DE112016004815B4

DE112016004815B4 - Partikelerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016004815B4
Application number: DE112016004815.7T
Authority: DE
Inventors: Go Miyagawa; Masayuki Tamura; Masahiro Yamamoto; Takashi Araki; Toshihiro Sakawa; Masato Katsuno; Manabu Yoshidome
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2036-10-21
Also published as: WO2017069215A1; US20180313739A1; CN108138619B; JP2017078371A; DE112016004815T5; US10794811B2; CN108138619A; JP6365501B2

Abstract

Partikelerfassungsvorrichtung, aufweisend:einen Elementabschnitt (41), auf welchem Partikel, die in einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthalten sind, anhaften sollen;einen Heizer (44), welcher den Elementabschnitt erwärmt;einen Erfassungsabschnitt (70A), welcher eine Partikelmenge basierend auf elektrischen Eigenschaften des Elementabschnitts erfasst;einen Schätzabschnitt (60, 70), welcher ein Wasservolumen in einem Auslassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine abschätzt;eine erste Temperatursteuerungsvorrichtung (60B), welche den Sensorabschnitt unter Verwendung des Heizers erwärmt, um zu veranlassen, dass eine Temperatur des Elementabschnitts unter Verwendung des Heizers in einem Temperaturbereich liegt, wenn das abgeschätzte Wasservolumen größer als eine Wasserableitungsschwelle ist, wobei der Elementabschnitt, dessen Temperatur (T0) in dem Temperaturbereich liegt, ein durch Wasser hervorgerufenen Reißen des Elementabschnitts unabhängig von irgendeinem Volumen von Wassertröpfchen, welche den Elementabschnitt bedecken, verhindert;einen Wasserableitungsbestimmungsabschnitt (70C), welcher einen Abschluss der Wasserableitung des Auslassdurchlasses bestimmt, wenn das abgeschätzte Wasservolumen kleiner als die Wasserableitungsschwelle ist; undeine zweite Temperatursteuerungsvorrichtung (60C), welche derart konfiguriert ist, dass diese, wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung abgeschlossen ist, den Elementabschnitt unter Verwendung des Heizers erwärmt, so dass die Temperatur (T1) des Elementabschnitts für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Wasserabweisungstemperaturbereich gehalten wird, wobei der Wasserabweisungstemperaturbereich als eine niedrigere Temperatur als eine Starttemperatur der Verbrennung der Partikel definiert ist und ermöglicht, dass auf dem Elementabschnitt haftendes Wassers unter Verwendung des Heizers abgewiesen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Partikelerfassungsvorrichtung, welche Partikel erfasst, und insbesondere eine Partikelerfassungsvorrichtung, welche eine Menge an Partikeln erfasst, die in einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthalten sind.
Allgemeiner Stand der Technik
Herkömmlich ist eine mit einem Partikelsensor ausgerüstete Vorrichtung bekannt. Diese Vorrichtung erfasst Partikel (nachfolgend als PM bezeichnet), die in einem Abgas eines Dieselmotors enthalten sind. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein Elementabschnitt des Partikelsensors für die Verbrennung von PM in einem vorbestimmten Temperaturbereich gesteuert, nachdem die Partikel erfasst sind, und PM, welche auf dem Elementabschnitt gesammelt sind, werden durch eine Verbrennung entfernt. Ein Betrieb einer Maschine, welche diese Art an Vorrichtung anwendet, kann gestoppt werden, bevor die PM verbrannt werden. In diesem Fall wird sich ein Zustand von PM, welche auf dem Elementabschnitt gesammelt bleiben, während einer Zeitdauer, in welcher die Maschine gestoppt ist, und wenn die Maschine aufgrund einer Umgebungsveränderung neu gestartet wird, verändern. Falls die Erfassung von PM jedoch ausgehend von einem vorhergehenden Zustand, bevor die Maschine gestoppt wurde, fortgesetzt wird, besteht die Gefahr, dass Erfassungsfehler zunehmen werden.
Ein in der JP 2012 - 12 960 A offenbarter Partikelerfassungssensor führt eine Verbrennungssteuerung durch, um zu einer Inbetriebnahmezeitdauer einer Maschine PM durch eine Verbrennung zu entfernen, die auf einer Oberfläche eines Elementabschnitts gesammelt sind. Falls jedoch ein Elementabschnitt mit Wassertröpfchen aus Wasser in einer Auslassleitung oder einem Abgas bedeckt ist, wenn der Elementabschnitt erwärmt wird, existiert beispielsweise ein Fall, in welchem der Elementabschnitt reißt. Der Partikelerfassungssensor der JP 2012-12960 A berechnet ein Gefahrenlevel von Wassertröpfchen basierend auf einem Betriebszustand der Maschine, dieser wartet, bis das Wasser getrocknet ist, so dass das Gefahrenlevel der Wassertröpfchen in einem akzeptablen Bereich liegt, und führt dann die Verbrennungssteuerung durch.
Ferner offenbart die DE 10 2006 012 476 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors, insbesondere eines Sensors aus einem keramischen Material, wobei der Sensor auf eine Schockresistenztemperatur aufgeheizt wird, die größer ist als eine spezifizierte B etrieb stemperatur.
Zudem offenbart die US 2012 / 0 260 636 A1 eine Abnormitätsbestimmungsvorrichtung für einen Partikelerfassungssensor, welcher einen Sensorelementabschnitt umfasst, der mit Partikeln in Abgas in einem Abgaspfad einer Brennkraftmaschine in Kontakt kommt und seinen Ausgang entsprechend einer Menge an PM, die an dem Sensorelementabschnitt haften, ändert. Eine Heizeinrichtung für den Partikelerfassungssensor ist in der Lage, den Sensorelementabschnitt auf eine PM-Eliminierungstemperatur zu heizen, bei der die PM, die an dem Sensorelementabschnitt vorhanden sind, von dem Sensorelementabschnitt eliminiert werden. Eine ECU bestimmt gemäß Ausgangsänderungen des Partikelerfassungssensors, welche während einer Steuerung der Heizeinrichtung auftreten, ob der Partikelerfassungssensor anormal ist.
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Kondenswasser in Abgas kann Verunreinigungen, wie beispielsweise Metallkomponenten, die aus Maschinenöl und einer Auslassleitung stammen, oder beispielsweise Komponenten von Additiven, enthalten. Eine Konzentration der Verunreinigungen in dem Kondenswasser wird durch eine Verdampfung von Wasser aufgrund einer Temperaturzunahme des Abgases weiter erhöht, nachdem eine Maschine startet. Falls das Kondenswasser, welches eine hohe Konzentration an Verunreinigungen enthält, an einer Oberfläche des Elementabschnitts haftet, werden diese Verunreinigungen trocknen und verbleiben auf der Oberfläche des Sensorabschnitts. Folglich können Probleme einer funktionalen Verschlechterung des Elementabschnitts oder ein Funktionsverlust davon auftreten.
Mit Blick auf die vorstehenden Probleme zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, eine Partikelerfassungsvorrichtung bereitzustellen, welche konfiguriert ist, um ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen davon zu verhindern, wenn der Elementabschnitt getrocknet wird, und um eine Kontamination des Elementabschnitts aufgrund von Verunreinigungen zu verringern.
Die vorliegende Offenbarung entspricht einer Partikelerfassungsvorrichtung, die mit einem Elementabschnitt (41), auf welchem Partikel, die in einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthalten sind, anhaften sollen, einem Heizer (44), welcher den Elementabschnitt erwärmt, einem Erfassungsabschnitt (70A), welcher eine Partikelmenge basierend auf elektrischen Eigenschaften des Sensorabschnitts erfasst, und einem Schätzabschnitt (60, 70), welcher ein Wasservolumen in einem Auslassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine abschätzt, vorgesehen ist. Vorgesehen ist ebenso eine erste Temperatursteuerungsvorrichtung (60B), welche den Sensorabschnitt unter Verwendung des Heizers erwärmt, um zu veranlassen, dass eine Temperatur des Elementabschnitts unter Verwendung des Heizers in einem Temperaturbereich liegt, wenn das abgeschätzte Wasservolumen größer als eine Wasserableitungsschwelle ist, wobei der Elementabschnitt, dessen Temperatur in dem Temperaturbereich liegt, ein durch Wasser hervorgerufenen Reißen des Elementabschnitts unabhängig von irgendeinem Volumen von Wassertröpfchen, welche den Elementabschnitt bedecken, verhindert, ein Wasserableitungsbestimmungsabschnitt (70C), welcher einen Abschluss der Wasserableitung des Auslassdurchlasses bestimmt, wenn das abgeschätzte Wasservolumen kleiner als die Wasserableitungsschwelle ist, und eine zweite Temperatursteuerungsvorrichtung (60C), welche derart konfiguriert ist, dass diese, wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung abgeschlossen ist, den Elementabschnitt unter Verwendung des Heizers erwärmt, so dass die Temperatur des Elementabschnitts für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Wasserabweisungstemperaturbereich gehalten wird, wobei der Wasserabweisungstemperaturbereich als eine niedrigere Temperatur als eine Starttemperatur der Verbrennung der Partikel definiert ist, was ermöglicht, dass auf dem Elementabschnitt haftendes Wassers unter Verwendung des Heizers abgewiesen bzw. abgestoßen wird.
Falls das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass als größer als die Schwelle der Wasserableitung bestimmt wird, erwärmt der Heizer gemäß der vorliegenden Offenbarung den Elementabschnitt und der Elementabschnitt wird in den Temperaturbereich gesteuert, der durch Wasser hervorgerufene Risse des Elementabschnitts verhindert, unabhängig von irgendeinem Volumen der Wassertröpfchen, welche den Elementabschnitt bedecken. Wenn das Volumen des Wassers in dem Auslassdurchlass als größer als die Schwelle der Wasserableitung bestimmt wird, befindet sich der Auslassdurchlass in einem Zustand einer Wasserüberflutung bzw. eines Wassereinbruchs und eine Abgastemperatur ist relativ niedrig. Aus diesem Grund kann die Temperatur des Elementabschnitts als eine Temperatur vorgesehen sein, die höher als die Abgastemperatur ist oder nahe an dieser liegt, auch wenn der Elementabschnitt in dem Temperaturbereich erwärmt wird, welcher die durch Wasser hervorgerufenen Risse des Elementabschnitts unabhängig von irgendeinem Volumen der den Elementabschnitt bedeckenden Wassertröpfchen verhindert. Folglich tritt eine Thermophorese von Verunreinigungen von dem Elementabschnitt zu dem Abgas auf oder eine Thermophorese von Verunreinigungen zu dem Elementabschnitt kann unterdrückt werden. Darüber hinaus wird das durch Wasser hervorgerufene Reißen des Elementabschnitts verhindert und eine Kontamination des Elementabschnitts aufgrund von Verunreinigungen kann ebenso unterdrückt werden.
Wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung des Auslassdurchlasses abgeschlossen ist, ist die Temperatur des Elementabschnitts niedriger als eine Starttemperatur einer Partikelverbrennung. Zusätzlich wird der Elementabschnitt für eine vorbestimmte Zeitdauer in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt, um Wasser abzustoßen, das durch den Leidenfrost-Effekt an dem Elementabschnitt haftet. Nachdem die Wasserableitung des Auslassdurchlasses abgeschlossen ist, wird ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Sensorelementes verhindert, auch wenn die Temperatur des Elementabschnitts auf den Wasserabweisungstemperaturbereich erhöht ist. Da das an dem Elementabschnitt haftende Wasser abgestoßen wird, werden folglich keine Verunreinigungen an dem Elementabschnitt anhaften, wodurch die Kontamination des Elementabschnitts aufgrund der Verunreinigungen unterdrückt werden kann. Darüber hinaus wird das durch Wasser hervorgerufene Reißen des Elementabschnitts verhindert, wenn der Elementabschnitt getrocknet wird, und eine Kontamination des Elementabschnitts durch die Verunreinigungen kann ebenso unterdrückt werden.
Figurenliste
In den beigefügten Abbildungen sind:

1 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration eines Maschinensystems gemäß jeder von Ausführungsformen zeigt;
2 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer ECU zeigt, die für jede der Ausführungsformen eingesetzt wird;
3 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen an einem Auslassdurchlass einer Maschine montierten PM-Sensor zeigt;
4 eine schematische Konfiguration, welche einen Elementabschnitt des PM-Sensors und einen Heizabschnitt zeigt;
5 ein funktionelles Blockdiagramm, welches eine Funktion der ECU beispielhaft darstellt;
6 ein funktionelles Blockdiagramm, welches eine Funktion einer Steuerschaltung zeigt;
7 ein Zeitdiagramm, welches eine Fahrzeuggeschwindigkeit (gleiche Figur (a)), ein Wasservolumen in einem Auslassdurchlass (gleiche Figur (b)) und eine Elementtemperatur (gleiche Figur (c) gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ein Zeitdiagramm einer herkömmlichen Elementtemperatur;
9 ein Diagramm, welches eine Korrespondenz einer Elementtemperatur und eines Widerstands von Wassertröpfchen zeigt;
10 ein Diagramm, welches eine Korrespondenz eines Volumens von Wasser innerhalb des Auslassdurchlasses und einem maximalen Volumen von Wassertröpfchen des Elementabschnitts zeigt;
11 ein Zeitdiagramm einer Temperatur des Elementabschnitts, wenn ein Eindringen von Wasser aufgetreten ist, und wenn das Eindringen von Wasser nicht aufgetreten ist;
12 ein Flussdiagramm, welches eine Reihenfolge eines Prozesses zum Erfassen einer Menge an PM zeigt; und
13 ein Zeitdiagramm einer Fahrzeuggeschwindigkeit (gleiche Figur (a)), eines Wasservolumens innerhalb des Auslassdurchlasses (gleiche Figur (b)) und einer Elementtemperatur (gleiche Figur (c)).

Ausführungsformen
Jede Ausführungsform einer Partikelerfassungsvorrichtung (nachfolgend als PM-Erfassungsvorrichtung bezeichnet), welche auf ein in einem Fahrzeug montiertes Maschinensystem angewendet wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es ist ersichtlich, dass in den Figuren das gleiche Bezugszeichen zum Festlegen von Teilen verwendet wird, die bei jeder der Ausführungsformen gleich oder ähnlich sind.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst ist eine Konfiguration eines Maschinensystems 10 einer ersten Ausführungsform beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Maschinensystem 10 mit einer Maschine bzw. einem Motor 20 vorgesehen. Die Maschine 20 (Verbrennungskraftmaschine) entspricht beispielsweise einem Dieselmotor. Die Maschine 20A ist mit einem Einlassdurchlass 12 und einem Auslassdurchlass 13 verbunden. Eine Abgasreinigungsvorrichtung 14 ist an dem Auslassdurchlass 13 montiert. Die Abgasreinigungsvorrichtung 14 ist konfiguriert, um giftige Komponenten aus dem von der Maschine 12 ausgestoßenen Abgas zu entfernen. Die giftigen Komponenten entsprechen PM, beispielsweise Stickoxiden und Kohlenstoffverbindungen, wie HC (Kohlenwasserstoffe) und CO (Kohlenmonoxid), welche aus nicht verbranntem Kraftstoff oder aus einer unvollständigen Verbrennung erzeugt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist bei der Abgasreinigungsvorrichtung 14 insbesondere ein PM-Aufnahmefilter 15 vorgesehen. Die Abgasreinigungsvorrichtung 14 entspricht einer bekannten Konfiguration und daher ist auf weitere Details verzichtet.
Das Maschinensystem 10 ist mit einem Temperatursensor 16 und einer PM-Erfassungsvorrichtung 80 ausgerüstet. Der Temperatursensor 16 ist auf einer stromaufwärtigen Seite des Auslassdurchlasses 13 im Vergleich zu der Abgasreinigungsvorrichtung 14 angeordnet und konfiguriert, um eine Abgastemperatur zu überwachen. Eine später beschriebene ECU (elektronische Steuerungseinheit) 70 überwacht die Abgasreinigungsvorrichtung 14 und einen Zustand des PM-Aufnahmefilters 15 basierend auf der Abgastemperatur. Falls ein Betrag an aufgenommenen PM eine zulässige Kapazität übersteigt, wird eine Regenerationssteuerung durchgeführt.
Die PM-Erfassungsvorrichtung 80 ist mit einem PM-Sensor 50, einer SCU 60 (Systemsteuerungseinheit) und einer ECU 70 ausgerüstet.
Der PM-Sensor 50 ist im Vergleich zu der Abgasreinigungsvorrichtung 14 auf einer stromabwärtigen Seite des Auslassdurchlasses 13 angeordnet und konfiguriert, um PM zu erfassen, welche den PM-Aufnahmefilter 15 durchlaufen und stromabwärts davon strömen. Nachfolgend wird eine Konfiguration des PM-Sensors 50 unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. Der PM-Sensor 50 ist mit einem Sensorabschnitt 40, einem Abdeckungskörper 400, einem zylindrischen Gehäuse 500 und einem zylindrischen Isolator 600 vorgesehen. Das zylindrische Gehäuse 500 ist an einer Durchlasswand des Auslassdurchlasses 13 fixiert. Der zylindrische Isolator 600 ist im Inneren des zylindrischen Gehäuses 500 gehalten. Der Abdeckungskörper 400 ist mit einem leeren Innenraum ausgebildet und an einem unteren Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 500 fixiert. Der Abdeckungskörper 400 steht in das Innere des Auslassdurchlasses 13 vor. Ein Abschnitt einer oberen Hälfte des Sensorabschnitts 40 ist in den zylindrischen Isolator 600 eingefügt und daran fixiert. Eine jeweilige untere Hälfte des Sensorabschnitts 40 ist in dem leeren Raum des Abdeckungskörpers 400 positioniert. Durchgangslöcher 410 und 411 sind auf einem jeweiligen Bodenabschnitt und einem Seitenabschnitt des Abdeckungskörpers 400 vorgesehen, so dass das Abgas in diese ein- und von diesen ausströmen kann. Das Abgas, welches PM enthält, entspricht Abgas, welches den PM-Aufnahmefilter 15 durchlaufen hat.
Der Sensorabschnitt 40 des PM-Sensors 50 ist aus dem Elementabschnitt 41 und einem Heizabschnitt 47 konfiguriert bzw. aufgebaut. Der Elementabschnitt 41 ist mit einem Paar von kammförmigen Elektroden 42 und 43 vorgesehen, die auf der Oberseite einer Oberfläche 45a eines Isolationssubstrats 45 ausgebildet sind. Das eine Paar der Elektroden 42 und 43 ist angeordnet, so dass diese einander mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen gegenüberliegen. Das eine Elektrodenpaar 42 und 43 ist mit der Steuerschaltung 61 der SCU 60 verbunden. Das Isolationssubstrat 45 ist aus elektrisch isolierenden Materialien und Keramikmaterial, welche einen herausragenden Wärmewiderstand besitzen, beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Berylliumoxid, Mullit und Siliziumnitrid, ausgebildet. Diese Materialien werden unter Verwendung von bekannten Verfahren, wie beispielsweise einem Abstreifmesserverfahren oder einem Druckformverfahren, in einer flachen Plattengestalt ausgebildet. Die in dem Abgas enthaltenen PM, welche von den Durchgangslöchern 410 und 411 in die PM-Erfassungsvorrichtung strömen, haften an dem Elementabschnitt 41 bzw. werden dort abgelagert. Da beispielsweise Russ mit einer Leitfähigkeit in den PM enthalten ist, fällt ein elektrischer Widerstand zwischen den Elektroden auf ein vorbestimmtes Niveau ab, wenn die PM zwischen den Elektroden 42 und 43 haften. Das heißt, sobald PM zwischen den Elektroden haften, werden elektrische Eigenschaften des Elementabschnitts 41 verändert.
Der Heizabschnitt 47 ist aus dem Heizer 44 konfiguriert, der auf einer Oberseite einer Oberfläche 46a eines Isolationssubstrats 46 ausgebildet ist. Das Isolationssubstrat 46 wird durch das gleiche Verfahren ausgebildet, das für das Isolationssubstrat 45 verwendet wird. Der Heizer 44 ist mit einem Heizschalter der SCU 60 verbunden. Der Heizabschnitt 47 ist bei einer Position direkt unter den Elektroden 42 und 43 angeordnet. Der Heizabschnitt 47 erwärmt den Elementabschnitt in einem vorbestimmten Temperaturbereich wirkungsvoll. Es ist anzumerken, dass die Isolationssubstrate 45 und 46 zu einem vereinheitlicht sein können. Das heißt, es kann ebenso eine Konfiguration vorgesehen sein, bei welcher der Heizer 44 in dem Isolationssubstrat 45 des Elementabschnitts 41 eingebaut ist und der Sensorabschnitt 40 lediglich aus dem Elementabschnitt 41 aufgebaut ist.
Die SCU 60 ist mit einer Steuerschaltung 61 und einem Heizschalter 62 ausgerüstet. Der Heizschalter 62 entspricht einer Leistungsquelle, welche Strom zu dem Heizer 44 führt. Die Steuerschaltung 61 erfasst einen elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden 42 und 43 und überträgt elektrische Signale entsprechend dem erfassten elektrischen Widerstand zu der ECU 70. Die Steuerschaltung 61 kommuniziert mit der ECU 70 in einer geeigneten Art und Weise, um gegenseitig Informationen auszutauschen. Die Steuerschaltung 61 steuert einen Betrieb des Heizschalters 62 und diese steuert eine Temperatur des Heizers 44. Das heißt, die Steuerschaltung 61 steuert eine Temperatur des Elementabschnitts 41, welcher durch den Heizer 44 erwärmt wird. Die Steuerschaltung 61 aktualisiert einen zweiten Schätzabschnitt 60A, eine erste Temperatursteuerungsvorrichtung 60B, eine zweite Temperatursteuerungsvorrichtung C und eine dritte Temperatursteuerungsvorrichtung D.
Die ECU 70 ist beispielsweise hauptsächlich aus einer CPU 70E (zentrale Verarbeitungseinheit), einem Speicher, beispielsweise einem ROM 70F (Nurlesespeicher), einem Speicher, beispielsweise einem RAM 70G (Direktzugriffsspeicher) und einem Mikrocomputer 701, der beispielsweise mit I/0:70H ausgerüstet ist, konfiguriert. Der ROM 70F dient als ein nicht flüchtiges Aufnahmemedium. Wie in 5 gezeigt ist, aktualisiert die ECU 70 funktional einen Erfassungsabschnitt 70A, einen ersten Schätzabschnitt 70B, einen Wasserableitungsbestimmungsabschnitt 70C und einen Trocknungsbestimmungsabschnitt D, wie nachfolgend beschrieben. Das funktionelle Blockdiagramm aktualisiert eine Funktion der CPU 70E. Das heißt, die CPU 70E liest ein in dem ROM 70F im Vorhinein gespeichertes Programm aus und führt das Programm gemäß einem Ablauf aus, der nachfolgend detailliert beschrieben ist. Ein Programm, welches einem Prozess unterliegt, um eine Menge an PM zu erfassen, ist in diesem Programm enthalten. Dieser Prozess, welcher in 12 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben. Der RAM 70G wird zum temporären Speichern von Daten verwendet. Die Daten beziehen sich hier auf Daten, die unter dem Management der CPU 70E aktuell ausgeführt werden. Die I/O:70H dient als eine Schnittstelle einer Eingabe und Ausgabe von Informationen zwischen der Maschine 20 und der SCU 60. Der Erfassungsabschnitt 70A erfasst den Betrag an PM basierend auf den elektrischen Eigenschaften des Elementabschnitts 41. Das heißt, der Erfassungsabschnitt 70A erfasst die Menge an PM aus elektrischen Signalen, die von der Steuerschaltung übertragen werden, und beispielsweise einem Kennfeld, das eine Beziehung zwischen den elektrischen Signalen und einer Menge an PM zeigt. Die ECU 70 führt eine Steuerung der Maschine 20 und eine Regenerationssteuerung des PM-Aufnahmefilters 15 aus.
Nachfolgend wird ein detaillierter Betrieb der PM-Erfassungsvorrichtung 80 unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Falls eine Abnormalität des PM-Aufnahmefilters auftritt und es schwierig wird, PM in der üblichen Art und Weise aufzunehmen, wird die Menge an auf der stromabwärtigen Seite des PM-Filters ausgestoßenen PM plötzlich zunehmen. Die ECU 70 ist konfiguriert, um die erfasste Menge an PM zu überwachen, wobei die ECU 70, falls die Menge an PM deutlich größer als die übliche Menge ist, bestimmt, dass der PM-Aufnahmefilter 15 abnormal ist. Jedoch wird, auch wenn der PM-Aufnahmefilter 15 normal ist, ein Widerstand zwischen Elektroden verringert und eine Präzision der PM-Erfassung wird ebenso abnehmen, sobald eine Menge der bei dem Elementabschnitt gesammelten PM eine vorgegebene Menge überschreitet. Daher werden, sobald sich die Menge an PM bei dem Elementabschnitt bis zu einem bestimmten Niveau angesammelt hat, die gesammelten PM vorzugsweise durch das Durchführen einer Sensorregenerationssteuerung verbrannt und entfernt.
Bevor die Sensorregenerationssteuerung ausgeführt wird, besteht jedoch eine Situation, in welcher ein Betrieb der Maschine 20 gestoppt ist. Wenn die Maschine 20 in diesem Fall neu gestartet wird, kann sich ein Zustand der auf dem Elementabschnitt 41 verbleibenden PM ausgehend von einem Zustand davon, als die Maschine gestoppt war, verändern. Falls die Maschine 20 beispielsweise gestoppt wird, wenn die Temperatur des Auslassdurchlasses 13 hoch ist, wird dann in Betracht gezogen, dass lediglich lösliche organische Anteile (SOF) der auf dem Elementabschnitt 41 verbleibenden PM verdampft werden. Falls die Maschine 20 in dem Zustand gestoppt und anschließend neu gestartet wird, in welchem PM auf dem Elementabschnitt 41 zurückbleiben, wird folglich in Betracht gezogen, dass eine fehlerhafte Differenz eines Ausgangs des PM-Sensors 50 auftreten wird.
An diesem Punkt wird, sobald die Maschine 20 neu gestartet ist, Strom zu dem Heizer 44 geführt und der Elementabschnitt 41 wird auf eine Verbrennungstemperatur T2 erwärmt, die einer Temperatur in einem Verbrennungstemperaturbereich (beispielsweise ab 650 °C) entspricht, um die PM zu verbrennen. Nachdem die auf dem Elementabschnitt 41 verbleibenden PM durch die Verbrennung entfernt sind, wird berücksichtigt, dass die Erfassung an PM neu gestartet wird. Die Temperatur des Elementabschnitts 41 wird als eine Temperatur des Heizers 44 betrachtet und die Temperatur des Heizers 44 wird aus einem Widerstandswert des Heizers 44 berechnet. Daher kann die Temperatur des Elementabschnitts 41 durch Einrichten des Temperatursensors bei dem Elementabschnitt 41 und durch eine Erfassung davon erlangt werden.
Wasserdampf, der in dem Abgas enthalten ist, wird während einer Zeitdauer, in welcher die Maschine 20 abgeschaltet ist, und bei einer Inbetriebnahmezeitdauer der Maschine 20 kondensiert, und eine Ansammlung des Kondenswassers in dem Auslassdurchlass tritt häufig auf. Sobald sich das Kondenswasser in dem Auslassdurchlass ansammelt, strömt das Kondenswasser von den Durchgangslöchern 410 und 411 in den Abdeckungskörper 400, und der Elementabschnitt 41 und der Heizabschnitt 47 werden mit Wassertröpfchen bedeckt. Falls ein Erwärmen in dem Verbrennungsbereich des Elementabschnitts 41 und des Heizabschnitts 47 in einem Zustand durchgeführt werden, in welchem diese mit den Wassertröpfchen bedeckt sind, wird ein durch Wasser hervorgerufenes Rei-ßen des jeweiligen Isolationssubstrats 45 des Elementabschnitts 41 und des Isolationssubstrats 46 des Heizabschnitts 47 auftreten. Um das durch Wasser hervorgerufene Rei-ßen zu verhindern, wird die Beseitigung von PM durch eine Verbrennung nach einem Abwarten, bis der Sensorabschnitt 40 trocken ist, durchgeführt. Herkömmlich wird Wasser durch eine Zunahme der Abgastemperatur verdampft, nachdem die Maschine 20 gestartet ist, und PM werden durch eine Verbrennung entfernt, nachdem der Sensor 40 getrocknet wurde, wie in 8 gezeigt ist.
Kondenswasser kann jedoch Verunreinigungen, wie beispielsweise Metallkomponenten, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat, umfassen. Diese Verunreinigungen sind als Asche bezeichnet, welche isolierenden Substanzen entsprechen, die aus Metallkomponenten abgeleitet sind, wie Calcium, das in Maschinenöl enthalten ist, und ebenso aus Schwefel, welcher in Kraftstoff enthalten ist. Sobald das kondensierte Wasser verdampft, nimmt eine Konzentration der Verunreinigungen in dem Kondenswasser zu. Falls Wasser verdampft, wenn der Elementabschnitt 41 mit Wassertröpfchen bedeckt ist, werden Verunreinigungen getrocknet und bleiben daher auf der Oberfläche 45a zurück, welche mit den Elektroden 42 und 43 des Elementabschnitts 41 ausgebildet ist. Folglich wird der Elementabschnitt 41 kontaminiert bzw. verunreinigt. Falls der Elementabschnitt 41 verunreinigt ist, kann sich eine Funktion des PM-Sensors 50 verschlechtern oder diese kann sogar verloren gehen.
Als eine Maßnahme zum Verhindern einer Verunreinigung des Elementabschnitts 41 wird die Erzeugung des Leidenfrost-Effekts als ein Verfahren zum Abstoßen des Kondenswassers in Betracht gezogen. Sobald der Leidenfrost-Effekt auftritt, wird zwischen einer Oberfläche 41a des Elementabschnitts 41 und dem Kondenswasser eine Phase aus Wasserdampf gebildet und das Kondenswasser gleitet von der Oberfläche 41a ab, ohne mit der Oberfläche 41a in Kontakt zu kommen. Folglich kann durch Erwärmen des Elementabschnitts 41 auf eine Wasserabweisungstemperatur T1 des Wasserabweisungstemperaturbereichs, in welchem der Leidenfrost-Effekt auftritt, bevor die PM durch eine Verbrennung entfernt werden, eine Verunreinigung des Elementabschnitts 41 verhindert werden, und ein Abschrecken des Elementabschnitts 41 aufgrund des Anhaftens des Kondenswassers kann ebenso verhindert werden, wie in 7 gezeigt ist.
Der Wasserabweisungstemperaturbereich entspricht einem Temperaturbereich, der als eine niedrigere Temperatur als die Starttemperatur der PM-Verbrennung definiert ist, und in welchem ein an dem Elementabschnitt 41 haftendes Wasser abgestoßen wird. Insbesondere erstreckt sich der Bereich von 300 °C bis 800 °C, beispielsweise 350 °C bis 600 °C.
Der Wasserabweisungstemperaturbereich, in welchem der Leidenfrost-Effekt auftritt, entspricht einem relativ hohen Temperaturbereich. Falls sich der Auslassdurchlass 13 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, ist folglich ein Volumen von Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41 groß, und falls der Elementabschnitt 41 in diesem Zustand in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird, kann ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Elementabschnitts 41 und des Heizabschnitts 47 auftreten. Der Zustand mit eingedrungenem Wasser entspricht einem Zustand, in welchem sich Wasser in dem Auslassdurchlass 13 angesammelt hat. Bedingungen, bei welchen das Eindringen von Wasser in dem Auslassdurchlass 13 auftreten kann, bestehen in einer Situation von starkem Regen, beispielsweise wenn Wasser von außen in den Auslassdurchlass 13 strömt und sich dieses Wasser im Inneren des Auslassdurchlasses 13 sammelt. Zusätzlich wird bei solchen Bedingungen berücksichtigt, dass die Temperatur des Auslassdurchlasses 13 niedrig ist und ein Volumen des Kondenswassers, welches aus der Kondensation erzeugt wird, relativ groß ist. Es ist anzumerken, dass das Volumen des Wassers dem Volumen von Wassertröpfchen entspricht, welche auf den Elementabschnitt 41 fallen. Außerdem besitzen das Volumen der Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41 und ein Volumen der Wassertröpfchen des Sensorabschnitts 40, welcher aus dem Elementabschnitt 41 und dem Heizabschnitt 47 besteht, eine vorbestimmte Beziehung.
Wie hierin vorstehend beschrieben ist, besteht eine Gefahr, dass der Elementabschnitt 41 verunreinigt wird, falls Wasser verdampft, wenn der Elementabschnitt 41 mit den Wassertröpfchen bedeckt ist. Daher kann, falls das Volumen der Wassertröpfchen sehr groß ist, der Elementabschnitt 41 verunreinigt werden, wenn das Volumen der Wassertröpfchen in dem Wasserabweisungstemperaturbereich auf das Level verringert wird, bei welchem das durch Wasser hervorgerufene Reißen des Elementabschnitts nicht auftreten wird, wodurch die Abgastemperatur ansteigt. In 9 ist eine Beziehung zwischen der Elementtemperatur und einem Widerstandsvolumen der Wassertröpfchen mit einer gekrümmten Linie gezeigt. Das Widerstandsvolumen von Wassertröpfchen entspricht einem Volumen, bei welchem ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen nicht auftreten wird (ein Minimalwert, um einen Wasserriss herbeizuführen). Eine Innenseite der Kurse (untere Seite), insbesondere ein Punkt einer Ursprungsseite, entspricht einem Bereich, in welchem ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen nicht auftreten wird. Im Gegensatz dazu entspricht eine Außenseite der Kurve (obere Seite) einem Bereich, in welchem ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen auftreten wird. Es gibt einen Temperaturbereich, der in 9 mit einer Schraffur angegeben ist, in welchem ein Reißen des Elementabschnitts 41 unabhängig von dem Volumen der Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41 nicht herbeigeführt wird. Falls das Volumen an Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41 sehr groß ist, ist es daher vorzuziehen, dass der Elementabschnitt 41 mit einer Temperatur T0 erwärmt wird, welche dem Temperaturbereich entspricht, der zu keinem Reißen des Elementabschnitts 41 führt, bis das Volumen der Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41 auf ein bestimmtes Level abnimmt, wie in 7 gezeigt ist. Die Temperatur T0 liegt in dem Temperaturbereich, in welchem ein Reißen des Elementabschnitts 41 nicht auftreten wird, beispielsweise von 140 °C bis 200 °C.
Falls sich der Elementabschnitt 41 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, ist die Abgastemperatur dann relativ niedrig. Folglich kann die Temperatur des Elementabschnitts 41 höher sein als die Abgastemperatur oder diese kann nahe an der Abgastemperatur liegen, auch wenn der Elementabschnitt 41 in dem Temperaturbereich erwärmt wird, welcher ein Reißen des Elementabschnitts 41 verhindert. Darüber hinaus tritt eine Thermophorese von Verunreinigungen von dem Elementabschnitt 41 zu dem Abgas auf oder eine Thermophorese von Verunreinigungen von dem Abgas zu dem Elementabschnitt 41 kann unterdrückt werden. Das durch Wasser hervorgerufene Reißen des Sensorabschnitts 40 kann daher verhindert werden und außerdem kann eine Verunreinigung des Elementabschnitts 41 aufgrund von Verunreinigungen ebenso unterdrückt werden. Jede Funktion der Steuerschaltung 61 und der ECU 70 wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Der erste Schätzabschnitt 70B schätzt ein Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 ab. Das Wasserkonzentrat, welches in dem Auslassdurchlass 13 vorliegt, basiert auf einem Volumen des verbrannten Kraftstoffes und einem in einem Einlass enthaltenen Wasser. Das heißt, der erste Schätzabschnitt 70B schätzt das Volumen an Wasser in dem Auslassdurchlass 13 basierend auf zumindest einer Größe aus einem Betriebszustand der Maschine 20 bevor die Maschine zuvor gestoppt wurde, einer Zeit ausgehend davon, als der Betrieb der Maschine 20 zuvor gestoppt wurde, einem Betriebszustand nachdem die Maschine 20 zu der vorliegenden Zeit gestartet wird, einer Zeit ausgehend davon, wenn die Maschine 20 zu der vorliegenden Zeit gestartet wird, und einer Außentemperatur zu der Inbetriebnahmezeit der Maschine 20 zu der vorliegenden Zeit ab. Ein abgeschätztes Wasservolumen entspricht einem Volumen des Kondenswassers. Unter Berücksichtigung des Betriebszustands, bevor die Maschine 20 gestoppt wurde, wird eine Schätzgenauigkeit des Volumens an Kondenswasser in dem Auslassdurchlass unmittelbar nachdem die Maschine 20 neu gestartet ist, erhöht. Zusätzlich wird durch Berücksichtigen des Betriebszustands der Maschine 20 unmittelbar nachdem die Maschine 20 neu gestartet ist, die Schätzgenauigkeit eines vorliegenden Volumens an Kondenswasser erhöht.
Der zweite Schätzabschnitt 60A schätzt das Wasservolumen des Auslassdurchlasses 13 basierend auf Informationen des PM-Sensors 50 ab. Der zweite Schätzabschnitt 60A schätzt insbesondere das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 als größer als eine Schwelle L1 (Wasserableitungsschwelle) ab, falls eine Erhöhungsrate einer Temperatur des Elementabschnitts niedriger als eine vorbestimmte Rate ist, wenn der Heizer 44 den Elementabschnitt 41 erwärmt. Falls die Temperaturerhöhungsrate jedoch höher als die vorbestimmte Rate ist, wird das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 als niedriger oder gleich der Schwelle L1 bestimmt. Die Schwelle L1 ist nachfolgend detailliert beschrieben. Es ist anzumerken, dass die vorbestimmte Rate einer Erhöhungsrate der Temperatur des Elementabschnitts 41 entsprechen kann, die aus der Abgastemperatur, der Abgasgeschwindigkeit und einer Ladeleistung abgeschätzt ist.
Wenn sich der Auslassdurchlass 13 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, existieren Situationen, in welchen sich der Sensorabschnitt 41 ebenso in einem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, wie in 11 gezeigt ist. Die Temperaturerhöhungsrate des Sensorabschnitts 41 ist langsamer, wenn sich der Sensorabschnitt 41 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, im Vergleich dazu, wenn sich der Sensorabschnitt 41 nicht in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, wenn der Sensorabschnitt 41 erwärmt wird. Folglich kann, falls die Temperaturerhöhungsrate des Sensors 41 niedriger als die vorbestimmte Rate ist, abgeschätzt werden, dass das Wasservolumen größer als die Schwelle L1 ist. Das heißt, der Zustand mit eingedrungenem Wasser des Sensorabschnitts 41 kann abgeschätzt werden. Ein abgeschätztes Wasservolumen entspricht einem Gesamtvolumen von Wasser, welches sich in dem Auslassdurchlass 13 befindet. Wenn Wasser von außen in den Auslassdurchlass 13 strömt, wird das Wasservolumen, welches in den Auslassdurchlass 13 strömt, und das Volumen des Kondenswassers kombiniert als das Wasservolumen abgeschätzt.
Der zweite Schätzabschnitt 60A schätzt das Wasservolumen innerhalb des Auslassdurchlasses 13 als größer als die Schwelle L1 ab, insbesondere in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser, wenn ein Strom, der durch das Aufbringen einer vorbestimmten Spannung auf den Sensorabschnitt 41 fließt, einen vorbestimmten Strom übersteigt. Der zweite Schätzabschnitt 60A schätzt das Wasservolumen als kleiner oder gleich der Schwelle L1 ab, wenn der Strom niedriger als der vorbestimmte Strom ist. Das hier beschriebene abgeschätzte Wasservolumen entspricht ebenso dem Gesamtvolumen von Wasser, welches in dem Auslassdurchlass 13 vorliegt.
Da Wasser, welches Verunreinigungen enthält, eine Leitfähigkeit besitzt, wird ein Strom fließen, der den vorbestimmten Strom übersteigt, wenn die vorbestimmte Spannung in einem Fall des Eindringens von Wasser des Elementabschnitts 41 aufgebracht wird. Folglich kann das Wasservolumen als größer als die Schwelle L1 abgeschätzt werden, wenn der fließende Strom den vorbestimmten Strom übersteigt. Der Strom fließt durch das Aufbringen der vorbestimmten Spannung bei dem Elementabschnitt 41. Da PM ebenso eine Leitfähigkeit besitzen, wie vorstehend beschrieben ist, ist anzumerken, dass der Strom fließt, wenn die vorbestimmte Spannung aufgebracht wird, auch wenn PM zwischen den Elektroden 41 und 42 des Elementabschnitts 41 gesammelt sind. Folglich wird der Betrag an gesammelten PM zu der vorhergehenden Zeit, zu welcher die Maschine 20 gestoppt wurde, als kleiner als ein vorbestimmter Betrag an gesammelten PM abgeschätzt. Falls der Stromfluss aufgrund der Ansammlung von PM relativ klein ist, schätzt der zweite Schätzabschnitt 60A das Wasservolumen basierend auf dem Strom ab, welcher zu dem Elementabschnitt 41 fließt. Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden Ausführungsform ein Schätzabschnitt aus dem ersten Schätzabschnitt 70B und dem zweiten Schätzabschnitt 60A gebildet ist.
Nun wird die Schwelle L1 beschrieben.
Wenn der Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird, ist das Volumen an Wassertröpfchen, welches das Auftreten eines durch Wasser hervorgerufenen Reißens des Elementabschnitts 41 bewirkt, als ein Volumen von Wassertröpfchen einer Wasserableitung bezeichnet. Wie in 9 gezeigt ist, ist ein Minimalwert, der bewirkt, dass ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen auftritt, als ein Volumen von Wassertröpfchen W1 vorgegeben, wenn der Elementabschnitt 41 bei dem Minimalwert in dem Wasserabweisungserwärmungsbereich erwärmt wird. Das Volumen an Wassertröpfchen W1 entspricht dem Volumen an Wassertröpfchen des Wasserableitung.
10 entspricht einer gekrümmten Linie einer Beziehung zwischen dem Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 und einem Maximalvolumen der Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41. Das Maximalvolumen der Wassertröpfchen entspricht einem Maximalwert des Volumens an Wasser, welches auf den Elementabschnitt 41 fällt. Das heißt, der Maximalwert entspricht einem Maximalwert von Wassertröpfchen, welche auf den Elementabschnitt fallen, wenn das Fahrzeug hinsichtlich der Geschwindigkeit plötzlich beschleunigt oder plötzlich stoppt, wobei sich in dem Auslassdurchlass 13 ein entsprechendes Wasservolumen befindet. Das Maximalvolumen der Wassertröpfchen kann durch eine Umwandlung des Wasservolumens in dem Auslassdurchlass 13 berechnet werden. Wie in 10 gezeigt ist, entspricht die Schwelle L1 einem Wert, der kleiner oder gleich dem Wasservolumen ist, das einem Maximalvolumen an Wassertröpfchen entspricht, wenn das Maximalvolumen von Wassertröpfchen als das Volumen der Wassertröpfchen W1 vorgegeben ist. Die Schwelle L1 kann insbesondere lediglich als ein Wasservolumen in dem Auslassdurchlass bestimmt werden, welches ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Elementabschnitts 41 verhindert, auch wenn der Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird. Die Schwelle L1 entspricht beispielsweise 1L (Liter). Der 1L entspricht einem Volumen, wenn das Volumen von in dem Abgas enthaltenen Kondenswasser relativ groß ist. Auf diese Art und Weise werden durch das Einstellen der Schwelle L1, wenn das Wasservolumen des Auslassdurchlasses 13 kleiner als die Schwelle L1 ist, ein durch Wasser hervorgerufenes Rei-ßen und eine Verunreinigung des Elementabschnitts 41 unterdrückt, auch wenn der Elementabschnitt 41 bei der Wasserabweisungstemperatur T1 des Wasserabweisungstemperaturbereichs erwärmt wird.
Es ist anzumerken, dass die in 9 und 10 gezeigte j eweilige Korrespondenzbeziehung beispielsweise in Versuchen im Vorhinein erlangt wird. In 10 ist die Sättigung des Maximalvolumens der Wassertröpfchen, wenn das Wasservolumen innerhalb des Auslassdurchlasses 13 größer als ein bestimmtes Niveau ist, dadurch bedingt, dass das Maximalvolumen der Wassertröpfchen nicht zunimmt, auch wenn das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 weiter zunimmt. Das heißt, wenn Wassertröpfchen, die eine gesamte Oberfläche eines Abschnitts des Elementabschnitts 41, der zu dem Abgas freiliegend ist, mit einen bestimmten Wasserbetrag bedecken, wird das Maximalvolumen von Wassertröpfchen nicht zunehmen, auch wenn das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass weiter zunimmt.
Der erste Temperatursteuerungsabschnitt 60B erwärmt den Elementabschnitt 41 unter Verwendung des Heizers 44 in dem Temperaturbereich, in welchem ein Reißen davon nicht auftreten wird, wenn bestimmt wird, dass das abgeschätzte Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 größer als die Schwelle L1 ist. Das heißt, der Heizer 44 erwärmt den Elementabschnitt 41, wenn bestimmt wird, dass sich der Auslassdurchlass 13 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet. Bei diesem Punkt ist es nicht notwendig, den Elementabschnitt 41 mit einer festgelegten Temperatur zu erwärmen, das heißt, die Temperatur des Elementabschnitts 41 kann in dem Temperaturbereich verändert werden, so dass ein Reißen davon nicht auftreten wird. Folglich gehen Verunreinigungen, die in dem Kondenswasser enthalten sind, durch eine Thermophorese von dem Elementabschnitt 41 zu dem Abgas über.
Der Wasserableitungsbestimmungsabschnitt 70C bestimmt, dass die Wasserableitung des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, wenn das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 kleiner oder gleich der Schwelle L1 ist.
Ein Zustand des Abschließens der Wasserableitung entspricht nicht einem Zustand, in welchem die Oberfläche des Elementabschnitts 41 in ihrer Gesamtheit mit den Wassertröpfchen bedeckt ist, sondern einem Zustand, in welchem Wassertröpfchen an Teilen der Oberfläche des Auslassdurchlasses 13 haften.
Der zweite Temperatursteuerungsabschnitt 60C erwärmt den Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich unter Verwendung des Heizers 44 für eine vorbestimmte Zeitdauer, wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist. Die Temperatur des Elementabschnitts 41 kann in dem Wasserabweisungstemperaturbereich verändert werden. Die vorbestimmte Zeitdauer entspricht einer Zeitdauer ausgehend davon, wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung abgeschlossen ist, bis der Trocknungsbestimmungsabschnitt D bestimmt, dass das Trocken des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist.
Der Trocknungsbestimmungsabschnitt 70D bestimmt, dass das Trocknen des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, wenn das abgeschätzte Wasservolumen kleiner als eine Schwelle L2 (Trocknungsschwelle) ist.
Die Schwelle L2 ist nachstehend beschrieben. Wenn der Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird, ist das Volumen der Wassertröpfchen des Elementabschnitts 41, bei welchem ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen davon auftritt, als ein Volumen von Trocknungs-Wassertröpfchen vorgegeben. Wenn der Elementabschnitt 41 bei einer minimalen Temperatur des Verbrennungstemperaturbereichs erwärmt wird, ist der untere Grenzwert der Wassertröpfchen, welcher ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen hervorruft, als ein Volumen W2 der Wassertröpfchen vorgegeben, wie in 9 gezeigt. Das Volumen W2 an Wassertröpfchen entspricht einem Volumen der Trocknungs-Wassertröpfchen. Wie in 10 gezeigt ist, entspricht die Schwelle L2 einem Wert, der kleiner oder gleich einem Wasservolumen ist, das dem Maximalvolumen von Wassertröpfchen entspricht, wenn das Maximalvolumen von Wassertröpfchen als das Volumen W2 der Wassertröpfchen vorgegeben ist. Das heißt, die Schwelle L2 bestimmt, dass das Wasservolumen innerhalb des Auslassdurchlasses 13 lediglich einem Level entspricht, bei welchem ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Elementabschnitts 41 nicht auftreten wird, auch wenn der Elementabschnitt 41 in dem Verbrennungstemperaturbereich erwärmt wird.
Die Schwelle L2 entspricht beispielsweise 0,1 L.
Auf diese Art und Weise werden durch das Einstellen der Schwelle L2, falls das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 kleiner als die Schwelle L2 ist, ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen und eine Verunreinigung des Elementabschnitts 41 unterdrückt, auch wenn der Elementabschnitt 41 bei der Verbrennungstemperatur T2 in dem Verbrennungstemperaturbereich erwärmt wird.
Der dritte Temperatursteuerungsabschnitt 60D erwärmt den Elementabschnitt 41 in dem Verbrennungstemperaturbereich unter Verwendung des Heizers 44 für eine vorbestimmte Zeitdauer, wenn bestimmt wird, dass das Trocknen des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist. Die Temperatur des Elementabschnitts 41 kann in dem Verbrennungstemperaturbereich verändert werden. Die vorbestimmte Zeitdauer entspricht einer Zeitdauer, welche zum Entfernen von gesammelten PM ausreichend ist. Wie in 7 gezeigt ist, wird, nachdem die gesammelten PM entfernt sind, das Erwärmen durch den Heizer 44 gestoppt und die Erfassung von PM dauert an, bis die Maschine 20 gestoppt ist. Es ist anzumerken, dass es zu der Inbetriebnahmezeit der Maschine 20, falls das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 kleiner als die Schwelle L2 ist, vorzuziehen ist, dass der Elementabschnitt 41 ausgehend von dem Start in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird, ohne den Elementabschnitt 41 in dem Temperaturbereich zu erwärmen, in welchem ein Reißen davon nicht auftreten wird.
Nachfolgend wird ein Erfassungsablauf bzw. -vorgang der Menge an PM unter Bezugnahme auf das in 12 gezeigte Flussdiagramm beschrieben. In diesem Vorgang werden die ECU 70 und die Steuerschaltung 61 in Zusammenhang mit der Inbetriebnahme der Maschine 20 geeignet ausgeführt.
Zunächst wird in 12 bei Schritt S10 die vorbestimmte Spannung auf die Elektroden 42 und 43 des Elementabschnitts 41 aufgebracht und Strom wird zu dem Heizer 44 geführt. Nachfolgend wird das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 aus jeder Größe aus dem Betriebszustand beispielsweise der Maschine 20, der Temperaturerhöhungsrate des Elementabschnitts 41 und dem zu dem Elementabschnitt 41 fließenden Strom abgeschätzt. Nachfolgend wird bei Schritt S11 bestimmt, ob das abgeschätzte Wasservolumen größer als die Schwelle L1 ist. Insbesondere wird bei Schritt S11 bestimmt, ob das abgeschätzte Wasservolumen aus zumindest einer Größe aus dem Betriebszustand beispielsweise der Maschine 20, der Temperaturerhöhungsrate des Elementabschnitts 41 und dem zu dem Elementabschnitt 41 fließenden Strom größer als die Schwelle L1 ist. Es ist anzumerken, dass bei Schritt 11, falls zumindest zwei oder sämtliche der abgeschätzten Wasservolumina aus den abgeschätzten drei Wasservolumina, wie vorstehend erwähnt, größer als die Schwelle L1 sind, die Bestimmung vorzugsweise einer zustimmenden Bestimmung entspricht.
Falls bei Schritt 11 bestimmt wird, dass das abgeschätzte Wasservolumen größer als die Schwelle L1 ist, das heißt, wenn das Eindringen von Wasser bestimmt wird, wird dann bei Schritt S12 die Leistungszuführung des Heizers 44 gesteuert und der Elementabschnitt 41 wird mit der Temperatur T0 erwärmt, so dass ein Reißen davon nicht auftreten wird, und der Vorgang kehrt zu Schritt S10 zurück. Wenn bei Schritt 11 bestimmt wird, dass das abgeschätzte Wasservolumen kleiner oder gleich der Schwelle L1 ist, insbesondere wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, wird bei Schritt S13 nachfolgend die Leistungszuführung des Heizers 44 gesteuert und der Elementabschnitt 41 wird in dem Wasserabweisungserwärmungsbereich T1 erwärmt.
Nachfolgend wird bei Schritt S14 das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 abgeschätzt und es wird bestimmt, ob das abgeschätzte Wasservolumen kleiner als die Schwelle L2 ist, beispielsweise basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 20 und Temperaturbedingungen, welche durch den ersten Schätzabschnitt 70B bestimmt werden.
Wenn bei Schritt S 14 bestimmt wird, dass das abgeschätzte Wasservolumen größer oder gleich der Schwelle L2 ist, insbesondere wenn bestimmt wird, das das Trocknen des Auslassdurchlasses 13 nicht abgeschlossen ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S 13 zurück. Falls bei Schritt S14 andererseits bestimmt wird, dass das abgeschätzte Wasservolumen kleiner als die Schwelle L2 ist, insbesondere wenn bestimmt wird, das das Trocknen des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, fährt der Ablauf zu Schritt S 15 voran. Bei Schritt S15 wird die Leistungszuführung des Heizers 44 gesteuert und der Elementabschnitt 41 wird mit der Verbrennungstemperatur T2 erwärmt. Die auf dem Elementabschnitt 41 gesammelten PM werden somit entfernt.
Nachfolgend werden bei Schritt S 16 die auf dem Elementabschnitt 41 abgelagerten PM aufgenommen und die PM werden erfasst. Bei Schritt S17 endet die Erfassung von PM mit der Beendigung der Maschine 20. Wenn bei Schritt S 18 die Maschine 20 stoppt, werden Informationen über den Betriebszustand und die Stoppzeit der Maschine 20 in dem Speicher der ECU 70 aufgenommen. Der Vorgang wird dann beendet.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform stellt die folgenden Effekte bereit.
Wenn das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 größer als die Schwelle L1 ist, wird der Elementabschnitt 41 in dem Temperaturbereich erwärmt, so dass ein Reißen des Elementabschnitts 41 nicht auftreten wird, und falls das Wasservolumen kleiner oder gleich der Schwelle L1 und größer als die Schwelle L2 ist, wird der Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt. Folglich können, wenn der Elementabschnitt 41 getrocknet wird, das Verhindern eines durch Wasser hervorgerufenen Reißens des Elementabschnitts 41 und das Verhindern einer Verunreinigung des Elementabschnitts 41 erreicht werden.
Wenn der Elementabschnitt 41 erwärmt wird, kann, falls die Temperaturerhöhungsrate des Elementabschnitts 41 niedriger als die vorbestimmte Rate ist, abgeschätzt werden, dass das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 größer als die Schwelle L1 ist, das heißt, der Zustand davon mit eingedrungenem Wasser kann abgeschätzt werden.
Wenn der durch das Aufbringen der vorbestimmten Spannung zu dem Elementabschnitt 41 fließende Strom den vorbestimmten Strom übersteigt, kann abgeschätzt werden, dass das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 größer als die Schwelle L1 ist, das heißt, der Zustand mit eingedrungenem Wasser kann abgeschätzt werden.
Durch geeignetes Einstellen der Schwelle L1 wird, auch wenn der Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird, wenn bestimmt wird, dass das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 lediglich einem Volumen entspricht, bei welchem das durch Wasser hervorgerufene Reißen des Elementabschnitts 41 nicht auftreten wird, der Elementabschnitt 41 in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt. Folglich wird ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Elementabschnitts 41 verhindert und die Verunreinigung davon wird ebenso unterdrückt.
Durch Erwärmen des Elementabschnitts 41 in dem Verbrennungstemperaturbereich, wenn das Trocknen des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, kann das Verhindern eines durch Wasser hervorgerufenen Reißens des Elementabschnitts 41 mit höherer Sicherheit erreicht werden.
Durch geeignetes Einstellen der Schwelle L2 wird, auch wenn der Elementabschnitts 41 in dem Verbrennungstemperaturbereich erwärmt wird, wenn bestimmt wird, dass das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 lediglich einem Volumen entspricht, bei welchem ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Sensorelements 41 nicht auftreten wird, der Elementabschnitt 41 in dem Verbrennungstemperaturbereich erwärmt. Folglich wird ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen des Elementabschnitts 41 verhindert und die Verunreinigung davon wird ebenso unterdrückt.
Das Wasservolumen in dem Auslassdurchlass 13 kann beispielsweise basierend auf dem Betriebszustand davon, bevor die Maschine 20 zuvor gestoppt wurde, der Zeit ausgehend davon, als die Maschine zuvor gestoppt wurde, dem Betriebszustand, nachdem die Maschine 20 neu gestartet ist, und den Temperaturbedingungen mit hoher Präzision abgeschätzt werden.
Eine Haltbarkeit des Elementabschnitts 41, welcher PM sammelt, kann unter Verwendung von thermisch stabilen und chemisch stabilen Keramikmaterialien als Materialien für die Isolationssubstrate 45 und 45 erhöht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend werden Teile einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 13 beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Falls die Maschine 20 einem Dieselmotor entspricht, ist ein Ansaugvolumen groß und die Temperatur von Abgas ist im Vergleich zu einem Ottomotor niedrig. Beispielsweise steigt eine Abgastemperatur eines Dieselmotors auf 400 °C im Vergleich zu 800 °C für einen Ottomotor. Folglich wird, falls die Maschine 20 einem Dieselmotor entspricht, der Auslassdurchlass 13 einfach abgekühlt, wenn eine Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird, und Kondenswasser kann im Vergleich zu einem Ottomotor erzeugt werden. Darüber hinaus kann der Elementabschnitt 41 in den Zustand mit eingedrungenem Wasser gelangen. Außerdem kann, falls die Maschine 20 in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist, ein Abkühlen des Auslassdurchlasses 13 und eine Erzeugung von Kondenswasser während einer Leerlaufreduktion und wenn die Kraftstoffzufuhr bei einem Regenerationsbremspunkt unterbrochen ist, auftreten. Bei solchen Umständen kann der Elementabschnitt 41 in den Zustand mit eingedrungenem Wasser gelangen.
Beispielsweise in einer Situation mit heftigem Regen kann eine Situation auftreten, dass Wasser während des Betriebs der Maschine 20 in den Auslassdurchlass 13 eindringt und der Elementabschnitt 41 dem Zustand mit eingedrungenem Wasser unterzogen wird.
Bei diesem Punkt wird bei der zweiten Ausführungsform während einer Zeitdauer, in welcher PM aufgenommen werden, ein Überwachen dahingehend, ob das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses größer als die Schwelle L1 ist, konstant durchgeführt. Ein Zeitdiagramm in 13 (a), (b) und (c) zeigt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, das Wasservolumen im Inneren des Durchlasses 13 und die Temperatur des Elementabschnitts 41, wenn sich Wasser in dem Einlassdurchlass 13 während der PM-Aufnahmezeitdauer sammelt und sich der Elementabschnitt 41 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet.
Während einer Zeitdauer, in welcher PM aufgenommen werden, ist das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 größer als die Schwelle L1, und wenn bestimmt wird, das sich der Auslassdurchlass 13 in dem Zustand mit eingedrungenem Wasser befindet, wird der Elementabschnitt 41 durch den Heizer 44 erneut mit der Temperatur T0 erwärmt, bei welcher das Reißen davon nicht auftreten wird. Danach wird, falls das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 kleiner oder gleich der Schwelle L1 ist, bestimmt, dass die Wasserableitung des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, und der Elementabschnitt 41 wird erneut mit der Wasserabweisungstemperatur T1 erwärmt. Falls das Wasservolumen im Inneren des Auslassdurchlasses 13 jedoch kleiner als die Schwelle L2 ist, wird bestimmt, dass das Trocknen des Auslassdurchlasses 13 abgeschlossen ist, und der Elementabschnitt 41 wird erneut mit der Verbrennungstemperatur T2 erwärmt, wodurch die gesammelten PM entfernt werden. Danach wird die Erfassung von PM neu gestartet.
Gemäß der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird in einem Fall, in welchem das Eindringen von Wasser des Auslassdurchlasses 13 während der Erfassungszeitdauer von PM auftritt, ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen unterdrückt und die Erfassung von PM kann durch Zurückstellen des PM-Sensors 50 neu gestartet werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Bei Schritt S14 kann das Wasservolumen ebenso durch den zweiten Schätzabschnitt 60A abgeschätzt werden. Insbesondere wenn die Temperaturerhöhungsrate des Elementabschnitts 41 niedriger als eine vorbestimmte Rate ist, ist das abgeschätzte Wasservolumen größer oder gleich der Schwelle L2. Falls die Temperaturerhöhungsrate höher als die vorbestimmte Rate ist, wird abgeschätzt, dass das Wasservolumen kleiner als die Schwelle L2 ist. Die vorbestimmte Rate hier ist als ein größerer Wert eingestellt als die vorbestimmte Rate von Schritt S10. Wenn der durch das Aufbringen einer vorbestimmten Spannung auf den Elementabschnitt 41 fließende Strom den vorbestimmten Strom übersteigt, wird zusätzlich abgeschätzt, dass das Wasservolumen größer oder gleich der Schwelle L2 ist, falls der Strom jedoch kleiner als der vorbestimmte Strom ist, wird abgeschätzt, dass das Wasservolumen kleiner als die Schwelle L2 ist. Der hier beschriebene vorbestimmte Strom entspricht einem kleineren Wert als der vorbestimmte Strom von S10.
Eine Funktion der Steuerschaltung 61 der SCU 60, welche durch die ECU 70 aktualisiert wird, und des Heizschalters 62 können in der ECU 70 kombiniert sein. Insbesondere sind die Elektroden 42, 43 und der Heizer 44 mit der ECU 70 verbunden und die PM-Erfassungsvorrichtung 80 ist aus dem PM-Sensor 50 und der ECU 70 aufgebaut. Wenn die PM-Erfassungsvorrichtung 80 mit der SCU 60 und der ECU 70 ausgerüstet ist, kann eine Teilfunktion der Steuerschaltung 61 durch die ECU 70 aktualisiert werden.
Eine Teilfunktion der ECU 70 kann ebenso durch die Steuerschaltung 61 aktualisiert werden. Außerdem kann die ECU 70 eine Ausführung der Steuerung der Maschine 20 nicht durchführen.
Eine anwendbare Maschine der PM-Erfassungsvorrichtung 80 ist nicht auf einem Dieselmotor beschränkt. Das heißt, die PM-Erfassungsvorrichtung 80 kann auf Maschinen bzw. Motoren angewendet werden, die beispielsweise Ottokraftstoff, Alkohol oder Erdgas verwenden.
Bezugszeichenliste

20: Maschine
41: Elementabschnitt
44: Heizer
60: SCU
70: ECU

Claims

Partikelerfassungsvorrichtung, aufweisend: einen Elementabschnitt (41), auf welchem Partikel, die in einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthalten sind, anhaften sollen; einen Heizer (44), welcher den Elementabschnitt erwärmt; einen Erfassungsabschnitt (70A), welcher eine Partikelmenge basierend auf elektrischen Eigenschaften des Elementabschnitts erfasst; einen Schätzabschnitt (60, 70), welcher ein Wasservolumen in einem Auslassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine abschätzt; eine erste Temperatursteuerungsvorrichtung (60B), welche den Sensorabschnitt unter Verwendung des Heizers erwärmt, um zu veranlassen, dass eine Temperatur des Elementabschnitts unter Verwendung des Heizers in einem Temperaturbereich liegt, wenn das abgeschätzte Wasservolumen größer als eine Wasserableitungsschwelle ist, wobei der Elementabschnitt, dessen Temperatur (T0) in dem Temperaturbereich liegt, ein durch Wasser hervorgerufenen Reißen des Elementabschnitts unabhängig von irgendeinem Volumen von Wassertröpfchen, welche den Elementabschnitt bedecken, verhindert; einen Wasserableitungsbestimmungsabschnitt (70C), welcher einen Abschluss der Wasserableitung des Auslassdurchlasses bestimmt, wenn das abgeschätzte Wasservolumen kleiner als die Wasserableitungsschwelle ist; und eine zweite Temperatursteuerungsvorrichtung (60C), welche derart konfiguriert ist, dass diese, wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung abgeschlossen ist, den Elementabschnitt unter Verwendung des Heizers erwärmt, so dass die Temperatur (T1) des Elementabschnitts für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Wasserabweisungstemperaturbereich gehalten wird, wobei der Wasserabweisungstemperaturbereich als eine niedrigere Temperatur als eine Starttemperatur der Verbrennung der Partikel definiert ist und ermöglicht, dass auf dem Elementabschnitt haftendes Wassers unter Verwendung des Heizers abgewiesen wird.
Partikelerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schätzabschnitt derart konfiguriert ist, dass dieser, wenn eine Erhöhungsrate einer Temperatur des Elementabschnitts niedriger als eine vorbestimmte Rate ist, das Wasservolumen als größer als die Wasserableitungsschwelle abschätzt, wenn der Elementabschnitt durch den Heizer erwärmt wird.
Partikelerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schätzabschnitt derart konfiguriert ist, dass dieser, wenn ein fließender Strom einen vorbestimmten Strom übersteigt, das Wasservolumen als größer als die Wasserableitungsschwelle abschätzt, wobei der fließende Strom einem Strom entspricht, der durch das Aufbringen einer vorbestimmten Spannung auf den Elementabschnitt fließt.
Partikelerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wasserableitungsschwelle einem Wert entspricht, der kleiner oder gleich dem Wasservolumen gemäß einem Maximalvolumen von Wassertröpfchen ist; wenn das Volumen von Wassertröpfchen der Wasserableitung als das Volumen von Wassertröpfchen definiert ist, welches ein durch Wasser hervorgerufenes Reißen hervorruft, und das Maximalvolumen der den Elementabschnitt bedeckenden Wassertröpfchen aus dem Wasservolumen umgewandelt wird, wenn der Elementabschnitt in dem Wasserabweisungstemperaturbereich erwärmt wird.
Partikelerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: eine Trocknungsbestimmungseinrichtung (70D), welche derart konfiguriert ist, dass diese bestimmt, dass ein Trocknen des Auslassdurchlasses abgeschlossen ist, wenn das Wasservolumen als kleiner als eine Trocknungsschwelle abgeschätzt wird, wobei die Trocknungsschwelle kleiner als die Wasserableitungsschwelle definiert ist; und eine dritte Temperatursteuerungsvorrichtung (60D), welcher derart konfiguriert ist, dass diese, wenn bestimmt ist, dass das Trocknen abgeschlossen ist, den Elementabschnitt unter Verwendung des Heizers in einem Verbrennungstemperaturbereich erwärmt, wobei der Verbrennungstemperaturbereich als ein Bereich definiert ist, in welchem die Verbrennung von Partikeln ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer als eine Zeit ausgehend davon, wenn bestimmt wird, dass die Wasserableitung abgeschlossen ist, bis zu einer Zeit, wenn bestimmt wird, dass das Trocknen der Wasserableitung abgeschlossen ist, vorgegeben ist.
Partikelerfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Trocknungsschwelle so vorgegeben ist, dass diese kleiner oder gleich dem Wasservolumen gemäß dem Maximalvolumen der Wassertröpfchen ist, wenn das Volumen der den Elementabschnitt bedeckenden Wassertröpfchen, welches das durch Wasser hervorgerufene Reißen bewirkt, einem Volumen der Trocknungs-Wassertröpfchen entspricht, und das Maximalvolumen der den Elementabschnitt bedeckenden Wassertröpfchen, welches aus dem Wasservolumen umgewandelt wird, dem Volumen der Trocknungs-Wassertröpfchen entspricht, wenn der Elementabschnitt in dem Verbrennungstemperaturbereich erwärmt wird.
Partikelerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Temperaturbereich, welcher das durch Wasser hervorgerufene Reißen des Elementabschnitts verhindert, unabhängig von irgendeinem Volumen der den Elementabschnitt bedeckenden Wassertröpfchen 140 °C bis 200 °C entspricht.
Partikelerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wasserabweisungstemperaturbereich 350 °C bis 600 °C entspricht.
Partikelerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schätzabschnitt das Wasservolumen basierend auf zumindest einer Größe aus einem Betriebszustand vor einem vorausgehenden Stoppen der Verbrennungskraftmaschine, einer Zeit ausgehend von dem vorausgehenden Stoppen eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine, einem Betriebszustand nach einer letzten Inbetriebnahmezeit der Verbrennungskraftmaschine, einer Zeit ausgehend von der letzten Inbetriebnahmezeit der Verbrennungskraftmaschine und einer Temperatur zu der letzten Inbetriebnahmezeit der Verbrennungskraftmaschine abschätzt.
Partikelerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Elementabschnitt aus einem Keramikmaterial gebildet ist.