JP2011185090A - Failure detecting device of internal combustion engine - Google Patents

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Tetsuya Yamashita
哲也 山下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a failure detecting device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, capable of accurately detecting the failure of a filter for collecting PM (particulate matters). <P>SOLUTION: The failure detecting device of the internal combustion engine includes: the filter that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and collects PM in exhaust; a filter regeneration means that performs filter regeneration treatment for oxidatively removing the PM collected on the filter; a first branch passage and a second branch passage that diverge from the exhaust passage of the downstream side from the filter; a volatile particle-removal device that is provided in the first branch passage and removes volatile particles contained in the PM in the exhaust; a first sensor that is provided in the first branch passage of the downstream side from the volatile particle-removal device and detects the amount of PM in the exhaust; a second sensor that is provided in the second branch passage and detects the amount of PM in the exhaust; and a failure detection means that operates the volatile particle-removal device during the execution of the filter regeneration treatment and detects the failure of the filter based on the difference between the detected value by the first sensor and the detected value by the second sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の故障検出装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine failure detection apparatus.

排気通路に排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタを備えた内燃機関において、フィルタの上流と下流にそれぞれＰＭセンサを設け、フィルタに流入するＰＭ量及びフィルタから流出するＰＭ量を検出することによって、フィルタをすり抜けるＰＭ量を算出し、算出したすり抜けＰＭ量とフィルタが正常な場合にフィルタをすり抜けるＰＭ量との比較に基づいてフィルタの故障を検出する技術が知られている（例えば特許文献１）。   In an internal combustion engine provided with a filter that collects particulate matter (PM) in exhaust gas in an exhaust passage, PM sensors are provided upstream and downstream of the filter, respectively, and the amount of PM flowing into the filter and the amount of PM flowing out of the filter are determined. A technique is known in which the amount of PM passing through the filter is calculated by detection, and a filter failure is detected based on a comparison between the calculated amount of PM passing through the filter and the amount of PM passing through the filter when the filter is normal ( For example, Patent Document 1).

特開２００７−１３２２９０号公報JP 2007-132290 A 特開２００７−３１５２７５号公報JP 2007-315275 A 特開２００８−２６１３２２号公報JP 2008-261322 A

フィルタを備えた内燃機関では、フィルタに捕集されたＰＭを酸化除去するフィルタ再生処理を行なう必要があるが、フィルタ再生処理の実行中はフィルタが正常であってもフィルタから排出されるＰＭ量が増大する。従って、フィルタから排出されるＰＭ量に基づく上記従来技術の故障検出では、特にフィルタ再生処理中に精度良く故障を検出できない可能性がある。   In an internal combustion engine equipped with a filter, it is necessary to perform a filter regeneration process that oxidizes and removes PM collected by the filter, but during the filter regeneration process, the amount of PM discharged from the filter even if the filter is normal Will increase. Therefore, in the above-described conventional failure detection based on the amount of PM discharged from the filter, there is a possibility that the failure cannot be detected with high accuracy particularly during the filter regeneration process.

本発明はこの点に鑑みてなされたものであって、内燃機関の排気通路に設けられるＰＭを捕集するフィルタの故障を精度良く検出できる故障検出装置を提供することを目的とする。   This invention is made in view of this point, Comprising: It aims at providing the failure detection apparatus which can detect correctly the failure of the filter which collects PM provided in the exhaust passage of an internal combustion engine.

この目的を達成するため、本発明の内燃機関の故障検出装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するフィルタと、
前記フィルタに捕集されたＰＭを酸化除去するフィルタ再生処理を行なうフィルタ再生手段と、
前記フィルタ再生処理を実行中の前記フィルタから排出されるＰＭに含まれる揮発性粒子の量に基づいて前記フィルタの故障を検出する故障検出手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve this object, a failure detection apparatus for an internal combustion engine according to the present invention comprises:
A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting PM in the exhaust;
Filter regeneration means for performing filter regeneration processing for oxidizing and removing PM collected by the filter;
Failure detection means for detecting a failure of the filter based on the amount of volatile particles contained in the PM discharged from the filter that is executing the filter regeneration processing;
It is characterized by providing.

フィルタが正常な場合と故障している場合とでは、フィルタ再生処理の実行中のフィルタから排出されるＰＭに含まれる揮発性粒子の量が、フィルタが正常の場合にはフィルタ再生処理を実行していないときより増大するのに対し、フィルタが故障している場合にはフィルタ再生処理を実行していないときと同程度という違いがある。このことから、フィルタ再生処理の実行中のフィルタから排出されるＰＭに含まれる揮発性粒子の量に基づくことによって、フィルタ再生処理の実行中においても精度良くフィルタの故障を検出することができる。   The filter regeneration process is executed when the amount of volatile particles contained in the PM discharged from the filter during the filter regeneration process is normal. When the filter is faulty, there is a difference of the same degree as when the filter regeneration process is not executed. From this, based on the amount of volatile particles contained in the PM discharged from the filter during the filter regeneration process, it is possible to accurately detect a filter failure even during the filter regeneration process.

本発明において、前記フィルタより下流側の排気通路から分岐する第１の分岐通路及び第２の分岐通路と、
前記第１の分岐通路に設けられ排気中のＰＭに含まれる揮発性粒子を除去する揮発性粒子除去装置と、
前記揮発性粒子除去装置より下流側の第１の分岐通路に設けられ排気中のＰＭの量を検出する第１のセンサと、
前記第２の分岐通路に設けられ排気中のＰＭの量を検出する第２のセンサと、
を備え、
前記故障検出手段は、前記フィルタ再生処理の実行中に、前記揮発性粒子除去装置を作動させ、前記第１のセンサによる検出値と前記第２のセンサによる検出値との差に基づいて前記フィルタの故障を検出する構成とすることができる。 In the present invention, a first branch passage and a second branch passage branch from an exhaust passage downstream of the filter,
A volatile particle removing device for removing volatile particles contained in PM in the exhaust gas provided in the first branch passage;
A first sensor that is provided in a first branch passage downstream of the volatile particle removing device and detects the amount of PM in the exhaust;
A second sensor provided in the second branch passage for detecting the amount of PM in the exhaust;
With
The failure detection means activates the volatile particle removal device during the execution of the filter regeneration process, and the filter detects the filter based on the difference between the detection value by the first sensor and the detection value by the second sensor. It can be set as the structure which detects a failure of.

フィルタ再生処理の実行中に揮発性粒子除去装置を作動させることにより、第１のセンサによる検出値は揮発性粒子以外のＰＭの粒子の量を表すのに対し、第２のセンサによる検出値は揮発性粒子も含むＰＭの全ての性状の粒子の量を表す。従って、第１のセンサによる検出値と第２のセンサによる検出値との差は、ＰＭに含まれる揮発性粒子の量を表している。従って、フィルタ再生処理の実行中に揮発性粒子除去装置を作動させているときの第１のセンサによる検出値と第２のセンサによる検出値との差に基づくことによって、フィルタ再生処理の実行中においても精度良くフィルタの故障を検出することができる。   By operating the volatile particle removal device during the filter regeneration process, the detection value by the first sensor represents the amount of PM particles other than the volatile particles, whereas the detection value by the second sensor is Represents the amount of all property particles of PM, including volatile particles. Therefore, the difference between the detection value by the first sensor and the detection value by the second sensor represents the amount of volatile particles contained in PM. Therefore, while the filter regeneration process is being performed, the filter regeneration process is being performed based on the difference between the detection value by the first sensor and the detection value by the second sensor when the volatile particle removing device is operating during the filter regeneration process. Also, the filter failure can be detected with high accuracy.

上記構成において、前記故障検出手段は、前記第１のセンサによる検出値と前記第２のセンサによる検出値との差が所定の基準値より小さい場合に、前記フィルタが故障していると判断することができる。所定の基準値は、フィルタが正常な場合の第１のセンサによる検出値と第２のセンサによる検出値との差の下限値に基づいて定めることができる。   In the above configuration, the failure detection means determines that the filter has failed when a difference between a detection value by the first sensor and a detection value by the second sensor is smaller than a predetermined reference value. be able to. The predetermined reference value can be determined based on a lower limit value of a difference between a detection value by the first sensor and a detection value by the second sensor when the filter is normal.

揮発性粒子除去装置は、例えば第１の分岐通路を流れる排気を加熱することによりＰＭに含まれる揮発性粒子を除去することができる。   The volatile particle removing device can remove volatile particles contained in the PM by heating the exhaust gas flowing through the first branch passage, for example.

本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられるＰＭを捕集するフィルタの故障を精度良く検出できる故障検出装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the failure detection apparatus which can detect correctly the failure of the filter which collects PM provided in the exhaust passage of an internal combustion engine can be provided.

実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on an Example. 排気中のＰＭの量（固体粒子の量及び揮発性粒子の量の和）と固体粒子の量の時間変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the time change of the quantity (sum of the quantity of a solid particle, and the quantity of a volatile particle) of PM in exhaust_gas | exhaustion, and the quantity of solid particles. 実施例に係るフィルタの故障検出処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the failure detection process of the filter which concerns on an Example.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図１は、本発明に係る内燃機関の故障検出装置の一実施態様の概略構成を示す図である。図１においてエンジン１は４つの気筒２を備え、各気筒２には気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１９が備えられている。エンジン１には、エンジン１のクランクシャフトの回転角度を測定するクランク角度センサ２０と、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を測定するアクセル開度センサ２１と、が備えられている。各気筒２は吸気マニホールド５及び排気マニホールド６に連通している。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a failure detection apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, the engine 1 includes four cylinders 2, and each cylinder 2 includes a fuel injection valve 19 that directly injects fuel into the cylinder. The engine 1 is provided with a crank angle sensor 20 that measures the rotation angle of the crankshaft of the engine 1 and an accelerator opening sensor 21 that measures the amount of depression of an accelerator pedal (not shown). Each cylinder 2 communicates with an intake manifold 5 and an exhaust manifold 6.

吸気マニホールド５には吸気通路３が接続されている。吸気通路３には、吸気を冷却するインタークーラ１０が備えられている。インタークーラ１０より上流側の吸気通路３に
は、ターボチャージャ１８のコンプレッサ７が備えられている。 An intake passage 3 is connected to the intake manifold 5. The intake passage 3 is provided with an intercooler 10 that cools the intake air. A compressor 7 of a turbocharger 18 is provided in the intake passage 3 upstream of the intercooler 10.

排気マニホールド６には排気中に燃料を添加する燃料添加弁９が備えられている。排気マニホールド６には排気通路４が接続されている。排気通路４には、ターボチャージャ１８のタービン８が備えられている。タービン８より下流側の排気通路４には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ１７が設けられる。フィルタ１７に所定量を超えるＰＭが捕集されたと判断されたときに、燃料添加弁９から排気中に燃料を供給することによって、フィルタ１７に捕集されたＰＭを酸化除去するフィルタ再生処理が行なわれる。フィルタ再生処理（フィルタ１７に捕集されたＰＭ量の検出や燃料添加弁９の制御など）は公知であるから詳細な説明を省略する。フィルタ再生処理はＥＣＵ２２によって行なわれる。本実施例では、燃料添加弁９を制御してフィルタ再生処理を実行するＥＣＵ２２が本発明におけるフィルタ再生手段として機能する。   The exhaust manifold 6 is provided with a fuel addition valve 9 for adding fuel to the exhaust. An exhaust passage 4 is connected to the exhaust manifold 6. The exhaust passage 4 is provided with a turbine 8 of a turbocharger 18. A filter 17 that collects particulate matter (PM) in the exhaust is provided in the exhaust passage 4 on the downstream side of the turbine 8. When it is determined that PM exceeding a predetermined amount has been collected by the filter 17, a filter regeneration process is performed in which the fuel collected from the fuel addition valve 9 is supplied into the exhaust gas to oxidize and remove the PM collected by the filter 17. Done. Since the filter regeneration process (detection of the amount of PM collected by the filter 17 and control of the fuel addition valve 9) is well known, detailed description is omitted. The filter regeneration process is performed by the ECU 22. In this embodiment, the ECU 22 that controls the fuel addition valve 9 to execute the filter regeneration processing functions as the filter regeneration means in the present invention.

フィルタ１７より下流側において排気通路４は２つの分岐通路を有する。すなわち、第１分岐通路１１及び第２分岐通路１２である。２つの分岐通路はさらに下流側の排気通路４において合流する。各分岐通路には排気中のＰＭの量を検出するＰＭ粒子数センサが備わる。各ＰＭ粒子数センサは、例えば光散乱方式や電圧電荷方式などの公知の方式のセンサを用いることができる。第１分岐通路１１には第１センサ１５、第２分岐通路１２には第２センサ１６がそれぞれ備わる。第１センサ１５より上流側の第１分岐通路１１には、第１分岐通路１１を流れる排気を加熱する加熱装置１４が備わる。   On the downstream side of the filter 17, the exhaust passage 4 has two branch passages. That is, the first branch passage 11 and the second branch passage 12. The two branch passages join together in the exhaust passage 4 further downstream. Each branch passage is provided with a PM particle number sensor for detecting the amount of PM in the exhaust gas. Each PM particle number sensor may be a known sensor such as a light scattering method or a voltage charge method. The first branch passage 11 includes a first sensor 15, and the second branch passage 12 includes a second sensor 16. The first branch passage 11 upstream of the first sensor 15 is provided with a heating device 14 for heating the exhaust gas flowing through the first branch passage 11.

エンジン１にはエンジン１の運転を制御するコンピュータであるＥＣＵ２２が併設されている。ＥＣＵ２２には、上述した第１センサ１５、第２センサ１６、クランク角度センサ２０、アクセル開度センサ２１その他各種のセンサが接続されており、これら各センサによる検出値がＥＣＵ２２に入力される。また、ＥＣＵ２２には、上述した燃料噴射弁１９、燃料添加弁９、加熱装置１４その他各種の機器が接続されており、これら各機器の動作がＥＣＵ２２からの指令により制御される。ＥＣＵ２２はＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を備えた既知の構成を有し、接続された上記各センサから入力される検出値からエンジン１の運転状態や運転者の要求を取得し、それに基づいて上記各機器の制御目標値を算出し、各機器の動作を制御する。   The engine 1 is provided with an ECU 22 that is a computer that controls the operation of the engine 1. The ECU 22 is connected to the first sensor 15, the second sensor 16, the crank angle sensor 20, the accelerator opening sensor 21, and other various sensors described above, and values detected by these sensors are input to the ECU 22. The ECU 22 is connected to the fuel injection valve 19, the fuel addition valve 9, the heating device 14, and other various devices described above, and the operations of these devices are controlled by commands from the ECU 22. The ECU 22 has a known configuration including a CPU, a memory, an input / output interface, and the like, acquires the operating state of the engine 1 and the driver's request from detection values input from the connected sensors, and based on the acquired values. The control target value of each device is calculated, and the operation of each device is controlled.

フィルタ再生処理の実行中は、フィルタから排出されるＰＭ量が増加する。そのため、従来あるフィルタから排出されるＰＭ量の大小でフィルタの故障を判定する方法によっては、フィルタ再生処理の実行中は精度良く故障を検出できない可能性があった。   During the filter regeneration process, the amount of PM discharged from the filter increases. Therefore, depending on the method of determining a filter failure based on the amount of PM discharged from a conventional filter, there is a possibility that the failure cannot be accurately detected during the filter regeneration process.

ＰＭは主に揮発性粒子と固体粒子から構成されるが、フィルタ再生処理中のＰＭ量の増加は主に揮発性粒子の量が増加することに起因する。図２は、一定期間エンジン１に所定の運転をさせた場合のフィルタ１７から排出されるＰＭ量の時間変化を示す図である。図２において、破線は車速を表し、細実線は固体粒子の粒子数濃度を表し、太実線は全ＰＭの粒子数濃度すなわち固体粒子と揮発性粒子の粒子数濃度の和を表す。従って、太実線と細実線の間の幅が揮発性粒子の粒子数濃度を表す。図２に示すように、時間軸の中央付近でフィルタ再生処理が開始されると、排気中の固体粒子の量はフィルタ再生処理開始前と大きく変化しないが、排気中の揮発性粒子の量はフィルタ再生処理開始前と比較して大幅に増加する。   PM is mainly composed of volatile particles and solid particles, but the increase in the amount of PM during the filter regeneration process is mainly due to the increase in the amount of volatile particles. FIG. 2 is a diagram showing a time change of the PM amount discharged from the filter 17 when the engine 1 is operated for a predetermined period. In FIG. 2, the broken line represents the vehicle speed, the thin solid line represents the particle number concentration of solid particles, and the thick solid line represents the particle number concentration of all PMs, that is, the sum of the particle number concentrations of solid particles and volatile particles. Therefore, the width between the thick solid line and the thin solid line represents the particle number concentration of the volatile particles. As shown in FIG. 2, when the filter regeneration process is started near the center of the time axis, the amount of solid particles in the exhaust gas does not change much before the start of the filter regeneration process, but the amount of volatile particles in the exhaust gas is Compared with before the start of the filter regeneration process, the number is greatly increased.

フィルタ再生処理の実行中に、加熱装置１４を作動させて第１分岐通路１１を流れる排気を加熱すると、第１分岐通路１１を流れる排気中のＰＭに含まれる揮発性粒子が除去されるので、第１センサ１５は固体粒子の量を検出する。すなわち図２の細実線に対応する量が第１センサ１５によって検出される。一方、第２分岐通路１２を流れる排気中のＰＭに含まれる揮発性粒子は除去されないので、第２センサ１６は固体粒子及び揮発性粒子の
量を検出する。すなわち図２の太実線に対応する量が第２センサ１６によって検出される。このことから、フィルタ再生処理の実行中に加熱装置１４を作動させると、フィルタ再生処理の実行によるフィルタ１７から排出されるＰＭ中の揮発性粒子の増加に対応して、第２センサ１６による検出値Ｍ２が第１センサ１５による検出値Ｍ１より大きくなる。発明者の行なった実験では、第２センサ１６による検出値Ｍ２は第１センサ１５による検出値Ｍ１より１桁程度大きくなった。なお、図２の時間軸の中央付近より左側ではフィルタ再生処理は行なわれていないが、その場合、図２に示すように、固体粒子の量と全ての性状の粒子（固体粒子及び揮発性粒子）の量とは同程度である。従って、フィルタ再生処理を実行していない場合は、第１センサ１５による検出値Ｍ１と第２センサ１６による検出値Ｍ２とは同程度の値になる。 During the filter regeneration process, when the heating device 14 is operated to heat the exhaust flowing through the first branch passage 11, volatile particles contained in the PM in the exhaust flowing through the first branch passage 11 are removed. The first sensor 15 detects the amount of solid particles. That is, an amount corresponding to the thin solid line in FIG. 2 is detected by the first sensor 15. On the other hand, since the volatile particles contained in the PM in the exhaust gas flowing through the second branch passage 12 are not removed, the second sensor 16 detects the amount of solid particles and volatile particles. That is, the amount corresponding to the thick solid line in FIG. 2 is detected by the second sensor 16. Therefore, when the heating device 14 is operated during the filter regeneration process, the detection by the second sensor 16 corresponds to the increase in volatile particles in the PM discharged from the filter 17 by the filter regeneration process. The value M2 becomes larger than the detection value M1 detected by the first sensor 15. In the experiment conducted by the inventor, the detection value M2 by the second sensor 16 is about one digit larger than the detection value M1 by the first sensor 15. In addition, although filter regeneration processing is not performed on the left side from the vicinity of the center of the time axis in FIG. 2, in that case, as shown in FIG. 2, the amount of solid particles and all properties particles (solid particles and volatile particles). ) Amount is comparable. Therefore, when the filter regeneration process is not executed, the detection value M1 by the first sensor 15 and the detection value M2 by the second sensor 16 are approximately the same value.

ところで、フィルタ１７が故障している場合は、フィルタ再生処理を実行してもフィルタ１７から排出されるＰＭ中の揮発性粒子の量はそれほど増加しない。従って、フィルタ再生処理の実行中に加熱装置１４を作動させても、第１センサ１５による検出値Ｍ１と第２センサ１６による検出値Ｍ２とは同程度に値になる。   By the way, when the filter 17 is out of order, the amount of volatile particles in the PM discharged from the filter 17 does not increase so much even if the filter regeneration process is executed. Therefore, even if the heating device 14 is operated during the execution of the filter regeneration process, the detection value M1 by the first sensor 15 and the detection value M2 by the second sensor 16 have the same value.

このように、フィルタ１７が正常の場合と故障している場合とでは、フィルタ再生処理を実行中のＰＭに含まれる揮発性粒子の量の変化に相違があるので、フィルタ再生処理を実行中のフィルタ１７から排出されるＰＭに含まれる揮発性粒子の量に基づいてフィルタ１７の故障を検出することができる。   Thus, there is a difference in the amount of volatile particles contained in the PM that is executing the filter regeneration process between when the filter 17 is normal and when the filter 17 is malfunctioning. A failure of the filter 17 can be detected based on the amount of volatile particles contained in the PM discharged from the filter 17.

図３は、具体的なフィルタ１７の故障検出処理を表すフローチャートである。このフローチャートの処理はＥＣＵ２２によって実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing a specific failure detection process of the filter 17. The process of this flowchart is executed by the ECU 22.

この処理が実行されると、ＥＣＵ２２はまずステップ１０１においてエンジン１の運転状態を検出する。ここでは、クランク角度センサ２０及びアクセル開度センサ２１による検出値に基づいてエンジン１の回転数及び負荷を検出する。続くステップ１０２において、ＥＣＵ２２はフィルタ再生処理を実行中であるか否かを判定する。この処理は、フィルタ再生処理に関する別ルーチンにおいてフィルタ再生処理を実行中か否かを表すフラグを立てるようにしておき、当該フラグを参照することによって行なうことができる。フィルタ再生処理中と判断した場合はステップ１０３に進み、フィルタ再生処理中ではないと判断した場合はこのフローチャートの処理を一旦抜ける。   When this process is executed, the ECU 22 first detects the operating state of the engine 1 in step 101. Here, the rotational speed and load of the engine 1 are detected based on detection values by the crank angle sensor 20 and the accelerator opening sensor 21. In subsequent step 102, the ECU 22 determines whether or not the filter regeneration process is being executed. This process can be performed by setting a flag indicating whether or not the filter regeneration process is being executed in another routine relating to the filter regeneration process and referring to the flag. If it is determined that the filter regeneration process is being performed, the process proceeds to step 103. If it is determined that the filter regeneration process is not being performed, the process of this flowchart is temporarily exited.

ステップ１０３において、ＥＣＵ２２は第１センサ１５による検出値Ｍ１及び第２センサ１６による検出値Ｍ２を取得し、ステップ１０４において第２センサ１６による検出値Ｍ２と第１センサ１５による検出値Ｍ１との差が所定の基準値より小さいか否か判定する。この基準値は、フィルタ１７が正常な場合の第２センサ１６による検出値Ｍ２と第１センサ１５による検出値Ｍ１との差の下限値に基づいて予め実験などで定められる値である。第２センサ１６による検出値Ｍ２と第１センサ１５による検出値Ｍ１との差が基準値以上であれば、ステップ１０５に進みフィルタ１７は正常と判断する。一方、第２センサ１６による検出値Ｍ２と第１センサ１５による検出値Ｍ１との差が基準値より小さければ、ステップ１０６に進みフィルタ１７は故障していると判断する。   In step 103, the ECU 22 acquires the detection value M1 from the first sensor 15 and the detection value M2 from the second sensor 16, and in step 104, the difference between the detection value M2 from the second sensor 16 and the detection value M1 from the first sensor 15 is obtained. Is smaller than a predetermined reference value. This reference value is a value determined in advance by experiments or the like based on the lower limit value of the difference between the detection value M2 detected by the second sensor 16 and the detection value M1 detected by the first sensor 15 when the filter 17 is normal. If the difference between the detection value M2 detected by the second sensor 16 and the detection value M1 detected by the first sensor 15 is greater than or equal to the reference value, the process proceeds to step 105 and the filter 17 is determined to be normal. On the other hand, if the difference between the detection value M2 detected by the second sensor 16 and the detection value M1 detected by the first sensor 15 is smaller than the reference value, the routine proceeds to step 106 and it is determined that the filter 17 has failed.

以上説明したように、本実施例に係るフィルタの故障検出処理によれば、フィルタ再生処理の実行中においても、精度良くフィルタ１７の故障を判定することができる。本実施例では加熱装置１４が本発明における揮発性粒子除去装置として機能し、上記フローチャートを実行するＥＣＵ２２が本発明における故障検出手段として機能している。   As described above, according to the filter failure detection process according to the present embodiment, it is possible to accurately determine the failure of the filter 17 even during the execution of the filter regeneration process. In this embodiment, the heating device 14 functions as a volatile particle removing device according to the present invention, and the ECU 22 that executes the above-described flowchart functions as a failure detection means according to the present invention.

なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。例えば、上記実施例では
フィルタ１７の下流において排気通路４から２つの分岐通路１１、１２が分岐する構成を例示したが、排気通路４が２つの通路に分岐する構成でも良い。その場合も、各分岐通路にＰＭセンサを備え、一方のＰＭセンサの上流に揮発性粒子を除去するための加熱装置を備えればよい。 The above-described embodiment is an example for explaining the present invention, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the two branch passages 11 and 12 are branched from the exhaust passage 4 downstream of the filter 17 is exemplified, but the exhaust passage 4 may be branched into two passages. In this case, a PM sensor may be provided in each branch passage, and a heating device for removing volatile particles may be provided upstream of one PM sensor.

また本発明は、フィルタ再生処理を実行中のフィルタから排出されるＰＭに含まれる揮発性粒子の量がフィルタが正常な場合と故障している場合とで異なることを利用した判定方法であれば、上記実施例の判定方法に限定されない。例えば、フィルタから排出されるＰＭの全性状の粒子量に対する揮発性粒子量の比率を取得し、フィルタ再生処理の実行中における当該比率が予め定めた基準値より小さければ故障と判定しても良い。また、より単純に、第２センサ１６による検出値Ｍ２が第１センサ１５による検出値Ｍ１よりも大きければフィルタ１７は正常、そうでなければ故障と判断するようにしても良い。また、フィルタ再生処理は排気燃料添加によるもの以外の、例えばポスト噴射などの燃料噴射制御によるものであっても良い。また、フィルタ１７はＰＭとＮＯｘとを同時に低減する触媒システム（ＤＰＲ、ＤＰＮＲ）であっても良い。   Further, the present invention is a determination method that utilizes the fact that the amount of volatile particles contained in the PM discharged from the filter that is executing the filter regeneration process differs between when the filter is normal and when the filter is malfunctioning. The determination method of the above embodiment is not limited. For example, the ratio of the volatile particle amount to the total particle amount of PM discharged from the filter may be acquired, and if the ratio during execution of the filter regeneration process is smaller than a predetermined reference value, the failure may be determined. . Further, more simply, if the detection value M2 detected by the second sensor 16 is larger than the detection value M1 detected by the first sensor 15, the filter 17 may be determined to be normal, and if not, a failure may be determined. Further, the filter regeneration processing may be performed by fuel injection control such as post injection other than that by adding exhaust fuel. The filter 17 may be a catalyst system (DPR, DPNR) that simultaneously reduces PM and NOx.

１ エンジン
２ 気筒
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ 吸気マニホールド
６ 排気マニホールド
７ コンプレッサ
８ タービン
９ 燃料添加弁
１０ インタークーラ
１１ 第１分岐通路
１２ 第２分岐通路
１４ 加熱装置
１５ 第１センサ
１６ 第２センサ
１７ フィルタ
１８ ターボチャージャ
１９ 燃料噴射弁
２０ クランク角度センサ
２１ アクセル開度センサ
２２ ＥＣＵ 1 Engine 2 Cylinder 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Intake manifold 6 Exhaust manifold 7 Compressor 8 Turbine 9 Fuel addition valve 10 Intercooler 11 First branch passage 12 Second branch passage 14 Heating device 15 First sensor 16 Second sensor 17 Filter 18 Turbocharger 19 Fuel injection valve 20 Crank angle sensor 21 Accelerator opening sensor 22 ECU

Claims (3)

内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するフィルタと、
前記フィルタに捕集されたＰＭを酸化除去するフィルタ再生処理を行なうフィルタ再生手段と、
前記フィルタ再生処理を実行中の前記フィルタから排出されるＰＭに含まれる揮発性粒子の量に基づいて前記フィルタの故障を検出する故障検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の故障検出装置。 A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting PM in the exhaust;
Filter regeneration means for performing filter regeneration processing for oxidizing and removing PM collected by the filter;
Failure detection means for detecting a failure of the filter based on the amount of volatile particles contained in the PM discharged from the filter that is executing the filter regeneration processing;
A failure detection apparatus for an internal combustion engine, comprising: 請求項１において、
前記フィルタより下流側の排気通路から分岐する第１の分岐通路及び第２の分岐通路と、
前記第１の分岐通路に設けられ排気中のＰＭに含まれる揮発性粒子を除去する揮発性粒子除去装置と、
前記揮発性粒子除去装置より下流側の第１の分岐通路に設けられ排気中のＰＭの量を検出する第１のセンサと、
前記第２の分岐通路に設けられ排気中のＰＭの量を検出する第２のセンサと、
を備え、
前記故障検出手段は、前記フィルタ再生処理の実行中に、前記揮発性粒子除去装置を作動させ、前記第１のセンサによる検出値と前記第２のセンサによる検出値との差に基づいて前記フィルタの故障を検出することを特徴とする内燃機関の故障検出装置。 In claim 1,
A first branch passage and a second branch passage branched from an exhaust passage downstream of the filter;
A volatile particle removing device for removing volatile particles contained in PM in the exhaust gas provided in the first branch passage;
A first sensor that is provided in a first branch passage downstream of the volatile particle removing device and detects the amount of PM in the exhaust;
A second sensor provided in the second branch passage for detecting the amount of PM in the exhaust;
With
The failure detection means activates the volatile particle removal device during the execution of the filter regeneration process, and the filter detects the filter based on the difference between the detection value by the first sensor and the detection value by the second sensor. A failure detection apparatus for an internal combustion engine, characterized by detecting a failure in the engine. 請求項２において、
前記故障検出手段は、前記第１のセンサによる検出値と前記第２のセンサによる検出値との差が所定の基準値より小さい場合に、前記フィルタが故障していると判断することを特徴とする内燃機関の故障検出装置。 In claim 2,
The failure detection means determines that the filter has failed when a difference between a detection value by the first sensor and a detection value by the second sensor is smaller than a predetermined reference value. A failure detection device for an internal combustion engine.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016140789A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社神戸製鋼所 Abnormality diagnostic device of oil mist removal device
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