专利名称：Pm传感器、废气的pm量检测装置、内燃机的异常检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及PM传感器、废气的PM量检测装置、内燃机的异常检测装置。
背景技术：
以往，例如，如日本特开平8484644号公报所公开的那样，公知有具备用于对废气中的颗粒物进行过滤的颗粒过滤器的内燃机。以下，将颗粒物(Particulate matter =PM 粒状物)简称为“颗粒”或者“PM”。上述以往的内燃机具备用于检测过滤器的差压的压力传感器。当颗粒量多的废气流入过滤器时，与此相应地过滤器内的颗粒量增加。过滤器的差压也追随于此而变化。因而，能够通过检测过滤器的差压来检测废气的颗粒量。此外，作为颗粒量检测用的结构，公知有日本特开2007-3M90号公报、日本特开 2008-64621号公报的结构。专利文献1 日本特开平8484644号公报专利文献2 日本特开2007-3M90号公报专利文献3 日本特开2008-64621号公报伴随着近年来的排放限制强化，用于检测颗粒量的传感器的需求提高。但是，在当前的技术水准中，耐受实用的车载(on-board)用的PM传感器、PM量检测装置尚未出现。用于检测颗粒量的PM传感器、PM量检测装置的开发是当务之急。并且，当在内燃机的颗粒过滤器发生异常的情况下，需要迅速地采取对策。颗粒过滤器的异常检测技术也期望进一步的技术进步。
发明内容
本发明就是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够检测颗粒物量的PM传感器、废气的PM量检测装置。本发明的另一目的在于，提供一种能够进行颗粒过滤器的异常检测的、内燃机的异常检测装置。为了达成上述的目的，第一方面的发明提供一种PM传感器，其特征在于，上述PM 传感器具备流入口，提取内燃机的排气通路的气体的一部分而使其流入上述流入口 ；过滤器，该过滤器用于过滤流入上述流入口的气体中的颗粒物(Particulate matter :PM)；加热器，该加热器安装于上述过滤器，能够使上述过滤器的温度变化；流出口，使通过上述过滤器后的气体朝上述排气通路流出；以及配置在上述流出口侧的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件根据通过上述过滤器后的气体的氧浓度使输出变化。并且，第二方面的发明的特征在于，在第一方面的发明中，上述PM传感器还具备配置在上述流入口侧的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件根据从上述流入口流入上述过滤器的气体的氧浓度使输出变化。并且，第三方面的发明的特征在于，在第二方面的发明中，上述流出口侧的上述氧浓度传感器元件以及上述流入口侧的上述氧浓度传感器元件是空燃比传感器元件。并且，第四方面的发明的特征在于，在第三方面的发明中，上述空燃比传感器元件具备加热器，在上述空燃比传感器元件工作时，利用该加热器将上述空燃比传感器元件加热到规定温度，上述过滤器与上述空燃比传感器元件分开，以便当上述空燃比传感器元件的温度为上述规定温度时，上述过滤器的温度成为上述过滤器内的颗粒物不会被除去的程度的温度。为了达成上述的目的，第五方面的发明提供一种废气的PM量检测装置，其特征在于，上述废气的PM量检测装置具备过滤器，该过滤器设置于内燃机的排气通路，用于过滤在上述排气通路内流动的废气中的颗粒物(Particulate matter :PM)；在上述排气通路内配置在上述过滤器的下游的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件根据通过上述过滤器后的气体的氧浓度使输出变化；加热器，该加热器安装于上述过滤器；加热控制单元，该加热控制单元对上述加热器进行控制，以使上述过滤器被加热直到上述过滤器内的颗粒物被除去为止；温度降低控制单元，在上述加热控制单元的上述控制之后，该温度降低控制单元对上述加热器进行控制，以使上述过滤器的温度成为上述过滤器内的颗粒物不会被除去的温度以下的温度；取得单元，在上述过滤器的温度成为上述温度以下的温度之后，上述取得单元取得上述氧浓度传感器元件的输出；以及算出单元，该算出单元基于利用上述取得单元取得的上述输出来算出上述废气的颗粒物量。并且，第六方面的发明的特征在于，在第五方面的发明中，在上述过滤器的温度成为上述温度以下的温度之后，当经过了规定时间时，上述取得单元取得上述氧浓度传感器元件的输出，上述废气的PM量检测装置具备算出在上述过滤器的温度成为上述温度以下的温度之后、直到上述取得单元取得上述输出的时刻为止流入上述过滤器的废气量的累计值的单元，上述算出单元基于利用上述取得单元取得的上述输出、上述规定时间以及上述累计值，算出每单位时间的上述废气的颗粒物量以及每单位体积的上述废气的颗粒物量。并且，第七方面的发明的特征在于，在第五方面或者第六方面的发明中，上述废气的PM量检测装置还具备配置在上述排气通路内的上述过滤器的上游的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件能够根据流入上述过滤器的废气的氧浓度使输出变化，
上述算出单元基于上述过滤器上游侧的上述氧浓度传感器元件的输出与上述过滤器下游侧的上述氧浓度传感器元件的输出之差来算出上述废气的颗粒物量。并且，第八方面的发明的特征在于，在第七方面的发明中，上述过滤器下游侧的上述氧浓度传感器元件以及上述过滤器上游侧的上述氧浓度传感器元件是空燃比传感器元件。并且，第九方面的发明的特征在于，在第八方面的发明中，上述废气的PM量检测装置还具备校正单元，该校正单元用于校正上述过滤器下游侧的上述空燃比传感器与上述过滤器上游侧的上述空燃比传感器之间的输出偏差。为了达成上述的目的，第十方面的发明提供一种废气的PM量检测装置，其特征在于，上述废气的PM量检测装置具备过滤器，该过滤器设置于内燃机的排气通路，用于过滤在上述排气通路内流动的废气中的颗粒物(Particulate matter :PM)；加热器，该加热器安装于上述过滤器；温度降低控制单元，该温度降低控制单元对上述加热器进行控制，以使上述过滤器的温度成为上述过滤器内的颗粒物不会被除去的温度以下的温度；加热控制单元，该加热控制单元对上述加热器进行控制，以使在从通过上述温度降低控制单元的上述控制使上述过滤器的温度成为上述温度以下的温度时开始经过规定时间之后，上述过滤器的温度成为上述过滤器内的颗粒物会被除去的温度以上的温度；电量检测单元，该电量检测单元用于检测当上述加热控制单元进行上述控制时为了除去上述过滤器内的颗粒物而上述加热器所消耗的耗电量；以及算出单元，该算出单元基于利用上述电量检测单元检测到的上述耗电量来算出上述废气的颗粒物量。并且，第十一方面的发明的特征在于，在第十方面的发明中，上述电量检测单元包括判定单元，该判定单元用于判定在上述加热控制单元的上述控制开始之后上述过滤器内的颗粒物是否已被除去；电量算出单元，该算出单元用于算出从上述加热控制单元的上述控制开始之后到判定为上述过滤器内的颗粒物已被除去为止的期间的、上述加热器的耗电量；以及基于上述电量算出单元所算出的上述耗电量来算出为了除去上述过滤器内的颗粒物而上述加热器所消耗的上述耗电量的单元。并且，第十二方面的发明的特征在于，在第十一方面的发明中，上述废气的PM量检测装置具备上游侧氧浓度传感器，该上游侧氧浓度传感器配置在上述排气通路内的上述过滤器的上游，根据流入上述过滤器的气体的氧浓度使输出变化；以及下游侧氧浓度传感器，该下游侧氧浓度传感器配置在上述排气通路内上述过滤器的下游，根据从上述过滤器流出的气体的氧浓度使输出变化，上述判定单元基于上述上游侧氧浓度传感器的输出与上述下游侧氧浓度传感器的输出之差来判定上述过滤器内的颗粒物是否已被除去。
为了达成上述的另一目的，第十三方面的发明提供一种内燃机的异常检测装置， 其特征在于，上述内燃机的异常检测装置具备配置在设置于内燃机的排气通路的颗粒过滤器的下游的氧浓度传感器，该氧浓度传感器根据从上述颗粒过滤器流出的气体的氧浓度使输出变化；加热单元，该加热单元对上述颗粒过滤器进行加热，以使上述颗粒过滤器再生；以及检测单元，该检测单元基于上述颗粒过滤器的上述再生后的、上述下游的上述氧浓度传感器的输出来检测上述颗粒过滤器的异常。并且，第十四方面的发明的特征在于，在上述第十三方面的发明中，上述内燃机的异常检测装置还具备配置在上述颗粒过滤器的上游的氧浓度传感器，该氧浓度传感器根据废气的氧浓度使输出变化，上述检测单元基于上述下游的上述氧浓度传感器的输出相对于上述上游的上述氧浓度传感器的输出之差来检测上述颗粒过滤器的异常。并且，第十五方面的发明的特征在于，在第十四方面的发明中，配置在上述颗粒过滤器的上述上游的上述氧浓度传感器和配置在上述颗粒过滤器的上述下游的上述氧浓度传感器都是空燃比传感器。根据第一方面的发明，过滤器内的颗粒量越多，氧浓度传感器元件越是显示低的氧浓度的输出。能够基于氧浓度传感器元件的输出来检测朝过滤器流入的流入气体的颗粒量。此外，由于能够利用加热器将过滤器的颗粒加热除去，因此能够反复进行颗粒量检测。根据第二方面的发明，在过滤器上游侧和过滤器下游侧分别具备氧浓度传感器元件。这些氧浓度传感器元件的输出差与过滤器内的颗粒量高精度地对应。能够基于这些氧浓度传感器元件的输出差高精度地检测朝过滤器流入的流入气体的颗粒量。根据第三方面的发明，在第一方面或者第二方面的发明中，作为氧浓度传感器元件使用空燃比传感器元件。作为用于检测废气的氧浓度的传感器，空燃比传感器具有较高的实际效果。通过利用空燃比传感器元件，能够以高的可靠度检测废气的颗粒量。根据第四方面的发明，能够得到如下的效果。空燃比传感器一般在被加热到规定的活性温度后的状态下工作。另一方面，当过滤器的温度升高至特定温度以上时，颗粒会燃烧而不会蓄积在过滤器内。根据第四方面的发明，即便在空燃比传感器的温度为活性温度的期间内，过滤器也能够可靠地保持颗粒。结果，即便在空燃比传感器的温度为活性温度的期间内，也能够检测废气的颗粒量。根据第五方面的发明，在过滤器被充分地加热到高温之后，以使过滤器的温度降低到能够捕集颗粒的程度的方式对加热器进行控制。在该加热器控制之后，颗粒被捕集于过滤器，并且能够取得氧浓度传感器元件的输出。过滤器内的颗粒量越多，则过滤器下游的气体的氧浓度越低，氧浓度传感器元件的输出越是显示更低的氧浓度的值。因而，能够基于氧浓度传感器元件的输出算出朝过滤器流入的流入气体的颗粒量。由此，能够检测废气的颗粒量。根据第六方面的发明，能够算出每单位时间的废气的颗粒量以及每单位体积的废气的颗粒量。
根据第七方面的发明，在过滤器上游侧和过滤器下游侧分别具备氧浓度传感器元件。这些氧浓度传感器元件的输出差与过滤器内的颗粒量高精度地对应。能够基于这些氧浓度传感器元件的输出差高精度地检测朝过滤器流入的流入气体的颗粒量。根据第八方面的发明，作为氧浓度传感器元件使用空燃比传感器元件。作为用于检测废气的氧浓度的传感器，空燃比传感器具有较高的实际效果。通过利用空燃比传感器元件，能够以高的可靠度检测废气的颗粒量。根据第九方面的发明，能够对多个空燃比传感器之间的输出偏差进行校正。由此， 能够进行更高精度的颗粒量检测。根据第十方面的发明，能够检测颗粒的量。废气中的颗粒量越多，则单位时间内被过滤器捕集的颗粒量越多。过滤器内的颗粒量越多，则为了除去过滤器内的颗粒所需要的加热器耗电量也越多。因而，能够基于加热器耗电量算出朝过滤器流入的流入气体的颗粒量。根据第十一方面的发明，能够正确地算出直到过滤器内的颗粒被除去为止加热器所消耗的耗电量。根据第十二方面的发明，能够高精度地判定过滤器内的颗粒是否已被除去。根据第十三方面的发明，在颗粒过滤器下游具备氧浓度传感器。如果颗粒过滤器能够正常地捕集颗粒的话，则颗粒蓄积在过滤器内，颗粒蓄积的影响应当在该氧浓度传感器的输出有所表现。因而，能够基于该氧浓度传感器的输出检测颗粒过滤器的异常。根据第十四方面的发明，在颗粒过滤器的上游和下游分别具备氧浓度传感器元件。这些氧浓度传感器元件的输出差与颗粒过滤器内的颗粒量高精度地对应。能够基于这些氧浓度传感器元件的输出差以高的可靠度检测颗粒过滤器的异常。根据第十五方面的发明，在第十四方面的发明中，作为氧浓度传感器使用空燃比传感器。作为用于检测废气的氧浓度的传感器，空燃比传感器具有较高的实际效果。通过利用空燃比传感器元件，能够以高的可靠度检测颗粒过滤器的异常。
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的PM传感器以及废气的PM量检测装置的结构的图。图2是从箭头A的方向观察图1的结构的图。图3是用于对实施方式1所涉及的PM量检测动作进行说明的时序图。图4是在实施方式1中E⑶50所执行的程序的流程图。图5是示出Δ Il的值与颗粒量(PM量)之间的相关线的映射的一例的图。图6是在本发明的实施方式2中ECU 50所执行的程序的流程图。图7是示出本发明的实施方式3所涉及的内燃机的异常检测装置的结构的图。图8是在实施方式3中E⑶所执行的程序的流程图。标号说明2...内燃机；10...排气管；20...分隔件；22J4...空燃比传感器(A/F传感器)；30...过滤器；32...加热器；34...加热器控制部；50. . . ECU (Electronic Control Unit 电子控制单元)；130. · · DPF0
具体实施例方式实施方式1实施方式1的结构图1是示出本发明的实施方式1所涉及的PM传感器以及废气的PM量检测装置的结构的图。图2是从箭头A的方向观察图1的结构的图。实施方式1所涉及的PM传感器以及废气的PM量检测装置适用于车辆用内燃机。实施方式1的PM传感器以及PM量检测装置搭载于内燃机2的排气管10。内燃机2的气缸数量、排列方向并无限定。另外，对于图1的内燃机2，为了方便而简要地示出。 在排气管10沿废气的流动方向依次安装有空燃比传感器22、过滤器30以及空燃比传感器 M。在以下的说明中，为了简化，将空燃比传感器也称作“ A/F传感器”。在实施方式1中， 具备图1所示的分隔件20。分隔件20在图1的纸面左侧和纸面右侧分别开口。废气从图 1纸面左侧通过分隔件20的内部朝图1纸面右侧流动。过滤器30是小型的微粒捕集用过滤器。过滤器30是将所谓的柴油微粒过滤器 (Diesel particulate filter :DPF)小型化而成的。以下，将颗粒物(Particulate matter PM:粒状物)也仅称作“颗粒”或者“PM”。在内燃机2的排气管10中流动的废气的一部分流入过滤器30。过滤器30能够对流入的废气的颗粒进行过滤。伴随与此，颗粒蓄积在过滤器30内部。结果，过滤器30能够捕捉并收集颗粒(即能够捕集颗粒)。过滤器30的材质、具体结构能够模仿DPF且使其外形比DPF小而形成。过滤器30 的详细构造并非必须与DPF相同或者相似。如图2所示，过滤器30的外型尺寸比排气管10 的内径小。因此，废气中的一部分的气体流入过滤器30，剩余的气体并不流入过滤器30而是直接朝排气管10下游流动。A/F传感器22、M是极限电流式的A/F传感器。极限电流式的A/F传感器根据周围气氛的氧浓度、换言之被检测气体的氧浓度显示不同的极限电流值。该极限电流值与氧浓度相应地成比例地变化。因此，A/F传感器22根据过滤器30上游的废气的氧浓度使输出变化。并且，A/F传感器M也与过滤器30下游的废气的氧浓度相应地使输出变化。A/F传感器22、对具备暴露于被检测气体即废气的外侧电极、暴露于大气的内侧电极、以及由该外侧电极以及内侧电极夹着的氧离子导电性电解质。氧离子导电性电解质例如优选使用可靠性高的&02。A/F传感器22、24的具体结构并无特殊限定，因此省略进一步的说明。当发动机起动时，A/F传感器22、24由内置的加热器加热到规定的活性温度，此后在该活性温度进行空燃比的感测(sensing)。如图1所示，过滤器30和A/F传感器22、24 分开规定距离。过滤器30与A/F传感器22、24之间的距离是即便A/F传感器22J4处于活性温度时过滤器30内的颗粒仍能存在而不会燃烧的程度的距离。过滤器30具备小型的加热器即加热器32。加热器32与加热器控制部34连接。 能够利用加热器32使过滤器30内成为高温，从而将过滤器30内的颗粒除去。由此，能够使过滤器30内的颗粒量为零。能够进行过滤器30的再生(捕集能力的再生)。在实施方式1中，E⑶(电子控制单元)50与A/F传感器22、24以及加热器控制部34连接。E⑶50能够分别取得A/F传感器22、24的输出。以下，为了说明的方便，将A/F传感器22的极限电流值称作输出电流值Iu或者输出Iu，将A/F传感器M的极限电流值称作输出电流值L或者输出U。并且，在实施方式1中，ECU 50预先存储用于算出输出Iu 与输出L之差的运算处理。以下，也将输出Iu与输出L之差称作Δ込。并且，E⑶50能够对加热器控制部34发送控制信号而进行加热器32的接通截止以及发热量调节。另外，虽然并未图示，但在实施方式1中，E⑶50还与位于排气管10的上游的内燃机2的进气量测量用的传感器(例如进气压力传感器或者空气流量计)连接。ECU 50能够基于该传感器的输出测量内燃机2的吸入空气量(ia。在实施方式1中，ECU 50存储基于该吸入空气量( 算出废气量Gexh的程序。实施方式1的动作实施方式1所涉及的PM检测原理本申请的发明人重复进行锐意研究，结果想到了一种以往未知的基于新型的检测原理的颗粒量检测方法。即，当在过滤器30这样的小型过滤器中对颗粒进行过滤时，通过该小型过滤器内部的气体(氧02)的扩散距离变化。过滤器内的颗粒量越多，则通过小型过滤器的气体的扩散距离越长。与过滤器内的颗粒量增大相应地，能够通过小型过滤器的化量减少，结果，小型过滤器下游的氧浓度下降。因而，能够基于小型过滤器下游的氧浓度来检测流入小型过滤器的流入气体的颗粒量。在上述一系列的现象中，小型过滤器发挥与极限电流式A/F传感器中的扩散律速层相同的作用。在将极限电流式A/F传感器配置于小型过滤器的下游的情况下，氧在小型过滤器与该极限电流式A/F传感器的扩散律速层的合计的层内的扩散距离与过滤器内的颗粒量的增加相应地增大。结果，与过滤器内的颗粒量的增加相应地，下游的极限电流式A/ F传感器的极限电流值降低。当在小型过滤器的上游和下游分别配置极限电流式A/F传感器的情况下，与过滤器内的颗粒量的增加相应地，上游、下游的极限电流式A/F传感器的输出差增大。因而，能够基于上游、下游的极限电流式A/F传感器的输出差来检测流入小型过滤器的流入气体的
颗粒量。实施方式1的具体的动作当具有某一空燃比且具有某一颗粒量的废气流入过滤器30的情况下，A/F传感器 22显示与该空燃比相应的特定输出。另一方面，如前面所述，A/F传感器M的输出根据过滤器30内的颗粒量变化。通过使废气持续流入过滤器30，过滤器30内的颗粒量增大。当过滤器30内的颗粒量增大时，A/F传感器M的周围气氛氧浓度降低，L降低。结果，相对于输出Iu恒定的情况，输出L降低，因此Δ I,增大。在相同时间、相同废气流量的情况下，废气所含有的颗粒量越多，则△ L越是大幅地增大。因而，能够基于Δ I,算出当前流入过滤器30的废气的颗粒量。伴随与此，能够检测内燃机2的颗粒产生量。使用图3对实施方式1的PM量检测方法进行具体说明。图3是用于对实施方式1 所涉及的PM量检测动作进行说明的流程图。在实施方式1的PM量检测动作中，反复进行 A、B、C这三个步骤。在实施方式1中，A/F传感器22、对在活性温度保持恒定。
在步骤A中，首先，从ECU 50对加热器控制部34发送控制信号，进行加热器32的加热。借助加热器32的加热，进行过滤器30内的颗粒的除去(燃烧)，使过滤器30内的颗粒暂时变成零。并且，在实施方式1中，为了消除A/F传感器22与A/F传感器M之间的输出的偏差(输出偏差)，在步骤A中进行输出零点补正。通过进行该输出零点补正，△込高精度地显示与过滤器30内的颗粒量相应的值。在步骤B中，使加热器32截止。由此，过滤器30的温度降低，颗�？夹罨诠似�30内。在步骤B中，保持该状态直到经过规定时间为止，都处于待机状态。在步骤C中，一旦从步骤B开始经过了规定时间，则E⑶50取得输出Iu以及输出 、，算出ΔΙρ基于上述的步骤B —C之间的规定时间(即颗粒捕集期间)、和在该时间流过的废气量Gexh的总量，算出每单位时间的颗粒量以及每单位气体量的颗粒量。在步骤C之后，继续进行步骤Α。然后，反复进行步骤Α、B、C，由此，能够持续地检测颗粒量。根据实施方式1，在内燃机2的运转过程中，能够每隔规定时间(规定循环)持续地进行废气的颗粒量的检测。如以上所说明了的那样，根据实施方式1，能够基于A/F传感器M的输出变化量 (输出降低量)即Δ I,检测流入过滤器30的废气的颗粒量。并且，根据实施方式1，能够在过滤器30上游侧和过滤器30下游侧分别具备A/F传感器。通过测量A/F传感器22、24 的差Δ 能够高精度地检测过滤器30内的颗粒增加量。结果，能够以高的精度检测流入过滤器的流入气体的颗粒量。并且，根据实施方式1，由于能够利用加热器32将过滤器30的颗粒加热除去，因此能够反复进行颗粒量的检测。过滤器30为小型，即便反复进行颗粒的加热除去，加热器32 的耗电量也小。因此，能够将对燃料利用率的影响抑制得较少。并且，根据实施方式1，能够利用A/F传感器22、Μ检测废气的颗粒量。作为检测废气的氧浓度的传感器，空燃比传感器具有高的实用效果。通过利用空燃比传感器，能够以高的可靠度检测废气的颗粒量。并且，空燃比传感器一般在被加热到规定的活性温度后的状态下工作。当过滤器 30的温度升高到特定温度(颗粒的燃烧温度)以上时，颗粒燃烧而不会蓄积在过滤器30 内。对于该点，根据实施方式1，A/F传感器22、对与过滤器30分开。因而，即便是在A/F 传感器22、24的温度处于活性温度的期间，过滤器30也能够可靠地保持颗粒。结果，即便是在A/F传感器22、Μ处于活性温度的期间，也能够检测废气的颗粒量。此外，根据实施方式1，A/F传感器22、24的温度在活性温度保持恒定，A/F传感器22、24的输出的温度依赖性少。因此，存在不需要进行输出的温度补正、温度补正用的温度传感器的优点。实施方式1的具体的处理以下，使用图4对实施方式1的废气的PM量检测装置所进行的具体的处理进行说明。图4是在实施方式1中ECU 50所执行的程序的流程图。图4的程序在内燃机2起动时执行。图5是示出Δ込的值与颗粒量(PM量)之间的相关线的映射的一例的图。在图5 中，关于空燃比=20、25分别记载有相关线。在实施方式1中，在E⑶50中预先存储有图 5所示的空燃比=20的相关映射。在图4所示的程序中，首先，进行A/F传感器加热以及加热器控制(步骤S100)。 在该步骤中，在内燃机2起动之后，对A/F传感器22、Μ所内置的加热器进行加热控制，直到A/F传感器22J4成为活性为止。同时，也对加热器32进行控制，过滤器30被加热到颗
粒燃烧温度。接着，在作出传感器活性以及PM燃烧的判定之后，进行A/F传感器的输出零点补正(步骤S102)。在该步骤S102中，首先，判定A/F传感器22、对是否处于活性。传感器活性判定例如能够通过A/F传感器22、24的输出的误差是否位于规定范围内来进行判定。并且，在该步骤S102中，也进行PM燃烧判定。PM燃烧判定是为了判定附着于过滤器30的颗粒是否已完全燃烧而进行的。在实施方式1中，如果基于加热器32对过滤器30的加热持续了规定时间的话，则判定为颗粒已完全燃烧。在步骤S102中，进行A/F传感器的输出零点补正。A/F传感器的输出零点补正是为了消除A/F传感器22与A/F传感器M之间的输出的偏差(输出偏差)而进行的。该输出零点补正例如以下述方式进行。首先，以使A/F传感器22的输出与A/F传感器M的输出一致的方式，导出应当对A/F传感器M的输出电流乘上的系数k。用该系数k乘上A/F 传感器M的输出电流。由此，每当经过步骤S102的处理时，输出差就被抵消，从而实现输出零点补正。接着，加热器32截止(步骤S104)。当加热器32截止时，过滤器30的温度降低， 不久，过滤器30就充分地冷却到颗粒能够蓄积于过滤器30内部的温度。在此之后，颗粒积存在过滤器30内。在加热器截止之后，E⑶50执行用于判定过滤器30的温度是否已降低至颗粒能够蓄积的程度的过滤器温度判定处理。在该过滤器温度判定中，例如，可以基于加热器32 的电阻值与规定值之间的比较来判定过滤器32的温度是否已变得足够低。在过滤器32的温度足够低的情况下，能够判定为过滤器30的温度足够低。或者，也可以是，在ΔΙ,增大至规定判定量的情况下，判定为过滤器30的温度足够低。在认为过滤器温度判定处理的条件成立的情况下，从该条件成立的时间点开始测量时间。在步骤S104的时间测量开始之后，同时，开始算出累计废气量的处理(步骤 S106)。在该步骤中，E⑶50对废气量Gexh进行累计。以下，也将Gexh的累计值称作累计废气量 “Gexh_itg”。然后，进行A/F传感器输出存储以及废气量存储(步骤S108)。在该步骤中，存储当从步骤S104的时间测量开始之后经过了规定时间Ttl时的A/F传感器22、24的各自的输出。并且，在存储有A/F传感器22、24的输出的时刻，也存储废气量Gexh。在实施方式1 中，此处存储的废气量Gexh是为了进行A/F传感器22J4的废气压力依赖性的补正而使用的。根据步骤S104 S108的一系列的处理，在从能够确认到微�？蓟嬗诠似� 30的情况的时间点开始经过规定时间之后，能够进行A/F传感器输出存储以及废气量存储。另外，也可以是，在步骤S104 108的期间，使内燃机2以规定运转条件运转。也可以是，在该规定运转条件下，在经过规定时间Ttl之后，进行A/F传感器22、24的输出存储以及废气量存储。也可以是，在决定了欲进行PM量检测的发动机运转区域的情况下、从检测精度的观点出发在微粒产生量增多至某一程度时进行PM量检测的情况下等，预先确定进行PM量检测时的运转条件。
在步骤S108之后，执行Δ1算出处理(步骤S110)。在该步骤中，首先，计算在步骤S108中存储的输出值的差。接着，在实施方式1中，与空燃比以及废气量Gexh相应地将通过该计算得到的差换算成基准电流值。在实施方式1中，基准电流值是当空燃比=20、废气量为lOg/s时的A/F传感器22、对的输出电流值。通过该换算，基准得以统一，并算定最终的Δ Ilo其次，执行从相关线算出PM量的处理(步骤S112)。在步骤S112中，参照图5所示的空燃比=20的相关线所确定的映射来算定与换算后的Δ込相应的PM量。具体而言， 在该处理中，如图5的映射所示，Δ込越大则所算出的PM量越多。通过上述的步骤SllO以及S112的处理，能够得到如下的效果。例如，如图5所示，空燃比=25时得到的差Δ L通过被换算成基准电流值而与空燃比=20时的— 致。PM量与Δ込的关系根据废气的空燃比而不同。如图5所示，当在空燃比为20时得到了 AIu的情况下，确定与该AIu相应的PM量。另一方面，当在空燃比为25时得到了 Δ、 的情况下，尽管ΔΙ,2是比Δ Iu大的值，但作为PM量是与空燃比=20时的AIu相同的值。 在实施方式1中，通过步骤SllO的换算处理，在不同的废气空燃比得到的A/F传感器22、 24的输出差被换算成与空燃比=20相应的值。在进行了该换算后的基础上，参照空燃比 =20的相关线所确定的映射。由此，即便是在空燃比时时刻刻都在变化的状况下，也能够基于A/F传感器22、24的输出高精度地检测PM量。接着，算出与废气量相应的PM量(步骤S114)。在该步骤中，基于在步骤S108中存储的累计废气量Gexh_itg和规定时间Ttl算出每单位时间的颗粒量以及每单位气体量的颗粒量。由此，能够进行废气中的颗粒的量化的评价。接着，加热器32再次进行加热，过滤器30内的颗粒被除去(步骤S116)。然后，处理返回步骤S102，反复执行步骤S102以后的处理。根据以上的处理，能够检测废气的颗粒量。另外，存储于E⑶50的用于确定Δ込与PM量之间的关系的映射也可以是针对20、 25以及除此以外的多个空燃比确定了相关线的所谓的多维映射。由此，无需进行步骤SllO 的朝向基准电流值的换算，可以直接参照各空燃比的相关线算出PM量。并且，在实施方式 1中，E⑶50基于吸入空气量( 算出废气量Gexh。因此，也可以代替累计废气量Gexh_itg 而使用吸入空气量( 的累计值。另外，在上述的实施方式1中，过滤器30相当于上述第一方面的发明中的“过滤器”，加热器32相当于上述第一方面的发明中的“加热器”，A/F传感器M相当于上述第一方面中的“氧浓度传感器元件”。并且，在实施方式1中，A/F传感器22相当于上述第二方面的发明中的“氧浓度传感器元件”。另外，在上述的实施方式1中，过滤器30相当于上述第五方面的发明中的“过滤器”，空燃比传感器M相当于上述第五方面的发明中的“氧浓度传感器元件”，加热器32相当于上述第五方面的发明中的“加热器”。并且，在实施方式1中，在图4的程序中，E⑶50通过执行步骤SlOO或者步骤S116的处理而实现上述第五方面的发明中的“加热控制单元”， E⑶50通过执行步骤S104的处理而实现上述第五方面的发明中的“温度降低控制单元”， E⑶50通过执行步骤S108的处理而实现上述第五方面的发明中的“取得单元”，E⑶50通过执行步骤SllO S114的处理而实现上述第五方面的发明中的“算出单元”。
并且，在实施方式1中，规定时间Ttl相当于上述第六方面的发明中的“规定时间”， 累计废气量Gexh_itg相当于上述第六方面的发明中的“累计值”。并且，在实施方式1中，在图4的程序中，E⑶50通过执行步骤S102的处理而实现上述第九方面的发明中的“校正单元”。实施方式1的变形例第一变形例在实施方式1中，A/F传感器22、24是极限电流式的空燃比传感器。然而，本发明并不局限于此。如前面所述，与过滤器30内的颗粒量增大相应地，能够通过小型过滤器的 O2量减少，结果，过滤器30下游的氧浓度降低。在实施方式1中，利用该现象，基于过滤器 30下游的氧浓度来检测流入过滤器30的流入气体的颗粒量。因此，也可以代替A/F传感器22、M而使用极限电流式以外的其他方式的空燃比传感器，例如可以使用所谓的双元件空燃比传感器。并且，也可以代替A/F传感器22、M而使用空燃比传感器以外的、能够实时地测量气体的氧浓度的氧浓度传感器。第二变形例在实施方式1中，在过滤器30的上游和下游各设置有1个A/F传感器。然而，本发明并不局限于此。如前面所述，与过滤器30内的颗粒量增大相应地，能够通过小型过滤器的A量减少，结果，过滤器30下游的氧浓度降低。因而，也可以仅在过滤器30下游设置 A/F传感器，代替Δ I,而使用该A/F传感器的输出降低量(以下称作ΔΙω)。但是，当仅在过滤器下游设置A/F传感器或氧浓度传感器的情况下，无法利用传感器感知过滤器30上游的废气的氧浓度。在该情况下，例如能够将基于内燃机2的运转条件算出的空燃比或者氧浓度与过滤器下游的A/F传感器、氧浓度传感器的输出之差作为Δ込。第三变形例在实施方式1中，A/F传感器22、24、过滤器30以及加热器32分别是单体的部件， 通过组合而构成上述第一方面的发明所涉及的“ΡΜ传感器”。然而，本发明并不局限于此， 也可以制作使A/F传感器22、24的元件部、过滤器30以及加热器32的功能集约(一体化) 了的1个PM传感器。具体地说，在具备废气的流入口和废气的流出口的PM传感器用壳体内设置有用于对PM进行过滤的过滤器。此外，在该过滤器上游以及下游分别设置空燃比传感器元件部或者氧浓度传感器元件部。用于对过滤器进行加热的加热器也被内置。根据以上所述，能够提供具备废气的流入口以及流出口，且内置有过滤器、氧浓度传感器元件部以及加热器的PM传感器。当将该PM传感器配置于排气通路的情况下，废气的一部分被提取并经由流入口流入PM传感器用壳体内部。从流入口流入的废气在通过过滤器之后从流出口再次流出到排气通路内。在该结构中，通过以与实施方式1的Δ I,同样的方式对过滤器上游和下游的氧浓度传感器元件部的输出差进行处理，能够检测废气的颗粒量。根据本实施例所涉及的一体化了的PM传感器，与实施方式1的结构相比能够缩小废气流量、空燃比的影响，因此能够进行高精度的PM量检测而不会受到废气流量、空燃比的影响。当进行上述的一体化的情况下，优选以即便空燃比传感器元件的温度处于活性温度的期间过滤器也能够保持颗粒的方式充分地确保过滤器周围的绝热。另外，如在上述的第二变形例中所述的那样，也可以仅在过滤器下游设置空燃比传感器元件部或者氧浓度传感器元件部。第四变形例另外，在实施方式1中，能够进行如下的计算过程的变形。首先，ECU 50预先存储 Ili的值或L的值与氧浓度之间的映射(第一映射)。并且，使E⑶50也预先存储有用于确定过滤器30的上游和下游的氧浓度差八02与？11量之间的关系的相关线的映射(第二映射)。该第二映射能够以氧浓度差Δ O2越大则PM量越多的方式确定。当在步骤S108中 E⑶50取得Iu或L之后，按照上述第一映射算出与Iu或L的值相应的氧浓度值。接着，基于该氧浓度值的差按照上述第二映射算出PM量。也可以利用这种计算过程代替步骤 S110、S112 的处理。实施方式2实施方式2的结构实施方式2的PM量检测装置具有对实施方式1的结构增加了用于测量加热器32 的电力消耗的回路的结构。该回路的具体结构并无特殊限定，使用具备用于测量加热器32 的电流以及施加电压的电流传感器以及电压传感器的回路即可。除了该点之外，实施方式 1、2的硬件结构相同，因此，为了说明的简化，并未图示实施方式2的硬件结构。在上述结构中，实施方式2的PM量检测装置通过使E⑶50执行图6的程序来实现。在以下的说明中，将加热器32的电力消耗称作“IV’。并且，将按时间对加热器32 的电力消耗I3h进行积分而得到的量、即加热器32的耗电量称作“WH”。实施方式2的动作废气中的颗粒量越多，则单位时间内过滤器30所捕集的颗粒量更多。过滤器30内的颗粒量越多，则为了除去过滤器30内的颗粒量所需要的加热器32的耗电量也越多。因此，在实施方式2中，基于加热器32的耗电量算出流入过滤器30的流入气体的颗粒量。实施方式2的具体的处理以下，使用图6对实施方式2所涉及的废气的PM量检测装置所进行的具体的处理进行说明。图6是在本发明的实施方式2中ECU 50所执行的程序的流程图。在实施方式 2中，在ECU 50中预先存储有Wh与PM量之间的相关线的映射。该映射与实施方式1的图 5的映射相同以Wh越大则PM量越多的方式确定。在图6的程序中，首先，执行在实施方式1中叙述过的步骤S100。接着，进行Iu、I『Gexh的存储以及Δ L的算出(步骤S208)。在实施方式2中， ECU 50具备以规定周期(例如每8毫秒)反复存储(采样)A/F传感器22、24的输出Iu、 Iu的逐次存储处理。并且，在实施方式2中，E⑶50具备在与输出Iu、L的存储相同的时刻存储废气量Gexh的贮存存储处理。在步骤S208中，基于这些逐次存储处理的存储值 Iu、lL2、Gexh反复进行步骤S108、S110的Δ I1算出处理。在实施方式2中，ECU 50在步骤 S208以后继续执行上述处理，Δ I,被逐次更新成最新的值。接着，执行在实施方式1中已经叙述过的步骤S104，加热器截止。然后，与颗粒积存于过滤器30内的情况相应地，逐次算出的Δ I,的值逐渐变大。接着，在ΔΙ,达到规定值之后，开始进行时间计数(步骤S213)。通过执行该步骤， 当在过滤器30内积存有规定的程度的颗粒的阶段开始进行时间计数。由此，当在颗粒被可靠地捕集在过滤器30内的状况下，能够前进至以后的处理。结果，能够确保PM量算出的推定精度，并且能够实现未捕集颗粒的条件下的加热器耗电量的降低。接着，当从在步骤S213中开始计数后的时间达到规定时间(以下称作“V’之后， 加热器接通(步骤S214)。在加热器32被接通之后，以规定振幅P。且以规定的占空比 对加热器32赋予电力。此时，加热器32以至少能够将过滤器30加热到颗粒燃烧开始温度以上的温度的方式被控制。并且，在实施方式2中，在加热器32被接通之后对时间进行计数。在步骤S214中的加热器32的控制开始之后，利用加热器32对过滤器30进行加热，过滤器30内的颗粒燃烧而被除去。伴随与此，Δ I,的值逐渐变小。然后，计算直到Δ I,变成零为止的耗电量(步骤S216)。在实施方式2中，首先， 在加热器32被接通之后，进行Δ I,是否已变成零的判定处理。在ΔΙ, = 0的时刻停止时间的计数，得到从加热器32的接通时刻到ΔΙ^变成零为止的时间ΤΗ。接着，进行基于该时间Th和上述的Ptl以及占空比 计算耗电量Wh的计算处理(具体地说例如是ThXPciXA = Wh的乘法运算)。计算出的耗电量Wh被看做是为了除去过滤器30内的颗粒而加热器32所消耗的电量。接着，算出与废气量相应的PM量(步骤S218)。在该步骤中，首先，参照ECU 50 所存储的Wh与PM量的相关线的映射算出与Wh相应的PM量。然后，与实施方式1同样，基于累计废气量Gexh_itg和规定时间Ttl算出每单位时间的颗粒量以及每单位气体量的颗粒量。然后，加热器32再次被加热，从而过滤器30内的颗粒被除去(步骤S220)。然后， 处理返回步骤S208，反复执行步骤S208以后的处理。根据以上的处理，能够检测废气的颗粒量。另外，在上述的实施方式2中，过滤器30相当于上述第十方面的发明中的“过滤器”，加热器32相当于上述第十方面的发明中的“加热器”。并且，在实施方式2中，在图6 的程序中，E⑶50通过执行步骤S212的处理而实现上述第十方面的发明中的“温度降低控制”，E⑶50通过执行步骤S213以及S214的处理而实现上述第十方面的发明中的“加热控制单元”，E⑶50通过执行步骤S216的处理而实现上述第十方面的发明中的“电量检测单元”，E⑶50通过执行步骤S220的处理而实现上述第十方面的发明中的“算出单元”。并且，在实施方式2中，在图6的程序的步骤S216中，E⑶50通过执行Δ L是否为零的判定处理而实现上述第十一方面的发明中的“判定单元”，E⑶50通过执行基于时间 Th和上述的Ptl以及占空比Dh来计算耗电量Wh的计算处理而实现上述第十一方面的发明中的“电量算出单元”。并且，在实施方式2中并未图示硬件结构，但是，A/F传感器22相当于上述第十二方面的发明中的“上游侧氧浓度传感器”，未图示的A/F传感器M相当于上述第十二方面的发明中的“下游侧氧浓度传感器”。实施方式2的变形例在实施方式2的具体的处理中，在步骤S214中，存储经过了规定时间T1时的A/F 传感器22、24的输出。然而，本发明并不局限于此，也可以代替规定时间T1,在当累计废气量Gexhjtg达到规定量时ECU 50存储A/F传感器22、24的输出。加热器32的控制并非必须是步骤S214那样的占空控制。例如，也可以是，以使加热器32的电阻值(加热器32的温度)显示规定值的方式对加热器32赋予电力。在该情况下，可以监测加热器32的消耗电力等而计算耗电量。在实施方式2中，能够举出如下的变形例。在该变形例中，从步骤S212的加热器截止开始，若此后已经过了规定时间(或者废气累计量已达到规定量)，则执行步骤S214的加热器截止以后的处理。即，在该变形例中，删除了步骤S213中的Δ I,的规定值比较。并且，也可以将在实施方式1中叙述过的变形例组合于实施方式2。实施方式3实施方式3的结构图7是示出本发明的实施方式3所涉及的内燃机的异常检测装置的结构的图。实施方式3的异常检测装置能够检测设置于排气管10的柴油微粒过滤器(DPF) 130的异常。 该异常检测装置能够使用车辆搭载时的0BD(0n-bOard diagnosis 车载诊断)。在实施方式3中，假设内燃机2是柴油发动机，且具备用于使DPF 130再生的加热机构(省略图示)。E⑶50能够对加热机构进行控制而使DPF 130再生。DPF再生用的加热机构已经公知有各种结构。因此并不进行详细的说明，例如可以利用所谓的后喷射(post injection)对DPF 130进行加热。具体地说，可以使内燃机2的排气通路具备排气系统燃料添加阀。排气系统燃料添加阀是为了对在排气通路流动的废气添加燃料而具备的。通过在适当的时刻利用排气系统燃料添加阀添加燃料，能够使DPF 130 再生。并且，也可以进行所谓的后喷射而进行燃料添加。并且，也可以在DPF 130安装加热器，利用该加热器对DPF 130进行加热。如图7所示，与实施方式1的过滤器30的情况同样，在DPF 130的上游和下游具备A/F传感器22、24。在DPF 130中，与过滤器30同样，与颗粒量增加相应地而增大。 如果DPF 130能够正常地捕集颗粒的话，则颗粒蓄积在DPF 130内，颗粒蓄积的影响应当能够表现于ΔΙ”因而，能够基于Δ Il检测DPF 130的异常。实施方式3的具体的处理图8是在实施方式3中ECU 50所执行的程序的流程图。图8的程序在内燃机2 起动时执行。在以下的说明中，对于与上述的实施方式1、2的内容重复的点，适当地省略或者简化说明。在图8的程序中，首先，与实施方式1的步骤SlOO同样，进行用于使A/F传感器活性化的加热(步骤S300)。接着，执行DPF再生控制(步骤S3(^)。在该步骤中，E⑶50对已经叙述过的加热机构进行控制，DPF 130内的颗粒被除去。接着，与实施方式1同样，执行步骤S102、S106、S108、SllO0由此，依次执行A/F 传感器的活性判定处理、DPF 130内的PM燃烧判定处理、A/F传感器的输出零点补正处理、 累计废气量Gexhjtg的算出处理以及Δ Il的算出处理。接着，算出PM量(步骤S304)。在该步骤中，与实施方式1的步骤S112的处理同样，基于Δ込按照相关线算出PM量。在实施方式3中，也预先制作如图5所示的相关线的映射，该映射被存储于ECU 50。接着，判定PM量是否在规定值以下(步骤S306)。如已经叙述过的那样，如果DPF 130能够正常地捕集颗粒的话，则颗粒应当蓄积在DPF 130内。与该预想相反，当显示DPF 130内的PM量在规定值以下的情况下，考虑DPF 130产生某种异常。因此，在实施方式3中，进行PM量是否在规定值以下的判定。在该条件为否定的情况下，判断为DPF 130能够正常地捕集颗粒，结束此次的程序。在步骤S306的条件成立的情况下，判定为DPF 130存在异常(步骤S308)。在实施方式3的异常检测装置用于OBD的情况下，例如通过使警告灯点亮而对驾驶者进行警告。根据以上的处理，能够进行颗粒过滤器的异常检测。 另外，在实施方式3中，在根据Δ込算出PM量的基础上，进行基于该PM量与规定值之间的比较的判定。然而，本发明并不局限于此。也可以并不换算成PM量，而使通过将 Δ Il与规定值进行比较来进行比较判定。另外，在上述的实施方式3中，DPF 130相当于上述第十三方面的发明中的“颗粒过滤器”，A/F传感器M相当于上述第十三方面的发明中的“氧浓度传感器”。并且，在实施方式3中，E⑶50通过执行图8的程序的步骤S302的处理而实现上述第十三方面的发明中的“加热单元”，ECU 50通过执行图8的程序的步骤S110、S304、S306以及S308的处理而实现上述第十三方面的发明中的“检测单元”。并且，在上述的实施方式3中，A/F传感器22相当于上述第十四方面的发明中的 “氧浓度传感器”。
权利要求
1.一种PM传感器，其特征在于， 所述PM传感器具备流入口，提取内燃机的排气通路的气体中的一部分而使其流入所述流入口 ； 过滤器，该过滤器用于过滤流入所述流入口的气体中的颗粒物(Particulate matter PM)；加热器，该加热器安装于所述过滤器，能够使所述过滤器的温度变化； 流出口，使通过所述过滤器后的气体朝所述排气通路流出；以及配置在所述流出口侧的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件根据通过所述过滤器后的气体的氧浓度使输出变化。
2.根据权利要求1所述的PM传感器，其特征在于，所述PM传感器还具备配置在所述流入口与所述过滤器之间的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件根据从所述流入口流入的气体的氧浓度使输出变化。
3.根据权利要求2所述的PM传感器，其特征在于，所述流出口侧的所述氧浓度传感器元件以及所述流入口侧的所述氧浓度传感器元件是空燃比传感器元件。
4.根据权利要求3所述的PM传感器，其特征在于，所述空燃比传感器元件具备加热器，在所述空燃比传感器元件工作时，利用该加热器将所述空燃比传感器元件加热到规定温度，所述过滤器与所述空燃比传感器元件分开，以便当所述空燃比传感器元件的温度为所述规定温度时，所述过滤器的温度成为所述过滤器内的颗粒物不会被除去的程度的温度。
5.一种废气的PM量检测装置，其特征在于， 所述废气的PM量检测装置具备过滤器，该过滤器设置于内燃机的排气通路，用于过滤在所述排气通路内流动的废气中的颗粒物(Particulate matter :PM)；在所述排气通路内配置在所述过滤器的下游的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件根据通过所述过滤器后的气体的氧浓度使输出变化； 加热器，该加热器安装于所述过滤器；加热控制单元，该加热控制单元对所述加热器进行控制，以使所述过滤器被加热直到所述过滤器内的颗粒物被除去为止；温度降低控制单元，在所述加热控制单元的所述控制之后，该温度降低控制单元对所述加热器进行控制，以使所述过滤器的温度成为所述过滤器内的颗粒物不会被除去的温度以下的温度；取得单元，在所述过滤器的温度成为所述温度以下的温度之后，所述取得单元取得所述氧浓度传感器元件的输出；以及算出单元，该算出单元基于利用所述取得单元取得的所述输出来算出所述废气的颗粒物量。
6.根据权利要求5所述的废气的PM量检测装置，其特征在于，在所述过滤器的温度成为所述温度以下的温度之后，当经过了规定时间时，所述取得单元取得所述氧浓度传感器元件的输出，所述废气的PM量检测装置具备算出在所述过滤器的温度成为所述温度以下的温度之后、直到所述取得单元取得所述输出的时刻为止流入所述过滤器的废气量的累计值的单元，所述算出单元基于利用所述取得单元取得的所述输出、所述规定时间以及所述累计值，算出每单位时间的所述废气的颗粒物量以及每单位体积的所述废气的颗粒物量。
7.根据权利要求5或6所述的废气的PM量检测装置，其特征在于，所述废气的PM量检测装置还具备配置在所述排气通路内的所述过滤器的上游的氧浓度传感器元件，该氧浓度传感器元件能够根据流入所述过滤器的废气的氧浓度使输出变化，所述算出单元基于所述过滤器上游侧的所述氧浓度传感器元件的输出与所述过滤器下游侧的所述氧浓度传感器元件的输出之差来算出所述废气的颗粒物量。
8.根据权利要求7所述的废气的PM量检测装置，其特征在于，所述过滤器下游侧的所述氧浓度传感器元件以及所述过滤器上游侧的所述氧浓度传感器元件是空燃比传感器元件。
9.根据权利要求8所述的废气的PM量检测装置，其特征在于，所述废气的PM量检测装置还具备校正单元，该校正单元用于校正所述过滤器下游侧的所述空燃比传感器与所述过滤器上游侧的所述空燃比传感器之间的输出偏差。
10.一种废气的PM量检测装置，其特征在于， 所述废气的PM量检测装置具备过滤器，该过滤器设置于内燃机的排气通路，用于过滤在所述排气通路流动内的废气中的颗粒物(Particulate matter :PM)； 加热器，该加热器安装于所述过滤器；温度降低控制单元，该温度降低控制单元对所述加热器进行控制，以使所述过滤器的温度成为所述过滤器内的颗粒物不会被除去的温度以下的温度；加热控制单元，该加热控制单元对所述加热器进行控制，以使在从通过所述温度降低控制单元的所述控制使所述过滤器的温度成为所述温度以下的温度时开始经过规定时间之后，所述过滤器的温度成为所述过滤器内的颗粒物会被除去的温度以上的温度；电量检测单元，该电量检测单元用于检测当所述加热控制单元进行所述控制时为了除去所述过滤器内的颗粒物而所述加热器所消耗的耗电量；以及算出单元，该算出单元基于利用所述电量检测单元检测到的所述耗电量来算出所述废气的颗粒物量。
11.根据权利要求10所述的废气的PM量检测装置，其特征在于， 所述电量检测单元包括判定单元，该判定单元用于判定在所述加热控制单元的所述控制开始之后所述过滤器内的颗粒物是否已被除去；电量算出单元，该电量算出单元用于算出从所述加热控制单元的所述控制开始之后到判定为所述过滤器内的颗粒物已被除去为止期间的、所述加热器的耗电量；以及基于所述电量算出单元所算出的所述耗电量来算出为了除去所述过滤器内的颗粒物而所述加热器所消耗的所述耗电量的单元。
12.根据权利要求11所述的废气的PM量检测装置，其特征在于， 所述废气的PM量检测装置具备上游侧氧浓度传感器，该上游侧氧浓度传感器配置在所述排气通路内的所述过滤器的上游，根据流入所述过滤器的气体的氧浓度使输出变化；以及下游侧氧浓度传感器，该下游侧氧浓度传感器配置在所述排气通路内的所述过滤器的下游，根据从所述过滤器流出的气体的氧浓度使输出变化，所述判定单元基于所述上游侧氧浓度传感器的输出与所述下游侧氧浓度传感器的输出之差来判定所述过滤器内的颗粒物是否已被除去。
13.一种内燃机的异常检测装置，其特征在于， 所述内燃机的异常检测装置具备配置在设置于内燃机的排气通路的颗粒过滤器的下游的氧浓度传感器，该氧浓度传感器根据从所述颗粒过滤器流出的气体的氧浓度使输出变化；加热单元，该加热单元对所述颗粒过滤器进行加热，以使所述颗粒过滤器再生；以及检测单元，该检测单元基于所述颗粒过滤器的所述再生后的、所述下游的所述氧浓度传感器的输出来检测所述颗粒过滤器的异常。
14.根据权利要求13所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，所述内燃机的异常检测装置还具备配置在所述颗粒过滤器的上游的氧浓度传感器，该氧浓度传感器根据废气的氧浓度使输出变化，所述检测单元基于所述下游的所述氧浓度传感器的输出相对于所述上游的所述氧浓度传感器的输出之差来检测所述颗粒过滤器的异常。
15.根据权利要求14所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，配置在所述颗粒过滤器的所述上游的所述氧浓度传感器和配置在所述颗粒过滤器的所述下游的所述氧浓度传感器都是空燃比传感器。
全文摘要
本发明的目的在于提供能够检测颗粒量的PM传感器、废气的PM量检测装置。本发明的另一目的在于提供能够进行颗粒过滤器的异常检测的内燃机的异常检测装置。PM传感器以及PM量检测装置搭载于内燃机(2)的排气管(10)。在排气管(10)中，沿废气的流动方向依次安装有空燃比传感器(22)、过滤器(30)、以及空燃比传感器(24)。过滤器(30)是小型的微粒捕集用过滤器。ECU 50能够分别取得A/F传感器(22、24)的输出。ECU(50)具有算出输出IL1和IL2之差ΔIL的功能。能够基于ΔIL算出当前流入过滤器(30)的废气的颗粒物量。
文档编号G01N15/06GK102414551SQ20098015894
公开日2012年4月11日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者青木圭一郎 申请人:丰田自动车株式会社
专业数控铣床产品供应商
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