JP5173577B2 - Particulate filter abnormality judgment method - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられるパティキュレートフィルタの異常を判定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for determining an abnormality of a particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine.

近年、車両などに搭載される内燃機関では、パティキュレートフィルタの異常を判定する技術が種々提案されている。フィルタの異常を判定する技術としては、フィルタ再生開始から所定時間後のフィルタ上流の排気圧力と、その時の機関運転状態により定められる基準圧力とを比較してフィルタ異常を判定する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, various techniques for determining an abnormality of a particulate filter have been proposed for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like. As a technique for determining a filter abnormality, a technique is known in which a filter abnormality is determined by comparing an exhaust pressure upstream of a filter after a predetermined time from the start of filter regeneration with a reference pressure determined by an engine operating state at that time. (For example, refer to Patent Document 1).

また、フィルタの異常を判定する技術としては、フィルタ再生直後のフィルタ前後差圧と正常時の差圧とを比較してフィルタの異常を判定する技術も知られている(例えば、特許文献2を参照)。   In addition, as a technique for determining an abnormality of a filter, a technique for determining an abnormality of a filter by comparing a differential pressure before and after the filter immediately after filter regeneration and a differential pressure at a normal time is known (for example, see Patent Document 2). reference).

特公平3−38406号公報Japanese Patent Publication No. 3-38406 特開平6−323127号公報JP-A-6-323127 特開平6−123216号公報JP-A-6-123216 特開平6−330730号公報JP-A-6-330730 特開平7−180528号公報JP-A-7-180528 特開2001−207828号公報JP 2001-207828 A 特開平5−98941号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-98941 特開平8−121150号公報JP-A-8-121150

ところで、微量のパティキュレート(以下、PMと記す)がフィルタをすり抜けるような軽微な異常が発生した場合は、フィルタ上流の排気圧力やフィルタ前後差圧が僅かに変化するが、PM捕集量の変化に依るものと区別することが困難である。   By the way, when a slight abnormality occurs such that a minute amount of particulates (hereinafter referred to as PM) passes through the filter, the exhaust pressure upstream of the filter and the differential pressure before and after the filter slightly change. Difficult to distinguish from changes.

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は排気中のPMを捕集するフィルタの異常判定方法において、微量のPMがフィルタをすり抜けるような軽微な異常であっても精度良く検出することができる技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object thereof is a filter abnormality determination method for collecting PM in exhaust gas, even if a slight abnormality such that a minute amount of PM passes through the filter. An object of the present invention is to provide a technique capable of detecting with high accuracy.

本発明の特徴は、パティキュレートの捕集と酸化を行うパティキュレートフィルタ、言い換えれば酸化能を有する触媒が担持されたパティキュレートフィルタの異常判定方法において、パティキュレートフィルタから流出する排気の温度挙動に基づいてフィルタの異常を判定する点にある。   The feature of the present invention is the temperature behavior of the exhaust gas flowing out from the particulate filter in the particulate filter collecting and oxidizing particulate filter, in other words, the particulate filter abnormality determination method in which the catalyst having oxidation ability is supported. It is in the point which determines abnormality of a filter based on it.

本願発明者は、上記した課題を解決すべく種々の実験及び検討を行った結果、PMがパティキュレートフィルタをすり抜けるような異常が発生した場合に、パティキュレートフィルタから流出する排気の温度(以下、流出排気温度と記す)が特異な挙動を示すことを見出した。   The inventor of the present application has conducted various experiments and studies to solve the above-described problems, and as a result, when an abnormality that causes PM to pass through the particulate filter occurs, the temperature of the exhaust gas flowing out from the particulate filter (hereinafter, It was found that the effluent exhaust temperature shows a unique behavior.

例えば、パティキュレートフィルタが正常な場合はパティキュレートフィルタへ流入する排気の温度(以下、流入排気温度と記す)の変化に対して流出排気温度の変化が応答遅
れを生じ且つその変化幅も小さいのに対し、パティキュレートフィルタが異常な場合は流入排気温度の変化に対する流出排気温度の応答遅れが短縮され且つその変化幅が大きくなる。すなわち、パティキュレートフィルタが異常な場合は、流出排気温度の挙動が流入排気温度の挙動に近似する。
For example, when the particulate filter is normal, the change in the exhaust gas temperature causes a delay in response to the change in the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter (hereinafter referred to as the inflow exhaust gas temperature), and the change width is also small. On the other hand, when the particulate filter is abnormal, the response delay of the outflow exhaust gas temperature with respect to the change of the inflow exhaust gas temperature is shortened, and the change width becomes large. That is, when the particulate filter is abnormal, the behavior of the outflow exhaust temperature approximates the behavior of the inflow exhaust temperature.

上記した挙動が現れるメカニズムについては解明できていないが、おおよそ以下のようなメカニズムに依ると推察される。   The mechanism by which the above behavior appears has not been elucidated, but is presumably due to the following mechanism.

正常なパティキュレートフィルタに排気が流れる際には、パティキュレートフィルタと排気との間で熱交換が行われるとともに、PMや炭化水素等の酸化反応熱が排気へ伝導される。   When exhaust flows through a normal particulate filter, heat exchange is performed between the particulate filter and the exhaust, and oxidation reaction heat such as PM and hydrocarbons is conducted to the exhaust.

パティキュレートフィルタの一部が破損等してPMのすり抜けが発生した場合は、破損部位の流通抵抗が他の部位より低くなる(すなわち、破損部位の圧力が他の部位より低くなる)ため、排気の流れが破損部位に集中する。排気の流れが破損部位に集中すると、排気の流速が高くなるため、上記の熱交換率及び熱伝導率が低下すると考えられる。   When part of the particulate filter breaks down and PM slips through, the flow resistance of the damaged part is lower than that of the other part (that is, the pressure of the damaged part is lower than that of the other part). Flow concentrates on the damaged part. If the flow of exhaust gas concentrates on the damaged part, the flow rate of the exhaust gas increases, so that the heat exchange rate and the thermal conductivity described above are considered to decrease.

更に、破損部位のPM捕集量が正常時より少なくなると予想される。破損部位のPM捕集量が少なくなると、破損部位で発生する酸化反応熱が減少するため、排気がパティキュレートフィルタを流れる際に受ける熱量が減少する。   Furthermore, it is expected that the amount of PM collected at the damaged site will be smaller than normal. When the amount of PM trapped at the damaged portion is reduced, the heat of oxidation reaction generated at the damaged portion is reduced, so that the amount of heat received when the exhaust gas flows through the particulate filter is reduced.

従って、パティキュレートフィルタにおいてPMがすり抜けるような異常が発生した場合には、パティキュレートフィルタ内において排気が授受する熱量が減少する。その結果、パティキュレートフィルタの異常時には、流出排気温度の挙動が流入排気温度の挙動に近似すると推察される。   Therefore, when an abnormality such that PM passes through the particulate filter occurs, the amount of heat exchanged by the exhaust gas in the particulate filter decreases. As a result, when the particulate filter is abnormal, it is presumed that the behavior of the outflow exhaust temperature approximates the behavior of the inflow exhaust temperature.

そこで、本発明では、パティキュレートフィルタの流入排気温度に対する流出排気温度の変化軌跡を検出し、その変化軌跡に基づいてパティキュレートフィルタの異常を判定するようにした。   Therefore, in the present invention, a change locus of the outflow exhaust temperature with respect to the inflow exhaust temperature of the particulate filter is detected, and abnormality of the particulate filter is determined based on the change locus.

その際の具体的な判定方法としては、(1)流入排気温度の変化開始から流出排気温度の変化開始までの応答遅れ時間が所定時間未満であるときにパティキュレートフィルタが異常であると判定する方法、(2)流入排気温度の変化幅と流出排気温度の変化幅の相対差が所定量未満であるときにパティキュレートフィルタが異常であると判定する方法、(3)流入排気温度の変化速度に対する流出排気温度の変化速度が所定の比率を超えたときにパティキュレートフィルタが異常であると判定する方法、(4)上記(1)〜(3)の少なくとも二つの要件が成立したときにパティキュレートフィルタが異常であると判定する方法、等を例示することができる。   As a specific determination method at that time, (1) when the response delay time from the start of the change of the inflow exhaust gas temperature to the start of the change of the outflow exhaust gas temperature is less than a predetermined time, it is determined that the particulate filter is abnormal. (2) A method for determining that the particulate filter is abnormal when the relative difference between the change width of the inflow exhaust gas temperature and the change width of the outflow exhaust temperature is less than a predetermined amount, and (3) the change speed of the inflow exhaust gas temperature. A method of determining that the particulate filter is abnormal when the rate of change of the exhaust gas exhaust gas temperature exceeds a predetermined ratio, and (4) when at least two of the above requirements (1) to (3) are satisfied A method for determining that the curate filter is abnormal can be exemplified.

本発明の判定方法によれば、パティキュレートにおいてPMのすり抜けが発生した場合に、流出排気温度の特異な挙動を検出することができる。   According to the determination method of the present invention, when PM passes through the particulates, it is possible to detect a peculiar behavior of the outflow exhaust gas temperature.

更に、本発明の判定方法は、流入排気温度に対する流出排気温度の変化の軌跡を検出するため、変化の全体をパラメータとして判定を行うことができる。その結果、流入排気温度や流出排気温度が機関燃焼状態の乱れ等によって一時的に変動する場合や上記した特異な挙動の現れ方が極めて小さくなる場合等であっても、誤判定され難くい。   Furthermore, since the determination method of the present invention detects the locus of the change in the outflow exhaust gas temperature with respect to the inflow exhaust gas temperature, the determination can be made using the entire change as a parameter. As a result, even if the inflow exhaust gas temperature or the outflow exhaust gas temperature temporarily varies due to disturbance of the engine combustion state or the like, or when the above-mentioned unique behavior appears very small, it is difficult to make an erroneous determination.

尚、パティキュレートフィルタの一部が破損等してPMのすり抜けが発生した場合に、破損部位を流れる排気の流速が高くなるほど上記の熱交換率及び熱伝導率が低下すると考えられる。このため、本発明の異常判定は、内燃機関の吸入空気量が所定量以上であると
きに実行されるようにしてもよい。
In addition, when a part of the particulate filter is damaged, and PM passes through, it is considered that the heat exchange rate and the thermal conductivity are reduced as the flow rate of the exhaust gas flowing through the damaged part is increased. Therefore, the abnormality determination of the present invention may be executed when the intake air amount of the internal combustion engine is equal to or greater than a predetermined amount.

破損部位の流速が高くなる他の要件としては、破損部位と他の部位との圧力差が考えられる。すなわち、破損部位に対する他の部位の圧力が高くなるほど、破損部位の流速が高くなる。他の部位の圧力はPM捕集が多くなるほど高くなるため、PM捕集量が所定量以上であることを条件に異常判定が行われるようにしてもよい。   Another requirement for increasing the flow velocity at the damaged part is a pressure difference between the damaged part and the other part. That is, the higher the pressure of the other part with respect to the damaged part, the higher the flow velocity of the damaged part. Since the pressure at other sites increases as the amount of PM collected increases, the abnormality determination may be performed on the condition that the amount of PM collected is a predetermined amount or more.

また、本発明に係る異常判定は、パティキュレートフィルタがPMを連続酸化可能な状態(すなわち、パティキュレートフィルタに担持された触媒がPMを連続酸化可能な状態)にあるときに実行されるようにしてもよい。   In addition, the abnormality determination according to the present invention is performed when the particulate filter is in a state in which PM can be continuously oxidized (that is, the catalyst supported on the particulate filter is in a state in which PM can be continuously oxidized). May be.

触媒がPM連続酸化可能状態にないときはパティキュレートフィルタにおける酸化反応熱の発生量が少なくなるため、正常時に排気が授受する熱量と異常時に排気が授受する熱量との差が小さくなる。   When the catalyst is not in a state where PM can be continuously oxidized, the amount of heat generated by the oxidation reaction in the particulate filter is reduced, so that the difference between the amount of heat exchanged by the exhaust during normal operation and the amount of heat received by the exhaust during abnormality is small.

これに対し、触媒がPM連続酸化可能状態にあるときはパティキュレートフィルタにおける酸化反応熱の発生量が多くなるため、正常時に排気が授受する熱量と異常時に排気が授受する熱量との差が大きくなる。   On the other hand, when the catalyst is in a state where PM can be continuously oxidized, the amount of heat generated by the oxidation reaction in the particulate filter increases, so there is a large difference between the amount of heat exchanged by the exhaust during normal operation and the amount of heat received by the exhaust during abnormality. Become.

従って、正常時における流出排気温度の挙動と異常時における流出排気温度の挙動との差は、触媒がPM連続酸化可能状態にない場合よりPM連続酸化可能状態にある場合の方が明確に現れ易いと言える。   Accordingly, the difference between the behavior of the outflow exhaust temperature during normal operation and the behavior of the outflow exhaust temperature during abnormality is more clearly apparent when the catalyst is in the PM continuous oxidizable state than when the catalyst is not in the PM continuous oxidizable state. It can be said.

上記知見によれば、触媒がPM連続酸化可能状態にあるときに異常判定が実行されるようにすれば、判定精度を高めることが可能になる上、触媒の劣化(触媒の酸化能の劣化)も判定することが可能となる。   According to the above knowledge, if the abnormality determination is executed when the catalyst is in a state where PM can be continuously oxidized, the determination accuracy can be improved and the catalyst is deteriorated (degradation of the oxidation ability of the catalyst). Can also be determined.

次に、本願発明者は上記した流出排気温度の特異な挙動について種々の条件下で実験及び検討を行った結果、内燃機関が減速運転状態にあるとき、すなわち流入排気温度が低下するときに、流出排気温度の特異な挙動が顕著に現れることを見出した。   Next, the inventor of the present application conducted an experiment and examination under various conditions on the unique behavior of the above-described outflow exhaust gas temperature. As a result, when the internal combustion engine is in a decelerating operation state, that is, when the inflow exhaust gas temperature decreases, It was found that the unique behavior of the outflow exhaust temperature appears remarkably.

そこで、本発明に係る異常判定は、内燃機関が減速運転状態にある時に実行されるようにしてもよい。内燃機関が減速運転状態にあるときに異常判定が行われると、流出排気温度の特異な挙動が顕著に現れるため、判定精度の向上を図ることが可能となる。更に、流入排気温度や流出排気温度の検出に用いられる温度センサとして、汎用性の高い温度センサを用いることができる。   Therefore, the abnormality determination according to the present invention may be executed when the internal combustion engine is in a deceleration operation state. If the abnormality determination is performed when the internal combustion engine is in a decelerating operation state, an unusual behavior of the outflow exhaust gas temperature appears remarkably, so that it is possible to improve the determination accuracy. Furthermore, a highly versatile temperature sensor can be used as a temperature sensor used for detecting the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature.

尚、流入排気温度及び流出排気温度の変化軌跡を検出する期間が過剰に短くなると判定精度が低下する可能性があるため、内燃機関が減速運転後に一定時間以上のアイドル運転を行った場合に限り、減速開始以前からアイドル運転時間が一定時間以上となるまでの期間に異常判定が実行されるようにしてもよい。   Note that if the period for detecting the change trajectory of the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature becomes excessively short, the determination accuracy may decrease, so only when the internal combustion engine has performed idle operation for a certain period of time after deceleration operation. The abnormality determination may be performed during a period from before the start of deceleration until the idle operation time becomes equal to or longer than a certain time.

また、本発明において内燃機関が減速運転状態にあるときに異常判定を実行する場合は、EGRを停止し、およびまたは吸気絞り弁の開度を増大させるようにしてもよい。   Further, in the present invention, when the abnormality determination is performed when the internal combustion engine is in a deceleration operation state, the EGR may be stopped and / or the opening of the intake throttle valve may be increased.

尚、ここでいうEGRとは、パティキュレートフィルタ上流の排気通路から吸気通路へ排気を再循環させること、パティキュレートフィルタ下流の排気通路から吸気通路へ排気を再循環させること、及び可変動弁機構により燃焼室内の残留排気を増加させること等を含む。   Here, EGR means that the exhaust gas is recirculated from the exhaust passage upstream of the particulate filter to the intake passage, the exhaust gas is recirculated from the exhaust passage downstream of the particulate filter to the intake passage, and a variable valve mechanism. To increase the residual exhaust gas in the combustion chamber.

前述したように、パティキュレートフィルタの一部が破損等してPMのすり抜けが発生した場合は、破損部位を流れる排気の流速が上昇することにより排気が授受する熱量が減少すると考えられる。このため、破損部位を流れる排気の流速が高められれば、排気が授受する熱量が一層減少し、流出排気温度の特異な挙動が一層顕著に現れる。更に、パティキュレートフィルタへ流入する排気の温度が低いほど、言い換えればパティキュレートフィルタと流入排気温度の差が大きくなるほど、流出排気温度の特異な挙動が顕著に現れると考えられる。   As described above, when PM passes through due to a part of the particulate filter being damaged or the like, it is considered that the amount of heat exchanged by the exhaust gas is reduced by increasing the flow velocity of the exhaust gas flowing through the damaged part. For this reason, if the flow velocity of the exhaust gas flowing through the damaged part is increased, the amount of heat given and received by the exhaust gas is further reduced, and the unique behavior of the outflow exhaust gas temperature becomes more prominent. Further, the lower the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter, in other words, the greater the difference between the particulate filter and the inflow exhaust gas temperature, the more distinctive behavior of the outflow exhaust gas temperature appears.

従って、異常判定実行時にEGRが停止およびまたは吸気絞り弁の開度が増大させられると、パティキュレートフィルタへ流入する排気の流量及び流速が増加するため、破損部位を流れる排気の流速を高めることが可能になるとともに流入排気温度が低下し易くなる。その結果、判定精度の一層の向上が図られることになる。   Therefore, if the EGR is stopped and the opening of the intake throttle valve is increased when the abnormality determination is performed, the flow rate and flow rate of the exhaust gas flowing into the particulate filter increase, so that the flow rate of the exhaust gas flowing through the damaged portion can be increased. As a result, the inflowing exhaust gas temperature tends to decrease. As a result, the determination accuracy can be further improved.

また、破損部位を流れる排気の流速が高められるとともに排気の温度が低下させられると、流出排気温度の低下度合いが顕著に高くなるため、流入排気温度及び流出排気温度の変化軌跡を検出する期間が短縮されても誤判定し難くなる。その結果、異常判定の実行頻度を高めることが可能となる。   In addition, if the flow rate of the exhaust gas flowing through the damaged part is increased and the exhaust gas temperature is lowered, the degree of decrease in the outflow exhaust gas temperature becomes remarkably high. Even if it is shortened, it becomes difficult to make an erroneous determination. As a result, it is possible to increase the execution frequency of abnormality determination.

次に、本発明の異常判定は、減速運転時の流出排気温度の低下度合いに基づいて行われるようにしてもよい。   Next, the abnormality determination of the present invention may be performed based on the degree of decrease in the outflow exhaust temperature during the deceleration operation.

パティキュレートフィルタが正常な場合は減速運転時における流出排気温度の低下度合いが僅かであるが、パティキュレートフィルタが異常な場合は減速運転時における流出排気温度の低下度合いが顕著に高くなる。   When the particulate filter is normal, the degree of decrease in the outflow exhaust temperature during the deceleration operation is slight. However, when the particulate filter is abnormal, the degree of decrease in the outflow exhaust temperature during the deceleration operation is significantly high.

従って、減速運転開始以前の流出排気温度と減速運転後の流出排気温度の差(低下温度)が閾値を超えたときには、パティキュレートフィルタが異常であると判定することができる。   Therefore, when the difference (decrease temperature) between the outflow exhaust temperature before the start of the deceleration operation and the outflow exhaust temperature after the deceleration operation exceeds the threshold value, it can be determined that the particulate filter is abnormal.

次に、本願発明者は減速運転時における流出排気温度の挙動について更なる実験及び検証を行った結果、パティキュレートフィルタが正常な場合はPM捕集量が比較的多い時とPM捕集量が比較的少ない時の温度低下量が略同量であるのに対し、パティキュレートフィルタが異常な場合は両者の温度低下量に明確な差違が現れることも見出した。   Next, as a result of further experiments and verifications regarding the behavior of the outflow exhaust gas temperature during deceleration operation, the inventor of the present application has found that when the particulate filter is normal, the amount of PM collected is relatively large and It was also found that the temperature drop when the temperature is relatively small is substantially the same, but when the particulate filter is abnormal, a clear difference appears in the temperature drop between the two.

従って、PM捕集量が比較的多い時の温度低下量とPM捕集量が比較的少ない時の温度低下量との差が閾値を超えた場合には、パティキュレートフィルタが異常であると判定することも可能である。   Therefore, when the difference between the temperature decrease amount when the PM trapping amount is relatively large and the temperature decrease amount when the PM trapping amount is relatively small exceeds a threshold value, it is determined that the particulate filter is abnormal. It is also possible to do.

PM捕集量が比較的多い時期としては、パティキュレートフィルタのPM再生処理が実行される直前を例示することができる。PM捕集量が比較的少ない時期としては、パティキュレートフィルタのPM再生処理が実行された直後を例示することができる。   An example of the time when the amount of collected PM is relatively large is immediately before the PM regeneration process of the particulate filter is executed. An example of the time when the amount of collected PM is relatively small is immediately after the PM regeneration process of the particulate filter is executed.

上記した種々の異常判定方法において、パティキュレートフィルタのPM捕集量を推定し、推定されたPM捕集量に応じて判定基準を変更するようにしてもよい。   In the various abnormality determination methods described above, the PM collection amount of the particulate filter may be estimated, and the determination criterion may be changed according to the estimated PM collection amount.

パティキュレートフィルタが正常である場合は、PM捕集量が多くなるほど排気の流速が低下するとともに酸化反応熱の熱量が増加する。このため、パティキュレートフィルタが正常である場合は、PM捕集量が多くなるほど排気が授受する熱量が増加する。   When the particulate filter is normal, the flow rate of exhaust gas decreases and the amount of heat of oxidation reaction heat increases as the amount of collected PM increases. For this reason, when the particulate filter is normal, the amount of heat exchanged by the exhaust increases as the amount of collected PM increases.

これに対し、パティキュレートフィルタが異常である場合は、PM捕集量が多くなるほ
どパティキュレートフィルタの破損部位を流れる排気の流速が上昇するため、パティキュレートフィルタにおいて排気が授受する熱量が減少する。逆に、PM捕集量が少なくなるほど破損部位を流れる排気の流速が上昇し難いため、パティキュレートフィルタにおいて排気が授受する熱量が減少し難い。
On the other hand, when the particulate filter is abnormal, the flow rate of the exhaust gas flowing through the damaged part of the particulate filter increases as the amount of PM trapped increases, so that the amount of heat exchanged by the exhaust gas in the particulate filter decreases. Conversely, as the amount of PM trapped decreases, the flow rate of the exhaust gas flowing through the damaged portion is less likely to increase, so that the amount of heat transferred by the exhaust gas in the particulate filter is less likely to decrease.

従って、PM捕集量が多いときはPM捕集量が少ないときに比して流出排気温度の特異な挙動が顕著に現れる。そこで、PM捕集量が多いときはPM捕集量が少ないときより判定基準を高めることにより異常判定の精度を高めることができる。逆に、PM捕集量が少ないときはPM捕集量が多いときより判定基準を下げることにより、パティキュレートフィルタの異常を判定し易くなる。   Therefore, when the amount of collected PM is large, the unique behavior of the outflow exhaust gas temperature becomes more prominent than when the amount of collected PM is small. Therefore, when the amount of collected PM is large, the accuracy of abnormality determination can be increased by raising the determination criterion than when the amount of collected PM is small. On the contrary, when the amount of collected PM is small, it is easier to determine the abnormality of the particulate filter by lowering the determination criterion than when the amount of collected PM is large.

また、本発明に係る異常判定方法は、パティキュレートフィルタ前後の差圧をパラメータとした異常判定方法と組み合わせることもできる。この場合、流出排気温度の挙動に基づく異常判定とパティキュレートフィルタ前後差圧に基づく異常判定によって二重の異常判定が行われることになるため、誤判定の発生を抑制し易くなる。   In addition, the abnormality determination method according to the present invention can be combined with an abnormality determination method using the differential pressure before and after the particulate filter as a parameter. In this case, since the double abnormality determination is performed by the abnormality determination based on the behavior of the outflow exhaust gas temperature and the abnormality determination based on the differential pressure across the particulate filter, it is easy to suppress the occurrence of erroneous determination.

尚、内燃機関が減速運転状態にあるときは流出排気温度の挙動に基づく異常判定が行われ、内燃機関が高負荷・高回転運転状態にあるときはパティキュレートフィルタ前後差圧に基づく異常判定が行われるようにしても良い。   When the internal combustion engine is in a decelerating operation state, an abnormality determination based on the behavior of the outflow exhaust temperature is performed, and when the internal combustion engine is in a high load / high rotation operation state, an abnormality determination based on the differential pressure across the particulate filter is performed. It may be performed.

この場合、減速運転領域に加えて高回転・高負荷運転領域においてもパティキュレートフィルタの異常を判定することができるため、異常判定可能な運転領域が拡大するとともに、異常判定の実行頻度を高めることが可能となる。   In this case, the particulate filter abnormality can be determined not only in the deceleration operation region but also in the high rotation / high load operation region, so that the operation region where abnormality can be determined is expanded and the frequency of abnormality determination is increased. Is possible.

また、本発明に係る異常判定方法は、減速運転後の流出排気温度を推定演算し、その推定演算値と実際の流出排気温度を比較することによって異常判定を行うようにしてもよい。   Further, the abnormality determination method according to the present invention may perform an abnormality determination by estimating the outflow exhaust gas temperature after the deceleration operation and comparing the estimated calculation value with the actual outflow exhaust gas temperature.

その場合、推定演算値と実際の流出排気温度との差が閾値を超えていなければパティキュレートフィルタが正常であると判定され、前記の差が閾値を超えていればパティキュレートフィルタが異常であると判定されるようにすればよい。   In this case, if the difference between the estimated calculation value and the actual exhaust gas temperature does not exceed the threshold value, it is determined that the particulate filter is normal. If the difference exceeds the threshold value, the particulate filter is abnormal. May be determined.

このような異常判定方法によれば、容易且つ短時間に異常判定を行うことが可能となる。   According to such an abnormality determination method, it is possible to perform abnormality determination easily and in a short time.

本発明によれば、パティキュレートフィルタの流出排気温度の挙動をパラメータとすることにより、微量のPMがパティキュレートフィルタをすり抜けるような軽微な異常であっても、精度良く異常の発生を判定することができる。   According to the present invention, by using the behavior of the exhaust gas temperature of the particulate filter as a parameter, it is possible to accurately determine the occurrence of an abnormality even if a slight abnormality such that a minute amount of PM passes through the particulate filter. Can do.

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
図1は本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1において内燃機関1は圧縮着火式のディーゼルエンジンである。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is a compression ignition type diesel engine.

内燃機関1には吸気通路2と排気通路3が接続されている。吸気通路2には吸気絞り弁4とエアフローメータ12が設けられている。排気通路3には、パティキュレートフィルタ5が配置されている。   An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1. An intake throttle valve 4 and an air flow meter 12 are provided in the intake passage 2. A particulate filter 5 is disposed in the exhaust passage 3.

パティキュレートフィルタ5は、ウォールフロー型の担体を有し、排気中の粒子状物質
(PM)を捕集することができるように構成されている。パティキュレートフィルタ5の担体には酸化能を有する触媒が担持され、捕集したPMや排気中のPMを酸化することが可能になっている。
The particulate filter 5 has a wall flow type carrier and is configured to collect particulate matter (PM) in the exhaust gas. A catalyst having an oxidizing ability is supported on the carrier of the particulate filter 5 so that the collected PM and the PM in the exhaust can be oxidized.

パティキュレートフィルタ5より上流の排気通路3には前段触媒6が配置されている。パティキュレートフィルタ5と前段触媒6との間の排気通路3には、上流側排気温度センサ7が配置されている。パティキュレートフィルタ5より下流の排気通路3には下流側排気温度センサ8が配置されている。尚、また、前段触媒6は本発明の必須の構成要素ではないためパティキュレートフィルタ5の上流に配置されていなくとも構わない。   A pre-stage catalyst 6 is disposed in the exhaust passage 3 upstream of the particulate filter 5. An upstream exhaust temperature sensor 7 is disposed in the exhaust passage 3 between the particulate filter 5 and the front catalyst 6. A downstream exhaust temperature sensor 8 is disposed in the exhaust passage 3 downstream from the particulate filter 5. In addition, since the pre-stage catalyst 6 is not an essential component of the present invention, it may not be arranged upstream of the particulate filter 5.

吸気絞り弁4より下流の吸気通路2と前段触媒6より上流の排気通路3の間には、EGR通路9が架設されている。EGR通路9の途中にはEGR弁10が設けられている。尚、排気通路3に遠心過給器のタービンハウジングが配設される場合には、該タービンハウジングより上流の排気通路3にEGR通路9が接続されるものとする。   An EGR passage 9 is provided between the intake passage 2 downstream of the intake throttle valve 4 and the exhaust passage 3 upstream of the front catalyst 6. An EGR valve 10 is provided in the middle of the EGR passage 9. When the turbine housing of the centrifugal supercharger is disposed in the exhaust passage 3, the EGR passage 9 is connected to the exhaust passage 3 upstream from the turbine housing.

このように構成された内燃機関1には電子制御ユニット(ECU)11が併設されている。ECU11は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される算術論理演算回路である。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 11. The ECU 11 is an arithmetic logic circuit that includes a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like.

ECU11は、上記の上流側排気温度センサ7、下流側排気温度センサ8、及びエアフローメータ12に加え、アクセルポジションセンサ11等の各種センサと電気的に接続されている。また、ECU11は、吸気絞り弁4及びEGR弁10と電気的に接続され、各々の開度を制御可能となっている。   The ECU 11 is electrically connected to various sensors such as the accelerator position sensor 11 in addition to the upstream exhaust temperature sensor 7, the downstream exhaust temperature sensor 8, and the air flow meter 12. The ECU 11 is electrically connected to the intake throttle valve 4 and the EGR valve 10 and can control the opening degree of each.

ECU11は、燃料噴射制御等の既知の制御に加え、本発明の要旨となるフィルタ異常判定制御を実行する。以下、フィルタ異常判定制御について述べる。   ECU11 performs filter abnormality determination control used as the summary of this invention in addition to known control, such as fuel injection control. Hereinafter, filter abnormality determination control will be described.

本発明のフィルタ異常判定制御は、下流側排気温度センサ8の出力信号値(流出排気温度)をパラメータとして、PMがパティキュレートフィルタ5をすり抜けるような異常、例えば、パティキュレートフィルタ5内の通路壁面にクラックや孔が生じる異常を検出するための制御である。   The filter abnormality determination control of the present invention is an abnormality in which PM passes through the particulate filter 5 with the output signal value (outflow exhaust gas temperature) of the downstream side exhaust temperature sensor 8 as a parameter, for example, a passage wall surface in the particulate filter 5 This is a control for detecting abnormalities in which cracks and holes are generated.

本願発明者は、パティキュレートフィルタ5の好適な異常判定方法を模索する過程で鋭意実験及び検証を行った結果、PMがすり抜けるような異常がパティキュレートフィルタ5に発生した場合は、内燃機関1の減速運転期間からアイドル運転期間にかけて流出排気温度が正常時とは異なる特異な挙動を示すことを見出した。   The inventor of the present application has conducted intensive experiments and verifications in the process of searching for a suitable abnormality determination method for the particulate filter 5. As a result, if an abnormality such that PM passes through occurs in the particulate filter 5, It was found that the exhaust gas exhaust temperature shows a peculiar behavior from the normal operation period during the deceleration operation period to the idle operation period.

図2は、正常なパティキュレートフィルタ5とPMがすり抜けるような異常が発生したパティキュレートフィルタ5との各々について、同一条件下で流入排気温度と流出排気温度を計測した結果を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the results of measuring the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature under the same conditions for each of the normal particulate filter 5 and the particulate filter 5 in which an abnormality that allows PM to pass through occurs.

図2において、図中の点線はパティキュレートフィルタ5が正常であるときの流入排気温度及び流出排気温度を示し、図中の実線はパティキュレートフィルタ5にPMがすり抜けるような異常が発生した場合の流入排気温度及び流出排気温度を示している。   In FIG. 2, the dotted lines in the figure indicate the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust temperature when the particulate filter 5 is normal, and the solid lines in the figure indicate the case where an abnormality that causes PM to slip through the particulate filter 5 occurs. The inflow exhaust temperature and the outflow exhaust temperature are shown.

尚、異常が発生したパティキュレートフィルタ5としては、正常なパティキュレートフィルタ内の通路壁面に微小な孔を開けたものを用いた。   In addition, as the particulate filter 5 in which an abnormality occurred, a particulate filter having a fine hole formed on the wall surface of the passage in the normal particulate filter was used.

図2の計測結果によれば、パティキュレートフィルタ5が正常である場合は、流入排気温度の変化に対して流出排気温度の変化が応答遅れを生じ且つその変化幅も小さい。   According to the measurement result of FIG. 2, when the particulate filter 5 is normal, the change in the outflow exhaust temperature causes a response delay with respect to the change in the inflow exhaust temperature, and the change width is small.

これに対し、パティキュレートフィルタ5が異常である場合は、内燃機関1が減速運転に続いてアイドル運転を行ったとき、特に減速運転後のアイドル運転状態が比較的長く継続されたときに、流入排気温度の低下に対する流出排気温度の応答遅れが短縮され且つその変化幅が大きくなっている。   On the other hand, when the particulate filter 5 is abnormal, the inflow occurs when the internal combustion engine 1 performs the idle operation following the deceleration operation, particularly when the idle operation state after the deceleration operation is continued for a relatively long time. The response delay of the outflow exhaust gas temperature with respect to the decrease in the exhaust gas temperature is shortened and the range of change is large.

つまり、パティキュレートフィルタ5が正常である場合は流入排気温度の低下に対して流出排気温度が殆ど低下しないが、パティキュレートフィルタ5が異常である場合は流入排気温度の低下に追従して流出排気温度も大幅に低下する。   That is, when the particulate filter 5 is normal, the outflow exhaust temperature hardly decreases with respect to the decrease in the inflow exhaust temperature, but when the particulate filter 5 is abnormal, the outflow exhaust follows the decrease in the inflow exhaust temperature. The temperature is also greatly reduced.

更に、本願発明者は、上記の特異な挙動について様々な条件で実験及び検証を行った結果、以下の特性を見出した。すなわち、上記の特異な挙動は、(1)パティキュレートフィルタ5に担持された触媒がPM酸連続化可能状態にないときよりPM連続酸化可能状態にあるときの方が顕著に現れる、(2)パティキュレートフィルタ5に流入する排気流量が多くなるほど顕著に現れる、(3)パティキュレートフィルタ5のPM捕集量が多くなるほど顕著に現れる。   Furthermore, as a result of experiments and verifications of the above unique behavior under various conditions, the present inventors have found the following characteristics. That is, the above-mentioned unique behavior is more prominent when (1) the catalyst supported on the particulate filter 5 is in a PM continuous oxidizable state than when it is not in a PM acid continuable state, (2) It appears more prominently as the exhaust flow rate flowing into the particulate filter 5 increases. (3) The effect appears more prominently as the amount of PM trapped by the particulate filter 5 increases.

このような流出排気温度の挙動及び特性について具体的なメカニズムは解明されていないが、おおよそ以下のようなメカニズムに依ると推察される。   Although the specific mechanism of such behavior and characteristics of the exhaust gas temperature has not been elucidated, it is presumed that it depends on the following mechanism.

パティキュレートフィルタ5が正常である場合は、パティキュレートフィルタ5内において、該パティキュレートフィルタ5の熱が排気へ伝導されるとともに、PM、炭化水素(HC)、或いは一酸化炭素(CO)等が触媒作用によって酸化される際に発生する熱(酸化反応熱)が排気へ伝導される。   When the particulate filter 5 is normal, the heat of the particulate filter 5 is conducted to the exhaust gas in the particulate filter 5, and PM, hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), etc. Heat (oxidation heat) generated when being oxidized by the catalytic action is conducted to the exhaust.

このため、パティキュレートフィルタ5が正常である場合は、流入排気温度が低下しても流出排気温度が低下し難いと考えられる。   For this reason, when the particulate filter 5 is normal, it is considered that the outflow exhaust gas temperature is unlikely to decrease even when the inflow exhaust gas temperature decreases.

一方、パティキュレートフィルタ5の一部が破損等してPMのすり抜けが発生した場合は、破損部位の流通抵抗が他の部位より低くなる(すなわち、破損部位の圧力が他の部位より低くなる)ため、排気の流れが破損部位に集中する。排気の流れが破損部位に集中すると、排気の流速が高くなるため、上記の熱伝導率が低下する。   On the other hand, when a part of the particulate filter 5 is damaged and PM passes through, the flow resistance at the damaged part is lower than that at the other part (that is, the pressure at the damaged part is lower than the other part). As a result, the exhaust flow concentrates on the damaged part. When the flow of exhaust gas concentrates on the damaged part, the flow rate of the exhaust gas increases, so that the thermal conductivity decreases.

すなわち、パティキュレートフィルタ5の一部が破損した場合には、パティキュレートフィルタ5へ流入した排気の大部分が破損部位を高速で流れるため、パティキュレートフィルタ5における排気の受熱量が減少する。   That is, when a part of the particulate filter 5 is damaged, most of the exhaust gas flowing into the particulate filter 5 flows through the damaged portion at a high speed, so that the amount of heat received by the exhaust gas in the particulate filter 5 decreases.

更に、破損部位近傍のPM捕集量が正常時より少なくなるため、酸化反応熱の発生量が減少する。破損部位近傍の酸化反応熱量が減少すると、上記した流速の上昇と相俟って排気の受熱量が一層低下する。   Furthermore, since the amount of collected PM in the vicinity of the damaged portion is smaller than normal, the generation amount of oxidation reaction heat is reduced. When the amount of heat of oxidation reaction in the vicinity of the damaged portion decreases, the amount of heat received by the exhaust gas further decreases in combination with the increase in the flow velocity described above.

従って、パティキュレートフィルタ5においてPMがすり抜けるような異常が発生した場合には、流入排気温度の低下に追従して流出排気温度も低下すると考えられる。   Therefore, when an abnormality such that PM passes through the particulate filter 5 occurs, it is considered that the outflow exhaust gas temperature also decreases following the decrease in the inflow exhaust gas temperature.

尚、パティキュレートフィルタ5の破損部位を流れる排気の流速は、パティキュレートフィルタ5へ流入する排気流量が多くなるほど、およびまたは、破損部位と他の部位との流通抵抗差が大きくなるほど高くなる。   The flow rate of the exhaust gas flowing through the damaged part of the particulate filter 5 increases as the exhaust flow rate flowing into the particulate filter 5 increases and / or the flow resistance difference between the damaged part and other parts increases.

パティキュレートフィルタ5へ流入する排気流量は内燃機関1の吸入空気量に比例して多くなる。破損部位と他の部位との流通抵抗差はパティキュレートフィルタ5のPM捕集
量が多くなるほど大きくなる。
The exhaust flow rate flowing into the particulate filter 5 increases in proportion to the intake air amount of the internal combustion engine 1. The difference in flow resistance between the damaged portion and other portions increases as the amount of PM trapped by the particulate filter 5 increases.

依って、内燃機関1の吸入空気量が多く、およびまたはパティキュレートフィルタ5のPM捕集量が多くなるほど、流出排気温度の低下度合いが顕著になると考えられる。   Therefore, it is considered that the degree of decrease in the outflow exhaust gas temperature becomes more remarkable as the intake air amount of the internal combustion engine 1 is increased and / or the PM trapping amount of the particulate filter 5 is increased.

以上述べた流出排気温度の挙動及び特性によれば、内燃機関1が減速運転後に一定時間以上のアイドル運転を継続する場合に、減速運転開始からアイドル運転時間が一定時間に達するまでの期間(以下、減速アイドル期間と記す)における流出排気温度の挙動を検出し、その挙動をパラメータとしてパティキュレートフィルタ5の異常を判定することが可能となる。   According to the behavior and characteristics of the outflow exhaust gas temperature described above, when the internal combustion engine 1 continues the idle operation for a predetermined time or more after the deceleration operation, the period from the start of the deceleration operation until the idle operation time reaches a certain time (hereinafter referred to as the idle operation time) It is possible to detect the behavior of the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period) and determine the abnormality of the particulate filter 5 using the behavior as a parameter.

以下、異常判定制御の具体的な実施例について説明する。   Hereinafter, specific examples of the abnormality determination control will be described.

先ず、減速アイドル期間における流入排気温度と流出排気温度の相対関係に基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定する例について述べる。   First, an example in which an abnormality of the particulate filter 5 is determined based on the relative relationship between the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period will be described.

前述したように、パティキュレートフィルタ5の正常時と異常時とでは、減速アイドル期間における流入排気温度の低下量と流出排気温度の低下量との相対関係が異なる。   As described above, the relative relationship between the amount of decrease in the inflow exhaust temperature and the amount of decrease in the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period differs between when the particulate filter 5 is normal and when it is abnormal.

パティキュレートフィルタ5が正常である場合は、減速アイドル期間において流入排気温度が低下するのに対し流出排気温度が殆ど変化しない。つまり、減速アイドル期間において流入排気温度の低下量に対する流出排気温度の低下量が十分に少なくなる。   When the particulate filter 5 is normal, the inflow exhaust temperature decreases during the deceleration idle period, but the outflow exhaust temperature hardly changes. That is, the amount of decrease in the outflow exhaust temperature with respect to the amount of decrease in the inflow exhaust temperature during the deceleration idle period is sufficiently reduced.

一方、パティキュレートフィルタ5が異常である場合は、減速アイドル期間において流入排気温度が低下するのに追従して流出排気温度も低下する。つまり、減速アイドル期間において、流入排気温度の低下量に対する流出排気温度の低下量が増加する。   On the other hand, when the particulate filter 5 is abnormal, the outflow exhaust temperature also decreases following the decrease in the inflow exhaust temperature during the deceleration idle period. That is, during the deceleration idle period, the amount of decrease in the outflow exhaust temperature with respect to the amount of decrease in the inflow exhaust temperature increases.

従って、パティキュレートフィルタ5が異常である場合は、図3に示すように、減速アイドル期間における流入排気温度と流出排気温度の相対差が正常時に比して大きくなる。   Therefore, when the particulate filter 5 is abnormal, as shown in FIG. 3, the relative difference between the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period becomes larger than that during normal operation.

そこで、減速アイドル期間における流入排気温度と流出排気温度の相対差を演算し、その相対差が閾値より大きくなった場合にはパティキュレートフィルタ5が異常であると判定することができる。   Therefore, the relative difference between the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period is calculated, and when the relative difference becomes larger than the threshold value, it can be determined that the particulate filter 5 is abnormal.

ところで、パティキュレートフィルタ5の異常が軽微である場合(PMのすり抜け量が少ない場合)や、パティキュレートフィルタ5のPM捕集量が少ない場合は、流出排気温度の低下量が少なくなる可能性がある。更に、流入排気温度及び流出排気温度は、上流側排気温度センサ7及び下流側排気温度センサ8の応答遅れ、排気の応答遅れ、或いは内燃機関1の燃焼状態の乱れ等の種々の要因により変則的に変化する可能性もある。   By the way, when the abnormality of the particulate filter 5 is minor (when the amount of PM passing through is small), or when the amount of PM trapped by the particulate filter 5 is small, there is a possibility that the amount of decrease in the outflow exhaust gas temperature is reduced. is there. Furthermore, the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature are irregular due to various factors such as a response delay of the upstream side exhaust temperature sensor 7 and the downstream side exhaust temperature sensor 8, a response delay of the exhaust gas, or a disturbance in the combustion state of the internal combustion engine 1. There is a possibility that it will change.

このため、減速アイドル期間の一時期における流入排気温度と流出排気温度の相対差がパラメータとして用いられると、誤判定が誘発される可能性がある。   For this reason, if the relative difference between the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature during one period of the deceleration idle period is used as a parameter, an erroneous determination may be induced.

これに対し、本実施例では、減速アイドル期間中の流入排気温度と流出排気温度の軌跡より両者の相対差を積算し、その積算値が閾値より大きければパティキュレートフィルタ5が異常であると判定するようにした。すなわち、図4中の斜線部の面積を演算し、その面積が閾値より大きければパティキュレートフィルタ5が異常であると判定するようにした。   On the other hand, in the present embodiment, the relative difference between both is integrated from the locus of the inflow exhaust temperature and the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period, and if the integrated value is larger than the threshold value, it is determined that the particulate filter 5 is abnormal. I tried to do it. That is, the area of the hatched portion in FIG. 4 is calculated, and if the area is larger than the threshold value, it is determined that the particulate filter 5 is abnormal.

このように流入排気温度と流出排気温度の軌跡に基づいて異常判定が行われると、異常時の流出排気温度の低下量が少ない場合や、流入排気温度及び流出排気温度の一時的な変動等が生じた場合であっても、誤判定が起こり難くなる。   As described above, when the abnormality determination is performed based on the locus of the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature, when the decrease amount of the outflow exhaust gas temperature at the time of abnormality is small, temporary fluctuation of the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature, etc. Even if it occurs, an erroneous determination is less likely to occur.

以下、本実施例の異常判定制御について図5に基づいて説明する。図5は、実施例1における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図である。この異常判定制御は、ECU11のROMに予め記憶されているルーチンであり、ECU11によって実行される。   Hereinafter, the abnormality determination control of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating an abnormality determination control routine according to the first embodiment. This abnormality determination control is a routine stored in advance in the ROM of the ECU 11 and is executed by the ECU 11.

異常判定制御ルーチンにおいて、ECU11は、先ずS101において流入排気温度:Tinが所定温度以上であるか否かを判別する。前記所定温度は、パティキュレートフィルタ5の触媒がPM連続酸化可能状態となる温度範囲の最低温度に相当する。   In the abnormality determination control routine, the ECU 11 first determines in S101 whether or not the inflow exhaust gas temperature Tin is equal to or higher than a predetermined temperature. The predetermined temperature corresponds to the lowest temperature in a temperature range in which the catalyst of the particulate filter 5 is in a state where PM can be continuously oxidized.

前記S101において流入排気温度:Tinが所定温度以上であると判定された場合には、ECU11はS102へ進み、減速フラグの値が“1”であるか否かを判別する。   When it is determined in S101 that the inflow exhaust gas temperature Tin is equal to or higher than the predetermined temperature, the ECU 11 proceeds to S102 and determines whether or not the value of the deceleration flag is “1”.

減速フラグは、RAM等に設定された記憶領域であり、機関回転数が所定回転数以上であり且つアクセル開度が全閉となるとき、言い換えれば減速フューエルカット条件が成立したときに“1”が記憶され、減速フューエルカット条件が成立しないときには“0”が記憶される。   The deceleration flag is a storage area set in the RAM or the like, and is “1” when the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed and the accelerator opening is fully closed, in other words, when the deceleration fuel cut condition is satisfied. Is stored, and “0” is stored when the deceleration fuel cut condition is not satisfied.

前記S102において減速フラグの値が“1”であると判定された場合には、ECU11はS103へ進む。S103では、ECU11はEGR弁10を閉弁させるとともに吸気絞り弁4を全開に制御する。この場合、内燃機関1の吸入空気量が増加し、それに伴ってパティキュレートフィルタ5へ流入する排気流量も増加する。   When it is determined in S102 that the value of the deceleration flag is “1”, the ECU 11 proceeds to S103. In S103, the ECU 11 closes the EGR valve 10 and controls the intake throttle valve 4 to fully open. In this case, the intake air amount of the internal combustion engine 1 increases, and the exhaust gas flow rate flowing into the particulate filter 5 increases accordingly.

S104では、上流側排気温度センサ7の出力信号(流入排気温度:Tin)と下流側排気温度センサ8の出力信号(流出排気温度:Tout)を入力する。   In S104, the output signal (inflow exhaust temperature: Tin) of the upstream side exhaust temperature sensor 7 and the output signal (outflow exhaust temperature: Tout) of the downstream side exhaust temperature sensor 8 are input.

S105では、ECU11は、前記S104で入力された流入排気温度:Tinと流出排気温度:Toutの相対差:△T(=Tin−Tout)を演算する。   In S105, the ECU 11 calculates a relative difference: ΔT (= Tin−Tout) between the inflow exhaust gas temperature: Tin and the outflow exhaust gas temperature: Tout input in S104.

S106では、ECU11は、該S106の前回の実行時に算出された積算値:Σ△Toldに前記S105で算出された相対差:△Tを加算して新たな積算値:Σ△Tを算出す
る。尚、前回の積算値:Σ△Toldのデフォルト値は“0”である。
In S106, the ECU 11 calculates a new integrated value: ΣΔT by adding the relative difference: ΔT calculated in S105 to the integrated value: ΣΔTold calculated in the previous execution of S106. The default value of the previous integrated value: ΣΔTold is “0”.

S107では、ECU11はアイドルフラグの値が“1”であるか否かを判別する。   In S107, the ECU 11 determines whether or not the value of the idle flag is “1”.

アイドルフラグは、RAM等に設定された記憶領域であり、機関回転数が所定回転数未満であり且つアクセル開度が全閉となるときに“1”が記憶され、機関回転数が所定回転数以上又はアクセル開度が全閉ではないときに“0”が記憶される。   The idle flag is a storage area set in a RAM or the like, and stores “1” when the engine speed is less than a predetermined speed and the accelerator opening is fully closed, and the engine speed is a predetermined speed. When the accelerator opening is not fully closed, “0” is stored.

前記S107においてアイドルフラグの値が“0”であると判定された場合、すなわち内燃機関1が未だに減速運転を継続している場合若しくは内燃機関1が減速運転途中から加速運転や定常運転へ移行した場合は、ECU11は前記したS102以降の処理を再度実行する。   When it is determined in S107 that the value of the idle flag is “0”, that is, when the internal combustion engine 1 is still continuing the deceleration operation, or the internal combustion engine 1 has shifted to the acceleration operation or the steady operation from the middle of the deceleration operation. In this case, the ECU 11 executes the processes after S102 described above again.

その際、内燃機関1が減速運転を継続していればS102において減速フラグの値が“1”であると判定される。一方、内燃機関1が減速運転途中から加速運転や定常運転へ移行していればS102において減速フラグの値が“0”であると判定される。S102において減速フラグの値が“0”であると判定されると、ECU11は後述するS113の
処理を実行した後に本ルーチンの実行を終了する。
At this time, if the internal combustion engine 1 continues the deceleration operation, it is determined in S102 that the value of the deceleration flag is “1”. On the other hand, if the internal combustion engine 1 has shifted to the acceleration operation or the steady operation from the middle of the deceleration operation, it is determined in S102 that the value of the deceleration flag is “0”. If it is determined in S102 that the value of the deceleration flag is “0”, the ECU 11 ends the execution of this routine after executing the processing of S113 described later.

前記S107においてアイドルフラグの値が“1”であると判定された場合、言い換えれば、内燃機関1が減速運転からアイドル運転へ移行した場合は、ECU11はS108においてアイドルカウンタを起動させる。尚、前記アイドルカウンタは、アイドル運転時間を計時するカウンタである。   When it is determined in S107 that the value of the idle flag is “1”, in other words, when the internal combustion engine 1 shifts from the deceleration operation to the idle operation, the ECU 11 activates the idle counter in S108. The idle counter is a counter that measures idle operation time.

S109では、ECU11は、前記アイドルカウンタの計時時間(アイドル運転時間)が一定時間:tidl以上であるか否か、すなわちアイドル運転時間が一定時間以上継続さ
れたか否かを判別する。
In S109, the ECU 11 determines whether or not the time counted by the idle counter (idle operation time) is equal to or longer than a predetermined time: tidl, that is, whether or not the idle operation time is continued for a predetermined time or more.

前記S109においてアイドルカウンタの計時時間が一定時間:tidl未満であると判
定された場合は、ECU11は前記のS103以降の処理を繰り返し実行する。
When it is determined in S109 that the time counted by the idle counter is less than the predetermined time: tidl, the ECU 11 repeatedly executes the processes after S103.

その際、内燃機関1がアイドル運転状態から非アイドル運転状態へ移行(内燃機関1が一定時間以上のアイドル運転を継続せずに他の運転状態へ移行)していると、S107においてアイドルフラグの値が“0”であると判定され、次いでS102において減速フラグの値が“0”であると判定される。S102において減速フラグの値が“0”であると判定されると、ECU11はS113において積算値:Σ△Toldをデフォルト(=0)
にリセットするとともにアイドルカウンタの計時時間をリセットして本ルーチンの実行を終了する。
At this time, if the internal combustion engine 1 has transitioned from the idle operation state to the non-idle operation state (the internal combustion engine 1 has transitioned to another operation state without continuing the idle operation for a predetermined time or longer), the idle flag is set in S107. It is determined that the value is “0”, and then it is determined in S102 that the value of the deceleration flag is “0”. If it is determined in S102 that the value of the deceleration flag is “0”, the ECU 11 defaults the integrated value: ΣΔTold in S113 (= 0).
And the time of the idle counter is reset and the execution of this routine is terminated.

一方、S109においてアイドルカウンタの計時時間が一定時間:tidl以上であると
判定された場合は、ECU11はS110へ進み、S106で算出された積算値:Σ△Tが閾値:Tsより大きいか否かを判別する。前記した閾値:Tsは、パティキュレートフィルタ5の正常時に積算値:Σ△Tが取り得る値の最大値に相当する値であり、予め実験的に求められている。
On the other hand, if it is determined in S109 that the time measured by the idle counter is equal to or longer than the predetermined time: tidl, the ECU 11 proceeds to S110, and whether the integrated value: ΣΔT calculated in S106 is greater than the threshold value: Ts. Is determined. The above-described threshold value: Ts is a value corresponding to the maximum value that can be taken by the integrated value: ΣΔT when the particulate filter 5 is normal, and has been experimentally obtained in advance.

前記S110において積算値:Σ△Tが閾値:Tsより大きいと判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が異常であるとみなし、S111において故障フラグに“1”を記憶させる。   If it is determined in S110 that the integrated value: ΣΔT is greater than the threshold value: Ts, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is abnormal and stores “1” in the failure flag in S111.

前記S110において積算値:Σ△Tが閾値:Tsより大きくないと判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が正常であるとみなし、S112において故障フラグに“0”を記憶させる。   If it is determined in S110 that the integrated value: ΣΔT is not larger than the threshold value: Ts, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is normal and stores “0” in the failure flag in S112.

ECU11は、前記S111又はS112の処理を実行し終えると、S113へ進み、積算値:Σ△Toldをデフォルト(=0)にリセットするとともにアイドルカウンタの計
時時間をリセットして本ルーチンの実行を終了する。
When the ECU 11 finishes executing the process of S111 or S112, the ECU 11 proceeds to S113, resets the integrated value: ΣΔTold to the default (= 0), resets the time counted by the idle counter, and ends the execution of this routine. To do.

本実施例の異常判定方法によれば、パティキュレートフィルタ5の異常時に特有の流出排気温度の挙動を検出することが可能となるため、パティキュレートフィルタ5の異常を精度良く判定することが可能となる。また、パティキュレートフィルタ5に担持された触媒がPM連続酸化可能状態にあるときに異常判定制御が実行されると、触媒の酸化機能の劣化を検出することも可能である。   According to the abnormality determination method of the present embodiment, it is possible to detect the behavior of the outflow exhaust gas temperature when the particulate filter 5 is abnormal. Therefore, it is possible to accurately determine the abnormality of the particulate filter 5. Become. Further, when the abnormality determination control is executed when the catalyst carried on the particulate filter 5 is in a state where PM can be continuously oxidized, it is possible to detect deterioration of the oxidation function of the catalyst.

更に、本実施例の異常判定方法は、流入排気温度と流出排気温度の変化軌跡をパラメータとするため、パティキュレートフィルタ5のPM捕集量が少ない場合であっても精度良く異常判定を行うことができる。   Furthermore, since the abnormality determination method of the present embodiment uses the change locus of the inflow exhaust gas temperature and the outflow exhaust gas temperature as a parameter, the abnormality determination can be performed with high accuracy even when the amount of PM trapped by the particulate filter 5 is small. Can do.

次に、減速アイドル期間における流出排気温度の低下度合いに基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定する例について述べる。   Next, an example in which the abnormality of the particulate filter 5 is determined based on the degree of decrease in the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period will be described.

図6は減速アイドル期間における流出排気温度の挙動を示す図である。図6中の点線はパティキュレートフィルタ5が正常であるときの流出排気温度を示し、図6中の実線はパティキュレートフィルタ5が異常であるときの流出排気温度を示している。   FIG. 6 is a diagram showing the behavior of the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period. The dotted line in FIG. 6 shows the outflow exhaust temperature when the particulate filter 5 is normal, and the solid line in FIG. 6 shows the outflow exhaust temperature when the particulate filter 5 is abnormal.

パティキュレートフィルタ5が正常である場合は、減速アイドル期間における流出排気温度の低下量が僅かとなる。これに対し、パティキュレートフィルタ5が異常である場合は、減速アイドル期間における流出排気温度の低下量が増加している。つまり、パティキュレートフィルタ5の正常時と異常時では、流出排気温度の低下量が異なる。   When the particulate filter 5 is normal, the amount of decrease in the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period is slight. On the other hand, when the particulate filter 5 is abnormal, the amount of decrease in the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period increases. That is, the amount of decrease in the outflow exhaust gas temperature differs between when the particulate filter 5 is normal and when it is abnormal.

そこで、本実施例では、減速アイドル期間開始時の流出排気温度と減速アイドル期間終了時の流出排気温度の差(温度低下量)を演算し、その差が閾値より大きくなった場合はパティキュレートフィルタ5が異常であると判定するようにした。   Therefore, in this embodiment, the difference (temperature decrease amount) between the outflow exhaust temperature at the start of the deceleration idle period and the outflow exhaust temperature at the end of the deceleration idle period (temperature decrease amount) is calculated, and if the difference exceeds a threshold value, the particulate filter 5 was determined to be abnormal.

尚、パティキュレートフィルタ5の異常が軽微である場合やパティキュレートフィルタ5のPM捕集量が少ない場合には、流出排気温度の低下量が少なくなる可能性があるため、パティキュレートフィルタ5に担持された触媒がPM連続酸化可能状態にあり且つ減速アイドル期間開始時の吸入空気量が所定量以上であることを条件に異常判定が行われるようにした。   In addition, when the abnormality of the particulate filter 5 is minor or when the amount of PM trapped by the particulate filter 5 is small, the amount of decrease in the outflow exhaust gas temperature may be reduced. The abnormality determination is performed under the condition that the prepared catalyst is in a state in which PM can be continuously oxidized and the intake air amount at the start of the deceleration idle period is a predetermined amount or more.

以下、本実施例の異常判定制御について図7に基づいて説明する。図7は、実施例2における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図である。   Hereinafter, the abnormality determination control of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating an abnormality determination control routine according to the second embodiment.

異常判定制御ルーチンでは、ECU11は先ずS201において上流側排気温度センサ7の出力信号(流入排気温度):Tinとエアフローメータ12の出力信号(吸入空気量):Gaを入力する。   In the abnormality determination control routine, the ECU 11 first inputs an output signal (inflow exhaust gas temperature): Tin and an output signal (intake air amount): Ga of the air flow meter 12 in S201.

S202では、ECU11は、前記S201で入力された流入排気温度:Tinが所定温度以上であるか否かを判別する。前記所定温度は、パティキュレートフィルタ5の触媒がPM連続酸化可能状態となる温度範囲の最低温度に相当する。   In S202, the ECU 11 determines whether or not the inflow exhaust gas temperature Tin input in S201 is equal to or higher than a predetermined temperature. The predetermined temperature corresponds to the lowest temperature in a temperature range in which the catalyst of the particulate filter 5 is in a state where PM can be continuously oxidized.

前記S202において流入排気温度:Tinが所定温度未満であると判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5がPM連続酸化可能状態にないとみなし、本ルーチンの実行を終了する。   When it is determined in S202 that the inflow exhaust gas temperature Tin is less than the predetermined temperature, the ECU 11 regards that the particulate filter 5 is not in a state in which PM can be continuously oxidized, and ends the execution of this routine.

前記S202において流入排気温度:Tinが所定温度以上であると判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5がPM連続酸化可能状態にあるとみなしてS203へ進む。   If it is determined in S202 that the inflow exhaust gas temperature Tin is equal to or higher than the predetermined temperature, the ECU 11 regards the particulate filter 5 as being in a state where PM can be continuously oxidized, and proceeds to S203.

S203では、ECU11は前記S201で入力された吸入空気量:Gaが所定量:Gas以上であるか否かを判別する。所定量:Gasは、パティキュレートフィルタ5におけるPMのすり抜け量が微量であり且つPM捕集量が微量があっても流出排気温度が正常時とは異なる挙動を示すように定められた値であり、予め実験的に求められている。   In S203, the ECU 11 determines whether or not the intake air amount: Ga input in S201 is equal to or greater than a predetermined amount: Gas. Predetermined amount: Gas is a value determined so that the exhaust gas temperature in the particulate filter 5 shows a behavior different from that in the normal state even if the amount of PM passing through the particulate filter 5 is very small and the amount of PM trapped is small. Have been experimentally determined in advance.

前記S203において吸入空気量:Gaが所定量:Gas未満であると判定された場合は、ECU11は本ルーチンの実行を終了する。一方、前記S203において吸入空気量:Gaが所定量:Gas以上であると判定された場合は、ECU11はS204へ進む。   When it is determined in S203 that the intake air amount: Ga is less than the predetermined amount: Gas, the ECU 11 ends the execution of this routine. On the other hand, if it is determined in S203 that the intake air amount: Ga is equal to or greater than the predetermined amount: Gas, the ECU 11 proceeds to S204.

S204では、ECU11は下流側排気温度センサ8の出力信号を入力し、その出力信号を減速アイドル期間開始時の流出排気温度:Tout1としてRAMに記憶させる。   In S204, the ECU 11 inputs the output signal of the downstream side exhaust temperature sensor 8, and stores the output signal in the RAM as the outflow exhaust temperature at the start of the deceleration idle period: Tout1.

S205では、ECU11は減速フラグの値が“1”であるか否かを判別する。このS205において減速フラグの値が“0”であると判定された場合はECU11は本ルーチンの実行を終了する。一方、前記S205において減速フラグの値が“1”であると判定された場合は、ECU11はS206へ進む。   In S205, the ECU 11 determines whether or not the value of the deceleration flag is “1”. If it is determined in S205 that the value of the deceleration flag is “0”, the ECU 11 ends the execution of this routine. On the other hand, if it is determined in S205 that the value of the deceleration flag is “1”, the ECU 11 proceeds to S206.

S206では、ECU11は、減速アイドル期間中の吸入空気量(言い換えれば減速アイドル期間中にパティキュレートフィルタ5へ流入する排気流量)を増加させるべく、EGR弁10を閉弁させるとともに吸気絞り弁4を全開に制御する。   In S206, the ECU 11 closes the EGR valve 10 and opens the intake throttle valve 4 in order to increase the amount of intake air during the deceleration idle period (in other words, the exhaust flow rate flowing into the particulate filter 5 during the deceleration idle period). Control fully open.

S207では、ECU11はアイドルフラグの値が“1”であるか否かを判別する。このS207においてアイドルフラグの値が“0”であると判定された場合はECU11は前記S205以降の処理を再度実行する。   In S207, the ECU 11 determines whether or not the value of the idle flag is “1”. If it is determined in S207 that the value of the idle flag is “0”, the ECU 11 executes the processes subsequent to S205 again.

前記S207においてアイドルフラグの値が“1”であると判定された場合は、ECU11はS208へ進む。S208ではECU11はアイドルカウンタを起動させる。   If it is determined in S207 that the value of the idle flag is “1”, the ECU 11 proceeds to S208. In S208, the ECU 11 activates the idle counter.

S209では、ECU11は前記アイドルカウンタの計時時間(アイドル運転時間)が一定時間:tidl以上であるか否かを判別する。   In S209, the ECU 11 determines whether or not the time counted by the idle counter (idle operation time) is equal to or longer than a predetermined time: tidl.

前記S209においてアイドルカウンタの計時時間が一定時間:tidl未満であると判
定された場合は、ECU11は前記のS207以降の処理を繰り返し実行する。
If it is determined in S209 that the time counted by the idle counter is less than the predetermined time: tidl, the ECU 11 repeatedly executes the processes after S207.

前記S209においてアイドルカウンタの計時時間が一定時間:tidl以上であると判
定された場合は、ECU11はS210へ進む。S210では、ECU11は下流側排気温度センサ8の出力信号を入力し、その出力信号を減速アイドル期間終了時の流出排気温度:Tout2として記憶する。
If it is determined in S209 that the time measured by the idle counter is equal to or longer than the predetermined time: tidl, the ECU 11 proceeds to S210. In S210, the ECU 11 inputs the output signal of the downstream side exhaust temperature sensor 8, and stores the output signal as the outflow exhaust temperature at the end of the deceleration idle period: Tout2.

S211では、ECU11は減速アイドル期間開始時の流出排気温度:Tout1から減
速アイドル期間終了時の流出排気温度:Tout2を減算して温度低下量:△Tout(=Tout1−Tout2)を演算する。
In S211, the ECU 11 calculates a temperature decrease amount: ΔTout (= Tout1−Tout2) by subtracting the outflow exhaust temperature at the end of the deceleration idle period: Tout2 from the outflow exhaust temperature at the start of the deceleration idle period: Tout1.

S212では、ECU11は前記S211で算出された温度低下量:△Toutが閾値:
△Tjより大きいか否かを判別する。前記した閾値:△Tjはパティキュレートフィルタ5の正常時に温度低下量:△Toutが取り得る値の最大値に相当する値であり、予め実験的
に求められている。
In S212, the ECU 11 determines that the temperature decrease amount calculated in S211: ΔTout is a threshold value:
It is determined whether or not it is larger than ΔTj. The above-described threshold value: ΔTj is a value corresponding to the maximum value that the temperature drop amount: ΔTout can take when the particulate filter 5 is normal, and is obtained experimentally in advance.

前記S212において温度低下量:△Toutが閾値:△Tjより大きいと判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が異常であるとみなし、S213において故障フラグに“1”を記憶させる。   If it is determined in S212 that the temperature drop amount: ΔTout is greater than the threshold value: ΔTj, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is abnormal, and stores “1” in the failure flag in S213.

前記S212において温度低下量:△Toutが閾値:△Tjより大きくないと判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が正常であるとみなし、S214において故障フラグに“0”を記憶させる。   If it is determined in S212 that the temperature drop amount: ΔTout is not greater than the threshold value: ΔTj, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is normal and stores “0” in the failure flag in S214.

本実施例の異常判定方法によれば、減速アイドル期間における流出排気温度の低下量に
基づいて、パティキュレートフィルタ5の異常時に特有な流出排気温度の挙動を検出することが可能となる。このため、前述した実施例1に比して簡略なロジックで異常判定を行うことができる。
According to the abnormality determination method of the present embodiment, it is possible to detect the behavior of the outflow exhaust gas temperature when the particulate filter 5 is abnormal, based on the amount of decrease in the outflow exhaust air temperature during the deceleration idle period. For this reason, it is possible to perform abnormality determination with simpler logic than in the first embodiment described above.

次に、減速アイドル期間終了時における流出排気温度を推定演算し、その推定値と実測値との差に基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定する例について述べる。   Next, an example will be described in which the outflow exhaust gas temperature at the end of the deceleration idle period is estimated and the abnormality of the particulate filter 5 is determined based on the difference between the estimated value and the actually measured value.

減速アイドル期間終了時の流出排気温度を推定演算する方法としては、上流側排気温度センサ7から下流側排気温度センサ8へ至る排気系の熱収支をモデル化し、そのモデルを用いて流出排気温度を推定演算する方法を例示することができる。   As a method for estimating and calculating the exhaust gas temperature at the end of the deceleration idle period, the heat balance of the exhaust system from the upstream exhaust gas temperature sensor 7 to the downstream exhaust gas temperature sensor 8 is modeled, and the exhaust gas temperature is calculated using the model. An example of the estimation calculation method can be exemplified.

前記モデルは、上流側排気温度センサ7からパティキュレートフィルタ5に至る排気系の熱収支をモデル化した第1モデルと、パティキュレートフィルタ5内における熱の収支をモデル化した第2モデルと、パティキュレートフィルタ5から下流側排気温度センサ8に至る排気系の熱収支をモデル化した第3モデルに分割することができる。   The model includes a first model that models the heat balance of the exhaust system from the upstream side exhaust temperature sensor 7 to the particulate filter 5, a second model that models the heat balance in the particulate filter 5, It can be divided into a third model that models the heat balance of the exhaust system from the curate filter 5 to the downstream exhaust temperature sensor 8.

第1モデルは、パティキュレートフィルタ5の入口において排気が持つ熱エネルギ(以下、フィルタ流入熱エネルギと記す)を演算するモデルである。この第1モデルは、上流側排気温度センサ7からパティキュレートフィルタ5へ至る排気通路3の定圧モル比熱と、上流側排気温度センサ7を通過する排気の温度と、上流側排気温度センサ7を通過する排気流量と、フィルタ流入熱エネルギとの関係を模式化したモデルである。   The first model is a model for calculating the heat energy (hereinafter referred to as filter inflow heat energy) of the exhaust gas at the inlet of the particulate filter 5. In the first model, the constant pressure molar specific heat of the exhaust passage 3 from the upstream exhaust temperature sensor 7 to the particulate filter 5, the temperature of the exhaust gas passing through the upstream exhaust temperature sensor 7, and the upstream exhaust temperature sensor 7 are passed. This is a model that schematically shows the relationship between the exhaust gas flow rate and the heat energy flowing into the filter.

第2モデルは、パティキュレートフィルタ5の出口において排気が持つ熱エネルギ(以下、フィルタ流出熱エネルギと記す)を演算するモデルである。この第2モデルは、フィルタ流入熱エネルギと、パティキュレートフィルタ5の熱伝達率と、パティキュレートフィルタ5の定容モル比熱と、パティキュレートフィルタ5に担持された触媒の温度(触媒床温)と、触媒の質量と、排気中の還元成分(炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)等)が酸化される際に発生する熱エネルギ(触媒がPM連続酸化可能状態にあるときはPMが酸化される際に発生する熱エネルギも含める)と、フィルタ流出熱エネルギとの関係を模式化したモデルである。   The second model is a model for calculating the thermal energy of the exhaust gas at the outlet of the particulate filter 5 (hereinafter referred to as filter outflow heat energy). This second model includes the filter inflow heat energy, the heat transfer coefficient of the particulate filter 5, the constant volume molar specific heat of the particulate filter 5, and the temperature of the catalyst supported on the particulate filter 5 (catalyst bed temperature). The mass of the catalyst and the heat energy generated when the reducing components in the exhaust (hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), etc.) are oxidized (when the catalyst is in a state where PM can be continuously oxidized, PM is This is a model that schematically shows the relationship between the heat energy generated when oxidized and the heat energy that flows out of the filter.

第3モデルは、下流側排気温度センサ8を通過する際に排気が持っている熱エネルギ(以下、センサ通過熱エネルギと記す)を演算するモデルである。この第3モデルは、フィルタ流出熱エネルギと、パティキュレートフィルタ5から下流側排気温度センサ8へ至る排気通路3の放熱係数と、パティキュレートフィルタ5から下流側排気温度センサ8へ至る排気通路3の定圧モル比熱と、下流側排気温度センサ8を通過する排気流量と、大気温度と、センサ通過熱エネルギとの関係を模式化したモデルである。   The third model is a model for calculating the thermal energy (hereinafter referred to as sensor passing thermal energy) that the exhaust has when passing through the downstream side exhaust temperature sensor 8. This third model includes the filter outflow heat energy, the heat release coefficient of the exhaust passage 3 from the particulate filter 5 to the downstream side exhaust temperature sensor 8, and the exhaust passage 3 from the particulate filter 5 to the downstream side exhaust temperature sensor 8. It is a model that schematically shows the relationship among the constant pressure molar specific heat, the exhaust gas flow rate passing through the downstream side exhaust temperature sensor 8, the atmospheric temperature, and the sensor passing heat energy.

上記した第1〜第3モデルが順次演算されると、パティキュレートフィルタ5が正常である場合の減速アイドル期間終了時における流出排気温度が推定される。このようにして推定された流出排気温度(以下、推定流出排気温度と記す)は、減速アイドル期間終了時における下流側排気温度センサ8の出力信号(以下、実測流出排気温度と記す)と比較される。   When the first to third models are sequentially calculated, the exhaust gas temperature at the end of the deceleration idle period when the particulate filter 5 is normal is estimated. The outflow exhaust temperature thus estimated (hereinafter referred to as the estimated outflow exhaust temperature) is compared with the output signal (hereinafter referred to as the actually measured outflow exhaust temperature) of the downstream side exhaust temperature sensor 8 at the end of the deceleration idle period. The

前述したように、パティキュレートフィルタ5が正常である場合は減速アイドル期間において流出排気温度が殆ど低下しないのに対し、パティキュレートフィルタ5が異常である場合は減速アイドル期間において流出排気温度が大幅に低下する。   As described above, when the particulate filter 5 is normal, the outflow exhaust temperature hardly decreases during the deceleration idle period, whereas when the particulate filter 5 is abnormal, the outflow exhaust temperature greatly increases during the deceleration idle period. descend.

従って、推定流出排気温度に対して実測流出排気温度が所定温度以上低くなると、パテ
ィキュレートフィルタ5が異常であると判定することが可能である。
Therefore, when the measured outflow exhaust temperature is lower than the estimated outflow exhaust temperature by a predetermined temperature or more, it is possible to determine that the particulate filter 5 is abnormal.

以下、本実施例の異常判定制御について図8に基づいて説明する。図8は、実施例3における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図である。   Hereinafter, the abnormality determination control of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating an abnormality determination control routine according to the third embodiment.

異常判定制御ルーチンのS301〜S303では、ECU11は、前述した実施例2における異常判定制御ルーチンのS201〜S202と同様の処理を実行する。   In S301 to S303 of the abnormality determination control routine, the ECU 11 executes the same processing as S201 to S202 of the abnormality determination control routine in the second embodiment described above.

S304では、ECU11は減速フラグの値が“1”であるか否かを判別する。このS304において減速フラグの値が“0”であると判定された場合はECU11は本ルーチンの実行を終了する。一方、前記S304において減速フラグの値が“1”であると判定された場合は、ECU11はS305へ進む。   In S304, the ECU 11 determines whether or not the value of the deceleration flag is “1”. If it is determined in S304 that the value of the deceleration flag is “0”, the ECU 11 ends the execution of this routine. On the other hand, when it is determined in S304 that the value of the deceleration flag is “1”, the ECU 11 proceeds to S305.

S305では、ECU11はEGR弁10を閉弁させるとともに吸気絞り弁4を全開に制御する。   In S305, the ECU 11 closes the EGR valve 10 and controls the intake throttle valve 4 to fully open.

S306では、ECU11はアイドルフラグの値が“1”であるか否かを判別する。このS306においてアイドルフラグの値が“0”であると判定された場合はECU11は前記S304以降の処理を再度実行する。   In S306, the ECU 11 determines whether or not the value of the idle flag is “1”. If it is determined in S306 that the value of the idle flag is “0”, the ECU 11 executes the processes after S304 again.

前記S306においてアイドルフラグの値が“1”であると判定された場合は、ECU11はS307へ進む。S307ではECU11はアイドルカウンタを起動させる。   If it is determined in S306 that the value of the idle flag is “1”, the ECU 11 proceeds to S307. In S307, the ECU 11 activates the idle counter.

S308では、ECU11は前記アイドルカウンタの計時時間(アイドル運転時間)が一定時間:tidl以上であるか否かを判別する。   In S308, the ECU 11 determines whether or not the time counted by the idle counter (idle operation time) is equal to or longer than a predetermined time: tidl.

前記S308においてアイドルカウンタの計時時間が一定時間:tidl未満であると判
定された場合は、ECU11は前記のS306以降の処理を繰り返し実行する。
If it is determined in S308 that the time counted by the idle counter is less than the predetermined time: tidl, the ECU 11 repeatedly executes the processes after S306.

前記S308においてアイドルカウンタの計時時間が一定時間:tidl以上であると判
定された場合は、ECU11はS309へ進む。S309では、ECU11は前述したモデルに従って減速アイドル期間終了時の推定流出排気温度:Toutcを演算する。
If it is determined in S308 that the time counted by the idle counter is equal to or longer than the predetermined time: tidl, the ECU 11 proceeds to S309. In S309, the ECU 11 calculates an estimated outflow exhaust gas temperature Toutc at the end of the deceleration idle period according to the above-described model.

S310では、ECU11は下流側排気温度センサ8の出力信号を入力し、その出力信号を減速アイドル期間終了時の実測流出排気温度:ToutaとしてRAMに記憶させる。   In S310, the ECU 11 inputs the output signal of the downstream side exhaust temperature sensor 8, and stores the output signal in the RAM as the actually measured outflow exhaust gas temperature Touta at the end of the deceleration idle period.

S311では、ECU11は前記した推定流出排気温度:Toutcから実測流出排気温度:Toutaを減算して温度差:△Tdを算出する。   In S311, the ECU 11 calculates a temperature difference: ΔTd by subtracting the measured outflow exhaust temperature: Touta from the estimated outflow exhaust temperature: Toout.

S312では、ECU11は前記温度差:△Tdが閾値:△Tdjより大きいか否かを判
別する。前記した閾値:△Tdjはパティキュレートフィルタ5の正常時における推定流出排気温度:Toutcの誤差の範囲に基づいて定められる値であり、予め実験的に求められている。
In S312, the ECU 11 determines whether or not the temperature difference: ΔTd is greater than a threshold value: ΔTdj. The above-mentioned threshold value: ΔTdj is a value determined on the basis of the error range of the estimated outflow exhaust gas temperature: Toutc when the particulate filter 5 is normal, and is obtained experimentally in advance.

前記S312において前記温度差:△Tdが閾値:△Tdjより大きいと判定された場合
は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が異常であるとみなし、S313において故障フラグに“1”を記憶させる。
If it is determined in S312 that the temperature difference: ΔTd is greater than the threshold value: ΔTdj, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is abnormal, and stores “1” in the failure flag in S313.

前記S312において前記温度差:△Tdが閾値:△Tdjより大きくないと判定された
場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が正常であるとみなし、S314にお
いて故障フラグに“0”を記憶させる。
If it is determined in S312 that the temperature difference: ΔTd is not greater than the threshold value: ΔTdj, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is normal and stores “0” in the failure flag in S314.

本実施例の異常判定方法によれば、減速アイドル期間終了時の流出排気温度をパラメータとしてパティキュレートフィルタ5の異常判定を行うことができる。   According to the abnormality determination method of the present embodiment, abnormality determination of the particulate filter 5 can be performed using the outflow exhaust gas temperature at the end of the deceleration idle period as a parameter.

前述した実施例2では減速アイドル期間中における流出排気温度の低下量に基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定する例について述べたが、本実施例ではPM捕集量が少ないときの低下量とPM捕集量が多いときの低下量との相対差に基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定する例について述べる。   In the second embodiment described above, an example in which the abnormality of the particulate filter 5 is determined based on the amount of decrease in the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period has been described, but in this embodiment, the amount of decrease when the amount of PM trapped is small. An example in which an abnormality of the particulate filter 5 is determined based on a relative difference from a decrease amount when the amount of PM trapped is large will be described.

本願発明者はパティキュレートフィルタ5に異常が発生した場合の流出排気温度の特異な挙動についてPM捕集量との相関を検証した結果、以下のような特性を導き出した。   The inventor of the present application has verified the correlation with the PM trapping amount with respect to the specific behavior of the outflow exhaust gas temperature when abnormality occurs in the particulate filter 5, and as a result, has derived the following characteristics.

図9は、正常なパティキュレートフィルタと異常なパティキュレートフィルタの各々について、PM捕集前とPM捕集後における流出排気温度の測定結果を示す図である。PM捕集前の流出排気温度は、パティキュレートフィルタのPM捕集能力を強制的に再生させる処理(PM再生処理)の実行直後に測定したものである。PM捕集後の流出排気温度は、PM再生処理実行直前に測定されたものである。   FIG. 9 is a diagram showing the measurement results of the outflow exhaust temperature before and after PM collection for each of the normal particulate filter and the abnormal particulate filter. The exhaust gas temperature before PM collection is measured immediately after the execution of the process for forcibly regenerating the PM collection ability of the particulate filter (PM regeneration process). The outflow exhaust gas temperature after PM collection is measured immediately before the execution of the PM regeneration process.

図9中の実線と点線は、正常なパティキュレートフィルタのPM捕集前とPM捕集後における流出排気温度を示している。図9中の一点鎖線は異常なパティキュレートフィルタのPM捕集後における流出排気温度を示し、図6中の二点鎖線は異常なパティキュレートフィルタのPM捕集前における流出排気温度を示している。   The solid line and dotted line in FIG. 9 indicate the outflow exhaust gas temperature before and after PM collection by a normal particulate filter. The one-dot chain line in FIG. 9 shows the outflow exhaust temperature after PM collection of the abnormal particulate filter, and the two-dot chain line in FIG. 6 shows the outflow exhaust temperature before PM collection of the abnormal particulate filter. .

パティキュレートフィルタが正常な場合は、PM捕集前とPM捕集後の流出排気温度が略同一の挙動を示しており、減速アイドル期間における低下量も殆ど変わらない。   When the particulate filter is normal, the exhaust gas temperature before PM collection and after PM collection shows substantially the same behavior, and the amount of decrease during the deceleration idle period hardly changes.

これに対し、パティキュレートフィルタが異常な場合は、PM捕集前とPM捕集後の流出排気温度が全く異なる挙動を示しており、減速アイドル期間における低下量も明確に異なっている。   On the other hand, when the particulate filter is abnormal, the exhaust gas temperature before PM collection and after PM collection show completely different behaviors, and the amount of decrease during the deceleration idle period is also clearly different.

すなわち、パティキュレートフィルタが異常な場合は、PM捕集前の流出排気温度に対してPM捕集後の流出排気温度が低くなり、且つ減速アイドル期間における流出排気温度の低下量もPM捕集前に対してPM捕集後の方が多くなる。   That is, when the particulate filter is abnormal, the outflow exhaust temperature after PM collection is lower than the outflow exhaust temperature before PM collection, and the amount of decrease in the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period is also before PM collection. On the other hand, the number after PM collection increases.

これは、パティキュレートフィルタが異常な場合は、PM捕集量が多くなるほどパティキュレートフィルタにおいて排気が授受する熱量が少なくなることが原因であると考えられる。   This is considered to be caused by the fact that when the particulate filter is abnormal, the amount of heat exchanged by the exhaust gas in the particulate filter decreases as the amount of collected PM increases.

このような流出排気温度の特性を鑑みると、PM捕集前における流出排気温度の低下量とPM捕集後における流出排気温度の低下量との比較、或いはPM捕集前における流出排気温度とPM捕集後における流出排気温度との比較により、パティキュレートフィルタ5の異常を判定すること可能である。   In view of such characteristics of the outflow exhaust temperature, a comparison between the amount of decrease in the outflow exhaust temperature before PM collection and the amount of decrease in the outflow exhaust temperature after PM collection, or the outflow exhaust temperature and PM before PM collection It is possible to determine the abnormality of the particulate filter 5 by comparison with the outflow exhaust gas temperature after collection.

すなわち、PM捕集前における流出排気温度の低下量とPM捕集後における流出排気温度の低下量との相対差が閾値を超え場合、若しくはPM捕集前における流出排気温度とPM捕集後における流出排気温度との相対温度差が閾値を超えた場合に、パティキュレートフィルタ5が異常であると判定することができる。   That is, when the relative difference between the amount of decrease in the outflow exhaust temperature before PM collection and the amount of decrease in the outflow exhaust temperature after PM collection exceeds the threshold value, or the outflow exhaust temperature before PM collection and after PM collection When the relative temperature difference with the outflow exhaust gas temperature exceeds the threshold value, it can be determined that the particulate filter 5 is abnormal.

以下、PM捕集前における流出排気温度の低下量とPM捕集後における流出排気温度の低下量との相対差に基づく異常判定方法について具体的に述べる。   Hereinafter, an abnormality determination method based on the relative difference between the amount of decrease in the outflow exhaust temperature before PM collection and the amount of decrease in the outflow exhaust temperature after PM collection will be specifically described.

図10は、実施例4における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図である。この異常判定制御ルーチンでは、ECU11は先ずS401においてPM再生処理実行条件が成立しているか否かを判別する。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an abnormality determination control routine according to the fourth embodiment. In this abnormality determination control routine, the ECU 11 first determines whether or not a PM regeneration process execution condition is satisfied in S401.

前記のPM再生処理実行条件は、パティキュレートフィルタ5のPM捕集量が所定値を超えていることである。尚、PM捕集量は、内燃機関1の積算吸入空気量、積算燃料噴射量、或いは積算運転時間等をパラメータとする既知の推定方法により推定される。   The PM regeneration process execution condition is that the amount of PM trapped by the particulate filter 5 exceeds a predetermined value. The amount of PM trapped is estimated by a known estimation method using the integrated intake air amount, the integrated fuel injection amount, the integrated operation time, or the like of the internal combustion engine 1 as a parameter.

前記S401においてPM再生処理実行条件が不成立である場合は、ECU11は本ルーチンの実行を終了する。   If the PM regeneration process execution condition is not satisfied in S401, the ECU 11 ends the execution of this routine.

前記S401においてPM再生処理実行条件が成立している場合は、ECU11は、S402においてPM再生処理待機フラグの値を“1”に変更する。上記PM再生処理待機フラグは、予めRAM等に設定された記憶領域であり、PM再生処理実行条件が成立した時に“1”が記憶され、PM捕集後における流出排気温度の低下量が算出された時に“0”が記憶される。   If the PM regeneration process execution condition is satisfied in S401, the ECU 11 changes the value of the PM regeneration process standby flag to “1” in S402. The PM regeneration process standby flag is a storage area previously set in the RAM or the like, and “1” is stored when the PM regeneration process execution condition is satisfied, and the amount of decrease in the outflow exhaust temperature after PM collection is calculated. “0” is stored in the memory.

尚、前記PM再生処理待機フラグが“1”であるときは別途のPM再生処理実行ルーチンにおいてPM再生処理の実行が禁止され、PM再生処理待機フラグが“0”であるときは前記PM再生処理実行ルーチンにおいてPM再生処理の実行が許可されるものとする。   When the PM regeneration process standby flag is “1”, execution of the PM regeneration process is prohibited in a separate PM regeneration process execution routine, and when the PM regeneration process standby flag is “0”, the PM regeneration process is performed. It is assumed that execution of the PM regeneration process is permitted in the execution routine.

S403では、ECU11はPM捕集後における流出排気温度の低下量(PM捕集後低下量):△Tout1を演算する。この演算方法は、前述した実施例2における異常判定制
御ルーチンのS201〜S211と同様である。
In S403, the ECU 11 calculates a decrease amount of the outflow exhaust gas temperature after PM collection (a decrease amount after PM collection): ΔTout1. This calculation method is the same as S201 to S211 of the abnormality determination control routine in the second embodiment.

S404では、ECU11は、PM再生処理待機フラグの値を“0”へ書き換える。この場合、別途のPM再生処理実行ルーチンにおいてPM再生処理が実行される。   In S404, the ECU 11 rewrites the value of the PM regeneration process standby flag to “0”. In this case, the PM regeneration process is executed in a separate PM regeneration process execution routine.

S405では、ECU11は、PM再生処理の実行が終了したか否かを判別する。このS405においてPM再生処理の実行が終了していないと判定された場合は、ECU11はPM再生処理の実行が完了するまで該S405を繰り返し実行する。   In S405, the ECU 11 determines whether or not the execution of the PM regeneration process has ended. If it is determined in S405 that the PM regeneration process has not been completed, the ECU 11 repeatedly executes S405 until the PM regeneration process is completed.

前記S405においてPM再生処理の実行が完了したと判定された場合は、ECU11はS406へ進む。S406ではECU11はPM捕集前における流出排気温度の低下量(PM捕集前低下量):△Tout2を演算する。この演算方法も前述した実施例2におけ
る異常判定制御ルーチンのS201〜S211と同様である。
When it is determined in S405 that the PM regeneration process has been completed, the ECU 11 proceeds to S406. In S406, the ECU 11 calculates a decrease amount of the outflow exhaust gas temperature before PM collection (a decrease amount before PM collection): ΔTout2. This calculation method is also the same as S201 to S211 of the abnormality determination control routine in the second embodiment.

S407では、ECU11は、前記S406において算出されたPM捕集前低下量:△Tout2から前記S403で算出されたPM捕集後低下量:△Tout1を減算して、両者の相対差:△Toutdを算出する。   In S407, the ECU 11 subtracts the decrease amount after PM collection: ΔTout1 calculated in S403 from the decrease amount before PM collection: ΔTout2 calculated in S406, and sets the relative difference between them: ΔToutd. calculate.

S408では、ECU11は、前記S407において算出された相対差:△Toutdが
閾値:△Toutdjより大きいか否かを判別する。前記閾値:△Toutdjは、パティキュレートフィルタ5の正常時に相対差:△Toutdが取り得る値の最大値に相当する値であ
り、予め実験的に求められている。
In S408, the ECU 11 determines whether or not the relative difference: ΔToutd calculated in S407 is larger than a threshold value: ΔToutdj. The threshold value: ΔToutdj is a value corresponding to the maximum value that the relative difference: ΔToutd can take when the particulate filter 5 is normal, and has been experimentally obtained in advance.

前記S408において前記相対差:△Toutdが前記閾値:△Toutdjより大きいと判
定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が異常であるとみなし、S409において故障フラグに“1”を記憶させる。
If it is determined in S408 that the relative difference: ΔToutd is greater than the threshold: ΔToutdj, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is abnormal and stores “1” in the failure flag in S409.

前記S408において前記相対差:△Toutdが前記閾値:△Toutdjより大きくないと判定された場合は、ECU11はパティキュレートフィルタ5が正常であるとみなし、S410において故障フラグに“0”を記憶させる。   If it is determined in S408 that the relative difference: ΔToutd is not greater than the threshold value: ΔToutdj, the ECU 11 considers that the particulate filter 5 is normal and stores “0” in the failure flag in S410.

本実施例の異常判定方法によれば、PM捕集前低下量とPM捕集後低下量との相対差に基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定するため、判定精度を向上させることができる。   According to the abnormality determination method of the present embodiment, since the abnormality of the particulate filter 5 is determined based on the relative difference between the decrease amount before PM collection and the decrease amount after PM collection, the determination accuracy can be improved. .

前述した実施例1〜3では、異常判定の基準となる閾値(実施例1の閾値:Ts、実施例2の閾値:△Tj、実施例3の閾値:△Tdj)が固定値とされているが、パティキュレートフィルタ5のPM捕集量に応じて増減される可変値としてもよい。   In the first to third embodiments described above, the thresholds that serve as the basis for abnormality determination (threshold value of the first embodiment: Ts, threshold value of the second embodiment: ΔTj, threshold value of the third embodiment: ΔTdj) are fixed values. However, it is good also as a variable value increased / decreased according to PM collection amount of the particulate filter 5. FIG.

パティキュレートフィルタ5が異常な場合における流出排気温度の特異な挙動は、PM捕集量が多くなるほど顕著に現れる。逆に、パティキュレートフィルタ5が異常な場合における流出排気温度の特異な挙動は、PM捕集量が少なくなるほど現れ難くなる。   The peculiar behavior of the outflow exhaust temperature when the particulate filter 5 is abnormal becomes more prominent as the amount of PM trapped increases. On the contrary, the unusual behavior of the outflow exhaust gas temperature when the particulate filter 5 is abnormal is less likely to appear as the amount of collected PM decreases.

従って、PM捕集量が少ないときはPM捕集量が多いときに比して判定基準が低くされる(すなわち、閾値の値を小さくする)するようにしてもよい。   Therefore, when the amount of collected PM is small, the criterion may be lowered (that is, the threshold value is made smaller) than when the amount of collected PM is large.

このように判定基準が可変にされると、PM捕集量が少ない状況下であってもパティキュレートフィルタ5の異常を判定することが可能になるとともに、PM捕集量が多い状況下での誤判定の発生を抑制することが可能となる。   When the determination criterion is made variable in this way, it is possible to determine the abnormality of the particulate filter 5 even under a condition where the amount of collected PM is small, and also when the amount of collected PM is large. It is possible to suppress the occurrence of erroneous determination.

前述した実施例1〜3では、パティキュレートフィルタ5のPM捕集量を考慮せずに異常判定が行われる例について述べたが、PM捕集量が所定量以上であることを条件に異常判定が実行されるようにしてもよい。   In the above-described first to third embodiments, the example in which the abnormality determination is performed without considering the PM collection amount of the particulate filter 5 is described. However, the abnormality determination is performed on the condition that the PM collection amount is a predetermined amount or more. May be executed.

パティキュレートフィルタ5が異常な場合における流出排気温度の特異な挙動はPM捕集量が少ない時より多い時の方が顕著に現れるため、PM捕集量が所定量以上であることを条件に異常判定制御が実行されれば、判定精度を高めることが可能となる。   The unusual behavior of the exhaust gas temperature when the particulate filter 5 is abnormal appears more significantly when the amount of PM trapped is larger than when the amount of trapped PM is small. If determination control is executed, determination accuracy can be increased.

前述した実施例1〜4では、減速アイドル期間における流出排気温度の挙動に基づいてパティキュレートフィルタ5の異常を判定する例について述べたが、パティキュレートフィルタ5の前後差圧をパラメータとした既知の異常判定方法と実施例1〜4の何れか一の異常判定方法とを組み合わせるようにしてもよい。   In the above-described first to fourth embodiments, the example in which the abnormality of the particulate filter 5 is determined based on the behavior of the outflow exhaust gas temperature during the deceleration idle period has been described. You may make it combine the abnormality determination method and any one of the abnormality determination methods of Examples 1-4.

パティキュレートフィルタ5にPMがすり抜けるような異常が発生した場合は、パティキュレートフィルタ5が正常な場合に比して前後差圧が小さくなる。このため、前後差圧が所定値を下回った場合にはパティキュレートフィルタ5が異常であると判定することができる。   When an abnormality such that PM passes through the particulate filter 5 occurs, the front-rear differential pressure is smaller than when the particulate filter 5 is normal. For this reason, when the differential pressure before and after falls below a predetermined value, it can be determined that the particulate filter 5 is abnormal.

但し、パティキュレートフィルタ5の前後差圧はパティキュレートフィルタ5へ流入する排気流量が少ないときには生じ難いため、前後差圧に基づく異常判定方法は排気流量が多くなる高回転・高負荷運転領域に実行されることが好ましい。   However, since the differential pressure across the particulate filter 5 is unlikely to occur when the exhaust flow rate flowing into the particulate filter 5 is small, the abnormality determination method based on the longitudinal differential pressure is executed in the high rotation / high load operation region where the exhaust flow rate increases. It is preferred that

これに対し、前述した実施例1〜4の異常判定方法は、減速運転領域及びアイドル運転領域において実行されることで判定精度を高めている。   On the other hand, the abnormality determination methods of the first to fourth embodiments described above are performed in the deceleration operation region and the idle operation region to improve the determination accuracy.

従って、前述した実施例1〜4の何れか一の異常判定方法と前後差圧に基づく異常判定方法が組み合わせられると、減速・アイドル運転領域に加え、高回転・高負荷運転領域においても精度の高い異常判定を行うことができるため、判定の頻度を高めることが可能となる。   Therefore, when the abnormality determination method according to any one of the first to fourth embodiments described above and the abnormality determination method based on the front-rear differential pressure are combined, the accuracy is improved in the high rotation / high load operation region in addition to the deceleration / idle operation region. Since a high abnormality determination can be performed, the determination frequency can be increased.

また、各々の異常判定方法においてパティキュレートフィルタ5が異常であると判定された場合に限り、パティキュレートフィルタ5の異常判定が確定されるようにすれば、判定精度を一層高めることも可能となる。   Further, only when it is determined that the particulate filter 5 is abnormal in each abnormality determination method, if the abnormality determination of the particulate filter 5 is determined, the determination accuracy can be further improved. .

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine to which this invention is applied. パティキュレートフィルタの流入排気温度と流出排気温度を測定した結果を示す図The figure which shows the result of having measured the inflow exhaust temperature and outflow exhaust temperature of a particulate filter 減速アイドル期間における流入排気温度と流出排気温度の相対差を表す図Diagram showing the relative difference between the inflow exhaust temperature and the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period 減速アイドル期間における流入排気温度と流出排気温度の積算相対差を表す図Diagram showing the accumulated relative difference between the inflow exhaust temperature and the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period 実施例1における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図The flowchart figure which shows the abnormality determination control routine in Example 1 減速アイドル期間における流出排気温度の低下量を表す図A diagram showing the amount of decrease in the outflow exhaust temperature during the deceleration idle period 実施例2における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図The flowchart figure which shows the abnormality determination control routine in Example 2. 実施例3における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図The flowchart figure which shows the abnormality determination control routine in Example 3 PM捕集前の流出排気温度とPM捕集後の流出排気温度を測定した結果を示す図The figure which shows the result of having measured the outflow exhaust gas temperature before PM collection, and the outflow exhaust gas temperature after PM collection 実施例4における異常判定制御ルーチンを示すフローチャート図The flowchart figure which shows the abnormality determination control routine in Example 4

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・内燃機関
3・・・・・排気通路
4・・・・・吸気絞り弁
5・・・・・パティキュレートフィルタ
7・・・・・上流側排気温度センサ
8・・・・・下流側排気温度センサ
9・・・・・EGR通路
10・・・・EGR弁
11・・・・ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 3 ... Exhaust passage 4 ... Intake throttle valve 5 ... Particulate filter 7 ... Upstream side exhaust temperature sensor 8 ...・ Downstream exhaust temperature sensor 9 ... EGR passage 10 ... EGR valve 11 ... ECU

Claims (5)

内燃機関の排気通路に配置されてパティキュレートの捕集と酸化を行うパティキュレートフィルタの一部が破損などしてPMがすり抜けるような異常の異常判定方法において、
減速運転時における、パティキュレートフィルタの流入排気温度に対する該流入排気温度より低い流出排気温度の低下度合い若しくは当該低下度合いの積算値が所定値を超えた場合に、パティキュレートフィルタが異常であると判定することを特徴とするパティキュレートフィルタ異常判定方法。
In an abnormality determination method for abnormalities such as PM passing through a part of a particulate filter that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and collects and oxidizes particulates,
It is determined that the particulate filter is abnormal when the degree of decrease in the outflow exhaust temperature lower than the inflow exhaust temperature relative to the inflow exhaust temperature of the particulate filter during the deceleration operation or the integrated value of the decrease exceeds a predetermined value. A particulate filter abnormality determination method characterized by:
請求項1において、流入排気温度に対する流出排気温度の低下度合いを検出する際にEGRを停止することを特徴とするパティキュレートフィルタ異常判定方法。 2. The particulate filter abnormality determination method according to claim 1, wherein the EGR is stopped when the degree of decrease in the outflow exhaust temperature with respect to the inflow exhaust temperature is detected. 請求項1または2において、流入排気温度に対する流出排気温度の低下度合いを検出する際に吸気絞り弁の開度を増大させることを特徴とするパティキュレートフィルタ異常判定方法。 3. The particulate filter abnormality determination method according to claim 1, wherein the degree of opening of the intake throttle valve is increased when detecting the degree of decrease in the outflow exhaust temperature relative to the inflow exhaust temperature. 請求項1から3の何れか一において、パティキュレートフィルタのパティキュレート捕集量を推定し、推定されたパティキュレート捕集量が多い時は少ない時より判定基準を高くすることを特徴とするパティキュレートフィルタ異常判定方法。 The particulate filter according to any one of claims 1 to 3 , wherein the particulate collection amount of the particulate filter is estimated, and when the estimated particulate collection amount is large, the determination criterion is set higher than when the particulate collection amount is small. Curate filter abnormality determination method. 請求項1から4の何れか一において、パティキュレートフィルタのパティキュレート捕集量を推定し、推定されたパティキュレート捕集量が一定量以上であることを条件に異常判定を行うことを特徴とするパティキュレートフィルタ異常判定方法。 5. The method according to claim 1, wherein the particulate collection amount of the particulate filter is estimated, and the abnormality determination is performed on the condition that the estimated particulate collection amount is equal to or greater than a predetermined amount. A particulate filter abnormality determination method.
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JP2013122181A (en) * 2011-12-09 2013-06-20 Yanmar Co Ltd Engine
IN2014MN02640A (en) * 2012-06-13 2015-10-16 Mack Trucks
JP6844512B2 (en) * 2017-11-22 2021-03-17 株式会社デンソー Abnormality judgment device
US11333056B2 (en) * 2019-07-15 2022-05-17 Fca Us Llc Gasoline particulate filter brick detection techniques
JP7447823B2 (en) * 2021-01-07 2024-03-12 トヨタ自動車株式会社 engine control device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3564966B2 (en) * 1997-09-19 2004-09-15 トヨタ自動車株式会社 Failure diagnosis device for exhaust gas purification device
JP3852351B2 (en) * 2002-03-13 2006-11-29 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3918649B2 (en) * 2002-06-14 2007-05-23 株式会社デンソー Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3969273B2 (en) * 2002-10-03 2007-09-05 株式会社デンソー Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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