[发明专利]PM量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及对内燃机的排气中的粒子状物质(Particulate Matter：以下称为“PM”)的量进行检测的PM量检测装置。

背景技术

公知有一种利用PM传感器来检测内燃机的排气中的PM量的技术。在专利文献1中，公开了一种具备至少两个电极的PM传感器(微粒子传感器)。该PM传感器根据电极间的交流阻抗等电特性的计测数据来检测PM传感器上的微粒子堆积量。而且，在专利文献1中，记载了一种在微粒子捕集单元中设置PM传感器的技术，其中，该微粒子捕集单元在与气体流路垂直的截面的一部分或者与气体流路不同的第2流路上对PM进行捕集。

专利文献2至5中均记载了与PM传感器相关的技术。

专利文献1：日本特开2008-064621号公报

专利文献2：日本特开2008-190502号公报

专利文献3：国际公开2008/117853

专利文献4：日本特开2008-115765号公报

专利文献5：日本特开平8-068313号公报

为了检测内燃机的排气中的PM量，有时会使用输出与堆积于传感器自身的PM量对应的信号的PM传感器。这样的PM传感器一般被设置在排气通路内。排气中的PM附着于在排气通路内设置的PM传感器上。而且，在PM传感器中，附着的PM缓慢地堆积。PM传感器的输出值根据该PM堆积量的增加而发生变化。

在这样的PM传感器中，与PM传感器相碰撞的PM会附着并堆积在该PM传感器上。但是，排气中存在不与PM传感器相碰撞的PM、或者即使与PM传感器相碰撞也不附着于该PM传感器的PM。另外，当排气的流速上升时，PM的流量也会增加。当PM的流量增加时，虽然附着于PM传感器的PM量本身会增加，但存在PM传感器中的PM捕集率(即，附着于PM传感器的PM量相对于PM流量的比率)降低的趋势。因此，会导致PM传感器中的PM捕集率不稳定，有可能会难以基于PM传感器的输出值来准确地检测出排气中的PM量。

发明内容

本发明鉴于上述那样的问题而提出，其目的在于，提供一种以更高精度检测内燃机的排气中的PM量的技术。

本发明为了解决上述课题而采用了以下方法。即，本发明通过将PM传感器设置在传感器盒内来降低PM传感器周围的排气的流速，并且通过热泳将PM引导到PM传感器。

更具体而言，本发明涉及的PM量检测装置被设置于内燃机的排气通路，对排气中的粒子状物质量进行检测，该PM量检测装置具备：PM传感器，其输出与堆积于自身的粒子状物质量对应的信号；传感器盒，其在内部设置有上述PM传感器且获取在排气通路中流动的排气的一部分，具有将其内部的排气的流速降低到能够使粒子状物质进行热泳的程度的构成、以及在其内部产生通过热泳将粒子状物质引导到上述PM传感器那样的温度差的构成。

根据本发明，传感器盒内排气的流速降低，并且PM基于热泳而被引导至PM传感器。由此，排气中的PM容易附着于PM传感器。因此，能够与排气通路内的排气的流速无关地稳定且较高地维持PM传感器中的PM捕集率。结果，能够基于PM传感器的输出值更高精度地检测排气中的PM量。

本发明涉及的传感器盒的“将其内部的排气的流速降低到能够使粒子状物质进行热泳的程度的构成”可以通过传感器盒的设置位置、形状，或者形成于传感器盒的排气出入口的位置、形状来实现。

例如，在传感器盒中，可以仅在一个方向形成排气的出入口。由此，在传感器盒中，能够抑制从某个方向流入到其内部并从其他方向流出到排气通路内的排气的流动。因此，可以将传感器盒内的排气的流速降低到能够使PM进行热泳的程度。另外，也可以仅在传感器盒的下游侧端部形成排气的出入口。由此，传感器盒8内存在的PM难以受到在排气通路中流动的排气的主流的压力的影响。因此，该PM更易于热泳。

本发明涉及的传感器盒的“在其内部产生通过热泳将粒子状物质引导至上述PM传感器那样的温度差的构成”可以通过传感器盒的设置位置、进而通过传感器盒内的PM传感器的设置位置来实现。另外，该构成也能够通过对传感器盒设置加热装置或者冷却装置中的至少一个来实现。

上述构成也可以是“使PM传感器的温度低于传感器盒的至少一部分壁面的温度的构成”。根据该构成，传感器盒内的排气所含的PM基于热泳而被引导至PM传感器。另外，上述构成也可以是“在隔着PM传感器而对置的壁面之间产生温度差的构成”。根据该构成，传感器盒内的排气所含的PM基于热泳而从高温的壁面侧移动到低温的壁面侧。此时，由于PM传感器位于PM的移动路径上，所以PM被引导至PM传感器。