诊断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及诊断装置，特别涉及在内燃机的排气系统中设置的排气净化过滤器的故障诊断。
【背景技术】
[0002]作为在柴油发动机等的排气系统中设置的排气净化过滤器，已知用于捕获排气中含有的煤等的颗粒状物质(Particulate Mat ter: PM)的柴油微粒过滤器(D i e se IParticulate Filter:DPF)。
[0003]若DPF的PM捕获能力由于破损等而劣化，则未被DPF捕获而漏过的PM被放出到大气中，可能导致不满足废气限制值。因此，需要在车载状态(On-Board)下诊断DPF的故障。
[0004]作为判定DPF的故障的技术，例如已知在DPF的下游侧设置电阻型PM传感器并比较传感器值和基准阈值的手法(例如参照专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2009-144577号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的技术课题
[0009 ] —般来讲，电阻型PM传感器利用电极间的电阻值随着在一对电极间附着的导电性PM而变化这一原理来检测PM量。然而，在电阻型PM传感器中，若受到排气温度或排气流量的影响，则电极间附着的PM的电阻会变化，因此，可能无法检测正确的PM量。因此，在基于电阻型PM传感器的传感器值的诊断手法中，存在无法正确地判定DPF的劣化的课题。
[0010]本发明的装置的目的在于，高精度地判定DPF的故障。
[0011 ]解决课题所采用的技术手段
[0012]本发明的装置具备:过滤器，捕获从内燃机排出的排气中的颗粒状物质；传感器，设置于所述过滤器的下游侧，根据电极间附着的颗粒状物质中流动的电流值来检测颗粒状物质量，并且能够在电极间附着的颗粒状物质达到规定量时将该颗粒状物质燃烧除去、即再生;实际间隔运算单元，运算从所述传感器的再生结束到下一次再生开始为止的实际间隔;逃脱量推测单元，所述过滤器的捕获能力假定为正常，推测从所述内燃机排出而通过该过滤器的排气中的颗粒状物质逃脱量;推测间隔运算单元，基于所述颗粒状物质逃脱量，运算从所述传感器的再生结束到下一次再生开始为止的推测间隔；以及判定单元，对所述实际间隔和所述推测间隔进行比较，判定所述过滤器的至少故障。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明的装置，能够高精度地判定DPF的故障。
【附图说明】
[0015]图1是表示应用了本发明的一个实施方式的诊断装置的发动机的吸排气系统的整体构成示意图。
[0016]图2中，(A)是表示本实施方式的电阻型PM传感器的主要部分的示意立体图，(B)是表示电阻型PM传感器的传感器再生信号的图。
[0017]图3是表示本实施方式的ECU40的功能框图。
[0018]图4是说明本实施方式的故障诊断的一个例子的图。
[0019]图5是说明本实施方式的故障诊断的一个例子的图。
[0020]图6是说明本实施方式的故障诊断的一个例子的图。
[0021]图7是表示本实施方式的诊断装置的控制内容的流程图。
[0022]图8是表示本实施方式的诊断装置的控制内容的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下，基于【附图说明】本发明的一个实施方式的诊断装置。对相同的部件赋予相同的符号，其名称及功能也相同。因此，不对它们进行重复的详细说明。
[0024]如图1所示，柴油发动机(以下简称发动机)10中设置有吸气歧管1a和排气歧管10b。吸气歧管1a上连接着导入新气的吸气通路11，排气歧管1b上连接着将排气向大气放出的排气通路12。
[0025]吸气通路11中，从吸气上游侧起依次设置有空气滤清器13、MAF传感器31、增压机的压缩机14a、中冷器15、吸气温度传感器32、吸气氧浓度传感器33、增压压力传感器34等。排气通路12中，从排气上游侧起依次设置有增压机的涡轮14b、排气氧浓度传感器35、空燃比传感器36、排气温度传感器37、排气后处理装置50等。另外，在图1中，符号38表示发动机旋转传感器，符号39表不油门开度传感器。
[0026]排气后处理装置50在催化剂外壳50a内从排气上游侧起依次配置氧化催化剂(Diesel Oxidat1n Catalyst:D0C)51和DPF52而构成。此外，在D0C51的排气上游侧设置有排气管内喷射装置53，在DPF52的下游侧设置有检测流过DPF52的排气中的PM量的电阻型PM传感器20。
[0027]排气管内喷射装置53根据从电子控制单元(以下记作ECU)40输出的指示信号，向排气通路12内喷射未燃燃料(主要为HC)。另外，在使用基于发动机10的多级喷射的后喷射的情况下，也可以省略该排气管内喷射装置53。
[0028]D0C51例如是在堇青石蜂窝(cordierite Honeycomb)构造体等的陶瓷制载体表面上担载催化剂成分而形成的。D0C51通过排气管内喷射装置53或者后喷射而被供给HC后，将其氧化而使排气温度上升。
[0029]DPF52例如是沿着排气的流动方向配置由多孔质分隔壁划分出的多个单元格、并将这些单元格的上游侧和下游侧交替地封闭而形成的。DPF52将排气中的PM捕获到分隔壁的细孔或表面上，并且在PM堆积量达到规定量时执行将其燃烧除去的所谓的过滤器强制再生。通过排气管内喷射装置53或者后喷射向D0C51供给未燃燃料(HC)，将向DPF52流入的排气温度升温至PM燃烧温度(例如约600°C )，从而进行过滤器强制再生。
[0030]电阻型PM传感器20如图2(A)所示，在绝缘基板21上具备被施加电压的梳齿状的一对电极22，利用电极22间的电阻值随着导电性的PM的附着而变化这一原理，来检测PM量。此夕卜，电阻型PM传感器20具备未图示的加热器，如图2(B)所示，当电极22间附着的PM堆积到规定量时，由加热器对PM进行加热而将其燃烧除去，即传感器再生。该传感器再生信号(开始信号.结束信号)被输出至电连接的E⑶40。
[0031]E⑶40进行发动机10或排气管内喷射装置53等的各种控制，具备公知的CPU、R0M、RAM、输入端口、输出端口等而构成。
[0032]此外，E⑶40如图3所示，具备实际再生间隔运算部41、发动机排出PM量运算部42、PM逃脱量运算部43、传感器PM堆积量运算部44、推测再生间隔运算部45和DPF故障正常判定部46，来作为一部分功能要素。说明了这些各功能要素被包含在作为一体硬件的ECU40中的情况，但是也可以将这些各功能要素中的任意一部分设置于分体的硬件中。
[0033]实际再生间隔运算部41是本发明的实际间隔运算单元的一个例子，运算从电阻型PM传感器20的再生结束到下一次再生开始为止的期间(以下将该期间称作实际再生间隔INTact)。实际再生间隔INTact基于从电阻型PM传感器20输入的再生开始信号及再生结束信号来运算。
[0034]发动机排出PM量运算部42实时地运算从发动机10排出的排气中的PM量(以下称作发动机排出PM量EG?—cmt)。发动机排出PM量EG?—cmt例如能够根据将由各种传感器31?39等检测到的吸排气系统的氧浓度02、空燃比λ、排气温度T等作为输入值而包含的模型式等来求出。此外，也可以是，根据预先通过实验等制作出的PM排出量映射图(未图示)，读取与基于由传感器38、39等检测到的发动机转速N或油门开度Q的发动机10的运转状态对应的值来求出。
[0035]PM逃脱量运算部43构成本发明的逃脱量推测单元的一部分，实时地运算未被DPF52捕获而通过的PM量(以下称作PM逃脱量DPFpm—siP)。更详细地讲，E⑶40中存储有预先通过实验等求出的、假定为DPF52的PM捕获能力正常的情况下的PM逃脱率SLP^PM逃脱量DPFpm—Sip通过对由发动机排出PM量推测部42运算出的发动机排出PM量EG?—cmt乘以PM逃脱率31^%来得到。
[0036]另外，优选为，PM逃脱率SLPd_DPF52因熔损等而即将要发生故障之前的状态设定为基准。由此，在后述的故障诊断中，能够在从DPF52逃脱的PM量即将超过废气基准值等时可靠地检测到故障。
[0037]传感器PM堆积量运算部44基于由PM逃脱量运算部43实时地运算出的PM逃脱量DPFpm—Sip，运算在电阻型PM传感器20的电极22间堆积的PM堆积量SENSPM—dep AM堆积量SENS?—dep例如根据将PM逃脱量DPFpm—siP、排气温度T、排气流量Q等作为输入值来包含的模型式求出。排气流量Q可以根据MAF传感器31的检测值及发动机10的燃料喷射量等来运算，或者也可以直接从未图示的排气流量传感器取得。
[0038]推测再生间隔运算部45构成本发明的推测间隔运算单元的一部分，运算假定DPF52的PM捕获能力正常的情况下、从电阻型PM传感器20的再生结束起至下一次再生开始为止的期间(以下将该期间称作推测再生间隔INTest)。更详细地讲，推测再生间隔运算部45构成为，将从电阻型PM传感器20的再生结束起至由传感器PM堆积量运算部44运算出的PM堆积量SENS?—dep的累计值达到传感器再生开始阈值时为止的期间，作为推测再生间隔INTest来运算。
[0039]DPF故障正常判定部46是本发明的判定单元的一个例子，基于由实际再生间隔运算部41运算出的实际再生间隔INTact、由推测再生间隔运算部45运算出的推测再生间隔INTest，判定DPF52的故障或者正常。以下，基于图4?6说明具体的判定手法。
[0040]图4所示的判定手法中，使用实际再生间隔INTact与推测再生间隔INTest之差。该判定手法中，实际再生间隔INTact与推测再生间隔INTest之差Δ INT超过预先规定的上限阈值A Tmax时，将DPF52判定为故障。上限阈值Δ Tmax例如优选为，将由于熔损等而从DPF52流过的PM逃脱量即将变得不满足废气基准值时的状态(故障之前的正常品)设定为基准。
[0041]图5所示的判定手法中使用实际再生间隔INTact与推测再生间隔INTe3st之比。该判定手法中，实际再生间隔INTact除以推测再生间隔INTest而得到的比率％INT超过预先规定的上限阈值Tmax%时，将DPF5 2判定为故障。上限阈值Tmax%与图4的例子同样，优选为，将流过DPF52的PM逃脱量即将不满足废气基准值时的状态设定为基准。
[0042]图6