(57)【要約】【課題】微粒子測定システムにおいて、微粒子量の検出感度の向上を図る。【解決手段】ガス中の微粒子量示す測定信号を生成する測定信号生成回路は、微粒子量を低感度で測定するための低感度測定信号と、高感度で測定するための高感度測定信号と、を生成可能であり、低感度測定信号に応じて高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更する。【選択図】図４
2015068808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中の微粒子量を示す測定信号を生成する測定信号生成回路を備えた微粒子測定システムであって、
前記測定信号生成回路は、前記微粒子量を低感度で表す低感度測定信号と、前記微粒子量を前記低感度測定信号よりも高感度で表す高感度測定信号と、を生成可能であり、
前記微粒子測定システムは、前記低感度測定信号の電圧レベルに応じて、前記測定信号生成回路における前記高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更するセンサ制御部を備える、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項２】
請求項１記載の微粒子測定システムであって、更に、
コロナ放電によってイオンを発生させるイオン発生部と、
ガス中の少なくとも一部の微粒子を、前記イオンを用いて帯電させるための帯電室と、
前記微粒子の帯電に使用されなかった前記イオンの少なくとも一部を捕捉する捕捉部と、を備え、
前記測定信号生成回路は、前記イオン発生部から発生されたイオンの量と、前記捕捉部に捕捉されたイオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、前記低感度測定信号と前記高感度測定信号を生成する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記測定信号生成回路は、
前記イオン発生部から発生されたイオンの量と、前記捕捉部に捕捉されたイオンの量との差分に相当する電流を電圧に変更するＩ−Ｖ変換回路と、
前記Ｉ−Ｖ変換回路の出力電圧を第１の増幅度で増幅する高感度測定回路と、
を備え、
前記測定信号生成回路は、
（ｉ）前記Ｉ−Ｖ変換回路の出力電圧に等しい第１の電圧、又は、前記第１の電圧を前記第１の増幅度よりも小さな第２の増幅度で増幅した第２の電圧を、前記低感度測定信号として出力し、
（ｉｉ）前記高感度測定回路の出力電圧を前記高感度測定信号として出力する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項４】
請求項３に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記高感度測定回路は、
第１と第２の入力端子を有し、前記第１の入力端子に供給される前記低感度測定信号を増幅して前記高感度測定信号を生成する増幅回路と、
前記増幅回路の前記第２の入力端子に供給するオフセット電圧を変更可能なオフセット電圧調整回路と、
を備え、
前記センサ制御部は、前記低感度測定信号の電圧レベルに基づいて決定された信号レベルを有するオフセット信号を前記オフセット電圧調整回路に供給することによって、前記オフセット電圧調整回路に前記オフセット電圧を調整させて、前記高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記測定信号生成回路は、
第１と第２の入力端子を有し、前記第１の入力端子に供給される前記低感度測定信号を増幅して前記高感度測定信号を生成する増幅回路と、
前記増幅回路の前記第２の入力端子に供給するオフセット電圧を変更可能なオフセット電圧調整回路と、
を備え、
前記センサ制御部は、前記低感度測定信号の電圧レベルに基づいて決定された信号レベルを有するオフセット信号を前記オフセット電圧調整回路に供給することによって、前記オフセット電圧調整回路に前記オフセット電圧を調整させて、前記高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の微粒子測定システムにおいて、
前記センサ制御部は、前記増幅回路の増幅度を変更することによって、前記増幅回路から前記低感度測定信号を出力する第１の動作モードと、前記増幅回路から前記高感度測定信号を出力する第２の動作モードと、を切り換える、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス中に含まれる煤などの微粒子量を測定する微粒子測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排ガスに含まれる煤などの微粒子の量を測定する微粒子測定システムが知られている（特許文献１，２）。この微粒子測定システムは、コロナ放電によってイオンを生成し、生成したイオンによって排ガス中の微粒子を帯電させるとともに、微粒子の帯電に使用されなかったイオンを捕捉して、捕捉したイオン量に基づいて（逆に言えば、微粒子に帯電され、補足されなかったイオン量に基づいて）排ガス中の微粒子の量を測定する。捕捉したイオン量は、帯電に使用されたイオン量と相関しており、帯電に使用されたイオン量は、排ガス中の微粒子の量に相関しているため、この微粒子測定システムは、捕捉したイオン量から排ガス流の微粒子の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２０１２−２２０４２３号公報
【特許文献２】特表２０１２−１９４０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、微粒子測定システムで検出される電流は非常に小さいため、その電流値から微粒子の量を高感度に検出することは容易でなく、その感度を高めることが困難であるという問題があった。例えば、或る狭い範囲の微粒子量を高感度に測定することが可能なシステムを用いて、より広い範囲において高感度に測定することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態は、ガス中の微粒子量を示す測定信号を生成する測定信号生成回路を備えた微粒子測定システムであって：前記測定信号生成回路は、前記微粒子量を低感度で表す低感度測定信号と、前記微粒子量を前記低感度測定信号よりも高感度で表す高感度測定信号と、を生成可能であり；前記微粒子測定システムは、前記低感度測定信号の電圧レベルに応じて、前記測定信号生成回路における前記高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更するセンサ制御部を備えることを特徴とする。
この微粒子測定システムによれば、低感度測定信号の電圧レベルに応じて高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更するので、微粒子量の広い範囲に亘って高感度に測定を実行することが可能である。
【０００７】
（２）上記微粒子測定システムは、更に：コロナ放電によってイオンを発生させるイオン発生部と；ガス中の少なくとも一部の微粒子を、前記イオンを用いて帯電させるための帯電室と；前記微粒子の帯電に使用されなかった前記イオンの少なくとも一部を捕捉する捕捉部と、を備えていてもよい。また、前記測定信号生成回路は、前記イオン発生部から発生されたイオンの量と、前記捕捉部に捕捉されたイオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、前記低感度測定信号と前記高感度測定信号を生成するものとしてもよい。
この構成によれば、イオン発生部から発生されたイオンの量と、捕捉部に捕捉されたイオンの量との差分に相当する電流値に基づいて、低感度測定信号と高感度測定信号を生成するので、ガス中の微粒子が微量であっても精度の良い測定が可能である。
【０００８】
（３）上記微粒子測定システムにおいて、前記測定信号生成回路は：前記イオン発生部から発生されたイオンの量と、前記捕捉部に捕捉されたイオンの量との差分に相当する電流を電圧に変更するＩ−Ｖ変換回路と；前記Ｉ−Ｖ変換回路の出力電圧を第１の増幅度で増幅する高感度測定回路と、を備えるものとしてもよい。また、前記測定信号生成回路は、（ｉ）前記Ｉ−Ｖ変換回路の出力電圧に等しい第１の電圧、又は、前記第１の電圧を前記第１の増幅度よりも小さな第２の増幅度で増幅した第２の電圧を、前記低感度測定信号として出力し、（ｉｉ）前記高感度測定回路の出力電圧を前記高感度測定信号として出力する、ものとしてもよい。
この構成によれば、簡単な回路構成で、低感度測定信号と高感度測定信号の両方を生成することが可能である。
【０００９】
（４）上記微粒子測定システムにおいて、前記高感度測定回路は：第１と第２の入力端子を有し、前記第１の入力端子に供給される前記低感度測定信号を増幅して前記高感度測定信号を生成する増幅回路と；前記増幅回路の前記第２の入力端子に供給するオフセット電圧を変更可能なオフセット電圧調整回路と、を備えるものとしてもよい。また、前記センサ制御部は、前記低感度測定信号の電圧レベルに基づいて決定された信号レベルを有するオフセット信号を前記オフセット電圧調整回路に供給することによって、前記オフセット電圧調整回路に前記オフセット電圧を調整させて、前記高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更するものとしてもよい。
この構成によれば、測定ウィンドウの調整を正確に行うことが可能である。
【００１０】
（５）上記微粒子測定システムにおいて、前記測定信号生成回路は：第１と第２の入力端子を有し、前記第１の入力端子に供給される前記低感度測定信号を増幅して前記高感度測定信号を生成する増幅回路と；前記増幅回路の前記第２の入力端子に供給するオフセット電圧を変更可能なオフセット電圧調整回路と、を備えるものとしてもよい。また、前記センサ制御部は、前記低感度測定信号の電圧レベルに基づいて決定された信号レベルを有するオフセット信号を前記オフセット電圧調整回路に供給することによって、前記オフセット電圧調整回路に前記オフセット電圧を調整させて、前記高感度測定信号の測定ウィンドウを適応的に変更するものとしてもよい。
この構成によれば、測定ウィンドウの調整を正確に行うことが可能である。
【００１１】
（６）上記微粒子測定システムにおいて、前記センサ制御部は、前記増幅回路の増幅度を変更することによって、前記増幅回路から前記低感度測定信号を出力する第１の動作モードと、前記増幅回路から前記高感度測定信号を出力する第２の動作モードと、を切り換えるものとしてもよい。
この構成によれば、増幅回路の増幅度を変更するだけで、低感度測定信号と高感度測定信号を必要に応じて適宜生成することが可能である。また、同じ増幅回路を用いて低感度測定信号と高感度測定信号を出力するので、増幅回路の違いに起因する測定信号の誤差の発生を低減することができる。
【００１２】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、微粒子センサ、微粒子検出方法、微粒子測定システムを備える内燃機関、この内燃機関を備えた車両などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における微粒子測定システムの構成を示す説明図である。
【図２】微粒子センサの先端部の構成を示す説明図である。
【図３】電気回路部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の測定信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図５】微粒子測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】低感度測定範囲と高感度測定範囲との関係を示す説明図である。
【図７】第２実施形態の測定信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態の測定信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
Ａ．第１実施形態：
図１（ａ）は、微粒子測定システム１０を搭載した車両５００の概略構成を例示した説明図である。図１（ｂ）は、車両５００に取り付けられた微粒子測定システム１０の概略構成を例示した説明図である。微粒子測定システム１０は、微粒子センサ１００と、ケーブル２００と、センサ駆動部３００とを備えており、内燃機関４００から排出される排ガスに含まれる煤などの微粒子の量を測定する。内燃機関４００は、車両５００の動力源であり、ディーゼルエンジン等によって構成されている。
【００１５】
微粒子センサ１００は、内燃機関４００から延びる排ガス配管４０２に取り付けられ、ケーブル２００によってセンサ駆動部３００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４１０（例えば、ＤＰＦ（Diesel particulate filter））よりも下流側の排ガス配管４０２に取り付けられている。微粒子センサ１００は、排ガスに含まれる微粒子の量に相関する信号をセンサ駆動部３００に出力する。
【００１６】
センサ駆動部３００は、微粒子センサ１００を駆動するとともに、微粒子センサ１００から入力される信号に基づいて排ガス中の微粒子の量を測定する。本実施形態において、「微粒子の量」は、排ガス中の微粒子の質量の合計に比例する値として測定される。但し、「微粒子の量」は、微粒子の表面積の合計に比例する値として測定されてもよく、又は、排ガスの単位体積中に含まれる微粒子の個数に比例する値として測定されてもよい。センサ駆動部３００は、検出した排ガス中の微粒子量を示す信号を車両制御部４２０に出力する。車両制御部４２０は、センサ駆動部３００から入力される信号に応じて、内燃機関４００の燃焼状態や、燃料配管４０５を介して燃料供給部４３０から内燃機関４００に供給される燃料の供給量などを制御する。車両制御部４２０は、例えば、排ガス中の微粒子量が所定の上限値（閾値）よりも多い場合には、フィルタ装置４１０の劣化や異常を車両５００の運転手に警告するように構成されていてもよい。センサ駆動部３００と車両制御部４２０には、電源部４４０から電力が供給される。
【００１７】
図１（ｂ）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４０２の内側に挿入された状態で、排ガス配管４０２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４０２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、排ガスをケーシングＣＳの内部に取り込むための流入孔４５と、取り込んだ排ガスをケーシングＣＳの外部に排出するための排出孔３５と、が設けられている。排ガス配管４０２の内部を流通する排ガスの一部は、流入孔４５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中に含まれる微粒子は、微粒子センサ１００が生成するイオン（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は、排出孔３５を介してケーシングＣＳの外部に排出される。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。
【００１８】
微粒子センサ１００の後端部１００ｒには、ケーブル２００が取り付けられている。ケーブル２００は、第１の配線２２１と、第２の配線２２２と、信号線２２３と、空気供給管２２４と、を束ねた構成を備えている。第１の配線２２１、第２の配線２２２、および、信号線２２３は、センサ駆動部３００に電気的に接続されている。空気供給管２２４は、空気供給部８００に接続されている。
【００１９】
センサ駆動部３００は、センサ制御部６００と、電気回路部７００と、空気供給部８００とを備えている。センサ制御部６００と電気回路部７００との間、および、センサ制御部６００と空気供給部８００との間は、それぞれ電気的に接続されている。
【００２０】
センサ制御部６００は、マイクロコンピュータを含んでおり、電気回路部７００と、空気供給部８００とを制御する。また、センサ制御部６００は、電気回路部７００から入力される信号から排ガス中の微粒子の量を決定し、排ガス中の微粒子量を表す信号を車両制御部４２０に出力する。
【００２１】
電気回路部７００は、第１の配線２２１および第２の配線２２２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７００には、信号線２２３を介して、排ガスに含まれる微粒子の量に相関する信号が微粒子センサ１００から入力される。電気回路部７００は、信号線２２３から入力される信号を用いて、排ガス中の微粒子量に応じた信号をセンサ制御部６００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。
【００２２】
空気供給部８００は、ポンプ（図示しない）を含んでおり、センサ制御部６００からの指示に基づいて、空気供給管２２４を介して、高圧空気を微粒子センサ１００に供給する。空気供給部８００から供給される高圧空気は、微粒子センサ１００による微粒子量測定の際に用いられる。なお、空気供給部８００によって空気を供給する代わりに、他の種類のガスを微粒子センサ１００に供給してもよい。
【００２３】
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す説明図である。この先端部１００ｅは、ケーシングＣＳの中に、イオン発生部１１０と、排ガス帯電部１２０と、イオン捕捉部１３０と、を設けた構成を有する。すなわち、ケーシングＣＳ中に、これらの３つの処理部１１０，１２０，１３０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、微粒子センサ１００の軸線方向に沿って並んでいる。ケーシングＣＳは、導電性部材によって形成され、信号線２２３（図１）を介して二次側グランドＳＧＬ（図３）に接続されている。
【００２４】
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処理部であり、イオン発生室１１１と、第１の電極１１２とを含んでいる。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５５とノズル４１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。空気供給孔５５は、空気供給管２２４（図１）と連通しており、空気供給部８００（図１）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４１は、排ガス帯電部１２０との間を区画する隔壁４２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、棒状の外形を有し、先端部が隔壁４２と近接した状態で、その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２２１（図１）を介して電気回路部７００（図１）に接続されている。
【００２５】
イオン発生部１１０は、電気回路部７００から供給される電力を用いて、第１の電極１１２を陽極とし、隔壁４２を陰極として、直流電圧（例えば、２〜３ｋＶ）を印加する。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４２との間にコロナ放電を生じさせることによって、陽イオンＰＩを発生させる。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８００（図１）から供給される高圧空気とともに、ノズル４１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４１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。
【００２６】
排ガス帯電部１２０は、排ガス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４１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４５を介して、ケーシングＣＳの外部と連通し、ガス流路３１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４１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４５を介してケーシングＣＳの外部の排ガスが流入するように構成されている。ノズル４１から噴射された陽イオンＰＩを含む空気と、流入孔４５から流入した排ガスとは、帯電室１２１の内部において混合される。このとき、流入孔４５から流入した排ガスに含まれる微粒子Ｓの少なくとも一部には、ノズル４１から供給される陽イオンＰＩが帯電される。帯電した微粒子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３１を介してイオン捕捉部１３０の捕捉室１３１に供給される。
【００２７】
イオン捕捉部１３０は、微粒子Ｓ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３１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３５を介して、ケーシングＣＳの外部と連通している。第２の電極１３２は、上端がテーパー状となった略棒状の外形を備え、長手方向がガス流路３１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２２２（図１）を介して電気回路部７００（図１）に接続されている。第２の電極１３２には、１００Ｖ程度の電圧が印加されて、微粒子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には、第２の電極１３２を陽極とし、帯電室１２１及び捕捉室１３１を構成するケーシングＣＳを陰極とした電圧が印加されている。これにより、微粒子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、その進行方向が第２の電極１３２から離れる方向へと偏向される。進行方向が偏向された陽イオンＰＩは、陰極として機能する捕捉室１３１やガス流路３１の内周壁に捕捉される。一方、陽イオンＰＩが帯電された微粒子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と比べて大きいため、斥力による偏向の度合いが、単体の陽イオンＰＩに比べて小さい。そのため、帯電した微粒子Ｓは、排ガスの流れに従って、排出孔３５からケーシングＣＳの外部へと排出される。
【００２８】
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。センサ制御部６００（図１）は、微粒子センサ１００から出力された信号に基づいて、排ガス中に含まれる微粒子Ｓの量を決定する。微粒子センサ１００から出力される信号から排ガス中に含まれる微粒子Ｓの量を決定する方法については後述する。
【００２９】
図３は、電気回路部７００の概略構成を示すブロック図である。電気回路部７００は、一次側電源回路７１０と、絶縁トランス７２０と、コロナ電流測定回路７３０と、測定信号生成回路７４０と、第１の整流回路７５１と、第２の整流回路７５２と、を備えている。
【００３０】
一次側電源回路７１０は、電源部４４０から供給される直流電圧を昇圧して絶縁トランス７２０に供給するとともに、絶縁トランス７２０を駆動する。一次側電源回路７１０は、放電電圧制御回路７１１と、トランス駆動回路７１２とを備えている。放電電圧制御回路７１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含んでおり、センサ制御部６００の制御によって、絶縁トランス７２０への供給電圧を任意に変更可能である。この供給電圧の制御は、例えば、第１の配線２２１を介して微粒子センサ１００の第１の電極１１２に供給される入力電流Ｉinの電流値が、予め設定された目標電流値（例えば、５μＡ）となるように行われる。この制御の方法については後述する。これにより、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の発生量を一定にすることができる。
【００３１】
トランス駆動回路７１２は、絶縁トランス７２０の一次側のコイルに流れる電流の方向を切り換え可能なスイッチ回路を含んでおり、このスイッチ回路の切り換えによって絶縁トランス７２０を駆動する。本実施形態では、トランス駆動回路７１２は、例えばプッシュプル方式の回路として構成されているが、ハーフブリッジ方式やフルブリッジ方式などの他の方式の回路として構成されていてもよい。
【００３２】
絶縁トランス７２０は、一次側電源回路７１０から供給される電力に対して電圧変換をおこない、変換後の電力（ここでは、交流電力）を二次側の整流回路７５１、７５２に供給する。絶縁トランス７２０は、２次側のコイル構成によって、第１の整流回路７５１に供給される電力と、第２の整流回路７５２に供給される電力とに対して、異なる増幅率を設定することが可能である。本実施形態の絶縁トランス７２０は、一次側のコイルと二次側のコイルとが物理的に接触しておらず、磁気によって結合するように構成されている。絶縁トランス７２０の一次側の回路としては、一次側電源回路７１０のほか、センサ制御部６００や電源部４４０が含まれる。絶縁トランス７２０の二次側の回路としては、微粒子センサ１００や整流回路７５１、７５２が含まれる。コロナ電流測定回路７３０と測定信号生成回路７４０は、絶縁トランス７２０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７３０は、後述するように、絶縁トランス７２０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の間が物理的に絶縁されている。ここでは、一次側の回路の基準電位を示すグランド（接地電位）を「一次側グランドＰＧＬ」とも呼び、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」とも呼ぶ。絶縁トランス７２０の一次側のコイルの端部は一次側グランドＰＧＬに接続され、二次側のコイルの端部は二次側グランドＳＧＬに接続されている。微粒子センサ１００のケーシングＣＳは、信号線２２３及びシャント抵抗２３０を介して二次側グランドＳＧＬに接続されている。
【００３３】
整流回路７５１、７５２は、絶縁トランス７２０から出力された交流電力を直流電力に変換する。第１の整流回路７５１は、第１の配線２２１及びショート保護用抵抗７５３を介して、微粒子センサ１００の第１の電極１１２に接続されている。第１の整流回路７５１から供給される直流電圧は、微粒子センサ１００の第１の電極１１２における放電電圧にほぼ等しく、第１の整流回路７５１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と同じである。第２の整流回路７５２は、第２の配線２２２及びショート保護用抵抗７５４を介して、微粒子センサ１００の第２の電極１３２に接続されている。
【００３４】
コロナ電流測定回路７３０は、配線７６１，７６２を介して信号線２２３上のシャント抵抗２３０の両端に接続されており、また、配線７６３を介してセンサ制御部６００に接続されている。コロナ電流測定回路７３０は、信号線２２３上をケーシングＣＳから二次側グランドＳＧＬに向けて流れる電流（Ｉdc＋Ｉtrp）の電流値を示す信号Ｓdc+trpをセンサ制御部６００に出力する。ここで「電流値を示す信号」とは、電流値を直接的に示す信号に限定されず、電流値を間接的に示す信号も該当する。例えば、信号から得られる情報に演算式やマップを適用することによって電流値を特定できる信号も「電流値を示す信号」に含まれる。
【００３５】
センサ制御部６００は、コロナ電流測定回路７３０から入力される信号Ｓdc+trpに応じて、入力電流Ｉinの電流値が目標電流値となるように、放電電圧制御回路７１１を制御する。すなわち、コロナ電流測定回路７３０とセンサ制御部６００は、コロナ電流（＝入力電流Ｉin）の電流値を一定にするための定電流回路を構成する。コロナ電流の電流値は、イオン発生部１１０における陽イオンＰＩの発生量と相関するため、この定電流回路によってイオン発生部１１０における陽イオンＰＩの発生量が一定に保たれる。
【００３６】
測定信号生成回路７４０は、イオン捕捉部１３０において捕捉されずに外部に流出した陽イオンＰＩの電流Ｉesc（以下、「漏洩電流Ｉesc」と呼ぶ）相当する電流Ｉcを測定する。測定信号生成回路７４０は、配線７７１を介して二次側の信号線２２３に接続されるとともに、配線７７２，７７３を介して一次側のセンサ制御部６００に接続される。また、測定信号生成回路７４０は、配線７７５を介して一次側グランドＰＧＬに接続されている。測定信号生成回路７４０は、配線７７２を介して低感度測定信号ＳＷescをセンサ制御部６００に出力し、また、配線７７３を介して高感度測定信号ＳＳescをセンサ制御部６００に出力する。
【００３７】
微粒子センサ１００の先端部１００ｅを流れる電流相互には、下記（１）式の関係が成り立つ。
Ｉin＝Ｉdc＋Ｉtrp＋Ｉesc    ・・・（１）
ここで、Ｉinは第１の電極１１２の入力電流であり、Ｉdcは隔壁４２を介してケーシングＣＳに流れる放電電流であり、ＩtrpはケーシングＣＳに捕捉された陽イオンＰＩの電荷量に相当する捕捉電流であり、Ｉescはイオン捕捉部１３０において捕捉されずに外部に流出した陽イオンＰＩの電荷量に相当する漏洩電流である。
【００３８】
放電電流Ｉdcと捕捉電流Ｉtrpは、ケーシングＣＳから信号線２２３を介して二次側グランドＳＧＬに流れるため、信号線２２３上のシャント抵抗２３０にはそれらの合計の電流（Ｉdc＋Ｉtrp）が流れる。一方、入力電流Ｉinは、上述のように、定電流回路によって一定に制御されている。従って、漏洩電流Ｉescは、入力電流Ｉinと、シャント抵抗２３０を流れる電流（Ｉdc＋Ｉtrp）との差分に等しい。
Ｉesc＝Ｉin−（Ｉdc＋Ｉtrp）    ・・・（２）
【００３９】
図４は、測定信号生成回路７４０の構成を示すブロック図である。測定信号生成回路７４０は、Ｉ−Ｖ変換回路７４２と、Ｉ−Ｖ変換回路７４２の後段に設けられた高感度測定回路７４４とを備える。以下で説明するように、第１実施形態において、Ｉ−Ｖ変換回路７４２は低感度測定回路としても機能する。
【００４０】
Ｉ−Ｖ変換回路７４２は、第１の増幅回路ＡＭＰ１と、その負帰還抵抗Ｒ１とを含む。第１の増幅回路ＡＭＰ１としてはオペアンプを利用可能である。第１の増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子は、配線２２３を介して二次側グランドＳＧＬに接続されている。この配線２２３は、図３に示すように、微粒子センサのケーシングＣＳに接続されている。第１の増幅回路ＡＭＰ１の非反転入力端子には、一次側グランドＰＧＬに対して一定の基準電圧（例えば、０．５Ｖ）を与える電源Ｖrefが接続されている。以下の説明では、この電源Ｖrefの基準電圧を表す際にも同じ符号「Ｖref」を用いる。第１の増幅回路ＡＭＰ１の非反転入力端子に基準電圧Ｖrefを入力すれば、第１の増幅回路ＡＭＰ１の２つの入力端子間の電位差を、誤差（バイアス電流やオフセット電圧による誤差等）の生じにくい電位差範囲に近づけるように調整することができる。第１の増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子には、後に詳述するように、微粒子センサ１００の漏洩電流Ｉesc（図３）に相当する電流Ｉcが流れる。この電流Ｉcは、第１の増幅回路ＡＭＰ１によって第１の電圧Ｅ１に変換される。第１の電圧Ｅ１を示す信号ＳＷescは、低感度測定信号として、配線７７２を介してセンサ制御部６００に供給される。
【００４１】
第１の増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子に流れる電流Ｉcが、微粒子センサ１００の漏洩電流Ｉescに相当する電流となる理由は、以下の通りである。漏洩電流Ｉescが発生すると、二次側グランドＳＧＬの基準電位は、漏洩電流Ｉescの大きさに応じて、一次側グランドＰＧＬの基準電位よりも低下する。これは、一次側電源回路７１０（図３）を含む一次側回路から、微粒子センサ１００に供給されるエネルギー（電力）と、信号線２２３を介して微粒子センサ１００から出力されるエネルギー（電力）との間に、漏洩電流Ｉescに対応するエネルギーの差異が生じるためである。漏洩電流Ｉescの発生により、二次側グランドＳＧＬの基準電位と一次側グランドＰＧＬの基準電位との間に差異が生じると、第１の増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子には、この差異に応じた補償電流Ｉcが流れる。この補償電流Ｉcは、漏洩電流Ｉescと電流値が等しく、二次側グランドＳＧＬの基準電位と一次側グランドＰＧＬの基準電位との間の差異を補償する電流である。従って、Ｉ−Ｖ変換回路７４２は、この補償電流ＩcをＩ−Ｖ変換することによって、漏洩電流Ｉescを表す第１の電圧Ｅ１（及び低感度測定信号ＳＷesc）を生成することができる。
【００４２】
高感度測定回路７４４は、第２の増幅回路ＡＭＰ２と、３つの抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、オフセット電圧調整回路７４５とを含む。第２の増幅回路ＡＭＰ２としてはオペアンプを利用可能である。第２の増幅回路ＡＭＰ２の非反転入力端子は、Ｉ−Ｖ変換回路７４２の出力端子に接続されている。第２の増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子は、抵抗Ｒ２を介してオフセット電圧調整回路７４５に接続されている。オフセット電圧調整回路７４５には、配線７７４を介してセンサ制御部６００から、オフセット電圧Ｖoffsetを示す信号レベルを有するオフセット信号Ｓoffsetが供給される。オフセット電圧調整回路７４５は、このオフセット信号ＳoffsetをＤ／Ａ変換（又はデコード）してオフセット電圧Ｖoffsetを出力し、抵抗Ｒ２を介して第２の増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子に供給する。第２の増幅回路ＡＭＰ２の出力端子は、抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して一次側グランドＰＧＬに接続されている。これらの２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４の間の接点は、第２の増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子に接続されている。従って、抵抗３は、負帰還抵抗として機能する。この高感度測定回路７４４は、Ｉ−Ｖ変換回路７４２の出力電圧Ｅ１を増幅して電圧Ｅ２を生成する。この電圧Ｅ２を表す信号ＳＳescは、高感度測定信号として、配線７７３を介してセンサ制御部６００に供給される。
【００４３】
２つの増幅回路ＡＭＰ１，ＡＭＰ２の出力電圧Ｅ１，Ｅ２は、以下の式で与えられる。
【数１】
2015068808.tif 000003
ここで、Ｉｃは補償電流、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値、Ｖrefは第１の増幅回路ＡＭＰ１の基準電圧、Ｖoffsetは第２の増幅回路ＡＭＰ２のオフセット電圧である。
【００４４】
抵抗値Ｒ２〜Ｒ４を調整することによって、第２の増幅回路ＡＭＰ２の増幅率（すなわち、高感度測定回路７４４の増幅率）を調整することが可能である。例えば、第２の増幅回路ＡＭＰ２の増幅率を、約１０3倍に設定することができる。また、後述するように、オフセット電圧Ｖoffsetを調整することによって、高感度測定回路７４４における補償電流Ｉc（すなわち漏洩電流Ｉesc）の測定可能範囲（すなわち微粒子量の測定ウィンドウ）を、シフトさせることが可能である。
【００４５】
センサ制御部６００は、測定信号生成回路７４０から供給される低感度測定信号ＳＷescと高感度測定信号ＳＳescに基づいて、排ガス中に含まれる微粒子Ｓの量を決定する。測定信号ＳＳesc（又はＳＷesc）から排ガス中に含まれる微粒子Ｓの量を決定する方法としては、例えば、測定信号ＳＳesc（又はＳＷesc）の電圧値と排ガス中の微粒子Ｓの量との対応関係が示されているマップを参照する方法や、測定信号ＳＳesc（又はＳＷesc）の電圧値と排ガス中の微粒子Ｓの量との関係を示す関係式を用いる方法を利用可能である。
【００４６】
センサ制御部６００は、アナログ信号としての高感度測定信号ＳＳescおよび低感度測定信号ＳＷescの電圧値を所定の分解能（例えば、８ビット）によってデジタル値に変換する。また、センサ制御部６００は、これらの測定信号ＳＳesc，ＳＷescのいずれにおいても電圧値の読み取り可能な範囲（フルスケールの範囲）が同じ大きさとなるように構成されている。
【００４７】
高感度測定信号ＳＳescは、低感度測定信号ＳＷescに比べて、漏洩電流Ｉescの電流値に対する感度（分解能）が高い。例えば、低感度測定信号ＳＷescの１Ｖが漏洩電流Ｉescの１ｎＡに相当するのに対して、高感度測定信号ＳＳescの１Ｖは漏洩電流Ｉescの１ｐＡに相当する。一方、センサ制御部６００における測定信号ＳＳesc，ＳＷescの電圧の分解能（最小識別可能電位差）は等しい（例えば、０．０２Ｖ）。従って、センサ制御部６００の電圧分解能に相当する漏洩電流Ｉescの電流値は、高感度測定信号ＳＳescでは小さく（例えば、０．０２ｐＡ）、低感度測定信号ＳＷescでは大きい（例えば、０．０２ｎＡ）。換言すれば、センサ制御部６００は、高感度測定信号ＳＳescに基づいて、低感度測定信号ＳＷescに比べて、漏洩電流Ｉescのより小さな変動を検出することが可能である。これらの説明からも理解できるように、本明細書において「感度」とは、分解能又は最小測定単位を意味する。すなわち、「高感度」は微粒子量の最小測定単位が小さいことを意味し、「低感度」は微粒子量の最小測定単位が大きいことを意味する。
【００４８】
このように、高感度測定信号ＳＳescから取得できる排ガス中の微粒子量は、低感度測定信号ＳＷescから取得できる排ガス中の微粒子量よりも最小識別可能単位が小さく精度が高い。一方、センサ制御部６００の読み取り可能な電圧範囲（例えば、０〜５Ｖ）は、低感度測定信号ＳＷescの電圧範囲の全体が含まれるように設定されている。そのため、低感度測定信号ＳＷescよって測定可能な排ガス中の微粒子量の範囲は、高感度測定信号ＳＳescによって測定可能な排ガス中の微粒子量の範囲よりも広く、排ガス中の微粒子量が、低感度測定信号ＳＷescの全電圧範囲に相当する範囲内であれば、その全範囲において微粒子量を測定することができる。
【００４９】
一方、高感度測定信号ＳＳescを用いた場合には、排ガス中の微粒子量がかなり狭い測定ウィンドウ（測定範囲）にある間は、センサ制御部６００が微粒子量を決定することが可能であるが、その測定範囲から外れると、第２の増幅回路ＡＭＰ２の電圧範囲を超えてしまうので、微粒子量を決定できなくなる。そこで、第１実施形態では、以下の処理手順で説明するように、オフセット電圧調整回路７４５から出力されるオフセット電圧Ｖoffsetを、低感度測定信号ＳＷescの電圧レベルＥ１に応じて変更することによって、高感度測定信号ＳＳescによる微粒子量の測定ウィンドウを変更する。
【００５０】
図５は、第１実施形態における微粒子測定処理の動作の流れを示すフローチャートである。微粒子測定処理が開始されると、ステップＳ１００において、低感度測定が実行され、センサ制御部６００が低感度測定信号ＳＷescを受信する。このとき、センサ制御部６００は、低感度測定信号ＳＷescの電圧レベルに基づいて微粒子量を算出又は決定してもよい。ステップＳ１１０では、センサ制御部６００が、低感度測定信号ＳＷescの電圧レベルＥ１に応じて、高感度測定回路７４４のオフセット電圧Ｖoffsetを算出する。この際、オフセット電圧Ｖoffsetとしては、第２の増幅回路ＡＭＰ２から出力される高感度測定回路７４４の出力電圧Ｅ２が、第２の増幅回路ＡＭＰ２の出力電圧範囲内の所定の値（例えば中央値）になるように決定される。例えば、第２の増幅回路ＡＭＰ２の出力電圧範囲の下限値がＶminであり、上限値がＶmaxの場合には、出力電圧Ｅ２が（Ｖmin＋Ｖmax）／２に等しくなるようにオフセット電圧Ｖoffsetを算出することができる。このようなオフセット電圧Ｖoffsetの計算は、オフセット電圧Ｖoffsetと２つの電圧Ｅ１，Ｅ２の間の既知の関係式（例えば上記（３ｂ）式）を使用して実行可能である。
【００５１】
ステップＳ１２０では、センサ制御部６００が、算出されたオフセット電圧Ｖoffsetを表す信号レベルを有するオフセット信号Ｓoffsetを、オフセット電圧調整回路７４５に出力する。オフセット電圧調整回路７４５は、このよってオフセット信号ＳoffsetをＤ／Ａ変換（又はデコード）してオフセット電圧Ｖoffsetを出力し、抵抗Ｒ２を介して第２の増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子に供給する。ステップＳ１３０では、高感度測定が実行され、センサ制御部６００が高感度測定信号ＳＳescを受信する。ステップＳ１４０では、センサ制御部６００が、高感度測定信号ＳＳescに基づいて、微粒子量を算出又は決定する。上述したように、高感度測定では、高感度測定信号ＳＳescの電圧レベルＥ２が、第２の増幅回路ＡＭＰ２の出力電圧範囲に収まるように決定されているので、センサ制御部６００は、高感度測定信号ＳＳescに応じて微粒子量を高感度に決定可能である。ステップＳ１５０では、微粒子測定を終了するか否かが判定され、終了が指示されるまでステップＳ１００〜Ｓ１５０が繰り返し実行される。ステップＳ１００〜Ｓ１５０の繰り返し周期は、例えば１ｍｓ〜２ｍｓに設定可能である。
【００５２】
図６は、低感度測定範囲と高感度測定範囲との関係を示す説明図である。図６の横軸は微粒子量であり、縦軸は増幅回路ＡＭＰ１，ＡＭＰ２の出力電圧レベルである。低感度測定信号ＳＷescに基づいて測定可能な微粒子量の範囲（低感度測定の測定ウィンドウ）は、０〜Ｍmaxにわたる広い範囲である。一方、高感度測定信号ＳＷescに基づいて測定可能な微粒子量の範囲（高感度測定の測定ウィンドウ）は、低感度測定の測定ウィンドウ０〜Ｍmaxの極く一部の範囲（例えば１／１０００の範囲）である。そこで、前述した図５の手順に従ってオフセット電圧Ｖoffsetを調整し、高感度測定の測定ウィンドウを適応的に移動させることによって、その時点の微粒子量に関わらず、高感度に微粒子量を測定することが可能となる。
【００５３】
以上説明した第１実施形態の微粒子測定システムによれば、低感度測定信号ＳＷescの電圧レベルに応じて高感度測定信号ＳＳescの測定ウィンドウを適応的に移動させることによって、微粒子量が多いか少ないかに関わらず、高感度に微粒子量を測定することが可能となる。また、高感度測定信号の測定ウィンドウの調整を、増幅回路ＡＭＰ２の入力端子に供給されるオフセット電圧Ｖoffsetの調整によって実行するので、簡易な回路構成で測定ウィンドウの調整を行うことが可能である。さらに、第１実施形態では、センサ制御部６００が、低感度測定信号ＳＷescの電圧レベルに基づいて決定された信号レベルを有するオフセット信号Ｓoffsetをオフセット電圧調整回路７４５に供給することによって、オフセット電圧調整回路７４５にオフセット電圧Ｖoffsetを調整させて、高感度測定信号ＳＳescの測定ウィンドウを適応的に変更するので、測定ウィンドウの調整を正確に行うことが可能である。また、イオン発生部１１０から発生されたイオンの量と、捕捉部１３０に捕捉されたイオンの量との差分に相当する電流に基づいて、低感度測定信号ＳＷescと高感度測定信号ＳＳescを生成するので、ガス中の微粒子が微量であっても精度の良い測定が可能である。
【００５４】
Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態における測定信号生成回路７４０ａの構成を示すブロック図である。この測定信号生成回路７４０ａは、図４の回路に、低感度測定回路７４６を追加したものであり、他の構成は図４の回路と同一である。低感度測定回路７４６は、Ｉ−Ｖ変換回路７４２の出力端子と、センサ制御部６００との間の配線７７２上に設けられた第３の増幅回路ＡＭＰ３を有している。第３の増幅回路ＡＭＰ３は、第１の増幅回路ＡＭＰ１の出力電圧Ｅ１を増幅して、低感度測定信号ＳＷescとしてセンサ制御部６００に供給する。なお、第３の増幅回路ＡＭＰ３用の各種の抵抗は、図示が省略されている。第３の増幅回路ＡＭＰ３の増幅度は任意であり、例えば、増幅度を１．０としてもよく、或いは、１を越える値に設定しても良い。但し、第３の増幅回路ＡＭＰ３の増幅度は、高感度測定回路７４４の第２の増幅回路ＡＭＰ２の増幅度よりも小さな値に設定される。
【００５５】
この第２実施形態における測定処理の手順は、上述した第１実施形態と同じである。また、この第２実施形態も、上述した第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、第１及び第２実施形態から理解できるように、低感度測定信号としては、Ｉ−Ｖ変換回路７４２の出力電圧Ｅ１と等しい電圧、又は、その出力電圧Ｅ１を高感度測定回路７４４における増幅度よりも小さな増幅度で増幅した電圧を使用することが可能である。
【００５６】
Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態における測定信号生成回路７４０ｂの構成を示すブロック図である。この測定信号生成回路７４０ｂは、図４の回路から、高感度測定回路７４４にスイッチＳＷ１を追加した点と、配線７７２を省略した点と、の２点を変更しただけであり、他の構成は図４の回路と同一である。スイッチＳＷ１は、負帰還抵抗Ｒ３に並列に接続されている。センサ制御部６００は、スイッチＳＷ１のオン／オフを切り換えることにより、負帰還抵抗Ｒ３が有効な状態と、負帰還抵抗Ｒ３が無い状態（負帰還抵抗がゼロの状態）とを切り換えることができる。
【００５７】
スイッチＳＷ１がオン状態である場合には、図８の高感度測定回路７４４ｂの増幅度は１．０になる。これは、上述した（３ｂ）式にＲ３＝０を代入することによって確かめられる。従って、この第１の動作モード（低感度測定モード）では、高感度測定回路７４４ｂの出力電圧Ｅ２は、Ｉ−Ｖ変換回路７４２の出力電圧Ｅ１に等しいので、高感度測定回路７４４ｂを用いて低感度測定を行うことが可能である。一方、スイッチＳＷ１がオフ状態（図８の状態）である場合には、図８の高感度測定回路７４４ｂは、図４の高感度測定回路７４４と等価である。従って、この第２の動作モード（高感度測定モード）では、高感度測定回路７４４ｂを用いて高感度測定を行うことが可能である。例えば、図５の処理手順のステップＳ１００ではスイッチＳＷ１のオン、オフ状態を切り換えて上述した第１の動作モードに設定し、また、ステップＳ１３０ではスイッチＳＷ１のオン、オフ状態を切り換えて上述した第２の動作モード（図８の状態）に設定することによって、低感度測定と高感度測定をそれぞれ実行可能である。換言すれば、第３実施形態では、高感度測定回路７４４ｂが低感度測定回路としても機能し、増幅回路ＡＭＰ２における増幅度を変更するだけで、低感度測定信号ＳＷescと高感度測定信号ＳＳescを必要に応じて適宜生成することが可能である。なお、上述した第１の動作モード（低感度測定モード）における増幅度は、第２の動作モード（高感度測定モード）における増幅度よりも小さい値に設定される。図８の例では、第１の動作モードにおける増幅度は１．０であるが、１．０以外の値に設定するようにしてもよい。
【００５８】
この第３実施形態における測定処理の手順は、スイッチＳＷ１の切り換え以外は、上述した第１実施形態と同じである。なお、増幅回路ＡＭＰ２の増幅度を変更するための回路構成は、図８に示したもの以外の種々の構成を採用可能である。
【００５９】
この第３実施形態も、上述した第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第３実施形態では、同じ増幅回路ＡＭＰ２を用いて低感度測定信号ＳＷescと高感度測定信号ＳＳescを出力するので、増幅回路の違いに起因する測定信号の誤差の発生を低減することができる。なお、第１〜第３実施形態から理解できるように、測定信号生成回路は、低感度測定回路と高感度測定回路とを別々に有する必要は無いが、低感度測定信号と高感度測定信号とを生成可能な回路構成を有していることが好ましい。
【００６０】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６１】
・変形例１：
第１実施形態において説明した微粒子測定システム１０の構成は例示であり、本発明は、第１実施形態で示した微粒子測定システム１０以外の構成によっても実現することができる。例えば、微粒子測定システム１０は、第２の電極１３２を備えていなくてもよい。また、微粒子測定システム１０は、イオン発生部１１０が微粒子センサ１００の内側ではなく、微粒子センサ１００とは別体として構成されていてもよい。さらに、第１の電極１１２を隔壁４２の先後を貫くように帯電室１２１内に配置させ、第１の電極１１２の先端部と帯電室１２１の内壁面との間にコロナ放電を生じさせるようにしてもよい。この場合には、イオン発生部１１０と排ガス帯電部１２０とは一体化されることになる。また、測定電流生成回路７４０は、微粒子量を示す信号を生成できるものであれば良く、上述した各実施形態で説明した構成以外の種々の構成を採用することが可能である。
【００６２】
・変形例２：
上述した実施形態の微粒子測定システム１０は、コロナ放電により第１の電極１１２と隔壁４２との間で陽イオンを発生させる構成としたが、微粒子測定システム１０は、コロナ放電により陰イオンを発生させる構成としてもよい。例えば、第１の電極１１２、隔壁４２の正負の接続先を変更することにより、第１の電極１１２と隔壁４２との間で陰イオンを発生させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…微粒子測定システム
２５…セラミックパイプ
３１…ガス流路
３５…排出孔
４１…ノズル
４２…隔壁
４５…流入孔
５５…空気供給孔
１００…微粒子センサ
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
１３０…イオン捕捉部
１３１…捕捉室
１３２…第２の電極
２００…ケーブル
２２１…第１の配線
２２２…第２の配線
２２３…信号線
２２４…空気供給管
２３０…シャント抵抗
３００…センサ駆動部
４００…内燃機関
４０２…排ガス配管
４０５…燃料配管
４１０…フィルタ装置
４２０…車両制御部
４３０…燃料供給部
４４０…電源部
５００…車両
６００…センサ制御部
７００…電気回路部
７１０…一次側電源回路
７１１…放電電圧制御回路
７１２…トランス駆動回路
７２０…絶縁トランス
７３０…コロナ電流測定回路
７４０…測定信号生成回路
７４５…オフセット電圧調整回路
７５１，７５２…整流回路
７５３，７５４…ショート保護用抵抗
７７１〜７７４…配線
８００…空気供給部
ＡＭＰ１〜３…増幅回路（オペアンプ）
ＣＳ…ケーシング
ＰＧＬ…一次側グランド
Ｒ１〜Ｒ４…抵抗
ＳＷ，ＳＷ１…スイッチ
ＳＧＬ…二次側グランド
Ｖref…基準電圧
Ｖoffset…オフセット電圧
【図１】
2015068808.tif 000004
【図２】
2015068808.tif 000005
【図３】
2015068808.tif 000006
【図４】
2015068808.tif 000007
【図５】
2015068808.tif 000008
【図６】
2015068808.tif 000009
【図７】
2015068808.tif 000010
【図８】
2015068808.tif 000011