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DE112011106087B3 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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DE112011106087B3
DE112011106087B3 DE112011106087.4T DE112011106087T DE112011106087B3 DE 112011106087 B3 DE112011106087 B3 DE 112011106087B3 DE 112011106087 T DE112011106087 T DE 112011106087T DE 112011106087 B3 DE112011106087 B3 DE 112011106087B3
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internal combustion
combustion engine
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element portion
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Inventor
Keiichiro Aoki
Hiroki NISHIJIMA
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (2) mit:einer Einrichtung zur Erfassung einer Menge von Partikelmaterial, das in einem Abgas in einem Abgasdurchlass (4) der Brennkraftmaschine (2) enthalten ist, anhand von elektrischen Eigenschaften über Elektroden (12, 14) eines Partikelmaterialsensors (8), der in dem Abgasdurchlass der Brennkraftmaschine vorgesehen ist;einer Einrichtung zum Verbrennen und Entfernen des auf dem Elementabschnitt abgeschiedenen Partikelmaterials, indem der Elementabschnitt eines Partikelmaterialsensors (8) in einem vorab festgelegten Temperaturbereich zum Verbrennen des auf dem Elementabschnitt abgeschiedenen Partikelmaterials gehalten wird, nachdem die Brennkraftmaschine (2) gestartet wurde und die Bestimmung der Menge des Partikelmaterials abgeschlossen ist; undeiner Einrichtung, um den Elementabschnitt in dem vorab festgelegten Temperaturbereich zu halten, nachdem das Partikelmaterial verbrannt und entfernt wurde, bis die Brennkraftmaschine stoppt,dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin Folgendes umfasst:eine Einrichtung, um einen Parameter bezüglich eines Zustands für die Erfassung der Partikelmaterialmenge aufzuzeichnen;eine Einrichtung, um nach einem Start eines derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine (2) zu bestimmen, ob die Erfassung der Partikelmaterialmenge in einem früheren Betrieb vom Start bis zum Stopp der Brennkraftmaschine (2) abgeschlossen ist; undeine Einrichtung, um den Parameter zu lesen, der während des früheren Betriebs aufgezeichnet wurde, wenn bestimmt wurde, dass die Erfassung der Partikelmaterialmenge nicht abgeschlossen ist, wobei:die Einrichtung zum Erfassen der Partikelmaterialmenge die Erfassung der Partikelmaterialmenge, die in dem früheren Betrieb durchgeführt wurde, passend zu dem Parameter nach dem Start des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine fortsetzt.A control device for an internal combustion engine (2), comprising:means for detecting an amount of particulate matter contained in an exhaust gas in an exhaust gas passage (4) of the internal combustion engine (2) based on electrical characteristics via electrodes (12, 14) of a particulate matter sensor ( 8) provided in the exhaust passage of the internal combustion engine;means for burning and removing the particulate matter deposited on the element portion by maintaining the element portion of a particulate matter sensor (8) in a predetermined temperature range for burning the particulate matter deposited on the element portion after the internal combustion engine (2) has been started and the determination of the amount of particulate matter has been completed; andmeans for maintaining the element portion in the predetermined temperature range after the particulate matter is burned and removed until the internal combustion engine stops,characterized in that it further comprises:means for setting a parameter related to a state for detecting the amount of particulate matter means for determining, after a start of a current operation of the internal combustion engine (2), whether the detection of the amount of particulate matter in a previous operation from start to stop of the internal combustion engine (2) is completed; andmeans for reading the parameter recorded during the previous operation when it is determined that the particulate matter amount detection is not completed, wherein:the means for detecting the particulate matter amount detects the particulate matter amount detection performed in the previous operation , matching the parameter after the start of the current operation of the internal combustion engine.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Steuervorrichtungen für Maschinen mit interner Verbrennung bzw. Brennkraftmaschinen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung, die einen Partikelsensor aufweist, der in einem Abgasdurchlass der Maschine mit interner Verbrennung vorgesehen ist, um eine Menge von Partikelmaterial in einem Abgas zu erfassen.The present invention relates generally to control devices for internal combustion engines. More particularly, the present invention relates to a control device for an internal combustion engine that includes a particulate sensor provided in an exhaust passage of the internal combustion engine to detect an amount of particulate matter in an exhaust gas.

Stand der TechnikState of the art

Die JP 2008-190 502 A offenbart beispielsweise einen Sensor, der eine Menge von (nachstehend auch als „PM“ bezeichnetem) Partikelmaterial erfasst, die in einem Abgas einer Brennkraftmaschine enthalten ist. Der in der JP 2008-190 502 A offenbarte Sensor umfasst eine isolierende Schicht, auf der das PM abgeschieden wird, und ein Paar von Elektroden, die voneinander auf der isolierenden Schicht beabstandet sind. Wenn das Abgas mit dem Sensor in Kontakt kommt, wird PM in dem Abgas zwischen den Elektroden abgeschieden. Die Leitfähigkeit über die Elektroden verändert sich passend zur Menge des abgeschiedenen PMs, und ein Widerstand über die Elektroden verändert sich. Somit kann die Menge an PM, die zwischen den Elektroden abgeschieden wird, durch Erfassen des Widerstandes über die Elektroden des Sensors erfasst werden, und die in dem Abgas enthaltene Menge von PM kann entsprechend abgeschätzt werden, um ein Versagen eines PM-Abscheidefilters usw. zu erfassen.the JP 2008-190 502 A discloses, for example, a sensor that detects an amount of particulate matter (hereinafter also referred to as “PM”) contained in an exhaust gas of an internal combustion engine. The Indian JP 2008-190 502 A The sensor disclosed includes an insulating layer on which the PM is deposited and a pair of electrodes spaced from each other on the insulating layer. When the exhaust gas contacts the sensor, PM in the exhaust gas is deposited between the electrodes. The conductivity across the electrodes changes in accordance with the amount of deposited PM, and a resistance across the electrodes changes. Thus, the amount of PM deposited between the electrodes can be detected by detecting the resistance across the electrodes of the sensor, and the amount of PM contained in the exhaust gas can be estimated accordingly to detect a failure of a PM separating filter, etc capture.

Wenn die Menge von PM, die zwischen den Elektroden abgeschieden ist, in diesem Sensor eine vorab festgelegte Höhe übersteigt, ändert sich ein Wert des Widerstands über die Elektroden nicht mehr. Der Sensor kann dann keinen Wert ausgeben, der der Menge des abgeschiedenen PM entspricht. In einer solchen Situation, in welcher sich viel PM zwischen den Elektroden absetzt, wird in der Technik, die in der JP 2008-190 502 A offenbart ist, ein PM-Rücksetzen durchgeführt, welches das abgeschiedene PM verbrennt, um es zu entfernen, indem der Sensor für einen vorab festgelegten Zeitabschnitt mit einer Heizung aufgeheizt wird, die in dem Sensor enthalten ist. Auch die DE 10 2009 028 319 A1 offenbart eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren analog hierzu.In this sensor, when the amount of PM deposited between the electrodes exceeds a predetermined level, a value of resistance across the electrodes no longer changes. The sensor is then unable to output a value that corresponds to the amount of PM deposited. In such a situation where a lot of PM is deposited between the electrodes, the technique disclosed in US Pat JP 2008-190 502 A is disclosed, a PM reset is performed, which burns the deposited PM to remove it by heating the sensor for a predetermined period of time with a heater included in the sensor. Also the DE 10 2009 028 319 A1 discloses a control device for an internal combustion engine and a method analogous thereto.

Erläuterung der ErfindungExplanation of the invention

Von der Erfindung zu lösendes ProblemProblem to be solved by the invention

Beim Start der Brennkraftmaschine stagniert Kondenswasser in dem Abgasdurchlass. In einem solchen Fall kann ein Elementabschnitt eines PM-Sensors durch das Kondenswasser während des Anlaufs der Brennkraftmaschine nass werden. Wenn der Elementabschnitt zum PM-Rücksetzen schnell aufgeheizt wird, während er nass ist, kann ein Brechen an dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 auftreten.When the internal combustion engine is started, condensed water stagnates in the exhaust gas passage. In such a case, an element portion of a PM sensor may get wet by the condensed water during engine startup. If the PM reset element portion is rapidly heated while wet, cracking may occur at the element portion of the PM sensor 8 .

Um das Brechen während des Starts der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wird der PM-Sensor typischerweise beheizt und reaktiviert, nachdem sichergestellt ist, dass die Feuchtigkeit in dem Abgasdurchlass abgegeben wurde und der Abgasdurchlass trocken ist. Dies benötigt jedoch eine beträchtliche Zeitdauer, um das PM-Rücksetzen und das Umschalten in einen PM-Mengenerfassungsmodus nach dem Anlauf der Brennkraftmaschine abzuschließen. Als ein Ergebnis kann es insbesondere nach einem Kaltstart sein, dass der PM-Sensor nicht in den PM-Mengenerfassungsmodus umschaltet, wenn ein Kurzfahrvorgang so wiederholt wird, dass das System stoppt, bevor die Wassertemperatur ausreichend ansteigt.To avoid cracking during engine start-up, the PM sensor is typically heated and reactivated after ensuring that the moisture in the exhaust passage has been released and the exhaust passage is dry. However, this takes a significant amount of time to complete PM reset and switching to a PM quantity detection mode after engine start-up. As a result, particularly after a cold start, the PM sensor may not switch to the PM quantity detection mode if a short trip is repeated so that the system stops before the water temperature rises sufficiently.

Um den PM-Erfassungsmodus unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine einzurichten, kann das PM-Rücksetzen beispielsweise nach dem Anhalten oder vor dem Starten (Vorheizen) des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Ein PM-Rücksetzen zu einem solchen Zeitpunkt hat jedoch einen signifikanten Effekt auf die Batterieladung, und es ist auch schwierig, die Zeit für das PM-Rücksetzen sicherzustellen.In order to establish the PM detection mode immediately after the engine is started, the PM reset may be performed after stopping or before starting (preheating) the operation of the engine, for example. However, a PM reset at such a time has a significant effect on the battery charge, and it is also difficult to ensure the time for the PM reset.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erläuterten Probleme zu lösen und eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die so verbessert ist, dass eine PM-Menge zu einem früheren Zeitpunkt bei einem Anlauf der Brennkraftmaschine gemessen werden kann.It is an object of the present invention to solve the above-described problems and to provide a control device for an internal combustion engine which is improved so that a PM amount can be measured at an earlier point in time when the internal combustion engine is started.

Einrichtung zum Lösen des Problemsdevice to solve the problem

Um die vorstehend erläuterte Aufgabe zu lösen, umfasst eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zum Erfassen einer Menge an Partikelmaterial, das in einem Abgas enthalten ist, und eine Einrichtung zum Verbrennen, um Partikelmaterial zu entfernen, das auf einem Elementabschnitt abgeschieden ist.In order to achieve the above object, a control device for an internal combustion engine according to the present invention includes means for detecting an amount of particulate matter contained in an exhaust gas and means for burning to remove particulate matter deposited on a member portion is.

Die Einrichtung zur Erfassung der Menge an Partikelmaterial erfasst eine Menge von Partikelmaterial, das in einem Abgas in einem Abgasdurchlass enthalten ist, anhand von elektrischen Eigenschaften über Elektroden eines Partikelmaterialsensors, der in dem Abgasdurchlass der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die Bezeichnung „elektrische Eigenschaften“ bezieht sich hier auf eine Eigenschaft, die sich mit der Menge des abgeschiedenen Partikelmaterials ändert, beispielsweise auf einen Stromwert, wenn eine vorab festgelegte Spannung angelegt wird.The particulate matter amount detecting means detects an amount of particulate matter contained in an exhaust gas in an exhaust passage from electrical characteristics across electrodes of a particulate matter sensor provided in the exhaust passage of the internal combustion engine. As used herein, the term “electrical properties” refers to a property that changes with the amount of particulate matter deposited, such as a current value when a predetermined voltage is applied.

Die Einrichtung zum Verbrennen und Entfernen des auf dem Elementabschnitt abgeschiedenen Partikelmaterials verbrennt und entfernt das Partikelmaterial, das auf dem Elementabschnitt abgeschieden wird, indem der Elementabschnitt eines Partikelmaterialsensors in einem vorab festgelegten Temperaturbereich gehalten wird, nachdem die Brennkraftmaschine gestartet ist und die Bestimmung der Menge des Partikelmaterials abgeschlossen ist. Die Bezeichnung „vorab festgelegter Temperaturbereich“ bezieht sich hier auf einen Temperaturbereich, in dem das auf dem Elementabschnitt abgeschiedene Partikelmaterial verbrannt werden kann.The means for burning and removing the particulate matter deposited on the element portion burns and removes the particulate matter deposited on the element portion by keeping the element portion of a particulate matter sensor within a predetermined temperature range after the internal combustion engine is started and determining the amount of the particulate matter is completed. Here, the term “predetermined temperature range” refers to a temperature range in which the particulate matter deposited on the element portion can be burned.

Die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin eine Einrichtung, um den Elementabschnitt in einem vorab festgelegten Temperaturbereich zu halten, nachdem das Partikelmaterial verbrannt und entfernt wurde, bis die Brennkraftmaschine anhält.The control device for an internal combustion engine according to the present invention further includes means for maintaining the element portion in a predetermined temperature range after the particulate matter is burned and removed until the internal combustion engine stops.

Bevorzugt umfasst die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung, um einen Parameter bezüglich eines Zustands während der Erfassung der Partikelmaterialmenge aufzuzeichnen. In diesem Fall umfasst die Steuervorrichtung weiterhin eine Einrichtung, um nach dem Start eines derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine zu bestimmen, ob die Erfassung der Partikelmaterialmenge in einem früheren Vorgang vom früheren Start bis zum früheren Stopp der Brennkraftmaschine abgeschlossen ist. Die Steuervorrichtung umfasst in diesem Fall auch eine Einrichtung, um den Parameter, der während des früheren Betriebs aufgezeichnet wurde, zu lesen, wenn bestimmt wurde, dass die Erfassung nicht abgeschlossen ist. Die Einrichtung zum Erfassen der Partikelmaterialmenge kann dazu fähig sein, die Erfassung der Partikelmaterialmenge passend zu dem Parameter nach dem Start des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine fortzusetzen, die in dem vorhergehenden Betrieb durchgeführt wurde.Preferably, the control device for an internal combustion engine according to the present invention comprises means for recording a parameter relating to a condition during the detection of the amount of particulate matter. In this case, the control device further includes means for determining, after the start of a current operation of the internal combustion engine, whether the detection of the particulate matter amount is completed in a previous process from the earlier start to the earlier stop of the internal combustion engine. The control device in this case also comprises means for reading the parameter recorded during the previous operation if it has been determined that the acquisition is not completed. The means for detecting the amount of particulate matter may be able to continue the detection of the amount of particulate matter corresponding to the parameter after the start of the current operation of the internal combustion engine performed in the previous operation.

Die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung kann so sein, dass die Einrichtung zur Erfassung der Partikelmaterialmenge die Erfassung der Partikelmaterialmenge, die in dem früheren Betrieb durchgeführt wurde, wieder aufnimmt, wenn die Erfassung der Partikelmaterialmenge, die in dem früheren Betrieb durchgeführt wurde, wie vorstehend fortzusetzen ist, und wenn eine Temperatur in dem Abgasdurchlass nach dem Starten des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine als höher als eine Referenztemperatur bestimmt wird.The control device for an internal combustion engine according to the present invention may be such that the particulate matter amount detection means resumes the detection of the particulate matter amount performed in the previous operation when the detection of the particulate matter amount performed in the previous operation to be continued as above, and when a temperature in the exhaust passage after starting the current operation of the internal combustion engine is determined to be higher than a reference temperature.

Effekte der ErfindungEffects of the Invention

Das Partikelmaterial kann nach dem Abschluss der Erfassung der Partikelmaterialmenge verbrannt und entfernt werden. Danach kann die Temperatur des Elementabschnitts in einem Temperaturbereich gehalten, in dem das Partikelmaterial verbrannt wird, bis die Brennkraftmaschine angehalten wird. Dies verhindert, dass sich Partikelmaterial auf dem Elementabschnitt abscheidet, nachdem die Entfernung des Partikelmaterials abgeschlossen ist. Wenn der Elementabschnitt bis zum früheren bzw. vorhergehenden Anhalten der Brennkraftmaschine in dem Temperaturbereich gehalten wurde, kann die Erfassung der Partikelmaterialmenge beim derzeitigen Start der Brennkraftmaschine ohne den Vorgang zum Verbrennen und Entfernen des Partikelmaterials des Sensors gestartet werden.The particulate matter may be burned and removed after the completion of the particulate matter amount detection. Thereafter, the temperature of the element portion can be maintained in a temperature range where the particulate matter is burned until the engine is stopped. This prevents particulate matter from depositing on the element portion after removal of the particulate matter is completed. When the element portion has been kept in the temperature range until the previous engine stop, the detection of the amount of particulate matter at the actual start of the engine can be started without the operation of burning and removing the particulate matter of the sensor.

Selbst wenn der Elementabschnitt aufgrund von Kondenswasser im Abgasdurchlass beim Start der Brennkraftmaschine nass ist, ist eine Temperatur, bei der die Partikelmaterialmenge erfasst wird, niedriger als eine Temperatur, bei der das Partikelmaterial entfernt wird. Daher ist es unwahrscheinlich, dass ein Elementbruch auftritt. Die Erfassung der Partikelmaterialmenge kann daher unmittelbar gestartet werden, ohne darauf zu warten, dass das Kondenswasser nach dem Start der Brennkraftmaschine trocknet. Dies ermöglicht es, dass der Partikelmaterialmengenerfassungsmodus zu einer früheren Zeit nach dem Start der Brennkraftmaschine eingerichtet wird, so dass eine Gelegenheit zum Erfassen der Partikelmaterialmenge noch verlässlicher sichergestellt sein kann.Even when the element portion is wet due to condensed water in the exhaust passage when the engine starts, a temperature at which the amount of particulate matter is detected is lower than a temperature at which the particulate matter is removed. Therefore, element breakage is unlikely to occur. Therefore, detection of the amount of particulate matter can be started immediately without waiting for the condensed water to dry after the engine is started. This allows the particulate matter amount detection mode to be established at an earlier time after the start of the internal combustion engine, so that an opportunity for detecting the particulate matter amount can be secured even more reliably.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine allgemeine Anordnung eines Systems nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 Fig. 12 is a schematic view showing a general arrangement of a system according to the embodiment of the present invention.
  • 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Elementabschnitt des PM-Sensors nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 12 is a schematic view showing an element portion of the PM sensor according to the embodiment of the present invention.
  • 3 ist ein Ablaufplan, der ein Steuerprogramm veranschaulicht, das von der Steuervorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. 3 14 is a flowchart illustrating a control program executed by the control device in the embodiment of the present invention.
  • 4 ist ein Ablaufplan zum Veranschaulichen eines anderen Steuerprogramms, das von der Steuervorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. 4 14 is a flowchart for illustrating another control routine performed by the control device in the embodiment of the present invention.

Modi zum Ausführen der ErfindungModes for carrying out the invention

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. In jeder der Figuren sind den gleichen oder entsprechenden Teilen dieselben Bezugszeichen zugeordnet, und Beschreibungen für diese Teile werden vereinfacht oder ausgelassen.An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying figures. In each of the figures, the same reference numerals are assigned to the same or corresponding parts, and descriptions for those parts are simplified or omitted.

Ausführungsformembodiment

[Anordnung eines Systems der Ausführungsform][Arrangement of a System of the Embodiment]

1 ist eine schematische Ansicht, die eine allgemeine Anordnung eines Systems nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem in 1 gezeigten System ist ein DPF (Dieselpartikelfilter) 6 in einem Abgasdurchlass 4 einer Brennkraftmaschine 2 angeordnet. Der DPF 6 scheidet Partikelmaterial (PM) ab, das in einem Abgas enthalten ist. Ein PM-Sensor 8 (Partikelmaterialsensor) ist stromab des DPF 6 des Abgasdurchlasses bzw. im Abgasdurchlass 4 angeordnet. Der PM-Sensor 8 erfasst eine Menge von PM, das in dem Abgas enthalten ist, das durch den DPF 6 fließt. 1 Fig. 12 is a schematic view showing a general arrangement of a system according to the embodiment of the present invention. in the in 1 As shown in the system, a DPF (Diesel Particulate Filter) 6 is disposed in an exhaust gas passage 4 of an internal combustion engine 2 . The DPF 6 separates particulate matter (PM) contained in an exhaust gas. A PM (particulate matter) sensor 8 is disposed downstream of the DPF 6 of the exhaust gas passage or in the exhaust gas passage 4 . The PM sensor 8 detects an amount of PM contained in the exhaust gas flowing through the DPF 6 .

Das System umfasst eine Steuervorrichtung 10. Verschiedene Sensoren, zu denen der PM-Sensor 8 gehört, sind mit einer Eingangsseite der Steuervorrichtung 10 verbunden. Verschiedene Stellglieder für die Brennkraftmaschine 2 sind mit einer Ausgangsseite der Steuervorrichtung 10 verbunden. Die Steuervorrichtung 10 führt ein vorab festgelegtes Programm auf der Grundlage von Eingabeinformation aus, die von den verschiedenen Sensoren gesendet wird, und betreibt die verschiedenen Stellglieder, um verschiedene Steuerungen bezüglich der Brennkraftmaschine 2 durchzuführen.The system includes a control device 10. Various sensors, including the PM sensor 8, are connected to an input side of the control device 10. FIG. Various actuators for the internal combustion engine 2 are connected to an output side of the control device 10 . The control device 10 executes a predetermined program based on input information sent from the various sensors and operates the various actuators to perform various controls on the internal combustion engine 2 .

2 ist eine vergrößerte schematische Ansicht, die einen Elementabschnitt des PM-Sensors 8 nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 2 umfasst der Elementabschnitt des PM-Sensors 8 ein Paar von Elektroden 12, 14, die auf einer Oberfläche desselben angeordnet sind. Die Elektroden 12, 14 sind mit einem bestimmten Abstand zwischen ihnen so angeordnet, dass sie miteinander nicht in Kontakt sind. Zudem umfasst jede der Elektroden 12, 14 einen kammförmigen Abschnitt und ist so angeordnet, dass die kammförmigen Abschnitte ineinander eingreifen bzw. ineinander verschränkt sind. Die Elektroden 12, 14 sind mit einer Isolierschicht 16 in Kontakt, die direkt daneben geformt ist. Die Isolierschicht 16 weist eine Funktion zum Abscheiden des PM darauf auf. Eine nicht gezeigte Heizung ist innerhalb der Isolierschicht 16 in einer Schicht unter den Elektroden 12, 14 eingebettet. 2 12 is an enlarged schematic view showing an element portion of the PM sensor 8 according to the embodiment of the present invention. Regarding 2 For example, the element portion of the PM sensor 8 includes a pair of electrodes 12, 14 disposed on a surface thereof. The electrodes 12, 14 are arranged with a certain distance between them so that they are not in contact with each other. In addition, each of the electrodes 12, 14 comprises a comb-shaped section and is arranged in such a way that the comb-shaped sections interlock with one another. The electrodes 12, 14 are in contact with an insulating layer 16 formed adjacent thereto. The insulating layer 16 has a function of depositing the PM thereon. A heater, not shown, is embedded within the insulating layer 16 in a layer below the electrodes 12,14.

Jede der Elektroden 12, 14 ist mit einer (nicht gezeigten) Stromquelle über eine Stromanschlussschaltung usw. verbunden. Somit kann eine vorab festgelegte Spannung über die Elektrode 12 und die Elektrode 14 angelegt werden. Die Heizung ist mit der (nicht gezeigten) Stromversorgung über die Stromversorgungsschaltung usw. verbunden. Somit wird der Heizung ein vorab festgelegter elektrischer Strom bzw. eine vorab festgelegte elektrische Leistung bereitgestellt, und der Elementabschnitt kann beheizt werden. Die Stromversorgungsschaltung usw. ist mit der Steuervorrichtung 10 verbunden und wird durch diese gesteuert.Each of the electrodes 12, 14 is connected to a power source (not shown) through power connection circuitry and so forth. Thus, a predetermined voltage can be applied across electrode 12 and electrode 14 . The heater is connected to the power supply (not shown) through the power supply circuit and so on. Thus, a predetermined electric current or power is supplied to the heater, and the element portion can be heated. The power supply circuit, etc. is connected to and controlled by the control device 10 .

[Übersicht der Steuerung nach der Ausführungsform][Outline of Control According to the Embodiment]

Arten der Steuerung, die von der Steuervorrichtung 10 in dieser Ausführungsform durchgeführt werden, umfassen die Erfassung der PM-Menge, die in dem Abgas enthalten ist, und eine Versagenserfassung des DPFs 6 auf der Grundlage der PM-Menge. Genauer gesagt legt die Steuervorrichtung 10 eine vorab festgelegte Spannung (die nachstehend als „Abscheidespannung“ bezeichnet wird) über die Elektroden 12, 14 an, um die PM-Menge zu erfassen, und erfasst über einen Detektor einen Wert des durch den PM-Sensor 8 fließenden Stroms als eine Sensorausgabe.Types of control performed by the control device 10 in this embodiment include detection of the PM amount contained in the exhaust gas and failure detection of the DPF 6 based on the PM amount. More specifically, the control device 10 applies a predetermined voltage (hereinafter referred to as "depositing voltage") across the electrodes 12, 14 to detect the PM amount, and detects a value of the PM sensor 8 through a detector flowing current as a sensor output.

Wenn die Abscheidespannung über die Elektroden 12 und 14 angelegt ist, scheidet sich das in dem Abgas befindliche PM zwischen den Elektroden 12, 14 ab. Wenn sich die Menge des PM erhöht, die zwischen den Elektroden 12, 14 abgeschieden wird, vergrößern sich leitende Abschnitte zwischen den Elektroden 12, 14, was zu einem kleineren Widerstand über die Elektroden 12, 14 führt. In dieser Ausführungsform ist die Sensorabgabe vom PM-Sensor 8 ein Wert eines Stroms, der durch den PM-Sensor 8 fließt, und der Stromwert erhöht sich, wenn sich die PM-Menge erhöht, die zwischen den Elektroden 12, 14 abgeschieden wird. Entsprechend kann die in dem Abgas enthaltene PM-Menge vom PM-Sensor 8 erfasst werden. Ein Zustand, in dem die Abscheidespannung wirkt und der Stromwert erfasst wird, wird nachstehend auch als „PM-Erfassungsmodus ‟bezeichnet. Der Elementabschnitt wird in dem PM-Erfassungsmodus bei einer Temperatur von 300 °C oder weniger gehalten.When the deposition voltage is applied across the electrodes 12 and 14, the PM in the exhaust gas is deposited between the electrodes 12,14. As the amount of PM deposited between the electrodes 12,14 increases, conductive portions between the electrodes 12,14 increase, resulting in a smaller resistance across the electrodes 12,14. In this embodiment, the sensor output from the PM sensor 8 is a value of a current flowing through the PM sensor 8, and the current value increases as the amount of PM deposited between the electrodes 12, 14 increases. Accordingly, the amount of PM contained in the exhaust gas can be detected by the PM sensor 8 . A state in which the deposition voltage acts and the current value is detected is also referred to as “PM detection mode” hereinafter. The element portion is kept at a temperature of 300°C or less in the PM detection mode.

Zusätzlich vergleicht die Steuervorrichtung 10 die erfasste Sensorabgabe mit einem Kriteriumswert, um dadurch zu bestimmen, ob es einen Fehler im DPF 6 gibt. Der Kriteriumswert ist ein Wert, der sich einem oberen Grenzwert der Sensorabgabe annähert, der der Menge von PM entspricht, die im Abgas stromab des DPF 6 enthalten sein darf, wenn der DPF 6 normal arbeitet. Der Kriteriumswert wird für jeden PM-Sensor 8 über Experimente usw. gefunden und geeignet festgelegt. Wenn daher die Sensorabgabe größer als der Kriteriumswert ist, wird bestimmt, dass die stromab des DPF abgegebene PM-Menge groß ist und der DPF 6 fehlerhaft ist.In addition, the control device 10 compares the detected sensor output with a criterion value to thereby determine whether there is a fault in the DPF 6 . The criterion value is a value that approximates an upper limit of sensor output that corresponds to the amount of PM contained in the Exhaust gas is allowed to be contained downstream of the DPF 6 when the DPF 6 is operating normally. The criterion value is found and appropriately set for each PM sensor 8 through experiments, etc. Therefore, when the sensor output is larger than the criterion value, it is determined that the amount of PM discharged downstream of the DPF is large and the DPF 6 is defective.

Arten der Steuerung, die von der Steuervorrichtung 10 durchgeführt werden, umfassen weiterhin ein PM-Rücksetzen, welches das PM entfernt, das auf dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 abgeschieden ist, indem es verbrannt wird. Genauer gesagt wird bei der vorstehend erläuterten Versagenserfassung des DPF 6 die Sensorabgabe, die zu der PM-Menge passt, die auf dem Elementabschnitt für einen vorab festgelegten Zeitabschnitt abgeschieden ist, mit dem Kriteriumswert verglichen. Das PM, das auf dem PM-Sensor 8 abgeschieden wird, muss daher vorübergehend entfernt werden, um die Fehlerbestimmung des DPF 6 zu starten. Die Steuervorrichtung 10 führt somit das PM-Rücksetzen so durch, dass das PM entfernt wird, indem es verbrannt wird: das bedeutet, die Steuervorrichtung 10 schaltet die Heizung ein, erwärmt den Elementabschnitt des PM-Sensors 8 auf eine Temperatur, bei der das PM brennt oder auf eine höhere Temperatur und hält die Temperatur für eine bestimmte Zeit. Die Temperatur des PM-Rücksetzens liegt hier bei 500 °C oder mehr.Types of control performed by the control device 10 further include PM reset, which removes the PM deposited on the element portion of the PM sensor 8 by burning it. More specifically, in the above failure detection of the DPF 6, the sensor output matching the amount of PM deposited on the element portion for a predetermined period of time is compared with the criterion value. Therefore, the PM deposited on the PM sensor 8 needs to be temporarily removed in order to start the failure determination of the DPF 6 . The control device 10 thus performs the PM reset so that the PM is removed by burning it: that is, the control device 10 turns on the heater, heats the element portion of the PM sensor 8 to a temperature at which the PM burns or to a higher temperature and keeps the temperature for a certain time. Here, the PM reset temperature is 500°C or more.

[Charakteristische Steuerung der Ausführungsform][Characteristic control of the embodiment]

Beim Start der Brennkraftmaschine 2 kann Kondenswasser im Abgasdurchlass 4 verbleiben. Wenn der PM-Sensor 8 schnell aufgeheizt wird, während er durch das Kondenswasser nass ist, kann der Elementabschnitt brechen. Daher wird das PM-Rücksetzen bzw. der PM-Reset typischerweise durchgeführt, nachdem die Brennkraftmaschine 2 gestartet wurde und das Kondenswasser in dem Abgasdurchlass verschwunden ist. Nachdem das PM-Rücksetzen abgeschlossen ist, wird der PM-Sensor in den PM-Erfassungsmodus geschaltet und die Fehlerbestimmung des DPF wird durchgeführt. In solchen Fällen ist es schwierig, den PM-Sensor zu einem frühen Zeitpunkt nach dem Start der Brennkraftmaschine in den PM-Erfassungsmodus umzuschalten.Condensed water may remain in the exhaust gas passage 4 when the internal combustion engine 2 is started. If the PM sensor 8 is rapidly heated while being wet by the condensed water, the element portion may be broken. Therefore, the PM reset is typically performed after the engine 2 has started and the condensed water in the exhaust passage has disappeared. After the PM reset is completed, the PM sensor is switched to the PM detection mode and the failure determination of the DPF is performed. In such cases, it is difficult to switch the PM sensor to the PM detection mode early after the engine starts.

Wenn das PM beim Starten der Brennkraftmaschine 2 nicht auf dem PM-Sensor 8 abgeschieden ist, kann der PM-Erfassungsmodus unmittelbar nach dem Starten ohne Durchführen des PM-Rücksetzens eingerichtet werden. Zudem arbeitet der PM-Erfassungsmodus bei einer Temperatur von 300 °C oder weniger, was niedriger als die Temperatur beim PM-Rücksetzen ist. Das Brechen des Elementabschnitts des PM-Sensors 8 aufgrund eines Durchnässens tritt auf, wenn der Elementabschnitt schnell aufgeheizt wird, während er nass ist. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass das Brechen im PM-Erfassungsmodus bei einer Temperatur von ungefähr 300 °C auftritt. Wenn das PM nicht auf dem PM-Sensor 8 der Brennkraftmaschine 2 abgeschieden ist, ist es daher unnötig, auf das Abfließen und Abtrocknen des Kondenswassers im Abgasdurchlass zu warten, und der PM-Erfassungsmodus kann sofort eingerichtet werden, und das Vorhandensein eines Fehlers im DPF 6 kann bestimmt werden.If the PM is not deposited on the PM sensor 8 when the engine 2 starts, the PM detection mode can be established immediately after starting without performing the PM reset. In addition, the PM detection mode operates at a temperature of 300°C or less, which is lower than the PM reset temperature. The cracking of the element portion of the PM sensor 8 due to soaking occurs when the element portion is rapidly heated while being wet. However, cracking is unlikely to occur in the PM detection mode at a temperature of around 300°C. Therefore, if the PM is not deposited on the PM sensor 8 of the engine 2, it is unnecessary to wait for the condensed water in the exhaust passage to drain and dry, and the PM detection mode can be established immediately, and the presence of a fault in the DPF 6 can be determined.

Folglich wird in dieser Ausführungsform die nachfolgende Steuerung durchgeführt, um den PM-Erfassungsmodus unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine einzurichten. Das PM-Rücksetzen wird durchgeführt, wenn eine Versagenserfassung des DPF 6 nach dem Start der Brennkraftmaschine abgeschlossen ist. Nach dem Abschluss des PM-Rücksetzens wird das Element auf der Temperatur des PM-Rücksetzens (500 °C oder mehr) gehalten, auf der es ist, bis die Brennkraftmaschine gestoppt wird.Accordingly, in this embodiment, the following control is performed to establish the PM detection mode immediately after the engine is started. The PM reset is performed when failure detection of the DPF 6 is completed after the engine is started. After the completion of the PM reset, the element is maintained at the PM reset temperature (500° C. or more) it is until the engine is stopped.

Wenn das Element auf der Temperatur beim PM-Rücksetzen gehalten wird, wird das PM so verbrannt, dass das PM nicht auf dem Elementabschnitt abgeschieden wird. Daher kann ein Zustand, in dem der Elementabschnitt von der PM-Abscheidung frei ist, nach dem Beenden des PM-Rücksetzens beibehalten werden. Wenn ein früherer Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand angehalten wird, in dem der Elementabschnitt wie vorstehend beschrieben von der PM-Abscheidung freigehalten ist, kann man die Versagenserfassung für den DPF 6 im derzeitigen Betrieb der Brennkraftmaschine 2 sofort beim Start des Betriebs starten, ohne das PM-Rücksetzen durchzuführen.When the element is kept at the PM reset temperature, the PM is burned so that the PM is not deposited on the element portion. Therefore, a state in which the element portion is free from the PM deposition can be maintained after the completion of the PM reset. If a previous operation of the internal combustion engine is stopped in a state in which the element portion is kept free from the PM deposition as described above, the failure detection for the DPF 6 in the current operation of the internal combustion engine 2 can be started immediately at the start of the operation without the perform a PM reset.

Man bemerke jedoch, dass die Brennkraftmaschine 2 beispielsweise während der Ausführung der Versagenserfassung für den DPF 6 im vorhergehenden Betrieb gestoppt worden sein kann. In solchen Fällen, in denen die Brennkraftmaschine 2 während der Ausführung der Versagenserfassung des DPF 6 gestoppt wurde, speichert die Steuervorrichtung 10 in einem Back-up-RAM bzw. Sicherungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff auch Daten wie eine Erfassungszeit, in welcher die PM-Menge erfasst wurde, und Betriebsbedingungsparameter zur Korrektur verschiedener Ausgaben.Note, however, that the engine 2 may have been stopped during execution of the failure detection for the DPF 6 in the previous operation, for example. In such cases where the internal combustion engine 2 has been stopped during the execution of the failure detection of the DPF 6, the control device 10 also stores data such as a detection time in which the PM amount detects in a backup RAM and operating condition parameters for correcting various issues.

Dann wird nach dem Start der Brennkraftmaschine 2 für den derzeitigen Betrieb in dem Backup-RAM gespeicherte Information ausgelesen und die Erfassung der PM-Menge, die aus dem früheren Betrieb übernommen wurde (der Ablauf, um zu bestimmen, ob der DPF 6 fehlerhaft ist), wird ohne Durchführen des PM-Rücksetzens fortgesetzt. Weil die Temperatur des PM-Erfassungsmodus hier ebenso bei 300 °C oder weniger beibehalten wird, kann die Fehlerbestimmung für den DPF 6 unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine 2 gestartet werden, ohne das Element zu brechen.Then, after the engine 2 is started, information stored in the backup RAM for the current operation is read out, and the detection of the amount of PM carried over from the previous operation (the procedure for determining whether the DPF 6 is defective) , continues without performing the PM reset. Because the temperature of the PM detection mode here is also maintained at 300°C or less, the failure determination for the DPF 6 can be started immediately after the engine 2 is started without breaking the element.

Alternativ kann die Brennkraftmaschine 2 in dem vorhergehenden Betrieb mitten im PM-Rücksetzen nach dem Abschließen der Versagenserfassung für den DPF 6 gestoppt werden. In diesem Fall kann das PM-Rücksetzen durchgeführt werden, um das PM vom Elementabschnitt zu entfernen, nachdem die Brennkraftmaschine 2 für den derzeitigen Betrieb gestartet wurde. Die Temperatur während des PM-Rücksetzens muss auf 500 °C oder mehr gesteigert werden. Nach dem Start der Brennkraftmaschine 2 wird das PM-Rücksetzen durchgeführt, nachdem für das Starten des Rücksetzens benötigte Bedingungen erfüllt sind, wie eine Bedingung, die zum Vermeiden des Durchnässens des PM-Sensors 8 nötig ist. Die Versagenserfassung für den DPF 6 wird dann durchgeführt, während der Elementabschnitt PM-frei ist. Nachdem die Versagenserfassung für den DPF 6 abgeschlossen ist, wird das PM-Rücksetzen erneut wie vorstehend beschrieben durchgeführt.Alternatively, the engine 2 in the previous operation may be stopped in the middle of the PM reset after the failure detection for the DPF 6 is completed. In this case, the PM reset may be performed to remove the PM from the element portion after the engine 2 is started for the current operation. The temperature during PM reset must be increased to 500°C or more. After the engine 2 starts, the PM reset is performed after conditions necessary for starting the reset, such as a condition necessary for avoiding the PM sensor 8 from being soaked, are satisfied. The failure detection for the DPF 6 is then performed while the element portion is PM-free. After the failure detection for the DPF 6 is completed, the PM reset is performed again as described above.

[Spezifisches Steuerprogramm der Ausführungsform][Embodiment specific control program]

3 ist ein Ablaufplan, der ein Steuerprogramm veranschaulicht, das von der Steuervorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Das in 3 gezeigte Programm wird wiederholt in vorab festgelegten Intervallen durchgeführt. In dem Programm der 3 wird zuerst bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 2 gestartet wurde (S102). Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 2 noch nicht gestartet wurde, wird die Steuerung direkt beendet. 3 14 is a flowchart illustrating a control program executed by the control device in the embodiment of the present invention. This in 3 The program shown is repeated at predetermined intervals. In the program of 3 it is first determined whether the engine 2 has been started (S102). If it is determined that the internal combustion engine 2 has not been started yet, the control is ended directly.

Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 2 im Schritt S102 gestartet ist, wird als Nächstes bestimmt (S104), ob der Sensor betriebsbereit ist. Wenn bestimmt wird, dass der PM-Sensor 8 nicht betriebsbereit ist, wird die Steuerung direkt beendet.When it is determined that the engine 2 has started in step S102, it is next determined (S104) whether the sensor is operative. If it is determined that the PM sensor 8 is inoperative, the control is ended directly.

Wenn im Schritt S104 bestimmt wird, dass der PM-Sensor 8 betriebsbereit ist, wird erfindungsgemäß die Sensortemperatur auf 300 °C oder weniger gehalten (S106). Diese Temperatur entspricht jener der Betriebsumgebung, in welcher der PM-Sensor 8 normalerweise arbeitet, um das PM zu erfassen, und im Wesentlichen wird durch die Heizung usw. keine Wärme zugeführt.According to the present invention, when it is determined in step S104 that the PM sensor 8 is operative, the sensor temperature is maintained at 300° C. or less (S106). This temperature corresponds to that of the operating environment in which the PM sensor 8 normally works to detect the PM, and substantially no heat is supplied by the heater and so on.

Als Nächstes wird bestimmt (S108), ob ein Merker XMODE_1 EIN ist. Als Standard ist der Merker XMODE_1 AUS und bleibt vom Start der Versagenserfassung für den DPF 6 bis zu der Beendigung derselben AUS. Wenn bestimmt wird, dass XMODE_1 = EIN vorliegt, wird bestätigt, dass die Versagenserfassung abgeschlossen wird, bevor die Brennkraftmaschine in dem vorliegenden Vorgang gestoppt wird.Next, it is determined (S108) whether a flag XMODE_1 is ON. By default, the flag XMODE_1 is OFF and remains OFF from the start of failure detection for the DPF 6 to the termination of the same. When it is determined that XMODE_1=ON, it is confirmed that the failure detection is completed before the engine is stopped in the present process.

Wenn im Schritt S108 bestimmt wird, dass XMODE_1 = EIN vorliegt, wird bestimmt (S110), ob ein Merker XMODE_2 EIN ist. Standardmäßig ist der Merker XMODE_2 AUS und bleibt nach dem nachstehend genauer beschriebenen Vorgang vom Start der Versagenserfassung für den DPF 6 bis zum Abschluss des PM-Rücksetzens AUS. Wenn bestimmt wird, dass XMODE_2 = EIN vorliegt, wird bestätigt, dass sowohl die Versagenserfassung als auch das PM-Rücksetzen abgeschlossen waren, bevor die Brennkraftmaschine 2 im vorhergehenden Vorgang gestoppt wurde.If it is determined in step S108 that XMODE_1 = ON, it is determined (S110) whether a flag XMODE_2 is ON. By default, the XMODE_2 flag is OFF and remains OFF after the operation described in more detail below from the start of failure detection for the DPF 6 to the completion of the PM reset. When it is determined that XMODE_2=ON, it is confirmed that both the failure detection and the PM reset were completed before the engine 2 was stopped in the previous process.

Wenn im Schritt S110 bestimmt wird, dass XMODE_2 = EIN vorliegt, wird die Abscheidespannung angelegt und ein Abscheiden von PM begonnen (S112). Das Anlegen einer vorab festgelegten Abscheidespannung über die Elektroden 12, 14 wird hier in Übereinstimmung mit einem vorab festgelegten Steuersignal von der Steuervorrichtung 10 gestartet, und die Abgabe vom PM-Sensor 8 wird erfasst.If it is determined in step S110 that XMODE_2=ON, the deposition voltage is applied and deposition of PM is started (S112). Here, application of a predetermined deposition voltage across the electrodes 12, 14 is started in accordance with a predetermined control signal from the controller 10, and the output from the PM sensor 8 is detected.

Als Nächstes werden XMODE_1 und XMODE_2 AUS geschaltet und XMODE_3 wird EIN geschaltet (S114). XMODE_3 ist ein Merker, der standardmäßig AUS ist und der vom Start der Versagenserfassung bis zur Beendigung des PM-Rücksetzens wie später beschrieben EIN geschaltet wird.Next, XMODE_1 and XMODE_2 are turned OFF and XMODE_3 is turned ON (S114). XMODE_3 is a flag which is OFF by default and which is turned ON from the start of failure detection to the completion of PM reset as described later.

Als Nächstes wird die Versagenserfassung für den DPF 6 durchgeführt (S116). Bei der Versagenserfassung für den DPF 6 wird die Abgabe vom PM-Sensor 8 erfasst, nachdem eine vorab festgelegte Zeit vom Start des Anlegens der Abscheidespannung verstrichen ist, und die Abgabe wird mit dem Referenzwert verglichen. Der DPF 6 wird als fehlerhaft bestimmt, wenn die Sensorabgabe größer als der Referenzwert ist. Die Versagenserfassung für den DPF 6 wird passend zu einem Programm zum Durchführen einer Versagenserfassung gesteuert. Während der Durchführung der Versagenserfassung werden Daten wie eine verstrichene Zeit bei der PM-Erfassung und Betriebsbedingungsparameter für die Korrektur verschiedener Abgaben in dem Backup-RAM gespeichert.Next, the failure detection for the DPF 6 is performed (S116). In the failure detection for the DPF 6, the output from the PM sensor 8 is detected after a predetermined time has elapsed from the start of application of the deposition voltage, and the output is compared with the reference value. The DPF 6 is determined to be faulty when the sensor output is larger than the reference value. The failure detection for the DPF 6 is controlled in accordance with a program for performing failure detection. During the performance of failure detection, data such as an elapsed time in PM detection and operating condition parameters for correcting various outputs are stored in the backup RAM.

Wenn die Versagenserfassung im Schritt S116 abgeschlossen ist, wird der Merker XMODE_1 EIN geschaltet (S118). Dies zeigt an, dass die Versagenserfassung während des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine 2 abgeschlossen ist.When the failure detection is completed in step S116, the flag XMODE_1 is turned ON (S118). This indicates that the failure detection during the current operation of the internal combustion engine 2 is completed.

Als Nächstes wird das PM-Rücksetzen durchgeführt (S120). Genauer gesagt wird die Heizung passend zu einem Steuersignal von der Steuervorrichtung 10 eingeschaltet, um dadurch den Elementabschnitt auf eine vorab festgelegte Temperatur oder höher zu heizen. Das PM, das auf dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 abgeschieden ist, wird verbrannt und entfernt.Next, the PM reset is performed (S120). More specifically, the heater is turned on in accordance with a control signal from the controller 10 to thereby heat the element portion to a predetermined temperature or higher. The PM deposited on the element portion of the PM sensor 8 is burned and removed.

Dann wird bestimmt, ob das PM-Rücksetzen abgeschlossen ist (S122). Wenn bestimmt wird, dass das PM-Rücksetzen noch nicht abgeschlossen ist, wird die Erfassung des Abschlusses des PM-Rücksetzens im Schritt S122 in vorab festgelegten Intervallen wiederholt, während das PM-Rücksetzen durchgeführt wird.Then, it is determined whether the PM reset is completed (S122). When it is determined that the PM reset is not yet completed, the PM reset completion detection in step S122 is repeated at predetermined intervals while the PM reset is being performed.

Wenn im Schritt S122 bestimmt wird, dass das PM-Rücksetzen abgeschlossen ist, wird der Merker XMODE_2 EIN geschaltet und der Merker XMODE_3 wird AUS geschaltet (S124). Dies zeigt an, dass der Ablauf bis zum PM-Rücksetzen während des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine 2 abgeschlossen ist.When it is determined in step S122 that the PM reset is complete, the flag XMODE_2 is turned ON and the flag XMODE_3 is turned OFF (S124). This indicates that the process up to the PM reset during the current operation of the internal combustion engine 2 is completed.

Als Nächstes wird die Sensortemperatur bei 500 °C oder höher gehalten (Schritt S126). Weil die Temperatur beim PM-Rücksetzen 500 °C oder höher ist, wird die Temperatur des Elementabschnitts nach dem PM-Rücksetzen so wie sie ist bei 500 °C oder höher beibehalten. Das PM scheidet sich in diesem Temperaturbereich nicht auf dem Elementabschnitt ab. Das bedeutet, dass der Zustand im Schritt S124 beibehalten wird, in dem das PM vom PM-Sensor 8 verbrannt wurde.Next, the sensor temperature is maintained at 500°C or higher (step S126). Because the temperature at PM reset is 500°C or higher, the temperature of the element portion after PM reset is maintained at 500°C or higher as it is. The PM does not deposit on the element portion in this temperature range. That is, the state in which the PM from the PM sensor 8 has been burned is maintained in step S124.

Dann wird das derzeitige Programm beendet. Wenn die Brennkraftmaschine 2 nach dem Ende des Schritts S126 wie vorstehend erläutert gestoppt wird, kann die PM-Erfassung (Versagenserfassung) im nachfolgenden Betrieb unmittelbar nach dem Starten der Brennkraftmaschine 2 durchgeführt werden.Then the current program is terminated. When the engine 2 is stopped after the end of step S126 as explained above, the PM detection (failure detection) can be performed in the subsequent operation immediately after the engine 2 is started.

Wenn währenddessen das Programm im vorhergehenden Betrieb der Brennkraftmaschine 2 nach der Ausführung des PM-Rücksetzens im Schritt S120 und vor dem Abschluss des PM-Rücksetzens im Schritt S122 durch das Anhalten der Brennkraftmaschine beendet wurde, ist der Merker XMODE_1 EIN und der Merker XMODE_2 ist AUS. In diesem Fall gilt XMODE_2 = EIN im Schritt S110 nicht, wenn die Brennkraftmaschine 2 für den derzeitigen Betrieb gestartet ist und das Programm ausgeführt wird.Meanwhile, in the previous operation of the engine 2, when the program has ended by stopping the engine after the PM reset is executed in step S120 and before the PM reset is completed in step S122, the flag XMODE_1 is ON and the flag XMODE_2 is OFF . In this case, XMODE_2=ON does not hold in step S110 when the engine 2 for the current operation is started and the program is being executed.

Der Elementabschnitt des PM-Sensors 8 wird als mit PM belegt angesehen, und das PM-Rücksetzen muss vor dem Starten der Fehlerbestimmung durchgeführt werden. Wenn daher im Schritt S110 XMODE_2 = EIN nicht zutrifft, wird dann im Schritt S130 bestimmt, ob die Bedingung für das PM-Rücksetzen bzw. die PM-Reset-Bedingung erfüllt ist. Genauer gesagt umfasst die Bedingung für das PM-Rücksetzen das Vermeiden eines Durchnässens durch das Kondenswasser. Beispielsweise wird bestimmt, ob die Temperatur der Wand oder eines Abschnitts, an dem das Kondenswasser in dem Abgasdurchlass 4 verbleibt, bei einem Taupunkt oder 100 °C oder höher ist. Eine solche Bedingung wird in der Steuervorrichtung 10 vorab festgelegt und gespeichert.The element portion of the PM sensor 8 is considered to be PM occupied, and the PM reset must be performed before starting the failure determination. Therefore, if XMODE_2=ON does not hold in step S110, then in step S130 it is determined whether the PM reset condition is met. More specifically, the condition for the PM reset includes avoiding soaking from the condensed water. For example, it is determined whether the temperature of the wall or a portion where the condensed water stays in the exhaust gas passage 4 is at a dew point or 100°C or higher. Such a condition is set and stored in the control device 10 in advance.

Wenn bestimmt wird, dass die Bedingung für das PM-Rücksetzen nicht erfüllt wird, wird der Vorgang im Schritt S130 zum Bestimmen, ob die Bedingung erfüllt ist, in vorab festgelegten Intervallen wiederholt, bis die Bedingung erfüllt ist. Andererseits wird das PM-Rücksetzen durchgeführt (S132), wenn die Bedingung für das PM-Rücksetzen im Schritt S130 als erfüllt bestimmt wird. Genauer gesagt wird die Heizung durch ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 10 eingeschaltet, um dadurch den Elementabschnitt auf eine vorab festgelegte Temperatur zu heizen.When it is determined that the condition for the PM reset is not satisfied, the process in step S130 for determining whether the condition is satisfied is repeated at predetermined intervals until the condition is satisfied. On the other hand, the PM reset is performed (S132) when the condition for the PM reset is determined to be satisfied in step S130. More specifically, the heater is turned on by a control signal from the controller 10 to thereby heat the element portion to a predetermined temperature.

Der Abschluss des PM-Rücksetzens wird als Nächstes bestimmt (S134). Wenn das PM-Rücksetzen als unvollständig bestimmt wird, wird der Vorgang im Schritt S134 zum Bestimmen des Abschlusses des PM-Rücksetzens wiederholt.The completion of the PM reset is determined next (S134). If the PM reset is determined to be incomplete, the process in step S134 is repeated to determine the completion of the PM reset.

Wenn andererseits bestimmt wird, dass das PM-Rücksetzen im Schritt S134 abgeschlossen ist, wird bestimmt, dass die PM-Abscheidung auf dem Elementabschnitt entfernt ist und die Versagenserfassung durchgeführt werden kann. Der Vorgang geht dann zum Schritt S112 und eine Steuerung passend zu den Vorgängen der Schritte S112 bis S126 wird durchgeführt.On the other hand, when it is determined that the PM reset is completed in step S134, it is determined that the PM deposit on the element portion is removed and the failure detection can be performed. The process then goes to step S112, and control corresponding to the processes of steps S112 to S126 is performed.

Andernfalls kann das Programm während der Versagenserfassung des Schritts S116 mit dem Anhalten der Brennkraftmaschine 2 beendet werden. Der Merker XMODE_1 verbleibt dann AUS, weil er im Schritt S114 AUS geschaltet wurde. Dann liegt XMODE_1 = EIN im Schritt S108 in dem Programm des vorliegenden Betriebs nach dem Starten der Brennkraftmaschine 2 nicht vor.Otherwise, the routine may be ended with the engine 2 stopping during the failure detection of step S116. The XMODE_1 flag then remains OFF because it was turned OFF in step S114. Then, XMODE_1=ON does not exist in step S108 in the program of the present operation after the internal combustion engine 2 is started.

In diesem Fall wird als Nächstes bestimmt, ob der Merker XMODE_3 EIN ist (S136). Im Schritt S114 werden die Merker XMODE_1 und XMODE_2 EIN geschaltet und zur gleichen Zeit wird XMODE_3 EIN geschaltet. XMODE_1 wird im Schritt S118 vor XMODE_2 und XMODE_3 umgeschaltet und wird EIN geschaltet. Wenn demnach XMODE_1 AUS und XMODE_3 AUS ist, zeigt dies an, dass das PM-Rücksetzen zuvor nie abgeschlossen wurde.In this case, it is next determined whether the flag XMODE_3 is ON (S136). In step S114, the flags XMODE_1 and XMODE_2 are turned ON and at the same time XMODE_3 is turned ON. XMODE_1 is switched before XMODE_2 and XMODE_3 in step S118 and is turned ON. Thus, if XMODE_1 is OFF and XMODE_3 is OFF, this indicates that the PM reset has never completed before.

Wenn daher XMODE_3 = EIN im Schritt S136 nicht vorliegt, wird das erste PM-Rücksetzen für den PM-Sensor 8 entsprechend von Vorgängen der Schritte von S130 bis S134 durchgeführt. Eine Steuerung entsprechend Vorgängen der Schritte von S112 bis S126 wird danach durchgeführt.Therefore, if XMODE_3=ON does not hold in step S136, the first PM reset for the PM sensor 8 is performed according to operations of steps from S130 to S134. Control corresponding to operations of steps from S112 to S126 is thereafter performed.

Wenn andererseits XMODE_3 = EIN in Schritt S136 vorliegt, wird angenommen, dass der vorhergehende Vorgang der Brennkraftmaschine 2 während des Vorgangs der Versagenserfassung für den DPF 6 angehalten ist. In diesem Fall wird ein Parameter usw. ausgelesen, der in der vorhergehenden Versagenserfassung aufgezeichnet wurde (S138). Die Information wird hinzugefügt und die Steuerung wird zum Schritt S112 weitergegeben. Die Versagenserfassung wird wieder aufgenommen, die im vorhergehenden Vorgang unterbrochen wurde, und Vorgänge der Schritte von S112 bis S126 werden aufeinander folgend durchgeführt.On the other hand, when XMODE_3 = ON in step S136, it is assumed that the previous operation of the engine 2 is stopped during the failure detection operation for the DPF 6 . In this case, a parameter etc. recorded in the previous failure detection is read out (S138). The information is added and control is passed to step S112. The failure detection which was interrupted in the previous process is resumed, and processes of steps from S112 to S126 are sequentially performed.

Wie vorstehend beschrieben wird in dieser Ausführungsform die Versagenserfassung und das PM-Rücksetzen einmal pro Anlassen bis zum Anhalten der Brennkraftmaschine 2 durchgeführt. Der PM-Sensor 8 wird nach dem PM-Rücksetzen bei 500 °C oder mehr gehalten, sodass sich das PM nicht auf dem Elementabschnitt abscheidet. Die Versagenserfassung kann somit unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine 2 im nächsten Vorgang durchgeführt werden, ohne das Ablassen des Kondenswassers abzuwarten. Der Zeitabschnitt vom Anlassen der Brennkraftmaschine 2 bis zur Beendigung der Versagenserfassung kann abgekürzt werden, und die Versagenserfassung kann daher selbst dann durchgeführt werden, wenn eine Fahrt vergleichsweise kurz ist, was zu mehr Gelegenheiten führt, die Versagenserfassung durchzuführen.As described above, in this embodiment, the failure detection and the PM reset are performed once per crank until the internal combustion engine 2 stops. The PM sensor 8 is kept at 500°C or more after the PM reset so that the PM does not deposit on the element portion. Thus, the failure detection can be performed immediately after the engine 2 is started in the next process without waiting for the condensed water to be drained. The period of time from the start of the engine 2 to the completion of the failure detection can be shortened, and therefore the failure detection can be performed even when a trip is comparatively short, resulting in more opportunities to perform the failure detection.

[Anderes Steuerbeispiel dieser Ausführungsform][Other control example of this embodiment]

Die Ausführungsform wurde für den Fall beschrieben, in dem die Abscheidespannung im Schritt S112 unmittelbar nach dem Auslesen der Parameter im Schritt S138 angelegt wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. 4 ist ein Ablaufplan zum Veranschaulichen eines anderen Steuerprogramms, das die Steuervorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt.The embodiment has been described for the case where the deposition voltage was applied in step S112 immediately after reading the parameters in step S138. However, the present invention is not limited to this. 4 14 is a flowchart for illustrating another control program that the control device executes in the embodiment of the present invention.

Das in 4 gezeigte Programm ist dasselbe wie das in 3 gezeigte Programm mit der Ausnahme, dass das Programm der 4 einen Vorgang eines Schritts S140 nach dem Vorgang des Schritts S138 vor dem Vorgang des Schritts S112 umfasst. In dem in 4 gezeigten Programm wird in Schritt S140 bestimmt, ob die Bedingung zum Vermeiden eines Durchnässens mit Wasser im PM-Erfassungsmodus erfüllt ist, nachdem der Parameter in dem vorhergehenden Betrieb im Schritt S138 gelesen wurde. Die Bedingung zum Vermeiden des Durchnässens mit Wasser umfasst beispielsweise, ob die Temperatur der Wand oder eines Abschnitts, an dem das Kondenswasser steht, beim Taupunkt oder 100 °C oder mehr liegt. Eine solche Bedingung wird vorab festgelegt und vorab in der Steuervorrichtung 10 gespeichert.This in 4 The program shown is the same as that in 3 program shown with the exception that the program of 4 includes a process of step S140 after the process of step S138 before the process of step S112. in the in 4 In the program shown, it is determined in step S140 whether the condition for avoiding water soaking in the PM detection mode is satisfied after reading the parameter in the previous operation in step S138. The condition for avoiding water soaking includes, for example, whether the temperature of the wall or a portion where the condensed water stands is at the dew point or 100°C or more. Such a condition is set in advance and stored in the control device 10 in advance.

Wenn im Schritt S140 bestimmt wird, dass die Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Vorgang im Schritt S140 wiederholt, um zu bestimmen, ob die Bedingung erfüllt ist. Wenn andererseits im Schritt S140 bestimmt wird, dass die Bedingung erfüllt ist, geht die Steuerung zum Schritt S112 weiter und die aus dem vorhergehenden Betrieb folgende Versagenserfassung wird fortgesetzt.If it is determined in step S140 that the condition is not met, the process in step S140 is repeated to determine whether the condition is met. On the other hand, when it is determined in step S140 that the condition is satisfied, control proceeds to step S112 and the failure detection resulting from the previous operation is continued.

Die Versagenserfassung für den DPF 6 wird darüber hinaus als der PM-Erfassungsmodus nach dem Start der Brennkraftmaschine in der Ausführungsform durchgeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Fall der Durchführung der Versagenserfassung für den DPF 6 beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch bei der Erfassung der in dem Abgas enthaltenen PM-Menge als der PM-Erfassungsmodus zu einem frühen Zeitpunkt nach dem Start der Maschine effektiv.Moreover, the failure detection for the DPF 6 is performed as the PM detection mode after the engine is started in the embodiment. However, the present invention is not limited to the case of performing the failure detection for the DPF 6 . The present invention is also effective in detecting the amount of PM contained in the exhaust gas as the PM detection mode at an early stage after the engine is started.

Zusätzlich wurde die Ausführungsform für den Fall beschrieben, in dem die Temperatur während des PM-Rücksetzens und nach dem Abschluss des Rücksetzens beide auf 500 °C oder mehr festgelegt sind. Dies ist die Temperatur, die zum Verbrennen des auf dem Elementabschnitt abgeschiedenen PM effektiv ist. Der Temperaturbereich zum Verbrennen des partikulären Materials in der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf 500 °C oder mehr beschränkt, und kann entsprechend der Abscheidung des partikulären Materials oder von Komponenten des partikulären Materials oder anderer Faktoren geeignet festgelegt werden.In addition, the embodiment has been described for the case where the temperature during the PM reset and after the completion of the reset are both set to 500° C. or more. This is the temperature effective for burning the PM deposited on the element portion. However, the temperature range for burning the particulate material in the present invention is not limited to 500°C or more, and can be set appropriately according to the deposition of the particulate material or components of the particulate material or other factors.

Zudem wird in der Ausführungsform die Temperatur während des PM-Erfassungsmodus als 300 °C oder weniger beschrieben. Die Temperatur während der Erfassung des PM in der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Temperatur während der PM-Erfassung muss jedoch niedriger als die Temperatur während des PM-Rücksetzens und in einem Bereich liegen, in dem es selbst dann unwahrscheinlich ist, dass der Elementabschnitt bricht, wenn der Elementabschnitt nass ist.Also, in the embodiment, the temperature during the PM detection mode is described as 300°C or less. The temperature during the detection of the PM in the present invention is not limited to this. However, the temperature during PM detection needs to be lower than the temperature during PM reset and within a range where the element portion is unlikely to be broken even if the element portion is wet.

Die Bezugszeichen der Anzahl der Elemente, die Größen, die Volumen, die Bereiche, usw., auf die sich die vorliegende Ausführungsform bezogen hat, sind nicht auf die in der vorliegenden Erfindung beschränkt, solange dies nicht ausdrücklich beschrieben wurde oder ein Bezugszeichen offensichtlich prinzipiell eine bestimmte Zahl ist. Zudem sind die Aufbauten und Schritte der veranschaulichten Ausführungsform nicht stets für die vorliegende Erfindung notwendig, abgesehen von jenen, die ausdrücklich beschrieben wurden oder eines Aufbaus oder eines Schritts, der prinzipiell auf einen bestimmten beschränkt ist.The reference numerals of the number of elements, the sizes, the volumes, the areas, etc. referred to in the present embodiment are not limited to those in the present invention as long as not expressive Lich was described or a reference number is obviously in principle a specific number. In addition, the constitutions and steps of the illustrated embodiment are not always necessary for the present invention except for those specifically described or a constitution or step limited to a specific one in principle.

BezugszeichenlisteReference List

22
Maschine mit interner Verbrennung bzw. BrennkraftmaschineInternal combustion engine
44
Abgasdurchlassexhaust passage
66
DPF (Dieselpartikelfilter)DPF (diesel particulate filter)
88th
PM-SensorPM sensor
1010
Steuervorrichtungcontrol device

Claims (3)

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (2) mit: einer Einrichtung zur Erfassung einer Menge von Partikelmaterial, das in einem Abgas in einem Abgasdurchlass (4) der Brennkraftmaschine (2) enthalten ist, anhand von elektrischen Eigenschaften über Elektroden (12, 14) eines Partikelmaterialsensors (8), der in dem Abgasdurchlass der Brennkraftmaschine vorgesehen ist; einer Einrichtung zum Verbrennen und Entfernen des auf dem Elementabschnitt abgeschiedenen Partikelmaterials, indem der Elementabschnitt eines Partikelmaterialsensors (8) in einem vorab festgelegten Temperaturbereich zum Verbrennen des auf dem Elementabschnitt abgeschiedenen Partikelmaterials gehalten wird, nachdem die Brennkraftmaschine (2) gestartet wurde und die Bestimmung der Menge des Partikelmaterials abgeschlossen ist; und einer Einrichtung, um den Elementabschnitt in dem vorab festgelegten Temperaturbereich zu halten, nachdem das Partikelmaterial verbrannt und entfernt wurde, bis die Brennkraftmaschine stoppt, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin Folgendes umfasst: eine Einrichtung, um einen Parameter bezüglich eines Zustands für die Erfassung der Partikelmaterialmenge aufzuzeichnen; eine Einrichtung, um nach einem Start eines derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine (2) zu bestimmen, ob die Erfassung der Partikelmaterialmenge in einem früheren Betrieb vom Start bis zum Stopp der Brennkraftmaschine (2) abgeschlossen ist; und eine Einrichtung, um den Parameter zu lesen, der während des früheren Betriebs aufgezeichnet wurde, wenn bestimmt wurde, dass die Erfassung der Partikelmaterialmenge nicht abgeschlossen ist, wobei: die Einrichtung zum Erfassen der Partikelmaterialmenge die Erfassung der Partikelmaterialmenge, die in dem früheren Betrieb durchgeführt wurde, passend zu dem Parameter nach dem Start des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine fortsetzt.A control device for an internal combustion engine (2), comprising: means for detecting an amount of particulate matter contained in an exhaust gas in an exhaust gas passage (4) of the internal combustion engine (2) based on electrical characteristics via electrodes (12, 14) of a particulate matter sensor ( 8) provided in the exhaust gas passage of the internal combustion engine; means for burning and removing the particulate matter deposited on the element portion by maintaining the element portion of a particulate matter sensor (8) in a predetermined temperature range for burning the particulate matter deposited on the element portion after the internal combustion engine (2) is started and determining the amount of the particulate material is complete; and means for maintaining the element portion in the predetermined temperature range after the particulate matter is burned and removed until the internal combustion engine stops, characterized in that it further comprises: means for reading a parameter related to a state for detecting the record particulate matter amount; means for determining, after a start of a current operation of the internal combustion engine (2), whether the detection of the amount of particulate matter in a previous operation from start to stop of the internal combustion engine (2) is completed; and means for reading the parameter recorded during the previous operation when it is determined that the particulate matter amount detection is not completed, wherein: the particulate matter amount detection means performs the particulate matter amount detection performed in the previous operation was continued according to the parameter after the start of the current operation of the internal combustion engine. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (2) nach Anspruch 1, wobei: die Einrichtung zur Erfassung der Partikelmaterialmenge die Erfassung der Partikelmaterialmenge wieder aufnimmt, die in dem früheren Betrieb durchgeführt wurde, wenn eine Temperatur in dem Abgasdurchlass (4) nach dem Starten des derzeitigen Betriebs der Brennkraftmaschine (2) als höher als eine Referenztemperatur bestimmt wird.Control device for an internal combustion engine (2). claim 1 wherein: the particulate matter amount detecting means resumes the detection of the particulate matter amount performed in the previous operation when a temperature in the exhaust gas passage (4) after starting the current operation of the internal combustion engine (2) is determined to be higher than a reference temperature will. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, weiter mit einer Einrichtung, um den Elementabschnitt in einem zweiten Temperarturbereich zu halten, der niedriger als der vorab festgelegte Temperaturbereich ist, wobei der zweite Temperaturbereich ein Bereich ist, in dem der Partikelmaterialsensor (8) dazu fähig ist, die Menge des Partikelmaterials zu bestimmen.Control device for an internal combustion engine (2). claim 1 or 2 , further comprising means for maintaining the element portion in a second temperature range lower than the predetermined temperature range, the second temperature range being a range in which the particulate matter sensor (8) is capable of determining the amount of particulate matter .
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