JP2017015512A - Particulate substance detection system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particulate substance detection system capable of further correctly measuring the amount of particulate substances in exhaust gas.SOLUTION: The particulate substance detection system comprises a particulate substance sensor 2, a current measurement part 3 and a control circuit part 4. The control circuit part 4 performs switching control between a measurement mode and a burning mode. In the measurement mode, voltage Vs is added between a pair of electrodes 21 in a state of stopping energization to a heater 22 and measures current flowing between the electrodes 21 by the current measurement part 3. In the burning mode, the heater 22 is caused to generate heat and burns particulate substances accumulated in an accumulation section 20. If a measurement value of current I right after switching a mode from the burning mode to the measurement mode is higher than a predetermined threshold Ib, the control circuit part 4 determines that the particulate substances remain in the accumulation section 20 and performs the burning mode again.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排ガス中の粒子状物質の量を測定する粒子状物質センサと、該粒子状物質に接続した電流測定部と、これらに接続した制御回路部とを備える粒子状物質検出システムに関する。   The present invention relates to a particulate matter detection system including a particulate matter sensor that measures the amount of particulate matter in exhaust gas, a current measurement unit connected to the particulate matter, and a control circuit unit connected to these.

排ガス中の粒子状物質(PM: Particulate Matter)の量を測定する粒子状物質センサと、該粒子状物質センサに接続した電流測定部と、これらに接続した制御回路部とを備える粒子状物質検出システムが知られている(下記特許文献1参照)。粒子状物質センサは、互いに離間した一対の電極と、該電極を加熱するヒータとを備える。   Particulate matter detection comprising a particulate matter sensor for measuring the amount of particulate matter (PM) in exhaust gas, a current measurement unit connected to the particulate matter sensor, and a control circuit unit connected to the current measurement unit A system is known (see Patent Document 1 below). The particulate matter sensor includes a pair of electrodes spaced apart from each other and a heater that heats the electrodes.

制御回路部は、測定モードと燃焼モードとを切り替え制御するよう構成されている。測定モードでは、粒子状物質センサの上記一対の電極間に電圧を加える。このようにすると、静電気力によって粒子状物質が集まり、電極間に電流が流れる。この電流値を測定することにより、排ガス中の粒子状物質の量を算出するようになっている。また、測定モードを暫く続けると、電極間に多くの粒子状物質が堆積し、電流が飽和する。したがって、この場合には、上記燃焼モードに切り替えて、ヒータを発熱させ、堆積した粒子状物質を燃焼させる。これにより、粒子状物質センサを再生するよう構成されている。   The control circuit unit is configured to switch and control between the measurement mode and the combustion mode. In the measurement mode, a voltage is applied between the pair of electrodes of the particulate matter sensor. If it does in this way, a particulate matter will gather by electrostatic force and an electric current will flow between electrodes. By measuring this current value, the amount of particulate matter in the exhaust gas is calculated. If the measurement mode is continued for a while, a lot of particulate matter accumulates between the electrodes, and the current is saturated. Therefore, in this case, the mode is switched to the combustion mode, the heater is heated, and the accumulated particulate matter is combusted. Thus, the particulate matter sensor is configured to be regenerated.

特開特開2012−37373号公報JP, 2012-37373, A

しかしながら、上記粒子状物質検出システムは、粒子状物質の量を充分正確に測定できない場合があり得る。すなわち、粒子状物質センサは、燃焼モードを行っても、粒子状物質が充分に燃焼されず、電極間に粒子状物質が残ることがある。この状態で測定モードに切り替えると、粒子状物質センサが充分再生していないため、粒子状物質の量を正確に測定できない可能性がある。   However, the particulate matter detection system may not be able to measure the amount of particulate matter sufficiently accurately. That is, in the particulate matter sensor, even when the combustion mode is performed, the particulate matter may not be sufficiently burned, and the particulate matter may remain between the electrodes. When switching to the measurement mode in this state, there is a possibility that the amount of the particulate matter cannot be accurately measured because the particulate matter sensor is not sufficiently regenerated.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、排ガス中の粒子状物質の量をより正確に測定できる粒子状物質検出システムを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a particulate matter detection system capable of more accurately measuring the amount of particulate matter in exhaust gas.

本発明の一態様は、排ガス中の粒子状物質が堆積する被堆積部と、該被堆積部に設けられ、互いに離間した一対の電極と、上記被堆積部を加熱するヒータとを有する粒子状物質センサと、
上記一対の電極のうち一方の上記電極に電気的に接続した電流測定部と、
上記粒子状物質センサ及び上記電流測定部に接続した制御回路部とを備え、
該制御回路部は、上記ヒータへの通電を停止した状態で上記一対の電極間に電圧を加え、上記一対の電極間に流れる電流を上記電流測定部によって測定する測定モードと、該測定モードよりも上記一対の電極間に加える電圧を低くした状態で上記ヒータを発熱させ、上記被堆積部に堆積した上記粒子状物質を燃焼する燃焼モードと、を切り替え制御し、
上記制御回路部は、上記燃焼モードから上記測定モードへ切り替えた直後における上記電流の測定値が、予め定められた閾値よりも高い場合には、上記被堆積部に上記粒子状物質が残っていると判断し、上記燃焼モードを再び行うよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出システムにある。
One embodiment of the present invention is a particulate form including a deposition portion on which particulate matter in exhaust gas is deposited, a pair of electrodes provided in the deposition portion and spaced apart from each other, and a heater that heats the deposition portion. A substance sensor;
A current measuring unit electrically connected to one of the pair of electrodes;
A control circuit unit connected to the particulate matter sensor and the current measurement unit,
The control circuit unit applies a voltage between the pair of electrodes in a state where energization to the heater is stopped, and measures a current flowing between the pair of electrodes by the current measuring unit, and Also, the heater is heated in a state where the voltage applied between the pair of electrodes is lowered, and the combustion mode in which the particulate matter deposited on the deposition portion is burned is controlled to be switched,
When the measured value of the current immediately after switching from the combustion mode to the measurement mode is higher than a predetermined threshold, the particulate matter remains in the deposition portion. And the particulate matter detection system is configured to perform the combustion mode again.

上記粒子状物質検出システムは、燃焼モードから測定モードへ切り替えた直後における電流の測定値が、予め定められた閾値よりも高い場合には、被堆積部に粒子状物質が残っていると判断し、燃焼モードを再び行うよう構成されている。
そのため、粒子状物質が燃焼不足で被堆積部に残っている場合は、燃焼モードが再び行われ、被堆積部の粒子状物質が充分に燃焼してから、排ガス中の粒子状物質の測定が行われる。したがって、被堆積部に粒子状物質が残っている状態で、排ガス中の粒子状物質の測定が行われることを抑制でき、排ガス中の粒子状物質の量を、正確に測定することが可能になる。
The particulate matter detection system determines that particulate matter remains in the deposition portion when the measured current value immediately after switching from the combustion mode to the measurement mode is higher than a predetermined threshold value. The combustion mode is performed again.
For this reason, if particulate matter remains in the deposition part due to insufficient combustion, the combustion mode is performed again, and the particulate matter in the deposition part is sufficiently combusted before measuring particulate matter in the exhaust gas. Done. Therefore, it is possible to suppress the measurement of particulate matter in the exhaust gas in a state where the particulate matter remains in the deposition portion, and it is possible to accurately measure the amount of particulate matter in the exhaust gas. Become.

以上のごとく、本発明によれば、排ガス中の粒子状物質の量をより正確に測定できる粒子状物質検出システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a particulate matter detection system that can measure the amount of particulate matter in exhaust gas more accurately.

実施例1における、測定モードでの、粒子状物質検出システムの回路図。1 is a circuit diagram of a particulate matter detection system in a measurement mode in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、燃焼モードでの、粒子状物質検出システムの回路図。1 is a circuit diagram of a particulate matter detection system in a combustion mode in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、粒子状物質センサの分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a particulate matter sensor in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、制御回路部のフローチャート。3 is a flowchart of a control circuit unit in the first embodiment. 図4に続くフローチャート。The flowchart following FIG. 実施例1における、粒子状物質が充分に燃焼したときの、ヒータの温度と、第1電極の電圧と、第1電流測定部の測定値と、第2電流測定部の測定値とのグラフ。The graph of the temperature of a heater, the voltage of a 1st electrode, the measured value of a 1st electric current measurement part, and the measured value of a 2nd electric current measurement part in Example 1 when a particulate matter fully burned. 実施例1における、粒子状物質の燃焼不足が生じたときの、ヒータの温度と、第1電極の電圧と、第1電流測定部の測定値と、第2電流測定部の測定値とのグラフ。The graph of the temperature of a heater, the voltage of a 1st electrode, the measured value of a 1st electric current measurement part, and the measured value of a 2nd electric current measurement part in Example 1 when combustion shortage of a particulate matter arises . 実施例1における、ヒータの温度と、電気抵抗との関係を表したグラフ。3 is a graph showing the relationship between the heater temperature and electrical resistance in Example 1. FIG. 実施例2における、制御回路部のフローチャートの一部。10 is a part of a flowchart of a control circuit unit in the second embodiment. 実施例2における、第1配線及び第2配線がGNDにショートしたときの、ヒータの温度と、第1電極の電圧と、第1電流測定部の測定値と、第2電流測定部の測定値とのグラフ。In Example 2, when the first wiring and the second wiring are short-circuited to GND, the heater temperature, the voltage of the first electrode, the measured value of the first current measuring unit, and the measured value of the second current measuring unit And graph. 実施例3における、制御回路部のフローチャートの一部。10 is a part of a flowchart of a control circuit unit in the third embodiment. 実施例3における、第1配線が断線したときの、ヒータの温度と、第1電極の電圧と、第1電流測定部の測定値と、第2電流測定部の測定値とのグラフ。The graph of the temperature of a heater, the voltage of a 1st electrode, the measured value of a 1st electric current measurement part, and the measured value of a 2nd electric current measurement part when the 1st wiring in Example 3 is disconnected. 実施例3における、ヒータが故障したときの、ヒータの温度と、第1電極の電圧と、第1電流測定部の測定値と、第2電流測定部の測定値とのグラフ。The graph of the temperature of a heater when the heater fails in Example 3, the voltage of a 1st electrode, the measured value of a 1st electric current measurement part, and the measured value of a 2nd electric current measurement part. 実施例3における、絶縁部材が劣化したときの、ヒータの温度と、第1電極の電圧と、第1電流測定部の測定値と、第2電流測定部の測定値とのグラフ。The graph of the temperature of a heater, the voltage of a 1st electrode, the measured value of a 1st electric current measurement part, and the measured value of a 2nd electric current measurement part when the insulating member in Example 3 deteriorates. 実施例4における、制御回路部のフローチャートの一部。9 is a part of a flowchart of a control circuit unit in the fourth embodiment. 実施例5における、発熱モードでの、粒子状物質検出システムの回路図。FIG. 10 is a circuit diagram of a particulate matter detection system in a heat generation mode in the fifth embodiment.

上記粒子状物質検出システムは、ディーゼル車に搭載するための、ディーゼル車用粒子状物質検出システムとすることができる。   The particulate matter detection system can be a particulate matter detection system for a diesel vehicle to be mounted on a diesel vehicle.

(実施例1)
上記粒子状物質検出システムに係る実施例について、図1〜図8を用いて説明する。図1に示すごとく、本例の粒子状物質検出システム1は、粒子状物質センサ2と、電流測定部3と、制御回路部4とを備える。粒子状物質センサ2は、図3に示すごとく、被堆積部20と、一対の電極21(21a,21b)と、ヒータ22とを有する。被堆積部20には、排ガス中の粒子状物質が堆積する。一対の電極21は、被堆積部20に設けられており、互いに離間している。ヒータ22は、被堆積部20を加熱するために設けられている。
Example 1
Examples relating to the particulate matter detection system will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the particulate matter detection system 1 of this example includes a particulate matter sensor 2, a current measuring unit 3, and a control circuit unit 4. As shown in FIG. 3, the particulate matter sensor 2 includes a portion 20 to be deposited, a pair of electrodes 21 (21 a and 21 b), and a heater 22. Particulate matter in the exhaust gas is deposited on the portion 20 to be deposited. The pair of electrodes 21 are provided in the portion 20 to be deposited and are separated from each other. The heater 22 is provided for heating the portion 20 to be deposited.

電極21には、第1電極21aと第2電極21bとがある。図1に示すごとく、第2電極21bは、上記電流測定部3に接続している。第1電極21aは、後述する補助電流測定部3’に接続している。
制御回路部4は、粒子状物質センサ2及び電流測定部3に接続している。
The electrode 21 includes a first electrode 21a and a second electrode 21b. As shown in FIG. 1, the second electrode 21 b is connected to the current measuring unit 3. The first electrode 21a is connected to an auxiliary current measuring unit 3 ′ described later.
The control circuit unit 4 is connected to the particulate matter sensor 2 and the current measurement unit 3.

制御回路部4は、測定モード(図1参照)と燃焼モード(図2参照)とを切り替え制御するよう構成されている。測定モードでは、図1に示すごとく、ヒータ22への通電を停止した状態で一対の電極21間に電圧Vsを加える。これにより、電極21a,21b間に電界を発生させ、静電気力によって粒子状物質を捕集する。電極21a,21b間に粒子状物質が堆積すると、電流Iが流れる。この電流Iを、電流測定部3によって測定する。
燃焼モードでは、上記測定モードよりも一対の電極21間に加わる電圧を低くした状態で、ヒータ22を発熱させ、被堆積部20に堆積した粒子状物質を燃焼する。
The control circuit unit 4 is configured to switch between a measurement mode (see FIG. 1) and a combustion mode (see FIG. 2). In the measurement mode, as shown in FIG. 1, the voltage Vs is applied between the pair of electrodes 21 in a state where energization to the heater 22 is stopped. Thereby, an electric field is generated between the electrodes 21a and 21b, and the particulate matter is collected by electrostatic force. When particulate matter is deposited between the electrodes 21a and 21b, a current I flows. This current I is measured by the current measuring unit 3.
In the combustion mode, the heater 22 is heated while the voltage applied between the pair of electrodes 21 is lower than that in the measurement mode, and the particulate matter deposited on the deposition target portion 20 is combusted.

制御回路部4は、燃焼モードから測定モードへ切り替えた直後における電流Iの測定値が、予め定められた閾値Ibよりも高い場合には、被堆積部20に粒子状物質が残っていると判断し、燃焼モードを再び行うよう構成されている。   When the measured value of the current I immediately after switching from the combustion mode to the measurement mode is higher than the predetermined threshold value Ib, the control circuit unit 4 determines that the particulate matter remains in the deposition target portion 20. The combustion mode is performed again.

本例の粒子状物質検出システム1は、ディ−ゼル車に搭載して用いられる。制御回路部4は、マイコンによって構成されている。マイコンには、複数のA/Dコンバータが形成されている。また、本例の粒子状物質検出システム1は、高電圧回路11と、スイッチ6と、補助電流測定部3’と、ヒータ駆動回路12と、ヒータ電流検出回路13とを備える。   The particulate matter detection system 1 of this example is used by being mounted on a diesel vehicle. The control circuit unit 4 is configured by a microcomputer. A plurality of A / D converters are formed in the microcomputer. Further, the particulate matter detection system 1 of the present example includes a high voltage circuit 11, a switch 6, an auxiliary current measurement unit 3 ′, a heater drive circuit 12, and a heater current detection circuit 13.

図1に示すごとく、電流測定部3は、電流電圧変換回路31と、電圧測定回路32とによって構成されている。電流電圧変換回路31は、オペンプOPと抵抗Rとを備える。抵抗Rは、オペアンプOPの反転入力端子39と出力端子37との間に接続している。また、電圧測定回路32は、A/Dコンバータ320によって構成されている。電圧測定回路32は、オペアンプOPの出力電圧Voを測定する。   As shown in FIG. 1, the current measurement unit 3 includes a current-voltage conversion circuit 31 and a voltage measurement circuit 32. The current-voltage conversion circuit 31 includes an op-op OP and a resistor R. The resistor R is connected between the inverting input terminal 39 and the output terminal 37 of the operational amplifier OP. Further, the voltage measurement circuit 32 is configured by an A / D converter 320. The voltage measurement circuit 32 measures the output voltage Vo of the operational amplifier OP.

オペアンプOPの非反転入力端子38は、所定の電圧(以下、非反転入力端子電圧Vaとも記す)に保持される。オペアンプOPの特性であるバーチャルショートにより、反転入力端子39の電圧(以下、反転入力端子電圧Va’とも記す)は、非反転入力端子電圧Vaと略等しい値になる。   The non-inverting input terminal 38 of the operational amplifier OP is held at a predetermined voltage (hereinafter also referred to as non-inverting input terminal voltage Va). Due to the virtual short circuit which is a characteristic of the operational amplifier OP, the voltage of the inverting input terminal 39 (hereinafter also referred to as the inverting input terminal voltage Va ′) becomes substantially equal to the non-inverting input terminal voltage Va.

本例の制御回路部4は、測定モードでは、ヒータ22への通電を停止し、図1に示すごとく、スイッチ6を制御して、第1電極21aを高電圧回路11に接続する。そのため、電極21間に電圧Vsが加わり、粒子状物質が捕集されて、電極21間に電流Iが流れる。この電流Iを、電流測定部3によって測定する。これにより、排ガスに含まれる粒子状物質の量を測定する。
電流Iは、オペアンプOPの反転入力端子39には流れ込まず、抵抗Rを流れる。そのため、抵抗Rにおいて電圧がRIだけ降下する。したがって、オペアンプOPの出力電圧Voは、以下の式で表される値になる。
Vo=Va’−RI
この式を変形すると、電流Iは、下記式(1)によって表されることが分かる。
I=(Va’−Vo)/R ・・・(1)
In the measurement mode, the control circuit unit 4 of this example stops energization of the heater 22 and controls the switch 6 to connect the first electrode 21a to the high voltage circuit 11 as shown in FIG. Therefore, the voltage Vs is applied between the electrodes 21, the particulate matter is collected, and the current I flows between the electrodes 21. This current I is measured by the current measuring unit 3. Thereby, the amount of particulate matter contained in the exhaust gas is measured.
The current I does not flow into the inverting input terminal 39 of the operational amplifier OP but flows through the resistor R. Therefore, the voltage drops at the resistor R by RI. Therefore, the output voltage Vo of the operational amplifier OP becomes a value represented by the following expression.
Vo = Va′−RI
By transforming this equation, it can be seen that the current I is expressed by the following equation (1).
I = (Va′−Vo) / R (1)

制御回路部4は、反転入力端子電圧Va’および抵抗Rの値を記憶している。そして、電圧測定回路32によって測定した出力電圧Voの値を用いて、上記式(1)から、電流Iを算出する。これにより、排ガス中の粒子状物質の量を算出するよう構成されている。   The control circuit unit 4 stores the value of the inverting input terminal voltage Va ′ and the resistance R. Then, the current I is calculated from the above equation (1) using the value of the output voltage Vo measured by the voltage measurement circuit 32. Thereby, the amount of particulate matter in the exhaust gas is calculated.

また、上記補助電流測定部3’も、電流測定部3と同様の構成になっている。補助電流測定部3’の反転入力端子39の電圧は、Vb’に保持される。補助電流測定部3’の反転入力端子電圧Vb’は、電流測定部3の反転入力端子電圧Va’と略等しい値になっている。   The auxiliary current measuring unit 3 ′ has the same configuration as the current measuring unit 3. The voltage at the inverting input terminal 39 of the auxiliary current measuring unit 3 ′ is held at Vb ′. The inverting input terminal voltage Vb ′ of the auxiliary current measuring unit 3 ′ is substantially equal to the inverting input terminal voltage Va ′ of the current measuring unit 3.

一方、本例の制御回路部4は、図2に示すごとく、燃焼モードでは、スイッチ6を制御し、第1電極21aを補助電流測定部3’に接続する。この状態でヒータ駆動回路12を駆動し、ヒータ22を発熱させる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the control circuit unit 4 of this example controls the switch 6 and connects the first electrode 21a to the auxiliary current measuring unit 3 'in the combustion mode. In this state, the heater drive circuit 12 is driven to cause the heater 22 to generate heat.

また、本例の粒子状物質検出システム1は、ヒータ22の温度を測定する温度測定部5を備える。温度測定部5は、3つのA/Dコンバータ33〜35と、ヒータ電流検出回路13とを有する。温度測定部5は、ヒータ22の電気抵抗であるヒータ抵抗Rを測定し、この測定値を用いて、ヒータ22の温度を算出している。図8に示すごとく、ヒータ22の温度とヒータ抵抗Rとの間には、一定の関係がある。そのため、ヒータ抵抗Rを測定することにより、ヒータ22の温度を算出することができる。 Further, the particulate matter detection system 1 of this example includes a temperature measurement unit 5 that measures the temperature of the heater 22. The temperature measurement unit 5 includes three A / D converters 33 to 35 and a heater current detection circuit 13. The temperature measurement unit 5 measures the heater resistance RH , which is the electric resistance of the heater 22, and calculates the temperature of the heater 22 using this measured value. As shown in FIG. 8, there is a certain relationship between the temperature of the heater 22 and the heater resistance RH . Therefore, the temperature of the heater 22 can be calculated by measuring the heater resistance RH .

ヒータ22の温度の測定方法をより詳細に説明する。図2に示すごとく、ヒータ配線229a,229bには、配線抵抗Rpが寄生している。2本のヒータ配線229a,229bの長さは等しくされている。そのため、2本のヒータ配線229a,229bにそれぞれ寄生する配線抵抗Rpは、互いに等しい。
本例では、第3A/Dコンバータ33と第5A/Dコンバータ35とを用いて、ヒータ配線229が接続した2つの端子226,227間の電圧Vを測定する。また、ヒータ電流検出回路13を用いて、ヒータ22を流れる電流iを測定する。そして、電圧Vと電流iとの測定値を用いて、ヒータ抵抗Rと2つの配線抵抗Rpとの合計抵抗Raを測定する。合計抵抗Raは下記式(2)によって表すことができる。
Ra=V/i=R+2Rp ・・・(2)
A method for measuring the temperature of the heater 22 will be described in more detail. As shown in FIG. 2, a wiring resistance Rp is parasitic on the heater wirings 229a and 229b. The lengths of the two heater wires 229a and 229b are equal. Therefore, the wiring resistances Rp parasitic on the two heater wirings 229a and 229b are equal to each other.
In this example, the third A / D converter 33 and the fifth A / D converter 35 are used to measure the voltage V H between the two terminals 226 and 227 connected to the heater wiring 229. Further, the current i flowing through the heater 22 is measured using the heater current detection circuit 13. Then, using the measured values of the voltage V H and the current i, the total resistance Ra of the heater resistance RH and the two wiring resistances Rp is measured. The total resistance Ra can be expressed by the following formula (2).
Ra = V H / i = R H + 2Rp (2)

また、本例では、第4A/Dコンバータ34と第5A/Dコンバータ35とを用いて、一方のヒータ配線229bに寄生した配線抵抗Rpに加わる電圧Vpを測定している。この電圧Vpと上記電流iとの測定値を用いて、下記式(3)から、一方のヒータ配線229bに寄生する配線抵抗Rpを算出することができる。
Rp=Vp/i ・・・(3)
In this example, the fourth A / D converter 34 and the fifth A / D converter 35 are used to measure the voltage Vp applied to the wiring resistance Rp parasitic on one heater wiring 229b. Using the measured values of the voltage Vp and the current i, the wiring resistance Rp parasitic on one heater wiring 229b can be calculated from the following equation (3).
Rp = Vp / i (3)

第4A/Dコンバータ34にはセンシング配線228が接続している。センシング配線228は、ヒータ22の近傍に接続している。第4A/Dコンバータ34は、このセンシング配線228を介して、一方のヒータ配線229bに加わる電圧Vpを測定している。センシング配線228にも抵抗が寄生するが、センシング配線228には電流が殆ど流れない。そのため、センシング配線228による電圧降下は無視できるほど小さく、上記電圧Vpを正確に測定できるよう構成されている。   A sensing wiring 228 is connected to the fourth A / D converter 34. The sensing wiring 228 is connected in the vicinity of the heater 22. The fourth A / D converter 34 measures the voltage Vp applied to one heater wiring 229b via the sensing wiring 228. Although resistance is also parasitic on the sensing wiring 228, almost no current flows through the sensing wiring 228. Therefore, the voltage drop due to the sensing wiring 228 is so small that it can be ignored, and the voltage Vp can be accurately measured.

本例の温度測定部5は、上記式(2)、(3)を用いて、合計抵抗Raと配線抵抗Rpを測定し、さらに、下記式を用いて、ヒータ抵抗Rを算出している。つまり、合計抵抗Raから2つの配線抵抗Rpを減算している。これにより、配線抵抗Rpの影響を受けない、ヒータ抵抗Rの正確な値を求め、ヒータ22の温度を正確に算出するよう構成されている。
=Ra−2Rp
The temperature measurement unit 5 of this example measures the total resistance Ra and the wiring resistance Rp using the above formulas (2) and (3), and further calculates the heater resistance RH using the following formula. . That is, the two wiring resistances Rp are subtracted from the total resistance Ra. Thus, an accurate value of the heater resistance RH that is not affected by the wiring resistance Rp is obtained, and the temperature of the heater 22 is accurately calculated.
R H = Ra-2Rp

次に、制御回路部4の動作について説明する。図4に示すごとく、制御回路部4は、まず、粒子状物質センサ2を再生するか否かを判断する(ステップS1)。ここでは、例えば、電極21間に流れる電流Iを測定し、その値が飽和している場合は、再生する(Yes)と判断する。ステップS1でYesと判断された場合は、ステップS2に移り、燃焼モードに切り替える。すなわち、スイッチ6を制御して、第1電極21aを補助電流測定部3’に接続する(図2参照)と共に、ヒータ22を発熱させる。   Next, the operation of the control circuit unit 4 will be described. As shown in FIG. 4, the control circuit unit 4 first determines whether to regenerate the particulate matter sensor 2 (step S1). Here, for example, the current I flowing between the electrodes 21 is measured, and if the value is saturated, it is determined to be regenerated (Yes). If it is determined Yes in step S1, the process proceeds to step S2 to switch to the combustion mode. That is, the switch 6 is controlled so that the first electrode 21a is connected to the auxiliary current measuring unit 3 '(see FIG. 2) and the heater 22 generates heat.

次いで、ステップS3に移り、ヒータ22の温度が充分上昇したか否かを判断する。ここでは、温度検出部5によってヒータ22の温度を測定し、その測定値が、予め定められた値Tbよりも高くなったか否かを判断する。ステップS3においてYesと判断された場合は、ステップS4に移る。ここでは、所定時間経過したか否かを判断する。このように、ヒータ22の温度が充分高い状態を所定時間、維持することにより、被堆積部20に堆積した粒子状物質2を燃焼するようにしている。   Next, the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not the temperature of the heater 22 has sufficiently increased. Here, the temperature of the heater 22 is measured by the temperature detector 5, and it is determined whether or not the measured value is higher than a predetermined value Tb. If YES is determined in step S3, the process proceeds to step S4. Here, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed. In this way, the particulate matter 2 deposited on the deposition target portion 20 is burned by maintaining the heater 22 at a sufficiently high temperature for a predetermined time.

ステップS4でYesと判断された場合は、ステップS5に移り、ヒータ22の通電を停止する。そして、ステップS6に進み、ヒータ22の温度が充分に低下したか否かを判断する。すなわち、ヒータ22に短時間通電することにより、温度検出部5によってヒータ22の温度を測定し、その測定値が、予め定められた値Taよりも低くなったか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は、ステップS7に移る。   When it is determined Yes in step S4, the process proceeds to step S5, and energization of the heater 22 is stopped. And it progresses to step S6 and it is judged whether the temperature of the heater 22 fell sufficiently. That is, when the heater 22 is energized for a short time, the temperature of the heater 22 is measured by the temperature detection unit 5 and it is determined whether or not the measured value is lower than a predetermined value Ta. If it is determined YES, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、測定モードへの切り替えを行う。すなわち、スイッチ6を切り替えて、第1電極21aを高電圧回路11に接続する(図1参照)と共に、電流測定部3を用いて、電流Iを測定する。その後、図5に示すごとく、ステップS8に移る。ここでは、測定モードに切り替えた直後の電流Iが、予め定められた閾値Ibよりも多いか否かを判断する。すなわち、燃焼モードにおいて粒子状物質が充分に燃焼されておらず、被堆積部20に粒子状物質が残っている場合は、測定モードに切り替えると、電極21a,21b間に大きな電流が流れる。この電流値に基づいて、粒子状物質が残っているか否かを判断する。   In step S7, switching to the measurement mode is performed. That is, the switch 6 is switched to connect the first electrode 21a to the high voltage circuit 11 (see FIG. 1), and the current I is measured using the current measuring unit 3. Thereafter, as shown in FIG. 5, the process proceeds to step S8. Here, it is determined whether or not the current I immediately after switching to the measurement mode is greater than a predetermined threshold value Ib. That is, when the particulate matter is not sufficiently burned in the combustion mode and the particulate matter remains in the portion 20 to be deposited, a large current flows between the electrodes 21a and 21b when switching to the measurement mode. Based on this current value, it is determined whether or not particulate matter remains.

ステップS8においてYes、すなわち粒子状物質が残っていると判断した場合は、ステップS10に移る。ここでは、燃焼モードを予め定められた回数よりも多い回数、連続して行ったか否かを判断する。ステップS10でNoと判断された場合は、ステップS2に移り、燃焼モードを再び行う。このように本例では、ステップS8において粒子状物質が残っている(Yes)と判断した場合は、燃焼モードを再び行い、残っている粒子状物質を燃焼させる。これにより、粒子状物質を充分に燃焼してから、測定モードを行うようにしている。また、ステップS10では、燃焼モードをN回連続して行った場合(Yes)は、粒子状物質センサ2のヒータ22が故障していると判断する。そして、ステップS11に移り、故障信号を発生する。これにより、ユーザ等に、粒子状物質センサ2の交換を促す。   If YES in step S8, that is, if it is determined that the particulate matter remains, the process proceeds to step S10. Here, it is determined whether or not the combustion mode has been continuously performed more times than a predetermined number. When it is determined No in step S10, the process proceeds to step S2 and the combustion mode is performed again. As described above, in this example, when it is determined in Step S8 that the particulate matter remains (Yes), the combustion mode is performed again to burn the remaining particulate matter. Thus, the measurement mode is performed after the particulate matter is sufficiently combusted. Moreover, in step S10, when the combustion mode is performed N times continuously (Yes), it is determined that the heater 22 of the particulate matter sensor 2 has failed. Then, the process proceeds to step S11, and a failure signal is generated. This prompts the user or the like to replace the particulate matter sensor 2.

また、ステップS8においてNo、すなわち粒子状物質が残っていないと判断した場合は、ステップS9に移り、測定モードを続ける。そして、ステップS1(図4参照)に戻る。   On the other hand, if it is determined No in step S8, that is, no particulate matter remains, the process proceeds to step S9 and the measurement mode is continued. And it returns to step S1 (refer FIG. 4).

次に、図6、図7を用いて、ヒータ22の温度と、第1電極21aの電圧と、補助電流測定部3’の測定値と、電流測定部3の測定値との、時間変化を表したグラフについて説明する。図6は、燃焼モードにおいて粒子状物質が充分に燃焼した場合のグラフである。同図に示すごとく、測定モードにおいては、ヒータ22の温度は比較的低い。このときは、第1電極21aは高電圧回路11に接続しているため(図1参照)、第1電極21aの電圧は、高電圧回路11の電圧Vsと等しくなる。また、測定モードでは、補助電流測定部3’は第1電極21aに接続していないため、補助電流測定部3’によって電流は測定されない。測定モードを暫く続けると、粒子状物質が被堆積部20に徐々に堆積するため、電極21間に流れる電流が増加してくる。そのため、電流測定部3の測定値が徐々に上昇する。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the time change of the temperature of the heater 22, the voltage of the first electrode 21 a, the measured value of the auxiliary current measuring unit 3 ′, and the measured value of the current measuring unit 3 is shown. The represented graph will be described. FIG. 6 is a graph when the particulate matter is sufficiently burned in the combustion mode. As shown in the figure, the temperature of the heater 22 is relatively low in the measurement mode. At this time, since the first electrode 21a is connected to the high voltage circuit 11 (see FIG. 1), the voltage of the first electrode 21a becomes equal to the voltage Vs of the high voltage circuit 11. Further, in the measurement mode, the auxiliary current measurement unit 3 ′ is not connected to the first electrode 21 a, so that no current is measured by the auxiliary current measurement unit 3 ′. When the measurement mode is continued for a while, the particulate matter gradually accumulates on the deposition target portion 20, so that the current flowing between the electrodes 21 increases. Therefore, the measured value of the current measuring unit 3 gradually increases.

測定モードを終了し、燃焼モードに切り替えると、ヒータ22の温度が上昇し始める。ヒータ22の温度が充分に上昇すると、被堆積部20に堆積した粒子状物質が燃焼する。また、ヒータ22の温度が上昇すると、ヒータ22と電極21との間に配された絶縁部材23(図3参照)の温度も上昇し、絶縁部材23の電気抵抗が低下する。そのため、ヒータ22から電極21a,21bにリーク電流I(図2参照)が流れる。このリーク電流Iが、電流測定部3および補助電流測定部3’によって測定される。 When the measurement mode is ended and the mode is switched to the combustion mode, the temperature of the heater 22 starts to rise. When the temperature of the heater 22 rises sufficiently, the particulate matter deposited on the deposition target portion 20 burns. Further, when the temperature of the heater 22 rises, the temperature of the insulating member 23 (see FIG. 3) disposed between the heater 22 and the electrode 21 also rises, and the electrical resistance of the insulating member 23 decreases. Therefore, a leakage current I L (see FIG. 2) flows from the heater 22 to the electrodes 21a and 21b. The leakage current IL is measured by the current measuring unit 3 and the auxiliary current measuring unit 3 ′.

図6に示すごとく、燃焼モードを終了すると、ヒータ22の温度が徐々に低下する。ヒータ22の温度が充分に低下した後、測定モードに切り替わる。燃焼モードにおいて粒子状物質が十分に燃焼し、被堆積部20に粒子状物質が残っていない場合は、図6に示すごとく、測定モードに切り替えても、電流Iは急には流れない。測定モードに切り替えた後、時間が経過して粒子状物質が堆積すると、電流Iが徐々に流れ始める。   As shown in FIG. 6, when the combustion mode ends, the temperature of the heater 22 gradually decreases. After the temperature of the heater 22 is sufficiently lowered, the mode is switched to the measurement mode. When the particulate matter is sufficiently burned in the combustion mode and no particulate matter remains in the portion 20 to be deposited, the current I does not flow suddenly even when the measurement mode is switched as shown in FIG. After switching to the measurement mode, when the particulate matter accumulates with time, the current I starts to flow gradually.

これに対して、図7に示すごとく、燃焼モードにおいて粒子状物質が充分に燃焼されなかった場合は、測定モードに切り替えると、電流Iが急に流れる。これは、導電性を有する粒子状物質が電極21間に残っており、かつ、電極21間に電圧Vsが加わるためである。この電流Iが、電流測定部3によって測定される。測定された電流Iの値は、上記閾値Ibを超える。   On the other hand, as shown in FIG. 7, when the particulate matter is not sufficiently burned in the combustion mode, the current I suddenly flows when the measurement mode is switched. This is because the particulate matter having conductivity remains between the electrodes 21 and the voltage Vs is applied between the electrodes 21. This current I is measured by the current measuring unit 3. The value of the measured current I exceeds the threshold value Ib.

本例の作用効果について説明する。図5に示すごとく、本例の制御回路部4は、燃焼モードから測定モードへ切り替えた直後における電流Iの測定値が、予め定められた閾値Ibよりも高い場合には、被堆積部20に粒子状物質が残っていると判断し、燃焼モードを再び行うよう構成されている(ステップS8,S10,S2)。
そのため、粒子状物質が燃焼不足で被堆積部20に残っている場合は、燃焼モードが再び行われ、被堆積部20の粒子状物質が充分に燃焼してから、排ガス中の粒子状物質の測定が行われる。したがって、被堆積部20に粒子状物質が残っている状態で、排ガス中の粒子状物質の測定が行われることを抑制でき、排ガス中の粒子状物質の量を、正確に測定することが可能になる。
The effect of this example will be described. As shown in FIG. 5, when the measured value of the current I immediately after switching from the combustion mode to the measurement mode is higher than a predetermined threshold value Ib, the control circuit unit 4 of this example causes the deposition target 20 to It is determined that the particulate matter remains and the combustion mode is performed again (steps S8, S10, S2).
Therefore, when the particulate matter remains in the depositing part 20 due to insufficient combustion, the combustion mode is performed again, and after the particulate matter in the depositing part 20 has sufficiently combusted, the particulate matter in the exhaust gas Measurement is performed. Therefore, it is possible to suppress the measurement of the particulate matter in the exhaust gas in a state where the particulate matter remains in the depositing portion 20, and it is possible to accurately measure the amount of the particulate matter in the exhaust gas. become.

また、図5に示すごとく、本例の制御回路部4は、被堆積部20に粒子状物質が残っていると判断し燃焼モードを再び行う処理を、予め定められた回数よりも多い回数、連続して行った場合には、粒子状物質センサ2が故障していると判断するよう構成されている(ステップS8,S10)。
そのため、粒子状物質センサ2が故障したことを検出でき、ユーザ等に粒子状物質センサ2の交換を促すことができる。
Further, as shown in FIG. 5, the control circuit unit 4 of this example determines that particulate matter remains in the deposition target part 20 and performs the process of performing the combustion mode again more times than a predetermined number of times, When it carries out continuously, it is comprised so that it may judge that the particulate matter sensor 2 is out of order (step S8, S10).
Therefore, it is possible to detect that the particulate matter sensor 2 has failed, and to prompt the user or the like to replace the particulate matter sensor 2.

また、図4に示すごとく、本例の制御回路部4は、燃焼モードを終了した後、温度検出部5によって測定されたヒータ22の温度が、予め定められた値Taよりも低くなってから、測定モードに切り替えるよう構成されている(ステップS6,S7)。
ヒータ22の温度が高い状態では、上述したように、ヒータ22から電極21にリーク電流Iが流れる。このように、ヒータ22の温度が高く、リーク電流Iが流れる状態で測定モードに切り替えると、電流測定部3によって測定された電流値が、リーク電流Iによるものか、電極21間を流れる電流Iによるものか区別できなくなる。したがって、電極21間を流れる電流Iの値を正確に測定できず、被堆積部20に粒子状物質が未燃焼で残っているか否かを判断しにくくなる。これに対して、本例のように、ヒータ22の温度が充分に下がってから測定モードに切り替えれば、リーク電流Iが殆ど流れないため、電極21間に電流Iが流れた場合、この値を正確に測定できる。そのため、被堆積部20に粒子状物質が残っているか否かを正確に判断できる。
Further, as shown in FIG. 4, the control circuit unit 4 of the present example is configured so that the temperature of the heater 22 measured by the temperature detection unit 5 becomes lower than a predetermined value Ta after the combustion mode is finished. The measurement mode is switched (steps S6 and S7).
In the state where the temperature of the heater 22 is high, the leak current IL flows from the heater 22 to the electrode 21 as described above. Thus, flow high temperature of the heater 22, switching to the measurement mode with the leakage current I L flows, the current value measured by the current measurement unit 3, or by the leakage current I L, between electrodes 21 Whether it is due to the current I cannot be distinguished. Therefore, the value of the current I flowing between the electrodes 21 cannot be measured accurately, and it becomes difficult to determine whether or not particulate matter remains unburned in the deposition target portion 20. In contrast, as in this example, be switched to the measurement mode from the lowered sufficiently temperature of the heater 22, the leakage current I L does not flow hardly, if the current I flows between the electrodes 21, the value Can be measured accurately. Therefore, it can be accurately determined whether or not particulate matter remains in the portion 20 to be deposited.

以上のごとく、本例によれば、排ガス中の粒子状物質の量をより正確に測定できる粒子状物質検出システムを提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a particulate matter detection system that can measure the amount of particulate matter in exhaust gas more accurately.

なお、本例では、ヒータ22の電気抵抗を測定することにより、ヒータ22の温度を測定しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、別途専用の温度センサを設けても良い。   In this example, the temperature of the heater 22 is measured by measuring the electrical resistance of the heater 22, but the present invention is not limited to this. That is, a dedicated temperature sensor may be provided separately.

(実施例2)
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
(Example 2)
In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same components as in the first embodiment unless otherwise specified.

本例は、制御回路部4の動作を変更した例である。図9に、本例の制御回路部4のフローチャートを示す。このフローチャートは、実施例1の図4に記載したステップS7から続いている。ステップS8〜S11については、実施例1と同様なので、詳細な説明を省略する。本例では、ステップS8においてNoと判断された場合、すなわち、測定モードに切り替えた直後の電流Iが閾値Ibよりも低く、被堆積部20に粒子状物質が残っていないと判断した場合、ステップS81に進む。ここでは、粒子状物質センサ2の配線24(図3参照)がGNDにショートしたか否かを判断する。すなわち、図1に示すごとく、電流測定部3に含まれるオペアンプOPの反転入力端子39は、正の電圧(反転入力端子電圧Va’)に保持されている。そのため、配線24がGNDにショートした場合、通常とは逆向きに電流Iが流れる。例えば図10に示すごとく、ある時刻t1において第1配線24aがGNDにショートした場合、補助電流測定部3’の測定値がマイナスの値となる。同様に、時刻t2において第2配線24bがGNDにショートすると、電流測定部3の測定値がマイナスの値となる。   In this example, the operation of the control circuit unit 4 is changed. FIG. 9 shows a flowchart of the control circuit unit 4 of this example. This flowchart continues from step S7 described in FIG. Since steps S8 to S11 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. In this example, when it is determined No in step S8, that is, when it is determined that the current I immediately after switching to the measurement mode is lower than the threshold value Ib and there is no particulate matter remaining in the deposition target portion 20, Proceed to S81. Here, it is determined whether or not the wiring 24 (see FIG. 3) of the particulate matter sensor 2 is short-circuited to GND. That is, as shown in FIG. 1, the inverting input terminal 39 of the operational amplifier OP included in the current measuring unit 3 is held at a positive voltage (inverting input terminal voltage Va ′). Therefore, when the wiring 24 is short-circuited to GND, the current I flows in the direction opposite to the normal direction. For example, as shown in FIG. 10, when the first wiring 24a is short-circuited to GND at a certain time t1, the measured value of the auxiliary current measuring unit 3 'becomes a negative value. Similarly, when the second wiring 24b is shorted to GND at time t2, the measured value of the current measuring unit 3 becomes a negative value.

図9に示すごとく、上記ステップS81では、電流Iが逆向きに流れ、予め定められた値−Iaよりも低い値になったか否かを判断する。ここでYesと判断した場合、ステップS82に移り、配線24がGNDにショートしたと判断する。その後、ステップS11に移り、故障信号を発生する。これにより、ユーザ等に、粒子状物質センサ2の交換を促す。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
As shown in FIG. 9, in step S <b> 81, it is determined whether or not the current I flows in the reverse direction and becomes a value lower than a predetermined value −Ia. If YES is determined here, the process proceeds to step S82, and it is determined that the wiring 24 is short-circuited to GND. Then, it moves to step S11 and generates a failure signal. This prompts the user or the like to replace the particulate matter sensor 2.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

(実施例3)
本例は、制御回路部4の動作を変更した例である。本例の制御回路部4は、燃焼モード等において、電流測定部3等を用いて、ヒータ22から電極21へ流れる上記リーク電流Iを測定し、その測定値を用いて、粒子状物質センサ2が故障しているか否かを判断するよう構成されている。例えば、仮に、粒子状物質センサ2の第1配線24a(図3参照)が断線したとすると、リーク電流Iが第1配線24aを流れなくなる。そのため、図12に示すごとく、燃焼モード中に、補助電流測定部3’によってリーク電流Iが測定されなくなり、予め定められた判定値Icよりも低くなる。この場合には、第1配線24aが断線していると判定できる。
(Example 3)
In this example, the operation of the control circuit unit 4 is changed. The control circuit unit 4 of this embodiment, the combustion mode or the like, using a current measuring unit 3 or the like, and measuring the leakage current I L that flows from the heater 22 to the electrode 21, using the measured value, the particulate matter sensor It is configured to determine whether 2 is out of order. For example, if, when the first wire 24a of the particulate matter sensor 2 (see FIG. 3) is disconnected, the leakage current I L does not flow to the first wire 24a. Therefore, as shown in FIG. 12, during the combustion mode, the leakage current IL is not measured by the auxiliary current measuring unit 3 ′ and becomes lower than the predetermined determination value Ic. In this case, it can be determined that the first wiring 24a is disconnected.

また、仮に、粒子状物質センサ2のヒータ22が故障していたとすると、燃焼モード中にヒータ22の温度が充分に上昇せず、絶縁部材23の温度も充分に上昇しなくなる。そのため、絶縁部材23の電気抵抗が充分に低下せず、図13に示すごとく、燃焼モード中にリーク電流Iが充分に流れなくなる。したがって、燃焼モード中のリーク電流Iが、予め定められた判定値Icよりも低い値になる。電流測定部3と補助電流測定部3’とによってそれぞれ測定されたリーク電流Iの値が、両方とも上記判定値Icよりも低い場合は、ヒータ22が故障していると判断できる。 Further, if the heater 22 of the particulate matter sensor 2 has failed, the temperature of the heater 22 does not rise sufficiently during the combustion mode, and the temperature of the insulating member 23 does not rise sufficiently. Therefore, not lowered sufficiently the electrical resistance of the insulating member 23, as shown in FIG. 13, the leakage current I L does not flow sufficiently during the combustion mode. Therefore, the leakage current I L during the combustion mode becomes the value lower than the determination value Ic predetermined. The value of the leakage current I L measured respectively by the current measurement unit 3 and the auxiliary current measurement unit 3 'is, when both lower than the determination value Ic, it can be determined that the heater 22 has failed.

また、仮に、絶縁部材23が劣化していたとすると、図14に示すごとく、燃焼モードが終了し、ヒータ22の温度が下がっても、大きなリーク電流Iが流れる。そのため、燃焼モードが終了した後、電流測定部3と補助電流測定部3’とによってそれぞれ測定されたリーク電流Iの値が、両方とも予め定められた値Idよりも高い場合は、絶縁部材23が劣化していると判断できる。 Further, if the insulating member 23 has deteriorated, as shown in FIG. 14, even if the combustion mode ends and the temperature of the heater 22 decreases, a large leak current IL flows. Therefore, after the combustion mode has been completed, if the value of the leakage current I L measured respectively by the current measurement unit 3 and the auxiliary current measurement unit 3 'are both higher than a predetermined value Id, the insulating member 23 can be judged to be deteriorated.

次に、図11のフローチャートを用いて、本例の制御回路部4の動作について説明する。同図のフローチャートは、実施例1の図4に記載したステップS3から続いている。ステップS3においてYesと判断された後、ステップS31に移り、上記リーク電流Iを測定する。その後、ステップS32に移り、粒子状物質センサ2が故障しているか否かを判断する。例えば、電流測定部3と補助電流測定部3’とによってそれぞれ測定されたリーク電流Iの値のうち、一方の値が、上記判定値Icよりも低い場合は、配線24が断線していると判断する。また、測定されたリーク電流Iが両方とも、上記判定値Icよりも低い場合は、ヒータ22が故障していると判断する。そして、ステップS33に移り、故障信号を発生する。これにより、ユーザ等に、粒子状物質センサ2の交換を促す。 Next, the operation of the control circuit unit 4 of this example will be described using the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 10 continues from step S3 described in FIG. After it is determined Yes in step S3, the process proceeds to step S31, and the leakage current IL is measured. Then, it moves to step S32 and it is judged whether the particulate matter sensor 2 is out of order. For example, among the values of the leakage current I L measured respectively by the current measurement unit 3 and the auxiliary current measurement unit 3 ', one of the values is lower than the determination value Ic, the wiring 24 is disconnected Judge. Further, both the measured leakage current I L is lower than the determination value Ic, it is determined that the heater 22 has failed. Then, the process proceeds to step S33, and a failure signal is generated. This prompts the user or the like to replace the particulate matter sensor 2.

また、ステップS32においてNo、すなわち粒子状物質センサ2が故障していないと判断した場合は、ステップS4、S5を行い、続いてステップS51を行う。ここでは、ヒータ22の温度が、予め定められた値Tc(図14参照)よりも低くなったか否かを判断する。ここでYesと判断した場合はステップS52に移り、リーク電流Iを再び測定する。その後、ステップS53に移る。ここでは、電流測定部3と補助電流測定部3’とによってそれぞれ測定されたリーク電流Iの値が両方とも、予め定められた値Id(図14参照)よりも高いか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は、ステップS54に移り、絶縁部材23が劣化していると判断する。その後、ステップS33に進み、故障信号を発生する。また、ステップS53においてNoと判断された場合は、ステップS6(図4参照)に進む。 In Step S32, if No, that is, if it is determined that the particulate matter sensor 2 has not failed, Steps S4 and S5 are performed, and then Step S51 is performed. Here, it is determined whether or not the temperature of the heater 22 has become lower than a predetermined value Tc (see FIG. 14). Here it determined Yes moves to step S52, again measure the leakage current I L. Thereafter, the process proceeds to step S53. Here, the value of the leakage current I L measured respectively by the current measurement unit 3 and the auxiliary current measurement unit 3 'are both to determine higher or not than a predetermined value Id (see FIG. 14) . If it is determined Yes, the process moves to step S54, and it is determined that the insulating member 23 has deteriorated. Then, it progresses to step S33 and a failure signal is generated. If it is determined No in step S53, the process proceeds to step S6 (see FIG. 4).

本例の作用効果について説明する。リーク電流Iの測定値を用いて故障判定を行えば、配線24が断線した場合や、ヒータ22が故障した場合、又は絶縁部材23が劣化した場合等、様々な理由によって粒子状物質センサ2が故障した場合でも、これを検出できる。そのため、粒子状物質センサ2が故障したことを、より確実に検出することができる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this example will be described. By performing the failure determination by using the measured value of the leakage current I L, and when the wiring 24 is broken, when the heater 22 has failed, or the like when the insulation member 23 is deteriorated, the particulate matter sensor 2 for various reasons This can be detected even if the device fails. Therefore, it can be detected more reliably that the particulate matter sensor 2 has failed.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

(実施例4)
本例は、制御回路部4の動作を変更した例である。図15に、本例のフローチャートを示す。本例のフローチャートは、実施例1の図5に記載したステップS8から続いている。図15に示すごとく、本例では、上記ステップS8を行った後、ステップS83を行う。ここでは、オペアンプOP(図2参照)の反転入力端子電圧Va’を測定する。すなわち、ステップS83を行う際には、既にステップS6(図4参照)を行っており、ヒータ22の温度が充分に低下している。そのため、このときには、絶縁部材23の劣化等がない限り、リーク電流Iが殆ど流れない。したがって、電流測定部3の抵抗Rにリーク電流Iが流れず、この抵抗Rにおいて電圧が降下しない。そのため、オペアンプOPの出力電圧Voは、反転入力端子電圧Va’と略等しい値になる。したがって、電圧測定回路32を用いて出力電圧Voを測定することにより、反転入力端子電圧Va’(=Vo)を正確に測定することができる。
Example 4
In this example, the operation of the control circuit unit 4 is changed. FIG. 15 shows a flowchart of this example. The flowchart of this example continues from step S8 described in FIG. As shown in FIG. 15, in this example, step S83 is performed after step S8 is performed. Here, the inverting input terminal voltage Va ′ of the operational amplifier OP (see FIG. 2) is measured. That is, when step S83 is performed, step S6 (see FIG. 4) has already been performed, and the temperature of the heater 22 is sufficiently lowered. Therefore, at this time, the leakage current IL hardly flows unless the insulating member 23 is deteriorated. Therefore, does not flow the leakage current I L to the resistor R of the current measuring unit 3, the voltage does not drop at the resistor R. For this reason, the output voltage Vo of the operational amplifier OP is substantially equal to the inverting input terminal voltage Va ′. Therefore, by measuring the output voltage Vo using the voltage measurement circuit 32, the inverting input terminal voltage Va ′ (= Vo) can be accurately measured.

ステップS83を行った後、ステップS84に移る。ここでは、上記式(1)中の反転入力端子電圧Va’の値を変更する。その後、ステップS9(図5参照)に移る。ステップS9では、測定モードを続け、上記式(1)を用いて電流Iを算出する。   After performing Step S83, the process proceeds to Step S84. Here, the value of the inverting input terminal voltage Va ′ in the above equation (1) is changed. Thereafter, the process proceeds to step S9 (see FIG. 5). In step S9, the measurement mode is continued and the current I is calculated using the above equation (1).

本例の作用効果について説明する。オペアンプOPの反転入力端子電圧Va’は、非反転入力端子電圧Vaと厳密に一致しておらず、これらは、オフセット電圧ΔVだけ異なる。また、オフセット電圧ΔVは、温度等によって変化する。そのため、反転入力端子電圧Va’は、常に一定の値ではなく、温度等によって変化する値である。本例では、この反転入力端子電圧Va’を測定し、その測定値を、電流Iの値を算出する際に用いている。そのため、電流Iを正確に算出することができる。   The effect of this example will be described. The inverting input terminal voltage Va ′ of the operational amplifier OP does not exactly match the non-inverting input terminal voltage Va, and they are different by the offset voltage ΔV. Further, the offset voltage ΔV changes depending on the temperature or the like. Therefore, the inverting input terminal voltage Va ′ is not always a constant value but a value that varies depending on the temperature or the like. In this example, the inverting input terminal voltage Va 'is measured, and the measured value is used when calculating the value of the current I. Therefore, the current I can be accurately calculated.

特に、本例では、ヒータ22の温度が充分に下がってから反転入力端子電圧Va’を測定している。そのため、リーク電流Iが抵抗Rを流れない状態で、反転入力端子電圧Va’(=Vo)を測定できる。また、本例では、反転入力端子電圧Va’を測定する際には、第1電極21aを補助オペアンプOP’(図2参照)の反転入力端子39’に接続している。補助オペアンプOP’の反転入力端子電圧Vb’は、オペアンプOPの反転入力端子電圧Va’と略等しい。したがって、一対の電極21間の電位差が殆ど0Vになり、粒子状物質が残っていても、電極21間に電流Iが殆ど流れなくなる。このように、本例では、電極21間の電流Iやリーク電流Iが殆ど流れない状態で、出力電圧Vo、すなわち反転入力端子電圧Va’を測定している。したがって、抵抗Rにおいて電圧が降下せず、反転入力端子電圧Va’を正確に測定することができる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
In particular, in this example, the inverting input terminal voltage Va ′ is measured after the temperature of the heater 22 has sufficiently decreased. Therefore, in a state in which the leakage current I L does not flow through resistor R, it can measure the inverting input terminal voltage Va '(= Vo). In this example, when measuring the inverting input terminal voltage Va ′, the first electrode 21a is connected to the inverting input terminal 39 ′ of the auxiliary operational amplifier OP ′ (see FIG. 2). The inverting input terminal voltage Vb ′ of the auxiliary operational amplifier OP ′ is substantially equal to the inverting input terminal voltage Va ′ of the operational amplifier OP. Therefore, the potential difference between the pair of electrodes 21 is almost 0 V, and the current I hardly flows between the electrodes 21 even if the particulate matter remains. Thus, in this embodiment, in a state where the current I and the leakage current I L between the electrodes 21 hardly flows, the output voltage Vo, that is, by measuring the inverting input terminal voltage Va '. Therefore, the voltage does not drop at the resistor R, and the inverting input terminal voltage Va ′ can be accurately measured.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

(実施例5)
本例は、第1電極21aと補助電流測定部3’の接続方法を変更した例である。図16に示すごとく、本例では、第1電極21aを補助電流測定部3’に、常に接続している。また、これらの接続点109と高電圧回路11との間に、スイッチ6を設けてある。本例では、燃焼モードにする場合は、スイッチ6をオフにする。また、測定モードにする場合は、スイッチ6をオンにし、第1電極21aを高電圧回路11に接続する。これにより、一対の電極21a,21b間に高電圧回路11の電圧Vsを印加し、排ガス中の粒子状物質を捕集する。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
(Example 5)
In this example, the connection method between the first electrode 21a and the auxiliary current measuring unit 3 ′ is changed. As shown in FIG. 16, in this example, the first electrode 21a is always connected to the auxiliary current measuring unit 3 ′. Further, a switch 6 is provided between the connection point 109 and the high voltage circuit 11. In this example, when the combustion mode is set, the switch 6 is turned off. When the measurement mode is set, the switch 6 is turned on and the first electrode 21 a is connected to the high voltage circuit 11. Thereby, the voltage Vs of the high voltage circuit 11 is applied between the pair of electrodes 21a and 21b, and particulate matter in the exhaust gas is collected.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

1 粒子状物質検出システム
2 粒子状物質センサ
20 被堆積部
21 電極
22 ヒータ
3 電流測定部
4 制御回路部
I 電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Particulate matter detection system 2 Particulate matter sensor 20 Deposited part 21 Electrode 22 Heater 3 Current measuring part 4 Control circuit part I Current

Claims (3)

排ガス中の粒子状物質が堆積する被堆積部(20)と、該被堆積部(20)に設けられ、互いに離間した一対の電極(21)と、上記被堆積部(20)を加熱するヒータ(22)とを有する粒子状物質センサ(2)と、
上記一対の電極(21)のうち一方の上記電極(21)に電気的に接続した電流測定部(3)と、
上記粒子状物質センサ(2)及び上記電流測定部(3)に接続した制御回路部(4)とを備え、
該制御回路部(4)は、上記ヒータ(22)への通電を停止した状態で上記一対の電極(21)間に電圧を加え、上記一対の電極(21)間に流れる電流(I)を上記電流測定部(3)によって測定する測定モードと、該測定モードよりも上記一対の電極(21)間に加える電圧を低くした状態で上記ヒータ(22)を発熱させ、上記被堆積部(20)に堆積した上記粒子状物質を燃焼する燃焼モードと、を切り替え制御し、
上記制御回路部(4)は、上記燃焼モードから上記測定モードへ切り替えた直後における上記電流(I)の測定値が、予め定められた閾値(Ib)よりも高い場合には、上記被堆積部(20)に上記粒子状物質が残っていると判断し、上記燃焼モードを再び行うよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出システム(1)。
A deposition part (20) on which particulate matter in the exhaust gas is deposited, a pair of electrodes (21) provided in the deposition part (20) and spaced apart from each other, and a heater for heating the deposition part (20) A particulate matter sensor (2) having (22);
A current measuring unit (3) electrically connected to one of the pair of electrodes (21);
A control circuit unit (4) connected to the particulate matter sensor (2) and the current measurement unit (3);
The control circuit section (4) applies a voltage between the pair of electrodes (21) in a state where energization to the heater (22) is stopped, and generates a current (I) flowing between the pair of electrodes (21). The heater (22) generates heat while the measurement mode measured by the current measurement unit (3) and the voltage applied between the pair of electrodes (21) are lower than in the measurement mode, and the deposition target (20 ) To switch between combustion modes for burning the particulate matter deposited in
When the measured value of the current (I) immediately after switching from the combustion mode to the measurement mode is higher than a predetermined threshold (Ib), the control circuit unit (4) It is judged that the particulate matter remains in (20), and the particulate matter detection system (1) is configured to perform the combustion mode again.
上記制御回路部(4)は、上記被堆積部(20)に上記粒子状物質が残っていると判断し上記燃焼モードを再び行う処理を、予め定められた回数よりも多い回数、連続して行った場合には、上記粒子状物質センサ(2)が故障していると判断するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の粒子状部室検出システム(1)。   The control circuit unit (4) determines that the particulate matter remains in the deposition target part (20), and performs the combustion mode again for a number of times more than a predetermined number of times. The particulate part chamber detection system (1) according to claim 1, characterized in that, if performed, the particulate matter sensor (2) is determined to be faulty. 上記ヒータ(22)の温度を検出する温度検出部(5)を備え、上記制御回路部(4)は、上記燃焼モードを終了した後、上記温度検出部(5)によって検出された上記ヒータ(22)の温度が、予め定められた値(Ta)よりも低くなってから、上記測定モードに切り替えるよう構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の粒子状物質検出システム(1)。   A temperature detection unit (5) for detecting the temperature of the heater (22) is provided, and the control circuit unit (4), after finishing the combustion mode, detects the heaters (5) detected by the temperature detection unit (5). The particulate matter detection according to claim 1 or 2, wherein the temperature is changed to the measurement mode after the temperature of 22) becomes lower than a predetermined value (Ta). System (1).
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