诊断装置和传感器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够早期检测PM传感器的功能失陷、功能劣化的低成本的诊断装置和传感器。一种配置在内燃机(100)的排气通道(110)中并检测排气中含有的颗粒状物质量的传感器(10)的诊断装置，包括：时间变化率运算部(2)，其在内燃机(100)的燃料喷射量为预先设定的喷射量阈值以下的期间，求出传感器(10)所检测到的颗粒状物质量的时间变化率；以及异常判定部(3)，其基于时间变化率运算部(2)所求出的颗粒状物质量的时间变化率，来判定传感器(10)的异常。

Diagnostic device and sensor

The present invention provides diagnostic devices and sensors of a low cost to early detection of the PM sensor function, function deterioration of the enemy. A configuration of internal combustion engine (100) in the exhaust passage (110) sensor quality of granular material containing exhaust gas in the detection and diagnosis device (10), including: the time rate of change of operation Department (2), the internal combustion engine (100) of the fuel injection quantity is set below the threshold value during the injection quantity the sensor (10), calculate the time variation of granular material quality of the detected rate; and determining part (3), abnormal operation based on the time rate of change of time (2) the change of quality of granular material to calculate the rate, to determine the sensor (10) abnormal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】诊断装置和传感器
本专利技术涉及诊断装置和传感器，特别涉及对排气中含有的颗粒状物质(以下称为PM)进行检测的PM传感器的诊断装置和PM传感器。
技术介绍
以往，作为对从内燃机排出的排气中的PM进行检测的传感器，已知电阻型PM传感器。电阻型PM传感器在绝缘性基板的表面对置配置有一对导电性电极，利用电阻值因附着在这些电极上的导电性的PM(主要是碳烟组分)而变化的现象来推定PM量(例如，参照专利文献1)。此外，作为电阻型PM传感器的故障诊断装置，提出了如下的装置：对两个PM传感器的再生时间相互进行比较，在这些传感器的再生时间之差大于预定值的情况下，判定为故障(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012－83210号公报专利文献2:日本特开2009－144512号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献2的装置中，由于需要在大致相同位置设置两个PM传感器，所以存在浪费较多且高成本这种问题。此外，在专利文献2的装置中，由于如果不进行传感器再生则不能进行诊断，所以，在传感器再生的频度较低的情况下，有可能无法早期检测PM传感器的功能失陷、功能劣化等。因此，本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种能够早期检测PM传感器的功能失陷、功能劣化的低成本的诊断装置和传感器。用于解决课题的手段本专利技术是为了达到上述目的而专利技术的，是配置在内燃机的排气通道中并检测排气中含有的颗粒状物质量的传感器的诊断装置，包括：时间变化率运算部，其在上述内燃机的燃料喷射量为预先设定的喷射量阈值以下的期间，求上述传感器所检测到的颗粒状物质量的时间变化率；以及异常判定部，其基于上述时间变化率运算部所求出的上述颗粒状物质量的时间变化率，来判定上述传感器的异常。附图说明图1的(A)是表示应用了本专利技术的一实施方式的诊断装置的柴油引擎的排气系统的一个例子的概略结构图，(B)是电子控制单元的功能框图。图2是表示本专利技术的一实施方式的诊断装置的PM传感器的示意性的局部剖视图。图3是说明本专利技术的诊断装置的原理的图。图4的(A)是表示本专利技术的一变形例的PM传感器的传感器部的示意性的立体图，(B)是表示该PM传感器的传感器部的示意性的分解立体图。图5是表示本专利技术的一变形例的PM传感器的示意性的局部剖视图。具体实施方式以下，基于附图来说明本专利技术的实施方式的诊断装置。对于相同的零件，标注相同的附图标记，它们的名称及功能也相同。因而，不重复对它们的详细的说明。图1的(A)是表示应用了本实施方式的诊断装置的柴油引擎(以下，简称为引擎)的排气系统的一个例子的概略结构图，图1的(B)是电子控制单元的功能框图。如图1的(A)所示，在引擎100的排气通道(排气管)110内，从排气上游侧起依次设置有氧化催化剂210、微粒过滤器(以下，称为DPF)220等。本实施方式的诊断装置是将PM传感器10配置在比DPF220靠上游侧的排气通道110而构成的。另外，PM传感器10的个数没有限定，也可以是两个以上。此外，PM传感器10的配置位置也可以是比DPF220靠下游侧的排气通道110。接下来，说明PM传感器10的详细构成。如图2所示，PM传感器10包括：外壳构件11，其被插入在排气通道110内；底座部20，其将外壳构件11安装于排气通道110中；以及传感器部30，其被收容在外壳构件11内。外壳构件11被形成为将底部侧(在图示例中是下端侧)封闭的有底圆筒状。外壳构件11的筒轴向的长度L以与排气通道110的半径R大致相同的长度形成，使得其底部侧的筒壁部突出到排气通道110的轴中心CL附近。另外，在以下的说明中，将外壳构件11的底部侧作为前端侧，将底部侧的相反侧作为外壳构件11的基端侧。在外壳构件11的前端侧筒壁部，设置有在周向隔开间隔地配置的多个导入口12。此外，在外壳构件11的基端侧筒壁部，设置有在周向隔开间隔地配置的多个导出口13。导入口12的总开口面积S12被形成得比导出口13的总开口面积S13小(S12＜S13)。即，导入口12附近的排气流速V12比导出口13附近的排气流速V13慢(V12＜V13)，从而导入口12侧的压力P12比导出口13侧的压力P13高(P12＞P13)。由此，排气气体从导入口12被顺畅地引入到外壳构件11内，同时，外壳构件11内的排气气体从导出口13被顺畅地导出到排气通道110内。底座部20包括外螺纹部21、以及螺母部22。外螺纹部21被设置在外壳构件11的基端部，将外壳构件11的基端侧开口部封闭。该外螺纹部21与形成在排气通道110上的凸台部110A的内螺纹部拧合。螺母部22例如是六角螺母，被固定在外螺纹部21的上端部。在这些外螺纹部21及螺母部22上形成有使后述的导电线32A、33A等插过的通孔(未图示)。传感器部30包括过滤器构件31、多对电极32、33、以及电加热器34。过滤器构件31例如是通过对构成由多孔质陶瓷的分隔壁划分的网格状的排气流路的多个单元(cell)的上游侧和下游侧交替地进行孔封闭而形成的。该过滤器构件31在使单元的流路方向与外壳构件11的轴向(图中上下方向)大致平行的状态下，隔着缓冲构件31A被保持在外壳构件11的内周面上。从导入口12引入到外壳构件11内的排气气体中的PM由于排气气体从下游侧被孔封闭的单元流入到上游侧被孔封闭的单元，从而被分隔壁表面或细孔捕集。另外，在以下的说明中，将下游侧被孔封闭的单元称为测定用单元，将上游侧被孔封闭的单元称为电极用单元。电极32、33例如是导电性的金属线，从下游侧(非孔封闭侧)交替地被插入到隔着测定用单元而对置的电极用单元中，从而形成电容器。这些电极32、33经由导电线32A、33A分别与内置在车辆的电子控制单元(称为ECU)40中的未图示的静电容检测电路连接。电加热器34例如是电热线，构成本专利技术的再生部件。电加热器34因通电而发热来加热测定用单元，从而执行将堆积在测定用单元内的PM燃烧除去的所谓的过滤器再生(以下，也称为传感器再生)。因此，电加热器34呈连续S字形地弯曲地形成，且相互平行的直线部分沿着流路而被插入到各测定用单元内。此外，如图1的(B)所示，PM传感器10包括传感器再生控制部41、以及PM量推定运算部42。传感器再生控制部41和PM量推定运算部42被搭载在ECU40中。另外，传感器再生控制部41和PM量推定运算部42也可以被搭载在与ECU40相互独立地构成的硬件单元中。传感器再生控制部41执行根据由未图示的静电容检测电路检测的电极32、33间的静电容Cp而将电气加热器34接通(通电)的传感器再生。电极32、33间的静电容Cp由以下的数学公式1表示，其中电极32、33间的介质的介电常数设为ε、电极32、33的表面积设为S、电极32、33间的距离设为d。[数学公式1]在数学公式1中，电极32、33的表面积S固定，若PM被过滤器构件31捕集，则介电常数ε及距离d会变化，静电容Cp也会随之变化。即，在电极32、33间的静电容Cp与过滤器构件31的PM堆积量之间，成立比例关系。若电极32、33间的静电容Cp达到表示过滤器构件31的PM上限堆积量的预定的静电容上限阈值CPmax，则传感器再生控制部41开始使电气加热器34接通的传感器再生(参照图3)。持续该传感器再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器的诊断装置，上述传感器被配置在内燃机的排气通道中并检测排气中含有的颗粒状物质量，所述诊断装置的特征在于，包括：时间变化率运算部，其在上述内燃机的燃料喷射量为预先设定的喷射量阈值以下的期间，求上述传感器所检测到的颗粒状物质量的时间变化率；以及异常判定部，其基于上述时间变化率运算部所求出的上述颗粒状物质量的时间变化率，来判定上述传感器的异常。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.26 JP 2014-2389461.一种传感器的诊断装置，上述传感器被配置在内燃机的排气通道中并检测排气中含有的颗粒状物质量，所述诊断装置的特征在于，包括：时间变化率运算部，其在上述内燃机的燃料喷射量为预先设定的喷射量阈值以下的期间，求上述传感器所检测到的颗粒状物质量的时间变化率；以及异常判定部，其基于上述时间变化率运算部所求出的上述颗粒状物质量的时间变化率，来判定上述传感器的异常。2.如权利要求1所述的诊断装置，其中，上述传感器是静电容式的传感器，其在包含被配置于上述排气通道中并捕集排气中的颗粒状物质的单元的过滤器构件中，设置有隔着上述单元对置配置而形成电容器的至少一对电极，并包括基于上述一对电极间的静电容来推定排气中的颗粒状物质量的推定部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山正，塙哲史，
申请(专利权)人：五十铃自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP