JP2016142172A - 微粒子検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】理論空燃比での燃焼が行われる内燃機関の排気通路においても、堆積した排気微粒子を燃焼させ除去することのできる微粒子検出装置を提供する。【解決手段】微粒子検出装置１００は、ヒータ部１２５によって電気絶縁材１２４の温度を上昇させ、電気絶縁材１２４に付着した微粒子２００を燃焼させて除去する再生制御を行うように構成されている。通常時においては、エンジン１０における空燃比が理論空燃比となるように制御を行い、再生制御時においては、エンジン１０における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関から排出される排気微粒子の量を検出する微粒子検出装置に関する。

近年、内燃機関から排出される排気微粒子（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を低減することが求められており、法規制の強化が進められている。特に規制が厳しい欧州では、排気微粒子の排出重量のみでなく排出粒子数も規制対象となっており、今後は日本でも同様の規制強化が予想される。この規制強化に対応するために、内燃機関における空燃比を制御することで排気微粒子の生成を抑えるだけでなく、排気通路に粒子フィルタ（ＧＰＦ：Ｇａｓｏｌｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を配置して排気微粒子を捕集することも検討されている。尚、ディーゼル機関を搭載した車両では、排気通路に粒子フィルタ（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を配置することが既に一般的になっており、大きな効果を発揮している。

粒子フィルタが何らかの原因で故障し、その捕集性能が低下した場合には、粒子フィルタを通過し車両の外部に排出される排気微粒子の数が増加してしまう。粒子フィルタの故障は、例えば捕集された排気微粒子が燃焼する際の温度上昇が大きくなり過ぎて、粒子フィルタの一部が破損することなどによって生じる。そこで、粒子フィルタの故障を迅速に検知するために、微粒子検出装置を設けることが検討されている。微粒子検出装置は、排気通路のうち粒子フィルタよりも下流側における排気微粒子の量を、微粒子センサによって検出するものである（下記特許文献１を参照）。

下記特許文献１に記載された微粒子検出装置の微粒子センサは、板状の電気絶縁材の表面に、相互に離間して複数の電極が形成された構成となっている。排気微粒子は炭素を主成分とする導体であるから、電気絶縁材の表面のうち電極間の部分に排気微粒子が付着し堆積していくと、電極間の電気抵抗が低下して行く。つまり、電気絶縁材における排気微粒子の堆積量と、電極間の電気抵抗値とは相関がある。特許文献１に記載の内燃機関では、電極間の電気抵抗（実際には、電極間に電圧を印加した状態で測定される電流値）に基づいて、電気絶縁材の表面に堆積した排気微粒子量、つまり排気管中の排気微粒子量を検出するものである。

上記のような構成の微粒子センサでは、排気微粒子の堆積に伴って電極間の電気抵抗が低下して行き、測定される電流は増加して行くのであるが、最終的には飽和してしまう。つまり、排気微粒子の堆積量が増加しても、電流が増加しない（電気抵抗が低下しない）状態となってしまう。このため、排気微粒子の量の検出を引き続き行うには、電気絶縁材を定期的に加熱して排気微粒子を燃焼により除去して、微粒子センサを再生する必要がある（以下、このような処理を「再生処理」とも称する）。下記特許文献１に記載の微粒子センサは、電気絶縁材を加熱して再生処理を行うためのヒータを備えた構成となっている。

特開２００９−１４４５７７号公報

再生処理は、堆積した排気微粒子を加熱して燃焼させる処理であるから、電気絶縁材の周囲に酸素が存在することが前提となる。上記特許文献１に記載の微粒子センサは、内燃機関としてディーゼル機関を備えた車両に搭載されることを前提としている。ディーゼル機関の場合、排出される排ガスに比較的多量の酸素が含まれているため、ヒータの加熱によって排気微粒子を燃焼させることができる。

これに対し、ガソリン機関では理論空燃比における燃焼（ストイキ燃焼）が行われるので、内燃機関から排出される排ガスに含まれる酸素は非常に少なくなっている。更に、微粒子センサ及び粒子フィルタよりも上流側には三元触媒が配置されるのであるが、三元触媒では酸化反応により酸素が消費されるので、粒子フィルタに到達する酸素の量はほぼゼロとなる。

そのため、再生処理を行うために電気絶縁材をヒータによって加熱しても、それだけでは排気微粒子の燃焼は生じず、堆積した排気微粒子は除去されないままとなるので、排気微粒子の量の検出を再開することができない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、理論空燃比での燃焼が行われる内燃機関の排気通路においても、堆積した排気微粒子を燃焼させ除去することのできる微粒子検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る微粒子検出装置は、内燃機関（１０）から排出される排気微粒子の量を検出する微粒子検出装置（１００）であって、前記内燃機関の排気通路（３０）に設けられ、前記排気微粒子が付着する付着面（ＳＦ）を有する絶縁部材（１２４）と、前記付着面において、互いに離間して形成された複数の電極（１２２、１２３）と、複数の前記電極間における電気抵抗に基づいて、前記絶縁部材における前記排気微粒子の付着量を算出する付着量算出部（１１１）と、前記絶縁部材を加熱するヒータ（１２５）と、前記内燃機関及び前記ヒータの動作を制御する制御部（１１２、１１３）と、を備え、前記制御部は、前記ヒータによって前記絶縁部材の温度を上昇させ、前記絶縁部材に付着した前記排気微粒子を燃焼させて除去する再生制御を行うように構成されており、通常時においては、前記内燃機関における空燃比が理論空燃比となるように制御を行い、前記再生制御時においては、前記内燃機関における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように制御を行うように構成されている。

再生制御時には、内燃機関における空燃比が理論空燃比よりも一時的にリーンとなるように制御された状態で、ヒータによる絶縁部材の加熱が行われる。絶縁部材においては、周囲に比較的多くの酸素が存在している状態となっているので、堆積した排気微粒子が加熱されると、排気微粒子が燃焼し除去される。これにより、排気微粒子の量の検出を再び行い得る状態となる。

本発明によれば、理論空燃比での燃焼が行われる内燃機関の排気通路においても、堆積した排気微粒子を燃焼させ除去することのできる微粒子検出装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る微粒子検出装置、及び当該微粒子検出装置が搭載された車両の構成を模式的に示す図である。 図１に示された微粒子検出装置の構成を模式的に示す図である。 図１に示されたセンサ部における微粒子付着量と電流値の関係を示すグラフである。 図１に示された微粒子検出装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１に示された微粒子検出装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
[第１の実施形態]

本発明の第１の実施形態に係る微粒子検出装置１００は、車両ＧＣにおける内燃機関（エンジン１０）から排出される排気微粒子（燃焼により生じる微小径の炭素粒子、以下、単に「微粒子」とも表記する）の排出量を検出し、後述する粒子フィルタ３２が故障したことを検出するための装置として構成されている。微粒子検出装置１００の構成及び実行される制御の説明に先立ち、先ず、車両ＧＣの構成について図１を参照しながら説明する。

尚、図１では、車両ＧＣのうちエンジン１０及びその周辺の構成のみが模式的に示されており、その他の構成については図示が省略されている。図１に示されるように、車両ＧＣは、エンジン１０と、吸気配管２０と、排気配管３０と、を備えている。

エンジン１０は、所謂４サイクルレシプロエンジンであって、燃料であるガソリンと空気の混合気を気筒１１内で燃焼・膨張させることにより、運動エネルギーを出力するガソリン機関である。尚、エンジン１０は複数の気筒１１を備えているのであるが、図１においては単一の気筒１１のみが図示されている。各気筒１１は、吸気バルブ１２と、インジェクタ１３と、ピストン１４と、排気バルブ１５と、を備えている。また、各気筒１１の内部には、燃料と空気との混合気体が燃焼する空間である燃焼室ＳＰが形成されている。

吸気バルブ１２は、吸気配管２０と燃焼室ＳＰとの間に設けられた開閉バルブである。吸気バルブ１２が開状態になると、吸気配管２０から燃焼室ＳＰ内に空気が導入される。

インジェクタ１３は、燃焼室ＳＰ内に燃料を噴射する噴射弁である。インジェクタ１３には、不図示の燃料ポンプによって加圧された燃料が供給されている。インジェクタ１３が開状態になると、インジェクタ１３から燃焼室ＳＰ内に燃料が直接噴射される。インジェクタ１３からの燃料の噴射は、吸気バルブ１２の開閉動作に同期して行われる。吸気配管２０から導入された空気と、インジェクタ１３から噴射された燃料とは、燃焼室ＳＰ内で混合される。

ピストン１４は、気筒１１内のうち燃焼室ＳＰの下方側に配置されている。ピストン１４が上昇すると、燃焼室ＳＰ内において燃料と空気との混合気体が圧縮される。その後、不図示のイグナイタにより混合気体への着火が行われると、燃焼室ＳＰ内では混合気体が燃焼し、その体積が膨張する。これにより、ピストン１４が押し下げられて、ピストン１４に連結されたクランクシャフト１６が回転する。クランクシャフト１６の回転力がエンジン１０の出力として取り出され、車両ＧＣの走行力として用いられる。

排気バルブ１５は、排気配管３０と燃焼室ＳＰとの間に設けられた開閉バルブである。排気バルブ１５が開状態になると、燃焼によって生じた排ガスが燃焼室ＳＰから排気配管３０へと排出される。

吸気配管２０は、エンジン１０の気筒１１内に空気を供給するための配管である。吸気配管２０にはスロットルバルブ（不図示）が配置されている。運転者のアクセル操作に応じてスロットルバルブが開閉することで、エンジン１０の気筒１１に供給される空気の流量が調整される。

排気配管３０は、燃焼室ＳＰ内の燃焼で生じた排ガスを、車両ＧＣの外に排出するための配管である。排気配管３０には、上流側（エンジン１０側）から順に、三元触媒３１と、粒子フィルタ３２と、センサユニット１２０とが配置されている。

三元触媒３１は、排ガスに含まれる有害物質（炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物）を酸化、還元により浄化するものである。三元触媒３１は、触媒であるプラチナ、パラジウム、ロジウムを担持した触媒担体（不図示）を内部に有している。排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物は、三元触媒３１においてそれぞれ浄化された後、下流側に向かって流れる。

粒子フィルタ３２は、排気配管３０のうち三元触媒３１よりも下流側に配置されている。粒子フィルタ３２は、排ガスに含まれる微粒子を捕捉するために配置されたフィルタである。

センサユニット１２０は、微粒子検出装置１００の一部であって、排気配管３０のうち、粒子フィルタ３２よりもさらに下流側の部分に配置されている。センサユニット１２０は、粒子フィルタ３２よりも下流側に存在する微粒子の量、すなわち、粒子フィルタ３２において捕捉されることなく通過した微粒子の量を測定するためのセンサである。粒子フィルタ３２が何らかの原因で故障し、その捕集性能が低下した場合には、センサユニット１２０で検知される微粒子の量が増加する。

微粒子検出装置１００の構成について説明する。微粒子検出装置１００は、センサユニット１２０と、制御装置１１０とを備えている。

既に述べたように、センサユニット１２０は、排気配管３０のうち粒子フィルタ３２よりも下流側における微粒子の量を測定するためのセンサである。図２に示されるように、センサユニット１２０は、センサ部１２１と、ヒータ部１２５とを備えている。

センサ部１２１は、板状の電気絶縁材１２４と、電気絶縁材１２４の面上に互いに離間して形成された一対の電極１２２、１２３とを備えている。電気絶縁材１２４のうち、電極１２２、１２３が形成されている面は、微粒子が付着する付着面ＳＦとなっている。

電極１２２、１２３には、電源１３１によって直流電圧が印加された状態となっている。また、電極１２２と電源１３１とを繋ぐ電力供給経路の途中には、当該部分を流れる電流を計測するための電流計１３２が配置されている。電流計１３２により測定された電流の値は、制御装置１１０に入力される。

ヒータ部１２５は、板状の電気ヒータであって、電気絶縁材１２４のうち付着面ＳＦとは反対側の面に沿って配置されている。ヒータ部１２５に電流が供給されると、ヒータ部１２５が発熱し、ヒータ部１２５及び電気絶縁材１２４の温度が上昇する。ヒータ部１２５における発熱は、制御装置１１０により制御される。ヒータ部１２５は、通常時（微粒子量の測定が行われている時）においては電流が供給されておらず、発熱は行われない。ヒータ部１２５における発熱は、後述の再生制御において行われる。

制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースを備えたコンピュータシステムである。制御装置１１０は、機能的な制御ブロックとして、付着量算出部１１１と、空燃比制御部１１２と、ヒータ制御部１１３とを有している。付着量算出部１１１は、センサ部１２１において測定された電流値（電流計１３２の測定値）に基づき、付着面ＳＦに付着した微粒子の量（以下、「微粒子付着量」とも称する）を算出するものである。具体的な算出方法については後述する。

空燃比制御部１１２は、エンジン１０における空燃比を制御するための制御ブロックである。具体的には、吸気配管２０のスロットバルブの開度や、インジェクタ１３からエンジン１０に噴射される燃料の量を調整することで、空燃比を目標値に一致させるような制御が空燃比制御部１１２により行われる。通常時においては、空燃比制御部１１２は、エンジン１０における空燃比を理論空燃比に一致させるような制御（ストイキ運転）を行う。

ヒータ制御部１１３は、ヒータ部１２５に供給される電流の大きさを調整し、ヒータ部１２５における発熱量を制御するものである。

次に、微粒子検出装置１００による微粒子量の測定原理について説明する。既に述べたように、電極１２２、１２３には電源１３１からの直流電圧が印加されている。

電気絶縁材１２４の付着面ＳＦに微粒子が付着していないときには、電極１２２と電極１２３との間は絶縁されているので、両者の間の電気抵抗は（実質的に）無限大となる。このため、電流計１３２により測定される電流の値は０となる。

微粒子は炭素を主成分とするものであるから、導電性を有している。このため、付着面ＳＦに付着（堆積）した微粒子の量が増加していくと、電極１２２と電極１２３との間における電気抵抗は次第に低下して行く。このため、電流計１３２により測定される電流の値は次第に大きくなって行く。尚、図２では、付着面ＳＦに付着した微粒子を模式的に示した上で符号２００を付している。以下、付着面ＳＦに付着した微粒子のことを「微粒子２００」とも表記する。

図３は、電流計１３２により測定される電流の値と、電気絶縁材１２４の表面に付着した微粒子の量（つまり、粒子フィルタ３２を通過した微粒子の量）との相関を示したグラフである。縦軸は電流計１３２により測定される電流の値を、横軸は付着面ＳＦに付着（堆積）した微粒子の量を示している。図３に示されるように、微粒子の量が増加するほど、電極１２２と電極１２３との間を流れる電流が大きくなって行く。

つまり、付着面ＳＦに付着した微粒子の量と、電流計１３２により測定される電流（電極１２２と電極１２３との間の電気抵抗に相関する物理量である）との間には、図３に示されるような相関がある。微粒子検出装置１００は、かかる相関に基づいて、電流計１３２の測定値から微粒子の量を算出し出力するものである。付着面ＳＦに付着した微粒子の量と、電流計１３２により測定される電流との関係は、制御装置１１０が備える記憶装置（不図示）に記憶されている。測定された電流値から微粒子の量への換算は、付着量算出部１１１によって行われる。

微粒子の量は、上記のように電極１２２と電極１２３との間の電気抵抗に基づいて算出される。電気抵抗を求めるために直接的に測定される物理量は、本実施形態のように電流値であってもよいのであるが、電気抵抗に相関する他の物理量であってもよい。

ところで、電気絶縁材１２４の付着面ＳＦに付着した微粒子２００が増加して行くと、電流計１３２により測定される電流は大きくなって行くのであるが、無限に大きくなるのではなく、ある程度のところで飽和してしまう（図３のＩ_MAX）。つまり、微粒子２００の付着量が増加しても、電極１２２、１２３間を流れる電流が増加しない状態となってしまう。このような状態になると、測定された電流値に基づいて微粒子２００の量を算出することができなくなる。

従って、電流値が飽和して最大値（Ｉ_MAX）に達する前に、電気絶縁材１２４の付着面ＳＦに付着した微粒子２００を除去する必要がある。本実施形態に係る微粒子検出装置１００では、付着面ＳＦに付着した微粒子２００を除去するために、ヒータ部１２５によってセンサ部１２１を昇温することで微粒子２００を燃焼させ除去する処理、すなわち、再生制御を行っている。

図４を参照しながら、再生制御の具体的な内容について、説明する。尚、図４に示される一連の処理は、制御装置１１０によって所定の周期で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ１０１では、電流計１３２から出力される電流値を、制御装置１１０の付着量算出部１１１が取得する。付着量算出部１１１は、制御装置１１０に記憶されている電流値と微粒子付着量との相関関係（図３参照）を参照し、取得した電流値に対応する微粒子付着量を算出する。

ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、算出された微粒子付着量に基づいて、微粒子２００の燃焼除去が必要か否かを判定する。具体的には、算出された微粒子付着量が閾値を上回っているか否かを判定する。算出された微粒子付着量が閾値未満であり、微粒子２００の除去が必要ないと判定された場合には、図４に示される一連の処理を終了する。一方、算出された微粒子付着量が閾値以上であり、微粒子２００の除去が必要であると判定された場合には、ステップＳ１０３及びステップＳ１１３に移行する。ステップＳ１０３及びステップＳ１１３で行われる処理が、本発明の「再生制御」に該当する。

ステップＳ１０３では、空燃比制御部１１２は、エンジン１０における空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態となるように制御する。空燃比のリーン度合い（混合気において空気が占める比率）を高くするために、例えば、吸気配管２０のスロットルバルブの開度を大きくなるように制御し、エンジン１０へ供給される空気量を増加させる。また、インジェクタ１３から噴射される燃料の量を減少させてもよい。

ところで、リーン度合いを高めることで、エンジン１０の気筒１１から排出される排ガスには酸素が含まれた状態となる。しかしながら、三元触媒３１では酸化反応のために酸素が消費されるので、リーン度合いを高めた状態であっても、三元触媒３１を通過した後の排ガスには酸素が含まれない場合が生じうる。ステップＳ１０３で変更された後における空燃比のリーン度合いの目標値は、三元触媒３１を通過した後の排ガスにも酸素が含まれる程度とすることが望ましい。つまり、三元触媒３１で消費される酸素量よりも多くの酸素がエンジン１０の気筒１１から排出されるように、ステップＳ１０３ではリーン度合いを高めることが望ましい。

ステップＳ１０３と同時に開始されるステップＳ１１３では、ヒータ部１２５に対する電力の供給が開始される。これにより、ヒータ部１２５が発熱し、ヒータ部１２５及び電気絶縁材１２４の温度が上昇する。付着面ＳＦに付着している微粒子２００も加熱される。

このとき、微粒子２００の周囲には酸素が存在するので、加熱された微粒子２００は酸素と反応（燃焼）し、付着面ＳＦから除去されて行く。付着面ＳＦに付着している微粒子２００の量は次第に減少して行き、それに伴い、電流計１３２により測定される電流の値は次第に減少して行く（電極１２２と電極１２３との間の電気抵抗が次第に増加して行く）。

ステップＳ１０３及びステップＳ１１３に続くステップＳ１０４では、微粒子２００の燃焼除去が完了したかどうかが判定される。具体的には、電流計１３２の測定値に基づき（ステップＳ１０１と同様に）算出された微粒子付着量が、所定の閾値を下回ったかどうかが判定される。

算出された微粒子付着量が閾値以上である場合には、付着面ＳＦからの微粒子２００の除去が不十分であるということであるから、ステップＳ１０３及びステップＳ１１３における再生制御が継続される。

算出された微粒子付着量が閾値を下回っている場合には、付着面ＳＦから微粒子２００が十分に除去されたということであるから、再生制御を終了する。具体的には、ヒータ部１２５への電力の供給が停止される。また、エンジン１０における空燃比の目標値が理論空燃比に戻される。その後、図４に示される一連の処理を終了する。

以上のように、本実施形態においては、エンジン１０における空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する（リーン度合いを一時的に高める）ことで、センサ部１２１に到達する酸素の量を増加させる。それとともに、ヒータ部１２５に電力を供給し、センサ部１２１の温度を上昇させる。これによって、センサ部１２１の付着面ＳＦに付着している微粒子２００が除去される。

尚、ステップＳ１０３においてリーン度合いを高めるにあたっては、付着量算出部１１１によって算出された微粒子付着量が多いほど、空燃比のリーン度合いが大きくなるようにエンジン１０の制御を行うことが望ましい。微粒子付着量が多いときには、多くの酸素がセンサ部１２１に到達するので、短時間のうちに微粒子２００を燃焼除去することができる。また、微粒子付着量が少ないときには、リーン度合いの上昇量を最低限に抑えながらも、やはり短時間のうちに微粒子２００を燃焼除去することができる。

ところで、リーン度合い（単位：％）の目標値が同じであっても、吸気配管２０からエンジン１０に供給される空気の流量が大きいとき（スロットルバルブの開度が大きいとき）には、センサ部１２１に到達する酸素の量も大きくなる。そこで、ステップＳ１０３において変更されるリーン度合いの目標値は、エンジン１０に供給される空気の流量に基づいて設定されることが望ましい。具体的には、吸気配管２０を流れる空気の流量に対し、リーン度合いの目標値（単位：％）を掛け合わせた値が常に一定となるように、当該目標値が設定されることが望ましい。

これによって、付着面ＳＦに付着した微粒子２００の燃焼除去に必要な量の酸素をセンサ部１２１に到達させながらも、エンジン１０の空燃比が理論空燃比から外れている期間、及び外れている度合いを、いずれも最低限に抑えることができる。

尚、エンジン１０に供給されている空気の流量が比較的大きい状態において、空燃比をリーンとするような制御が実行されると、排ガスの温度が過度に上昇し、三元触媒３１の触媒の劣化が促進されてしまう恐れがある。このため、空気の流量が所定値よりも大きくなっているような運転領域（高負荷領域）では、リーン度合いを高める再生制御が禁止される態様としてもよい。

また、車両ＧＣの減速時における燃料カット制御（エンジン１０に空気だけを供給するような制御）が実行されている期間中、すなわち、エンジン１０の負荷が小さくなっている期間中に、スロットバルブの開度を調整してリーン度合いを高めるような制御が実行されることとしてもよい。このような態様であれば、空気の流量増加、及びこれに伴う触媒の温度上昇を抑制しながらも、リーン度合いを高めること（再生制御）が可能となる。
[第２の実施形態]

次に、本発明の第２の実施形態について、図５を参照しながら説明する。本実施形態においては、再生制御（図４におけるステップＳ１０３とステップＳ１１３）が行われる順序においてのみ、第１の実施形態と異なっている。このため、再生制御が実行される前の処理（ステップＳ１０１、１０２）については説明を省略する。

本実施形態の再生制御では、空燃比のリーン度合いを高める処理（Ｓ１０３）が行われる前に、ヒータ部１２５に対する電力の供給が開始される（Ｓ１１３）。これにより、ヒータ部１２５及び電気絶縁材１２４の温度が上昇し始める。ただし、エンジン１０の空燃比の目標値は理論空燃比のままであるから、センサ部１２１の周囲における酸素濃度はほぼ０である。

ステップＳ１１３に続くステップＳ１１０では、不図示の温度センサにより取得されたセンサ部１２１（電気絶縁材１２４）の温度が、所定の閾値以上であるかどうかが判定される。当該閾値は、微粒子２００の燃焼が生じうる最低限の温度として設定されている。センサ部１２１の温度が閾値以上であれば、ステップＳ１０３に移行する。センサ部１２１の温度が閾値未満であれば、ステップＳ１１３に戻り、ヒータ部１２５による加熱を継続させる。

ステップＳ１０３では、空燃比制御部１１２は、エンジン１０における空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態となるように制御する。当該制御は、第１の実施形態（図４）のステップＳ１０３で実行される制御と同じである。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、微粒子２００の燃焼除去が完了したかどうかが判定される。当該判定は、第１の実施形態（図４）のステップＳ１０４で行われるものと同じである。

ステップＳ１０４において、算出された微粒子付着量が閾値以上である場合には、付着面ＳＦからの微粒子２００の除去が不十分であるということであるから、ステップＳ１１３に戻って再生制御が継続される。

ステップＳ１０４において、算出された微粒子付着量が閾値を下回っている場合には、付着面ＳＦから微粒子２００が十分に除去されたということであるから、再生制御を終了する。具体的には、ヒータ部１２５への電力の供給が停止される。また、エンジン１０における空燃比の目標値が理論空燃比に戻される。その後、図４に示される一連の処理を終了する。

以上のように、本実施形態においては、ヒータ部１２５の加熱によって電気絶縁材１２４が所定の温度以上になった後、エンジン１０における空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。換言すれば、電気絶縁材１２４の温度が低いうちは、エンジン１０における空燃比は理論空燃比のままで維持される。空燃比がリーンとなっている期間が短くなるため、再生制御に伴うドライバビリティの悪化を最低限に抑制することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

ＧＣ：車両
１０：エンジン
３２：粒子フィルタ
１００：微粒子検出装置
１１０：制御装置
１１１：付着量算出部
１１２：空燃比制御部
１１３：ヒータ制御部
１２０：センサユニット
１２１：センサ部
１２５：ヒータ部

Claims (5)

1. 内燃機関（１０）から排出される排気微粒子の量を検出する微粒子検出装置（１００）であって、
   前記内燃機関の排気通路（３０）に設けられ、前記排気微粒子が付着する付着面（ＳＦ）を有する絶縁部材（１２４）と、
   前記付着面において、互いに離間して形成された複数の電極（１２２、１２３）と、
   複数の前記電極間における電気抵抗に基づいて、前記絶縁部材における前記排気微粒子の付着量を算出する付着量算出部（１１１）と、
   前記絶縁部材を加熱するヒータ（１２５）と、
   前記内燃機関及び前記ヒータの動作を制御する制御部（１１２、１１３）と、を備え、
   前記制御部は、
   前記ヒータによって前記絶縁部材の温度を上昇させ、前記絶縁部材に付着した前記排気微粒子を燃焼させて除去する再生制御を行うように構成されており、
   通常時においては、前記内燃機関における空燃比が理論空燃比となるように制御を行い、
   前記再生制御時においては、前記内燃機関における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように制御を行うことを特徴とする微粒子検出装置。
2. 前記排気通路のうち前記絶縁部材よりも上流側には、排ガスを浄化する三元触媒（３１）が配置されており、
   前記再生制御時において、前記制御部は、
   前記三元触媒を通過した後の排ガスに酸素が含まれた状態となるように、前記内燃機関の空燃比を調整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。
3. 前記再生制御時において、前記制御部は、
   前記絶縁部材の温度が所定の閾値を超えた後に、前記内燃機関の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように制御を行うことを特徴とする、請求項２に記載の微粒子検出装置。
4. 前記再生制御時において、前記制御部は、
   前記付着量算出部によって算出された前記付着量が多い程、前記空燃比のリーン度合いが大きくなるように、前記内燃機関の制御を行うこと特徴とする、請求項２に記載の微粒子検出装置。
5. 前記内燃機関に供給される空気の流量に基づいて、前記再生制御時における前記リーン度合いの目標値が設定されることを特徴とする、請求項４に記載の微粒子検出装置。

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