[发明专利]微粒检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及微粒检测装置。尤其涉及设置在内燃机的排气路径中、且适于对废气中的微粒进行检测的微粒检测装置。

背景技术

以往，如专利文献1所述，公开有一种对内燃机的废气中的微粒量进行检测的微粒传感器。这种传感器具备相互隔开空间而平行地配置的电极。传感器以至少部分电极暴露在废气中的方式设置在排气路径上。当废气流经废气路径时，废气中的微粒就会堆积在电极上。其结果，会使电极间的阻抗发生变化。专利文献1的传感器对这种阻抗的变化进行检测，据此检测出堆积在电极之间的微粒量。

专利文献1：日本专利申请特表2006-515066号公报

如专利文献1所述的传统传感器，虽然能够根据阻抗的变化来检测气体中的微粒量，但不能推定气体中微粒的粒径和粒子数量。另一方面，作为气体中微粒数量的计测装置，例如已知有一种使用激光的粒子数量计，但这种装置大型且高价，例如很难搭载在车辆上等作为来加以利用。从而，需要一种不仅能够掌握气体中所含的微粒量，还能够掌握粒子数量和粒径的简便的装置。

另外，如专利文献1所述的以往传感器中，是根据包含传感器电极和引线(以下称为“电极等”)在内的整个电路的阻抗来测定微粒量的。因此，阻抗的变化量(相对于初始值的差)中，除了由微粒堆积引起的变化量外，还包含电极等劣化引起的变化量。而且，当电极等的劣化严重时，检测出的阻抗的变化量中、由电极等的劣化引起的变化的比例较大。此时，可以认为根据阻抗变化量算出的微粒量和实际的微粒量之间的误差增大。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种既能抑制电极劣化等引起的偏差、又能检测出废气中存在的微粒的粒径和微粒的数量的微粒检测装置。

为了实现上述目的，本1发明是一种对气体中的微粒进行测定的微粒检测装置，其特征在于，具有：

频率控制单元，其对在分开配置的一对电极上所施加的交流电压的频率进行控制；

交流阻抗检测单元，其对被施加不同频率的交流电压时与各频率对应的阻抗进行检测；

分量计算单元，其对与上述各频率对应的阻抗的电阻分量及/或电容分量进行计算；

微粒粒径推定单元，其根据上述电阻分量及/或上述电容分量的变化来推定气体中的微粒的平均粒径及/或微粒的数量。

第2发明是在第1发明的基础上，上述分量计算单元计算出上述电阻分量及/或上述电容分量中的、

由微粒的内部特性引起的粒子内分量、以及

由微粒间的界面特性引起的晶界分量，

上述微粒粒径推定单元根据上述粒子内分量与上述晶界分量之间的比较结果来推定上述微粒的平均粒径以及/或微粒的数量。

第3发明是在第1或第2发明的基础上，

还具有根据上述电阻分量中的上述粒子内分量与上述晶界分量来推定气体中的微粒的量的微粒量推定单元。

第4发明是在第1发明的基础上，还具有：

对上述电极间的电阻进行检测的电极间电阻检测单元、以及

根据检测到的电极间的电阻来推定气体中的微粒的量的微粒量推定单元。

第5发明是在第4发明的基础上，

还具有饱和状态判断单元，其对被推定出的微粒的量是否达到表示饱和状态的基准量进行判断，

在判断为上述微粒的量已达到上述基准量时，上述交流阻抗检测单元执行对阻抗的检测。

第6发明是一种对气体中的微粒进行测定的微粒检测装置，其特征在于，具有：

频率控制单元，其对在分开配置的一对电极上施加的交流电压的频率进行控制；

交流阻抗检测单元，其施加不同频率的交流电压，并对与各频率对应的阻抗进行检测；

粒子分量计算单元，其将与上述各频率对应的阻抗的电阻分量分为由微粒的内部特性以及界面特性引起的粒子电阻分量和由其它原因引起的分量来进行计算；

微粒量推定单元，其根据上述电阻分量中的上述粒子电阻分量来推定微粒的量。

根据第1发明，通过对在一对电极上被施加不同频率的交流电压时所检测到的阻抗的电阻分量及/或电容分量的变化进行检测，而能够推定微粒的平均粒径或数量。从而，利用具有一对电极的小型装置，能够简单地检测出微粒的粒径或数量。