"ガス流中の粒子状物質を検出するためのセンサにおいて、非導電性基板と、前記基板の第1面に配置された第1電極と、前記基板の第1面に前記第1電極から離間して配置された第2電極と、前記基板に配置された、前記第1電極と前記第2電極との間に電気的に接続されたバイアス抵抗器と、前記基板の一部を前記ガス流からシールするシール手段とを含み、前記バイアス抵抗器は、前記ガス流からシールされた前記基板の前記一部に配置されている、センサ。請求項1に記載のセンサにおいて、更に、前記基板の第1部分を加熱するように配置されたヒータ手段を含み、前記バイアス抵抗器は、前記基板の第2部分に前記ヒータ手段から離して配置されている、センサ。請求項1に記載のセンサにおいて、前記バイアス抵抗器の抵抗値は、約100kΩよりも大きい、センサ。請求項3に記載のセンサにおいて、前記バイアス抵抗器の抵抗値は、約1MΩよりも大きい、センサ。請求項4に記載のセンサにおいて、前記バイアス抵抗器の抵抗値は、約7MΩ乃至10MΩである、センサ。請求項4に記載のセンサにおいて、前記バイアス抵抗器の抵抗値は、約10MΩよりも大きい、センサ。請求項1に記載のセンサにおいて、更に、前記第1電極に電気的に接続された第1接続手段及び前記第2電極に電気的に接続された第2接続手段を含み、前記第1及び第2の接続手段は、前記センサの外部のインピーダンス計測手段に接続されるようになっており、前記第1電極は前記第1接続手段と前記バイアス抵抗器との間に電気的に直列に配置されている、センサ。請求項1に記載のセンサにおいて、前記バイアス抵抗器は、抵抗材料の薄膜を前記基板上に付着し、次いでアブレーティブ手段によってトリミングを行い、その抵抗値を所定の目標抵抗値まで増大することによって形成される、センサ。粒子状物質感知システムにおいて、互いから間隔が隔てられた二つの電極及び前記二つの電極間に電気的に接続されたバイアス抵抗器を含む感知要素と、前記感知要素の前記二つの電極間のインピーダンスを計測するように形成された、インピーダンス計測手段とを含む、粒子状物質感知システム。粒子状物質感知システムを診断するための方法において、前記システムは、電子式制御装置部分、前記制御装置部分に接続された電気接続手段、及び前記電気接続手段に接続された感知要素を含み、前記感知要素は、互いから間隔が隔てられた二つの電極及びこれらの二つの電極間に電気的に接続されたバイアス抵抗器を含み、前記方法は、組み合わせた前記電気的接続手段及び前記感知要素のインピーダンスを決定する工程と、組み合わせた前記電気的接続手段及び前記感知要素のインピーダンスが前記バイアス抵抗器の抵抗値よりも高い場合、故障状態を示す工程とを含む、方法。0005従って、本発明者らは、上文中に説明した欠点が少ない及び/又はこうした欠点をなくした粒子状物質センサを持つ改良感知システムが必要とされているということを認識している。0006本発明の一態様による粒子状物質センサを提供する。粒子状物質センサは、0でない導電性非無限の抵抗を持つベースライン条件を提供するため、感知電極間に電気的に接続されたバイアス抵抗器を含む。粒子状物質センサに設けられたバイアス抵抗器により、粒子状物質センサに接続された制御装置は、適切に接続された粒子状物質センサと配線障害又はセンサの損傷による開回路状態との間を識別できる。0007本発明の別の態様による、煤感知システムを診断するための方法を提供する。この方法は、粒子状物質センサの電気的特性を感知する工程、この電気的特性を所定の閾値と比較する工程、及び比較結果に基づいて故障状態を確認する工程を含む。0014説明を始めるにあたり、本明細書中、第1、第2等の用語は、何らかの順序、量、又は重要性を示すものではなく、一つの要素を他の要素から区別するために使用されるものであり、冠詞の使用は量を限定しようとするものではなく、言及したものが少なくとも一つ存在するということを示す。量に関して使用される約という修飾語句は、言及した数値を含むということを意味し、文脈によって決定された意味を有する例えば、特定の量の計測と関連した誤差の程度を含む。左方、右方、水平、垂直、下、及び上等の用語は、本明細書中、特段の記載のない限り、単に説明上の便宜のために使用され、任意の一つの位置又は空間的配向に限定されない。最後に、特段の定義がなされていない限り、本明細書中で使用した技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者が一般的に理解するのと同じ意味を持つ。0015図1は、従来技術の粒子状物質感知システムの電気回路図を示す。このシステムは、図示のように、全体として、制御装置部分20、ワイヤハーネス部分30、及び感知要素部分40に分けられるものと考えられる。制御装置部分20は、これに接続された回路のインピーダンスを計測するための手段を含む。図1の例示の制御装置部分20では、インピーダンス計測手段は、電圧値Vsupplyを提供する電圧源22、抵抗値がRpullupのプルアップ抵抗器24、及び電圧計測手段26を含む。図1に電圧源22が所与の極性を持つ直流電源として示してあるが、電圧源22は、本明細書中に説明した本発明の概念から逸脱することなく、交流電源であってもよく、直流電源の極性が図示の極性と逆であってもよく、又は交流成分及び直流成分の両方を提供する電源であってもよいということは理解されよう。制御装置部分20は、接続手段27及び28によってワイヤハーネス部分30に電気的に接続されている。ワイヤハーネス部分30は、導体32及び34を含む。ワイヤハーネス部分30は、接続手段37及び38によって感知要素部分40に電気的に接続されている。感知要素部分40は、導体46によって接続手段37に電気的に接続された第1電極42及び導体48によって接続手段38に電気的に接続された第2電極44を含む。0016第1電極42は、感知要素上に形成されたとき、第2電極44から電気的に絶縁されており、そのため、感知要素40は、粒子状物質がない場合、接続手段37と接続手段38との間で計測したとき、電気的に開回路として表示される。粒子状物質がない場合、計測手段26によって計測された電圧は、本質的に、電圧源22が提供する電圧Vsupplyと等しい。0017第1電極42及び第2電極44は、好ましくは、間に小さな隙間を置いて互いに組み合った指の形状をなしている。作動では、感知要素に付着し、電極42、44間の隙間を橋絡した粒子状物質を検出できる。これは、粒子状物質が、電極42、44間の常開の回路を橋絡する抵抗路を形成するためである。電極を橋絡する粒子状物質の抵抗の値がRparticulateである場合、計測手段26が計測する電圧は、以下の式1に示す値である。0018第1電極42と第2電極44との間に粒子状物質が溜まるに従って、抵抗Rparticulateが低下し、計測手段26のところでの電圧VmeasuredがVsupplyの最大値から低下する。制御装置部分20は、これによって、接続手段27及び28の前後のインピーダンスを、点27と28との間で計測された電圧の関数として決定できる。0019図1に示す従来技術の構成は粒子状物質を効果的に感知できるが、粒子状物質感知システムの診断を行うには適していない。上文中に説明したように、感知要素40は、設置された感知システムについての通常の状態である、粒子状物質がない場合には、制御装置20に対して電気的に開回路として表示される。開回路として表示される幾つかの故障状態がある。例えば、接続手段27、28、37、又は38等の電気コネクタが外れてしまった場合である。ワイヤハーネス部分30のワイヤ32、34が破断する場合がある。感知要素部分40が損傷し、導体46又は48が破断する場合がある。これらの故障状態は、従来技術のシステム10では、こうした故障状態のうちのいずれも検出することができない。なぜなら、これらの故障状態では、計測手段26のところで計測された電圧Vmeasuredが供給電圧Vsupplyと等しくなるからである。これは、粒子状物質がない、適切に接続されており且つ作動している感知要素についての電圧と同じである。0020図2は、本発明の一態様による粒子状物質感知システム100の電気回路図である。制御装置部分20及びワイヤハーネス部分30は、従来技術のシステム10と本質的に同じである。感知要素部分140は、導体146によって接続手段37に電気的に接続された第1電極142、及び導体148によって接続手段38に電気的に接続された第2電極144を含む。図2の感知要素部分140は、導体146及び148間に電気的に接続された、抵抗値がRbiasの追加のバイアス抵抗器150を含む。接続手段37と接続手段38との間で計測した感知要素の抵抗値Rsensorは、Rbias及び第1電極142と第2電極144との間の隙間を橋絡する粒子状物質による抵抗の並列結合である。Rsensorは、数学的に以下の式2のように表される。0021感知要素140に粒子状物質がない場合には、Rparticulateは、Rbiasと比較して非常に大きく、有効センサ抵抗Rsensorは、本質的にRbiasと等しい。この状態でRsensorの最大抵抗値が提供される。粒子状物質が溜まり、第1電極142と第2電極144との間の隙間を橋絡するに従って、有効センサ抵抗Rsensorは、その最大値Rbiasから低下する。0022二つの抵抗が並列に接続された回路について、並列結合の有効抵抗は、二つの抵抗のうちの小さい方の抵抗よりも小さいということは理解されよう。二つの抵抗の大きさに大きな相違がある場合には、小さい方の抵抗が並列結合の値を支配する。このため、第1電極142と第2電極144との間に粒子状物質が溜まることによって生じる抵抗の変化に並列結合が敏感であるように、Rbiasの値を可能な限り高く設定するのが望ましい。粒子状物質の抵抗値が高いため、Rbiasを100kΩよりも大きくしなければならず、1MΩよりも高い値が好ましく、約10MΩの値が更に好ましい。0023図2に示す粒子状物質感知システム100について、計測手段26によって計測される電圧は、以下の式3に示す通りである。0024粒子状物質がない場合、Rsensorの値はその最大値にあり、本質的にRbiasに等しい。この状態で、計測手段26によって計測された電圧は、以下の式4に示す通りである。0025この値は、粒子状物質感知システム100が適切に接続されており、損傷していない場合の最大電圧を示す。Rbiasが10MΩに等しく、Rpullupが1MΩに等しい例示の実施例では、感知要素140に粒子状物質がない計測手段26によって計測された電圧は、供給電圧Vsupplyの約91である。電圧がこのレベルよりも低いということは、第1電極142と第2電極144との間のに粒子状物質が溜まっているということを示す。0026上文中に説明したように、粒子状物質感知システムには、開回路として表示される幾つかの故障状態がある。例えば、接続手段27、28、37、又は38等の電気コネクタが外れる場合がある。ワイヤハーネス部分30のワイヤ32、34が破断する場合がある。感知要素部分140が損傷し、接続手段37、38とバイアス抵抗器150との間の導体146又は148が破断する場合がある。これらの故障状態のいずれも、計測手段によって計測された電圧を本質的にVsupplyにしてしまう。これは、システムが適切に接続されている場合の最高電圧例えば、Rpullupが1MΩでRbiasが10MΩである場合のVsupplyの91よりも高い。適切に接続された損傷していないセンサについて期待される最大電圧を越えたことは、故障状態があるということを示すのに使用できる。図2に示す例示の粒子状物質感知システム100は、図1の従来技術のシステムよりも診断機能が改良されているということは理解されよう。0027本発明の発明者らは、図2に示すシステムに対し、更なる改良を行うことができることを見出した。例えば、感知要素140が損傷し、第1電極142で、第2電極144で、又は抵抗器150の接続部の右側の導体146又は148の部分でこれらの導体のうちのいずれかに対して開回路が生じた場合、損傷は、計測手段26で異常電圧の計測として認識されない。0028図3は、図2の実施例を越える特定の利点を提供する変形例の電気回路図である。図3では、制御装置部分20及びワイヤハーネス部分30は、図1及び図2と関連して説明したのと実質的に同じである。感知要素部分240は、第1電極242に電気的に接続された第1導体246及び第2電極244に電気的に接続された第2導体248を含む。感知要素部分240は、更に、バイアス抵抗器250を含み、このバイアス抵抗器250は、第1電極242が接続手段37とバイアス抵抗器250の第1端との間に電気的に接続され、第2電極244が電気接続手段39とバイアス抵抗器250の第2端との間に電気的に接続されるように配置されている。0029感知要素部分240を含む粒子状物質感知システム200の作動は、上文中に説明した図2の粒子状物質感知システム100の作動を説明する上で使用したのと同じ説明及び式を使用して理解できる。第1及び第2の電極242及び244が接続手段37、39とバイアス抵抗器250との間で電気的に接続されるようにバイアス抵抗器250の位置を変えることにより、診断機能を改良できる。上文中に説明したように、図2に示すシステム100は、バイアス抵抗器150と導体146及び148の接続部の右側の感知要素140の部分の損傷を検出することができない。これとは対照的に、図3のバイアス抵抗器250の位置により、接続手段27、28、37、又は38と関連した故障状態並びにワイヤ32、34での開回路故障を検出できることに加え、感知要素240のどこで開回路故障が起こっても認識できる。0030図4は、本発明の一態様による感知要素140の分解斜視図である。感知要素140は、電気的絶縁基板154を含む。基板154は、単一の層として示してあるが、複数の層を互いに積層することによって形成されていてもよい。基板154の一方の表面に配置された導電材料は、導体146及び148及び電極142及び144を形成するパターンをなしている。バイアス抵抗器150を形成する抵抗器材料は、導体146及び148に接続されるように配置されている。0031粒子状物質センサは、更に、感知要素140に設けられた電極142、144の近傍の温度を上昇するように制御できる加熱手段を含んでいてもよい。温度を十分に上昇することにより、粒子状物質を感知要素140の表面から除去し、これによって感知電極142、144間の領域の抵抗を高い抵抗まで回復し、即ち本質的に開回路状態にする。この開回路状態は、バイアス抵抗器150と電気的に並列であることを示し、その結果、接続手段37と接続手段38との間で計測した全抵抗がRbiasに戻る。図4に示す感知要素140は、ヒータ160及びヒータリード162を、基板の電極142、144とは反対側の表面に備えている。ヒータ160は、ヒータリード162を通して電流を供給することによってヒータ160に電力が供給されたとき、ヒータ160により、電極142、144の近くから粒子状物質を除去できるように位置決めされる。0032更に、計測が行われるガス流中の研磨粒子に対して露呈される導体146、148の部分並びに電極142、144を形成する導電材料を保護するため、保護層164が設けられていてもよい。保護層164は、粒子状物質が電極142及び144を橋絡できるように電極142及び144間の隙間を露呈する開放領域166を含む。保護層164は、更に、バイアス抵抗器150を覆うように延びていてもよい。0033感知要素140、240を制御装置20に関して容易に交換できるようにするため、バイアス抵抗器150、250が所定の周知の抵抗値を持つように、各感知要素140、240を製造するのが望ましい。これは、バイアス抵抗器を、所望の最終的抵抗値よりも低い所定の抵抗値に合わせて基板に配置した後、レーザートリミング等のアブレーティブトリミング法を使用して抵抗を目標値まで大きくすることによって行われる。周知のトリミング技術が使用される。0034電極を含む感知要素の第1部分が計測がなされるガス流に対して露呈され、感知要素への接続手段37、38を含む感知要素の第2部分がガス流に露呈されないようにシールされるように、感知要素用取り付け構成にシール手段を設けるのが望ましい。感知要素140、240用の適当な取り付け構成は、米国特許出願公開第2009/0314056号として公開された米国特許出願第12/143,505号に開示された構成である。出典を明示することにより、この出願に開示された全ての内容は本明細書の開示の一部とされる。バイアス抵抗器150、250を、ガス流から保護されたシール手段の側部に位置決めするのが望ましい。加えて、使用時にバイアス抵抗器150、250に加わる極端な温度を低下するのが望ましいということは理解されよう。この理由により、抵抗器150、250は、ヒータ160によって加熱される基板154の部分から遠方の基板154の部分に配置されるのが好ましい。0035図5は、図2及び図4に示す感知要素140の導体-抵抗器パターンの平面図である。ヒータ図示せずを賦勢し、粒子状物質を電極142、144の近傍から除去するときにバイアス抵抗器150の加熱を最小にするため、並びにバイアス抵抗器150をガス流から保護するシール手段の側にバイアス抵抗器150を配置するのを容易にするため、バイアス抵抗器150は、第1電極142及び第2電極144から離れた位置に配置される。0036図6は、図3に示す感知要素240の導体-抵抗器パターンの平面図である。バイアス抵抗器250は、第1電極242がバイアス抵抗器250と導体246との間で電気的に直列であり、第2電極244がバイアス抵抗器250と導体248との間で電気的に直列であるように接続されている。図6に示すパターンにより、感知要素240の電極242及び244を形成する導電材料における開回路状態を含む、粒子状物質感知システム200のどの場所での開回路故障も検出できる。更に、図6に示すパターンにより、バイアス抵抗器250を第1電極242及び第2電極244から離して配置できる。これにより、電極242、244の近くから粒子状物質を除去するためにヒータ図示せずを賦勢した場合のバイアス抵抗器250の加熱を最小にし、並びにバイアス抵抗器250をガス流から保護するシール手段の側にバイアス抵抗器250を配置するのを容易にすることができる。0037本発明の態様による適切に接続された損傷していない粒子状物質センサが示すインピーダンスは、センサに粒子状物質が付着していない場合には、バイアス抵抗器の抵抗値と等しい最大値を示すということは理解されよう。粒子状物質がセンサに溜まるに従って、インピーダンスがこの最大値から低下する。インピーダンスがバイアス抵抗器の抵抗よりも大きいことが検出された場合、これは、電気コネクタの脱落、ワイヤの断線、又はセンサの損傷等の故障状態を示す。検出された故障状態に応じて、例えばインジケータライトの点灯及び/又はエンジン又は排気システムの作動パラメータの調節等の適切な対処を行うことができる。0038故障状態の診断を容易にする粒子状物質感知システムの実施例を図示し且つ詳細に説明したが、本発明の要旨は、以下の特許請求の範囲のみによって制限されるということは理解されるべきである。"