JP6070659B2 - パティキュレートフィルタの異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集するパティキュレートフィルタの異常診断装置に関する。

従来、内燃機関の排気通路に、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」と称する場合もある。）を設ける技術が知られている。フィルタにおいては、溶損や破損等の故障が発生する場合がある。このようなフィルタの故障が発生すると、該フィルタに捕集されずに、該フィルタから流出するＰＭの量が増加する。このようなフィルタの故障が発生したり、排気通路からフィルタが取り外されたりといったフィルタの異常が生じると、大気中に放出されるＰＭの増加を招くことになる。そこで、フィルタよりも下流側の排気通路にＰＭセンサを設け、該ＰＭセンサの出力値に基づいてフィルタの異常診断を行う技術が開発されている。このようなフィルタの異常診断に用いられるＰＭセンサとしては、センサ素子として一対の電極を有し、該電極間に堆積したＰＭの量に対応した信号を出力するものが知られている。

また、特許文献１には、フィルタより下流側の排気通路に設けられたＰＭセンサの出力値と、該ＰＭセンサにおけるＰＭ堆積量の推定値とを比較することでフィルタの故障の有無を判別する技術が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、フィルタが所定の状態であると仮定したときの該フィルタからのＰＭ流出量を推定する。そして、該ＰＭ流出量の積算値に基づいて、ＰＭセンサにおけるＰＭ堆積量の推定値を算出する。このように算出されたＰＭ堆積量の推定値とＰＭセンサの実際の出力値とを比較することで、フィルタの状態を把握することが可能となる。

また、特許文献２には、フィルタより下流側の排気通路に設けられたＰＭセンサの電極間においてＰＭが堆積することで通電が開始される時期に基づいてフィルタの故障診断を行う技術が開示されている。この特許文献２に記載の技術では、ＰＭセンサの電極間において通電が開始される時期が、フィルタが故障したと仮定した場合の通電開始時期よりも先の場合はフィルタが故障していると判定する。

また、特許文献３には、ＰＭセンサの異常検出に関する技術が開示されている。この特許文献３に記載の技術では、ヒータにより加熱することでＰＭセンサの電極間に堆積したＰＭを燃焼除去する。そして、このときの燃焼除去時間に対する電極間の抵抗値の変化に基づいてＰＭセンサの異常を検出する。

特開２０１１−１７９４６７号公報 特開２０１２−１２２３９９号公報 特開２０１２−０７７７１６号公報 国際公開第２０１３／１７５５７２号

上述したように、フィルタの故障が発生すると、該フィルタからのＰＭ流出量が増加する。そのために、フィルタより下流側の排気通路に設けられたＰＭセンサの電極間に捕集されるＰＭの量が増加する。その結果、ＰＭセンサの電極間のＰＭ堆積量が、フィルタが
正常な状態の場合に比べて多くなる。これは、排気通路からフィルタが取り外された場合も同様である。そのため、所定の時期におけるＰＭセンサの出力値に基づいてフィルタの異常診断を行うことが可能となる。

一方で、内燃機関から排出されたＰＭの一部が、ＰＭセンサに到達する前に、排気通路の壁面や、フィルタの下流側端面、触媒、および還元剤添加装置等の排気通路に設けられる各種構造物（以下、「排気系構造物」と称する。）に一旦付着し、その後、該付着したＰＭが剥がれてＰＭセンサまで到達して該ＰＭセンサの電極間に捕集される、といった現象が生じる場合があることがわかった。このような現象が生じた際には、フィルタが正常な状態にもかかわらず、ＰＭセンサの電極間に捕集されるＰＭの量が通常時よりも増加することになる。したがって、上記のような現象が生じた場合に、ＰＭセンサの出力値に基づいてフィルタの異常診断を行うと、実際にはフィルタが正常な状態であるにもかかわらず、フィルタの異常が生じていると誤診断する虞がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、フィルタより下流側の排気通路に設けられたＰＭセンサの出力値を用いてフィルタの異常診断を行う場合の診断精度を向上させることを目的とする。

本発明は、ＰＭセンサの出力値に基づいてフィルタの異常を診断するフィルタ診断処理を実行する時期よりも前のＰＭセンサの出力値の変動度合いに基づいて、フィルタ診断処理を実行するか否かを決定するものである。

より詳しくは、本発明に係るパティキュレートフィルタの異常診断装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタの異常診断装置であって、
前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に設けられ、センサ素子として一対の電極を有し、該電極間にＰＭが堆積することで該電極間が導通すると、そのＰＭ堆積量に対応した信号を出力するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサの電極間に堆積しているＰＭを除去するセンサ再生処理を実行するセンサ再生部と、
前記センサ再生部による前記センサ再生処理の実行が終了した後、所定の電圧印加時期に前記ＰＭセンサの電極への電圧印加を開始する電圧印加部と、
前記電圧印加時期から所定の判定期間が経過した時の前記ＰＭセンサの出力値に基づいて前記パティキュレートフィルタの異常を診断するフィルタ診断処理を実行するフィルタ診断部と、
前記電圧印加時期以降の前記ＰＭセンサの出力信号を継続的にモニタするモニタ部と、
前記モニタ部によってモニタされる、前記電圧印加時期から前記判定期間が経過するまでの間における、前記ＰＭセンサの出力値が零から上昇し始める出力開始時期以降の該ＰＭセンサの出力値の変動度合いに基づいて、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行するか否かを決定する決定部と、
を備えている。

本発明に係るＰＭセンサでは、センサ素子である電極間に堆積したＰＭ量がある一定量以上となると、該電極間がＰＭによって導通する。ここで、ＰＭセンサの電極間がＰＭによって導通状態となる該電極間のＰＭ堆積量を「有効ＰＭ堆積量」と称する。つまり、本発明に係るＰＭセンサでは、電圧印加部による電極への電圧印加が開始された後、電極間のＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量に達すると、その出力値が零から上昇し始める。以下、ＰＭセンサの出力値が零から上昇し始める時期を「出力開始時期」と称する。

ここで、内燃機関から排出される排気中に含まれる通常のＰＭを「通常ＰＭ」と称する。また、排気通路の壁面や排気系構造物に一旦付着した後に該壁面や該排気系構造物から剥がれたＰＭを「剥がれＰＭ」と称する。排気通路の壁面や排気系構造物にＰＭが付着すると、該壁面や該排気系構造物上においてＰＭが堆積し凝縮する。この凝縮したＰＭが剥がれて「剥がれＰＭ」となる。そのため、剥がれＰＭの大きさは、通常ＰＭの大きさよりも大きくなっている。

ＰＭセンサの電極間に通常ＰＭが捕集されることで該電極間のＰＭ堆積量が除除に増加し、該ＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量に達すると、通常ＰＭによって電極間が導通し、ＰＭセンサの出力値が上昇し始める。そして、その後も、通常ＰＭの捕集が続くことで電極間のＰＭ堆積量が徐々に増加すると、その増加に従ってＰＭセンサの出力値は徐々に上昇する。一方で、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態で該電極間に剥がれＰＭが捕集された場合、剥がれＰＭの大きさが通常ＰＭの大きさよりも大きいことから、剥がれＰＭによって該電極間が導通することになる。また、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量以上となっている状態で剥がれＰＭが捕集された場合も、該電極における、通常ＰＭを通して導通している位置とは異なる位置で、該電極間が剥がれＰＭによっても導通することになる。そのため、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集された場合、該ＰＭセンサの出力値が、該電極間に通常ＰＭが捕集された場合とは異なる挙動を示すことになる。

そこで、本発明においては、電圧印加部によってＰＭセンサの電極への電圧印加を開始する電圧印加時期以降のＰＭセンサの出力信号をモニタ部によって継続的にモニタする。これにより、ＰＭセンサの出力値の挙動を継続的に把握することが可能となる。そして、電圧印加時期から判定期間が経過するまでの間における出力開始時期以降のＰＭセンサの出力値の変動度合いに基づいて、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行するか否かを決定部によって決定する。つまり、出力開始時期以降のＰＭセンサの出力値の変動度合いが、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集されたことを示すものであれば、決定部が、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定する。

これによれば、電圧印加時期から判定期間が経過する前にＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集された場合、フィルタ診断処理は実行されないことになる。そのため、実際にはフィルタが正常な状態であるにもかかわらず、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集されることに起因して、フィルタ診断部によってフィルタの異常が生じていると誤診断されることを抑制することができる。したがって、本発明によれば、ＰＭセンサの出力値を用いてフィルタの異常診断を行う場合の診断精度を向上させることができる。

本発明に係るフィルタの異常診断装置は、モニタ部によってモニタされるＰＭセンサの出力値の、電極間における基準ＰＭ堆積量の単位増加量当たりの上昇量であるセンサ出力上昇率を算出する上昇率算出部をさらに備えてもよい。ここで、基準ＰＭ堆積量は、フィルタが基準故障状態にあると仮定した場合のＰＭセンサの電極間におけるＰＭ堆積量の推定値である。基準故障状態とは、フィルタの異常診断においてフィルタに異常が生じていると判定すべき状態のうち故障の程度が最も小さい故障状態のことである。そして、センサ出力上昇率は、推定される基準ＰＭ堆積量が単位量増加する間における実際のＰＭセンサの出力値の上昇量である。本発明においては、出力開始時期以降に、上昇率算出部によって算出されるセンサ出力上昇率が所定の第１判定上昇率より大きくなることがあった場合、決定部が、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定してもよい。

電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態で剥がれＰＭが捕集されることで該電極間が導通した場合、通常ＰＭの堆積量が徐々に増加することで該電極間のＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量以上となった場合よりも、出力開始時期にＰＭセン
サの出力値が急上昇することになる。また、出力開始時期より後にＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集されると、該電極における通常ＰＭを通して導通している位置とは異なる位置でも、剥がれＰＭによって該電極間が導通する。この場合も、通常ＰＭが捕集されることによって該電極間のＰＭ堆積量が徐々に増加するのに応じてＰＭセンサの出力値が上昇している場合に比べて、ＰＭセンサの出力値が急上昇することになる。そのため、出力開始時期以降においてＰＭセンサの出力値が急上昇した場合、このＰＭセンサの出力値の変動度合いは、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集されたことを示している可能性が高い。

そこで、上記構成においては、出力開始時期以降において、センサ出力上昇率が所定の第１判定上昇率より大きくなることがあった場合は、決定部によって、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定する。これにより、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集された場合は、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理が実行されないこととなる。

なお、上記構成において、第１判定上昇率は、通常ＰＭが電極間に捕集されることによって該電極間のＰＭ堆積量が増加した際に、該ＰＭ堆積量の増加に応じてＰＭセンサの出力値が増加するときのセンサ出力上昇率（以下、「通常センサ出力上昇率」と称する。）の最大値以上の値に設定されてもよい。ここで、通常センサ出力上昇率の最大値は、例えば、排気通路にフィルタが存在しないと仮定した場合の通常センサ出力上昇率として規定できる。

本発明においては、出力開始時期より後に、上昇率算出部によって算出されるセンサ出力上昇率が所定の第２判定上昇率より小さくなることがあった場合、決定部が、フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行しないと決定してもよい。

通常ＰＭはＰＭセンサの電極間に継続的に捕集される。そのため、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達することでＰＭセンサの出力値が零から上昇し始めた場合、出力開始時期後も、通常ＰＭの堆積量の継続的な増加に応じてＰＭセンサの出力値が継続的に上昇する。これは、フィルタが正常な状態の場合も、フィルタに異常が生じた場合も同様である。これに対し、排気通路の壁面からのＰＭの剥がれは継続的に生じるものではない。そのため、ＰＭセンサの電極間において、剥がれＰＭは継続的に捕集されるものではない。したがって、電極間に剥がれＰＭが捕集されることに起因するＰＭセンサの出力値の急上昇は一時的なものである。そのため、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態で剥がれＰＭが捕集されることで該電極間が導通した場合、上述したように、出力開始時期にＰＭセンサの出力値は急上昇するが、その後は、通常ＰＭが継続的に捕集されることで該通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達するまでの間、ＰＭセンサの出力値がほとんど上昇しないことになる。つまり、出力開始時期にＰＭセンサの出力値が急上昇した後に、ＰＭセンサの出力値がほとんど上昇しない期間が生じることになる。また、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集された後、該剥がれＰＭの一部が該電極間から脱離する場合がある。この場合、電極間におけるＰＭ堆積量が減少することになるため、ＰＭセンサの出力値が低下する。そうなると、センサ出力上昇率は負の値となる。したがって、出力開始時期より後において、ＰＭセンサの出力値がほとんど上昇しない期間が生じた場合、または、センサ出力上昇率が負の値となった場合、このＰＭセンサの出力値の変動度合いは、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集されたことを示している可能性が高い。

そこで、上記構成においては、出力開始時期より後にセンサ出力上昇率が所定の第２判定上昇率より小さくなることがあった場合は、決定部よって、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定する。これにより、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが
捕集された場合は、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理が実行されないこととなる。

なお、上記構成において、第２判定上昇率は、通常センサ出力上昇率の最小値以下の値に設定されてもよい。ここで、通常センサ出力上昇率の最小値は、例えば、フィルタが劣化していない（つまり、フィルタが新品である）と仮定した場合の通常センサ出力上昇率として規定できる。

また、本発明においては、出力開始時期より後に、上昇率算出部によって算出されるセンサ出力上昇率が低下することがあった場合、決定部が、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定してもよい。

上述したように、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達することでＰＭセンサの出力値が上昇し始めた場合、出力開始時期後も、通常ＰＭの堆積量の継続的な増加に応じてＰＭセンサの出力値が継続的に上昇する。このとき、ＰＭセンサの電極間におけるＰＭ堆積量が多くなるほど、該ＰＭ堆積量の増加量に対するＰＭセンサの出力値の上昇量が大きくなる。したがって、電極間における通常ＰＭの堆積量の継続的な増加に応じてＰＭセンサの出力値が上昇する場合、出力開始時期以降においてセンサ出力上昇率が徐々に上昇することになる。一方で、電極間に剥がれＰＭが捕集されることに起因するＰＭセンサの出力値の急上昇は一時的なものである。そして、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態で剥がれＰＭが捕集されることで該電極間が導通した場合、出力開始時期にＰＭセンサの出力値が急上昇した後に、ＰＭセンサの出力値がほとんど上昇しない期間が生じる。また、電極間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達することでＰＭセンサの出力値が上昇し始めた後に、剥がれＰＭが捕集されることでＰＭセンサの出力値が急上昇した場合でも、該出力値の急上昇後は、センサ出力上昇率が通常ＰＭの堆積量の継続的な増加に応じた値まで低下する。さらに、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集された後、該剥がれＰＭの一部が該電極間から脱離した場合、センサ出力上昇率は負の値まで低下する。したがって、出力開始時期より後において、センサ出力上昇率が低下することがあった場合、このＰＭセンサの出力値の変動度合いは、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集されたことを示している可能性が高い。

そこで、上記構成においては、出力開始時期より後にセンサ出力上昇率が低下することがあった場合は、決定部によって、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定する。これにより、ＰＭセンサの電極間に剥がれＰＭが捕集された場合は、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理が実行されないこととなる。

なお、本発明に係るパティキュレートフィルタの異常診断装置が、内燃機関を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）またはＰＭセンサを制御するセンサ制御ユニット（ＳＣＵ）を備えている場合、ＥＣＵまたはＳＣＵが、電圧印加時期以降において出力開始時期となったか否かを判定する機能を有していてもよい。

本発明によれば、フィルタより下流側の排気通路に設けられたＰＭセンサの出力値を用いてフィルタの異常診断を行う場合の診断精度を向上させることができる。

実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例に係るＰＭセンサの構成を模式的に示す図である。 実施例に係るＰＭセンサの電極間におけるＰＭ堆積量との出力値との関係を示す図である。 実施例に係る電圧印加時期以降のＰＭセンサの出力値の推移を示す第一の図である。 実施例に係るＰＭセンサの電極間にＰＭが堆積する様子を示すイメージ図である。図５（ａ）は、通常ＰＭが電極間に捕集されることでＰＭが堆積する様子を示している。図５（ｂ）は、通常ＰＭに加えて、剥がれＰＭが電極間に捕集されることでＰＭが堆積する様子を示している。 実施例に係る電圧印加時期以降のＰＭセンサの出力値の推移を示す第二の図である。 実施例１に係るフィルタの異常診断フローの一部を示すフローチャートである。 実施例１に係るフィルタの異常診断フローの他の一部を示すフローチャートである。 実施例２に係るフィルタの異常診断フローの一部を示すフローチャートである。 実施例３に係るフィルタの異常診断フローの一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。なお、内燃機関１は、ガソリン等を燃料とする火花点火式の内燃機関であってもよい。

内燃機関１は、気筒２内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。なお、内燃機関１が火花点火式の内燃機関である場合は、燃料噴射弁３は、吸気ポートへ燃料を噴射するように構成されてもよい。

内燃機関１は、吸気通路４と接続されている。吸気通路４には、エアフローメータ４０および吸気絞り弁４１が設けられている。エアフローメータ４０は、吸気通路４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力する。吸気絞り弁４１は、吸気通路４におけるエアフローメータ４０よりも下流側に配置されている。吸気絞り弁４１は、吸気通路４内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。

内燃機関１は、排気通路５と接続されている。排気通路５には、酸化触媒５０およびパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」と称する。）５１が設けられている。フィルタ５１は、排気通路５における酸化触媒５０よりも下流側に配置されている。フィルタ５１は、多孔質の基材により構成されたウォールフロー型のフィルタであり、排気中に含まれるＰＭを捕集する。

酸化触媒５０より上流側の排気通路５には燃料添加弁５２が設けられている。燃料添加弁５２は、排気通路５内を流れる排気中に燃料を添加する。フィルタ５１より下流の排気通路５には温度センサ５４およびＰＭセンサ５５が設けられている。温度センサ５４は排気の温度に応じた電気信号を出力する。ＰＭセンサ５５は、フィルタ５１から流出するＰＭ量に相関のある電気信号を出力する。

ここで、ＰＭセンサ５５の概略構成について図２に基づいて説明する。図２は、ＰＭセンサ５５の概略構成を示す図である。ＰＭセンサ５５は、電極式のＰＭセンサである。な
お、図２においては、一組の電極が図示されているが、複数組の電極を備えていてもよい。

ＰＭセンサ５５は、センサ素子５５３、電流計５５４、ヒータ５５５、カバー５５６を備えている。センサ素子５５３は、板状の絶縁体５５０の表面に互いに離間して配置された一対の電極５５１，５５２によって構成される。電流計５５４は、電極５５１，５５２間を流れる電流を計測する。ヒータ５５５は、絶縁体５５０の裏面に配置される電熱式のヒータである。カバー５５６はセンサ素子５５３を覆っている。カバー５５６には、複数の貫通孔５５７が形成されている。ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２およびヒータ５５５には、外部に設けられた電源６０から電力が供給される。そして、ＰＭセンサ５５からは、電流計５５４によって計測される電流値に応じた出力値が出力される。このＰＭセンサ５５の出力値は、ＥＣＵ１０におけるモニタ部１０１に入力される。つまり、本実施例においては、ＥＣＵ１０のモニタ部１０１によって、ＰＭセンサ５５の出力値を継続的にモニタすることが可能となっている。尚、ＰＭセンサ５５に、該ＰＭセンサ５５を制御するセンサ制御ユニット（ＳＣＵ）が設けられている場合、ＰＭセンサ５５の出力値を継続的にモニタするモニタ部をＳＣＵが備えていてもよい。

上記のように構成されたＰＭセンサ５５が排気通路５に取り付けられると、排気通路５を流れる排気の一部が貫通孔５５７を通って該カバー５５６内に流入する。そして、カバー５５６内に流入した排気に含まれるＰＭが電極５５１，５５２間に捕集される。このとき、電極５５１，５５２に電圧が印加されていると、電極５５１，５５２間へのＰＭの捕集が促進される。

ここで、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量とＰＭセンサ５５の出力値との関係について図３に基づいて説明する。図３において、横軸は電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量を表し、縦軸はＰＭセンサ５５の出力値を表している。電極５５１，５５２間にＰＭが捕集されると、該電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が徐々に増加する。このとき、電極５５１，５５２間に電圧が印加されていると、ＰＭは導電性を有するため、電極５５１，５５２間に一定量のＰＭが堆積することで一方の電極５５１から他方の電極５５２までＰＭが繋がったときに、電極５５１，５５２間が該ＰＭによって導通する。ただし、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が一定量未満であるときは、電極５５１，５５２が非導通状態となっている。ここで、電極５５１，５５２が導通状態になるＰＭ堆積量を「有効ＰＭ堆積量」と称する。

図３に示すように、電極５５１，５５２間のＰＭ堆量が有効ＰＭ堆積量に達するまでは、電極５５１，５５２が非導通状態であるため、ＰＭセンサ５５の出力値は零である。そして、電極５５１，５５２間のＰＭ堆量が有効ＰＭ堆積量に達すると、ＰＭセンサ５５の出力値は零より大きくなる。電極５５１，５５２間のＰＭ堆量が有効ＰＭ堆積量に達した後は、該電極５５１、５５２間のＰＭ堆積量の増加に伴って、該電極５５１、５５２間の電気抵抗が小さくなる。その結果、電極５５１、５５２間を流れる電流が大きくなる。したがって、電極５５１、５５２間のＰＭ堆積量の増加に応じてＰＭセンサ５５の出力値が大きくなる。以下、ＰＭセンサ５５の出力値が零から上昇し始める時期を「出力開始時期」と称する。また、電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量が多くなるほど、該ＰＭ堆積量の増加量に対する電極５５１，５５２間の電気抵抗の低下量が大きくなるため、該電極５５１，５５２間を流れる電流の増加量が大きくなる。そのため、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が多くなるほど、該ＰＭ堆積量の増加量に対するＰＭセンサ５５の出力値の上昇量が大きくなる。

ここで、図１に戻る。内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には
、上記のエアフローメータ４０、温度センサ５４、及びＰＭセンサ５５に加え、アクセルポジションセンサ７およびクランクポジションセンサ８等の各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ７は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ８は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。また、ＥＣＵ１０には、上記の燃料噴射弁３、吸気絞り弁４１、および燃料添加弁５２等の各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、上記のような各センサの出力信号に基づいて、上記の各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁５２からの燃料添加を実行することで、フィルタ５１に堆積したＰＭを除去するフィルタ再生処理を行う。フィルタ再生処理では、燃料添加弁５２から添加された燃料が酸化触媒５０において酸化されることで生じる酸化熱によって、フィルタ５１が昇温される。その結果、フィルタ５１に堆積したＰＭが燃焼し除去される。

なお、本実施例においては、排気通路５に、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒および該選択還元型ＮＯｘ触媒に尿素を供給するための尿素添加弁は設けられていない。ただし、本発明は、選択還元型ＮＯｘ触媒および尿素添加弁が排気通路に設けられた内燃機関にも適用することができる。この場合、選択還元型ＮＯｘ触媒および尿素添加弁は、ＰＭセンサより上流側または下流側のいずれに配置されてもよい。

［フィルタ異常診断］
フィルタ５１においては、上記のフィルタ再生処理の実行に伴う昇温等に起因して、破損や溶損等の故障が発生する場合がある。このようなフィルタ５１の故障が発生したり、排気通路５からフィルタ５１が取り外されたりといったフィルタの異常が生じると、大気中に放出されるＰＭの増加を招くことになる。そこで、本実施例においては、ＰＭセンサ５５の出力値を用いて、フィルタ異常の有無を判定するフィルタの異常診断が行われる。以下、本実施例におけるフィルタの異常診断方法について説明する。

本実施例におけるフィルタの異常診断方法では、先ず、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に堆積しているＰＭを除去するためにセンサ再生処理を実行する。具体的には、電源６０からヒータ５５５に電力を供給することで、該ヒータ５５５によってセンサ素子５５３を加熱する。これによって、電極５５１，５５２間に堆積しているＰＭが酸化され除去される。なお、センサ再生処理においては、ヒータ５５５への電力供給量が調整されることで、センサ素子５５３の温度がＰＭの酸化が可能な温度に制御される。

センサ再生処理によって、電極５５１，５５２間に堆積していたＰＭが除去されると、次に、電源６０からの電極５５１，５５２への電圧印加が開始される。以下、電極５５１，５５２への電圧印加が開始される時期を「電圧印加時期」と称する。なお、センサ再生処理の終了後、暫くの間は電極５５１，５５２が高温になっている。そのため、センサ再生処理が終了してから電圧印加時期までの間に、電極５５１，５５２を冷却するための冷却期間を挟んでもよい。

ここで、電極５５１，５５２への電圧印加が開始されてからのＰＭセンサ５５の出力値の挙動について図４に基づいて説明する。図４は、電圧印加時期以降のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示す図である。図４において、横軸は電圧印加時期からの経過時間を表しており、縦軸はＰＭセンサ５５の出力値を表している。また、図４において、線Ｌ１は、フィルタ５１が正常な状態の場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示しており、線Ｌ２は、フィルタ５１が故障している場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。なお、排気通路５からフィルタ５１が取り外されている場合のＰＭセンサ５５の出力値の推
移は、フィルタ５１が正常な状態の場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移に対して、フィルタ５１が故障している場合と同様の傾向を示す。また、図４において、ｔｓ１は、フィルタ５１が正常な状態の場合の出力開始時期を示しており、ｔｓ２は、フィルタ５１が故障している場合の出力開始時期を示している。なお、図４に示されているようなＰＭセンサ５５の出力値の挙動は、ＥＣＵ１０のモニタ部１０１によってモニタすることができる。

フィルタ５１が故障すると該フィルタ５１のＰＭ捕集効率が低下する。そのため、単位時間あたりにフィルタ５１から流出するＰＭの量（流出ＰＭ量）が増加する。これに伴い、ＰＭセンサ５５に到達し、電極５５１，５５２間に捕集されるＰＭ量も増加する。つまり、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量の増加速度が大きくなる。その結果、フィルタ５１が故障していると、フィルタ５１が正常な状態のときに比べて、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量がより早期に有効ＰＭ堆積量まで達することになる。したがって、図４に示すように、フィルタ５１が故障している場合、フィルタ５１が正常な状態の場合に比べて、電圧印加時期から出力開始時期までの期間が短くなる（ｔｓ２＜ｔｓ１）。また、フィルタ５１が故障していると、フィルタ５１が正常な状態のときに比べて、出力開始時期以降の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量の増加速度も大きくなる。したがって、図４に示すように、フィルタ５１が故障している場合、フィルタ５１が正常な状態の場合に比べて、出力開始時期以降におけるＰＭセンサ５５の出力値の単位時間当たりの上昇量が大きくなる。

フィルタ５１が正常な状態のときと、フィルタ５１に異常が生じているときとでは、ＰＭセンサ５５の出力値の挙動に上記のような差異が生じる結果、フィルタ５１に異常が生じている場合、電圧印加時期から一定期間経過後のＰＭセンサ５５の出力値が、フィルタ５１が正常な状態の場合よりも大きくなる。そこで、本実施例に係るフィルタの異常診断方法では、電圧印加時期から所定の判定期間ｄｔｄ経過後の判定時期ｔｄにおけるＰＭセンサ５５の出力値を読み込む。そして、読み込まれたＰＭセンサ５５の出力値が所定の異常判定値Ｓｔｈ以上の場合、ＰＭセンサ５５の異常が生じていると判定する。

ここで、判定期間ｄｔｄは、電圧印加時期から、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量の基準値（以下、「基準ＰＭ堆積量」と称する）が所定の判定ＰＭ堆積量に達するまでの期間として設定される。基準ＰＭ堆積量は、フィルタ５１が基準故障状態にあると仮定して推定される値である。基準故障状態とは、フィルタの異常診断においてフィルタ５１に異常が生じていると判定すべき状態のうち故障の程度が最も小さい故障状態のことである。つまり、フィルタ５１がある程度劣化している状態であっても、その状態が該基準故障状態よりも良好であれば、フィルタの異常診断においては、フィルタ５１は正常な状態であると判定される。また、故障判定値Ｓｔｈは、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量が判定ＰＭ堆積量であるときのＰＭセンサ５５の出力値に設定される。

基準ＰＭ堆積量は、フィルタ５１が基準故障状態にあると仮定したときの、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に捕集されるＰＭの量（以下、単に「ＰＭ捕集量」と称する。）を推定し、このＰＭ捕集量の推定値を積算することで算出される。なお、フィルタ５１自体の状態が同一の場合であっても、内燃機関１の運転状態（燃料噴射弁３からの燃料噴射量や排気の流量等）やフィルタ５１におけるＰＭ堆積量に応じて、該フィルタ５１からの流出ＰＭ量は変動する。また、排気の流量に応じて、該排気に含まれるＰＭ量のうち、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に捕集されるＰＭの割合（以下、ＰＭ捕集割合と称する）も変動する。そのため、フィルタ５１が基準故障状態にあると仮定してＰＭ捕集量を推定する際には、内燃機関１の運転状態およびフィルタ５１におけるＰＭ堆積量も考慮される。なお、基準ＰＭ堆積量の具体的な算出方法としては、周知のどのような方法
を用いてもよい。

［剥がれＰＭ］
本実施例においては、排気通路５の壁面や、フィルタ５１の下流側端面および酸化触媒５０等の排気系構造物に排気中のＰＭの一部が付着する。そして、排気通路５の壁面や排気系構造物に一旦付着した後に該壁面や該排気系構造物から剥がれたＰＭである剥がれＰＭがＰＭセンサ５５に到達して電極５５１，５５２に捕集される、といった現象が生じる場合がある。以下、このような現象が生じた場合に、剥がれＰＭがＰＭセンサ５５の出力値に与える影響について図５および６に基づいて説明する。図５は、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間にＰＭが堆積する様子を示すイメージ図である。図５（ａ）は、内燃機関１から排出される排気中に含まれる通常ＰＭが電極５５１，５５２間に捕集されることでＰＭが堆積する様子を示している。一方、図５（ｂ）は、通常ＰＭに加えて、剥がれＰＭが電極５５１，５５２間に捕集されることでＰＭが堆積する様子を示している。

また、図６は、図４と同様、電圧印加時期以降のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示す図である。図６において、横軸は電圧印加時期からの経過時間を表しており、縦軸はＰＭセンサ５５の出力値を表している。また、図６においては、図４と同様、線Ｌ１は、フィルタ５１が正常な状態の場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示しており、線Ｌ２は、フィルタ５１が故障している場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。なお、線Ｌ１，Ｌ２は、いずれも、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に通常ＰＭが捕集されることで、該電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量が増加した場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。また、図６において、線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、いずれも、フィルタ５１が正常な状態の場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。ただし、線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、いずれも、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に通常ＰＭに加えて剥がれＰＭが捕集された場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。

排気通路５の壁面や排気系構造物にＰＭが付着すると、該壁面や排気系構造物上において該ＰＭが堆積し凝縮する。この凝縮したＰＭが剥がれて「剥がれＰＭ」となる。そのため、剥がれＰＭの大きさは、通常ＰＭの大きさよりも大きくなっている。そのため、図５（ｂ）に示すように剥がれＰＭがＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に捕集されると、図５（ａ）に示すように通常ＰＭのみがＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に捕集されているときと比べて、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が急増することになる。その結果、ＰＭセンサ５５の出力値が急上昇する。

ここで、図６における線Ｌ３，Ｌ４は、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態のときに、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集された場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。このような場合、剥がれＰＭの大きさが通常ＰＭの大きさよりも大きいことから、剥がれＰＭによって該電極５５１，５５２間が導通することになる。そのため、出力開始時期にＰＭセンサ５５の出力値が急上昇する（つまり、線Ｌ３，Ｌ４の出力開始時期における接線の傾きが、線Ｌ１，Ｌ２の出力開始時期における接線の傾きよりも大幅に大きくなる。）。したがって、電極５５１，５５２間において通常ＰＭの堆積量が徐々に増加することで該ＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量を超えた場合よりも、出力開始時期にＰＭセンサ５５の出力値が大幅に上昇することになる。その結果、フィルタ５１は正常な状態であるにも関わらず、判定時期ｔｄにおけるＰＭセンサ５５の出力値が異常判定値Ｓｔｈより大きくなる虞がある。

また、図６における線Ｌ５は、通常ＰＭが捕集されることでＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量を超えた後に、剥がれＰＭが該電極５５１，５５２間に捕集された場合のＰＭセンサ５５の出力値の推移を示している。このような場合、電極５５１，５５２における、通常ＰＭを通して導通している位置とは異なる
位置で、該電極５５１，５５２間が剥がれＰＭによっても導通することになる（例えば、図５（ｂ）に示すような状態となる。）。そして、剥がれＰＭが捕集された時点でＰＭセンサ５５の出力値が急上昇する（つまり、線Ｌ５の接線の傾きが、該線Ｌ５の途中で大幅に大きくなる。）。このような場合も、フィルタ５１は正常な状態であるにも関わらず、判定時期ｔｄにおけるＰＭセンサ５５の出力値が異常判定値Ｓｔｈより大きくなる虞がある。

ただし、排気通路５の壁面からのＰＭの剥がれは継続的に生じるものではない。そのため、電極５５５１，５５２間において、通常ＰＭは継続的に捕集されるが、剥がれＰＭは継続的に捕集されるものではない。したがって、図６の線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５に示すように、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることによるＰＭセンサ５５の出力値の急上昇は一時的なものである。

また、図６の線Ｌ３に示すように、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態で剥がれＰＭが捕集されることでＰＭセンサ５５の出力値が急上昇した場合、その後、該ＰＭセンサ５５の出力値がほとんど上昇せず、略一定となる期間が生じる。これは、電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していないため、剥がれＰＭによって該電極５５１，５５２間が導通した後、暫くの間は、通常ＰＭが捕集されても該電極５５１，５５２間の抵抗値が変化しないためである。この場合、電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達すると、その堆積量の増加に応じてＰＭセンサ５５の出力値が再度上昇し始める。また、図６の線Ｌ５に示すように、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量以上となっている状態で剥がれＰＭが捕集されることでＰＭセンサ５５の出力値が急上昇した場合、その後も、電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量の増加に応じてＰＭセンサ５５の出力値が上昇する。また、図６の線Ｌ４では、ＰＭセンサ５５の出力値が、出力開始時期に急上昇した後、一旦低下している。これは、剥がれＰＭが電極５５１，５５２間に捕集された後、該捕集された剥がれＰＭの一部が電極５５１，５５２間から脱離することによって、電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量が減少するためである。

上記のように、電圧印加時期以降であって判定時期までの間において、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されると、フィルタ５１は正常な状態であるにも関わらず、判定時期ｔｄにおけるＰＭセンサ５５の出力値が異常判定値Ｓｔｈより大きくなる虞がある。そのため、上述したような、ＰＭセンサ５５の出力値を用いたフィルタの異常診断を行った場合に、フィルタ５１は正常な状態であるにも関わらずフィルタ５１の異常が生じていると誤診断する可能性がある。

［フィルタ異常診断の実行可否の決定方法］
そこで、本実施例においては、電圧印加時期以降のＰＭセンサ５５の出力信号を、ＥＣＵ１０のモニタ部１０１において継続的にモニタする。そして、モニタ部１０１によってモニタされる、電圧印加時期から判定時期までの間における出力開始時期以降のＰＭセンサ５５の出力値の変動度合いに基づいて、ＰＭセンサ５５の出力値を用いたフィルタの異常診断を実行するか否かを決定する。つまり、ＰＭセンサ５５の出力値の変動度合いが、該ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたことを示すものであれば、フィルタの異常診断をしないと決定する。

より詳細には、出力開始時期以降にセンサ出力上昇率が所定の第１判定上昇率より大きくなることがあった場合、判定時期ｔｄにおけるＰＭセンサ５５の出力値に基づいてフィルタ５１の異常を診断する処理であるフィルタ診断処理を行わないと決定する。ここで、センサ出力上昇率は、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間における基準ＰＭ堆積量の
単位増加量当たりのＰＭセンサ５５の出力値の上昇量（すなわち、推定される基準ＰＭ堆積量の単位量増加する間における実際のＰＭセンサ５５の出力値の上昇量）である。また、第１判定上昇率は、通常ＰＭが電極５５１，５５２間に捕集されることによって該電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量が増加した際に、該ＰＭ堆積量の増加に応じてＰＭセンサ５５の出力値が増加するときのセンサ出力上昇率である通常センサ出力上昇率の最大値に設定される。上述したように、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集された場合、通常ＰＭが電極５５１，５５２間に捕集されることで該電極間のＰＭ堆積量が増加する場合よりも、ＰＭセンサ５５の出力値は急上昇する。そして、基準ＰＭ堆積量は、フィルタ５１が基準故障状態にあると仮定した場合の電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量の推定値である。したがって、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることでＰＭセンサ５５の実際の出力値が急上昇した場合、センサ出力上昇率は急上昇することになる。そのため、出力開始時期以降において、センサ出力上昇率が第１判定上昇率を超えた場合、このＰＭセンサ５５の出力値の変動度合いは、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたことを示している可能性が高いと判断できる。そこで、本実施例では、このような場合、フィルタ診断処理を行わないと決定する。

［フィルタの異常診断フロー］
以下、本実施例に係るフィルタの異常診断フローについて図７，８に基づいて説明する。図７，８は、本実施例に係るフィルタの異常診断フローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、ＥＣＵ１０により所定の間隔で繰り返し実行される。なお、ＰＭセンサ５５にＳＣＵが設けられている場合、本フローはＳＣＵによって実行されてもよい。

本フローでは、先ずＳ１０１において、所定のフィルタ診断準備条件が成立したか否かを判別する。ここで、フィルタ診断準備条件とは、フィルタ診断処理に先立つセンサ再生処理を実行するための条件である。このフィルタ診断準備条件は、フィルタ診断処理の実行頻度を必要十分に確保できるように設定されている条件である。フィルタ診断準備条件としては、内燃機関１の運転状態が定常運転であり、尚且つ、前回のフィルタ診断処理の実行から所定期間が経過したことや、今回の内燃機関１の運転が開始されてから所定期間が経過したこと等を例示することができる。Ｓ１０１において、否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。

一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０２において、ＰＭセンサ５５が正常な状態であるか否かが判別される。本実施例においては、本フローとは別のルーチンとしてＰＭセンサ５５の異常診断フローが実行され、その診断結果がＥＣＵ１０に格納される。そして、Ｓ１０２では、ＥＣＵ１０に格納されているＰＭセンサの故障診断の結果が読み込まれる。なお、ＰＭセンサ５５の故障診断方法としては周知のどのような方法を採用してもよい。Ｓ１０２において、否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。

一方、Ｓ１０２において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０３において、センサ再生処理が開始される。すなわち、電源６０からヒータ５５５への電力供給が開始される。そして、センサ素子５５３の温度がＰＭの酸化が可能な温度に制御される。次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３でセンサ再生処理が開始されてから、所定の再生時間ｄｔｒが経過したか否かが判別される。ここで、再生時間ｄｔｒは、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に堆積しているＰＭを除去するのに十分な時間として実験等に基づいて予め定められた一定値であってもよい。また、センサ再生処理の開始時における電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量を推定し、推定されたＰＭ堆積量に基づいて再生時間ｄｔｒを設定してもよい。Ｓ１０４において否定判定された場合、該Ｓ１０４の処理が再度実行される。一方、Ｓ１０４において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０５において、センサ再生処理が終了される。すなわち、電源６０からヒータ５５５への電力供給が停止される。この時点におけるＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間のＰＭ堆積量は略零となっている。

次に、Ｓ１０６において、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加が開始される。これによって、電極５５１，５５２間に再びＰＭが堆積し始める。なお、上述したように、センサ再生処理が終了されてから、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加を開始するまでの間に電極５５１，５５２を冷却するための冷却期間を設けてもよい。次に、Ｓ１０７において、ＰＭセンサ５５の出力値Ｓｏｕｔが零より大きいか否かが判別される。ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量以上となったときに、Ｓ１０７において肯定判定されることになる。Ｓ１０７において肯定判定された時期が出力開始時期に相当する。

Ｓ１０７において否定判定された場合、次に、Ｓ１０８において、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが算出される。ここでは、内燃機関１の運転状態およびフィルタ５１が基準故障状態にあると仮定した場合の該フィルタ５１におけるＰＭ堆積量に基づいて、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅを算出する。なお、フィルタ５１が基準故障状態にあると仮定した場合の該フィルタ５１におけるＰＭ堆積量は、フィルタ５１が基準故障状態にあると仮定した場合の該フィルタ５１によるＰＭ捕集量、および、排気温度が上昇することで酸化されて該フィルタ５１から除去されるＰＭ除去量を推定し、これらの推定値を積算することで算出することができる。次に、Ｓ１０９において、Ｓ１０８で算出された基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０以上である否かが判別される。Ｓ１１２で否定判定された場合、Ｓ１０７の処理が再度実行される。一方、Ｓ１０９において肯定判定された場合、つまり、ＰＭセンサ５５の出力値が零に維持されたまま、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０に達した場合、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量に達する前に、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過したと判断できる。この場合、後述するＳ１１８の処理が実行される。

一方、Ｓ１０７において肯定判定された場合、次に、Ｓ１１０において、ＰＭセンサ５５のセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが算出される。このとき、Ｓ１１０では、出力開始時期におけるセンサ出力上昇率が算出されることになる。

次に、Ｓ１１１において、第１判定上昇率Ｒｔｈ１が算出される。上述したように、第１判定上昇率Ｒｔｈ１は、通常センサ出力上昇率の最大値として算出される。そこで、例えば、排気通路５にフィルタ５１が存在しないと仮定した場合の通常センサ出力上昇率として第１判定上昇率Ｒｔｈ１を算出してもよい。ここで、フィルタ５１が排気通路５に存在しない場合であっても、内燃機関1の運転状態に応じて該内燃機関１からの排出ＰＭ量
は変動する。また、上述したように、排気の流量に応じてＰＭ捕集割合も変動する。そこで、先ずは、内燃機関１の運転状態に基づき、フィルタ５１が排気通路５に存在しないと仮定した場合における、電極５５１，５５２間の通常ＰＭの堆積量を推定する。そして、推定された電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量の増加量に応じたＰＭセンサ５５の出力値の上昇量と、基準ＰＭ堆積量の増加量とに基づいて、第１判定上昇率Ｒｔｈ１を算出してもよい。

次に、Ｓ１１２において、Ｓ１１０で算出されたセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが、Ｓ１１１で算出された第１判定上昇率Ｒｔｈ１以下であるか否かが判別される。Ｓ１１２で肯定判定された場合、現時点では、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭは捕集されていないと判断できる。この場合、次にＳ１１３において、Ｓ１０８と同様の方法により、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが算出される。

次に、Ｓ１１４において、Ｓ１１３で算出された基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０以上である否かが判別される。Ｓ１１４で否定判定された場合、Ｓ１１０の処理が再度実行される。この場合、Ｓ１１０では、出力開始時期より後の時期におけるセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが算出されることになる。一方、Ｓ１１４で肯定判定された場合、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることなく、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過したと判断できる。したがって、この場合は、判定時期ｔｄのＰＭセンサ５５の出力値に基づくフィルタ診断処理を実行することが決定される。そのため、Ｓ１１４で肯定判定されると、次に、Ｓ１１５においてフィルタ診断処理が実行される。具体的には、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０に達した時のＰＭセンサ５５の出力値Ｓｏｕｔ（すなわち、判定時期ｔｄのＰＭセンサ５５の出力値）が異常判定値Ｓｔｈ以上であるか否かが判別される。そして、Ｓ１１５において肯定判定された場合、次にＳ１１６において、フィルタ５１の異常が生じていると判定される。一方、Ｓ１１５において否定判定された場合、次にＳ１１８において、フィルタ５１の異常は生じていない、すなわち、フィルタ５１は正常な状態であると判定される。なお、Ｓ１０９において肯定判定された場合、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることなく電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過し、且つ、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０に達した時のＰＭセンサ５５の出力値Ｓｏｕｔは零であるため当然異常判定値Ｓｔｈより小さい。そのため、この場合は、次にＳ１１８において、フィルタ５１は正常な状態であると判定される。Ｓ１１６またはＳ１１８でのフィルタ５１の異常または正常判定が行われた後、Ｓ１１７において、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加が停止される。

また、Ｓ１１２で否定判定された場合、すなわち、センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが第１判定上昇率Ｒｔｈ１より大きいと判定された場合は、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過する前に、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたと判断できる。したがって、この場合は、判定時期ｔｄのＰＭセンサ５５の出力値に基づくフィルタ診断処理を実行しないことが決定される。そのため、Ｓ１１２で否定判定された場合、次にＳ１１７において、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加が停止される。つまり、フィルタ診断処理が実行されることなく、電極５５１，５５２への電圧印加が停止される。なお、Ｓ１１２で否定判定された場合、必ずしも、直ちにＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加を停止する必要はない。つまり、Ｓ１１２で否定判定された場合であっても、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅを算出するとともに、該基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０に達するまで電極５５１，５５２への電圧印加を継続してもよい。ただし、この場合も、基準ＰＭ堆積量Ｑｐｍｅが判定ＰＭ堆積量Ｑｐｍ０に達した時、すなわち判定時期ｔｄのＰＭセンサ５５の出力値に基づくフィルタ診断処理は実行しない。また、Ｓ１１２で否定判定された場合、電極５５１，５５２間に捕集された剥がれＰＭを除去するためにセンサ再生処理の実行を開始し、Ｓ１０３以降の処理を再度実行してもよい。これらのように、Ｓ１１２で否定判定された場合にフィルタ診断処理が行われることなく他の処理が行われる場合のいずれもが、本発明において、「決定部が、フィルタ診断部によるフィルタ診断処理を実行しないと決定する」とのことに相当する。

上記のフィルタの異常診断フローによれば、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過する前にＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集された場合、フィルタ診断処理は実行されない。そのため、フィルタ診断処理において、実際にはフィルタ５１が正常な状態であるにもかかわらず、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることに起因して、フィルタの異常が生じていると誤診断されることを抑制することができる。したがって、フィルタ診断処理における診断精度を向上させることができる。

なお、本実施例にフィルタの異常診断においては、フィルタ診断処理を実行するか否か
を決定する際の閾値である第１判定上昇率Ｒｔｈ１を、通常センサ出力上昇率の最大値より大きい値に設定してもよい。例えば、第１判定上昇率Ｒｔｈ１を、排気通路５にフィルタ５１が存在しないと仮定した場合の通常センサ出力上昇率より大きい値に設定してもよい。また、第１判定上昇率Ｒｔｈ１を所定の一定値に設定してもよい。この場合、第１判定上昇率Ｒｔｈ１は、剥がれＰＭが電極５５１，５５２間に捕集されることに起因してＰＭセンサ５５の出力値が上昇したと判断できる閾値として、実験等に基づいて定められ、ＥＣＵ１０に予め記憶される。

また、本実施例においては、フィルタの異常診断に用いるパラメータとして、センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔを算出したが、これに代えて、センサ出力上昇率と相関のある値をパラメータとして用いてもよい。例えば、ＰＭセンサ５５の第１出力値と、該第１出力値が検出された時期における基準ＰＭ堆積量との差を第１出力差とし、該第１出力値が出力されてから所定時間経過後のＰＭセンサ５５の第２出力値と、該第２出力値が検出された時期における基準ＰＭ堆積量との差を第２出力差としたときの、第１出力差と第２出力差との差、または、これらの値の比をパラメータとして異常診断を行ってもよい。

＜実施例２＞
本実施例２は、フィルタ診断処理の実行可否の具体的な決定方法が上記実施例１と異なっている。本実施例においては、出力開始時期より後にセンサ出力上昇率が所定の第２判定上昇率より小さくなることがあった場合、フィルタ診断処理を行わないと決定する。ここで、第２判定上昇率は、通常センサ出力上昇率の最小値に設定される。

上述したように、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることによるＰＭセンサ５５の出力値の急上昇は一時的なものである。そして、図６の線Ｌ３に示すように、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が有効ＰＭ堆積量に達していない状態で剥がれＰＭが捕集されることでＰＭセンサ５５の出力値が急上昇した場合、その後、該ＰＭセンサ５５の出力値が略一定となる期間が生じる。この場合、センサ出力上昇率は略零となる。また、図６の線Ｌ４に示すように、剥がれＰＭが電極５５１，５５２間に捕集された後、該捕集された剥がれＰＭの一部が該電極５５１，５５２間から脱離した場合、ＰＭセンサ５５の出力値が低下する。この場合、センサ出力上昇率は負の値となる。そのため、出力開始時期以降において、センサ出力上昇率が第２判定上昇率よりも小さくなった場合、このＰＭセンサ５５の出力値の変動度合いは、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたことを示している可能性が高いと判断できる。そこで、本実施例では、このような場合、フィルタ診断処理を行わないと決定する。

［フィルタの異常診断フロー］
以下、本実施例に係るフィルタの異常診断フローについて図９に基づいて説明する。図９は、本実施例に係るフィルタの異常診断フローの一部を示すフローチャートである。なお、本実施例に係るフィルタの異常診断フローにおいても、Ｓ２０８より前のフローは、図７に示すフロー（Ｓ１０１からＳ１０９までのフロー）と同様である。また、Ｓ１１３からＳ１１８は、図８に示すフローと同様である。そのため、すでに説明したフローの一部についての説明は省略する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、ＥＣＵ１０により所定の間隔で繰り返し実行される。なお、ＰＭセンサ５５にＳＣＵが設けられている場合、本フローはＳＣＵによって実行されてもよい。

本フローでは、図７に示すフローのＳ１０７で肯定判定された場合、次にＳ２１０において、ＰＭセンサ５５の出力値が零から上昇し始めてから（すなわち出力開始時期から）所定時間ｄｔ０が経過したか否か判別される。ここで、所定時間ｄｔ０は、出力開始時期から所定時間ｄｔ０が経過していれば、センサ出力上昇率が第２判定上昇率よりも小さいか否かに基づいて、剥がれＰＭが捕集されたか否かの判断が可能となる時間として設定さ
れている。当該所定時間ｄｔ０は、実験等に基づいて予め定めることができる。Ｓ２１０において否定判定された場合、Ｓ２１０の処理が再度実行される。

一方、Ｓ２１０において肯定判定された場合、次に、Ｓ２１１において、ＰＭセンサ５５のセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが算出される。つまり、Ｓ２１１では、出力開始時期よりも後におけるセンサ出力上昇率が算出されることになる。

次に、Ｓ２１２において、第２判定上昇率Ｒｔｈ２が算出される。上述したように、第２判定上昇率Ｒｔｈ２は、通常センサ出力上昇率の最小値として算出される。そこで、例えば、フィルタ５１が劣化していない（つまり、フィルタ５１が新品のフィルタである）と仮定した場合の通常センサ出力上昇率として第２判定上昇率Ｒｔｈ２を算出してもよい。ここで、フィルタ５１が劣化していないと仮定した場合の該フィルタ５１からのＰＭ流出量は、内燃機関１の運転状態およびフィルタ５１が劣化していないと仮定した場合の該フィルタ５１におけるＰＭ堆積量に応じて変動する。また、上述したように、排気の流量に応じてＰＭ捕集割合も変動する。そこで、先ずは、内燃機関１の運転状態およびフィルタ５１が劣化していないと仮定した場合の該フィルタ５１におけるＰＭ堆積量に基づき、フィルタ５１が劣化してしないと仮定した場合における、電極５５１，５５２間の通常ＰＭの堆積量を推定する。そして、推定された電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量の増加量に応じたＰＭセンサ５５の出力値の上昇量と、基準ＰＭ堆積量の増加量とに基づいて、第２判定上昇率Ｒｔｈ２を算出してもよい。なお、フィルタ５１が劣化してしないと仮定した場合の該フィルタ５１におけるＰＭ堆積量は、フィルタ５１が劣化してしないと仮定した場合の該フィルタ５１によるＰＭ捕集量、および、排気温度が上昇することで酸化されて該フィルタ５１から除去されるＰＭ除去量を推定し、これらの推定値を積算することで算出することができる。

次に、Ｓ２１３において、Ｓ２１１で算出されたセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが、Ｓ２１２で算出された第２判定上昇率Ｒｔｈ２以上であるか否かが判別される。Ｓ２１１で肯
定判定された場合、現時点では、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭは捕集されていないと判断できる。この場合、次にＳ１１３の処理が実行される。また、本フローにおいては、Ｓ１１４で否定判定された場合、次にＳ２１１からＳ２１３の処理が再度実行される。

一方、Ｓ２１３で否定判定された場合、すなわち、センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔが第２判定上昇率Ｒｔｈ２より小さいと判定された場合は、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過する前に、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたと判断できる。したがって、この場合は、判定時期ｔｄのＰＭセンサ５５の出力値に基づくフィルタ診断処理を実行しないことが決定される。そのため、Ｓ２１３で否定判定された場合、図８に示すフローのＳ１１２で否定判定された場合と同様、次にＳ１１７において、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加が停止される。なお、この場合は、図８に示すフローのＳ１１２で否定判定された場合と同様、他の処理を行ってもよい。

上記のフィルタの異常診断フローによれば、電圧印加時期の後、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることで該ＰＭセンサ５５の出力値が零から上昇し始めた場合、フィルタ診断処理は実行されない。そのため、フィルタ診断処理において、実際にはフィルタ５１が正常な状態であるにもかかわらず、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることに起因して、フィルタの異常が生じていると誤診断されることを抑制することができる。

なお、本実施例にフィルタの異常診断においては、フィルタ診断処理を実行するか否かを決定する際の閾値である第２判定上昇率Ｒｔｈ２を、通常センサ出力上昇率の最小値よ
り小さい値に設定してもよい。例えば、第２判定上昇率Ｒｔｈ２を、フィルタ５１が劣化していないと仮定した場合の通常センサ出力上昇率より小さい値に設定してもよい。また、第２判定上昇率Ｒｔｈ２を所定の一定値に設定してもよい。この場合、第２判定上昇率Ｒｔｈ２は、剥がれＰＭが電極５５１，５５２間に捕集されることに起因してＰＭセンサ５５の出力値が急上昇した後で該出力値が略一定となるか若しくは減少したと判断できる閾値として、実験等に基づいて定められ、ＥＣＵ１０に予め記憶される。

また、本実施例においても、フィルタの異常診断に用いるパラメータとして、センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔを算出したが、実施例１に係るフィルタの異常診断と同様、これに代えて、センサ出力上昇率と相関のある値をパラメータとして用いてもよい。

＜実施例３＞
本実施例３は、フィルタ診断処理の実行可否の具体的な決定方法が上記実施例１と異なっている。本実施例においては、出力開始時期より後にセンサ出力上昇率が低下することがあった場合、フィルタ診断処理を行わないと決定する。

上述したように、電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量が有効ＰＭ堆積量に達することでＰＭセンサ５５の出力値が上昇し始めた場合、出力開始時期後も、通常ＰＭの堆積量の継続的な増加に応じてＰＭセンサの出力値が継続的に上昇する。そして、電極５５１，５５２間におけるＰＭ堆積量が多くなるほど、該ＰＭ堆積量の増加量に対するＰＭセンサ５５の出力値の上昇量が大きくなる。したがって、電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量の継続的な増加に応じてＰＭセンサ５５の出力値が上昇する場合、出力開始時期以降においてセンサ出力上昇率が徐々に上昇することになる。

一方で、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることによるＰＭセンサ５５の出力値の急上昇は一時的なものである。そして、ＰＭセンサ５５の電極５５，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることでＰＭセンサ５５の出力値が急上昇したとしても、その後、図６の線Ｌ３に示すようにＰＭセンサ５５の出力値が略一定となるか、図６の線Ｌ４に示すようにＰＭセンサ５５の出力値が低下するか、または、図６の線Ｌ５に示すようにＰＭセンサ５５の出力値の上昇度合いが電極５５１，５５２間における通常ＰＭの堆積量の増加に応じた程度のものとなる。そのため、ＰＭセンサ５５の出力値の急上昇した後は、いずれの場合においても、ＰＭセンサ５５の出力値の急上昇した時のセンサ出力上昇率よりもセンサ出力上昇率が低下することになる。したがって、出力開始時期より後において、センサ出力上昇率が低下することがあった場合、このＰＭセンサ５５の出力値の変動度合いは、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたことを示している可能性が高いと判断できる。そこで、本実施例では、このような場合、フィルタ診断処理を行わないと決定する。

以下、本実施例に係るフィルタの異常診断フローについて図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施例に係るフィルタの異常診断フローの一部を示すフローチャートである。なお、本実施例に係るフィルタの異常診断フローにおいても、Ｓ３１０より前のフローは、図７に示すフロー（Ｓ１０１からＳ１０９までのフロー）と同様である。また、Ｓ１１３からＳ１１８は、図８に示すフローと同様である。そのため、すでにフローの一部についての説明は省略する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、ＥＣＵ１０により所定の間隔で繰り返し実行される。なお、ＰＭセンサ５５にＳＣＵが設けられている場合、本フローはＳＣＵによって実行されてもよい。

本フローでは、図７に示すフローのＳ１０７で肯定判定された場合、次にＳ３１０において、ＰＭセンサ５５のセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ１が算出される。以下、Ｓ３１０で
算出されるセンサ出力上昇率を「第１センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ１」と称する。次に、Ｓ３１１において、Ｓ３１０で第１センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ１が算出されてから所定時間経過後のＰＭセンサ５５のセンサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ２が算出される。以下、Ｓ３１１で算出されるセンサ出力上昇率を「第２センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ２」と称する。

次に、Ｓ３１２において、Ｓ３１０で算出された第１センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ１が、Ｓ３１１で算出された第２センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ２以下であるか否かが判別される。Ｓ３１２において肯定判定された場合、現時点では、電極５５１，５５２間に剥がれＰＭは捕集されていないと判断できる。この場合、次にＳ１１３の処理が実行される。また、本フローにおいて、Ｓ１１４で否定判定された場合、次にＳ３１０からＳ３１２の処理が再度実行される。つまり、所定時間経過前後のセンサ出力上昇率の比較が繰り返し行われる。

一方、Ｓ３１２において否定判定された場合、すなわち、センサ出力上昇率が低下したと判定された場合、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過する前に、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されたと判断できる。したがって、この場合は、判定時期ｔｄのＰＭセンサ５５の出力値に基づくフィルタ診断処理を実行しないことが決定される。そのため、Ｓ３１２で否定判定された場合、図８に示すフローのＳ１１２で否定判定された場合と同様、次にＳ１１７において、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２への電圧印加が停止される。なお、この場合は、図８に示すフローのＳ１１２で否定判定された場合と同様、他の処理を行ってもよい。

上記のフィルタの異常診断フローによれば、電圧印加時期から判定期間ｄｔｄが経過する前にＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集された場合、フィルタ診断処理は実行されない。そのため、フィルタ診断処理において、実際にはフィルタ５１が正常な状態であるにもかかわらず、ＰＭセンサ５５の電極５５１，５５２間に剥がれＰＭが捕集されることに起因して、フィルタの異常が生じていると誤診断されることを抑制することができる。

なお、本実施例においては、フィルタの異常診断に用いるパラメータとして、センサ出力上昇率Ｒｓｏｕｔ１、Ｒｓｏｕｔ２を算出したが、実施例１と同様、これに代えて、センサ出力上昇率と相関のある値をパラメータとして用いてもよい。

１・・・内燃機関
４・・・吸気通路
５・・・排気通路
５０・・酸化触媒
５１・・パティキュレートフィルタ
５５・・ＰＭセンサ
５５０・・絶縁体
５５１，５５２・・電極
５５３・・センサ素子
５５４・・電流計
５５５・・ヒータ
５５６・・カバー
５５７・・貫通孔
６０・・電源
１０・・ＥＣＵ

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタの異常診断装置であって、
   前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に設けられ、センサ素子として一対の電極を有し、該電極間にＰＭが堆積することで該電極間が導通すると、そのＰＭ堆積量に対応した信号を出力するＰＭセンサと、
   前記ＰＭセンサの電極間に堆積しているＰＭを除去するセンサ再生処理を実行するセンサ再生部と、
   前記センサ再生部による前記センサ再生処理の実行が終了した後、所定の電圧印加時期に前記ＰＭセンサの電極への電圧印加を開始する電圧印加部と、
   前記電圧印加時期から所定の判定期間が経過した時の前記ＰＭセンサの出力値に基づいて前記パティキュレートフィルタの異常を診断するフィルタ診断処理を実行するフィルタ診断部と、
   前記電圧印加時期以降の前記ＰＭセンサの出力信号を継続的にモニタするモニタ部と、
   前記モニタ部によってモニタされる、前記電圧印加時期から前記判定期間が経過するまでの間における、前記ＰＭセンサの出力値が零から上昇し始める出力開始時期以降の該ＰＭセンサの出力値の変動度合いに基づいて、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行するか否かを決定する決定部と、
   前記モニタ部によってモニタされる前記ＰＭセンサの出力値の、前記パティキュレートフィルタが基準故障状態にあると仮定したときの前記ＰＭセンサの前記電極間におけるＰＭ堆積量の単位増加量当たりの上昇量であるセンサ出力上昇率を算出する上昇率算出部と、を備え、
   前記出力開始時期以降に、前記上昇率算出部によって算出される前記センサ出力上昇率が所定の第１判定上昇率より大きくなることがあった場合、前記決定部が、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行しないと決定するパティキュレートフィルタの異常診断装置。
2. 前記第１判定上昇率が、内燃機関から排出され排気通路の壁面や排気系構造物に付着することなく前記ＰＭセンサまで到達したＰＭが前記電極間に捕集されることによって該電極間のＰＭ堆積量が増加した際に、該ＰＭ堆積量の増加に応じて前記ＰＭセンサの出力値が上昇するときの前記センサ出力上昇率の最大値以上の値に設定されている請求項１に記
   載のパティキュレートフィルタの異常診断装置。
3. 内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタの異常診断装置であって、
   前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に設けられ、センサ素子として一対の電極を有し、該電極間にＰＭが堆積することで該電極間が導通すると、そのＰＭ堆積量に対応した信号を出力するＰＭセンサと、
   前記ＰＭセンサの電極間に堆積しているＰＭを除去するセンサ再生処理を実行するセンサ再生部と、
   前記センサ再生部による前記センサ再生処理の実行が終了した後、所定の電圧印加時期に前記ＰＭセンサの電極への電圧印加を開始する電圧印加部と、
   前記電圧印加時期から所定の判定期間が経過した時の前記ＰＭセンサの出力値に基づいて前記パティキュレートフィルタの異常を診断するフィルタ診断処理を実行するフィルタ診断部と、
   前記電圧印加時期以降の前記ＰＭセンサの出力信号を継続的にモニタするモニタ部と、
   前記モニタ部によってモニタされる、前記電圧印加時期から前記判定期間が経過するまでの間における、前記ＰＭセンサの出力値が零から上昇し始める出力開始時期以降の該ＰＭセンサの出力値の変動度合いに基づいて、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行するか否かを決定する決定部と、
   前記モニタ部によってモニタされる前記ＰＭセンサの出力値の、前記パティキュレートフィルタが基準故障状態にあると仮定したときの前記ＰＭセンサの前記電極間におけるＰＭ堆積量の単位増加量当たりの上昇量であるセンサ出力上昇率を算出する上昇率算出部と、を備え、
   前記出力開始時期より後に、前記上昇率算出部によって算出される前記センサ出力上昇率が所定の第２判定上昇率より小さくなることがあった場合、前記決定部が、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行しないと決定するパティキュレートフィルタの異常診断装置。
4. 前記第２判定上昇率が、内燃機関から排出され排気通路の壁面や排気系構造物に付着することなく前記ＰＭセンサまで到達したＰＭが前記電極間に捕集されることによって該電極間のＰＭ堆積量が増加した際に、該ＰＭ堆積量の増加に応じて前記ＰＭセンサの出力値が上昇するときの前記センサ出力上昇率の最小値以下の値に設定されている請求項３に記載のパティキュレートフィルタの異常診断装置。
5. 内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタの異常診断装置であって、
   前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に設けられ、センサ素子として一対の電極を有し、該電極間にＰＭが堆積することで該電極間が導通すると、そのＰＭ堆積量に対応した信号を出力するＰＭセンサと、
   前記ＰＭセンサの電極間に堆積しているＰＭを除去するセンサ再生処理を実行するセンサ再生部と、
   前記センサ再生部による前記センサ再生処理の実行が終了した後、所定の電圧印加時期に前記ＰＭセンサの電極への電圧印加を開始する電圧印加部と、
   前記電圧印加時期から所定の判定期間が経過した時の前記ＰＭセンサの出力値に基づいて前記パティキュレートフィルタの異常を診断するフィルタ診断処理を実行するフィルタ診断部と、
   前記電圧印加時期以降の前記ＰＭセンサの出力信号を継続的にモニタするモニタ部と、
   前記モニタ部によってモニタされる、前記電圧印加時期から前記判定期間が経過するまでの間における、前記ＰＭセンサの出力値が零から上昇し始める出力開始時期以降の該ＰＭセンサの出力値の変動度合いに基づいて、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断
   処理を実行するか否かを決定する決定部と、
   前記モニタ部によってモニタされる前記ＰＭセンサの出力値の、前記パティキュレートフィルタが基準故障状態にあると仮定したときの前記ＰＭセンサの前記電極間におけるＰＭ堆積量の単位増加量当たりの上昇量であるセンサ出力上昇率を算出する上昇率算出部と、を備え、
   前記出力開始時期より後に、前記上昇率算出部によって算出される前記センサ出力上昇率が低下することがあった場合、前記決定部が、前記フィルタ診断部による前記フィルタ診断処理を実行しないと決定するパティキュレートフィルタの異常診断装置。

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