JP2008115765A - パティキュレートフィルタの故障判定装置及び故障判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的なパティキュレートセンサに依存することなく、パティキュレートフィルタの故障の有無を正しく判定するようにしたパティキュレートフィルタの故障判定装置及び故障判定方法を提供する。
【解決手段】放電センサからなるパティキュレートセンサ１０００は、ディーゼル内燃機関１００の排気管１２０に介装したパティキュレートフィルタ２００の下流側に配設される。このパティキュレートセンサ１０００は、高電圧発生回路２０００手段から高電圧を印加されて、ディーゼル内燃機関１００から排気管１２０内に流れパティキュレートフィルタ２００を通りその下流側へ流出する排気ガス中のパティキュレートに応じ放電して放電電圧を発生する。マイクロコンピュータ５００は、パティキュレートセンサ２０００からディーゼル内燃機関１００の始動後所定の時間以内に発生される放電電圧をパティキュレートの濃度に変換し、このパティキュレートの濃度に基づきパティキュレートフィルタ２００の故障の有無を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼル機関等の内燃機関に採用されるパティキュレートフィルタの故障判定装置及び故障判定方法に関する。

従来、この種のパティキュレートフィルタの故障判定装置としては、下記特許文献１に記載のフィルタの故障判定装置が提案されている。当該故障判定装置は、内燃機関の排気系に設けたパティキュレートフィルタの故障を判定するものである。

この故障判定装置は、パティキュレートフィルタの故障の有無の判定にあたり、光透過式のパティキュレート量センサを採用してなるもので、このパティキュレート量センサは、内燃機関の排気系においてパティキュレートフィルタの下流側に設けられている。

しかして、当該パティキュレート量センサは、内燃機関の排気系においてパティキュレートフィルタを通りその下流側へ流出する排気ガス中のパティキュレートの量を、パティキュレートフィルタの故障の有無の判定のために、光学的に検出する。
特開２００５−３２５８１２号公報

ところで、上記故障判定装置においては、パティキュレートの量の検出にあたり採用されるパティキュレート量センサが、上述のごとく、光透過式のセンサである。従って、当該パティキュレート量センサを構成する各種光学部品が、排気ガスに晒されてパティキュレートにより汚され易い。

従って、例えば、光学部品のうち発光部品や受光部品が、発光面や受光面において、パティキュレートの付着等により汚されると、発光部品の発光量や受光部品の受光量が減少し、その結果、パティキュレート量センサの検出出力の精度が低下する。

また、内燃機関が機械的に振動すると、パティキュレート量センサの各光学部品も振動して位置ずれを起こし、その結果、パティキュレート量センサにおける光軸にずれが生じ、パティキュレート量センサの検出出力の精度が低下する。

従って、上述のパティキュレート量センサの光学的検出出力によっては、パティキュレートフィルタの故障の有無の判定が正しく行われないという不具合を招く。換言すれば、パティキュレートフィルタが故障していないのに故障と判定したり、パティキュレートフィルタが故障しているのに故障していないと判定したりして、余分な故障対策をしたり、多量のパティキュレートを大気に放出したりするという不具合を招く。この意味で、光透過式のパティキュレート量センサは、信頼性に欠ける。

そこで、本発明は、以上述べたことに対処するため、光学的なパティキュレートセンサに依存することなく、パティキュレートフィルタの故障の有無を正しく判定するようにしたパティキュレートフィルタの故障判定装置及び故障判定方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明者等は、パティキュレートフィルタの故障の有無の判定にあたり、パティキュレートセンサとして、放電センサを採用することを検討した。この放電センサは、その放電電圧によりパティキュレートの量を検出するものであるから、上述の従来技術で述べた光学式センサのような不具合は全くない。

そこで、当該放電センサの放電特性について調べてみた。これによれば、放電センサの放電電圧は、当該放電センサの放電原理上、その周囲の温度によって変化することが分かった。

具体的には、当該放電センサを、その放電部にてディーゼル内燃機関の排気通路の排気ガス中に位置するように、配置した。そして、当該放電センサの放電部に介在する排気ガス中のパティキュレートの濃度（以下、パティキュレート濃度ともいう）を変化させることで、当該放電部に発生する放電電圧とパティキュレート濃度との関係について調べてみた。これによれば、各グラフ１、２が、図５にて示すごとく、得られた。

ここで、グラフ１は、低い温度の排気ガス中における放電センサの放電電圧とパティキュレート濃度との関係を示し、また、グラフ２は、高い温度の排気ガス中における放電センサの放電電圧とパティキュレート濃度との関係を示す。

これらグラフによれば、放電センサの放電電圧は、下に凸な湾曲形状でもって、パティキュレート濃度の増大（または減少）に伴い、低下（または上昇）し、かつ、パティキュレート濃度の全変化範囲において、排気ガスの温度をパラメータとしてその上昇（または低下）に伴い、低下（または上昇）することを示している。

従って、放電センサにおいては、排気ガスの温度が低いほど、パティキュレート濃度に対する放電電圧の分解能は高く、また、排気ガスの温度が高い程、当該分解能は低くなる。

以上によれば、排気ガスの温度が低いときに、放電電圧を検出すれば、パティキュレートの濃度が正しく検出され得ることが分かる。

さらに、このようなことを前提として、排気ガスの温度が低いという条件がディーゼル内燃機関のどのような作動状態において満たされるかについて、検討してみた。

ディーゼル内燃機関の排気ガスの温度が低いということは、当該ディーゼル内燃機関の温度が低ければよいということである。このような観点からすれば、ディーゼル内燃機関がその始動直後にあれば、当該ディーゼル内燃機関の温度は、通常、低いことから、ディーゼル内燃機関から排出される排気ガスの温度も、必然的に低いと考えられる。

従って、当該ディーゼル内燃機関からその始動直後に排気通路内に流出する排気ガスのもとに、パティキュレートフィルタの下流側で放電電圧を検出することとすれば、分解能の高い放電電圧が得られ、その結果、パティキュレート濃度が正しく得られると考えられる。

以上のようなことを前提として、上記課題の解決にあたり、本発明に係るパティキュレートフィルタの故障判定装置は、請求項１の記載によれば、
内燃機関（１００）の排気通路（１２０）に介装したパティキュレートフィルタ（２００）の下流側に配設される放電センサからなるパティキュレートセンサ（１０００、５０００）と、高電圧を発生する高電圧発生手段（２０００）とを備えて、パティキュレートセンサが、高電圧発生手段から上記高電圧を印加されて、内燃機関から排気通路内に流れパティキュレートフィルタを通りその下流側へ流出する排気ガス中のパティキュレートに応じ放電して放電電圧を発生したとき、この放電電圧に基づき上記パティキュレートの濃度を出力するパティキュレート濃度出力手段と、
内燃機関の始動後所定の時間以内にパティキュレート濃度出力手段から出力されるパティキュレートの濃度に基づき、パティキュレートフィルタの故障の有無を判定する故障判定手段（８４０、８４１）とを備える。

これによれば、パティキュレートセンサが、本明細書の冒頭にて述べた従来の光透過式のセンサではなく、放電センサでもって構成されている。従って、当該パティキュレートセンサによれば、光透過式のセンサを採用した場合に生じるその光学部品のパティキュレートによる汚れとか、振動による光学部品の光軸のずれといったような不具合が発生することがない。その結果、パティキュレートセンサは、パティキュレートフィルタの故障の有無の判定を良好にかつ信頼性よく行うセンサとして最適である。

また、上述のごとく、パティキュレート濃度出力手段が内燃機関の始動後所定の時間以内にパティキュレートセンサから発生する放電電圧に基づき出力するパティキュレートの濃度に応じて、パティキュレートフィルタの故障の有無を判定する。

ここで、ディーゼル内燃機関の始動後所定の時間以内においては、当該ディーゼル内燃機関から排出される排気ガスの温度が低いため、放電電圧、ひいてはパティキュレートの濃度が、分解能を高く維持し得る状態で安定している。

従って、このようなパティキュレートの濃度を利用することで、パティキュレートフィルタの故障の有無が正しく判定され得る。

また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置において、故障判定手段がパティキュレートフィルタの故障と判定したとき当該故障を報知する報知手段（８４２、６００、７００）を備えることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、報知手段の報知を認識することで、パティキュレートフィルタの故障対策をタイミングよく迅速に行える。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１または２に記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置において、
パティキュレートセンサに設けてなるヒータ（５４００）と、
内燃機関の停止後にヒータに通電する通電手段（８５２、１５００）とを備えて、
ヒータは、その通電に伴い発熱して、パティキュレートセンサをヒートクリーニングするようにしたことを特徴とする。

これによれば、請求項１または２に記載の発明の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、内燃機関の停止後では、排気通路内の排気ガスの流れが停止しており、従って、排気ガスの流れに起因する熱引きがないことから、ヒータの消費電力を軽減しつつ、パティキュレートセンサのヒートクリーニングが良好になされ得る。

また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項１〜３のいずれか１つに記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置において、
故障判定手段は、内燃機関の始動後上記所定の時間以内にパティキュレート濃度出力手段から出力されるパティキュレート濃度が所定濃度（Ｄｏ）以上のとき、パティキュレートフィルタの故障と判定するようになっており、
上記所定濃度は、パティキュレートフィルタが正常な場合のパティキュレート濃度出力手段からの出力と、パティキュレートフィルタが故障の場合のパティキュレート濃度出力手段からの出力との間の値をとるようにしたことを特徴とする。

このように設定した所定濃度を実際のパティキュレートの濃度に対する判定基準として利用することで、パティキュレートフィルタの故障判定が、精度よくなされ得る。その結果、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項４に記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置において、
内燃機関の始動後上記所定の時間以内にパティキュレート濃度出力手段から順次出力されるパティキュレート濃度をサンプリングするサンプリング手段（８２０、８２１、８２２）と、
このサンプリング手段によりサンプリングされた各サンプリング濃度に基づき平均濃度を算出する平均濃度算出手段（８３０）とを備えて、
故障判定手段は、その判定を、上記パティキュレート濃度に代わる上記平均濃度に基づき行うようにしたことを特徴とする。

これにより、パティキュレートフィルタの故障判定が、外乱の影響を受けることなく、精度よく、なされ得る。

次に、パティキュレートフィルタが正常な場合の放電電圧及び故障の場合の放電電圧を、ディーゼル内燃機関の始動時からの時間の経過過程において、パティキュレートセンサにより検出してみた。また、排気ガスの温度（以下、排気温ともいう）をも、ディーゼル内燃機関の始動時からの時間の経過過程において、温度センサにより検出してみた。

ここで、パティキュレートフィルタが正常な場合とは、当該パティキュレートフィルタが、排気ガス中のパティキュレートをその濃度如何に関係なく良好に捕集し得る場合をいう。また、パティキュレートフィルタが故障の場合とは、当該パティキュレートフィルタが、排気ガス中のパティキュレートを上述のように良好には捕集し得ない場合をいう。

上述のように放電電圧及び排気温を検出したところによれば、図４にて示すような各グラフ３、４及び５が得られた。但し、放電電圧はパティキュレート濃度の増大（または減少）に応じて低下（または上昇）するという関係にあることを利用して、各グラフ３、４及び５は、当該放電電圧をパティキュレート濃度に変換した結果でもって示されている。

ここで、グラフ３は、パティキュレートフィルタが正常な場合において、ディーゼル内燃機関の始動時からの時間ｔの経過に伴うパティキュレート濃度（以下、パティキュレート濃度Ｄともいう）の変化を示す。また、グラフ４は、パティキュレートフィルタが故障の場合において、ディーゼル内燃機関の始動時からの時間ｔの経過過程に伴うパティキュレート濃度Ｄの変化を示す。また、グラフ５は、ディーゼル内燃機関の始動時からの時間ｔの経過に伴う排気温（以下、排気温Ｔともいう）の変化を示す。

しかして、グラフ３によれば、パティキュレート濃度Ｄは、時間ｔ＝３００（秒）の経過までは、殆ど、零に近い値をとり、その後の時間ｔの経過に伴い、急激に上昇していることが分かる。一方、グラフ４によれば、パティキュレート濃度Ｄは、グラフ３に比べて、時間ｔ＝３００（秒）の経過まで、ほほ一定の高い値をとり、その後の時間ｔの経過に伴い、急激に上昇していることが分かる。また、グラフ５によれば、排気ガスの温度Ｔは、時間ｔの３００（秒）の経過までは、ほほ一定の低い値をとり、その後の時間ｔの経過に伴い、急激に上昇することが分かる。

このように検討してみると、ディーゼル内燃機関の始動後３００（秒）経過までは、ディーゼル内燃機関の温度、つまり、排気温Ｔが低く、このような段階では、パティキュレート濃度Ｄは、パティキュレートフィルタの故障の有無に関係なく、ほぼ一定の値を安定的に維持し、かつ、パティキュレートフィルタの故障の場合の方が正常な場合に比べて高い値を維持することが分かる。

以上説明したことによれば、ディーゼル内燃機関の始動後３００（秒）の経過までの間であれば、放電センサからなるパティキュレートセンサによって、パティキュレートを良好に検出し得ることが分かる。

但し、時間ｔ＝１００（秒）の経過までであれば、パティキュレートフィルタが正常な場合のパティキュレート濃度Ｄは、ほぼ零である。従って、パティキュレートセンサによる検出は、時間ｔ＝１００（秒）の経過までに行うことが最も好ましい。

また、時間ｔ＝１００（秒）の経過後時間ｔ＝２５０（秒）の経過までであれば、パティキュレートフィルタが正常な場合のパティキュレート濃度Ｄは、ほぼ零とはいえないが、幾分高い程度である。従って、パティキュレートセンサによる検出は、時間ｔ＝２５０（秒）の経過までに行うようにしてもよい。

また、時間ｔ＝２５０（秒）の経過後時間ｔ＝３００（秒）の経過まででは、パティキュレート濃度Ｄが増大し始めるが、パティキュレート濃度Ｄは、さらに幾分上昇する程度である。従って、パティキュレートセンサによる検出は、時間ｔ＝３００（秒）の経過までに行うようにしても、実用上差し支えない。

また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項１〜５のいずれか１つに記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置において、上記所定の時間は、３００（秒）、好ましくは、２５０（秒）、さらに好ましくは、１００（秒）であることを特徴とする。

このように上記所定の時間を、３００（秒）、２５０（秒）或いは１００（秒）と短くする程、パティキュレートフィルタが正常な場合のパティキュレートの濃度が零に近づくので、上記所定の時間が短い程、パティキュレートフィルタの故障判定が精度よくなされ得る。その結果、上記所定の時間が短い程、請求項１〜５のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明に係るパティキュレートフィルタの故障判定方法では、請求項７の記載によれば、
内燃機関（１００）の排気通路（１２０）に介装したパティキュレートフィルタ（２００）の下流側に配設される放電センサからなるパティキュレートセンサ（１０００、５０００）を、内燃機関から排気通路内に流れパティキュレートフィルタを通りその下流側へ流出する排気ガス中のパティキュレートに応じ放電させて、パティキュレートセンサから放電電圧を発生させ、
内燃機関の始動後所定の時間以内にパティキュレートセンサから発生する放電電圧に対応するパティキュレートの濃度に基づきパティキュレートフィルタの故障の有無を判定するようにした。

これによれば、請求項１に記載の発明の作用効果を達成し得るパティキュレートフィルタの故障判定方法の提供が可能となる。

また、本発明は、請求項８の記載によれば、請求項７に記載のパティキュレートフィルタの故障判定方法において、パティキュレートセンサに設けたヒータ（５４００）を、内燃機関の停止後に通電し、当該ヒータからその通電に伴い発生する熱でもって、パティキュレートセンサをヒートクリーニングするようにしたことを特徴とする。

これによれば、請求項７に記載の発明の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、内燃機関の停止後では、排気通路内の排気ガスの流れが停止しており、従って、排気ガスの流れに起因する熱引きがないことから、ヒータの消費電力を軽減しつつ、パティキュレートセンサのヒートクリーニングが良好になされ得る。

また、本発明は、請求項９の記載によれば、請求項７または８に記載のパティキュレートフィルタの故障判定方法において、
所定濃度（Ｄｏ）が、パティキュレートフィルタが正常な場合の上記パティキュレート濃度と、パティキュレートフィルタが故障の場合の上記パティキュレート濃度との間の値をとるように定められており、
上記パティキュレートの濃度が上記所定濃度以上のとき、パティキュレートフィルタの故障と判定するようにしたことを特徴とする。

これにより、請求項４に記載の発明の作用効果が達成され得るパティキュレートフィルタの故障判定方法の提供が可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係るパティキュレートフィルタの故障判定装置が、自動車に搭載のディーゼル内燃機関１００に適用された例を示している。ディーゼル内燃機関１００は、機関本体１１０の燃焼室から排気管１２０を延出してなるもので、当該ディーゼル内燃機関１００は、機関本体１１０にて、内燃機関制御装置１３０により制御されて始動し、上記燃焼室内の混合気の燃焼に伴い、排気ガスを、排気管１２０を通して外部へ排出する。なお、内燃機関制御装置１３０は、スタータ回路、グロー回路及び燃料噴射回路を備え、これらスタータ回路、グロー回路及び燃料噴射回路の制御でもって、ディーゼル内燃機関１００の始動を行う。

また、パティキュレートフィルタ２００は、排気管１２０の一部に介装されており、このパティキュレートフィルタ２００は、多孔質セラミックからなるハニカムコアでもって形成されている。しかして、当該パティキュレートフィルタ２００は、排気管１２０内に流れる排気ガスを流入されて、当該排気ガスから煤等のパティキュレート（微粒子）を捕集する。

以下、当該パティキュレートフィルタ故障判定装置の構成について説明する。本第１実施形態では、上述の解決課題にて述べたことを前提として、以下に述べるごとく、スパークプラグ型の放電センサがパティキュレートセンサ１０００として採用され、かつ、当該パティキュレートセンサ１０００による検出が、ディーゼル内燃機関１００の始動後１００（秒）の経過までに行われるようにした。

当該パティキュレートフィルタ故障判定装置は、マイクロコンピュータ５００を備えており、このマイクロコンピュータ５００は、当該自動車に搭載の直流電源３００からイグニッションスイッチ４００を介しそのオンに伴い給電されて作動する。また、当該マイクロコンピュータ５００は、その作動のもと、図３にて示すフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実行し、この実行中において、内燃機関制御装置１３０を介するディーゼル内燃機関１００の始動処理、パティキュレート検出装置３０００の検出出力に基づく故障判定処理及び故障警告処理等の種々の処理を行う。

なお、上記コンピュータプログラムは、マイクロコンピュータ５００のＲＯＭに当該マイクロコンピュータにより読み出し可能に予め記憶されている。また、イグニッションスイッチ４００は、そのオン（閉成操作）により、直流電源３００からの直流電圧をマイクロコンピュータ５００に印加する。また、この印加は、イグニッションスイッチ４００のオフ（開成操作）により、遮断される。

パティキュレート検出装置３０００は、図１にて示すごとく、パティキュレートセンサ１０００及び高電圧発生回路２０００を備えている。

パティキュレートセンサ１０００は、スパークプラグ型の放電センサでもって構成されており、当該パティキュレートセンサ１０００は、図２にて示すごとく、金具部材１１００、筒部材１２００及びロッド部材１３００を備えている。

金具部材１１００は、円筒状の主体金具１１１０及びＬ字板状の外側電極１１２０を備えている。主体金具１１１０は、基端側金具部１１１１、先端側金具部１１１２及び基端側金具部１１１１と先端側金具部１１１２とをつなぐ鍔部１１１３を有しており、これら基端側金具部１１１１、先端側金具部１１１２及び鍔部１１１３は、軟鋼材料でもって、図１にて示すごとく、一体的にかつ同軸円筒状に形成されている。

先端側金具部１１１２は、基端側金具部１１１１よりも小さな内径を有している。また、鍔部１１１３の内周面は、基端側金具部１１１１の内周面に向け末広がり状に傾斜して形成されて環状の傾斜面部１１１４を構成している。

外側電極１１２０は、連結部１１２１及び電極部１１２２を有しており、連結部１１２１は、その基端部にて、先端側金具部１１１２の先端開口部１１１５の一部に一体的に連結されて、この先端開口部１１１５の一部から先端側金具部１１１２の軸に平行に延出している。

電極部１１２２は、連結部１１２１の延出端部から主体金具１１１０の軸心側へＬ字状に折れ曲がって延出しており、当該電極部１１２２は、先端側金具部１１１２の先端開口部１１１５に対向している。なお、本第１実施形態では、主体金具１１００は、外側電極１１２０を高電圧発生回路２０００の負側出力端子に接続する負極として用いられる。また、当該外側電極１１２０の形成材料としては、ニッケル合金、イリジウム、白金、タングステン、ＳＵＳ鋼等のスパークプラグに用いられる材料が採用されている。

筒部材１２００は、基端側部位１２１０、中間側部位１２２０及び先端側部位１２３０を有しており、これら基端側部位１２１０、中間側部位１２２０及び先端側部位１２３０は、セラミック等の電気絶縁材料でもって、図２にて示すごとく、一体的にかつ同軸円筒状に形成されている。

中間側部位１２２０は、基端側部位１２１０と先端側部位１２３０との間にてこれら基端側部位１２１０及び先端側部位１２３０よりも大きな外径を有するように形成されている。このため、中間側部位１２２０の外周面は、その軸方向両端部にて、それぞれ、基端側部位１２１０の外周面及び先端側部位１２３０の大径部１２３１（後述する）の外周面に向けて末すぼまり状に傾斜して形成されて両傾斜面部１２２１、１２２２を構成している。

先端側部位１２３０は、図２にて示すごとく、互いに同軸的にかつ一体的に形成した大径部１２３１及び小径部１２３２でもって構成されており、大径部１２３１は、中間側部位１２２０から基端側部位１２１０とは逆方向に向け同軸的に延出している。小径部１２３２は、大径部１２３１から中間側部位１２２０とは逆方向に向け延出している。

しかして、以上のように構成した筒部材１２００においては、先端側部位１２３０が主体金具１１１０の先端側金具部１１１２に挿通されている。また、中間側部位１２２０は、主体金具１１１０の基端側金具部１１１１内に嵌装されて、傾斜面部１２２２にて、先端側金具部１１１２の傾斜面部１１１４上に着座している。

これにより、筒部材１２００は金具部材１１００内に同軸的に支持されている。ここで、筒部材１２００は、その大径部１２３１にて、金具部材１１００の先端側金具部１１１２に嵌合されている。なお、主体金具１１１０は、基端側金具部１１１１の開口部１１１６にて、カシメにより筒部材１２００の中間側部位１２２０の傾斜面部１２２１に締着されている。

ロッド部材１３００は、ロッド状導通部材１３１０にロッド状中心電極１３２０を同軸的に連結してなるもので、このロッド部材１３００は、筒部材１２００内にその基端側部位１２１０から挿通されている。これにより、当該ロッド部材１３００は、導通部材１３１０の基端部１３１１にて、筒部材１２００の基端側部位１２１０に着座することで、筒部材１２００内に同軸的に支持されている。なお、導通部材１３１０は、その基端部１３１１にて、中心電極１３２０を高電圧発生回路２０００の正側出力端子に接続する正極を構成する。

当該ロッド部材１３００の中心電極１３２０は、筒部材１２００の先端側部位１２３０から外側電極１１２０の電極部１１２２に向け延出している。この中心電極１３２０は、図１にて示すごとく、円錐形状の先端部を電極部１３２１として有しており、当該電極部１３２１は、所定の放電間隙をおいて、外側電極１１２０の電極部１１２２に対向している。本第１実施形態では、このように両電極部１１２２、１３２１が上記放電間隙を介し対向することで、当該パティキュレートセンサ１０００において放電を発生する放電部１３２２を構成する。

以上のように構成したパティキュレートセンサ１０００は、両電極部１１２２、１３２１の間にかかる所定の高電圧に応じ、放電部１３２２にて放電し放電電圧を発生する。このことは、両電極部１１２２、３２１間にかかる電圧が、パティキュレートセンサ１０００により、放電時の電圧、即ち放電電圧として検出されることを意味する。

高電圧発生回路２０００は、イグニッションスイッチ４００のオンに伴い、直流電源３００から給電されて上記所定の高電圧を発生するもので、当該高電圧発生回路２０００は、その正負両側出力端子から、パティキュレートセンサ１０００の正負両極間に印加する。本第１実施形態では、上記所定の高電圧は、上述の放電間隙を前提に両電極部１１２２、１３２１の間の空気を絶縁破壊して放電部１３２２に放電を発生させる電圧、例えば、１０（ｋＶ）に設定されている。

駆動回路６００は、マイクロコンピュータ５００により駆動制御されて、故障警告ランプ７００を点灯する。なお、故障警告ランプ７００は、当該自動車の車室内にて運転者の見易い位置に支持されている。

以上のように構成した本第１実施形態において、パティキュレート検出装置３０００のパティキュレートセンサ１０００は、放電部１３２２にて、ディーゼル内燃機関１００の排気管１２０内に露呈するように、パティキュレートフィルタ２００の下流側において、排気管１２０に取り付けられているものとする（図１参照）。

但し、当該パティキュレートセンサ１０００は、ロッド部材１３００の基端部１３１１及び金具部材１１００の主体金具１１１０にて、それぞれ、高電圧発生回路２０００の正側出力端子及び負側出力端子に接続されているものとする。

このような状態にて、イグニッションスイッチ４００がオンされると、高電圧発生回路２０００は、上記所定の高電圧を発生しパティキュレートセンサ１０００に印加するとともに、マイクロコンピュータ５００は、直流電源３００から給電されて作動し、図３のフローチャートに従い、スタートステップにて、上記コンピュータプログラムの実行を開始する。

これに伴い、マイクロコンピュータ５００は、ステップ８００において、ディーゼル内燃機関１００の始動処理を行う。このため、内燃機関制御装置１３０は、マイクロコンピュータ５００による始動処理に基づき、ディーゼル内燃機関１００の機関本体１１０を始動するように制御する。

すると、ディーゼル内燃機関１００は、機関本体１１０の燃焼室内の混合気の燃焼に基づき始動し、排気ガスを排気管１２０内に流入させる。これに伴い、当該排気ガスはパティキュレートフィルタ２００及びパティキュレートセンサ１０００の放電部１３２２を通り外部に排出される。

このとき、排気ガス中のパティキュレートが、パティキュレートフィルタ２００によりその捕集機能に応じて捕集される。また、パティキュレートセンサ１０００は、その放電部１３２２にて、上記捕集後の排気ガスに晒され、高電圧発生回路２０００からの高電圧に基づき、放電部１３２２にて、上述の捕集後のパティキュレートの濃度に対応する放電電圧を発生する。このことは、パティキュレートセンサ１０００は、上述の捕集後のパティキュレートの濃度に対応する放電電圧を検出することを意味する。

上述のようなステップ８００におけるディーゼル内燃機関１００の始動処理後、次のステップ８１０にて、マイクロコンピュータ５００に内蔵のソフトタイマの始動処理がなされる。これに伴い、当該ソフトタイマは、リセットされて始動し、計時を開始する。

ついで、ステップ８２０において、時間ｔが１００（秒）以下か否かについて判定される。本第１実施形態では、上述の１００（秒）は、上述のごとく、当該ディーゼル内燃機関１００の始動後の１００（秒）を考慮して設定されて、マイクロコンピュータ５００のＲＯＭに予め記憶されている。

現段階では、上記ソフトタイマの計時開始直後であるから、ｔ≦１００（秒）が成立する。このため、ステップ８２０において、ＹＥＳと判定される。

これに伴い、次のステップ８２１において、放電電圧の入力処理がなされる。ここでは、パティキュレートセンサ１０００により現段階にて検出された放電電圧（以下、放電電圧Ｖｒという）が、マイクロコンピュータ５００にステップ８２１にて入力される。

ついで、ステップ８２２において、パティキュレート濃度Ｄへの変換処理がなされる。この変換処理では、ステップ８２１で入力した放電電圧Ｖｒが、パティキュレート濃度Ｄと放電電圧Ｖｒとの関係を表す所定のパティキュレート濃度−放電電圧特性に基づき、パティキュレート濃度Ｄに変換される。

なお、本第１実施形態では、パティキュレート濃度Ｄが放電電圧Ｖｒの上昇（または低下）に応じて低下（または増大）するデータとして、上述のパティキュレート濃度−放電電圧特性が設定されてマイクロコンピュータ５００のＲＯＭに予め記憶されている。

上述のような変換がなされた後、時間ｔが１００（秒）を超えるまでは、最新の放電電圧の入力処理に基づきパティキュレート濃度Ｄへの変換が、各ステップ８２０、８２１、８２２を通る循環処理のもとに、繰り返される。

然る後、上記ソフトタイマの計時時間が１００（秒）を超えると、ステップ８２０において、ＮＯと判定され、上記コンピュータプログラムはステップ８３０に進む。このステップ８３０においては、上述のように１００（秒）の間にステップ８２２において変換された複数のパティキュレート濃度Ｄが、相加平均されて、パティキュレートの平均濃度Ｄａｖｅとして算出される。

このようにしてステップ８３０の処理が終了すると、ステップ８４０において、ステップ８３０で算出した平均濃度Ｄａｖｅが所定濃度Ｄｏ以上か否かについて、判定される。本第１実施形態では、所定濃度Ｄｏは、次のように設定されている。上述のように図４を用いて説明したごとく、ディーゼル内燃機関１００の始動後１００（秒）以内においては、パティキュレート濃度Ｄが、パティキュレートフィルタ２００が正常な場合及び故障の場合で、ほぼ一定の大きな濃度差を有する。

そこで、例えば、時間ｔ＝５０（秒）のときに、パティキュレートフィルタ２００が正常な場合及び故障の場合に生ずる各パティキュレート濃度Ｄの平均濃度をとれば、この平均濃度は、パティキュレートフィルタ２００の正常及び故障のいずれかを正しく識別する基準となる。このため、本第１実施形態では、上述のように正常な場合及び故障の場合に生ずる各パティキュレート濃度Ｄの平均濃度が、所定濃度Ｄｏ（図４参照）として設定されて、マイクロコンピュータ５００のＲＯＭに予め記憶されている。

現段階において、平均濃度Ｄａｖｅが所定濃度Ｄｏ以上であれば、ステップ８４０においてＹＥＳと判定される。ここで、平均濃度Ｄａｖｅは、上述のごとく、複数のパティキュレート濃度Ｄの平均値であるから、ステップ８４０におけるＹＥＳとの判定は、外乱の影響を受けることなく、精度よくなされ得る。

しかして、ステップ８４０におけるＹＥＳとの判定によれば、パティキュレートフィルタ２００のパティキュレートに対する捕集能力が低いために当該パティキュレートフィルタ２００がパティキュレートを良好には捕集し得ていないこととなる。このため、ステップ８４１における故障判定処理において、パティキュレートフィルタ２００が故障している旨の判定がなされる。

これに伴い、ステップ８４２における故障警告処理に基づき、故障警告ランプ７００が、駆動回路６００により駆動されて点灯する。すると、当該自動車の乗員は、故障警告ランプ７００の点灯に基づき、パティキュレートフィルタ２００の故障を視認し得る。その結果、当該パティキュレートフィルタ２００を新品に交換する等の必要な処理がタイミングよくなされ得る。

一方、ステップ８４０における判定がＮＯとなる場合には、パティキュレートフィルタ２００は、パティキュレートを、その濃度如何に関わらず十分に捕集していることから、当該パティキュレートフィルタ２００は正常な状態にある。このため、上記コンピュータプログラムは、ステップ８４０からエンドステップに直接進む。

以上述べたように、パティキュレートセンサ１０００は、本明細書の冒頭にて述べた従来の光透過式のセンサではなく、両電極部を有する放電センサでもって構成されている。従って、当該パティキュレートセンサ１０００によれば、光透過式のセンサを採用した場合に生じるその光学部品のパティキュレートによる汚れとか、振動による光学部品の光軸のずれといったような不具合が発生することがない。その結果、パティキュレートセンサ１０００は、パティキュレートフィルタ２００の故障の有無の判定を良好にかつ信頼性よく行うセンサとして最適である。

ここで、パティキュレートセンサ１０００は、上述のごとく、スパークプラグ型のものであることから、自動車用センサとしての信頼性に優れるのは勿論のこと、安価に提供され得る。

また、上述のごとく、ステップ８４１における故障判定処理にあたり、ディーゼル内燃機関１００の始動後１００（秒）以内（ステップ８００〜ステップ８２０参照）において、パティキュレートセンサ１０００により検出される放電電圧に基づきパティキュレート濃度Ｄへの変換（ステップ８２１、８２２参照）を行うようにした。

従って、ディーゼル内燃機関１００の始動後１００（秒）以内の排気温Ｔが上述のごとく低いことから、パティキュレートセンサ１０００が放電センサであっても、当該パティキュレートセンサ１０００により検出される放電電圧は、安定している。しかも、パティキュレートフィルタ２００の正常な場合のパティキュレート濃度と故障の場合のパティキュレート濃度との間において、パティキュレート濃度の差が大きく存在する。

このことは、放電電圧、ひいてはパティキュレート濃度が、分解能を高く維持し得る状態で安定していることを意味する。

このようなことを利用して、所定濃度Ｄｏは、上述のごとく、パティキュレートフィルタ２００の正常な場合のパティキュレート濃度と故障の場合のパティキュレート濃度との間の平均値に設定されている。

従って、このような所定濃度Ｄｏを判定基準として利用することで、パティキュレートフィルタ２００の故障判定が精度よくなされ得る。

この点につき、本明細書の冒頭にて述べた従来技術との対比においてさらに言及する。従来技術におけるように、パティキュレートフィルタは、正常であれば、パティキュレートの量の増減に関係なく、パティキュレートを良好に捕集するが、当該パティキュレートフィルタは、故障の場合には、パティキュレートを良好には捕集できない。

そこで、従来技術では、このようなパティキュレートフィルタの特性を利用して、パティキュレートフィルタへの流入パティキュレートの量を強制的に増大させ、これに対するパティキュレートフィルタの捕集量に基づきパティキュレートフィルタの故障の有無を判定するようになっている。

換言すれば、従来技術では、パティキュレートフィルタの故障の有無を判定するあたり、パティキュレート量をわざわざ強制的に増大させるという余分な処理が必須となっている。また、パティキュレート量をわざわざ強制的に増大させると、パティキュレートフィルタに余分な負荷がかかり、当該パティキュレートフィルタの寿命の短縮を招く。

これに対し、本第１実施形態では、上述のように採用した所定濃度Ｄｏを基準として、パティキュレートフィルタの故障の有無を判定するだけであるから、従来技術のように、パティキュレート量をわざわざ強制的に増大させたり、パティキュレートフィルタの負荷を増大させるというような不具合は全く生じない。従って、パティキュレートフィルタの寿命がより一層長くなるという効果がある。

また、上述のように、ディーゼル内燃機関１００の始動後１００（秒）以内にパティキュレートセンサ１０００により検出される放電電圧を利用して、パティキュレートフィルタの故障の有無を判定するようにした。ここで、ディーゼル内燃機関１００の始動後１００（秒）以内においては、当該ディーゼル内燃機関１００の温度が、通常、低く、従って、排気管１２０内の排気ガスの温度も低い。

従って、わざわざ、排気管１２０内の排気ガスの温度を検出するために温度センサを採用する必要がなく、このような観点からも、当該故障判定装置が構成を複雑にすることなく安価に提供され得る。
（第２実施形態）
次に、本発明に係るパティキュレートフィルタの故障判定装置の第２実施形態について図６〜図１０を参照して説明する。この第２実施形態では、図７にて示すようなスパークプラグ型のパティキュレートセンサ５０００が、上記第１実施形態にて述べたパティキュレートセンサ１０００に代えて、パティキュレートフィルタ２００の下流側にて排気管１２０に配設されるようになっている。当該パティキュレートセンサ５０００は、以下に述べる構成を除き、上記第１実施形態にて述べたパティキュレートセンサ１０００の構成部材と同一の構成部材を有するので、この同一の構成部材については、パティキュレートセンサ１０００の構成部材を示す１０００番台の符号を５０００番台に変更して示されている。

本第２実施形態のパティキュレートセンサ５０００は、上記第１実施形態にて述べたパティキュレートセンサ１０００において、外側電極１１２０及び中心電極１３２０に代えて、図７にて示すごとく、外側電極５１３０及びロッド状の中心電極５３３０を採用し、かつ、ヒータ５４００、このヒータ５４００のための正負両側リード５４４０、５４５０及びこれら正負両側リード５４４０、５４５０のためのガラス膜５４６０を付加的に備えた構成となっている。

外側電極５１３０は、上記第１実施形態にて述べた外側電極１１２０に代えて、当該外側電極１１２０と同様の形成材料でもって形成されて、先端側金具部５１１２の先端開口部５１１５の一部から一体的に延出している。

当該外側電極５１３０は、連結部５１３１及び電極部５１３２を有しており、連結部５１３１は、その基端部にて、先端側金具部５１１２の先端開口部５１１５の一部に一体的に連結されて、この先端開口部５１１５の一部から先端側金具部５１１２の軸に平行に延出している。但し、連結部５１３１の全長は、上記第１実施形態にて述べた連結部１１２１よりも長い。

また、電極部５１３２は、連結部５１３１の延出端部から主体金具５１１０の軸心側へＬ字状に折れ曲がって延出しており、当該電極部５１３２は、先端側金具部５１１２の先端開口部５１１５に対向している。

中心電極５３３０は、ロッド部材５３００において、ロッド状導通部材５３１０に同軸的に連結されてなるもので、この中心電極５３３０は、筒部材５２００の先端側部位５２３０から外側電極５１３０の電極部５１３２に向け上記第１実施形態にて述べた中心電極１３２０よりも長く延出している。

この中心電極５３３０は、図７にて示すごとく、円錐形状の先端部を電極部５３３１として有しており、当該電極部５３３１は、所定の放電間隙（例えば、０．５（ｍｍ））をおいて、外側電極５１３０の電極部５１３２に対向している。本第２実施形態では、両電極部５１３２、５３３１が上記放電間隙を介し対向することで、放電部５３２２を構成する。

ヒータ５４００は、筒部材５２００の先端側部位５２３０の小径部５２３２の全周に亘りその先端側にて貼着されている。

当該ヒータ５４００は、筒部材５２００の先端側部位５２３０を加熱してヒートクリーニングを行って、筒部材５２００の先端側部位５２３０の表面に付着したパティキュレートを介し起きる中心電極５１３０と先端側金具部５１１２との間の短絡を防止する役割を果たすもので、このヒータ５４００は、図８にて示すごとく、２枚のアルミナシート５４１０、５４２０及び発熱体５４３０を備えている。

発熱体５４３０は、帯状の外側発熱抵抗部５４３１、帯状の内側発熱抵抗部５４３２及び正負両側電極パッド５４３３、５４３４を有しており、各発熱抵抗部５４３１、５４３２は、各電極パッド５４３３、５４３４とともに、白金ペーストを、アルミナシート５４１０の内面に、図８にて示すような各所定のパターンでもって印刷焼成することで、形成されている。

正側電極パッド５４３３は、両発熱抵抗部５４３１、５４３２の各一側端部に接続されて、ヒータ５４００の正側接続端子としての役割を果たす。一方、負側電極パッド５４３４は、両発熱抵抗部５４３１、５４３２の各他側端部に接続されて、ヒータ５４００の負側接続端子としての役割を果たす。

アルミナシート５４２０は、その内面にて、発熱体５４３０を介し、アルミナシート５４１０の内面に圧着されている。このアルミナシート５４２０は、両貫通孔部５４２１、５４２２を有しており、貫通孔部５４２１は、正側電極パッド５４３３の中央部に対応して位置し、一方、貫通孔部５４２２は、負側電極パッド５４３４の中央部に対応して位置している。

このように構成したヒータ５４００においては、パティキュレートが、筒部材５２００に、当該両電極部５１３２、５３３１間の適正な放電を妨げる程度に堆積したときに、発熱体５４３０が駆動回路１５００（後述する）からのヒータ電圧（例えば、１５（Ｖ））の印加により通電されて発熱し、上記ヒートクリーニングを行う。なお、このヒートクリーニングは、上記高電圧発生回路２０００から両電極部５１３２、５３３１への上記高電圧の印加を停止した状態でなされる。

正側リード５４４０は、軸方向リード部５４４１及び周方向リード部５４４２を有している。軸方向リード部５４４１は、筒部材５２００の外周面の所定の軸方向部位（図７参照）に沿い設けられており、この軸方向リード部５４４１は、その先端部５４４３にてヒータ５４００の電極パッド５４３３上に設けられて、当該先端部５４４３から筒部材５２００の上記所定の軸方向部位に沿い延在し主体金具５１１０の外側へ延出している。

また、周方向リード部５４４２は、主体金具５１１０の外側にて、筒部材５２００の基端側部位５２１０の外周面のうち中間側部位５２２０の近傍部位に沿いその全周に亘り設けられている。

負側リード５４５０は、ガラス膜５４６０を介し筒部材５２００の外周面に設けられており、この負側リード５４５０は、軸方向リード部５４５１及び周方向リード部５４５２を有している。

軸方向リード部５４５１は、その先端部５４５３にて、ヒータ５４００の電極パッド５４３４上に設けられて、当該先端部５４５３から筒部材５２００の先端側部位５２３０の外周面のうち他の所定の軸方向部位（図７参照）に沿い延在している。

周方向リード部５４５２は、筒部材５２００の中間側部位５２２０の傾斜面部５２２２に沿いその周方向に沿い設けられている。

ガラス膜５４６０は、負側リード５４５０の裏面側を通りかつ軸方向リード部５４４１（先端部５４４３を除く）を被覆するようにして、筒部材５２００の外周面のうち先端側部位５２３０のヒータ５４００の上縁に対する対応部位から中間側部位５２２０を介し先端側部位５２３０の中間側部位５２２０側部位にかけて全周に亘り設けられている。

このように形成した負側リード５４５０によれば、ヒータ５４００の電極パッド５４３４が、軸方向リード部５４５１、周方向リード部５４５２及び金属製環状カラー５１１７（図７参照）を介し主体金具５１１０の傾斜面部５１１４に電気的に接続されている。

なお、負側リード５４５０はガラス膜５４６０上に形成されているので、当該負側リード５４５０は、ガラス膜５４６０により、正側リード５４４０と電気的に絶縁されている。

また、本第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べたマイクロコンピュータ５００が、上記第１実施形態とは異なり、図６にて示すごとく、直流電源３００から直接給電されて、常時、作動状態に維持されている。駆動回路１５００は、マイクロコンピュータ５００により制御されて、ヒータ５４００を駆動する（図６参照）。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

このように構成した本第２実施形態において、当該パティキュレートセンサ５０００は、上記第１実施形態と同様に、ディーゼル内燃機関１００の排気管１２０に取り付けられているものとする。また、マイクロコンピュータ５００は、直流電源３００から直接給電されて、図９及び図１０のフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行している。現段階では、イグニッションスイッチ４００がオンされていないため、図９のステップ８４３において、ＮＯとの判定が繰り返されている。

このような状態において、イグニッションスイッチ４００がオンされると、高電圧発生回路２０００は、高電圧を発生しパティキュレートセンサ５０００に印加するとともに、マイクロコンピュータ５００は、ステップ８４３において、ＹＥＳと判定する。

この判定に伴い、上記第１実施形態と同様に、ディーゼル内燃機関１００は、ステップ８００にて、内燃機関制御装置１３０により制御されて始動し、排気ガスを排気管１２０内に流入させ、パティキュレートフィルタ２００及びパティキュレートセンサ５０００の放電部５３２２を通して外部に排出する。また、パティキュレートセンサ５０００は、上記第１実施形態と同様に、パティキュレートフィルタ２００によるパティキュレートの捕集後の排気ガスに基づき放電電圧を発生する。

ステップ８００における処理の後、ステップ８１０にて上記ソフトタイマを始動させた上で、ステップ８２０〜ステップ８２２の循環処理でもって、パティキュレートフィルタ２００によるパティキュレートの捕集後の排気ガス中のパティキュレートの濃度Ｄへの放電電圧からの変換処理が繰り返される。

然る後、上記ソフトタイマの計時時間が１００（秒）を超えると、ステップ８２０においてＮＯと判定され、図１０のステップ８３０において上記第１実施形態と同様にパティキュレート濃度Ｄの平均濃度Ｄａｖｅが算出される。しかして、Ｄａｖｅ≧Ｄｏが成立する場合には、上記第１実施形態と同様に故障判定処理８４１及び故障警告処理８４２がなされて、当該自動車の乗員に対し、パティキュレートフィルタ２００の故障に対する警告が与えられる。一方、パティキュレートフィルタ２００が正常であるときには、ステップ８４０での判定がＮＯとなる。

上述のようにステップ８４２の処理或いはステップ８４０におけるＮＯとの判定処理がなされると、イグニッションスイッチ４００がオフか否かが判定される。現段階において、イグニッションスイッチ４００がオンのままにあれば、ステップ８５０においてＮＯとの判定が繰り返される。従って、このような状態では、当該自動車は、例えば、走行状態に維持されている。

然る後、当該自動車が走行を停止して、イグニッションスイッチ４００がオフされると、ステップ８５０においてＹＥＳと判定される。すると、ステップ８５１にて、ディーゼル内燃機関停止処理がなされる。これに伴い、ディーゼル内燃機関１００が、内燃機関制御装置１３０により制御されて、停止する。

ついで、ステップ８５２において、ヒータ通電処理がなされる。これに伴い、ヒータ５４００が駆動回路１５００により通電されて、発熱し始める。これにより、パティキュレートセンサ５０００がヒートクリーニングされて筒部材５２００の先端側部位５２３０に付着済みのパティキュレートが焼失される。

しかして、上述のように、ステップ８５０にてＹＥＳと判定するごとに、ディーゼル内燃機関１００の停止のもとにヒータ５４００の通電を行うので、パティキュレートセンサ５０００は、ディーゼル内燃機関１００の停止毎に、その後の放電電圧の入力（ステップ８２１参照）前において、ヒートクリーニングされ得る。従って、パティキュレートフィルタ１０００は、パティキュレートの付着による検出精度の低下を招くことなく、長期に亘り、パティキュレートを良好に検出し得る。

また、上述のように、ヒータ５４００の通電時期は、ディーゼル内燃機関１００の停止時毎に限られる。従って、ヒータ５４００の通電回数が必要最小限に抑制されて当該ヒータ５４００の負担も軽減され得る。

また、パティキュレートセンサ５０００に対する付着パティキュレートの焼失には、５００（℃）以上の加熱が必要であるが、上述のようにディーゼル内燃機関１００が停止した直後においては、ディーゼル内燃機関１００、排気管１２０や当該排気管１２０内の排気ガスは暖かい。また、上述のようにディーゼル内燃機関１００が停止した直後においては、排気管１２０内の排気ガスの流れは停止している。このため、排気ガスの流れに起因する熱引きもない。従って、ヒータ５４００による加熱も、必要最小限で済む。従って、ヒータ５４００の消費電力も少なくて済み、当該ヒータ５４００の寿命が延びる。

ステップ８５２の処理に伴い、ステップ８５３において、ソフトタイマの始動処理がなされる。ここでは、マイクロコンピュータ５００の上記ソフトタイマが、リセット始動されて、計時を開始する。

しかして、現段階では、上記ソフトタイマの計時時間が所定通電時間に達していないため、ステップ８６０においてＮＯと判定される。本第２実施形態では、上記所定通電時間は、排気管１２０を含めたディーゼル内燃機関１００や排気ガスの暖かさを保持し得る時間、例えば、３０分に設定されて、マイクロコンピュータ５００のＲＯＭに予め記憶されている。

なお、本第２実施形態では、ステップ８５１におけるディーゼル内燃機関の停止直後にヒータ５４００の通電処理（ステップ８５１参照）を開始する。従って、ディーゼル内燃機関の停止後ヒータ５４００の通電開始から良好に暖まっている状態で、ヒータ５４００の通電が開始されることとなる。

然る後、上記ソフトタイマの計時時間が３０（分）を経過すると、ステップ８６０において、ＹＥＳと判定され、ステップ８６１において、ヒータ通電停止処理がなされる。これにより、ヒータ５４００の通電が駆動回路１５００により停止される。

このように３０（分）でヒータ５４００の通電が停止されるので、ヒータ５４００において余分な電力消費がなされることもない。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）パティキュレート検出装置３０００は、パティキュレートセンサ１０００（或いは５０００）及び高電圧発生回路２０００だけでなく、放電電圧をパティキュレート濃度に変換する変換回路を備えるようにして、この変換回路の出力を、放電電圧に代えて、ステップ８２１にて、マイクロコンピュータ５００に入力して、ステップ８２２を廃止するようにしてもよい。
（２）上記各実施形態のいずれかにおいて、パティキュレートセンサによる放電電圧の検出時期は、ディーゼル内燃機関の始動後１００（秒）以内に限ることなく、ディーゼル内燃機関の始動後２５０（秒）以内、或いは３００（秒）以内等、ディーゼル内燃機関の始動後所定の時間以内であればよい。
（３）故障警告ランプ７００に限ることなく、ブザーや音声合成装置等の故障報知手段を採用し、この故障報知手段により、パティキュレートフィルタの故障を報知するようにしてもよい。
（４）図３のステップ８２０〜ステップ８２２の処理を１回だけ行うようにして、ステップ８３０を廃止し、かつ、ステップ８４０において、ステップ８２２における１回だけの変換パティキュレート濃度を所定濃度Ｄｏと比較判定するようにしてもよい。

（５）所定濃度Ｄｏは、上記第１実施形態にて述べたように、時間ｔ＝５０（秒）のときのパティキュレート濃度に限ることなく、時間ｔ＝３００（秒）以内のときにパティキュレートフィルタ２００が正常な場合及び故障の場合に生ずる各パティキュレート濃度Ｄの平均濃度であってもよい。また、パティキュレートフィルタ２００が正常な場合及び故障の場合に生ずる各パティキュレート濃度Ｄの平均濃度に限ることなく、当該各パティキュレート濃度Ｄの間の濃度に所定濃度Ｄｏを設定してもよい。
（５）ステップ８６０における所定通電時間を３０（分）としたが、これに限ることなく、必要に応じて適宜変更することは可能である。但し、上記所定通電時間が１（分）よりも短くなると、加熱不足のために、パティキュレートセンサ５０００のヒートクリーニングが良好には行われない。
（６）上記第２実施形態において、ステップ８５１におけるディーゼル内燃機関１００の停止処理に伴い、この停止時刻をマイクロコンピュータ５００の時計回路で計時して不揮発メモリに記憶しておき、その後のディーゼル内燃機関１００の始動処理に伴い、上記不揮発メモリに記憶済みの停止時刻からの経過時間を上記時計回路に基づき算出して、この算出経過時間がディーゼル内燃機関１００を低温度にするに要するだけ経過しているときに限り、ステップ８１０以後の処理を可能とするようにしてもよい。
（８）上記各実施形態において、ディーゼル内燃機関１００から排出される排気ガスの温度を温度センサで検出し、この検出温度が、ディーゼル内燃機関１００の低温度状態に相当するときに限り、ステップ８１０以後の処理を可能とするようにしてもよい。
（９）パティキュレートセンサ１０００或いは５０００は、スパークプラグ型の放電センサに限ることなく、各種の形式の放電センサであってもよい。
（１０）ディーゼル内燃機関に限ることなく、各種の内燃機関に本発明を適用して実施してもよい。

本発明に係るパティキュレートフィルタの故障判定装置のブロック図である。 図１のパティキュレートセンサの部分破断側面図である。 図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。 パティキュレートフィルタの故障の有無に応じた放電電圧から変換してなるパティキュレート濃度及び排気ガスの温度と時間との関係を示すグラフである。 異なる温度条件における放電電圧とパティキュレート濃度との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態を示すブロック図である。 当該第２実施形態におけるパティキュレートセンサの部分破断側面図である。 図６のヒータの部分破断拡大正面図である。 図６のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの前段部である。 図６のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの後段部である。

符号の説明

１００…ディーゼル内燃機関、１２０…排気管、２００…パティキュレートフィルタ、
５００…マイクロコンピュータ、６００、１５００…駆動回路、７００…故障警告ランプ、
１０００、５０００…パティキュレートセンサ、１３２２…放電部、５４００…ヒータ、
２０００…高電圧発生回路、Ｄｏ…所定濃度。

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路に介装したパティキュレートフィルタの下流側に配設される放電センサからなるパティキュレートセンサと、高電圧を発生する高電圧発生手段とを備えて、前記パティキュレートセンサが、前記高電圧発生手段から前記高電圧を印加されて、前記内燃機関から前記排気通路内に流れ前記パティキュレートフィルタを通りその下流側へ流出する排気ガス中のパティキュレートに応じ放電して放電電圧を発生したとき、この放電電圧に基づき前記パティキュレートの濃度を出力するパティキュレート濃度出力手段と、
   前記内燃機関の始動後所定の時間以内に前記パティキュレート濃度出力手段から出力されるパティキュレートの濃度に基づき、前記パティキュレートフィルタの故障の有無を判定する故障判定手段とを備えるパティキュレートフィルタの故障判定装置。
2. 前記故障判定手段が前記パティキュレートフィルタの故障と判定したとき当該故障を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置。
3. 前記パティキュレートセンサに設けてなるヒータと、
   前記内燃機関の停止後に前記ヒータに通電する通電手段とを備えて、
   前記ヒータは、その通電に伴い発熱して、前記パティキュレートセンサをヒートクリーニングするようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置。
4. 前記故障判定手段は、前記内燃機関の始動後前記所定の時間以内に前記パティキュレート濃度出力手段から出力されるパティキュレート濃度が所定濃度以上のとき、前記パティキュレートフィルタの故障と判定するようになっており、
   前記所定濃度は、前記パティキュレートフィルタが正常な場合の前記パティキュレート濃度出力手段からの出力と、前記パティキュレートフィルタが故障の場合の前記パティキュレート濃度出力手段からの出力との間の値をとるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置。
5. 前記内燃機関の始動後前記所定の時間以内に前記パティキュレート濃度出力手段から順次出力されるパティキュレート濃度をサンプリングするサンプリング手段と、
   このサンプリング手段によりサンプリングされた各サンプリング濃度に基づき平均濃度を算出する平均濃度算出手段とを備えて、
   前記故障判定手段は、その判定を、前記パティキュレート濃度に代わる前記平均濃度に基づき行うようにしたことを特徴とする請求項４に記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置。
6. 前記所定の時間は、３００（秒）、好ましくは、２５０（秒）、さらに好ましくは、１００（秒）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のパティキュレートフィルタの故障判定装置。
7. 内燃機関の排気通路に介装したパティキュレートフィルタの下流側に配設される放電センサからなるパティキュレートセンサを、前記内燃機関から前記排気通路内に流れ前記パティキュレートフィルタを通りその下流側へ流出する排気ガス中のパティキュレートに応じ放電させて、前記パティキュレートセンサから放電電圧を発生させ、
   前記内燃機関の始動後所定の時間以内に前記パティキュレートセンサから発生する放電電圧に対応するパティキュレートの濃度に基づき前記パティキュレートフィルタの故障の有無を判定するようにしたパティキュレートフィルタの故障判定方法。
8. 前記パティキュレートセンサに設けたヒータを、前記内燃機関の停止後に通電し、当該ヒータからその通電に伴い発生する熱でもって、前記パティキュレートセンサをヒートクリーニングするようにしたことを特徴とする請求項７に記載のパティキュレートフィルタの故障判定方法。
9. 所定濃度が、前記パティキュレートフィルタが正常な場合の前記パティキュレート濃度と、前記パティキュレートフィルタが故障の場合の前記パティキュレート濃度との間の値をとるように定められており、
   前記パティキュレートの濃度が前記所定濃度以上のとき、前記パティキュレートフィルタの故障と判定するようにしたことを特徴とする請求項７または８に記載のパティキュレートフィルタの故障判定方法。

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