JP5273293B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
この発明は内燃機関の制御装置に関する。更に具体的には、内燃機関の排気経路中に設置され、排気ガス中の微粒子量を検知するための微粒子センサを有する内燃機関の制御装置に関するものである。
例えば特許文献1には、内燃機関の排気ガス中の微粒子(particulate matter;以下「PM」とも称する)量を検出するセンサが開示されている。特許文献1のセンサは、PMを付着させる絶縁層と互いに間隔を開けて絶縁層に配置された一対の電極とを備えている。このセンサが排気ガスに接し、排気ガス中のPMが電極間に堆積すると、PM堆積量に応じて電極間の導電性が変化するため、電極間の抵抗が変化する。従って、センサの電極間の抵抗を検出することで、電極間のPM堆積量が検出され、それにより排気ガス中のPM量が推定され、PM捕集用フィルタの故障等が検出される。
このセンサにおいて、電極間のPM堆積量が一定量を超えると、電極間の抵抗値はもはや変化しなくなり、それ以降はPM堆積量に応じた出力値を出力できない状態となる。これに対し特許文献1の技術では、電極間のPM堆積量が増加した段階で、センサに内蔵されたヒータによってセンサを所定時間加熱し、堆積したPMを燃焼除去するPMリセットが実行される。
ところで、内燃機関の始動後には、排気経路に凝縮水が滞留した状態となっている。この場合、内燃機関の始動時には、凝縮水によりPMセンサの素子部が被水することがある。素子部が被水した状態で、PMリセットのため素子部を急激に加熱した場合、PMセンサ8に素子割れが発生する場合がある。
このような素子割れを防止するため、一般に、内燃機関の始動時には、排気経路の水分が排出されて乾燥が確認された後で、PMセンサの昇温再生が行われる。しかし、このような場合、内燃機関の始動後、PMリセットが完了し、PM量の検出のモードに入るまでに相当の時間を要することとなる。その結果、特に、低温始動後、水温が上がりきらないうちに停止するショートトリップ運転が繰り返されるような場合等には、PMセンサがPM量の検出モードに入らないといった事態をも生じ得る。
また、内燃機関の始動後、すぐにPM検出モードとするため、例えば内燃機関の運転停止後や、始動前(プレヒート)にPMリセットを実施することも考えられる。しかし、このようなタイミングでのPMリセットは、バッテリ負荷への影響が大きい上、PMリセット時間の確保が難しい。
この発明は上記課題を解決することを目的とし、内燃機関の始動時、より早くにPM量の測定ができる状態となるように改良された内燃機関の制御装置を提供するものである。
この発明の内燃機関の制御装置は、上記目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、排気ガス中の微粒子量を検出する手段と、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する手段とを備える。
ここで、微粒子量を検出する手段は、内燃機関の排気経路に設置された微粒子センサの電極間の電気的特性に応じて、排気経路に排気ガス中に含まれる微粒子量を検出する。ここで電気的特性とは、例えば、所定の電圧を印加した場合の電流値など、微粒子の堆積量に応じて変化する特性である。
また、素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する手段は、内燃機関の始動後に、微粒子量の検出が完了した後で、微粒子センサの素子部を、所定の温度域に制御することで、素子部に堆積した微粒子を燃焼させ除去する。ここで、所定の温度域とは、素子部に堆積した微粒子を燃焼させることができる温度域である。
更に、この発明において内燃機関の制御装置は、微粒子の燃焼除去の後、内燃機関が停止するまでの間、素子部を所定の温度域に制御する手段を備える。
また、この発明の内燃機関の制御装置は、微粒子量の検出中の条件に関するパラメータを記録する手段を備えるものとしてもよい。この場合、更に、内燃機関の今回の始動後に、内燃機関の前回の始動から停止までの前回運転中に、微粒子量の検出が完了したか否かを判別する手段と、完了が認められない場合に、前回運転中に記録されたパラメータを読み込む手段とを備え、微粒子量を検出する手段は、内燃機関の今回の始動後、パラメータに応じて、前回運転中の微粒子量の検出を続行するものとすることができる。
また、この発明の内燃機関の制御装置は、上記のように前回運転中の微粒子量の検出を続行するものとした場合、更に、微粒子量を検出する手段は、内燃機関の今回の始動後、排気経路の温度が基準温度よりも高いことが認められた場合に、前回運転中の微粒子量の検出の続行を開始するものとしてもよい。
この発明によれば、微粒子量の検出完了後、微粒子の燃焼除去が行われ、その後内燃機関の停止まで、素子部は、微粒子を燃焼させる温度域に維持される。これにより、微粒子の除去完了後、素子部に微粒子が堆積するのを抑制することができる。従って、前回の内燃機関の停止前まで素子部がこの温度域に維持されることにより、今回、内燃機関の始動時には、センサの微粒子の燃焼除去を行うことなく、微粒子量の検出を開始することができる。
また、内燃機関の始動時の排気経路の凝縮水により素子部が被水しても、微粒子量の検出時の温度は、微粒子の除去時の温度に比べて低温であり、素子割れが起こりにくい。従って、内燃機関の始動後、凝縮水の乾燥を待たずに、直ちに、微粒子量の検出を開始することができる。従って、内燃機関の始動後、早い段階で微粒子量の検出モードに入ることができ、微粒子量の検出の機会をより確実に確保することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
実施の形態.
[本実施の形態のシステムの構成について]
図1は、この発明の実施の形態のシステムの全体構成について説明するための図である。図1に示すシステムにおいて、内燃機関2の排気経路4には、DPF(Diesel Particulate Filter)6が設置されている。DPF6は、排気ガスに含まれる微粒子状物質(PM;particulate matter)を捕集するフィルタである。排気経路4のDPF6の下流には、PMセンサ8(微粒子センサ)が設置されている。PMセンサ8は、DPF6を通過した排気ガス中のPM量の検出に用いられる。
[本実施の形態のシステムの構成について]
図1は、この発明の実施の形態のシステムの全体構成について説明するための図である。図1に示すシステムにおいて、内燃機関2の排気経路4には、DPF(Diesel Particulate Filter)6が設置されている。DPF6は、排気ガスに含まれる微粒子状物質(PM;particulate matter)を捕集するフィルタである。排気経路4のDPF6の下流には、PMセンサ8(微粒子センサ)が設置されている。PMセンサ8は、DPF6を通過した排気ガス中のPM量の検出に用いられる。
このシステムは制御装置10を備えている。制御装置10の入力側には、PMセンサ8の他、各種センサが接続されている。また、制御装置10の出力側には、内燃機関2の各種アクチュエータが接続されている。制御装置10は、各種センサからの入力情報に基づいて所定のプログラムを実行し、各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関2に関する種々の制御を実行する。
図2は、本実施の形態のPMセンサ8の素子部を拡大して表した模式図である。図2に示されるように、PMセンサ8の素子部は、その表面に一対の電極12、14を有している。一対の電極12、14は互いに接触しない状態で、一定の間隔を開けて配置されている。更に、電極12、14それぞれは櫛歯形状に形成された部分を有し、この部分において互いに噛み合うように配置されている。電極12、14は、その下層に形成された絶縁層16に接している。絶縁層16はPMを付着させる機能を有する。絶縁層16内部の電極12、14の下層には、図示しないヒータが埋め込まれている。
電極12と電極14とには、それぞれに電源回路等を介して電源(図示せず)に接続されている。これにより電極12と電極14との間に所定の電圧を印加することができる。ヒータは、電源回路等を介して電源(図示せず)に接続されており、ヒータに所定の電力が供給されることで素子部が加熱される。電源回路等は制御装置10に接続され、制御される。
[本実施の形態における制御の概要]
本実施の形態において、制御装置10が行う制御には、排気ガス中のPM量の検出及びこれに基づくDPF6の故障判定を行う制御が含まれる。具体的に、制御装置10は、電極12、14間にPM量を検出するための所定の電圧(以下、「捕集用電圧」とする)を印加し、センサ出力としてPMセンサ8に流れる電流値を、検出器を介して検出する。
本実施の形態において、制御装置10が行う制御には、排気ガス中のPM量の検出及びこれに基づくDPF6の故障判定を行う制御が含まれる。具体的に、制御装置10は、電極12、14間にPM量を検出するための所定の電圧(以下、「捕集用電圧」とする)を印加し、センサ出力としてPMセンサ8に流れる電流値を、検出器を介して検出する。
ここで、電極12、14間に捕集用電圧が印加されると、電極12、14間に排気ガス中のPMが堆積する。電極12、14間に堆積するPMが増加するにつれて、電極12、14間の導通箇所が増加し、電極12、14間の抵抗が小さくなる。本実施の形態においてPMセンサ8のセンサ出力は、PMセンサ8に流れる電流値であり、電極12、14間のPM堆積量が増加するにつれて増加する。従って、PMセンサ8に応じて、排気ガス中のPM量が検出される。なお、以下、捕集用電圧を印加し、電流値を検出している状態を、「PM検出モード」とも称することとする。なお、PM検出モードにおいて素子部は、300℃以下の温度に維持されるものとする。
制御装置10は、更に、検出されたセンサ出力と、判定の基準値とを比較することで、DPF6の故障の有無を判定する。ここで基準値は、DPF6が正常である場合に、DPF6下流の排気ガスに含まれ得るPM量に対応するセンサ出力の上限値付近の値であり、PMセンサ8ごとに実験等により求められて、適宜設定される値である。従って、センサ出力が基準値より大きい場合、DPF6下流に排出されるPMが多く、DPF6が故障していると判定される。
更に、制御装置10が行う制御には、PMセンサ8の素子部に付着したPMを、燃焼除去するPMリセットが含まれる。具体的に、上記DPF6の故障判定では、所定の時間に素子部に堆積したPM量に対するセンサ出力と、基準値とを比較する。従って、DPF6の故障判定を開始する場合には、PMセンサ8に付着したPMを一度、除去する必要がある。このため、制御装置10は、ヒータを通電し、PMセンサ8の素子部をPMが燃焼される温度以上の温度に加熱して所定時間維持し、PMを燃焼除去させるPMリセットを実行する。なお、ここでPMリセットの温度は500℃以上とする。
[本実施の形態の特徴的な制御]
内燃機関2の始動時には排気経路4に凝縮水が滞留する場合があるが、凝縮水によりPMセンサ8が被水した状態でPMセンサ8を急激に昇温させると素子割れを起こす場合がある。このため、一般には、内燃機関2の始動後、排気経路の凝縮水がなくなった後で、PMリセットを実行し、PMリセット完了後に、PMセンサをPM検出モードとし、DPFの故障判定が実行される。このような場合、内燃機関の始動後、早期にPMセンサをPM検出モードとすることが困難である。
内燃機関2の始動時には排気経路4に凝縮水が滞留する場合があるが、凝縮水によりPMセンサ8が被水した状態でPMセンサ8を急激に昇温させると素子割れを起こす場合がある。このため、一般には、内燃機関2の始動後、排気経路の凝縮水がなくなった後で、PMリセットを実行し、PMリセット完了後に、PMセンサをPM検出モードとし、DPFの故障判定が実行される。このような場合、内燃機関の始動後、早期にPMセンサをPM検出モードとすることが困難である。
ところで、内燃機関2の始動時に、PMセンサ8にPMが堆積されていない状態であれば、始動直後、PMリセットを行うことなく、直ちにPM検出モードとすることができる。更に、PM検出モードは、300℃以下の温度で実行されものであり、PMリセット時の温度より低温である。PMセンサ8の素子部の被水による素子割れは、素子部が被水した状態で素子部を急激に昇温させるために発生するが、PM検出モードにおける300℃程度の温度であれば素子割れが発生しにくい。従って、内燃機関2のPMセンサ8にPMが堆積されていない状態であれば、排気経路の凝縮水の排水・乾燥を待つこともなく、直ちにPM検出モードとし、DPF6の故障判定を行うことができる。
そこで本実施の形態では、内燃機関の始動後、直ちにPM検出モードには入ることができるようにするため、以下の制御を行う。即ち、内燃機関の始動後、DPF6の故障判定が完了した場合、PMリセットを行う。そしてPMリセットが完了すると、内燃機関2の停止までの間は素子温が、そのままPMリセット時の温度(500℃以上)に維持される。
素子温がPMリセット時の温度に保たれる場合、PMが燃焼されるため素子部にPMが堆積しにくい状態となる。従って、PMリセット完了後、どのまま素子部にPMが堆積していない状態を維持することができる。このように前回、素子部にPMが堆積していない状態が維持されて内燃機関が停止した場合、今回の内燃機関2の始動時には、PMリセットを行うことなく、直ちに、DPF6の故障判定を開始することができる。
ただし、例えば、前回、DPF6の故障判定実行中に内燃機関2が停止している場合がある。このようにDPF6の故障判定実行中に内燃機関2が停止するような場合にも、制御装置10は、PM量を検出した検出時間や、各種出力補正のための運転条件パラメータ等をバックアップRAMに保存する。
その後、今回、内燃機関2が始動された後は、バックアップRAMに記憶された情報を読み込み、PMリセットすることなく、前回からのPM量の検出(DPF6の故障判定)を続行する。ここでも上記同様に、PM検出モードの温度は300℃以下に維持されるため、素子割れを発生させることなくDPF6の故障判定を、内燃機関2の始動後直ちに開始することができる。
また、例えば、前回、DPF6の故障判定完了後、PMリセットが完了しないままで内燃機関2が停止している場合がある。この場合には、今回、内燃機関2の始動後、PMリセットを行い、素子部のPMを除去する必要がある。PMリセット時には500℃以上の高温に昇温させる必要がある。従って、この場合には内燃機関2の始動後、PMセンサ8の被水回避に必要な条件等、PMリセット開始に必要な条件が満たされるのを待ってから、PMリセットを実行する。その後、素子部のPMが除去された状態で、DPF6の故障判定を行う。故障判定完了後は上記と同様に、再び、PMリセットが実行され、PMリセットが完了すると、今回の内燃機関2の停止まで、素子部がPMリセット時の温度に維持される。
[本実施の形態の具体的な制御のルーチン]
図3は、この発明の実施の形態において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図3のルーチンは、一定期間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。図3のルーチンでは、まず、内燃機関2の始動が認められるか否か判別される(S102)。内燃機関の始動が認められない場合には、このまま処理が終了する。
図3は、この発明の実施の形態において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図3のルーチンは、一定期間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。図3のルーチンでは、まず、内燃機関2の始動が認められるか否か判別される(S102)。内燃機関の始動が認められない場合には、このまま処理が終了する。
ステップS102において内燃機関の始動が認められると、次に、センサが正常であるか否かが判別される(S104)。PMセンサ8が正常であることが認められない場合には、このまま処理が終了する。
ステップS104においてPMセンサ8が正常であることが認められると、次に、センサ温度が300℃以下に制御される(S106)。この温度は通常のPMセンサ8のPM検出時の使用環境であり、基本的にはヒータ等により加熱等されずにそのまま用いられる。
次に、フラグXMODE_1がONであるか否かが判別される(S108)。フラグXMODE_1は、初期値はOFFであり、後述する処理に従ってDPF6の故障判定が開始されてから故障判定が完了するまでの間の故障判定中、OFFとされるフラグである。従って、ここでXMODE_1=ONであることが認められた場合、前回の内燃機関の停止前に、故障判定が完了した状態となっていることが確認される。
ステップS108においてXMODE_1=ONの成立が認められると、次に、フラグXMODE_2がONであるか否かが判別される(S110)。ここでフラグXMODE_2は、初期値はOFFであり、後述する処理に従って、DPF6の故障判定が開始されてからPMリセットが完了するまでの間、OFFとされるフラグである。従って、ステップS110で、XMODE_2=ONの成立が認められると、前回の内燃機関2の停止前に、故障判定が完了し、更に、PMリセットまで完了したことが確認される。
ステップS110において、XMODE_2=ONの成立が認められると、次に、捕集用電圧の印加が開始され、PMの捕集が開始される(S112)。ここでは制御装置10からの所定の制御信号に従って、電極12、14間に所定の捕集用電圧の印加が開始され、PMセンサ8の出力が検出される。
次に、XMODE_1=OFF、XMODE_2=OFF、XMODE_3=ONとされる(S114)。XMODE_3は、初期値はOFFであり、故障判定の開始から後述するPMリセット完了までONとされるフラグである。
次に、DPF6の故障判定が実行される(S116)。DPF6の故障判定は、捕集用電圧印加開始してから所定の時間経過した後のPMセンサ8の出力を検出し、この出力と基準値とを比較することで実行される。即ち、センサ出力が、基準値より大きい場合には、DPF6の故障と判断される。このDPF6の故障判定は、故障判定実行用ルーチンに従い制御され、故障判定中、PM検出時の経過時間や、各種出力補正のための運転条件パラメータ等がバックアップRAMに保存される。
ステップS116の故障判定が完了すると、次に、フラグXMODE_1=ONとされる(S118)。これにより、今回の内燃機関2の運転中に故障判定が完了したことが示される。
次に、PMリセットが実行される(S120)。即ち、制御装置10の制御信号に従ってヒータが通電され、素子部を所定の温度以上に加熱する。これによりPMセンサ8の素子部に堆積したPMが燃焼除去される。
次に、PMリセットが完了したか否かが判別される(S122)。PMリセットの完了が認められない場合、PMリセット実行中の状態で、ステップS122のPMリセット完了の判定が、一定時間ごとに繰り返し実行される。
ステップS122において、PMリセットの完了が認められた場合、次に、フラグXMODE_2がONとされ、フラグXMODE_3がOFFとされる(S124)。これにより今回の内燃機関2の運転中にPMリセットまで完了したことが認められる。
次に、センサ温度が500℃以上に制御される(S126)。ここでは、PMリセット時の温度が500℃以上であるので、PMリセット後そのまま素子部の温度が500℃以上に保たれる。この温度域では素子部にPMが堆積しない。即ち、ステップS124においてPMセンサ8のPMが燃焼された状態が維持される。
その後、今回の処理が終了する。このようにステップS126の終了後に内燃機関2が停止した場合には、次回の内燃機関2の始動後も、上記ステップS102〜S126の処理に従って、内燃機関2の始動直後からPM検出(故障判定)を実行することができる。
一方、前回の内燃機関2の中、上記ステップS120のPMリセット実行された後、ステップS122でPMリセットの完了が認められる前の段階で内燃機関が停止し、このルーチンが終了した場合、フラグXMODE_1=ON、フラグXMODE_2がOFFの状態となる。この場合、今回の内燃機関2の始動後、このルーチンが実行されると、ステップS110において、XMODE_2=ONであることが認められない。
この場合、PMセンサ8の素子部にはPMが堆積していると考えられ、故障判定を開始する前に、PMリセットを実行する必要がある。従って、ステップS110において、XMODE_2=ONの成立が認められない場合、次に、ステップS130において、PMリセットの条件が成立したか否かが判別される。ここで具体的に、PMリセットの条件とは、例えば排気経路4の壁温や凝縮水溜り部の温度が、露点もしくは100℃以上となっているかなど、凝縮水による被水回避するための条件等であり、予め設定され制御装置10に記憶されている。
PMリセットの条件成立が認められない場合には、条件成立が認められるまでステップS130の条件成立の判定処理が一定時間ごとに繰り返し実行される。一方、ステップS130において、PMリセットの条件が成立すると、次に、PMリセットが実行される(S132)。具体的に、ここでは、制御装置10からの制御信号により、ヒータが通電し、素子部が所定の温度に加熱される。
次に、PMリセットが完了したか否かが判別される(S134)。PMリセットの完了が認められない場合、ステップS134のPMリセットの完了の判定処理が繰り返し実行される。
一方、ステップS134においてPMリセットの完了が認められた場合、素子部に堆積したPMが除去され、故障判定が実行可能な状態となっていると認められる。従って、ステップS112に進み、上述のS112〜S126の処理に従って制御が実行される。
また、前回、上記ステップS116の故障判定中に内燃機関2が停止して、このルーチンが終了された場合、フラグXMODE_1はステップS114においてOFFとされたままとなる。従って、今回の内燃機関2の始動後、このルーチンが実行されると、上記ステップS108において、XMODE_1=ONの成立が認められない。
この場合、次に、フラグXMODE_3がONとなっているか否かが判別される(S136)。上述のステップS114の処理において、フラグXMODE_1、XMODE_2はOFFとされるとき、同時にXMODE_3がONとされる。XMODE_1は、その後ステップS118の処理で、XMODE_2、XMODE_3より先に逆転され、ONとされる。従って、XMODE_1がOFFのときに、XMODE_3もOFFであるのは、PMリセットがまだ一度も完了していない場合である。
従って、ステップS136において、XMODE_3=ONの成立が認められない場合、PMセンサ8の最初のPMリセットが、ステップS130〜S134の処理に従って実行され、その後、ステップS112〜S126の処理に従って制御が実行される。
一方、ステップS136において、XMODE_3=ONの成立が認められた場合、前回の内燃機関2の運転が、DPF6の故障判定の処理中に停止したものと考えられる。この場合、前回の故障判定において記録されたパラメータ等が読み込まれる(S138)。その後、この情報を加え、ステップS112に進み、前回中断された故障判定が開始され、S112〜S126の処理が順次実行される。
以上説明したように、本実施の形態では、内燃機関2の始動から停止までの1トリップの間に、故障判定とPMリセットを1回行い、PMリセットが行われた後には、PMセンサ8を500℃以上に維持し、素子部にPMが堆積しないような状態で維持する。従って、次回内燃機関2の始動時には、凝縮水の排水を待たずに、ただちに故障判定を実行することができる。このようにすることで、始動から故障判定完了までの時間を短縮することができるため、1トリップが比較的短い場合にも故障判定を実行することができ、より多くの故障判定実行の機会を確保することができる。
[本実施の形態の他の制御例]
なお、本実施の形態では、ステップS138のパラメータ読み込み後、直ちに、ステップS112において捕集用電圧の印加を開始する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。図4は、この発明の実施の形態において制御装置が実行する他の制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
なお、本実施の形態では、ステップS138のパラメータ読み込み後、直ちに、ステップS112において捕集用電圧の印加を開始する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。図4は、この発明の実施の形態において制御装置が実行する他の制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
図4のルーチンは、ステップS138の処理の後ステップS112の処理の前に、ステップS140の処理を有する点を除いて、図3のルーチンと同じものである。図4のルーチンにおいて、ステップS138で前回のパラメータが読み込まれると、ステップS140において、PM検出モードとなった場合の被水回避条件が成立しているか否かが判別される。ここでの被水回避条件は、例えば排気経路4の壁温や凝縮水溜り部の温度が、露点もしくは100℃以上となっているかなど、凝縮水による被水回避するための条件であり、予め設定され制御装置10に記憶されている。
ステップS140の条件成立が認められない場合、ステップS140の条件成立が認められるまで、ステップS140の判定処理が繰り返し実行される。一方、ステップS140において条件成立が認められると、次に、ステップS112に進み、前回の続きの故障判定が続けられることとなる。
また、本実施の形態では、始動後、PM検出モードとして、DPF6の故障判定を行う場合について説明した。しかし、この発明は、DPF6の故障判定を行う場合に限るものではなく、始動後の早い段階でPM検出モードとして、排気ガス中のPM量を検出する場合などにも有効である。
また、本実施の形態では、PMリセット時の温度、及びリセット完了後の温度を、共に500℃以上とする場合について説明した。これは素子部に付着したPMを燃焼させるための有効な温度である。しかし、この発明において、微粒子を燃焼させる温度域は必ずしも500℃以上に限られるものではなく、微粒子の付着量や微粒子の成分等に応じて、適宜設定される。
また、本実施の形態では、PM検出モード時の温度を300℃以下として説明した。しかし、この発明におけるPM検出時の温度は、これに限るものではない。ただし、PM検出時の温度は、PMリセット時の温度より低く、また、素子部が被水しても、素子割れが発生しにくい範囲内の温度とする。
また、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
2 内燃機関
4 排気経路
6 DPF
8 PMセンサ
10 制御装置
4 排気経路
6 DPF
8 PMセンサ
10 制御装置
Claims (3)
- 内燃機関の排気経路に設置された微粒子センサの電極間の電気的特性に応じて、前記排気経路の排気ガス中の微粒子量を検出する手段と、
前記内燃機関の始動後、前記微粒子量の検出が完了した後で、前記微粒子センサの素子部を、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼させる所定の温度域に制御して、前記素子部に堆積した微粒子を燃焼除去する手段と、
前記微粒子の燃焼除去の後、前記内燃機関が停止するまでの間、前記素子部を前記所定の温度域に制御する手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記微粒子量の検出中の条件に関するパラメータを記録する手段と、
前記内燃機関の今回の始動後に、
前記内燃機関の前回の始動から停止までの前回運転中に、前記微粒子量の検出が完了したか否かを判別する手段と、
前記前回運転中に微粒子量の検出が完了したことが認められない場合に、前記前回運転中に記録された前記パラメータを読み込む手段と、
を、更に備え、
前記微粒子量を検出する手段は、前記内燃機関の今回の始動後、前記パラメータに応じて、前記前回運転中の微粒子量の検出を続行することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記微粒子量を検出する手段は、前記内燃機関の今回の始動後、前記排気経路の温度が基準温度よりも高いことが認められた場合に、前記前回運転中の微粒子量の検出の続行を開始することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
KR20160088871A (ko) * | 2013-11-20 | 2016-07-26 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 입자 센서를 작동시키기 위한 방법 및 장치 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2570802B1 (en) * | 2010-08-17 | 2016-09-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine controller |
DE102010055478A1 (de) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors |
WO2013014739A1 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
AU2011381190B2 (en) * | 2011-11-15 | 2015-11-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for controlling and device for controlling internal combustion engine |
CN105339616B (zh) * | 2013-06-28 | 2017-12-29 | 洋马株式会社 | 废气净化装置 |
JP5924546B2 (ja) * | 2013-10-23 | 2016-05-25 | 株式会社デンソー | フィルタの故障検出装置 |
JP6066329B2 (ja) * | 2013-11-21 | 2017-01-25 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出装置 |
JP6361918B2 (ja) * | 2014-08-07 | 2018-07-25 | 株式会社デンソー | フィルタの故障検出装置 |
DE112016001122B4 (de) | 2015-03-11 | 2022-01-05 | Cummins Emission Solutions Inc. | System und Verfahren zur Überwachung eines Partikelfilterzustands in einem Nachbehandlungssystem |
JP6372789B2 (ja) * | 2015-04-17 | 2018-08-15 | 株式会社デンソー | フィルタの故障診断装置 |
JP6501672B2 (ja) * | 2015-08-20 | 2019-04-17 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出システム |
JP6421736B2 (ja) | 2015-10-21 | 2018-11-14 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出装置 |
JP6439706B2 (ja) | 2016-01-19 | 2018-12-19 | 株式会社デンソー | センサ制御装置 |
JP6777022B2 (ja) * | 2017-06-20 | 2020-10-28 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
DE102018205595A1 (de) * | 2017-12-06 | 2019-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen in einem Messgas |
SE542561C2 (en) * | 2018-06-11 | 2020-06-09 | Scania Cv Ab | Method and system determining a reference value with regard to exhaust emissions |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007304068A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | 排気微粒子の測定装置 |
JP2010151059A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Honda Motor Co Ltd | 粒子状物質検出装置 |
JP2010275917A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Honda Motor Co Ltd | 粒子状物質検出手段の故障判定装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10229411A1 (de) | 2002-06-29 | 2004-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Bestimmen des Teilchenanteils in einem Gasstrom |
DE10229441A1 (de) | 2002-07-01 | 2004-02-12 | Ülger, Aytekin | Müll-Karussell (Dust Roundabout) |
DE102005030134A1 (de) | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Siemens Ag | Sensor und Betriebsverfahren zur Detektion von Ruß |
JP2008190502A (ja) | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関のpm排出量検出装置 |
DE102007014761B4 (de) | 2007-03-28 | 2022-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines sammelnden Partikelsensors und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
DE102009028319A1 (de) | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Partikelsensors |
US8438899B2 (en) * | 2009-09-02 | 2013-05-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method for evaluating degradation of a particulate matter sensor |
JP2012012960A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nippon Soken Inc | 粒子状物質検出センサ |
-
2011
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007304068A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | 排気微粒子の測定装置 |
JP2010151059A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Honda Motor Co Ltd | 粒子状物質検出装置 |
JP2010275917A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Honda Motor Co Ltd | 粒子状物質検出手段の故障判定装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160088871A (ko) * | 2013-11-20 | 2016-07-26 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 입자 센서를 작동시키기 위한 방법 및 장치 |
KR102190273B1 (ko) | 2013-11-20 | 2020-12-11 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 입자 센서를 작동시키기 위한 방법 및 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE112011100084T5 (de) | 2013-02-07 |
CN102791996A (zh) | 2012-11-21 |
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