專利名稱：微粒檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及微粒檢測裝置。尤其涉及設置在內燃機的排氣路徑中、且適于對廢氣中的微粒進行檢測的微粒檢測裝置。
背景技術：
以往，如專利文獻1所述，公開有一種對內燃機的廢氣中的微粒量進行檢測的微粒傳感器。這種傳感器具備相互隔開空間而平行地配置的電極。傳感器以至少部分電極暴露在廢氣中的方式設置在排氣路徑上。當廢氣流經廢氣路徑時，廢氣中的微粒就會堆積在電極上。其結果，會使電極間的阻抗發生變化。專利文獻1的傳感器對這種阻抗的變化進行檢測，據此檢測出堆積在電極之間的微粒量。
專利文獻1 日本專利申請特表號公報 如專利文獻1所述的傳統傳感器，雖然能夠根據阻抗的變化來檢測氣體中的微粒量，但不能推定氣體中微粒的粒徑和粒子數量。另一方面，作為氣體中微粒數量的計測裝置，例如已知有一種使用激光的粒子數量計，但這種裝置大型且高價，例如很難搭載在車輛上等作為來加以利用。從而，需要一種不僅能夠掌握氣體中所含的微粒量，還能夠掌握粒子數量和粒徑的簡便的裝置。
另外，如專利文獻1所述的以往傳感器中，是根據包含傳感器電極和引線(以下稱為“電極等”)在內的整個電路的阻抗來測定微粒量的。因此，阻抗的變化量(相對于初始值的差)中，除了由微粒堆積引起的變化量外，還包含電極等劣化引起的變化量。而且，當電極等的劣化嚴重時，檢測出的阻抗的變化量中、由電極等的劣化引起的變化的比例較大。 此時，可以認為根據阻抗變化量算出的微粒量和實際的微粒量之間的誤差增大。

發明內容
因此，本發明的目的在于解決上述問題，提供一種既能抑制電極劣化等引起的偏差、又能檢測出廢氣中存在的微粒的粒徑和微粒的數量的微粒檢測裝置。
為了實現上述目的，本1發明是一種對氣體中的微粒進行測定的微粒檢測裝置， 其特征在于，具有 頻率控制單元，其對在分開配置的一對電極上所施加的交流電壓的頻率進行控制； 交流阻抗檢測單元，其對被施加不同頻率的交流電壓時與各頻率對應的阻抗進行檢測； 分量計算單元，其對與上述各頻率對應的阻抗的電阻分量及/或電容分量進行計算； 微粒粒徑推定單元，其根據上述電阻分量及/或上述電容分量的變化來推定氣體中的微粒的平均粒徑及/或微粒的數量。
第2發明是在第1發明的基礎上，上述分量計算單元計算出上述電阻分量及/或上述電容分量中的、 由微粒的內部特性引起的粒子內分量、以及 由微粒間的界面特性引起的晶界分量， 上述微粒粒徑推定單元根據上述粒子內分量與上述晶界分量之間的比較結果來推定上述微粒的平均粒徑以及/或微粒的數量。
第3發明是在第1或第2發明的基礎上， 還具有根據上述電阻分量中的上述粒子內分量與上述晶界分量來推定氣體中的微粒的量的微粒量推定單元。
第4發明是在第1發明的基礎上，還具有 對上述電極間的電阻進行檢測的電極間電阻檢測單元、以及 根據檢測到的電極間的電阻來推定氣體中的微粒的量的微粒量推定單元。
第5發明是在第4發明的基礎上， 還具有飽和狀態判斷單元，其對被推定出的微粒的量是否達到表示飽和狀態的基準量進行判斷， 在判斷為上述微粒的量已達到上述基準量時，上述交流阻抗檢測單元執行對阻抗的檢測。
第6發明是一種對氣體中的微粒進行測定的微粒檢測裝置，其特征在于，具有 頻率控制單元，其對在分開配置的一對電極上施加的交流電壓的頻率進行控制； 交流阻抗檢測單元，其施加不同頻率的交流電壓，并對與各頻率對應的阻抗進行檢測； 粒子分量計算單元，其將與上述各頻率對應的阻抗的電阻分量分為由微粒的內部特性以及界面特性引起的粒子電阻分量和由其它原因引起的分量來進行計算； 微粒量推定單元，其根據上述電阻分量中的上述粒子電阻分量來推定微粒的量。
根據第1發明，通過對在一對電極上被施加不同頻率的交流電壓時所檢測到的阻抗的電阻分量及/或電容分量的變化進行檢測，而能夠推定微粒的平均粒徑或數量。從而， 利用具有一對電極的小型裝置，能夠簡單地檢測出微粒的粒徑或數量。
根據第2發明，分為電阻分量及/或電容分量中的、由微粒的內部特性引起的粒子內分量以及由微粒間的界面特性引起的晶界分量來進行計算。此處，例如粒徑越大，粒子內分量的比例越大，而粒徑越小，粒子間的接觸界面越增加，因此晶界分量的比例會增大。從而，第2發明中，通過對粒子內分量與晶界分量進行比較，能夠更可靠地推定微粒的平均粒徑或數量。
另外，電阻分量中，粒子內分量和晶界分量都是由電極間的微粒引起的，這種分量不包含該裝置的電極等引起的電阻變動的分量。從而，根據第3發明，根據粒子內分量和晶界分量來推定氣體中的微粒量，由此能夠抑制由電極等的劣化引起的電阻變化的影響，更準確地推定微粒量。
根據第4發明，能夠利用1個檢測裝置來檢測微粒的量及其平均粒徑和粒子數量。
根據第5發明，在確認了微粒已堆積成飽和狀態時，執行對交流阻抗的檢測。從而，能夠抑制在微粒的堆積過程中產生的阻抗變動的影響，能夠以更穩定的狀態正確地推定微粒的平均粒徑和數量。
根據第6發明，將與變動的頻率對應的阻抗的電阻分量分為由微粒的內部特性及界面特性引起的粒子電阻分量和由其它因素引起的分量來進行計算，并且根據電阻分量中的粒子電阻分量來推定微粒的量。由此，能夠排除由電極的劣化等產生的電阻變動的影響， 能夠更正確地檢測出微粒量。


圖1是用于說明本發明實施方式1的系統的整體構成的示意圖。
圖2是用于說明本發明實施方式1的PM傳感器的示意圖。
圖3是用于說明本發明實施方式1的PM傳感器上堆積了 PM時的等效電路的示意圖。
圖4是用于說明與本發明實施方式1的傳感器的頻率變化對應的阻抗變化的示意圖。
圖5是用于說明與本發明實施方式1的PM傳感器的電容分量和電阻分量的與頻率變化對應的阻抗變化的圖。
圖6是用于說明本發明實施方式1的PM傳感器的電阻比與粒徑之間的關系的圖。
圖7是用于說明在本發明實施方式1中系統執行的控制程序的流程圖。
圖8是用于說明本發明實施方式2的經過時間與PM堆積量的圖。
圖9是用于說明在本發明實施方式2中系統執行的控制程序的流程圖。
具體實施例方式以下，結合

本發明的實施方式。另外，各圖中，對于相同或相當的部分標記相同符號并簡化或省略其說明。
實施方式1 圖1是用于說明本發明實施方式1的PM傳感器的設置狀態的示意圖。如圖1所示，PM傳感器2設置在例如搭載在車輛等上的內燃機4的排氣路徑6中。PM傳感器2(微粒檢測裝置)上連接有施加交流及直流電壓用的交流電源8。PM傳感器2具有分開配置的一對電極10。電極10的至少一部分以能夠與廢氣接觸的狀態設置在排氣路徑6內。另外， 雖然省略圖示，但PM傳感器2連接于對電極10之間的阻抗進行檢測的阻抗檢測器和對交流頻率進行檢測的頻率檢測器等上。
該系統具有控制裝置12。控制裝置12連接于PM傳感器2的各種檢測器等以及交流電源8。控制裝置12接受這些檢測器的輸出信號，以對PM傳感器2的交流阻抗等進行檢測，并且進行各種必要的運算等，并向交流電源8發出控制信號，控制施加到PM傳感器2上的電壓的頻率等。
圖2是用于說明本發明實施方式1的PM傳感器的示意圖。如圖2所示，PM傳感器2的一對電極10相互隔開規定的空間來平行地配置。PM傳感器2使用時，以該電極10 的至少一部分與廢氣接觸的狀態被設置。
在內燃機4的廢氣中存在PM(particulate matter 微粒)。PM堆積在PM傳感器 2的電極10上。圖2(a)表示堆積在PM傳感器2的電極10間的PM較小的情況下的例子， 圖2(b)則表示較大的情況下的例子。另外，在圖2中，表示PM的粒徑大致恒定的微粒堆積在電極10間的情況，而實際上堆積的PM的粒徑是各不相同的。為了簡單，圖2中示意性地表示微粒的平均粒徑較小的場合(圖2 (a))和較大的場合(圖2 (b))。PM傳感器2通過以下方式檢測出如圖2那樣堆積在電極10間的PM的量和PM的平均粒徑或PM的數量。
對于在PM傳感器2上施加交流電壓時產生的電阻分量及電容分量，能夠分成PM 傳感器2內的3個分量來考慮。
(1)由PM內部的特性引起的分量(粒子內分量) (2)由PM和PM間的接觸界面(晶界)的特性引起的分量(晶界分量) (3)電極10和PM傳感器2的電極和引線等PM以外的分量 另外，(3)中的電極等的電容分量在此屬于可以忽略不計的范圍。從而，PM傳感器 3具有圖3所示的等效電路圖。在圖3的等效電路圖中，PM內部電阻分量Rl及PM內部電容分量Cl是上述⑴的由PM內部的特性引起的分量，PM晶界電阻分量R2及PM晶界電容分量C2則是上述O)的由PM晶界特性引起的分量，電極電阻分量Re則表示(3)的由電極等PM以外的因素引起的電阻分量。
此處，PM內部電阻分量R1、PM晶界電阻分量R2以及PM內部電容分量C1、PM晶界電容分量C2不僅根據其堆積的PM的量，還根據PM的粒徑(大小)而變化。例如，如果PM 的粒徑小(圖2(a)的場合)，則PM晶界的面積增大，因此PM晶界的特性對于電路整體的影響增大。從而，在將PM晶界分量與PM內部分量進行比較時，PM晶界電阻分量R2及PM晶界電容分量C2的比例變大，且PM內部電阻分量Rl及PM內部電容分量Cl的比例變小。
另一方面，當PM的粒子粒徑大時(圖2(b)的場合)，PM內部的電子傳導性的影響增大。從而，在將PM晶界分量與PM內部分量進行比較時，PM內部電阻分量Rl及PM內部電容分量Cl的比例變大，且PM晶界電阻分量R2及PM晶界電容分量C2的比例變小。
利用這一點，通過對由PM內部和PM晶界各自的分量引起的電阻(或電容)的大小進行檢測和比較，不僅能夠推定PM堆積量，還能夠推定PM的平均粒徑。由此，在實施方式1中，用以下方式對⑴ ⑶中所示的各分量的電阻等進行檢測。
圖4是用于說明使頻率以預定間隔從低頻變化到高頻(掃頻)而施加到本發明實施方式1的PM傳感器2上時的阻抗變化的圖。在圖4中，橫軸表示頻率的對數(Iogf)JA 軸表示阻抗的對數(log|z| = Δν/ΔΙ)。隨著施加到PM傳感器2上的交流電壓的頻率變為高頻，理想的阻抗是如圖4那樣階梯式地變化。
圖5是用復阻抗曲線來表示當如圖4那樣使交流電壓的頻率連續地變化(掃頻) 而施加在PM傳感器2上時所檢測到的PM傳感器2的阻抗變化。橫軸表示阻抗的實數部分 (電阻分量)，縱軸表示虛數部分(電容分量)。
從表示該復阻抗的曲線與χ軸的交點來計算出各電阻Ra、Re、Rd0通過施加低頻而檢測到的電阻Ra(圖4中區域A的電阻值)是將全電阻分量相加后得到的電阻，成為Ra = Re+Rl+R2。電阻值Rc是Rc = Re+Rl，電阻值Re是電極電阻分量Re。從而，可以從Ra、 Re、Rd的值分別計算出Rl、R2、Re。
另外，能夠通過近似線和插值等來計算出電阻的平均值成為Rb = Re+Rl+R2/2時的頻率fb。基于該計算值，并利用公式R2C2 = 1/(2 Jifb)來計算出PM晶界電容分量C2。 并且，能夠通過近似線和插值等來計算出電阻的平均值成為Rd = Re+2/Rl時的頻率fd。基于該計算值，并利用公式R2C2 = 1/(2^(1)來計算出PM晶界電容分量C2。
此處，如圖5中虛線(a)所示，粒子粒徑小時，PM晶界的影響就變大，且PM內部電阻分量Rl及PM內部電容分量Cl變小，PM晶界電阻分量R2及PM晶界電容分量C2變大。 另一方面，如圖5中實線(b)所示，粒子粒徑大時，PM內部特性的影響就變大，且PM內部電阻分量Rl及PM內部電容分量Cl變大，PM晶界電阻分量R2及PM晶界電容分量C2變小。
圖6是表示PM內部電阻分量Rl相對PM晶界電阻分量R2的比例與PM平均粒徑之間的關系的圖，橫軸表示R1/R2，縱軸表示PM平均粒徑。如圖6所示，PM平均粒徑與電阻比R1/R2具有相關性，隨著電阻比R1/R2變大，S卩，隨著PM內部電阻分量Rl的比例變大，PM 平均粒徑變大。
在實施方式1中，通過預先的試驗等求出電阻比R1/R2與PM平均粒徑之間的關系，并作為設定表預先存儲到控制裝置12中。在內燃機4的運轉當中，使頻率連續地變化后施加，并對從低頻過渡到高頻的阻抗值進行計測，預測如圖5所示的阻抗特性來計算出電阻分量R1、R2。然后，通過計算出電阻比R1/R2來計算出PM粒徑。
另外，PM傳感器2的電阻根據堆積在電極10間的PM量而變化。不過，如上所述， 在PM傳感器2的電阻變化中包含有PM以外的分量即電極電阻分量Re的變動。從而，在實施方式1中，當堆積在電極10間的PM處于飽和狀態時進行燃燒處理，且在每次進行燃燒處理時，預先檢測剛完成燃燒處理后的初始電阻Ri。通過PM燃燒處理，形成PM不再堆積在電極10上的狀態，因此認為該電阻相當于電極電阻分量Ite。
在粒子量的檢測中，在PM傳感器2上施加直流電壓并檢測出實際電阻Rm，然后基于從實際電阻Rm減去初始電阻Ri后得到的電阻Rm-Ri來檢測出粒子量。由此，能夠除去與電極電阻分量Re的量相當的電阻，因此能夠抑制由電極等的劣化導致的影響，從而正確地推定出PM堆積量。另外，電阻Rm-Ri與PM堆積量之間的關系預先通過試驗等來求出，并且作為設定表存儲到控制裝置12中。在實際檢測PM堆積量時，根據已檢測到的電阻Rm-Ri 并按照設定表來計算出PM量。另外，在該實施方式1中，由于能夠同時求出PM平均粒徑和 PM量，因此還能夠計算出PM粒子數量。
圖7是本發明實施方式1中控制裝置執行的控制程序。圖7的程序是在內燃機4 的運轉當中按每預定期間反復執行的程序。在圖7的程序中，首先檢測內燃機4是否在起動(S12)。如果內燃機4在停止中，則不必進行PM檢測，因此終止本次的程序。
另一方面，如果已確認內燃機4正在起動，則接著判斷PM傳感器2是否處于正常狀態(S14)。此處，當例如PM傳感器2尚未預熱到活性溫度時，不認為是正常狀態。當如上所述地未能確認PM傳感器2為正常狀態時，終止本次的程序。
另一方面，在步驟S14中，當已確認PM傳感器2正常時，接著讀出初始電阻Ri。初始電阻Ri，在新品階段中被設定為將直流電壓施加到PM傳感器2后的電阻，然后，當執行該程序時，即為在后述的處理過程中被檢測且被更新的值。
接著，對在電極10間施加直流電壓時的實際電阻Rm進行檢測(S18)。接著，計算出PM堆積量(S20)。PM堆積量是基于從實際電阻Rm減去初始電阻Ri后得到的電阻Rm-Ri 而計算出的。初始電阻Ri是在PM未堆積在電極10間的狀態下檢測出的阻抗。從而，通過根據電阻Rm-Ri來求出堆積PM量，而能夠正確地計算出PM量。具體是，控制裝置12按照預先存儲的表示電阻與PM量之間的相關的設定表，來計算出與電阻Rm-Ri對應的堆積PM 量。
然后，對阻抗進行計測(S22)。在此，一邊使頻率連續地變化一邊施加交流電壓來檢測出阻抗。由此，檢測出電阻分量R1、R2。
然后，運算PM的平均粒徑(SM)。PM平均粒徑是根據電阻分量R1、R2之比且按照預先存儲在控制裝置12中的設定表來計算出。然后，計算出PM的粒子數量(S^O。粒子數量是通過將PM堆積量除以從平均粒徑求得的體積來求出的。
然后，判斷PM堆積是否飽和(S^)。具體是，判斷在步驟S18中求出的實際電阻 Rm是否比第一基準電阻refl小。第一基準電阻refl是預先存儲在控制裝置12中的值，且被設定為當PM傳感器2的PM堆積量飽和時所表示的電阻中最大值附近的值。在步驟S^ 中，在未能夠確認實際電阻Rm <第一基準電阻refl成立時，該狀態下終止本次的處理。
另一方面，在步驟28中，當確認了實際電阻Rm <第一基準電阻refl成立時，接著，對堆積在電極上的PM執行燃燒處理(S30)。然后，對實際電阻Rm進行檢測(S32)。
然后，判斷檢測出的實際電極Rm是否比第二基準電阻ref2大(S34)。此處，第二基準電阻ref2是預先存儲在控制裝置12中的值，且被設定為在PM未堆積的狀態下PM傳感器2所表示的電阻中最小值附近的值。
在步驟34中，當未能夠確認實際電阻Rm >第二基準電阻ref2成立時，推測為PM 的燃燒處理還不充分，因此再次返回到步驟S30，進行預定時間的PM燃燒處理(S30)，且對實際電阻Rm進行檢測(S32)并在步驟34中進行判斷。在確認實際電阻Rm >第二基準電阻ref2成立之前的期間，反復執行PM燃燒處理(S30)、對實際電阻Rm的檢測(S32)、以及對PM是否已進行燃燒的判斷(S34)。
另一方面，當在步驟34中確認實際電阻Rm >第二基準電阻ref2成立時，能夠判斷為PM燃燒完畢，因此，接著將當前的實際電阻Rm的值作為初始電阻Ri進行存儲(S36)。 然后，終止本次的處理。
如上所述，根據本實施方式1，通過使頻率連續地變化且檢測出與此對應的阻抗變化，能夠將由PM內部以及晶界引起的電阻分開分別進行檢測。從而，不僅能夠檢測出PM堆積量，還能夠檢測出PM的平均粒徑和PM粒子數量。
另外，在本實施方式1中，使頻率連續地變化來施加交流電壓并計測阻抗，并且將由電極10等引起的電阻和由PM(內部及晶界)引起的電阻分開進行檢測。從而，能夠從檢測到的電阻和電容除去由電極10等引起的電阻分量。由此，能夠消除電極劣化等產生的PM 傳感器2的誤差影響，更正確地推定PM平均粒徑和PM粒子數量。
然而，本發明不限于如上述的能夠消除電極10等的劣化影響的傳感器，例如還包括不考慮電極10等的劣化而推定PM平均粒徑和PM粒子數量的傳感器。
另外，在本實施方式1中，是從計測時的阻抗即實際電阻Rm減去作為PM剛燃燒后的阻抗而被存儲的初始電阻Ri，并基于電阻Rm-Ri來計算出PM堆積量。這樣，即使是關于 PM堆積量，也能夠消除由電極等的劣化產生的PM傳感器2的誤差影響，能夠進行正確的推定。
另外，在本實施方式1中，對于PM堆積量，與為了計算出PM平均粒徑的阻抗計測分開地，對預先施加直流電壓時的電阻(實際電阻Rm及初始電阻Ri)進行檢測并求出。但也可以是例如從施加了規定頻率的交流電壓時的阻抗來檢測出電阻分量，并相應地檢測出 PM堆積量。
另外，也可以根據在為了計算出PM平均粒徑而進行的阻抗計測中求出的PM內部電阻分量Rl及PM晶界電阻分量R2 (粒子電阻分量)，來推定PM堆積量。即使這樣，也能夠除了電極電阻分量Re外計算出PM量，因此能夠消除電極等的劣化影響來推定PM堆積量。
另外，本發明也可以不包括推定PM平均粒徑和PM粒子數量的傳感器，而是作為只對PM堆積量進行檢測的傳感器加以利用。即便如此，通過利用從實際電阻Rm減去初始電阻Ri后得到的電阻，或是只利用由PM粒子引起的電阻分量Rl及R2，也能夠抑制電極10等的劣化等導致的影響，能夠正確地檢測出PM堆積量。
但是，本發明不限于如上述的能夠消除電極10等的劣化影響的傳感器，例如還包括不考慮電極10等的劣化而推定PM堆積量的傳感器。
另外，在本實施方式1中，對根據PM內部電阻分量Rl和PM晶界電阻分量R2之比來推定PM平均粒徑的情況進行了說明。然而，如圖5所示，即使是關于電容分量，也是PM 大時，PM內部電容分量Cl變大，而PM小時PM晶界電容分量C2變大。因此，通過比較電容分量C1、C2，也能夠計算出PM平均粒徑。并且，如上所述，通過計算出電阻Rb、Rd和此時的頻率fb、fd，能夠分別計算出電容分量Cl、C2。
另外，在本實施方式1中，對以下情況進行了說明，即使頻率連續地變化并對與從低頻過渡到高頻的交流電壓對應的阻抗值進行檢測，由此來預測大致的阻抗特性，并將各電阻分量R1、R2、電容分量C1、C2分開進行檢測。但本發明不限于此，例如也可以預先特定多個能夠推定各電阻分量Rl、R2、Re及電容分量Cl、C2的頻率，并且只施加已設定的頻率的交流電壓。該頻率也可以是例如只有2個 3個的頻率。更具體的是，與圖4中電阻值 Ra、Re、Re對應的頻率fa、fc、fe的取值范圍某種程度上是能夠進行預測的。從而，也可以通過預先決定該預測范圍內的頻率，并施加已決定的頻率的交流電壓，來推測電阻分量Rl、 R2、Re 等。
并且，通過執行步驟S18的處理來實現本發明的“電極間電阻檢測單元”，通過執行步驟S20的處理來實現“微粒量推定單元”，通過執行步驟S32的處理來實現“交流阻抗檢測單元”，并通過執行步驟SM或S^來實現“微粒粒徑推定單元”。
實施方式2 實施方式2的系統，除了要對算出PM粒子數量的定時加以特定以外，其余與實施方式1的系統相同。圖8是用于說明PM傳感器2的PM堆積量和時效的圖。在圖8中，橫軸表示時間，縱軸表示PM堆積量。
如圖8所示，在PM傳感器2上的PM堆積量隨著時間的增加而增加，但一旦成為飽和狀態便不再增加，而是變為恒定。另外，PM傳感器2的電阻根據PM堆積量而變化，因此當成為飽和狀態而PM堆積量固定時，電阻便也不再變化而是變為恒定。
在本實施方式2中，當PM傳感器2的實際電阻Rm成為表示飽和狀態的電阻時，施加使頻率連續變化而得到的交流電壓并對阻抗進行計測。由此，能夠穩定地計測各阻抗，且能夠更正確地推定PM平均粒徑和PM粒子數量。
圖9是在本發明實施方式2中系統執行的控制程序。圖9的程序除了步驟S28的處理緊接在步驟S20之后執行外，其余與圖7的程序相同。
具體是，在步驟S20中與實施方式1同樣地計算出PM堆積量后，在步驟S40中判斷當前的PM堆積量是否為飽和狀態，即，判斷是否確認實際電阻Rm-初始電阻Ri <第一基準電阻refl成立(S40)。此處，當未能確認電阻Rm-初始電阻Ri <第一基準電阻refl成立時，判斷為當前PM堆積未成為飽和狀態，因此不執行對阻抗的計測等，并就此結束本次的處理。
另一方面，當確認實際電阻Rm-初始電阻Ri <第一基準電阻refl成立時，接著與實施方式1同樣地執行阻抗的計測(S2》、PM平均粒徑和PM粒子數量的運算(S24、S26)。 然后，繼續與實施方式1同樣地執行PM燃燒處理等的步驟S30 S36的處理。
如上所述，根據本實施方式2的系統，在PM堆積量成為飽和狀態時，對PM平均粒徑和粒子數量進行檢測。由此，使檢測到的阻抗值穩定，因此能夠更正確地推定PM平均粒徑及粒子數量。
另外，說明了在步驟S40中，基于是否確認實際電阻Rm-初始電阻Ri <第一基準電阻refl成立來進行判斷的情況。但在此，只要是能夠判斷電極10的PM堆積是否為飽和狀態即可，因此不限于如上述的基于電阻值來進行判斷的方式。
例如，也可以判斷在步驟S20中計算出的PM堆積量是否比表示飽和狀態的基準堆積量更大。另外，當在步驟S18中每隔一定時間對實際電阻Rm進行多次檢測時，且當其實際電阻Rm的變化量是比規定的基準還小的極小量時，也能夠判斷飽和狀態。另外，例如只要是判斷前次PM燃燒處理后傳感器的工作時間是否在預測為飽和狀態的基準經過時間以上等來推定為處于某種程序的飽和狀態的即可。
另外，在本實施方式2中，通過執行步驟S40的處理來實現本發明的“飽和狀態判斷單元”。
其中附圖標記說明如下 2 PM傳感器，8交流電源，10電極，12控制裝置，Cl PM內部電容分量，C2 PM晶界電容分量，Rl PM內部電阻分量，R2 PM晶界電阻分量，Re電極電阻分量，refl第一基準電阻，ref2第二基準電阻，Ri初始電阻，Rm實際電阻。
權利要求
1.一種微粒檢測裝置，對氣體中的微粒進行測定，其特征在于，具有頻率控制單元，其對在分開配置的一對電極上所施加的交流電壓的頻率進行控制； 交流阻抗檢測單元，其對被施加不同頻率的交流電壓時與各頻率對應的阻抗進行檢測；分量計算單元，其對與上述各頻率對應的阻抗的電阻分量及/或電容分量進行計算； 微粒粒徑推定單元，其根據上述電阻分量及/或上述電容分量的變化來推定氣體中的微粒的平均粒徑及/或微粒的數量。
2.根據權利要求1所述的微粒檢測裝置，其特征在于，上述分量計算單元計算出上述電阻分量及/或上述電容分量中的、由微粒的內部特性引起的粒子內分量、以及由微粒間的界面特性引起的晶界分量，上述微粒粒徑推定單元根據上述粒子內分量與上述晶界分量之間的比較結果來推定上述微粒的平均粒徑及/或微粒的數量。
3.根據權利要求2所述的微粒檢測裝置，其特征在于，還具有根據上述電阻分量中的上述粒子內分量和上述晶界分量來推定氣體中的微粒的量的微粒量推定單元。
4.根據權利要求1或2所述的微粒檢測裝置，其特征在于，還具有 對上述電極間的電阻進行檢測的電極間電阻檢測單元、以及根據檢測到的電極間的電阻來推定氣體中的微粒的量的微粒量推定單元。
5.根據權利要求4所述的微粒檢測裝置，其特征在于，還具有飽和狀態判斷單元，其對被推定出的微粒的量是否達到表示飽和狀態的基準量進行判斷，在判斷為上述微粒的量已達到上述基準量時，上述交流阻抗檢測單元執行對阻抗的檢測。
6.一種微粒檢測裝置，對氣體中的微粒進行測定，其特征在于，具有頻率控制單元，其對在分開配置的一對電極上所施加的交流電壓的頻率進行控制； 交流阻抗檢測單元，其施加不同頻率的交流電壓，并對與各頻率對應的阻抗進行檢測；粒子分量計算單元，其將與上述各頻率對應的阻抗的電阻分量分為由微粒的內部特性以及界面特性引起的粒子電阻分量和由其它原因引起的分量來進行計算；微粒量推定單元，其根據上述電阻分量中的上述粒子電阻分量來推定微粒的量。
全文摘要
本發明抑制由電極的劣化等導致的誤差、且檢測排氣中存在的微粒的粒徑和微粒的量。在對氣體中的微粒進行測定的微粒檢測裝置的、分開配置的一對電極上施加頻率不同的交流電壓。對與此時產生的各頻率對應的阻抗進行檢測。計算出與各頻率對應的阻抗的電阻分量及/或電容分量。根據電阻分量及/或上述電容分量的變化，來推定氣體中的微粒的平均粒徑及/或微粒的數量。
文檔編號G01N15/06GK102187210SQ20108000220
公開日2011年9月14日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者青木圭一郎 申請人:豐田自動車株式會社