JP5790777B2 - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
[本実施の形態1のシステムの全体構成について]
図1は、この発明の実施の形態1のシステムの全体構成について説明するための図である。図1のシステムは車両等に搭載されて用いられる。図1に示すシステムにおいて、内燃機関2の排気経路4には、微粒子捕集用フィルタであるDPF(Diesel Particulate Filter)6が設置されている。DPF6は、排気ガスに含まれる粒子状物質である微粒子(PM;particulate matter)を捕集するフィルタである。排気経路4のDPF6の下流には、PMセンサ8(微粒子センサ)が設置されている。なお、内燃機関2の排気経路4には、DPF6の他、各種の排気ガス浄化用の触媒等が設置されるが、ここでの説明は省略する。
本実施の形態1において制御装置10が行う制御には、下記のPM量の検出、PMセンサ8のリセット、及び、DPF6の故障判定の制御が含まれる。
PM排出量の検出に際し、電極14、16間にPMを捕集するための高電圧である「捕集用電圧」が印加される。電極14、16間に捕集用電圧が印加されると、排気ガス中のPMが捕集され電極14、16間に堆積する。電極14、16間に堆積するPMが増加するにつれて、電極14、16間の導通箇所が増加し、電極14、16間の抵抗値が小さくなる。即ち、PMセンサ8の電極14、16間の抵抗値は、電極14、16に堆積したPM量と相関を有する。
センサ出力は電極14、16間へのPM堆積量が増加するにつれて増加する。しかし、電極14、16間への堆積量が限界値に達すると、センサ出力は、もはやそれ以上の変化を示さなくなる。この状態になると、PMセンサ8は排気ガス中のPM量に応じた出力を発することができなくなる。従って、所定のタイミングで、素子部に堆積しているPMを一度除去する必要がある。このPMを除去する処理を「PMリセット」とも称する。
DPF6が故障すると、DPF6をすり抜けDPF6の下流に排出されるPM排出量が増加する。従って、DPF6が故障している場合、PMセンサ8の電極14、16間に堆積するPM堆積量は次第に増加し、その分センサ出力は大きくなる。従って、センサ出力に基づいてDPF6の故障判定を行うことができる。
ところでPMセンサ8の使用により、電極14、16間の抵抗に変化が生じる場合がある。具体的には、例えば、電極14、16の蒸散により、電極14、16の面積が減少し、電極14、16間の抵抗値が高くなる場合がある。また電極14、16にAsh等の絶縁物が付着することによっても電極14、16間の抵抗値が高くなる場合がある。逆にマイグレーションによって電極14、16間の間隔が狭まり、電極14、16間の抵抗値が低くなる場合もある。
実施の形態2のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の構成を有している。実施の形態2のシステムでは、実施の形態1と同様の制御により、PMセンサ8が異常と判別された場合にもPMセンサ8を使用するための制御が実行される。
4 排気経路
6 DPF(微粒子捕集用フィルタ)
8 PMセンサ(微粒子センサ)
10 制御装置
12 絶縁基材
14、16 電極
Q 発熱量
XS 第1PM量(第1微粒子量)
XQ 第2PM量(第2微粒子量)
REF_1、REF_1S、REF_1L 基準排出量
REF_2 基準出力
REF_3 開始出力
REF_4 基準温度
REF_5 基準量
REF_6 基準値
REF_7 基準時間
Claims (10)
- 内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う手段と、
前記除去処理を開始する前に前記微粒子センサの素子部に堆積していた微粒子の量を、前記除去処理を開始する前の前記微粒子センサの出力に基づいて検出する微粒子量検出手段と、
前記除去処理中に前記微粒子の燃焼によって生じた発熱量を算出する手段と、
前記除去処理を開始する前に前記微粒子センサの素子部に堆積していた微粒子の量を、前記発熱量から算出する微粒子量算出手段と、
前記微粒子量検出手段により検出された第1微粒子量と、前記微粒子量算出手段により算出された第2微粒子量との差異に基づいて、前記微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定手段と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関の排気ガスの温度が基準温度より低温となるまでの間、前記除去処理の開始を禁止する手段を、更に備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、前記除去処理の開始を禁止する手段を、更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングを設定するタイミング設定手段と、
を、更に備え、
前記タイミング設定手段は、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より小さい場合に、前記検出タイミングを、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より大きい場合に、前記検出タイミングを、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する手段と、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加する微粒子捕集用の電圧の大きさを設定する電圧設定手段と、
を更に備え、
前記電圧設定手段は、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より小さい場合の前記微粒子捕集用の電圧を、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より大きい場合の前記微粒子捕集用の電圧を、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧より小さくする
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の排気経路に配置された微粒子センサの素子部の温度を昇温させて、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する除去処理を行う工程と、
前記除去処理を開始する前に前記微粒子センサの素子部に堆積していた微粒子の量を、前記除去処理を開始する前の前記微粒子センサの出力に基づいて検出する微粒子量検出工程と、
前記除去処理中に前記微粒子の燃焼によって生じた発熱量を算出する工程と、
前記除去処理を開始する前に前記微粒子センサの素子部に堆積していた微粒子の量を、前記発熱量から算出する微粒子量算出工程と、
前記微粒子量検出工程により検出された第1微粒子量と、前記微粒子量算出工程において算出された第2微粒子量との差異に基づいて、前記微粒子センサの異常の有無を判定する異常判定工程と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。 - 前記内燃機関の排気ガスの温度が、基準温度より低温となるまでの間、前記除去処理の開始を禁止することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御方法。
- 前記素子部に堆積した微粒子の量が基準量に達するまでの間、前記除去処理の開始を禁止することを特徴とする請求項6又は7に記載の内燃機関の制御方法。
- 前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備え、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定のための微粒子センサの出力を検出する検出タイミングは、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より小さい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも遅くし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より大きい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合の検出タイミングよりも早くする、
ことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の内燃機関の制御方法。 - 前記排気経路の前記微粒子センサの上流には、前記微粒子を捕集するための微粒子捕集用フィルタが配置され、
前記微粒子センサの出力に基づき、前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無を判定する工程を、更に備え、
前記微粒子捕集用フィルタの故障の有無の判定に際し、微粒子センサに印加される微粒子捕集用の電圧の大きさは、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より小さい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも大きくし、
前記微粒子センサが異常と判定された場合であって、前記第1微粒子量が前記第2微粒子量より大きい場合、前記微粒子センサが正常と判定された場合に印加される微粒子捕集用の電圧よりも小さくする、
ことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の内燃機関の制御方法。
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