(57)【要約】【課題】微粒子センサの検出性能の一時的な低下を検出する。【解決手段】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は、算出部と、累積部と、異常判断部とを備える。算出部は、予め設定された単位測定時間が経過する毎に、帯電微粒子に基づいて流れる信号電流の値または信号電流を用いて微粒子の量に換算した換算値を算出するように構成される。累積部は、信号電流の値または換算値を累積した累積値を算出するように構成される。異常判断部は、単位測定時間よりも長くなるように設定された単位累積時間における累積値の変化量が予め設定された異常判定値より大きいか否かを判断し、変化量が異常判定値より大きい場合に、検出部の検出性能が異常であると判断するように構成される。【選択図】図１１
2019168331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関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を備え、
前記微粒子検出装置は、
予め設定された単位測定時間が経過する毎に、前記帯電微粒子に基づいて流れる信号電流の値または前記信号電流を用いて前記微粒子の量に換算した換算値を算出するように構成された算出部と、
前記信号電流の値または前記換算値を累積した累積値を算出するように構成された累積部と、
前記単位測定時間よりも長くなるように設定された単位累積時間における前記累積値の変化量が予め設定された異常判定値より大きいか否かを判断し、前記変化量が前記異常判定値より大きい場合に、前記検出部の前記検出性能が異常であると判断するように構成された異常判断部と
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、
前記異常判断部は、前記単位累積時間が経過する毎に、更新された前記単位累積時間における変化量が前記異常判定値より大きいか否かを判断する微粒子検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の微粒子検出装置であって、
前記異常判断部は、前記累積部が前記累積値の算出を開始してから１回目の前記単位累積時間が経過した後には、前記単位測定時間が経過する毎に、前記単位累積時間を更新し、更新された前記単位累積時間における変化量が前記異常判定値より大きいか否かを判断する微粒子検出装置。
【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、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】
特許文献１には、第１電位とされる第１電位部材と、第２電位とされる第２電位部材と、これらを絶縁する絶縁部材とを備える微粒子センサを用いて、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検出装置が記載されている。特許文献１に記載の微粒子検出装置は、微粒子センサの駆動開始時、または、微粒子センサの駆動中において再検査タイミングが到来する毎に、第１電位部材と第２電位部材との間の絶縁性を検査し、この絶縁性の高低により、微粒子センサの駆動の可否を判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９５０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、微粒子センサの駆動中において排気管内で発生した凝縮水が排気管内を流れて微粒子センサの上記絶縁部材に付着すると、付着した凝縮水が蒸発するまで一時的に絶縁性が低下して、微粒子センサの検出性能も一時的に低下してしまう。これに対し、特許文献１に記載の微粒子検出装置は、微粒子センサの駆動開始時または再検査タイミングが到来する毎に絶縁性を検査するため、微粒子センサの検出性能の一時的な低下を検出することができないおそれがあった。
【０００５】
本開示は、微粒子センサの検出性能の一時的な低下を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、内燃機関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。微粒子センサは、検出部と、絶縁部材とを備える。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。
【０００７】
微粒子検出装置は、算出部と、累積部と、異常判断部とを備える。算出部は、予め設定された単位測定時間が経過する毎に、帯電微粒子に基づいて流れる信号電流の値または信号電流を用いて微粒子の量に換算した換算値を算出するように構成される。累積部は、信号電流の値または換算値を累積した累積値を算出するように構成される。異常判断部は、単位測定時間よりも長くなるように設定された単位累積時間における累積値の変化量が予め設定された異常判定値より大きいか否かを判断し、変化量が異常判定値より大きい場合に、検出部の検出性能が異常であると判断するように構成される。
【０００８】
このように構成された本開示の微粒子検出装置は、排気管内で発生した凝縮水が排気管内を流れて微粒子センサの絶縁部材に付着することにより絶縁部材の絶縁性が低下した場合に、検出部の検出性能が異常であると判断することができる。凝縮水の付着により絶縁部材の絶縁性が低下すると、絶縁部材の絶縁性が低下していない場合と比較して、信号電流が大きくなり、単位累積時間における累積値の変化量が異常判定値より大きくなるためである。これにより、本開示の微粒子検出装置は、微粒子センサの検出性能の一時的な低下を検出することができる。
【０００９】
また、本開示の一態様では、異常判断部は、単位累積時間が経過する毎に、更新された単位累積時間における変化量が異常判定値より大きいか否かを判断するようにしてもよい。また、本開示の一態様では、異常判断部は、累積部が累積値の算出を開始してから１回目の単位累積時間が経過した後には、単位測定時間が経過する毎に、単位累積時間を更新し、更新された単位累積時間における変化量が異常判定値より大きいか否かを判断するようにしてもよい。単位累積時間が経過する毎に判断する場合には、単位測定時間が経過する毎に判断する場合と比較して、検出部の検出性能が異常であるか否かを判断するための演算負荷を低減することができる。一方、単位測定時間が経過する毎に判断する場合には、単位累積時間が経過する毎に判断する場合と比較して、検出部の検出性能の異常を早期に検出することができる。
【００１０】
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。
【００１１】
このように構成された本開示の微粒子検出装置は、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した場合に、検出部の検出性能が異常であると判断することができる。これにより、本開示の微粒子検出装置は、微粒子センサの検出性能の一時的な低下を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】センサ出力取得処理を示すフローチャートである。
【図１１】第１実施形態の異常検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】電流検出回路が検出した電流値と累積値の時間変化を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態の異常検出処理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】
【００１３】
（第１実施形態）
以下に本開示の第１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。
【００１４】
センサ制御装置１は、ディーゼルエンジン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。
【００１５】
ディーゼルエンジン３の排気管６には、排気ガスを取り込んで排気ガス中の粒子状物質を除去するＤＰＦ７が設置されている。ＤＰＦは、Diesel Particulate Filterの略である。
【００１６】
微粒子センサ２は、排気管６におけるＤＰＦ７より下流側に設置され、ＤＰＦ７から排出された排気ガスに含まれる微粒子（例えば、煤）の量を検出する。
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
セラミックスリーブ４６と主体金具３１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３１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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
またマイクロコンピュータ１８４は、センサ出力取得処理と異常検出処理を実行する。
まず、センサ出力取得処理の手順を説明する。センサ出力取得処理は、異常検出処理において、異常検出処理が開始指示を行ったときに開始される処理である。
【００８４】
センサ出力取得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、ＲＡＭに設けられた取得回数指示値ｎに１を格納する。さらにＳ２０にて、電流検出回路１８１から出力される漏洩電流信号（以下、センサ出力）を取得する。その後Ｓ３０にて、Ｓ２０で取得したセンサ出力に基づいて、排気ガス中の微粒子の量を算出する。またＳ４０にて、Ｓ３０で算出した微粒子量を示す微粒子量情報をエンジンＥＣＵ４へ送信する。
【００８５】
そしてＳ５０にて、ＲＡＭに設けられたタイマＴ１を起動する。このタイマＴ１は、例えば１ｍｓ毎にインクリメントするタイマであり、起動されると、その値が０からインクリメント（すなわち、１加算）する。さらにＳ６０にて、取得したセンサ出力の累積値Ｖｃ（ｎ）を算出する。具体的には、ＲＡＭに設けられた累積値Ｖｃ（ｎ−１）に格納された値と、Ｓ２０で取得したセンサ出力が示す電流値とを加算した加算値を、累積値Ｖｃ（ｎ）に格納する。
【００８６】
次にＳ７０にて、予め設定された単位測定時間（本実施形態では２００ｍｓ）が経過したか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵは、タイマＴ１の値が単位測定時間に相当する値以上であるか否かを判断する。
【００８７】
ここで、単位測定時間が経過していない場合には、Ｓ７０の処理を繰り返すことにより、単位測定時間が経過するまで待機する。そして単位測定時間が経過すると、Ｓ８０にて、異常検出処理が終了指示を行ったか否かを判断する。ここで、異常検出処理が終了指示を行っていない場合には、Ｓ９０にて、取得回数指示値ｎに格納されている値に１を加算した加算値を取得回数指示値ｎに格納し、Ｓ２０に移行する。一方、異常検出処理が終了指示を行った場合には、センサ出力取得処理を終了する。
【００８８】
次に、異常検出処理の手順を説明する。この異常検出処理は、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。
この異常検出処理が実行されると、マイクロコンピュータ１８４のＣＰＵは、図１１に示すように、まずＳ１１０にて、ＲＡＭに設けられたタイマＴ２を起動する。このタイマＴ２は、例えば１秒毎にインクリメントするタイマであり、起動されると、その値が０からインクリメントする。
【００８９】
さらにＳ１２０に、センサ出力取得処理の開始指示を行う。そしてＳ１３０にて、予め設定された単位累積時間（本実施形態では２００秒）が経過したか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵは、タイマＴ２の値が単位累積時間に相当する値以上であるか否かを判断する。
【００９０】
ここで、単位累積時間が経過していない場合には、Ｓ１３０の処理を繰り返すことにより、単位測定時間が経過するまで待機する。そして単位測定時間が経過すると、Ｓ１４０にて、ＲＡＭに記憶されている最新の累積値Ｖｃ（ｎ）を取得する。そしてＳ１５０にて、Ｓ１４０で取得された最新の累積値Ｖｃ（ｎ）が、予め設定された異常判定値より大きいか否かを判断する。ここで、累積値Ｖｃ（ｎ）が異常判定値より大きい場合には、Ｓ１６０にて、微粒子センサ２の検出性能が異常であると判定する。さらにＳ１７０にて、センサ出力取得処理の終了指示を行い、異常検出処理を終了する。
【００９１】
一方、累積値Ｖｃ（ｎ）が異常判定値以下である場合には、Ｓ１８０にて、微粒子センサ２の検出性能が正常であると判定する。そしてＳ１９０にて、減数値Ｖｄを設定する。具体的には、ＲＡＭに設けられた減数値Ｖｄに、Ｓ１４０またはＳ２２０で取得された最新の累積値Ｖｃ（ｎ）を格納する。さらにＳ２００にて、タイマＴ２を起動する。そしてＳ２１０にて、Ｓ１３０と同様にして、単位累積時間が経過したか否かを判断する。
【００９２】
ここで、単位累積時間が経過していない場合には、Ｓ２１０の処理を繰り返すことにより、単位測定時間が経過するまで待機する。そして単位測定時間が経過すると、Ｓ２２０にて、累積値変化量ΔＶｃを算出する。具体的には、ＲＡＭに記憶されている最新の累積値Ｖｃ（ｎ）を取得し、この最新の累積値Ｖｃ（ｎ）から、Ｓ１９０で設定された減数値Ｖｄを減算した減算値を、ＲＡＭに設けられた累積値変化量ΔＶｃに格納する。
【００９３】
そしてＳ２３０にて、累積値変化量ΔＶｃが異常判定値より大きいか否かを判断する。ここで、累積値変化量ΔＶｃが異常判定値より大きい場合には、Ｓ１６０に移行する。一方、累積値変化量ΔＶｃが異常判定値以下である場合には、Ｓ２４０にて、微粒子センサ２の検出性能が正常であると判定する。さらにＳ２５０にて、検出期間が終了したか否かを判断する。検出期間とは、例えば、排気ガスに含まれる微粒子の量を算出する期間、または、ＤＰＦ の異常有無を特定するために定められた期間のことである。
【００９４】
ここで、検出期間が終了していない場合には、Ｓ１９０に移行する。一方、検出期間が終了した場合には、Ｓ１７０に移行する。
図１２のグラフＧ１は、ある測定期間中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１２のグラフＧ２は、グラフＧ１と同じ測定期間中において電流検出回路１８１が検出した電流値を累積した累積値の時間変化を示す。
【００９５】
グラフＧ１に示すように、０秒から２００秒までの期間ＴＰ１では、センサ出力の値が急激な増減を繰り返しており、微粒子センサ２は、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出している。一方、２００秒から９６０秒までの期間ＴＰ２では、センサ出力の値が右肩上がりで大きくなっており、微粒子センサ２は、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出していない。しかし、９６０秒から１８５０秒までの期間ＴＰ３では、期間ＴＰ１と同様に、センサ出力の値が急激な増減を繰り返しており、微粒子センサ２は、微粒子量を検出している。このように、期間ＴＰ２において微粒子センサ２の検出性能が異常になり期間ＴＰ３において検出性能が正常に復帰したのは、ガス接触表面２３ａに水が付着したことが原因であると考えられる。すなわち、期間ＴＰ２においてガス接触表面２３ａに水が付着し、期間ＴＰ３において、ガス接触表面２３ａに付着した水が蒸発したと考えられる。
【００９６】
グラフＧ２に示すように、期間ＴＰ２における累積値の傾きＧＲ２は、期間ＴＰ３における累積値の傾きＧＲ３の約５倍である。このため、累積値の変化量の大きさに基づいて、微粒子センサ２の検出性能が正常であるか異常であるかを判定することができる。
【００９７】
このように構成されたセンサ制御装置１は、ディーゼルエンジン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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
センサ制御装置１は、単位測定時間が経過する毎に、帯電微粒子に基づいて流れる補償電流Ｉｃを用いて微粒子の量を算出する。センサ制御装置１は、補償電流Ｉｃの値を累積した累積値Ｖｃ（ｎ）を算出する。センサ制御装置１は、単位測定時間よりも長くなるように設定された単位累積時間における累積値変化量ΔＶｃが異常判定値より大きいか否かを判断し、累積値変化量ΔＶｃが異常判定値より大きい場合に、検出部の検出性能が異常であると判断する。
【０１０１】
このように構成されたセンサ制御装置１は、排気管６内で発生した凝縮水が排気管６内を流れて微粒子センサ２の絶縁スペーサ２３に付着することにより絶縁スペーサ２３の絶縁性が低下した場合に、検出部の検出性能が異常であると判断することができる。凝縮水の付着により絶縁スペーサ２３の絶縁性が低下すると、絶縁スペーサ２３の絶縁性が低下していない場合と比較して、補償電流Ｉｃが大きくなり、単位累積時間における累積値変化量ΔＶｃの変化量が異常判定値より大きくなるためである。これにより、センサ制御装置１は、微粒子センサ２の検出性能の一時的な低下を検出することができる。
【０１０２】
またセンサ制御装置１は、単位累積時間が経過する毎に、累積値変化量ΔＶｃが異常判定値より大きいか否かを判断する。これにより、センサ制御装置１は、単位測定時間が経過する毎に判断する場合と比較して、微粒子センサ２の検出性能が異常であるか否かを判断するための演算負荷を低減することができる。
【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、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の絶縁性能が低下した場合に、微粒子センサ２の検出性能が異常であると判断することができる。これにより、センサ制御装置１は、微粒子センサ２の検出性能の一時的な低下を検出することができる。
【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、ディーゼルエンジン３は内燃機関に相当し、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は絶縁部材に相当する。
【０１０６】
また、補償電流Ｉｃは信号電流に相当し、Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ５０，Ｓ７０，Ｓ８０は算出部としての処理に相当し、Ｓ６０は累積部としての処理に相当し、Ｓ１１０〜Ｓ１６０，Ｓ１８０〜Ｓ２４０は異常判断部としての処理に相当する。
【０１０７】
（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
【０１０８】
第２実施形態のセンサ制御装置１は、異常検出処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の異常検出処理は、Ｓ１９０〜Ｓ２２０の代わりに、Ｓ３１０〜Ｓ３２０の処理を実行する点が第１実施形態と異なる。
【０１０９】
すなわち、図１３に示すように、Ｓ１８０の処理が終了すると、Ｓ３１０にて、ＲＡＭに記憶されている最新の累積値Ｖｃ（ｎ）を取得する。そしてＳ３２０にて、累積値変化量ΔＶｃを算出する。具体的には、ＲＡＭに記憶されている累積値Ｖｃ（ｎ−ｍ）を取得し、Ｓ３１０で取得した累積値Ｖｃ（ｎ）から、累積値Ｖｃ（ｎ−ｍ）を減算した減算値を、ＲＡＭに設けられた累積値変化量ΔＶｃに格納する。ｍは、単位累積時間内に取得されるセンサ出力の数である。ｍは、予め設定された値であり、単位累積時間を単位測定時間で除算することにより算出することができる。
【０１１０】
そしてＳ３２０の処理が終了すると、Ｓ２３０に移行する。またＳ２５０にて、検出期間が終了していない場合には、Ｓ３１０に移行する。
このように構成されたセンサ制御装置１は、累積値Ｖｃ（ｎ）の算出を開始してから１回目の単位累積時間が経過した後には、単位測定時間が経過する毎に、累積値変化量ΔＶｃが異常判定値より大きいか否かを判断する。これにより、センサ制御装置１は、単位累積時間が経過する毎に判断する場合と比較して、微粒子センサ２の検出性能の異常を早期に検出することができる。
【０１１１】
以上説明した実施形態において、Ｓ１１０〜Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ３１０〜Ｓ３２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０は異常判断部としての処理に相当する。
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。
【０１１２】
例えば上記実施形態では、異常判定値が固定値である形態を示したが、例えば車両状態に応じて異常判定値を変化させるようにしてもよい。
また上記実施形態では、センサ出力が示す電流値の累積値を算出する形態を示したが、センサ出力を用いて微粒子の量に換算した換算値の累積値を算出するようにしてもよい。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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、異常検出方法など、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】
【０１１５】
１…センサ制御装置、２…微粒子センサ、３…ディーゼルエンジン、６…排気管、１２…セラミック素子、２１…内側金具、２３…絶縁スペーサ、２３ａ…ガス接触表面
【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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【図１２】
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【図１３】
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