JP2016161370A5

JP2016161370A5 -

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Publication number: JP2016161370A5
Application number: JP2015039760A
Authority: JP
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2035-03-02

Description

従来から、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排ガスに含まれる煤などの微粒子の量を測定する微粒子測定システムが知られている（特許文献１）。特許文献１の微粒子測定システムは、コロナ放電によってイオンを生成し、生成したイオンによって排ガス中の微粒子を帯電させるとともに、微粒子の帯電に使用されなかったイオンを捕捉して、捕捉したイオン量に基づいて（逆に言えば、微粒子に帯電され、捕捉されなかったイオン量に基づいて）排ガス中の微粒子の量を測定する。捕捉したイオン量は、帯電に使用されたイオン量と相関しており、帯電に使用されたイオン量は、排ガス中の微粒子の量に相関しているため、この微粒子測定システムは、捕捉したイオン量から排ガス流の微粒子の量を測定することができる。このような微粒子測定システムでは、コロナ放電用の電極と帯電に使用されなかったイオンを捕捉するための電極との間には十分な絶縁が必要となる。そこで、それぞれの電極に接続される配線を樹脂製の絶縁部材で取り囲む等して電極間の絶縁性が確保されている。

しかしながら、特許文献１の微粒子測定システムで用いられる絶縁部材は、例えば、被測定ガスに含まれる煤や水の付着等により経年劣化してその絶縁性が低下するため、それぞれの電極に接続されている配線間にリーク電流が発生するおそれがある。リーク電流が発生すると、イオンを捕捉するための電極に流れる電流値が変化するために微粒子量の測定精度が低下するという問題があった。このため、このような場合に測定値のずれを補正して校正を行うことが求められる。しかしながら、従来は、微粒子測定システムにおける校正に関して十分な工夫がなされていないのが実情であった。また、このような問題は、コロナ放電によってイオンを生成して微粒子に帯電させる場合に限らず、任意の方法により微粒子にイオンを帯電させる場合において共通する問題であった。

（１）本発明の一形態によれば、イオンを発生させるイオン発生部と；内燃機関の排ガス中の少なくとも一部の微粒子が流入し、該流入した微粒子を前記イオンを用いて帯電させるための帯電室と；前記イオン発生部に所定種類のガスを供給して、前記イオン発生部から発生された前記イオンを前記帯電室に送ると共に前記帯電室への前記微粒子の流入を促すガス供給部と；前記ガス供給部による前記ガスの供給量を制御するガス供給制御部と；前記微粒子の帯電に使用されなかった前記イオンの少なくとも一部を捕捉するイオン捕捉部と；前記イオン発生部から発生された前記イオンの量と前記イオン捕捉部に捕捉された前記イオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、前記排ガス中の微粒子量に相関する測定信号を出力する測定信号生成回路と；前記測定信号に基づき前記微粒子量を決定する微粒子量決定部と；を備える微粒子測定システムであって、前記微粒子量がゼロである場合の前記測定信号のずれと、前記微粒子量がゼロである場合の前記測定信号に基づき特定される前記微粒子量のずれと、のうちのいずれかのずれの補正を実行する校正実行部をさらに備え、前記校正実行部は、前記ガスの供給量が前記帯電室に前記微粒子が流入しない条件を満たす所定供給量である場合に、前記補正を実行する、ことを特徴とする微粒子測定システムが提供される。この形態の微粒子測定システムによれば、ガスの供給量が帯電室に微粒子が流入しない条件を満たす所定量である場合に、測定信号のずれと微粒子量のずれとのうちのいずれかのずれを補正するので、排ガス中の微粒子への帯電が抑制されている状態においてずれを補正できる。かかる状態において出力される測定信号は、本来、排ガス中の微粒子量がゼロである状態に相関する測定信号であるため、ゼロ以外の微粒子量に相関する測定信号は、絶縁部材の絶縁性の低下等に起因するリーク電流値と推測される。このため、上記形態の微粒子測定システムによれば、測定信号のずれまたは微粒子量のずれを正確に特定して、補正を精度良く行なうことができる。このため、微粒子測定システムの校正を実行して、微粒子量の測定精度の低下を抑制できる。

放電電流Ｉdcと捕捉電流Ｉtrpは、ケーシングＣＳから信号線２２３を介して二次側グランドＳＧＬに流れるため、信号線２２３上のシャント抵抗２３０にはそれらの合計の電流（Ｉdc＋Ｉtrp）が流れる。ここで、（Ｉdc＋Ｉtrp）の電流値は、入力電流Ｉinの電流値とほぼ等しい。式（１）の漏洩電流Ｉescは、信号線２２３を流れる電流（Ｉdc＋Ｉtrp）のおよそ１／１０６倍程度の大きさであり、入力電流Ｉinの変動を監視するにあたっては実質的に無視できるためである。入力電流Ｉinの電流値とイオン発生部１１０のコロナ放電の電流値とは等しいことから、信号線２２３を流れる電流（Ｉdc＋Ｉtrp）の電流値は、コロナ放電の電流値とほぼ等しいといえる。このことから、コロナ電流測定回路７３０は、イオン発生部１１０のコロナ放電の電流値を示す信号Ｓdc+trpをセンサ制御部６００に出力しているといえる。これを受けて、センサ制御部６００は、コロナ電流測定回路７３０から入力される信号Ｓdc+trpに応じて、入力電流Ｉinの電流値が目標電流になるように、放電電圧制御回路７１１を制御する。

Ｂ７．変形例７：
実施形態では、ステップＳ１１５（ポンプの駆動停止）が完了すると、所定回数分の電流値の取得（ステップＳ１２０）が実行されていたが、これら２つのステップＳ１１５，Ｓ１２０の間に、所定期間だけ待機するステップを設けてもよい。ポンプを停止させた時点で帯電室１２１内に、微粒子Ｓに帯電されておらず且つケーシングＣＳに捕捉されていない陽イオンＰＩが存在する場合、その後、かかる陽イオンＰＩが帯電室１２１内において微粒子Ｓに帯電することで、微粒子への帯電に起因する測定信号Ｓesc（漏洩電流Ｉesc）が生じ得る。この場合、絶縁性低下に起因するリーク電流を正確に特定できないおそれがある。これに対して、ステップＳ１１５の後に所定期間だけ待機することにより、微粒子Ｓに帯電されておらず且つケーシングＣＳに捕捉されていない陽イオンＰＩの量が低減した状態で、校正処理を実行できる。このため、リーク電流を精度良く特定できる。

Claims

イオンを発生させるイオン発生部と、
内燃機関の排ガス中の少なくとも一部の微粒子が流入し、該流入した微粒子を前記イオンを用いて帯電させるための帯電室と、
前記イオン発生部に所定種類のガスを供給して、前記イオン発生部から発生された前記イオンを前記帯電室に送ると共に前記帯電室への前記微粒子の流入を促すガス供給部と、
前記ガス供給部による前記ガスの供給量を制御するガス供給制御部と、
前記微粒子の帯電に使用されなかった前記イオンの少なくとも一部を捕捉するイオン捕捉部と、
前記イオン発生部から発生された前記イオンの量と前記イオン捕捉部に捕捉された前記イオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、前記排ガス中の微粒子量に相関する測定信号を出力する測定信号生成回路と、
前記測定信号に基づき前記微粒子量を決定する微粒子量決定部と、
を備える微粒子測定システムであって、
前記微粒子量がゼロである場合の前記測定信号のずれと、前記微粒子量がゼロである場合の前記測定信号に基づき特定される前記微粒子量のずれと、のうちのいずれかのずれの補正を実行する校正実行部をさらに備え、
前記校正実行部は、前記ガスの供給量が前記帯電室に前記微粒子が流入しない条件を満たす所定供給量である場合に、前記補正を実行する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
請求項１に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記所定供給量はゼロである、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
請求項１または請求項２に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記イオン発生部は、コロナ放電により、前記イオンを発生させる、
ことを特徴とする微粒子測定システム。