JP2012193696A - Particulate-matter processing device - Google Patents
Particulate-matter processing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012193696A JP2012193696A JP2011059351A JP2011059351A JP2012193696A JP 2012193696 A JP2012193696 A JP 2012193696A JP 2011059351 A JP2011059351 A JP 2011059351A JP 2011059351 A JP2011059351 A JP 2011059351A JP 2012193696 A JP2012193696 A JP 2012193696A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- current
- fuel ratio
- air
- detection device
- 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.)
- Granted
Links
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 38
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 18
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 17
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 17
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091006149 Electron carriers Proteins 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Description
本発明は、粒子状物質処理装置に関する。 The present invention relates to a particulate matter processing apparatus.
内燃機関の排気通路に放電電極を設け、該放電電極からコロナ放電を発生させることにより粒子状物質(以下、PMともいう。)を帯電させてPMを凝集させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。PMを凝集させることにより、PMの粒子数を減少させることができる。また、PMの粒子径が大きくなるため、下流側にフィルタを設けたときに該フィルタにてPMを捕集しやすくなる。 A technique is known in which a discharge electrode is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and corona discharge is generated from the discharge electrode to charge particulate matter (hereinafter also referred to as PM) to agglomerate PM (for example, (See Patent Document 1). By aggregating PM, the number of PM particles can be reduced. Moreover, since the particle diameter of PM becomes large, when a filter is provided on the downstream side, PM is easily collected by the filter.
また、放電電極を通る電流が所定値以上のときに、該放電電極にPMが付着していると判定し、放電電極からPMを除去するために印加電圧を増加させる技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。なお、電極から付着物を除去することを、電極の再生という。
Further, a technique is known in which when the current passing through the discharge electrode is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that PM is attached to the discharge electrode, and the applied voltage is increased in order to remove PM from the discharge electrode ( For example, see
また、電極と該電極が取り付けられるハウジングとの間に電気が流れないように碍子が設けられ、コロナ放電用の電圧の数分の一程度の検査電圧を電極に印加したときの所定期間の平均電流が所定値以上の場合に、碍子にPMが付着して絶縁性能が低下していると判定する技術が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 In addition, an insulator is provided between the electrode and the housing to which the electrode is attached, so that an electric current does not flow, and an average of a predetermined period when an inspection voltage about a fraction of the voltage for corona discharge is applied to the electrode A technique is known in which when the current is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that PM adheres to the insulator and the insulation performance is degraded (see, for example, Patent Document 3).
しかし、排気中に含まれる物質を介して電気が流れたときに検出される電流については考慮されていなかった。したがって、電極を通る電流に基づいて電極の再生を行うか否か判定すると、排気中に含まれる物質により判定精度が低くなる虞がある。 However, the electric current detected when electricity flows through the substance contained in the exhaust gas has not been considered. Therefore, if it is determined whether or not to regenerate the electrode based on the current passing through the electrode, there is a risk that the determination accuracy is lowered due to the substance contained in the exhaust gas.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、電極の再生時期の適正化を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to optimize the timing of electrode regeneration.
上記課題を達成するために本発明による粒子状物質処理装置は、
電極が設置される処理部を内燃機関の排気通路に備え、電極と処理部とに電位差を生じさせることでPMを凝集させる粒子状物質処理装置において、
前記電極に接続され電圧を印加する電源と、
前記電極を通る電流を検出する電流検出装置と、
前記電源により前記電極に電圧を印加したときに前記電流検出装置により検出される電流に基づいて前記電極の再生を行うか否か判定する判定装置と、
前記排気通路を流れる排気の空燃比を検出または推定する空燃比検出装置と、
前記空燃比検出装置により検出または推定される空燃比がリッチ空燃比の場合には、前記判定装置による判定を禁止する禁止装置と、
を備える。
In order to achieve the above object, the particulate matter processing apparatus according to the present invention is:
In the particulate matter processing apparatus which comprises a processing unit in which an electrode is installed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and agglomerates PM by causing a potential difference between the electrode and the processing unit,
A power source connected to the electrode for applying a voltage;
A current detection device for detecting a current passing through the electrode;
A determination device for determining whether or not to regenerate the electrode based on a current detected by the current detection device when a voltage is applied to the electrode by the power source;
An air-fuel ratio detection device for detecting or estimating the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
When the air-fuel ratio detected or estimated by the air-fuel ratio detection device is a rich air-fuel ratio, a prohibition device that prohibits determination by the determination device;
Is provided.
ここで、電極に電圧を印加すると、PMを帯電させることができる。帯電したPMは、クーロン力や排気の流れにより処理部の内壁へ向かって移動する。処理部の内壁に到達したPMは、処理部に電子を放出するため、電極よりも接地側に電気が流れる。そして、電子を放出したPMは、近くに存在する他のPMと凝集するため、粒子数を減少させることができる。 Here, when voltage is applied to the electrodes, PM can be charged. The charged PM moves toward the inner wall of the processing unit due to the Coulomb force or the flow of exhaust. Since PM that has reached the inner wall of the processing unit emits electrons to the processing unit, electricity flows to the ground side from the electrode. And since PM which emitted the electron aggregates with other PM which exists near, the number of particles can be decreased.
また、排気中に未燃燃料であるHCまたはCOなどが含まれると、該未燃燃料などがキャリアとなるため、電極に電圧を印加したときに未燃燃料などを介して電流が通る。この電流は、電流検出装置において検出される。そして、排気の空燃比がリッチ空燃比の場合には、排気中に多くの未燃燃料が含まれるため、電流検出装置により検出される電流が非常に大きくなる。 If HC or CO, which is unburned fuel, is contained in the exhaust gas, the unburned fuel becomes a carrier, so that a current flows through the unburned fuel when a voltage is applied to the electrode. This current is detected by a current detection device. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is a rich air-fuel ratio, a large amount of unburned fuel is contained in the exhaust gas, so that the current detected by the current detection device becomes very large.
一方、電極に付着したPMなどの物質を介して電極と排気通路との間に電気が流れると、電流検出装置により検出される電流が大きくなる。したがって、この電流の増加により電極の再生を行うか否か判定することが可能となる。 On the other hand, when electricity flows between the electrode and the exhaust passage through a substance such as PM attached to the electrode, the current detected by the current detection device increases. Therefore, it is possible to determine whether or not to regenerate the electrode by increasing the current.
ここで、電極にPMなどの物質が付着すると、排気中に浮遊しているPMを帯電させることが困難となるので、PMを凝集させることが困難となる。このため、電極の付着物を除去する処理が行われる。付着物の除去は、たとえば電極の温度を上昇させることにより行うことができる。なお、電極から付着物を除去することを、電極の再生という。 Here, when a substance such as PM adheres to the electrode, it becomes difficult to charge the PM floating in the exhaust gas, so that it is difficult to aggregate the PM. For this reason, the process which removes the deposit | attachment of an electrode is performed. The deposits can be removed, for example, by increasing the temperature of the electrode. The removal of deposits from the electrode is called electrode regeneration.
しかし、排気の空燃比がリッチ空燃比の場合には、電流検出装置により検出される電流が大きくなるため、電極の付着物を介して電気が流れている場合と区別し難い。したがって、排気の空燃比がリッチ空燃比の場合には、判定装置による判定を禁止する。なお、電極の再生を行わないとしてもよい。また、電流検出装置により検出される電流以外の物理量を検出することで電極の再生を行うか否か判定してもよい。これにより、必要がないのにもかかわらず、電極の再生処理が行われることを抑制できる。このため、たとえば、必要のないときに電極の温度を上昇させることがなくなるため、燃費を向上させることができる。 However, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is a rich air-fuel ratio, the current detected by the current detection device becomes large, so it is difficult to distinguish from the case where electricity is flowing through the electrode deposit. Therefore, when the air-fuel ratio of the exhaust is a rich air-fuel ratio, the determination by the determination device is prohibited. The electrode may not be regenerated. Further, it may be determined whether or not to regenerate the electrode by detecting a physical quantity other than the current detected by the current detection device. Thereby, although it is not necessary, it can suppress that the regeneration process of an electrode is performed. For this reason, for example, the temperature of the electrode is not increased when it is not necessary, and the fuel efficiency can be improved.
本発明においては、前記処理部と前記排気通路との間で電気を絶縁する絶縁部と、
前記処理部を接地させる接地部と、
を備え、
前記電流検出装置は、前記接地部にて電流を検出することができる。
In the present invention, an insulating portion that insulates electricity between the processing portion and the exhaust passage;
A grounding unit for grounding the processing unit;
With
The current detection device can detect a current at the grounding unit.
なお、電流検出装置は、電極よりも電位の基準点側において電流を検出している。一般に、電極より電源側では、電極より接地側よりも、配線が長かったり、配線を太くしたりする。また、電極よりも電源側では電荷が蓄えられることもある。そうすると、仮に電極よりも電源側において電流を検出した場合には、電極において強い放電が発生しても、そのときに電流検出装置により検出される電流の上昇および下降が緩慢となる。一方、電極より接地側では、相対的に配線を短く且つ細くすることができる。このため、電流をより正確に検出することができる。また、絶縁部を備えることにより、接地部以外に電気が流れることを抑制できる。このため、電流をより正確に検出することができる。 Note that the current detection device detects a current on the potential reference point side of the electrode. Generally, on the power supply side from the electrode, the wiring is longer or thicker than the electrode on the ground side. In addition, charges may be stored on the power supply side of the electrode. Then, if a current is detected on the power supply side with respect to the electrode, even if a strong discharge occurs in the electrode, the current detected by the current detection device rises and falls slowly. On the other hand, on the ground side from the electrode, the wiring can be made relatively short and thin. For this reason, an electric current can be detected more correctly. Moreover, it can suppress that electricity flows other than a grounding part by providing an insulating part. For this reason, an electric current can be detected more correctly.
また、本発明においては、前記判定装置は、前記電流検出装置により検出される電流が閾値以上のときに前記電極の再生を行うと判定することができる。 In the present invention, the determination device can determine that the electrode is to be regenerated when a current detected by the current detection device is equal to or greater than a threshold value.
この閾値は、電極の付着物を介して電気が流れるときに検出される電流の下限値である。電極の付着物を介して通る電流は、排気中に浮遊しているPMを凝集するときに通る電
流よりも大きい。このため、検出電流が大きくなり閾値以上となったときに電極の付着物を介して電気が流れていると判定できる。このときには、電極の再生を行うと判定することができる。しかし、排気の空燃比がリッチ空燃比となると、未燃燃料の影響で電流が閾値以上となり得る。この場合、電極の再生は必要ないにもかかわらず、電極の再生を行うと判定される虞がある。これに対し、リッチ空燃比の場合には、判定装置による判定を禁止することで、誤判定を抑制できる。なお、電流検出装置により検出される電流は、排気中のPMの粒子数によっても変化するため、閾値を排気中の粒子数に応じて変更してもよい。
This threshold value is the lower limit value of the current detected when electricity flows through the electrode deposit. The current passing through the electrode deposits is greater than the current passing when aggregating PM floating in the exhaust. For this reason, it can be determined that electricity is flowing through the electrode deposit when the detected current becomes larger than the threshold value. At this time, it can be determined that the electrode is to be regenerated. However, when the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a rich air-fuel ratio, the current can exceed the threshold due to the influence of unburned fuel. In this case, there is a possibility that it is determined that the electrode is to be regenerated although it is not necessary to regenerate the electrode. On the other hand, in the case of a rich air-fuel ratio, erroneous determination can be suppressed by prohibiting determination by the determination device. Since the current detected by the current detection device also changes depending on the number of PM particles in the exhaust, the threshold value may be changed according to the number of particles in the exhaust.
本発明によれば、電極の再生時期の適正化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to optimize the regeneration timing of the electrodes.
以下、本発明に係る粒子状物質処理装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the particulate matter processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は、本実施例に係る粒子状物質処理装置1の概略構成を示す図である。粒子状物質処理装置1は、火花点火式のガソリン機関の排気通路2に設けられる。
Example 1
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a particulate matter processing apparatus 1 according to the present embodiment. The particulate matter processing apparatus 1 is provided in an
粒子状物質処理装置1は、両端が排気通路2に接続されているハウジング3を備えて構成される。ハウジング3の材料には、ステンレス鋼材を用いている。ハウジング3は、排気通路2よりも直径の大きな中空の円柱形に形成されている。ハウジング3の両端は、端部に近くなるほど断面積が小さくなるテーパ状に形成されている。なお、図1においては、排気が排気通路2を矢印の方向に流れて、ハウジング3内に流入する。このため、ハウジング3は排気通路2の一部としてもよい。
The particulate matter processing apparatus 1 includes a
排気通路2とハウジング3とは、絶縁部4を介して接続されている。絶縁部4は、電気の絶縁体からなる。絶縁部4は、排気通路2の端部に形成されるフランジ21と、ハウジング3の端部に形成されるフランジ31と、に挟まれる。排気通路2とハウジング3とは、たとえばボルト及びナットにより締結される。そして、これらボルト及びナットを介して電気が流れないように、これらボルト及びナットにも絶縁処理を施しておく。このようにして、排気通路2とハウジング3との間に電気が流れないようにしている。
The
ハウジング3には、電極5が取り付けられている。電極5は、ハウジング3の側面を貫通しており、該ハウジング3の側面から該ハウジング3の中心軸方向へ延びて該中心軸近傍において排気の流れの上流側へ折れ曲がり、該中心軸と平行に排気の流れの上流側へ向かって伸びている。そして、上流側でさらにハウジング3の側面側へ折れ曲がり、該ハウジング3の側面を貫通して外部へ通じている。
An
そして、電極5とハウジング3との間に電気が流れないように、電極5には電気の絶縁体からなる碍子部51,55が設けられている。この碍子部51,55は、電極5とハウジング3との間に位置しており、電気を絶縁すると共に、電極5をハウジング3に固定するための機能を有する。
In order to prevent electricity from flowing between the
そして、電極5の一端は、電源側電線52を介して電源6に接続されている。電源6は、電極5へ通電すると共に、印加電圧を変更することができる。この電源6は、電線を介して制御装置7及びバッテリ8に接続されている。制御装置7は、電源6が電極5に印加する電圧を制御する。また、電源6には、電位の基準点に接続するための接地電線54が接続されている。この接地電線54により電源6が接地される。
One end of the
また、電極5の他端は、短絡電線56を介して接地電線54に接続されている。短絡電線56の途中には、回路を開閉するためのスイッチ57が設けられている。電源6により電圧を印加しているときにスイッチ57をONとすることにより、短絡電線56を電気が流れる。このときには、電極5が短絡している状態となるため、該電極5の温度が上昇する。なお、本実施例では、下流側の碍子部51に電源側電線52を接続し、上流側の碍子部55に短絡電線56を接続しているが、これに代えて、下流側の碍子部51に短絡電線56を接続し、上流側の碍子部55に電源側電線52を接続してもよい。
The other end of the
また、ハウジング3には接地側電線53が接続されており、該ハウジング3は接地側電線53を介して接地されている。接地側電線53には、該接地側電線53を通る電流を検出する検出装置9が設けられている。検出装置9は、例えば、接地側電線53の途中に設けられる抵抗の両端の電位差を測定することで電流を検出する。この検出装置9は、電線を介して制御装置7に接続されている。そして、検出装置9により検出される電流が制御装置7に入力される。なお、電源側電線52よりも接地側電線53のほうが電気的な容量が小さいため、接地側電線53に検出装置9を設けたほうが電流を検出するときの応答性が高い。なお、本実施例おいては検出装置9が、本発明における電流検出装置に相当する。
A ground side
そして、制御装置7には、アクセル開度センサ71、クランクポジションセンサ72、温度センサ73、エアフローメータ74、空燃比センサ75が接続されている。アクセル開度センサ71は、内燃機関が搭載されている車両の運転者がアクセルペダルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し、機関負荷を検出する。クランクポジションセンサ72は、機関回転数を検出する。温度センサ73は、内燃機関の冷却水の温度または潤滑油の温度を検出することで内燃機関の温度を検出する。エアフローメータ74は、内燃機関の吸入空気量を検出する。空燃比センサ75は、ハウジング3よりも上流側の排気通路2に取り付けられ、該排気通路2を流通する排気の空燃比を検出する。なお、本実施例においては空燃比センサ75が、本発明における空燃比検出装置に相当する。また、排気の空燃比は、内燃機関の運転状態から推定してもよい。
The
また、制御装置7には、スイッチ57が電線を介して接続されており、制御装置7はスイッチ57のON−OFF操作を行う。ここで、電源6から電極5へ電圧が印加されているときにスイッチをONとすることで、短絡電線56に電流が通る。一方、スイッチをOFFとすることで、短絡電線56には電流が通らなくなる。
In addition, a
このように構成された粒子状物質処理装置1では、スイッチ57がOFFのときに電源6から電極5へ負の直流高電圧を印加することで、該電極5から電子が放出される。すなわち、ハウジング3よりも電極5のほうの電位を低くすることで、電極5から電子を放出させている。そして、この電子により排気中のPMを負に帯電させることができる。負に帯電したPMは、クーロン力とガス流によって移動する。そして、PMがハウジング3へ到達すると、PMを負に帯電させた電子は該ハウジング3へと放出される。ハウジング3へ電子を放出したPMは凝集して粒子径が大きくなる。また、PMが凝集することで、PMの粒子数は低減する。すなわち、電極5へ電圧を印加することで、PMの粒子径を大きくし且つPMの粒子数を低減させることができる。
In the particulate matter processing apparatus 1 configured in this way, electrons are emitted from the
ところで、碍子部51を含む電極5にPMなどの物質が付着すると、電極5の絶縁性が低下する。そして、これら付着物を介して電極5とハウジング3との間に電気が流れ得る。そうすると、電極5から放出される電子が減少するため、排気中に浮遊しているPMを帯電させることが困難となり、PMを凝集させることが困難となる。このため、電極5の再生処理を実施する。
By the way, when a substance such as PM adheres to the
ここで、電極5の再生処理とは、碍子部51,55を含む電極5に付着しているPMなどの付着物を除去するための処理である。本実施例では、スイッチ57をONとしつつ電源6から電圧を印加することにより電極5の再生処理を行う。すなわち、電極5を短絡させることにより、該電極5の温度を上昇させて付着物を燃焼または蒸発させて除去する。
Here, the regeneration process of the
なお、PMを速やかに酸化させるためには、排気中の酸素濃度が高いほうがよい。このため、電極5を短絡させる前または短絡させているときに、排気中の酸素濃度が高くなるようにしてもよい。排気中の酸素濃度を高くするために、たとえば、車両の駆動源として内燃機関及びモータを備えるハイブリッド車においては、内燃機関に燃料を供給せずにモータにより内燃機関のクランク軸を回転させてもよい。これにより、内燃機関から空気を排出することができるため、排気中の酸素濃度を高めることができる。また、内燃機関を停止させる前に機関回転数を一旦上昇させ、該機関回転数が高い状態のときに燃料の供給を停止することで、排気通路内に空気を排出させることができる。そして、その後に内燃機関が停止したときに電極5を短絡させればよい。また、減速運転中のフューエルカット時には、排気中の酸素濃度が高くなるため、このときに電極5を短絡させてもよい。
In order to oxidize PM quickly, it is better that the oxygen concentration in the exhaust gas is high. Therefore, the oxygen concentration in the exhaust gas may be increased before the
そして、電極5に付着物が存在することを検出装置9により検出される電流に基づいて判定し、電極5に付着物が存在していると判定される場合に、電極5の再生を行う。すなわち、電極5とハウジング3との間に電気が流れていることを検出装置9により検出される電流に基づいて判定する。ここで、電極5とハウジング3との間に付着物を介して電気が流れていないときには、排気中に浮遊するPM量に応じて電流が変化する。このときに検出される電流は、比較的小さい。一方、電極5の付着物を介して電流が通るときに検出される電流は、比較的大きい。したがって、検出装置9により検出される電流に閾値を設定しておき、検出電流が閾値以上の場合に電極5の再生が必要であると判定する。閾値は、電極5の付着物を介して電流が通るときの検出電流の下限値として予め実験等により求めておく。また、閾値は、排気中のPMの粒子数に応じて変更してもよい。PMの粒子数は、たとえばセンサにより検出することができる。
Then, the presence of the deposit on the
ところで、排気中にHCやCOなどの未燃燃料が含まれていると、電極5へ電圧を印加したときに未燃燃料が電子のキャリアとなってイオン電流が流れる。そして、排気の空燃比がリッチ空燃比となると、排気中の未燃燃料の量が増大し、イオン電流が増加するため、検出電流が大きくなる。そして、未燃燃料によるイオン電流は、PMを凝集するときにPMを介して通る電流よりもはるかに大きい。
By the way, if unburned fuel such as HC or CO is contained in the exhaust gas, when a voltage is applied to the
そうすると、排気の空燃比がリッチ空燃比のときに、電極5の再生が必要か否かの判定を行うと、電極5の再生が実際には必要なくても必要であると判定される虞がある。すなわち、未燃燃料の増加により検出電流が増加して閾値以上となる場合もある。この場合には、電極5の再生は必要ない。しかし、検出電流と閾値とを比較するだけでは、電極5の付着物を介して電流が通っているのか、または未燃燃料の増加により検出電流が増加しているのか区別することが困難である。
Then, when it is determined whether or not the regeneration of the
そこで本実施例では、排気の空燃比がリッチ空燃比の場合には、電極5の再生を行うか否かの判定を禁止する。電極5の再生を禁止するとしてもよい。
Therefore, in this embodiment, when the air-fuel ratio of the exhaust is a rich air-fuel ratio, it is prohibited to determine whether or not to regenerate the
なお、本実施例では絶縁部4を備えているため、排気通路2へ電気が通ることが抑制される。したがって、電極5の付着物、排気中に浮遊するPM、及び未燃燃料を介してハウジング3へ通る電流は、検出装置9により検出される。また、接地側電線53において電流を検出することで、電流の検出精度を高めることができる。一般に、接地側電線53よりも、電源側電線52のほうの、配線が長かったり、配線を太くしたりする。そうすると、仮に電源側電線52において電流を検出した場合には、実際の電流の変化に対して検出される電流の上昇および下降が緩慢となる。このため、電流の検出精度が低くなる虞がある。
In addition, since the
一方、接地側電線53では、相対的に配線を短く且つ細くすることができる。このため、接地側電線53において電流を検出したほうが、実際の電流の変化に対する応答性が高い。したがって、接地側電線53において電流を検出することで、より正確に電流を検出することができる。
On the other hand, in the ground side
次に、図2は、本実施例に係る電極5の再生時期を判定するためのフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、制御装置7により所定の時間毎に繰り返し実行される。
Next, FIG. 2 is a flowchart showing a flow for determining the regeneration time of the
ステップS101では、内燃機関の運転状態が取得される。たとえば、機関回転数、機関負荷、排気の空燃比など、これ以降の処理に必要となる値が読み込まれる。機関回転数は、クランクポジションセンサ72により検出され、機関負荷は、アクセル開度センサ71により検出される。また、排気の空燃比は、空燃比センサ75により検出される。なお、排気の空燃比は、機関回転数、機関負荷、内燃機関の温度などから推定することもできる。また、内燃機関の温度(たとえば、潤滑油の温度または冷却水の温度)を温度センサ73により検出する。
In step S101, the operating state of the internal combustion engine is acquired. For example, values necessary for subsequent processing such as engine speed, engine load, and exhaust air-fuel ratio are read. The engine speed is detected by a
ステップS102では、電極5への印加電圧が算出される。印加電圧は、推定されるPM粒子数(個/cm3)に応じて設定する。このPM粒子数は、内燃機関から排出されるPM粒子数であり、ハウジング3に流入する前のPM粒子数である。PM粒子数は、機関回転数、機関負荷、及び内燃機関の温度(たとえば、潤滑油の温度または冷却水の温度)と相関関係にあるため、これらの値に基づいて算出する。機関回転数と機関負荷とから、PM粒子数を算出するためのマップを内燃機関の温度に応じて複数記憶しておき、該マップに基づいてPM粒子数を算出してもよい。
In step S102, the voltage applied to the
なお、PM粒子数を検出するセンサをハウジング3よりも上流側の排気通路2に取り付けて、該センサによりPM粒子数を検出してもよい。
A sensor for detecting the number of PM particles may be attached to the
そして、該PM粒子数及び内燃機関の排出ガス量(g/sec)に基づいて印加電圧を算出する。この関係は予め実験等により求めてマップ化しておいてもよい。内燃機関の排出ガス量は、内燃機関の吸入空気量と相関関係にあるため、エアフローメータ74により検出される吸入空気量に基づいて求めることができる。
Then, the applied voltage is calculated based on the number of PM particles and the exhaust gas amount (g / sec) of the internal combustion engine. This relationship may be obtained in advance by experiments or the like and mapped. Since the exhaust gas amount of the internal combustion engine has a correlation with the intake air amount of the internal combustion engine, it can be obtained based on the intake air amount detected by the
ここで、排出ガス量が少ないほど、PMの慣性力が小さくなるため、相対的に静電作用の影響が大きくなる。このため、PMが凝集しやすくなる。したがって、排出ガス量が少ないほど、より小さな印加電圧でPMが凝集する。このため、排出ガス量が少ないほど、印加電圧を小さくする。また、PM粒子数が多いほど、PM粒子間の距離が短くなるために、相対的に静電作用の影響が大きくなる。このためPM粒子数が多いほど、より小さな印加電圧でPMが凝集する。このため、PM粒子数が多いほど、印加電圧を小さくする。 Here, since the inertia force of PM becomes smaller as the amount of exhaust gas is smaller, the influence of electrostatic action becomes relatively larger. For this reason, PM tends to aggregate. Therefore, as the amount of exhaust gas decreases, PM aggregates with a smaller applied voltage. For this reason, the applied voltage is reduced as the amount of exhaust gas decreases. Also, the greater the number of PM particles, the shorter the distance between the PM particles, so that the influence of electrostatic action becomes relatively large. Therefore, as the number of PM particles increases, PM aggregates with a smaller applied voltage. For this reason, the applied voltage is decreased as the number of PM particles is increased.
また、印加電圧は、たとえば、PM粒子数の低減率が所定値(たとえば40%)となる
ような値としてもよい。また、印加電圧を予め定めておいた規定値としてもよい。
Further, the applied voltage may be a value such that the reduction rate of the number of PM particles becomes a predetermined value (for example, 40%). The applied voltage may be a predetermined value that is determined in advance.
そして、印加電圧が算出された後、この電圧を印加して、ステップS103へ進み、電流が検出される。この電流は、検出装置9により検出される値である。 Then, after the applied voltage is calculated, this voltage is applied, the process proceeds to step S103, and the current is detected. This current is a value detected by the detection device 9.
ステップS104では、ステップS101で取得された排気の空燃比がリッチ空燃比であるか否か判定する。本ステップでは、排気中に未燃燃料が多く含まれているか否か判定している。 In step S104, it is determined whether the air-fuel ratio of the exhaust gas acquired in step S101 is a rich air-fuel ratio. In this step, it is determined whether or not the exhaust gas contains a large amount of unburned fuel.
そして、ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS106へ進む。 If a positive determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S106.
ステップS105では、電極5の再生を行うか否かの判定を禁止する。すなわち、未燃燃料の影響で正確な判定を行うことができないため、判定を禁止する。なお、本実施例においてはステップS105を処理する制御装置7が、本発明における禁止装置に相当する。
In step S105, the determination as to whether or not to regenerate the
一方、ステップS106では、電極5の再生を行うか否かの判定を許可する。そして、電極5の再生を行うか否か判定を行い、必要に応じて電極5の再生を行う。なお、本実施例においてはステップS106を処理する制御装置7が、本発明における判定装置に相当する。
On the other hand, in step S106, it is permitted to determine whether or not to regenerate the
このように、リッチ空燃比のときには、電極5の再生を行うか否かの判定を禁止するため、必要のないときに電極5の再生が行われることを抑制できる。すなわち、電極5の再生時期の適正化を図ることができる。これにより、燃費の悪化を抑制できる。
In this way, when the air-fuel ratio is rich, the determination as to whether or not to regenerate the
1 粒子状物質処理装置
2 排気通路
3 ハウジング
4 絶縁部
5 電極
6 電源
7 制御装置
8 バッテリ
9 検出装置
21 フランジ
31 フランジ
51 碍子部
52 電源側電線
53 接地側電線
54 接地電線
55 碍子部
56 短絡電線
57 スイッチ
71 アクセル開度センサ
72 クランクポジションセンサ
73 温度センサ
74 エアフローメータ
75 空燃比センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Particulate
Claims (3)
前記電極に接続され電圧を印加する電源と、
前記電極を通る電流を検出する電流検出装置と、
前記電源により前記電極に電圧を印加したときに前記電流検出装置により検出される電流に基づいて前記電極の再生を行うか否か判定する判定装置と、
前記排気通路を流れる排気の空燃比を検出または推定する空燃比検出装置と、
前記空燃比検出装置により検出または推定される空燃比がリッチ空燃比の場合には、前記判定装置による判定を禁止する禁止装置と、
を備える粒子状物質処理装置。 In the particulate matter processing apparatus which comprises a processing unit in which an electrode is installed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and agglomerates PM by causing a potential difference between the electrode and the processing unit,
A power source connected to the electrode for applying a voltage;
A current detection device for detecting a current passing through the electrode;
A determination device for determining whether or not to regenerate the electrode based on a current detected by the current detection device when a voltage is applied to the electrode by the power source;
An air-fuel ratio detection device for detecting or estimating the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
When the air-fuel ratio detected or estimated by the air-fuel ratio detection device is a rich air-fuel ratio, a prohibition device that prohibits determination by the determination device;
A particulate matter processing apparatus comprising:
前記処理部を接地させる接地部と、
を備え、
前記電流検出装置は、前記接地部にて電流を検出する請求項1に記載の粒子状物質処理装置。 An insulating part for insulating electricity between the processing part and the exhaust passage;
A grounding unit for grounding the processing unit;
With
The particulate matter processing apparatus according to claim 1, wherein the current detection device detects a current at the grounding portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011059351A JP5760547B2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Particulate matter treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011059351A JP5760547B2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Particulate matter treatment equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012193696A true JP2012193696A (en) | 2012-10-11 |
JP5760547B2 JP5760547B2 (en) | 2015-08-12 |
Family
ID=47085805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011059351A Expired - Fee Related JP5760547B2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Particulate matter treatment equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5760547B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012193700A (en) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | Particulate-matter processing device |
JP5333675B2 (en) * | 2011-03-16 | 2013-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | Particulate matter treatment equipment |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004340035A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device |
JP2006046281A (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Denso Corp | Exhaust fine particulate detection device of internal combustion engine |
JP2006105081A (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Denso Corp | Exhaust emission control device |
JP2010107227A (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | Abnormality diagnosis apparatus of nox sensor |
WO2012124091A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | Particulate-matter processing device |
JP2012193700A (en) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | Particulate-matter processing device |
-
2011
- 2011-03-17 JP JP2011059351A patent/JP5760547B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004340035A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device |
JP2006046281A (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Denso Corp | Exhaust fine particulate detection device of internal combustion engine |
JP2006105081A (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Denso Corp | Exhaust emission control device |
JP2010107227A (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | Abnormality diagnosis apparatus of nox sensor |
WO2012124091A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | Particulate-matter processing device |
JP2012193700A (en) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | Particulate-matter processing device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5333675B2 (en) * | 2011-03-16 | 2013-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | Particulate matter treatment equipment |
JP2012193700A (en) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | Particulate-matter processing device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5760547B2 (en) | 2015-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5333675B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5590216B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5477326B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5605499B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5691760B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5760547B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
WO2012124088A1 (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2012219770A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP5655652B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5796314B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5590217B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP5776279B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP2012219677A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2012219674A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2012219733A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP5760548B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP2012219679A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2012219669A (en) | Particulate-matter processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141009 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141014 |
|
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: 20150512 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150525 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5760547 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |