(57)【要約】【課題】高い精度でＰＭ量を推定できる補正用フィルタ、パティキュレート量測定装置、演算処理装置、及びパティキュレート量測定方法を提供すること。【解決手段】ステップ１００では、前圧力センサ１１及び後圧力センサ１３から圧力を示す信号を入力する。ステップ１１０では、両圧力センサ１１、１３からの信号に基づいて、ＤＰＦ５の前後の圧力差ΔＰ１を算出する。ステップ１２０では、後圧力センサ１３からの信号（及び大気圧）に基づいて、補正量フィルタ９の前後の圧力差ΔＰ２を算出する。ステップ１３０では、式（１）から補正値を算出する。ステップ１４０では、補正値からＤＰＦ５に捕集されたＰＭ量（ＰＭ推定量）を算出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガスの流路に設置された主フィルタの下流側に配置される補正用フィルタであって、
前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出する際に、前記被測定ガスの流量による誤差を補正するために用いられるフィルタであることを特徴とする補正用フィルタ。
【請求項２】
被測定ガスの流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、
前記主フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、
前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、
を備えたことを特徴とするパティキュレート量測定装置。
【請求項３】
被測定ガスの流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、
前記主フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、
前記主フィルタの前後の圧力差を検知する主圧力差検知手段と、
前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、
を備えたことを特徴とするパティキュレート量測定装置。
【請求項４】
前記主圧力差検知手段によって検知された前記主フィルタの前後の圧力差と、前記補正用圧力差検知手段によって検知された前記補正用フィルタの前後の圧力差とに基づいて、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出することを特徴とする請求項３に記載のパティキュレート量測定装置。
【請求項５】
前記主フィルタの圧力損失は、前記補正用フィルタの圧力損失以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載のパティキュレート量測定装置。
【請求項６】
被測定ガスの主流路に設置された主フィルタの上流側にて分岐したバイパス流路に配置された検知用フィルタの下流側に配置される補正用フィルタであって、
前記検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出する際に、前記被測定ガスの流量による誤差を補正するために用いられるフィルタであることを特徴とする補正用フィルタ。
【請求項７】
被測定ガスの主流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、
前記主フィルタの上流側にて分岐したバイパス流路に配置された検知用フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、
前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、
を備えたことを特徴とするパティキュレート量測定装置。
【請求項８】
被測定ガスの主流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、
前記主フィルタの上流側にて、前記主流路から分岐したバイパス流路と、
前記バイパス流路に配置された検知用フィルタと、
前記検知用フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、
前記検知用フィルタの前後の圧力差を検知する検知用圧力差検知手段と、
前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、
を備えたことを特徴とするパティキュレート量測定装置。
【請求項９】
前記検知用圧力差検知手段によって検知された前記検知用フィルタの前後の圧力差と、前記補正用圧力差検知手段によって検知された前記補正用フィルタの前後の圧力差とに基づいて、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出することを特徴とする請求項８に記載のパティキュレート量測定装置。
【請求項１０】
（検知用フィルタのガス接触面積／バイパス流路断面積）が、（主フィルタのガス接触面積／主流路断面積）以上であることを特徴とする請求項８又は９に記載のパティキュレート量測定装置。
【請求項１１】
前記補正用フィルタの圧力損失は、前記検知用フィルタの圧力損失以上であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のパティキュレート量測定装置。
【請求項１２】
前記請求項２〜５、７〜１１のいずれかに記載のパティキュレート量測定装置に用いられ、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出する演算処理を行うことを特徴とする演算処理装置。
【請求項１３】
被測定ガスの流れに対して直列に設置されたパティキュレートを捕集可能な２つのフィルタを設け、
少なくとも上流側のフィルタ前後の圧力差と下流側のフィルタ前後の圧力差の値からパティキュレート量を算出することを特徴とするパティキュレート量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジンにおいて発生するパティキュレートの量を、精度良く検出できる補正用フィルタ、パティキュレート量測定装置、演算処理装置、及びパティキュレート量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒子状物質：ＰＭ）を除去するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が用いられている。
【０００３】
このＤＰＦは、排気の浄化を行うちにＰＭ等によって目詰まりを起こすために、ディーゼルエンジンの運転中に、還元剤等を用いてＰＭを燃焼させることによって、ＤＰＦを連続的に再生させる技術が知られている。
【０００４】
前記再生方法としては、ＤＰＦに堆積したＰＭ量を推定し、推定されたＰＭ量が所定量を超える場合に再生する方法があるが、ＰＭ量の推定が間違っていると、適切なタイミングで再生を行えないので、精度良くＰＭ量を推定することが重要である。
【０００５】
このＰＭ量を推定する技術としては、排ガスの一部をサンプルガスとして導入する導入部と、サンプルガス中のＰＭを捕集する検査用フィルタと、検査用フィルタ前後の圧力差を測定する圧力センサと、サンプルガスの流量を測定する流量センサと、サンプルガスの温度を測定する温度センサを設け、圧力センサと流量センサと温度センサの測定値を用いてサンプルガス中のＰＭ量を測定して、ＤＰＦに流入するＰＭ量を推定する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２２６８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した特許文献１の技術では、サンプルガス中のＰＭ量を、圧力差、流量、温度の３つの測定値を用いて算出しているため、計算が複雑になるという問題があった。また、この方法では、３つの測定値のそれぞれの誤差が合算されるため、算出される結果の誤差が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い精度でＰＭ量を推定できる補正用フィルタ、パティキュレート量測定装置、演算処理装置、及びパティキュレート量測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）請求項１の発明は、被測定ガスの流路（例えば排気管）に設置された主フィルタ（例えばＤＰＦ）の下流側に配置される補正用フィルタであって、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出する際に、前記被測定ガスの流量による誤差を補正するために用いられるフィルタであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の補正用フィルタは、主フィルタに捕集されたパティキュレート量の算出に用いられるものである。この補正用フィルタを主フィルタの下流側に配置し、例えば両フィルタの前後の圧力差を求めることにより、下記請求項３に記載の様に、被測定ガスの流量による影響を取り除いて、主フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００１０】
（２）請求項２の発明は、被測定ガスの流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、前記主フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のパティキュレート量測定装置は、補正用フィルタと補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段を備えている。この補正用フィルタを主フィルタの下流側に配置し、例えば両フィルタの前後の圧力差を求めることにより、下記請求項３に記載の様に、被測定ガスの流量による影響を取り除いて、主フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００１２】
なお、ここで前後とは、上流側と下流側のことである（以下同様）。
（３）請求項３の発明は、被測定ガスの流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、前記主フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、前記主フィルタの前後の圧力差を検知する主圧力差検知手段と、前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
主フィルタの前後の圧力差は、主フィルタに捕集されたパティキュレート量や被測定ガスの流量に応じて変化し、また、補正用フィルタの前後の圧力差は、（パティキュレートは主フィルタで捕集されているので）被測定ガスの流量に応じて変化する。従って、主フィルタの前後の圧力差と補正用フィルタの前後の圧力差とを比較し、両圧力差から（両フィルタに共通する）流量の影響を取り除くことにより、主フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００１４】
従って、本発明では、被測定ガスの流量が変化した場合でも、精度良く主フィルタのパティキュレート量を推定することができるという顕著な効果を奏する。
（４）請求項４の発明では、前記主圧力差検知手段によって検知された前記主フィルタの前後の圧力差と、前記補正用圧力差検知手段によって検知された前記補正用フィルタの前後の圧力差とに基づいて、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出することを特徴とする。
【００１５】
上述した様に、主フィルタの前後の圧力差と補正量フィルタの前後の圧力差から流量の影響を取り除くことにより、主フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００１６】
なお、例えば後述する式（１）により得られた補正値は、前記圧力差から流量の影響を取り除いたものであり、よって、この補正値は（主フィルタに捕集された）パティキュレート量に対応しているので、補正値からパティキュレート量を求めることができる。
【００１７】
（５）請求項５の発明では、前記主フィルタの圧力損失は、前記補正用フィルタの圧力損失以上であることを特徴とする。
これによって、装置全体の圧力損失を低減できる。
【００１８】
（６）請求項６の発明は、被測定ガスの主流路（例えば排気管）に設置された主フィルタ（例えばＤＰＦ）の上流側にて分岐したバイパス流路（例えばバイパス管）に配置された検知用フィルタの下流側に配置される補正用フィルタであって、前記検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出する際に、前記被測定ガスの流量による誤差を補正するために用いられるフィルタであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の補正用フィルタは、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量の算出に用いられるものである。この補正用フィルタを検知用フィルタの下流に配置し、例えば両フィルタの前後の圧力差を求めることにより、下記請求項８に記載の様に、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００２０】
なお、検知用フィルタと主フィルタの対応関係を考慮することにより、検知用フィルタのパティキュレート量から主フィルタのパティキュレート量を推定することができる。
（７）請求項７の発明は、被測定ガスの主流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、前記主フィルタの上流側にて分岐したバイパス流路に配置された検知用フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明のパティキュレート量測定装置は、バイパス流路と、検知用フィルタと、補正用フィルタと、補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段を備えている。この補正用フィルタを検知用フィルタの下流側に配置し、例えば両フィルタの前後の圧力差を求めることにより、下記請求項８に記載の様に、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００２２】
また、検知用フィルタと主フィルタとには流路の大きさ等に応じた対応関係があるので、両フィルタに捕集されたパティキュレート量にも対応関係がある。よって、検知用フィルタのパティキュレート量から主フィルタのパティキュレート量を推定することができる。
【００２３】
（８）請求項８の発明は、被測定ガスの主流路に設置された主フィルタによって捕集されたパティキュレートの量を測定するパティキュレート量測定装置において、前記主フィルタの上流側にて、前記主流路から分岐したバイパス流路と、前記バイパス流路に配置された検知用フィルタと、前記検知用フィルタの下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタと、前記検知用フィルタの前後の圧力差を検知する検知用圧力差検知手段と、前記補正用フィルタの前後の圧力差を検知する補正用圧力差検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
検知用フィルタの前後の圧力差は、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量や被測定ガスの流量に応じて変化し、また、補正用フィルタの前後の圧力差は、（パティキュレートは検知用フィルタで捕集されているので）被測定ガスの流量に応じて変化する。従って、検知用フィルタの前後の圧力差と補正用フィルタの前後の圧力差とを比較し、両圧力差から（両フィルタに共通する）流量の影響を取り除くことにより、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。また、上述した様に、検知用フィルタと主フィルタとには所定の対応関係があるので、検知用フィルタのパティキュレート量から主フィルタのパティキュレート量を推定することができる。
【００２５】
従って、本発明では、被測定ガスの流量が変化した場合でも、精度良く主フィルタのパティキュレート量を推定することができるという顕著な効果を奏する。
（９）請求項９の発明では、前記検知用圧力差検知手段によって検知された前記検知用フィルタの前後の圧力差と、前記補正用圧力差検知手段によって検知された前記補正用フィルタの前後の圧力差とに基づいて、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出することを特徴とする。
【００２６】
上述した様に、検知用フィルタの前後の圧力差と補正量フィルタの前後の圧力差から流量の影響を取り除くことにより、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができ、更に、検知用フィルタに捕集されたパティキュレート量から主フィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００２７】
（１０）請求項１０の発明では、（検知用フィルタのガス接触面積／バイパス流路断面積）が、（主フィルタのガス接触面積／主流路断面積）以上であることを特徴とする。
一般に、フィルタのガス接触面積が大きいほど、フィルタのＰＭ可能捕集量（目詰まりするまで捕集できるＰＭ量）が大きくなり、流路（管）の断面積が小さいほどフィルタに流入するＰＭ量が少なくなる。従って、本発明の様に設定することで、主フィルタよりも先に検知用フィルタで目詰まりすることを回避でき、排ガス中のパティキュレート量の多寡に関係なく、パティキュレート量の測定が可能となる。
【００２８】
（１１）請求項１１の発明は、前記補正用フィルタの圧力損失は、前記検知用フィルタの圧力損失以上であることを特徴とする。
本発明の様に、補正用フィルタの圧力損失を検知用フィルタの圧力損失以上とすることにより、検知用フィルタのＰＭ可能捕集量を低下させることなく、バイパス流路へのガス流入を小さくすることができ、その結果、検知用フィルタの目詰まりを回避することができる。
【００２９】
（１２）請求項１２の発明（演算処理装置）は、前記請求項２〜５、７〜１１のいずれかに記載のパティキュレート量測定装置に用いられ、前記主フィルタに捕集されたパティキュレート量を算出する演算処理を行うことを特徴とする。
【００３０】
例えばマイクロコンピュータを主要部とするコントローラによって、パティキュレート量を算出することができる。
（１３）請求項１３の発明（パティキュレート量測定方法）は、被測定ガスの流れに対して直列に設置されたパティキュレートを捕集可能な２つのフィルタを設け、少なくとも上流側のフィルタ前後の圧力差と下流側のフィルタ前後の圧力差の値からパティキュレート量を算出することを特徴とする。
【００３１】
上述した様に、上流側のフィルタの前後の圧力差は、フィルタに捕集されたパティキュレート量や被測定ガスの流量に応じて変化し、また、下流側のフィルタの前後の圧力差は、（パティキュレートは上流側のフィルタで捕集されているので）被測定ガスの流量に応じて変化する。従って、上流側のフィルタの前後の圧力差と下流側のフィルタの前後の圧力差とを比較し、両圧力差から（両フィルタに共通する）流量の影響を取り除くことにより、上流側のフィルタに捕集されたパティキュレート量を推定することができる。
【００３２】
従って、本発明では、被測定ガスの流量が変化した場合でも、精度良く上流側のフィルタのパティキュレート量を推定することができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の最良の形態について説明する。
［第１実施形態］
ａ）まず、本実施形態のパティキュレート量測定装置の構成について説明する。
【００３４】
図１に示す様に、ディーゼルエンジン１を備えた車両の排気管３には、排ガス中のパティキュレート（ＰＭ）を捕集するために、周知のセラミックス製のディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）５が取り付けられており、本実施形態のパティキュレート量測定装置７は、このＤＰＦ５に捕集されたパティキュレートの量（ＰＭ捕集量：ＰＭ量）を測定する装置である。
【００３５】
このパティキュレート量測定装置７は、ＤＰＦ５の下流側に配置された測定誤差の補正用フィルタ９と、ＤＰＦ５の上流側の排ガスの圧力（絶対圧）を検出する前圧力センサ１１と、ＤＰＦ５の下流側の排ガスの圧力（絶対圧）を検出する後圧力センサ１３と、両圧力センサ１１、１３からの出力に基づいてＤＰＦ５のＰＭ量を算出するコントローラ１５とを備えており、コントローラ１５には、車両の動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１７が接続されている。
【００３６】
前記補正用フィルタ９は、ＤＰＦ５から排出される排ガス中のＰＭを捕集する前記ＤＰＦ５とほぼ同様な構造のフィルタであり、ここでは、ＤＰＦ５の圧力損失と補正用フィルタ９の圧力損失が等しいものを用いる。尚、この場合の圧力損失とは、ＰＭを含まない一定流量のガスが流れたときのフィルタ前後の圧力差を意味する。
【００３７】
ｂ）次に、本実施形態においてＰＭ量を測定する手法について説明する。
・ＰＭを捕集するためのＤＰＦ５は、時間の経過と共にＰＭの捕集量が増加するため、ある程度ＰＭが捕集されたところで、ＰＭを燃焼させてＤＰＦ５の再生を行う必要があり、  このＤＰＦ５の再生を効率よく実施するためには、ＤＰＦ５に捕集されたＰＭ量を測定する必要がある。
【００３８】
前記ＤＰＦ５のＰＭ量は、ＤＰＦ５前後の圧力差に対応しているので、ＤＰＦ５前後に配置した両圧力センサ１１、１３の測定値から推定することができるが、ＤＰＦ５前後の圧力差は、ＰＭの堆積以外の要因（流量、温度、ガス組成）でも変化するため、ＤＰＦ５前後の圧力差のみでは正確にＰＭ量を測定することができない。
【００３９】
このため、本実施形態では、ＰＭの堆積以外の要因を補正するための補正用フィルタ９を、ＤＰＦ５の後流に配置し、ＤＰＦ５前後の圧力差と補正用フィルタ９前後の圧力差を用いることで、ＤＰＦ５に捕集されたＰＭ量を精度良く測定する。
【００４０】
なお、温度に関しては、ＤＰＦ５と補正用フィルタ９の温度を排気温度センサ等により測定し、排気温度により圧力センサ１１、１３（又は差圧センサ）の出力値を基準状態の圧力に換算すれば良い。これは、排気温度が変化すると、流量が変化しなくてもフィルタ５、９前後の圧力差が変動するからである。換算式は、予め実験等により求めておいても良い。フィルタ５、９の温度は、例えばフィルタ５、９前後の温度の平均値を用いることができる。
【００４１】
・次に、ＰＭ量の測定方法について、具体的に説明する。
ＤＰＦ５を通過した排ガスが補正用フィルタ９に流入すると、（各フィルタ５、９にて捕集された）ＰＭ量や、ＰＭ以外の要因（流量、温度、ガス組成）によって、ＤＰＦ５前後及び補正用フィルタ９前後の圧力差が変化する。
【００４２】
ＤＰＦ５前後の圧力差は、ＤＰＦ５前後に配置した両圧力センサ１１、１３の値の差から求められ、補正用フィルタ９前後の圧力差は、ＤＰＦ５と補正用フィルタ９の間に配置された後圧力センサ１３の値と大気圧の差から求められる。
【００４３】
つまり、ＤＰＦ５の圧力損失と補正用フィルタ９の圧力損失が等しい場合、ＤＰＦ５の圧力差をΔＰ１、補正用フィルタ９の圧力差をΔＰ２とすると、ＤＰＦ５に捕集されたＰＭ量に基づく補正値は下記式（１）のように算出することができる。
【００４４】
補正値＝（ΔＰ１−ΔＰ２）／ΔＰ２    ・・・・（１）
ここで、補正用フィルタ９を使用しない場合のＤＰＦ５前後のＰＭ量と圧力差の関係を図２に、補正用フィルタ９を使用した場合のＰＭ量と前記式（１）の関係を図３に、補正用フィルタ９の圧力差と流速の関係を図４に示す。
【００４５】
これらのグラフから明らかな様に、ＤＰＦ５前後の圧力差は、同じＰＭ量でも流速の変化に伴い変動するが、補正用フィルタ９の圧力差を使って補正することで、補正値とＰＭ量の関係は流速に関係なく一定となることが分かる。従って、前記図３に示す様に、流速の影響を受けることなく、この補正値とＰＭ量の関係から、ＤＰＦ５に捕集されたＰＭ量を推定することができる。
【００４６】
・また、本実施形態では、図５に示す様に、ＤＰＦ５の再生制御を判断するための閾値（再生開始閾値）を設けており、この閾値はコントローラ１５に記憶されている。
このコントローラ１５では、前記補正値から推定したＰＭ量（即ちＰＭ量の積算値：ＰＭ推定量）と閾値を比較判定し、ＰＭ量が閾値を超えた場合に、そのことを示す信号をＥＣＵ１７に出力する。よって、この信号を受信したＥＣＵ１７では、ＤＰＦ５の再生制御、例えば、還元剤の添加やＤＰＦ５に設置されたヒータによりＤＰＦ５を加熱してＰＭを燃焼させる制御を実施する。
【００４７】
ｃ）次に、コントローラ１５で行われる処理について説明する。
図６のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）１００では、前圧力センサ１１及び後圧力センサ１３から圧力を示す信号を入力する。
【００４８】
続くステップ１１０では、両圧力センサ１１、１３からの信号に基づいて、ＤＰＦ５の前後の圧力差ΔＰ１を算出する。
続くステップ１２０では、後圧力センサ１３からの信号（及び大気圧）に基づいて、補正用フィルタ９の前後の圧力差ΔＰ２を算出する。
【００４９】
続くステップ１３０では、前記式（１）から補正値を算出する。
続くステップ１４０では、前記図３の関係を示すマップ等を用いて、補正値からＤＰＦ５に捕集されたＰＭ量（ＰＭ推定量）を算出（推定）する。
【００５０】
続くステップ１５０では、前記図５の関係を示すマップ等を用いて、算出したＰＭ量と閾値とを比較し、ＰＭ量が閾値以上か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１６０に進み、一方否定判断されるとステップ１００に戻って本処理を繰り返す。
【００５１】
ステップ１６０では、ＰＭ量が閾値以上であり、適正な量以上の多くのＰＭがＤＰＦ５に付着した状態となったので、そのことを報知する信号をＥＣＵ１７に出力する。
続くステップ１７０では、ＰＭ再生制御を行う。例えば、ＥＣＵ１７から、還元剤の添加やヒータ加熱の実行信号をディーゼルエンジン１等に送信することにより、ＤＰＦ５に堆積したＰＭを燃焼除去する。
【００５２】
ｄ）この様に、本実施形態では、ＤＰＦ５の下流側に補正用フィルタ９を配置し、ＰＭ以外の要因（特に影響の大きな流速）について補正を行うことで、簡易なシステムで正確にＰＭ量を推定することが可能である。
【００５３】
よって、ＤＰＦ５に捕集されたＰＭを適切なタイミングで燃焼させることにより、ＤＰＦ５を効率的に再生することができる。
・なお、上記方法とは別に、補正用フィルタ９の圧力損失を、ＤＰＦ５の圧力損失に比べて低く設定してもよい。つまり、ＰＭを含まない一定流量のガスを排気管３に流した時の補正用フィルタ９前後の圧力差が、ＤＰＦ５前後の圧力差よりも小さい値となるように設定してもよい。この場合は、前記式（１）に代えて下記式（２）を用いるが、これによって、装置全体の圧力損失を低減できる。
【００５４】
補正値＝［ΔＰ１−（ΔＰ２×α）］／（ΔＰ２×α）・・・・（２）
但し、前記αは、ＰＭを含まない一定流量の時のＤＰＦ５と補正用フィルタ９          の圧力損失の比率を示す。
【００５５】
尚、圧力損失を小さくするためには、フィルタの空孔径を大きくする、体積多孔率を大きくする、厚みを薄くする、ガス接触面積を大きくする等を行えばよい。
・また、図７に示す様に、本実施形態の変形例のパティキュレート量測定装置２１として、ＤＰＦ２３の前後の圧力差を検出するために差圧センサ（前差圧センサ）２５を用いるとともに、補正用フィルタ２７の前後の圧力差を検出するために差圧センサ（後差圧センサ）２９を用いてもよい。なお、その他の構成（ディーゼルエンジン３１、排気管３３、コントローラ３５、ＥＣＵ３７等）は、前記実施形態と同様である。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。
【００５６】
ａ）まず、本実施形態のパティキュレート量測定装置の構成について説明する。
図８に示す様に、第２実施形態では、ディーゼルエンジン４１、排気管４３、及びＤＰＦ４５等は、前記第１実施形態と同様であるが、パティキュレート量測定装置４７として、バイパス管４９等を用いる点が大きく異なる。
【００５７】
つまり、本実施形態では、ＤＰＦ４５の上流にて排気管４３から分岐する様に、排気管４３より小径なバイパス管４９が設けられており、このバイパス管４９に、上流側よりＰＭの捕集が可能な検知用フィルタ５１と補正用フィルタ５３とが設けられている。また、検知用フィルタ５１の前後の圧力（絶対圧）を検出するために、前圧力センサ５５と後圧力センサ５７が配置され、両圧力センサ５５、５７はコントローラ５９に接続されて、コントローラ５９はＥＣＵ６１に接続されている。
【００５８】
なお、前記バイパス管４９の断面積は、排気管４３の断面積の例えば１／２０〜１／５の範囲に設定されている。
このように、ＤＰＦ４５と独立してバイパス管４９を設け、バイパス管４９に検知用フィルタ５１と補正用フィルタ５３を配置することで、ＤＰＦ４５を含めた装置全体の圧力損失を低減することができると共に、装置全体を小型化できる。
【００５９】
なお、補正用フィルタ５３を設置する理由は、前記第１実施形態と同様に、検知用フィルタ５１に堆積したＰＭ量を正確に測定するためである。
これにより、ＤＰＦ４５に捕集されたＰＭ量を精度良く測定することができるので、ＤＰＦ４５に捕集されたＰＭを適切なタイミングで燃焼させて、ＤＰＦ４５を効率的に再生することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、下記式（３）を満たすように、ＤＰＦ４５のガス接触面積及び排気管４３の断面積に対して、検知用フィルタ５１のガス接触面積及びバイパス管４９の断面積を設定した。
【００６１】
検知用フィルタのガス接触面積／バイパス管断面積≧
ＤＰＦのガス接触面積／排気管断面積・・・・（３）
ここで、フィルタ５１、５３のガス接触面積が大きいほど、フィルタ５１、５３のＰＭ可能捕集量（目詰まりするまで捕集できるＰＭ量）が大きくなり、管４３、４９の断面積が小さいほどフィルタ５１、５３に流入するＰＭ量が少なくなる。従って、前記式（３）の様に設定することで、ＤＰＦ４５よりも先に検知用フィルタ５１で目詰まりすることを回避でき、排ガス中のＰＭ量の多寡に関係なく、ＰＭ量の測定が可能となる。
【００６２】
なお、ガス接触面積を大きくするためには、一般的なＤＰＦのようにセル数を多くする、ガスの流れ方向のセル長さを長くする等を行えばよい。
更に、本実施形態では、下記式（４）を満たす様に、検知用フィルタ５１と補正用フィルタ５３の圧力損失を設定した。
【００６３】
補正用フィルタの圧力損失≧検知用フィルタの圧力損失・・・（４）
前記式（４）に示す様に、補正用フィルタ５３の圧力損失を検知用フィルタ５１の圧力損失以上とすることにより、検知用フィルタ５１のＰＭ可能捕集量を低下させることなく、バイパス管４９へのガス流入を小さくすることができ、その結果、検知用フィルタ５１の目詰まりを回避することができる。
【００６４】
なお、圧力損失を大きくする場合は、フィルタの空孔径を小さくする、体積多孔率を小さくする、厚みを厚くする、ガス接触面積を小さくする等を行えばよい。
ｂ）次に、ＰＭ量の測定手法について説明する。
【００６５】
本実施形態においても、前記第１実施形態における式（１）を用いて、前記補正値から検知用フィルタ５１に捕集されたＰＭ量を求めることができる。
また、ＤＰＦ４５のＰＭ量と検知用フィルタ５１のＰＭ量とには、管４３、４９の断面積等に基づく１：１の対応関係があるので、予めその関係を求めて、その対応関係をコントローラ５９に記憶させておけば、検知用フィルタ５１のＰＭ量から、ＤＰＦ４５のＰＭ量を精度良く推定することができる。
【００６６】
つまり、検知用フィルタ５１のＰＭ量とＤＰＦ４５のＰＭ量とには対応関係があるので、補正値とＤＰＦ４５のＰＭ量との関係から、ＤＰＦ４５のＰＭ量を求めることができる。
【００６７】
このようにすることで、ディーゼルエンジン４１の運転状態に関係なく、例えば単位時間当たりのサンプルガス中に含まれるＰＭ量をもとに、ＤＰＦ４５に捕集されたＰＭ量を精度良く算出することが可能である。
【００６８】
ｃ）この様に、本実施形態では、排気管４３から分岐したバイパス管４９に、検知用フィルタ５１及び補正用フィルタ５３を配置し、両フィルタ５１、５３の圧力差から補正値を求め、この補正値に基づいて、ＤＰＦ４５のＰＭ量を精度良く推定することができる。
【００６９】
また、検知用フィルタ５１を、ヒータ等を使って定期的に加熱し、捕集されたＰＭを燃焼させて、検知用フィルタ５１の再生を行うことにより、ＤＰＦ４５に捕集されたＰＭ量を精度良く算出することができる。なお、ＤＰＦ４５に関しても、推定されたＰＭ量に基づいて、同様にＰＭの燃焼除去を行うことができる。
【００７０】
この再生手段としては、検知用フィルタ５１に捕集されたＰＭを直接的に燃焼させるために、ヒータ等を使用することができる。
また、図９に示す様に、本実施形態の変形例のパティキュレート量測定装置７１として、検知用フィルタ７３の前後の圧力差を検出するために差圧センサ（前差圧センサ）７５を用いるとともに、補正用フィルタ７７の前後の圧力差を検出するために差圧センサ（後差圧センサ）７９を用いてもよい。なお、その他の構成（ディーゼルエンジン８１、排気管８３、ＤＰＦ８５、バイパス管８７、コントローラ８９、ＥＣＵ９１等）は、前記第２実施形態と同様である。
【００７１】
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施形態のパティキュレート量測定装置を示す説明図である。
【図２】各流速でのＤＰＦのＰＭ量と圧力差の関係を示すグラフである。
【図３】各流速でのＤＰＦのＰＭ量と補正値の関係を示すグラフである。
【図４】補正用フィルタの圧力差と流速の関係を示すグラフである。
【図５】推定されたＰＭ量と捕集されたＰＭ量の関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態におけるＰＭ量推定等の処理を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の変形例のパティキュレート量測定装置を示す説明図である。
【図８】第２実施形態のパティキュレート量測定装置を示す説明図である。
【図９】第２実施形態の変形例のパティキュレート量測定装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１、３１、４１、８１…ディーゼルエンジン（エンジン）
３、３３、４３、８３…排気管
５、２３、４５、８５…ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
７、２１、４７、７１…パティキュレート量測定装置
９、２７、５３、７７…補正用フィルタ
１１、５５…前圧力センサ
１３、５７…後圧力センサ
１５、３５、５９…コントローラ
１７、３７、６１…電子制御装置（ＥＣＵ）
２５、７５…前差圧センサ
２９、７９…後差圧センサ
４９、８７…バイパス管
５１、７３…検知用フィルタ
【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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