Блок управления для двигателя внутреннего сгорания



Блок управления для двигателя внутреннего сгорания
Блок управления для двигателя внутреннего сгорания
Блок управления для двигателя внутреннего сгорания
Блок управления для двигателя внутреннего сгорания
Блок управления для двигателя внутреннего сгорания
Блок управления для двигателя внутреннего сгорания
Блок управления для двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2555430:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к блоку управления для двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания содержит: датчик твердых частиц, установленный в выхлопном патрубке двигателя внутреннего сгорания, захватывающий частицы фильтр, выполненный с возможностью захватывать твердые частицы, содержащиеся в выхлопном газе, и расположенный в выхлопном патрубке в месте выше по потоку относительно датчика твердых частиц; электронный блок управления, выполненный с возможностью обнаруживать количество частиц в выхлопном газе через выхлопной патрубок в ответ на выходной сигнал датчика твердых частиц; электронный блок управления, выполненный с возможностью подавать напряжение захвата частиц между электродами датчика твердых частиц во время первого периода с тем, чтобы формировать слой частиц на поверхностях электродов датчика твердых частиц; и электронный блок управления, выполненный с возможностью останавливать подачу напряжения захвата частиц во время второго периода для того, чтобы поддерживать слой частиц, и электронный блок управления, выполненный с возможностью исполнять управление обнаружением отказа для того, чтобы определять, имеет место отказ захватывающего частицы фильтра или нет. Первый период представляет собой период между завершением управления обнаружением отказа и моментом, когда выходной сигнал датчика твердых частиц достигает эталонного выходного сигнала. Второй период представляет собой период между моментом, когда выходной сигнал датчика твердых частиц достигает эталонного выходного сигнала. Техническим результатом изобретения является улучшенная работоспособность блока управления и высокая точность измерения количества твердых частиц. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к блоку управления для двигателя внутреннего сгорания. Более конкретно, изобретение относится к блоку управления для двигателя внутреннего сгорания, который содержит датчик твердых частиц, который установлен в выхлопном патрубке двигателя внутреннего сгорания и обнаруживает количество твердых частиц в выхлопном газе.

Известный уровень техники

В системе, раскрытой в патентном документе 1, например, ДСФ (дизельный сажевый фильтр) для удержания твердых частиц в выхлопном газе (далее в настоящем документе также обозначаемых как «ТЧ») расположен в выхлопном патрубке двигателя внутреннего сгорания. Ниже по потоку от ДСФ расположен датчик ТЧ для обнаружения количества ТЧ, которые не захвачены посредством ДСФ и прошли через него.

Датчик ТЧ по патентному документу 1 содержит изолирующий слой, делающий возможной адгезию ТЧ и электродов, расположенных на изолирующем слое и находящихся на расстоянии друг от друга. Когда на датчик ТЧ воздействует выхлопной газ с тем, чтобы ТЧ в выхлопном газе оседали между электродами, проводимость между электродами варьируется согласно количеству осаждения ТЧ и, таким образом, варьируется сопротивление между электродами. Согласно патентному документу 1, количество ТЧ в выхлопном газе, связанное с количеством осаждения ТЧ между электродами, обнаруживают посредством обнаружения значения сопротивления датчика ТЧ. Таким образом, отказ ДСФ или тому подобное обнаруживают, основываясь на значении сопротивления датчика ТЧ.

Кстати, когда количество осаждения ТЧ между электродами превышает заданное значение, сопротивление между электродами более не варьируется вовсе, что делает невозможным последующий вывод значения, соответствующего количества осаждения ТЧ. Согласно способу по патентному документу 1, с другой стороны, в момент времени, когда количество осаждения ТЧ между электродами возрастает до некоторой степени, сброс ТЧ осуществляют посредством нагревания части элемента датчика ТЧ посредством встроенного нагревателя в течение предварительно определяемого промежутка времени с тем, чтобы сжигательно удалять осевшие ТЧ.

ДОКУМЕНТЫ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Патентные документы

Патентный документ 1: Публикация японской патентной заявки № 2009-144577 (JP 2009-144577 A).

Сущность изобретения

Проблема, решаемая изобретением

Кстати, выхлопной газ содержит золу (сажу), получаемую из смазывающего средства и соединений металлов, получаемых окислением катализатора, а также ТЧ, содержащие сажу (сажеподобные вещества, такие как углерод) и РОФ (растворимую органическую фракцию), которые получают сгоранием в двигателе внутреннего сгорания. Если эти зола и соединения металлов прилипают к электродам датчика ТЧ, выходной сигнал датчика иногда может варьироваться. Соответственно, адгезия золы и соединений металлов (далее в настоящем документе также обозначаемых как «отравляющие вещества», включая золу и соединения металлов), возможно может служить причиной такого события, что происходит снижение точности обнаружения отказа ДСФ и т.п., основываясь на выходном сигнале датчика.

Кроме того, зола и соединения металлов имеют более высокие температуры горения, чем ТЧ, так что сложно сжигательно удалять эти вещества посредством процесса повышенного нагревания части элемента с использованием нагревателя, встроенного в датчик ТЧ. Если отравляющие вещества непосредственно прилипают между электродами, прилипающие отравляющие вещества остаются на электродах даже после сжигательного удаления ТЧ. При повторных сбросах ТЧ количество прилипающих отравляющих веществ прогрессивно возрастает, дополнительно снижая точности обнаружения количества ТЧ посредством датчика ТЧ и обнаружения отказа ДСФ, основываясь на вышеупомянутом результате обнаружения.

С намерением решить указанную выше проблему, изобретение относится к блоку управления для двигателя внутреннего сгорания, который улучшен так, чтобы подавлять адгезию золы и соединений металлов, содержащихся в выхлопном газе, к электродам и сохранять высокие точности измерения количества ТЧ.

СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

В соответствии с изобретением для достижения указанной выше цели, датчик твердых частиц устанавливают в выхлопной патрубок двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с изобретением, блок управления для двигателя внутреннего сгорания содержит: средство обнаружения для обнаружения количества частиц в выхлопном газе через выхлопной патрубок в ответ на выходной сигнал датчика твердых частиц; формирующее средство для формирования слоя частиц на поверхностях электродов датчика твердых частиц посредством подачи напряжения захвата частиц между электродами во время первого периода; и поддерживающее средство для поддержания, во время второго периода, состояния, в котором формируют слой частиц. Здесь следует отметить, что «поддерживающее средство» содержит средство для поддержания состояния сформированного слоя частиц, как он есть, и средство для подавления управления для того, чтобы удалять слоем частиц.

Блок управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с изобретением можно применять к структуре, где захватывающий частицы фильтр для удержания твердых частиц в выхлопном газе располагают в выхлопном патрубке в месте выше по потоку относительно датчика твердых частиц. В этом случае, указанный выше «первый период» можно определять как период между завершением управления обнаружением отказа для того, чтобы определять, существует отказ захватывающего частицы фильтра или нет, и эталонным выходным сигналом, которого достигает выходной сигнал датчика твердых частиц, и указанный выше «второй период» можно определять как период между эталонным выходным сигналом, которого достигает выходной сигнал датчика твердых частиц, и выключением двигателя внутреннего сгорания. В этом случае, поддерживающее средство может поддерживать слой частиц посредством остановки подачи напряжения захвата.

Блок управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с изобретением дополнительно может содержать средство для сжигательного удаления твердых частиц, осажденных на части элемента посредством повышения температуры части элемента. В этом случае блок управления для двигателя внутреннего сгорания дополнительно может содержать средство управления температурой для управления частью элемента, чтобы она находилась при предварительно определяемой температуре ниже температуры для сжигательного удаления твердых частиц, но достаточно высокой для того, чтобы подавлять осаждение твердых частиц на части элемента, во время периода между подачей напряжения посредством формирующего средства, длящегося до тех пор, пока выходной сигнал датчика твердых частиц не достигнет эталонного выходного сигнала, и выключения двигателя внутреннего сгорания.

Блок управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с изобретением можно применять к структуре, где захватывающий частицы фильтр для удержания твердых частиц в выхлопном газе располагают в выхлопном патрубке в месте выше по потоку относительно датчика твердых частиц. В этом случае, «первый период» может включать по меньшей мере период вплоть до начала управления регенерацией фильтра для того, чтобы удалять твердые частицы, осажденные на захватывающем частицы фильтре, и «второй период» может включать по меньшей мере период между прогнозом начала управления регенерацией фильтра и завершением управления регенерацией фильтра. Дополнительно блок управления для двигателя внутреннего сгорания может содержать удаляющее средство для сжигательного удаления твердых частиц, осажденных на части элемента, посредством повышения температуры части элемента, формируемой с использованием электродов датчика твердых частиц, и имеет структуру, где поддерживающее средство поддерживает слой частиц посредством подавления сжигательного удаления твердых частиц, осажденных на части элемента.

В этом случае, «первый период» может включать период между прогнозом начала управления регенерацией фильтра и началом управления регенерацией фильтра, или «второй период» дополнительно может включать период между завершением управления регенерацией фильтра и эталонным количеством осаждения, которое превысили твердые частицы, осажденные в захватывающем частицы фильтре.

В соответствии с изобретением, блок управления для двигателя внутреннего сгорания дополнительно может содержать: средство для оценки количества частиц в выхлопном газе, выбрасываемом двигателем внутреннего сгорания; и подавляющее средство для подавления поддержания слоя частиц посредством описанного выше поддерживающего средства в случае, когда оцениваемое количество частиц меньше, чем эталонный объем выброса.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изобретением, формируют слой частиц на поверхности электрода датчика твердых частиц во время первого периода, и этот слой частиц поддерживают во время второго периода. Этим поверхность электрода датчика твердых частиц защищают во время второго периода с тем, чтобы можно было подавлять прямую адгезию отравляющих веществ в выхлопном газе на поверхность электрода. Даже если отравляющие вещества прилипают к слою частиц на поверхности электрода во время второго периода, отравляющие вещества можно рассеивать при сжигательном удалении слоя частиц, прилипших к электродам. Таким образом, можно было подавлять увеличение количества отравляющих веществ, прилипших к электродам. Этим можно избегать ухудшения датчика твердых частиц со временем, такого как вариации выходных сигналов.

В частности, состояние, в котором твердые частицы, осажденные на части элемента, сжигательно удаляют, устанавливают, например, перед началом управления обнаружением отказа для захватывающего частицы фильтра. Следовательно, если состоянию, в котором твердые частицы удалены из части элемента, позволяют оставаться, как оно есть, после завершения управления обнаружением отказа для захватывающего частицы фильтра, отравляющие вещества в выхлопном газе возможно могут прилипать непосредственно к электродам вместе с твердыми частицами. В этом отношении, однако, если формируют слой частиц посредством подачи напряжения захвата частиц во время «первого периода» между завершением управления обнаружением отказа для захватывающего частицы фильтра и превышением эталонного выходного сигнала выходным сигналом датчика твердых частиц и затем поддерживают до выключения двигателя внутреннего сгорания, в соответствии с изобретением, электроды можно защищать слоем частиц во время периода после завершения управления обнаружением отказа для захватывающего частицы фильтра, в котором выходной сигнал датчика твердых частиц не используют. Следовательно, можно подавлять увеличение количества отравляющих веществ, осажденных на электродах.

Здесь следует отметить, что слой частиц обладает некоторой степенью водоотталкивающего эффекта. Следовательно, если блок управления адаптируют для того, чтобы поддерживать слой частиц во время периода вплоть до выключения двигателя внутреннего сгорания, можно более быстро повышать температуру датчика твердых частиц при последующем запуске двигателя внутреннего сгорания, при этом предотвращая поломку элемента из-за воздействия воды.

Если блок управления имеет средство для управления частью элемента, чтобы она находилась при предварительно определяемой температуре для того, чтобы подавлять осаждение твердых частиц после конца подачи напряжения захвата на датчик твердых частиц, осаждение отравляющих веществ на часть элемента можно предотвращать более надежно. При последующем запуске двигателя внутреннего сгорания, датчик твердых частиц можно делать готовым для обнаружения количества частиц посредством более быстрого повышения температуры датчика твердых частиц.

В частности во время периода управления регенерацией фильтра для того, чтобы удалять твердые частицы, осажденные на захватывающем частицы фильтре, например, количество твердых частиц и отравляющих веществ, пропущенных через захватывающий частицы фильтр и выброшенных ниже по потоку, проявляет тенденцию к повышению. В этом отношении, однако, если формируют слой частиц во время периода перед началом управления регенерацией фильтра и слой частиц поддерживают во время периода между прогнозом начала управления регенерацией фильтра и завершением управления, в соответствии с изобретением, состояние, в котором электроды защищают слоем частиц, устанавливают до входа в рабочую область, где отравляющие вещества склонны к увеличению. Таким образом, электроды можно защищать слоем частиц во время периода, когда происходит увеличение отравляющих веществ. Этим можно предотвращать прямую адгезию отравляющих веществ на электродах и, таким образом, можно подавлять ухудшение датчика твердых частиц.

После управления регенерацией фильтра, твердые частицы и отравляющие вещества, выбрасываемые ниже по потоку относительно датчика твердых частиц, склонны к повышению, пока определенное количество твердых частиц не отложится в захватывающем частицы фильтре. В этом отношении, однако, если слой частиц также поддерживают во время периода между завершением управления регенерацией фильтра и количество твердых частиц, осажденных в захватывающем частицы фильтре, превышает эталонное количество осаждения, прямую адгезию отравляющих веществ на электродах можно было подавлять в среде, где существует большое количество отравляющих веществ.

В соответствии с изобретением, в структуре, где поддержание слоя частиц подавляют, когда оцениваемое количество частиц в выхлопном газе, выпускаемом из двигателя внутреннего сгорания, ниже эталонного объема выброса, датчик твердых частиц можно приводить в действие с более высокой точностью в области, где количество частиц является особенно низким. Этим датчик твердых частиц можно приводить в действие эффективно, при этом сдерживая его ухудшение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлено схематическое изображение, которое иллюстрирует общую структуру системы согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 2 представлено схематическое изображение, которое иллюстрирует конфигурацию части элемента датчика ТЧ согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 3 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемой блоком управления согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 4 представлен график, который иллюстрирует эффект управления согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 5 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемые блоком управления согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг. 6 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемой блоком управления согласно третьему варианту осуществления изобретения; и

на фиг. 7 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемой блоком управления согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вариант осуществления изобретения описан, как изложено ниже, со ссылкой на сопроводительные чертежи. Идентичные или эквивалентные элементы на фигурах указаны посредством одинаковых ссылочных позиций, описания которых упрощены или пропущены.

Первый вариант осуществления

Структура системы согласно варианту осуществления

На фиг. 1 представлена диаграмма, иллюстрирующая общую структуру системы согласно одному из вариантов осуществления изобретения. В системе, представленной на фиг. 1, ДСФ 6 (дизельный сажевый фильтр) устанавливают в выхлопной патрубок 4 двигателя 2 внутреннего сгорания. ДСФ 6 представляет собой фильтр для удержания твердых частиц (ТЧ), содержащихся в выхлопном газе. Датчик 8 ТЧ (датчик твердых частиц) устанавливают в выхлопной патрубок 4 в месте ниже по потоку от ДСФ 6. Датчик 8 ТЧ используют для обнаружения количества ТЧ в выхлопном газе, проходящем через ДСФ 6.

Эта система содержит блок 10 управления. Датчик 8 ТЧ и множество датчиков соединяют со входной стороной блока 10 управления. Различные исполнительные механизмы двигателя 2 внутреннего сгорания соединяют с выходной стороной блока 10 управления. Блок 10 управления обеспечивает различное управление, связанное с двигателем 2 внутреннего сгорания, посредством исполнения предварительно определяемых программ, основываясь на входной информации от различных датчиков и приведения в действие различных исполнительных механизмов.

На фиг. 2 представлено схематическое изображение, которое показывает часть элемента датчика 8 ТЧ увеличенного размера согласно первому варианту осуществления изобретения. Как показано на фиг. 2, часть элемента датчика 8 ТЧ содержит пару электродов 12, 14, установленных на его поверхности. Пару электродов 12, 14 располагают на заданном расстоянии друг от друга с тем, чтобы не находиться в контакте друг с другом. Кроме того, электроды 12, 14 имеют гребневидную часть, соответственно, и их располагают таким образом, чтобы они чередовались друг с другом в своих гребневидных частях. Электроды 12, 14 находятся в контакте с изолирующим слоем 16, сформированным под ними. Изолирующий слой 16 имеет возможность прилипания ТЧ к нему. Непроиллюстрированный нагреватель встраивают в изолирующий слой 16 под электродами 12, 14.

Электрод 12 и электрод 14 соединяют с источником питания (не показано) через схему питания и т.п. соответствующим образом. Этим предварительно определяемое напряжение можно подавать между электродом 12 и электродом 14. Нагреватель соединяют с источником питания (не показано) через схему питания и т.п. с тем, чтобы часть элемента нагревать посредством подачи предварительно определяемой электрической мощности на нагреватель. Схему питания и т.п. соединяют с блоком 10 управления и он управляет ею.

Краткое изложение управления согласно варианту осуществления

Управление, обеспечиваемое блоком 10 управления согласно варианту осуществления, включает: обнаружение количества ТЧ в выхлопном газе и принятие решения об отказе на ДСФ 6, основываясь на результате обнаружения; регенерация ДСФ 6; и сброс датчика 8 ТЧ.

(1) Обнаружение объема выброса ТЧ

При обнаружении объема выброса ТЧ блок 10 управления подает «напряжение захвата» в качестве напряжения для того, чтобы захватывать твердые частицы между электродами 12, 14. Когда напряжение захвата подают между электродами 12, 14, ТЧ в выхлопном газе захватывают и осаждают между электродами 12, 14. С увеличением ТЧ, осажденных между электродами 12, 14, проводящие области между электродами 12, 14 увеличиваются с тем, чтобы снижать сопротивление между электродами 12, 14. В следующих вариантах осуществления значение тока обнаруживают в качестве выходного сигнала датчика от датчика 8 ТЧ. А именно, выходной сигнал датчика 8 ТЧ возрастает с увеличением количества ТЧ, осажденных между электродами 12, 14. Кроме того, количество ТЧ, осажденных между электродами 12, 14, возрастает или снижается в связи с количеством ТЧ в выхлопном газе, а именно количеством ТЧ, прошедших через ДСФ 6 и выпущенных ниже по потоку.

Следовательно, в первом варианте осуществления предварительно определяют зависимость между выходным сигналом датчика и объемом выброса ТЧ. Основываясь на этой зависимости, объем выброса ТЧ в выхлопном газе обнаруживают согласно выходному сигналу датчика 8 ТЧ. Далее в настоящем документе, состояние, в котором выходной сигнал датчика обнаруживают, при этом подавая напряжение захвата, также обозначают как «режим обнаружения ТЧ». Допускают, что в режиме обнаружения ТЧ часть элемента поддерживают при температуре, равной 300°C или меньше.

(2) Принятие решения об отказе ДСФ (управление принятием решения об отказе)

Отказ ДСФ 6 может вести к такому событию, что ТЧ позволяют проходить через ДСФ 6 и выбрасывают их в атмосферу. Следовательно, блок 10 управления периодически осуществляет управление для того, чтобы определять имеет ли место какой-либо отказ ДСФ 6 или нет. В частности, блок 10 управления оценивает количество ТЧ, содержащегося в выхлопном газе после (ниже по потоку) ДСФ 6, согласно модели. Блок 10 управления принимает решение о присутствии некоторого отказа ДСФ 6 посредством сравнения оцениваемого количества (далее в настоящем документе также обозначаемого как «оцениваемый объем выброса ТЧ») и объема выброса ТЧ, соответствующего выходному сигналу датчика 8 ТЧ. То есть, блок управления определяет, что ДСФ 6 сломан, если обнаруживаемое значение объема выброса ТЧ на основе выходного сигнала датчика 8 ТЧ больше оцениваемого объема выброса ТЧ. Следует отметить, что оцениваемый объем выброса ТЧ, который используют для принятия этого решения, представляет собой значение, заданное посредством прибавления допустимой погрешности к оцениваемому объему выброса ТЧ, содержащихся в выхлопном газе ниже по потоку относительно ДСФ 6, оцениваемый объем выброса вычисляют, основываясь на модели.

(3) Регенерация ДСФ 6 (Управление регенерацией фильтра)

Если ДСФ 6 продолжает захватывать ТЧ в выхлопном газе, количество ТЧ, осажденных в ДСФ 6 (также обозначаемое как «количество осаждения ТЧ») в конечном итоге достигнет предела с тем, чтобы ДСФ 6 не мог более захватывать ТЧ. Во избежание такого события, обработку по восстановлению ДСФ 6 посредством сжигательного удаления ТЧ осуществляют, когда количество осаждения ТЧ достигает некоторого уровня.

В частности, в процессе регенерации ДСФ 6, блок 10 управления осуществляет управление для того, чтобы повышать температуру выхлопного газа согласно предварительно определяемым управляющим программам, таким как управление для того, чтобы повторно впрыскивать топливо после впрыска топлива, управление для того, чтобы задерживать время впрыска и т.п. Таким образом, ТЧ, осажденные в ДСФ 6, удаляют посредством сгорания. Большую часть ТЧ, осажденных в ДСФ 6, удаляют посредством осуществления такого сжигательного удаления ТЧ в течение заданного промежутка времени и завершают регенерацию ДСФ 6.

Блок 10 управления оценивает количество осаждения ТЧ в ДСФ 6 посредством оценки количества ТЧ в выхлопном газе, выпускаемом из двигателя 2 внутреннего сгорания согласно модели или тому подобному. Блок управления определяет время, когда оцениваемое количество (далее в настоящем документе также обозначаемое как «оцениваемое количество осаждения ТЧ») достигает предварительно определяемого количества в качестве времени регенерации ДСФ 6 и осуществляет указанный выше процесс регенерации.

(4) Сброс ТЧ (управление для того, чтобы удалять твердые частицы посредством сгорания)

Выходной сигнал датчика 8 ТЧ представляет собой выходной сигнал, который варьируется в соответствии с количеством ТЧ, осажденных на части элемента. Следовательно, предварительно определяемому времени для начала принятия решения об отказе ДСФ 6 или предварительно определяемому времени после регенерации ДСФ 6 должно предшествовать удаление ТЧ, которые осаждены в датчике 8 ТЧ. Этот процесс удаления ТЧ также обозначают как «сброс ТЧ».

При сбросе ТЧ блок 10 управления подает предварительно определяемую электрическую мощность на нагреватель датчика 8 ТЧ с тем, чтобы нагревать и повышать температуру части элемента датчика 8 ТЧ. Таким образом, сжигательно удаляют ТЧ, прилипшие к части элемента датчика 8 ТЧ. Допускают, что температура для сброса ТЧ выше 500°C.

Сброс ТЧ можно осуществлять в различные моменты времени. Обычной практикой является осуществление сброса ТЧ незамедлительно после запуска двигателя 2 внутреннего сгорания. После завершения сброса ТЧ блок управления помещают в режим обнаружения ТЧ для того, чтобы осуществлять принятие решения об отказе ДСФ 6.

Управление характеристиками по варианту осуществления

Выхлопной газ содержит золу, получаемую из смазывающего средства и соединений металлов, таких как сульфат, получаемых при окислении катализатора, а также ТЧ, включая сажу (сажеподобные твердые частицы) и РОФ (растворимая органическая фракция), которые образуются при сгорании в двигателе 2 внутреннего сгорания. В следующих вариантах осуществления только компоненты, такие как сажа и РОФ, которые представляют собой цель обнаружения датчика 8 ТЧ и которые образуются при сгорании в двигателе 2 внутреннего сгорания, при необходимости определяют как «ТЧ», тогда как компоненты, такие как зола и соединения металлов, которые не образуются при сгорании в двигателе 2 внутреннего сгорания, определяют как «отравляющие вещества», которые следует отличать от указанного выше.

Отравляющие вещества прилипают между электродами 12, 14 датчика 8 ТЧ вместе с ТЧ, оказывая влияние на значение сопротивления между электродами 12, 14. Следовательно, в случае, когда выхлопной газ содержит отравляющие вещества, которые прилипают к электродам 12, 14, прилипающие отравляющие вещества могут вызывать вариации выходного сигнала датчика, что ведет к такому событию, что датчик не способен к точному обнаружению количества ТЧ.

Несмотря на то, что ТЧ сжигательно удаляют при температуре сброса ТЧ, многие отравляющие вещества не могут сгорать и остаются прилипшими между электродами 12, 14. Если сброс ТЧ повторяют, следовательно, отравляющие вещества, остающиеся между электродами 12, 14 прогрессивно накапливаются при том, что отклонение выходного сигнала датчика 8 ТЧ прогрессивно возрастает. Таким образом, датчик 8 ТЧ может прогрессивно ухудшаться.

В описанном выше принятии решения об отказе ДСФ 6, например, отказ ДСФ 6 определяют посредством сравнения оцениваемого количества осаждения ТЧ, как оценивают, основываясь на модели двигателя 2 внутреннего сгорания, и объема выброса ТЧ, соответствующего выходному сигналу датчика 8 ТЧ. Следовательно, в случае, когда происходит отклонение выходного сигнала датчика 8 ТЧ из-за прилипающих отравляющих веществ, возможно, что не принимают правильное решение об отказе ДСФ 6.

Следовательно, желательно снижать количество отравляющих веществ, прилипших к электродам 12, 14 датчика 8 ТЧ, чтобы подавлять вариации выходных сигналов датчика 8 ТЧ, обусловленные отравляющими веществами. Таким образом, следующее управление осуществляют согласно первому варианту осуществления.

Управление характеристиками по варианту осуществления

Согласно первому варианту осуществления, сброс ТЧ сначала осуществляют посредством повышения температуры части элемента после завершения разогрева двигателя после запуска двигателя 2 внутреннего сгорания. Впоследствии осуществляют принятие решения об отказе ДСФ 6. Состояние, в котором ТЧ собирают между электродами 12, 14 посредством подачи напряжения захвата, поддерживают во время периода (первого периода) между завершением принятия решения об отказе ДСФ 6 и первым эталонным значением Ref1 (эталонный выходной сигнал), которого достигает выходной сигнал датчика 8 ТЧ. Таким образом, предотвращающий отравление слой (слой частиц) в виде слоя ТЧ формируют на поверхностях электродов 12, 14.

После формирования предотвращающего отравление слоя подачу напряжения захвата выключают и температуру части элемента поддерживают приблизительной равной 300°C до выключения двигателя 2 внутреннего сгорания. А именно, состояние, в котором предотвращающий отравление слой формируют на поверхностях электродов 12, 14 поддерживают, как оно есть, во время периода между первым эталонным значением Ref1, которого достигает выходной сигнал датчика 8 ТЧ, и выключением двигателя 2 внутреннего сгорания (второй период). Этот предотвращающий отравление слой предотвращает непосредственное прилипание отравляющих веществ в выхлопном газе к электродам 12, 14.

Даже несмотря на то, что выключают подачу напряжения захвата, ТЧ и отравляющие вещества заставляют прилипать между электродами 12, 14 посредством инерционной силы. Однако, если отравляющие вещества прилипают, тонкий предотвращающий отравление слой, выполненный из слоя ТЧ, предварительно формируют между электродами 12, 14. Многие отравляющие вещества, осажденные на этом предотвращающем отравление слое, отделяют и рассеивают с электродов 12, 14 посредством сгорания подлежащего слоя ТЧ, когда осуществляют сброс ТЧ. Таким образом, можно снизить количество отравляющих веществ, остающихся на электродах 12, 14 после сброса ТЧ.

Кроме того, существует возможность поломки элемента, обусловленной тепловым напряжением, если температуру части элемента повышают незамедлительно после запуска двигателя 2 внутреннего сгорания, когда выхлопной газ имеет низкую температуру. Следовательно, общая практика заключается в том, чтобы осуществлять сброс ТЧ после полного прогрева двигателя 2 внутреннего сгорания. Однако, предотвращающий отравление слой, сформированный из ТЧ, имеет водоотталкивающий эффект. Таким образом, область контакта части элемента с каплями можно снизить для того, чтобы снижать тепловое напряжение, вызываемое повышением температуры. Если сброс ТЧ начинают вскоре после запуска двигателя 2 внутреннего сгорания, поломку элемента можно предотвращать с тем, чтобы блок управления мог быстро входить в режим обнаружения ТЧ.

Конкретная управляющая подпрограмма по варианту осуществления

На фиг. 3 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемые блоком управления согласно варианту осуществления изобретения. Подпрограмма на фиг. 3 представляет собой подпрограмму, исполняемую в интервалы заданного периода времени во время работы двигателя внутреннего сгорания. В подпрограмме на фиг. 3 сначала определяют, принято решение о том, выполнено ли обнаружение отказа ДСФ 6 или нет (S102). В этой подпрограмме за запуском двигателя 2 внутреннего сгорания следует обнаружение отказа ДСФ 6. «Да» выбирают только когда осуществляют первый процесс принятия решения после завершения обнаружения отказа. Здесь допускают, что обнаружение отказа осуществляют один раз в одной операции от запуска до выключения двигателя 2 внутреннего сгорания. Когда удовлетворено условие инициации обнаружения отказа ДСФ 6, отказ ДСФ 6 обнаруживают посредством сравнения оцениваемого количества ТЧ, выбрасываемого ниже по потоку относительно ДСФ 6, и оцениваемого объема выброса ТЧ, основываясь на выходном сигнале датчика 8 ТЧ. Однако, помимо этой подпрограммы, обнаружение отказа ДСФ 6 осуществляют согласно управляющей программе, которую хранят в блоке 10 управления.

Если на стадии S102 не определяют, что обнаружение отказа ДСФ 6 выполнено, эту обработку прерывают. С другой стороны, если на стадии S102 определяют, что обнаружение отказа ДСФ 6 выполнено, последующую стадию осуществляют для того, чтобы обнаруживать выходной сигнал датчика 8 ТЧ (S104). Далее определяют, выходной сигнал датчика меньше первого эталонного значения Ref1 (эталонного выходного сигнала) или нет (S106). Первое эталонное значение Ref1 обозначает значение, которое задают, основываясь на выходном сигнале, предоставляемом, когда количество ТЧ, эквивалентное предотвращающему отравление слою, осаждают на электродах 12, 14, и его хранят в блоке 10 управления.

Если на стадии S106 не устанавливают, что «выходной сигнал датчика > первого эталонного значения Ref1», повторяют стадии с S104 до S106 для того, чтобы обнаруживать выходной сигнал датчика и для того, чтобы определять, установлено ли, что «выходной сигнал датчика > первого эталонного значения Ref1», или нет. С другой стороны, если на стадии S106 устанавливают, что «выходной сигнал датчика > первого эталонного значения Ref1», определяют, что предварительно определяемое количество ТЧ осаждено на электродах 12, 14 для того, чтобы формировать на них предотвращающий отравление слой. В этом случае, последующую стадию осуществляют для того, чтобы выключать напряжение захвата (стадия S108). Таким образом, прерывают электростатический сбор ТЧ в датчике 8 ТЧ. Состояние, в котором тонкий предотвращающий отравление слой формируют на электродах 12, 14 поддерживают, как оно есть, посредством выключения источника питания и, таким образом, можно предотвращать прямую адгезию отравляющих веществ на поверхностях электродов 12, 14.

Впоследствии, температуру датчика поддерживают равной приблизительно 300°C (стадия S110). Таким образом, предотвращают адгезию ТЧ и отравляющих веществ к части элемента. Посредством поддержания датчика при таких высоких температурах, прогрев датчика 8 ТЧ можно выполнять быстро с последующим запуском двигателя, позволяя системе входить в режим обнаружения ТЧ. После этого, данный процесс прерывают в этом состоянии.

Согласно первому варианту осуществления, как описано выше, можно предотвращать прямую адгезию отравляющих веществ на электродах 12, 14 посредством выключения напряжения захвата в состоянии, где формируют предотвращающий отравление слой. Поскольку формируют предотвращающий отравление слой, даже отравляющие вещества, осажденные на нем, можно отделять и рассеивать в сочетании со сгоранием предотвращающего отравление слоя при исполнении сброса ТЧ.

На фиг. 4 представлен график, который иллюстрирует различия в вариации чувствительности выходного сигнала в зависимости от периода использования посредством сравнения датчика 8 ТЧ по первому варианту осуществления и стандартного датчика ТЧ. На фиг. 4 период использования отложен по абсциссе, а чувствительность выходного сигнала по ординате. Кроме того, на фиг. 4 кривая (a) представляет вариацию чувствительности выходного сигнала стандартного датчика, тогда как кривая (b) представляет вариацию чувствительности выходного сигнала датчика 8 ТЧ, к которому применяют управление по первому варианту осуществления. Как показано кривой (a) на фиг. 4, у стандартного датчика ТЧ происходит снижение чувствительности выходного сигнала с увеличением длины периода использования из-за осаждения отравляющих веществ. С другой стороны, как показано с помощью кривой (b) на фиг. 4, у датчика 8 ТЧ по первому варианту осуществления происходит снижение осаждения отравляющих веществ между электродами 12, 14 и, таким образом, можно поддерживать высокую чувствительность выходного сигнала, даже несмотря на то, что период использования увеличен.

Согласно первому варианту осуществления, период между завершением обнаружения отказа ДСФ 6 и первым эталонным значением Ref1, которого достигает выходной сигнал датчика, например, равен «первому периоду» по изобретению. «Формирующее средство» по изобретению реализуют посредством подачи напряжения захвата во время этого первого периода. Кроме того, согласно первому варианту осуществления, период между первым эталонным значением Ref1, которого достигает выходной сигнал датчика, и выключением двигателя 2 внутреннего сгорания, например, равен «второму периоду» по изобретению. «Поддерживающее средство» по изобретению реализуют посредством выключения подачи напряжения захвата (S108) во время этого второго периода. Кроме того, «средство управления температурой» по изобретению реализуют посредством поддержания температуры элемента приблизительно равной 300°C (S110).

В соответствии с изобретением, однако, этим не ограничен «первый период», во время которого напряжение захвата подают для формирования предотвращающего отравление слоя. Например, «первый период» можно определять с помощью периода заданного промежутка времени после завершения обнаружения отказа ДСФ 6, а предотвращающий отравление слой можно формировать посредством подачи напряжения захвата во время этого периода. То же самое также применимо для следующих вариантов осуществления.

Кроме того, в соответствии с изобретением, «второй период», во время которого поддерживают состояние, где формируют предотвращающий отравление слой, не ограничен периодом вплоть до выключения двигателя 2 внутреннего сгорания. В случае, когда обнаружение отказа ДСФ 6 осуществляют много раз во время одной операции от запуска до выключения двигателя 2 внутреннего сгорания, например, «второй период» можно определять с помощью периода между завершением данного обнаружения отказа ДСФ 6 с последующим формированием предотвращающего отравление слоя и началом следующего обнаружения отказа ДСФ 6. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Первый вариант осуществления иллюстрирует случай, в котором температуру элемента поддерживают приблизительно равной 300°C после формирования предотвращающего отравление слоя (S110), но изобретение не ограничено этим. Можно обходиться без такого управления температурой. Даже в случае, где такое управление температурой элемента предусмотрено, температура, при которой поддерживают часть элемента, не ограничена 300°C. Однако, предпочтительно, чтобы температура, при которой поддерживают часть элемента, была ниже температуры сброса ТЧ (500°C в этом варианте осуществления), но достаточно высока для того, чтобы подавлять осаждение ТЧ на части элемента. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Первый вариант осуществления иллюстрирует обнаружение отказа ДСФ 6, которое осуществляют посредством сравнения оцениваемого количества осаждения ТЧ и количества осаждения ТЧ на основе выходного сигнала датчика 8 ТЧ. Однако, способ обнаружения отказа ДСФ 6 не ограничивает изобретение каким-либо образом. Обнаружение отказа можно выполнять посредством какого-либо другого способа. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Первый вариант осуществления иллюстрирует случай, где значение тока обнаруживают в качестве выходного сигнала датчика 8 ТЧ, но выходной сигнал датчика 8 ТЧ в соответствии с изобретением не ограничен этим. Выходной сигнал может представлять собой значение сопротивления на электродах 12, 14 или какую-либо другую электрическую характеристику, которая коррелирует со значением сопротивления. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Второй вариант осуществления

Система и датчик ТЧ согласно второму варианту осуществления имеют те же конфигурации, как те, что представлены на фиг. 1 и фиг. 2. Вместо предоставления управления для того, чтобы формировать предотвращающий отравление слой на и между электродами 12, 14 после обнаружения отказа ДСФ 6, система по второму варианту осуществления прогнозирует время, когда объем выброса ТЧ возрастает, и осуществляет управление для того, чтобы делать возможным формирование предотвращающего отравление слоя в это время.

При регенерации ДСФ 6, как описано выше, ТЧ, осажденные в ДСФ 6, сжигательно удаляют посредством повышения температуры выхлопного газа. Следовательно, ожидают, что количество ТЧ и отравляющие вещества, выбрасываемые ниже по потоку относительно ДСФ 6, увеличиваются во время этого процесса. Таким образом, желательно предотвращать адгезию ТЧ и т.п. между электродами 12, 14 во время этого процесса.

Следовательно, в системе согласно второму варианту осуществления предотвращающий отравление слой формируют посредством осаждения ТЧ на поверхностях электродов 12, 14 перед началом управления для того, чтобы восстанавливать ДСФ 6, таким образом защищая электроды 12, 14 во время управления регенерацией ДСФ 6.

Более конкретно, регенерацию ДСФ 6 согласно второму варианту осуществления осуществляют, когда оцениваемое количество осаждения ТЧ, как оценивают согласно модели, достигает эталонного значения (упоминаемого в настоящем документе как «второе эталонное значение Ref2») или превышает его. Следовательно, согласно второму варианту осуществления начало управления регенерацией ДСФ 6 прогнозируют, когда оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6 достигает третьего эталонного значения Ref3, которое меньше второго эталонного значения Ref2. Когда прогнозируют начало управления регенерацией ДСФ 6, подавляют сброс ТЧ. В этот момент на электроды 12, 14 подают напряжение захвата. Таким образом, ТЧ точно собирают на электродах 12, 14 посредством подавления сброса ТЧ.

Во время периода между третьим эталонным значением Ref3, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6, и вторым эталонным значением Ref2, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6 (первый период), состояние подачи напряжения захвата устанавливают для того, чтобы собирать ТЧ для того, чтобы формировать предотвращающий отравление слой на поверхностях электродов 12, 14. Третье эталонное значение Ref3 для прогноза начала управления регенерацией ДСФ 6 устанавливают на такое значение, чтобы сделать возможным необходимое и достаточное количество осаждения ТЧ на электродах 12, 14 датчика 8 ТЧ во время периода между третьим эталонным значением Ref3, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ, и вторым эталонным значением Ref2, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ. Это значение предварительно получают посредством экспериментов и т.п. и устанавливают произвольно.

Сразу после регенерации ДСФ 6, с ДСФ 6 удалены осажденные ТЧ. Таким образом, ДСФ 6 склонен содействовать прохождению ТЧ и проявляет тенденцию к снижению эффективности очистки. То есть, количество ТЧ и отравляющих веществ, выбрасываемых в выхлопной газ ниже по потоку относительно ДСФ 6, проявляют тенденцию к повышению сразу после регенерации ДСФ 6.

Следовательно, второй вариант осуществления также подавляет сброс ТЧ в течение данного периода времени сразу после регенерации ДСФ 6. А именно, даже после завершения регенерации ДСФ 6, сброс ТЧ подавляют только после того, как оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6 достигает четвертого эталонного значения Ref4, которое даже меньше, чем третье эталонное значение Ref3.

Как описано выше, сброс ТЧ подавляют во время периода между третьим эталонным значением Ref3, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ с последующим прогнозом начала регенерации ДСФ 6, и четвертым эталонным значением Ref4, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ после регенерации ДСФ 6 (второй период). Таким образом, предотвращающий отравление слой поддерживают для того, чтобы защищать поверхности электродов 12, 14 во время и после регенерации ДСФ 6. Это гарантирует, что прямую адгезию отравляющих веществ на электродах 12, 14 предотвращают даже в области, которая позволяет выходить большому количеству отравляющих веществ. Следует отметить, что четвертое эталонное значение Ref4 обозначает количество осаждения ТЧ, необходимое для поддержания высокой эффективности очистки ДСФ 6 до определенной степени. Четвертое эталонное значение Ref4 задают равным оптимальному значению посредством экспериментов и т.п. и предварительно сохраняют в блоке 10 управления.

На фиг. 5 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемой блоком управления согласно второму варианту осуществления изобретения. Эту подпрограмму повторяют во время работы двигателя 2 внутреннего сгорания. В подпрограмме на фиг. 5 сначала вычисляют оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6 (S202). Оцениваемое количество осаждения ТЧ вычисляют, основываясь на модели, предварительно сохраненной в блоке 10 управления.

Затем определяют, значение оцениваемого количества осаждения ТЧ больше третьего эталонного значения Ref3 или нет (S204). Третье эталонное значение Ref3 представляет собой значение, основываясь на котором прогнозируют регенерацию ДСФ 6, и его предварительно сохраняют в блоке 10 управления. Если на стадии S204 не устанавливают, что «оцениваемое количество осаждения ТЧ > третьего эталонного значения Ref3», данную обработку прерывают здесь.

С другой стороны, если на стадии S204 устанавливают, что «оцениваемое количество осаждения ТЧ > третьего эталонного значения Ref3», подавляют сброс ТЧ (S206). А именно, подавляют обработку удаления ТЧ, осажденных в датчике 8 ТЧ, в то время как ТЧ непрерывно собирают в датчике 8 ТЧ с тем, чтобы формировать и поддерживать предотвращающий отравление слой.

Впоследствии, когда оцениваемое количество осаждения ТЧ достигает второго эталонного значения Ref2, осуществляют регенерацию ДСФ 6. Эту обработку по восстановлению ДСФ 6 исполняют согласно управляющей программе для обработки по регенерации ДСФ 6, которую определяют независимо от подпрограммы на фиг. 5 и сохраняют в блоке 10 управления.

В подпрограмме на фиг. 5 определяют, выполнена регенерация ДСФ 6 или нет (S208). Если на стадии S208 не определяют, что регенерация ДСФ 6 выполнена, обработку определения на стадии S208 с подавленным сбросом ТЧ (S206) повторяют до тех пор, пока не определят, что регенерация ДСФ 6 выполнена.

С другой стороны, если на стадии S208 определяют, что регенерация ДСФ 6 выполнена, последующую стадию осуществляют для того, чтобы снова вычислять оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6 (S210). Оцениваемое количество осаждения ТЧ, вычисляемое на этой стадии, представляет собой оцениваемое количество осаждения после завершения регенерации ДСФ 6, и его вычисляют согласно модели, сохраненной в блоке 10 управления, таким же образом, как на стадии S202.

Затем определяют, оцениваемое количество осаждения ТЧ, вычисляемое на стадии S210, больше четвертого эталонного значения Ref4 или нет (S212). Четвертое эталонное значение Ref4 обозначает эталонное значение, которое используют для того, чтобы определять, осаждено ли достаточное количество ТЧ для поддержания высокой эффективности очистки ДСФ 6 до определенной степени в ДСФ 6 или нет, и его предварительно сохраняют в блоке 10 управления. Если на стадии S210 не устанавливают, что «оцениваемое количество осаждения ТЧ > четвертого эталонного значения Ref4», вычисление оцениваемого количества осаждения ТЧ на стадии S210 и обработку принятия решения на стадии S212 повторяют до тех пор, пока эту зависимость не установят.

С другой стороны, если на стадии S210 устанавливают, что «оцениваемое количество осаждения ТЧ > четвертого эталонного значения Ref4», то определяют, что повышена эффективность очистки ДСФ 6 с тем, чтобы происходило снижение количества ТЧ, испускаемых ниже по потоку относительно ДСФ 6. Следовательно, в этом случае отменяют подавление сброса ТЧ (S214). Когда это состояние устанавливают, сброс ТЧ осуществляют в необходимое время и согласно другой управляющей программе, которую хранят в блоке 10 управления.

Согласно второму варианту осуществления, как описано выше, время регенерации ДСФ 6 прогнозируют с тем, чтобы подавлять сброс ТЧ перед началом регенерации, и впоследствии сброс ТЧ подавляют во время периода между завершением регенерации ДСФ 6 и повторным осаждением заданного количества ТЧ в ДСФ 6. Здесь следует отметить, что ожидают увеличения количества ТЧ, выбрасываемых ниже по потоку относительно ДСФ 6, как во время регенерации ДСФ 6, так и во время заданного периода времени сразу после регенерации ДСФ 6. В этом отношении второй вариант осуществления адаптируют для того, чтобы предсказать период увеличения количества ТЧ, и для того, чтобы сделать возможным предварительное формирование предотвращающего отравление слоя на поверхностях электродов 12, 14 датчика 8 ТЧ. Таким образом, электроды 12, 14 защищают посредством предотвращающего отравление слоя во время периода, когда количество ТЧ в выхлопном газе является высоким и электроды 12, 14 восприимчивы к осаждению отравляющих веществ. Соответственно, прямую адгезию отравляющих веществ на электроды 12, 14 эффективно подавляют с тем, чтобы подавить ухудшение датчика 8 ТЧ. Таким образом, датчик ТЧ может поддерживать высокую чувствительность выходного сигнала.

Согласно второму варианту осуществления, период между прогнозом регенерации ДСФ и началом регенерации ДСФ эквивалентен «первому периоду» по изобретению. «Формирующее средство» по изобретению реализуют посредством установления состояния подачи напряжения захвата во время этого периода. Согласно второму варианту осуществления, период между прогнозом регенерации ДСФ 6 с последующим завершением управления регенерацией ДСФ 6 и четвертым эталонным значением Ref4, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ, эквивалентен «второму периоду» по изобретению. «Поддерживающее средство» по изобретению реализуют посредством подавления сброса ТЧ во время этого периода.

Второй вариант осуществления иллюстрирует случай, когда сброс ТЧ подавляют, сосредотачивая внимание на периоде регенерации ДСФ 6 и периоде сразу после регенерации ДСФ 6 в качестве области, где количество ТЧ в выхлопном газе ниже по потоку относительно ДСФ 6 склонно к увеличению. Однако, «второй период» по изобретению, в котором подавляют сброс ТЧ, не ограничен этим. Например, «второй период» может представлять собой период вплоть до завершения регенерации ДСФ 6 и предотвращающий отравление слой можно поддерживать посредством подавления сброса ТЧ только во время этого периода. Альтернативно, «второй период» можно определять только, например, с помощью периода между завершением регенерации ДСФ и четвертым эталонным значением, которого достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ, и сброс ТЧ можно подавлять только во время этого периода. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Кроме того, изобретение применяют не только к моменту регенерации ДСФ 6 и моменту сразу после регенерации ДСФ 6, но также его можно применять, например, к рабочей области, где другие отравляющие вещества склонны к повышению. В частности, отравляющие вещества считают подверженными увеличению, например, во время управления предотвращением отравления NSC серой или во время управления восстановлением NOx. Таким образом, осаждение отравляющих веществ на поверхностях электродов 12, 14 можно подавлять посредством прогноза начала этого управления; формирования предотвращающего отравление слоя на датчике ТЧ во время «первого периода» перед исполнением этого управления; и поддержания предотвращающего отравление слоя посредством подавления сброса ТЧ во время «второго периода», в котором это управление осуществляют. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Изобретение не ограничено последовательностью управляющих команд для прогноза начала определенного управления и подавления сброса ТЧ. Например, можно рассматривать управляющую последовательность, которая включает: прогноз времени выключения двигателя 2 внутреннего сгорания, основываясь на навигационной информации; и подавление сброса ТЧ незадолго до выключения двигателя. Это обеспечивает состояние, в котором предотвращающий отравление слой формируют при последующем запуске двигателя. Поскольку предотвращающий отравление слой имеет водоотталкивающий эффект, предотвращающий отравление слой можно формировать в момент выключения двигателя, тем самым быстро делая датчик 8 ТЧ доступным, при этом предотвращая поломку элемента при запуске двигателя 2 внутреннего сгорания. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Второй вариант осуществления иллюстрирует случай, когда третьего эталонного значения Ref3 достигает оцениваемое количество осаждения ТЧ в ДСФ 6, сброс ТЧ просто подавляют с тем, чтобы сделать возможным осаждение заданного количества ТЧ для того, чтобы формировать предотвращающий отравление слой во время периода вплоть до регенерации ДСФ 6. Однако, изобретение не ограничено этим. Управление можно предусматривать, например, для того, чтобы активно формировать предотвращающий отравление слой. В частности, в случае, когда время до начала регенерации ДСФ 6 или до начала управления для предотвращения отравления катализатора является коротким, управление можно предоставлять таким образом, что чем короче время, тем выше подают напряжение захвата. Это позволяет быстрее осаждать ТЧ на электроды 12, 14 для того, чтобы формировать на них предотвращающий отравление слой. Однако, подача чрезмерно высокого напряжения может вести к пробою изоляции части элемента, короткому замыканию электродов 12, 14 или тому подобному. Следовательно, подаваемое напряжение следует задавать в таком диапазоне, чтобы не вызывать указанные выше проблемы. То же самое также применимо к следующим вариантам осуществления.

Третий вариант осуществления

Система и датчик ТЧ согласно третьему варианту осуществления имеют те же конфигурации, как показано на фиг. 1 и фиг. 2. В третьем варианте осуществления выполняют управление, которое объединяет управление по первому и второму вариантам осуществления.

На фиг. 6 представлена блок-схема, которая показывает стадии управления, исполняемые блоком 10 управления согласно третьему варианту осуществления изобретения. В подпрограмме на фиг.6 сначала осуществляют те же стадии с S202 до S214 по второму варианту осуществления, представленные на фиг. 5. А именно, определяют, прогнозируют регенерацию ДСФ 6 или нет (S202, S204). Если прогнозируют регенерацию ДСФ 6, подавляют сброс ТЧ (S206). Впоследствии, подавление сброса ТЧ продолжают во время периода между завершением регенерации ДСФ 6 (S208) и определением осаждения заданного количества ТЧ в ДСФ 6 (S210, S212). Когда определяют осаждение заданного количества ТЧ, разрешают сброс ТЧ (S214). Впоследствии данную обработку прерывают.

Однако, если на стадии S204 не устанавливают «оцениваемое количество осаждения ТЧ > третьего эталонного значения Ref3», впоследствии начинают те же стадии с S102 до S110 по первому варианту осуществления, представленные на фиг. 3. В частности, на стадии S102 определяют, выполнено обнаружение отказа ДСФ 6 или нет. Если обнаружение отказа не выполнено, данную обработку прерывают в этом варианте осуществления.

С другой стороны, если на стадии S102 определяют, что обнаружение отказа выполнено, то определяют, обнаруживаемый выходной сигнал датчика (S104) больше первого эталонного значения Ref1 или нет (S106). Эту стадию определения повторяют до тех пор, пока не установят, что «выходной сигнал датчика > первого эталонного значения Ref1», тем самым формируя предотвращающий отравление слой на поверхности датчика 8 ТЧ. Впоследствии, подачу напряжения захвата выключают (S108) и часть элемента датчика 8 ТЧ поддерживают приблизительно на 300°C (S110). Впоследствии, данную обработку прерывают.

Четвертый вариант осуществления

Система и датчик 8 ТЧ согласно четвертому варианту осуществления имеют те же конфигурации, как те, что представлены на фиг. 1 и фиг. 2. В четвертом варианте осуществления выполняют то же управление, как в третьем варианте осуществления, за исключением того, что управление по третьему варианту осуществления выполняют только когда объем выброса ТЧ из двигателя 2 внутреннего сгорания больше предварительно определяемого значения. То есть, в системе по четвертому варианту осуществления нормальный режим обнаружения ТЧ имеет приоритет в области, где ожидают низкий объем выброса ТЧ из двигателя 2 внутреннего сгорания.

В частности, количество ТЧ в выхлопном газе, выбрасываемых из двигателя 2 внутреннего сгорания, оценивают по модели горения для двигателя 2 внутреннего сгорания. Управление на фиг. 3 осуществляют или подавляют в зависимости от того, оцениваемое количество ТЧ больше пятого эталонного значения Ref5 (эталонного объема выброса) или нет. Здесь следует отметить, что пятое эталонное значение Ref5 задают равным значению вблизи от верхнего предела, который обеспечивает количество осаждения отравляющих веществ на датчике 8 ТЧ в пределах допустимого диапазона. Это значение получают посредством экспериментов и т.п. и при рассмотрении датчика ТЧ и допустимого диапазона количества осаждения и сохраняют в блоке 10 управления.

На фиг. 7 представлена блок-схема, которая показывает стадии управляющей подпрограммы, исполняемой блоком управления согласно четвертому варианту осуществления изобретения. Подпрограмма на фиг. 7 является такой же, как подпрограмма на фиг. 6, за исключением того, что подпрограмма на фиг. 7 дополнительно включает стадии с S402 до S406. В частности, оцениваемое количество ТЧ сначала вычисляют в подпрограмме на фиг. 7 (S402). Оцениваемое количество ТЧ представляет собой количество ТЧ в выхлопном газе, выпускаемом из двигателя 2 внутреннего сгорания, и его вычисляют согласно модели или тому подобному.

Затем определяют, оцениваемое количество ТЧ больше пятого эталонного значения Ref5 или нет (S404). Если здесь не устанавливают, что «оцениваемое количество ТЧ > пятого эталонного значения Ref5», подавляют управление осаждением ТЧ для формирования предотвращающего отравление слоя, проиллюстрированного на фиг. 6 (S406), и данную обработку прерывают. С другой стороны, если на стадии S404 устанавливают, что «оцениваемое количество ТЧ > пятого эталонного значения Ref5», следуют те же стадии, что и на фиг. 6, и данную обработку прерывают.

Согласно четвертому варианту осуществления, как описано выше, формирование предотвращающего отравление слоя подавляют в области, где оцениваемое количество ТЧ является низким, и датчик используют в качестве нормального датчика ТЧ. С другой стороны, управление для того, чтобы формировать предотвращающий отравление слой, осуществляют в области, где оцениваемое количество ТЧ является высоким. Таким образом, предотвращающий отравление слой формируют при необходимости для того, чтобы защищать электроды 12, 14, при этом можно получать выходной сигнал датчика ТЧ от датчика 8 ТЧ без предотвращающего отравление слоя, сформированного на нем в области, где количество ТЧ является низким. Таким образом, происходит эффективное улучшение долговечности датчика 8 ТЧ, при этом обнаружение количества ТЧ и обнаружение отказа можно выполнять с более высокой точностью в области, где объем выброса ТЧ является низким.

Четвертый вариант осуществления иллюстрирует случай, где управление осаждением ТЧ подавляют, когда оцениваемое количество ТЧ вычисляют, и оцениваемое количество ТЧ, таким образом вычисленное, равно пятому эталонному значению или меньше него. В соответствии с изобретением, однако, основание для принятия решения о подавлении управления осаждением ТЧ не ограничено сравнением между оцениваемым количеством ТЧ и пятым эталонным значением.

Кроме того, четвертый вариант осуществления иллюстрирует случай, где изобретение применяют к третьему варианту осуществления, но обработку на фиг. 6 подавляют в области, где оцениваемое количество ТЧ является низким. Однако, изобретение не ограничено этим, и управление по четвертому варианту осуществления можно применять к управлению для того, чтобы формировать предотвращающий отравление слой, и для того, чтобы поддерживать его, как проиллюстрировано посредством первого варианта осуществления или второго варианта осуществления.

Число, численное количество, объем, диапазон или тому подобное для каждого из элементов, указанных в приведенных выше вариантах осуществления, не ограничивают изобретение, пока такое число, численное количество, объем, диапазон или тому подобное конкретно определены или ясно точно указаны в принципе. Конфигурации, стадии и т.п., проиллюстрированные посредством вариантов осуществления, не обязательно важны для изобретения, пока такая конфигурация, стадия или тому подобное конкретно определена или точно указана.

Описание номеров позиций

2: двигатель внутреннего сгорания

4: выхлопной патрубок

6: ДСФ

8: датчик ТЧ

10: блок управления

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, отличающееся тем, что содержит:
датчик твердых частиц, установленный в выхлопном патрубке двигателя внутреннего сгорания,
захватывающий частицы фильтр, выполненный с возможностью захватывать твердые частицы, содержащиеся в выхлопном газе, и расположенный в выхлопном патрубке в месте выше по потоку относительно датчика твердых частиц;
электронный блок управления, выполненный с возможностью обнаруживать количество частиц в выхлопном газе через выхлопной патрубок в ответ на выходной сигнал датчика твердых частиц;
электронный блок управления, выполненный с возможностью подавать напряжение захвата частиц между электродами датчика твердых частиц во время первого периода с тем, чтобы формировать слой частиц на поверхностях электродов датчика твердых частиц; и
электронный блок управления, выполненный с возможностью останавливать подачу напряжения захвата частиц во время второго периода для того, чтобы поддерживать слой частиц, и
электронный блок управления, выполненный с возможностью исполнять управление обнаружением отказа для того, чтобы определять, имеет место отказ захватывающего частицы фильтра или нет,
при этом первый период представляет собой период между завершением управления обнаружением отказа и моментом, когда выходной сигнал датчика твердых частиц достигает эталонного выходного сигнала, и
второй период представляет собой период между моментом, когда выходной сигнал датчика твердых частиц достигает эталонного выходного сигнала.

2. Устройство по п.1, в котором
второй период представляет собой период между моментом, когда выходной сигнал датчика твердых частиц достигает эталонного выходного сигнала, и остановкой двигателя внутреннего сгорания, в случае, когда управление обнаружением отказа осуществляют один раз во время периода между запуском и остановкой двигателя внутреннего сгорания.

3. Устройство по п.1, в котором
второй период представляет собой период между моментом, когда выходной сигнал датчика твердых частиц достигает эталонного выходного сигнала, и началом следующего управления обнаружением отказа, в случае, когда управление обнаружением отказа осуществляют множество раз во время периода между запуском и остановкой двигателя внутреннего сгорания.

4. Устройство по п.1, в котором
электронный блок управления выполнен с возможностью повышать температуру части элемента, сформированной с использованием электродов датчика твердых частиц, для того, чтобы удалять твердые частицы, осаждаемые на части элемента; и
электронный блок управления выполнен с возможностью управлять частью элемента, чтобы она находилась при предварительно определяемой температуре во время периода между подачей напряжения, которую продолжают до тех пор, пока выходной сигнал датчика твердых частиц не достигнет эталонного выходного сигнала, и остановкой двигателя внутреннего сгорания, предварительно определяемая температура ниже температуры для сжигательного удаления твердых частиц для подавления осаждения твердых частиц на часть элемента.

5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, отличающееся тем, что содержит:
датчик твердых частиц, установленный в выхлопном патрубке двигателя внутреннего сгорания,
захватывающий частицы фильтр, выполненный с возможностью захватывать твердые частицы, содержащиеся в выхлопном газе, и расположенный в выхлопном патрубке в месте выше по потоку относительно датчика твердых частиц,
электронный блок управления, выполненный с возможностью обнаруживать количество частиц в выхлопном газе через выхлопной патрубок в ответ на выходной сигнал датчика твердых частиц,
электронный блок управления, выполненный с возможностью повышать температуру части элемента, сформированной с использованием электродов датчика твердых частиц, с тем, чтобы сжигательно удалять твердые частицы, осаждаемые на части элемента,
электронный блок управления, выполненный с возможностью подавать напряжение захвата частиц между электродов датчика твердых частиц во время первого периода с тем, чтобы формировать слой частиц на поверхностях электродов датчика твердых частиц, причем первый период содержит по меньшей мере период вплоть до начала управления регенерацией фильтра для того, чтобы удалять твердые частицы, осаждаемые на захватывающем частицы фильтре, и
электронный блок управления, выполненный с возможностью подавать сжигательное удаление твердых частиц на части элемента для того, чтобы поддерживать сформированный слой частиц во время второго периода, причем второй период содержит по меньшей мере период между прогнозом начала управления регенерацией фильтра и завершением управления регенерацией фильтра.

6. Устройство по п.5, в котором первый период содержит период между прогнозом начала управления регенерацией фильтра и началом управления регенерацией фильтра.

7. Устройство по п.5, в котором второй период дополнительно содержит период между завершением управления регенерацией фильтра и моментом, когда количество твердых частиц, осаждаемых в захватывающем частицы фильтре, превышает эталонное количество осаждения.

8. Устройство по п.1, в котором
электронный блок управления выполнен с возможностью оценивать количество частиц в выхлопном газе, выбрасываемом из двигателя внутреннего сгорания; и
электронный блок управления выполнен с возможностью подавлять поддержание слоя частиц в случае, когда оцениваемое количество частиц меньше эталонного объема выброса.

9. Устройство по п.5, в котором
электронный блок управления выполнен с возможностью оценивать количество частиц в выхлопном газе, выбрасываемом из двигателя внутреннего сгорания; и
электронный блок управления выполнен с возможностью подавлять поддержание слоя частиц в случае, когда оцениваемое количество частиц меньше, чем эталонный объем выброса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано для определения концентрации С-реактивного протеина в сыворотке крови в лунках иммунологического планшета.

Изобретение относится к области определения электрофизических параметров порошковых материалов, а также к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, по величине электрического сопротивления.

Использование: для обнаружения утечки гексафторида урана и/или фтористого водорода. Сущность изобретения заключается в том, что детектор состоит из цилиндрической диэлектрической подложки, слоя электропроводного лакокрасочного материала с диспергированным порошкообразным графитовым наполнителем, нанесенного на диэлектрическую подложку, электрических контактов и электропроводов для подключения источника постоянного тока к слою электропроводного лакокрасочного покрытия.

Способ неинвазивного контроля содержания метаболитов в крови, включающий многократное измерение с помощью матрицы датчиков показаний электромагнитного импеданса в эпидермальном слое пациента и в одном из слоев, включающих кожный слой или подкожный слой пациента, пока разность между показаниями не превысит пороговую величину; вычисление величины импеданса, отображающей указанную разность, с использованием модели эквивалентной схемы и данных индивидуального поправочного коэффициента, характерных для физиологической характеристики пациента; и определение уровня содержания метаболитов в крови пациента на основании величины импеданса и алгоритма определения уровня содержания метаболитов в крови, в котором данные уровня содержания метаболитов в крови сопоставляются с соответствующим значением данных электромагнитного импеданса пациента.

Изобретение относится к способу и системе автоматизированного контроля процессов в первичных и вторичных отстойниках или отстойниках-илоуплотнителях очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение может быть использовано в системах контроля водно-химического режима для тепловой, атомной и промышленной энергетики. Cпособ определения концентрации компонентов смеси высокоразбавленных сильных электролитов включает одновременное измерение удельной электропроводности и температуры анализируемого раствора при разных температурах в количестве, равном количеству компонентов раствора, решение системы уравнений электропроводности в количестве, равном числу измерений, каждое из которых имеет определенный вид, с определением при решении уравнений значений удельной электропроводности при температуре 18°С для каждого из компонентов смеси и нахождение по известным (справочным) данным соответствующей им концентрации.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности для исследования пластов, определения их остаточной водонасыщенности, для оперативного контроля влажности на нефтепромысловых скважинах.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам определения электрических свойств материалов, и может быть использовано для создания веществ, обладающих требуемыми зависимостями удельной электропроводности от давления, которые применяются, например, при оценке изменения во времени горного давления в породных массивах.

Изобретение может быть использовано для контроля материалов, изначально свободных и защищенных от водорода для космических аппаратов, активных зон водоохлаждаемых ядерных энергетических установок (ЯЭУ), вентиляторов двигателей самолетов, дисков турбин высокого и низкого давления, их планетарных редукторов и других изделий, подвергаемых наводороживанию в процессе производства и эксплуатации.

Изобретение относится к методам анализа физических и химических свойств биологических тканей и материалов биологического происхождения путем регистрации электрохимических параметров и математической обработки полученных данных и может быть использовано в пищевой промышленности для аналитического контроля (диагностики) и оценки показателей качества и безопасности продуктов питания и сырья для их изготовления, а также в медицине для диагностики различных заболеваний и оценки степени патологических изменений в тканях и органах.

Изобретение относится к держателю для крепления нескольких электродов. Держатель (1) для крепления нескольких электродов (2), а именно коронирующих электродов, пригодных для формирования коронного разряда, в выпускном трубопроводе (3), содержит проходимое для потока отработавших газов (ОГ) тело (4), имеющее каналы и удерживающее электроды (2), и по меньшей мере один интегрированный в тело (4) электрический контакт (7) для электродов (2).

Изобретение относится к способу управления работой дизельного сажевого фильтра. Способ управления работой дизельного сажевого фильтра (15) дизельного двигателя (11), оснащенного сажевым датчиком (18), расположенным на выходе (19) дизельного сажевого фильтра (15), при этом сажевый датчик (18) действует согласно последовательности фаз наполнения сажей, разделенных фазами регенерации.

Изобретение может быть использовано в дизельных двигателях с турбонаддувом. Способ эксплуатации системы дизельного двигателя предназначен для дизельного двигателя (1), содержащего впускной трубопровод (2) для подачи воздуха в дизельный двигатель (1), выхлопной трубопровод (3) для выпуска выхлопного газа из дизельного двигателя (1), дизельный сажевый фильтр (31), расположенный в выхлопном трубопроводе (3), и систему (50, 60) рециркуляции отработавших газов для возврата выхлопного газа в дизельный двигатель (1).

Изобретение относится к регенерации сажевого фильтра. Способ регенерации сажевого фильтра (202), относящегося к процессу горения, где фильтр выполнен с возможностью обработки выхлопных газов, возникающих при горении в двигателе (101) внутреннего сгорания, при этом способ содержит в ходе упомянутой регенерации управление упомянутым двигателем (101) согласно первому режиму и второму режиму, и в первом режиме двигатель (101) управляется таким образом, что генерируется высокая температура выхлопных газов.

Изобретение относится к нейтрализатору выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания. Нейтрализатор выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания содержит блок добавления мочевины и катализатор селективного восстановления окислов азота (NOx-катализатор) установлены после сажевого фильтра для улавливания частиц (фильтра) в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, при этом датчик ТЧ располагается после фильтра.

Изобретение относится к регенерации фильтра для твердых частиц. Способ (500) относится к регенерации фильтра для твердых частиц (202).

Изобретение относится к снижению токсичности отработавших газов. Устройство (1) для снижения токсичности содержащих твердые частицы (2) отработавших газов (ОГ), по меньшей мере имеющее агломератор (3) твердых частиц и улавливатель (4) твердых частиц.

Изобретение относится к обработке отработавших газов дизельного двигателя. Сущность изобретения: дизельный двигатель с системой последующей обработки отработавших газов, содержащей контроллер, обеспечивающий управление работой двигателя для получения первой группы характеристик отработавших газов и управление топливным инжектором для впрыска топлива по потоку выше СФ с первым расходом впрыскиваемого топлива, пока не будет выполнено по меньшей мере одно условие, и после выполнения такого по меньшей мере одного условия управление топливным инжектором таким образом, чтобы уменьшался расход впрыскиваемого топлива, а также управление работой двигателя для получения второй группы характеристик отработавших газов, при которой будет происходить регенерация СФ.

Изобретение относится к обработке отработавших газов дизельного двигателя. Сущность изобретения: дизельный двигатель с системой последующей обработки отработавших газов, содержащей контроллер, обеспечивающий управление работой двигателя для получения первой группы характеристик отработавших газов и управление топливным инжектором для впрыска топлива по потоку выше СФ с первым расходом впрыскиваемого топлива, пока не будет выполнено по меньшей мере одно условие, и после выполнения такого по меньшей мере одного условия управление топливным инжектором таким образом, чтобы уменьшался расход впрыскиваемого топлива, а также управление работой двигателя для получения второй группы характеристик отработавших газов, при которой будет происходить регенерация СФ.

Изобретение относится к обработке отработавших газов дизельного двигателя. Сущность изобретения: дизельный двигатель с системой последующей обработки отработавших газов, содержащей контроллер, обеспечивающий управление работой двигателя для получения первой группы характеристик отработавших газов и управление топливным инжектором для впрыска топлива по потоку выше СФ с первым расходом впрыскиваемого топлива, пока не будет выполнено по меньшей мере одно условие, и после выполнения такого по меньшей мере одного условия управление топливным инжектором таким образом, чтобы уменьшался расход впрыскиваемого топлива, а также управление работой двигателя для получения второй группы характеристик отработавших газов, при которой будет происходить регенерация СФ.

Изобретение может быть использовано для мониторинга состояния катализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ оценки индекса (I) старения каталитического устройства (K) заключается в определении рабочей температуры (Т) катализатора.
Наверх