JP6202049B2 - 内燃機関のフィルタ故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関から排出される微粒子物質を捕集するフィルタの故障を診断するフィルタ故障診断装置に関する。

従来より、内燃機関から排出される微粒子物質（ＰＭ：Particulate Matter）を浄化するために、排気通路にフィルタが設けられることがある。このフィルタは、昇温によりフィルタ内に堆積された微粒子物質を酸化除去することで、微粒子物質の捕集能力を再生させることが可能になっている。しかしながら、このフィルタは、前述の再生処理の際に過昇温して溶損したり、欠けや割れ等が生じることによって故障してしまう場合がある。

フィルタが故障すると、そのフィルタに捕集されず通過する微粒子物質が多くなり、車両外に放出される微粒子物質の量が増加してしまう可能性がある。これに対し、近年、車両に搭載されるコンピュータが行う自己故障診断（ＯＢＤ：On-Board-Diagnostics）の一環として、フィルタ前後の差圧を検出し、この差圧が異常に少ない場合に故障と判定するフィルタ故障診断がある。しかしながら、このフィルタ故障診断においては、温度やＮＯ_２等の影響でフィルタに堆積した微粒子物質が酸化してしまい微粒子物質の堆積量が変化し、フィルタ前後の差圧によってフィルタの異常を把握することが困難となる等の不都合がある。

フィルタの故障診断を行うための別の方法として、フィルタを通過した微粒子物質の量を検出するＰＭセンサを利用した故障診断が提案されている。この技術としては以下のものが公知である。すなわち、内燃機関の排気通路に設けられて内燃機関から排出される排気中に含まれる微粒子物質を捕集するフィルタと、フィルタの下流側に設けられて排気中に含まれる微粒子物質の量を検出するＰＭセンサと、を備え、ＰＭセンサによって検出されるフィルタ下流の微粒子物質の量に基づいてフィルタの故障を判定する。そして、その際には、フィルタの捕集効率を考慮する（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００７−３１５２７５号公報

上記のＰＭセンサを利用した故障診断において、フィルタの下流側に設けられたＰＭセンサは、微粒子物質が所定量堆積した時点で出力が生じるセンサであり、フィルタが正常である場合と比較し、フィルタが故障している場合には早期に出力が生じる。これは、ＰＭセンサの出力が生じるタイミングを推定し、そのタイミングにおけるＰＭセンサの出力の有無でフィルタの故障を判定する技術である。

しかしながら、上記の内燃機関が気体燃料と液体燃料の両方を使用可能である場合には、フィルタの故障診断を行っている途中で気体燃料が使用されることが考えられる。気体燃料の使用時には微粒子物質が内燃機関から排出されないので、このような場合には、ＰＭセンサによって検出されるフィルタ下流側の微粒子の量が相対的に減少してしまい、相対的にＰＭセンサの出力が生じるタイミングも遅くなる。その結果、フィルタの故障診断の精度が低下してしまう虞があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気体燃料と液体燃料の両方を使用可能に構成された内燃機関においても、より精度よくフィルタの故障診断を行うことができる技術を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明は、気体燃料及び液体燃料を使用可能な内燃機関のフィルタの故障診断を行うフィルタ故障診断装置であって、センサによって実際に検出された排気中の微粒子物質の所定期間における積算量と、推定された排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量とによってフィルタの故障を判定し、排気中の微粒子物質の積算量を推定する際には、気体燃料の燃料噴射量と液体燃料の燃料噴射量のうち液体燃料の燃料噴射量のみに基づいて排気中の微粒子物質の積算量を推定することを特徴とする。

より詳しくは、気体燃料及び液体燃料を使用可能な内燃機関の排気中の微粒子物質を捕集するフィルタの故障診断を行う、内燃機関のフィルタ故障診断装置であって、前記内燃機関の排気通路における前記フィルタの下流側に設けられ、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を検出するＰＭ量検出センサと、前記排気通路における前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を、燃料噴射量と所定のパラメータとに基づいて推定するＰＭ量推定手段と、前記ＰＭ量検出センサによって検出された前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の所定期間における積算量と、前記ＰＭ量推定手段により推定された前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量とによって前記フィルタの故障を判定する判定手段と、を備え、前記ＰＭ量推定手段は、前記気体燃料の燃料噴射量と前記液体燃料の燃料噴射量のうち前記液体燃料の燃料噴射量のみと前記所定のパラメータとに基づいて、前記排気通路における前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を推定することを特徴とする。

本発明における内燃機関のフィルタの故障診断においては、排気通路におけるフィルタの下流側にＰＭ量検出センサが設けられ、ＰＭ量検出センサの出力より、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量が検出される。また、ＰＭ量推定手段によって、前記排気中の微粒子物質の積算量が、燃料噴射量と所定のパラメータとに基づいて推定される。そして、ＰＭ量検出センサによって検出された排気中の微粒子物質の所定期間における積算量と、ＰＭ量推定手段により推定された排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量とによって、フィルタの故障が判定される。これは、フィルタが故障していれば、フィルタをすり抜ける微粒子物質の量が増加することを利用したものである。

一方、液体燃料と気体燃料の両方を使用可能な内燃機関において、気体燃料が使用されている場合は、基本的に内燃機関において微粒子物質が発生しないことが分かっている。よって、内燃機関のフィルタの故障診断を行っている途中で、使用燃料が液体燃料のみから少なくとも一部に気体燃料を含む燃料に切換った（以下、単純に「液体燃料が気体燃料に切換った」とも表現する）場合には、気体燃料が使用されている期間中は基本的に、微粒子物質はフィルタの下流側を通過しないか、フィルタの下流側を通過する微粒子物質の量が減少する。すると、気体燃料が使用されている期間においては、ＰＭ量検出センサにより検出される微粒子物質の量が減少してしまうので、気体燃料が使用されている期間にＰＭ量推定手段が、前記排気中の微粒子物質の積算量を、液体燃料のみが使用されている期間と同じ方法で推定したのでは、フィルタの故障診断の精度が低下する場合があった。

そのような不都合に対し、本発明においては、ＰＭ量推定手段は、気体燃料の燃料噴射量と液体燃料の燃料噴射量のうち液体燃料の燃料噴射量のみと所定のパラメータとに基づいて、排気通路におけるフィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を推定することとした。これによれば、内燃機関が気体燃料のみを使用している場合には、液体燃
料の噴射量は零なので燃料噴射量が零として、また、内燃機関が気体燃料と液体燃料の混合燃料を使用している場合には、液体燃料のみの燃料噴射量に基づいて、排気中の微粒子物質の積算量が推定される。従って、気体燃料が使用されることによる微粒子物質の減少分を考慮した、排気中の微粒子物質の積算量の推定を行うことが可能となる。その結果、フィルタの故障診断中に気体燃料が使用されることによりフィルタの故障診断の精度が低下することを抑制できる。

なお、本発明において、液体燃料とは燃料噴射弁から燃料を噴射する際の燃料の形態が液体である燃料のことをいい、例えばガソリンや軽油がこれに相当する。また、本発明において気体燃料とは、燃料噴射弁から燃料を噴射する際の燃料の形態が気体である燃料のことをいい、例えばＣＮＧ（Compressed natural gas）や水素などがこれに相当する。

また、本発明においては、前記所定期間は、前記ＰＭ量推定手段による、前記フィルタの下流側の前記排気通路を通過する微粒子物質の積算量の推定の開始時から、該積算量が規定値となるまでの期間であり、前記判定手段は、前記ＰＭ量検出センサによって検出された、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量が所定の閾値より大きい場合に、前記フィルタが故障と判定するようにしてもよい。

ここで、前述のように、本発明における内燃機関のフィルタの故障診断においては、排気通路におけるフィルタの下流側にＰＭ量検出センサを設け、故障診断を開始してから所定期間が経過した後に、ＰＭ量検出センサの出力より、当該期間中に前記フィルタの下流を通過した排気中の微粒子物質の積算量を検出する。そして、その検出値が閾値より大きいか否かによって、フィルタの故障を判定する。これは、フィルタが故障していれば、フィルタをすり抜ける微粒子物質の量が増加し、前記所定期間において前記フィルタの下流を通過した排気中の微粒子物質の積算量が多くなると考えられるからである。

また、本発明においては、排気通路におけるフィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を、燃料噴射量と所定のパラメータとに基づいて推定するＰＭ量推定手段が設けられている。このＰＭ量推定手段は、フィルタの故障診断が開始された際に、フィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子物質の積算量の推定を開始する。本発明における所定期間とは、ＰＭ量推定手段による、フィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子物質の積算量の推定の開始時から、該積算量が規定値となるまでの期間である。この規定値は、理論上、ＰＭ量検出センサの出力が増加しはじめる微粒子物質の積算量の値であってもよく、また、理論上、ＰＭ量検出センサの出力が適切な値となるような微粒子物質の積算量の値であってもよい。

このような状況において、気体燃料が使用された場合には、基本的に、微粒子物質はフィルタの下流側を通過しないか、フィルタの下流側を通過する微粒子物質の量が減少する。すると、前記所定期間が経過した際に、ＰＭ量検出センサに堆積した微粒子物質の量は、気体燃料が使用されなかった場合と比較して減少しており、閾値との比較結果が正しく出されず、フィルタの故障診断の精度が低下する場合があった。

そのような不都合に対し、本発明においては、内燃機関が気体燃料を使用している場合にも、液体燃料のみによる排気中の微粒子物質の積算量が推定される。よって、内燃機関が気体燃料のみを使用している場合には、燃料噴射量が零として排気中の微粒子物質の積算量が推定される。また、内燃機関が気体燃料と液体燃料の混合燃料を使用している場合には、液体燃料のみの燃料噴射量に基づいて、排気中の微粒子物質の積算量が推定される。これにより、ＰＭ量推定手段により推定された、フィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子物質の積算量に対する、気体燃料の使用の影響を低減することができる。その結果、より正確な所定期間を得ることが可能となり、フィルタの故障診断の精度の低下を抑
制することが可能となる。

また、本発明においては、前記液体燃料の燃料噴射量の前記気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた際に生ずる、前記フィルタの下流側の前記排気通路を通過する微粒子物質の量の変化が収束するまでの過渡期間における、前記フィルタの下流側の前記排気通路を通過する微粒子物質の積算量を推定する過渡期間ＰＭ量推定手段をさらに備え、前記所定期間中に前記液体燃料の燃料噴射量の前記気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた場合に、前記過渡期間においては、前記ＰＭ量推定手段により推定された前記微粒子物質の積算量の代わりに、前記過渡期間ＰＭ量推定手段により推定された、前記微粒子物質の積算量が積算されることで、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量が推定されるようにしてもよい。

本発明は、前記所定期間中に液体燃料の燃料噴射量の気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた際、例えば、使用燃料が液体燃料から気体燃料に切換った直後、あるいは、使用燃料が気体燃料から液体燃料に切換った直後の過渡的な現象を考慮することで、フィルタの故障診断の精度を向上させることとしたものである。

ここで、例えば、内燃機関の使用燃料の全てが液体燃料である状態から内燃機関の使用燃料の全てが気体燃料である状態に切換えられた直後の過渡期間について考える。この過渡期間においては、内燃機関から排出される微粒子物質は無くなるものの、その時点で内燃機関のフィルタや、フィルタ上流の排気通路を含む排気系に付着している微粒子物質の一部がフィルタの下流を通過する。そして、その量は時間とともに減少して、過渡期間の終期には、ほぼ零となる。

また、例えば、内燃機関の使用燃料の全てが気体燃料である状態から内燃機関の使用燃料の全てが液体燃料である状態に切換えられた直後の過渡期間について考える。この過渡期間は、フィルタの下流を通過する微粒子物質が、零から通常運転における量まで増加するまでの立ち上がり期間と言える。すなわち、この過渡期間においては、内燃機関からは微粒子物質が排出され始めるが、初期的には排気通路やフィルタを含む排気系に付着する微粒子物質の量が相対的に多いため、フィルタの下流を通過する微粒子物質の量は直ちに増加するのではなく、徐々に増加することになる。そして、この過渡期間の終了時には、長期間に亘り液体燃料を使用している状態と同等の状態に戻る。

上記の説明は、使用燃料が気体燃料と液体燃料の間で完全に切換えられた場合について説明したが、液体燃料の燃料噴射量の前記気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた場合には、程度の差はあれ、基本的に同様な現象が生じる。

本発明では、液体燃料の燃料噴射量の気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた際に、過渡期間における、フィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子物質の積算量を推定する過渡期間ＰＭ量推定手段を、ＰＭ量推定手段に加えて備えることとした。そして、所定期間中に液体燃料の燃料噴射量の気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた場合に、過渡期間においては、ＰＭ量推定手段により推定された微粒子物質の積算量の代わりに、過渡期間ＰＭ量推定手段により推定された、微粒子物質の積算量が積算されることとした。そして、所定期間中における過渡期間以外においてＰＭ量推定手段によって推定されたフィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量と、過度期間において過渡期間ＰＭ量推定手段によって推定された積算量とによって、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量が推定されることとした。

これによれば、液体燃料の燃料噴射量の気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた際に生じる過渡現象を考慮した上で、フィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子
物質の積算量を推定することができる。その結果、所定期間をさらに精度よく決定することができ、フィルタ故障診断の精度をより高くすることが可能である。

また、本発明においては、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中は、前記フィルタの故障診断を中断し、前記内燃機関が次に前記液体燃料のみの使用を開始した際に、前記フィルタの故障診断を前記中断時の状態から再開するようにしてもよい。

これによれば、フィルタの故障診断の途中で、気体燃料が用いられるようになるまでの、フィルタの故障診断の処理を無駄にすることなく、内燃機関が次に使用燃料を液体燃料に切換えた後に、フィルタの故障診断を完了させることが可能となる。

なお、本発明においては、フィルタの故障診断を開始するとは、故障診断における基準となるタイムカウント及び、ＰＭ量推定手段によるフィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子物質の積算量の推定及び、ＰＭ量検出センサによるフィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量の検出が開始されることを含む。一方、本発明においてフィルタの故障診断を中断するとは、上記タイムカウント及び、ＰＭ量推定手段によるフィルタの下流側の排気通路を通過する微粒子物質の積算量の推定を中断することを含んでもよい。

また、本発明においては、前記ＰＭ量検出センサは、電圧が印加されることにより、前記微粒子物質を静電的に捕集可能であり、前記ＰＭ量検出センサにおける前記微粒子物質の静電的な捕集力は、前記印加電圧が高いほど増加し、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中は、前記ＰＭ量検出センサへの印加電圧を高めるようにしてもよい。これによれば、内燃機関が気体燃料を使用している期間中は、ＰＭ量検出センサの電極における微粒子物質の集電捕集力を増大させることが可能となり、ＰＭ量検出センサから微粒子物質が剥がれ落ちてしまうことを抑制できる。その結果、内燃機関が気体燃料のみを使用しており、微粒子物質はフィルタの下流側を通過しない状態となることでＰＭ量検出センサに微粒子物質が新たに捕集されない期間中に、ＰＭ量検出センサにおける微粒子物質の積算量に変化が生じてしまうことを抑制できる。

また、本発明においては、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記ＰＭ量検出センサの出力信号が所定量以上変化したときには、前記フィルタの故障診断を途中終了するようにしてもよい。そうすれば、内燃機関が気体燃料のみを使用しており、微粒子物質はフィルタの下流側を通過しない状態となることでＰＭ量検出センサに微粒子物質が新たに捕集されない期間中に、ＰＭ量検出センサにおける微粒子物質の積算量変化してしまったにも拘わらず、そのまま、ＰＭ量検出センサの出力に基づいてフィルタの故障診断が行われる防止できる。

その結果、フィルタの故障診断の精度を向上させることが可能となる。ここで、内燃機関が気体燃料を使用しており、ＰＭ量検出センサに微粒子物質が新たに捕集されない期間中に、ＰＭ量検出センサの出力信号が所定量以上変化する原因としては、例えば、ＰＭ量
検出センサの上流側からゴミや異物が飛来して、ＰＭ量検出センサに付着することや、ＰＭ量検出センサに堆積している微粒子物質が剥がれ落ちることを挙げることができる。

また、本発明においては、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記内燃機関の排気温度が所定温度以上となるか、または、前記内燃機関の排気流量が所定流量以上となったときには、前記フィルタの故障診断を途中終了するようにしてもよい。ここで、所定温度とは、内燃機関の排気温度がこれ以上となった場合には、ＰＭ量検出センサに堆積された微粒子物質が酸化除去されてしまう可能性が高いと考えられる閾値としての排気温度である。

また、所定流量とは、排気流量がこれ以上となった場合には、ＰＭ量検出センサに堆積されたＰＭが剥がれ落ちてしまう可能性が高いと考えられる閾値としての排気流量である。すなわち、内燃機関の排気温度が所定温度以上であるときには、ＰＭ量検出センサに堆積された微粒子物質が酸化除去されてしまう可能性が高い。また、内燃機関の排気流量が所定流量以上となった場合には、ＰＭ量検出センサに堆積されたＰＭが剥がれ落ちてしまう可能性が高い。

よって、前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記内燃機関の排気温度が所定温度以上となるか、または、前記内燃機関の排気流量が所定流量以上となったときには、前記フィルタの故障診断を途中終了するようにした。これによれば、内燃機関が気体燃料のみを使用しており、微粒子物質はフィルタの下流側を通過しない状態となることでＰＭ量検出センサに微粒子物質が新たに捕集されない期間中に、ＰＭ量検出センサにおける微粒子物質の積算量が変化してしまったにも拘わらず、そのまま、ＰＭ量検出センサの出力に基づいてフィルタの故障診断が行われることを防止できる。その結果、フィルタの故障診断の精度を向上させることが可能となる。

また、本発明においては、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記内燃機関の運転状態が、前記内燃機関が気体燃料を使用しても微粒子物質が生じる虞のある回転速度及び負荷の範囲である所定運転状態に属したときには、前記フィルタの故障診断を途中終了するようにしてもよい。

ここで、例え、内燃機関が気体燃料を使用している場合でも、機関回転速度や機関負荷によっては、内燃機関からＰＭが排出される虞がある。このような場合には、内燃機関が気体燃料のみを使用しており、ＰＭ量検出センサに微粒子物質が新たに捕集されない期間中であるにも拘わらず、ＰＭ量検出センサに微粒子物質が堆積するので、ＰＭ量検出センサにおける微粒子物質の積算量が変化してしまうことになる。それにも拘わらず、そのまま、ＰＭ量検出センサの出力に基づいてフィルタの故障診断を行うと、フィルタの故障診断の精度が低下してしまう。

これに対し、本発明では、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられ、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、内燃機関の運転状態が、内燃機関が気体燃料を使用しても微粒子物質が生じる虞
のある回転速度及び負荷の範囲である所定運転状態に属したときには、フィルタの故障診断を途中終了するようにした。これによれば、内燃機関が気体燃料のみを使用しており、微粒子物質はフィルタの下流側を通過しない状態となることでＰＭ量検出センサに微粒子物質が新たに捕集されない筈の期間中に、ＰＭ量検出センサにおける微粒子物質の積算量が変化してしまったにも拘わらず、内燃機関が液体燃料のみの使用を開始した後に、そのまま、ＰＭ量検出センサの出力に基づいてフィルタの故障診断が行われることを防止できる。その結果、フィルタの故障診断の精度を向上させることが可能となる。

また、本発明においては、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記気体燃料を使用した場合は、前記フィルタの故障診断を途中終了するようにしてもよい。そうすれば、フィルタの故障診断が、液体燃料のみが使用されている状態において行われるようにすることができる。その結果、微粒子物質がフィルタの下流側を通過しないか、フィルタの下流側を通過する微粒子物質の量が減少した状態となることで故障診断の精度が低下する虞のある場合には、フィルタの故障診断自体を行わなくすることができる。これにより、フィルタの故障診断自体の精度が低下することを抑制することが可能となる。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

本発明にあっては、気体燃料と液体燃料の両方を使用可能に構成された内燃機関においても、より精度よくフィルタの故障診断を行うことができる。

本発明の実施例に係る内燃機関とその吸排気系、燃料供給系及び制御系の概略構成を示す図である。 本発明の実施例に係るフィルタの故障診断の制御について説明するための図である。 本発明の実施例に係るフィルタの故障診断の途中で、使用燃料を液体燃料から気体燃料に切換えた場合の影響について説明するための図である。 本発明の実施例１におけるフィルタ故障診断ルーチンについてのフローチャートである。 本発明の実施例２におけるフィルタ故障診断ルーチン２についてのフローチャートである。 本発明の実施例３におけるフィルタ故障診断ルーチン３についてのフローチャートである。 本発明の実施例４における第１過渡期間と第２過渡期間について説明するための図である。 本発明の実施例４におけるフィルタ故障診断ルーチン４についてのフローチャートである。 本発明の実施例５におけるフィルタ故障診断ルーチン５についてのフローチャートである。 本発明の実施例６におけるフィルタ故障診断ルーチン６についてのフローチャートである。 本発明の実施例７におけるフィルタ故障診断ルーチン７についてのフローチャートである。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。

＜実施例１＞
図１は、本実施例における内燃機関１とその吸排気系、燃料供給系及び制御系の概略構成を示す図である。なお、以下の全ての実施例においても、特に記載がない限り内燃機関とその吸排気系、燃料供給系及び制御系の概略構成は本実施例と共通である。内燃機関１は、吸気行程、圧縮行程、爆発行程（膨張行程）及び排気行程の４つの行程を繰り返して出力を得る。内燃機関１は、その内部に気筒（燃焼室）２を有する。気筒２で発生する燃料の爆発力は、ピストン３及びコンロッド４を介してクランクシャフト（不図示）の回転力に変換される。

気筒２には、吸気管５の最下流部をなす吸気ポート１１と、排気管６の最上流部をなす排気ポート８とが設けられている。吸気ポート１１と気筒２との境界は吸気弁１２によって開閉される。また、排気ポート８と気筒２との境界は排気弁９によって開閉される。また、内燃機関１の気筒２内には、気筒２内に供給された燃料に点火するための点火プラグ１５が設けられている。

吸気管５には、導入される吸気の量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ１３、吸気の量を制御可能なスロットル弁１４及び、吸気の脈動を除去するタンクであるサージタンク１６が設けられている。

なお、内燃機関１は燃料として、気体燃料としてのＣＮＧと液体燃料としてのガソリンとを使用することが可能であり、ＣＮＧ供給装置１７とガソリン供給装置１８とを備えている。ＣＮＧ供給装置１７は吸気ポート１１に配置されたＣＮＧ噴射弁１７ａを備えている。このＣＮＧ噴射弁１７ａはＣＮＧ供給管１７ｂを介してＣＮＧボンベ１７ｃに接続されている。なお、ＣＮＧ供給管１７ｂ内には図示しない燃料遮断弁およびレギュレータが配置されている。

同様に、ガソリン供給装置１８は吸気ポート１１に配置されたガソリン噴射弁１８ａを備えている。このガソリン噴射弁１８ａはガソリン供給管１８ｂを介してガソリンタンク１８ｃに接続されている。なお、ガソリン供給管１８ｂ内には図示しない燃料ポンプが配置されている。ＣＮＧ供給管１７ｂにはＣＮＧボンベ１７ｃ内の残存ＣＮＧ量に比例した出力電圧を発生するＣＮＧ量センサ４０が配置され、ガソリンタンク１８ｃにはガソリンタンク１８ｃ内の残存ガソリン量に比例した出力電圧を発生するガソリン量センサ４１が配置されている。

また、排気管６には排気中の微粒子物質（以下、ＰＭ：Particulate Matterともいう。）を捕集するフィルタ１０が設けられている。なお、フィルタ１０は、排気中のＰＭを捕集するだけの機能を有するものであってもよいし、例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒の機能
を併せ持つＤＰＮＲや、選択還元触媒としての機能を併せ持つＳＣＲＦなど、排気浄化のための触媒が担持されたものであってもよい。

フィルタ１０の下流側には、フィルタ１０から排出された排気の温度を検出する排気温度センサ２４が備えられている。さらに、排気温度センサ２４の下流側には、フィルタ１０をすり抜けたＰＭを検出しまたは濃度を測定するためのＰＭ量検出センサとしてのＰＭセンサ２５が設けられている。

ここで、ＰＭセンサ２５の構造について説明する。ＰＭセンサ２５は電極式のＰＭセンサであり、ＰＭセンサ２５内のセンサ素子に少なくとも一対の電極が設けられる形で構成
されている。センサ素子には一対のみの電極が設けられていてもよいし、複数の電極が設けられていても良い。例えば、複数の電極が並べられた所謂櫛形の電極が設けられていてもよい。ＰＭセンサ２５は、センサ素子の電極間に電圧が印加されて使用される。

排気に含まれるＰＭは、ＰＭセンサ２５のセンサ素子の電極間に付着する。ＰＭはカーボン粒子から構成されており導電性を有するので、ＰＭの付着量が多くなると電極間に電流が流れる（通電する）。その電流の値は、ＰＭの付着量に応じた値、つまり、排気に含まれるＰＭの量に応じた値となるので、所定のタイミングにおける電流値（あるいは、電流値に相関のある電極間の抵抗値）を読み取ることで、フィルタ１０から漏れ出るＰＭの量を検出することができる。

なお、ＰＭセンサ２５に関しては、ＰＭセンサ２５のセンサ素子の電極（以下、簡単のために「ＰＭセンサ２５の電極」ともいう。）の間に堆積したＰＭを除去するセンサ再生制御が実行される。センサ再生制御は、ＰＭセンサ２５の電極の間に所定量以上のＰＭが堆積した場合に、ヒータ（不図示）で電極間を６５０℃〜８００℃程度まで加熱し、堆積したＰＭを酸化除去することで、ＰＭの検出能力を再生するものである。センサ再生制御を行うことにより、ＰＭセンサ２５の電極の間にＰＭが無い状態に戻るので、ＰＭセンサ２５の出力もまた零付近まで低下することになる。

内燃機関１には、内燃機関１とその吸排気系、燃料供給系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は
、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御する他、フィルタ１０を含めた排気系に係る制御を行うユニットである。ＥＣＵ２０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１やその排気系に関する種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。

ＥＣＵ２０には、先述したエアフローメータ１３、ＣＮＧ量センサ４０、ガソリン量センサ４１、排気温度センサ２４、ＰＭセンサ２５の他、内燃機関１の機関回転数を検出するクランクポジションセンサ２１、アクセルポジションセンサ２２等が電気的に接続されており、それらのセンサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２０にはスロットル弁１４、点火栓１５、ＣＮＧ噴射弁１７ａ、ガソリン噴射弁１８ａ等の素子が電気的に接続されており、それらの素子はＥＣＵ２０からの出力信号に基づいて制御されるようになっている。

次に、本実施例に係る内燃機関１における、自己故障診断（ＯＢＤ：On-Board-Diagnostics）について説明する。図２において、横軸は、フィルタ１０の故障診断（以下、単に「故障診断」ともいう。）開始後の経過時間であり、縦軸はＰＭセンサ２５の出力である。図２において、故障診断開始時期は、上述のセンサ再生制御が終了した後、ＰＭセンサ２５の電極の温度が、ＰＭが堆積可能な程度まで冷却された時点である。図２に実線で示すように、正常なフィルタの場合は、フィルタ１０をすり抜けるＰＭの量自体が少ないので、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積するＰＭの量は少ない。よって、正常なフィルタの場合は、故障診断開始後、ＰＭセンサ２５の出力が増加し始めるまでの時間は長くなる。

一方、図２に点線で示すような故障フィルタの場合には、正常フィルタの場合と比較して、フィルタ１０をすり抜けるＰＭの量が多くなる。従って、比較的早い時期にＰＭセンサの２５の電極間にＰＭが堆積し電極間に電流が流れ易くなるため、正常フィルタの場合と比較して早い時期にＰＭセンサ２５の出力が増加し始め、時間の経過とともに出力は増加し続ける。よって、例えば、故障診断開始後の経過時間が判定時刻Ｔ１に到達した時点におけるＰＭセンサ２５の出力が閾値Ａ１より大きければ、そのフィルタ１０は故障していると判定でき、故障診断開始後の経過時間が判定時刻Ｔ１に到達した時点におけるＰＭ
センサ２５の出力が閾値Ａ１以下であれば、そのフィルタ１０は正常であると判定できる。

なお、診断開始後には、各経過時間においてフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量及びその積算値が内燃機関１の運転状態、排気流量、想定したフィルタのすり抜け率、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量などの所定のパラメータ及び、燃料噴射量に基づいて推定されている。そして、この積算値が、ＰＭセンサ２５の出力が増加し始める量または、ＰＭセンサ２５の出力が予め定められた値となるまでの時間を、判定時刻Ｔ１として設定している。そして、フィルタ１０の故障判定の閾値Ａ１としては、判定時刻Ｔ１におけるＰＭセンサ２５の出力がそれ以上であれば、フィルタ１０が故障していると判断できる値として、実験的、理論的に、あるいはシミュレーションによって導出した値が設定されている。

次に、図１に示したような、気体燃料であるＣＮＧと液体燃料であるガソリンの複数の燃料を使用可能な内燃機関１におけるフィルタ１０の故障診断の問題点について説明する。

図３には、横軸を故障診断開始後の経過時間、縦軸を、内燃機関１から実際に排出されるＰＭの量、ＥＣＵ２０で演算したフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値、ＰＭセンサ２５の出力（出力電流）としたグラフを示す。なお、図３においては、内燃機関１の燃料としてガソリンを使用している期間中にフィルタ１０の故障診断を開始することを前提としている。また、ここでＥＣＵ２０でフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値を演算することはフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値を推定することに相当する。以下においても同様である。

ここで、先ず、フィルタ１０の故障診断の処理中、ガソリンのみを燃料として用いた場合について考える。その場合、図３に実線で示すように、内燃機関１からは運転状態に応じたＰＭが継続的に排出される。また、ＥＣＵ２０においては、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量及びその積算値が継続的に演算される。そして、図２において説明したとおり、ＥＣＵ２０によって演算されたフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値が、規定値Ｐ１になる判定時刻Ｔ１において、ＰＭセンサ２５の出力を検出する。そして、ＰＭセンサ２５の出力が閾値Ａ１より大きいか、Ａ１以下かで、フィルタ１０が正常か異常かを判定している。なお、図３において、フィルタ１０の故障診断の開始から判定時刻Ｔ１までの期間は所定期間に相当する。

次に、図３にハッチングで示すように、フィルタ１０の故障診断の途中で、使用燃料をガソリンからＣＮＧに切換えた場合について考える。なお、本実施例において使用燃料をガソリンからＣＮＧに切換えるとは、燃料としてガソリンのみを使用している状態から燃料としてＣＮＧのみを使用している状態に移行することを意味する。特に示さない限り、このことは、以下の実施例についても同様である。この場合には、ＣＮＧを使用している期間中は、図３上段に点線で示すように、基本的に内燃機関１からはＰＭは排出されない。そうすると、ＰＭセンサ２５に堆積するＰＭ量もＣＮＧを使用している期間中は増加しないので、結果として、図３下段に点線で示すように、ＰＭセンサ２５の出力に増加が見られるタイミングが遅れる。

従って、フィルタ１０の故障診断の途中で、使用燃料をガソリンからＣＮＧに切換えた場合に、ガソリンのみを使用した場合と同じ判定時刻Ｔ１及び閾値Ａ１を用いてフィルタ１０の故障診断を行った場合には、ＰＭセンサ２５の出力の値が小さくなってしまい、フィルタ１０の故障診断の精度が低下してしまう虞がある。

それに対し、本実施例においては、フィルタ１０の故障診断の処理中に使用燃料をガソ
リンからＣＮＧに切換えた場合には、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値の演算において、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量を零とし、その積算値は増加させないこととした。そして、次に使用燃料がＣＮＧからガソリンに切換った際に、通常の、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量及びその積算値の演算を再開することとした。

それにより、図３の中段に示すように、燃料としてＣＮＧを使用しておりＰＭが内燃機関１から発生しない期間中は、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値も変化せず、ガソリンの使用を再開して内燃機関１におけるＰＭの発生が再開した際に、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値の増加も再開することになるので、燃料としてＣＮＧを使用することによるフィルタ１０の故障診断の精度の低下を抑制することが可能となる。

図４には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチンのフローチャートを示す。このルーチンは、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼働中はＥＣＵ２０によって所定時間毎に実行されるルーチンである。なお、本実施例のフィルタ故障診断ルーチンは、内燃機関１は、気体燃料と液体燃料のいずれか一方を選択して使用可能であるが、気体燃料と液体燃料の混合燃料を使用することはないことを前提としている。

本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ１０１において、フィルタの故障診断中か否かが判定される。具体的には、フィルタ１０の故障診断が開始された際にＯＮされるフィルタ故障診断フラグの値を読み込み、その値が１か０かによって判断してもよいし、ＰＭセンサ２５のセンサ素子など、フィルタ故障診断に使用される素子の状態を検出することによって判断してもよい。Ｓ１０１においてフィルタ１０の故障診断中であると判断された場合にはＳ１０２に進む。一方、フィルタ１０の故障診断中でないと判断された場合にはＳ１０３に進む。

Ｓ１０２においては、フィルタ１０の故障診断を継続する条件が成立しているか否かが判定される。より具体的には、エアフローメータ１３の他、排気温度センサ２４、ＰＭセンサ２５などが正常に作動しているかどうかが判定される。ここで、上記したようなフィルタの故障診断継続条件が成立していると判定された場合にはＳ１０４に進む。一方、フィルタの故障診断継続条件が成立していないと判定された場合には、Ｓ１１４に進む。

Ｓ１０３においては、フィルタ１０の故障診断を開始する条件が成立しているか否かが判定される。より具体的には、Ｓ１０２と同様、エアフローメータ１３の他、排気温度センサ２４、ＰＭセンサ２５などが正常に作動しているかどうかが判定される。また、ＰＭセンサ２５のセンサ再生処理が完了して、さらにＰＭセンサ２５の電極の温度が低下した状態かどうかが判定される。これは、後述のように、ＰＭセンサ２５の電極間にＰＭが堆積しておらず、且つ、ＰＭの堆積が可能な状態においてフィルタ１０の故障診断を開始する必要があるからである。ここで、上記したようなフィルタの故障診断開始条件が成立していると判定された場合にはＳ１０５に進む。一方、フィルタの故障診断開始条件が成立していないと判定された場合には、このまま本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ１０４においては、フィルタ１０の故障診断が継続される。ここでは、後述するＰＭセンサ２５のセンサ素子への電圧の印加及び出力の計測が継続され、時間計測が継続され、さらには、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の演算が継続される。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０６に進む。

次に、Ｓ１０５においては、フィルタ１０の故障診断が開始される。具体的には、ＰＭセンサ２５のセンサ素子への電圧の印加及び出力の計測が開始され、タイムカウントが開
始され、さらには、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の演算が開始される。Ｓ１０５の処理が終了するとＳ１０６に進む。

Ｓ１０６においては、気体燃料の使用中か否かが判定される。すなわち、ここでは使用燃料がＣＮＧか否かが判定される。ここで、使用燃料がＣＮＧでなくガソリンであると判定された場合には、Ｓ１０７に進む。一方、使用燃料がＣＮＧであると判定された場合には、Ｓ１０８に進む。

Ｓ１０７においては、ＥＣＵ２０によって、前回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時から今回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時までの間に、フィルタ１０の下流を通過したＰＭ量が演算される。この値は、前回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時から今回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時までの間にフィルタ１０の下流を通過したＰＭの量を、想定したフィルタのすり抜け率の他、内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度、フィルタに堆積したＰＭ量のうちの少なくとも一のパラメータを使用して公知の計算式に基づいて演算してもよい。

あるいは、想定したフィルタのすり抜け率の他、内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一と、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の演算値との関係を格納したマップから、その時点における前記各パラメータに応じた、フィルタ１０の下流を通過したＰＭの量の値を読み出すことによって実質的に演算するようにしてもよい。なお、ここで想定したフィルタ１０のすり抜け率とは、フィルタ１０におけるＰＭのすり抜け率がどの程度以上である場合に、フィルタ１０を故障と見なすかという想定値であり、予め決定される。想定したフィルタ１０のすり抜け率の定義は、本明細書の記載において共通である。Ｓ１０７の処理が終了するとＳ１０９に進む。また、本実施例において、想定したフィルタのすり抜け率の他、内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一は、所定のパラメータを構成する。

一方、Ｓ１０８においては、前回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時から今回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時までの間に、フィルタ１０の下流を通過したＰＭ量の値が０とされる。Ｓ１０８の処理が終了するとＳ１０９に進む。

Ｓ１０９においては、今回フィルタ１０の故障診断が開始されてからの、フィルタ１０の下流を通過したＰＭ量の積算値が演算される。具体的には、前回Ｓ１０９において演算された、フィルタ１０の下流を通過したＰＭ量の積算値に対して、今回Ｓ１０７またはＳ１０８の実行によって得られた、前回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時から今回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時までの間にフィルタ１０の下流を通過したＰＭ量を加算する。Ｓ１０９の処理が終了するとＳ１１０に進む。

Ｓ１１０においては、Ｓ１０９において演算されたフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値が規定値Ｐ１以上かどうかが判定される。ここで、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値が規定値Ｐ１未満であると判定された場合には、まだフィルタ１０が正常か異常かを判定する時期が到来していないと判断されるのでそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値が規定値Ｐ１以上と判定された場合には、フィルタ１０が正常か異常かを判定する時期と判断されるのでＳ１１１に進む。なお、本実施例においては、Ｓ１１０でフィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値が規定値Ｐ１以上と判定された時点で、所定期間が終了することになる。

Ｓ１１１においては、所定期間においてフィルタ１０の下流を通過したＰＭの量の積算値としてＰＭセンサ２５の出力の値を読み込み、閾値Ａ１と比較する。そして、ＰＭセン
サ２５の出力の値が閾値Ａ１以下であれば、フィルタ１０をすり抜けたＰＭが充分に少ないと判断されるのでＳ１１２に進む。一方、ＰＭセンサ２５の出力の値が閾値Ａ１より大きければ、フィルタ１０をすり抜けたＰＭが異常に多いと判断されるのでＳ１１３に進む。ここで、閾値Ａ１は前述のように、所定期間終了時にＰＭセンサ２５の出力がそれ以上であれば、フィルタ１０が故障していると判断できる値として、実験的、理論的に、あるいはシミュレーションによって導出した値であるが、より具体的には、フィルタ１０の故障診断の開始後、Ｓ１０９において演算されたフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値が規定値Ｐ１となった時点における、ＰＭセンサ２５の出力として想定される値としてもよい。

Ｓ１１２においては、フィルタ１０は正常と判定される。また、Ｓ１１３においては、フィルタ１０は故障していると判定される。Ｓ１１２またはＳ１１３の処理が終了するとＳ１１４に進む。なお、Ｓ１１３でフィルタ１０が故障していると判定された場合には、運転者にディスプレイ表示、音声表示、ランプ点灯などの方法によりその旨が報知される。

Ｓ１１４においては、フィルタの故障診断が終了する。より具体的には、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値及びタイムカウントの値がリセットされ、タイムカウントが終了する。Ｓ１１４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本実施例においては、フィルタ１０の故障診断中に、気体燃料であるＣＮＧが用いられた場合には、フィルタ１０の故障診断においてフィルタ下流を通過するＰＭの量を０としてカウントすることにした。よって、気体燃料を用いることによって内燃機関１から排出されるＰＭの量が無くなっている間には、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の積算値が増加しない。その結果、気体燃料が使用された際に、内燃機関においてＰＭが発生しなくなることにより、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値が実際の値とは異なってしまい、フィルタ１０の故障診断の精度が低下することを抑制できる。

なお、フィルタ故障判定ルーチンのＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例において判定手段に相当する。また、フィルタ故障判定ルーチンのＳ１０７〜Ｓ１０９の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例においてＰＭ量推定手段に相当する。

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１においては、フィルタ１０の故障診断中に、気体燃料であるＣＮＧが使用されている間は、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量を０として、フィルタ１０の故障診断を継続する制御について説明した。これに対し、本実施例においては、フィルタ１０の故障診断は、液体燃料であるガソリン使用時に開始され、フィルタ１０の故障診断中に、気体燃料であるＣＮＧが使用された場合に、フィルタ１０の故障診断を途中終了する制御について説明する。なお、本実施例においても、内燃機関１は、気体燃料と液体燃料のいずれか一方を選択して使用可能であるが、気体燃料と液体燃料の混合燃料をすることはないことを前提としている。

図５には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチン２のフローチャートを示す。図５のフローチャートと、実施例１で説明したフィルタ故障診断ルーチンのフローチャートとの相違点は、フィルタ故障診断ルーチン２においては、Ｓ１０３の処理の後には、Ｓ２０１において、液体燃料のみの使用中か否かが判定される点と、ステップＳ１０６において、気体燃料であるＣＮＧが使用されていると判定された場合に、フィルタ故障診断を終了する点である。

より具体的には、フィルタ故障診断ルーチン２においては、Ｓ１０１においてフィルタの故障診断中でないと判定され、Ｓ１０３においてフィルタの故障診断開始条件が成立していると判定された場合に、Ｓ２０１においてさらに、液体燃料であるガソリンのみ使用中か否かが判定される。そして、液体燃料のみ使用中ではない、すなわち気体燃料であるＣＮＧが使用されていると判定された場合には、フィルタ１０の故障診断を開始させず本ルーチンを一旦終了させる。これにより、フィルタ１０の故障診断は、液体燃料であるガソリンが用いられている場合のみ実施されるようになる。

また、Ｓ１０６において気体燃料であるＣＮＧが使用されていると判定された場合には、Ｓ１１４に進みフィルタ１０の故障診断を途中終了する。これによれば、フィルタ１０の故障診断の実行中に気体燃料であるＣＮＧが使用された場合には、フィルタ１０の故障判定は出来なくなる。従って、フィルタ１０の故障診断の実行中に気体燃料であるＣＮＧが使用されることでフィルタ１０の故障診断の精度が低下することをより確実に防止することができる。

フィルタ故障判定ルーチン２のＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例において判定手段に相当する。また、フィルタ故障判定ルーチンのＳ１０７及びＳ１０９の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例においてＰＭ量推定手段に相当する。

＜実施例３＞
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例においては、フィルタ１０の故障診断は、液体燃料であるガソリン使用時に開始され、フィルタ１０の故障診断中に、気体燃料であるＣＮＧが使用された場合に、ＣＮＧが使用される期間中は、フィルタ１０の故障診断を中断し、内燃機関１が次にガソリンのみの使用を開始した際に、フィルタ１０の故障診断を中断時の状態から再開する制御について説明する。なお、本実施例においても、内燃機関１は、気体燃料と液体燃料のいずれか一方を選択して使用可能であるが、気体燃料と液体燃料の混合燃料をすることはないことを前提としている。

図６には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチン３のフローチャートを示す。図６のフローチャートと、実施例２で説明したフィルタ故障診断ルーチン２のフローチャートとの相違点は、フィルタ故障診断ルーチン３においては、ステップＳ１０６において、気体燃料であるＣＮＧが使用されていると判定された場合に、Ｓ１１４に進みフィルタ１０の故障診断を終了するのではなく、タイムカウント及びフィルタ下流を通過するＰＭ量及びその積算値の演算を中断する点である。

より具体的には、フィルタ故障診断ルーチン３のＳ１０６において、気体燃料であるＣＮＧが使用されていると判定された場合には、Ｓ２０２に進み、フィルタ１０の故障診断におけるタイムカウントを中断し、本ルーチンを一旦終了する。そして、その後に本ルーチンが実行された際に、ガソリンの使用が再開されている場合、すなわち、Ｓ１０６において気体燃料使用中ではないと判定された場合には、Ｓ２０３に進み、タイムカウント中断中か否かが判定される。そして、タイムカウント中断中すなわち、フィルタ１０の故障診断が中断中の場合には、Ｓ２０４に進んでタイムカウントが再開される。その上で、Ｓ１０７、Ｓ１０８に進んでフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量の演算と、その積算値の演算が再開される。

これによれば、フィルタ１０の故障診断が開始されてから、気体燃料であるＣＮＧが用いられるようになるまでの、フィルタ１０の故障診断の処理を無駄にすることなく、内燃機関が次に液体燃料であるガソリンの使用が開始された後に、フィルタ１０の故障診断を
完了させることが可能となる。

本実施例におけるフィルタ故障判定ルーチン３のＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例において判定手段に相当する。また、フィルタ故障判定ルーチンのＳ１０７及びＳ１０９の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例においてＰＭ量推定手段に相当する。

＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例におけるフィルタ１０の故障診断では、フィルタ１０の故障診断中に、使用燃料が液体燃料であるガソリンから気体燃料であるＣＮＧに切換った直後において、排気系に残存しているＰＭが、その後もフィルタ１０の下流を通過することにより、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量が直ちに零にならない点を考慮した。また、使用燃料が再度、気体燃料であるＣＮＧから液体燃料であるガソリンに切換った直後において、内燃機関１から排出されるＰＭが、直ぐにはフィルタ１０の下流を通過し始めず、排気管やフィルタ１０等の排気系に付着することにより、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量が直ちに元に戻る訳ではない点を考慮した。なお、本実施例においても、内燃機関１は、気体燃料と液体燃料のいずれか一方を選択して使用可能であるが、気体燃料と液体燃料の混合燃料をすることはないことを前提としている。

図７には、フィルタ１０の故障診断中に、使用燃料がガソリンからＣＮＧに切換った場合に、排気管６やフィルタ１０等の排気系に残存しているＰＭがフィルタ１０の下流を通過する点と、使用燃料が再度、ＣＮＧからガソリンに切換った直後に、内燃機関１から排出されるＰＭが、フィルタ１０の下流を直ぐには通過し始めず、排気管６やフィルタ１０に付着する点とを織り込んだ場合の、内燃機関１から排出されるＰＭの量と、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の変化を示す。

図中、ハッチングで示すのは、図３と同様、燃料としてＣＮＧを使用している期間である。図７の下段に示すように、使用燃料がガソリンからＣＮＧに切換った直後の第１過渡期間には、基本的に、内燃機関１から排出されるＰＭはなくなるものの、その時点で排気管６や、フィルタ１０に付着しているＰＭの一部が脱落してフィルタ１０の下流を通過する。そして、その量は時間とともに減少して、第１過渡期間の終了時には、ほぼ零となる。

また、使用燃料がＣＮＧからガソリンに再度切換った直後の第２過渡期間においては、内燃機関１からはＰＭが排出され始めるが、初期的には排気管６やフィルタ１０に付着するＰＭの量が相対的に多いため、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量は直ちに元に戻るのではなく、徐々に増加することになる。そして、第２過渡期間の終了時には、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量は、燃料として継続的にガソリンを使用している場合と同等の量となる。本実施例では、この第１過渡期間及び、第２過渡期間における、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の変化を、フィルタ故障診断に織り込むこととした。

図８には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチン４のフローチャートを示す。本ルーチンと、図４に示したフィルタ故障診断ルーチンとの相違点は、Ｓ１０６の処理の後に、Ｓ３０１〜Ｓ３０４の処理が追加された点である。

本ルーチンにおいては、Ｓ１０６において、気体燃料であるＣＮＧが使用されていると判定された場合にＳ３０１に進む。Ｓ３０１においては、第１過渡期間中か否かが判定される。ここで第１過渡期間とは前述のとおり、使用燃料がガソリンからＣＮＧに切換った後、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量が略零になるまでの過渡的な期間であり、その長さを予め、実験的、理論的あるいはシミュレーション的に求めるようにしてもよい。
Ｓ３０１において、第１過渡期間ではないすなわち、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量が略零になっている期間であると判定された場合には、Ｓ１０８に進む。Ｓ１０８以降の処理は実施例１で説明した内容と同等であるので、ここでは説明を割愛する。

一方、Ｓ３０１において、第１過渡期間であると判定された場合には、Ｓ３０２に進む。Ｓ３０２においては、使用燃料がガソリンからＣＮＧに切換った後に、前回Ｓ３０２が実行されてから今回Ｓ３０２が実行されるまでの間に、排気系に残存しているＰＭが通過することにより、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量である第１過渡排出ＰＭ量を演算する。具体的には、想定されたフィルタすり抜け率の他、使用燃料がガソリンからＣＮＧに切換わる前後の内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度及び、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一つのパラメータを使用して公知の計算式に基づいて演算してもよい。

あるいは、想定したフィルタのすり抜け率の他、使用燃料がガソリンからＣＮＧに切換わる前後の内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度及び、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一と、第１過渡ＰＭ量の演算値との関係を格納したマップから、その時点における前記各パラメータに応じた、第１過渡ＰＭ量の値を読み出すことによって実質的に演算するようにしてもよい。

Ｓ３０２の処理が終了するとＳ１０９に進み、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値を演算する。より具体的には、本ルーチンにおける前回実行したＳ１０９の処理において演算されたＰＭの量の積算値に対し、今回Ｓ３０２において演算されたフィルタ１０の下流における第１過渡排出ＰＭ量を加算する。Ｓ１０９の処理が終了するとＳ１１０の処理が実行される。Ｓ１１０以降の処理は、実施例１において説明した内容と同等であるのでここでは説明を割愛する。

次に、Ｓ１０６において気体燃料使用中でないと判定された場合には、Ｓ３０３に進む。Ｓ３０３においては、第２過渡期間中か否かが判定される。ここで第２過渡期間とは前述のとおり、使用燃料がＣＮＧからガソリンに切換った後、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量が零から徐々に増加して通常運転中の状態になるまでの期間であり、その長さを予め、実験的、理論的あるいはシミュレーション的に求めるようにしてもよい。Ｓ３０３において、第２過渡期間ではないすなわち、燃料としてガソリンを使用している期間が継続しておりフィルタ１０の下流を通過するＰＭの量が過渡状態でなく通常運転中の状態になっていると判定された場合には、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７以降の処理の内容は実施例１において説明した内容と同等であるのでここでは説明を割愛する。

一方、Ｓ３０３において、第２過渡期間であると判定された場合には、Ｓ３０４に進む。Ｓ３０４においては、使用燃料がＣＮＧからガソリンに切換った後に、前回Ｓ３０４が実行されてから今回Ｓ３０４が実行されるまでの間に、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量である第２過渡排出ＰＭ量を演算する。

具体的には、想定されたフィルタすり抜け率の他、使用燃料がＣＮＧからガソリンに切換わる前後の内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度及び、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一つのパラメータを使用して公知の計算式に基づいて演算してもよい。あるいは、想定されたフィルタすり抜け率の他、使用燃料がＣＮＧからガソリンに切換わる前後の内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度及び、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一と、第２過渡ＰＭ量の演算値との関係を格納したマップから、その時点における前記各パラメータに応じた、第２過渡ＰＭ量の値を読み出すことによって実質的に演算するようにしてもよい。

Ｓ３０４の処理が終了するとＳ１０９に進み、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値を演算する。より具体的には、本ルーチンにおいて前回実行したＳ１０９の処理で演算されたＰＭの量の積算値に対し、今回Ｓ３０４において演算されたフィルタ１０の下流における第２過渡排出ＰＭ量を加算する。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１１０の処理が実行される。Ｓ１１０以降の処理は、実施例１において説明した内容と同等であるのでここでは説明を割愛する。

以上、説明したとおり、本実施例においては、使用燃料が切換った直後の過渡期である第１過渡期間と第２過渡期間においては、使用燃料が切換ってから充分な時間が経過した状態でフィルタ１０の下流を通過するＰＭの量とは異なる算出法により、当該期間中にフィルタ１０の下流を通過するＰＭの量を算出し、このＰＭの量を用いてフィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値を演算することとした。よって、使用燃料の切換え時の過渡的な現象を織り込んだ上で、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の積算値を演算することが可能となり、より精度よく、フィルタ１０の故障診断を行うことが可能となる。

ここで、第１過渡排出ＰＭ量及び第２過渡排出ＰＭ量は、内燃機関１の運転状態が高負荷高回転数になり、排気流量が多く、排気温度が高く、想定されたフィルタすり抜け率に応じて決まるＰＭすり抜け量が多く、フィルタにおけるＰＭ堆積量が多いほど、多くなる傾向があると考えられる。排気流量が多いほど第１過渡排出ＰＭ量及び第２過渡排出ＰＭ量が多くなるのは、排気管の壁面に付着するＰＭの量は少なくなりフィルタをすり抜けるＰＭの量は多くなると考えられるからである。また、排気温度が高いほど第１過渡排出ＰＭ量及び第２過渡排出ＰＭ量が多くなるのは、排気温度が高いほど分子運動が活発になるため排気管の壁面に付着するＰＭの量は少なくなると考えられるからである。

なお、フィルタ故障診断ルーチン４における、Ｓ１０７〜Ｓ１０９の処理を実行するためのプログラムまたは、それを実行するＥＣＵ２０は、ＰＭ量推定手段に相当する。また、Ｓ３０２、Ｓ３０４及びＳ１０９の処理を実行するためのプログラムまたは、それを実行するＥＣＵ２０は、過渡期間ＰＭ量推定手段に相当する。

また、本実施例においては、液体燃料であるガソリンのみが使用されている状態から気体燃料としてのＣＮＧのみが使用されている状態に切換る場合について説明した。しかしながら、本発明が適用されるのは、そのような場合に限られない。例えば、混合燃料が使用されている場合であって、液体燃料であるガソリンの燃料噴射量の、気体燃料であるＣＮＧの燃料噴射量に対する割合が切換えられた場合にも適用されることができる。

＜実施例５＞
次に、実施例５について説明する。本実施例においては、フィルタ１０の故障診断中に気体燃料であるＣＮＧが用いられた場合に、フィルタ１０の故障診断においてフィルタ下流を通過するＰＭの量をゼロとしてカウントするが、フィルタ１０の故障診断を中断している間に所定の条件が成立した場合には、フィルタ１０の故障診断を途中終了する例について説明する。なお、本実施例においても、内燃機関１は、気体燃料と液体燃料のいずれか一方を選択して使用可能であるが、気体燃料と液体燃料の混合燃料をすることはないことを前提としている。

図９には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチン５のフローチャートを示す。本ルーチンと、図４に示したフィルタ故障診断ルーチンとの相違点は、Ｓ１０６の処理の後に、Ｓ４０１〜Ｓ４０４の処理が追加された点である。

本ルーチンにおいては、Ｓ１０６において、気体燃料であるＣＮＧが使用されたと判定された場合に、Ｓ４０１に進む。Ｓ４０１においては、ＰＭセンサ２５への印加電圧を上
昇させるか、既に印加電圧が上昇している場合には、その状態を維持させる。。このことで、Ｓ１０８に示すようにフィルタ１０の下流を通過するＰＭ量を０とする際には、ＰＭセンサ２５における電極間の電圧を上昇させ静電捕集力を上昇させる。これにより、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが剥がれ落ちることを抑制できる。Ｓ４０１の処理が終了するとＳ４０２に進む。

Ｓ４０２においては、ＰＭセンサ２５の出力の変化が一定値以上か否かが判定される。より具体的には、前回の本ルーチンの実行時にもＳ４０２の処理が実行されており、その際のＰＭセンサ２５の出力値と今回のＰＭセンサ２５の出力値の差が一定値以上か否かが判定される。ここで、ＰＭセンサ２５の出力の変化が一定値以上と判定された場合には、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量を０としている期間中に、例えば、排気中の異物がＰＭセンサ２５に付着するか、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが剥がれ落ちるなどの状態変化があったと考えられる。従って、このような場合にはフィルタ１０の故障診断を精度よく行うことが困難と判断されるので、フィルタ１０の故障診断を途中終了する。

一方、Ｓ４０２において、ＰＭセンサ２５の出力変化が一定値未満であると判定された場合には、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量を０とする際に期間中に、大きな状態変化はなかったと考えられるので、Ｓ４０３に進む。なお、Ｓ４０２における一定値とは、ＰＭセンサ２５の出力の自然変動の範囲より大きな値であり、ＰＭセンサ２５の出力変動がこれ以上の場合には、異物がＰＭセンサ２５に付着するか、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが剥がれ落ちるなどの状態変化があったと考えられる閾値である。この一定値の値は予め実験的、理論的またはシミュレーションによって求められてもよい。

Ｓ４０３においては、内燃機関１の排気流量が一定流量以上であるか、または、排気温度が一定温度以上であるかが判定される。ここで排気流量が一定流量以上と判定された場合には、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが剥がれ落ちる可能性が高いと考えられる。また、排気温度が一定温度以上と判定された場合には、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが酸化除去される可能性が高いと考えられる。従って、これらの場合には、フィルタ１０の故障診断を途中終了する。一方、排気流量が一定流量未満であり、且つ、排気温度が一定温度未満と判定された場合には、ＰＭセンサ２５に堆積したＰＭが剥がれ落ちたり、酸化除去されたりする可能性が低く、このままフィルタ１０の故障判定の中断状態を継続しても、フィルタ１０の故障診断の精度を高く維持できると判断できるので、Ｓ４０４に進む。

なお、Ｓ４０３における一定流量とは、排気流量がそれ以上である場合には、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが剥がれ落ちる可能性が高いと判断される閾値である。また、Ｓ４０３における一定温度とは、排気温度がそれより以上である場合には、ＰＭセンサ２５の電極間に堆積したＰＭが酸化除去される可能性が高いと判断される閾値である。この一定流量及び一定温度は予め実験的、理論的またはシミュレーションによって求められてもよい。

次に、Ｓ４０４においては、フィルタ１０の下流を通過するＰＭ量を０としている期間中における、内燃機関１の機関回転速度及び機関負荷による運転状態が、使用燃料がＣＮＧであっても内燃機関１からＰＭが排出される一定範囲内か否かが判定される。ここで、機関回転速度及び機関負荷が一定範囲内であると判定された場合には、燃焼室２内で局所的なリッチ箇所ができるか、燃焼不安定が生じ易く、ＣＮＧ燃料を使用している期間中にも内燃機関１からＰＭが排出される可能性が高いと判断されるので、この場合には、フィルタ１０の故障診断を一旦終了する。一方、Ｓ４０４において、機関回転速度及び機関負荷による運転状態が一定範囲外であると判定された場合には、気筒内で局所的なリッチ箇
所は生じ難く、また、燃焼不安定が生じ難く、ＣＮＧ燃料を使用している期間中に内燃機関１からＰＭが排出される可能性は低いと判断されるのでＳ１０８の処理に進む。

なお、Ｓ４０４における一定範囲とは、機関回転速度及び機関負荷による運転状態がその範囲内である場合には、燃焼室内で局所的なリッチ箇所ができるか、燃焼不安定が生じ易く、ＣＮＧ燃料を使用している期間中にも内燃機関１からＰＭが排出される可能性が高いと判断される運転状態の範囲である。この一定範囲は予め実験的、理論的またはシミュレーションによって求められてもよい。

本ルーチンにおける、Ｓ１０８〜Ｓ１１４の処理の内容は、実施例１で説明したものと同等であるので、ここでは説明を割愛する。

以上、本実施例によれば、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量を０としている期間中に、ＰＭセンサ２５に堆積されたＰＭの状態が変化しづらいようにできるとともに、ＰＭセンサ２５に堆積されたＰＭの状態が変化する可能性が高い場合には、フィルタ１０の故障診断を途中終了するようにしたので、フィルタ１０の故障診断の精度をさらに向上させることが可能である。

なお、本実施例においては、Ｓ１０６で肯定判定された場合に、Ｓ４０１〜Ｓ４０４の処理の全てを行うフローについて説明したが、Ｓ４０１〜Ｓ４０４のうちの一部の処理だけを行うようにしても構わない。なお、フィルタ故障判定ルーチン５のＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例において判定手段に相当する。また、フィルタ故障判定ルーチンのＳ１０７〜Ｓ１０９の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例においてＰＭ量推定手段に相当する。

＜実施例６＞
次に、実施例６について説明する。本実施例は、実施例３で示したように、フィルタ１０の故障診断は、液体燃料であるガソリン使用時に開始され、フィルタ１０の故障診断中に、気体燃料であるＣＮＧが使用された場合に、フィルタ１０の故障診断を中断し、内燃機関１が次にガソリンのみの使用を開始した際に、フィルタ１０の故障診断を中断時の状態から再開する制御である。

そして、本実施例ではさらに、フィルタ１０の故障診断中に気体燃料であるＣＮＧが用いられた場合に、フィルタ１０の故障診断を中断している間に所定の条件が成立した場合には、フィルタ１０の故障診断を途中終了する。なお、本実施例においても、内燃機関１は、気体燃料と液体燃料のいずれか一方を選択して使用可能であるが、気体燃料と液体燃料の混合燃料をすることはないことを前提としている。

図１０には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチン６のフローチャートを示す。本ルーチンと、図６に示したフィルタ故障診断ルーチン３との相違点は、Ｓ１０６の処理の後に、Ｓ４０１〜Ｓ４０４の処理が追加された点である。

本ルーチンにおいては、Ｓ１０６において、気体燃料であるＣＮＧが使用されたと判定された場合に、実施例３で説明したと同様、先ずＳ２０２に進み、タイムカウントを中断する。そして、Ｓ２０２の処理が終了するとＳ４０１に進む。Ｓ４０１〜Ｓ４０４の処理の内容については実施例５で説明した内容と同等であるので、ここでは説明を省略する。

なお、Ｓ４０４において、機関回転速度及び機関負荷が一定範囲内であると判定された場合には、Ｓ１１４に進み、フィルタ１０の故障診断を途中終了する。一方、Ｓ４０４において、機関回転速度及び機関負荷による運転状態が一定範囲外であると判定された場合
には本ルーチンをそのまま一旦終了する。

以上、本実施例によれば、フィルタ１０の故障診断中に気体燃料であるＣＮＧが使用されることで、フィルタ１０の故障診断が中断している期間中に、ＰＭセンサ２５に堆積されたＰＭの状態が変化しづらいようにできるとともに、ＰＭセンサ２５に堆積されたＰＭの状態が変化する可能性が高い場合には、フィルタ１０の故障診断を途中終了するようにした。従って、フィルタ１０の故障診断の精度をさらに向上させることが可能である。

なお、本実施例においても、Ｓ１０６において肯定判定された場合にＳ４０１〜Ｓ４０４の処理の全てを行うフローについて説明したが、Ｓ４０１〜Ｓ４０４のうちの一部の処理だけを行うようにしても構わない。

フィルタ故障判定ルーチン６のＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例において判定手段に相当する。また、フィルタ故障判定ルーチンのＳ１０７及びＳ１０９の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例においてＰＭ量推定手段に相当する。

＜実施例７＞
次に、実施例７について説明する。上記の実施例１〜６においては、フィルタの故障診断の実行中に、液体燃料であるガソリンのみを使用する状態から、気体燃料としてのＣＮＧのみを使用する状態に切換える場合について説明した。それに対し、本実施例においては、フィルタの故障診断の実行中に、液体燃料であるガソリンのみを使用する状態から、液体燃料であるガソリンと気体燃料であるＣＮＧの混合燃料を使用する状態とする場合の制御について説明する。

フィルタの故障診断の実行中に、ガソリンとＣＮＧの混合燃料を使用する状態となった場合には、気体燃料の使用中においても、混合燃料におけるガソリンの含有比率に応じたＰＭが内燃機関１から排出され、フィルタ１０の下流を通過する点が、上記の実施例１〜６とは異なる。これに対し、本実施例では、混合燃料を使用している場合には、気体燃料使用中であっても、併せて使用される液体燃料の量に応じて、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量を演算して積算することにした。

図１１には、本実施例におけるフィルタ故障診断ルーチン７のフローチャートを示す。本ルーチンにおけるＳ１０１〜Ｓ１０６の処理の内容は実施例１で説明したフィルタ故障診断ルーチンの処理と同等であるので、ここでは説明を省略する。本ルーチンのＳ１０６において、気体燃料使用中であると判定された場合には、Ｓ５０１に進む。

Ｓ５０１においては、使用中の燃料が液体燃料としてのガソリンと気体燃料としてのＣＮＧが混合された混合燃料であるか否かが判定される。Ｓ５０１において混合燃料の使用中であると判定された場合には、Ｓ５０２に進む。一方、混合燃料の使用中でない、すなわち燃料の全てがＣＮＧであると判定された場合にはＳ１０８に進む。

Ｓ５０２においては、混合燃料中のガソリンの量に応じて、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量を演算する。より具体的には、ＥＣＵ２０によって、前回のフィルタ故障診断ルーチン７の実行時から今回のフィルタ故障診断ルーチン５の実行時までの間に、ガソリンの使用によってフィルタ１０の下流を通過したＰＭ量が演算される。この値は、前回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時から今回のフィルタ故障診断ルーチンの実行時までの間にフィルタ１０の下流を通過したＰＭの量を、想定したフィルタ１０のすり抜け率の他、内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度、フィルタに堆積したＰＭ量のうちの少なくとも一のパラメータと、混合燃料中のガソリンの比率（例えば、重量％）を使用して
公知の計算式に基づいて演算してもよい。

あるいは、想定したフィルタ１０のすり抜け率の他、内燃機関１の運転状態、排気流量、排気温度、フィルタ１０におけるＰＭ堆積量の推定値、の少なくとも一及び、混合燃料中のガソリンの比率（例えば、重量％）と、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量の演算値との関係を格納したマップから、その時点における前記各パラメータに応じた、フィルタ１０の下流を通過したＰＭの量の値を読み出すことによって実質的に演算するようにしてもよい。Ｓ５０２の処理が終了するとＳ１０９に進む。Ｓ１０９以降の処理の内容は実施例１で説明したフィルタ故障診断ルーチンの処理と同等であるので、ここでは説明を省略する。

以上、説明したように、本実施例においては、気体燃料と液体燃料の混合燃料が使用されている場合には、混合燃料のうちの液体燃料量に基づいて、フィルタ１０の下流を通過するＰＭの量を演算することとした。これによれば、気体燃料使用時に使用される燃料が液体燃料と気体燃料の混合燃料であっても、気体燃料のみが使用される場合と同様、フィルタ１０の故障診断の精度が低下することを抑制することが可能となる。

なお、上記の実施例においては、液体燃料としてガソリン、気体燃料としてＣＮＧを使用する例について説明したが、本発明は、ガソリンとＣＮＧ以外の液体燃料と気体燃料の組み合わせにも適用できる。

フィルタ故障判定ルーチンのＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例において判定手段に相当する。また、フィルタ故障判定ルーチン７のＳ１０７〜Ｓ１０９の処理を実行するプログラム及びＥＣＵ２０は、本実施例においてＰＭ量推定手段に相当する。

１・・・内燃機関
２・・・燃焼室
６・・・排気管
８・・・排気ポート
１０・・・フィルタ
１７・・・ＣＮＧ供給装置
１７ａ・・・ＣＮＧ噴射弁
１７ｂ・・・ＣＮＧ供給管
１７ｃ・・・ＣＮＧボンベ
１８・・・ガソリン供給装置
１８ａ・・・ガソリン噴射弁
１８ｂ・・・ガソリン供給管
１８ｃ・・・ガソリンタンク
２０・・・ＥＣＵ
２１・・・クランクポジションセンサ
２２・・・アクセルポジションセンサ
２４・・・排気温度センサ
２５・・・ＰＭセンサ

Claims (9)

1. 気体燃料及び液体燃料を使用可能な内燃機関の排気中の微粒子物質を捕集するフィルタの故障診断を行う、内燃機関のフィルタ故障診断装置であって、
   前記内燃機関の排気通路における前記フィルタの下流側に設けられ、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を検出するＰＭ量検出センサと、
   前記排気通路における前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を、燃料噴射量と所定のパラメータとに基づいて推定するＰＭ量推定手段と、
   前記ＰＭ量検出センサによって検出された前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の所定期間における積算量と、前記ＰＭ量推定手段により推定された前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量とによって、前記フィルタの故障を判定する判定手段と、
   を備え、
   前記ＰＭ量推定手段は、前記気体燃料の燃料噴射量と前記液体燃料の燃料噴射量のうち前記液体燃料の燃料噴射量のみと前記所定のパラメータとに基づいて、前記排気通路における前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の積算量を推定することを特徴とする内燃機関のフィルタ故障診断装置。
2. 前記所定期間は、前記ＰＭ量推定手段による、前記フィルタの下流側の前記排気通路を通過する微粒子物質の積算量の推定の開始時から、該積算量が規定値となるまでの期間であり、
   前記判定手段は、前記ＰＭ量検出センサによって検出された、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量が所定の閾値より大きい場合に、前記フィルタが故障と判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
3. 前記液体燃料の燃料噴射量の前記気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた際に生ずる、前記フィルタの下流側の前記排気通路を通過する微粒子物質の量の変化が収束するまでの過渡期間における、前記フィルタの下流側の前記排気通路を通過する微粒子物質の積算量を推定する過渡期間ＰＭ量推定手段をさらに備え、
   前記所定期間中に前記液体燃料の燃料噴射量の前記気体燃料の燃料噴射量に対する割合が切換えられた場合に、前記過渡期間においては、前記ＰＭ量推定手段により推定された前記微粒子物質の積算量の代わりに、前記過渡期間ＰＭ量推定手段により推定された、前記微粒子物質の積算量が積算されることで、前記フィルタの下流を通過する排気中の微粒子物質の前記所定期間における積算量が推定されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
4. 前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、
   前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中は、前記フィルタの故障診断を中断し、前記内燃機関が次に前記液体燃料のみの使用を開始した際に、前記フィルタの故障診断を前記中断時の状態から再開することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
5. 前記ＰＭ量検出センサは、電圧が印加されることにより、前記微粒子物質を静電的に捕集可能であり、
   前記ＰＭ量検出センサにおける前記微粒子物質の静電的な捕集力は、前記印加電圧が高いほど増加し、
   前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始
   するとともに、
   前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中は、前記ＰＭ量検出センサへの印加電圧を高めることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
6. 前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、
   前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記ＰＭ量検出センサの出力信号が所定量以上変化したときには、前記フィルタの故障診断を途中終了することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
7. 前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、
   前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記内燃機関の排気温度が所定温度以上となるか、または、前記内燃機関の排気流量が所定流量以上となったときには、前記フィルタの故障診断を途中終了することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
8. 前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、
   前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する状態から前記気体燃料のみを使用する状態に切換えられた場合は、前記内燃機関が前記気体燃料のみを使用する期間中に、前記内燃機関の運転状態が、前記内燃機関が気体燃料を使用しても微粒子物質が生じる虞のある回転速度及び負荷の範囲である所定運転状態に属したときには、前記フィルタの故障診断を途中終了することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。
9. 前記内燃機関が前記液体燃料のみを使用する期間中に、前記フィルタの故障診断を開始するとともに、
   前記フィルタの故障診断の途中で、前記内燃機関が前記気体燃料を使用した場合は、前記フィルタの故障診断を途中終了することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関のフィルタ故障診断装置。

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