JP5547126B2 - 微粒子検知システム - Google Patents
微粒子検知システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5547126B2 JP5547126B2 JP2011106662A JP2011106662A JP5547126B2 JP 5547126 B2 JP5547126 B2 JP 5547126B2 JP 2011106662 A JP2011106662 A JP 2011106662A JP 2011106662 A JP2011106662 A JP 2011106662A JP 5547126 B2 JP5547126 B2 JP 5547126B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection unit
- circuit
- processing circuit
- detection system
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/05—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a particulate sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
このような微粒子を含む排気ガスは、フィルタで微粒子を捕集して浄化することが行われている。また、必要に応じてフィルタを高温にすることで、このフィルタに蓄積した微粒子を燃焼させて除去することも行われる。しかるに、フィルタが破損するなどの不具合を生じた場合には、未浄化の排気ガスが直接、フィルタの下流に排出されることとなる。
そこで、(未浄化の)排気ガス中の微粒子の量を直接計測したり、フィルタの不具合を検知すべく、排気ガス中の微粒子の量を検知可能な微粒子検知システムが求められている。
このように、微粒子検知システムでは、検知部を排気管に取り付け、排気管内の排気ガス中の微粒子を検知すべく排気ガスを取り入れる。このため、検知部の一部は、排気管の内部空間に連通した状態に設置される。
低下するなどの不具合を生じる場合もある。
また、排気管に装着された排気温センサで検知した排気温や、検知部に別途形成した温度センサで検知した検知部の温度などが所定の値となること、あるいは、各種センサで検知した各条件の組合せが所定の条件を満たすことを開始条件とすることもできる。この場合には、排気温等が所定の値となって、開始条件を満たした場合に、駆動処理回路で検知部の駆動を開始する。
この場合に、開始条件としうる条件としては、凝縮水が発生している可能性、検知部に水滴が付着している可能性を評価しうる情報を出力するセンサ(例えば、外気温を検知する外気温センサ、内燃機関の冷却水温を検知する水温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなど)からの情報を駆動処理回路で得て、これに基づいて、開始条件を設定すると良い。
あるいは、凝縮水が発生したとしても、その凝縮水が内燃機関の始動後に消滅した可能性を評価できる情報を出力するセンサ(例えば、水温センサ、排気温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなど)からの情報を駆動処理回路で得て、これに基づいて、開始条件を満たしたか否かを判定しても良い。
なお、複数のセンサの出力を組み合わせて、開始条件を判断するようにしても良い。
また、待機時間を変化させる手法としては、外気温や、内燃機関の水温など、凝縮水の発生可能性や検知部の水滴付着の可能性を推定しうる情報を提供するセンサ(例えば、外気温センサ、水温センサなど)からの情報(付着可能性情報)を駆動処理回路で得て、これに基づいて、待機時間の長短(例えば、今回は、内燃機関の始動から60秒間待機とするなど。)を決めるようにすると良い。
あるいは、微粒子検知システムの検知部自身が有するセンサ(例えば、検知部に別途形成した検知部の温度センサ)からの情報に基づいて、待機時間の長短を決めるようにしても良い。また、複数のセンサの情報を組み合わせて、待機時間の長さを決めても良い。
また、待機時間の始期(計時の起点)としては、内燃機関の始動(内燃機関の完爆)したタイミングや、内燃機関の運転を開始するスイッチ(キースイッチ)をオン位置としたタイミング、微粒子検知システム(駆動処理回路)の処理プログラムの起動において、経過時間を計時するタイマの計時開始ステップを実行したタイミングなどに定めることができる。
このシステムでは、駆動処理回路が付着情報入力手段を備え、駆動開始遅延手段は待機長さ決定手段を含んでいる。このため、センサからの付着可能性情報に基づき、待機時間の長さを、適切に決定することができ、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部の駆動を開始することができる。
またこれに加えて、内燃機関の始動からの経過時間をも考慮して判断することもできる。
なお、検知部の駆動より前のタイミングとしては、システム(駆動処理回路)の起動と同時、内燃機関の始動と同時などとするほか、駆動処理回路の起動後、内燃機関の始動後であっても良い。
また、送気する気体としては、たとえば、空気(外気)や窒素ガス、炭酸ガスなどが挙げられる。空気を用いる場合には、送気手段としてポンプを用い、ポンプ周囲の雰囲気(空気)を送気するようにすると良い。また、窒素ガス、炭酸ガスを用いる場合には、ボンベに圧入したガスの気圧を用いて、送気を行うようにすることもできる。
先ず、本実施形態の微粒子検知システム1のうち検知部10の構成及び電気的機能、動作について、図1を参照して説明する。なお、この図1は、本システム1の検知部10の構成、電気的機能等を理解容易のため模式的に示したものであり、他の各図等に記載の形態等と異なる部分が存在する。
検知部10は、主として、針状電極体20の針状に尖った針状先端部22と、補助電極体50の補助電極部53と、これらを囲む概略円筒状で基端部分を残して先端側が排気管EP内に挿入される検知部シャーシ11と、排気管EPの外部に位置し検知部シャーシ11の基端部分を包囲する外側包囲部材15(図3参照)と、からなる。
一方、検知部シャーシ11のうち、取入口11Iよりも基端側(図1、図3において左方)は、排気管EP外に位置している。この基端部分の周囲には、検知部シャーシ11とは絶縁される一方、排気管EPに導通した外側包囲部材15が取り囲んでいる。なお、排気管EPはボディアースされて、接地電位PVEとされているので、外側包囲部材15も接地電位PVEとされる。
一方、 針状電極体20(針状先端部22)は、後述する電源配線161を介して、後述するイオン源電源回路210の第2出力端212に接続、導通している。このため、この針状電極体20(針状先端部22)は、これを取り囲む検知部シャーシ11の第1フローティング電位PV1に対して、100kHz,1〜2kV0-Pの正の半波整流パルス電圧である、第2フローティング電位PV2とされている。
さらに、補助電極部53(補助電極体50)は、後述する補助配線162を介して、後述する補助電極電源回路240の補助第2出力端242に接続、導通している。このため、補助電極部53は、検知部シャーシ11の電位PV1に対して、100〜200Vの正の直流電位である、第3フローティング電位PV3とされている。
その際、排気ガスEG中に、ススなどの微粒子Sが含まれていた場合、図1に示すように、この微粒子Sも混合領域MX内に取り入れられる。一方、噴射された空気ARには、イオンCPが含まれている。このため、取り入れられたススなどの微粒子SにイオンCPが付着して、正に帯電した帯電微粒子SCとなり、この状態で、混合領域MXを通って、排出口11Oから、空気ARと共に排出される。
一方、混合領域MXに噴射されたイオンCPのうち、微粒子Sに付着しなかった浮遊イオンCPFは、第1フローティング電位PV1とされた捕集極13をなす検知部シャーシ11の各部に付着する(捕捉される)。
なお、補助電極部53は、前述したように、100〜200Vの正の直流電位である第3フローティング電位PV3としてある。これにより、浮遊イオンCPFは、この補助電極部53から斥力を受けるので、捕集極13に捕捉されやすくなっている。
また、ノズル12Nから噴射されたイオンCPの多くは捕集極13で、浮遊イオンCPFとして捕集される。捕集極13で捕集された浮遊イオンCPFが有していた電荷に起因する捕集電流Ihも、捕集極13及び検知部シャーシ11に導通する内側包囲配線165を通じて、第1出力端211に流れ込む。つまり、内側包囲配線165には、これらの和である受電捕集電流Ijh(=Ij+Ih)が流れる。
車両(図示しない)に搭載されたエンジンENG(内燃機関)には、始動時に用いるセルモータSMが付設されている。また、エンジンENGは、ラジエタRDを含み、冷却水CLWを用いてエンジンENGを冷却する冷却系CLを有している。この冷却系CLには、エンジンENGにおける冷却水CLWの水温を検知する水温センサWSが設置されている。
さらに、エンジンENGからは、排気ガスEGを流通させる排気管EPが延出しており、その途中には、排気ガスEGを浄化するためのフィルタFL及びマフラMFが設置されている。この排気管EPのうち、フィルタFLの下流(マフラMFの上流)には、排気温センサGSが設置されている。また、この部位には、微粒子検知システム1の検知部10も設置されている。具体的には、排気管EPの側面に貫通孔(図示しない)が穿孔されており、この貫通孔を挿通して、検知部10のうち、検知部シャーシ11の取入口11Iよりも先端側(図1において右方)の管内検知部10Nが、排気管EP内に挿入されている。
なお、エンジンENG及び排気管EPは、ボディアースされて、接地電位PVEとされている。
制御ユニットECUは、バッテリBTで常時駆動されている一方、キースイッチSWの各接点にも接続され、このスイッチSWが、オフ位置、ACC位置、オン位置あるいはスタート位置とされたことを検知できるように構成されている。この制御ユニットECUは、エンジンENGを制御すると共に、外気温を測定する外気温センサOS、水温センサWS、排気温センサGSなど各センサの出力を検知している。
一方、微粒子検知システム1のうち、処理回路部200(駆動処理回路201)は、キースイッチSWがオン位置(あるいはスタート位置)とされることによって起動され、所定の処理を行う。また、処理回路部200(駆動処理回路201)は、制御ユニットECUと相互に通信可能とされており、処理回路部200からは、この微粒子検知システム1で検知した微粒子Sの量に関するデータを、制御ユニットECUに向けて送信する。
この駆動処理回路201のうち、イオン源電源回路210は、第1フローティング電位PV1とされる第1出力端211と、第2フローティング電位PV2とされる第2出力端212とを有している。第2フローティング電位PV2は、具体的には、第1フローティング電位PV1に対して、100kHz程度の正弦波を半波整流した、1〜2kV0-pの正のパルス電圧が出力される。なお、イオン源電源回路210は、その出力電流についてフィードバック制御され、自律的に、その実効値が予め定めた電流値(本実施形態では、5μA)を保つ定電流電源を構成している。
なお、本実施形態では、この電源回路包囲部材250は、内側金属ケース251及び絶縁トランス270の二次側鉄心271Bから構成されている。内側金属ケース251は、箱状金属体で形成されてなり、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240を収容して包囲すると共に、内側包囲配線165に導通している。
一方、絶縁トランス270は、その鉄心271が、一次側コイル272を捲回した一次側鉄心271Aと、電源回路側コイル273及び補助電極電源側コイル274が捲回された二次側鉄心271Bとに、分離可能に構成されている。但し、絶縁トランス270は、一次側鉄心271Aと二次側鉄心271Bとを、小さな隙間を介して離間させ、電気的に互いに絶縁しながらも、磁気回路的には両者を共通の磁束が通過するように構成することで、絶縁トランス270としての変成作用を果たしている。なお、鉄心271のうち、一次側鉄心271Aは、接地電位PVEに導通し、二次側鉄心271Bは、第1フローティング電位PV1(イオン源電源回路210の第1出力端211)に導通している。
また本実施形態では、後述するように、制御ユニットECUから、通信ケーブルCCを通じて、外気温情報OTが、計測制御回路220の入出力回路IOに入力される。
加えて、このケーブル160は、エアパイプ163内の気体流通路163Hを通じて、ケーブル160の長手方向に、気体を流通させることができる。
その他、圧送ポンプ300の送気パイプ310は、内側金属ケース251内を通じて、ケーブル160のエアパイプ163に連通されている。
ケーブル160のうち、電源配線161の先端側(図3において、右方)には、針状電極体20が接続されている。この針状電極体20は、タングステン線からなり、その先端部分に、針状に尖った形態とされた針状先端部22を有する(図1参照)。このため、針状先端部22(針状電極体20)は、電源配線161を通じて、イオン源電源回路210の第2出力端212と導通し、第2フローティング電位PV2とされる。
また、補助配線162の先端側には、補助電極をなす補助電極体50が接続されている。この補助電極体50は、ステンレス線からなり、その先端側でU字状に曲げ返されて
補助電極部53とされている。このため、補助電極部53(補助電極体50)は、補助配線162を通じて、補助電極電源回路240の補助第2出力端242と導通し、第3フローティング電位PV3とされる。
さらに、ケーブル160のうち、外側包囲配線167の先端側には、検知部10の外側包囲部材15が接続されている。このため、外側包囲部材15は、外側包囲配線167を通じて、信号電流検知回路230の接地入力端232に導通すると共に、接地電位PVEとされている。
さらに、ケーブル160のうち、エアパイプ163は、針状電極体20の針状先端部22付近まで延ばされ、その先端部163Sが開放されている。このため、針状先端部22付近において、エアパイプ163の先端部163Sから空気ARを放出することができる。なお、エアパイプ163の先端部163Sの周囲は、ノズル部12のノズル12N以外から、空気ARが漏れ出ないように、ケーブル160,検知部シャーシ11等で包囲されている。
また、気中放電で生成され、噴射されたイオンCPの多くは、浮遊イオンCPFとして捕集極13で捕集される。この捕集極13で捕集された浮遊イオンCPFが有していた電荷に起因する捕集電流Ihも、捕集極13(検知部シャーシ11)に導通する内側包囲配線165を通じて、第1出力端211に流れ込む。つまり、内側包囲配線165には、これらの和である受電捕集電流Ijh(=Ij+Ih)が流れる。
但し、この受電捕集電流Ijhは、排出口11Oから排出された排出イオンCPHの電荷に対応する電流分だけ、放電電流Idよりも小さな値となる。
そこで、本システム1では、第1出力端211に導通する信号入力端231と、接地電位PVEに導通する接地入力端232とを有し、これらの間を流れる電流を検知する信号電流検知回路230を設けることで、第1出力端211と接地電位PVEとの間を流れる信号電流Isを検知する。
この差分(放電電流Id−受電捕集電流Ijh)に相当する信号電流Is(=Id−Ijh)の大きさは、排出された帯電微粒子SCに付着して排出された排出イオンCPHの量、したがって、取入排気ガスEGI中の微粒子Sの量、ひいては、排気管EPを流れる排気ガスEG中の微粒子Sの量に対応して増減する。このため、信号電流Isの大きさを検知することにより、排気ガスEG中の微粒子Sの量を検知することが可能となる。
この状態で、再びエンジンENGを始動させると、しばらくの間は、排気ガス中に水蒸気のみならず、水滴(液滴)が含まれている場合がある。従って、検知部10のうち排気管EP内に位置あるいは排気管EP内に臨む管内検知部10Nに、水滴が付着する場合がある。
また、エンジンENGの始動前から検知部10(管内検知部10N)自身の内部や周囲に凝縮水が付着している場合も有り得る。
付着した水滴は、エンジンENGの始動から時間が経過して、エンジンENG自身の温度が上昇し、また、排気ガスEGにより排気管EP自身の温度、及び検知部10自身の温度が上昇すれば、蒸発して除去される。
そして、このように各部の絶縁抵抗が低下した状態の検知部10について、通電、即ち、駆動処理回路201(イオン源電源回路210、補助電極電源回路240)の駆動を開始し、検知部10に電圧を印加すると、不要な電流が流れてイオン源電源回路210あるいは補助電極電源回路240が過負荷となる虞がある。あるいは、針状先端部22とノズル部12との間の気中放電等の動作が不安定となって、微粒子Sの適切な検知ができない虞もある。
その他、絶縁のための絶縁部材の表面に水滴が付着しているために、この絶縁部材で絶縁されているべき部材間(例えば、図示しない絶縁部材で絶縁されている検知部シャーシ11と外側包囲部材15との間)に電流が流れる場合がある。すると、検知部シャーシ11を構成する金属が溶け出し、絶縁部材の表面を移動し、外側包囲部材15で樹枝状などに析出するマイグレーションが生じ、絶縁部材の表面に電流経路が形成され恒久的に絶縁抵抗が低下した状態となって、受電捕集電流Ijhが流れる経路が不安定になり、信号電流Isを適切に計測できなくなるなど、検知部10の機能自身が低下する不具合を生じる虞もある。
キースイッチSWが、オン位置(あるいはスタート位置)とされると、制御ユニットECUはこれを検知する。また、キースイッチSWを、オン位置(あるいはスタート位置)とすることにより、本システム1の駆動処理回路201(計測制御回路220)が通電されると、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。そのうち、待機処理ルーチンについては、先ず、ステップS1において、初期設定を行う。具体的には、例えば、待機タイマの経過時間Tをリセットする(T=0)。
その後、ステップS3において、待機タイマの経過時間Tが、所定の待機時間T1(本実施形態では、T1=60秒)を経過したか否か(T>T1?)を確認する。ここでNo、即ち、経過時間Tが待機時間T1以下である場合(T≦T1)には、ステップS3を繰り返す。一方、Yes、即ち、経過時間Tが待機時間T1を経過した場合(T>T1)には、ステップS4に進む。
その際には、エンジンENGの始動から既にT1(本実施形態ではT1=60秒)を越える時間が経過しているため、検知部10に水滴が付着している可能性は低く、信号電流Isを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部10に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。
水滴を検知部10の外部に効果的に排出できる、水滴をより早く蒸発させうるなどにより、水滴を早期に除去できる。これにより、検知部10内に水滴が存在することによる不具合の発生を抑制あるいは防止することができる。
加えて、空気ARの送気によって、検知部10内に存在した水滴が、ノズル部12のノズル12Nを通じて、コロナ放電を生じさせる空間(針状電極体20の針状先端部22付近)に侵入して、放電発生に影響することをも防止することができる。このように、水滴の存在によって検知部10に生じる障害を、適切に防止することもできる。
次いで、上述の実施形態の第1の変形形態について説明する。本変形形態1の微粒子検知システム2は、上述の実施形態と同様の機械的構成、電気的構成を有しており、排気管EPへの取り付けも同様である(図1〜図3参照)。
但し、実施形態のシステム1では、駆動処理回路201の計測制御回路220(具体的には、これに内蔵される、図示しないROMに記憶させて、図示しないマイクロプロセッサ)で処理するプログラムにおいて、待機処理ルーチンを図4で示す処理フローで行い、その際の待機時間T1の長さを常に一定とした。
これに対し、本変形形態のシステム2では、図5に示す待機処理ルーチンにより、待機時間T2の長さを変化させる点で異なるだけである。そこで、異なる部分について説明し、同様な部分については記載を省略あるいは簡略化する。
なお、本変形形態1でも、実施形態と同じく、圧送ポンプ300は、キースイッチSWがオン位置(あるいはスタート位置)とされた時点で駆動が開始され、それ以降、針状先端部22近傍まで清浄な空気ARを圧送(送気)する。
実施形態と同じく、キースイッチSWが、オン位置(あるいはスタート位置)とされて、本システム2の駆動処理回路201(計測制御回路220)が通電されると、この駆動処理回路201(計測制御回路220)は、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。図5の待機処理ルーチンでも、先ず、ステップS1において、初期設定を行う。具体的には、例えば、待機タイマの経過時間Tをリセットする(T=0)。
外気温が低い(例えば、−10℃以下)の場合には、外気温が低いほど、排気管EP等に凝縮水が発生しやすくなる。つまり、この外気温情報OTは、検知部10に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報となっているからである。
その後、ステップS13において、待機タイマの経過時間Tが、ステップS12でセットした待機時間T2を経過したか否か(T>T2?)を確認する。ここでNo、即ち、経過時間Tが待機時間T2以下である場合(T≦T2)には、ステップS13を繰り返す。一方、Yes、即ち、経過時間Tが待機時間T2を経過した場合(T>T2)には、ステップS4に進む。
このステップS4では、実施形態1と同じく、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240を、オン即ち駆動開始する。なおこのステップS4は、既に説明した実施形態1と同じであるので、その説明を省略する。
その際には、エンジンENGの始動(より正確には、前述のステップS2の実行後)から既に待機時間T2を越える時間が経過している。待機時間T2は、外気温情報OTに応じて(具体的には、外気温が高いほど待機時間T2が短く)設定されている。このため、この変形形態1においても、待機時間T2が経過した後には、検知部10に水滴が付着している可能性は低く、信号電流Isを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部10に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。しかも、一律の待機時間T1を用いた実施形態と異なり、本変形形態1では、待機時間T2の長さ(終期)を外気温情報OTに応じて変化させている。このため、凝縮水の発生可能性が低い外気温が高い場合には、待機時間T2を短くできるなど、検知部10への凝縮水の付着による不具合を抑制あるいは防止しつつ、早期に本システム2による微粒子検出が可能となる。
さらに、駆動処理回路201(計測制御回路220)の入出力回路IOが、付着情報入力手段に相当する。また、ステップS12を実行している計測制御回路220が、待機長さ決定手段に相当する。
さらに、変形形態1では、外気温センサOSの外気温情報OTを、一旦、制御ユニットECUで検知し、この制御ユニットECUから、通信ケーブルCCを介して、駆動処理回路201(計測制御回路220)の入出力回路IOに入力する情報経路を用いている。これと同様に、水温センサWSからの水温情報WT等の情報についても、制御ユニットECU経由で、計測制御回路220の入出力回路IOに入力する情報経路を採ることができる。あるいは、外気温センサOSからの外気温情報OTを、計測制御回路220の入出力回路IOに直接入力する情報経路を採ることもできる。水温情報WT、検知部10の温度センサについても同様に、計測制御回路220に直接入力しても良い。
次いで、上述の実施形態の第2の変形形態について説明する。本変形形態2の微粒子検知システム3は、上述の実施形態及び変形形態1と同様の機械的構成、電気的構成を有しており、排気管EPへの取り付けも同様である(図1〜図3参照)。
但し、前述の実施形態のシステム1及び変形形態1のシステム2では、駆動処理回路201の計測制御回路220内の図示しないROMに記憶させて、図示しないマイクロプロセッサで処理するプログラムにおいて、待機処理ルーチンを図4あるいは図5で示す処理フローで行った。なお、実施形態では、待機時間T1の長さは一定とされている。また、変形形態1では、待機時間T2の長さはステップS12で予め定めていた。つまり、これらにおいて、待機時間T1,T2の長さは予め定められていた。
これに対し、本変形形態2のシステム3では、待機時間を定めることはせず、図6に示す待機処理ルーチンにより、待機処理の終期を各時点で判断する点で異なる。そこで、実施形態等と異なる部分について説明し、同様な部分については記載を省略あるいは簡略化する。
なお、本変形形態2でも、実施形態及び変形形態1と同じく、圧送ポンプ300は、キースイッチSWがオン位置(あるいはスタート位置)とされた時点で駆動が開始され、それ以降、針状先端部22近傍まで清浄な空気ARを圧送(送気)する。
実施形態及び変形形態1と同じく、キースイッチSWが、オン位置(あるいはスタート位置)とされて、本システム3の駆動処理回路201(計測制御回路220)が通電されると、駆動処理回路201(計測制御回路220)は、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。図6の待機処理ルーチンでも、先ず、ステップS21において、初期設定を行う。具体的には、例えば、排気温センサGSの排気温情報GTをリセットする。
排気温が低い(例えば、100℃未満)の場合には、未だ、排気管EPも十分暖まっておらず、未だこれらに凝縮水が蒸発せずに溜まっており、排気ガス中に水滴が含まれ、検知部10に新たに水滴が付着する場合が有り得る。また、検知部10に凝縮水が未だ蒸発せずに付着している場合も有りうる。つまり、この排気温情報GTは、検知部10に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報となっているからである。
このステップS23で、Yes、即ち、「水滴有り」と評価した場合(GT<100℃)には、ステップS23を繰り返す。一方、No、即ち、「水滴有り」ではない(水滴無し)と評価した場合(GT≧100℃)には、ステップS4に進む。
このステップS4では、実施形態及び変形形態1と同じく、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240を、オン即ち駆動開始する。なおこのステップS4は、既に説明した実施形態1と同じであるので、その説明を省略する。
その際には、排気温情報GT(排気温)が、100℃以上となっており、検知部10に水滴が付着している可能性は低い。このため、信号電流Isを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部10に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。しかも、一律の待機時間T1を用いた実施形態、あるいは、予め待機時間T2の長さ(終期)を設定する変形形態1とは異なり、排気温センサGSの出力する排気温情報GTに応じて、待機時間の長さを決定しているので、待機時間を適切に終了させることができるので、検知部10への凝縮水の付着による不具合を抑制あるいは防止しつつ、早期に本システム3による微粒子検出が可能となる。
さらに、駆動処理回路201(計測制御回路220)の入出力回路IOが、消滅情報入力手段に相当する。また、ステップS23を実行している計測制御回路220が、判定手段に相当する。
これらのセンサの消滅可能性情報を用いて、待機時間の終了を決定しても良い。さらには、これらの複数のセンサからの消滅可能性情報を、1つのみならず、複数組み合わせて、待機時間の終了を決定するようにしても良い。
また、凝縮水の発生を推定する外気温センサOSの外気温情報OTなど付着可能性情報と組み合わせることもできる。
その他、図2において破線で示すように、排気温センサGSからの排気温情報GTを、計測制御回路220の入出力回路IOに直接入力する情報経路を採ることもできる。水温情報WTについても同様に、計測制御回路220に直接入力することもできる。
実施形態等では、システム1〜3の検知部10を、排気管EPのうち、フィルタFLの下流(マフラMFの上流)に配置した(図2参照)。しかし、このほか、フィルタFLの上流に検知部10を配置して、エンジンENGの排気ガスEGに含まれる微粒子Sを直接検知する構成を採ることもできる。
また、実施形態等では、キースイッチSWがオン位置(あるいはスタート位置)とされたことにより、システム1等(駆動処理回路201)の起動と並行して、これとは独立して、圧送ポンプ300自身が駆動を開始し、送気を開始した。しかし、駆動処理回路201で、圧送ポンプ300の駆動をも制御するようにしても良い。具体的には、圧送ポンプ300の駆動開始を、エンジンENGの始動と同時としたり、駆動処理回路201の起動後の所定のタイミング、あるいは、エンジンENGの始動の後の所定のタイミングとしても良い。但し、送気は、できるだけ早くから行う方が好ましい。その分だけ早い段階で、検知部10(管内検知部10N)内に付着した水滴を除去しやすいからである。
SW キースイッチ
ENG エンジン(内燃機関)
ECU 制御ユニット
OS 外気温センサ
OT 外気温情報(付着可能性情報)
GS 排気温センサ
GT 排気温情報(消滅可能性情報)
EP 排気管
EG 排気ガス
S 微粒子
SC 帯電微粒子
CP イオン
CPF 浮遊イオン
CPH 排出イオン
Ijh 受電捕集電流
Is 信号電流
1,2,3 微粒子検知システム
10 検知部
11 検知部シャーシ
12 ノズル部
13 捕集極
20 針状電極体(第2電極)
22 針状先端部
MX 混合領域
EX 排出路
PV1 第1フローティング電位
PV2 第2フローティング電位
PV3 第3フローティング電位
PVE 接地電位
50 補助電極体(補助電極)
53 補助電極部(補助電極)
53S (補助電極部の)針状先端部
AR 空気(気体)
160 ケーブル(二重包囲ケーブル、リード線)
161 電源配線
162 補助配線
163 エアパイプ(送気手段)
163H 気体流通路
165 内側包囲配線
167 外側包囲配線
200 処理回路部
201 駆動処理回路
210 イオン源電源回路
211 第1出力端
212 第2出力端
220 計測制御回路
IO 入出力回路(付着情報入力手段、消滅情報入力手段)
230 信号電流検知回路
231 信号入力端
232 接地入力端
240 補助電極電源回路
241 補助第1出力端
242 補助第2出力端
250 電源回路包囲部材
251 内側金属ケース(電源回路包囲部材)
260 外側金属ケース
270 絶縁トランス(補助電極絶縁トランス)
300 圧送ポンプ(送気手段)
310 送気パイプ(送気手段)
S2,S3,S11,S12,S13,S22,S23 駆動開始遅延手段
S12 期間長さ決定手段
S3,S13 期間判断手段
S23 判定手段
T1,T2 待機時間
T 経過時間
Claims (5)
- 内燃機関から排出され、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システムであって、
上記排気管に装着され、気中放電によりイオンを発生させる検知部と、
上記検知部に電気的に接続し、上記検知部を駆動して上記気中放電を生じさせると共に、上記検知部からの信号を検知処理する駆動処理回路と、を備え、
上記駆動処理回路は、
上記内燃機関の始動後、上記駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、上記検知部の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段を有する
微粒子検知システム。 - 請求項1に記載の微粒子検知システムであって、
前記開始条件は、
前記駆動処理回路の起動後の経過時間が、上記駆動処理回路で定めた待機時間を経過したことである
期間経過条件であり、
前記駆動開始遅延手段は、
上記経過時間が上記期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含む
微粒子検知システム。 - 請求項2に記載の微粒子検知システムであって、
前記駆動処理回路は、
前記検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報を出力するセンサの上記付着可能性情報を受け入れる付着情報入力手段を備え、
前記駆動開始遅延手段は、
上記付着可能性情報により、前記期間経過条件における前記待機時間の長さを決定する待機長さ決定手段を含む
微粒子検知システム。 - 請求項1に記載の微粒子検知システムであって、
前記駆動処理回路は、
前記検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報を出力するセンサの上記消滅可能性情報を受け入れる消滅情報入力手段を備え、
前記駆動開始遅延手段は、
上記消滅可能性情報により、前記開始条件を満たしたか否かを判定する判定手段を含む
微粒子検知システム。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の微粒子検知システムであって、
前記検知部のうち前記排気管内に位置しまたは上記排気管内を臨む管内検知部に気体を送る送気手段を備え、
上記送気手段は、
上記検知部の駆動より前に、送気を開始する
微粒子検知システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011106662A JP5547126B2 (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 微粒子検知システム |
US13/468,729 US9206757B2 (en) | 2011-05-11 | 2012-05-10 | Particulate detection system |
EP12003760.1A EP2522840B1 (en) | 2011-05-11 | 2012-05-11 | Particulate detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011106662A JP5547126B2 (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 微粒子検知システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012237641A JP2012237641A (ja) | 2012-12-06 |
JP5547126B2 true JP5547126B2 (ja) | 2014-07-09 |
Family
ID=46177210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011106662A Active JP5547126B2 (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 微粒子検知システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9206757B2 (ja) |
EP (1) | EP2522840B1 (ja) |
JP (1) | JP5547126B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5681655B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2015-03-11 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子検知システム |
JP6053603B2 (ja) | 2013-05-02 | 2016-12-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子測定システム |
JP6182018B2 (ja) * | 2013-08-21 | 2017-08-16 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子検知システム |
JP6251515B2 (ja) * | 2013-08-21 | 2017-12-20 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子検知システム |
JP6255244B2 (ja) * | 2014-01-08 | 2017-12-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子センサ |
US10209173B2 (en) * | 2014-08-22 | 2019-02-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particulate sensor |
US10094756B2 (en) * | 2014-10-07 | 2018-10-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particulate measurement system |
JP2016075674A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子測定システム |
JP6441161B2 (ja) * | 2015-04-28 | 2018-12-19 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出センサ |
DE102015225745B4 (de) * | 2015-12-17 | 2020-06-25 | Vitesco Technologies GmbH | Elektrostatischer Rußsensor |
JP6626406B2 (ja) * | 2016-05-24 | 2019-12-25 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子センサ |
JP6831181B2 (ja) * | 2016-05-27 | 2021-02-17 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子検出システム |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6016688A (en) * | 1998-05-14 | 2000-01-25 | Rupprecht & Patashnick Company, Inc. | In-stack direct particulate mass measurement apparatus and method with pressure/flow compensation |
JP4748476B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2011-08-17 | 独立行政法人交通安全環境研究所 | 微粒子計測装置 |
FI20080182A0 (fi) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Navaro 245 Oy | Mittausmenetelmä ja -laite |
JP4618312B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2011-01-26 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガスセンサの制御装置 |
JP4888426B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2012-02-29 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガスセンサの制御装置 |
WO2009112947A2 (en) | 2008-03-13 | 2009-09-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas sensor control system and control method |
DE102009001064A1 (de) | 2009-02-23 | 2010-08-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Ermitteln eines Maßes für einen Wassertropfeneintrag in den Abgaskanal einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
JP5107973B2 (ja) * | 2009-03-11 | 2012-12-26 | 本田技研工業株式会社 | 排気浄化フィルタの故障検知装置 |
US8438899B2 (en) | 2009-09-02 | 2013-05-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method for evaluating degradation of a particulate matter sensor |
JP5516011B2 (ja) | 2009-10-22 | 2014-06-11 | 三菱樹脂株式会社 | 配管用継手及び継手構造 |
JP2012012960A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nippon Soken Inc | 粒子状物質検出センサ |
JP5213979B2 (ja) * | 2011-03-17 | 2013-06-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子センサおよびその取付構造 |
-
2011
- 2011-05-11 JP JP2011106662A patent/JP5547126B2/ja active Active
-
2012
- 2012-05-10 US US13/468,729 patent/US9206757B2/en active Active
- 2012-05-11 EP EP12003760.1A patent/EP2522840B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120285219A1 (en) | 2012-11-15 |
EP2522840B1 (en) | 2017-05-10 |
JP2012237641A (ja) | 2012-12-06 |
EP2522840A3 (en) | 2013-07-03 |
US9206757B2 (en) | 2015-12-08 |
EP2522840A2 (en) | 2012-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5547126B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP5385420B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP6049634B2 (ja) | エーロゾル中の粒子を監視する装置 | |
JP5829556B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP6251515B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP2014501391A5 (ja) | ||
JP6182018B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
CN105673168B (zh) | 用于内燃机的过滤器的功能诊断*** | |
JP4396477B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
EP2687691A1 (en) | Particulate-matter processing device | |
JP5681655B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP5691760B2 (ja) | 粒子状物質処理装置 | |
JP5782412B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP5929734B2 (ja) | 内燃機関の排ガス処理装置 | |
JP2019052626A (ja) | 微粒子検知システム | |
JP2006105081A (ja) | 排気浄化装置 | |
JP5841016B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
JP2013174181A (ja) | 微粒子検知システム | |
US10845290B2 (en) | Failure detection device for particulate matter filter and method of detecting failure of particulate matter filter | |
JP6397705B2 (ja) | 粒子検知システム | |
JP5848670B2 (ja) | 微粒子検知システム | |
RU77356U1 (ru) | Устройство для обработки топлива |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130808 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140422 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140514 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5547126 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |