(57)【要約】【課題】  微粒子測定システムにおいて、微粒子量の測定精度を向上させる。【解決手段】  微粒子測定システムは、コロナ放電によりイオンを発生させるイオン発生部と、被測定ガス中の微粒子を帯電させる帯電室と、微粒子量に相関する測定信号を生成する測定信号生成回路と、微粒子量を決定する微粒子量決定部とを備え、更に、被測定ガス中の微粒子の粒径を推定する粒径推定部を備え、微粒子量決定部は、推定された粒径と、基準となる粒径との比率に関する係数を、測定信号または測定信号から決定された微粒子量に乗じることで補正を実行する。【選択図】  図１１
2016075674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
被測定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、
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、前記被測定ガス中の微粒子量に相関する測定信号を生成する測定信号生成回路と、
前記測定信号に基づいて前記被測定ガス中の微粒子量を決定する微粒子量決定部と、を備える微粒子測定システムであって、
更に、前記被測定ガス中の前記微粒子の粒径を推定する粒径推定部を備え、
前記微粒子量決定部は、前記推定された粒径と、基準となる粒径との比率に関する係数を、前記測定信号または前記測定信号から決定された前記微粒子量に乗じることで補正を実行する、
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に記載の微粒子測定システムであって、
前記微粒子量決定部は、以下の式に従って前記補正を行ない、前記微粒子量として、前記微粒子の質量濃度を決定する：
ｙ＝ｙ０×（Ｂ／Ａ）N
ここで、ｙは補正後の測定信号又は微粒子の質量濃度、ｙ０は補正前の測定信号又は微粒子の質量濃度、Ａは前記基準となる粒径、Ｂは前記推定された粒径、Ｎは２以上の整数である、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項３】
請求項１に記載の微粒子測定システムであって、
前記微粒子量決定部は、以下の式に従って前記補正を行ない、前記微粒子量として、前記微粒子の個数濃度を決定する：
ｙ＝ｙ０×（Ａ／Ｂ）
ここで、ｙは補正後の測定信号又は微粒子の個数濃度、ｙ０は補正前の測定信号又は微粒子の個数濃度、Ａは前記基準となる粒径、Ｂは前記推定された粒径である、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の微粒子測定システムであって、
前記微粒子測定システムは、車両の内燃機関の排ガスに含まれる前記微粒子量を測定する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の微粒子測定システムであって、
前記粒径推定部は、前記内燃機関の駆動に関するパラメータに基づいて前記粒径を推定する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項６】
請求項５に記載の微粒子測定システムであって、
前記粒径推定部は、互いに異なる複数の前記パラメータに基づいて前記粒径を推定する、
ことを特徴とする微粒子測定システム。
【請求項７】
請求項６に記載の微粒子測定システムであって、
互いに異なる複数の前記パラメータとして、少なくとも前記内燃機関の回転数および燃料噴射量を含む、
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に含まれる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）排ガスに含まれる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、排ガスに含まれる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】特表２０１３−５２０６６９号公報
【特許文献２】特表２０１４−５０１３９１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、本願の発明者等は、上述のイオン量に相当する電流の電流値を表す測定信号と微粒子量との関係が、煤などの微粒子の粒径の違いによる影響を受けて少なからず変動するため、測定精度が低下してしまうという新たな課題を見出した。
【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）本発明の一形態によれば、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；被測定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；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、前記被測定ガス中の微粒子量に相関する測定信号を生成する測定信号生成回路と；前記測定信号に基づいて前記被測定ガス中の微粒子量を決定する微粒子量決定部と；を備える、微粒子測定システムが提供される。前記微粒子測定システムは、更に、前記被測定ガス中の前記微粒子の粒径を推定する粒径推定部を備え；前記微粒子量決定部は、前記推定された粒径と、基準となる粒径との比率に関する係数を、前記測定信号または前記測定信号から決定された前記微粒子量に乗じることで補正を実行することを特徴とする。この形態の微粒子測定システムによれば、推定された粒径と、基準となる粒径との比率に関する係数を測定信号または測定信号から決定された微粒子量に乗じることで補正を行なうので、測定信号と微粒子量との関係について、粒径の違いによる変動の影響を低減させることができ、微粒子量の測定精度を向上させることができる。
【０００７】
（２）上記微粒子測定システムにおいて、前記微粒子量決定部は、以下の式に従って前記補正を行ない、前記微粒子量として、前記微粒子の質量濃度を決定してもよい：
ｙ＝ｙ０×（Ｂ／Ａ）N
ここで、ｙは補正後の測定信号又は微粒子の質量濃度、ｙ０は補正前の測定信号又は微粒子の質量濃度、Ａは前記基準となる粒径、Ｂは前記推定された粒径、Ｎは２以上の整数である。
この構成によれば、上記式に応じた補正を行うだけで、微粒子の質量濃度の測定精度を向上させることができる。なお、Ｎ＝２とすることで、微粒子の質量濃度の測定精度を簡易的な演算式のもと十分な測定精度を得ることができる。
【０００８】
（３）上記微粒子測定システムにおいて、前記微粒子量決定部は、以下の式に従って前記補正を行ない、前記微粒子量として、前記微粒子の質量濃度を決定してもよい：
ｙ＝ｙ０×（Ａ／Ｂ）
ここで、ｙは補正後の測定信号又は微粒子の個数濃度、ｙ０は補正前の測定信号又は微粒子の個数濃度、Ａは前記基準となる粒径、Ｂは前記推定された粒径である。
この構成によれば、上記式に応じた補正を行うだけで、微粒子の個数濃度の測定精度を向上させることができる。
【０００９】
（４）上記微粒子測定システムにおいて、前記微粒子測定システムは、車両の内燃機関の排ガスに含まれる前記微粒子量を測定してもよい。
この構成によれば、車両の内燃機関の排ガスに含まれる微粒子量の測定精度を向上させることができ、排ガスに含まれる微粒子を捕捉するフィルタ装置の劣化や異常を、精度よく検出することが可能となる。
【００１０】
（５）上記微粒子測定システムにおいて、前記粒径推定部は、前記内燃機関の駆動に関するパラメータに基づいて前記粒径を推定してもよい。
内燃機関の駆動に関するパラメータは、排ガスに含まれる微粒子の粒径に影響を与えると考えられる。したがって、この構成によれば、粒径の推定精度を高めることができ、微粒子量の測定精度を向上させることができる。
【００１１】
（６）上記微粒子測定システムにおいて、前記粒径推定部は、互いに異なる複数の前記パラメータに基づいて前記粒径を推定してもよい。
この構成によれば、１種類のパラメータに基づいて粒径を推定する構成に比べて、粒径の推定精度を高めることができ、微粒子量の測定精度を向上させることができる。
【００１２】
（７）上記微粒子測定システムにおいて、互いに異なる複数の前記パラメータとして、少なくとも内燃機関の回転数および燃料噴射量を含むとよい。
内燃機関の回転数および燃料噴射量は、排ガスに含まれる微粒子の粒径に特に影響を与えると考えられるため、これらのパラメータを用いることで、微粒子量の測定精度を向上させることができる。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態としての微粒子測定システムを適用した車両の概略構成を示す説明図である。
【図２】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。
【図３】電気回路部７００の概略構成を示すブロック図である。
【図４】測定信号生成回路７４０の構成を示すブロック図である。
【図５】排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径分布の一例を示すグラフである。
【図６】粒径ピーク値のマップの例を示す説明図である。
【図７】排ガスに含まれる微粒子Ｓの質量濃度と測定信号との関係の一例を示すグラフである。
【図８】図７のデータに関して上記（４）式による補正を行った結果を示すグラフである。
【図９】排ガスに含まれる微粒子Ｓの個数濃度と測定信号との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】図９のデータに関して上記（５）式による補正を行った結果を示すグラフである。
【図１１】微粒子量決定処理の手順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】
【００１５】
Ａ．実施形態
Ａ−１．装置構成
図１は、本発明の一実施形態としての微粒子測定システムを適用した車両の概略構成を示す説明図である。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、被測定ガスとして内燃機関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。
【００１６】
車両５００は、微粒子センサ１００の他に、車両５００内の種々の部位に設けられた各種のセンサ４０６を備えている。これらのセンサ４０６からは、内燃機関４００の駆動に関するパラメータの測定値が車両制御部４２０に供給される。内燃機関４００の駆動に関するパラメータとは、内燃機関４００の運転条件パラメータおよび内燃機関４００の運転により変化する環境パラメータを含む広い概念を有する。内燃機関４００の運転条件パラメータとしては、例えば、内燃機関４００の回転数や、燃料噴射量、車両５００の速度、内燃機関４００のトルク、内燃機関４００の排気圧、内燃機関４００の吸気圧、ＥＧＲ開閉度（ＥＧＲ弁（Exhaust  Gas  Recirculation  valve）が設けられている場合）、内燃機関４００への吸入空気量、点火時期、等が該当する。内燃機関４００の運転により変化する環境パラメータとしては、例えば、内燃機関４００の排ガス温度が該当する。これらの内燃機関４００の駆動に関するパラメータは、いずれも排ガスに含まれる微粒子の粒径に影響を与えると考えられるパラメータである。
【００１７】
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。
【００１８】
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に含まれる微粒子量を測定する。本実施形態において、「微粒子量」は、排ガスの単位体積中に含まれる微粒子の質量に比例する「微粒子の質量濃度」、および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「微粒子の個数濃度」として測定される。なお、「微粒子の質量濃度」と「微粒子の個数濃度」とのうちのいずれか一方のみを測定してもよい。センサ駆動部３００は、排ガスに含まれる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、排ガスに含まれる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。
【００１９】
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。なお、図では、排ガスの流れる方向を矢印Ｆで示している。
【００２０】
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、後述の電気回路部７００に電気的に接続されている。空気供給管２２４は、後述の空気供給部８００に接続されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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、微粒子量決定部６１０と、粒径推定部６２０とを備える。微粒子量決定部６１０は、電気回路部７００から入力される信号に基づき、排ガスに含まれる微粒子量を決定する。微粒子量決定部６１０は、排ガスに含まれる微粒子量を表す信号を車両制御部４２０に出力する。粒径推定部６２０は、排ガスに含まれる微粒子の粒径を推定する。具体的には、後述するように、各種のセンサ４０６から車両制御部４２０に入力される内燃機関４００の駆動に関する信号に基づいて、微粒子の粒径を推定する。
【００２３】
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、排ガスに含まれる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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【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。
【００２７】
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。
【００２８】
排ガス帯電部１２０は、排ガスに含まれる微粒子Ｓ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。
【００２９】
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および捕捉室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。
【００３０】
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、排ガスに含まれる微粒子量を決定する。微粒子センサ１００から出力される信号に基づいて排ガスに含まれる微粒子量を決定する方法については後述する。
【００３１】
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。
【００３２】
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、目標電流値（例えば、５μＡ）となるように実質的に行われる。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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およびシャント抵抗２３０を介して二次側グランドＳＧＬに接続されている。
【００３５】
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およ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２の整流回路７５２は、第２の配線２２２およ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、放電電圧制御回路７１１を制御する。センサ制御部６００による放電電圧制御回路７１１の制御の概要は後述する。
【００３８】
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）に相当する電流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７７３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、測定信号Ｓescをセンサ制御部６００に出力する。なお、測定信号生成回路７４０は、低感度測定信号および高感度測定信号を生成して、それぞれセンサ制御部６００に出力してもよい。ここで、低感度測定信号および高感度測定信号のうちのいずれか一方は、測定信号Ｓescであってもよい。
【００３９】
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。
【００４０】
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。ここで、（Ｉdc＋Ｉtrp）の電流値は、入力電流Ｉinの電流値とほぼ等しい。式（１）の漏洩電流Ｉescは、信号線２２３を流れる電流（Ｉdc＋Ｉtrp）のおよそ１／１０６倍程度の大きさであり、入力電流Ｉinの変動を監視するにあたっては実質的に無視することができるためである。入力電流Ｉinの電流値とイオン発生部１１０のコロナ電流の電流値とは等しいことから、信号線２２３を流れる電流（Ｉdc＋Ｉtrp）の電流値は、コロナ電流の電流値とほぼ等しいといえる。このことから、コロナ電流測定回路７３０は、イオン発生部１１０のコロナ電流の電流値を示す信号Ｓdc+trpをセンサ制御部６００に出力しているといえる。これを受けて、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。
【００４１】
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）
測定信号生成回路７４０には、この漏洩電流Ｉescに相当する電流Ｉcが流れる。測定信号生成回路７４０は、この電流Ｉcに応じた測定信号Ｓescを生成してセンサ制御部６００に出力する。センサ制御部６００の微粒子量決定部６１０は、測定信号Ｓescに基づいて排ガスに含まれる微粒子量を決定する。また、この際、後述する補正を実行する。
【００４２】
Ａ−２．測定信号生成回路の構成例
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、増幅回路７４１と、負帰還抵抗７４２と、抵抗７４３とを含む。増幅回路７４１としてはオペアンプを利用可能である。増幅回路７４１の反転入力端子は、抵抗７４３と信号線２２３とを介して二次側グランドＳＧＬに接続されている。この信号線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。増幅回路７４１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。増幅回路７４１の非反転入力端子に基準電圧Ｖrefを入力すれば、増幅回路７４１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。増幅回路７４１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、増幅回路７４１によって電圧Ｅ１に変換される。電圧Ｅ１を示す信号Ｓescは、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。
【００４３】
増幅回路７４１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、増幅回路７４１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、測定信号生成回路７４０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を表す電圧Ｅ１（および測定信号Ｓesc）を生成することができる。
【００４４】
増幅回路７４１の出力電圧Ｅ１は、以下の式（３）で与えられる。
Ｅ１＝Ｉc×Ｒ１＋Ｖref    ・・・（３）
ここで、Ｉcは補償電流、Ｒ１は負帰還抵抗７４２の抵抗値、Ｖrefは増幅回路７４１の基準電圧である。
【００４５】
センサ制御部６００は、測定信号生成回路７４０から供給される測定信号Ｓescに基づいて、排ガスに含まれる微粒子量を決定する。測定信号Ｓescに基づいて排ガスに含まれる微粒子量を決定する方法としては、例えば、測定信号Ｓescの電圧値と排ガスに含まれる微粒子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Ｓescの電圧値と排ガスに含まれる微粒子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。センサ制御部６００は、アナログ信号としての測定信号Ｓesc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。
【００４６】
Ａ−３．粒径の推定
図５は、排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径分布の一例を示すグラフである。横軸は微粒子の粒径（直径）（ｎｍ）であり、縦軸は粒子数（個／ｃｍ３）である。排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径は、単一ではなく、或る粒径において粒子数が最大となるような、釣鐘型の分布曲線を示す。微粒子Ｓの粒径分布は、内燃機関４００の運転条件に応じて変化し、これに応じて粒径ピーク値も変化する。図５は、内燃機関４００の運転条件を互いに異なる３種類の条件とした場合の、微粒子Ｓの粒径分布をそれぞれ示している。３種類の条件における微粒子Ｓの粒径ピーク値は、それぞれ７５ｎｍ、８７ｎｍ、９７ｎｍである。
【００４７】
本実施形態において「粒径ピーク値」とは、所定の運転条件（内燃機関４００の回転数や燃料噴射量等）で内燃機関４００を運転させた際の排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径分布において、粒子数の最も多い粒径の値を意味する。また、本実施形態において、粒径ピーク値は、請求項における粒径に相当する。
【００４８】
粒径推定部６２０は、各種のセンサ４０６から車両制御部４２０に入力される内燃機関４００の駆動に関するパラメータに基づいて、微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定する。本実施形態では、内燃機関４００の駆動に関するパラメータとして、内燃機関４００の回転数および燃料噴射量を用いる。これらのパラメータは、排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径に特に影響を与えると考えられるからである。
【００４９】
図６は、粒径ピーク値のマップの例を示す説明図である。図６に示すマップには、内燃機関４００の回転数および燃料噴射量と、微粒子Ｓの粒径ピーク値との対応関係が示されている。本実施形態では、粒径推定部６２０は、図のような二次元マップを参照することにより、排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定する。なお、マップに代えて、内燃機関４００の回転数および燃料噴射量と、排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径ピーク値との関係を示す関係式を用いてもよい。
【００５０】
Ａ−４．運転条件による測定結果の補正
Ａ−４−１．微粒子の質量濃度の補正
図７は、排ガスに含まれる微粒子Ｓの質量濃度と測定信号との関係の一例を示すグラフである。横軸は排ガスに含まれる微粒子Ｓの質量濃度（ｍｇ／ｍ３)であり、縦軸は測定信号Ｓescである。正確に言えば、縦軸は、測定信号Ｓescの電圧レベルに対応する電流Ｉcの電流値（pA）で表されている。図７では、微粒子Ｓの粒径ピーク値が互いに異なる３種類の条件について、それぞれ質量濃度と測定信号との関係を示している。３種類の条件における微粒子Ｓの粒径ピーク値は、図５と同様に、それぞれ７５ｎｍ、８７ｎｍ、９７ｎｍである。図中には、３種類の条件それぞれについて、各条件下で得られた測定点に関する一次近似式ｙ＝ａ・ｘと、その相関係数Ｒ２とが示されている。なお、一般に、Ｒ２が大きいほど（すなわち、１に近いほど）相関度が高い。
【００５１】
上述したように、本実施形態の微粒子測定システム１０では、測定信号Ｓescに基づいて、排ガスに含まれる微粒子量を決定する。しかしながら、図７によれば、微粒子Ｓの粒径ピーク値が互いに異なると、質量濃度と測定信号との関係もそれぞれ異なることがわかる。そこで、本実施形態では、微粒子Ｓの粒径に基づいて測定信号Ｓescを補正することにより、測定信号Ｓescと微粒子Ｓの質量濃度との関係について、粒径ピーク値の違いによる影響（測定誤差）を低減させる。
【００５２】
ところで、内燃機関４００から排出される排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径は、１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であると考えられる。一般に、この範囲内の粒径を有する微粒子Ｓは、陽イオンＰＩと衝突させて帯電させた際に、粒径に略正比例した荷電数を有し、その比例定数は１であるとみなすことができる。したがって、例えば、或る微粒子の粒径が他の微粒子の粒径の２倍であると、その荷電数は他の微粒子の荷電数の２倍となる。なお、或る微粒子の粒径が他の微粒子の粒径の２倍であると、その質量は他の微粒子の質量の８倍となる。上述のように微粒子Ｓの粒径は所定の分布を有しているが、以降では、「微粒子Ｓの粒径」とは、微粒子Ｓの粒径ピーク値を意味する。
【００５３】
本実施形態では、微粒子Ｓの質量濃度を決定する際に、次式（４）に従って測定信号Ｓescの補正が実行される。
ｙ＝ｙ０×（Ｂ／Ａ）N    ・・・（４）
式（４）において、ｙは補正後の測定信号Ｓesc、ｙ０は補正前の測定信号Ｓesc、Ａは基準となる粒径ピーク値、Ｂは推定された粒径ピーク値、Ｎは２以上の整数（本実施形態では、Ｎ＝２としている）を、それぞれ示す。基準となる粒径ピーク値は、予めユーザにより設定されている。補正後の測定信号Ｓescが得られると、かかる信号を用いて、上述したマップや関係式に基づき微粒子Ｓの質量濃度が決定される。このとき用いられるマップや関係式（上述した測定信号Ｓescの電圧値と排ガスに含まれる微粒子量との対応関係が示されているマップや、その対応関係を示す関係式）は、基準となる粒径ピーク値を有する微粒子（以下、「基準微粒子」と呼ぶ）が排ガスに含まれる場合に導き出されたマップおよび関係式である。
【００５４】
ここで、推定された粒径ピーク値を有する微粒子Ｓの質量は、基準微粒子の質量の（Ｂ／Ａ）３倍である。他方、推定された粒径ピーク値を有する微粒子Ｓの荷電数は、基準微粒子の荷電数のＢ／Ａ倍であるため、補正前の測定信号Ｓescは、基準微粒子が排ガスに含まれる場合に出力される測定信号ＳescのＢ／Ａ倍となる。したがって、推定された粒径ピーク値を有する微粒子Ｓと基準微粒子とで、補正前の測定信号Ｓescの比は、微粒子の質量比に対して（Ｂ／Ａ）２倍小さい値となる。そこで、本実施形態では、測定信号Ｓesc（推定された粒径ピーク値を有する微粒子Ｓが排ガスに含まれる場合の測定信号Ｓesc）に（Ｂ／Ａ）２を乗じることにより、測定信号Ｓescと微粒子Ｓの質量濃度との関係について、粒径ピーク値の違いによる測定誤差を低減させる。
【００５５】
図８は、図７のデータに関して上記（４）式による補正を行った結果を示すグラフである。図８では、基準となる粒径ピーク値を７５ｎｍとし、推定された粒径ピーク値を８７ｎｍおよび９７ｎｍとして補正を行なった結果を示している。この補正により、測定信号Ｓescと微粒子Ｓの質量濃度との関係について、粒径ピーク値の違いによる測定誤差が低減していることがわかる。このように、上記（４）式による補正を行なうことによって、微粒子Ｓの質量濃度の測定精度を向上させることができる。
【００５６】
Ａ−４−２．微粒子の個数濃度の補正
図９は、排ガスに含まれる微粒子Ｓの個数濃度と測定信号との関係の一例を示すグラフである。横軸は排ガスに含まれる微粒子Ｓの個数濃度（１００万個／ｍ３）であり、縦軸は測定信号Ｓescである。正確に言えば、縦軸は、測定信号Ｓescの電圧レベルに対応する電流Ｉcの電流値（pA）で表されている。図９では、微粒子Ｓの粒径ピーク値が互いに異なる３種類の条件について、それぞれ個数濃度と測定信号との関係を示している。３種類の条件における微粒子Ｓの粒径ピーク値は、図５と同様に、それぞれ７５ｎｍ、８７ｎｍ、９７ｎｍである。図中には、３種類の条件それぞれについて、各条件下で得られた測定点に関する一次近似式ｙ＝ａ・ｘと、その相関係数Ｒ２とが示されている。上述の質量濃度と同様に、図９によれば、微粒子Ｓの粒径ピーク値が互いに異なると、個数濃度と測定信号との関係もそれぞれ異なることがわかる。
【００５７】
本実施形態では、微粒子Ｓの個数濃度を決定する際に、次式（５）に従って測定信号Ｓescの補正が実行される。
ｙ＝ｙ０×（Ａ／Ｂ）    ・・・（５）
式（５）において、ｙは補正後の測定信号Ｓesc、ｙ０は補正前の測定信号Ｓesc、Ａは基準となる粒径ピーク値、Ｂは推定された粒径ピーク値を、それぞれ示す。基準となる粒径ピーク値は、上述した（４）式における基準となる粒径ピーク値と同じである。補正後の測定信号Ｓescが得られると、かかる信号を用いて、上述したマップや関係式に基づき微粒子Ｓの個数濃度が決定される。
【００５８】
上述のように、推定された粒径ピーク値を有する微粒子Ｓの荷電数は、基準微粒子の荷電数のＢ／Ａ倍であるため、補正前の測定信号Ｓescは、基準微粒子が排ガスに含まれる場合に出力される測定信号ＳescのＢ／Ａ倍となる。したがって、推定された粒径ピーク値を有する微粒子Ｓと基準微粒子とで、補正前の測定信号Ｓescの比は、微粒子の個数比に対してＢ／Ａ倍大きい値となる。そこで、本実施形態では、測定信号ＳescにＢ／Ａの逆数であるＡ／Ｂを乗じることにより、測定信号Ｓescと微粒子Ｓの個数濃度との関係について、粒径ピーク値の違いによる測定誤差を低減させる。
【００５９】
図１０は、図９のデータに関して上記（５）式による補正を行った結果を示すグラフである。図１０では、基準となる粒径ピーク値を７５ｎｍとし、推定された粒径ピーク値を８７ｎｍおよび９７ｎｍとして補正を行なった結果を示している。この補正により、測定信号Ｓescと微粒子Ｓの個数濃度との関係について、粒径ピーク値の違いによる測定誤差が低減していることがわかる。このように、上記（５）式による補正を行なうことによって、微粒子Ｓの個数濃度の測定精度を向上させることができる。
【００６０】
Ａ−５．微粒子量決定処理
上述した測定信号Ｓescの補正を踏まえた微粒子量の決定方法について、図１１を用いて説明する。図１１は、微粒子量決定処理の手順を示すフローチャートである。微粒子測定システム１０では、車両５００においてイグニッションがオンすると、微粒子量決定処理が実行される。センサ制御部６００は、内燃機関４００がオンするまで待機し（ステップＳ９０５）、内燃機関４００がオンすると（ステップＳ９０５：ＹＥＳ）、微粒子量の決定が必要か否かを判定する（ステップＳ９１０）。微粒子量の決定が必要でないと判定された場合（ステップＳ９１０：ＮＯ）、ステップＳ９０５に戻る。
【００６１】
これに対して、微粒子量の決定が必要であると判定された場合（ステップＳ９１０：ＹＥＳ）、微粒子量決定部６１０は、微粒子センサ１００の測定信号Ｓescを取得し（ステップＳ９１５）、測定信号Ｓescを記憶する（ステップＳ９２０）。粒径推定部６２０は、センサ４０６から信号を受信することにより、内燃機関４００の回転数および燃料噴射量を取得する（ステップＳ９２５）。粒径推定部６２０は、マップを参照することにより、微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定する（ステップＳ９３０）。微粒子量決定部６１０は、粒径推定部６２０により推定された微粒子Ｓの粒径ピーク値を用いて、上述の方法により測定信号Ｓescを補正する（ステップＳ９３５）。微粒子量決定部６１０は、補正された測定信号Ｓescに基づき、微粒子量（微粒子Ｓの質量濃度および個数濃度）を決定する（ステップＳ９４０）。微粒子量が決定されると、上述のステップＳ９０５に戻る。
【００６２】
以上説明した本実施形態の微粒子測定システム１０では、排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定し、推定された粒径ピーク値と、基準となる粒径ピーク値との比率に関する係数（（Ｂ／Ａ）Ｎ（本実施形態ではＮ＝２）またはＡ／Ｂ）を測定信号Ｓescに乗じることで、測定信号Ｓescの補正を行なう。このため、粒径ピーク値の違いによる測定誤差を低減させることができ、微粒子量の測定精度を向上させることができる。また、内燃機関４００の駆動に関する２種類のパラメータ（内燃機関４００の回転数および燃料噴射量）に基づいて粒径ピーク値を推定するので、１種類のパラメータに基づいて粒径ピーク値を推定する構成に比べて、粒径ピーク値の推定精度を高めることができ、微粒子量の測定精度を向上させることができる。また、内燃機関４００の回転数および燃料噴射量は、排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径に特に影響を与えると考えられるため、これらのパラメータを用いることで、粒径ピーク値の推定精度を高めることができ、微粒子量の測定精度を向上させることができる。さらに、微粒子Ｓの粒径として粒径ピーク値を用いることで、粒径を推定するためのマップを容易に構成することができる。また、車両５００の内燃機関４００の排ガスに含まれる微粒子量の測定精度を向上させることができるので、排ガスに含まれる微粒子を捕捉するフィルタ装置の劣化や異常を、精度よく検出することが可能となる。
【００６３】
Ｂ．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。
【００６４】
Ｂ−１．変形例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、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、測定信号生成回路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。
【００６５】
Ｂ−２．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。
【００６６】
Ｂ−３．変形例３
実施形態では、測定信号Ｓescを補正していたが、測定信号Ｓescに代えて、測定信号Ｓescに基づき決定された微粒子Ｓの質量濃度および個数濃度を補正してもよい。この場合にも、上記（４）式においては、ｙを補正後の微粒子Ｓの質量濃度、ｙ０を補正前の微粒子Ｓの質量濃度とした補正式を利用可能である。同様に、上記（５）式においては、ｙを補正後の微粒子Ｓの個数濃度、ｙ０を補正前の微粒子Ｓの個数濃度とした補正式を利用可能である。この場合であっても、簡易な補正により微粒子量の測定精度を向上させることができる。また、上記（４）式において、本実施形態ではＮ＝２を用いたが、微粒子センサ１００の使用環境等に応じて、Ｎの値として２より大きい整数を用いて微粒子の質量濃度の測定精度を向上させるようにしてもよい。
【００６７】
Ｂ−４．変形例４
実施形態では、内燃機関４００の回転数および燃料噴射量のパラメータに基づいて微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定していたが、本発明はこれに限定されない。内燃機関４００の回転数および燃料噴射量に代えて、車両５００の速度や、内燃機関４００のトルク、内燃機関４００の排気圧、内燃機関４００の吸気圧、ＥＧＲ開閉度、内燃機関４００への吸入空気量、点火時期、等の他の運転条件パラメータを用いてもよい。また、運転条件パラメータに代えて、内燃機関４００の運転により変化する環境パラメータ（内燃機関４００の排ガス温度等）を用いてもよい。これらのパラメータは、いずれも排ガスに含まれる微粒子Ｓの粒径に影響を与えると考えられるからである。また、実施形態では、２種類のパラメータに基づいて微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定していたが、１種類のパラメータまたは３種類以上の複数のパラメータを用いて微粒子Ｓの粒径ピーク値を推定してもよい。
【００６８】
Ｂ−５．変形例５
実施形態では、微粒子量の決定に用いる粒径として、微粒子Ｓの粒径ピーク値を用いたが、粒径ピーク値に代えて、微粒子Ｓの粒径の平均値を用いてもよい。粒径の平均値を用いる構成であっても、粒径を推定するためのマップを容易に構成することができる。この場合、微粒子Ｓの粒径の平均値は、請求項における粒径に相当する。
【００６９】
Ｂ−６．変形例６
実施形態では、微粒子測定システム１０は車両５００に搭載され、内燃機関４００の排ガスに含まれる微粒子量を測定していたが、本発明はこれに限定されない。船等の任意の移動体に搭載された内燃機関や、定置型の内燃機関等、他の任意の内燃機関の排ガスに含まれる微粒子を測定してもよい。また、工場の煙突内の排煙に含まれる微粒子量を測定してもよく、オフィス内や道路の環境モニタとして、或る空間に含まれる煤や他の任意の微粒子の量を測定してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０…微粒子測定システム
３１…ガス流路
３５…排出孔
４１…ノズル
４２…隔壁
４５…流入孔
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
２２１…第１の配線
２２２…第２の配線
２２３…信号線
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
５００…車両
６００…センサ制御部
６１０…微粒子量決定部
６２０…粒径推定部
７００…電気回路部
Ｓ…微粒子
【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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