JP2011064611A - Deposit amount detector and detection system - Google Patents

Deposit amount detector and detection system Download PDF

Info

Publication number
JP2011064611A
JP2011064611A JP2009216439A JP2009216439A JP2011064611A JP 2011064611 A JP2011064611 A JP 2011064611A JP 2009216439 A JP2009216439 A JP 2009216439A JP 2009216439 A JP2009216439 A JP 2009216439A JP 2011064611 A JP2011064611 A JP 2011064611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
deposition amount
cover layer
dielectric
exhaust gas
particulate matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009216439A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Makino
浩 牧野
Shingo Sato
慎吾 佐藤
Kiyoshige Miyawaki
清茂 宮脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2009216439A priority Critical patent/JP2011064611A/en
Publication of JP2011064611A publication Critical patent/JP2011064611A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deposit amount detector and a detection system capable of improving detection sensitivity. <P>SOLUTION: The deposit amount detector includes: a dielectric body 31 being arranged in an exhaust passage U through which the exhaust gas of an internal combustion engine moves and having a main surface 31a; a pair of electrodes 33a, 33b arranged on the main surface 31a of the dielectric body 31 so as to face each other in a planar view; a cover layer 32 arranged on the main surface 31a of the dielectric body 31 so as to cover the pair of the electrodes 33a, 33b; and a deposit amount calculation unit 4 for calculating the deposit amount of particle-like materials included in the exhaust gas deposited on the main surface 31a of the dielectric body 31 based on the change of the electrostatic capacitance between the pair of the electrodes 33a, 33b. A plurality of air holes C are formed on the cover layer 32. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気ガス中に含まれる粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出装置、および検出システムに関する。   The present invention relates to a deposition amount detection device and a detection system for detecting a deposition amount of particulate matter contained in exhaust gas.

排気ガス中に含まれる粒子状物質(PM:Particulate Matter)の堆積量を検出する堆積量検出装置としては、例えば、静電容量の変化を利用して堆積量を検出する、いわゆる静電容量型の堆積量検出装置が知られている(例えば、特許文献1および2参照)。   As a deposition amount detection device that detects the deposition amount of particulate matter (PM) contained in exhaust gas, for example, a so-called capacitance type that detects the deposition amount by using a change in capacitance. (See, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2001−33412号公報JP 2001-33412 A 特表2000−517426号公報Special Table 2000-517426

しかしながら、上記従来の堆積量検出装置では、粒子状物質の堆積量を、単に、一対の電極間の静電容量の変化に基づいて算出しているので、粒子状物質が堆積されていない場合と粒子状物質が堆積されている場合とにおける静電容量の変化率が小さく、検出感度が悪いという問題があった。   However, in the above conventional accumulation amount detection device, the accumulation amount of the particulate matter is simply calculated based on the change in the capacitance between the pair of electrodes. There has been a problem that the rate of change in capacitance between the case where particulate matter is deposited is small and the detection sensitivity is poor.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出感度を向上することができる堆積量検出装置、および検出システムに関する。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is related to a deposition amount detection device and a detection system capable of improving detection sensitivity.

上記目的を達成するために本発明における堆積量検出装置は、内燃機関の排気ガスが移動する排気通路に設けられており、かつ主面を有する誘電体と、平面視において互いに対向するように前記誘電体の主面に設けられた一対の電極と、前記一対の電極を覆うように前記誘電体の主面に設けられたカバー層と、前記排気ガス中に含まれる粒子状物質が前記誘電体の主面上に堆積された堆積量を、前記一対の電極間の静電容量の変化に基づいて算出する堆積量算出部と、を備え、前記カバー層には、複数の気孔が形成されている。   In order to achieve the above object, a deposition amount detection apparatus according to the present invention is provided in an exhaust passage through which exhaust gas of an internal combustion engine moves, and is arranged so as to face a dielectric having a main surface in a plan view. A pair of electrodes provided on the main surface of the dielectric, a cover layer provided on the main surface of the dielectric so as to cover the pair of electrodes, and particulate matter contained in the exhaust gas are the dielectric. A deposition amount calculation unit that calculates a deposition amount deposited on the main surface of the substrate based on a change in capacitance between the pair of electrodes, wherein the cover layer has a plurality of pores formed therein. Yes.

本発明の堆積量検出装置、および検出システムは、検出感度を向上することができるという効果を奏する。   The accumulation amount detection device and the detection system of the present invention have an effect that detection sensitivity can be improved.

図1は、本実施形態に係る検出システムの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a detection system according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係る堆積量検知センサの概略構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the accumulation amount detection sensor according to the present embodiment. 図3は、カバー層を省略した場合の、堆積量検知センサの概略構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the accumulation amount detection sensor when the cover layer is omitted. 図4は、図3中に示した切断線I−Iに沿って切断した断面図である。4 is a cross-sectional view taken along a cutting line II shown in FIG. 図5は、シミュレーションで測定した結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a result of measurement by simulation. 図6は、図4と同じ箇所を示す断面図であって、好ましい態様を示す図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the same part as in FIG. 4, and is a view showing a preferred embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る検出システム1の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る検出システム1は、例えば、図示しない車両(自動車等)等の石油系燃料を使用する燃焼装置に設けられるものであって、フィルタ装置2、堆積量検知センサ3、堆積量算出部4、流量センサ5、流量算出部6、ECU(Electronic Control Unit)7、および制御部8を備えている。ここで、堆積量検知センサ3および堆積量算出部4が、本発明に係る堆積量検出装置の一実施形態となる。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a detection system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a detection system 1 according to the present embodiment is provided in a combustion apparatus that uses petroleum fuel such as a vehicle (automobile or the like) (not shown). A detection sensor 3, a deposition amount calculation unit 4, a flow rate sensor 5, a flow rate calculation unit 6, an ECU (Electronic Control Unit) 7, and a control unit 8 are provided. Here, the accumulation amount detection sensor 3 and the accumulation amount calculation unit 4 constitute an embodiment of the accumulation amount detection device according to the present invention.

フィルタ装置2は、排気通路Uに設けられており、排気通路Uを移動する排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するための装置である。フィルタ装置2は、例えば、DPF(Diesel Particulate Filter)から構成される。すなわち、排気ガスは、ディーゼルエンジン、ピストンエンジン、ガスタービンエンジン等の内燃機関が燃焼することによって発生するとともに、図1の矢印で示されているように、内燃機関(上流)から消音器(下流)に向かって排気通路Uを移動する。なお、消音器を通過した排気ガスは、外部へ放出される。ここで、排気ガス中に含まれる粒子状物質としては、例えば、単純な固形の炭素の微粒子が房状に連なったもの、SOF(Soluble Organic Fraction)と呼ばれる高分子炭化水素、あるいは硫酸塩等が挙げられる。この粒子状物質は、人の気道や肺に沈着するので、人体へ悪影響を及ぼすとともに、大気汚染の要因ともなり得る。そのため、フィルタ装置2において粒子状物質が捕集される。   The filter device 2 is provided in the exhaust passage U and is a device for collecting particulate matter contained in the exhaust gas moving through the exhaust passage U. The filter device 2 is composed of, for example, a DPF (Diesel Particulate Filter). That is, exhaust gas is generated when an internal combustion engine such as a diesel engine, piston engine, gas turbine engine, or the like burns, and, as indicated by an arrow in FIG. 1, a silencer (downstream) from the internal combustion engine (upstream). ) To the exhaust passage U. The exhaust gas that has passed through the silencer is released to the outside. Here, as the particulate matter contained in the exhaust gas, for example, simple solid carbon fine particles linked in tufts, a polymer hydrocarbon called SOF (Soluble Organic Fraction), or sulfates are included. Can be mentioned. Since the particulate matter is deposited in the human respiratory tract and lungs, it can adversely affect the human body and cause air pollution. Therefore, the particulate matter is collected in the filter device 2.

堆積量検知センサ3は、排気ガス中に含まれる粒子状物質の堆積量を検出するためのセンサであって、フィルタ装置2よりも下流側(消音器側)の排気通路Uに設けられている。   The accumulation amount detection sensor 3 is a sensor for detecting the accumulation amount of particulate matter contained in the exhaust gas, and is provided in the exhaust passage U on the downstream side (muffler side) from the filter device 2. .

図2は、本実施形態に係る堆積量検知センサ3の概略構成を示す斜視図である。図2に示すように、本実施形態に係る堆積量検知センサ3は、外観視直方体状であって、排気通路Uに設けられた台座Bの上に設けられている。なお、台座Bを設けることなく、直接、堆積量検知センサ3を排気通路Uに設けるようにしてもよい。また、本実施形態に係る堆積量検知センサ3は、外観視直方体状であるが、これに限らず、丸棒状、板状等であってもよく、その形状については特に限定されない。   FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the accumulation amount detection sensor 3 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the accumulation amount detection sensor 3 according to the present embodiment has a rectangular parallelepiped appearance and is provided on a base B provided in the exhaust passage U. The accumulation amount detection sensor 3 may be directly provided in the exhaust passage U without providing the base B. Moreover, although the accumulation amount detection sensor 3 according to the present embodiment has a rectangular parallelepiped appearance, it is not limited thereto, and may be a round bar shape, a plate shape, or the like, and the shape is not particularly limited.

堆積量検知センサ3は、誘電体31、およびカバー層32を備えている。なお、図3は、カバー層32を省略した場合の、堆積量検知センサ3の概略構成を示す平面図である。ここで、図3は、図2の矢印Nの方向から見た平面図である。図4は、図3中に示した切断線I−Iに沿って切断した断面図である。   The accumulation amount detection sensor 3 includes a dielectric 31 and a cover layer 32. FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the accumulation amount detection sensor 3 when the cover layer 32 is omitted. Here, FIG. 3 is a plan view seen from the direction of arrow N in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a cutting line II shown in FIG.

誘電体31は、内燃機関の排気ガスが移動する排気通路Uに設けられており、かつ主面31aを有している。なお、本実施形態においては、誘電体31の主面31aは、排気通路Uの長手方向(図2の矢印Nの方向)に対して略垂直な面であり、排気ガスの風の影響を受ける面となる。このため、誘電体31の主面31a上に、フィルタ装置2で捕集できなかった粒子状物質が堆積されることになる。ここで、誘電体31としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、あるいはガラスセラミック焼結体等のセラミックが挙げられる。   The dielectric 31 is provided in the exhaust passage U through which the exhaust gas of the internal combustion engine moves, and has a main surface 31a. In the present embodiment, the main surface 31a of the dielectric 31 is a surface substantially perpendicular to the longitudinal direction of the exhaust passage U (the direction of the arrow N in FIG. 2), and is affected by the wind of the exhaust gas. It becomes a surface. For this reason, particulate matter that could not be collected by the filter device 2 is deposited on the main surface 31 a of the dielectric 31. Here, as the dielectric 31, for example, an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, a silicon nitride sintered body, or a glass ceramic sintered body is used. Ceramics such as the body can be mentioned.

カバー層32は、第1電極33aおよび第2電極33bを覆うように誘電体31の主面31aに設けられている。なお、第1電極33aおよび第2電極33bは、一対の電極であって、その形状は、図3に示すように、平面視において櫛歯状である。第1電極33aおよび第2電極33bは、所定の隙間を介して互いに噛み合うように誘電体31の主面31aに設けられている。ここで、第1電極33aおよび第2電極33bは、例えば、銀、銅、金、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン、またはマンガン等の金属材料からなる。このように、第1電極33aおよび第2電極33bが平面視において櫛歯状であり、かつ所定の隙間を介して互いに噛み合うように誘電体31の主面31aに設けられているので、縁端効果が発現し易くなり、堆積量検出装置の検出感度が向上する。   The cover layer 32 is provided on the main surface 31a of the dielectric 31 so as to cover the first electrode 33a and the second electrode 33b. In addition, the 1st electrode 33a and the 2nd electrode 33b are a pair of electrodes, The shape is a comb-tooth shape in planar view, as shown in FIG. The first electrode 33a and the second electrode 33b are provided on the main surface 31a of the dielectric 31 so as to mesh with each other through a predetermined gap. Here, the 1st electrode 33a and the 2nd electrode 33b consist of metal materials, such as silver, copper, gold | metal | money, platinum, palladium, tungsten, molybdenum, or manganese, for example. Thus, since the first electrode 33a and the second electrode 33b are comb-like in a plan view and are provided on the main surface 31a of the dielectric 31 so as to mesh with each other through a predetermined gap, The effect is easily exhibited, and the detection sensitivity of the deposition amount detection device is improved.

なお、第1電極33aおよび第2電極33bは、平面視において互いに対向するように誘電体31の主面31aに設けられていれば、その形状については特に限定されない。例えば、第1電極33aおよび第2電極33bの形状は、上述した櫛歯状以外に、ミアンダ形状、2重らせん形状であってもよい。このような形状であっても、縁端効果が発現し易くなるので、堆積量検出装置の検出感度は向上する。   The first electrode 33a and the second electrode 33b are not particularly limited in shape as long as they are provided on the main surface 31a of the dielectric 31 so as to face each other in plan view. For example, the shape of the first electrode 33a and the second electrode 33b may be a meander shape or a double helix shape other than the above-described comb shape. Even in such a shape, the edge effect is easily exhibited, so that the detection sensitivity of the deposition amount detection device is improved.

また、カバー層32には、図4に示すように、複数の閉気孔Cが形成されている。本実施形態においては、カバー層32に形成される複数の気孔の全ては、閉気孔Cである。すなわち、誘電率がほぼ「1」である空気がカバー層32に複数形成されるため、カバー層32の誘電率は、カバー層32に複数の閉気孔Cが形成されていない場合と比較して、低くなる。このように、カバー層32の誘電率が低くなるため、堆積量検出装置の検出感度は向上する。なお、この理由については、後述する。   The cover layer 32 has a plurality of closed pores C as shown in FIG. In the present embodiment, all of the plurality of pores formed in the cover layer 32 are closed pores C. That is, since a plurality of airs having a dielectric constant of approximately “1” are formed in the cover layer 32, the dielectric constant of the cover layer 32 is compared with the case where a plurality of closed pores C are not formed in the cover layer 32. , Get lower. Thus, since the dielectric constant of the cover layer 32 becomes low, the detection sensitivity of the deposition amount detection device is improved. This reason will be described later.

また、誘電体31には、発熱体34が埋設されている。発熱体34は、図示しない発熱体制御部からの指示によって、発熱する。発熱体34が発熱することにより、誘電体31の主面31a上に堆積された粒子状物質が焼失する。これにより、誘電体31の主面31a上に堆積された粒子状物質をクリーニングすることが可能となる。なお、発熱体制御部が発熱体34を発熱させるタイミングについては、特に限定されない。例えば、誘電体31の主面31a上に堆積された粒子状物質の堆積量が閾値を超えた場合に、発熱体制御部が発熱体34を発熱させてもよいし、一定時間毎に、発熱体制御部が発熱体34を発熱させてもよい。なお、誘電体31の主面31a上に堆積された粒子状物質をクリーニングする必要がない場合には、誘電体31に発熱体34を埋設しなくてもよい。   In addition, a heating element 34 is embedded in the dielectric 31. The heating element 34 generates heat in response to an instruction from a heating element control unit (not shown). When the heating element 34 generates heat, the particulate matter deposited on the main surface 31a of the dielectric 31 is burned out. Thereby, the particulate matter deposited on the main surface 31a of the dielectric 31 can be cleaned. Note that the timing at which the heating element control unit causes the heating element 34 to generate heat is not particularly limited. For example, when the amount of particulate matter deposited on the main surface 31a of the dielectric 31 exceeds a threshold value, the heating element controller may cause the heating element 34 to generate heat or generate heat at regular intervals. The body control unit may cause the heating element 34 to generate heat. When there is no need to clean the particulate matter deposited on the main surface 31 a of the dielectric 31, the heating element 34 may not be embedded in the dielectric 31.

堆積量算出部4は、排気ガス中に含まれる粒子状物質が誘電体31の主面31a上に堆積された堆積量を、第1電極33aおよび第2電極33b間の静電容量の変化に基づいて算出する。堆積量算出部4は、算出した堆積量を、制御部8へ出力する。   The deposition amount calculation unit 4 uses the deposition amount in which the particulate matter contained in the exhaust gas is deposited on the main surface 31a of the dielectric 31 as a change in capacitance between the first electrode 33a and the second electrode 33b. Calculate based on The accumulation amount calculation unit 4 outputs the calculated accumulation amount to the control unit 8.

ところで、堆積量検出装置の検出感度を向上するためには、粒子状物質が堆積されていない場合と粒子状物質が堆積されている場合とにおける静電容量の変化率が大きいことが必要である。そこで、本発明者らは、誘電体31の誘電率を「9」、粒子状物質の誘電率を「6」で固定し、カバー層32の誘電率を「6」、「9」、「12」、「15」と順次変化させた場合の、粒子状物質が堆積されていない場合(厚み0mm)と粒子状物質が堆積されている場合(厚み0.1mm)とにおける静電容量の変化率を、シミュレーションにて測定した。その結果を図5に示す。   By the way, in order to improve the detection sensitivity of the deposition amount detection device, it is necessary that the rate of change in capacitance between the case where the particulate matter is not deposited and the case where the particulate matter is deposited is large. . Therefore, the inventors fix the dielectric constant of the dielectric 31 to “9”, the dielectric constant of the particulate matter to “6”, and the dielectric constant of the cover layer 32 to “6”, “9”, “12”. ”,“ 15 ”, the rate of change in capacitance when the particulate matter is not deposited (thickness 0 mm) and when the particulate matter is deposited (thickness 0.1 mm) Was measured by simulation. The result is shown in FIG.

図5に示すように、カバー層32の誘電率が低いほど、静電容量の変化率が大きいことが判る。なお、静電容量の変化率(%)は、静電容量の変化量を、粒子状物質が堆積されていない場合の静電容量の値で割り、その結果に対して100を乗じることによって算出される。すなわち、堆積量検出装置の検出感度を向上するためには、カバー層32の誘電率を低くすることが必要である。言い換えるならば、断面視した場合における、第1電極33aおよび第2電極33b間の誘電率を低くすることが必要である。   As shown in FIG. 5, it can be seen that the lower the dielectric constant of the cover layer 32, the greater the rate of change in capacitance. The rate of change in capacitance (%) is calculated by dividing the amount of change in capacitance by the value of capacitance when particulate matter is not deposited and multiplying the result by 100. Is done. That is, in order to improve the detection sensitivity of the deposition amount detection device, it is necessary to lower the dielectric constant of the cover layer 32. In other words, it is necessary to reduce the dielectric constant between the first electrode 33a and the second electrode 33b in a cross-sectional view.

ここで、カバー層32の誘電率が低いほど、静電容量の変化率が大きくなるのは、次の理由による。すなわち、カバー層32の誘電率が低くなると、カバー層32の誘電率は、粒子状物質の誘電率と比較して、相対的に低くなる。つまり、カバー層32の誘電率と粒子状物質の誘電率との和に対する粒子状物質の誘電率の割合が高くなる。そのため、カバー層32の誘電率が低いほど、静電容量の変化率が大きくなり、堆積量検出装置の検出感度は向上する。   Here, the lower the dielectric constant of the cover layer 32, the larger the rate of change in capacitance is for the following reason. That is, when the dielectric constant of the cover layer 32 is lowered, the dielectric constant of the cover layer 32 is relatively lower than that of the particulate matter. That is, the ratio of the dielectric constant of the particulate matter to the sum of the dielectric constant of the cover layer 32 and the dielectric constant of the particulate matter increases. Therefore, the lower the dielectric constant of the cover layer 32, the greater the change rate of the capacitance, and the detection sensitivity of the deposition amount detection device is improved.

このため、本実施形態では、カバー層32に複数の閉気孔Cを形成することにより、カバー層32の誘電率、すなわち、第1電極33aおよび第2電極33b間の誘電率を低くしている。そのため、本実施形態に係る堆積量検出装置は、上記従来の堆積量検出装置と比較して、検出感度を向上することができる。   For this reason, in this embodiment, by forming a plurality of closed pores C in the cover layer 32, the dielectric constant of the cover layer 32, that is, the dielectric constant between the first electrode 33a and the second electrode 33b is lowered. . Therefore, the deposition amount detection device according to the present embodiment can improve the detection sensitivity as compared with the conventional deposition amount detection device.

なお、上記では、カバー層32に形成される複数の気孔の全てが、閉気孔Cである場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、カバー層32に形成される複数の気孔のうち一部の気孔は、開気孔であってもよい。但し、カバー層32に開気孔を形成した場合、この開気孔を通じて粒子状物質が第1電極33aおよび第2電極33bに付着し、第1電極33aおよび第2電極33bが腐食してしまう可能性がある。このため、カバー層32に開気孔を形成する場合には、第1電極33aおよび第2電極33bは、耐腐食性の高い、例えば、金または白金等の金属材料を用いて構成することが必要である。逆に言えば、本実施形態のように、カバー層32に形成される複数の気孔の全てが閉気孔Cである場合には、第1電極33aおよび第2電極33bの構成材料として、耐腐食性の高い材料を選択する必要がなく、材料選定の自由度が向上する。   In the above description, the case where all of the plurality of pores formed in the cover layer 32 are closed pores C has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, some of the plurality of pores formed in the cover layer 32 may be open pores. However, when open pores are formed in the cover layer 32, particulate matter may adhere to the first electrode 33a and the second electrode 33b through the open pores, and the first electrode 33a and the second electrode 33b may be corroded. There is. For this reason, when forming open pores in the cover layer 32, the first electrode 33a and the second electrode 33b need to be configured using a metal material having high corrosion resistance, such as gold or platinum. It is. In other words, when all of the plurality of pores formed in the cover layer 32 are closed pores C as in the present embodiment, corrosion resistance is used as a constituent material of the first electrode 33a and the second electrode 33b. It is not necessary to select a material with high properties, and the degree of freedom in material selection is improved.

なお、カバー層32の誘電率をさらに低くするためには、カバー層32を低誘電率材料で構成することが好ましい。低誘電率材料としては、例えば、二酸化ケイ素(SiO)、高耐熱エポキシ樹脂、SiOF、SiOC等が挙げられる。低誘電率材料を用いてカバー層32を構成すると、本実施形態に係る堆積量検出装置は、検出感度をさらに向上することができる。 In order to further reduce the dielectric constant of the cover layer 32, the cover layer 32 is preferably made of a low dielectric constant material. Examples of the low dielectric constant material include silicon dioxide (SiO 2 ), high heat-resistant epoxy resin, SiOF, and SiOC. When the cover layer 32 is configured using a low dielectric constant material, the deposition amount detection apparatus according to the present embodiment can further improve the detection sensitivity.

また、第1電極33aおよび第2電極33b間の誘電率をさらに低くするためには、図6に示すように、カバー層32が、第1電極33aおよび第2電極33bそれぞれを個別に覆うように誘電体31の主面31aに設けられていることが好ましい。すなわち、第1電極33aおよび第2電極33b間に、誘電率がほぼ「1」である空気が介在することになるため、第1電極33aおよび第2電極33b間の誘電率はさらに低くなる。このようにすると、本実施形態に係る堆積量検出装置は、検出感度をさらに向上することができる。   Further, in order to further reduce the dielectric constant between the first electrode 33a and the second electrode 33b, as shown in FIG. 6, the cover layer 32 individually covers the first electrode 33a and the second electrode 33b. It is preferably provided on the main surface 31 a of the dielectric 31. That is, since air having a dielectric constant of approximately “1” is interposed between the first electrode 33a and the second electrode 33b, the dielectric constant between the first electrode 33a and the second electrode 33b is further reduced. If it does in this way, the deposition amount detection apparatus concerning this embodiment can further improve detection sensitivity.

流量センサ5は、排気通路Uを移動する排気ガスの流量を検出するためのセンサであって、フィルタ装置2よりも上流側(内燃機関側)の排気通路Uに設けられている。流量センサ5としては、例えば、熱式流量方式を用いた流量センサが挙げられる。なお、排気ガスの流量を検出できれば、流量センサ5の方式については、特に限定されない。   The flow rate sensor 5 is a sensor for detecting the flow rate of the exhaust gas that moves through the exhaust passage U, and is provided in the exhaust passage U upstream of the filter device 2 (internal combustion engine side). Examples of the flow sensor 5 include a flow sensor using a thermal flow method. Note that the method of the flow sensor 5 is not particularly limited as long as the flow rate of the exhaust gas can be detected.

流量算出部6は、流量センサ5により検出された情報に基づいて、排気通路Uを移動する排気ガスの流量を算出する。流量算出部6は、算出した排気ガスの流量を、制御部8へ出力する。   The flow rate calculation unit 6 calculates the flow rate of the exhaust gas moving through the exhaust passage U based on the information detected by the flow rate sensor 5. The flow rate calculation unit 6 outputs the calculated exhaust gas flow rate to the control unit 8.

なお、流量センサ5および流量算出部6が、本発明に係る流量検出装置の一実施形態となる。   The flow rate sensor 5 and the flow rate calculation unit 6 are an embodiment of the flow rate detection device according to the present invention.

ECU7は、内燃機関における点火系と燃焼系とを制御するコントローラである。例えば、ECU7は、後述する制御部8からの指示によって、内燃機関の回転数を低下あるいは上昇させ、または内燃機関の点火時期等を制御する。すなわち、ECU7は、内燃機関における点火系と燃焼系とを制御することにより、排気ガス中に含まれる粒子状物質の数を制御することができる。   The ECU 7 is a controller that controls an ignition system and a combustion system in the internal combustion engine. For example, the ECU 7 reduces or increases the rotational speed of the internal combustion engine or controls the ignition timing of the internal combustion engine, etc., according to an instruction from the control unit 8 described later. That is, the ECU 7 can control the number of particulate matter contained in the exhaust gas by controlling the ignition system and the combustion system in the internal combustion engine.

制御部8は、流量算出部6により算出された排気ガスの流量と、堆積量算出部4により算出された粒子状物質の堆積量とに基づいて、単位時間当たりに移動した排気ガス中に、フィルタ装置2で捕集できなかった粒子状物質がどのくらい含まれていたかを示す捕集不可量を算出する。制御部8は、算出した捕集不可量に基づいて、ECU7に対して指示する。例えば、制御部8は、算出した捕集不可量が閾値以上であれば、排気ガス中に含まれる粒子状物質の数が減少するように、ECU7に対して指示する。なお、制御部8は、ECU7に対して指示することなく、算出した捕集不可量を、単にディスプレイに表示するようにしてもよい。   Based on the flow rate of the exhaust gas calculated by the flow rate calculation unit 6 and the deposition amount of the particulate matter calculated by the deposition amount calculation unit 4, the control unit 8 includes, in the exhaust gas moved per unit time, An uncollectable amount indicating how much particulate matter that could not be collected by the filter device 2 was included is calculated. The control unit 8 instructs the ECU 7 based on the calculated uncollectable amount. For example, the control unit 8 instructs the ECU 7 to reduce the number of particulate matter contained in the exhaust gas if the calculated uncollectable amount is equal to or greater than a threshold value. The control unit 8 may simply display the calculated uncollectable amount on the display without instructing the ECU 7.

1 検出システム
2 フィルタ装置
3 堆積量検知センサ
31 誘電体
31a 主面
32 カバー層
33a 第1電極
33b 第2電極
4 堆積量算出部
5 流量センサ
6 流量算出部
8 制御部
C 閉気孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection system 2 Filter apparatus 3 Deposit amount detection sensor 31 Dielectric 31a Main surface 32 Cover layer 33a First electrode 33b Second electrode 4 Deposit amount calculation part 5 Flow rate sensor 6 Flow rate calculation part 8 Control part C Closed pore

Claims (7)

内燃機関の排気ガスが移動する排気通路に設けられており、かつ主面を有する誘電体と、
平面視において互いに対向するように前記誘電体の主面に設けられた一対の電極と、
前記一対の電極を覆うように前記誘電体の主面に設けられたカバー層と、
前記排気ガス中に含まれる粒子状物質が前記誘電体の主面上に堆積された堆積量を、前記一対の電極間の静電容量の変化に基づいて算出する堆積量算出部と、を備え、
前記カバー層には、複数の気孔が形成されている、堆積量検出装置。
A dielectric provided in an exhaust passage through which exhaust gas of the internal combustion engine moves, and having a main surface;
A pair of electrodes provided on the principal surface of the dielectric so as to face each other in plan view;
A cover layer provided on the main surface of the dielectric so as to cover the pair of electrodes;
A deposition amount calculation unit that calculates a deposition amount in which particulate matter contained in the exhaust gas is deposited on the main surface of the dielectric based on a change in capacitance between the pair of electrodes; ,
A deposition amount detection device in which a plurality of pores are formed in the cover layer.
前記カバー層に形成された複数の気孔の全ては、閉気孔である、請求項1に記載の堆積量検出装置。   The accumulation amount detection apparatus according to claim 1, wherein all of the plurality of pores formed in the cover layer are closed pores. 前記カバー層に形成された複数の気孔のうち一部の気孔は、開気孔であり、
前記電極は、金または白金から構成される、請求項1に記載の堆積量検出装置。
Some of the plurality of pores formed in the cover layer are open pores,
The deposition amount detection device according to claim 1, wherein the electrode is made of gold or platinum.
前記カバー層は、前記一対の電極それぞれを個別に覆うように前記誘電体の主面に設けられている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の堆積量検出装置。   The said cover layer is a deposition amount detection apparatus as described in any one of Claims 1-3 provided in the main surface of the said dielectric material so that each of said pair of electrodes may be covered separately. 前記誘電体には発熱体が埋設されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の堆積量検出装置。   The deposition amount detection apparatus according to claim 1, wherein a heating element is embedded in the dielectric. 前記排気通路に設けられており、かつ前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタ装置と、
前記フィルタ装置で捕集できなかった粒子状物質の堆積量を検出する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の堆積量検出装置と、を備えた制御システム。
A filter device that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter contained in the exhaust gas;
A control system comprising: a deposition amount detection device according to any one of claims 1 to 5 that detects a deposition amount of particulate matter that could not be collected by the filter device.
前記排気通路を移動する排気ガスの流量を検出する流量検出装置と、
前記流量検出装置により検出された排気ガスの流量と、前記堆積量検出装置により検出された粒子状物質の堆積量とに基づいて、単位時間当たりに移動した前記排気ガス中に、前記フィルタ装置で捕集できなかった粒子状物質がどのくらい含まれていたかを示す捕集不可量を算出する制御装置と、をさらに備えた請求項6に記載の制御システム。

A flow rate detection device for detecting a flow rate of exhaust gas moving in the exhaust passage;
Based on the flow rate of the exhaust gas detected by the flow rate detection device and the deposition amount of the particulate matter detected by the deposition amount detection device, in the exhaust gas moved per unit time, the filter device The control system according to claim 6, further comprising a control device that calculates an uncollectable amount indicating how much particulate matter that could not be collected was contained.

JP2009216439A 2009-09-18 2009-09-18 Deposit amount detector and detection system Pending JP2011064611A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009216439A JP2011064611A (en) 2009-09-18 2009-09-18 Deposit amount detector and detection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009216439A JP2011064611A (en) 2009-09-18 2009-09-18 Deposit amount detector and detection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011064611A true JP2011064611A (en) 2011-03-31

Family

ID=43951014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009216439A Pending JP2011064611A (en) 2009-09-18 2009-09-18 Deposit amount detector and detection system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011064611A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009085959A (en) Sensor element for detecting particle in gas, and manufacturing method for sensor element
JP4773517B2 (en) Sensor and method of operation for detecting soot
JP5223905B2 (en) Particulate matter detection element
KR100899966B1 (en) Exhaust gas purifying apparatus
JP5686196B2 (en) Fine particle sensor and method for producing fine particle sensor
KR100920150B1 (en) Exhaust gas purifying apparatus, exhaust gas purifying method, and particulate matter measuring method
US7872466B2 (en) Resistive particle sensors having measuring electrodes
WO2010113294A1 (en) Particulate matter concentration measuring apparatus
KR20080034770A (en) Particulate matter sensor
CN106248540B (en) Particulate matter sensor and exhaust gas purification system using same
JP2012083210A (en) Particulate substance detection sensor
JP2006266961A (en) Soot sensor
KR20130002329A (en) Soot sensor system
KR102125393B1 (en) Particulater matter detection sensor
JP6421617B2 (en) Particulate matter detection sensor and particulate matter detection device
JP2012068148A (en) Particulate material detection sensor
CN107762598B (en) Method and system for exhaust particulate matter sensing
JP2011064611A (en) Deposit amount detector and detection system
KR101860455B1 (en) Particulater matter detection sensor
WO2010143657A1 (en) Pm sensor
JP2011102754A (en) Deposition amount detection device and detection system
JP2011069692A (en) Deposit amount detector and detection system
CN107664055B (en) Method and system for exhaust particulate matter sensing
JP2011107063A (en) Particulate substance detector, and particulate substance detection system
JP2011117754A (en) Particulate substance detecting device and detection system