Блок управления для двигателя внутреннего сгорания

Блок управления для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 п