WO2016084660A1 - 診断装置及びセンサ - Google Patents

診断装置及びセンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2016084660A1
WO2016084660A1 PCT/JP2015/082300 JP2015082300W WO2016084660A1 WO 2016084660 A1 WO2016084660 A1 WO 2016084660A1 JP 2015082300 W JP2015082300 W JP 2015082300W WO 2016084660 A1 WO2016084660 A1 WO 2016084660A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
change rate
amount
time change
exhaust gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/082300
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正 内山
哲史 塙
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by いすゞ自動車株式会社 filed Critical いすゞ自動車株式会社
Priority to US15/531,398 priority Critical patent/US10612445B2/en
Priority to EP15864186.0A priority patent/EP3225800B1/en
Priority to CN201580064366.8A priority patent/CN107002525B/zh
Publication of WO2016084660A1 publication Critical patent/WO2016084660A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/008—Mounting or arrangement of exhaust sensors in or on exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/05—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a particulate sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0416—Methods of control or diagnosing using the state of a sensor, e.g. of an exhaust gas sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0418—Methods of control or diagnosing using integration or an accumulated value within an elapsed period
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic apparatus and a sensor, and more particularly to a PM sensor diagnostic apparatus and a PM sensor for detecting particulate matter (hereinafter referred to as PM) contained in exhaust gas.
  • PM particulate matter
  • an electrical resistance type PM sensor is known as a sensor for detecting PM in exhaust discharged from an internal combustion engine.
  • An electrical resistance type PM sensor uses a pair of conductive electrodes facing each other on the surface of an insulating substrate, and the electrical resistance value changes depending on the conductive PM (mainly soot component) adhering to these electrodes.
  • the PM amount is estimated (see, for example, Patent Document 1).
  • a failure diagnosis device for an electric resistance type PM sensor a device that compares the regeneration times of two PM sensors with each other and determines a failure when the difference between the regeneration times of these sensors is larger than a predetermined value is proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
  • Patent Document 2 has a problem that it is wasteful and expensive because it is necessary to provide two PM sensors at substantially the same position.
  • an object of the present invention is to provide a low-cost diagnostic apparatus and sensor that can solve the above-described problems and can detect a functional failure and functional deterioration of a PM sensor at an early stage.
  • the present invention has been devised to achieve the above object, and is a sensor diagnostic device that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and detects the amount of particulate matter contained in the exhaust.
  • a time change rate calculating unit for obtaining a time change rate of the particulate matter amount detected by the sensor during a period in which the fuel injection amount is equal to or less than a preset injection amount threshold value, and the particulate matter obtained by the time change rate calculating unit.
  • An abnormality determination unit that determines abnormality of the sensor based on a time change rate of a substance amount.
  • (A) is a schematic block diagram which shows an example of the exhaust system of the diesel engine to which the diagnostic apparatus which concerns on one Embodiment of this invention was applied
  • (B) is a functional block diagram of an electronic control unit. It is a typical fragmentary sectional view showing PM sensor of a diagnostic device concerning one embodiment of the present invention. It is a figure explaining the principle of the diagnostic apparatus of this invention.
  • (A) is a typical perspective view which shows the sensor part of PM sensor which concerns on one modification of this invention
  • (B) is a typical disassembled perspective view which shows the sensor part of the PM sensor. It is a typical fragmentary sectional view showing PM sensor concerning one modification of the present invention.
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram illustrating an example of an exhaust system of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) to which the diagnostic device according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 1B is a diagram of an electronic control unit. It is a functional block diagram.
  • an oxidation catalyst 210, a particulate filter (hereinafter referred to as DPF) 220, and the like are provided in the exhaust passage (exhaust pipe) 110 of the engine 100 in order from the exhaust upstream side.
  • the diagnostic device of the present embodiment is configured by arranging the PM sensor 10 in the exhaust passage 110 upstream of the DPF 220.
  • the number of PM sensors 10 is not limited and may be two or more.
  • the arrangement position of the PM sensor 10 may be the exhaust passage 110 on the downstream side of the DPF 220.
  • the PM sensor 10 includes a case member 11 inserted into the exhaust passage 110, a pedestal portion 20 for attaching the case member 11 to the exhaust passage 110, and a sensor portion 30 accommodated in the case member 11. And.
  • the case member 11 is formed in a bottomed cylindrical shape with the bottom side (the lower end side in the illustrated example) closed.
  • the length L of the case member 11 in the cylinder axis direction is formed to be substantially the same as the radius R of the exhaust passage 110 so that the bottom cylindrical wall portion protrudes to the vicinity of the axial center CL of the exhaust passage 110. ing.
  • the bottom side of the case member 11 is the front end side, and the side opposite to the bottom side is the base end side of the case member 11.
  • a plurality of inlets 12 arranged at intervals in the circumferential direction are provided in the cylindrical wall portion on the distal end side of the case member 11.
  • a plurality of outlets 13 arranged at intervals in the circumferential direction are provided in the base end side cylindrical wall portion of the case member 11.
  • the total opening area S 12 of the inlet 12 is smaller than the total opening area S 13 of the outlet 13 (S 12 ⁇ S 13) . That is, in the exhaust flow velocity V 12 of the inlet 12 near slower than the exhaust flow velocity V 13 near guide outlet 13 (V 12 ⁇ V 13), the pressure P 12 in the inlet 12 side pressure outlet 13 side It is higher than the P 13 (P 12> P 13 ). Thereby, exhaust gas is smoothly taken into the case member 11 from the inlet 12, and at the same time, the exhaust gas in the case member 11 is smoothly led out into the exhaust passage 110 from the outlet 13.
  • the pedestal portion 20 includes a male screw portion 21 and a nut portion 22.
  • the male screw portion 21 is provided at the base end portion of the case member 11 and closes the base end side opening of the case member 11.
  • the male screw portion 21 is screwed with a female screw portion of a boss portion 110 ⁇ / b> A formed in the exhaust passage 110.
  • the nut portion 22 is, for example, a hexagonal nut, and is fixed to the upper end portion of the male screw portion 21.
  • the male screw portion 21 and the nut portion 22 are formed with through holes (not shown) through which conductive wires 32A, 33A described later are inserted.
  • the sensor unit 30 includes a filter member 31, a plurality of pairs of electrodes 32 and 33, and an electric heater 34.
  • the filter member 31 is formed, for example, by alternately plugging the upstream side and the downstream side of a plurality of cells forming a grid-like exhaust flow path partitioned by porous ceramic partition walls.
  • the filter member 31 is held on the inner peripheral surface of the case member 11 via a cushion member 31A in a state in which the flow path direction of the cell is substantially parallel to the axial direction of the case member 11 (vertical direction in the drawing). .
  • the PM in the exhaust gas taken into the case member 11 from the introduction port 12 flows from the cell plugged on the downstream side into the cell plugged on the upstream side, so that the surface of the partition wall It is collected in the hole.
  • a cell whose downstream side is plugged is referred to as a measurement cell
  • a cell whose upstream side is plugged is referred to as an electrode cell.
  • the electrodes 32 and 33 are, for example, conductive metal wires, and are alternately inserted from the downstream side (non-plugged side) into electrode cells facing each other across the measurement cell to form a capacitor. These electrodes 32 and 33 are connected to a capacitance detection circuit (not shown) built in an electronic control unit (ECU) 40 of the vehicle via conductive wires 32A and 33A, respectively.
  • ECU electronice control unit
  • the electric heater 34 is, for example, a heating wire and constitutes the regenerating means of the present invention.
  • the electric heater 34 generates heat by energization and heats the measurement cell, thereby performing so-called filter regeneration (hereinafter also referred to as sensor regeneration) in which PM accumulated in the measurement cell is removed by combustion.
  • filter regeneration hereinafter also referred to as sensor regeneration
  • the electric heater 34 is formed by being bent into a continuous S-shape, and straight portions parallel to each other are inserted into each measurement cell along the flow path.
  • the PM sensor 10 includes a sensor regeneration control unit 41 and a PM amount estimation calculation unit 42.
  • the sensor regeneration control unit 41 and the PM amount estimation calculation unit 42 are mounted on the ECU 40.
  • the sensor regeneration control unit 41 and the PM amount estimation calculation unit 42 may be mounted on a hardware unit configured separately from the ECU 40.
  • the sensor regeneration control unit 41 performs sensor regeneration that turns on (energizes) the electric heater 34 in accordance with the capacitance Cp between the electrodes 32 and 33 detected by a capacitance detection circuit (not shown).
  • the electrostatic capacitance Cp between the electrodes 32 and 33 is expressed by the following formula 1 where the dielectric constant ⁇ of the medium between the electrodes 32 and 33, the surface area S of the electrodes 32 and 33, and the distance d between the electrodes 32 and 33 are expressed. .
  • Equation 1 the surface areas S of the electrodes 32 and 33 are constant, and when PM is collected by the filter member 31, the dielectric constant ⁇ and the distance d change, and the capacitance Cp also changes accordingly. That is, a proportional relationship is established between the capacitance Cp between the electrodes 32 and 33 and the amount of PM deposited on the filter member 31.
  • the sensor regeneration control unit 41 turns on the electric heater 34 to perform sensor regeneration. (See FIG. 3). This sensor regeneration is continued until the capacitance Cp falls to a predetermined capacitance lower limit threshold CP_min indicating complete removal of PM.
  • Estimating the PM amount calculation unit 42 is an example of a means for estimating the present invention, along with determining the capacitance Cp between the electrodes 32 and 33, on the basis of the variation amount of capacitance [Delta] Cp n in the period to be measured, The total PM amount m PM_sum in the exhaust is estimated.
  • Equation 2 PM quantity m PM_n to be trapped by the filter member 31 between any period T n is obtained by Equation 2 below obtained by multiplying the first coefficient ⁇ to the variation amount of capacitance [Delta] Cp n.
  • the PM amount estimation calculation unit 42 sequentially accumulates the PM amount m PM_n of the period T n calculated from Equation 2, based on the following Equation 3, the total PM amount m in the exhaust gas flowing into the filter member 31 of the PM sensor 10. Calculate PM_sum in real time.
  • the PM sensor 10 further includes a diagnostic device 1 according to the present embodiment.
  • the diagnostic device 1 includes a time change rate calculation unit 2 and an abnormality determination unit 3.
  • the time change rate calculation unit 2 and the abnormality determination unit 3 are mounted on the ECU 40 of the vehicle.
  • the time change rate calculation unit 2 and the abnormality determination unit 3 may be mounted on a hardware unit that is configured separately from the ECU 40.
  • the time change rate calculating unit 2 obtains the time change rate of the PM amount detected by the PM sensor 10 during a period in which the fuel injection amount of the engine 100 which is an internal combustion engine is equal to or less than a preset injection amount threshold value. Since the fuel injection amount is used for engine control or the like by the ECU 40, the time change rate calculation unit 2 may be configured to acquire the fuel injection amount used by the ECU 40 and use it for calculation. .
  • the injection amount threshold value may be set to a small value that hardly generates PM from the engine 100.
  • the time change rate calculation unit 2 is configured to obtain the time change rate of the PM amount detected by the PM sensor 10 when the fuel injection amount is 0 when the injection amount threshold is 0.
  • the abnormality determination unit 3 determines abnormality of the PM sensor 10 based on the time change rate of the PM amount obtained by the time change rate calculation unit 2.
  • the PM sensor 10 since PM is hardly discharged from the engine 100 during a period D in which the fuel injection amount is equal to or less than the injection amount threshold (here, when the fuel injection amount is 0), the PM sensor 10 In normal operation, the capacitance Cp hardly changes during this period D, and the time change rate of the PM amount must be substantially zero. Therefore, if the time change rate of the PM amount increases during the period D, it is considered that some abnormality has occurred in the PM sensor 10.
  • the PM amount is the amount of PM collected by the filter member 31 at the time of measurement, and the total PM amount m PM_sum since the previous sensor regeneration can be used. Since the change amount of the total PM amount m PM_sum depends on the change amount of the capacitance Cp between the electrodes 32 and 33, in this embodiment, for the sake of simplification of the calculation, the change rate of the capacitance Cp with time (dCp). / Dt) is used as an index representing the time change rate of the PM amount.
  • the time change rate calculation unit 2 is configured to obtain the time change rate (dCp / dt) of the capacitance Cp at the time of fuel cut, and the abnormality determination unit 3 has the capacitance Cp of the capacitance Cp.
  • An abnormality of the PM sensor 10 is determined based on the time change rate (dCp / dt).
  • the capacitance Cp changes depending on the temperature of the exhaust gas, it is possible to further improve the determination accuracy by correcting the capacitance Cp actually measured based on the temperature of the exhaust gas.
  • exhaust gas temperature detection means (not shown) for detecting the temperature of the exhaust gas is further provided, and the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature detection means for the time rate of change (dCp / dt) of the capacitance Cp.
  • the abnormality determination unit 3 is configured to determine abnormality of the PM sensor 10 by comparing a correction coefficient according to f (T): exhaust gas temperature T and a preset change rate threshold.
  • the abnormality determination unit 3 determines that the PM sensor 10 is abnormal when the above-described value A is larger than the change rate threshold, and when the value A is equal to or less than the change rate threshold, It is configured to determine that the PM sensor 10 is not abnormal.
  • the correction coefficient f (T) may be obtained by, for example, mounting a correction coefficient map referred to by the exhaust gas temperature T in the ECU 40 in advance and referring to the correction coefficient map.
  • this temperature sensor may be used as the exhaust gas temperature detecting means.
  • a calculation unit 2 and an abnormality determination unit 3 that determines abnormality of the PM sensor 10 based on the time change rate of the PM amount obtained by the time change rate calculation unit 2 are provided.
  • the diagnostic device 1 by utilizing the fact that almost no PM is generated during a period when the fuel injection amount is small (preferably at the time of fuel cut), the time change rate of the PM amount during this period is When it is larger, the PM sensor 10 is determined to be abnormal.
  • the PM sensor 10 is disposed at the exhaust passage 110 so as to be opposed to the filter member 31 including the cell for collecting the particulate matter in the exhaust with the cell interposed therebetween to form a capacitor.
  • a pair of electrodes 32 and 33 are provided, and a capacitance type sensor provided with an estimation means for estimating the amount of PM in the exhaust gas based on the capacitance Cp between the pair of electrodes 32 and 33.
  • the electric resistance value does not change during the period until each electrode is connected to each other by the PM. There are issues that cannot be estimated.
  • the PM sensor 10 estimates the PM amount based on the capacitance change amount between the electrodes 32 and 33 having good sensitivity, and sequentially accumulates the estimated PM amount, thereby exhaust gas. It is configured to calculate the amount of PM inside. Therefore, according to the PM sensor 10 of the present embodiment, the amount of PM in the exhaust gas discharged from the engine 100 can be estimated with high accuracy and in real time.
  • the PM sensor 10 of the present embodiment is configured to reliably collect PM in the exhaust gas by the filter member 31. Therefore, according to the PM sensor 10 of the present embodiment, it is possible to effectively ensure the estimation accuracy of the PM amount even in an operation state in which the exhaust gas flow rate increases.
  • the case member 11 that houses the sensor unit 30 is protruded at the tip of the case member 11 to the vicinity of the axis center CL where the exhaust flow velocity is the fastest in the exhaust passage 110.
  • An inlet 12 that takes in exhaust gas into the case member 11 is provided in the cylindrical wall portion on the distal end side of the case member 11.
  • a outlet port 13 having an opening area larger than that of the inlet 12 is provided in the base end side cylindrical wall portion of the case member 11.
  • the introduction port 12 is disposed in the vicinity of the axial center CL of the exhaust passage 110 where the exhaust flow rate is fast, and the opening area of the outlet port 13 is increased, so that the introduction port 12 and the introduction port 12 are guided.
  • a large static pressure difference from the outlet 13 can be secured, and the flow of exhaust gas passing through the sensor unit 30 can be effectively promoted.
  • the specific configuration of the PM sensor 10 is not limited to the above-described embodiment, and a stacked sensor unit 60 may be used as shown in FIGS.
  • the sensor unit 60 includes a plurality of rectangular parallelepiped filter layers 61 in which cells that are alternately plugged on the upstream side and the downstream side are arranged in parallel in one direction, and a plurality of first plates made of a plate-like conductive member. And the second electrode plates 62 and 63, and the first and second electrode plates 62 and 63 are alternately stacked with the filter layer 61 interposed therebetween.
  • the first and second electrode plates 62 and 63 are formed so that the outer dimensions in the length direction L and the width direction W are substantially the same as those of the filter layer 61.
  • the electrode surface area S can be effectively secured and detected. It is possible to increase the absolute capacitance value. Further, since the inter-electrode distance d becomes the cell pitch and is made uniform, variations in the initial capacitance can be effectively suppressed.
  • the positions of the inlet port 12 and the outlet port 13 may be interchanged so that the flow of exhaust gas introduced into the case member 11 is reversed.
  • the filter member 31 may be stored in the case member 11 by being inverted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

　ＰＭセンサの機能失陥、機能劣化を早期に検知可能な低コストな診断装置及びセンサを提供する。　内燃機関１００の排気通路１１０に配置されて排気中に含まれる粒子状物質量を検出するセンサ１０の診断装置であって、内燃機関１００の燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下である期間に、センサ１０が検出した粒子状物質量の時間変化率を求める時間変化率演算部２と、時間変化率演算部２が求めた粒子状物質量の時間変化率を基に、センサ１０の異常を判定する異常判定部３と、を備えたものである。

Description

診断装置及びセンサ
　本発明は、診断装置及びセンサに関し、特に、排気中に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭという）を検出するＰＭセンサの診断装置及びＰＭセンサに関するものである。
　従来、内燃機関から排出される排気中のＰＭを検出するセンサとして、電気抵抗型ＰＭセンサが知られている。電気抵抗型ＰＭセンサは、絶縁性基板の表面に一対の導電性電極を対向配置し、これら電極に付着する導電性のＰＭ（主に、スート成分）によって電気抵抗値が変化することを利用してＰＭ量を推定している（例えば、特許文献１参照）。
　また、電気抵抗型ＰＭセンサの故障診断装置として、二個のＰＭセンサの再生時間を互いに比較し、これらセンサの再生時間の差が所定値よりも大きい場合に故障と判定するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１２－８３２１０号公報 特開２００９－１４４５１２号公報
　しかしながら、特許文献２の装置では、略同じ位置に二個のＰＭセンサを設ける必要があるため、無駄が多く高コストであるという問題がある。
　また、特許文献２の装置では、センサ再生を行わなければ診断を行うことができないため、センサ再生の頻度が低い場合には、ＰＭセンサの機能失陥や機能劣化等を早期に検知できない可能性がある。
　そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＰＭセンサの機能失陥、機能劣化を早期に検知可能な低コストな診断装置及びセンサを提供することにある。
　本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、内燃機関の排気通路に配置されて排気中に含まれる粒子状物質量を検出するセンサの診断装置であって、前記内燃機関の燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下である期間に、前記センサが検出した粒子状物質量の時間変化率を求める時間変化率演算部と、前記時間変化率演算部が求めた前記粒子状物質量の時間変化率を基に、前記センサの異常を判定する異常判定部と、を備えた診断装置である。
（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る診断装置が適用されたディーゼルエンジンの排気系の一例を示す概略構成図であり、（Ｂ）は電子制御ユニットの機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る診断装置のＰＭセンサを示す模式的な部分断面図である。 本発明の診断装置の原理を説明する図である。 （Ａ）は、本発明の一変形例に係るＰＭセンサのセンサ部を示す模式的な斜視図、（Ｂ）は、そのＰＭセンサのセンサ部を示す模式的な分解斜視図である。 本発明の一変形例に係るＰＭセンサを示す模式的な部分断面図である。
　以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係る診断装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　図１（Ａ）は、本実施形態に係る診断装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の排気系の一例を示す概略構成図であり、図１（Ｂ）は電子制御ユニットの機能ブロック図である。
　図１（Ａ）に示すように、エンジン１００の排気通路（排気管）１１０内には、排気上流側から順に酸化触媒２１０、パティキュレイト・フィルタ（以下、ＤＰＦという）２２０等が設けられている。本実施形態の診断装置は、ＰＭセンサ１０をＤＰＦ２２０よりも上流側の排気通路１１０に配置して構成されている。なお、ＰＭセンサ１０の個数は限定されず、二個以上であってもよい。また、ＰＭセンサ１０の配置位置は、ＤＰＦ２２０よりも下流側の排気通路１１０であってもよい。
　次に、ＰＭセンサ１０の詳細構成について説明する。
　図２に示すように、ＰＭセンサ１０は、排気通路１１０内に挿入されたケース部材１１と、ケース部材１１を排気通路１１０に取り付ける台座部２０と、ケース部材１１内に収容されたセンサ部３０と、を備えている。
　ケース部材１１は、底部側（図示例では下端側）を閉塞した有底円筒状に形成されている。ケース部材１１の筒軸方向の長さＬは、その底部側の筒壁部が排気通路１１０の軸中心ＣＬ近傍まで突出するように、排気通路１１０の半径Ｒと略同一の長さで形成されている。なお、以下の説明では、ケース部材１１の底部側を先端側、底部側とは反対側をケース部材１１の基端側とする。
　ケース部材１１の先端側筒壁部には、周方向に間隔を隔てて配置された複数の導入口１２が設けられている。また、ケース部材１１の基端側筒壁部には、周方向に間隔を隔てて配置された複数の導出口１３が設けられている。導入口１２の総開口面積Ｓ12は、導出口１３の総開口面積Ｓ13よりも小さく形成されている（Ｓ12＜Ｓ13）。すなわち、導入口１２付近の排気流速Ｖ12が導出口１３付近の排気流速Ｖ13よりも遅くなることで（Ｖ12＜Ｖ13）、導入口１２側の圧力Ｐ12は導出口１３側の圧力Ｐ13よりも高くなる（Ｐ12＞Ｐ13）。これにより、導入口１２からはケース部材１１内に排気ガスが円滑に取り込まれると同時に、導出口１３からはケース部材１１内の排気ガスが排気通路１１０内に円滑に導出される。
　台座部２０は、雄ネジ部２１と、ナット部２２とを備えている。雄ネジ部２１はケース部材１１の基端部に設けられており、ケース部材１１の基端側開口部を閉塞する。この雄ネジ部２１は、排気通路１１０に形成されたボス部１１０Ａの雌ネジ部と螺合される。ナット部２２は、例えば六角ナットであって、雄ネジ部２１の上端部に固定されている。これら雄ネジ部２１及びナット部２２には、後述する導電線３２Ａ，３３Ａ等を挿通させる貫通孔（不図示）が形成されている。
　センサ部３０は、フィルタ部材３１と、複数対の電極３２，３３と、電気ヒータ３４とを備えている。
　フィルタ部材３１は、例えば、多孔質セラミックスの隔壁で区画された格子状の排気流路をなす複数のセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。このフィルタ部材３１は、セルの流路方向をケース部材１１の軸方向（図中上下方向）と略平行にした状態で、ケース部材１１の内周面にクッション部材３１Ａを介して保持されている。導入口１２からケース部材１１内に取り込まれた排気ガス中のＰＭは、排気ガスが下流側を目封止されたセルから上流側を目封止されたセルに流れ込むことで、隔壁表面や細孔に捕集される。なお、以下の説明では、下流側が目封止されたセルを測定用セルといい、上流側が目封止されたセルを電極用セルという。
　電極３２，３３は、例えば導電性の金属線であって、測定用セルを挟んで対向する電極用セルに下流側（非目封止側）から交互に挿入されてコンデンサを形成する。これら電極３２，３３は、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵという）４０に内蔵された図示しない静電容量検出回路に導電線３２Ａ，３３Ａを介してそれぞれ接続されている。
　電気ヒータ３４は、例えば電熱線であって、本発明の再生手段を構成する。電気ヒータ３４は、通電により発熱して測定用セルを加熱することで、測定用セル内に堆積したＰＭを燃焼除去するいわゆるフィルタ再生（以下、センサ再生ともいう）を実行する。このため、電気ヒータ３４は、連続Ｓ字形に屈曲して形成されており、互いに平行な直線部分を各測定用セル内に流路に沿って挿入されている。
　また、図１（Ｂ）に示すように、ＰＭセンサ１０は、センサ再生制御部４１と、ＰＭ量推定演算部４２と、を備えている。センサ再生制御部４１とＰＭ量推定演算部４２は、ＥＣＵ４０に搭載されている。なお、センサ再生制御部４１とＰＭ量推定演算部４２は、ＥＣＵ４０と別体に構成されたハードウェアユニットに搭載されていてもよい。
　センサ再生制御部４１は、図示しない静電容量検出回路によって検出される電極３２，３３間の静電容量Ｃｐに応じて電気ヒータ３４をＯＮ（通電）にするセンサ再生を実行する。電極３２，３３間の静電容量Ｃｐは、電極３２，３３間の媒体の誘電率ε、電極３２，３３の表面積Ｓ、電極３２，３３間の距離ｄとする以下の数式１で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　数式１において、電極３２，３３の表面積Ｓは一定であり、フィルタ部材３１にＰＭが捕集されると、誘電率ε及び距離ｄが変化して、これに伴い静電容量Ｃｐも変化する。すなわち、電極３２，３３間の静電容量Ｃｐとフィルタ部材３１のＰＭ堆積量との間には比例関係が成立する。
　センサ再生制御部４１は、電極３２，３３間の静電容量Ｃｐがフィルタ部材３１のＰＭ上限堆積量を示す所定の静電容量上限閾値ＣP_maxに達すると、電気ヒータ３４をＯＮにするセンサ再生を開始する（図３参照）。このセンサ再生は、静電容量ＣｐがＰＭの完全除去を示す所定の静電容量下限閾値ＣP_minに低下するまで継続される。
　ＰＭ量推定演算部４２は、本発明の推定手段の一例であって、電極３２，３３間の静電容量Ｃｐを求めると共に、測定対象となる期間における静電容量変化量ΔＣｐnに基づいて、排気中の総ＰＭ量ｍPM_sumを推定する。
　任意の期間Ｔn間にフィルタ部材３１で捕集されるＰＭ量ｍPM_nは、静電容量変化量ΔＣｐnに一次の係数βを乗算した以下の数式２で得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ＰＭ量推定演算部４２は、数式２から算出される期間ＴnのＰＭ量ｍPM_nを順次積算する以下の数式３に基づいて、ＰＭセンサ１０のフィルタ部材３１に流れ込む排気中の総ＰＭ量ｍPM_sumをリアルタイムに演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　さて、ＰＭセンサ１０は、本実施形態に係る診断装置１をさらに備えている。
　診断装置１は、時間変化率演算部２と、異常判定部３と、を備えている。
　時間変化率演算部２と異常判定部３は、車両のＥＣＵ４０に搭載されている。なお、時間変化率演算部２と異常判定部３は、ＥＣＵ４０と別体に構成されたハードウェアユニットに搭載されていてもよい。
　時間変化率演算部２は、内燃機関であるエンジン１００の燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下である期間において、ＰＭセンサ１０が検出したＰＭ量の時間変化率を求めるものである。なお、燃料噴射量は、ＥＣＵ４０にてエンジン制御等に使用されているので、ＥＣＵ４０にて用いられている燃料噴射量を取得して演算に用いるように時間変化率演算部２を構成すればよい。
　噴射量閾値はエンジン１００からＰＭが殆ど発生しない小さい値に設定されるとよい。ここでは、噴射量閾値を０とし、燃料噴射量が０となる燃料カット時に、ＰＭセンサ１０が検出したＰＭ量の時間変化率を求めるように時間変化率演算部２を構成した。
　異常判定部３は、時間変化率演算部２が求めたＰＭ量の時間変化率を基に、ＰＭセンサ１０の異常を判定するものである。
　図３に示すように、燃料噴射量が噴射量閾値以下である期間（ここでは燃料噴射量が０となる燃料カット時）Ｄには、エンジン１００から殆どＰＭが排出されないので、ＰＭセンサ１０が正常に稼働している場合、この期間Ｄには静電容量Ｃｐは殆ど変化せず、ＰＭ量の時間変化率も略０とならなければならない。そのため、期間ＤにＰＭ量の時間変化率が大きくなる場合、ＰＭセンサ１０に何らかの異常が発生していると考えられる。
　ここで、ＰＭ量とは、測定時点でフィルタ部材３１で捕集されているＰＭの量であり、前回のセンサ再生以降の総ＰＭ量ｍPM_sumを用いることができる。総ＰＭ量ｍPM_sumの変化量は、電極３２，３３間の静電容量Ｃｐの変化量に依存するため、本実施形態では、演算の簡略化のため、静電容量Ｃｐの時間変化率（ｄＣｐ／ｄｔ）を、ＰＭ量の時間変化率を表す指標として用いることとした。
　すなわち、本実施形態では、時間変化率演算部２は、燃料カット時の静電容量Ｃｐの時間変化率（ｄＣｐ／ｄｔ）を求めるように構成され、異常判定部３は、静電容量Ｃｐの時間変化率（ｄＣｐ／ｄｔ）を基に、ＰＭセンサ１０の異常を判定するように構成されている。
　さらに、静電容量Ｃｐは排気ガスの温度により変化するので、排気ガスの温度で実測した静電容量Ｃｐを補正することで、判定精度をより高めることが可能になる。
　本実施形態では、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段（不図示）をさらに備え、静電容量Ｃｐの時間変化率（ｄＣｐ／ｄｔ）を、排気ガス温度検出手段が検出した排気ガスの温度Ｔで補正した値、すなわち以下の式で表される値Ａ
　　Ａ＝（ｄＣｐ／ｄｔ）×ｆ（Ｔ）
　　　但し、ｆ（Ｔ）：排気ガスの温度Ｔによる補正係数
と、予め設定した変化率閾値とを比較することで、ＰＭセンサ１０の異常を判定するように異常判定部３を構成した。
　より具体的には、異常判定部３は、上述の値Ａが変化率閾値より大きい場合には、ＰＭセンサ１０が異常であると判定し、値Ａが変化率閾値以下である場合には、ＰＭセンサ１０が異常でないと判定するように構成される。補正係数ｆ（Ｔ）は、例えば、排気ガスの温度Ｔで参照される補正係数マップを予めＥＣＵ４０に搭載しておき、当該補正係数マップを参照することで求めるようにすればよい。
　また、排気ガスの温度は、排気通路１１０に設けられた温度センサ（不図示）により測定されＤＰＦ２２０の再生制御等に用いられているため、この温度センサを排気ガス温度検出手段として用いればよい。
　本実施形態の作用効果を説明する。
　本実施形態に係る診断装置１では、内燃機関であるエンジン１００の燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下である期間に、ＰＭセンサ１０が検出したＰＭ量の時間変化率を求める時間変化率演算部２と、時間変化率演算部２が求めたＰＭ量の時間変化率を基に、ＰＭセンサ１０の異常を判定する異常判定部３と、を備えている。
　二個の電気抵抗型ＰＭセンサの出力値を互いに比較する従来技術では、略同じ場所に同じＰＭセンサを二個設ける必要があるために高コストであり、また、センサ再生の頻度が低い場合には、ＰＭセンサの機能失陥や機能劣化等を早期に検知できない可能性があった。
　これに対して、本実施形態に係る診断装置１では、燃料噴射量が小さい期間（好ましくは燃料カット時）にＰＭが殆ど発生しないことを利用して、この期間におけるＰＭ量の時間変化率が大きい場合に、ＰＭセンサ１０が異常であると判定するように構成している。
　そのため、ＰＭセンサ１０の診断のために同じ場所に複数のＰＭセンサ１０を設ける必要がなく低コストであり、また、減速時や下り坂の走行時、あるいは惰性で走行している際など、燃料噴射量が小さくなる度にＰＭセンサ１０の異常判定を行うことが可能になり、従来と比較してＰＭセンサ１０の異常判定の頻度を高めて、ＰＭセンサ１０の機能失陥や機能劣化等を早期に検知することが可能になる。
　また、本実施形態に係るＰＭセンサ１０は、排気通路１１０に配置されて排気中の粒子状物質を捕集するセルを含むフィルタ部材３１に、セルを挟んで対向配置されてコンデンサを形成する少なくとも一対の電極３２，３３を設け、一対の電極３２，３３間の静電容量Ｃｐに基づいて排気中のＰＭ量を推定する推定手段を備えた静電容量式のセンサからなる。
　電極間の電気抵抗値に基づいてＰＭ量を推定する電気抵抗型ＰＭセンサでは、各電極がＰＭによって互いに繋がるまでの期間は電気抵抗値が変化を示さないため、排気ガス中のＰＭ量をリアルタイムに推定できない課題がある。
　これに対し、本実施形態のＰＭセンサ１０は、感度の良好な電極３２，３３間の静電容量変化量に基づいてＰＭ量を推定し、推定したＰＭ量を順次積算することで、排気ガス中のＰＭ量を演算するように構成されている。したがって、本実施形態のＰＭセンサ１０によれば、エンジン１００から排出される排気ガス中のＰＭ量を高精度且つリアルタイムに推定することができる。
　また、各電極にＰＭを付着させる電気抵抗型ＰＭセンサでは、例えば、排気流量が多くなる運転状態でＰＭの一部が電極から離脱する可能性があり、ＰＭ量の推定精度を担保できない課題がある。これに対し、本実施形態のＰＭセンサ１０は、排気ガス中のＰＭをフィルタ部材３１で確実に捕集するように構成されている。したがって、本実施形態のＰＭセンサ１０によれば、排気流量が多くなる運転状態においてもＰＭ量の推定精度を効果的に確保することができる。
　また、本実施形態のＰＭセンサ１０では、センサ部３０を収容したケース部材１１を、その先端部を排気通路１１０内で排気流速が最も速い軸中心ＣＬ近傍まで突出させている。このケース部材１１の先端側筒壁部には、ケース部材１１内に排気ガスを取り込む導入口１２が設けられている。また、ケース部材１１の基端側筒壁部には、導入口１２よりも開口面積を大きく形成した導出口１３が設けられている。すなわち、本実施形態のＰＭセンサ１０によれば、導入口１２を排気流速が速い排気通路１１０の軸中心ＣＬ近傍に配置し、導出口１３の開口面積を大きくしたことで、導入口１２と導出口１３との静圧差を大きく確保することが可能となり、センサ部３０を通過する排気ガスの流れを効果的に促進させることができる。
　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
　例えば、ＰＭセンサ１０の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、積層タイプのセンサ部６０を用いるようにしてもよい。
　センサ部６０は、上流側と下流側とを交互に目封止したセルを一方向に並列に配置した直方体状の複数のフィルタ層６１と、平板状の導電性部材からなる複数枚の第１及び第２電極板６２，６３とを備え、第１及び第２電極板６２，６３をフィルタ層６１を挟んで交互に積層して構成される。第１及び第２電極板６２，６３は、その長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗの外形寸法がフィルタ層６１と略同一に形成されている。
　第１電極板６２と第２電極板６３とを対向配置し、これら電極板６２，６３間にフィルタ層６１を挟持させることで、電極表面積Ｓを効果的に確保することが可能となり、検出可能な静電容量絶対値を高めることが可能になる。また、電極間距離ｄがセルピッチとなり均一化されることで、初期静電容量のバラツキを効果的に抑制することができる。
　なお、セルに堆積したＰＭを燃焼除去する場合は、電極板６２，６３に電圧を直接印加するか、あるいは、フィルタ層６１と電極板６２，６３との間に図示しないヒータ基板等を介設すればよい。
　また、図５に示すように、導入口１２と導出口１３との位置を入れ替えて、ケース部材１１内に導入される排気ガスの流れを逆向きにしてもよい。この場合は、フィルタ部材３１をケース部材１１内に反転させて収容すればよい。

Claims (5)

  1. 　内燃機関の排気通路に配置されて排気中に含まれる粒子状物質量を検出するセンサの診断装置であって、
    　前記内燃機関の燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下である期間に、前記センサが検出した粒子状物質量の時間変化率を求める時間変化率演算部と、
    　前記時間変化率演算部が求めた前記粒子状物質量の時間変化率を基に、前記センサの異常を判定する異常判定部と、
    　を備えたことを特徴とする診断装置。
  2. 　前記センサは、前記排気通路に配置されて排気中の粒子状物質を捕集するセルを含むフィルタ部材に、前記セルを挟んで対向配置されてコンデンサを形成する少なくとも一対の電極を設け、前記一対の電極間の静電容量に基づいて排気中の粒子状物質量を推定する推定手段を備えた静電容量式のセンサであり、
    　前記時間変化率演算部と前記異常判定部は、前記粒子状物質量の時間変化率として、前記一対の電極間の静電容量の時間変化率を用いるように構成される
    　請求項１記載の診断装置。
  3. 　排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段を備え、
    　前記異常判定部は、前記一対の電極間の静電容量の時間変化率を、前記排気ガス温度検出手段が検出した排気ガスの温度で補正した値と、予め設定した変化率閾値とを比較することで、前記センサの異常を判定するように構成される
    　請求項２記載の診断装置。
  4. 　前記噴射量閾値が０であり、
    　前記時間変化率演算部は、燃料噴射量が０となる燃料カット時に、前記センサが検出した粒子状物質量の時間変化率を求めるように構成される
    　請求項１～３いずれかに記載の診断装置。
  5. 　内燃機関の排気通路に配置されて排気中に含まれる粒子状物質量を検出するセンサであって、
    　請求項１～４いずれかに記載の診断装置を備えた
    　ことを特徴とするセンサ。
PCT/JP2015/082300 2014-11-26 2015-11-17 診断装置及びセンサ WO2016084660A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/531,398 US10612445B2 (en) 2014-11-26 2015-11-17 Diagnostic device and sensor
EP15864186.0A EP3225800B1 (en) 2014-11-26 2015-11-17 Diagnostic device and sensor
CN201580064366.8A CN107002525B (zh) 2014-11-26 2015-11-17 诊断装置和传感器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014238946A JP6459437B2 (ja) 2014-11-26 2014-11-26 診断装置及びセンサ
JP2014-238946 2014-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016084660A1 true WO2016084660A1 (ja) 2016-06-02

Family

ID=56074227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/082300 WO2016084660A1 (ja) 2014-11-26 2015-11-17 診断装置及びセンサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10612445B2 (ja)
EP (1) EP3225800B1 (ja)
JP (1) JP6459437B2 (ja)
CN (1) CN107002525B (ja)
WO (1) WO2016084660A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289565A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 中南大学 一种基于连续采集的信息无损检测导电材料质量的方法及装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6507497B2 (ja) * 2014-06-23 2019-05-08 いすゞ自動車株式会社 センサ
JP6365319B2 (ja) * 2015-01-20 2018-08-01 株式会社デンソー Ｐｍセンサの異常診断装置
JP6996382B2 (ja) * 2018-03-23 2022-01-17 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システムの劣化診断装置
JP6780763B2 (ja) * 2018-12-25 2020-11-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN109882274B (zh) * 2019-02-20 2020-04-03 北京工业大学 一种基于dpf上下游动态温度变化的碳加载量计算方法
US11571947B2 (en) * 2019-11-14 2023-02-07 Ford Global Technologies, Llc Vehicle air control system
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010275977A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Honda Motor Co Ltd 粒子状物質検出手段の故障判定装置
WO2012114518A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 トヨタ自動車株式会社 粒子状物質検出センサの異常判定装置
JP2013234643A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Denso Corp 検査方法
JP2014059218A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Toyota Motor Corp Ｐｍセンサの異常検出装置および方法
JP2014167274A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の排気浄化装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009144512A (ja) 2007-12-11 2009-07-02 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化フィルタ再生制御装置
JP5107973B2 (ja) * 2009-03-11 2012-12-26 本田技研工業株式会社 排気浄化フィルタの故障検知装置
JP5088391B2 (ja) 2010-03-09 2012-12-05 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの故障判別装置
JP2012036816A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2012083210A (ja) 2010-10-12 2012-04-26 Denso Corp 粒子状物質検出センサ
DE112011104817B4 (de) 2011-02-01 2021-03-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller einer Verbrennungsmaschine
JP5545502B2 (ja) * 2012-05-11 2014-07-09 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP2015175319A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 株式会社デンソー 内燃機関のｐｍ検出装置
JP6409452B2 (ja) * 2014-09-26 2018-10-24 いすゞ自動車株式会社 診断装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010275977A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Honda Motor Co Ltd 粒子状物質検出手段の故障判定装置
WO2012114518A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 トヨタ自動車株式会社 粒子状物質検出センサの異常判定装置
JP2013234643A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Denso Corp 検査方法
JP2014059218A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Toyota Motor Corp Ｐｍセンサの異常検出装置および方法
JP2014167274A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の排気浄化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289565A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 中南大学 一种基于连续采集的信息无损检测导电材料质量的方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6459437B2 (ja) 2019-01-30
EP3225800A4 (en) 2018-04-25
CN107002525A (zh) 2017-08-01
US10612445B2 (en) 2020-04-07
CN107002525B (zh) 2019-08-09
EP3225800A1 (en) 2017-10-04
EP3225800B1 (en) 2019-07-10
JP2016098795A (ja) 2016-05-30
US20170328259A1 (en) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6459437B2 (ja) 診断装置及びセンサ
JP6409452B2 (ja) 診断装置
JP6507497B2 (ja) センサ
US10677123B2 (en) Exhaust purification device
JP6405938B2 (ja) 診断装置及びセンサ
WO2016024591A1 (ja) センサ
JP6379837B2 (ja) センサ
JP6409436B2 (ja) 診断装置
JP2016108995A (ja) センサ
JP6361314B2 (ja) センサ
JP6451179B2 (ja) 診断装置
JP6409437B2 (ja) センサ
WO2016047530A1 (ja) 診断装置
JP6784050B2 (ja) センサ
JP6705269B2 (ja) センサ
JP6805531B2 (ja) センサ
JP6417780B2 (ja) センサ
JP2017191050A (ja) センサ
JP2016109512A (ja) センサ及び内燃機関の制御装置
WO2016140214A1 (ja) センサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15864186

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015864186

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15531398

Country of ref document: US