[发明专利]微粒过滤器的故障检测装置及故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及设置于内燃机的排气通路以捕集排气中的粒子状物质（Particulate Matter：以下称为“PM”）的微粒过滤器（以下，简称为“过滤器”）的故障检测装置及故障检测方法。

背景技术

在设置于内燃机的排气通路的过滤器，有时会由于热劣化及历时劣化而发生破损或熔损等的故障。当过滤器发生故障时，则未被该过滤器捕集而由此流出至下游侧的排气通路的PM量会增加。因此，提出了如下技术：在比过滤器更靠下游侧的排气通路设置PM传感器，基于该PM传感器的输出值来检测过滤器的故障。

专利文献1公开了至少具备两个电极的PM传感器（微粒子传感器）。该PM传感器根据电极间的交流阻抗等的电特性的计测数据来检测PM传感器中的PM堆积量。

专利文献2公开了如下技术：基于设置于PM捕捉器（trapper）的上游侧的输入PM传感器的检测值和设置于PM捕捉器的下游侧的输出PM传感器的检测值之比，检测PM捕捉器的故障。另外，该专利文献2记载了在吸入空气量比预定量少时不进行PM捕捉器的故障检测。

在先技术文献

专利文献1:日本特开2008－064621号公报

专利文献2:日本特开2007－132290号公报

专利文献3:日本特开2008－190502号公报

专利文献4:日本特开2009－293518号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为用于过滤器的故障检测的PM传感器，有时采用输出与堆积于传感器自身的PM量对应的信号的PM传感器。本发明的目的在于提供一种能够在使用这样的PM传感器进行过滤器的故障检测时提高其检测精度的技术。

用于解决问题的手段

在本发明中为了解决上述问题而采用了以下的手段。即，在本发明中，在比过滤器更靠下游一侧的排气通路设置有PM传感器。并且，通过对从将堆积于PM传感器的PM除去的PM除去处理的执行完成起经过了预定期间时的PM传感器的输出值与预定的阈值作比较来判定微粒过滤器中有无故障。此时，基于所述预定期间经过期间的内燃机的吸入空气量的平均值来设定所述阈值。

更详细地说，本发明的微粒过滤器的故障检测装置是对设置于内燃机的排气通路的微粒过滤器的故障进行检测的装置，所述故障检测装置具有：

PM传感器，其设置于比所述微粒过滤器更靠下游一侧的排气通路，输出与堆积于自身的粒子状物质量对应的信号；

PM除去处理执行部，其执行将堆积于所述PM传感器的粒子状物质除去的PM除去处理；

故障判定部，其对从通过所述PM除去处理执行部执行完成PM除去处理起经过了预定期间时的所述PM传感器的输出值和预定的阈值进行比较，由此判定所述微粒过滤器有无故障；

平均吸入空气量算出部，其在从通过所述PM除去处理执行部执行完成PM除去处理到经过所述预定期间为止的期间，算出内燃机的吸入空气量的平均值；以及

阈值设定部，其基于通过所述平均吸入空气量算出部算出的吸入空气量的平均值来设定所述阈值。

当内燃机的吸入空气量增加时，则排气通路中通过PM传感器的周围的排气的流量也增加。当排气的流量增加时，则PM的流量也必然增加。当PM的流量变多时，则附着于PM传感器的PM的量本身与PM的流量少时相比增加。然而，每单位时间能够附着于PM传感器的PM量是受限的。因此，当PM的流量增加时，则附着于PM传感器的PM量相对该PM的流量的比率（以下，将该比率称为“PM捕集率”）存在降低的倾向。

也即是，即使过滤器的状态为同样的状态，PM传感器中的PM堆积量也根据内燃机的吸入空气量而变化。因此，在本发明中，基于PM除去处理的执行完成后即PM传感器中PM再度开始堆积后、到执行过滤器的故障判定为止的期间的吸入空气量的平均值，来设定用于该故障判定的阈值。由此，能够提高过滤器的故障检测精度。

本发明的故障检测装置还可以具有累计吸入空气量算出部，所述累计吸入空气量算出部算出从通过PM除去处理执行部执行完成PM除去处理起的内燃机的吸入空气量的累计值。在该情况下，所述预定期间也可以是直到通过累计吸入空气量算出部算出的吸入空气量的累计值达到预定的判定执行值为止的期间。

并且，本发明的故障检测装置还可以具有判定执行值设定部，所述判定执行值设定部在通过平均吸入空气量算出部算出的吸入空气量的平均值小时，与该吸入空气量的平均值大时相比，将所述判定执行值设定为更小的值。