, the upstream output change amount ≦ the downstream output change amount cannot be satisfied. Therefore, the sensor abnormality diagnosis can be suitably performed by comparing these output change amounts. .
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記第1の実施形態では、上流側PMセンサ18と下流側PMセンサ19とについてセンサ再生処理を同時に実施する構成としたが、これを変更し、各々異なるタイミングでセンサ再生処理を実施する構成としてもよい。具体的には、上流側PMセンサ18により検出されるPM付着量が所定量に達した場合に、その上流側PMセンサ18の再生処理(PM強制燃焼)を実施し、下流側PMセンサ19により検出されるPM付着量が所定量に達した場合に、その下流側PMセンサ19の再生処理(PM強制燃焼)を実施する。
In the first embodiment, the sensor regeneration process is simultaneously performed for the
そして、かかる構成において、上流側PMセンサ18について再生処理が実施されてから次に再生処理要求(燃焼要求)が出されるまでの時間間隔TB1と、下流側PMセンサ19について再生処理が実施されてから次に再生処理要求(燃焼要求)が出されるまでの時間間隔TB2とをそれぞれ算出し、それら時間間隔TB1,TB2に基づいてPMセンサ18,19の異常診断を実施する。この場合、TB1>TB2であれば、PMセンサ18,19のいずれかに異常が発生していると判定する。
In this configuration, the time interval TB1 from when the regeneration process is performed on the
なお、上記のように再生処理要求(燃焼要求)が出されるまでの時間間隔TB1,TB2をそれぞれ算出する構成では、下流側PMセンサ19についての再生処理要求が出されるまで、異常診断を実施できない。その点、第1の実施形態の構成(図4の構成)によれば、上流側PMセンサ18の再生処理の実施周期で異常診断を実施できる。ゆえに、実施頻度の上で第1の実施形態の構成の方が望ましいと言える。
In the configuration in which the time intervals TB1 and TB2 until the regeneration processing request (combustion request) is issued as described above, the abnormality diagnosis cannot be performed until the regeneration processing request for the
・上記第1の実施形態では、センサ再生処理を実施する際の再生所要時間を、ヒータ通電開始からPM検出電圧Vpm1,Vpm2がそれぞれ所定値(0V)に達するまでの時間で計測する構成としたが、これを以下のように変更する。その変形例を図14のタイムチャートを用いて説明する。図14では、タイミングt21で、センサ再生処理が開始され、それに伴い各PMセンサ18,19のヒータ通電が開始される。このとき、PM自体が、温度に対して抵抗値が変化する温度特性を有しているため、PMの温度上昇により電極間抵抗が小さくなり、それに伴い各センサ出力が上昇する。そして、各センサ出力が出力上限値(例えば5V)に張り付いた状態となる。
In the first embodiment, the time required for the regeneration at the time of performing the sensor regeneration process is measured by the time from when the heater energization is started until the PM detection voltages Vpm1 and Vpm2 each reach a predetermined value (0 V). However, this is changed as follows. A modification thereof will be described with reference to the time chart of FIG. In FIG. 14, sensor regeneration processing is started at timing t <b> 21, and accordingly, heater energization of each
そしてその後、実際にPMが燃焼し始めると、各センサ出力が降下し始める。このとき、各々のセンサ出力が降下し始めるタイミング(図のt22,t23)は、PM燃焼の所要時間に対応するものであるため、そのセンサ出力の降下タイミングにより、各PMセンサ18,19の異常診断を実施できる。具体的には、各PMセンサ18,19の正常時には、下流側PMセンサ19のセンサ出力降下が先のタイミング(t22)、上流側PMセンサ18のセンサ出力降下が後のタイミング(t23)となる。これに対し、いずれかのPMセンサ18,19の異常時には、上流側PMセンサ18のセンサ出力降下が先のタイミング(t23)、下流側PMセンサ19のセンサ出力降下が後のタイミング(t24)となる。このようにセンサ出力の降下タイミングに基づいてPMセンサ18,19の異常の有無を判定できる。
After that, when PM actually starts to burn, the output of each sensor starts to drop. At this time, the timing at which each sensor output begins to drop (t22, t23 in the figure) corresponds to the time required for PM combustion, and therefore the abnormality of each
・上記第3の実施形態では、エンジン11の運転停止時に各PMセンサ18,19においてセンサ再生処理(PM強制燃焼処理)を実施し、エンジン始動時には各PMセンサ18,19でのPM付着量がゼロ又は微量となっていることを前提としているが、これを変更してもよい。例えば、エンジン始動時において、各PMセンサ18,19のセンサ出力が、水の抵抗相当の値よりも小さいことを異常診断の実行条件とする。この場合、エンジン始動時において、各PMセンサ18,19が被水したこと、及び被水解消したことの判定が可能となるため、異常診断を実施できる。
In the third embodiment, the sensor regeneration process (PM forced combustion process) is performed in each
・上記実施形態では、直噴式ガソリンエンジンについての適用を例示したが、他の形式のエンジンにも適用できる。例えば、ディーゼルエンジン(特に、直噴式ディーゼルエンジン)に適用することとし、ディーゼルエンジンの排気管に設けられたPMセンサについて本発明を用いることも可能である。また、エンジンの排気以外のガスを対象としてPM量を検出するものであってもよい。 -In the above-mentioned embodiment, although application about a direct-injection type gasoline engine was illustrated, it is applicable also to other types of engines. For example, the present invention can be applied to a diesel engine (particularly, a direct injection type diesel engine), and the present invention can be used for a PM sensor provided in an exhaust pipe of the diesel engine. Alternatively, the PM amount may be detected for a gas other than the engine exhaust.
11…エンジン(内燃機関)、14…排気管、16…PMフィルタ(フィルタ装置)、18,19…PMセンサ(粒子状物質検出センサ)、20…ECU、44…マイコン(第1燃焼手段、第2燃焼手段、第1燃焼要求手段、第2燃焼要求手段、異常判定手段、フィルタ再生手段、判定禁止手段、判定値変更手段、燃焼制御手段、被水判定手段、第1被水解消判定手段、第2被水解消判定手段、捕集率判定手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記上流側センサに付着している粒子状物質を、該上流側センサに設けられているヒータの加熱により燃焼させる第1燃焼手段と、
前記下流側センサに付着している粒子状物質を、該下流側センサに設けられているヒータの加熱により燃焼させる第2燃焼手段と、
前記上流側センサにより検出される粒子状物質の付着量が、前記第1燃焼手段により粒子状物質を燃焼させるための実施基準値に達した場合に、前記上流側センサについての燃焼要求を出す第1燃焼要求手段と、
前記下流側センサにより検出される粒子状物質の付着量が、前記第2燃焼手段により粒子状物質を燃焼させるための実施基準値に達した場合に、前記下流側センサについての燃焼要求を出す第2燃焼要求手段と、
前記第1燃焼手段による燃焼実施後において前記第1燃焼要求手段により出される燃焼要求と、前記第2燃焼手段による燃焼実施後において前記第2燃焼要求手段により出される燃焼要求とに基づいて、前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ制御装置。 The exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with a filter device that collects conductive particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, and the particulate matter is attached to the upstream side and the downstream side of the filter device. Applied to a system in which an upstream sensor and a downstream sensor are provided as particulate matter detection sensors for detecting the amount of adhesion,
First combustion means for burning particulate matter adhering to the upstream sensor by heating a heater provided in the upstream sensor;
Second combustion means for burning particulate matter adhering to the downstream sensor by heating a heater provided in the downstream sensor;
When the adhering amount of the particulate matter detected by the upstream sensor reaches an implementation reference value for burning the particulate matter by the first combustion means, a combustion request for the upstream sensor is issued. 1 combustion request means;
When the attached amount of the particulate matter detected by the downstream sensor reaches an implementation reference value for burning the particulate matter by the second combustion means, a combustion request for the downstream sensor is issued. 2 combustion request means;
Based on the combustion request issued by the first combustion request means after the combustion by the first combustion means and the combustion request issued by the second combustion request means after the combustion by the second combustion means are performed, An abnormality determining means for determining whether there is an abnormality in the upstream sensor and the downstream sensor;
A sensor control device comprising:
前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、前記異常判定手段による前記燃焼要求に基づく異常判定を禁止する判定禁止手段と、
を備える請求項1に記載のセンサ制御装置。 Filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion;
Determination prohibiting means for prohibiting the abnormality determination based on the combustion request by the abnormality determination means until a predetermined time has elapsed after the execution of the filter regeneration process;
A sensor control device according to claim 1.
前記異常判定手段は、前記第1燃焼要求手段による燃焼要求が、前記第2燃焼要求手段による燃焼要求よりも先に出され、かつ前記第1燃焼要求手段により燃焼要求が出た時の前記上流側センサによる粒子状物質の検出量と前記下流側センサによる粒子状物質の検出量との差が、所定の異常判定値よりも小さい場合に異常有りと判定するものであり、
前記フィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼により除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生手段と、
前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、それ以外の期間と比べて前記異常判定値を小さくする判定値変更手段と、
を備える請求項1又は2に記載のセンサ制御装置。 Either when the combustion request is issued by the first combustion requesting means or when the combustion request is issued by the second combustion requesting means, the upstream side by the first combustion means and the second combustion means Combusting particulate matter at the same time for the sensor and the downstream sensor,
The abnormality determination means is configured to provide the upstream when the combustion request by the first combustion request means is issued before the combustion request by the second combustion request means and the combustion request is issued by the first combustion request means. When the difference between the detected amount of the particulate matter by the side sensor and the detected amount of the particulate matter by the downstream sensor is smaller than a predetermined abnormality determination value, it is determined that there is an abnormality.
Filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion;
Determination value changing means for reducing the abnormality determination value as compared with other periods until a predetermined time elapses after execution of the filter regeneration processing;
A sensor control device according to claim 1 or 2.
前記上流側センサにより検出される粒子状物質の付着量、及び前記下流側センサにより検出される粒子状物質の付着量のいずれかが所定量に達した場合に、前記上流側センサ及び前記下流側センサに付着している前記粒子状物質をそれら各センサに設けられているヒータの加熱により同時に燃焼させる燃焼制御手段と、
前記燃焼制御手段により前記粒子状物質が燃焼される場合に、前記上流側センサに付着している粒子状物質の燃焼に要する所要時間と、前記下流側センサに付着している粒子状物質の燃焼に要する所要時間とを比較し、その比較結果に基づいて前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ制御装置。 The exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with a filter device that collects conductive particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, and the particulate matter is attached to the upstream side and the downstream side of the filter device. Applied to a system in which an upstream sensor and a downstream sensor are provided as particulate matter detection sensors for detecting the amount of adhesion,
The upstream sensor and the downstream side when one of the particulate matter adhesion amount detected by the upstream sensor and the particulate matter adhesion amount detected by the downstream sensor reaches a predetermined amount. Combustion control means for simultaneously burning the particulate matter adhering to the sensors by heating the heaters provided in the sensors;
When the particulate matter is burned by the combustion control means, the time required for burning the particulate matter adhering to the upstream sensor and the burning of the particulate matter adhering to the downstream sensor An abnormality determination unit that compares the time required for determining whether there is an abnormality for the upstream sensor and the downstream sensor based on the comparison result;
A sensor control device comprising:
前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、前記異常判定手段による前記所要時間に基づく異常判定を禁止する判定禁止手段と、
を備える請求項4に記載のセンサ制御装置。 Filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion;
Determination prohibiting means for prohibiting abnormality determination based on the required time by the abnormality determining means until a predetermined time has elapsed after the execution of the filter regeneration processing;
A sensor control device according to claim 4.
前記フィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼により除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生手段と、
前記フィルタ再生処理の実施後において所定時間が経過するまでは、それ以外の期間と比べて前記異常判定値を小さくする判定値変更手段と、
を備える請求項4又は5に記載のセンサ制御装置。 The abnormality determination means determines that there is an abnormality when a time difference between the time required for the combustion in the upstream sensor and the downstream sensor is smaller than a predetermined abnormality determination value.
Filter regeneration means for performing filter regeneration processing for removing particulate matter collected by the filter device by combustion;
Determination value changing means for reducing the abnormality determination value as compared with other periods until a predetermined time elapses after execution of the filter regeneration processing;
A sensor control device according to claim 4 or 5.
前記内燃機関の始動後に前記上流側センサ及び前記下流側センサが共に被水したことを判定する被水判定手段と、
前記被水判定手段により両センサの被水が判定された後において、前記上流側センサのセンサ出力に基づいて該上流側センサの被水が解消されたタイミングを判定する第1被水解消判定手段と、
前記被水判定手段により両センサの被水が判定された後において、前記下流側センサのセンサ出力に基づいて該下流側センサの被水が解消されたタイミングを判定する第2被水解消判定手段と、
前記第1被水解消判定手段により判定された被水解消のタイミングと、前記第2被水解消判定手段により判定された被水解消のタイミングとに基づいて前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ制御装置。 The exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with a filter device that collects conductive particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, and the particulate matter is attached to the upstream side and the downstream side of the filter device. Applied to a system in which an upstream sensor and a downstream sensor are provided as particulate matter detection sensors for detecting the amount of adhesion,
A wetness determining means for determining that the upstream sensor and the downstream sensor are wetted after the internal combustion engine is started;
First water depletion determining means for determining the timing at which the water on the upstream sensor has been removed based on the sensor output of the upstream sensor after the water determination on the two sensors is determined by the water determination means. When,
Second moisture elimination determination means for determining the timing at which the moisture of the downstream sensor is eliminated based on the sensor output of the downstream sensor after the moisture judgment of the sensors is judged by the moisture judgment means. When,
About the upstream sensor and the downstream sensor based on the timing of water removal determined by the first water removal cancellation determination means and the timing of water exposure cancellation determined by the second water exposure cancellation determination means An abnormality determination means for determining the presence or absence of abnormality;
A sensor control device comprising:
前記フィルタ装置による前記粒子状物質の捕集率が低い状態であることを判定する捕集率判定手段と、
前記捕集率判定手段により前記フィルタ装置が低捕集率の状態であると判定された場合に、前記上流側センサの出力変化と前記下流側センサの出力変化とに基づいて、前記上流側センサ及び前記下流側センサについて異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ制御装置。 The exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with a filter device that collects conductive particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, and the particulate matter is attached to the upstream side and the downstream side of the filter device. Applied to a system in which an upstream sensor and a downstream sensor are provided as particulate matter detection sensors for detecting the amount of adhesion,
A collection rate determination means for determining that the collection rate of the particulate matter by the filter device is in a low state;
The upstream sensor based on the output change of the upstream sensor and the output change of the downstream sensor when the collection device determines that the filter device is in a low collection rate state. And an abnormality determining means for determining the presence or absence of an abnormality with respect to the downstream sensor,
A sensor control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010222593A JP2012077668A (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Sensor control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010222593A JP2012077668A (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Sensor control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012077668A true JP2012077668A (en) | 2012-04-19 |
Family
ID=46238202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010222593A Pending JP2012077668A (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Sensor control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012077668A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013234643A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-21 | Denso Corp | Diagnosis method |
JP2013234642A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-21 | Denso Corp | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
WO2016047529A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | いすゞ自動車株式会社 | Diagnostic device |
JP2016061679A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | いすゞ自動車株式会社 | Diagnosis apparatus |
JP2016142172A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 株式会社デンソー | Particulate detection device |
-
2010
- 2010-09-30 JP JP2010222593A patent/JP2012077668A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013234643A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-21 | Denso Corp | Diagnosis method |
JP2013234642A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-21 | Denso Corp | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
US9074539B2 (en) | 2012-05-11 | 2015-07-07 | Denso Corporation | Diagnosis method for determining the condition of an exhaust sensor |
JP2016061679A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | いすゞ自動車株式会社 | Diagnosis apparatus |
WO2016047529A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | いすゞ自動車株式会社 | Diagnostic device |
JP2016070678A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | いすゞ自動車株式会社 | Diagnostic device |
JP2016142172A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 株式会社デンソー | Particulate detection device |
WO2016125436A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | 株式会社デンソー | Particulate detection device |
US10392996B2 (en) | 2015-02-02 | 2019-08-27 | Denso Corporation | Particulate detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6137229B2 (en) | Particulate filter abnormality diagnosis device | |
JP5115873B2 (en) | Particulate filter failure detection device | |
JP5531849B2 (en) | Sensor control device | |
JP5107973B2 (en) | Failure detection device for exhaust purification filter | |
US9599004B2 (en) | Abnormality diagnostic device for a particulate filter | |
JP2009144577A (en) | Failure determination device for particulate filter | |
JP5348089B2 (en) | Sensor control device | |
JP5331578B2 (en) | Failure determination device for particulate matter detection means | |
JP5408069B2 (en) | Sensor control device and exhaust treatment system including the same | |
WO2012124054A1 (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2012012960A (en) | Particulate matter detection sensor | |
JP6090293B2 (en) | Filter function diagnostic device | |
JP6172466B2 (en) | Filter failure detection device and particulate matter detection device | |
JP6252537B2 (en) | Particulate filter abnormality diagnosis device | |
JPWO2013061422A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2012077668A (en) | Sensor control device | |
JP2012077716A (en) | Device and method for detecting malfunction of pm sensor | |
JP6481966B2 (en) | Control device | |
US11230960B2 (en) | Failure detection apparatus and failure detection method for particulate filter | |
JP5924546B2 (en) | Filter failure detection device | |
JP2016037947A (en) | Fault diagnosis equipment for exhaust emission control system | |
JP2012062769A (en) | Engine control device | |
JP2012037369A (en) | Sensor controller | |
JP2011089430A (en) | Exhaust emission control device | |
JP5614295B2 (en) | Engine exhaust purification system |