JP6329197B2 - Fine particle detection apparatus and fine particle detection system - Google Patents

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Description

本発明は、被測定ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子検出装置および微粒子検出システムに関する。   The present invention relates to a fine particle detection device and a fine particle detection system for detecting the amount of fine particles contained in a gas to be measured.

従来、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる微粒子（例えば煤）の量を検出する微粒子センサを駆動するために高圧空気を微粒子センサへ供給するように構成された微粒子検出システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a particulate detection system configured to supply high-pressure air to a particulate sensor to drive a particulate sensor that detects the amount of particulate (for example, soot) contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine. (For example, refer to Patent Document 1).

特開２０１２−１９４０７９号公報JP 2012-194079 A

このような微粒子検出システムでは、高圧空気を供給するポンプの使用環境下における温度や湿度の変動、上記ポンプへ供給される電源電圧の変動、または、センサ設置場所（例えば、車両の排気管内）の圧力変動などによって、微粒子センサへ供給される空気量が変化すると、微粒子センサの検出精度に影響を及ぼしてしまうおそれがあった。   In such a particle detection system, temperature and humidity fluctuations in the usage environment of a pump that supplies high-pressure air, fluctuations in power supply voltage supplied to the pump, or sensor installation location (for example, in the exhaust pipe of a vehicle) If the amount of air supplied to the particle sensor changes due to pressure fluctuation or the like, the detection accuracy of the particle sensor may be affected.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、微粒子センサの検出精度を向上させる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a technique for improving the detection accuracy of a fine particle sensor.

上記目的を達成するためになされた本発明は、被測定ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子センサのうち、被測定ガスが導入される検知部に対して気体を供給する気体供給部を備え、微粒子センサを制御する微粒子検出装置であって、気体検出手段と、維持手段とを備える。   The present invention, which has been made to achieve the above object, includes a gas supply unit that supplies gas to a detection unit into which a measurement gas is introduced, among fine particle sensors that detect the amount of fine particles contained in the measurement gas. A particulate detection device for controlling a particulate sensor, comprising a gas detection means and a maintenance means.

気体検出手段は、気体供給部から微粒子センサへ供給される気体の流量および圧力の少なくとも一方を検出する。維持手段は、気体検出手段による検出結果に基づいて、微粒子センサによる微粒子量の検出精度を一定に維持する。   The gas detection means detects at least one of a flow rate and a pressure of the gas supplied from the gas supply unit to the fine particle sensor. The maintaining means maintains the detection accuracy of the amount of fine particles by the fine particle sensor constant based on the detection result by the gas detecting means.

このように構成された本発明の微粒子検出装置は、微粒子センサへ供給される気体量と相関を有する流量および圧力の少なくとも一方を検出することにより、微粒子センサによる微粒子量の検出精度を一定に維持する。このため、本発明の微粒子検出装置は、気体供給部を含む微粒子検出装置の使用環境下における温度や湿度の変動、気体供給部へ供給される電源電圧の変動、センサ設置場所（検出部周辺）の圧力変動などによる微粒子センサへ供給される気体量の変化に起因した検出精度の低下を抑制し、微粒子センサの検出精度を向上させることができる。   The particle detector of the present invention configured as described above maintains the detection accuracy of the particle amount by the particle sensor constant by detecting at least one of a flow rate and a pressure correlated with the amount of gas supplied to the particle sensor. To do. For this reason, the fine particle detection device of the present invention has temperature and humidity fluctuations in a use environment of the fine particle detection device including the gas supply unit, fluctuations in the power supply voltage supplied to the gas supply unit, sensor installation location (around the detection unit) It is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to a change in the amount of gas supplied to the fine particle sensor due to pressure fluctuations, and improve the detection accuracy of the fine particle sensor.

なお、本発明の微粒子検出装置における検出精度とは、被測定ガスに含まれる微粒子の量を一定に維持した環境下において微粒子センサにより微粒子量を複数回検出したときに同一の検出結果を出力する度合いであり、例えば標準偏差によって定量化することができる。   The detection accuracy in the particle detector of the present invention means that the same detection result is output when the particle amount is detected multiple times by the particle sensor in an environment where the amount of particles contained in the gas to be measured is maintained constant. Degree, which can be quantified by, for example, standard deviation.

また、本発明の微粒子検出装置では、検出精度を一定に維持するために、気体供給部から微粒子センサへ供給される気体の流量および圧力の少なくとも一方を調整する調整手段を備え、維持手段が、気体検出手段による検出結果に基づいて調整手段を制御して、気体の流量および圧力の少なくとも一方を予め設定された目標値に維持するようにしてもよい。   Further, in the fine particle detection device of the present invention, in order to maintain the detection accuracy constant, the fine particle detection device includes an adjusting unit that adjusts at least one of a flow rate and a pressure of the gas supplied from the gas supply unit to the fine particle sensor, The adjusting means may be controlled based on the detection result by the gas detecting means to maintain at least one of the gas flow rate and pressure at a preset target value.

また、本発明の微粒子検出装置では、検出精度を一定に維持するために、維持手段が、気体検出手段による検出結果に基づいて、微粒子センサの検出結果を補正するようにしてもよい。   In the particulate detection device of the present invention, the maintenance means may correct the detection result of the particulate sensor based on the detection result by the gas detection means in order to maintain the detection accuracy constant.

また、本発明の微粒子検出装置では、検出精度を一定に維持するために、維持手段が、気体検出手段による検出結果に基づいて気体供給部を制御して、気体の流量および圧力の少なくとも一方を予め設定された目標値に維持するようにしてもよい。   Further, in the fine particle detection device of the present invention, in order to maintain the detection accuracy constant, the maintenance unit controls the gas supply unit based on the detection result by the gas detection unit, and controls at least one of the gas flow rate and pressure. The target value set in advance may be maintained.

また、本発明の微粒子検出装置では、気体の流量および圧力の少なくとも一方が予め設定された許容範囲を逸脱する状態が予め設定された報知判定時間以上継続した場合に報知を行う報知手段を備えるようにするとよい。これにより、本発明の微粒子検出装置は、気体の流量および圧力の少なくとも一方が許容範囲を逸脱する状態が継続するという異常の発生を、微粒子検出装置の使用者に認識させることができる。このため、本発明の微粒子検出装置は、気体量の変化に起因して微粒子センサの検出精度が低下した状態が継続するのを抑制し、微粒子センサの検出精度を向上させることができる。   Further, the particulate detection device of the present invention is provided with notifying means for notifying when a state where at least one of the gas flow rate and pressure deviates from a preset allowable range continues for a preset notification determination time. It is good to. Thereby, the particulate detection device of the present invention can make the user of the particulate detection device recognize the occurrence of an abnormality in which the state where at least one of the gas flow rate and pressure deviates from the allowable range continues. For this reason, the fine particle detection device of the present invention can suppress the state in which the detection accuracy of the fine particle sensor is lowered due to the change in the gas amount, and can improve the detection accuracy of the fine particle sensor.

また、本発明の微粒子検出装置では、気体供給部から供給された気体を流通させる気体流路の内部を流れる気体の湿度を調整する湿度調整部を備えるようにするとよい。これにより、本発明の微粒子検出装置は、気体の湿度の変化によって微粒子センサの検出精度が変化するのを抑制することができる。   Moreover, in the fine particle detection device of the present invention, it is preferable to include a humidity adjusting unit that adjusts the humidity of the gas flowing in the gas flow path through which the gas supplied from the gas supply unit flows. Thereby, the fine particle detection apparatus of this invention can suppress that the detection accuracy of a fine particle sensor changes with the changes of the humidity of gas.

また、本発明の微粒子検出装置では、湿度調整部が、気体流路における気体供給部と気体検出手段との間に設置されるようにするとよい。これにより、本発明の微粒子検出装置は、気体が湿度調整部を通過することで気体の流量および圧力の少なくとも一方が変化したとしても、その変化を気体検出手段で検出することができる。このため、本発明の微粒子検出装置は、気体が湿度調整部を通過することにより発生する上記変化に起因した検出精度の低下を抑制し、微粒子センサの検出精度を向上させることができる。   In the fine particle detection apparatus of the present invention, the humidity adjustment unit may be installed between the gas supply unit and the gas detection means in the gas flow path. Thereby, the particulate detection device of the present invention can detect the change by the gas detection means even if at least one of the flow rate and the pressure of the gas changes as the gas passes through the humidity adjusting unit. For this reason, the fine particle detection apparatus of the present invention can suppress a decrease in detection accuracy due to the above-described change that occurs when gas passes through the humidity adjusting unit, and can improve the detection accuracy of the fine particle sensor.

また、本発明では、微粒子センサは、コロナ放電によりイオンを生成し、生成したイオンを気体供給部から供給された気体と共に検知部に噴射する気体噴射源を備え、微粒子検出装置が、コロナ放電を生じさせる電力供給手段を備えるようにするとよい。これにより、微粒子センサの検知部に対して、気体量の変化が生じた場合にもコロナ放電により生成したイオンを検知部に確実に噴射することが可能となり、イオンを用いての微粒子センサの検出精度が低下した状態が継続するのを抑制することができる。   In the present invention, the particle sensor includes a gas injection source that generates ions by corona discharge and injects the generated ions to the detection unit together with the gas supplied from the gas supply unit, and the particle detection device performs corona discharge. It is preferable to provide power supply means for generating the power. This makes it possible to reliably inject ions generated by corona discharge to the detection unit even when a change in the amount of gas occurs with respect to the detection unit of the particle sensor, and detection of the particle sensor using ions. It can suppress that the state where the precision fell is continued.

また、本発明の微粒子検出装置では、微粒子センサが、内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管または排気管の出口側に装着されるガス流通管に直接挿入されることによって排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する直挿型センサであり、微粒子検出装置は、気体供給部から供給された気体を流通させる気体流路を介して微粒子センサと接続されるようにするとよい。これにより、本発明の微粒子検出装置は、微粒子検出装置の内部に排気ガスを導入することなく、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出することができる。   Further, in the particulate detection device of the present invention, the particulate sensor is directly inserted into an exhaust pipe through which exhaust gas exhausted from the internal combustion engine flows or a gas circulation pipe attached to the outlet side of the exhaust pipe to thereby convert exhaust gas into the exhaust gas. It is a direct insertion type sensor that detects the amount of contained fine particles, and the fine particle detection device is preferably connected to the fine particle sensor via a gas flow path that allows the gas supplied from the gas supply unit to flow therethrough. Thereby, the particulate detection device of the present invention can detect the amount of particulates contained in the exhaust gas without introducing the exhaust gas into the particulate detection device.

また、本発明の微粒子検出システムは、上記した微粒子検出装置に微粒子センサを接続した構成をなすものであり、微粒子量の検出精度の低下を抑制した微粒子検出システムを提供することができる。   In addition, the particle detection system of the present invention has a configuration in which a particle sensor is connected to the particle detection apparatus described above, and can provide a particle detection system that suppresses a decrease in the detection accuracy of the amount of particles.

第１実施形態の微粒子検出システム１の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of particulate detection system 1 of a 1st embodiment. 排気管に取り付けられた微粒子センサ２の平面図である。It is a top view of the particulate sensor 2 attached to the exhaust pipe. 微粒子センサ２の断面図である。2 is a cross-sectional view of the particle sensor 2. FIG. 微粒子センサ２の断面図である。2 is a cross-sectional view of the particle sensor 2. FIG. 微粒子センサ２の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of the particle sensor 2. FIG. 微粒子センサ２の検出動作を説明するための模式図である。4 is a schematic diagram for explaining a detection operation of the particle sensor 2. FIG. 微粒子量を検出する方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method to detect the amount of fine particles. レギュレータ制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a regulator control process. 第２実施形態の微粒子検出システム１の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the microparticle detection system 1 of 2nd Embodiment. 微粒子量補正処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a fine particle amount correction process. 第３実施形態の微粒子検出システム１の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the microparticle detection system 1 of 3rd Embodiment. ポンプ制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a pump control process.

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の微粒子検出システム１は、図１に示すように、微粒子センサ２と微粒子検出装置３とを備える。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A particle detection system 1 according to an embodiment to which the present invention is applied includes a particle sensor 2 and a particle detection device 3 as shown in FIG.

微粒子センサ２は、車両の内燃機関の排気管ＥＰに取り付けられ、排気管ＥＰ内の排気ガスに含まれる微粒子（煤など）の量を検出する。
微粒子検出装置３は、筐体２０１、回路部２０２、ポンプ２０３、空気流路２０４、エアレギュレータ２０５、フィルタ２０６、流量センサ２０７、表示部２０８、操作入力部２０９および制御部２１０を備える。 The particulate sensor 2 is attached to the exhaust pipe EP of the internal combustion engine of the vehicle, and detects the amount of particulates (eg, soot) contained in the exhaust gas in the exhaust pipe EP.
The particulate detection device 3 includes a housing 201, a circuit unit 202, a pump 203, an air flow path 204, an air regulator 205, a filter 206, a flow rate sensor 207, a display unit 208, an operation input unit 209, and a control unit 210.

筐体２０１は、箱状に形成されており、回路部２０２、ポンプ２０３、空気流路２０４、エアレギュレータ２０５、フィルタ２０６、流量センサ２０７、表示部２０８、操作入力部２０９および制御部２１０を収容する。なお、この筐体２０１は、使用者が持ち運び可能な構成となっており、使用者が微粒子センサ２を取り付けたい車両に持ち運び、当該車両に載置して使用できるようになっている。   The casing 201 is formed in a box shape and houses the circuit unit 202, the pump 203, the air flow path 204, the air regulator 205, the filter 206, the flow sensor 207, the display unit 208, the operation input unit 209, and the control unit 210. To do. The casing 201 is configured to be portable by the user, and the user can carry it in a vehicle to which the particulate sensor 2 is to be attached, and can be used by being mounted on the vehicle.

回路部２０２は、微粒子センサ２を駆動するとともに、微粒子センサ２からの検出信号に基づいて排気ガス中の微粒子量を検出する。
ポンプ２０３は、微粒子センサ２を駆動するときに用いられる高圧空気を生成する。 The circuit unit 202 drives the particle sensor 2 and detects the amount of particles in the exhaust gas based on the detection signal from the particle sensor 2.
The pump 203 generates high-pressure air that is used when driving the particulate sensor 2.

空気流路２０４は、ポンプ２０３で生成された高圧空気を微粒子センサ２へ供給する流路である。
エアレギュレータ２０５は、空気流路２０４を介してポンプ２０３から供給された高圧空気の流量を、制御部２１０から入力されるエアレギュレータ制御信号が示すエアレギュレータ制御値に従って調整する。 The air flow path 204 is a flow path for supplying high-pressure air generated by the pump 203 to the fine particle sensor 2.
The air regulator 205 adjusts the flow rate of the high-pressure air supplied from the pump 203 via the air flow path 204 according to the air regulator control value indicated by the air regulator control signal input from the control unit 210.

フィルタ２０６は、空気流路２０４内を流れる高圧空気中の塵などを除去する。
流量センサ２０７は、空気流路２０４内を流れる高圧空気の流量を検出する。
表示部２０８は、筐体２０１に設置された表示装置を備え、表示装置の表示画面に各種画像を表示する。 The filter 206 removes dust and the like in high-pressure air flowing through the air flow path 204.
The flow rate sensor 207 detects the flow rate of high-pressure air flowing through the air flow path 204.
The display unit 208 includes a display device installed in the housing 201 and displays various images on the display screen of the display device.

操作入力部２０９は、筐体２０１に設置されたスイッチを備え、使用者がスイッチを介して行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
制御部２１０は、ＣＰＵ２１１、ＲＯＭ２１２、ＲＡＭ２１３および信号入出力部２１４等を備えるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。制御部２１０は、回路部２０２、流量センサ２０７および操作入力部２０９からの入力に基づいて各種処理を実行し、回路部２０２、ポンプ２０３、エアレギュレータ２０５および表示部２０８を制御する。 The operation input unit 209 includes a switch installed in the housing 201, and outputs input operation information for specifying an input operation performed by the user via the switch.
The control unit 210 includes a microcomputer including a CPU 211, a ROM 212, a RAM 213, a signal input / output unit 214, and the like as main parts. The control unit 210 executes various processes based on inputs from the circuit unit 202, the flow sensor 207, and the operation input unit 209, and controls the circuit unit 202, the pump 203, the air regulator 205, and the display unit 208.

微粒子センサ２は、図２に示すように、内側金具９０、外側金具１００およびケーブル１６０を備える。
内側金具９０は、外形が円柱状となるように金属で形成されており、ガス排出口３８（後述）およびガス取入口４７（後述）が設けられている。また、内側金具９０は、回路部２０２のうち第１電位（接地電位とは異なる電位）とされる部位（箇所）にケーブル１６０を介して導通しており、第１電位とされる。 As shown in FIG. 2, the particle sensor 2 includes an inner metal fitting 90, an outer metal fitting 100, and a cable 160.
The inner metal fitting 90 is made of metal so that the outer shape is cylindrical, and is provided with a gas exhaust port 38 (described later) and a gas intake port 47 (described later). Further, the inner metal fitting 90 is electrically connected to a portion (location) of the circuit portion 202 that is set to the first potential (potential different from the ground potential) via the cable 160 and is set to the first potential.

外側金具１００は、ガス排出口３８およびガス取入口４７が外部に露出した状態で内側金具９０を支持する。そして外側金具１００は、内側金具９０の一部が排気管ＥＰの内壁から突出するようにして、排気管ＥＰの外周に設けられた取付部ＥＰＡに固定される。なお、外側金具１００は、接地電位（第１電位とは異なる第２電位）とされた排気管ＥＰに取り付けられ、接地電位とされる。   The outer metal fitting 100 supports the inner metal fitting 90 in a state where the gas discharge port 38 and the gas inlet 47 are exposed to the outside. The outer metal fitting 100 is fixed to a mounting portion EPA provided on the outer periphery of the exhaust pipe EP so that a part of the inner metal fitting 90 protrudes from the inner wall of the exhaust pipe EP. The outer metal fitting 100 is attached to the exhaust pipe EP having a ground potential (second potential different from the first potential) and is set to the ground potential.

図３および図４は、排気管ＥＰに取り付けられた状態の微粒子センサ２の断面図である。図３は、排気管ＥＰが延びる方向に直交する断面を示す。図４は、排気管ＥＰが延びる方向に沿った断面を示す。図５は微粒子センサ２の分解斜視図である。図３〜図５において、微粒子センサ２の上端側を先端側ＦＥといい、微粒子センサ２の下端側を後端側ＢＥという。   3 and 4 are cross-sectional views of the particulate sensor 2 attached to the exhaust pipe EP. FIG. 3 shows a cross section orthogonal to the direction in which the exhaust pipe EP extends. FIG. 4 shows a cross section along the direction in which the exhaust pipe EP extends. FIG. 5 is an exploded perspective view of the particle sensor 2. 3 to 5, the upper end side of the particle sensor 2 is referred to as a front end side FE, and the lower end side of the particle sensor 2 is referred to as a rear end side BE.

微粒子センサ２は、図３〜図５に示すように、電極１０，２０と、イオン捕捉部３０と、排ガス帯電部４０と、イオン発生部５０とを備える。
電極１０は、本体部１１と湾曲部１２と絶縁パイプ１３とヒータ１４とを備える。本体部１１は、軸線方向ＤＡに延びる棒状に形成されたステンレス製の部材である。湾曲部１２は、本体部１１の先端側ＦＥから延びてＵ字状に曲げられたステンレス製の部材である。絶縁パイプ１３は、絶縁性セラミック（例えばアルミナ）を材料として円筒状に形成され、本体部１１の周囲を被覆する。ヒータ１４は、タングステンからなり、絶縁パイプ１３内に埋め込まれている。絶縁パイプ１３における後端側ＢＥの端部には、ヒータ端子１４ａ，１４ｂが形成されている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the fine particle sensor 2 includes electrodes 10, 20, an ion capturing unit 30, an exhaust gas charging unit 40, and an ion generation unit 50.
The electrode 10 includes a main body portion 11, a bending portion 12, an insulating pipe 13, and a heater 14. The main body 11 is a stainless steel member formed in a rod shape extending in the axial direction DA. The bending portion 12 is a stainless steel member that extends from the distal end FE of the main body 11 and is bent into a U shape. The insulating pipe 13 is formed in a cylindrical shape using an insulating ceramic (for example, alumina) as a material, and covers the periphery of the main body 11. The heater 14 is made of tungsten and is embedded in the insulating pipe 13. Heater terminals 14 a and 14 b are formed at the end of the rear end BE of the insulating pipe 13.

電極２０は、本体部２１と絶縁パイプ２２とを備える。本体部２１は、軸線方向ＤＡに延びる棒状に形成されたタングステン製の部材である。絶縁パイプ２２は、絶縁性セラミック（例えばアルミナ）を材料として円筒状に形成され、本体部２１における両端部以外の部分で本体部２１の周囲を被覆する。   The electrode 20 includes a main body 21 and an insulating pipe 22. The main body 21 is a tungsten member formed in a rod shape extending in the axial direction DA. The insulating pipe 22 is formed in a cylindrical shape using an insulating ceramic (for example, alumina) as a material, and covers the periphery of the main body 21 at a portion other than both ends of the main body 21.

イオン捕捉部３０は、混合排出部材３１と、蓋部材３２とを備える。
混合排出部材３１は、外形が軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材であり、その内部に、ガス流路３６と、パイプ挿入孔３７とが形成される。 The ion trap 30 includes a mixed discharge member 31 and a lid member 32.
The mixed discharge member 31 is a stainless steel member whose outer shape is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, and a gas flow path 36 and a pipe insertion hole 37 are formed therein.

ガス流路３６は、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔であり、流路３６ａ，３６ｂ，３６ｃを備える。流路３６ａは、ガス流路３６における先端側ＦＥの端部に配置され、先端側ＦＥから後端側ＢＥへ向うにつれて開口面積が小さくなるように形成されている。流路３６ｂは、ガス流路３６における後端側ＢＥの端部に配置され、先端側ＦＥから後端側ＢＥへ向うにつれて開口面積が大きくなるように形成されている。流路３６ｃは、流路３６ａと流路３６ｂとの間に配置され、軸線方向ＤＡに沿って開口面積が一定となるように形成されている。   The gas flow path 36 is a through-hole penetrating along the axial direction DA, and includes flow paths 36a, 36b, and 36c. The flow path 36a is disposed at the end of the front end side FE in the gas flow path 36, and is formed so that the opening area becomes smaller from the front end side FE to the rear end side BE. The flow path 36b is arranged at the end of the rear end side BE in the gas flow path 36, and is formed so that the opening area increases from the front end side FE to the rear end side BE. The flow path 36c is disposed between the flow path 36a and the flow path 36b, and is formed so that the opening area is constant along the axial direction DA.

パイプ挿入孔３７は、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔である。パイプ挿入孔３７には、パイプ挿入孔３７の内周壁と絶縁パイプ１３の外周とが密着した状態で電極１０が挿入される。これにより、電極１０は、湾曲部１２が流路３６ａ内に配置されるように設置される。   The pipe insertion hole 37 is a through-hole penetrating along the axial direction DA. The electrode 10 is inserted into the pipe insertion hole 37 with the inner peripheral wall of the pipe insertion hole 37 and the outer periphery of the insulating pipe 13 being in close contact with each other. Thereby, the electrode 10 is installed so that the bending part 12 may be arrange | positioned in the flow path 36a.

また、混合排出部材３１の外壁には、ガス流路３６よりも先端側ＦＥにおいて、排気管ＥＰの下流側に向けて開口が形成された貫通孔３８が設けられている。この貫通孔３８は、上述のガス排出口３８である。   Further, a through hole 38 having an opening toward the downstream side of the exhaust pipe EP is provided on the outer wall of the mixed discharge member 31 at the front end side FE from the gas flow path 36. The through hole 38 is the gas discharge port 38 described above.

蓋部材３２は、円板状に形成されたステンレス製の部材であり、混合排出部材３１における先端側ＦＥの端部の開口部を覆うように取り付けられる。
排ガス帯電部４０は、ノズル部材４１を備える。ノズル部材４１は、軸線方向ＤＡに延びるステンレス製の部材である。ノズル部材４１は、先端側ＦＥの端部に開口部を有するとともに後端側ＢＥの端部に底部を有する有底円筒状に形成される。そしてノズル部材４１は、その開口部内に、混合排出部材３１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。ノズル部材４１の底部には、貫通孔４６が設けられている。貫通孔４６は、後端側ＢＥから先端側ＦＥへ向うにつれて開口面積が小さくなるように形成されている。以下、貫通孔４６をノズル４６という。また、ノズル部材４１の外壁には、排気管ＥＰの下流側に向けて開口が形成された貫通孔４７が設けられている。この貫通孔４７は、上述のガス取入口４７である。 The lid member 32 is a stainless steel member formed in a disc shape, and is attached so as to cover the opening of the end portion of the front end side FE in the mixed discharge member 31.
The exhaust gas charging unit 40 includes a nozzle member 41. The nozzle member 41 is a stainless steel member extending in the axial direction DA. The nozzle member 41 is formed in a bottomed cylindrical shape having an opening at the end of the front end side FE and a bottom at the end of the rear end BE. And the nozzle member 41 is fixed in the state which fitted the edge part BE of the rear-end side BE of the mixing discharge member 31 in the opening part. A through hole 46 is provided at the bottom of the nozzle member 41. The through hole 46 is formed so that the opening area becomes smaller as it goes from the rear end side BE to the front end side FE. Hereinafter, the through hole 46 is referred to as a nozzle 46. In addition, a through hole 47 having an opening toward the downstream side of the exhaust pipe EP is provided on the outer wall of the nozzle member 41. The through hole 47 is the gas inlet 47 described above.

イオン発生部５０は、パイプホルダ５１を備える。パイプホルダ５１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材である。パイプホルダ５１は、先端側ＦＥの端部の開口部内に、ノズル部材４１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。パイプホルダ５１には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔５６（図３を参照）、貫通孔５７（図３を参照）および貫通孔５８（図４を参照）が形成されている。貫通孔５６には、電極１０の本体部１１と絶縁パイプ１３が挿入される。貫通孔５７には、電極２０の本体部２１と絶縁パイプ２２が挿入される。貫通孔５８は、ポンプ２０３からの高圧空気が流れる流路である。またパイプホルダ５１は、外周から径方向に沿って外側へ延びる円環状に形成されたフランジ部５９を備える。   The ion generator 50 includes a pipe holder 51. The pipe holder 51 is a stainless steel member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The pipe holder 51 is fixed in a state in which the end portion of the rear end side BE of the nozzle member 41 is fitted in the opening of the end portion of the front end side FE. The pipe holder 51 is formed with a through hole 56 (see FIG. 3), a through hole 57 (see FIG. 3), and a through hole 58 (see FIG. 4) penetrating along the axial direction DA. The body portion 11 of the electrode 10 and the insulating pipe 13 are inserted into the through hole 56. The body portion 21 of the electrode 20 and the insulating pipe 22 are inserted into the through hole 57. The through hole 58 is a flow path through which high-pressure air from the pump 203 flows. The pipe holder 51 includes a flange portion 59 formed in an annular shape extending outward from the outer periphery along the radial direction.

さらに、微粒子センサ２は、内筒６０とセパレータ７０を備える。内筒６０は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材である。内筒６０は、先端側ＦＥの端部の開口部内に、パイプホルダ５１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。セパレータ７０は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された絶縁性の部材であり、内筒６０内に配置される。セパレータ７０には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔７１，７２，７３，７４，７５が形成されている。貫通孔７１，７２，７３，７４にはそれぞれ、ケーブル１６０を構成する後述の配線１６１，１６２，１６３，１６４が挿入される。貫通孔７５は、ポンプ２０３からの高圧空気が流れる流路である。   Further, the fine particle sensor 2 includes an inner cylinder 60 and a separator 70. The inner cylinder 60 is a stainless steel member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The inner cylinder 60 is fixed in a state in which the end of the rear end BE of the pipe holder 51 is fitted into the opening of the end of the front end FE. The separator 70 is an insulating member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, and is disposed in the inner cylinder 60. The separator 70 is formed with through holes 71, 72, 73, 74, 75 penetrating along the axial direction DA. Wirings 161, 162, 163, and 164 (described later) constituting the cable 160 are inserted into the through holes 71, 72, 73, and 74, respectively. The through hole 75 is a flow path through which high-pressure air from the pump 203 flows.

なお、内側金具９０は、混合排出部材３１と、蓋部材３２と、ノズル部材４１と、パイプホルダ５１と、内筒６０とにより構成される。
また外側金具１００は、主体金具１１０と、栓金具１２０と、外筒１３０とを備える。 The inner metal fitting 90 is composed of the mixed discharge member 31, the lid member 32, the nozzle member 41, the pipe holder 51, and the inner cylinder 60.
The outer metal fitting 100 includes a main metal fitting 110, a plug metal fitting 120, and an outer cylinder 130.

主体金具１１０は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されたステンレス製の部材である。主体金具１１０は、本体部１１１とフランジ部１１２と金具包囲部１１３とを備える。本体部１１１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、軸線方向ＤＡに沿って貫通する収容孔１１１ａを備える。フランジ部１１２は、本体部１１１における先端側ＦＥの端部の外周から径方向に沿って外側へ延びる板状に形成されている。フランジ部１１２には、軸線方向ＤＡに沿って貫通するボルト貫通孔１１２ａが形成されている。またフランジ部１１２には、金具包囲部１１３の周囲に、円環状のガスケット保持溝１１２ｂが形成されている。金具包囲部１１３は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、フランジ部１１２から先端側ＦＥに向けて突出している。金具包囲部１１３は、その端部がガス取入口４７よりも先端側ＦＥに位置するように突出している。このため、ガス取入口４７と対向する部分には、金具包囲部１１３の端部がＵ字状に凹んだ形状を有するガス導入窓１１３ａが設けられている。   The metal shell 110 is a stainless steel member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The metal shell 110 includes a main body 111, a flange 112, and a metal enclosure 113. The main body 111 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, and includes an accommodation hole 111a penetrating along the axial direction DA. The flange portion 112 is formed in a plate shape that extends outward in the radial direction from the outer periphery of the end portion of the front end side FE in the main body portion 111. The flange portion 112 is formed with a bolt through hole 112a penetrating along the axial direction DA. In addition, an annular gasket holding groove 112 b is formed in the flange portion 112 around the bracket surrounding portion 113. The bracket surrounding portion 113 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA and protrudes from the flange portion 112 toward the distal end side FE. The bracket surrounding portion 113 protrudes so that the end thereof is positioned on the front end side FE from the gas inlet 47. For this reason, a gas introduction window 113a having a shape in which the end of the metal enclosure portion 113 is recessed in a U-shape is provided at a portion facing the gas inlet 47.

栓金具１２０は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されたステンレス製の部材である。栓金具１２０は、本体部１２１と先端押圧部１２２と六角部１２３とを備える。本体部１２１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、その外周に雄ネジが形成されている。栓金具１２０の雄ネジが、主体金具１１０の収容孔１１１ａの内周壁に形成された雌ネジに螺合することで、栓金具１２０と主体金具１１０とが連結される。先端押圧部１２２は、直径が本体部１２１よりも小さい円筒状に形成され、本体部１２１における先端側ＦＥの端部から先端側ＦＥに向けて突出している。六角部１２３は、本体部１１１における後端側ＢＥの外周から径方向に沿って外側へ延びて外周が六角形の板状に形成されている。   The stopper fitting 120 is a stainless steel member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The stopper fitting 120 includes a main body 121, a tip pressing portion 122, and a hexagonal portion 123. The main body 121 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, and a male screw is formed on the outer periphery thereof. The male fitting of the plug fitting 120 is screwed into a female screw formed on the inner peripheral wall of the housing hole 111a of the metallic fitting 110, whereby the metallic fitting 120 and the metallic fitting 110 are connected. The distal end pressing portion 122 is formed in a cylindrical shape having a diameter smaller than that of the main body portion 121 and protrudes from the end portion of the distal end side FE in the main body portion 121 toward the distal end side FE. The hexagonal portion 123 extends outward in the radial direction from the outer periphery of the rear end BE in the main body 111, and the outer periphery is formed in a hexagonal plate shape.

外筒１３０は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材である。外筒１３０は、先端側ＦＥの端部の開口部内に、栓金具１２０の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。   The outer cylinder 130 is a stainless steel member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The outer cylinder 130 is fixed in a state in which the end of the rear end BE of the plug fitting 120 is fitted in the opening of the end of the front end FE.

また微粒子センサ２は、絶縁スペーサ１４０、板パッキン１４１および絶縁スペーサ１５０を備える。絶縁スペーサ１４０は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。絶縁スペーサ１４０は、パイプホルダ５１のフランジ部５９より先端側ＦＥで、パイプホルダ５１と主体金具１１０との間に配置される。これにより、内側金具９０と外側金具１００とが電気的に絶縁される。そして、絶縁スペーサ１４０における先端側ＦＥの端部は、微粒子センサ２が排気管ＥＰに取り付けられた状態において、排気管ＥＰ内に露出した状態となる。   The fine particle sensor 2 includes an insulating spacer 140, a plate packing 141, and an insulating spacer 150. The insulating spacer 140 is an alumina member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The insulating spacer 140 is disposed between the pipe holder 51 and the metal shell 110 on the front end side FE from the flange portion 59 of the pipe holder 51. Thereby, the inner metal fitting 90 and the outer metal fitting 100 are electrically insulated. And the edge part of the front end side FE in the insulating spacer 140 will be in the state exposed in the exhaust pipe EP in the state in which the particulate sensor 2 was attached to the exhaust pipe EP.

板パッキン１４１は、円環状に形成された部材であり、主体金具１１０の収容孔１１１ａの段部と絶縁スペーサ１４０との間に配置される。
絶縁スペーサ１５０は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。絶縁スペーサ１５０は、パイプホルダ５１のフランジ部５９より後端側ＢＥで、パイプホルダ５１と主体金具１１０との間に配置される。これにより、内側金具９０と外側金具１００とが電気的に絶縁される。 The plate packing 141 is a member formed in an annular shape, and is disposed between the step portion of the housing hole 111 a of the metal shell 110 and the insulating spacer 140.
The insulating spacer 150 is an alumina member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The insulating spacer 150 is disposed between the pipe holder 51 and the metal shell 110 on the rear end side BE from the flange portion 59 of the pipe holder 51. Thereby, the inner metal fitting 90 and the outer metal fitting 100 are electrically insulated.

ケーブル１６０は、電位配線１６１，１６２、ヒータ配線１６３，１６４、空気供給管１６５、絶縁体層１６６、電位配線１６７、絶縁体層１６８、接地電位配線１６９および絶縁体層１７０を備える。   The cable 160 includes potential wires 161 and 162, heater wires 163 and 164, an air supply pipe 165, an insulator layer 166, a potential wire 167, an insulator layer 168, a ground potential wire 169 and an insulator layer 170.

電位配線１６１，１６２、ヒータ配線１６３，１６４および空気供給管１６５はケーブル１６０の中心部分に配置されている。そして絶縁体層１６６は、樹脂を材料として形成され、配線１６１〜１６４および空気供給管１６５の周囲を被覆する。電位配線１６７は、銅細線を編んだ編組で形成され、絶縁体層１６６の周囲を包囲する。絶縁体層１６８は、樹脂を材料として形成され、電位配線１６７の周囲を被覆する。接地電位配線１６９は、銅細線を編んだ編組で形成され、絶縁体層１６８の周囲を包囲する。絶縁体層１７０は、樹脂を材料として形成され、接地電位配線１６９の周囲を被覆する。   The potential wirings 161 and 162, the heater wirings 163 and 164, and the air supply pipe 165 are arranged at the center portion of the cable 160. The insulator layer 166 is formed using resin as a material, and covers the periphery of the wirings 161 to 164 and the air supply pipe 165. The potential wiring 167 is formed by a braided braided copper wire and surrounds the periphery of the insulating layer 166. The insulator layer 168 is formed using a resin as a material, and covers the periphery of the potential wiring 167. The ground potential wiring 169 is formed of a braided copper fine wire and surrounds the periphery of the insulating layer 168. The insulator layer 170 is formed using a resin as a material and covers the periphery of the ground potential wiring 169.

電位配線１６１は、電極２０の本体部２１に接続される。電位配線１６２は、電極１０の本体部１１に接続される。ヒータ配線１６３は、ヒータ接続端子１７３を介してヒータ端子１４ａに接続される。ヒータ配線１６４は、ヒータ接続端子１７４を介してヒータ端子１４ｂに接続される。空気供給管１６５は、空気流路２０４に接続される。電位配線１６７は、内筒６０に加締め接続される。接地電位配線１６９は、外筒１３０における後端側ＢＥの端部に加締め接続される。   The potential wiring 161 is connected to the main body portion 21 of the electrode 20. The potential wiring 162 is connected to the main body 11 of the electrode 10. The heater wiring 163 is connected to the heater terminal 14a via the heater connection terminal 173. The heater wiring 164 is connected to the heater terminal 14b via the heater connection terminal 174. The air supply pipe 165 is connected to the air flow path 204. The potential wiring 167 is caulked and connected to the inner cylinder 60. The ground potential wiring 169 is caulked and connected to the end of the rear end BE of the outer cylinder 130.

また微粒子センサ２は、グロメット１８１およびガスケット１８２を備える。グロメット１８１は、絶縁ゴムを材料として円筒状に形成され、ケーブル１６０と外筒１３０との間に配置される。ガスケット１８２は、円環状に形成された銅製の部材であり、フランジ部１１２のガスケット保持溝１１２ｂ内に配置される。微粒子センサ２は、取付部ＥＰＡに設けられたスタッドボルトＥＰＢをフランジ部１１２のボルト貫通孔１１２ａに挿入し、ナットＥＰＮで締結することで取付部ＥＰＡに固定される。そして、微粒子センサ２が取付部ＥＰＡに固定されると、ガスケット１８２が取付部ＥＰＡと主体金具１１０に密着し、微粒子センサ２と排気管ＥＰとの間の気密性が確保される。   The fine particle sensor 2 includes a grommet 181 and a gasket 182. The grommet 181 is formed in a cylindrical shape using insulating rubber as a material, and is disposed between the cable 160 and the outer cylinder 130. The gasket 182 is a copper member formed in an annular shape, and is disposed in the gasket holding groove 112 b of the flange portion 112. The fine particle sensor 2 is fixed to the attachment portion EPA by inserting a stud bolt EPB provided in the attachment portion EPA into the bolt through hole 112a of the flange portion 112 and fastening with a nut EPN. When the particulate sensor 2 is fixed to the attachment portion EPA, the gasket 182 is in close contact with the attachment portion EPA and the metal shell 110, and airtightness between the particulate sensor 2 and the exhaust pipe EP is ensured.

次に、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出するための微粒子センサ２の動作を説明する。
図６に示すように、微粒子センサ２は、イオン発生部５０で陽イオンＰＩを発生させる。具体的には、微粒子センサ２は、電極２０が陽極となりノズル４６が陰極となるように回路部２０２によって電圧が印加されると、電極２０とノズル４６との間でコロナ放電を発生させる。このコロナ放電により、イオン発生部５０で陽イオンＰＩが発生する。 Next, the operation of the particulate sensor 2 for detecting the amount of particulates contained in the exhaust gas will be described.
As shown in FIG. 6, in the fine particle sensor 2, the ion generator 50 generates positive ions PI. Specifically, the particulate sensor 2 generates a corona discharge between the electrode 20 and the nozzle 46 when a voltage is applied by the circuit unit 202 so that the electrode 20 becomes an anode and the nozzle 46 becomes a cathode. Due to this corona discharge, positive ions PI are generated in the ion generator 50.

イオン発生部５０で発生した陽イオンＰＩは、貫通孔５８を通ってイオン発生部５０の内部空間ＩＳ１に供給される高圧空気（矢印ＡＬ１を参照）とともに、ノズル４６から排ガス帯電部４０の内部空間ＩＳ２へ噴射される（矢印ＡＬ２を参照）。陽イオンＰＩを含む空気がノズル４６から内部空間ＩＳ２へ噴射されると、内部空間ＩＳ２に負圧が発生し、微粒子ＭＰを含む排気ガスがガス取入口４７を通って内部空間ＩＳ２へ吸引される（矢印ＡＬ３を参照）。   The positive ions PI generated in the ion generation unit 50 pass through the through hole 58 and the high-pressure air (see arrow AL1) supplied to the internal space IS1 of the ion generation unit 50, and the internal space of the exhaust gas charging unit 40 from the nozzle 46. Injected into IS2 (see arrow AL2). When air containing positive ions PI is injected from the nozzle 46 into the internal space IS2, negative pressure is generated in the internal space IS2, and exhaust gas containing fine particles MP is sucked into the internal space IS2 through the gas inlet 47. (See arrow AL3).

これにより、ノズル４６から噴射された空気と、ガス取入口４７を通って吸引された排気ガスとが内部空間ＩＳ２内で混合され、空気中の陽イオンＰＩが排気ガス中の微粒子ＭＰに吸着する。   Thereby, the air injected from the nozzle 46 and the exhaust gas sucked through the gas intake 47 are mixed in the internal space IS2, and the positive ions PI in the air are adsorbed by the fine particles MP in the exhaust gas. .

内部空間ＩＳ２内で空気と混合された排気ガスは、イオン捕捉部３０に形成されたガス流路３６を通って、イオン捕捉部３０の内部空間ＩＳ３へ流入する（矢印ＡＬ４、ＡＬ５を参照）。   The exhaust gas mixed with air in the internal space IS2 flows into the internal space IS3 of the ion trap 30 through the gas flow path 36 formed in the ion trap 30 (see arrows AL4 and AL5).

電極１０の湾曲部１２は、ガス流路３６の流路３６ａから内部空間ＩＳ３に渡って、排気ガスが流れる方向に沿って配置されている。そして、電極１０が陽極となり内側金具９０が陰極となるように回路部２０２によって電圧が印加される。これにより、排気ガス中の微粒子ＭＰに吸着していない陽イオンＰＩは、電極１０の湾曲部１２との間で作用する反発力により、電極１０の湾曲部１２から遠ざかる方向に移動する（矢印ＡＬ６を参照）。そして、湾曲部１２から遠ざかる方向に移動する陽イオンＰＩは、陰極となる内側金具９０の内壁に捕捉される。これにより、内側金具９０では、その内壁で捕捉された陽イオンＰＩの量に応じた電流が流れる。一方、陽イオンＰＩが吸着することにより帯電した微粒子ＭＰは、陽イオンＰＩと比較して質量が大きいため、電極１０の湾曲部１２との間で作用する反発力の影響が小さい。このため、帯電した微粒子ＭＰは、排気ガスの流れに従って（矢印ＡＬ７，ＡＬ８を参照）、ガス排出口３８から排出される（矢印ＡＬ９を参照）。   The curved portion 12 of the electrode 10 is arranged along the direction in which the exhaust gas flows from the flow path 36a of the gas flow path 36 to the internal space IS3. A voltage is applied by the circuit unit 202 so that the electrode 10 becomes an anode and the inner metal fitting 90 becomes a cathode. Thereby, the cation PI which is not adsorbed by the fine particles MP in the exhaust gas moves in a direction away from the curved portion 12 of the electrode 10 due to a repulsive force acting between the curved portion 12 of the electrode 10 (arrow AL6). See). Then, the cation PI moving in the direction away from the curved portion 12 is captured by the inner wall of the inner metal fitting 90 serving as the cathode. Thereby, in the inner metal fitting 90, a current according to the amount of the cation PI captured by the inner wall flows. On the other hand, since the fine particles MP charged by adsorbing the cation PI have a larger mass than the cation PI, the influence of the repulsive force acting between the curved portion 12 of the electrode 10 is small. For this reason, the charged fine particles MP are discharged from the gas discharge port 38 (see arrow AL9) according to the flow of the exhaust gas (see arrows AL7 and AL8).

次に、排気ガス中の微粒子の量を検出する方法を説明する。
図７に示すように、回路部２０２は、一次側電源部２２０、二次側電源部２３０、電流差計測部２４０およびヒータ通電部２５０を備える。一次側電源部２２０は、制御部２１０からの指令に従って、二次側電源部２３０へ高圧電力を供給する。二次側電源部２３０は、電流供給回路２３１，２３２を備える。 Next, a method for detecting the amount of fine particles in the exhaust gas will be described.
As shown in FIG. 7, the circuit unit 202 includes a primary power supply unit 220, a secondary power supply unit 230, a current difference measurement unit 240, and a heater energization unit 250. The primary power supply unit 220 supplies high voltage power to the secondary power supply unit 230 in accordance with a command from the control unit 210. The secondary power supply unit 230 includes current supply circuits 231 and 232.

電流供給回路２３１は、電位配線１６２を介して電極１０に接続される。これにより、微粒子センサ２は、陽イオンＰＩを捕捉するための電力を電流供給回路２３１から受ける。   The current supply circuit 231 is connected to the electrode 10 through the potential wiring 162. Thereby, the fine particle sensor 2 receives power for capturing the positive ions PI from the current supply circuit 231.

電流供給回路２３２は、電位配線１６１を介して電極２０に接続される。これにより、微粒子センサ２は、コロナ放電により陽イオンＰＩを発生させるための電力を電流供給回路２３２から受ける。電流供給回路２３２は、定電流回路であり、例えば５μＡ程度の一定の入力電流Ｉｉｎを電極２０へ供給する。 The current supply circuit 232 is connected to the electrode 20 through the potential wiring 161. Thereby, the particulate sensor 2 receives power from the current supply circuit 232 for generating positive ions PI by corona discharge. Current supply circuit 232 is a constant current circuit, for example, provides a constant input current I in of approximately 5μA to the electrode 20.

電流差計測部２４０は、後述の漏洩電流Ｉｅｓｃを計測する回路であり、電位配線１６７を介して内側金具９０と電気的に接続されている。なお内側金具９０は、第２電位（接地電位）とされた排気管ＥＰと絶縁された状態で排気管ＥＰ内に保持されている。また電流差計測部２４０は、排気管ＥＰまたは車両のシャーシを介して接地されている。 The current difference measurement unit 240 is a circuit that measures a leakage current I esc described later, and is electrically connected to the inner metal fitting 90 via the potential wiring 167. The inner metal fitting 90 is held in the exhaust pipe EP while being insulated from the exhaust pipe EP having the second potential (ground potential). The current difference measuring unit 240 is grounded through the exhaust pipe EP or the vehicle chassis.

ヒータ通電部２５０は、ＰＷＭ制御によりヒータ１４に通電することによりヒータ１４を加熱する回路であり、ヒータ配線１６３を介してヒータ端子１４ａに接続されるとともに、ヒータ配線１６４を介してヒータ端子１４ｂに接続される。   The heater energization unit 250 is a circuit that heats the heater 14 by energizing the heater 14 by PWM control. The heater energization unit 250 is connected to the heater terminal 14a via the heater wiring 163 and to the heater terminal 14b via the heater wiring 164. Connected.

電流供給回路２３２から電極２０へ電流が流れると、コロナ放電により、電極２０からノズル４６を介して内側金具９０へ放電電流Ｉｄｃが流れ、陽イオンＰＩが発生する。そして上述のように、一部の陽イオンＰＩは微粒子ＭＰに吸着して帯電微粒子を生成し、微粒子ＭＰとともに（換言すれば、帯電微粒子となって）ガス排出口３８から微粒子センサ２の外部へ排出される。一方、微粒子ＭＰに吸着しなかった残りの陽イオンＰＩは内側金具９０に捕捉される。 When a current flows from the current supply circuit 232 to the electrode 20, a discharge current Idc flows from the electrode 20 to the inner metal fitting 90 through the nozzle 46 by corona discharge, and positive ions PI are generated. As described above, some cations PI are adsorbed on the fine particles MP to generate charged fine particles, and together with the fine particles MP (in other words, become charged fine particles), from the gas discharge port 38 to the outside of the fine particle sensor 2. Discharged. On the other hand, the remaining cation PI that has not been adsorbed to the fine particles MP is captured by the inner metal fitting 90.

ここで、微粒子センサ２の外部へ排出される陽イオンＰＩの流れに相当する電流を漏洩電流Ｉｅｓｃとし、内側金具９０に捕捉される陽イオンＰＩの流れに相当する電流を捕捉電流Ｉｔｒｐとすると、下式（１）に示す関係が成立する。 Here, a current corresponding to the flow of the cation PI discharged to the outside of the fine particle sensor 2 is defined as a leakage current I esc, and a current corresponding to the flow of the cation PI captured by the inner metal fitting 90 is defined as a captured current I trp . Then, the relationship shown in the following formula (1) is established.

Ｉｉｎ＝Ｉｄｃ＋Ｉｔｒｐ＋Ｉｅｓｃ ・・・（１）
そして、放電電流Ｉｄｃと捕捉電流Ｉｔｒｐが内側金具９０に流れ、入力電流Ｉｉｎは一定値に保持されている。このため、下式（２）に示すように、入力電流Ｉｉｎと、放電電流Ｉｄｃおよび捕捉電流Ｉｔｒｐの合計との差分により、漏洩電流Ｉｅｓｃを算出することができる。 I in = I dc + I trp + I esc (1)
The discharge current I dc and the trapping current I trp flow through the inner metal fitting 90, and the input current I in is held at a constant value. For this reason, as shown in the following formula (2), the leakage current I esc can be calculated from the difference between the input current I in and the sum of the discharge current I dc and the trapping current I trp .

Ｉｅｓｃ＝Ｉｉｎ−（Ｉｄｃ＋Ｉｔｒｐ） ・・・（２）
上式（２）に示すように、内側金具９０では、入力電流Ｉｉｎに対して漏洩電流Ｉｅｓｃ分少ない電流が流れるために、内側金具９０の基準電位が外部の基準電位より低下する。内側金具９０の電位の低下に伴い、この電位低下を補償する補償電流Ｉｃが電流差計測部２４０から電位配線１６７を介して内側金具９０へ流れる。この補償電流Ｉｃは、漏洩電流Ｉｅｓｃに相当する。換言すれば、補償電流Ｉｃ（漏洩電流Ｉｅｓｃ）は、第１電位と第２電位（接地電位）との間に帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流に相当する。電流差計測部２４０は、補償電流Ｉｃの値を計測し、この補償電流Ｉｃの計測値を、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値とする。そして電流差計測部２４０は、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値を示す漏洩電流信号を制御部２１０へ出力する。 I esc = I in − (I dc + I trp ) (2)
As shown in the above equation (2), in the inner metal fitting 90, a current smaller than the input current I in by the leakage current I esc flows, so the reference potential of the inner metal fitting 90 is lower than the external reference potential. With the decrease in the potential of the inner fitting 90, it flows compensation current I c to compensate for this potential drop from the current difference measurement unit 240 to the inner fitting 90 via a potential line 167. This compensation current I c corresponds to the leakage current I esc . In other words, the compensation current I c (leakage current I esc ) corresponds to a signal current that flows between the first potential and the second potential (ground potential) according to the amount of charged fine particles. The current difference measurement unit 240 measures the value of the compensation current I c and sets the measurement value of the compensation current I c as the measurement value of the leakage current I esc . Then, the current difference measurement unit 240 outputs a leakage current signal indicating the measurement value of the leakage current I esc to the control unit 210.

制御部２１０は、電流差計測部２４０から入力された漏洩電流信号に基づいて漏洩電流Ｉｅｓｃ（第１電位と第２電位との間に帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流）の計測値を特定し、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値と排気ガス中の微粒子の量との対応関係を示すマップまたは演算式などを用いて、排気ガス中の微粒子の量を算出する。 Based on the leakage current signal input from the current difference measurement unit 240, the control unit 210 measures the leakage current I esc (signal current that flows according to the amount of charged fine particles between the first potential and the second potential). And the amount of particulates in the exhaust gas is calculated using a map or an arithmetic expression showing the correspondence between the measured value of the leakage current I esc and the amount of particulates in the exhaust gas.

また、制御部２１０のＣＰＵ２１１は、レギュレータ制御処理を実行する。
ここで、レギュレータ制御処理の手順を説明する。このレギュレータ制御処理は、制御部２１０が起動した直後に開始される処理である。 Further, the CPU 211 of the control unit 210 executes a regulator control process.
Here, the procedure of the regulator control process will be described. This regulator control process is a process started immediately after the control unit 210 is activated.

このレギュレータ制御処理が実行されると、制御部２１０のＣＰＵ２１１は、図８に示すように、まずＳ１０にて、ＲＡＭ２１３に設けられているエアレギュレータ制御値を設計値に設定する。設計値は、空気流路２０４内を流れる高圧空気の流量が予め設定された目標値となるように微粒子検出装置３の製造工程で予め設定された値である。   When this regulator control process is executed, the CPU 211 of the controller 210 first sets the air regulator control value provided in the RAM 213 to the design value in S10 as shown in FIG. The design value is a value set in advance in the manufacturing process of the particle detection device 3 so that the flow rate of the high-pressure air flowing in the air flow path 204 becomes a preset target value.

そしてＳ２０にて、Ｓ１０で設定されたエアレギュレータ制御値を示すエアレギュレータ制御信号をエアレギュレータ２０５へ出力する。
次にＳ３０にて、流量センサ２０７から流量検出信号を取得する。そしてＳ４０にて、流量検出信号が示す流量が予め設定された目標範囲内であるか否かを判断する。目標範囲は、上記の目標値を含む範囲である。ここで、流量が目標範囲内である場合には（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ３０に移行する。 In S20, an air regulator control signal indicating the air regulator control value set in S10 is output to the air regulator 205.
Next, in S30, a flow rate detection signal is acquired from the flow rate sensor 207. In S40, it is determined whether or not the flow rate indicated by the flow rate detection signal is within a preset target range. The target range is a range including the target value. Here, when the flow rate is within the target range (S40: YES), the process proceeds to S30.

一方、流量が目標範囲外である場合には（Ｓ４０：ＮＯ）、Ｓ５０にて、流量が予め設定された許容範囲内であるか否かを判断する。許容範囲は、上記の目標範囲を全て含むように設定された範囲である。   On the other hand, if the flow rate is outside the target range (S40: NO), it is determined in S50 whether or not the flow rate is within a preset allowable range. The allowable range is a range set so as to include all the target ranges.

ここで、流量が許容範囲内である場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、ＲＡＭ２１３に設けられている警告カウンタをリセット（０に設定）する。さらにＳ７０にて、流量検出信号が示す流量と現時点のエアレギュレータ制御値とに基づいて、流量を目標値に一致させるためのエアレギュレータ制御値を算出する。そしてＳ８０にて、Ｓ７０で算出されたエアレギュレータ制御値を示すエアレギュレータ制御信号をエアレギュレータ２０５へ出力し、Ｓ３０に移行する。   If the flow rate is within the allowable range (S50: YES), the warning counter provided in the RAM 213 is reset (set to 0). Further, in S70, an air regulator control value for making the flow rate coincide with the target value is calculated based on the flow rate indicated by the flow rate detection signal and the current air regulator control value. In S80, an air regulator control signal indicating the air regulator control value calculated in S70 is output to the air regulator 205, and the process proceeds to S30.

一方、流量が許容範囲外である場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ９０にて、警告カウンタをインクリメント（１加算）する。そしてＳ１００にて、警告カウンタの値が予め設定された警告判定値（本実施形態では例えば１０秒に相当する値）以上であるか否かを判断する。ここで、警告カウンタの値が警告判定値未満である場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ７０に移行する。一方、警告カウンタの値が警告判定値以上である場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０にて、高圧空気の供給で異常が発生していることを示す警告画像を表示部２０８に表示させるとともに、微粒子センサ２の制御を停止し、レギュレータ制御処理を終了する。   On the other hand, if the flow rate is outside the allowable range (S50: NO), the warning counter is incremented (added by 1) in S90. In S100, it is determined whether or not the value of the warning counter is equal to or greater than a predetermined warning determination value (in this embodiment, for example, a value corresponding to 10 seconds). Here, when the value of the warning counter is less than the warning determination value (S100: NO), the process proceeds to S70. On the other hand, when the value of the warning counter is greater than or equal to the warning determination value (S100: YES), in S110, a warning image indicating that an abnormality has occurred in the supply of high-pressure air is displayed on the display unit 208. Then, the control of the particle sensor 2 is stopped, and the regulator control process is terminated.

このように構成された微粒子検出装置３は、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子センサ２へ空気を供給するポンプ２０３を備え、微粒子センサ２を制御する。
微粒子検出装置３は、ポンプ２０３から微粒子センサ２へ供給される空気の流量を調整するエアレギュレータ２０５を備える。また微粒子検出装置３は、流量センサ２０７によって、ポンプ２０３から微粒子センサ２へ供給される空気の流量を検出する（Ｓ３０）。そして微粒子検出装置３は、流量センサ２０７による検出結果に基づいてエアレギュレータ２０５を制御して、空気の流量を予め設定された目標値に維持することによって、微粒子センサ２の検出精度を一定に維持する（Ｓ４０，Ｓ５０，Ｓ７０，Ｓ８０）。 The particulate matter detection device 3 configured as described above includes a pump 203 that supplies air to the particulate matter sensor 2 that detects the amount of particulate matter contained in the exhaust gas, and controls the particulate matter sensor 2.
The particulate detection device 3 includes an air regulator 205 that adjusts the flow rate of air supplied from the pump 203 to the particulate sensor 2. Further, the particulate detector 3 detects the flow rate of the air supplied from the pump 203 to the particulate sensor 2 by the flow sensor 207 (S30). The particulate detection device 3 controls the air regulator 205 based on the detection result of the flow sensor 207 to maintain the air flow rate at a preset target value, thereby maintaining the detection accuracy of the particulate sensor 2 constant. (S40, S50, S70, S80).

このように微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量と相関を有する流量を検出することにより、微粒子センサ２による微粒子量の検出精度を一定に維持する。言い換えれば、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量と相関を有する流量の検出情報を活用して、予め設定した（製品出荷時に設定した）微粒子量の検出精度を一定に維持する機能を司るものである。このため、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量の変化に起因した検出精度の低下を抑制し、微粒子センサ２の検出精度を向上させることができる。   As described above, the particle detection device 3 detects the flow rate having a correlation with the amount of air supplied to the particle sensor 2, thereby maintaining the detection accuracy of the particle amount by the particle sensor 2 constant. In other words, the particulate detection device 3 uses the detection information of the flow rate correlated with the amount of air supplied to the particulate sensor 2 to keep the detection accuracy of the particulate amount preset (set at the time of product shipment) constant. It governs the function to perform. For this reason, the particle detection device 3 can suppress a decrease in detection accuracy due to a change in the amount of air supplied to the particle sensor 2 and improve the detection accuracy of the particle sensor 2.

また微粒子検出装置３は、空気の流量が予め設定された許容範囲を逸脱する状態が予め設定された警告判定値に相当する時間以上継続した場合に、高圧空気の供給で異常が発生していることを示す警告画像を表示する（Ｓ１００，Ｓ１１０）。これにより、微粒子検出装置３は、空気の流量が許容範囲を逸脱する状態が継続するという異常の発生を、微粒子検出装置３の使用者に認識させることができる。このため、微粒子検出装置３は、空気量の変化に起因して微粒子センサ２の検出精度が低下した状態が継続するのを抑制し、微粒子センサ２の検出精度を向上させることができる。   Further, the particulate matter detection device 3 has an abnormality in the supply of high-pressure air when the state where the air flow rate deviates from a preset allowable range continues for a time corresponding to a preset warning determination value. A warning image indicating this is displayed (S100, S110). Thereby, the particulate detection device 3 can make the user of the particulate detection device 3 recognize the occurrence of an abnormality that the state in which the air flow rate deviates from the allowable range continues. For this reason, the fine particle detection device 3 can suppress the state in which the detection accuracy of the fine particle sensor 2 is lowered due to the change in the air amount, and can improve the detection accuracy of the fine particle sensor 2.

以上説明した実施形態において、ポンプ２０３は本発明における気体供給部、流量センサ２０７とＳ３０の処理は本発明における気体検出手段、Ｓ４０，Ｓ５０，Ｓ７０，Ｓ８０の処理は本発明における維持手段、エアレギュレータ２０５は本発明における調整手段、Ｓ１００，Ｓ１１０の処理は本発明における報知手段、電流供給回路２３１を含む回路部２０２は本発明における電力供給手段、微粒子センサ２のうち、排ガス帯電部４０を含むとともに排気管ＥＰ内に臨む部位が検知部、イオン発生部５０およびノズル４６が気体噴射源である。   In the embodiment described above, the pump 203 is the gas supply unit in the present invention, the processes of the flow sensors 207 and S30 are the gas detection means in the present invention, the processes in S40, S50, S70, and S80 are the maintaining means in the present invention, the air regulator. 205 is the adjusting means in the present invention, the processing in S100 and S110 is the notifying means in the present invention, and the circuit section 202 including the current supply circuit 231 includes the exhaust gas charging section 40 of the power supply means and the particulate sensor 2 in the present invention. The part facing the exhaust pipe EP is a detection part, and the ion generation part 50 and the nozzle 46 are gas injection sources.

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the second embodiment, parts different from the first embodiment will be described.

第２実施形態の微粒子検出システム１は、図９に示すように、エアレギュレータ２０５が省略された点が第１実施形態と異なる。
また、第２実施形態の微粒子検出システム１は、制御部２１０のＣＰＵ２１１がレギュレータ制御処理の代わりに微粒子量補正処理を実行する点が第１実施形態と異なる。 As shown in FIG. 9, the particulate detection system 1 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the air regulator 205 is omitted.
Further, the particle detection system 1 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the CPU 211 of the control unit 210 executes the particle amount correction process instead of the regulator control process.

ここで、微粒子量補正処理の手順を説明する。この微粒子量補正処理は、制御部２１０が起動した直後に開始される処理である。
この微粒子量補正処理が実行されると、制御部２１０のＣＰＵ２１１は、図１０に示すように、まずＳ２１０にて、流量センサ２０７から流量検出信号を取得する。さらにＳ２２０にて、制御部２１０が漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値に基づいて算出した微粒子量を取得する。 Here, the procedure of the fine particle amount correction process will be described. This fine particle amount correction process is a process started immediately after the control unit 210 is activated.
When this fine particle amount correction process is executed, the CPU 211 of the control unit 210 first acquires a flow rate detection signal from the flow rate sensor 207 in S210 as shown in FIG. Further, in S220, the control unit 210 acquires the amount of fine particles calculated based on the measured value of the leakage current I esc .

そしてＳ２３０にて、流量検出信号が示す流量が予め設定された目標範囲内であるか否かを判断する。ここで、流量が目標範囲内である場合には（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、Ｓ２１０に移行する。   In S230, it is determined whether or not the flow rate indicated by the flow rate detection signal is within a preset target range. If the flow rate is within the target range (S230: YES), the process proceeds to S210.

一方、流量が目標範囲外である場合には（Ｓ２３０：ＮＯ）、Ｓ２４０にて、流量が予め設定された許容範囲内であるか否かを判断する。ここで、流量が許容範囲内である場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、Ｓ２５０にて、ＲＡＭ２１３に設けられている警告カウンタをリセットする。さらにＳ２６０にて、Ｓ２１０で取得した流量検出信号が示す流量と、Ｓ２２０で取得した微粒子量とをパラメータとして、補正後の微粒子量の値が予め設定された３次元マップを参照して、微粒子量を補正し、Ｓ２１０に移行する。   On the other hand, if the flow rate is outside the target range (S230: NO), it is determined in S240 whether or not the flow rate is within a preset allowable range. If the flow rate is within the allowable range (S240: YES), the warning counter provided in the RAM 213 is reset in S250. Further, in S260, the amount of fine particles is referred to with reference to a three-dimensional map in which the value of the corrected fine particle amount is set in advance using the flow rate indicated by the flow rate detection signal obtained in S210 and the fine particle amount obtained in S220 as parameters. Is corrected, and the process proceeds to S210.

一方、流量が許容範囲外である場合には（Ｓ２４０：ＮＯ）、Ｓ２７０にて、警告カウンタをインクリメントする。そしてＳ２８０にて、警告カウンタの値が予め設定された警告判定値以上であるか否かを判断する。ここで、警告カウンタの値が警告判定値未満である場合には（Ｓ２８０：ＮＯ）、Ｓ２６０に移行する。一方、警告カウンタの値が警告判定値以上である場合には（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、Ｓ２９０にて、高圧空気の供給で異常が発生していることを示す警告画像を表示部２０８に表示させるとともに、微粒子センサ２の制御を停止し、微粒子量補正処理を終了する。   On the other hand, if the flow rate is outside the allowable range (S240: NO), the warning counter is incremented in S270. In S280, it is determined whether or not the value of the warning counter is equal to or greater than a preset warning determination value. Here, when the value of the warning counter is less than the warning determination value (S280: NO), the process proceeds to S260. On the other hand, if the value of the warning counter is greater than or equal to the warning determination value (S280: YES), a warning image indicating that an abnormality has occurred in the supply of high-pressure air is displayed on the display unit 208 in S290. Then, the control of the particle sensor 2 is stopped, and the particle amount correction process is ended.

このように構成された微粒子検出装置３は、流量センサ２０７によって、ポンプ２０３から微粒子センサ２へ供給される空気の流量を検出する（Ｓ２１０）。そして微粒子検出装置３は、流量センサ２０７による検出結果に基づいて、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値に基づいて算出した微粒子量を補正することによって、微粒子センサ２の検出精度を一定に維持する（Ｓ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２６０）。 The particulate detection device 3 configured as described above detects the flow rate of air supplied from the pump 203 to the particulate sensor 2 by the flow rate sensor 207 (S210). Then, the particulate detection device 3 maintains the detection accuracy of the particulate sensor 2 constant by correcting the particulate amount calculated based on the measurement value of the leakage current I esc based on the detection result by the flow sensor 207 (S220). , S230, S260).

このように微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量と相関を有する流量を検出することにより、微粒子センサ２による微粒子量の検出精度を一定に維持する。このため、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量の変化に起因した検出精度の低下を抑制し、微粒子センサ２の検出精度を向上させることができる。   As described above, the particle detection device 3 detects the flow rate having a correlation with the amount of air supplied to the particle sensor 2, thereby maintaining the detection accuracy of the particle amount by the particle sensor 2 constant. For this reason, the particle detection device 3 can suppress a decrease in detection accuracy due to a change in the amount of air supplied to the particle sensor 2 and improve the detection accuracy of the particle sensor 2.

また微粒子検出装置３は、空気の流量が予め設定された許容範囲を逸脱する状態が予め設定された警告判定値に相当する時間以上継続した場合に、高圧空気の供給で異常が発生していることを示す警告画像を表示する（Ｓ２８０，Ｓ２９０）。これにより、微粒子検出装置３は、空気の流量が目標値と一致していない状態が継続するという異常の発生を、微粒子検出装置３の使用者に認識させることができる。このため、微粒子検出装置３は、空気量の変化に起因して微粒子センサ２の検出精度が低下した状態が継続するのを抑制し、微粒子センサ２の検出精度を向上させることができる。   Further, the particulate matter detection device 3 has an abnormality in the supply of high-pressure air when the state where the air flow rate deviates from a preset allowable range continues for a time corresponding to a preset warning determination value. A warning image indicating this is displayed (S280, S290). Thereby, the particulate detection device 3 can make the user of the particulate detection device 3 recognize the occurrence of an abnormality that the state where the air flow rate does not match the target value continues. For this reason, the fine particle detection device 3 can suppress the state in which the detection accuracy of the fine particle sensor 2 is lowered due to the change in the air amount, and can improve the detection accuracy of the fine particle sensor 2.

以上説明した実施形態において、流量センサ２０７とＳ２１０の処理は本発明における気体検出手段、Ｓ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２６０の処理は本発明における維持手段、Ｓ２８０，Ｓ２９０の処理は本発明における報知手段である。   In the embodiment described above, the processes of the flow sensors 207 and S210 are gas detection means in the present invention, the processes of S220, S230, and S260 are maintenance means in the present invention, and the processes of S280 and S290 are notification means in the present invention.

（第３実施形態）
以下に本発明の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the third embodiment, parts different from the first embodiment will be described.

第３実施形態の微粒子検出システム１は、図１１に示すように、エアレギュレータ２０５が省略された点と、ドライヤ２１６が追加された点が第１実施形態と異なる。
また、第３実施形態の微粒子検出システム１は、制御部２１０のＣＰＵ２１１がレギュレータ制御処理の代わりにポンプ制御処理を実行する点が第１実施形態と異なる。 As shown in FIG. 11, the particle detection system 1 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the air regulator 205 is omitted and a dryer 216 is added.
Further, the particle detection system 1 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the CPU 211 of the control unit 210 executes the pump control process instead of the regulator control process.

ドライヤ２１６は、空気流路２０４を介してポンプ２０３から供給された高圧空気の湿度を調整する。本実施形態のドライヤ２１６は、例えばフッ素樹脂からなる中空糸膜を用いて、中空糸膜の内部に導入された空気に含まれる水蒸気を中空糸膜の外部へ排出することにより、中空糸膜の内部に導入された空気の湿度を調整する公知の中空糸膜式ドライヤである。ドライヤ２１６は、空気流路２０４におけるポンプ２０３と流量センサ２０７との間に設置されている。   The dryer 216 adjusts the humidity of the high-pressure air supplied from the pump 203 via the air flow path 204. The dryer 216 of this embodiment uses a hollow fiber membrane made of, for example, a fluororesin, and discharges water vapor contained in the air introduced into the hollow fiber membrane to the outside of the hollow fiber membrane, thereby This is a known hollow fiber membrane dryer that adjusts the humidity of the air introduced inside. The dryer 216 is installed between the pump 203 and the flow sensor 207 in the air flow path 204.

またポンプ２０３は、制御部２１０から入力されるポンプ制御信号が示すポンプ制御値に従ってポンプの回転数を変化させることにより、生成する高圧空気の流量を調整する。本実施形態では、ポンプ制御信号はＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。   The pump 203 adjusts the flow rate of the high-pressure air to be generated by changing the rotation speed of the pump according to the pump control value indicated by the pump control signal input from the control unit 210. In this embodiment, the pump control signal is a PWM (pulse width modulation) signal.

ここで、ポンプ制御処理の手順を説明する。このポンプ制御処理は、制御部２１０が起動した直後に開始される処理である。
このポンプ制御処理が実行されると、制御部２１０のＣＰＵ２１１は、図１２に示すように、まずＳ４１０にて、ＲＡＭ２１３に設けられているポンプ制御値を設計値に設定する。設計値は、空気流路２０４内を流れる高圧空気の流量が予め設定された目標値となるように微粒子検出装置３の製造工程で予め設定された値である。 Here, the procedure of the pump control process will be described. This pump control process is a process started immediately after the control unit 210 is activated.
When this pump control process is executed, the CPU 211 of the controller 210 first sets the pump control value provided in the RAM 213 to the design value in S410 as shown in FIG. The design value is a value set in advance in the manufacturing process of the particle detection device 3 so that the flow rate of the high-pressure air flowing in the air flow path 204 becomes a preset target value.

そしてＳ４２０にて、Ｓ４１０で設定されたポンプ制御値を示すポンプ制御信号をポンプ２０３へ出力する。
次にＳ４３０にて、流量センサ２０７から流量検出信号を取得する。そしてＳ４４０にて、流量検出信号が示す流量が予め設定された目標範囲内であるか否かを判断する。目標範囲は、上記の目標値を含む範囲である。ここで、流量が目標範囲内である場合には（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、Ｓ４３０に移行する。 In S420, a pump control signal indicating the pump control value set in S410 is output to the pump 203.
In step S430, a flow rate detection signal is acquired from the flow rate sensor 207. In S440, it is determined whether or not the flow rate indicated by the flow rate detection signal is within a preset target range. The target range is a range including the target value. If the flow rate is within the target range (S440: YES), the process proceeds to S430.

一方、流量が目標範囲外である場合には（Ｓ４４０：ＮＯ）、Ｓ４５０にて、流量が予め設定された許容範囲内であるか否かを判断する。許容範囲は、上記の目標範囲を全て含むように設定された範囲である。   On the other hand, if the flow rate is outside the target range (S440: NO), it is determined in S450 whether the flow rate is within a preset allowable range. The allowable range is a range set so as to include all the target ranges.

ここで、流量が許容範囲内である場合には（Ｓ４５０：ＹＥＳ）、ＲＡＭ２１３に設けられている警告カウンタをリセット（０に設定）する。さらにＳ４７０にて、流量検出信号が示す流量と現時点のポンプ制御値とに基づいて、流量を目標値に一致させるためのポンプ制御値を算出する。そしてＳ４８０にて、Ｓ４７０で算出されたポンプ制御値を示すポンプ制御信号をポンプ２０３へ出力し、Ｓ４３０に移行する。   If the flow rate is within the allowable range (S450: YES), the warning counter provided in the RAM 213 is reset (set to 0). Further, in S470, a pump control value for making the flow rate coincide with the target value is calculated based on the flow rate indicated by the flow rate detection signal and the current pump control value. In S480, a pump control signal indicating the pump control value calculated in S470 is output to the pump 203, and the process proceeds to S430.

一方、流量が許容範囲外である場合には（Ｓ４５０：ＮＯ）、Ｓ４９０にて、警告カウンタをインクリメント（１加算）する。そしてＳ５００にて、警告カウンタの値が予め設定された警告判定値（本実施形態では例えば１０秒に相当する値）以上であるか否かを判断する。ここで、警告カウンタの値が警告判定値未満である場合には（Ｓ５００：ＮＯ）、Ｓ４７０に移行する。一方、警告カウンタの値が警告判定値以上である場合には（Ｓ５００：ＹＥＳ）、Ｓ５１０にて、高圧空気の供給で異常が発生していることを示す警告画像を表示部２０８に表示させるとともに、微粒子センサ２の制御を停止し、ポンプ制御処理を終了する。   On the other hand, when the flow rate is outside the allowable range (S450: NO), the warning counter is incremented (added by 1) in S490. In S500, it is determined whether or not the value of the warning counter is equal to or greater than a preset warning determination value (in this embodiment, for example, a value corresponding to 10 seconds). Here, when the value of the warning counter is less than the warning determination value (S500: NO), the process proceeds to S470. On the other hand, if the value of the warning counter is equal to or greater than the warning determination value (S500: YES), a warning image indicating that an abnormality has occurred in the supply of high-pressure air is displayed on the display unit 208 in S510. Then, the control of the particle sensor 2 is stopped, and the pump control process is terminated.

このように構成された微粒子検出装置３は、流量センサ２０７によって、ポンプ２０３から微粒子センサ２へ供給される空気の流量を検出する（Ｓ４３０）。そして微粒子検出装置３は、流量センサ２０７による検出結果に基づいてポンプ２０３を制御して、空気の流量を予め設定された目標値に維持することによって、微粒子センサ２の検出精度を一定に維持する（Ｓ４４０，Ｓ４５０，Ｓ４７０，Ｓ４８０）。   The particulate matter detection device 3 configured as described above detects the flow rate of the air supplied from the pump 203 to the particulate matter sensor 2 by the flow rate sensor 207 (S430). The particulate detection device 3 controls the pump 203 based on the detection result by the flow sensor 207, and maintains the detection accuracy of the particulate sensor 2 by maintaining the air flow rate at a preset target value. (S440, S450, S470, S480).

このように微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量と相関を有する流量を検出することにより、微粒子センサ２による微粒子量の検出精度を一定に維持する。このため、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２へ供給される空気量の変化に起因した検出精度の低下を抑制し、微粒子センサ２の検出精度を向上させることができる。   As described above, the particle detection device 3 detects the flow rate having a correlation with the amount of air supplied to the particle sensor 2, thereby maintaining the detection accuracy of the particle amount by the particle sensor 2 constant. For this reason, the particle detection device 3 can suppress a decrease in detection accuracy due to a change in the amount of air supplied to the particle sensor 2 and improve the detection accuracy of the particle sensor 2.

また微粒子検出装置３では、ポンプ２０３から供給された空気を流通させる空気流路２０４の内部を流れる空気の湿度を調整するドライヤ２１６を備える。これにより、微粒子検出装置３は、空気の湿度の変化によって微粒子センサ２の検出精度が変化するのを抑制することができる。   Further, the particulate detection device 3 includes a dryer 216 that adjusts the humidity of the air flowing in the air flow path 204 through which the air supplied from the pump 203 flows. Thereby, the particulate detection device 3 can suppress the change in the detection accuracy of the particulate sensor 2 due to the change in the humidity of the air.

また、微粒子検出装置３では、ドライヤ２１６が、空気流路２０４におけるポンプ２０３と流量センサ２０７との間に設置される。これにより、微粒子検出装置３は、空気がドライヤ２１６を通過することで空気の流量が変化したとしても、その変化を流量センサ２０７で検出することができる。このため、微粒子検出装置３は、空気がドライヤ２１６を通過することにより発生する上記変化に起因した検出精度の低下を抑制し、微粒子センサ２の検出精度を向上させることができる。   In the particulate detection device 3, the dryer 216 is installed between the pump 203 and the flow sensor 207 in the air flow path 204. Thereby, even if the air flow rate changes due to the air passing through the dryer 216, the particulate detection device 3 can detect the change with the flow rate sensor 207. For this reason, the particle detection device 3 can suppress a decrease in detection accuracy due to the above-described change that occurs when air passes through the dryer 216, and can improve the detection accuracy of the particle sensor 2.

また、微粒子検出装置３では、微粒子センサ２が、内燃機関の排気管ＥＰに直接挿入されることによって排気管ＥＰ内の排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する直挿型センサである。そして微粒子検出装置３は、ポンプ２０３から供給された空気を流通させる空気流路２０４を介して微粒子センサ２と接続される。これにより、微粒子検出装置３は、微粒子検出装置３の内部に排気ガスを導入することなく、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出することができる。   In the particulate detection device 3, the particulate sensor 2 is a direct insertion type sensor that detects the amount of particulates contained in the exhaust gas in the exhaust pipe EP by being directly inserted into the exhaust pipe EP of the internal combustion engine. The particulate detection device 3 is connected to the particulate sensor 2 via an air flow path 204 through which air supplied from the pump 203 is circulated. As a result, the particle detector 3 can detect the amount of particles contained in the exhaust gas without introducing the exhaust gas into the particle detector 3.

以上説明した実施形態において、Ｓ４４０，Ｓ４５０，Ｓ４７０，Ｓ４８０の処理は本発明における維持手段、空気流路２０４は本発明における気体流路、ドライヤ２１６は本発明における湿度調整部である。   In the embodiment described above, the processes of S440, S450, S470, and S480 are the maintaining means in the present invention, the air flow path 204 is the gas flow path in the present invention, and the dryer 216 is the humidity adjusting unit in the present invention.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、空気流路２０４内を流れる高圧空気の流量を流量センサ２０７によって検出するものを示したが、流量を検出する代わりに、空気流路２０４内を流れる高圧空気の圧力を圧力センサによって検出するようにしてもよい。また、高圧空気の流量と圧力の両方を検出するようにしてもよい。さらに、微粒子センサによる微粒子の量の検出については、被測定ガスが導入される検知部に対して気体を供給することを通じて微粒子の量を検出する形態であれば、コロナ放電を用いてイオンを生成し、そのイオンを用いることにより微粒子の量を検出する手段に限定されるものではない。また、上記実施形態では、ポンプ２０３にて高圧の空気を供給するようにしたが、ポンプ２０３にて供給する気体は空気に限定されず、他の構成成分からなるガスを供給するようにしてもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, As long as it belongs to the technical scope of this invention, a various form can be taken.
For example, in the above embodiment, the flow sensor 207 detects the flow rate of the high-pressure air flowing in the air flow path 204, but instead of detecting the flow rate, the pressure of the high-pressure air flowing in the air flow path 204 is set to the pressure. You may make it detect with a sensor. Moreover, you may make it detect both the flow volume and pressure of high pressure air. Furthermore, with respect to detection of the amount of fine particles by the fine particle sensor, ions are generated using corona discharge if the amount of fine particles is detected by supplying a gas to the detection unit into which the gas to be measured is introduced. However, it is not limited to means for detecting the amount of fine particles by using the ions. Moreover, in the said embodiment, although the high pressure air was supplied with the pump 203, the gas supplied with the pump 203 is not limited to air, You may supply the gas which consists of another component. Good.

上記実施形態では、空気流路２０４内を流れる高圧空気中の塵などを除去するフィルタ２０６を有しているが、このフィルタ２０６が長期間の使用により汚染されることがある。その場合にも、微粒子センサ２へ供給される空気量が変化することになるが、本発明（上記実施形態）を適用することで、フィルタの汚染が経時的に生じたとしても微粒子量の検出精度を一定に維持する効果をもたらすことができる。   In the above embodiment, the filter 206 that removes dust and the like in high-pressure air flowing in the air flow path 204 is provided. However, the filter 206 may be contaminated by long-term use. Even in such a case, the amount of air supplied to the particulate sensor 2 changes. However, by applying the present invention (the embodiment described above), the amount of particulates can be detected even if the filter is contaminated over time. The effect of maintaining the accuracy constant can be brought about.

上記実施形態では、空気に含まれる水蒸気をドライヤ２１６を用いて排出（すなわち、除湿）することにより、空気の湿度を調整するものを示したが、空気の湿度を調整するために加湿するようにしてもよい。また、上記実施形態では、微粒子センサ２を内燃機関の排気管ＥＰに直接挿入するようにしたが、排気管ＥＰの出口側に筒状のガス流通管を別に装着（接続）させ、そのガス流通管に微粒子センサ２を直接挿入して微粒子の量を検出するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、微粒子センサ２として直挿型センサのものを示したが、排気管ＥＰから離間した位置（場所）に微粒子センサ２を設けるとともに、排気管ＥＰを流通する排気ガスをサンプリングして微粒子センサ２に導くサンプリング経路を排気管ＥＰの途中に装着するようにして、微粒子の量を検出する構成（微粒子センサが直挿型センサでない構成）を採っても良い。   In the above-described embodiment, the air humidity is adjusted by discharging (that is, dehumidifying) the water vapor contained in the air using the dryer 216. However, the moisture is adjusted to adjust the air humidity. May be. In the above embodiment, the particulate sensor 2 is directly inserted into the exhaust pipe EP of the internal combustion engine. However, a cylindrical gas distribution pipe is separately attached (connected) to the outlet side of the exhaust pipe EP, and the gas distribution is performed. The amount of fine particles may be detected by directly inserting the fine particle sensor 2 into the tube. Further, in the above-described embodiment, the direct-insertion type sensor is shown as the particulate sensor 2, but the particulate sensor 2 is provided at a position (location) separated from the exhaust pipe EP and the exhaust gas flowing through the exhaust pipe EP is sampled. Then, a configuration (a configuration in which the particle sensor is not a direct insertion type sensor) that detects the amount of particles by attaching a sampling path leading to the particle sensor 2 in the middle of the exhaust pipe EP may be adopted.

１…微粒子検出システム、２…微粒子センサ、３…微粒子検出装置、１０，２０…電極、３０…イオン捕捉部、４０…排ガス帯電部、４６…ノズル、５０…イオン発生部、２０２…回路部、２０３…ポンプ、２０４…空気流路、２０５…エアレギュレータ、２０６…フィルタ、２０７…流量センサ、２０８…表示部、２０９…操作入力部、２１０…制御部、２１１…ＣＰＵ、２１２…ＲＯＭ、２１３…ＲＡＭ、２１４…信号入出力部、２１６…ドライヤ、２２０…一次側電源部、２３０…二次側電源部、２３１…電流供給回路、２３２…電流供給回路、２４０…電流差計測部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fine particle detection system, 2 ... Fine particle sensor, 3 ... Fine particle detection apparatus 10, 20 ... Electrode, 30 ... Ion capture part, 40 ... Exhaust gas charging part, 46 ... Nozzle, 50 ... Ion generation part, 202 ... Circuit part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 203 ... Pump, 204 ... Air flow path, 205 ... Air regulator, 206 ... Filter, 207 ... Flow rate sensor, 208 ... Display part, 209 ... Operation input part, 210 ... Control part, 211 ... CPU, 212 ... ROM, 213 ... RAM, 214 ... signal input / output unit, 216 ... dryer, 220 ... primary side power supply unit, 230 ... secondary side power supply unit, 231 ... current supply circuit, 232 ... current supply circuit, 240 ... current difference measurement unit

Claims (10)

被測定ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子センサのうち、被測定ガスが導入される検知部に対して気体を供給する気体供給部を備え、前記微粒子センサを制御する微粒子検出装置であって、
前記気体供給部から前記微粒子センサへ供給される前記気体の流量および圧力の少なくとも一方を検出する気体検出手段と、
前記気体検出手段による検出結果に基づいて、前記微粒子センサによる微粒子量の検出精度を一定に維持する維持手段とを備える
ことを特徴とする微粒子検出装置。 Among the fine particle sensors that detect the amount of fine particles contained in the gas to be measured, the fine particle detection device includes a gas supply unit that supplies gas to a detection unit into which the gas to be measured is introduced, and controls the fine particle sensor. And
Gas detection means for detecting at least one of a flow rate and a pressure of the gas supplied from the gas supply unit to the particulate sensor;
A fine particle detection apparatus comprising: a maintaining means for maintaining a constant detection amount of the fine particle amount by the fine particle sensor based on a detection result by the gas detection means. 前記気体供給部から前記微粒子センサへ供給される前記気体の流量および圧力の少なくとも一方を調整する調整手段を備え、
前記維持手段は、前記気体検出手段による検出結果に基づいて前記調整手段を制御して、前記気体の流量および圧力の少なくとも一方を予め設定された目標値に維持することによって、前記検出精度を一定に維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の微粒子検出装置。 Adjusting means for adjusting at least one of the flow rate and pressure of the gas supplied from the gas supply unit to the particulate sensor;
The maintaining means controls the adjusting means based on a detection result by the gas detecting means to maintain at least one of the flow rate and pressure of the gas at a preset target value, thereby making the detection accuracy constant. The fine particle detection device according to claim 1, wherein 前記維持手段は、前記気体検出手段による検出結果に基づいて、前記微粒子センサの検出結果を補正することにより、前記検出精度を一定に維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の微粒子検出装置。 2. The particulate detection apparatus according to claim 1, wherein the maintenance unit maintains the detection accuracy constant by correcting a detection result of the particulate sensor based on a detection result of the gas detection unit. . 前記維持手段は、前記気体検出手段による検出結果に基づいて前記気体供給部を制御して、前記気体の流量および圧力の少なくとも一方を予め設定された目標値に維持することによって、前記検出精度を一定に維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の微粒子検出装置。 The maintaining means controls the gas supply unit based on a detection result by the gas detecting means and maintains at least one of the flow rate and pressure of the gas at a preset target value, thereby increasing the detection accuracy. The fine particle detection device according to claim 1, wherein the fine particle detection device is maintained constant. 前記気体の流量および圧力の少なくとも一方が予め設定された許容範囲を逸脱する状態が予め設定された報知判定時間以上継続した場合に報知を行う報知手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の微粒子検出装置。 The apparatus according to claim 1, further comprising: a notification unit that performs notification when a state where at least one of the flow rate and pressure of the gas deviates from a preset allowable range continues for a preset notification determination time. Item 5. The fine particle detection device according to any one of Items 4 to 6. 前記気体供給部から供給された前記気体を流通させる気体流路の内部を流れる前記気体の湿度を調整する湿度調整部を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の微粒子検出装置。 The humidity control part which adjusts the humidity of the gas which flows through the inside of the gas channel which distributes the gas supplied from the gas supply part is provided. Any one of Claims 1-5 characterized by things. The particulate detection apparatus described. 前記湿度調整部は、前記気体流路における前記気体供給部と前記気体検出手段との間に設置される
ことを特徴とする請求項６に記載の微粒子検出装置。 The particulate matter detection device according to claim 6, wherein the humidity adjustment unit is installed between the gas supply unit and the gas detection unit in the gas flow path. 前記微粒子センサは、コロナ放電によりイオンを生成し、生成したイオンを前記気体供給部から供給された前記気体と共に前記検知部に噴射する気体噴射源を備え、
前記微粒子検出装置は、前記コロナ放電を生じさせる電力供給手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の微粒子検出装置。 The fine particle sensor includes a gas injection source that generates ions by corona discharge and injects the generated ions to the detection unit together with the gas supplied from the gas supply unit,
The particle detection apparatus according to claim 1, further comprising a power supply unit that generates the corona discharge. 前記微粒子センサは、内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管または前記排気管の出口側に装着されるガス流通管に直接挿入されることによって前記排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する直挿型センサであり、
前記微粒子検出装置は、前記気体供給部から供給された前記気体を流通させる気体流路を介して前記微粒子センサと接続される
ことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の微粒子検出装置。 The particulate sensor detects the amount of particulates contained in the exhaust gas by being directly inserted into an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows or a gas circulation pipe mounted on the outlet side of the exhaust pipe. Direct insertion type sensor
The particulate detector is connected to the particulate sensor via a gas flow path through which the gas supplied from the gas supply unit is circulated. The particulate detection apparatus described. 請求項１〜９のいずれかに記載の微粒子検出装置に、前記微粒子センサを接続してなる
ことを特徴とする微粒子検出システム。 A fine particle detection system comprising the fine particle sensor connected to the fine particle detection device according to claim 1.
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