WO2016133127A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016133127A1
WO2016133127A1 PCT/JP2016/054589 JP2016054589W WO2016133127A1 WO 2016133127 A1 WO2016133127 A1 WO 2016133127A1 JP 2016054589 W JP2016054589 W JP 2016054589W WO 2016133127 A1 WO2016133127 A1 WO 2016133127A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter
sensor
capacitance
exhaust
particulate matter
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/054589
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 CN201680010676.6A priority Critical patent/CN107250496B/zh
Priority to EP16752513.8A priority patent/EP3260673B1/en
Priority to US15/552,218 priority patent/US10677123B2/en
Publication of WO2016133127A1 publication Critical patent/WO2016133127A1/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
    • 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
    • F01N3/027—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 using electric or magnetic heating means
    • F01N3/0275—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 using electric or magnetic heating means using electric discharge means
    • 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
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • 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
    • 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
    • F01N13/009—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 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/04—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for regeneration or reactivation, e.g. of catalyst
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • 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
    • F01N2560/20—Sensor having heating means
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • 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
    • F01N2900/0422—Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
    • 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
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • 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
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
    • 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
    • F01N3/025—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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • 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
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • 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
    • F01N3/20—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 specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • 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 an exhaust purification device that collects particulate matter (hereinafter referred to as PM) contained in exhaust gas and purifies the exhaust gas.
  • PM particulate matter
  • An exhaust gas purification device that purifies exhaust gas by collecting PM contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine with a filter.
  • Some of these exhaust purification devices perform PM failure determination by arranging PM sensors on the exhaust upstream side and exhaust downstream side of the exhaust gas rather than the filter.
  • PM sensors For example, in the exhaust emission control device described in Patent Document 1, resistance PM sensors that can be regenerated by a heater are arranged on the exhaust upstream side and the exhaust downstream side of the filter, respectively, and based on detection signals from the PM sensors. The inflow PM amount flowing into the filter and the outflow PM amount flowing out from the filter are acquired, the collection efficiency is obtained, and the presence / absence of the filter failure is determined by comparing the collection efficiency with a predetermined determination threshold.
  • the filter it is desirable to be able to recognize the tendency of the collection efficiency to deteriorate before it is determined as a failure. This is because measures such as replacement and repair can be performed before failure. For this reason, it is desirable that the PM collection efficiency can be acquired in real time.
  • the exhaust purification device of the present disclosure aims to acquire PM collection efficiency in real time.
  • An exhaust emission control device includes a filter provided in an exhaust system of an internal combustion engine for collecting particulate matter in exhaust gas and a particulate matter in the exhaust gas that is partitioned by a porous partition wall and flows into the filter.
  • a first sensor filter having a plurality of first cells for collecting a substance, and at least a pair of first electrodes disposed opposite to each other across the first cell to form a capacitor, and exhausting exhaust gas more than the filter
  • the PM collection efficiency by the filter can be acquired in real time.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an exhaust system of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 100 to which the first PM sensor 10A and the second PM sensor 10B of the first embodiment are applied.
  • an oxidation catalyst 210 In the exhaust pipe 110 of the engine 100, an oxidation catalyst 210, a diesel particulate filter (DPF, hereinafter simply referred to as a filter) 220, and the like are provided in order from the exhaust upstream side.
  • DPF diesel particulate filter
  • the oxidation catalyst 210 when supplied with unburned fuel (hydrocarbon (HC)), oxidizes it and raises the exhaust temperature.
  • the filter 220 is formed by arranging a large number of cells partitioned by porous partition walls along the flow direction of the exhaust gas and alternately plugging the upstream side and the downstream side of these cells.
  • the filter 220 collects PM in the exhaust gas in the pores and surfaces of the partition walls, and when the estimated amount of PM deposition reaches a predetermined amount, so-called filter forcible regeneration is performed to remove the PM.
  • Filter forced regeneration is performed, for example, by supplying unburned fuel to the upstream side oxidation catalyst 210 and raising the exhaust gas temperature flowing into the filter 220 to the PM combustion temperature.
  • the first PM sensor 10 ⁇ / b> A is provided in the exhaust pipe 110 on the exhaust upstream side of the filter 220, specifically, the exhaust pipe 110 between the oxidation catalyst 210 and the filter 220, and detects the amount of PM contained in the exhaust gas flowing into the filter 220.
  • the second PM sensor 10B is provided in the exhaust pipe 110 on the exhaust downstream side of the filter 220, specifically, the exhaust pipe 110 immediately after the filter 220, and detects the amount of PM contained in the exhaust exhausted from the filter 220.
  • the first PM sensor 10A and the second PM sensor 10B have the same structure.
  • each PM sensor 10A, 10B is collectively described as the PM sensor 10.
  • the first word / phrase is attached to the head and the symbol A is attached to the end of each part of the first PM sensor 10A.
  • each part of the second PM sensor 10B is prefixed with the second word and the code B at the end.
  • PM sensor 10 (first PM sensor 10A, second PM sensor 10B) includes case member 11 (first case member 11A, second case member 11B) inserted into exhaust pipe 110, and case member 11 as exhaust pipe 110.
  • the pedestal part 20 (first pedestal part 20A, second pedestal part 20B) to be attached, the sensor part 30 (first sensor part 30A, second sensor part 30B) accommodated in the case member 11, and the control unit 40. I have.
  • 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 in the cylinder axis direction of the case member 11 is formed to be substantially the same as the radius R of the exhaust pipe 110 so that the bottom cylindrical wall portion protrudes to the vicinity of the axial center CL of the exhaust pipe 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 introduction ports 12 (first introduction port 12 ⁇ / b> A, second introduction port 12 ⁇ / b> B) arranged at intervals in the circumferential direction are provided on the distal end side cylindrical wall portion of the case member 11.
  • a plurality of outlets 13 (first outlet 13A and second outlet 13B) 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) .
  • the pedestal portion 20 includes a male screw portion 21 (first male screw portion 21A, second male screw portion 21B) and a nut portion 22 (first nut portion 22A, second nut portion 22B).
  • 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 pipe 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 35 and 36 (first conductive wires 35A and 36A, second conductive wires 35B and 36B), which will be described later, are inserted. Yes.
  • the sensor unit 30 (first sensor unit 30A, second sensor unit 30B) includes a sensor filter 31 (first sensor filter 31A, second sensor filter 31B) and a plurality of pairs of electrodes 32, 33 (first electrode pair 32A, 33A, second electrode pair 32B, 33B) and an electric heater 34 (first electric heater 34A, second electric heater 34B).
  • the sensor filter 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 sensor filter 31 is held on the inner peripheral surface of the case member 11 via a cushion member CM in a state where the flow path direction of the cell is substantially parallel to the axial direction (vertical direction in the drawing) of the case member 11. .
  • the PM 300 in the exhaust gas taken into the case member 11 from the introduction port 12 is a cell C ⁇ b> 1 in which the exhaust gas is plugged downstream, as indicated by a dashed arrow.
  • C2 C2A, C2B
  • a cell whose downstream side is plugged is referred to as a measurement cell C1 (first measurement cell C1A, second measurement cell C1B)
  • a cell whose upstream side is plugged is a cell for electrode.
  • C2 first electrode cell C2A, second electrode cell C2B).
  • the electrodes 32 and 33 are, for example, conductive metal wires, and are opposed to electrode cells C2 (first electrode cell C2A, second electrode cell C2B) across the measurement cell C1. ) Are alternately inserted from the downstream side (non-plugged side) to form a capacitor.
  • the electrodes 32 and 33 are connected to a capacitance detection circuit (not shown) built in the control unit 40 via conductive lines 35 and 36 (first conductive lines 35A and 36A, second conductive lines 35B and 36B), respectively. ing.
  • the control unit 40 includes a filter regeneration control unit 41, a first PM amount estimation calculation unit 42, a second PM amount estimation calculation unit 43, and a filter state determination unit 44 as functional elements. These functional elements are described as being included in the control unit 40 that is an integral piece of hardware, but may be provided in separate hardware.
  • the filter regeneration control unit 41 is an example of the filter regeneration means of the present invention, and the filter regeneration condition is established based on the capacitance Cp between the electrodes 32 and 33 detected by a capacitance detection circuit (not shown). If the filter regeneration condition is satisfied, the filter regeneration control for turning on (energizing) the electric heater 34 is executed.
  • 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 the dielectric constant ⁇ and the distance d change due to PM collected in the measurement cell C1, 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 PM deposition amount of the sensor filter 31.
  • the filter regeneration control unit 41 includes the first electrode pair 32A, 33A calculated based on the dielectric constant ⁇ A , the surface area S A , and the distance d A of the medium between the first electrode pair 32A, 33A included in the first PM sensor 10A.
  • a first capacitance Cp a, first 2PM second electrode pair 32B which sensor 10B comprises a dielectric constant epsilon B of the medium between 33B, the surface area S B, the distance d second electrode pair 32B, which are calculated based on B
  • CP_max indicating the PM upper limit accumulation amount
  • the first PM sensor 10 ⁇ / b> A is disposed on the exhaust upstream side of the filter 220, and the second PM sensor 10 ⁇ / b> B is disposed on the exhaust downstream side of the filter 220. For this reason, if the filter 220 is collecting PM, the PM is accumulated earlier in the first PM sensor 10A than in the second PM sensor 10B, and the first capacitance Cp A is first set to the upper limit threshold CP_max . Reach.
  • the first PM amount estimation calculation unit 42 calculates the total amount in the exhaust gas flowing into the filter 220 based on the capacitance change amount ⁇ Cp A of the first PM sensor 10A during the regeneration interval (after the filter regeneration ends and the next filter regeneration starts).
  • the PM amount m PM_A is estimated.
  • the PM amount m PM_A collected by the first sensor filter 31A during the regeneration interval is obtained by the following formula 2 obtained by multiplying the capacitance change amount ⁇ Cp A of the first PM sensor 10A by the primary coefficient ⁇ .
  • the second PM amount estimation calculation unit 43 estimates the total PM amount m PM_B in the exhaust gas discharged from the filter 220 based on the capacitance change amount ⁇ Cp B of the second PM sensor 10B during the regeneration interval.
  • the PM amount m PM_B collected by the second sensor filter 31B during the regeneration interval is obtained by the following Equation 3 obtained by multiplying the capacitance change amount ⁇ Cp B of the second PM sensor 10B by the primary coefficient ⁇ .
  • the filter state determination unit 44 is an example of an acquisition unit of the present invention, and the capacitance change amount ⁇ Cp A of the first PM sensor 10A during the regeneration interval and the capacitance change amount ⁇ Cp B of the second PM sensor 10B during the regeneration interval. Based on the above, the collection efficiency of the particulate matter in the filter 220 is acquired in real time, and the state of the filter 220 is determined.
  • the variation amount of capacitance [Delta] Cp A of the 1PM sensor 10A is a capacitance lower threshold C P_min at time t 0. Thereafter, the capacitance change amount ⁇ Cp A increases with time, and becomes ⁇ Cp A_tn at time t n and ⁇ Cp A_tm at time t m .
  • the variation amount of capacitance [Delta] Cp B of the 2PM sensor 10B is a capacitance lower threshold C P_min at time t 0. Thereafter, the capacitance change amount ⁇ Cp B increases with time, and becomes ⁇ Cp B_tn at time t n and ⁇ Cp B_tm at time t m .
  • the capacitance change amount ⁇ Cp A When comparing the capacitance change amount ⁇ Cp A and the capacitance change amount ⁇ Cp B , the capacitance change amount ⁇ Cp A has a larger slope than the capacitance change amount ⁇ Cp B (the rate of increase per unit time is high). It has become. This is because the exhaust after the second PM sensor 10B is purified by the filter 220 is targeted for detection, whereas the exhaust before the first PM sensor 10A is purified by the filter 220 is targeted for detection. .
  • Filter state judging unit 44 the variation amount of capacitance [Delta] Cp A of the 1PM sensor 10A, the variation amount of capacitance [Delta] Cp B of the 2PM sensor 10B monitors in real time the variation amount of capacitance [Delta] Cp A and electrostatic
  • the state of the filter 220 is determined based on the capacitance change amount ⁇ Cp B.
  • the filter state determination unit 44 acquires the calculated value ⁇ Cp B / ⁇ Cp A of the capacitance change amount ⁇ Cp B / capacitance change amount ⁇ Cp A as the PM collection efficiency of the filter 220.
  • the calculated value ⁇ Cp B / ⁇ Cp A is the PM discharged without being collected by the filter 220 with respect to the PM amount (integrated amount ⁇ Cp A ) flowing into the filter 220 during the period from the time t 0 to the determination time (latest time). Since it is the ratio of the amount (integrated amount ⁇ Cp B ), the collection efficiency is indicated.
  • the filter state determination unit 44 determines that the PM collection capability of the filter 220 has decreased due to an abnormality when the calculated value ⁇ Cp B / ⁇ Cp A is equal to or greater than a predetermined determination threshold value.
  • This determination threshold value is obtained in advance by experiments or the like and stored in a memory (not shown) of the ECU 40.
  • the filter state determination unit 44 calculates the difference between the calculated value ⁇ Cp B / ⁇ Cp A and the determination threshold in real time, and determines whether or not there is an abnormal tendency based on the time series change of the difference. For example, the filter state determination unit 44 causes an abnormality in the filter 220 when the calculated value ⁇ Cp B / ⁇ Cp A and the determination threshold value decrease with time, and the difference becomes equal to or less than the determination threshold value for difference. Judge that there is a possibility.
  • the filter state determination unit 44 based on the second capacitance Cp B of the first electrode pair 32A, the first capacitance Cp A and the second electrode pair 32B of 33A, 33B Since the PM collection efficiency of the filter 220 is acquired, the PM collection efficiency can be acquired in real time. Thereby, the abnormal fall of PM collection ability in filter 220 and the fall tendency (abnormal tendency) of PM collection ability can be judged in real time.
  • the amount of PM flowing into the filter 220 can be recognized with high accuracy.
  • the amount of PM flowing into the filter 220 can be estimated from the operating state of the engine 100, the properties of the fuel, and the like, but it is difficult to ensure accuracy and the like when corrected by the fuel quality.
  • the first PM sensor 10A since the first PM sensor 10A is provided, a highly accurate determination can be made.
  • the filter 220 based on the first capacitance Cp A (the variation amount of capacitance [Delta] Cp A) and a second capacitance Cp B (the variation amount of capacitance [Delta] Cp B), flowing into the filter 220 the total amount of PM m PM_A in the exhaust gas, the total amount of PM m PM_B of exhaust gas discharged from the filter 220, and acquires the collection efficiency of the PM in the filter 220.
  • the first capacitance Cp A the variation amount of capacitance [Delta] Cp A
  • a second capacitance Cp B the variation amount of capacitance [Delta] Cp B
  • the ECU 40 acquires the output signals from the first PM sensor 10A and the second PM sensor 10B with a short repetition period that can be regarded as a real-time signal, and obtains the first capacitance Cp A , the second capacitance Cp B, and the like. Have acquired.
  • the latest of the capacitance CP m (Cp A_m, Cp B_m ) and the capacitance of one period before CP m-1 (Cp A_m- 1, Cp B_m-1) the rate of change from DerutadCp m / ⁇ t is calculated.
  • each latest capacitance CP m each capacitance CP m ⁇ 1 one cycle before, each capacitance CP m ⁇ 2 two cycles ago, and each capacitance three cycles ago.
  • the rate of change ( ⁇ dCp m + ⁇ dCp m ⁇ 1 + ⁇ dCp m ⁇ 2 ) / 3 ⁇ t is calculated from the capacitance CP m ⁇ 1 . That is, filter processing is performed.
  • the total amount of PM m PM_A of exhaust gas flowing into the filter 220, the total amount of PM m PM_B of exhaust gas discharged from the filter 220, and the like PM trapping efficiency of the filter 220 can acquire the latest instantaneous value.
  • the influence of suddenly generated noise can be reduced by obtaining the average value of the change rates of a plurality of cycles.
  • control for reducing the PM emission amount from the engine 100 can be performed as necessary. For example, control for reducing the circulation amount of EGR, increasing the excess air ratio, reducing the fuel injection amount, and adjusting the fuel injection timing can be performed in real time with high accuracy.
  • PM sensor 10 (1st PM sensor 10C, 2nd PM sensor 10D) which concerns on 2nd embodiment is demonstrated.
  • the PM sensor 10 (10C, 10D) of the second embodiment is a PM sensor 10 (10A, 10B) of the first embodiment in which a case member has a double tube structure. Since other components have the same structure, detailed description thereof is omitted. Further, illustration of some components such as the control unit 40 is omitted.
  • the case member of the second embodiment includes a bottomed cylindrical inner case portion 11 (11C, 11D) and a cylindrical outer case portion 15 (15C, 15D) surrounding the cylindrical outer peripheral surface of the inner case portion 11. ing.
  • the inner case portion 11 has an axial length longer than that of the outer case portion 15 so that the tip side protrudes from the outer case portion 15.
  • a lead-out port 13 13C, 13D
  • a plurality of passage openings 14 14C, 14D) arranged at intervals in the circumferential direction are provided in the cylindrical wall portion on the proximal end side of the inner case portion 11.
  • the passage port 14 allows the exhaust gas in the flow path 16 (16 ⁇ / b> C, 16 ⁇ / b> D) partitioned by the outer peripheral surface of the inner case portion 11 and the inner peripheral surface of the outer case portion 15 to pass through the inner case portion 11.
  • annular introduction port 12 (12 ⁇ / b> C, 12 ⁇ / b> D) is formed that is partitioned by the distal end side cylindrical wall portion of the inner case portion 11 and the distal end portion of the outer case portion 15.
  • the opening area S 12 of the inlet 12 is formed smaller than the opening area S 13 of the outlet 13 (S 12 ⁇ S 13) .
  • the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 110 hits the cylindrical wall surface of the inner case portion 11 protruding to the front end side with respect to the outer case portion 15, and flows from the introduction port 12 disposed in the vicinity of the axial center CL of the exhaust pipe 110. It is taken in smoothly. Further, the exhaust gas flowing in the flow path 16 is taken into the inner case portion 11 from the passage port 14, passes through the sensor filter 31 (31 ⁇ / b> C, 31 ⁇ / b> D), and then is introduced near the axial center CL of the exhaust pipe 110. It is smoothly led out from the outlet 13 into the exhaust pipe 110.
  • the inlet 12 and the outlet 13 are arranged in the vicinity of the axial center CL where the exhaust flow velocity is the fastest in the exhaust pipe 110, so that the sensor filter 31 is provided. It is possible to effectively increase the exhaust gas flow rate passing through.
  • the PM sensor of the third embodiment is obtained by stacking the sensor unit 30 (30A, 30B) of the first embodiment. Since other components have the same structure, detailed description and illustration are omitted.
  • FIG. 6A is a perspective view of the sensor unit 60 (60A, 60B) of the third embodiment
  • FIG. 6B is an exploded perspective view of the sensor unit 60.
  • the sensor unit 60 includes a plurality of filter layers 61 (61A, 61B), a plurality of electrode plates 62 (62A, 62B), and electrode plates 63 (63A, 63B).
  • the filter layer 61 is, for example, plugged alternately upstream and downstream of a plurality of cells that are partitioned by partition walls such as porous ceramics to form an exhaust passage, and these cells are arranged in parallel in one direction. It is formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the PM contained in the exhaust gas is, as shown by a broken line arrow in FIG. 6B, the cell C12 (C11A, C11B) in which the exhaust gas is plugged on the downstream side and the cell C12 ( C12A and C12B) are collected on the partition wall surface and pores of the cell C11.
  • the cell flow path direction is the length direction of the sensor section 60 (arrow L in FIG. 6A), and the direction orthogonal to the cell flow path direction is the width direction of the sensor section 60 (arrow in FIG. 6A). W).
  • the pair of electrode plates 62 and 63 is, for example, a flat plate-like conductive member, and the outer dimensions in the length direction L and the width direction W are formed substantially the same as the filter layer 61.
  • the pair of electrode plates 62 and 63 are alternately stacked with the filter layer 61 interposed therebetween, and are built in the control unit 40 via the conductive wires 64 (64A and 64B) and the conductive wires 65 (65A and 65B). Each is connected to a capacitance detection circuit (not shown).
  • the entire cell C11 forms a capacitor by arranging the pair of electrode plates 62 and 63 facing each other and sandwiching the filter layer 61 between the electrode plates 62 and 63.
  • the electrode surface area S can be effectively secured, and the detectable static The absolute value of capacitance can be increased. 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 exhaust emission control device of the present invention has an effect that it is possible to acquire the PM collection efficiency in real time, and is useful in that it can recognize the tendency of the collection efficiency to deteriorate before the filter is determined to be out of order. It is.

Landscapes

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

Abstract

　多孔質性隔壁で区画されてフィルタ２２０に流入する排気ガス中のＰＭを捕集する複数の第１セルを有する第１センサフィルタ３１Ａ及び、第１セルを挟んで対向配置されてコンデンサを形成する第１電極対３２Ａ，３３Ａを備え、フィルタよりも排気ガスの排気上流側に設けられる第１ＰＭセンサ１０Ａと、多孔質性隔壁で区画されてフィルタから排出された排気ガス中のＰＭを捕集する複数の第２セルを有する第２センサフィルタ３１Ｂ及び、第２セルを挟んで対向配置されてコンデンサを形成する第２電極対３２Ｂ，３３Ｂを備え、フィルタよりも排気ガスの排気下流側に設けられる第２ＰＭセンサ１０Ｂと、第１電極対間の第１静電容量と第２電極対間の第２静電容量に基づいて、フィルタでのＰＭの捕集効率を取得するフィルタ状態判定部とを備える。

Description

排気浄化装置
　本発明は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭという）を捕集して排気ガスを浄化する排気浄化装置に関する。
　内燃機関から排出される排気ガス中に含まれるＰＭをフィルタで捕集して排気ガスを浄化する排気浄化装置が知られている。この排気浄化装置には、フィルタよりも排気ガスの排気上流側と排気下流側のそれぞれにＰＭセンサを配置してフィルタの故障判定を行うものがある。例えば、特許文献１に記載の排気浄化装置では、ヒータで再生可能な抵抗式のＰＭセンサをフィルタよりも排気上流側と排気下流側のそれぞれに配置し、各ＰＭセンサからの検出信号に基づいてフィルタに流入する流入ＰＭ量とフィルタから流出する流出ＰＭ量を取得すると共に捕集効率を求め、捕集効率を所定の判断閾値と比較することでフィルタの故障の有無を判定している。
日本国特開２０１２－１４９５２５号公報
　ところで、フィルタに関しては、故障と判定される前に捕集効率が悪化する傾向を認識できることが望ましい。これは故障の前に交換や補修といった対応ができるからである。このため、ＰＭの捕集効率についてはリアルタイムで取得できることが望ましい。
　本開示の排気浄化装置は、ＰＭの捕集効率をリアルタイムで取得することを目的とする。
　本開示の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタに流入する排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第１セルを有する第１センサフィルタ及び、前記第１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第１電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気上流側に設けられる第１センサと、多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタから排出された排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第２セルを有する第２センサフィルタ及び、前記第２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第２電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気下流側に設けられる第２センサと、一対の前記第１電極間の第１静電容量と一対の前記第２電極間の第２静電容量に基づいて、前記フィルタでの前記粒子状物質の捕集効率を取得する取得手段と、を備える。
　また、本開示の排気浄化システムは、内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタに流入する排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第１セルを有する第１センサフィルタ及び、前記第１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第１電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気上流側に設けられる第１センサと、多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタから排出された排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第２セルを有する第２センサフィルタ及び、前記第２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第２電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気下流側に設けられる第２センサと、制御ユニットとを備える排気浄化装置であって、前記制御ユニットは、以下の処理を実行するように動作する：
  一対の前記第１電極間の第１静電容量と一対の前記第２電極間の第２静電容量に基づいて、前記フィルタでの前記粒子状物質の捕集効率を取得する取得処理。
　本開示の排気浄化装置によれば、フィルタによるＰＭの捕集効率をリアルタイムで取得できる。
図１は、第一実施形態のＰＭセンサが適用された排気系の一例を示す概略構成図である。 図２は、第一実施形態のＰＭセンサを示す模式的な部分断面図である。 図３は、ＰＭの捕集を説明する部分拡大断面図である。 図４Ａは、第１ＰＭセンサと第２ＰＭセンサの静電容量変化量の経時的な変化を説明する図である。 図４Ｂは、周期的に取り込んだ静電容量の差を模式的に示す図である。 図４Ｃは、周期的に取り込んだ静電容量の差を模式的に示す図である。 図５は、第二実施形態のＰＭセンサを示す模式的な部分断面図である。 図６Ａは、第三実施形態に係る各センサ部の模式的な斜視図である。 図６Ｂは、第三実施形態に係る各センサ部の模式的な分解斜視図である。
　以下、添付図面に基づいて、本開示の各実施形態に係るセンサを説明する。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。
　［第一実施形態］
　図１は、第１実施形態の第１ＰＭセンサ１０Ａ，第２ＰＭセンサ１０Ｂ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）１００の排気系の一例を示す概略構成図である。エンジン１００の排気管１１０内には、排気上流側から順に酸化触媒２１０、及びディーゼルパテキュレートフィルタ（ＤＰＦ，以下単にフィルタともいう）２２０などが設けられている。
　酸化触媒２１０は未燃燃料（炭化水素（ＨＣ））が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。フィルタ２２０は、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これら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。フィルタ２２０は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実行される。フィルタ強制再生は、例えば上流側の酸化触媒２１０に未燃燃料を供給し、フィルタ２２０に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで昇温することで行われる。
　第１ＰＭセンサ１０Ａは、フィルタ２２０よりも排気上流側の排気管１１０、詳しくは酸化触媒２１０とフィルタ２２０の間の排気管１１０に設けられ、フィルタ２２０に流入する排気に含まれるＰＭ量を検出する。第２ＰＭセンサ１０Ｂは、フィルタ２２０よりも排気下流側の排気管１１０、詳しくはフィルタ２２０の直後の排気管１１０に設けられ、フィルタ２２０から排出された排気に含まれるＰＭ量を検出する。
　次に、図２に基づいて第一実施形態に係る第１ＰＭセンサ１０Ａ及び第２ＰＭセンサ１０Ｂの詳細構成について説明する。図２に示すように、第１ＰＭセンサ１０Ａと第２ＰＭセンサ１０Ｂは同じ構造をしている。このため、以下の説明において、各ＰＭセンサ１０Ａ，１０ＢをＰＭセンサ１０としてまとめて説明する。説明に際し、第１ＰＭセンサ１０Ａが備える各部には、第１の語句を頭に付すと共に符号Ａを末尾に付す。また、第２ＰＭセンサ１０Ｂが備える各部には、第２の語句を頭に付すと共に符号Ｂを末尾に付す。
　ＰＭセンサ１０（第１ＰＭセンサ１０Ａ、第２ＰＭセンサ１０Ｂ）は、排気管１１０内に挿入されたケース部材１１（第１ケース部材１１Ａ，第２ケース部材１１Ｂ）と、ケース部材１１を排気管１１０に取り付ける台座部２０（第１台座部２０Ａ，第２台座部２０Ｂ）と、ケース部材１１内に収容されたセンサ部３０（第１センサ部３０Ａ，第２センサ部３０Ｂ）と、コントロールユニット４０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管１１０の軸中心ＣＬ近傍まで突出するように、排気管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（第１導入口１２Ａ，第２導入口１２Ｂ）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（第１導出口１３Ａ，第２導出口１３Ｂ）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管１１０内に円滑に導出される。
　台座部２０は、雄ネジ部２１（第１雄ネジ部２１Ａ，第２雄ネジ部２１Ｂ）と、ナット部２２（第１ナット部２２Ａ，第２ナット部２２Ｂ）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、排気管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３５，３６（第１導電線３５Ａ，３６Ａ，第２導電線３５Ｂ，３６Ｂ）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（第１センサ部３０Ａ，第２センサ部３０Ｂ）は、センサフィルタ３１（第１センサフィルタ３１Ａ，第２センサフィルタ３１Ｂ）と、複数対の電極３２，３３（第１電極対３２Ａ，３３Ａ，第２電極対３２Ｂ，３３Ｂ）と、電気ヒータ３４（第１電気ヒータ３４Ａ，第２電気ヒータ３４Ｂ）とを備えている。
　センサフィルタ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。このセンサフィルタ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ＣＭを介して保持されている。
　図３に拡大して示すように、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ＰＭ３００は、破線の矢印で示すように、排気ガスが下流側を目封止されたセルＣ１（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ）から上流側を目封止されたセルＣ２（Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ）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Ｃ１（第１測定用セルＣ１Ａ，第２測定用セルＣ１Ｂ）といい、上流側が目封止されたセルを電極用セルＣ２（第１電極用セルＣ２Ａ，第２電極用セルＣ２Ｂ）という。
　図２に示すように、電極３２，３３は、例えば導電性の金属線であって、測定用セルＣ１を挟んで対向する電極用セルＣ２（第１電極用セルＣ２Ａ，第２電極用セルＣ２Ｂ）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、コントロールユニット４０に内蔵された図示しない静電容量検出回路に導電線３５，３６（第１導電線３５Ａ，３６Ａ，第２導電線３５Ｂ，３６Ｂ）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、通電により発熱してセンサフィルタ３１を直接加熱することで、測定用セルＣ１内に堆積したＰＭを燃焼除去するいわゆるフィルタ再生を実行する。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Ｃ１内に流路に沿って挿入されている。
　コントロールユニット４０は、フィルタ再生制御部４１と、第１ＰＭ量推定演算部４２と、第２ＰＭ量推定演算部４３と、フィルタ状態判定部４４とを各機能要素として備えている。これら機能要素は、一体のハードウェアであるコントロールユニット４０に含まれるものとして説明するが、別体のハードウェアに設けることもできる。
　フィルタ再生制御部４１は、本発明のフィルタ再生手段の一例であり、静電容量検出回路（不図示）によって検出される各電極３２，３３間の静電容量Ｃｐに基づいてフィルタ再生条件が成立したか否かを判定し、フィルタ再生条件が成立した場合に、電気ヒータ３４をＯＮ（通電）にするフィルタ再生制御を実行する。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、測定用セルＣ１に捕集されたＰＭによって誘電率ε及び距離ｄが変化すると、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とセンサフィルタ３１のＰＭ堆積量との間には比例関係が成立する。
　フィルタ再生制御部４１は、第１ＰＭセンサ１０Ａが備える第１電極対３２Ａ，３３Ａ間の媒体の誘電率εＡ、表面積ＳＡ、距離ｄＡに基づいて算出された第１電極対３２Ａ，３３Ａの第１静電容量ＣｐＡと、第２ＰＭセンサ１０Ｂが備える第２電極対３２Ｂ，３３Ｂ間の媒体の誘電率εＢ、表面積ＳＢ、距離ｄＢに基づいて算出された第２電極対３２Ｂ，３３Ｂの第２静電容量ＣｐＢの何れかが、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、フィルタ再生条件が成立したとして各電気ヒータ３４Ａ，３４ＢをＯＮにするフィルタ再生を開始する。このフィルタ再生は、各静電容量ＣｐＡ，ＣｐＢ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。
　なお、図１で説明したように、本実施形態では、第１ＰＭセンサ１０Ａがフィルタ２２０よりも排気上流側に配置され、第２ＰＭセンサ１０Ｂがフィルタ２２０よりも排気下流側に配置されている。このため、フィルタ２２０がＰＭを捕集していれば、第１ＰＭセンサ１０Ａの方が第２ＰＭセンサ１０Ｂよりも早期にＰＭが堆積され、先に第１静電容量ＣｐＡが上限閾値ＣＰ＿ｍａｘに達する。
　第１ＰＭ量推定演算部４２は、再生インターバル間（フィルタ再生終了から次のフィルタ再生開始）における第１ＰＭセンサ１０Ａの静電容量変化量ΔＣｐＡに基づいて、フィルタ２２０に流入する排気ガス中の総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ａを推定する。再生インターバル間に第１センサフィルタ３１Ａで捕集されるＰＭ量ｍＰＭ＿Ａは、第１ＰＭセンサ１０Ａの静電容量変化量ΔＣｐＡ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
　第２ＰＭ量推定演算部４３は、再生インターバル間における第２ＰＭセンサ１０Ｂの静電容量変化量ΔＣｐＢに基づいて、フィルタ２２０から排出された排気ガス中の総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ｂを推定する。再生インターバル間に第２センサフィルタ３１Ｂで捕集されるＰＭ量ｍＰＭ＿Ｂは、第２ＰＭセンサ１０Ｂの静電容量変化量ΔＣｐＢに一次の係数βを乗算した以下の数式３で得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　フィルタ状態判定部４４は、本発明の取得手段の一例であり、再生インターバル間における第１ＰＭセンサ１０Ａの静電容量変化量ΔＣｐＡと再生インターバル間における第２ＰＭセンサ１０Ｂの静電容量変化量ΔＣｐＢに基づいて、フィルタ２２０での粒子状物質の捕集効率をリアルタイムで取得し、フィルタ２２０の状態を判定する。
　図４Ａに示す例において、第１ＰＭセンサ１０Ａの静電容量変化量ΔＣｐＡは、時刻ｔ０で静電容量下限閾値ＣＰ＿ｍｉｎである。その後、時間の経過と共に静電容量変化量ΔＣｐＡは上昇し、時刻ｔｎではΔＣｐＡ＿ｔｎ、時刻ｔｍではΔＣｐＡ＿ｔｍになる。同様に、第２ＰＭセンサ１０Ｂの静電容量変化量ΔＣｐＢは、時刻ｔ０で静電容量下限閾値ＣＰ＿ｍｉｎである。その後、時間の経過と共に静電容量変化量ΔＣｐＢは上昇し、時刻ｔｎではΔＣｐＢ＿ｔｎ、時刻ｔｍではΔＣｐＢ＿ｔｍになる。
　静電容量変化量ΔＣｐＡと静電容量変化量ΔＣｐＢとを比較すると、静電容量変化量ΔＣｐＡが静電容量変化量ΔＣｐＢよりも傾きが大きく（単位時間あたりの上昇率が高く）なっている。これは、第２ＰＭセンサ１０Ｂがフィルタ２２０で浄化された後の排気を検出対象にしているのに対し、第１ＰＭセンサ１０Ａがフィルタ２２０で浄化される前の排気を検出対象にしているからである。
　フィルタ状態判定部４４は、第１ＰＭセンサ１０Ａの静電容量変化量ΔＣｐＡと、第２ＰＭセンサ１０Ｂの静電容量変化量ΔＣｐＢをリアルタイムで監視しており、静電容量変化量ΔＣｐＡと静電容量変化量ΔＣｐＢに基づいてフィルタ２２０の状態を判定する。
　例えば、フィルタ状態判定部４４は、静電容量変化量ΔＣｐＢ／静電容量変化量ΔＣｐＡの演算値ΔＣｐＢ／ΔＣｐＡをフィルタ２２０でのＰＭの捕集効率として取得する。演算値ΔＣｐＢ／ΔＣｐＡは、時刻ｔ０から判定時刻（最新時刻）までの期間において、フィルタ２２０へ流入したＰＭ量（積算量ΔＣｐＡ）に対するフィルタ２２０に捕集されずに排出されたＰＭ量（積算量ΔＣｐＢ）の比率であるから捕集効率を示している。フィルタ状態判定部４４は、演算値ΔＣｐＢ／ΔＣｐＡが所定の判定閾値以上になった場合に、フィルタ２２０のＰＭ捕集能力が異常によって低下したと判定する。この判断閾値は、予め実験等によって求めておき、ＥＣＵ４０のメモリ（不図示）に記憶させておく。
　また、フィルタ状態判定部４４は、演算値ΔＣｐＢ／ΔＣｐＡと判定閾値との差分をリアルタイムで演算し、差分の時系列の変化に基づいて異常傾向にあるか否かを判定する。例えば、フィルタ状態判定部４４は、演算値ΔＣｐＢ／ΔＣｐＡと判定閾値が時間の経過に伴って小さくなり、この差分が差分用の判定閾値以下になった場合に、フィルタ２２０に異常が生じる可能性があると判定する。
　このように本実施形態によれば、フィルタ状態判定部４４は、第１電極対３２Ａ，３３Ａの第１静電容量ＣｐＡと第２電極対３２Ｂ，３３Ｂの第２静電容量ＣｐＢに基づいて、フィルタ２２０でのＰＭの捕集効率を取得しているので、ＰＭの捕集効率をリアルタイムで取得できる。これにより、フィルタ２２０におけるＰＭ捕集能力の異常低下やＰＭ捕集能力の低下傾向（異常傾向）をリアルタイムで判定できる。
　加えて、本実施形態では、フィルタ２２０の排気上流側に第１ＰＭセンサ１０Ａを設けているので、フィルタ２２０に流入するＰＭの量を高い精度で認識できる。すなわち、フィルタ２２０に流入するＰＭ量はエンジン１００の運転状態や燃料の性状などで推定できるが、燃料の品質で補正すると精度等を担保することが困難となる。この点、本実施形態では第１ＰＭセンサ１０Ａを設けているので精度の高い判定ができる。
　ところで、上記の実施形態では、第１静電容量ＣｐＡ（静電容量変化量ΔＣｐＡ）と第２静電容量ＣｐＢ（静電容量変化量ΔＣｐＢ）に基づいて、フィルタ２２０に流入する排気ガス中の総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ａ、フィルタ２２０から排出された排気ガス中の総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ｂ、フィルタ２２０でのＰＭの捕集効率を取得している。
　ここで、ＥＣＵ４０では、第１ＰＭセンサ１０Ａ及び第２ＰＭセンサ１０Ｂからの出力信号を、リアルタイムの信号と見なせる短い繰り返し周期で取得し、第１静電容量ＣｐＡや第２静電容量ＣｐＢなどを取得している。このため、最新の第１静電容量ＣｐＡ及び最新の第２静電容量ＣｐＢを含む複数の第１静電容量ＣｐＡ及び第２静電容量ＣｐＢから各静電容量ＣｐＡ，ＣｐＢの変化率（単位時間当たりの変化量ΔｄＣｐ／Δｔ）を演算し、各静電容量ＣｐＡ，ＣｐＢの変化率に基づいてフィルタ２２０でのＰＭの捕集効率を取得してもよい。
　図４Ｂの例では、最新の各静電容量ＣＰｍ（ＣｐＡ＿ｍ，ＣｐＢ＿ｍ）と１周期前の各静電容量ＣＰｍ－１（ＣｐＡ＿ｍ－１，ＣｐＢ＿ｍ－１）から変化率ΔｄＣｐｍ／Δｔを演算している。同様に図４Ｃの例では、最新の各静電容量ＣＰｍと１周期前の各静電容量ＣＰｍ－１と２周期前の各静電容量ＣＰｍ－２と３周期前の各静電容量ＣＰｍ－１から変化率（ΔｄＣｐｍ＋ΔｄＣｐｍ－１＋ΔｄＣｐｍ－２）／３Δｔを演算している。すなわち、フィルタ処理を施している。
　このように、第１ＰＭセンサ１０Ａでの変化率ΔｄＣｐＡ＿ｍ／Δｔ及び第２ＰＭセンサ１０Ｂでの変化率ΔｄＣｐＢ＿ｍ／Δｔを演算することで、フィルタ２２０に流入した排気ガス中の総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ａ、フィルタ２２０から排出された排気ガス中の総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ｂ、及びフィルタ２２０でのＰＭの捕集効率などについて、最新の瞬時値を取得できる。これらの総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ａ、総ＰＭ量ｍＰＭ＿Ｂ、及びＰＭの捕集効率については、例えば予め実験等により取得した変化率ΔｄＣｐ＿ｍ／ΔｔとＰＭ量ｍＰＭの関係を示すマップを用いることで、変化率ΔｄＣｐＡ＿ｍ／Δｔや変化率ΔｄＣｐＢ＿ｍ／Δｔに対応するＰＭ量ｍＰＭを取得できる。
　また、図４Ｃのように、複数周期の変化率の平均値を取得することにより、突発的に発生したノイズの影響を軽減できる。
　これらの瞬時値に基づき、必要に応じてエンジン１００からのＰＭ排出量を低減するための制御を行うことができる。例えば、ＥＧＲの循環量を少なくしたり、空気過剰率を増やしたり、燃料噴射量を減らしたり、燃料の噴射タイミングを調整する制御が、高い精度でリアルタイムに行える。
　［第二実施形態］
　次に、図５に基づいて、第二実施形態に係るＰＭセンサ１０（第１ＰＭセンサ１０Ｃ，第２ＰＭセンサ１０Ｄ）の詳細について説明する。第二実施形態のＰＭセンサ１０（１０Ｃ，１０Ｄ）は、第一実施形態のＰＭセンサ１０（１０Ａ，１０Ｂ）において、ケース部材を二重管構造にしたものである。他の構成要素については同一構造となるため、詳細な説明は省略する。また、コントロールユニット４０など一部の構成要素については図示を省略している。
　第二実施形態のケース部材は、有底円筒状の内側ケース部１１（１１Ｃ，１１Ｄ）と、内側ケース部１１の円筒外周面を囲む円筒状の外側ケース部１５（１５Ｃ，１５Ｄ）とを備えている。
　内側ケース部１１は、先端側が外側ケース部１５よりも突出するように、その軸方向長さを外側ケース部１５よりも長く形成されている。また、内側ケース部１１の底部には、内側ケース部１５内の排気ガスを排気管１１０内に導出する導出口１３（１３Ｃ，１３Ｄ）が設けられている。さらに、内側ケース部１１の基端側の筒壁部には、周方向に間隔を隔てて配置された複数の通過口１４（１４Ｃ，１４Ｄ）が設けられている。この通過口１４は、内側ケース部１１の外周面と外側ケース部１５の内周面とで区画された流路１６（１６Ｃ，１６Ｄ）内の排気ガスを内側ケース部１１内に通過させる。
　流路１６の下流端には、内側ケース部１１の先端側筒壁部と外側ケース部１５の先端部とにより区画された円環状の導入口１２（１２Ｃ，１２Ｄ）が形成されている。導入口１２の開口面積Ｓ１２は、導出口１３の開口面積Ｓ１３よりも小さく形成されている（Ｓ１２＜Ｓ１３）。
　すなわち、排気管１１０を流れる排気ガスは、外側ケース部１５よりも先端側に突出した内側ケース部１１の筒壁面に当たり、排気管１１０の軸中心ＣＬ近傍に配置された導入口１２から流路１６内に円滑に取り込まれる。さらに、流路１６内を流れる排気ガスは、通過口１４から内側ケース部１１に取り込まれ、センサフィルタ３１（３１Ｃ，３１Ｄ）を通過した後に、排気管１１０の軸中心ＣＬ近傍に配置された導出口１３から排気管１１０内に円滑に導出されるようになっている。このように、第二実施形態のＰＭセンサ１０Ｃ，１０Ｄでは、導入口１２と導出口１３とを、排気管１１０内で排気流速が最も速くなる軸中心ＣＬ近傍に配置したことで、センサフィルタ３１を通過する排気流量を効果的に高めることが可能になる。
　［第三実施形態］
　次に、図６に基づいて、第三実施形態に係るＰＭセンサの詳細について説明する。第三実施形態のＰＭセンサは、第一実施形態のセンサ部３０（３０Ａ，３０Ｂ）を積層タイプにしたものである。他の構成要素については同一構造となるため、詳細な説明及び図示は省略する。
　図６Ａは、第三実施形態のセンサ部６０（６０Ａ，６０Ｂ）の斜視図、図６Ｂはセンサ部６０の分解斜視図をそれぞれ示している。センサ部６０は、複数のフィルタ層６１（６１Ａ，６１Ｂ）と、複数枚の電極板６２（６２Ａ，６２Ｂ）及び電極板６３（６３Ａ，６３Ｂ）とを備えている。
　フィルタ層６１は、例えば、多孔質セラミックス等の隔壁で区画されて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、これらセルを一方向に並列に配置した直方体状に形成されている。排気ガス中に含まれるＰＭは、図６Ｂ中に破線矢印で示すように、排気ガスが下流側を目封止されたセルＣ１１（Ｃ１１Ａ，Ｃ１１Ｂ）から上流側を目封止されたセルＣ１２（Ｃ１２Ａ，Ｃ１２Ｂ）に流れ込むことで、セルＣ１１の隔壁表面や細孔に捕集される。なお、以下の説明では、セル流路方向をセンサ部６０の長さ方向（図６Ａ中の矢印Ｌ）とし、セル流路方向と直交する方向をセンサ部６０の幅方向（図６Ａ中の矢印Ｗ）とする。
　一対の電極板６２，６３は、例えば、平板状の導電性部材であって、その長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗの外形寸法をフィルタ層６１と略同一に形成されている。これら一対の電極板６２，６３は、フィルタ層６１を挟んで交互に積層されると共に、導電線６４（６４Ａ，６４Ｂ）、導電線６５（６５Ａ，６５Ｂ）を介してコントロールユニット４０に内蔵された図示しない静電容量検出回路にそれぞれ接続されている。
　すなわち、一対の電極板６２，６３を対向配置し、これら電極板６２，６３間にフィルタ層６１を挟持させたことで、セルＣ１１全体がコンデンサを形成するようになっている。このように、第三実施形態のＰＭセンサでは、平板状の電極板６２，６３によりセルＣ１１全体をコンデンサにしたことで、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できる。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Ｃ１１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。
　［その他］
　本発明は、上述の各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、適宜変形して実施することが可能である。
　本出願は、2015年02月20日付で出願された日本国特許出願（特願2015-031526）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の排気浄化装置は、ＰＭの捕集効率をリアルタイムで取得することが可能という効果を有し、フィルタが故障と判定される前に捕集効率が悪化する傾向を認識できるという点において有用である。
　１０（１０Ａ～１０Ｄ）　ＰＭセンサ
　１１（１１Ａ，１１Ｂ）　ケース部材
　１１（１１Ｃ，１１Ｄ）　内側ケース部
　１２（１２Ａ～１２Ｄ）　導入口
　１３（１３Ａ～１３Ｄ）　導出口
　２０（２０Ａ～２０Ｄ）　台座部
　２１（２１Ａ～２１Ｄ）　雄ネジ部
　２２（２２Ａ～２２Ｄ）　ナット部
　３０（３０Ａ～３０Ｄ）　センサ部
　３１（３１Ａ～３１Ｄ）　センサフィルタ
　３２，３３（３２Ａ～３２Ｄ，３３Ａ～３３Ｄ）　電極対
　３４（３４Ａ～３４Ｄ）　電気ヒータ
　４０　コントロールユニット
　４１　フィルタ再生制御部
　４２　第１ＰＭ量推定演算部
　４３　第２ＰＭ量推定演算部
　４４　フィルタ状態判定部

Claims (8)

  1. 　内燃機関の排気系に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
    　多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタに流入する排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第１セルを有する第１センサフィルタ及び、前記第１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第１電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気上流側に設けられる第１センサと、
    　多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタから排出された排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第２セルを有する第２センサフィルタ及び、前記第２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第２電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気下流側に設けられる第２センサと、
    　一対の前記第１電極間の第１静電容量と一対の前記第２電極間の第２静電容量に基づいて、前記フィルタでの前記粒子状物質の捕集効率を取得する取得手段と、
    　を備える排気浄化装置。
  2. 　前記取得手段は、所定周期で前記第１静電容量と前記第２静電容量を取得し、最新の第１静電容量を含む複数の第１静電容量から第１静電容量の変化率を演算し、最新の第２静電容量を含む複数の第２静電容量から第２静電容量の変化率を演算し、前記第１静電容量の変化率と前記第２静電容量の変化率に基づいて、前記フィルタでの前記粒子状物質の捕集効率を取得する
    　請求項１に記載の排気浄化装置。
  3. 　前記第１センサは、通電によって発熱して前記第１センサフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する第１ヒータを有し、
    　前記第２センサは、通電によって発熱して前記第２センサフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する第２ヒータを有し、
    　所定のフィルタ再生条件が成立した場合に前記第１ヒータと前記第２ヒータのそれぞれに通電し、前記第１センサフィルタに堆積した粒子状物質と前記第２センサフィルタに堆積した粒子状物質を共に燃焼除去するフィルタ再生手段をさらに有する
    　請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
  4. 　前記第１センサフィルタが、前記複数の第１セルを一方向に並列に配置した第１フィルタ層であり、前記第２センサフィルタが、前記複数の第２セルを一方向に並列に配置した第２フィルタ層であり、
    　一対の前記第１電極が、前記第１フィルタ層を挟んで対向する一対の第１平板状電極であり、一対の前記第２電極が、前記第２フィルタ層を挟んで対向する一対の第２平板状電極である
    　請求項３に記載の排気浄化装置。
  5. 　内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
    　多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタに流入する排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第１セルを有する第１センサフィルタ及び、前記第１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第１電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気上流側に設けられる第１センサと、
    　多孔質性隔壁で区画されて前記フィルタから排出された排気ガス中の粒子状物質を捕集する複数の第２セルを有する第２センサフィルタ及び、前記第２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第２電極を備え、前記フィルタよりも排気ガスの排気下流側に設けられる第２センサと、
    　制御ユニットと
    を備える排気浄化装置であって、
    　前記制御ユニットは、以下の処理を実行するように動作する：
    　一対の前記第１電極間の第１静電容量と一対の前記第２電極間の第２静電容量に基づいて、前記フィルタでの前記粒子状物質の捕集効率を取得する取得処理。
  6. 　前記取得処理は、所定周期で前記第１静電容量と前記第２静電容量を取得し、最新の第１静電容量を含む複数の第１静電容量から第１静電容量の変化率を演算し、最新の第２静電容量を含む複数の第２静電容量から第２静電容量の変化率を演算し、前記第１静電容量の変化率と前記第２静電容量の変化率に基づいて、前記フィルタでの前記粒子状物質の捕集効率を取得する処理を含む
    　請求項５に記載の排気浄化装置。
  7. 　前記第１センサは、通電によって発熱して前記第１センサフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する第１ヒータを有し、
    　前記第２センサは、通電によって発熱して前記第２センサフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する第２ヒータを有し、
    　前記制御ユニットは、さらに以下の処理を実行するように動作する、請求項５又は６に記載の排気浄化装置：
    　所定のフィルタ再生条件が成立した場合に前記第１ヒータと前記第２ヒータのそれぞれに通電し、前記第１センサフィルタに堆積した粒子状物質と前記第２センサフィルタに堆積した粒子状物質を共に燃焼除去するフィルタ再生処理。
  8. 　前記第１センサフィルタが、前記複数の第１セルを一方向に並列に配置した第１フィルタ層であり、前記第２センサフィルタが、前記複数の第２セルを一方向に並列に配置した第２フィルタ層であり、
    　一対の前記第１電極が、前記第１フィルタ層を挟んで対向する一対の第１平板状電極であり、一対の前記第２電極が、前記第２フィルタ層を挟んで対向する一対の第２平板状電極である
    　請求項７に記載の排気浄化装置。
PCT/JP2016/054589 2015-02-20 2016-02-17 排気浄化装置 WO2016133127A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680010676.6A CN107250496B (zh) 2015-02-20 2016-02-17 排气净化装置
EP16752513.8A EP3260673B1 (en) 2015-02-20 2016-02-17 Exhaust purification device
US15/552,218 US10677123B2 (en) 2015-02-20 2016-02-17 Exhaust purification device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015031526A JP2016153610A (ja) 2015-02-20 2015-02-20 排気浄化装置
JP2015-031526 2015-02-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016133127A1 true WO2016133127A1 (ja) 2016-08-25

Family

ID=56692197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/054589 WO2016133127A1 (ja) 2015-02-20 2016-02-17 排気浄化装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10677123B2 (ja)
EP (1) EP3260673B1 (ja)
JP (1) JP2016153610A (ja)
CN (1) CN107250496B (ja)
WO (1) WO2016133127A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020063928A (ja) * 2018-10-15 2020-04-23 京セラ株式会社 測定装置、測定システム、測定方法、及び測定プログラム

Families Citing this family (5)

* 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
DE102018114025A1 (de) * 2018-06-12 2019-12-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
US11346264B2 (en) * 2019-08-29 2022-05-31 Cummins Emission Solutions Inc. Systems and methods for controlling exhaust gas aftertreatment sensor systems
DE102020215291A1 (de) * 2020-12-03 2022-06-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Recheneinheit zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter
CN112879124A (zh) * 2021-01-26 2021-06-01 东风汽车集团股份有限公司 汽车尾气颗粒物吸附装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285822A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Isuzu Motors Ltd 煤粒子検出センサ及びそれを使用したディーゼルパティキュレートフィルタ装置とその制御方法
JP2008063985A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Ngk Insulators Ltd 微粒子センサ用ハニカム構造体
JP2012117383A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Isuzu Motors Ltd Ｐｍセンサ及びｐｍセンサ製造方法
JP2012149525A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
JP2013160617A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Honda Motor Co Ltd 粒子状物質検出装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2732031B2 (ja) * 1994-04-28 1998-03-25 株式会社いすゞセラミックス研究所 デイーゼル機関の排気微粒子フイルタ
EP1566623B1 (en) * 2004-02-06 2013-12-18 C.R.F. Società Consortile per Azioni Device for measuring the quantity of solid particles in a gas medium
WO2005093233A1 (de) * 2004-02-12 2005-10-06 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zur feststellung des zustands eines russpartikelfilters
DE102005016132A1 (de) 2005-04-08 2006-10-12 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit Partikelfilter und Verfahren zur Erfassung einer Partikelbelastung eines Brennkraftmaschinenabgases
JP4756068B2 (ja) * 2008-12-22 2011-08-24 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
DE102009007126A1 (de) * 2009-02-02 2010-08-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Rußbeladung in Abgassystemen von Dieselmotoren
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
US8136343B2 (en) * 2009-09-02 2012-03-20 Ford Global Technologies, Llc System for an engine having a particulate matter sensor
JP5344084B2 (ja) * 2010-03-26 2013-11-20 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検出装置及び故障検出方法
JP2012012960A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Nippon Soken Inc 粒子状物質検出センサ
JP5115873B2 (ja) * 2010-12-08 2013-01-09 株式会社デンソー パティキュレートフィルタの故障検出装置
US9151205B2 (en) * 2013-02-15 2015-10-06 Indiana University Research & Technology Corporation Real-time soot measurement in a diesel particulate filter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285822A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Isuzu Motors Ltd 煤粒子検出センサ及びそれを使用したディーゼルパティキュレートフィルタ装置とその制御方法
JP2008063985A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Ngk Insulators Ltd 微粒子センサ用ハニカム構造体
JP2012117383A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Isuzu Motors Ltd Ｐｍセンサ及びｐｍセンサ製造方法
JP2012149525A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
JP2013160617A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Honda Motor Co Ltd 粒子状物質検出装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020063928A (ja) * 2018-10-15 2020-04-23 京セラ株式会社 測定装置、測定システム、測定方法、及び測定プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
EP3260673A4 (en) 2018-08-01
CN107250496A (zh) 2017-10-13
EP3260673A1 (en) 2017-12-27
CN107250496B (zh) 2019-11-15
US10677123B2 (en) 2020-06-09
EP3260673B1 (en) 2019-08-21
JP2016153610A (ja) 2016-08-25
US20180038251A1 (en) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016133127A1 (ja) 排気浄化装置
JP6459437B2 (ja) 診断装置及びセンサ
JP6409452B2 (ja) 診断装置
CN107076692B (zh) 传感器
WO2016024591A1 (ja) センサ
WO2016133140A1 (ja) センサ
US10481061B2 (en) Sensor for detecting an emission amount of particulate matter
JP6405938B2 (ja) 診断装置及びセンサ
JP6379837B2 (ja) センサ
JP6409436B2 (ja) 診断装置
JP6361314B2 (ja) センサ
JP6451179B2 (ja) 診断装置
JP6409437B2 (ja) センサ
JP6417780B2 (ja) センサ
JP6705269B2 (ja) センサ
JP2016108995A (ja) センサ
WO2016117577A1 (ja) センサ
JP6784050B2 (ja) センサ
JP2017191050A (ja) センサ
WO2016047530A1 (ja) 診断装置
JP2017191055A (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: 16752513

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016752513

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15552218

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE