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JP2013019389A - Failure diagnosis device for particulate filter - Google Patents

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JP2013019389A
JP2013019389A JP2011155132A JP2011155132A JP2013019389A JP 2013019389 A JP2013019389 A JP 2013019389A JP 2011155132 A JP2011155132 A JP 2011155132A JP 2011155132 A JP2011155132 A JP 2011155132A JP 2013019389 A JP2013019389 A JP 2013019389A
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JP
Japan
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amount
internal combustion
combustion engine
filter
predetermined
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011155132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Shibata
大介 柴田
Toru Kidokoro
徹 木所
Yutaka Sawada
裕 澤田
Kazuya Takaoka
一哉 高岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011155132A priority Critical patent/JP2013019389A/en
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Abstract

【課題】内燃機関の排気通路におけるパティキュレートフィルタより下流側に設けられたPMセンサを用いてパティキュレートフィルタの故障が発生したか否かを診断するパティキュレートフィルタの故障診断装置において、その診断精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明は、所定期間におけるPMセンサの出力値の変化量に基づいて算出される該所定期間中のフィルタ通過PM量の積算値と、フィルタが所定の状態であると仮定して推定されたフィルタ通過PM量の前記所定期間中の積算値と、を比較することで、フィルタの故障が発生したか否かを診断するものであって、前記所定期間中において、内燃機関から実際に排出されるPMの量と内燃機関の運転状態に応じたPM排出量の基準値との差が所定量より大きくなる条件が成立した場合、内燃機関から実際に排出されるPMの量を前記基準値側に増加又は低減させる制御を実行するものである。
【選択図】図5
In a particulate filter failure diagnostic apparatus for diagnosing whether a particulate filter failure has occurred using a PM sensor provided downstream of a particulate filter in an exhaust passage of an internal combustion engine, the diagnostic accuracy thereof It aims at improving.
The present invention assumes that the integrated value of the PM amount passing through the filter calculated based on the amount of change in the output value of the PM sensor during a predetermined period and the filter is in a predetermined state. By comparing the estimated PM passing filter amount with the integrated value during the predetermined period, it is diagnosed whether or not a filter failure has occurred. When the condition that the difference between the amount of PM discharged to the internal combustion engine and the reference value of the PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine is greater than a predetermined amount is satisfied, the amount of PM actually discharged from the internal combustion engine is Control to increase or decrease the reference value side is executed.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障が発生したか否かを診断するパティキュレートフィルタの故障診断装置に関する。   The present invention relates to a failure diagnosis device for a particulate filter that diagnoses whether or not a failure occurs in a particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine.

内燃機関の排気通路に、排気中の粒子状物質(Particulate Matter:以下、PMと称する)を捕集するパティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタと称する)を設ける場合がある。該フィルタにおいては、排気中の一部のPMが捕集され、該捕集されたPMが徐々に堆積する。   In some cases, a particulate filter (hereinafter simply referred to as a filter) that collects particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust gas is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine. In the filter, a part of the PM in the exhaust gas is collected, and the collected PM gradually accumulates.

特許文献1には、内燃機関からのPM排出量と、フィルタより上流側に設けられた酸化触媒でのPMの酸化量とに基づいて、フィルタへのPMの流入量を算出し、さらに、フィルタ内でのPMの燃焼量を算出し、該PMの流入量とPMの燃焼量とに基づいて、フィルタにおけるPM堆積量を算出する技術が記載されている。   In Patent Document 1, the amount of PM inflow into the filter is calculated based on the amount of PM discharged from the internal combustion engine and the amount of PM oxidized by the oxidation catalyst provided on the upstream side of the filter. A technique for calculating the amount of PM accumulated in the filter based on the amount of PM inflow and the amount of PM burned is described.

特許文献2には、内燃機関から単位時間当たりに排出されるPM量とフィルタの捕集効率とを乗算して得られる値を積算することで、フィルタにおけるPM堆積量を算出する技術が記載されている。   Patent Document 2 describes a technique for calculating a PM accumulation amount in a filter by integrating a value obtained by multiplying the amount of PM discharged from an internal combustion engine per unit time by the collection efficiency of the filter. ing.

特許文献3には、内燃機関における燃料噴射時期の制御遅れが生じる過渡運転時に、EGR率を低下させることで、内燃機関からのPM排出量を低減する技術が記載されている。   Patent Document 3 describes a technique for reducing the PM emission amount from an internal combustion engine by reducing the EGR rate during a transient operation in which a control delay of the fuel injection timing in the internal combustion engine occurs.

特開2004−044457号公報JP 2004-044457 A 特開2003−155921号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-15592 特開平09−042016号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-042016

フィルタにおいて破損や溶損等の故障が発生すると、フィルタに捕集されずに該フィルタを通過するPMの量(以下、フィルタ通過PM量と称する)が増加する。そこで、このようなフィルタの故障が発生したか否かを診断するために、フィルタより下流側の排気通路に、自身に堆積したPM量に対応する信号を出力するPMセンサを設ける場合がある。   When a failure such as breakage or melting occurs in the filter, the amount of PM that passes through the filter without being collected by the filter (hereinafter referred to as filter-passed PM amount) increases. Therefore, in order to diagnose whether or not such a filter failure has occurred, a PM sensor that outputs a signal corresponding to the amount of PM accumulated therein may be provided in the exhaust passage downstream of the filter.

このようなPMセンサを設けた場合、PMセンサの出力値の変化量に基づいて算出される所定期間中のフィルタ通過PM量の積算値と、フィルタが所定の状態であると仮定した場合のフィルタ通過PM量の推定値の該所定期間中の積算値とを比較することで、フィルタの故障が発生したか否かを診断することができる。しかしながら、該故障診断を行うべくフィルタ通過PM量を積算している所定期間中に、内燃機関の運転状態の急激な変化等に起因して、内燃機関から実際に排出されるPMの量と、内燃機関の運転状態に応じたPM排出量の基準値との差が大きくなる場合がある。この場合、フィルタ通過PM量の推定精度が低下する。フィルタ通過PM量の推定精度が低下すると、フィルタの故障が発生したか否かについて誤診断する虞がある。   When such a PM sensor is provided, an integrated value of the PM amount passing through the filter during a predetermined period calculated based on the amount of change in the output value of the PM sensor, and a filter when the filter is assumed to be in a predetermined state By comparing the estimated value of the passing PM amount with the integrated value during the predetermined period, it is possible to diagnose whether or not a filter failure has occurred. However, the PM amount actually discharged from the internal combustion engine due to a sudden change in the operating state of the internal combustion engine during a predetermined period during which the filter-passed PM amount is integrated to perform the failure diagnosis, In some cases, the difference from the reference value of the PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine becomes large. In this case, the estimation accuracy of the filter passing PM amount decreases. If the estimation accuracy of the PM amount passing through the filter is lowered, there is a risk of erroneous diagnosis as to whether or not a filter failure has occurred.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の排気通路にお
けるフィルタより下流側に設けられたPMセンサを用いてフィルタの故障が発生したか否かを診断するフィルタの故障診断装置において、その診断精度を向上させることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and diagnoses whether or not a filter failure has occurred using a PM sensor provided downstream of the filter in the exhaust passage of the internal combustion engine. An object of the present invention is to improve the diagnostic accuracy of a filter fault diagnosis apparatus.

本発明は、所定期間におけるPMセンサの出力値の変化量に基づいて算出される該所定期間中のフィルタ通過PM量の積算値と、フィルタが所定の状態であると仮定して推定されたフィルタ通過PM量の該所定期間中の積算値と、を比較することで、フィルタの故障が発生したか否かを診断するものであって、前記所定期間中において、内燃機関から実際に排出されるPMの量と内燃機関の運転状態に応じたPM排出量の基準値との差が所定量より大きくなる条件が成立した場合、内燃機関から実際に排出されるPMの量を前記基準値側に増加又は低減させる制御を実行するものである。   The present invention relates to an integrated value of the PM amount passing through the filter during the predetermined period calculated based on the amount of change in the output value of the PM sensor during the predetermined period, and a filter estimated on the assumption that the filter is in a predetermined state. By comparing the accumulated PM amount with the integrated value during the predetermined period, it is diagnosed whether a filter failure has occurred or not, and is actually discharged from the internal combustion engine during the predetermined period. When the condition that the difference between the amount of PM and the reference value of the PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine is larger than a predetermined amount is satisfied, the amount of PM actually discharged from the internal combustion engine is set to the reference value side. Control to increase or decrease is executed.

より詳しくは、本発明に係るパティキュレートフィルタの故障診断装置は、
内燃機関の排気通路におけるパティキュレートフィルタより下流側に設けられ、自身に堆積した粒子状物質の量に対応する信号を出力するPMセンサと、
パティキュレートフィルタが所定の状態であると仮定した場合の、パティキュレートフィルタを通過する粒子状物質の量であるフィルタ通過PM量を推定するフィルタ通過PM量推定手段と、を備え、
所定期間における前記PMセンサの出力値の変化量に基づいて算出される該所定期間中のフィルタ通過PM量の積算値と、前記フィルタ通過PM量推定手段によって推定されたフィルタ通過PM量の前記所定期間中の積算値と、を比較することで、パティキュレートフィルタの故障が発生したか否かを診断するパティキュレートフィルタの故障診断装置であって、
前記所定期間中において、内燃機関から実際に排出される粒子状物質の量と内燃機関の運転状態に応じた粒子状物質の排出量の基準値との差が所定量より大きくなる所定の条件が成立した場合に、内燃機関から実際に排出される粒子状物質の量を前記基準値側に増加又は低減させる制御を実行する実PM排出量制御手段をさらに備える。
More specifically, the particulate filter failure diagnosis apparatus according to the present invention is:
A PM sensor provided downstream of the particulate filter in the exhaust passage of the internal combustion engine and outputting a signal corresponding to the amount of particulate matter deposited on the PM sensor;
A filter passing PM amount estimating means for estimating a filter passing PM amount that is an amount of particulate matter passing through the particulate filter, assuming that the particulate filter is in a predetermined state;
The integrated value of the filter passing PM amount during the predetermined period calculated based on the amount of change in the output value of the PM sensor during the predetermined period, and the predetermined value of the filter passing PM amount estimated by the filter passing PM amount estimating means. A particulate filter failure diagnosis device for diagnosing whether or not a particulate filter failure has occurred by comparing the integrated value during the period,
During the predetermined period, there is a predetermined condition that a difference between the amount of particulate matter actually discharged from the internal combustion engine and a reference value of the particulate matter discharge amount according to the operating state of the internal combustion engine is larger than a predetermined amount. When established, the system further comprises an actual PM emission amount control means for executing control for increasing or decreasing the amount of particulate matter actually discharged from the internal combustion engine toward the reference value side.

ここで、所定期間とは、フィルタの故障診断が可能な程度にPMセンサにおけるPM堆積量が増加すると判断できる期間である。該所定期間は、実験等に基づいて予め定められている。また、所定の状態とは、フィルタの破損や溶損等の程度が故障と判断すべきある一定のレベルに達した状態であってもよく、また正常な状態であってもよい。フィルタが所定の状態であると仮定した場合のフィルタ通過PM量は、内燃機関からのPM排出量及びフィルタにおけるPM堆積量等に基づいて推定することができる(以下、該推定値を推定通過PM量と称する)。内燃機関からのPM排出量は、内燃機関の運転状態から算出することができる。つまり、推定通過PM量の算出に用いられる内燃機関からのPM排出量は、内燃機関の運転状態に応じたPM排出量の基準値である。また、フィルタにおけるPM堆積量は、内燃機関からのPM排出量及びフィルタにおけるPM酸化量等に基づいて算出することができる。   Here, the predetermined period is a period during which it can be determined that the amount of accumulated PM in the PM sensor increases to such an extent that a filter failure diagnosis is possible. The predetermined period is determined in advance based on experiments or the like. The predetermined state may be a state in which the degree of breakage or melting of the filter has reached a certain level that should be determined as a failure, or may be a normal state. When it is assumed that the filter is in a predetermined state, the amount of PM that has passed through the filter can be estimated based on the amount of PM discharged from the internal combustion engine, the amount of accumulated PM in the filter, and the like (hereinafter, the estimated value is referred to as estimated passage PM). Called volume). The PM emission amount from the internal combustion engine can be calculated from the operating state of the internal combustion engine. That is, the PM emission amount from the internal combustion engine used for calculation of the estimated passing PM amount is a reference value of the PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine. Further, the PM accumulation amount in the filter can be calculated based on the PM discharge amount from the internal combustion engine, the PM oxidation amount in the filter, and the like.

破損又は溶損等のフィルタの故障が発生すると、実際のフィルタ通過PM量(以下、実通過PM量と称する)が増加する。そのため、所定期間におけるPMセンサの出力値の変化量に基づいて算出される該所定期間中の実通過PM量の積算値が、フィルタが正常な状態であるときよりも増加する。従って、所定期間中における、推定通過PM量の積算値と実通過PM量の積算値とを比較することで、フィルタの故障が発生したか否かを診断することができる。   When a filter failure such as breakage or melting occurs, an actual filter passing PM amount (hereinafter referred to as an actual passing PM amount) increases. Therefore, the integrated value of the actual passing PM amount during the predetermined period calculated based on the amount of change in the output value of the PM sensor during the predetermined period is greater than when the filter is in a normal state. Therefore, it is possible to diagnose whether or not a filter failure has occurred by comparing the accumulated value of the estimated passing PM amount and the accumulated value of the actual passing PM amount during the predetermined period.

そして、本発明では、所定期間中において、内燃機関からの実際のPM排出量と内燃機関の運転状態に応じたPM排出量の基準値との差が所定量より大きくなる所定の条件が成
立した場合、実PM排出量制御手段によって、内燃機関からの実際のPM排出量を基準値側に増加又は低減させる制御が実行される。
In the present invention, a predetermined condition is established in which the difference between the actual PM emission amount from the internal combustion engine and the reference value of the PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine is larger than the predetermined amount during the predetermined period. In this case, control for increasing or decreasing the actual PM emission amount from the internal combustion engine to the reference value side is executed by the actual PM emission amount control means.

ここで、所定量は、フィルタの故障診断の精度を許容範囲内に維持することができる閾値であってもよい。また、内燃機関からの実際のPM排出量を増加又は減少させる制御としては、燃料噴射時期を進角又は遅角する制御、主燃料噴射の前に副燃料噴射を実行している場合は副燃料噴射量を増加又は減少させる制御、内燃機関の吸気系にEGRガスが導入されている場合はEGRガス量を増加又は減少させる制御を例示することができる。   Here, the predetermined amount may be a threshold value that can maintain the accuracy of the failure diagnosis of the filter within an allowable range. Further, as control for increasing or decreasing the actual PM emission amount from the internal combustion engine, control for advancing or retarding the fuel injection timing, and when the sub fuel injection is executed before the main fuel injection, the sub fuel Examples include control for increasing or decreasing the injection amount, and control for increasing or decreasing the amount of EGR gas when EGR gas is introduced into the intake system of the internal combustion engine.

上記制御が実行されることで、所定期間中において、内燃機関からの実際のPM排出量と内燃機関の運転状態に応じたPM排出量の基準値との差が大きくなることを抑制することができる。そのため、推定PM通過量の推定精度を高く維持することが可能となる。従って、本発明によれば、所定期間中に内燃機関の運転状態の変化等に伴って内燃機関からのPM排出量が基準値からずれた場合であっても、フィルタの故障が発生したか否かの診断を高精度で行うことができる。   By executing the above control, it is possible to suppress an increase in the difference between the actual PM emission amount from the internal combustion engine and the reference value of the PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine during the predetermined period. it can. Therefore, it is possible to maintain high estimation accuracy of the estimated PM passage amount. Therefore, according to the present invention, whether or not a filter failure has occurred even when the PM emission amount from the internal combustion engine deviates from the reference value due to a change in the operating state of the internal combustion engine during the predetermined period. Can be diagnosed with high accuracy.

また、所定期間中において所定の条件が成立する度にフィルタの故障診断の実行を中止していると、該故障診断の実行頻度が低下することとなる。本発明によれば、所定期間中において所定の条件が成立した場合であってもフィルタの故障診断を継続することができる。そのため、フィルタの故障診断の実行頻度の低下を抑制することができる。   Further, if the execution of the filter failure diagnosis is stopped every time a predetermined condition is satisfied during the predetermined period, the frequency of execution of the failure diagnosis is lowered. According to the present invention, filter failure diagnosis can be continued even when a predetermined condition is satisfied during a predetermined period. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the execution frequency of the filter failure diagnosis.

気筒内の温度又は圧力が変化すると、内燃機関からのPM排出量が変化する。また、気筒内の温度又は圧力が変化すると、内燃機関から排出される排気の温度又は圧力も変化する。そこで、本発明に係る所定の条件を、内燃機関から排出された排気の温度又は圧力の検出値と、内燃機関の運転状態に応じて定められた排気の温度又は圧力の基準値との差が、所定量より大きいこととしてもよい。   When the temperature or pressure in the cylinder changes, the PM emission amount from the internal combustion engine changes. Further, when the temperature or pressure in the cylinder changes, the temperature or pressure of the exhaust discharged from the internal combustion engine also changes. Therefore, the predetermined condition according to the present invention is that the difference between the detected value of the temperature or pressure of the exhaust discharged from the internal combustion engine and the reference value of the exhaust temperature or pressure determined according to the operating state of the internal combustion engine. It may be larger than a predetermined amount.

また、EGR装置によって内燃機関の吸気系にEGRガスが導入されている場合、EGRガス量が変化すると、内燃機関からのPM排出量が変化する。そこで、本発明に係る所定の条件を、実際のEGRガス量の推定値と、内燃機関の運転状態に応じて定められたEGRガス量の基準値との差が、所定量より大きいこととしてもよい。   Further, when EGR gas is introduced into the intake system of the internal combustion engine by the EGR device, the PM emission amount from the internal combustion engine changes when the EGR gas amount changes. Therefore, the predetermined condition according to the present invention is that the difference between the estimated value of the actual EGR gas amount and the reference value of the EGR gas amount determined according to the operation state of the internal combustion engine is larger than the predetermined amount. Good.

EGRガス量が変化すると、EGRガスが導入された吸気の温度、即ち内燃機関に供給される吸気の温度も変化する。そこで、本発明に係る所定の条件を、内燃機関に供給される吸気の温度の検出値と、内燃機関の運転状態に応じて定められた、内燃機関に供給される吸気の温度の基準値との差が、所定量より大きいこととしてもよい。   When the amount of EGR gas changes, the temperature of the intake air into which the EGR gas is introduced, that is, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine also changes. Therefore, the predetermined condition according to the present invention is that the detected value of the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine, and the reference value of the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine, which is determined according to the operating state of the internal combustion engine, The difference may be greater than a predetermined amount.

本発明によれば、内燃機関の排気通路におけるフィルタより下流側に設けられPMセンサを用いてフィルタの故障が発生したか否かを診断するパティキュレートフィルタの故障診断装置において、その診断精度を向上させることができる。   According to the present invention, in a particulate filter failure diagnosis device that diagnoses whether a filter failure has occurred using a PM sensor provided downstream of a filter in an exhaust passage of an internal combustion engine, the diagnosis accuracy is improved. Can be made.

実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the intake / exhaust system of the internal combustion engine which concerns on an Example. 実施例に係るPMセンサの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the PM sensor which concerns on an Example. PMセンサにおけるPM堆積量、PMセンサの電極間の電気抵抗及びPMセンサの出力値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the PM deposition amount in PM sensor, the electrical resistance between electrodes of PM sensor, and the output value of PM sensor. 実施例に係るフィルタの故障診断のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the failure diagnosis of the filter which concerns on an Example. 実施例に係る第1の実PM排出量制御のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the 1st real PM discharge amount control which concerns on an Example. 実施例に係る第2の実PM排出量制御のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the 2nd actual PM discharge amount control which concerns on an Example. 実施例に係る第3の実PM排出量制御のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the 3rd actual PM discharge amount control which concerns on an Example.

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

<実施例>
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンの排気通路に設けられたフィルタの故障診断に適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明に係る内燃機関はディーゼルエンジンに限られるものではなく、例えば、ガソリンエンジン等であってもよい。
<Example>
Here, the case where the present invention is applied to failure diagnosis of a filter provided in an exhaust passage of a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. However, the internal combustion engine which concerns on this invention is not restricted to a diesel engine, For example, a gasoline engine etc. may be sufficient.

[内燃機関の吸排気系の概略構成]
図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関1には、吸気通路2および排気通路3が接続されている。
[Schematic configuration of intake and exhaust system of internal combustion engine]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 is a diesel engine for driving a vehicle. An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1.

吸気通路2にはエアフローメータ4及びスロットル弁5が設けられている。エアフローメータ4は内燃機関1の吸入空気量を検出する。スロットル弁5は、吸気通路2における流路断面積を変更することで、内燃機関1に供給される吸入空気の流量を調節する。   An air flow meter 4 and a throttle valve 5 are provided in the intake passage 2. The air flow meter 4 detects the intake air amount of the internal combustion engine 1. The throttle valve 5 adjusts the flow rate of the intake air supplied to the internal combustion engine 1 by changing the cross-sectional area of the intake passage 2.

排気通路3には、酸化触媒6が設けられている。酸化触媒6より下流側の排気通路3には、排気中のPMを捕集するフィルタ7が設けられている。尚、酸化触媒6に代えて、他の酸化機能を有する触媒(例えば、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型NOx触媒等)を設けてもよい。また、フィルタ7には酸化機能を有する触媒が担持されていてもよい。酸化触媒6より上流側の排気通路3には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁8が設けられている。   An oxidation catalyst 6 is provided in the exhaust passage 3. A filter 7 that collects PM in the exhaust is provided in the exhaust passage 3 on the downstream side of the oxidation catalyst 6. In place of the oxidation catalyst 6, a catalyst having another oxidation function (for example, a storage reduction type NOx catalyst, a selective reduction type NOx catalyst, etc.) may be provided. The filter 7 may carry a catalyst having an oxidation function. A fuel addition valve 8 is provided in the exhaust passage 3 upstream of the oxidation catalyst 6 to add fuel into the exhaust.

また、排気通路3における燃料添加弁8より上流側にはEGR通路17の一端が接続されており、吸気通路2におけるスロットル弁5より下流側にはEGR通路17の他端が接続されている。内燃機関1から排出された排気の一部がEGRガスとして該EGR通路17を通って吸気通路2に導入される。吸気通路2に導入されたEGRガスは吸入空気と共に内燃機関1に供給される。   One end of the EGR passage 17 is connected upstream of the fuel addition valve 8 in the exhaust passage 3, and the other end of the EGR passage 17 is connected downstream of the throttle valve 5 in the intake passage 2. Part of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 is introduced into the intake passage 2 through the EGR passage 17 as EGR gas. The EGR gas introduced into the intake passage 2 is supplied to the internal combustion engine 1 together with the intake air.

EGR通路17にはEGR弁18が設けられている。EGR弁18は、EGR通路17における流路断面積を変更することで、吸気通路2に導入されるEGRガスの流量、即ち内燃機関1に供給されるEGRガス量を調節する。   An EGR valve 18 is provided in the EGR passage 17. The EGR valve 18 adjusts the flow rate of the EGR gas introduced into the intake passage 2, that is, the amount of EGR gas supplied to the internal combustion engine 1 by changing the flow passage cross-sectional area in the EGR passage 17.

吸気通路2におけるEGR通路17の接続部分より下流側には、吸気温度センサ19及び空燃比センサ12が設けられている。吸気温度センサ19は、内燃機関1に供給される吸気の温度を検出する。空燃比センサ12は、内燃機関1に供給される吸気の空燃比を検出する。   An intake air temperature sensor 19 and an air-fuel ratio sensor 12 are provided on the downstream side of the connection portion of the EGR passage 17 in the intake passage 2. The intake air temperature sensor 19 detects the temperature of intake air supplied to the internal combustion engine 1. The air-fuel ratio sensor 12 detects the air-fuel ratio of the intake air supplied to the internal combustion engine 1.

排気通路3におけるEGR通路17の接続部分より下流側且つ燃料添加弁8より上流側には、第1排気温度センサ13及び排気圧力センサ14が設けられている。第1排気温度センサ13は、内燃機関1から排出される排気の温度を検出する。排気圧力センサ14は、内燃機関1から排出される排気の圧力を検出する。   A first exhaust temperature sensor 13 and an exhaust pressure sensor 14 are provided downstream of the connection portion of the EGR passage 17 in the exhaust passage 3 and upstream of the fuel addition valve 8. The first exhaust temperature sensor 13 detects the temperature of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1. The exhaust pressure sensor 14 detects the pressure of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1.

酸化触媒6とフィルタ7との間の排気通路3には、第2排気温度センサ15が設けられている。フィルタ7より下流側の排気通路3には、PMセンサ16が設けられている。第2排気温度センサ15は、フィルタ7に流入する排気の温度を検出する。PMセンサ16の詳細については後述する。   A second exhaust temperature sensor 15 is provided in the exhaust passage 3 between the oxidation catalyst 6 and the filter 7. A PM sensor 16 is provided in the exhaust passage 3 downstream of the filter 7. The second exhaust temperature sensor 15 detects the temperature of the exhaust flowing into the filter 7. Details of the PM sensor 16 will be described later.

また、内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU)10が併設されている。ECU10には、エアフローメータ4、吸気温度センサ19、空燃比センサ12、第1排気温度センサ13、排気圧力センサ14、第2排気温度センサ15、及びPMセンサ16が電気的に接続されている。さらに、ECU10には、内燃機関1のクランクポジションセンサ11が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がECU10に入力される。ECU10は、クランクポジションセンサ11の出力信号に基づいて内燃機関1の機関回転速度を導出する。   The internal combustion engine 1 is also provided with an electronic control unit (ECU) 10 for controlling the internal combustion engine 1. An air flow meter 4, an intake air temperature sensor 19, an air-fuel ratio sensor 12, a first exhaust temperature sensor 13, an exhaust pressure sensor 14, a second exhaust temperature sensor 15, and a PM sensor 16 are electrically connected to the ECU 10. Further, a crank position sensor 11 of the internal combustion engine 1 is electrically connected to the ECU 10. These output signals are input to the ECU 10. The ECU 10 derives the engine speed of the internal combustion engine 1 based on the output signal of the crank position sensor 11.

ECU10には、スロットル弁5、燃料添加弁8、EGR弁18、及び内燃機関1の燃料噴射弁(図示略)が電気的に接続されている。ECU10によって、これらの装置の動作が制御される。   The ECU 10 is electrically connected to the throttle valve 5, the fuel addition valve 8, the EGR valve 18, and the fuel injection valve (not shown) of the internal combustion engine 1. The operation of these devices is controlled by the ECU 10.

例えば、ECU10は、フィルタ7に堆積したPMを除去するために、燃料添加弁8から燃料を添加することでフィルタ再生処理を実行する。燃料添加弁8から添加された燃料は、酸化触媒6に供給される。そして、酸化触媒6において該燃料が酸化されることで、フィルタ7に流入する排気の温度が上昇する。その結果、フィルタ7が昇温し、該フィルタ7に堆積したPMが酸化され、除去される。フィルタ7に酸化機能を有する触媒が担持されている場合は、該触媒においても燃料が酸化されるため、フィルタ再生処理の実行時にフィルタ7がより昇温し易くなる。そのため、PMの酸化が促進され易くなる。   For example, the ECU 10 performs filter regeneration processing by adding fuel from the fuel addition valve 8 in order to remove PM accumulated on the filter 7. The fuel added from the fuel addition valve 8 is supplied to the oxidation catalyst 6. The temperature of the exhaust gas flowing into the filter 7 rises as the fuel is oxidized in the oxidation catalyst 6. As a result, the temperature of the filter 7 rises, and the PM deposited on the filter 7 is oxidized and removed. In the case where a catalyst having an oxidation function is supported on the filter 7, the fuel is also oxidized in the catalyst, so that the temperature of the filter 7 is more likely to rise during the filter regeneration process. Therefore, it becomes easy to promote the oxidation of PM.

[PMセンサ]
PMセンサ16は、自身に堆積したPM量に対応する電気信号を出力するセンサである。図2は、PMセンサ16のセンサ素子の概略構成を示す図である。図3は、PMセンサ16におけるPM堆積量と、PMセンサ16の電極16a,16b間の電気抵抗及びPMセンサ16の出力値との関係を示すグラフである。図3において、横軸はPMセンサ16におけるPM堆積量を表しており、下段縦軸はPMセンサ16の電極16a,16b間の電気抵抗を表しており、上段縦軸はPMセンサ16の出力値を表している。
[PM sensor]
The PM sensor 16 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the amount of PM deposited on itself. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the sensor element of the PM sensor 16. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the PM accumulation amount in the PM sensor 16, the electrical resistance between the electrodes 16 a and 16 b of the PM sensor 16, and the output value of the PM sensor 16. In FIG. 3, the horizontal axis represents the PM accumulation amount in the PM sensor 16, the lower vertical axis represents the electrical resistance between the electrodes 16 a and 16 b of the PM sensor 16, and the upper vertical axis represents the output value of the PM sensor 16. Represents.

図2に示すように、PMセンサ16のセンサ素子は、一対の櫛歯型電極16a,16bを有している。PMセンサ16には、排気中のPMが付着し、該付着したPMが徐々に堆積する。PMセンサ16におけるPM堆積量が増加するにつれて、電極16a,16b間に存在するPMの量が増加する。   As shown in FIG. 2, the sensor element of the PM sensor 16 has a pair of comb-shaped electrodes 16a and 16b. PM in the exhaust gas adheres to the PM sensor 16, and the adhered PM gradually accumulates. As the amount of accumulated PM in the PM sensor 16 increases, the amount of PM existing between the electrodes 16a and 16b increases.

そのため、図3に示すように、PMセンサ16におけるPM堆積量が多いほど、電極16a,16b間の電気抵抗が低くなる。そして、電極16a,16b間の電気抵抗が低下するほど、PMセンサ16の出力値が増加する。従って、該PMセンサ16の出力値は、PMセンサ16におけるPM堆積量に対応した値となる。   Therefore, as shown in FIG. 3, the larger the amount of PM deposited on the PM sensor 16, the lower the electrical resistance between the electrodes 16a and 16b. And the output value of PM sensor 16 increases, so that the electrical resistance between electrodes 16a and 16b falls. Therefore, the output value of the PM sensor 16 is a value corresponding to the PM accumulation amount in the PM sensor 16.

また、PMセンサ16は、フィルタ7の下流側に設けられている。そのため、PMセンサ16には、フィルタ7に捕集されずに、該フィルタ7を通過したPMが捕集される。従って、該PMセンサ16におけるPM堆積量は、実際のフィルタ通過PM量(実通過PM量)の積算値に対応した量となる。   The PM sensor 16 is provided on the downstream side of the filter 7. Therefore, PM that has passed through the filter 7 is collected by the PM sensor 16 without being collected by the filter 7. Accordingly, the PM accumulation amount in the PM sensor 16 is an amount corresponding to the integrated value of the actual filter passing PM amount (actual passing PM amount).

尚、電極16a,16b間に存在するPMの量が変化すれば、該電極6a,6b間を流
れる電流等の電気抵抗以外の電気的特性値も変化する。そのため、PMセンサ16は、電気抵抗以外の電気的特性値に基づいて、自身に堆積したPM量に対応した信号をするものであってもよい。
If the amount of PM existing between the electrodes 16a and 16b changes, the electrical characteristic values other than the electrical resistance such as current flowing between the electrodes 6a and 6b also change. Therefore, the PM sensor 16 may output a signal corresponding to the amount of PM deposited on itself based on an electrical characteristic value other than electrical resistance.

[フィルタの故障診断]
上述したように、本実施例では、フィルタ7に堆積したPMを除去すべくフィルタ再生処理が実行される。フィルタ再生処理では、フィルタ7の温度がPMの酸化が可能な温度まで上昇するため、破損や溶損等のフィルタ7の故障が発生する可能性がある。このようなフィルタ7の故障が発生すると、フィルタ通過PM量が増加する。その結果、外部に放出されるPMが増加するという問題が生じる。
[Filter failure diagnosis]
As described above, in this embodiment, the filter regeneration process is executed to remove the PM accumulated on the filter 7. In the filter regeneration process, the temperature of the filter 7 rises to a temperature at which PM can be oxidized, so that there is a possibility that a failure of the filter 7 such as a breakage or a melting damage may occur. When such a failure of the filter 7 occurs, the amount of PM passing through the filter increases. As a result, there arises a problem that the PM released to the outside increases.

そこで、本実施例では、ECU10によって、フィルタ7の故障診断が行われる。該フィルタの故障診断は、PMセンサ16の出力値に基づいて算出される所定期間中の実通過PM量の積算値と、フィルタ7が所定の状態であると仮定した場合における推定通過PM量の該所定期間中の積算値とを比較することで行われる。   Therefore, in this embodiment, failure diagnosis of the filter 7 is performed by the ECU 10. The failure diagnosis of the filter is based on the integrated value of the actual passing PM amount during a predetermined period calculated based on the output value of the PM sensor 16 and the estimated passing PM amount when the filter 7 is assumed to be in a predetermined state. This is done by comparing the integrated value during the predetermined period.

ここで、本実施例に係るフィルタの故障診断の詳細について、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。図4は、本実施例に係るフィルタの故障診断のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。   Details of the filter failure diagnosis according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of filter failure diagnosis according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10.

本フローでは、先ず、ステップS101において、フィルタ7の故障診断の実行条件が成立したか否かが判別される。ここでの故障診断の実行条件は、例えば、フィルタ再生処理の実行完了後、フィルタ7におけるPM堆積量の推定値が所定の堆積量に達したことであってもよい。この場合、所定の堆積量は、フィルタ7の故障診断が可能となったと判断できる閾値として、実験等に基づいて予め定められる値である。フィルタ7におけるPM堆積量は、内燃機関1からのPM排出量及びフィルタ7におけるPM酸化量(フィルタ7に一旦捕集された後、酸化されるPMの量)等に基づいて算出することができる。内燃機関1からのPM排出量は、内燃機関1の運転状態(本実施例では、内燃機関1の機関回転数と、内燃機関1における燃料噴射量)に基づいて算出することができる。フィルタ7におけるPM酸化量は、フィルタ7に流入する排気の流量及び温度等に基づいて算出することができる。また、フィルタ再生処理の実行完了後における、経過時間、車両の走行距離、又は、内燃機関1における燃料噴射量の積算値が所定値に達した場合に、故障診断の実行条件が成立したと判定してもよい。   In this flow, first, in step S101, it is determined whether or not an execution condition for failure diagnosis of the filter 7 is satisfied. The execution condition of the failure diagnosis here may be, for example, that the estimated value of the PM accumulation amount in the filter 7 has reached a predetermined accumulation amount after completion of the execution of the filter regeneration process. In this case, the predetermined accumulation amount is a value determined in advance based on experiments or the like as a threshold value with which it is possible to determine that failure diagnosis of the filter 7 is possible. The amount of accumulated PM in the filter 7 can be calculated based on the amount of PM discharged from the internal combustion engine 1, the amount of PM oxidation in the filter 7 (the amount of PM oxidized once collected by the filter 7), and the like. . The PM emission amount from the internal combustion engine 1 can be calculated based on the operating state of the internal combustion engine 1 (in this embodiment, the engine speed of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount in the internal combustion engine 1). The amount of PM oxidation in the filter 7 can be calculated based on the flow rate and temperature of the exhaust gas flowing into the filter 7. Further, when the elapsed time, the vehicle travel distance, or the integrated value of the fuel injection amount in the internal combustion engine 1 has reached a predetermined value after the completion of the filter regeneration process, it is determined that the failure diagnosis execution condition is satisfied. May be.

ステップS101において否定判定された場合は、本フローの実行が一旦終了される。一方、ステップS101において肯定判定された場合、次に、ステップS102において、フィルタ7が所定の状態であると仮定した場合における推定通過PM量Qpmouteを算出する。   If a negative determination is made in step S101, the execution of this flow is temporarily terminated. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S101, then in step S102, an estimated passing PM amount Qpmout is calculated when it is assumed that the filter 7 is in a predetermined state.

ここで、所定の状態とは、フィルタ7の破損や溶損等の程度が故障と判断すべきある一定のレベルに達した状態である。つまり、フィルタ7の状態が該所定の状態である場合は、フィルタ7が正常な状態であるときよりもフィルタ通過PM量がある一定の程度多くなると想定される。そして、フィルタ7の状態が所定の状態であると特定すれば、推定通過PM量Qpmouteは、内燃機関1からのPM排出量及びフィルタ7におけるPM堆積量に基づいて算出することができる。   Here, the predetermined state is a state in which the degree of breakage or melting of the filter 7 has reached a certain level that should be determined as a failure. That is, when the state of the filter 7 is the predetermined state, it is assumed that the amount of PM passing through the filter is increased to a certain degree as compared to when the filter 7 is in a normal state. If the state of the filter 7 is specified to be a predetermined state, the estimated passing PM amount Qpmout can be calculated based on the PM discharge amount from the internal combustion engine 1 and the PM accumulation amount in the filter 7.

上述したように、内燃機関1からのPM排出量は、内燃機関1の運転状態に基づいて算出することができる。つまり、推定通過PM量Qpmouteの算出に用いられる内燃機関1からのPM排出量は、内燃機関1の運転状態に応じたPM排出量の基準値である。内
燃機関1の運転状態と該PM排出量との関係は、実験等に基づいて予め求められており、マップ又は関数としてECU10に記憶されている。ECU10は、該マップ又は関数を用いて内燃機関1からのPM排出量を算出する。
As described above, the PM emission amount from the internal combustion engine 1 can be calculated based on the operating state of the internal combustion engine 1. That is, the PM discharge amount from the internal combustion engine 1 used for calculating the estimated passing PM amount Qpmout is a reference value of the PM discharge amount according to the operating state of the internal combustion engine 1. The relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the PM emission amount is obtained in advance based on experiments or the like, and is stored in the ECU 10 as a map or a function. The ECU 10 calculates the PM emission amount from the internal combustion engine 1 using the map or function.

内燃機関1からのPM排出量が多いほど、推定通過PM量Qpmouteは多くなる。また、フィルタ7におけるPM堆積量が多いほど、フィルタ7のPM捕集率(フィルタ7に流入するPM量に対するフィルタ7に捕集されるPM量の割合)が高くなる。そのため、フィルタ7におけるPM堆積量が多いほど、推定通過PM量Qpmouteは少なくなる。フィルタ7の状態が該所定の状態である場合の推定通過PM量Qpmouteと、内燃機関1からのPM排出量及びフィルタ7におけるPM堆積量との関係は、実験等に基づいて予め求められており、ECU10にマップ又は関数として記憶されている。ステップS102では、該マップ又は関数を用いて推定通過PM量Qpmouteが算出される。尚、本実施例においては、該ステップS102の処理を実行するECU10が、本発明に係るフィルタ通過PM量推定手段に相当する。   As the PM emission amount from the internal combustion engine 1 increases, the estimated passing PM amount Qpmout increases. Moreover, the PM collection rate of the filter 7 (the ratio of the amount of PM collected by the filter 7 to the amount of PM flowing into the filter 7) increases as the PM accumulation amount in the filter 7 increases. For this reason, the larger the amount of accumulated PM in the filter 7, the smaller the estimated passing PM amount Qpmout. The relationship between the estimated passing PM amount Qpmout when the state of the filter 7 is the predetermined state, the PM discharge amount from the internal combustion engine 1 and the PM accumulation amount in the filter 7 is obtained in advance based on experiments or the like. , Stored as a map or a function in the ECU 10. In step S102, the estimated passing PM amount Qpmout is calculated using the map or function. In this embodiment, the ECU 10 that executes the process of step S102 corresponds to the filter passing PM amount estimating means according to the present invention.

次に、ステップS103において、ステップS102で算出された推定通過PM量Qpmouteが積算されることで、推定通過PM量の積算値ΣQpmouteが算出される。次に、ステップS104において、フィルタ7の故障診断の実行条件が成立してから所定期間Δtaが経過したか否かが判別される。ここでの所定期間Δtaとは、フィルタ7の故障診断が可能な程度にPMセンサ16におけるPM堆積量が増加すると判断できる期間であって、実験等に基づいて予め定められた一定の期間である。   Next, in step S103, the estimated passing PM amount Qpmout calculated in step S102 is added to calculate the estimated passing PM amount integrated value ΣQpmoute. Next, in step S104, it is determined whether or not a predetermined period Δta has elapsed since the execution condition for failure diagnosis of the filter 7 was established. Here, the predetermined period Δta is a period during which it can be determined that the PM accumulation amount in the PM sensor 16 increases to the extent that the failure diagnosis of the filter 7 can be performed, and is a predetermined period determined based on experiments or the like. .

ステップS104において否定判定された場合、ステップS102及びS103の処理が繰り返される。つまり、フィルタ7の故障診断の実行条件が成立してから所定期間Δtaが経過するまでの間、推定通過PM量Qpmouteが積算される。そして、ステップS104おいて肯定判定された場合、次に、ステップS105において、所定期間Δta中におけるPMセンサ16の出力値の変化量に基づいて、該所定期間Δtaの実通過PM量の積算値ΣQpmoutrが算出される。   If a negative determination is made in step S104, the processes in steps S102 and S103 are repeated. That is, the estimated passing PM amount Qpmout is accumulated from when the execution condition for failure diagnosis of the filter 7 is satisfied until the predetermined period Δta elapses. If the determination in step S104 is affirmative, then in step S105, based on the amount of change in the output value of the PM sensor 16 during the predetermined period Δta, the integrated value ΣQpmoutr of the actual passing PM amount during the predetermined period Δta. Is calculated.

尚、PMセンサ16に該PMセンサ16を加熱する電気ヒータを設け、フィルタ7の故障診断の実行条件が成立した時点で、該電気ヒータによってPMセンサ16を加熱することで該PMセンサ16に堆積したPMを酸化させ、それによって、PMセンサ16におけるPM堆積量が一旦略零となるようにしてもよい。この場合、所定期間Δtaが経過した時点におけるPMセンサ16の出力値に基づいて、該所定期間Δta中の実通過PM量の積算値ΣQpmoutrを算出することが可能となる。   The PM sensor 16 is provided with an electric heater for heating the PM sensor 16, and when the failure diagnosis execution condition for the filter 7 is satisfied, the PM sensor 16 is heated by the electric heater to be deposited on the PM sensor 16. The PM that has been deposited may be oxidized so that the amount of PM deposited on the PM sensor 16 once becomes substantially zero. In this case, the integrated value ΣQpmoutr of the actual passing PM amount during the predetermined period Δta can be calculated based on the output value of the PM sensor 16 when the predetermined period Δta has elapsed.

次に、ステップS106において、所定期間Δta中の実通過PM量の積算値ΣQpmoutrが、所定期間Δta中の推定通過PM量の積算値ΣQpmoute以上であるか否かが判別される。所定期間Δta中の実通過PM量の積算値ΣQpmoutrが、所定期間Δta中の推定通過PM量の積算値ΣQpmoute以上である場合、フィルタ7が所定の状態であると仮定した場合の推定通過PM量以上のPMがフィルタ7を通過していると判断できる。つまり、この場合、フィルタ7の故障のレベルが所定の状態における故障のレベル以上であると判断できる。   Next, in step S106, it is determined whether or not the integrated value ΣQpmoutr of the actual passing PM amount during the predetermined period Δta is equal to or greater than the integrated value ΣQpmout of the estimated passing PM amount during the predetermined period Δta. When the integrated value ΣQpmoutr of the actual passing PM amount during the predetermined period Δta is equal to or larger than the integrated value ΣQpmout of the estimated passing PM amount during the predetermined period Δta, the estimated passing PM amount when the filter 7 is assumed to be in a predetermined state. It can be determined that the above PM passes through the filter 7. That is, in this case, it can be determined that the failure level of the filter 7 is equal to or higher than the failure level in the predetermined state.

そこで、ステップS106において肯定判定された場合、次に、ステップS107において、フィルタ7の故障が発生したと判定される。一方、ステップS106において否定判定された場合、次に、ステップS108において、フィルタ7は正常な状態であると判定される。   Therefore, if an affirmative determination is made in step S106, it is then determined in step S107 that a failure of the filter 7 has occurred. On the other hand, if a negative determination is made in step S106, it is then determined in step S108 that the filter 7 is in a normal state.

尚、上記のようなフィルタの故障診断においては、フィルタ7が正常な状態であると仮
定して推定通過PM量Qpmouteを算出してもよい。即ち、「所定の状態」を正常な状態としてもよい。この場合、所定期間Δta中の実通過PM量の積算値と、所定期間Δta中の推定通過PM量の積算値との差が、フィルタ7が故障していると判断できる閾値以上のときに、フィルタ7が故障していると判定する。
In the filter failure diagnosis as described above, the estimated passing PM amount Qpmout may be calculated on the assumption that the filter 7 is in a normal state. That is, the “predetermined state” may be a normal state. In this case, when the difference between the integrated value of the actual passing PM amount during the predetermined period Δta and the integrated value of the estimated passing PM amount during the predetermined period Δta is equal to or greater than a threshold value at which it can be determined that the filter 7 is malfunctioning. It is determined that the filter 7 has failed.

[実PM排出量制御]
上述したように、本実施例に係るフィルタの故障診断を行う際には、フィルタ7の故障診断の実行条件が成立してから所定期間Δtaが経過するまでの間における、推定通過PM量Qpmoute及び実通過PM量Qpmoutrの積算値を算出し、それらの積算値を比較する必要がある。しかしながら、所定期間Δta中に、定常運転から過渡運転となったときのような内燃機関1の運転状態の急激な変化等に起因して、内燃機関1からの実際のPM排出量(以下、実PM排出量と称する)と、内燃機関1の運転状態に応じたPM排出量の基準値(以下、基準PM排出量と称する)との差が大きくなる場合がある。
[Real PM emission control]
As described above, when performing the failure diagnosis of the filter according to the present embodiment, the estimated passing PM amount Qpmout from the time when the execution condition of the failure diagnosis of the filter 7 is satisfied until the predetermined period Δta elapses and It is necessary to calculate an integrated value of the actual passing PM amount Qpmoutr and compare the integrated values. However, due to a sudden change in the operation state of the internal combustion engine 1 such as when the steady operation is changed to the transient operation during the predetermined period Δta, the actual PM emission amount from the internal combustion engine 1 (hereinafter, actual There is a case where the difference between the PM emission amount) and a reference value of PM emission amount according to the operating state of the internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as reference PM emission amount) becomes large.

上述したように、推定通過PM量Qpmouteは基準PM排出量に基づいて算出される。そのため、実PM排出量と基準PM排出量との差が大きくなると、推定通過PM量Qpmouteの推定精度が低下する。そして、推定通過PM量Qpmouteの推定精度が低下すると、該推定通過PM量の積算値に基づいて行われるフィルタ7の故障診断において、誤診断が生じる虞がある。   As described above, the estimated passing PM amount Qpmout is calculated based on the reference PM discharge amount. Therefore, when the difference between the actual PM discharge amount and the reference PM discharge amount increases, the estimation accuracy of the estimated passing PM amount Qpmout decreases. When the estimation accuracy of the estimated passing PM amount Qpmout is lowered, there is a possibility that an erroneous diagnosis occurs in the failure diagnosis of the filter 7 performed based on the integrated value of the estimated passing PM amount.

また、このような誤診断を抑制すべく、所定期間Δta中において、実PM排出量と基準PM排出量との差が、フィルタ7の故障診断の精度を許容範囲内に維持することができる閾値より大きくなると判断できる条件が成立した場合は、フィルタ7の故障診断を中止するようにすると、該故障診断の実行頻度が低下するという問題が生じる。   Further, in order to suppress such a misdiagnosis, a difference between the actual PM discharge amount and the reference PM discharge amount during a predetermined period Δta is a threshold value that can maintain the accuracy of failure diagnosis of the filter 7 within an allowable range. When a condition that can be determined to be larger is satisfied, if the failure diagnosis of the filter 7 is stopped, there is a problem that the frequency of execution of the failure diagnosis decreases.

そこで、本実施例では、所定期間Δta中において、上記のような条件が成立した場合、実PM排出量を基準PM排出量側に増加又は低減させる制御である実PM排出量制御を実行する。該実PM排出量制御を実行することで、実PM排出量と基準PM排出量との差を小さくすることができる。そのため、推定PM通過量の推定精度を高く維持することが可能となる。その結果、所定期間Δta中に、上記のような条件が成立した場合であっても、フィルタ7の故障が発生したか否かの診断を高精度で行うことが可能となる。また、所定期間Δta中に、上記のような条件が成立した場合であっても、フィルタ7の故障診断を継続することができるため、該故障診断の実行頻度の低下を抑制することができる。   Therefore, in this embodiment, when the above condition is satisfied during the predetermined period Δta, actual PM emission amount control is executed, which is control for increasing or reducing the actual PM emission amount toward the reference PM emission amount side. By executing the actual PM emission amount control, the difference between the actual PM emission amount and the reference PM emission amount can be reduced. Therefore, it is possible to maintain high estimation accuracy of the estimated PM passage amount. As a result, even when the above-described conditions are satisfied during the predetermined period Δta, it is possible to accurately diagnose whether or not the filter 7 has failed. Further, even if the above condition is satisfied during the predetermined period Δta, the failure diagnosis of the filter 7 can be continued, so that a decrease in the frequency of execution of the failure diagnosis can be suppressed.

ここで、本実施例に係る具体的な実PM排出量制御について図5から7に基づいて説明する。図5は、本実施例に係る第1の実PM排出量制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。   Here, specific actual PM emission amount control according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of the first actual PM emission amount control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10.

内燃機関1における気筒内の温度又は圧力が変化すると、実PM排出量が変化する。即ち、気筒内の温度又は圧力が高くなると、着火遅れ期間が短縮されるため、実PM排出量が増加する。逆に、気筒内の温度又は圧力が低くなると、着火遅れ期間が延長されるため、実PM排出量が減少する。   When the temperature or pressure in the cylinder in the internal combustion engine 1 changes, the actual PM emission amount changes. That is, when the temperature or pressure in the cylinder becomes high, the ignition delay period is shortened, so that the actual PM emission amount increases. On the contrary, when the temperature or pressure in the cylinder becomes low, the ignition delay period is extended, so that the actual PM emission amount decreases.

また、内燃機関1における気筒内の温度又は圧力が変化すると、該内燃機関1から排出される排気の温度又は圧力も変化する。そこで、第1の実PM排出量制御のフローでは、内燃機関1から排出される排気の温度又は圧力の検出値と、内燃機関1の運転状態に応じて定められた排気の温度又は圧力の基準値(即ち、内燃機関1の運転状態が安定した定常運転であるときの排気の温度又は圧力)との差が、所定量より大きい場合に、実PM排出量と基準PM排出量との差が、フィルタ7の故障診断の精度を許容範囲内に維持すること
ができる閾値より大きくなる条件が成立したと判断する。
Further, when the temperature or pressure in the cylinder in the internal combustion engine 1 changes, the temperature or pressure of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 also changes. Therefore, in the first actual PM emission amount control flow, the detected value of the temperature or pressure of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 and the reference of the exhaust temperature or pressure determined according to the operating state of the internal combustion engine 1 When the difference between the value (that is, the temperature or pressure of the exhaust gas when the operating state of the internal combustion engine 1 is stable and steady) is larger than a predetermined amount, the difference between the actual PM emission amount and the reference PM emission amount is Then, it is determined that a condition that is greater than a threshold value that can maintain the accuracy of failure diagnosis of the filter 7 within an allowable range is established.

第1の実PM排出量制御のフローでは、先ず、ステップS201において、上述したフィルタの故障診断のフローにおける所定期間Δtaの経過中であるか否かが判別される。即ち、フィルタ7の故障診断を行うべく推定通過PM量Qpmouteを積算している最中であるか否かが判別される。ステップS201において否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。   In the first actual PM emission amount control flow, first, in step S201, it is determined whether or not a predetermined period Δta in the above-described filter failure diagnosis flow is in progress. That is, it is determined whether or not the estimated passing PM amount Qpmout is being accumulated in order to diagnose the failure of the filter 7. If a negative determination is made in step S201, the execution of this flow is temporarily terminated.

一方、ステップS201において肯定判定された場合、次にステップS202において、内燃機関1の運転状態に基づいて排気の温度の基準値Toutgbaseが算出される。次に、ステップS203において、内燃機関1の運転状態に基づいて排気の圧力の基準値Poutgbaseが算出される。内燃機関1の運転状態と排気の温度又は圧力の基準値Toutgbase,Poutgbaseとの関係は、実験等に基づいて予め求められており、マップ又は関数としてECU10に記憶されている。ステップS202及びS203においては、該マップ又は関数を用いて、排気の温度又は圧力の基準値Toutgbase,Poutgbaseが算出される。   On the other hand, if an affirmative determination is made in step S201, then in step S202, a reference value Toutgbase for the exhaust gas temperature is calculated based on the operating state of the internal combustion engine 1. Next, in step S203, an exhaust pressure reference value Poutgbase is calculated based on the operating state of the internal combustion engine 1. The relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the reference values Toutgbase, Poutgbase of the exhaust gas temperature or pressure is obtained in advance based on experiments or the like, and is stored in the ECU 10 as a map or a function. In steps S202 and S203, exhaust gas temperature or pressure reference values Toutgbase and Poutgbase are calculated using the map or function.

次に、ステップS204において、第1排気温度センサ13によって検出される実際の排気の温度Toutgと、ステップS202で算出された排気の温度の基準値Toutgbaseとの差ΔToutgが算出される。次に、ステップS205において、排気圧力センサ14によって検出される実際の排気の圧力Poutgと、ステップS203で算出された排気の圧力の基準値Poutgbaseとの差ΔPoutgが算出される。   Next, in step S204, a difference ΔToutg between the actual exhaust gas temperature Toutg detected by the first exhaust gas temperature sensor 13 and the exhaust gas temperature reference value Toutgbase calculated in step S202 is calculated. Next, in step S205, a difference ΔPoutg between the actual exhaust pressure Poutg detected by the exhaust pressure sensor 14 and the exhaust pressure reference value Poutgbase calculated in step S203 is calculated.

次に、ステップS206において、ステップS204で算出された排気の温度の差ΔToutgが所定量ΔToutg0より大きい、又は、ステップS205で算出された排気の圧力の差ΔPoutgが所定量ΔPoutg0より大きいか否かが判別される。尚、各所定量ΔToutg0,ΔPoutg0は実験等に基づいて予め定められている。   Next, in step S206, it is determined whether the exhaust gas temperature difference ΔToutg calculated in step S204 is greater than a predetermined amount ΔToutg0 or the exhaust gas pressure difference ΔPoutg calculated in step S205 is greater than a predetermined amount ΔPoutg0. Determined. Each predetermined amount ΔToutg0, ΔPoutg0 is predetermined based on experiments or the like.

ステップS206において肯定判定された場合、次に、ステップS207において、実際の排気の温度Toutgが排気の温度の基準値Toutgbaseよりも高い、又は、実際の排気の圧力Poutgが排気の圧力の基準値Poutgbaseより高いか否かが判別される。   If an affirmative determination is made in step S206, then, in step S207, the actual exhaust temperature Toutg is higher than the exhaust temperature reference value Toutgbase, or the actual exhaust pressure Poutg is the exhaust pressure reference value Poutgbase. It is determined whether or not it is higher.

ステップS207において肯定判定された場合、実PM排出量が基準PM排出量より多い状態であると判断できる。この場合、次に、ステップS208において、実PM排出量を低減させる実PM排出量制御として、内燃機関1における燃料噴射時期を、その運転状態に応じて定められた基準時期(圧縮行程上死点以降の時期であり且つ圧縮行程上死点近傍の時期)よりも遅角させる制御が実行される。燃料噴射時期を基準時期より遅角させると、燃料噴射時期が圧縮行程上死点に対してより遅い時期となるため、着火遅れ期間が延長される。その結果、実PM排出量が減少する。   When an affirmative determination is made in step S207, it can be determined that the actual PM discharge amount is larger than the reference PM discharge amount. In this case, next, in step S208, as the actual PM emission amount control for reducing the actual PM emission amount, the fuel injection timing in the internal combustion engine 1 is set to a reference timing (compression stroke top dead center) determined according to the operation state. The control is executed so as to be retarded from the later time and the time near the top dead center of the compression stroke. If the fuel injection timing is retarded from the reference timing, the fuel injection timing becomes later than the compression stroke top dead center, so the ignition delay period is extended. As a result, the actual PM emission amount decreases.

一方、ステップS207において否定判定された場合、即ち、実際の排気の温度Toutgが排気の温度の基準値Toutgbaseよりも低いか、又は、実際の排気の圧力Poutgが排気の圧力の基準値Poutgbaseより低い場合、実PM排出量が基準PM排出量より少ない状態であると判断できる。この場合、次に、ステップS209において、実PM排出量を増加させる実PM排出量制御として、内燃機関1における燃料噴射時期を、その運転状態に応じて定められた基準時期よりも進角させる制御が実行される。燃料噴射時期を基準時期より進角させると、燃料噴射時期が圧縮行程上死点に近づくため、着火遅れ期間が短縮される。その結果、実PM排出量が増加する。   On the other hand, if a negative determination is made in step S207, that is, the actual exhaust temperature Toutg is lower than the exhaust temperature reference value Toutgbase, or the actual exhaust pressure Poutg is lower than the exhaust pressure reference value Poutgbase. In this case, it can be determined that the actual PM emission amount is smaller than the reference PM emission amount. In this case, next, in step S209, as the actual PM emission amount control for increasing the actual PM emission amount, the fuel injection timing in the internal combustion engine 1 is advanced from the reference timing determined according to the operating state. Is executed. If the fuel injection timing is advanced from the reference timing, the fuel injection timing approaches the top dead center of the compression stroke, so the ignition delay period is shortened. As a result, the actual PM emission amount increases.

ここで、実PM排出量制御として燃料噴射時期を遅角又は進角させる場合、基準時期よりも予め定められた一定量遅角又は進角させるようにしてもよい。また、ステップS204で算出された排気の温度の差ΔToutgと所定量ΔToutg0との差、又は、ステップS205で算出された排気の圧力の差ΔPoutgと所定量ΔPoutg0との差に応じて、燃料噴射時期の遅角量又は進角量を決定してもよい。この場合、いずれかの差が大きいほど、燃料噴射時期の遅角量又は進角量を大きくする。   Here, when the fuel injection timing is retarded or advanced as the actual PM emission amount control, the fuel injection timing may be retarded or advanced by a predetermined amount from the reference timing. Further, depending on the difference between the exhaust temperature difference ΔToutg calculated in step S204 and the predetermined amount ΔToutg0, or the difference between the exhaust pressure difference ΔPoutg calculated in step S205 and the predetermined amount ΔPoutg0, the fuel injection timing is determined. The amount of retardation or amount of advance may be determined. In this case, the larger the difference, the larger the retard amount or advance amount of the fuel injection timing.

ステップS206において否定判定された場合、次に、ステップS210において、内燃機関1における燃料噴射時期を、その運転状態に応じて定められた基準時期に制御する。   If a negative determination is made in step S206, then in step S210, the fuel injection timing in the internal combustion engine 1 is controlled to a reference time determined according to the operating state.

尚、内燃機関1において、圧縮行程上死点近傍で行われる主燃料噴射の前に副燃料噴射が行われている場合、上記フローのステップS208又はS209において行われる実PM排出量制御として、副燃料噴射量を減少又は増加させる制御を実行してもよい。副燃料噴射量を減少させることによっても、主燃料噴射によって噴射される燃料の着火遅れ期間を延長させることができる。また、副燃料噴射量を増加させることによっても、主燃料噴射によって噴射される燃料の着火遅れ期間を短縮させることができる。そのため、副燃料噴射量を減少又は増加させることで、実PM排出量を低減又は増加させることができる。また、実PM排出量制御として、燃料噴射時期を遅角又は進角させる制御と副燃料噴射量を減少又は増加させる制御との両方を実行してもよい。   In the internal combustion engine 1, when the sub fuel injection is performed before the main fuel injection performed near the top dead center of the compression stroke, as the actual PM emission amount control performed in step S208 or S209 of the above flow, Control for decreasing or increasing the fuel injection amount may be executed. By reducing the sub fuel injection amount, the ignition delay period of the fuel injected by the main fuel injection can be extended. Moreover, the ignition delay period of the fuel injected by the main fuel injection can be shortened also by increasing the sub fuel injection amount. Therefore, the actual PM emission amount can be reduced or increased by decreasing or increasing the auxiliary fuel injection amount. Further, as the actual PM emission amount control, both control for delaying or advancing the fuel injection timing and control for decreasing or increasing the sub fuel injection amount may be executed.

図6は、本実施例に係る第2の実PM排出量制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of second actual PM emission amount control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10.

内燃機関1に供給されるEGRガス量が変化すると、実PM排出量が変化する。即ち、内燃機関1に供給されるEGRガス量が増加すると、気筒内における燃焼温度が低下するため、実PM排出量が増加する。逆に、内燃機関1に供給されるEGRガス量が減少すると、気筒内における燃焼温度が上昇するため、実PM排出量が減少する。   When the amount of EGR gas supplied to the internal combustion engine 1 changes, the actual PM emission amount changes. That is, when the amount of EGR gas supplied to the internal combustion engine 1 increases, the combustion temperature in the cylinder decreases, so the actual PM emission amount increases. Conversely, when the amount of EGR gas supplied to the internal combustion engine 1 decreases, the combustion temperature in the cylinder rises, so the actual PM emission amount decreases.

そこで、第2の実PM排出量制御のフローでは、内燃機関1に実際に供給されるEGRガス量の推定値と、内燃機関1の運転状態に応じて定められたEGRガス量の基準値(即ち、内燃機関1の運転状態が安定した定常運転であるときのEGRガス量)との差が、所定量より大きい場合に、実PM排出量と基準PM排出量との差が、フィルタ7の故障診断の精度を許容範囲内に維持することができる閾値より大きくなる条件が成立したと判断する。   Therefore, in the second actual PM emission amount control flow, the estimated value of the EGR gas amount actually supplied to the internal combustion engine 1 and the reference value of the EGR gas amount determined according to the operating state of the internal combustion engine 1 ( That is, when the difference from the EGR gas amount when the operation state of the internal combustion engine 1 is stable and steady operation is larger than a predetermined amount, the difference between the actual PM discharge amount and the reference PM discharge amount is It is determined that a condition that is greater than a threshold value that can maintain the accuracy of failure diagnosis within an allowable range is established.

第2の実PM排出量制御のフローでは、先ず、ステップS301において、第1の実PM排出量制御のフローにおけるステップS201と同様、上述したフィルタの故障診断のフローにおける所定期間Δtaの経過中であるか否かが判別される。ステップS301において否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。   In the second actual PM emission amount control flow, first, in step S301, in the same manner as step S201 in the first actual PM emission amount control flow, during the elapse of the predetermined period Δta in the filter failure diagnosis flow described above. It is determined whether or not there is. If a negative determination is made in step S301, the execution of this flow is temporarily terminated.

一方、ステップS301において肯定判定された場合、次にステップS302において、内燃機関1の運転状態に基づいてEGRガス量の基準値Regrbaseが算出される。内燃機関1の運転状態とEGRガス量の基準値Regrbaseとの関係は、実験等に基づいて予め求められており、マップ又は関数としてECU10に記憶されている。ステップS302においては、該マップ又は関数を用いて、EGRガス量の基準値Regrbaseが算出される。   On the other hand, when an affirmative determination is made in step S301, next, in step S302, a reference value Regrbase for the EGR gas amount is calculated based on the operating state of the internal combustion engine 1. The relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the reference value Regrbase of the EGR gas amount is obtained in advance based on experiments or the like, and is stored in the ECU 10 as a map or a function. In step S302, the EGR gas amount reference value Regrbase is calculated using the map or function.

次に、ステップS303において、エアフローメータ4によって検出される吸入空気量
と、空燃比センサ12によって検出される吸気の空燃比とに基づいて、実際のEGRガス量の推定値Regrが算出される。次に、ステップS304において、ステップS302で算出されたEGRガス量の基準値RegrbaseとステップS303で算出された実際のEGRガス量の推定値Regrとの差ΔRegrが算出される。
Next, in step S303, an estimated value Regr of the actual EGR gas amount is calculated based on the intake air amount detected by the air flow meter 4 and the air-fuel ratio of the intake air detected by the air-fuel ratio sensor 12. Next, in step S304, a difference ΔRegr between the EGR gas amount reference value Regrbase calculated in step S302 and the actual EGR gas amount estimated value Regr calculated in step S303 is calculated.

次に、ステップS305において、ステップS304で算出されたEGRガス量の差ΔRegrが所定量ΔRegr0より大きいか否かが判別される。尚、該所定量ΔRegr0は実験等に基づいて予め定められている。   Next, in step S305, it is determined whether or not the EGR gas amount difference ΔRegr calculated in step S304 is greater than a predetermined amount ΔRegr0. The predetermined amount ΔRegr0 is determined in advance based on experiments or the like.

ステップS305において肯定判定された場合、次に、ステップS306において、実際のEGRガス量の推定値RegrがEGRガス量の基準量Regrbaseよりも多いか否かが判別される。   If an affirmative determination is made in step S305, it is then determined in step S306 whether or not the actual EGR gas amount estimated value Regr is larger than the EGR gas amount reference amount Regrbase.

ステップS306において肯定判定された場合、実PM排出量が基準PM排出量より多い状態であると判断できる。この場合、次に、ステップS307において、実PM排出量を低減させる実PM排出量制御として、目標EGR率(吸気の全体量に対するEGRガス量の割合であるEGR率の目標値)を、その運転状態に応じて定められた基準目標値よりも低減させる制御が実行される。目標EGR率を基準目標値より低減させると、内燃機関1に実際に供給されるEGRガス量が減少するため、気筒内における燃焼温度が上昇する。その結果、実PM排出量が減少する。   If an affirmative determination is made in step S306, it can be determined that the actual PM emission amount is larger than the reference PM emission amount. In this case, next, in step S307, as the actual PM emission amount control for reducing the actual PM emission amount, the target EGR rate (the target value of the EGR rate that is the ratio of the EGR gas amount to the total amount of intake air) is operated. Control for reducing the reference target value determined according to the state is executed. When the target EGR rate is reduced from the reference target value, the amount of EGR gas actually supplied to the internal combustion engine 1 decreases, so that the combustion temperature in the cylinder rises. As a result, the actual PM emission amount decreases.

一方、ステップS306において否定判定された場合、即ち、実際のEGRガス量の推定値RegrがEGRガス量の基準量Regrbaseよりも少ない場合、実PM排出量が基準PM排出量より少ない状態であると判断できる。この場合、次に、ステップS308において、実PM排出量を増加させる実PM排出量制御として、目標EGR率を、その運転状態に応じて定められた基準目標値よりも増加させる制御が実行される。目標EGR率を基準目標値より増加させると、内燃機関1に実際に供給されるEGRガス量が増加するため、気筒内における燃焼温度が低下する。その結果、実PM排出量が増加する。   On the other hand, when a negative determination is made in step S306, that is, when the estimated value Regr of the actual EGR gas amount is smaller than the reference amount Regrbase of the EGR gas amount, the actual PM emission amount is less than the reference PM emission amount. I can judge. In this case, next, in step S308, as the actual PM emission amount control for increasing the actual PM emission amount, control for increasing the target EGR rate from the reference target value determined according to the operation state is executed. . When the target EGR rate is increased from the reference target value, the amount of EGR gas actually supplied to the internal combustion engine 1 increases, so that the combustion temperature in the cylinder decreases. As a result, the actual PM emission amount increases.

ここで、実PM排出量制御として目標EGR率を低減又は増加させる場合、基準目標値よりも予め定められた一定量低減又は増加させるようにしてもよい。また、ステップS304で算出されたEGRガス量の差ΔRegrと所定量ΔRegr0との差に応じて、目標EGR率の低減量又は増加量を決定してもよい。この場合、これらの差が大きいほど、目標EGR率の低減量又は増加量を大きくする。   Here, when the target EGR rate is reduced or increased as the actual PM emission amount control, it may be reduced or increased by a certain amount that is determined in advance from the reference target value. Further, the reduction amount or the increase amount of the target EGR rate may be determined according to the difference between the EGR gas amount difference ΔRegr calculated in step S304 and the predetermined amount ΔRegr0. In this case, the larger the difference, the larger the amount of reduction or increase in the target EGR rate.

ステップS305において否定判定された場合、次に、ステップS309において、目標EGR率を、その運転状態に応じて定められた基準目標値に設定する。   If a negative determination is made in step S305, then, in step S309, the target EGR rate is set to a reference target value determined according to the operating state.

図7は、本実施例に係る第3の実PM排出量制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいて、図6に示す第2の実PM排出量制御のフローにおける各ステップと同一の処理が実行されるステップについては、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。   FIG. 7 is a flowchart showing a flow of third actual PM emission amount control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10. Note that, in this flow, steps in which the same processes as those in the second actual PM emission amount control flow shown in FIG. 6 are executed are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

EGRガス量が変化すると、EGRガスが導入された吸気の温度、即ち内燃機関1に供給される吸気の温度も変化する。つまり、EGRガス量が増加すると、内燃機関1に供給される吸気の温度が上昇する。逆に、EGRガス量が減少すると、内燃機関1に供給される吸気の温度が低下する。   When the amount of EGR gas changes, the temperature of the intake air into which the EGR gas is introduced, that is, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine 1 also changes. That is, when the EGR gas amount increases, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine 1 increases. Conversely, when the EGR gas amount decreases, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine 1 decreases.

そこで、第3の実PM排出量制御のフローでは、内燃機関1に供給される吸気の温度の
検出値と、内燃機関1の運転状態に応じて定められた、内燃機関1に供給される吸気の温度の基準値(即ち、EGRガス量が基準値であるときの吸気の温度)との差が、所定量より大きい場合に、実PM排出量と基準PM排出量との差が、フィルタ7の故障診断の精度を許容範囲内に維持することができる閾値より大きくなる条件が成立したと判断する。
Therefore, in the third actual PM emission amount control flow, the intake air supplied to the internal combustion engine 1 determined according to the detected value of the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine 1 and the operating state of the internal combustion engine 1. The difference between the actual PM discharge amount and the reference PM discharge amount is the filter 7 when the difference from the reference value (that is, the intake air temperature when the EGR gas amount is the reference value) is greater than a predetermined amount. It is determined that the condition that exceeds the threshold value that can maintain the accuracy of the fault diagnosis within the allowable range is established.

第3の実PM排出量制御のフローでは、ステップS301において肯定判定された場合、次にステップS402の処理が実行される。ステップS402において、内燃機関1の運転状態に基づいて、内燃機関1に供給される吸気の温度の基準値Tinbaseが算出される。内燃機関1の運転状態と吸気の温度の基準値Tinbaseとの関係は、実験等に基づいて予め求められており、マップ又は関数としてECU10に記憶されている。ステップS402においては、該マップ又は関数を用いて、吸気の温度の基準値Tinbaseが算出される。   In the third actual PM emission amount control flow, when an affirmative determination is made in step S301, the process of step S402 is then executed. In step S402, based on the operating state of the internal combustion engine 1, a reference value Tinbase for the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine 1 is calculated. The relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the reference value Tinbase of the intake air temperature is obtained in advance based on experiments or the like, and is stored in the ECU 10 as a map or a function. In step S402, the reference value Tinbase of the intake air temperature is calculated using the map or function.

次に、ステップS403において、吸気温度センサ19によって検出される実際の吸気の温度Tingと、ステップS402で算出された吸気の温度の基準値Tingbaseとの差ΔTingが算出される。   Next, in step S403, a difference ΔTing between the actual intake air temperature Ting detected by the intake air temperature sensor 19 and the intake air temperature reference value Tingbase calculated in step S402 is calculated.

次に、ステップS404において、ステップS403で算出された吸気の温度の差ΔTingが所定量ΔTing0より大きいか否かが判別される。尚、該所定量ΔTing0は実験等に基づいて予め定められている。   Next, in step S404, it is determined whether or not the intake air temperature difference ΔTing calculated in step S403 is greater than a predetermined amount ΔTing0. The predetermined amount ΔTing0 is determined in advance based on experiments or the like.

ステップS404において肯定判定された場合、次に、ステップS405において、実際の吸気の温度Tingが吸気の温度の基準量Tingbaseよりも高いか否かが判別される。   If an affirmative determination is made in step S404, it is then determined in step S405 whether or not the actual intake air temperature Ting is higher than a reference amount Tingbase of the intake air temperature.

ステップS405において肯定判定された場合、実際のEGRガス量がEGRガス量の基準量Regrbaseよりも多く、そのために、実PM排出量が基準PM排出量より多い状態であると判断できる。この場合、次に、ステップS307の処理が実行される。一方、ステップS405において否定判定された場合、実際のEGRガス量がEGRガス量の基準量Regrbaseよりも少なく、そのために、実PM排出量が基準PM排出量より少ない状態であると判断できる。この場合、次に、ステップS308の処理が実行される。   When an affirmative determination is made in step S405, it can be determined that the actual EGR gas amount is larger than the EGR gas amount reference amount Regrbase, and therefore the actual PM discharge amount is larger than the reference PM discharge amount. In this case, the process of step S307 is performed next. On the other hand, if a negative determination is made in step S405, it can be determined that the actual EGR gas amount is smaller than the reference amount Regrbase of the EGR gas amount, and therefore the actual PM discharge amount is smaller than the reference PM discharge amount. In this case, the process of step S308 is performed next.

ステップS404において否定判定された場合、次に、ステップS309の処理が実行される。   If a negative determination is made in step S404, then the process of step S309 is executed.

上記のような第1、第2、又は第3の実PM排出量制御のフローを実行することで、フィルタ7の故障診断を行うべく推定通過PM量を積算している最中(所定期間Δtaの経過中)における推定通過PM量の推定精度を高く維持することができる。   By executing the first, second, or third actual PM discharge amount control flow as described above, the estimated passing PM amount is being accumulated to perform the failure diagnosis of the filter 7 (predetermined period Δta). It is possible to maintain high estimation accuracy of the estimated passing PM amount during

尚、本実施例においては、第1の実PM排出量制御のフローにおけるステップS208若しくはS209を実行するECU10、又は、第2若しくは第3の実PM排出量制御のフローにおけるけるステップS307若しくはS308を実行するECU10が、本発明に係る実PM排出量制御手段に相当する。   In this embodiment, the ECU 10 that executes step S208 or S209 in the first actual PM emission amount control flow, or step S307 or S308 in the second or third actual PM emission amount control flow is executed. The ECU 10 to be executed corresponds to the actual PM emission amount control means according to the present invention.

1・・・内燃機関
2・・・吸気通路
3・・・排気通路
6・・・酸化触媒
7・・・パティキュレートフィルタ(フィルタ)
10・・ECU
11・・クランクポジションセンサ
12・・空燃比センサ
13・・第1排気温度センサ
14・・排気圧力センサ
15・・第2排気温度センサ
16・・PMセンサ
17・・EGR通路
18・・EGR弁
19・・吸気温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake passage 3 ... Exhaust passage 6 ... Oxidation catalyst 7 ... Particulate filter (filter)
10. ・ ECU
11. Crank position sensor 12 Air-fuel ratio sensor 13 First exhaust temperature sensor 14 Exhaust pressure sensor 15 Second exhaust temperature sensor 16 PM sensor 17 EGR passage 18 EGR valve 19 ..Intake air temperature sensor

Claims (4)

内燃機関の排気通路におけるパティキュレートフィルタより下流側に設けられ、自身に堆積した粒子状物質の量に対応する信号を出力するPMセンサと、
パティキュレートフィルタが所定の状態であると仮定した場合の、パティキュレートフィルタを通過する粒子状物質の量であるフィルタ通過PM量を推定するフィルタ通過PM量推定手段と、を備え、
所定期間における前記PMセンサの出力値の変化量に基づいて算出される該所定期間中のフィルタ通過PM量の積算値と、前記フィルタ通過PM量推定手段によって推定されたフィルタ通過PM量の前記所定期間中の積算値と、を比較することで、パティキュレートフィルタの故障が発生したか否かを診断するパティキュレートフィルタの故障診断装置であって、
前記所定期間中において、内燃機関から実際に排出される粒子状物質の量と内燃機関の運転状態に応じた粒子状物質の排出量の基準値との差が所定量より大きくなる所定の条件が成立した場合に、内燃機関から実際に排出される粒子状物質の量を前記基準値側に増加又は低減させる制御を実行する実PM排出量制御手段をさらに備えるパティキュレートフィルタの故障診断装置。
A PM sensor provided downstream of the particulate filter in the exhaust passage of the internal combustion engine and outputting a signal corresponding to the amount of particulate matter deposited on the PM sensor;
A filter passing PM amount estimating means for estimating a filter passing PM amount that is an amount of particulate matter passing through the particulate filter, assuming that the particulate filter is in a predetermined state;
The integrated value of the filter passing PM amount during the predetermined period calculated based on the amount of change in the output value of the PM sensor during the predetermined period, and the predetermined value of the filter passing PM amount estimated by the filter passing PM amount estimating means. A particulate filter failure diagnosis device for diagnosing whether or not a particulate filter failure has occurred by comparing the integrated value during the period,
During the predetermined period, there is a predetermined condition that a difference between the amount of particulate matter actually discharged from the internal combustion engine and a reference value of the particulate matter discharge amount according to the operating state of the internal combustion engine is larger than a predetermined amount. A particulate filter failure diagnosis device further comprising actual PM emission control means for executing control to increase or decrease the amount of particulate matter actually discharged from the internal combustion engine to the reference value side when established.
前記所定の条件が、内燃機関から排出された排気の温度又は圧力の検出値と、内燃機関の運転状態に応じて定められた排気の温度又は圧力の基準値との差が、所定量より大きいことである請求項1に記載のパティキュレートフィルタの故障診断装置。   The predetermined condition is that a difference between a detected value of the temperature or pressure of the exhaust discharged from the internal combustion engine and a reference value of the exhaust temperature or pressure determined according to the operating state of the internal combustion engine is larger than a predetermined amount. The particulate filter failure diagnosis apparatus according to claim 1. 内燃機関の排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入するEGR装置をさらに備え、
前記所定の条件が、実際のEGRガス量の推定値と、内燃機関の運転状態に応じて定められたEGRガス量の基準値との差が、所定量より大きいことである請求項1に記載のパティキュレートフィルタの故障診断装置。
An EGR device for introducing a part of the exhaust gas of the internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
2. The predetermined condition is that a difference between an estimated value of an actual EGR gas amount and a reference value of an EGR gas amount determined according to an operation state of the internal combustion engine is larger than a predetermined amount. Particulate filter failure diagnosis device.
内燃機関の排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入するEGR装置をさらに備え、
前記所定の条件が、内燃機関に供給される吸気の温度の検出値と、内燃機関の運転状態に応じて定められた、内燃機関に供給される吸気の温度の基準値との差が、所定量より大きいことである請求項1に記載のパティキュレートフィルタの故障診断装置。
An EGR device for introducing a part of the exhaust gas of the internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
The predetermined condition is that the difference between the detected value of the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine and the reference value of the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine, which is determined according to the operating state of the internal combustion engine, is The particulate filter failure diagnosis device according to claim 1, wherein the particulate filter failure diagnosis device is greater than a fixed amount.
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