ＰＭセンサの異常検出装置及び方法
【課題】ＰＭセンサの異常を正確に検出する技術を提供する。
【解決手段】内燃機関の排気通路に配置され、内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサと、ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去する検出部再生制御と、当該検出部再生制御によってＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、ＰＭセンサの抵抗値の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を検出する異常検出制御と、を実行するＥＣＵと、を備えた。
【解決手段】内燃機関の排気通路に配置され、内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサと、ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去する検出部再生制御と、当該検出部再生制御によってＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、ＰＭセンサの抵抗値の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を検出する異常検出制御と、を実行するＥＣＵと、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＭセンサの異常検出装置及びＰＭセンサの異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、内燃機関から排出される排気中のＰＭ（Particulate Matter）を除去するために、ＰＭを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter、以下、ＤＰＦという）が排気通路に配置される。ＤＰＦ
は、電極に堆積するＰＭ量を検出するＰＭセンサの検出値に基づいて捕集したＰＭを燃焼除去される場合がある。ここで、複数のＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去するときの一つのＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、他のＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、に基づいて、ＰＭセンサの異常の有無を診断する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１の技術では、ＰＭセンサを複数設ける必要がある。また、全部のＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との区別ができるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＰＭセンサの異常を正確に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去する燃焼除去手段と、
前記燃焼除去手段によって前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするＰＭセンサの異常検出装置である。
【０００６】
ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときには、ＰＭセンサから取得する物理量の変化が、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合で異なる。本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【０００７】
前記ＰＭセンサから取得する物理量が、電極間にＰＭが堆積する程前記ＰＭセンサの抵抗値が減少することを用いることによる、前記ＰＭセンサの抵抗値であり、
前記異常検出手段は、燃焼除去時間に対する前記抵抗値の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出するとよい。
【０００８】
ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときには、ＰＭセンサの抵抗値の変化が、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合で異なる。本発明によると、ＰＭセンサの抵抗値の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【０００９】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化と、正常なＰＭセンサから取得した物理量の変化と、を比較することにより、前記ＰＭセンサの異常を検出するとよい。
【００１０】
本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化と、正常なＰＭセンサから取得した物理量の変化と、を比較することにより、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【００１１】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出するとよい。
【００１２】
ＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、ＰＭセンサから取得する物理量は、他の時期の物理量に比して大きく変化する。本発明によると、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とでＰＭセンサから取得する物理量の変化の差異が大きく、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【００１３】
前記異常検出手段は、燃焼除去開始後の所定時の前記ＰＭセンサから取得する物理量と、同条件での正常なＰＭセンサから取得する物理量と、の差が、前記ＰＭセンサが正常か異常かの閾値となる所定値以上の場合に、前記ＰＭセンサが異常であると判定するとよい。
【００１４】
本発明によると、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。ここで、所定時とは、ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去している最中における燃焼除去開始後の予め定められた時である。また、所定値とは、燃焼除去開始後の所定時のＰＭセンサから取得する物理量と、同条件での正常なＰＭセンサから取得する物理量と、の差が、その所定値以上であるとＰＭセンサが異常であると判定できる値であり、ＰＭセンサが正常か異常かの閾値となる値である。
【００１５】
前記燃焼除去手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となるよう一定の速度で燃焼除去するとよい。
【００１６】
本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化が、ＰＭセンサに堆積したＰＭを一定の速度で燃焼除去するときのものとなり、ＰＭを燃焼除去する速度が変わることによるＰＭセンサから取得する物理量の変化の誤差要因が無くなり、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【００１７】
本発明は、
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサの異常検出方法であって、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とするＰＭセンサの異常検出方法である。
【００１８】
ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときには、ＰＭセンサから取得する物理量の変化が、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合で異なる。本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るＰＭセンサの概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とのＰＭ堆積量と抵抗値の関係１を示す図である。
【図４】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とのＰＭ堆積量と抵抗値の関係２を示す図である。
【図５】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とのＰＭ堆積量と抵抗値の関係３を示す図である。
【図６】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との燃焼除去時間に対する抵抗値の関係１を示す図である。
【図７】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との燃焼除去時間に対する抵抗値の関係２を示す図である。
【図８】実施例１に係るＰＭセンサの異常検出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２２】
＜実施例１＞
（内燃機関）
図１は、本発明の実施例１に係るＰＭセンサの異常検出装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、気筒を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関１は、車両に搭載されている。なお、内燃機関１は、ガソリンエンジン等の他の内燃機関であってもよい。
【００２３】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。排気通路２には、酸化触媒３が配置されている。酸化触媒３の後段には、ＤＰＦ４が配置されている。ＤＰＦ４は、排気通路２内を流通する排気中のＰＭを捕集する。ＤＰＦ４は、ハニカム状となるコーディエライト等の耐熱性セラミックスの基材を用い、排気の流路となる多数のセルを入口側又は出口側が互い違いとなるように目封じされて構成されている。ＤＰＦ４のセル壁は多孔性を有する。ＤＰＦ４に流入した排気は、セル壁を通過しながら下流へ流れ、その間にＰＭがセル壁の孔部やセル壁面に捕集されて堆積していく。
【００２４】
ＤＰＦ４よりも下流の排気通路２には、ＰＭセンサ５が設けられている。ＰＭセンサ５は、ＤＰＦ４で捕集されずに流れて来るＰＭを検出部５１に堆積させて検出部５１に堆積したＰＭ堆積量（微粒子堆積量）に応じた電流値を出力し、排気中のＰＭ量等を検出する。このＰＭセンサ５の出力に基づいて、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭを燃焼除去することもできるし、ＰＭセンサ５が排気中のＰＭ量の許容量以上の増加を検出した場合には、ＤＰＦ４が劣化や破損等により故障したと判断することもできる。
【００２５】
図２は、ＰＭセンサの概略構成を示す図である。ＰＭセンサ５は、図２に示すように、排気通路２内に配置される２つの櫛歯電極５２が隙間を空けて互い違いに組み合わされた検出部５１を有する。検出部５１は、櫛歯電極５２間にＰＭが堆積し、絶縁破壊が起こると電流が流れる。検出部５１では、櫛歯電極５２間のＰＭ堆積量が多くなる程、櫛歯電極５２間（ＰＭセンサ５）の抵抗値が低下し、電流が多く流れる。よって検出部５１は、堆積したＰＭ堆積量に応じて高まる電流値をＥＣＵ６に出力し、本実施例ではＥＣＵ６はそ
の出力された電流値で供給電圧値を割ってＰＭセンサ５の抵抗値として記憶する。一方、ＰＭセンサ５の検出部５１の周りには、ヒータ５３が設けられている。そして、ＰＭが検出部５１に規定量以上に堆積すると、ヒータ５３で検出部５１を８００℃に加熱し、堆積したＰＭを燃焼させて除去する。
【００２６】
以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ６が併設されている。ＥＣＵ６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の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ６には、ＰＭセンサ５、クランクポジションセンサ７、アクセルポジションセンサ８等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ６に入力される。ＥＣＵ６は、クランクポジションセンサ７、アクセルポジションセンサ８等の出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１等を電気的に制御する。
【００２７】
例えば、ＥＣＵ６は、燃料噴射制御などの既知の制御の他に、ＤＰＦ４のＰＭ捕集能を再生する制御（以下、フィルタ再生制御という）を実行する。フィルタ再生制御は、ＤＰＦ４にＰＭが規定量以上に捕集された場合に、排気通路２に配置される燃料添加弁から排気中へ燃料添加することや、内燃機関１での主噴射とは別のポスト噴射をすること等によって燃料をＤＰＦ４の前段の酸化触媒３に供給し、燃料の酸化反応によってＤＰＦ４を例えば６００℃等に昇温させ、ＤＰＦ４に捕集されているＰＭを酸化及び除去する。
【００２８】
また、ＥＣＵ６は、ＰＭセンサ５の検出部５１に堆積したＰＭを除去する制御（以下、検出部再生制御という）を実行する。検出部再生制御は、ＰＭセンサ５の検出部５１に規定量以上のＰＭが堆積した場合に、ヒータ５３で検出部５１を８００℃程度に加熱し、堆積したＰＭを燃焼除去する。検出部再生制御を行うと、検出部５１にＰＭが無い状態に戻るので、ＰＭセンサ５の出力も零付近にまで下がることになる。本実施例の検出部再生制御を実行するＥＣＵ６が、本発明の燃焼除去手段に対応する。
【００２９】
（異常検出制御）
ところで、ＰＭセンサ５に異常が生じてしまうと、ＤＰＦ４が故障して下流にＰＭが多量に流出していても分からず、排気エミッションの悪化を招くおそれがある。このため、従来、複数のＰＭセンサを備える場合には、検出部再生制御を実行するときの一つのＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、他のＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、に基づいて、ＰＭセンサの異常の有無を診断していた。しかし、このような技術では、ＰＭセンサを複数配置する必要があり、部品点数が増加しコストアップを招く。また、全部のＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との区別ができるものではなかった。このため、全部のＰＭセンサが異常となった場合に、ＰＭセンサの異常を検出することができなかった。
【００３０】
そのため、ＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの出力である電流値に準じるＰＭセンサの抵抗値を用いて、ＰＭセンサの異常を検出することが考えられた。図３及び図４はＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値から、ＰＭセンサの異常を検出する場合を示す図である。図３及び図４の丸で囲った部分に示すように、ＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えて乖離すれば、ＰＭセンサが異常であると判断できる。これにより、一つのＰＭセンサでもＰＭセンサの異常を検出することができる。しかしながら、図５に示すようにＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えないようなＰＭセンサの異常も存在する。図５はＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値から、ＰＭセンサの異常が検出できない場合を示す図である。図５の丸で囲った部分に示すように、ＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆
積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値からの所定範囲を超えない。しかし、ＰＭセンサへのＰＭ堆積量に対する抵抗値の変化の特性は、ＰＭ堆積量が少ないときに異常である。
【００３１】
そこで、本実施例では、検出部再生制御中に、ＰＭセンサ５から取得するＰＭセンサ５の抵抗値の変化に基づいて、ＰＭセンサ５の異常を検出するようにした。本制御を異常検出制御といい、異常検出制御を実行するＥＣＵ６が、本発明の異常検出手段に対応する。なお、ＰＭセンサ５の抵抗値は、ＰＭセンサ５の出力である電流値に準じる物理量である。本実施例では、ＰＭセンサ５から取得する物理量として、ＰＭセンサ５の抵抗値を用いるが、他の物理量であってもよい。例えば、ＰＭセンサ５の出力としての物理量である電流値であってもよいし、当該出力に準ずる他の物理量であってもよい。
【００３２】
具体的な異常検出制御の実行では、検出部再生制御を、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となり一定の速度でＰＭセンサ５に堆積したＰＭを燃焼除去するよう、実行する。これにより、ＰＭセンサ５の抵抗値の変化が、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭを一定の速度で燃焼除去するときのものとなり、ＰＭを燃焼除去する速度が変わることによるＰＭセンサ５の抵抗値の変化の誤差要因が無くなり、ＰＭセンサ５の異常を正確に検出することができる。
【００３３】
そして、検出部再生制御中の、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化をＥＣＵ６に記憶して行く。
【００３４】
検出部再生制御が完了すると、ＥＣＵ６に記憶した燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性を、予めＥＣＵ６に記憶させてある燃焼除去時間に対する正常なＰＭセンサの抵抗値の変化についての特性と比較する。図６及び図７は、燃焼除去時間に対するＰＭセンサの抵抗値の変化についての特性を示す図である。本実施例では、図６及び図７の丸で囲った部分である、検出部再生制御中における、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、ＰＭセンサ５の抵抗値の変化と正常なＰＭセンサの抵抗値の変化とを比較する。図６に示すように、ＰＭセンサ５に所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサ５の抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えて乖離する場合には、丸で囲ったＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前も、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とは乖離する。また、図７に示すように、ＰＭセンサ５に所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサ５の抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えて乖離しないが、ＰＭセンサ５へのＰＭ堆積量に対する抵抗値の変化の特性が異常である場合にも、丸で囲ったＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前は、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とは乖離する。これによって、図３，図４及び図５のいずれの場合のＰＭセンサ５の異常も検出することができる。
【００３５】
詳しくは、図６及び図７のような燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性のマップを用意し、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前として、検出部再生制御の燃焼除去開始後の所定時のＰＭセンサ５の抵抗値と、同条件での正常なＰＭセンサの抵抗値と、を比較する。このとき比較した２つの抵抗値の差が、ＰＭセンサ５が正常か異常かの閾値となる所定値以上となるか否かを判別する。そして、２つの抵抗値の差が所定値以上となる場合に、ＰＭセンサ５が異常であると判定する。
【００３６】
ここで、所定時は、例えば、正常なＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前となる予め定められた時期である。２つの抵抗値の差についての、ＰＭセンサ５が正常か異常かの閾値となる所定値は、予め定められた値である。また本実施例以外にも、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性の、ＰＭセンサ５に堆積
したＰＭが完全に燃焼除去される直前の部分で、ＰＭセンサ５が正常か異常かを判別してもよい。
【００３７】
なお、本実施例とは異なり、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性の、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前ではない部分で、ＰＭセンサ５が正常か異常かを判別してもよい。このようなことは、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とを比較する、検出部再生制御の燃焼除去開始後の所定時を変更することで達成できる。例えば、図３及び図４のＰＭセンサ５の異常を検出する場合と、図５のＰＭセンサ５の異常を検出する場合と、で所定時を変更するものでもよい。この場合、図３及び図４のＰＭセンサ５の異常を検出する場合の所定時が、図５のＰＭセンサ５の異常を検出する場合の所定時よりも短く設定される。
【００３８】
以上説明した本実施例によると、図３，図４及び図５のいずれの場合のＰＭセンサ５の異常も正確に検出することができる。
【００３９】
（異常検出制御ルーチン）
ＰＭセンサ５の異常検出制御ルーチンについて、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。図８は、ＰＭセンサの異常検出制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ６によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ６が、本発明の異常検出手段に対応する。
【００４０】
図８に示すルーチンが開始されると、Ｓ１０１では、検出部再生制御が実行される時期であるか否かを判別する。検出部再生制御が実行される時期としては、ＰＭセンサ５の検出部５１に規定量以上のＰＭが堆積した場合である。例えば、前回の検出部再生制御から一定期間以上内燃機関１が機関運転した場合等にＰＭセンサ５の検出部５１に規定量以上のＰＭが堆積したと判断できる。Ｓ１０１において、検出部再生制御が実行されると肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０１において、検出部再生制御が実行されないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００４１】
Ｓ１０２では、内燃機関１から排出されるＰＭが一定の状態又はＰＭが全く排出されない状態か否かを判別する。内燃機関１から排出されるＰＭが一定の状態とは、アイドリング状態等である。内燃機関１からＰＭが全く排出されない状態とは、機関停止時である。Ｓ１０２において、肯定判定された場合には、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０２において、否定判定された場合には、本ステップに戻る。
【００４２】
Ｓ１０３では、検出部再生制御を、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となり一定の速度でＰＭセンサ５に堆積したＰＭを燃焼除去するよう、ヒータ５３の温度を例えば８００℃のように一定にして、実行する。
【００４３】
Ｓ１０４では、検出部再生制御中の、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化をＥＣＵ６に記憶して行く。ＰＭセンサ５の抵抗値は、ＰＭセンサ５の出力である電流値で供給電圧値を割ることで求めることができる。
【００４４】
Ｓ１０５では、検出部再生制御が完了したか否かを判別する。例えば、ＰＭセンサ５の抵抗値が絶縁抵抗値になった場合に、検出部再生制御が完了する。Ｓ１０５において、検出部再生制御が完了したと肯定判定された場合には、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０５において、検出部再生制御が完了していないと否定判定された場合には、本ステップに戻る。
【００４５】
Ｓ１０６では、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、ＰＭセンサ５の抵抗値と、正常なＰＭセンサの抵抗値と、の差が、ＰＭセンサ５が正常か異常かの
閾値となる所定値以上となるか否かを判別する。なお、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とを比較する時期は、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前から変えてもよいし、複数個所設けてもよい。Ｓ１０６において、２つの抵抗値の差が所定値以上と肯定判定された場合には、Ｓ１０７でＰＭセンサ５は異常であると判定する。Ｓ１０６において、２つの抵抗値の差が所定値以上ではないと否定判定された場合には、Ｓ１０８でＰＭセンサ５は正常であると判定する。Ｓ１０７，Ｓ１０８の処理の後本ルーチンを一旦終了する。
【００４６】
以上の本ルーチンであると、検出部再生制御における、ＰＭセンサ５の抵抗値の変化と、正常なＰＭセンサの抵抗値の変化と、を比較することにより、排気通路２に一つだけ配置されたＰＭセンサ５の異常を正確に検出することができる。
【００４７】
＜その他＞
本発明に係るＰＭセンサの異常検出装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。なお、上記実施例でのＰＭセンサの異常検出は、図５の場合のＰＭセンサの異常検出に特化させるものでもよい。また、上記実施例は、ＰＭセンサの異常検出装置だけでなくＰＭセンサの異常検出方法の実施例でもある。
【符号の説明】
【００４８】
１：内燃機関、２：排気通路、３：酸化触媒、４：ＤＰＦ、５：ＰＭセンサ、６：ＥＣＵ、７：クランクポジションセンサ、８：アクセルポジションセンサ、５１：検出部、５２：櫛歯電極、５３：ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＭセンサの異常検出装置及びＰＭセンサの異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、内燃機関から排出される排気中のＰＭ（Particulate Matter）を除去するために、ＰＭを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter、以下、ＤＰＦという）が排気通路に配置される。ＤＰＦ
は、電極に堆積するＰＭ量を検出するＰＭセンサの検出値に基づいて捕集したＰＭを燃焼除去される場合がある。ここで、複数のＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去するときの一つのＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、他のＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、に基づいて、ＰＭセンサの異常の有無を診断する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１の技術では、ＰＭセンサを複数設ける必要がある。また、全部のＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との区別ができるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＰＭセンサの異常を正確に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去する燃焼除去手段と、
前記燃焼除去手段によって前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするＰＭセンサの異常検出装置である。
【０００６】
ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときには、ＰＭセンサから取得する物理量の変化が、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合で異なる。本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【０００７】
前記ＰＭセンサから取得する物理量が、電極間にＰＭが堆積する程前記ＰＭセンサの抵抗値が減少することを用いることによる、前記ＰＭセンサの抵抗値であり、
前記異常検出手段は、燃焼除去時間に対する前記抵抗値の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出するとよい。
【０００８】
ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときには、ＰＭセンサの抵抗値の変化が、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合で異なる。本発明によると、ＰＭセンサの抵抗値の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【０００９】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化と、正常なＰＭセンサから取得した物理量の変化と、を比較することにより、前記ＰＭセンサの異常を検出するとよい。
【００１０】
本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化と、正常なＰＭセンサから取得した物理量の変化と、を比較することにより、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【００１１】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出するとよい。
【００１２】
ＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、ＰＭセンサから取得する物理量は、他の時期の物理量に比して大きく変化する。本発明によると、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とでＰＭセンサから取得する物理量の変化の差異が大きく、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【００１３】
前記異常検出手段は、燃焼除去開始後の所定時の前記ＰＭセンサから取得する物理量と、同条件での正常なＰＭセンサから取得する物理量と、の差が、前記ＰＭセンサが正常か異常かの閾値となる所定値以上の場合に、前記ＰＭセンサが異常であると判定するとよい。
【００１４】
本発明によると、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。ここで、所定時とは、ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去している最中における燃焼除去開始後の予め定められた時である。また、所定値とは、燃焼除去開始後の所定時のＰＭセンサから取得する物理量と、同条件での正常なＰＭセンサから取得する物理量と、の差が、その所定値以上であるとＰＭセンサが異常であると判定できる値であり、ＰＭセンサが正常か異常かの閾値となる値である。
【００１５】
前記燃焼除去手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となるよう一定の速度で燃焼除去するとよい。
【００１６】
本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化が、ＰＭセンサに堆積したＰＭを一定の速度で燃焼除去するときのものとなり、ＰＭを燃焼除去する速度が変わることによるＰＭセンサから取得する物理量の変化の誤差要因が無くなり、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【００１７】
本発明は、
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサの異常検出方法であって、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とするＰＭセンサの異常検出方法である。
【００１８】
ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときには、ＰＭセンサから取得する物理量の変化が、ＰＭセンサが正常の場合と異常の場合で異なる。本発明によると、ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、ＰＭセンサの異常を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るＰＭセンサの概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とのＰＭ堆積量と抵抗値の関係１を示す図である。
【図４】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とのＰＭ堆積量と抵抗値の関係２を示す図である。
【図５】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合とのＰＭ堆積量と抵抗値の関係３を示す図である。
【図６】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との燃焼除去時間に対する抵抗値の関係１を示す図である。
【図７】実施例１に係るＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との燃焼除去時間に対する抵抗値の関係２を示す図である。
【図８】実施例１に係るＰＭセンサの異常検出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２２】
＜実施例１＞
（内燃機関）
図１は、本発明の実施例１に係るＰＭセンサの異常検出装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、気筒を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関１は、車両に搭載されている。なお、内燃機関１は、ガソリンエンジン等の他の内燃機関であってもよい。
【００２３】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。排気通路２には、酸化触媒３が配置されている。酸化触媒３の後段には、ＤＰＦ４が配置されている。ＤＰＦ４は、排気通路２内を流通する排気中のＰＭを捕集する。ＤＰＦ４は、ハニカム状となるコーディエライト等の耐熱性セラミックスの基材を用い、排気の流路となる多数のセルを入口側又は出口側が互い違いとなるように目封じされて構成されている。ＤＰＦ４のセル壁は多孔性を有する。ＤＰＦ４に流入した排気は、セル壁を通過しながら下流へ流れ、その間にＰＭがセル壁の孔部やセル壁面に捕集されて堆積していく。
【００２４】
ＤＰＦ４よりも下流の排気通路２には、ＰＭセンサ５が設けられている。ＰＭセンサ５は、ＤＰＦ４で捕集されずに流れて来るＰＭを検出部５１に堆積させて検出部５１に堆積したＰＭ堆積量（微粒子堆積量）に応じた電流値を出力し、排気中のＰＭ量等を検出する。このＰＭセンサ５の出力に基づいて、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭを燃焼除去することもできるし、ＰＭセンサ５が排気中のＰＭ量の許容量以上の増加を検出した場合には、ＤＰＦ４が劣化や破損等により故障したと判断することもできる。
【００２５】
図２は、ＰＭセンサの概略構成を示す図である。ＰＭセンサ５は、図２に示すように、排気通路２内に配置される２つの櫛歯電極５２が隙間を空けて互い違いに組み合わされた検出部５１を有する。検出部５１は、櫛歯電極５２間にＰＭが堆積し、絶縁破壊が起こると電流が流れる。検出部５１では、櫛歯電極５２間のＰＭ堆積量が多くなる程、櫛歯電極５２間（ＰＭセンサ５）の抵抗値が低下し、電流が多く流れる。よって検出部５１は、堆積したＰＭ堆積量に応じて高まる電流値をＥＣＵ６に出力し、本実施例ではＥＣＵ６はそ
の出力された電流値で供給電圧値を割ってＰＭセンサ５の抵抗値として記憶する。一方、ＰＭセンサ５の検出部５１の周りには、ヒータ５３が設けられている。そして、ＰＭが検出部５１に規定量以上に堆積すると、ヒータ５３で検出部５１を８００℃に加熱し、堆積したＰＭを燃焼させて除去する。
【００２６】
以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ６が併設されている。ＥＣＵ６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の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ６には、ＰＭセンサ５、クランクポジションセンサ７、アクセルポジションセンサ８等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ６に入力される。ＥＣＵ６は、クランクポジションセンサ７、アクセルポジションセンサ８等の出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１等を電気的に制御する。
【００２７】
例えば、ＥＣＵ６は、燃料噴射制御などの既知の制御の他に、ＤＰＦ４のＰＭ捕集能を再生する制御（以下、フィルタ再生制御という）を実行する。フィルタ再生制御は、ＤＰＦ４にＰＭが規定量以上に捕集された場合に、排気通路２に配置される燃料添加弁から排気中へ燃料添加することや、内燃機関１での主噴射とは別のポスト噴射をすること等によって燃料をＤＰＦ４の前段の酸化触媒３に供給し、燃料の酸化反応によってＤＰＦ４を例えば６００℃等に昇温させ、ＤＰＦ４に捕集されているＰＭを酸化及び除去する。
【００２８】
また、ＥＣＵ６は、ＰＭセンサ５の検出部５１に堆積したＰＭを除去する制御（以下、検出部再生制御という）を実行する。検出部再生制御は、ＰＭセンサ５の検出部５１に規定量以上のＰＭが堆積した場合に、ヒータ５３で検出部５１を８００℃程度に加熱し、堆積したＰＭを燃焼除去する。検出部再生制御を行うと、検出部５１にＰＭが無い状態に戻るので、ＰＭセンサ５の出力も零付近にまで下がることになる。本実施例の検出部再生制御を実行するＥＣＵ６が、本発明の燃焼除去手段に対応する。
【００２９】
（異常検出制御）
ところで、ＰＭセンサ５に異常が生じてしまうと、ＤＰＦ４が故障して下流にＰＭが多量に流出していても分からず、排気エミッションの悪化を招くおそれがある。このため、従来、複数のＰＭセンサを備える場合には、検出部再生制御を実行するときの一つのＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、他のＰＭセンサのＰＭ燃焼除去時間と、に基づいて、ＰＭセンサの異常の有無を診断していた。しかし、このような技術では、ＰＭセンサを複数配置する必要があり、部品点数が増加しコストアップを招く。また、全部のＰＭセンサが正常の場合と異常の場合との区別ができるものではなかった。このため、全部のＰＭセンサが異常となった場合に、ＰＭセンサの異常を検出することができなかった。
【００３０】
そのため、ＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの出力である電流値に準じるＰＭセンサの抵抗値を用いて、ＰＭセンサの異常を検出することが考えられた。図３及び図４はＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値から、ＰＭセンサの異常を検出する場合を示す図である。図３及び図４の丸で囲った部分に示すように、ＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えて乖離すれば、ＰＭセンサが異常であると判断できる。これにより、一つのＰＭセンサでもＰＭセンサの異常を検出することができる。しかしながら、図５に示すようにＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えないようなＰＭセンサの異常も存在する。図５はＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値から、ＰＭセンサの異常が検出できない場合を示す図である。図５の丸で囲った部分に示すように、ＰＭセンサに所定量以上のＰＭが堆
積した後の飽和したＰＭセンサの抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値からの所定範囲を超えない。しかし、ＰＭセンサへのＰＭ堆積量に対する抵抗値の変化の特性は、ＰＭ堆積量が少ないときに異常である。
【００３１】
そこで、本実施例では、検出部再生制御中に、ＰＭセンサ５から取得するＰＭセンサ５の抵抗値の変化に基づいて、ＰＭセンサ５の異常を検出するようにした。本制御を異常検出制御といい、異常検出制御を実行するＥＣＵ６が、本発明の異常検出手段に対応する。なお、ＰＭセンサ５の抵抗値は、ＰＭセンサ５の出力である電流値に準じる物理量である。本実施例では、ＰＭセンサ５から取得する物理量として、ＰＭセンサ５の抵抗値を用いるが、他の物理量であってもよい。例えば、ＰＭセンサ５の出力としての物理量である電流値であってもよいし、当該出力に準ずる他の物理量であってもよい。
【００３２】
具体的な異常検出制御の実行では、検出部再生制御を、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となり一定の速度でＰＭセンサ５に堆積したＰＭを燃焼除去するよう、実行する。これにより、ＰＭセンサ５の抵抗値の変化が、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭを一定の速度で燃焼除去するときのものとなり、ＰＭを燃焼除去する速度が変わることによるＰＭセンサ５の抵抗値の変化の誤差要因が無くなり、ＰＭセンサ５の異常を正確に検出することができる。
【００３３】
そして、検出部再生制御中の、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化をＥＣＵ６に記憶して行く。
【００３４】
検出部再生制御が完了すると、ＥＣＵ６に記憶した燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性を、予めＥＣＵ６に記憶させてある燃焼除去時間に対する正常なＰＭセンサの抵抗値の変化についての特性と比較する。図６及び図７は、燃焼除去時間に対するＰＭセンサの抵抗値の変化についての特性を示す図である。本実施例では、図６及び図７の丸で囲った部分である、検出部再生制御中における、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、ＰＭセンサ５の抵抗値の変化と正常なＰＭセンサの抵抗値の変化とを比較する。図６に示すように、ＰＭセンサ５に所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサ５の抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えて乖離する場合には、丸で囲ったＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前も、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とは乖離する。また、図７に示すように、ＰＭセンサ５に所定量以上のＰＭが堆積した後の飽和したＰＭセンサ５の抵抗値が、正常なＰＭセンサの抵抗値から所定範囲を超えて乖離しないが、ＰＭセンサ５へのＰＭ堆積量に対する抵抗値の変化の特性が異常である場合にも、丸で囲ったＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前は、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とは乖離する。これによって、図３，図４及び図５のいずれの場合のＰＭセンサ５の異常も検出することができる。
【００３５】
詳しくは、図６及び図７のような燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性のマップを用意し、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前として、検出部再生制御の燃焼除去開始後の所定時のＰＭセンサ５の抵抗値と、同条件での正常なＰＭセンサの抵抗値と、を比較する。このとき比較した２つの抵抗値の差が、ＰＭセンサ５が正常か異常かの閾値となる所定値以上となるか否かを判別する。そして、２つの抵抗値の差が所定値以上となる場合に、ＰＭセンサ５が異常であると判定する。
【００３６】
ここで、所定時は、例えば、正常なＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前となる予め定められた時期である。２つの抵抗値の差についての、ＰＭセンサ５が正常か異常かの閾値となる所定値は、予め定められた値である。また本実施例以外にも、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性の、ＰＭセンサ５に堆積
したＰＭが完全に燃焼除去される直前の部分で、ＰＭセンサ５が正常か異常かを判別してもよい。
【００３７】
なお、本実施例とは異なり、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化についての特性の、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前ではない部分で、ＰＭセンサ５が正常か異常かを判別してもよい。このようなことは、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とを比較する、検出部再生制御の燃焼除去開始後の所定時を変更することで達成できる。例えば、図３及び図４のＰＭセンサ５の異常を検出する場合と、図５のＰＭセンサ５の異常を検出する場合と、で所定時を変更するものでもよい。この場合、図３及び図４のＰＭセンサ５の異常を検出する場合の所定時が、図５のＰＭセンサ５の異常を検出する場合の所定時よりも短く設定される。
【００３８】
以上説明した本実施例によると、図３，図４及び図５のいずれの場合のＰＭセンサ５の異常も正確に検出することができる。
【００３９】
（異常検出制御ルーチン）
ＰＭセンサ５の異常検出制御ルーチンについて、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。図８は、ＰＭセンサの異常検出制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ６によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ６が、本発明の異常検出手段に対応する。
【００４０】
図８に示すルーチンが開始されると、Ｓ１０１では、検出部再生制御が実行される時期であるか否かを判別する。検出部再生制御が実行される時期としては、ＰＭセンサ５の検出部５１に規定量以上のＰＭが堆積した場合である。例えば、前回の検出部再生制御から一定期間以上内燃機関１が機関運転した場合等にＰＭセンサ５の検出部５１に規定量以上のＰＭが堆積したと判断できる。Ｓ１０１において、検出部再生制御が実行されると肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０１において、検出部再生制御が実行されないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００４１】
Ｓ１０２では、内燃機関１から排出されるＰＭが一定の状態又はＰＭが全く排出されない状態か否かを判別する。内燃機関１から排出されるＰＭが一定の状態とは、アイドリング状態等である。内燃機関１からＰＭが全く排出されない状態とは、機関停止時である。Ｓ１０２において、肯定判定された場合には、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０２において、否定判定された場合には、本ステップに戻る。
【００４２】
Ｓ１０３では、検出部再生制御を、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となり一定の速度でＰＭセンサ５に堆積したＰＭを燃焼除去するよう、ヒータ５３の温度を例えば８００℃のように一定にして、実行する。
【００４３】
Ｓ１０４では、検出部再生制御中の、燃焼除去時間に対するＰＭセンサ５の抵抗値の変化をＥＣＵ６に記憶して行く。ＰＭセンサ５の抵抗値は、ＰＭセンサ５の出力である電流値で供給電圧値を割ることで求めることができる。
【００４４】
Ｓ１０５では、検出部再生制御が完了したか否かを判別する。例えば、ＰＭセンサ５の抵抗値が絶縁抵抗値になった場合に、検出部再生制御が完了する。Ｓ１０５において、検出部再生制御が完了したと肯定判定された場合には、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０５において、検出部再生制御が完了していないと否定判定された場合には、本ステップに戻る。
【００４５】
Ｓ１０６では、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、ＰＭセンサ５の抵抗値と、正常なＰＭセンサの抵抗値と、の差が、ＰＭセンサ５が正常か異常かの
閾値となる所定値以上となるか否かを判別する。なお、ＰＭセンサ５の抵抗値と正常なＰＭセンサの抵抗値とを比較する時期は、ＰＭセンサ５に堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前から変えてもよいし、複数個所設けてもよい。Ｓ１０６において、２つの抵抗値の差が所定値以上と肯定判定された場合には、Ｓ１０７でＰＭセンサ５は異常であると判定する。Ｓ１０６において、２つの抵抗値の差が所定値以上ではないと否定判定された場合には、Ｓ１０８でＰＭセンサ５は正常であると判定する。Ｓ１０７，Ｓ１０８の処理の後本ルーチンを一旦終了する。
【００４６】
以上の本ルーチンであると、検出部再生制御における、ＰＭセンサ５の抵抗値の変化と、正常なＰＭセンサの抵抗値の変化と、を比較することにより、排気通路２に一つだけ配置されたＰＭセンサ５の異常を正確に検出することができる。
【００４７】
＜その他＞
本発明に係るＰＭセンサの異常検出装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。なお、上記実施例でのＰＭセンサの異常検出は、図５の場合のＰＭセンサの異常検出に特化させるものでもよい。また、上記実施例は、ＰＭセンサの異常検出装置だけでなくＰＭセンサの異常検出方法の実施例でもある。
【符号の説明】
【００４８】
１：内燃機関、２：排気通路、３：酸化触媒、４：ＤＰＦ、５：ＰＭセンサ、６：ＥＣＵ、７：クランクポジションセンサ、８：アクセルポジションセンサ、５１：検出部、５２：櫛歯電極、５３：ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去する燃焼除去手段と、
前記燃焼除去手段によって前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項２】
前記ＰＭセンサから取得する物理量が、電極間にＰＭが堆積する程前記ＰＭセンサの抵抗値が減少することを用いることによる、前記ＰＭセンサの抵抗値であり、
前記異常検出手段は、燃焼除去時間に対する前記抵抗値の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項３】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化と、正常なＰＭセンサから取得した物理量の変化と、を比較することにより、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項４】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、燃焼除去開始後の所定時の前記ＰＭセンサから取得する物理量と、同条件での正常なＰＭセンサから取得する物理量と、の差が、前記ＰＭセンサが正常か異常かの閾値となる所定値以上の場合に、前記ＰＭセンサが異常であると判定することを特徴とする請求項３又は４に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項６】
前記燃焼除去手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となるよう一定の速度で燃焼除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサの異常検出方法であって、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とするＰＭセンサの異常検出方法。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去する燃焼除去手段と、
前記燃焼除去手段によって前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項２】
前記ＰＭセンサから取得する物理量が、電極間にＰＭが堆積する程前記ＰＭセンサの抵抗値が減少することを用いることによる、前記ＰＭセンサの抵抗値であり、
前記異常検出手段は、燃焼除去時間に対する前記抵抗値の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項３】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化と、正常なＰＭセンサから取得した物理量の変化と、を比較することにより、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項４】
前記異常検出手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭが完全に燃焼除去される直前の、前記ＰＭセンサから取得する物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、燃焼除去開始後の所定時の前記ＰＭセンサから取得する物理量と、同条件での正常なＰＭセンサから取得する物理量と、の差が、前記ＰＭセンサが正常か異常かの閾値となる所定値以上の場合に、前記ＰＭセンサが異常であると判定することを特徴とする請求項３又は４に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項６】
前記燃焼除去手段は、前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを、単位時間あたりに燃焼除去するＰＭが一定量となるよう一定の速度で燃焼除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＭセンサの異常検出装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出された排気中のＰＭが堆積した堆積量に応じた値を出力するＰＭセンサの異常検出方法であって、
前記ＰＭセンサに堆積したＰＭを燃焼除去しているときの、前記ＰＭセンサから取得する物理量であって前記ＰＭセンサの出力としての物理量又は当該出力に準ずる物理量の変化に基づいて、前記ＰＭセンサの異常を検出することを特徴とするＰＭセンサの異常検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７７７１６（Ｐ２０１２−７７７１６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５５８４（Ｐ２０１０−２２５５８４）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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