診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及診斷裝置，特別涉及在內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)中設置的排氣凈化過濾器的故障診斷。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在柴油發(fā)動機等的排氣系統(tǒng)中設置的排氣凈化過濾器，已知用于捕獲排氣中含有的煤等的顆粒狀物質(zhì)(Particulate Mat ter: PM)的柴油微粒過濾器(D i e se IParticulate Filter:DPF)。
[0003]若DPF的PM捕獲能力由于破損等而劣化，則未被DPF捕獲而漏過的PM被放出到大氣中，可能導致不滿足廢氣限制值。因此，需要在車載狀態(tài)(On-Board)下診斷DPF的故障。
[0004]作為判定DPF的故障的技術(shù)，例如已知在DPF的下游側(cè)設置電阻型PM傳感器并比較傳感器值和基準閾值的手法(例如參照專利文獻I)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:日本特開2009-144577號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的技術(shù)課題
[0009 ] —般來講，電阻型PM傳感器利用電極間的電阻值隨著在一對電極間附著的導電性PM而變化這一原理來檢測PM量。然而，在電阻型PM傳感器中，若受到排氣溫度或排氣流量的影響，則電極間附著的PM的電阻會變化，因此，可能無法檢測正確的PM量。因此，在基于電阻型PM傳感器的傳感器值的診斷手法中，存在無法正確地判定DPF的劣化的課題。
[0010]本發(fā)明的裝置的目的在于，高精度地判定DPF的故障。
[0011 ]解決課題所采用的技術(shù)手段
[0012]本發(fā)明的裝置具備:過濾器，捕獲從內(nèi)燃機排出的排氣中的顆粒狀物質(zhì)；傳感器，設置于所述過濾器的下游側(cè)，根據(jù)電極間附著的顆粒狀物質(zhì)中流動的電流值來檢測顆粒狀物質(zhì)量，并且能夠在電極間附著的顆粒狀物質(zhì)達到規(guī)定量時將該顆粒狀物質(zhì)燃燒除去、即再生;實際間隔運算單元，運算從所述傳感器的再生結(jié)束到下一次再生開始為止的實際間隔;逃脫量推測單元，所述過濾器的捕獲能力假定為正常，推測從所述內(nèi)燃機排出而通過該過濾器的排氣中的顆粒狀物質(zhì)逃脫量;推測間隔運算單元，基于所述顆粒狀物質(zhì)逃脫量，運算從所述傳感器的再生結(jié)束到下一次再生開始為止的推測間隔；以及判定單元，對所述實際間隔和所述推測間隔進行比較，判定所述過濾器的至少故障。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明的裝置，能夠高精度地判定DPF的故障。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示應用了本發(fā)明的一個實施方式的診斷裝置的發(fā)動機的吸排氣系統(tǒng)的整體構(gòu)成示意圖。
[0016]圖2中，(A)是表示本實施方式的電阻型PM傳感器的主要部分的示意立體圖，(B)是表示電阻型PM傳感器的傳感器再生信號的圖。
[0017]圖3是表示本實施方式的ECU40的功能框圖。
[0018]圖4是說明本實施方式的故障診斷的一個例子的圖。
[0019]圖5是說明本實施方式的故障診斷的一個例子的圖。
[0020]圖6是說明本實施方式的故障診斷的一個例子的圖。
[0021]圖7是表示本實施方式的診斷裝置的控制內(nèi)容的流程圖。
[0022]圖8是表示本實施方式的診斷裝置的控制內(nèi)容的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，基于【附圖說明】本發(fā)明的一個實施方式的診斷裝置。對相同的部件賦予相同的符號，其名稱及功能也相同。因此，不對它們進行重復的詳細說明。
[0024]如圖1所示，柴油發(fā)動機(以下簡稱發(fā)動機)10中設置有吸氣歧管1a和排氣歧管10b。吸氣歧管1a上連接著導入新氣的吸氣通路11，排氣歧管1b上連接著將排氣向大氣放出的排氣通路12。
[0025]吸氣通路11中，從吸氣上游側(cè)起依次設置有空氣濾清器13、MAF傳感器31、增壓機的壓縮機14a、中冷器15、吸氣溫度傳感器32、吸氣氧濃度傳感器33、增壓壓力傳感器34等。排氣通路12中，從排氣上游側(cè)起依次設置有增壓機的渦輪14b、排氣氧濃度傳感器35、空燃比傳感器36、排氣溫度傳感器37、排氣后處理裝置50等。另外，在圖1中，符號38表示發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器，符號39表不油門開度傳感器。
[0026]排氣后處理裝置50在催化劑外殼50a內(nèi)從排氣上游側(cè)起依次配置氧化催化劑(Diesel Oxidat1n Catalyst:D0C)51和DPF52而構(gòu)成。此外，在D0C51的排氣上游側(cè)設置有排氣管內(nèi)噴射裝置53，在DPF52的下游側(cè)設置有檢測流過DPF52的排氣中的PM量的電阻型PM傳感器20。
[0027]排氣管內(nèi)噴射裝置53根據(jù)從電子控制單元(以下記作ECU)40輸出的指示信號，向排氣通路12內(nèi)噴射未燃燃料(主要為HC)。另外，在使用基于發(fā)動機10的多級噴射的后噴射的情況下，也可以省略該排氣管內(nèi)噴射裝置53。
[0028]D0C51例如是在堇青石蜂窩(cordierite Honeycomb)構(gòu)造體等的陶瓷制載體表面上擔載催化劑成分而形成的。D0C51通過排氣管內(nèi)噴射裝置53或者后噴射而被供給HC后，將其氧化而使排氣溫度上升。
[0029]DPF52例如是沿著排氣的流動方向配置由多孔質(zhì)分隔壁劃分出的多個單元格、并將這些單元格的上游側(cè)和下游側(cè)交替地封閉而形成的。DPF52將排氣中的PM捕獲到分隔壁的細孔或表面上，并且在PM堆積量達到規(guī)定量時執(zhí)行將其燃燒除去的所謂的過濾器強制再生。通過排氣管內(nèi)噴射裝置53或者后噴射向D0C51供給未燃燃料(HC)，將向DPF52流入的排氣溫度升溫至PM燃燒溫度(例如約600°C )，從而進行過濾器強制再生。
[0030]電阻型PM傳感器20如圖2(A)所示，在絕緣基板21上具備被施加電壓的梳齒狀的一對電極22，利用電極22間的電阻值隨著導電性的PM的附著而變化這一原理，來檢測PM量。此夕卜，電阻型PM傳感器20具備未圖示的加熱器，如圖2(B)所示，當電極22間附著的PM堆積到規(guī)定量時，由加熱器對PM進行加熱而將其燃燒除去，即傳感器再生。該傳感器再生信號(開始信號.結(jié)束信號)被輸出至電連接的E⑶40。
[0031]E⑶40進行發(fā)動機10或排氣管內(nèi)噴射裝置53等的各種控制，具備公知的CPU、R0M、RAM、輸入端口、輸出端口等而構(gòu)成。
[0032]此外，E⑶40如圖3所示，具備實際再生間隔運算部41、發(fā)動機排出PM量運算部42、PM逃脫量運算部43、傳感器PM堆積量運算部44、推測再生間隔運算部45和DPF故障正常判定部46，來作為一部分功能要素。說明了這些各功能要素被包含在作為一體硬件的ECU40中的情況，但是也可以將這些各功能要素中的任意一部分設置于分體的硬件中。
[0033]實際再生間隔運算部41是本發(fā)明的實際間隔運算單元的一個例子，運算從電阻型PM傳感器20的再生結(jié)束到下一次再生開始為止的期間(以下將該期間稱作實際再生間隔INTact)。實際再生間隔INTact基于從電阻型PM傳感器20輸入的再生開始信號及再生結(jié)束信號來運算。
[0034]發(fā)動機排出PM量運算部42實時地運算從發(fā)動機10排出的排氣中的PM量(以下稱作發(fā)動機排出PM量EG?—cmt)。發(fā)動機排出PM量EG?—cmt例如能夠根據(jù)將由各種傳感器31?39等檢測到的吸排氣系統(tǒng)的氧濃度02、空燃比λ、排氣溫度T等作為輸入值而包含的模型式等來求出。此外，也可以是，根據(jù)預先通過實驗等制作出的PM排出量映射圖(未圖示)，讀取與基于由傳感器38、39等檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速N或油門開度Q的發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)狀態(tài)對應的值來求出。
[0035]PM逃脫量運算部43構(gòu)成本發(fā)明的逃脫量推測單元的一部分，實時地運算未被DPF52捕獲而通過的PM量(以下稱作PM逃脫量DPFpm—siP)。更詳細地講，E⑶40中存儲有預先通過實驗等求出的、假定為DPF52的PM捕獲能力正常的情況下的PM逃脫率SLP^PM逃脫量DPFpm—Sip通過對由發(fā)動機排出PM量推測部42運算出的發(fā)動機排出PM量EG?—cmt乘以PM逃脫率31^%來得到。
[0036]另外，優(yōu)選為，PM逃脫率SLPd_DPF52因熔損等而即將要發(fā)生故障之前的狀態(tài)設定為基準。由此，在后述的故障診斷中，能夠在從DPF52逃脫的PM量即將超過廢氣基準值等時可靠地檢測到故障。
[0037]傳感器PM堆積量運算部44基于由PM逃脫量運算部43實時地運算出的PM逃脫量DPFpm—Sip，運算在電阻型PM傳感器20的電極22間堆積的PM堆積量SENSPM—dep AM堆積量SENS?—dep例如根據(jù)將PM逃脫量DPFpm—siP、排氣溫度T、排氣流量Q等作為輸入值來包含的模型式求出。排氣流量Q可以根據(jù)MAF傳感器31的檢測值及發(fā)動機10的燃料噴射量等來運算，或者也可以直接從未圖示的排氣流量傳感器取得。
[0038]推測再生間隔運算部45構(gòu)成本發(fā)明的推測間隔運算單元的一部分，運算假定DPF52的PM捕獲能力正常的情況下、從電阻型PM傳感器20的再生結(jié)束起至下一次再生開始為止的期間(以下將該期間稱作推測再生間隔INTest)。更詳細地講，推測再生間隔運算部45構(gòu)成為，將從電阻型PM傳感器20的再生結(jié)束起至由傳感器PM堆積量運算部44運算出的PM堆積量SENS?—dep的累計值達到傳感器再生開始閾值時為止的期間，作為推測再生間隔INTest來運算。
[0039]DPF故障正常判定部46是本發(fā)明的判定單元的一個例子，基于由實際再生間隔運算部41運算出的實際再生間隔INTact、由推測再生間隔運算部45運算出的推測再生間隔INTest，判定DPF52的故障或者正常。以下，基于圖4?6說明具體的判定手法。
[0040]圖4所示的判定手法中，使用實際再生間隔INTact與推測再生間隔INTest之差。該判定手法中，實際再生間隔INTact與推測再生間隔INTest之差Δ INT超過預先規(guī)定的上限閾值A Tmax時，將DPF52判定為故障。上限閾值Δ Tmax例如優(yōu)選為，將由于熔損等而從DPF52流過的PM逃脫量即將變得不滿足廢氣基準值時的狀態(tài)(故障之前的正常品)設定為基準。
[0041]圖5所示的判定手法中使用實際再生間隔INTact與推測再生間隔INTe3st之比。該判定手法中，實際再生間隔INTact除以推測再生間隔INTest而得到的比率％INT超過預先規(guī)定的上限閾值Tmax%時，將DPF5 2判定為故障。上限閾值Tmax%與圖4的例子同樣，優(yōu)選為，將流過DPF52的PM逃脫量即將不滿足廢氣基準值時的狀態(tài)設定為基準。
[0042]圖6