内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
【課題】測定のタイミングが機関の運転状態に左右されない内燃機関の排気微粒子測定装置を提供する。
【解決手段】酸化触媒７３と、酸化触媒７３を加熱して酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させるヒータ７１と、酸化触媒７３の温度を検出する温度センサ７２と、を含むＰＭセンサ７０と、ＰＭの燃焼時における酸化触媒７３の温度に基づいてＰＭの堆積量を推定するＥＣＵ４とを備え、ＰＭセンサ７０に酸素を供給するエアポンプ８０を有している。
【解決手段】酸化触媒７３と、酸化触媒７３を加熱して酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させるヒータ７１と、酸化触媒７３の温度を検出する温度センサ７２と、を含むＰＭセンサ７０と、ＰＭの燃焼時における酸化触媒７３の温度に基づいてＰＭの堆積量を推定するＥＣＵ４とを備え、ＰＭセンサ７０に酸素を供給するエアポンプ８０を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気微粒子（Particulate Matter、以下「ＰＭ」と称する。）を検出するためのセンサが知られている（特許文献１乃至４参照）。
このようなセンサは、ヒータなどにより酸化触媒を加熱して酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させ、その燃焼時の温度上昇に基づいて、酸化触媒に堆積したＰＭの量を測定するものである。
例えば、このようなセンサを内燃機関の排気通路に配置することにより、内燃機関の排気中に含まれるＰＭ量を測定することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１７５９号公報
【特許文献１】特開２００５−３３７７８２号公報
【特許文献１】特開２００５−２２６５４７号公報
【特許文献１】特願２００６−１３５６０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなセンサでは、ＰＭ量を測定するために、ＰＭを燃焼させる必要があるが、ＰＭを燃焼させるためには、そのセンサ周辺に十分な酸素が存在していることが望ましい。そのため、酸化触媒が酸素吸蔵、放出機能を有していない場合には、内燃機関の運転状態を、排気中に酸素が多く含まれるような状態に制御した上で、ＰＭの測定を開始する必要がある。
例えば、内燃機関の運転状態がフューエルカット制御中であるような場合には、センサ周辺に十分に酸素が供給されているため、ＰＭ量を測定することができる。
また、酸化触媒が酸素吸蔵、放出機能を有している場合であっても、酸化触媒に十分な酸素量を吸蔵させるために、例えばフューエルカット制御により酸化触媒に酸素を吸蔵させたうえで、その後にＰＭ量を測定する必要がある。
このように、ＰＭ量を測定するタイミングは機関の運転状態に左右されるという問題がある。また、ＰＭ量を測定する毎に、強制的にフューエルカット制御を実行することは、ドライビリティーを考慮しても不可能である。
【０００５】
したがって本発明の目的は、測定のタイミングが機関の運転状態に左右されない内燃機関の排気微粒子測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、を含むＰＭセンサと、前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、前記ＰＭセンサに酸素を供給する酸素供給手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置によって達成できる。
この構成により、ＰＭセンサに酸素が供給されるので、ＰＭセンサの酸化触媒に堆積した排気微粒子の燃焼を促進させることができる。これにより、内燃機関の運転状態に左右されずに、ＰＭセンサに酸素を供給することができるので、機関の運転状態に左右されずに、排気微粒子量の測定をすることができる。
【０００７】
また、上記構成において、前記ＰＭセンサは、前記排気通路に配置された排気浄化触媒よりも下流側に配置され、前記酸素供給手段は、前記排気浄化触媒よりも下流側であって、前記ＰＭセンサよりも上流側に配置されている、構成を採用できる。
酸素供給手段を、排気浄化触媒よりも下流側でありＰＭセンサよりも上流側に配置することによって、確実にＰＭセンサへ酸素を供給することができる。
【０００８】
また、上記構成において、前記加熱制御手段は、前記酸素供給手段によって前記ＰＭセンサに酸素が供給されてから、前記温度検出手段の出力が安定した後に、前記加熱手段を作動させる、構成を採用できる。
ＰＭセンサに酸素が供給され始めて、温度検出手段の出力が安定しないうちに加熱手段を作動させた場合には、排気微粒子が燃焼中における温度検出手段の出力も不安定となる恐れがあり、排気微粒子の測定精度が低下する恐れがある。しかし、ＰＭセンサに酸素が供給されてから、温度検出手段の出力が安定した後に加熱手段を作動させることによって、燃焼中での温度検出手段の出力も安定し、排気微粒子の測定精度の低下を防止できる。
【０００９】
また、上記構成において、前記酸化触媒は、酸素吸蔵、放出機能を有し、前記酸素供給手段は、前記酸化触媒の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給する、構成を採用できる。
酸化触媒の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給することにより、酸素触媒による排気微粒子の燃焼を十分に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定のタイミングが機関の運転状態に左右されない内燃機関の排気微粒子測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【００１２】
図１は、本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図であり、自動車に搭載された多気筒ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。図１では１つの気筒の構成を中心として示している。
ここでエンジン２の出力は変速機（図示略）を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁１２と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１１と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。
【００１３】
燃焼室１０に接続している吸気ポート１６は吸気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。吸気ポート１６に接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはスロットルモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。
【００１４】
このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、サージタンク２２内の吸気圧ＰＭは、サージタンク２２に設けられた吸気圧センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
また、吸気通路２０にはエアフロメータ２１が配置されて、吸入空気量をＥＣＵ４に出力する。
【００１５】
燃焼室１０に接続している排気ポート３２は排気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。排気ポート３２に接続された排気通路３６には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元とを行い、酸素吸蔵、放出機能を有する三元触媒であるスタートキャタリスト３８が設けられている。また、排気通路３６には、スタートキャタリスト（以下、単に「触媒」という。）３８の下流にＮＯｘ吸蔵還元触媒４０が設けられている。
【００１６】
また、排気通路３６には、触媒３８の上流側に、空燃比センサ６４が、触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元触媒４０との間に酸素センサ６６が、それぞれ配置されている。空燃比センサ６４として、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比に応じた電圧信号を出力するリニア空燃比センサが使用されている。酸素センサ６６は、それぞれ排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するセンサである。
【００１７】
また、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４１が設けられ、検出したエンジン冷却水温度は、ＥＣＵ４に出力される。
【００１８】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０の下流側には、排気中のＰＭ量を測定するＰＭセンサ７０と、ＰＭセンサ７０へ酸素を供給するエアポンプ８０とを備えている。ＰＭセンサ７０、エアポンプ８０についての詳細は後述する。
【００１９】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成され、エンジン全体の作動を制御する。
このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８及び吸気圧センサ３０以外に、アクセルペダル４４の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ５６からの信号を入力している。更に、ＥＣＵ４は、クランク軸５４の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５８、空燃比センサ６４、酸素センサ６６からそれぞれ信号を入力している。
【００２０】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、筒内噴射量、ポート噴射量、噴射時期、及びスロットル開度ＴＡを適宜制御する。
【００２１】
ＥＣＵ４は、触媒３８の酸化・還元能力を高めるために、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるように、燃料噴射量を、空燃比センサ６４の出力、或いはその出力と酸素センサ６６の出力とに基づいてフィードバック制御する。
【００２２】
次に、ＰＭセンサ７０について詳細に説明する。
図２は、ＰＭセンサ７０の構成を示した模式図である。
ＰＭセンサ７０は、図２に示すように、ヒータ７１、温度センサ７２、酸化触媒７３、等から構成される。
ヒータ７１は、酸化触媒７３を加熱するための加熱手段として機能する。ヒータ７１は、ＥＣＵ４によってその作動が制御される。
【００２３】
温度センサ７２は、ヒータ７１と酸化触媒７３との間に配置されて酸化触媒７３の温度を検出し、その検出値をＥＣＵ４に出力する。
酸化触媒７３は、触媒コート７４、基材７５から構成される。触媒コート７４は、基材７５の表面に形成されている。基材７５は、セラミックにより形成され、触媒コート７４は、白金や、パラジウムなどの金属から形成される。
【００２４】
図２に示すように、ヒータ７１は、ＰＭを捕集するための凹部が形成され、この凹部が排気ガスの上流側を向くように、ＰＭセンサ７０は、排気通路３６に配置される。
【００２５】
従って、ＰＭセンサ７０は、酸化触媒７３が排気ガス中のＨＣ、ＣＯ成分を酸化（酸素と反応）してＣＯ２、Ｈ２Ｏに変換することができると共に、排気ガス中のＰＭを捕集することができる。また、ヒータ７１を作動させることにより、酸化触媒７３が加熱されて活性化し、堆積しているＰＭが燃焼され、ＥＣＵ４は、このときの温度センサ７２からの出力に基づいてＰＭの堆積量を推定することができる。
【００２６】
図３は、ヒータ温度に対する、センサ温度を示したグラフである。
ヒータ７１が作動すると、酸化触媒７３が加熱されるため、図３に実線で示すように、ヒータ温度が上昇するのに伴って、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が比例して上昇する。このとき、酸化触媒７３にＰＭが堆積していると、酸化触媒７３の温度がＰＭを燃焼可能な温度までに上昇した時点で、このＰＭが燃焼する。このＰＭの燃焼により、図３に示した一点鎖線で示すように、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が急激に上昇する。そして、ＰＭが全て燃焼すると、温度センサ７２の検出温度が急激に低下する。
従って、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３にＰＭが堆積した期間の吸入空気量と、このときの温度上昇量とに基づいて、所定のマップを用いてＥＣＵ４は、ＰＭの堆積量を推定することができる。これにより、排気ガス中に含まれるＰＭ量を測定することができる。
【００２７】
また、図１に示すように、ＰＭセンサ７０の上流側手前には、エアポンプ８０が配置されている。ＰＭ量測定中、即ち、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼している間に、エアポンプ８０からＰＭセンサ７０に向けて酸素が供給されることにより、ＰＭの燃焼が促進される。尚、エアポンプ８０は、大気中の空気を取り込んで、ＰＭセンサ７０に酸素を供給するように構成してもよいし、酸素ボンベと接続されて、ＰＭセンサ７０に酸素を供給するように構成してもよい。エアポンプ８０の動作については以下に述べる。
【００２８】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理について説明する。
図４は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。図５は、ＰＭ量測定処理時のセンサ温度と、経過時間との関係を示したグラフである。尚、図５において、ＰＭが燃焼可能となる温度を破線でＴＨとして示している。
【００２９】
まず、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０を作動させて、ＰＭセンサ７０に酸素を供給する（ステップＳ１、※１）。
次に、ＥＣＵ４は、温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。
温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満である場合とは、温度センサ７２の検出温度が略一定となった場合をいう。これは、エアポンプ８０から供給される酸素によって、ＰＭセンサ７０の温度が低下し始めるが、一定時間が経過すると、ＰＭセンサ７０の温度は略一定となり、ＥＣＵ４は、この状態を判定している。具体的には、エアポンプ８０の作動後、１０秒間の温度センサ７２からの出力温度の変化が、５℃以下となったら、ＥＣＵ４は、以下の処理を実行する。
【００３０】
温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満の場合、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させる（ステップＳ３、※２）。ヒータ７１が作動されると、ＰＭが燃焼し始め、ＥＣＵ４は、温度センサ７２の出力に基づいて、ＰＭの燃焼が終了したかどうかを判定する（ステップＳ４）。ＰＭの燃焼終了の判定は、図３に示したように、温度センサ７２の出力に基づいて判定する。
ＰＭの燃焼が終了すると（※３）、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０及びヒータ７１の作動を停止する（ステップＳ５、Ｓ６、※４）。
尚、上記ステップＳ１〜Ｓ６までの処理は、酸化触媒７３に残存しているＰＭを燃焼除去するための処理である。
次に、ＥＣＵ４は、温度センサ７２の出力温度が、規定値以下になったかどうかを判定する（ステップＳ７）。具体的には、規定値とは、ヒータ７１によるＰＭの燃焼が不能となる値である。即ち、温度センサ７２の出力温度が、図５に示すＴＨを下回ったかどうかを判定する。
温度センサ７２の出力温度が、規定値を超えている場合には、ステップＳ６の処理を継続させる。
【００３１】
温度センサ７２の出力温度が規定値を下回った場合には（※４）、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を開始する（ステップＳ８）。具体的には、ＥＣＵ４は、エアフロメータ２１により検出された吸入空気量を積算する。吸入空気量の積算を開始し、吸入空気量の積算値Σｇａが、予め設定された所定値Ａより大きくなったかどうかを判定する（ステップＳ９）。小さい場合には、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を継続する（ステップＳ１０）。
【００３２】
吸入空気量の積算値Σｇａが、所定値Ａを超えた場合、ＥＣＵ４は、現在のエンジンの運転状態が、１２による直噴運転状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１）。
直噴運転の場合には、ＥＣＵ４は、ポート噴射運転へと切り替える（ステップＳ１２）。ポート噴射運転に切り替えることにより、ＰＭの排出量を、直噴運転状態でのＰＭの排出量よりも減少させることができる。これにより、ＰＭを燃焼させる際に、酸化触媒７３に新たにＰＭが堆積することを抑制できる。
【００３３】
ステップＳ１１において直噴運転状態ではない場合、またはステップＳ１２においてポート噴射運転に切り替えられた場合には、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０を作動させ（ステップＳ１３、※５）、温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。Ｂ未満の場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動し（ステップＳ１５、※６）、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させる。
そして、このときの温度センサ７２の出力温度と、吸入空気量の積算値とに基づいて、ＥＣＵ４は、酸化触媒７３へのＰＭの堆積量を算出する（ステップＳ１６）。
【００３４】
次に、酸化触媒７３に堆積したＰＭが完全に燃焼したかどうかでＰＭ量の算出処理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ１７）。そして、ＰＭ量の算出処理が終了するまで、ＥＣＵ４は、上記ステップＳ１５、Ｓ１６、の処理を実行する。
【００３５】
その後、ＰＭ量の算出処理が終了した場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１及びエアポンプ８０の作動を停止して（ステップＳ１８、※７）、ＰＭ量測定処理を終了する。
【００３６】
以上のように、ステップＳ１、Ｓ１３で実行した処理のように、ＰＭセンサ７０に酸素が供給されるので、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３に堆積したＰＭの燃焼を促進させることができる。これにより、エンジンの運転状態に左右されずに、ＰＭセンサ７０に酸素を供給することができ、ＰＭ量を測定することができる。
【００３７】
また、ステップＳ２、Ｓ１４で実行した処理のように、エアポンプ８０によってＰＭセンサ７０に酸素が供給されてから、温度センサ７２の出力が安定した後に、ヒータ７１を作動させる。
ＰＭセンサ７０に酸素が供給され始めて、温度センサ７２の出力が安定しないうちにヒータ７１を作動させた場合には、ＰＭが燃焼中における温度センサ７２の出力も不安定となる恐れがあり、ＰＭの測定精度が低下する恐れがある。しかし、ＰＭセンサ７０に酸素が供給されてから、温度センサ７２の出力が安定した後にヒータ７１を作動させることによって、燃焼中での温度センサ７２の出力も安定し、ＰＭの測定精度の低下を防止できる。
【００３８】
また、エアポンプ８０は、前述したように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０よりも下流側でありＰＭセンサ７０よりも上流側に配置されている。エアポンプ８０を、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０や、触媒３８よりも上流側に設置すると、ＰＭセンサ７０にまで酸素が供給されない恐れがあるが、これらよりも下流側に配置することにより、確実にＰＭセンサ７０へ酸素を供給することができる。
【００３９】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の変形例について説明する。
図６は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の変形例を示したフローチャートである。図７は、変形例に係るＰＭ量測定処理時のセンサ温度と経過時間との関係を示したグラフである。
【００４０】
尚、変形例に係る処理は、上記で説明した処理と異なり、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３は、酸素吸蔵、放出機能を有することを前提として説明する。具体的には、触媒コート７４には、排気ガス中の酸素を吸蔵、放出機能を有するセリアが添加されている。従って、酸化触媒７３における酸素吸蔵量が十分である場合に、ヒータ７１を作動させることにより、酸化触媒７３が加熱されて活性化し、堆積しているＰＭは酸化触媒７３に吸蔵されている酸素により効率的に燃焼されることになる。
【００４１】
ステップＳ４において、ＰＭの燃焼が終了すると、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動を停止させるが（ステップＳ６、※３ａ）、エアポンプ８０の作動はそのまま継続させる。次に、温度センサ７２の出力温度が、規定値以下になった場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０による供給空気量の積算を開始する（ステップＳ７ａ）。
【００４２】
次に、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０による供給空気量が、酸化触媒７３に十分に酸素が吸蔵されるために必要となる空気量を上回ったかどうかを判定する（ステップＳ７ｂ）。尚、酸化触媒７３の最大酸素吸蔵量は、触媒コート７４に添加されたセリアの量に基づいて算出でき、この算出結果に基づいて、エアポンプ８０の供給空気量が設定されている。
【００４３】
供給空気量が十分である場合、即ち、酸化触媒７３に十分に酸素が吸蔵された場合には、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０の作動を停止させる（ステップＳ７ｃ、※４ａ）。
次に、ステップＳ８以降の処理を実行し、ＰＭ量の算出処理が終了した場合には（ステップＳ１７でＹｅｓ）、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動を停止して（ステップＳ１８ａ、※７ａ）、ＰＭ量測定処理を終了する。
【００４４】
このように、エアポンプ８０は、酸化触媒７３の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給することにより、酸化触媒７３によるＰＭの燃焼を十分に行うことができる。
また、ＰＭの燃焼が開始されてから、温度センサ７２の出力値がＰＭの燃焼可能温度以下となるまでの間は、エアポンプ８０からの空気が供給され続ける。これにより、この間に、排気ガス中のＰＭが酸化触媒７３に新たに堆積した場合であっても、エアポンプ８０により酸化触媒７３には一定の酸素量が供給され続けているため、この酸素を利用することにより、ヒータ７１の作動が停止している場合であっても、ＰＭが燃焼される。従って、残存するＰＭの処理を確実に行うことができる。
【００４５】
また、ステップＳ１〜Ｓ７ｃまでの処理を実行した後、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０の作動を停止させた状態のまま、ヒータ７１を作動させてＰＭを燃焼させる（ステップＳ１５）。このように、エアポンプ８０を作動させないのは、前述したように、酸化触媒７３には酸素吸蔵、放出機能を有しており、ステップＳ７ａ、Ｓ７ｂの処理によって、触媒コート７４に十分な酸素量が吸蔵されているため、エアポンプ８０によって空気量を吸蔵させなくても、ＰＭを十分に燃焼させることができるからである。このように、エアポンプ８０を必要最低限の場合にのみ作動させることにより、エアポンプ８０を作動させることによる電力の消費を低減することができる。
【００４６】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図である。
【図２】ＰＭセンサの構成を示した模式図である。
【図３】ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
【図４】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。
【図５】ＰＭ量測定処理時のセンサ温度と経過時間との関係を示したグラフである。
【図６】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の変形例を示したフローチャートである。
【図７】変形例に係るＰＭ量測定処理時のセンサ温度と経過時間との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
２ エンジン
４ ＥＣＵ（堆積量推定手段）
１０ 燃焼室
１１ ポート噴射弁
１２ 筒内噴射弁
１４ 点火プラグ
１６ 吸気ポート
２０ 吸気通路
２２ サージタンク
２４ スロットルモータ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットル開度センサ
３０ 吸気圧センサ
３２ 排気ポート
３６ 排気通路
３８ 触媒
４０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
４１ 水温センサ
４４ アクセルペダル
５４ クランク軸
５６ アクセル開度センサ
５８ エンジン回転数センサ
６４ 空燃比センサ
６６ 酸素センサ
７０ ＰＭセンサ
７１ ヒータ
７２ 温度センサ
７３ 酸化触媒
７４ 触媒コート
７５ 基材
８０ エアポンプ（酸素供給手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気微粒子（Particulate Matter、以下「ＰＭ」と称する。）を検出するためのセンサが知られている（特許文献１乃至４参照）。
このようなセンサは、ヒータなどにより酸化触媒を加熱して酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させ、その燃焼時の温度上昇に基づいて、酸化触媒に堆積したＰＭの量を測定するものである。
例えば、このようなセンサを内燃機関の排気通路に配置することにより、内燃機関の排気中に含まれるＰＭ量を測定することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１７５９号公報
【特許文献１】特開２００５−３３７７８２号公報
【特許文献１】特開２００５−２２６５４７号公報
【特許文献１】特願２００６−１３５６０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなセンサでは、ＰＭ量を測定するために、ＰＭを燃焼させる必要があるが、ＰＭを燃焼させるためには、そのセンサ周辺に十分な酸素が存在していることが望ましい。そのため、酸化触媒が酸素吸蔵、放出機能を有していない場合には、内燃機関の運転状態を、排気中に酸素が多く含まれるような状態に制御した上で、ＰＭの測定を開始する必要がある。
例えば、内燃機関の運転状態がフューエルカット制御中であるような場合には、センサ周辺に十分に酸素が供給されているため、ＰＭ量を測定することができる。
また、酸化触媒が酸素吸蔵、放出機能を有している場合であっても、酸化触媒に十分な酸素量を吸蔵させるために、例えばフューエルカット制御により酸化触媒に酸素を吸蔵させたうえで、その後にＰＭ量を測定する必要がある。
このように、ＰＭ量を測定するタイミングは機関の運転状態に左右されるという問題がある。また、ＰＭ量を測定する毎に、強制的にフューエルカット制御を実行することは、ドライビリティーを考慮しても不可能である。
【０００５】
したがって本発明の目的は、測定のタイミングが機関の運転状態に左右されない内燃機関の排気微粒子測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、を含むＰＭセンサと、前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、前記ＰＭセンサに酸素を供給する酸素供給手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置によって達成できる。
この構成により、ＰＭセンサに酸素が供給されるので、ＰＭセンサの酸化触媒に堆積した排気微粒子の燃焼を促進させることができる。これにより、内燃機関の運転状態に左右されずに、ＰＭセンサに酸素を供給することができるので、機関の運転状態に左右されずに、排気微粒子量の測定をすることができる。
【０００７】
また、上記構成において、前記ＰＭセンサは、前記排気通路に配置された排気浄化触媒よりも下流側に配置され、前記酸素供給手段は、前記排気浄化触媒よりも下流側であって、前記ＰＭセンサよりも上流側に配置されている、構成を採用できる。
酸素供給手段を、排気浄化触媒よりも下流側でありＰＭセンサよりも上流側に配置することによって、確実にＰＭセンサへ酸素を供給することができる。
【０００８】
また、上記構成において、前記加熱制御手段は、前記酸素供給手段によって前記ＰＭセンサに酸素が供給されてから、前記温度検出手段の出力が安定した後に、前記加熱手段を作動させる、構成を採用できる。
ＰＭセンサに酸素が供給され始めて、温度検出手段の出力が安定しないうちに加熱手段を作動させた場合には、排気微粒子が燃焼中における温度検出手段の出力も不安定となる恐れがあり、排気微粒子の測定精度が低下する恐れがある。しかし、ＰＭセンサに酸素が供給されてから、温度検出手段の出力が安定した後に加熱手段を作動させることによって、燃焼中での温度検出手段の出力も安定し、排気微粒子の測定精度の低下を防止できる。
【０００９】
また、上記構成において、前記酸化触媒は、酸素吸蔵、放出機能を有し、前記酸素供給手段は、前記酸化触媒の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給する、構成を採用できる。
酸化触媒の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給することにより、酸素触媒による排気微粒子の燃焼を十分に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定のタイミングが機関の運転状態に左右されない内燃機関の排気微粒子測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【００１２】
図１は、本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図であり、自動車に搭載された多気筒ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。図１では１つの気筒の構成を中心として示している。
ここでエンジン２の出力は変速機（図示略）を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁１２と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１１と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。
【００１３】
燃焼室１０に接続している吸気ポート１６は吸気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。吸気ポート１６に接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはスロットルモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。
【００１４】
このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、サージタンク２２内の吸気圧ＰＭは、サージタンク２２に設けられた吸気圧センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
また、吸気通路２０にはエアフロメータ２１が配置されて、吸入空気量をＥＣＵ４に出力する。
【００１５】
燃焼室１０に接続している排気ポート３２は排気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。排気ポート３２に接続された排気通路３６には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元とを行い、酸素吸蔵、放出機能を有する三元触媒であるスタートキャタリスト３８が設けられている。また、排気通路３６には、スタートキャタリスト（以下、単に「触媒」という。）３８の下流にＮＯｘ吸蔵還元触媒４０が設けられている。
【００１６】
また、排気通路３６には、触媒３８の上流側に、空燃比センサ６４が、触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元触媒４０との間に酸素センサ６６が、それぞれ配置されている。空燃比センサ６４として、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比に応じた電圧信号を出力するリニア空燃比センサが使用されている。酸素センサ６６は、それぞれ排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するセンサである。
【００１７】
また、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４１が設けられ、検出したエンジン冷却水温度は、ＥＣＵ４に出力される。
【００１８】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０の下流側には、排気中のＰＭ量を測定するＰＭセンサ７０と、ＰＭセンサ７０へ酸素を供給するエアポンプ８０とを備えている。ＰＭセンサ７０、エアポンプ８０についての詳細は後述する。
【００１９】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成され、エンジン全体の作動を制御する。
このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８及び吸気圧センサ３０以外に、アクセルペダル４４の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ５６からの信号を入力している。更に、ＥＣＵ４は、クランク軸５４の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５８、空燃比センサ６４、酸素センサ６６からそれぞれ信号を入力している。
【００２０】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、筒内噴射量、ポート噴射量、噴射時期、及びスロットル開度ＴＡを適宜制御する。
【００２１】
ＥＣＵ４は、触媒３８の酸化・還元能力を高めるために、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるように、燃料噴射量を、空燃比センサ６４の出力、或いはその出力と酸素センサ６６の出力とに基づいてフィードバック制御する。
【００２２】
次に、ＰＭセンサ７０について詳細に説明する。
図２は、ＰＭセンサ７０の構成を示した模式図である。
ＰＭセンサ７０は、図２に示すように、ヒータ７１、温度センサ７２、酸化触媒７３、等から構成される。
ヒータ７１は、酸化触媒７３を加熱するための加熱手段として機能する。ヒータ７１は、ＥＣＵ４によってその作動が制御される。
【００２３】
温度センサ７２は、ヒータ７１と酸化触媒７３との間に配置されて酸化触媒７３の温度を検出し、その検出値をＥＣＵ４に出力する。
酸化触媒７３は、触媒コート７４、基材７５から構成される。触媒コート７４は、基材７５の表面に形成されている。基材７５は、セラミックにより形成され、触媒コート７４は、白金や、パラジウムなどの金属から形成される。
【００２４】
図２に示すように、ヒータ７１は、ＰＭを捕集するための凹部が形成され、この凹部が排気ガスの上流側を向くように、ＰＭセンサ７０は、排気通路３６に配置される。
【００２５】
従って、ＰＭセンサ７０は、酸化触媒７３が排気ガス中のＨＣ、ＣＯ成分を酸化（酸素と反応）してＣＯ２、Ｈ２Ｏに変換することができると共に、排気ガス中のＰＭを捕集することができる。また、ヒータ７１を作動させることにより、酸化触媒７３が加熱されて活性化し、堆積しているＰＭが燃焼され、ＥＣＵ４は、このときの温度センサ７２からの出力に基づいてＰＭの堆積量を推定することができる。
【００２６】
図３は、ヒータ温度に対する、センサ温度を示したグラフである。
ヒータ７１が作動すると、酸化触媒７３が加熱されるため、図３に実線で示すように、ヒータ温度が上昇するのに伴って、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が比例して上昇する。このとき、酸化触媒７３にＰＭが堆積していると、酸化触媒７３の温度がＰＭを燃焼可能な温度までに上昇した時点で、このＰＭが燃焼する。このＰＭの燃焼により、図３に示した一点鎖線で示すように、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が急激に上昇する。そして、ＰＭが全て燃焼すると、温度センサ７２の検出温度が急激に低下する。
従って、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３にＰＭが堆積した期間の吸入空気量と、このときの温度上昇量とに基づいて、所定のマップを用いてＥＣＵ４は、ＰＭの堆積量を推定することができる。これにより、排気ガス中に含まれるＰＭ量を測定することができる。
【００２７】
また、図１に示すように、ＰＭセンサ７０の上流側手前には、エアポンプ８０が配置されている。ＰＭ量測定中、即ち、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼している間に、エアポンプ８０からＰＭセンサ７０に向けて酸素が供給されることにより、ＰＭの燃焼が促進される。尚、エアポンプ８０は、大気中の空気を取り込んで、ＰＭセンサ７０に酸素を供給するように構成してもよいし、酸素ボンベと接続されて、ＰＭセンサ７０に酸素を供給するように構成してもよい。エアポンプ８０の動作については以下に述べる。
【００２８】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理について説明する。
図４は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。図５は、ＰＭ量測定処理時のセンサ温度と、経過時間との関係を示したグラフである。尚、図５において、ＰＭが燃焼可能となる温度を破線でＴＨとして示している。
【００２９】
まず、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０を作動させて、ＰＭセンサ７０に酸素を供給する（ステップＳ１、※１）。
次に、ＥＣＵ４は、温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。
温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満である場合とは、温度センサ７２の検出温度が略一定となった場合をいう。これは、エアポンプ８０から供給される酸素によって、ＰＭセンサ７０の温度が低下し始めるが、一定時間が経過すると、ＰＭセンサ７０の温度は略一定となり、ＥＣＵ４は、この状態を判定している。具体的には、エアポンプ８０の作動後、１０秒間の温度センサ７２からの出力温度の変化が、５℃以下となったら、ＥＣＵ４は、以下の処理を実行する。
【００３０】
温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満の場合、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させる（ステップＳ３、※２）。ヒータ７１が作動されると、ＰＭが燃焼し始め、ＥＣＵ４は、温度センサ７２の出力に基づいて、ＰＭの燃焼が終了したかどうかを判定する（ステップＳ４）。ＰＭの燃焼終了の判定は、図３に示したように、温度センサ７２の出力に基づいて判定する。
ＰＭの燃焼が終了すると（※３）、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０及びヒータ７１の作動を停止する（ステップＳ５、Ｓ６、※４）。
尚、上記ステップＳ１〜Ｓ６までの処理は、酸化触媒７３に残存しているＰＭを燃焼除去するための処理である。
次に、ＥＣＵ４は、温度センサ７２の出力温度が、規定値以下になったかどうかを判定する（ステップＳ７）。具体的には、規定値とは、ヒータ７１によるＰＭの燃焼が不能となる値である。即ち、温度センサ７２の出力温度が、図５に示すＴＨを下回ったかどうかを判定する。
温度センサ７２の出力温度が、規定値を超えている場合には、ステップＳ６の処理を継続させる。
【００３１】
温度センサ７２の出力温度が規定値を下回った場合には（※４）、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を開始する（ステップＳ８）。具体的には、ＥＣＵ４は、エアフロメータ２１により検出された吸入空気量を積算する。吸入空気量の積算を開始し、吸入空気量の積算値Σｇａが、予め設定された所定値Ａより大きくなったかどうかを判定する（ステップＳ９）。小さい場合には、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を継続する（ステップＳ１０）。
【００３２】
吸入空気量の積算値Σｇａが、所定値Ａを超えた場合、ＥＣＵ４は、現在のエンジンの運転状態が、１２による直噴運転状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１）。
直噴運転の場合には、ＥＣＵ４は、ポート噴射運転へと切り替える（ステップＳ１２）。ポート噴射運転に切り替えることにより、ＰＭの排出量を、直噴運転状態でのＰＭの排出量よりも減少させることができる。これにより、ＰＭを燃焼させる際に、酸化触媒７３に新たにＰＭが堆積することを抑制できる。
【００３３】
ステップＳ１１において直噴運転状態ではない場合、またはステップＳ１２においてポート噴射運転に切り替えられた場合には、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０を作動させ（ステップＳ１３、※５）、温度センサ７２の検出温度の変化率が所定値Ｂ未満であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。Ｂ未満の場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動し（ステップＳ１５、※６）、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させる。
そして、このときの温度センサ７２の出力温度と、吸入空気量の積算値とに基づいて、ＥＣＵ４は、酸化触媒７３へのＰＭの堆積量を算出する（ステップＳ１６）。
【００３４】
次に、酸化触媒７３に堆積したＰＭが完全に燃焼したかどうかでＰＭ量の算出処理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ１７）。そして、ＰＭ量の算出処理が終了するまで、ＥＣＵ４は、上記ステップＳ１５、Ｓ１６、の処理を実行する。
【００３５】
その後、ＰＭ量の算出処理が終了した場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１及びエアポンプ８０の作動を停止して（ステップＳ１８、※７）、ＰＭ量測定処理を終了する。
【００３６】
以上のように、ステップＳ１、Ｓ１３で実行した処理のように、ＰＭセンサ７０に酸素が供給されるので、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３に堆積したＰＭの燃焼を促進させることができる。これにより、エンジンの運転状態に左右されずに、ＰＭセンサ７０に酸素を供給することができ、ＰＭ量を測定することができる。
【００３７】
また、ステップＳ２、Ｓ１４で実行した処理のように、エアポンプ８０によってＰＭセンサ７０に酸素が供給されてから、温度センサ７２の出力が安定した後に、ヒータ７１を作動させる。
ＰＭセンサ７０に酸素が供給され始めて、温度センサ７２の出力が安定しないうちにヒータ７１を作動させた場合には、ＰＭが燃焼中における温度センサ７２の出力も不安定となる恐れがあり、ＰＭの測定精度が低下する恐れがある。しかし、ＰＭセンサ７０に酸素が供給されてから、温度センサ７２の出力が安定した後にヒータ７１を作動させることによって、燃焼中での温度センサ７２の出力も安定し、ＰＭの測定精度の低下を防止できる。
【００３８】
また、エアポンプ８０は、前述したように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０よりも下流側でありＰＭセンサ７０よりも上流側に配置されている。エアポンプ８０を、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０や、触媒３８よりも上流側に設置すると、ＰＭセンサ７０にまで酸素が供給されない恐れがあるが、これらよりも下流側に配置することにより、確実にＰＭセンサ７０へ酸素を供給することができる。
【００３９】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の変形例について説明する。
図６は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の変形例を示したフローチャートである。図７は、変形例に係るＰＭ量測定処理時のセンサ温度と経過時間との関係を示したグラフである。
【００４０】
尚、変形例に係る処理は、上記で説明した処理と異なり、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３は、酸素吸蔵、放出機能を有することを前提として説明する。具体的には、触媒コート７４には、排気ガス中の酸素を吸蔵、放出機能を有するセリアが添加されている。従って、酸化触媒７３における酸素吸蔵量が十分である場合に、ヒータ７１を作動させることにより、酸化触媒７３が加熱されて活性化し、堆積しているＰＭは酸化触媒７３に吸蔵されている酸素により効率的に燃焼されることになる。
【００４１】
ステップＳ４において、ＰＭの燃焼が終了すると、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動を停止させるが（ステップＳ６、※３ａ）、エアポンプ８０の作動はそのまま継続させる。次に、温度センサ７２の出力温度が、規定値以下になった場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０による供給空気量の積算を開始する（ステップＳ７ａ）。
【００４２】
次に、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０による供給空気量が、酸化触媒７３に十分に酸素が吸蔵されるために必要となる空気量を上回ったかどうかを判定する（ステップＳ７ｂ）。尚、酸化触媒７３の最大酸素吸蔵量は、触媒コート７４に添加されたセリアの量に基づいて算出でき、この算出結果に基づいて、エアポンプ８０の供給空気量が設定されている。
【００４３】
供給空気量が十分である場合、即ち、酸化触媒７３に十分に酸素が吸蔵された場合には、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０の作動を停止させる（ステップＳ７ｃ、※４ａ）。
次に、ステップＳ８以降の処理を実行し、ＰＭ量の算出処理が終了した場合には（ステップＳ１７でＹｅｓ）、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動を停止して（ステップＳ１８ａ、※７ａ）、ＰＭ量測定処理を終了する。
【００４４】
このように、エアポンプ８０は、酸化触媒７３の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給することにより、酸化触媒７３によるＰＭの燃焼を十分に行うことができる。
また、ＰＭの燃焼が開始されてから、温度センサ７２の出力値がＰＭの燃焼可能温度以下となるまでの間は、エアポンプ８０からの空気が供給され続ける。これにより、この間に、排気ガス中のＰＭが酸化触媒７３に新たに堆積した場合であっても、エアポンプ８０により酸化触媒７３には一定の酸素量が供給され続けているため、この酸素を利用することにより、ヒータ７１の作動が停止している場合であっても、ＰＭが燃焼される。従って、残存するＰＭの処理を確実に行うことができる。
【００４５】
また、ステップＳ１〜Ｓ７ｃまでの処理を実行した後、ＥＣＵ４は、エアポンプ８０の作動を停止させた状態のまま、ヒータ７１を作動させてＰＭを燃焼させる（ステップＳ１５）。このように、エアポンプ８０を作動させないのは、前述したように、酸化触媒７３には酸素吸蔵、放出機能を有しており、ステップＳ７ａ、Ｓ７ｂの処理によって、触媒コート７４に十分な酸素量が吸蔵されているため、エアポンプ８０によって空気量を吸蔵させなくても、ＰＭを十分に燃焼させることができるからである。このように、エアポンプ８０を必要最低限の場合にのみ作動させることにより、エアポンプ８０を作動させることによる電力の消費を低減することができる。
【００４６】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図である。
【図２】ＰＭセンサの構成を示した模式図である。
【図３】ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
【図４】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。
【図５】ＰＭ量測定処理時のセンサ温度と経過時間との関係を示したグラフである。
【図６】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の変形例を示したフローチャートである。
【図７】変形例に係るＰＭ量測定処理時のセンサ温度と経過時間との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
２ エンジン
４ ＥＣＵ（堆積量推定手段）
１０ 燃焼室
１１ ポート噴射弁
１２ 筒内噴射弁
１４ 点火プラグ
１６ 吸気ポート
２０ 吸気通路
２２ サージタンク
２４ スロットルモータ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットル開度センサ
３０ 吸気圧センサ
３２ 排気ポート
３６ 排気通路
３８ 触媒
４０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
４１ 水温センサ
４４ アクセルペダル
５４ クランク軸
５６ アクセル開度センサ
５８ エンジン回転数センサ
６４ 空燃比センサ
６６ 酸素センサ
７０ ＰＭセンサ
７１ ヒータ
７２ 温度センサ
７３ 酸化触媒
７４ 触媒コート
７５ 基材
８０ エアポンプ（酸素供給手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、を含むＰＭセンサと、
前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、
前記ＰＭセンサに酸素を供給する酸素供給手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項２】
前記ＰＭセンサは、前記排気通路に配置された排気浄化触媒よりも下流側に配置され、
前記酸素供給手段は、前記排気浄化触媒よりも下流側であって、前記ＰＭセンサよりも上流側に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項３】
前記加熱制御手段は、前記酸素供給手段によって前記ＰＭセンサに酸素が供給されてから、前記温度検出手段の出力が安定した後に、前記加熱手段を作動させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項４】
前記酸化触媒は、酸素吸蔵、放出機能を有し、
前記酸素供給手段は、前記酸化触媒の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給する、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、を含むＰＭセンサと、
前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、
前記ＰＭセンサに酸素を供給する酸素供給手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項２】
前記ＰＭセンサは、前記排気通路に配置された排気浄化触媒よりも下流側に配置され、
前記酸素供給手段は、前記排気浄化触媒よりも下流側であって、前記ＰＭセンサよりも上流側に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項３】
前記加熱制御手段は、前記酸素供給手段によって前記ＰＭセンサに酸素が供給されてから、前記温度検出手段の出力が安定した後に、前記加熱手段を作動させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項４】
前記酸化触媒は、酸素吸蔵、放出機能を有し、
前記酸素供給手段は、前記酸化触媒の酸素吸蔵量以上の酸素量を供給する、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２６１８２０（Ｐ２００８−２６１８２０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０６５０３（Ｐ２００７−１０６５０３）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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