WO2019102707A1 - 異常判定装置 - Google Patents

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WO2019102707A1
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filter
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真吾 中田
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the disclosure described in the present specification relates to an abnormality determination device that determines an abnormality in a particulate filter.
  • a particulate filter abnormality determining method is known.
  • the particulate filter is provided in the exhaust passage.
  • An upstream exhaust temperature sensor is disposed in the exhaust passage upstream of the particulate filter.
  • a downstream exhaust temperature sensor is disposed in the exhaust passage downstream of the particulate filter. Output signals of the upstream exhaust temperature sensor and the downstream exhaust temperature sensor are input to the ECU.
  • the ECU detects an abnormality of the particulate filter based on the input output signal.
  • the upstream side exhaust temperature sensor and the downstream side exhaust temperature sensor are required to detect the abnormality of the particulate filter. Therefore, there was an issue that the number of parts was large.
  • an object of the disclosure described in the present specification is to provide an abnormality determination device capable of detecting an abnormality in a particulate filter while suppressing an increase in the number of parts.
  • An abnormality determination device includes an exhaust gas temperature sensor for detecting the temperature of exhaust gas provided downstream of a particulate filter provided in an exhaust gas passage through which exhaust gas from a gasoline engine is discharged; A determination unit that determines an abnormality of the particulate filter based on a change in output of the exhaust gas temperature sensor at the time of change in operation of the gasoline engine in which a change occurs in the temperature of the exhaust gas discharged.
  • the output of the exhaust temperature sensor provided on the downstream side of the particulate filter is changed behind the change of the operating condition of the gasoline engine.
  • the particulate filter is not attached to the exhaust passage or a defect such as a hole occurs, heat transfer between the particulate filter and the exhaust gas does not occur or decreases. Therefore, the output of the exhaust temperature sensor changes following the change in the operating condition of the gasoline engine without delay as compared with the case where the particulate filter is normally attached to the exhaust passage.
  • the abnormality of the particulate filter can be determined based on the change in the output of the exhaust gas temperature sensor at the time of the change in the operation of the gasoline engine which causes the temperature change of the exhaust gas in the exhaust passage as described above.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining a combustion system
  • FIG. 2 is a timing chart for explaining the time change of the detected temperature
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining abnormality determination of the particulate filter.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the abnormality determination condition.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the abnormality determination condition.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the abnormality determination condition.
  • the combustion system 200 includes an abnormality determination device 100, an intake passage 110, an engine 120, an exhaust passage 130, a catalytic converter 140, and a PM filter 150.
  • Engine 120 corresponds to a gasoline engine.
  • PM filter is an abbreviation of particulate filter.
  • the engine 120 has a cylinder 121, a piston 122, an intake valve 123, an injector 124, an exhaust valve 125, and a spark plug 126.
  • a piston 122 is provided in the cylinder 121.
  • the combustion chamber 120 a is divided by the cylinder 121 and the piston 122.
  • the piston 122 reciprocates up and down in the cylinder 121.
  • the cylinder 121 is formed with an opening for communicating the combustion chamber 120 a with the intake port of the cylinder head.
  • An intake valve 123 is provided at this opening.
  • an intake pipe in which an intake passage 110 is formed therein is connected to an intake port via an intake manifold.
  • the communication between the combustion chamber 120 a and the intake port is controlled by the drive of the intake valve 123.
  • a throttle valve 111 is provided in the intake passage 110 located upstream of the intake port. By adjusting the opening degree of the throttle valve 111, the amount of gas in the intake passage 110 taken into the engine 120 from the intake passage 110 is adjusted.
  • the injector 124 injects a mist of gasoline fuel into the combustion chamber 120a.
  • the injection of gasoline fuel from the injector 124 to the combustion chamber 120a is performed within the period from the start of the intake stroke to the end of the compression stroke. As a result, a mixed gas of the gas of the intake passage 110 and the gasoline fuel is formed in the combustion chamber 120a.
  • the cylinder 121 is formed with an opening for communicating the combustion chamber 120 a with the exhaust port of the engine head.
  • An exhaust valve 125 is provided at this opening.
  • An exhaust pipe in which an exhaust passage 130 is formed is connected to an exhaust port via an exhaust manifold.
  • the communication between the combustion chamber 120 a and the exhaust port is controlled by driving the exhaust valve 125.
  • the spark plug 126 generates spark discharge in the combustion chamber 120a.
  • the spark discharge in the spark plug 126 occurs when the mixed gas in the combustion chamber 120 a is compressed and the piston 122 is located near the top dead center of the cylinder 121. Thereby, the mixed gas of the combustion chamber 120a burns.
  • the mixed gas in the combustion chamber 120a expands, whereby the piston 122 descends.
  • the kinetic energy of the piston 122 due to this combustion is converted to rotational energy of the crankshaft.
  • the rotational energy of the crankshaft is output to a drive wheel or the like through the power transmission device.
  • the exhaust valve 125 causes the combustion chamber 120a to communicate with the exhaust port.
  • the exhaust gas generated by the combustion of the mixed gas is discharged from the combustion chamber 120a to the exhaust port.
  • the exhaust gas is discharged to the exhaust passage 130 through the exhaust manifold.
  • a catalytic converter 140 and a PM filter 150 are provided in the exhaust passage 130. Assuming that the combustion chamber 120 a side of the exhaust passage 130 is upstream and the opposite side is downstream, the catalytic converter 140 is provided upstream of the PM filter 150.
  • the exhaust gas contains nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons.
  • the catalytic converter 140 functions to convert these three air pollutants into nitrogen, carbon dioxide and water.
  • the exhaust gas also contains particulate matter.
  • the PM filter 150 functions to remove this particulate matter.
  • Catalytic converter 140 can not fully exhibit its function unless the temperature is high to a certain extent. Therefore, catalytic converter 140 is warmed up by combustion drive of engine 120 when engine 120 is started as described later. When the catalyst is applied to the PM filter 150, the catalyst is also warmed up by the combustion drive of the engine 120.
  • the combustion system 200 also includes a sensor 160 that detects various physical quantities.
  • a sensor 160 that detects various physical quantities.
  • this sensor 160 for example, there are a rotation angle sensor 161, a water temperature sensor 162, an air-fuel ratio sensor 163, a flow rate sensor 164, a pressure sensor 165, and an exhaust temperature sensor 166 shown in FIG.
  • a throttle opening sensor (not shown) which is different from the illustrated sensors.
  • a rotation angle sensor 161 shown in FIG. 1 detects the number of rotations of the engine 120.
  • a water temperature sensor 162 detects the temperature (cooling water temperature) of a refrigerant such as water that cools the engine 120.
  • the air-fuel ratio sensor 163 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas.
  • the flow rate sensor 164 detects the amount of gas in the intake passage 110 sucked into the combustion chamber 120a.
  • the pressure sensor 165 detects the pressure of the exhaust gas.
  • An exhaust temperature sensor 166 detects the temperature of the exhaust gas. The exhaust temperature sensor 166 is also included in the abnormality determination device 100 as described later.
  • the abnormality determination device 100 includes the ECU 10 and the exhaust gas temperature sensor 166 described above.
  • the ECU 10 has a microcomputer and a memory.
  • a detection signal of a sensor 160 including an exhaust temperature sensor 166 is input to the ECU 10.
  • the ECU 10 is electrically connected to another in-vehicle ECU via a wiring (not shown).
  • a signal is also input to the ECU 10 from the in-vehicle ECU.
  • the ECU 10 controls the drive of the engine 120 based on the detection signals of these sensors and the signals input from the on-vehicle ECU.
  • the ECU 10 also plays a role in detecting an abnormality of the PM filter 150.
  • the exhaust temperature sensor 166 is provided on the downstream side of the PM filter 150 in the exhaust passage 130. Therefore, the exhaust temperature sensor 166 detects the temperature change of the exhaust gas on the downstream side of the PM filter 150.
  • the ECU 10 corresponds to a determination unit.
  • the ECU that controls the engine 120 and the ECU that detects an abnormality in the PM filter 150 may be separate units.
  • the abnormality of the PM filter 150 can be determined based on the output change of the exhaust gas temperature sensor 166 downstream of the PM filter 150 when the operation of the engine 120 changes due to the temperature change of the exhaust gas in the exhaust passage 130.
  • the operation change of the engine 120 which causes the temperature change of the exhaust gas of the exhaust passage 130 largely occurs, for example, at the following three times. That is, at the time of cold start, sudden transition, and fuel cut, a large temperature change of the exhaust gas in the exhaust passage 130 occurs.
  • the cold start is at the start of the engine 120 and the cooling water temperature is not so high.
  • the sudden transition is when the rotational speed of the engine 120 changes rapidly.
  • the fuel cut time is when the supply of gasoline fuel to the engine 120 is stopped.
  • the temperature of the PM filter 150 is approximately the ambient temperature. Therefore, when the engine 120 starts and exhausts exhaust gas to the exhaust port, the temperature of each portion of the exhaust port and the exhaust passage 130 downstream of the exhaust port increases by receiving heat from the exhaust gas. Immediately after the cold start, the temperature difference between the PM filter 150 and the exhaust gas is large. Therefore, when the exhaust gas flows into the PM filter 150, much heat of the exhaust gas is consumed to heat the PM filter 150 by heat transfer. The heat transfer from the exhaust gas to the PM filter 150 is continued until the temperature of the PM filter 150 rises near the temperature of the exhaust gas. Due to the heat transfer, the temperature change of the exhaust gas after passing through the PM filter 150 becomes gentle with respect to the temperature change of the exhaust gas flowing into the PM filter 150.
  • the abnormality of the PM filter 150 can be determined based on the temperature rise of the temperature (detected temperature) detected by the exhaust temperature sensor 166.
  • the delay in tracking the temperature of the exhaust gas downstream of the PM filter 150 due to the heat transfer between the PM filter 150 and the exhaust gas is the PM filter as well as the temperature difference between the PM filter 150 and the exhaust gas flowing into it immediately after cold start. It also depends on the heat capacity of 150 and the pressure loss coefficient.
  • the time change of the detected temperature also depends on the wall constituting the exhaust passage 130 upstream of the PM filter 150 and the heat capacity and pressure loss coefficient of the catalytic converter 140.
  • the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 120 to the exhaust port rapidly increases and decreases. Therefore, the temperature difference between the PM filter 150 and the exhaust gas flowing into the PM filter 150 becomes large, and heat transfer occurs between the exhaust gas and the PM filter 150. Therefore, when the PM filter 150 is normally attached to the exhaust passage 130 downstream of the exhaust port, the temperature change of the exhaust gas downstream of the PM filter 150 is slower than when the PM filter 150 is not properly attached. There is expected. Thus, the abnormality of the PM filter 150 can be determined based on the change in the detected temperature.
  • the abnormality of the PM filter 150 can be determined based on the specific temperature decrease of the detected temperature.
  • the temperature change of the exhaust gas largely occurs also when, for example, the intake amount (load) of the gas of the intake passage 110 to the combustion chamber 120a, the ignition timing, the air fuel ratio, etc. change rapidly.
  • the abnormality of the PM filter 150 can also be determined based on the temperature change of the exhaust gas downstream of the PM filter 150 at the time of the change of these operating conditions.
  • the above-mentioned fuel cut flag is referred to as an F / C flag in order to simplify the notation.
  • the air-fuel ratio is indicated as A / F.
  • the exhaust gas temperature immediately below the exhaust valve 125 is referred to as the most upstream exhaust temperature.
  • the detected temperature when the PM filter 150 is normal is indicated as the filter normal detected temperature.
  • the detected temperature when the PM filter 150 is abnormal is referred to as a filter abnormal detection temperature. The same applies to the drawings.
  • the F / C flag is included in the volatile memory of the ECU 10.
  • the most upstream exhaust temperature is the temperature on the most upstream side of the exhaust port and can be estimated based on the engine speed and the amount of gas in the intake passage 110 sucked into the combustion chamber 120a.
  • the most upstream exhaust temperature is estimated by the ECU 10.
  • the most upstream exhaust temperature corresponds to the temperature on the upstream side of the particulate filter.
  • the filter normal detection temperature exhibits a gradual behavior of temperature change compared to the uppermost stream exhaust temperature because of heat transfer between the PM filter 150 and the exhaust gas.
  • the temperature change of the filter abnormality detection temperature is steeper than the filter normal detection temperature. The filter abnormal detection temperature becomes close to the change behavior of the most upstream exhaust temperature.
  • a threshold value for determining a time of a sudden transition at the time of cold start of the engine 120 is stored. That is, as a threshold for determining the cold start time, a cold threshold to be compared with the cooling water temperature is stored in the non-volatile memory. As a threshold value for determining a sudden transition time, a sudden transient threshold value to be compared with a time change of the engine speed is stored in the non-volatile memory. Then, a fuel cut threshold value is stored in the non-volatile memory to determine whether the fuel cut is continued for a time suitable for determining the abnormality of the PM filter 150.
  • the cold threshold corresponds to the temperature threshold.
  • the sudden transient threshold corresponds to the rotation speed threshold.
  • the fuel cut threshold corresponds to the time threshold.
  • the non-volatile memory of the ECU 10 of the present embodiment stores an acceleration diagnostic temperature and a deceleration diagnostic temperature for determining whether a temperature change suitable for determining an abnormality of the PM filter 150 can be obtained. ing.
  • the acceleration diagnosis temperature corresponds to the first temperature.
  • the deceleration diagnosis temperature corresponds to the second temperature.
  • the acceleration diagnosis temperature is a value for determining whether or not the temperature change can be largely observed at the time of acceleration of the vehicle.
  • the ECU 10 determines that it is suitable for determining the abnormality of the PM filter 150.
  • the deceleration-time diagnostic temperature is a value for determining whether or not the temperature change can be largely observed when the vehicle is decelerating.
  • the ECU 10 determines that it is suitable for determining the abnormality of the PM filter 150.
  • the ECU 10 performs fuel cut at the time of deceleration. Therefore, the ECU 10 compares the diagnosis temperature at deceleration and the most upstream exhaust temperature at the time of fuel cut.
  • the ECU 10 of the present embodiment does not determine whether it is a sudden transition or not at the time of deceleration.
  • the ECU 10 determines whether or not it is a sudden transition time during acceleration. Then, the ECU 10 compares the acceleration diagnosis temperature with the most upstream exhaust temperature during this rapid transition.
  • the ECU 10 may determine whether it is a sudden transition time or not.
  • the ECU 10 compares the cooling water temperature with the cold threshold at the time of cold start. Therefore, the ECU 10 does not compare the diagnosis temperature with the most upstream exhaust temperature at cold start.
  • the change in the operation of the engine 120 and the change in the detected temperature of the exhaust temperature sensor 166 will be specifically described.
  • the vehicle speed is zero.
  • the engine speed is zero.
  • the cooling water temperature is about the ambient temperature.
  • the F / C flag is off.
  • a / F indicates lean.
  • the most upstream exhaust temperature is not estimated.
  • the filter normal detection temperature and the filter abnormality detection temperature are respectively the ambient temperature.
  • the ECU 10 is in an activated state.
  • the ECU 10 acquires detection signals of each sensor.
  • the ECU 10 communicates information with the in-vehicle ECU.
  • cranking increases the engine speed.
  • the engine 120 starts to burn and drive.
  • the coolant temperature starts to rise.
  • Exhaust gas begins to be discharged to the exhaust port and the exhaust passage 130 downstream thereof.
  • a / F becomes stoichiometric.
  • the catalytic converter 140 starts to be warmed up. Then, the ECU 10 starts to estimate the most upstream exhaust temperature.
  • the ECU 10 determines that the cold start is being performed.
  • the temperature at which the filter is normally detected is raised more slowly than the temperature at which the filter is abnormally detected because of heat transfer between the PM filter 150 and the exhaust gas.
  • the temperature at which the filter is abnormal is gradually raised compared to the most upstream exhaust temperature due to heat transfer between the exhaust gas and the wall constituting the exhaust passage 130, the catalytic converter 140, the PM filter 150, and the like.
  • the temperature at the time of the filter abnormality detection at this time is closer to the change behavior of the most upstream exhaust temperature, as compared with the abnormality at the time when a hole or the like is formed in the PM filter 150.
  • the ECU 10 determines that the cold start has ended.
  • the temperature of the exhaust gas in the exhaust passage 130 continues to rise due to the exhaust gas being discharged. Therefore, the most upstream exhaust temperature, the filter normal detection temperature, and the filter abnormality detection temperature continue to rise.
  • the temperature change is the most upstream exhaust temperature, the filter abnormal detection temperature, and the filter normal detection temperature in order from the largest one.
  • the vehicle speed increases and the vehicle travels. Along with this, the engine speed increases.
  • the temperature change of each of the most upstream exhaust temperature, the filter normal detection temperature, and the filter abnormality detection temperature becomes sharp.
  • the time change of the engine speed at this time is lower than the sudden transition threshold. Therefore, the ECU 10 determines that the engine 120 is not in a sudden transition state. This increase in vehicle speed continues until time t4.
  • the vehicle speed decreases.
  • the engine speed decreases.
  • the most upstream exhaust temperature starts to fall accordingly.
  • the temperature at the time of the filter abnormality detection starts to drop slightly behind the most upstream exhaust temperature.
  • the filter normal temperature starts to fall behind the filter abnormal detection temperature.
  • the F / C flag is turned on.
  • the supply of gasoline fuel to the engine 120 is stopped and not supplied. This eliminates the exhaust of the burned exhaust gas.
  • a / F changes from stoichiometric to lean.
  • the temperature change of each of the most upstream exhaust temperature, the filter normal detection temperature, and the filter abnormality detection temperature rapidly changes.
  • the ECU 10 determines that the fuel cut is not suitable for the engine 120 to determine the abnormality of the PM filter 150.
  • the ECU 10 determines that it is not suitable for determining the abnormality of the PM filter 150.
  • the reduction of the vehicle speed continues until time t7.
  • the F / C flag is turned off after the time t7. Thereby, the supply of gasoline fuel to the engine 120 is resumed.
  • the vehicle speed rises sharply. Along with this, the engine speed also increases rapidly. In response to this, the most upstream exhaust temperature, the filter normal detection temperature, and the filter abnormality detection temperature are also raised. The time change of the engine speed at this time is higher than the sudden transition threshold. Therefore, the ECU 10 determines that the engine 120 is in a sudden transition state. The state where the engine 120 is in the rapid transition state is continued until time t10.
  • the ECU 10 determines that it is suitable to determine the abnormality of the PM filter 150 between time t9 and time t10.
  • the most upstream exhaust temperature rises with the increase of the engine speed.
  • the filter abnormality detection temperature rises slightly behind the most upstream exhaust temperature.
  • the filter normal temperature rises behind the filter abnormal detection temperature.
  • the vehicle speed becomes constant.
  • the temperature change of the most upstream exhaust temperature becomes almost constant.
  • the filter abnormality detection temperature is slightly delayed from the most upstream exhaust temperature, and the temperature change becomes almost constant.
  • the filter normal temperature lags behind the filter abnormal detection temperature, and the temperature change becomes constant.
  • the vehicle speed decreases and the F / C flag is turned on.
  • the fuel cut is continued, but the duration is longer than the fuel cut threshold.
  • the most upstream exhaust temperature is higher than the deceleration diagnostic temperature. Therefore, the ECU 10 determines that the fuel cut time is suitable for the engine 120 to determine the abnormality of the PM filter 150.
  • the most upstream exhaust temperature, the filter normal detection temperature, and the filter abnormality detection temperature are each lowered to near the ambient temperature. This fuel cut is continued until time t12.
  • the ECU 10 determines whether a condition for determining abnormality of the PM filter 150 is satisfied.
  • the abnormality determination condition is a flow shown in FIGS. 4 to 6 described later. If the abnormality determination condition is satisfied, the ECU 10 proceeds to S200. Conversely, when the abnormality determination condition is not satisfied, the ECU 10 repeats S100 and enters the standby state.
  • step S200 the ECU 10 acquires the downstream temperature of the PM filter 150 detected by the exhaust temperature sensor 166. At this time, the ECU 10 detects the output (detected temperature) of the exhaust gas temperature sensor 166 at each predetermined acquisition timing. Then, the ECU 10 proceeds to S300.
  • the ECU 10 calculates a time change (temperature change) of the exhaust temperature on the downstream side of the PM filter 150 based on the plurality of detected temperatures and the acquisition timing acquired in S200. Then, the ECU 10 compares the calculated temperature change with the determination threshold value read out under the abnormality determination condition of S100 described later in detail. If the temperature change is faster than the determination threshold, the ECU 10 proceeds to S400. If the temperature change is equal to or less than the determination threshold, the ECU 10 proceeds to S500.
  • a time change temperature change of the exhaust temperature on the downstream side of the PM filter 150 based on the plurality of detected temperatures and the acquisition timing acquired in S200. Then, the ECU 10 compares the calculated temperature change with the determination threshold value read out under the abnormality determination condition of S100 described later in detail. If the temperature change is faster than the determination threshold, the ECU 10 proceeds to S400. If the temperature change is equal to or less than the determination threshold, the ECU 10 proceeds to S500.
  • the ECU 10 determines that the PM filter 150 is abnormal. In this case, the ECU 10 notifies an abnormality of the PM filter 150 to the user on board the vehicle by lighting an indicator or the like mounted on the vehicle. Unlike this, when the process proceeds to S500, the ECU 10 determines that the PM filter 150 is normal. Then, the ECU 10 ends the abnormality determination of the PM filter 150.
  • FIG. 4 is a flow of determining whether or not cold start is in progress.
  • FIG. 5 is a sudden transition time, and is a flow for determining whether the exhaust gas at the exhaust port (exhaust passage 130) is at a suitable temperature for determining the abnormality of the PM filter 150.
  • FIG. 6 shows a flow at the time of fuel cut, and at the same time, it is a flow to determine whether the exhaust gas of the exhaust port (exhaust passage 130) has a suitable temperature for determining the abnormality of the PM filter 150.
  • the ECU 10 processes these three abnormality determination conditions in parallel in S100. These three abnormality determination conditions are implemented during cold start, acceleration, and deceleration of the vehicle. Therefore, two or more of these three abnormality determination conditions are not satisfied at the same time.
  • the ECU 10 stores a determination threshold for determining an abnormality of the PM filter 150 in the non-volatile memory.
  • determination thresholds corresponding to each of cold start, sudden transition, and fuel cut are individually stored.
  • these three determination thresholds are different values. However, these three determination thresholds may be uniformly set to the same value. Alternatively, three determination threshold values may be defined by multiplying a certain reference value by a coefficient corresponding to each of the three abnormality determination conditions.
  • the ECU 10 determines whether the engine 120 has been started to start combustion drive. If it is determined that the engine 120 has been started, the ECU 10 proceeds to S11. Conversely, if it is determined that the engine 120 has not been started, the ECU 10 repeats S10 and enters the standby state.
  • the ECU 10 determines whether it is within a predetermined time after the engine 120 is started.
  • the predetermined time can be set as appropriate by the user. For example, several seconds, such as 2 seconds, can be employed as the predetermined time. If it is within a predetermined time after the engine 120 is started, the ECU 10 proceeds to S12. If a predetermined time has elapsed since the engine 120 was started, the ECU 10 returns to S10.
  • the ECU 10 determines whether the cooling water temperature is equal to or less than the cold threshold.
  • the cold threshold can be set by the user as appropriate. For example, as the cold threshold, a temperature slightly higher than the ambient temperature such as 40 ° C. can be employed. If the cooling water temperature is equal to or less than the cold threshold value, the ECU 10 proceeds to S13. If a predetermined time has elapsed since the engine 120 was started, the ECU 10 returns to S10.
  • ECU10 will determine with it being in a cold start. Then, the ECU 10 reads the determination threshold at the time of cold start from the non-volatile memory. After this, the ECU 10 proceeds to S200.
  • the determination threshold can be determined based on the temperature change of the PM filter 150 when the catalytic converter 140 is warmed up. Therefore, the determination threshold depends on the heat capacity of the PM filter 150.
  • this determination threshold can be determined by multiplying this by a coefficient such as 0.7.
  • the determination threshold in this case is 7.9 ° C./sec. This determination threshold corresponds to the follow-up threshold.
  • a coefficient is used to determine the determination threshold.
  • the values of these coefficients can be set as appropriate by experiments or simulations.
  • the ECU 10 determines whether the engine 120 is in the combustion driving state. If the engine 120 is in the combustion drive state, the ECU 10 proceeds to S31. On the contrary, when the engine 120 is not driven to burn, the ECU 10 repeats S30 to be in the standby state.
  • the ECU 10 determines whether the time change at the time of the increase of the engine speed is equal to or more than the rapid transition threshold.
  • the sudden transition threshold can be set as appropriate by the user. For example, several tens of rpm / sec such as 16 rpm / sec can be adopted as the rapid transient threshold. If the engine speed is equal to or higher than the rapid transition threshold, the ECU 10 proceeds to S32. If the engine speed is lower than the rapid transient threshold, the ECU 10 returns to S30.
  • the ECU 10 estimates the most upstream exhaust temperature when the engine speed becomes equal to or higher than the rapid transient threshold value based on the detection signals of the rotation angle sensor 161 and the flow rate sensor 164. Then, the ECU 10 proceeds to S33.
  • the ECU 10 determines whether the most upstream exhaust temperature is less than or equal to the acceleration diagnosis temperature.
  • the acceleration diagnosis temperature can be set as appropriate by the user. For example, 400 ° C. or the like can be adopted as the diagnosis temperature during acceleration. If the most upstream exhaust temperature is equal to or lower than the acceleration diagnosis temperature, the ECU 10 proceeds to S34. If the most upstream exhaust gas temperature is higher than the acceleration diagnosis temperature, the ECU 10 returns to S30.
  • step S34 the ECU 10 determines that the temperature is a sudden transition, and that the exhaust gas at the exhaust port (exhaust passage 130) has a suitable temperature for determining the abnormality of the PM filter 150. Then, the ECU 10 reads the determination threshold at the time of sudden transition from the non-volatile memory. After this, the ECU 10 proceeds to S200.
  • This determination threshold is the sudden transition threshold used in S31 with the temporal change in engine speed, and the uppermost exhaust temperature in the case of the acceleration diagnostic temperature used in S33. It can be determined on the basis of
  • the time change of the most upstream exhaust temperature at this time is, for example, 2.8 ° C./sec.
  • the determination threshold can be determined by multiplying this by a factor such as 0.7.
  • the determination threshold in this case is 1.96 ° C./sec.
  • this determination threshold may be determined based on the temperature change on the downstream side of the PM filter 150, which depends on the heat capacity of the PM filter 150, not on the time change of the most upstream exhaust temperature.
  • the temperature change on the downstream side is 1.1 ° C./sec.
  • the determination threshold can be determined by multiplying this by a factor such as 1.7.
  • the determination threshold in this case is 1.87 ° C./sec.
  • this judgment threshold can be set appropriately between 2.8 ° C./sec and 1.1 ° C./sec.
  • the determination threshold 1.9 ° C./sec between them can be adopted.
  • the ECU 10 determines whether the F / C flag is on. If the F / C flag is on, the ECU 10 proceeds to S51. Conversely, when the F / C flag is off, the ECU 10 repeats S50 and enters the standby state.
  • the ECU 10 estimates the most upstream exhaust temperature when the F / C flag is turned on, based on the detection signals of the rotation angle sensor 161 and the flow rate sensor 164. Then, the ECU 10 proceeds to S52.
  • the ECU 10 determines whether the most upstream exhaust temperature is equal to or higher than the deceleration diagnosis temperature.
  • the deceleration diagnosis temperature can be set as appropriate by the user. For example, the diagnosis temperature during deceleration can be 660.degree. If the most upstream exhaust gas temperature is equal to or higher than the deceleration diagnosis temperature, the ECU 10 proceeds to S53. If the most upstream exhaust temperature is lower than the deceleration diagnosis temperature, the ECU 10 returns to S50.
  • step S53 the ECU 10 determines whether the on time of the F / C flag is equal to or greater than the fuel cut threshold.
  • the fuel cut threshold can be set as appropriate by the user. For example, the fuel cut threshold may be several tens of seconds, such as 19 seconds. If the on time of the F / C flag is equal to or greater than the fuel cut threshold, the ECU 10 proceeds to S54. If the on time of the F / C flag is less than the fuel cut threshold, the ECU 10 returns to S50.
  • step S54 the ECU 10 determines that the temperature of the exhaust gas at the exhaust port (exhaust passage 130) is suitable for determining that the PM filter 150 is abnormal, at the time of fuel cut. Then, the ECU 10 reads out the determination threshold at the time of fuel cut from the non-volatile memory. After this, the ECU 10 proceeds to S200.
  • This determination threshold is the fuel cut threshold value used in S51 for the on time of the F / C flag, and the time change of the most upstream exhaust temperature when the most upstream exhaust temperature is about the deceleration diagnostic temperature used in S52 It can be determined based on
  • the time change of the most upstream exhaust gas temperature at this time is, for example, ⁇ 6.0 ° C./sec.
  • the determination threshold can be determined by multiplying this by a factor such as 0.7.
  • the determination threshold in this case is ⁇ 4.2 ° C./sec.
  • the above determination threshold may be determined based on the temperature change on the downstream side of the PM filter 150, which depends on the heat capacity of the PM filter 150, not on the time change of the most upstream exhaust temperature. Under the above conditions, when the PM filter 150 is normally provided in the exhaust passage 130, the temperature change on the downstream side is ⁇ 3.0 ° C./sec.
  • the determination threshold can be determined by multiplying this by a factor such as 1.6.
  • the determination threshold in this case is ⁇ 4.8 ° C./sec.
  • the determination threshold can be set appropriately as long as it is between ⁇ 6.0 ° C./sec and ⁇ 3.0 ° C./sec.
  • the judgment threshold can adopt -4.5 ° C / sec between them.
  • the operation and effect of the abnormality determination device 100 will be described.
  • the change in the output of the exhaust temperature sensor 166 at the time of the change in the operation of the engine 120 is, for example, when the PM filter 150 is properly attached to the exhaust passage 130 or not attached. It differs depending on whether or not an abnormality has occurred. Therefore, the abnormality of the PM filter 150 can be determined based on the outputs of various sensors originally mounted on the vehicle and the output change of the exhaust gas temperature sensor 166 provided downstream of the PM filter 150.
  • an abnormality of the PM filter 150 can be determined. This suppresses an increase in the number of parts. In addition, the increase in product cost is also suppressed.
  • the ECU 10 detects a change in output of the exhaust temperature sensor 166 at the time of cold start, at which the temperature change of the exhaust passage 130 largely changes, at a time of a sudden transition, and at the time of fuel cut.
  • the change in the output of the exhaust gas temperature sensor 166 is suppressed from being reduced.
  • the reduction in the accuracy of determination of abnormality of the PM filter 150 is suppressed.
  • the ECU 10 detects a change in the output of the exhaust gas temperature sensor 166 when the most upstream exhaust gas temperature is equal to or lower than the acceleration diagnosis temperature at the time of rapid transition when the vehicle speed increases. Further, the ECU 10 detects a change in the output of the exhaust gas temperature sensor 166 when the fuel cut time at which the vehicle speed decreases decreases the continuation time thereof to the fuel threshold or more and the most upstream exhaust temperature is equal to or higher than the deceleration diagnosis temperature.
  • an example has been shown in which it is determined whether or not an abnormality of the PM filter 150 is determined at the time of fuel cut, based on the most upstream exhaust temperature and the on time of the F / C flag.
  • conditions may be further added, and after warm-up of catalytic converter 140, abnormality of PM filter 150 may be determined at the time of fuel cut based on the most upstream exhaust temperature and the on time of the F / C flag. .
  • the catalytic converter 140 also has a heat capacity. Therefore, when the warming up of catalytic converter 140 is not completed, catalytic converter 140 actively receives the heat of the exhaust gas. As a result, the temperature change on the downstream side of the catalytic converter 140 may be gradual. That is, there is a possibility that the change in the output of the exhaust temperature sensor 166 may be gradual.
  • the 4th modification In the present embodiment, an example is shown in which one determination threshold for each abnormality determination condition is stored in the non-volatile memory. On the other hand, it is also possible to adopt a configuration in which a map for the determination threshold according to the engine speed and the intake amount (load) of the gas of the intake passage 110 to the combustion chamber 120a is stored in the non-volatile memory.
  • (Fifth modification) In the present embodiment, it is determined based on the time change of the engine speed whether or not it is a sudden transition time. However, unlike this, it may be determined based on the time change of the intake amount (load) of the gas of the intake passage 110 to the combustion chamber 120 a whether or not it is a sudden transition time.

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Abstract

異常判定装置は、ガソリンエンジン（１２０）の排気ガスが排出される排気通路（１３０）に設けられたパティキュレートフィルタ（１５０）の下流側に設けられた排気温度センサ（１６６）と、前記排気通路に排出される排気ガスの温度に変化が生じる前記ガソリンエンジンの運転変化時における前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する判定部（１０）と、を有する。

Description

異常判定装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年１１月２２日に出願された日本特許出願番号２０１７－２２４９４２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本明細書に記載の開示は、パティキュレートフィルタの異常を判定する異常判定装置に関するものである。
　特許文献１に示されるようにパティキュレートフィルタ異常判定方法が知られている。パティキュレートフィルタは排気通路に設けられる。このパティキュレートフィルタよりも上流側の排気通路に上流側排気温度センサが配置される。パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に下流側排気温度センサが配置される。これら上流側排気温度センサと下流側排気温度センサそれぞれの出力信号がＥＣＵに入力される。ＥＣＵは入力された出力信号に基づいてパティキュレートフィルタの異常を検出する。
特開２００６－２７３６号公報
　このように特許文献１に示されるパティキュレートフィルタ異常判定方法では、パティキュレートフィルタの異常を検出するために上流側排気温度センサと下流側排気温度センサを必要とする。そのために部品点数が多い、という事項があった。
　そこで本明細書に記載の開示物は、部品点数の増大を抑制しつつ、パティキュレートフィルタの異常を検出することの可能な異常判定装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様による異常判定装置は、ガソリンエンジンの排気ガスが排出される排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの下流側に設けられた排気ガスの温度を検出する排気温度センサと、排気通路に排出される排気ガスの温度に変化が生じるガソリンエンジンの運転変化時における排気温度センサの出力変化に基づいて、パティキュレートフィルタの異常を判定する判定部と、を有する。
　ガソリンエンジンの運転状況が変化すると、排気通路に排出される排気ガスの温度変化が生じる。この排気通路に排出された排気ガスがパティキュレートフィルタを通過する際、パティキュレートフィルタと排気ガスとの間で熱伝達が生じる。そのためパティキュレートフィルタの上流側の排気ガスの温度変化に対し、パティキュレートフィルタの下流側の排気ガスの温度変化は遅れて生じる。この温度変化の遅れは、パティキュレートフィルタの熱容量、パティキュレートフィルタの温度、パティキュレートフィルタを通過する排気ガスの温度によって生じる。
　このため、パティキュレートフィルタが正常に排気通路に取り付けられている場合、パティキュレートフィルタの下流側に設けられた排気温度センサの出力は、ガソリンエンジンの運転状況の変化に遅れて変化する。パティキュレートフィルタが排気通路に取り付けられていなかったり孔などの欠損が生じていたりする場合、パティキュレートフィルタと排気ガスとの熱伝達が生じなくなる、若しくは、減少する。そのために排気温度センサの出力は、パティキュレートフィルタが正常に排気通路に取り付けられている場合に比べて遅れなく、ガソリンエンジンの運転状況の変化に追従して変化する。
　したがって、上記したように排気通路の排気ガスの温度変化の生じるガソリンエンジンの運転変化時の排気温度センサの出力変化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ことができる。
　以上に示したように、例えばパティキュレートフィルタの上流側と下流側それぞれに排気温度センサを設けなくとも、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。これにより部品点数の増大が抑制される。また製品コストの増大も抑制される。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、燃焼システムを説明するための模式図であり、 図２は、検出温度の時間変化を説明するためのタイミングチャートであり、 図３は、パティキュレートフィルタの異常判定を説明するためのフローチャートであり、 図４は、異常判定条件を説明するためのフローチャートであり、 図５は、異常判定条件を説明するためのフローチャートであり、 図６は、異常判定条件を説明するためのフローチャートである。
　以下、実施形態を図に基づいて説明する。
　（第１実施形態）
　図１～図６に基づいて本実施形態にかかる異常判定装置１００、および、それを含む燃焼システム２００を説明する。
　＜燃焼システム＞
　図１に示すように燃焼システム２００は、異常判定装置１００、吸気通路１１０、エンジン１２０、排気通路１３０、触媒コンバータ１４０、および、ＰＭフィルタ１５０を有する。エンジン１２０がガソリンエンジンに相当する。ＰＭフィルタはパティキュレートフィルタの略称である。
　エンジン１２０は、シリンダ１２１、ピストン１２２、吸気バルブ１２３、インジェクタ１２４、排気バルブ１２５、および、点火プラグ１２６を有する。シリンダ１２１内にピストン１２２が設けられている。シリンダ１２１とピストン１２２とによって燃焼室１２０ａが区画されている。ピストン１２２はシリンダ１２１内を往復上下運動する。
　シリンダ１２１には燃焼室１２０ａとシリンダヘッドの吸気ポートとを連通する開口が形成されている。この開口に吸気バルブ１２３が設けられている。そして内部に吸気通路１１０の構成された吸気管がインテークマニホールドを介して吸気ポートに連結されている。吸気バルブ１２３の駆動によって、燃焼室１２０ａと吸気ポートとの連通が制御される。ピストン１２２がシリンダ１２１内を下降して燃焼室１２０ａの容量が増大している際に、吸気バルブ１２３によって燃焼室１２０ａと吸気ポートとが連通される。これにより吸気通路１１０の気体が燃焼室１２０ａに流入される。
　なお、吸気ポートの上流に位置する吸気通路１１０にはスロットルバルブ１１１が設けられている。スロットルバルブ１１１の開度調整によって、吸気通路１１０からエンジン１２０に吸入される吸気通路１１０の気体の量が調整される。
　インジェクタ１２４は燃焼室１２０ａに霧状のガソリン燃料を噴射する。このインジェクタ１２４から燃焼室１２０ａへのガソリン燃料の噴射は、吸気行程開始から圧縮行程終了までの期間内に行われる。これにより吸気通路１１０の気体とガソリン燃料の混ざった混合気体が燃焼室１２０ａに形成される。
　シリンダ１２１には燃焼室１２０ａとエンジンヘッドの排気ポートとを連通する開口が形成されている。この開口に排気バルブ１２５が設けられている。そして内部に排気通路１３０の構成された排気管がエキゾーストマニホールドを介して排気ポートに連結されている。排気バルブ１２５の駆動によって、燃焼室１２０ａと排気ポートとの連通が制御される。ピストン１２２がシリンダ１２１内を上昇して燃焼室１２０ａの容量が減少している際に、排気バルブ１２５によって燃焼室１２０ａと排気ポートとの連通が遮られる。この際、吸気バルブ１２３によって燃焼室１２０ａと吸気ポートとの連通も遮られる。これにより燃焼室１２０ａの混合気体が圧縮される。
　点火プラグ１２６は燃焼室１２０ａ内に火花放電を発生する。この点火プラグ１２６での火花放電の発生は、燃焼室１２０ａの混合気体が圧縮され、ピストン１２２がシリンダ１２１の上死点の近傍に位置する際に行われる。これにより燃焼室１２０ａの混合気体が燃焼する。燃焼室１２０ａの混合気体が膨張し、それによってピストン１２２が下降する。この燃焼によるピストン１２２の運動エネルギがクランクシャフトの回転エネルギに変換される。このクランクシャフトの回転エネルギが動力伝達装置を介して駆動輪などに出力される。
　混合気体の燃焼によってピストン１２２が下降した後に上昇し始めると、排気バルブ１２５によって燃焼室１２０ａと排気ポートとが連通する。それにより上記の混合気体の燃焼によって生じた排気ガスが燃焼室１２０ａから排気ポートに排出される。この排気ガスはエキゾーストマニホールドを介して排気通路１３０へと排出される。
　この排気通路１３０に触媒コンバータ１４０とＰＭフィルタ１５０が設けられている。排気通路１３０の燃焼室１２０ａ側を上流、その反対側を下流とすると、触媒コンバータ１４０はＰＭフィルタ１５０よりも上流側に設けられる。
　排気ガスには窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素が含まれている。触媒コンバータ１４０はこれら３種類の大気汚染物質を窒素、二酸化炭素、水に変換する機能を果たす。また排気ガスには粒子状物質が含まれている。ＰＭフィルタ１５０はこの粒子状物質を取り除く機能を果たす。
　触媒コンバータ１４０はある程度温度が高くないとその機能を十分に発揮しえない。そのため、後述するようにエンジン１２０の始動時において、触媒コンバータ１４０はエンジン１２０の燃焼駆動によって暖機される。なおＰＭフィルタ１５０に触媒が付与されている場合、この触媒もエンジン１２０の燃焼駆動によって暖機される。
　燃焼システム２００は上記した構成要素の他に、各種物理量を検出するセンサ１６０も有する。このセンサ１６０としては、例えば図１に示す回転角センサ１６１、水温センサ１６２、空燃比センサ１６３、流量センサ１６４、圧力センサ１６５、および、排気温度センサ１６６がある。センサ１６０としては、これら図示したセンサとは異なる、図示しないスロットル開度センサなどもある。
　図１に示す回転角センサ１６１はエンジン１２０の回転数を検出する。水温センサ１６２はエンジン１２０を冷却する水などの冷媒の温度（冷却水温）を検出する。空燃比センサ１６３は排気ガスの空燃比を検出する。流量センサ１６４は燃焼室１２０ａに吸入される吸気通路１１０の気体の量を検出する。圧力センサ１６５は排気ガスの圧力を検出する。排気温度センサ１６６は排気ガスの温度を検出する。この排気温度センサ１６６は後述するように異常判定装置１００にも含まれる。
　＜異常判定装置＞
　次に異常判定装置１００を説明する。異常判定装置１００は、ＥＣＵ１０と上記の排気温度センサ１６６を有する。ＥＣＵ１０はマイコンとメモリを有する。このＥＣＵ１０には、排気温度センサ１６６を含むセンサ１６０の検出信号が入力される。またＥＣＵ１０は図示しない配線を介して他の車載ＥＣＵと電気的に接続されている。これによりＥＣＵ１０には車載ＥＣＵからも信号が入力される。ＥＣＵ１０はこれらセンサの検出信号や車載ＥＣＵから入力される信号に基づいて、エンジン１２０の駆動を制御している。
　ＥＣＵ１０はＰＭフィルタ１５０の異常を検出する役割も果たす。排気温度センサ１６６は排気通路１３０におけるＰＭフィルタ１５０の下流側に設けられている。したがって排気温度センサ１６６はＰＭフィルタ１５０の下流側の排気ガスの温度変化を検出する。ＥＣＵ１０が判定部に相当する。なお、エンジン１２０を制御するＥＣＵと、ＰＭフィルタ１５０の異常を検出するＥＣＵとは別体でもよい。
　エンジン１２０の運転状況が変化すると、排気通路１３０に排出される排気ガスの温度が変化する。排気通路１３０を流れる排気ガスは、排気通路１３０を構成する壁や触媒コンバータ１４０、ＰＭフィルタ１５０などとの熱伝達によって温度が変化しながら上流から下流へと流れていく。
　このため、ＰＭフィルタ１５０が正常に排気通路１３０に取り付けられている場合、ＰＭフィルタ１５０の下流側に位置する排気温度センサ１６６の出力変化は、ＰＭフィルタ１５０の上流側の排気ガスの温度変化に対して遅れる。これに対してＰＭフィルタ１５０が排気通路１３０に取り付けられていなかったり孔などの欠損が生じていたりする場合、排気ガスとＰＭフィルタ１５０との熱伝達がなくなる、若しくは、熱伝達量が減少する。そのために排気温度センサ１６６の出力変化は、ＰＭフィルタ１５０が正常に排気通路１３０に取り付けられている場合に比べて遅れなく、ＰＭフィルタ１５０の上流側の排気ガスの温度変化に追従する。
　したがって、排気通路１３０の排気ガスの温度変化の生じるエンジン１２０の運転変化時のＰＭフィルタ１５０下流の排気温度センサ１６６の出力変化に基づくことで、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。
　この排気通路１３０の排気ガスの温度変化の生じるエンジン１２０の運転変化は、例えば以下に示す３つの時に大きく生じる。すなわち、冷間始動時、急過渡時、および、フューエルカット時に、排気通路１３０の排気ガスの温度変化が大きく生じる。冷間始動時は、エンジン１２０の始動時であって、冷却水温がそれほど高くない時である。急過渡時は、エンジン１２０の回転数が急激に変化する時である。フューエルカット時は、エンジン１２０へのガソリン燃料の供給が止められた時である。
　冷間始動時において、ＰＭフィルタ１５０の温度は雰囲気温度程度になっている。したがってエンジン１２０が始動して排気ポートに排気ガスを排出し始めると、排気ポートおよび排気ポートの下流の排気通路１３０の各部位の温度は、排気ガスから熱を受け取ることで上昇する。冷間始動直後はＰＭフィルタ１５０と排気ガスとの温度差が大きい。そのため、ＰＭフィルタ１５０に排気ガスが流入すると、熱伝達によって排気ガスの熱の多くがＰＭフィルタ１５０を温めるために消費される。この排気ガスからＰＭフィルタ１５０への熱伝達は、ＰＭフィルタ１５０の温度が排気ガスの温度付近に上昇するまで継続される。この熱伝達のため、ＰＭフィルタ１５０を通過した後の排気ガスの温度変化は、ＰＭフィルタ１５０に流入する排気ガスの温度変化に対して緩やかになる。以上により、排気温度センサ１６６で検出される温度（検出温度）の昇温具体に基づいてＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。なお、ＰＭフィルタ１５０と排気ガスとの熱伝達によるＰＭフィルタ１５０下流の排気ガスの温度の追従遅れは、冷間始動直後におけるＰＭフィルタ１５０とそれに流入する排気ガスとの温度差のほか、ＰＭフィルタ１５０の熱容量や圧力損失係数などにも依存する。
　またより厳密に言えば、検出温度の時間変化は、ＰＭフィルタ１５０より上流側の排気通路１３０を構成する壁や触媒コンバータ１４０の熱容量と圧力損失係数にも依存する。
　急過渡時においては、エンジン１２０から排気ポートに排出される排気ガスの温度が急激に増減する。そのためにＰＭフィルタ１５０とＰＭフィルタ１５０に流入する排気ガスの温度差が大きくなり、排気ガスとＰＭフィルタ１５０との間で熱伝達が生じる。したがってＰＭフィルタ１５０が正常に排気ポート下流の排気通路１３０に取り付けられている場合、ＰＭフィルタ１５０下流の排気ガスの温度変化は、ＰＭフィルタ１５０が正常に取りつけられていない場合に比べて遅くなることが期待される。以上により、検出温度の変化具体に基づいてＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。
　フューエルカット時においては、エンジン１２０から排気ポートに燃焼した排気ガスが排出されなくなる。そのため、燃焼した高温の排気ガスによって温められたＰＭフィルタ１５０の温度に対し、ＰＭフィルタ１５０に流入するガスの温度は低くなる。よってＰＭフィルタ１５０が正常に排気ポート下流の排気通路１３０に取り付けられている場合、ＰＭフィルタ１５０を通過するガスはＰＭフィルタ１５０との熱伝達によって温められる。そのため、ＰＭフィルタ１５０を通過した後のガスの温度降下は、ＰＭフィルタ１５０に流入するガスの温度降下に比べて緩やかになる。以上により、検出温度の降温具体に基づいてＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。
　この他、例えば吸気通路１１０の気体の燃焼室１２０ａへの吸入量（負荷）、点火タイミング、および、空燃比などが急激に変化した場合などにおいても、排気ガスの温度変化が大きく生じる。また排気ポートに排出した排気ガスの一部を再び燃焼室１２０ａに取り入れる排気再循環の構成を採用している場合、その排気ガスの燃焼室１２０ａへの吸入量が急激に変化した場合においても、排気ガスの温度変化が大きく生じる。したがってこれらの運転条件の変化時のＰＭフィルタ１５０の下流の排気ガスの温度変化に基づいてＰＭフィルタ１５０の異常を判定することもできる。要するに、ＰＭフィルタ１５０の温度と、ＰＭフィルタ１５０に流入する排気ガスの温度との差が大きくなるような運転条件の変化が生じる場合、ＰＭフィルタ１５０の下流の排気ガスの温度変化に基づいてＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。
　＜排気通路の温度変化＞
　次に、図２に基づいてエンジン１２０の運転変化に応じた排気温度センサ１６６の検出温度の時間変化を説明する。この図２では、車速、エンジン回転数、冷却水温、フューエルカットフラグ、空燃比、排気バルブ１２５直下の排気ガス温度、ＰＭフィルタ１５０の正常時の検出温度、ＰＭフィルタ１５０異常時の検出温度の時間変化を示している。
　以下においては、表記を簡明とするために、上記のフューエルカットフラグをＦ／Ｃフラグと示す。空燃比をＡ／Ｆと示す。排気バルブ１２５直下の排気ガス温度を最上流排気温度と示す。ＰＭフィルタ１５０正常時の検出温度をフィルタ正常時検出温度と示す。ＰＭフィルタ１５０異常時の検出温度をフィルタ異常時検出温度と示す。図面においても同様である。
　Ｆ／ＣフラグはＥＣＵ１０の揮発性メモリに含まれている。最上流排気温度は排気ポートの最上流の温度であり、エンジン回転数と燃焼室１２０ａに吸入される吸気通路１１０の気体の量とに基づいて推定することのできる温度である。最上流排気温度はＥＣＵ１０によって推定される。最上流排気温度がパティキュレートフィルタの上流側の温度に相当する。
　この最上流排気温度に対してフィルタ正常時検出温度は、ＰＭフィルタ１５０と排気ガスとの熱伝達のため、最上流排気温度と比べて温度変化の緩やかな振る舞いを示す。その一方、フィルタ異常時検出温度は、フィルタ正常時に比べてＰＭフィルタ１５０と排気ガスとの熱伝達が少ないため、フィルタ正常時検出温度よりも温度変化が急峻になる。フィルタ異常時検出温度は最上流排気温度の変化挙動に近くなる。
　またＥＣＵ１０の不揮発性メモリには、エンジン１２０の冷間始動時、急過渡時を判定するための閾値が記憶されている。すなわち冷間始動時を判定するための閾値として、冷却水温と比較する冷間閾値が不揮発性メモリに記憶されている。急過渡時を判定するための閾値として、エンジン回転数の時間変化と比較する急過渡閾値が不揮発性メモリに記憶されている。そしてフューエルカットがＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適した時間継続されるか否かを判定するフューエルカット閾値が不揮発性メモリに記憶されている。冷間閾値が温度閾値に相当する。急過渡閾値が回転数閾値に相当する。フューエルカット閾値が時間閾値に相当する。
　さらに本実施形態のＥＣＵ１０の不揮発性メモリには、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適した温度変化が得られるか否かを判定するための加速時診断温度と減速時診断温度が記憶されている。加速時診断温度が第１温度に相当する。減速時診断温度が第２温度に相当する。
　加速時においては、排気ガスの温度上昇により排気ポートから排出される排気ガスは昇温する。それにしたがい排気ポート下流の排気通路１３０の排気ガスも昇温する。したがって排気通路１３０に設けられる排気温度センサ１６６によって排気ガスの温度変化を大きくみるためには、排気ポートの排気ガスの温度が予めある程度低いことが望まれる。加速時診断温度は、車両の加速時において、この温度変化を大きく見ることができるか否かを判定する値である。ＥＣＵ１０は車両の加速時において、推定した最上流排気温度が加速時診断温度よりも低い場合、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適していると判定する。
　これとは反対に、減速時においては、排気ガスの温度下降により排気ポートから排出される排気ガスは降温する。それにしたがい排気ポート下流の排気通路１３０の排気ガスも降温する。したがって排気通路１３０に設けられる排気温度センサ１６６によって排気ガスの温度変化を大きくみるためには、排気ポートの排気ガスの温度が予めある程度高いことが望まれる。減速時診断温度は、車両の減速時において、この温度変化を大きく見ることができるか否かを判定する値である。ＥＣＵ１０は車両の減速時において、推定した最上流排気温度が減速時診断温度よりも高い場合、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適していると判定する。
　ＥＣＵ１０はフューエルカットを減速時に行う。そのためにＥＣＵ１０はフューエルカット時において、減速時診断温度と最上流排気温度との比較を行う。
　このようにフューエルカットは減速時に行われる。そのために本実施形態のＥＣＵ１０は減速時において急過渡時か否かの判定を実施しない。ＥＣＵ１０は加速時に急過渡時か否かを判定する。そしてＥＣＵ１０はこの急過渡時において、加速時診断温度と最上流排気温度とを比較する。もちろんではあるが、フューエルカットを実施しない減速時において、ＥＣＵ１０は急過渡時か否かの判定を実施してもよい。
　なお、ＥＣＵ１０は冷間始動時において冷却水温と冷間閾値とを比較する。そのためにＥＣＵ１０は冷間始動時において診断温度と最上流排気温度との比較を実施しない。
　以下、図２に基づいてエンジン１２０の運転変化と排気温度センサ１６６の検出温度の変化を具体的に説明する。図２の時間ｔ０において、車両は停止状態になっている。そのために車速はゼロになっている。エンジン回転数はゼロになっている。冷却水温は雰囲気温度程度になっている。Ｆ／Ｃフラグはオフになっている。Ａ／Ｆはリーンを示している。破線で示すように最上流排気温度は推定されていない。フィルタ正常時検出温度とフィルタ異常時検出温度はそれぞれ雰囲気温度になっている。ただしＥＣＵ１０は起動状態になっている。ＥＣＵ１０は各センサの検出信号を取得する。ＥＣＵ１０は車載ＥＣＵと情報の伝達を行う。
　時間ｔ１になると、クランキングによってエンジン回転数が増大する。エンジン１２０は燃焼駆動し始める。これにより冷却水温は上昇し始める。排気ポートとその下流の排気通路１３０に排気ガスが排出され始める。Ａ／Ｆはストイキになる。触媒コンバータ１４０は暖機され始める。そしてＥＣＵ１０は最上流排気温度を推定し始める。
　時間ｔ１において冷却水温は冷間閾値よりも低くなっている。そのためにＥＣＵ１０は冷間始動時であると判定する。フィルタ正常時検出温度は、ＰＭフィルタ１５０と排気ガスとの熱伝達のため、フィルタ異常時検出温度に比べて緩やかに昇温する。フィルタ異常時検出温度は、排気通路１３０を構成する壁や触媒コンバータ１４０とＰＭフィルタ１５０などと排気ガスとの熱伝達のため、最上流排気温度に比べて緩やかに昇温する。なお、ＰＭフィルタ１５０が排気通路１３０に取り付けられていない異常時においては、排気ガスとＰＭフィルタ１５０との熱伝達が行われない。そのためにこの際のフィルタ異常時検出温度は、ＰＭフィルタ１５０に孔などが形成された異常時と比べて、その温度変化が最上流排気温度の変化挙動により近くなる。
　時間ｔ１から時間ｔ２に至ると、冷却水温は冷間閾値を上回る。これによりＥＣＵ１０は冷間始動が終了したと判定する。
　時間ｔ２以降、排気ガスの排出により排気通路１３０の排気ガスの温度は上昇し続ける。そのために最上流排気温度、フィルタ正常時検出温度、および、フィルタ異常時検出温度それぞれも昇温し続ける。その温度変化は、大きい方から順に、最上流排気温度、フィルタ異常時検出温度、フィルタ正常時検出温度となっている。
　時間ｔ３に至ると、車速が上昇し、車両は走行状態になる。これに伴いエンジン回転数が増大する。これに応じて最上流排気温度、フィルタ正常時検出温度、および、フィルタ異常時検出温度それぞれの温度変化が急になる。ただし、この際のエンジン回転数の時間変化は急過渡閾値よりも低くなっている。したがってＥＣＵ１０はエンジン１２０が急過渡時ではないと判定する。この車速の上昇は時間ｔ４まで継続される。
　時間ｔ４以降、車速は一定になる。このために最上流排気温度、フィルタ異常時検出温度、フィルタ正常時検出温度それぞれの温度変化はほぼ一定になっている。
　時間ｔ５に至ると、車速が減少する。この際、エンジン回転数が減少する。それに応じて最上流排気温度は降温し始める。フィルタ異常時検出温度は最上流排気温度に若干遅れて降温し始める。フィルタ正常時温度はフィルタ異常時検出温度に遅れて降温し始める。
　時間ｔ６に至るとＦ／Ｃフラグがオンになる。エンジン１２０へのガソリン燃料の供給が止まって非供給になる。これにより燃焼した排気ガスの排出が無くなる。Ａ／Ｆはストイキからリーンに変化する。最上流排気温度、フィルタ正常時検出温度、および、フィルタ異常時検出温度それぞれの降温の温度変化が急になる。
　時間ｔ６以降、フューエルカットは行われるが、この際のフューエルカットの継続された時間は、フューエルカット閾値よりも短くなっている。したがってＥＣＵ１０はエンジン１２０がＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適したフューエルカット時ではないと判定する。
　またこのＦ／Ｃフラグがオンになった時間ｔ６において、最上流排気温度は減速時診断温度よりも低くなっている。したがってこの点においてもＥＣＵ１０はＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適していないと判定する。車速の減少は時間ｔ７まで継続される。この時間ｔ７に至る手間でＦ／Ｃフラグがオフになる。これによりエンジン１２０へのガソリン燃料の供給が再開される。
　時間ｔ７以降、車速は一定となる。しかしながらエンジン１２０の燃焼駆動は継続される。そのために排気通路１３０の排気ガスの温度は微量ながら上昇する。
　時間ｔ８に至ると、触媒コンバータ１４０の暖機が終了する。これによりエンジン回転数が減少する。
　時間ｔ８から時間ｔ９に至ると、車速が急上昇する。これに伴いエンジン回転数も急増する。これに応じて最上流排気温度、フィルタ正常時検出温度、および、フィルタ異常時検出温度それぞれも昇温する。この際のエンジン回転数の時間変化は急過渡閾値よりも高くなっている。したがってＥＣＵ１０はエンジン１２０が急過渡時であると判定する。このエンジン１２０が急過渡時である状態は、時間ｔ１０に至るまで継続される。
　さらにこの車両の加速の始まった時間ｔ９において、最上流排気温度は加速時診断温度よりも低くなっている。したがってＥＣＵ１０は時間ｔ９から時間ｔ１０の間において、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適していると判定する。
　図２に明示するように、最上流排気温度はエンジン回転数の増大に応じて上昇する。フィルタ異常時検出温度は最上流排気温度に若干遅れて上昇する。フィルタ正常時温度はフィルタ異常時検出温度に遅れて上昇する。
　時間ｔ１０以降、車速は一定と成る。このために最上流排気温度の温度変化はほぼ一定になる。フィルタ異常時検出温度は最上流排気温度に若干遅れて温度変化がほぼ一定になる。フィルタ正常時温度はフィルタ異常時検出温度に遅れて温度変化が一定になる。
　時間ｔ１１に至ると、車速が減少し、Ｆ／Ｃフラグがオンになる。時間ｔ１１以降、フューエルカットは継続されるが、その継続時間はフューエルカット閾値よりも長くなっている。さらに、このＦ／Ｃフラグがオンになった時間ｔ１１において、最上流排気温度は減速時診断温度よりも高くなっている。そのためにＥＣＵ１０はエンジン１２０がＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに適したフューエルカット時であると判定する。この際、フューエルカットの継続時間が長いので、最上流排気温度、フィルタ正常時検出温度、および、フィルタ異常時検出温度それぞれは雰囲気温度近くまで降温する。このフューエルカットは時間ｔ１２に至るまで継続される。
　＜ＰＭフィルタの異常判定＞
　次に、図３～図６に基づいてＥＣＵ１０によるＰＭフィルタ１５０の異常判定を説明する。
　図３に示すＳ１００においてＥＣＵ１０は、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するための条件が成立したか否かを判定する。この異常判定条件は、後述する図４～図６に示すフローである。異常判定条件が成立する場合、ＥＣＵ１０はＳ２００へと進む。これとは反対に異常判定条件が成立しない場合、ＥＣＵ１０はＳ１００を繰り返して待機状態になる。
　Ｓ２００へ進むとＥＣＵ１０は排気温度センサ１６６によって検出されたＰＭフィルタ１５０の下流側の温度を取得する。この際、ＥＣＵ１０は排気温度センサ１６６の出力（検出温度）を所定の取得タイミング毎に検出する。そしてＥＣＵ１０はＳ３００へと進む。
　Ｓ３００へ進むとＥＣＵ１０は、Ｓ２００で取得した複数の検出温度と取得タイミングとに基づいて、ＰＭフィルタ１５０の下流側の排気温度の時間変化（温度変化）を算出する。そしてＥＣＵ１０は算出した温度変化と後で詳説するＳ１００の異常判定条件で読み出した判定閾値とを比較する。温度変化が判定閾値よりも速い場合、ＥＣＵ１０はＳ４００へと進む。温度変化が判定閾値以下の場合、ＥＣＵ１０はＳ５００へと進む。
　Ｓ４００へ進むとＥＣＵ１０はＰＭフィルタ１５０が異常であると判定する。この場合、ＥＣＵ１０は車両に搭載されたインジケータなどを点灯させることでＰＭフィルタ１５０の異常を車両に搭乗しているユーザに通知する。これとは異なりＳ５００へ進むとＥＣＵ１０はＰＭフィルタ１５０が正常であると判定する。そしてＥＣＵ１０はＰＭフィルタ１５０の異常判定を終了する。
　＜異常判定条件＞
　次に図４～図６に基づいて異常判定条件を説明する。図４は冷間始動時であるか否かを判定するフローである。図５は急過渡時であり、なおかつ、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに排気ポート（排気通路１３０）の排気ガスは適した温度になっているか否かを判定するフローである。図６はフューエルカット時であり、なおかつ、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに排気ポート（排気通路１３０）の排気ガスは適した温度になっているか否かを判定するフローである。
　ＥＣＵ１０はＳ１００において、これら３つの異常判定条件を並列処理する。これら３つの異常判定条件は、車両の冷間始動時、加速時、減速時に実施される。そのためにこれら３つの異常判定条件のうちの複数が同時に成立することはない。
　ＥＣＵ１０は不揮発性メモリにＰＭフィルタ１５０の異常を判定するための判定閾値を記憶している。ＥＣＵ１０の不揮発性メモリには冷間始動時、急過渡時、および、フューエルカット時それぞれに対応する判定閾値が個別に記憶されている。
　後述するようにこれら３つの判定閾値は異なる値となっている。しかしながらこれら３つの判定閾値を一律に同一の値に設定してもよい。若しくは、ある基準となる値に対して、３つの異常判定条件それぞれに対応する係数を乗算することで、３つの判定閾値を定めてもよい。
　＜冷間始動時判定＞
　図４に示すＳ１０においてＥＣＵ１０は、エンジン１２０が始動して燃焼駆動し始めたか否かを判定する。エンジン１２０が始動したと判定した場合、ＥＣＵ１０はＳ１１へと進む。これとは反対にエンジン１２０が始動していないと判定すると、ＥＣＵ１０はＳ１０を繰り返して待機状態になる。
　Ｓ１１へ進むとＥＣＵ１０は、エンジン１２０が始動してから所定時間以内か否かを判定する。この所定時間はユーザが適宜設定することが可能である。例えば所定時間は２秒などの数秒を採用することができる。エンジン１２０が始動してから所定時間以内の場合、ＥＣＵ１０はＳ１２へと進む。エンジン１２０が始動してから所定時間を経過した場合、ＥＣＵ１０はＳ１０へと戻る。
　Ｓ１２へ進むとＥＣＵ１０は、冷却水温は冷間閾値以下か否かを判定する。この冷間閾値はユーザが適宜設定することが可能である。例えば冷間閾値は４０℃などの雰囲気温度よりも若干高い温度を採用することができる。冷却水温が冷間閾値以下の場合、ＥＣＵ１０はＳ１３へと進む。エンジン１２０が始動してから所定時間経過した場合、ＥＣＵ１０はＳ１０へと戻る。
　Ｓ１３へ進むとＥＣＵ１０は冷間始動時であると判定する。そしてＥＣＵ１０は冷間始動時の判定閾値を不揮発性メモリから読み出す。この後にＥＣＵ１０はＳ２００へと進む。
　この判定閾値は、触媒コンバータ１４０の暖機時のＰＭフィルタ１５０の温度変化に基づいて決定することができる。したがってこの判定閾値はＰＭフィルタ１５０の熱容量に依存している。
　例えば暖機時におけるＰＭフィルタ１５０の温度変化が１１．３℃／ｓｅｃ程度の場合、これに対して例えば０．７などの係数を乗算することでこの判定閾値を決定することができる。この場合の判定閾値は７．９℃／ｓｅｃとなる。この判定閾値が追従閾値に相当する。
　なお、以下においても判定閾値を決定するのに係数を用いる。当然ながら、これら係数の値は実験やシミュレーションなどによって適宜設定することができる。
　＜急過渡時判定＞
　図５に示すＳ３０においてＥＣＵ１０は、エンジン１２０が燃焼駆動状態か否かを判定する。エンジン１２０が燃焼駆動状態の場合、ＥＣＵ１０はＳ３１へと進む。これとは反対にエンジン１２０が燃焼駆動していない場合、ＥＣＵ１０はＳ３０を繰り返して待機状態になる。
　Ｓ３１へ進むとＥＣＵ１０は、エンジン回転数の上昇時の時間変化が急過渡閾値以上か否かを判定する。この急過渡閾値はユーザが適宜設定することが可能である。例えば急過渡閾値は１６ｒｐｍ／ｓｅｃなどの数１０ｒｐｍ／ｓｅｃを採用することができる。エンジン回転数が急過渡閾値以上の場合、ＥＣＵ１０はＳ３２へと進む。エンジン回転数が急過渡閾値よりも低い場合、ＥＣＵ１０はＳ３０へと戻る。
　Ｓ３２へ進むとＥＣＵ１０は回転角センサ１６１と流量センサ１６４の検出信号に基づいて、エンジン回転数が急過渡閾値以上になった際の最上流排気温度を推定する。そしてＥＣＵ１０はＳ３３へと進む。
　Ｓ３３へ進むとＥＣＵ１０は、最上流排気温度は加速時診断温度以下か否かを判定する。この加速時診断温度はユーザが適宜設定することが可能である。例えば加速時診断温度は４００℃などを採用することができる。最上流排気温度が加速時診断温度以下の場合、ＥＣＵ１０はＳ３４へと進む。最上流排気温度が加速時診断温度よりも高い場合、ＥＣＵ１０はＳ３０へと戻る。
　Ｓ３４へ進むとＥＣＵ１０は、急過渡時であり、なおかつ、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに排気ポート（排気通路１３０）の排気ガスは適した温度であると判定する。そしてＥＣＵ１０は急過渡時の判定閾値を不揮発性メモリから読み出す。この後にＥＣＵ１０はＳ２００へと進む。
　この判定閾値は、エンジン回転数の時間変化がＳ３１で用いた急過渡閾値程度であり、なおかつ、最上流排気温度がＳ３３で用いた加速時診断温度程度の場合の最上流排気温度の時間変化に基づいて決定することができる。
　この際の最上流排気温度の時間変化は例えば２．８℃／ｓｅｃである。これに対して例えば０．７などの係数を乗算することで、この判定閾値を決定することができる。この場合の判定閾値は１．９６℃／ｓｅｃとなる。
　なおもちろんではあるが、この判定閾値は、最上流排気温度の時間変化ではなく、ＰＭフィルタ１５０の熱容量に依存する、ＰＭフィルタ１５０の下流側の温度変化に基づいて決定してもよい。上記の条件下において、ＰＭフィルタ１５０が正常に排気通路１３０に設けられている場合、その下流側の温度変化は１．１℃／ｓｅｃである。これに対して例えば１．７などの係数を乗算することで、この判定閾値を決定することができる。この場合の判定閾値は１．８７℃／ｓｅｃとなる。
　より簡単に言えば、この判定閾値は２．８℃／ｓｅｃと１．１℃／ｓｅｃとの間であれば適宜設定することができる。例えば判定閾値は、これらの間の１．９℃／ｓｅｃを採用することができる。
　＜Ｆ／Ｃ時判定＞
　図６に示すＳ５０においてＥＣＵ１０は、Ｆ／Ｃフラグがオンか否かを判定する。Ｆ／Ｃフラグがオンの場合、ＥＣＵ１０はＳ５１へと進む。これとは反対にＦ／Ｃフラグがオフの場合、ＥＣＵ１０はＳ５０を繰り返して待機状態になる。
　Ｓ５１へ進むとＥＣＵ１０は回転角センサ１６１と流量センサ１６４の検出信号に基づいて、Ｆ／Ｃフラグがオンになった際の最上流排気温度を推定する。そしてＥＣＵ１０はＳ５２へと進む。
　Ｓ５２へ進むとＥＣＵ１０は、最上流排気温度は減速時診断温度以上か否かを判定する。この減速時診断温度はユーザが適宜設定することが可能である。例えば減速時診断温度は６６０℃などを採用することができる。最上流排気温度が減速時診断温度以上の場合、ＥＣＵ１０はＳ５３へと進む。最上流排気温度が減速時診断温度よりも低い場合、ＥＣＵ１０はＳ５０へと戻る。
　Ｓ５３へ進むとＥＣＵ１０は、Ｆ／Ｃフラグのオン時間がフューエルカット閾値以上か否かを判定する。このフューエルカット閾値はユーザが適宜設定することが可能である。例えばフューエルカット閾値は１９秒などの数１０秒を採用することができる。Ｆ／Ｃフラグのオン時間がフューエルカット閾値以上の場合、ＥＣＵ１０はＳ５４へと進む。Ｆ／Ｃフラグのオン時間がフューエルカット閾値未満の場合、ＥＣＵ１０はＳ５０へと戻る。
　Ｓ５４へ進むとＥＣＵ１０は、フューエルカット時であり、なおかつ、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定するのに排気ポート（排気通路１３０）の排気ガスは適した温度であると判定する。そしてＥＣＵ１０はフューエルカット時の判定閾値を不揮発性メモリから読み出す。この後にＥＣＵ１０はＳ２００へと進む。
　この判定閾値は、Ｆ／Ｃフラグのオン時間がＳ５１で用いたフューエルカット閾値程度であり、なおかつ、最上流排気温度がＳ５２で用いた減速時診断温度程度の場合の最上流排気温度の時間変化に基づいて決定することができる。
　この際の最上流排気温度の時間変化は例えば－６．０℃／ｓｅｃである。これに対して例えば０．７などの係数を乗算することで、この判定閾値を決定することができる。この場合の判定閾値は－４．２℃／ｓｅｃとなる。
　なお上記の判定閾値は、最上流排気温度の時間変化ではなく、ＰＭフィルタ１５０の熱容量に依存する、ＰＭフィルタ１５０の下流側の温度変化に基づいて決定してもよい。上記の条件下において、ＰＭフィルタ１５０が正常に排気通路１３０に設けられている場合、その下流側の温度変化は－３．０℃／ｓｅｃである。これに対して例えば１．６などの係数を乗算することで、この判定閾値を決定することができる。この場合の判定閾値は－４．８℃／ｓｅｃとなる。
　より簡単に言えば、この判定閾値は－６．０℃／ｓｅｃと－３．０℃／ｓｅｃとの間であれば適宜設定することができる。例えば判定閾値は、これらの間の－４．５℃／ｓｅｃを採用することができる。
　＜作用効果＞
　次に、本実施形態にかかる異常判定装置１００の作用効果を説明する。上記したように、排気通路１３０の排気ガスの温度変化の生じるエンジン１２０の運転変化を、車両に搭載された各種センサの出力に基づいて検出することができる。このエンジン１２０の運転変化時の排気温度センサ１６６の出力変化は、これまでに詳説したように、ＰＭフィルタ１５０が排気通路１３０に正常に取り付けられている場合と、取り付けられていなかったり孔などの異常が生じていたりする場合とで異なる。したがって、そもそも車両に搭載されていた各種センサの出力と、ＰＭフィルタ１５０の下流に設けられた排気温度センサ１６６の出力変化とに基づいて、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。
　このように、例えばＰＭフィルタ１５０の上流側と下流側それぞれに排気温度センサを設けなくとも、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定することができる。これにより部品点数の増大が抑制される。また製品コストの増大も抑制される。
　ＥＣＵ１０は、排気通路１３０の温度変化が大きく生じる冷間始動時、急過渡時、および、フューエルカット時に排気温度センサ１６６の出力変化を検出する。これにより排気温度センサ１６６の出力変化が小さくなることが抑制される。そのためにＰＭフィルタ１５０の異常の判定精度が低くなることが抑制される。
　ＥＣＵ１０は、車速の増加する急過渡時において、最上流排気温度が加速時診断温度以下の場合に排気温度センサ１６６の出力変化を検出する。またＥＣＵ１０は、車速の減少するフューエルカット時において、その継続時間がフューエル閾値以上であり、なおかつ、最上流排気温度が減速時診断温度以上の場合に排気温度センサ１６６の出力変化を検出する。
　これにより排気温度センサ１６６の出力変化が小さくなることがより効果的に抑制される。そのためにＰＭフィルタ１５０の異常の判定精度が低くなることがより効果的に抑制される。
　以上、本開示物の好ましい実施形態について説明したが、本開示物は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示物の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
　（第１の変形例）
　本実施形態では、フューエルカット時にＰＭフィルタ１５０の異常を判定する例を示した。しかしながら図２の時間ｔ１２以降に示すように、フューエルカット終了後においては、燃料の供給開始による排気ガスの排出によって、排気通路１３０の排気ガスの温度は大きく変化する。したがってこのガソリン燃料の非供給から供給へと切り換わるフューエルカット終了時において、ＰＭフィルタ１５０の異常を判定してもよい。
　（第２の変形例）
　本実施形態では、エンジン回転数の時間変化と最上流排気温度とに基づいて、急過渡時にＰＭフィルタ１５０の異常を判定するか否かを決定する例を示した。さらに条件を付けくわえて、触媒コンバータ１４０の暖機終了後に、エンジン回転数の時間変化と最上流排気温度とに基づいて、急過渡時にＰＭフィルタ１５０の異常を判定してもよい。
　また、最上流排気温度とＦ／Ｃフラグのオン時間とに基づいて、フューエルカット時にＰＭフィルタ１５０の異常を判定するか否かを決定する例を示した。同様にしてさらに条件を付けくわえて、触媒コンバータ１４０の暖機終了後に、最上流排気温度とＦ／Ｃフラグのオン時間とに基づいて、フューエルカット時にＰＭフィルタ１５０の異常を判定してもよい。
　触媒コンバータ１４０も熱容量を有する。したがって、この触媒コンバータ１４０の暖機が終了していない場合、この触媒コンバータ１４０は積極的に排気ガスの熱を受け取る。この結果、触媒コンバータ１４０の下流側の温度変化が緩やかになる虞がある。すなわち排気温度センサ１６６の出力変化が緩やかになる虞がある。
　そのため、上記したように触媒コンバータ１４０の暖機が終了した後に、急過渡時とフューエルカット時のＰＭフィルタ１５０の異常を判定する。これにより、排気温度センサ１６６の出力が変化しやすくなる。この結果、ＰＭフィルタ１５０の異常の判定精度が低下することが抑制される。
　（第３の変形例）
　上記したように急過渡時およびフューエルカット時それぞれにおいて、最上流排気温度と診断温度との差異を加味してＰＭフィルタ１５０の異常を判定する例を示した。しかしながら最上流排気温度と診断温度との差異を加味せずに、急過渡時、および、フューエルカット時にＰＭフィルタ１５０の異常を判定してもよい。
　（第４の変形例）
　本実施形態では、各異常判定条件に対する１つの判定閾値が不揮発性メモリに記憶された例を示した。これに対して、エンジン回転数や吸気通路１１０の気体の燃焼室１２０ａへの吸入量（負荷）に応じた判定閾値に対するマップが不揮発性メモリに記憶された構成を採用することもできる。
　（第５の変形例）
　本実施形態では、エンジン回転数の時間変化に基づいて急過渡時であるか否かを判定した。しかしながらこれとは異なり、吸気通路１１０の気体の燃焼室１２０ａへの吸入量（負荷）の時間変化に基づいて急過渡時であるか否かを判定してもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (10)

  1. 　ガソリンエンジン（１２０）の排気ガスが排出される排気通路（１３０）に設けられたパティキュレートフィルタ（１５０）の下流側に設けられた排気温度センサ（１６６）と、
    　前記排気通路に排出される排気ガスの温度に変化が生じる前記ガソリンエンジンの運転変化時における前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する判定部（１０）と、を有する異常判定装置。
  2. 　前記判定部は、前記排気温度センサの出力変化が、前記パティキュレートフィルタの熱容量に依存する追従閾値よりも速い場合、前記パティキュレートフィルタに異常が生じていると判定する請求項１に記載の異常判定装置。
  3. 　前記判定部は、前記排気温度センサの出力変化が、前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの前記下流側とは反対の上流側の温度変化に依存する判定閾値よりも速い場合、前記パティキュレートフィルタに異常が生じていると判定する請求項１に記載の異常判定装置。
  4. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンの停止状態から駆動状態へと変化した後の前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項１～３いずれか１項に記載の異常判定装置。
  5. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンを冷却する冷却水の温度が温度閾値以下の場合、前記ガソリンエンジンの停止状態から駆動状態へと変化した後の前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項４に記載の異常判定装置。
  6. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンの回転数が、急激な変化を判定する回転数閾値以上に変化した後の前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項１～５いずれか１項に記載の異常判定装置。
  7. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンの回転数と前記ガソリンエンジンへの吸気通路（１１０）の気体の吸入量とに基づいて前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの前記下流側とは反対の上流側の温度を推定し、その推定した温度が第１温度以下の場合、前記ガソリンエンジンの回転数が前記回転数閾値以上に上昇した後の前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項６に記載の異常判定装置。
  8. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンへのガソリン燃料の供給状態から非供給状態に変化した後の前記排気温度センサの出力変化、および、前記ガソリン燃料の非供給状態から供給状態に変化した後の前記排気温度センサの出力変化の少なくとも一方に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項１～７いずれか１項に記載の異常判定装置。
  9. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンへの前記ガソリン燃料の非供給状態が時間閾値継続された場合、前記ガソリンエンジンへの前記ガソリン燃料の供給状態から非供給状態に変化した後の前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項８に記載の異常判定装置。
  10. 　前記判定部は、前記ガソリンエンジンの回転数と前記ガソリンエンジンへの吸気通路（１１０）の気体の吸入量とに基づいて前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの前記下流側とは反対の上流側の温度を推定し、その推定した温度が第２温度以上の場合、前記ガソリンエンジンへの前記ガソリン燃料の供給状態から非供給状態に変化した後の前記排気温度センサの出力変化に基づいて、前記パティキュレートフィルタの異常を判定する請求項８または請求項９に記載の異常判定装置。
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