微粒過(guò)濾器的異常診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上的排氣中的PM(Particulate Matter:顆粒物)進(jìn)行捕集的微粒過(guò)濾器的異常診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上設(shè)有對(duì)排氣中的PM進(jìn)行捕集的微粒過(guò)濾器(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“過(guò)濾器”)的技術(shù)。在過(guò)濾器中，有時(shí)會(huì)發(fā)生熔損或破損等故障。當(dāng)這樣的過(guò)濾器的故障發(fā)生時(shí)，未由該過(guò)濾器捕集而從該過(guò)濾器流出的PM的量增加。當(dāng)這樣的過(guò)濾器的故障發(fā)生或從排氣通路拆下過(guò)濾器這樣的過(guò)濾器的異常發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致向大氣中放出的PM的增加。因此，開(kāi)發(fā)出一種在比過(guò)濾器靠下游側(cè)的排氣通路設(shè)有PM傳感器，并基于該P(yáng)M傳感器的輸出值來(lái)進(jìn)行過(guò)濾器的異常診斷的技術(shù)。作為這樣的過(guò)濾器的異常診斷所使用的PM傳感器，已知有具有一對(duì)電極作為傳感器元件并輸出與堆積于該電極間的PM的量對(duì)應(yīng)的信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
[0003]另外，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下技術(shù):通過(guò)將設(shè)置在比過(guò)濾器靠下游側(cè)的排氣通路上的PM傳感器的輸出值與該P(yáng)M傳感器中的PM堆積量的推定值進(jìn)行比較，來(lái)判別過(guò)濾器的故障的有無(wú)。在該專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，推定假定為過(guò)濾器為規(guī)定的狀態(tài)時(shí)的從該過(guò)濾器的PM流出量。并且，基于該P(yáng)M流出量的累計(jì)值，算出PM傳感器中的PM堆積量的推定值。通過(guò)將這樣算出的PM堆積量的推定值與PM傳感器的實(shí)際的輸出值進(jìn)行比較，能夠把握過(guò)濾器的狀態(tài)。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下技術(shù):基于由于在比過(guò)濾器靠下游側(cè)的排氣通路上設(shè)置的PM傳感器的電極間堆積PM而開(kāi)始通電的時(shí)期，來(lái)進(jìn)行過(guò)濾器的故障診斷。在該專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，在PM傳感器的電極間開(kāi)始通電的時(shí)期比假定為過(guò)濾器發(fā)生了故障的情況下的通電開(kāi)始時(shí)期提前的情況下，判定為過(guò)濾器發(fā)生了故障。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了關(guān)于PM傳感器的異常檢測(cè)的技術(shù)。在該專利文獻(xiàn)3記載的技術(shù)中，通過(guò)利用加熱器進(jìn)行加熱而將堆積在PM傳感器的電極間的PM燃燒除去。并且，基于此時(shí)的相對(duì)于燃燒除去時(shí)間的電極間的電阻值的變化來(lái)檢測(cè)PM傳感器的異常。
[0006]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)】
[0008]【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2011-179467號(hào)公報(bào)
[0009]【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2012-122399號(hào)公報(bào)
[0010]【專利文獻(xiàn)3】日本特開(kāi)2012-077716號(hào)公報(bào)
[0011]【專利文獻(xiàn)4】國(guó)際公開(kāi)第2013/175572號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]【發(fā)明要解決的課題】
[0013]如上所述，當(dāng)過(guò)濾器的故障發(fā)生時(shí)，從該過(guò)濾器的PM流出量增加。因此，在比過(guò)濾器靠下游側(cè)的排氣通路上設(shè)置的PM傳感器的電極間捕集的PM的量增加。其結(jié)果是，PM傳感器的電極間的PM堆積量與過(guò)濾器為正常的狀態(tài)的情況下相比增多。這在從排氣通路拆下過(guò)濾器的情況下也同樣。因此，基于規(guī)定的時(shí)期的PM傳感器的輸出值能夠進(jìn)行過(guò)濾器的異常診斷。
[0014]另一方面，可知有時(shí)會(huì)產(chǎn)生如下的現(xiàn)象:從內(nèi)燃機(jī)排出的PM的一部分在到達(dá)PM傳感器之前，會(huì)暫時(shí)附著于排氣通路的壁面、過(guò)濾器的下游側(cè)端面、催化劑、及還原劑添加裝置等的設(shè)置在排氣通路上的各種結(jié)構(gòu)物(以下，稱為“排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物”)，然后，該附著的PM剝落而到達(dá)直至PM傳感器而被捕集在該P(yáng)M傳感器的電極間。在發(fā)生了這樣的現(xiàn)象時(shí)，無(wú)論過(guò)濾器是否為正常的狀態(tài)，被捕集到PM傳感器的電極間的PM的量都比通常時(shí)增加。因此，在產(chǎn)生上述那樣的現(xiàn)象的情況下，當(dāng)基于PM傳感器的輸出值而進(jìn)行過(guò)濾器的異常診斷時(shí)，存在盡管實(shí)際上過(guò)濾器為正常的狀態(tài)，還是被誤判斷為發(fā)生過(guò)濾器的異常的可能性。
[0015]本發(fā)明鑒于上述那樣的問(wèn)題而作出，目的在于提高使用比過(guò)濾器靠下游側(cè)的排氣通路上設(shè)置的PM傳感器的輸出值進(jìn)行過(guò)濾器的異常診斷的情況下的診斷精度。
[0016]【用于解決課題的方案】
[0017]本發(fā)明基于執(zhí)行根據(jù)PM傳感器的輸出值而診斷過(guò)濾器的異常的過(guò)濾器診斷處理的時(shí)期之前的PM傳感器的輸出值的變動(dòng)程度，來(lái)決定是否執(zhí)行過(guò)濾器診斷處理。
[0018]更詳細(xì)而言，本發(fā)明的微粒過(guò)濾器的異常診斷裝置是設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上而捕集排氣中的PM的微粒過(guò)濾器的異常診斷裝置，具備:
[0019]PM傳感器，設(shè)置在比所述微粒過(guò)濾器靠下游側(cè)的排氣通路上，具有一對(duì)電極作為傳感器元件，當(dāng)由于該電極間堆積PM而該電極間導(dǎo)通時(shí)，輸出與該P(yáng)M堆積量對(duì)應(yīng)的信號(hào)；
[0020]傳感器再生部，執(zhí)行將堆積于所述PM傳感器的電極間的PM除去的傳感器再生處理；
[0021]電壓施加部，在由所述傳感器再生部進(jìn)行的所述傳感器再生處理的執(zhí)行結(jié)束后，在規(guī)定的電壓施加時(shí)期開(kāi)始向所述PM傳感器的電極的電壓施加；
[0022]過(guò)濾器診斷部，執(zhí)行基于從所述電壓施加時(shí)期起經(jīng)過(guò)了規(guī)定的判定期間時(shí)的所述PM傳感器的輸出值來(lái)診斷所述微粒過(guò)濾器的異常的過(guò)濾器診斷處理；
[0023]監(jiān)視部，持續(xù)監(jiān)視所述電壓施加時(shí)期以后的所述PM傳感器的輸出信號(hào)；及
[0024]決定部，基于由所述監(jiān)視部監(jiān)視的、從所述電壓施加時(shí)期到經(jīng)過(guò)所述判定期間為止的期間的所述PM傳感器的輸出值從零開(kāi)始上升的輸出開(kāi)始時(shí)期以后的該P(yáng)M傳感器的輸出值的變動(dòng)程度，來(lái)決定是否執(zhí)行由所述過(guò)濾器診斷部進(jìn)行的所述過(guò)濾器診斷處理。
[0025]在本發(fā)明的PM傳感器中，當(dāng)在作為傳感器元件的電極間堆積的PM量成為某一定量以上時(shí)，該電極間由于PM而導(dǎo)通。在此，將PM傳感器的電極間因PM而成為導(dǎo)通狀態(tài)的該電極間的PM堆積量稱為“有效PM堆積量”。即，在本發(fā)明的PM傳感器中，在電壓施加部對(duì)電極的電壓施加開(kāi)始之后，當(dāng)電極間的PM堆積量達(dá)到有效PM堆積量時(shí)，該輸出值從零開(kāi)始上升。以下，將PM傳感器的輸出值從零開(kāi)始上升的時(shí)期稱為“輸出開(kāi)始時(shí)期”。
[0026]在此，將從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中含有的通常的PM稱為“通常PM”。而且，將暫時(shí)附著于排氣通路的壁面或排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物之后從該壁面或該排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物剝落的PM稱為“剝落PM”。當(dāng)PM附著于排氣通路的壁面或排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物時(shí)，PM堆積而冷凝于該壁面或該排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物上。該冷凝的PM剝落而成為“剝落PM”。因此，剝落PM的大小比通常PM的大小更大。
[0027]由于在PM傳感器的電極間捕集通常PM而該電極間的PM堆積量逐漸增加，當(dāng)該P(yáng)M堆積量達(dá)到有效PM堆積量時(shí)，由于通常PM而電極間導(dǎo)通，PM傳感器的輸出值開(kāi)始上升。并且，當(dāng)之后也由于通常PM的捕集持續(xù)而電極間的PM堆積量逐漸增加時(shí)，隨著該增加而PM傳感器的輸出值逐漸上升。另一方面，在電極間的通常PM的堆積量未達(dá)到有效PM堆積量的狀態(tài)下在該電極間捕集到剝落PM的情況下，剝落PM的大小比通常PM的大小更大，因此由于剝落PM而該電極間導(dǎo)通。而且，在電極間的通常PM的堆積量成為有效PM堆積量以上的狀態(tài)下捕集到剝落PM的情況下，在該電極的與通過(guò)通常PM而導(dǎo)通的位置不同的位置，該電極間也通過(guò)剝落PM而導(dǎo)通。因此，在PM傳感器的電極間捕集到剝落PM的情況下，該P(yáng)M傳感器的輸出值表現(xiàn)出與在該電極間捕集到通常PM的情況下不同的行為。
[0028]因此，在本發(fā)明中，由監(jiān)視部持續(xù)監(jiān)視通過(guò)電壓施加部開(kāi)始向PM傳感器的電極的電壓施加的電壓施加時(shí)期以后的PM傳感器的輸出信號(hào)。由此，能夠持續(xù)把握PM傳感器的輸出值的行為。并且，基于從電壓施加時(shí)期到經(jīng)過(guò)判定期間為止的期間的輸出開(kāi)始時(shí)期以后的PM傳感器的輸出值的變動(dòng)程度，通過(guò)決定部來(lái)決定是否執(zhí)行過(guò)濾器診斷部的過(guò)濾器診斷處理。即，若輸出開(kāi)始時(shí)期以后的PM傳感器的輸出值的變動(dòng)程度表現(xiàn)出在PM傳感器的電極間捕集到剝落PM的情況，則決定部決定為不執(zhí)行由過(guò)濾器診斷部進(jìn)行的過(guò)濾器診斷處理。
[0029]由此，在從電壓施加時(shí)期起經(jīng)過(guò)判定期間之前，在PM傳感器的電極間捕集到剝落PM的情況下，不執(zhí)行過(guò)濾器診斷處理。因此，能夠抑制盡管實(shí)際上過(guò)濾器為正常的狀態(tài)也以在PM傳感器的電極間捕集剝落PM為起因而通過(guò)過(guò)濾器診斷部誤診斷為發(fā)生過(guò)濾器的異常的情況。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提高使用PM傳感器的輸出值進(jìn)行過(guò)濾器的異常診斷的情況下的診斷精度。
[0030]本發(fā)明的微粒過(guò)濾器的異常診斷裝置還可以具備上升率計(jì)算部，該上升率計(jì)算部算出由監(jiān)視部監(jiān)視的PM傳感器的輸出值的、電極間的基準(zhǔn)PM堆積量的每單位增加量的上升量即傳感器輸出上升率。在此，基準(zhǔn)PM堆積量是假定為過(guò)濾器處于基準(zhǔn)故障狀態(tài)的情況下的PM傳感器的電極間的PM堆積量的推定值。基準(zhǔn)故障狀態(tài)是在過(guò)濾器的異常診斷中應(yīng)判定為在過(guò)濾器發(fā)生異常的狀態(tài)中的故障的程度為最小的故障狀態(tài)。并且，傳感器輸出上升率是推定的基準(zhǔn)PM堆積量增加單位量的期間的實(shí)際的PM傳感器的輸出值的上升量。在本發(fā)明中，也可以是，在輸出開(kāi)始時(shí)期以后，存在通過(guò)上升率計(jì)算部算出的傳感器輸出上升率比規(guī)定的第一判定上升率大的情況的情況下，決定部決定為不執(zhí)行由過(guò)濾器診斷部進(jìn)行的過(guò)濾器診斷處理。
[0031 ] 在電極間的通常PM的堆積量未達(dá)到有效PM堆積量的狀態(tài)下由于捕集剝落PM而該電極間導(dǎo)通的情況下，與由于通常PM的堆積量逐漸增加而該電極間的PM堆積量成為有效PM堆積量以上的情況下相比，在輸出開(kāi)始時(shí)期，PM傳感器的輸出值急劇上升。而且，當(dāng)在輸出開(kāi)始時(shí)期之后在PM傳感器的電極間捕集剝落PM時(shí)，在與該電極的通過(guò)通常PM而導(dǎo)通的位置不同的位置，由于剝落PM而該電極間也導(dǎo)通。這種情況下，與對(duì)應(yīng)于由于通常PM被捕集而該電極間的PM堆積量逐漸增加從而PM傳感器的輸出值上升的情況下相比，PM傳感器的輸出值急劇上升。因此，在輸出開(kāi)始時(shí)期以后PM傳感器的輸出值急劇上升的情況下，該P(yáng)M傳感器的輸出值的變動(dòng)程度表現(xiàn)出在PM傳感器的電極間捕集到剝落PM的情況的可會(huì)bf生1? Ο
[0032]因此，在上述結(jié)構(gòu)中，在輸出開(kāi)始時(shí)期以后，存在傳感器輸出上升率比規(guī)定的第一判定上升率大的情況的情況下，通過(guò)決定部決定為不執(zhí)行由過(guò)濾器診斷部進(jìn)行的過(guò)濾器診斷處理。由此，在ΡΜ傳感器的電極間捕集到剝落ΡΜ的情況下，不執(zhí)行由過(guò)濾器診斷部進(jìn)行的過(guò)濾器診斷處理。
[0033]需要說(shuō)明的是，在上述結(jié)構(gòu)中，第一判定上升率可以設(shè)定為如下的值，S卩，由于通常PM被捕集于電極間而該電極間的PM堆積量增加時(shí)，對(duì)應(yīng)于該P(yáng)M堆積量的增加而PM傳感器的輸出值增加時(shí)的傳感器輸出上升率(以下，稱為“通常傳感器輸出上升率”。)的最大值以上的值。在此，通常傳感器輸出上升率的最大值例如規(guī)定作為假定為在排氣通路不存在過(guò)濾器的情況下的通常傳感器輸出上升率。
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