颗粒状物质检测传感器以及颗粒状物质检测装置的制作方法
本申请基于2016年10月12日提出申请的日本申请第2016－201070号、2017年4月4日提出申请的日本申请第2017－74706号、2017年4月14日提出申请的日本申请第2017－80740号、2017年9月19日提出申请的日本申请第2017－179388号，在此援引其记载内容。
本公开涉及用于检测废气中所含的颗粒状物质的量的颗粒状物质检测传感器以及颗粒状物质检测装置。
背景技术：
作为用于检测废气中所含的颗粒状物质(particulatematter：以下也记作pm)的量的颗粒状物质检测传感器(以下，也记作pm传感器)，已知有具备形成有堆积pm的堆积面的绝缘基板和设于上述堆积面的一对检测电极的传感器。pm由煤构成且具有导电性。因此，若在上述堆积面堆积pm，则一对检测电极通过pm而电连接，电流流动。以通过测定该电流值来检测堆积于堆积面的pm的量的方式构成。
然而，上述pm传感器在pm的堆积量很少的情况下，存在无法进行检测的问题。即，在上述pm传感器中，在堆积面堆积某种程度的pm，在一对检测电极之间形成基于pm的电流的路径之后，电流开始流动。因此，在pm的堆积量较少、并未形成电流路径的情况下，在一对检测电极之间没有电流流动，无法检测pm(参照图58)。
近年，为了解决该问题，开发出一种pm传感器，该pm传感器使用了由电阻率高于pm的导电性材料构成的导电部(参照下述专利文献1)。在该pm传感器中，在上述导电部的表面，形成堆积pm的堆积面，在该堆积面设有一对检测电极。导电部由导电性材料构成，因此即使在堆积面完全没有堆积pm的情况下，电流也流过导电部(参照图7)。另外，在堆积面稍微堆积了pm的情况下(参照图8)，在堆积面中的未堆积pm的区域中，电流流过导电部，在堆积有pm的区域中，电流主要向电阻率低的pm流动。因此，即使在pm的堆积量很少、且在一对检测电极间未形成基于pm的电流的路径的情况下，也能够使电流在检测电极间流动。另外，对应于pm的堆积量，检测电极间的电阻发生变化，且电流值发生变化。因而，即使在pm稍微堆积了的情况下，也能够检测其堆积量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－138449号公报
技术实现要素：
上述pm传感器存在pm的堆积量的检测值容易因温度大幅变化的问题。即，上述pm传感器成为电流在上述导电部流动的构造，该导电部的电阻因温度大幅变化。因而，即使pm的堆积量恒定，若温度发生变化，则导电部的电阻也发生变化，一对检测电极间的电阻大幅改变。因此，难以准确地检测pm的堆积量。
本公开将提供一种即使颗粒状物质的堆积量很少也能够进行检测、并且容易抑制由温度引起的检测值的变化的颗粒状物质检测传感器、以及使用了该颗粒状物质检测传感器的颗粒状物质检测装置。
本公开的第一方式在于一种颗粒状物质检测传感器，用于检测废气中所含的颗粒状物质的量，其中，具备：
颗粒状物质检测部，具有检测用导电部和一对检测电极，该检测用导电部由电阻率比上述颗粒状物质的电阻率高的导电性材料构成、且在其表面形成有堆积上述颗粒状物质的堆积面，该一对检测电极设于该检测用导电部，且隔着上述堆积面而相互对置，上述颗粒状物质检测部构成为，上述一对检测电极间的电阻对应于堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的量而变化；以及
电阻监测部，具有监测用导电部和一对监测电极，该监测用导电部由上述导电性材料构成、且配置于与上述检测用导电部相邻的位置，该一对监测电极设于该监测用导电部，上述电阻监测部构成为，在该一对监测电极间，在上述监测用导电部不堆积上述颗粒状物质。
另外，本公开的第二方式在于一种颗粒状物质检测装置，具备上述颗粒状物质检测传感器和连接于该颗粒状物质检测传感器的控制部，其中，上述控制部具备：主测定部，测定上述一对检测电极间的电阻即颗粒状物质检测用电阻；补偿用测定部，测定上述一对监测电极间的电阻即补偿用电阻；以及堆积量计算部，使用上述补偿用电阻的测定值对上述一对检测电极间的上述检测用导电部的电阻的因温度引起的变化进行补偿，并计算堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的量。
另外，本公开的第三方式在于一种颗粒状物质检测装置，具备用于检测废气中所含的颗粒状物质的量的颗粒状物质检测传感器和连接于该颗粒状物质检测传感器的控制部，其中，
上述颗粒状物质检测传感器具备检测用导电部和一对检测电极，该检测用导电部由电阻率比上述颗粒状物质的电阻率高的导电性材料构成、且在其表面形成有堆积上述颗粒状物质的堆积面，该一对检测电极设于该检测用导电部，且隔着上述堆积面而相互对置，上述颗粒状物质检测传感器构成为，上述一对检测电极间的电阻对应于堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的量而变化，
上述控制部构成为，在使上述检测用导电部的温度上升、并控制了上述检测用导电部的温度以使上述颗粒状物质未堆积时的上述一对检测电极间的上述检测用导电部的电阻即检测用导电部电阻处于预先确定的范围内的状态下，进行上述颗粒状物质的检测。
发明效果
上述第一方式中的颗粒状物质检测传感器具备形成有上述堆积面的检测用导电部和隔着上述堆积面而相互对置一对检测电极。上述检测用导电部由电阻率比颗粒状物质的电阻率高的导电性材料构成。
因此，即使在堆积面完全未堆积颗粒状物质，也能够使电流在一对检测电极间流动。另外，在颗粒状物质稍微堆积于堆积面的情况下(参照图8)，在堆积面中的未堆积颗粒状物质的区域中，电流流过检测用导电部，在堆积有颗粒状物质的区域中，电流主要向电阻率小的颗粒状物质流动。因此，即使颗粒状物质的堆积量很少、且在检测电极间未形成基于颗粒状物质的电流的路径，也能够使电流在检测电极间流动。另外，对应于颗粒状物质的堆积量，检测电极间的电阻发生变化，电流值发生变化。因而，即使在颗粒状物质稍微堆积了的情况下，也能够检测其堆积量。
另外，上述颗粒状物质检测传感器具备上述电阻监测部。电阻监测部具有上述监测用导电部和形成于该监测用导电部一对监测电极。
因此，能够对检测用导电部的电阻的因温度引起的变化进行补偿，并能够准确地测定颗粒状物质的堆积量。即，由于检测用导电部与监测用导电部配置于彼此相邻的位置，因此它们的温度几乎相等。另外，由于构成为在监测用导电部中不堆积颗粒状物质，因此监测电极间的监测用导电部的电阻几乎不受到颗粒状物质的影响。因此，通过测定监测电极间的监测用导电部的电阻，能够计算在与该监测用导电部相同的温度下、并且颗粒状物质未堆积的状态下的检测用导电部的电阻。
像上述那样，上述颗粒状物质检测传感器成为检测电极间的电流流过检测用导电部的构造，该检测用导电部的电阻因温度大幅变化。在本方式中，由于能够通过测定一对监测电极间的电阻来计算检测用导电部的电阻，因此能够对由温度引起的检测用导电部的电阻的变化进行补偿。因此，能够准确地求出颗粒状物质的堆积量。
另外，上述第二方式中的颗粒状物质检测装置具备上述颗粒状物质检测传感器和与颗粒状物质检测传感器连接的控制部。控制部具备上述主测定部、补偿用测定部、以及堆积量计算部。
因此，能够准确并且可靠地计算颗粒状物质的堆积量。
另外，上述第三方式中的控制部构成为，在使上述检测用导电部的温度上升并对检测用导电部的温度进行了控制以使上述检测用导电部电阻处于预先确定的范围内的状态下，进行颗粒状物质的检测。
因此，能够在使检测用导电部电阻成为最佳的值之后再对颗粒状物质进行检测。因而，能够准确地检测颗粒状物质的量。
如上所述，根据本方式，能够提供即使颗粒状物质的堆积量很少也能够进行检测、并且容易抑制由温度引起的检测值的变化的颗粒状物质检测传感器、以及使用了该颗粒状物质检测传感器的颗粒状物质检测装置。
附图说明
关于本公开的上述目的以及其他目的、特征、优点，通过参照添附的附图以及下述的详细的描述而更加明确。
图1是实施方式1中的颗粒状物质检测传感器的立体图。
图2是实施方式1中的颗粒状物质检测传感器的俯视图，并且是图3的ii向视图。
图3是图2的iii-iii剖面图。
图4是实施方式1中的去除了检测电极的颗粒状物质检测传感器的俯视图。
图5是实施方式1中的颗粒状物质检测装置的概念图。
图6是实施方式1中的颗粒状物质检测传感器以及检测电路的概念图。
图7是实施方式1中的颗粒状物质未堆积的状态下的颗粒状物质检测传感器的局部剖面图。
图8是实施方式1中的颗粒状物质稍微堆积了的状态下的颗粒状物质检测传感器的局部剖面图。
图9是表示实施方式1中的颗粒状物质的堆积量与在检测电极间流动的电流的关系的图表。
图10是表示实施方式1中的颗粒状物质的堆积量为恒定的情况下的温度与在电极间流动的电流的关系的图表。
图11是表示实施方式1中的颗粒状物质的堆积量为恒定的情况下的温度与校正后的检测电极间的电流值的关系的图表。
图12是实施方式1中的控制部的流程图。
图13是实施方式2中的颗粒状物质检测装置的概念图。
图14是表示实施方式2中的补偿用电阻与温度的关系的图表。
图15是实施方式2中的温度计算部的流程图。
图16是实施方式3中的颗粒状物质检测装置的概念图。
图17是表示实施方式3中的颗粒状物质的电阻率与温度的关系的图表。
图18是表示实施方式3中的校正了的pm电流与温度的关系的图表。
图19是实施方式3中的控制部的流程图。
图20是表示实验例1中的流过监测电极间的电流与流过检测电极间的电流之比与这些电极的间隔的关系的图表。
图21是实施方式4中的颗粒状物质检测传感器的立体图。
图22是实施方式5中的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图23是实施方式6中的颗粒状物质检测传感器的剖面图，并且是图24的xxiii向视图。
图24是图23的xxiv-xxiv剖面图。
图25是实施方式7中的颗粒状物质检测传感器的立体图。
图26是图25的xxvi-xxvi剖面图。
图27是实施方式8中的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图28是实施方式9中的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图29是表示实施方式10中的sr1-xlaxtio3的表面电阻率ρ与温度的关系的图表。
图30是对实施方式10中的导电部的表面电阻率ρ不同的多个pm传感器调查了pm喷射量与传感器输出的关系的图表。
图31是用于说明实施方式10中的表面电阻率ρ的测定方法的图。
图32是表示实施方式10中的样品的厚度与电阻的关系的图表。
图33是改变电阻率的测定方法而对实施方式10中的srtio3的电阻率与温度的关系进行了调查的图表。
图34是用于说明实施方式10中的测定块体(bulk)的电阻率的方法的图。
图35是实施方式11中的颗粒状物质检测传感器的俯视图，并且是图36的xxxv向视图。
图36是图35的xxxvi-xxxvi剖面图。
图37是将实施方式11中的pm的堆积量与在检测电极间流动的电流的关系针对加热前与加热后进行表示的图表。
图38是实施方式11中的与颗粒状物质检测传感器连接的电路的概念图。
图39是表示实施方式11中的构成检测用导电部以及监测用导电部的导电性材料的电阻率与温度的关系的图表。
图40是实施方式11中的控制部的流程图。
图41是实施方式12中的控制部的流程图。
图42是实施方式13中的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图43是实施方式14中的颗粒状物质检测传感器的俯视图，并且是图44的xliii向视图。
图44是图43的xliv-xliv剖面图。
图45是实施方式14中的与加热器连接的电路的概念图。
图46是实施方式14中的控制部的流程图。
图47是实施方式15中的与颗粒状物质检测传感器连接的电路的概念图。
图48是实施方式15中的控制部的流程图。
图49是实施方式16中的控制部的流程图。
图50是实施方式17中的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图51是实施方式17中的由不具有气体透过性的绝缘膜覆盖监测电极以及监测用导电部的pm传感器的输出特性。
图52是实施方式17中的由具有气体透过性的绝缘膜覆盖监测电极以及监测用导电部的颗粒状物质检测传感器的输出特性。
图53是表示实施方式17中的由不具有气体透过性的绝缘膜覆盖监测用导电部等的情况下的废气、检测用导电部、以及监测用导电部的温度变化的概念图。
图54是表示实施方式17中的由具有气体透过性的绝缘膜覆盖监测用导电部等的情况下的废气、检测用导电部、以及监测用导电部的温度变化的概念图。
图55是实施方式17中的将监测用导电部与检测用导电部层叠的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图56是实施方式17中的将监测用导电部与检测用导电部一体地形成的颗粒状物质检测传感器的剖面图。
图57是比较方式1中的颗粒状物质未堆积的状态下的颗粒状物质检测传感器的局部剖面图。
图58是比较方式1中的颗粒状物质稍微堆积了的状态下的颗粒状物质检测传感器的局部剖面图。
图59是比较方式1中的由已堆积的颗粒状物质形成了电流的路径的状态下的颗粒状物质检测传感器的局部剖面图。
图60是表示比较方式1中的颗粒状物质的堆积量与流过检测电极间的电流的关系的图表。
图61是表示比较方式2中的颗粒状物质的堆积量与流过检测电极间的电流的关系的图表。
图62是表示比较方式3中的颗粒状物质的堆积量与流过检测电极间的电流的关系的图表。
具体实施方式
上述颗粒状物质检测传感器能够形成为用于检测车辆的发动机的废气中所含的颗粒状物质的量的车载用颗粒状物质检测传感器。
(实施方式1)
参照图1～图12对上述颗粒状物质检测传感器以及上述颗粒状物质检测装置的实施方式进行说明。本方式的颗粒状物质检测传感器(即，pm传感器1)为了检测废气中所含的颗粒状物质8的量而被使用。如图1～图3所示，pm传感器1具备颗粒状物质检测部4和电阻监测部5。
如图3所示，颗粒状物质检测部4具有检测用导电部2a和一对检测电极3a。检测用导电部2a由电阻率高于pm8的导电性材料构成。
pm8的电阻率能够利用以下的粉体电阻测定法进行测定。即，在将粉体(pm)装入到底面以及上表面成为电极板的规定圆筒容器(截面积a)的状态下，从上部对上表面的电极板施加压力，一边在纵轴方向上压缩粉体(pm)，一边测定电极间的距离l与电极间的电阻r。根据该测定法，粉体(pm)的电阻率ρ可由r×(a/l)来计算。在本实施方式中，使用截面为
如图3所示，在检测用导电部2a的表面形成有pm堆积的堆积面20。一对检测电极3a形成于检测用导电部2a，并隔着堆积面20而相互对置。颗粒状物质检测部4构成为，对应于堆积于堆积面20的pm8的量，一对检测电极3a间的电阻发生变化。
电阻监测部5为了对一对检测电极3a间的检测用导电部2a的电阻ra(参照图6：以下，也记作检测用导电部电阻ra)的由温度引起的变化进行补偿而设置。电阻监测部5具有监测用导电部2b和一对监测电极3b。监测用导电部2b由上述导电性材料构成，并配置于与检测用导电部2a相邻的位置。另外，一对监测电极3b形成于监测用导电部2b。在一对监测电极3b间构成为，在监测用导电部2b不堆积pm8。
如图5所示，本方式的pm传感器1是用于检测车辆的发动机71的废气中所含的pm8的量的车载用pm传感器。在发动机71连接有排出管72。在该排出管72设有用于净化废气的净化装置73。在排出管72中的位于比净化装置73更靠废气的下游侧的部位720安装有pm传感器1。在本方式中，使用pm传感器1来测定通过了净化装置73的废气中所含的pm8的量，并使用该测定值来进行净化装置73的故障诊断。
pm传感器1连接于控制部6。颗粒状物质检测装置10(以下，也记作pm检测装置10)包括该控制部6与pm传感器1。控制部6包括ecu(enginecontrolunit：发动机控制单元)。控制部6具备cpu67、rom68、ram69、i/o611、以及检测电路60。在rom68存储有程序68p。cpu67读出程序68p并执行，从而可实现后述的主测定部61、补偿用测定部62、堆积量计算部63等。
如图6所示，检测电路60具备开关608、分流电阻609、电压测定部603、以及直流电源604。以通过切换开关608，将直流电源604的电压vo施加于一对检测电极3a与一对监测电极3b的某一方的方式构成。流过了检测电极3a间、或监测电极3b间的电流i通过分流电阻609。利用电压测定部603测定由该分流电阻609引起的电压下降。由此，以测定电流i并计算电极间的电阻(＝v0/i)的方式构成。
像上述那样，检测用导电部2a由导电性材料构成。因此，如图7所示那样，即使在堆积面20完全未堆积pm8的状态下，也能够使电流i在检测用导电部2a中流动。另外，如图8所示，在pm8稍微堆积了的情况下，在堆积面20中的未堆积pm8的区域a1中，电流i流过检测用导电部2a，在堆积有pm8的区域a2中，电流i主要向电阻率低的pm8流动。因此，如图9所示，即使pm8的堆积量很少，电流i也发生变化，能够检测pm8的堆积量。
接下来，对pm传感器1的构造进行更加详细的说明。如图3所示，检测用导电部2a与监测用导电部2b一体地形成，并构成一张导电板部29。导电板部29支承于基板部11。将导电板部29中的该导电板部29的板厚方向(以下，也记作z方向)上的基板部11侧的部位设为上述监测用导电部2b，将相反侧的部位设为检测用导电部2a。另外，在导电板部29的与基板部11接触的主面s2形成有监测电极3b，在相反侧的主面s1形成有上述堆积面20。
在基板部11内设有加热器111。构成为在堆积面20堆积了很多的pm8的情况下，使加热器111发热而燃烧并去除pm8。
如图2～图4所示，一对检测电极3a间的间隔wa与一对监测电极3b间的间隔wb彼此相等。另外，在这些电极3a、3b的长度方向(图的x方向)上的长度la、lb彼此相等。
如图2、图4所示，在检测电极3a连接有端子31(即，检测端子31a)。在监测电极3b也连接有端子31(即，监测端子31b)。这些端子31a、31b连接于检测电路60(参照图6)。监测端子31b配置于一对检测端子31a之间。
另外，在与导电板部29相邻的位置配置有由绝缘材料构成的绝缘部13。检测电极3a与检测端子31a通过检测用连结部32a而连结。另外，监测电极3b与监测端子31b通过监测用连结部32b而连结。检测用连结部32a设于绝缘部13的外表面，监测用连结部32b夹设于绝缘部13与基板部11之间。检测用连结部32a间的间隔比监测用连结部32b间的间隔宽。在本方式中，通过设置绝缘部13，抑制了电流在检测用连结部32a间以及监测用连结部32b间流动。由此，在堆积面20未堆积pm8的状态下，使在检测电极3a间以及监测电极3b间流动的电流i大致相等，并使它们间的电阻大致相等。
接下来，对pm检测装置10进行说明。如图5所示，本方式的pm检测装置10具备pm传感器1和连接于该pm传感器1的控制部6。控制部6具有主测定部61、补偿用测定部62、以及堆积量计算部63。主测定部61测定一对检测电极3a间的电阻即颗粒状物质检测用电阻rs(参照图6)。补偿用测定部62测定一对监测电极3b间的电阻即补偿用电阻rb。堆积量计算部63使用补偿用电阻rb的测定值，对检测用导电部电阻ra的因温度引起的变化进行补偿，并计算堆积于堆积面20的pm8的量。
pm8的堆积量例如能够像以下那样进行计算。如图6所示，颗粒状物质检测用电阻rs的值由检测用导电部电阻ra与pm8的电阻rpm来决定。颗粒状物质检测用电阻rs例如能够通过以下的式子来近似地表示。
rs＝rpmra/(rpm+ra)
像上述那样，在本方式中，使检测用导电部电阻ra与补偿用电阻rb大致相等。因而，上述式子能够像下述那样进行变形。
rs＝rpmrb/(rpm+rb)
由于rs与rb能够测定，因此能够从该式计算pm8的电阻rpm。另外，若预先存储电阻rpm与pm8的堆积量的关系，则能够从计算出的电阻rpm的值计算pm8的堆积量。
另外，pm8的堆积量也能够像以下那样进行计算。在图10中，示出了表示在堆积面20堆积了一定量的pm8的状态下改变了温度时的检测电极3a间的电流is与监测电极3b间的电流ib的变化的图表。从该图表可知，与监测电极3b间相比，在检测电极3a间流过更多的电流。这是因为在堆积面20堆积pm8，电流流过pm8(参照图8)。这些电流is、ib的值能够使用颗粒状物质检测用电阻rs、补偿用电阻rb来求出。检测电极3a间的电流is能够使用流过检测用导电部2a的电流ia(参照图6)与流过pm8的电流ipm而像下述那样近似地表示。
is＝ia+ipm
另外，由于检测用导电部2a与监测用导电部2b的电阻大致相等，因此流过检测用导电部2a的电流ia与流过监测用导电部2b的电流ib大致相等。因而，上述式能够像下述那样进行变形。
is＝ib+ipm
从该式可知，流过pm8的电流(以下，也记作pm电流ipm)可像以下那样进行表示。
ipm＝is－ib
计算出的pm电流ipm是从检测电极3a间的电流is去除了流过检测用导电部2a的电流ia(＝ib)的值，因此几乎不受到检测用导电部2a的电阻的由温度引起的变化的影响。因此，如图11所示，即使温度发生变化pm电流ipm也几乎不发生变化。若预先存储该pm电流ipm的值与pm8的堆积量的关系，则能够计算pm8的堆积量。
另外，如图11所示，即使pm8的堆积量为恒定，若温度上升，则pm电流ipm也略微上升。这是因为，若温度上升，则pm8自身的电阻下降。其中，由于pm8的电阻rpm的由温度引起的变化率相对较小，因此即使使用上述pm电流ipm，也能够以相对较高的精度计算pm8的堆积量。
接下来，使用图12对控制部6的流程图进行说明。在计算pm8的堆积量时，控制部6首先使上述加热器111发热，使堆积于堆积面20的pm8燃烧。由此，使pm传感器1再生(步骤s1)。之后，待机规定时间，使pm传感器1冷却(步骤s2)。
接着，对一对检测电极3a间的电阻(即，颗粒状物质检测用电阻rs)进行测定(步骤s3)。之后，对监测电极3b的电阻(即，补偿用电阻rb)进行测定(步骤s4)。然后，使用这些电阻rs、rb的测定值来计算pm8的堆积量(步骤s5)。
在步骤s5之后，移至步骤s6。在此，判断pm8的堆积量是否已达到规定值。在此，在判断为否的情况下，返回至步骤s3。另外，在判断为是的情况下，结束。然后，进行净化装置73(参照图5)是否发生了故障的判断。该判断使用pm8的堆积量达到规定值为止所需的时间t来进行。即，在上述时间t比预先确定的上限值短的情况下，判断为净化装置73发生了故障。另外，在上述时间t比上限值长的情况下，判断为净化装置73未发生故障。
接下来，对本方式的作用效果进行说明。如图1、图3所示，本方式的pm传感器1具备形成有堆积面20的检测用导电部2a、以及隔着堆积面20而相互对置的一对检测电极3a。检测用导电部2a由电阻率高于pm的导电性材料构成。
因此，如图7所示，即使在堆积面20完全没有堆积pm，也能够使电流i在一对检测电极3a间流动。另外，如图8所示，在堆积面20稍微堆积了pm8的情况下，在堆积面20中的未堆积pm8的区域a1中，电流i流过检测用导电部2a，在堆积有pm8的区域a2中，电流i主要向电阻率小的pm8流动。因此，即使pm8的堆积量很少、且在检测电极3a间未形成基于pm8的电流的路径，也能够使电流在检测电极3a间流动。另外，对应于pm8的堆积量，检测电极3a间的电阻rs发生变化，且电流is的值发生变化。因而，即使在pm8稍微堆积了的情况下，也能够检测其堆积量。
在此，假设代替由导电性材料构成的检测用导电部2a，如图57、图58所示那样使用由绝缘材料构成的绝缘板9，并在该绝缘板9的表面形成了pm8的堆积面90，则在pm8的堆积量较少的情况下，无法再检测其堆积量。即，由于绝缘板9由绝缘材料构成，因此在pm8的堆积量较少的情况下，在一对检测电极3a间没有电流流过。如图59所示，在堆积面90堆积某种程度的pm8，并在检测电极3a间形成基于pm8的电流的路径之后，在检测电极3a间开始流过电流i。因此，如图60所示，在pm8的堆积量很少的情况下无法检测pm8。与此相对，若像本方式那样使用由导电性材料构成的检测用导电部2a，则如图8、图9所示，即使pm8的堆积量很少、且未形成基于pm8的电流的路径，也能够使电流i在检测电极3a间流动。另外，能够对应于pm8的堆积量使电流i发生变化。因此，即使pm8的堆积量很少，也能够检测其堆积量。
另外，如图3所示，本方式的pm传感器1具备电阻监测部5。电阻监测部5具有监测用导电部2b和形成于该监测用导电部2b的一对监测电极3b。
因此，能够对检测用导电部2a的电阻的由温度引起的变化进行补偿，并能够准确地测定pm的堆积量。即，由于检测用导电部2a与监测用导电部2b配置于彼此相邻的位置，因此它们的温度几乎相等。另外，由于构成为在监测用导电部2b不堆积pm，因此监测电极3b间的监测用导电部2b的电阻(即，补偿用电阻rb)几乎不受到pm8的影响。因此，通过测定补偿用电阻rb，能够计算与监测用导电部2b相同的温度下的检测用导电部2a的电阻ra。
像上述那样，pm传感器1成为检测电极3a间的电流i流过检测用导电部2a的构造，该检测用导电部2a的电阻ra因温度大幅变化。在本方式中，通过测定补偿用电阻rb，能够求出检测用导电部2a的电阻ra，因此能够对该电阻ra的因温度引起的变化进行补偿。因此，能够准确地求出pm8的堆积量。
另外，如图5所示，本方式的pm检测装置10具备pm传感器1和连接于pm传感器1的控制部6。控制部6具备上述主测定部61、补偿用测定部62、以及堆积量计算部63。
因此，能够准确并且可靠地计算pm8的堆积量。
另外，如图3所示，本方式的检测用导电部2a与监测用导电部2b一体地形成，并构成一张导电板部29。
因此，相比于将检测用导电部2a与监测用导电部2b分开形成的情况，能够减少部件数量，并能够减少pm传感器1的制造成本。
另外，在本方式中，使导电板部29的形成有监测电极3b的一侧的主面s2与基板部11接触。
因此，能够通过基板部11防止pm8附着于监测电极3b间。
另外，在本方式中，如图3所示，在基板部11内设置有燃烧堆积于堆积面20的pm8加热器111。
因此，能够减少加热器111的消耗电力。即，虽然也能够不设置基板部11而在导电板部29的内部设置加热器111(参照图28)，但在该情况下，需要由导电板部29自身确保pm传感器1整体的刚性，因此产生充分加厚导电板部29的厚度的需要。另外，构成导电板部29的导电性材料优先考虑电阻率及其温度特性优异而进行选择，因此未必能够使用热传导率优异的材料。因此，难以利用加热器111加热堆积面20，加热器111的消耗电力容易增加。与此相对，如图3所示，若像本方式那样设置基板部11，能够通过基板部11确保刚性，因此能够使导电板部29的厚度变薄。另外，作为构成基板部11的材料，能够选择热传导率优异的材料，因此容易通过基板部11内的加热器111加热堆积面20。因此，能够减少加热器111的消耗电力。
另外，如图3所示，在本方式中，使一对检测电极3a间的间隔wa与一对监测电极3b间的间隔wb彼此相等。
因此，能够使检测电极3a间的检测用导电部2a的电阻ra与监测电极3b间的监测用导电部2b的电阻(即，补偿用电阻rb)相等。因而，能够容易地进行基于堆积量计算部63的pm8的堆积量的计算。
如上所述，根据本方式，能够提供即使颗粒状物质的堆积量很少也能够进行检测、并且容易抑制由温度引起的检测值的变化的颗粒状物质检测传感器、以及使用了该颗粒状物质检测传感器的颗粒状物质检测装置。
在以下的实施方式中，在附图所使用的附图标记中，与在实施方式1中使用的附图标记相同的附图标记，只要没有特别示出，则表示与实施方式1相同的构成要素等。
(实施方式2)
本方式是变更了控制部6的构成的例子。如图13所示，本方式的控制部6与实施方式1相同，具备主测定部61、补偿用测定部62、以及堆积量计算部63。另外，控制部6除这些之外还具备温度计算部64。
温度计算部64使用补偿用电阻rb的测定值来计算检测用导电部2a的温度。如图14所示，在补偿用电阻rb与温度之间存在一定的关系。控制部6存储该关系。然后，使用该关系，根据测定出的补偿用电阻rb的值计算温度tx。使用该计算值，例如能够判断在使上述加热器111发热时，是否检测用导电部2a被充分加热、pm8已燃烧。
在图15中，示出了温度计算部64的流程图。如该图所示，温度计算部64首先对监测电极3b间施加电压，并测定补偿用电阻rb(步骤s11)。之后，使用补偿用电阻rb与温度的映射来计算温度tx(步骤s12)。
本方式的作用效果进行说明。在本方式中，能够使用电阻监测部5来求出检测用导电部2a的温度。因此，无需设置专用的温度传感器，能够减少pm传感器1的制造成本。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式3)
本方式是变更了控制部6的构成的例子。如图16所示，本方式的控制部6与实施方式2相同，具备主测定部61、补偿用测定部62、堆积量计算部63、以及温度计算部64。另外，控制部6除这些之外还具备堆积量校正部65。堆积量校正部65使用由温度计算部64计算出的温度tx的值来对pm8的电阻率的因温度引起的变化进行校正。由此，对由堆积量计算部63计算出的pm8的堆积量进行校正。
堆积量的校正例如能够像以下那样进行。如图17所示，pm8的电阻率与温度存在一定的关系。使控制部6预先存储该关系。然后，使用该关系来求出测定出的温度tx处的pm8的电阻率rx。并且，计算常温to处的pm8的电阻率ro与温度tx处的电阻率rx之比ro/rx。
堆积于堆积面20的pm8整体的温度tx处的电阻值rpm与常温下的电阻值rpm’之间存在以下的关系。
rpm’＝rpmro/rx
另外，流过pm8的电流(即，pm电流ipm)、施加电压vo、以及pm8的电阻rpm之间存在以下的关系。
ipm＝vo/rpm
温度tx处的pm电流ipm通过使用下述的式，能够转换为常温下的值ipm’。
ipm’＝vo/rpm’
＝vorx/rpmro
＝ipmrx/ro
在图18中，示出了校正后的pm电流ipm’与温度的关系。ipm’是对pm8的电阻率的因温度引起的变化进行了补偿的值，因此与温度无关地恒定。因此，若使用该值ipm’，则能够不较大地受到温度的影响而准确地计算pm8的堆积量。
虽然也能够使用pm电流ipm的计算值(参照图11)来直接计算pm8的堆积量，但pm电流ipm受到pm8的电阻率的因温度引起的变化的影响，因此存在无法足够准确地计算pm8的堆积量的可能性。与此相对，如图18所示，若对pm8的电阻率的因温度引起的变化进行校正而计算ipm’，则该值ipm’几乎不受到温度的影响，因此能够足够准确地计算pm8的堆积量。
接下来，对控制部6的流程图进行说明。如图19所示，控制部6在测定pm8的堆积量时，首先使加热器111发热，使pm8燃烧。由此，再生pm传感器1(步骤s21)。之后，待机规定时间而冷却pm传感器1(步骤s22)。
接着，转移至步骤s23，测定检测电极3a间的电阻rs。之后，转移至步骤s24，对监测电极3b间施加电压，测定补偿用电阻rb。之后，转移至步骤s25。在此，使用补偿用电阻rb与温度的映射(参照图14)来计算温度tx。
接着，转移至步骤s26。在此，使用pm8的电阻率与温度的映射(参照图17)来计算测定温度tx处的pm8的电阻率rx。之后，进行步骤s27。在此，计算pm电流ipm(＝is－ib)的校正值ipm’。然后，使用得到的校正值ipm’来计算pm8的堆积量。
接着，转移至步骤s28。在此，判断pm8的堆积量是否已到达规定值。在此，在判断为否的情况下，转移至步骤s23，在判断为是的情况下，结束处理。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实验例1)
进行了用于确认z方向上的检测电极3a与监测电极3b的间隔h(参照图3)的优选范围的实验。首先，制作了多个具有实施方式1所示的构造的pm传感器1的样品。此时，将各样品的上述间隔h分配为4μm、8μm、10μm、20μm、40μm、45μm、50μm、80μm、100μm。另外，制作检测电极3a兼用作监测电极3b的pm传感器1，并作为上述间隔h为0μm的样品的替代。另外，在各样品的导电板部29中使用了电阻率为6×106ω·cm的ruo2类玻璃。另外，将检测电极3a间的间隔wa以及监测电极3b间的间隔wb设为700μm，将电极3a、3b的长度la、lb设为8mm。
在制作了上述样品之后，使pm8堆积于各样品的堆积面20，并测定了流过一对监测电极3b间的电流ib与流过一对检测电极3a间的电流is。更详细来说，在使pm8在堆积面20堆积约120ng，使温度为200℃的状态下，对电极间施加1kv的电压而测定了上述电流ib、is。在图20中，示出了测定出的电流ib、is之比ib/is与上述间隔h的关系。
如该图所示，间隔h越窄，ib/is越大。这是因为，若间隔h窄，则监测电极3b接近堆积面20，因此电流ib从一方的监测电极3b通过电阻率低的pm8向另一方的监测电极3b流动，电流ib的值变大。另外，从图20的图表可知，若间隔h变宽，则监测电极3b远离堆积面20，因此电流ib难以向pm8流动，ib的值变小。
另外，从图20的图表可知，当ib/is为0.02以下时，即使扩宽间隔h，ib/is也不怎么变化。认为这是因为，ib几乎不向pm8流动，因此即使扩宽间隔h，ib也不减少。因而，若事先使ib/is为0.02以下，则即使在间隔h、即导电板部29的厚度上产生了制造偏差的情况下，也能够准确地测定ib，并能够准确地测定补偿用电阻rb。因此，能够准确地对检测用导电部2a的电阻ra的因温度引起的变化进行补偿。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式4)
本方式是变更了检测电极3a以及监测电极3b的形状的例子。如图21所示，本方式的检测电极3a具备主体部38和从该主体部38突出的梳齿部39。一方的检测电极3aa的梳齿部39a与另一方的检测电极3ab的梳齿部39b交替地配置。监测电极3b也形成为相同的形状。
对本方式的作用效果进行说明。若形成为上述构成，则能够较广地确保堆积面20的面积，并且能够缩窄一对检测电极3aa、3ab间的间隔。因此，即使在堆积面20稍微堆积了pm8的情况下，也能够使检测电极3aa、3ab间的电流is大幅变化。因而，能够提高pm8的检测灵敏度。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式5)
本方式是变更了pm传感器1的构造的例子。如图22所示，在本方式中，将检测用导电部2a与监测用导电部2b形成为不同的部件。监测用导电部2b被绝缘膜12覆盖。在该绝缘膜12上配置有检测用导电部2a。另外，监测用导电部2b的与配置有检测用导电部2a的一侧相反的一侧的主面s2与基板部11接触。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，在检测用导电部2a与监测用导电部2b之间夹设有绝缘膜12。因此，监测电极3b从pm8绝缘，即使对一对监测电极3b间施加电压，电流ib也不会向pm8流动。因此，能够准确地测定补偿用电阻rb。因而，能够准确地对检测用导电部2a的电阻ra的因温度引起的变化进行补偿。
此外，具备实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式6)
本方式是变更了pm传感器1的构成的例子。如图23、图24所示，在本方式中，将检测用导电部2a与监测用导电部2b分体地形成。这些导电部2a、2b分别形成为板状，并设于基板部11上。
在监测用导电部2b的与和基板部11接触的一侧相反的一侧的主面s1设有监测电极3b。监测用导电部2b以及监测电极3b被绝缘膜12覆盖。
对本方式的作用效果进行说明。若形成为上述构成，则能够使颗粒状物质检测部4与电阻监测部5成为相同的形状。因此，容易使检测用导电部电阻ra与补偿用电阻rb相等。因而，能够准确地进行温度补偿。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式7)
本方式是变更了pm传感器1的构成的例子。如图25、图26所示，本方式的pm传感器1具备由绝缘材料构成的传感器主体部19。在该传感器主体部19内配置有多个导电板部29。各个导电板部29由比pm8的电阻率高的导电性材料构成。将这些多个导电板部29层叠。如图26所示，在相邻的两块导电板部29之间夹设有检测电极3a和监测电极3b。检测电极3a以及导电板部29从传感器主体部19的端面190露出。将导电板部29的露出面设为pm8的堆积面20。
在检测电极3a上存在第一检测电极3aa和第二检测电极3ab。这些第一检测电极3aa与第二检测电极3ab交替地配置。多个第一检测电极3aa彼此以及多个第二检测电极3ab彼此通过未图示的连接部件而电连接。另外，监测电极3b也成为相同的构造。
对本方式的作用效果进行说明。若形成为上述构成，则能够使两个检测电极3aa、3ab的间隔变窄。因此，即使在堆积面20稍微堆积了pm8的情况下，检测电极3aa、3ab的电流is也容易大幅变化。因而，能够提高pm8的检测灵敏度。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式8)
本方式是变更了pm传感器1的构造以及pm8的堆积量的计算方法的例子。如图27所示，在本方式中，一对检测电极3a间的间隔wa与一对监测电极3b间的间隔wb互不相同。另外，堆积量计算部63构成为，使用在补偿用电阻rb的测定值上乘以检测电极3a间的间隔wa与一对监测电极3b间的间隔wb之比wa/wb而得的值rbwa/wb来计算pm8的堆积量。
堆积量的计算例如能够像以下那样进行。像上述那样，一对检测电极3a间的电阻rs能够使用pm8的电阻rpm与检测用导电部2a的电阻ra而像下述那样近似地表示。
rs＝rpmra/(rpm+ra)···(1)
另外，上述电阻ra与补偿用电阻rb之间存在下述的关系。
ra＝rbwa/wb···(2)
因而，若使用上述式(1)(2)，则能够计算pm8的电阻rpm，由此能够计算pm8的堆积量。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，一对检测电极3a间的间隔wa与一对监测电极3b间的间隔wb互不相同。因此，能够提高pm传感器1的设计自由度。另外，由于能够使从监测电极3b至堆积面20的距离变长，因此监测电极3b间的电流ib难以向堆积于堆积面20的pm8流动。因此，容易准确地测定补偿用电阻rb。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式9)
本方式是变更了pm传感器1的构成的例子。如图28所示，本方式的pm传感器1与实施方式1不同，不具备基板部11(参照图3)。另外，在本方式中，与实施方式1相同，将检测用导电部2a与监测用导电部2b一体地形成，并构成一张导电板部29。在该导电板部29内，设有用于燃烧pm8的加热器111。
另外，在导电板部29的主面s1形成有供pm8堆积的堆积面20和一对检测电极3a。本方式的检测电极3a与实施方式4相同，形成为梳齿状。另外，在导电板部29内，形成有监测电极3b。监测电极3b与检测电极3a相同，形成为梳齿状。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，由于未使用基板部11，因此能够减少部件数量。因此，能够减少pm传感器1的制造成本。另外，若像实施方式1那样将导电板部29与基板部11层叠，则由于它们的热膨胀率不同，因此在将加热器111加热了时，存在产生pm传感器1的翘曲、导电板部29的剥离等的可能性，但在本方式中，由于未使用基板部11，因此难以产生这种问题。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式10)
本方式是变更了构成导电部2a、2b的导电性材料的例子。在本方式中，如以下的那样，测定导电性材料的表面电阻率ρ。即，首先制作图31所示的样品25。该样品25具有由导电性材料构成、厚度t为1.4mm的板状基板251，以及形成于该板状基板251的主表面、长度为l、间隔为d的一对测定电极37。形成这种样品25，并测定一对测定电极37间的电阻r(ω)。表面电阻率ρ可由下述式(3)计算。
ρ＝r×l×t/d···(3)
另外，在本说明书中，在仅记载为“电阻率”的情况下，是指所谓的块体的电阻率。其例如能够如图34所示那样，制作具备由导电性材料构成的基板部250和形成于该基板部250的侧面的一对测定电极371的块体用样品259，通过测定上述一对测定电极371间的电阻来进行计算。另外，在记载为“表面电阻率ρ”的情况下，是指制作图31所示的样品25，测定测定电极37间的电阻r，并使用上述式(3)而计算出的值。
另外，在本方式中，如图29所示，使用在100～500℃的温度范围内表面电阻率ρ为1.0×107～1.0×1010ω·cm的导电性材料来形成检测用导电部2a以及监测用导电部2b。
作为表面电阻率ρ满足上述数值范围的导电性材料，能够使用分子式由abo3表示的、具有钙钛矿构造的陶瓷。例如，作为上述分子式中的a，能够使用选自la、sr、ca、mg中的至少一种，作为上述b，能够使用选自ti、al、zr、y中的至少一种。
在本方式中，将上述分式中的a的主成分设为sr，将副成分设为la。另外，将上述分子式中的b设为ti。在图29中，示出了该陶瓷(sr1-xlaxtio3)的表面电阻率ρ与温度的关系。如该图所示，在使x为0.016～0.036的情况下，sr1-xlaxtio3的表面电阻率ρ在100～500℃的温度范围内为1.0×107～1.0×1010ω·cm。因此，该陶瓷能够优选用作用于构成导电部2a、2b的材料。
另外，如图29所示，在不添加la的情况下(srtio3)，在100～500℃的温度范围内，表面电阻率ρ约为1.0×105～1.0×1011ω·cm。由此可知，使上述陶瓷含有la时，由温度引起的表面电阻率ρ的变化更少。
另外，在取得图29的图表时，表面电阻率ρ的测定更详细来说像以下那样进行。即，制作使sr1-xlaxtio3中的x为0、0.016、0.02、0.36的陶瓷，并使用这些陶瓷而制作了样品25(参照图31)。各样品25具备厚度t为1.4mm的板状基板251，以及形成于该板状基板251的主表面的、长度l为16mm、间隔d为800μm的一对测定电极37。然后，将该样品25在大气中在100～500℃进行加热，对测定电极37间施加5～1000v的电压而测定了电阻r。然后，使用上述式(3)而计算了表面电阻率ρ。
在图30中，示出了改变检测用导电部2a的表面电阻率ρ而对向pm传感器1喷射的pm8的量与pm传感器1的传感器输出的关系进行了调查的图表。该图表像以下那样取得。首先，使用表面电阻率ρ分别为2.3×106、1.0×107、1.0×1010、3.2×1010ω·cm的导电性材料而形成导电板部29，制作了具备各导电板部29的pm的传感器1(参照图1)。然后，向各个pm传感器1喷射pm8的含量为0.01mg/l的废气，使该喷射出的pm8的一部分堆积于pm传感器1的堆积面20。另外，使用分流电阻将在一对检测电极3a间流动的电流i转换为电压，并获得了传感器输出。另外，一对检测电极3a间的间隔为80μm，施加电压为35v，测定温度为200℃。图30是将pm8的喷射量与传感器输出的关系图表化而得的图。
如图30所示，在检测用导电部2a的表面电阻率ρ为1.0×107～1.0×1010ω·cm的情况下，仅稍微喷射pm8，pm传感器1的传感器输出就上升。即，可知pm传感器1的灵敏度高。另外，伴随着pm8附着，传感器输出大幅变化。因此，可知若检测用导电部2a的表面电阻率ρ在上述范围内，则pm传感器1的灵敏度高，并且能够准确地测定已堆积的pm8的量。
与此相对，在表面电阻率ρ偏离了上述范围的情况下，无法充分获得这种效果。例如，在表面电阻率ρ为3.2×1010ω·cm的情况下，若pm8的堆积量很少，则传感器输出几乎不上升。也就是说，存在不敏感期间。认为这是因为，导电部2的表面电阻率ρ过高，电流i难以在检测电极3a间流动，因此在堆积很多的pm而形成基于pm8的电流的路径之后，电流i开始流过。
另外，在表面电阻率ρ为例如2.3×106ω·cm的情况下，即使pm8的堆积量发生变化，传感器输出也几乎不变化。认为这是因为，表面电阻率ρ过低，因此即使pm8堆积电流i也不怎么向pm8流动，检测电极3a间的电流值难以变化。因此可知，在该情况下，难以使用传感器输出来准确地测定pm8的堆积量。
接下来，使用图32对流过样品25(参照图31)内的电流i的距表面的深度进行说明。图32的图表可像以下那样制作。首先，将导电性材料成形为片状，在其表面印刷测定电极37，烧制而制作了样品25。样品25的厚度t分配为10μm、20μm、40μm、45μm、50μm、80μm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1.0mm、1.4mm、2.0mm。为了去除水分的影响，将这些样品25在200℃中加热，并对一对测定电极37间施加500v的电压而测定了电阻r。测定电极37的长度l设为16mm，间隔d设为800μm。然后，将样品25的厚度为10μm的情况下的电阻设为基准(即100％)，将各样品25的电阻r相对于基准的比率与厚度的关系进行了图表化。
如图32所示，在样品25的厚度为10μm～0.1mm的范围内越厚，电阻越降低，但若超过0.1mm，则几乎不再变化。由此可知，电流i只在从样品25的表面至0.1mm的深度流动。在本方式中，在测定表面电阻率ρ时，使样品25的厚度t为1.4mm。因此，能够确保用于使电流i流动的充分的厚度。
接下来，使用图33对srtio3的电阻率以及表面电阻率ρ与温度的关系进行说明。图33的图表像以下那样制作。即，使用srtio3来制作样品25(参照图31)，一边改变温度一边测定了表面电阻率ρ。另外，使用srtio3来制作块体用样品259(参照图34)，一边改变温度一边测定了块体的电阻率。将测定出的电阻率以及表面电阻率ρ与温度的关系绘制成了图33的图表。从该图可知，块体的电阻率与表面电阻率ρ的值完全不同。
接下来，对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，使用在100～500℃的温度范围内表面电阻率ρ为1.0×107～1.0×1010ω·cm的导电性材料而形成了导电部2a、2b。
因此，如图30所示，能够获得不敏感期间较少、且伴随着颗粒状物质的附着而传感器输出大幅变化的pm传感器1。
另外，在本方式中，规定了表面电阻率ρ的数值范围。因此容易优化导电部2a、2b的电特性。即，本方式的pm传感器1在检测用导电部2a的主面s1(参照图3)形成了检测电极3a，因此在使用了pm传感器1时，电流i流过检测用导电部2a的表面附近。因此，可以说在板状基板251(参照图31)的表面附近使电流i流动而测定出的表面电阻率ρ是在接近于pm传感器1的实际的使用状态的状态下测定出的电特性。因而，通过规定表面电阻率ρ的数值范围，能够规定接近于实际的使用状态的状态下的检测用导电部2a的电特性。
另外，在本方式中，作为构成导电部2a、2b的导电性材料，使用了具有钙钛矿构造的陶瓷。在将该陶瓷的分子式设为abo3的情况下，优选的是，a选自la、sr、ca、mg中的至少一种，b选自ti、al、zr、y中的至少一种。
这种陶瓷的耐热性高，并且难以与废气中所含的物质发生化学反应。因此，能够优选用作暴露于废气的pm传感器1用的导电性材料。
另外，特别优选的是，上述分子式中的a的主成分为sr、副成分为la，b为ti。
如图29所示，这种陶瓷即使温度发生变化，表面电阻率ρ的变化也较小。认为这是由添加了la而带来的效果。若使用这种陶瓷来形成导电部2a、2b，则作为测定pm传感器1的输出的测定电路，能够使用廉价的电路。即，如图29所示，不含有la的陶瓷(srtio3)在100～500℃的温度范围内，表面电阻率ρ大幅变化为1×105～1×1011ω·cm左右。因此，使用该陶瓷(srtio3)而形成的导电部2a、2b在100℃附近，只流过微小的电流，在500℃附近流过较大的电流。因而，产生使用电流的测定范围较广的、高价的测定电路的需要。与此相对，若使用含有la的陶瓷(sr1-xlaxtio3)，则能够减小在100～500℃的温度范围内的表面电阻率ρ的变化。因此，能够减小该温度范围内的导电部2a、2b中流动的电流的变化，并能够使用电流的测定范围较窄的、廉价的测定电路。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
(实施方式11)
本方式是变更了控制部6的构成的例子。本方式的颗粒状物质检测装置10与实施方式1相同，具备pm传感器1和控制部6(参照图5)。
如图35所示，pm传感器1具备检测用导电部2a和检测电极3a。与实施方式1相同，检测用导电部2a由比pm8的电阻率高的导电性材料构成，并在其表面形成有堆积pm8的堆积面20。在该堆积面20形成有一对检测电极3a。pm检测部4包括这些检测用导电部2a与检测电极3a。
控制部6构成为，在使检测用导电部2a的温度上升、并控制了检测用导电部2a的温度以使pm8未堆积时的一对检测电极3a间的检测用导电部2a的电阻即检测用导电部电阻ra成为预先确定的值rth的状态下，进行pm8的检测。
构成检测用导电部2a的导电性材料具有若不加热则电阻高、且接近于绝缘体的特性。因此，如图37所示，在加热前的状态下，若不是在堆积面20堆积某种程度的pm8之后，则在检测电极3a间没有电流ia流动。因而，在本方式中，利用加热器111加热检测用导电部2a，并在降低检测用导电部电阻ra之后进行pm8的检测。若加热检测用导电部2a而将检测用导电部电阻ra控制为最佳的值，则如图37所示那样，在pm8未堆积的状态下，在检测电极3a间稍微流过电流。因此，即使在pm8稍微堆积了时，电流ia也发生变化，能够对已堆积pm8进行检测。
另外，如图35、图36所示，本方式的pm传感器1与实施方式1相同，具备监测用导电部2b和一对监测电极3b。电阻监测部5包括这些监测用导电部2b与监测电极3b。监测用导电部2b与检测用导电部2a一体地形成，并构成了一张导电板部29。另外，监测用导电部2b被绝缘膜12覆盖。由此，以在监测用导电部2b不堆积pm8的方式构成。在本方式中，测定监测用导电部2b的电阻rb，并使用该测定值以使检测用导电部电阻ra达到规定值的方式对检测用导电部2a的温度进行控制。
接下来，使用图38对连接于pm传感器1的电路进行说明。在pm传感器1连接有升压电路601、电阻测定部602、以及分流电阻ra、rb。利用升压电路601将直流电源89的电压升压，并施加于pm传感器1。若加热导电部2a、2b则电阻下降，且电流ia、ib流动。利用电阻测定部602测定已流过监测用导电部2b的电流ib在通过了分流电阻rb时产生的电压下降vb。电阻测定部602使用电压下降vb的测定值来计算流过监测用导电部2b的电流ib(＝vb/rb)。另外，根据该电流ib与升压电路601的输出电压v来计算监测用导电部2b的电阻rb(＝v/ib)。在本方式中，以使该电阻rb成为规定值的方式进行温度的控制。由此，将检测用导电部电阻ra控制为规定值。
另外，如图38所示，若检测用导电部2a的电流ia流过分流电阻ra则产生电压下降va。上述控制部6使用该电压下降va的测定值来计算检测用导电部2a的电流ia(＝va/ra)。由此，计算出堆积于堆积面20的pm8的量。
接下来，对控制部6的流程图进行说明。如图40所示，控制部6首先进行步骤s31。在此，测定监测用导电部2b的电流ib。之后，转移至步骤s32。在此，计算监测用导电部2b的电阻rb(＝v/ib)。
之后，转移至步骤s33。在此，判断测定出的电阻rb是否高于阈值rth。在此，在判断为是(即，温度低、电阻rb以及检测用导电部电阻ra高)时，转移至步骤s34，在判断为否时，转移至步骤s35。在步骤s34中，使加热器111的电流增加。由此，提高导电部2a、2b的温度，并降低导电部2a、2b的电阻ra、rb。
另外，在步骤s35中，判断监测用导电部2b的电阻rb是否小于阈值rth。在此，在判断为是(即，温度高、电阻rb以及检测用导电部电阻ra低)时，转移至步骤s36，在判断为否时，返回至步骤s31。在步骤s36中，使加热器111的电流减少。由此，降低导电部2a、2b的温度，并提高这些导电部2a、2b的电阻ra、rb。
接下来，对构成导电部2a、2b的导电性材料的组成进行说明。在本方式中，作为上述导电性材料，使用了sr1-xlaxtio3。如图39所示，sr1-xlaxtio3与srtio3、ruo2等相比，电阻率相对于温度的变化量较少。因此，若使用sr1-xlaxtio3构成导电部2a、2b，则即使温度发生变化电阻ra、rb也难以变化，容易将这些电阻ra、rb控制在规定范围。
接下来，对本方式的作用效果进行说明。本方式的控制部6构成为，在使检测用导电部2a的温度上升、并对检测用导电部2a的温度进行了控制以使检测用导电部电阻ra成为预先确定的值rth的状态下进行pm8的检测。
因此，能够在使检测用导电部电阻ra成为最佳的值之后对pm8进行检测。因而，能够准确地检测pm8的量。
即，假设若检测用导电部电阻ra过高，则如图61的直线a所示那样，如果不是pm8堆积了某种程度之后，那么电流ia不增加，产生不敏感区。另外，若检测用导电部电阻ra过低，则如图61的直线b所示那样，即使在pm8未堆积的状态下，也流过很多的电流ia。由于能够对检测用导电部2a施加的电压v(参照图38)中存在极限，因此在能够流过的电流ia中也存在上限值iu。因此，若在pm8未堆积的状态下流过很多的电流ia，则马上达到上限值iu，能够检测pm8的范围δi变窄。
与此相对，如图37所示，若像本方式那样使用在加热前的状态下具有高电阻值的检测用导电部2a，将其加热而控制为最佳的值rth，则能够在pm8未堆积的状态下，稍微流过电流ia。因此，不会产生不敏感区，并且即使pm8堆积也不会轻易到达上限值iu。因而，能够扩宽可检测pm8的范围δi。
另外，在未加热检测用导电部2a的状态下，虽然也考虑对导电性材料的组成进行调整，以使检测用导电部电阻ra成为最佳值rth，但在该情况下，由于导电性材料的电阻值存在偏差、或者废气的温度存在偏差，因此也可能出现如图62所示那样在产生不敏感区的情况(例如，相当于直线c1的情况)下、在pm8未堆积的状态下流过很多的电流ia的情况(例如，相当于直线c2的情况)。在本方式中，即使在加热前的状态下检测用导电部电阻ra存在偏差、或者废气的温度存在偏差，也能够对检测用导电部2a进行加热而成为最佳的电阻值rth。因此，能够准确地测定pm8，并且能够扩宽检测范围δi。
另外，如图35、图36所示，本方式的pm传感器1具备包括监测用导电部2b与监测电极3b的电阻监测部5。以在监测用导电部2b不堆积pm8的方式构成。因此，通过测定一对监测电极3b间的监测用导电部2b的电阻rb，能够准确地测定在pm8未堆积的状态下的检测用导电部2a的电阻(即，检测用导电部电阻ra)。因而，容易将检测用导电部电阻ra控制为规定值。
另外，如图36所示，本方式的颗粒状物质检测传感器1，具备用于燃烧堆积于堆积面20的pm8的加热器111。在检测pm8时，使该加热器111稍微发热，并利用该热量来加热检测用导电部2a。如图40所示，控制部6构成为，通过控制加热器111中流过的电流的量，对检测用导电部2a的温度进行控制。
如后述那样，虽然也能够不使用加热器111，利用检测用导电部2a的电阻热来加热检测用导电部2a，但在该情况下，由于发热量较少，因此存在短时间内无法加热的可能性。然而，若像本方式那样使用加热器111，则发热量多，因此能够在短时间内加热检测用导电部2a。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
另外，在本方式中，将检测用导电部电阻ra控制成一个值rth，但本发明并不限定于此，也能够控制为处于在规定的范围内(rth1～rth2)。这样，能够具有某种程度的幅度地进行控制，因此能够容易地进行检测用导电部电阻ra的控制。
(实施方式12)
本方式是变更了检测用导电部2a的加热方法的例子。在本方式中，使用在检测用导电部2a中流过了电流ia时产生的电阻热来使检测用导电部2a的温度上升。控制部6通过控制对一对检测电极3a(参照图35、图38)间施加的电压v，对检测用导电部2a的温度进行控制，并对检测用导电部电阻ra进行控制。
接下来，对控制部6的流程图进行说明。如图41所示，控制部6首先进行步骤s41。在此，与实施方式11相同，测定监测用导电部2b的电流ib。之后，转移至步骤s42。在此，计算监测用导电部2b的电阻rb(＝v/ib)。
接着，转移至步骤s43。在此，判断计算出的电阻rb是否为阈值rth以上。在此，在判断为是(即，温度低、电阻rb以及检测用导电部电阻ra高)的情况下，转移至步骤s44，在判断为否的情况下，转移至步骤s45。在步骤s44中，使对一对检测电极3a间以及一对监测电极3b间施加的电压v、即升压电路601(参照图38)的输出电压v上升。由此，提高检测用导电部2a的发热量，并使检测用导电部电阻ra降低。
另外，在步骤s45中，判断检测用导电部电阻ra是否小于阈值rth。在此，在判断为是(即，温度高、电阻rb以及检测用导电部电阻ra低)的情况下，转移至步骤s46，在判断为否的情况下，转移至步骤s41。在步骤s46中，使对一对检测电极3a间以及一对监测电极3b间施加的电压v降低。由此，降低检测用导电部2a的发热量，并使检测用导电部电阻ra上升。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，使用检测用导电部2a的电阻热来使检测用导电部2a的温度上升。另外，控制部6通过控制对一对检测电极3a间施加的电压v来控制检测用导电部2a的温度。
这样，与使用加热器111(参照图36)的情况相比，能够将检测用导电部2a均匀地加热。另外，容易对检测用导电部2a的温度进行微调。
此外，具备与实施方式11相同的构成以及作用效果。
(实施方式13)
本方式是变更了pm传感器1的构造的例子。如图42所示，在本方式中，将检测用导电部2a与监测用导电部2b一体化，并构成一张导电板部29。导电板部29支承于基板部11。将导电板部29中的板厚方向(即，z方向)上的基板部11侧的部位设为监测用导电部2b，将相反侧的部位设为检测用导电部2a。另外，在导电板部29的基板部11侧的主面s2形成有监测电极3b，在相反侧的主面s1形成有堆积面20。
若形成为上述构成，则能够通过基板部11防止pm8附着于监测用导电部2b的表面s2。因此，无需像实施方式11那样形成绝缘膜12(参照图36)，能够简化pm传感器1的构成。
此外，具备与实施方式11相同的构成以及作用效果。
(实施方式14)
本方式是变更了pm传感器1的构成以及检测用导电部电阻ra的控制方法的例子。如图43、图44所示，本方式的pm传感器1仅具备检测用导电部2a和检测电极3a，不具备监测用导电部2b以及监测电极3b。在支承检测用导电部2a的基板部11设有用于燃烧pm8的加热器111。
在本方式中，通过控制加热器111的电阻rh，以使检测用导电部电阻ra在规定范围内的方式进行温度的控制。如图45所示，在加热器111连接有直流电源89、开关元件88、以及分流电阻rh。控制部6通过使开关元件88导通断开来使加热器111发热。另外，若在加热器111中流过电流ih，则在分流电阻rh产生电压下降vh。控制部6使用该电压下降vh的测定值来测定加热器电流ih(＝vh/rh)。
另外，控制部6也对加热器111的端子间电压vh进行测定。控制部6使用该测定值来计算加热器电阻rh(＝vh/ih)。
接下来，对控制部6的流程图进行说明。如图46所示，控制部6首先进行步骤s51。在此，使加热器111发热。之后，转移至步骤s52。在此，测定加热器电阻rh(＝vh/ih)。
之后，转移至步骤s53。在此，判断加热器电阻rh是否为规定的阈值rth以下(即，是否加热器111的温度过低、检测用导电部电阻ra过高)。在此，在判断为是(即，检测用导电部电阻ra过高)的情况下，转移至步骤s54，在判断为否的情况下，转移至步骤s55。在步骤s54中，使加热器111中流过的电流ih增加。由此，提高检测用导电部2a的温度，并使检测用导电部电阻ra降低。
另外，在步骤s55中，判断加热器电阻rh是否超过了阈值(即，是否加热器111的温度过高、检测用导电部电阻ra过低)。在此，在判断为是(即，检测用导电部电阻ra过低)的情况下，转移至步骤s56，在判断为否的情况下，返回至步骤s51。在步骤s56中，使加热器111的电流ih减少。由此，降低检测用导电部2a的温度，并提高检测用导电部电阻ra。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，通过控制加热器111的电阻rh来控制检测用导电部2a的温度。因此，无需像实施方式11等那样在pm传感器1设置监测用导电部2b以及监测电极3b。因而，能够简化pm传感器1的构成。
此外，具备与实施方式11相同的构成以及作用效果。
(实施方式15)
本方式是变更了检测用导电部电阻ra的控制方法的例子。如图47所示，本方式的pm传感器1与实施方式14相同，不具备监测用导电部2b以及监测电极3b。在本方式中，以能够测定检测用导电部电阻ra的方式构成。即，如图47所示，本方式的pm传感器1构成为，能够测定一对检测电极3a间的电压vra。另外，控制部6与实施方式11相同，通过测定与检测电极3a连接的分流电阻ra的电压下降va，来测定已流过检测用导电部2a的电流ia(＝va/ra)。然后，使用该测定值与上述电压vra来计算检测用导电部电阻ra(＝vra/ia)。然后，以使加热器111(参照图44)发热、检测用导电部电阻ra在规定范围内的方式，对检测用导电部2a的温度进行控制。
接下来，对控制部6的流程图进行说明。如图48所示，控制部6首先进行步骤s61。在此，使用加热器111来燃烧pm8。之后，转移至步骤s62。在此，在燃烧完成后，判断是否已经过规定时间(即，检测用导电部2a是否已充分冷却)。在此，在判断为是时，转移至步骤s63。
在步骤s63中，测定检测用导电部电阻ra。然后，以通过控制加热器电流ih使检测用导电部电阻ra在规定范围内的方式对温度进行控制。之后，转移至步骤s64。在此，通过使在步骤s63确定的加热器电流ih流动，一边维持检测用导电部电阻ra在规定范围内的温度，一边进行pm8的检测。之后，转移至步骤s65。在此，判断是否需要使pm8燃烧。在此，在判断为是时，返回至步骤s61，在判断为否时，返回至步骤s64。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，如图48所示，在燃烧pm8之后、即在堆积面20未堆积pm8时，测定检测用导电部电阻ra(一对检测电极3a间的电阻)。然后，一边维持检测用导电部电阻ra在规定范围的温度，一边进行pm8的检测。
这样，在pm8未堆积的状态下，能够直接测定检测用导电部电阻ra。因此，无需像实施方式11等那样，在pm传感器1形成监测用导电部2b以及监测电极3b。因而，能够简化pm传感器1的构成。
此外，具备与实施方式11相同的构成以及作用效果。
(实施方式16)
本方式是变更了控制部6的控制方法的例子。本方式的pm传感器1与实施方式15相同，不具备监测用导电部2b以及监测电极3b。在本方式中，与实施方式15相同，以能够直接测定检测用导电部2a的电阻ra的方式构成。如图49所示，本方式的控制部6首先进行步骤s71。在此，使用与排出废气的发动机71(参照图5)的运转状态相关的信息来判断是否在堆积面20堆积有pm8。例如，在发动机71被切断燃料(fuelcut)的情况下，废气中的pm8的浓度较少，因此判断为在堆积面20未堆积pm8(否)为。另外，在未切断燃料的情况下，pm8的浓度较高，因此判断为在堆积面20堆积有pm8(是)。
在步骤s71中判断为否(即，pm8未堆积)的情况下，转移至步骤s72，测定检测用导电部电阻ra。然后，通过控制加热器电流ih，将检测用导电部电阻ra控制在规定范围内。
接着，转移至步骤s73。在此，通过使在步骤s72中确定的加热器电流ib流动，一边维持检测用导电部电阻ra在规定范围内的温度，一边检测pm8。
对本方式的作用效果进行说明。在本方式中，使用与发动机71的运转状态相关的信息来判断是否在堆积面20堆积有pm8(步骤s71)。然后，在判断为未堆积的情况下，测定检测用导电部电阻ra(即，一对检测电极3a间的电阻)，并以使该测定值在规定范围内的方式对温度进行控制。
这样，在堆积面20未堆积pm8的状态下，能够直接测定检测用导电部电阻ra。因此，无需像实施方式11等那样在pm传感器1形成监测用导电部2b以及监测电极3b。因而，能够简化pm传感器1的构成。
此外，具备与实施方式11相同的构成以及作用效果。
另外，在本方式中，通过判断发动机71是否被切断燃料来判断了是否在堆积面20堆积有pm8，但本发明并不限定于此。例如，能够通过判断是否进行egr(exhaustgasrecirculation，废气再循环)，来判断是否堆积有pm8。即，在进行egr的情况下，pm8的产生量较多，因此判断为pm8在堆积面20堆积。另外，在未进行egr的情况下，pm8的产生量较少，因此判断为pm8未堆积。
此外，具备与实施方式11相同的构成以及作用效果。
(实施方式17)
本方式是变更了pm传感器1的构成的例子。如图50所示，本方式的pm传感器1与实施方式6相同，具备检测用导电部2a和监测用导电部2b。这些导电部2a、2b载置于基板部11。在检测用导电部2a形成有检测电极3a，在监测用导电部2b形成有监测电极3b。监测用导电部2b的表面由气体透过性绝缘膜121覆盖。气体透过性绝缘膜121是抑制pm8的通过、并且使废气中所含的气体成分透过的膜。
更详细来说，在本方式中，作为气体透过性绝缘膜121而使用多孔陶瓷。在多孔陶瓷内部具有多个空孔，这些空孔相互连结而构成连通孔。连通孔从气体透过性绝缘膜121的露出面s3连接至与该露出面s3相反的一侧的面s1。以上述气体成分能够通过该连通孔到达监测用导电部2b的方式构成。
这样，若由气体透过性绝缘膜121覆盖监测用导电部2b，则能够进一步提高pm8的检测精度。即，若构成检测用导电部2a的导电性材料被暴露于废气中所含的sox等气体成分，则存在在与该气体成分之间进行电子的传输、导电率发生变化的可能性。因此，认为若由不具有气体透过性的绝缘膜12覆盖监测用导电部2b，则暴露于气体成分的检测用导电部2a的电阻(即，检测用导电部电阻ra)与未暴露于气体成分的监测用导电部2b的电阻(即，补偿用电阻rb)可能发生偏差。因此，认为存在无法再准确地对检测用导电部电阻ra进行补偿、且pm8的检测精度降低的可能性。然而，若像本方式那样由气体透过性绝缘膜121覆盖监测用导电部2b，则监测用导电部2b也暴露于气体成分，因此能够减小检测用导电部电阻ra与补偿用电阻rb的差。因而，容易对检测用导电部电阻ra进行补偿，并能够进一步提高pm8的检测精度。
另外，若作为气体透过性绝缘膜121而使用多孔质体，则能够减小气体透过性绝缘膜121的热容量。因此，容易从废气向监测用导电部2b传递热量。因而，能够减小检测用导电部2a与监测用导电部2b的温度差，并容易准确地对检测用导电部电阻ra的因温度引起的变化进行补偿。因此，能够进一步提高pm8的检测精度。
即，认为在由不是多孔质体的较厚的绝缘膜12覆盖监测用导电部2b的情况下，温度可能变得略微难以从废气向监测用导电部2b传递。因此，如图53所示，在废气的温度发生了变化时，监测用导电部2b的温度可能略微延迟而发生变化。另外，监测用导电部2b的温度的变化量可能比检测用导电部2a的温度的变化量小。与此相对，若由多孔质体所构成的气体透过性绝缘膜121覆盖监测用导电部2b，则如图54所示那样，能够提高监测用导电部2b的温度变化相对于废气的温度变化的响应性。另外，温度的变化量也变大。因而，检测用导电部2a的温度与监测用导电部2b的温度之差变小，容易准确地对检测用导电部电阻ra进行补偿。因此，能够提高pm8的检测精度。
另外，像上述那样，气体透过性绝缘膜121是抑制pm8的通过的膜。在此，“抑制”并不是指完全遮挡pm8的通过。例如，也可以在电阻监测部5的输出几乎不发生变化的程度下使pm8通过。例如，在pm8的颗粒直径较小的情况下，也可以有很少的pm8通过上述连通孔而到达监测用导电部2b的可能性。另外，在本方式中，更详细来说，在利用pm传感器1进行pm8的检测期间、即在从使加热器111(参照图50)发热而燃烧堆积面20上的pm8的行程结束起至接着使加热器111发热为止之间，使用具有能够抑制pm8到达监测用导电部2b的性能的气体透过性绝缘膜121。
另外，像上述那样，在气体透过性绝缘膜121中优选使用多孔陶瓷。更详细来说，优选使用氧化铝(例如，α氧化铝、θ氧化铝)、尖晶石、二氧化硅、二氧化钛等多孔陶瓷。另外，这些多孔陶瓷的气孔率优选的是10～75％。若气孔率小于10％，则气体成分的透过性容易降低。另外，若超过75％，则气体透过性绝缘膜121的强度容易降低。气孔率的更优选的范围是45～60％。
另外，气体透过性绝缘膜121的膜厚优选的是设为10μm以上。气体透过性绝缘膜121的膜厚的更优选的范围是30～2000μm。若膜厚小于30μm，则存在气体透过性绝缘膜121的强度降低的可能性。另外，若膜厚超过2000μm，则难以透过气体成分。
进行了用于确认本方式的作用效果的实验。首先，制作了具有图50所示的构造、由不具有气体透过性的绝缘膜12覆盖监测用导电部2b与监测电极3b的pm传感器1。然后，向该pm传感器1吹送不含pm8而含有so2的气体，并测定颗粒状物质检测部4的输出与电阻监测部5的输出之差(即，传感器输出)。将so2的浓度分配为10ppm、20ppm、50ppm、100ppm。在绝缘膜12中使用了上述氧化铝等。将测定结果示于图51。
如该图所示，可知在使用了不具有气体透过性的绝缘膜12的情况下，若废气中含有so2，则传感器输出大幅变化。认为这是因为，若废气中含有so2，则检测用导电部2a的电阻ra变小，流过较大的电流(即，颗粒状物质检测部4的输出变大)，与此相对，在监测用导电部2b中so2未到达，在监测用导电部2b中难以流过较大的电流。
接着，制作了具有图50所示的构造、由气体透过性绝缘膜121覆盖监测用导电部2b的pm传感器1。在气体透过性绝缘膜121中使用了上述氧化铝等。然后，进行了与上述相同的实验。将其结果在图52中示出。
如该图所示，可知在使用了气体透过性绝缘膜121的情况下，即使废气中含有so2，传感器输出也不会大幅变化。认为这是因为，在废气中含有so2的情况下，检测用导电部2a暴露于so2，并且监测用导电部2b也暴露于透过气体透过性绝缘膜121的so2，因此这些导电部2a、2b的电阻ra、rb几乎相同。因此，可知若使用气体透过性绝缘膜121，则能够不较大地受到由so2等气体成分带来的影响而准确地测定pm8的量。
另外，在本方式中，作为气体透过性绝缘膜121而使用了形成有上述连通孔的多孔质体，但本发明并不限定于此。例如，作为气体透过性绝缘膜121，也能够使用使上述气体成分离子化而透过的固体电解质体。在该情况下，气体透过性绝缘膜121无需采用多孔质体，能够采用致密的膜。这样的话，能够可靠地防止pm8到达监测用导电部2b。
另外，在本方式中，使用了具有图50所示的构造的pm传感器1，但本发明并不限定于此。即，例如也可以如图55所示那样，由气体透过性绝缘膜121覆盖监测用导电部2b以及监测电极3b，并在该气体透过性绝缘膜121之上配置检测用导电部2a。另外，也可以如图56所示那样，将监测用导电部2b与检测用导电部2a一体地形成，并由气体透过性绝缘膜121覆盖监测用导电部2b以及监测电极3b。
此外，具备与实施方式1相同的构成以及作用效果。
本发明并不限定于上述各实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内应用于各种实施方式。
虽然本公开遵照实施例进行了描述，但可理解为本公开是不限于该实施例和构造的发明。本公开也包含各种变形例或均等范围内的变形。除此之外，各种组合及方式、进而是在它们之中包含仅一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合及方式也落入本公开的范畴和思想范围内。
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