JP2013002366A

JP2013002366A - 差圧センサの異常診断装置

Info

Publication number: JP2013002366A
Application number: JP2011134568A
Authority: JP
Inventors: Lin Lan; 霖蘭; Shinya Sasazaki; 進也笹崎
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2013-01-07

Abstract

【課題】差圧センサの圧力導入ホースの異常の有無を診断可能な差圧センサの異常診断装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の排気通路に備えられたＤＰＦと、前記ＤＰＦの前後の差圧を検出するための差圧センサと、を備えた排気浄化装置における前記差圧センサの異常の有無を診断するための差圧センサの異常診断装置において、前記ＤＰＦの前後の温度に基づいて前記ＤＰＦの異常判定を行う第１の判定手段と、前記第１の判定手段による判定結果、及び、前記差圧センサによって検出される差圧検出値に基づいて前記差圧センサの異常判定を行う第２の判定手段と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の排気系に備えられパティキュレートフィルタの前後の差圧を検出するための差圧センサの異常の有無を診断するための差圧センサの異常診断装置に関する。

従来、車両等に搭載される内燃機関の排気系には、排気に含まれる煤等の粒子状物質（以下、「ＰＭ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｅｒｉａｌ）」と称する。）を捕集するためのパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）」と称する。）が備えられている。ＤＰＦに捕集されるＰＭが増え続けると、ＤＰＦに目詰まりを生じて、出力低下による燃費の悪化やＤＰＦの溶損等の原因となるおそれがある。そのため、ＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼させてＤＰＦを再生する制御が、あらかじめ定められた時期ごとに実行されるようになっている。

ＤＰＦの捕集量を計る指標として、差圧センサを用いて検知可能なＤＰＦの前後の差圧を見る方法がある。かかる方法においては、差圧が所定の閾値に到達したときに、ＤＰＦにおけるＰＭの捕集量が所定程度に達していると判断して、再生制御を実行開始するようになっている。

この差圧センサが故障していると、ＤＰＦの再生制御を適切な時期に実行することができなくなることから、差圧センサの故障を精度よく検知可能な差圧センサの故障検知システムが提案されている。具体的には、ＤＰＦ上流の圧力と大気圧との差圧及び／又はＤＰＦ下流の圧力と大気圧との差圧を測定可能であり、排気流量変更手段を全開にしてＤＰＦに流入する排気流量を変化させるとともに、この時のＤＰＦ上流の圧力と大気圧との差圧の変化量又はＤＰＦ下流の圧力と大気圧との差圧の変化量に基づいて、差圧センサの故障を検知するようにした差圧センサの故障検知システムが開示されている（特許文献１を参照）。

特開２００８−１１１４０９号公報

ところで、ＤＰＦの前後の差圧を見るために用いられる差圧センサは、ＤＰＦよりも上流側の排気通路及び下流側の排気通路それぞれに圧力導入ホースを接続することによって取り付けられている。この圧力導入ホースが排気通路との接続箇所から抜けていたり、圧力導入ホースが破損して大気開放されていたりすると、差圧を正確に検出することができない。

特許文献１に記載された差圧センサの故障検知システムは、ＤＰＦよりも上流側の圧力導入ホース又は下流側の圧力導入ホースに大気圧を導入するとともに、排気流量を変化させることで差圧センサの故障を検知するものであるが、各圧力導入ホースが、排気通路との接続箇所から抜けていたり破損していたりしている場合には、そのような異常を検知することができないという問題があった。

本発明の発明者らはこのような問題にかんがみて、ＤＰＦ前後の温度に基づくＤＰＦの異常判定結果と差圧センサの検出値とを用いて差圧センサの異常の有無を診断することによりこのような課題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、差圧センサの圧力導入ホースの異常の有無を診断可能な差圧センサの異常診断装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に備えられたＤＰＦと、前記ＤＰＦの前後の差圧を検出するための差圧センサと、を備えた排気浄化装置における前記差圧センサの異常の有無を診断するための差圧センサの異常診断装置において、前記ＤＰＦの前後の温度に基づいて前記ＤＰＦの異常判定を行う第１の判定手段と、前記第１の判定手段による判定結果、及び、前記差圧センサによって検出される差圧検出値に基づいて前記差圧センサの異常判定を行う第２の判定手段と、を備えることを特徴とする差圧センサの異常診断装置が提供され、上述した課題を解決することができる。

すなわち、本発明の差圧センサの異常診断装置は、ＤＰＦの異常判定結果と差圧センサによる差圧検出値とに基づいて差圧センサの異常の有無を診断することとしているため、圧力導入ホースに異常を生じている場合には、ＤＰＦの異常判定結果に応じた適切な差圧検出値が出力されなくなるため、差圧センサの圧力導入ホースの異常の有無を適切に判定することを可能にすることができる。

また、本発明の差圧センサの異常診断装置において、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段の判定結果が異常なし、かつ、前記差圧検出値が所定の上限閾値以上のときに、前記ＤＰＦよりも下流側の排気通路に接続される前記差圧センサの圧力導入ホースに異常ありと判定することが好ましい。

このような判定を行うことにより、ＤＰＦよりも下流側の排気通路に接続される圧力導入ホースの抜けや破損等を検知することができる。

また、本発明の差圧センサの異常診断装置において、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段の判定結果が異常なし、かつ、前記差圧検出値が所定の下限閾値以下のときに、前記ＤＰＦよりも上流側の排気通路に接続される前記差圧センサの圧力導入ホースに異常ありと判定することが好ましい。

このような判定を行うことにより、ＤＰＦよりも上流側の排気通路に接続される圧力導入ホースの抜けや破損等を検知することができる。

また、本発明の差圧センサの異常診断装置において、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段の判定結果が異常あり、かつ、前記差圧検出値が正常範囲のときに、前記ＤＰＦよりも上流側又は下流側の排気通路に接続される前記差圧センサの圧力導入ホースに異常ありと判定することが好ましい。

このような判定を行うことにより、ＤＰＦに異常を生じている場合であっても、ＤＰＦよりも上流側又は下流側のいずれかの圧力導入ホースの抜けや破損等を検知することができる。

また、本発明の差圧センサの異常診断装置において、前記圧力導入ホースが大気開放状態となっている異常を想定し、排気流量に応じて、前記上限閾値、前記下限閾値又は前記正常範囲を設定することが好ましい。

このように上限閾値、下限閾値、又は正常範囲を設定することにより、診断時の内燃機関の運転状態に応じて適切に差圧センサの異常の有無を判定することができる。

また、本発明の差圧センサの異常診断装置において、前記第１の判定手段は、前記ＤＰＦよりも上流側の排気温度が変化した場合に、前記ＤＰＦよりも上流側の排気温度と下流側の排気温度との差が所定の温度差閾値未満のときに前記ＤＰＦに異常ありと判定することが好ましい。

このようにＤＰＦの異常判定を行うことにより、差圧センサの信頼性に依存せずにＤＰＦの異常判定を行うことができ、結果的に、差圧センサの異常判定の信頼性を高めることができる。

また、本発明の差圧センサの異常診断装置において、前記第１の判定手段は、前記ＤＰＦよりも上流側の排気温度が変化した場合に、前記ＤＰＦよりも下流側の排気温度が前記上流側の排気温度の変化度合いに到達するまでの時間が所定の時間閾値未満のときに前記ＤＰＦに異常ありと判定することが好ましい。

このようにＤＰＦの異常判定を行うことによっても、差圧センサの信頼性に依存せずにＤＰＦの異常判定を行うことができ、結果的に、差圧センサの異常判定の信頼性を高めることができる。

本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置が備えられる内燃機関の排気系の構成について説明するために示す図である。本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置としての電子制御装置の構成を機能的に示すブロック図である。本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置によって実行される異常診断方法の一例を説明するためのフローチャート図である。ＤＰＦの異常判定方法の一例を説明するためのフローチャート図である。下流ホースの異常の有無の判定方法の一例を説明するためのフローチャート図である。上流ホースの異常の有無の判定方法の一例を説明するためのフローチャート図である。ＤＰＦの異常判定方法の概略について説明するために示す図である。ＤＰＦの異常判定方法の別の例を説明するためのフローチャート図である。

以下、本発明にかかる差圧センサの異常診断装置に関する実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。

図１は、本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置が備えられる内燃機関の排気系の構成について説明するために示す図である。図２は、本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置としての電子制御装置の構成を機能的に示すブロック図である。図３は、本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置によって実行される異常診断方法の一例を説明するためのフローチャート図である。図４は、ＤＰＦの異常判定方法の一例を説明するためのフローチャート図である。図５は、下流ホースの異常の有無の判定方法の一例を説明するためのフローチャート図である。図６は、上流ホースの異常の有無の判定方法の一例を説明するためのフローチャート図である。図７は、ＤＰＦの異常判定方法の概略について説明するために示す図である。

１．内燃機関の排気系の全体的構成
図１において、内燃機関１は、代表的にはディーゼルエンジンであって、複数の燃料噴射弁５を備えるとともに、排気を流通させる排気管３が接続されている。燃料噴射弁５は電子制御装置３０によって通電制御されるものであり、電子制御装置３０は、機関回転数やアクセル操作量、その他の情報に基づいて燃料噴射量を演算するとともに、算出された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁５の通電時期及び通電時間を求めて、燃料噴射弁５の通電制御を実行するようになっている。

内燃機関１に接続された排気管３には排気浄化装置１０が設けられている。排気浄化装置１０は、排気管３の上流側から順に備えられたＤＰＦ１２とＮＯ_X浄化触媒１３とを有している。また、排気浄化装置１０は、ＤＰＦ１２の前後の差圧を検出するための差圧センサ１５を備えている。差圧センサ１５のセンサ信号は電子制御装置３０に入力されるようになっている。

ＤＰＦ１２は、排気中に含まれる煤等のＰＭを捕集する機能を有するフィルタである。ＤＰＦ１２は、代表的にはハニカム構造を有するフィルタが用いられるが、このようなフィルタに限定されない。このＤＰＦ１２は、ＰＭの捕集量が増大して目詰まりを生じないように、所定の時期に、ＰＭを燃焼（酸化）させる再生制御が行われるようになっている。

ＮＯ_X浄化触媒１３は、排気中に含まれるＮＯ_X（窒素酸化物）を還元して浄化する機能を有する触媒である。代表的には、排気の空燃比が燃料リーンの状態でＮＯ_Xを吸蔵する一方、空燃比が燃料リッチになったときにＮＯ_Xを放出して、ＮＯ_XとＨＣ（未燃燃料）との反応を促進させるＮＯ_X吸蔵触媒や、アンモニアやＨＣ等の還元剤を吸着するとともに、流入するＮＯ_Xを選択的に還元剤と反応させる選択還元触媒が挙げられる。ただし、ＮＯ_X浄化触媒１３の種類や位置等については、特に限定されるものではない。

差圧センサ１５は、ＤＰＦ１２の上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差圧を検出するために用いられる。差圧センサ１５には、ＤＰＦ１２よりも上流側の排気通路７に接続された上流側圧力導入ホース（以下、「上流ホース」と称する。）１７を介して上流側の排気圧力が導入される。また、差圧センサ１５には、ＤＰＦ１２よりも下流側の排気通路９に接続された下流側圧力導入ホース（以下、「下流ホース」と称する。）１９を介して下流側の排気圧力が導入される。

本実施の形態においては、ＤＰＦ１２の下流側にＮＯ_X浄化触媒１３が備えられており、内燃機関１の運転中におけるＤＰＦ１２の下流側の排気圧力は、ＤＰＦ１２の上流側の排気圧力よりも低いものの、大気圧よりも高い圧力を示すようになっている。

本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置において、差圧センサ１５を用いて検出される差圧の情報は、ＤＰＦ１２におけるＰＭの捕集量の推定に用いられるとともに、上流ホース及び下流ホースの異常診断にも用いられる。

２．電子制御装置（差圧センサの異常診断装置）
（１）装置の構成
図２は、電子制御装置３０の構成のうち、差圧センサ１５の異常診断に関連する部分を機能的なブロックで表したものである。この電子制御装置３０が差圧センサ１５の異常診断装置としての機能を有している。

電子制御装置３０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、差圧検知手段３１と、第１の判定手段３３と、第２の判定手段３５とを備えている。具体的に、これらの各手段は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものとなっている。

また、図示しないものの、電子制御装置３０には、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる記憶手段等が備えられている。記憶手段には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されるとともに、上記した各手段による演算結果等が書き込まれるようになっている。

差圧検知手段３１は、差圧センサ１５のセンサ信号に基づいて、ＤＰＦ１２の前後の差圧検出値ΔＰを求めるように構成されている。本実施の形態にかかる電子制御装置３０において、差圧検知手段３１は、上流側の排気圧力から下流側の排気圧力を差し引いた圧力差を検知可能に構成されており、正の値だけでなく負の値も検知可能になっている。

第１の判定手段３３は、ＤＰＦ１２よりも上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄに基づいて、ＤＰＦ１２の異常の有無を判定するように構成されている。ＤＰＦ１２の異常とは、ＤＰＦ１２の過燃焼による溶損や、物理的なダメージによるＤＰＦ１２の貫通、ＤＰＦ１２の未装着等の異常状態を指す。上流側の排気温度Ｔｕは、排気温度センサを用いて検出したり、内燃機関１の運転状態等に基づいて演算によって推定したりすることができる。下流側の排気温度Ｔｄは、排気温度センサを用いて検出することができる。

第２の判定手段３５は、差圧検出値ΔＰと、第１の判定手段３３の判定結果Ａ１とに基づいて、差圧センサ１５の上流ホース１７及び下流ホース１９の異常の有無を判定するように構成されている。

（２）フローチャート
次に、電子制御装置３０によって実行される差圧センサの異常診断のルーチンについて、図３〜図６のフローチャート図に基づいて説明する。このルーチンは、内燃機関１の運転中において所定の時期ごとに実行されるようになっていてもよいし、内燃機関１が１回始動されるごとに１回の割合で実行されるようになっていてもよい。

まず、図３のフローチャート図のステップＳ１において、電子制御装置３０は、ＤＰＦ１２の異常判定を行う。図４は、ＤＰＦ１２の異常判定の一例を具体的に示すフローチャート図である。

図４のステップＳ１１において、電子制御装置３０は、ＤＰＦ１２の上流側の排気温度Ｔｕが変化中であるか否かを判別する。排気温度Ｔｕが変化中であるか否かは、例えば、上流側の排気温度Ｔｕを継続的に検出するとともに、単位時間当たりの温度変化率が所定値以上となっているか否かや、内燃機関１の運転状態が急激に変化しているか否かを判別することによって判定することができる。温度が上昇している場合であっても下降している場合であっても構わない。

このステップＳ１１は、ＤＰＦ１２が正常であるならば、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの温度差が所定程度大きくなる状況となっていることを確認するためのステップとなっている。上述の具体的な判定方法の例における閾値や条件は、あらかじめ実験等によって求められる最適値とすることができる。ただし、ステップＳ１１における具体的な判定方法は、上述の例に限定されない。

このような判定方法によって、上流側の排気温度Ｔｕが変化中であると判定されるまでステップＳ１１の判別が繰り返され、ステップＳ１１でＹｅｓと判定された場合に、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、電子制御装置３０は、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの差分の絶対値が所定の温度差閾値ΔＴ１未満であるか否かを判別する。

このステップＳ１２は、現在の排気の状況に応じて、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの差分が適切に大きくなっているか否かを判別するためのステップとなっている。温度差閾値ΔＴ１は、直前の排気温度Ｔｕ，Ｔｄと現在の排気の状況とから想定される温度差を考慮して最適な値とすることができる。あるいは、ステップＳ１１における上流側の排気温度Ｔｕの変化の判別において、ある一定の差分が生じるような温度変化を条件とすれば、温度差閾値ΔＴ１を一定の値に設定することができる。

ステップＳ１２においてＹｅｓと判定される場合には、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの温度差が大きくなる状況であるにもかかわらず、温度差が大きくなっていないことから、電子制御装置３０は、ステップＳ１３に進んでＤＰＦ１２の異常発生を知らせるフラグを立ててＤＰＦ１２の異常判定を終了する。一方、ステップＳ１２においてＮｏと判定される場合には、現在の排気の状況に応じて、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの温度差が大きくなっていることから、電子制御装置３０は、ステップＳ１４に進んでＤＰＦ１２の異常発生を知らせるフラグを下ろした状態としてＤＰＦ１２の異常判定を終了する。

図７は、図４のフローチャート図の例によるＤＰＦ１２の異常判定の概略を説明するために示す図である。図７（ａ）は、ＤＰＦ１２の異常を生じていない場合において、ＤＰＦ１２の上流側の排気温度Ｔｕが変化したときの下流側の排気温度Ｔｄの変化について、通常運転領域とＤＰＦ再生運転領域とに分けて示している。また、図７（ｂ）は、ＤＰＦ１２の異常を生じている場合において、ＤＰＦ１２の上流側の排気温度Ｔｕが変化したときの下流側の排気温度Ｔｄの変化について、通常運転領域とＤＰＦ再生運転領域とに分けて示している。

図７（ａ）に示すように、ＤＰＦ１２に異常を生じていない場合には、ＤＰＦ１２の上流側と下流側とが貫通状態ではなく、ＤＰＦ１２の熱伝達の遅れによって、上流側の排気温度Ｔｕが変化してから下流側の排気温度Ｔｄが変化するまでに遅れが発生する。したがって、上流側の排気温度Ｔｕが変化している期間において、ある時期の上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとを比較すると、大きな温度差が生じていることが分かる。

これに対して、図７（ｂ）に示すように、ＤＰＦ１２に異常を生じている場合には、上流側の排気温度Ｔｕが変化するのとほぼ同時に下流側の排気温度Ｔｄも変化する。したがって、上流側の排気温度Ｔｕが変化している期間において、ある時期の上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとを比較しても、大きな温度差が生じていないことが分かる。

したがって、図４の例では、上流側の排気温度Ｔｕが変化しているときの上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの差分が温度差閾値ΔＴ１未満であるか否かを判別することで、ＤＰＦ１２の異常発生の有無を判定するようになっている。

図３に戻り、ＤＰＦ１２の異常判定を終了すると、電子制御装置３０は、ステップＳ２において、差圧センサ１５のセンサ値に基づいて差圧検出値ΔＰを求めた後、ステップＳ３において、差圧センサ１５の異常判定を実行する。

図５及び図６は、差圧センサ１５の異常判定の一例を具体的に示すフローチャート図であり、図５が、下流ホース１９の異常の有無を判定するためのフローチャート図を示し、図６が、上流ホース１７の異常の有無を判定するためのフローチャート図を示している。

まず、下流ホース１９の異常の有無を判定する場合には、図５のステップＳ２１において、電子制御装置３０は、ＤＰＦ１２の異常を生じているか否かを判別する。具体的には、ＤＰＦ１２の異常発生を知らせるフラグが立っているか否かによって判定が行われる。

ステップＳ２１においてＮｏと判定された場合には、ステップＳ２５に進み、電子制御装置３０は、差圧検出値ΔＰが所定の上限閾値ΔＰ_H以上となっているか否かを判別する。この上限閾値ΔＰ_Hは、ＤＰＦ１２の異常を生じていない状態において、下流ホース１９に大気圧が導入されていないかを判別するために設定される閾値である。上限閾値ΔＰ_Hは、上流側の排気圧力に影響を及ぼす排気流量Ｆｇに応じて選択されるように、あらかじめ実験等によって求められて記憶される。

ステップＳ２５でＹｅｓと判定される場合には、ＤＰＦ１２の異常を生じておらず、正常な差圧が検出されるはずの状況において、差圧検出値ΔＰが著しく大きくなっていることから、下流ホース１９が、抜けや破損によって大気開放状態となっていると推定される。そのため、電子制御装置３０は、ステップＳ２３に進んで下流ホース１９の異常発生を知らせるフラグを立てて、下流ホース１９の異常の有無の判定を終了する。

一方、ステップＳ２５でＮｏと判定される場合には、現在の状況に応じて適切な差圧検出値ΔＰが示されていることから、電子制御装置３０は、ステップＳ２４に進んで下流ホース１９の異常発生を知らせるフラグを下ろした状態として、下流ホース１９の異常の有無の判定を終了する。

また、ステップＳ２１においてＹｅｓと判定された場合には、ステップＳ２２に進み、電子制御装置３０は、差圧検出値ΔＰと差圧基準値ΔＰ０との差の絶対値が閾値α以下となっているか否かを判別する。この差圧基準値ΔＰ０は、ＤＰＦ１２の異常を生じていないと仮定した場合に想定される差圧の値であって、排気流量Ｆｇに応じて選択されるように、あらかじめ実験等によって求められて記憶されている。また、閾値αは、許容誤差を考慮して最適な値に設定することができる。

ステップＳ２２でＹｅｓと判定される場合には、ＤＰＦ１２の異常を生じており、差圧が生じにくい状況であるにもかかわらず、想定値に近い差圧検出値ΔＰが検知されていることから、下流ホース１９が、抜けや破損によって大気開放状態となっていると推定される。そのため、電子制御装置３０は、ステップＳ２３に進んで下流ホース１９の異常発生を知らせるフラグを立てて、下流ホース１９の異常の有無の判定を終了する。

一方、ステップＳ２２でＮｏと判定される場合には、現在の状況に応じて適切な差圧検出値ΔＰが示されていることから、電子制御装置３０は、ステップＳ２４に進んで下流ホース１９の異常発生を知らせるフラグを下ろした状態として、下流ホース１９の異常の有無の判定を終了する。

次に、上流ホース１７の異常の有無を判定する場合には、図６のステップＳ３１において、電子制御装置３０は、ＤＰＦ１２の異常を生じているか否かを判別する。具体的には、ＤＰＦ１２の異常発生を知らせるフラグが立っているか否かによって判定が行われる。

ステップＳ３１においてＮｏと判定された場合には、ステップＳ３５に進み、電子制御装置３０は、差圧検出値ΔＰが所定の下限閾値ΔＰ_L以下となっているか否かを判別する。この下限閾値ΔＰ_Lは、ＤＰＦ１２の異常を生じていない状態において、上流ホース１７に大気圧が導入されていないかを判別するために設定される閾値である。下限閾値ΔＰ_Lは、上流側だけでなく下流側の排気圧力に影響を及ぼす排気流量Ｆｇに応じて選択されるように、あらかじめ実験等によって求められて記憶されている。

ステップＳ３５でＹｅｓと判定される場合には、ＤＰＦ１２の異常を生じておらず、正常な差圧が検出されるはずの状況において、差圧検出値ΔＰが著しく小さくなっていることから、上流ホース１７が、抜けや破損によって大気開放状態となっていると推定される。そのため、電子制御装置３０は、ステップＳ３３に進んで上流ホース１７の異常発生を知らせるフラグを立てて、上流ホース１７の異常の有無の判定を終了する。

一方、ステップＳ３５でＮｏと判定される場合には、現在の状況に応じて適切な差圧検出値ΔＰが示されていることから、電子制御装置３０は、ステップＳ３４に進んで上流ホース１７の異常発生を知らせるフラグを下ろした状態として、上流ホース１７の異常の有無の判定を終了する。

また、ステップＳ３１においてＹｅｓと判定された場合には、ステップＳ３２に進み、電子制御装置３０は、差圧検出値ΔＰが所定の異常時閾値ΔＰ_L´以下となっているか否かを判別する。この異常時閾値ΔＰ_L´は、ＤＰＦ１２に異常を生じていることを想定して、上流ホース１７に大気圧が導入されていないかを判別するために設定される閾値である。異常時閾値ΔＰ_L´は、ＤＰＦ１２に異常を生じていることを想定して、排気圧力に影響を及ぼす排気流量Ｆｇに応じて選択されるように、あらかじめ実験等によって求められて記憶される。

ステップＳ３２でＹｅｓと判定される場合には、ＤＰＦ１２の異常を生じており、差圧が生じにくい状況であるにもかかわらず、想定値に近い差圧検出値ΔＰが検知されていることから、上流ホース１７が、抜けや破損によって大気開放状態となっていると推定される。そのため、電子制御装置３０は、ステップＳ３３に進んで上流ホース１７の異常発生を知らせるフラグを立てて、上流ホース１７の異常の有無の判定を終了する。

一方、ステップＳ３２でＮｏと判定される場合には、現在の状況に応じて適切な差圧検出値ΔＰが示されていることから、電子制御装置３０は、ステップＳ３４に進んで上流ホース１７の異常発生を知らせるフラグを下ろした状態として、上流ホース１７の異常の有無の判定を終了する。

なお、下流ホース１９の異常の判定と上流ホース１７の異常の判定を行う順序については特に限定されない。また、下流ホース１９又は上流ホース１７のうちのいずれか一方の異常の判定のみを行うようにしてもよい。

３．本実施の形態による効果
以上説明した本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置としての電子制御装置３０は、ＤＰＦ１２の異常判定結果と差圧センサ１５による差圧検出値ΔＰとに基づいて差圧センサ１５の下流ホース１９及び上流ホース１７あるいはいずれか一方の異常の有無を診断することとしている。そのため、圧力導入ホースに異常を生じている場合には、ＤＰＦ１２の異常判定結果に応じた差圧検出値ΔＰが適切に出力されなくなるため、差圧センサ１５の圧力導入ホースの異常の有無を適切に判定することを可能にすることができる。

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、ＤＰＦ１２の異常判定の結果が異常なし、かつ、差圧検出値ΔＰが上限閾値ΔＰ_H以上のときに、ＤＰＦ１２よりも下流側の排気通路９に接続される下流ホース１９に異常ありと判定することとしているため、下流ホース１９の抜けや破損等を確実に検知することができる。

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、ＤＰＦ１２の異常判定の結果が異常なし、かつ、差圧検出値ΔＰが下限閾値ΔＰ_L以下のときに、ＤＰＦ１２よりも上流側の排気通路７に接続される上流ホース１７に異常ありと判定することとしているため、上流ホース１７の抜けや破損等を確実に検知することができる。

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、ＤＰＦ１２の異常判定の結果が異常あり、かつ、差圧検出値ΔＰと差圧基準値ΔＰ０との差の絶対値が閾値α以下であるときに、ＤＰＦ１２よりも上流ホース１７又は下流ホース１９に異常ありと判定することとしているため、ＤＰＦ１２の異常を生じている場合であっても、上流ホース１７又は下流ホース１９の抜けや破損等を確実に検知することができる。

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、判別を行う際の上限閾値ΔＰ_H及び下限閾値ΔＰ_L、さらには、差圧検出値ΔＰが正常範囲を示しているか否かを判断する基準となる差圧基準値ΔＰ０を、上流ホース１７又は下流ホース１９が大気開放状態となっていることを想定して、排気流量Ｆｇに応じて設定することとしているため、診断時の内燃機関１の運転状態に応じて適切に上流ホース１７又は下流ホース１９の異常の有無を判定することができる。

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、ＤＰＦ１２よりも上流側の排気温度Ｔｕが変化した場合に、ＤＰＦ１２よりも上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの差の絶対値が所定の温度差閾値ΔＴ１未満のときにＤＰＦ１２に異常ありと判定することとしているため、差圧センサ１５の信頼性に依存せずにＤＰＦ１２の異常判定を行うことができ、結果的に、差圧センサ１５の異常判定の信頼性を高めることができる。

４．変形例
以上説明した本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置は、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置は、例えば、以下のように変更することができる。

（１）本実施の形態において説明した内燃機関１の排気系を構成する各構成要素や、電子制御装置３０の設定値、設定条件はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。

（２）本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置においては、上流側の排気温度Ｔｕが変化しているある時点での、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの温度差に基づいてＤＰＦ１２の異常判定を行うこととしているが、上流側の排気温度Ｔｕが変化してある温度ＴｕＡになってから、下流側の排気温度Ｔｄが当該温度ＴｕＡになるまでの時間差に基づいてＤＰＦ１２の異常判定を行うこともできる。すなわち、図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、ＤＰＦ１２に異常を生じている場合には、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの変化の遅れがなくなることから、この時間差によってＤＰＦ１２の異常判定をすることもできる。

図８は、時間差によってＤＰＦ１２の異常判定を行う例を具体的に示すフローチャート図である。この例では、まずステップＳ４１において、電子制御装置はＤＰＦの上流側の排気温度Ｔｕが変化中であるか否かを判別する。具体的な判定方法は、図４のステップＳ１１の場合と同様とすることができる。Ｙｅｓと判定されるまでステップＳ４１が繰り返され、ステップＳ４１においてＹｅｓと判定された場合には、ステップＳ４２に進み、電子制御装置はそのときの上流側の排気温度Ｔｕ０と、開始時間ＴＩｓｔａｒｔとを読み込み記憶する。

次いで、ステップＳ４３において、電子制御装置はＤＰＦの下流側の排気温度Ｔｄが記憶した排気温度Ｔｕ０に到達したか否かを判別する。そして、下流側の排気温度Ｔｄが記憶した排気温度Ｔｕ０に到達すると（Ｙｅｓ判定）、ステップＳ４４に進み、電子制御装置はそのときの終了時間ＴＩｅｎｄを読み込み記憶する。次いで、ステップＳ４５において、電子制御装置は、開始時間ＴＩｓｔａｒｔと終了時間ＴＩｅｎｄとの時間差が所定の時間差閾値ΔＴＩｔｈｒｅ未満であるか否かを判別する。時間差閾値ΔＴＩｔｈｒｅは、ＤＰＦ１２の熱伝達効率や、異常状態のレベル等を考慮して最適な値とすることができる。

ステップＳ４５においてＹｅｓと判定される場合には、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの温度変化の時間差が大きくなる状況であるにもかかわらず、時間差が生じていないことから、電子制御装置は、ステップＳ４６に進んでＤＰＦの異常発生を知らせるフラグを立ててＤＰＦの異常判定を終了する。一方、ステップＳ４５においてＮｏと判定される場合には、現在の排気の状況に応じて、上流側の排気温度Ｔｕと下流側の排気温度Ｔｄとの温度変化の時間差が生じていることから、電子制御装置は、ステップＳ４７に進んでＤＰＦの異常発生を知らせるフラグを下ろした状態としてＤＰＦの異常判定を終了する。

このようにＤＰＦの異常判定を実行することによっても、差圧センサの信頼性に依存せずにＤＰＦの異常判定を行うことができ、結果的に差圧センサの異常判定の信頼性を高めることができる。

（３）本実施の形態にかかる差圧センサの異常診断装置よる異常診断のルーチンは、ＤＰＦ１２の再生制御が実行された後、すなわち、ＤＰＦ１２におけるＰＭの捕集量が少ない状態で実行されることが好ましい。ＰＭの捕集量が少ない状態であれば、ＰＭの捕集量を考慮しないで差圧検出値ΔＰが適切な値を示しているか否かを判定することができるため、より正確に上流ホース１７又は下流ホース１９の異常を判定することができる。

１：内燃機関、３：排気管、５：燃料噴射弁、７：上流側排気通路、９：下流側排気通路、１０：排気浄化装置、１２：パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、１３：ＮＯX浄化触媒、１５：差圧センサ、１７：上流側圧力導入ホース（上流ホース）、１９：下流側圧力導入ホース（下流ホース）、３０：電子制御装置（差圧センサの異常診断装置）、３１：差圧検出手段、３３：第１の判定手段、３５：第２の判定手段

Claims

内燃機関の排気通路に備えられた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の前後の差圧を検出するための差圧センサと、を備えた排気浄化装置における前記差圧センサの異常の有無を診断するための差圧センサの異常診断装置において、
前記パティキュレートフィルタの前後の温度に基づいて前記パティキュレートフィルタの異常判定を行う第１の判定手段と、
前記第１の判定手段による判定結果、及び、前記差圧センサによって検出される差圧検出値に基づいて前記差圧センサの異常判定を行う第２の判定手段と、
を備えることを特徴とする差圧センサの異常診断装置。
前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段の判定結果が異常なし、かつ、前記差圧検出値が所定の上限閾値以上のときに、前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に接続される前記差圧センサの圧力導入ホースに異常ありと判定することを特徴とする請求項１に記載の差圧センサの異常診断装置。
前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段の判定結果が異常なし、かつ、前記差圧検出値が所定の下限閾値以下のときに、前記パティキュレートフィルタよりも上流側の排気通路に接続される前記差圧センサの圧力導入ホースに異常ありと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の差圧センサの異常診断装置。
前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段の判定結果が異常あり、かつ、前記差圧検出値が正常範囲のときに、前記パティキュレートフィルタよりも上流側又は下流側の排気通路に接続される前記差圧センサの圧力導入ホースに異常ありと判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の差圧センサの異常診断装置。
前記圧力導入ホースが大気開放状態となっている異常を想定し、排気流量に応じて、前記上限閾値、前記下限閾値又は前記正常範囲を設定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の差圧センサの異常診断装置。
前記第１の判定手段は、前記パティキュレートフィルタよりも上流側の排気温度が変化した場合に、前記パティキュレートフィルタよりも上流側の排気温度と下流側の排気温度との差が所定の温度差閾値未満のときに前記パティキュレートフィルタに異常ありと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の差圧センサの異常診断装置。
前記第１の判定手段は、前記パティキュレートフィルタよりも上流側の排気温度が変化した場合に、前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気温度が前記上流側の排気温度の変化度合いに到達するまでの時間が所定の時間閾値未満のときに前記パティキュレートフィルタに異常ありと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の差圧センサの異常診断装置。