JP2018054376A - PM sensor - Google Patents

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Tadashi Uchiyama
正 内山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose improvements to the holding means of a heater.SOLUTION: Provided is a PM sensor comprising a case, a sensor unit contained inside the case, and a support member coming in contact with the outer face of the sensor unit and supporting the sensor unit inside the case, wherein the sensor unit includes a porous body arranged in an exhaust gas passage, a pair of electrodes facing each other across the porous body, and a heater for generating heat upon application of electricity, the electric resistance value per unit length of a first portion of the heater that directly faces the support member being made to be smaller than the electric resistance value per unit length of a second portion, other than the first portion, of the heater.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、内燃機関から排出された排気ガスに含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｒａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ、以下、ＰＭという）の量を検出可能なＰＭセンサに関する。   The present disclosure relates to a PM sensor capable of detecting the amount of particulate matter (Particulate Matter, hereinafter referred to as PM) contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine.

内燃機関から排出される排気ガス中には、ＰＭが含まれる。ＰＭ除去のために、排気ガスの通路（以下、排気通路という）にはＰＭフィルタが配置される。このＰＭフィルタとしては、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタがある。   The exhaust gas discharged from the internal combustion engine contains PM. In order to remove PM, a PM filter is disposed in an exhaust gas passage (hereinafter referred to as an exhaust passage). An example of the PM filter is a diesel particulate filter.

ＰＭフィルタは、ＰＭを捕集し続けると目詰まりを起こす。このため、排気系には、ＰＭフィルタに堆積したＰＭ堆積量が所定量に達したと判定した場合に、ＰＭフィルタ内のＰＭを強制的に燃焼し、ＰＭフィルタから除去する（ＰＭフィルタの再生処理を行う）機能が設けられている。   The PM filter is clogged when PM is continuously collected. For this reason, in the exhaust system, when it is determined that the amount of PM deposited on the PM filter has reached a predetermined amount, the PM in the PM filter is forcibly burned and removed from the PM filter (regeneration of the PM filter). Function to perform processing).

前述のようなＰＭフィルタ内のＰＭ堆積量の判定等のために、ＰＭセンサが使用されることが知られている。このようなＰＭセンサは、排気系を構成する排気通路のうち、ＰＭフィルタよりも下流側に配置され、ＰＭフィルタを通過後の排気ガスの一部を内部に取り込み、所定の処理を行った後に排気通路に排出するように構成される。   It is known that a PM sensor is used for the determination of the PM accumulation amount in the PM filter as described above. Such a PM sensor is disposed on the downstream side of the PM filter in the exhaust passage constituting the exhaust system, and after taking a part of exhaust gas after passing through the PM filter and performing a predetermined process It is configured to discharge to the exhaust passage.

このようなＰＭセンサは、排気ガスの一部を内側に取り込める収容空間を有するケース部材と、ケース部材の収容空間に配置された多孔質体と、多孔質体を挟んで互いに対向する少なくとも一対の電極とを有しており、多孔質体内に堆積するＰＭにより一対の電極間の静電容量が変化することを利用して、排気ガス中のＰＭの量を推定することができる（例えば、特許文献１参照）。   Such a PM sensor includes a case member having an accommodation space capable of taking a part of exhaust gas inside, a porous body disposed in the accommodation space of the case member, and at least a pair of facing each other across the porous body The amount of PM in the exhaust gas can be estimated using the fact that the capacitance between the pair of electrodes changes due to PM deposited in the porous body (for example, patents) Reference 1).

また、前述の特許文献１に記載されたＰＭセンサは、ＰＭ量の推定を継続的に行う必要がある。このため、ＰＭセンサは、多孔質体内に堆積したＰＭを、燃焼により定期的に除去するためのヒータ（電気ヒータ）を有している。
このようなヒータは、多孔質体および一対の電極とともに筒状の保持部材に覆われた（外嵌された）状態で、ＰＭセンサを構成する筒状のケース部材の内面に支持されている。 Further, the PM sensor described in Patent Document 1 described above needs to continuously estimate the PM amount. For this reason, the PM sensor has a heater (electric heater) for periodically removing PM deposited in the porous body by combustion.
Such a heater is supported on the inner surface of a cylindrical case member constituting the PM sensor in a state of being covered (externally fitted) with a cylindrical holding member together with the porous body and the pair of electrodes.

特開２０１６−８８６３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-8863

本開示では、ヒータの保持手段の改良を提示することを目的とする。   An object of the present disclosure is to provide an improvement of a heater holding means.

本開示は、ケースと、ケースの内部に収容されるセンサ部と、センサ部の外面に当接して、センサ部をケースの内部で支持する支持部材とを備え、センサ部が、排ガスの通路上に配置された多孔質体と、多孔質体を挟んで相対向する一対の電極と、通電に基づいて発熱するヒータとを備えており、ヒータのうち、支持部材と正対する部分である第一の部分の単位長さあたりの電気抵抗値が、ヒータのうち、第一の部分以外の第二の部分の単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さいＰＭセンサに向けられる。   The present disclosure includes a case, a sensor unit housed in the case, and a support member that contacts the outer surface of the sensor unit and supports the sensor unit inside the case. A porous body, a pair of electrodes opposed to each other with the porous body interposed therebetween, and a heater that generates heat based on energization. The electrical resistance value per unit length of the part is directed to the PM sensor that is smaller than the electrical resistance value per unit length of the second part other than the first part of the heater.

本開示によれば、ＰＭセンサを構成するヒータのうち、支持部材と正対する部分である第一の部分と、同じく第一の部分以外の第二の部分との温度差を小さくし得るため、多孔質体の温度ムラをスムーズに出来る。その結果、多孔質体に温度ムラに起因する熱応力が発生し難くなり、これによって、壊れにくいＰＭセンサを提供することが可能となる。   According to the present disclosure, among the heaters constituting the PM sensor, the temperature difference between the first portion that is the portion facing the support member and the second portion other than the first portion can be reduced. The temperature unevenness of the porous body can be smoothed. As a result, it is difficult for thermal stress due to temperature unevenness to occur in the porous body, and this makes it possible to provide a PM sensor that is not easily broken.

本開示に係るＰＭセンサが適用される内燃機関および排気系を例示する模式図Schematic illustrating an internal combustion engine and an exhaust system to which a PM sensor according to the present disclosure is applied 図１に示すＰＭセンサの第一構成例を模式的に示す部分断面図Partial sectional view schematically showing a first configuration example of the PM sensor shown in FIG. 図２に示すセンサ部を模式的に示す斜視図The perspective view which shows the sensor part shown in FIG. 2 typically 図３Ａのセンサ部を模式的に示す分解斜視図FIG. 3A is an exploded perspective view schematically showing the sensor unit in FIG. 3A. ヒータの構造を概念的に説明するための図であって、ヒータが支持部材に保持されている状態を示す模式平面図It is a figure for demonstrating notionally the structure of a heater, Comprising: The schematic top view which shows the state with which the heater is hold | maintained at the supporting member ヒータの構造を概念的に説明するための、ヒータの模式平面図Schematic plan view of the heater for conceptually explaining the structure of the heater 図４のＡ−Ａ断面図AA sectional view of FIG. 図４のＢ−Ｂ断面図BB sectional view of FIG. 図４のＣ−Ｃ断面図CC sectional view of FIG. 第一構成例に係るＰＭセンサが備えるヒータの模式平面図Schematic plan view of the heater provided in the PM sensor according to the first configuration example 第二構成例のＰＭセンサが備えるヒータの構造を概念的に説明するための、ヒータの模式平面図Schematic plan view of the heater for conceptually explaining the structure of the heater provided in the PM sensor of the second configuration example 第三構成例に係るＰＭセンサが備えるヒータの構造を概念的に説明するための図であって、ヒータが支持部材に保持されている状態を示す模式平面図It is a figure for demonstrating notionally the structure of the heater with which the PM sensor which concerns on a 3rd structural example is provided, Comprising: The schematic top view which shows the state currently hold | maintained at the support member 図１１のＤ−Ｄ断面図DD sectional view of FIG. 図１１のＥ−Ｅ断面図EE sectional view of FIG. 第四構成例に係るＰＭセンサが備えるヒータの構造を概念的に説明するための図であって、図１１のＤ−Ｄ断面に相当する図FIG. 11 is a diagram for conceptually explaining the structure of a heater provided in a PM sensor according to a fourth configuration example, and corresponds to a DD cross section of FIG. 11. 第五構成例に係るＰＭセンサが備えるヒータの構造を概念的に説明するための図であって、図１１のＥ−Ｅ断面に相当する図FIG. 10 is a diagram conceptually illustrating the structure of a heater provided in a PM sensor according to a fifth configuration example, and corresponds to a cross section taken along line EE in FIG. 11.

図１〜９を参照しつつ、本開示に係るＰＭセンサ３について詳説する。   The PM sensor 3 according to the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS.

［１．ＰＭセンサが組み込まれる部分の周辺構成例］
図１には、内燃機関１と、排気系２と、本開示に係るＰＭセンサ３とが示されている。
内燃機関１は、典型的にはディーゼルエンジンである。
排気系２は、大略的には、排気通路４を構成する排気管５と、酸化触媒６と、ＰＭフィルタ７とを有している。酸化触媒６は、排気通路４においてＰＭフィルタ７よりも上流側に設けられている。ＰＭフィルタ７は、典型的には、ディーゼルパティキュレートフィルタである。 [1. Peripheral configuration example of the part where the PM sensor is incorporated]
FIG. 1 shows an internal combustion engine 1, an exhaust system 2, and a PM sensor 3 according to the present disclosure.
The internal combustion engine 1 is typically a diesel engine.
The exhaust system 2 generally includes an exhaust pipe 5 constituting an exhaust passage 4, an oxidation catalyst 6, and a PM filter 7. The oxidation catalyst 6 is provided upstream of the PM filter 7 in the exhaust passage 4. The PM filter 7 is typically a diesel particulate filter.

ＰＭセンサ３は、排気通路４においてＰＭフィルタ７よりも下流側に設けられている。ＰＭセンサ３がＰＭフィルタ７よりも上流側（より具体的には、酸化触媒６とＰＭフィルタ７との間）に設けられる場合、ＰＭセンサ３は、典型的には、ＰＭフィルタ７におけるＰＭ堆積量の推定等のために使用される。ＰＭセンサ３がＰＭフィルタ７よりも下流側に設けられる場合、ＰＭセンサ３は、典型的には、ＰＭフィルタ７の故障判定等のために使用される。なお、図１は、ＰＭセンサ３をＰＭフィルタ７よりも下流側に設けた例を示している。このようなＰＭセンサ３は、排気ガスの一部を内部に取り込み、取り込んだ排気ガスに対して所定の処理を行った後に、排気通路４に排出するように構成されている。   The PM sensor 3 is provided on the downstream side of the PM filter 7 in the exhaust passage 4. When the PM sensor 3 is provided upstream of the PM filter 7 (more specifically, between the oxidation catalyst 6 and the PM filter 7), the PM sensor 3 typically has a PM deposit in the PM filter 7. Used for quantity estimation etc. When the PM sensor 3 is provided on the downstream side of the PM filter 7, the PM sensor 3 is typically used for failure determination of the PM filter 7 or the like. FIG. 1 shows an example in which the PM sensor 3 is provided on the downstream side of the PM filter 7. Such a PM sensor 3 is configured to take in a part of the exhaust gas inside, perform a predetermined process on the taken-in exhaust gas, and then discharge the exhaust gas to the exhaust passage 4.

［２．ＰＭセンサ３（第一構成例）］
図２〜３Ｂを参照しつつ、本開示の第一構成例に係るＰＭセンサ３について詳説する。 [2. PM sensor 3 (first configuration example)]
The PM sensor 3 according to the first configuration example of the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS.

［２−１．ＰＭセンサ３の詳細な構成］
ＰＭセンサ３は、取付部８と、ケース部材９と、センサ部１０と、支持部材１１と、制御部１２とを備えている。なお、図１を除く各図には、Ｌ軸、Ｗ軸およびＴ軸が描かれている。Ｌ軸、Ｗ軸およびＴ軸は、ＰＭセンサ３の長さ方向、幅方向および高さ方向を示し、各方向は互いに直交する。具体的には、本構成例の場合、ＰＭセンサ３の長さ方向は、ケース部材９の軸方向（図２の上下方向）に一致する。また、ＰＭセンサ３の幅方向と高さ方向とは、ケース部材９の径方向であって、互いに直交する２方向と一致する。さらに、以下の説明では、ＰＭセンサ３の長さ方向、幅方向および高さ方向をそれぞれ、長さ方向Ｌ、幅方向Ｗおよび高さ方向Ｔと記載することがある。また、長さ方向Ｌの正方向側（図２の下側）を先端側といい、同じく負方向側（図２の上側）を後端側という。 [2-1. Detailed configuration of PM sensor 3]
The PM sensor 3 includes an attachment portion 8, a case member 9, a sensor portion 10, a support member 11, and a control portion 12. In each figure except FIG. 1, the L axis, the W axis, and the T axis are drawn. The L axis, the W axis, and the T axis indicate the length direction, the width direction, and the height direction of the PM sensor 3, and the directions are orthogonal to each other. Specifically, in the case of this configuration example, the length direction of the PM sensor 3 coincides with the axial direction of the case member 9 (vertical direction in FIG. 2). Further, the width direction and the height direction of the PM sensor 3 are radial directions of the case member 9 and coincide with two directions orthogonal to each other. Furthermore, in the following description, the length direction, the width direction, and the height direction of the PM sensor 3 may be described as a length direction L, a width direction W, and a height direction T, respectively. Further, the positive direction side (lower side in FIG. 2) in the length direction L is referred to as the front end side, and the negative direction side (upper side in FIG. 2) is also referred to as the rear end side.

取付部８は、ＰＭセンサ３を、ＰＭフィルタ７よりも下流側に設けられた排気管５のボス１３に取り付けるためのものである。このようなボス１３には、排気管５を貫通する状態で貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面には雌ネジ１４が形成されている。取付部８は、後端側半部（図２の上側半部）に外周面が六角形状の頭部１５が設けられ、同じく先端側半部（図２の下側半部）の外周面に雄ネジ１６が形成されている。このような雄ネジ１６は、雌ネジ１４と螺合可能である。また、取付部８には、センサ部１０から引き出される導線１７、１８（図３Ａ、３Ｂを参照）を挿通可能な１対の貫通孔１９が設けられている。   The attachment portion 8 is for attaching the PM sensor 3 to the boss 13 of the exhaust pipe 5 provided on the downstream side of the PM filter 7. A through hole is formed in such a boss 13 so as to penetrate the exhaust pipe 5, and a female screw 14 is formed on the inner peripheral surface of the through hole. The mounting portion 8 is provided with a head 15 having a hexagonal outer peripheral surface on the rear half (upper half in FIG. 2), and on the outer peripheral surface of the front half (lower half in FIG. 2). A male screw 16 is formed. Such a male screw 16 can be screwed into the female screw 14. Further, the attachment portion 8 is provided with a pair of through holes 19 into which the conducting wires 17 and 18 (see FIGS. 3A and 3B) drawn from the sensor portion 10 can be inserted.

ケース部材９は、外ケース２０と、内ケース２１とにより構成されている。
外ケース２０は、例えば、円筒状の形状を有する。外ケース２０の先端部および後端部は閉止されずに、所定の内径φ１を有する開口部となっている。このような外ケース２０は、後端部を取付部８の先端部に固定されている。 The case member 9 includes an outer case 20 and an inner case 21.
The outer case 20 has, for example, a cylindrical shape. The front end portion and the rear end portion of the outer case 20 are not closed and are openings having a predetermined inner diameter φ1. Such an outer case 20 has a rear end portion fixed to the front end portion of the attachment portion 8.

内ケース２１は、例えば、有底円筒状の形状を有する。本構成例の場合、内ケース２１は、長さ方向Ｌの寸法が、外ケース２０の長さ方向Ｌの寸法よりも大きい。また、内ケース２１の外径φ２は、外ケース２０の内径φ１よりも小さい。また、内ケース２１の後端部は閉止されずに、所定の内径φ３を有する開口部となっている。さらに、内ケース２１の後端寄り部分には、複数の入口（貫通孔）２２が内ケース２１の外周面の周方向に沿って、等間隔に離隔した状態で形成されている。なお、図の視認性の観点で、図２では、１個の入口にのみ参照符号２２が付されている。また、内ケース２１の先端部には、底部２３が設けられており、完全ではないがほぼ閉止されている。より具体的には、底部２３の略中央には、内径φ３よりも小径の出口（貫通孔）２４が少なくとも１個形成されている。このような内ケース２１は、外ケース２０の内部空間２５に収容された状態で、後端部を取付部８の先端部に固定されている。   The inner case 21 has, for example, a bottomed cylindrical shape. In the case of this configuration example, the length of the inner case 21 in the length direction L is larger than the size of the outer case 20 in the length direction L. Further, the outer diameter φ2 of the inner case 21 is smaller than the inner diameter φ1 of the outer case 20. In addition, the rear end portion of the inner case 21 is not closed and is an opening portion having a predetermined inner diameter φ3. Further, a plurality of inlets (through holes) 22 are formed in a portion near the rear end of the inner case 21 in a state of being spaced apart at equal intervals along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the inner case 21. In addition, from the viewpoint of the visibility of a figure, in FIG. 2, the reference symbol 22 is attached | subjected only to one entrance. Moreover, the bottom part 23 is provided in the front-end | tip part of the inner case 21, and it is substantially closed although not perfect. More specifically, at least one outlet (through hole) 24 having a smaller diameter than the inner diameter φ3 is formed in the approximate center of the bottom 23. In such an inner case 21, the rear end portion is fixed to the distal end portion of the attachment portion 8 while being accommodated in the inner space 25 of the outer case 20.

外ケース２０と内ケース２１とが取付部８に固定された状態で、外ケース２０と内ケース２１の中心軸とが、同軸上に位置している。さらに、本構成例では、内ケース２１の先端部が外ケース２０の先端縁よりも、先端側に突出している。この状態で、内ケース２１の外周面と外ケース２０の内周面との間には、円筒状の隙間２６が形成されている。   In a state where the outer case 20 and the inner case 21 are fixed to the mounting portion 8, the central axis of the outer case 20 and the inner case 21 is located on the same axis. Furthermore, in the present configuration example, the distal end portion of the inner case 21 protrudes further toward the distal end side than the distal end edge of the outer case 20. In this state, a cylindrical gap 26 is formed between the outer peripheral surface of the inner case 21 and the inner peripheral surface of the outer case 20.

このような隙間２６の先端部は開口しており、外ケース２０の径方向外側に存在する外側空間２７と、隙間２６とが連通している。また、隙間２６の後端寄り部分は、入口（貫通孔）２２を介して、内ケース２１の内部空間２８の後端寄り部分と連通している。このようにして、外側空間２７から隙間２６に流入した排気ガスが、隙間２６を流通して内ケース２１の内部空間２８に流入できるようにしている。なお、内ケース２１の内部空間２８に流入した排気ガスは、内ケース２１の底部２３に形成された出口（貫通孔）２４を通って外側空間２７に流出できる。即ち、排気ガスは、外側空間２７ → 隙間２６ → 入口（貫通孔）２２ → 内ケース２１の内部空間２８ → 出口（貫通孔）２４ →外側空間２７の経路で流通する。   The front end of such a gap 26 is open, and the outer space 27 existing on the radially outer side of the outer case 20 and the gap 26 communicate with each other. Further, a portion near the rear end of the gap 26 communicates with a portion near the rear end of the inner space 28 of the inner case 21 through an inlet (through hole) 22. In this way, the exhaust gas that has flowed into the gap 26 from the outer space 27 flows through the gap 26 and can flow into the inner space 28 of the inner case 21. The exhaust gas flowing into the inner space 28 of the inner case 21 can flow out to the outer space 27 through an outlet (through hole) 24 formed in the bottom 23 of the inner case 21. That is, the exhaust gas flows through the path of the outer space 27 → the gap 26 → the inlet (through hole) 22 → the inner space 28 of the inner case 21 → the outlet (through hole) 24 → the outer space 27.

センサ部１０は、図３Ａ〜３Ｂに示すように、対をなす少なくとも２個の電極２９（図示は、５個の電極２９ａ〜２９ｅ）と、少なくとも１層の多孔質体３０（図示は４個の多孔質体３０ａ〜３０ｄ）と、少なくとも１個のヒータ３１（図示は５個のヒータ３１ａ〜３１ｅ）とを備えている。   As shown in FIGS. 3A to 3B, the sensor unit 10 includes at least two electrodes 29 (five electrodes 29a to 29e shown in the figure) and at least one porous body 30 (four shown). Porous bodies 30a to 30d) and at least one heater 31 (five heaters 31a to 31e in the drawing).

電極２９（２９ａ〜２９ｅ）は、略矩形平板状の面状導体からなる。電極２９は、所定方向（高さ方向Ｔに一致する方向）に、所定の間隔だけ離隔した状態で配列されている。そして、高さ方向Ｔに隣り合う（対向する）電極２９に関しては、一方の電極２９が制御部１２が備える静電容量検出回路（図示省略）の第一の端子に接続されている場合には、他方の電極２９が静電容量検出回路の第二の端子に接続されている。具体的には、図３Ａ、３Ｂに示すセンサ部１０の場合、高さ方向Ｔに関する片側（図３Ａ〜３Ｂの上側）から１、３、５番目の電極２９ａ、２９ｃ、２９ｅを導線１７を介して第一の端子に接続するとともに、同じく２、４番目の電極２９ｂ、２９ｄを導線１７を介して第二の端子に接続している。このようにして、高さ方向Ｔに隣り合う２個（１対）の電極２９により、コンデンサを構成している。   The electrode 29 (29a-29e) consists of a substantially rectangular flat plate-like planar conductor. The electrodes 29 are arranged in a predetermined direction (a direction that coincides with the height direction T) at a predetermined interval. And regarding the electrode 29 adjacent (opposing) in the height direction T, when one electrode 29 is connected to the 1st terminal of the electrostatic capacitance detection circuit (illustration omitted) with which the control part 12 is provided. The other electrode 29 is connected to the second terminal of the capacitance detection circuit. Specifically, in the case of the sensor unit 10 shown in FIGS. 3A and 3B, the first, third, and fifth electrodes 29a, 29c, and 29e from one side (the upper side of FIGS. In addition, the second and fourth electrodes 29b and 29d are connected to the second terminal via the conducting wire 17 in the same manner. In this way, a capacitor is constituted by two (one pair) electrodes 29 adjacent to each other in the height direction T.

多孔質体３０（３０ａ〜３０ｄ）は、例えば、電気絶縁性を有する多孔質セラミックスシートからなる複数の矩形板状の隔壁３２の組み合わせからなる。このような隔壁３２は、それぞれが所定方向（長さ方向Ｌに一致する方向）に延在し、かつ、高さ方向Ｔに平行な矩形板状に形成されている。このような隔壁３２は、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９の間の空間に、所定方向（幅方向Ｗに一致する方向）に間隔をあけて配置されている。このようにして、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９の間の空間が、複数の隔壁３２により幅方向Ｗに区画されて、例えば、長さ方向Ｌに延在しかつ幅方向Ｗに隣り合う第一直方体空洞３３および第二直方体空洞３４が形成される。   The porous body 30 (30a to 30d) is composed of, for example, a combination of a plurality of rectangular plate-shaped partition walls 32 made of a porous ceramic sheet having electrical insulation. Each of the partition walls 32 extends in a predetermined direction (a direction that coincides with the length direction L) and is formed in a rectangular plate shape that is parallel to the height direction T. Such partition walls 32 are arranged in a space between the electrodes 29 adjacent in the height direction T with an interval in a predetermined direction (a direction that coincides with the width direction W). Thus, the space between the electrodes 29 adjacent to each other in the height direction T is partitioned in the width direction W by the plurality of partition walls 32 and extends, for example, in the length direction L and is adjacent to the width direction W. A first cuboid cavity 33 and a second cuboid cavity 34 are formed.

隣り合う第一直方体空洞３３と第二直方体空洞３４とは、例えば、第一直方体空洞３３の先端部が閉止されかつ後端部が開口している場合には、幅方向Ｗに関して隣に存在する第二直方体空洞３４の後端部が閉止されかつ先端部が開口している。換言すれば、幅方向Ｗに隣り合う第一直方体空洞３３と第二直方体空洞３４とは、長さ方向Ｌに関して互いに反対側の端部が開口し、同じく反対側の端部が閉止している。このような関係は、第一直方体空洞３３と第二直方体空洞３４との全組み合わせに同様に当てはまる。   The adjacent first cuboid cavity 33 and the second cuboid cavity 34 are adjacent to each other in the width direction W when the front end portion of the first cuboid cavity 33 is closed and the rear end portion is open, for example. The rear end portion of the second rectangular parallelepiped cavity 34 is closed and the front end portion is opened. In other words, the first rectangular parallelepiped cavity 33 and the second rectangular parallelepiped cavity 34 adjacent to each other in the width direction W are open at opposite ends with respect to the length direction L, and are also closed at opposite ends. . Such a relationship is similarly applied to all combinations of the first cuboid cavity 33 and the second cuboid cavity 34.

なお、図３Ａ、３Ｂでは、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９の間の空間は、多孔質体３０により、高さ方向Ｔには区画されず、幅方向Ｗにのみ合計５個の直方体空洞（第一直方体空洞３３、第二直方体空洞３４）に区画される。また、図３Ａ、３Ｂでは、第一直方体空洞３３および第二直方体空洞３４において、閉止された長さ方向Ｌに関する端部にハッチングが付されている。   3A and 3B, the space between the electrodes 29 adjacent in the height direction T is not partitioned in the height direction T by the porous body 30, and a total of five rectangular parallelepiped cavities only in the width direction W. It is partitioned into (first cuboid cavity 33, second cuboid cavity 34). In FIGS. 3A and 3B, in the first rectangular parallelepiped cavity 33 and the second rectangular parallelepiped cavity 34, the closed end portions in the length direction L are hatched.

また、本構成例では、４個の多孔質体３０（３０ａ〜３０ｄ）が、高さ方向Ｔに電極２９およびヒータ３１を介して隣り合うように配列されている。そして、高さ方向Ｔに隣り合う多孔質体３０同士は、長さ方向Ｌに関して反転させた構造関係を有している。即ち、高さ方向Ｔに隣り合う１対の多孔質体３０に関して、高さ方向Ｔに隣り合う第一直方体空洞３３と第二直方体空洞３４との組み合わせもまた、前述した幅方向Ｗに隣り合う第一直方体空洞３３と第二直方体空洞３４との関係と同様の関係を有している。   In this configuration example, the four porous bodies 30 (30a to 30d) are arranged in the height direction T so as to be adjacent to each other via the electrode 29 and the heater 31. The porous bodies 30 adjacent to each other in the height direction T have a structural relationship reversed with respect to the length direction L. That is, for the pair of porous bodies 30 adjacent in the height direction T, the combination of the first rectangular parallelepiped cavity 33 and the second rectangular parallelepiped cavity 34 adjacent in the height direction T is also adjacent in the width direction W described above. The first cuboid cavity 33 and the second cuboid cavity 34 have the same relationship.

少なくとも一個のヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）は、例えば、線状、面状あるいは板状の導体からなり、絶縁性セラミックシート３５（図示は、５個のセラミックシート３５ａ〜３５ｅ）内に埋設されている。このようなヒータ３１は、通電に基づいて発熱することができる。   At least one heater 31 (31a to 31e) is made of, for example, a linear, planar, or plate-like conductor, and is embedded in an insulating ceramic sheet 35 (five ceramic sheets 35a to 35e in the drawing). Yes. Such a heater 31 can generate heat based on energization.

本構成例の場合、ヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）は、電極２９（２９ａ〜２９ｅ）の高さ方向Ｔに関する片側（図３Ａ、３Ｂの上側）に積層されている。また、ヒータ３１のうち、高さ方向Ｔに関する片側（図３Ａ、３Ｂの上側）から２〜５番目のヒータ３１ｂ〜３１ｅに関しては、高さ方向Ｔに関する片側に多孔質体３０（３０ａ〜３０ｄ）が積層されている（電極２９と多孔質体３０とにより挟持されている）。一方、ヒータ３１のうち、高さ方向Ｔに関して最も片側のヒータ３１ａに関しては、高さ方向Ｔに関する片側に多孔質体３０が存在していない（電極２９と多孔質体３０とにより挟持されていない）。   In the case of this configuration example, the heater 31 (31a to 31e) is stacked on one side (the upper side of FIGS. 3A and 3B) in the height direction T of the electrode 29 (29a to 29e). Further, among the heaters 31, the second to fifth heaters 31 b to 31 e from one side in the height direction T (upper side in FIGS. 3A and 3B) have a porous body 30 (30 a to 30 d) on one side in the height direction T. Are stacked (between the electrode 29 and the porous body 30). On the other hand, among the heaters 31, the porous body 30 does not exist on one side of the heater 31 a in the height direction T (not sandwiched between the electrode 29 and the porous body 30). ).

ヒータ３１はそれぞれ、多孔質体３０の表面上または内部に存在するＰＭを燃焼させる観点から、多孔質体３０の長さ方向Ｌの寸法とほぼ同じ寸法を有しているのが好ましい。   Each of the heaters 31 preferably has substantially the same dimension as the dimension in the length direction L of the porous body 30 from the viewpoint of burning PM existing on or inside the porous body 30.

以下、図４〜８を参照しつつ、本構成例に係るヒータ３１の構造を概念的に説明する。図４〜８に示すヒータ素子３６は、ヒータ３１の最小単位の構成を概念的に抽出したものである。なお、図４〜８には、電極２９および多孔質体３０を省略している。   Hereinafter, the structure of the heater 31 according to this configuration example will be conceptually described with reference to FIGS. The heater element 36 shown in FIGS. 4 to 8 is a conceptually extracted configuration of the minimum unit of the heater 31. 4 to 8, the electrode 29 and the porous body 30 are omitted.

図４〜８に示すヒータ素子３６は、長さ方向Ｌに延在した平板状の導体からなり、全体が１種類の金属材料（例えば、タングステン合金、ニッケル合金等）により構成されている。このようなヒータ素子３６は、大断面積部３７と、小断面積部３８とを有しており、長さ方向Ｌに関する全長にわたり、高さ方向Ｔの寸法（厚さ寸法）が変化しない（図６参照）。   The heater element 36 shown in FIGS. 4 to 8 is composed of a flat conductor extending in the length direction L, and is entirely composed of one type of metal material (for example, tungsten alloy, nickel alloy). Such a heater element 36 has a large cross-sectional area portion 37 and a small cross-sectional area portion 38, and the dimension in the height direction T (thickness dimension) does not change over the entire length in the length direction L ( (See FIG. 6).

大断面積部３７は、ヒータ素子３６の長さ方向Ｌに関する中間部に設けられている。大断面積部３７は、高さ方向Ｔから見た形状が、長さ方向Ｌに関する中央部に向かうほど、幅方向Ｗに関する寸法が大きくなる略六角形状に形成されている。従って、大断面積部３７の長さ方向Ｌ（大断面積部３７を流れる電流の方向）に直交する第一仮想面に関する断面積は、長さ方向Ｌに関する中央部に向かうほど大きくなる。このような大断面積部３７の、第一仮想面に関する断面積は、小断面積部３８の第一仮想面に関する断面積よりも大きい。   The large cross-sectional area 37 is provided at an intermediate portion in the length direction L of the heater element 36. The large cross-sectional area portion 37 is formed in a substantially hexagonal shape in which the dimension in the width direction W increases as the shape viewed from the height direction T moves toward the center in the length direction L. Therefore, the cross-sectional area related to the first virtual plane perpendicular to the length direction L of the large cross-sectional area portion 37 (the direction of the current flowing through the large cross-sectional area portion 37) increases toward the center portion in the length direction L. The cross-sectional area related to the first virtual plane of such a large cross-sectional area 37 is larger than the cross-sectional area related to the first virtual plane of the small cross-sectional area 38.

小断面積部３８は、ヒータ素子３６のうち、大断面積部３７以外の部分に形成されている。このような小断面積部３８の幅方向Ｗに関する寸法は、長さ方向Ｌに関して変化しない。従って、小断面積部３８の第一仮想面に関する断面積は、長さ方向Ｌに関して変化しない。   The small cross-sectional area 38 is formed in a portion other than the large cross-sectional area 37 in the heater element 36. The dimension in the width direction W of such a small cross-sectional area 38 does not change in the length direction L. Therefore, the cross-sectional area related to the first virtual surface of the small cross-sectional area portion 38 does not change with respect to the length direction L.

前述のような構成を採用することにより、大断面積部３７の単位長さあたりの電気抵抗値を、小断面積部３８の単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さくしている。このため、ヒータ素子３６に通電した場合の大断面積部３７の単位長さあたりの発熱量が、同じく小断面積部３８の単位長さあたりの発熱量よりも小さくなる。なお、大断面積部３７の単位長さ当たりの電気抵抗値は、長さ方向Ｌに関する中央部で最も小さくなる。従って、大断面積部３７の単位長さ当たりの発熱量も、長さ方向Ｌに関する中央部で最も小さくなる。このようなヒータ素子３６は、絶縁性セラミックシート３５ｆに埋設されている。   By adopting the configuration as described above, the electric resistance value per unit length of the large cross-sectional area portion 37 is made smaller than the electric resistance value per unit length of the small cross-sectional area portion 38. For this reason, when the heater element 36 is energized, the heat generation amount per unit length of the large cross-sectional area portion 37 is also smaller than the heat generation amount per unit length of the small cross-sectional area portion 38. In addition, the electrical resistance value per unit length of the large cross-sectional area portion 37 is the smallest at the central portion in the length direction L. Accordingly, the heat generation amount per unit length of the large cross-sectional area portion 37 is also the smallest in the central portion in the length direction L. Such a heater element 36 is embedded in an insulating ceramic sheet 35f.

図９は、本構成例のＰＭセンサ３が備えるヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）の構造を模式的に示した図である。ヒータ３１は、複数個（図示の場合６個）のヒータ素子３６（図５参照）を、幅方向Ｗに等間隔に離隔した状態で互いに平行に配列している。そして、幅方向Ｗに隣り合うヒータ素子３６同士の長さ方向Ｌに関する端部を、連続部３９ａ、３９ｂにより交互に連続して、ヒータ素子３６同士を直列に連続している。   FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the structure of the heater 31 (31a to 31e) provided in the PM sensor 3 of the present configuration example. In the heater 31, a plurality (six in the illustrated example) of heater elements 36 (see FIG. 5) are arranged in parallel with each other in a state of being spaced apart at equal intervals in the width direction W. And the edge part regarding the length direction L of the heater elements 36 adjacent to the width direction W is alternately continued by the continuous parts 39a and 39b, and the heater elements 36 are continued in series.

なお、幅方向Ｗに隣り合うヒータ素子３６同士を連続する連続部３９ａ、３９ｂの、幅方向Ｗ（連続部３９ａ、３９ｂを流れる電流の方向）に直交する第二仮想面に関する断面積は、小断面積部３８の第一仮想面に関する断面積と同じである。従って、連続部３９ａ、３９ｂと小断面積部３８との、単位長さ当たりの電気抵抗値は等しい。   In addition, the cross-sectional area regarding the 2nd virtual surface orthogonal to the width direction W (direction of the electric current which flows through the continuous parts 39a and 39b) of the continuous parts 39a and 39b which continue the heater elements 36 adjacent in the width direction W is small. The cross-sectional area of the cross-sectional area portion 38 is the same as that relating to the first virtual plane. Accordingly, the electrical resistance values per unit length of the continuous portions 39a and 39b and the small cross-sectional area portion 38 are equal.

このようなヒータ３１は、複数個のヒータ素子３６を構成する大断面積部３７同士が、長さ方向Ｌに関して整合している。なお、本開示の場合、複数個（図示の場合５個）のヒータ３１を高さ方向Ｔに離隔して配列している。このため、高さ方向Ｔに隣り合うヒータ３１同士の大断面積部３７も、長さ方向Ｌに関して整合している。ヒータ３１の両端部は、２本の導線１８を介して制御部１２に接続されている。   In such a heater 31, the large cross-sectional area portions 37 constituting the plurality of heater elements 36 are aligned in the length direction L. In the present disclosure, a plurality of (in the illustrated case, five) heaters 31 are arranged in the height direction T apart from each other. For this reason, the large cross-sectional area portions 37 of the heaters 31 adjacent to each other in the height direction T are also aligned in the length direction L. Both end portions of the heater 31 are connected to the control unit 12 via two conductive wires 18.

支持部材１１は、例えば、耐熱性を有する繊維状のマットまたはセラミックにより構成された筒状部材である。このような支持部材１１の内周面４０は、センサ部１０の高さ方向Ｔに関する両側面（図３Ａの上下方向両側面）および幅方向Ｗに関する両側面（図３Ａの左右方向両側面）により画成される外周面に沿うような形状を有するのが好ましい。なお、図６〜８には、セラミックシート３５ｆに覆われたヒータ素子３６を１層のみ示し、センサ部１０を構成する電極２９、多孔質体３０等の部材を省略している。   The support member 11 is a tubular member made of, for example, a heat-resistant fibrous mat or ceramic. Such an inner peripheral surface 40 of the support member 11 is formed by both side surfaces (upper and lower side surfaces in FIG. 3A) related to the height direction T of the sensor unit 10 and both side surfaces (both side surfaces in the left and right direction shown in FIG. It is preferable to have a shape along the outer peripheral surface to be defined. 6 to 8 show only one layer of the heater element 36 covered with the ceramic sheet 35f, and members such as the electrode 29 and the porous body 30 constituting the sensor unit 10 are omitted.

一方、支持部材１１の外周面４１は、ケース部材９を構成する内ケース２１の内周面に沿うような形状を有するのが好ましい。具体的には、支持部材１１の外周面４１は、内ケース２１の内周面に、締り嵌めまたは僅かな隙間を介して内嵌（隙間嵌め）可能な形状を有するのが好ましい。   On the other hand, it is preferable that the outer peripheral surface 41 of the support member 11 has a shape that follows the inner peripheral surface of the inner case 21 constituting the case member 9. Specifically, it is preferable that the outer peripheral surface 41 of the support member 11 has a shape that can be fitted to the inner peripheral surface of the inner case 21 through an interference fit or a slight gap (gap fit).

このような支持部材１１は、図２、４、６〜８に示すように、センサ部１０のうち、長さ方向Ｌに関してヒータ３１（ヒータ素子３６）の大断面積部３７の一部と整合する部分に外嵌されるとともに、ケース部材９を構成する内ケース２１の内周面に内嵌されている。このようにして支持部材１１により、センサ部１０を、ケース部材９（内ケース２１）の内側に支持している。   Such a support member 11 is aligned with a part of the large cross-sectional area 37 of the heater 31 (heater element 36) in the length direction L in the sensor unit 10, as shown in FIGS. And is fitted on the inner peripheral surface of the inner case 21 constituting the case member 9. In this way, the sensor unit 10 is supported by the support member 11 inside the case member 9 (inner case 21).

本構成例の場合、センサ部１０のうち、支持部材１１が外嵌された部分以外の部分は、他の部材（ケース部材９以外の部材）により覆われていない。従って、センサ部１０のうち、支持部材１１が外嵌された部分以外の部分と、内ケース２１の内周面との間には、内ケース２１の径方向に関する円筒状の隙間４２ａ、４２ｂ（図２参照）が存在している。このような隙間４２ａと隙間４２ｂとは、支持部材１１により、排気ガスが実質的に流通できないように仕切られているのが好ましい。   In the case of this configuration example, portions of the sensor unit 10 other than the portion where the support member 11 is fitted are not covered with other members (members other than the case member 9). Accordingly, cylindrical gaps 42 a and 42 b (in the radial direction of the inner case 21) between the sensor unit 10 other than the portion where the support member 11 is fitted and the inner peripheral surface of the inner case 21. (See FIG. 2). The gap 42a and the gap 42b are preferably partitioned by the support member 11 so that the exhaust gas cannot substantially flow.

なお、本構成例の場合、図４に示すように、支持部材１１は、大断面積部３７の長さ方向Ｌに関する中央部を含む一部のみに外嵌されている。換言すれば、支持部材１１は、大断面積部３７の長さ方向Ｌに関する両端部には外嵌されていない（覆っていない）。ただし、支持部材１１を、大断面積部３７の長さ方向Ｌの全長（図４に一点鎖線α１、α２で示す範囲）にわたり外嵌する構成を採用することもできる。また、支持部材１１を、大断面積部３７だけでなく、小断面積部３８のうち、大断面積部３７の長さ方向Ｌに関する両端部に隣接する部分も含んで（図４に一点鎖線β１、β２で示す範囲に）外嵌する構成を採用することもできる。 In the case of this configuration example, as shown in FIG. 4, the support member 11 is externally fitted only to a part including the center portion in the length direction L of the large cross-sectional area portion 37. In other words, the support member 11 is not externally fitted (not covered) at both ends of the large cross-sectional area portion 37 in the length direction L. However, it is also possible to employ a configuration in which the support member 11 is externally fitted over the entire length in the length direction L of the large cross-sectional area portion 37 (a range indicated by alternate long and short dashed lines α 1 and α 2 in FIG. 4). Further, the support member 11 includes not only the large cross-sectional area portion 37 but also a portion of the small cross-sectional area portion 38 that is adjacent to both end portions in the length direction L of the large cross-sectional area portion 37 (see FIG. It is also possible to employ a configuration that fits outside (in the range indicated by β 1 and β 2 ).

いずれの構造を採用する場合にも、ヒータ３１のうち、支持部材１１と正対（本構成例の場合、ケース部材９（外ケース２０および内ケース２１）の径方向に正対）する部分である第一の部分の単位長さあたりの電気抵抗値が、ヒータ３１のうち、第一の部分以外の第二の部分の単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さくなるようにする。換言すれば、ヒータ３１のうち、長さ方向Ｌに関して、支持部材１１と整合する部分である第一の部分の単位長さあたりの電気抵抗値が、ヒータ３１のうち、第一の部分以外の第二の部分の単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さくなるようにする。さらに換言すれば、ヒータ３１のうち、支持部材１１が外嵌された部分である第一の部分の単位長さあたりの電気抵抗値が、ヒータ３１のうち、支持部材１１が外嵌されていない第二の部分の単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さくなるようにする。   Regardless of which structure is adopted, the heater 31 is a portion facing the support member 11 (in the case of this configuration example, facing the radial direction of the case member 9 (the outer case 20 and the inner case 21)). The electrical resistance value per unit length of a certain first part is made smaller than the electrical resistance value per unit length of the second part other than the first part in the heater 31. In other words, the electrical resistance value per unit length of the first portion which is a portion aligned with the support member 11 in the length direction L of the heater 31 is other than the first portion of the heater 31. The electric resistance value per unit length of the second portion is made smaller. In other words, the electrical resistance value per unit length of the first portion, which is the portion where the support member 11 is externally fitted, of the heater 31 is the same as that of the heater 31 where the support member 11 is not externally fitted. The electric resistance value per unit length of the second portion is made smaller.

制御部１２は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等であって、センサ再生制御部４３と、ＰＭ量導出部４４とを機能ブロックとして含む。各機能ブロック４３、４４は、例えば、プログラムを実行するマイコンにより実現される。   The control unit 12 is an ECU (Electronic Control Unit) or the like, and includes a sensor regeneration control unit 43 and a PM amount deriving unit 44 as functional blocks. Each functional block 43, 44 is realized by, for example, a microcomputer that executes a program.

センサ再生制御部４３は、予め定められたタイミングで（より具体的には、各コンデンサ（即ち、対をなす二個の電極２９）の静電容量に応じて）、各ヒータ３１を通電させて、多孔質体３０に堆積するＰＭを燃焼させる（即ち、センサ再生処理を行う）。   The sensor regeneration control unit 43 energizes each heater 31 at a predetermined timing (more specifically, according to the capacitance of each capacitor (that is, the two electrodes 29 forming a pair)). Then, the PM deposited on the porous body 30 is burned (that is, the sensor regeneration process is performed).

ＰＭ量導出部４４は、所定期間（例えば、センサ再生処理終了時から次のセンサ再生開始時まで）における静電容量の変化量に基づいて、内燃機関１からの排気ガス中の総ＰＭ量を推定する。   The PM amount deriving unit 44 calculates the total PM amount in the exhaust gas from the internal combustion engine 1 based on the amount of change in capacitance during a predetermined period (for example, from the end of the sensor regeneration process to the next sensor regeneration start). presume.

前述したセンサ再生処理および総ＰＭ量の推定に関しては、特開２０１６−００８８６３号公報等で詳説されているため、ここでは、それぞれの詳説を控える。   Since the sensor regeneration process and the estimation of the total PM amount described above are described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-008863 and the like, detailed descriptions thereof are omitted here.

［２−２．ＰＭセンサ３の動作］
図１において、内燃機関１から排出された排気ガスは、酸化触媒６およびＰＭフィルタ７により処理されて、排気通路４の下流側に向けて流れる。ＰＭフィルタ７を通過した排気ガスの一部がＰＭセンサ３の内部に取り込まれる。より具体的には、図２に示すように、排気ガスは、隙間２６を流通して、入口（貫通孔）２２から内ケース２１の内部空間２８に流入する。その後、排気ガスは、多孔質体３０の後端側開口部から第一直方体空洞３３に流入する。ここで、第一直方体空洞３３は、排気ガスの通路の下流（先端）側端部が閉止されているため、排気ガスは、隔壁３２を通過して、第二直方体空洞３４の内部に流入する。第二直方体空洞３４は、排気ガスの通路の上流（後端）側端部が閉止されているため、排気ガスは第二直方体空洞３４の下流（先端）側開口部から、外側空間２７に流出する。 [2-2. Operation of PM sensor 3]
In FIG. 1, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is processed by the oxidation catalyst 6 and the PM filter 7 and flows toward the downstream side of the exhaust passage 4. Part of the exhaust gas that has passed through the PM filter 7 is taken into the PM sensor 3. More specifically, as shown in FIG. 2, the exhaust gas flows through the gap 26 and flows into the internal space 28 of the inner case 21 from the inlet (through hole) 22. Thereafter, the exhaust gas flows into the first rectangular parallelepiped cavity 33 from the rear end side opening of the porous body 30. Here, since the first rectangular parallelepiped cavity 33 is closed at the downstream (tip) side end of the exhaust gas passage, the exhaust gas passes through the partition wall 32 and flows into the second rectangular parallelepiped cavity 34. . Since the second cuboid cavity 34 is closed at the upstream (rear end) side end of the exhaust gas passage, the exhaust gas flows out from the downstream (front end) side opening of the second cuboid cavity 34 to the outer space 27. To do.

ＰＭ量導出部４４は、前述の通り、コンデンサ（対をなす電極２９）から導線１７を介して得られる静電容量の変化量（より具体的には、所定期間における変化量）に基づいて、内燃機関１からの排気ガス中の総ＰＭ量を推定する。また、センサ再生制御部４３は、予め定められたタイミングで、導線１８を介してヒータ３１に通電して、多孔質体３０に堆積するＰＭを燃焼させる。   As described above, the PM amount deriving unit 44 is based on the amount of change in capacitance (more specifically, the amount of change in a predetermined period) obtained from the capacitor (paired electrode 29) via the lead wire 17. The total PM amount in the exhaust gas from the internal combustion engine 1 is estimated. In addition, the sensor regeneration control unit 43 energizes the heater 31 via the conductive wire 18 at a predetermined timing, and burns PM deposited on the porous body 30.

［２−３．ＰＭセンサ３の主たる作用・効果］
本構成例に係るＰＭセンサ３によれば、センサ再生処理の際のヒータ３１（センサ部１０）の長さ方向Ｌに関する温度ムラをスムーズにし得る。即ち、本構成例に係るＰＭセンサ３の場合、センサ部１０をケース部材９（内ケース２１）の内側に支持するための支持部材１１を、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する一部にのみ外嵌するとともに、ヒータ３１のうち、支持部材１１により覆われている（外嵌されている）部分に大断面積部３７を設けている。このようにして、ヒータ３１のうち、支持部材１１と正対する部分（長さ方向Ｌに関して、支持部材１１と整合する部分）である第一の部分の単位長さ当たりの電気抵抗値を、ヒータ３１のうち、第一の部分以外の部分である第二の部分の単位長さ当たりの電気抵抗値よりも小さくしている。このため、ヒータ３１の第一の部分の単位長さあたりの発熱量を、第二の部分の単位長さあたりの発熱量よりも小さくできる。この結果、ヒータ３１（センサ部１０）のうち、支持部材１１により覆われて放熱しにくい部分の温度上昇を抑えて、当該部分と、支持部材１１により覆われていない部分との温度差を小さくし得るため、ヒータ３１（センサ部１０）の長さ方向Ｌに関する温度ムラをスムーズにできる。 [2-3. Main functions and effects of PM sensor 3]
According to the PM sensor 3 according to this configuration example, temperature unevenness related to the length direction L of the heater 31 (sensor unit 10) during the sensor regeneration process can be smoothed. That is, in the case of the PM sensor 3 according to this configuration example, the support member 11 for supporting the sensor unit 10 inside the case member 9 (inner case 21) is only partly in the length direction L of the sensor unit 10. A large cross-sectional area 37 is provided in a portion of the heater 31 that is covered (covered) by the support member 11. In this way, the electrical resistance value per unit length of the first portion of the heater 31 that is the portion facing the support member 11 (the portion aligned with the support member 11 with respect to the length direction L) is determined as the heater. The electric resistance value per unit length of the second part which is a part other than the first part among 31 is made smaller. For this reason, the calorific value per unit length of the 1st part of the heater 31 can be made smaller than the calorific value per unit length of the 2nd part. As a result, in the heater 31 (sensor unit 10), the temperature increase of the portion covered by the support member 11 and difficult to dissipate heat is suppressed, and the temperature difference between the portion and the portion not covered by the support member 11 is reduced. Therefore, temperature unevenness in the length direction L of the heater 31 (sensor unit 10) can be smoothed.

［２−４．ＰＭセンサ３の他の作用・効果］
また、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する温度分布にムラがあると、例えば、セラミックにより構成されている、多孔質体３０およびヒータ３１が埋設されたセラミックシート３５の膨張量にも長さ方向Ｌに関してムラが生じ、クラック等の損傷が発生する可能性がある。本構成例によれば、ヒータ３１（センサ部１０）の長さ方向Ｌに関する温度分布のムラをスムーズにし得るため、多孔質体３０およびセラミックシート３５の膨張量の長さ方向Ｌに関するムラを低減できる。この結果、ＰＭセンサ３の耐久性の向上を図れる。 [2-4. Other functions and effects of PM sensor 3]
Further, if the temperature distribution in the length direction L of the sensor unit 10 is uneven, for example, the expansion amount of the ceramic sheet 35 in which the porous body 30 and the heater 31 are made of ceramic is embedded in the length direction. There is a possibility that unevenness occurs with respect to L and damage such as cracks occurs. According to this configuration example, the unevenness of the temperature distribution in the length direction L of the heater 31 (sensor unit 10) can be smoothed, so the unevenness in the length direction L of the expansion amount of the porous body 30 and the ceramic sheet 35 is reduced. it can. As a result, the durability of the PM sensor 3 can be improved.

［２−５．第一構成例に関する付記］
前述した第一構成例に係るセンサ部１０において、電極２９（２９ａ〜２９ｅ）とヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）との高さ方向Ｔに関する位置関係を反対にすることもできる。 [2-5. Additional notes on the first configuration example]
In the sensor unit 10 according to the first configuration example described above, the positional relationship between the electrode 29 (29a to 29e) and the heater 31 (31a to 31e) in the height direction T can be reversed.

また、ヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）は少なくとも１個のヒータ３１（ヒータ３１ａ〜３１ｅのうちのいずれか１個）を設ければ良い。特に、本構成例の場合、高さ方向Ｔに関して両端側に配置されたヒータ３１ａ、３１ｅのうちの少なくとも一方のヒータが存在する構造に適用するのが好適である。   The heater 31 (31a to 31e) may be provided with at least one heater 31 (any one of the heaters 31a to 31e). In particular, in the case of this configuration example, it is preferable to apply to a structure in which at least one of the heaters 31a and 31e disposed on both ends in the height direction T is present.

また、図９に示す構造ように、ヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）を高さ方向Ｔに積層した構成を採用した場合に、全てのヒータに第一構成例の特徴部分の構成を適用する必要はない。即ち、高さ方向Ｔに積層した複数個のヒータのうちの少なくとも１個のヒータ（例えば、高さ方向Ｔに関して最も片側に配置されたヒータ）に、前述したような第一構成例のヒータ３１の構成を採用すれば良い。   Further, as shown in FIG. 9, when the configuration in which the heaters 31 (31a to 31e) are stacked in the height direction T is adopted, it is necessary to apply the configuration of the characteristic portion of the first configuration example to all the heaters. Absent. That is, the heater 31 of the first configuration example as described above is used as at least one heater among the plurality of heaters stacked in the height direction T (for example, the heater arranged on one side with respect to the height direction T). The configuration of the above may be adopted.

また、ヒータの構造については、図９に示すヒータ３１の構造に限定されるものではない。例えば、ヒータ３１を構成するヒータ素子３６の数を図９に示す６個と異ならせることもできる。また、ヒータ素子３６の大断面積部３７の構造も前述の構造に限定されず、例えば、高さ方向Ｔから見た形状（図５と同方向から見た形状）が、略円形、略楕円形、または略矩形状の構造を採用できる。   Further, the structure of the heater is not limited to the structure of the heater 31 shown in FIG. For example, the number of heater elements 36 constituting the heater 31 may be different from the six shown in FIG. Further, the structure of the large cross-sectional area 37 of the heater element 36 is not limited to the above-described structure. For example, the shape viewed from the height direction T (the shape viewed from the same direction as FIG. 5) is substantially circular or substantially elliptical. A shape or a substantially rectangular structure can be adopted.

また、外ケース２０および内ケース２１の形状も、前述した第一構成例の場合に限定されない。例えば、外ケース２０および内ケース２１として、中心軸に直交する仮想面に関する断面形状が多角形状のものを採用できる。   Further, the shapes of the outer case 20 and the inner case 21 are not limited to the case of the first configuration example described above. For example, as the outer case 20 and the inner case 21, those having a polygonal cross-sectional shape with respect to a virtual plane orthogonal to the central axis can be adopted.

さらに、前述した第一構成例の場合、支持部材１１をケース部材９の円周方向に関して全周にわたり連続した筒状に構成し、このような支持部材１１を、センサ部１０の外周面のうち、前記円周方向に関する全周に外嵌している。ただし、支持部材はこのような構成に限定されない。例えば、支持部材を、前記円周方向に関する１箇所位置に不連続部を有する部分筒状として、センサ部１０の外周面のうち、前記円周方向に関する一部のみを支持する構成を採用することもできる。また、支持部材を、ケース部材９（外ケース２０および内ケース２１）の円周方向に分割（例えば、２分割）した分割型の構成とすることもできる。   Furthermore, in the case of the first configuration example described above, the support member 11 is configured in a cylindrical shape that is continuous over the entire circumference in the circumferential direction of the case member 9, and such a support member 11 is formed on the outer peripheral surface of the sensor unit 10. , And is fitted around the entire circumference in the circumferential direction. However, the support member is not limited to such a configuration. For example, the support member is formed as a partial cylinder having a discontinuous portion at one position in the circumferential direction, and a configuration in which only a part in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the sensor unit 10 is supported is adopted. You can also. Further, the support member may have a split type configuration in which the case member 9 (the outer case 20 and the inner case 21) is divided in the circumferential direction (for example, divided into two).

［３．ＰＭセンサ（第二構成例）］
図１０を参照しつつ、本開示の第二構成例に係るＰＭセンサについて詳説する。 [3. PM sensor (second configuration example)]
The PM sensor according to the second configuration example of the present disclosure will be described in detail with reference to FIG.

［３−１．第二構成例に係るＰＭセンサの詳細な構成］
第二構成例に係るＰＭセンサは、ヒータ３１（図２〜３Ｂ参照）を構成するヒータ素子３６ａの構造が前述した第一構成例の場合と相違する。以下、第二構成例に係るＰＭセンサの構造のうち、第一構成例に係るＰＭセンサ３との相違点を中心に説明する。また、第一構成例に係るＰＭセンサ３と同様の構造について説明する場合には、必要に応じて第一構成例の説明に用いた各図を参照する。 [3-1. Detailed configuration of PM sensor according to second configuration example]
The PM sensor according to the second configuration example is different from the first configuration example described above in the structure of the heater element 36a constituting the heater 31 (see FIGS. 2 to 3B). Hereinafter, it demonstrates centering around difference with PM sensor 3 concerning the 1st composition example among structures of PM sensor concerning the 2nd composition example. Moreover, when explaining the structure similar to PM sensor 3 which concerns on a 1st structural example, each figure used for description of the 1st structural example is referred as needed.

図１０に示すヒータ素子３６ａは、図５に示すヒータ素子３６と同様に、ヒータ３１（図９参照）の最小単位の構成を概念的に抽出したものである。ヒータ素子３６ａは、長さ方向Ｌに延在した平板状の導体からなり、全体が少なくとも２種類の金属材料（例えば、タングステン合金、ニッケル合金等）により構成されている。   The heater element 36a shown in FIG. 10 is a conceptual extraction of the minimum unit configuration of the heater 31 (see FIG. 9), similar to the heater element 36 shown in FIG. The heater element 36a is made of a flat conductor extending in the length direction L, and is entirely composed of at least two kinds of metal materials (for example, tungsten alloy, nickel alloy, etc.).

具体的には、ヒータ素子３６ａは、小抵抗部４５、大抵抗部４６とを有している。
小抵抗部４５は、第一の材料（例えば、タングステン合金、ニッケル合金等）により構成され、ヒータ素子３６ａの長さ方向Ｌに関する中間部である第一の部分に設けられている。このような小抵抗部４５は、長さ方向Ｌの全長にわたり、高さ方向Ｔの寸法および幅方向Ｗの寸法が変化しない。 Specifically, the heater element 36 a has a small resistance portion 45 and a large resistance portion 46.
The small resistance portion 45 is made of a first material (for example, a tungsten alloy, a nickel alloy, etc.), and is provided in a first portion that is an intermediate portion in the longitudinal direction L of the heater element 36a. In such a small resistance portion 45, the dimension in the height direction T and the dimension in the width direction W do not change over the entire length in the length direction L.

大抵抗部４６は、小抵抗部４５を構成する第一の材料よりも電気抵抗値が大きい第二の材料（例えば、タングステン合金、ニッケル合金等）により構成され、ヒータ素子３６ａのうちの小抵抗部４５以外の部分である第二の部分に設けられている。このような大抵抗部４６も、長さ方向Ｌの全長にわたり、高さ方向Ｔの寸法および幅方向Ｗの寸法が変化しない。本構成例の場合、小抵抗部４５と大抵抗部４６とは、高さ方向Ｔの寸法および幅方向Ｗの寸法が等しい。従って、小抵抗部４５と大抵抗部４６とは、長さ方向Ｌ（小抵抗部４５および大抵抗部４６を流れる電流の方向）に直交する第一仮想面に関する断面積が等しい。   The large resistance portion 46 is made of a second material (for example, tungsten alloy, nickel alloy, etc.) having a larger electric resistance value than the first material constituting the small resistance portion 45, and is a small resistance of the heater element 36a. It is provided in the second part which is a part other than the part 45. Also in such a large resistance portion 46, the dimension in the height direction T and the dimension in the width direction W do not change over the entire length in the length direction L. In the case of this configuration example, the small resistance portion 45 and the large resistance portion 46 have the same dimension in the height direction T and the dimension in the width direction W. Accordingly, the small resistance portion 45 and the large resistance portion 46 have the same cross-sectional area with respect to the first virtual plane perpendicular to the length direction L (the direction of the current flowing through the small resistance portion 45 and the large resistance portion 46).

以上のような構成を採用することにより、ヒータ素子３６ａに通電した場合の小抵抗部４５の単位長さあたりの発熱量を、大抵抗部４６の単位長さあたりの発熱量よりも小さくしている。なお、ヒータ素子３６ａは、第一構成例と同様に、絶縁性セラミックシート３５ｆ（図３Ｂ参照）に埋設されている。   By adopting the above configuration, the heat generation amount per unit length of the small resistance portion 45 when the heater element 36a is energized is made smaller than the heat generation amount per unit length of the large resistance portion 46. Yes. The heater element 36a is embedded in the insulating ceramic sheet 35f (see FIG. 3B) as in the first configuration example.

また、本構成例の場合、支持部材１１（図２、４、６〜８参照）を、センサ部１０のうち、長さ方向Ｌに関してヒータ３１（ヒータ素子３６ａ）の小抵抗部４５と整合する部分に外嵌するとともに、ケース部材９を構成する内ケース２１の内周面に内嵌している。   In the case of this configuration example, the support member 11 (see FIGS. 2, 4, 6 to 8) is aligned with the small resistance portion 45 of the heater 31 (heater element 36 a) in the length direction L in the sensor unit 10. While being externally fitted to the part, it is internally fitted to the inner peripheral surface of the inner case 21 constituting the case member 9.

なお、本構成例の場合、センサ部１０のうち、長さ方向Ｌに関してヒータ３１（ヒータ素子３６ａ）の大抵抗部４６に整合する部分は、他の部材（ケース部材９以外の部材）により覆われていない。その他の構成および作用・効果は、前述した第一構成例と同様である。   In the case of this configuration example, a portion of the sensor unit 10 that matches the large resistance portion 46 of the heater 31 (heater element 36a) in the length direction L is covered with another member (a member other than the case member 9). I have not been told. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first configuration example described above.

［３−２．第二構成例に関する付記］
前述した第二構成例では、小抵抗部４５と大抵抗部４６との第一仮想面に関する断面積を等しくしているが、第一構成例のように、小抵抗部４５の第一仮想面に関する断面積を、大抵抗部４６の第一仮想面に関する断面積よりも大きくした構成を採用することもできる。このように、第二構成例は、第一構成例と適宜組み合わせて実施できる。 [3-2. Additional notes on the second configuration example]
In the second configuration example described above, the cross-sectional areas related to the first virtual surface of the small resistance portion 45 and the large resistance portion 46 are equal, but the first virtual surface of the small resistance portion 45 is the same as in the first configuration example. It is also possible to adopt a configuration in which the cross-sectional area related to is larger than the cross-sectional area related to the first virtual plane of the large resistance portion 46. Thus, the second configuration example can be implemented in combination with the first configuration example as appropriate.

［４．ＰＭセンサ（第三構成例）］
図１１〜１３を参照しつつ、本開示の第三構成例に係るＰＭセンサについて詳説する。 [4. PM sensor (third configuration example)]
The PM sensor according to the third configuration example of the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS.

［４−１．第三構成例に係るＰＭセンサの詳細な構成＞
第三構成例に係るＰＭセンサの場合も、ヒータ３１（図２〜３Ｂ参照）を構成するヒータ素子３６ｂの構造が前述した第一構成例の場合と相違する。以下、第三構成例に係るＰＭセンサの構造のうち、第一構成例に係るＰＭセンサ３との相違点を中心に説明する。また、第一構成例に係るＰＭセンサ３と同様の構造について説明する場合には、必要に応じて第一構成例の説明に用いた各図を参照する。 [4-1. Detailed Configuration of PM Sensor According to Third Configuration Example>
Also in the case of the PM sensor according to the third configuration example, the structure of the heater element 36b constituting the heater 31 (see FIGS. 2 to 3B) is different from the case of the first configuration example described above. Hereinafter, the difference from the PM sensor 3 according to the first configuration example in the structure of the PM sensor according to the third configuration example will be mainly described. Moreover, when explaining the structure similar to PM sensor 3 which concerns on a 1st structural example, each figure used for description of the 1st structural example is referred as needed.

図１１〜１３に示すヒータ素子３６ｂは、図４、６、７に示すヒータ素子３６と同様に、ヒータ３１（図９参照）の最小単位の構成を概念的に抽出したものである。ヒータ素子３６ｂは、長さ方向Ｌに延在した平板状の導体からなり、全体が１種類の金属材料（例えば、タングステン合金、ニッケル合金等）により構成されている。このようなヒータ素子３６ｂは、大断面積部３７ａと、小断面積部３８ａとを有しており、長さ方向Ｌに関する全長にわたり、幅方向Ｗの寸法が変化しない。   The heater element 36b shown in FIGS. 11 to 13 is a conceptual extraction of the minimum unit configuration of the heater 31 (see FIG. 9), similarly to the heater element 36 shown in FIGS. The heater element 36b is made of a flat conductor extending in the length direction L, and is entirely composed of one type of metal material (for example, tungsten alloy, nickel alloy, etc.). Such a heater element 36b has a large cross-sectional area 37a and a small cross-sectional area 38a, and the dimension in the width direction W does not change over the entire length in the length direction L.

大断面積部３７ａは、ヒータ素子３６ｂの長さ方向Ｌに関する中間部である第一の部分に設けられている。大断面積部３７ａの高さ方向Ｔの寸法は、小断面積部の高さ方向Ｔの寸法よりも大きい。具体的には、大断面積部３７ａは、長さ方向Ｌの全長にわたり、小断面積部３８ａよりも高さ方向Ｔの両側に突出している。また、大断面積部３７ａは、長さ方向Ｌに関して、高さ方向Ｔの寸法が変化しない。従って、大断面積部３７の長さ方向Ｌ（大断面積部３７ａを流れる電流の方向）に直交する第一仮想面に関する断面積は、長さ方向Ｌに関して変化しない。   The large cross-sectional area portion 37a is provided in a first portion that is an intermediate portion in the length direction L of the heater element 36b. The dimension in the height direction T of the large cross-sectional area portion 37a is larger than the dimension in the height direction T of the small cross-sectional area portion. Specifically, the large cross-sectional area portion 37a protrudes on both sides in the height direction T from the small cross-sectional area portion 38a over the entire length in the length direction L. Further, the dimension of the large cross-sectional area portion 37a in the height direction T with respect to the length direction L does not change. Therefore, the cross-sectional area related to the first virtual plane orthogonal to the length direction L of the large cross-sectional area portion 37 (direction of current flowing through the large cross-sectional area portion 37a) does not change with respect to the length direction L.

小断面積部３８ａは、ヒータ素子３６ｂのうち、大断面積部３７ａ以外の部分により構成されている。このような小断面積部３８ａの高さ方向Ｔの寸法および幅方向Ｗの寸法は、長さ方向Ｌに関して変化しない。従って、小断面積部３８ａの第一仮想面に関する断面積は、長さ方向Ｌに関して変化しない。また、小断面積部３８ａの第一仮想面に関する断面積は、大断面積部３７ａの第一仮想面に関する断面積よりも小さい。その他の構成および作用・効果は、前述した第一構成例と同様である。   The small cross-sectional area 38a is configured by a portion other than the large cross-sectional area 37a in the heater element 36b. The dimension in the height direction T and the dimension in the width direction W of such a small cross-sectional area 38 a do not change with respect to the length direction L. Therefore, the cross-sectional area related to the first virtual plane of the small cross-sectional area portion 38a does not change with respect to the length direction L. Moreover, the cross-sectional area regarding the 1st virtual surface of the small cross-sectional area part 38a is smaller than the cross-sectional area regarding the 1st virtual surface of the large cross-sectional area part 37a. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first configuration example described above.

＜４−２．第三構成例に関する付記＞
前述した第三構成例の場合、大断面積部３７ａを、長さ方向Ｌの全長にわたり、小断面積部３８ａよりも高さ方向Ｔの両側に突出した状態で形成している。ただし、大断面積部３７ａを、長さ方向Ｌの全長にわたり、小断面積部３８ａよりも高さ方向Ｔのいずれか一方にのみ突出した構成を採用することもできる。また、前述した第三構成例の場合、大断面積部３７ａの第一仮想面に関する断面形状を、矩形状としているが、例えば、円形状、楕円形状または多角形状（例えば、六角形）とすることもできる。前述した第三構成例は、前述した各構成例と適宜組み合わせて実施できる。 <4-2. Additional notes on the third configuration example>
In the case of the third configuration example described above, the large cross-sectional area portion 37a is formed so as to protrude on both sides in the height direction T from the small cross-sectional area portion 38a over the entire length in the length direction L. However, it is also possible to adopt a configuration in which the large cross-sectional area portion 37a protrudes in only one of the height directions T from the small cross-sectional area portion 38a over the entire length in the length direction L. Further, in the case of the third configuration example described above, the cross-sectional shape related to the first virtual surface of the large cross-sectional area portion 37a is rectangular, but for example, circular, elliptical, or polygonal (for example, hexagonal). You can also. The third configuration example described above can be implemented in appropriate combination with the above-described configuration examples.

［５．ＰＭセンサ（第四構成例）］
図１４〜１５を参照しつつ、本開示の第四構成例に係るＰＭセンサについて詳説する。 [5. PM sensor (fourth configuration example)]
The PM sensor according to the fourth configuration example of the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS.

［５−１．第四構成例に係るＰＭセンサの詳細な構成］
第四構成例に係るＰＭセンサの場合も、ヒータ３１（図２〜３Ｂ参照）を構成するヒータ素子３６ｃの構造が前述した第一構成例の場合と相違する。以下、第四構成例に係るＰＭセンサの構造のうち、第一構成例に係るＰＭセンサ３との相違点を中心に説明する。また、第一構成例に係るＰＭセンサ３と同様の構造について説明する場合には、必要に応じて第一構成例の説明に用いた各図を参照する。 [5-1. Detailed Configuration of PM Sensor According to Fourth Configuration Example]
Also in the case of the PM sensor according to the fourth configuration example, the structure of the heater element 36c constituting the heater 31 (see FIGS. 2 to 3B) is different from the case of the first configuration example described above. Hereinafter, the difference from the PM sensor 3 according to the first configuration example in the structure of the PM sensor according to the fourth configuration example will be mainly described. Moreover, when explaining the structure similar to PM sensor 3 which concerns on a 1st structural example, each figure used for description of the 1st structural example is referred as needed.

図１４〜１５に示すヒータ素子３６ｃは、図６、７に示すヒータ素子３６と同様に、ヒータ３１（図９参照）の最小単位の構成を概念的に抽出したものである。ヒータ素子３６ｃは、長さ方向Ｌに延在した板状の導体からなり、全体が１種類の金属材料（例えば、タングステン合金、ニッケル合金等）により構成されている。このようなヒータ素子３６ｃは、大断面積部３７ｂと、小断面積部３８ｂとを有しており、長さ方向Ｌに関する全長にわたり、幅方向Ｗの寸法が変化しない。   The heater element 36c shown in FIGS. 14 to 15 is a conceptually extracted configuration of the minimum unit of the heater 31 (see FIG. 9), similarly to the heater element 36 shown in FIGS. The heater element 36c is made of a plate-like conductor extending in the length direction L, and is entirely made of one type of metal material (for example, tungsten alloy, nickel alloy, etc.). Such a heater element 36c has a large cross-sectional area portion 37b and a small cross-sectional area portion 38b, and the dimension in the width direction W does not change over the entire length in the length direction L.

大断面積部３７ｂは、ヒータ素子３６ｃの長さ方向Ｌに関する中間部である第一の部分に設けられている。このような大断面積部３７ｂは、第一導体層４７と、第一導体層４７の高さ方向Ｔの片側面（図１４、１５の上側面）に積層された第二導体層４８とからなる。   The large cross-sectional area portion 37b is provided in a first portion that is an intermediate portion in the length direction L of the heater element 36c. Such a large cross-sectional area portion 37b includes a first conductor layer 47 and a second conductor layer 48 laminated on one side surface (the upper side surface in FIGS. 14 and 15) of the first conductor layer 47 in the height direction T. Become.

本構成例の場合、第一導体層４７と第二導体層４８とを同一の金属材料により構成している。このような大断面積部３７ｂは、例えば、第一導体層４７を形成した状態で、第一導体層４７の高さ方向Ｔの片側面に、第二導体層４８を重ねて印刷することにより（二重印刷により）形成できる。   In the case of this configuration example, the first conductor layer 47 and the second conductor layer 48 are made of the same metal material. Such a large cross-sectional area 37b is formed by, for example, printing the second conductor layer 48 on one side surface in the height direction T of the first conductor layer 47 in a state where the first conductor layer 47 is formed. Can be formed (by double printing).

このような大断面積部３７ｂは、長さ方向Ｌに関して、高さ方向Ｔの寸法および幅方向Ｗの寸法が変化しない。従って、大断面積部３７ｂの長さ方向Ｌ（大断面積部３７ｂを流れる電流の方向）に直交する第一仮想面に関する断面積は、長さ方向Ｌに関して変化しない。   In such a large cross-sectional area portion 37b, with respect to the length direction L, the dimension in the height direction T and the dimension in the width direction W do not change. Therefore, the cross-sectional area related to the first virtual plane orthogonal to the length direction L of the large cross-sectional area portion 37b (the direction of the current flowing through the large cross-sectional area portion 37b) does not change with respect to the length direction L.

小断面積部３８ｂは、ヒータ素子３６ｃのうち、大断面積部３７ｂ以外の部分である第二の部分に、大断面積部３７ｂの第一導体層４７と長さ方向Ｌに連続した状態で形成されている。このような小断面積部３８ｂは、長さ方向Ｌに関して、高さ方向Ｔの寸法および幅方向Ｗの寸法が変化しない。従って、小断面積部３８ｂの第一仮想面に関する断面積は、長さ方向Ｌに関して変化しない。その他の構成および作用・効果は、前述した第一構成例と同様である。   The small cross-sectional area 38b is continuous with the first conductor layer 47 of the large cross-sectional area 37b in the length direction L on the second portion of the heater element 36c other than the large cross-sectional area 37b. Is formed. In such a small cross-sectional area portion 38b, with respect to the length direction L, the dimension in the height direction T and the dimension in the width direction W do not change. Therefore, the cross-sectional area related to the first virtual surface of the small cross-sectional area portion 38b does not change in the length direction L. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first configuration example described above.

［５−２．第四構成例に関する付記］
前述した第四構成例の場合、大断面積部３７ｂを構成する第一導体層４７と第二導体層４８とを、同一の金属材料により構成しているが、異なる金属材料により構成することもできる。ただし、このような構成を採用した場合にも、大断面積部３７ｂの単位長さあたりの電気抵抗値が、小断面積部３８ｂの単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さくなるように、第一導体層４７および第二導体層４８の金属材料を選択する。 [5-2. Additional notes on the fourth configuration example]
In the case of the above-described fourth configuration example, the first conductor layer 47 and the second conductor layer 48 constituting the large cross-sectional area portion 37b are made of the same metal material, but may be made of different metal materials. it can. However, even when such a configuration is adopted, the electrical resistance value per unit length of the large cross-sectional area portion 37b is smaller than the electrical resistance value per unit length of the small cross-sectional area portion 38b. The metal material for the first conductor layer 47 and the second conductor layer 48 is selected.

［６．本開示に係る付記］
前述した本開示に係る各構成例では、センサ部１０を、高さ方向Ｔに積層した、電極２９、多孔質体３０およびヒータ３１により構成している。ただし、センサ部の構造は、このような構造に限定されるものではない。例えば、筒状の多孔質体の径方向内側と径方向外側に電極を配置し、ヒータを、多孔質体の径方向内側または径方向外側に設けるような構成を採用することもできる。このような構成を採用した場合には、前述した各構成例に係るヒータ（ヒータ素子３６〜３６ｃ）の構造を適宜適用したヒータを採用できる。また、ＰＭフィルタを構成するケース部材は、図２に示すような外ケース２０と内ケース２１とからなる構造だけでなく、例えば、単一の筒状部材により構成することもできる。 [6. Addendum concerning this disclosure]
In each configuration example according to the present disclosure described above, the sensor unit 10 includes the electrode 29, the porous body 30, and the heater 31 that are stacked in the height direction T. However, the structure of the sensor unit is not limited to such a structure. For example, it is possible to employ a configuration in which electrodes are arranged on the radially inner side and the radially outer side of a cylindrical porous body, and the heater is provided on the radially inner side or the radially outer side of the porous body. When such a configuration is employed, a heater to which the structure of the heaters (heater elements 36 to 36c) according to each configuration example described above is appropriately applied can be employed. Moreover, the case member which comprises PM filter can also be comprised not only from the structure which consists of the outer case 20 and the inner case 21 as shown in FIG. 2, but a single cylindrical member, for example.

また、前述した本開示に係る各構成例では、支持部材１１（図２参照）により、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する１箇所位置のみを支持している。ただし、２個以上の支持部材により、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する複数箇所を支持する構成を採用することもできる。このような構成を採用した場合には、ヒータのうち、長さ方向Ｌに関して複数個の支持部材が外嵌されている部分である第一の部分の電気抵抗値を、支持部材が外嵌されていない部分である第二の部分の電気抵抗値よりも小さくする。   Further, in each configuration example according to the present disclosure described above, only one position in the length direction L of the sensor unit 10 is supported by the support member 11 (see FIG. 2). However, it is also possible to adopt a configuration in which a plurality of locations in the length direction L of the sensor unit 10 are supported by two or more support members. When such a configuration is adopted, the electrical resistance value of the first portion, which is the portion in which the plurality of support members are externally fitted in the length direction L, of the heater is externally fitted. It is made smaller than the electric resistance value of the second part which is not a part.

また、前述した本開示に係る各構成例では、センサ部１０として、排気ガスの通路上に配置された多孔質体と、該多孔質体を挟んで相対向する少なくとも一対の電極と、ヒータと、を有する、いわゆる静電容量型のものを例に挙げて説明したが、これに限定されない。センサ部１０は、例えば、公知の電気抵抗型のものでもよい。すなわち、本開示において、センサの形式は特に限定されず、ケースの内部に支持部材を介して支持されたセンサ部に、ＰＭを燃焼除去するヒータが設けられているものであれば、本開示に係る構成を適用し得る。   Further, in each configuration example according to the present disclosure described above, the sensor unit 10 includes a porous body disposed on the exhaust gas passage, at least a pair of electrodes facing each other with the porous body interposed therebetween, and a heater. However, the present invention is not limited to this. The sensor unit 10 may be, for example, a known electrical resistance type. That is, in the present disclosure, the type of sensor is not particularly limited, and the present disclosure can be applied to any sensor portion that is supported inside the case via a support member and provided with a heater that burns and removes PM. Such a configuration can be applied.

本開示に係るＰＭセンサは、ディーゼルエンジンを搭載した車両用途に限らず、ガソリンエンジンを搭載した車両用途にも有用である。   The PM sensor according to the present disclosure is useful not only for a vehicle application equipped with a diesel engine but also for a vehicle application equipped with a gasoline engine.

７ ＰＭフィルタ
９ ケース部材
１０ センサ部
１１ 支持部材
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ 電極
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 多孔質体
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ ヒータ 7 PM filter 9 Case member 10 Sensor unit 11 Support member 29, 29a, 29b, 29c, 29d, 29e Electrode 30, 30a, 30b, 30c, 30d Porous body 31, 31a, 31b, 31c, 31d, 31e Heater

Claims (3)

ケースと、
前記ケースの内部に収容されるセンサ部と、
前記センサ部の外面に当接して、前記センサ部を前記ケースの内部で支持する支持部材と、を備え、
前記センサ部が、排ガスの通路上に配置された多孔質体と、前記多孔質体を挟んで相対向する一対の電極と、通電に基づいて発熱するヒータとを備えており、
前記ヒータのうち、前記支持部材と正対する部分である第一の部分の単位長さあたりの電気抵抗値が、前記ヒータのうち、前記第一の部分以外の第二の部分の単位長さあたりの電気抵抗値よりも小さい、ＰＭセンサ。 Case and
A sensor unit housed inside the case;
A support member that contacts the outer surface of the sensor unit and supports the sensor unit inside the case;
The sensor unit includes a porous body disposed on the exhaust gas passage, a pair of electrodes facing each other across the porous body, and a heater that generates heat based on energization,
Of the heater, the electrical resistance value per unit length of the first portion that is the portion facing the support member is equal to the unit length of the second portion other than the first portion of the heater. PM sensor that is smaller than the electrical resistance value. 前記第一の部分を流れる電流の方向に直交する仮想面で、前記第一の部分を切断した場合の断面積が、
前記第二の部分を流れる電流の方向に直交する仮想面で、前記第二の部分を切断した場合の断面積よりも大きい、請求項１に記載のＰＭセンサ。 In a virtual plane orthogonal to the direction of the current flowing through the first part, the cross-sectional area when cutting the first part,
2. The PM sensor according to claim 1, wherein the PM sensor is larger than a cross-sectional area when the second portion is cut at a virtual plane orthogonal to a direction of current flowing through the second portion. 前記第一の部分を構成する金属材料の電気抵抗値が、前記第二の部分を構成する金属材料の電気抵抗値よりも小さい、請求項１に記載のＰＭセンサ。   The PM sensor according to claim 1, wherein an electric resistance value of a metal material constituting the first portion is smaller than an electric resistance value of a metal material constituting the second portion.
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