JP2009512814A - 粒子状物質センサ信号処理用のシステム - Google Patents
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Abstract
パティキュレートフィルタ(102)の上流でエンジン(10)の排気流(114)中にある粒子状物質センサ(105、106)と、フィルタ(102)の下流にある別のそのようなセンサ(107)とを有するシステム。エンジンに対する排ガス再循環(EGR)制御部もあり得る。フィルタ(102)における粒子状物質又は負荷の量が、上流の粒子状物質センサ(105、106)によって求められ得る。フィルタ(102)の動作状態が、下流のセンサ(107)によって判定され得る。フィルタ(102)は、フィルタ(102)に動作温度及び粒子状物質燃焼温度を提供する、ヒータ(103)及び制御部を有し得る。プロセッサ(113)が、センサ、EGR制御部、及びフィルタヒータ制御部に接続され得る。プロセッサは、個々のエンジンシリンダ挙動の解析プロファイルを提供するプログラムも含み得る。
Description
本発明は、粒子センサデータの処理、特にエンジンのデータに関する。より詳細には、本発明は、エンジン排気事象の粒子量センサデータの処理に関する。
エンジンを利用するシステムにおいてエンジンの運転の不良を検出することは重要である。
エンジンの運転に関する情報を得るための有用な技術が望まれている。
本発明は、エンジンの運転に関する情報を得るためにエンジンの排気事象を解析するプロセッサを含み得る。
個々のディーゼルエンジンシリンダからのリアルタイム排気事象によって、エンジンの運転を詳細に把握することができる。排気事象に関するデータを処理することで、粒子状放出物のリアルタイム挙動を使用可能な制御信号に変えることができる。この処理(例えばアルゴリズム)は、シリンダ同士を比較すると共にエンジンサイクル同士を比較するために、リアルタイム排気微粒子の時間窓(時間領域)及び周波数領域解析の組み合わせを用いて個々のシリンダ挙動のプロファイルを作成することができる。瞬間的結果及び時間平均的結果が有用であり得る。エンジンサイクルごとの個々のシリンダの変動及びシリンダ間の変動は、エンジン運転の不良を示し得る。これらの変動は、全体的な性能を高めて全体的な放出物を減らすように制御され得る。通常は直接測定し難いが、エンジン運転速度及び排気流量等の他の有用な情報も、時間及び/又は周波数領域データから推定することができる。
ディーゼルエンジンから放出されるスモークは、燃焼過程で発生する弱いプラズマとして普通は荷電される。排気サイクル流中にシリンダから放出される荷電微粒子は、電荷増幅器に接続される導電性プローブを通り、電荷増幅器は、時間(すなわち時間領域)の関数として粒子の濃度を記録する。この濃度を表す信号が、続いて解析のためにデジタル化されてマイクロプロセッサに渡される。場合によってはエンジン制御ユニット(ECU)からの同期信号と結合される、マイクロプロセッサによって収集されたデータは、時間窓に区切られ、個々のシリンダからのパルスが、ベースライン、ピーク高さ、及び積分ピーク面積に関して識別及び解析され得る。これらは、個々のシリンダから放出される粒子状物質(PM)の直接測度(direct measure)であり得る。リアルタイムデータストリームは、フーリエ変換、正弦余弦解析、ラプラス変換等を用いて周波数領域にも変換され得る。周波数領域では、一次周波数ピークはエンジン運転速度の測度であり、ピーク高さは全微粒子に関連し得る。この信号処理は、信号増幅、雑音低減、及び電荷信号の明確化に必要である。全てのシリンダのタイミング及び大きさ(magnitude)が等しい、適切に運転しているエンジンでは、高調波周波数がほとんどないであろう。運転不良のエンジンでは、シリンダごとの非反復的性質及びサイクルごとの変動性が、多くの高調波周波数及び上音(overtones)を引き起こし得る。
図1aは、エンジン10の排気系の粒子状物質センサ構成を示す。エンジン10は、エンジン10の排気系及び粒子状物質(PM)又はディーゼル粒子フィルタ(DPF)102に接続される排気管101を有し得る。DPF102に関連して、DPF102の操作のためのコントローラ103及び/又はヒータ103がDPF102に隣接して設けられ、ヒータ103は、DPF102の動作温度を制御するため且つ/又は捕捉されたディーゼル微粒子若しくは粒子状物質を燃焼させるためにDPF102において作動されるようなものである。粒子状物質センサ105及び/又は106が、排気管101に設けられ得る。センサ105は、センサ106よりもエンジン10の近くにあり得る。構成によっては、センサ105又は106の一方しかない場合がある。テールパイプ104が、DPF102の出力に接続され得る。テールパイプ104には、粒子状物質センサ107が設けられ得る。
EGR弁110が、排気管101に接続される管又はチューブ等の排ガス運搬装置111と、エンジン10の吸気系120に接続される管又はチューブ等の排ガス運搬装置112とを有し得る。センサ105は、チューブ111に近接して接続され得る。センサ106は、DPF102の入力に近接して接続され得る。要約すると、センサ105及び106はDPF102の上流に、センサ107はDPF102の下流にあるとみなすことができる。センサ105、106、及び/又は107は、DPF102に入る前の排ガス流114中とDPF102の後の排ガス流115中とでそれぞれ感知される粒子状物質又はディーゼル微粒子の量又は質量を示す信号を供給するために、信号処理エレクトロニクスモジュール113に接続され得る。EGR弁110は、センサ105及び/又は106からの信号による指示に応じて弁110を開閉させる信号を受け取るために信号処理エレクトロニクス113に接続され得る。センサ107は主に、排ガス流115中の粒子状物質の存在を判定し、且つDPF102が故障モードにあるか又は故障しているか否かを示すためのものであり得る。排ガス流115中の粒子状物質は、DPF102の故障又は不作動の指標となり得る。良好に動作しているDPF102の場合、センサ107は、排ガス流115中でいかなる粒子状物質も検出しないはずである。
信号処理エレクトロニクスモジュール又はプロセッサ113は、排気流速、PMフィルタの負荷の量、PMフィルタの故障指示、PMフィルタの清掃時期、最適なEGR運転等に関する情報を含む信号130を出力することができる。
センサ105又はセンサ106は、DPF102の負荷を求めるのに用いることができる。センサ105は、EGR弁110を制御して排ガス流114中の排気放出物を減らすのに用いることもできる。しかしながら、センサ106は、概して、DPF102の負荷を求めるのにだけ用いることができる。センサ105若しくは106のいずれか、又は両方のセンサが、信号処理エレクトロニクス113と共に、DPF102における粒子状物質の総堆積量を求めるために時間にわたって数学的に積分されるセンサ信号を供給し得る。DPF102における粒子状物質の量の実際の判定を本システムで得ることができるため、例えばDPF102における微粒子又は粒子状物質の推定判定を得るためのモデル及び/又は関連計算は必ずしも必要とされない。
図1bは、エンジン10のデータ取得及び処理の流れ図を示す。この図は、排気放出物の粒子状物質に基づいたエンジン制御のループの一形態とみなすこともできる。エンジン10は、変換器プローブ12によって粒子状物質及び他のエンジンに関連するデータを得るために感知される排気11を出し得る。エンジン排気11中の粒子状物質(PM)濃度が、ガス組成物13中で検出され得る。排気中で検出され得る他のパラメータとして、限定はされないが、圧力、温度、振動、エンジン速度、排ガス再循環(EGR)率、及びオイルタイプが挙げられる。試験対象の3つの異なるエンジン10として、John Deere(商標)4045T装置(implement)、Caterpillar(商標)C12トラックエンジン、及びVolkswagon(商標)TDI Euro IXエンジンが挙げられている。4045Tはターボ過給式4.5リットルディーゼルであり、C12は無過給式12.0リットルディーゼルであり、TDIは1.9リットルディーゼルである。試験用のこの各種エンジンは、データ取得及び解析の一貫した結果の一部を実証することができる。
PM変換器プローブ12は、図2に示すようなスパークプラグ状の支持体を有し得る。PMプローブ12は、プローブによって測定された電荷に基づいて出力を供給することができる。プローブ12は、エンジン10の排気11の経路内に配置され得る。プローブ12の長さ及び幾何学的形状は、感知用エレクトロニクス、センサ最適化、及びエンジンのパラメータに応じて変わり得る。プローブ12は、非常に薄い不導体被覆又は不導体層で不動態化され得る。この被覆又は層は、エンジン10の運転中にプローブ12に堆積する煤層による短絡を防止することができる。不動態化材料は、SiN4、セリウム、又は他の酸化物及び/又は同様のものから成っていてもよい。プローブ12の不動態化層の厚さは、0.001〜0.010インチであり得る。公称厚さは、約0.01インチであり得る。不動態化層は、プローブを高温排気に曝すことによって達成されてもよく、又はエンジンの燃料に加えられた材料を介して層で被覆されてもよい。
センサ又はプローブ12は、様々な寸法及び電極形状を有することができる。長さ寸法の例は、0.25〜12インチであり得る。長さの公称値は、約3〜4インチであり得る。厚さ又は直径寸法の例は、1/32インチ〜3/8インチであり得る。公称厚さは、約1/8インチであり得る。プローブは、非円筒形であってもよく、又は信号を最適化するためにプローブの端に球を有していてもよい。
プローブの一例として、外側又は接地電極が除去されて約1/8インチの厚さ又は直径の4〜6インチ金属延長部が中心電極に溶接されている、標準スパークプラグハウジングが挙げられ得る。センサ12は、排気マニホルド付近又はエンジン10のターボ過給機の後の排気流11に装着され得る。感知電極は、処理エレクトロニクス30のアナログ電荷増幅器15に接続され得る。電極又はプローブ12からの電荷過渡状態14は、排気流11中の煤(微粒子)濃度に正比例し得る。延長された電極は、エンジン12の排ガス11に曝される電極の表面を非常に薄い不導体層で不動態化されてもよい。304ステンレス鋼は、400℃(752°F)より高い温度で排気流中で数分の運転後に、プローブ12の不動態化層を自然に成長させることができる。しかしながら、その代わりに、有機金属セリウム化合物(約100PPM)をエンジン10の燃料に加えることによって、酸化セリウムの不動態化層を、排気11中に設けられたプローブ又は電極12上で成長させてもよい。
層でプローブ又は電極12を不動態化する他の手法として、耐火セラミック材料をスパッタ堆積すること、又は制御された環境下で酸化層を成長させることが挙げられ得る。この場合も、排気11中に設けられたプローブ若しくは電極12上に不動態化層を成長又は堆積させる目的は、センサ又はプローブ12がその映像電荷を保持して排気流11の活動を監視することができるように、プローブとスパークプラグ状のホルダのベースとの間でのPM堆積による短絡を防止することである。電極が不動態化層を有していない場合、プローブ12は、電極に煤又はPMが堆積することにより電極がセンサの支持ベースへ短絡するため、短い運転期間後に働かなくなる。
処理エレクトロニクス30は、電荷増幅器15、データ抽出器17、出力調整器19、又は他の平均化若しくはFFT処理エレクトロニクスを含み得る。図1の電荷増幅器15は、利得、周波数応答、及び場所に関して設計され設けられ得る。出力16は、排気11中のPMの量を示すリアルタイム信号であり得る。信号16は、データ抽出器ユニット17に渡ることができる。エンジン10の解析のために特定のクランクシャフト角度でのPMの具体的な量を関連付けるために、クランクシャフト角度信号がユニット17の入力40に入力され得る。出力18が、排気11の平均PM濃度を提供することができる。また、シリンダごとのPM濃度も出力18において示され得る。
出力18は、出力調整器ユニット19に渡ることができ、出力調整器ユニット19は、エンジン制御、診断、及び/又はエンジン制御電圧信号20を供給することができ、これはエンジン10若しくはDPFの負荷又は故障判定に渡ることができる。
図3は、エンジン10のデータ取得構成の概略図である。エンジン10上のセンサモジュール21が、エンジン制御ユニット(ECU)98を介してプロセッサ23にエンジンデータ22を供給し得る。ECU98は、吸気マニホルド95を含む燃料及び空気吸入系94への二方向接続部99を有し得る。また、ECU98は、排ガス循環ユニット93への二方向接続部96も有し得る。ECU98は、プロセッサ23の出力からの入力接続部97を有し得る。データ22は、RPM、負荷、ターボ過給機圧力(VW(商標)以外)、ニードル揚程(Deere(商標)のみ)、クランク角のエンジンパラメータと、エンジンに関する他のパラメータとに関する情報を含み得る。排気マニホルド92を含む、排ガス11を運搬する排気系24が、プロセッサ23に接続されるセンサ25、26、27、28、及び29を有し得る。プロセッサ23の出力は、データ読み取り及びプロット観察のためのオシロスコープ31と、データ取得(DAQ)モジュール32とに渡り得る。センサ25〜29は、プロセッサ23への入力用の信号を準備するために、増幅器、コンバータインタフェース、及び/又は調整回路35〜39をそれぞれ有し得る。排気系24には、Bosch(商標)メータ34に接続されるスモークセンサプローブ33があり得る。拡散チャージャ(DC)43、光電エアロゾルセンサ(PAS)44、及び凝縮パーティクルカウンタ(CPC)45への接続を提供するために、二段階希釈トンネル41が排気系24に設けられ得る。
装置46が、センサ25と26との間に設けられ得る。Bosch(商標)メータプローブ33及び二段階希釈トンネルは、センサ26と27の間に設けられ得る。触媒コンバータ47(VW(商標)エンジン用)が、センサ27と28との間に設けられ得る。センサ28と29との間には、排気系24内にPCトラップ48(Caterpillar(商標)エンジン用)又はマフラ49(VW(商標)エンジン用)が設けられ得る。図3において説明したデータ取得システムにより、様々なデータ及びプロットを後続の図に示すように得ることができる。
図4は、横座標軸の時間に対する、1400rpm、EGR無し、90%負荷でのシリンダ圧力、クランク角、ニードル揚程、及び煤を示す、Deere(商標)エンジン10から得たデータのプロットである。シリンダ圧力は、曲線51で示され、右側縦座標軸の相対数字によって示される。曲線52は、PM電荷センサからの信号振幅を左側縦座標軸の数字によって示す。曲線53は、クランク角の線である。曲線54は、ニードル揚程を右側縦座標軸に示される相対的な大きさで示す。インジケータ線116が、グラフの横座標に沿って1つのエンジンサイクルを示す。曲線52の下向きスパイクが、シリンダ1、2、3、及び4の動作をそれぞれ符号55、56、57、及び58で示すように特定することができる。曲線51、53、及び54のデータは、センサモジュール21から得ることができる。曲線52のデータは、煤電荷センサ25から得ることができる。
図5aは、ボルト対時間に関する粒子状物質センサによるリアルタイム取り込みを曲線59で示す。図5bは、処理されたスモーク信号の周波数に対する信号の波形60を示す。図5cは、処理されたスモーク信号の時間に対する信号の波形61を示す。
図6は、触媒コンバータ47の上流の電荷センサ信号を、電荷センサ27によって示される曲線62と、VW(商標)TDI Euro IVエンジン用のセンサ28によって示される曲線63とで示す。このグラフは、信号ミリボルト対小数点以下での秒数に関するものである。範囲64及び65は、VW(商標)エンジン10の1サイクルを示し、それぞれが約0.06秒であり約2000RPMに相当する。
図7aは、EGR無しの場合を三角形で示し、EGR15%の場合を円で示す、1400RPMで運転するDeere(商標)エンジンのBoschスモークナンバーの関数としての相関及び/又はセンサ応答である。EGRが無く或る程度のEGRが有る場合、データ点又は曲線66及び67それぞれの相関が比較的良好であることが留意されるであろう。このグラフは、例えばセンサ26のセンサ応答をボルトRMS対Boschスモークナンバーで示す。およそBoschスモークナンバー2までの曲線66及び67の開始時点では、センサ電圧のわずかな変化がBoschスモークナンバーの大きな変化を引き起こすように思われる。曲線66と67との間の最大の不一致は、スモークナンバー2の前に現れる。Boschスモークナンバー2の後では、センサ応答間の関係はほぼ線形であるように見える。
図7bは、10パーセント負荷及び25パーセント負荷の比較のための、体積濃度(μm3/cc)対エサロメータの読み(mg/m3)を示すグラフである。エサロメータは、ブラックカーボンに応答するリアルタイム機器である。データ117には、式「y=2022.2x」を有する曲線118がフィットされる。データに対する曲線の相関「R2」は、約0.8876である。図7cは、センサ信号(ボルト)対質量濃度(mg/m3)を示すグラフである。信号対質量関係データ119には、式「y=0.0004x2+0.0099x+0.0001」で表される関係を有する曲線121をフィットさせた。データに対する曲線の相関「R2」は、約0.8565である。
図8は、光学PM検出器71及び排気管75内のPM電荷センサ12を示す。PM電荷センサ又はプローブ12は、電極73と、排気管75内で電極73を支持するハウジング74及び電極73を支持するハウジング74とを有し得る。光学PMセンサ71は、高輝度赤色LEDである光源76(例えば、Lumex(商標)LTL−2F3VRNKT)を有し得る。光77が、石英ロッド78から排気管75の内部に伝達され得る。ホルダ又は支持ハウジング79が、排気管75内で石英ロッド78を支持し得る。ロッド78は、直径約1/4インチで長さ約4インチであり得る。光線77は、排気流11中のPM粒子80に衝突して光線81を反射させることができ、光線81は、石英ロッド82によって光検出器83(例えばBurr−Brown(商標)フォトダイオードOPT301)に搬送され得る。ロッド82は、ロッド78と同様の寸法を有し得る。ロッド82は、排気管75内でホルダ又は支持ハウジング84によって支持され得る。排気11の単位堆積あたりのPM粒子80の数の増加は、より大きな読みが得られる検出器83への反射光81の増加を示し得るし、またその逆もあり得る。ロッド78及び82は、高温の排気管75と放射源76及び検出器83エレクトロニクスのそれぞれとの間の熱分離体(thermal isolations)として働くことができる。この説明で言及され得るセンサ71を用いた試験では、ロッド78及び82を排気管75内で清潔に保つことは試みていない。
図9は、Deere(商標)エンジン10に関する横座標軸上の秒での時間に対する大きさを示す、電荷センサ12信号85、シリンダ圧力信号86、及び光センサ71信号87のグラフである。左側縦座標軸は、電荷センサ12信号85の大きさを示す。右側縦座標軸は、シリンダ圧力信号86及び光センサ71信号87の大きさを示す。破線88によって示される信号85及び87のピークの相関は、一吹きのスモーク(puff smoke:パフスモーク)であることに気付くであろう。これらのピークは、信号86のシリンダ圧力ピークと一致しているように見える。また、光センサ71に対するPM粒子80の負荷の衝撃が、矢印89で示すように信号87の大きさの変化を引き起こす。
図10aは、同じ場所での電荷センサ信号85及び光センサ信号87の比較を示す。図10は、信号85及び87に関する図9のうちの短い期間(すなわち0〜3.5秒に対して0.4〜0.6秒)を示す。範囲64及び65はそれぞれ、1サイクルの長さを示す。1サイクルの長さは、範囲64又は65で示される。破線91で示すように電荷センサ12信号85及び光センサ71信号87のピークが生じる時間同士の間には非常にわずかな差があることが留意され得る。図10bは、直線フィットの場合に0.69の相関係数が得られる電荷信号85及び光信号87の比較を示す。
図11aは、同じ場所での電荷センサ信号85及びシリンダ圧力信号86を比較するグラフである。図11bは、電荷信号85及び圧力信号86の比較がこれらの信号間の相関を求めるためにプロットされているグラフである。信号85及び86の相関係数は、直線フィットの場合に約0.0003である。
エンジンからの粒径分布は、対数正規多峰粒径分布に従い、どの粒径範囲の濃度もその範囲の対応曲線の下の面積に比例する。核モード粒子は、直径0.005〜0.05ミクロン(5〜50nm)の範囲にある。これらの粒子は、排気希釈及び冷却中に粒子を形成する金属化合物、元素状炭素、並びに半揮発性有機化合物及び硫黄化合物から成る。核モードは、通常、粒子質量の1〜20パーセントを占め、粒子数の90パーセント以上を占める。累積モード(accumulation mode:凝集モード)粒子は、直径が0.05〜0.5ミクロン(50〜500nm)の範囲にある。主に炭素質の凝集塊及び吸収材料から成る質量の大部分が、ここで見られる。粗大モード(course mode)は、直径が1ミクロンよりも大きな粒子から成り、PM質量の5〜20パーセントを占める。これらの比較的大きな粒子は、シリンダ及び排気系の表面に堆積している粒子状物質の再飛散によって形成される。
本明細書では、別の方法又は時制で述べられてはいるが、一部の事項には仮説的又は予言的な性質があり得る。
本発明は、少なくとも1つの例示的な実施例に関して記載されているが、本明細書を読めば多くの変形形態及び変更形態が当業者には明らかとなるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲を、そのような変形形態及び変更形態の全てを含むように従来技術に鑑みてできる限り広義に解釈することが意図される。
本発明は、少なくとも1つの例示的な実施例に関して記載されているが、本明細書を読めば多くの変形形態及び変更形態が当業者には明らかとなるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲を、そのような変形形態及び変更形態の全てを含むように従来技術に鑑みてできる限り広義に解釈することが意図される。
Claims (34)
- センサシステムであって、
エンジンに接続される排気運搬装置に設けられる第1の粒子状物質(PM)センサと、
前記第1のPMセンサの下流で前記排気運搬装置に設けられる粒子状物質フィルタと、
前記粒子状物質フィルタの下流で前記排気運搬装置に設けられる第2のPMセンサと
を備え、前記第1のPMセンサは、前記フィルタに接近する粒子状物質を検出し、
前記第2のPMセンサは、前記フィルタを離れる粒子状物質を検出し、
前記第1のPMセンサは、前記フィルタにおける粒子状物質の負荷の量を示し、
前記第2のPMセンサは、前記フィルタの故障を示す、センサシステム。 - 入力が前記排気運搬装置に接続されて前記第1のPMセンサに近接しており、出力が前記エンジンの入力運搬装置に接続される、排ガス再循環(EGR)弁と、
前記第1のPMセンサ及び前記EGR弁に接続されるプロセッサと
をさらに備え、前記プロセッサは、前記第1のPMセンサによって検出される粒子状物質に少なくとも部分的に応答して前記EGR弁を調整する、請求項1に記載のセンサシステム。 - 前記プロセッサは、前記第1のPMセンサによって感知される粒子状物質の量を減らすように前記EGR弁を調整する、請求項2に記載のセンサシステム。
- 前記第2のPMセンサが粒子状物質を検出した場合、前記フィルタに故障があるとみなされる、請求項1に記載のセンサシステム。
- センサシステムであって、
エンジンの排ガス運搬装置に設けられる第1の粒子状物質(PM)センサと、
前記第1のPMセンサの下流で前記排ガス運搬装置に設けられる粒子状物質フィルタと、
前記第1のPMセンサに接続され、前記フィルタにおける粒子状物質の負荷を決定し、且つ清掃のために該粒子状物質フィルタを操作するプロセッサと
を備える、センサシステム。 - 前記フィルタの下流で前記排ガス運搬装置に設けられる第2のPMセンサ
をさらに備え、前記第2のPMセンサは、前記プロセッサに接続されて、前記フィルタが適切に動作しているか否かを判定する、請求項5に記載のセンサシステム。 - 前記排ガス運搬装置と前記エンジンの吸気装置とに接続される排ガス再循環(EGR)機構
をさらに備え、前記EGR機構は、前記プロセッサに接続されて、前記第1のPMセンサによって感知される粒子状物質を減らすために、前記吸気装置への排ガスの流れを制御する、請求項5に記載のセンサシステム。 - 前記フィルタに設けられるヒータ
をさらに備え、前記ヒータは、前記プロセッサに接続されて、前記フィルタの動作温度及び/又は粒子状物質の燃焼を制御する、請求項5に記載のセンサシステム。 - センサシステムであって、
エンジンの排ガス系に設けられる粒子状物質フィルタと、
前記フィルタの下流で前記排ガス系に設けられる粒子状物質(PM)センサと
を備える、センサシステム。 - 前記フィルタが適切に動作しているか否かを示すように前記PMセンサに接続されるプロセッサをさらに備える、請求項9に記載のセンサシステム。
- 前記フィルタに設けられるヒータ
をさらに備え、前記ヒータは、前記プロセッサに接続され、
前記プロセッサは、前記フィルタにおける過剰量の粒子状物質により該フィルタが適切に動作していない場合に、粒子状物質燃焼のために前記ヒータを作動させる、請求項10に記載のセンサシステム。 - 粒子状物質感知用の処理システムであって、
排気流中に配置される粒子状物質(PM)センサと、
前記PMセンサに接続されるプロセッサと、
前記プロセッサに接続されるエンジンクランク角入力と
を備え、前記プロセッサは、個々のエンジンシリンダ挙動の解析プロファイルを提供するプログラムを含む、粒子状物質感知用の処理システム。 - 前記プログラムは、時間領域及び/又は周波数領域解析アルゴリズムの組み合わせを含む、請求項12に記載の処理システム。
- 前記個々のシリンダ挙動のプロファイルは、ベースライン、ピーク高さ、及び/又は積分ピーク面積に関して解析されるパルスを有する、請求項13に記載の処理システム。
- 前記プロセッサは、前記エンジンへのセンサ出力信号を調整して、前記個々のシリンダ挙動のプロファイルを前記シリンダの全てに対して同じにするように調整を加える、請求項14に記載の処理システム。
- 前記プロセッサは、排気流量を提供し得る、請求項15に記載の処理システム。
- 前記アルゴリズムは、シリンダごと及びサイクルごとの変動性の補償を指示する、請求項16に記載の処理システム。
- 前記個々のシリンダのプロファイルは、個々のエンジンシリンダから放出される粒子状物質の直接測度から得られる、請求項17に記載の処理システム。
- エンジンパラメータを求める処理システムであって、
粒子状物質変換器プロファイルと、
前記変換器プロファイルに入力が接続される電荷増幅器と、
前記電荷増幅器に接続されるデータ抽出器と、
前記該データ抽出器に接続される、信号調整器及びプロセッサと
を備える、エンジンパラメータを求める処理システム。 - 前記変換器プローブは、エンジンの排気機構に設けられる電極を備える、請求項19に記載の処理システム。
- 前記プロセッサは、前記変換器プローブからの信号をエンジンのシリンダに関するデータに変換するプログラムを含む、請求項20に記載の処理システム。
- 前記エンジンのシリンダに関するデータは、個々のシリンダに関する情報を提供し、
前記個々のシリンダに関する情報が比較されて、前記シリンダ間の差が提供される、請求項21に記載の処理システム。 - 前記プロセッサは、前記シリンダ間の前記差を最小にするパラメータ調整信号を提供する、請求項22に記載の処理システム。
- 前記プログラムは、時間領域及び/又は周波数領域解析アルゴリズムの組み合わせを含む、請求項23に記載の処理システム。
- 前記アルゴリズムは、前記変換器プローブからのリアルタイム排気微粒子データの解析から個々のシリンダのプロファイルを提供する、請求項24に記載の処理システム。
- エンジンの排ガスの粒子状物質(PM)を解析する方法であって、
排ガスの粒子状物質を検出するステップ、
前記排ガスの粒子状物質の検出をPM信号に変換するステップ、及び
前記PM信号を各シリンダに関する情報に処理するステップ
を含む、エンジンの排ガスの粒子状物質(PM)を解析する方法。 - 前記各シリンダに関する情報を評価するステップ、及び
前記各シリンダに関する情報を評価するステップに応答して、エンジン制御ユニットに信号を供給するステップ
をさらに含む、請求項26に記載の方法。 - 前記各シリンダに関する情報を評価するステップは、各シリンダを別のシリンダと比較するステップ、及び/又は1つのエンジンサイクルを別のエンジンサイクルと比較するステップを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記PM信号を処理するステップは、前記PM信号の時間窓及び/又は周波数領域解析を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記エンジン制御ユニットに信号を供給するステップは、前記シリンダ間の変動を減らす、請求項29に記載の方法。
- 前記エンジン制御ユニットに信号を供給するステップは、前記エンジンサイクル間の変動を減らす、請求項29に記載の方法。
- センサシステムであって、
エンジンに接続される排気運搬装置に設けられる第1の粒子状物質(PM)センサと、
ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)の下流で前記排気運搬装置に設けられる第2のPMセンサと、
前記第1のPMセンサの下流且つ前記DPFフィルタの上流で前記排気運搬装置に設けられる第3のPM装置と、
前記第1のPMセンサ、前記第2のPMセンサ、前記第3のPMセンサ、及び前記DPFフィルタに接続されるプロセッサと
を備える、センサシステム。 - 前記プロセッサは、
排気流速、
前記DPFフィルタの負荷の量、
前記DPFフィルタの故障指示、及び/又は
前記DPFフィルタの清掃時期
を含む情報を有する信号を出力する、請求項32に記載のセンサシステム。 - 前記プロセッサは、最適排ガス回収(EGR)動作を含む情報を有する信号を出力する、請求項32に記載のセンサシステム。
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