(57)【要約】【課題】直噴ガソリンエンジンの排気管に微粒子センサを取り付けつつ、当該エンジンの始動時において微粒子量を適切に検出することができるようにする。【解決手段】微粒子検出装置は、直噴ガソリンエンジンの排気管に取り付けられる微粒子センサを制御する。微粒子センサは、検出部と絶縁部材と加熱部とを備える。検出部は、自身の内部に流入される排気ガスに含まれる微粒子を帯電させ帯電微粒子を生成するように構成される。絶縁部材は、排気ガスに接するガス接触表面が形成され、ガス接触表面に微粒子が付着すると、検出部の検出性能が低下する構成となっている。加熱部は、ガス接触表面を加熱する。微粒子検出装置は、エンジンが始動したときに、ガス接触表面で水が蒸発する蒸発温度となるように加熱部による加熱を実行する。微粒子検出装置は、微粒子の量を算出し、微粒子量情報を出力する。【選択図】図１０
2019095199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直噴ガソリンエンジンの排気管に取り付けられ、前記排気管内の排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子センサを制御する微粒子検出装置であって、
前記微粒子センサは、
自身の内部に流入される前記排気ガスに含まれる前記微粒子を帯電させて帯電微粒子を生成するように構成された検出部と、
前記排気ガスに接するガス接触表面が形成され、前記ガス接触表面に前記微粒子が付着すると、前記検出部の検出性能が低下するように構成された絶縁部材と、
前記ガス接触表面の少なくとも一部を加熱するように構成された加熱部とを備え、
前記微粒子検出装置は、
前記直噴ガソリンエンジンが始動したときに、前記ガス接触表面で水が蒸発する蒸発温度となるように前記加熱部による加熱を実行するように構成された加熱実行部と、
前記帯電微粒子に基づいて流れる信号電流を用いて前記微粒子の量を算出し、前記微粒子の量を示す微粒子量情報を出力するように構成された情報出力部と
を備える微粒子検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の微粒子検出装置であって、
前記蒸発温度は、２００℃以上である微粒子検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の微粒子検出装置であって、
前記検出部は、
コロナ放電によりイオンを生成するように構成された放電部を含む放電電極体を備え、生成した前記イオンを前記排気ガス中に含まれる前記微粒子に付着させて帯電させるように構成され、
前記絶縁部材は、前記放電部を露出させた状態で前記放電電極体を覆い、
前記ガス接触表面は、前記絶縁部材における前記放電部の周囲である微粒子検出装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の微粒子検出装置であって、
前記微粒子センサは、
前記排気ガスを内部に取り入れるガス取入管を有し、前記排気管とは異なる電位とされ、前記検出部に含まれる内側金具と、
前記内側金具の周囲を囲み、前記排気管に取り付けられて前記排気管と電気的に接続される外側金具とを備え、
前記絶縁部材は、前記内側金具と前記外側金具との間に配置されて、前記内側金具と前記外側金具とを電気的に絶縁する微粒子検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、直噴ガソリンエンジンから排出される排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前から、内燃機関の排気ガス中に含まれる微粒子を捕集するべく、排気管の途中にフィルタ部材を設けることが行われている。しかるに、このフィルタ部材は、高温の排気ガスや、捕集した微粒子を燃焼させて除去する再生処理の実行などにより、繰り返し高熱に曝されるため、ひび割れや欠損等を生じる場合がある。この場合には、排気ガスの一部が、微粒子をフィルタ部材に捕集させることなく、そのまま外部に排出される。即ち、フィルタ部材における微粒子の捕集効率が低下する故障（捕集効率低下故障）が生じる場合がある。
【０００３】
そこで、微粒子センサを内燃機関の排気管のうちフィルタ部材の下流側に取付け、微粒子センサで検知する微粒子の量がしきい値を超えた場合には、フィルタ部材の捕集効率低下故障であると判定するようにして、フィルタ部材の故障診断を行うことが提案されている。そしてこのような微粒子センサとして、基板上に互いに離間して一対の電極を設け、電極間に微粒子を付着、堆積させ、堆積した微粒子量が増加するほど、電極間の抵抗が低下することを利用して、排気ガス中の微粒子量を検知する、いわゆる抵抗変化型の微粒子センサが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２２３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関の種類として、燃料であるガソリンを燃焼室内に高圧で直接噴射するガソリンエンジンである直噴ガソリンエンジンがある。そして、この直噴ガソリンエンジンでは、冷間始動時に排出される微粒子の量は、エンジン温度が高くなった後に排出される微粒子の量より多いことが知られている。そこで、直噴ガソリンエンジンが始動した際に、微粒子センサを用いて微粒子量を検出して、フィルタ部材（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）の故障診断を行う手法が考えられるが、冷間始動時には結露等によって発生した凝縮水が排気管を流れるため、抵抗変化型の微粒子センサでは、冷間始動時に排出される微粒子の量を検出することができない。抵抗変化型の微粒子センサでは、電極間に凝縮水が跨るように付着すると微粒子の量に関係なく電極間の抵抗が下がってしまい誤検知を生じる問題があり、また、電極間に付着した凝縮水を蒸発させるべくヒータで基板を加熱してしまうと、微粒子の電極間への付着が妨げられてしまい、微粒子の量を適切に検出することができないからである。さらに、抵抗変化型の微粒子センサは、所定期間にわたって微粒子を堆積させて微粒子の量に関する信号が得られる原理であるため、冷間始動時といった短期間での検出には向かないものである。
【０００６】
本開示は、直噴ガソリンエンジンの排気管に微粒子センサを取り付けつつ、当該エンジンの始動時において微粒子量を適切に検出することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、直噴ガソリンエンジンの排気管に取り付けられ、排気管内の排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子センサを制御する微粒子検出装置である。
そして微粒子センサは、検出部と、絶縁部材と、加熱部とを備える。検出部は、自身の内部に流入される排気ガスに含まれる微粒子を帯電させて帯電微粒子を生成するように構成される。絶縁部材は、排気ガスに接するガス接触表面が形成され、ガス接触表面に微粒子が付着すると、検出部の検出性能が低下するように構成される。加熱部は、ガス接触表面の少なくとも一部を加熱するように構成される。
【０００８】
また微粒子検出装置は、加熱実行部と、情報出力部とを備える。加熱実行部は、直噴ガソリンエンジンが始動したときに、ガス接触表面で水が蒸発する蒸発温度となるように加熱部による加熱を実行するように構成される。情報出力部は、帯電微粒子に基づいて流れる信号電流を用いて微粒子の量を算出し、微粒子の量を示す微粒子量情報を出力するように構成される。
【０００９】
このように構成された本開示の微粒子検出装置は、まず、検出部が、抵抗変化型の微粒子センサと異なり、自身の内部に流入される排気ガス中の微粒子を帯電させて帯電微粒子を生成するように構成されている。この検出部を用いることで、抵抗変化型の微粒子センサのように電極間に微粒子を所定期間堆積させる必要がなく、帯電微粒子に基づいて流れる信号電流を用いてリアルタイムで微粒子の量を算出することが可能となり、直噴ガソリンエンジンの始動直後に微粒子量を検出することが可能となる。ただし、微粒子検出装置が、排気ガス中の微粒子を帯電させるように構成された検出部を有する場合であっても、ガス接触表面に微粒子が付着すると、検出部の検出性能が低下する構成となっている絶縁部材を備える場合には、冷間始動時におけるガス接触表面への凝縮水の付着を抑制しなければ、微粒子量を適切に検出することができないおそれがある。
【００１０】
そこで、本開示の微粒子検出装置では、直噴ガソリンエンジンが始動したときに、ガス接触表面で水が蒸発する蒸発温度となるようにガス接触表面を加熱する。このため、本開示の微粒子検出装置は、直噴ガソリンエンジンの冷間始動時に発生する凝縮水をガス接触表面で蒸発させられ、また、加熱部の加熱に基づく熱泳動力を凝縮水に作用させて凝縮水をガス接触表面から離れる方向へ移動させ、凝縮水がガス接触表面に付着するのを抑制することができる。すなわち、本開示の微粒子検出装置は、ガス接触表面に微粒子が付着して絶縁部材の絶縁性能が低下するのと同様に、ガス接触表面に凝縮水が付着して絶縁部材の絶縁性能が低下するのを抑制し、検出部の検出性能の低下を抑制することができる。これにより、本開示の微粒子検出装置は、直噴ガソリンエンジンの冷間始動時において微粒子量を検出することができる。
【００１１】
また、本開示の一態様では、蒸発温度は、２００℃以上であるようにしてもよい。これにより、本開示の微粒子検出装置は、加熱部の加熱に基づく熱泳動力により、ガス接触表面に凝縮水が付着するのを更に抑制することができ、微粒子量の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本開示の一態様では、検出部は、コロナ放電によりイオンを生成するように構成された放電部を含む放電電極体を備え、生成したイオンを排気ガス中に含まれる微粒子に付着させて帯電させるように構成されるようにしてもよい。さらに、絶縁部材は、放電部を露出させた状態で放電電極体を覆い、ガス接触表面は、絶縁部材における放電部の周囲であるようにしてもよい。
【００１３】
このように構成された本開示の微粒子検出装置は、直噴ガソリンエンジンが始動したときに、放電部の周囲で水が蒸発する蒸発温度となるように放電部の周囲を加熱する。このため、本開示の微粒子検出装置は、凝縮水が放電部に付着して放電部でコロナ放電を発生させることができなくなる事態の発生を抑制することができる。
【００１４】
また、本開示の一態様では、微粒子センサは、内側金具と、外側金具とを備え、絶縁部材は、内側金具と外側金具との間に配置されて、内側金具と外側金具とを電気的に絶縁するようにしてもよい。内側金具は、排気ガスを内部に取り入れるガス取入管を有し、排気管とは異なる電位とされ、検出部に含まれる。外側金具は、内側金具の周囲を囲み、排気管に取り付けられて排気管と電気的に接続される。
【００１５】
このように構成された本開示の微粒子検出装置は、直噴ガソリンエンジンが始動したときに、内側金具と外側金具との間に配置されている絶縁部材のガス接触表面に凝縮水が付着して、内側金具と外側金具との間における絶縁部材の絶縁性能が低下するのを抑制することができる。これにより、本開示の微粒子検出装置は、ガス接触表面に凝縮水が付着することにより内側金具と外側金具との間で漏れ電流が流れて検出部の検出性能が低下してしまう事態の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】センサ制御装置を構成要素とするシステムの概略構成を示す図である。
【図２】微粒子センサの断面図である。
【図３】微粒子センサの分解斜視図である。
【図４】先端側からの絶縁スペーサの斜視図である。
【図５】後端側からの絶縁スペーサの斜視図である。
【図６】セラミック素子の斜視図である。
【図７】セラミック素子の分解斜視図である。
【図８】センサ制御装置の回路構成を示す図である。
【図９】微粒子センサの検出動作を説明するための模式図である。
【図１０】センサ制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】電流検出回路による検出結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のセンサ制御装置１は、車両に搭載され、図１に示すように、微粒子センサ２を制御する。
【００１８】
センサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３を制御する電子制御装置４との間で通信線５を介して、データを送受信することが可能に構成されている。以下、電子制御装置４をエンジンＥＣＵ４という。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。
【００１９】
微粒子センサ２は、車両の直噴ガソリンエンジン３の排気管６に取り付けられ、排気管６内の排気ガスに含まれる微粒子（例えば、煤）の量を検出する。なお、直噴ガソリンエンジン３の構成は公知であるため、本実施形態での説明は省略する。
【００２０】
微粒子センサ２は、図２に示すように、ケーシング１１、セラミック素子１２およびケーブル１３を備える。図２において、微粒子センサ２の下端側を先端側ＦＥ、微粒子センサ２の上端側を後端側ＢＥ、微粒子センサ２の長手方向を軸線方向ＤＡという。
【００２１】
ケーシング１１は、セラミック素子１２の先端側ＦＥを排気管６の内部に突出させるようにしてセラミック素子１２を保持する。
ケーシング１１は、内側金具２１と、外側金具２２と、絶縁スペーサ２３，２４と、絶縁ホルダ２５と、セパレータ２６，２７とを備える。
【００２２】
内側金具２１は、主体金具３１と、ガス取入管３２と、内筒３３と、内筒接続金具３４とを備える。
主体金具３１は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されたステンレス製の部材である。主体金具３１は、本体部４１とフランジ部４２とを備える。本体部４１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔４１ａと、貫通孔４１ａの径方向内側に突出する棚部４１ｂとを備える。棚部４１ｂは、先端側ＦＥへ近づくにつれて貫通孔４１ａの径方向外側から中心に向かう傾きを有する内向きのテ―パ面として形成されている。フランジ部４２は、本体部４１の外周から径方向に沿って外側へ延びる板状に形成されている。
【００２３】
主体金具３１の貫通孔４１ａの内部には、先端側ＦＥから後端側ＢＥに向かって順に、セラミック素子１２の径方向周囲を取り囲む筒状の部材であるセラミックホルダ４３と、粉末充填層である滑石リング４４，４５と、セラミックスリーブ４６とが積層されている。
【００２４】
セラミックスリーブ４６と主体金具１０の後端側ＢＥの端部との間には、加締リング４７が配置されている。セラミックホルダ４３と主体金具１０の棚部４１ｂとの間には、金属ホルダ４８が配置されている。金属ホルダ４８は、滑石リング４４およびセラミックホルダ４３を保持する。主体金具３１の後端側ＢＥの端部は、加締リング４７を介してセラミックスリーブ４６を先端側ＦＥに向かって押し付けるように加締められる部分である。
【００２５】
ガス取入管３２は、主体金具３１の先端側ＦＥの端部に設けられ、外側プロテクタ５１および内側プロテクタ５２を備える。外側プロテクタ５１および内側プロテクタ５２は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されたステンレス製の部材である。内側プロテクタ５２は、セラミック素子１２の先端側ＦＥの端部を覆った状態で主体金具３１に溶接され、外側プロテクタ５１は、内側プロテクタ５２を覆った状態で主体金具３１に溶接されている。
【００２６】
内筒３３は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材である。内筒３３は、本体部５４とフランジ部５５とを備える。本体部５４は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔５４ａを備える。フランジ部５５は、本体部５４における先端側ＦＥの端部の外周から径方向に沿って外側へ延びる板状に形成されている。内筒３３は、先端側ＦＥの端部の開口部内に主体金具３１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態、すなわち、フランジ部５５を主体金具３１のフランジ部４２に重ねた状態で、主体金具３１に溶接される。
【００２７】
内筒３３の貫通孔５４ａの内部には、先端側ＦＥから後端側ＢＥに向かって順に、絶縁ホルダ２５と、セパレータ２６と、セパレータ２７とが積層されている。
絶縁ホルダ２５は、セラミック素子１２の径方向周囲を取り囲む筒状に形成された絶縁性の部材である。
【００２８】
セパレータ２６は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された絶縁性の部材である。セパレータ２６には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔２６ａが形成されている。貫通孔２６ａ内には、セラミック素子１２がセパレータ２６における後端側ＢＥの端部から突出するように、セラミック素子１２が挿入される。
【００２９】
セパレータ２７は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された絶縁性の部材である。セパレータ２７の内部には、セラミック素子１２における後端側ＢＥの端部が挿入される。セパレータ２７には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔２７ａおよび貫通孔２７ｂが形成されている。セパレータ２７の外表面には、径方向外側に突出するフランジ部２７ｃが形成されている。
【００３０】
内筒３３の後端側ＢＥの端部は、フランジ部２７ｃを先端側ＦＥに向かって押し付けるように加締められる。これにより、絶縁ホルダ２５、セパレータ２６およびセパレータ２７は、内筒３３に対して固定された状態で保持される。
【００３１】
内筒接続金具３４は、後端側ＢＥの端部が閉塞されている筒状に形成されたステンレス製の部材である。内筒接続金具３４は、先端側ＦＥの端部の開口部内に内筒３３の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で、内筒３３に溶接される。内筒接続金具３４における後端側ＢＥの端部には、ケーブル１３を挿入するための複数の挿入口３４ａが形成されている。
【００３２】
外側金具２２は、取付金具６１と外筒６２とを備える。取付金具６１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材である。取付金具６１は、本体部７１と六角部７２とを備える。本体部７１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔７１ａと、貫通孔７１ａの径方向内側に突出する棚部７１ｂとを備える。棚部７１ｂは、先端側ＦＥへ近づくにつれて貫通孔７１ａの径方向外側から中心に向かう傾きを有する内向きのテ―パ面として形成されている。本体部７１における先端側ＦＥの外周には、排気管６に固定するための雄ネジが形成されている。六角部７２は、本体部７１における後端側ＢＥの外周から径方向に沿って外側へ延びて外周が六角形の板状に形成されている。
【００３３】
排気管６には、微粒子センサ２を挿入するための挿入口６ａが形成されている。そして、排気管６の外周面には、挿入口６ａから突出するようにして取付用ボス６ｂが取り付けられている。このため、取付用ボス６ｂのネジ穴に微粒子センサ２を挿入して、取付金具６１の雄ネジを取付用ボス６ｂのネジ穴の内周壁に形成された雌ネジに螺合することで、ガス取入管３２が排気管６の内周面から突出するようにして微粒子センサ２が排気管６に取り付けられる。
【００３４】
外筒６２は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたステンレス製の部材である。外筒６２は、大径部７４と小径部７５とを備える。大径部７４は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、先端側ＦＥの端部の開口部内に取付金具６１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で取付金具６１に溶接される。
【００３５】
小径部７５は、軸線方向ＤＡに延びて外径および内径が大径部７４より小さい円筒状に形成され、大径部７４における後端側ＢＥの端部から軸線方向ＤＡに沿って突出するように配置されている。小径部７５は、後端側ＢＥの端部において径方向に沿って内側に延びる円環状に形成された縮径部７５ａを備える。縮径部７５ａの中央領域には、ケーブル１３を挿入するための挿入口７５ｂが形成されている。
【００３６】
大径部７４の内部には、内筒３３および内筒接続金具３４が収容される。小径部７５の内部には、先端側ＦＥから後端側ＢＥに向かって順に外筒接続金具６４とグロメット６５とが積層された状態で収容される。
【００３７】
外筒接続金具６４は、後端側ＢＥの端部が閉塞されている筒状に形成されたステンレス製の部材である。外筒接続金具６４における後端側ＢＥの端部には、ケーブル１３を挿入するための複数の挿入口６４ａが形成されている。
【００３８】
グロメット６５は、軸線方向ＤＡに延びる円柱状に形成された耐熱ゴム製の部材である。グロメット６５には、ケーブル１３を挿入するための複数の貫通孔６５ａが形成されている。
【００３９】
グロメット６５は、その外周面が小径部７５の内周面を押し付けた状態で、小径部７５の内部に収容される。また、小径部７５の外周面が径方向内向きに加締められることにより、外筒接続金具６４と小径部７５とが一体に固定される。これにより、グロメット６５は、小径部７５の挿入口７５ｂを塞いだ状態で小径部７５の内部に固定される。
【００４０】
絶縁スペーサ２３は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。絶縁スペーサ２３は、大径部８１と、小径部８２と、段差部８３と、傾斜部８４とを備える。
【００４１】
大径部８１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成される。小径部８２は、軸線方向ＤＡに延びて外径および内径が大径部８１より小さい円筒状に形成され、大径部８１よりも先端側ＦＥに配置される。
【００４２】
段差部８３は、軸線方向ＤＡに延びて外径が大径部８１に等しく且つ内径が小径部８２に等しい円筒状に形成される。そして段差部８３は、大径部８１における先端側ＦＥの端部から軸線方向ＤＡに沿って突出するように配置されている。これにより、大径部８１と段差部８３との接続箇所には、径方向内側に突出する段差８３ａが形成される。
【００４３】
傾斜部８４は、段差部８３と小径部８２との間に配置されて、内径が小径部８２に等しい円筒状に形成される。また傾斜部８４は、段差部８３との接続箇所から小径部８２との接続箇所へ向うにつれて外径が徐々に小さくなるように形成される。
【００４４】
絶縁スペーサ２３は、傾斜部８４の外周面が取付金具６１の棚部７１ｂに接触した状態で取付金具６１の貫通孔７１ａの内部に収容される。絶縁スペーサ２３は、上記のように取付金具６１の内側に収容されることにより、絶縁スペーサ２３における先端側ＦＥの端部において、排気ガスに接するガス接触表面２３ａを有するように形成されている。
【００４５】
そして主体金具３１は、フランジ部４２が絶縁スペーサ２３の段差８３ａにより支持された状態で絶縁スペーサ２３の内部に収容される。これにより、主体金具３１は、取付金具６１と電気的に絶縁された状態で取付金具６１の内部に収容される。
【００４６】
絶縁スペーサ２４は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。絶縁スペーサ２４は、大径部８６と、小径部８７とを備える。
大径部８６は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成される。小径部８７は、軸線方向ＤＡに延びて外径が大径部８６より小さく且つ内径が大径部８６に等しい円筒状に形成される。小径部８７は、大径部８６における先端側ＦＥの端部から軸線方向ＤＡに沿って突出するように配置されている。小径部８７の外周面には、周方向に沿って延びる溝８７ａが形成されている。溝８７ａには、円筒状に形成されたヒータ接続金具８９が配置されている。
【００４７】
絶縁スペーサ２４は、小径部８７が絶縁スペーサ２３の大径部８１の内部に挿入されることにより、絶縁スペーサ２３よりも後端側ＢＥに配置される。これにより、内筒３３と取付金具６１とが電気的に絶縁される。そして、絶縁スペーサ２４の大径部８６と取付金具６１の後端側ＢＥの端部との間には、線パッキン９０が配置されている。取付金具６１の後端側ＢＥの端部は、線パッキン９０を介して絶縁スペーサ２４を先端側ＦＥに向かって押し付けるように加締められる。これにより、絶縁スペーサ２３，２４は、取付金具６１の内部に固定される。
【００４８】
ケーブル１３は、図３に示すように、電線１０１，１０２，１０３，１０４，１０５を備える。電線１０１は、三重同軸ケーブルであり、リード線１０１ａと、内側外部導体１０１ｂと、外側外部導体１０１ｃとを備える。内側外部導体１０１ｂは、リード線１０１ａの周囲を包囲する。外側外部導体１０１ｃは、内側外部導体１０１ｂの周囲を包囲する。電線１０２は、三重同軸ケーブルであり、リード線１０２ａと、内側外部導体１０２ｂと、外側外部導体１０２ｃとを備える。内側外部導体１０２ｂは、リード線１０２ａの周囲を包囲する。外側外部導体１０２ｃは、内側外部導体１０２ｂの周囲を包囲する。電線１０３，１０４，１０５はそれぞれ、単芯の絶縁電線であり、リード線１０３ａ，１０４ａ，１０５ａを備える。
【００４９】
リード線１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａはそれぞれ、先端側ＦＥの端部が金属端子１０６，１０７，１０８，１０９に接続される。リード線１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは、内筒３３の内部に挿入される。そして金属端子１０６は、セパレータ２６の内部に配置される。金属端子１０７，１０８，１０９は、セパレータ２７の内部に配置される。
【００５０】
リード線１０５ａは、図２に示すように、外筒６２の内部に挿入される。そして、リード線１０５ａにおける先端側ＦＥの端部はヒータ接続金具８９に接続される。内側外部導体１０１ｂ，１０２ｂは、内筒接続金具３４の挿入口３４ａで内筒接続金具３４に接触することで、内側金具２１と電気的に接続される。外側外部導体１０１ｃ，１０２ｃは、外筒接続金具６４の挿入口６４ａで外筒接続金具６４に接触することで、外側金具２２と電気的に接続される。
【００５１】
絶縁スペーサ２３は、図４に示すように、発熱抵抗体１１１を備える。発熱抵抗体１１１は、線状に形成されており、小径部８２の全周にわたって小径部８２の内部に蛇行状に埋め込まれている。絶縁スペーサ２３は、ヒータ端子１１２を備える。ヒータ端子１１２は、傾斜部８４の外周面上の全体に亘って形成されている。そして、発熱抵抗体１１１の一端がヒータ端子１１２に接続される。
【００５２】
絶縁スペーサ２３は、図５に示すように、ヒータ端子１１３を備える。ヒータ端子１１３は、大径部８１の内周面上において、大径部８１の周方向に沿って延びる環状に形成されている。そして、発熱抵抗体１１１の他端がヒータ端子１１３に接続される。絶縁スペーサ２３と絶縁スペーサ２４とが取付金具６１の内部に固定されている状態では、絶縁スペーサ２４の溝８７ａに配置されたヒータ接続金具８９と、絶縁スペーサ２３のヒータ端子１１３とが接触する。
【００５３】
セラミック素子１２は、図６に示すように、セラミック層１２１，１２２，１２３が順次積層されることにより、軸線方向ＤＡに延びる板状に形成されている。またセラミック素子１２は、セラミック層１２１とセラミック層１２２との間に挟まれた放電電極体１２４を備える。
【００５４】
セラミック層１２１，１２２，１２３は、図７に示すように、軸線方向ＤＡに延びる板状に形成されたアルミナ製の部材である。セラミック層１２１は、セラミック層１２２，１２３よりも軸線方向ＤＡに沿った長さが短い。セラミック層１２２およびセラミック層１２３は、軸線方向ＤＡに沿った長さが互いに等しい。
【００５５】
放電電極体１２４は、針状電極部１４１と、リード部１４２とを備える。針状電極部１４１は、軸線方向ＤＡに延びる針状に形成された白金製の部材である。リード部１４２は、パターン印刷により軸線方向ＤＡに延びる長尺状に形成されたタングステン製の部材である。針状電極部１４１における後端側ＢＥの端部が、リード部１４２における先端側ＦＥの端部に接続される。
【００５６】
セラミック素子１２は、絶縁被覆層１２５，１２６と、補助電極体１２７と、素子用ヒータ１２８とを備える。
絶縁被覆層１２５は、印刷によりセラミック層１２１と同じ矩形状に形成されたアルミナ製の部材である。絶縁被覆層１２６は、印刷によりセラミック層１２２，１２３と同じ矩形状に形成されたアルミナ製の部材である。
【００５７】
補助電極体１２７は、パターン印刷により軸線方向ＤＡに延びる薄膜状に形成された電極である。補助電極体１２７は、矩形状に形成された補助電極部１４４と、軸線方向ＤＡに延びる長尺状に形成されたリード部１４５とを備える。補助電極部１４４における後端側ＢＥの端部が、リード部１４５における先端側ＦＥの端部に接続される。
【００５８】
素子用ヒータ１２８は、白金を主成分としセラミックが含まれる白金ペーストを用いたパターン印刷により形成された部材である。素子用ヒータ１２８は、発熱抵抗体１４７とリード部１４８，１４９とを備える。発熱抵抗体１４７の一端にリード部１４８が接続され、発熱抵抗体１４７の他端にリード部１４９が接続される。
【００５９】
そしてセラミック素子１２は、セラミック層１２３上に、セラミック層１２３に近い順に、素子用ヒータ１２８、絶縁被覆層１２６、補助電極体１２７、セラミック層１２２、放電電極体１２４、絶縁被覆層１２５およびセラミック層１２１が積層された構造を有する。なお、図６に示すように、放電電極体１２４は、針状電極部１４１における先端側ＦＥの一部分と、リード部１４２における後端側ＢＥの一部分とが絶縁被覆層１２５およびセラミック層１２１に覆われないように配置される。
【００６０】
そして、セラミック層１２１，１２２においてセラミック素子１２の外部に対して露出し、主体金具３１の内部に収容されるセラミックホルダ４３の先端から先端側ＦＥに向かって突出している部分は、排気ガスに接するガス接触表面１２ａである。このガス接触表面１２ａのうち、針状電極部１４１の周囲は、絶縁性が低下すると針状電極部１４１によるコロナ放電が抑制されてしまうガス接触表面１２ｂである。
【００６１】
またセラミック素子１２は、図７に示すように、導通パターン１３１と電極パッド１３２，１３３，１３４とを備える。
導通パターン１３１は、絶縁被覆層１２６とセラミック層１２３との間において、素子用ヒータ１２８より後端側ＢＥに配置される。電極パッド１３２，１３３，１３４は、セラミック層１２３においてセラミック層１２２に対向する面とは反対側の面上に密着して配置されている。また、電極パッド１３２，１３３，１３４は、セラミック素子１２における後端側ＢＥの端部に配置されている。
【００６２】
導通パターン１３１は、絶縁被覆層１２６における後端側ＢＥの端部に形成された貫通孔１２６ａを介して、補助電極体１２７のリード部１４５と電気的に接続される。さらに導通パターン１３１は、セラミック層１２３を貫通するスルーホール導体１２３ａを介して、電極パッド１３２と電気的に接続される。
【００６３】
電極パッド１３３は、セラミック層１２３を貫通するスルーホール導体１２３ｂを介して、素子用ヒータ１２８のリード部１４８と電気的に接続される。電極パッド１３４は、セラミック層１２３を貫通するスルーホール導体１２３ｃを介して、素子用ヒータ１２８のリード部１４９と電気的に接続される。
【００６４】
そして、放電電極体１２４における後端側ＢＥの端部は、金属端子１０６に接触する。電極パッド１３２は、金属端子１０７に接触する。電極パッド１３３は、金属端子１０８に接触する。電極パッド１３４は、金属端子１０９に接触する。
【００６５】
センサ制御装置１は、図８に示すように、絶縁トランス１６１と、内側回路ケース１６２と、外側回路ケース１６３と、イオン源電源回路１６４と、補助電極電源回路１６５と、計測制御部１６６とを備える。
【００６６】
絶縁トランス１６１は、一次側鉄心１７１と、二次側鉄心１７２と、一次側コイル１７３と、二次側コイル１７４，１７５とを備える。一次側コイル１７３は、一次側鉄心１７１に巻き付けられている。一次側コイル１７３の両端は、計測制御部１６６に接続される。二次側コイル１７４，１７５は、二次側鉄心１７２に巻き付けられている。二次側コイル１７４の両端は、イオン源電源回路１６４に接続される。二次側コイル１７５の両端は、補助電極電源回路１６５に接続される。
【００６７】
内側回路ケース１６２は、イオン源電源回路１６４および補助電極電源回路１６５を包囲する導体である。内側回路ケース１６２は、二次側鉄心１７２、内側外部導体１０１ｂおよび内側外部導体１０２ｂに接続される。
【００６８】
外側回路ケース１６３は、内側回路ケース１６２および計測制御部１６６を包囲する導体である。外側回路ケース１６３は接地されている。また外側回路ケース１６３は、一次側鉄心１７１、外側外部導体１０１ｃおよび外側外部導体１０２ｃに接続される。
【００６９】
イオン源電源回路１６４は、一次側コイル１７３に電流が流れることにより二次側コイル１７４の両端で発生する高電圧を出力する。イオン源電源回路１６４は、出力端１６４ａ，１６４ｂを備える。出力端１６４ａは、内側外部導体１０１ｂに接続される。出力端１６４ｂは、リード線１０１ａに接続される。なお、出力端１６４ｂの電位は、出力端１６４ａの電位より高い。
【００７０】
補助電極電源回路１６５は、一次側コイル１７３に電流が流れることにより二次側コイル１７５の両端で発生する高電圧を出力する。補助電極電源回路１６５は、出力端１６５ａ，１６５ｂを備える。出力端１６５ａは、内側外部導体１０２ｂに接続される。出力端１６５ｂは、リード線１０２ａに接続される。なお、出力端１６５ｂの電位は、出力端１６５ａの電位より高い。
【００７１】
計測制御部１６６は、電流検出回路１８１と、ヒータ通電回路１８２，１８３と、マイクロコンピュータ１８４と、レギュレータ電源１８５とを備える。
電流検出回路１８１は、入力端１８１ａ，１８１ｂおよび出力端１８１ｃを備える。入力端１８１ａは、内側回路ケース１６２に接続される。入力端１８１ｂは、外側回路ケース１６３に接続される。電流検出回路１８１は、入力端１８１ａと入力端１８１ｂとの間を流れる電流を検出し、その検出結果を示す信号を出力端１８１ｃから出力する。
【００７２】
ヒータ通電回路１８２は、出力端１８２ａ，１８２ｂを備える。出力端１８２ａは、リード線１０３ａに接続される。出力端１８２ｂは、外側回路ケース１６３に接続される。ヒータ通電回路１８２は、マイクロコンピュータ１８４からの指示に従って、出力端１８２ａと出力端１８２ｂとの間にＰＷＭ制御電圧を印加することにより、素子用ヒータ１２８へＰＷＭ信号を出力して、素子用ヒータ１２８の温度を制御する。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略である。
【００７３】
ヒータ通電回路１８３は、出力端１８３ａ，１８３ｂを備える。出力端１８３ａは、リード線１０５ａに接続される。出力端１８３ｂは、外側回路ケース１６３に接続されるとともに、リード線１０４ａに接続される。ヒータ通電回路１８３は、マイクロコンピュータ１８４からの指示に従って、出力端１８３ａと出力端１８３ｂとの間に、予め設定されたヒータ通電電圧を印加することにより、発熱抵抗体１１１を発熱させる。
【００７４】
マイクロコンピュータ１８４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび信号入出力部等を備える。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。
【００７５】
レギュレータ電源１８５は、センサ制御装置１の外部に設置されているバッテリ８から電圧供給を受けて、センサ制御装置１を動作させるための電圧を生成する。
図９に示すように、外側プロテクタ５１は、先端側ＦＥの端部に開口部５１ａが形成されている。また外側プロテクタ５１は、側面の先端側ＦＥに複数のガス取入口５１ｂが形成されている。内側プロテクタ５２は、内側プロテクタ５２における先端側ＦＥの端部が外側プロテクタ５１の開口部５１ａから先端側ＦＥへ突出するように配置される。
【００７６】
内側プロテクタ５２は、先端側ＦＥの端部にガス排出口５２ａが形成されている。また内側プロテクタ５２は、側面において、外側プロテクタ５１のガス取入口５１ｂよりも後端側ＢＥに複数のガス導入口５２ｂが形成されている。
【００７７】
矢印Ｌ１で示すように排気ガスが排気管６内を流れると、内側プロテクタ５２のガス排出口５２ａの外側で排気ガスの流速が上昇し、ガス排出口５２ａの付近に負圧が発生する。
【００７８】
この負圧により、矢印Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で示すように、内側プロテクタ５２内の排気ガスが、ガス排出口５２ａから内側プロテクタ５２の外部へ排出される。これにより、矢印Ｌ５，Ｌ６で示すように、外側プロテクタ５１のガス取入口５１ｂの付近に存在している排気ガスが、ガス取入口５１ｂを通って外側プロテクタ５１の内部へ吸引される。さらに、矢印Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０で示すように、外側プロテクタ５１の内部へ吸引された排気ガスは、ガス導入口５２ｂを通って内側プロテクタ５２の内部へ流入する。
【００７９】
そして、イオン源電源回路１６４によって放電電極体１２４の針状電極部１４１に高電圧（例えば、１〜２ｋＶ）が印加されると、針状電極部１４１と内側プロテクタ５２との間でコロナ放電が発生する。このコロナ放電により、針状電極部１４１の周囲で陽イオンＰＩが発生する。
【００８０】
また、ガス導入口５２ｂから排気ガスが流入することにより、内側プロテクタ５２の内部では、後端側ＢＥから先端側ＦＥへ向かう排気ガスの気流が発生している。これにより、針状電極部１４１の周囲で発生した陽イオンＰＩが、排気ガスに含まれる微粒子ＭＰに吸着して帯電し、帯電微粒子を生成する。
【００８１】
また、補助電極電源回路１６５によって補助電極体１２７の補助電極部１４４に予め設定された電圧（例えば、１００〜２００Ｖ）が印加される。これにより、排気ガス中の微粒子ＭＰに吸着せずに浮遊する陽イオンＰＩは、補助電極部１４４との間で作用する反発力により、補助電極部１４４から遠ざかる方向に移動する。そして、補助電極部１４４から遠ざかる方向に移動する陽イオンＰＩは、陰極となる内側プロテクタ５２の内壁に捕捉される。一方、陽イオンＰＩが吸着することにより帯電微粒子は、陽イオンＰＩと比較して質量が大きいため、補助電極部１４４との間で作用する反発力の影響が小さい。このため、帯電微粒子は、排気ガスの流れに従って、ガス排出口５２ａから排出される。
【００８２】
なお、内側金具２１と外側金具２２は、絶縁スペーサ２３，２４により互いに絶縁されている。すなわち、外側金具２２は外側外部導体１０１ｃ，１０２ｃを介して接地され、内側金具２１は、接地電位にされている外側金具２２と絶縁された状態で排気管６内に保持されている。
【００８３】
ここで、微粒子センサ２の外部へ排出される陽イオンＰＩの流れに相当する電流を漏洩電流Ｉｅｓｃとし、内側金具２１に捕捉される陽イオンＰＩの流れに相当する電流を捕捉電流Ｉｔｒｐとすると、下式（１）に示す関係が成立する。
【００８４】
Ｉｉｎ＝Ｉｄｃ＋Ｉｔｒｐ＋Ｉｅｓｃ      ・・・（１）
そして、放電電流Ｉｄｃと捕捉電流Ｉｔｒｐが内側金具２１に流れ、入力電流Ｉｉｎは一定値に保持されている。入力電流Ｉｉｎは、コロナ放電により陽イオンＰＩを発生させるための電流である。
【００８５】
このため、下式（２）に示すように、入力電流Ｉｉｎと、放電電流Ｉｄｃおよび捕捉電流Ｉｔｒｐの合計との差分により、漏洩電流Ｉｅｓｃを算出することができる。
Ｉｅｓｃ＝Ｉｉｎ−（Ｉｄｃ＋Ｉｔｒｐ）    ・・・（２）
上式（２）に示すように、内側金具２１では、入力電流Ｉｉｎに対して漏洩電流Ｉｅｓｃ分少ない電流が流れるために、内側金具２１の基準電位が外側金具２２の基準電位より低下する内側金具２１の電位の低下に伴い、この電位低下を補償する補償電流Ｉｃが電流検出回路１８１から内側外部導体１０２ｂを介して内側金具２１へ流れる。この補償電流Ｉｃは、漏洩電流Ｉｅｓｃに相当する。換言すれば、補償電流Ｉｃ（または、漏洩電流Ｉｅｓｃ）は、帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流に相当する。電流検出回路１８１は、補償電流Ｉｃの値を計測し、この補償電流Ｉｃの計測値を、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値とする。そして電流検出回路１８１は、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値を示す漏洩電流信号をマイクロコンピュータ１８４へ出力する。
【００８６】
マイクロコンピュータ１８４は、電流検出回路１８１から入力された漏洩電流信号に基づいて漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値を特定し、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値と排気ガス中の微粒子の量との対応関係を示すマップまたは演算式などを用いて、排気ガス中の微粒子の量を算出する。ここで、排気ガス中の微粒子の量は、例えば、微粒子の表面積を基準とする量として評価することもでき、微粒子の質量を基準とする量として評価することもできる。あるいは、排ガス中の微粒子量は、単位体積量の排ガス中の微粒子の個数を基準とする量として評価することもできる。
【００８７】
またマイクロコンピュータ１８４は、素子用ヒータ１２８および発熱抵抗体１１１を発熱させることにより、放電電極体１２４の針状電極部１４１に付着した微粒子と、絶縁スペーサ２３におけるガス接触表面２３ａに付着した微粒子とを燃焼させて除去する。
【００８８】
またマイクロコンピュータ１８４は、センサ制御処理を実行する。
ここで、センサ制御処理の手順を説明する。このセンサ制御処理は、車両のキースイッチがオンされてマイクロコンピュータ１８４が起動した直後に開始される処理である。
【００８９】
このセンサ制御処理が実行されると、マイクロコンピュータ１８４のＣＰＵは、図１０に示すように、まずＳ１０にて、微粒子の検出に必要な初期設定と、素子用ヒータ１２８および発熱抵抗体１１１への通電に必要な初期設定とを実行する。そしてＳ２０にて、セラミック素子１２の駆動を開始する。具体的には、少なくとも、イオン源電源回路１６４により放電電極体１２４へ高電圧を印加させ、補助電極電源回路１６５により補助電極体１２７に電圧を印加させる。
【００９０】
さらにＳ３０にて、水除去用のヒータ通電を開始する。具体的には、ヒータ通電回路１８２により素子用ヒータ１２８を発熱させるとともに、ヒータ通電回路１８３により発熱抵抗体１１１を発熱させる。これにより、絶縁スペーサ２３におけるガス接触表面２３ａの温度と、セラミック素子１２におけるガス接触表面１２ａ，１２ｂの温度とが、予め設定された蒸発温度（例えば、２５０℃）まで上昇する。
【００９１】
そしてＳ４０にて、直噴ガソリンエンジン３が始動したか否かを判断する。ここで、直噴ガソリンエンジン３が始動していない場合には、Ｓ４０の処理を繰り返す。一方、直噴ガソリンエンジン３が始動した場合には、Ｓ５０にて、車両のキースイッチがオフ位置に切り替えられているか否かを判断する。ここで、車両のキースイッチがオフ位置に切り替えられていない場合には、Ｓ６０にて、粒子検出処理を実行して、Ｓ５０に移行する。具体的には、Ｓ６０では、電流検出回路１８１から入力された漏洩電流信号に基づいて、排気ガス中の微粒子の量を算出し、微粒子の量を示す微粒子量情報をエンジンＥＣＵ４へ送信する。
【００９２】
一方、車両のキースイッチがオフ位置に切り替えられた場合には、センサ制御処理を終了する。
図１１のグラフＧ１は、直噴ガソリンエンジン３の始動時に水除去用のヒータ通電を行った場合において電流検出回路１８１が検出した電流値の時間変化を示す。図１１のグラフＧ２は、直噴ガソリンエンジン３の始動時に水除去用のヒータ通電を行っていない場合において電流検出回路１８１が検出した電流値の時間変化を示す。グラフＧ１，Ｇ２における実線ＳＬ１，ＳＬ２は、電流検出回路１８１が検出した電流値を示す。グラフＧ１，Ｇ２における破線ＤＬ１，ＤＬ２は、分析計による微粒子量の検出結果を示す。
【００９３】
図１１のグラフＧ１に示すように、直噴ガソリンエンジン３の始動時に水除去用のヒータ通電を行った場合には、電流検出回路１８１は、エンジン始動直後における微粒子量の急激な増加を精度よく検出することができる。
【００９４】
一方、図１１のグラフＧ２に示すように、直噴ガソリンエンジン３の始動時に水除去用のヒータ通電を行っていない場合には、エンジン始動直後において、電流検出回路１８１が検出した電流値が負になってしまい、マイクロコンピュータ１８４は、排気ガス中の微粒子の量を算出することができない。
【００９５】
このように構成されたセンサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３の排気管６に取り付けられ、排気管６内の排気ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子センサ２を制御する。
【００９６】
そして微粒子センサ２は、内側金具２１およびセラミック素子１２と、絶縁スペーサ２３およびセラミック層１２１，１２２と、発熱抵抗体１１１および素子用ヒータ１２８とを備える。以下、内側金具２１およびセラミック素子１２を検出部ともいう。
【００９７】
内側金具２１およびセラミック素子１２（すなわち、検出部）は、自身の内部に排気ガスを流入させ、流入された排気ガスに含まれる微粒子を帯電させるように構成される。
絶縁スペーサ２３は、排気ガスに接するガス接触表面２３ａが形成され、ガス接触表面２３ａに微粒子が付着すると、検出部の検出性能が低下する構成となっている。セラミック層１２１，１２２は、排気ガスに接するガス接触表面１２ａ，１２ｂが形成され、ガス接触表面１２ａ，１２ｂに微粒子が付着すると、検出部の検出性能が低下する構成となっている。
【００９８】
発熱抵抗体１１１は、ガス接触表面２３ａの少なくとも一部を加熱する。素子用ヒータ１２８は、ガス接触表面１２ａ，１２ｂを加熱する。
またセンサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３が始動したときに、ガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂで水が蒸発する蒸発温度となるように発熱抵抗体１１１および素子用ヒータ１２８による加熱を実行する。センサ制御装置１は、帯電微粒子の量に基づいて流れる信号電流（補償電流Ｉｃ）を用いて微粒子の量を算出し、微粒子の量を示す微粒子量情報を出力する。
【００９９】
このようにセンサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３が始動したときに、ガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂで水が蒸発する蒸発温度となるようにガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂを加熱する。このため、センサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３の冷間始動時に発生する凝縮水をガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂで蒸発させられ、また、発熱抵抗体１１１および素子用ヒータ１２８の加熱に基づく熱泳動力を凝縮水に作用させて凝縮水をガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂから離れる方向へ移動させ、凝縮水がガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂに付着するのを抑制することができる。すなわち、センサ制御装置１は、ガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂに微粒子が付着して絶縁スペーサ２３およびセラミック層１２１，１２２の絶縁性能が低下するのと同様に、ガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂに凝縮水が付着して絶縁スペーサ２３およびセラミック層１２１，１２２の絶縁性能が低下するのを抑制し、検出部の検出性能の低下を抑制することができる。これにより、センサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３の冷間始動時において微粒子量を検出することができる。
【０１００】
また蒸発温度は、２００℃以上である。これにより、センサ制御装置１は、発熱抵抗体１１１および素子用ヒータ１２８の加熱に基づく熱泳動力により、ガス接触表面２３ａ，１２ａ，１２ｂに凝縮水が付着するのを更に抑制することができ、微粒子量の検出精度を向上させることができる。
【０１０１】
また検出部は、コロナ放電によりイオンを生成するように構成された針状電極部１４１を含む放電電極体１２４を備え、生成したイオンを排気ガス中に含まれる微粒子に付着させて帯電させるように構成される。さらにセラミック層１２１，１２２は、針状電極部１４１を露出させた状態で放電電極体１２４を覆い、ガス接触表面１２ｂは、セラミック層１２１，１２２における針状電極部１４１の周囲である。
【０１０２】
このように構成されたセンサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３が始動したときに、針状電極部１４１の周囲で水が蒸発する蒸発温度となるように針状電極部１４１の周囲を加熱する。このため、センサ制御装置１は、凝縮水が針状電極部１４１に付着して針状電極部１４１でコロナ放電を発生させることができなくなる事態の発生を抑制することができる。
【０１０３】
また微粒子センサ２は、内側金具２１と、外側金具２２とを備え、絶縁スペーサ２３は、内側金具２１と外側金具２２との間に配置されて、内側金具２１と外側金具２２とを電気的に絶縁する。内側金具２１は、排気ガスを内部に取り入れるガス取入管３２を有し、排気管６とは異なる電位とされ、検出部に含まれる。外側金具２２は、内側金具２１の周囲を囲み、排気管６に取り付けられて排気管６と電気的に接続される。
【０１０４】
このように構成されたセンサ制御装置１は、直噴ガソリンエンジン３が始動したときに、内側金具２１と外側金具２２との間に配置されている絶縁スペーサ２３のガス接触表面２３ａに凝縮水が付着して、内側金具２１と外側金具２２との間における絶縁スペーサ２３の絶縁性能が低下するのを抑制することができる。これにより、センサ制御装置１は、ガス接触表面２３ａに凝縮水が付着することにより内側金具２１と外側金具２２との間で漏れ電流が流れて検出部の検出性能が低下してしまう事態の発生を抑制することができる。
【０１０５】
以上説明した実施形態において、センサ制御装置１は微粒子検出装置に相当し、内側金具２１およびセラミック素子１２が検出部に相当し、絶縁スペーサ２３およびセラミック層１２１，１２２は絶縁部材に相当し、発熱抵抗体１１１および素子用ヒータ１２８は加熱部に相当する。
【０１０６】
また、Ｓ３０は加熱実行部としての処理に相当し、Ｓ６０は情報出力部としての処理に相当し、針状電極部１４１は放電部に相当する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【０１０７】
例えば上記実施形態では、蒸発温度が２５０℃である形態を示したが、蒸発温度は、水が蒸発する温度、すなわち、１００℃以上であればよい。
また上記実施形態では、コロナ放電によりイオンを生成することにより微粒子量を検出する形態を示した。しかし、微粒子量を検出する手法は、このような形態に限定されるものではない。例えば、一対の筒状電極を所定の隙間を有しつつ、絶縁部材によって互いを絶縁させた形で配置させた検知部を有する微粒子センサであって、一対の電極の間に排気ガスを流入させつつ、その一対の電極の間に高電圧を印加することにより微粒子を帯電させて帯電微粒子を生成し、帯電微粒子を上記一対の電極の間を移動させることにより、微粒子の量を検出する微粒子センサを制御する微粒子検出装置に適用してもよい。このような微粒子センサは、米国特許公開公報ＵＳ２０１２／０３１２０７４Ａ１や米国特許公開公報ＵＳ２０１３／０２１９９９０Ａ１に具体的な構成が記載されているため、これ以上の詳述は省略する。この場合には、例えば、一対の電極間を絶縁する絶縁部材を加熱するようにするとよい。
【０１０８】
また上記実施形態では、セラミック素子１２に補助電極体１２７を設けるとともに、センサ制御装置１に補助電極体１２７を通電するための補助電極電源回路１６５を設けたが、これら補助電極体１２７、補助電極電源回路１６５は省略してもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【０１１０】
上述したセンサ制御装置１の他、当該センサ制御装置１を構成要素とするシステム、当該センサ制御装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、センサ制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【０１１１】
１…センサ制御装置、２…微粒子センサ、３…直噴ガソリンエンジン、６…排気管、１２…セラミック素子、１２ｂ…ガス接触表面、２１…内側金具、２３…絶縁スペーサ、２３ａ…ガス接触表面、１１１…発熱抵抗体、１２１，１２２…セラミック層、１２８…素子用ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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