(57)【要約】【課題】コロナ放電を利用して微粒子検出を行なう場合にコロナ放電電圧等の変動による影響を低減して、微粒子検出の前提となるイオン電流を精度良く測定する。【解決手段】排気が流通する測定室内に設けられたコロナ放電用電極に、放電用電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、コロナ放電によって発生したイオンにより、排気中の微粒子を帯電させ、該帯電する微粒子量により変化するイオン電流の大きさに対応したイオン電流対応信号を得て、排気中の微粒子検出を行なう。このとき、イオン電流対応信号から、熱機関の運転状態が過渡状態にあることにより生じる外乱の影響を取り除き、外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、排気中の微粒子の検出を行なう。【選択図】図５
2019032188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼を伴う熱機関の排気中の微粒子を検出する微粒子検出装置であって、
前記排気が流通する測定室内に設けられたコロナ放電用電極に、放電用電圧を印加してコロナ放電を生じさせるコロナ放電部と、
前記コロナ放電によって発生したイオンにより、前記排気中の微粒子を帯電させ、該帯電する微粒子量により変化するイオン電流の大きさに対応したイオン電流対応信号を出力するイオン電流信号出力部と、
前記イオン電流対応信号から、前記熱機関の運転状態が過渡状態にあることにより生じる外乱の影響の少なくとも一部を取り除く外乱除去部と、
前記外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、前記排気中の微粒子量の検出を行なう検出部と
を備えた微粒子検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の微粒子検出装置であって、
前記熱機関の過渡状態を示す過渡信号を受け取る受信部を更に備え、
前記外乱除去部は、前記受信部が受け取った前記過渡信号に従って、
［１］前記イオン電流対応信号を、一時的にマスクする処理、
［２］前記イオン電流対応信号を、積分または平均化する処理、
［３］前記イオン電流対応信号を、前記過渡状態による外乱の影響を取り除くまたは緩和するよう算出された補正係数を用いて補正する処理、
［４］前記イオン電流対応信号を、前記過渡状態による外乱の影響を取り除くまたは緩和するよう定められたオフセット値を用いてオフセットする処理、
のいずれか１つを行なう
微粒子検出装置。
【請求項３】
内燃機関を備えた車両であって、
請求項２に記載の微粒子検出装置を、前記熱機関である前記内燃機関の排気通路に設け、
前記微粒子検出装置の前記受信部は、前記内燃機関の運転を制御する運転制御部から、前記過渡信号を受信する
車両。
【請求項４】
請求項３記載の車両であって、
運転者が認識可能な報知を行なう報知部と、
前記微粒子検出装置により検出された微粒子量が、予め定めた閾値以上であると判定したとき、前記報知部を用いた報知を行なう制御部と
を備えた車両。
【請求項５】
燃焼を伴う熱機関の排気中の微粒子を検出する方法であって、
前記排気が流通する測定室内に設けられたコロナ放電用電極に、放電用電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、
前記コロナ放電によって発生したイオンにより、前記排気中の微粒子を帯電させ、該帯電する微粒子量により変化するイオン電流の大きさに対応したイオン電流対応信号を出力し、
前記イオン電流対応信号から、前記熱機関の運転状態が過渡状態にあることにより生じる外乱の影響を取り除き、
前記外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、前記排気中の微粒子量の検出を行なう
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子を検出する微粒子検出装置とこの微粒子検出装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化水素を含む燃料を燃焼する内燃機関を備えた車両では、炭化水素の燃焼に伴い、排気中にカーボンを含んだ微粒子（ＰＭ）が生じることがある。カーボンを含んだ微粒子の大気への排出を制限するために、排気中の微粒子（ＰＭ）を検出する微粒子検出装置が提案されている。こうした微粒子検出装置としてコロナ放電を利用したものが知られている（例えば下記特許文献１参照）。コロナ放電を用いた微粒子検出装置では、コロナ電流を制御して、コロナ放電により一定量のイオンを発生させる。このイオンの一部は微粒子に付着して微粒子を帯電させるから、帯電微粒子が外部、つまり大気に出て行くことで生じるイオン電流を測定すれば、微粒子量を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１９２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の微粒子測定の技術は、コロナ電流を安定化した上でイオン電流を測定し、微粒子量を測定する優れたものであるが、コロナ電流を安定化していても、放電部の放電インピーダンスが大きく変動する場合があり、測定上の精度に影響を与えることがあった。
【０００５】
こうした放電インピーダンスの変動は、微粒子測定装置が置かれた環境、例えば車両の排気通路において排気中の微粒子を測定している場合を想定すると、内燃機関の過渡時など、急激排気量が増加する場合や微粒子量が急増する場合に生じる。かかるインピーダンスの変動は、コロナ電流の安定化によっては、除去もしくは平滑化し得ないほど大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の第１の態様として、燃焼を伴う熱機関の排気中の微粒子を検出する微粒子検出装置が提供される。この微粒子検出装置は、前記排気が流通する測定室内に設けられたコロナ放電用電極に、放電用電圧を印加してコロナ放電を生じさせるコロナ放電部と、前記コロナ放電によって発生したイオンにより、前記排気中の微粒子を帯電させ、該帯電する微粒子量により変化するイオン電流の大きさに対応したイオン電流対応信号を出力するイオン電流信号出力部と、前記イオン電流対応信号から、前記熱機関の運転状態が過渡状態にあることにより生じる外乱の影響の少なくとも一部を取り除く外乱除去部と、前記外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、前記気体中の微粒子量の検出を行なう検出部とを備える。
【０００８】
かかる微粒子検出装置は、帯電する微粒子量により変化するイオン電流の大きさに対応したイオン電流対応信号から、熱機関の運転状態が過渡状態にあることにより生じる外乱の影響の少なくとも一部を取り除くことができ、外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、熱機関の排気中の微粒子量の検出を行なうことができる。
【０００９】
（２）こうした微粒子検出装置において、熱機関の過渡状態を示す過渡信号を受け取る受信部を更に備え、外乱除去部は、受信部が受け取った過渡信号に従って、［１］イオン電流対応信号を、一時的にマスクする処理、［２］イオン電流対応信号を、積分または平均化する処理、［３］イオン電流対応信号を、過渡状態による外乱の影響を取り除くまたは緩和するよう算出された補正係数を用いて補正する処理、［４］イオン電流対応信号を、過渡状態による外乱の影響を取り除くまたは緩和するよう定められたオフセット値を用いてオフセットする処理、のいずれか１つを行なうものとしてよい。こうすれば、イオン電流対応信号から、熱機関の過渡状態による外乱の影響を容易に取り除く、または緩和することができる。
【００１０】
（３）本発明の第２の態様として、内燃機関を備えた車両が提供される。この車両は、上記の微粒子検出装置の少なくとも放電用電極を、熱機関である内燃機関の排気通路に設け、微粒子検出装置の受信部は、内燃機関の運転を制御する運転制御部から、過渡信号を受信するものとしてよい。こうすれば、車両として、内燃機関の排気中の微粒子を検出する際に、内燃機関が過渡状態か否かを確実に判定することができる。
【００１１】
（４）こうた車両において、運転者が認識可能な報知を行なう報知部と、微粒子検出装置により検出された微粒子量が、予め定めた閾値以上であると判定したとき、報知部を用いた報知を行なう制御部とを備えてよい。こうすれば、検出された微粒子量が予め定めた閾値以上の場合に、運転者に報知することができる。この結果、運転者が内燃機関の状態を知らずに運転を継続し、微粒子の含まれた排気を出し続けるリスクを回避しやすくなる。
【００１２】
（５）本発明の第３の態様として、燃焼を伴う熱機関の排気中の微粒子を検出する方法が提供される。この方法は、排気が流通する測定室内に設けられたコロナ放電用電極に、放電用電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、コロナ放電によって発生したイオンにより、排気中の微粒子を帯電させ、帯電する微粒子量により変化するイオン電流の大きさに対応したイオン電流対応信号を出力し、前記イオン電流対応信号から、熱機関の運転状態が過渡状態にあることにより生じる外乱の影響を取り除き、外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、前記気体中の微粒子量の検出を行なう。従って、熱機関の運転が過渡状態にある場合に発生する外乱の影響の少なくとも一部が取り除かれたイオン電流対応信号に基づいて、熱機関の排気中の微粒子量の検出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】実施形態に係る微粒子検出装置の全体構成を説明するための説明図である。
【図１Ｂ】微粒子検出装置のうち、センサ駆動部とセンサとの概略構成を示す説明図である。
【図２】微粒子センサの先端部の概略構成を模式的に示した説明図である。
【図３】電気回路部の概略構成を例示した説明図である。
【図４】イオン電流検出回路の回路構成を示す回路図である。
【図５】微粒子測定処理ルーチンの概要を示すフローチャートである。
【図６】コロナ放電電圧とイオン電流検出におけるノイズとの相関を示すグラフである。
【図７】第１実施形態におけるイオン電流測定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態におけるイオン電流測定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態におけるイオン電流測定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第４実施形態におけるイオン電流測定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１）微粒子検出装置全体のハードウェア構成：
図１Ａは、実施形態に係る微粒子検出装置１０の全体構成、特に微粒子検出装置１０を搭載した車両５０の概略構成を例示した説明図である。図１Ｂは、車両５０に取り付けられた微粒子検出装置１０の概略構成を例示した説明図である。
【００１５】
図１Ａに示すように、実施形態の微粒子検出装置１０は、微粒子センサ１００と、ケーブル２０と、センサ駆動部３０とを含んで構成され、熱機関としての内燃機関４０から排出される排気（以下、排ガスと記載する）ＥＧに含まれる煤などの微粒子の量を測定する。内燃機関４０とは、車両５０の動力源であり、本実施形態では、ディーゼルエンジンである。もとよりガソリンやアルコールなどの他の燃料を利用したエンジンなど、他の熱機関であっても差し支えない。
【００１６】
微粒子センサ１００は、内燃機関４０から延びる排ガス配管６２に取り付けられ、コロナ放電を利用して排ガス配管６２中の煤などの微粒子を検出する。微粒子センサ１００は、ケーブル２０によってセンサ駆動部３０と電気的に接続されている。本実施形態では、微粒子センサ１００は、フィルタ装置４１（例えば、ＤＰＦ（Diesel particulate filter））よりも下流側の排ガス配管６２に取り付けられている。微粒子センサ１００は、気体である排ガスＥＧに含まれる微粒子の量に相関する信号をセンサ駆動部３０に出力する。
【００１７】
センサ駆動部３０は、微粒子センサ１００を駆動させるとともに、微粒子センサ１００から入力される信号に基づいて、排ガスＥＧ中の微粒子の量を検出する。センサ駆動部３０が検出する「排ガスＥＧ中の微粒子の量」とは、排ガスＥＧ中の微粒子の表面積の合計に比例する値であってもよいし、微粒子の質量の合計に比例する値であってもよい。または、排ガスＥＧの単位体積中に含まれる微粒子の個数に比例する値（微粒子の濃度）であってもよい。この場合には、微粒子センサ１００を通過した排ガスＥＧの量を別途測定しておく。微粒子センサ１００を通過する排ガスＥＧの量は、排ガス配管６２に設けた流量センサ（図示省略）の出力から求めたり、車両の運転状態に関する複数のパラメータを用いた公知の手法により推定したりすることができる。
【００１８】
センサ駆動部３０は、車両５０側の車両制御部４２と電気的に接続されており、検出した排ガスＥＧ中の微粒子量を示す信号を車両制御部４２に出力する。また、センサ駆動部３０は、車両制御部４２から、車両５０の運転状態に関する信号を受け取ることができる。車両制御部４２は、車両５０全体の制御を司っており、各部とはＣＡＮなどのネットワークを用いて接続され、データのやり取りを行なっている。車両制御部４２は、センサ駆動部３０との間で信号を入出力し、センサ駆動部３０の動作を指示し、また逆にセンサ駆動部３０から信号を入力し、燃料配管６１を介して燃料供給部４３から内燃機関４０に供給される燃料の供給量を調整するなど内燃機関４０の燃焼状態を制御する。また、車両制御部４２は、車両の異常などを検出し、その状態を記録するダイアグノーシスとしての機能を有するうえ、何らかの異常が検知された場合にこれを運転者に報知するランプなどの報知部５５を備える。例えば、排ガスＥＧ中の微粒子量が所定量よりも多い場合には、フィルタ装置４１の劣化や異常を、報知部５５を駆動することで、車両５０の運転者に警告する。車両には、バッテリ４４が搭載されており、車両の各部に電力を供給する。後述する各回路は、電源回路を備える場合があり、このバッテリ４４からの電力を元に、必要に応じて動作に必要な電圧を提供する。
【００１９】
図１Ｂに示すように、微粒子センサ１００は、円筒形状の先端部１００ｅを備えており、この先端部１００ｅが排ガス配管６２の内側に挿入された状態で、排ガス配管６２の外表面に固定されている。ここでは、微粒子センサ１００の先端部１００ｅは、排ガス配管６２の延伸方向ＤＬに対してほぼ垂直に挿入されている。先端部１００ｅのケーシングＣＳの表面には、排ガスＥＧをケーシングＣＳの内部に取り込むための流入孔１４５と、取り込んだ排ガスＥＧをケーシングＣＳの外部に排出するための排出孔１３５とが設けられている。排ガス配管６２の内部を流通する排ガスＥＧの一部は、流入孔１４５を介して先端部１００ｅのケーシングＣＳの内部に取り込まれる。取り込まれた排ガスＥＧ中に含まれる微粒子は、微粒子センサ１００において生成するイオン（ここでは、陽イオン）によって帯電される。帯電した微粒子を含む排ガスＥＧは、排出孔１３５を介してケーシングＣＳの外部に排出される。微粒子センサ１００は、帯電した微粒子が外部に排出されることで生じるイオン電流を用いて、微粒子量の検出を行なう。ケーシングＣＳの内部の構成や、微粒子センサ１００の具体的な構成については後述する。
【００２０】
微粒子センサ１００の後端部１００ｒには、ケーブル２０が取り付けられている。ケーブル２０は、第１の配線２１と、第２の配線２２と、信号線２３と、空気供給管２４と、を束ねた構成を備えている。ケーブル２０を構成する配線２１，２２および信号線２３と、空気供給管２４は、それぞれ可撓性の部材によって構成されている。第１の配線２１、第２の配線２２、および、信号線２３は、センサ駆動部３０の電気回路部７０に電気的に接続され、空気供給管２４は、空気供給部８０に接続されている。
【００２１】
センサ駆動部３０は、制御部６０と、電気回路部７０と、空気供給部８０とを備えている。制御部６０と電気回路部７０との間、および、制御部６０と空気供給部８０との間は、必要な電気的な絶縁を施した上で、それぞれ電気的な信号のやり取りが可能とされている。
【００２２】
制御部６０は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、電気回路部７０と空気供給部８０とを制御する。また、制御部６０は、電気回路部７０から入力される信号から排ガスＥＧ中の微粒子の量を検出し、排ガスＥＧ中の微粒子量を表す信号を車両制御部４２に出力する。車両制御部４２との信号のやり取りは、制御部６０に内蔵された通信インタフェース６６により行なう。通信インタフェース６６は、車両制御部４２に信号を出力することも、車両制御部４２からの信号を受け取ることも可能である。信号を受け取る場合には、通信インタフェース６６は、受信部として可能していることになる。この他、制御部６０は、電気回路部７０の異常検出も行なう。制御部６０が行なう異常検出の処理については、後で詳しく説明する。
【００２３】
電気回路部７０は、第１の配線２１および第２の配線２２を介して、微粒子センサ１００を駆動するための電力を供給する。また、電気回路部７０は、信号線２３を介して微粒子センサ１００からコロナ電流に相関する信号が入力される。電気回路部７０は、信号線２３から入力される信号を用いて、コロナ電流の安定化を図り、その上で、排ガスＥＧ中の微粒子量に対応するイオン電流に応じた信号を制御部６０に出力する。これらの信号の具体的な内容については後述する。
【００２４】
空気供給部８０は、ポンプ（図示しない）を含んで構成されており、制御部６０からの指示に基づいて、空気供給管２４を介して、高圧空気を微粒子センサ１００に供給する。制御部６０は、空気供給部８０を制御して、微粒子センサ１００に供給する空気量を可変することができる。空気供給部８０から供給される高圧空気は、微粒子センサ１００を駆動させるときに用いられる。なお、空気供給部８０が供給するガスの種類は空気以外であってもよい。
【００２５】
Ａ２）微粒子センサの構成：
図２は、微粒子センサ１００の先端部１００ｅの概略構成を模式的に示した説明図である。微粒子センサ１００の先端部１００ｅは、全体が、排ガス配管６２の内部に配置され、排ガスＥＧに晒されている。微粒子センサ１００の先端部１００ｅは、イオン発生部１１０と、排ガス帯電部１２０と、イオン捕捉部１３０と、を備えている。ケーシングＣＳは、イオン発生部１１０、排ガス帯電部１２０、および、イオン捕捉部１３０の３つの機構部がこの順に先端部１００ｅの基端側（図２の上方）から先端側（図２の下方）に向かって（換言すれば、微粒子センサ１００の軸線方向に沿って）並んだ構成を有している。ケーシングＣＳは、導電性部材によって形成され、信号線２３（図１Ｂ）を介して、図３を用いて後述するように、電気回路部７０の内部で、シャント抵抗器Ｒ１を介して、二次側グランドＳＧＬに接続されている。
【００２６】
イオン発生部１１０は、排ガス帯電部１２０に供給するイオン（ここでは陽イオン）を発生させるための機構部であり、イオン発生室１１１と、コロナ放電電極としての第１の電極１１２とを含んで構成されている。イオン発生室１１１は、ケーシングＣＳの内側に形成された小空間であり、内周面には空気供給孔１５５とノズル１２４とが設けられ、内部には第１の電極１１２が突出した状態で取り付けられている。この構成がコロナ放電部に相当する。空気供給孔１５５は、空気供給管２４（図１Ｂ）と連通しており、空気供給部８０（図１Ｂ）から供給される高圧空気をイオン発生室１１１に供給する。ノズル１２４は、排ガス帯電部１２０との間を区画する隔壁１４２の中心部付近に設けられた微小孔（オリフィス）であり、イオン発生室１１１で発生したイオンを排ガス帯電部１２０の帯電室１２１に供給する。第１の電極１１２は、棒状の外形を備え、先端部が隔壁１４２と近接するようにして基端部がセラミックパイプ２５を介してケーシングＣＳに固定されている。第１の電極１１２は、第１の配線２１（図１Ｂ）を介して電気回路部７０に接続されている。その詳細は後述する。
【００２７】
イオン発生部１１０は、第１の電極１１２を陽極とし、隔壁１４２を陰極として、電気回路部７０により、直流電圧（例えば、２〜３ｋＶ）が印加される。イオン発生部１１０は、この電圧の印加によって、第１の電極１１２の先端部と、隔壁１４２との間にコロナ放電が生じる。コロナ放電は、第１の電極１１２周辺の空気を構成する分子の一部を電離する。これにより、第１の電極１１２の周りに陽イオンＰＩが発生する。イオン発生部１１０において発生した陽イオンＰＩは、空気供給部８０（図１Ｂ）から供給される高圧空気とともに、ノズル１２４を介して排ガス帯電部１２０の帯電室１２１に噴射される。ノズル１２４から噴射される空気の噴射速度は音速程度とすることが好ましい。
【００２８】
排ガス帯電部１２０は、排ガスＥＧに含まれる微粒子を陽イオンＰＩによって帯電させるための部位であり、帯電室１２１を備えている。帯電室１２１は、イオン発生室１１１と隣接する小空間であり、ノズル１２４を介してイオン発生室１１１と連通している。また、帯電室１２１は、流入孔１４５を介して、ケーシングＣＳの外部と連通し、ガス流路１３４を介してイオン捕捉部１３０の捕捉室１３１と連通している。帯電室１２１は、ノズル１２４から陽イオンＰＩを含む空気が噴射されたときに内部が負圧になり、流入孔１４５を介してケーシングＣＳの外部の排ガスＥＧが流入するように構成されている。そのため、ノズル１２４から噴射された陽イオンＰＩを含む空気と、流入孔１４５から流入した排ガスＥＧとは、帯電室１２１の内部において混合される。このとき、流入孔１４５から流入した排ガスＥＧに含まれる煤Ｓ（微粒子）の少なくとも一部は、ノズル１２４から供給される陽イオンＰＩにより帯電される。帯電した煤Ｓと帯電に供されなかった陽イオンＰＩとを含む空気は、ガス流路１３４を介してイオン捕捉部１３０の捕捉室１３１に供給される。
【００２９】
図２において、陽イオンＰＩを「○」に「＋」として、煤Ｓをハッチングした「○」として、それぞれ示した。陽イオンＰＩは、視認できないので、図示は理解を図るための模式的なものである。また、煤Ｓの大きさも、説明のためであり、実際には、０．１μｍから数十μｍ程度のものが多い。微粒子である煤Ｓの大きさいは、使用する内燃機関４０の種類やその燃料、燃焼の状態などにより異なる。なお、イオン発生室１１１、帯電室１２１、捕捉室１３１を含む空間全体、あるいはその一部が、測定室として機能している。
【００３０】
イオン捕捉部１３０は、煤Ｓ（微粒子）の帯電に使用されなかったイオンを捕捉するための部位であり、捕捉室１３１と、第２の電極１３２とを含んで構成されている。捕捉室１３１は、帯電室１２１と隣接する小空間であり、ガス流路１３４を介して帯電室１２１と連通している。また、捕捉室１３１は、排出孔１３５を介して、ケーシングＣＳの外部と連通している。
【００３１】
第２の電極１３２は、略棒状の外形を備え、長手方向がガス流路１３４を流通する空気の流通方向（ケーシングＣＳの延伸方向）に沿うようにしてケーシングＣＳに固定されている。第２の電極１３２は、第２の配線２２（図１Ｂ）を介して電気回路部７０に接続されている。第２の電極１３２は、煤Ｓの帯電に供されなかった陽イオンの捕捉を補助する補助電極として機能する。具体的には、イオン捕捉部１３０は、電気回路部７０により、第２の電極１３２を陽極とし、帯電室１２１および捕捉室１３１を構成するケーシングＣＳを陰極として、１００Ｖ程度の電圧が印加されている。これにより、煤Ｓの帯電に用いられなかった陽イオンＰＩは、第２の電極１３２から斥力を受けて、第２の電極１３２から離れる方向に移動しやすい状態とされる。移動方向が第２の電極１３２から離れる方向とされた陽イオンＰＩは、陰極として機能する捕捉室１３１やガス流路１３４の内周壁に捕捉される。一方、陽イオンＰＩが帯電された煤Ｓは、陽イオンＰＩの単体と同様に第２の電極１３２から斥力を受けるが、質量が陽イオンＰＩと比較して格段に大きいため、斥力によってその進行方向に与えられる影響が、単体の陽イオンＰＩに比較して小さい。そのため、帯電した煤Ｓは、排ガスＥＧの流れに従って、排出孔１３５からケーシングＣＳの外部へと排出される。
【００３２】
微粒子センサ１００は、イオン捕捉部１３０における陽イオンＰＩの捕捉量に応じた電流の変化を示す信号を出力する。制御部６０（図１Ｂ）は、微粒子センサ１００から出力された信号に基づいて、排ガスＥＧ中に含まれる煤Ｓの量を検出する。微粒子センサ１００から出力される信号から排ガスＥＧ中に含まれる煤Ｓの量を算出する方法については後述する。
【００３３】
Ａ３）電気回路部の構成：
次に、図３を用いて、電気回路部７０および電気回路部７０と微粒子センサ１００との接続について説明する。図３は、微粒子検出装置１０における電気的な全体構成を示す説明図である。電気回路部７０は、ドライバ７１と、絶縁トランス７２と、コロナ電流測定回路７３と、イオン電流信号出力部に相当するイオン電流測定回路７４と、第１，第２，第３の整流回路８１，８２，１２と、を備えている。電気回路部７０は、絶縁トランス７２を挟んで、大きくは絶縁トランス７２の一次側と二次側とに分けられる。一次側と二次側とは、それぞれ独立の電源により動作する。一次側の電源は、バッテリ４４に接続された電源部４６により、安定化された電圧として供給される。ドライバ７１の各回路７５，７６はもとより、制御部６０等も、電源部４６からドライバ７１に供給される直流電源により動作する。この電源は、図３を初めとする各図において、「○」印にＶp として示した。なお、二次側の電源は、複数種類存在するので、別途説明する。
【００３４】
本実施形態の絶縁トランス７２は、一次側の巻線と二次側の巻線とが、電気的にはもとより、物理的にも接触していない。このため、絶縁不良が生じない限り、絶縁トランス７２の一次側と二次側とは、完全に切り離されている。図３において、破線は、電気回路部７０の一次側と二次側の境界を示している。絶縁トランス７２の一次側の回路としては、ドライバ７１のほか、制御部６０や電源部４６が含まれる。絶縁トランス７２の二次側の回路としては、微粒子センサ１００や第１，第２，第３の整流回路８１，８２，１２が含まれる。コロナ電流測定回路７３とイオン電流測定回路７４は、絶縁トランス７２の一次側の回路と二次側の回路との間に跨がる回路であり、両方の回路にそれぞれ電気的に接続されている。コロナ電流測定回路７３は、後述するように、絶縁トランス７２の一次側の回路に電気的に接続される回路部分と、二次側の回路に電気的に接続されている回路部分とが存在するが、両者は、後述するように、フォトカプラにより、電気的に絶縁されている。
【００３５】
電気的に絶縁された一次側と二次側とは、それぞれ個別にグランド電位（接地電位）を定め、接地配線を設けている。ここでは、一次側の回路の基準電位を示すグランドを「一次側グランドＰＧＬ」と呼び、図３等では「▽」印により示すものとした。また、二次側の回路の基準電位を示すグランドを「二次側グランドＳＧＬ」と呼び、同じく図３等では、「▼」印で示すものとした。絶縁トランス７２は、二次側の巻線の終端のタップが二次側グランドＳＧＬに接続されている。イオン電流測定回路７４は、一次側グランドＰＧＬに接続されている。一次側の電源は、車載のバッテリ４４なので、一次側グランドＰＧＬは、車両のシャーシに接続されている。従って、一次側グランドＰＧＬは、シャーシグランドＰＧＬとも言う。
【００３６】
ドライバ７１は、絶縁トランス７２の一次側巻線に供給する電力を調整する回路であり、放電電圧制御回路７５とトランス駆動回路７６とを備える。ドライバ７１は、この放電電圧制御回路７５とトランス駆動回路７６との協働により、絶縁トランス７２の一次側と共に、プッシュプル型の電源回路を構成する。放電電圧制御回路７５は、出力電圧可変のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示省略）を内蔵し、電源部４６の出力する電源電圧Ｖｐを昇圧し、これを、絶縁トランス７２の一次側巻線のセンタタップＰＴ１に印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、制御部６０により調整可能である。トランス駆動回路７６は、絶縁トランス７２の一次側巻線の両端のタップＰＴ２，ＰＴ３にそれぞれ接続される２つのスイッチング素子を備える。スイッチング素子は、ドライバ７１の一次側グランドＰＧＬとタップＰＴ２、ＰＴ３との間に介装されている。トランス駆動回路７６は、この２つのスイッチング素子を数十ＫＨｚで交互に繰り返しオン・オフすることで、放電電圧制御回路７５から供給される直流電圧を交流に変換する。こうした一次側に印加された交流電圧を、絶縁トランス７２は、その一次側と二次側のコイルの巻線比より変換し、二次側の電圧を生成する。絶縁トランス７２の二次側の回路構成については、後述する。
【００３７】
放電電圧制御回路７５には、絶縁トランス７２の一次側に付与するエネルギを検出する回路が組み込まれている。この回路は、絶縁トランス７２の一次側の電圧と、その電圧を印加したときに流れる電流とから、絶縁トランス７２の一次側に付与するエネルギを検出する回路である。検出したエネルギの大きさは、制御部６０から読み取ることができる。このエネルギを読み取ることで、制御部６０は、絶縁トランス７２の二次側に出力されるエネルギを推定し、延いては第１の整流回路８１の出力電圧、即ちコロナ放電に用いられるコロナ放電電圧Ｖecを推定することができる。コロナ放電電圧Ｖecは、第１の整流回路８１に電圧検出器を設けて直接計測しても差し支えない。その場合、一次側と二次側との絶縁を確保するために、計測値をフォトカプラなどの絶縁素子を介して、一次側の制御部６０に送信するようにすれば良い。
【００３８】
電源部４６が生成する電源電圧Ｖｐで動作するもうひとつの回路である制御部６０は、マイクロプロセッサやＲＡＭ，ＲＯＭ等を内蔵し、予め内部のＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、微粒子検出装置１０全般の動作をコントロールする。制御部６０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、ドライバ７１に内蔵された放電電圧制御回路７５やトランス駆動回路７６を制御すると共に、放電電圧制御回路７５の上述したエネルギ付与回路の検出値や、コロナ電流測定回路７３およびイオン電流測定回路７４の測定結果などを取得して、微粒子量の検出を行なう。制御部６０が実行する微粒子量の検出処理については、後で詳しく説明する。
【００３９】
絶縁トランス７２は、上述したように、プッシュプル型の電源回路を構成する。絶縁トランス７２の二次側の電圧は、一次側に供給される電圧と、一次側巻線および二次側巻線の巻線数の比とに応じて定まる。二次巻線には複数のタップが設けられ、二次側のグランドＳＧＬに対して、全部で３種類の交流電圧を取り出すことができる。最も巻線数比の高いタップの出力は、第１の整流回路８１に接続され、次に巻線数比の高いタップの出力は、第２の整流回路８２に接続されている。最も巻線数比の低いタップの出力は、第３の整流回路１２に、接続されている。
【００４０】
第１，第２の整流回路８１，８２は、絶縁トランス７２から出力されたそれぞれの電圧の交流を整流し、直流に変換する。第１の整流回路８１は、多段のチャージポンプからなり、直流に変換した電圧を、１０倍程度の電圧に昇圧する。図３に示すように、第１の整流回路８１の出力（直流）は、ショート保護用抵抗８３を介して第１の電極１１２に接続されており、変換した直流電圧を、第１の配線２１を介して第１の電極１１２に印加する。すなわち、第１の整流回路８１により印加される直流電圧は、ほぼ第１の電極１１２における放電電圧となり、第１の整流回路８１から供給される直流電流は、第１の電極１１２に入力される入力電流Ｉinとなる。第２の整流回路８２は、絶縁トランス７２により昇圧された交流電圧を整流する。第２の整流回路８２は、ショート保護用抵抗８４を介して第２の電極１３２に接続されており、整流後の直流電圧を第２の配線２２を介して第２の電極１３２に印加する。第２の電極１３２に印加される電圧は、第１の電極１１２に印加される電圧が、放電電圧制御回路７５により調整されると、第１の電極１１２に印加される電圧の変化に伴って変化する。
【００４１】
第３の整流回路１２は、二次側の増幅器などのための駆動電圧Ｖccを生成する。第３の整流回路１２は、フォワード方式を採用しており、絶縁トランス７２から所定電圧の交流を入力し、これを整流して、直流電圧に変換する。変換された直流電圧は完全な直流にはなっていないので、精度の良い三端子レギュレータ等を用いた安定化回路により安定化してから出力する。これは、コロナ電流測定回路７３やイオン電流測定回路７４の回路を動作させる電源電圧として用いられる。これを、駆動電圧Ｖccと呼ぶものとし、図３等においては、「●」印に「Ｖcc」として示した。
【００４２】
コロナ電流測定回路７３は、イオン発生部１１０において発生するコロナ放電によって流れる放電電流（コロナ電流）の電流値を検出するための回路であり、イオン電流測定回路７４は、イオン捕捉部１３０において捕捉されずに流出した陽イオンＰＩに相当する電流（Ｉc）を一次側から二次側の回路に供給することで、イオン電流を測定する回路である。両回路７３，７４の動作について、微粒子センサ１００との接続を含めて、以下説明する。
【００４３】
Ａ４）コロナ電流測定回路およびイオン電流測定回路の構成：
微粒子センサ１００のケーシングＣＳからの信号線２３は、電気回路部７０の内部で、イオン電流測定回路７４の入力ライン９５と接続されており、この信号ラインは、電圧変換部に相当するシャント抵抗器Ｒ１を介して、二次側グランドＳＧＬに接続されている。このシャント抵抗器Ｒ１の両端は、配線９１，９２により、コロナ電流測定回路７３の二次側に接続されている。シャント抵抗器Ｒ１には、ケーシングＣＳから信号線２３を介した電流（Ｉdc＋Ｉtrp）と、イオン電流測定回路７４からのイオン電流（Ｉc ）とが、二次側グランドＳＧＬに向けて流れ込むので、シャント抵抗器Ｒ１には、合計電流（Ｉall ＝Ｉdc＋Ｉtrp＋Ｉc ）が流れる。ここで、電流Ｉdcは、コロナ放電により、第１の電極１１２から隔壁１４２を介してケーシングＣＳに流れる電流であり、電流Ｉtrp は、ケーシングＣＳに捕捉された陽イオンＰＩの電荷に相当する電流である。また、電流Ｉc は、コロナ放電により発生した陽イオンＰＩのうち、煤Ｓの帯電に用いられ、排ガスＥＧと共にケーシングＣＳの外部へと持ち去られた陽イオンＰＩの電荷に相当する電流Ｉesc に相当する。煤Ｓと共に陽イオンＰＩが外部に持ち去られると、この電流Ｉesc に相当する電流が、イオン電流測定回路７４から供給される。これは、持ち去られた陽イオンＰＩに相当する電荷は、どこかでグランドに落ち、車両５０のシャーシに、つまり一次側の電源部４６に還ってくるからである。換言すれば、煤Ｓと共に持ち去られた陽イオンＰＩに相当する電流Ｉesc に等しい電流Ｉc が、一次側の電源電圧Ｖp からイオン電流測定回路７４を介して、二次側グランドＳＧＬに供給されることで、第１の整流回路８１から第１の配線２１を介して第１の電極１１２に供給された放電用の入力電流Ｉinと、微粒子センサ１００から回収される合計電流Ｉall とが等しくなり、電気回路部７０における電流の収支はバランスする。そこで、この電流Ｉc を、以下、イオン電流Ｉc と呼ぶ。
【００４４】
測定電流に相当する上述した合計電流Ｉall は、シャント抵抗器Ｒ１を流れる。従って、シャント抵抗器Ｒ１の両端には、この合計電流Ｉall にシャント抵抗器Ｒ１の抵抗値を乗算した電圧が発生する。コロナ電流測定回路７３は、シャント抵抗器Ｒ１の両端の電圧を増幅する図示しない増幅器と、その増幅器の出力電圧を光絶縁して外部に出力する図示しないフォトカプラとから構成されている。増幅器とフォトカプラの入力側は、駆動電圧Ｖccにより動作している。他方、フォトカプラの出力側は、配線９３により制御部６０に接続されている。フォトカプラの出力側は、一次側の電源電圧Ｖｐにより動作している。従って、コロナ電流測定回路７３の二次側は、一次側と完全に絶縁されている。なお、上記の説明では、コロナ電流測定回路７３は、シャント抵抗器Ｒ１の両端電圧をそのままアナログ信号として増幅し、光絶縁して、制御部６０に出力しているものとしたが、増幅器の出力をデジタル信号に変換してから、フォトカプラにより絶縁し、デジタル信号として制御部６０側に出力するものとしてもよい。こうしたデジタル信号への変換は、例えばコロナ電流測定回路７３内に三角波を発生する発振器を内蔵し、増幅器の出力をこの三角波の電圧信号と比較することで、増幅器の出力を、その出力電圧に応じたデューティのデジタル信号に変換するといった構成により実現することができる。あるいは、増幅器の出力をＡ／Ｄ変換器でパラレルまたはシリアルなデジタル信号に変換した後、各信号をフォトカプラで絶縁しても良い。
【００４５】
コロナ電流測定回路７３の出力は、配線９３により制御部６０にその入力ポートＰ１を介して入力されている。即ち、制御部６０は、コロナ放電に用いられる合計電流Ｉall を検出することができる。上述したように、電気回路部７０から微粒子センサ１００の第１の電極１１２に供給された入力電流Ｉinは、全てコロナ放電に用いられ、合計電流Ｉall とバランスする。従って、微粒子センサ１００における微粒子量の検出を行なう際には、制御部６０は、この合計電流Ｉall が一定になるように、ドライバ７１の放電電圧制御回路７５とトランス駆動回路７６を介して、絶縁トランス７２の一次巻線に印加される交流電圧の実効値をフィードバック制御する。この結果、第１の配線２１を介して第１の電極１１２に供給される入力電流Ｉinは、一定に保たれる。
【００４６】
この入力電流Ｉinは、制御部６０が、絶縁トランス７２の一次側に印加される電圧を制御することにより調整可能である。制御部６０が、放電電圧制御回路７５を介して絶縁トランス７２の一次側に印加される電圧を制御することにより、イオン発生部１１０において、コロナ放電によって発生する陽イオンＰＩの発生量をコントロールすることができる。放電電圧制御回路７５を用いた電圧制御は、微粒子量の検出時には、入力電流Ｉinが予め設定された目標電流値（例えば、５μＡ）となるように行なわれ、微粒子径を推定する場合には、少なくとも二つの異なる電圧が第１の電極１１２に印加されるように行なわれる。
【００４７】
Ａ５）イオン電流測定回路詳細：
次に、イオン電流測定回路７４の構成と働きについて詳しく説明する。イオン電流測定回路７４は、オペアンプとして構成されており、イオン電流Ｉc を所定の増幅度で増幅する。この出力は、配線９４を介して、制御部６０のアナログ入力ポートＡＤＣ１に入力される。制御部６０は、アナログ入力ポートＡＤＣ１の信号を、内蔵するアナログ／デジタル変換器で変換して読み取ることで、イオン電流Ｉc の大きさを知り、排ガスＥＧ中の微粒子の量を検出する。検出した微粒子の量は、車両制御部４２に出力され、運転者への警告の出力や、内燃機関４０の運転条件の切り替えなどに用いられる。なお、イオン電流測定回路７４は、制御部６０から制御信号を受け取っている。この制御信号は、制御部６０の出力ポートＱ３，Ｑ４から、配線９６，９７を介してイオン電流測定回路７４に入力されている。
【００４８】
イオン電流測定回路７４の回路構成を図４に示した。イオン電流測定回路７４は、前段の変換回路（電圧電流変換回路）を構成するオペアンプ３５と後段の差動増幅器を構成するオペアンプ３６からなる増幅回路を備える。更に、イオン電流測定回路７４は、チャージポンプの原理により負電圧Ｖｎを生成する負電圧生成回路３９や、オフセット電圧を作り出す２つのオペアンプ３７，３８、オフセット電圧を設定する抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１３，Ｒ１４、差動増幅器として機能するオペアンプ３６のゲインを設定する抵抗器Ｒ６〜Ｒ９、その他の抵抗器Ｒ０，Ｒ５，Ｒ１０〜Ｒ１２，トランジスタＴｒ１１等を備える。以下の説明では、各抵抗器の抵抗値を、抵抗器の符号（例えばＲ３〜Ｒ１２）を用いて表すものとする。
【００４９】
このイオン電流測定回路７４は、大まかには、オペアンプ３５と抵抗器Ｒ０，Ｒ５からなり変換回路として動作する部分、オペアンプ３８と抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４からなり、オフセット電圧付与回路として動作する部分、オペアンプ３６，３７と抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ６〜Ｒ１０からなり、増幅回路として動作する部分、および負電圧生成回路３９からなる。このうち、増幅回路として動作する部分は、より詳細には、オペアンプ３７と抵抗器Ｒ３，Ｒ４からなり、シフト電圧を出力する回路、およびオペアンプ３６と抵抗器Ｒ６〜Ｒ９からなり、電圧増幅を行なう回路から構成されている。
【００５０】
説明の都合上、先に負電圧生成回路３９について説明する。負電圧生成回路３９は、駆動電圧Ｖcc（＋５Ｖ）から、−０．６Ｖ程度の負電圧を生成する回路である。負電圧生成回路３９は、スイッチング用のトランジスタＴｒ２１、電荷を蓄積するためのコンデンサＣ２１，Ｃ２２、発生した正負の電圧を選択的にコンデンサＣ２２に蓄積するためのダイオードＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３、必要な抵抗器Ｒ２１〜Ｒ２４を備える。
【００５１】
図４に示したように、トランジスタＴｒ２１のベース端子は、抵抗器Ｒ２１および配線９７を介して制御部６０の出力ポートＱ４に接続されている。またトランジスタＴｒ２１のコレクタ端子は、電流制限用の抵抗器Ｒ２３を介して駆動電圧Ｖccに接続されている。トランジスタＴｒ２１のベース・エミクタ間には、抵抗器Ｒ２２が介装されている。トランジスタＴｒ２１のコレクタには、コンデンサＣ２１を介して、整流用のダイオードＤ２１，Ｄ２２が接続されている。従って、制御部６０の出力ポートＱ４がハイレベル（＋５Ｖ）とロウレベル（０Ｖ）とに切り替えられると、トランジスタＴｒ２１は、オン・オフする。トランジスタＴｒがオフの時には、駆動電圧Ｖccから、抵抗器Ｒ２３−コンデンサＣ２１−ダイオードＤ２１−一次側のグランドＰＧＬという回路ができ、コンデンサＣ２１のトランジスタＴｒ２１側をプラスとして、コンデンサＣ２１には電荷が蓄積される。次にトランジスタＴｒ２１がオンになると、コンデンサＣ２１は、プラス側がトランジスタＴｒ２１を介して一次側のグランドＰＧＬに接続された状態となるから、コンデンサＣ２１のダイオードＤ２１，Ｄ２２側は、マイナスの電位となる。このため、ダイオードＤ２２およびこれに直列に接続された電圧安定化用の抵抗器Ｒ２４を介して、コンデンサＣ２２が充電される。コンデンサＣ２２に対する充電は、ダイオードＤ２２を介して行なわれるから、グランドＰＧＬと接続された側とは反対側がマイナスの電位になる。
【００５２】
以上の動作が、制御部６０の出力ポートＱ４がハイレベルとロウレベルに切り替えられる度に生じる。この結果、コンデンサＣ２２の接地側とは反対側から、連続してマイナスの電圧を取り出すことができる。コンデンサＣ２２には、ダイオードＤ２３が並列に接続されているので、コンデンサＣ２２から出力される電圧は、このダイオードＤ２３の順方向電圧（約０．６Ｖ）によって制限される。つまり、コンデンサＣ２２から出力される電圧は、−０．６Ｖに安定化される。この電圧を、負電圧Ｖｎと呼び、図４では、「◇」に「−」として示した。
【００５３】
イオン電流測定回路７４のオペアンプ３５，３６は、正負の電源端子のうち、正電圧側が駆動電圧Ｖccに接続され、負電圧側が上記の負電圧Ｖｎに接続されている。オペアンプ３７，３８については、負電圧側はグランド（０Ｖ）でも差し支えない。２つのオペアンプ３７，３８は、ボルテージフォロワの回路構成をとり、予め定めた電圧（本実施形態では２．５Ｖ）を出力するので、分圧抵抗器Ｒ３，Ｒ４およびＲ１３，Ｒ１４の分圧抵抗比を変更するだけで、所望の電圧が得られるからである。ボルテージフォロワの回路構成をとるオペアンプ３７は、その入力端子に接続された電圧をそのまま出力する。入力側の電圧は、駆動電圧Ｖccを、２つの抵抗器Ｒ３，Ｒ４の抵抗値で分圧した値、即ちＶcc×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）となる。オペアンプ３７の出力電圧を、シフト電圧Ｖbsと呼ぶ。
【００５４】
オペアンプ３８も、分圧抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４を用いて、同様に、所定の電圧（２．５Ｖ）を出力するが、オペアンプ３８の入力端子（＋）には、分圧用の抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４に加えてトランジスタＴｒ１１のコレクタ端子も接続されているので、オペアンプ３８の出力電圧は、トランジスタＴｒ１１のオン・オフにより変化する。トランジスタＴｒ１１のベースには、制御部６０の出力ポートＱ３が、抵抗器Ｒ１１および配線９６を介して接続されている。またトランジスタＴｒ１１のベース・エミクタ間には、抵抗器Ｒ１２が接続されている。従って、制御部６０の出力ポートＱ３がハイレベル（Ｈ）になると、トランジスタＴｒ１１はターンオンし、オペアンプ３８の出力であるオフセット電圧Ｖosは０Ｖとなる。他方、制御部６０の出力ポートＱ３がロウレベル（Ｌ）になると、トランジスタＴｒ１１はターンオフし、オペアンプ３８の出力であるオフセット電圧Ｖosは２．５Ｖとなる。
【００５５】
オフセット電圧Ｖosを出力するオペアンプ３８の出力端子は、変換回路（電圧電流変換回路）を構成するオペアンプ３５の入力端子（＋）に対しては直接、また増幅回路を構成するオペアンプ３６の入力端子（−）に対しては抵抗器Ｒ７を介して、それぞれ接続されている。オペアンプ３５は、入力端子（−）に抵抗器Ｒ０および信号線２３を介して微粒子センサ１００のケーシングＣＳに接続されている。また、この入力端子（−）は、抵抗器Ｒ５を介して、オペアンプ３５の出力端子と接続されている。ケーシングＣＳに流れ込むイオン電流Ｉc は、この抵抗器Ｒ５を流れるから、オペアンプ３５は、
Ｖａ＝Ｒ＊Ｉｃ
の関係に従って、イオン電流Ｉc を電圧Ｖａに変換する。但し、オペアンプ３５の入力端子（＋）には、オフセット電圧Ｖosが付与されているので、オペアンプ３５の出力電圧は、オフセット電圧Ｖos＋電圧Ｖａとなる。
【００５６】
オペアンプ３５を用いて構成された変換回路（電圧電流回路）の後段には、オペアンプ３６を用いた増幅器が接続されている。オペアンプ３６は、オペアンプ３５の出力（オフセット電圧Ｖos＋電圧Ｖａ）とオフセット電圧Ｖosｓとの差分を増幅して出力する。プラス入力端子（＋）には、前段のオペアンプ３５の出力が抵抗器Ｒ８，Ｒ１０を介して、およびオペアンプ３７の出力であるシフト電圧Ｖbsが抵抗器Ｒ９を介して、それぞれ接続されている。オペアンプ３６のマイナス入力端子（−）には、上述したように、抵抗器Ｒ７を介して、オフセット電圧Ｖosが入力されている。オペアンプ３６の増幅度Ｇｂは、２つの入力端子（＋、−）に接続された抵抗器Ｒ６〜Ｒ９の比、即ちＲ９／Ｒ８＝Ｒ６／Ｒ７により決定される。実際の回路では、Ｒ９＝Ｒ６，Ｒ８＝Ｒ７とされている。
【００５７】
増幅回路を構成している前段のオペアンプ３５の出力は、オフセット電圧Ｖos＋出力電圧Ｖａとなっているが、オペアンプ３６のマイナス入力端子（−）に抵抗器Ｒ７を介してオフセット電圧Ｖosが接続されているため、イオン電流検出回路７４全体としては、オフセット電圧Ｖosの影響は相殺され、オペアンプ３６の出力には、オフセット電圧Ｖosは現れない。但し、オペアンプ３６の入力端子（＋）にはシフト電圧Ｖbsが入力されているので、オペアンプ３６の出力は、このシフト電圧Ｖbsだけシフトされる。この結果、オペアンプ３６の出力は、このシフト電圧Ｖbs（本実施形態では２．５Ｖ）を中心電圧とし、イオン電流Ｉc に対応した電圧Ｇｂ・Ｖａとなる。
【００５８】
このオペアンプ３６の出力は、制御部６０のアナログ入力ポートＡＤＣ１に入力される。制御部６０によって読み取られるオペアンプ３６の出力を検出信号Ｖion と呼ぶ。制御部６０は、アナログ入力ポートＡＤＣ１に入力されるこの検出信号Ｖion を、内蔵するアナログ／デジタル変換器で変換して読み取る。読み取られた検出信号Ｖion は、コロナ放電が行なわれ、微粒子センサ１００を含む全回路構成に異常がなければ、イオン電流Ｉｃを反映した値として扱うことができる。従って、この検出信号Ｖion を読み取ることで、制御部６０は、排ガス中の微粒子の量を検出することができる。検出した微粒子の量は、車両制御部４２に出力され、運転者への警告の出力や、内燃機関４０の運転条件の切り替えなどに用いられる。
【００５９】
上述したように、イオン電流測定回路７４が出力する検出信号Ｖionは、微粒子量に対応したイオン電流Ｉc を反映した値となるが、そのためには、コロナ放電が正常に行なわれ、かつコロナ放電に基づいて生じるイオン電流Ｉc の検出回路が正常に動作していることが前提となる。かかる前提を検証し得るように、イオン電流測定回路７４には、以下の構成が組み込まれている。
【００６０】
（Ａ）イオン電流測定回路７４では、制御部６０の出力ポートＱ３がオン（ハイレベル）・オフ（ロウレベル）とされることで、オフセット電圧Ｖosを切り替えることができる。イオン電流Ｉc を測定する場合には、オペアンプ３８の出力であるオフセット電圧Ｖosは０Ｖとされ、微粒子センサ１００が正常か否かの判定を行なう場合には、オフセット電圧Ｖosは必要に応じて２．５Ｖとされる。正常か否かの判定については後で詳しく説明する。
【００６１】
（Ｂ）負電圧生成回路３９により、負電圧Ｖｎ（−０．６Ｖ）を生成し、オペアンプ３５〜３６の一方の動作電圧として用いている。このため、オペアンプ３５の出力は、マイナスの値を取り得る。このオペアンプ３５の出力を受ける後段のオペアンプ３６には、オペアンプ３７の出力であるシフト電圧Ｖbs（＋２．５Ｖ）が入力されているので、イオン電流測定回路７４の出力は、結局、このシフト電圧Ｖbsを中心に、シフト電圧Ｖbs以下の値にもなり得る。具体的に言えば、イオン電流Ｉc が流れる場合には、イオン電流Ｉc に対応する電圧（Ｖａ）だけシフト電圧Ｖbsより高くなり、イオン電流Ｉc が流れておらず、絶縁劣化などに起因して、逆向きの電流が流れれば、シフト電圧Ｖbsより低くなる。
【００６２】
イオン電流測定回路７４による測定が正常に行なわれない要因としては、微粒子センサ１００のケーシングＣＳ、つまり二次側のグランドＳＧＬとシャーシグランドＰＧＬと間の短絡や絶縁劣化等を生じた場合、あるいは電気回路部７０の回路基板や絶縁トランス７２の絶縁が劣化して絶縁抵抗が有意に低下した場合などが考えられる。そこで、この知見に基づいて、本実施形態では、以下に示す微粒子検出処理を実行するものとした。
【００６３】
Ａ６）微粒子検出処理：
図５は、制御部６０が実行する微粒子検出処理ルーチンを示すフローチャートである。制御部６０は、この処理ルーチンを、電源投入直後に処理を開始し、初期化の処理（ステップＳ１００）およびコロナ放電開始処理（ステップＳ１１０）を行なった後は、所定のインターバルで、ステップＳ２００〜Ｓ１３０の処理を繰り返し実行する。
【００６４】
制御部６０が実行する初期化の処理（ステップＳ１００）とは、電気回路部７０の各部に異常がないかを確認する処理や、微粒子検出処理に用いる各種パラメータを初期化する処理などである。制御部６０は、電気回路部７０に異常がなく、パラメータの初期化が完了すると、制御部６０は、コロナ放電を開始させる（ステップＳ１１０）。具体的には、制御部６０は、放電電圧制御回路７５やトランス駆動回路７６を駆動して、絶縁トランス７２の一次側を所定周波数でドライブし、二次側に高電圧を出力させる。この結果、二次側に設けられた第１の整流回路８１から高電圧が微粒子センサ１００の第１の電極１１２に印加され、コロナ放電が開始される。もとより、同時に第２の整流回路８２を介してトラップ電圧が微粒子センサ１００の第２の電極１３２に印加される。更に、第３の整流回路１２も動作し、その出力電圧の供給をうけて、コロナ電流測定回路７３やイオン電流測定回路７４も動作を開始する。
【００６５】
コロナ放電が開始されると、制御部６０は、放電関与パラメータを入力する処理を行なう（ステップＳ２００）。放電関与パラメータとは、コロナ放電電圧を推定するために必要なパラメータである。本実施形態では、放電関与パラメータとして、放電電圧制御回路７５内のエネルギ検出回路からの検出結果と、コロナ電流測定回路７３の出力するコロナ電流値Ｉall とを入力するものとした。既に説明したように、コロナ電圧である第１の整流回路８１の出力電圧を測定する検出器などを設ければ、その出力を読み取ることで、コロナ放電電圧を検出する
ことができる。
【００６６】
続いて、変動量演算処理を行なう（ステップＳ１２０）。変動量とは、ステップＳ１２０で読み取ったパラメータから求められたコロナ放電電圧Ｖecの変動量であり、コロナ放電電圧Ｖecがその基準値からどれだけずれたかを示す変動量ΔＶecである。コロナ放電電圧Ｖecは、コロナ電流測定回路７３により全電流Ｉallを検出し、基準電圧を目標電圧とするフィードバック制御を実施している。しかしながら、第１の電極１１２に高電圧を印加してコロナ放電を起こしているため、コロナ放電電圧Ｖecは、短時間の間には、目標電圧から変動する。実測によれば、瞬間的な値（ピーク電圧）であれば、フィードバック制御の目標値から最大で１０００ボルト近く変動することがあった。イオン電流Ｉｃに影響を与える要素として、微粒子センサ１００の第１の電極１１２のインピーダンスなども含めて種々考えられるが、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが、イオン電流の検出値に対してノイズとなることが分った。この点を図６を用いて説明する。図６は、微粒子センサ１００の放電部のインピーダンスをパラメータとして、コロナ電圧の基準値からの変動量ΔＶecと、イオン電流の検出値に重畳されるノイズ電圧ΔＶｎとの関係を示すグラフである。イオン電流Ｉｃは、制御部６０の入力ポートＡＤＣ１によって読み取られるときは、電圧値に変換されているため、図６では、イオン電流の測定値に対するノイズをノイズ電圧ΔＶｎとして示した。
【００６７】
図６から分るように、微粒子センサ１００の放電部、つまり第１の整流回路８１からの電圧が印加される第１の電極１１２のインピーダンスが、２ＧΩ〜５ＧΩの範囲で変化しても、コロナ電圧の基準電圧からの変動量ΔＶecとノイズ電圧ΔＶｎとの相関は変化しない。このため、第１の電極１１２に煤が付着したりして、そのインピーダンスが変化しても、両者の関係は一定とみなすことができる。そこで、制御部６０は、ステップＳ２００で読み取った放電関与パラメータから求めたコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecを演算する。
【００６８】
変動量の演算（ステップＳ１２０）を行なった後、イオン電流測定処理を実行する（ステップＳ３００）。この処理の内容は、後で詳しく説明するが、このイオン電流測定処理では、上述したコロナ電圧の変動量による影響を緩和した上で、イオン電流Ｉｃを測定している。そこで、コロナ放電電圧の変動量による影響を緩和したイオン電流Ｉｃに基づいて、微粒子量の演算を行なう（ステップＳ１３０）。既に説明したように、イオン電流Ｉｃは、微粒子と共に微粒子センサ１００の外部に排出されるイオンの量に対応しているので、イオン電流Ｉｃが正確に求められれば、このイオン電流Ｉｃに基づく演算により、微粒子量を精度良く求めることができる。上記の処理の後、特に異常検出などがなされていなければ、制御部６０、上述したステップＳ２００に戻って、ステップＳ２００以下の処理を繰り返す。
【００６９】
次に、第１実施形態におけるイオン電流測定処理について、図７に基づいて説明する。図７は、第１実施形態におけるイオン電流測定処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部６０が実行するので、制御部６０は、以下に説明する第１実施形態のみならず、他の実施形態でも、外乱の影響を除去する外乱除去部として機能する。図７に示した処理を開始すると、制御部６０は、車両制御部４２から受け取った信号に基づき、車両の内燃機関４０が過渡状態にあるか否かの判断を行なう（ステップＳ３１０）。車両制御部４２は、内燃機関４０の運転を制御しているので、車両の加速や減速のために内燃機関４０の出力を増減している場合など、内燃機関４０が過渡状態にあるとして、過渡状態にあることを示す信号を制御部６０に対して出力する。制御部６０は、この信号を通信インタフェース６６を介して受け取ることで、内燃機関４０が過渡状態にあるか否かを判断することができる。
【００７０】
内燃機関４０が過渡状態にあると判断すれば、何も行なわず、処理を終了する。従って、この場合、イオン電流Ｉｃの測定は行なわれない。なお、車両制御部４２から内燃機関４０が過渡状態にあるか否かの信号を受け取らず、あるいは受け取った上で更に、ステップＳ１２０で求めた変動量、ここではコロナ電圧の基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ１より大きいか否かの判断を行ない、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが、所定の閾値Ｖ１より大きければ、内燃機関４０が過渡状態にあるという判断と同じ判断を行なっても良い。内燃機関４０の出力が大きく変動する場合などには、排気中に煤などが多く含まれることになって、微粒子センサ１００の第１の電極１１２のインピーダンスが変化し、結果的に、コロナ放電電圧が変動するからである。
【００７１】
ステップＳ３１０で、内燃機関４０が過渡状態にないと判断すれば、入力ポートＡＤＣ１を介してイオン電流測定回路７４からの出力を読み込み、これに基づいて、イオン電流Ｉｃを測定する。即ち、本実施形態では、車両５０の内燃機関４０が過渡状態にあるか否かを判断し、過渡状態にないと判断した場合に、ノイズ電圧ΔＶｎが小さく、測定への影響は小さいと判断して、イオン電流の測定を行ない、過渡状態にあると判断した場合は、イオン電流の測定自体を行なわない。従って、測定されたイオン電流Ｉｃの値には、大きなノイズ成分が重畳される過渡状態のときの値か含まれず、イオン電流を精度良く検出したことになる。このため、イオン電流に基づいて、精度良く、微粒子を検出できる。
【００７２】
Ｂ．第２実施形態：
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態の微粒子検出装置１０は、ハードウェア構成および図５に示した微粒子検出処理の概要は、第１実施形態と同一である。第２実施形態の微粒子検出装置１０は、イオン電流測定処理（ステップＳ３００）のみが第１実施形態と相違している。そこで、以下の説明では、第１実施形態と同じ処理には同じステップ番号を付与し、その詳細な説明を省略することがある。これは、第３実施形態以下でも同様である。
【００７３】
第２実施形態におけるイオン電流測定処理を図８に示した。第２実施形態では、イオン電流測定処理を開始すると、第１実施形態と同様、まず内燃機関４０が過渡状態にあるか否かの判断を行なう（ステップＳ３１０）。内燃機関４０が過渡状態にあると判断すると、次にステップＳ１２０で求めた変動量、ここではコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ２より大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ３１２）。ステップＳ１２０で求めたコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが、所定の閾値Ｖ２より大きければ、次に、変動量ΔＶecから、イオン電流Ｉｃを測定する回路全体のオフセット量を演算する処理を行なう（ステップＳ３２０）。ここで、測定する回路とは、電気回路部７０の一次側である放電電圧制御回路７５およびトランス駆動回路７６から、二次側である第１の整流回路８１、更には、イオン電流測定回路７４までを含んだ全体である。図６に示した変動量ΔＶecとノイズ電圧ΔＶｎとの関係を正すために、コロナ放電電圧Ｖecをオフセットしようとすれば、放電電圧制御回路７５，トランス駆動回路７６によって絶縁トランス７２の一次側に付与されるエネルギを変化させる必要があるからである。
【００７４】
オフセット量を求めた後、このオフセット量をコロナ放電を行なう回路全体に付与する処理を行なう（ステップＳ３３０）。具体的には、放電電圧制御回路７５，トランス駆動回路７６を制御して、コロナ放電電圧Ｖecの変動を打ち消すように、オフセットさせる。その後、イオン電流Ｉｃを測定する処理を行なう（ステップＳ３５０）。他方、ステップＳ３１２の判断において、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが、所定の閾値Ｖ２より大きくなければ、ステップＳ３２０，Ｓ３３０のオフセット量に関する処理は何も行なわず、直ちにイオン電流Ｉｃを測定する処理を行なう（ステップＳ３１２：「ＹＥＳ」、ステップＳ３５０）。
【００７５】
また、既にステップＳ３１０の判断において、内燃機関４０が過渡状態にないと判断した場合も、処理は、直接ステップＳ３５０に移行し、イオン電流Ｉｃを測定する処理を行なう。従って、内燃機関４０が過渡状態にないとき、またはコロナ放電電圧の基準電圧からの変動量ΔＶecが閾値Ｖ２より大きくない場合には、オフセット量の演算や付与を行なうことなく、直ちにイオン電流Ｉｃの測定が行なわれることになる。
【００７６】
以上説明した第２実施形態によれば、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが閾値Ｖ２より大きければ、この変動量を打ち消すようなオフセット量を求めて、コロナ放電を行なうための回路、ここでは、放電電圧制御回路７５，トランス駆動回路７６を制御し、変動量ΔＶecを小さくしてからイオン電流Ｉｃ測定している。従って、もともと変動量ΔＶecが小さく、変動量のオフセットを行なわない場合を含めて、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが大きい状態でのイオン電流Ｉｃの測定を行なうことがない。このため、イオン電流Ｉｃを精度良く測定することかでき、結果的に微粒子の検出も精度良く行なうことができる。
【００７７】
第２実施形態では、内燃機関４０が過渡状態にあり、かつコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが閾値Ｖ２より大きい場合にのみコロナ放電電圧をオフセットする処理を行なったが、ステップＳ３１２の処理を行なわず、内燃機関４０が過渡状態にあれば常にオフセットの処理を行なうようにしてもよい。あるいは、閾値Ｖ２より大きな閾値Ｖ１を設定し、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが閾値Ｖ１より大きければ、オフセットの処理もイオン電流Ｉｃを測定する処理も行なわずに、図８に示したイオン電流測定処理を終了するようにしてもよい。こうすれば、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecがあまりに大きい場合（ΔＶec＞Ｖ１）には、イオン電流Ｉｃの測定を行なわないので、無理なオフセット処理を実施する必要がない。
【００７８】
Ｃ．第３実施形態：
次に第３実施形態について説明する。第３実施形態の微粒子検出装置１０は、そのハードウェア構成および図５に示した微粒子検出処理ルーチンの全体の処理は第１，第２実施形態と同様である。第３実施形態では、図９に示したように、イオン電流測定処理が第１，第２実施形態と相違する。図９に示したイオン電流測定処理を開始すると、制御部６０は、まずイオン電流Ｉｃを測定する（ステップＳ３５０）。その上で、内燃機関４０が過渡状態にあるか否かの判断を行なう（ステップＳ３１０）。内燃機関４０が過渡状態にあると判断すると、ステップＳ１２０で求めた変動量、ここではコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ３より大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ３１３）。
【００７９】
ステップＳ３１０において、内燃機関４０が過渡状態にないと判断され場合、またはステップＳ３１３において、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ３より大きくないと判断された場合には、何も行なわず、イオン電流測定処理を終了する。この結果、ステップＳ３５０で測定されたイオン電流Ｉｃがそのまま微粒子量の検出（図５、ステップＳ１３０）に用いられることになる。
【００８０】
他方、内燃機関４０が過渡状態にあり、かつステップＳ３１３において、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ３より大きいと判断された場合には、次に、この変動量ΔＶecから補正係数ｋを演算する処理を行なう（ステップＳ３６０）。この補正係数ｋは、図６に示した関係から想定されるノイズ電圧ΔＶｎの影響を、ステップＳ３５０で測定したイオン電流Ｉｃから取り除くための係数である。図６に示した関係に基づいて、予め、変動量ΔＶecから補正係数ｋを求める関係式やルックアップテーブルを求めておくことは容易である。
【００８１】
続いて、先に測定したイオン電流Ｉｃにこの補正係数ｋを乗算して、イオン電流Ｉｃを補正する（ステップＳ３７０）。従って、ステップＳ３７０が実行されれば、イオン電流Ｉｃはノイズ電圧ΔＶｎの影響を取り除いた、あるいは影響を低減した値として扱うことができる。
【００８２】
以上説明した第３実施形態によれば、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ３より大きい場合には、この変動量ΔＶecの影響を緩和して、イオン電流Ｉｃを求めることができ、その後の微粒子量の検出を精度良く行なうことができる。変動量Ｖecの影響を緩和するとは、影響を取り除いたり、あるいは影響を低減することを言う。
【００８３】
Ｄ．第４実施形態：
次に第４実施形態について説明する。第４実施形態の微粒子検出装置１０は、そのハードウェア構成および図５に示した微粒子検出処理ルーチンの全体の処理は第１から第３実施形態と同様である。第４実施形態では、図１０に示したように、イオン電流測定処理が第１〜第３実施形態と相違する。図１０に示したイオン電流測定処理を開始すると、制御部６０は、第３実施形態と同様に、まずイオン電流Ｉｃを測定する処理を行なう（ステップＳ３５０）。その上で、内燃機関４０が過渡状態であるか否かの判断を行ない（ステップＳ３１０）、内燃機関４０が過渡状態にあると判断すると、ステップＳ１２０で求めた変動量、ここではコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ４より大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ３１４）。
【００８４】
ステップＳ３１０において、内燃機関４０が過渡状態にないと判断され場合、またはステップＳ３１４において、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ４より大きくないと判断された場合には、何も行なわず、イオン電流測定処理を終了する。この結果、ステップＳ３５０で測定されたイオン電流Ｉｃがそのまま微粒子量の検出（図５、ステップＳ１３０）に用いられることになる。
【００８５】
他方、ステップＳ３１４において、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ４より大きいと判断された場合には、既に測定したイオン電流Ｉｃに対してフィルタ処理を行なう（ステップＳ３８０）。ここでは、イオン電流Ｉｃに対するフィルタ処理を、関数Ｆ（Ｉｃ）とした表わした。コロナ放電電圧Ｖceは、既に説明したように、基準電圧と一致するようフィードバック制御されている。このため、基準電圧から短時間、プラス側またはマイナス側に外れるとしても、一定期間の平均をとれば基準電圧近傍に制御されるとみなしてよい。このため、イオン電流Ｉｃの測定結果を積分する処理（ロウパスフィルタによるフィルタ処理）を施せば、ノイズ電圧ΔＶｎの影響を緩和することができる。なお、フィルタ処理は、積分処理でも良いし、あるいは前回以前の測定値に重み付けを施して平均値や中間値をとるような、いわゆるなまし処理であっても差し支えない。平均は、相加平均のみならず、相乗平均や移動平均であっても差し支えない。
【００８６】
以上説明した第４実施形態によれば、内燃機関４０が過渡状態にあり、かつコロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecが予め定めた閾値Ｖ４より大きい場合には、この変動量ΔＶecの影響をフィルタ処理により緩和できる。
【００８７】
上述した第３，第４実施例において、閾値Ｖ３やＶ４よりも大きな閾値Ｖ１を設定し、ステップＳ３１３またはＳ３１４の判断より前に、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecがこの閾値Ｖ１より大きいか否かを判断し、大きい場合には、図９または図１０に示したイオン電流測定処理を実行しないようにしてもよい。こうすれば、第２実施形態で説明したように、コロナ放電電圧Ｖecの基準電圧からの変動量ΔＶecがあまりに大きい場合（ΔＶec＞Ｖ１）には、イオン電流Ｉｃの測定を行なわないので、誤差を含んだイオン電流Ｉｃを、微粒子の検出処理に用いる可能性を低減できる。
【００８８】
Ｅ．その他の実施形態：
上記の実施形態では、微粒子の検出を行なう処理（図５、ステップＳ１３０）までしか説明しなかったが、検出した微粒子の量が予め定めた値以上の場合には、制御部６０は、そのことを車両制御部４２に出力し、報知部５５により運転者に対して報知してもよい。こうすれば、運転者は、内燃機関４０から煤などが予め定めた量以上に排出されていることを理解でき、車両５０をより適切に運転することができる。例えば急発進や急加速などを避け、排ガス中に含まれる煤の量などを増やさないようにすることができる。
【００８９】
上記実施形態では、内燃機関４０運転状態が過渡状態にあると（換言すれば、イオン電流の計測値にノイズが乗っていると）判断するのに、車両制御部４２からの過渡状態である旨の信号を用いたが、「過渡状態」を示す信号は、他の信号で代替してもよい。例えば、アクセルペダルやブレーキペダル踏込量の信号など、車両５０、延いては内燃機関４０の挙動に大きな影響を与えるパラメータを受け取り、これを微分して、その値が所定値以上の場合に「過渡状態」と同等であると判断してもよい。また、内燃機関４０の運転状態が過渡状態にあるか否かを判断するにあたっては、前述したように、必ずしも車両制御部４２等から内燃機関４０が過渡状態にあるか否かの信号を受け取る必要はない。前述したように、コロナ放電電圧の変動量を計測して、変動量が所定値（例えば上述した閾値Ｖ１）を越えた場合に、内燃機関４０の運転状態が過渡状態にあると判断してもよい。その他にも、例えば絶縁トランス７２の一次側電圧や一次側のエネルギなどのパラメータの変動量、変化率、絶対値等といったコロナ放電に影響を耐える各種パラメータの１つまたは組み合わせに基づいて、内燃機関４０が過渡状態にあるか否かを判断するようにしてもよい。このとき、車両制御部４２等から内燃機関４０が過渡状態にあるか否かの信号を受け取ることなく判断しても良いし、車両制御部４２等からの信号を受け取って、両者を組み合わせて判断しても良い。
【００９０】
また、上記実施形態では、コロナ放電電圧の変動量ΔＶecを用いて、補正係数ｋなどを求めたが、コロナ放電に影響を与える他のパラメータ、例えば絶縁トランス７２の一次側電圧や一次側のエネルギ、二次側電圧や二次側の出力エネルギ、バッテリ４４や電源部４６の出力電圧、などを直接測定した値、あるいはこれらの値に影響を与える他のパラメータなどを用いて、補正係数や補正の要否の判断などを行なうことも差し支えない。パラメータとしては、これらの値自体でもよいし、その変化量や変化率などであってもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、微粒子センサ１００には、空気供給孔１５５を設け、空気供給部８０からの空気を供給したが、微粒子センサ１００は、こうした外部からの空気の強制的な流れを用いないものとしてもよい。例えば特開２０１６−６１７６７号公報に記載された粒子検知システムの構成を採用し、この回路部（符号２００）に本願のイオン電流測定回路７４および制御部６０を含む電気回路部７０の構成を適用することも可能である。また、微粒子センサ１００としては、第２の電極１３２がない構成とすることも可能である。第２の電極１３２は、微粒子に付着しなかった陽イオンを、微粒子センサ１００の外部に排出せず回収するために設けられているが、コロナ放電を行なう第１の電極１１２での放電により生成される陽イオンの量や、排ガスＥＧの流路などを工夫することにより、微粒子に付着しない陽イオンの排出を抑制することができる。
【００９２】
上記実施形態では、高電圧を微粒子センサ１００の第１の電極１１２に付与するか否かおよび変換回路としてのオペアンプ３５にオフセット電圧Ｖosを付与するか否かは、制御部６０が自ら決定している。これに対して、これらの付与の切替を自律的に行なう回路を設け、その状態を制御部６０が検出しこれに合せて、検出信号Ｖion による微粒子量の検出とセンサ異常などの判定とを行なう構成としても差し支えない。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の態様で実施できることは勿論である。実施形態の中でハードウェアにより実施している部分は、ソフトウェアによって置き換えことも可能である。例えば制御部６０、コロナ電流測定回路７３が検出する合計電流Ｉall を一定にするように放電電圧制御回路７５を制御しているが、合計電流Ｉall を一定にするようなフィードバック回路をハードウェアにより実現することは容易である。
【符号の説明】
【００９４】
１０…微粒子検出装置
１２…第３の整流回路
２０…ケーブル
２１…第１の配線
２２…第２の配線
２３…信号線
２４…空気供給管
２５…セラミックパイプ
３０…センサ駆動部
３１…ガス流路
３５〜３８…オペアンプ
３９…負電圧生成回路
４０…内燃機関
４１…フィルタ装置
４２…車両制御部
４３…燃料供給部
４４…バッテリ
４６…電源部
５０…車両
５５…報知部
６０…制御部
６１…燃料配管
６２…排ガス配管
６６…通信インタフェース
７０…電気回路部
７１…ドライバ
７２…絶縁トランス
７３…コロナ電流測定回路
７４…イオン電流測定回路
７５…放電電圧制御回路
７６…トランス駆動回路
８０…空気供給部
８１…第１の整流回路
８２…第２の整流回路
８３，８４…ショート保護用抵抗
９１〜９４，９６…配線
９５…入力ライン
１００…微粒子センサ
１００ｅ…先端部
１００ｒ…後端部
１１０…イオン発生部
１１１…イオン発生室
１１２…第１の電極
１２０…排ガス帯電部
１２１…帯電室
１２４…ノズル
１３０…イオン捕捉部
１３１…捕捉室
１３２…第２の電極
１３４…ガス流路
１３５…排出孔
１４２…隔壁
１４５…流入孔
１５５…空気供給孔
ＡＤＣ１…アナログ入力ポート
Ｃ２１，Ｃ２２…コンデンサ
ＣＳ…ケーシング
Ｄ２１〜Ｄ２４…ダイオード
ＥＣ…等価回路
ＰＧＬ…一次側グランド
ＰＴ１…センタタップ
ＰＴ２，ＰＴ３…タップ
Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４…出力ポート
Ｒ０…抵抗器
Ｒ１…シャント抵抗器
Ｒ３〜Ｒ９，Ｒ１１〜Ｒ１３，Ｒ２１〜Ｒ２４…抵抗器
Ｒｃ，Ｒｐ，Ｒｔ…絶縁抵抗
Ｓ…煤
ＳＧＬ…二次側グランド
Ｔｒ…トランジスタ
Ｔｒ１１…トランジスタ
Ｔｒ２１…トランジスタ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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