排気浄化フィルタの欠陥検出装置
【課題】排気浄化フィルタにおける局所的な欠陥を精度よく検出できる欠陥検出装置を提供する。
【解決手段】排気浄化フィルタとしてのＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した３領域に分割し、この３領域を通過する排気流量をそれぞれに検出する流量センサを設ける。そして、ＤＰＦの再生直後であって（Ｓ１）、定常でかつ排気流量が閾値を超える運転条件のときに（Ｓ２）、前記３領域間での排気流量の偏差を演算し（Ｓ３，Ｓ４）、偏差の絶対値のうちの最大値ΔＭＡＸと欠陥判定レベルＳＬとを比較する（Ｓ５）。最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上であれば、欠陥（溶損）の発生を判定し、警告灯を点灯する（Ｓ６）。
【解決手段】排気浄化フィルタとしてのＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した３領域に分割し、この３領域を通過する排気流量をそれぞれに検出する流量センサを設ける。そして、ＤＰＦの再生直後であって（Ｓ１）、定常でかつ排気流量が閾値を超える運転条件のときに（Ｓ２）、前記３領域間での排気流量の偏差を演算し（Ｓ３，Ｓ４）、偏差の絶対値のうちの最大値ΔＭＡＸと欠陥判定レベルＳＬとを比較する（Ｓ５）。最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上であれば、欠陥（溶損）の発生を判定し、警告灯を点灯する（Ｓ６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化フィルタの欠陥を検出する欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気中の微粒子を捕集する排気浄化フィルタの欠陥検出装置として、排気浄化フィルタの上流側と下流側との間に生じる圧力差に基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、排気浄化フィルタへの流入微粒子量と排気浄化フィルタからの流出微粒子量とに基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、機関運転条件に基づく予測酸素濃度と排気浄化フィルタ下流での実測酸素濃度との差に基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、排気浄化フィルタの一方に配設した音波発生手段と他方に配設した音波検出手段とを備えて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、更に、排気浄化フィルタの下流側でのパティキュレート量に基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置などがあった（例えば、特許文献１〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５７２００号公報
【特許文献２】特開２００９−１９１６９４号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２７６８号公報
【特許文献４】特開２００８−０７０２３５号公報
【特許文献５】特開２００７−３１５２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気浄化フィルタの欠陥は、たとえ局所的なものであっても、排気浄化フィルタにおける微粒子の捕集能力を低下させたり、排気浄化フィルタの下流側に配設した触媒を損傷させたりすることがある。
しかし、従来の欠陥検出装置では、排気浄化フィルタにおける溶損などの欠陥が広範囲に発生した場合には、係る欠陥を検出できるが、欠陥が局所的であると、欠陥検出に用いる圧力差などのパラメータへの影響が小さくなるため、局所的な欠陥を精度良く検出することが難しいというという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、排気浄化フィルタにおける局所的な欠陥を精度よく検出できる欠陥検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明では、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化フィルタを、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した複数領域に分割し、前記複数領域それぞれの排気流量を個別に検出する排気流量検出手段と、前記排気流量検出手段が検出した前記複数領域それぞれの排気流量を比較して、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する欠陥判定手段と、を設けた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数領域のうちの１つに欠陥（溶損）が発生することで、この欠陥が発生した領域の排気流量が変化すると、係る変化が他の欠陥が発生していない領域での排気流量に対する差として表れることになり、複数領域間で排気流量の比較に基づき、欠陥の有無を判定することができる。ここで、領域毎の欠陥の有無によって排気流量が領域間で相対的に変化することに基づき、欠陥の有無を判定するから、局所的な欠陥を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態において欠陥検出装置を適用するディーゼルエンジンのシステム構成図
【図２】実施形態における排気浄化フィルタとしてのＤＰＦの構造を示す図
【図３】実施形態における排気浄化フィルタとしてのＤＰＦに用いるハウジングを示す斜視図
【図４】実施形態における欠陥検出処理を示すフローチャート
【図５】実施形態における欠陥による排気流量の変化の例を示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本願に係る排気浄化フィルタの欠陥検出装置を適用する、車両用のディーゼルエンジン（内燃機関）１０を示す。
【００１０】
ディーゼルエンジン１０は、吸気管１４及び吸気マニホールド１２を介して空気を吸引する。吸気管１４には、上流側から順に、空気中の埃などをろ過するエアクリーナ１６、吸気過給を行うターボチャージャ１８のコンプレッサ１８Ａ、コンプレッサ１８Ａを通過して高温になった吸気を冷却するインタークーラ２０を設けてある。
【００１１】
一方、ディーゼルエンジン１０は、排気マニホールド２２及び排気管２４を介して排気を放出する。排気管２４には、上流側から順に、ターボチャージャ１８の排気タービン１８Ｂ、連続再生式ＤＰＦ装置２６、還元剤前駆体としての尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズルを有する還元剤噴射装置２８、尿素水溶液から生成されるアンモニア（還元剤）を用いてＮＯｘを選択還元浄化するＳＣＲ触媒３０、ＳＣＲ触媒３０を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒３２を設けてある。
【００１２】
連続再生式ＤＰＦ装置２６は、ＮＯ（一酸化窒素）をＮＯ2（二酸化窒素）へと酸化させるＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）２６Ａと、排気中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集・除去するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２６Ｂとを備える。
尚、排気浄化フィルタとして、前記ＤＰＦ２６Ｂの代わりに、フィルタ表面に触媒（活性成分及び添加成分）を担持させたＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）を使用できる。
【００１３】
また、ディーゼルエンジン１０は、排気の一部を吸気側に還流させることで燃焼温度を低下させ、排気中のＮＯｘ濃度を低減するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置３４を備えている。
ＥＧＲ装置３４は、排気管２４を流れる排気の一部を吸気管１４に還流させるＥＧＲ管３４Ａと、ＥＧＲ管３４Ａを流れる排気を冷却するＥＧＲクーラ３４Ｂと、吸気管１４に還流させる排気量（ＥＧＲ率）を制御するＥＧＲ制御弁３４Ｃとを備える。
【００１４】
ここで、排気浄化フィルタであるＤＰＦ２６Ｂの欠陥（局所的な溶損）を検出するために、図２及び図３に示すように、ＤＰＦ２６Ｂを、排気の流れに対して並列であって相互に画成した３領域に分割してある。
図３は、ＤＰＦ２６Ｂを収容するハウジング２６１を示す。図３に示すように、ハウジング２６１の内部空間を、排気の流れ方向に対する横断面において３領域に分割する隔壁部材２６２を、ハウジング２６１内に設けてあり、隔壁部材２６２は、前記横断面において各領域が１２０degの中心角の扇型となるように略均等に分割する。
【００１５】
そして、隔壁部材２６２によって分割した３領域（３つのフィルタ収容空間）のそれぞれに、図２に示すように、横断面が略扇型のフィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃを配置してある。
上記構成において、フィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃの間における排気の流通は、隔壁部材２６２によって阻止され、３領域（３個のフィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ）のうちの１つに上流端から流入した排気は、他の領域（他のフィルタ部材）に流入することなく、流入した領域（フィルタ部材）の下流端から排出される。
【００１６】
隔壁部材２６２は、軸方向の長さが、フィルタ部材２６３よりも長く設定され、かつ、隔壁部材２６２が分割する領域の上流側に寄せてフィルタ部材２６３を設置することで、隔壁部材２６２が分割する領域の下流側に、フィルタ部材２６３を備えない相互に独立した３つの流量測定空間を形成するようにしてある。
そして、３つの流量測定空間それぞれに、排気流量に応じた検出信号を出力する流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ（排気流量検出手段）を配置してある。
【００１７】
前記流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ（排気流量検出手段）は、体積流量計と質量流量計とのいずれであってもよく、公知の種々のセンサを適用できる。
ここで、流量センサ４９Ａはフィルタ部材２６３Ａを通過した排気の流量ＱＡを計測し、流量センサ４９Ｂはフィルタ部材２６３Ｂを通過した排気の流量ＱＢを計測し、流量センサ４９Ｃはフィルタ部材２６３Ｃを通過した排気の流量ＱＣを計測する。
【００１８】
尚、上記実施形態では、隔壁部材２６２が分割する３領域毎に、個別にフィルタ部材２６３を設置したが、例えば、３領域に画成する壁部を一体的に備えたフィルタ部材を、ハウジング２６１の内部空間に設置する一方、当該フィルタ部材の直後に、ハウジング２６１の内部空間をフィルタ部材の分割領域に合わせて分割する隔壁部材を配置し、隔壁部材が分割する空間毎に流量センサを配置することができる。
【００１９】
コンピュータを内蔵したコントロールユニット４２は、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃの出力信号の他、ディーゼルエンジン１０の回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ４４、及び、ディーゼルエンジン１０の負荷Ｑを検出する負荷センサ４６の出力信号も入力する。
【００２０】
ここで、負荷センサ４６は、ディーゼルエンジン１０の負荷Ｑを示す状態量として、吸気流量、吸気圧力、過給圧力、アクセル開度、吸気絞り弁の開度など、ディーゼルエンジン１０のトルクと密接に関連する状態量を検出する。
尚、ディーゼルエンジン１０の回転速度ＮＥ及び負荷Ｑを示す信号を、ＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して、別のコントロールユニットから受け取るようにしてもよい。
【００２１】
コントロールユニット４２は、内蔵するＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに記憶した制御プログラムを実行することで、各種センサからの信号に基づいて、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理を制御すると共に、ＤＰＦ２６Ｂの欠陥（局所的な溶損）の有無を判定する処理を実施し、ＤＰＦ２６Ｂに欠陥が発生していると判断したときに、ディーゼルエンジン１０を搭載した車両のコンビネーションメータに付設した警告灯４８を点灯する欠陥判定信号を出力することで、ＤＰＦ２６Ｂに欠陥が発生していることを車両の運転者に警告する。
【００２２】
即ち、コントロールユニット４２が、制御プログラムを実行することで、欠陥判定手段の一例が具現化される。
ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥の発生を警告する手段としては、警告灯４８に代えて又は警告灯４８と共に、警告音を発生するブザーなどを用いることができる。
【００２３】
コントロールユニット４２は、例えば、エンジンの積算運転時間や、エンジン運転条件から推定した微粒子の排出量の積算値や、ＤＰＦ２６Ｂの上下流間の差圧などから、ＤＰＦ２６Ｂの再生要求の有無を判断する。
そして、コントロールユニット４２は、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理として、ヒータによる加熱や排気通路内への燃料の噴射やエンジンへの燃料噴射タイミングの制御などを行うことで、ＤＰＦ２６Ｂに流入する排気の温度を上昇させ、ＤＰＦ２６Ｂが捕集した微粒子ＰＭを、酸化（焼却）除去する。
【００２４】
また、コントロールユニット４２は、図４のフローチャートに示す制御プログラムに従って、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥の発生を判断する。
図４のフローチャートに示す制御プログラムは、単位時間毎に繰り返し実行され、まず、ステップＳ１では、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理の直後であるか否かを判断する。
【００２５】
再生処理の直後とは、再生処理を完了してから、排気流量に影響するほどに微粒子が捕集されるようになるまでの間であり、例えば、再生処理の完了時からのディーゼルエンジン１０の運転時間が閾値以下である期間、再生処理の完了時からのＤＰＦ２６Ｂにおける微粒子の捕集量の推定値が閾値以下である期間などとする。
再生処理の直後であって、ＤＰＦ２６Ｂが微粒子を殆ど捕集していない状態では、ＤＰＦ２６Ｂの３領域に略均等に排気が流れるものと推定でき、３領域間に排気流量の差が発生する場合には、フィルタ欠陥（溶損）を要因としていると判断できる。
【００２６】
ＤＰＦ２６Ｂが微粒子を捕集している状態では、微粒子の捕集量が３領域間でばらつくことで、領域間で排気流量にばらつきが生じ、欠陥（溶損）の発生による排気流量のばらつきと区別することが困難になるため、ＤＰＦ２６Ｂの再生直後であって、ＤＰＦ２６Ｂに微粒子が殆ど捕集されていない状態であることを、欠陥判定を実施する条件とする。
【００２７】
ステップＳ１でＤＰＦ２６Ｂの再生処理の直後であると判断すると、ステップＳ２へ進み、排気流量の検出条件を満たしているか否かを判断する。
具体的には、ディーゼルエンジン１０が過渡運転状態（加減速状態）でなく、ディーゼルエンジン１０からの排気流量が略一定している定常運転状態であり、かつ、ディーゼルエンジン１０からの排気流量が閾値よりも大きい運転状態（エンジン回転速度が閾値よりも高い高回転域）である場合に、排気流量の検出条件を満たしていると判断する。
【００２８】
ディーゼルエンジン１０からの排気流量が略一定している定常運転状態であることを、ＤＰＦ２６Ｂの３領域における排気流量の検出条件とすることで、排気流量の検出精度を確保できる。ディーゼルエンジン１０の加減速状態であって、排気流量が変動している状態では、センサ信号のＡ／Ｄ変換タイミングのずれなどによって、排気流量の検出値に大きなばらつきが発生してしまい、高精度に排気流量を検出することができない。
ディーゼルエンジン１０からの排気流量が略一定している定常運転状態の検出は、負荷センサ４６が検出するディーゼルエンジン１０の負荷Ｑや、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃが検出する排気流量の単位時間当たりの変化量が閾値未満である場合に、定常運転状態であると判断することができる。
【００２９】
また、ディーゼルエンジン１０の排気流量が閾値よりも多いことをＤＰＦ２６Ｂの３領域における排気流量の検出条件とすれば、局所的な溶損によって発生する３領域間における排気流量の偏差が拡大し、欠陥（溶損）の検出精度が向上し、より小さい欠陥の検出が可能となる。
ディーゼルエンジン１０の排気流量が閾値よりも多いか否かの判断は、ディーゼルエンジン１０の回転速度ＮＥが閾値よりも高いか否かで判断でき、また、回転速度ＮＥとエンジン負荷Ｑとを組み合わせて判断でき、更に、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃのうちの少なくとも１つの検出結果を用いて判断してもよい。
欠陥判定を実施する排気流量レベルは、検出したい欠陥（溶損）の程度と、検出精度とを考慮し、実験やシミュレーションなどから予め適合しておく。
【００３０】
ステップＳ２で、排気流量の検出条件を満たしていると判断すると、ステップＳ３へ進み、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃの出力信号を読み込んで、ＤＰＦ２６Ｂの３領域、換言すれば、フィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃそれぞれを通過した排気流量ＱＡ，ＱＢ，ＱＣを検出する。
【００３１】
次いで、ステップＳ４では、ＤＰＦ２６Ｂの３領域間における排気流量の差を演算する。具体的には、フィルタ部材２６３Ａの通過排気流量ＱＡとフィルタ部材２６３Ｂの通過排気流量ＱＢとの偏差の絶対値ΔＡＢ、フィルタ部材２６３Ｂの通過排気流量ＱＢとフィルタ部材２６３Ｃの通過排気流量ＱＣとの偏差の絶対値ΔＢＣ、フィルタ部材２６３Ａの通過排気流量ＱＡとフィルタ部材２６３Ｃの通過排気流量ＱＣとの偏差の絶対値ΔＡＣをそれぞれに演算する。
【００３２】
ΔＡＢ＝｜ＱＡ−ＱＢ｜
ΔＢＣ＝｜ＱＢ−ＱＣ｜
ΔＡＣ＝｜ＱＡ−ＱＣ｜
【００３３】
ステップＳ５では、ステップＳ４で演算した偏差の絶対値ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣのうちで最も大きい値ΔＭＡＸ（ΔＭＡＸ＝ｍａｘ（ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣ））と、欠陥判定レベルＳＬとを比較する。
そして、最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬよりも小さい場合には、換言すれば、３領域それぞれでの排気流量が略同等である場合には、３領域のいずれにも欠陥（溶損）は発生していないものと判断し、そのまま警告灯４８を点灯させることなく、一連の処理を終了させる。
【００３４】
一方、最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上である場合には、ステップＳ６へ進み、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥（溶損）の発生を判定する信号を出力し、この欠陥発生判定信号に基づいて警告灯４８を点灯させ、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥（溶損）の発生を車両の運転者に警告する。
最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上である場合には、ＤＰＦ２６Ｂの３領域のいずれかに微粒子の捕集能力を低下させるほどの欠陥（溶損）が発生し、この欠陥（溶損）が発生している領域において、排気が通過する開口面積が欠陥によって狭くなっているか、逆に、排気が通過する開口面積が欠陥で拡大していて、欠陥が発生した領域の排気流量が他の領域の排気流量に比べて少なく又は多くなっているものと判断する。
【００３５】
図５のタイムチャートは、ＤＰＦ２６Ｂの３領域のフィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃのうち、フィルタ部材２６３Ａに欠陥（溶損）が発生した場合の各領域における排気流量の変化を示す。
図５のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１でフィルタ部材２６３Ａに欠陥（溶損）が発生し、それよりも前の時刻ｔ０〜ｔ１の間は、欠陥（溶損）が発生していない状態での各領域の排気流量を示し、時刻ｔ１以降は、フィルタ部材２６３Ａに欠陥（溶損）が発生している状態での各領域の排気流量を示す。
【００３６】
図５に示す例では、フィルタ部材２６３Ａに発生した欠陥（溶損）は、排気が通過する開口面積を狭める欠陥（溶損）であるため、時刻ｔ１を境界としてフィルタ部材２６３Ａを通過する排気流量ＱＡは低下し、このフィルタ部材２６３Ａでの排気流量ＱＡが低下した分を他の２つの領域で補うために、フィルタ部材２６３Ｂ及びフィルタ部材２６３Ｃを通過する排気流量ＱＢ，ＱＣは時刻ｔ１以後増えている。
【００３７】
このように、欠陥（溶損）が発生したフィルタ部材２６３Ａの排気流量ＱＡが減る一方で、他の領域の排気流量ＱＢ，ＱＣが増えるから、領域間における排気流量の差が拡大し、図５に示す例の場合、時刻ｔ１の前後で偏差ΔＢＣは小さい状態を保持するのに対し、偏差ΔＡＢ及び偏差ΔＡＣは、時刻ｔ１以後で偏差ΔＢＣよりも大きな値を示すことになり、偏差ΔＡＢ又は偏差ΔＡＣが欠陥判定レベルＳＬ以上であれば、欠陥（溶損）の発生を判定することになる。
【００３８】
そして、偏差ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣのうちで最も大きい値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上であって、欠陥（溶損）の発生を判定した場合には、ステップＳ６へ進み、警告灯４８を点灯させることで、ＤＰＦ２６Ｂに欠陥（溶損）が発生していることを、車両の運転者に警告する。
【００３９】
上記のように、ＤＰＦ２６Ｂ（排気浄化フィルタ）を、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した複数領域に分割し、分割した領域間で排気流量を比較するようにすれば、欠陥（溶損）の発生による排気流量の増減変化を、欠陥（溶損）が発生していない領域（欠陥の程度が相対的に低い領域）での排気流量に対する差として検出するので、領域毎の欠陥発生に応答する判定結果を得られ、ＤＰＦ２６Ｂにおける局所的な欠陥（溶損）の発生を高精度に判定できる。
【００４０】
更に、ＤＰＦ２６Ｂにおける局所的な欠陥（溶損）の発生を判定したときに、警告灯４８の点灯することで、運転者に対してＤＰＦ２６Ｂの点検整備を促すことができ、欠陥（溶損）の発生しているＤＰＦ２６Ｂをそのまま継続して用いることによって、微粒子の排出量が増えたり、ＤＰＦ２６Ｂの下流側に配したＳＣＲ触媒３０が損傷したりすることを未然に防止できる。
【００４１】
尚、上記実施形態では、ＤＰＦ２６Ｂを３領域に分割したが、２領域或いは４領域以上に分割し、領域毎に流量センサを配置することができる。但し、ＤＰＦ２６Ｂの分割数を多くすると、その分だけ流量センサの数が増えてコスト高になり、また、ＤＰＦ２６Ｂの構造も複雑になる。一方、ＤＰＦ２６Ｂを２領域に分割した場合には、排気流れの偏りに影響されて欠陥（溶損）による排気流量の差が縮小し、欠陥（溶損）の検出精度が低下する場合があったり、欠陥（溶損）による排気流量の差が生じたとしても、欠陥（溶損）が発生したということを多数決で決めることができなかったりするため、３領域に分割するのが好ましい。
【００４２】
また、排気の流れの偏りに影響されて、ＤＰＦ２６Ｂの各領域間における排気流量に差が生じると、欠陥（溶損）の検出精度が低下するので、ＤＰＦ２６Ｂの新品状態（欠陥がないと見込まれる状態）での各領域における排気流量に基づき、各領域における排気流量の検出値を補正する補正値を学習し、欠陥（溶損）検出を行う場合に、排気流量の検出値を前記補正値で補正し、補正後の検出値を比較して欠陥（溶損）の有無を判定させることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、連続再生式ＤＰＦ装置２６、ＳＣＲ触媒３０、アンモニア酸化触媒３２を備えたエンジンにおいて、連続再生式ＤＰＦ装置２６におけるＤＰＦ２６Ｂの欠陥（溶損）の有無を判定させたが、排気浄化フィルタ（ＤＰＦ２６Ｂ）と組み合わせる他の排気処理装置を、上記実施形態のものに限定するものでないことは明らかであり、本願発明は、排気通路に少なくとも排気浄化フィルタを備えたエンジンに広く適用できる。
【００４４】
また、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理直後に欠陥（溶損）の有無を判定させる構成において、欠陥（溶損）のために、捕集微粒子量が少なく再生要求がない状態で強制的に再生処理を実施し、再生処理直後に欠陥（溶損）の有無を判定させることができる。
また、例えばＤＰＦ２６Ｂの前後差圧などに基づく欠陥（溶損）検出の結果、欠陥（溶損）の発生を断定できないものの、欠陥（溶損）の発生が疑われる場合に、ＤＰＦ２６Ｂの各領域の排気流量を比較して、欠陥（溶損）の有無を確定させることができる。
【００４５】
また、偏差ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣのうちで最も大きい値が一定していること、具体的には、最大であると判断した偏差が一定回数以上連続して同じであることを条件に、欠陥の発生を判定したり、ＤＰＦ２６Ｂの領域毎に排気流量の検出値に平滑化処理を施し、平滑化処理後の検出値に用いて領域間での排気流量の偏差を演算させたりすることができる。
また、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥（溶損）の発生が判定された場合に、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理のタイミングを早めたり（処理間隔を短縮したり）、再生処理における排気温度の上昇を抑えるなど、再生処理を変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ ディーゼルエンジン
２４ 排気管
２６ 連続再生式ＤＰＦ装置
２６Ａ ＤＯＣ
２６Ｂ ＤＰＦ（排気浄化フィルタ）
３０ ＳＣＲ触媒
３２ アンモニア触媒
４２ コントロールユニット（欠陥判定手段）
４８ 警告灯（警告手段）
４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ 流量センサ（排気流量検出手段）
２６１ ハウジング
２６２ 隔壁部材
２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ フィルタ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化フィルタの欠陥を検出する欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気中の微粒子を捕集する排気浄化フィルタの欠陥検出装置として、排気浄化フィルタの上流側と下流側との間に生じる圧力差に基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、排気浄化フィルタへの流入微粒子量と排気浄化フィルタからの流出微粒子量とに基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、機関運転条件に基づく予測酸素濃度と排気浄化フィルタ下流での実測酸素濃度との差に基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、排気浄化フィルタの一方に配設した音波発生手段と他方に配設した音波検出手段とを備えて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置、更に、排気浄化フィルタの下流側でのパティキュレート量に基づいて排気浄化フィルタの欠陥を検出する装置などがあった（例えば、特許文献１〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５７２００号公報
【特許文献２】特開２００９−１９１６９４号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２７６８号公報
【特許文献４】特開２００８−０７０２３５号公報
【特許文献５】特開２００７−３１５２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気浄化フィルタの欠陥は、たとえ局所的なものであっても、排気浄化フィルタにおける微粒子の捕集能力を低下させたり、排気浄化フィルタの下流側に配設した触媒を損傷させたりすることがある。
しかし、従来の欠陥検出装置では、排気浄化フィルタにおける溶損などの欠陥が広範囲に発生した場合には、係る欠陥を検出できるが、欠陥が局所的であると、欠陥検出に用いる圧力差などのパラメータへの影響が小さくなるため、局所的な欠陥を精度良く検出することが難しいというという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、排気浄化フィルタにおける局所的な欠陥を精度よく検出できる欠陥検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明では、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化フィルタを、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した複数領域に分割し、前記複数領域それぞれの排気流量を個別に検出する排気流量検出手段と、前記排気流量検出手段が検出した前記複数領域それぞれの排気流量を比較して、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する欠陥判定手段と、を設けた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数領域のうちの１つに欠陥（溶損）が発生することで、この欠陥が発生した領域の排気流量が変化すると、係る変化が他の欠陥が発生していない領域での排気流量に対する差として表れることになり、複数領域間で排気流量の比較に基づき、欠陥の有無を判定することができる。ここで、領域毎の欠陥の有無によって排気流量が領域間で相対的に変化することに基づき、欠陥の有無を判定するから、局所的な欠陥を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態において欠陥検出装置を適用するディーゼルエンジンのシステム構成図
【図２】実施形態における排気浄化フィルタとしてのＤＰＦの構造を示す図
【図３】実施形態における排気浄化フィルタとしてのＤＰＦに用いるハウジングを示す斜視図
【図４】実施形態における欠陥検出処理を示すフローチャート
【図５】実施形態における欠陥による排気流量の変化の例を示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本願に係る排気浄化フィルタの欠陥検出装置を適用する、車両用のディーゼルエンジン（内燃機関）１０を示す。
【００１０】
ディーゼルエンジン１０は、吸気管１４及び吸気マニホールド１２を介して空気を吸引する。吸気管１４には、上流側から順に、空気中の埃などをろ過するエアクリーナ１６、吸気過給を行うターボチャージャ１８のコンプレッサ１８Ａ、コンプレッサ１８Ａを通過して高温になった吸気を冷却するインタークーラ２０を設けてある。
【００１１】
一方、ディーゼルエンジン１０は、排気マニホールド２２及び排気管２４を介して排気を放出する。排気管２４には、上流側から順に、ターボチャージャ１８の排気タービン１８Ｂ、連続再生式ＤＰＦ装置２６、還元剤前駆体としての尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズルを有する還元剤噴射装置２８、尿素水溶液から生成されるアンモニア（還元剤）を用いてＮＯｘを選択還元浄化するＳＣＲ触媒３０、ＳＣＲ触媒３０を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒３２を設けてある。
【００１２】
連続再生式ＤＰＦ装置２６は、ＮＯ（一酸化窒素）をＮＯ2（二酸化窒素）へと酸化させるＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）２６Ａと、排気中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集・除去するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２６Ｂとを備える。
尚、排気浄化フィルタとして、前記ＤＰＦ２６Ｂの代わりに、フィルタ表面に触媒（活性成分及び添加成分）を担持させたＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）を使用できる。
【００１３】
また、ディーゼルエンジン１０は、排気の一部を吸気側に還流させることで燃焼温度を低下させ、排気中のＮＯｘ濃度を低減するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置３４を備えている。
ＥＧＲ装置３４は、排気管２４を流れる排気の一部を吸気管１４に還流させるＥＧＲ管３４Ａと、ＥＧＲ管３４Ａを流れる排気を冷却するＥＧＲクーラ３４Ｂと、吸気管１４に還流させる排気量（ＥＧＲ率）を制御するＥＧＲ制御弁３４Ｃとを備える。
【００１４】
ここで、排気浄化フィルタであるＤＰＦ２６Ｂの欠陥（局所的な溶損）を検出するために、図２及び図３に示すように、ＤＰＦ２６Ｂを、排気の流れに対して並列であって相互に画成した３領域に分割してある。
図３は、ＤＰＦ２６Ｂを収容するハウジング２６１を示す。図３に示すように、ハウジング２６１の内部空間を、排気の流れ方向に対する横断面において３領域に分割する隔壁部材２６２を、ハウジング２６１内に設けてあり、隔壁部材２６２は、前記横断面において各領域が１２０degの中心角の扇型となるように略均等に分割する。
【００１５】
そして、隔壁部材２６２によって分割した３領域（３つのフィルタ収容空間）のそれぞれに、図２に示すように、横断面が略扇型のフィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃを配置してある。
上記構成において、フィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃの間における排気の流通は、隔壁部材２６２によって阻止され、３領域（３個のフィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ）のうちの１つに上流端から流入した排気は、他の領域（他のフィルタ部材）に流入することなく、流入した領域（フィルタ部材）の下流端から排出される。
【００１６】
隔壁部材２６２は、軸方向の長さが、フィルタ部材２６３よりも長く設定され、かつ、隔壁部材２６２が分割する領域の上流側に寄せてフィルタ部材２６３を設置することで、隔壁部材２６２が分割する領域の下流側に、フィルタ部材２６３を備えない相互に独立した３つの流量測定空間を形成するようにしてある。
そして、３つの流量測定空間それぞれに、排気流量に応じた検出信号を出力する流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ（排気流量検出手段）を配置してある。
【００１７】
前記流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ（排気流量検出手段）は、体積流量計と質量流量計とのいずれであってもよく、公知の種々のセンサを適用できる。
ここで、流量センサ４９Ａはフィルタ部材２６３Ａを通過した排気の流量ＱＡを計測し、流量センサ４９Ｂはフィルタ部材２６３Ｂを通過した排気の流量ＱＢを計測し、流量センサ４９Ｃはフィルタ部材２６３Ｃを通過した排気の流量ＱＣを計測する。
【００１８】
尚、上記実施形態では、隔壁部材２６２が分割する３領域毎に、個別にフィルタ部材２６３を設置したが、例えば、３領域に画成する壁部を一体的に備えたフィルタ部材を、ハウジング２６１の内部空間に設置する一方、当該フィルタ部材の直後に、ハウジング２６１の内部空間をフィルタ部材の分割領域に合わせて分割する隔壁部材を配置し、隔壁部材が分割する空間毎に流量センサを配置することができる。
【００１９】
コンピュータを内蔵したコントロールユニット４２は、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃの出力信号の他、ディーゼルエンジン１０の回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ４４、及び、ディーゼルエンジン１０の負荷Ｑを検出する負荷センサ４６の出力信号も入力する。
【００２０】
ここで、負荷センサ４６は、ディーゼルエンジン１０の負荷Ｑを示す状態量として、吸気流量、吸気圧力、過給圧力、アクセル開度、吸気絞り弁の開度など、ディーゼルエンジン１０のトルクと密接に関連する状態量を検出する。
尚、ディーゼルエンジン１０の回転速度ＮＥ及び負荷Ｑを示す信号を、ＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して、別のコントロールユニットから受け取るようにしてもよい。
【００２１】
コントロールユニット４２は、内蔵するＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに記憶した制御プログラムを実行することで、各種センサからの信号に基づいて、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理を制御すると共に、ＤＰＦ２６Ｂの欠陥（局所的な溶損）の有無を判定する処理を実施し、ＤＰＦ２６Ｂに欠陥が発生していると判断したときに、ディーゼルエンジン１０を搭載した車両のコンビネーションメータに付設した警告灯４８を点灯する欠陥判定信号を出力することで、ＤＰＦ２６Ｂに欠陥が発生していることを車両の運転者に警告する。
【００２２】
即ち、コントロールユニット４２が、制御プログラムを実行することで、欠陥判定手段の一例が具現化される。
ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥の発生を警告する手段としては、警告灯４８に代えて又は警告灯４８と共に、警告音を発生するブザーなどを用いることができる。
【００２３】
コントロールユニット４２は、例えば、エンジンの積算運転時間や、エンジン運転条件から推定した微粒子の排出量の積算値や、ＤＰＦ２６Ｂの上下流間の差圧などから、ＤＰＦ２６Ｂの再生要求の有無を判断する。
そして、コントロールユニット４２は、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理として、ヒータによる加熱や排気通路内への燃料の噴射やエンジンへの燃料噴射タイミングの制御などを行うことで、ＤＰＦ２６Ｂに流入する排気の温度を上昇させ、ＤＰＦ２６Ｂが捕集した微粒子ＰＭを、酸化（焼却）除去する。
【００２４】
また、コントロールユニット４２は、図４のフローチャートに示す制御プログラムに従って、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥の発生を判断する。
図４のフローチャートに示す制御プログラムは、単位時間毎に繰り返し実行され、まず、ステップＳ１では、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理の直後であるか否かを判断する。
【００２５】
再生処理の直後とは、再生処理を完了してから、排気流量に影響するほどに微粒子が捕集されるようになるまでの間であり、例えば、再生処理の完了時からのディーゼルエンジン１０の運転時間が閾値以下である期間、再生処理の完了時からのＤＰＦ２６Ｂにおける微粒子の捕集量の推定値が閾値以下である期間などとする。
再生処理の直後であって、ＤＰＦ２６Ｂが微粒子を殆ど捕集していない状態では、ＤＰＦ２６Ｂの３領域に略均等に排気が流れるものと推定でき、３領域間に排気流量の差が発生する場合には、フィルタ欠陥（溶損）を要因としていると判断できる。
【００２６】
ＤＰＦ２６Ｂが微粒子を捕集している状態では、微粒子の捕集量が３領域間でばらつくことで、領域間で排気流量にばらつきが生じ、欠陥（溶損）の発生による排気流量のばらつきと区別することが困難になるため、ＤＰＦ２６Ｂの再生直後であって、ＤＰＦ２６Ｂに微粒子が殆ど捕集されていない状態であることを、欠陥判定を実施する条件とする。
【００２７】
ステップＳ１でＤＰＦ２６Ｂの再生処理の直後であると判断すると、ステップＳ２へ進み、排気流量の検出条件を満たしているか否かを判断する。
具体的には、ディーゼルエンジン１０が過渡運転状態（加減速状態）でなく、ディーゼルエンジン１０からの排気流量が略一定している定常運転状態であり、かつ、ディーゼルエンジン１０からの排気流量が閾値よりも大きい運転状態（エンジン回転速度が閾値よりも高い高回転域）である場合に、排気流量の検出条件を満たしていると判断する。
【００２８】
ディーゼルエンジン１０からの排気流量が略一定している定常運転状態であることを、ＤＰＦ２６Ｂの３領域における排気流量の検出条件とすることで、排気流量の検出精度を確保できる。ディーゼルエンジン１０の加減速状態であって、排気流量が変動している状態では、センサ信号のＡ／Ｄ変換タイミングのずれなどによって、排気流量の検出値に大きなばらつきが発生してしまい、高精度に排気流量を検出することができない。
ディーゼルエンジン１０からの排気流量が略一定している定常運転状態の検出は、負荷センサ４６が検出するディーゼルエンジン１０の負荷Ｑや、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃが検出する排気流量の単位時間当たりの変化量が閾値未満である場合に、定常運転状態であると判断することができる。
【００２９】
また、ディーゼルエンジン１０の排気流量が閾値よりも多いことをＤＰＦ２６Ｂの３領域における排気流量の検出条件とすれば、局所的な溶損によって発生する３領域間における排気流量の偏差が拡大し、欠陥（溶損）の検出精度が向上し、より小さい欠陥の検出が可能となる。
ディーゼルエンジン１０の排気流量が閾値よりも多いか否かの判断は、ディーゼルエンジン１０の回転速度ＮＥが閾値よりも高いか否かで判断でき、また、回転速度ＮＥとエンジン負荷Ｑとを組み合わせて判断でき、更に、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃのうちの少なくとも１つの検出結果を用いて判断してもよい。
欠陥判定を実施する排気流量レベルは、検出したい欠陥（溶損）の程度と、検出精度とを考慮し、実験やシミュレーションなどから予め適合しておく。
【００３０】
ステップＳ２で、排気流量の検出条件を満たしていると判断すると、ステップＳ３へ進み、流量センサ４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃの出力信号を読み込んで、ＤＰＦ２６Ｂの３領域、換言すれば、フィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃそれぞれを通過した排気流量ＱＡ，ＱＢ，ＱＣを検出する。
【００３１】
次いで、ステップＳ４では、ＤＰＦ２６Ｂの３領域間における排気流量の差を演算する。具体的には、フィルタ部材２６３Ａの通過排気流量ＱＡとフィルタ部材２６３Ｂの通過排気流量ＱＢとの偏差の絶対値ΔＡＢ、フィルタ部材２６３Ｂの通過排気流量ＱＢとフィルタ部材２６３Ｃの通過排気流量ＱＣとの偏差の絶対値ΔＢＣ、フィルタ部材２６３Ａの通過排気流量ＱＡとフィルタ部材２６３Ｃの通過排気流量ＱＣとの偏差の絶対値ΔＡＣをそれぞれに演算する。
【００３２】
ΔＡＢ＝｜ＱＡ−ＱＢ｜
ΔＢＣ＝｜ＱＢ−ＱＣ｜
ΔＡＣ＝｜ＱＡ−ＱＣ｜
【００３３】
ステップＳ５では、ステップＳ４で演算した偏差の絶対値ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣのうちで最も大きい値ΔＭＡＸ（ΔＭＡＸ＝ｍａｘ（ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣ））と、欠陥判定レベルＳＬとを比較する。
そして、最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬよりも小さい場合には、換言すれば、３領域それぞれでの排気流量が略同等である場合には、３領域のいずれにも欠陥（溶損）は発生していないものと判断し、そのまま警告灯４８を点灯させることなく、一連の処理を終了させる。
【００３４】
一方、最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上である場合には、ステップＳ６へ進み、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥（溶損）の発生を判定する信号を出力し、この欠陥発生判定信号に基づいて警告灯４８を点灯させ、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥（溶損）の発生を車両の運転者に警告する。
最大値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上である場合には、ＤＰＦ２６Ｂの３領域のいずれかに微粒子の捕集能力を低下させるほどの欠陥（溶損）が発生し、この欠陥（溶損）が発生している領域において、排気が通過する開口面積が欠陥によって狭くなっているか、逆に、排気が通過する開口面積が欠陥で拡大していて、欠陥が発生した領域の排気流量が他の領域の排気流量に比べて少なく又は多くなっているものと判断する。
【００３５】
図５のタイムチャートは、ＤＰＦ２６Ｂの３領域のフィルタ部材２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃのうち、フィルタ部材２６３Ａに欠陥（溶損）が発生した場合の各領域における排気流量の変化を示す。
図５のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１でフィルタ部材２６３Ａに欠陥（溶損）が発生し、それよりも前の時刻ｔ０〜ｔ１の間は、欠陥（溶損）が発生していない状態での各領域の排気流量を示し、時刻ｔ１以降は、フィルタ部材２６３Ａに欠陥（溶損）が発生している状態での各領域の排気流量を示す。
【００３６】
図５に示す例では、フィルタ部材２６３Ａに発生した欠陥（溶損）は、排気が通過する開口面積を狭める欠陥（溶損）であるため、時刻ｔ１を境界としてフィルタ部材２６３Ａを通過する排気流量ＱＡは低下し、このフィルタ部材２６３Ａでの排気流量ＱＡが低下した分を他の２つの領域で補うために、フィルタ部材２６３Ｂ及びフィルタ部材２６３Ｃを通過する排気流量ＱＢ，ＱＣは時刻ｔ１以後増えている。
【００３７】
このように、欠陥（溶損）が発生したフィルタ部材２６３Ａの排気流量ＱＡが減る一方で、他の領域の排気流量ＱＢ，ＱＣが増えるから、領域間における排気流量の差が拡大し、図５に示す例の場合、時刻ｔ１の前後で偏差ΔＢＣは小さい状態を保持するのに対し、偏差ΔＡＢ及び偏差ΔＡＣは、時刻ｔ１以後で偏差ΔＢＣよりも大きな値を示すことになり、偏差ΔＡＢ又は偏差ΔＡＣが欠陥判定レベルＳＬ以上であれば、欠陥（溶損）の発生を判定することになる。
【００３８】
そして、偏差ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣのうちで最も大きい値ΔＭＡＸが欠陥判定レベルＳＬ以上であって、欠陥（溶損）の発生を判定した場合には、ステップＳ６へ進み、警告灯４８を点灯させることで、ＤＰＦ２６Ｂに欠陥（溶損）が発生していることを、車両の運転者に警告する。
【００３９】
上記のように、ＤＰＦ２６Ｂ（排気浄化フィルタ）を、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した複数領域に分割し、分割した領域間で排気流量を比較するようにすれば、欠陥（溶損）の発生による排気流量の増減変化を、欠陥（溶損）が発生していない領域（欠陥の程度が相対的に低い領域）での排気流量に対する差として検出するので、領域毎の欠陥発生に応答する判定結果を得られ、ＤＰＦ２６Ｂにおける局所的な欠陥（溶損）の発生を高精度に判定できる。
【００４０】
更に、ＤＰＦ２６Ｂにおける局所的な欠陥（溶損）の発生を判定したときに、警告灯４８の点灯することで、運転者に対してＤＰＦ２６Ｂの点検整備を促すことができ、欠陥（溶損）の発生しているＤＰＦ２６Ｂをそのまま継続して用いることによって、微粒子の排出量が増えたり、ＤＰＦ２６Ｂの下流側に配したＳＣＲ触媒３０が損傷したりすることを未然に防止できる。
【００４１】
尚、上記実施形態では、ＤＰＦ２６Ｂを３領域に分割したが、２領域或いは４領域以上に分割し、領域毎に流量センサを配置することができる。但し、ＤＰＦ２６Ｂの分割数を多くすると、その分だけ流量センサの数が増えてコスト高になり、また、ＤＰＦ２６Ｂの構造も複雑になる。一方、ＤＰＦ２６Ｂを２領域に分割した場合には、排気流れの偏りに影響されて欠陥（溶損）による排気流量の差が縮小し、欠陥（溶損）の検出精度が低下する場合があったり、欠陥（溶損）による排気流量の差が生じたとしても、欠陥（溶損）が発生したということを多数決で決めることができなかったりするため、３領域に分割するのが好ましい。
【００４２】
また、排気の流れの偏りに影響されて、ＤＰＦ２６Ｂの各領域間における排気流量に差が生じると、欠陥（溶損）の検出精度が低下するので、ＤＰＦ２６Ｂの新品状態（欠陥がないと見込まれる状態）での各領域における排気流量に基づき、各領域における排気流量の検出値を補正する補正値を学習し、欠陥（溶損）検出を行う場合に、排気流量の検出値を前記補正値で補正し、補正後の検出値を比較して欠陥（溶損）の有無を判定させることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、連続再生式ＤＰＦ装置２６、ＳＣＲ触媒３０、アンモニア酸化触媒３２を備えたエンジンにおいて、連続再生式ＤＰＦ装置２６におけるＤＰＦ２６Ｂの欠陥（溶損）の有無を判定させたが、排気浄化フィルタ（ＤＰＦ２６Ｂ）と組み合わせる他の排気処理装置を、上記実施形態のものに限定するものでないことは明らかであり、本願発明は、排気通路に少なくとも排気浄化フィルタを備えたエンジンに広く適用できる。
【００４４】
また、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理直後に欠陥（溶損）の有無を判定させる構成において、欠陥（溶損）のために、捕集微粒子量が少なく再生要求がない状態で強制的に再生処理を実施し、再生処理直後に欠陥（溶損）の有無を判定させることができる。
また、例えばＤＰＦ２６Ｂの前後差圧などに基づく欠陥（溶損）検出の結果、欠陥（溶損）の発生を断定できないものの、欠陥（溶損）の発生が疑われる場合に、ＤＰＦ２６Ｂの各領域の排気流量を比較して、欠陥（溶損）の有無を確定させることができる。
【００４５】
また、偏差ΔＡＢ，ΔＢＣ，ΔＡＣのうちで最も大きい値が一定していること、具体的には、最大であると判断した偏差が一定回数以上連続して同じであることを条件に、欠陥の発生を判定したり、ＤＰＦ２６Ｂの領域毎に排気流量の検出値に平滑化処理を施し、平滑化処理後の検出値に用いて領域間での排気流量の偏差を演算させたりすることができる。
また、ＤＰＦ２６Ｂにおける欠陥（溶損）の発生が判定された場合に、ＤＰＦ２６Ｂの再生処理のタイミングを早めたり（処理間隔を短縮したり）、再生処理における排気温度の上昇を抑えるなど、再生処理を変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ ディーゼルエンジン
２４ 排気管
２６ 連続再生式ＤＰＦ装置
２６Ａ ＤＯＣ
２６Ｂ ＤＰＦ（排気浄化フィルタ）
３０ ＳＣＲ触媒
３２ アンモニア触媒
４２ コントロールユニット（欠陥判定手段）
４８ 警告灯（警告手段）
４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ 流量センサ（排気流量検出手段）
２６１ ハウジング
２６２ 隔壁部材
２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ フィルタ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けた排気浄化フィルタの欠陥検出装置であって、
前記排気浄化フィルタを、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した複数領域に分割し、
前記複数領域それぞれの排気流量を個別に検出する排気流量検出手段と、
前記排気流量検出手段が検出した前記複数領域それぞれの排気流量を比較して、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する欠陥判定手段と、
を設けた排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項２】
前記欠陥判定手段が、前記複数領域間における排気流量の差が閾値よりも大きい場合に、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を判定する請求項１記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項３】
前記排気浄化フィルタを３以上の領域に分割し、
前記欠陥判定手段が、前記３以上の領域間における排気流量の差の最大値が、前記閾値よりも大きい場合に、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を判定する請求項２記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項４】
前記欠陥判定手段が、前記排気浄化フィルタの再生処理の直後に前記排気流量検出手段が検出した排気流量に基づき、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する請求項１〜３のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項５】
前記欠陥判定手段が、前記内燃機関の排気流量が略一定の定常運転状態であるときに前記排気流量検出手段が検出した排気流量に基づき、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する請求項１〜４のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項６】
前記欠陥判定手段が、前記内燃機関の排気流量が閾値を超える運転領域であるときに前記排気流量検出手段が検出した排気流量に基づき、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する請求項１〜５のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項７】
前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を警告する警告手段を備え、
前記欠陥判定手段が、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を判定したときに、前記警告手段によって欠陥の発生を警告する請求項１〜６のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けた排気浄化フィルタの欠陥検出装置であって、
前記排気浄化フィルタを、排気の流れに対して並列であってかつ相互に画成した複数領域に分割し、
前記複数領域それぞれの排気流量を個別に検出する排気流量検出手段と、
前記排気流量検出手段が検出した前記複数領域それぞれの排気流量を比較して、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する欠陥判定手段と、
を設けた排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項２】
前記欠陥判定手段が、前記複数領域間における排気流量の差が閾値よりも大きい場合に、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を判定する請求項１記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項３】
前記排気浄化フィルタを３以上の領域に分割し、
前記欠陥判定手段が、前記３以上の領域間における排気流量の差の最大値が、前記閾値よりも大きい場合に、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を判定する請求項２記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項４】
前記欠陥判定手段が、前記排気浄化フィルタの再生処理の直後に前記排気流量検出手段が検出した排気流量に基づき、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する請求項１〜３のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項５】
前記欠陥判定手段が、前記内燃機関の排気流量が略一定の定常運転状態であるときに前記排気流量検出手段が検出した排気流量に基づき、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する請求項１〜４のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項６】
前記欠陥判定手段が、前記内燃機関の排気流量が閾値を超える運転領域であるときに前記排気流量検出手段が検出した排気流量に基づき、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の有無を判定する請求項１〜５のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【請求項７】
前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を警告する警告手段を備え、
前記欠陥判定手段が、前記排気浄化フィルタにおける欠陥の発生を判定したときに、前記警告手段によって欠陥の発生を警告する請求項１〜６のいずれか１つに記載の排気浄化フィルタの欠陥検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１２２８５（Ｐ２０１２−１１２２８５Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０９６９（Ｐ２０１０−２６０９６９）
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【Ｆターム（参考）】
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