(57)【要約】【課題】微粒子の付着による検出性能の低下を抑制する【解決手段】微粒子検出装置は、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出するために排気ガスに晒すように取り付けられる微粒子センサを制御する。微粒子検出装置は、微粒子センサによる検出結果に基づいて、排気ガス中の微粒子量を測定する（Ｓ２０）。また微粒子検出装置は、測定された微粒子の量を累積した微粒子量累積値を算出する（Ｓ３０）。そして微粒子検出装置は、微粒子量累積値が報知判定値以上である場合に、喚起画像を表示させる（Ｓ４０，Ｓ６０）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガスに含まれる微粒子の量を検出するために前記被測定ガスに晒すように取り付けられる微粒子センサを制御する微粒子検出装置であって、
前記微粒子センサによる検出結果に基づいて、前記微粒子の量を測定する微粒子量測定手段と、
前記微粒子量測定手段により測定された前記微粒子の量を累積した微粒子量累積値を算出する累積値算出手段と、
前記累積値算出手段により算出された前記微粒子量累積値に基づいて、予め設定された報知条件が成立した場合に報知を行う報知手段とを備える
ことを特徴とする微粒子検出装置。
【請求項２】
前記微粒子センサは、
第１電位とされ、前記被測定ガスを内部に取り入れるガス取入口、及び、前記内部に取り入れられた前記被測定ガスを外部へ排出するガス排出口を含む内側金具と、
前記内側金具の周囲を取り囲み、前記第１電位と異なる第２電位とされた外側金具と、
前記内側金具と前記外側金具との間に配置されて両者を電気的に絶縁するとともに、前記被測定ガスに自身の表面の一部が接する絶縁部材と、
コロナ放電によりイオンを発生させるイオン発生部と、を備え、前記イオン発生部にて発生させた前記イオンを、前記内側金具の内部に取り入れられた前記被測定ガス中に含まれる前記微粒子に吸着させて帯電した帯電微粒子を生成するように構成されており、
前記微粒子量測定手段は、前記第１電位と前記第２電位との間に前記帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて、前記微粒子の量を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の微粒子検出装置。
【請求項３】
予め設定されたリセット実行条件が成立すると、前記微粒子量累積値をリセットするリセット手段を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微粒子検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の微粒子検出装置に、前記微粒子センサを接続してなる
ことを特徴とする微粒子検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガスに含まれる微粒子の量を検出する微粒子検出装置および微粒子検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される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が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９４０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような微粒子センサでは、微粒子センサに微粒子が付着すると、微粒子量の検出精度が低下したり、微粒子量の検出ができなくなったりするという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、微粒子の付着による検出性能の低下を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明は、被測定ガスに含まれる微粒子の量を検出するために被測定ガスに晒すように取り付けられる微粒子センサを制御する微粒子検出装置であって、微粒子量測定手段と、累積値算出手段と、報知手段とを備える。
【０００６】
微粒子量測定手段は、微粒子センサによる検出結果に基づいて、微粒子の量を測定する。累積値算出手段は、微粒子量測定手段により測定された微粒子の量を累積した微粒子量累積値を算出する。報知手段は、累積値算出手段により算出された微粒子量累積値に基づいて、予め設定された報知条件が成立した場合に報知を行う。
【０００７】
このように構成された本発明の微粒子検出装置は、微粒子量累積値に基づいて報知を行うことにより、微粒子検出装置の使用者に対して、微粒子センサの交換を喚起したり、微粒子センサに付着した微粒子を除去する処理の実行を喚起したりすることができる。このため、本発明の微粒子検出装置は、微粒子の付着により検出性能が低下した状態で微粒子センサが用いられる状況が継続するのを抑制し、微粒子量の検出性能の低下を抑制することができる。
【０００８】
さらに、報知が行われるタイミングは、測定された微粒子の量を累積した微粒子量累積値に基づいて予め設定された報知条件が成立したときである。このため、本発明の微粒子検出装置は、微粒子センサが多量の微粒子に晒されることによって微粒子センサの検出性能が低下する程の微粒子が実際に微粒子センサに付着した可能性が高い場合に、報知を行うことができる。これにより、本発明の微粒子検出装置は、微粒子センサの検出性能が低下する程の微粒子が微粒子センサに付着していないにも関わらず無駄に微粒子センサの交換が行われたり微粒子の除去処理が行われたりしてしまうという事態の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の微粒子検出装置では、微粒子センサが、第１電位とされる内側金具と、第２電位とされる外側金具と、両金具間に配置されるとともに、被測定ガスに自身の表面の一部が接する絶縁部材と、イオン発生部とを備え、イオンを内側金具の内部に取り入れられた被測定ガス中に含まれる微粒子に吸着させて帯電した帯電微粒子を生成するように構成されており、微粒子量測定手段が、第１電位と第２電位との間に帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて、微粒子の量を測定する構成に対して有用である。
【００１０】
このように構成された微粒子センサでは、外側金具と内側金具との間に配置された絶縁部材の一部の表面が被測定ガスに接触するため、当該表面に微粒子が付着（堆積）すると、第１電位とされる内側金具と第２電位とされる外側金具との間の絶縁性が低下する。このように両金具間の絶縁性が低下すると、帯電微粒子の量に応じて流れる微小な信号電流が変動してしまい、被測定ガス中に含まれる微粒子の量を適切に検知できず、微粒子センサの検出性能が低下することがある。
【００１１】
これに対し、本発明の微粒子検出装置は、外側金具と内側金具との間に配置される絶縁部材を備えた微粒子センサを駆動制御し、帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて微粒子の量を測定する場合において、微粒子量累積値に基づいて報知を行うことから、微粒子センサの交換を喚起したり、微粒子センサ（絶縁部材）に付着した微粒子を除去する処理の実行を喚起したりすることができ、微小な信号電流が流れることになる微粒子センサの検出性能の低下を抑制するのに好適である。
【００１２】
また、本発明の微粒子検出装置では、予め設定されたリセット実行条件が成立すると、微粒子量累積値をリセットするリセット手段を備えるようにするとよい。これにより、本発明の微粒子検出装置は、微粒子センサの交換が行われたり微粒子の除去処理が行われたりした後に微粒子量累積値をリセットすることにより、微粒子量累積値を新たに算出することができる。
【００１３】
また、本発明の微粒子検出システムは、上記した微粒子検出装置に微粒子センサを接続した構成をなすものであり、当該微粒子検出装置に接続された微粒子センサの交換を喚起したり、微粒子センサに付着した微粒子を除去する処理の実行を喚起したりすることができる。よって、微粒子量の検出性能の低下を抑制した微粒子検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】微粒子検出システム１の概略構成を示す図である。
【図２】排気管に取り付けられた微粒子センサ２の平面図である。
【図３】微粒子センサ２の断面図である。
【図４】微粒子センサ２の断面図である。
【図５】微粒子センサ２の分解斜視図である。
【図６】微粒子センサ２の検出動作を説明するための模式図である。
【図７】微粒子量を検出する方法を説明するための模式図である。
【図８】微粒子累積報知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】
【００１５】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の微粒子検出システム１は、図１に示すように、微粒子センサ２と微粒子検出装置３とを備える。
【００１６】
微粒子センサ２は、車両の内燃機関の排気管ＥＰに取り付けられ、排気管ＥＰ内の排気ガスに含まれる微粒子（煤など）の量を検出する。
微粒子検出装置３は、筐体２０１、回路部２０２、ポンプ２０３、空気流路２０４、表示部２０５、操作入力部２０６および制御部２０７を備える。
【００１７】
筐体２０１は、箱状に形成されており、回路部２０２、ポンプ２０３、空気流路２０４、表示部２０５、操作入力部２０６および制御部２０７を収容する。なお、この筐体２０１は、使用者が持ち運び可能な構成となっており、使用者が微粒子センサ２を取り付けたい車両に持ち運び、当該車両に載置して使用できるようになっている。
【００１８】
回路部２０２は、微粒子センサ２を駆動するとともに、微粒子センサ２からの検出信号に基づいて排気ガス中の微粒子量を検出する。
ポンプ２０３は、微粒子センサ２を駆動するときに用いられる高圧空気を生成する。
【００１９】
空気流路２０４は、ポンプ２０３で生成された高圧空気を微粒子センサ２へ供給する流路である。
表示部２０５は、筐体２０１に設置された表示装置を備え、表示装置の表示画面に各種画像を表示する。
【００２０】
操作入力部２０６は、筐体２０１に設置されたスイッチを備え、使用者がスイッチを介して行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
制御部２０７は、ＣＰＵ２１１、ＲＯＭ２１２、ＲＡＭ２１３、フラッシュメモリ２１４および信号入出力部２１５等を備えるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。制御部２０７は、回路部２０２および操作入力部２０６からの入力に基づいて各種処理を実行し、回路部２０２、ポンプ２０３および表示部２０５を制御する。
【００２１】
微粒子センサ２は、図２に示すように、内側金具９０、外側金具１００およびケーブル１６０を備える。
内側金具９０は、外形が円柱状となるように金属で形成されており、ガス排出口３８（後述）およびガス取入口４７（後述）が設けられている。また、内側金具９０は、回路部２０２のうち第１電位（接地電位とは異なる電位）とされる部位（箇所）にケーブル１６０を介して導通しており、第１電位とされる。
【００２２】
外側金具１００は、ガス排出口３８およびガス取入口４７が外部に露出した状態で内側金具９０の径方向周囲を取り囲む部材であり、金具包囲部１１３（後述）を含む部材である。そして外側金具１００は、内側金具９０の一部が排気管ＥＰの内壁から突出するようにして、排気管ＥＰの外周に設けられた取付部ＥＰＡに固定される。なお、外側金具１００は、接地電位（第１電位とは異なる第２電位）とされた排気管ＥＰに取り付けられ、接地電位とされる。
【００２３】
図３および図４は、排気管ＥＰに取り付けられた状態の微粒子センサ２の断面図である。図３は、排気管ＥＰが延びる方向に直交する断面を示す。図４は、排気管ＥＰが延びる方向に沿った断面を示す。図５は微粒子センサ２の分解斜視図である。図３〜図５において、微粒子センサ２の上端側を先端側ＦＥといい、微粒子センサ２の下端側を後端側ＢＥという。
【００２４】
微粒子センサ２は、図３〜図５に示すように、電極１０，２０と、イオン捕捉部３０と、排ガス帯電部４０と、イオン発生部５０とを備える。
電極１０は、本体部１１と湾曲部１２と絶縁パイプ１３とヒータ１４とを備える。本体部１１は、軸線方向ＤＡに延びる棒状に形成されたステンレス製の部材である。湾曲部１２は、本体部１１の先端側ＦＥから延びてＵ字状に曲げられたステンレス製の部材である。絶縁パイプ１３は、絶縁性セラミック（例えばアルミナ）を材料として円筒状に形成され、本体部１１の周囲を被覆する。ヒータ１４は、タングステンからなり、絶縁パイプ１３内に埋め込まれている。絶縁パイプ１３における後端側ＢＥの端部には、ヒータ端子１４ａ，１４ｂが形成されている。
【００２５】
電極２０は、本体部２１と絶縁パイプ２２とを備える。本体部２１は、軸線方向ＤＡに延びる棒状に形成されたタングステン製の部材である。絶縁パイプ２２は、絶縁性セラミック（例えばアルミナ）を材料として円筒状に形成され、本体部２１における両端部以外の部分で本体部２１の周囲を被覆する。
【００２６】
イオン捕捉部３０は、混合排出部材３１と、蓋部材３２とを備える。
混合排出部材３１は、外形が軸線方向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り、その内部に、ガス流路３６と、パイプ挿入孔３７とが形成される。
【００２７】
ガス流路３６は、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔であり、流路３６ａ，３６ｂ，３６ｃを備える。流路３６ａは、ガス流路３６における先端側ＦＥの端部に配置され、先端側ＦＥから後端側ＢＥへ向うにつれて開口面積が小さくなるように形成されている。流路３６ｂは、ガス流路３６における後端側ＢＥの端部に配置され、先端側ＦＥから後端側ＢＥへ向うにつれて開口面積が大きくなるように形成されている。流路３６ｃは、流路３６ａと流路３６ｂとの間に配置され、軸線方向ＤＡに沿って開口面積が一定となるように形成されている。
【００２８】
パイプ挿入孔３７は、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔である。パイプ挿入孔３７には、パイプ挿入孔３７の内周壁と絶縁パイプ１３の外周とが密着した状態で電極１０が挿入される。これにより、電極１０は、湾曲部１２が流路３６ａ内に配置されるように設置される。
【００２９】
また、混合排出部材３１の外壁には、ガス流路３６よりも先端側ＦＥにおいて、排気管ＥＰの下流側に向けて開口が形成された貫通孔３８が設けられている。この貫通孔３８は、上述のガス排出口３８である。
【００３０】
蓋部材３２は、円板状に形成されたステンレス製の部材であり、混合排出部材３１における先端側ＦＥの端部の開口部を覆うように取り付けられる。
排ガス帯電部４０は、ノズル部材４１を備える。ノズル部材４１は、軸線方向ＤＡに延びるステンレス製の部材である。ノズル部材４１は、先端側ＦＥの端部に開口部を有するとともに後端側ＢＥの端部に底部を有する有底円筒状に形成される。そしてノズル部材４１は、その開口部内に、混合排出部材３１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。ノズル部材４１の底部には、貫通孔４６が設けられている。貫通孔４６は、後端側ＢＥから先端側ＦＥへ向うにつれて開口面積が小さくなるように形成されている。以下、貫通孔４６をノズル４６という。また、ノズル部材４１の外壁には、排気管ＥＰの下流側に向けて開口が形成された貫通孔４７が設けられている。この貫通孔４７は、上述のガス取入口４７である。
【００３１】
イオン発生部５０は、パイプホルダ５１を備える。パイプホルダ５１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。パイプホルダ５１は、先端側ＦＥの端部の開口部内に、ノズル部材４１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。パイプホルダ５１には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔５６（図３を参照）、貫通孔５７（図３を参照）および貫通孔５８（図４を参照）が形成されている。貫通孔５６には、電極１０の本体部１１と絶縁パイプ１３が挿入される。貫通孔５７には、電極２０の本体部２１と絶縁パイプ２２が挿入される。貫通孔５８は、ポンプ２０３からの高圧空気が流れる流路である。またパイプホルダ５１は、外周から径方向に沿って外側へ延びる円環状に形成されたフランジ部５９を備える。
【００３２】
さらに、微粒子センサ２は、内筒６０とセパレータ７０を備える。内筒６０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６０は、先端側ＦＥの端部の開口部内に、パイプホルダ５１の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。セパレータ７０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り、内筒６０内に配置される。セパレータ７０には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔７１，７２，７３，７４，７５が形成されている。貫通孔７１，７２，７３，７４にはそれぞれ、ケーブル１６０を構成する後述の配線１６１，１６２，１６３，１６４が挿入される。貫通孔７５は、ポンプ２０３からの高圧空気が流れる流路である。
【００３３】
なお、内側金具９０は、混合排出部材３１と、蓋部材３２と、ノズル部材４１と、パイプホルダ５１と、内筒６０とにより構成される。
また外側金具１００は、主体金具１１０と、栓金具１２０と、外筒１３０とを備える。
【００３４】
主体金具１１０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１１０は、本体部１１１とフランジ部１１２と金具包囲部１１３とを備える。本体部１１１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、軸線方向ＤＡに沿って貫通する収容孔１１１ａを備える。フランジ部１１２は、本体部１１１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。フランジ部１１２には、軸線方向ＤＡに沿って貫通するボルト貫通孔１１２ａが形成されている。またフランジ部１１２には、金具包囲部１１３の周囲に、円環状のガスケット保持溝１１２ｂが形成されている。金具包囲部１１３は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、フランジ部１１２から先端側ＦＥに向けて突出している。金具包囲部１１３は、その端部がガス取入口４７よりも先端側ＦＥに位置するように突出している。このため、ガス取入口４７と対向する部分には、金具包囲部１１３の端部がＵ字状に凹んだ形状を有するガス導入窓１１３ａが設けられている。
【００３５】
栓金具１２０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。栓金具１２０は、本体部１２１と先端押圧部１２２と六角部１２３とを備える。本体部１２１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成され、その外周に雄ネジが形成されている。栓金具１２０の雄ネジが、主体金具１１０の収容孔１１１ａの内周壁に形成された雌ネジに螺合することで、栓金具１２０と主体金具１１０とが連結される。先端押圧部１２２は、直径が本体部１２１よりも小さい円筒状に形成され、本体部１２１における先端側ＦＥの端部から先端側ＦＥに向けて突出している。六角部１２３は、本体部１１１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。
【００３６】
外筒１３０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１３０は、先端側ＦＥの端部の開口部内に、栓金具１２０の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。
【００３７】
また微粒子センサ２は、絶縁スペーサ１４０、板パッキン１４１および絶縁スペーサ１５０を備える。絶縁スペーサ１４０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１４０は、パイプホルダ５１のフランジ部５９より先端側ＦＥで、パイプホルダ５１と主体金具１１０との間に配置される。これにより、内側金具９０と外側金具１００とが電気的に絶縁される。そして、絶縁スペーサ１４０における先端側ＦＥの端部は、微粒子センサ２が排気管ＥＰに取り付けられた状態において、排気管ＥＰ内に露出した状態となり、露出した表面が排気ガスに接触することになる。
【００３８】
板パッキン１４１は、円環状に形成された部材であり、主体金具１１０の収容孔１１１ａの段部と絶縁スペーサ１４０との間に配置される。
絶縁スペーサ１５０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１５０は、パイプホルダ５１のフランジ部５９より後端側ＢＥで、パイプホルダ５１と主体金具１１０との間に配置される。これにより、内側金具９０と外側金具１００とが電気的に絶縁される。
【００３９】
ケーブル１６０は、電位配線１６１，１６２、ヒータ配線１６３，１６４、空気供給管１６５、絶縁体層１６６、電位配線１６７、絶縁体層１６８、接地電位配線１６９および絶縁体層１７０を備える。
【００４０】
電位配線１６１，１６２、ヒータ配線１６３，１６４および空気供給管１６５はケーブル１６０の中心部分に配置されている。そして絶縁体層１６６は、樹脂を材料として形成され、配線１６１〜１６４および空気供給管１６５の周囲を被覆する。電位配線１６７は、銅細線を編んだ編組で形成され、絶縁体層１６６の周囲を包囲する。絶縁体層１６８は、樹脂を材料として形成され、電位配線１６７の周囲を被覆する。接地電位配線１６９は、銅細線を編んだ編組で形成され、絶縁体層１６８の周囲を包囲する。絶縁体層１７０は、樹脂を材料として形成され、接地電位配線１６９の周囲を被覆する。
【００４１】
電位配線１６１は、電極２０の本体部２１に接続される。電位配線１６２は、電極１０の本体部１１に接続される。ヒータ配線１６３は、ヒータ接続端子１７３を介してヒータ端子１４ａに接続される。ヒータ配線１６４は、ヒータ接続端子１７４を介してヒータ端子１４ｂに接続される。空気供給管１６５は、空気流路２０４に接続される。電位配線１６７は、内筒６０に加締め接続される。接地電位配線１６９は、外筒１３０における後端側ＢＥの端部に加締め接続される。
【００４２】
また微粒子センサ２は、グロメット１８１およびガスケット１８２を備える。グロメット１８１は、絶縁ゴムを材料として円筒状に形成され、ケーブル１６０と外筒１３０との間に配置される。ガスケット１８２は、円環状に形成された銅製の部材であり、フランジ部１１２のガスケット保持溝１１２ｂ内に配置される。微粒子センサ２は、取付部ＥＰＡに設けられたスタッドボルトＥＰＢをフランジ部１１２のボルト貫通孔１１２ａに挿入し、ナットＥＰＮで締結することで取付部ＥＰＡに固定される。そして、微粒子センサ２が取付部ＥＰＡに固定されると、ガスケット１８２が取付部ＥＰＡと主体金具１１０に密着し、微粒子センサ２と排気管ＥＰとの間の気密性が確保される。
【００４３】
次に、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出するための微粒子センサ２の動作を説明する。
図６に示すように、微粒子センサ２は、イオン発生部５０で陽イオンＰＩを発生させる。具体的には、微粒子センサ２は、電極２０が陽極となりノズル４６が陰極となるように回路部２０２によって電圧が印加されると、電極２０とノズル４６との間でコロナ放電を発生させる。このコロナ放電により、イオン発生部５０で陽イオンＰＩが発生する。
【００４４】
イオン発生部５０で発生した陽イオンＰＩは、貫通孔５８を通ってイオン発生部５０の内部空間ＩＳ１に供給される高圧空気（矢印ＡＬ１を参照）とともに、ノズル４６から排ガス帯電部４０の内部空間ＩＳ２へ噴射される（矢印ＡＬ２を参照）。陽イオンＰＩを含む空気がノズル４６から内部空間ＩＳ２へ噴射されると、内部空間ＩＳ２に負圧が発生し、微粒子ＭＰを含む排気ガスがガス取入口４７を通って内部空間ＩＳ２へ吸引される（矢印ＡＬ３を参照）。
【００４５】
これにより、ノズル４６から噴射された空気と、ガス取入口４７を通って吸引された排気ガスとが内部空間ＩＳ２内で混合され、空気中の陽イオンＰＩが排気ガス中の微粒子ＭＰに吸着する。
【００４６】
内部空間ＩＳ２内で空気と混合された排気ガスは、イオン捕捉部３０に形成されたガス流路３６を通って、イオン捕捉部３０の内部空間ＩＳ３へ流入する（矢印ＡＬ４、ＡＬ５を参照）。
【００４７】
電極１０の湾曲部１２は、ガス流路３６の流路３６ａから内部空間ＩＳ３に渡って、排気ガスが流れる方向に沿って配置されている。そして、電極１０が陽極となり内側金具９０が陰極となるように回路部２０２によって電圧が印加される。これにより、排気ガス中の微粒子ＭＰに吸着していない陽イオンＰＩは、電極１０の湾曲部１２との間で作用する反発力により、電極１０の湾曲部１２から遠ざかる方向に移動する（矢印ＡＬ６を参照）。そして、湾曲部１２から遠ざかる方向に移動する陽イオンＰＩは、陰極となる内側金具９０の内壁に捕捉される。これにより、内側金具９０では、その内壁で捕捉された陽イオンＰＩの量に応じた電流が流れる。一方、陽イオンＰＩが吸着することにより帯電した微粒子ＭＰは、陽イオンＰＩと比較して質量が大きいため、電極１０の湾曲部１２との間で作用する反発力の影響が小さい。このため、帯電した微粒子ＭＰは、排気ガスの流れに従って（矢印ＡＬ７，ＡＬ８を参照）、ガス排出口３８から排出される（矢印ＡＬ９を参照）。
【００４８】
次に、排気ガス中の微粒子の量を検出する方法を説明する。
図７に示すように、回路部２０２は、一次側電源部２２０、二次側電源部２３０、電流差計測部２４０およびヒータ通電部２５０を備える。一次側電源部２２０は、制御部２０７からの指令に従って、二次側電源部２３０へ高圧電力を供給する。二次側電源部２３０は、電流供給回路２３１，２３２を備える。
【００４９】
電流供給回路２３１は、電位配線１６２を介して電極１０に接続される。これにより、微粒子センサ２は、陽イオンＰＩを捕捉するための電力を電流供給回路２３１から受ける。
【００５０】
電流供給回路２３２は、電位配線１６１を介して電極２０に接続される。これにより、微粒子センサ２は、コロナ放電により陽イオンＰＩを発生させるための電力を電流供給回路２３２から受ける。電流供給回路２３２は、定電流回路であり、例えば５μＡ程度の一定の入力電流Ｉｉｎを電極２０へ供給する。
【００５１】
電流差計測部２４０は、後述の漏洩電流Ｉｅｓｃを計測する回路であり、電位配線１６７を介して内側金具９０と電気的に接続されている。なお内側金具９０は、第２電位（接地電位）とされた排気管ＥＰと絶縁された状態で排気管ＥＰ内に保持されている。また電流差計測部２４０は、排気管ＥＰまたは車両のシャーシを介して接地されている。
【００５２】
ヒータ通電部２５０は、ＰＷＭ制御によりヒータ１４に通電することによりヒータ１４を加熱する回路であり、ヒータ配線１６３を介してヒータ端子１４ａに接続されるとともに、ヒータ配線１６４を介してヒータ端子１４ｂに接続される。
【００５３】
電流供給回路２３２から電極２０へ電流が流れると、コロナ放電により、電極２０からノズル４６を介して内側金具９０へ放電電流Ｉｄｃが流れ、陽イオンＰＩが発生する。そして上述のように、一部の陽イオンＰＩは微粒子ＭＰに吸着して帯電微粒子を生成し、微粒子ＭＰとともに（換言すれば、帯電微粒子となって）ガス排出口３８から微粒子センサ２の外部へ排出される。一方、微粒子ＭＰに吸着しなかった残りの陽イオンＰＩは内側金具９０に捕捉される。
【００５４】
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９０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。
【００５５】
Ｉｉｎ＝Ｉｄｃ＋Ｉｔｒｐ＋Ｉｅｓｃ      ・・・（１）
そして、放電電流Ｉｄｃと捕捉電流Ｉｔｒｐが内側金具９０に流れ、入力電流Ｉｉｎは一定値に保持されている。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。
【００５６】
Ｉｅｓｃ＝Ｉｉｎ−（Ｉｄｃ＋Ｉｔｒｐ）    ・・・（２）
上式（２）に示すように、内側金具９０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９０の基準電位が外部の基準電位より低下する。内側金具９０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が電流差計測部２４０から電位配線１６７を介して内側金具９０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（漏洩電流Ｉｅｓｃ）は、第１電位と第２電位（接地電位）との間に帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流に相当する。電流差計測部２４０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。そして電流差計測部２４０は、漏洩電流Ｉｅｓｃの計測値を示す漏洩電流信号を制御部２０７へ出力する。
【００５７】
制御部２０７は、電流差計測部２４０から入力された漏洩電流信号に基づいて漏洩電流Ｉｅｓｃ（第１電位と第２電位との間に帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流）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。
【００５８】
また、制御部２０７のＣＰＵ２１１は、微粒子累積報知処理を実行する。
ここで、微粒子累積報知処理の手順を説明する。この微粒子累積報知処理は、微粒子センサ２が起動して微粒子量を検出可能な状態になった直後に、その処理を開始する。
【００５９】
この微粒子累積報知処理が実行されると、制御部２０７のＣＰＵ２１１は、図８に示すように、まずＳ１０にて、フラッシュメモリ２１４から微粒子量累積値を読み出し、ＲＡＭ２１３に記憶する。次にＳ２０にて、微粒子量の測定を実行する。具体的には、制御部２０７は、まず、微粒子ＭＰに吸着しなかった陽イオンＰＩに対して斥力を与えるための電力を電流供給回路２３１を介して微粒子センサ２へ供給するとともに、コロナ放電により陽イオンＰＩを発生させるための電力を電流供給回路２３２を介して微粒子センサ２へ供給する。そして制御部２０７は、電流差計測部２４０から入力された漏洩電流信号（帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流）に基づいて排気ガス中の微粒子量を算出する。
【００６０】
またＳ３０にて、ＲＡＭ２１３に記憶されている微粒子量累積値に、Ｓ２０で算出された微粒子量を加算し、この加算値を新たな微粒子量累積値としてＲＡＭ２１３に記憶する。
【００６１】
そしてＳ４０にて、ＲＡＭ２１３に記憶されている微粒子量累積値が予め設定された報知判定値以上であるか否かを判断する。ここで、微粒子量累積値が報知判定値未満である場合には（Ｓ４０：ＮＯ）、Ｓ１００に移行する。
【００６２】
一方、微粒子量累積値が報知判定値以上である場合には（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ５０にて、微粒子センサ２の交換を喚起する喚起画像が表示部２０５で表示されているか否かを判断する。ここで、喚起画像が表示部２０５で表示されていない場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ６０にて、表示部２０５に喚起画像の表示を開始させ、Ｓ１００に移行する。
【００６３】
一方、喚起画像が表示部２０５で表示されている場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ７０にて、操作入力部２０６から入力された入力操作情報がリセット指令を示しているか否かを判断する。ここで、入力操作情報がリセット指令を示している場合には（Ｓ７０：ＹＥＳ）、Ｓ８０にて、ＲＡＭ２１３に記憶されている微粒子量累積値をリセット（０に設定）する。その後Ｓ９０にて、表示部２０５に喚起画像の表示を終了させ、Ｓ１００に移行する。一方、入力操作情報がリセット指令を示していない場合には（Ｓ７０：ＮＯ）、Ｓ８０、Ｓ９０の処理をスキップし、Ｓ１００に移行する。
【００６４】
そしてＳ１００に移行すると、微粒子センサ２が検出動作を停止しているか否かを判断する。ここで、微粒子センサ２が検出動作を停止していない場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ２０に移行して、上述の処理を繰り返す。一方、微粒子センサ２が検出動作を停止している場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０にて、ＲＡＭ２１３に記憶されている微粒子量累積値をフラッシュメモリ２１４に記憶することにより、フラッシュメモリ２１４に記憶されている微粒子量累積値を更新し、微粒子累積報知処理を終了する。
【００６５】
このように構成された微粒子検出装置３は、排気ガスに含まれる微粒子の量を検出するために排気ガスに晒すように取り付けられる微粒子センサ２を駆動制御する。
微粒子検出装置３は、微粒子センサ２による検出結果に基づいて、排気ガス中の微粒子量を測定する（Ｓ２０）。また微粒子検出装置３は、測定された微粒子の量を累積した微粒子量累積値を算出する（Ｓ３０）。そして微粒子検出装置３は、微粒子量累積値が報知判定値以上である場合に、表示部２０５に喚起画像を表示させる（Ｓ４０，Ｓ６０）。
【００６６】
このように微粒子検出装置３は、微粒子量累積値に基づいて喚起画像を表示することにより、微粒子検出装置３の使用者に対して、微粒子センサ２の交換を喚起することができる。このため、微粒子検出装置３は、微粒子の付着により検出性能が低下した状態で微粒子センサ２が用いられる状況が継続するのを抑制し、微粒子量の検出性能の低下を抑制することができる。
【００６７】
さらに、喚起画像を表示するタイミングは、微粒子量累積値が報知判定値以上であるときである。このため、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２が多量の微粒子に晒されることによって微粒子センサ２の検出性能が低下する程の微粒子が実際に微粒子センサ２に付着した可能性が高い場合に、喚起画像を表示することができる。これにより、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２の検出性能が低下する程の微粒子が微粒子センサ２に付着していないにも関わらず無駄に微粒子センサ２の交換が行われてしまうという事態の発生を抑制することができる。
【００６８】
また微粒子センサ２は、第１電位とされる内側金具９０と、第１電位とは異なる第２電位（本実施形態では接地電位）とされる外側金具１００と、両金具９０、１００間に配置されるとともに、排気ガスに自身の表面の一部が接する絶縁スペーサ１４０と、イオン発生部５０とを備え、陽イオンＰＩを内側金具９０の内部に取り入れられた排気ガス中に含まれる微粒子ＭＰに吸着させて帯電微粒子を生成するように構成されている。
【００６９】
このように構成された微粒子センサ２では、内側金具９０と外側金具１００との間に配置された絶縁スペーサ１４０の一部の表面が排気ガスに接触するため、当該表面に微粒子ＭＰが付着（堆積）すると、第１電位とされる内側金具９０と第２電位とされる外側金具１００との間の絶縁性が低下する。そして、このように両金具９０、１００間の絶縁性が低下すると、帯電微粒子の量に応じて流れる微小な信号電流（漏洩電流Ｉｅｓｃ）が変動してしまい、微粒子センサ２の検出性能が低下することがある。
【００７０】
これに対し、本実施形態の微粒子検出装置３は、外側金具１００と内側金具９０との間に配置される絶縁スペーサ１４０を備えた微粒子センサ２を駆動制御し、帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて微粒子量を測定する場合において、上記したように微粒子量累積値に基づいて報知を行う（表示部２０５に喚起画像を表示する）ことから、微粒子センサ２の交換を喚起することができ、上記した微小な信号電流が流れることになる構成の微粒子センサ２（微粒子検出システム１）の検出性能の低下を抑制するのに好適である。
【００７１】
また微粒子検出装置３は、喚起画像が表示部２０５で表示されている場合において（Ｓ５０：ＹＥＳ）、操作入力部２０６から入力された入力操作情報がリセット指令を示しているときには（Ｓ７０：ＹＥＳ）、微粒子量累積値をリセットする（Ｓ８０）。これにより、微粒子検出装置３は、微粒子センサ２の交換が行われた後に、微粒子量累積値を新たに算出することができる。
【００７２】
以上説明した実施形態において、Ｓ２０の処理は本発明における微粒子量測定手段、Ｓ３０の処理は本発明における累積値算出手段、Ｓ４０，Ｓ６０の処理は本発明における報知手段、絶縁スペーサ１４０は本発明における絶縁部材、Ｓ５０，Ｓ７０，Ｓ８０の処理は本発明におけるリセット手段である。
【００７３】
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。
例えば上記実施形態では、微粒子検出装置３が微粒子センサ２を制御するものを示したが、本発明は、イオン発生部を有するとともに、イオンを内側金具の内部に取り入れられた被測定ガス中に含まれる微粒子に吸着させて帯電した帯電微粒子を生成するように構成された微粒子センサ２に限定されるものではなく、微粒子が付着すると微粒子量の検出精度が低下する微粒子センサを駆動制御する微粒子検出装置に適用することができる。
【００７４】
また上記実施形態では、微粒子センサ２の交換を喚起する喚起画像を表示するものを示したが、微粒子センサ２に付着した微粒子を除去する処理（例えば、洗浄液を用いての微粒子センサ２の洗浄処理）の実行を喚起する喚起画像を表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…微粒子検出システム、２…微粒子センサ、３…微粒子検出装置、１０，２０…電極、３０…イオン捕捉部、４０…排ガス帯電部、５０…イオン発生部、９０…内側金具、１００…外側金具、１４０…絶縁スペーサ、２０２…回路部、２０３…ポンプ、２０４…空気流路、２０５…表示部、２０６…操作入力部、２０７…制御部、２１１…ＣＰＵ、２１２…ＲＯＭ、２１３…ＲＡＭ、２１４…フラッシュメモリ、２１５…信号入出力部
【図８】
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【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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