(57)【要約】      （修正有）【課題】粒子状物質の検出感度を高めることができ、かつ検出精度を向上できる粒子状物質検出センサと、粒子状物質検出装置とを提供する。【解決手段】粒子状物質検出センサ１は、導電部２と、所定間隔をおいて対向配置された一対の電極３ａ，３ｂとを備える。導電部２は、粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、板状に形成されている。導電部２の一方の主面Ｓ１は、粒子状物質が堆積する被堆積面２０とされている。この被堆積面２０に、一対の電極３ａ，３ｂを形成してある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスに含まれる粒子状物質（６）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（１）であって、
上記粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、板状に形成され、一方の主面（Ｓ１）を、上記粒子状物質が堆積する被堆積面（２０）としてある導電部（２）と、
上記被堆積面上に形成され、互いに離隔し、対向配置された一対の電極（３ａ，３ｂ）と、
を備える粒子状物質検出センサ。
【請求項２】
上記電極は、共通部（３０）と、該共通部から延出した櫛歯部（３１）とを備え、上記一対の電極のうち一方の上記電極（３ａ）に形成された上記櫛歯部（３１ａ）と、他方の上記電極（３ｂ）に形成された上記櫛歯部（３１ｂ）とを互い違いに配置してあり、上記櫛歯部の配列方向における該櫛歯部の幅（Ｗ）は、該櫛歯部同士の間隔（Ｗ’）よりも短くされている、請求項１に記載の粒子状物質検出センサ。
【請求項３】
上記導電部を構成する上記導電性材料は、導電性を有する金属酸化物を含有する、請求項１又は請求項２に記載の粒子状物質検出センサ。
【請求項４】
上記導電部の、上記被堆積面が形成された側とは反対側には、絶縁材料からなる基板部（４）が配され、該基板部内に、上記被堆積面に堆積した上記粒子状物質を燃焼するヒータ（５）が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
【請求項５】
上記導電部内に、上記被堆積面に堆積した上記粒子状物質を燃焼するヒータが設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
【請求項６】
上記導電性材料からなり厚さＴが１．４ｍｍである板状基板（２５１）と、該板状基板の主表面に形成され長さがＬ、間隔がＤである一対の測定電極（３９）とを有するサンプル（２５）を作成し、上記一対の測定電極間の電気抵抗Ｒを測定して、下記式によって表される表面電気抵抗率ρを算出した場合、該表面電気抵抗率ρが、１００〜５００℃の温度範囲において１．０×１０7〜１．０×１０10Ω・ｃｍである上記導電性材料を用いて、上記導電部を形成してある、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
ρ＝Ｒ×Ｌ×Ｔ／Ｄ
【請求項７】
上記導電性材料は、分子式がＡＢＯ3で表される、ペロブスカイト構造を有するセラミックスであり、上記ＡはＬａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種であり、上記ＢはＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙから選択される少なくとも一種である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
【請求項８】
上記Ａは、主成分がＳｒ、副成分がＬａであり、上記ＢはＴｉである、請求項７に記載の粒子状物質検出センサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサに電気接続した制御部（７）とを備える粒子状物質検出装置（１０）であって、上記制御部は、上記一対の電極間に電圧を加える電圧印加部（７１）と、上記一対の電極間に流れる電流を測定する電流測定部（７２）と、上記電流の測定値に基づいて、上記排ガスに含まれる上記粒子状物質の量を算出する算出部（７３）と、を備える粒子状物質検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスに含まれる粒子状物質の量を検出するための粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスに含まれる粒子状物質（Particulate Matter）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（以下、ＰＭセンサとも記す）として、セラミックス等からなる絶縁基板と、該絶縁基板上に所定間隔をおいて対向配置された一対の電極とを備えるものが知られている。粒子状物質は煤等からなり、電気伝導性を有する。そのため、上記一対の電極間に粒子状物質が堆積すると、粒子状物質を介して上記一対の電極間に電流が流れる。この電流値を測定することにより、排ガスに含まれる粒子状物質の量を算出するよう構成されている。
【０００３】
しかしながら、上記ＰＭセンサは、一対の電極間に僅かに粒子状物質が堆積しただけでは、電極間に、粒子状物質による電流の経路が形成されないため、電流が流れない（図２７参照）。このＰＭセンサは、一対の電極間に多くの粒子状物質が堆積し、電極間に粒子状物質による電流の経路が形成されてから、電流が流れ始める（図２８参照）。そのため、上記ＰＭセンサは、粒子状物質の堆積量が少ないときは、電極間に電流が流れず、粒子状物質を検出できない。つまり、粒子状物質の検出感度が低いという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するため、一対の電極を、粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電部によって覆ったＰＭセンサが発明されている（下記特許文献１参照）。このＰＭセンサでは、導電部の表面に粒子状物質が堆積すると、電流は、一方の電極から導電部の表面へ流れ、より抵抗率が低い粒子状物質を通って、他方の電極へ向かう（図３１参照）。そのため、粒子状物質の堆積量が比較的少なくても、電極間の電流値が変化し、粒子状物質が堆積したことを検出できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７５４３４７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のＰＭセンサは、粒子状物質の検出精度に改善の余地があった。すなわち、上記ＰＭセンサは、電極が導電部によって覆われているため、この導電部の表面に粒子状物質が堆積し（図３１参照）、電流が粒子状物質を流れるようになった場合、電流は、電極から導電部の表面までの部分を通過する。そのため、この部分の厚さに製造ばらつきが発生すると、電気抵抗がばらつき、電極間の電流値がばらついてしまう。そのため、粒子状物質の量を正確に測定できない。したがって、粒子状物質の検出精度をより向上できるＰＭセンサが望まれている。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、粒子状物質の検出感度を高めることができ、かつ検出精度を向上できる粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置とを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、排ガスに含まれる粒子状物質（６）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（１）であって、
上記粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、板状に形成され、一方の主面（Ｓ１）を、上記粒子状物質が堆積する被堆積面（２０）としてある導電部（２）と、
上記被堆積面上に形成され、互いに離隔し、対向配置された一対の電極（３ａ，３ｂ）と、
を備える粒子状物質検出センサにある。
【０００９】
また、本発明の第２の態様は、粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサに電気接続した制御部（７）とを備える粒子状物質検出装置（１０）であって、上記制御部は、上記一対の電極間に電圧を加える電圧印加部（７１）と、上記一対の電極間に流れる電流を測定する電流測定部（７２）と、上記電流の測定値に基づいて、上記排ガスに含まれる上記粒子状物質の量を算出する算出部（７３）と、を備える粒子状物質検出装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記粒子状物質検出センサは、粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、板状に形成された導電部を備える。この導電部の一方の主面を、粒子状物質が堆積する被堆積面としてある。そして、この被堆積面に、上記一対の電極を形成してある。
そのため、粒子状物質の検出感度を向上できる。すなわち、上記粒子状物質検出センサでは、導電部の表面（被堆積面）に一対の電極を形成してあるため、粒子状物質が全く堆積していない状態で電極間に電圧を加えた場合、電流を、導電部の内部ではなく、被堆積面に流すことができる。したがって、被堆積面に粒子状物質が僅かに堆積したとき、電流を、導電部よりも電気抵抗が低い粒子状物質に流すことができ、電極間の電流値を増加させることができる。そのため、粒子状物質の堆積量が僅かであっても、これを検出することができ、粒子状物質検出センサの検出感度を高めることが可能になる。
【００１１】
また、上記粒子状物質検出センサでは、導電部の主面、すなわち被堆積面に一対の電極を形成してあるため、電流は被堆積面を、電極の配列方向に流れ（図３参照）、導電部の厚さ方向には殆ど電流が流れない。そのため、導電部の厚さばらつきによる影響を受けにくくなり、粒子状物質の検出精度を高めることができる。
【００１２】
また、上記粒子状物質検出装置は、上記粒子状物質検出センサを備える。そのため、排ガスに含まれる粒子状物質の検出感度を高めることができ、かつ検出精度を向上することができる。
【００１３】
以上のごとく、上記態様によれば、粒子状物質の検出感度を高めることができ、かつ検出精度を向上できる粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置とを提供することができる。
【００１４】
なお、上記「主面」とは、導電部の表面のうち、最も面積が大きい表面を意味する。
また、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１における、粒子状物質検出センサの平面図であって、図２のI矢視図。
【図２】図１のII-II断面図。
【図３】実施形態１における、粒子状物質が堆積していない状態での、粒子状物質検出センサの拡大断面図。
【図４】実施形態１における、粒子状物質が僅かに堆積した状態での、粒子状物質検出センサの拡大断面図。
【図５】図４の要部拡大図。
【図６】実施形態１における、粒子状物質の堆積量と、電極間に流れる電流の値との関係を表したグラフ。
【図７】実施形態１における、粒子状物質検出センサの分解斜視図。
【図８】実施形態１における、粒子状物質検出装置の概念図。
【図９】実施形態１における、粒子状物質検出センサの取付位置を示した図。
【図１０】実施形態２における、粒子状物質検出センサの断面図。
【図１１】実施形態３における、粒子状物質検出センサの平面図であって、図１２のXI矢視図。
【図１２】図１１のXII-XII断面図。
【図１３】実施形態３における、導電部に堆積した粒子状物質の量と、導電部に形成された櫛歯部間を流れる電流との関係を表したグラフ。
【図１４】実施形態３における、絶縁部に堆積した粒子状物質の量と、絶縁部に形成された櫛歯部間を流れる電流との関係を表したグラフ。
【図１５】図１３と図１４とを足し合わせたグラフ。
【図１６】実施形態４における、Ｓｒ1-XＬａXＴｉＯ3の、表面電気抵抗率ρと温度との関係を表したグラフ。
【図１７】実施形態４における、導電部の表面電気抵抗率ρが異なる複数のＰＭセンサについて、ＰＭ噴射量と、センサ出力との関係を調べたグラフ。
【図１８】実施形態４における、表面電気抵抗率ρの測定方法を説明するための図。
【図１９】実施形態４における、サンプルの厚さと電気抵抗との関係を表したグラフ。
【図２０】実施形態４における、ＳｒＴｉＯ3の、導電率と温度との関係を、導電率の測定方法を変えて調べたグラフ。
【図２１】実施形態４における、バルクの電気抵抗率を測定する方法を説明するための図。
【図２２】参考形態１における、粒子状物質検出センサの分解斜視図。
【図２３】参考形態１における、粒子状物質検出センサの斜視図。
【図２４】図２３のXXIV-XXIV断面図。
【図２５】図２４の要部拡大図。
【図２６】実施形態５における、粒子状物質検出装置の概念図。
【図２７】比較形態１における、僅かに粒子状物質が堆積した状態での、粒子状物質検出センサの拡大断面図。
【図２８】比較形態１における、より多くの粒子状物質が堆積した状態での、粒子状物質検出センサの拡大断面図。
【図２９】比較形態１における、粒子状物質の堆積量と電流との関係を表したグラフ。
【図３０】比較形態２における、僅かに粒子状物質が堆積した状態での、粒子状物質検出センサの拡大断面図。
【図３１】比較形態２における、より多くの粒子状物質が堆積した状態での、粒子状物質検出センサの拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記粒子状物質検出センサは、自動車に搭載するための、車載用粒子状物質検出センサとすることができる。
【００１７】
（実施形態１）
上記粒子状物質検出センサおよび粒子状物質検出装置に係る実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。本形態のＰＭセンサ１は、排ガスに含まれる粒子状物質６（図４、図５参照）の量を検出するために用いられる。図１、図７に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、導電部２と、一対の電極３（３ａ，３ｂ）とを備える。
【００１８】
導電部２は、粒子状物質６よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、板状に形成されている。図２に示すごとく、導電部２の一方の主面Ｓ１は、粒子状物質６が堆積する被堆積面２０とされている。導電部２の他方の主面Ｓ２は、絶縁材料からなる基板部４に接触している。
【００１９】
一対の電極３（３ａ，３ｂ）は、被堆積面２０上に形成されている。これら一対の電極３ａ，３ｂは、互いに離隔しており、対向配置されている。
【００２０】
本形態のＰＭセンサ１は、車両に搭載するための、車載用ＰＭセンサである。図９に示すごとく、車両は、エンジン１９と、該エンジン１９に接続した排管１８とを備える。排管１８には、排ガス中の粒子状物質６を除去する浄化装置１７が設けられている。この浄化装置１７よりも排ガスの下流側に、ＰＭセンサ１が取り付けられている。本形態では、ＰＭセンサ１を用いて、浄化装置１７を通過した排ガスに含まれる粒子状物質６の量を検出する。そして、この検出値を用いて、浄化装置１７の故障診断を行っている。
なお、本形態のエンジン１９は、過給機を搭載したディーゼルエンジンであるが、これに限るものではない。本形態の浄化装置１７は、酸化触媒（ＤＯＣ）及びディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）である。一方で、ガソリンエンジンにおいても粒子状物質の排出量を抑制したいという要求があるため、この要求に応えるべく、ＰＭセンサ１をガソリンエンジン用の浄化装置、いわゆる三元触媒やパーティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）の下流側に配置することもできる。特に直噴式のガソリンエンジンにおいては、本実施形態のＰＭセンサ１を用いることにより、ＰＭの検出精度を向上できるため、好適にエンジンのフィードバック制御を行うことができ、噴射制御の精度を向上させることができる。
【００２１】
また、上述したように、本形態のＰＭセンサ１は、絶縁材料（セラミックス）からなる基板部４を備える。図２、図７に示すごとく、この基板部４内にヒータ５が設けられている。被堆積面２０に多くの粒子状物質６が堆積した場合、上記ヒータ５を用いて粒子状物質６を燃焼し、除去するよう構成されている。
【００２２】
図１に示すごとく、電極３ａ，３ｂは、共通部３０と、該共通部３０から延出した櫛歯部３１とを備える。一方の電極３ａに形成された櫛歯部３１ａと、他方の電極３ｂに形成された櫛歯部３１ｂとを、交互に配置してある。図２に示すごとく、櫛歯部３１の配列方向（Ｘ方向）における櫛歯部３１の幅Ｗは、櫛歯部同士の間隔Ｗ‘よりも短い。
【００２３】
導電部２を構成する導電性材料は、導電性を有する金属酸化物を含有する。上記導電性材料としては、例えば、ペロブスカイト構造を有するセラミックスを用いることができる。このセラミックスの分子式をＡＢＯ3とした場合、ＡはＬａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種とし、ＢはＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙとすることが好ましい。
導電部２を構成する導電性材料は、粒子状物質よりも電気抵抗率が大きく、かつわずかな導電性を備えた材料である。
【００２４】
粒子状物質の電気抵抗率は、以下の粉体抵抗測定法により測定することが出来る。すなわち、粉体を底面、上面が電極板となっている所定の円筒容器（断面積Ａ）に入れた状態で、上面の電極板に上部から圧力を加え、縦軸方向に粉体（ＰＭ）を圧縮しながら、電極間の距離Ｌと電極間の抵抗値Ｒを測定する。この測定法によれば、粉体（ＰＭ）の抵抗率ρはＲ×（Ａ/Ｌ）で算出される。
本実施形態では断面６ｍｍφの円筒容器（断面積 ２．８３×１０-5ｍ2）を用い、圧力６０ｋｇｆで加圧した状態で抵抗値Ｒの計測を実施した。
この方法によって測定したところ、ＰＭの抵抗率は、１０-3〜１０2Ω・ｃｍであった。これは、エンジンの状態によって、生成されるＰＭの電気抵抗率が変化するためである。例えば、高負荷かつ高回転数で稼働するエンジンから排出されるＰＭは、未燃焼の炭化水素成分含有量が少なく、ほとんどが煤で構成されるため、抵抗率は１０-3Ω・ｃｍ程度である。また、低回転かつ低負荷で稼働するエンジンから排出されるＰＭは、未燃焼の炭化水素成分を多量に含むため、抵抗率は高く、１０2Ω・ｃｍ程度となる。故に、本実施形態における導電部２の電気抵抗率は、少なくとも１０2Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。
【００２５】
導電部２は導電性を有するため、図３に示すごとく、被堆積面２０に全く粒子状物質６が堆積していない場合でも、一対の電極３ａ，３ｂ間に電流Ｉが流れる。
【００２６】
また、図４、図５に示すごとく、被堆積面２０に粒子状物質６が堆積した場合には、電流Ｉは、導電部２よりも抵抗率が低い粒子状物質６を流れる。そのため、図６のグラフに示すごとく、粒子状物質６の堆積量が増えるに従って、電極３ａ，３ｂ間を流れる電流Ｉが増加する。したがって、このグラフを予め記憶しておけば、被堆積面２０に堆積した粒子状物質６の量を算出できる。また、この算出量と、粒子状物質６の堆積に要した時間とを用いて、排ガスに含まれる粒子状物質６の量を算出することができる。
【００２７】
次に、ＰＭセンサ１を用いた粒子状物質検出装置１０の説明をする。図８に示すごとく、粒子状物質検出装置１０は、上記ＰＭセンサ１と、該ＰＭセンサ１に接続した制御部７とを備える。制御部７は、電圧印加部７１と、電流測定部７２と、算出部７３と、ヒータ制御部７４とを備える。電圧印加部７１は、一対の電極３ａ，３ｂ間に電圧を加える。また、電流測定部７２は、電極３ａ，３ｂ間を流れる電流Ｉを測定する。ヒータ制御部７４は、被堆積面２０に多くの粒子状物質６が堆積し、電流Ｉが飽和した場合に、ヒータ５（図７参照）を発熱させ、粒子状物質６を燃焼する。算出部７３は、電流Ｉの測定値を用いて、被堆積面２０に堆積した粒子状物質６の量を算出する。また、算出部７３は、この算出値と、粒子状物質６の堆積に要した時間とを用いて、排ガスに含まれる単位時間当たりの粒子状物質６の排出量を算出する。
【００２８】
図９に示すごとく、ＰＭセンサ１は、浄化装置１７よりも排ガスの下流に設けられている。このＰＭセンサ１と制御部７とを用いて、浄化装置１７を通過した排ガスに含まれる粒子状物質６の量を算出している。制御部７は、算出した単位時間当たりの粒子状物質６の排出量をＥＣＵ１６へ送信する。ＥＣＵ１６は、粒子状物質６の検出量が所定値を超えた場合、浄化装置１７が故障していると判断し、ユーザ等に報知するよう構成されている。
【００２９】
次に、本形態の作用効果について説明する。図２に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、粒子状物質６よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、板状に形成された導電部２を備える。この導電部２の一方の主面Ｓ１を、粒子状物質６が堆積する被堆積面２０としてある。そして、この被堆積面２０に、一対の電極３ａ，３ｂを形成してある。
そのため、粒子状物質６の検出感度を向上できる。すなわち、本形態では、導電部２の被堆積面２０に一対の電極３ａ，３ｂを形成してあるため、図３に示すごとく、粒子状物質６が全く堆積していない状態で電極３ａ，３ｂ間に電圧を加えた場合、電流Ｉを、導電部２の内部ではなく、被堆積面２０に流すことができる。したがって、図４に示すごとく、被堆積面２０に粒子状物質６が僅かに堆積したとき、電流Ｉを、導電部２よりも電気抵抗が低い粒子状物質６に流すことができ、電極３ａ，３ｂ間の電流値を増加させることができる。したがって、粒子状物質６の堆積量が僅かであっても、これを検知することができ、粒子状物質検出センサ１の検出感度を高めることができる。
【００３０】
ここで仮に、図２７に示すごとく、セラミックス等の絶縁材料からなる基板部４の表面を被堆積面４０とし、この被堆積面４０に電極３ａ，３ｂを形成したとすると、粒子状物質６が僅かに堆積しただけでは、電極３ａ，３ｂ間に電流Ｉの経路が形成されないため、電極３ａ，３ｂ間に電流Ｉは流れない。図２８、図２９に示すごとく、多くの粒子状物質６が堆積し、粒子状物質６によって電流Ｉの経路が形成されると、電流Ｉが流れ始める。そのため、粒子状物質６の堆積量が僅かである場合、これを検出できない。
【００３１】
また、図３０に示すごとく、電極３ａ，３ｂを導電部２によって覆うことも考えられるが、この場合、粒子状物質６の堆積量が僅かであるとき、電流Ｉは主に、導電部２の内部を流れる。このＰＭセンサ１は、図３１に示すごとく、被堆積面２０に多くの粒子状物質６が堆積し、粒子状物質６を介した電気抵抗の方が、導電部２内の電気抵抗よりも小さくなってから、粒子状物質６に電流Ｉが流れる。そのため、粒子状物質６の堆積量が僅かであるときは、これを検出することができない。
【００３２】
これに対して、図３〜図５に示すごとく、本形態のように、導電部２の表面Ｓ１を被堆積面２０とし、この被堆積面２０に電極３ａ，３ｂを形成すれば、粒子状物質６が全く堆積していないときでも、電流Ｉを、導電部２の被堆積面２０に流すことができる。そのため、粒子状物質６が僅かに堆積したとき、電流Ｉを、導電部２よりも抵抗率が低い粒子状物質６に流すことができる。したがって、僅かに粒子状物質６が堆積しただけでも、電極３ａ，３ｂ間の電流値が増加し、粒子状物質６が堆積したことを検出できる。そのため、ＰＭセンサ１の感度を向上することができる。
【００３３】
また、図３１に示すごとく、電極３ａ，３ｂを導電部２によって被覆した場合、電流Ｉは、電極３ａ，３ｂと、導電部２の表面Ｓ１（被堆積面２０）との間の部分２９を流れることになる。そのため、この部分２９の厚さに製造ばらつきが発生した場合、電極３ａ，３ｂ間の抵抗値がばらつき、電流値がばらついてしまう。したがって、粒子状物質６の測定精度が低下しやすい。
これに対して、図２、図３に示すごとく、本形態のように、導電部２の表面Ｓ１に電極３ａ，３ｂを形成すれば、電流Ｉは導電部２を厚さ方向（Ｚ方向）に流れなくなる。そのため、導電部２の厚さがばらついて、電気抵抗がばらつくという問題は生じない。したがって一対の電極３ａ，３ｂ間における、導電部２の抵抗値のばらつきを抑制でき、被堆積面２０に堆積した粒子状物質６の量を正確に算出することが可能となる。
【００３４】
また、上記粒子状物質検出装置１０は、上記ＰＭセンサ１を備える。そのため、排ガスに含まれる粒子状物質６の検出感度を高めることができると共に、粒子状物質６の検出精度を高めることが可能になる。
【００３５】
また、図８、図９に示すごとく、本形態では、ＰＭセンサ１の電極３ａ，３ｂ間に流れる電流Ｉを、制御部７によって測定している。
このようにすると、粒子状物質６の量をより正確に測定できる。すなわち、ＰＭセンサ１の電流ＩをＥＣＵ１６によって測定することも可能であるが、この場合、ＥＣＵ１６までの距離が長いため、ノイズが混入するおそれがある。これに対して、ＰＭセンサ１の近傍に配置した制御部７によって電流Ｉを測定すれば、ノイズが混入しにくい。そのため、排ガスに含まれる粒子状物質６の量をより正確に測定できる。
【００３６】
また、図１に示すごとく、本形態の電極３は、共通部３０と、該共通部３０から延出した櫛歯部３１とを備える。そして、図２に示すごとく、Ｘ方向における櫛歯部３１の幅Ｗを、櫛歯部３１同士の間隔Ｗ’よりも短くしてある。
そのため、櫛歯部３１の幅Ｗを充分に短くすることができる。したがって、互いに隣り合う２つの櫛歯部３１ａ，３１ｂの間の部分、すなわち粒子状物質６を検出できる部分の、Ｘ方向長さを長くすることができる。そのため、粒子状物質６の付着確率を増加させることができ、検出感度をより高めることができる。
【００３７】
また、上記導電部２を構成する導電性材料は、導電性を有する金属酸化物を含有している。
金属酸化物は耐熱性が高い。そのため、上記導電性材料を用いることにより、導電部２の耐熱性を高めることができる。
また、上記導電性材料を用いると、粒子状物質６の測定精度をより高めることができる。すなわち、粒子状物質６の電気抵抗は、温度によって大きく変化する。そのため、電極３ａ，３ｂ間を流れる電流Ｉから、粒子状物質６の堆積量を算出する際に、温度補正を行う必要がある。粒子状物質６の電気抵抗は、温度が上昇すると低下する。また、金属酸化物を含有する導電性材料も、温度が上昇すると電気抵抗が低下する。したがって、導電部２として上記導電性材料を用いると、導電部２と粒子状物質６との、電気抵抗の温度特性を揃えることができ、温度補正を行いやすくなる。そのため、粒子状物質６の測定精度をより高めることができる。
【００３８】
また、図２に示すごとく、本形態では、導電部２の、被堆積面２０が形成された側とは反対側に、絶縁材料からなる基板部４を配してある。この基板部４の内部に、ヒータ５を設けてある。
そのため、ヒータ５の消費電力を低減することができる。すなわち、基板部４を設けず、導電部２の内部にヒータ５を設けることも可能であるが（図１０参照）、この場合、導電部２自体によってＰＭセンサ１全体の剛性を確保する必要があるため、導電部２の厚さを充分に厚くする必要が生じる。また、導電部２を構成する導電性材料は、抵抗率やその温度特性に優れていることを優先的に考慮して選択されるため、必ずしも熱伝導率に優れた材料を用いることができない。そのため、ヒータ５によって被堆積面２０を加熱しにくくなり、ヒータ５の消費電力が増加しやすくなる。これに対して、図２に示すごとく、本形態のように、基板部４を設ければ、基板部４によって剛性を確保できるため、導電部２の厚さを薄くすることができる。また、基板部４を構成する材料として、熱伝導率に優れたものを選択することができるため、基板部４内のヒータ５によって被堆積面２０を加熱しやすくなる。そのため、ヒータ５の消費電力を低減することができる。
【００３９】
以上のごとく、本形態によれば、粒子状物質の検出感度を高めることができ、かつ検出精度を向上できる粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置とを提供することができる。
【００４０】
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。
【００４１】
（実施形態２）
本形態は、ヒータ５の配置位置等を変更した例である。図１０に示すごとく、本形態では、実施形態１と異なり、基板部４を用いていない。本形態では、ヒータ５を導電部２内に設けてある。この導電部２の一方の表面Ｓ１を、被堆積面２０としてある。この被堆積面２０に、一対の電極３ａ，３ｂを形成してある。
【００４２】
本形態の作用効果について説明する。本形態では基板部４を用いていないため、部品点数を低減することができる。そのため、ＰＭセンサ１の製造コストを低減できる。また、実施形態１のように、導電部２と基板部４とを積層すると、これらの熱膨張率が異なるため、ヒータ５を加熱したときに、ＰＭセンサ１の反りや導電部２の剥離等が生じる可能性があるが、本形態では基板部４を用いていないため、このような問題は発生しにくい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【００４３】
（実施形態３）
本形態は、導電部４の面積を小さくした例である。図１１、図１２に示すごとく、本形態では、実施形態１よりも導電部４の面積を小さくしてある。この導電部４の表面Ｓ１を、粒子状物質６が堆積する導電側被堆積面２０ａとしてある。
【００４４】
また、Ｘ方向において導電部４に隣り合う位置に、絶縁材料からなる板状の絶縁部８を配置してある。この絶縁部８の、基板部４に接触する側とは反対側の面Ｓ３を、粒子状物質６が堆積する絶縁側被堆積面８０としてある。導電部２に形成した導電側被堆積面２０ａと、絶縁側被堆積面８０とに渡って、一対の電極３ａ，３ｂを形成してある。導電側被堆積面２０ａの面積は、絶縁側被堆積面８０の面積よりも小さい。
【００４５】
電極３ａ，３ｂは、実施形態１と同様に、共通部３０と、該共通部３０から延出した櫛歯部３１とを備える。導電側被堆積面２０ａに形成された櫛歯部３１の本数は、絶縁側被堆積面８０に形成された櫛歯部３１の本数よりも少ない。
【００４６】
導電部２は、実施形態１と同様に導電性材料からなるため、導電側被堆積面２０ａに僅かに粒子状物質６が堆積しただけでも、導電側被堆積面２０ａに形成した櫛歯部３１ａ，３１ｂ間には電流Ｉ1が流れる。そのため、導電側被堆積面２０ａに堆積した粒子状物質６の量と、電流Ｉ1との関係は、図１３のグラフのようになる。
【００４７】
また、絶縁部８は絶縁材料からなるため、絶縁側被堆積面８０に僅かに粒子状物質６が堆積しただけでは、電流Ｉ2は流れないが、導電体を用いない通常の電気抵抗式センサと同様、電極間に静電力が生じ、静電界に沿って粒子状物質６を配列させる作用を有する。静電力の作用によって絶縁側被堆積面８０上の櫛歯部３１ａ、３１ｂ間に粒子状物質６が配列してできた導電パスが形成されると、これらの間に電流Ｉ2が流れる。そのため、絶縁側被堆積面８０に堆積した粒子状物質６の量と、電流Ｉ2との関係は、図１４のグラフのようになる。絶縁側被堆積面８０の櫛歯部３１ａ、３１ｂ間に形成された導電パスは粒子状物質６のみで形成されており、低抵抗であるため、これらの櫛歯部３１ａ，３１ｂ間に流れる電流量は多い。そのため、グラフの傾きは、図１３よりも急峻になる。
【００４８】
２つの被堆積面２０ａ，８０に堆積した粒子状物質６の量と、一対の電極３ａ，３ｂ間を流れる電流Ｉ（＝Ｉ1＋Ｉ2）との関係は、図１５のグラフのようになる。このグラフは、図１３、図１４のグラフを足し合わせたものである。図１５に示すごとく、絶縁側被堆積面８０に形成された櫛歯部３１ａ，３１ｂが粒子状物質６によって繋がるまでは、電流Ｉの傾きは小さく、その後は、電流Ｉの傾きは大きくなる。また、本形態では、多くの粒子状物質６が堆積し、電極３ａ，３ｂ間を流れる電流Ｉが予め定められた閾値Ｉthを超えた場合、ヒータ５を発熱させて、粒子状物質６を燃焼するようにしている。電流Ｉは、傾きが大きくなってから、閾値Ｉthに達する。
【００４９】
本形態の作用効果について説明する。本形態のＰＭセンサ１は導電部２と絶縁部８とを備え、これら導電部２と絶縁部８とに渡って一対の電極３ａ，３ｂを形成してある。そのため、粒子状物質６が導電部２に僅かに堆積した場合でも、電極３ａ，３ｂ間に電流Ｉが流れ、粒子状物質６の堆積量を検知することができる。また、本形態の粒子状物質検出装置１０は、ＰＭセンサ１に多くの粒子状物質６が堆積し、電流Ｉの傾きが急峻になって、閾値Ｉthを超えた場合に、粒子状物質６の燃焼を行うよう構成されている。そのため、電流Ｉが閾値Ｉthに達したときの、粒子状物質６のばらつきσPMを小さくすることができる。したがって、粒子状物質６の燃焼を適切なタイミングで行いやすくなる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【００５０】
（実施形態４）
本形態は、導電部２を構成する導電性材料を変更した例である。本形態では、以下のようして、導電性材料の表面電気抵抗率ρを測定している。すなわち、まず図１８に示すサンプル２５を作成する。このサンプル２５は、導電性材料からなり厚さＴが１．４ｍｍの板状基板２５１と、該板状基板２５１の主表面に形成され長さがＬ、間隔がＤである一対の測定電極３９とを有する。このようなサンプル２５を形成し、一対の測定電極３９間の電気抵抗Ｒ（Ω）を測定する。表面電気抵抗率ρは、下記式（１）によって算出される。
ρ＝Ｒ×Ｌ×Ｔ／Ｄ      ・・・（１）
【００５１】
なお、本明細書において、単に「電気抵抗率」と記載した場合は、いわゆるバルクの電気抵抗率を意味する。これは、例えば図２１に示すごとく、導電性材料からなる基板部２５０と、この基板部２５０の側面に形成した一対の測定電極３９１とを備えるバルク用サンプル２５９を作成し、上記一対の測定電極３９１間の電気抵抗を測定することによって算出することができる。また、「表面電気抵抗率ρ」と記載した場合は、図１８に示すサンプル２５を作成し、測定電極３９間の電気抵抗Ｒを測定して、上記式（１）を用いて算出した値を意味する。
【００５２】
また、本形態では、図１６に示すごとく、１００〜５００℃の温度範囲において、表面電気抵抗率ρが１．０×１０7〜１．０×１０10Ω・ｃｍである導電性材料を用いて、導電部２を形成してある。
【００５３】
表面電気抵抗率ρが上記数値範囲を満たす導電性材料として、分子式がＡＢＯ3で表される、ペロブスカイト構造を有するセラミックスを用いることができる。例えば、上記分子式中のＡとして、Ｌａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種、上記Ｂとして、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙから選択される少なくとも一種を用いることができる。
【００５４】
本形態では、上記分式中のＡの主成分をＳｒ、副成分をＬａとしている。また、上記分子式中のＢをＴｉとしている。図１６に、このセラミックス（Ｓｒ1-XＬａXＴｉＯ3）の表面電気抵抗率ρと、温度との関係を示す。同図に示すごとく、Xを０．０１６〜０．０３６にした場合、Ｓｒ1-XＬａXＴｉＯ3の表面電気抵抗率ρは、１００〜５００℃の温度範囲において、１．０×１０7〜１．０×１０10Ω・ｃｍになる。そのため、このセラミックスは、導電部２を構成するための材料として、好適に用いることができる。
【００５５】
また、図１６に示すごとく、Ｌａを添加しない場合（ＳｒＴｉＯ3）は、１００〜５００℃の温度範囲において、表面電気抵抗率ρが、約１．０×１０5〜１．０×１０11Ω・ｃｍになる。これから、上記セラミックスにＬａを含有させた方が、温度による表面電気抵抗率ρの変化が少ないことが分かる。
【００５６】
なお、図１６のグラフを取得するにあたり、表面電気抵抗率ρの測定は、より詳しくは、以下のように行った。すなわち、Ｓｒ1-XＬａXＴｉＯ3におけるXを０、０．０１６、０．０２、０．３６にしたセラミックスを作成し、これらのセラミックスを用いてサンプル２５（図１８）を作成した。各サンプル２５は、厚さＴが１．４ｍｍの板状基板２５１と、この板状基板２５１の主表面に形成した、長さＬが１６ｍｍ、間隔Ｄが８００μｍである一対の測定電極３９とを備える。そして、このサンプル２５を大気中にて１００〜５００℃に加熱し、測定電極３９間に５〜１０００Ｖの電圧を加えて、電気抵抗Ｒを測定した。そして、上記式（１）を用いて、表面電気抵抗率ρを算出した。
【００５７】
図１７に、ＰＭセンサ１に噴射したＰＭの量と、ＰＭセンサ１のセンサ出力との関係を、導電部２の表面電気抵抗率ρを変えて調査したグラフを示す。このグラフは、以下のようにして取得した。まず、表面電気抵抗率ρがそれぞれ２．３×１０6、１．０×１０7、１．０×１０10、３．２×１０10Ω・ｃｍである導電性材料を用いて導電部２を形成し、各導電部２を備えたＰＭセンサ１を作成した。そして、個々のＰＭセンサ１に、ＰＭの含有量が０．０１ｍｇ／ｌである排ガスを噴射し、この噴射したＰＭの一部を、ＰＭセンサの被堆積面２０に堆積させた。また、一対の電極３ａ，３ｂ間に流れる電流Ｉを、シャント抵抗を用いて電圧に変換し、センサ出力を得た。なお、電極３ａ，３ｂ間の間隔は８０μｍ、印加電圧は３５Ｖであり、測定温度は２００℃であった。ＰＭの噴射量とセンサ出力との関係をグラフ化したものが、図１７である。
【００５８】
同図に示すごとく、導電部２の表面電気抵抗率ρが１．０×１０7〜１．０×１０10Ω・ｃｍである場合は、ＰＭを僅かに噴射しただけで、ＰＭセンサ１のセンサ出力が上昇する。すなわち、ＰＭセンサ１の感度が高いことが分かる。また、ＰＭが付着するに伴い、センサ出力が大きく変化する。そのため、導電部２の表面電気抵抗率ρが上記範囲内であれば、ＰＭセンサ１の感度が高く、かつ堆積したＰＭの量を正確に測定できることがわかる。
【００５９】
これに対して、表面電気抵抗率ρが上記範囲を外れた場合は、このような効果は充分に得られない。例えば表面電気抵抗率ρが３．２×１０10Ω・ｃｍの場合は、ＰＭの堆積量が僅かであると、センサ出力が殆ど上昇しない。つまり、不感期間が存在する。これは、導電部２の表面電気抵抗率ρが高すぎ、電極３ａ，３ｂ間に電流Ｉが流れにくいため、多くのＰＭが堆積して、ＰＭによる電流の経路が形成されてから、電流Ｉが流れ始めるからだと考えられる。
【００６０】
また、表面電気抵抗率ρが例えば２．３×１０6Ω・ｃｍの場合は、ＰＭの堆積量が変化しても、センサ出力が殆ど変化しない。これは、表面電気抵抗率ρが低すぎるため、ＰＭが堆積しても電流ＩがあまりＰＭに流れず、電極３ａ，３ｂ間の電流値が変化しにくいからだと考えられる。そのため、この場合は、センサ出力を用いて、ＰＭの堆積量を正確に測定することは困難であることが分かる。
【００６１】
次に、図１９を用いて、サンプル２５（図１８参照）内を流れる電流Ｉの、表面からの深さについて説明する。図１９のグラフは、以下のようにして作成された。まず、導電性材料をシート状に成形し、その表面に測定電極３９を印刷し、焼成してサンプル２５を作成した。サンプル２５の厚さＴは、１０μｍ、２０μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、８０μｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．４ｍｍ、２．０ｍｍに条件振りした。これらのサンプル２５を、水分の影響を除くため、２００℃に加熱し、一対の測定電極３９間に５００Ｖの電圧を加えて、電気抵抗Ｒを測定した。測定電極３９の長さＬは１６ｍｍとし、間隔Ｄは８００μｍとした。そして、サンプル２５の厚さが１０μｍである場合の電気抵抗を基準（すなわち１００％）とし、これに対する、各サンプル２５の電気抵抗Ｒの比率と、厚さとの関係をグラフにした。
【００６２】
図１９に示すごとく、サンプル２５の厚さが１０μｍ〜０．１ｍｍの範囲では、厚くなるほど電気抵抗が低下するが、０．１ｍｍを超えると、殆ど変化しなくなる。これから、電流Ｉは、サンプル２５の表面から０．１ｍｍまでの深さしか流れないことが分かる。本形態では、表面電気抵抗率ρを測定する際、サンプル２５の厚さＴを１．４ｍｍにしている。そのため、電流Ｉを流すための十分な厚さを確保できている。
【００６３】
次に、図２０を用いて、ＳｒＴｉＯ3の電気抵抗率および表面電気抵抗率ρと、温度との関係について説明する。図２０のグラフは、以下のように作成した。すなわち、ＳｒＴｉＯ3を用いてサンプル２５（図１８参照）を作成し、温度を変えつつ、表面電気抵抗率ρを測定した。また、ＳｒＴｉＯ3を用いてバルク用サンプル２５９（図２１参照）を作成し、温度を変えつつ、バルクの電気抵抗率を測定した。測定した電気抵抗率および表面電気抵抗率ρと、温度との関係を、図２０のグラフにした。同図から、バルクの電気抵抗率と、表面電気抵抗率ρとは、値が全く異なることが分かる。
【００６４】
次に、本形態の作用効果について説明する。本形態では、１００〜５００℃の温度範囲において表面電気抵抗率ρが１．０×１０7〜１．０×１０10Ω・ｃｍである導電性材料を用いて、導電部２を形成してある。
そのため、図１７に示すごとく、不感期間が少なく、粒子状物質の付着に伴ってセンサ出力が大きく変化するＰＭセンサ１を得ることができる。
【００６５】
また、本形態では、表面電気抵抗率ρの数値範囲を規定している。そのため、導電部２の電気特性を最適化しやすい。すなわち、本形態のＰＭセンサ１は、導電部２の主面Ｓ１（図２参照）に電極３ａ，３ｂを形成してあるため、ＰＭセンサ１を用いたとき、電流Ｉは、導電部２の表面付近を流れる。そのため、板状基板２５１（図１８参照）の表面付近に電流Ｉを流して測定した表面電気抵抗率ρは、ＰＭセンサ１の実際の使用状態に近い状態で測定した電気特性であるといえる。したがって、表面電気抵抗率ρの数値範囲を規定することにより、実際の使用状態に近い状態での、導電部２の電気特性を規定することができる。
【００６６】
また、本形態では、導電部２を構成する導電性材料として、ペロブスカイト構造を有するセラミックスを用いている。このセラミックスの分子式をＡＢＯ3とした場合、ＡはＬａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種であり、ＢはＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙから選択される少なくとも一種であることが好ましい。
このようなセラミックスは、耐熱性が高く、かつ排ガスに含まれる物質と化学反応しにくい。そのため、排ガスに曝されるＰＭセンサ１用の導電性材料として、好適に用いることができる。
【００６７】
また、上記分子式におけるＡは、主成分がＳｒ、副成分がＬａであり、ＢはＴｉであることが、特に好ましい。
このようなセラミックスは、図１６に示すごとく、温度が変化しても、表面電気抵抗率ρの変化が小さい。これは、Ｌａを添加したことによる効果だと考えられる。このようなセラミックスを用いて導電部２を形成すれば、ＰＭセンサ１の出力を測定する測定回路として、安価なものを用いることが可能になる。すなわち、図１６に示すごとく、Ｌａを含有しないセラミックス（ＳｒＴｉＯ3）は、１００〜５００℃の温度範囲で、表面電気抵抗率ρが約１×１０5〜１×１０11Ω・ｃｍと大きく変化する。そのため、このセラミックス（ＳｒＴｉＯ3）を用いて形成した導電部２は、１００℃付近では僅かな電流しか流れず、５００℃付近では大きな電流が流れる。したがって、電流の測定レンジが広い、高価な測定回路を用いる必要が生じる。これに対して、Ｌａを含有するセラミックス（Ｓｒ1-XＬａXＴｉＯ3）を用いれば、１００〜５００℃の温度範囲における、表面電気抵抗率ρの変化を小さくすることができる。そのため、この温度範囲における、導電部２に流れる電流の変化を小さくすることができ、電流の測定レンジが狭い、安価な測定回路を用いることが可能になる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【００６８】
（参考形態１）
本形態は、一対の電極３ａ、３ｂを覆うように導電部を設けながら、検出感度を高めることが可能なＰＭセンサ１に関する。
実施形態１では、導電部２の表面に電極３を設けてある。これにより、導電部２の表面、すなわち被堆積面２０に電流を流している。このように構成すると、被堆積面２０にＰＭが僅かに堆積した場合でも、電流値が変化するため、ＰＭの検出感度を高めることができる。
一方、本実施形態では、導電部２の厚さと、電極３の厚さとの相対関係を規定することにより、ＰＭの検出感度を高めている。
【００６９】
図２２〜図２５を用いて、本実施形態の要部について説明する。
本実施形態の粒子状物質検出装置１０は、実施形態１と同様に、ＰＭセンサ１０１と、該ＰＭセンサ１０１に接続した制御部７とを備えている。制御部７については、実施形態１と同様の構成であるため、説明を省略する。
本実施形態例のＰＭセンサ１０１は、絶縁材料からなる基板部４０１と、電極が形成された複数の電極板部４０２とを備える。
基板部４０１は、実施形態１の基板部４と同様の素材からなる。また電極板部４０２は、絶縁材料からなる板状の電極基板部４１２と、該電極基板部４１２上に形成された検出電極部３０１，３０２と、該検出電極部３０１，３０２に電気接続した延出部３０３とを有する。後述するように、検出電極部３０１，３０２は、導電部２００に覆われている（図２４参照）。
基板部４０１及び電極板部４０２は長方形板状に形成されている。また、延出部３０３は、電極基板部４１２上に、長手方向に延出するよう形成されている。延出部３０３の一端は制御部７に電気接続し、他端は検出電極部３０１，３０２に接続している。
【００７０】
図２２に示すように、正極である検出電極部３０１と、負極である検出電極部３０２とが交互に配置されている。このように、隣り合う電極が異なる極性となるように、複数の電極板部４０２を積層してある。そして、電極板部４０２の積層方向における一方側に基板部４０１を配置し、他方側に、ヒータ５を有するヒータ板部４０３を配置してある。これら基板部４０１とヒータ板部４０３とにより、複数の電極板部４０２を積層方向から挟持している。これにより、積層体を構成してある。
【００７１】
図２３に示すように、ＰＭセンサ１０１の側面１１１の一部から、検出電極部３０１，３０２及び電極基板部４１２が露出している。露出した検出電極部３０１，３０２、及び電極基板部４１２は、図２４に示すように、所定の厚さを有する導電部２００により覆われている。導電部２００は、実施形態１と同様の材料により形成することができる。
粒子状物質は、導電部２００の被堆積面２０１に堆積する。被堆積面２０１は、導電部２００の、検出電極部３０１，３０２を配した側とは反対側に形成されている。導電部２００の電気抵抗率は、粒子状物質の電気抵抗率よりも高いため、電流は、導電部２００よりも粒子状物質に流れやすい。故に、実施形態１と同様に、被堆積面２０１に粒子状物質が堆積した場合には、堆積していない場合と比べて、検出電極部３０１，３０２間の電気抵抗が低下する。したがって、制御部７（図８参照）の電流測定部７２による、電流の測定値が大きくなる。算出部７３は、この測定値を用いて、粒子状物質の堆積量を算出する。
【００７２】
なお、図２４に示すように、導電部２００の厚さＷｓは、検出電極部３０１，３０２の厚さＷｅよりも小さく形成されている。
【００７３】
このように、導電部２００の厚さＷｓを、検出電極部３０１，３０２の厚さＷｅよりも小さくすることにより、粒子状物質の検出感度を向上させることができる。
【００７４】
本形態の作用効果について詳述する。
図２２、図２４に示すように、一対の検出電極部３０１，３０２間には、絶縁体からなる電極基板部４１２が介在している。そのため、一対の検出電極部３０１、３０２に電圧を印加しても、電極基板部４１２には電流は流れない。しかし、一対の電極３０１、３０２の一部は導電部２００に覆われているため、この導電部２００に電流が流れる。
図２５に示すように、一対の検出電極部３０１、３０２のうち一方の検出電極部３０１から流れた電流は、導電部２００内を湾曲して、他方の検出電極部３０２に至る。したがって、粒子状物質が被堆積面２０１に付着していない状態でも、電流の一部を被堆積面２０１に流すことができる。このとき、導電部の厚さＷｓが検出電極部の厚さＷｅよりも厚いと、電流が被堆積面２０１に到達するまでの距離が長くなるため、導電部２００内を流れる電流の割合が高くなり、被堆積面２０１を流れる電流の量が低減する。そのため、ＰＭの検出感度を充分に高めにくくなる。
しかし、本形態のように、導電部２００の厚さＷｓを、検出電極部の厚さＷｅよりも薄くすれば、導電部２００内を流れる電流の量を少なくすることができ、被堆積面２０１に多くの電流を流すことができる。そのため、粒子状物質が被堆積面２０１に付着した場合に、電流が粒子状物質に流れやすくなる。
【００７５】
したがって、粒子状物質が導電部２００に僅かに堆積した場合でも、電流値の変化率が大きくなり、粒子状物質の検出感度を向上させることができる。
【００７６】
（実施形態５）
本形態の粒子状物質検出装置１０２は、図２６に示すごとく、排ガスの温度を検出する温度測定部５０１を備える。また、制御部７０１は、実施形態１の構成に加えて、排ガスの温度に応じて導電部２０の抵抗値を補正する抵抗値補正部７５を備える。すなわち、本実施形態の制御部７０１は、一対の電極に電圧を印加する電圧印加部７１と、一対の電極間に流れる電流値を検出する電流測定部７２と、ヒータ５を制御するヒータ制御部７４と、電流測定部により検出された測定値から粒子状物質の堆積量を算出し、排ガス中に含まれる単位時間当たりの粒子状物質の排出量を算出する算出部７３と、上記抵抗値補正部７５とを備えている。
【００７７】
上記温度測定部５０１は、公知の排ガス用温度センサを用いることができ、例えば感熱素子にサーミスタを用いた温度センサを採用することができる。温度測定部５０１は、排管に取り付けられたＰＭセンサ１の近傍に設けられ、検出した温度の情報を、制御部７０１の抵抗値補正部７５へ送信する。温度測定部５０１をＰＭセンサ１の近傍に設けることにより、ＰＭセンサ１付近の温度の測定値を、導電部２の抵抗値の補正に用いることが可能となる。そのため、抵抗値の補正の精度を高めることができる。
なお、図示しないが、温度測定部５０１によって測定された温度の情報は、ＥＣＵ１６にも送られ、エンジンの噴射制御等に用いられる。
【００７８】
本実施形態において、算出部７３は、電流測定部７２による測定値を時間微分して時間微分値を算出する。この時間微分値は、排ガス中の粒子状物質の数と相関がある。また、算出部７３は、排ガス中の単位体積あたりの粒子状物質の数を補正する数量補正データを有している。算出部７３は、上記時間微分値と数量補正データとを用いて、排ガス中の単位体積当たりの粒子状物質の数量を算出することができる。
【００７９】
抵抗値補正部７５は、導電部２の温度と電気抵抗との関係についてのデータ（温度特性データ）を記憶している。抵抗値補正部７５は、温度測定部５０１によって検出された温度と、温度特性データとを用いて、導電部２の補正抵抗値を算出する。そして、この補正抵抗値を用いて、電極３ａ，３ｂ間の電気抵抗に含まれる、導電部２の電気抵抗の、温度による変化の影響を低減する補正を行う。
【００８０】
これにより、粒子状物質の量を検出するときにおける、排ガス温度の、導電部２への影響を低減することが可能となる。そのため、粒子状物質の検出精度を向上することができる。
【００８１】
（その他の実施形態）
以上、本発明のそれぞれの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することができ、また特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を組み合わせることも可能である。
【００８２】
例えば、実施形態５に記載した粒子状物質検出装置１０２の制御部７０１は、実施形態１のＰＭセンサ１の構成を前提としているが、実施形態２乃至４のＰＭセンサを採用することもできる。
また、参考形態１では、導電部２００を、ＰＭセンサの側面１１１に設けたが、端面に設けてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  粒子状物質検出センサ
１０  粒子状物質検出装置
２  導電部
２０  被堆積面
３ａ，３ｂ  電極
６  粒子状物質
７  制御部
【図１】
2018021889.tif 000003
【図２】
2018021889.tif 000004
【図３】
2018021889.tif 000005
【図４】
2018021889.tif 000006
【図５】
2018021889.tif 000007
【図６】
2018021889.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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