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DE112016006339T5 - Feinpartikelerfassungssystem - Google Patents

Feinpartikelerfassungssystem Download PDF

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Publication number
DE112016006339T5
DE112016006339T5 DE112016006339.3T DE112016006339T DE112016006339T5 DE 112016006339 T5 DE112016006339 T5 DE 112016006339T5 DE 112016006339 T DE112016006339 T DE 112016006339T DE 112016006339 T5 DE112016006339 T5 DE 112016006339T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heater
fine particle
gas
insulating spacer
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112016006339.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Motomura
Norimasa Osawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Publication of DE112016006339T5 publication Critical patent/DE112016006339T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

Es wird ein Feinpartikelerfassungssystem bereitgestellt, welches die Menge an Feinpartikeln, die in einem zu messenden Gas enthalten sind, geeignet erfassen kann. In dem Fall, in dem durch die Isolationsprüfmittel 221, 230 festgestellt wird, dass der Isolationsgrad nicht in den zulässigen Bereich fällt, führt die Heizerbestromungseinrichtung 221, 223 eine Heizerbestromung durch (S5 bis S7) zum Bestromen eines Heizers 105, um dadurch einen Gaskontaktabschnitt 100s zu heizen. In dem Fall, in dem durch die Isolationsprüfeinrichtung ohne Durchführung der Heizerbestromung bestimmt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt, treibt die Sensorbetriebseinrichtung 210, 221, 240 danach einen Feinpartikelsensor 10 an (Schritt S3). In dem Fall, in dem die Heizerbestromung durchgeführt wird und die Sensorbetriebseinrichtung danach den Feinteilchensensor antreibt, treibt die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach einer bestimmten Abkühlzeit tc oder nach einer Abkühlzeit, in Übereinstimmung mit den Bestromungszuständen des Heizers durch die Heizerbestromung nach Beendigung der Heizerbestromung verstreicht, eingestellt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Feinpartikelerfassungssystem, insbesondere auf ein Feinpartikelerfassungssystem zum Erfassen feiner Partikel, die in einem zu messenden Gas, das durch eine Gasströmungsleitung strömt, enthalten sind.
  • STAND DER TECHNIK
  • Abgas, das von einem Verbrennungsmotor (beispielsweise einem Dieselmotor) ausgestoßen wird, kann Feinpartikel wie Ruß enthalten. Abgas, das solche Feinpartikel enthält, wird gereinigt, indem die Feinpartikel mit einem Filter gesammelt werden. Falls erforderlich, wird der Filter auch auf eine hohe Temperatur erhitzt, um Feinpartikel, die sich in dem Filter angesammelt haben, zu verbrennen und zu entfernen. Wenn daher eine Fehlfunktion des Filters, wie z. B. ein Bruch, auftritt, wird ungereinigtes Abgas direkt zur stromabwärtigen Seite des Filters abgegeben. Angesichts dessen ist für die direkte Messung der Menge an Feinpartikeln, die in dem Abgas enthalten sind, oder für die Erfassung der Fehlfunktion des Filters ein Bedarf für ein Feinpartikelerfassungssystem vorhanden, das in der Lage ist, die im Abgas enthaltene Menge an Feinpartikeln zu erfassen.
  • Ein solches Feinpartikelerfassungssystem umfasst beispielsweise einen Feinpartikelsensor, der an einem auf Erdpotential gehaltenen Abgasrohr befestigt ist, und eine Sensorbetriebseinrichtung zum Betreiben des Feinpartikelsensors. Der Feinpartikelsensor umfasst beispielsweise ein inneres Metallelement mit einer Gaseinführungsleitung, ein äußeres Metallelement und einen isolierenden Abstandshalter. Das innere Metallelement ist ein Element, das auf einem ersten Potential gehalten wird, das sich von dem Massepotential unterscheidet und das Abgas in die Gaseinführungsleitung einführt. Das äußere Metallelement ist ein rohrförmiges Element, das den radial äußeren Umfang des inneren Metallelements umgibt und das an dem Abgasrohr angebracht ist, um dadurch auf dem Massepotential gehalten zu werden. Außerdem ist der isolierende Abstandshalter ein rohrförmiges Element, das zwischen dem inneren metallischen Element und dem äußeren metallischen Element angeordnet ist, um diese voneinander elektrisch zu isolieren. Dieser isolierende Abstandshalter hat einen Gaskontaktabschnitt mit einer Gaskontaktfläche, die in Kontakt mit dem durch das Abgasrohr strömenden Abgas kommt. Ein solches Feinpartikelerfassungssystem ist beispielsweise in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart.
  • DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014 10099
    • Patentdokument 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2015 129712
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Wie oben beschrieben, kommt der isolierende Abstandshalter an der Gaskontaktfläche in Kontakt mit dem durch das Abgasrohr strömenden Abgas. Daher können Fremdstoffe (zum Beispiel Wasser, Ruß oder dergleichen), die in dem Abgas enthalten sind, an der Gaskontaktfläche des isolierenden Abstandshalters haften. Als Folge der Adhäsion solcher Fremdstoffe an der Gaskontaktfläche verschlechtert sich die Isolierleistung des Isolierabstandshalters, wobei sich die Isolation zwischen dem auf dem ersten Potential gehaltenen inneren Metallelement und dem auf dem Massepotential gehaltenen äußeren Metallelement verschlechtert, was dazu führen kann, dass die Menge an Feinpartikeln, die im Abgas enthalten sind, nicht richtig erfasst werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorliegende Situation gemacht, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Feinpartikelerfassungssystem zu schaffen, das die Menge an Feinpartikeln, die in einem zu messenden Gas enthalten sind, geeignet erfassen kann.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Feinpartikelerfassungssystem zum Erfassen feiner Partikel, die in einem zu messenden Gas, das durch eine Gasströmungsleitung fließt, enthalten sind, umfassend: einen Feinpartikelsensor, der an die auf Erdpotential gehaltene Gasströmungsleitung anzubringen ist; und eine Sensorbetriebseinrichtung zum Betreiben des Feinpartikelsensors. Der Feinpartikelsensor umfasst ein rohrförmiges äußeres Metallelement, das an der Gasströmungsleitung angebracht ist, um dadurch auf dem Massepotential gehalten zu werden, ein inneres Metallelement, das auf einem ersten Potential gehalten wird, das sich von dem Massepotential unterscheidet und dessen radial äußerer Umfang von dem Erdpotential umgeben ist; ein äußeres Metallelement; und ein rohrförmiger isolierender Abstandshalter, der zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement angeordnet ist, um die Elemente elektrisch voneinander zu isolieren. Der isolierende Abstandshalter umfasst einen Gaskontaktabschnitt mit einer Gaskontaktfläche, die mit dem zu messenden Gas, das durch die Gasströmungsleitung strömt, in Kontakt kommt, und einen Heizer zum Heizen des Gaskontaktabschnitts. Der Heizer enthält einen Wärmeerzeugungswiderstand, der in dem isolierenden Abstandshalter eingebettet ist. Das Feinpartikelerfassungssystem umfasst Isolationsprüfmittel zum Bestimmen, durch Testen, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement in einen zulässigen Bereich fällt oder nicht, und eine Heizerbestromungseinrichtung zum Bestromen des Heizers, um dadurch zu bewirken, dass der Wärmeerzeugungswiderstand Wärme erzeugt. In dem Fall, in dem durch die Isolationsprüfmittel bestimmt wird, dass der Isolationsgrad nicht in den zulässigen Bereich fällt, führt die Heizerbestromungseinrichtung eine Heizerbestromung zum Bestromen des Heizers durch, um dadurch den Gaskontaktbereich zu heizen. In dem Fall, in dem durch die Isolationstestmittel ohne Durchführung der Heizerbestromung bestimmt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt, treibt die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach der Bestimmung an. In dem Fall, in dem die Heizerbestromung durchgeführt wird und die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach der Heizerbestromung antreibt, treibt die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach einer bestimmten Abkühlzeit oder nach einer Abkühlzeit an, die in Übereinstimmung mit den Bedingungen der Heizerbestromung durch die Heizerbestromung eingestellt wird, nach Beendigung der Heizerbestromung verstreicht.
  • In dem oben beschriebenen Feinpartikeldetektionssystem bestimmt das Isolationsprüfmittel, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement in den zulässigen Bereich fällt oder nicht. Insbesondere wird zum Beispiel eine vorbestimmte Spannung zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement angelegt, wobei die Größe des Leckstroms, der zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement fließt, gemessen wird, und es wird bestimmt, ob die Größe des Leckstroms in den zulässigen Bereich fällt oder nicht (zum Beispiel, ob die Größe des Leckstroms kleiner als ein im Voraus gesetzter Schwellenwert ist oder nicht). In diesem Fall wird der „Isolationsgrad“ durch die Größe des Leckstroms dargestellt.
  • Es ist zu bemerken, dass der zulässige Bereich für den Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement auf einen Bereich des Isolationsgrades eingestellt wird, innerhalb dessen die Menge an Feinpartikeln, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, in geeigneter Weise durch das Feinpartikelerfassungssystem erfasst werden kann. In dem Fall, in dem Fremdstoffe (Wasser, Ruß usw.) an der Gaskontaktfläche des Isolierabstandshalters anhaften, ist, da der Grad der Isolation zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement niedrig ist, kann der Isolationsgrad zwischen den zwei Elementen so bestimmt werden, dass er nicht in den zulässigen Bereich fällt.
  • Ferner führt in dem oben beschriebenen Feinpartikeldetektionssystem in dem Fall, in dem durch die Isolationstesteinrichtung bestimmt wird, dass der Isolationsgrad nicht in den zulässigen Bereich fällt, führt die Heizerbestromungseinrichtung die Heizerbestromung zum Bestromen des Heizers durch, um dadurch den Gaskontaktabschnitt zu heizen. Als Ergebnis werden die Fremdstoffe (Wasser, Ruß usw.), die an der Gaskontaktfläche anhaften, entfernt, wodurch die Isolationseigenschaften des Isolierabstandshalters (die Isolationseigenschaften der Gaskontaktfläche), die sich infolge der Adhäsion der Fremdstoffen an der Gaskontaktfläche verschlechtert haben, zurückgewonnen werden.
  • Wenn jedoch die oben beschriebene Heizerbestromung durchgeführt wird, nimmt der Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters ab, da sich die Temperatur des isolierenden Abstandshalters erhöht. Daher kann der isolierende Abstandshalter unmittelbar nach der Durchführung der oben beschriebenen Heizerbestromung versagen, eine geeignete elektrische Isolierung zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement bereitzustellen. In einem solchen Fall, wenn die Menge der Feinpartikel, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, durch Ansteuern des Feinpartikelsensors nach dem Bestromen des Heizers erfasst wird, besteht die Möglichkeit, dass die Menge der in dem zu messenden Gas enthaltenen Feinpartikel nicht richtig erfasst werden kann.
  • Angesichts dessen wird in dem oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssystem in dem Fall, in dem der Feinpartikelsensor von der Sensorbetriebseinrichtung nach der Durchführung der oben beschriebenen Heizerbestromung betrieben wird, der Feinpartikelsensor bei Ablauf einer bestimmten Abkühlzeit nach dem Ende der Heizerbestromung betrieben. Alternativ wird der Feinpartikelsensor in dem Fall, in dem der Feinpartikelsensor von der Sensorbetriebseinrichtung nach Durchführung der oben beschriebenen Heizeransteuerung betrieben wird, nach Ablauf einer Abkühlzeit angesteuert, die gemäß den Bedingungen der Heizerbestromung durch die Bestromung des Heizers, nach dem Ende der Bestromung des Heizers eingestellt ist.
  • Infolge des Verstreichens der „bestimmten Abkühlzeit“ oder der „Abkühlzeit, die in Übereinstimmung mit den Bedingungen der Bestromung des Heizers eingestellt wird“ sinkt nach dem Ende der Bestromung des Heizers die Temperatur des isolierenden Abstandshalters, wodurch der Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters wiederhergestellt werden kann. Folglich kann der isolierende Abstandshalter eine elektrische Isolierung zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement bereitstellen. Durch Ansteuern des Feinpartikelsensors kann danach die Menge der Feinpartikel, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, in geeigneter Weise erfasst werden.
  • Indessen treibt, in dem Fall, in dem durch die Isolationsprüfeinrichtung ohne die Durchführung der oben beschriebenen Heizerbestromung festgestellt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt, die Sensoransteuereinrichtung den Feinpartikelsensor nach der Bestimmung an. Als Ergebnis kann die Menge der Feinpartikel, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, in geeigneter Weise erfasst werden. Es ist zu bemerken, dass die „bestimmte Abkühlzeit“ vorzugsweise auf beispielsweise eine Zeit eingestellt wird, in der erwartet wird, dass die Temperatur des isolierenden Abstandshalters, der aufgrund der Bestromung des Heizers erhöht ist, auf die Temperatur vor Durchführung der Bestromung des Heizers absinkt.
  • Beispiele für die „Abkühlzeit, die gemäß den Bedingungen der Bestromung des Heizers durch die Bestromung des Heizers eingestellt wird“ sind die folgenden.
  • Zum Beispiel sind in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Arten von Heizerbestromungsvorgängen, die sich in den Bestromungsbedingungen des Heizers unterscheiden, als die Heizerbestromung durchgeführt werden, wobei Beispiele der Abkühlungszeit für die Vielzahl von Arten von Heizerbestromungsvorgängen eingestellte Abkühlzeiten sind. Insbesondere sind Beispiele der Abkühlzeit erste und zweite Abkühlzeiten, die für erste und zweite Heizerbestromungen in einem Feinpartikelerfassungssystem eingestellt sind, in denen, wenn das Isolationsprüfmittel den Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement bestimmt, nicht in den zulässigen Bereich fällt, führt die Heizerbestromungseinrichtung zuerst eine Heizerbestromung (erste Heizerbestromung) durch, um die Temperatur des Heizers auf eine Temperatur zu erhöhen, bei der Wasser, das an der Gaskontaktoberfläche anhaftet, entfernt wird (z. B. eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 100° C bis 150° C); wobei nach dem Ende dieser ersten Heizerbestromung das Isolationsprüfmittel erneut bestimmt, ob der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt oder nicht; und wenn die Isolationsprüfeinrichtung feststellt, dass der Isolationsgrad nicht in den zulässigen Bereich fällt, die Heizerbestromungseinrichtung eine Heizerbestromung (zweite Heizerbestromung) durchführt, zum Erhöhen der Temperatur des Heizers auf eine Temperatur zum Entfernen von Fremdstoffen (Ruß, etc.), die an der Gaskontaktfläche anhaften und durch die oben erwähnte erste Heizerbestromung (zum Beispiel eine Temperatur im Bereich von 500° C bis 600° C) nicht entfernt werden können.
  • Da sich die Bestromung des ersten Heizers und die Bestromung des zweiten Heizers voneinander in Bezug auf die Bedingungen der Bestromung des Heizers (zum Beispiel das Tastverhältnis im Fall der Bestromung des Heizers durch PWM-Steuerung) unterscheiden, unterscheiden sich die Temperatur des isolierenden Abstandshalters nach der ersten Heizerbestromung und der Temperatur des isolierenden Abstandshalters nach der zweiten Heizerbestromung voneinander. Daher werden zum Beispiel die Abkühlzeiten für die erste und zweite Heizerbestromung im Voraus in Übereinstimmung mit Temperaturen (erwarteten Temperaturen) des isolierenden Abstandshalters nach der ersten und zweiten Heizerbestromung eingestellt und der Feinpartikelsensor wird bei jedem Ablauf der Abkühlzeit angesteuert. Bemerkenswerterweise wird jede der Abkühlzeiten (erste und zweite Abkühlzeit) vorzugsweise auf eine Zeit eingestellt, in der erwartet wird, dass die Temperatur des isolierenden Abstandshalters aufgrund der Bestromung des Heizers (erste oder zweite Bestromung des Heizers) auf die Temperatur vor der Durchführung der Heizerbestromung fällt.
  • Bemerkenswerterweise kann die „Abkühlzeit, die in Übereinstimmung mit den Bedingungen der Bestromung des Heizers durch die Bestromung des Heizers eingestellt wird“ „0“ sein. Zum Beispiel kann in dem Fall, in dem der isolierende Abstandshalter eine elektrische Isolation zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement bereitstellen kann, selbst wenn die erste Heizerbestromung die Temperatur des isolierenden Abstandshalters erhöht, wodurch der spezifische Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters verringert wird, die Erfassung der Feinpartikel in geeigneter Weise durchgeführt werden, selbst wenn der Feinpartikelsensor unmittelbar nach der Bestromung der ersten Heizeinrichtung angesteuert wird, ohne auf das Verstreichen der Abkühlzeit zu warten. Daher kann in einem solchen Fall die erste Abkühlzeit für die Bestromung des ersten Heizers auf „0“ gesetzt werden.
  • Ferner erzeugt in dem oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssystem der Feinpartikelsensor vorzugsweise eine Gasentladung, die als Ergebnis des Betreibens durch die Sensorbetriebseinrichtung bewirkt, dass Ionen, die mittels der Gasentladung erzeugt werden, an den Feinpartikeln, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, anhaften, um dadurch aufgeladene Feinpartikel zu erzeugen und die Menge der Feinpartikel, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, durch Verwendung eines Signalstroms, der zwischen dem ersten Potential und dem Massepotential entsprechend der Menge der aufgeladenen Feinpartikel fließt, erfasst.
  • Da bei dem oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssystem die Menge an Feinpartikeln, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, unter Verwendung eines Signalstroms erfasst wird, der entsprechend der Menge der oben erwähnten aufgeladenen Feinpartikel fließt, ist der Signalstrom sehr klein. Wenn sich die Isolationseigenschaften der Gaskontaktfläche des isolierenden Abstandshalters als Folge der Adhäsion von Fremdsubstanzen (Wasser, Ruß usw.) an der Gaskontaktfläche durch die Gaskontaktfläche verschlechtern, kann der Leckstrom durch die Gaskontaktfläche zwischen dem inneren Metallelement, das auf dem ersten Potential gehalten wird, und dem äußeren Metallelement, das auf dem Massepotential gehalten wird, fließen. Wenn die Temperatur des isolierenden Abstandshalters als Ergebnis der Durchführung der oben beschriebenen Heizerbestromung zunimmt, wodurch der spezifische Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters abnimmt, kann ein Leckstrom zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement durch das Innere des isolierenden Abstandshalters fließen. Wenn die Menge dieses Leckstroms groß ist, kann die Größe des Signalstroms nicht richtig erfasst werden.
  • Angesichts dessen wird in dem oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssystem, wie oben beschrieben, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement in den zulässigen Bereich fällt, die Erfassung der Menge an Feinpartikel durchgeführt.
  • Unterdessen wird in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement nicht in den zulässigen Bereich fällt, Fremdstoffe von der Gaskontaktfläche durch Ausführen der Heizerbestromung und nach Ablauf entfernt der Abkühlzeit nach der Bestromung des Heizers wird die Erfassung der Menge an feinen Teilchen durchgeführt.
  • Als ein Ergebnis kann in dem oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssystem die Menge des Kleinsignalstroms geeignet erfasst werden, ohne den Einfluss des oben beschriebenen Leckstroms zu erhalten. Daher kann die Menge an Feinpartikeln, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, in geeigneter Weise erfasst werden.
  • Ferner ist in jedem der oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssysteme vorzugsweise die Gasströmungsleitung ein Abgasrohr eines Verbrennungsmotors, das zu messende Gas ist ein Abgas, und das Isolationsprüfmittel bestimmt, ob oder nicht der Grad der Isolation zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement innerhalb des zulässigen Bereichs, in einem Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestartet wird, und einem Zeitpunkt, wenn der Antrieb des Feinpartikelsensors durch die Sensorbetriebseinrichtung gestartet wird, fällt.
  • Ferner ist in jedem der oben beschriebenen Feinpartikelerfassungssysteme vorzugsweise die Gasströmungsleitung ein Abgasrohr eines Verbrennungsmotors, das zu messende Gas ist ein Abgas, und das Isolationsprüfmittel bestimmt, ob oder nicht der Grad der Isolation zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement innerhalb des zulässigen Bereichs, in einem Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestartet wird, und einem Zeitpunkt, wenn der Antrieb des Feinpartikelsensors durch die Sensorbetriebseinrichtung gestartet wird, fällt.
  • Figurenliste
    • 1 Längsschnittansicht eines Feinpartikelsensors gemäß Ausführungsform 1.
    • 2 Vergrößerte Längsschnittansicht des Feinpartikelsensors, betrachtet von einer Seite, die vom Standpunkt der 1 in Umfangsrichtung um 90 Grad um seine Axiallinie versetzt ist.
    • 3 Explosionszeichnung des Feinpartikelsensors gemäß Ausführungsform 1.
    • 4 Schematisches Diagramm eines Feinpartikelerfassungssystems gemäß Ausführungsform 1.
    • 5 Perspektivische Ansicht eines isolierenden Abstandshalters gemäß Ausführungsform 1.
    • 6 Längsschnittansicht des isolierenden Abstandshalters.
    • 7 Explosionsansicht, die in einem entwickelten Zustand einen flächigen Heizerabschnitt des isolierenden Abstandshalters zeigt.
    • 8 Perspektivische Ansicht eines Keramikelements gemäß Ausführungsform 1.
    • 9 Explosionsdarstellung des Keramikelements.
    • 10 Erläuternde Ansicht des Feinpartikelsensors gemäß Ausführungsform 1.
    • 11 Flussdiagramm, das den Fluss der Erfassung feiner Partikel gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
    • 12 Flussdiagramm, das den Fluss der Erfassung feiner Partikel gemäß Ausführungsform 2 und Abwandlung 1 zeigt.
  • WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsform 1
  • Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Feinpartikelsensors 10, der in einem Feinpartikelerfassungssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 enthalten ist. 2 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht des Feinpartikelsensors 10, betrachtet von einer Seite, die in Umfangsrichtung vom Blickpunkt von 1 um 90 Grad um seine Axiallinie AX versetzt ist. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Feinpartikelsensors 10. 4 ist ein schematisches Diagramm des Feinpartikelerfassungssystems 1 gemäß Ausführungsform 1. In 4 ist hauptsächlich ein Schaltkreisabschnitt 200 gezeigt, der in dem Feinpartikelerfassungssystem 1 enthalten ist, und in Bezug auf den Feinpartikelsensor 10 ist nur ein Abschnitt (elektrische Drähte 161, etc.) gezeigt.
  • Bemerkenswerterweise wird in 1 in einer Längsrichtung GH des Feinpartikelsensors 10 entlang der Axiallinie AX eine Seite (untere Seite in 1), auf der eine Gaseinführungsleitung 25 angeordnet ist, als eine distale Endseite GS bezeichnet, eine Seite (obere Seite in 1), die der distalen Endseite GS gegenüberliegt und auf der sich die elektrischen Drähte 161, 163 usw. erstrecken, wird als eine proximale Endseite GK bezeichnet.
  • Das Feinpartikelerfassungssystem 1 erfasst die Menge an Feinpartikeln S (Ruß usw.), die in dem Abgas (zu messendes Gas) EG enthalten sind, das durch ein Abgasrohr (Gasströmungsleitung) EP eines Verbrennungsmotors (Motors) strömt. Dieses Feinpartikelerfassungssystem 1 besteht aus dem Feinpartikelsensor 10 und dem Schaltungsabschnitt 200 (siehe die 1 und 4).
  • Zuerst wird der Feinpartikelsensor 10 beschrieben. Der Feinpartikelsensor 10 ist an dem Abgasrohr EP angebracht, das aus Metall besteht und auf einem Massepotential PVE gehalten wird (siehe 1). Insbesondere ist die Gaseinführungsleitung 25, das einen distalen Endabschnitt eines inneren Metallelements 20 des Feinpartikelsensors 10 bildet, innerhalb des Abgasrohrs EP durch eine Montageöffnung EPO angeordnet, die in dem Abgasrohr EP vorgesehen ist. Ionen CP werden dazu gebracht, an den Feinpartikeln S, die in einem eingeführten Gas EGI enthalten sind, in die Gaseinführungsleitung 25 durch Gaseinleitungsöffnungen 65c (das eingeführte Gas EGI ist ein Teil des Abgases EG, das durch das Abgasrohr EP strömt) zuzuführen, wodurch aufgeladene Feinpartikel SC erzeugt werden, und die elektrisch aufgeladenen Feinpartikel SC zusammen mit dem eingeführten Gas EGI durch eine Gasauslassöffnung 60e in das Abgasrohr EP abgegeben werden (siehe 10).
  • Der Feinpartikelsensor 10 besteht aus dem inneren Metallelement 20 mit der Gaseinführungsleitung 25, einem äußeren Metallelement 70, einem isolierenden Abstandshalter 100, einem Keramikelement 120, sechs elektrische Drähte 161, 163, 171, 173, 175 und 177 usw. (siehe die 1 bis 3).
  • Von diesen Elementen steht das innere Metallelement 20 elektrisch mit einem inneren Schaltungsgehäuse 250, das auf einem ersten Potential PV1 usw. des Schaltungsabschnitts 200 (später beschrieben) durch innere Außenleiter 161g1 und 163g1 der elektrischen Drähte 161 und 163 (die später beschrieben werden) in Verbindung, um dadurch auf dem ersten Potential PV1, das sich von dem Massepotential PVE unterscheidet, gehalten zu werden. Das innere Metallelement 20 besteht aus einer Metallhülle 30, einem Innenrohr 40, einem Innenrohr-Metallverbindungselement 50 und der Gaseinführungsleitung 25 (einer inneren Schutzvorrichtung 60 und einer äußeren Schutzvorrichtung 65).
  • Die Metallhülle 30 ist ein zylindrisches Element aus rostfreiem Stahl, das sich in der Längsrichtung GH erstreckt. Die Metallhülle 30 weist einen ringförmigen Flansch 31 auf, der radial nach außen vorsteht. Ein Metallbecher 33 ist innerhalb der Metallhülle 30 angeordnet. Der Metallbecher 33 hat ein Loch, das in seiner Bodenwand ausgebildet ist, und das Keramikelement 120, das später beschrieben wird, erstreckt sich durch das Loch.
  • Im Inneren der Metallhülle 30 sind um das Keramikelement 120 ein zylindrischer Keramikhalter 34 aus Aluminiumoxid, erste und zweite mit Pulver beladene Schichten 35 und 36, die durch Komprimieren von Talkpulver gebildet sind, und eine aus Aluminiumoxid geformte zylindrische Keramikhülse 37 in dieser Reihenfolge von der distalen Endseite GS in Richtung der proximalen Endseite GK angeordnet sind. Bemerkenswerterweise befinden sich der Keramikhalter 34 und die erste pulverbeschichtete Schicht 35 innerhalb des Metallbechers 33. Ferner wird ein Crimpabschnitt 30kk, der am weitesten zur proximalen Endseite GK der Metallhülle 30 liegt, zu einer radial nach innen gerichteten Seite gecrimpt, wodurch die Keramikhülse 37 durch einen Crimpring 38 in Richtung der distalen Endseite GS gedrückt wird.
  • Außerdem hat die Metallhülle 30 einen Außengewindeabschnitt 30n zwischen dem Flanschabschnitt 31 und einem distalen Endabschnitt 30s. Ein Abstandshalter-Verriegelungsring 32 zum Verriegeln eines isolierenden Abstandshalters 100 (der später beschrieben wird) über eine Leitungsdichtung 39 wird in Schraubeingriff mit dem männlichen Schraubenabschnitt 30n gebracht. Als Ergebnis ist ein dicker Wandabschnitt 101f eines Abstandhalterkörpers 101 des isolierenden Abstandhalters 100 zwischen dem Flanschabschnitt 31 der Metallhülle 30 und dem Abstandhalterverriegelungsring 32 sandwichartig angeordnet. Somit werden, wie später beschrieben wird, zusätzlich zu der Metallhülle 30, das Keramikelement 120 usw., die durch die Metallhülle 30 gehalten werden, an dem Metallbefestigungselement 80 über den isolierenden Abstandshalter 100 befestigt.
  • Das Innenrohr 40 ist ein zylindrisches Element aus rostfreiem Stahl, das sich in der Längsrichtung GH erstreckt. Ein distaler Endabschnitt 40s des Innenrohrs 40 ist auf einen proximalen Endabschnitt 30k der Metallhülle 30 aufgesetzt und ist mit dem proximalen Endabschnitt 30k laserverschweißt.
  • Im Inneren des Innenrohrs 40 sind ein isolierender Halter 43, ein erster Separator 44 und ein zweiter Separator 45 in dieser Reihenfolge von der distalen Endseite GS zur proximalen Endseite GK angeordnet. Der isolierende Halter 43 ist aus einem zylindrischen isolierenden Element gebildet und kommt mit der Keramikhülse 37 von der proximalen Endseite GK in Kontakt. Das Keramikelement 120 erstreckt sich durch den isolierenden Halter 43.
  • Außerdem ist der erste Separator 44 aus einem isolierenden Element gebildet und weist ein Einsetzloch 44c auf. Das Einsetzloch 44c ermöglicht, dass sich das Keramikelement 120 dadurch erstreckt, und nimmt einen distalen Endabschnitt eines Entladungspotenzialanschlusses 46 darin auf. Innerhalb des Einsetzlochs 44c ist der Entladungspotentialanschluss 46 in Kontakt mit einer Entladungspotentialanschlussfläche 135 (siehe 8 und 9) des Keramikelements 120.
  • Unterdessen ist der zweite Separator 45 aus einem isolierenden Element gebildet und weist ein erstes Einführungsloch 45c und ein zweites Einführungsloch 45d auf. Ein proximaler Endabschnitt des Entladungspotentialanschlusses 46, der in dem ersten Einführungsloch 45c untergebracht ist, und ein distaler Endabschnitt eines Entladungspotential-Zuleitungsdrahts 162 (wird später beschrieben) sind innerhalb des ersten Einführungslochs 45c miteinander verbunden.
  • Innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d ist auch ein Element proximaler Endabschnitt 120k des Keramikelements 120 angeordnet; ferner sind ein Hilfspotentialanschluss 47, ein 2-1 Heizeranschluss 48 und ein 2-2 Heizeranschluss 49 in einem gegenseitig isolierten Zustand untergebracht. Innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d befindet sich der Hilfspotentialanschluss 47 in Kontakt mit einem Hilfspotentialkontaktstelle 147 des Keramikelements 120; der 2-1 Heizeranschluss 48 ist in Kontakt mit einer 2-1 Heizerkontaktstelle 156 des Keramikelements 120; und der 2-2 Heizeranschluss 49 steht in Kontakt mit einer 2-2 Heizerkontaktstelle 158 des Keramikelements 120 (siehe die 1, 2, 8 und 9).
  • Ferner sind in dem zweiten Einführungsloch 45d distale Endabschnitte eines Hilfspotential-Zuleitungsdrahts 164, eines 2-1-Heizungs-Zuleitungsdrahts 174 und eines 2-2-Heizungs-Zuleitungsdrahts 176 (wird später beschrieben) angeordnet. Innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d sind der Hilfspotentialanschluss 47 und der Hilfspotentialanschlussdraht 164 miteinander verbunden; der 2-1 Heizungsanschluss 48 und der 2-1 Heizvorrichtungsdraht 174 sind miteinander verbunden; und der 2-2-Heizeranschluss 49 und der 2-2-Heizeranschlussdraht 176 sind miteinander verbunden.
  • Das Innenrohr-Metallverbindungselement 50 ist ein Element aus rostfreiem Stahl und ist auf einen proximalen Endabschnitt 40k des Innenrohrs 40 gepasst, während es einen proximalen Endabschnitt des zweiten Separators 45 umgibt, und einen distalen Endabschnitt 50s des Innenrohr-Metallverbindungselements 50 ist mit dem proximalen Endabschnitt 40k des Innenrohrs 40 laserverschweißt. Die vier elektrischen Drähte 161, 163, 173 und 175 sind durch das Innenrohr-Metallverbindungselement 50 geführt. Die elektrischen Drähte 171 und 177 sind nicht durch das Innenrohr-Metallverbindungselement 50 geführt. Von diesen elektrischen Drähten sind die inneren Außenleiter 161g1 und 163g1 der elektrischen Drähte 161 und 163, bei denen es sich, wie später beschrieben wird, um Dreifachkoaxialkabel handelt, mit dem Innenrohr-Metallverbindungselement 50 verbunden.
  • Die Gaseinführungsleitung 25 besteht aus der inneren Schutzvorrichtung 60 und der äußeren Schutzvorrichtung 65. Die innere Schutzeinrichtung 60 ist ein zylindrisches Element mit geschlossenem Boden, das aus rostfreiem Stahl gebildet ist, und die äußere Schutzeinrichtung 65 ist ein zylindrisches Element, das aus rostfreiem Stahl gebildet ist. Die äußere Schutzeinrichtung 65 ist in Bezug auf die radiale Richtung um die inneren Schutzvorrichtung 60 herum angeordnet. Die innere Schutzeinrichtung 60 und die äußere Schutzeinrichtung 65 sind auf einen distalen Endabschnitt 30s der Metallhülle 30 aufgesetzt und mit dem distalen Endabschnitt 30s laserverschweißt. Die Gaseinführungsleitung 25 umgibt von der radial äußeren Seite einen distalen Endabschnitt des Keramikelements 120, der von der Metallhülle 30 in Richtung der distalen Endseite GS vorsteht, um dadurch das Keramikelement 120 vor Wassertröpfchen und Fremdsubstanzen zu schützen, und führt das Abgas EG in einen Raum um das Keramikelement 120 ein.
  • Die äußere Schutzeinrichtung 65 weist eine Mehrzahl von rechteckigen Gaseinleitungsöffnungen 65c auf, die in einem distalen Endabschnitt davon ausgebildet sind, um das Abgas EG, das durch das Abgasrohr EP strömt, in das Innere der äußeren Schutzvorrichtung 65 einzuleiten. Die innere Schutzeinrichtung 60 weist auch eine Vielzahl von kreisförmigen ersten inneren Einführungsöffnungen 60c auf, die in einem proximalen Endabschnitt davon ausgebildet sind, um das eingeführte Gas EGI, das in die äußere Schutzeinrichtung 65 eingeführt wird, in dessen Inneren einzuführen. Das eingebrachte Gas EGI ist ein Teil des durch das Auspuffrohr EP durchströmenden Abgases EG. Die innere Schutzeinrichtung 60 weist auch eine Vielzahl von dreieckigen zweiten inneren Einführungsöffnungen 60d auf, die in einem distalen Endabschnitt davon ausgebildet sind. Ferner weist die innere Schutzeinrichtung 60 die kreisförmige Gasauslassöffnung 60e auf, die in einer Bodenwand davon ausgebildet ist, um das eingeführte Gas EGI in das Auspuffrohr EP abzugeben. Ein distaler Endabschnitt 60s der inneren Schutzvorrichtung 60, einschließlich der Gasauslassöffnung 60e, steht von einer distalen Endöffnung 65s der äußeren Schutzvorrichtung 65 zu der distalen Endseite GS vor.
  • Hier wird das Einführen und Ausstoßen des Abgases EG in und aus dem Inneren der inneren Schutzvorrichtung 60 und der äußeren Schutzvorrichtung 65 beschrieben, wenn der Feinpartikelsensor 10 verwendet wird (siehe 10). Bemerkenswerterweise strömt das Abgas EG innerhalb des Abgasrohrs EP von der linken Seite zu der rechten Seite in 10. Wenn das Abgas EG durch einen Bereich um die äußere Schutzeinrichtung 65 und die innere Schutzeinrichtung 60 tritt, nimmt seine Strömungsgeschwindigkeit an der Außenseite der Gasauslassöffnung 60e der inneren Schutzvorrichtung 60 zu, und ein Unterdruck wird in der Nähe der Gasauslassöffnung 60e aufgrund des sogenannten Venturi-Effekts erzeugt.
  • Durch diesen Unterdruck wird das eingebrachte Gas EGI, das in die innere Schutzeinrichtung 60 eingeführt wird, durch die Gasauslassöffnung 60e zu der Abgasleitung EP abgelassen. Gleichzeitig wird das Abgas EG um die Gaseinführungsöffnungen 65c der äußeren Schutzvorrichtung 65 durch die Gaseinführungsöffnungen 65c in das Innere der äußeren Schutzvorrichtung 65 eingeführt und wird ferner durch die ersten inneren Einführungsöffnungen 60c der inneren Schutzvorrichtung 60 in das Innere der inneren Schutzvorrichtung 60 eingeführt. Das innerhalb der inneren Schutzvorrichtung 60 eingeführte Gas EGI wird durch die Gasauslassöffnung 60e abgegeben. Somit wird, wie durch den Pfeil mit unterbrochener Linie angezeigt, eine Strömung des eingeführten Gases EGI von den ersten inneren Einführungsöffnungen 60c an der proximalen Endseite GK in Richtung der Gasauslassöffnung 60e an der distalen Endseite GS innerhalb der inneren Schutzvorrichtung 60 erzeugt.
  • Als nächstes wird das äußere Metallelement 70 beschrieben. Wie in den Figuren in 1 und 3 gezeigt, umgibt das äußere Metallelement 70, das eine zylindrische Form hat und aus einem metallischen Material gebildet ist, den radial äußeren Umfang des inneren Metallelements 20, während es von dem inneren Metallelement 20 getrennt ist, und ist an dem Abgasrohr EP, welches auf dem Massepotential PVE gehalten wird, befestigt, wodurch das äußere Metallelement 70 auf dem Massepotential PVE gehalten wird. Das äußere Metallelement 70 besteht aus einem metallischen Befestigungselement 80 und einem Außenrohr 90.
  • Das metallische Befestigungselement 80 ist ein zylindrisches Element aus rostfreiem Stahl, das sich in Längsrichtung GH erstreckt. Das Befestigungsmetallelement 80 ist so angeordnet, dass es den radial äußeren Umfang der Metallhülle 30 des inneren Metallelements 20 und einen distalen Endabschnitt des Innenrohrs 40 des inneren Metallelements 20 so umgibt, dass es von ihnen getrennt ist. Das Befestigungsmetallelement 80 weist einen Flanschabschnitt 81 auf, der zur radial äußeren Seite vorsteht, um eine hexagonale äußere Form zu bilden. Das metallische Befestigungselement 80 weist einen inneren abgestuften Abschnitt 83 auf. Das Befestigungsmetallelement 80 hat auch eine Außenschraube (nicht gezeigt), die zur Befestigung an dem Abgasrohr EP verwendet wird und an dem äußeren Umfang seines distalen Endabschnitts 80s ausgebildet ist, der an der distalen Endseite GS des Flanschabschnitts 81 angeordnet ist. Durch die Außengewindeschraube des distalen Endabschnitts 80s, ist der Feinpartikelsensor 10 an einem Befestigungsvorsprung BO angebracht, der aus Metall besteht und separat an dem Abgasrohr EP befestigt ist, wodurch der Feinpartikelsensor 10 an dem Abgasrohr EP über den Befestigungsnocken BO befestigt ist (siehe 1).
  • Der isolierende Abstandshalter 100 (wird später beschrieben) ist zwischen dem äußeren Metallelement 70 und dem inneren Metallelement 20 angeordnet; Insbesondere ist ein Crimpabschnitt 80kk, der am weitesten zur proximalen Endseite GK des metallischen Befestigungselements 80 liegt, in Richtung der radial inneren Seite GDI gecrimpt, wodurch ein ringförmiger vorstehender Abschnitt 103 des isolierenden Abstandshalters 100 in Richtung der distalen Endseite GS über eine Leitungsdichtung 87, eine Presshülse 110 und einen pulverförmigen Körper 115 gepresst wird. Als Ergebnis wird der ringförmige vorstehende Abschnitt 103 des isolierenden Abstandshalters 100 in Kontakt mit dem abgestuften Abschnitt 83 des metallischen Befestigungselements 80 gebracht, wodurch der isolierende Abstandshalter 100 an dem metallischen Befestigungselement 80 befestigt wird.
  • Das Außenrohr 90 ist ein rohrförmiges Element aus rostfreiem Stahl, das sich in der Längsrichtung GH erstreckt. Ein distaler Endabschnitt 90s des Außenrohrs 90 ist auf einen proximalen Endabschnitt 80k des metallischen Befestigungselements 80 aufgesetzt und ist mit dem proximalen Endabschnitt 80k laserverschweißt. Ein Außenrohr-Metallverbindungselement 95 ist im Inneren eines Abschnitts 91 des Außenrohrs 90 mit kleinem Durchmesser angeordnet, welcher Abschnitt 91 an der proximalen Endseite GK angeordnet ist. Des Weiteren ist eine Leitungsdurchführung 97 aus Fluorkautschuk an der proximalen Endseite GK des Außenrohr-Metallverbindungselements 95 im Inneren des Abschnitts 91 mit dem kleinen Durchmesser angeordnet. Das Außenrohr 90 ist ein rohrförmiges Element aus rostfreiem Stahl, das sich in der Längsrichtung GH erstreckt. Ein distaler Endabschnitt 90s des Außenrohrs 90 ist auf einen proximalen Endabschnitt 80k des metallischen Befestigungselements 80 aufgesetzt und ist mit dem proximalen Endabschnitt 80k laserverschweißt. Ein Außenrohr-Metallverbindungselement 95 ist im Inneren eines Abschnitts 91 des Außenrohrs 90 mit kleinem Durchmesser angeordnet, welcher Abschnitt 91 an der proximalen Endseite GK angeordnet ist. Des Weiteren ist eine Leitungsdurchführung 97 aus Fluorkautschuk an der proximalen Endseite GK des Außenrohr-Metallverbindungselements 95 im Inneren des Abschnitts 91 mit dem kleinen Durchmesser angeordnet.
  • Als nächstes wird der isolierende Abstandshalter 100 beschrieben. Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist der isolierende Abstandshalter 100 ein zylindrisches Element, das sich in der Längsrichtung GH erstreckt und hauptsächlich aus Aluminiumoxid gebildet ist. Wie oben beschrieben, ist der isolierende Abstandhalter 100 zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 angeordnet, um diese voneinander elektrisch zu isolieren. Insbesondere ist der isolierende Abstandshalter 100 zwischen der Metallhülle 30 und einem distalen Endabschnitt des Innenrohrs 40 und dem metallischen Befestigungselement 80 und einem distalen Endabschnitt des Außenrohrs 90 (siehe 1) angeordnet, wobei die Metallhülle 30 und das Innenrohr 40 Abschnitte des inneren Metallelements 20 sind und das metallische Befestigungselement 80 und das Außenrohr 90 Abschnitte des äußeren metallischen Elements 70 sind.
  • Der isolierende Abstandhalter 100 besteht aus einem annähernd zylindrischen rohrförmigen Abschnitt 100t und dem ringförmigen vorstehenden Abschnitt 103, der ringförmig von dem rohrförmigen Abschnitt 100t zu einer radial äußeren Seite GDO vorsteht (siehe die 5 und 6). Ein Abschnitt des rohrförmigen Abschnitts 100t des isolierenden Abstandshalters 100 an der distalen Endseite GS ist ein Gaskontaktabschnitt 100s (siehe die 1 und 2). Dieser Gaskontaktabschnitt 100s weist Gaskontaktflächen 100m auf, die dem Inneren des Abgasrohrs EP ausgesetzt sind (dem Inneren des Abgasrohrs EP zugewandt sind) und in einem Zustand, in dem der Feinpartikelsensor 10 mit dem Abgas EG in Kontakt steht, an dem Abgasrohr EP angebracht ist (siehe die 1 und 6).
  • Der rohrförmige Abschnitt 100t umfasst einen aus Aluminiumoxid gebildeten zylindrischen Abstandhalterkörper 101 und einen um eine zylindrische Außenumfangsfläche 101g des Abstandhalterkörpers 101 herumgewickelten flächigen Heizerabschnitt 102. Der flächige Heizerabschnitt 102 ist um die Außenumfangsfläche 101g des Abstandhalterkörpers 101 derart gewickelt, dass seine gegenüberliegenden Endabschnitte in der Umfangsrichtung einander nicht überlappen und der flächige Heizerabschnitt 102 einen einwandigen Zylinder (der einen C-ähnlichen Querschnitt hat) bildet. Der Abstandhalterkörper 101 hat einen dicken Wandabschnitt 101f, der an einer Position an der distalen Endseite GS in der Längsrichtung GH entlang der Axiallinie AX ausgebildet ist, und einen distalen Enddünnwandabschnitt 101s, der sich an der distalen Endseite GS des dicken Wandabschnitts 101f befindet.
  • Der ringförmige vorstehende Abschnitt 103 ist gasdicht auf den flächigen Heizerabschnitt 102 aufgesetzt und steht in Richtung der radial äußeren Seite GDO des isolierenden Abstandshalters 100 vor.
  • Wie in 7 gezeigt, besteht der flächige Heizerabschnitt 102 aus einem flächigen Abstandhalterheizer 105, einer auf der Innenseite des Abstandhalterheizers 105 angeordneten und aus Aluminiumoxid gebildeten Basisisolierschicht 108 und einer auf der Außenseite des Abstandhalterheizers 105 angeordneten und aus Aluminiumoxid gebildeten Deckisolierschicht 109. Der Abstandhalterheizer 105 (siehe 7) besteht aus einem laminaren Wärmeerzeugungswiderstand 106, der aus Wolfram- und Heizerzuleitungsabschnitten 107 gebildet ist. Die Heizerzuleitungsabschnitte 107 bestehen aus Leitungshauptkörpern 107p, die sich jeweils von den gegenüberliegenden Enden des Wärmeerzeugungswiderstands 106 erstrecken, Anschlussflächen 107m, die zu der Oberfläche des flächigen Heizerabschnitts 102 freiliegen, und Durchgangsleiter 107V, die sich durch die Abdeckisolierschicht 109 erstrecken und eine elektrische Verbindung zwischen den Leitungshauptkörpern 107p und den Anschlussflächen 107m herstellen.
  • Von diesen erstreckt sich der Wärmeerzeugungswiderstand 106 in der Umfangsrichtung CD des isolierenden Abstandshalters 100 während des Mäanderns (Zickzack). Wie in 5 gezeigt ist, sind, als Folge des um den Abstandhalterhauptkörper 101 herumgewickelten flächigen Heizerabschnitts 102, ein Endabschnitt 106p des Wärmeerzeugungswiderstands 106, der an einer Seite CD1 angeordnet ist, und der andere Endabschnitt 106q des Wärmeerzeugungswiderstands 106, der an die andere Seite CD2 angeordnet ist, derart angeordnet, dass sie einander zugewandt sind und in der Umfangsrichtung CD nahe beieinander liegen. Der Wärmeerzeugungswiderstand 106 ist innerhalb des Gaskontaktabschnitts 100s des isolierenden Abstandshalters 100 angeordnet (siehe die 5 und 6). Wenn daher der Wärmeerzeugungswiderstand 106 des Abstandshalterheizers 105 zur Erzeugung von Wärme veranlasst wird, wird die Wärme des Wärmeerzeugungswiderstands 106 auf den Gaskontaktabschnitt 100s übertragen, wodurch die Gaskontaktflächen 100m des Gaskontaktabschnitts 100s angemessen erhitzt werden können.
  • Insbesondere ist der Wärmeerzeugungswiderstand 106 des Abstandhalterheizers 105 mit der Abdeckisolierschicht 109 bedeckt, wodurch der Wärmeerzeugungswiderstand 106 in den Isolierabstandshalter 100 eingebettet ist. Diese Konfiguration verhindert, dass das Abgas EG in Kontakt mit dem Wärmeerzeugungswiderstand 106 kommt. Daher ist es möglich, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, in dem die Bestromung des Abstandhalterheizers 105 nicht geeignet durchgeführt werden kann, oder der Wärmeerzeugungswiderstand 106 sich verschlechtert, welcher Zustand andernfalls auftreten würde, wenn Fremdstoffe (Ruß, Wassertröpfchen usw.), die in dem Abgas EG enthalten sind, an dem Wärmeerzeugungswiderstand 106 anhaften. Dementsprechend kann selbst in dem Fall, in dem der Feinpartikelsensor 10 für eine lange Zeitperiode verwendet wird, die Heizleistung des Abstandhalterheizers 105 zufriedenstellend aufrechterhalten werden.
  • Der ringförmige Vorsprung 103 besteht aus einem Keramikring 103c und einer Glasdichtung 103g. Der Keramikring 103c ist aus Aluminiumoxid gebildet, hat eine ringförmige Form und ist auf den rohrförmigen Abschnitt 100t (insbesondere den flächigen Heizerabschnitt 102, der an dem Außenumfang des Abstandshalterkörpers 101 vorgesehen ist) aufgesetzt. Die Glasdichtung 103g ist aus Glas gebildet und fixiert den Keramikring 103c gasdicht am flächigen Heizerabschnitt 102. Wie in 1 gezeigt, wird als Ergebnis des Crimpens des Crimpabschnitts 80kk des metallischen Befestigungselements 80 der ringförmige vorstehende Abschnitt 103 in Richtung der distalen Endseite GS über die Leitungsdichtung 87, die Presshülse 110 und den Pulverladungskörper 115 gedrückt, so dass der ringförmige vorstehende Abschnitt 103 in Druckkontakt mit dem abgestuften Abschnitt 83 des metallischen Befestigungselements 80 gebracht wird. Wie oben beschrieben, kann, da der ringförmige vorstehende Abschnitt 103 an dem isolierenden Abstandshalter 100 vorgesehen ist, der isolierende Abstandshalter 100 leicht an dem metallischen Befestigungselement 80 in einem gasdichten Zustand befestigt werden.
  • Der isolierende Abstandshalter 100 ist wie folgt ausgebildet. Insbesondere wird ein grüner flächiger Heizerabschnitt 102, der den Wärmeerzeugungswiderstand 106 und die Leitungsgrundkörper 107p aufweist, die durch Musterdrucken ausgebildet sind, um den Außenumfang des kalzinierten Abstandshalterkörpers 101 gewickelt und gebrannt. Anschließend wird der keramische Ring 103c auf den flächigen Heizerabschnitt 102 aufgesetzt und unter Verwendung von Glas gasdicht daran befestigt, so dass die Glasdichtung 103g bereitgestellt wird. Als Ergebnis wird der isolierende Abstandshalter 100 gebildet.
  • Wie in 2 gezeigt, sind die zwei Heizerzuleitungsabschnitte 107 des flächigen Heizerabschnitts 102 des isolierenden Abstandshalters 100 über Verbindungsanschlüsse 181 und 182 der Heizungsleitungsdrähte 172 und 178, die Kerndrähte der einadrigen elektrischen Drähte 171 und 177 sind, verbunden. Insbesondere werden die distalen Endabschnitte der Heizungszuleitungsdrähte 172 und 178 der elektrischen Drähte 171 und 177 durch die Verbindungsanschlüsse 181 und 182 hartgelötet an den Anschlusskontaktflächen 107m und 107m gehalten, so dass die Heizungszuleitungsdrähte 172 und 178 elektrisch mit den Anschlusskontaktflächen 107m und 107m kommunizieren.
  • Als nächstes wird das Keramikelement 120 beschrieben. Das Keramikelement 120 weist ein plattenförmiges isolierendes Keramiksubstrat 121 auf, das aus Aluminiumoxid gebildet ist und sich in der Längsrichtung GH erstreckt (siehe die 8 und 9). Ein Entladungselektrodenelement 130, ein Hilfselektrodenelement 140 und ein Heizelement 150 sind in das Keramiksubstrat 121 eingebettet und sind zusammen mit dem Keramiksubstrat 121 gesintert.
  • Insbesondere ist das Keramiksubstrat 121 ein Keramiklaminat, in dem drei Keramikschichten 122, 123 und 124 aus Aluminiumoxid, die von einer Aluminiumoxid-Grünplatte stammen, zusammen geschichtet sind, und zwei Isolierdeckschichten 125 und 126 aus Aluminiumoxid zwischen diesen Schichten mittels Drucken ausgebildet sind. Die Keramikschicht 122 und die isolierende Deckschicht 125 sind kürzer als die Keramikschichten 123 und 124 und die isolierende Deckschicht 126, gemessen an der distalen Endseite GS und der proximalen Endseite GK in Längsrichtung GH. Das Entladungselektrodenelement 130 ist zwischen der isolierenden Abdeckschicht 125 und der Keramikschicht 123 angeordnet. Außerdem ist das Hilfselektrodenelement 140 zwischen der Keramikschicht 123 und der isolierenden Abdeckschicht 126 angeordnet, und das Heizelement 150 ist zwischen der isolierenden Deckschicht 126 und der Keramikschicht 124 angeordnet.
  • Das Entladungselektrodenelement 130 erstreckt sich in der Längsrichtung GH und besteht aus einem nadelförmigen Elektrodenabschnitt 131, der sich an der distalen Endseite GS befindet, einer Entladungspotentialanschlussfläche 135, die sich an der proximalen Endseite GK befindet, und einem dazwischen verlaufenden Anschlussabschnitt 133. Der nadelförmige Elektrodenabschnitt 131 ist aus einem Platindraht gebildet. Indessen sind der Leitungsabschnitt 133 und die Entladungspotentialanschlussfläche 135 aus Wolfram mittels Musterdrucken ausgebildet. Von dem Entladungselektrodenelement 130 sind ein proximaler Endabschnitt 131k des nadelförmigen Elektrodenabschnitts 131 und der gesamte Leitungsabschnitt 133 in das Keramiksubstrat 121 eingebettet. Unterdessen steht ein distaler Endabschnitt 131s des nadelförmigen Elektrodenabschnitts 131 von dem Keramiksubstrat 121 auf der distalen Endseite GS der Keramikschicht 122 des Keramiksubstrats 121 vor. Außerdem ist die Entladungspotentialanschlussfläche 135 an der proximalen Endseite GK der Keramikschicht 122 des Keramiksubstrats 121 freigelegt. Wie oben erwähnt, ist der Entladungspotentialanschluss 46 in Kontakt mit der Entladungspotentialanschlussfläche 135 in dem Einsetzloch 44c des ersten Separators 44.
  • Das Hilfselektrodenelement 140 erstreckt sich in der Längsrichtung GH, ist mittels Musterdrucken ausgebildet und vollständig in das Keramiksubstrat 121 eingebettet. Das Hilfselektrodenelement 140 besteht aus einem rechteckigen Hilfselektrodenabschnitt 141, der an der distalen Endseite GS angeordnet ist, und ein Leitungsabschnitt 143, der mit dem Hilfselektrodenabschnitt 141 verbunden ist und sich zu der proximalen Endseite GK erstreckt. Ein proximaler Endabschnitt 143k des Leitungsabschnitts 143 ist mit einem Leitermuster 145, das auf einer Hauptoberfläche 124a der Keramikschicht 124 durch ein Durchgangsloch 126c der isolierenden Deckschicht 126 ausgebildet ist, verbunden. Ferner ist das Leitermuster 145 mit der Hilfspotentialkontaktstelle 147 verbunden, die auf der anderen Hauptoberfläche 124b der Keramikschicht 124 über einen Durchgangslochleiter 146, der in der Keramikschicht 124 derart ausgebildet ist, dass er sich dadurch erstreckt, ausgebildet. Wie oben erwähnt, steht der Hilfspotentialanschluss 47 in Kontakt mit dem Hilfspotentialfeld 147 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Trennelements 45.
  • Ferner ist das Leitermuster 145 mit der Hilfspotentialkontaktstelle 147 verbunden, die auf der anderen Hauptoberfläche 124b der Keramikschicht 124 über einen Durchgangslochleiter 146 ausgebildet ist, der in der Keramikschicht 124 derart ausgebildet ist, dass er sich dadurch erstreckt. Wie oben erwähnt, steht der Hilfspotentialanschluss 47 in Kontakt mit dem Hilfspotentialfeld 147 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Trennelements 45. Wie oben erwähnt, ist der 2-1 Heizungsanschluss 48 in Kontakt mit der 2-1 Heizerkontaktstelle 156 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Trennelements 45. Auch ist ein proximaler Endabschnitt 153k des anderen Heizvorrichtungsleitungsteils 153 in Kontakt mit der 2-2 Heizerkontaktstelle 158, die auf der anderen Hauptoberfläche 124b der Keramikschicht 124 ausgebildet ist, über einen Durchgangslochleiter 157, der in der Keramikschicht 124 derart ausgebildet ist, dass er sich dadurch erstreckt. Wie oben erwähnt, ist der 2-2 Heizeranschluss 49 in Kontakt mit der 2-2 Heizerkontaktstelle 158 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Trennelements 45.
  • Als nächstes werden die elektrischen Drähte 161, 163, 171, 173, 175 und 177 beschrieben (siehe die 1 und 3). Von diesen sechs elektrischen Leitungen sind die zwei elektrische Drähte 161 und 163 dreifache Koaxialkabel (Triaxialkabel), und die verbleibenden vier elektrische Drähte 171, 173, 175 und 177 sind einadrige isolierte elektrische Drähte mit kleinem Durchmesser.
  • Entladungspotential-Zuleitungsdraht 162 als einen Kerndraht (Mittelleiter) auf. Wie oben erwähnt, ist der Entladungspotentialzuführungsdraht 162 mit dem Entladungspotentialanschluss 46 innerhalb des ersten Einfügungslochs 45c des zweiten Separators 45 verbunden. Auch hat der elektrische Draht 163 den Hilfspotentialzuführungsdraht 164 als einen Kerndraht (Mittelleiter). Der Hilfspotentialanschlussdraht 164 ist mit dem Hilfspotentialanschluss 47 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Separators 45 verbunden. Von den koaxialen doppelten Außenleitern der elektrischen Drähte 161 und 163 sind die inneren Außenleiter 161g1 und 163g1, die auf der Innenseite angeordnet sind, mit dem Innenrohr-Metallverbindungselement 50 des inneren Metallelements 20 verbunden, um dadurch auf dem ersten Potential PV1 gehalten zu werden. Indessen sind die außenseitigen Außenleiter 161g2 und 163g2, die an der Außenseite angeordnet sind, mit dem Außenrohr-Metallverbindungselement 95 elektrisch mit dem äußeren Metallelement 70 verbunden, um dadurch auf dem Massepotential PVE gehalten zu werden.
  • Außerdem weist der elektrische Draht 171 den Heizungsleitungsdraht 172 als einen Kerndraht auf. Außerdem hat der elektrische Draht 177 den Heizungsleitungsdraht 178 als einen Kerndraht. Wie oben beschrieben, sind die Heizungszuleitungsdrähte 172 und 178 über die Verbindungsanschlüsse 181 und 182 mit den zwei Heizerzuleitungsabschnitten 107 des flächigen Heizerabschnitts 102 des isolierenden Abstandshalters 100 verbunden (insbesondere mit den Anschlussflecken 107m). Außerdem hat der elektrische Draht 173 den 2-1 Heizerzuleitungsdraht 174 als einen Kerndraht. Der 2-1 Heizerzuleitungsdraht 174 ist mit dem 2-1 Heizungsanschluss 48 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Separators 45 verbunden. Außerdem weist der elektrische Draht 175 den 2-2 Heizerzuleitungsdraht 176 als einen Kerndraht auf. Der 2-2-Heizerzuleitungsdraht 176 ist mit dem 2-2-Heizeranschluss 49 innerhalb des zweiten Einführungslochs 45d des zweiten Separators 45 verbunden.
  • Als nächstes wird der Schaltungsabschnitt 200 beschrieben. Wie in 4 gezeigt, ist der Schaltungsabschnitt 200 mit den elektrischen Drähten 161, 163, 171, 173, 175 und 177 des Feinpartikelsensors 10 verbunden. Der Schaltungsabschnitt 200 treibt den Feinpartikelsensor 10 an und erfasst einen Signalstrom Is (wird später beschrieben). Der Schaltungsabschnitt 200 weist eine Ionenquellen-Energieversorgungsschaltung 210, eine Hilfselektroden-Energieversorgungsschaltung 240 und eine Messungssteuerschaltung 220 auf.
  • Von diesen Schaltungen hat die Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 einen ersten Ausgangsanschluss 211, der auf dem ersten Potenzial PV1 gehalten wird, und einen zweiten Ausgangsanschluss 212, der auf einem zweiten Potenzial PV2 gehalten wird. Das zweite Potential PV2 ist ein positives hohes Potential in Bezug auf das erste Potential PV1.
  • Die Hilfselektroden-Stromversorgungsschaltung 240 hat einen ersten Hilfsausgangsanschluss 241, der auf dem ersten Potential PV1 gehalten wird, und einen zweiten Hilfsausgangsanschluss 242, der auf einem Hilfselektrodenpotential PV3 gehalten wird. Das Hilfselektrodenpotential PV3 ist ein positives hohes Gleichspannungspotential in Bezug auf das erste Potential PV1, ist jedoch niedriger als ein Spitzenpotential des zweiten Potentials PV2.
  • Die Messsteuerschaltung 220 weist eine Signalstrom-Erfassungsschaltung 230, eine erste Heizerbestromungsschaltung 223, eine zweite Heizerbestromungsschaltung 225 und einen Mikroprozessor 221 auf. Von diesen weist die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 einen ersten Eingangsanschluss 231 auf ein erstes Potenzial PV1 und einen zweiten Eingangsanschluss 232 auf. Die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 erfasst den Signalstrom Is, der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 231 und dem zweiten Eingangsanschluss 232 fließt. Insbesondere ist das erste Potenzial PV1 um ein höher als das Massepotenzial PVE Offsetspannung Voffset (insbesondere 0,5 V). Dementsprechend hat der zweite Eingangsanschluss 232 ein Potential, das um die Offset-Spannung Voffset (insbesondere 0,5 V) höher als das Massepotential PVE ist.
  • Außerdem hat die erste Heizerbestromungsschaltung 223 einen 1-1 Heizerbestromungsanschluss 223a, der mit dem Heizerleitungsdraht 172 der elektrischen Leitung 171 verbunden ist, und einen 1-2 Heizerbestromungsanschluss 223b, der auf dem Massepotential PVE gehalten wird. Die erste Heizerbestromungsschaltung 223 erregt die Abstandshalterheizung 105 des isolierenden Abstandshalters 100 durch PWM-Steuerung, wodurch bewirkt wird, dass der Wärmeerzeugungswiderstand 106 der Abstandshalterheizung 105 Wärme erzeugt.
  • Außerdem hat die zweite Heizerbestromungsschaltung 225 einen 2-1 Heizerbestromungsanschluss 225a, der mit dem 2-1 Heizungsleitungsdraht 174 des elektrischen Drahts 173 verbunden ist, und einen 2-2 Heizungsversorgungsanschluss 225b, der mit der 2-2 Heizerleitung 176 der elektrischen Leitung 175 verbunden ist, um dadurch auf dem Massepotential PVE gehalten zu werden. Die zweite Heizerbestromungsschaltung 225 bestromt das Heizelement 150 des Keramikelements 120 durch PWM-Steuerung, wodurch bewirkt wird, dass der Wärmeerzeugungswiderstand 151 des Heizelements 150 Wärme erzeugt.
  • In dem Schaltungsabschnitt 200 sind die Ionenquellen-Energieversorgungsschaltung 210 und die Hilfselektroden-Energieversorgungsschaltung 240 von einem inneren Schaltungsgehäuse 250, das auf dem ersten Potential PV1 gehalten wird, umgeben. Auch nimmt das innere Schaltungsgehäuse 250 einen sekundären Eisenkern 271b eines isolierten Transformators 270 auf und umgibt es, und steht elektrisch mit den innenseitigen Außenleiter 161g1 und 163g1 der elektrischen Drähte 161 und 163 in Verbindung, die auf dem ersten Potential PV1 gehalten werden. Der isolierte Transformator 270 ist derart konfiguriert, dass sein Eisenkern 271 in einen primären Eisenkern 271a mit einer darauf gewickelten Primärspule 272 und den sekundären Eisenkern 271b, welcher eine speisungsschaltungsseitigen Spule 273 und eine darauf gewickelten Hilfselektrode-Stromversorgungsseitige Spule 274 aufweist. Der primäre Eisenkern 271a steht elektrisch mit dem Massepotential PVE in Verbindung, und der sekundäre Eisenkern 271b steht elektrisch mit dem ersten Potential PV1 in Verbindung.
  • Ferner sind die Ionenquellen-Energieversorgungsschaltung 210, die Hilfselektroden-Energieversorgungsschaltung 240, das innere Schaltungsgehäuse 250 und die Messsteuerschaltung 220 von einem äußeren Schaltungsgehäuse 260 umgeben, das auf dem Massepotential PVE gehalten wird. Auch nimmt das äußere Schaltungsgehäuse 260 den primären Eisenkern 271a des isolierten Transformators 270 auf und umgibt es, und steht elektrisch mit den außenseitigen Außenleitern 161g2 und 163g2 der elektrischen Drähte 161 und 163, die auf dem Massepotential PVE gehalten werden, in Verbindung.
  • Die Messsteuerschaltung 220 hat ein eingebautes Reglernetzteil PS. Die Regulatorstromversorgung PS wird durch eine externe Batterie BT über eine Stromversorgungsverdrahtung BC angesteuert. Ein Teil der elektrischen Energie, die über die Regulatorstromversorgung PS in die Messsteuerschaltung 220 eingegeben wird, wird über den isolierten Transformator 270 an die Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 und die Hilfselektrodenstromversorgungsschaltung 240 verteilt. Auch die Messsteuerschaltung 220 weist den Mikroprozessor 221 auf und kann über eine Kommunikationsleitung CC mit einer Steuereinheit ECU zum Steuern des Verbrennungsmotors kommunizieren. Somit kann die Messsteuerschaltung 220 Signale, die die Messergebnisse anzeigen (die Größe des Signalstroms Is), durch die zuvor erwähnte Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 usw. an die Steuereinheit ECU senden.
  • Als nächstes werden die elektrische Funktion und der Betrieb des Feinpartikelerfassungssystems 1 beschrieben. Das Entladungselektrodenelement 130 des Keramikelements 120 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 212 der Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 durch den Entladungspotentialanschlussdraht 162 der elektrischen Drähte 161 verbunden und steht mit diesem elektrisch in Verbindung, um dadurch auf dem zweiten Potential gehalten zu werden PV2 (siehe die 4, 8 und 9). Indessen ist das Hilfselektrodenelement 140 des Keramikelements 120 über den Hilfspotentialanschlussdraht 164 des Elektrodrahts 163 mit dem zweiten Hilfsausgangsanschluss 242 der Hilfselektrodenversorgungsschaltung 240 verbunden und steht mit diesem elektrisch in Verbindung, um dadurch auf dem Hilfselektrodenpotential PV3 gehalten zu werden. Ferner ist das innere Metallelement 20 über die innenseitigen Außenleiter 161g1 und 163g1 der elektrischen Drähte 161 und 163 mit dem Innenstromkreisgehäuse 250 usw. verbunden und steht mit diesem elektrisch in Verbindung, um dadurch auf dem ersten Metallelement Potential PV1 gehalten zu werden (siehe die 1, 3 und 4). Zusätzlich ist das äußere Metallelement 70 über die äußeren Außenleiter 161g2 und 163g2 der elektrischen Drähte 161 und 163 mit dem äußeren Schaltungsgehäuse 260 usw. verbunden und steht mit diesem elektrisch in Verbindung, um dadurch auf dem Massepotential PVE gehalten zu werden.
  • Das zweite Potenzial PV2 einer positiven Hochspannung (z. B. 1 kV bis 2 kV) wird von der Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 des Schaltungsabschnitts 200 durch die Entladung an den nadelförmigen Elektrodenabschnitt 131 des Entladungselektrodenelements 130 durch die Potentialzuführungsleitung 162 der elektrischen Drähte 161, die Entladungspotentialklemme 46 und die Entladungspotentialanschlussfläche 135 angelegt. Als Ergebnis tritt eine Gasentladung auf. Insbesondere tritt eine Koronaentladung zwischen dem nadelförmigen Endabschnitt 131s des nadelförmigen Elektrodenabschnitts 131 und der inneren Schutzvorrichtung 60 auf, die auf dem ersten Potential PV1 gehalten wird, wodurch Ionen CP um den nadelförmigen Endabschnitt 131s herum erzeugt werden (vgl. 10).
  • Wie oben beschrieben, wird durch die Wirkung der Gaseinführungsleitung 25 das Abgas EG in das Innere der inneren Schutzeinrichtung 60 eingeleitet, und ein Fluss des eingeführten Gases EGI von der proximalen Endseite GK in Richtung der distalen Endseite GS ist in der Nähe des Keramikelements 120 erzeugt. Daher haften die erzeugten Ionen CP an Feinpartikeln S, die in dem eingeleiteten Gas EGI enthalten sind. Als Ergebnis werden die Feinpartikel S positiv geladene Feinpartikel SC, die zusammen mit dem eingeführten Gas EGI in Richtung der Gasauslassöffnung 60e strömen und in das Abgasrohr EP abgegeben werden (siehe 10).
  • Indessen wird ein vorbestimmtes Potential (z. B. ein positives DC-Potential von 100 V bis 200 V) von der Hilfselektroden-Stromversorgungsschaltung 240 des Schaltungsabschnitts 200 über das Hilfspotential an den Hilfselektrodenteil 141 des Hilfselektrodenelements 140 über den Leitungsdraht 164 des Elektrodrahts 163, den Hilfspotentialanschluss 47 und das Hilfspotentialpad 147 angelegt, so dass der Hilfselektrodenteil 141 auf dem Hilfselektrodenpotential PV3 gehalten wird. Somit wirkt eine Abstoßungskraft, die von dem Hilfselektrodenabschnitt 141 zu der inneren Schutzeinrichtung 60 (Sammelelektrode) auf der radial äußeren Seite gerichtet ist, auf schwebende Ionen CPF, die einige der erzeugten Ionen CP sind und nicht an den Feinpartikeln S anhaften. Als Ergebnis werden die schwebenden Ionen CPF veranlasst, an verschiedenen Abschnitten der Sammelelektrode (innere Schutzeinrichtung 60) anzuhaften, wodurch das Sammeln der schwebenden Ionen CPF durch die Sammelelektrode unterstützt wird (siehe 10). Somit können die schwebenden Ionen CPF zuverlässig gesammelt werden, und es wird verhindert, dass die schwebenden Ionen CPF durch die Gasauslassöffnung 60e entladen werden.
  • In dem Feinpartikelerfassungssystem 1 erfasst die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 den Signalstrom Is, der ein Sensorsignal ist, das der Ladungsmenge von ausgestoßenen Ionen CPH entspricht, die an den aufgeladenen Feinpartikeln SC anhaften, die durch die Gasauslassöffnung 60e abgegeben werden. Als Ergebnis kann die Menge (Konzentration) der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG enthalten sind, erfasst werden. Wie oben beschrieben, werden in der vorliegenden Ausführungsform 1 die mittels Gasentladung erzeugten Ionen CP dazu gebracht, an den Feinpartikeln S, die in dem in die Gaseinführungsleitung 25 eingeführten Abgas EG enthalten sind, anzuhaften, um dadurch die elektrisch aufgeladenen Feinpartikel SC zu erzeugen, wobei die Menge der Feinpartikel S in dem Abgas EG durch Verwendung des Signalstroms Is erfasst wird, der zwischen dem ersten Potenzial PV1 und dem Massepotenzial PVE, in Übereinstimmung mit der Menge der elektrisch aufgeladenen Feinpartikel SC, fließt.
  • Ferner weist der Feinpartikelsensor 10 in dem Keramikelement 120 das Heizelement 150 auf. Die 2-1 Heizerkontaktstelle 156 des Heizelements 150 steht elektrisch mit dem 2-1 Heizerbestromungsanschluss 225a der zweiten Heizbestromungsschaltung 225 des Schaltungsabschnitts 200 durch den 2-1 Heizeranschluss 48 und den 2-1 Heizerleitungsdraht 174 des elektrischen Drahts 173 in Verbindung. Auch ist die 2-2 Heizerkontaktstelle 158 des Heizelements 150 elektrisch mit dem 2-2 Heizerbestromungsanschluss 225b der zweiten Heizerbestromungsschaltung 225 durch den 2-2-Heizeranschluss 49 und die 2-2-Heizeranschlussleitung 176 der elektrischen Leitung 175 verbunden.
  • Wenn daher eine vorbestimmte Heizerbestromungsspannung von der zweiten Heizerbestromungsschaltung 225 zwischen der 2-1 Heizerkontaktstelle 156 und der 2-2 Heizerkontaktstelle 158 angelegt wird, erzeugt bei Bestromung der Wärmeerzeugungswiderstand 151 des Heizelements 150 Wärme. Infolgedessen wird das Keramikelement 120 erwärmt, wodurch Fremdsubstanzen (Wassertröpfchen, Ruß usw.), die an dem Keramikelement 120 anhaften, entfernt werden können. Daher können die Isolationseigenschaften des Keramikelements 120 wiederhergestellt oder beibehalten werden.
  • Im Übrigen kommen die Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 der vorliegenden Ausführungsform 1 in Kontakt mit dem Abgas EG, das durch das Abgasrohr EP strömt. Daher können Fremdstoffe (Wasser, Ruß usw.), die in dem Abgas EG enthalten sind, an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 anhaften. Wenn solche Fremdstoffe an den Gaskontaktflächen 100m anhaften, verschlechtern sich die Isolationseigenschaften des isolierenden Abstandshalters 100, wobei sich die Isolation zwischen dem inneren Metallelement 20, das auf dem ersten Potential PV1 gehalten wird, und dem äußeren Metallelement 70, das auf dem Massepotential PVE gehalten wird, verschlechtert. In einem solchen Fall kann der Feinpartikelsensor 10 die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S nicht richtig erfassen.
  • Angesichts dessen weist der Feinpartikelsensor 10 der vorliegenden Ausführungsform 1 den Abstandhalterheizer 105 in dem isolierenden Abstandhalter 100 auf. Die eine Anschlusskontaktfläche 107m des Abstandhalterheizers 105 ist mit dem 1-1-Heizerbestromungsanschluss 223a der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 durch den Verbindungsanschluss 181 und den Heizungsleitungsdraht 172 des elektrischen Drahts 171 verbunden. Außerdem ist die andere Anschlusskontaktfläche 107m des Abstandhalterheizers 105 mit dem 1-2 Heizerbestromungsanschluss 223b der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 durch den Verbindungsanschluss 182 und den Heizungsleitungsdraht 178 des elektrischen Drahts 177 verbunden. Diese Verbindung ermöglicht der ersten Heizungsversorgungsschaltung 223, elektrische Energie an den Abstandhalterheizer 105 (den Wärmeerzeugungswiderstand 106) zu liefern.
  • Wenn daher elektrische Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 an den Abstandhalterheizer 105 geliefert wird, erzeugt der Wärmeerzeugungswiderstand 106 des Abstandhalterheizers 105 Wärme. Als Ergebnis wird der Gaskontaktabschnitt 100s (die Gaskontaktflächen 100m) des isolierenden Abstandshalters 100 erwärmt, wodurch Fremdsubstanzen (Wasser, Ruß usw.), die an den Gaskontaktflächen 100m des Gaskontaktabschnitts 100s haften, entfernt werden können. Als Ergebnis können die Isolationseigenschaften des isolierenden Abstandshalters 100 (die Isolationseigenschaften der Gaskontaktflächen 100m), die sich infolge der Adhäsion von Fremdsubstanzen (Wasser, Ruß, etc.) an den Gaskontaktflächen 100m verschlechtert haben, wiedergewonnen werden.
  • Ein Verfahren zum Wiederherstellen der Isolation zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in der vorliegenden Ausführungsform 1 wird nun im Detail beschrieben.
  • In dem Feinpartikelerfassungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform 1 wird, nachdem der Betrieb des Motors gestartet wurde, ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 (dem ersten Potential PV1) und dem äußeren Metallelement 70 (das Massepotential PVE) in einen zulässigen Bereich fällt. Insbesondere wird, wie oben beschrieben, die Offsetspannung Voffset (insbesondere 0,5 V) zwischen dem inneren Metallelement 20 (dem ersten Potential PV1) und dem äußeren Metallelement 70 (dem Massepotential PVE) angelegt. Daher fließt ein Leckstrom Im zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in Übereinstimmung mit dem Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70. Dieser Leckstrom Im wird durch die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 erfasst. Der Mikroprozessor 221 bestimmt, ob die Größe des Leckstroms Im, der von der Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 erfasst wird, in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere gleich oder kleiner als ein Bezugswert Ims (Schwellenwert) ist, der im Voraus eingestellt wurde. In der vorliegenden Ausführungsform 1 wird der „Isolationsgrad“ durch die Größe des Leckstroms Im dargestellt.
  • Insbesondere ist der zulässige Bereich für den Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70; insbesondere der Bezugswert Ims (Schwellenwert) für den Leckstrom Im auf der Grundlage des Bereichs des Isolationsgrades eingestellt, innerhalb dessen das Feinpartikelerfassungssystem 1 die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S geeignet detektieren kann. In dem Fall, in dem eine Fremdsubstanz (Wasser, Ruß usw.) an den Gaskontaktflächen 100m des Gaskontaktabschnitts 100s des isolierenden Abstandshalters 100 anhaftet, ist es möglich zu bestimmen, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 außerhalb des zulässigen Bereichs fällt; insbesondere ist der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims (Schwellenwert).
  • In dem Fall, in dem das Feinpartikelerfassungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform 1 bestimmt wird, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 außerhalb des zulässigen Bereichs (insbesondere ist der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims), wird die Heizerbestromung durchgeführt. Der Abstandhalterheizer 105 wird nämlich durch die erste Heizerbestromungsschaltung 223 bestromt, um zu bewirken, dass der Wärmeerzeugungswiderstand 106 Wärme erzeugt, um dadurch den Gaskontaktabschnitt 100s (die Gaskontaktflächen 100m) des isolierenden Abstandshalters 100 zu heizen.
  • Genauer gesagt wird in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist, nachdem der Betrieb des Motors gestartet wird, die Heizerbestromung durchgeführt, um die Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur zu erhöhen, bei der die an den Gaskontaktflächen 100m anhaftende Fremdsubstanz (Wasser, Ruß oder dergleichen) entfernt wird (insbesondere eine Temperatur im Bereich von 500° C bis 600° C). Dieser Heizvorgang entfernt die Fremdsubstanz (Wasser, Ruß oder dergleichen), die an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 anhaftet, und stellt die Isolationseigenschaften des isolierenden Abstandshalters 100 (die Isolationseigenschaften der Gaskontaktflächen 100m), die als Folge der Adhäsion der Fremdsubstanz an den Gaskontaktflächen 100m verschlechtert wurden, wieder her.
  • Im Übrigen, wenn die oben beschriebene Heizerbestromung (insbesondere die Bestromung zum Erhöhen der Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 500° C bis 600° C) durchgeführt wird, nimmt, da die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 ansteigt, der Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters 100 ab. Daher kann das isolierende Abstandselement 100 unmittelbar nach dem Ausführen der oben beschriebenen Heizerbestromung nicht in der Lage sein, eine elektrische Isolierung zwischen dem inneren metallischen Element 20 und dem äußeren Metallelement 70 in geeigneter Weise bereitzustellen. In einem solchen Fall besteht eine Möglichkeit, wenn der Feinpartikelsensor 10 betrieben wird, nach der Durchführung der zweiten Heizerbestromung, so dass die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S erfasst wird, dass die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG enthalten sind, nicht geeignet erfasst werden kann.
  • Angesichts dessen wird in dem Feinpartikelerfassungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform 1 in dem Fall, in dem der Feinpartikelsensor 10 nach der Durchführung der oben beschriebenen Heizerbestromung betrieben wird, der Feinpartikelsensor 10 nach Ablauf von einer bestimmten Abkühlzeit tc nach dem Ende der Heizerbestromung betrieben. Als Folge des Verstreichens der bestimmten Abkühlzeit tc nach dem Ende der Heizerbestromung fällt die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 ab, wodurch der Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters 100 wiederhergestellt werden kann. Als Ergebnis kann der isolierende Abstandshalter 100 in geeigneter Weise eine elektrische Isolierung zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 bereitstellen. Durch Ansteuern des Feinpartikelsensors 10 danach kann die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S angemessen erfasst werden.
  • Unterdessen wird in dem Fall, in dem ohne die Durchführung der oben beschriebenen Heizerbestromung festgestellt wird, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere wird bestimmt, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist), wird der Feinpartikelsensor 10 nach der Bestimmung angesteuert, ohne auf den Ablauf der Abkühlzeit tc zu warten. Als Ergebnis kann die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG enthalten sind, in geeigneter Weise erfasst werden.
  • Bemerkenswerterweise wird in der vorliegenden Ausführungsform 1 die „bestimmte Abkühlzeit tc“ auf eine Zeit (beispielsweise 10 Minuten) eingestellt, innerhalb derer die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100, die aufgrund der Heizerbestromung erhöht ist, erwartungsgemäß auf die Temperatur vor einer Durchführung der Heizerbestromung absinkt.
  • Außerdem ist in dem Feinpartikelerfassungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform 1 der Signalstrom Is sehr klein. Wie oben beschrieben, wird in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist, die Erfassung der Menge der Feinpartikel S durchgeführt. Unterdessen wird in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist, die Fremdsubstanz, die an den Gaskontaktflächen 100m anhaftet, durch die Heizerbestromung und nach Verstreichen der bestimmten Abkühlzeit tc wird nach dem Ende der Heizerbestromung die Erfassung der Menge der Feinpartikel S durchgeführt. Als Ergebnis kann in dem Feinpartikelerfassungssystem 1 der sehr kleine Signalstrom Is geeignet erfasst werden, ohne durch den Leckstrom Im beeinflusst zu werden, wodurch die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S in geeigneter Weise erfasst werden kann.
  • Als nächstes wird der Ablauf der Erfassung der Feinpartikel gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 beschrieben. 11 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Erfassung der Feinpartikel gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 zeigt.
  • Wenn der Betrieb des Motors als Ergebnis eines Schlüsselschalters (nicht gezeigt) des Motors gestartet wird, erfasst in Schritt S1 in Reaktion auf einen Befehl von dem Mikroprozessor 221 die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 den Leckstrom Im, der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 231 und dem zweiten Eingangsanschluss 232 fließt; nämlich zwischen dem inneren Metallelement 20 (dem ersten Potential PV1) und dem äußeren Metallelement 70 (dem Massepotential PVE). Anschließend bestimmt der Mikroprozessor 221 in Schritt S2, ob die Größe des Leckstroms Im, der von der Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 erfasst wird, in den zulässigen Bereich fällt (genauer gesagt, gleich oder kleiner als der im Voraus festgelegte Bezugswert Ims ist).
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 bestimmt, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist (JA), geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt S3 über, um den Feinpartikelsensor 10 anzusteuern. Insbesondere, wie oben beschrieben, führt der Mikroprozessor 221 Prozesse durch, wie zum Beispiel die Erzeugung von Ionen CP durch Koronaentladung, durch Aktivieren der Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 und der Hilfselektrodenenergieversorgungsschaltung 240.
  • Anschließend fährt der Mikroprozessor 221 mit Schritt S4 fort, um die Menge der im Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S zu erfassen. Insbesondere, wie oben beschrieben, erfasst der Mikroprozessor 221 ein Signal (Signalstrom Is), das der Ladungsmenge der entladenen Ionen CPH entspricht, unter Verwendung der Signalstrom-Erfassungsschaltung 230. Als Ergebnis kann die Menge (Konzentration) der im Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S erfasst werden.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt S2 bestimmt, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist (NEIN), geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt S5 über, um die Heizerbestromung zu starten. Als Reaktion auf eine Anweisung von dem Mikroprozessor 221 führt die erste Heizerbestromungsschaltung 223 des Abstandhalterheizers 105 durch PWM-Steuerung elektrische Energie zu, um dadurch die Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur zu erhöhen, bei der die Fremdsubstanz (Wasser, Ruß oder dergleichen), die an den Gaskontaktflächen 100m haftet, entfernt wird (insbesondere eine Temperatur im Bereich von 500° C bis 600° C).
  • Danach bestimmt der Mikroprozessor 221 in Schritt S6, ob eine vorbestimmte Zeit nach dem Beginn der Zufuhr von elektrischer Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 zu dem Abstandhalterheizer 105 verstrichen ist oder nicht (der Mikroprozessor 221 bestimmt zum Beispiel, ob oder nicht die Zeitspanne, während der elektrische Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 an den Abstandhalterheizer 105 geliefert wird, eine bestimmte Bestromungszeit, die im Voraus eingestellt wurde, erreicht hat). Es ist anzumerken, dass die vorbestimmte Zeit (bestimmte Bestromungszeit) vorzugsweise beispielsweise auf eine Zeit eingestellt wird, die zum Entfernen der an dem Gaskontaktabschnitt 100s anhaftenden Fremdsubstanz notwendig und ausreichend ist.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt S6 bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit nach dem Start der Bestromung verstrichen ist (JA), geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt S7 über. In Schritt S7 beendet die erste Heizerbestromungsschaltung 223 als Reaktion auf eine Anweisung von dem Mikroprozessor 221 die Zufuhr von elektrischer Energie zu dem Abstandhalterheizer 105. In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt S6 bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit nach dem Beginn der Zufuhr von elektrischer Energie zu den Abstandhalterheizer 105 (NEIN) noch nicht verstrichen ist, wiederholt der Mikroprozessor 221 den Bestimmungsprozess von Schritt S6, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Als Ergebnis der Durchführung der Prozesse der Schritte S5 bis S7 wird die Heizeraktivierung durchgeführt, wodurch die an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 anhaftende Fremdsubstanz entfernt wird.
  • Wenn der Mikroprozessor 221 in Schritt S7 die Heizerbestromung beendet, indem die Stromversorgung des Abstandhalterheizers 105 beendet wird, geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt S8, um zu bestimmen, ob die bestimmte Abkühlzeit tc nach dem Ende der Heizerbestromung abgelaufen ist oder nicht (die Zufuhr von elektrischer Energie zu den Abstandhalterheizer 105 durch die erste Heizerbestromungsschaltung 223). In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 bestimmt, dass die Abkühlzeit tc noch nicht abgelaufen ist (NEIN), wiederholt der Mikroprozessor 221 den Bestimmungsprozess von Schritt S8, bis die Abkühlzeit tc verstrichen ist. Danach, in dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt S8 bestimmt, dass die Abkühlzeit tc verstrichen ist (JA), geht der Mikroprozessor 221 zu den Schritten S3 und S4 über und erfasst durch Durchführen des oben beschriebenen Prozesses die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S.
  • Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform 1, nachdem der Betrieb des Motors (Verbrennungsmotors) gestartet wurde, vor dem Beginn des Betreibens des Feinpartikelsensors 10 ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob oder nicht der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, ob der Leckstrom Im, der zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 fließt, gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist).
  • In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist), wird die Menge der Feinpartikel S durch Betreiben des Feinpartikelsensors erfasst. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad außerhalb des zulässigen Bereichs liegt (insbesondere, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist), wird die an den Gaskontaktflächen 100m haftende Fremdsubstanz durch die Heizerbestromung entfernt und nach Verstreichen der bestimmten Abkühlzeit tc nach der Heizerbestromung wird die Menge der Feinpartikel S erfasst. Dementsprechend kann in dem Feinpartikelerfassungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform 1, nachdem der Betrieb des Motors (Verbrennungsmotors) begonnen hat, die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG, das von dem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, enthalten sind, geeignet erfasst werden.
  • Bemerkenswerterweise entsprechen der Mikroprozessor 221, welcher die Prozesse der Schritte S1 und S2 durchführt, und die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 der „Isolationsprüfeinrichtung“. Auch der Mikroprozessor 221, der den Prozess von Schritt S3 ausführt, die Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 und die Hilfselektroden-Energieversorgungsschaltung 240 entsprechen der „Sensorbetriebseinrichtung“. Außerdem entsprechen der Mikroprozessor 221, der die Prozesse der Schritte S5 bis S7 ausführt und die erste Heizerbestromungsschaltung 223 der „Heizerbestromungseinrichtung“.
  • Ausführungsform 2
  • Als nächstes wird die Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 im Hinblick auf den Fluss der Feinpartikelerfassung (insbesondere die Heizerbestromung und die nachfolgenden Prozesse) (entsprechend dem in den Mikroprozessor 221 eingegebenen Steuerprogramm) und ist in anderen Punkten die gleiche wie die Ausführungsform 1. Daher wird hauptsächlich der Punkt beschrieben, der sich von dem der Ausführungsform 1 unterscheidet, und die Punkte, die mit denen der Ausführungsform 1 identisch sind, werden nicht beschrieben oder werden in vereinfachter Weise beschrieben.
  • Wie in dem Fall des Feinpartikelerfassungssystems 1 der Ausführungsform 1, in dem Feinpartikelerfassungssystem 301 der vorliegenden Ausführungsform 2 (siehe die 1 und 4), nachdem der Betrieb der Maschine gestartet ist, führt der Mikroprozessor 221 einen Test zum Bestimmen, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 (dem ersten Potential PV1) und dem äußeren Metallelement 70 (dem Massepotential PVE) in den zulässigen Bereich fällt oder nicht. Insbesondere misst die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 den Leckstrom Im (Schritt T1 von 12) und der Mikroprozessor 221 bestimmt, ob die Größe des gemessenen Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims (Schwellenwert), der im Voraus eingestellt wurde, ist (Schritt T2 von 12)).
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 feststellt, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist), führt der Mikroprozessor 221 Heizerbestromung durch. Insbesondere veranlasst der Mikroprozessor 221, die erste Heizerbestromungsschaltung 223 den Abstandhalterheizer 105 zu bestromen, um dadurch zu bewirken, dass der Wärmeerzeugungswiderstand 106 Wärme erzeugt. Als Ergebnis wird der Gaskontaktabschnitt 100s des isolierenden Abstandshalters 100 geheizt. In der vorliegenden Ausführungsform 2 führt der Mikroprozessor 221 jedoch eine Heizerbestromung (im Folgenden als „erste Heizerbestromung“ bezeichnet) durch, die sich von der Heizerbestromung des Ausführungsbeispiels 1 unterscheidet.
  • Insbesondere führt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 der Mikroprozessor 221 in dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 bestimmt, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist, nachdem der Betrieb des Motors gestartet wurde, die erste Heizerbestromung durch, zum Erhöhen der Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur, bei der an den Gaskontaktflächen 100m anhaftendes Wasser entfernt wird (beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 100° C bis 150° C) (Schritte T5 bis T7 von 12). Durch dieses Heizen kann das an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 anhaftende Wasser entfernt (verdampft) werden.
  • Übrigens können Fremdsubstanzen (Ruß, Öl usw.), die nicht Wasser sind, die in dem Abgas EG enthalten sind, an den Gaskontaktflächen 100m anhaften. Wenn solche Fremdstoffe an den Gaskontaktflächen 100m anhaften, verschlechtern sich die Isolationseigenschaften der Gaskontaktflächen 100m. Als Ergebnis verschlechtert sich die Isolation zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70, was dazu führen kann, dass die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas E enthalten sind. In einigen Fällen können solche Fremdstoffe nicht durch die oben beschriebene erste Heizerbestromung entfernt werden.
  • Angesichts dessen führt der Mikroprozessor 221 in dem Feinpartikelerfassungssystem 301 der vorliegenden Ausführungsform 2, nachdem die oben beschriebene erste Heizerbestromung beendet ist (nachdem das Wasser, das an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 anhaftet, entfernt worden ist) erneut einen Test durch, um zu bestimmen, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in den zulässigen Bereich fällt oder nicht (insbesondere ob der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist oder nicht) (Schritte T8 bis T9 von 12).
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 feststellt, dass der Isolationsgrad außerhalb des zulässigen Bereichs liegt (insbesondere, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist), führt der Mikroprozessor 221 eine zweite Heizerbestromung durch, die sich von der ersten Heizerbestromung hinsichtlich der Bedingungen der Bestromung des Abstandhalterheizers 105 unterscheidet (Schritte T10 bis T12 von 12). Insbesondere bewirkt der Mikroprozessor 221, dass die erste Heizerbestromungsschaltung 223 den Abstandhalterheizer 105 mit Energie versorgt, um dadurch die Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur zu erhöhen, bei der die an den Gaskontaktflächen 100m anhaftenden Fremdstoffe (Ruß, Öl oder dergleichen) entfernt werden können und die durch die erste Heizerbestromung nicht entfernt werden können (eine Temperatur höher als die Temperatur, die durch die erste Heizerbestromung erreicht wird; zum Beispiel eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 500° C bis 600° C).
  • Die Fremdsubstanzen (Ruß, Öl oder dergleichen), die an den Gaskontaktflächen 100m anhaften und durch die oben beschriebene erste Heizerbestromung nicht entfernt werden können, können entfernt werden (durchgebrannt), indem eine solche zweite Heizerbestromung durchgeführt wird. Als Ergebnis können die Isolationseigenschaften des isolierenden Abstandshalters 100 (die Isolationseigenschaften der Gaskontaktflächen 100m), die sich infolge der Adhäsion von Fremdsubstanzen, wie beispielsweise Ruß, an den Gaskontaktflächen 100m verschlechtert haben, wiedergewonnen werden.
  • Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform 2 das Umschalten zwischen der Bestromung der ersten Heizeinrichtung und der Bestromung der zweiten Heizeinrichtung durch Ändern der relativen Einschaltdauer der durch die erste Heizerbestromungsschaltung 223 durchgeführten PWM-Steuerung durchgeführt. Die Größe der an den Abstandhalterheizers 105 angelegten effektiven Spannung wird geändert, indem das Tastverhältnis der PWM-Steuerung, die von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 durchgeführt wird, geändert wird.
  • Im Übrigen, da die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 als Ergebnis der Durchführung der oben beschriebenen ersten Heizerbestromung ansteigt, nimmt der spezifische Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters 100 ab. In der vorliegenden Ausführungsform 2 sind jedoch die Abmessungen des isolierenden Abstandshalters 100 (insbesondere die Stärke des isolierenden Abstandshalters 100, der zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 liegt) ausreichend groß, so dass selbst wenn sich die Temperatur des isolierenden Abstandhalters 100 als Ergebnis der Durchführung der ersten Heizerbestromung erhöht, der isolierende Abstandhalter 100 eine geeignete elektrische Isolierung zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 bereitstellen kann (mit anderen Worten, wird der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims), wenn die Fremdstoffe von den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandhalters 100 entfernt werden.
  • Daher kann in der vorliegenden Ausführungsform 2, selbst wenn der Feinpartikelsensor 10 unmittelbar nach der ersten Heizerbestromung angesteuert wird, ohne auf das Verstreichen einer Abkühlzeit zu warten, die Feinpartikelerfassung geeignet durchgeführt werden (ohne den Einfluss einer Abnahme des spezifischen Volumenwiderstands des isolierenden Abstandshalters 100, der durch einen Anstieg seiner Temperatur verursacht wird). Auch wenn der Isolationstest nach der der ersten Heizerbestromung durchgeführt wurde, ohne auf den Ablauf einer Abkühlzeit zu warten, ist es möglich zu bestimmen, ob sich die Isolation zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70, die als Ergebnis der Adhäsion von Wasser an den Gaskontaktflächen 100m verschlechtert hatte, wiederhergestellt wurde oder nicht (ohne den Einfluss einer Verringerung des spezifischen Volumenwiderstands des isolierenden Abstandshalters 100 zu erhalten, der durch eine Zunahme seiner Temperatur verursacht wird). Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform 2 eine erste Abkühlzeit für die Bestromung der ersten Heizeinrichtung auf „0“ gesetzt, so dass nach der der ersten Heizerbestromung der Isolationstest durchgeführt wird (Schritt T8 in 12), ohne auf den Ablauf einer Abühlzeit zu warten. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere ist der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims), wird der Feinpartikelsensor 10 sofort angesteuert (Schritt T3 von 12), und die Feinpartikelerfassung wird durchgeführt (Schritt T4 von 12).
  • In dem Fall, in dem die oben beschriebene zweite Heizerbestromung durchgeführt wird, ist im Vergleich zu dem Fall, in dem die erste Heizerbestromung durchgeführt wird, der Anstieg der Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 größer und die Abnahme des spezifischen Volumenwiderstands (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters 100 wird größer. Daher kann der isolierende Abstandshalter 100 unmittelbar nach der zweiten Heizerbestromung nicht geeignet sein, eine geeignete elektrische Isolierung zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 bereitzustellen. In einem solchen Fall, wenn der Feinpartikelsensor 10 nach Durchführung der zweiten Heizerbestromung betrieben wird, um die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S zu erfassen, besteht die Möglichkeit, dass die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG enthalten sind, nicht geeignet erfasst werden kann.
  • Um einen solchen Nachteil zu überwinden, wird in dem Feinpartikelerfassungssystem 301 der vorliegenden Ausführungsform 2 in dem Fall, in dem der Feinpartikelsensor 10 nach der zweiten Heizerbestromung angesteuert wird, der Feinpartikelsensor 10 nach Ablauf einer zweiten Abkühlzeit t2 nach dem Ende der zweiten Heizerbestromung angesteuert (Schritt T13 von 12). Infolge des Verstreichens der zweiten Abkühlzeit t2 nach dem Ende der zweiten Heizerbestromung fällt die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 ab, wodurch der spezifische Volumenwiderstand (volumenspezifischer Widerstand) des isolierenden Abstandshalters 100 wiederhergestellt werden kann. Als Ergebnis kann der isolierende Abstandshalter 100 in geeigneter Weise eine elektrische Isolierung zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 bereitstellen. Durch Ansteuern des Feinpartikelsensors 10 danach kann die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S angemessen erfasst werden.
  • Bemerkenswerterweise ist die „zweite Abkühlzeit t2“ eine „Abkühlzeit, die gemäß den Bestromungsbedingungen des Abstandhalterheizers 105 durch die zweite Heizerbestromung eingestellt wird (zum Beispiel das Tastverhältnis der PWM-Steuerung, die von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 durchgeführt wird)“, und eine Abkühlzeit ist, die im Voraus für die zweite Heizerbestromung eingestellt wird. In der vorliegenden Ausführungsform 2 ist die „zweite Abkühlzeit t2“ auf eine Zeit (beispielsweise 10 Minuten) eingestellt, innerhalb derer die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100, die aufgrund der zweiten Heizerbestromung erhöht ist, erwartungsgemäß auf die Temperatur vor der Durchführung der zweiten Heizerbestromung fällt.
  • Als nächstes wird der Ablauf der Erfassung von Feinpartikeln gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Erfassung von Feinpartikeln gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 zeigt. Insbesondere ist Schritt T14, der durch eine unterbrochene Linie in 12 gezeigt ist, ein Prozess, der in der Abwandlung 1 durchgeführt wird, die später beschrieben wird, und die in der vorliegenden Ausführungsform 2 nicht durchgeführt wird.
  • Wenn der Betrieb des Motors infolge des Einschaltens des Schlüsselschalters (nicht gezeigt) des Motors gestartet wird, erfasst der Mikroprozessor 221 in Schritt T1 den Leckstrom Im, wie in dem Fall von Schritt S1 der Ausführungsform 1. Nachfolgend bestimmt in Schritt T2 der Mikroprozessor 221, ob die Größe des Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt oder nicht (genauer gesagt gleich oder kleiner als der im Voraus eingestellte Bezugswert Ims ist), wie im Falle von Schritt S2 der Ausführungsform 1.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T2 bestimmt, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist (JA), schreitet der Mikroprozessor 221 zu Schritt T3 fort, um den Feinpartikelsensor 10, wie im Falle von Schritt S3 von Ausführungsform 1, anzutreiben. Anschließend geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt T4 über, um die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG enthalten sind, wie in Schritt S4 von Ausführungsform 1, zu erfassen.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T2 bestimmt, dass der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims ist (NEIN), schreitet der Mikroprozessor 221 zu Schritt T5 fort, um die erste Heizerbestromung zu starten. Insbesondere führt als Reaktion auf eine Anweisung von dem Mikroprozessor 221 die erste Heizerbestromungsschaltung 223 durch die PWM-Steuerung zum Ausführen der ersten Heizerbestromung dem Abstandhalterheizer 105 elektrische Energie zu, um dadurch die Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur zu erhöhen, bei welcher Wasser, das an den Gaskontaktflächen 100m anhaftet, entfernt wird (zum Beispiel eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 100° C bis 150° C). In der vorliegenden Ausführungsform 2 wird die erste Heizerbestromung durchgeführt, wobei das Tastverhältnis der PWM-Steuerung, die von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 durchgeführt wird, so eingestellt wird, dass die an die Abstandhalterheizer 105 angelegte effektive Spannung ein "Wert wird, der die Temperatur des Abstandhalterheizer 105 auf eine Temperatur, bei der an den Gaskontaktflächen 100m anhaftendes Wasser entfernt wird (beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 100° C bis 150° C).
  • Danach bestimmt der Mikroprozessor 221 in Schritt T6, ob eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der Zufuhr von elektrischen Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 zu dem Abstandhalterheizer 105 verstrichen ist oder nicht (der Mikroprozessor 221 bestimmt zum Beispiel, ob die Zeitperiode, während der elektrische Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 an den Abstandhalterheizer 105 geliefert wird oder nicht, hat die erste Bestromungszeit erreicht, die im Voraus eingestellt wurde. Es ist anzumerken, dass die vorbestimmte Zeit (erste Bestromungszeit) vorzugsweise beispielsweise auf eine Zeit eingestellt wird, die zur Verdampfung von an dem Gaskontaktabschnitt 100s anhaftendem Wasser notwendig und ausreichend ist.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T6 bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit nach dem Start der Bestromung vergangen ist (JA), schreitet der Mikroprozessor 221 zu Schritt T7 fort. In Schritt T7 beendet die erste Heizerbestromungsschaltung 223 als Reaktion auf eine Anweisung von dem Mikroprozessor 221 die Zufuhr von elektrischer Energie an den Abstandhalterheizer 105. In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T6 bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit noch nicht nach dem Beginn der Zufuhr von elektrischer Energie an den Abstandhalterheizer 105 verstrichen ist (NEIN), wiederholt der Mikroprozessor 221 den Bestimmungsprozess von Schritt T6, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Als Ergebnis der Ausführung der Prozesse der Schritte T5 bis T7 wird die erste Heizerbestromung durchgeführt, wodurch das an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandhalters 100 haftende Wasser entfernt (verdampft) wird.
  • Wenn der Mikroprozessor 221 die erste Heizerbestromung in Schritt S7 beendet, indem die Zufuhr von elektrischer Energie an den Abstandhalterheizer 105 beendet wird, geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt T8 über, um den Leckstrom Im wie im Fall des oben beschriebenen Schritts T1 zu erfassen. Anschließend schreitet der Mikroprozessor 221 zu Schritt T9 fort, um zu bestimmen, ob die Größe des erfassten Leckstroms Im innerhalb des zulässigen Bereichs liegt (genauer gesagt gleich oder kleiner als der im Voraus eingestellte Bezugswert Ims ist), wie in dem Fall des oben beschriebenen Schrittes T2.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T9 bestimmt, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist (JA), geht der Mikroprozessor 221 zu den Schritten T3 und T4 über und führt die oben beschriebenen Prozesse durch, und die Menge der Feinpartikel S, die in dem Abgas EG enthalten sind, zu erfassen.
  • Wenn der Mikroprozessor 221 in Schritt T9 feststellt, dass der Leckstrom Im größer ist als der Bezugswert Ims (NEIN), schreitet der Mikroprozessor 221 zu Schritt T10 fort, um die zweite Heizerbestromung zu starten. Als Reaktion auf eine Anweisung von dem Mikroprozessor 221 führt die erste Heizerbestromungsschaltung 223 des Abstandhalterheizers 105 durch die PWM-Steuerung zur Ausführung der zweiten Heizerbestromung (PWM-Steuerung, bei der das Tastverhältnis größer als bei der PWM-Steuerung für die oben erwähnte erste Heizerbestromung ist), um dadurch die Temperatur des Abstandhalterheizers 105 auf eine Temperatur zum Entfernen der Fremdstoffe (Ruß, Öl oder dergleichen) zu erhöhen, die an den Gaskontaktflächen 100m anhaften und durch die erste Heizerbestromung nicht entfernt werden können (eine Temperatur, die höher ist als die Temperatur, die durch die erste Heizerbestromung erreicht wird; zum Beispiel eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 500° C bis 600° C). In der vorliegenden Ausführungsform 2 wird die zweite Heizerbestromung durchgeführt, wobei das Tastverhältnis der durch die erste Heizerbestromungsschaltung 223 durchgeführten PWM-Steuerung so eingestellt wird, dass die an den Abstandhalterheizer 105 angelegte effektive Spannung ein „Wert erreicht, der die Temperatur des Abstandsheizers 105 auf eine Temperatur erhöhen kann, bei der die Fremdstoffe (Ruß, Öl oder dergleichen), die an den Gaskontaktflächen 100m anhaften und die durch die erste Heizerbestromung nicht entfernt werden können, entfernt werden (z. B. eine Temperatur in der Bereich von 500° C bis 600° C).“
  • Danach bestimmt der Mikroprozessor 221 in Schritt T11, ob eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der Zufuhr von elektrischer Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 an den Abstandhalterheizer 105 verstrichen ist oder nicht (der Mikroprozessor 221 bestimmt zum Beispiel, ob die Zeitspanne, während die elektrische Energie von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 an den Abstandhalterheizer 105 geliefert wird, die im Voraus eingestellte zweite Bestromungszeit erreicht hat oder nicht. Es ist anzumerken, dass die vorbestimmte Zeit (zweite Bestromungszeit) vorzugsweise beispielsweise auf eine Zeit eingestellt wird, die zum Entfernen (Ausbrennen) von an dem Gaskontaktabschnitt 100s anhaftendem Ruß notwendig und ausreichend ist.
  • In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T11 bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit nach dem Start der Bestromung verstrichen ist (JA), schreitet der Mikroprozessor 221 zu Schritt T12 fort. In Schritt T12 beendet die erste Heizerbestromungsschaltung 223 als Reaktion auf eine Anweisung von dem Mikroprozessor 221 die Zufuhr von elektrischer Energie an den Abstandhalterheizer 105. In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T11 bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit noch nicht nach dem Beginn der Zufuhr von elektrischer Energie an den Abstandhalterheizer 105 verstrichen ist (NEIN), wiederholt der Mikroprozessor 221 den Bestimmungsprozess von Schritt T11, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Als Ergebnis der Durchführung der Prozesse der Schritte T10 bis T12 wird die zweite Heizerbestromung ausgeführt, wodurch die Fremdstoffe (Ruß usw.), die an den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandsstücks 100 anhaften (Fremdstoffe, die durch die erste Heizerbestromung nicht entfernt wurden) entfernt werden. Daher ist es möglich, die Isolationseigenschaften des isolierenden Abstandshalters 100 (die Isolationseigenschaften der Gaskontaktflächen 100m), die sich infolge der Adhäsion der Fremdstoffe (Ruß usw.) an den Gaskontaktflächen 100m verschlechtert haben, wiederherzustellen.
  • Wenn der Mikroprozessor 221 in Schritt T12 die zweite Heizerbestromung beendet, indem die Zufuhr von elektrischer Energie an den Abstandhalterheizer 105 beendet wird, geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt T13 über, um zu bestimmen, ob die zweite Abkühlzeit t2 nach dem Ende der zweiten Heizerbestromung verstrichen ist oder nicht. In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 bestimmt, dass die zweite Abkühlzeit t2 noch nicht verstrichen ist (NEIN), wiederholt der Mikroprozessor 221 den Bestimmungsprozess von Schritt T13, bis die zweite Abkühlzeit t2 verstrichen ist. Danach, in dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 feststellt, dass die zweite Abkühlzeit t2 verstrichen ist (JA), geht der Mikroprozessor 221 zu den Schritten T3 und T4 über und erfasst durch Ausführen des oben beschriebenen Prozesses die Menge der in dem Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S.
  • Wie oben beschrieben, wird auch in der vorliegenden Ausführungsform 2, nachdem der Betrieb des Motors (Verbrennungsmotors) gestartet ist, ein Test vor dem Start des Betreibens des Feinpartikelsensors 10 durchgeführt, um zu bestimmen, ob oder nicht der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, ob der Leckstrom Im, der zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 fließt, gleich oder kleiner oder nicht als der Bezugswert Ims ist).
  • In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Referenzwert Ims ist), wird die Menge der Feinpartikel S durch Antreiben des Feinpartikelsensors 10 erfasst. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad außerhalb des zulässigen Bereichs liegt (insbesondere, dass der Leckstrom Im größer als der Referenzwert Ims ist), wird nach dem Durchführen der ersten Heizerbestromung bestimmt, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt. Danach wird die Menge der Feinpartikel S durch Ansteuern des Feinpartikelsensors 10 erfasst.
  • Indessen wird in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad selbst nach der Durchführung der ersten Heizerbestromung außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, nachdem Fremdstoffe wie Ruß von den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandshalters 100 durch Durchführen der zweiten Heizerbestromung entfernt wurden und die Isoliereigenschaften (spezifischer Volumenwiderstand) des isolierenden Abstandshalters 100 als Ergebnis des Verstreichens der zweiten Abkühlzeit t2 wiederhergestellt werden, wird der Feinpartikelsensor 10 betrieben, um die Menge der Feinpartikel S zu erfassen.
  • Dementsprechend kann in dem Feinpartikelerfassungssystem 301 der vorliegenden Ausführungsform 2, nachdem der Betrieb des Motors (des Verbrennungsmotors) begonnen hat, die Menge der Feinpartikel S, die in dem von dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgas EG enthalten sind, geeignet erfasst werden.
  • Bemerkenswerterweise entsprechen der Mikroprozessor 221, der die Prozesse der Schritte T1 und T2 und die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 durchführt, der Mikroprozessor 221, der die Prozesse der Schritte T8 und T9 durchführt, und die Signalstrom-Erfassungsschaltung 230 dem „Isolationsprüfmittel“. Auch der Mikroprozessor 221, der den Prozess von Schritt T3 durchführt, die Ionenquellen-Stromversorgungsschaltung 210 und die Hilfselektroden-Energieversorgungsschaltung 240 entsprechen der „Sensorbetriebseinrichtung“. Auch der Mikroprozessor 221, der die Prozesse der Schritte T5 bis T7 und die erste Heizerbestromungsschaltung 223 durchführt, der Mikroprozessor 221, der die Prozesse der Schritte T10 bis T12 durchführt, und die erste Heizerbestromungsschaltung 223 entsprechen dem „Heizerbestromungseinrichtung“.
  • Abwandlung 1
  • Als nächstes wird die Abwandlung 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Abwandlung 1 unterscheidet sich von der Ausführungsform 2 in einem Teil des Flusses der Feinpartikelerfassung (demgemäß in dem Steuerprogramm, das in den Mikroprozessor 221 eingegeben wird) und ist in anderen Punkten dieselbe wie das Ausführungsbeispiel 2. Daher wird hauptsächlich der Punkt beschrieben, der sich von der Ausführungsform 2 unterscheidet, wobei die Punkte, die mit denen der Ausführungsform 2 identisch sind, nicht beschrieben werden oder in vereinfachter Weise beschrieben werden.
  • Wie oben beschrieben, wird in der Ausführungsform 2 die erste Abkühlzeit für die erste Heizerbestromung auf „0“ gesetzt, so dass nach der ersten Heizerbestromung der Isolationseigenschaftstest ohne auf das Verstreichen der Abkühlzeit zu warten durchgeführt wird, und in dem Fall, indem bestimmt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, dass der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Bezugswert Ims ist), wird der Feinpartikelsensor 10 sofort getrieben, um die Feinpartikelerfassung durchzuführen (siehe 12). Der Grund, warum solch ein Prozess möglich ist, besteht darin, dass in der Ausführungsform 2 die Abmessungen des isolierenden Abstandshalters 100 (genauer gesagt die Dicke des isolierenden Abstandshalters 100 zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70) ausreichend groß sind. Selbst wenn sich die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 infolge der ersten Heizerbestromung erhöht, kann der isolierende Abstandshalter 100 auf geeignete Weise eine elektrische Isolierung zwischen dem inneren metallischen Element 20 und dem äußeren metallischen Element 70 bereitstellen (mit anderen Worten, wird der Leckstrom Im gleich oder kleiner als der Referenzwert Ims), wenn die Fremdstoffe von den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandhalters 100 entfernt werden.
  • Im Gegensatz dazu sind in einem Feinpartikelerfassungssystem 501 des vorliegenden Vergleichsbeispiels 1 die Abmessungen des isolierenden Abstandshalters 100 (insbesondere die Stärke des isolierenden Abstandshalters 100, der zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 liegt) "klein, so dass, wenn sich die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 infolge der ersten Heizerbestromung erhöht, kann der isolierende Abstandshalter 100 eine geeignete elektrische Isolierung zwischen dem inneren metallischen Element 20 und dem äußeren Metallelement 70 nicht bereitstellen (mit anderen Worten, wird der Leckstrom Im größer als der Bezugswert Ims), selbst wenn die Fremdstoffe von den Gaskontaktflächen 100m des isolierenden Abstandhalters 100 entfernt werden. Daher ist es in der vorliegenden Abwandlung 1 nach der ersten Heizerbestromung notwendig, zu warten, bis die Isolationsleistung (Volumenwiderstand) des isolierenden Abstandhalters 100 als Ergebnis des Ablaufs der ersten Kühlzeit t1 wiederhergestellt ist. Bemerkenswerterweise ist 12 (einschließlich Schritt T14, der mit einer unterbrochenen Linie bezeichnet ist) ein Flussdiagramm, das den Fluss der Erfassung der Feinpartikel gemäß der vorliegenden Abwandlung 1 zeigt.
  • Insbesondere wird in der vorliegenden Abwandlung 1, wie durch eine gestrichelte Linie in 12 gezeigt ist, nachdem in Schritt T7 die erste Heizerbestromung beendet wurde, indem die Zufuhr von Elektrizität zu der Abstandshalterheizung 105 beendet wurde, geht der Mikroprozessor 221 zu Schritt T14 über, um zu bestimmen, ob die erste Abkühlzeit t1 nach dem Ende der ersten Heizerbestromung verstrichen ist oder nicht. In dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 bestimmt, dass die erste Abkühlzeit t1 noch nicht abgelaufen ist (NEIN), wiederholt der Mikroprozessor 221 den Bestimmungsprozess von Schritt T14, bis die erste Abkühlzeit t1 verstrichen ist. Danach schreitet in dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 bestimmt, dass die erste Abkühlzeit t1 verstrichen ist (JA), der Mikroprozessor 221 zu Schritt T8 fort, um den Leckstrom Im zu erfassen. Danach geht in dem Fall, in dem der Mikroprozessor 221 in Schritt T9 feststellt, dass die Größe des erfassten Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere gleich oder kleiner als der im Voraus eingestellte Bezugswert Ims ist), der Mikroprozessor 221 zu den Schritten T3 und T4 über, um die Menge der im Abgas EG enthaltenen Feinpartikel S zu erfassen.
  • Insbesondere ist die „erste Abkühlzeit t1“ eine „Abkühlzeit, die gemäß den Bestromungsbedingungen des Abstandhalterheizers 105 durch die erste Heizerbestromung eingestellt wird (zum Beispiel das Tastverhältnis der PWM-Steuerung, die von der ersten Heizerbestromungsschaltung 223 durchgeführt wird)“ und ist eine Kühlzeit, die im Voraus für die Bestromung der ersten Heizvorrichtung eingestellt wird. Diese erste Abkühlzeit t1 wird vorzugsweise auf eine Zeit eingestellt (zum Beispiel 5 Minuten), innerhalb welcher erwartet wird, dass die Temperatur des isolierenden Abstandshalters 100 aufgrund der ersten Heizerbestromung auf die Temperatur vor der Durchführung der ersten Heizerbestromung fällt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung 1 beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen usw. beschränkt und kann durch geeignete Modifizierung angewendet werden, ohne von dem Kern der Erfindung abzuweichen.
  • Zum Beispiel ist in den Ausführungsformen usw. der Wärmeerzeugungswiderstand 106 aus Wolfram gebildet; jedoch ist das Material des Wärmeerzeugungswiderstands 106 nicht darauf beschränkt. Andere metallische Materialien wie Platin und Molybdän sowie elektrisch leitfähige keramische Materialien können verwendet werden.
  • In den Ausführungsformen usw. ist der Ablauf, der in dem Ablaufdiagramm von 11 oder 12 beschrieben ist, ist beispielhaft ein spezifischer Fluss der Erfassung von Feinpartikeln. Der Fluss der Erfassung von Feinpartikeln ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel wird in den Ausführungsformen usw. der Leckstrom Im nur einmal in Schritt S1 (T1, T8) gemessen, und in Schritt S2 (T2, T9) wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Größe des Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt (insbesondere, ob gleich oder kleiner als der im Voraus eingestellte Bezugswert Ims ist). In dem Fall, in dem die Größe des Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt, wird der Feinpartikelsensor 10 in Schritt S3 (T3) betrieben. Die Bestimmung, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 innerhalb des zulässigen Bereichs liegt oder nicht, wird auf der Basis der Ergebnisse der Einzelmessung des Leckstroms Im getroffen.
  • Die Ausführungsformen usw. können jedoch derart modifiziert werden, dass der Leckstrom Im mehrere Male gemessen wird, und die Bestimmung, ob der der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, auf der Grundlage der Ergebnisse der Messung durchgeführt wird, die mehrmals durchgeführt wurde. Zum Beispiel können die Ausführungsformen usw. so modifiziert werden, dass der Leckstrom Im dreimal gemessen wird und in dem Fall, in dem die Größe des Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt (genauer gesagt gleich oder kleiner als der im Voraus eingestellten Bezugswert Im ist) wird zu allen Zeiten (dreimal) bestimmt, dass der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement 20 und dem äußeren Metallelement 70 in den zulässigen Bereich fällt und der Feinpartikelsensor 10 in Schritt S3 (T3) betrieben wird. Indem die Bestimmung, ob der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt oder nicht, auf der Grundlage der Ergebnisse der Messung des Leckstroms Im durchgeführt wird, kann die Zuverlässigkeit der Isolationsbestimmung erhöht werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Feinpartikelerfassung erhöht werden kann.
  • Auch in Ausführungsform 2 ist die zweite Heizerbestromung beendet, wenn die vorbestimmte Zeit (die zweite Bestromungszeit), die im Voraus eingestellt wurde, nach dem Start der zweiten Heizerbestromung abläuft (siehe Schritte T10 bis T12 von 12). Ausführungsform 2 kann jedoch derart modifiziert werden, dass die Messung des Leckstroms Im (der Prozess von Schritt T1) und die Bestimmung, ob die Größe des Leckstroms Im in den zulässigen Bereich fällt oder nicht (der Prozess von Schritt ST) zu festen Zeitintervallen ausgeführt werden, nachdem die zweite Heizerbestromung gestartet wurde, und die zweite Heizerbestromung wird beendet, nachdem bestimmt wurde, dass die Größe des Leckstroms Im innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
  • Da sich die erste Heizerbestromung und die zweite Heizerbestromung voneinander unter den Bedingungen der Bestromung des Abstandhalterheizers 105 unterscheiden, unterscheidet sich die Temperatur des isolierenden Abstandhalters 100 nach der ersten Heizerbestromung von der Temperatur des isolierenden Abstandhalters 100 nach der zweiten Heizerbestromung. Daher werden in der Ausführungsform 2 und der Abwandlung 1 die Abkühlzeiten (die erste Abkühlzeit und die zweite Abkühlzeit) in Übereinstimmung mit den Bestromungsbedingungen für die jeweiligen Heizerbestromungen eingestellt. Jedoch können die Abkühlzeit nach der ersten Heizerbestromung und die Abkühlzeit nach der zweiten Heizerbestromung unabhängig von den Bestromungsbedingungen für die jeweiligen Heizerbestromungen einander gleich gemacht werden (gleicherweise auf eine bestimmte Abkühlzeit eingestellt werden). Die „bestimmte Abkühlzeit“ wird in diesem Fall vorzugsweise auf eine Zeit eingestellt, die nach der zweiten Heizerbestromung erforderlich ist, um die Isolierleistung (Volumenwiderstand) des isolierenden Abstandshalters 100 derart wiederherzustellen, dass das innere Metallelement 20 und das äußere Metallelement 70 durch den isolierenden Abstandshalter 100 in geeigneter Weise voneinander elektrisch isoliert sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 301, 501:
    Feinpartikelerfassungssystem
    10:
    Feinpartikelsensor
    20:
    inneres Metallelement
    25:
    Gaseinführungsleitung (inneres Metallelement)
    30:
    Metallhülle (inneres Metallelement)
    40:
    Innenrohr (inneres Metallelement)
    50:
    Innenrohr-Metallverbindungselement (inneres Metallelement)
    60:
    innere Schutzeinrichtung (inneres Metallelement)
    60e:
    Gasauslassöffnung
    65:
    äußere Schutzeinrichtung (inneres Metallelement)
    65c:
    Gaseinführungsöffnung
    70:
    äußeres Metallelement
    80:
    metallisches Befestigungselement (äußeres Metallelement)
    90:
    Außenrohr (äußeres Metallelement)
    100:
    isolierender Abstandhalter 100s: Gaskontaktabschnitt 100m: Gaskontaktfläche
    101:
    Abstandhalterkörper
    102:
    flächiger Heizerabschnitt
    105:
    Abstandhalterheizer (Heizer)
    106:
    Wärmeerzeugungswiderstand
    120:
    Keramikelement
    130:
    Entladungselektrodenelement
    140:
    Hilfselektrodenelement
    200:
    Schaltungsabschnitt
    210:
    Ionenquelle-Stromversorgungsschaltung (Sensorbetriebseinrichtung)
    221:
    Mikroprozessor (Isolationsprüfmittel, Sensorbetriebseinrichtung, Heizer-Bestromungseinrichtung)
    223:
    erste Heizerbestromungsschaltung (Heizer-Bestromungseinrichtung)
    230:
    Signalstrom-Erfassungsschaltung (Isolationsprüfmittel)
    240:
    Hilfselektroden-Stromversorgungsschaltung (Sensoransteuermittel)
    CP:
    Ion
    EP:
    Abgasrohr (Gasströmungsleitung)
    EG:
    Abgas (zu messendes Gas)
    EGI:
    eingeleitetes Gas;
    Is:
    Signalstrom PVE: Massepotential
    PV1:
    erstes Potential
    S:
    Feinpartikel
    SC:
    aufgeladene Feinpartikel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014010099 [0003]
    • JP 2015129712 [0003]

Claims (3)

  1. Feinpartikelerfassungssystem zum Erfassen von Feinpartikeln, die in einem zu messenden Gas, das durch eine Gasströmungsleitung fließt, enthalten sind, umfassend: einen Feinpartikelsensor, der an der Gasströmungsleitung, die auf einem Massepotential gehalten wird, anzubringen ist; und eine Sensorbetriebseinrichtung zum Betreiben des Feinpartikelsensors, wobei der Feinpartikelsensor umfasst: ein rohrförmiges äußeres Metallelement, das an der Gasströmungsleitung angebracht ist, um dadurch auf dem Massepotential gehalten zu werden, ein inneres Metallelement, das auf einem von dem Massepotential verschiedenen ersten Potential gehalten wird, und dessen radialer Außenumfang von dem äußeren Metallelement umgeben ist, und einen röhrenförmigen isolierenden Abstandshalter, der zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement angeordnet ist, um die Elemente elektrisch voneinander zu isolieren, wobei der isolierende Abstandshalter einen Gaskontaktabschnitt mit einer Gaskontaktfläche aufweist, die mit dem durch die Gasströmungsleitung fließenden zu messenden Gas in Kontakt kommt, und einen Heizer zum Heizen des Gaskontaktabschnitts, und wobei der Heizer einen Wärmeerzeugungswiderstand enthält, der in dem isolierenden Abstandshalter eingebettet ist, wobei das Feinpartikelerfassungssystem umfasst: eine Isolationstesteinrichtung zum Bestimmen durch testen, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement in einen zulässigen Bereich fällt oder nicht, und eine Heizer-Bestromungseinrichtung zum Bestromen des Heizers, um dadurch zu bewirken, dass der Wärmeerzeugungswiderstand Wärme erzeugt, wobei in dem Fall, in dem durch die Isolationstesteinrichtung bestimmt wird, dass der Isolationsgrad nicht in den zulässigen Bereich fällt, die Heizer-Bestromungseinrichtung Heizerbestromung zum Bestromen des Heizers durchführt, um dadurch den Gaskontaktabschnitt zu heizen, wobei in dem Fall, in dem durch die Isolationstesteinrichtung ohne Durchführung der Heizerbestromung festgestellt wird, dass der Isolationsgrad in den zulässigen Bereich fällt, die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach der Bestimmung betreibt, und wobei in dem Fall, in dem die Heizerbestromung durchgeführt wird und die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach der Heizerbestromung betreibt, die Sensorbetriebseinrichtung den Feinpartikelsensor nach einer bestimmten Abkühlzeit oder nach einer Abkühlzeit betreibt, in Übereinstimmung mit den Bestromungszuständen des Heizers durch die Heizerbestromung nach Beendigung der Heizerbestromung verstreicht, eingestellt wird.
  2. Feinpartikelerfassungssystem nach Anspruch 1, wobei der Feinpartikelsensor eine Gasentladung erzeugt, wenn er von der Sensorbetriebseinrichtung betrieben wird und bewirkt, dass Ionen, die mittels der Gasentladung erzeugt werden, an den Feinpartikeln, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, anhaften, um dadurch aufgeladene Feinpartikel zu erzeugen, und die Menge der Feinpartikel, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, durch Verwendung eines Signalstroms, der zwischen dem ersten Potential und dem Massepotential entsprechend der Menge der aufgeladenen Feinpartikel fließt, erfasst.
  3. Feinpartikelerfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gasströmungsleitung ein Abgasrohr eines Verbrennungsmotors ist, wobei das zu messende Gas ein Abgas ist, und wobei die Isolationstesteinrichtung bestimmt, ob der Isolationsgrad zwischen dem inneren Metallelement und dem äußeren Metallelement innerhalb des zulässigen Bereichs in einem Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestartet wird, und einem Zeitpunkt, zu dem der Antrieb des Feinpartikelsensors durch die Sensorbetriebseinrichtung gestartet wird, in den zulässigen Bereich fällt.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722045B1 (ko) * 2016-08-26 2017-03-31 주식회사 엠에스엘 콤프레서 용기 상태 검지형 호흡용 공기 충전기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014010099A (ja) 2012-07-02 2014-01-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 微粒子センサ
JP2015129712A (ja) 2014-01-08 2015-07-16 日本特殊陶業株式会社 微粒子センサ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8671736B2 (en) * 2011-05-26 2014-03-18 Emisense Technologies, Llc Agglomeration and charge loss sensor for measuring particulate matter
JP5829556B2 (ja) * 2012-03-15 2015-12-09 日本特殊陶業株式会社 微粒子検知システム
JP2015098823A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気微粒子濃度検出装置
JP6061203B2 (ja) * 2014-01-29 2017-01-18 株式会社デンソー フィルタの故障検出装置
JP6172466B2 (ja) * 2014-03-17 2017-08-02 株式会社デンソー フィルタの故障検出装置及び粒子状物質検出装置
DE112015003849B4 (de) * 2014-08-22 2022-06-15 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Partikelsensor
JP6426976B2 (ja) * 2014-10-24 2018-11-21 日本特殊陶業株式会社 粒子検知システム
JP6329494B2 (ja) * 2015-01-22 2018-05-23 日本特殊陶業株式会社 微粒子センサ、及び、微粒子検知システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014010099A (ja) 2012-07-02 2014-01-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 微粒子センサ
JP2015129712A (ja) 2014-01-08 2015-07-16 日本特殊陶業株式会社 微粒子センサ

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JP2017138121A (ja) 2017-08-10

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