JP6601977B2 - 粒子状物質検出センサ、及び粒子状物質検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、排ガスに含まれる粒子状物質の量を検出するための粒子状物質検出センサ、及び粒子状物質検出装置に関する。

排ガスに含まれる粒子状物質（Particulate Matter：以下、ＰＭとも記す）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（以下、ＰＭセンサとも記す）として、ＰＭが堆積する堆積面が形成された絶縁基板と、上記堆積面に設けられた一対の検出電極とを備えるものが知られている。ＰＭは煤からなり、電気伝導性を有する。そのため、上記堆積面にＰＭが堆積すると、一対の検出電極がＰＭによって電気的に接続され、電流が流れる。この電流値を測定することにより、堆積面に堆積したＰＭの量を検出するよう構成されている。

しかしながら、上記ＰＭセンサは、ＰＭの堆積量が僅かである場合、検出できないという問題がある。すなわち、上記ＰＭセンサでは、堆積面にある程度のＰＭが堆積し、一対の検出電極の間に、ＰＭによる電流の経路が形成されてから、電流が流れ始める。そのため、ＰＭの堆積量が少なく、電流経路が形成されていない場合は、一対の検出電極の間に電流が流れず、ＰＭを検出できない（図５８参照）。

近年、この問題を解決するため、ＰＭよりも電気抵抗率が高い導電性材料からなる導電部を用いたＰＭセンサが開発されている（下記特許文献１参照）。このＰＭセンサでは、上記導電部の表面に、ＰＭが堆積する堆積面を形成し、この堆積面に一対の検出電極を設けてある。導電部は導電性材料からなるため、堆積面にＰＭが全く堆積していない場合でも、電流は導電部を流れる（図７参照）。また、堆積面にＰＭが僅かに堆積した場合（図８参照）、堆積面のうちＰＭが堆積していない領域では、電流は導電部を流れ、ＰＭが堆積した領域では、電流は主に、電気抵抗率が低いＰＭに流れる。そのため、ＰＭの堆積量が僅かで、一対の検出電極間にＰＭによる電流の経路が形成されていない場合でも、検出電極間に電流を流すことができる。また、ＰＭの堆積量に応じて、検出電極間の電気抵抗が変化し、電流値が変化する。したがって、ＰＭが僅かに堆積した場合でも、その堆積量を検出することができる。

特開２０１６−１３８４４９号公報

しかしながら、上記ＰＭセンサは、ＰＭの堆積量の検出値が、温度によって大きく変化しやすいという問題がある。すなわち、上記ＰＭセンサは、電流が上記導電部に流れる構造になっており、この導電部の電気抵抗は、温度によって大きく変化する。したがって、ＰＭの堆積量が一定でも、温度が変化すると、導電部の電気抵抗が変化し、一対の検出電極間の電気抵抗が大きく変わってしまう。そのため、ＰＭの堆積量を正確に検出しにくい。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、粒子状物質の堆積量が僅かでも検出でき、かつ温度による検出値の変化を抑制しやすい粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置を提供しようとするものである。

本発明の第１の態様は、排ガスに含まれる粒子状物質（８）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（１）であって、
上記粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、その表面に、上記粒子状物質が堆積する堆積面（２０）が形成された検出用導電部（２ａ）と、該検出用導電部に設けられ、上記堆積面を挟んで互いに対向する一対の検出電極（３ａ）とを有し、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質の量に応じて上記一対の検出電極間の電気抵抗が変化するよう構成された粒子状物質検出部（４）と、
上記導電性材料からなり上記検出用導電部に隣り合う位置に配されたモニタ用導電部（２ｂ）と、該モニタ用導電部に設けられた一対のモニタ電極（３ｂ）とを有し、該一対のモニタ電極間において、上記モニタ用導電部に上記粒子状物質が堆積しないよう構成された抵抗モニタ部（５）と、
を備える、粒子状物質検出センサにある。

また、本発明の第２の態様は、上記粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサに接続した制御部（６）とを備える粒子状物質検出装置（１０）であって、上記制御部は、上記一対の検出電極間の電気抵抗である粒子状物質検出用抵抗（Ｒ_S）を測定する主測定部（６１）と、上記一対のモニタ電極間の電気抵抗である補償用抵抗（Ｒ_b）を測定する補償用測定部（６２）と、上記補償用抵抗の測定値を用いて上記一対の検出電極間における上記検出用導電部の電気抵抗（Ｒ_a）の温度による変化を補償し、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質の量を算出する堆積量算出部（６３）とを備える、粒子状物質検出装置にある。

また、本発明の第３の態様は、排ガスに含まれる粒子状物質（８）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（１）と、該粒子状物質検出センサに接続した制御部（６）とを備える粒子状物質検出装置（１０）であって、
上記粒子状物質検出センサは、上記粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、その表面に、上記粒子状物質が堆積する堆積面（２０）が形成された検出用導電部（２ａ）と、該検出用導電部に設けられ、上記堆積面を挟んで互いに対向する一対の検出電極（３ａ）とを備え、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質の量に応じて上記一対の検出電極間の電気抵抗が変化するよう構成されており、
上記制御部は、上記検出用導電部の温度を上昇させ、上記粒子状物質が堆積していないときにおける、上記一対の検出電極間の上記検出用導電部の電気抵抗である検出用導電部抵抗（Ｒ_a）が予め定められた範囲内になるように、上記検出用導電部の温度を制御した状態で、上記粒子状物質の検出を行うよう構成されている、粒子状物質検出装置にある。

上記第１の態様における粒子状物質検出センサは、上記堆積面が形成された検出用導電部と、上記堆積面を挟んで互いに対向した一対の検出電極とを備える。上記検出用導電部は、粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料によって構成されている。
そのため、堆積面に粒子状物質が全く堆積していなくても、一対の検出電極間に電流を流すことができる。また、堆積面に粒子状物質が僅かに堆積した場合（図８参照）、堆積面のうち粒子状物質が堆積していない領域では、電流は検出用導電部を流れ、粒子状物質が堆積している領域では、電流は主に、電気抵抗率が小さい粒子状物質に流れる。そのため、粒子状物質の堆積量が僅かで、検出電極間に粒子状物質による電流の経路が形成されていなくても、検出電極間に電流を流すことができる。また、粒子状物質の堆積量に応じて、検出電極間の電気抵抗が変化し、電流値が変化する。したがって、粒子状物質が僅かに堆積した場合でも、その堆積量を検出することができる。

また、上記粒子状物質検出センサは、上記抵抗モニタ部を備える。抵抗モニタ部は、上記モニタ用導電部と、該モニタ用導電部に形成された一対のモニタ電極とを有する。
そのため、検出用導電部の電気抵抗の、温度による変化を補償することができ、粒子状物質の堆積量を正確に測定することが可能になる。すなわち、検出用導電部とモニタ用導電部とは互いに隣り合う位置に配されているため、これらの温度は殆ど等しい。また、モニタ用導電部には粒子状物質が堆積しないよう構成されているため、モニタ電極間におけるモニタ用導電部の電気抵抗は、粒子状物質の影響を殆ど受けない。そのため、モニタ電極間におけるモニタ用導電部の電気抵抗を測定することにより、このモニタ用導電部と同じ温度で、かつ粒子状物質が堆積していない状態での、検出用導電部の電気抵抗を算出することができる。
上述したように、上記粒子状物質検出センサは、検出電極間の電流が、検出用導電部を流れる構造になっており、この検出用導電部の電気抵抗は、温度によって大きく変化する。本態様では、一対のモニタ電極間の電気抵抗を測定することにより、検出用導電部の電気抵抗を算出できるため、温度による検出用導電部の電気抵抗の変化を補償できる。そのため、粒子状物質の堆積量を正確に求めることができる。

また、上記第２の態様における粒子状物質検出装置は、上記粒子状物質検出センサと、これに接続した制御部とを備える。制御部は、上記主測定部と、補償用測定部と、堆積量算出部とを備える。
そのため、粒子状物質の堆積量を正確に、かつ確実に算出することができる。

また、上記第３の態様における制御部は、上記検出用導電部の温度を上昇させ、上記検出用導電部抵抗が予め定められた範囲内になるように検出用導電部の温度を制御した状態で、粒子状物質の検出を行うよう構成されている。
そのため、検出用導電部抵抗を最適な値にしてから、粒子状物質を検出できる。したがって、粒子状物質の量を正確に検出できる。

以上のごとく、本態様によれば、粒子状物質の堆積量が僅かでも検出でき、かつ温度による検出値の変化を抑制しやすい粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、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り、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、粒子状物質検出センサの斜視図。 実施形態１における、粒子状物質検出センサの平面図であって、図３のII矢視図。 図２のIII-III断面図。 実施形態１における、検出電極を取り除いた粒子状物質検出センサの平面図。 実施形態１における、粒子状物質検出装置の概念図。 実施形態１における、粒子状物質検出センサ、及び検出回路の概念図。 実施形態１における、粒子状物質が堆積していない状態での、粒子状物質検出センサの部分断面図。 実施形態１における、僅かに粒子状物質が堆積した状態での、粒子状物質検出センサの部分断面図。 実施形態１における、粒子状物質の堆積量と、検出電極間に流れる電流との関係を表したグラフ。 実施形態１における、粒子状物質の堆積量が一定の場合での、温度と、電極間に流れる電流との関係を表したグラフ。 実施形態１における、粒子状物質の堆積量が一定の場合での、温度と、補正後の検出電極間の電流値との関係を表したグラフ。 実施形態１における、制御部のフローチャート。 実施形態２における、粒子状物質検出装置の概念図。 実施形態２における、補償用抵抗と温度との関係を表したグラフ。 実施形態２における、温度算出部のフローチャート。 実施形態３における、粒子状物質検出装置の概念図。 実施形態３における、粒子状物質の抵抗率と温度との関係を表したグラフ。 実施形態３における、補正したＰＭ電流と温度との関係を表したグラフ。 実施形態３における、制御部のフローチャート。 実験例１における、モニタ電極間を流れる電流と検出電極間を流れる電流との比と、これらの電極の間隔との関係を表したグラフ。 実施形態４における、粒子状物質検出センサの斜視図。 実施形態５における、粒子状物質検出センサの断面図。 実施形態６における、粒子状物質検出センサの断面図であって、図２４のXXIII矢視図。 図２３のXXIV-XXIV断面図。 実施形態７における、粒子状物質検出センサの斜視図。 図２５のXXVI-XXVI断面図。 実施形態８における、粒子状物質検出センサの断面図。 実施形態９における、粒子状物質検出センサの断面図。 実施形態１０における、Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃の、表面電気抵抗率ρと温度との関係を表したグラフ。 実施形態１０における、導電部の表面電気抵抗率ρが異なる複数のＰＭセンサについて、ＰＭ噴射量と、センサ出力との関係を調べたグラフ。 実施形態１０における、表面電気抵抗率ρの測定方法を説明するための図。 実施形態１０における、サンプルの厚さと電気抵抗との関係を表したグラフ。 実施形態１０における、ＳｒＴｉＯ₃の、抵抗率と温度との関係を、抵抗率の測定方法を変えて調べたグラフ。 実施形態１０における、バルクの電気抵抗率を測定する方法を説明するための図。 実施形態１１における、粒子状物質検出センサの平面図であって、図３６のXXXV矢視図。 図３５のXXXVI-XXXVI断面図。 実施形態１１における、ＰＭの堆積量と、検出電極間に流れる電流との関係を、加熱前と加熱後とについて表したグラフ。 実施形態１１における、粒子状物質検出センサに接続した回路の概念図。 実施形態１１における、検出用導電部及びモニタ用導電部を構成する導電性材料の電気抵抗率と、温度との関係を表したグラフ。 実施形態１１における、制御部のフローチャート。 実施形態１２における、制御部のフローチャート。 実施形態１３における、粒子状物質検出センサの断面図。 実施形態１４における、粒子状物質検出センサの平面図であって、図４４のXLIII矢視図。 図４３のXLIV-XLIV断面図。 実施形態１４における、ヒータに接続した回路の概念図。 実施形態１４における、制御部のフローチャート。 実施形態１５における、粒子状物質検出センサに接続した回路の概念図。 実施形態１５における、制御部のフローチャート。 実施形態１６における、制御部のフローチャート。 実施形態１７における、粒子状物質検出センサの断面図。 実施形態１７における、気体透過性を有さない絶縁膜によってモニタ電極及びモニタ用導電部を被覆したＰＭセンサの出力特性。 実施形態１７における、気体透過性を有する絶縁膜によってモニタ電極及びモニタ用導電部を被覆した粒子状物質検出センサの出力特性。 実施形態１７における、気体透過性を有さない絶縁膜によってモニタ用導電部等を被覆した場合の、排ガスと、検出用導電部と、モニタ用導電部との温度変化を表した概念図。 実施形態１７における、気体透過性を有する絶縁膜によってモニタ用導電部等を被覆した場合の、排ガスと、検出用導電部と、モニタ用導電部との温度変化を表した概念図。 実施形態１７における、モニタ用導電部と検出用導電部とを積層した粒子状物質検出センサの断面図。 実施形態１７における、モニタ用導電部と検出用導電部とを一体的に形成した粒子状物質検出センサの断面図。 比較形態１における、粒子状物質が堆積していない状態での、粒子状物質検出センサの部分断面図。 比較形態１における、僅かに粒子状物質が堆積した状態での、粒子状物質検出センサの部分断面図。 比較形態１における、堆積した粒子状物質によって電流の経路が形成された状態での、粒子状物質検出センサの部分断面図。 比較形態１における、粒子状物質の堆積量と、検出電極間を流れる電流との関係を表したグラフ。 比較形態２における、粒子状物質の堆積量と、検出電極間を流れる電流との関係を表したグラフ。 比較形態３における、粒子状物質の堆積量と、検出電極間を流れる電流との関係を表したグラフ。

上記粒子状物質検出センサは、車両のエンジンの排ガスに含まれる粒子状物質の量を検出するための、車載用粒子状物質検出センサとすることができる。

（実施形態１）
上記粒子状物質検出センサ、及び上記粒子状物質検出装置に係る実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。本形態の粒子状物質検出センサ（ＰＭセンサ１）は、排ガスに含まれる粒子状物質８の量を検出するために用いられる。図１〜図３に示すごとく、ＰＭセンサ１は、粒子状物質検出部４と、抵抗モニタ部５とを備える。

図３に示すごとく、粒子状物質検出部４は、検出用導電部２ａと、一対の検出電極３ａとを有する。検出用導電部２ａは、ＰＭ８よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなる。
ＰＭ８の電気抵抗率は、以下の紛体抵抗測定法によって測定することが出来る。すなわち、底面および上面が電極板になっている所定の円筒容器（断面積Ａ）に粉体（ＰＭ）を入れた状態で、上面の電極版に上部から圧力を加え、縦軸方向に紛体（ＰＭ）を圧縮しながら、電極間の距離Ｌと電極間の抵抗Ｒを測定する。この測定法によれば、紛体（ＰＭ）の抵抗率ρはＲ×（Ａ／Ｌ）で算出される。本実施形態では、断面６ｍｍφの円筒容器（断面積２．８３×１０^-5ｍ²）を用い、圧力６０ｋｇｆで加圧した状態で抵抗値Ｒを計測した。これによれば、ＰＭの抵抗率の範囲は、具体的には１０^-3〜１０²Ω・ｃｍとなった。エンジンの運転条件によって、生成されるＰＭの電気抵抗率は変化する。例えば、高負荷、高回転の運転条件で排出され、未燃焼の炭化水素成分含有量が少なく、殆どが煤で構成されるＰＭの場合、電気抵抗率は１０^-3Ω・ｃｍ程度である。また、低回転、低負荷条件で運転するエンジンから排出され、未燃焼の炭化水素成分を多量に含み、最も抵抗率が高いＰＭの場合、電気抵抗率は１０²Ω・ｃｍ程度の値を示す。故に、本実施形態における検出用導電部２ａの電気抵抗率は、少なくとも１０²Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。
図３に示すごとく、検出用導電部２ａの表面には、ＰＭが堆積する堆積面２０が形成されている。一対の検出電極３ａは、検出用導電部２ａに形成されており、堆積面２０を挟んで互いに対向している。粒子状物質検出部４は、堆積面２０に堆積したＰＭ８の量に応じて、一対の検出電極３ａ間の電気抵抗が変化するよう構成されている。

抵抗モニタ部５は、一対の検出電極３ａ間における検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_a（図６参照：以下、検出用導電部抵抗Ｒ_aとも記す）の、温度による変化を補償するために設けられている。抵抗モニタ部５は、モニタ用導電部２ｂと、一対のモニタ電極３ｂとを有する。モニタ用導電部２ｂは、上記導電性材料からなり、検出用導電部２ａに隣り合う位置に配されている。また、一対のモニタ電極３ｂは、モニタ用導電部２ｂに形成されている。一対のモニタ電極３ｂ間において、モニタ用導電部２ｂに、ＰＭ８が堆積しないよう構成されている。

本形態のＰＭセンサ１は、図５に示すごとく、車両のエンジン７１の排ガスに含まれるＰＭ８の量を検出するための、車載用ＰＭセンサである。エンジン７１には排管７２が接続している。この排管７２に、排ガスを浄化するための浄化装置７３が設けられている。排管７２のうち、浄化装置７３よりも排ガスの下流側に位置する部位７２０に、ＰＭセンサ１を取り付けてある。本形態では、ＰＭセンサ１を用いて、浄化装置７３を通過した排ガスに含まれるＰＭ８の量を測定し、その測定値を用いて、浄化装置７３の故障診断を行っている。

ＰＭセンサ１は、制御部６に接続している。この制御部６とＰＭセンサ１とによって、粒子状物質検出装置１０（以下、ＰＭ検出装置１０とも記す）が構成されている。制御部６はＥＣＵ（Engine Control Unit）からなる。制御部６は、ＣＰＵ６７と、ＲＯＭ６８と、ＲＡＭ６９と、Ｉ／Ｏ６１１と、検出回路６０とを備える。ＲＯＭ６８にはプログラム６８ｐが記憶されている。ＣＰＵ６７がプログラム６８ｐを読み出して実行することにより、後述する主測定部６１、補償用測定部６２、堆積量算出部６３等が実現される。

検出回路６０は、図６に示すごとく、スイッチ６０１と、シャント抵抗６０２と、電圧測定部６０３と、直流電源６０４とを備える。スイッチ６０１を切り替えることにより、直流電源６０４の電圧Ｖ_Oを、一対の検出電極３ａと、一対のモニタ電極３ｂとの、いずれか一方に加えるよう構成されている。検出電極３ａ間、又はモニタ電極３ｂ間を流れた電流Ｉは、シャント抵抗６０２を通過する。このシャント抵抗６０２による電圧降下を、電圧測定部６０３によって測定している。これにより、電流Ｉを測定し、電極間の電気抵抗（＝Ｖ₀／Ｉ）を算出するよう構成されている。

上述したように、検出用導電部２ａは導電性材料によって構成されている。そのため、図７に示すごとく、堆積面２０にＰＭ８が全く堆積していない状態でも、検出用導電部２ａに電流Ｉを流すことができる。また、図８に示すごとく、ＰＭ８が僅かに堆積した場合、堆積面２０のうちＰＭ８が堆積していない領域Ａ１では、電流Ｉは検出用導電部２ａを流れ、ＰＭ８が堆積している領域Ａ２では、電流Ｉは主に、電気抵抗率が低いＰＭ８に流れる。そのため、図９に示すごとく、ＰＭ８の堆積量が僅かであっても、電流Ｉが変化し、ＰＭ８の堆積量を検出することができる。

次に、ＰＭセンサ１の構造について、より詳細に説明する。図３に示すごとく、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとは一体的に形成され、一枚の導電板部２９を構成している。導電板部２９は、基板部１１に支持されている。導電板部２９のうち該導電板部２９の板厚方向（Ｚ方向）における基板部１１側の部位を、上記モニタ用導電部２ｂとし、反対側の部位を検出用導電部２ａとしてある。また、導電板部２９の、基板部１１に接触した主面Ｓ２にモニタ電極３ｂを形成し、反対側の主面Ｓ１に上記堆積面２０を形成してある。

基板部１１内には、ヒータ１１１が設けられている。堆積面２０に多くのＰＭ８が堆積した場合、ヒータ１１１を発熱させてＰＭ８を燃焼し、除去するよう構成されている。

図２〜図４に示すごとく、一対の検出電極３ａ間の間隔Ｗ_aと、一対のモニタ電極３ｂ間の間隔Ｗ_bとは、互いに等しい。また、これらの電極３ａ，３ｂの長手方向（Ｘ方向）における長さＬ_a，Ｌ_bは互いに等しい。

図２、図４に示すごとく、検出電極３ａには、端子３１（検出端子３１ａ）が接続している。モニタ電極３ｂにも端子３１（モニタ端子３１ｂ）が接続している。これらの端子３１ａ，３１ｂは、検出回路６０（図６参照）に接続される。モニタ端子３１ｂは、一対の検出端子３１ａの間に配されている。

また、導電板部２９に隣り合う位置に、絶縁材料からなる絶縁部１３が配されている。検出電極３ａと検出端子３１ａとは検出用連結部３２ａによって連結されている。また、モニタ電極３ｂとモニタ端子３１ｂとはモニタ用連結部３２ｂによって連結されている。検出用連結部３２ａは、絶縁部１３の外面に設けられており、モニタ用連結部３２ｂは、絶縁部１３と基板部１１との間に介在している。検出用連結部３２ａ間の間隔は、モニタ用連結部３２ｂ間の間隔よりも広い。本形態では、絶縁部１３を設けることにより、検出用連結部３２ａ間、及びモニタ用連結部３２ｂ間に電流が流れることを抑制している。これにより、堆積面２０にＰＭ８が堆積していない状態で、検出電極３ａ間、及びモニタ電極３ｂ間に流れる電流Ｉが略等しくなるようにし、これらの間の電気抵抗を略等しくしている。

次に、ＰＭ検出装置１０の説明をする。図５に示すごとく、本形態のＰＭ検出装置１０は、ＰＭセンサ１と、該ＰＭセンサ１に接続した制御部６とを備える。制御部６は、主測定部６１と、補償用測定部６２と、堆積量算出部６３とを有する。主測定部６１は、一対の検出電極３ａ間の電気抵抗である粒子状物質検出用抵抗Ｒ_Sを（図６参照）測定する。補償用測定部６２は、一対のモニタ電極３ｂ間の電気抵抗である補償用抵抗Ｒ_bを測定する。堆積量算出部６３は、補償用抵抗Ｒ_bの測定値を用いて、検出用導電部抵抗Ｒ_aの温度による変化を補償し、堆積面２０に堆積したＰＭ８の量を算出する。

ＰＭ８の堆積量は、例えば、以下のように算出することができる。図６に示すごとく、粒子状物質検出用抵抗Ｒ_Sの値は、検出用導電部抵抗Ｒ_aと、ＰＭ８の抵抗Ｒ_PMとによって決まる。粒子状物質検出用抵抗Ｒ_Sは、例えば以下の式によって近似的に表すことができる。
Ｒ_S＝Ｒ_PMＲ_a／（Ｒ_PM＋Ｒ_a）

上述したように本形態では、検出用導電部抵抗Ｒ_aと、補償用抵抗Ｒ_bとが略等しくなるようにしてある。したがって、上記式は、下記のように変形できる。
Ｒ_S＝Ｒ_PMＲ_b／（Ｒ_PM＋Ｒ_b）
Ｒ_SとＲ_bは測定できるため、この式から、ＰＭ８の抵抗Ｒ_PMを算出できる。また、抵抗Ｒ_PMとＰＭ８の堆積量との関係を予め記憶しておけば、算出した抵抗Ｒ_PMの値から、ＰＭ８の堆積量を算出することができる。

また、ＰＭ８の堆積量は、以下のように算出することもできる。図１０に、堆積面２０に一定量のＰＭ８が堆積した状態で温度を変えたときの、検出電極３ａ間の電流Ｉ_Sと、モニタ電極３ｂ間の電流Ｉ_bとの変化を表したグラフを示す。このグラフから、検出電極３ａ間の方が、モニタ電極３ｂ間よりも多くの電流が流れることが分かる。これは、堆積面２０にＰＭ８が堆積しており、電流がＰＭ８を流れる（図８参照）ためである。これらの電流Ｉ_S，Ｉ_bの値は、粒子状物質検出用抵抗Ｒ_S、補償用抵抗Ｒ_bを用いて求めることができる。検出電極３ａ間の電流Ｉ_Sは、検出用導電部２ａを流れる電流Ｉ_a（図６参照）と、ＰＭ８を流れる電流Ｉ_PMとを用いて、下記のように近似的に表すことができる。
Ｉ_S＝Ｉ_a＋Ｉ_PM

また、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとは電気抵抗が略等しいため、検出用導電部２ａを流れる電流Ｉ_aと、モニタ用導電部２ｂを流れる電流Ｉ_bとは略等しい。したがって、上記式は、下記のように変形できる。
Ｉ_S＝Ｉ_b＋Ｉ_PM
この式から、ＰＭ８を流れる電流（ＰＭ電流Ｉ_PM）は、以下のように表されることが分かる。
Ｉ_PM＝Ｉ_S−Ｉ_b

算出したＰＭ電流Ｉ_PMは、検出電極３ａ間の電流Ｉ_Sから、検出用導電部２ａを流れる電流Ｉ_a（＝Ｉ_b）を除去した値なので、検出用導電部２ａの電気抵抗の、温度による変化の影響を殆ど受けない。そのため図１１に示すごとく、温度が変化してもＰＭ電流Ｉ_PMは殆ど変化しない。このＰＭ電流Ｉ_PMの値と、ＰＭ８の堆積量との関係を予め記憶しておけば、ＰＭ８の堆積量を算出することができる。

なお、図１１に示すごとく、ＰＭ８の堆積量が一定でも、温度が上昇すると、ＰＭ電流Ｉ_PMが若干上昇する。これは、温度が上昇すると、ＰＭ８自身の電気抵抗が低下するためである。ただし、ＰＭ８の電気抵抗Ｒ_PMの温度による変化率は比較的小さいため、上記ＰＭ電流Ｉ_PMを用いても、ＰＭ８の堆積量を比較的高い精度で算出することができる。

次に、図１２を用いて、制御部６のフローチャートの説明をする。ＰＭ８の堆積量を算出するにあたって、制御部６は、まず上記ヒータ１１１を発熱させて、堆積面２０に堆積したＰＭ８を燃焼させる。これにより、ＰＭセンサ１を再生させる（ステップＳ１）。その後、所定時間待機し、ＰＭセンサ１を冷却させる（ステップＳ２）。

次いで、一対の検出電極３ａ間の電気抵抗（粒子状物質検出用抵抗Ｒ_S）を測定する（ステップＳ３）。その後、モニタ電極３ｂの電気抵抗（補償用抵抗Ｒ_b）を測定する（ステップＳ４）。そして、これらの抵抗Ｒ_S，Ｒ_bの測定値を用いて、ＰＭ８の堆積量を算出する（ステップＳ５）。

ステップＳ５の後、ステップＳ６に移る。ここでは、ＰＭ８の堆積量が所定値に達したか否を判断する。ここでＮoと判断した場合は、ステップＳ３に戻る。また、Ｙｅｓと判断した場合は、終了する。そして、浄化装置７３（図５参照）が故障しているか否かの判断を行う。この判断は、ＰＭ８の堆積量が所定値に達するまでに要した時間ｔを用いて行う。すなわち、上記時間ｔが、予め定められた上限値よりも短い場合は、浄化装置７３が故障していると判断する。また、上記時間ｔが上限値より長い場合は、浄化装置７３は故障していないと判断する。

次に、本形態の作用効果について説明する。図１、図３に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、堆積面２０が形成された検出用導電部２ａと、堆積面２０を挟んで互いに対向した一対の検出電極３ａとを備える。検出用導電部２ａは、ＰＭよりも電気抵抗率が高い導電性材料によって構成されている。
そのため、図７に示すごとく、堆積面２０にＰＭが全く堆積していなくても、一対の検出電極３ａ間に電流Ｉを流すことができる。また、図８に示すごとく、堆積面２０にＰＭ８が僅かに堆積した場合、堆積面２０のうちＰＭ８が堆積していない領域Ａ１では、電流Ｉは検出用導電部２ａを流れ、ＰＭ８が堆積している領域Ａ２では、電流Ｉは主に、電気抵抗率が小さいＰＭ８に流れる。そのため、ＰＭ８の堆積量が僅かで、検出電極３ａ間にＰＭ８による電流の経路が形成されていなくても、検出電極３ａ間に電流を流すことができる。また、ＰＭ８の堆積量に応じて、検出電極３ａ間の電気抵抗Ｒ_Sが変化し、電流Ｉ_Sの値が変化する。したがって、ＰＭ８が僅かに堆積した場合でも、その堆積量を検出することができる。

ここで仮に、導電性材料からなる検出用導電部２ａの代わりに、図５７、図５８に示すごとく、絶縁材料からなる絶縁板９を用い、この絶縁板９の表面にＰＭ８の堆積面９０を形成したとすると、ＰＭ８の堆積量が少ない場合には、これを検出できなくなる。すなわち、絶縁板９は絶縁材料によって構成されているため、ＰＭ８の堆積量が少ない場合は、一対の検出電極３ａ間に電流が流れない。図５９に示すごとく、堆積面９０にある程度のＰＭ８が堆積して、検出電極３ａ間に、ＰＭ８による電流の経路が形成されてから、検出電極３ａ間に電流Ｉが流れ始める。そのため図６０に示すごとく、ＰＭ８の堆積量が僅かである場合は、ＰＭ８を検出できない。これに対して、本形態のように、導電性材料からなる検出用導電部２ａを用いれば、図８、図９に示すごとく、ＰＭ８の堆積量が僅かで、ＰＭ８による電流の経路が形成されていなくても、検出電極３ａ間に電流Ｉを流すことができる。また、ＰＭ８の堆積量に応じて、電流Ｉを変化させることができる。そのため、ＰＭ８の堆積量が僅かでも、これを検出することができる。

また、図３に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、抵抗モニタ部５を備える。抵抗モニタ部５は、モニタ用導電部２ｂと、該モニタ用導電部２ｂに形成された一対のモニタ電極３ｂとを有する。
そのため、検出用導電部２ａの電気抵抗の、温度による変化を補償することができ、ＰＭの堆積量を正確に測定することが可能になる。すなわち、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとは互いに隣り合う位置に配されているため、これらの温度は殆ど等しい。また、モニタ用導電部２ｂにはＰＭが堆積しないよう構成されているため、モニタ電極３ｂ間におけるモニタ用導電部２ｂの電気抵抗（補償用抵抗Ｒ_b）は、ＰＭ８の影響を殆ど受けない。そのため、補償用抵抗Ｒ_bを測定することにより、モニタ用導電部２ｂと同じ温度における、検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aを算出することができる。
上述したように、ＰＭセンサ１は、検出電極３ａ間の電流Ｉが、検出用導電部２ａを流れる構造になっており、この検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aは、温度によって大きく変化する。本形態では、補償用抵抗Ｒ_bを測定することにより、検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aを求めることができるため、この電気抵抗Ｒ_aの、温度による変化を補償できる。そのため、ＰＭ８の堆積量を正確に求めることができる。

また、図５に示すごとく、本形態のＰＭ検出装置１０は、ＰＭセンサ１と、これに接続した制御部６とを備える。制御部６は、上記主測定部６１と、補償用測定部６２と、堆積量算出部６３とを備える。
そのため、ＰＭ８の堆積量を正確に、かつ確実に算出することができる。

また、図３に示すごとく、本形態の検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂは一体に形成され、一枚の導電板部２９を構成している。
そのため、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとを別々に形成した場合と比べて、部品点数を低減でき、ＰＭセンサ１の製造コストを低減することができる。

また、本形態では、導電板部２９の、モニタ電極３ｂを形成した側の主面Ｓ２を、基板部１１に接触させている。
そのため、モニタ電極３ｂ間にＰＭ８が付着することを、基板部１１によって防止できる。

また、本形態では図３に示すごとく、基板部１１内に、堆積面２０に堆積したＰＭ８を燃焼するヒータ１１１を設けてある。
そのため、ヒータ１１１の消費電力を低減することができる。すなわち、基板部１１を設けず、導電板部２９の内部にヒータ１１１を設けることも可能であるが（図２８参照）、この場合、導電板部２９自体によってＰＭセンサ１全体の剛性を確保する必要があるため、導電板部２９の厚さを充分に厚くする必要が生じる。また、導電板部２９を構成する導電性材料は、抵抗率やその温度特性に優れていることを優先的に考慮して選択されるため、必ずしも熱伝導率に優れた材料を用いることができない。そのため、ヒータ１１１によって堆積面２０を加熱しにくくなり、ヒータ１１１の消費電力が増加しやすくなる。これに対して、図３に示すごとく、本形態のように、基板部１１を設ければ、基板部１１によって剛性を確保できるため、導電板部２９の厚さを薄くすることができる。また、基板部１１を構成する材料として、熱伝導率に優れたものを選択することができるため、基板部１１内のヒータ１１１によって堆積面２０を加熱しやすくなる。そのため、ヒータ１１１の消費電力を低減することができる。

また、図３に示すごとく、本形態では、一対の検出電極３ａ間の間隔Ｗ_aと、一対のモニタ電極３ｂ間の間隔Ｗ_bとを互いに等しくしてある。
そのため、検出電極３ａ間における検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aと、モニタ電極３ｂ間におけるモニタ用導電部２ｂの電気抵抗（補償用抵抗Ｒ_b）とを等しくすることができる。したがって、堆積量算出部６３による、ＰＭ８の堆積量の算出を容易に行うことが可能になる。

以上のごとく、本形態によれば、粒子状物質の堆積量が僅かでも検出でき、かつ温度による検出値の変化を抑制しやすい粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサを用いた粒子状物質検出装置を提供することができる。

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。

（実施形態２）
本形態は、制御部６の構成を変更した例である。本形態の制御部６は、図１３に示すごとく、実施形態１と同様に、主測定部６１と、補償用測定部６２と、堆積量算出部６３とを備える。また、制御部６は、これらの他に、温度算出部６４を備える。

温度算出部６４は、補償用抵抗Ｒ_bの測定値を用いて、検出用導電部２ａの温度を算出する。図１４に示すごとく、補償用抵抗Ｒ_bと温度との間には、一定の関係がある。制御部６は、この関係を記憶している。そして、この関係を用いて、測定した補償用抵抗Ｒ_bの値から、温度Ｔ_Xを算出する。この算出値を用いて、例えば、上記ヒータ１１１を発熱させたときに検出用導電部２ａが充分加熱され、ＰＭ８が燃焼したか否かを判断することができる。

図１５に、温度算出部６４のフローチャートを示す。同図に示すごとく、温度算出部６４は、まず、モニタ電極３ｂ間に電圧を加え、補償用抵抗Ｒ_bを測定する（ステップＳ１１）。その後、補償用抵抗Ｒ_bと温度のマップを用いて、温度Ｔ_Xを算出する（ステップＳ１２）。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、抵抗モニタ部５を用いて、検出用導電部２ａの温度を求めることができる。そのため、専用の温度センサを設ける必要がなく、ＰＭセンサ１の製造コストを低減することができる。
その他、実施形態１と同様の構成及び作用効果を備える。

（実施形態３）
本形態は、制御部６の構成を変更した例である。図１６に示すごとく、本形態の制御部６は、実施形態２と同様に、主測定部６１と、補償用測定部６２と、堆積量算出部６３と、温度算出部６４とを備える。また、制御部６は、これらの他に、堆積量補正部６５を備える。堆積量補正部６５は、温度算出部６４によって算出した温度Ｔ_Xの値を用いて、ＰＭ８の抵抗率の、温度による変化を補正する。これにより、堆積量算出部６３によって算出したＰＭ８の堆積量を補正する。

堆積量の補正は、例えば以下のように行うことができる。図１７に示すごとく、ＰＭ８の抵抗率と温度には一定の関係がある。制御部６に、この関係を予め記憶させておく。そして、この関係を用いて、測定した温度Ｔ_Xにおける、ＰＭ８の抵抗率ｒ_xを求める。また、常温Ｔ_OにおけるＰＭ８の抵抗率ｒ_oと、温度Ｔ_Xにおける抵抗率ｒ_xとの比ｒ_o／ｒ_xを算出する。

堆積面２０に堆積したＰＭ８全体の、温度Ｔ_Xにおける抵抗値Ｒ_PMと、常温での抵抗値Ｒ_PM’とには、以下の関係がある。
Ｒ_PM’＝Ｒ_PMｒ_o／ｒ_x
また、ＰＭ８を流れる電流（ＰＭ電流Ｉ_PM）と、印加電圧Ｖ_Oと、ＰＭ８の抵抗Ｒ_PMとには、以下の関係がある。
Ｉ_PM＝Ｖ_O／Ｒ_PM

温度Ｔ_XにおけるＰＭ電流Ｉ_PMは、下記の式を用いることにより、常温での値Ｉ_PM’に変換することができる。
Ｉ_PM’＝Ｖ_O／Ｒ_PM’
＝Ｖ_Oｒ_x／Ｒ_PMｒ_o
＝Ｉ_PMｒ_x／ｒ_o

図１８に、補正したＰＭ電流Ｉ_PM’と、温度との関係を示す。Ｉ_PM’は、ＰＭ８の抵抗率の、温度による変化を補償した値なので、温度に関係なく一定である。そのため、この値Ｉ_PM’を用いれば、温度の影響を大きく受けることなく、ＰＭ８の堆積量を正確に算出することができる。

ＰＭ電流Ｉ_PMの算出値（図１１参照）を用いて、ＰＭ８の堆積量を直接算出することも可能であるが、ＰＭ電流Ｉ_PMは、ＰＭ８の抵抗率の、温度による変化の影響を受けるため、ＰＭ８の堆積量を充分正確に算出できない可能性がある。これに対して、図１８に示すごとく、ＰＭ８の抵抗率の温度による変化を補正してＩ_PM’を算出すれば、この値Ｉ_PM’は温度の影響を殆ど受けないため、ＰＭ８の堆積量を充分正確に算出することができる。

次に、制御部６のフローチャートの説明をする。図１９に示すごとく、制御部６は、ＰＭ８の堆積量を測定するにあたって、まず、ヒータ１１１を発熱させ、ＰＭ８を燃焼させる。これにより、ＰＭセンサ１を再生する（ステップＳ２１）。その後、所定時間待機して、ＰＭセンサ１を冷却する（ステップＳ２２）。

次いで、ステップＳ２３に移り、検出電極３ａ間の電気抵抗Ｒ_Sを測定する。その後、ステップＳ２４に移り、モニタ電極３ｂ間に電圧を加え、補償用抵抗Ｒ_bを測定する。その後、ステップＳ２５に移る。ここでは、補償用抵抗Ｒ_bと温度とのマップ（図１４参照）を用いて、温度Ｔ_Xを算出する。

次いで、ステップＳ２６に移る。ここでは、ＰＭ８の抵抗率と温度のマップ（図１７参照）を用いて、測定温度Ｔ_Xにおける、ＰＭ８の抵抗率ｒ_xを算出する。その後、ステップＳ２７を行う。ここでは、ＰＭ電流Ｉ_PM（＝Ｉ_S−Ｉ_b）の補正値Ｉ_PM’を算出する。そして、得られた補正値Ｉ_PM’を用いて、ＰＭ８の堆積量を算出する。

次いで、ステップＳ２８に移る。ここでは、ＰＭ８の堆積量が所定値に到達したか否かを判断する。ここでＮｏと判断した場合はステップＳ２３に移り、Ｙｅｓと判断した場合は処理を終了する。
その他、実施形態１と同様の構成及び作用効果を備える。

（実験例１）
Ｚ方向における、検出電極３ａとモニタ電極３ｂとの間隔Ｈ（図３参照）の好ましい範囲を確認するための実験を行った。まず、実施形態１に示す構造を有するＰＭセンサ１のサンプルを複数個作成した。この際、各サンプルの上記間隔Ｈを、４μｍ、８μｍ、１０μｍ、２０μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、８０μｍ、１００μｍに条件振りした。また、検出電極３ａがモニタ電極３ｂを兼ねたＰＭセンサ１を作成し、上記間隔Ｈが０μｍであるサンプルの代用とした。なお、各サンプルの導電板部２９には、抵抗率が６×１０⁶Ω・ｃｍのＲｕＯ₂系ガラスを用いた。また、検出電極３ａ間の間隔Ｗ_a、及びモニタ電極３ｂ間の間隔Ｗ_bを７００μｍとし、電極３ａ，３ｂの長さＬ_a，Ｌ_bを８ｍｍとした。

上記サンプルを作成した後、各サンプルの堆積面２０にＰＭ８を堆積させ、一対のモニタ電極３ｂ間を流れる電流Ｉ_bと、一対の検出電極３ａ間を流れる電流Ｉ_Sとを測定した。より詳しくは、堆積面２０にＰＭ８を約１２０ｎｇ堆積させ、温度を２００℃にした状態で、電極間に１ｋＶの電圧を加えて、上記電流Ｉ_b，Ｉ_Sを測定した。図２０に、測定した電流Ｉ_b、Ｉ_Sの比Ｉ_b／Ｉ_Sと、上記間隔Ｈとの関係を示す。

同図に示すごとく、間隔Ｈが狭いほど、Ｉ_b／Ｉ_Sは大きくなる。これは、間隔Ｈが狭いと、モニタ電極３ｂが堆積面２０に接近するため、電流Ｉ_bが、一方のモニタ電極３ｂから、抵抗率が低いＰＭ８を通って、他方のモニタ電極３ｂへ流れてしまい、電流Ｉ_bの値が大きくなるからである。また、図２０のグラフから、間隔Ｈが広くなると、モニタ電極３ｂが堆積面２０から遠ざかるため、電流Ｉ_bがＰＭ８に流れにくくなり、Ｉ_bの値が小さくなることが分かる。

また、図２０のグラフから、Ｉ_b／Ｉ_Sが０．０２以下では、間隔Ｈを広げても、Ｉ_b／Ｉ_Sがあまり変化しないことが分かる。これは、Ｉ_bがＰＭ８に殆ど流れないため、間隔Ｈを広げても、Ｉ_bが減少しないためと考えられる。したがって、Ｉ_b／Ｉ_Sが０．０２以下となるようにしておけば、間隔Ｈ、すなわち板状部材２９の厚さに製造ばらつきが生じた場合でも、Ｉ_bを正確に測定でき、補償用抵抗Ｒ_bを正確に測定できる。そのため、検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aの、温度による変化を正確に補償できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態４）
本形態は、検出電極３ａ及びモニタ電極３ｂの形状を変更した例である。図２１に示すごとく、本形態の検出電極３ａは、本体部３８と、該本体部３８から突出した櫛歯部３９とを備える。一方の検出電極３ａ_aの櫛歯部３９_aと、他方の検出電極３ａ_bの櫛歯部３９_bとを交互に配置してある。モニタ電極３ｂも同様の形状に形成されている。

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、堆積面２０の面積を広く確保しつつ、一対の検出電極３ａ_a，３ａ_b間の間隔を狭くすることができる。そのため、堆積面２０にＰＭ８が僅かに堆積した場合でも、検出電極３ａ_a，３ａ_b間の電流Ｉ_Sを大きく変化させることができる。したがって、ＰＭ８の検出感度を高くすることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態５）
本形態は、ＰＭセンサ１の構造を変更した例である。図２２に示すごとく、本形態では、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとを別部材としてある。モニタ用導電部２ｂは絶縁膜１２によって覆われている。この絶縁膜１２上に、検出用導電部２ａを配置してある。また、モニタ用導電部２ｂの、検出用導電部２ａを配した側とは反対側の主面Ｓ２は、基板部１１に接触している。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとの間に絶縁膜１２が介在している。そのため、モニタ電極３ｂがＰＭ８から絶縁されており、一対のモニタ電極３ｂ間に電圧を加えても、電流Ｉ_bはＰＭ８に流れない。したがって、補償用抵抗Ｒ_bを正確に測定できる。そのため、検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aの、温度による変化を正確に補償できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態６）
本形態は、ＰＭセンサ１の構成を変更した例である。図２３、図２４に示すごとく、本形態では、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとを別体に形成してある。これらの導電部２ａ，２ｂは、それぞれ板状に形成され、基板部１１上に設けられている。

モニタ用導電部２ｂの、基板部１１に接触した側とは反対側の主面Ｓ１に、モニタ電極３ｂが設けられている。モニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂは、絶縁膜１２に覆われている。

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、粒子状物質検出部４と抵抗モニタ部５とを同じ形状にすることができる。そのため、検出用導電部抵抗Ｒ_aと補償用抵抗Ｒ_bとを等しくしやすい。したがって、温度補償を正確に行うことができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態７）
本形態は、ＰＭセンサ１の構成を変更した例である。図２５、図２６に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、絶縁材料からなるセンサ本体部１９を備える。このセンサ本体部１９内に、複数の導電板部２９が配されている。個々の導電板部２９は、ＰＭ８よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなる。これら複数の導電板部２９を積層してある。図２６に示すごとく、隣り合う２枚の導電板部２９の間に、検出電極３ａと、モニタ電極３ｂとが介在している。検出電極３ａ及び導電板部２９は、センサ本体部１９の端面１９０から露出している。導電板部２９の露出面を、ＰＭ８の堆積面２０としてある。

検出電極３ａには、第１検出電極３ａ_aと第２検出電極３ａ_bとがある。これら第１検出電極３ａ_aと第２検出電極３ａ_bとは、交互に配されている。複数の第１検出電極３ａ_a同士、及び複数の第２検出電極３ａ_b同士は、図示しない接続部材によって電気接続されている。また、モニタ電極３ｂも同様の構造になっている。

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、２つの検出電極３ａ_a，３ａ_bの間隔を狭くすることができる。そのため、堆積面２０にＰＭ８が僅かに堆積した場合でも、検出電極３ａ_a，３ａ_bの電流Ｉ_Sが大きく変化しやすい。したがって、ＰＭ８の検出感度を高くすることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態８）
本形態は、ＰＭセンサ１の構造、及びＰＭ８の堆積量の算出方法を変更した例である。図２７に示すごとく、本形態では、一対の検出電極３ａ間の間隔Ｗ_aと、一対のモニタ電極３ｂ間の間隔Ｗ_bとが互いに異なる。また、堆積量算出部６３は、補償用抵抗Ｒ_bの測定値に、検出電極３ａ間の間隔Ｗ_aと一対のモニタ電極３ｂ間の間隔Ｗ_bとの比Ｗ_a／Ｗ_bを乗じた値Ｒ_bＷ_a／Ｗ_bを用いて、ＰＭ８の堆積量を算出するよう構成されている。

堆積量の算出は、例えば、以下のようにして行うことができる。上述したように、一対の検出電極３ａ間の電気抵抗Ｒ_Sは、ＰＭ８の抵抗Ｒ_PMと、検出用導電部２ａの抵抗Ｒ_aとを用いて、下記のように近似的に表すことができる。
Ｒ_S＝Ｒ_PMＲ_a／（Ｒ_PM＋Ｒ_a） ・・・（１）
また、上記抵抗Ｒ_aと、補償用抵抗Ｒ_bとの間には、下記の関係がある。
Ｒ_a＝Ｒ_bＷ_a／Ｗ_b ・・・（２）
したがって、上記式（１）（２）を用いれば、ＰＭ８の抵抗Ｒ_PMを算出でき、これから、ＰＭ８の堆積量を算出できる。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、一対の検出電極３ａ間の間隔Ｗ_aと、一対のモニタ電極３ｂ間の間隔Ｗ_bとが互いに異なる。そのため、ＰＭセンサ１の設計自由度を高めることができる。また、モニタ電極３ｂから堆積面２０までの距離を長くすることができるため、モニタ電極３ｂ間の電流Ｉ_bが、堆積面２０に堆積したＰＭ８に流れにくい。そのため、補償用抵抗Ｒ_bを正確に測定しやすい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態９）
本形態は、ＰＭセンサ１の構成を変更した例である。本形態のＰＭセンサ１は図２８に示すごとく、実施形態１と異なり、基板部１１（図３参照）を備えていない。また、本形態では実施形態１と同様に、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとを一体に形成し、一枚の導電板部２９を構成している。この導電板部２９内に、ＰＭ８を燃焼するためのヒータ１１１を設けてある。

また、導電板部２９の主面Ｓ１に、ＰＭ８が堆積する堆積面２０と、一対の検出電極３ａとを形成してある。本形態の検出電極３ａは、実施形態４と同様に、櫛歯状に形成されている。また、導電板部２９内に、モニタ電極３ｂを形成してある。モニタ電極３ｂは、検出電極３ａと同様に、櫛歯状に形成されている。

本形態の作用効果について説明する。本形態では基板部１１を用いていないため、部品点数を低減することができる。そのため、ＰＭセンサ１の製造コストを低減できる。また、実施形態１のように、導電板部２９と基板部１１とを積層すると、これらの熱膨張率が異なるため、ヒータ１１１を加熱したときに、ＰＭセンサ１の反りや導電板部２９の剥離等が生じる可能性があるが、本形態では基板部１１を用いていないため、このような問題は発生しにくい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１０）
本形態は、導電部２ａ，２ｂを構成する導電性材料を変更した例である。本形態では、以下のようして、導電性材料の表面電気抵抗率ρを測定している。すなわち、まず図３１に示すサンプル２５を作成する。このサンプル２５は、導電性材料からなり厚さＴが１．４ｍｍの板状基板２５１と、該板状基板２５１の主表面に形成され長さがＬ、間隔がＤである一対の測定電極３７とを有する。このようなサンプル２５を形成し、一対の測定電極３７間の電気抵抗Ｒ（Ω）を測定する。表面電気抵抗率ρは、下記式（３）によって算出される。
ρ＝Ｒ×Ｌ×Ｔ／Ｄ ・・・（３）

なお、本明細書において、単に「電気抵抗率」と記載した場合は、いわゆるバルクの電気抵抗率を意味する。これは、例えば図３４に示すごとく、導電性材料からなる基板部２５０と、この基板部２５０の側面に形成した一対の測定電極３７１とを備えるバルク用サンプル２５９を作成し、上記一対の測定電極３７１間の電気抵抗を測定することによって算出することができる。また、「表面電気抵抗率ρ」と記載した場合は、図３１に示すサンプル２５を作成し、測定電極３７間の電気抵抗Ｒを測定して、上記式（３）を用いて算出した値を意味する。

また、本形態では、図２９に示すごとく、１００〜５００℃の温度範囲において、表面電気抵抗率ρが１．０×１０⁷〜１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍである導電性材料を用いて、検出用導電部２ａ、及びモニタ用導電部２ｂを形成してある。

表面電気抵抗率ρが上記数値範囲を満たす導電性材料として、分子式がＡＢＯ₃で表される、ペロブスカイト構造を有するセラミックスを用いることができる。例えば、上記分子式中のＡとして、Ｌａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種、上記Ｂとして、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙから選択される少なくとも一種を用いることができる。

本形態では、上記分式中のＡの主成分をＳｒ、副成分をＬａとしている。また、上記分子式中のＢをＴｉとしている。図２９に、このセラミックス（Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃）の表面電気抵抗率ρと、温度との関係を示す。同図に示すごとく、Xを０．０１６〜０．０３６にした場合、Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃の表面電気抵抗率ρは、１００〜５００℃の温度範囲において、１．０×１０⁷〜１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍになる。そのため、このセラミックスは、導電部２ａ，２ｂを構成するための材料として、好適に用いることができる。

また、図２９に示すごとく、Ｌａを添加しない場合（ＳｒＴｉＯ₃）は、１００〜５００℃の温度範囲において、表面電気抵抗率ρが、約１．０×１０⁵〜１．０×１０¹¹Ω・ｃｍになる。これから、上記セラミックスにＬａを含有させた方が、温度による表面電気抵抗率ρの変化が少ないことが分かる。

なお、図２９のグラフを取得するにあたり、表面電気抵抗率ρの測定は、より詳しくは、以下のように行った。すなわち、Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃におけるXを０、０．０１６、０．０２、０．３６にしたセラミックスを作成し、これらのセラミックスを用いてサンプル２５（図３１）を作成した。各サンプル２５は、厚さＴが１．４ｍｍの板状基板２５１と、この板状基板２５１の主表面に形成した、長さＬが１６ｍｍ、間隔Ｄが８００μｍである一対の測定電極３７とを備える。そして、このサンプル２５を大気中にて１００〜５００℃に加熱し、測定電極３７間に５〜１０００Ｖの電圧を加えて、電気抵抗Ｒを測定した。そして、上記式（３）を用いて、表面電気抵抗率ρを算出した。

図３０に、ＰＭセンサ１に噴射したＰＭ８の量と、ＰＭセンサ１のセンサ出力との関係を、検出用導電部２ａの表面電気抵抗率ρを変えて調査したグラフを示す。このグラフは、以下のようにして取得した。まず、表面電気抵抗率ρがそれぞれ２．３×１０⁶、１．０×１０⁷、１．０×１０¹⁰、３．２×１０¹⁰Ω・ｃｍである導電性材料を用いて導電板部２９を形成し、各導電板部２９を備えるＰＭセンサ１（図１参照）を作成した。そして、個々のＰＭセンサ１に、ＰＭ８の含有量が０．０１ｍｇ／ｌである排ガスを噴射し、この噴射したＰＭ８の一部を、ＰＭセンサ１の堆積面２０に堆積させた。また、一対の検出電極３ａ間に流れる電流Ｉを、シャント抵抗を用いて電圧に変換し、センサ出力を得た。なお、一対の検出電極３ａ間の間隔は８０μｍ、印加電圧は３５Ｖであり、測定温度は２００℃であった。ＰＭ８の噴射量とセンサ出力との関係をグラフ化したものが、図３０である。

図３０に示すごとく、検出用導電部２ａの表面電気抵抗率ρが１．０×１０⁷〜１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍである場合は、ＰＭ８を僅かに噴射しただけで、ＰＭセンサ１のセンサ出力が上昇する。すなわち、ＰＭセンサ１の感度が高いことが分かる。また、ＰＭ８が付着するに伴い、センサ出力が大きく変化する。そのため、検出用導電部２ａの表面電気抵抗率ρが上記範囲内であれば、ＰＭセンサ１の感度が高く、かつ堆積したＰＭ８の量を正確に測定できることがわかる。

これに対して、表面電気抵抗率ρが上記範囲を外れた場合は、このような効果は充分に得られない。例えば表面電気抵抗率ρが３．２×１０¹⁰Ω・ｃｍの場合は、ＰＭ８の堆積量が僅かであると、センサ出力が殆ど上昇しない。つまり、不感期間が存在する。これは、導電部２の表面電気抵抗率ρが高すぎ、検出電極３ａ間に電流Ｉが流れにくいため、多くのＰＭが堆積して、ＰＭ８による電流の経路が形成されてから、電流Ｉが流れ始めるからだと考えられる。

また、表面電気抵抗率ρが例えば２．３×１０⁶Ω・ｃｍの場合は、ＰＭ８の堆積量が変化しても、センサ出力が殆ど変化しない。これは、表面電気抵抗率ρが低すぎるため、ＰＭ８が堆積しても電流ＩがあまりＰＭ８に流れず、検出電極３ａ間の電流値が変化しにくいからだと考えられる。そのため、この場合は、センサ出力を用いて、ＰＭ８の堆積量を正確に測定することは困難であることが分かる。

次に、図３２を用いて、サンプル２５（図３１参照）内を流れる電流Ｉの、表面からの深さについて説明する。図３２のグラフは、以下のようにして作成された。まず、導電性材料をシート状に成形し、その表面に測定電極３７を印刷し、焼成してサンプル２５を作成した。サンプル２５の厚さＴは、１０μｍ、２０μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、８０μｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．４ｍｍ、２．０ｍｍに条件振りした。これらのサンプル２５を、水分の影響を除くため、２００℃に加熱し、一対の測定電極３７間に５００Ｖの電圧を加えて、電気抵抗Ｒを測定した。測定電極３７の長さＬは１６ｍｍとし、間隔Ｄは８００μｍとした。そして、サンプル２５の厚さが１０μｍである場合の電気抵抗を基準（すなわち１００％）とし、これに対する、各サンプル２５の電気抵抗Ｒの比率と、厚さとの関係をグラフにした。

図３２に示すごとく、サンプル２５の厚さが１０μｍ〜０．１ｍｍの範囲では、厚くなるほど電気抵抗が低下するが、０．１ｍｍを超えると、殆ど変化しなくなる。これから、電流Ｉは、サンプル２５の表面から０．１ｍｍまでの深さしか流れないことが分かる。本形態では、表面電気抵抗率ρを測定する際、サンプル２５の厚さＴを１．４ｍｍにしている。そのため、電流Ｉを流すための十分な厚さを確保できている。

次に、図３３を用いて、ＳｒＴｉＯ₃の電気抵抗率および表面電気抵抗率ρと、温度との関係について説明する。図３３のグラフは、以下のように作成した。すなわち、ＳｒＴｉＯ₃を用いてサンプル２５（図３１参照）を作成し、温度を変えつつ、表面電気抵抗率ρを測定した。また、ＳｒＴｉＯ₃を用いてバルク用サンプル２５９（図３４参照）を作成し、温度を変えつつ、バルクの電気抵抗率を測定した。測定した電気抵抗率および表面電気抵抗率ρと、温度との関係を、図３３のグラフにした。同図から、バルクの電気抵抗率と、表面電気抵抗率ρとは、値が全く異なることが分かる。

次に、本形態の作用効果について説明する。本形態では、１００〜５００℃の温度範囲において表面電気抵抗率ρが１．０×１０⁷〜１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍである導電性材料を用いて、導電部２ａ，２ｂを形成してある。
そのため、図３０に示すごとく、不感期間が少なく、粒子状物質の付着に伴ってセンサ出力が大きく変化するＰＭセンサ１を得ることができる。

また、本形態では、表面電気抵抗率ρの数値範囲を規定している。そのため、導電部２ａ，２ｂの電気特性を最適化しやすい。すなわち、本形態のＰＭセンサ１は、検出用導電部２ａの主面Ｓ１（図３参照）に検出電極３ａを形成してあるため、ＰＭセンサ１を用いたとき、電流Ｉは、検出用導電部２ａの表面付近を流れる。そのため、板状基板２５１（図３１参照）の表面付近に電流Ｉを流して測定した表面電気抵抗率ρは、ＰＭセンサ１の実際の使用状態に近い状態で測定した電気特性であるといえる。したがって、表面電気抵抗率ρの数値範囲を規定することにより、実際の使用状態に近い状態での、検出用導電部２ａの電気特性を規定することができる。

また、本形態では、導電部２ａ，２ｂを構成する導電性材料として、ペロブスカイト構造を有するセラミックスを用いている。このセラミックスの分子式をＡＢＯ₃とした場合、ＡはＬａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種であり、ＢはＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙから選択される少なくとも一種であることが好ましい。
このようなセラミックスは、耐熱性が高く、かつ排ガスに含まれる物質と化学反応しにくい。そのため、排ガスに曝されるＰＭセンサ１用の導電性材料として、好適に用いることができる。

また、上記分子式におけるＡは、主成分がＳｒ、副成分がＬａであり、ＢはＴｉであることが、特に好ましい。
このようなセラミックスは、図２９に示すごとく、温度が変化しても、表面電気抵抗率ρの変化が小さい。これは、Ｌａを添加したことによる効果だと考えられる。このようなセラミックスを用いて導電部２ａ，２ｂを形成すれば、ＰＭセンサ１の出力を測定する測定回路として、安価なものを用いることが可能になる。すなわち、図２９に示すごとく、Ｌａを含有しないセラミックス（ＳｒＴｉＯ₃）は、１００〜５００℃の温度範囲で、表面電気抵抗率ρが約１×１０⁵〜１×１０¹¹Ω・ｃｍと大きく変化する。そのため、このセラミックス（ＳｒＴｉＯ₃）を用いて形成した導電部２ａ，２ｂは、１００℃付近では僅かな電流しか流れず、５００℃付近では大きな電流が流れる。したがって、電流の測定レンジが広い、高価な測定回路を用いる必要が生じる。これに対して、Ｌａを含有するセラミックス（Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃）を用いれば、１００〜５００℃の温度範囲における、表面電気抵抗率ρの変化を小さくすることができる。そのため、この温度範囲における、導電部２ａ，２ｂに流れる電流の変化を小さくすることができ、電流の測定レンジが狭い、安価な測定回路を用いることが可能になる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１１）
本形態は、制御部６の構成を変更した例である。本形態の粒子状物質検出装置１０は、実施形態１と同様に、ＰＭセンサ１と、制御部６（図５参照）とを備える。
ＰＭセンサ１は、図３５に示すごとく、検出用導電部２ａと、検出電極３ａとを備える。実施形態１と同様に、検出用導電部２ａは、ＰＭ８よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、その表面に、ＰＭ８が堆積する堆積面２０が形成されている。この堆積面２０に、一対の検出電極３ａが形成されている。これら検出用導電部２ａと検出電極３ａとにより、ＰＭ検出部４を構成してある。
制御部６は、検出用導電部２ａの温度を上昇させ、ＰＭ８が堆積していないときにおける、一対の検出電極３ａ間の検出用導電部２ａの電気抵抗である検出用導電部抵抗Ｒ_aが予め定められた値Ｒ_THになるように、検出用導電部２ａの温度を制御した状態で、ＰＭ８の検出を行うよう構成されている。

検出用導電部２ａを構成する導電性材料は、加熱しないと抵抗が高く、絶縁体に近い特性を有する。そのため図３７に示すごとく、加熱前の状態では、堆積面２０にＰＭ８がある程度堆積してからでないと、検出電極３ａ間に電流Ｉ_aが流れない。したがって本形態では、ヒータ１１１によって検出用導電部２ａを加熱し、検出用導電部抵抗Ｒ_aを下げてから、ＰＭ８の検出を行っている。検出用導電部２ａを加熱して、検出用導電部抵抗Ｒ_aを最適な値に制御すると、図３７に示すごとく、ＰＭ８が堆積していない状態で、検出電極３ａ間に僅かに電流が流れるようになる。そのため、ＰＭ８が僅かに堆積したときでも、電流Ｉ_aが変化し、ＰＭ８が堆積したことを検出できる。

また、図３５、図３６に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、実施形態１と同様に、モニタ用導電部２ｂと、一対のモニタ電極３ｂとを備える。これらモニタ用導電部２ｂとモニタ電極３ｂとにより、抵抗モニタ部５を構成してある。モニタ用導電部２ｂと検出用導電部２ａとは一体に形成され、一枚の導電板部２９を構成している。また、モニタ用導電部２ｂは、絶縁膜１２によって被覆されている。これにより、モニタ用導電部２ｂにはＰＭ８が堆積しないよう構成してある。本形態では、モニタ用導電部２ｂの抵抗Ｒ_bを測定し、この測定値を用いて、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定値になるように検出用導電部２ａの温度を制御している。

次に、図３８を用いて、ＰＭセンサ１に接続した回路の説明をする。ＰＭセンサ１には、昇圧回路６０１と、抵抗測定部６０２と、シャント抵抗ｒ_A，ｒ_Bとが接続している。昇圧回路６０１によって直流電源８９の電圧を昇圧し、ＰＭセンサ１に加えている。導電部２ａ，２ｂを加熱すると抵抗が下がり、電流Ｉ_a，Ｉ_bが流れる。モニタ用導電部２ｂを流れた電流Ｉ_bがシャント抵抗ｒ_Bを通過したときに生じる電圧降下Ｖ_Bを、抵抗測定部６０２によって測定している。抵抗測定部６０２は、電圧降下Ｖ_Bの測定値を用いて、モニタ用導電部２ｂを流れる電流Ｉ_b（＝Ｖ_B／ｒ_B）を算出する。また、この電流Ｉ_bと、昇圧回路６０１の出力電圧Ｖとから、モニタ用導電部２ｂの抵抗Ｒ_b（＝Ｖ／Ｉ_b）を算出する。本形態では、この抵抗Ｒ_bが所定値になるように、温度の制御をする。これにより、検出用導電部抵抗Ｒ_aを所定値に制御している。

また、図３８に示すごとく、検出用導電部２ａの電流Ｉ_aがシャント抵抗ｒ_Aを流れると電圧降下Ｖ_Aが生じる。上記制御部６は、この電圧降下Ｖ_Aの測定値を用いて、検出用導電部２ａの電流Ｉ_a（＝Ｖ_A／ｒ_A）を算出している。これにより、堆積面２０に堆積したＰＭ８の量を算出している。

次に、制御部６のフローチャートの説明をする。図４０に示すごとく、制御部６は、まずステップＳ３１を行う。ここでは、モニタ用導電部２ｂの電流Ｉ_bを測定する。その後、ステップＳ３２に移る。ここでは、モニタ用導電部２ｂの抵抗Ｒ_b（＝Ｖ／Ｉ_b）を算出する。

その後、ステップＳ３３に移る。ここでは、測定した抵抗Ｒ_bが閾値Ｒ_THより高いか否かを判断する。ここでＹｅｓ（すなわち温度が低く、抵抗Ｒ_b、及び検出用導電部抵抗Ｒ_aが高い）と判断したときはステップＳ３４に移り、Ｎｏと判断したときはステップＳ３５に移る。ステップＳ３４では、ヒータ１１１の電流を増加させる。これにより、導電部２ａ，２ｂの温度を高くし、導電部２ａ，２ｂの抵抗Ｒ_a，Ｒ_bを下げる。

また、ステップＳ３５では、モニタ用導電部２ｂの抵抗Ｒ_bが閾値Ｒ_THより小さいか否かを判断する。ここでＹｅｓ（すなわち温度が高く、抵抗Ｒ_b、及び検出用導電部抵抗Ｒ_aが低い）と判断したときはステップＳ３６に移り、Ｎｏと判断したときはステップＳ３１に戻る。ステップＳ３６では、ヒータ１１１の電流を低減させる。これにより、導電部２ａ，２ｂの温度を低くし、これら導電部２ａ，２ｂの抵抗Ｒ_a，Ｒ_bを高くする。

次に、導電部２ａ，２ｂを構成する導電性材料の組成について説明する。本形態では上記導電性材料として、Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃を用いている。図３９に示すごとく、Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃は、ＳｒＴｉＯ₃やＲｕＯ₂等と比べて、温度に対する抵抗率の変化量が少ない。そのため、Ｓｒ_1-XＬａ_XＴｉＯ₃を用いて導電部２ａ，２ｂを構成すれば、温度が変化しても抵抗Ｒ_a，Ｒ_bが変化しにくくなり、これらの抵抗Ｒ_a，Ｒ_bを所定範囲に制御しやすくなる。

次に、本形態の作用効果について説明する。本形態の制御部６は、検出用導電部２ａの温度を上昇させ、検出用導電部抵抗Ｒ_aが予め定められた値Ｒ_THになるように検出用導電部２ａの温度を制御した状態で、ＰＭ８の検出を行うよう構成されている。
そのため、検出用導電部抵抗Ｒ_aを最適な値にしてから、ＰＭ８を検出できる。したがって、ＰＭ８の量を正確に検出できる。
すなわち、仮に、検出用導電部抵抗Ｒ_aが高すぎたとすると、図６１の直線Ａに示すごとく、ＰＭ８がある程度堆積した後でなければ、電流Ｉ_aが増加せず、不感帯が生じてしまう。また、検出用導電部抵抗Ｒ_aが低すぎると、図６１の直線Ｂに示すごとく、ＰＭ８が堆積していない状態でも多くの電流Ｉ_aが流れてしまう。検出用導電部２ａに加えることができる電圧Ｖ（図３８参照）には限界があるため、流すことができる電流Ｉ_aにも上限値Ｉ_Uがある。そのため、ＰＭ８が堆積していない状態で多くの電流Ｉ_aが流れると、すぐに上限値Ｉ_Uに達してしまい、ＰＭ８を検出できるレンジΔＩが狭くなってしまう。
これに対して、図３７に示すごとく、本形態のように、加熱前の状態で高い抵抗値を有する検出用導電部２ａを用い、これを加熱して最適な値Ｒ_THに制御すれば、ＰＭ８が堆積していない状態で、電流Ｉ_aが僅かに流れるようにすることができる。そのため、不感帯は生じず、また、ＰＭ８が堆積してもなかなか上限値Ｉ_Uに到達しない。したがって、ＰＭ８を検出できるレンジΔＩを広くすることができる。

また、検出用導電部２ａを加熱していない状態で、検出用導電部抵抗Ｒ_aが最適値Ｒ_THになるように、導電性材料の組成を調整することも考えられるが、この場合、導電性材料の抵抗値にばらつきがあったり、排気ガスの温度にばらつきがあったりするため、図６２に示すごとく、不感帯が生じる場合（直線Ｃ１）や、ＰＭ８が堆積していない状態で多くの電流Ｉ_aが流れる場合（直線Ｃ２）が有り得る。本形態では、加熱前の状態で検出用導電部抵抗Ｒ_aにばらつきがあったり、排気ガスの温度にばらつきがあったりとしても、検出用導電部２ａを加熱して、最適な抵抗値Ｒ_THにすることができる。そのため、ＰＭ８を正確に測定でき、かつ検出レンジΔＩを広くすることができる。

また、本形態のＰＭセンサ１は、図３５、図３６に示すごとく、モニタ用導電部２ｂとモニタ電極３ｂとからなる抵抗モニタ部５を備える。モニタ用導電部２ｂにはＰＭ８が堆積しないよう構成されている。そのため、一対のモニタ電極３ｂ間におけるモニタ用導電部２ｂの抵抗Ｒ_bを測定することにより、ＰＭ８が堆積していない状態での、検出用導電部２ａの抵抗（すなわち検出用導電部抵抗Ｒ_a）を正確に測定することができる。したがって、検出用導電部抵抗Ｒ_aを所定値に制御しやすい。

また、本形態の粒子状物質検出センサ１は、図３６に示すごとく、堆積面２０に堆積したＰＭ８を燃焼するためのヒータ１１１を備える。ＰＭ８を検出するときには、このヒータ１１１を僅かに発熱させ、この熱を利用して、検出用導電部２ａを加熱している。制御部６は、図４０に示すごとく、ヒータ１１１に流す電流の量を制御することにより、検出用導電部２ａの温度を制御するよう構成されている。
後述するように、ヒータ１１１を用いず、検出用導電部２ａの抵抗熱を利用して検出用導電部２ａを加熱することも可能であるが、この場合、発熱量が少ないため、短時間で加熱できない可能性がある。しかしながら、本形態のようにヒータ１１１を用いれば、発熱量が多いため、検出用導電部２ａを短時間で加熱できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本形態では、検出用導電部抵抗Ｒ_aを一つの値Ｒ_THに制御したが、本発明はこれに限るものではなく、所定の範囲内（Ｒ_TH1〜Ｒ_TH2）になるように制御することもできる。このようにすると、ある程度の幅を持って制御できるため、検出用導電部抵抗Ｒ_aの制御を容易に行うことができる。

（実施形態１２）
本形態は、検出用導電部２ａの加熱方法を変更した例である。本形態では、検出用導電部２ａに電流Ｉ_aが流れたときに発生する抵抗熱を用いて、検出用導電部２ａの温度を上昇させている。制御部６は、一対の検出電極３ａ（図３５、図３８参照）間に加える電圧Ｖを制御することにより、検出用導電部２ａの温度を制御し、検出用導電部抵抗Ｒ_aを制御している。

次に、制御部６のフローチャートの説明をする。図４１に示すごとく、制御部６は、まずステップＳ４１を行う。ここでは、実施形態１１と同様に、モニタ用導電部２ｂの電流Ｉ_bを測定する。その後、ステップＳ４２に移る。ここでは、モニタ用導電部２ｂの抵抗Ｒ_b（＝Ｖ／Ｉ_b）を算出する。

次いで、ステップＳ４３に移る。ここでは、算出した抵抗Ｒ_bが閾値Ｒ_TH以上であるか否かを判断する。ここでＹｅｓ（すなわち温度が低く、抵抗Ｒ_b、及び検出用導電部抵抗Ｒ_aが高い）と判断した場合は、ステップＳ４４に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ４５に移る。ステップＳ４４では、一対の検出電極３ａ間、及び一対のモニタ電極３ｂ間に加える電圧Ｖ、すなわち昇圧回路６０１（図３８参照）の出力電圧Ｖを上昇させる。これにより、検出用導電部２ａの発熱量を高くし、検出用導電部抵抗Ｒ_aを低減させる。

また、ステップＳ４５では、検出用導電部抵抗Ｒ_aが閾値Ｒ_THより小さいか否かを判断する。ここでＹｅｓ（すなわち温度が高く、抵抗Ｒ_b、及び検出用導電部抵抗Ｒ_aが低い）と判断した場合はステップＳ４６に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ４１に移る。ステップＳ４６では、一対の検出電極３ａ間、及び一対のモニタ電極３ｂ間に加える電圧Ｖを低減させる。これにより、検出用導電部２ａの発熱量を低くし、検出用導電部抵抗Ｒ_aを上昇させる。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、検出用導電部２ａの抵抗熱を用いて、検出用導電部２ａの温度を上昇させている。また、制御部６は、一対の検出電極３ａ間に加える電圧Ｖを制御することにより、検出用導電部２ａの温度を制御している。
このようにすると、ヒータ１１１（図３６参照）を用いる場合と比べて、検出用導電部２ａを均一に加熱することができる。また、検出用導電部２ａの温度を微調整しやすい。
その他、実施形態１１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１３）
本形態は、ＰＭセンサ１の構造を変更した例である。図４２に示すごとく、本形態では、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとを一体化し、一枚の導電板部２９を構成してある。導電板部２９は、基板部１１に支持されている。導電板部２９のうち板厚方向（Ｚ方向）における基板部１１側の部位をモニタ用導電部２ｂとし、反対側の部位を検出用導電部２ａとしてある。また、導電板部２９の、基板部１１側の主面Ｓ２にモニタ電極３ｂを形成し、反対側の主面Ｓ１に堆積面２０を形成してある。

上記構成にすると、基板部１１によって、モニタ用導電部２ｂの表面Ｓ２にＰＭ８が付着することを防止できる。そのため、実施形態１１のように絶縁膜１２（図３６参照）を形成する必要がなく、ＰＭセンサ１の構成を簡素にすることができる。
その他、実施形態１１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１４）
本形態は、ＰＭセンサ１の構成、および検出用導電部抵抗Ｒ_aの制御方法を変更した例である。図４３、図４４に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、検出用導電部２ａと検出電極３ａのみ備えており、モニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂは備えていない。検出用導電部２ａを支持する基板部１１には、ＰＭ８を燃焼するためのヒータ１１１が設けられている。

本形態では、ヒータ１１１の抵抗Ｒ_hを制御することにより、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定範囲内になるように、温度の制御をしている。図４５に示すごとく、ヒータ１１１には、直流電源８９と、スイッチング素子８８と、シャント抵抗ｒ_Hとが接続している。制御部６は、スイッチング素子８８をオンオフさせることにより、ヒータ１１１を発熱させる。また、ヒータ１１１に電流Ｉ_hが流れると、シャント抵抗ｒ_Hに電圧降下Ｖ_Hが生じる。制御部６は、この電圧降下Ｖ_Hの測定値を用いて、ヒータ電流Ｉ_h（＝Ｖ_H／ｒ_H）を測定する。

また、制御部６は、ヒータ１１１の端子間電圧Ｖ_hも測定する。制御部６は、この測定値を用いて、ヒータ抵抗Ｒ_h（＝Ｖ_h／Ｉ_h）を算出する。

次に、制御部６のフローチャートの説明をする。図４６に示すごとく、制御部６は、まずステップＳ５１を行う。ここでは、ヒータ１１１を発熱させる。その後、ステップＳ５２に移る。ここでは、ヒータ抵抗Ｒ_h（＝Ｖ_h／Ｉ_h）を測定する。

その後、ステップＳ５３に移る。ここでは、ヒータ抵抗Ｒ_hが所定の閾値Ｒ_TH以下であるか否か（すなわち、ヒータ１１１の温度が低すぎており、検出用導電部抵抗Ｒ_aが高くなりすぎているか否か）を判断する。ここでＹｅｓ（すなわち、検出用導電部抵抗Ｒ_aが高すぎる）と判断した場合はステップＳ５４に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ５５に移る。ステップＳ５４では、ヒータ１１１に流す電流Ｉ_hを増加させる。これにより、検出用導電部２ａの温度を上げ、検出用導電部抵抗Ｒ_aを低減させる。

また、ステップＳ５５では、ヒータ抵抗Ｒ_ｈが閾値を超えているか否か（すなわち、ヒータ１１１の温度が高すぎており、検出用導電部抵抗Ｒ_aが低くなりすぎているか否か）を判断する。ここでＹｅｓ（すなわち、検出用導電部抵抗Ｒ_aが低すぎる）と判断した場合はステップＳ５６に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ５１に戻る。ステップＳ５６では、ヒータ１１１の電流Ｉ_hを低減させる。これにより、検出用導電部２ａの温度を下げ、検出用導電部抵抗Ｒ_aを高くする。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、ヒータ１１１の抵抗Ｒ_hを制御することにより、検出用導電部２ａの温度を制御している。そのため、実施形態１１等のように、ＰＭセンサ８にモニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを設ける必要がない。したがって、ＰＭセンサ８の構成を簡素にすることができる。
その他、実施形態１１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１５）
本形態は、検出用導電部抵抗Ｒ_aの制御方法を変更した例である。図４７に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、実施形態１４と同様に、モニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを備えていない。本形態では、検出用導電部抵抗Ｒ_aを測定できるよう構成してある。すなわち、図４７に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、一対の検出電極３ａ間の電圧Ｖ_Raを測定できるよう構成されている。また、制御部６は、実施形態１１と同様に、検出電極３ａに接続したシャント抵抗ｒ_Aの電圧降下Ｖ_Aを測定することにより、検出用導電部２ａを流れた電流Ｉ_a（＝Ｖ_A／ｒ_A）を測定する。そして、この測定値と上記電圧Ｖ_Raとを用いて、検出用導電部抵抗Ｒ_a（＝Ｖ_Ra／Ｉ_a）を算出する。そして、ヒータ１１１（図４４参照）を発熱させ、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定範囲内になるように、検出用導電部２ａの温度を制御する。

次に、制御部６のフローチャートについて説明する。図４８に示すごとく、制御部６は、まずステップＳ６１を行う。ここでは、ヒータ１１１を用いて、ＰＭ８を燃焼する。その後、ステップＳ６２に移る。ここでは、燃焼完了後、所定時間経過したか否か（すなわち、検出用導電部２ａが充分冷却されたか否か）を判断する。ここでＹｅｓと判断したときは、ステップＳ６３に移る。

ステップＳ６３では、検出用導電部抵抗Ｒ_aを測定する。そして、ヒータ電流Ｉ_hを制御することにより、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定範囲内になるように、温度を制御する。その後、ステップＳ６４に移る。ここでは、ステップＳ６３で定めたヒータ電流Ｉ_hを流すことにより、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定範囲内になる温度を維持しつつ、ＰＭ８の検出を行う。その後、ステップＳ６５に移る。ここでは、ＰＭ８を燃焼させる必要があるか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断したときはステップＳ６１に戻り、Ｎｏと判断したときはステップＳ６４に戻る。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、図４８に示すごとく、ＰＭ８を燃焼した後、すなわち、堆積面２０にＰＭ８が堆積していないときに、検出用導電部抵抗Ｒ_a（一対の検出電極３ａ間の抵抗）を測定している。そして、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定範囲になる温度を維持しつつ、ＰＭ８の検出を行っている。
このようにすると、ＰＭ８が堆積していない状態で、検出用導電部抵抗Ｒ_aを直接、測定できる。そのため、実施形態１１等のように、ＰＭセンサ１にモニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを形成する必要がない。したがって、ＰＭセンサ１の構成を簡素にすることができる。
その他、実施形態１１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１６）
本形態は、制御部６の制御方法を変更した例である。本形態のＰＭセンサ１は、実施形態１５と同様に、モニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを備えていない。本形態では実施形態１５と同様に、検出用導電部２ａの抵抗Ｒ_aを直接、測定できるよう構成してある。図４９に示すごとく、本形態の制御部６は、まずステップＳ７１を行う。ここでは、排ガスを排出するエンジン７１（図５参照）の稼働状態に関する情報を用いて、堆積面２０にＰＭ８が堆積しているか否かを判断する。例えば、エンジン７１がヒューエルカットされている場合は、排ガス中のＰＭ８の濃度が少ないため、堆積面２０にＰＭ８が堆積していない（Ｎｏ）と判断する。また、ヒューエルカットされていない場合は、ＰＭ８の濃度が高いため、堆積面２０にＰＭ８が堆積している（Ｙｅｓ）と判断する。

ステップＳ７１でＮｏ（ＰＭ８が堆積していない）と判断した場合は、ステップＳ７２に移り、検出用導電部抵抗Ｒ_aを測定する。そして、ヒータ電流Ｉ_hを制御することにより、検出用導電部抵抗Ｒ_aを所定範囲内に制御する。

次いで、ステップＳ７３に移る。ここでは、ステップＳ７２において定めたヒータ電流Ｉ_bを流すことにより、検出用導電部抵抗Ｒ_aが所定範囲内になる温度を維持しつつ、ＰＭ８を検出する。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、エンジン７１の稼働状態に関する情報を用いて、堆積面２０にＰＭ８が堆積しているか否かを判断する（ステップＳ７１）。そして、堆積していないと判断した場合に、検出用導電部抵抗Ｒ_a（すなわち、一対の検出電極３ａ間の抵抗）を測定し、この測定値が所定範囲内になるように温度を制御する。
このようにすると、ＰＭ８が堆積面２０に堆積していない状態で、検出用導電部抵抗Ｒ_aを直接、測定できる。そのため、実施形態１１等のように、ＰＭセンサ１にモニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを形成する必要が無い。したがって、ＰＭセンサ１の構成を簡素にすることができる。
その他、実施形態１１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本形態では、エンジン７１がヒューエルカットされているか否かを判断することにより、堆積面２０にＰＭ８が堆積しているか否かを判断したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を行っているか否かを判断することにより、ＰＭ８が堆積しているか否かを判断することができる。すなわち、ＥＧＲを行っている場合はＰＭ８の発生量が多いため、ＰＭ８が堆積面２０に堆積していると判断する。また、ＥＧＲを行っていない場合は、ＰＭ８の発生量が少ないため、ＰＭ８が堆積していないと判断する。
その他、実施形態１１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態１７）
本形態は、ＰＭセンサ１の構成を変更した例である。図５０に示すごとく、本形態のＰＭセンサ１は、実施形態６と同様に、検出用導電部２ａと、モニタ用導電部２ｂとを備える。これらの導電部２ａ，２ｂは基板部１１に載置されている。検出用導電部２ａには検出電極３ａが形成されており、モニタ用導電部２ｂにはモニタ電極３ｂが形成されている。モニタ用導電部２ｂの表面は、気体透過性絶縁膜１２１によって被覆されている。気体透過性絶縁膜１２１は、ＰＭ８の通過を抑制し、かつ排ガスに含まれる気体成分を透過させる膜である。

より詳しくは、本形態では、気体透過性絶縁膜１２１として、多孔質セラミックスを用いている。多孔質セラミックスは、内部に複数の空孔を有しており、これらの空孔が互いに連結して連通孔を構成している。連通孔は、気体透過性絶縁膜１２１の露出面Ｓ３から、該露出面Ｓ３とは反対側の面Ｓ１まで繋がっている。この連通孔を通って、上記気体成分がモニタ用導電部２ｂに到達できるよう構成されている。

このように、気体透過性絶縁膜１２１によってモニタ用導電部２ｂを被覆すると、ＰＭ８の検出精度をより高めることができる。すなわち、検出用導電部２ａを構成する導電性材料は、排ガスに含まれているＳＯｘ等の気体成分に曝されると、この気体成分との間で電子の授受をし、導電率が変化する可能性がある。そのため、モニタ用導電部２ｂを、気体透過性を有しない絶縁膜１２によって被覆すると、気体成分に曝された検出用導電部２ａの電気抵抗（検出用導電部抵抗Ｒ_a）と、気体成分に曝されないモニタ用導電部２_bの電気抵抗（補償用抵抗Ｒ_b）とが、乖離する可能性が考えられる。そのため、検出用導電部抵抗Ｒ_aを正確に補償できなくなり、ＰＭ８の検出精度が低下する可能性が考えられる。しかしながら、本形態のように、気体透過性絶縁膜１２１によってモニタ用導電部２ｂを被覆すれば、モニタ用導電部２ｂも気体成分に曝されるため、検出用導電部抵抗Ｒ_aと補償用抵抗Ｒ_bとの差を小さくすることができる。したがって、検出用導電部抵抗Ｒ_aを補償しやすくなり、ＰＭ８の検出精度をより向上できる。

また、気体透過性絶縁膜１２１として多孔質体を用いると、気体透過性絶縁膜１２１の熱容量を小さくすることができる。そのため、排ガスからモニタ用導電部２ｂへ熱が伝わりやすくなる。したがって、検出用導電部２ａとモニタ用導電部２ｂとの温度差を小さくすることができ、検出用導電部抵抗Ｒ_aの温度による変化を正確に補償しやすくなる。そのため、ＰＭ８の検出精度をより高めることができる。

すなわち、モニタ用導電部２ｂを、多孔質体でない厚い絶縁膜１２によって被覆した場合、排ガスからモニタ用導電部２ｂへ温度が若干伝わりにくくなる可能性が考えられる。そのため、図５３に示すごとく、排ガスの温度が変化したとき、モニタ用導電部２ｂの温度が若干遅れて変化する可能性がある。また、モニタ用導電部２ｂの温度の変化量が、検出用導電部２ａの温度の変化量よりも小さくなる可能性がある。これに対して、モニタ用導電部２ｂを、多孔質体からなる気体透過性絶縁膜１２１によって被覆すれば、図５４に示すごとく、排ガスの温度変化に対する、モニタ用導電部２ｂの温度変化の応答性を高めることができる。また、温度の変化量も大きくなる。したがって、検出用導電部２ａの温度と、モニタ用導電部２ｂの温度との差が小さくなり、検出用導電部抵抗Ｒ_aを正確に補償しやすくなる。そのため、ＰＭ８の検出精度を高めることができる。

また、上述したように、気体透過性絶縁膜１２１は、ＰＭ８の通過を抑制する膜である。ここで「抑制する」とは、ＰＭ８の通過を完全に遮断することを意味しない。例えば、抵抗モニタ部５の出力に殆ど変化が生じない程度にＰＭ８が通過してもよい。例えば、ＰＭ８の粒径が小さい場合、上記連通孔を通って、僅かなＰＭ８がモニタ用導電部２ｂに到達する可能性はあり得る。また、本形態では、より詳しくは、ＰＭセンサ１によってＰＭ８の検出を行う期間、すなわちヒータ１１１（図５０参照）を発熱させて堆積面２０上のＰＭ８を燃焼する行程が終了してから、次にヒータ１１１を発熱させるまでの間に、ＰＭ８がモニタ用導電部２ｂに到達することを抑制できる性能を有する、気体透過性絶縁膜１２１を用いている。

また、上述したように、気体透過性絶縁膜１２１には、多孔質セラミックスを用いることが好ましい。より詳しくは、アルミナ（αアルミナ、θアルミナ）、スピネル、シリカ、チタニア等の多孔質セラミックスを用いることが好ましい。また、これらの多孔質セラミックスの気孔率は、１０〜７５％が好ましい。気孔率が１０％未満になると、気体成分の透過性が低下しやすくなる。また、７５％を超えると、気体透過性絶縁膜１２１の強度が低下しやすくなる。気孔率のより好ましい範囲は、４５〜６０％である。

また、気体透過性絶縁膜１２１の膜厚は、１０μｍ以上とすることが好ましい。気体透過性絶縁膜１２１の膜厚の、より好ましい範囲は、３０〜２０００μｍである。膜厚が３０μｍ未満になると、気体透過性絶縁膜１２１の強度が低下する可能性がある。また、膜厚が２０００μｍを超えると、気体成分を透過しにくくなる。

本形態の作用効果を確認するための実験を行った。まず、図５０に示す構造を有し、気体透過性を有しない絶縁膜１２によってモニタ用導電部２ｂとモニタ電極３ｂとを被覆したＰＭセンサ１を作成した。そして、このＰＭセンサ１に、ＰＭ８を含まずＳＯ₂を含有するガスを吹き付け、粒子状物質検出部４の出力と抵抗モニタ部５の出力との差（センサ出力）を測定した。ＳＯ₂の濃度は、１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍに条件振りした。絶縁膜１２には、上記アルミナ等を用いた。測定結果を図５１に示す。

同図に示すごとく、気体透過性を有しない絶縁膜１２を用いた場合、排ガス中にＳＯ₂が含まれていると、センサ出力が大きく変化することが分かる。これは、排ガス中にＳＯ₂が含まれていると、検出用導電部２ａの電気抵抗Ｒ_aが小さくなり、大きな電流が流れる（すなわち、粒子状物質検出部４の出力が大きくなる）のに対し、モニタ用導電部２ｂにはＳＯ₂が到達せず、モニタ用導電部２ｂに大きな電流が流れにくいからだと考えられる。

次いで、図５０に示す構造を有し、気体透過性絶縁膜１２１によってモニタ用導電部２ｂを被覆したＰＭセンサ１を作成した。気体透過性絶縁膜１２１には、上記アルミナ等を用いた。そして、上述と同様の実験を行った。その結果を図５２に示す。

同図に示すごとく、気体透過性絶縁膜１２１を用いた場合は、排ガス中にＳＯ₂が含まれていても、センサ出力は大きく変化しないことが分かる。これは、排ガスにＳＯ₂が含まれている場合、検出用導電部２ａがＳＯ₂に曝されると共に、モニタ用導電部２ｂも、気体透過性絶縁膜１２１を透過したＳＯ₂に曝されるため、これらの導電部２_a，２_bの電気抵抗Ｒ_a，Ｒ_bが殆ど同じになるからだと考えられる。そのため、気体透過性絶縁膜１２１を用いれば、ＳＯ₂等の気体成分による影響を大きく受けることなく、ＰＭ８の量を正確に測定できることが分かる。

なお、本形態では、気体透過性絶縁膜１２１として、上記連通孔が形成された多孔質体を用いたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、気体透過性絶縁膜１２１として、上記気体成分をイオン化して透過させる固体電解質体を用いることもできる。この場合、気体透過性絶縁膜１２１は多孔質体にする必要がなく、緻密な膜にすることができる。このようにすると、ＰＭ８がモニタ用導電部２ｂに到達することを確実に防止できる。

また、本形態では、図５０に示す構造を有するＰＭセンサ１を用いたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば図５５に示すごとく、気体透過性絶縁膜１２１によってモニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを被覆し、この気体透過性絶縁膜１２１の上に検出用導電部２ａを配置してもよい。また、図５６に示すごとく、モニタ用導電部２ｂと検出用導電部２ａとを一体的に形成し、モニタ用導電部２ｂ及びモニタ電極３ｂを気体透過性絶縁膜１２１によって被覆してもよい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 粒子状物質検出センサ
１０ 粒子状物質検出装置
２ａ 検出用導電部
２ｂ モニタ用導電部
２０ 堆積面
３ａ 検出電極
３ｂ モニタ電極
４ 粒子状物質検出部
５ 抵抗モニタ部

Claims (24)

1. 排ガスに含まれる粒子状物質（８）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（１）であって、
   上記粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、その表面に、上記粒子状物質が堆積する堆積面（２０）が形成された検出用導電部（２ａ）と、該検出用導電部に設けられ、上記堆積面を挟んで互いに対向する一対の検出電極（３ａ）とを有し、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質の量に応じて上記一対の検出電極間の電気抵抗が変化するよう構成された粒子状物質検出部（４）と、
   上記導電性材料からなり上記検出用導電部に隣り合う位置に配されたモニタ用導電部（２ｂ）と、該モニタ用導電部に設けられた一対のモニタ電極（３ｂ）とを有し、該一対のモニタ電極間において、上記モニタ用導電部に上記粒子状物質が堆積しないよう構成された抵抗モニタ部（５）と、
   を備える、粒子状物質検出センサ。
2. 上記検出用導電部と上記モニタ用導電部とは一体に形成され、一枚の導電板部（２９）を構成しており、該導電板部は基板部（１１）に支持され、上記導電板部のうち該導電板部の板厚方向における上記基板部側の部位を上記モニタ用導電部とし、反対側の部位を上記検出用導電部としてあり、上記導電板部の、上記基板部に接触した主面（Ｓ２）に上記モニタ電極が形成され、反対側の主面（Ｓ１）に上記堆積面が形成されている、請求項１に記載の粒子状物質検出センサ。
3. 上記堆積面が上記粒子状物質によって覆われている状態において、上記一対のモニタ電極間を流れる電流Ｉ_bと、上記一対の検出電極間を流れる電流Ｉ_Sとの比Ｉ_b／Ｉ_Sが０．０２以下となるように、上記板厚方向における上記モニタ電極と上記検出電極との間隔（Ｈ）が定められている、請求項２に記載の粒子状物質検出センサ。
4. 上記検出用導電部と上記モニタ用導電部とは別体に形成され、上記検出用導電部と上記モニタ用導電部とは板状に形成され、それぞれ基板部に支持されており、上記モニタ用導電部の、上記基板部に接触した側とは反対側の主面に上記モニタ電極が設けられ、上記モニタ用導電部及び上記モニタ電極の表面を絶縁膜（１２）によって被覆してある、請求項１に記載の粒子状物質検出センサ。
5. 上記モニタ用導電部の表面は、上記粒子状物質の通過を抑制し、かつ上記排ガスに含まれる気体成分を透過させる気体透過性絶縁膜（１２１）によって被覆されている、請求項１に記載の粒子状物質検出センサ。
6. 上記気体透過性絶縁膜は、上記気体成分を通過させる複数の連通孔を有する多孔質体からなる、請求項５に記載の粒子状物質検出センサ。
7. 上記気体透過性絶縁膜は、上記気体成分をイオン化して透過させる固体電解質体からなる、請求項５に記載の粒子状物質検出センサ。
8. 上記基板部内に、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質を燃焼するヒータ（１１１）が設けられている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
9. 上記検出用導電部と上記モニタ用導電部とは一体に形成され、一枚の導電板部を構成しており、該導電板部内に、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質を燃焼するヒータが設けられている、請求項１に記載の粒子状物質検出センサ。
10. 上記導電性材料からなり厚さＴが１．４ｍｍである板状基板（２５１）と、該板状基板の主表面に形成され長さがＬ、間隔がＤである一対の測定電極（３７）とを有するサンプル（２５）を作成し、上記一対の測定電極間の電気抵抗Ｒを測定して、下記式によって表される表面電気抵抗率ρを算出した場合、該表面電気抵抗率ρが、１００〜５００℃の温度範囲において１．０×１０⁷〜１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍである上記導電性材料を用いて、上記検出用導電部および上記モニタ用導電部を形成してある、請求項１〜９のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
    ρ＝Ｒ×Ｌ×Ｔ／Ｄ
11. 上記導電性材料は、分子式がＡＢＯ₃で表される、ペロブスカイト構造を有するセラミックスであり、上記ＡはＬａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種であり、上記ＢはＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙから選択される少なくとも一種である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ。
12. 上記Ａは、主成分がＳｒ、副成分がＬａであり、上記ＢはＴｉである、請求項１１に記載の粒子状物質検出センサ。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサと、該粒子状物質検出センサに接続した制御部（６）とを備える粒子状物質検出装置（１０）であって、上記制御部は、上記一対の検出電極間の電気抵抗である粒子状物質検出用抵抗（Ｒ_S）を測定する主測定部（６１）と、上記一対のモニタ電極間の電気抵抗である補償用抵抗（Ｒ_b）を測定する補償用測定部（６２）と、上記補償用抵抗の測定値を用いて上記一対の検出電極間における上記検出用導電部の電気抵抗（Ｒ_a）の温度による変化を補償し、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質の量を算出する堆積量算出部（６３）とを備える、粒子状物質検出装置。
14. 上記一対の検出電極間の間隔Ｗ_aと、上記一対のモニタ電極間の間隔Ｗ_bとは互いに等しい、請求項１３に記載の粒子状物質検出装置。
15. 上記一対の検出電極間の間隔Ｗ_aと、上記一対のモニタ電極間の間隔Ｗ_bとは互いに異なり、上記堆積量算出部は、測定した上記補償用抵抗Ｒ_bの値に、上記一対の検出電極間の間隔Ｗ_aと上記一対のモニタ電極間の間隔Ｗ_bとの比Ｗ_a／Ｗ_bを乗じた値Ｒ_bＷ_a／Ｗ_bを用いて、上記粒子状物質の堆積量を算出するよう構成されている、請求項１３に記載の粒子状物質検出装置。
16. 上記制御部は、上記補償用抵抗の測定値を用いて、上記検出用導電部の温度を算出する温度算出部（６４）を備える、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の粒子状物質検出装置。
17. 上記制御部は、上記温度の算出値を用いて、上記粒子状物質の抵抗率の温度による変化を補正し、これにより、上記堆積量算出部によって算出した上記粒子状物質の堆積量を補正する堆積量補正部（６５）を備える、請求項１６に記載の粒子状物質検出装置。
18. 排ガスに含まれる粒子状物質（８）の量を検出するための粒子状物質検出センサ（１）と、該粒子状物質検出センサに接続した制御部（６）とを備える粒子状物質検出装置（１０）であって、
    上記粒子状物質検出センサは、上記粒子状物質よりも電気抵抗率が高い導電性材料からなり、その表面に、上記粒子状物質が堆積する堆積面（２０）が形成された検出用導電部（２ａ）と、該検出用導電部に設けられ、上記堆積面を挟んで互いに対向する一対の検出電極（３ａ）とを備え、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質の量に応じて上記一対の検出電極間の電気抵抗が変化するよう構成されており、
    上記制御部は、上記検出用導電部の温度を上昇させ、上記粒子状物質が堆積していないときにおける、上記一対の検出電極間の上記検出用導電部の電気抵抗である検出用導電部抵抗（Ｒ_a）が予め定められた範囲内になるように、上記検出用導電部の温度を制御した状態で、上記粒子状物質の検出を行うよう構成されている、粒子状物質検出装置。
19. 上記制御部は、上記堆積面に上記粒子状物質が堆積していない状態で、上記一対の検出電極間の電気抵抗を測定し、その測定値が上記範囲内になる温度を維持しつつ、上記粒子状物質の検出を行うよう構成されている、請求項１８に記載の粒子状物質検出装置。
20. 上記制御部は、上記排ガスを排出するエンジン（７１）の稼働状態に関する情報を用いて、上記堆積面に上記粒子状物質が堆積しているか否かを判断し、堆積していないと判断した場合に、上記一対の検出電極間の電気抵抗を測定するよう構成されている、請求項１９に記載の粒子状物質検出装置。
21. 上記粒子状物質検出センサは、上記導電性材料からなり上記検出用導電部に隣り合う位置に配されたモニタ用導電部（２ｂ）と、該モニタ用導電部に設けられた一対のモニタ電極（３ｂ）とをさらに備え、該一対のモニタ電極間において、上記モニタ用導電部に上記粒子状物質が堆積しないよう構成されており、上記制御部は、上記一対のモニタ電極間における上記モニタ用導電部の抵抗（Ｒ_b）を測定し、その測定値を用いて、上記検出用導電部抵抗が上記範囲内になるように上記検出用導電部の温度を制御するよう構成されている、請求項１８に記載の粒子状物質検出装置。
22. 上記検出用導電部と上記モニタ用導電部とは一体に形成され、一枚の導電板部（２９）を構成しており、該導電板部は基板部（１１）に支持され、上記導電板部のうち該導電板部の板厚方向における上記基板部側の部位を上記モニタ用導電部とし、反対側の部位を上記検出用導電部としてあり、上記導電板部の、上記基板部に接触した主面（Ｓ２）に上記モニタ電極が形成され、反対側の主面（Ｓ１）に上記堆積面が形成されている、請求項２１に記載の粒子状物質検出装置。
23. 上記制御部は、上記検出用導電部に流れる電流によって発生する抵抗熱を利用して、上記検出用導電部を加熱しており、上記制御部は、上記一対の検出電極間に加える電圧を制御することにより、上記検出用導電部の温度を制御するよう構成されている、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の粒子状物質検出装置。
24. 上記粒子状物質検出センサは、上記堆積面に堆積した上記粒子状物質を燃焼するためのヒータ（１１１）を備え、該ヒータから発生する熱を用いて、上記検出用導電部を加熱しており、上記制御部は、上記ヒータに流す電流の量を制御することにより、上記検出用導電部の温度を制御するよう構成されている、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の粒子状物質検出装置。

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