TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021056190
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019182360
出願日20191002
発明の名称制御装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類G01N 27/04 20060101AFI20210312BHJP(測定;試験)
要約【課題】粒子状物質検出センサの素子部における粒子状物質の付着量を、正確に推定することのできる制御装置、を提供する。
【解決手段】制御装置10は、電極221、231の間に印加される電圧を調整する電圧調整部11と、ヒーター211の発熱量を調整するヒーター調整部13と、粒子状物質検出センサ20の周囲の状態が安定状態であるか否か、を判定する状態判定部14と、を備える。ヒーター調整部13は、素子部200を加熱して、素子部200に付着した粒子状物質を燃焼させ除去する再生処理と、再生処理が完了してから安定状態と判定されるまでの間、素子部200の温度を付着抑制温度に維持する付着抑制処理と、を実行する。制御装置10は、安定状態と判定されるとヒーター211による発熱を停止させ、電極221、231の間への電圧の印可を開始するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
粒子状物質検出センサ(20)の制御装置(10)であって、
前記粒子状物質検出センサは、対向する一対の電極(221,231)が形成された素子部(200)と、前記素子部を加熱するためのヒーター(211)と、を有し、前記素子部における粒子状物質の付着量に応じた電流が、前記電極の間を流れるように構成されたものであり、
前記電極の間に印加される電圧を調整する電圧調整部(11)と、
前記ヒーターの発熱量を調整するヒーター調整部(13)と、
前記粒子状物質検出センサの周囲の状態が安定状態であるか否か、を判定する状態判定部(14)と、を備え、
前記ヒーター調整部は、
前記ヒーターにより前記素子部を加熱して、前記素子部に付着した粒子状物質を燃焼させ除去する再生処理と、
前記再生処理が完了してから、前記状態判定部により前記安定状態と判定されるまでの間、前記素子部の温度を、新たな粒子状物質の付着が抑制される付着抑制温度に維持する付着抑制処理と、を実行し、
前記状態判定部により前記安定状態と判定されると、
前記ヒーター調整部は前記ヒーターによる発熱を停止させ、
前記電圧調整部は、前記電極の間への電圧の印可を開始するように構成されている制御装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記ヒーター調整部は、
前記付着抑制温度として、前記粒子状物質検出センサの周囲を流れる排ガスの温度よりも高い温度を設定する、請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記ヒーター調整部は、
前記粒子状物質検出センサの周囲を流れる排ガスの温度に応じて前記付着抑制温度を変化させる、請求項2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記状態判定部は、
前記粒子状物質検出センサからの出力に影響を与えるパラメータが、所定時間に亘って所定範囲内に収まっているときに、前記安定状態であると判定する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記状態判定部は、
前記パラメータが前記所定時間に亘って前記所定範囲内に収まっており、且つ、当該所定時間の間において、前記パラメータの変動幅の大きさが所定幅を超えなかったときに、前記安定状態であると判定する、請求項4に記載の制御装置。
【請求項6】
前記状態判定部は、
前記パラメータが前記所定時間に亘って前記所定範囲内に収まっており、且つ、当該所定時間の間において、前記パラメータの微分値の絶対値が所定値を超えなかったときに、前記安定状態であると判定する、請求項4に記載の制御装置。
【請求項7】
前記状態判定部は、
前記パラメータが前記所定時間に亘って前記所定範囲内に収まっており、且つ、前記パラメータの時間変化を示すグラフの軌跡長が所定長さを超えなかったときに、前記安定状態であると判定する、請求項4に記載の制御装置。
【請求項8】
前記電圧調整部による、前記電極の間への電圧の印可が開始された後に、前記状態判定部によって前記安定状態ではないと判定された場合には、
前記電圧調整部は前記電極の間への電圧の印可を停止し、
前記ヒーター調整部は、前記再生処理を再び実行する、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項9】
前記付着抑制処理が開始されてから、予め設定された上限時間が経過すると、前記状態判定部により前記安定状態と判定されていなくても、
前記ヒーター調整部は前記ヒーターによる発熱を停止させ、
前記電圧調整部は、前記電極の間への電圧の印可を開始する、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項10】
前記電圧調整部が、前記電極の間への電圧の印可を開始した直後において、前記電極の間を流れる電流が所定の閾値を超えた場合には、
前記電圧調整部は前記電極の間への電圧の印可を停止し、
前記ヒーター調整部は、前記再生処理を再び実行する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項11】
前記粒子状物質検出センサは、内燃機関(100)から排ガスを排出するための排気配管(130)に設けられており、
前記ヒーター調整部は、
前記内燃機関が始動された後、前記排気配管の温度が所定の乾燥温度以上となったときに前記再生処理を実行する、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、粒子状物質検出センサの制御装置に関する。
続きを表示(約 6,000 文字)【背景技術】
【0002】
近年の車両には、排ガスと共に外部に排出される粒子状物質を低減することが求められている。このため、排ガスの通る排気配管には、粒子状物質を捕集するためのフィルタや、当該フィルタの下流側において粒子状物質を検出するための粒子状物質検出センサ等が設けられている。粒子状物質検出センサからの出力により、その上流側にあるフィルタが正常に機能しているか否かを判定することができる。
【0003】
下記特許文献1に記載されているように、粒子状物質検出センサは、一対の電極が形成された素子部を有している。当該電極間に電圧が印加されると、素子部における粒子状物質の付着量に応じた電流が流れる。
【0004】
下記特許文献1に記載されている故障検出装置は、先ず、ヒーターによる素子部の加熱を行い、当初から素子部に付着していた粒子状物質を燃焼させ除去する再生処理を行う。その後、故障検出装置は、素子部の電極間に電圧を印可しながら、素子部における粒子状物質の付着量、すなわち、時間の経過と共に次第に増加して行く付着量を推定する。当該推定は、フィルタが故障している場合において素子部に付着すると推測される粒子状物質の量を、現在における排ガスの流量や温度等に基づいて算出することにより行われる。
【0005】
推定された付着量が、電極間に電流が流れ始めるような量に到達したタイミングにおいて、実際には電流が流れなかった場合には、フィルタが正常であると判定される。一方、上記のタイミングにおいて実際に電流が流れた場合には、フィルタが故障していると判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2012−122399号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1に記載されている故障検出装置において、フィルタが故障しているか否かの判定を正しく行うためには、上記のような付着量の推定を正確に行う必要がある。しかしながら、例えば内燃機関の出力が変動しているときなど、粒子状物質検出センサの周囲の状態が不安定になっているときにおいては、粒子状物質検出センサの周囲に存在する粒子状物質の量が安定しないので、付着量の推定を正確に行うことが難しくなる。
【0008】
そこで、粒子状物質検出センサの周囲の状態が安定するのを待ってから、粒子状物質検出センサの再生処理、及び粒子状物質の付着量の推定を順に行うことも考えられる。しかしながら、再生処理が行われている途中において、粒子状物質検出センサの周囲の状態が再び不安定になってしまい、付着量の推定を正確に行えなくなってしまう可能性もある。
【0009】
このように、粒子状物質の付着量の推定を正確に行うことについては、従来においては更なる改良の余地があった。
【0010】
本開示は、粒子状物質検出センサの素子部における粒子状物質の付着量を、正確に推定することのできる制御装置、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本開示に係る制御装置は、粒子状物質検出センサ(20)の制御装置(10)である。制御対象である粒子状物質検出センサは、対向する一対の電極(221,231)が形成された素子部(200)と、素子部を加熱するためのヒーター(211)と、を有し、素子部における粒子状物質の付着量に応じた電流が、電極の間を流れるように構成されたものである。この制御装置は、電極の間に印加される電圧を調整する電圧調整部(11)と、ヒーターの発熱量を調整するヒーター調整部(13)と、粒子状物質検出センサの周囲の状態が安定状態であるか否か、を判定する状態判定部(14)と、を備える。ヒーター調整部は、ヒーターにより素子部を加熱して、素子部に付着した粒子状物質を燃焼させ除去する再生処理と、再生処理が完了してから、状態判定部により安定状態と判定されるまでの間、素子部の温度を、新たな粒子状物質の付着が抑制される付着抑制温度に維持する付着抑制処理と、を実行する。この制御装置は、状態判定部により安定状態と判定されると、ヒーター調整部はヒーターによる発熱を停止させ、電圧調整部は、電極の間への電圧の印可を開始するように構成されている。
【0012】
このような構成の制御装置では、再生処理が完了してから安定状態と判定されるまでの間、付着抑制処理が行われることにより、素子部に対する新たな粒子状物質の付着が抑制される。このため、素子部は、再生処理が完了した直後の状態、すなわち、粒子状物質の付着量が概ね0の状態に保たれる。その後、安定状態になると、電極の間への電圧の印可が電圧調整部によって開始される。安定状態になった後に再生処理を実行する必要が無いので、安定状態が保たれている間のうちに、素子部における粒子状物質の付着量の推定を正確に行い、当該推定に基づくフィルタの故障判定を完了できる可能性が高くなる。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、粒子状物質検出センサの素子部における粒子状物質の付着量を、正確に推定することのできる制御装置、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1は、本実施形態に係る制御装置、及び制御装置が搭載される車両の構成を、模式的に示す図である。
図2は、粒子状物質検出センサの構成を示す断面図である。
図3は、粒子状物質検出センサが有する素子部の外観を示す図である。
図4は、粒子状物質検出センサが有する素子部の構成を示す分解組立図である。
図5は、本実施形態に係る制御装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図6は、本実施形態に係る制御装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図7は、本実施形態に係る制御装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図8は、本実施形態に係る制御装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図9は、本実施形態に係る制御装置による、付着量の推定の精度について説明するための図である。
図10は、比較例に係る制御装置による、付着量の推定の精度について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0016】
本実施形態に係る制御装置10は、粒子状物質検出センサ20と共に車両MVに搭載され、粒子状物質検出センサ20の制御を行うための装置として構成されている。図1を参照しながら、車両MVの構成について先ず説明する。
【0017】
図1には、車両MVのうち、内燃機関100及びその排気系の構成のみが模式的に示されている。車両MVは、内燃機関100と、排気配管130と、粒子フィルタ110と、排ガス温度センサ120と、を備えている。
【0018】
内燃機関100は所謂エンジンである。内燃機関100は、燃料を燃焼させることにより、車両MVを走行させるための駆動力を発生させる。排気配管130は、内燃機関100の燃焼で生じた排ガスを、外部に排出するための配管である。
【0019】
粒子フィルタ110は、排気配管130の途中に設けられており、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタである。粒子フィルタ110は、DPF(Diesel Particulate Filter)やGPF(Gasoline Particulate Filter)とも称される。粒子フィルタ110は、多孔質のセラミックスに格子状の通路を多数形成し、その入口側及び出口側を交互に閉塞することにより構成されたものである。尚、このような粒子フィルタ110の構成としては公知のものを採用し得るので、その具体的な図示や説明については省略する。
【0020】
排ガス温度センサ120は、排気配管130を通る排ガスの温度を検出するためのセンサである。排ガス温度センサ120は、排気配管130のうち粒子フィルタ110よりも下流側となる位置、具体的には、次に述べる粒子状物質検出センサ20の近傍となる位置に配置されている。排ガス温度センサ120によって測定された排ガスの温度は、後述の制御装置10へと送信される。
【0021】
粒子状物質検出センサ20は、粒子フィルタ110を通過した排ガスに含まれる粒子状物質の量を検出するためのセンサである。粒子状物質検出センサ20は、排気配管130のうち粒子フィルタ110よりも下流側となる位置に配置されている。このような粒子状物質検出センサ20が設けられていることで、粒子状物質を多く含む排ガスが外部に排出されてしまうことを検出することができる。また、粒子フィルタ110に異常が生じた場合には、当該異常を迅速に検知することもできる。粒子状物質検出センサ20から出力される信号、すなわち、粒子状物質の量を示す信号は、制御装置10へと送信される。
【0022】
粒子状物質検出センサ20の具体的な構成について、図2を参照しながら説明する。図2において符号130が付されているのは、排気配管130を構成する管壁の断面である。同図においては、当該管壁よりも上方側が排気配管130の外側の空間であり、当該管壁よりも下方側が排気配管130の内側の空間である。粒子状物質検出センサ20は、排気配管130に形成された貫通孔131に対して外側から挿通されており、その一部が排気配管130の内部に向けて突出している。
【0023】
粒子状物質検出センサ20は、その内側に素子部200を有している。素子部200は、粒子状物質を検出する部分として構成された素子である。図3には、素子部200の外観が示されている。図4には、素子部200の具体的な構成が分解組立図として示されている。
【0024】
図4に示されるように、素子部200は、矩形の板状部材である基板を複数積層することにより構成されている。それぞれの基板はセラミックスにより形成されている。図4において最も下方側に配置された基板210は、その上面に、ヒーター211と、リード電極212、213と、センス電極214と、が形成されている。これらは全体が一つの電極パターンとなっており、基板210の上面に対して、例えばスクリーン印刷により形成されたものである。
【0025】
ヒーター211は、電力の供給を受けて発熱する電気ヒーターとして構成された部分である。ヒーター211は、基板210の長手方向に沿った一端側の近傍となる位置に形成されている。ヒーター211は、素子部200のうち、特に後述の検出面201を加熱するためのものとして設けられている。
【0026】
リード電極212、213は、ヒーター211に電力を供給するために形成された一対の電極である。リード電極212、213は、ヒーター211から、基板210の長手方向に沿って他方側の端部へと伸びるように形成されている。リード電極212の幅及び長さと、リード電極213の幅及び長さとは、互いに概ね等しくなっている。リード電極212、213には、図2に示される電力配線27が接続されている。電力配線27は、制御装置10からヒーター211へと電力を供給するために設けられた一対の配線である。電力配線27は、制御装置10からヒーター211へと電力を供給し得るよう、リード電極212、213と制御装置10との間を繋ぐように設けられている。一対の電力配線27のうちの一方はリード電極212に接続されており、他方はリード電極213に接続されている。
【0027】
図4において符号212Aが付されている部分には、基板210を貫くように不図示のスルーホールが形成されている。電力配線27のうちの一方は、当該スルーホールを介してリード電極212に外側から接続されている。同様に、図4において符号213Aが付されている部分には、基板210を貫くように不図示のスルーホールが形成されている。電力配線27のうちの他方は、当該スルーホールを介してリード電極213に外側から接続されている。
【0028】
センス電極214は、その一端が、リード電極213とヒーター211との接続部CPに対して接続されている。センス電極214は、接続部CPから、基板210の長手方向に沿って伸びるように形成されている。センス電極214は、リード電極213とヒーター211との接続部CPにおける電位を取得するために形成された電極である。
【0029】
センス電極214には、図2に示されるセンス配線28が接続されている。センス配線28は、接続部CPの電位を制御装置10が取得し得るよう、センス配線28と制御装置10との間を繋ぐように設けられている。図4において符号214Aが付されている部分には、基板210を貫くように不図示のスルーホールが形成されている。センス配線28は、当該スルーホールを介してセンス電極214に外側から接続されている。
【0030】
基板210の上方側に配置される基板220のうち、基板210とは反対側の面には、電極221、222が形成されている。これらは全体が一つの電極パターンとなっており、先に述べたヒーター211等と同様に、例えばスクリーン印刷により形成されたものである。電極221は、基板220の長手方向に沿った一端側の縁、具体的にはヒーター211が形成されている方と同じ側の縁に沿って伸びるように形成されている。電極222は、電極221のうち基板220の短手方向に沿った端部、具体的には、図4の紙面奥側における端部から、基板220の長手方向に沿って伸びるように形成されている。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

株式会社デンソーテン
筐体
株式会社デンソー
筐体
株式会社デンソー
計器
株式会社デンソー
筐体
株式会社デンソー
車両
株式会社デンソー
計器
株式会社デンソー
送風機
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
制御弁
株式会社デンソー
弁装置
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
送風機
株式会社デンソー
送風機
株式会社デンソー
ロータ
株式会社デンソー
送風機
株式会社デンソー
燃焼器
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
送風機
株式会社デンソー
スラブ
株式会社デンソー
表示装置
株式会社デンソー
回転電機
株式会社デンソーウェーブ
携帯端末
株式会社デンソー
駆動装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
搬送装置
株式会社デンソー
表示装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソーウェーブ
撮像装置
株式会社デンソー
搬送台車
続きを見る