JP2011185095A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid an erroneous diagnosis when the property of fuel changes through supply of fuel oil, in a system of diagnosing a failure of a particulate filter arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This exhaust emission control system for an internal combustion engine includes: the particulate filter arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine; and a PM sensor arranged downstream of the particulate filter in the exhaust passage. When a detection value of the PM sensor, after supplying the fuel, satisfies failure conditions of the particulate filter, a change in the property of the fuel is detected based on a detection value of the PM sensor when the first PM regenerating processing after supplying the fuel is completed and a detection value of the PM sensor when the PM regenerating processing before supplying the fuel is completed, and a diagnosis whether the particulate filter is failed or not is done in response to a result of the detection. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気通路にパティキュレートフィルタが配置された内燃機関の排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine in which a particulate filter is disposed in an exhaust passage.

内燃機関の排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を取り除くために、排気通路にパティキュレートフィルタを配置した排気浄化システムが知られている。このようなシステムでは、パティキュレートフィルタの故障（捕集能力の低下）を早期に検出する技術も必要である。   In order to remove particulate matter (PM) contained in exhaust gas from an internal combustion engine, an exhaust gas purification system in which a particulate filter is arranged in an exhaust passage is known. In such a system, a technique for early detection of particulate filter failure (decrease in collection capability) is also necessary.

上記の要求に対し、パティキュレートフィルタの下流に配置されたＰＭセンサによりパティキュレートフィルタをすり抜けたＰＭ量を検出し、検出されたＰＭ量が基準値を超えていることを条件にパティキュレートフィルタが故障していると判定する方法が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。   In response to the above request, the PM sensor passing through the particulate filter is detected by the PM sensor arranged downstream of the particulate filter, and the particulate filter is subject to the condition that the detected PM amount exceeds the reference value. A method for determining that a failure has occurred has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

なお、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が少ないときは多いときに比べＰＭすり抜け量が多くなるため、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が少ないと推定されるときには上記した方法の実施を禁止する技術も特許文献１に記載されている。   In addition, when the amount of PM trapped by the particulate filter is small, the amount of passing through the PM is larger than when the amount of PM collected is large. Is also described in Patent Document 1.

特開２００７−３１５２７５号公報JP 2007-315275 A 特開２００８−１９０５０２号公報JP 2008-190502 A 特開２００５−３２５８１２号公報JP 2005-325812 A 特開２００８−１９０４７０号公報JP 2008-190470 A

ところで、パティキュレートフィルタをすり抜けるＰＭの量は、内燃機関の燃料性状が変化した場合にも変化する。たとえば、燃料の給油により燃料セタン価が変化すると、内燃機関から排出されるＰＭ量が変化するとともに、パティキュレートフィルタをすり抜けるＰＭ量も変化する。   Incidentally, the amount of PM that passes through the particulate filter also changes when the fuel property of the internal combustion engine changes. For example, when the fuel cetane number changes due to fuel supply, the amount of PM discharged from the internal combustion engine changes, and the amount of PM that passes through the particulate filter also changes.

しかしながら、上記した従来技術では、燃料の給油による燃料性状の変化が考慮されていないため、パティキュレートフィルタが正常であるにもかかわらず、パティキュレートフィルタが故障していると誤診断される可能性がある。   However, in the above-described conventional technology, since the change in the fuel property due to fuel supply is not taken into consideration, there is a possibility that the particulate filter is erroneously diagnosed as being defective even though the particulate filter is normal. There is.

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置されたＰＭセンサの出力信号に基づいてパティキュレートフィルタの故障診断を行う内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料の給油により燃料性状が変化した場合の誤診断を回避することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is an internal combustion engine that performs failure diagnosis of a particulate filter based on an output signal of a PM sensor arranged in an exhaust passage downstream of the particulate filter. In this exhaust gas purification system, it is intended to avoid misdiagnosis when the fuel property changes due to fuel supply.

本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置されたＰＭセンサと、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料給油後のＰＭセンサの検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示す場合に、その要因が燃料給油に
よる燃料性状の変化にあるか、或いはパティキュレートフィルタの故障にあるかを判別する処理を行うようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an exhaust gas for an internal combustion engine including a particulate filter disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, and a PM sensor disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter. In the purification system, when the detection value of the PM sensor after fuel supply shows the same value as when the particulate filter failed, the cause is the change in fuel properties due to fuel supply, or the failure of the particulate filter. The process to determine if there is.

詳細には、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に配置され、排気中の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置され、排気中の微粒子量を検出するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサの検出値に基づいて前記パティキュレートフィルタの故障診断を行う診断手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記診断手段は、燃料給油後における前記ＰＭセンサの検出値が前記パティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示す場合であって、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時における前記ＰＭセンサの検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時における前記ＰＭセンサの検出値より増加している場合は、前記パティキュレートフィルタが故障していないと診断するようにした。 Specifically, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine of the present invention includes:
A particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulates in the exhaust;
A PM sensor that is disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter and detects the amount of particulates in the exhaust;
Diagnosing means for diagnosing failure of the particulate filter based on the detection value of the PM sensor;
In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine equipped with
The diagnostic means detects the PM sensor when the detection value of the PM sensor after fuel supply shows a value equivalent to that at the time of failure of the particulate filter, and when the initial PM regeneration processing after fuel supply is completed. When the value is higher than the detection value of the PM sensor when the PM regeneration process before fueling is completed, it is diagnosed that the particulate filter is not broken.

ここでいうＰＭ再生処理は、パティキュレートフィルタに捕集された微粒子（ＰＭ）を該パティキュレートフィルタから除去するための処理である。パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭは凡そ５００℃以上の高温且つリーンな雰囲気に曝されたときに酸化される。よって、ＰＭ再生処理は、パティキュレートフィルタを昇温させるとともにパティキュレートフィルタに流入する排気の空燃比をリーンにする処理である。また、ここでいうパティキュレートフィルタの故障とは、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集能力が低下する故障をいう。   Here, the PM regeneration process is a process for removing fine particles (PM) collected by the particulate filter from the particulate filter. The PM collected by the particulate filter is oxidized when exposed to a high temperature and lean atmosphere of about 500 ° C. or higher. Therefore, the PM regeneration process is a process of raising the temperature of the particulate filter and leaning the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter. Moreover, the failure of the particulate filter here refers to a failure in which the PM collecting ability of the particulate filter is reduced.

パティキュレートフィルタの捕集能力を低下させる故障が発生した場合は、パティキュレートフィルタから流出するＰＭの量（以下、「ＰＭ流出量」と称する）は、パティキュレートフィルタが故障していない場合より多くなる。そのため、パティキュレートフィルタの故障時におけるＰＭセンサの検出値は、パティキュレートフィルタが故障していないときより大きくなる。   When a failure that reduces the collection capacity of the particulate filter occurs, the amount of PM flowing out from the particulate filter (hereinafter referred to as “PM outflow amount”) is larger than when the particulate filter is not broken. Become. Therefore, the detection value of the PM sensor when the particulate filter is faulty is larger than when the particulate filter is not faulty.

また、燃料の給油により燃料セタン価が低下すると、燃料給油後に内燃機関から排出されるＰＭの量、言い換えれば燃料給油後にパティキュレートフィルタへ流入するＰＭの量（以下、「ＰＭ流入量」と称する）は、燃料の給油前より多くなる。それに応じて、燃料給油後のＰＭ流出量も、燃料給油前のＰＭ流出量より多くなる。よって、燃料の給油により燃料セタン価が低下した場合は、燃料給油後におけるＰＭセンサの検出値が燃料給油前より大きくなる。   Further, when the fuel cetane number decreases due to fuel supply, the amount of PM discharged from the internal combustion engine after fuel supply, in other words, the amount of PM flowing into the particulate filter after fuel supply (hereinafter referred to as “PM inflow amount”). ) Becomes more than before refueling. Accordingly, the PM outflow amount after fuel refueling also becomes larger than the PM outflow amount before fuel refueling. Therefore, when the fuel cetane number decreases due to fuel supply, the detected value of the PM sensor after fuel supply becomes larger than that before fuel supply.

上記したように、燃料給油により燃料セタン価が低下した場合のＰＭセンサの検出値は、パティキュレートフィルタが故障した場合と同様の傾向を示す。そのため、燃料給油により燃料セタン価が低下した場合のＰＭセンサの検出値は、パティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示す可能性がある。   As described above, the detected value of the PM sensor when the fuel cetane number is decreased by fuel supply shows the same tendency as when the particulate filter is broken. Therefore, there is a possibility that the detection value of the PM sensor when the fuel cetane number decreases due to fuel supply is the same value as when the particulate filter has failed.

従って、燃料給油後のＰＭセンサの検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示した場合に、その要因がパティキュレートフィルタの故障にあるか、或いは燃料給油による燃料性状の変化（燃料セタン価の低下）にあるかを識別する必要がある。   Therefore, when the detected value of the PM sensor after refueling shows a value equivalent to that at the time of particulate filter failure, the cause is the failure of the particulate filter, or the change in fuel properties due to fuel refueling (fuel It is necessary to identify whether the cetane number is lower.

ここで、ＰＭ流入量は、パティキュレートフィルタが故障しているか否かによって変化しないが、燃料セタン価によって変化する。たとえば、燃料給油により燃料セタン価が低下した場合は、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前より多くなる。一方、燃料給油によ
り燃料セタン価が変化していない場合は、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前と略同等になる。よって、燃料給油前のＰＭ流入量と燃料給油後のＰＭ流入量とを比較することにより、燃料性状が変化したか否かを判別することができる。 Here, the PM inflow amount does not change depending on whether or not the particulate filter is broken, but changes depending on the fuel cetane number. For example, when the fuel cetane number decreases due to fuel refueling, the PM inflow after fuel refueling is greater than before fuel refueling. On the other hand, when the fuel cetane number has not changed due to fuel refueling, the PM inflow after fuel refueling is substantially the same as before fuel refueling. Therefore, it is possible to determine whether or not the fuel property has changed by comparing the PM inflow before fueling with the PM inflow after fueling.

ところで、上記した判別を行うためには、パティキュレートフィルタより上流の排気通路にもＰＭセンサを配置する必要があり、部品点数の増加による車載性の低下や製造コストの増加を招く。   By the way, in order to perform the above-described determination, it is necessary to arrange a PM sensor also in the exhaust passage upstream of the particulate filter, resulting in a decrease in on-vehicle performance and an increase in manufacturing cost due to an increase in the number of parts.

そこで、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値と、燃料給油前のＰＭ再生処理実行時におけるＰＭセンサの検出値と、を比較することにより、燃料セタン価が変化しているか否かを判別するようにした。   Therefore, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine of the present invention compares the detection value of the PM sensor when the initial PM regeneration process after fuel supply is completed with the detection value of the PM sensor when the PM regeneration process before fueling is performed. By doing so, it is determined whether or not the fuel cetane number has changed.

ＰＭ再生処理が完了したときは、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が零、又は零に近い量となる。パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が零又は零に近いときは、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集能力が低くなるため、ＰＭ流入量とＰＭ流出量との相関が強くなる。言い換えれば、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が極めて少ないときは、ＰＭセンサの検出値がＰＭ流入量と略同等の変化を示すことになる。   When the PM regeneration process is completed, the amount of PM trapped by the particulate filter is zero or close to zero. When the PM trapping amount of the particulate filter is zero or close to zero, the PM trapping ability of the particulate filter becomes low, and the correlation between the PM inflow amount and the PM outflow amount becomes strong. In other words, when the amount of PM collected by the particulate filter is extremely small, the detection value of the PM sensor shows a change substantially equivalent to the PM inflow amount.

よって、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値より大きい場合は、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前のＰＭ流入量より多いとみなすことができる。   Therefore, when the detected value of the PM sensor at the completion of the initial PM regeneration process after fuel refueling is larger than the detected value of the PM sensor at the completion of the PM regeneration process before fuel refueling, the PM inflow after fuel refueling is before fuel refueling. It can be considered that there is more PM inflow.

一方、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値と略同等の場合は、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前のＰＭ流入量と略同等又は同等以下であるとみなすことができる。   On the other hand, if the detected value of the PM sensor at the completion of the initial PM regeneration process after fueling is substantially equal to the detected value of the PM sensor at the completion of the PM regeneration process before fueling, the PM inflow after fueling is the fuel It can be considered that it is substantially equal to or less than or equal to the PM inflow before refueling.

このように燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値と燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値とを比較することにより、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前に比べて多くなっているか否かを判別することができる。   Thus, by comparing the detection value of the PM sensor when the initial PM regeneration process after fuel refueling is completed with the detection value of the PM sensor when the PM regeneration process before fuel refueling is completed, the PM inflow after fuel refueling is It can be determined whether or not it is greater than before fueling.

その結果、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値より大きい場合は、診断手段は、燃料給油後のＰＭセンサ検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示すことになった要因が燃料性状の変化（燃料セタン価の低下）にあると判定することができる。   As a result, when the detection value of the PM sensor at the time of completion of the initial PM regeneration process after fuel supply is larger than the detection value of the PM sensor at the time of completion of the PM regeneration process before fuel supply, the diagnosis means It can be determined that the factor that caused the detected value to show the same value as when the particulate filter failed is the change in fuel properties (decrease in fuel cetane number).

また、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値と略同等又は同等以下である場合は、診断手段は、給油後のＰＭセンサ検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示すことになった要因がパティキュレートフィルタの故障にあると診断することができる。   Further, when the detection value of the PM sensor at the completion of the initial PM regeneration process after fuel supply is substantially equal to or less than the detection value of the PM sensor at the completion of the PM regeneration process before fuel supply, the diagnostic means It can be diagnosed that the factor that caused the PM sensor detection value later to indicate a value equivalent to that of the particulate filter failure is the failure of the particulate filter.

なお、ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサの検出値は、燃料給油後の２回目以降のＰＭ再生処理完了時に取得されてもよいが、パティキュレートフィルタの故障をより早期に検出するという観点からすれば燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時に取得されることが望ましい。   The detection value of the PM sensor at the completion of the PM regeneration process may be acquired at the completion of the second and subsequent PM regeneration processes after refueling, but this is from the viewpoint of detecting the particulate filter failure earlier. For example, it is desirable to obtain the initial PM regeneration process after fuel supply.

本発明において、診断手段は、燃料給油後のＰＭセンサの検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示す場合に、燃料給油時から初回ＰＭ再生処理完了時までの
期間は、診断処理の実施を延期することが好ましい。つまり、診断手段は、燃料給油により燃料セタン価が低下したか否かの判別処理が終了するまでは、パティキュレートフィルタが故障しているか否かの診断処理の実施を延期する。 In the present invention, when the detected value of the PM sensor after fuel supply shows a value equivalent to that at the time of failure of the particulate filter, the diagnosis means performs a diagnosis process during the period from the time of fuel supply to the completion of the initial PM regeneration process. Is preferably postponed. In other words, the diagnostic means postpones the execution of the diagnostic process for determining whether or not the particulate filter has failed until the process for determining whether or not the fuel cetane number has decreased due to fuel supply.

このような手順によれば、燃料給油後におけるＰＭセンサの検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示した場合に、パティキュレートフィルタが正常であるにもかかわらずパティキュレートフィルタが故障していると誤診断される事態を回避することができる。   According to such a procedure, when the detected value of the PM sensor after fuel supply shows a value equivalent to that at the time of failure of the particulate filter, the particulate filter fails even though the particulate filter is normal. It is possible to avoid a situation where a misdiagnosis is made.

本発明によれば、パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置されたＰＭセンサの出力信号に基づいてパティキュレートフィルタの故障を診断する内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＰＭセンサの検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示した場合に、その要因がパティキュレートフィルタの故障にあるか、もしくは燃料性状の変化あるかを区別することができる。その結果、燃料の給油により燃料性状が変化した場合の誤診断を回避することができる。   According to the present invention, in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that diagnoses a failure of a particulate filter based on an output signal of a PM sensor disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter, the detected value of the PM sensor is the particulate value. When a value equivalent to that at the time of filter failure is shown, it is possible to distinguish whether the cause is a failure of the particulate filter or a change in fuel properties. As a result, misdiagnosis can be avoided when the fuel property changes due to fuel supply.

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. パティキュレートフィルタが故障していない場合における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the calculated value of accumulated PM outflow, and the measured value in case the particulate filter is not out of order. パティキュレートフィルタが故障している場合における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the calculated value of accumulated PM outflow, and the measured value in case the particulate filter is out of order. 燃料セタン価が低下した場合における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the calculated value and the measured value of integrated PM outflow in case a fuel cetane number falls. パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量とＰＭ捕集率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between PM collection amount and PM collection rate of a particulate filter. 異常診断処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an abnormality diagnosis processing routine. セタン価検出処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a cetane number detection process routine.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 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、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２を有する圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a compression ignition internal combustion engine (diesel engine) having a plurality of cylinders 2.

内燃機関１は、各気筒２内へ直接燃料を噴射可能な燃料噴射弁３と、各気筒２内へ空気を導く吸気通路４とを備えている。吸気通路４の途中には、ターボチャージャ５のコンプレッサハウジング５０とインタークーラ６が配置されている。   The internal combustion engine 1 includes a fuel injection valve 3 that can inject fuel directly into each cylinder 2 and an intake passage 4 that guides air into each cylinder 2. A compressor housing 50 and an intercooler 6 of the turbocharger 5 are disposed in the intake passage 4.

コンプレッサハウジング５０により過給された吸気は、インタークーラ６で冷却された後に各気筒２内へ導かれるようになっている。各気筒２内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁３から噴射された燃料とともに気筒２内で着火及び燃焼される。   The intake air supercharged by the compressor housing 50 is guided to each cylinder 2 after being cooled by the intercooler 6. The intake air introduced into each cylinder 2 is ignited and burned in the cylinder 2 together with the fuel injected from the fuel injection valve 3.

また、各気筒２は、排気通路７と連通している。排気通路７の途中には、排気浄化装置８とターボチャージャ５のタービンハウジング５１が配置されている。   Each cylinder 2 communicates with the exhaust passage 7. In the middle of the exhaust passage 7, an exhaust purification device 8 and a turbine housing 51 of the turbocharger 5 are arranged.

各気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気通路７へ排出される。排気通路７へ
排出された排気は、タービンハウジング５１と排気浄化装置８を順次経由して大気中へ放出される。 Gas burned in each cylinder 2 (burned gas) is discharged to the exhaust passage 7. The exhaust discharged into the exhaust passage 7 is discharged into the atmosphere via the turbine housing 51 and the exhaust purification device 8 in order.

前記排気浄化装置８は、酸化能を有する触媒（例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒や酸化触媒）とパティキュレートフィルタを具備している。   The exhaust purification device 8 includes a catalyst having an oxidizing ability (for example, a storage reduction type NOx catalyst or an oxidation catalyst) and a particulate filter.

前記した吸気通路４のインタークーラ６より下流の部位と排気通路７のタービンハウジング５１より上流の部位は、ＥＧＲ通路９により相互に接続されている。ＥＧＲ通路９の途中には、該ＥＧＲ通路９を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」と称する）の流量を調節するＥＧＲ弁１０と、該ＥＧＲ通路９を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１１が配置されている。吸気通路４においてインタークーラ６より下流且つＥＧＲ通路９の接続部より上流の部位には吸気絞り弁１２が配置されている。   A portion of the intake passage 4 downstream of the intercooler 6 and a portion of the exhaust passage 7 upstream of the turbine housing 51 are connected to each other by an EGR passage 9. In the middle of the EGR passage 9, an EGR valve 10 that adjusts the flow rate of exhaust gas (hereinafter referred to as “EGR gas”) flowing through the EGR passage 9, and an EGR cooler for cooling the EGR gas flowing through the EGR passage 9 11 is arranged. An intake throttle valve 12 is disposed in a portion of the intake passage 4 downstream of the intercooler 6 and upstream of the connection portion of the EGR passage 9.

また、内燃機関１には、排気通路７内に向けて還元剤としての燃料を噴射する燃料添加弁１３が取り付けられている。   The internal combustion engine 1 is also provided with a fuel addition valve 13 that injects fuel as a reducing agent into the exhaust passage 7.

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１４が併設されている。ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１４は、エアフローメータ１５、ＰＭセンサ１６、クランクポジションセンサ１７等の各種センサと電気的に接続されている。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 14. The ECU 14 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. The ECU 14 is electrically connected to various sensors such as an air flow meter 15, a PM sensor 16, and a crank position sensor 17.

エアフローメータ１５は、コンプレッサハウジング５０より上流の吸気通路４に取り付けられ、該吸気通路４に流入する空気量を測定する。ＰＭセンサ１６は、排気浄化装置８より下流の排気通路７に配置され、排気浄化装置８から流出するＰＭの量（ＰＭ流出量）を測定する。クランクポジションセンサ１７は、内燃機関１に取り付けられ、図示しない機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置を測定する。   The air flow meter 15 is attached to the intake passage 4 upstream of the compressor housing 50 and measures the amount of air flowing into the intake passage 4. The PM sensor 16 is disposed in the exhaust passage 7 downstream from the exhaust purification device 8 and measures the amount of PM flowing out from the exhaust purification device 8 (PM outflow amount). The crank position sensor 17 is attached to the internal combustion engine 1 and measures the rotational position of an unillustrated engine output shaft (crankshaft).

ＥＣＵ１４は、上記したような各種センサの測定値に基づいて、燃料噴射弁３、ＥＧＲ弁１０、吸気絞り弁１２、及び燃料添加弁１３を電気的に制御する。例えば、ＥＣＵ１４は、燃料噴射制御、ＥＧＲ制御、ＰＭ再生処理などの既知の制御に加え、本発明の要旨となる故障診断処理を実行する。   The ECU 14 electrically controls the fuel injection valve 3, the EGR valve 10, the intake throttle valve 12, and the fuel addition valve 13 based on the measurement values of various sensors as described above. For example, the ECU 14 executes failure diagnosis processing that is the gist of the present invention in addition to known control such as fuel injection control, EGR control, and PM regeneration processing.

以下、本実施例における故障診断処理について説明する。本実施例の故障診断処理は、排気浄化装置８に含まれるパティキュレートフィルタの故障を検出するための処理である。パティキュレートフィルタに欠損や溶損などの故障が発生すると、パティキュレートフィルタの捕集能力が低下する。パティキュレートフィルタの捕集能力が低下すると、パティキュレートフィルタより下流へ流れるＰＭ量（ＰＭ流出量）が増加する。   Hereinafter, the failure diagnosis process in the present embodiment will be described. The failure diagnosis process of the present embodiment is a process for detecting a failure of the particulate filter included in the exhaust gas purification device 8. When a failure such as a defect or melting occurs in the particulate filter, the collecting ability of the particulate filter decreases. When the collection capacity of the particulate filter decreases, the amount of PM flowing downstream from the particulate filter (PM outflow amount) increases.

これに対し、ＥＣＵ１４は、一定期間内にパティキュレートフィルタから流出したＰＭの総量（以下、「積算ＰＭ流出量」と称する）を、内燃機関１の運転状態やパティキュレートフィルタのＰＭ捕集量などをパラメータとして推定演算するとともに、ＰＭセンサ１６により実測する。   On the other hand, the ECU 14 uses the total amount of PM flowing out from the particulate filter within a certain period (hereinafter referred to as “integrated PM outflow amount”) as the operating state of the internal combustion engine 1, the amount of PM trapped by the particulate filter, and the like. As a parameter and measured by the PM sensor 16.

ここで、ＰＭセンサ１６は、センサに付着したＰＭ量に応じて抵抗値が変化するタイプのセンサであってもよく、或いはセンサに付着したＰＭを酸化する際の温度上昇量をＰＭ量に換算するタイプのセンサであってもよい。このようなＰＭセンサ１６によれば、一定期間内にパティキュレートフィルタから流出したＰＭの総量（積算ＰＭ流出量）を容易に測定することができる。   Here, the PM sensor 16 may be a sensor whose resistance value changes in accordance with the amount of PM attached to the sensor, or the temperature increase amount when oxidizing the PM attached to the sensor is converted into the amount of PM. It may be a sensor type. According to such a PM sensor 16, it is possible to easily measure the total amount of PM flowing out from the particulate filter (integrated PM outflow amount) within a certain period.

なお、ＰＭセンサ１６として、単位量当たりの排気に含まれるＰＭ量を検出するタイプ
のセンサを用いる場合は、一定期間内におけるＰＭセンサ１６の検出値をＥＣＵ１４が積算することにより積算ＰＭ流出量を求めることができる。 In addition, when using the sensor of the type which detects PM quantity contained in exhaust_gas | exhaustion per unit quantity as PM sensor 16, ECU14 integrates the detected value of PM sensor 16 in a fixed period, and integrated PM outflow amount is obtained. Can be sought.

ＥＣＵ１４は、積算ＰＭ流出量の計算値と実測値とを比較することにより、パティキュレートフィルタが故障しているか否かを判別する。ここで、燃料セタン価が一定となる条件下における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を図２，３に示す。   The ECU 14 determines whether or not the particulate filter has failed by comparing the calculated value of the accumulated PM outflow amount with the actual measurement value. Here, FIGS. 2 and 3 show the relationship between the calculated value of the accumulated PM outflow amount and the actual measurement value under the condition that the fuel cetane number is constant.

図２は、パティキュレートフィルタが故障していない場合における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を示す図である。図３は、パティキュレートフィルタが故障している場合における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the calculated value of the accumulated PM outflow amount and the actual measurement value when the particulate filter is not broken. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the calculated value of the accumulated PM outflow amount and the actually measured value when the particulate filter is out of order.

なお、図２，３中の実線は実測値を示し、一点鎖線は計算値を示している。また、図２，３中のｔ１，ｔ３は、ＰＭセンサ１６に付着したＰＭを酸化除去するための処理（以下、「センサ再生処理」と称する）が完了したタイミングを示し、ｔ２はセンサ再生処理が開始されたタイミング（すなわち、積算ＰＭ流出量の計算値が所定値Ｇｔｒｇに達したタイミング）を示している。   The solid line in FIGS. 2 and 3 indicates the actual measurement value, and the alternate long and short dash line indicates the calculated value. 2 and 3, t1 and t3 indicate timings at which the process for oxidizing and removing the PM adhering to the PM sensor 16 (hereinafter referred to as “sensor regeneration process”) is completed, and t2 is the sensor regeneration process. (I.e., the timing when the calculated value of the accumulated PM outflow amount reaches the predetermined value Gtrg).

パティキュレートフィルタが故障していない場合は、図２に示すように、積算ＰＭ流出量の計算値と実測値とは、センサ再生処理完了タイミングｔ１からセンサ再生処理開始タイミングｔ２までの期間Ｔの略全域において略同等の値を示す。これに対し、パティキュレートフィルタが故障している場合は、図３に示すように、積算ＰＭ流出量の計算値に対して実測値が大きくなり、それら計算値と実測値との差は経時的に拡大する。そして、計算値と実測値との差は、再生処理開始タイミングｔ２において最も大きくなる。   When the particulate filter is not broken, as shown in FIG. 2, the calculated value and the actual measurement value of the integrated PM outflow amount are the abbreviations of the period T from the sensor regeneration process completion timing t1 to the sensor regeneration process start timing t2. A substantially equivalent value is shown throughout. On the other hand, when the particulate filter is out of order, as shown in FIG. 3, the measured value becomes larger than the calculated value of the integrated PM outflow amount, and the difference between the calculated value and the measured value is a function of time. Expand to. The difference between the calculated value and the actually measured value becomes the largest at the reproduction processing start timing t2.

よって、ＥＣＵ１４は、センサ再生処理開始タイミング（積算ＰＭ流出量の計算値が所定値に達したタイミング）ｔ２における計算値と実測値とを比較することにより、パティキュレートフィルタが故障しているか否かを診断することができる。   Therefore, the ECU 14 compares the calculated value at the sensor regeneration process start timing (timing at which the calculated value of the accumulated PM outflow amount reaches a predetermined value) t2 with the actual measurement value to determine whether or not the particulate filter has failed. Can be diagnosed.

その際、ＥＣＵ１４は、積算ＰＭ流出量の計算値に対する実測値の比が判定基準値より大きいことを条件にパティキュレートフィルタが故障していると診断してもよく、或いは、計算値と実測値との差（＝（実測値）−（計算値））が判定基準値より大きいことを条件にパティキュレートフィルタ故障していると診断してもよい。前記した判定基準値は、パティキュレートフィルタが正常である場合において、上記した比もしくは比が取り得る最大の値に所定のマージンを加算した値、又は上記した差もしくは差が取り得る最大の値に所定のマージンを加算した値である。   At that time, the ECU 14 may diagnose that the particulate filter is malfunctioning on the condition that the ratio of the measured value to the calculated value of the integrated PM outflow amount is larger than the determination reference value, or the calculated value and the measured value A particulate filter failure may be diagnosed on the condition that the difference (= (actual value) − (calculated value)) is greater than the criterion value. When the particulate filter is normal, the above-described determination reference value is a value obtained by adding a predetermined margin to the maximum value that the ratio or ratio can take, or the maximum value that the above difference or difference can take. A value obtained by adding a predetermined margin.

ところで、上記した期間Ｔの途中で燃料の給油が行われると、給油前の燃料性状と給油後の燃料性状とが相違する可能性がある。特に、給油後の燃料セタン価が給油前より低下した場合は、パティキュレートフィルタが正常であるにもかかわらず、上記の比又は差が判定基準値を上回る可能性がある。   By the way, if fuel supply is performed in the middle of the above-described period T, the fuel property before refueling may differ from the fuel property after refueling. In particular, when the fuel cetane number after refueling is lower than that before refueling, the above ratio or difference may exceed the criterion value even though the particulate filter is normal.

ここで、パティキュレートフィルタが故障しておらず、且つ燃料の給油により燃料セタン価が低下した場合における積算ＰＭ流出量の計算値と実測値との関係を図４に示す。図４中のｔ１０は、燃料が給油されたタイミングを示している。   Here, FIG. 4 shows the relationship between the calculated value of the accumulated PM outflow amount and the actual measurement value when the particulate filter is not broken and the fuel cetane number is lowered by fuel supply. T10 in FIG. 4 indicates the timing at which fuel is supplied.

図４に示すように、センサ再生処理完了タイミングｔ１から燃料給油タイミングｔ１０までの期間では、積算ＰＭ流出量の実測値が計算値と略同等に推移している。これに対し、燃料給油タイミングｔ１０以降は、積算ＰＭ流出量の実測値が計算値を上回り、それら計算値と実測値との差は経時的に拡大する。その結果、センサ再生処理開始タイミングｔ２における実測値は、パティキュレートフィルタが故障していると診断される値を示す。   As shown in FIG. 4, during the period from the sensor regeneration processing completion timing t1 to the fuel supply timing t10, the actual value of the integrated PM outflow amount is substantially equal to the calculated value. On the other hand, after the fuel supply timing t10, the measured value of the integrated PM outflow amount exceeds the calculated value, and the difference between the calculated value and the measured value increases with time. As a result, the actual measurement value at the sensor regeneration processing start timing t2 indicates a value diagnosed as a failure of the particulate filter.

よって、センサ再生処理開始タイミングｔ２における積算ＰＭ流出量の実測値が図４に示したような値を示すと、パティキュレートフィルタが正常であるにもかかわらず、パティキュレートフィルタが故障していると誤診断されることになる。   Therefore, when the measured value of the integrated PM outflow amount at the sensor regeneration processing start timing t2 shows a value as shown in FIG. 4, the particulate filter is broken even though the particulate filter is normal. It will be misdiagnosed.

そこで、本実施例の故障診断処理では、ＥＣＵ１４は、燃料給油後のＰＭセンサ１６の検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示した場合は、パティキュレートフィルタが故障していると診断する前に、燃料セタン価の変化を検出する処理（セタン価検出処理）を実施するようにした。   Therefore, in the failure diagnosis process of the present embodiment, the ECU 14 indicates that the particulate filter has failed when the detected value of the PM sensor 16 after fuel supply shows a value equivalent to that at the time of failure of the particulate filter. Before diagnosis, a process for detecting a change in the fuel cetane number (cetane number detection process) was performed.

セタン価検出処理では、ＥＣＵ１４は、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値と、燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値と、を比較する。   In the cetane number detection process, the ECU 14 compares the detection value of the PM sensor 16 when the initial PM regeneration process after fuel supply is completed with the detection value of the PM sensor 16 when the PM regeneration process before fuel supply is completed.

ＰＭ再生処理完了時は、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が零又は零に近い量になる。パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量が零又は零に近い量となるときは、図５に示すように、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集率（ＰＭ流入量に対してパティキュレートフィルタが捕集するＰＭ量の割合）が低くなる。よって、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値は、燃料給油後にパティキュレートフィルタへ流入するＰＭ量（ＰＭ流入量）に相関する値となる。また、燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値は、燃料給油前のＰＭ流入量に相関する。   When the PM regeneration process is completed, the amount of PM collected by the particulate filter becomes zero or close to zero. When the PM trapping amount of the particulate filter is zero or close to zero, as shown in FIG. 5, the PM trapping rate of the particulate filter (PM collected by the particulate filter with respect to the PM inflow amount) The ratio of the amount) is low. Therefore, the detection value of the PM sensor 16 when the initial PM regeneration process after fuel supply is completed is a value correlated with the PM amount (PM inflow amount) flowing into the particulate filter after fuel supply. Further, the detection value of the PM sensor 16 when the PM regeneration process before fuel supply is completed correlates with the PM inflow amount before fuel supply.

ここで、燃料給油により燃料セタン価が低下した場合は、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前のＰＭ流入量より多くなる。一方、燃料給油により燃料セタン価が低下していない場合は、燃料給油後のＰＭ流入量が燃料給油前のＰＭ流入量と略同等又は同等以下となる。   Here, when the fuel cetane number decreases due to fuel refueling, the PM inflow after fueling is greater than the PM inflow before fueling. On the other hand, when the fuel cetane number is not lowered by fuel refueling, the PM inflow after fuel refueling is substantially equal to or less than the PM inflow before fuel refueling.

従って、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値より大きい場合は、ＰＭセンサ１６の検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示した要因が燃料給油による燃料セタン価の変化にあると判別することができる。   Therefore, when the detection value of the PM sensor 16 at the completion of the initial PM regeneration process after fuel supply is larger than the detection value of the PM sensor 16 at the completion of the PM regeneration process before fuel supply, the detection value of the PM sensor 16 is the particulate. It can be determined that the factor that showed the same value as that at the time of the filter failure is the change in the fuel cetane number due to fuel supply.

一方、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時におけるＰＭセンサ１６の検出値と同等又は同等以下である場合は、ＰＭセンサ１６の検出値がパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示した要因がパティキュレートフィルタの故障にあると判定することができる。   On the other hand, when the detection value of the PM sensor 16 at the completion of the initial PM regeneration process after fueling is equal to or less than the detection value of the PM sensor 16 at the completion of the PM regeneration process before fueling, the PM sensor 16 It can be determined that the factor causing the detected value to be equivalent to the value at the failure of the particulate filter is the failure of the particulate filter.

以下、本実施例における故障診断処理の実行手順について図６に沿って説明する。図６は、故障診断処理ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めＥＣＵ１４のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ１４によって周期的に実行されるルーチンである。   Hereinafter, the execution procedure of the failure diagnosis process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a failure diagnosis processing routine. This routine is stored in advance in the ROM or the like of the ECU 14 and is periodically executed by the ECU 14.

図６のルーチンでは、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０１からＳ１０４において積算ＰＭ流出量の計算値Ｇｐｍｃを演算する。詳細には、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０１においてＰＭ流入量Ｇｐｍｉｎを演算する。その際、ＥＣＵ１４は、機関回転数や燃料噴射量などをパラメータする関数を用いてもよく、又は機関回転数や燃料噴射量を引数とするマップを用いてもよい。   In the routine of FIG. 6, the ECU 14 calculates a calculated value Gpmc of the accumulated PM outflow amount in S101 to S104. Specifically, the ECU 14 calculates the PM inflow amount Gpmin in S101. At this time, the ECU 14 may use a function that parameters the engine speed, the fuel injection amount, or the like, or may use a map that uses the engine speed, the fuel injection amount as an argument.

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１４は、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集率ｋＴｒｐを演算する。ＰＭ捕集率ｋＴｒｐは、ＰＭ流入量のうちパティキュレートフィルタに捕集される
ＰＭ量の割合を示す数値である。ＰＭ捕集率ｋＴｒｐは、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量やパティキュレートフィルタへ流入するガス量をパラメータとする関数、又はＰＭ捕集量やパティキュレートフィルタへ流入するガス量を引数とするマップを用いて求められる。 In S102, the ECU 14 calculates the PM collection rate kTrp of the particulate filter. The PM collection rate kTrp is a numerical value indicating the ratio of the PM amount collected by the particulate filter in the PM inflow amount. The PM collection rate kTrp is a function that uses the PM collection amount of the particulate filter and the gas amount flowing into the particulate filter as a parameter, or a map that uses the PM collection amount and the gas amount flowing into the particulate filter as an argument. It is calculated using.

Ｓ１０３では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０１で求められたＰＭ流入量Ｇｐｍｉｎと、前記Ｓ１０２で求められたＰＭ捕集率ｋＴｒｐと、を用いて単位時間当たりにパティキュレートフィルタから流出するＰＭ量（ＰＭ流出量）ｄＧｐｍｏｕｔ（＝Ｇｐｍｉｎ＊（１−ｋＴｒｐ））を演算する。   In S103, the ECU 14 uses the PM inflow amount Gpmin obtained in S101 and the PM collection rate kTrp obtained in S102 to output a PM amount (PM outflow amount) from the particulate filter per unit time. ) DGpmout (= Gpmin * (1-kTrp)) is calculated.

Ｓ１０４では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０３で求められたＰＭ流出量ｄＧｐｍｏｕｔを積算ＰＭ流出量の前回の計算値Ｇｐｍｃｏｌｄに加算することにより、現時点までの積算ＰＭ流出量の計算値Ｇｐｍｃ（＝Ｇｐｍｃｏｌｄ＋ｄＧｐｍｏｕｔ）を求める。   In S104, the ECU 14 adds the PM outflow amount dGpmout obtained in S103 to the previous calculated value Gpmcold of the accumulated PM outflow amount, thereby obtaining a calculated value Gpmc (= Gpmcold + dGpmout) of the current PM outflow amount. .

また、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５及びＳ１０６において積算ＰＭ流出量の有意計算値Ｇｐｍｃｓｉｇも演算する。詳細には、ＥＣＵ１４は、先ずＳ１０５において前記Ｓ１０３で求められたＰＭ流出量ｄＧｐｍｏｕｔが有意水準値以上であるか否かを判別する。Ｓ１０５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０６へ進み、前記Ｓ１０３で求められたＰＭ流出量ｄＧｐｍｏｕｔを前回の有意計算値Ｇｐｍｃｓｉｇｏｌｄに加算することにより、現時点までの積算ＰＭ流出量の有意計算値Ｇｐｍｃｓｉｇ（＝Ｇｐｍｃｓｉｇｏｌｄ＋ｄＧｐｍｏｕｔ）を演算する。なお、前記Ｓ１０５において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０６をスキップしてＳ１０７へ進む。   The ECU 14 also calculates a significant calculated value Gpmcsig of the accumulated PM outflow amount in S105 and S106. Specifically, the ECU 14 first determines in S105 whether or not the PM outflow amount dGpmout determined in S103 is equal to or greater than a significant level value. If an affirmative determination is made in S105, the ECU 14 proceeds to S106, and adds the PM outflow amount dGpmout obtained in S103 to the previous significant calculated value Gpmscigold, thereby calculating the significant calculated value of the accumulated PM outflow amount up to the present time. Gpmcsig (= Gpmcsigold + dGpmout) is calculated. If a negative determination is made in S105, the ECU 14 skips S106 and proceeds to S107.

Ｓ１０７では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０４で求められた計算値Ｇｐｍｃが目標値Ｇｔｒｇ以上であるか否かを判別する。なお、目標値Ｇｔｒｇは、センサ再生処理を実行する際のトリガとなる値（図２乃至図４中の所定値Ｇｔｒｇに相当する値）である。Ｓ１０７で否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０１へ戻る。一方、Ｓ１０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０８へ進む。   In S107, the ECU 14 determines whether or not the calculated value Gpmc obtained in S104 is equal to or greater than the target value Gtrg. The target value Gtrg is a value (a value corresponding to the predetermined value Gtrg in FIGS. 2 to 4) serving as a trigger when the sensor regeneration process is executed. If a negative determination is made in S107, the ECU 14 returns to S101. On the other hand, if an affirmative determination is made in S107, the ECU 14 proceeds to S108.

Ｓ１０８では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０４で求められた計算値Ｇｐｍｃに対する前記Ｓ１０６で求められた有意計算値Ｇｐｍｃｓｉｇの比率ｋｓｉｇ（＝Ｇｐｍｃｓｉｇ／Ｇｐｍｃ）を演算する。   In S108, the ECU 14 calculates a ratio ksig (= Gpmcsig / Gpmc) of the significant calculated value Gpmcsig obtained in S106 to the calculated value Gpmc obtained in S104.

Ｓ１０９では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０８で算出された比率ｋｓｉｇが予め定められた基準値以上であるか否かを判別する。基準値は、前記比率ｋｓｉｇが該基準値より小さいときは前記計算値Ｇｐｍｃの有意性が低いと判断することができる値である。   In S109, the ECU 14 determines whether or not the ratio ksig calculated in S108 is equal to or greater than a predetermined reference value. The reference value is a value that can be determined that the significance of the calculated value Gpmc is low when the ratio ksig is smaller than the reference value.

前記Ｓ１０９において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１３へ進み、ＰＭセンサ１６の再生処理（センサ再生処理）を実行する。Ｓ１１３のセンサ再生処理では、ＥＣＵ１４は、ＰＭセンサ１６に付着したＰＭを酸化除去する処理に加え、積算ＰＭ流出量の計算値Ｇｐｍｃ及び有意計算値Ｇｐｍｃｓｉｇの値を零にリセットする処理も行う。   If a negative determination is made in S109, the ECU 14 proceeds to S113 and executes a regeneration process (sensor regeneration process) of the PM sensor 16. In the sensor regeneration process of S113, the ECU 14 also performs a process of resetting the calculated value Gpmc and the significant calculated value Gpmmcsig of the integrated PM outflow amount to zero in addition to the process of oxidizing and removing the PM adhering to the PM sensor 16.

一方、前記Ｓ１０９において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１０へ進む。Ｓ１１０では、ＥＣＵ１４は、積算ＰＭ流出量の計算値Ｇｐｍｃに対する実測値Ｇｐｍの比率ｒＧｐｍ（＝Ｇｐｍ／Ｇｐｍｃ）を演算する。   On the other hand, if an affirmative determination is made in S109, the ECU 14 proceeds to S110. In S110, the ECU 14 calculates a ratio rGpm (= Gpm / Gpmc) of the actually measured value Gpm to the calculated value Gpmc of the integrated PM outflow amount.

Ｓ１１１では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１１０で算出された比率ｒＧｐｍが閾値以下であるか否かを判別する。閾値は、比率ｒＧｐｍが該閾値より大きいときはパティキュレートフィルタが故障していると判定することができる値であり、たとえば、パティキュレートフィルタが故障しているときに比率ｒＧｐｍが取り得る最小値にマージンを加算した値で
ある。言い換えれば、閾値は、パティキュレートフィルタが故障していないときに比率ｒＧｐｍが取り得る最大値からマージンを加算した値とすることもできる。 In S111, the ECU 14 determines whether or not the ratio rGpm calculated in S110 is equal to or less than a threshold value. The threshold value is a value at which the particulate filter can be determined to be faulty when the ratio rGpm is greater than the threshold value. For example, the threshold value is set to a minimum value that the ratio rGpm can take when the particulate filter is faulty. This is the value with the margin added. In other words, the threshold value may be a value obtained by adding a margin from the maximum value that the ratio rGpm can take when the particulate filter is not out of order.

前記Ｓ１１１において肯定判定された場合（ｒＧｐｍ≦閾値）は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１２へ進み、パティキュレートフィルタが正常であると判定する。そして、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１３においてセンサ再生処理を実行した後、本ルーチンの実行を終了する。   When an affirmative determination is made in S111 (rGpm ≦ threshold), the ECU 14 proceeds to S112 and determines that the particulate filter is normal. And ECU14 complete | finishes execution of this routine, after performing a sensor reproduction | regeneration process in S113.

一方、前記Ｓ１１１において否定判定された場合（ｒＧｐｍ＞閾値）は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１４へ進み、給油フラグがオン（ＯＮ）であるか否かを判別する。給油フラグは、ＥＣＵ１４が燃料の給油を検出したときにオン（ＯＮ）にされ、後述するセタン価検出処理の実行完了時にオフ（ＯＦＦ）にされる。   On the other hand, when a negative determination is made in S111 (rGpm> threshold), the ECU 14 proceeds to S114, and determines whether or not the refueling flag is on (ON). The refueling flag is turned on (ON) when the ECU 14 detects fuel refueling, and is turned off (OFF) when execution of a cetane number detection process described later is completed.

なお、燃料の給油を検出する方法としては、フュエルリッドの開閉を検知するセンサや、燃料タンク内の燃料貯蔵量の変化（増加）を検知するセンサなどを利用して検出する方法を用いることができる。   In addition, as a method of detecting fuel supply, a method of detecting by using a sensor for detecting the opening / closing of the fuel lid, a sensor for detecting a change (increase) in the amount of fuel stored in the fuel tank, or the like may be used. it can.

前記Ｓ１１４において否定判定された場合は、燃料給油による燃料セタン価の変化がないため、前記した比率ｒＧｐｍが閾値より大きくなった要因はパティキュレートフィルタの故障にあるとみなすことができる。そこで、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１７へ進み、パティキュレートフィルタが異常であると判定する。   If a negative determination is made in S114, there is no change in the fuel cetane number due to fuel refueling, and therefore the factor that the ratio rGpm is larger than the threshold value can be regarded as a failure of the particulate filter. Therefore, the ECU 14 proceeds to S117 and determines that the particulate filter is abnormal.

前記Ｓ１１４において肯定判定された場合は、燃料給油によって燃料セタン価が低下した可能性がある。そのため、前記比率ｒＧｐｍが閾値より大きくなった要因として、（１）パティキュレートフィルタの故障と（２）燃料給油による燃料セタン価の低下との二つの要因が考えられる。そこで、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１５及びＳ１１６において、燃料給油により燃料セタン価が低下したのか否かを判別する。詳細には、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１４においてセタン価検出処理が実行済みであるか否かを判別する。   If an affirmative determination is made in S114, the fuel cetane number may have decreased due to fuel supply. Therefore, there are two possible causes for the ratio rGpm being greater than the threshold: (1) failure of the particulate filter and (2) reduction of the fuel cetane number due to fuel supply. Therefore, the ECU 14 determines in S115 and S116 whether the fuel cetane number has decreased due to fuel supply. Specifically, the ECU 14 determines whether or not the cetane number detection process has been executed in S114.

ここで、セタン価検出処理の実行手順について図７に沿って説明する。図７は、セタン価検出処理ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭを酸化除去する処理（ＰＭ再生処理）の実行完了をトリガとして実行される。   Here, the execution procedure of the cetane number detection process will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a cetane number detection processing routine. This routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 14, and is executed with the completion of execution of the process for removing PM collected by the particulate filter by oxidation (PM regeneration process) as a trigger.

図７のセタン価検出処理ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０１において、ＰＭ再生処理の完了時であるか否かを判別する。Ｓ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０２へ進む。   In the cetane number detection process routine of FIG. 7, the ECU 14 determines in S201 whether or not the PM regeneration process is completed. If a negative determination is made in S201, the ECU 14 ends the execution of this routine. On the other hand, when a positive determination is made in S201, the ECU 14 proceeds to S202.

Ｓ２０２では、ＥＣＵ１４は、ＰＭ流出量ｄＧｐｍｏｕｔを演算する。この演算方法は、前述したＳ１０３と同様である。Ｓ２０３では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ２０２で算出されたＰＭ流出量ｄＧｐｍｏｕｔを積算ＰＭ流出量の計算値Ｇｐｍｃに設定する。   In S202, the ECU 14 calculates the PM outflow amount dGpmout. This calculation method is the same as S103 described above. In S203, the ECU 14 sets the PM outflow amount dGpmout calculated in S202 to the calculated value Gpmc of the integrated PM outflow amount.

Ｓ２０４では、ＥＣＵ１４は、ＰＭセンサ１６の検出値（実測値）Ｇｐｍを読み込み、前記Ｓ２０３で求められた計算値Ｇｐｍｃに対する実測値Ｇｐｍの比率ｋＧｐｍを算出する。   In S204, the ECU 14 reads the detected value (actual value) Gpm of the PM sensor 16, and calculates the ratio kGpm of the actual value Gpm to the calculated value Gpmc obtained in S203.

Ｓ２０５では、ＥＣＵ１４は、給油フラグがオン（ＯＮ）であるか否かを判別する。Ｓ２０５において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２１１へ進み、前記Ｓ２０４で求められた比率ｋＧｐｍを前回値ｋＧｐｍｏｌｄとしてＲＡＭ又はバックアップＲＡＭに記憶させる。   In S205, the ECU 14 determines whether or not the refueling flag is on (ON). If a negative determination is made in S205, the ECU 14 proceeds to S211 and stores the ratio kGpm obtained in S204 in the RAM or backup RAM as the previous value kGpmold.

また、Ｓ２０５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０６へ進む。Ｓ２０６では、ＥＣＵ１４は、ＲＡＭ又はバックアップＲＡＭから前回値ｋＧｐｍｏｌｄを読み出し、該前回値ｋＧｐｍｏｌｄと前記Ｓ２０４で算出された比率ｋＧｐｍとの差ΔｋＧｐｍ（＝ｋＧｐｍ−ｋＧｐｍｏｌｄ）を演算する。   If an affirmative determination is made in S205, the ECU 14 proceeds to S206. In S206, the ECU 14 reads the previous value kGpmold from the RAM or the backup RAM, and calculates a difference ΔkGpm (= kGpm−kGpmold) between the previous value kGpmold and the ratio kGpm calculated in S204.

Ｓ２０７では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ２０６で求められた差ΔｋＧｐｍが上限値より大きいか否かを判別する。上限値は、燃料セタン価が想定範囲より低下した場合において、前記差ΔｋＧｐｍが取り得る最小の値にマージンを加算した値である。   In S207, the ECU 14 determines whether or not the difference ΔkGpm obtained in S206 is larger than an upper limit value. The upper limit value is a value obtained by adding a margin to the minimum value that the difference ΔkGpm can take when the fuel cetane number falls below the assumed range.

前記Ｓ２０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０８へ進み、セタン価異常フラグをオン（ＯＮ）にする。一方、前記Ｓ２０７において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０９へ進み、燃料セタン価異常フラグをオフ（ＯＦＦ）にする。セタン価異常フラグは、燃料セタン価が想定範囲より低いと判定されたときにオン（ＯＮ）にされ、燃料セタン価が想定範囲内又は想定範囲より高いと判定されたときにオフ（ＯＦＦ）にされる。   If an affirmative determination is made in S207, the ECU 14 proceeds to S208 and turns on the cetane number abnormality flag. On the other hand, if a negative determination is made in S207, the ECU 14 proceeds to S209 and turns off the fuel cetane number abnormality flag. The cetane number abnormality flag is turned on (ON) when it is determined that the fuel cetane number is lower than the assumed range, and is turned off (OFF) when it is determined that the fuel cetane number is within the assumed range or higher than the assumed range. Is done.

ＥＣＵ１４は、Ｓ２０８又はＳ２０９の処理を実行した後にＳ２１０へ進み、給油フラグをオフ（ＯＦＦ）にする。   After executing the processing of S208 or S209, the ECU 14 proceeds to S210 and turns off the refueling flag.

このような手順によりセタン価検出処理が実施されると、ＥＣＵ１４は、図６の異常診断処理ルーチンのＳ１１５において肯定判定することになる。なお、Ｓ１１５において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、セタン価検出処理が完了するまでＳ１１５の処理を繰り返し実行する。   When the cetane number detection process is performed by such a procedure, the ECU 14 makes an affirmative determination in S115 of the abnormality diagnosis process routine of FIG. If a negative determination is made in S115, the ECU 14 repeatedly executes the process of S115 until the cetane number detection process is completed.

前記Ｓ１１５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１６へ進み、セタン価異常フラグがオン（ＯＮ）であるか否かを判別する。Ｓ１１６において肯定判定された場合は、前記した比率ｒＧｐｍが閾値より大きくなった要因が燃料セタン価の低下にあるとみなすことができる。そこで、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１２へ進み、パティキュレートフィルタが正常であると判定する。   If an affirmative determination is made in S115, the ECU 14 proceeds to S116 and determines whether or not the cetane number abnormality flag is on. When an affirmative determination is made in S116, it can be considered that the reason why the ratio rGpm has become larger than the threshold value is the decrease in the fuel cetane number. Therefore, the ECU 14 proceeds to S112 and determines that the particulate filter is normal.

一方、前記Ｓ１１６において否定判定された場合は、給油後の燃料セタン価が想定範囲より低くなっていないとみなすことができる。よって、前記した比率ｒＧｐｍが閾値より大きくなった要因はパティキュレートフィルタの故障にあるとみなすことができる。そこで、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１７へ進み、パティキュレートフィルタが異常であると判定する。   On the other hand, when a negative determination is made in S116, it can be considered that the fuel cetane number after refueling is not lower than the assumed range. Therefore, it can be considered that the factor that the above-mentioned ratio rGpm is larger than the threshold value is the failure of the particulate filter. Therefore, the ECU 14 proceeds to S117 and determines that the particulate filter is abnormal.

以上述べたようにＥＣＵ１４が図６，７のルーチンを実行することにより、本発明に係わる診断手段が実現される。よって、燃料給油後のＰＭセンサ１６の検出値（実測値）Ｇｐｍがパティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示す場合に、その要因がパティキュレートフィルタの故障にあるのか、或いは燃料給油による燃料セタン価の低下にあるのかを識別することができる。その結果、パティキュレートフィルタが正常であるにもかかわらず、パティキュレートフィルタが異常であると誤診断される事態が回避される。   As described above, the diagnostic means according to the present invention is realized by the ECU 14 executing the routines of FIGS. Therefore, when the detected value (actually measured value) Gpm of the PM sensor 16 after fuel supply indicates a value equivalent to that at the time of failure of the particulate filter, whether the cause is the failure of the particulate filter, or the fuel by fuel supply Whether the cetane number is decreasing can be identified. As a result, it is possible to avoid a situation where the particulate filter is erroneously diagnosed as being abnormal even though the particulate filter is normal.

また、上記した要因の識別は、パティキュレートフィルタより上流にＰＭセンサを配置することなく実施可能であるため、部品点数の増加に伴う車載性の低下や製造コストの上昇も抑制することができる。   In addition, since the above-described factors can be identified without arranging a PM sensor upstream of the particulate filter, it is possible to suppress a decrease in in-vehicle performance and an increase in manufacturing cost due to an increase in the number of components.

なお、図６に示した例では、積算ＰＭ流出量の計算値Ｇｐｍｃに対する実測値Ｇｐｍの比率ｒＧｐｍを閾値と比較する例について述べたが、計算値Ｇｐｍｃと実測値Ｇｐｍとの
差（＝Ｇｐｍ−Ｇｐｍｃ）を閾値と比較してもよい。 In the example shown in FIG. 6, the example in which the ratio rGpm of the measured value Gpm to the calculated value Gpmc of the integrated PM outflow amount is compared with a threshold value has been described. Gpmc) may be compared to a threshold value.

１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ ターボチャージャ
６ インタークーラ
７ 排気通路
８ 排気浄化装置
１２ 吸気絞り弁
１３ 燃料添加弁
１４ ＥＣＵ
１５ エアフローメータ
１６ ＰＭセンサ
１７ クランクポジションセンサ
５０ コンプレッサハウジング
５１ タービンハウジング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Fuel injection valve 4 Intake passage 5 Turbocharger 6 Intercooler 7 Exhaust passage 8 Exhaust purification device 12 Intake throttle valve 13 Fuel addition valve 14 ECU
15 Air Flow Meter 16 PM Sensor 17 Crank Position Sensor 50 Compressor Housing 51 Turbine Housing

Claims (2)

内燃機関の排気通路に配置され、排気中の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置され、排気中の微粒子量を検出するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサの検出値に基づいて前記パティキュレートフィルタの故障診断を行う診断手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記診断手段は、燃料給油後における前記ＰＭセンサの検出値が前記パティキュレートフィルタの故障時と同等の値を示す場合であって、燃料給油後の初回ＰＭ再生処理完了時における前記ＰＭセンサの検出値が燃料給油前のＰＭ再生処理完了時における前記ＰＭセンサの検出値より増加している場合は、前記パティキュレートフィルタが故障していないと診断することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 A particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulates in the exhaust;
A PM sensor that is disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter and detects the amount of particulates in the exhaust;
Diagnosing means for diagnosing failure of the particulate filter based on the detection value of the PM sensor;
In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine equipped with
The diagnostic means detects the PM sensor when the detection value of the PM sensor after fuel supply shows a value equivalent to that at the time of failure of the particulate filter, and when the initial PM regeneration processing after fuel supply is completed. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, characterized in that when the value is higher than a detection value of the PM sensor at the time of completion of PM regeneration processing before fuel refueling, the particulate filter is diagnosed as not malfunctioning. 請求項１において、前記診断手段は、燃料給油時から初回ＰＭ再生処理完了時までの期間は、診断処理の実施を延期することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。   2. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the diagnosis unit postpones the execution of the diagnosis process during a period from fuel supply to completion of the initial PM regeneration process.
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