JP2016161369A - Fine particle measurement system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain calibration in a fine particle measurement system.SOLUTION: A fine particle measurement system includes: a measurement signal generation circuit for outputting a measurement signal correlating with a fine particle amount in the exhaust gas of an internal combustion engine; a fine particle amount determination part for determining the fine particle amount based on the measurement signal; a signal receiving part for receiving a predetermined signal showing that a state relating to the internal combustion engine is in a predetermined state where the fine particle amount is considered to be a known amount; and a calibration execution part for correcting either the deviation of the measurement signal when the fine particle amount is the known amount or the deviation of the fine particle amount specified based on the measurement signal when the fine particle amount is the known amount. The calibration execution part executes the calibration when the predetermined signal is received by the signal reception part.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ガス中に含まれる煤などの微粒子量を測定する微粒子測定システムに関する。   The present invention relates to a fine particle measurement system for measuring the amount of fine particles such as soot contained in a gas.

従来から、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排ガスに含まれる煤などの微粒子の量を測定する微粒子測定システムが知られている(特許文献1)。特許文献1の微粒子測定システムは、コロナ放電によってイオンを生成し、生成したイオンによって排ガス中の微粒子を帯電させるとともに、微粒子の帯電に使用されなかったイオンを捕捉して、捕捉したイオン量に基づいて(逆に言えば、微粒子に帯電され、補足されなかったイオン量に基づいて)排ガス中の微粒子の量を測定する。捕捉したイオン量は、帯電に使用されたイオン量と相関しており、帯電に使用されたイオン量は、排ガス中の微粒子の量に相関しているため、この微粒子測定システムは、捕捉したイオン量から排ガス流の微粒子の量を測定することができる。このような微粒子測定システムでは、コロナ放電用の電極と帯電に使用されなかったイオンを補足するための電極との間には十分な絶縁が必要となる。そこで、それぞれの電極に接続される配線を樹脂製の絶縁部材で取り囲む等して電極間の絶縁性が確保されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fine particle measurement system that measures the amount of fine particles such as soot contained in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine is known (Patent Document 1). The fine particle measurement system of Patent Document 1 generates ions by corona discharge, charges the fine particles in the exhaust gas with the generated ions, captures ions that are not used for charging the fine particles, and based on the amount of captured ions. (In other words, based on the amount of ions charged and not captured by the fine particles), the amount of fine particles in the exhaust gas is measured. The amount of captured ions correlates with the amount of ions used for charging, and the amount of ions used for charging correlates with the amount of particulates in the exhaust gas. The amount of particulates in the exhaust gas stream can be measured from the amount. In such a fine particle measurement system, sufficient insulation is required between the electrode for corona discharge and the electrode for capturing ions not used for charging. Therefore, the insulation between the electrodes is ensured by surrounding the wiring connected to each electrode with a resin insulating member.

特開2013−195069号公報JP 2013-195069 A

しかしながら、特許文献1の微粒子測定システムで用いられる絶縁部材は、例えば、被測定ガスに含まれる煤や水の付着等により経年劣化してその絶縁性が低下するため、それぞれの電極に接続されている配線間にリーク電流が発生するおそれがある。リーク電流が発生すると、イオンを補足するための電極に流れる電流値が変化するために微粒子量の測定精度が低下するという問題があった。このため、このような場合に測定値のずれを補正して校正を行うことが求められる。しかしながら、従来は、微粒子測定システムにおける校正に関して十分な工夫がなされていないのが実情であった。また、このような問題は、コロナ放電によってイオンを生成して微粒子に帯電させる場合に限らず、任意の方法により微粒子にイオンを帯電させる場合において共通する問題であった。   However, the insulating member used in the fine particle measuring system of Patent Document 1 deteriorates with age due to, for example, soot and water adhering to the gas to be measured, and its insulating property is lowered. Therefore, the insulating member is connected to each electrode. There is a risk of leakage current between the wirings. When a leak current occurs, there is a problem in that the measurement accuracy of the amount of fine particles decreases because the value of the current flowing through the electrode for capturing ions changes. For this reason, in such a case, it is required to calibrate by correcting the deviation of the measured value. However, in the past, the actual situation is that sufficient contrivance has not been made for calibration in the fine particle measurement system. Such a problem is not limited to the case where ions are generated by corona discharge to charge the particles, but is a common problem when ions are charged to the particles by any method.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、内燃機関の排ガス中の微粒子量に相関する測定信号を出力する測定信号生成回路と;前記測定信号に基づき前記微粒子量を決定する微粒子量決定部と;前記内燃機関に関する状態が、前記微粒子量が既知の量であるとみなし得る所定状態であることを示す所定信号を受信する信号受信部と;前記微粒子量が前記既知の量である場合の前記測定信号のずれと、前記微粒子量が前記既知の量である場合の前記測定信号に基づき特定される前記微粒子量のずれと、のうちのいずれかのずれの補正を実行する校正実行部と:を備える微粒子測定システムであって、前記校正実行部は、前記信号受信部により前記所定信号が受信された場合に、前記補正を実行する、ことを特徴とする微粒子測定システムが提供される。この形態の微粒子測定システムによれば、微粒子量が既知の量であるとみなし得る所定状態である場合に、測定信号のずれと微粒子量のずれとのうちのいずれかのずれを補正するので、測定信号のずれまたは微粒子量のずれを正確に特定して、補正を精度良く行なうことができる。このため、微粒子測定システムの校正を実行して、微粒子量の測定精度の低下を抑制できる。   (1) According to one aspect of the present invention, a measurement signal generation circuit that outputs a measurement signal that correlates with the amount of particulates in exhaust gas from an internal combustion engine; a particulate amount determination unit that determines the amount of particulates based on the measurement signal; A signal receiving unit that receives a predetermined signal indicating that the state relating to the internal combustion engine is a predetermined state in which the amount of fine particles can be regarded as a known amount; and the case where the amount of fine particles is the known amount; A calibration execution unit that corrects any one of the deviation of the measurement signal and the deviation of the fine particle amount specified based on the measurement signal when the fine particle amount is the known amount; A fine particle measurement system comprising: the fine particle measurement system, wherein the calibration execution unit executes the correction when the predetermined signal is received by the signal reception unit. According to the fine particle measurement system of this embodiment, when the amount of fine particles is in a predetermined state that can be regarded as a known amount, any one of the deviation of the measurement signal and the fine particle amount is corrected. It is possible to accurately specify the deviation of the measurement signal or the deviation of the amount of fine particles and perform the correction with high accuracy. For this reason, calibration of the particle measurement system can be executed to suppress a decrease in the measurement accuracy of the particle amount.

(2)上記形態の微粒子測定システムにおいて、前記既知の量は、ゼロであってもよい。この形態の微粒子測定システムによれば、測定信号がゼロまたは微粒子量がゼロであるとみなし得る状態において補正を実行するため、測定信号のずれと微粒子量のずれとのうちいずれかのずれを容易に特定することができる。加えて、かかる状態において得られる測定信号または微粒子量は、電極間のリーク電流に起因することが想定されるため、かかるリーク電流値またはリーク電流値に相当する微粒子量を正確に特定できる。   (2) In the fine particle measurement system of the above aspect, the known amount may be zero. According to the particulate measurement system of this aspect, since the correction is performed in a state in which the measurement signal can be regarded as zero or the amount of particulates can be zero, any deviation between the deviation of the measurement signal and the amount of particulates is easy. Can be specified. In addition, since it is assumed that the measurement signal or the amount of fine particles obtained in such a state is caused by the leakage current between the electrodes, the amount of fine particles corresponding to the leakage current value or the leakage current value can be accurately specified.

(3)上記形態の微粒子測定システムにおいて、前記所定状態は、前記内燃機関が駆動していると共に前記内燃機関への燃料供給が遮断されている状態であってもよい。この形態の微粒子測定システムによれば、測定信号がゼロであるとみなし得る状態において補正を実行するため、測定信号のずれと微粒子量のずれとのうちいずれかのずれを容易に特定できる。   (3) In the particulate measurement system of the above aspect, the predetermined state may be a state in which the internal combustion engine is driven and fuel supply to the internal combustion engine is interrupted. According to the particulate measurement system of this aspect, since the correction is performed in a state where the measurement signal can be regarded as zero, any one of the deviation of the measurement signal and the deviation of the amount of particulates can be easily specified.

(4)上記形態の微粒子測定システムにおいて、前記校正実行部は、前記信号受信部により前記所定信号が受信されてから所定期間経過後に、前記補正を実行してもよい。この形態の微粒子測定システムによれば、所定信号が受信されてから所定期間経過後に補正が実行されるため、燃料供給が遮断された後、内燃機関内の微粒子がほとんど排出された状態において、補正を実行できる。このため、内燃機関内に残存する微粒子に起因する補正の誤差を抑制できる。   (4) In the fine particle measurement system of the above aspect, the calibration execution unit may execute the correction after a predetermined period has elapsed since the signal reception unit received the predetermined signal. According to the particulate measurement system of this aspect, since the correction is executed after a predetermined period has elapsed since the reception of the predetermined signal, the correction is performed in a state where the particulates in the internal combustion engine are almost discharged after the fuel supply is shut off. Can be executed. For this reason, the correction | amendment error resulting from the microparticles | fine-particles which remain | survive in an internal combustion engine can be suppressed.

(5)上記形態の微粒子測定システムにおいて、前記所定状態は、前記内燃機関の駆動が停止している状態であってもよい。この形態の微粒子測定システムによれば、測定信号がゼロまたは微粒子量がゼロであるとみなし得る状態において補正を実行するため、測定信号のずれと微粒子量のずれとのうちいずれかのずれを容易に特定することができる。加えて、かかる状態において得られる測定信号または微粒子量は、電極間のリーク電流に起因することが想定されるため、かかるリーク電流値またはリーク電流値に相当する微粒子量を正確に特定できる。   (5) In the fine particle measurement system of the above aspect, the predetermined state may be a state in which driving of the internal combustion engine is stopped. According to the particulate measurement system of this aspect, since the correction is performed in a state in which the measurement signal can be regarded as zero or the amount of particulates can be zero, any deviation between the deviation of the measurement signal and the amount of particulates is easy. Can be specified. In addition, since it is assumed that the measurement signal or the amount of fine particles obtained in such a state is caused by the leakage current between the electrodes, the amount of fine particles corresponding to the leakage current value or the leakage current value can be accurately specified.

(6)上記形態の微粒子測定システムにおいて、コロナ放電によってイオンを発生させるイオン発生部と;前記排ガス中の少なくとも一部の微粒子を、前記イオンを用いて帯電させるための帯電室と;前記微粒子の帯電に使用されなかった前記イオンの少なくとも一部を補足するイオン補足部と;を更に備え、前記測定信号生成回路は、前記イオン発生部から発生された前記イオンの量と、前記イオン補足部に補足された前記イオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、前記測定信号を出力してもよい。この形態の微粒子測定システムによれば、コロナ放電によりイオンを発生させるので、放電電極への給電回路と、イオン量の差分に相当する電流が流れる回路との間に非常に高い絶縁性が求められる。これは、コロナ放電を生じさせるために放電電極に給電(印加)される電圧が高電圧であるが故にリーク電流が生じやすく、その一方、イオン量の差分に相当する電流の大きさが非常に小さいため、この差分に相当する電流に対するリーク電流の影響が大きく、この影響が出ないようにする必要があるからである。このような構成において経年劣化等により回路間の絶縁性が低下した場合であっても、上述した補正を行なうことで微粒子の量の測定精度の低下を抑制できる。   (6) In the fine particle measurement system of the above aspect, an ion generation unit that generates ions by corona discharge; a charging chamber for charging at least a part of the fine particles in the exhaust gas using the ions; An ion capture unit that captures at least a part of the ions that have not been used for charging, and the measurement signal generation circuit includes an amount of the ions generated from the ion generation unit, and an ion capture unit. The measurement signal may be output based on a current value corresponding to a difference from the amount of the captured ions. According to the particulate measurement system of this embodiment, since ions are generated by corona discharge, very high insulation is required between the power supply circuit to the discharge electrode and the circuit through which a current corresponding to the difference in the amount of ions flows. . This is because leakage voltage tends to occur because the voltage fed (applied) to the discharge electrode in order to cause corona discharge is easily generated, while the current corresponding to the difference in ion amount is very large. This is because the influence of the leakage current on the current corresponding to this difference is large and it is necessary to prevent this influence from occurring. In such a configuration, even when the insulation between the circuits is deteriorated due to aging or the like, it is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the amount of fine particles by performing the above-described correction.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、微粒子センサ、微粒子検出方法、微粒子測定システムを備える内燃機関、この内燃機関を備えた車両などの形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various modes, and can be realized in the form of, for example, a particulate sensor, a particulate detection method, an internal combustion engine equipped with a particulate measurement system, and a vehicle equipped with the internal combustion engine. it can.

本発明の一実施形態としての微粒子測定システムを適用した車両の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the vehicle to which the particulate-measurement system as one Embodiment of this invention is applied. 微粒子センサ100の先端部100eの概略構成を模式的に示す説明図である。3 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a tip end portion 100e of the particle sensor 100. FIG. 電気回路部700の概略構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric circuit unit 700. FIG. 測定信号生成回路740の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram showing a configuration of a measurement signal generation circuit 740. FIG. 本実施形態における微粒子量決定処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the fine particle amount determination process in this embodiment. 本実施形態における校正処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the calibration process in this embodiment. 第2実施形態における校正処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the calibration process in 2nd Embodiment.

A.第1実施形態:
A1.システム構成:
図1は、本発明の一実施形態としての微粒子測定システムを適用した車両の概略構成を示す説明図である。図1(a)は、微粒子測定システム10を搭載した車両500の概略構成を例示した説明図である。図1(b)は、車両500に取り付けられた微粒子測定システム10の概略構成を例示した説明図である。微粒子測定システム10は、微粒子センサ100と、ケーブル200と、センサ駆動部300とを備えており、内燃機関400から排出される排ガスに含まれる煤などの微粒子の量を測定する。内燃機関400は、車両500の動力源であり、ディーゼルエンジン等によって構成されている。
A. First embodiment:
A1. System configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vehicle to which a particulate measurement system as an embodiment of the present invention is applied. FIG. 1A is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle 500 on which the particulate measurement system 10 is mounted. FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the particulate measurement system 10 attached to the vehicle 500. The particulate measurement system 10 includes a particulate sensor 100, a cable 200, and a sensor driving unit 300, and measures the amount of particulates such as soot contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine 400. The internal combustion engine 400 is a power source of the vehicle 500 and is configured by a diesel engine or the like.

車両500は、微粒子センサ100の他に、車両500内の種々の部位に設けられた各種のセンサ406を備えている。これらのセンサ406からは、内燃機関400の駆動に関するパラメータの測定値が車両制御部420に供給される。内燃機関400の駆動に関するパラメータとは、内燃機関400の運転条件パラメータ、および内燃機関400の運転により変化する環境パラメータを含む広い意味を有する。内燃機関400の運転条件パラメータとしては、例えば、内燃機関400の回転数や、燃料噴射量、車両500の速度、内燃機関400のトルク、内燃機関400の排気圧、内燃機関400の吸気圧、EGR開閉度(EGR弁(Exhaust Gas Recirculation valve)が設けられている場合)、内燃機関400への吸入空気量、点火時期、等が該当する。内燃機関400の運転により変化する環境パラメータとしては、例えば、内燃機関400の排ガス温度等が該当する。   The vehicle 500 includes various sensors 406 provided at various parts in the vehicle 500 in addition to the particle sensor 100. From these sensors 406, measured values of parameters relating to driving of the internal combustion engine 400 are supplied to the vehicle control unit 420. The parameters relating to the driving of the internal combustion engine 400 have a broad meaning including operating condition parameters of the internal combustion engine 400 and environmental parameters that change due to the operation of the internal combustion engine 400. The operating condition parameters of the internal combustion engine 400 include, for example, the rotational speed of the internal combustion engine 400, the fuel injection amount, the speed of the vehicle 500, the torque of the internal combustion engine 400, the exhaust pressure of the internal combustion engine 400, the intake pressure of the internal combustion engine 400, EGR This corresponds to the degree of opening / closing (when an EGR valve (Exhaust Gas Recirculation valve) is provided), the amount of intake air to the internal combustion engine 400, the ignition timing, and the like. Examples of the environmental parameter that changes due to the operation of the internal combustion engine 400 include the exhaust gas temperature of the internal combustion engine 400.

微粒子センサ100は、内燃機関400から延びる排ガス配管402に取り付けられ、ケーブル200によってセンサ駆動部300と電気的に接続されている。本実施形態では、微粒子センサ100は、フィルタ装置410(例えば、DPF(Diesel particulate filter))よりも下流側の排ガス配管402に取り付けられている。微粒子センサ100は、排ガスに含まれる微粒子の量に相関する信号をセンサ駆動部300に出力する。   The particulate sensor 100 is attached to an exhaust gas pipe 402 extending from the internal combustion engine 400, and is electrically connected to the sensor driving unit 300 by a cable 200. In the present embodiment, the particulate sensor 100 is attached to the exhaust gas pipe 402 on the downstream side of the filter device 410 (for example, DPF (Diesel particulate filter)). The fine particle sensor 100 outputs a signal correlated with the amount of fine particles contained in the exhaust gas to the sensor driving unit 300.

センサ駆動部300は、微粒子センサ100を駆動するとともに、微粒子センサ100から入力される信号に基づいて排ガスに含まれる微粒子量を測定する。本実施形態において、「微粒子量」は、排ガスの単位体積中に含まれる微粒子の質量に比例する「微粒子の質量濃度」および排ガスの単位体積中に含まれる微粒子の個数に比例する「微粒子の個数濃度」として測定される。なお、「微粒子の質量濃度」と「微粒子の個数濃度」とのうちのいずれか一方のみが測定されてもよい。また、これら以外に例えば、排ガスの単位体積中に含まれる微粒子の表面積に比例する値として測定されてもよい。センサ駆動部300は、排ガスに含まれる微粒子量を示す信号を車両制御部420に出力する。車両制御部420は、センサ駆動部300から入力される信号に応じて、内燃機関400の燃焼状態や、燃料配管405を介して燃料供給部430から内燃機関400に供給される燃料の供給量などを制御する。車両制御部420は、例えば、排ガスに含まれる微粒子量が所定の上限値(閾値)よりも多い場合には、フィルタ装置410の劣化や異常を車両500の運転手に警告するように構成されていてもよい。また、車両制御部420は、車両の駆動に関する種々の情報をセンサ駆動部300に送信する。具体的には、例えば、燃料の噴射が停止している状態を示すフューエルカット信号や、イグニッションの状態(オンまたはオフ)を示す信号などが該当する。センサ駆動部300と車両制御部420には、電源部440から電力が供給される。   The sensor driving unit 300 drives the particulate sensor 100 and measures the amount of particulate contained in the exhaust gas based on a signal input from the particulate sensor 100. In the present embodiment, “the amount of fine particles” means “the fine particle mass concentration” proportional to the mass of fine particles contained in the unit volume of exhaust gas and “the number of fine particles” proportional to the number of fine particles contained in the unit volume of exhaust gas. Measured as “concentration”. Note that only one of “mass concentration of fine particles” and “number concentration of fine particles” may be measured. In addition to these, for example, it may be measured as a value proportional to the surface area of the fine particles contained in the unit volume of the exhaust gas. The sensor driving unit 300 outputs a signal indicating the amount of fine particles contained in the exhaust gas to the vehicle control unit 420. The vehicle control unit 420 determines the combustion state of the internal combustion engine 400, the amount of fuel supplied from the fuel supply unit 430 to the internal combustion engine 400 via the fuel pipe 405, and the like in accordance with a signal input from the sensor drive unit 300. To control. The vehicle control unit 420 is configured to warn the driver of the vehicle 500 of deterioration or abnormality of the filter device 410, for example, when the amount of fine particles contained in the exhaust gas is larger than a predetermined upper limit (threshold value). May be. In addition, the vehicle control unit 420 transmits various information related to driving of the vehicle to the sensor driving unit 300. Specifically, for example, a fuel cut signal indicating a state in which fuel injection is stopped, a signal indicating an ignition state (ON or OFF), and the like are applicable. Electric power is supplied from the power supply unit 440 to the sensor driving unit 300 and the vehicle control unit 420.

図1(b)に示すように、微粒子センサ100は、円筒形状の先端部100eを備えており、この先端部100eが排ガス配管402の内側に挿入された状態で、排ガス配管402の外表面に固定されている。ここでは、微粒子センサ100の先端部100eは、排ガス配管402の延伸方向DLに対してほぼ垂直に挿入されている。先端部100eのケーシングCSの表面には、排ガスをケーシングCSの内部に取り込むための流入孔45と、取り込んだ排ガスをケーシングCSの外部に排出するための排出孔35と、が設けられている。排ガス配管402の内部を流通する排ガスの一部は、流入孔45を介して先端部100eのケーシングCSの内部に取り込まれる。取り込まれた排ガス中に含まれる微粒子は、微粒子センサ100が生成するイオン(ここでは、陽イオン)によって帯電される。帯電した微粒子を含む排ガスは、排出孔35を介してケーシングCSの外部に排出される。ケーシングCSの内部の構成や、微粒子センサ100の具体的な構成については後述する。   As shown in FIG. 1B, the particulate sensor 100 includes a cylindrical tip 100e. The tip 100e is inserted on the inside of the exhaust gas pipe 402 on the outer surface of the exhaust gas pipe 402. It is fixed. Here, the tip 100e of the particulate sensor 100 is inserted substantially perpendicular to the extending direction DL of the exhaust gas pipe 402. On the surface of the casing CS of the distal end portion 100e, an inflow hole 45 for taking in the exhaust gas into the casing CS and an exhaust hole 35 for discharging the taken in exhaust gas to the outside of the casing CS are provided. Part of the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe 402 is taken into the casing CS of the tip portion 100e through the inflow hole 45. The fine particles contained in the taken-in exhaust gas are charged by ions (here, cations) generated by the fine particle sensor 100. The exhaust gas containing the charged fine particles is discharged to the outside of the casing CS through the discharge hole 35. The internal configuration of the casing CS and the specific configuration of the particulate sensor 100 will be described later.

微粒子センサ100の後端部100rには、ケーブル200が取り付けられている。ケーブル200は、第1の配線221と、第2の配線222と、信号線223と、空気供給管224と、を束ねた構成を備えている。第1の配線221、第2の配線222、および、信号線223は、後述の電気回路部700に電気的に接続されている。空気供給管224は、後述の空気供給部800に接続されている。   A cable 200 is attached to the rear end portion 100r of the particle sensor 100. The cable 200 has a configuration in which a first wiring 221, a second wiring 222, a signal line 223, and an air supply pipe 224 are bundled. The first wiring 221, the second wiring 222, and the signal line 223 are electrically connected to an electric circuit unit 700 described later. The air supply pipe 224 is connected to an air supply unit 800 described later.

センサ駆動部300は、センサ制御部600と、電気回路部700と、空気供給部800とを備えている。センサ制御部600と電気回路部700との間、および、センサ制御部600と空気供給部800との間は、それぞれ電気的に接続されている。   The sensor driving unit 300 includes a sensor control unit 600, an electric circuit unit 700, and an air supply unit 800. The sensor control unit 600 and the electric circuit unit 700 and the sensor control unit 600 and the air supply unit 800 are electrically connected, respectively.

センサ制御部600は、マイクロコンピュータおよびメモリを含んでおり、電気回路部700と、空気供給部800とを制御する。また、センサ制御部600は、微粒子量決定部610と、校正実行部620と、マップ格納部630と、電流値格納部640と、微粒子量格納部650と、補正値格納部660とを備える。   The sensor control unit 600 includes a microcomputer and a memory, and controls the electric circuit unit 700 and the air supply unit 800. The sensor control unit 600 includes a fine particle amount determination unit 610, a calibration execution unit 620, a map storage unit 630, a current value storage unit 640, a fine particle amount storage unit 650, and a correction value storage unit 660.

微粒子量決定部610は、電気回路部700から入力される信号(後述の測定信号Sesc)に基づき、マップ格納部630に格納されている微粒子量マップmp1を参照して微粒子量を決定する。図1(b)では、微粒子量マップmp1の設定内容を模式的に示している。微粒子量マップmp1には、予め、電気回路部700から入力される信号と微粒子量との対応関係が設定されている。なお、微粒子量マップmp1の詳細および微粒子量の決定方法の詳細については後述する。また、微粒子量決定部610は、排ガスに含まれる微粒子量を表す信号を車両制御部420に出力する。微粒子量決定部610は、請求項における微粒子量決定部および信号受信部に相当する。   The fine particle amount determination unit 610 determines the fine particle amount with reference to a fine particle amount map mp1 stored in the map storage unit 630 based on a signal (a measurement signal Sesc described later) input from the electric circuit unit 700. FIG. 1B schematically shows the setting contents of the fine particle amount map mp1. In the fine particle amount map mp1, a correspondence relationship between a signal input from the electric circuit unit 700 and the fine particle amount is set in advance. Details of the fine particle amount map mp1 and details of the method of determining the fine particle amount will be described later. In addition, the particulate amount determination unit 610 outputs a signal representing the amount of particulates contained in the exhaust gas to the vehicle control unit 420. The fine particle amount determining unit 610 corresponds to the fine particle amount determining unit and the signal receiving unit in the claims.

校正実行部620は、後述の校正処理を実行することにより、電気回路部700から入力される信号のずれを補正する。かかる信号のずれの詳細については後述する。電流値格納部640には、後述の微粒子量決定処理において、電気回路部700から入力される信号から導出される電流値が格納される。微粒子量格納部650には、後述の微粒子量決定処理において決定された微粒子量が格納される。補正値格納部660には、後述の微粒子量決定処理において用いられる補正値が格納される。なお、補正値格納部660には、予め、補正値の初期値としてゼロが格納されている。この補正値は、後述の校正処理により変更され得る。   The calibration execution unit 620 corrects the deviation of the signal input from the electric circuit unit 700 by executing a calibration process described later. Details of such signal shift will be described later. The current value storage unit 640 stores a current value derived from a signal input from the electric circuit unit 700 in a particle amount determination process described later. The fine particle amount storage unit 650 stores the fine particle amount determined in the fine particle amount determination process described later. The correction value storage unit 660 stores a correction value used in a particle amount determination process described later. The correction value storage unit 660 stores zero as an initial value of the correction value in advance. This correction value can be changed by a calibration process described later.

電気回路部700は、第1の配線221および第2の配線222を介して、微粒子センサ100を駆動するための電力を供給する。また、電気回路部700には、信号線223を介して、排ガスに含まれる微粒子量に相関する信号が微粒子センサ100から入力される。電気回路部700は、信号線223から入力される信号を用いて、排ガスに含まれる微粒子量に応じた信号をセンサ制御部600に出力する。これらの信号の具体的な内容については後述する。   The electric circuit unit 700 supplies power for driving the particle sensor 100 via the first wiring 221 and the second wiring 222. In addition, a signal correlating with the amount of fine particles contained in the exhaust gas is input from the fine particle sensor 100 to the electric circuit unit 700 via the signal line 223. The electric circuit unit 700 outputs a signal corresponding to the amount of fine particles contained in the exhaust gas to the sensor control unit 600 using the signal input from the signal line 223. Specific contents of these signals will be described later.

空気供給部800は、ポンプ(図示しない)を含んでおり、センサ制御部600からの指示に基づいて、空気供給管224を介して、高圧空気を微粒子センサ100に供給する。空気供給部800から供給される高圧空気は、微粒子センサ100による微粒子量測定の際に用いられる。なお、空気供給部800によって空気を供給する代わりに、他の種類のガスを微粒子センサ100に供給してもよい。   The air supply unit 800 includes a pump (not shown), and supplies high-pressure air to the particulate sensor 100 via the air supply pipe 224 based on an instruction from the sensor control unit 600. The high-pressure air supplied from the air supply unit 800 is used when measuring the amount of fine particles by the fine particle sensor 100. Instead of supplying air by the air supply unit 800, another type of gas may be supplied to the particle sensor 100.

図2は、微粒子センサ100の先端部100eの概略構成を模式的に示す説明図である。この先端部100eは、ケーシングCSの中に、イオン発生部110と、排ガス帯電部120と、イオン捕捉部130と、を設けた構成を有する。すなわち、ケーシングCS中に、これらの3つの処理部110,120,130がこの順に先端部100eの基端側(図2の上方)から先端側(図2の下方)に向かって、微粒子センサ100の軸線方向に沿って並んでいる。ケーシングCSは、導電性部材によって形成され、信号線223(図1)を介して二次側グランドSGL(図3)に接続されている。   FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of the tip 100e of the particle sensor 100. As shown in FIG. The distal end portion 100e has a configuration in which an ion generation unit 110, an exhaust gas charging unit 120, and an ion trapping unit 130 are provided in a casing CS. That is, in the casing CS, the three processing units 110, 120, and 130 are arranged in this order from the base end side (upper side in FIG. 2) to the front end side (lower side in FIG. 2) of the tip end part 100e. Are lined up along the axial direction. The casing CS is formed of a conductive member, and is connected to the secondary side ground SGL (FIG. 3) via the signal line 223 (FIG. 1).

イオン発生部110は、排ガス帯電部120に供給するイオン(ここでは陽イオン)を発生させるための処理部であり、イオン発生室111と、第1の電極112とを含んでいる。イオン発生室111は、ケーシングCSの内側に形成された小空間であり、内周面には空気供給孔55とノズル41とが設けられ、内部には第1の電極112が突出した状態で取り付けられている。空気供給孔55は、空気供給管224(図1)と連通しており、空気供給部800(図1)から供給される高圧空気をイオン発生室111に供給する。ノズル41は、排ガス帯電部120との間を区画する隔壁42の中心部付近に設けられた微小孔(オリフィス)であり、イオン発生室111で発生したイオンを排ガス帯電部120の帯電室121に供給する。第1の電極112は、棒状の外形を有し、先端部が隔壁42と近接した状態で、その基端部がセラミックパイプ25を介してケーシングCSに固定されている。第1の電極112は、第1の配線221(図1)を介して電気回路部700(図1)に接続されている。   The ion generation unit 110 is a processing unit for generating ions (here, cations) to be supplied to the exhaust gas charging unit 120, and includes an ion generation chamber 111 and a first electrode 112. The ion generation chamber 111 is a small space formed inside the casing CS. The air supply hole 55 and the nozzle 41 are provided on the inner peripheral surface, and the first electrode 112 protrudes inside. It has been. The air supply hole 55 communicates with the air supply pipe 224 (FIG. 1) and supplies high-pressure air supplied from the air supply unit 800 (FIG. 1) to the ion generation chamber 111. The nozzle 41 is a minute hole (orifice) provided in the vicinity of the central portion of the partition wall 42 that partitions the exhaust gas charging unit 120, and ions generated in the ion generation chamber 111 enter the charging chamber 121 of the exhaust gas charging unit 120. Supply. The first electrode 112 has a rod-like outer shape, and a base end portion thereof is fixed to the casing CS via the ceramic pipe 25 in a state in which the tip end portion is close to the partition wall 42. The first electrode 112 is connected to the electric circuit portion 700 (FIG. 1) via the first wiring 221 (FIG. 1).

イオン発生部110は、電気回路部700から供給される電力を用いて、第1の電極112を陽極とし、隔壁42を陰極として、直流電圧(例えば、2〜3kV)を印加する。イオン発生部110は、この電圧の印加によって、第1の電極112の先端部と、隔壁42との間にコロナ放電を生じさせることによって、陽イオンPIを発生させる。イオン発生部110において発生した陽イオンPIは、空気供給部800(図1)から供給される高圧空気とともに、ノズル41を介して排ガス帯電部120の帯電室121に噴射される。ノズル41から噴射される空気の噴射速度は音速程度とすることが好ましい。   The ion generator 110 applies a DC voltage (for example, 2 to 3 kV) using the power supplied from the electric circuit unit 700 with the first electrode 112 as an anode and the partition wall 42 as a cathode. The ion generator 110 generates a positive ion PI by generating a corona discharge between the tip of the first electrode 112 and the partition wall 42 by applying this voltage. The positive ions PI generated in the ion generation unit 110 are jetted into the charging chamber 121 of the exhaust gas charging unit 120 through the nozzle 41 together with the high-pressure air supplied from the air supply unit 800 (FIG. 1). It is preferable that the jet speed of the air jetted from the nozzle 41 is about the speed of sound.

排ガス帯電部120は、排ガスに含まれる微粒子Sを陽イオンPIによって帯電させるための部位であり、帯電室121を備えている。帯電室121は、イオン発生室111と隣接する小空間であり、ノズル41を介してイオン発生室111と連通している。また、帯電室121は、流入孔45を介して、ケーシングCSの外部と連通し、ガス流路31を介してイオン捕捉部130の捕捉室131と連通している。帯電室121は、ノズル41から陽イオンPIを含む空気が噴射されたときに内部が負圧になり、流入孔45を介してケーシングCSの外部の排ガスが流入するように構成されている。ノズル41から噴射された陽イオンPIを含む空気と、流入孔45から流入した排ガスとは、帯電室121の内部において混合される。このとき、流入孔45から流入した排ガスに含まれる微粒子Sの少なくとも一部には、ノズル41から供給される陽イオンPIが帯電される。帯電した微粒子Sと帯電に供されなかった陽イオンPIとを含む空気は、ガス流路31を介してイオン捕捉部130の捕捉室131に供給される。   The exhaust gas charging unit 120 is a part for charging the fine particles S contained in the exhaust gas with the cation PI, and includes a charging chamber 121. The charging chamber 121 is a small space adjacent to the ion generation chamber 111 and communicates with the ion generation chamber 111 via the nozzle 41. The charging chamber 121 communicates with the outside of the casing CS via the inflow hole 45 and communicates with the trapping chamber 131 of the ion trapping unit 130 via the gas flow path 31. The charging chamber 121 is configured such that when air containing positive ions PI is ejected from the nozzle 41, the inside becomes negative pressure, and exhaust gas outside the casing CS flows through the inflow hole 45. The air containing the cation PI ejected from the nozzle 41 and the exhaust gas flowing in from the inflow hole 45 are mixed inside the charging chamber 121. At this time, the cation PI supplied from the nozzle 41 is charged to at least a part of the fine particles S contained in the exhaust gas flowing in from the inflow hole 45. The air containing the charged fine particles S and the cations PI that have not been charged is supplied to the trapping chamber 131 of the ion trap 130 via the gas flow path 31.

イオン捕捉部130は、微粒子Sの帯電に使用されなかったイオンを捕捉するための部位であり、捕捉室131と、第2の電極132とを含んでいる。捕捉室131は、帯電室121と隣接する小空間であり、ガス流路31を介して帯電室121と連通している。また、捕捉室131は、排出孔35を介して、ケーシングCSの外部と連通している。第2の電極132は、上端がテーパー状となった略棒状の外形を備え、長手方向がガス流路31を流通する空気の流通方向(ケーシングCSの延伸方向)に沿うようにしてケーシングCSに固定されている。第2の電極132は、第2の配線222(図1)を介して電気回路部700(図1)に接続されている。第2の電極132には、100V程度の電圧が印加されて、微粒子Sの帯電に供されなかった陽イオンの捕捉を補助する補助電極として機能する。具体的には、イオン捕捉部130には、第2の電極132を陽極とし、帯電室121及び捕捉室131を構成するケーシングCSを陰極とした電圧が印加されている。これにより、微粒子Sの帯電に用いられなかった陽イオンPIは、第2の電極132から斥力を受けて、その進行方向が第2の電極132から離れる方向へと偏向される。進行方向が偏向された陽イオンPIは、陰極として機能する捕捉室131やガス流路31の内周壁に捕捉される。一方、陽イオンPIが帯電された微粒子Sは、陽イオンPIの単体と同様に第2の電極132から斥力を受けるが、質量が陽イオンPIと比べて大きいため、斥力による偏向の度合いが、単体の陽イオンPIに比べて小さい。そのため、帯電した微粒子Sは、排ガスの流れに従って、排出孔35からケーシングCSの外部へと排出される。   The ion trap 130 is a part for trapping ions that have not been used for charging the fine particles S, and includes a trap chamber 131 and a second electrode 132. The capture chamber 131 is a small space adjacent to the charging chamber 121 and communicates with the charging chamber 121 via the gas flow path 31. Further, the capture chamber 131 communicates with the outside of the casing CS via the discharge hole 35. The second electrode 132 has a substantially rod-shaped outer shape whose upper end is tapered, and the longitudinal direction of the second electrode 132 is in the casing CS such that the longitudinal direction is along the flow direction of the air flowing through the gas flow path 31 (the extending direction of the casing CS). It is fixed. The second electrode 132 is connected to the electric circuit portion 700 (FIG. 1) via the second wiring 222 (FIG. 1). A voltage of about 100 V is applied to the second electrode 132 and functions as an auxiliary electrode that assists in capturing positive ions that have not been charged by the fine particles S. Specifically, a voltage is applied to the ion trap 130 with the second electrode 132 as an anode and the casing CS constituting the charging chamber 121 and the trap chamber 131 as a cathode. As a result, the positive ions PI that have not been used for charging the fine particles S receive a repulsive force from the second electrode 132 and are deflected in a direction away from the second electrode 132. The positive ions PI whose traveling direction is deflected are captured by the capture chamber 131 functioning as a cathode and the inner peripheral wall of the gas flow path 31. On the other hand, the fine particles S charged with the cation PI receive a repulsive force from the second electrode 132 as in the case of the cation PI alone, but the mass thereof is larger than that of the cation PI, so Smaller than a single cation PI. Therefore, the charged fine particles S are discharged from the discharge hole 35 to the outside of the casing CS according to the flow of the exhaust gas.

微粒子センサ100は、イオン捕捉部130における陽イオンPIの捕捉量に応じた電流の変化を示す信号を出力する。センサ制御部600(図1)は、微粒子センサ100から出力された信号に基づいて、排ガス中に含まれる微粒子量を決定する。   The fine particle sensor 100 outputs a signal indicating a change in current according to the amount of positive ions PI captured by the ion capturing unit 130. The sensor control unit 600 (FIG. 1) determines the amount of particulates contained in the exhaust gas based on the signal output from the particulate sensor 100.

図3は、電気回路部700の概略構成を示すブロック図である。電気回路部700は、一次側電源回路710と、絶縁トランス720と、コロナ電流測定回路730と、測定信号生成回路740と、第1の整流回路751と、第2の整流回路752と、を備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the electric circuit unit 700. The electric circuit unit 700 includes a primary power supply circuit 710, an insulating transformer 720, a corona current measurement circuit 730, a measurement signal generation circuit 740, a first rectifier circuit 751, and a second rectifier circuit 752. ing.

一次側電源回路710は、電源部440から供給される直流電圧を昇圧して絶縁トランス720に供給するとともに、絶縁トランス720を駆動する。一次側電源回路710は、放電電圧制御回路711と、トランス駆動回路712とを備えている。放電電圧制御回路711は、DC/DCコンバータを含んでおり、センサ制御部600の制御によって、絶縁トランス720への供給電圧を任意に変更可能である。この供給電圧の制御は、例えば、第1の配線221を介して微粒子センサ100の第1の電極112に供給される入力電流Iinの電流値が、目標電流値(例えば、5μA)となるように実質的に行われる。この制御の方法については後述する。これにより、イオン発生部110において、コロナ放電によって発生する陽イオンPIの発生量を一定にすることができる。   The primary power supply circuit 710 boosts the DC voltage supplied from the power supply unit 440 and supplies the boosted DC voltage to the insulation transformer 720 and drives the insulation transformer 720. The primary power supply circuit 710 includes a discharge voltage control circuit 711 and a transformer drive circuit 712. The discharge voltage control circuit 711 includes a DC / DC converter, and the supply voltage to the insulation transformer 720 can be arbitrarily changed under the control of the sensor control unit 600. For example, the supply voltage is controlled such that the current value of the input current Iin supplied to the first electrode 112 of the particle sensor 100 via the first wiring 221 becomes a target current value (for example, 5 μA). Practically done. This control method will be described later. Thereby, in the ion generation part 110, the generation amount of the cation PI generated by corona discharge can be made constant.

トランス駆動回路712は、絶縁トランス720の一次側のコイルに流れる電流の方向を切り換え可能なスイッチ回路を含んでおり、このスイッチ回路の切り換えによって絶縁トランス720を駆動する。本実施形態では、トランス駆動回路712は、例えばプッシュプル方式の回路として構成されているが、ハーフブリッジ方式やフルブリッジ方式などの他の方式の回路として構成されていてもよい。   The transformer drive circuit 712 includes a switch circuit capable of switching the direction of the current flowing through the primary coil of the insulation transformer 720, and drives the insulation transformer 720 by switching the switch circuit. In this embodiment, the transformer drive circuit 712 is configured as a push-pull circuit, for example, but may be configured as a circuit of another system such as a half-bridge system or a full-bridge system.

絶縁トランス720は、一次側電源回路710から供給される電力に対して電圧変換をおこない、変換後の電力(ここでは、交流電力)を二次側の整流回路751、752に供給する。絶縁トランス720は、2次側のコイル構成によって、第1の整流回路751に供給される電力と、第2の整流回路752に供給される電力とに対して、異なる増幅率を設定することが可能である。本実施形態の絶縁トランス720は、一次側のコイルと二次側のコイルとが物理的に接触しておらず、磁気によって結合するように構成されている。絶縁トランス720の一次側の回路としては、一次側電源回路710のほか、センサ制御部600や電源部440が含まれる。絶縁トランス720の二次側の回路としては、微粒子センサ100や整流回路751、752が含まれる。コロナ電流測定回路730と測定信号生成回路740は、絶縁トランス720の一次側の回路と二次側の回路との間に跨がる回路であり、両方の回路にそれぞれ電気的に接続されている。コロナ電流測定回路730は、後述するように、絶縁トランス720の一次側の回路に電気的に接続される回路部分と、二次側の回路に電気的に接続されている回路部分との間が物理的に絶縁されている。ここでは、一次側の回路の基準電位を示すグランド(接地電位)を「一次側グランドPGL」とも呼び、二次側の回路の基準電位を示すグランドを「二次側グランドSGL」とも呼ぶ。絶縁トランス720の一次側のコイルの端部は一次側グランドPGLに接続され、二次側のコイルの端部は二次側グランドSGLに接続されている。微粒子センサ100のケーシングCSは、信号線223及びシャント抵抗230を介して二次側グランドSGLに接続されている。微粒子測定システム10において、一次側グランドPGLと二次側グランドSGLとの間は、絶縁部材により電気的に絶縁されている。かかる絶縁部材は、例えば、セラミックや樹脂を材料として構成され、高い絶縁性(例えば、1テラオーム程度)を有する。   The insulation transformer 720 performs voltage conversion on the power supplied from the primary side power supply circuit 710 and supplies the converted power (here, AC power) to the secondary side rectifier circuits 751 and 752. The insulation transformer 720 can set different amplification factors for the power supplied to the first rectifier circuit 751 and the power supplied to the second rectifier circuit 752 depending on the secondary coil configuration. Is possible. The insulation transformer 720 of this embodiment is configured such that the primary side coil and the secondary side coil are not in physical contact and are coupled magnetically. The primary side circuit of the insulating transformer 720 includes the sensor control unit 600 and the power supply unit 440 in addition to the primary side power supply circuit 710. The secondary side circuit of the insulating transformer 720 includes the particle sensor 100 and rectifier circuits 751 and 752. The corona current measurement circuit 730 and the measurement signal generation circuit 740 are circuits that extend between the primary side circuit and the secondary side circuit of the isolation transformer 720, and are electrically connected to both circuits, respectively. . As will be described later, the corona current measurement circuit 730 has a gap between a circuit portion electrically connected to the primary side circuit of the isolation transformer 720 and a circuit portion electrically connected to the secondary side circuit. It is physically insulated. Here, the ground (ground potential) indicating the reference potential of the primary side circuit is also referred to as “primary side ground PGL”, and the ground indicating the reference potential of the secondary side circuit is also referred to as “secondary side ground SGL”. The end of the primary side coil of the insulating transformer 720 is connected to the primary side ground PGL, and the end of the secondary side coil is connected to the secondary side ground SGL. The casing CS of the particle sensor 100 is connected to the secondary side ground SGL via the signal line 223 and the shunt resistor 230. In the particulate measurement system 10, the primary side ground PGL and the secondary side ground SGL are electrically insulated by an insulating member. Such an insulating member is made of, for example, ceramic or resin, and has high insulating properties (for example, about 1 teraohm).

整流回路751、752は、絶縁トランス720から出力された交流電力を直流電力に変換する。第1の整流回路751は、第1の配線221及びショート保護用抵抗753を介して、微粒子センサ100の第1の電極112に接続されている。第2の整流回路752は、第2の配線222及びショート保護用抵抗754を介して、微粒子センサ100の第2の電極132に接続されている。   The rectifier circuits 751 and 752 convert the AC power output from the insulating transformer 720 into DC power. The first rectifier circuit 751 is connected to the first electrode 112 of the particle sensor 100 via the first wiring 221 and the short protection resistor 753. The second rectifier circuit 752 is connected to the second electrode 132 of the particle sensor 100 via the second wiring 222 and the short protection resistor 754.

コロナ電流測定回路730は、配線761,762を介して信号線223上のシャント抵抗230の両端に接続されており、また、配線763を介してセンサ制御部600に接続されている。コロナ電流測定回路730は、信号線223上をケーシングCSから二次側グランドSGLに向けて流れる電流(Idc+Itrp)の電流値を示す信号Sdc+trpをセンサ制御部600に出力する。ここで「電流値を示す信号」とは、電流値を直接的に示す信号に限定されず、電流値を間接的に示す信号も該当する。例えば、信号から得られる情報に演算式やマップを適用することによって電流値を特定できる信号も「電流値を示す信号」に含まれる。   The corona current measurement circuit 730 is connected to both ends of the shunt resistor 230 on the signal line 223 through wirings 761 and 762, and is connected to the sensor control unit 600 through the wiring 763. The corona current measurement circuit 730 outputs a signal Sdc + trp indicating the current value of the current (Idc + Itrp) flowing on the signal line 223 from the casing CS toward the secondary side ground SGL to the sensor control unit 600. Here, the “signal indicating the current value” is not limited to a signal directly indicating the current value, but also a signal indirectly indicating the current value. For example, a signal that can specify a current value by applying an arithmetic expression or a map to information obtained from the signal is also included in the “signal indicating the current value”.

センサ制御部600は、コロナ電流測定回路730から入力される信号Sdc+trpに応じて、放電電圧制御回路711を制御する。センサ制御部600による放電電圧制御回路711の制御の概要は後述する。   The sensor control unit 600 controls the discharge voltage control circuit 711 according to the signal Sdc + trp input from the corona current measurement circuit 730. The outline of control of the discharge voltage control circuit 711 by the sensor control unit 600 will be described later.

測定信号生成回路740は、イオン捕捉部130において捕捉されずに外部に流出した陽イオンPIの電流Iesc(以下、「漏洩電流Iesc」と呼ぶ)に相当する電流Icを測定する。測定信号生成回路740は、配線771を介して二次側の信号線223に接続されるとともに、配線772を介して一次側のセンサ制御部600に接続される。また、測定信号生成回路740は、配線773を介して一次側グランドPGLに接続されている。測定信号生成回路740は、測定信号Sescをセンサ制御部600に出力する。なお、測定信号生成回路740は、低感度測定信号および高感度測定信号を生成して、それぞれセンサ制御部600に出力してもよい。この場合、低感度測定信号および高感度測定信号のうちのいずれか一方は、測定信号Sescであってもよい。   The measurement signal generation circuit 740 measures a current Ic corresponding to the current Iesc (hereinafter referred to as “leakage current Iesc”) of the positive ion PI that has flown outside without being captured by the ion trap 130. The measurement signal generation circuit 740 is connected to the secondary-side signal line 223 via the wiring 771 and is connected to the primary-side sensor control unit 600 via the wiring 772. Further, the measurement signal generation circuit 740 is connected to the primary side ground PGL via the wiring 773. The measurement signal generation circuit 740 outputs the measurement signal Sesc to the sensor control unit 600. The measurement signal generation circuit 740 may generate a low sensitivity measurement signal and a high sensitivity measurement signal and output them to the sensor control unit 600, respectively. In this case, one of the low sensitivity measurement signal and the high sensitivity measurement signal may be the measurement signal Sesc.

微粒子センサ100の先端部100eを流れる電流相互には、下記(1)式の関係が成り立つ。
Iin=Idc+Itrp+Iesc ・・・(1)
ここで、Iinは第1の電極112の入力電流であり、Idcは隔壁42を介してケーシングCSに流れる放電電流であり、ItrpはケーシングCSに捕捉された陽イオンPIの電荷量に相当する捕捉電流であり、Iescはイオン捕捉部130において捕捉されずに外部に流出した陽イオンPIの電荷量に相当する漏洩電流である。
The relationship of the following formula (1) is established between the currents flowing through the tip 100e of the particle sensor 100.
Iin = Idc + Itrp + Iesc (1)
Here, Iin is an input current of the first electrode 112, Idc is a discharge current flowing through the casing CS via the partition wall 42, and Itrp is a trap corresponding to the charge amount of the cation PI trapped in the casing CS. Iesc is a leakage current corresponding to the charge amount of the cation PI that has flown outside without being captured by the ion trap 130.

放電電流Idcと捕捉電流Itrpは、ケーシングCSから信号線223を介して二次側グランドSGLに流れるため、信号線223上のシャント抵抗230にはそれらの合計の電流(Idc+Itrp)が流れる。ここで、(Idc+Itrp)の電流値は、入力電流Iinの電流値とほぼ等しい。式(1)の漏洩電流IIescは、信号線223を流れる電流(Idc+Itrp)のおよそ1/10倍程度の大きさであり、入力電流Iinの変動を監視するにあたっては実質的に無視できるためである。入力電流Iinの電流値とイオン発生部110のコロナ放電の電流値とは等しいことから、信号線223を流れる電流(Idc+Itrp)の電流値は、コロナ放電の電流値とほぼ等しいといえる。このことから、コロナ電流測定回路730は、イオン発生部110のコロナ放電の電流値を示す信号Sdc+trpをセンサ制御部600に出力しているといえる。これを受けて、センサ制御部600は、コロナ電流測定回路730から入力される信号Sdc+trpに応じて、入力電流Iinの電流値が目標電流になるように、放電電圧制御回路711を制御する。 Since the discharge current Idc and the trapping current Itrp flow from the casing CS to the secondary side ground SGL via the signal line 223, the total current (Idc + Itrp) flows through the shunt resistor 230 on the signal line 223. Here, the current value of (Idc + Itrp) is substantially equal to the current value of the input current Iin. Leakage current IIesc of formula (1) is approximately 1/10 of approximately 6 times the magnitude of the current flowing through the signal line 223 (Idc + Itrp), in order to be substantially ignored when monitoring the fluctuation of the input current Iin is there. Since the current value of the input current Iin is equal to the current value of the corona discharge of the ion generator 110, it can be said that the current value of the current (Idc + Itrp) flowing through the signal line 223 is substantially equal to the current value of the corona discharge. From this, it can be said that the corona current measurement circuit 730 outputs a signal Sdc + trp indicating the corona discharge current value of the ion generator 110 to the sensor controller 600. In response to this, the sensor control unit 600 controls the discharge voltage control circuit 711 so that the current value of the input current Iin becomes the target current in accordance with the signal Sdc + trp input from the corona current measurement circuit 730. .

漏洩電流Iescは、入力電流Iinと、シャント抵抗230を流れる電流(Idc+Itrp)との差分に等しい。
Iesc=Iin−(Idc+Itrp) ・・・(2)
測定信号生成回路740には、この漏洩電流Iescに相当する電流Icが流れる。測定信号生成回路740は、この電流Icに応じた測定信号Sescを生成してセンサ制御部600に出力する。センサ制御部600の微粒子量決定部610は、測定信号Sescに基づいて排ガスに含まれる微粒子量を決定する。
The leakage current Iesc is equal to the difference between the input current Iin and the current flowing through the shunt resistor 230 (Idc + Itrp).
Iesc = Iin− (Idc + Itrp) (2)
A current Ic corresponding to the leakage current Iesc flows through the measurement signal generation circuit 740. The measurement signal generation circuit 740 generates a measurement signal Sesc corresponding to the current Ic and outputs it to the sensor control unit 600. The particle amount determination unit 610 of the sensor control unit 600 determines the amount of particles contained in the exhaust gas based on the measurement signal Sesc.

A2.測定信号生成回路の構成例:
図4は、測定信号生成回路740の構成を示すブロック図である。測定信号生成回路740は、増幅回路741と、負帰還抵抗742と、抵抗743とを含む。増幅回路741としてはオペアンプを利用可能である。増幅回路741の反転入力端子は、抵抗743、配線771、および信号線223を介して二次側グランドSGLに接続されている。信号線223は、図3に示すように、微粒子センサのケーシングCSに接続されている。増幅回路741の非反転入力端子には、一次側グランドPGLに対して一定の基準電圧(例えば、0.5V)を与える電源Vrefが配線773を介して接続されている。以下の説明では、この電源Vrefの基準電圧を表す際にも同じ符号「Vref」を用いる。増幅回路741の非反転入力端子に基準電圧Vrefを入力すれば、増幅回路741の2つの入力端子間の電位差を、誤差(バイアス電流やオフセット電圧による誤差等)の生じにくい電位差範囲に近づけるように調整することができる。増幅回路741の反転入力端子には、後に詳述するように、微粒子センサ100の漏洩電流Iesc(図3)に相当する電流Icが流れる。この電流Icは、増幅回路741によって電圧E1に変換される。電圧E1を示す信号Sescは、測定信号として、配線772を介してセンサ制御部600に供給される。
A2. Configuration example of measurement signal generation circuit:
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the measurement signal generation circuit 740. The measurement signal generation circuit 740 includes an amplifier circuit 741, a negative feedback resistor 742, and a resistor 743. An operational amplifier can be used as the amplifier circuit 741. The inverting input terminal of the amplifier circuit 741 is connected to the secondary side ground SGL via the resistor 743, the wiring 771, and the signal line 223. As shown in FIG. 3, the signal line 223 is connected to the casing CS of the particle sensor. A power supply Vref that applies a constant reference voltage (for example, 0.5 V) to the primary side ground PGL is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 741 via a wiring 773. In the following description, the same reference numeral “Vref” is used to represent the reference voltage of the power supply Vref. When the reference voltage Vref is input to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 741, the potential difference between the two input terminals of the amplifier circuit 741 is brought close to a potential difference range where errors (such as errors due to bias current and offset voltage) are unlikely to occur. Can be adjusted. As will be described in detail later, a current Ic corresponding to the leakage current Iesc (FIG. 3) of the particle sensor 100 flows through the inverting input terminal of the amplifier circuit 741. This current Ic is converted into a voltage E1 by the amplifier circuit 741. The signal Sesc indicating the voltage E1 is supplied as a measurement signal to the sensor control unit 600 via the wiring 772.

増幅回路741の反転入力端子に流れる電流Icが、微粒子センサ100の漏洩電流Iescに相当する電流となる理由は、以下の通りである。漏洩電流Iescが発生すると、二次側グランドSGLの基準電位は、漏洩電流Iescの大きさに応じて、一次側グランドPGLの基準電位よりも低下する。これは、一次側電源回路710(図3)を含む一次側回路から、微粒子センサ100に供給されるエネルギー(電力)と、信号線223を介して微粒子センサ100から出力されるエネルギー(電力)との間に、漏洩電流Iescに対応するエネルギーの差異が生じるためである。漏洩電流Iescの発生により、二次側グランドSGLの基準電位と一次側グランドPGLの基準電位との間に差異が生じると、増幅回路741の反転入力端子には、この差異に応じた補償電流Icが流れる。この補償電流Icは、漏洩電流Iescと電流値が等しく、二次側グランドSGLの基準電位と一次側グランドPGLの基準電位との間の差異を補償する電流である。従って、測定信号生成回路740は、この補償電流IcをI−V変換することによって、漏洩電流Iescを表す電圧E1(及び測定信号Sesc)を生成することができる。   The reason why the current Ic flowing through the inverting input terminal of the amplifier circuit 741 becomes a current corresponding to the leakage current Iesc of the particle sensor 100 is as follows. When the leakage current Iesc is generated, the reference potential of the secondary side ground SGL is lower than the reference potential of the primary side ground PGL according to the magnitude of the leakage current Iesc. This is because energy (power) supplied to the particle sensor 100 from the primary circuit including the primary power supply circuit 710 (FIG. 3) and energy (power) output from the particle sensor 100 via the signal line 223. This is because a difference in energy corresponding to the leakage current Iesc occurs. If a difference occurs between the reference potential of the secondary ground SGL and the reference potential of the primary ground PGL due to the generation of the leakage current Iesc, the compensation current Ic corresponding to this difference is applied to the inverting input terminal of the amplifier circuit 741. Flows. This compensation current Ic is equal to the leakage current Iesc and is a current that compensates for the difference between the reference potential of the secondary side ground SGL and the reference potential of the primary side ground PGL. Therefore, the measurement signal generation circuit 740 can generate the voltage E1 (and the measurement signal Sesc) representing the leakage current Iesc by performing IV conversion of the compensation current Ic.

増幅回路741の出力電圧E1は、以下の式(3)で与えられる。
E1=Ic×R1+Vref ・・・(3)
ここで、Icは補償電流、R1は負帰還抵抗742の抵抗値、Vrefは増幅回路741の基準電圧である。
The output voltage E1 of the amplifier circuit 741 is given by the following equation (3).
E1 = Ic × R1 + Vref (3)
Here, Ic is a compensation current, R1 is a resistance value of the negative feedback resistor 742, and Vref is a reference voltage of the amplifier circuit 741.

センサ制御部600において、微粒子量決定部610は、測定信号生成回路740から供給される測定信号Sescに基づいて、微粒子量マップmp1を参照して排ガス中に含まれる微粒子量を決定する。図1(b)に示すように、微粒子量マップmp1は、測定信号Sescと微粒子量との対応関係を示す二次元マップである。なお、図1(b)では、横軸は微粒子量を示し、縦軸は測定信号Sescを示している。より正確には、縦軸は、測定信号Sescの電圧レベルに対応する電流Icの電流値を示している。微粒子量マップmp1に示すように、測定信号Sescと微粒子量とは互いに比例している。そして、微粒子量がゼロである場合に測定信号Sescの電流値はゼロとなる。微粒子量決定部610は、供給される測定信号Sescに対応する電流値を特定し、かかる電流値に基づき微粒子量マップmp1を参照することにより、微粒子量を決定できる。   In the sensor control unit 600, the fine particle amount determination unit 610 determines the fine particle amount contained in the exhaust gas with reference to the fine particle amount map mp1 based on the measurement signal Sesc supplied from the measurement signal generation circuit 740. As shown in FIG. 1B, the fine particle amount map mp1 is a two-dimensional map showing the correspondence between the measurement signal Sesc and the fine particle amount. In FIG. 1B, the horizontal axis indicates the amount of fine particles, and the vertical axis indicates the measurement signal Sesc. More precisely, the vertical axis indicates the current value of the current Ic corresponding to the voltage level of the measurement signal Sesc. As shown in the fine particle amount map mp1, the measurement signal Sesc and the fine particle amount are proportional to each other. When the amount of fine particles is zero, the current value of the measurement signal Sesc is zero. The fine particle amount determination unit 610 can determine the amount of fine particles by specifying a current value corresponding to the supplied measurement signal Sesc and referring to the fine particle amount map mp1 based on the current value.

しかしながら、経年劣化等の理由により一次側グランドPGLと二次側グランドSGLとの間に配置されている絶縁部材の絶縁性が低下すると、一次側グランドPGLと二次側グランドSGLとの間にリーク電流が発生し得る。リーク電流が発生すると、二次側グランドSGLの基準電位と一次側グランドPGLの基準電位との間の差異が初期値から変化するので、漏洩電流Iescの値が変化する。その結果、測定信号Sescの大きさ(電圧)が本来の値がからずれてしまい、決定される微粒子量に誤差が生じることとなる。例えば、排ガス中に微粒子が存在しないにもかからず、漏洩電流Iescがゼロではない値として検出され、検出される微粒子量がゼロにならないことが起こり得る。また、絶縁部材の絶縁性は経年変化するので、漏洩電流Iescの値も経年変化し、その結果、測定信号Sescの大きさのずれの量も経年変化する。それゆえ、微粒子量の測定誤差が次第に増加するおそれがある。そこで、本実施形態の微粒子測定システム10では、後述の微粒子量決定処理を実行して測定信号Sescに基づき導出される電流値を用いて補正すると共に、後述の校正処理を実行して補正に用いられる補正値を更新することにより、微粒子量の測定精度の低下を抑制する。   However, if the insulating property of the insulating member disposed between the primary side ground PGL and the secondary side ground SGL decreases due to aging or the like, leakage occurs between the primary side ground PGL and the secondary side ground SGL. An electric current can be generated. When the leak current is generated, the difference between the reference potential of the secondary side ground SGL and the reference potential of the primary side ground PGL changes from the initial value, so that the value of the leakage current Iesc changes. As a result, the magnitude (voltage) of the measurement signal Sesc deviates from the original value, and an error occurs in the determined amount of fine particles. For example, although the fine particles are not present in the exhaust gas, the leakage current Iesc is detected as a non-zero value, and the detected fine particle amount may not become zero. Further, since the insulating property of the insulating member changes with time, the value of the leakage current Iesc also changes with time, and as a result, the amount of deviation in the magnitude of the measurement signal Sesc also changes with time. Therefore, the measurement error of the amount of fine particles may gradually increase. Therefore, in the fine particle measurement system 10 of the present embodiment, a fine particle amount determination process described later is executed and corrected using a current value derived based on the measurement signal Sesc, and a correction process described later is executed and used for correction. By updating the correction value, a decrease in the measurement accuracy of the fine particle amount is suppressed.

A3.微粒子量決定処理:
図5は、本実施形態における微粒子量決定処理の手順を示すフローチャートである。微粒子測定システム10では、車両制御部420からイグニッションオンの信号を受信すると、微粒子量決定処理が実行される。微粒子量決定部610は、測定信号Sescの電圧レベルに対応する電流Icの電流値を特定して電流値格納部640に記憶させる(ステップS105)。微粒子量決定部610は、補正値格納部660に格納されている補正値を用いてステップS105で特定された電流値を補正する(ステップS110)。上述のように、この補正値の初期値はゼロであり、また、補正値は校正処理により更新され得る。この補正値を適切な値に設定することにより、絶縁部材の絶縁性の低下等に起因して測定信号Sescのずれが生じても、本来の微粒子量に対応する信号を得ることができる。
A3. Fine particle amount determination processing:
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the fine particle amount determination process in the present embodiment. In the fine particle measurement system 10, when an ignition-on signal is received from the vehicle control unit 420, a fine particle amount determination process is executed. The fine particle amount determination unit 610 identifies the current value of the current Ic corresponding to the voltage level of the measurement signal Sesc and stores it in the current value storage unit 640 (step S105). The fine particle amount determination unit 610 corrects the current value specified in step S105 using the correction value stored in the correction value storage unit 660 (step S110). As described above, the initial value of this correction value is zero, and the correction value can be updated by a calibration process. By setting this correction value to an appropriate value, a signal corresponding to the original amount of fine particles can be obtained even if the measurement signal Sesc shifts due to a decrease in insulation properties of the insulating member.

微粒子量決定部610は、微粒子量マップmp1を参照して、補正後の電流値に基づき微粒子量を決定する(ステップS115)。微粒子量決定部610は、ステップS115で決定された微粒子量を、微粒子量格納部650に記憶させる(ステップS120)。ステップS120の完了後、前述のステップS105に戻る。したがって、測定信号Sescに対応する電流値の特定および微粒子量の決定が繰り返し実行される。なお、微粒子量測定処理は、イグニッションオフ信号を受信するまで実行される。   The fine particle amount determining unit 610 refers to the fine particle amount map mp1 to determine the fine particle amount based on the corrected current value (step S115). The fine particle amount determination unit 610 stores the fine particle amount determined in step S115 in the fine particle amount storage unit 650 (step S120). After step S120 is completed, the process returns to step S105 described above. Therefore, identification of the current value corresponding to the measurement signal Sesc and determination of the amount of fine particles are repeatedly executed. The fine particle amount measurement process is executed until an ignition off signal is received.

A4.校正処理:
図6は、本実施形態における校正処理の手順を示すフローチャートである。この校正処理は、上述の微粒子量決定処理で用いられる補正値を適切な値に設定(更新)するための処理である。本実施形態では、排ガス中の微粒子量が本来ゼロである場合の測定信号Sescのずれを特定し、このずれをキャンセルするような補正値を決定する。本実施形態では、車両500が予め設定されている所定の距離(例えば、5000キロメートル)を走行する度に、校正処理が実行される。
A4. Calibration process:
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the calibration process in the present embodiment. This calibration process is a process for setting (updating) the correction value used in the fine particle amount determination process described above to an appropriate value. In the present embodiment, the deviation of the measurement signal Sesc when the amount of fine particles in the exhaust gas is essentially zero is specified, and a correction value that cancels this deviation is determined. In the present embodiment, the calibration process is executed every time the vehicle 500 travels a predetermined distance (for example, 5000 kilometers).

校正実行部620は、車両制御部420からフューエルカット信号を受信するまで待機しており(ステップS205)、フューエルカット信号を受信すると(ステップS205:YES)、所定期間だけ待機する(ステップS210)。フューエルカット信号は、内燃機関400に対する燃料供給が遮断されていることを示す信号であり、例えば、車両500が下り坂を走行しており、運転者がアクセルペダルを踏んでいない場合等に出力される。車両制御部420は、燃料噴射量がゼロの状態を検知するとフューエルカット信号を出力する。フューエルカット信号が受信された場合、内燃機関400に燃料が供給されていないため、排ガス中に微粒子が存在する可能性は低い。換言すると、フューエルカット信号は、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態であることを示す。しかも、ステップS210により所定期間だけ待機するので、その間に内燃機関400に残存する微粒子はほとんど排出されてしまっている可能性が高い。つまり、ステップS205およびS210が実行されることにより、排ガス配管402内において、排ガス中の微粒子量がゼロである可能性が高めることができる。ステップS210の所定期間は、燃料噴射量がゼロになってから、内燃機関400から排出される微粒子量がゼロとなるまでの時間を実験等により求めて設定することが好ましい。なお、ステップS210は省略してもよい。本実施形態において、フューエルカット信号は、請求項における所定信号に相当する。   The calibration execution unit 620 is on standby until a fuel cut signal is received from the vehicle control unit 420 (step S205). When the fuel cut signal is received (step S205: YES), the calibration execution unit 620 waits for a predetermined period (step S210). The fuel cut signal is a signal indicating that the fuel supply to the internal combustion engine 400 is interrupted, and is output, for example, when the vehicle 500 is traveling downhill and the driver is not stepping on the accelerator pedal. The The vehicle control unit 420 outputs a fuel cut signal when detecting that the fuel injection amount is zero. When the fuel cut signal is received, since the fuel is not supplied to the internal combustion engine 400, there is a low possibility that fine particles are present in the exhaust gas. In other words, the fuel cut signal indicates that the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero. In addition, since the process waits for a predetermined period in step S210, it is highly possible that most of the fine particles remaining in the internal combustion engine 400 have been discharged during that time. That is, by performing steps S205 and S210, the possibility that the amount of fine particles in the exhaust gas is zero in the exhaust gas pipe 402 can be increased. The predetermined period of step S210 is preferably set by determining the time from when the fuel injection amount becomes zero until the amount of fine particles discharged from the internal combustion engine 400 becomes zero by experiments or the like. Note that step S210 may be omitted. In the present embodiment, the fuel cut signal corresponds to a predetermined signal in the claims.

校正実行部620は、ステップS210が完了した後に所定の連続回数(N回)分だけ電流値格納部640に格納された電流値を取得する(ステップS215)。上述のように、微粒子量決定処理によって電流値が電流値格納部640に繰り返し格納されているので、校正実行部620は、所定の連続回数分の電流値を取得することができる。なお、所定の連続回数は、任意の回数に設定できる。また、所定の連続回数をより多くの回数に設定することによって校正の精度を向上できる。   The calibration execution unit 620 acquires the current value stored in the current value storage unit 640 for a predetermined number of consecutive times (N times) after step S210 is completed (step S215). As described above, since the current value is repeatedly stored in the current value storage unit 640 by the fine particle amount determination process, the calibration execution unit 620 can acquire the current value for a predetermined continuous number of times. The predetermined number of consecutive times can be set to an arbitrary number. Further, the accuracy of calibration can be improved by setting the predetermined number of continuous times to a larger number.

校正実行部620は、ステップS215で取得されたN回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除されたか否かを判定する(ステップS220)。例えば、上述の微粒子量決定処理のステップS105において、電流値格納部640に電流値を格納する際に時刻情報も対応付けて格納しておき、フューエルカット信号の解除を検知した場合には、かかる解除の時刻と取得された電流値に対応付けられている時刻とを対照して、N回の最後に格納された電流値に対応付けられている時刻がフューエルカット信号の解除の時刻よりも時間的に前であれば、N回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除されていないと判定してもよい。なお、ステップS210の完了からステップS215の完了までの間にフューエルカット信号の解除があったか否かを判定することにより、N回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除されたか否かをみなし判定してもよい。   The calibration execution unit 620 determines whether or not the fuel cut signal has been canceled while the N current values acquired in step S215 are stored in the current value storage unit 640 (step S220). For example, when the current value is stored in the current value storage unit 640 in association with the current value in step S105 of the fine particle amount determination process described above, the release of the fuel cut signal is detected. The time associated with the current value stored last in N times is compared to the time associated with the acquired current value, and the time associated with the last stored current value is longer than the time when the fuel cut signal is released. If it is before, it may be determined that the fuel cut signal is not released while the current values for N times are stored in the current value storage unit 640. Note that by determining whether or not the fuel cut signal has been released between the completion of step S210 and the completion of step S215, the fuel cut is performed while the current values for N times are stored in the current value storage unit 640. Judgment may be made by considering whether or not the signal is released.

N回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除されたと判定された場合(ステップS220:YES)、前述のステップS205に戻る。これに対して、N回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除されていないと判定された場合(ステップS220:NO)、校正実行部620は、ステップS215で取得したN回分の電流値の平均値を算出する(ステップS225)。フューエルカット信号が解除されていない場合、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態のままであるため、本来、電流値はゼロとなる。しかしながら、絶縁部材の絶縁性低下に伴いリーク電流が発生すると、そのリーク電流に相当する電流が検出される。また、N回の平均値を求めることにより、誤差を排してリーク電流に相当する電流値を精度良く特定できる。なお、N回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除された場合、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態でなくなるため、リーク電流に相当する電流に加えて排ガス中の微粒子に起因する電流も検出される。このため、リーク電流に相当する電流値の特定精度が低くなるので、上述のようにステップS205に戻り、ステップS225以降を実行しないようにしている。上述したように、ステップS215における所定連続回数(N回)をより多くの回数に設定することによって校正の精度をより向上できる。しかしながら、所定連続回数を非常に大きな値に設定した場合、フューエルカット信号が解除される可能性が高くなる。このため、例えば、フューエルカット信号が継続して出力される平均時間を求め、その時間内に電流値を測定可能な回数を所定連続回数として設定するなど、所定の連続回数(N回)を適切な値に設定することが好ましい。   When it is determined that the fuel cut signal has been released while the current values for N times are stored in the current value storage unit 640 (step S220: YES), the process returns to step S205 described above. On the other hand, when it is determined that the fuel cut signal is not released while the current values for N times are stored in the current value storage unit 640 (step S220: NO), the calibration execution unit 620 The average value of the N current values acquired in S215 is calculated (step S225). When the fuel cut signal is not canceled, the current value is essentially zero because the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero. However, when a leak current is generated due to a decrease in insulating properties of the insulating member, a current corresponding to the leak current is detected. Further, by obtaining the average value of N times, it is possible to accurately identify the current value corresponding to the leakage current without errors. Note that if the fuel cut signal is canceled while the current values for N times are stored in the current value storage unit 640, it is not possible to assume that the amount of fine particles in the exhaust gas is zero. In addition to the electric current to be generated, the electric current caused by the fine particles in the exhaust gas is also detected. For this reason, since the accuracy of specifying the current value corresponding to the leak current is lowered, the process returns to step S205 as described above, and step S225 and subsequent steps are not executed. As described above, the calibration accuracy can be further improved by setting the predetermined number of consecutive times (N times) in step S215 to a larger number. However, if the predetermined number of consecutive times is set to a very large value, the possibility that the fuel cut signal is canceled increases. For this reason, for example, an average time during which the fuel cut signal is continuously output is obtained, and a predetermined number of continuous times (N times) is appropriately set, such as setting the number of times the current value can be measured within the time as a predetermined number of continuous times. It is preferable to set to a different value.

校正実行部620は、ステップS225において算出された平均値により、補正値格納部660に格納されている補正値を上書きする(ステップS230)。したがって、ステップS230の実行後に、微粒子量決定処理が実行される際には、ステップS110において、最新の補正値を用いて電流値を補正することができる。つまり、最新のリーク電流分をキャンセルして、排ガス中の微粒子に起因する電流値を精度よく導出することができる。ステップS230の完了後、校正処理は終了する。   The calibration execution unit 620 overwrites the correction value stored in the correction value storage unit 660 with the average value calculated in step S225 (step S230). Therefore, when the fine particle amount determination process is executed after the execution of step S230, the current value can be corrected using the latest correction value in step S110. That is, the latest leakage current can be canceled and the current value caused by the fine particles in the exhaust gas can be accurately derived. After completion of step S230, the calibration process ends.

以上説明した第1実施形態の微粒子測定システム10によれば、フューエルカット信号を受信している最中に得られた電流値に基づき補正値を求め、かかる補正値を用いて測定信号Sescの電圧レベルに対応する電流Icの電流値を補正する。フューエルカット信号を受信していることは、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態であることを意味する。したがって、このような状態で得られる電流値は、排ガス中の微粒子に起因する電流値ではなく、絶縁部材の絶縁性の低下等に起因するリーク電流値と推測される。微粒子測定システム10では、かかるリーク電流値に基づき測定信号Sescの電圧レベルに対応する電流Icの電流値を補正するので、リーク電流値をキャンセルして排ガス中の微粒子に起因する電流値を精度よく導出することができる。このため、排ガス中の微粒子量の検出精度が低下することを抑制できる。   According to the fine particle measurement system 10 of the first embodiment described above, the correction value is obtained based on the current value obtained while receiving the fuel cut signal, and the voltage of the measurement signal Sesc is obtained using the correction value. The current value of the current Ic corresponding to the level is corrected. Receiving the fuel cut signal means that the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero. Therefore, the current value obtained in such a state is estimated not as a current value due to fine particles in the exhaust gas but as a leak current value due to a decrease in insulating properties of the insulating member. In the particulate measurement system 10, the current value of the current Ic corresponding to the voltage level of the measurement signal Sesc is corrected based on the leakage current value. Therefore, the leakage current value is canceled and the current value caused by particulates in the exhaust gas is accurately obtained. Can be derived. For this reason, it can suppress that the detection accuracy of the amount of particulates in exhaust gas falls.

加えて、フューエルカット信号を受信してから所定期間だけ待機した後に得られた電流値に基づき補正値を決定するので、内燃機関400に残存する微粒子がほとんど排出されて排ガス中の微粒子量がゼロである可能性が高い状態で得られた電流値に基づき補正値を決定できる。このため、リーク電流に相当する補正値を正確に求めることができる。   In addition, since the correction value is determined based on the current value obtained after waiting for a predetermined period after receiving the fuel cut signal, most of the fine particles remaining in the internal combustion engine 400 are discharged and the amount of fine particles in the exhaust gas is zero. The correction value can be determined based on the current value obtained in a state where there is a high possibility that For this reason, the correction value corresponding to the leakage current can be accurately obtained.

また、N回分の電流値の平均値を求めることにより、誤差を排してリーク電流に相当する電流値を精度良く特定できる。加えて、N回分の電流値が電流値格納部640に格納されている間にフューエルカット信号が解除された場合、補正値を求めずにステップS105に戻るので、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態でない場合に得られた測定値に基づき補正値が決定されることを抑制できる。その結果、補正値を精度良く決定できる。   Further, by obtaining the average value of the current values for N times, it is possible to specify the current value corresponding to the leakage current with high accuracy without errors. In addition, when the fuel cut signal is canceled while the current values for N times are stored in the current value storage unit 640, the process returns to step S105 without obtaining a correction value, so that the amount of particulates in the exhaust gas is zero. It can suppress that a correction value is determined based on the measured value obtained when it is not in the state which can be considered to exist. As a result, the correction value can be determined with high accuracy.

また、微粒子測定システム10では、コロナ放電によりイオンを発生させるので、一次側グランドPGLと二次側グランドSGLとの間の絶縁部材として非常に高い絶縁性(抵抗値)を有する部材が求められる。このように絶縁部材において経年劣化等により絶縁性が低下した場合であっても、本実施形態の微粒子測定システム10によれば、排ガス中の微粒子量を精度良く求めることができる。   Further, in the fine particle measurement system 10, since ions are generated by corona discharge, a member having a very high insulating property (resistance value) is required as an insulating member between the primary side ground PGL and the secondary side ground SGL. As described above, even if the insulating property of the insulating member is deteriorated due to aging or the like, according to the particle measuring system 10 of the present embodiment, the amount of particles in the exhaust gas can be obtained with high accuracy.

B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態における校正処理の手順を示すフローチャートである。第2実施形態の微粒子測定システムの構成は、第1実施形態の微粒子測定システム10の構成と同じであるので、同一の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態の校正処理は、ステップS205に代えてステップS205aを実行する点と、ステップS220を省略する点とにおいて、第1実施形態の校正処理と異なる。第2実施形態の校正処理におけるその他の手順は、第1実施形態と同じであるので、同一の手順には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、第2実施形態における微粒子量決定処理は、第1実施形態における微粒子量決定処理と同じであるので、詳細な説明を省略する。
B. Second embodiment:
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the calibration process in the second embodiment. Since the configuration of the particle measurement system of the second embodiment is the same as the configuration of the particle measurement system 10 of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The calibration process of the second embodiment is different from the calibration process of the first embodiment in that step S205a is executed instead of step S205, and step S220 is omitted. Since other procedures in the calibration process of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same procedures are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The fine particle amount determination process in the second embodiment is the same as the fine particle amount determination process in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

図7に示すように、第2実施形態の校正処理では、まず、校正実行部620は、車両制御部420からイグニッションオフ信号を受信するまで待機する(ステップS205a)。イグニッションオフ信号を受信すると、上述のステップS210およびS215が実行される。イグニッションオフ信号が受信された場合、内燃機関400の駆動が停止しているため、排ガス中に微粒子が存在する可能性は低い。換言すると、イグニッションオフ信号は、上述のフューエルカット信号と同様に、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態であることを示す。加えて、第1実施形態と同様に所定期間だけ待機するので(ステップS210)、その間に内燃機関400に残存する微粒子はほとんど排出されてしまっている可能性が高い。つまり、第1実施形態と同様に、ステップS205aおよびS210が実行されることにより、排ガス配管402内において、排ガス中の微粒子量がゼロである可能性が高めることができる。なお、イグニッションオフ信号は、請求項における所定信号に相当する。   As shown in FIG. 7, in the calibration process of the second embodiment, the calibration execution unit 620 first waits until it receives an ignition off signal from the vehicle control unit 420 (step S205a). When the ignition-off signal is received, the above-described steps S210 and S215 are executed. When the ignition-off signal is received, since the driving of the internal combustion engine 400 is stopped, the possibility that fine particles are present in the exhaust gas is low. In other words, the ignition-off signal indicates that the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero, similar to the fuel cut signal described above. In addition, since the system waits for a predetermined period as in the first embodiment (step S210), it is highly possible that most of the fine particles remaining in the internal combustion engine 400 have been discharged during that time. That is, similarly to the first embodiment, by executing steps S205a and S210, the possibility that the amount of fine particles in the exhaust gas is zero in the exhaust gas pipe 402 can be increased. The ignition off signal corresponds to a predetermined signal in the claims.

ここで、イグニッションオフ信号を受信した場合、上述の微粒子量決定処理は終了している。したがって、第2実施形態のステップS215では、測定信号Sescの電圧レベルに対応する電流Icの電流値を特定して電流値格納部640に記憶させる処理(すなわち、微粒子量決定処理のステップS105と同様な処理)が所定連続回数だけ実行される。ステップS215の完了後、上述のステップS225およびS230が実行される。なお、第2実施形態の各処理は、例えば、図示しないバッテリーからの給電により微粒子測定システム10を駆動して実行することができる。   Here, when the ignition-off signal is received, the above-described fine particle amount determination processing is completed. Therefore, in step S215 of the second embodiment, the current value of the current Ic corresponding to the voltage level of the measurement signal Sesc is specified and stored in the current value storage unit 640 (that is, similar to step S105 of the fine particle amount determination process). Is executed a predetermined number of times. After completion of step S215, the above-described steps S225 and S230 are executed. In addition, each process of 2nd Embodiment can be performed by driving the particle | grain measurement system 10 by the electric power feeding from the battery which is not illustrated, for example.

以上説明した第2実施形態の微粒子測定システムは、第1実施形態の微粒子測定システム10と同様な効果を有する。   The fine particle measurement system of the second embodiment described above has the same effect as the fine particle measurement system 10 of the first embodiment.

C.変形例:
C1.変形例1:
各実施形態では、コロナ放電によって陽イオンPIを発生させ、かかる陽イオンPIを帯電室に流入した排ガスと混合させることにより微粒子Sを帯電させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電極の表面上に粒子を付着させて、電極に高電圧を印加することにより、微粒子Sを帯電した帯電粒子とする帯電部をセンサ本体に有する微粒子測定システム10に、本発明を適用してもよい(例えば、米国特許公開公報US2012/0312074A1および米国特許公開公報US2013/0219990A1参照)。
C. Variations:
C1. Modification 1:
In each embodiment, the fine particles S are charged by generating cations PI by corona discharge and mixing the cations PI with the exhaust gas flowing into the charging chamber. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is applied to a fine particle measuring system 10 having a charged portion in a sensor body that makes charged particles charged with fine particles S by attaching particles on the surface of the electrode and applying a high voltage to the electrode. (See, for example, US Patent Publication US2012 / 0312074A1 and US Patent Publication US2013 / 0219990A1).

C2.変形例2:
各実施形態では、微粒子量決定処理と校正処理とを、別ルーチンとして実行していたが、単一のルーチンとして実行してもよい。この場合、単一のルーチンは、微粒子量決定処理と捉えることもでき、また、校正処理と捉えることもできる。すなわち、微粒子量決定処理内において補正値を更新してもよいし、校正処理において電流値の補正を行なってもよい。
C2. Modification 2:
In each embodiment, the fine particle amount determination process and the calibration process are executed as separate routines, but may be executed as a single routine. In this case, the single routine can be regarded as a fine particle amount determination process or a calibration process. That is, the correction value may be updated in the fine particle amount determination process, or the current value may be corrected in the calibration process.

C3.変形例3:
各実施形態では、微粒子量決定処理および校正処理は、いずれもセンサ制御部600において実行されていたが、これら処理のうち、少なくとも一方を、車両制御部420において実行される構成としてもよい。例えば、微粒子量決定処理はセンサ制御部600(微粒子量決定部610)が実行し、校正処理は車両制御部420が実行する構成としてもよい。この構成では、校正処理のステップS215において、車両制御部420は、センサ制御部600からN回分の電流値を取得すればよい。また、ステップS230において、車両制御部420は、ステップS225で算出された平均値をセンサ制御部600に送信し、センサ制御部600は受信した平均値を補正値格納部660に上書きして記憶すればよい。この構成においては、車両制御部420は、請求項における信号受信部および校正実行部に相当する。
C3. Modification 3:
In each embodiment, the fine particle amount determination process and the calibration process are both executed by the sensor control unit 600, but at least one of these processes may be executed by the vehicle control unit 420. For example, the fine particle amount determination process may be executed by the sensor control unit 600 (fine particle amount determination unit 610), and the calibration process may be executed by the vehicle control unit 420. In this configuration, in step S <b> 215 of the calibration process, the vehicle control unit 420 may acquire N current values from the sensor control unit 600. In step S230, the vehicle control unit 420 transmits the average value calculated in step S225 to the sensor control unit 600, and the sensor control unit 600 overwrites and stores the received average value in the correction value storage unit 660. That's fine. In this configuration, the vehicle control unit 420 corresponds to a signal reception unit and a calibration execution unit in the claims.

C4.変形例4:
各実施形態では、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態で得られた電流値に基づき補正値を決定していたが、ゼロに代えて、任意の既知の量とみなし得る状態で得られた電流値に基づき補正値を決定してもよい。この構成では、予め、絶縁部材の絶縁性が低下していない状態(すなわち、リーク電流が発生していない状態)において、排ガス中の微粒子量が既知の量である場合の電流値を求めておき、かかる電流値とステップS225で求めた電流値の平均値との差分の電流値を、補正値として決定することが好ましい。また、この構成では、車両制御部420からセンサ駆動部300(校正実行部620)に対して、排ガス中の微粒子量が既知の量であるとみなし得る状態であることを示す所定の信号を送信し、ステップS205に代えて、かかる信号の受信を待機することが好ましい。上述の所定の信号の出力は、例えば、予め、燃料噴射量や内燃機関400の回転数等の内燃機関400の駆動に関するパラメータと、排ガス中の微粒子量との関係を特定しておき、内燃機関400の駆動に関するパラメータが、排ガス中の微粒子量が既知の量に対応する値となった場合に実行されることが好ましい。
C4. Modification 4:
In each embodiment, the correction value is determined based on the current value obtained in a state where the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero, but in a state where it can be regarded as any known amount instead of zero. The correction value may be determined based on the obtained current value. In this configuration, the current value when the amount of fine particles in the exhaust gas is a known amount in a state where the insulation of the insulating member is not deteriorated (that is, in a state where no leakage current is generated) is obtained in advance. The difference between the current value and the average value of the current values obtained in step S225 is preferably determined as a correction value. In this configuration, the vehicle control unit 420 transmits a predetermined signal indicating that the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as a known amount to the sensor driving unit 300 (calibration execution unit 620). However, it is preferable to wait for reception of such a signal instead of step S205. The output of the predetermined signal described above is, for example, specified in advance a relationship between a parameter relating to driving of the internal combustion engine 400 such as the fuel injection amount and the rotational speed of the internal combustion engine 400 and the amount of fine particles in the exhaust gas. It is preferable that the parameter relating to the driving of 400 is executed when the amount of fine particles in the exhaust gas becomes a value corresponding to a known amount.

C5.変形例5:
各実施形態では、微粒子量決定処理において測定信号Sescの電流値を補正し、かかる補正に用いられる補正値を、校正処理において更新していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、微粒子量決定処理において、測定信号Sescの電流値に基づき微粒子量を決定すると共に決定された微粒子量を補正し、校正処理において、微粒子量を補正するために用いられる補正値を更新してもよい。この構成においては、例えば、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態で得られた電流値に基づき微粒子量を求め、かかる微粒子量を補正値として決定する。本来、この状態において得られる微粒子量はゼロであるので、ゼロ以外の値として得られる微粒子量は、リーク電流等の原因により求められる誤差分の微粒子量に相当する。したがって、微粒子量決定処理では、かかる誤差分の微粒子量を、測定信号Sescの電流値に基づき決定された微粒子量から差し引くことで、微粒子量を精度良く求めることができる。
C5. Modification 5:
In each embodiment, the current value of the measurement signal Sesc is corrected in the fine particle amount determination process, and the correction value used for the correction is updated in the calibration process. However, the present invention is not limited to this. For example, in the fine particle amount determination process, the fine particle amount is determined based on the current value of the measurement signal Sesc, and the determined fine particle amount is corrected. In the calibration process, the correction value used for correcting the fine particle amount is updated. Also good. In this configuration, for example, the amount of fine particles is obtained based on a current value obtained in a state where the amount of fine particles in exhaust gas can be regarded as zero, and the amount of fine particles is determined as a correction value. Since the amount of fine particles obtained in this state is essentially zero, the amount of fine particles obtained as a value other than zero corresponds to the amount of fine particles corresponding to an error obtained due to a cause such as a leak current. Therefore, in the fine particle amount determination process, the fine particle amount can be obtained with high accuracy by subtracting the fine particle amount corresponding to the error from the fine particle amount determined based on the current value of the measurement signal Sesc.

C6.変形例6:
各実施形態の微粒子量決定処理のステップS115では、微粒子量マップを参照して微粒子量を決定していたが、かかるマップに代えて、測定信号Sescの電圧値と微粒子量との関係を示す関係式を用いて演算することにより、微粒子量を決定してもよい。
C6. Modification 6:
In step S115 of the fine particle amount determination process of each embodiment, the fine particle amount is determined with reference to the fine particle amount map, but instead of such a map, a relationship indicating the relationship between the voltage value of the measurement signal Sesc and the fine particle amount. The amount of fine particles may be determined by calculation using an equation.

C7.変形例7:
各実施形態では、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態であることを示す信号として、フューエルカット信号およびイグニッションオフ信号が用いられていたが、これらの信号に限らず、他の信号を用いても良い。例えば、車両500において、車速が所定値以下となった場合に内燃機関400の駆動を停止させるいわゆるアイドリングストップ制御が実行される構成においては、かかるアイドリングストップ制御がオンであることを示す信号を、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態であることを示す信号として用いてもよい。また、燃料噴射量がゼロであることを示す信号を、排ガス中の微粒子量がゼロであるとみなし得る状態であることを示す信号として用いてもよい。
C7. Modification 7:
In each embodiment, the fuel cut signal and the ignition off signal are used as signals indicating that the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero. However, the present invention is not limited to these signals, and other signals are used. May be used. For example, in the configuration in which so-called idling stop control is performed in the vehicle 500 to stop driving of the internal combustion engine 400 when the vehicle speed becomes a predetermined value or less, a signal indicating that the idling stop control is on, You may use as a signal which shows that it is in the state which can be considered that the amount of fine particles in exhaust gas is zero. A signal indicating that the fuel injection amount is zero may be used as a signal indicating that the amount of fine particles in the exhaust gas can be regarded as zero.

C8.変形例8:
第1実施形態では、所定回数分電流値を取得している途中でフューエルカット信号が解除された場合に、ステップS205に戻っていたが、ステップS205に戻ることに代えて、フューエルカット信号が解除されるまでに得られた電流値(N−1以下の回数分の電流値)の平均値を求めて、かかる電流値を補正値として上書きしてもよい。
C8. Modification 8:
In the first embodiment, when the fuel cut signal is canceled in the middle of acquiring the current value for a predetermined number of times, the process returns to step S205, but instead of returning to step S205, the fuel cut signal is canceled. An average value of current values (current values corresponding to the number of times equal to or less than N−1) obtained by the calculation may be obtained, and the current value may be overwritten as a correction value.

C9.変形例9:
実施形態では、微粒子測定システム10は車両500に搭載され、内燃機関400の排ガスに含まれる微粒子量を測定していたが、本発明はこれに限定されない。船等の任意の移動体に搭載された内燃機関や、定置型の内燃機関等、他の任意の内燃機関の排ガスに含まれる微粒子を測定してもよい。
C9. Modification 9:
In the embodiment, the fine particle measurement system 10 is mounted on the vehicle 500 and measures the amount of fine particles contained in the exhaust gas of the internal combustion engine 400, but the present invention is not limited to this. Fine particles contained in the exhaust gas of any other internal combustion engine such as an internal combustion engine mounted on an arbitrary moving body such as a ship or a stationary internal combustion engine may be measured.

C10.変形例10:
実施形態では、校正処理は、車両500が所定の距離だけ走行する度に実行されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、車両制御部420からイグニッションオンの信号を受信すると、微粒子量決定処理の開始と共に校正処理が開始されてもよい。すなわち、1回の運転(イグニッションオンからオフまでの期間)において1回実行されてもよい。また、例えば、図示しないタイマーで計時し、所定期間(例えば、30日間)が経過する度に校正処理が実行されてもよい。
C10. Modification 10:
In the embodiment, the calibration process is executed each time the vehicle 500 travels a predetermined distance, but the present invention is not limited to this. For example, when an ignition-on signal is received from the vehicle control unit 420, the calibration process may be started simultaneously with the start of the fine particle amount determination process. That is, it may be executed once in one operation (period from ignition on to off). Further, for example, the time may be measured by a timer (not shown), and the calibration process may be executed every time a predetermined period (for example, 30 days) elapses.

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments and the modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…微粒子測定システム
25…セラミックパイプ
31…ガス流路
35…排出孔
41…ノズル
42…隔壁
45…流入孔
55…空気供給孔
100…微粒子センサ
100e…先端部
100r…後端部
110…イオン発生部
111…イオン発生室
112…第1の電極
120…排ガス帯電部
121…帯電室
130…イオン捕捉部
131…捕捉室
132…第2の電極
200…ケーブル
221…第1の配線
222…第2の配線
223…信号線
224…空気供給管
230…シャント抵抗
300…センサ駆動部
400…内燃機関
402…排ガス配管
405…燃料配管
406…センサ
410…フィルタ装置
420…車両制御部
430…燃料供給部
440…電源部
500…車両
600…センサ制御部
610…微粒子量決定部
620…校正実行部
630…マップ格納部
640…電流値格納部
650…微粒子量格納部
660…補正値格納部
700…電気回路部
710…一次側電源回路
711…放電電圧制御回路
712…トランス駆動回路
720…絶縁トランス
730…コロナ電流測定回路
740…測定信号生成回路
741…増幅回路
742…負帰還抵抗
743…抵抗
751…第1の整流回路
752…第2の整流回路
753…ショート保護用抵抗
754…ショート保護用抵抗
761,763…配線
771〜773…配線
800…空気供給部
CS…ケーシング
DL…延伸方向
E1…電圧
F…矢印
Ic…電流、補償電流
Idc…放電電流
Iin…入力電流
Iesc…電流、漏洩電流
Itrp…捕捉電流
PI…陽イオン
PGL…一次側グランド
S…微粒子
Sesc…測定信号
Sdc+trp…信号
SGL…二次側グランド
Vref…電源、基準電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fine particle measurement system 25 ... Ceramic pipe 31 ... Gas flow path 35 ... Discharge hole 41 ... Nozzle 42 ... Partition wall 45 ... Inflow hole 55 ... Air supply hole 100 ... Fine particle sensor 100e ... Tip part 100r ... Rear end part 110 ... Ion generation Part 111 ... Ion generation chamber 112 ... First electrode 120 ... Exhaust gas charging part 121 ... Charging chamber 130 ... Ion trap part 131 ... Trapping chamber 132 ... Second electrode 200 ... Cable 221 ... First wiring 222 ... Second Wiring 223 ... Signal line 224 ... Air supply pipe 230 ... Shunt resistance 300 ... Sensor drive part 400 ... Internal combustion engine 402 ... Exhaust gas pipe 405 ... Fuel pipe 406 ... Sensor 410 ... Filter device 420 ... Vehicle control part 430 ... Fuel supply part 440 ... Power supply unit 500 ... Vehicle 600 ... Sensor control unit 610 ... Fine particle amount determination unit 620 ... Calibration Execution unit 630 ... Map storage unit 640 ... Current value storage unit 650 ... Particle amount storage unit 660 ... Correction value storage unit 700 ... Electrical circuit unit 710 ... Primary power supply circuit 711 ... Discharge voltage control circuit 712 ... Transformer drive circuit 720 ... Insulation Transformer 730 ... Corona current measurement circuit 740 ... Measurement signal generation circuit 741 ... Amplification circuit 742 ... Negative feedback resistor 743 ... Resistance 751 ... First rectifier circuit 752 ... Second rectifier circuit 753 ... Short protection resistor 754 ... For short protection Resistance 761, 763 ... Wiring 771-773 ... Wiring 800 ... Air supply part CS ... Casing DL ... Stretching direction E1 ... Voltage F ... Arrow Ic ... Current, compensation current Idc ... Discharging current Iin ... Input current Iesc ... Current, leakage current Itrp ... Capture current PI ... Positive ion PGL ... Primary side ground S ... Fine particle Sesc ... Measurement signal Sdc + trp ... No. SGL ... Secondary side ground Vref ... Power supply, reference voltage

Claims (6)

内燃機関の排ガス中の微粒子量に相関する測定信号を出力する測定信号生成回路と、
前記測定信号に基づき前記微粒子量を決定する微粒子量決定部と、
前記内燃機関に関する状態が、前記微粒子量が既知の量であるとみなし得る所定状態であることを示す所定信号を受信する信号受信部と、
前記微粒子量が前記既知の量である場合の前記測定信号のずれと、前記微粒子量が前記既知の量である場合の前記測定信号に基づき特定される前記微粒子量のずれと、のうちのいずれかのずれの補正を実行する校正実行部と、
を備える微粒子測定システムであって、
前記校正実行部は、前記信号受信部により前記所定信号が受信された場合に、前記補正を実行する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
A measurement signal generating circuit for outputting a measurement signal correlated with the amount of fine particles in the exhaust gas of the internal combustion engine;
A fine particle amount determining unit that determines the fine particle amount based on the measurement signal;
A signal receiving unit that receives a predetermined signal indicating that the state relating to the internal combustion engine is a predetermined state in which the amount of fine particles can be regarded as a known amount;
Any of the deviation of the measurement signal when the amount of fine particles is the known amount and the deviation of the amount of fine particles specified based on the measurement signal when the amount of fine particles is the known amount A calibration execution unit for correcting deviations;
A particulate measurement system comprising:
The calibration execution unit executes the correction when the predetermined signal is received by the signal reception unit;
A fine particle measuring system characterized by that.
請求項1に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記既知の量は、ゼロである、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
The fine particle measurement system according to claim 1,
The known quantity is zero;
A fine particle measuring system characterized by that.
請求項2に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記所定状態は、前記内燃機関が駆動していると共に前記内燃機関への燃料供給が遮断されている状態である、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
The fine particle measurement system according to claim 2,
The predetermined state is a state in which the internal combustion engine is driven and fuel supply to the internal combustion engine is shut off.
A fine particle measuring system characterized by that.
請求項3に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記校正実行部は、前記信号受信部により前記所定信号が受信されてから所定期間経過後に、前記補正を実行する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
The fine particle measurement system according to claim 3,
The calibration execution unit executes the correction after a predetermined period has elapsed since the signal reception unit received the predetermined signal.
A fine particle measuring system characterized by that.
請求項2に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記所定状態は、前記内燃機関の駆動が停止している状態である、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
The fine particle measurement system according to claim 2,
The predetermined state is a state in which the driving of the internal combustion engine is stopped.
A fine particle measuring system characterized by that.
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の微粒子測定システムにおいて、
コロナ放電によってイオンを発生させるイオン発生部と、
前記排ガス中の少なくとも一部の微粒子を、前記イオンを用いて帯電させるための帯電室と、
前記微粒子の帯電に使用されなかった前記イオンの少なくとも一部を補足するイオン補足部と、
を更に備え、
前記測定信号生成回路は、前記イオン発生部から発生された前記イオンの量と、前記イオン補足部に補足された前記イオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、前記測定信号を出力する、
ことを特徴とする、微粒子測定システム。
In the fine particle measurement system according to any one of claims 1 to 5,
An ion generator that generates ions by corona discharge;
A charging chamber for charging at least some of the fine particles in the exhaust gas using the ions;
An ion capturing part for capturing at least a part of the ions that were not used for charging the fine particles;
Further comprising
The measurement signal generation circuit outputs the measurement signal based on a current value corresponding to a difference between the amount of the ions generated from the ion generation unit and the amount of the ions captured by the ion capturing unit. To
A fine particle measuring system characterized by that.
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