本發(fā)明涉及用于高精度且適當(dāng)?shù)貦z測在顆粒過濾器發(fā)生的異常的顆粒過濾器的故障診斷方法及裝置。

背景技術(shù)：

從柴油發(fā)動機(jī)排出的顆粒（Particulate Matter：粒子狀物質(zhì)、PM）以由含碳物質(zhì)組成的煙灰和由高沸點烴成分組成的SOF部分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機(jī)成分）為主成分，形成還包含微量的硫酸鹽（霧狀硫酸成分）的組成，但作為這種顆粒的減少對策，以往進(jìn)行了在供排氣流通的排氣管的中途裝備顆粒過濾器。

這種顆粒過濾器例如為由堇青石等陶瓷構(gòu)成的多孔質(zhì)的蜂窩構(gòu)造，以格子狀劃分的各流路的入口被交替地封堵，對于入口未被封堵的流路，將其出口封堵，僅透過了對各流路進(jìn)行劃分的多孔質(zhì)薄壁的排氣被向下游側(cè)排出。

并且，排氣中的顆粒被捕集并堆積于前述多孔質(zhì)薄壁的內(nèi)側(cè)表面，因此需要在顆粒的堆積量不斷增加的階段對已捕集的顆粒強制性地進(jìn)行加熱來使之燃燒除去，實現(xiàn)顆粒過濾器的再生。

具體而言，在顆粒過濾器的前段具備流通型的氧化催化劑，并且向比該氧化催化劑靠上游側(cè)處添加燃料，利用顆粒過濾器的前段的氧化催化劑使該添加燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，將由于該反應(yīng)熱而升溫的排氣氣體向顆粒過濾器導(dǎo)入來使催化劑床層溫度升高而將顆粒燒盡，從而實現(xiàn)顆粒過濾器的再生。作為用于執(zhí)行燃料添加的手段，可以接著在壓縮上止點附近進(jìn)行的燃料的主噴射，在比壓縮上止點晚的非點火的時機(jī)追加后噴射，由此向排氣中添加燃料。

在這種顆粒過濾器中，有可能因為由大量的顆粒一下子燃燒引起的熔損或由物理性的沖擊等引起的破損等而在顆粒過濾器發(fā)生故障。若顆粒過濾器在發(fā)生故障的狀態(tài)下繼續(xù)運轉(zhuǎn)，則無法將從發(fā)動機(jī)排出的顆粒從排氣中適當(dāng)?shù)爻ィ瑢?dǎo)致作為大氣污染物質(zhì)的顆粒被釋放到大氣中。

因此，以往進(jìn)行了將通過自我診斷來自動地檢測斷顆粒過濾器的故障的OBD（On-Board Diagnostics：自我診斷功能）搭載于機(jī)動車，告知駕駛員顆粒過濾器發(fā)生了故障并催促顆粒過濾器的更換。作為檢測顆粒過濾器的故障的方法，例如使用了在顆粒過濾器的上游和下游測定排氣的壓力并在它們的壓力差低于既定值的情況下診斷為顆粒過濾器發(fā)生故障這樣的方法。

另外，存在與機(jī)動車的排氣有關(guān)的限制逐年被強化的傾向。特別在美國，有些情況下規(guī)定必須馬上進(jìn)行對排氣凈化裝置的故障進(jìn)行檢測的OBD的設(shè)置，而且可以預(yù)見在不久的將來對于排氣凈化裝置的故障的檢測功能的限制會進(jìn)一步強化。為了應(yīng)對這樣嚴(yán)格的限制，基于上述那樣的壓力測定的檢測方法并不充分，因此要求與以往相比能夠更加高精度地檢測顆粒過濾器的故障的方法。

作為能夠高精度地檢測顆粒過濾器的故障的裝置，例如提出了如下裝置，前述裝置使顆粒堆積于具備兩個電極的基座表面，在電極間施加電壓來輸出與顆粒的堆積量對應(yīng)的電流，被稱為堆積式顆粒傳感器（PM傳感器）。通過將這樣的顆粒物傳感器設(shè)置于顆粒過濾器的下游，能夠基于顆粒物傳感器中的顆粒的堆積量或堆積速度來檢測顆粒過濾器的故障。作為與這種顆粒過濾器的故障診斷裝置關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)，例如有下述專利文獻(xiàn)1。專利文獻(xiàn)1中記載了一種裝置，在顆粒過濾器的下游設(shè)置顆粒物傳感器，假定顆粒過濾器處于既定的狀態(tài)并根據(jù)發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)等來推定既定期間中的通過顆粒過濾器的顆粒的累計量，并且基于前述既定期間中的顆粒物傳感器的輸出值來算出通過顆粒過濾器的顆粒的累計量，通過比較算出的顆粒的累計量與前述推定累計量來診斷顆粒過濾器的故障。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-19389號公報。

然而，排氣中的顆粒的濃度除了根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速而發(fā)生變動以外，還根據(jù)燃料的噴射量或排氣溫度等各種各樣的條件而發(fā)生變動，顆粒物傳感器的顆粒的堆積速度也根據(jù)排氣流量而發(fā)生變化，因此在根據(jù)發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)等來推定顆粒的排出量或堆積速度的情況下，其準(zhǔn)確性存在極限。特別在上述既定期間中發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)急劇變動時，實際的顆粒的排出量與推定排出量之差變大，對顆粒過濾器的故障進(jìn)行誤診斷的可能性增大。

因此，在上述引用文獻(xiàn)1記載的發(fā)明中，在實際從內(nèi)燃機(jī)排出的顆粒的量與對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的顆粒排出量的基準(zhǔn)值之差相比既定量變大的情況下，對燃料噴射的量或時機(jī)進(jìn)行調(diào)整來使實際從內(nèi)燃機(jī)排出的顆粒的量增減，從而能夠提高顆粒過濾器的故障診斷的精度。然而，即便如此，根據(jù)作為施加顆粒的增減控制的閾值的上述既定量的設(shè)定情況，不僅顆粒過濾器的故障診斷的精度未必升高，而且可能反而由于人為地施加那樣的控制而使誤差增大。并且，在引用文獻(xiàn)1記載的發(fā)明中，為了維持故障診斷的精度，有時使顆粒的排出量增大，因此還可能導(dǎo)致由消耗多余的燃料引起的耗油量的惡化或顆粒向大氣中的排出量的增大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述情況，本發(fā)明提供一種能夠高精度且適當(dāng)?shù)貦z測在顆粒過濾器發(fā)生的故障的顆粒過濾器的故障診斷方法及裝置。

本發(fā)明涉及一種顆粒過濾器的故障診斷方法，在設(shè)置于排氣管的中途的顆粒過濾器的下游側(cè)設(shè)置顆粒物傳感器，前述顆粒物傳感器使顆粒堆積于檢測部并輸出該顆粒的堆積量，設(shè)定假定條件，該假定條件假定前述顆粒過濾器處于具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)，在該假定條件的基礎(chǔ)上，算出與前述顆粒物傳感器的顆粒的假想堆積量對應(yīng)的假想輸出值，在該假想輸出值達(dá)到既定的判定閾值的時刻前述顆粒物傳感器的輸出為前述判定閾值以上的情況下，判定為前述顆粒過濾器發(fā)生故障。

于是，這樣的話，通過比較根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)等推定的顆粒物傳感器的假想輸出值與實際的顆粒物傳感器的輸出值，能夠適當(dāng)?shù)貦z測顆粒過濾器的故障。

在本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷方法中，優(yōu)選的是，前述判定閾值為前述顆粒物傳感器的飽和輸出值，這樣的話，能夠在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)執(zhí)行顆粒過濾器的故障判定。

在本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷方法中，優(yōu)選的是，僅采用前述顆粒物傳感器處于能夠輸出與顆粒的堆積量對應(yīng)的輸出值的狀態(tài)的情況下的輸出值來執(zhí)行，這樣的話，能夠進(jìn)一步提高顆粒過濾器的故障診斷的精度。

并且，本發(fā)明涉及一種顆粒過濾器的故障診斷裝置，具備顆粒過濾器、顆粒物傳感器及控制裝置，前述顆粒過濾器設(shè)置于排氣管的中途，前述顆粒物傳感器在比該顆粒過濾器靠下游側(cè)處使顆粒堆積于檢測部并檢測排氣中的顆粒，前述控制裝置設(shè)定假定條件，該假定條件假定前述顆粒過濾器處于具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)，在該假定條件的基礎(chǔ)上，算出與前述顆粒物傳感器中的顆粒的假想堆積量對應(yīng)的假想輸出值，在該假想輸出值達(dá)到既定的判定閾值的時刻前述顆粒物傳感器的輸出為前述判定閾值以上的情況下，判定為前述顆粒過濾器發(fā)生故障。

在本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷裝置中，優(yōu)選的是，前述顆粒過濾器的故障診斷裝置構(gòu)成為使用前述顆粒物傳感器的飽和輸出值作為前述判定閾值。

在本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷裝置中，優(yōu)選的是，前述故障診斷構(gòu)成為僅采用前述顆粒物傳感器處于能夠輸出與顆粒的堆積量對應(yīng)的輸出值的狀態(tài)的情況下的輸出值來執(zhí)行。

根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷方法及裝置，起到能夠高精度且適當(dāng)?shù)貦z測在顆粒過濾器發(fā)生的故障這樣的優(yōu)異的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的概略圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施例中的顆粒物傳感器的形態(tài)的概略圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施例中的顆粒物傳感器的工作的概念圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施例中的顆粒物傳感器的輸出值的變動的概念圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施例中的顆粒過濾器的診斷工序的流程圖。

圖6是表示本發(fā)明的實施例中的顆粒過濾器的診斷工序的流程圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施例中的顆粒過濾器的診斷工序的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖并說明本發(fā)明的實施方式。

圖1表示實施本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷方法或裝置的形態(tài)的一例。在供從發(fā)動機(jī)1經(jīng)由排氣歧管2排出的排氣G流通的排氣管3的中途，插入安裝了在前段具備氧化催化劑4的催化劑再生型的顆粒過濾器5，在該顆粒過濾器5的下游側(cè)設(shè)置有顆粒物傳感器6。

如圖2所示，顆粒物傳感器6具備檢測部7、輸出部8和控制部9，前述檢測部7使顆粒堆積于表面并進(jìn)行檢測，前述輸出部8對該檢測部7施加電壓并且輸出來自檢測部7的電流，前述控制部9進(jìn)行該輸出部8的控制，檢測部7是在基座10的表面具備兩個電極11、11的構(gòu)造?；?0是陶瓷制的絕緣體，電極11、11在基座10上相互分離地設(shè)置，因此電極11、11彼此絕緣。如圖1所示，該顆粒物傳感器6設(shè)置于排氣管3中途，設(shè)置成從排氣管3的外側(cè)插入到在前段具備氧化催化劑4的顆粒過濾器5的下游。此時，顆粒物傳感器6設(shè)置成檢測部7突出到排氣管3的內(nèi)側(cè)，檢測部7配置成具有電極11、11的面朝向上游側(cè)。而且，在檢測部7的電極11、11之間，從輸出部8施加既定的電壓。

對這種裝置中的顆粒物傳感器6的工作進(jìn)行說明。關(guān)于隨著發(fā)動機(jī)1的運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的顆粒，大部分被顆粒過濾器5捕集，但未徹底捕集的顆粒穿過顆粒過濾器5，其一部分堆積于下游的顆粒物傳感器6的檢測部7。圖3（a）～（e）示意性地表示了通過顆粒過濾器5的排氣G所包含的顆粒不斷慢慢地堆積于顆粒物傳感器6的檢測部7的表面的情況，圖3（f）示意性地表示了與顆粒的堆積量的變化相伴的顆粒物傳感器6的輸出的變動。

在沒有顆粒的堆積的狀態(tài)（圖3（a））下，如上述那樣，由于檢測部7的電極11、11被絕緣，所以即使在電極11、11間施加電壓，電極11、11彼此也不會通電。如圖3（b）所示，顆粒開始在檢測部7的表面堆積，即便變成微量的顆粒附著的狀態(tài)，電極11、11彼此也不通電。如此，將由于顆粒的堆積量為零或較少而顆粒物傳感器的輸出值為零的期間稱為不靈敏區(qū)。

如圖3（c）所示，顆粒的堆積量超過某一定量，顆粒將電極11、11彼此交聯(lián)時，作為主成分包含碳的顆粒為導(dǎo)電體，因此在電極11、11間電流開始經(jīng)由顆粒流動，該電流從輸出部8輸出。即，顆粒物傳感器6將檢測部7的表面的顆粒的堆積量作為電流輸出。

顆粒的堆積量進(jìn)一步增加時（圖3（d）），電極11、11間的電阻值下降，因此來自檢測部7的輸出值上升。顆粒的堆積量達(dá)到某一定量以上時（圖3（e）），電極11、11之間的通電量飽和，檢測部7的輸出不再上升。

輸出達(dá)到飽和輸出值之后，顆粒物傳感器6的控制部9進(jìn)行在既定的時機(jī)使檢測部7再生的控制。具體而言，接受來自外部的再生信號，對輸出部8發(fā)出對檢測部7進(jìn)行加熱的指令。輸出部8進(jìn)行對檢測部7進(jìn)行加熱的操作來使堆積于檢測部7上的顆粒燃燒。對檢測部7進(jìn)行加熱的操作例如通過在電極11、11間施加大的電壓，在堆積的顆粒中流動電流并產(chǎn)生焦耳熱來進(jìn)行。由于顆粒的燃燒而檢測部7再生從而恢復(fù)到圖3（a）的狀態(tài)，然后顆粒再堆積而成為圖3（e）的狀態(tài)時，再在既定的時機(jī)使顆粒燃燒，恢復(fù)到圖3（a）的狀態(tài)。

如此，顆粒物傳感器6的輸出值伴隨于檢測部7中的顆粒的堆積和再生的循環(huán)，如圖3（f）所示的那樣變化。該輸出值作為輸出電流6a，時時刻刻向構(gòu)成發(fā)動機(jī)控制計算機(jī)（ECU：Electronic Control Unit（電子控制單元））的控制裝置12輸入（參照圖1）。并且，該控制裝置12還在上述的顆粒物傳感器6的循環(huán)中肩負(fù)在既定的時機(jī)對顆粒物傳感器6的控制部輸入再生信號6b并使顆粒物傳感器6再生的功能。

控制裝置12由于兼作發(fā)動機(jī)控制計算機(jī)，所以肩負(fù)與燃料的噴射相關(guān)的控制。具體而言，基于來自加速器傳感器13的加速器開度信號13a和來自旋轉(zhuǎn)傳感器14的轉(zhuǎn)速信號14a，朝向燃料噴射裝置15輸出燃料噴射信號15a，前述加速器傳感器13將加速器開度作為發(fā)動機(jī)1的負(fù)荷來進(jìn)行檢測，前述旋轉(zhuǎn)傳感器14對發(fā)動機(jī)1的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，前述燃料噴射裝置15向發(fā)動機(jī)1的各汽缸噴射燃料。

需要說明的是，燃料噴射裝置15由按照各汽缸裝備的多個噴射器構(gòu)成，根據(jù)前述燃料噴射信號15a適宜地對所述各噴射器的電磁閥進(jìn)行開閥控制，從而適當(dāng)?shù)乜刂迫剂系膰娚鋾r機(jī)（開閥時期）及噴射量（開閥時間）。

并且，在控制裝置12中，如上述那樣基于加速器開度及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來決定通常模式的燃料噴射信號15a，另一方面，在應(yīng)該進(jìn)行顆粒過濾器5的強制再生時從通常模式切換為再生模式，決定為接著在壓縮上止點附近進(jìn)行的燃料的主噴射而在比壓縮上止點晚的非點火的時機(jī)進(jìn)行后噴射這樣的噴射模式的燃料噴射信號15a。

由此，在本實施例中，燃料噴射裝置15還起到作為用于顆粒過濾器5的強制再生的燃料添加機(jī)構(gòu)的功能。即，如上述那樣接著主噴射在比壓縮上止點晚的非點火的時機(jī)進(jìn)行后噴射時，通過該后噴射向排氣G中添加未燃燒的燃料，該未燃燒的燃料在顆粒過濾器5的前段的氧化催化劑4上發(fā)生氧化反應(yīng)，由于該反應(yīng)熱而催化劑床層溫度上升，從而將被顆粒過濾器5捕集的顆粒燃燒除去。

在執(zhí)行這樣的顆粒過濾器5的強制再生時，例如，基于來自在顆粒過濾器5的上游和下游分別設(shè)置的壓力傳感器16、17的壓力信號16a、17a來算出顆粒過濾器5的前后的壓力差，在此基礎(chǔ)上推定顆粒過濾器5中的顆粒的堆積量，并基于該推定堆積量來決定強制再生的時機(jī)。

需要說明的是，推定這種顆粒的堆積量的手段存在各種方式，例如，可以的是，推定基于發(fā)動機(jī)1的當(dāng)前的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的顆粒的基本的產(chǎn)生量，將該基本的產(chǎn)生量乘以考慮了與顆粒的產(chǎn)生有關(guān)的各種條件的校正系數(shù)并且減去當(dāng)前的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的顆粒的處理量來求出最終的產(chǎn)生量，時時刻刻累計該最終的產(chǎn)生量來推定顆粒過濾器5中的顆粒的堆積量。

此外，在該控制裝置12中，監(jiān)測從在顆粒過濾器5的上游側(cè)具備的溫度傳感器18輸入的排氣G的溫度信號18a、從在顆粒過濾器5的上游側(cè)具備的流量傳感器19輸入的排氣G的流量信號19a、從對周圍的大氣壓進(jìn)行測定的大氣壓傳感器20輸入的大氣壓信號20a等各種各樣的數(shù)值，基于這些數(shù)值來執(zhí)行與車輛的運轉(zhuǎn)相關(guān)的各種控制。

并且，在駕駛室內(nèi)的儀表板設(shè)置有警告燈21，該警告燈21向駕駛員通知在顆粒過濾器5發(fā)生了故障的情況。

對上述裝置中的顆粒過濾器5的故障的判定進(jìn)行說明。如上述那樣，時時刻刻向控制裝置12輸入來自顆粒物傳感器6的輸出電流6a。同時，在控制裝置12中，設(shè)定假定條件，該假定條件是假定顆粒過濾器5處于具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)，在該假定條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)從發(fā)動機(jī)1的旋轉(zhuǎn)傳感器14輸入的轉(zhuǎn)速信號14a、在控制裝置12中決定的燃料的噴射量、從溫度傳感器18輸入的排氣G的溫度信號18a、從流量傳感器19輸入的排氣G的流量信號19a、從大氣壓傳感器20輸入的大氣壓信號20a等的值，基于統(tǒng)計模型，算出顆粒物傳感器6的假想輸出值。即，在假定顆粒過濾器5處于具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)的情況下，其下游的顆粒物傳感器6中的顆粒的堆積量作為發(fā)動機(jī)1的轉(zhuǎn)速、燃料的噴射量、排氣G的溫度或流量、大氣壓等的函數(shù)來算出，能夠通過累計而推定作為假想堆積量，但由于前述顆粒物傳感器6的假想輸出值根據(jù)該假想堆積量來決定，所以顆粒物傳感器6的假想輸出值可以作為發(fā)動機(jī)1的轉(zhuǎn)速、燃料的噴射量、排氣G的溫度或流量、大氣壓等的函數(shù)，基于統(tǒng)計模型來算出。并且，通過比較既定的時機(jī)的該假想輸出值與顆粒物傳感器6的輸出電流6a的實際的輸出值，進(jìn)行顆粒過濾器5的故障的判定。

即，在顆粒過濾器5正常的情況下，來自顆粒物傳感器6的輸出電流6a的值顯示如下變化：隨著與時間經(jīng)過相伴的顆粒堆積量的增加，例如圖4的坐標(biāo)圖中由實線表示的那樣，經(jīng)過不靈敏區(qū)輸出增加，不久達(dá)到飽和。相對于此，在顆粒過濾器5發(fā)生故障的情況下，穿過該顆粒過濾器5的顆粒較多，因此顆粒向顆粒物傳感器6的堆積速度較快，從不靈敏區(qū)開始經(jīng)過輸出的上升達(dá)到飽和為止的時間較短。因此，在本實施例的控制裝置12中，假定顆粒過濾器5處于具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)，在該假定的基礎(chǔ)上，如上述那樣算出基于各條件的顆粒物傳感器6的假想輸出值。在此，在控制裝置12中假定的顆粒過濾器5的“具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)”是指例如在本實施例的情況下排出限制值的3倍（0.03g/bhph）的顆粒的故障狀態(tài)的顆粒過濾器，但并不限定于該數(shù)值，也可以根據(jù)實施方式將其他的數(shù)值作為基準(zhǔn)來使用。

在該控制裝置12中根據(jù)顆粒的推定累計量算出的顆粒物傳感器6的假想輸出值顯示例如圖4中由點線表示的那樣的變化。并且，在該假想輸出值達(dá)到既定的判定閾值α的時刻，執(zhí)行顆粒過濾器5的故障判定。具體而言，在該時刻來自顆粒物傳感器6的輸出電流6a的值達(dá)到判定閾值α的情況（圖4中由虛線例示的情況）下，判定為顆粒過濾器5發(fā)生故障，在輸出電流6a的值未達(dá)到判定閾值α的情況（圖4中由實線例示的情況）下，由于顆粒過濾器5中存在充分的顆粒捕集能力，所以判定為正常。

于是，這樣的話，通過比較根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)等推定的顆粒物傳感器6的假想輸出值與實際的顆粒物傳感器6的輸出電流6a的值，能夠適當(dāng)?shù)貦z測顆粒過濾器5的故障。

需要說明的是，上述的專利文獻(xiàn)1中記載的裝置推定通過假定顆粒過濾器處于既定的狀態(tài)的情況下的顆粒過濾器的顆粒的累計量，另一方面，基于顆粒物傳感器的輸出值來算出通過顆粒過濾器的顆粒的累計量，對兩者進(jìn)行比較，由于比較的兩方的數(shù)值中包含計算過程，所以產(chǎn)生誤差的可能性較大。相對于此，在本實施例中，進(jìn)行比較的數(shù)值的一方是實測值，因此產(chǎn)生誤差的余地變小。

并且，在本實施例中，與專利文獻(xiàn)1中記載的裝置不同的是，沒有在顆粒過濾器5的故障診斷時消耗多余的燃料。

并且，作為上述的判定閾值α，使用顆粒物傳感器6的飽和輸出值，只要在前述假想輸出值達(dá)到飽和輸出值的時機(jī)執(zhí)行故障判定即可。在執(zhí)行顆粒過濾器5的故障判定時，若使判定閾值α變小，即到判定為止的時間變短，則誤差或誤動作的影響變大，但另一方面，顆粒物傳感器6的輸出值基本上不會采取比飽和輸出值大的值，因此即便更大地采取判定閾值α的值也沒有意義。通過使用飽和輸出值作為判定閾值α，能夠在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)執(zhí)行顆粒過濾器5的故障判定。

此時，顆粒過濾器5的故障診斷可以通過多次重復(fù)上述判定，在例如所有判定次數(shù)中判定出故障的次數(shù)為某閾值以上的情況下，診斷為顆粒過濾器5發(fā)生故障，這樣的話，即便由于設(shè)備的誤動作等某些突發(fā)的原因而暫時產(chǎn)生誤判定，也能夠減小導(dǎo)致誤診斷的可能性。

并且，在診斷為顆粒過濾器5發(fā)生故障的情況下，向警告燈21輸入故障通知信號21a，警告燈21點亮，對駕駛員催促顆粒過濾器5的更換。

接著，參照圖5～圖7并說明上述的實施例中的顆粒過濾器5的故障診斷的具體的順序。需要說明的是，圖5～圖7整體表示一個流程，圖5中的※1與圖6中的※1相連，圖6中的※2與圖5中的※2相連，圖6中的※3與圖7中的※3相連，圖6中的※4與圖5中的※4相連。

使發(fā)動機(jī)1起動并開始運轉(zhuǎn)之后，首先執(zhí)行顆粒物傳感器6的再生，重置顆粒的堆積狀態(tài)，但在這之前，作為步驟S1～S2，進(jìn)行裝置是否處于能夠執(zhí)行顆粒物傳感器6的再生的狀態(tài)的判斷（圖5）。在步驟S1中進(jìn)行控制裝置12的檢查，在步驟S2中進(jìn)行顆粒物傳感器6的檢查。具體而言，若在結(jié)露的狀態(tài)下使控制裝置12工作或者執(zhí)行顆粒物傳感器6的再生，則存在控制裝置12或顆粒物傳感器6發(fā)生破損的情況，因此借助未圖示的溫度傳感器等，檢查控制裝置12或顆粒物傳感器6的溫度是否超過露點等。在此，若無法判斷為裝置處于能夠執(zhí)行顆粒物傳感器6的再生的狀態(tài)（步驟S1或S2的“否”），則返回步驟S1，重復(fù)步驟S1～S2直至顆粒物傳感器6的再生能夠執(zhí)行為止。

若在步驟S1～S2中判定為顆粒物傳感器6的再生能夠執(zhí)行（步驟S1、S2的“是”），則進(jìn)入步驟S3，執(zhí)行顆粒物傳感器6的再生。即，從控制裝置12對顆粒物傳感器6的控制部9輸入再生信號6b（參照圖1）。接受到該再生信號6b的控制部9對輸出部8執(zhí)行在電極11、11間施加大的電壓的控制，通過產(chǎn)生的焦耳熱將堆積于基座10表面的顆粒燃盡。

顆粒物傳感器6的再生結(jié)束時（步驟S4），作為步驟S5，開始用于顆粒過濾器5的故障判定的監(jiān)測的工序。即，作為從發(fā)動機(jī)1的旋轉(zhuǎn)傳感器14輸入的轉(zhuǎn)速信號14a、在控制裝置12中決定的燃料的噴射量、從溫度傳感器18輸入的排氣G的溫度信號18a、從流量傳感器19輸入的排氣G的流量信號19a、從大氣壓傳感器20輸入的大氣壓信號20a等的各值的函數(shù)，在顆粒過濾器5處于具有既定的顆粒捕集能力的基準(zhǔn)狀態(tài)這樣的假定條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)統(tǒng)計模型算出來自顆粒物傳感器6的假想輸出值，時時刻刻進(jìn)行累計。

接著，在步驟S6～S11中，進(jìn)行在顆粒過濾器5的故障判定之前的顆粒物傳感器6的狀態(tài)確認(rèn)和基于顆粒物傳感器6的狀態(tài)的輸出數(shù)據(jù)的取舍選擇（圖6）。即，根據(jù)顆粒物傳感器6或其周圍的狀態(tài)，有時顆粒物傳感器6發(fā)生破損，或者無法適當(dāng)且高精度地測定堆積于顆粒物傳感器6的顆粒的量。若在顆粒物傳感器6的精度處于不佳的狀態(tài)時執(zhí)行顆粒過濾器5的故障判定，則有可能產(chǎn)生誤判定，因此在步驟S6～S11中，根據(jù)排氣G的溫度等來檢查顆粒物傳感器6是否處于適合顆粒過濾器5的故障診斷的狀態(tài)，在處于不適合顆粒過濾器5的診斷的狀態(tài)的情況下不執(zhí)行判定。

首先，作為步驟S6，檢查控制裝置12和顆粒物傳感器6的溫度是否超過露點，并且檢測排氣G的溫度是否處于適當(dāng)?shù)姆秶Ｈ缟鲜瞿菢?，在露點以下的溫度條件下控制裝置12或顆粒物傳感器6有可能發(fā)生破損，并且，若排氣溫度過高，則生成的顆粒會自然燃燒，因此無論顆粒過濾器5是否正常，顆粒都不堆積于顆粒物傳感器6，無法進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓收吓卸?。在判斷為這些條件未清楚的情況下（步驟S6的“否”），暫時放棄顆粒過濾器5的故障判定，再次使顆粒物傳感器6再生并重做顆粒過濾器5的故障判定，或者結(jié)束故障診斷并等到下次的發(fā)動機(jī)起動（步驟S19～S22。后面詳細(xì)敘述）。

在步驟S6中判斷出上述的條件清楚之后（步驟S6的“是”），進(jìn)一步作為步驟S7，檢查顆粒物傳感器6是否處于能夠適當(dāng)?shù)赜嫓y顆粒的堆積量的狀態(tài)，即是否處于能夠高精度地輸出與顆粒的堆積量對應(yīng)的輸出電流6a的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。電極11、11間的電阻值不僅被堆積的顆粒的量左右，而且被溫度等各種因素左右，因此根據(jù)顆粒物傳感器6的狀態(tài)，有時無法適當(dāng)?shù)剌敵雠c顆粒的堆積量對應(yīng)的輸出電流6a?；谂艢釭的溫度以外的其他條件，根據(jù)預(yù)先輸入到控制裝置12的映射或函數(shù)，能讀出顆粒物傳感器6是否處于能夠適當(dāng)?shù)赜嫓y顆粒的堆積量的狀態(tài)。

若在步驟S7中判斷為顆粒物傳感器6能夠適當(dāng)?shù)赜嫓y顆粒的堆積量（步驟S7的“是”），則合計從步驟S5中的監(jiān)測開始起的經(jīng)過時間，同時將有效值計數(shù)器計數(shù)加1（步驟S8）。另一方面，若判斷為顆粒物傳感器6不處于能夠計測顆粒的堆積量的狀態(tài)（步驟S7的“否”），則僅合計時間（步驟S9）。

在此，監(jiān)測的開始以后，時時刻刻累計與顆粒物傳感器6中的顆粒的假想堆積量對應(yīng)的假想輸出值，但在控制裝置12中，基于前述假想輸出值或其微分值，算出從監(jiān)測開始起至該假想輸出值達(dá)到既定的判定閾值α為止的推定時間。然后，作為步驟S10，比較在步驟S8或S9中合計的時間計數(shù)器的值與假想輸出值達(dá)到既定的判定閾值α為止的推定時間。在判斷為時間計數(shù)器的值未達(dá)到推定時間的情況下，返回步驟S4（圖5）（步驟S10的“否”），執(zhí)行步驟S4～S8或S4～S9，重復(fù)至前述時間計數(shù)器的值達(dá)到前述推定時間為止。

在判斷為時間計數(shù)器的值達(dá)到推定時間時（步驟S10的“是”），進(jìn)入步驟S11。在步驟S11中，在步驟S3以后重復(fù)的步驟S4～S10的工序中，判斷在步驟S8中計數(shù)的有效值計數(shù)器的值是否達(dá)到既定的有效決定閾值以上。換言之，在此，判斷在從監(jiān)測的開始起至到達(dá)步驟S11為止的期間，時間上按何種程度的比例，顆粒物傳感器6處于能夠高精度地計測顆粒的堆積量的狀態(tài)。在此，在有效值計數(shù)器的值小于前述有效決定閾值的情況下（步驟S11的“否”），暫時放棄顆粒過濾器5的故障判定，再次使顆粒物傳感器6再生并重做顆粒過濾器5的故障判定，或者結(jié)束故障判定并等到下次的發(fā)動機(jī)起動（步驟S19～S22。后面詳細(xì)敘述）。

在步驟S11中有效值計數(shù)器的值為前述有效決定閾值以上的情況下（步驟S11的“是”），進(jìn)入步驟S12。在進(jìn)入了步驟S12的階段中，可以承認(rèn)顆粒物傳感器6的輸出值的可靠性，因此在此將從步驟S5的開始起累計的顆粒物傳感器6的假想輸出值（判定在該假想輸出值達(dá)到前述判定閾值α的時刻進(jìn)行，因此在該時刻假想輸出值等于判定閾值α）與顆粒物傳感器6的實際的輸出電流6a進(jìn)行比較。在實際的輸出電流6a為假想輸出值（判定閾值α）以上的情況下（步驟S12的“是”），將判定次數(shù)計數(shù)器和故障計數(shù)器分別計數(shù)加1（步驟S13），在輸出電流6a小于假想輸出值（判定閾值α）的情況下（步驟S12的“否”），僅將判定次數(shù)計數(shù)器計數(shù)加1（步驟S14）。

接著，作為步驟S15，判定上述判定次數(shù)計數(shù)器的值是否為既定的診斷執(zhí)行閾值以上。在判定次數(shù)計數(shù)器的值小于前述診斷執(zhí)行閾值的情況下（步驟S15的“否”），再次要求顆粒物傳感器6的再生（步驟S22），返回步驟S2（圖5）。如此，重復(fù)步驟S2～S15的工序直至在步驟S13或S14中計數(shù)的判定次數(shù)的值達(dá)到前述診斷執(zhí)行閾值為止。

在步驟S15中判斷為上述判定次數(shù)計數(shù)器的值達(dá)到前述診斷執(zhí)行閾值的情況下（步驟S15的“是”），進(jìn)入步驟S16（圖7），在此最終診斷顆粒過濾器5是否發(fā)生故障。在此，在重復(fù)步驟S2～S15的工序的過程中，比較在步驟S13或S14中計數(shù)的判定次數(shù)計數(shù)器的值與在步驟S13中計數(shù)的故障計數(shù)器的值，在該故障計數(shù)器的值除以判定次數(shù)計數(shù)器的值而得到的值為既定的故障診斷閾值以上的情況下，診斷為顆粒過濾器5發(fā)生故障，在該故障計數(shù)器的值除以判定次數(shù)計數(shù)器的值而得到的值小于前述故障診斷閾值的情況下，診斷為顆粒過濾器5正常。即，根據(jù)所有判定次數(shù)中判定為故障的次數(shù)的比例，完成顆粒過濾器5是否發(fā)生故障的診斷。

若診斷為顆粒過濾器5發(fā)生故障（步驟S16的“是”），則作為步驟S17，從控制裝置12對警告燈21輸入故障通知信號21a，警告燈21點亮（參照圖1），向駕駛員通知顆粒過濾器5的故障，顆粒過濾器5的故障診斷工序結(jié)束。若診斷為顆粒過濾器5正常（步驟S16的“否”～步驟S18），則顆粒過濾器5的故障診斷工序直接結(jié)束。

說明在步驟S6中判斷為未滿足顆粒過濾器5的故障判定的條件的情況下（圖6、步驟S6的“否”）的處理，或者在步驟S11中有效值計數(shù)器的值小于有效決定閾值的情況下（圖6、步驟S11的“否”）的處理。這些情況是不能夠進(jìn)行判定或者顆粒物傳感器6的輸出值不值得信任的情況，因此如上述那樣暫時放棄顆粒過濾器5的故障判定。具體而言，開始對發(fā)動機(jī)起動后的顆粒物傳感器6的再生次數(shù)進(jìn)行檢查的工序（步驟S19）。關(guān)于具備陶瓷制的基座10和金屬的電極11、11的顆粒物傳感器6的檢測部7，耐熱性存在極限，在多次重復(fù)再生的期間精度下降或發(fā)生破損，因此在本實施例中，對一次運轉(zhuǎn)中執(zhí)行再生的次數(shù)設(shè)置上限值（再生上限值）。在步驟S20中，在發(fā)動機(jī)1的起動后對顆粒物傳感器6輸入再生信號6b的次數(shù)達(dá)到了前述再生上限值的情況下（步驟S20的“是”），放棄顆粒過濾器5的故障診斷，結(jié)束故障診斷的工序，等待下次的運轉(zhuǎn)（步驟S21）。在前述再生信號6b的輸入次數(shù)仍小于前述再生上限值的情況下（步驟S20的“否”），向步驟S22轉(zhuǎn)移，要求顆粒物傳感器6的再生并再次執(zhí)行顆粒過濾器5的故障判定（圖5、步驟S2～）。

于是，這樣的話，由于僅采用顆粒物傳感器6處于能夠輸出與顆粒的堆積量對應(yīng)的輸出值的狀態(tài)的情況下的輸出值來執(zhí)行故障診斷，所以能夠進(jìn)一步提高顆粒過濾器5的故障診斷的精度。

因此，根據(jù)上述本實施例，能夠高精度且適當(dāng)?shù)貦z測在顆粒過濾器發(fā)生的故障。

需要說明的是，本發(fā)明的顆粒過濾器的故障診斷方法及裝置并不僅限定于上述的實施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠施加各種變更是理所當(dāng)然的。

附圖標(biāo)記說明

3 排氣管；

5 顆粒過濾器；

6 顆粒物傳感器；

7 檢測部；

12 控制裝置。