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JP2011169205A - Pm detecting device - Google Patents

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JP2011169205A JP2010032752A JP2010032752A JP2011169205A JP 2011169205 A JP2011169205 A JP 2011169205A JP 2010032752 A JP2010032752 A JP 2010032752A JP 2010032752 A JP2010032752 A JP 2010032752A JP 2011169205 A JP2011169205 A JP 2011169205A
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Abstract

【課題】簡素な構成で、正確にPMの堆積量を検出することができるPM検出装置を提供する。
【解決手段】静電容量がPMの堆積量によって変化するPMセンサ3と、可変抵抗器4と固定抵抗器5〜7が順次接続され、可変抵抗器4にPMセンサ3が並列接続され、可変抵抗器4に隣接する固定抵抗器5に可変コンデンサ8が並列接続されてなるブリッジ回路9と、測定点c,dに接続された差動増幅器14と、その出力から測定点c,d間の電圧の絶対値信号を生成する絶対値信号生成回路15と、電圧印加点a,b間に直流電圧を印加して絶対値信号が0となるように可変抵抗器4を調整し、その後、電圧印加点a,b間に交流電圧を印加して絶対値信号が0となるように可変コンデンサ8を調整し、このときの可変コンデンサ8の静電容量からPMの堆積量を検出する検出部16とを備える。
【選択図】図1
A PM detection apparatus capable of accurately detecting the amount of PM deposited with a simple configuration.
A PM sensor 3 whose capacitance varies depending on the amount of accumulated PM, a variable resistor 4 and fixed resistors 5 to 7 are sequentially connected, and the PM sensor 3 is connected in parallel to the variable resistor 4 to be variable. A bridge circuit 9 in which a variable capacitor 8 is connected in parallel to a fixed resistor 5 adjacent to the resistor 4, a differential amplifier 14 connected to the measurement points c and d, and an output between the measurement points c and d. An absolute value signal generation circuit 15 for generating an absolute value signal of the voltage, and a variable resistor 4 is adjusted so that the absolute value signal becomes 0 by applying a DC voltage between the voltage application points a and b, and then the voltage A detection unit 16 that adjusts the variable capacitor 8 so that the absolute value signal becomes 0 by applying an AC voltage between the application points a and b, and detects the amount of deposited PM from the capacitance of the variable capacitor 8 at this time. With.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス中のPMを捕集し、堆積したPMを高温の排気ガスにより燃焼除去するDPFに係り、簡素な構成で、正確にPMの堆積量を検出することができるPM検出装置に関する。   The present invention relates to a DPF that collects PM in exhaust gas of an internal combustion engine and burns and removes the accumulated PM with high-temperature exhaust gas, and can accurately detect the amount of accumulated PM with a simple configuration. The present invention relates to a PM detection device.

ディーゼルエンジンなどの内燃機関を搭載した車両では、内燃機関から大気までの排気ガスの排出流路にディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter;以下、DPFという)を設置し、排気ガスに含まれる煤、すなわち粒子状物質(Particurate Matter;以下、PMという)を捕集している。DPFは、主としてセラミックからなり、ハニカム細孔(又は四角い細孔)を多数有するフィルタである。DPFでは、排気ガスの通路となるハニカム細孔の表面にPMが付着することでPMが捕集される。   In vehicles equipped with an internal combustion engine such as a diesel engine, a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is installed in the exhaust gas exhaust passage from the internal combustion engine to the atmosphere. That is, particulate matter (Particurate Matter; hereinafter referred to as PM) is collected. The DPF is a filter mainly made of ceramic and having a large number of honeycomb pores (or square pores). In the DPF, PM is collected by adhering to the surface of the honeycomb pores serving as exhaust gas passages.

DPFに捕集されたPMが過度に多く堆積すると、内燃機関の排圧が上昇し内燃機関の特性の低下をきたす。そこで、内燃機関において必要に応じて主噴射後に追加燃料噴射を行う追加燃料噴射制御を行うことによって、排気温度を上昇させ、これによってDPFを昇温させてDPFに堆積したPMを燃焼させて除去する。この動作をDPF強制再生という。   If an excessive amount of PM collected in the DPF accumulates, the exhaust pressure of the internal combustion engine increases and the characteristics of the internal combustion engine deteriorate. Therefore, in the internal combustion engine, if necessary, additional fuel injection control is performed to perform additional fuel injection after the main injection, thereby raising the exhaust gas temperature, thereby raising the DPF and burning and removing the PM accumulated in the DPF. To do. This operation is called DPF forced regeneration.

DPF強制再生時に、PMの堆積量が多いと、大量のPMが燃焼して温度が過度に上昇し、DPFが溶損してしまう。これを避けるためには、PMの堆積量を検出し、その検出した堆積量に基づいてDPF強制再生を開始するのが望ましい。ところが、従来は、正確に堆積量を検出できないので、安全係数を比較的多く取り、検出した堆積量があまり大きくならないうちにDPFを強制再生している。この結果、必要以上に短い間隔でDPF強制再生が実行されることになる。   If the amount of accumulated PM is large at the time of forced regeneration of the DPF, a large amount of PM is burned, the temperature rises excessively, and the DPF is melted. In order to avoid this, it is desirable to detect the amount of PM deposited and start the DPF forced regeneration based on the detected amount of deposition. However, conventionally, since the amount of deposition cannot be accurately detected, a relatively large safety factor is taken, and the DPF is forcibly regenerated before the detected amount of deposition becomes too large. As a result, DPF forced regeneration is executed at an interval shorter than necessary.

しかし、必要以上に短い間隔でDPF強制再生を実行すると燃料が余分に消費されることになり、燃費が悪化する。したがって、PMの堆積量を正確に検出し、最も適切な時期にDPF強制再生を行うようにするのが望ましい。   However, if the DPF forced regeneration is executed at an interval shorter than necessary, extra fuel is consumed, resulting in a deterioration in fuel consumption. Therefore, it is desirable to accurately detect the amount of accumulated PM and perform DPF forced regeneration at the most appropriate time.

特開2008−139294号公報JP 2008-139294 A 特開2009−97410号公報JP 2009-97410 A

先に本発明者らは、DPFに複数の電極を設置すると、電極間の静電容量がPMの堆積量によって変化するという知見を得て、これによるPMセンサの出願を行った。しかしながら、DPFに電極を設置したPMセンサによる静電容量は非常に小さいため、従来の技術では測定が困難である。   Previously, the present inventors obtained the knowledge that when a plurality of electrodes are installed in the DPF, the capacitance between the electrodes varies depending on the amount of PM deposited, and filed a PM sensor using this. However, since the capacitance of the PM sensor with electrodes installed in the DPF is very small, measurement with the conventional technology is difficult.

従来技術では、静電容量測定対象に対して固定コンデンサか固定抵抗器を直列に接続しておき、高周波の交流電流を流すことで静電容量測定対象の両端間に電圧を発生させ、この電圧を整流した後、ローパスフィルタに通してADコンバータに入力し、ADコンバータで読み取られた電圧から静電容量を算出する。   In the prior art, a fixed capacitor or a fixed resistor is connected in series to a capacitance measurement target, and a voltage is generated between both ends of the capacitance measurement target by flowing a high-frequency alternating current. Is then input to the AD converter through a low-pass filter, and the capacitance is calculated from the voltage read by the AD converter.

ところが、DPFに複数の電極を設置したPMセンサによる静電容量は非常に小さく、例えば、数pFから数百pFである。印加する交流電流の周波数を数百KHz以下とすると、非常にインピーダンスが高い。したがって、検出回路も相応に高いインピーダンスを持つ必要があるが、素子、配線の分布容量などの面から、高いインピーダンスを確保することが難しく、正確な静電容量の測定ができない。   However, the capacitance of the PM sensor in which a plurality of electrodes are installed in the DPF is very small, for example, several pF to several hundred pF. When the frequency of the alternating current to be applied is several hundred KHz or less, the impedance is very high. Therefore, the detection circuit also needs to have a correspondingly high impedance. However, it is difficult to ensure a high impedance from the viewpoint of the distributed capacitance of the elements and wirings, and it is impossible to accurately measure the capacitance.

一方、インピーダンスを下げるために、交流電流の周波数を高くすると、通信に使用されている周波数帯となり、不要輻射の問題が生じると共に、PMセンサと検出回路間の配線に発生する定在波の影響のため、配線の長さ、特性インピーダンスにより、PMセンサの特性が大きく変化してしまう。さらに、読み取られた電圧から静電容量を算出するには交流電流の電圧が正確でなければならないが、正確な振幅の交流電源を得るためには、複雑な制御回路が必要となり、動作の安定性やコストの面で不利である。   On the other hand, if the frequency of the alternating current is increased in order to reduce the impedance, the frequency band used for communication is generated, causing problems of unnecessary radiation and the influence of standing waves generated in the wiring between the PM sensor and the detection circuit. Therefore, the characteristics of the PM sensor greatly change depending on the length of the wiring and the characteristic impedance. Furthermore, in order to calculate the capacitance from the read voltage, the AC current voltage must be accurate, but in order to obtain an AC power supply with an accurate amplitude, a complicated control circuit is required, which stabilizes the operation. It is disadvantageous in terms of sex and cost.

このように、電極間の静電容量がPMの堆積量によって変化するようにしたPMセンサでは、従来技術で静電容量を正確に測定することができないため、正確にPMの堆積量を検出するのが困難である。   As described above, in the PM sensor in which the capacitance between the electrodes varies depending on the PM deposition amount, the capacitance cannot be accurately measured by the conventional technique, so the PM deposition amount is accurately detected. Is difficult.

ここで、本発明者らは、ブリッジ回路を用いたPMセンサの静電容量検出を検討中である。詳しくは実施形態で述べるが、PMセンサの静電容量と可変コンデンサの静電容量がつり合うように可変コンデンサの静電容量を掃引する。PMセンサの静電容量と可変コンデンサの静電容量がつり合ったとき、可変コンデンサの静電容量がPMセンサの静電容量を表すようにする。   Here, the present inventors are examining capacitance detection of a PM sensor using a bridge circuit. Although described in detail in the embodiment, the capacitance of the variable capacitor is swept so that the capacitance of the PM sensor and the capacitance of the variable capacitor are balanced. When the capacitance of the PM sensor and the capacitance of the variable capacitor are balanced, the capacitance of the variable capacitor represents the capacitance of the PM sensor.

しかし、PMセンサの静電容量と可変コンデンサの静電容量がつり合ってブリッジ回路が平衡したことを見極めるには、可変コンデンサの静電容量を掃引しつつブリッジ回路上の2つの測定点間の電圧を観測して、電圧が正から負または負から正になるゼロクロス点を特定する必要がある。これに対して、車載コンピュータである電子制御装置(ECU)に内蔵されるADコンバータは正の信号しか入力できない。また、アナログコンパレータを使用する方法もあるが、S/Nの点で正確な測定は難しい。したがって、ECUにおいて2つの測定点間の電圧のゼロクロス点を特定するには、新規な手段・方法が望まれる。ゼロクロス点の特定が容易になれば、ブリッジ回路を用いたPMセンサの静電容量検出が実現でき、PM検出装置の簡素化と検出精度の向上が期待できる。   However, in order to determine that the bridge circuit is balanced by the balance between the capacitance of the PM sensor and the capacitance of the variable capacitor, the capacitance of the variable capacitor is swept between the two measurement points on the bridge circuit. It is necessary to observe the voltage and identify the zero crossing point where the voltage goes from positive to negative or from negative to positive. On the other hand, an AD converter built in an electronic control unit (ECU) that is an in-vehicle computer can input only a positive signal. There is also a method using an analog comparator, but accurate measurement is difficult in terms of S / N. Therefore, a novel means / method is desired to identify the zero crossing point of the voltage between the two measurement points in the ECU. If the zero-cross point can be easily identified, it is possible to detect the capacitance of the PM sensor using a bridge circuit, and it is expected to simplify the PM detection device and improve the detection accuracy.

また、ADコンバータは、所定電圧範囲の電圧入力を所定数値範囲の数値データに変換するものである。データを記述する二進数の桁数(ビット数)が多ければ、それだけ電圧の分解能が高くなるが、その反面、内部素子数が増えてECUのコストを上昇させてしまう。ECUのコストを抑えるために、ビット数を減らすと、電圧の分解能が低くなり、ゼロクロス点が不正確になる。電圧の分解能が低くても、ゼロクロス点が正確になる手段・方法が望まれる。   The AD converter converts a voltage input in a predetermined voltage range into numerical data in a predetermined numerical range. The more the number of binary digits (bits) describing the data, the higher the voltage resolution, but on the other hand, the number of internal elements increases and the cost of the ECU increases. If the number of bits is reduced to reduce the cost of the ECU, the resolution of the voltage is lowered and the zero cross point becomes inaccurate. There is a need for a means and method that makes the zero-crossing point accurate even when the voltage resolution is low.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡素な構成で、正確にPMの堆積量を検出することができるPM検出装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a PM detection apparatus that can solve the above-described problems and can accurately detect the amount of accumulated PM with a simple configuration.

上記目的を達成するために本発明は、内燃機関から大気までの排気ガスの排出流路に挿入されたディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPF)における粒子状物質(以下、PM)の堆積量を検出するPM検出装置であって、DPF内に配置された2つの電極間の静電容量がPMの堆積量によって変化するPMセンサと、電気的に制御される可変抵抗器と3つの固定抵抗器が順次接続され、前記可変抵抗器に前記PMセンサが並列接続され、前記可変抵抗器に隣接する固定抵抗器の1つに、電気的に制御される可変コンデンサが並列接続されてなるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の4つの接続点のうち、前記可変コンデンサ及び固定抵抗器と前記可変抵抗器及びPMセンサとが接続された接続点とその対角に位置する接続点が電圧印加点となっており、前記電圧印加点間に直流電圧と交流電圧を選択的に印加するための直流電源及び交流電源と、前記ブリッジ回路の4つの接続点のうち、前記電圧印加点に挟まれた2つの接続点である測定点のそれぞれに入力端子が接続された差動増幅器と、前記差動増幅器の出力に基づいて前記測定点間の電圧の絶対値を表す絶対値信号を生成する絶対値信号生成回路と、前記電圧印加点間に直流電圧を印加して前記絶対値信号が0となるように前記可変抵抗器を調整し、その後、前記電圧印加点間に交流電圧を印加して前記絶対値信号が0となるように前記可変コンデンサを調整し、このときの前記可変コンデンサの静電容量からPMの堆積量を検出する検出部とを備えたものである。   To achieve the above object, the present invention detects the amount of particulate matter (hereinafter referred to as PM) accumulated in a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) inserted in an exhaust gas exhaust passage from an internal combustion engine to the atmosphere. A PM sensor in which the capacitance between two electrodes arranged in the DPF varies according to the amount of PM deposited, an electrically controlled variable resistor, and three fixed resistors. A bridge circuit in which the PM sensor is connected in parallel to the variable resistor, and the electrically controlled variable capacitor is connected in parallel to one of the fixed resistors adjacent to the variable resistor; Of the four connection points of the bridge circuit, the connection point where the variable capacitor and the fixed resistor, the variable resistor and the PM sensor are connected, and the connection point located at the diagonal are the voltage. A DC power source and an AC power source for selectively applying a DC voltage and an AC voltage between the voltage application points, and the voltage application point among the four connection points of the bridge circuit. A differential amplifier having an input terminal connected to each of the two connection points, and an absolute value signal that represents the absolute value of the voltage between the measurement points based on the output of the differential amplifier Apply a DC voltage between the value signal generation circuit and the voltage application point to adjust the variable resistor so that the absolute value signal becomes 0, and then apply an AC voltage between the voltage application points. The variable capacitor is adjusted so that the absolute value signal becomes 0, and a detection unit that detects the amount of PM deposited from the capacitance of the variable capacitor at this time is provided.

前記検出部は、前記可変抵抗器の抵抗値を所定の範囲で掃引し、前記絶対値信号が0に近づく抵抗値変化と前記絶対値信号が0から遠ざかる抵抗値変化とに基づいて前記絶対値信号が0となる抵抗値を抽出し、前記可変コンデンサの静電容量を所定の範囲で掃引し、前記絶対値信号が0に近づく静電容量変化と前記絶対値信号が0から遠ざかる静電容量変化とに基づいて前記絶対値信号が0となる静電容量を抽出してもよい。   The detection unit sweeps the resistance value of the variable resistor in a predetermined range, and the absolute value is based on a resistance value change in which the absolute value signal approaches 0 and a resistance value change in which the absolute value signal moves away from 0. The resistance value at which the signal becomes 0 is extracted, the capacitance of the variable capacitor is swept within a predetermined range, and the capacitance change in which the absolute value signal approaches 0 and the absolute value signal moves away from 0 The capacitance at which the absolute value signal becomes 0 may be extracted based on the change.

前記可変コンデンサには、前記PMセンサと前記可変抵抗器を接続する信号ハーネスの浮遊容量と等しい浮遊容量を有する補償ハーネスが並列接続されてもよい。   The variable capacitor may be connected in parallel with a compensation harness having a stray capacitance equal to the stray capacitance of the signal harness connecting the PM sensor and the variable resistor.

前記可変コンデンサは、静電容量が2のべき乗に比例して異なる複数の固定コンデンサが各々スイッチを介して並列接続され、前記スイッチの開閉の組み合わせにより、離散的な合成の静電容量に制御されてもよい。   In the variable capacitor, a plurality of fixed capacitors having different electrostatic capacities in proportion to powers of 2 are connected in parallel through switches, and are controlled to discrete composite capacities by a combination of opening and closing of the switches. May be.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

(1)構成が簡素である。   (1) The configuration is simple.

(2)正確にPMの堆積量を検出することができる。   (2) The amount of PM deposition can be accurately detected.

本発明の一実施形態を示すPM検出装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of PM detection apparatus which shows one Embodiment of this invention. 本発明のPM検出装置に用いるPMセンサの特性図である。It is a characteristic view of PM sensor used for PM detection device of the present invention. (a)〜(d)は、本発明のPM検出装置に用いるPMセンサの概略構成図である。(A)-(d) is a schematic block diagram of PM sensor used for PM detection apparatus of this invention. 本発明のPM検出装置における可変コンデンサの概略の内部回路図である。It is a general | schematic internal circuit figure of the variable capacitor in PM detection apparatus of this invention. 本発明のPM検出装置における可変コンデンサの概略の内部回路図である。It is a general | schematic internal circuit figure of the variable capacitor in PM detection apparatus of this invention. 本発明のPM検出装置におけるハーネス配線を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the harness wiring in PM detection apparatus of this invention. 本発明のPM検出装置を搭載した車両の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the vehicle carrying the PM detection apparatus of this invention. 本発明のPM検出装置における回路各部の信号波形図である。It is a signal waveform diagram of each part of the circuit in the PM detection device of the present invention. 本発明のPM検出装置における可変コンデンサ静電容量に対する測定点間電圧(ブリッジ回路の出力電圧)の特性図である。It is a characteristic view of the voltage between measurement points (output voltage of a bridge circuit) with respect to the variable capacitor electrostatic capacity in the PM detection device of the present invention. 本発明のPM検出装置におけるゲイン調整回路のゲインをパラメータとした可変コンデンサ静電容量に対するゲイン調整後信号(ゲイン調整回路の出力電圧)の特性図である。It is a characteristic view of the signal after gain adjustment (output voltage of a gain adjustment circuit) with respect to the variable capacitor electrostatic capacitance which used the gain of the gain adjustment circuit in the PM detection apparatus of this invention as a parameter. 本発明のPM検出装置におけるゲイン調整回路のゲインをパラメータとした可変コンデンサ静電容量に対する差動増幅兼低域通過回路の出力電圧の特性図である。It is a characteristic view of the output voltage of the differential amplification and low-pass circuit with respect to the variable capacitor electrostatic capacity using the gain of the gain adjustment circuit in the PM detection device of the present invention as a parameter. 本発明のPM検出装置における離散的な可変コンデンサ静電容量を用いた場合の絶対値信号のデータサンプリングとゼロクロス点の特定を示すイメージ図である。It is an image figure which shows data sampling of the absolute value signal at the time of using discrete variable capacitor | condenser electrostatic capacitance in PM detection apparatus of this invention, and specification of a zero crossing point.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に示されるように、本発明に係るPM検出装置1は、DPF2内に配置された2つの電極間の静電容量がPMの堆積量によって変化するPMセンサ3と、電気的に制御される可変抵抗器4と3つの固定抵抗器5,6,7が順次接続され、可変抵抗器4にPMセンサ3が並列接続され、可変抵抗器4に隣接する固定抵抗器5に電気的に制御される可変コンデンサ8が並列接続されてなるブリッジ回路9と、ブリッジ回路9の4つの接続点のうち、可変コンデンサ8及び固定抵抗器5と可変抵抗器4及びPMセンサ3とが接続された接続点aとその対角に位置する接続点bが電圧印加点a,bとなっており、電圧印加点a,b間に直流電圧と交流電圧を選択的に印加するための直流電源10及び交流電源11と、ブリッジ回路9の4つの接続点のうち、電圧印加点a,bに挟まれた2つの接続点である測定点c,dのそれぞれにバッファアンプ12,13を介して入力端子が接続された差動増幅器14と、差動増幅器14の出力に基づいて測定点c,d間の電圧の絶対値を表す絶対値信号を生成する絶対値信号生成回路15と、電圧印加点a,b間に直流電圧を印加して絶対値信号が0となるように可変抵抗器4を調整し、その後、電圧印加点a,b間に交流電圧を印加して絶対値信号が0となるように可変コンデンサ8を調整し、このときの可変コンデンサ8の静電容量からPMの堆積量を検出する検出部16とを備える。   As shown in FIG. 1, a PM detection device 1 according to the present invention is electrically controlled with a PM sensor 3 in which the capacitance between two electrodes arranged in a DPF 2 changes depending on the amount of PM deposited. Variable resistor 4 and three fixed resistors 5, 6, 7 are sequentially connected, PM sensor 3 is connected in parallel to variable resistor 4, and electrically controlled to fixed resistor 5 adjacent to variable resistor 4. Of the four connection points of the bridge circuit 9 and the variable capacitor 8, the fixed resistor 5, the variable resistor 4, and the PM sensor 3 among the four connection points of the bridge circuit 9. A point a and a connection point b located diagonally there are voltage application points a and b, and a DC power source 10 and an AC for selectively applying a DC voltage and an AC voltage between the voltage application points a and b. Four connections of power supply 11 and bridge circuit 9 Differential amplifier 14 having an input terminal connected to each of measurement points c and d, which are two connection points sandwiched between voltage application points a and b, through buffer amplifiers 12 and 13, respectively, and a differential amplifier The absolute value signal generation circuit 15 for generating an absolute value signal representing the absolute value of the voltage between the measurement points c and d based on the output of the output signal 14 and the absolute value signal by applying a DC voltage between the voltage application points a and b. The variable resistor 4 is adjusted so that becomes zero, and then the variable capacitor 8 is adjusted so that the absolute value signal becomes zero by applying an AC voltage between the voltage application points a and b. And a detector 16 that detects the amount of PM deposited from the capacitance of the capacitor 8.

DPF2は、従来公知のもので、多数のハニカム細孔を有するセラミックから構成される。   The DPF 2 is a conventionally known one and is made of a ceramic having a large number of honeycomb pores.

PMセンサ3は、図2に示されるように、DPF2に捕集されたPMの堆積量が増えるとそれに比例して静電容量が増える特性を有する。   As shown in FIG. 2, the PM sensor 3 has a characteristic that the capacitance increases in proportion to an increase in the amount of PM trapped in the DPF 2.

図3(a)に示したPMセンサ3aは、円柱状のDPF2の外周の片側半分に沿わせて円筒片状の1つの電極31を設け、反対側半分に沿わせて円筒片状のもう1つの電極32を設けたものである。これにより、2つの電極31,32がDPF2を両側から挟んで互いに対向し、DPF2にPMが捕集されると、電極31,32間に存在するPMの影響で静電容量が変化する。   The PM sensor 3a shown in FIG. 3A is provided with one cylindrical piece-like electrode 31 along one half of the outer periphery of the columnar DPF 2, and another one with a cylindrical piece along the opposite half. Two electrodes 32 are provided. As a result, when the two electrodes 31 and 32 face each other with the DPF 2 sandwiched from both sides and PM is collected in the DPF 2, the capacitance changes due to the influence of the PM existing between the electrodes 31 and 32.

図3(b)に示したPMセンサ3bは、円柱状のDPF2の外周全体を覆うように円筒状の1つの電極33を設け、DPF2の中心部に円筒状のもう1つの電極34を設けたものである。これにより、2つの電極33,34がDPF2の内外に同心状に配置され、DPF2にPMが捕集されると、電極33,34間に存在するPMの影響で静電容量が変化する。   In the PM sensor 3b shown in FIG. 3B, one cylindrical electrode 33 is provided so as to cover the entire outer periphery of the columnar DPF 2, and another cylindrical electrode 34 is provided at the center of the DPF 2. Is. As a result, when the two electrodes 33 and 34 are arranged concentrically inside and outside of the DPF 2 and PM is collected in the DPF 2, the capacitance changes due to the influence of the PM existing between the electrodes 33 and 34.

図3(c)に示したPMセンサ3cは、円柱状のDPF2の外周全体を覆うように円筒状の1つの電極35を設け、DPF2の中心部に線が円筒状に複数本配置されてなるもう1つの電極36を設けたものである。   The PM sensor 3c shown in FIG. 3C is provided with one cylindrical electrode 35 so as to cover the entire outer periphery of the columnar DPF 2, and a plurality of lines are arranged in the center of the DPF 2 in a cylindrical shape. Another electrode 36 is provided.

図3(d)に示したPMセンサ3dは、円柱状のDPF2の上流と下流それぞれにメッシュ状の2つの電極37,38を設けたものである。   The PM sensor 3d shown in FIG. 3D is provided with two mesh-shaped electrodes 37 and 38 upstream and downstream of a cylindrical DPF 2, respectively.

図1の説明に戻る。   Returning to the description of FIG.

可変抵抗器4は、検出部16から電気的に制御されて抵抗値が変化するものである。例えは、回転式ポテンショメータをステッピングモータで回転させるもの、回転式ポテンショメータをDCモータで回転させて回転角センサで回転角を制御するもの、複数の抵抗器からなる梯子回路のタップを切り替えるものなどからなり、適宜な上限抵抗値と下限抵抗値の間で、無段階に、あるいは適宜なきざみで段階的に抵抗値が変化するようになっている。   The variable resistor 4 is electrically controlled by the detection unit 16 and changes its resistance value. For example, rotating a potentiometer with a stepping motor, rotating a rotary potentiometer with a DC motor and controlling the rotation angle with a rotation angle sensor, and switching a ladder circuit consisting of multiple resistors Thus, the resistance value changes stepwise between appropriate upper limit resistance values and lower limit resistance values steplessly or in appropriate steps.

固定抵抗器5,6,7は、従来公知のものを用いる。固定抵抗器5,6,7の抵抗値は、互いに異なってもよく、互いに等しい抵抗値であってもよい。   As the fixed resistors 5, 6 and 7, conventionally known resistors are used. The resistance values of the fixed resistors 5, 6 and 7 may be different from each other or may be equal to each other.

可変コンデンサ8は、回転式エアバリコンをステッピングモータで回転させるもの、回転式エアバリコンをDCモータで回転させて回転角センサで回転角を制御するもの、静電容量の異なる複数の固定コンデンサを適宜組み合わせて繋ぎ替えることにより、値の異なる複数の合成の静電容量を得るものなどからなり、適宜な上限静電容量と下限静電容量の間で、無段階に、あるいは適宜なきざみで段階的に静電容量が変化するようになっている。   The variable capacitor 8 includes a rotary air variable condenser that is rotated by a stepping motor, a rotary air variable condenser that is rotated by a DC motor and a rotation angle sensor that controls the rotation angle, and a plurality of fixed capacitors having different electrostatic capacities. It is possible to obtain a plurality of composite capacitances with different values by changing the connection between the appropriate upper limit capacitance and the lower limit capacitance in a stepless manner or in an appropriate stepwise manner. The electric capacity changes.

本実施形態では、可変コンデンサ8は、図4に示されるように、静電容量が2のべき乗に比例して異なる複数の固定コンデンサ41a〜41hが各々スイッチ42a〜42hを介して並列接続されてなる。スイッチ42a〜42hには、リレー、半導体スイッチなどがある。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the variable capacitor 8 includes a plurality of fixed capacitors 41 a to 41 h whose capacitances are different in proportion to powers of 2 and are connected in parallel via the switches 42 a to 42 h, respectively. Become. The switches 42a to 42h include relays and semiconductor switches.

可変コンデンサ8は、スイッチ42a〜42hの開閉の組み合わせにより、合成の静電容量に制御される。すなわち、固定コンデンサ41eの静電容量をC0としたとき、固定コンデンサ41a〜41hの静電容量はC0×2n(n=−3〜+4)で表される。スイッチ42a〜42hのうちスイッチ42a〜42gを開いてスイッチ42hのみを閉じると、可変コンデンサ8の静電容量は固定コンデンサ41hと同じ1/8C0となり、スイッチ42a〜42fを開いてスイッチ42h,42gのみを閉じると、可変コンデンサ8の静電容量は固定コンデンサ41hと固定コンデンサ41gの並列による静電容量(1/8+1/4)C0となる。このようにして、可変コンデンサ8は、最小1/8C0から最大(1/8+1/4+1/2+1+2+4+8+16)C0まで、1/8C0きざみで段階的に255通りに静電容量を変化させることができる。 The variable capacitor 8 is controlled to have a combined capacitance by a combination of opening and closing of the switches 42a to 42h. That is, when the capacitance of the fixed capacitor 41e is C 0 , the capacitances of the fixed capacitors 41a to 41h are represented by C 0 × 2 n (n = −3 to +4). When the switches 42a to 42g among the switches 42a to 42h are opened and only the switch 42h is closed, the capacitance of the variable capacitor 8 becomes 1 / 8C 0 which is the same as the fixed capacitor 41h, and the switches 42a to 42f are opened and the switches 42h and 42g are opened. When only is closed, the electrostatic capacity of the variable capacitor 8 becomes the electrostatic capacity (1/8 + 1/4) C 0 in parallel with the fixed capacitor 41h and the fixed capacitor 41g. In this way, the variable capacitor 8, from a minimum 1 / 8C 0 up to (1/8 + 1/4 + 1/2 + 1 + 2 + 4 + 8 + 16) to C 0, is possible to change the capacitance stepwise ways 255 at 1 / 8C 0 increments it can.

さらに、複数の固定コンデンサ41a〜41hは、図5に示されるように、静電容量がC0の単位コンデンサ51の組み合わせからなる。例えば、固定コンデンサ41eは、単位コンデンサ51が1つだけで構成される。固定コンデンサ41fは、単位コンデンサ51が直列に2個接続されて構成される。固定コンデンサ41gは、単位コンデンサ51が直列に4個接続されて構成される。一方、固定コンデンサ41dは、単位コンデンサ51が並列に2個接続されて構成される。固定コンデンサ41cは、単位コンデンサ51が並列に4個接続されて構成される。このように、45個の単位コンデンサ51を用いて、2のべき乗個ずつ直列又は並列に用いることにより、静電容量が2のべき乗に比例して異なる複数の固定コンデンサ41a〜41hが構成される。 Further, as shown in FIG. 5, the plurality of fixed capacitors 41 a to 41 h are composed of a combination of unit capacitors 51 having a capacitance of C 0 . For example, the fixed capacitor 41e includes only one unit capacitor 51. The fixed capacitor 41f is configured by connecting two unit capacitors 51 in series. The fixed capacitor 41g is configured by connecting four unit capacitors 51 in series. On the other hand, the fixed capacitor 41d is configured by connecting two unit capacitors 51 in parallel. The fixed capacitor 41c is configured by connecting four unit capacitors 51 in parallel. In this way, by using 45 unit capacitors 51 and using powers of 2 in series or in parallel, a plurality of fixed capacitors 41a to 41h having different capacitances in proportion to powers of 2 are formed. .

再び図1の説明に戻る。   Returning to the description of FIG.

ブリッジ回路9の可変コンデンサ8及び固定抵抗器5には、PMセンサ3に付随する浮遊容量Cfに等価な静電容量Cfcを並列接続するのが好ましい。ここで、図6に示されるように、DPF2内のPMセンサ3と回路基板17に搭載されたブリッジ回路9の可変抵抗器4(図示省略)とは、信号ハーネス18で接続されている。PMセンサ3に付随する浮遊容量Cfは、信号ハーネス18によりもたらされる。したがって、静電容量Cfcは、信号ハーネス18の浮遊容量Cfが既知であれば単体部品としてのコンデンサでも実現できる。しかし、本実施形態では、信号ハーネス18の浮遊容量Cfと等しい浮遊容量Cfcを有する補償ハーネス19、例えば、信号ハーネス18と同一仕様、あるいは同一品番の電線を信号ハーネス18と同じ長さ用いた補償ハーネス19が可変コンデンサ8及び固定抵抗器5に並列接続される。補償ハーネス19は、ブリッジ回路9を搭載した回路基板17の設置場所からPMセンサ3が設置されたDPF2まで信号ハーネス18に沿わせて配線されるのが好ましい。   The variable capacitor 8 and the fixed resistor 5 of the bridge circuit 9 are preferably connected in parallel with a capacitance Cfc equivalent to the stray capacitance Cf associated with the PM sensor 3. Here, as shown in FIG. 6, the PM sensor 3 in the DPF 2 and the variable resistor 4 (not shown) of the bridge circuit 9 mounted on the circuit board 17 are connected by a signal harness 18. The stray capacitance Cf associated with the PM sensor 3 is provided by the signal harness 18. Therefore, if the stray capacitance Cf of the signal harness 18 is known, the capacitance Cfc can be realized by a capacitor as a single component. However, in this embodiment, the compensation harness 19 having the stray capacitance Cfc equal to the stray capacitance Cf of the signal harness 18, for example, the compensation using the same specification or the same product number as the signal harness 18 and the same length as the signal harness 18 is used. A harness 19 is connected to the variable capacitor 8 and the fixed resistor 5 in parallel. The compensation harness 19 is preferably wired along the signal harness 18 from the installation location of the circuit board 17 on which the bridge circuit 9 is mounted to the DPF 2 where the PM sensor 3 is installed.

図1のブリッジ回路9は、電圧印加点a,bと測定点c,dを有するいわゆるホイートストンブリッジを構成するものであり、直流時には4つの抵抗からなる抵抗ブリッジとなり、交流時には4つの交流インピーダンスからなる交流インピーダンスブリッジとなる。   The bridge circuit 9 in FIG. 1 constitutes a so-called Wheatstone bridge having voltage application points a and b and measurement points c and d. The bridge circuit 9 is a resistance bridge made up of four resistors at the time of direct current, and from four alternating current impedances at the time of alternating current. It becomes an AC impedance bridge.

直流電源10は、車載のバッテリ電源あるいはバッテリ電源を一次電源とする二次直流電源などが利用できる。直流電源10は、電圧印加点a,b間に直流電圧を印加するかしないかを検出部16から制御可能である。   As the DC power source 10, an in-vehicle battery power source or a secondary DC power source using a battery power source as a primary power source can be used. The DC power supply 10 can control whether or not to apply a DC voltage between the voltage application points a and b from the detection unit 16.

交流電源11は、ブリッジ回路9中のPMセンサ3と可変コンデンサ8を交流インピーダンスとして動作させるためのもので、例えば、発振器で構成される。周波数としては、不要輻射の問題が生じない低い周波数とするのが好ましく、例えば、数百KHz以下とする。交流電源11は、電圧印加点a,b間に交流電圧を印加するかしないかを検出部16から制御可能である。   The AC power supply 11 is for operating the PM sensor 3 and the variable capacitor 8 in the bridge circuit 9 as AC impedance, and is constituted by an oscillator, for example. The frequency is preferably a low frequency that does not cause the problem of unnecessary radiation, for example, several hundred KHz or less. The AC power supply 11 can control whether or not an AC voltage is applied between the voltage application points a and b from the detection unit 16.

バッファアンプ12は、ブリッジ回路9の状態に影響を与えないよう、ブリッジ回路9の抵抗やコンデンサよりもはるかに高い高インピーダンスで測定点dの信号を受けて後段に増幅・伝達するものである。同様に、バッファアンプ13は、測定点cの信号を高インピーダンスで受けて後段に増幅・伝達するものである。   The buffer amplifier 12 receives the signal at the measurement point d with a much higher impedance than the resistance and capacitor of the bridge circuit 9 so as not to affect the state of the bridge circuit 9, and amplifies and transmits it to the subsequent stage. Similarly, the buffer amplifier 13 receives the signal at the measurement point c with high impedance and amplifies and transmits it to the subsequent stage.

差動増幅器14は、2つの入力端子の電圧の差を増幅して出力する演算増幅器である。   The differential amplifier 14 is an operational amplifier that amplifies and outputs a voltage difference between two input terminals.

絶対値信号生成回路15は、差動増幅器14の出力を演算増幅器により適切な増幅度で増幅するゲイン調整回路20と、順方向端子を互いに逆に向けた2つの整流子によりゲイン調整回路20の出力から正電圧の成分と負電圧の成分とを分離出力する整流回路21と、整流回路21の出力である分離された各成分の信号から交流電源11の周波数成分を除去して平滑化する平滑回路22と、平滑回路22が出力する正電圧から負電圧を減算すると共に積分する差動増幅兼低域通過回路23と、差動増幅兼低域通過回路23の出力に対して電圧最大値がデジタル回路の最大定格電圧を超えないように規制するクリップ回路24とからなる。   The absolute value signal generation circuit 15 includes a gain adjustment circuit 20 that amplifies the output of the differential amplifier 14 with an appropriate amplification degree by an operational amplifier and two gain commutators whose forward terminals are directed opposite to each other. Rectification circuit 21 that separates and outputs a positive voltage component and a negative voltage component from the output, and a smoothing that removes and smoothes the frequency component of AC power supply 11 from the separated signal of each component that is the output of rectification circuit 21 The circuit 22, the differential amplification / low-pass circuit 23 that subtracts and integrates the negative voltage from the positive voltage output from the smoothing circuit 22, and the maximum voltage value with respect to the output of the differential amplification / low-pass circuit 23 The clip circuit 24 regulates the maximum rated voltage of the digital circuit so as not to exceed it.

検出部16は、プログラム式のデジタル回路であり、直流電源10、交流電源11、可変抵抗器4、可変コンデンサ8を制御すると共に、ADコンバータを内蔵し、絶対値信号生成回路15の出力である絶対値信号の電圧をデータとして読み取ることができる。検出部16は、車両の燃料噴射等を制御する電子制御装置(ECU)に組み込むのが好ましい。   The detection unit 16 is a programmable digital circuit that controls the DC power supply 10, the AC power supply 11, the variable resistor 4, and the variable capacitor 8, and includes an AD converter and is an output of the absolute value signal generation circuit 15. The voltage of the absolute value signal can be read as data. The detector 16 is preferably incorporated in an electronic control unit (ECU) that controls fuel injection and the like of the vehicle.

検出部16は、電圧印加点a,b間に直流電圧を印加して絶対値信号が0となるように可変抵抗器4を調整し、その後、電圧印加点a,b間に交流電圧を印加して絶対値信号が0となるように可変コンデンサ8を調整し、このときの可変コンデンサ8の静電容量からPMの堆積量を検出するようになっている。   The detector 16 applies a DC voltage between the voltage application points a and b, adjusts the variable resistor 4 so that the absolute value signal becomes 0, and then applies an AC voltage between the voltage application points a and b. Then, the variable capacitor 8 is adjusted so that the absolute value signal becomes 0, and the amount of accumulated PM is detected from the capacitance of the variable capacitor 8 at this time.

ところで、可変抵抗器4の抵抗値や可変コンデンサの静電容量を掃引すると、ブリッジ回路9上の2つの測定点c,d間の電圧は、正から負または負から正に変化していく。このときのゼロクロス点を特定すれば、ブリッジ回路9の平衡が得られたことになる。しかし、本発明では、絶対値信号生成回路15が差動増幅器14の出力に基づいて測定点c,d間の電圧の絶対値を表す絶対値信号を生成するようになっており、検出部16では正電圧の絶対値信号からゼロクロス点を特定することになる。そこで、検出部16では、可変抵抗器4の抵抗値を所定の範囲で掃引して抵抗ブリッジの平衡を得る際には、絶対値信号が0に近づく抵抗値変化と絶対値信号が0から遠ざかる抵抗値変化とに基づいて絶対値信号生が0となる抵抗値を抽出するようになっている。さらに、検出部16では、可変コンデンサ8の静電容量を所定の範囲で掃引して交流インピーダンスブリッジの平衡を得る際には、絶対値信号が0に近づく静電容量変化と絶対値信号が0から遠ざかる静電容量変化とに基づいて絶対値信号が0となる静電容量を抽出するようになっている。   By the way, when the resistance value of the variable resistor 4 and the capacitance of the variable capacitor are swept, the voltage between the two measurement points c and d on the bridge circuit 9 changes from positive to negative or from negative to positive. If the zero cross point at this time is specified, the balance of the bridge circuit 9 is obtained. However, in the present invention, the absolute value signal generation circuit 15 generates an absolute value signal representing the absolute value of the voltage between the measurement points c and d based on the output of the differential amplifier 14, and the detection unit 16 Then, the zero cross point is specified from the absolute value signal of the positive voltage. Therefore, in the detection unit 16, when the resistance value of the variable resistor 4 is swept within a predetermined range to obtain the balance of the resistance bridge, the resistance value change in which the absolute value signal approaches 0 and the absolute value signal move away from 0. Based on the change in resistance value, the resistance value at which the absolute value signal is 0 is extracted. Further, in the detection unit 16, when the capacitance of the variable capacitor 8 is swept within a predetermined range to obtain the balance of the AC impedance bridge, the capacitance change that the absolute value signal approaches 0 and the absolute value signal are 0. On the basis of the capacitance change away from the capacitance, the capacitance at which the absolute value signal becomes 0 is extracted.

図7に示されるように、本発明のPM検出装置1は、車両の内燃機関71から大気までの排気ガスの排出流路72に挿入されたDPF2におけるPMの堆積量を検出するものである。DPF2内にはPMセンサ3が設置される。ブリッジ回路9、直流電源10(二次直流電源の場合)、交流電源11、差動増幅器13、絶対値信号生成回路15は、回路基板17に搭載される。回路基板17と検出部16は、車室内、エンジンルーム内、車体下面など適宜な場所に設置することができる。回路基板17と検出部16は、一体化させて同一のユニットとしてもよい。信号ハーネス18と補償ハーネス19は、例えば、同一シース内に4本以上の多数の被覆電線を収容した多心ケーブルで実現される。   As shown in FIG. 7, the PM detection device 1 of the present invention detects the amount of PM accumulated in the DPF 2 inserted into the exhaust gas discharge passage 72 from the internal combustion engine 71 of the vehicle to the atmosphere. A PM sensor 3 is installed in the DPF 2. The bridge circuit 9, DC power supply 10 (in the case of a secondary DC power supply), AC power supply 11, differential amplifier 13, and absolute value signal generation circuit 15 are mounted on a circuit board 17. The circuit board 17 and the detection unit 16 can be installed in appropriate places such as a vehicle interior, an engine room, and a lower surface of the vehicle body. The circuit board 17 and the detection unit 16 may be integrated to form the same unit. The signal harness 18 and the compensation harness 19 are realized by, for example, a multicore cable in which a large number of four or more covered electric wires are accommodated in the same sheath.

以下、本発明のPM検出装置1の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the PM detection apparatus 1 of the present invention will be described.

まず、PM堆積量を検出する基本原理を説明し、その後、具体的な回路の動作を説明するものとする。   First, the basic principle of detecting the PM deposition amount will be described, and then the specific circuit operation will be described.

PMセンサ3においては、2つの電極間の静電容量が捕集されたPMの堆積量に応じて図2のようにほぼ直線的に変化する。よって、PMセンサ3の静電容量に基づいてPMの堆積量を検出することができる。これは、電極間に導体であるPMが入ることで、見かけ上、電極間距離が小さくなり静電容量が大きくなる、あるいは、電極間の媒体中にPMが増加して誘電率が大きくなり静電容量が大きくなるからと考えられる。   In the PM sensor 3, the capacitance between the two electrodes changes substantially linearly as shown in FIG. 2 according to the amount of accumulated PM. Therefore, the amount of accumulated PM can be detected based on the capacitance of the PM sensor 3. This is because the PM, which is a conductor, is inserted between the electrodes, and the distance between the electrodes is apparently reduced and the capacitance is increased. Alternatively, the PM increases in the medium between the electrodes and the dielectric constant is increased. This is thought to be because the electric capacity increases.

本発明では、図1のブリッジ回路9において交流インピーダンスブリッジが平衡状態のとき、可変コンデンサ8の静電容量とPMセンサ3の静電容量が等しくなることから、可変コンデンサ8の静電容量に基づいてPMの堆積量を検出する。ただし、これに先立ち、ブリッジ回路9において抵抗ブリッジの平衡を得る必要がある。これは、交流インピーダンスブリッジのみで平衡をとろうとすると、平衡を与える抵抗値と静電容量の組み合わせが複数存在し、静電容量が1つに定まらないからである。   In the present invention, when the AC impedance bridge is in an equilibrium state in the bridge circuit 9 of FIG. 1, the capacitance of the variable capacitor 8 and the capacitance of the PM sensor 3 are equal, and therefore, based on the capacitance of the variable capacitor 8. To detect the amount of PM deposited. However, prior to this, it is necessary to obtain the balance of the resistance bridge in the bridge circuit 9. This is because there are a plurality of combinations of resistance values and capacitances that give balance when attempting to balance only with an AC impedance bridge, and the capacitance is not fixed to one.

検出部16は、直流電源10を制御して電圧印加点a,b間に直流電圧を印加する。この状態で、ブリッジ回路9が平衡するよう可変抵抗器4を調整する。具体的には、検出部16は、可変抵抗器4の上限抵抗値と下限抵抗値の間で抵抗値を掃引するように可変抵抗器4を制御しつつ、絶対値信号生成回路15から出力される絶対値信号を読み込む。ブリッジ回路9の平衡がとれると、測定点c,d間に電圧の差が生じない状態となるので、絶対値信号が0又は極小(以下、0も含み極小と言う)となる。検出部16は、絶対値信号が極小となる抵抗値に可変抵抗器4を固定する。   The detection unit 16 controls the DC power supply 10 to apply a DC voltage between the voltage application points a and b. In this state, the variable resistor 4 is adjusted so that the bridge circuit 9 is balanced. Specifically, the detection unit 16 outputs the absolute value signal generation circuit 15 while controlling the variable resistor 4 so as to sweep the resistance value between the upper limit resistance value and the lower limit resistance value of the variable resistor 4. Read the absolute value signal. When the bridge circuit 9 is balanced, there is no voltage difference between the measurement points c and d, so that the absolute value signal is 0 or a minimum (hereinafter also referred to as a minimum including 0). The detection unit 16 fixes the variable resistor 4 to a resistance value at which the absolute value signal is minimized.

その後、検出部16は、直流電圧の印加を停止し、交流電源11を制御して電圧印加点a,b間に交流電圧を印加する。この状態で、ブリッジ回路9が平衡するよう可変コンデンサ8を調整する。具体的には、検出部16は、可変コンデンサ8の上限静電容量と下限静電容量の間で、静電容量を掃引するように可変コンデンサ8を制御しつつ、絶対値信号生成回路15から出力される絶対値信号を読み込む。ブリッジ回路9の平衡がとれると、測定点c,d間に電圧の差が生じない状態となるので、絶対値信号が極小(0も含む)となる。   Thereafter, the detection unit 16 stops applying the DC voltage, controls the AC power supply 11, and applies an AC voltage between the voltage application points a and b. In this state, the variable capacitor 8 is adjusted so that the bridge circuit 9 is balanced. Specifically, the detection unit 16 controls the variable capacitor 8 so as to sweep the capacitance between the upper limit capacitance and the lower limit capacitance of the variable capacitor 8, and the absolute value signal generation circuit 15 Read the output absolute value signal. When the bridge circuit 9 is balanced, there is no voltage difference between the measurement points c and d, so that the absolute value signal is minimal (including 0).

このようにしてブリッジ回路9が直流と交流において平衡すると、検出部16は、可変コンデンサ8の静電容量に基づいてPMの堆積量を検出する。可変コンデンサ8の静電容量は、検出部16が制御によって与える値であるので、この値とPMの堆積量との対照表をあらかじめ検出部16に設定しておけば、検出部16は、対照表からPMの堆積量を読み出して検出結果とすることができる。   When the bridge circuit 9 is balanced in direct current and alternating current in this way, the detection unit 16 detects the amount of PM deposited based on the capacitance of the variable capacitor 8. Since the capacitance of the variable capacitor 8 is a value given by the control unit 16, if the comparison table of this value and the amount of PM deposited is set in the detection unit 16 in advance, the detection unit 16 The amount of PM deposition can be read from the table and used as the detection result.

なお、ブリッジ回路9の平衡は、直流における平衡と交流における平衡を1回ずつ行うにとどまらず、直流における平衡と交流における平衡を交互に複数回繰り返すのが望ましい。   The bridge circuit 9 is not limited to the balance at the direct current and the balance at the alternating current once, but preferably the balance at the direct current and the balance at the alternating current are alternately repeated a plurality of times.

次に、図1のPM検出装置1における具体的な回路の動作を、電圧印加点a,b間に交流電圧を印加して交流インピーダンスブリッジの平衡をとる場合について説明する。図8に、図1中の点g(ゲイン調整回路20の出力)、点h(平滑回路22の+側出力)、点k(平滑回路22の−側出力)、点m(絶対値信号生成回路15の出力)における電圧波形を示す。   Next, a specific circuit operation in the PM detection device 1 of FIG. 1 will be described in the case where an AC voltage is applied between the voltage application points a and b to balance the AC impedance bridge. FIG. 8 shows point g (output of gain adjustment circuit 20), point h (+ side output of smoothing circuit 22), point k (−side output of smoothing circuit 22), point m (absolute value signal generation) in FIG. The voltage waveform at the output of the circuit 15 is shown.

今、PMセンサ3の静電容量及び可変コンデンサ8の静電容量が共に、例えば、100pFで平衡している状態から、PMセンサ3の静電容量が101pFへステップ状に変化したとする。電圧印加点a,b間に交流電圧が印加されていると、測定点c,d間には静電容量の差異に応じて交流電圧に差が生じる。差動増幅器14で増幅した測定点c,d間の電圧をゲイン調整回路20において適宜な増幅度で増幅すると、図8に示されるように、点gには、PMセンサ3の静電容量のステップ状の変化のタイミングに応じたタイミングで交流波形が表れる。この交流波形のピーク対ピーク値は、PMセンサ3の静電容量と可変コンデンサ8の静電容量との差異(交流インピーダンスブリッジの不平衡)に比例する。   Now, it is assumed that the capacitance of the PM sensor 3 and the capacitance of the variable capacitor 8 both change stepwise from, for example, a state where the capacitance of the PM sensor 3 is balanced at 100 pF to 101 pF. When an alternating voltage is applied between the voltage application points a and b, a difference occurs in the alternating voltage between the measurement points c and d according to the difference in capacitance. When the voltage between the measurement points c and d amplified by the differential amplifier 14 is amplified by the gain adjustment circuit 20 with an appropriate amplification degree, the capacitance of the PM sensor 3 is at the point g as shown in FIG. An AC waveform appears at a timing corresponding to the timing of the step-like change. The peak-to-peak value of this AC waveform is proportional to the difference between the capacitance of the PM sensor 3 and the capacitance of the variable capacitor 8 (AC impedance bridge unbalance).

整流回路21において点gの正電圧の成分と負電圧の成分とを分離し、それぞれ平滑すると、点hには、点gの交流波形の開始時点から急峻に立ち上がって正の所定値に安定する直流波形が表れ、点kには、点gの交流波形の開始時点から急峻に立ち下がって負の所定値に安定する直流波形が表れる。   When the positive voltage component and the negative voltage component at the point g are separated and smoothed in the rectifier circuit 21, the point h rapidly rises from the start of the AC waveform at the point g and stabilizes to a positive predetermined value. A direct current waveform appears, and at point k, a direct current waveform that suddenly falls from the start of the alternating current waveform at point g and stabilizes to a predetermined negative value appears.

差動増幅兼低域通過回路23において点hと点kとの差をとる。すなわち、正の所定値に負の所定値の符号を反転して加算する。同時に、低域通過(ローパス;積分と等価)を行うと、点mには、点gの交流波形の開始時点から緩慢に立ち上がる直流波形が表れる。この波形が所定時間経過後に安定した時点で絶対値信号としてデータサンプリングするとよい。点mでは、差動増幅兼低域通過回路23からの信号の電圧がデジタル回路の電源電圧Vcc+ダイオードの順方向電圧降下Vfにクリップされるため、検出部16を構成するECU内のADコンバータには、負電圧が入力されないのはもとより、ADコンバータの最大定格入力電圧を超える高い正電圧は入力されない。   In the differential amplification and low-pass circuit 23, the difference between the point h and the point k is taken. That is, the sign of the negative predetermined value is inverted and added to the positive predetermined value. At the same time, when low-pass (low-pass; equivalent to integration) is performed, a DC waveform that rises slowly from the start point of the AC waveform at point g appears at point m. Data sampling as an absolute value signal may be performed when this waveform becomes stable after a predetermined time has elapsed. At the point m, the voltage of the signal from the differential amplification / low-pass circuit 23 is clipped to the power supply voltage Vcc of the digital circuit + the forward voltage drop Vf of the diode, so that the AD converter in the ECU constituting the detection unit 16 In addition, a negative voltage is not input, and a high positive voltage exceeding the maximum rated input voltage of the AD converter is not input.

ここまでの回路動作において、電圧印加点a,b間に印加した交流電圧を位相の基準にすると、PMセンサ3の静電容量に対して可変コンデンサ8の静電容量が大きい場合と小さい場合とでは、測定点c,d間の交流波形の位相が逆になる。一方の位相(例えば、PMセンサ3の静電容量に対して可変コンデンサ8の静電容量が小さい場合)に対して電圧(ピーク対ピーク値)が正と定義すると、他方の位相(PMセンサ3の静電容量に対して可変コンデンサ8の静電容量が大きい場合)では電圧(ピーク対ピーク値)が負となる。   In the circuit operation so far, when the AC voltage applied between the voltage application points a and b is used as a phase reference, the capacitance of the variable capacitor 8 is larger or smaller than the capacitance of the PM sensor 3. Then, the phase of the AC waveform between the measurement points c and d is reversed. When the voltage (peak-to-peak value) is defined as positive with respect to one phase (for example, when the capacitance of the variable capacitor 8 is smaller than the capacitance of the PM sensor 3), the other phase (PM sensor 3 Voltage (peak-to-peak value) is negative in the case where the capacitance of the variable capacitor 8 is larger than that of the variable capacitor 8.

したがって、図9に示されるように、可変コンデンサ8の静電容量を最小値から大きくする方向に掃引していくと、ブリッジ回路9の測定点間c,dの電圧(ピーク対ピーク値)は正の大きい値から徐々に減少してゼロクロス点を通り負の大きい値に至る。   Therefore, as shown in FIG. 9, when the capacitance of the variable capacitor 8 is swept in the direction of increasing from the minimum value, the voltage (peak-to-peak value) between the measurement points c and d of the bridge circuit 9 is It gradually decreases from a large positive value, passes through the zero cross point, and reaches a large negative value.

次に、ゲイン調整回路20の出力は、測定点c,d間の電圧を増幅したものであるから、理論的にはゲイン調整回路20の出力のピーク対ピーク値は、静電容量の掃引範囲全域で測定点c,d間の電圧(ピーク対ピーク値)に比例する。しかし、実際にはゲイン調整回路20の演算増幅器が飽和するので、図10に示されるように、可変コンデンサ8の静電容量を最小値から大きくする方向に掃引していくと、ゲイン調整回路20の出力(ピーク対ピーク値)は、ゲインが小さいときには緩やかな傾斜を示し、ゲインが大きいときには傾斜が急となり、飽和電圧で頭打ちとなる。   Next, since the output of the gain adjustment circuit 20 is obtained by amplifying the voltage between the measurement points c and d, theoretically, the peak-to-peak value of the output of the gain adjustment circuit 20 is the capacitance sweep range. It is proportional to the voltage (peak-to-peak value) between the measurement points c and d over the entire area. However, since the operational amplifier of the gain adjustment circuit 20 is actually saturated, as shown in FIG. 10, when the electrostatic capacitance of the variable capacitor 8 is swept in the direction of increasing from the minimum value, the gain adjustment circuit 20 The output (peak-to-peak value) shows a gentle slope when the gain is small, and the slope becomes steep when the gain is large, and reaches a peak at the saturation voltage.

次に、図11に示す差動増幅兼低域通過回路23の出力は、図10に示したゲイン調整回路20の出力(ピーク対ピーク値)の絶対値に比例している。ゲイン調整回路20で与えたゲインの大きさによらず、出力が0に近づく静電容量変化においては、出力がほぼリニアに右下がりとなり、出力が0から遠ざかる静電容量変化においては、出力がほぼリニアに右上がりとなっている。したがって、2つの変化の中間(この例では100pF)がゼロクロス点であることが分かる。よって、差動増幅兼低域通過回路23の出力をクリップした絶対値信号生成回路15の出力である絶対値信号をデータとして、出力が0に近づく静電容量変化と出力が0から遠ざかる静電容量変化を基に、ゼロクロス点となる静電容量を抽出することができる。   Next, the output of the differential amplification / low-pass circuit 23 shown in FIG. 11 is proportional to the absolute value of the output (peak-to-peak value) of the gain adjustment circuit 20 shown in FIG. Regardless of the magnitude of the gain given by the gain adjustment circuit 20, when the capacitance changes so that the output approaches 0, the output falls almost linearly to the right, and when the capacitance changes where the output moves away from 0, the output is It is almost linearly rising to the right. Therefore, it can be seen that the middle of the two changes (100 pF in this example) is the zero cross point. Therefore, with the absolute value signal that is the output of the absolute value signal generation circuit 15 clipped from the output of the differential amplification and low-pass circuit 23 as data, the capacitance change that approaches 0 and the electrostatic that the output moves away from 0 Based on the capacitance change, it is possible to extract the capacitance that becomes the zero cross point.

ここで、差動増幅兼低域通過回路23の出力は、ゲインが小さいときには緩やかな傾斜を示し、ゲインが大きいときには傾斜が急となり、飽和電圧で頭打ちとなる。このような特性に鑑み、ゲイン調整回路20のゲインは、検出部16のADコンバータの電圧分解能とダイナミックレンジ、および後述する可変コンデンサ8の静電容量が離散的な場合の分解能をも考慮して、検出部16においてゼロクロス点の特定に用いるデータが好適に得られるように設定するのが好ましい。すなわち、ゲイン=1の場合のように出力電圧が広範囲の静電容量にわたり非常に小さいと、低い電圧分解能でサンプリングしたデータが広範囲の静電容量にわたり0になってしまい、ゼロクロス点を特定できない。これに対し、適宜にゲインを大きくしておけば、低い電圧分解能でサンプリングしたデータでも静電容量の変化に対して数値が顕著に変化するため、ゼロクロス点を特定しやすい。反面、ゲイン=100の場合のように、静電容量の狭い範囲でしか出力電圧の変化が見られない場合、サンプリングできるデータの個数が少なく、ゼロクロス点の特定が難しくなる。   Here, the output of the differential amplification / low-pass circuit 23 shows a gentle slope when the gain is small, and the slope becomes steep when the gain is large, and reaches a peak at the saturation voltage. In view of such characteristics, the gain of the gain adjustment circuit 20 also takes into account the voltage resolution and dynamic range of the AD converter of the detection unit 16 and the resolution when the capacitance of the variable capacitor 8 described later is discrete. The detection unit 16 is preferably set so that data used for specifying the zero-cross point can be suitably obtained. That is, when the output voltage is very small over a wide range of capacitance as in the case of gain = 1, data sampled with a low voltage resolution becomes 0 over a wide range of capacitance, and the zero cross point cannot be specified. On the other hand, if the gain is increased appropriately, the numerical value changes significantly with respect to the change in capacitance even for data sampled with a low voltage resolution, so that the zero cross point can be easily identified. On the other hand, when the change in the output voltage can be seen only in a narrow range of the electrostatic capacity as in the case of gain = 100, the number of data that can be sampled is small and it is difficult to specify the zero cross point.

ゲイン調整回路20のゲインは、あらかじめ適切な値を実験等により求めて、固定的に設定してもよいし、検出部16からゲイン調整回路20のゲインを制御できるように構成するのもよい。   The gain of the gain adjustment circuit 20 may be determined in advance by obtaining an appropriate value through experiments or the like, or may be configured so that the gain of the gain adjustment circuit 20 can be controlled from the detection unit 16.

なお、一般にゼロに近い値を計測しようとすると、ノイズの影響が相対的に大きく、計測精度が低くなるが、ゼロより遠い値からゼロに近い値までを数多く計測することでノイズの影響を除去して計測精度を高くすることができる。よって、適宜な傾斜を有する掃引結果からゼロクロス点を求めることは、計測精度を高めるのに寄与する。   In general, when trying to measure a value close to zero, the effect of noise is relatively large and the measurement accuracy decreases, but the effect of noise is eliminated by measuring many values from values far from zero to values close to zero. As a result, the measurement accuracy can be increased. Therefore, obtaining the zero cross point from the sweep result having an appropriate inclination contributes to increasing the measurement accuracy.

本発明においては、可変コンデンサ8が図4、図5に示したように静電容量が離散的な値をとる。すなわち、可変コンデンサ8の静電容量を掃引する制御は、きざみ(分解能)ΔC=1/8C0で段階的に256個に静電容量を変化させる制御となる。例えば、1pFから256pFまで1pFきざみで掃引する。このとき、検出部16に入力されるデータは、図12に示されるように、きざみΔCごとの離散的なデータとなる。そこで、検出部16は、これらのデータから近似的に絶対値信号が0に近づく静電容量変化と0から遠ざかる静電容量変化を算出する。ここでは、各静電容量変化についてそれぞれ一点鎖線で示す直線近似としたが、双方の静電容量変化を一括して二次曲線で近似し、その極を求めてゼロクロス点としてもよい。 In the present invention, the variable capacitor 8 takes discrete values as shown in FIGS. 4 and 5. That is, the control for sweeping the electrostatic capacitance of the variable capacitor 8 is a control for changing the electrostatic capacitance to 256 pieces step by step (resolution) ΔC = 1 / 8C 0 . For example, sweeping is performed in increments of 1 pF from 1 pF to 256 pF. At this time, the data input to the detection unit 16 is discrete data for each step ΔC as shown in FIG. Therefore, the detection unit 16 calculates a capacitance change in which the absolute value signal approximates to 0 and a capacitance change in which the absolute value signal moves away from 0 from these data. Here, each capacitance change is approximated by a straight line indicated by a one-dot chain line, but both capacitance changes may be approximated by a quadratic curve in a lump, and the pole may be obtained as a zero cross point.

ここまで、電圧印加点a,b間に交流電圧を印加して交流インピーダンスブリッジの平衡をとる場合について説明したが、電圧印加点a,b間に直流電圧を印加して抵抗ブリッジの平衡をとる動作は、より簡単であり、図9〜図12の横軸を抵抗値に見立てれば理解できるので、説明を省略する。   Up to this point, the case where the AC voltage is applied between the voltage application points a and b to balance the AC impedance bridge has been described. However, the DC voltage is applied between the voltage application points a and b to balance the resistance bridge. The operation is simpler and can be understood if the horizontal axis in FIGS.

以上説明したように、本発明のPM検出装置1によれば、ブリッジ回路9が平衡となる可変コンデンサ8の静電容量を探ることによってPMセンサ3の静電容量を知ることができる。可変コンデンサ8の静電容量は、検出部16が制御によって与えた値であるから、正確である。よって、検出されたPMの堆積量は正確となる。   As described above, according to the PM detection device 1 of the present invention, the capacitance of the PM sensor 3 can be known by searching for the capacitance of the variable capacitor 8 at which the bridge circuit 9 is balanced. The capacitance of the variable capacitor 8 is accurate because it is a value given by the detector 16 under control. Therefore, the detected PM accumulation amount is accurate.

本発明のPM検出装置1によれば、交流電源11が印加する交流電圧の振幅値とは無関係にブリッジ回路9の平衡をとることができるので、交流電圧の振幅値が正確である必要はない。このため、交流電源11を構成する発振器回路は、簡素な構成とすることができる。これにより、交流電源11は安価でありながら、信頼性の高いものとすることができる。   According to the PM detection device 1 of the present invention, the bridge circuit 9 can be balanced regardless of the amplitude value of the AC voltage applied by the AC power supply 11, and therefore the AC voltage amplitude value does not need to be accurate. . For this reason, the oscillator circuit which comprises AC power supply 11 can be made into a simple structure. As a result, the AC power supply 11 can be made highly reliable while being inexpensive.

本発明のPM検出装置1によれば、測定点c,d間の電圧に基づく差動増幅器14の出力が正負に振れるのに対し、絶対値信号生成回路15で生成される絶対値信号は正電圧であるので、検出部16には正電圧の信号のみ入力されることになり、検出部16がデジタル回路であるECUで構成される場合でも、測定点c,d間の電圧のゼロクロス点を特定する処理が容易となる。   According to the PM detector 1 of the present invention, the output of the differential amplifier 14 based on the voltage between the measurement points c and d fluctuates positive and negative, whereas the absolute value signal generated by the absolute value signal generation circuit 15 is positive. Since the voltage is a voltage, only a positive voltage signal is input to the detection unit 16, and even when the detection unit 16 is configured by an ECU that is a digital circuit, the zero cross point of the voltage between the measurement points c and d is set. The identification process becomes easy.

1 PM検出装置
2 DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)
3 PMセンサ
4 可変抵抗器
5,6,7 固定抵抗器
8 可変コンデンサ
9 ブリッジ回路
10 直流電源
11 交流電源
12 バッファアンプ
13 バッファアンプ
14 差動増幅器
15 絶対値信号生成回路
16 検出部
17 回路基板
18 信号ハーネス
19 補償ハーネス
20 ゲイン調整回路
21 整流回路
22 平滑回路
23 差動増幅兼低域通過回路
24 クリップ回路
41a〜41h 固定コンデンサ
42a〜42h スイッチ
1 PM detector 2 DPF (diesel particulate filter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 PM sensor 4 Variable resistor 5, 6, 7 Fixed resistor 8 Variable capacitor 9 Bridge circuit 10 DC power supply 11 AC power supply 12 Buffer amplifier 13 Buffer amplifier 14 Differential amplifier 15 Absolute value signal generation circuit 16 Detection part 17 Circuit board 18 Signal harness 19 Compensation harness 20 Gain adjustment circuit 21 Rectification circuit 22 Smoothing circuit 23 Differential amplification and low-pass circuit 24 Clip circuit 41a to 41h Fixed capacitor 42a to 42h Switch

Claims (4)

内燃機関から大気までの排気ガスの排出流路に挿入されたディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPF)における粒子状物質(以下、PM)の堆積量を検出するPM検出装置であって、
DPF内に配置された2つの電極間の静電容量がPMの堆積量によって変化するPMセンサと、
電気的に制御される可変抵抗器と3つの固定抵抗器が順次接続され、前記可変抵抗器に前記PMセンサが並列接続され、前記可変抵抗器に隣接する固定抵抗器の1つに、電気的に制御される可変コンデンサが並列接続されてなるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の4つの接続点のうち、前記可変コンデンサ及び固定抵抗器と前記可変抵抗器及びPMセンサとが接続された接続点とその対角に位置する接続点が電圧印加点となっており、前記電圧印加点間に直流電圧と交流電圧を選択的に印加するための直流電源及び交流電源と、
前記ブリッジ回路の4つの接続点のうち、前記電圧印加点に挟まれた2つの接続点である測定点のそれぞれに入力端子が接続された差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力に基づいて前記測定点間の電圧の絶対値を表す絶対値信号を生成する絶対値信号生成回路と、
前記電圧印加点間に直流電圧を印加して前記絶対値信号が0となるように前記可変抵抗器を調整し、その後、前記電圧印加点間に交流電圧を印加して前記絶対値信号が0となるように前記可変コンデンサを調整し、このときの前記可変コンデンサの静電容量からPMの堆積量を検出する検出部とを備えたことを特徴とするPM検出装置。
A PM detection device for detecting the amount of particulate matter (hereinafter referred to as PM) deposited in a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) inserted in an exhaust gas exhaust passage from an internal combustion engine to the atmosphere,
A PM sensor in which the capacitance between two electrodes arranged in the DPF varies with the amount of PM deposited;
An electrically controlled variable resistor and three fixed resistors are sequentially connected, the PM sensor is connected in parallel to the variable resistor, and one of the fixed resistors adjacent to the variable resistor is electrically connected A bridge circuit in which variable capacitors to be controlled are connected in parallel;
Of the four connection points of the bridge circuit, the connection point where the variable capacitor and the fixed resistor, the variable resistor and the PM sensor are connected, and the connection point located on the diagonal are the voltage application points. A DC power source and an AC power source for selectively applying a DC voltage and an AC voltage between the voltage application points;
A differential amplifier having an input terminal connected to each of measurement points, which are two connection points sandwiched between the voltage application points, among the four connection points of the bridge circuit;
An absolute value signal generation circuit that generates an absolute value signal representing the absolute value of the voltage between the measurement points based on the output of the differential amplifier;
The variable resistor is adjusted so that the absolute value signal becomes 0 by applying a DC voltage between the voltage application points, and then the AC voltage is applied between the voltage application points and the absolute value signal becomes 0. A PM detection apparatus comprising: a detection unit that adjusts the variable capacitor so that the amount of PM accumulated is detected from the capacitance of the variable capacitor at this time.
前記検出部は、前記可変抵抗器の抵抗値を所定の範囲で掃引し、前記絶対値信号が0に近づく抵抗値変化と前記絶対値信号が0から遠ざかる抵抗値変化とに基づいて前記絶対値信号が0となる抵抗値を抽出し、
前記可変コンデンサの静電容量を所定の範囲で掃引し、前記絶対値信号が0に近づく静電容量変化と前記絶対値信号が0から遠ざかる静電容量変化とに基づいて前記絶対値信号が0となる静電容量を抽出することを特徴とする請求項1記載のPM検出装置。
The detection unit sweeps the resistance value of the variable resistor in a predetermined range, and the absolute value is based on a resistance value change in which the absolute value signal approaches 0 and a resistance value change in which the absolute value signal moves away from 0. Extract the resistance value for which the signal is 0,
The capacitance value of the variable capacitor is swept within a predetermined range, and the absolute value signal is 0 based on the capacitance change in which the absolute value signal approaches 0 and the capacitance change in which the absolute value signal moves away from 0. The PM detection device according to claim 1, wherein the capacitance is extracted.
前記可変コンデンサには、前記PMセンサと前記可変抵抗器を接続する信号ハーネスの浮遊容量と等しい浮遊容量を有する補償ハーネスが並列接続されることを特徴とする請求項1又は2記載のPM検出装置。   3. The PM detection device according to claim 1, wherein a compensation harness having a stray capacitance equal to a stray capacitance of a signal harness connecting the PM sensor and the variable resistor is connected in parallel to the variable capacitor. . 前記可変コンデンサは、静電容量が2のべき乗に比例して異なる複数の固定コンデンサが各々スイッチを介して並列接続され、前記スイッチの開閉の組み合わせにより、離散的な合成の静電容量に制御されることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のPM検出装置。   In the variable capacitor, a plurality of fixed capacitors having different electrostatic capacities in proportion to powers of 2 are connected in parallel through switches, and are controlled to discrete composite capacities by a combination of opening and closing of the switches. The PM detection device according to claim 1, wherein
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105283640A (en) * 2013-06-03 2016-01-27 五十铃自动车株式会社 Exhaust purification device
JP2016524147A (en) * 2013-06-14 2016-08-12 メムシック, インコーポレイテッドMemsic, Inc. Fall sensor
US9759675B2 (en) 2011-12-09 2017-09-12 Hyundai Motor Company Particulate matter sensor unit
CN108369251A (en) * 2015-12-10 2018-08-03 五十铃自动车株式会社 Reactance measurement device
JP2022096640A (en) * 2020-12-17 2022-06-29 ザ・ボーイング・カンパニー Stress sensor and method of operating the same
DE102017221357B4 (en) 2017-01-12 2023-07-27 Hyundai Motor Company DEVICE AND METHOD FOR DETECTING PARTICULATE Particles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06173648A (en) * 1992-12-08 1994-06-21 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk Diesel particulate filter
JPH0829370A (en) * 1994-07-15 1996-02-02 Tokin Corp Thermal-conductivity moisture sensor
JP2007077878A (en) * 2005-09-14 2007-03-29 Ngk Insulators Ltd Particulate collecting filter and filter unit
JP2008008151A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Ngk Insulators Ltd Honeycomb structure for particulate sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06173648A (en) * 1992-12-08 1994-06-21 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk Diesel particulate filter
JPH0829370A (en) * 1994-07-15 1996-02-02 Tokin Corp Thermal-conductivity moisture sensor
JP2007077878A (en) * 2005-09-14 2007-03-29 Ngk Insulators Ltd Particulate collecting filter and filter unit
JP2008008151A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Ngk Insulators Ltd Honeycomb structure for particulate sensor

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9759675B2 (en) 2011-12-09 2017-09-12 Hyundai Motor Company Particulate matter sensor unit
CN105283640A (en) * 2013-06-03 2016-01-27 五十铃自动车株式会社 Exhaust purification device
CN105283640B (en) * 2013-06-03 2018-06-29 五十铃自动车株式会社 Emission-control equipment
JP2016524147A (en) * 2013-06-14 2016-08-12 メムシック, インコーポレイテッドMemsic, Inc. Fall sensor
CN108369251A (en) * 2015-12-10 2018-08-03 五十铃自动车株式会社 Reactance measurement device
US10578660B2 (en) 2015-12-10 2020-03-03 Isuzu Motors Limited Reactance measurement apparatus
CN108369251B (en) * 2015-12-10 2020-09-08 五十铃自动车株式会社 Reactance measuring device
DE102017221357B4 (en) 2017-01-12 2023-07-27 Hyundai Motor Company DEVICE AND METHOD FOR DETECTING PARTICULATE Particles
JP2022096640A (en) * 2020-12-17 2022-06-29 ザ・ボーイング・カンパニー Stress sensor and method of operating the same

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