(57)【要約】【課題】センサ部の支持構造を改良したＰＭセンサを提供する。【解決手段】ケースと、前記ケースの内部に収容され、排気ガスの通路上に配置された多孔質体と、前記多孔質体を挟んで相対向する一対の電極と、所定方向に互いに離隔し、通電に基づいて発熱する複数のヒータと、を有するセンサ部と、前記センサ部の外面において、隣り合う前記ヒータ間の部分に当接して、前記センサ部を前記ケースに対して支持する支持部材と、を備えるＰＭセンサ。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケースの内部に収容され、排気ガスの通路上に配置された多孔質体と、前記多孔質体を挟んで相対向する一対の電極と、所定方向に互いに離隔し、通電に基づいて発熱する複数のヒータと、を有するセンサ部と、
前記センサ部の外面において、隣り合う前記ヒータ間の部分である第１の部分に当接して、前記センサ部を前記ケースに対して支持する少なくとも１つの支持部材と、
を備えるＰＭセンサ。
【請求項２】
前記支持部材の前記センサ部に当接する当接面の前記所定方向における寸法は、前記当接面以外の前記所定方向における寸法より小さい、
請求項１に記載のＰＭセンサ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの支持部材は複数の支持部材であって、
それぞれの前記支持部材は、前記センサ部の外面において、互いに異なる前記第１の部分に当接する、
請求項１に記載のＰＭセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（以下「ＰＭ」という。）を検出するＰＭセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気系に設けられ、内燃機関から排出される排気ガス中のＰＭを検出するセンサとして、静電容量型ＰＭセンサが知られている。静電容量型ＰＭセンサは、排気ガスの一部を取り込む収容空間を有するケース部材と、収容空間内に配置され、多孔質体及び多孔質体を挟んで対向配置された少なくとも一対の電極とを有するセンサ部を備えている。
【０００３】
静電容量型ＰＭセンサは、多孔質体に堆積するＰＭによって電極間の静電容量値が変化することを利用して、ＰＭ量を測定する（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載されたＰＭセンサは、ＰＭ量の測定を継続的に行うため、多孔質体に堆積したＰＭを定期的に燃焼除去するための電気ヒータを有している。電気ヒータは、センサ部に設けられており、多孔質体及び電極とともに、筒状の保持部材で取り囲まれた状態で、ケース部材に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−００８８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、センサ部の支持構造を改良したＰＭセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＰＭセンサは、ケースと、前記ケースの内部に収容され、排気ガスの通路上に配置された多孔質体と、前記多孔質体を挟んで相対向する一対の電極と、所定方向に互いに離隔し、通電に基づいて発熱する複数のヒータと、を有するセンサ部と、前記センサ部の外面において、隣り合う前記ヒータ間の部分である第１の部分に当接して、前記センサ部を前記ケースに対して支持する少なくとも１つの支持部材とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒータ発熱時の多孔質体の温度ムラを抑制することができる。そのため、多孔質体に堆積したＰＭを均一に焼却除去することができる。また、熱応力による多孔質体の損傷を防止することができ、ＰＭセンサの耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態のＰＭセンサが適用された排気系の概略構成図
【図２】本実施の形態のＰＭセンサを模式的に示す部分断面図
【図３Ａ】センサ部を模式的に示す斜視図
【図３Ｂ】センサ部を模式的に示す分解斜視図
【図４】ヒータが支持部材に支持されている状態を概念的に示す平面図
【図５】ヒータの構造を概念的に示す平面図
【図６Ａ】図４のＡ−Ａ断面図
【図６Ｂ】図６Ａにおけるヒータの温度分布を示す図
【図７】図４のＢ−Ｂ断面図
【図８】図４のＣ−Ｃ断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本発明はこの実施の形態により限定されるものではない。
【００１０】
図１には、内燃機関１と、排気系２と、本発明に係るＰＭセンサ３とが示されている。内燃機関１は、典型的には、ディーゼルエンジンである。排気系２は、大略的には、排気通路４を構成する排気管５と、酸化触媒６と、ＰＭフィルタ７とを有している。酸化触媒６は、排気通路４においてＰＭフィルタ７よりも上流側に設けられている。ＰＭフィルタ７は、典型的には、ディーゼル・パティキュレート・フィルタである。
【００１１】
ＰＭセンサ３は、排気通路４においてＰＭフィルタ７よりも上流側又は下流側に設けられる。ＰＭセンサ３がＰＭフィルタ７よりも上流側（より具体的には、酸化触媒６とＰＭフィルタ７の間）に設けられる場合、ＰＭセンサ３は、典型的には、ＰＭフィルタ７におけるＰＭ堆積量の推定等のために使用される。ＰＭセンサ３がＰＭフィルタ７よりも下流側に設けられる場合、ＰＭセンサ３は、典型的には、ＰＭフィルタ７の故障判定等のために使用される。なお、図１は、ＰＭセンサ３をＰＭフィルタ７よりも上流側に設けた例を示している。ＰＭセンサ３は、排気ガスの一部を内部に取り込み、取り込んだ排気ガスに対して所定の処理を行った後に、排気通路４に排出するように構成されている。
【００１２】
次に、図２〜図３Ｂを参照して、本実施の形態に係るＰＭセンサ３について説明する。図２に示すように、ＰＭセンサ３は、取付部８、ケース部材９、センサ部１０及び制御部１２を備えている。
【００１３】
なお、以下に示す図２〜図８には、Ｌ軸、Ｗ軸及びＴ軸が描かれている。Ｌ軸、Ｗ軸及びＴ軸はそれぞれ、ＰＭセンサ３の長さ方向、幅方向及び高さ方向を示しており、各方向は互いに直交する。
【００１４】
具体的には、本実施の形態の場合、ＰＭセンサ３の長さ方向は、ケース部材９の軸方向（図２の上下方向）に一致する。また、ＰＭセンサ３の幅方向及び高さ方向は、ケース部材９の径方向であって、互いに直交する２方向と一致する。
【００１５】
さらに、以下の説明では、ＰＭセンサ３の長さ方向、幅方向及び高さ方向をそれぞれ、長さ方向Ｌ、幅方向Ｗ及び高さ方向Ｔと記載することがある。また、長さ方向Ｌの正方向側（図２の下側）を先端側といい、負方向側（図２の上側）を後端側という。また、高さ方向Ｔの正方向側（図６Ａの上側）を一方側といい、負方向側（図６Ａの下側）を他方側という。
【００１６】
取付部８は、ＰＭセンサ３を、排気管５のボス１３に取り付けるためのものである。ボス１３には、排気管５を貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面には雌ネジ１４が形成されている。
【００１７】
取付部８は、後端側半部（図２の上側半部）に、外周面が六角形状の頭部１５が設けられ、先端側半部（図２の下側半部）に、雌ネジ１４と螺合可能な雄ネジ１６が形成されている。また、取付部８には、センサ部１０から引き出される導線１７、１８（図３Ａ、図３Ｂを参照）を挿通可能な貫通孔１９が設けられている。
【００１８】
ケース部材９は、外ケース２０及び内ケース２１により構成されている。外ケース２０は、例えば、円筒状の形状を有する。外ケース２０の先端部及び後端部は閉止されずに、所定の内径φ１を有する開口部となっている。外ケース２０は、後端部を取付部８の先端部に固定されている。
【００１９】
内ケース２１は、例えば、有底円筒状の形状を有する。内ケース２１は、長さ方向Ｌの寸法が、外ケース２０の長さ方向Ｌの寸法よりも大きい。また、内ケース２１の外径φ２は、外ケース２０の内径φ１よりも小さい。
【００２０】
また、内ケース２１の後端部は閉止されずに、所定の内径φ３を有する開口部となっている。さらに、内ケース２１の後端寄り部分には、貫通孔からなる複数の入口２２が、内ケース２１の周方向に沿って、等間隔に離隔した状態で形成されている。なお、図２では、１個の入口２２にのみ参照符号が付されている。
【００２１】
また、内ケース２１の先端部には、底部２３が設けられており、ほぼ閉止されている。より具体的には、底部２３の略中央には、内径φ３よりも小径の貫通孔からなる出口２４が少なくとも１個形成されている。
【００２２】
内ケース２１は、外ケース２０の内部空間２５に収容された状態で、後端部を取付部８の先端部に固定されている。外ケース２０及び内ケース２１が取付部８に固定された状態で、外ケース２０及び内ケース２１の中心軸は、同軸上に位置している。
【００２３】
さらに、内ケース２１の先端部は、外ケース２０の先端縁よりも先端側に突出している。この状態で、内ケース２１の外周面と外ケース２０の内周面との間には、円筒状の隙間２６が形成されている。
【００２４】
隙間２６の先端部は開口しており、外ケース２０の径方向外側の外側空間２７と、隙間２６とが連通している。また、隙間２６の後端寄り部分は、入口２２を介して、内ケース２１の内部空間２８の後端寄り部分と連通している。
【００２５】
このようにして、外側空間２７から隙間２６に流入した排気ガスが、隙間２６を通って内ケース２１の内部空間２８に流入できるようにしている。なお、内ケース２１の内部空間２８に流入した排気ガスは、内ケース２１の底部２３に形成された出口２４を通って外側空間２７に流出する。すなわち、排気ガスは、外側空間２７→隙間２６→入口２２→内ケース２１の内部空間２８→出口２４→外側空間２７の経路で流通する。
【００２６】
センサ部１０は、内ケース２１の内部に、支持部材１１及びシール部材１１ａを介して支持されている。センサ部１０の内ケース２１に対する支持構造については後述する。
【００２７】
センサ部１０は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、対をなす少なくとも２個の電極２９（図３Ａ、図３Ｂでは５個の電極２９ａ〜２９ｅ）、少なくとも１個の多孔質体３０（図３Ａ、図３Ｂでは４個の多孔質体３０ａ〜３０ｄ）、及び少なくとも１個のヒータ３１（図３Ａ、図３Ｂでは５個のヒータ３１ａ〜３１ｅ）を備えている。
【００２８】
電極２９（２９ａ〜２９ｅ）は、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに延在する、略矩形平板状の導体からなる。電極２９は、高さ方向Ｔに一致する方向に、所定の間隔だけ離隔した状態で配列されている。そして、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９に関しては、一方の電極２９が、制御部１２が備える静電容量検出回路（不図示）の第１の端子に接続されている場合には、他方の電極２９は、静電容量検出回路（不図示）の第２の端子に接続される。
【００２９】
具体的には、図３Ａ、図３Ｂに示すセンサ部１０の場合、高さ方向Ｔにおける一方側（図３Ａ、図３Ｂの上側）から１番目、３番目及び５番目の電極２９ａ、２９ｃ及び２９ｅは、導線１７を介して第１の端子に接続されている。
【００３０】
また、高さ方向Ｔにおける一方側から２番目、４番目の電極２９ｂ及び２９ｄは、導線１７を介して第２の端子に接続されている。このようにして、高さ方向Ｔに隣り合う一対の電極２９により、コンデンサを構成している。
【００３１】
多孔質体３０（３０ａ〜３０ｄ）は、例えば、絶縁体多孔質セラミックシートからなる複数の矩形板状の隔壁３２の組み合わせからなる。隔壁３２は、それぞれが長さ方向Ｌに一致する方向に延在し、かつ、高さ方向Ｔに平行な矩形板状に形成されている。また、隔壁３２は、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９間の空間に、幅方向Ｗに一致する方向に間隔を空けて配置されている。
【００３２】
このようにして、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９間の空間が複数の隔壁３２により幅方向Ｗに区画されることで、長さ方向Ｌに延在し、かつ幅方向Ｗに隣り合う第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４が形成される。
【００３３】
隣り合う第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４は、例えば、第一直方体空洞３３の後端側が閉止され、かつ先端側が開口している場合には、幅方向Ｗに関して隣にある第二直方体空洞３４の先端側が閉止され、かつ後端側が開口している。
【００３４】
すなわち、幅方向Ｗに隣り合う第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４は、長さ方向Ｌに関して互いに反対側の端部が開口し、同じく反対側の端部が閉止している。このような関係は、第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４の全ての組み合わせに同様に当てはまる。
【００３５】
なお、図３Ａ、図３Ｂでは、高さ方向Ｔに隣り合う電極２９間の空間は、多孔質体３０によって高さ方向Ｔには区画されず、幅方向Ｗにのみ、５個の直方体空洞に区画される。また、図３Ａ、図３Ｂでは、第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４において、閉止された長さ方向Ｌに関する端部に、ハッチングが付されている。
【００３６】
本実施の形態では、４個の多孔質体３０（３０ａ〜３０ｄ）は、高さ方向Ｔに関して電極２９及びヒータ３１を介して隣り合うように配列されている。そして、高さ方向Ｔに隣り合う多孔質体３０同士は、長さ方向Ｌに関して反転させた構造関係を有している。
【００３７】
すなわち、高さ方向Ｔに隣り合う第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４の組み合わせも、幅方向Ｗに隣り合う第一直方体空洞３３及び第二直方体空洞３４の関係と同様の関係を有している。
【００３８】
ヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）は、面状又は板状の導体が絶縁体セラミックシート３５（図３Ａ、図３Ｂでは５個のセラミックシート３５ａ〜３５ｅ）内に埋設されることで形成されており、通電により発熱する。
【００３９】
ヒータ３１は、電極２９の高さ方向Ｔに関する一方側（図３Ａ、図３Ｂの上側）に積層されている。また、ヒータ３１のうち、高さ方向Ｔに関する一方側から２〜５番目のヒータ３１ｂ〜３１ｅは、高さ方向Ｔに関する一方側に多孔質体３０（３０ａ〜３０ｄ）が積層されている。すなわち、ヒータ３１ｂ〜３１ｅは、電極２９及び多孔質体３０により挟持されている。
【００４０】
一方、高さ方向Ｔに関して最も一方側のヒータ３１ａは、高さ方向Ｔに関する一方側に多孔質体３０が存在しない。すなわち、ヒータ３１ａは、電極２９及び多孔質体３０により挟持されていない。
【００４１】
次に、図４〜図８を参照して、本実施の形態に係るヒータ３１及び支持部材１１の構成について概念的に説明する。図４〜図８は、ヒータ３１及び支持部材１１の構成を概念的に示したものである。なお、図４〜図８では、センサ部１０における１つのヒータ３１のみを示し、電極２９及び多孔質体３０を省略している。したがって、図４〜図８におけるヒータ３１は、概念的にセンサ部１０を示している。
【００４２】
図４、図５、図６Ａ及び図８に示すように、ヒータ３１は、絶縁体セラミックシート３５にヒータ素子３６（３６１〜３６４）が埋設されて構成されている。ヒータ素子３６１〜３６４は、幅方向Ｗに延在した平板状の導体であり、例えばタングステン合金、ニッケル合金等の金属材料により構成されている。ヒータ素子３６１〜３６４は、長さ方向Ｌに関して互いに離隔して配置されている。
【００４３】
ヒータ素子３６１〜３６４の幅方向Ｗにおける両端部には、ヒータ素子３６１〜３６４に対して電力を供給する導線１８、１８が接続されている。導線１８、１８は、長さ方向Ｌに延在しており、ヒータ３１の後端側から露出して制御部１２に接続される。
【００４４】
支持部材１１（１１１〜１１３）は、例えば、セラミックにより構成された筒状部材である。支持部材１１は、長さ方向Ｌに隣り合うヒータ素子３６間の領域において、センサ部１０に対して外嵌されている。より具体的には、支持部材１１は、長さ方向Ｌに隣り合う２つのヒータ素子３６からの距離が等しくなるように、センサ部１０に対して外嵌されている。
【００４５】
すなわち、支持部材１１は、長さ方向Ｌに関して、ヒータ素子３６間の領域における中央に外嵌される。また、支持部材１１は、内ケース２１に内嵌されたシール部材１１ａの内周面に内嵌されている。このようにして、支持部材１１により、センサ部１０を、ケース部材９の内部において支持している。
【００４６】
支持部材１１の内周面４０は、センサ部１０の高さ方向Ｔに関する両側面（図７の上下方向両側面）及び幅方向Ｗに関する両側面（図７の左右方向両側面）により画成される外周面４４に沿うような形状を有している。また、支持部材１１の外周面４１は、センサ部１０の外周面４４よりも一回り大きな形状を有している。
【００４７】
シール部材１１ａの内周面４２は、支持部材１１の外周面４１に沿うような形状を有している。また、シール部材１１ａの外周面４３は、内ケース２１の内周面に沿うような形状を有している。
【００４８】
センサ部１０の外周面４４において支持部材１１が外嵌された部分以外の部分と、シール部材１１ａの内周面４２との間には、隙間４２ａ〜４２ｄが存在している。隙間４２ａ〜４２ｄは、支持部材１１により、排気ガスが流通できないように仕切られている。
【００４９】
また、支持部材１１は、センサ部１０に当接する内周面４０と平行な仮想面で切断した場合の断面積が、内周面４０の面積よりも大きくなるように、その形状が設定されている。支持部材１１の形状について、図６Ａを参照してさらに詳細に説明する。図６Ａには、支持部材１１を長さ方向Ｌと直交する方向からみた断面（図４のＡ−Ａ断面）の形状が示されている。
【００５０】
図６Ａにおいて、支持部材１１がセンサ部１０に当接する内周面４０における長さ方向Ｌの寸法は、Ｌ１である。支持部材１１がシール部材１１ａに当接する外周面４１における長さ方向Ｌの寸法は、Ｌ２である。本実施の形態では、Ｌ１＜Ｌ２である。また、支持部材１１の長さ方向Ｌの寸法は、内周面４０から外周面４１に向かうにつれて徐々に大きくなっている。
【００５１】
図２に戻って、制御部１２は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等であって、センサ再生制御部４５及びＰＭ量導出部４６を機能ブロックとして含む。各機能ブロック４５、４６は、例えば、プログラムを実行するマイコンにより実現される。
【００５２】
センサ再生制御部４５は、予め定められたタイミングで（より具体的には、各コンデンサ（すなわち、対をなす電極２９）の静電容量に応じて）、各ヒータ３１を通電させて、多孔質体３０に堆積するＰＭを燃焼させる（すなわち、センサ再生処理を行う）。
【００５３】
ＰＭ量導出部４６は、所定期間（例えば、センサ再生処理終了時から次のセンサ再生処理開始時まで）における静電容量の変化量に応じて、排気ガス中の総ＰＭ量を推定する。
【００５４】
上述したセンサ再生処理及び総ＰＭ量の推定に関しては、特開２０１６−００８８６３号公報等で詳細に説明されているため、ここでは、それぞれの詳細な説明を控える。
【００５５】
次に、ＰＭセンサ３の動作について、図１、図２を参照して説明する。図１において、内燃機関１から排出された排気ガスの一部は、ＰＭセンサ３の内部に取り込まれる。
【００５６】
より具体的には、図２に示すように、排気ガスは、隙間２６を通って、入口２２から内ケース２１の内部空間２８に流入する。そして、排気ガスは、多孔質体３０の後端側開口部から第二直方体空洞３４に流入する。
【００５７】
ここで、第二直方体空洞３４は、排気ガスの通路の下流側（先端側）の端部が閉止されているため、排気ガスは、隔壁３２を通過して、第一直方体空洞３３の内部に流入する。第一直方体空洞３３は、排気ガスの通路の上流側（後端側）の端部が閉止されているため、排気ガスは第一直方体空洞３３の下流側（先端側）の開口から、外側空間２７に流出する。
【００５８】
ＰＭ量導出部４６は、上述のとおり、コンデンサ（対をなす電極２９）から導線１７を介して得られる静電容量の変化量（より具体的には、所定期間における変化量）に基づいて、内燃機関１から排出された排気ガス中の総ＰＭ量を推定する。また、センサ再生制御部４５は、予め定められたタイミングで、導線１８を介してヒータ３１に通電して、多孔質体３０に堆積したＰＭを燃焼させる。
【００５９】
次に、本実施の形態に係るＰＭセンサ３の主たる作用・効果について説明する。本実施の形態に係るＰＭセンサ３によれば、センサ再生処理の際の長さ方向Ｌに関する温度ムラを抑制することができる。
【００６０】
すなわち、本実施の形態に係るＰＭセンサ３の場合、センサ部１０を内ケース２１の内部で支持するための支持部材１１を、センサ部１０の外周面４４において、長さ方向Ｌに関してヒータ素子３６が存在しない部分のみに外嵌している。
【００６１】
こうすることで、ヒータ素子３６が存在しない部分において保温が図られ、ヒータ３１における温度分布を、図６Ｂの実線で示すように、長さ方向Ｌに関してほぼ均一にすることができる。なお、図６Ｂの破線は、支持部材１１を外嵌しない場合のヒータ３１における温度分布を、比較のために示したものである。
【００６２】
また、本実施の形態に係るＰＭセンサ３では、支持部材１１は、長さ方向Ｌに隣接するヒータ素子３６からの長さ方向Ｌの距離が等しくなるように、センサ部１０に対して外嵌されている。
【００６３】
こうすることで、ヒータ素子３６からの距離が遠く、ヒータ３１において最も温度が低下する部分において保温が図られるので、ヒータ３１における温度分布を、より一層、均一にすることができる。また、ヒータ３１を保温することで、ヒータ３１を所望の温度に維持するための消費電力を抑制することができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係るＰＭセンサ３では、支持部材１１がセンサ部１０に当接する内周面４０と平行な仮想面で支持部材１１を切断した場合の断面積が、内周面４０の面積よりも大きくなるように、支持部材１１の長さ方向Ｌの寸法を、内周面４０から外周面４１に向かうにつれて徐々に大きくしている。
【００６５】
すなわち、支持部材１１がセンサ部１０に当接する内周面４０における長さ方向Ｌの寸法は、支持部材１１がセンサ部１０に当接する面よりも外周側の所定位置における長さ方向Ｌの寸法より小さい。
【００６６】
こうすることで、支持部材１１がセンサ部１０に当接する内周面４０の面積をできるだけ小さくし、センサ部１０において温度が低下している部分を局所的に保温することができる。また、支持部材１１に蓄積可能な熱量を増大させることができるため、支持部材１１による保温効果を高めることができ、ヒータ３１が配置されていない部分の温度低下をより効果的に抑制することが可能となる。
【００６７】
また、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する温度ムラを抑制することで、以下に示す作用・効果を得ることができる。
【００６８】
センサ部１０の長さ方向Ｌに関する温度分布にムラがあると、再生処理において燃焼除去されるＰＭの量にムラが生じる可能性がある。
【００６９】
本実施の形態に係るＰＭセンサ３によれば、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する温度分布のムラを抑制することができるため、再生処理において燃焼除去されるＰＭの量のムラを抑制することができる。そのため、再生処理においてＰＭを均一に燃焼除去することが可能となる。
【００７０】
また、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する温度分布にムラがあると、多孔質体３０及びヒータ素子３６が埋設された絶縁体セラミックシート３５における、長さ方向Ｌの膨脹量にムラが生じ、熱応力によってクラック等の損傷が発生する可能性がある。
【００７１】
本実施の形態に係るＰＭセンサ３によれば、センサ部１０の長さ方向Ｌに関する温度分布のムラを抑制することができるため、多孔質体３０及び絶縁体セラミックシート３５における長さ方向Ｌの膨脹量のムラを抑制することができる。そのため、多孔質体３０及びヒータ素子３６にクラック等の損傷が発生するのを防止することが可能となる。
【００７２】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜組合せ又は変形して実施することが可能である。
【００７３】
上述した本実施の形態に係るセンサ部１０において、電極２９（２９ａ〜２９ｅ）とヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）との高さ方向Ｔに関する位置関係を反対にすることもできる。
【００７４】
また、ヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）は少なくとも１個のヒータ３１（ヒータ３１ａ〜３１ｅのうちのいずれか１個）を設ければよい。特に、本実施の形態の場合、高さ方向Ｔに関して両端側に配置されたヒータ３１ａ、３１ｅのうちの少なくとも一方が存在する構造に適用するのが好適である。
【００７５】
また、図３Ａに示すように、ヒータ３１（３１ａ〜３１ｅ）を高さ方向Ｔに積層した構成を採用した場合に、全てのヒータ３１に本発明の特徴部分の構成を適用する必要はない。すなわち、高さ方向Ｔに積層した複数個のヒータ３１のうちの少なくとも１個のヒータ３１（例えば、高さ方向Ｔに関して最も一方側に配置されたヒータ３１ａ）に、上述したような本実施の形態に係るヒータ３１の構成を採用すればよい。
【００７６】
また、ヒータ３１の構造については、図４〜図８に示す構造に限定されるものではない。例えば、ヒータ３１を構成するヒータ素子３６の数を４個以外とすることもできる。
【００７７】
また、外ケース２０および内ケース２１の形状も、上述した本実施の形態の場合に限定されない。例えば、外ケース２０および内ケース２１として、中心軸に直交する仮想面に関する断面形状が多角形状のものを採用できる。
【００７８】
さらに、上述した本実施の形態の場合、支持部材１１をケース部材９の円周方向に関して全周にわたり連続した筒状に構成し、このような支持部材１１を、センサ部１０の外周面のうち、前記円周方向に関する全周に外嵌している。ただし、支持部材１１はこのような構成に限定されない。
【００７９】
例えば、支持部材１１を、前記円周方向に関する一箇所において不連続部を有する部分筒状として、センサ部１０の外周面のうち、前記円周方向に関する一部のみを支持する構成を採用することもできる。また、支持部材１１を、ケース部材９（外ケース２０および内ケース２１）の円周方向に分割（例えば、２分割）した分割型の構成とすることもできる。
【００８０】
また、本実施の形態では、支持部材１１の外周側にシール部材１１ａを配置したが、これに限定されない。例えば、支持部材１１の外周面４１をケース部材９（内ケース２１）の内周面に当接させることもできる。
【００８１】
また、本実施の形態では、すべての支持部材１１（１１１〜１１３）の外周面４１をシール部材１１ａの内周面４２に当接させる構成としたが、これに限定されない。例えば、一部の支持部材１１（例えば、１１２）の外周面４１とシール部材１１ａの内周面４２の間に隙間を設けてもよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、センサ部１０の外周面４４における各ヒータ素子３６間の部分に一つずつ支持部材１１を配置したが、これに限定されない。例えば、支持部材１１をヒータ素子３６間に複数配置してもよい。または、支持部材１１を長さ方向Ｌに関して複数の当接面４０を有する形状として、一つの支持部材１１でセンサ部１０の長さ方向Ｌの複数箇所を支持するようにしてもよい。
【００８３】
また、本実施の形態では、センサ部１０として、排気ガスの通路上に配置された多孔質体と、該多孔質体を挟んで相対向する少なくとも一対の電極と、ヒータと、を有する、いわゆる静電容量型のものを例に挙げて説明したが、これに限定されない。センサ部１０は、例えば、公知の電気抵抗型のものでもよい。
【００８４】
すなわち、本発明において、センサの形式は特に限定されず、ケースの内部に支持部材を介して支持されたセンサ部に、ＰＭを燃焼除去するヒータが設けられているものであれば、本発明の構成を適用し得る。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係るＰＭセンサは、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関を搭載した車両に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００８６】
１  内燃機関
２  排気系
３  ＰＭセンサ
４  排気通路
５  排気管
６  酸化触媒
７  ＰＭフィルタ
８  取付部
９  ケース部材
１０  センサ部
１１、１１１、１１２、１１３  支持部材
１１ａ  シール部材
１２  制御部
１３  ボス
１４  雌ネジ
１５  頭部
１６  雄ネジ
１７、１８  導線
１９  貫通孔
２０  外ケース
２１  内ケース
２２  入口
２３  底部
２４  出口
２５、２８  内部空間
２６  隙間
２７  外側空間
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ  電極
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  多孔質体
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ  ヒータ
３２  隔壁
３３  第一直方体空洞
３４  第二直方体空洞
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ  絶縁体セラミックシート
３６、３６１、３６２、３６３、３６４  ヒータ素子
４０、４２  内周面
４１、４３、４４  外周面
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ  隙間
４５  センサ再生制御部
４６  ＰＭ量導出部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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