[发明专利]微颗粒捕集过滤器状态检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微颗粒捕集过滤器状态检测装置，是关于一种适于基于过滤器前后的压力来判定过滤器的状态的微颗粒捕集过滤器状态检测装置，该过滤器对流通于排气流通路径的排气中所包含的微颗粒进行捕集。

背景技术

以往，已知一种为了对从柴油发动机排除的以C(碳)为主的微颗粒(PM)进行捕集而具备由多孔陶瓷构成的微颗粒捕集过滤器(DPF：diesel particulate filter)的系统。随着柴油发动机的持续的使用，DPF中逐渐堆积PM。为了防止DPF的开裂等或向DPF下游侧的PM的露出，DPF中所堆积的PM在适当的时刻被燃烧而被氧化除去。另外，如果在DPF中堆积一定量的PM之前实施DPF的再生，则会引起燃耗的恶化。因此，堆积有PM的DPF在适当的时刻被再生。

为了对DPF的PM堆积量进行测定并使该PM的燃烧时机适合，考虑在DPF的上游侧排气流通路径及下游侧排气流通路径上分别设置压力传感器，并分别计算出各压力传感器的输出的交流分量的大小之比及直流分量之差(例如参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭60－85214号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，对于上述专利文献1所记载的测定系统，在DPF的状态判定中会产生误差，很难称得上是高精度的检测装置。

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够在排气的低流区域及高流区域两者中精确地进行捕集排气中的微颗粒的过滤器的状态判定的微颗粒捕集过滤器状态检测装置。

用于解决上述课题的手段

经本发明的发明人对产生上述误差的原因进行锐意研究，查明其原因为柴油发动机的排气脉动。

排气流通路径内的压力由于柴油发动机的排气脉动而大幅变动。并且，该压力中包含与发动机转速对应的基本波的同时，还包含对应该基本波的高次谐波成分。另外，DPF下游侧的压力相对于DPF上游侧的压力产生相位的偏差(作为时间的偏差而显现)。对于专利文献1所记载的技术，由于未进行DPF上游侧的压力值与DPF下游侧的压力值的相位调和(调和时间的偏差)，因此难以基于两压力值来精确地进行DPF的状态、也即PM堆积的判定。

为了达到上述目的，本发明的微颗粒捕集过滤器状态检测装置对过滤器的状态进行检测，该过滤器对包含在流通于排气流通路径中的排气中的微颗粒进行捕集，该微颗粒捕集过滤器状态检测装置具备：第一压力检测单元，检测在所述排气流通路径上的所述过滤器的上游侧产生的第一压力；第二压力检测单元，检测在所述排气流通路径上的所述过滤器的下游侧产生的第二压力；以及过滤器状态判定单元，判定所述过滤器的状态，所述过滤器状态判定单元由演算部和存储部构成，将由所述第一压力检测单元及第二压力检测单元检测出的所述第一压力及第二压力的值存储在所述存储部，将由所述第一压力检测单元及第二压力检测单元检测出的所述第一压力及第二压力的值从所述存储部发送至所述演算部，并且，在所述演算部中，通过利用比较单元来判定所述过滤器的状态，其中，该比较单元将由第一傅立叶变换单元及第二傅立叶变换单元得到的处于零频率的频谱强度(spectral intensity)和/或相位、以及处于预定频率的频谱强度和/或相位进行比较，该第一傅立叶变换单元及第二傅立叶变换单元对所述第一压力及第二压力的值分别进行傅立叶变换。

另外，为了达到上述目的，本发明的微颗粒捕集过滤器状态检测装置对过滤器的状态进行检测，该过滤器对包含在流通于排气流通路径中的排气中的微颗粒进行捕集，该微颗粒捕集过滤器状态检测装置具备：第一压力检测单元，检测在所述排气流通路径上的所述过滤器的上游侧产生的第一压力；第二压力检测单元，检测在所述排气流通路径上的所述过滤器的下游侧产生的第二压力；第一傅立叶变换单元，对由所述第一压力检测单元检测出的所述第一压力的值进行傅立叶变换；第二傅立叶变换单元，对由所述第二压力检测单元检测出的所述第二压力的值进行傅立叶变换；比较单元，将由所述第一傅立叶变换单元得到的处于零频率的频谱强度和/或相位以及处于预定频率的频谱强度和/或相位、与由所述第二傅立叶变换单元得到的处于零频率的频谱强度和/或相位以及处于所述预定频率的频谱强度和/或相位进行比较；以及过滤器状态判定单元，基于由所述比较单元得到的比较结果来判定所述过滤器的状态。