(57)【要約】【課題】従来よりも簡単な方法でフィルタへ堆積する微粒子量を検知でき、フィルタの交換や再生処理の時期の決定を容易に行うことができる微粒子量検出システムを提供する。【解決手段】外部または内部に１又は２以上の電極２，２を備える微粒子捕集フィルタ１と、微粒子捕集フィルタ１に堆積している微粒子量を検出する検出手段７と、検出手段７により検出される微粒子量が所定量を超えると微粒子捕集フィルタ１の再生を開始する信号を出力する出力手段９とを有する微粒子量検出システム２００である。【選択図】図２
2007262973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面または内部に１又は２以上の電極を備える微粒子捕集フィルタと、
前記微粒子捕集フィルタに堆積している微粒子量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される前記微粒子量を出力する第一出力手段と
を有する微粒子量検出システム。
【請求項２】
外表面または内部に１又は２以上の電極を備える微粒子捕集フィルタと、
前記微粒子捕集フィルタに堆積している微粒子量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される前記微粒子量が所定量を超えると前記微粒子捕集フィルタの再生を開始する信号を出力する第二出力手段と
を有する微粒子量検出システム。
【請求項３】
内燃機関のエンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、排気ガス温度、排気酸素濃度、吸入空気流量、排気スロットル開度、ＥＧＲバルブ開度および走行距離のうち少なくとも３つ以上を含む情報と一定のパラメータとに基づいて前記微粒子捕集フィルタに堆積する前記微粒子量を予測する第一予測手段と、
前記検出手段により検出される前記微粒子量と前記第一予測手段により予測される前記微粒子量とに基づいて前記パラメータ又は前記燃料噴射系への制御信号を変える手段と
を有する請求項１又は２に記載の微粒子量検出システム。
【請求項４】
前記検出手段により検出される前記微粒子量と前記第一予測手段により予測される前記微粒子量との差が所定量を超えると信号を出力する手段
を有する請求項３に記載の微粒子量検出システム。
【請求項５】
前記微粒子捕集フィルタの出入口の差圧と排ガスの流量と温度を含む情報から前記微粒子捕集フィルタに堆積する前記微粒子量を予測する第二予測手段と、
前記検出手段により検出される前記微粒子量と前記第二予測手段により予測される前記微粒子量との差が所定量を超えると信号を出力する手段と
を有する請求項１又は２に記載の微粒子量検出システム。
【請求項６】
前記検出手段が２以上の周波数におけるインピーダンスを利用する請求項１又は２に記載の微粒子量検出システム。
【請求項７】
前記検出手段により検出される前記微粒子量が前記微粒子捕集フィルタの温度に基づいて補正される請求項１〜６のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【請求項８】
前記温度が３００℃を超えると前記検出手段により検出される前記微粒子量が補正される請求項７に記載の微粒子量検出システム。
【請求項９】
前記温度が１００℃未満のときに前記検出手段により検出される前記微粒子量を使用しない、あるいはゼロに補正される請求項１〜８のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【請求項１０】
前記微粒子捕集フィルタの温度が１００℃以上３００℃以下では、前記検出手段により検出される前記微粒子量は補正しないで使用する請求項１〜６のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子量検出システムに関する。さらに詳しくは、気体中の微粒子を捕集するフィルタに堆積した微粒子量を検出する微粒子量検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
気体中の微粒子を捕集して気体を浄化する手段としては、フィルタによるろ過が代表的である。これら微粒子捕集フィルタでは、微粒子が堆積するにつれてフィルタの目詰まりが進行し、フィルタ性能が低下するため、微粒子の堆積量がフィルタの使用限界に達する前に、フィルタ自体を交換するか、あるいは堆積した微粒子を取り除く再生処理が必要である。この交換や再生処理の時期を決めるためには、微粒子堆積量の予測が必要であり、フィルタ前後の差圧と排気流量、空燃比などにより微粒子堆積量が検知されていた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１では、アクセル開度変化率が小さくかつ排気流量が大きい状況では、微粒子捕集フィルタの入口と出口の差圧及び排ガス流量から堆積微粒子量を検出し、そうでない場合には、燃料噴射量及びエンジンの回転速度から微粒子排出量を推定する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、排ガスの空燃比を検出し、その空燃比に基づいて排ガスに含まれる微粒子の発生量を算出する微粒子の堆積量推定方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９５２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フィルタ前後の排圧の差圧を検出する方法では、堆積微粒子量に対して、フィルタの圧力損失が一義的に定まらない場合が多かった。また、例えば、ディーゼルエンジンの排気微粒子（ＰＭ：particulate matter）を捕集するウォールフロー型のセラミックフィルタ（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）では、低温で微粒子を捕集し続けた後、フィルタ細孔内にコーティングされた触媒の活性温度に一時的に昇温すると、細孔内に堆積した微粒子が酸化除去され、わずかな細孔内微粒子の酸化消滅により圧力損失が大きく低下するため、堆積微粒子量を検出し再生するシステムの調整が困難であり問題であった。
【０００６】
また、排ガスの空燃比から微粒子発生量を算出し、その量を積算して堆積微粒子量を推定する方法では、微粒子発生量のすべてがフィルタに堆積するとして堆積微粒子量を推定していることから、再生処理の頻度が増し、燃料効率が低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、より簡単な方法でフィルタへ堆積する微粒子量を検知でき、フィルタの交換や再生処理の時期の決定が容易に行えるような微粒子量検出システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の微粒子量検出システムを提供するものである。
【０００９】
［１］外表面または内部に１又は２以上の電極を備える微粒子捕集フィルタ（以下「ＤＰＦ」ということがある）と、前記ＤＰＦに堆積している微粒子量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出される前記微粒子量を出力する第一出力手段とを有する微粒子量検出システム（以下、「第一の発明」ということがある）。
【００１０】
［２］外表面または内部に１又は２以上の電極を備えるＤＰＦと、前記ＤＰＦに堆積している微粒子量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出される前記微粒子量が所定量を超えると前記ＤＰＦの再生を開始する信号を出力する第二出力手段とを有する微粒子量検出システム（以下、「第二の発明」ということがある）。
【００１１】
［３］内燃機関のエンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、排気ガス温度、排気酸素濃度、吸入空気流量、排気スロットル開度、ＥＧＲバルブ開度および走行距離のうち少なくとも３つ以上を含む情報と一定のパラメータとに基づいて前記ＤＰＦに堆積する前記微粒子量を予測する第一予測手段と、前記検出手段により検出される前記微粒子量と前記第一予測手段により予測される前記微粒子量とに基づいて前記パラメータ又は前記燃料噴射量を変える手段とを有する［１］又は［２］に記載の微粒子量検出システム。
【００１２】
［４］前記検出手段により検出される前記微粒子量と前記第一予測手段により予測される前記微粒子量との差が所定量を超えると信号を出力する手段を有する前記［１］〜［３］のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【００１３】
［５］前記ＤＰＦの出入口の差圧と排ガスの流量と温度を含む情報から前記微粒子捕集フィルタに堆積する前記微粒子量を予測する第二予測手段と、前記検出手段により検出される前記微粒子量と前記第二予測手段により予測される前記微粒子量との差が所定量を超えると信号を出力する手段とを有する前記［１］又は［２］に記載の微粒子量検出システム。
【００１４】
［６］前記検出手段が２以上の周波数におけるインピーダンスを利用する前記［１］又は［２］に記載の微粒子量検出システム。
【００１５】
［７］前記検出手段により検出される前記微粒子量が前記ＤＰＦの温度に基づいて補正される前記［１］〜［６］のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【００１６】
［８］前記温度が３００℃を超えると前記検出手段により検出される前記微粒子量が補正される前記［７］に記載の微粒子量検出システム。
【００１７】
［９］前記温度が１００℃以下のときに前記検出手段により検出される前記微粒子量を使用しない、あるいはゼロに補正される［１］〜［８］のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【００１８】
［１０］前記微粒子捕集フィルタの温度が１００℃を超え３００℃未満では、前記検出手段により検出される前記微粒子量は補正しないで使用する［１］〜［６］のいずれかに記載の微粒子量検出システム。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の微粒子量検出システムによれば、従来よりも簡単な方法でフィルタへ堆積する微粒子量を検知でき、フィルタの交換や再生処理の時期の決定を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の微粒子量検出システムの実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２１】
図１は、本発明に係る微粒子量検出システム１００（第一の発明）の実施形態の一例を示す模式図である。本例では、ＤＰＦ１の外表面の２カ所に電極２，２が設置され、当該電極２，２間にコイル３が直列に接続される。検出手段７では、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路のインピーダンスが測定され、その値からＤＰＦ１内の微粒子量が検出される。当該微粒子量は第一出力手段８から信号として出力される。当該出力信号は、例えばＤＰＦ１の再生処理開始信号として利用される。この時、２つの電極の面積は等しくてもあるいは異なっていても良く、それらの面積比は例えば、０．０１〜１の間で自由に設計して良い。
【００２２】
本微粒子量検出システム１００では、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路のインピーダンスを測定することによって、ＤＰＦ１内の静電容量を検知することができる。当該静電容量は、微粒子量に対応して変化するため、微粒子量とインピーダンスとの関係を予め求めておくことにより、インピーダンスから微粒子量を算出することができる。
【００２３】
本実施形態においては、ＤＰＦ１とコイル３とを含む回路のインピーダンスは、共振条件Ｌω＝１／Ｃω（Ｌ：インダクタンス、Ｃ：静電容量、ω：２πｆ（ｆ：周波数））で急激に０に近づくため、微粒子の堆積量変化に対するインピーダンスの変化がシャープになり、より精度良く微粒子堆積量を検知できる。コイル３のインダクタンスの値は、狙いの微粒子堆積量において共振条件を満足するように設定しておけばよい。すなわち、コイル３としてインダクタンスを調整することができる可変コイル３を使用して、微粒子堆積量が所定量に達したときに、インピーダンスが急激に０に近づくようにインダクタンスの値を予め制御しておく。
【００２４】
次に、本発明の別の実施形態の一例を示す。本例においては、図１の検出手段７により、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路の共振周波数が測定され、その値からＤＰＦ１内の微粒子量が検出される。当該微粒子量は第一出力手段８から信号として出力される。当該出力信号は、例えばＤＰＦ１の交換や再生処理開始信号として利用される。
【００２５】
本実施形態においては、本微粒子量検出システム１００において、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路の共振周波数を測定することによって、ＤＰＦ１内の静電容量を検知することができる。当該静電容量は、微粒子量に対応して変化するため、微粒子量と共振周波数との関係を予め求めておくことにより、共振周波数から微粒子量を算出することができる。
【００２６】
本実施形態においては、ＤＰＦ１とコイル３とを含む回路のインピーダンスは、共振条件Ｌω＝１／Ｃωで急激に０に近づき、このときの共振周波数は、近似的にω＝（１／ＬＣ）１／２となる。コイル３のインダクタンスの値を予め制御して、狙いの微粒子堆積量において共振条件を満足するように設定し、固定しておくと、微粒子の堆積によりＤＰＦ１の静電容量Ｃが変化するため、共振周波数ωも変化する。この共振周波数ωを測定することにより、堆積微粒子量を検知することができる。あるいは、ＤＰＦ１とコイル３とを含む回路で発振回路を形成し、その発振周波数を周波数カウンタ等で測定することによって、静電容量Ｃを算出し堆積微粒子量を検知しても良い。
【００２７】
図２は、本発明の微粒子量検出システム２００（第二の発明）の実施形態の一例を示す模式図である。本例では、ＤＰＦ１の外周面の２カ所に電極２，２が設置され、当該電極２，２間にコイル３が直列に接続される。検出手段７では、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路のインピーダンスが測定され、その値からＤＰＦ１内の微粒子量が検出される。当該微粒子量が予め設定された所定量を超えると第二出力手段９からＤＰＦ１の再生を開始する信号が出力される。再生手段１０は、当該信号を受けＤＰＦ１の再生を開始する。
【００２８】
本実施形態において、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路のインピーダンスを測定することによって、微粒子量を算出することができることについては、前述の第一の発明の場合と同じである。ＤＰＦ１の再生は、例えば排気行程中に燃料を噴射することおよび／または排気管に設置された燃料噴射装置によって燃料を噴射することにより、未燃焼の燃料はＤＰＦ１および／または排気管のＤＰＦ１前段に設置された酸化触媒に供給され、そこで燃焼する。この燃料の燃焼熱により微粒子は酸化・燃焼され、ＤＰＦ１から除去される。また、排気管に設置された燃料バーナー、電気ヒーター等により排気ガス温度を上昇させ、その熱により微粒子を酸化・燃焼させてＤＰＦ１を再生させることも可能である。第二出力手段９から出力されるＤＰＦ１の再生を開始する信号は、前記以外の再生方法の再生開始信号としても使用可能であることは言うまでもないであろう。
【００２９】
次に、本発明の別の実施形態の一例を示す。本例においては、図２の検出手段７により、ＤＰＦ１とコイル３を含む回路の共振周波数が測定され、その値からＤＰＦ１内の微粒子量が検出される。当該微粒子量が予め設定された所定量を超えると第二出力手段９からＤＰＦ１の再生を開始する信号が出力される。再生手段１０は、当該信号を受けＤＰＦ１の再生を開始する。
【００３０】
本実施形態において、ＤＰＦ１と可変コイル３を含む回路の共振周波数を測定することによって、微粒子量を算出することができることについては、前述の第一の発明の別の実施態様の場合と同じである。
【００３１】
第一の発明及び第二の発明においては、このようなインダクタンスの他、キャパシタンス、直流抵抗などを前記回路内に直列又は並列に接続して、共振条件を調整することも可能である。
また、本発明の微粒子量検出システム１００および／または２００において、ＤＰＦ１の内部に電極２，２を設置することももちろん可能であり、例えば、図３のようにＤＰＦ１の径方向中心部に平行平板状に電極２，２を埋設したり、図４のようにＤＰＦ１の径方向外周部付近に平行平板状に電極２，２を埋設することも可能である。
【００３２】
図５は、図１の微粒子量検出システム１００において、ＤＰＦ１をＤＰＦユニット２０とした微粒子量検出システム１００（第一の発明）の実施形態の一例を示す模式図である。ＤＰＦ１がＤＰＦユニット２０に置き換えられた以外は、図１の微粒子量検出システム１００と同じである。
【００３３】
ＤＰＦユニット２０の実施形態の一例を図５に示す模式図で説明する。本例では、フィルタ本体として、多孔質の隔壁により気体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体の端面を交互に千鳥状に目封止したウォールフロー型のＤＰＦ１を使用しており、このＤＰＦ１が、その外周部を取り囲む筒状のマット６を介して、同じく筒状の金属管体５内に保持された構造となっている。ＤＰＦ１には、その断面中央部付近に筒状の電極４が埋設されており、この電極４と金属管体５との間のインピーダンスが計測される。
【００３４】
このＤＰＦユニット２０において、捕集された微粒子の量を検知する基本原理は、前述のＤＰＦ１と同様であるが、ＤＰＦ１は、一般に、金属管体５内部にマット６を介して保持された状態で実用に供されることが多いので、本発明のＤＰＦユニット２０では、金属管体５を一方の電極として利用し、この金属管体５とフィルタ１に設けた電極４との間のインピーダンスを計測するインピーダンス計測回路を構成している。つまり、第一の発明において、ＤＰＦ１は、その外部に金属管体５を備え、この金属管体５が電極に相当する。
【００３５】
このＤＰＦユニット２０においては、ＤＰＦ１に設置された電極４と、金属管体５と、それらの間に直列に接続されたコイル３とからなる回路のインピーダンスを計測することによって、ＤＰＦ１に微粒子が堆積したことによる電極４と金属管体５との間の静電容量の変化を検知することができる。電極４と金属管体５との間の静電容量は、ＤＰＦ１内の微粒子の量に対応して変化するため、インピーダンスの計測データからＤＰＦ１の微粒子堆積量を測定することができる。具体的には、堆積した微粒子の質量とインピーダンスとの関係を実測値に基づいて予めグラフ化等しておくことにより、インピーダンスを計測することにより、その計測時点でのＤＰＦ１に堆積した微粒子量を測定することができる。
【００３６】
また、別の実施態様としては、電極４と金属管体５との間の静電容量の変化を検知することができる。電極４と金属管体５との間の静電容量は、ＤＰＦ１内の微粒子量に対応して変化するため、共振周波数の測定データからＤＰＦ１の微粒子堆積量を測定することができる。具体的には、堆積した微粒子の質量と共振周波数との関係を実測値に基づいて予めグラフ化等しておくことにより、共振周波数を測定することにより、その計測時点での微粒子の堆積量を測定することができる。
【００３７】
図６は、図２の微粒子量検出システム２００において、ＤＰＦ１をＤＰＦユニット２０とした微粒子量検出システム２００（第二の発明）の実施形態の一例を示す模式図である。ＤＰＦ１がＤＰＦユニット２０に置き換えられた以外は、図２の微粒子量検出システム２００と同じである。
図６のＤＰＦ１についても、第二の発明において、その外部に金属管体５を備え、この金属管体５が電極に相当する。
【００３８】
このＤＰＦユニット２０においては、内部に備えられる電極をＤＰＦ１の断面中央部付近に設けることが好ましく、例えば、図７のように筒状の電極４をハニカム構造の隔壁に沿ってＤＰＦ１内部に埋設したり、図８のように板状の電極４をハニカム構造の隔壁に沿ってＤＰＦ１内部に埋設したり、あるいは図９のように、端面中央付近の目封止部の一部を導電性の材料を充填して構成し電極４とすることも可能である。
【００３９】
ＤＰＦ１の外周部を取り囲むマット６の材質としては、アルミナ、シリカ等のセラミックスを主成分とする繊維をマット状に成形したもの等が好適に使用できる。更には、マットがセラミック等の不導電体製でなく、ステンレス等の導電性の材料で出来たワイヤメッシュ状のものを使用した場合は、マットも電極の一部を構成することになる。また、金属管体５の材質としては、フェライト系ステンレス等が好適に使用できる。
【００４０】
ＤＰＦ１の形態は特に限定されるものではないが、前記実施形態で例示したようなウォールフロー型のものや多孔質セラミックフォーム等が好適に使用できる。また、フィルタの材質も特に限定されないが、炭化珪素、コージェライト、アルミナタイタネイト、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ及びシリカよりなる群から選ばれる１種以上のセラミックス、又は焼結金属を主成分とする材料から構成されているものが好適である。
【００４１】
第一の発明及び第二の発明のＤＰＦ１又はＤＰＦユニット２０において、共振周波数を測定する際の交流電流の周波数は、どのような周波数でも良いが、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚであることが好ましい。１ｋＨｚ未満では、インピーダンスに占める直流抵抗成分の比率が大きくなるため、静電容量の変化による共振周波数の相対変化率が小さくなり、微粒子堆積量の検知精度が低下する。一方、１０ＭＨｚを超えると、ＤＰＦ１からの信号取り出し線等を含む計測系全体に含まれるノイズ的インダクタンス（コイル３以外で生じるインダクタンス）の量が過大になり、計測精度が低下するおそれがある。信号取り出し線等が短く出来る場合等は、これらよりも低いあるいは高い周波数（例えば５０ＭＨｚ）でも良いことは言うまでもない。
【００４２】
第一の発明及び第二の発明において、内燃機関のエンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、排気ガス温度、排気酸素濃度、吸入空気流量、排気スロットル開度、ＥＧＲバルブ開度および走行距離のうち少なくとも３つ以上を含む情報とそれら情報に対して定められるパラメータに基づいてＤＰＦ１内へ堆積している微粒子量を予測する第一予測手段を有することが好ましい。そして、検出手段７により検出される微粒子検出量を第一予測手段にフィードバックすることにより、第一予測手段により予測される微粒子量と検出手段７により検出される微粒子量との差あるいはその変化量から第一予測手段で予測量を算出するパラメータを変えることが好ましい。このことにより、例えばＤＰＦ１の再生時期をより精度を上げて調整できる。
または、燃料噴射系への制御信号を変化させるのが好ましい。このことにより、ＤＰＦ１に堆積する微粒子量を減少する運転が可能となる。
排ガス温度は、ＤＰＦ１への排ガスの入口部と出口部の温度のいずれでもよいが、燃料噴射量つまり燃焼温度との関係がより高いＤＰＦ１入口部の温度の方がより好ましい。
【００４３】
前述の第一予測手段により予測される微粒子量と検出手段７により検出される微粒子量との差が所定量を超える場合には、ＤＰＦ１又はエンジンなどの故障が考えられる。例えば、ある時点での検出手段７により検出される微粒子量と、前記ある時点より一定時間後の検出手段７により検出される微粒子量との差分が、前述の第一予測手段より予測される前記一定時間にＤＰＦ１に堆積する微粒子量よりも非常に少ない場合は、ＤＰＦ１が破損していることが考えられる。したがって、このような場合には、運転者に知らせるための警報信号などの信号を出力する手段を有するのが好ましい。
【００４４】
第一の発明及び第二の発明において、ＤＰＦ１への排ガス入口部と出口部の差圧と排ガスの流量と温度とを含む情報からＤＰＦ１に堆積する微粒子量を予測する第二予測手段が備えられ、検出手段７により検出される微粒子検出量との差が所定量を超える場合には、信号を出力する手段を有するのが好ましい。
このような場合には、例えば微粒子によるＤＰＦ１内部の端面閉塞が考えられるため、端面閉塞と判定した場合は即再生を開始する信号として使用したり、運転者に知らせるための警報信号として使用したり、後の解析のために記憶するための信号として使用される。
ＤＰＦ１への排ガス入口部と出口部の差圧が同じ場合でも、排ガスの流量や温度によりＤＰＦ１に堆積している微粒子量は異なる（流量が増せば差圧が増加する）ため、第二予測手段においては、排ガスの流量や温度を含む情報からＤＰＦ１への堆積微粒子量が予測される。
【００４５】
第一の発明及び第二の発明において、検出手段７により検出される微粒子量を算出するにあたって、前記検出手段７が２以上の周波数におけるインピーダンスを利用することが好ましい。ＤＰＦ１備えられた一の電極セットに二以上の周波数の電流を流すことも、二以上の電極セットに一又は二以上の周波数の電流を流すことも可能である。このように複数の周波数におけるインピーダンスに基づいて微粒子検出量を算出することにより精度の向上が図られる。この時、２つ以上の複数の周波数は、最も低い周波数と最も高い周波数とでは、２倍又は２倍以上、より好ましくは１０倍又は１０倍以上の差があると、より測定の精度が向上する。
【００４６】
図１３は、温度によるインピーダンスの変化を示すグラフである。ＤＰＦ１の温度が２３０℃まではインピーダンス変化は小さいが、温度がさらに高くなるにつれて次第にインピーダンスは減少し、３００℃を超えると急激に減少する。従って、微粒子量検出システム１００，２００において、検出手段７により検出される微粒子量にこのインピーダンスの変化に伴う補正を行うことが好ましい。つまり、検出手段７により検出される微粒子量がＤＰＦ１の温度に基づいて補正される補正手段を有することが好ましい。この温度（ＤＰＦ温度）としては、排ガスのＤＰＦ入口温度であってもよいし、入口温度と出口温度との平均でもよい。ＤＰＦ１を代表する温度であればよい。
【００４７】
図１５は、湿度によるインピーダンスの変化を示すグラフである。ＤＰＦ１のインピーダンスは、湿度が高くなるにつれてインピーダンスは低下し、その割合は８０％（相対湿度）を超えると著しく低下する。このため、第一の発明及び第二の発明の微粒子量検出システム１００，２００において、検出手段７により検出される微粒子量にこのインピーダンスの変化に伴う補正を行うことが好ましい。つまり、検出手段７により検出される微粒子量が湿度に基づいて補正される補正手段を有することが好ましい。
このために一態様としては、相対湿度によりインピーダンスの変化が生じる１００℃未満の温度で検出される微粒子量を使用しない、あるいはゼロとする補正を行うことが好ましい。検出される微粒子量がゼロであれば、例えば自動車が走行を開始したばかりのときに、実際に堆積している微粒子量が少ないにもかかわらず第二出力手段が再生処理を開始する誤信号を出力し、再生処理が開始されることを回避することができる。
【００４８】
さらに、第一の発明及び第二の発明の別の実施の態様として、ＤＰＦ１の温度が１００℃以上３００℃以下では、検出手段７により検出される微粒子量は補正する必要がない。
このことにより、温度、湿度によるインピーダンスの変化が大きくない１００℃以上３００℃以下の温度範囲での検出手段により検出される微粒子量を使用し、例えばＤＰＦ１の再生時期をより精度を上げて調整できる。
【００４９】
さらに、１００℃未満と３００℃を越える温度で検出される微粒子量が使用されないようにするために、ＤＰＦ１の温度が１００℃未満である場合、または３００℃を越える場合には、検出手段７により検出される微粒子量をゼロとし、１００℃以上３００℃以下では補正されないようにすることもできる。
本発明の微粒子量検出システム１００，２００が使用される内燃機関などの運転状況にもよるが、好適には補正されない温度範囲を温度及び湿度によるインピーダンス変化の影響がより少ない１２０℃以上２３０℃以下とすることもできる。
【００５０】
第一の発明及び第二の発明の微粒子量検出システム１００，２００は、微粒子を含む気体の浄化に広く使用できるものであり、その用途は限定されないが、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関の排気中の微粒子を捕集するためのＤＰＦ１に堆積した微粒子量検出システム１００，２００として特に好適に使用できる。また、ＤＰＦ１には、その再生処理の際の微粒子の酸化除去を促進する等の目的で、Ｐｔ（白金）のような触媒成分を担持させるようにしてもよい。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５２】
（実施例１）
コージェライト化原料に、造孔剤としてグラファイトを１５〜２５質量％、ＰＥＴ、ＰＭＡ、フェノール樹脂等の合成樹脂を合計５〜１５質量％添加し、更にメチルセルロース類と界面活性剤とを所定量添加し、これに水を加えて混練し坏土とした。次いで、この坏土を真空脱気後、ハニカム構造に押し出し成形し、マイクロ波乾燥及び熱風乾燥法により乾燥した後、最高温度を１４００〜１４３５℃として焼成することにより、多孔質のセラミックス（コージェライト）からなるハニカム構造体を製造した。
【００５３】
このハニカム構造体をウォールフロー型のフィルタにするため、ハニカム構造体の両端面においてセルの端部を交互に千鳥状に目封止した。さらに、Ｐｔを担持させ、直径１４４ｍｍ、長さ１５２ｍｍのウォールフロー構造のフィルタを得た。このフィルタの外表面の２カ所に銀（Ａｇ）ペーストを塗布して焼き付けることにより、図１に示すように電極２，２を形成し、コイル３のインダクタンスがゼロとなるように調整して当該電極２，２間のインピーダンスを計測する回路を構成した。
【００５４】
このフィルタに、微粒子（particulate matter）を含むディーゼルエンジン排ガスを流し、フィルタに微粒子を堆積させながら、前記電極２，２間のインピーダンスの計測を行ったところ、堆積した微粒子の質量と計測したインピーダンスとの関係は、図１０のようになり、インピーダンスの値より微粒子の堆積量を測定できることを確認した。なお、電流の周波数は１０ＭＨｚとした。
【００５５】
次いで、上記で製造したフィルタを使用して、微粒子の堆積量が５ｇ／リットル（Ｌ）のときに共振条件Ｌω＝１／Ｃωを満たすように予めコイル３のインダクタンス値を調整した。電気炉でフィルタ内の微粒子を一度完全に酸化除去した後、このフィルタに微粒子を含むディーゼルエンジンの排ガスを流し、フィルタに微粒子を堆積させながら、前記電極間のインピーダンスを計測した。堆積した微粒子量とインピーダンスとの関係は、図１１のようになり、微粒子堆積量が５ｇ／Ｌとなったときに、インピーダンスが急激に０に近づいた。この結果より、インピーダンスの測定により、ＤＰＦ１内の微粒子の堆積量を測定することができた。
【００５６】
（実施例２）
実施例１の方法で製造したフィルタの室温における周波数とインピーダンスとの関係は、図１２に示すように、それぞれの対数値が略逆比例する。
フィルタの温度とインピーダンスとの関係は、図１３に示すように、フィルタの温度が３００℃まではインピーダンスの低下は小さいが、４００℃を超えると急激に減少した。３００℃を超える条件では温度による補正を行うのが好ましいことがわかる。
【００５７】
（実施例３）
異なる湿度下での周波数とインピーダンスとの関係を図１４に、室温下での湿度とインピーダンスとの関係を図１５に示す。図１５より、インピーダンスは１０ＭＨｚ以下の周波数では湿度が７０％以上で急激に低下した。このことにより、湿度による補正を行うのが好ましいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関の排ガス中の微粒子を捕集し浄化するために使用される微粒子量検出システムとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明（第一の発明）に係る微粒子量検出システムの実施形態の一例を示す模式図である。
【図２】本発明（第二の発明）に係る微粒子量検出システムの実施形態の一例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る微粒子量検出システムにおいて、ＤＰＦ内部への電極配置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る微粒子量検出システムにおいて、ＤＰＦ内部への電極配置の他の例を示す模式図である。
【図５】本発明（第一の発明）に係る微粒子量検出システムの実施形態の一例を示す模式図である。
【図６】本発明（第二の発明）に係る微粒子量検出システムの実施形態の一例を示す模式図である。
【図７】本発明に係るＤＰＦユニットの電極の形態の一例を示す模式図である。
【図８】本発明に係るＤＰＦユニットの電極の形態の他の例を示す模式図である。
【図９】本発明に係るＤＰＦユニットの電極の形態の更に他の例を示す模式図である。
【図１０】実施例１において、堆積した微粒子の質量とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図１１】実施例１において、堆積した微粒子の質量とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図１２】実施例２において、周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図１３】実施例２において、温度とインピーダンスの変化との関係を示すグラフである。
【図１４】実施例３において、周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図１５】実施例３において、湿度とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１：微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）、２：電極、３：コイル、４：電極、５：金属管体、６：マット、７：検出手段、８：第一出力手段、９：第二出力手段、１０：再生手段、２０：微粒子捕集フィルタユニット（ＤＰＦユニット）、１００，２００：微粒子量検出システム。
【図１】
2007262973.tif 000003
【図２】
2007262973.tif 000004
【図３】
2007262973.tif 000005
【図４】
2007262973.tif 000006
【図５】
2007262973.tif 000007
【図６】
2007262973.tif 000008
【図７】
2007262973.tif 000009
【図８】
2007262973.tif 000010
【図９】
2007262973.tif 000011
【図１０】
2007262973.tif 000012
【図１１】
2007262973.tif 000013
【図１２】
2007262973.tif 000014
【図１３】
2007262973.tif 000015
【図１４】
2007262973.tif 000016
【図１５】
2007262973.tif 000017