JP2018054402A - Sof (soluble organic fraction) amount calculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、SOF量算出装置に関する。 The present disclosure relates to an SOF amount calculation device.
従来のSOF量算出装置は、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1では、ECUは、各排気管を流通する排気ガスの温度と、ディーゼルエンジンの回転数と、各シリンダへの燃料噴射量とから、燃料の噴射毎に各DPFに吸着されたSOFの吸着量を算出する。 A conventional SOF amount calculation device is described in Patent Document 1, for example. In Patent Document 1, the ECU uses the temperature of the exhaust gas flowing through each exhaust pipe, the rotational speed of the diesel engine, and the fuel injection amount to each cylinder to determine the SOF adsorbed to each DPF for each fuel injection. The amount of adsorption is calculated.
しかし、従来のSOF算出装置では、高精度なSOF吸着量を算出することが難しいという問題点があった。 However, the conventional SOF calculation apparatus has a problem that it is difficult to calculate a highly accurate SOF adsorption amount.
本開示の目的は、より高精度なSOF量を算出可能なSOF量算出装置を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an SOF amount calculation apparatus that can calculate a more accurate SOF amount.
本開示の一局面は、
多孔質材料から作製され、排気ガスに含まれる粒子状物質が表面に堆積する少なくとも一つの堆積部と、前記少なくとも一つの堆積部を挟んで互いに対向する少なくとも一対の電極と、前記少なくとも一つの堆積部を加熱する発熱体と、を含むセンサと接続されるSOF量算出装置であって、
前記少なくとも一つの堆積部の温度に応じた信号を取得する温度取得部と、
前記温度取得部が取得した信号に基づき、前記粒子状物質に含まれる可溶性有機成分が燃焼可能であるが煤は燃焼しない第一温度で前記堆積部を加熱するよう前記発熱体への電力供給を制御する電力供給部と、
前記発熱体への電力供給の開始から、前記一対の電極間の静電容量が略一定になるまでの間の時間と、前記一対の電極間の静電容量の変化量とに基づいて、前記可溶性有機成分の量を導出する第一導出部と、を備えるSOF量算出装置、
に向けられる。
One aspect of the present disclosure is:
At least one deposition part made of a porous material and on which the particulate matter contained in the exhaust gas is deposited, at least a pair of electrodes facing each other across the at least one deposition part, and the at least one deposition An SOF amount calculating device connected to a sensor including a heating element that heats the unit,
A temperature acquisition unit for acquiring a signal according to the temperature of the at least one deposition unit;
Based on the signal acquired by the temperature acquisition unit, power is supplied to the heating element so as to heat the deposition unit at a first temperature at which soluble organic components contained in the particulate matter can be combusted but soot does not combust. A power supply to control;
Based on the time from the start of power supply to the heating element until the capacitance between the pair of electrodes becomes substantially constant, and the amount of change in capacitance between the pair of electrodes, A first deriving unit for deriving the amount of the soluble organic component;
Directed to.
本開示によれば、より高精度なSOF量を算出可能なSOF量算出装置を提供することが出来る。 According to the present disclosure, it is possible to provide an SOF amount calculation apparatus that can calculate a more accurate SOF amount.
以下、上記図面を参照して、本開示に係るSOF量算出装置1について詳説するが、それに先立ち、まずは用語の定義を行う。 Hereinafter, the SOF amount calculation apparatus 1 according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Prior to that, terms are first defined.
<1.定義>
下表1は、本実施形態で使用される頭字語や略語の意味を示している。
<1. Definition>
Table 1 below shows the meaning of acronyms and abbreviations used in this embodiment.
また、上記図面のいくつかには、互いに直交するL軸、W軸およびT軸が描かれている。L軸、W軸およびT軸は、後述のセンサ7の長さ方向、幅方向および高さ方向を示す。なお、以下では、L軸が示す方向を長さ方向L、W軸が示す方向を幅方向W、T軸が示す方向を高さ方向Tということがある。また、L軸の正方向側を先端側、その負方向側を後端側ということがある。
In some of the drawings, the L axis, the W axis, and the T axis that are orthogonal to each other are drawn. An L axis, a W axis, and a T axis indicate a length direction, a width direction, and a height direction of the
<2.SOF量算出装置等の構成>
図1において、車両Vには、SOF量算出装置1に加え、内燃機関3と、排気系5と、センサ7と、が搭載されている。
<2. Configuration of SOF Quantity Calculation Device, etc.>
In FIG. 1, a vehicle V is equipped with an
まず、内燃機関3について説明する。内燃機関3は、例えばディーゼルエンジンであって、燃焼室301と、インジェクタ303と、吸気バルブ305と、排気バルブ307と、を備えている。
First, the
燃焼室301は、ピストン311の頂部、シリンダ313およびシリンダヘッド315等で囲まれた空間である。
The
インジェクタ303は、本開示では、燃焼室301内に燃料を噴射する。しかし、これに限らず、インジェクタ303は、燃焼室301の吸気ポートに燃料を噴射しても構わない。
In the present disclosure, the
吸気バルブ305および排気バルブ307のそれぞれは開閉可能に構成される。吸気バルブ305が開くことで、吸気流路317からの新気が燃焼室301に吸入される。また、排気バルブ307が開くことで、燃焼室301で燃料が燃焼して生じた排気ガスが排気系5(具体的には、排気流路501)に送り出される。
Each of the
次に、排気系5の基本構成について説明する。
排気系5は、内燃機関3で生じた排気ガスを大気中(車外)に導く排気流路501を有する。また、本開示では、排気流路501には、後処理装置503の例示として、DOC503Aと、CSF503Bとが設けられている。
Next, the basic configuration of the
The
DOC503Aは、酸化触媒であって、上記後処理装置503の例示の中では、排気流路501の最上流側に設けられる。DOC503Aは、例えば円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。このハニカム担体には多数の貫通孔が形成される。これら貫通孔を囲むハニカム壁面には、例えば白金等の貴金属触媒が担持またはコーティングされる。
The
このDOC503Aは、例えば、排気流路501を通じて自身に流入した排気ガス中の未燃燃料を酸化触媒と反応させることでCSF503Bを昇温させたり、窒素酸化物(以下、NOxという)の少なくとも一部を二酸化窒素にして、排気ガス(NOx)における二酸化窒素の比率を高めたりする。
The
CSF503Bは、排気流路501においてDOC503Aの下流側に設けられる。このCSF503Bは、所謂ウォールフロー型フィルタであって、セラミックで作製され、円柱形状のハニカム担体を有する。
The CSF 503B is provided on the downstream side of the
CSF503Bの作製時、ハニカム担体に両端面を貫通する多数の貫通孔が形成された後、上流側端面および下流側端面の開口が交互に封口されて半貫通孔(即ち、セル)が形成される。これによって、上流側端面の開口(即ち、セルの開口)から、半貫通孔、ハニカム壁面(隣り合う二個のセルの隔壁)および半貫通孔を通って、下流側端面の開口(隣接セルの開口)に至る排気ガスの流路が形成される。ここで、ハニカム壁面が濾過面として使用される。なお、ハニカム壁面にも、貴金属触媒が担持またはコーティングされても良い。 When the CSF 503B is manufactured, a large number of through holes penetrating both end faces are formed in the honeycomb carrier, and then the openings on the upstream end face and the downstream end face are alternately sealed to form half through holes (ie, cells). . As a result, from the opening on the upstream end face (that is, the opening of the cell) through the half through hole, the honeycomb wall surface (the partition wall of two adjacent cells) and the half through hole, the opening on the downstream end face (of the adjacent cell). An exhaust gas flow path to the opening) is formed. Here, the honeycomb wall surface is used as a filtration surface. A noble metal catalyst may be supported or coated on the honeycomb wall surface.
上記のようなCSF503Bは、排気流路501において上記DOC503Aの下流側に配置される。CSF503Bでは、排気流路501を案内されてきた排気ガスが上記流路を通過する。その過程で、ハニカム壁面の上流側表面に、排気ガス中の粒子状物質(主にスート)が堆積し捕集される。
The CSF 503B as described above is disposed on the downstream side of the
また、CSF503Bは、排気ガスの温度が自己再生温度以上であれば、捕集したスートを燃焼させて除去する(所謂、自己再生)。ここで、CSF503Bにおける自己再生(即ち、スートの燃焼)には、排気ガス中での二酸化窒素の重量比が重要である。よって、自己再生は、DOC503AとCSF503Bとが組み合わさって実施されることになる。
Further, if the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the self-regeneration temperature, the CSF 503B burns and removes the collected soot (so-called self-regeneration). Here, the weight ratio of nitrogen dioxide in the exhaust gas is important for self-regeneration (that is, soot combustion) in the CSF 503B. Therefore, the self-regeneration is performed by combining the
なお、CSF503B自体に、上記DOC503Aと同様の酸化触媒が付加されていても構わない。この場合も、CSF503Bは、上記と同様に自己再生が可能である。
Note that the same oxidation catalyst as that of the
CSF503Bを通過した排気ガスは、周知のSCRおよびRDOC等により処理されて無害化された後、マフラー(図示せず)等を介して、大気中に排出される。 The exhaust gas that has passed through the CSF 503B is treated with a well-known SCR, RDOC, and the like, rendered harmless, and then discharged into the atmosphere through a muffler (not shown).
センサ7は、排気流路501においてCSF503Bよりも上流に配置されて、ここを通過する排気ガスに含まれるPMの量に応じて変化する静電容量を示す電気信号を制御装置1に出力する。ここで、本SOF量算出装置1はPMに含まれるSOF量を算出することを目的とするため、センサ7は、排気流路501においてDOC503Aよりも上流に配置されても良い。
The
以下、図2、図3Aおよび図3Bを参照して、図1に示すセンサ7について説明する。
なお、図2では、両ケース701,703に関しては、WL平面と平行な仮想面に沿って、それぞれの一部分を切断した時の断面形状が示される。センサ部705に関しては、同仮想面に沿ってそれぞれを切断した時の断面形状が示される。
Hereinafter, the
In addition, in FIG. 2, regarding both
図2〜図3Bにおいて、センサ7は、例えば、外ケース701および内ケース703と、センサ部705と、少なくとも一つの発熱体707と、温度センサ709と、取付部711と、を備えている。
2 to 3B, the
外ケース701は、例えば、長さ方向Lに延びる中心軸を持つ円筒状の形状を有する。長さ方向Lにおける外ケース701の両端は、閉止されずに、内径をφaとする開口部となっている。
The
内ケース703は、例えば、長さ方向Lに延びる中心軸を持つ有底円筒状の形状を有する。内ケース703は、本開示では、長さ方向Lに、外ケース701よりも大きい寸法を有する。また、内ケース703の外径φbは、上記内径φaよりも小さい。また、内ケース703の後端部は閉止されずに、内径をφcとする開口部となっている。
The
また、内ケース703の後端部近傍には、自身の内部に排気ガスを取り込むために、複数の取込口(貫通孔)Hinが外周面の周方向に沿って形成されている。なお、図の視認性の観点で、図2では、一つの取込口にのみ参照符号Hinが付されている。
Further, in the vicinity of the rear end portion of the
また、内ケース703の先端部は、長さ方向Lにおける底部となっており、完全ではないがほぼ閉止されている。より具体的には、この底部の略中央には、内ケース703の内部の排気ガスを排気流路501に戻すために、上記内径φcよりも小径の吐出口(貫通孔)Houtが少なくとも一つ形成される。
Moreover, the front-end | tip part of the
センサ部705は、図3A,図3Bに示すように、多孔質体7051と、対をなす少なくとも二個の電極7053(図示は、五個の電極7053A〜7053E)と、を備えている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
多孔質体7051は、CSF503Bと同様のウォールフロー型フィルタであって、電気絶縁性を有する多孔質セラミックシートの積層体で作製され、長さ方向Lに延びる略直方体形状を有する。
The
この多孔質体7051もまた、長さ方向Lにおいて相対向する両端面(即ち、上流側端面および下流側端面)を貫通する多数の貫通孔が形成された後、上流側端面および下流側端面の開口が交互に封口されて半貫通孔(即ち、セル)が形成される。これによって、多孔質体7051の内部には、上流側端面の開口(即ち、セルの開口)から、半貫通孔、ハニカム壁面(隣り合う二個のセルの隔壁)および半貫通孔を通って、下流側端面の開口(隣接セルの開口)に至る排気ガスの流路が形成される。ここで、ハニカム壁面が濾過面として使用される。
This
なお、図3Aでは上流側端面が視認可能に描かれており、上流側端面で封口された三個のセルに参照符号C1が付されている。また、上流側端面で開口する二個のセルに参照符号C2が付されている。 In FIG. 3A, the upstream end face is drawn so as to be visible, and the reference numeral C1 is given to the three cells sealed at the upstream end face. Further, the reference cell C2 is attached to the two cells opened at the upstream end face.
各電極7053は、面状導体からなり、例えばLW平面に略平行な多孔質体7051のハニカム壁内に一つずつ埋設される。これにより、T軸方向に隣り合う二個の電極7053は、例えば幅方向Wに並ぶ一列分のセルC1,C2を挟んで互いに対向し、コンデンサを構成する。
Each
少なくとも一個の発熱体707は、線状導体からなり、ハニカム壁内に埋設される。本開示では、二個の発熱体707A,709Bが例示される。各発熱体707は、SOF量算出装置1の制御下で供給された電力により発熱して、多孔質体7051を構成するハニカム壁面に堆積するPMを燃焼させる。この観点から、各発熱体707は、極力幅狭の線状導体からなり、蛇行していることが望ましい。
At least one
なお、発熱体707の機能は少なくとも一個の電極7053に持たせることも可能である。
Note that at least one
温度センサ709は、例えば、正または負の温度特性を有するサーミスタ等であって、多孔質体7051(特に堆積部)の温度に応じた信号を制御装置1に出力する。具体的には、温度センサ709は、チップタイプで多孔質体7051の表面上に実装されても良いし、各電極7053と同様にハニカム壁面に埋設されても良い。
The
また、各電極7053(本開示では、電極7053A〜7053E)からは導線713(本開示では、導線713A〜713E)が一本ずつ引き出される(図3Aを参照)。
In addition, from each electrode 7053 (in the present disclosure,
また、各発熱体707(本開示では、発熱体707A,707B)の両端からは一対の導線715(本開示では、一対の導線715A,715B)が引き出される。
In addition, a pair of conductors 715 (a pair of
また、温度センサ709の両外部電極のそれぞれからは、導線717が一本ずつ引き出される。
Further, one
再度、図2を参照する。取付部711は、大略的には、リング状の形状を有する。この取付部711の先端側には、両ケース701,703が挿入され固定される。挿入時、(1)両ケース701,703の中心軸がL軸と平行かつ軸合わせされ、かつ(2)外ケース701の内部空間に内ケース703が収容される。さらに、本開示では、(3)内ケース703の先端部が外ケース701の先端部よりも、L軸の正方向側に突出する。
Reference is again made to FIG. The
上記構成のセンサ部705は、上流側端面および下流側端面を除く側面が耐熱性マットで巻かれて、内ケース513の内部空間に圧入される。その結果、多孔質体7051は、内ケース703において、各半貫通孔が排気ガスの流れ方向に沿うように配置される。多孔質体7051では、内ケース内513の内部に案内されてきた排気ガスが上記流路を通過する。その過程で、ハニカム壁面の上流側表面に、排気ガス中の粒子状物質(スートとSOFとを含む)が堆積し捕集される。このように、ハニカム壁面は、堆積部の一例をなす。
The
取付部711の外周面には、雄ネジS2が形成される。また、排気流路501においてCSF503Bよりも上流側にはボスB2が設けられ、ボスB2には、排気流路501を長さ方向Lに貫通する貫通孔が形成される。貫通孔の内周面には、雄ネジS2が螺合する雌ネジS4が切られている。上記のような取付部711と排気流路501の雌ネジS4により、センサ7は排気流路501に取り付けられる。この時、吐出口Houtが、排気流路501において相対的に大きな流速が得られる排気流路501の中心軸上またはその近傍に位置するように、センサ7のサイズは設計される。
A male screw S <b> 2 is formed on the outer peripheral surface of the
また、取付部711には、長さ方向Lに沿って貫通し、後述の導線713が通過する貫通孔H2が形成される。上記各導線713〜717は、貫通孔H2を通って、SOF量算出装置1に接続される。
The
SOF量算出装置1は、温度センサ709の出力信号に基づき、発熱体707への電力供給を行って、センサ7における多孔質体7051の温度を第一温度に保ちつつ、SOFを燃焼させたうえで、センサ7の多孔質体7051に堆積している煤の量を検出する。
The SOF amount calculating device 1 supplies power to the
このSOF量算出装置1は、基板上に、コネクタ、測定回路、マイコン、ワーキングメモリおよびプログラムメモリ等が実装されたECUである。 The SOF amount calculation device 1 is an ECU in which a connector, a measurement circuit, a microcomputer, a working memory, a program memory, and the like are mounted on a substrate.
コネクタには、各導線713,715,717が接続されると共に、周知の測定回路が接続される。
測定回路は、周知の手法で、電極7053の全ての対の合成容量を検出して、マイコンに出力する。なお、合成容量を測定する手法に関しては、例えば特開2011−169205号公報に記載されている。他にも、周知のLCRメータを用いて静電容量を測定することも出来る。
The
The measurement circuit detects the combined capacitance of all pairs of the
マイコンは、プログラムメモリに予め格納されたプログラムを、ワーキングメモリを用いて実行する。 The microcomputer executes a program stored in advance in the program memory using the working memory.
<3.SOF量算出装置1の処理>
次に、図4を参照して、SOF量算出装置1の処理を説明する。
図4において、マイコンは、周知の手法で、排気ガスの温度を取得する(ステップS001)。
<3. Processing of SOF amount calculating apparatus 1>
Next, the process of the SOF amount calculating device 1 will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the microcomputer acquires the temperature of the exhaust gas by a well-known method (step S001).
排気ガスの温度は、例えば、排気流路501においてCSF503Bの上流側に設けられた温度センサ(図示せず)の出力信号から得ることが出来る。他にも、温度センサ709の出力信号が表す温度を、排気ガスの温度とみなしても良い。
The temperature of the exhaust gas can be obtained from, for example, an output signal of a temperature sensor (not shown) provided on the upstream side of the
次に、マイコンは、ステップS001で取得した温度が温度閾値以下か否かを判断する(ステップS003)。温度閾値は、本SOF量算出装置1の設計開発段階で実験等で導出され、SOFの酸化温度に所定マージンを加算した値に選ばれる。即ち、SOFは、車両が低負荷運転等となっている時に、内燃機関3で生じた排気ガスに含まれ、センサ7を用いた煤量の検出精度に影響を及ぼし得る。しかし、SOFは、排気ガスが約200℃以上の高温になると酸化するので、センサ7を用いた煤量の検出値に影響しなくなる。
Next, the microcomputer determines whether or not the temperature acquired in step S001 is equal to or lower than a temperature threshold (step S003). The temperature threshold value is derived by an experiment or the like at the design and development stage of the SOF amount calculating apparatus 1 and is selected to be a value obtained by adding a predetermined margin to the SOF oxidation temperature. That is, SOF is included in the exhaust gas generated in the
ステップS003でNOと判断した場合には、マイコンは、上記手法で、電極7053の全ての対の合成容量を検出する。マイコンはさらに、検出した合成容量に基づき、CSF503Bにおける煤の堆積量を導出する(ステップS005)。
If NO is determined in step S003, the microcomputer detects the combined capacitance of all pairs of
マイコンは、ステップS005で導出した煤の堆積量が煤閾値以上であれば(ステップS007でYES)、CSF503Bおよびセンサ部705の強制再生を行って、CSF503Bおよびセンサ部705に堆積した煤を燃焼させる(ステップS009)。ステップS009では、例えば、ポスト噴射により、排気ガスの温度を、煤が燃焼する約500℃以上にすると良い。
If the accumulation amount of soot derived in step S005 is equal to or greater than the soot threshold (YES in step S007), the microcomputer performs forced regeneration of
それに対し、ステップS007でNOと判断するか、ステップS009が終わると、マイコンは、ステップS001に戻る。 On the other hand, if NO is determined in step S007 or if step S009 ends, the microcomputer returns to step S001.
また、ステップS003でYESと判断した場合には、マイコンは、予め定められた時間待機した後に(ステップS011でYES)、再度、ステップS001,S003と同様の処理を行って、現在の排気ガスの温度が温度閾値以下か否かを判断する(ステップS013,S015)。 If YES is determined in step S003, the microcomputer waits for a predetermined time (YES in step S011), and then performs the same processing as in steps S001 and S003 again to determine the current exhaust gas. It is determined whether or not the temperature is equal to or lower than the temperature threshold (steps S013 and S015).
ステップS015でNOと判断した場合には、マイコンは、排気ガスの温度上昇によりSOFが燃焼したとみなして、ステップS005を行う。 If it is determined NO in step S015, the microcomputer regards the SOF as combusted due to the temperature rise of the exhaust gas, and performs step S005.
それに対し、ステップS015でYESと判断した場合、マイコンは、温度センサ709から、多孔質体7051の温度に応じた信号を取得して、多孔質体7051の現在の温度を導出する(ステップS017)。
On the other hand, if YES is determined in step S015, the microcomputer obtains a signal corresponding to the temperature of the
次に、マイコンは、多孔質体7051の温度が概ね第一温度辺りで変動するように、PID制御等のフィードバック制御に基づき、発熱体707への電力供給を開始する(ステップS019)。その結果、発熱体707は、多孔質体7051の加熱を開始する。ここで、第一温度は、SOFの燃焼温度(酸化温度)以上であって、煤が燃焼しない温度未満に設計される。このような第一温度としては、例えば、概ね300℃以上400℃以下である。
Next, the microcomputer starts power supply to the
次に、マイコンは、ステップS005と同様の手法で、電極7053の合成容量を検出し、検出値を合成容量の初期値として保持する(ステップS021)。
Next, the microcomputer detects the combined capacitance of the
次に、マイコンは、予め定められた合成容量の検出周期が経過すると(ステップS023)、ステップS021と同様の手法で、電極7053の合成容量を再度検出し保持する(ステップS025)。
Next, when a predetermined composite capacitance detection cycle has elapsed (step S023), the microcomputer detects and holds the composite capacitance of the
次に、マイコンは、n個以上の合成容量値を保持しているか否かを判断する(ステップS027)。ここで、nは2以上の自然数である。 Next, the microcomputer determines whether or not n or more combined capacitance values are held (step S027). Here, n is a natural number of 2 or more.
ステップS027でNOと判断すると、マイコンはステップS023に戻る。
それに対し、YESと判断すると、マイコンは、最近n個の合成容量値の変化が略一定か否かを判断する(ステップS029)。
If NO is determined in step S027, the microcomputer returns to step S023.
On the other hand, if YES is determined, the microcomputer determines whether or not the change in the n synthesized capacitance values has been substantially constant (step S029).
ステップS029では、例えば、下記のような処理が行われる。最近n個の合成容量値の平均値が算出される。その後、n個の合成容量値のそれぞれから平均値が減算されて、n個の差分値が算出される。n個の差分値の絶対値が所定基準値以下であれば、ステップS029でYESと判断される。なお、所定基準値は、出来る限りゼロに近い値であることが好ましい。 In step S029, for example, the following processing is performed. The average value of the last n composite capacitance values is calculated. Thereafter, the average value is subtracted from each of the n composite capacitance values, and n difference values are calculated. If the absolute value of the n difference values is less than or equal to the predetermined reference value, YES is determined in step S029. The predetermined reference value is preferably as close to zero as possible.
ステップS029でNOと判断すると、マイコンは、ステップS023に戻る。
ステップS029でYESと判断すると、マイコンは、多孔質体7051のSOFが全て燃焼したとみなして、発熱体707への電力供給を終了する(ステップS031)。
If NO is determined in step S029, the microcomputer returns to step S023.
If YES is determined in step S029, the microcomputer considers that all of the SOF of the
図4のステップS019〜S031の間、多孔質体7051の温度は一定に保たれる。また、ステップS021において合成容量の初期値が検出保持され、ステップS029において、SOFの完全燃焼後の合成容量が検出保持されることになる。
During steps S019 to S031 in FIG. 4, the temperature of the
多孔質体7051の温度一定の条件下で、合成容量の初期値からSOF燃焼後の合成容量の差分値は、SOFの堆積量に相関する。第一温度での相関関係を、本SOF量算出装置1の設計開発段階で予め導出し、プログラムメモリに、差分値毎のSOFの堆積量を示すテーブルを保持する。
Under the condition that the temperature of the
マイコンは、図4に示すように、ステップS031の後に、ステップS021で取得した合成容量の初期値からステップS029で得られた合成容量の差分値を求め(ステップS033)、ステップS033で求めた差分値に対応するSOFの堆積量をテーブルから導出する(ステップS035)。このようにして導出されたSOFの堆積量に基づき、従来と同様の白煙対策がとられる。 As shown in FIG. 4, after step S031, the microcomputer obtains the difference value of the composite capacity obtained in step S029 from the initial value of the composite capacity obtained in step S021 (step S033), and the difference obtained in step S033. The SOF deposition amount corresponding to the value is derived from the table (step S035). Based on the SOF accumulation amount derived in this way, white smoke countermeasures similar to those in the past are taken.
ステップS035が終了すると、マイコンは、ステップS005を行う。 When step S035 ends, the microcomputer performs step S005.
<3.SOF量算出装置1の作用・効果>
特許文献1では、エンジン回転数および燃料噴射量に基づきSOF量を算出している。しかし、例えば車両Vの低負荷運転時ではSOFが発生し易いが、エンジン回転数および燃料噴射量の組み合わせから、低負荷運転時等で高精度なSOF量を得ることが難しい。
<3. Action / Effect of SOF Quantity Calculation Device 1>
In Patent Document 1, the SOF amount is calculated based on the engine speed and the fuel injection amount. However, for example, SOF is likely to occur during low load operation of the vehicle V, but it is difficult to obtain a highly accurate SOF amount during low load operation or the like from a combination of the engine speed and the fuel injection amount.
それに対し、上記の通り、本SOF量算出装置1では、車両Vに搭載可能なセンサ7の合成容量の変化に基づき、内部に堆積していたSOF量を算出する。このように、本SOF量算出装置1で算出されたSOF量は、実際のSOF量により変化する合成容量に基づくため、従来のSOF量算出装置よりも高精度である。
On the other hand, as described above, the SOF amount calculating apparatus 1 calculates the SOF amount accumulated inside based on the change in the combined capacity of the
上記の通り、本開示によれば、高精度なSOF量を算出可能なSOF量算出装置1を提供することが可能となる。 As described above, according to the present disclosure, it is possible to provide the SOF amount calculation apparatus 1 that can calculate the SOF amount with high accuracy.
また、本開示によれば、排気流路501に取り付け可能な小型のセンサ7と、所謂ECUとの組み合わせで高精度にSOF量を算出できる。換言すると、本SOF算出装置1によれば、センサ7と共に使用することで、車両Vに搭載しつつ、高精度にSOF量を算出することが可能となる。
Further, according to the present disclosure, the amount of SOF can be calculated with high accuracy by combining a
また、上記実施形態では、センサ部705はウォールフロー型であるので、上記のような電力供給を行っても、多孔質体7051に堆積したPMが熱泳動の影響を受けることを防止出来る。
In the above embodiment, since the
<4.付記>
上記実施形態では、マイコンは、排気ガス温度が温度閾値以下の場合には、多孔質体7051(即ち、PMの堆積部)の温度が第一温度となるように発熱体707への電力供給を制御していた。しかし、これに限らず、マイコンは、排気ガス温度に関わらず、常時、多孔質体7051(即ち、PMの堆積部)の温度が第一温度となるように発熱体707への電力供給を制御してもよい。ここで、多孔質体7051の材質によっては、コンデンサが正の温度特性(または負の温度特性)を有することになる。しかし、多孔質体7051の温度が常時一定に維持されるため、コンデンサの温度特性を補償できるため、マイコンは、高精度な合成容量値を導出することが出来る。
<4. Addendum>
In the above embodiment, when the exhaust gas temperature is equal to or lower than the temperature threshold, the microcomputer supplies power to the
また、上記実施形態では、多孔質体7051において、セルC1,C2は、長さ方向Lからの平面視で、高さ方向Tおよび幅方向Wにマトリクス状に配列される。また、多孔質体7051には、複数の発熱体707A,707Bが設けられる。この前提で、本SOF量算出装置1の設計開発段階で、複数のセルC2内におけるPMの堆積量に分布があることが予め判明しているのであれば、PM堆積量の分布に相関するように、発熱体707A,707Bへの供給電力を個別的に制御しても構わない。より具体的には、発熱体707A,707Bへの供給電力量が制御されたり、発熱体707A,707Bへの印加電圧が制御されたりしても良い。
In the above embodiment, in the
また、本開示では、好ましい一例として、マイコンは、ステップS017において、温度センサ709から多孔質体7051の表面温度を示す信号を取得していた。しかし、これに限らず、別の場所に設けられた温度センサからの信号に基づき、多孔質体7051の温度を推定しても構わない。
In the present disclosure, as a preferred example, the microcomputer acquires a signal indicating the surface temperature of the
また、周知の通り、煤の生成及び酸化についてのモデルとしては、SAEペーパー930612(タイトル「Approach to Low Nox and Smoke Emission Engines by Using Phenomenological Simulation」)に記載のSootモデルがある。このSootモデルが、上記実施形態で求めた合成容量を用いて補正されても構わない。 As is well known, as a model for soot formation and oxidation, there is a soot model described in SAE paper 930612 (title “Approach to Low Nox and Smoke Emissions Engineering by Using Phenomenological Simulation”). The soot model may be corrected using the combined capacity obtained in the above embodiment.
本開示のSOF量算出装置は、高精度にSOF量を算出可能であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンのような内燃機関を搭載した乗用車や商用車等に好適である。 The SOF amount calculation device of the present disclosure can calculate the SOF amount with high accuracy, and is suitable for a passenger car, a commercial vehicle, or the like equipped with an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine.
1 SOF量算出装置
3 内燃機関
5 排気系
501 排気流路
503B CSF
7 センサ
705 センサ部
7501 多孔質体(堆積部)
7503 電極
707 発熱体
709 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 SOF
7
7503
Claims (6)
前記少なくとも一つの堆積部の温度に応じた信号を取得する温度取得部と、
前記温度取得部が取得した信号に基づき、前記粒子状物質に含まれる可溶性有機成分が燃焼可能であるが煤は燃焼しない第一温度で前記堆積部を加熱するよう前記発熱体への電力供給を制御する電力供給部と、
前記発熱体への電力供給の開始から、前記一対の電極間の静電容量が略一定になるまでの間の時間と、前記一対の電極間の静電容量の変化量とに基づいて、前記可溶性有機成分の量を導出する第一導出部と、を備えるSOF量算出装置。 At least one deposition part made of a porous material and on which the particulate matter contained in the exhaust gas is deposited, at least a pair of electrodes facing each other across the at least one deposition part, and the at least one deposition An SOF amount calculating device connected to a sensor including a heating element that heats the unit,
A temperature acquisition unit for acquiring a signal according to the temperature of the at least one deposition unit;
Based on the signal acquired by the temperature acquisition unit, power is supplied to the heating element so as to heat the deposition unit at a first temperature at which soluble organic components contained in the particulate matter can be combusted but soot does not combust. A power supply to control;
Based on the time from the start of power supply to the heating element until the capacitance between the pair of electrodes becomes substantially constant, and the amount of change in capacitance between the pair of electrodes, A SOF amount calculating apparatus comprising: a first deriving unit that derives the amount of the soluble organic component.
前記少なくとも一つの発熱体は、前記複数の堆積部において相異なる位置に設けられた複数の発熱体であって、
前記電力供給部は、前記複数の堆積部における粒子状物質の堆積量の分布に基づき、前記複数の発熱体の温度を個別的に制御する、請求項1に記載のSOF量算出装置。 The at least one deposition part is a plurality of deposition parts arranged in a predetermined direction,
The at least one heating element is a plurality of heating elements provided at different positions in the plurality of deposition portions,
2. The SOF amount calculation device according to claim 1, wherein the power supply unit individually controls the temperatures of the plurality of heating elements based on a distribution of a deposition amount of particulate matter in the plurality of deposition units.
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CN115355078A (en) * | 2022-09-14 | 2022-11-18 | 潍柴动力股份有限公司 | DOC SOF deposition amount calculation and diagnosis method |
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2016
- 2016-09-28 JP JP2016189240A patent/JP2018054402A/en active Pending
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