CN102985644A

CN102985644A - Pm量检测装置

Info

Publication number: CN102985644A
Application number: CN2010800409530A
Authority: CN
Inventors: 吉冈卫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: US8966956B2; JP5429368B2; CN102985644B; WO2011135717A1; US20130031954A1; EP2565404A4; EP2565404A1; JPWO2011135717A1

Abstract

本发明的目的在于，以更高精度检测内燃机的排气中的PM量。在本发明涉及的PM量检测装置中，在获取流过排气通路的排气的一部分的传感器盒内设置PM传感器。传感器盒具有将其内部的排气的流速降低到能够使PM进行热泳程度的构成、以及在其内部产生通过热泳将PM引导至PM传感器那样的温度差的构成。

Description

PM量检测装置

技术领域

本发明涉及对内燃机的排气中的粒子状物质(Particulate Matter：以下称为“PM”)的量进行检测的PM量检测装置。

背景技术

公知有一种利用PM传感器来检测内燃机的排气中的PM量的技术。在专利文献1中，公开了一种具备至少两个电极的PM传感器(微粒子传感器)。该PM传感器根据电极间的交流阻抗等电特性的计测数据来检测PM传感器上的微粒子堆积量。而且，在专利文献1中，记载了一种在微粒子捕集单元中设置PM传感器的技术，其中，该微粒子捕集单元在与气体流路垂直的截面的一部分或者与气体流路不同的第2流路上对PM进行捕集。

专利文献2至5中均记载了与PM传感器相关的技术。

专利文献1：日本特开2008-064621号公报

专利文献2：日本特开2008-190502号公报

专利文献3：国际公开2008/117853

专利文献4：日本特开2008-115765号公报

专利文献5：日本特开平8-068313号公报

为了检测内燃机的排气中的PM量，有时会使用输出与堆积于传感器自身的PM量对应的信号的PM传感器。这样的PM传感器一般被设置在排气通路内。排气中的PM附着于在排气通路内设置的PM传感器上。而且，在PM传感器中，附着的PM缓慢地堆积。PM传感器的输出值根据该PM堆积量的增加而发生变化。

在这样的PM传感器中，与PM传感器相碰撞的PM会附着并堆积在该PM传感器上。但是，排气中存在不与PM传感器相碰撞的PM、或者即使与PM传感器相碰撞也不附着于该PM传感器的PM。另外，当排气的流速上升时，PM的流量也会增加。当PM的流量增加时，虽然附着于PM传感器的PM量本身会增加，但存在PM传感器中的PM捕集率(即，附着于PM传感器的PM量相对于PM流量的比率)降低的趋势。因此，会导致PM传感器中的PM捕集率不稳定，有可能会难以基于PM传感器的输出值来准确地检测出排气中的PM量。

发明内容

本发明鉴于上述那样的问题而提出，其目的在于，提供一种以更高精度检测内燃机的排气中的PM量的技术。

本发明为了解决上述课题而采用了以下方法。即，本发明通过将PM传感器设置在传感器盒内来降低PM传感器周围的排气的流速，并且通过热泳将PM引导到PM传感器。

更具体而言，本发明涉及的PM量检测装置被设置于内燃机的排气通路，对排气中的粒子状物质量进行检测，该PM量检测装置具备：PM传感器，其输出与堆积于自身的粒子状物质量对应的信号；传感器盒，其在内部设置有上述PM传感器且获取在排气通路中流动的排气的一部分，具有将其内部的排气的流速降低到能够使粒子状物质进行热泳的程度的构成、以及在其内部产生通过热泳将粒子状物质引导到上述PM传感器那样的温度差的构成。

根据本发明，传感器盒内排气的流速降低，并且PM基于热泳而被引导至PM传感器。由此，排气中的PM容易附着于PM传感器。因此，能够与排气通路内的排气的流速无关地稳定且较高地维持PM传感器中的PM捕集率。结果，能够基于PM传感器的输出值更高精度地检测排气中的PM量。

本发明涉及的传感器盒的“将其内部的排气的流速降低到能够使粒子状物质进行热泳的程度的构成”可以通过传感器盒的设置位置、形状，或者形成于传感器盒的排气出入口的位置、形状来实现。

例如，在传感器盒中，可以仅在一个方向形成排气的出入口。由此，在传感器盒中，能够抑制从某个方向流入到其内部并从其他方向流出到排气通路内的排气的流动。因此，可以将传感器盒内的排气的流速降低到能够使PM进行热泳的程度。另外，也可以仅在传感器盒的下游侧端部形成排气的出入口。由此，传感器盒8内存在的PM难以受到在排气通路中流动的排气的主流的压力的影响。因此，该PM更易于热泳。

本发明涉及的传感器盒的“在其内部产生通过热泳将粒子状物质引导至上述PM传感器那样的温度差的构成”可以通过传感器盒的设置位置、进而通过传感器盒内的PM传感器的设置位置来实现。另外，该构成也能够通过对传感器盒设置加热装置或者冷却装置中的至少一个来实现。

上述构成也可以是“使PM传感器的温度低于传感器盒的至少一部分壁面的温度的构成”。根据该构成，传感器盒内的排气所含的PM基于热泳而被引导至PM传感器。另外，上述构成也可以是“在隔着PM传感器而对置的壁面之间产生温度差的构成”。根据该构成，传感器盒内的排气所含的PM基于热泳而从高温的壁面侧移动到低温的壁面侧。此时，由于PM传感器位于PM的移动路径上，所以PM被引导至PM传感器。

在本发明中，传感器盒例如也可以被设置成其一部分位于排气通路内、另一部分位于排气通路的外部。由此，传感器盒中的位于排气通路的外部的部分的壁面的温度低于传感器盒中的位于排气通路内的部分的壁面的温度。而且，此时也可以在传感器盒内的位于排气通路外部的部分配置PM传感器。或者，也可以在传感器盒内的位于排气通路内的部分的、排气通路壁面的位置附近配置PM传感器。由此，能够使PM传感器的温度低于传感器盒中的位于排气通路内的部分的壁面的温度。另外，能够使传感器盒中的隔着PM传感器而对置的壁面之间产生温度差。

另外，上述情况下，也可以设置对传感器盒的位于排气通路内的部分的壁面进行加热的加热装置。另外，上述情况下，也可以设置对传感器盒的位于排气通路的外部的部分的壁面进行冷却的冷却装置。由此，能够使传感器盒的壁面间或者传感器盒的壁面与PM传感器之间的温度差变得更大。结果，能够促进PM基于热泳而被引导向PM传感器。

通过在传感器盒的位于排气通路内的部分设置接受在排气通路内流动的排气的热的受热片，能够实现上述加热装置。另外，通过在传感器盒的位于排气通路的外部的部分设置将传感器盒内的排气的热释放到外部的散热片，能够实现上述冷却装置。

另外，在本发明中，传感器盒也可以被设置成其至少一部分位于排气通路内。而且，也可以在传感器盒的外壁面的一部分且位于排气通路内的部分设置具有氧化功能的催化剂。该情况下，在排气通路内流过的排气中的燃料成分在催化剂中被氧化。因此，传感器盒中的设有催化剂的部分的壁面被氧化热加热。从而，能够使传感器盒中的与该催化剂设置部分隔着PM传感器而对置的部分的壁面的温度低于传感器盒中的设有催化剂的部分的壁面的温度。另外，能够使PM传感器的温度低于传感器盒中的设有催化剂的部分的壁面的温度。

另外，在本发明中，也可以在传感器盒中设置对其壁面的一部分进行加热的加热装置。由此，能够使传感器盒的壁面的与该加热部分隔着PM传感器而对置的部分的温度低于传感器盒的壁面被加热装置加热的部分的温度。另外，能够使PM传感器的温度低于传感器盒的壁面被加热装置加热的部分的温度。

在上述情况下，可以对传感器盒还设置冷却装置，其中，该冷却装置对传感器盒的壁面中与被加热装置加热的部分隔着PM传感器而对置的部分进行冷却。由此，能够使隔着PM传感器而对置的壁面之间的温度差变大。结果，能够促进PM基于热泳而被引导向PM传感器。

其中，上述各单元能够尽可能地组合。

根据本发明，能够利用PM传感器更高精度地检测内燃机的排气中的PM量。

附图说明

图1是表示实施例1涉及的内燃机的排气系统的概略结构的图。

图2是表示实施例1涉及的PM传感器的概略结构的图。

图3是表示PM传感器中的PM堆积量与PM传感器的电极间的电阻以及PM传感器的输出值之间的关系的图。

图4是表示排气通路中的排气的流速与PM传感器中的PM捕集率之间的关系的第1图。

图5是表示实施例1的第1变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。

图6是表示排气通路中的排气的流速与PM传感器中的PM捕集率之间的关系的第2图。

图7是表示实施例1的第2变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。

图8是表示实施例1的第3变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。

图9是表示实施例1的第4变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的第1图。

图10是表示实施例1的第4变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的第2图。

图11是表示实施例1的第4变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的第3图。

图12是表示实施例2涉及的PM量检测装置的概略结构的图。

图13是表示实施例3涉及的PM量检测装置的概略结构的图。

图14是表示实施例3的变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。

图15是表示以往的PM量检测装置的概略结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载，便不对发明的技术范围进行限定。

<实施例1>

基于图1～10对本发明的实施例1进行说明。这里，说明为了对车辆驱动用的柴油发动机的排气中含有的PM量进行检测而应用了本发明的情况。其中，本发明涉及的内燃机不限于柴油发动机，例如也可以是汽油发动机。

[内燃机的排气系统的概略结构]

图1是表示本实施例涉及的内燃机的排气系统的概略结构的图。内燃机1是车辆驱动用的柴油发动机。内燃机1连接着排气通路2。

在排气通路2中设有对排气中的PM进行捕集的微粒过滤器(以下称为“DPF”)3。在排气通路2中的比DPF3靠上游侧设有氧化催化剂4。在排气通路2中的比DPF3靠下游侧的排气通路2中，设有用于检测排气温度的温度传感器5以及用于检测排气中的PM量的PM量检测装置6。PM量检测装置6具备PM传感器7以及传感器盒8。PM量检测装置6的详细内容将后述。

与内燃机1并列设置有电子控制单元(ECU)10。该ECU10是对内燃机1的运转状态等进行控制的单元。ECU10上电连接着温度传感器5以及PM传感器7。而且，除此之外，ECU10上还电连接着空气流量计、曲柄位置传感器以及加速开度传感器(省略图示)等各种传感器。

在本实施例中，当规定的条件成立时，进行使堆积于DPF3的PM氧化而将其除去的过滤再生处理。在过滤再生处理中，使DPF3升温到能够使堆积的PM氧化的目标温度。作为使DPF3升温的方法，有在内燃机1中通过进行副燃料喷射来对氧化催化剂4供给燃料，使用由氧化催化剂4中的燃料的氧化而产生的氧化热来使流入到DPF3的排气升温的方法等。在执行过滤再生处理时，基于温度传感器5的检测值来推断DPF3的温度。

而且，在DPF3中，有时会由于热老化、经时老化而产生破损或溶解损失等异常。如果在DPF3中产生了这样的异常，则不被DPF3捕集而向其下游侧流出的PM的量会增加。鉴于此，在本实施例中，基于由PM量检测装置6检测出的排气中的PM量来实施DPF3的异常检测。因此，为了准确地检测DPF3的异常，需要利用PM量检测装置6来高精度地检测排气中的PM量。

[PM量检测装置的概略结构]

图2是表示PM传感器7的概略结构的图。如图2所示，PM传感器7具备一对电极7a、7b。图3是表示PM传感器7中的PM堆积量与PM传感器7的电极7a、7b间的电阻以及PM传感器7的输出值之间的关系的图。在图3中，横轴表示PM传感器7中的PM堆积量，下段纵轴表示PM传感器7的电极7a、7b之间的电阻，上段纵轴表示PM传感器7的输出值。

排气中的PM附着于PM传感器7，该PM堆积在电极7a、7b之间。如图3所示，随着PM传感器7中的PM堆积量增加，电极7a、7b之间的电阻降低。而且，随着电极7a、7b之间的电阻降低，PM传感器7的输出值增加。因此，该PM传感器7的输出值成为与PM流量的累计值对应的值。另外，也可以通过对该PM传感器7的输出值进行微分来计算出PM流量。

其中，对PM传感器7设置有电加热器9。当PM传感器7中过度地堆积了PM，则难以基于其输出值来准确地检测排气中的PM量。鉴于此，当PM传感器7中的PM堆积量达到某一程度的量时，通过利用电加热器9对PM传感器7进行加热，来使堆积于该PM传感器7的PM氧化而将其除去。电加热器9与ECU10电连接，由ECU10控制其动作。

在本实施例中，上述那样的PM传感器7设置在传感器盒8内。这里，传感器盒8如图1所示，被设置成其一部分位于排气通路2内、另一部分位于排气通路2的外部。而且，在传感器盒8中的位于排气通路2内的部分的下游侧端部形成有排气的出入口8a。在排气通路2中流动的排气的一部分从该出入口8a流入到传感器盒8内。另外，暂时流入到传感器盒8内的排气从该出入口8a向排气通路2内流出(在图1中，箭头表示排气的流向)。本实施例涉及的传感器盒8的排气入口以及出口仅是该出入口8a。其中，由于在排气通路2内流动的排气发生脉动，所以即使排气的出入口8a在传感器盒8的下游侧端部形成，排气也能够在排气通路2与传感器盒8之间出入。

并且，如图1所示，PM传感器7被配置在传感器盒8内的位于排气通路2的外部的部分。另外，在传感器盒8内，PM传感器7以其轴向与排气通路2的轴向大致平行的状态(即，倒向图1中的横向的状态)设定。

[本实施例涉及的PM量检测装置的效果]

这里，对本实施例涉及的PM量检测装置的优点，与以往的情况比较来进行说明。图15是表示以往的PM量检测装置的概略结构的图。在以往的情况下，也与本实施例同样，将PM传感器设置于传感器盒内。但在以往的情况下，传感器盒其整体都位于排气通路内。而且，在传感器盒的上游侧的壁面形成排气的入口，在传感器盒的下游侧的壁面形成排气的出口(在图15箭头表示了排气的流向)。

根据这样的以往的构成，在传感器盒内，也产生与排气通路内的排气的流动同方向的、从上游侧向下游侧的排气的流动。因此，大量存在即使流入到传感器盒内也不与PM传感器碰撞或者附着在PM传感器上而从传感器盒流出的PM。另外，由于当排气通路内的排气的流速上升时，传感器盒内的排气的流速也同样地上升，所以PM传感器中的PM捕集率降低。

与此相对，在本实施例涉及的PM量检测装置6中，传感器盒8中仅在其下游侧端部形成排气的出入口8a。由此，能够使传感器盒8内的排气的流速与排气通路2内的排气的流速相比变得非常小。而且，即使在排气通路2内的排气的流速上升的情况下，也能够抑制传感器盒8内的排气的流速上升。即，根据这样的传感器盒8的构成，可将传感器盒8内的排气的流速降低到能够使后述的PM进行热泳的程度。

另外，通过在传感器盒8中仅单向地形成排气的出入口，能够抑制不与PM传感器7碰撞地只在传感器盒8内通过的PM的流动。而且，通过将该出入口形成在传感器盒8的下游侧端部，使得传感器盒8内存在的PM难以受到排气通路2内的排气的主流的压力的影响。因此，后述的PM的热泳变得更容易。

并且，在本实施例涉及的PM量检测装置6中，如上所述，设置成PM传感器7位于传感器盒8内的排气通路2的外部。传感器盒8的位于排气通路2的外部的部分被外部空气冷却。因此，抑制了PM传感器7的温度上升。从而，PM传感器7的温度低于传感器盒8的位于排气通路2内的部分的壁面(以下称为“排气通路侧壁面”)的温度，并且能够维持该温度差。如果在传感器盒8内的排气的流速充分降低的状态下，产生这样的温度差，则PM传感器7与排气通路侧壁面之间存在的PM会由于热泳而被引导至PM传感器7。

其中，如果PM传感器7的温度充分低于传感器盒8的排气通路侧壁面的温度，则PM传感器7无需在传感器盒8内必须位于排气通路2的外部。即便是传感器盒8内的位于排气通路2内的部分，如果在与排气通路2的壁面的位置接近的位置设置PM传感器7，则也能够使PM传感器7的温度充分低于排气通路侧壁面的温度。

另外，在传感器盒8中，在位于排气通路2的外部的壁面的、隔着PM传感器7和排气通路侧壁面对置的壁面(以下称为“外部侧壁面”)与排气通路侧壁面之间也会产生温度差。即，外部侧壁面的温度低于排气通路侧壁面的温度。而且，该温度差被维持。如果在传感器盒8内的排气的流速充分降低的状态下，产生这样的温度差，则也会通过热泳而产生PM从排气通路侧壁面侧向外部侧壁面侧的移动。此时，由于PM传感器7被设置成其轴沿着两壁面，所以位于该PM的移动路径上。因此，如此移动的PM也被引导至PM传感器7。

如上述那样，通过利用热泳将PM引导至PM传感器7，能够促进PM向PM传感器7的附着。因此，根据本实施例涉及的PM量检测装置，能够与排气通路2内的排气的流速无关地稳定并较高地维持PM传感器7中的PM捕集率。结果，能够基于PM传感器7的输出值更高精度地检测排气中的PM量。

图4是表示排气通路中的排气的流速与PM传感器中的PM捕集率之间的关系的图。在图4中，虚线L1表示图15所示的以往的PM传感器中的PM捕集率，实线L2表示了本实施例涉及的PM传感器中的PM捕集率。如图4所示，根据本实施例，与以往相比能够提高PM传感器中的PM捕集率。特别是在排气通路中的排气的流速上升的情况下，与以往相比，能够大幅提高PM传感器中的PM捕集率。

[变形例]

基于图5～11对本实施例的变形例进行说明。这里，仅对与上述实施例的不同点进行说明。其中，在图5、7～10中，箭头表示了排气的流向。

图5是表示本实施例的第1变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。本变形例中，在传感器盒8的排气通路侧壁面设有受热片11。该受热片11接受在排气通路2内流动的排气的热。由此，能够促进传感器盒8的排气通路侧壁面通过排气进行加热。

而且，在传感器盒8的外部侧壁面设有散热片12。该散热片12将传感器盒8内的排气的热向外部释放。由此，能够促进传感器盒8的外部侧壁面通过外部空气进行冷却。另外，也可以通过与冷却水等进行热交换，来增大传感器盒8的外部侧壁面的冷却效果。

根据本变形例，能够使传感器盒8的排气通路侧壁面与PM传感器7之间的温度差、以及传感器盒8中的排气通路侧壁面与外部侧壁面之间的温度差变得更大。结果，可以促进PM基于热泳而被引导至PM传感器7。

图6是表示排气通路中的排气的流速与PM传感器中的PM捕集率之间的关系的图。在图6中，虚线L1表示图15所示的以往的PM传感器中的PM捕集率，实线L2表示上述实施例涉及的PM传感器中的PM捕集率，点划线L3表示本变形例涉及的PM传感器中的PM捕集率。如图6所示，根据本变形例，与不将受热片11以及散热片12设置于传感器盒8的情况相比，能够进一步提高PM传感器7中的PM捕集率。

此外，也不需要一定将受热片11以及散热片12两方都设置于传感器盒8。在仅将受热片11或者散热片12中的任意一方设置于传感器盒8的情况下，与不设置片11、12的构成相比，也能够增大传感器盒8的排气通路侧壁面与PM传感器7之间的温度差、以及传感器盒8中的排气通路侧壁面与外部侧壁面之间的温度差。

图7表示本实施例的第2变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。本变形例中，在传感器盒8的排气通路侧壁面的外侧设置有催化剂13。催化剂13是具有氧化功能的催化剂(例如氧化催化剂)。在催化剂13中，对在排气通路2内流动的排气中的燃料成分(HC)进行氧化。通过此时产生的氧化热来促进传感器盒8的排气通路侧壁面的加热。

根据本变形例，也与第1变形例同样，能够增大传感器盒8的排气通路侧壁面与PM传感器7之间的温度差、以及传感器盒8中的排气通路侧壁面与外部侧壁面之间的温度差。结果，可以促进PM基于热泳而被引导至PM传感器7。由此，与不将催化剂13设置在传感器盒8中的情况相比，能够进一步提高PM传感器7中的PM捕集率。

图8是表示本实施例的第3变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。在本变形例中，设有对传感器盒8的排气通路侧壁面进行加热的电加热器14。该电加热器14与ECU10电连接，由ECU10控制其动作。

根据本变形例，通过利用电加热器14对排气通路侧壁面进行加热，也与第1以及第2变形例同样，能够使传感器盒8的排气通路侧壁面与PM传感器7之间的温度差、以及传感器盒8中的排气通路侧壁面与外部侧壁面之间的温度差变得更大。结果，能够促进PM基于热泳而被引导至PM传感器7。因此，与不将电加热器14设置在传感器盒8中的情况相比，能够进一步提高PM传感器7中的PM捕集率。

其中，在第2以及第3变形例中，也可以在传感器盒8的外部侧壁面设置与第1变形例同样的散热片。由此，能够使传感器盒8中的上述温度差变得更大。

图9～11是表示本实施例的第4变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。在本变形例中，如图9所示，在传感器盒8中的位于排气通路2内的部分的上游侧端部形成有排气的出入口8a。本变形例涉及的传感器盒8的排气的入口以及出口仅是该出入口8a。

在这样的构成中，也抑制了从出入口8a向传感器盒8内流入的排气直接在传感器盒8内通过而从传感器盒8的下游侧向排气通路2内流出。因此，与排气的出入口8a形成在传感器盒8的下游侧端部的情况相同，能够使传感器盒8内的排气的流速小于排气通路2内的排气的流速。而且，即使在排气通路2内的排气的流速上升的情况下，也能够抑制传感器盒8内的排气的流速的上升。即，能够将传感器盒8内的排气的流速降低到能够使PM进行热泳的程度。并且，能够抑制不与PM传感器7碰撞地只在传感器盒8内通过的PM的流动。

在如本变形例那样，将排气的出入口8a形成在传感器盒8中的位于排气通路2内的部分的上游侧端部的情况下，也可以如图10所示那样，将传感器盒8倾斜地设置在上游侧(即，使上游侧端部的位置低于下游侧端部的位置)。由此，在传感器盒8内产生了冷凝水的情况下，能够将该冷凝水从排气的出入口8a排出。

另外，根据排气通路2中的PM量检测装置6的设置位置，如图11所示，有时当搭载了内燃机1的车辆在平地上行驶时会因为排气通路2倾斜的状态而使得传感器盒8也处于向下游侧倾斜的状态(即，上游侧端部的位置比下游侧端部的位置高)。该情况下，可以在传感器盒8中的位于排气通路2内的部分的下游侧端部，设置用于从传感器盒8内排出冷凝水的排出口8b。

其中，该情况下，为了抑制排气从该排出口8b向排气通路2内流出，使该排出口8b与排气的出入口8a相比大小非常小。由此，能够抑制由于对传感器盒8设置排出口8b而导致传感器盒8内的排气的流速上升。

<实施例2>

基于图12对本发明的实施例2进行说明。这里，仅对与实施例1不同的点进行说明。

图12是表示本实施例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。如图12所示，在本实施例中，PM量检测装置6设置在排气通路2的外部。即，传感器盒8整体都位于排气通路2的外部。而且，传感器盒8的排气通路2侧的壁面与排气通路2的外壁相接。另外，在传感器盒8的壁面的与排气通路2的外壁相接的部分形成有排气的出入口8a(在图12中，箭头表示排气的流向)。PM传感器7在传感器盒8内以其轴向与排气通路2的轴向近似垂直地相交的状态设置。

即使在PM量检测装置6采用了上述构成的情况下，流入到传感器盒8内的排气以及从传感器盒8流出的排气均通过出入口8a。因此，与实施例1涉及的PM量检测装置同样，能够使传感器盒8内的排气的流速小于排气通路2内的排气的流速。而且，即使在排气通路2内的排气的流速上升的情况下，也能够抑制传感器盒8内的排气的流速的上升。即，可以将传感器盒8内的排气的流速降低到能够使PM进行热泳的程度。另外，能够抑制不与PM传感器7碰撞地仅在传感器盒8内通过的PM的流动。

并且，在本实施例中，排气通路2内的排气的主流的方向与向传感器盒8内流入的排气的流动方向不同。因此，存在于传感器盒8内的PM难以受到排气通路2内的排气的主流的压力的影响。

另外，在本实施例中，由于PM传感器7也位于排气通路2的外部，所以能够抑制PM传感器7的温度上升。因此，PM传感器7的温度低于传感器盒8的与排气通路2相接的部分的壁面的温度，并且能够维持该温度差。

因此，在本实施例涉及的PM量检测装置中，也在传感器盒8内利用热泳将PM引导至PM传感器7。由此，能够与排气通路2内的排气的流速无关地稳定并较高地维持PM传感器7中的PM捕集率。

<实施例3>

基于图13以及14对本发明的实施例3进行说明。这里，仅对与实施例2的不同点进行说明。

图13是表示本实施例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。如图13所示，在本实施例中，PM量检测装置6被设置在排气通路2的内部。即，传感器盒8整体都位于排气通路2的内部。传感器盒8中的排气通路2的内壁侧的壁面与排气通路2的内壁相接。而且，在传感器盒8中的与排气通路2的内壁相接的壁面所对置的壁面形成有排气的出入口8a(在图13中，箭头表示排气的流向)。

另外，在传感器盒8的上游侧壁面的外侧设有催化剂15。催化剂15是具有氧化功能的催化剂(例如氧化催化剂)。在催化剂15中，对排气通路2内流动的排气中的燃料成分(HC)进行氧化。利用此时产生的氧化热来促进传感器盒8的上游侧壁面的加热。

根据本实施例涉及的上述构成，出于和实施例2的情况相同的理由，也能够将传感器盒8内的排气的流速降低到能够使PM进行热泳的程度。而且，能够抑制不与PM传感器7碰撞地只在传感器盒8内通过的PM的流动。并且，传感器盒8内存在的PM难以受到排气通路2内的排气的主流的压力的影响。

另外，通过利用在催化剂15中产生的氧化热对传感器盒8的上游侧壁面进行加热，在该壁面与PM传感器7之间产生温度差。即，能够使PM传感器7的温度低于传感器盒8的上游侧壁面的温度，并且维持该温度差。另外，在传感器盒8中，能够在上游侧壁面与隔着PM传感器7和上游侧壁面对置的下游侧壁面之间也产生温度差，并且维持该温度差。

因此，在本实施例涉及的PM量检测装置中，在传感器盒8内PM也基于热泳而被引导至PM传感器7。由此，能够与排气通路2内的排气的流速无关地稳定并较高地维持PM传感器7中的PM捕集率。

此外，在本实施例中，还可以在传感器盒8的下游侧壁面，设置利用与冷却水等的热交换对该壁面进行冷却的冷却装置。由此，能够进一步增大上游侧壁面与隔着PM传感器7而对置的下游侧壁面之间的温度差。因此，能够进一步促进PM基于热泳而被引导至PM传感器7。

[变形例]

图14是表示本实施例的变形例涉及的PM量检测装置的概略结构的图。如图14所示，在本实施例中，取代催化剂15，可以在传感器盒8内设置对该传感器盒8的壁面的一部分进行加热的电加热器16。该电加热器16与ECU10电连接，由ECU10控制其动作。

通过利用电加热器16对传感器盒8的壁面的一部分进行加热，能够在该壁面与PM传感器7之间、以及传感器盒8中的与隔着PM传感器7而对置的壁面之间产生与上述同样的温度差，并且维持该温度差。

在本变形例中，也可以在隔着PM传感器7与传感器盒8中的被电加热器16加热的壁面对置的壁面，设置通过与冷却水等的热交换来对该壁面进行冷却的冷却装置。由此，能够进一步增大传感器盒8中的隔着PM传感器7而对置的壁面间的温度差。

其中，上述各实施例能够尽可能地组合。

附图标记说明：1...内燃机；2...排气通路；3...微粒过滤器；4...氧化催化剂；5...温度传感器；6...PM量检测装置；7...PM传感器；7a、7b...电极；8...传感器盒；9、14、16...电加热器；10...ECU；11...受热片；12...散热片；13、15...催化剂。

Claims

1.一种PM量检测装置，被设置于内燃机的排气通路，对排气中的粒子状物质量进行检测，该PM量检测装置具备：

PM传感器，其输出与堆积于自身的粒子状物质量对应的信号；和

传感器盒，其在内部设置有上述PM传感器且获取在排气通路中流动的排气的一部分，具有将该传感器盒内部的排气的流速降低到粒子状物质能够进行热泳的程度的构成、以及在该传感器盒内部产生通过热泳将粒子状物质引导至上述PM传感器那样的温度差的构成。

2.根据权利要求1所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒具有使上述PM传感器的温度低于上述传感器盒的至少一部分壁面的温度的构成。

3.根据权利要求1所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒具有使隔着上述PM传感器而对置的壁面间产生温度差的构成。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒被设置成上述传感器盒的一部分位于排气通路内、另一部分位于排气通路的外部，并且，

在上述传感器盒内的位于排气通路的外部的部分的、排气通路的壁面的位置附近，或者传感器盒内的位于排气通路内的部分的、排气通路的壁面的位置附近，配置有上述PM传感器。

5.根据权利要求4所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒具有对上述传感器盒的位于排气通路内的部分的壁面进行加热的加热装置、或者对上述传感器盒的位于排气通路的外部的部分的壁面进行冷却的冷却装置中的至少任意一个。

6.根据权利要求5所述的PM量检测装置，其中，

上述加热装置是接受在排气通路内流动的排气的热的受热片，上述冷却装置是将传感器盒内的排气的热释放到外部的散热片。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒被设置成至少其一部分位于排气通路内，并且具有在上述传感器盒的外壁面的一部分且位于排气通路内的部分设置的具有氧化功能的催化剂。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒具有对上述传感器盒的壁面的一部分进行加热的加热装置。

9.根据权利要求8所述的PM量检测装置，其中，

上述传感器盒还具有冷却装置，该冷却装置对上述传感器盒的壁面的、隔着上述PM传感器与被上述加热装置加热的部分对置的部分进行冷却。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的PM量检测装置，其中，

在上述传感器盒上，仅在一个方向形成排气的出入口。

11.根据权利要求10所述的PM量检测装置，其中，

排气的出入口仅形成在上述传感器盒的下游侧端部。