JP4760671B2 - 差圧センサの故障検知システム - Google Patents

Description

本発明は、差圧センサの故障検知システムに関する。

内燃機関からの排気中に含まれる粒子状物質（以下「ＰＭ」という）を捕集するフィルタを用いる排気浄化システムにおいては、フィルタの前後差圧に基づいて、フィルタにおけるＰＭ捕集量の推定やフィルタの溶損等の故障検知を行うことがある。フィルタの前後差圧はフィルタの上流及び下流の排気の圧力の差を測定する差圧センサによって取得することが一般的である。

このような排気浄化システムでは、差圧センサが故障すると、ＰＭ捕集量の推定精度が低下して好適なタイミングでフィルタ再生処理が実行できない場合や、フィルタの故障を検出できなかったり誤検出したりする場合が考えられる。

それに対し、差圧センサの故障を検知する方法として、フィルタに流入する排気の流量を変化させた時の差圧センサによるフィルタ前後差圧の測定値の変化量が、排気流量の変化量から予想されるフィルタ前後差圧の変化量に対して一定量異なる場合に、差圧センサが故障していると判定する方法が提案されている（特許文献１を参照）。
特開２００４−３４０１３８号公報 特開２００５−３０７８８０号公報 特開２００４−３０８４９２号公報 特開２００３−２５４０４１号公報

しかし、フィルタの前後差圧はフィルタにおけるＰＭ堆積状態やフィルタの劣化状態等に依存するため、上記の従来技術のように、差圧センサによるフィルタの前後差圧の測定値に基づく差圧センサの故障判定方法では、フィルタの状態による影響を免れ得ず、正確な判定を行えない虞があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、より精度良く差圧センサの故障を検知する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る差圧センサの故障検知システムは、内燃機関の排気通路の途中に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するＰＭフィルタと、前記ＰＭフィルタの前後差圧を測定可能であるとともに、前記内燃機関の排気系外部における一定圧力（以下「外部圧力」という）を導入する外部圧力導入手段を有し、前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記外部圧力との差圧（以下「フィルタ上流外部間差圧」という）及び／又は前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記外部圧力との差圧（以下「フィルタ下流外部間差圧」という）を測定可能な差圧センサと、前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させる排気流量変更手段と、前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させるとともに、前記ＰＭフィルタに流入する排気流量の該変化に伴う、フィルタ上流外部間差圧の変化量又はフィルタ下流外部間差圧の変化量に基づいて、前記差圧センサの故障を検知する故障検知手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、外部圧力とは、ＰＭフィルタや内燃機関の運転状態とは独立した略一定の圧力
であって、例えば大気圧を選ぶことができる。

上記構成において、排気流量変更手段によってＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させると、ＰＭフィルタ上流の圧力やＰＭフィルタ下流の圧力が変化する。これに伴い、フィルタ上流外部間差圧やフィルタ下流外部間差圧も変化することになる。ここで、フィルタ上流外部間差圧の変化量は、外部圧力が略一定値であることから、ＰＭフィルタ上流の圧力の変化量に略等しくなる。同じ理由により、フィルタ下流外部間差圧の変化量も、ＰＭフィルタ下流の圧力の変化量に略等しくなる。

ここで、ＰＭフィルタ上流の圧力は、ＰＭフィルタにおけるＰＭ堆積状態や溶損等の故障状態等の不確定要因による影響をＰＭフィルタの前後差圧に比べて受けにくいため、ＰＭフィルタ上流の圧力の変化量は、ほぼＰＭフィルタに流入する排気流量の変化量にのみ依存している。また、ＰＭフィルタ下流の圧力は、ＰＭフィルタを通過後の排気の圧力であるから、その絶対値はＰＭフィルタの状態による影響を受けるが、その変化量はＰＭフィルタの状態によって影響される不確定成分が相殺されてＰＭフィルタの状態による影響をＰＭフィルタの前後差圧に比べて受けにくい。従って、ＰＭフィルタ下流の圧力の変化量も、ほぼＰＭフィルタに流入する排気流量の変化量にのみ依存すると考えられる。

よって、上記構成によれば、ＰＭフィルタの状態に依存する不確定要素による影響をＰＭフィルタの前後差圧と比較してほとんど受けない物理量であるフィルタ上流外部間差圧の変化量又はフィルタ下流外部間差圧の変化量に基づいて差圧センサの故障検知が行われるので、非常に精度の高い故障検知が可能になる。

例えば、フィルタ上流外部間差圧（又はフィルタ下流外部間差圧）の差圧センサによる測定値の変化量が、所定の下限値より少ない場合（例えば略ゼロの場合）、ＰＭフィルタ上流の圧力（又はＰＭフィルタ下流の圧力）が変化しているにもかかわらず差圧センサの測定値に変化がほとんど現れないことを意味しており、差圧センサにスタック故障が生じていると判定できる。ここで、「所定の下限値」とは、ＰＭフィルタ上流の圧力（又はＰＭフィルタ下流の圧力）を変化させた時のフィルタ上流外部間差圧（又はフィルタ下流外部間差圧）の変化量を正常な差圧センサによって測定した場合の測定結果の許容下限値であって、予め定められる。

また、フィルタ上流外部間差圧（又はフィルタ下流外部間差圧）の差圧センサによる測定値の変化量と、フィルタ上流外部間差圧（又はフィルタ下流外部間差圧）の変化量のＰＭフィルタに流入する排気流量の変化量に基づく推定値と、の差が所定の第１上限値（又は第２上限値）より大きい場合、差圧センサの特性に何らかの異常が生じていると考えられるので、差圧センサに故障が生じていると判定できる。ここで、「所定の第１上限値（又は第２上限値）」とは、ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させた時のフィルタ上流外部間差圧（又はフィルタ下流外部間差圧）の変化量を、既知の計算モデルに従って推定した場合の推定値と、差圧センサによって測定した場合の測定値との偏差の許容上限値であって、予め定められる。

本発明においては、内燃機関の吸気通路の流路断面積を変更する吸気絞り弁を更に備え、排気流量変更手段は、吸気絞り弁の開度を変更することによってＰＭフィルタに流入する排気流量を変更するものであってもよい。例えば、吸気絞り弁の開度を大幅に大きくする（開き側の開度にする）ことによって、内燃機関の吸入空気量が増加するので、それに伴って内燃機関からの排気流量も増加し、ＰＭフィルタに流入する排気流量を増加させることができる。

ここで、吸気絞り弁の開度を変更すると、内燃機関の吸入空気量が変動することになる
ため、内燃機関の運転状態によってはトルク変動を招きドライバビリティを悪化させる虞がある。従って、内燃機関の減速運転時（燃料カット時）にＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させることが好ましい。これにより、差圧センサの故障検知のためにＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させた時にドライバビリティが悪化することを抑制できる。

上記構成において、外部圧力としては、一定の圧力でなくても、真値が予め判っている圧力や、所定の方法によって高い精度で真値を推定可能な圧力を選ぶことも可能である。

本発明により、精度良く差圧センサの故障を検知することが可能になる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施例に係る内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示した図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式４サイクルディーゼルエンジンである。

内燃機関１の気筒２には、吸気マニホールド１７及び排気マニホールド１８が接続されている。吸気マニホールド１７には吸気管３が接続されている。吸気マニホールド１７と吸気管３との接続部近傍には、吸気管３を流れる吸気の流量を調節する第２吸気絞り弁９が設けられている。第２吸気絞り弁９は、電動アクチュエータによって開閉される。第２吸気絞り弁９より上流の吸気管３には、吸気と外気との間で熱交換を行うことで吸気を冷却するインタークーラ８が設けられている。インタークーラ８より上流の吸気管３には、排気のエネルギーを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサハウジング１１が設けられている。コンプレッサハウジング１１より上流の吸気管３には、吸気管３を流れる吸気の流量を調節する第１吸気絞り弁６が設けられている。第１吸気絞り弁６は、電動アクチュエータによって開閉される。

一方、排気マニホールド１８には排気管４が接続されている。排気管４の途中には、ターボチャージャ５のタービンハウジング１２が設けられている。タービンハウジング１２より下流の排気管４には、パティキュレート・フィルタ（以下「フィルタ」という）１０が設けられている。フィルタ１０は排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」という）を捕集する。フィルタ１０より下流において排気管４は図示しないマフラーを経て大気に開放されている。

内燃機関１には、排気管４を流れる排気の一部を吸気管３へ導き気筒２に再循環させるＥＧＲ装置４０が備えられている。ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ通路４１、ＥＧＲ弁４２、及びＥＧＲクーラ４３を有して構成されている。ＥＧＲ通路４１は、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１７とを接続している。ＥＧＲ通路４１を通って排気が吸気管３へ導かれる。本実施例では、ＥＧＲ通路４１を経由して気筒２に再循環する排気をＥＧＲガスと称している。ＥＧＲ弁４２は、ＥＧＲ通路４１の流路断面積を変更することによりＥＧＲ通路４１を流れる排気の量を変更可能な流量調節弁である。ＥＧＲガスの調量はＥＧＲ弁４２の開度を調節することによって行われる。ＥＧＲクーラ４３は、ＥＧＲガスと内燃機関１を冷却する冷却水との間で熱交換をすることでＥＧＲガスを冷却する。

内燃機関１には、機関の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央演算装置（ＣＰＵ）、入出力ポート、デジタルアナログコンバータ（ＤＡコンバータ）、アナログデジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）等を双方向バスで接続した公知の構成を有するマイクロコンピュータとして構成されている。

ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて燃料噴射制御等のディーゼルエンジンにおいて既知の諸基本制御を行う。そのために、本実施例における内燃機関１には、内燃機関１のクランクシャフトの回転位相（クランク角度）を測定するクランクポジションセンサ１６、運転者によるアクセルペダル１４の踏み込み量（アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ１５、吸気管３に流入する新気の流量を測定するエアフローメータ７、フィルタ１０の上流と下流における排気の圧力差を測定する差圧センサ１９、その他ディーゼルエンジンが一般的に備えているセンサ類（図示省略）が設けられている。

ここで、本実施例における差圧センサ１９について詳しく説明する。差圧センサ１９には、フィルタ１０の上流における排気の圧力を導入するフィルタ上流圧力導入管１３と、フィルタ１０の下流における排気の圧力を導入するフィルタ下流圧力導入管２３とが接続されており、フィルタ１０の上流における排気の圧力（以下「フィルタ上流圧力」という）とフィルタ１０の下流における排気の圧力（以下「フィルタ下流圧力」という）との差圧を測定できるようになっている。

本実施例の場合、差圧センサ１９には更に大気圧を導入する大気圧導入管２２が接続されており、フィルタ下流圧力導入管２３と大気圧導入管２２とは切替弁２１によって切り替え可能となっている。そして、切替弁２１がフィルタ下流圧力導入管２３側に切り替えられた場合は、差圧センサ１９はフィルタ上流圧力とフィルタ下流圧力との差圧を測定し、切替弁２１が大気圧導入管２２側に切り替えられた場合は、差圧センサ１９はフィルタ上流圧力と大気圧との差圧を測定するようになっている。

上述した各センサは電気配線を介してＥＣＵ２０に接続され、各センサからの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。また、ＥＣＵ２０には、第１吸気絞り弁６、第２吸気絞り弁９、切替弁２１、ＥＧＲ弁４２を駆動するための駆動装置等の機器が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０から出力される制御信号に従ってこれらの機器が制御される。

ＥＣＵ２０は、各センサによる測定値に基づいて内燃機関１の運転状態や運転者の要求を把握する。例えば、ＥＣＵ２０はクランクポジションセンサ１６から入力されるクランク角度から機関回転数を算出するとともに、アクセル開度センサ１５から入力されるアクセル開度から機関負荷を算出し、該算出された機関回転数と機関負荷とに基づいて内燃機関１の運転状態を取得する。そして、取得した機関運転状態や運転者の要求に基づいて第１吸気絞り弁６、第２吸気絞り弁９、切替弁２１、圧ＥＧＲ弁４２等を制御する。

本実施例では、フィルタ１０に堆積したＰＭを酸化除去するフィルタ再生処理の実行時期の判定や、フィルタ１０における溶損等の故障の検知に、差圧センサ１９によって測定されるフィルタ１０の前後差圧を利用する。しかし、差圧センサ１９に劣化や故障が生じた場合、フィルタ再生処理の実行時期を適切に判定できなかったり、フィルタ１０の故障を精度良く検知できなかったりする虞がある。

そこで、本実施例では、差圧センサ１９の劣化や故障を検知するために、図２に示すよ
うな差圧センサ故障検知制御を実行するようにした。図２は、差圧センサ１９の故障検知制御を行うためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは内燃機関１の運転中、ＥＣＵ２０によって所定時間毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１００において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態を取得する。具体的には、クランクポジションセンサ１６によるクランク角度の測定値から機関回転数を算出するとともに、アクセル開度センサ１５によるアクセル開度の測定値から機関負荷を算出する。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１００において取得した内燃機関１の運転状態に基づいて、内燃機関１が減速運転中であるか否かを判定する。ステップＳ１０１において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０２を実行する。一方、ステップＳ１０１において否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、切替弁２１を大気圧導入管２２側に切り替える。これにより、差圧センサ１９はフィルタ上流圧力Ｐｉｎと大気圧Ｐａとの差圧（以下「フィルタ上流大気間差圧」という）ΔＰを測定可能な状態になる。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、減速運転中のフィルタ上流大気圧間差圧ΔＰ１を測定する。この時のフィルタ上流圧力をＰｉｎ１とすれば、ΔＰ１＝Ｐｉｎ１−Ｐａとなる。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０は、第１吸気絞り弁６の開度を全開にする。これにより、吸入空気量が増加し、これに伴って内燃機関１からの排気流量も増加するため、フィルタ上流圧力が上昇する。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２０は、吸入空気量を増加させた時のフィルタ上流大気圧間差圧ΔＰ２を測定する。この時のフィルタ上流圧力をＰｉｎ２とすれば、ΔＰ２＝Ｐｉｎ２−Ｐａとなる。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０３において測定した減速運転中のフィルタ上流大気間差圧ΔＰ１と、ステップＳ１０５において測定した減速運転中において吸入空気量を増加させた場合のフィルタ上流大気間差圧ΔＰ２と、が等しいか否かを判定する。ここで、本実施例では、ΔＰ１とΔＰ２との差の絶対値が所定の小さい値δ未満である時に、ΔＰ１とΔＰ２とが等しいと判定する。

ステップＳ１０６において肯定判定された場合、フィルタ上流圧力を変化させたにもかかわらずフィルタ上流大気間差圧の測定値がほとんど変化しなかったことを意味する。理論的には、フィルタ上流圧力がＰｉｎ１からＰｉｎ２に変化した時のフィルタ上流大気間差圧の変化量は、ΔＰ２−ΔＰ１＝（Ｐｉｎ２−Ｐａ）−（Ｐｉｎ１−Ｐａ）＝Ｐｉｎ２−Ｐｉｎ１となり、フィルタ上流圧力の変化量と等しくなるはずである。それに対して、フィルタ上流大気間差圧の変化量の測定値が略ゼロであれば、差圧センサ１９のスタック故障が疑われる。従って、この場合、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０７において差圧センサ１９が故障していると判定する。そして、ステップＳ１０９において差圧センサ１９が故障している旨を運転者に通知する警告表示を行う。一方、ステップＳ１０６において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０８において差圧センサ１９は正常であると判断する。ステップＳ１０９又はステップＳ１０８を実行した後、ＥＣＵ２０はステップＳ１１０を実行する。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２０は、切替弁２１をフィルタ下流圧力導入管２３側に切り替える。これにより、差圧センサ１９はフィルタ１０の前後差圧を測定可能な通常の状態に戻る。ステップＳ１１０を実行した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明した差圧センサ故障検知ルーチンによれば、フィルタ１０に流入する排気の流量変化に伴うフィルタ上流圧力の変化のみに起因する差圧センサ１９の出力変化に基づいて差圧センサ１９の故障検知が行われるので、フィルタ１０におけるＰＭ堆積状態や溶損などの故障状態等の不確定要因に左右されることなく、高精度の差圧センサ１９の故障検知を行うことができる。

図３に上記差圧センサ故障検知ルーチンを実行する時の車速、フィルタ上流大気間差圧、及び吸入空気量の時間推移を示す。図３（Ａ）の縦軸は車速を表し、横軸は時間を表す。図３（Ｂ）の縦軸はフィルタ上流大気間差圧を表し、横軸は時間を表す。図３（Ｃ）の縦軸は吸入空気量を表し、横軸は時間を表す。

図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において内燃機関１が減速運転状態になり、これに伴って車速が減少し始める。この時、切替弁２１がフィルタ下流圧力導入管２３側から大気圧導入管２２側に切り替えられ、差圧センサ１９がフィルタ上流大気間差圧を測定可能な状態になる。図３（Ｂ）に示すように、この時内燃機関１からの排気の流量が急激に減少しているため、フィルタ上流大気間差圧ΔＰ１は小さい値となる。ここで、時刻ｔ２において第１吸気絞り弁６を全開にすると、図３（Ｃ）に示すように、吸入空気量が急激に上昇し、これに伴ってフィルタ上流圧力が上昇するため、図３（Ｂ）に示すように、フィルタ上流大気間差圧も増大してΔＰ２になる。このように、フィルタ上流大気間差圧を変化させるとともに、その変化量を差圧センサ１９によって測定することによって、差圧センサ１９の故障を検知することが可能になる。

なお、上記実施例ではフィルタ上流圧力を変化させた場合にフィルタ上流大気間差圧の測定値が変化するか否かに基づいて差圧センサ１９のスタック故障を検知しているが、フィルタ上流圧力を変化させた場合に予想されるフィルタ上流大気間差圧の変化量の理論値（又は推定値）と、実際に差圧センサ１９によって測定されたフィルタ上流大気間差圧の測定値とを比較し、その比較結果に基づいて差圧センサ１９の故障を検知するようにしても良い。この検知方法によれば、差圧センサ１９のスタック故障だけでなく、差圧センサ１９の特性ずれ等の微妙な故障や異常を検知することも可能となる。この検知方法を採用する場合、フィルタ上流大気間差圧の測定値の比較対象としては、正常な差圧センサ１９でフィルタ上流大気間差圧の変化量を測定した場合に許容される測定値を用いても良い。

また、上記実施例では差圧センサ１９に大気圧を導入するようにしているが、一定値の圧力であれば大気圧でなくても良い。また、その真値が明確に判っている圧力であれば、一定値でない圧力を導入するようにしても良い。すなわち、差圧センサ１９による測定値と比較対象となる値が理論計算又は推定により正確に算出可能な値であればどのような圧力を用いることもできる。

また、上記実施例では内燃機関１の減速運転中に差圧センサ１９の故障検知ルーチンを実行するようにしているが、上記の故障検知ルーチンにおけるステップＳ１０２からステップＳ１１０の故障検知制御部は、内燃機関１が減速運転中でなくても実行することは可能である。但し、減速運転中に限定的に実行するようにすれば、差圧センサ１９の故障を検知するための吸入空気量の増量に起因するトルク変動等によってドライバビリティが悪化してしまうことを回避できるという利点がある。

また、上記実施例ではフィルタ上流圧力を変化させるために第１吸気絞り弁を全開させることによって吸入空気量を変化させているが、フィルタ上流圧力を変化させる方法はこれに限られない。例えば、ＥＧＲ弁４２を全閉にしても良いし、ターボチャージャ５がノズルベーンを備えた可変容量型のターボチャージャの場合には、ノズルベーンを全開にしても良い。また、第１吸気絞り弁開度は全開でなくても、減速運転中の開度より開き側の開度であればどのような開度であっても良い。但し、フィルタ上流圧力の変化量が大きくなるほど理論値との比較精度が高くなるので、全開とすることが好ましい。ＥＧＲ弁の開度、ノズルベーンの開度についても同様である。

また、上記実施例では差圧センサ１９の故障検知のためにフィルタ上流圧力と大気圧との差圧を測定するようにしているが、フィルタ下流圧力と大気圧との差圧を測定するようにしても良い。この場合、フィルタ上流圧力導入管１３と大気圧導入管２２とを切り替える切替弁を設けて、差圧センサ１９の通常使用時には切替弁をフィルタ上流圧力導入管１３側に切り替えることでフィルタ１０の前後差圧を測定可能な状態とし、差圧センサ１９の故障検知を行う時には切替弁を大気圧導入管２２側に切り替えることでフィルタ下流大気圧間差圧を測定可能な状態とすればよい。

また、図４に示すように、フィルタ上流大気圧間差圧とフィルタ下流大気間差圧との両方を測定可能な構成としても良い。図４はそのような構成を実現するための差圧センサ及びフィルタ周辺の概略構成を示す図である。図４において図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、また図１と共通の内燃機関や吸気系、ＥＧＲ系は図示を省略してある。図４において、排気管４に描かれている矢印は排気の流れを示している。この構成では、差圧センサ１９には、フィルタ１０の上流における排気の圧力を導入するフィルタ上流圧力導入管１３と、フィルタ上流圧力導入管１３と切り替えられて大気圧を導入する第２大気圧導入管２４と、フィルタ上流圧力導入管１３と第２大気圧導入管２４とを切り替える第２切替弁２５と、フィルタ１０の下流における排気の圧力を導入するフィルタ下流圧力導入管２３と、フィルタ下流圧力導入管２３と切り替えられて大気圧を導入する大気圧導入管２２と、フィルタ下流圧力導入管２３と大気圧導入管２２とを切り替える切替弁２１とが接続されている。切替弁２１、第２切替弁２５、差圧センサ１９はそれぞれ電気配線を介してＥＣＵ２０に接続される。

この構成によれば、切替弁２１を大気圧導入管２２側に切り替えるとともに、第２切替弁２５をフィルタ上流圧力導入管１３側に切り替えることで、差圧センサ１９はフィルタ上流大気間差圧を測定可能となる。一方、切替弁２１をフィルタ下流圧力導入管２３側に切り替えるとともに、第２切替弁２５を第２大気圧導入管２４側に切り替えることで、差圧センサ１９はフィルタ下流大気間差圧を測定可能となる。また、切替弁２１をフィルタ下流圧力導入管２３側に切り替えるとともに、第２切替弁２５をフィルタ上流圧力導入管１３側に切り替えることで、差圧センサ１９はフィルタ１０の前後差圧を測定可能となる。さらに、切替弁２１を大気圧導入管２２側に切り替えるとともに、第２切替弁２５を第２大気圧導入管２４側に切り替えることで、差圧センサ１９には等しい圧力が導入されることになるので、差圧センサ１９のゼロ点補正を行うことができる。この構成によれば、ゼロ点補正を内燃機関１の任意の運転状態において実行できるという利点がある。

以上述べた各実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において可能な限り組み合わせたり変形を加えることが可能である。

実施例１における内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。 実施例１における差圧センサの故障検知制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施例１における差圧センサの故障検知制御ルーチンを実行する場合の車速、フィルタ上流大気間差圧、及び吸入空気量の時間推移を示すタイムチャートである。 実施例１における差圧センサの構成の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ 吸気管
４ 排気管
５ ターボチャージャ
６ 第１吸気絞り弁
７ エアフローメータ
８ インタークーラ
９ 第２吸気絞り弁
１０ フィルタ
１１ コンプレッサハウジング
１２ タービンハウジング
１３ フィルタ上流圧力導入管
１４ アクセルペダル
１５ アクセル開度センサ
１６ クランクポジションセンサ
１７ 吸気マニホールド
１８ 排気マニホールド
１９ 差圧センサ
２０ ＥＣＵ
２１ 切替弁
２２ 大気圧導入管
２３ フィルタ下流圧力導入管
２４ 第２大気圧導入管
２５ 第２切替弁
４０ ＥＧＲ装置
４１ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲ弁
４３ ＥＧＲクーラ

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路の途中に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するＰＭフィルタと、
   前記ＰＭフィルタの前後差圧を測定可能であるとともに、前記内燃機関の排気系外部における一定圧力を導入する外部圧力導入手段を有し、前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧及び／又は前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧を測定可能な差圧センサと、
   前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させる排気流量変更手段と、
   前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させるとともに、前記ＰＭフィルタに流入する排気流量の該変化に伴う、前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の変化量に基づいて、前記差圧センサの故障を検知する故障検知手段と、
   を備えることを特徴とする差圧センサの故障検知システム。
2. 請求項１において、
   前記故障検知手段は、前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させた時の、前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の前記差圧センサによる測定値の変化量が、所定の下限値より少ない場合に、前記差圧センサが故障していると判定する差圧センサの故障検知システム。
3. 請求項１において、
   前記故障検知手段は、前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させた時の、
   前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の前記差圧センサによる測定値の変化量と、
   前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の変化量の前記ＰＭフィルタに流入する排気流量の変化量に基づく推定値と、の差が所定の第１上限値より大きい場合、
   前記差圧センサが故障していると判定する差圧センサの故障検知システム。
4. 内燃機関の排気通路の途中に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するＰＭフィルタと、
   前記ＰＭフィルタの前後差圧を測定可能であるとともに、前記内燃機関の排気系外部における一定圧力を導入する外部圧力導入手段を有し、前記ＰＭフィルタ上流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧及び／又は前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧を測定可能な差圧センサと、
   前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させる排気流量変更手段と、
   前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させるとともに、前記ＰＭフィルタに流入する排気流量の該変化に伴う、前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の変化量に基づいて、前記差圧センサの故障を検知する故障検知手段と、
   を備えることを特徴とする差圧センサの故障検知システム。
5. 請求項４において、
   前記故障検知手段は、前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させた時の、前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の前記差圧センサによる測定値の変化量が、所定の下限値より少ない場合に、前記差圧センサが故障していると判定する差圧センサの故障検知システム。
6. 請求項４において、
   前記故障検知手段は、前記排気流量変更手段によって前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させた時の、
   前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の前記差圧センサによる測定値の変化量と、
   前記ＰＭフィルタ下流の圧力と前記排気系外部の一定圧力との差圧の変化量の前記ＰＭフィルタに流入する排気流量の変化量に基づく推定値と、の差が所定の第２上限値より大きい場合、
   前記差圧センサが故障していると判定する差圧センサの故障検知システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   前記外部圧力導入手段は、前記差圧センサに大気圧を導入する差圧センサの故障検知システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   前記内燃機関の吸気通路の流路断面積を変更する吸気絞り弁を更に備え、
   前記排気流量変更手段は、前記吸気絞り弁の開度を変更することによって、前記ＰＭフィルタに流入する排気流量を変化させる差圧センサの故障検知システム。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   前記故障検知手段は、前記内燃機関の減速運転時に、前記差圧センサの故障判定を実行
   する差圧センサの故障検知システム。
   

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