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DE112009004746B4 - PM SENSOR, PM-LOW DETECTION DEVICE FOR EXHAUST GAS AND ANORMALITY DETECTION DEVICE FOR FUEL-POWERED MACHINE - Google Patents

PM SENSOR, PM-LOW DETECTION DEVICE FOR EXHAUST GAS AND ANORMALITY DETECTION DEVICE FOR FUEL-POWERED MACHINE Download PDF

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DE112009004746B4
DE112009004746B4 DE112009004746T DE112009004746T DE112009004746B4 DE 112009004746 B4 DE112009004746 B4 DE 112009004746B4 DE 112009004746 T DE112009004746 T DE 112009004746T DE 112009004746 T DE112009004746 T DE 112009004746T DE 112009004746 B4 DE112009004746 B4 DE 112009004746B4
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Abstract

PM-Sensor mit: einer Einlassöffnung, durch die ein Teil eines Gases, das von einem Abgaspfad (10) einer Brennkraftmaschine (2) bezogen wird, einströmen kann; einem Filter (30) zum Filtern von Feinstaub (PM) in dem Gas, das durch die Einlassöffnung eingeströmt ist; einem Heizer (32), der an dem Filter angebracht ist und zum Ändern der Temperatur des Filters im Stande ist; einer Auslassöffnung, durch die das Gas, das das Filter durchlaufen hat, in den Abgaspfad ausströmen kann; und einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (24), das auf der Auslassöffnungsseite angeordnet ist und einen eignen Heizer umfasst, wobei das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement bei Aktivierung durch den Heizer auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird und angepasst ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration des Gases zu ändern, das das Filter durchlaufen hat, und wobei das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement derart von dem Filter getrennt beabstandet ist, dass das Filter ein Temperaturniveau aufweist, auf dem Feinstaub in dem Filter nicht beseitigt wird, wenn das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement selbst auf der vorbestimmten Temperatur ist.PM sensor comprising: an intake port through which a part of a gas supplied from an exhaust path (10) of an internal combustion engine (2) can flow; a filter (30) for filtering particulate matter (PM) in the gas that has flowed through the inlet port; a heater (32) attached to the filter and capable of changing the temperature of the filter; an exhaust port through which the gas that has passed through the filter can flow out into the exhaust path; and an oxygen concentration sensing element (24) disposed on the outlet port side and comprising a dedicated heater, wherein the oxygen concentration sensing element is heated to a predetermined temperature upon activation by the heater and adapted to change its output according to an oxygen concentration of the gas having passed through the filter, and wherein the oxygen concentration sensing element is spaced apart from the filter such that the filter has a temperature level at which particulate matter in the filter is not removed when the oxygen concentration sensing element itself is at the predetermined temperature.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen PM-Sensor und eine PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas.The present invention relates to a PM sensor and a PM amount detecting device for exhaust gas.

HintergrundtechnikBackground Art

Wie es zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H08-284644 ( JP 08284644 A ) offenbart ist, ist herkömmlich eine Brennkraftmaschine bekannt, die mit einem Partikelfilter zum Filtern von Feinstaub bzw. Feststoff in dem Abgas ausgestattet ist. Nachstehend wird hierin der Feinstaub bzw. Feststoff auch einfach als ”Partikel” oder ”PM” bezeichnet.As it is for example in the Japanese Patent Laid-Open Publication No. H08-284644 ( JP 08284644 A ), conventionally known is an internal combustion engine equipped with a particulate filter for filtering particulate matter in the exhaust gas. Hereinafter, the particulate matter will also be referred to simply as "particle" or "PM".

Die vorstehend beschriebene herkömmliche Brennkraftmaschine ist mit einem Drucksensor zum Erfassen eines Differenzdrucks eines Filters ausgestattet. Wenn Abgas, das eine große Menge von Partikeln enthält, in das Filter strömt, erhöht sich dementsprechend die Partikelmenge in dem Filter. Infolgedessen erhöht sich ebenso auch der Differenzdruck des Filters. Daher ist es durch Erfassen bzw. Abfühlen des Differenzdrucks des Filters möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas zu erfassen bzw. abzufühlen.The conventional internal combustion engine described above is equipped with a pressure sensor for detecting a differential pressure of a filter. Accordingly, when exhaust gas containing a large amount of particulates flows into the filter, the amount of particulates in the filter increases. As a result, the differential pressure of the filter also increases as well. Therefore, by detecting the differential pressure of the filter, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas.

Daneben sind die Konfigurationen der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-32490 ( JP 2007032490 A ) und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-64621 ( JP 2008064621 A ) als die Konfiguration zum Erfassen bzw. Abfühlen der Partikelmenge wohl bekannt.In addition, the configurations of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2007-32490 ( JP 2007032490 A ) and the Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2008-64621 ( JP 2008064621 A ) is well known as the configuration for detecting the particle amount.

In diesem Zusammenhang sind auch Anormalitätserfassungsvorrichtungen für eine Brennkraftmaschine bekannt, etwa aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-157200 ( JP 2008157200 A ) und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-214146 ( JP 2003214146 A ).In this connection, also abnormality detecting devices for an internal combustion engine are known, such as from Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2008-157200 ( JP 2008157200 A ) and the Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-214146 ( JP 2003214146 A ).

Da Abgasemissionsvorschriften in den letzten Jahren verschärft wurden, besteht ein wachsender Bedarf für Sensoren zum Erfassen bzw. Abfühlen der Partikelmenge. Auf dem aktuellen technologischen Stand steht jedoch keine Einführung eines PM-Sensors oder einer PM-Menge-Erfassungsvorrichtung einer bordeigenen bzw. fahrzeugseitigen Ausführung bevor, der/die praktischen Einsatzumgebungen standhalten kann. Daher bestehen dringende Erfordernisse zur Entwicklung von PM-Sensoren und PM-Menge-Erfassungsvorrichtungen zum Erfassen bzw. Abfühlen der Partikelmenge. Außerdem müssen, wenn in einem Partikelfilter einer Brennkraftmaschine eine Anormalität bzw. Unregelmäßigkeit auftritt, unverzügliche Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Daher sind technologische Fortschritte auch in der Anormalitätserfassungstechnik für Partikelfilter erwünscht.As exhaust emission regulations have been tightened in recent years, there is a growing demand for sensors for detecting the amount of particulates. However, at the current state of the art, there is no introduction of a PM sensor or a PM amount detection device on-board or on-vehicle execution that can withstand the practical use environments. Therefore, there are urgent requirements for developing PM sensors and PM amount detecting devices for detecting the amount of particulates. In addition, when an abnormality or irregularity occurs in a particulate filter of an internal combustion engine, immediate countermeasures must be taken. Therefore, technological advances are also desired in the particulate filter abnormality detection technique.

Kurzfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht und weist als eine Aufgabe auf, einen PM-Sensor und eine PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas bereitzustellen, die zum Erfassen bzw. Abfühlen der Menge von Feinstaub bzw. Feststoff im Stande sind.The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as an object to provide a PM sensor and a PM amount detection device for exhaust gas capable of detecting the amount of particulate matter.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem PM-Sensor, wie er in Patentansprüchen 1 bis 3 definiert ist.A first aspect of the present invention is a PM sensor as defined in claims 1 to 3.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einer PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas, wie sie in Patentansprüchen 4 bis 7 definiert ist.A second aspect of the present invention is a PM quantity detecting device for exhaust gas as defined in claims 4 to 7.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einer PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas, wie sie in Patentanspruch 8 definiert ist.A third aspect of the present invention is a PM quantity detecting device for exhaust gas as defined in claim 8.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bringt ein Sauerstoffkonzentration-Sensorelement eine Ausgabe mit einer niedrigeren Sauerstoffkonzentration hervor, wenn die Menge von Partikeln in einem Filter steigt. Basierend auf der Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Gas zu erfassen, das in das Filter hinein strömt. Ferner ist es möglich, das Erfassen der Menge von Partikeln wiederholt durchzuführen, da die Partikel in dem Filter durch Erhitzen mit einem Heizer beseitigt werden können.According to the present invention, an oxygen concentration sensing element produces an output having a lower oxygen concentration as the amount of particulates in a filter increases. Based on the output of the oxygen concentration sensor element, it is possible to detect the amount of particles in the gas flowing into the filter. Further, it is possible to repeatedly carry out the detection of the amount of particulates since the particulates in the filter can be eliminated by heating with a heater.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Sauerstoffkonzentration-Sensorelement sowohl auf der stromaufwärts liegenden Seite des Filters als auch auf der stromabwärts liegenden Seite des Filters bereitgestellt sein. Die Differenz zwischen den Ausgaben dieser Sauerstoffkonzentration-Sensorelemente entspricht mit hoher Genauigkeit der Menge von Partikeln in dem Filter. Somit ist es basierend auf der Differenz zwischen den Ausgaben dieser Sauerstoffkonzentration-Sensorelemente möglich, mit hoher Genauigkeit die Menge von Partikeln in dem Gas zu erfassen, das in das Filter hinein strömt.According to the present invention, an oxygen concentration sensing element may be provided both on the upstream side of the filter and on the downstream side of the filter. The difference between the outputs of these oxygen concentration sensor elements corresponds with high accuracy to the amount of particles in the filter. Thus, based on the difference between the outputs of these oxygen concentration sensor elements, it is possible to detect with high accuracy the amount of particles in the gas flowing into the filter.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelement als das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement verwendet werden. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor weist eine bewährte Erfolgs- bzw. Erfahrungsgeschichte als der Sensor zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration von Abgas auf. Durch Verwendung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelement ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas mit hoher Zuverlässigkeit zu erfassen.According to the present invention, an air-fuel ratio sensor element may be used as the oxygen concentration sensor element. The air-fuel ratio sensor has a history of goodness as the sensor for detecting the oxygen concentration of exhaust gas. By using an air Fuel ratio sensor element, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas with high reliability.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die folgenden Wirkungen erzielt werden. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor arbeitet grundsätzlich, während er auf eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur erhitzt ist. Andererseits werden Partikel abbrennen, ohne dass sie in dem Filter angesammelt werden, wenn die Temperatur des Filters auf nicht weniger als eine spezielle Temperatur steigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann gewährleistet werden, dass das Filter Partikel auch halten kann, während die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf der Aktivierungstemperatur ist. Als Folge hiervon ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas auch zu erfassen, während sich der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor auf der Aktivierungstemperatur befindet.According to the present invention, the following effects can be obtained. The air-fuel ratio sensor basically operates while being heated to a predetermined activation temperature. On the other hand, particles will burn off without being accumulated in the filter when the temperature of the filter rises to not less than a specific temperature. According to the present invention, it can be ensured that the filter can also hold particles while the temperature of the air-fuel ratio sensor is at the activation temperature. As a result, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas while the air-fuel ratio sensor is at the activation temperature.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Heizer, nachdem das Filter auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt ist, derart gesteuert werden, dass die Temperatur des Filters auf ein Niveau gesenkt wird, auf dem Partikel eingefangen werden können. Nach der Heizersteuerung werden Partikel in dem Filter weiterhin eingefangen und wird die Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements erlangt bzw. erfasst bzw. beschafft. Je größer die Menge von Partikeln in dem Filter ist, desto niedriger wird die Sauerstoffkonzentration in dem Gas stromabwärts des Filters, und die Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements bringt einen niedrigeren Sauerstoffkonzentrationswert hervor. Daher ist es basierend auf der Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements möglich, die Menge von Partikeln in dem Gas zu berechnen, das in das Filter hinein strömt. Dies ermöglicht das Erfassen der Menge von Partikeln in dem Abgas.According to the present invention, after the filter is heated to a sufficiently high temperature, a heater can be controlled so that the temperature of the filter is lowered to a level at which particles can be trapped. After the heater control, particles in the filter are still trapped and the output of the oxygen concentration sensor element is acquired. The larger the amount of particles in the filter, the lower the oxygen concentration in the gas downstream of the filter, and the output of the oxygen concentration sensor element brings about a lower oxygen concentration value. Therefore, based on the output of the oxygen concentration sensor element, it is possible to calculate the amount of particulates in the gas flowing into the filter. This makes it possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas pro Zeiteinheit und pro Volumeneinheit zu berechnen.According to the present invention, it is possible to calculate the amount of particulates in the exhaust gas per unit time and per unit volume.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabediskrepanz bzw. -abweichung zwischen einer Vielzahl von Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren kalibriert werden. Dies macht es möglich, das Erfassen der Menge von Partikeln mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen.According to the present invention, the output discrepancy between a plurality of air-fuel ratio sensors can be calibrated. This makes it possible to perform the detection of the amount of particles with high accuracy.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Menge von Partikeln zu erfassen. Je größer die Menge von Partikeln in dem Abgas ist, desto größer wird die Menge von Partikeln, die in dem Filter pro Zeiteinheit einzufangen ist. Je größer die Menge von Partikeln in dem Filter ist, desto größer wird der Verbrauch elektrischer Energie von einem Heizer, die zum Beseitigen der Partikel in dem Filter notwendig ist. Daher ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Gas, das in das Filter hinein strömt, basierend auf dem Verbrauch elektrischer Energie eines Heizers zu berechnen.According to the present invention, it is possible to detect the amount of particles. The larger the amount of particulate matter in the exhaust gas, the larger the amount of particulate trapped in the filter per unit time. The greater the amount of particles in the filter, the greater the consumption of electrical energy from a heater necessary to remove the particles in the filter. Therefore, it is possible to calculate the amount of particulates in the gas flowing into the filter based on the consumption of electric energy of a heater.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, den Verbrauch elektrischer Energie genau zu berechnen, die an dem Heizer verbraucht wurde, bis die Partikel in dem Filter beseitigt wurden.According to the present invention, it is possible to accurately calculate the consumption of electric power consumed on the heater until the particles in the filter have been removed.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ob die Partikel in dem Filter beseitigt sind oder nicht.According to the present invention, it is possible to determine with high accuracy whether the particles in the filter are eliminated or not.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Sauerstoffkonzentrationssensor stromabwärts eines Partikelfilters bereitgestellt sein. Falls das Partikelfilter sich in einem Zustand befindet, in dem es fähig ist, Partikel normal einzufangen, werden sich die Partikel weiterhin in dem Filter ansammeln, so dass sich die Wirkung der Ansammlung von Partikeln in der Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors selbst manifestieren sollte. Daher ist es basierend auf der Ausgabe der Sauerstoffkonzentrationssensors möglich, eine Anormalität des Partikelfilters zu erfassen.According to the present invention, an oxygen concentration sensor may be provided downstream of a particulate filter. If the particulate filter is in a state capable of trapping particles normally, the particles will continue to accumulate in the filter so that the effect of the accumulation of particulate matter should manifest itself in the output of the oxygen concentration sensor itself. Therefore, based on the output of the oxygen concentration sensor, it is possible to detect an abnormality of the particulate filter.

Kurze Beschreibung von ZeichnungenShort description of drawings

1 ist eine Darstellung, um die Konfiguration eines PM-Sensors und einer PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zu zeigen. 1 FIG. 14 is a diagram to show the configuration of a PM sensor and a PM amount detection apparatus for exhaust gas according to Embodiment 1 of the present invention.

2 ist eine Darstellung, um die Ansicht der Konfiguration gemäß 1 aus Sicht der Richtung von Pfeil A zu zeigen. 2 is a representation to the view of the configuration according to 1 to be seen from the direction of arrow A.

3 ist ein Zeitdiagramm, um den Betrieb einer Erfassung der PM-Menge mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 1 zu veranschaulichen. 3 FIG. 13 is a timing chart for illustrating the operation of detecting the amount of PM related to Embodiment 1. FIG.

4 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die durch ECU 50 gemäß Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt wird. 4 FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by ECU 50 is performed according to Embodiment 1.

5 ist eine Darstellung, um ein Beispiel des Kennfelds der Korrelationslinie zwischen den Wert von ΔIL und der Menge von Partikeln (der PM-Menge) zu zeigen. 5 Fig. 12 is a diagram to show an example of the map of the correlation line between the value of ΔI L and the amount of particles (the amount of PM).

6 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die durch ECU 50 gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. 6 FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by ECU 50 According to Embodiment 2 of the present invention is performed.

7 ist eine Darstellung, um die Konfiguration einer Anormalitätserfassungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zu zeigen. 7 FIG. 10 is a diagram to show the configuration of an abnormality detecting device of an internal combustion engine relating to Embodiment 3 of the present invention. FIG.

8 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die durch ECU 50 gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. 8th FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by ECU 50 According to Embodiment 3 of the present invention is performed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1010
Abgasrohrexhaust pipe
2020
Abtrennung bzw. TrennwandSeparation or partition
22, 2422, 24
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (A/F Sensor)Air-fuel ratio sensor (A / F sensor)
3030
Filterfilter
3434
HeizersteuerungsteilHeater control part
5050
ECU (elektronische Steuereinheit)ECU (electronic control unit)
130130
DPFDPF

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

[Konfiguration von Ausführungsbeispiel 1][Configuration of Embodiment 1]

1 ist eine Darstellung, um die Konfiguration eines PM-Sensors und einer PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zu zeigen. 2 ist eine Darstellung, um die Ansicht der Konfiguration gemäß 1 aus Sicht der Richtung von Pfeil A zu zeigen. Der PM-Sensor und die PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Ausführungsbeispiel 1 sind für Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen geeignet. 1 FIG. 14 is a diagram to show the configuration of a PM sensor and a PM amount detection apparatus for exhaust gas according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a representation to the view of the configuration according to 1 to be seen from the direction of arrow A. The PM sensor and the PM amount detection device for exhaust gas according to Embodiment 1 are suitable for internal combustion engines of vehicles.

Der PM-Sensor und die PM-Menge-Erfassungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 sind an einem Abgasrohr 10 einer Brennkraftmaschine 2 installiert. Es besteht keine Einschränkung bezüglich der Anzahl und des Typs von Zylindern der Brennkraftmaschine 2. Es wird bemerkt, dass die Brennkraftmaschine 2 gemäß 1 um der Einfachheit willen schematisch gezeigt ist. In dem Abgasrohr 10 sind der Reihe nach ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 22, ein Filter 30 und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 in der Richtung der Strömung von Abgas installiert. In der folgenden Beschreibung wird nachstehend um der Einfachhalt willen der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor auch als „A/F-Sensor” bezeichnet. Bei Ausführungsbeispiel 1 ist eine gemäß 1 gezeigte Abtrennung bzw. Trennwand 20 bereitgestellt. Die Abtrennung 20 öffnet sich gemäß 1 zu der linken Seite auf dem Blatt und der rechten Seite auf dem Blatt hin. Abgas strömt von der linken Seite auf dem Blatt gemäß 1 zu der rechten Seite auf dem Blatt gemäß 1 durch das Innere der Abtrennung 20.The PM sensor and the PM amount detecting device according to Embodiment 1 are on an exhaust pipe 10 an internal combustion engine 2 Installed. There is no limitation on the number and type of cylinders of the internal combustion engine 2 , It is noticed that the internal combustion engine 2 according to 1 For the sake of simplicity, it is shown schematically. In the exhaust pipe 10 are in turn an air-to-fuel ratio sensor 22 , a filter 30 and an air-fuel ratio sensor 24 installed in the direction of the flow of exhaust gas. In the following description, for the sake of simplicity, the air-fuel ratio sensor will be referred to as "A / F sensor" hereinafter. In Embodiment 1, one according to 1 shown partition or partition 20 provided. The separation 20 opens according to 1 to the left side on the sheet and the right side on the sheet. Exhaust gas flows from the left side on the sheet according to 1 to the right side on the sheet according to 1 through the interior of the separation 20 ,

Das Filter 30 ist ein Kompaktfilter zum Einfangen von feinen Partikeln. Das Filter 30 ist eine Ausführung mit geringer Größe des sogenannten Dieselpartikelfilters (DPF). Nachstehend wird hierin Feinstaub bzw. Feststaub (PM) auch einfach als „Partikel” oder „PM” bezeichnet.The filter 30 is a compact filter for capturing fine particles. The filter 30 is a small size version of the so-called diesel particulate filter (DPF). Hereinafter, particulate matter (PM) is also referred to simply as "particle" or "PM".

Ein Teil des Abgases, das in dem Abgasrohr 10 der Brennkraftmaschine 2 strömt, strömt in das Filter 30 hinein. Das Filter 30 kann Partikel in dem Abgas filtern, das dort hinein strömt. Demgemäß sammeln sich die Partikel innerhalb des Filters 30 fortwährend an. Als Folge hiervon kann das Filter 30 Partikel ergreifen und sammeln (das heißt, einfangen).Part of the exhaust gas that is in the exhaust pipe 10 the internal combustion engine 2 flows, flows into the filter 30 into it. The filter 30 can filter particles in the exhaust flowing into it. Accordingly, the particles accumulate within the filter 30 constantly on. As a result, the filter can 30 Grab and collect particles (that is, capture them).

Das Filter 30 kann so ausgebildet sein, dass das Material und die spezifische Konfiguration eines DPF nachgeahmt sind und seine äußere Form kleiner als die des DPF gemacht ist. Der genaue Aufbau des Filters 30 muss nicht notwendigerweise gleich oder analog dem DPF sein. Wie es gemäß 2 gezeigt ist, ist die Abmessung der äußeren Form des Filters 30 im Vergleich zu dem Innendurchmesser des Abgasrohrs 10 kleiner. Daher strömt ein Teil des Abgases in das Filter 30 hinein und strömt das verbleibende Gas weiter auf die stromabwärts liegende Seite des Abgasrohrs 10, ohne in das Filter 30 hinein zu strömen.The filter 30 may be formed such that the material and the specific configuration of a DPF are mimicked and its outer shape is made smaller than that of the DPF. The exact structure of the filter 30 does not necessarily have to be the same or analogous to the DPF. As it is according to 2 is shown, the dimension of the outer shape of the filter 30 compared to the inner diameter of the exhaust pipe 10 smaller. Therefore, part of the exhaust gas flows into the filter 30 and the remaining gas continues to flow to the downstream side of the exhaust pipe 10 without getting into the filter 30 to pour into it.

A/F-Sensoren 22 und 24 sind A/F-Sensoren eines Grenzstromtyps. Der A/F-Sensor eines Grenzstromstyps weist einen unterschiedlichen Grenzstromwert gemäß der Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre, mit anderen Worten der Sauerstoffkonzentration des zu erfassenden Gases, auf. Der Grenzstromwert variiert proportional gemäß der Sauerstoffkonzentration. Daher ändert der A/F-Sensor 22 seine Ausgabe gemäß der Sauerstoffkonzentration des Abgases auf der stromaufwärts liegenden Seite des Filters 30. Außerdem ändert ebenso der A/F-Sensor 24 seine Ausgabe gemäß der Sauerstoffkonzentration des Abgases auf der stromabwärts liegenden Seite des Filters 30.A / F sensors 22 and 24 are A / F sensors of a limiting current type. The limit current type A / F sensor has a different limit current value according to the oxygen concentration of the atmosphere, in other words, the oxygen concentration of the gas to be detected. The limit current value varies proportionally according to the oxygen concentration. Therefore, the A / F sensor changes 22 its output according to the oxygen concentration of the exhaust gas on the upstream side of the filter 30 , In addition, the A / F sensor also changes 24 its output according to the oxygen concentration of the exhaust gas on the downstream side of the filter 30 ,

Die A/F-Sensoren 22 und 24 umfassen jeweils eine äußere Elektrode, die dem zu erfassenden Gas, nämlich dem Abgas, ausgesetzt ist, eine innere Elektrode, die der Atmosphäre bzw. Außenluft ausgesetzt ist, und ein zwischen der äußeren Elektrode und der inneren Elektrode eingefügtes Sauerstoffionen leitendes Elektrolyt. Der Sauerstoffionen leitende Elektrolyt setzt vorzugsweise zum Beispiel ZrO2 ein, das eine hohe Zuverlässigkeit bzw. Beständigkeit aufweist. Da es keine besondere Einschränkung bezüglich der spezifischen Konfigurationen der A/F-Sensoren 22 und 24 gibt, wird eine weitere Beschreibung von diesen ausgelassen.The A / F sensors 22 and 24 Each of an outer electrode exposed to the gas to be detected, namely, the exhaust gas, has an inner electrode exposed to the atmosphere and an oxygen ion-conducting electrolyte interposed between the outer electrode and the inner electrode. The oxygen ion conductive electrolyte preferably employs ZrO 2 , for example, which has high reliability. As there is no particular limitation on the specific configurations of the A / F sensors 22 and 24 There is a further description of these is omitted.

Die A/F-Sensoren 22 und 24 werden durch einen eingebauten Heizer auf eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur erhitzt, und sie führen daraufhin das Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Aktivierungstemperatur durch. Wie es gemäß 1 gezeigt ist, sind das Filter 30 und der A/F-Sensor 22 oder 24 mit einem vorbestimmten Abstand voneinander entfernt angeordnet. Der Abstand zwischen dem Filter 30 und dem A/F-Sensor 22 oder 24 ist groß genug, so dass Partikel innerhalb des Filters 30 vorhanden sein können, ohne verbrannt zu werden, selbst wenn sich die A/F-Sensoren 22 und 24 auf der Aktivierungstemperatur befinden.The A / F sensors 22 and 24 are heated by a built-in heater to a predetermined activation temperature, and then perform the detection of an air-fuel ratio at the activation temperature. As it is according to 1 shown are the filters 30 and the A / F sensor 22 or 24 arranged at a predetermined distance from each other. The distance between the filter 30 and the A / F sensor 22 or 24 is big enough so that particles inside the filter 30 can be present without being burned, even if the A / F sensors 22 and 24 are at the activation temperature.

Das Filter 30 umfasst einen Heizer 32, der ein Kompaktheizer ist. Der Heizer 32 ist mit einem Heizersteuerungsteil 34 verbunden. Der Heizer 32 kann das Innere des Filters 30 auf einer hohen Temperatur halten, so dass Partikel innerhalb des Filters 30 beseitigt werden können. Dies macht es möglich, die Menge von Partikeln in dem Filter 30 auf Null zu verringern, wodurch die Regeneration bzw. Wiederherstellung des Filters 30 (die Regeneration bzw. Wiederherstellung einer Einfangfähigkeit) durchgeführt wird.The filter 30 includes a heater 32 which is a compact heater. The heater 32 is with a heater control part 34 connected. The heater 32 can the inside of the filter 30 Keep at a high temperature, leaving particles inside the filter 30 can be eliminated. This makes it possible to control the amount of particles in the filter 30 to reduce to zero, causing the regeneration or restoration of the filter 30 (the regeneration or recovery of a trapping ability) is performed.

Bei Ausführungsbeispiel 1 ist eine ECU (elektronische Steuereinheit) 50 mit den A/F-Sensoren 22 und 24 sowie dem Heizersteuerungsteil 34 verbunden. Die ECU kann die Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24 erlangen bzw. erfassen bzw. beschaffen. Nachstehend wird hierin um der Einfachheit willen der Grenzstromwert des A/F-Sensors 22 auch als ein Ausgabestromwert IL1 oder eine Ausgabe IL1 bezeichnet, und wird der Grenzstromwert des A/F-Sensors 24 als ein Ausgabestromwert IL2 oder eine Ausgabe IL2 bezeichnet. Außerdem speichert bei Ausführungsbeispiel 1 die ECU 50 vorab die arithmetische Verarbeitung, um die Differenz zwischen der Ausgabe IL1 und der Ausgabe IL2 zu berechnen. Nachstehend wird hierin die Differenz zwischen der Ausgabe IL1 und der Ausgabe IL2 auch als γIL bezeichnet.In Embodiment 1, an ECU (Electronic Control Unit) 50 with the A / F sensors 22 and 24 and the heater control part 34 connected. The ECU can monitor the outputs of the A / F sensors 22 and 24 obtain or capture or procure. Hereinafter, for the sake of simplicity, the limit current value of the A / F sensor will be described herein 22 also referred to as an output current value I L1 or an output I L1 , and becomes the limit current value of the A / F sensor 24 is referred to as an output current value I L2 or an output I L2 . In addition, in Embodiment 1, the ECU stores 50 advance the arithmetic processing to calculate the difference between the output I L1 and the output I L2 . Hereinafter, the difference between the output I L1 and the output I L2 is also referred to as γI L.

Außerdem kann die ECU 50 den Heizersteuerungsteil 34 mit einem Steuersignal versorgen, um eine Ein-Aus-Steuerung des Heizers 32 und eine Regulierung dessen Hitzeerzeugungsrate bzw. -stärke durchzuführen.In addition, the ECU 50 the heater control part 34 with a control signal to an on-off control of the heater 32 and to regulate its heat generation rate.

Es wird bemerkt, dass bei Ausführungsbeispiel 1, obwohl dies nicht veranschaulicht ist, die ECU 50 auch mit einem Sensor (zum Beispiel einem Ansaugdrucksensor oder einem Luftmengenmesser) zum Messen der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine 2 verbunden ist, der sich stromaufwärts des Abgasrohrs 10 befindet. Die ECU 50 kann eine Ansaugluftmenge Ga der Brennkraftmaschine 2 basierend auf der Ausgabe des vorstehend beschriebenen Sensors messen. Bei Ausführungsbeispiel 1 speichert die ECU 50 die Routine, um eine Abgasmenge Gexh basierend auf der Ansaugluftmenge Ga zu berechnen.It is noted that in Embodiment 1, although not illustrated, the ECU 50 also with a sensor (for example, a suction pressure sensor or an air flow meter) for measuring the intake air amount of the internal combustion engine 2 is connected, which is upstream of the exhaust pipe 10 located. The ECU 50 may be an intake air amount Ga of the internal combustion engine 2 based on the output of the sensor described above. In Embodiment 1, the ECU stores 50 the routine for calculating an exhaust gas amount Gexh based on the intake air amount Ga.

[Betrieb von Ausführungsbeispiel 1][Operation of Embodiment 1]

(PM-Erfassungsprinzip mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 1)(PM Detecting Principle With Reference to Embodiment 1)

Nach fortgesetzter sorgfältiger Forschung haben sich die vorliegenden Erfinder die Idee eines Verfahrens zum Erfassen der Menge von Partikeln basierend auf einem neuartigen Erfassungsprinzip einfallen lassen, das bis dahin unbekannt war. Der Diffusionsabstand des Gases (Sauerstoff: O2), das das Innere eines Kompaktfilters durchläuft bzw. -strömt, variiert nämlich, wenn Partikel durch das Kompaktfilter wie etwa das Filter 30 gefiltert werden.After continued careful research, the present inventors have come up with the idea of a method for detecting the amount of particles based on a novel detection principle that was previously unknown. Namely, the diffusion distance of the gas (oxygen: O 2 ) passing through the inside of a compact filter varies as particles pass through the compact filter such as the filter 30 be filtered.

Je größer die Menge von Partikeln in dem Filter ist, desto länger wird der Diffusionsabstand des Gases, das das Kompaktfilter durchläuft bzw. -strömt. Die Menge von O2, die das Kompaktfilter durchlaufen bzw. -strömen kann, verringert sich, wenn die Menge von Partikeln in dem Filter ansteigt; und als Folge hiervon lässt die Sauerstoffkonzentration auf der stromabwärts liegenden Seite des Kompaktfilters fortwährend nach. Daher ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Gas, das in das Kompaktfilter hinein strömt, basierend auf der Sauerstoffkonzentration auf der stromabwärts liegenden Seite des Kompaktfilters zu erfassen.The larger the amount of particles in the filter, the longer will be the diffusion distance of the gas passing through the compact filter. The amount of O 2 that can pass through the compact filter decreases as the amount of particles in the filter increases; and as a result, the oxygen concentration on the downstream side of the compact filter continues to decrease. Therefore, it is possible to detect the amount of particulates in the gas flowing into the compact filter based on the oxygen concentration on the downstream side of the compact filter.

Bei der vorstehend beschriebenen Reihe von Phänomenen spielt das Kompaktfilter die gleiche Rolle wie eine diffusionsgesteuerte Schicht in einem A/F-Sensor des Grenzstromtyps. Wenn der A/F-Sensor des Grenzstromtyps auf der stromabwärts liegenden Seite des Kompaktfilters angeordnet ist, steigt der Diffusionsabstand von Sauerstoff in einer Schicht, welche die Gesamtheit des Kompaktfilters und der diffusionsgesteuerten Schicht des A/F-Sensors des Grenzstromtyps darstellt, wenn die Menge von Partikeln in dem Filter ansteigt. Als Folge davon wird, wenn die Menge von Partikeln innerhalb des Filters ansteigt, der Grenzstromwert des A/F-Sensors des Grenzstromtyps auf der stromabwärts liegenden Seite fortwährend nachlassen.In the series of phenomena described above, the compact filter plays the same role as a diffusion-controlled layer in a limit current type A / F sensor. When the limit current type A / F sensor is disposed on the downstream side of the compact filter, the diffusion distance of oxygen in a layer representing the entirety of the compact filter and the diffusion controlled layer of the limit current type A / F sensor increases of particles in the filter increases. As a result, as the amount of particulates within the filter increases, the threshold current value of the downstream-side A / F sensor on the downstream side will continuously decrease.

Wenn ein A/F-Sensor des Grenzstromtyps jeweils stromaufwärts und stromabwärts des Kompaktfilters angeordnet ist, steigt die Differenz zwischen den Ausgaben der A/F-Sensoren des Grenzstromtyps auf der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Seite, wenn die Menge von Partikeln in dem Filter ansteigt. Daher ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Gas, das in das Kompaktfilter hinein strömt, basierend auf der Differenz zwischen den Ausgaben der A/F-Sensoren des Grenzstromtyps auf der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Seite zu erfassen.When a limit current type A / F sensor is disposed upstream and downstream of the compact filter respectively, the difference between the outputs of the limit current type A / F sensors on the upstream and downstream sides increases as the amount of particulates in the filter increases , Therefore, it is possible to detect the amount of particulates in the gas flowing into the compact filter, based on the difference between the outputs of the upstream / downstream side A / F sensors.

(Spezieller Betrieb von Ausführungsbeispiel 1) (Special Operation of Embodiment 1)

Wenn Abgas mit einem bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis bzw. Mischungsverhältnis und einer bestimmten Menge von Partikeln in das Filter 30 hinein strömt, bringt der A/F-Sensor 22 eine spezielle Ausgabe hervor, die dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Andererseits variiert die Ausgabe des A/F-Sensors 24 gemäß der Menge von Partikeln in dem Filter 30, wie es vorstehend beschrieben ist. Als Folge dessen, dass das Abgas fortwährend in das Filter 30 hinein strömt, steigt die Menge von Partikeln in dem Filter 30. Wenn die Menge von Partikeln in dem Filter 30 ansteigt, lässt die Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre des A/F-Sensors 24 nach und sinkt daher IL2. Als Folge dessen steigt ΔIL, da die Ausgabe IL2 fortwährend sinkt, während die Ausgabe IL1 konstant bleibt.If exhaust gas with a certain air-fuel ratio or mixing ratio and a certain amount of particles in the filter 30 flows into it, brings the A / F sensor 22 a special output that corresponds to the air-fuel ratio. On the other hand, the output of the A / F sensor varies 24 according to the amount of particles in the filter 30 as described above. As a result, the exhaust gas is continually entering the filter 30 flows in, the amount of particles in the filter increases 30 , When the amount of particles in the filter 30 increases, leaves the oxygen concentration of the atmosphere of the A / F sensor 24 and therefore decreases I L2 . As a result, ΔI L increases because the output I L2 continues to decrease while the output I L1 remains constant.

Unter der Bedingung der gleichen Zeitdauer und der gleichen Strömungsgeschwindigkeit von Abgas steigt ΔIL desto weiter, je größer die Menge von in dem Abgas enthaltenen Partikeln ist. Daher ist es möglich, basierend auf ΔIL die Menge von Partikeln des Abgases zu berechnen, das gerade in das Filter 30 hinein strömt. Demgemäß kann die Menge von Partikeln erfasst werden, die in der Brennkraftmaschine 2 erzeugt wird.Under the condition of the same time period and the same flow rate of exhaust gas, ΔI L continues to increase as the amount of particulate contained in the exhaust gas increases. Therefore, it is possible to calculate, based on ΔI L, the amount of particles of the exhaust gas just into the filter 30 flows into it. Accordingly, the amount of particulates contained in the internal combustion engine can be detected 2 is produced.

Das Verfahren zum Erfassen der PM-Menge gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird unter Verwendung von 3 genauer beschrieben. 3 ist ein Zeitdiagramm, um den Betrieb einer Erfassung der PM-Menge mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 1 zu veranschaulichen. Bei dem Betrieb einer Erfassung der PM-Menge gemäß Ausführungsbeispiel 1 werden drei Schritte A, B und C wiederholt durchgeführt. Bei Ausführungsbeispiel 1 wird angenommen, dass die A/F-Sensoren 22 und 24 konstant auf der Aktivierungstemperatur gehalten werden.The method of detecting the amount of PM according to Embodiment 1 is performed by using 3 described in more detail. 3 FIG. 13 is a timing chart for illustrating the operation of detecting the amount of PM related to Embodiment 1. FIG. In the operation of detecting the amount of PM according to Embodiment 1, three steps A, B and C are repeatedly performed. In Embodiment 1, it is assumed that the A / F sensors 22 and 24 kept constant at the activation temperature.

In Schritt A wird zunächst ein Steuersignal von der ECU 50 an den Heizersteuerungsteil 34 gesendet, so dass das Heizen des Heizers 32 durchgeführt wird. Das Heizen des Heizers 32 wird dazu führen, dass die Partikel in dem Filter 30 beseitigt (verbrannt) werden und die Partikel in dem Filter vorübergehend Null werden. Außerdem wird bei Ausführungsbeispiel 1, um die Diskrepanz bzw. Abweichung einer Ausgabe (Ausgabeabweichung) zwischen dem A/F-Sensor 22 und dem A/F-Sensor 24 zu beheben, in Schritt A auch eine Nullpunktkorrektur einer Ausgabe durchgeführt. Diese Nullpunktkorrektur einer Ausgabe ermöglicht, dass ΔIL mit hoher Genauigkeit einen Wert bezeichnet, der der Menge von Partikeln in dem Filter 30 entspricht.In step A, first, a control signal from the ECU 50 to the heater control part 34 sent, so that heating the heater 32 is carried out. Heating the heater 32 will cause the particles in the filter 30 eliminated (burned) and the particles in the filter temporarily become zero. In addition, in Embodiment 1, the discrepancy of an output (output deviation) between the A / F sensor 22 and the A / F sensor 24 in step A, a zero point correction of an output is also performed. This zero point correction of an output allows ΔI L to denote with high accuracy a value equal to the amount of particles in the filter 30 equivalent.

In Schritt B wird der Heizer 32 ausgeschaltet. Dies wird bewirken, dass die Temperatur des Filters 30 gesenkt wird, so dass sich Partikel in dem Filter 30 anzusammeln beginnen. In Schritt B wird ein derartiger Zustand aufrechterhalten, wobei dieser in einen Ruhe- bzw. Bereitschaftszustand übergeht, bis eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist.In step B, the heater is 32 switched off. This will cause the temperature of the filter 30 is lowered, so that particles in the filter 30 begin to accumulate. In step B, such a state is maintained, which goes into a standby state until a predetermined period of time has elapsed.

In Schritt C erlangt bzw. erfasst bzw. beschafft die ECU 50 nach einem Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer von Schritt B die Ausgabe IL1 und die Ausgabe IL2, um ΔIL zu berechnen. Basierend auf der vorstehend beschrieben vorbestimmten Zeitdauer von Schritt B bis Schritt C (nämlich der Dauer zum Einfangen von Partikeln) und dem Gesamtbetrag der Abgasmenge Gexh, die während der Zeitdauer passiert ist, wird die Menge von Partikeln pro Zeiteinheit und Gasmengeneinheit berechnet.In step C, the ECU obtains or acquires 50 after elapse of the predetermined period of step B, the output I L1 and the output I L2 to calculate ΔI L. Based on the above-described predetermined period from step B to step C (namely, the particle trapping period) and the total amount of exhaust gas Gexh that has passed during the period, the amount of particles per unit time and gas amount unit is calculated.

Nach Schritt C wird in Folge Schritt A durchgeführt. Daraufhin ist es durch wiederholtes Durchführen von Schritten A, B und C möglich, die Menge von Partikeln fortwährend zu erfassen. Gemäß Ausführungsbeispiel 1 ist es möglich, eine quantitative Erfassung von Partikeln von Abgas nach/in jeder vorbestimmten Zeitdauer (vorbestimmten Zyklus) während des Betriebs der Brennkraftmaschine 2 fortwährend durchzuführen.After step C, step A is performed in sequence. Then, by repeatedly performing steps A, B and C, it is possible to continuously detect the amount of particles. According to Embodiment 1, it is possible to quantitatively detect particulates of exhaust gas at every predetermined time (predetermined cycle) during the operation of the internal combustion engine 2 to carry out continuously.

Wie es bis hierher beschrieben ist, ist es gemäß Ausführungsbeispiel 1 möglich, die Menge von Partikeln des Abgases, das in das Filter 30 hinein strömt, basierend auf dem Änderungsbetrag der Ausgabe (dem Abnahmebetrag der Ausgabe) von A/F-Sensor 24, nämlich ΔIL zu erfassen. Außerdem kann gemäß Ausführungsbeispiel 1 ein A/F-Sensor sowohl auf der stromaufwärts liegenden Seite des Filters 30 als auch auf der stromabwärts liegenden Seite des Filters 30 bereitgestellt sein. Durch Messung der Differenz ΔIL zwischen den A/F-Sensoren 22 und 24 ist es möglich, den Anstieg der Menge von Partikeln in dem Filter 30 mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Als Folge hiervon ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Gas, das in das Filter hinein strömt, mit hoher Genauigkeit zu erfassen.As described so far, according to Embodiment 1, it is possible to control the amount of particles of exhaust gas flowing into the filter 30 flows in, based on the amount of change of the output (the amount of removal of the output) from the A / F sensor 24 , namely ΔI L to capture. In addition, according to Embodiment 1, an A / F sensor can be located both on the upstream side of the filter 30 as well as on the downstream side of the filter 30 be provided. By measuring the difference ΔI L between the A / F sensors 22 and 24 It is possible to increase the amount of particles in the filter 30 to capture with high accuracy. As a result, it is possible to detect the amount of particles in the gas flowing into the filter with high accuracy.

Außerdem ist es gemäß Ausführungsbeispiel 1 möglich, die Erfassung der Menge von Partikeln zu wiederholen, da die Partikel des Filters 30 durch den Heizer 32 erhitzt und dadurch beseitigt werden können. Das Filter 30 ist kompakt und der Verbrauch elektrischer Energie des Heizers 32 wird selbst dann gering sein, wenn das Heizen zum Beseitigen von Partikeln wiederholt wird. Somit kann die Auswirkung auf die Kraftstoffwirtschaftlichkeit niedergehalten werden, so dass diese gering ist.In addition, according to Embodiment 1, it is possible to repeat the detection of the amount of particles because the particles of the filter 30 through the heater 32 heated and thereby can be eliminated. The filter 30 is compact and the consumption of electrical energy of the heater 32 will be low even if the heating is repeated to remove particles. Thus, the impact on fuel economy can be suppressed so that it is low.

Außerdem ist es gemäß Ausführungsbeispiel 1 möglich, die Menge von Partikeln von Abgas durch Einsatz der A/F-Sensoren 22 und 24 zu erfassen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor weist eine bewährte Erfolgs- bzw. Erfahrungsgeschichte als der Sensor zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration von Abgas auf. Durch Verwendung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas mit hoher Zuverlässigkeit zu erfassen.Moreover, according to Embodiment 1, it is possible to control the amount of particulates of exhaust gas by using the A / F sensors 22 and 24 capture. The air-fuel ratio sensor has a history of goodness as the sensor for detecting the oxygen concentration of Exhaust gas on. By using an air-fuel ratio sensor, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas with high reliability.

Außerdem arbeitet ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor grundsätzlich, während er auf eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur erhitzt ist. Falls die Temperatur des Alters 30 auf nicht weniger als eine spezielle Temperatur (eine Verbrennungstemperatur von Partikeln) ansteigt, werden Partikel abbrennen, ohne dass sie in dem Filter 30 angesammelt werden. In diesem Zusammenhang sind gemäß Ausführungsbeispiel 1 die A/F-Sensoren 22 und 24 und das Filter 30 voneinander beabstandet angeordnet. Daher ist gewährleistet, dass das Filter 30 Partikel auch halten kann, während sich die Temperaturen der A/F-Sensoren 22 und 24 auf der Aktivierungstemperatur befinden. Als Folge hiervon ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas auch zu erfassen, während sich die A/F-Sensoren 22 und 24 auf der Aktivierungstemperatur befinden. Ferner wird gemäß Ausführungsbeispiel 1 die Temperatur der A/F-Sensoren 22 und 24 konstant auf der Aktivierungstemperatur gehalten und ist die Temperaturabhängigkeit der Ausgabe der A/F-Sensoren 22 und 24 gering. Daher benötigt Ausführungsbeispiel 1 nicht die Temperaturkorrektur einer Ausgabe und einen Temperatursensor für eine Temperaturkorrektur, und ist es daher vorteilhaft.In addition, an air-fuel ratio sensor basically operates while being heated to a predetermined activation temperature. If the temperature of the age 30 to no less than a specific temperature (a combustion temperature of particles), particles will burn off without being in the filter 30 be accumulated. In this connection, according to Embodiment 1, the A / F sensors 22 and 24 and the filter 30 spaced apart. Therefore it is guaranteed that the filter 30 Particles can also hold while the temperatures of the A / F sensors 22 and 24 are at the activation temperature. As a result, it is possible to detect the amount of particulate matter in the exhaust gas as well while the A / F sensors 22 and 24 are at the activation temperature. Further, according to Embodiment 1, the temperature of the A / F sensors 22 and 24 kept constant at the activation temperature and is the temperature dependence of the output of the A / F sensors 22 and 24 low. Therefore, Embodiment 1 does not need the temperature correction of an output and a temperature sensor for temperature correction, and is therefore advantageous.

[Spezielle Verarbeitung von Ausführungsbeispiel 1][Special Processing of Embodiment 1]

Nachstehend wird hierin unter Verwendung von 4 eine spezielle Verarbeitung beschrieben, die durch die PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt wird. 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die durch ECU 50 gemäß Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt wird. Die Routine gemäß 4 wird während des Anlaufens der Brennkraftmaschine 2 ausgeführt. 5 ist eine Darstellung, um ein Beispiel des Kennfelds der Korrelationslinie bzw. -kurve zwischen dem Wert von ΔIL und der Menge von Partikeln (der PM-Menge) zu zeigen. Gemäß 5 sind Korrelationslinien bzw. -kurven für Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von 20 und 25 gezeigt. Bei Ausführungsbeispiel 1 ist das Korrelationskennfeld für Luft-Kraftstoff-Verhältnis = 20, das gemäß 5 gezeigt ist, in der ECU 50 vorgespeichert.Hereinafter, using 4 a specific processing performed by the PM amount detecting device for exhaust gas according to Embodiment 1 will be described. 4 FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by ECU 50 is performed according to Embodiment 1. The routine according to 4 is during startup of the internal combustion engine 2 executed. 5 Fig. 12 is a diagram to show an example of the map of the correlation line between the value of ΔI L and the amount of particulates (the amount of PM). According to 5 For example, correlation lines and curves for air-fuel ratios of 20 and 25 are shown. In Embodiment 1, the air-fuel ratio correlation map = 20, which is shown in FIG 5 shown in the ECU 50 pre-stored.

In der gemäß 4 gezeigten Routine wird zunächst eine A/F-Sensor-Erhitzung und eine Heizersteuerung durchgeführt (Schritt S100). In diesem Schritt wird der in jedem der A/F-Sensoren 22 und 24 eingebundene Heizer nach dem Anlaufen der Brennkraftmaschine 2 zum Heizen bzw. Erhitzen gesteuert, bis die A/F-Sensoren 22 und 24 aktiviert werden. Gleichzeitig wird der Heizer 32 auch dahingehend gesteuert, dass das Filter 30 auf eine Verbrennungstemperatur von Partikeln geheizt bzw. erhitzt wird.In accordance with 4 As shown, first, A / F sensor heating and heater control are performed (step S100). In this step, the in each of the A / F sensors 22 and 24 integrated heater after starting the internal combustion engine 2 controlled for heating or heating until the A / F sensors 22 and 24 to be activated. At the same time the heater 32 Also controlled to the effect that the filter 30 is heated or heated to a combustion temperature of particles.

Als nächstes wird nach der Bestimmung von Sensoraktivierung und PM-Verbrennung eine Nullpunktkorrektur einer Ausgabe für die A/F-Sensoren durchgeführt (Schritt S102). In diesem Schritt S102 wird zunächst bestimmt, ob die A/F-Sensoren 22 und 24 aktiviert sind oder nicht. Die Bestimmung einer Sensoraktivierung kann zum Beispiel durch eine Bestimmung durchgeführt werden, ob der Fehler der Ausgabe des A/F-Sensors 22 oder 24 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht. Außerdem wird in diesem Schritt S102 auch die Bestimmung einer PM-Verbrennung durchgeführt. Die Bestimmung einer PM-Verbrennung wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob an dem Filter 30 anhaftende Partikel vollständig abgebrannt wurden oder nicht. Bei Ausführungsbeispiel 1 wird bestimmt, dass Partikel vollständig abgebrannt wurden, falls das Heizen des Filters 30 durch den Heizer 32 für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird/ist.Next, after determining sensor activation and PM combustion, zero-point correction of output for the A / F sensors is performed (step S102). In this step S102, it is first determined whether the A / F sensors 22 and 24 are activated or not. The determination of a sensor activation may be performed, for example, by a determination as to whether the error of the output of the A / F sensor 22 or 24 within a predetermined range or not. In addition, the determination of PM combustion is also performed in this step S102. The determination of a PM combustion is performed to determine whether at the filter 30 adherent particles were completely burned off or not. In Embodiment 1, it is determined that particles were completely burned off when heating the filter 30 through the heater 32 continues for a predetermined period of time.

In Schritt S102 wird ebenso eine Nullpunktkorrektur einer Ausgabe für die A/F-Sensoren durchgeführt. Die Nullpunktkorrektur einer Ausgabe für die A/F-Sensoren wird durchgeführt, um die Diskrepanz einer Ausgabe (Ausgabeabweichung) zwischen dem A/F-Sensor 22 und dem A/F-Sensor 24 zu beheben. Diese Nullpunktkorrektur einer Ausgabe kann zum Beispiel wie folgt durchgeführt werden. Zunächst wird ein Leistungsfaktor k, der mit dem Ausgabestrom des A/F-Sensors 24 zu multiplizieren ist, derart hergeleitet, dass die Ausgabe des A/F-Sensors 22 mit der Ausgabe des A/F-Sensors 24 übereinstimmt. Dieser Faktor k wird mit dem Ausgabestrom des A/F-Sensors 24 multipliziert. Dies ermöglicht, dass die Differenz zwischen Ausgaben jedes Mal dann aufgehoben wird, wenn die Verarbeitung von Schritt S102 durchgeführt wird, wodurch eine Nullpunktkorrektur einer Ausgabe verwirklicht wird.In step S102, a zero point correction of an output is also performed for the A / F sensors. The zero point correction of an output for the A / F sensors is performed to detect the discrepancy of an output (output deviation) between the A / F sensor 22 and the A / F sensor 24 to fix. This zero-point correction of an output can be performed, for example, as follows. First, a power factor k that matches the output current of the A / F sensor 24 to multiply, is derived such that the output of the A / F sensor 22 with the output of the A / F sensor 24 matches. This factor k will coincide with the output current of the A / F sensor 24 multiplied. This enables the difference between outputs to be canceled each time the processing of step S102 is performed, thereby realizing zero-point correction of an output.

Als nächstes wird der Heizer 32 ausgeschaltet (Schritt S104). Wenn der Heizer 32 ausgeschaltet ist, wird die Temperatur des Filters 30 abgesenkt und wird das Filter 30 nach einer Weile ausreichend auf eine Temperatur abgekühlt sein, auf der Partikel innerhalb des Filters 30 angesammelt werden können. Daraufhin sammeln sich Partikel fortwährend in dem Filter 30 an.Next is the heater 32 turned off (step S104). If the heater 32 is off, the temperature of the filter 30 lowered and becomes the filter 30 after a while be sufficiently cooled to a temperature on the particles within the filter 30 can be accumulated. As a result, particles continually accumulate in the filter 30 at.

Nachdem der Heizer ausgeschaltet ist, wird die Bestimmungsverarbeitung einer Filtertemperatur für ECU 50 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Temperatur des Filters 30 auf ein Niveau abgesenkt ist oder nicht, auf dem Partikel angesammelt werden können. Bei dieser Filtertemperaturbestimmung kann zum Beispiel die Bestimmung, ob die Temperatur des Heizers 32 ausreichend abgesenkt ist oder nicht, basierend auf dem Vergleich zwischen dem Widerstandswert des Heizers 32 und einem vorbestimmten Wert vorgenommen werden. Es kann bestimmt werden, dass die Temperatur des Filters 30 ausreichend niedrig ist, wenn sich der Heizer 32 auf einer ausreichend niedrigen Temperatur befindet. Wahlweise kann bestimmt werden, dass die Temperatur des Filters 30 ausreichend abgesenkt ist, wenn ΔIL auf ein vorbestimmtes Kriterium ansteigt. Wenn eine Erfüllung der Bedingung der Bestimmungsverarbeitung der Filtertemperatur erkannt wird, wird eine Zeitmessung beginnend mit dem Zeitpunkt der Erfüllung der Bedingung gestartet.After the heater is turned off, the determination processing of a filter temperature for ECU 50 executed to determine if the temperature of the filter 30 is lowered to a level or not, on which particles can be accumulated. In this filter temperature determination, for example, the determination of whether the temperature of the heater 32 is sufficiently lowered or not, based on the comparison between the Resistance value of the heater 32 and a predetermined value. It can be determined that the temperature of the filter 30 is sufficiently low when the heater 32 is at a sufficiently low temperature. Optionally, it can be determined that the temperature of the filter 30 is sufficiently lowered when ΔI L increases to a predetermined criterion. When a satisfaction of the condition of the determination processing of the filter temperature is detected, a time measurement starting from the time of satisfaction of the condition is started.

Nach dem Start der Zeitmessung in Schritt S104 wird gleichzeitig die Verarbeitung einer Berechnung einer integrierten Abgasmenge begonnen (Schritt S106). In diesem Schritt integriert die ECU 50 fortwährend Abgasmengen Gexh. Nachstehend wird hierin der integrierte Wert bzw. Integrationswert von Gexh auch als eine integrierte Abgasmenge „Gexh_itg” bezeichnet.After the start of the time measurement in step S104, the processing of calculating an integrated exhaust gas amount is started at the same time (step S106). In this step, the ECU integrates 50 continuously exhaust gas quantities Gexh. Hereinafter, the integrated value of Gexh is also referred to as an integrated exhaust gas amount "Gexh_itg".

Daraufhin werden eine Speicherung einer A/F-Sensor-Ausgabe und eine Speicherung einer Abgasmenge durchgeführt (Schritt S108). In diesem Schritt werden jeweilige Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24, wenn nach dem Start der Zeitmessung in Schritt S104 gespeichert eine vorbestimmte Zeitdauer T0 verstrichen ist. Außerdem wird zu der Zeit, zu der die Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24 gespeichert werden, auch die Abgasmenge Gexh gespeichert. Bei Ausführungsbeispiel 1 wird angenommen, dass die Abgasmenge Gexh, die zu diesem Zeitpunkt gespeichert wird, für die Korrektur einer Abgasdruckabhängigkeit der A/F-Sensoren 22 und 24 verwendet wird.Thereafter, storage of A / F sensor output and storage of exhaust gas amount are performed (step S108). In this step, respective outputs of the A / F sensors 22 and 24 if a predetermined period of time T 0 has elapsed after the start of the time measurement in step S104. In addition, at the time, the output of the A / F sensors 22 and 24 stored, also stored the exhaust gas quantity Gexh. In Embodiment 1, it is assumed that the exhaust gas amount Gexh stored at this time is for the correction of exhaust pressure dependency of the A / F sensors 22 and 24 is used.

Gemäß einer Reihe von Verarbeitungen in Schritten S104 bis S108 ist es möglich, die Speicherung einer A/F-Sensor-Ausgabe und die Speicherung einer Abgasmenge durchzuführen, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem bestätigt wird, dass sich Partikel in dem Filter 30 anzusammeln begonnen haben.According to a series of processings in steps S104 to S108, it is possible to perform the storage of A / F sensor output and the storage of an exhaust gas amount after a predetermined period of time has elapsed from the time when it is confirmed that particulate matter in the filter 30 have begun to accumulate.

Es wird bemerkt, dass während Schritten S104 bis S108 die Brennkraftmaschine 2 unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung betrieben werden kann. Unter dieser vorbestimmten Betriebsbedingung kann die Speicherung der Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24 sowie die Speicherung der Abgasmenge nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer T0 durchgeführt werden. Wenn im Hinblick auf einer Erfassungsgenauigkeit der Maschinenbetriebsbereich bestimmt ist, in dem es gewünscht ist, eine Erfassung der PM-Menge durchzuführen, oder es gewünscht ist, dass eine Erfassung der PM-Menge durchgeführt wird, während die Menge von erzeugten Partikeln beträchtlich groß ist, können die Betriebsbedingungen, wann die Erfassung der PM-Menge durchgeführt wird, im Voraus definiert wird.It is noted that during steps S104 to S108, the internal combustion engine 2 can be operated under a predetermined operating condition. Under this predetermined operating condition, the storage of the outputs of the A / F sensors 22 and 24 and the storage of the exhaust gas amount after elapse of the predetermined period of time T 0 are performed. In the case where it is desired to perform detection of the PM amount in view of detection accuracy, or it is desired that detection of the PM amount is performed while the amount of generated particles is considerably large, For example, the operating conditions when the PM amount detection is performed may be defined in advance.

Nach Schritt S108 wird die Verarbeitung einer Berechnung von ΔIL durchgeführt (Schritt S110). In diesem Schritt wird zunächst eine Differenz zwischen den Ausgabewerten berechnet, die in Schritt S108 gespeichert werden. Als nächstes wird bei Ausführungsbeispiel 1 die durch diese Berechnung erhaltene Differenz gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Abgasmenge Gexh in einen Bezugsstromwert gewandelt. Bei Ausführungsbeispiel 1 wird angenommen, dass der Bezugsstromwert der Ausgabestromwert des A/F-Sensors 22 oder 24 ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich 20 ist und die Abgasmenge gleich 10 g/s ist. Der Bezug(swert) wird durch diese Wandlung vereinheitlicht, und ein endgültiges γIL wird berechnet.After step S108, the processing of calculating ΔI L is performed (step S110). In this step, first, a difference between the output values stored in step S108 is calculated. Next, in Embodiment 1, the difference obtained by this calculation is converted into a reference current value according to the air-fuel ratio and the exhaust gas amount Gexh. In Embodiment 1, it is assumed that the reference current value is the output current value of the A / F sensor 22 or 24 is when the air-fuel ratio is 20 and the exhaust gas amount is 10 g / s. The reference (swert) is unified by this conversion, and a final γI L is calculated.

Als nächstes wird die Verarbeitung zum Berechnen der PM-Menge aus einer Korrelationslinie bzw. -kurve durchgeführt (Schritt S112). In Schritt S112 wird auf ein Kennfeld Bezug genommen, in dem die Korrelationslinie bzw. -kurve für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 20 definiert ist, wie es gemäß 5 gezeigt ist, um die PM-Menge gemäß ΔIL nach der Wandlung zu berechnen. Im Speziellen steigt bei dieser Verarbeitung die berechnete PM-Menge, wenn ΔIL steigt, wie es in dem Kennfeld gemäß 5 gezeigt ist.Next, the processing for calculating the PM amount from a correlation line is performed (step S112). In step S112, reference is made to a map in which the air-fuel ratio correlation line of FIG. 20 is defined as shown in FIG 5 is shown to calculate the amount of PM according to ΔI L after the conversion. Specifically, in this processing, the calculated PM amount increases as ΔI L increases as shown in the map of FIG 5 is shown.

Durch die vorstehend beschriebenen Schritte S110 und S112 werden die folgenden Wirkungen erzielt. Zum Beispiel, wie es gemäß 5 gezeigt ist, stimmt die Differenz ΔIL2, die erhalten wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich 25 ist, mit der Differenz ΔIL1 überein, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich 20 ist, indem sie in einen Bezugsstromwert gewandelt werden. Die Beziehung zwischen der PM-Menge und ΔIL variiert gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas. Wie es gemäß 5 gezeigt ist, wird die PM-Menge entsprechend diesem ΔIL1 bestimmt, wenn ΔLL1 erhalten wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich 20 ist. Andererseits, falls ΔIL2 erhalten wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich 25 ist, wird es, als die PM-Menge, der gleiche Wert sein wie ΔIL1, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich 20 ist, selbst wenn ΔIL2 größer ist als ΔIL1. Bei Ausführungsbeispiel 1 wird die Differenz zwischen den Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24, die bei unterschiedlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von Abgas erhalten werden, durch die Wandlungsverarbeitung von Schritt S110 in einen Wert gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 20 gewandelt. Neben einer Durchführung dieser Wandlung wird auf ein Kennfeld Bezug genommen, in dem die Korrelationslinie bzw. -kurve für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 20 definiert ist. Dies macht es möglich, die PM-Menge basierend auf den Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24 selbst in der Situation genau zu erfassen, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu jedem Zeitpunkt variiert.Through the above-described steps S110 and S112, the following effects are achieved. For example, as according to 5 11, the difference ΔI L2 obtained when the air-fuel ratio is equal to 25 coincides with the difference ΔI L1 when the air-fuel ratio is 20, by being converted into a reference current value. The relationship between the PM amount and ΔI L varies according to the air-fuel ratio of exhaust gas. As it is according to 5 is shown, the PM amount corresponding to this ΔI L1 is determined when ΔL L1 is obtained when the air-fuel ratio is 20. On the other hand, if ΔI L2 is obtained when the air-fuel ratio is equal to 25, it will be, as the PM amount, the same value as ΔI L1 when the air-fuel ratio is 20, even if ΔI L2 is greater than ΔI L1 . In Embodiment 1, the difference between the outputs of the A / F sensors becomes 22 and 24 which are obtained at different air-fuel ratios of exhaust gas, converted by the conversion processing of step S110 into a value according to the air-fuel ratio of 20. In addition to performing this conversion, reference is made to a map in which the correlation line or curve for an air-fuel ratio of 20 is defined. This makes it possible to set the amount of PM based on the outputs of the A / F sensors 22 and 24 even in the To accurately grasp the situation in which the air-fuel ratio varies at each point in time.

Als nächstes wird die PM-Menge gemäß der Abgasmenge berechnet (Schritt S114). In diesem Schritt wird die Menge von Partikeln pro Zeiteinheit und pro Gasmengeneinheit basierend auf der integrierten Abgasmenge Gexh_itg, die in Schritt S108 gespeichert wird, und einer vorbestimmten Zeitdauer T0 berechnet. Dies macht es möglich, eine quantitative Beurteilung von Partikeln in dem Abgas durchzuführen.Next, the PM amount is calculated according to the exhaust gas amount (step S114). In this step, the amount of particulates per unit time and per gas amount unit is calculated based on the integrated exhaust gas amount Gexh_itg stored in step S108 and a predetermined time period T 0 . This makes it possible to carry out a quantitative judgment of particles in the exhaust gas.

Als nächstes wird der Heizer 32 erneut erhitzt und werden Partikel in dem Filter 30 beseitigt (Schritt S116). Daraufhin kehrt der Prozess zu Schritt S102 zurück und werden die Verarbeitungen nach Schritt S102 wiederholt ausgeführt.Next is the heater 32 reheated and particles in the filter 30 eliminated (step S116). Thereafter, the process returns to step S102, and the processings after step S102 are repeatedly executed.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas zu erfassen.According to the above-described processing, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas.

Es wird bemerkt, dass das Kennfeld, in dem die Beziehung zwischen ΔIL und der PM-Menge in der ECU 50 zu speichern ist, ein sogenanntes mehrdimensionales Kennfeld sein kann, in dem Korrelationslinien bzw. -kurven für mehrere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse einschließlich 20, 25 und anderen definiert sind. Durch Verwendung von diesem kann die PM-Menge durch direkte Bezugnahme auf die Korrelationslinien bzw. -kurven für jedes Luft-Kraftstoff-Verhältnis berechnet werden, ohne die Wandlung in den Bezugsstromwert von Schritt S110 durchzuführen. Außerdem berechnet bei Ausführungsbeispiel 1 die ECU 50 die Abgasmenge Gexh basierend auf der Ansaugluftmenge Ga. Daher ist es möglich, anstelle der integrierten Abgasmenge Gexh_itg einen integrierten Wert der Ansaugluftmenge Ga zu verwenden.It is noted that the map in which the relationship between ΔIL and the amount of PM in the ECU 50 to be stored may be a so-called multi-dimensional map in which correlation lines or curves are defined for multiple air-fuel ratios including 20, 25 and others. By using this, the amount of PM can be calculated by directly referring to the correlation lines for each air-fuel ratio without making the conversion to the reference current value of step S110. In addition, in Embodiment 1, the ECU calculates 50 the exhaust gas amount Gexh based on the intake air amount Ga. Therefore, it is possible to use an integrated value of the intake air amount Ga instead of the integrated exhaust gas amount Gexh_itg.

Es wird bemerkt, dass bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 das Filter 30 dem ”Filter” bei der ersten Erfindung entspricht, der Heizer 32 dem ”Heizer” bei der ersten Erfindung entspricht, und der A/F-Sensor 24 dem ”Sauerstoffkonzentration-Sensorelement” bei der ersten Erfindung entspricht. Außerdem entspricht bei Ausführungsbeispiel 1 der A/F-Sensor 22 dem ”Sauerstoffkonzentration-Sensorelement” bei der zweiten Erfindung.It is noted that in the above-described embodiment 1, the filter 30 corresponds to the "filter" in the first invention, the heater 32 corresponds to the "heater" in the first invention, and the A / F sensor 24 corresponds to the "oxygen concentration sensor element" in the first invention. In addition, in Embodiment 1, the A / F sensor corresponds 22 the "oxygen concentration sensor element" in the second invention.

Es wird bemerkt, dass bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 das Filter 30 dem ”Filter” bei der fünften Erfindung entspricht, der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 24 dem ”Sauerstoffkonzentration-Sensorelement” bei der fünften Erfindung entspricht, und der Heizer 32 dem ”Heizer” bei der fünften Erfindung entspricht. Außerdem wird bei Ausführungsbeispiel 1 die ”Heizsteuerungseinrichtung” bei der fünften Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S100 und Schritt S116 ausführt, wird die ”Temperaturverringerungssteuerungseinrichtung” bei der fünften Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S104 ausführt, wird die ”Erlangungseinrichtung” der fünften Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S108 ausführt, und wird die ”Berechnungseinrichtung” der fünften Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritten S110 bis S114 ausführt, und zwar jeweils in der Routine gemäß 4.It is noted that in the above-described embodiment 1, the filter 30 corresponds to the "filter" in the fifth invention, the air-fuel ratio sensor 24 corresponds to the "oxygen concentration sensor element" in the fifth invention, and the heater 32 corresponds to the "heater" in the fifth invention. In addition, in Embodiment 1, the "heating control means" in the fifth invention is determined by the ECU 50 implementing the processing of step S100 and step S116, the "temperature decrease control means" in the fifth invention is executed by the ECU 50 implementing the processing of step S104, the "obtaining means" of the fifth invention is implemented by the ECU 50 and implementing the processing of step S108, and becomes the "calculating means" of the fifth invention by the ECU 50 implementing the processing of steps S110 to S114, respectively in the routine according to FIG 4 ,

Außerdem entspricht bei Ausführungsbeispiel 1 die vorbestimmte Zeitdauer T0 der ”vorbestimmten Zeitdauer” bei der sechsten Erfindung und entspricht die integrierte Abgasmenge Gexh_itg dem ”integrierten Wert” bei der sechsten Erfindung.In addition, in Embodiment 1, the predetermined time period T 0 corresponds to the "predetermined time period" in the sixth invention, and the integrated exhaust gas amount Gexh_itg corresponds to the "integrated value" in the sixth invention.

Außerdem wird bei Ausführungsbeispiel 1 die ”Kalibrierungseinrichtung” bei der neunten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die die Verarbeitung von Schritt S102 in der Routine gemäß 4 ausführt.In addition, in Embodiment 1, the "calibration means" in the ninth invention is determined by the ECU 50 implementing the processing of step S102 in the routine according to 4 performs.

[Varianten von Ausführungsbeispiel 1][Variants of Embodiment 1]

(Erste Variante)(First variant)

Bei Ausführungsbeispiel 1 verwenden die A/F-Sensoren 22 und 24 einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Grenzstromtyps. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie es vorstehend beschrieben ist, verringert sich die Menge von O2, die ein Kompaktfilter durchlaufen bzw. -strömen kann, wenn die Menge von Partikeln in dem Filter 30 steigt, und lässt demzufolge die Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Filters 30 fortwährend nach. Ausführungsbeispiel 1 nutzt dieses Phänomen, um die Menge von Partikeln in dem Gas, das in das Filter 30 hinein strömt, basierend auf der Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Filters 30 zu erfassen. In diesem Zusammenhang kann anstelle der A/F-Sensoren 22 und 24 jeder beliebige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor eines von dem Grenzstromtyp abweichenden Typs verwendet werden, zum Beispiel ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Zweizellentyps. Außerdem kann anstelle der A/F-Sensoren 22 und 24 jeder beliebige Sauerstoffkonzentrationssensor abgesehen von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor verwendet werden, der die Sauerstoffkonzentration von Gas linear messen kann.In Embodiment 1, the A / F sensors use 22 and 24 an air-fuel ratio sensor of the limiting current type. However, the present invention is not limited to this. As described above, the amount of O 2 that a compact filter can pass through decreases as the amount of particles in the filter decreases 30 increases, thus leaving the oxygen concentration downstream of the filter 30 constantly after. Embodiment 1 uses this phenomenon to measure the amount of particles in the gas entering the filter 30 flows in, based on the oxygen concentration downstream of the filter 30 capture. In this regard, instead of the A / F sensors 22 and 24 any air-fuel ratio sensor of a type other than the limiting current type may be used, for example, a two-cell type air-fuel ratio sensor. Also, instead of the A / F sensors 22 and 24 Any oxygen concentration sensor other than the air-fuel ratio sensor can be used, which can linearly measure the oxygen concentration of gas.

(Zweite Variante)(Second variant)

Bei Ausführungsbeispiel 1 ist ein A/F-Sensor jeweils für die stromaufwärts liegende Seite und die stromabwärts liegende Seite des Filters 30 bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie es vorstehend beschrieben ist, verringert sich die Menge von O2, die ein Kompaktfilter durchlaufen bzw. -strömen kann, wenn die Menge von Partikeln in dem Filter 30 steigt, und lässt demzufolge die Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Filters 30 fortwährend nach. Daher kann ein A/F-Sensor nur stromabwärts des Filters 30 bereitgestellt sein, so dass der Abnahmebetrag der Ausgabe (hierin nachstehend ΔILd) dieses A/F-Sensors anstelle von ΔIL verwendet werden kann. Wenn jedoch ein A/F-Sensor oder ein Sauerstoffkonzentrationssensor nur stromabwärts des Filters bereitgestellt ist, ist es nicht möglich, die Sauerstoffkonzentration von Abgas stromaufwärts des Filters 30 zu erfassen. In diesem Fall kann zum Beispiel die Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder der Sauerstoffkonzentration, das/die basierend auf der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 2 berechnet wird, und der Ausgabe des A/F-Sensors oder des Sauerstoffkonzentrationssensors stromabwärts des Filters als ΔIL verwendet werden.In Embodiment 1, an A / F sensor is respectively for the upstream side and the downstream side of the filter 30 provided. However, the present invention is not limited thereto. As described above, the amount of O 2 that a compact filter can pass through decreases as the amount of particles in the filter decreases 30 increases, thus leaving the oxygen concentration downstream of the filter 30 constantly after. Therefore, an A / F sensor can only be downstream of the filter 30 so that the amount of decrease of the output (hereinafter ΔI Ld ) of this A / F sensor can be used instead of ΔI L. However, if an A / F sensor or an oxygen concentration sensor is provided only downstream of the filter, it is not possible to control the oxygen concentration of exhaust gas upstream of the filter 30 capture. In this case, for example, the difference between the air-fuel ratio or the oxygen concentration may be based on the operating condition of the internal combustion engine 2 and the output of the A / F sensor or oxygen concentration sensor downstream of the filter is used as ΔI L.

(Dritte Variante)(Third variant)

Bei Ausführungsbeispiel 1 ist der ”PM-Sensor” mit Bezug auf die erste Erfindung durch eine Kombination der A/F-Sensoren 22 und 24, des Filters 30 und des Heizers 32 konfiguriert, die jeweils diskrete/eigenständige Teile darstellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Es kann ein einzelner PM-Sensor hergestellt werden, in dem die Funktionen der Elementteile der A/F-Sensoren 22 und 24, des Filters 30 und des Heizers 32 integriert (vereinigt) sind.In Embodiment 1, the "PM sensor" relating to the first invention is a combination of the A / F sensors 22 and 24 , the filter 30 and the heater 32 configured, each representing discrete / discrete parts. However, the present invention is not limited to this configuration. It can be made a single PM sensor, in which the functions of the element parts of the A / F sensors 22 and 24 , the filter 30 and the heater 32 integrated (united) are.

Im Speziellen ist in einem Gehäuse für den PM-Sensor, der eine Einlassöffnung von/für Abgas und eine Auslassöffnung von/für Abgas umfasst, ein Filter zum Filtern von PM bereitgestellt. Ferner ist stromaufwärts und stromabwärts des Filters jeweils ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelementteil oder ein Sauerstoffkonzentration-Sensorelementteil bereitgestellt. Es ist auch ein Heizer zum Heizen des Filters eingebunden. Wie es bis hierher beschrieben ist, ist ein PM-Sensor bereitgestellt, der eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung von/für Abgas umfasst, und der ein Filter, einen Sauerstoffkonzentration-Sensorelementteil und einen Heizer einbindet. Wenn dieser PM-Sensor in dem Abgaspfad angeordnet ist, wird ein Teil des Abgases über die Einlassöffnung herausgezogen, um in das Innere des Gehäuses für den PM-Sensor zu strömen. Das Abgas, das durch die Einlassöffnung geströmt ist, durchläuft bzw. -strömt das Filter und strömt daraufhin aus der Auslassöffnung heraus erneut in den Abgaspfad. Bei dieser Konfiguration ist es möglich die Menge von Partikeln in dem Abgas zu erfassen, indem die Differenz in den Ausgaben der Sauerstoffkonzentrationssensoren der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Seite des Filters in der gleichen Art und Weise wie ΔIL bei Ausführungsbeispiel 1 behandelt wird.Specifically, in a case for the PM sensor, which includes an inlet port of / for exhaust gas and an exhaust port of / for exhaust gas, a filter for filtering PM is provided. Further, an air-fuel ratio sensor element part or an oxygen concentration sensor element part is provided upstream and downstream of the filter, respectively. There is also a heater integrated to heat the filter. As described so far, a PM sensor including an inlet port and an exhaust port of exhaust gas is provided and incorporating a filter, an oxygen concentration sensor element part, and a heater. When this PM sensor is disposed in the exhaust path, a part of the exhaust gas is drawn out via the inlet port to flow into the inside of the housing for the PM sensor. The exhaust gas that has flowed through the intake port passes through the filter and then flows out of the exhaust port into the exhaust path again. With this configuration, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas by treating the difference in the outputs of the oxygen concentration sensors of the upstream and downstream sides of the filter in the same manner as ΔI L in Embodiment 1.

Da die Wirkungen der Strömungsgeschwindigkeit von Abgas und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Vergleich zu der Konfiguration von Ausführungsbeispiel 1 verringert sind, ist es gemäß dem vereinigten PM-Sensor mit Bezug auf die vorliegende Variante möglich, das Erfassen der PM-Menge mit hoher Genauigkeit durchzuführen, ohne diesen Wirkungen unterzogen zu sein. Wenn die vorstehend beschriebene Vereinigung durchgeführt wird, ist es bevorzugt, dass eine thermische Isolation rund um das Filter ausreichend gewährleistet ist, so dass das Filter auch dann Partikel halten kann, während sich die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelements auf der Aktivierungstemperatur befindet. Es wird bemerkt, dass ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelementteil oder ein Sauerstoffkonzentration-Sensorelementteil nur stromabwärts des Filters bereitgestellt sein kann, wie es vorstehend bei der zweiten Variante beschrieben ist.Since the effects of the flow rate of exhaust gas and the air-fuel ratio are reduced as compared with the configuration of Embodiment 1, according to the unified PM sensor with respect to the present variant, it is possible to detect the PM amount with high accuracy without undergoing these effects. When the combination described above is performed, it is preferable that thermal insulation around the filter is sufficiently ensured so that the filter can hold particles even while the temperature of the air-fuel ratio sensor element is at the activation temperature , It is noted that an air-fuel ratio sensor element part or an oxygen concentration sensor element part can be provided only downstream of the filter, as described above in the second variant.

(Vierte Variante)(Fourth variant)

Es wird bemerkt, dass bei Ausführungsbeispiel 1 die folgende Variation des Berechnungsprozesses ebenso möglich ist. Zunächst speichert die ECU 50 ein Kennfeld (erstes Kennfeld) zwischen dem Wert IL1 und dem Wert IL2 und der Sauerstoffkonzentration. Außerdem wird auch bewirkt, dass die ECU 50 elf Kennfeld (zweites Kennfeld) von Korrelationslinien bzw. -kurven speichert, die die Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentrationsdifferenz ΔO2 zwischen der stromaufwärts liegenden Seite und der stromabwärts liegenden Seite des Filters 30 und der PM-Menge definieren. Dieses zweite Kennfeld kann derart definiert sein, dass die PM-Menge desto größer wird, je größer die Sauerstoffkonzentrationsdifferenz ΔO2 ist. Nachdem die ECU 50 in Schritt S108 IL1 und IL2 erlangt bzw. erfasst bzw. beschafft, wird ein diesen Werten entsprechender Sauerstoffkonzentrationswert gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Kennfeld berechnet. Als nächstes wird basierend auf der Differenz der Sauerstoffkonzentrationswerte die PM-Menge gemäß dem zweiten Kennfeld berechnet. Ein derartiger Berechnungsprozess kann die Verarbeitung von Schritten S110 und S112 ersetzen.It is noted that in Embodiment 1, the following variation of the calculation process is also possible. First, the ECU saves 50 a map (first map) between the value I L1 and the value I L2 and the oxygen concentration. It also causes the ECU 50 stores eleven map (second map) of correlation lines or curves indicating the relationship between the oxygen concentration difference ΔO 2 between the upstream side and the downstream side of the filter 30 and define the PM quantity. This second map may be defined such that the larger the oxygen concentration difference ΔO 2 , the larger the amount of PM becomes. After the ECU 50 In step S108, I L1 and I L2 are acquired, an oxygen concentration value corresponding to these values is calculated according to the first map described above. Next, based on the difference of the oxygen concentration values, the PM amount is calculated according to the second map. Such a calculation process may replace the processing of steps S110 and S112.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

[Konfiguration von Ausführungsbeispiel 2][Configuration of Embodiment 2]

Die PM-Menge-Erfassungsvorrichtung von Ausführungsbeispiel 2 weist eine Konfiguration auf, in der eine Schaltung zum Messen des Verbrauchs elektrischer Energie des Heizers 32 zu der Konfiguration von Ausführungsbeispiel 1 hinzugefügt ist. Es besteht keine Einschränkung bezüglich der speziellen Konfiguration dieser Schaltung, und es kann jede beliebige Schaltung verwendet werden, die einen Stromsensor und einen Spannungssensor zum Messen des Stroms und der angelegten Spannung des Heizers 32 aufweist. Da mit Ausnahme dieses Punkts die Hardwarekonfigurationen von Ausführungsbeispiel 1 und Ausführungsbeispiel 2 gleich sind, wird die Hardwarekonfiguration von Ausführungsbeispiel 2 zur Vereinfachung der Beschreibung nicht veranschaulicht. Die PM-Menge-Erfassungsvorrichtung von Ausführungsbeispiel 2 kann implementiert werden, indem die ECU 50 veranlasst wird, die gemäß 6 gezeigte Routine in der vorstehend beschriebenen Konfiguration auszuführen.The PM amount detecting apparatus of Embodiment 2 has a configuration in which a circuit for measuring the consumption of electric energy of the heater 32 to the configuration of Embodiment 1 is added. There is no restriction on the special configuration of this circuit, and it can be used any circuit that includes a current sensor and a voltage sensor for measuring the current and the applied voltage of the heater 32 having. With the exception of this point, since the hardware configurations of Embodiment 1 and Embodiment 2 are the same, the hardware configuration of Embodiment 2 is not illustrated to simplify the description. The PM amount detecting apparatus of Embodiment 2 may be implemented by the ECU 50 is caused according to 6 shown routine in the configuration described above.

Bei der folgenden Beschreibung wird der Verbrauch elektrischer Leistung des Heizers 32 auch als ”PH” bezeichnet. Außerdem wird eine Größe, die durch eine zeitliche Integration des elektrischen Leistungsverbrauchs PH des Heizers 32 erhalten wird, nämlich der elektrische Energieverbrauch des Heizers 32, auch als ”WH” bezeichnet.In the following description, the consumption of electric power of the heater 32 also referred to as "P H ". In addition, a size that is due to a temporal integration of the electrical power consumption PH of the heater 32 is obtained, namely the electrical energy consumption of the heater 32 , also referred to as "W H ".

[Betrieb von Ausführungsbeispiel 2][Operation of Embodiment 2]

Je größer die Menge von Partikeln in dem Abgas ist, desto größer wird die Menge von Partikeln, die in dem Filter 30 pro Zeiteinheit einzufangen ist. Je größer die Menge von Partikeln in dem Filter 30 ist, desto größer wird der elektrische Energieverbrauch des Heizers 32, der zum Beseitigen der Partikel in dem Filter 30 benötigt wird. Dementsprechend wird bei Ausführungsbeispiel 2 die Menge von Partikeln in dem Gas, das in das Filter 30 hinein strömt, basierend auf dem elektrischen Energieverbrauch des Heizers 32 berechnet.The larger the amount of particulate matter in the exhaust gas, the greater the amount of particulate matter in the filter 30 per unit time is to capture. The larger the amount of particles in the filter 30 is, the greater is the electrical energy consumption of the heater 32 which eliminates the particles in the filter 30 is needed. Accordingly, in Embodiment 2, the amount of particles in the gas entering the filter 30 flows in, based on the electrical energy consumption of the heater 32 calculated.

[Spezielle Verarbeitung von Ausführungsbeispiel 2][Special Processing of Embodiment 2]

Nachstehend wird hierin unter Verwendung von 6 eine spezielle Verarbeitung beschrieben, die durch die PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Ausführungsbeispiel 2 durchgeführt wird. 6 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die durch ECU 50 gemäß Ausführungsbeispiel 2 durchgeführt wird. Bei Ausführungsbeispiel 2 wird ein Kennfeld der Korrelationslinien bzw. -kurven zwischen WH und der PM-Menge in der ECU 50 vorgespeichert. Dieses Kennfeld kann derart definiert sein, dass die PM-Menge desto größer wird, je größer der elektrische Energieverbrauch WH ist, wie es bei dem Kennfeld von Ausführungsbeispiel 1 in 5 der Fall ist.Hereinafter, using 6 a specific processing performed by the PM amount detecting device for exhaust gas according to Embodiment 2 will be described. 6 FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by ECU 50 According to Embodiment 2 is performed. In Embodiment 2, a map of the correlation lines between W H and the PM amount in the ECU 50 pre-stored. This map may be defined such that the larger the electric power consumption W H , the larger the amount of PM becomes, as in the map of Embodiment 1 in FIG 5 the case is.

In der Routine gemäß 6 wird zunächst Schritt S100 ausgeführt, der bei Ausführungsbeispiel 1 beschrieben ist.In the routine according to 6 First, step S100 is executed, which is described in embodiment 1.

Als nächstes werden die Speicherung von IL1, IL2 und Gexh, sowie die Berechnung von ΔIL durchgeführt (Schritt S208). Bei Ausführungsbeispiel 2 ist in der ECU 50 eine sukzessive bzw. fortlaufende Speicherverarbeitung bereitgestellt, um die Ausgaben IL1 und IL2 der A/F-Sensoren 22 und 24 jeweils in/mit einer vorbestimmten Periode (zum Beispiel alle 8 Millisekunden) wiederholt zu speichern (abzutasten). Außerdem ist bei Ausführungsbeispiel 2 in der ECU 50 auch eine sukzessive bzw. fortlaufende Speicherverarbeitung bereitgestellt, um die Abgasmenge Gexh zu der gleichen Zeit bzw. mit der gleichen Zeitsteuerung wie die Speicherung der Ausgaben IL1 und IL2 zu speichern. In Schritt S208 wird die Verarbeitung zur Berechnung von ΔIL in Schritten S108 und S110 basierend auf den Speicherwerten IL1, IL2 und Gexh der vorstehend beschriebenen sukzessiven bzw. fortlaufenden Speicherverarbeitung wiederholt durchgeführt. Bei Ausführungsbeispiel 2 führt die ECU 50 diese Verarbeitung nach Schritt S208 kontinuierlich aus und wird ΔIL sukzessive auf den neuesten Wert aktualisiert.Next, the storage of I L1 , I L2 and Gexh, and the calculation of ΔI L are performed (step S208). In Embodiment 2, in the ECU 50 successive memory processing is provided to control the outputs IL 1 and IL 2 of the A / F sensors 22 and 24 repeatedly (sampled) in / with a predetermined period (for example every 8 milliseconds). In addition, in Embodiment 2, in the ECU 50 Also, a successive memory processing is provided to store the exhaust gas amount Gexh at the same time as the storage of the outputs I L1 and I L2 . In step S208, the processing for calculating ΔI L is repeatedly performed in steps S108 and S110 based on the memory values I L1 , I L2, and Gexh of the above-described successive memory processing. In Embodiment 2, the ECU performs 50 This processing is continuously performed after step S208, and ΔI L is successively updated to the newest value.

Als nächstes wird Schritt S104 ausgeführt, der bei Ausführungsbeispiel 1 beschrieben ist, und wird der Heizer ausgeschaltet. Daraufhin steigt der Wert von ΔIL allmählich an, der sukzessive berechnet wird, wenn sich Partikel in dem Filter 30 fortwährend ansammeln.Next, step S104 described in Embodiment 1 is executed, and the heater is turned off. Thereafter, the value of ΔI L gradually increases, which is calculated successively as particles in the filter 30 continually accumulating.

Als nächstes wird eine Zeitzählung gestartet, wenn ΔIL einen vorbestimmten Wert erreicht (Schritt S213). Dieser Schritt ermöglicht, dass die Zeitzählung in einer Phase gestartet wird, in der sich ein vorbestimmter Partikelpegel bzw. -betrag in dem Filter 30 angesammelt hat. Dies macht es möglich, die Verarbeitung daraufhin in der Situation durchzuführen, in der Partikel sicher in dem Filter 30 eingefangen sind. Demzufolge wird realisiert, dass eine Schätzgenauigkeit der Berechnung einer PM-Menge gewährleistet ist und der elektrische Energieverbrauch des Heizers unter der Bedingung, dass keine Partikel eingefangen sind, verringert wird.Next, a time counting is started when ΔI L reaches a predetermined value (step S213). This step allows the time count to be started in a phase in which a predetermined particle level or amount in the filter 30 has accumulated. This makes it possible to then carry out the processing in the situation where the particles are safely in the filter 30 are captured. Accordingly, it is realized that an estimation accuracy of the calculation of a PM amount is ensured, and the electric power consumption of the heater is reduced under the condition that no particles are trapped.

Als nächstes wird der Heizer eingeschaltet (Schritt S214), wenn die Zeit, die in Schritt S213 zu zählen begonnen wird, eine vorbestimmte Zeitdauer (die hierin nachstehend als ”T1” bezeichnet wird) erreicht. Nachdem der Heizer 32 eingeschaltet ist, wird elektrische Leistung mit einer vorbestimmten Amplitude P0 und einem vorbestimmten Tastverhältnis bzw. einer vorbestimmten relativen Einschaltdauer DH an den Heizer 32 zugeführt. Zu dieser Zeit wird der Heizer 32 so gesteuert, dass er in der Lage ist, das Filter 30 zumindest auf eine Temperatur zu erhitzen, die nicht niedriger ist als die Temperatur, auf der Partikel zu verbrennen beginnen. Außerdem wird bei Ausführungsbeispiel 2 die Zeit gezählt, nachdem der Heizer 32 eingeschaltet ist.Next, the heater is turned on (step S214) when the time to start counting in step S213 reaches a predetermined period of time (hereinafter referred to as "T 1 "). After the heater 32 is turned on, electric power with a predetermined amplitude P 0 and a predetermined duty ratio or a predetermined duty ratio D H to the heater 32 fed. At this time becomes the heater 32 controlled so that he is able to filter 30 at least to a temperature not lower than the temperature at which particles begin to burn. In addition, in Embodiment 2, the time is counted after the heater 32 is turned on.

Nach dem Start der Steuerung des Heizers 32 in Schritt S214 wird das Filter 30 durch den Heizer 32 erhitzt und verbrennen Partikel in dem Filter 30 fortwährend, so dass sie beseitigt werden. Als Folge dessen verringert sich allmählich der Wert von ΔIL.After starting the control of the heater 32 in step S214, the filter 30 through the heater 32 heats and burns particles in the filter 30 constantly, so that they are eliminated. As a result, the value of ΔI L gradually decreases.

Daraufhin wird der elektrische Energieverbrauch berechnet, bis ΔIL zu Null wird (Schritt S216). Bei Ausführungsbeispiel 2 wird zunächst der Heizer 32 eingeschaltet, und wird daraufhin eine Bestimmungsverarbeitung dahingehend durchgeführt, ob ΔIL Null wird oder nicht. Das Zählen der Zeit wird zu der Zeit angehalten, wenn ΔIL = 0 erfüllt ist, und es wird eine Zeitdauer TH von der Einschaltzeit des Heizers 32 bis zu einer Zeit erhalten, zu der ΔIL zu Null wird. Als nächstes wird eine Berechnungsverarbeitung ausgeführt, um den elektrischen Energieverbrauch WH basierend auf der Zeitdauer TH, dem vorstehend beschriebenen Parameter P0 und dem Tastverhältnis DH zu berechnen (genauer gesagt, um zum Beispiel eine Multiplikation TH × P0 × DH = WH durchzuführen). Der berechnete elektrische Energieverbrauch WH wird als die elektrische Energie angenommen, die durch den Heizer 32 zum Beseitigen von Partikeln in dem Filter 30 verbraucht wird.Thereafter, the electric power consumption is calculated until ΔI L becomes zero (step S216). In Embodiment 2, first, the heater 32 is turned on, and then determination processing is performed on whether ΔI L becomes zero or not. The counting of the time is stopped at the time when ΔI L = 0 is satisfied, and there is a time T H of the heater on time 32 until a time when ΔI L becomes zero. Next, calculation processing is performed to calculate the electric power consumption W H based on the period T H , the above-described parameter P 0, and the duty ratio D H (more specifically, for example, multiplying T H × P 0 × D H = Carry out W H ). The calculated electrical energy consumption W H is assumed to be the electrical energy passing through the heater 32 for removing particles in the filter 30 is consumed.

Als nächstes wird die PM-Menge gemäß der Abgasmenge berechnet (Schritt S218). In diesem Schritt wird zunächst auf das Kennfeld der Korrelationslinien bzw. -kurven von WH und der PM-Menge Bezug genommen, das in der ECU 50 gespeichert ist, so dass die PM-Menge gemäß WH berechnet wird. Daraufhin wird, wie bei Ausführungsbeispiel 1, die Menge von Partikeln pro Zeiteinheit und pro Gasmengeneinheit basierend auf der integrierten Abgasmenge Gexh_itg und der vorbestimmten Zeitdauer T0 berechnet.Next, the PM amount is calculated according to the exhaust gas amount (step S218). In this step, reference is first made to the map of the correlation lines of W H and the amount of PM stored in the ECU 50 is stored so that the PM amount is calculated according to W H. Then, as in Embodiment 1, the amount of particles per unit time and per gas amount unit is calculated based on the integrated exhaust gas amount Gexh_itg and the predetermined time period T 0 .

Daraufhin wird der Heizer 32 erneut so erhitzt, dass Partikel in dem Filter 30 beseitigt werden (Schritt S220). Daraufhin kehrt der Prozess zu Schritt S208 zurück und wird die Verarbeitung nach Schritt S208 wiederholt ausgeführt.The heater then turns on 32 again heated so that particles in the filter 30 are eliminated (step S220). Thereafter, the process returns to step S208, and the processing after step S208 is repeatedly executed.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung ist es möglich, die Menge von Partikeln in dem Abgas zu erfassen.According to the above-described processing, it is possible to detect the amount of particulates in the exhaust gas.

Es wird bemerkt, dass bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 das Filter 30 dem „Filter” bei der zehnten Erfindung entspricht, und der Heizer 32 dem „Heizer” bei der zehnten Erfindung entspricht. Außerdem wird bei Ausführungsbeispiel 2 die „Temperaturverringerungssteuerung” bei der zehnten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S212 ausführt, wird die „Heizsteuerungseinrichtung” bei der zehnten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S213 und Schritt S214 ausführt, wird die „Elektroenergie-Erfassungseinrichtung” der zehnten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S216 ausführt, und wird die „Berechnungseinrichtung” der zehnten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S220 ausführt, und zwar jeweils in der Routine gemäß 6.It is noted that in the above-described embodiment 2, the filter 30 corresponds to the "filter" in the tenth invention, and the heater 32 corresponds to the "heater" in the tenth invention. In addition, in Embodiment 2, the "temperature reduction control" in the tenth invention is determined by the ECU 50 implementing the processing of step S212, the "heating control means" in the tenth invention is changed by the ECU 50 implementing the processing of step S213 and step S214, the "electric power detecting device" of the tenth invention is implemented by the ECU 50 and implementing the processing of step S216, and becomes the "calculating means" of the tenth invention by the ECU 50 implementing the processing of step S220, respectively in the routine according to FIG 6 ,

Außerdem wird bei Ausführungsbeispiel 2 die „Bestimmungseinrichtung” bei der elften Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Bestimmungsverarbeitung dahingehend ausführt, ob AIL gleich Null ist oder nicht, und wird die „Elektroenergie-Berechnungseinrichtung” bei der elften Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Berechnungsverarbeitung ausführt, um den elektrischen Energieverbrauch WH basierend auf der Zeitdauer TH, dem vorstehend beschriebenen Parameter P0 und dem Tastverhältnis DH in Schritt S216 gemäß 6 zu berechnen.In addition, in Embodiment 2, the "determining means" in the eleventh invention is determined by the ECU 50 implementing the determination processing as to whether Al L is zero or not, and the "electric power calculator" in the eleventh invention is implemented by the ECU 50 implementing the calculation processing to calculate the electric power consumption W H based on the time duration T H , the above-described parameter P 0, and the duty ratio D H in step S216 6 to calculate.

Außerdem entspricht, obwohl die Hardwarekonfiguration bei Ausführungsbeispiel 2 nicht veranschaulicht ist, der A/F-Sensor 22 dem „Sauerstoffkonzentrationssensor einer stromaufwärts liegenden Seite” bei der vorstehend beschriebenen zwölften Erfindung, und entspricht der nicht gezeigte A/F-Sensor 24 dem „Sauerstoffkonzentrationssensor einer stromabwärts liegenden Seite” bei der zwölften Erfindung.In addition, although the hardware configuration is not illustrated in Embodiment 2, the A / F sensor 22 the "upstream side oxygen concentration sensor" in the above-described twelfth invention, and corresponds to the not-shown A / F sensor 24 the "downstream side oxygen concentration sensor" in the twelfth invention.

[Variante von Ausführungsbeispiel 2][Variant of Embodiment 2]

Bei der speziellen Verarbeitung von Ausführungsbeispiel 2 werden in Schritt S214 die Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24 gespeichert, wenn die vorbestimmte Zeitdauer T1 verstrichen ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die ECU 50 kann anstatt nach der Zeitdauer T1 die Ausgaben der A/F-Sensoren 22 und 24 speichern, wenn der integrierte Abgasmengenwert Gexh_itg eine vorbestimmte Menge erreicht.In the specific processing of Embodiment 2, in step S214, the outputs of the A / F sensors become 22 and 24 stored when the predetermined time period T 1 has elapsed. However, the present invention is not limited to this configuration. The ECU 50 may instead of after the period T 1, the outputs of the A / F sensors 22 and 24 when the integrated exhaust gas amount Gexh_itg reaches a predetermined amount.

Die Steuerung des Heizers 32 ist nicht auf die Tastverhältnis- bzw. Einschaltdauersteuerung wie in Schritt S214 beschränkt. Zum Beispiel kann elektrische Leistung derart an den Heizer 32 zugeführt werden, dass der Widerstandswert (die Temperatur des Heizers 32) einen vorbestimmten Wert zeigt. In diesem Fall kann der elektrische Energieverbrauch etwa durch Überwachung eines Verbrauchs elektrischer Leistung des Heizers 32 berechnet werden.The control of the heater 32 is not limited to the duty control as in step S214. For example, electrical power may be applied to the heater 32 be fed, that the resistance value (the temperature of the heater 32 ) shows a predetermined value. In this case, the electric power consumption may be approximately by monitoring a consumption of electric power of the heater 32 be calculated.

Bei Ausführungsbeispiel 2 umfassen Varianten etwa eine, wie sie nachstehend gezeigt ist. Bei dieser Variante wird die Verarbeitung nach der Heizereinschaltverarbeitung in Schritt S214 ausgeführt, wenn nach der Heizerausschaltverarbeitung in Schritt S212 die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist (oder der integrierte Abgaswert eine vorbestimmte Menge erreicht hat). Das heißt, dass bei der vorliegenden Variante der Vergleich von ΔIL mit einem vorbestimmten Wert in Schritt S213 ausgelassen ist.In Embodiment 2, variants include about one as shown below. In this variant, the processing after the heater-on processing in step S214 is executed if, after the heater off processing in step S212, the predetermined time has elapsed (or the integrated exhaust gas value has reached a predetermined amount). That means that at the present variant, the comparison of .DELTA.I L is omitted with a predetermined value in step S213.

Außerdem können bei Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Varianten mit Ausführungsbeispiel 2 kombiniert werden.In addition, variants described in Example 1 can be combined with Embodiment 2.

Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3

[Konfiguration von Ausführungsbeispiel 3][Configuration of Embodiment 3]

7 ist eine Darstellung, um die Konfiguration einer Anormalitätserfassungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zu zeigen. Die Anormalitätserfassungsvorrichtung von Ausführungsbeispiel 3 kann eine Anormalität bzw. Störung eines in dem Abgasrohr 10 bereitgestellten Dieselpartikelfilters (DPF) 130 erfassen. Diese Anormalitätserfassungsvorrichtung kann für OBD (Borddiagnose) verwendet werden, wenn sie an einem Fahrzeug installiert ist. 7 FIG. 10 is a diagram to show the configuration of an abnormality detecting device of an internal combustion engine relating to Embodiment 3 of the present invention. FIG. The abnormality detecting device of Embodiment 3 may have an abnormality in the exhaust pipe 10 provided diesel particulate filter (DPF) 130 to capture. This abnormality detecting device may be used for OBD (on-board diagnosis) when installed on a vehicle.

Bei Ausführungsbeispiel 3 wird angenommen, dass die Brennkraftmaschine 2 eine Dieselmaschine ist und ein (nicht gezeigter) Heizmechanismus zum Regenerieren bzw. Wiederherstellen des DPF 130 bereitgestellt ist. Die ECU 50 kann den Heizmechanismus steuern, um das DPF 130 zu regenerieren bzw. wiederherzustellen.In Embodiment 3, it is assumed that the internal combustion engine 2 a diesel engine and a heating mechanism (not shown) for regenerating the DPF 130 is provided. The ECU 50 can control the heating mechanism to the DPF 130 to regenerate or restore.

Es gibt bereits verschiedene bekannte Konfigurationen hinsichtlich des Heizmechanismus für die Regeneration bzw. Wiederherstellung von dem DPF. Daher kann, obwohl eine ausführliche Beschreibung nicht vorgenommen wird, das DPF 130 zum Beispiel durch eine sogenannte Nacheinspritzung erhitzt werden. Im Speziellen kann ein Abgas- bzw. Auslass-Kraftstoffhinzufügungsventil in dem Abgaspfad der Brennkraftmaschine 2 bereitgestellt sein. Das Abgas- bzw. Auslass-Kraftstoffhinzufügungsventil ist bereitgestellt, um Kraftstoff zu dem in dem Abgaspfad strömenden Abgas hinzuzufügen bzw. beizumischen. Durch Vornahme einer Kraftstoffhinzufügung bzw. -beimischung mit dem Abgas- bzw. Auslass-Kraftstoffhinzufügungsventil zu einer geeigneten Zeit bzw. mit einer geeigneten Zeitsteuerung ist es möglich, das DPF 130 zu regenerieren. Außerdem kann eine sogenannte Nacheinspritzung durchgeführt werden, um eine Kraftstoffhinzufügung bzw. -beimischung durchzuführen. Außerdem kann ein Heizer an dem DPF 130 angebracht sein, um das DPF 130 durch diesen Heizer zu erhitzen.There are already several known configurations regarding the heating mechanism for regeneration of the DPF. Therefore, although a detailed description is not made, the DPF 130 For example, be heated by a so-called post-injection. Specifically, an exhaust fuel addition valve may be provided in the exhaust path of the internal combustion engine 2 be provided. The exhaust fuel addition valve is provided to add fuel to the exhaust gas flowing in the exhaust path. By making addition of fuel to the exhaust fuel addition valve at an appropriate time with an appropriate timing, it is possible for the DPF 130 to regenerate. In addition, a so-called post-injection may be performed to perform a fuel addition. In addition, a heater on the DPF 130 be attached to the DPF 130 to heat through this heater.

Wie es gemäß 7 gezeigt ist, sind A/F-Sensoren 22 und 24 stromaufwärts und stromabwärts des DPF 130 bereitgestellt, wie es bei dem Filter 30 von Ausführungsbeispiel 1 der Fall ist. Auch bei dem DPF 130, wie bei dem Filter 30, steigt ΔIL, wenn die Menge von Partikeln steigt. Falls sich das DPF 130 in einem Zustand befindet, in dem es in der Lage ist, Partikel normal einzufangen, werden sich die Partikel in dem DPF 130 fortwährend ansammeln und sollte sich die Wirkung der Ansammlung von Partikeln selbst in ΔIL manifestieren. Daher ist es möglich, eine Anormalität von dem DPF 130 basierend auf ΔIL zu erfassen.As it is according to 7 shown are A / F sensors 22 and 24 upstream and downstream of the DPF 130 provided, as is the case with the filter 30 of Embodiment 1 is the case. Also with the DPF 130 as with the filter 30 , ΔI L increases as the amount of particles increases. If the DPF 130 In a state where it is capable of trapping particles normally, the particles in the DPF will become 130 constantly accumulate and should manifest the effect of the accumulation of particles even in ΔI L. Therefore, it is possible to have an abnormality from the DPF 130 based on ΔI L to capture.

[Spezielle Verarbeitung von Ausführungsbeispiel 3][Special Processing of Embodiment 3]

8 ist ein Ablaufdiagramm der Routine, die durch die ECU 50 gemäß Ausführungsbeispiel 3 auszuführen ist. Es wird angenommen, dass die Routine gemäß 8 während des Anlaufens der Brennkraftmaschine 2 ausgeführt wird. Bei der folgenden Beschreibung wird eine Beschreibung bezüglich überlappender Punkte mit den Inhalten von denjenigen gemäß Ausführungsbeispielen 1 und 2, soweit angemessen, ausgelassen oder vereinfacht. 8th is a flowchart of the routine executed by the ECU 50 According to Embodiment 3 is executed. It is assumed that the routine according to 8th during startup of the internal combustion engine 2 is performed. In the following description, a description regarding overlapping items with the contents of those of Embodiments 1 and 2 will be omitted or simplified as appropriate.

In der Routine gemäß 8 wird zunächst ein Heizen zum Aktivieren des A/F-Sensors durchgeführt, wie es bei Schritt S100 von Ausführungsbeispiel 1 der Fall ist (Schritt S300).In the routine according to 8th At first, heating for activating the A / F sensor is performed, as is the case at step S100 of embodiment 1 (step S300).

Dann wird eine DPF-Regenerationssteuerung durchgeführt (Schritt S302). In diesem Schritt steuert die ECU 50 den Heizmechanismus, der bereits beschrieben wurde, so dass Partikel in dem DPF 130 beseitigt werden.Then, a DPF regeneration control is performed (step S302). In this step, the ECU controls 50 the heating mechanism that has already been described so that particles in the DPF 130 be eliminated.

Als nächstes werden Schritte S102, S106, S108 und S110 wie bei Ausführungsbeispiel 1 ausgeführt. Dadurch werden nacheinander die Bestimmungsverarbeitung einer A/F-Sensoraktivierung, die Bestimmungsverarbeitung einer PM-Verbrennung in DPF 130, die Nullpunktkorrekturverarbeitung der Ausgabe des A/F-Sensors, die Berechnungsverarbeitung der integrierten Abgasmenge Gexh_itg und die Berechnungsverarbeitung von ΔIL ausgeführt.Next, steps S102, S106, S108, and S110 are performed as in Embodiment 1. Thereby, the determination processing of A / F sensor activation, the determination processing of PM combustion in DPF, are sequentially performed 130 , the zero point correction processing of the output of the A / F sensor, the integrated exhaust gas amount calculation processing Gexh_itg and the calculation processing of ΔI L are executed.

Als nächstes wird die PM-Menge berechnet (Schritt S304). In diesem Schritt wird die PM-Menge basierend auf ΔIL gemäß Korrelationslinien bzw. -kurven berechnet, wie es bei der Verarbeitung von Schritt S112 von Ausführungsbeispiel 1 der Fall ist. Auch bei Ausführungsbeispiel 3 wird ein Kennfeld von Korrelationslinien bzw. -kurven, wie es gemäß 5 gezeigt ist, in der ECU 50 erzeugt und gespeichert.Next, the PM amount is calculated (step S304). In this step, the PM amount is calculated based on ΔI L according to correlation lines as in the processing of step S112 of embodiment 1. Also, in Embodiment 3, a map of correlation lines or curves, as shown in FIG 5 shown in the ECU 50 generated and saved.

Als nächstes wird bestimmt, ob die PM-Menge nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht (Schritt S306). Wie es bis hierher beschrieben ist, sollten sich Partikel in dem DPF 130 fortwährend ansammeln, falls sich das DPF 130 in einem Zustand befindet, in dem es in der Lage ist, Partikel normal einzufangen. Wenn die PM-Menge in dem DPF im Gegensatz zu einer derartigen Erwartung einen Wert von nicht mehr als dem vorbestimmten Wert zeigt, wird erachtet, dass in dem DPF 130 eine Anormalität irgendeiner Art aufgetreten ist. Daher wird bei Ausführungsbeispiel 3 die Bestimmung dahingehend durchgeführt, ob die PM-Menge nicht größer als der vorbestimmte Wert ist oder nicht. Wenn diese Bedingung verneint wird, wird beurteilt, dass das DPF 130 Partikel normal einfängt, und endet die Routine dieser Runde.Next, it is determined whether or not the PM amount is not larger than a predetermined value (step S306). As described so far, particles should be in the DPF 130 continually accumulate if the DPF 130 is in a state capable of trapping particles normally. In contrast to such an expectation, if the PM amount in the DPF shows a value of not more than the predetermined value, it is considered that in the DPF 130 an abnormality of some sort has occurred. Therefore, in Embodiment 3, the determination is made as to whether or not the PM amount is not larger than the predetermined value. If this condition is answered in the negative, it is judged that the DPF 130 Particles normally captures, and ends the routine of this round.

Wenn die Bedingung von Schritt S306 erfüllt ist, wird bestimmt, dass eine Anormalität in dem DPF 130 vorliegt (Schritt S308). Wenn die Anormalitätserfassungsvorrichtung von Ausführungsbeispiel 3 für OBD verwendet wird, wird eine Alarmierung des Fahrers zum Beispiel durch eine Beleuchtung einer Alarmanlage durchgeführt.If the condition of step S306 is satisfied, it is determined that an abnormality in the DPF 130 is present (step S308). When the abnormality detecting apparatus of Embodiment 3 is used for OBD, alarming of the driver is performed, for example, by lighting an alarm system.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung ist es möglich, die Erfassung einer Anormalität in einem Partikelfilter durchzuführen.According to the above-described processing, it is possible to perform the detection of abnormality in a particulate filter.

Es wird bemerkt, dass bei Ausführungsbeispiel 3, nachdem die PM-Menge aus ΔIL berechnet ist, eine Bestimmung basierend auf dem Vergleich zwischen der PM-Menge und dem vorbestimmten Wert durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt.It is noted that in Embodiment 3, after the PM amount is calculated from ΔI L , a determination is made based on the comparison between the PM amount and the predetermined value. However, the present invention is not limited to this embodiment.

Die Vergleichsbestimmung kann durch Vergleich von ΔIL mit einem vorbestimmten Wert vorgenommen werden, ohne die Wandlung in die PM-Menge durchzuführen.The comparison determination can be made by comparing ΔI L with a predetermined value without performing the conversion into the PM amount.

Es ward bemerkt, dass bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 3 das DPF 130 dem „Partikelfilter” bei der dreizehnten Erfindung entspricht und der A/F-Sensor 24 dem „Sauerstoffkonzentrationssensor” bei der dreizehnten Erfindung entspricht. Außerdem wird die „Heizeinrichtung” bei der dreizehnten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritt S302 in der Routine gemäß 8 ausführt, und wird die „Erfassungseinrichtung” bei der dreizehnten Erfindung durch die ECU 50 implementiert, die bzw. indem sie die Verarbeitung von Schritten S110, S304, S306 und S308 in der Routine gemäß 8 ausführt.It was noted that in the above-described embodiment 3, the DPF 130 corresponds to the "particulate filter" in the thirteenth invention and the A / F sensor 24 corresponds to the "oxygen concentration sensor" in the thirteenth invention. In addition, the "heater" in the thirteenth invention is the ECU 50 implementing the processing of step S302 in the routine according to FIG 8th and becomes the "detection means" in the thirteenth invention by the ECU 50 implementing the processing of steps S110, S304, S306 and S308 in the routine according to FIG 8th performs.

Außerdem entspricht bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 3 der A/F-Sensor 22 dem „Sauerstoffkonzentrationssensor” bei der vierzehnten Erfindung.In addition, in the above-described embodiment 3, the A / F sensor corresponds 22 the "oxygen concentration sensor" in the fourteenth invention.

Claims (8)

PM-Sensor mit: einer Einlassöffnung, durch die ein Teil eines Gases, das von einem Abgaspfad (10) einer Brennkraftmaschine (2) bezogen wird, einströmen kann; einem Filter (30) zum Filtern von Feinstaub (PM) in dem Gas, das durch die Einlassöffnung eingeströmt ist; einem Heizer (32), der an dem Filter angebracht ist und zum Ändern der Temperatur des Filters im Stande ist; einer Auslassöffnung, durch die das Gas, das das Filter durchlaufen hat, in den Abgaspfad ausströmen kann; und einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (24), das auf der Auslassöffnungsseite angeordnet ist und einen eignen Heizer umfasst, wobei das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement bei Aktivierung durch den Heizer auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird und angepasst ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration des Gases zu ändern, das das Filter durchlaufen hat, und wobei das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement derart von dem Filter getrennt beabstandet ist, dass das Filter ein Temperaturniveau aufweist, auf dem Feinstaub in dem Filter nicht beseitigt wird, wenn das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement selbst auf der vorbestimmten Temperatur ist.PM sensor comprising: an inlet port through which a portion of a gas discharged from an exhaust path ( 10 ) an internal combustion engine ( 2 ), can flow; a filter ( 30 ) for filtering particulate matter (PM) in the gas that has flowed through the inlet opening; a heater ( 32 ) attached to the filter and capable of changing the temperature of the filter; an exhaust port through which the gas that has passed through the filter can flow out into the exhaust path; and an oxygen concentration sensor element ( 24 ) disposed on the outlet port side and comprising a dedicated heater, wherein the oxygen concentration sensing element is heated to a predetermined temperature when activated by the heater and adapted to change its output according to an oxygen concentration of the gas that has passed through the filter, and wherein the oxygen concentration sensing element is spaced apart from the filter such that the filter has a temperature level at which particulate matter in the filter is not removed when the oxygen concentration sensing element itself is at the predetermined temperature. PM-Sensor gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit: einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (22), das zwischen der Einlassöffnung und dem Filter angeordnet ist und angepasst ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration des Gases zu ändern, das durch die Einlassöffnung eingeströmt ist.PM sensor according to claim 1, additionally comprising: an oxygen concentration sensor element ( 22 ) disposed between the inlet port and the filter and adapted to change its output according to an oxygen concentration of the gas that has flowed through the inlet port. PM-Sensor gemäß Anspruch 2, wobei das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (24) der Auslassöffnungsseite und das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (22) der Einlassöffnungsseite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelemente sind.PM sensor according to claim 2, wherein the oxygen concentration sensor element ( 24 ) the outlet port side and the oxygen concentration sensor element ( 22 ) of the intake port side are air-fuel ratio sensor elements. PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas, mit: einem Filter (30), das in einem Abgaspfad (10) einer Brennkraftmaschine (2) bereitgestellt ist und zum Filtern von Feinstaub (PM) in Abgas dient, das durch den Abgaspfad strömt; einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (24), das stromabwärts des Filters in dem Abgaspfad angeordnet ist und angepasst ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration des Gases zu ändern, das das Filter durchlaufen hat; einem Heizer (32), der an dem Filter angebracht ist; einer Heizsteuerungseinrichtung (50) zum derartigen Steuern des Heizers, dass das Filter geheizt wird, bis Feinstaub in dem Filter beseitigt ist; einer Temperaturverringerungssteuerungseinrichtung (50) zum derartigen Steuern des Heizers, dass eine Temperatur des Filters nicht höher ist als eine Temperatur, auf der Feinstaub in dem Filter nicht beseitigt wird, nach der Steuerung der Heizsteuerungseinrichtung; einer Erlangungseinrichtung (50) zum Erlangen einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, nachdem eine Temperatur des Filters nicht höher als die Temperatur geworden ist; einer Einrichtung (50) zum Berechnen eines integrierten Werts einer Abgasmenge, die vor einer Erlangungszeit der Ausgabe durch die Erlangungseinrichtung in das Filter strömt; und einer Berechnungseinrichtung (50) zum Berechnen einer Menge von Feinstaub in dem Abgas pro Zeiteinheit und pro Volumeneinheit basierend auf der durch die Erlangungseinrichtung erlangten Ausgabe, der vorbestimmten Zeitdauer und dem integrierten Wert.PM quantity detection device for exhaust gas, comprising: a filter ( 30 ) located in an exhaust path ( 10 ) an internal combustion engine ( 2 ) and for filtering particulate matter (PM) into exhaust gas flowing through the exhaust path; an oxygen concentration sensor element ( 24 ) disposed downstream of the filter in the exhaust path and adapted to change its output according to an oxygen concentration of the gas that has passed through the filter; a heater ( 32 ) attached to the filter; a heating control device ( 50 ) for controlling the heater such that the filter is heated until particulate matter in the filter is removed; a temperature reduction control device ( 50 ) for controlling the heater such that a temperature of the filter is not higher than a temperature at which particulate matter in the filter is not removed after the control of the heater controller; an acquisition facility ( 50 ) for obtaining an output of the oxygen concentration sensing element when a predetermined period of time has elapsed after a temperature of the filter has not become higher than the temperature; a facility ( 50 ) for calculating an integrated value of an amount of exhaust gas flowing into the filter before an acquisition time of the output by the obtaining means; and a calculation device ( 50 ) for calculating an amount of particulate matter in the exhaust gas per unit time and per unit volume based on the output obtained by the obtaining means, the predetermined time duration, and the integrated value. PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Anspruch 4, zusätzlich mit: einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (22), das stromaufwärts des Filters in dem Abgaspfad angeordnet ist und im Stande ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration des Abgases zu ändern, das in das Filter eingeströmt ist, wobei die Berechnungseinrichtung angepasst ist, eine Menge von Feinstaub in dem Abgas basierend auf einer Differenz zwischen einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements (22) der stromaufwärts liegenden Seite des Filters und einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentration-Sensorelements (24) der stromabwärts liegenden Seite des Filters zu berechnen.A PM amount detecting device for exhaust gas according to claim 4, further comprising: an oxygen concentration sensing element ( 22 ) disposed upstream of the filter in the exhaust path and capable of changing its output according to an oxygen concentration of the exhaust gas that has flowed into the filter, the calculation means being adapted, an amount of particulate matter in the exhaust gas based on a difference between an output of the oxygen concentration sensor element ( 22 ) of the upstream side of the filter and an output of the oxygen concentration sensor element ( 24 ) of the downstream side of the filter. PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Anspruch 5, wobei das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (24) der stromabwärts liegenden Seite des Filters und das Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (22) der stromaufwärts liegenden Seite des Filters Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorelemente sind.The PM amount detection device for exhaust gas according to claim 5, wherein the oxygen concentration sensor element ( 24 ) of the downstream side of the filter and the oxygen concentration sensor element ( 22 ) of the upstream side of the filter are air-fuel ratio sensor elements. PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas gemäß Anspruch 6, zusätzlich mit einer Kalibrierungseinrichtung (50) zum Kalibrieren einer Ausgabeabweichung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor der stromabwärts liegenden Seite des Filters und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor der stromaufwärts liegenden Seite des Filters.A PM quantity detecting device for exhaust gas according to claim 6, further comprising a calibration device ( 50 ) for calibrating an output deviation between the air-fuel ratio sensor of the downstream side of the filter and the air-fuel ratio sensor of the upstream side of the filter. PM-Menge-Erfassungsvorrichtung für Abgas, mit: einem Filter (30), das in einem Abgaspfad (10) einer Brennkraftmaschine (2) bereitgestellt ist und zum Filtern von Feinstaub (PM) in Abgas dient, das durch den Abgaspfad strömt; einem Heizer (32), der an dem Filter angebracht ist; einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (22) einer stromaufwärts liegenden Seite, das stromaufwärts des Filters in dem Abgaspfad angeordnet ist und angepasst ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration von Gas zu ändern, das in das Filter einströmt; und einem Sauerstoffkonzentration-Sensorelement (24) einer stromabwärts liegenden Seite, das stromabwärts des Filters in dem Abgaspfad angeordnet ist und angepasst ist, seine Ausgabe gemäß einer Sauerstoffkonzentration von Gas zu ändern, das aus dem Filter ausströmt, wobei einer Temperaturverringerungssteuerungseinrichtung (50) zum derartigen Steuern des Heizers, dass eine Temperatur des Filters nicht höher ist als eine Temperatur, auf der Feinstaub in dem Filter nicht beseitigt wird; einer Heizsteuerungseinrichtung (50) zum derartigen Steuern des Heizers, dass eine Temperatur des Filters nicht niedriger als eine Temperatur wird, auf der Feinstaub in dem Filter beseitigt wird, nachdem eine vorbestimmte Dauer verstrichen ist, seit eine Temperatur des Filters durch die Steuerung durch die Temperaturverringerungssteuerungseinrichtung nicht höher als die Temperatur geworden ist; einer Erfassungseinrichtung (50) für elektrische Energie mit einer Bestimmungseinrichtung (50) zum Bestimmen, ob Feinstaub in dem Filter (30) beseitigt ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors (22) einer stromaufwärts liegenden Seite und einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors (24) einer stromabwärts liegenden Seite, nach einem Start der Steuerung durch die Heizsteuerungseinrichtung; einer Berechnungseinrichtung (50) für elektrische Energie zum Berechnen eines Verbrauchs elektrischer Energie des Heizers während einer Dauer von einem Start der Steuerung durch die Heizsteuerungseinrichtung bis bestimmt wird, dass der Feinstaub in dem Filter beseitigt ist; und einer Einrichtung (50) zum Berechnen des Verbrauchs elektrischer Energie, die durch den Heizer (32) zum Beseitigen von Feinstaub in dem Filter verbraucht wird, basierend auf dem durch die Berechnungseinrichtung für elektrische Energie berechneten Verbrauch elektrischer Energie; und einer Berechnungseinrichtung (50) zum Berechnen einer Menge von Feinstaub des Abgases basierend auf dem durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Energie erfassten Verbrauch elektrischer Energie.PM quantity detection device for exhaust gas, comprising: a filter ( 30 ) located in an exhaust path ( 10 ) an internal combustion engine ( 2 ) and for filtering particulate matter (PM) into exhaust gas flowing through the exhaust path; a heater ( 32 ) attached to the filter; an oxygen concentration sensor element ( 22 ) an upstream side located upstream of the filter in the exhaust path and adapted to change its output according to an oxygen concentration of gas flowing into the filter; and an oxygen concentration sensor element ( 24 ) a downstream side disposed downstream of the filter in the exhaust path and adapted to change its output according to an oxygen concentration of gas flowing out of the filter, wherein a temperature decrease control means (FIG. 50 ) for controlling the heater such that a temperature of the filter is not higher than a temperature at which particulate matter in the filter is not removed; a heating control device ( 50 ) for controlling the heater such that a temperature of the filter does not become lower than a temperature at which particulate matter in the filter is removed after a predetermined time has elapsed since a temperature of the filter is not higher than that by the temperature reduction control means Temperature has become; a detection device ( 50 ) for electrical energy with a determination device ( 50 ) for determining if particulate matter in the filter ( 30 ) is eliminated or not based on a difference between an output of the oxygen concentration sensor ( 22 ) an upstream side and an output of the oxygen concentration sensor ( 24 ) a downstream side, after a start of the control by the heating control means; a calculation device ( 50 ) for electrical energy for calculating a consumption of electrical energy of the heater during a period from a start of the control by the heating control device until it is determined that the particulate matter in the filter is eliminated; and a facility ( 50 ) for calculating the consumption of electrical energy passing through the heater ( 32 ) is consumed to remove particulate matter in the filter based on the consumption of electric energy calculated by the electric energy calculating means; and a calculation device ( 50 ) for calculating an amount of particulate matter of the exhaust gas based on the consumption of electric power detected by the electric energy detection means.
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