WO2011036772A1 - 微粒子センサ及び排ガス浄化装置 - Google Patents

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WO2011036772A1
WO2011036772A1 PCT/JP2009/066689 JP2009066689W WO2011036772A1 WO 2011036772 A1 WO2011036772 A1 WO 2011036772A1 JP 2009066689 W JP2009066689 W JP 2009066689W WO 2011036772 A1 WO2011036772 A1 WO 2011036772A1
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exhaust gas
filter
pressure
pressure difference
detection
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アタナシオス ジー コンスタンドポウロス
文茂 宮田
仙治 濱中
高史 山川
真 今野
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イビデン株式会社
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    • G01N15/0606—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0618—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support of the filter type
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    • F01N2550/04—Filtering activity of particulate filters
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Definitions

  • the present invention relates to a particulate sensor and an exhaust gas purification device, and more particularly to a particulate sensor for detecting particulates (PM) contained in exhaust gas flowing through an exhaust flow passage, and exhaust gas from an internal combustion engine flowing through an exhaust pipe.
  • the present invention relates to an exhaust gas purification apparatus including a particulate trapping filter capable of trapping particulates.
  • the regeneration process is performed when the particulate trapping filter does not accumulate much particulates, efficient particulate removal is not performed, and energy necessary for regeneration of the particulate trapping filter may be wasted. . Conversely, if the regeneration process is performed in a state where the particulates are excessively accumulated on the particulate trapping filter, an excessive pressure loss occurs before and after the particulate trapping filter in the exhaust flow path by the amount of the regeneration process being delayed. There may be a situation where the fuel consumption of the engine deteriorates.
  • a main exhaust pipe provided with the particulate trapping filter is bypassed, and a sub exhaust pipe for taking in part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine as a sample gas is provided, It is conceivable to provide a measuring device for providing a test filter on the sub exhaust pipe and measuring the amount of fine particles deposited on the fine particle trapping filter based on the pressure difference before and after the test filter.
  • the pressure difference before and after the inspection filter provided on the auxiliary exhaust pipe is measured, and the amount of fine particles deposited on the inspection filter is calculated based on the measured pressure difference. Then, the amount of fine particles deposited on the fine particle trapping filter is calculated based on the amount of fine particles deposited on the inspection filter. As a result, when the amount of particulates accumulated in the particulate trapping filter exceeds the set value, the regeneration processing of the particulate trapping filter is started.
  • the amount of particulates deposited on the particulate trapping filter and perform the regeneration treatment it is necessary to calculate the amount of particulates by introducing the sample gas into the sub exhaust pipe.
  • the temperature of the sample gas passing through the inspection filter on the auxiliary exhaust pipe changes, the kinematic viscosity of the fluid changes, and the friction force between the inspection filter and the fluid changes, and the sample gas changes.
  • the flow rate of changes Since the fluid flow rate is approximately represented by the product of the fluid velocity and the cross-sectional area of the exhaust pipe, the flow rate changes when the flow rate of the sample gas changes.
  • the present invention has been made in view of the above points, and a particulate sensor capable of accurately calculating the amount of particulates contained in the exhaust gas without directly detecting the temperature and flow rate of the exhaust gas, and
  • An object is to provide an exhaust gas purification device.
  • the above object is a particulate sensor for detecting particulates contained in the exhaust gas flowing through the exhaust flow passage, the first detection filter being disposed on the exhaust flow passage and capable of capturing the particulates, and the exhaust flow passage.
  • a second detection filter disposed downstream of the first detection filter and capable of capturing the particulates, and a first differential pressure detection for detecting a first pressure difference between the upstream side and the downstream side of the first detection filter Means, a second differential pressure detection means for detecting a second pressure difference between the upstream side and the downstream side of the second detection filter, a detection result by the first differential pressure detection means, and a second differential pressure detection means.
  • a fine particle sensor comprising: a fine particle amount detection means for detecting the amount of the fine particles based on the detection result.
  • the two detection filters are arranged in series with each other on the exhaust flow passage.
  • the ratio between the initial pressure loss of the first detection filter and the initial pressure loss of the second detection filter is substantially constant regardless of the temperature. Further, there is no accumulation of fine particles on the second detection filter on the downstream side. Therefore, the temperature is determined based on the ratio of the constant initial pressure loss described above and the second pressure difference between the upstream side and the downstream side of the downstream second detection filter detected by the second differential pressure detection means. Without detection, the initial pressure loss of the upstream first detection filter in the current environment (current temperature) can be estimated.
  • particulates in the exhaust gas accumulate on the first detection filter on the upstream side, but the greater the amount of particulates deposited, the greater the first pressure difference between the upstream side and the downstream side of the first detection filter. .
  • the upstream side and the downstream side of the downstream side second detection filter detected by the second differential pressure detection means Since the two pressure differences are equal to the first pressure difference between the upstream side and the downstream side of the first detection filter when no particulate is deposited on the upstream first detection filter, the difference between the two pressure differences can be calculated. For example, based on the magnitude of the difference, the amount of fine particles deposited on the first detection filter on the upstream side can be calculated without detecting the temperature or the flow rate. Therefore, according to the present invention, the amount of fine particles contained in the exhaust gas can be accurately calculated without directly detecting the temperature and flow rate of the exhaust gas.
  • the first detection filter and the second detection filter may be arranged at locations where the temperature distribution on the exhaust flow passage is substantially the same.
  • the fine particle sensor described above may further include a heat retaining means for keeping the first detection filter and the second detection filter at substantially the same temperature.
  • the above-described particle sensor may include a particle removing unit for removing particles trapped by the first detection filter or the second detection filter.
  • the fine particle removing means may be a heater or a burner that burns and removes the captured fine particles.
  • the fine particle amount detection means includes an initial ratio between the first pressure difference and the second pressure difference, and the second pressure difference detected by the second differential pressure detection means, A first pressure difference initial value estimating means for estimating an initial value of the first pressure difference under the same environment as when the second pressure difference is detected by the second differential pressure detecting means, A ratio calculating means for calculating a ratio between the initial value of the first pressure difference estimated by the first pressure difference initial value estimating means and the first pressure difference detected by the first differential pressure detecting means; And the amount of the fine particles may be detected based on the ratio calculated by the ratio calculating means.
  • the first detection filter and the second detection filter are filters having substantially the same performance, and the particulate amount detection means is detected by the first differential pressure detection means.
  • Difference calculating means for calculating a difference between the first pressure difference and the second pressure difference detected by the second differential pressure detecting means; and based on the difference calculated by the difference calculating means. The amount of the fine particles may be detected.
  • the first detection filter and the second detection filter may be configured by a single molded body.
  • an exhaust gas purification apparatus comprising a particulate trap filter provided on an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine circulates and capable of capturing particulates contained in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe, the particulate trap
  • the exhaust gas purification apparatus includes a particulate trap filter provided on an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows, and capable of capturing particulates contained in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe, wherein the particulate trap Based on the downstream exhaust gas introduction means for guiding a part of the exhaust gas to the particulate sensor described above on the downstream side of the filter and the amount of the particulate detected by the particulate sensor, the failure of the particulate trap filter is diagnosed It is good also as providing the filter failure diagnostic means to do.
  • the amount of fine particles contained in the exhaust gas can be accurately calculated without directly detecting the temperature and flow rate of the exhaust gas.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a principal part block diagram of the exhaust gas purification apparatus of 1st Embodiment of this invention. It is a figure showing the relationship according to the PM deposition amount of the flow rate Q of the waste gas which passes the test filter, and the pressure difference ⁇ P between the upstream side and the downstream side. It is a figure showing the relationship between the ratio of the pressure difference ⁇ Pa between the upstream side and the downstream side of the inspection filter before PM deposition and after PM deposition, and the PM deposition amount. It is a whole block diagram of the exhaust gas purification apparatus which is 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the principal part block diagram of the exhaust gas purification apparatus 10 of 1st Embodiment of this invention.
  • the exhaust gas purification device 10 of this embodiment is a device that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine (particularly a diesel engine) 12. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification device 10 is provided on an exhaust pipe 14 connected to the internal combustion engine 12, and a particulate trap filter capable of capturing particulates (PM) contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12. (DPF) 16 is provided.
  • the exhaust pipe 14 on the upstream side of the DPF 16 is referred to as an exhaust pipe 14a, and the exhaust pipe 14 on the downstream side of the DPF 16 is referred to as an exhaust pipe 14b.
  • the exhaust gas purification apparatus 10 detects this failure when a failure occurs in the DPF 16 and an amount of PM that exceeds the threshold leaks to the downstream side of the DPF 16 on the exhaust pipe 14, and an alarm or lamp is detected. Flashing, lighting, etc. can be performed.
  • the exhaust gas purification device 10 includes a failure detection device 18 that detects a failure of the DPF 16.
  • an exhaust gas collecting line 17 as a downstream side exhaust gas introduction means provided separately from the main exhaust pipe 14 b communicating with the atmosphere is connected to the exhaust pipe 14 on the downstream side of the DPF 16.
  • the exhaust gas collection line 17 is branched from the main exhaust pipe 14b.
  • the exhaust gas collection line 17 has a channel cross-sectional area smaller than the channel cross-sectional area of the main exhaust pipe 14b (for example, about 1/1000 of the channel cross-sectional area of the main exhaust pipe 14b).
  • the failure detection device 18 detects a failure of the DPF 16 based on the amount of PM in the exhaust gas flowing through the exhaust gas collection line 17.
  • inspection filters 20 and 22 are provided as particulate detection filters.
  • the inspection filters 20 and 22 are connected in series on the exhaust gas collection line 17.
  • the downstream end of the exhaust gas collection line 17 is connected to a portion (for example, a negative pressure tank or an air intake portion) 19 having a pressure lower than the pressure on the upstream side (main exhaust pipe 14 b side) of the exhaust gas collection line 17. For this reason, a part of the exhaust gas in the exhaust pipe 14 that has passed through the DPF 16 is sucked to the exhaust gas collection line 17 side and passes through the inspection filters 20 and 22 in that order.
  • the upstream inspection filter 20 on the exhaust gas collection line 17 is referred to as an upstream inspection filter 20
  • the downstream inspection filter 22 is referred to as a downstream inspection filter 22.
  • the inspection filters 20 and 22 are portions where the difference between the temperature of the exhaust gas passing through the filter 20 on the exhaust gas collection line 17 and the temperature of the exhaust gas passing through the filter 22 is as small as possible (more preferably, the temperature on the exhaust gas collection line 17 The distribution is the same). For this reason, a difference hardly arises in the temperature of the exhaust gas which passes both the filters 20 and 22.
  • the inspection filters 20 and 22 are filters for calculating the amount of PM contained in the exhaust gas, and are essentially the same as the laminar flow type flow element, and the flow rate of the exhaust gas passing through and the pressure difference between the front and rear. Have a substantially linear relationship.
  • the inspection filters 20 and 22 are made of a material such as porous ceramic similar to the DPF 16 and are capable of capturing PM. Note that the inspection filters 20 and 22 may be filters smaller than the DPF 16.
  • One end of the pressure introduction pipe 24 is connected to the upstream side of the upstream inspection filter 20 of the exhaust gas collection line 17, and one end of the pressure introduction pipe 26 is connected to the downstream side of the upstream inspection filter 20. Yes.
  • the other ends of the pressure introduction pipes 24 and 26 are connected to a pressure sensor 28. Pressure acting on the upstream side of the upstream inspection filter 20 of the exhaust gas sampling line 17 is introduced from the pressure introduction pipe 24 to the pressure sensor 28, and the upstream side of the exhaust gas sampling line 17 is detected from the pressure introduction pipe 26. A pressure acting on the downstream side of the filter 20 is introduced.
  • the pressure sensor 28 is a pressure difference generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 20 in the exhaust gas collection line 17 (that is, a pressure difference between the inlet and the outlet of the upstream inspection filter 20).
  • the electric signal according to is output.
  • one end of the pressure introducing pipe 30 is connected to the upstream side of the downstream side inspection filter 22 of the exhaust gas sampling line 17, and one end of the pressure introducing pipe 32 is connected to the downstream side of the downstream side inspection filter 22.
  • the pressure introduction pipe 30 on the upstream side of the downstream inspection filter 22 and the pressure introduction pipe 26 on the downstream side of the upstream inspection filter 20 constitute the same introduction path. Or a part is shared.
  • the other ends of the pressure introduction pipes 30 and 32 are connected to the pressure sensor 34.
  • Pressure acting on the upstream side of the downstream inspection filter 22 in the exhaust gas collection line 17 is introduced from the pressure introduction pipe 30 to the pressure sensor 34, and the downstream side of the exhaust gas collection line 17 is inspected from the pressure introduction pipe 32.
  • a pressure acting downstream of the filter 22 is introduced.
  • the pressure sensor 34 has a pressure difference that occurs between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 in the exhaust gas collection line 17 (that is, a pressure difference between the inlet and the outlet of the downstream inspection filter 22).
  • the electric signal according to is output.
  • the pressure sensors 28 and 34 are electrically connected to a calculation unit 36 mainly composed of a microcomputer.
  • the outputs of the pressure sensors 28 and 34 are supplied to the calculation unit 36.
  • the calculation unit 36 Based on the output signal of the pressure sensor 28, the calculation unit 36 detects the pressure difference ⁇ Pa generated in the exhaust gas collection line 17 between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 20, and the pressure sensor 34. Is detected in the exhaust gas collection line 17 between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22.
  • the pressure sensors 28 and 34 may be diaphragm pressure gauges or known pressure gauges such as gauge type, bellows type, and thermal type.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the flow rate Q of the exhaust gas passing through the inspection filters 20 and 22 and the pressure difference ⁇ P between the upstream side and the downstream side according to the PM accumulation amount.
  • FIG. 4 shows a relationship between the ratio of the pressure difference ⁇ Pa between the upstream side and the downstream side of the inspection filter 20 before PM deposition and after PM deposition, and the PM deposition amount.
  • the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12 passes through the DPF 16 from the main exhaust pipe 14 a and then flows through the main exhaust pipe 14 b to be released to the atmosphere, or flows through the exhaust gas collection line 17.
  • the inspection filters 20 and 22 that is, most of the exhaust gas that has passed through the DPF 16 circulates in the main exhaust pipe 14b and is released to the atmosphere. However, some of the exhaust gas that has passed through the DPF 16 circulates in the exhaust gas collection line 17 to be used as the inspection filter. 20 and 22.
  • the inspection filters 20 and 22 have a structure in which the relationship between the flow rate of exhaust gas passing therethrough and the pressure difference (pressure loss) before and after is substantially linear.
  • the flow rate Q of the laminar flow of the exhaust gas flowing through the exhaust gas collection line 17 is expressed by the following equation (1).
  • r is the inner diameter of the exhaust gas sampling line 17
  • ⁇ P is the pressure difference between the test filters 20 and 22
  • ⁇ is the kinematic viscosity of the exhaust gas
  • L is the length of the exhaust gas sampling line 17 in the flow direction. .
  • the initial pressure loss of the inspection filter 20 (that is, the initial value of the front-rear pressure difference, that is, the front-rear pressure difference when PM is not deposited) ⁇ Pa0, and The initial pressure loss ⁇ Pb0 of the inspection filter 22 changes.
  • the temperature of the exhaust gas that passes through both the inspection filters 20 and 22 is substantially the same.
  • the kinematic viscosity ⁇ a of the exhaust gas passing through the filter 20 and the kinematic viscosity ⁇ b of the exhaust gas passing through the inspection filter 22 are substantially the same, and ( ⁇ a / ⁇ b) is substantially constant. Further, the relationship between the temperature and the flow rate of the exhaust gas is expressed substantially linearly.
  • the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 can be calculated using the initial pressure loss ⁇ Pb0 of the downstream inspection filter 22 and a constant value ⁇ that is an invariant value with respect to a temperature change. Since there is no accumulation of fine particles on the downstream inspection filter 22, if the pressure difference ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 is in the same environment, the downstream inspection filter 22 is almost the same as the initial pressure loss ⁇ Pb0.
  • the initial pressure loss ⁇ Pb0 of the downstream inspection filter 22 under the same environment can be obtained from the pressure difference ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 in the current environment. Accordingly, a constant value ⁇ that is an invariant value with respect to a temperature change and a pressure difference ⁇ Pb in the current environment between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 based on the output of the pressure sensor 34. Based on this, the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 is estimated under the same environment as the detection of the pressure difference ⁇ Pb of the downstream inspection filter 22 using the pressure sensor 34 without detecting the temperature. Can do.
  • the upstream inspection filter 20 can capture PM in the exhaust gas that has passed through the DPF 16, PM in the exhaust gas is not discharged downstream of the upstream inspection filter 20, Exhaust gas not containing PM flows through the downstream inspection filter 22. Thus, PM is trapped in the upstream inspection filter 20, but when the amount of accumulated PM increases, the pressure difference ⁇ Pa before and after the upstream inspection filter 20 increases.
  • ⁇ is an upstream inspection filter. The relationship is proportional to the amount of PM deposited on 20 (see FIG. 4).
  • the flow rate Qa of the exhaust gas passing through the upstream inspection filter 20 and the pressure difference ⁇ Pa between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 20 are in a proportional relationship according to the amount of deposition (FIG. 3). reference). That is, the ratio ⁇ of the pressure difference ⁇ Pa between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 20 before PM deposition ( ⁇ Pa0) and after PM deposition ( ⁇ Pa) is the same as the amount of PM deposited. When it is assumed, it is substantially constant regardless of the flow rate Qa of the exhaust gas. Therefore, if the ratio ⁇ is calculated, the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 20 can be calculated without detecting the flow rate Qa based on the magnitude of the ratio ⁇ .
  • the calculation unit 36 is periodically generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 20 in the exhaust gas collection line 17 based on the output signal of the pressure sensor 28. While detecting the pressure difference ⁇ Pa, the pressure difference ⁇ Pb generated between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 in the exhaust gas collection line 17 is detected based on the output signal of the pressure sensor 34.
  • the calculation unit 36 calculates the pressure ⁇ when the initial pressure loss ratio ⁇ of the inspection filters 20 and 22 (specifically, when PM is not deposited on the inspection filters 20 and 22 (for example, immediately after the exhaust gas purification device 10 is manufactured)).
  • the current environment ie, when the pressure difference ⁇ Pb is detected using the pressure sensor 34
  • the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 under the same temperature environment is estimated.
  • the PM amount deposited on the upstream inspection filter 20 is calculated by referring to a predetermined relationship between the ratio ⁇ and the PM accumulation amount.
  • the upstream inspection filter 20 and the downstream inspection filter 22 connected in series to the exhaust gas collection line 17. It is sufficient to detect the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side, and it is not necessary to detect the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas. Therefore, according to the present embodiment, by using the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb detected using the pressure sensors 28 and 34, it is possible to detect the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas, that is, the temperature sensor and the flow rate. Without mounting a sensor, the amount of PM deposited on the upstream inspection filter 20 can be accurately calculated. For this reason, according to this embodiment, it is possible to reduce the size and cost of the exhaust gas purification device 10 and the failure detection device 18.
  • the calculation unit 36 calculates the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 20 as described above, and on the downstream side of the DPF 16 in the main exhaust pipe 14 based on the PM accumulation amount. By calculating the amount of PM contained in the exhaust gas that circulates and determining whether or not the amount of PM leaked to the downstream side of the DPF 16 is greater than or equal to a threshold value, the presence or absence of a failure of the DPF 16 is determined. If it is determined that a failure has occurred in the DPF 16 as a result of the determination based on the calculated PM accumulation amount of the upstream inspection filter 20, an alarm, a lamp blinks or lights.
  • the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 20 is calculated, the PM amount contained in the exhaust gas flowing downstream of the DPF 16 in the main exhaust pipe 14 is calculated, and the presence / absence of failure of the DPF 16 is determined.
  • the driver of the vehicle or the like equipped with the exhaust gas purification apparatus 10 of the present embodiment of the failure it is possible to notify the driver of the vehicle or the like equipped with the exhaust gas purification apparatus 10 of the present embodiment of the failure.
  • the pressure introduction pipe 30 on the upstream side of the downstream inspection filter 22 and the pressure introduction pipe 26 on the downstream side of the upstream inspection filter 20 have the same introduction path. Or a part of them is shared. For this reason, it is possible to reduce the size and cost of the failure detection device 18.
  • FIG. 5 shows an overall configuration diagram of the exhaust gas purifying apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows the principal part block diagram of the exhaust gas purification apparatus 100 of this embodiment.
  • the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the present embodiment includes a DPF 16 and is an apparatus that purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12.
  • the exhaust gas purifying apparatus 100 measures the amount of PM deposited on the DPF 16, and when the amount of PM is equal to or greater than the threshold, the DPF 16 can be regenerated by oxidizing and burning the PM deposited on the DPF 16.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 includes a measurement device 104 that measures the amount of PM deposited on the DPF 16.
  • an exhaust gas collection line 102 as an upstream side exhaust gas introducing means provided separately from the main exhaust pipe 14 a connected to the DPF 16 is connected to the exhaust pipe 14 on the upstream side of the DPF 16.
  • the exhaust gas collection line 102 is branched from the main exhaust pipe 14a, and has a channel cross-sectional area smaller than the channel cross-sectional area of the main exhaust pipe 14a (for example, about 1/1000 of the channel cross-sectional area of the main exhaust pipe 14a). have.
  • the measuring device 104 measures the amount of PM deposited on the DPF 16 based on the amount of PM in the exhaust gas flowing through the exhaust gas collection line 102.
  • inspection filters 106 and 108 are provided on the exhaust gas collection line 102.
  • the downstream end of the exhaust gas collection line 102 is connected to the downstream side of the DPF 16 (that is, the exhaust pipe 14 b) of the exhaust pipe 14. That is, the exhaust gas collection line 102 is connected to the exhaust pipe 14 in parallel. For this reason, a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12 flows into the exhaust gas collection line 102 from the main exhaust pipe 14a, passes through the inspection filters 106 and 108 in that order, and then is downstream of the DPF 16.
  • the main exhaust pipe 14b merges with the exhaust gas that has passed through the DPF 16.
  • the upstream inspection filter 106 on the exhaust gas collection line 102 is referred to as an upstream inspection filter 106
  • the downstream inspection filter 108 is referred to as a downstream inspection filter 108.
  • the inspection filters 106 and 108 are portions where the difference between the temperature of the exhaust gas passing through the filter 106 on the exhaust gas collection line 102 and the temperature of the exhaust gas passing through the filter 108 is as small as possible (more preferably, the temperature on the exhaust gas collection line 102). The distribution is the same). For this reason, there is almost no difference in the temperature of the exhaust gas passing through both filters 106 and 108.
  • the inspection filters 106 and 108 are filters for calculating the amount of PM contained in the exhaust gas, and are essentially the same as the laminar flow type flow element, and the flow rate of the exhaust gas passing therethrough and the pressure difference between the front and rear. Have a substantially linear relationship.
  • the inspection filters 106 and 108 are made of a material such as porous ceramic similar to the DPF 16 and are capable of capturing PM.
  • the inspection filters 106 and 108 may be filters smaller than the DPF 16.
  • One end of the pressure introduction pipe 110 is connected to the upstream side of the upstream side inspection filter 106 of the exhaust gas collection line 102, and one end of the pressure introduction pipe 112 is connected to the downstream side of the upstream side inspection filter 106. Yes.
  • the other ends of the pressure introduction pipes 110 and 112 are connected to the pressure sensor 114. Pressure acting on the upstream side of the upstream inspection filter 106 of the exhaust gas sampling line 102 from the pressure introduction pipe 110 is guided to the pressure sensor 114, and the upstream side of the exhaust gas sampling line 102 is inspected from the pressure introduction pipe 112. A pressure acting on the downstream side of the filter 106 is introduced.
  • the pressure sensor 114 is a pressure difference generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 106 in the exhaust gas collection line 102 (that is, a pressure difference between the inlet and the outlet of the upstream inspection filter 106).
  • the electric signal according to is output.
  • one end of the pressure introduction pipe 116 is connected to the upstream side of the downstream side inspection filter 108 of the exhaust gas collection line 102, and one end of the pressure introduction pipe 118 is connected to the downstream side of the downstream side inspection filter 108.
  • the pressure introduction pipe 116 on the upstream side of the downstream inspection filter 108 and the pressure introduction pipe 112 on the downstream side of the upstream inspection filter 106 constitute the same introduction path. Or a part is shared.
  • the other ends of the pressure introducing pipes 116 and 118 are connected to the pressure sensor 120.
  • a pressure acting on the upstream side of the downstream inspection filter 108 in the exhaust gas collection line 102 is introduced from the pressure introduction pipe 116 to the pressure sensor 120, and the downstream inspection of the exhaust gas collection line 102 is conducted from the pressure introduction pipe 118.
  • a pressure acting downstream of the filter 108 is introduced.
  • the pressure sensor 120 has a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 108 in the exhaust gas collection line 102 (that is, a pressure difference between the inlet and the outlet of the downstream inspection filter 108).
  • the electric signal according to is output.
  • the pressure sensors 114 and 120 are electrically connected to a calculation unit 122 mainly composed of a microcomputer. Outputs of the pressure sensors 114 and 120 are supplied to the calculation unit 122. Based on the output signal of the pressure sensor 114, the calculation unit 122 detects the pressure difference ⁇ Pa generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 106 in the exhaust gas collection line 102, and the pressure sensor 120. Is detected in the exhaust gas collection line 102 between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 108.
  • the pressure sensors 114 and 120 may be diaphragm pressure gauges or known pressure gauges such as gauge type, bellows type, and thermal type.
  • the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12 passes through the DPF 16 from the main exhaust pipe 14a on the upstream side of the DPF 16 and then flows through the main exhaust pipe 14b to be released to the atmosphere, or upstream of the DPF 16
  • the main exhaust pipe 14a on the side passes through the exhaust gas collection line 102, passes through the inspection filters 106 and 108, then flows into the main exhaust pipe 14b and is released to the atmosphere.
  • the inspection filters 106 and 108 have a structure in which the relationship between the flow rate of exhaust gas passing therethrough and the pressure difference (pressure loss) before and after is substantially linear, similarly to the inspection filters 20 and 22.
  • the flow rate Q of the laminar flow of the exhaust gas flowing through the exhaust gas collection line 102 is expressed by the above equation (1). Therefore, also in the present embodiment, the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 108 based on the constant initial pressure loss ratio ⁇ that is an invariable value with respect to the temperature change of the inspection filters 106 and 108 and the output of the pressure sensor 120.
  • the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream side inspection filter 106 can be estimated. Further, the pressure difference ⁇ Pa in the current environment between the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 106 before PM deposition and the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 106 based on the output of the pressure sensor 114. Based on the magnitude of the ratio ⁇ , the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 106 can be calculated without detecting the flow rate Qa of the exhaust gas passing through the upstream inspection filter 106.
  • the calculation unit 122 is periodically generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 106 in the exhaust gas collection line 102 based on the output signal of the pressure sensor 114. While detecting the pressure difference ⁇ Pa, the pressure difference ⁇ Pb generated between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 108 in the exhaust gas collection line 102 is detected based on the output signal of the pressure sensor 120.
  • the calculation unit 122 calculates the pressure ⁇ when the initial pressure loss ratio ⁇ of the inspection filters 106 and 108 (specifically, when PM is not deposited on the inspection filters 106 and 108 (for example, immediately after manufacturing the exhaust gas purification device 100)).
  • the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 106 under the current environment that is, under the same temperature environment as when the pressure difference ⁇ Pb is detected using the pressure sensor 120 is estimated.
  • the PM amount deposited on the upstream inspection filter 106 is calculated by referring to a predetermined relationship between the ratio ⁇ and the PM accumulation amount.
  • the upstream inspection filter 106 and the downstream inspection filter 108 connected in series to the exhaust gas collection line 102. It is sufficient to detect the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side, and it is not necessary to detect the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas. Therefore, according to the present embodiment, by using the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb detected using the pressure sensors 114 and 120, the temperature of the exhaust gas and the flowing flow rate are not detected. The PM amount deposited on the upstream inspection filter 106 can be accurately calculated without mounting a sensor. For this reason, according to this embodiment, it is possible to reduce the size and cost of the exhaust gas purification device 100 and the measurement device 104.
  • the calculation unit 122 when the calculation unit 122 calculates the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 106 as described above, the calculation unit 122 changes the upstream side of the DPF 16 in the main exhaust pipe 14 based on the PM accumulation amount. The amount of PM contained in the flowing exhaust gas is calculated, and the amount of PM deposited on the DPF 16 is calculated and estimated. Then, when the calculated PM deposition amount of the upstream inspection filter 106 exceeds the threshold value, the PM deposition amount of the DPF 16 exceeds the threshold value, and the PM in the DPF 16 is oxidized and burned to remove the PM from the DPF 16. Specifically, high-temperature exhaust gas is discharged from the internal combustion engine 12 in order to remove PM from the DPF 16. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to estimate the PM accumulation amount of the DPF 16 by calculating the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 106, and to regenerate the DPF 16 when the PM accumulation amount becomes excessive. It is.
  • the pressure introduction pipe 116 on the upstream side of the downstream inspection filter 108 and the pressure introduction pipe 112 on the downstream side of the upstream inspection filter 106 have the same introduction path. Or a part of them is shared. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the measuring apparatus 104.
  • the first embodiment is not based on the premise that the upstream inspection filter 20 and the downstream inspection filter 22 have the same performance and shape.
  • the third embodiment of the present invention is based on the premise that the upstream inspection filter 20 and the downstream inspection filter 22 have the same performance and shape.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the upstream inspection filter 20 and the downstream inspection filter 22 are configured by a single molded body, and have the same performance and shape (for example, thickness, PM collection area, kinematic viscosity). Etc.). Further, these inspection filters 20 and 22 are arranged so close that no temperature difference of the exhaust gas occurs.
  • the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 and the initial pressure loss ⁇ Pb0 of the downstream inspection filter 22 are substantially the same ( ⁇ Pa0 ⁇ Pb0), and both the inspection filters 20, 22 The temperature difference between them is always almost zero. Further, since there is no accumulation of PM on the downstream inspection filter 22, the pressure difference ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 is almost the same as the initial pressure loss ⁇ Pb0.
  • the initial pressure loss ⁇ Pb0 of the downstream inspection filter 22 under the same environment can be obtained from the pressure difference ⁇ Pb under the current environment before and after the downstream inspection filter 22 detected using the pressure sensor 34.
  • the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 under the same environment can be obtained.
  • the downstream inspection using the pressure sensor 34 is performed without detecting the temperature. It is possible to estimate the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 under the same environment as when the pressure difference ⁇ Pb of the filter 22 is detected.
  • PM contained in the exhaust gas is deposited on the upstream inspection filter 20, but not on the downstream inspection filter 22.
  • the pressure difference ⁇ Pa before and after the upstream inspection filter 20 increases as the amount of PM deposited on the upstream inspection filter 20 increases. That is, under the same temperature environment and the same flow rate, the difference (change) between the initial value before deposition and the value after deposition of the pressure difference across the upstream inspection filter 20 depends on the PM deposition amount. It will be. Therefore, if the amount of change from the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the pressure difference across the upstream side inspection filter 20 is calculated under the same temperature environment and the same flow rate, the upstream side inspection is performed based on the magnitude of the amount of change. The amount of PM deposited on the filter 20 can be calculated.
  • the PM deposition amount of the upstream inspection filter 20 calculated as described above includes factors depending on temperature and flow rate, the PM deposition amount of the upstream inspection filter 20 is accurately calculated. In addition, it is necessary to make dimensionless to cancel such factors.
  • the calculation unit 36 is periodically generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 20 in the exhaust gas collection line 17 based on the output signal of the pressure sensor 28. While detecting the pressure difference ⁇ Pa, the pressure difference ⁇ Pb generated between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 22 in the exhaust gas collection line 17 is detected based on the output signal of the pressure sensor 34.
  • the calculation unit 36 Based on the pressure difference ⁇ Pb detected using the pressure sensor 34, the calculation unit 36 performs an initial operation under the current environment (that is, under the same temperature environment as when the pressure difference ⁇ Pb was detected using the pressure sensor 34).
  • the pressure loss ⁇ Pb0 that is, the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 20 is estimated.
  • a difference (change amount) between them is calculated ( ⁇ Pa ⁇ Pa0).
  • the upstream inspection filter 20 and the downstream inspection filter 22 connected in series to the exhaust gas collection line 17 are used. It is sufficient to detect the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side, and it is not necessary to detect the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas. Therefore, according to the present embodiment, by using the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb detected using the pressure sensors 28 and 34, it is possible to detect the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas, that is, the temperature sensor and the flow rate. Without mounting a sensor, the amount of PM deposited on the upstream inspection filter 20 can be accurately calculated. For this reason, according to this embodiment, it is possible to reduce the size and cost of the exhaust gas purification device 10 and the failure detection device 18.
  • the upstream inspection filter 20 and the downstream inspection filter 22 have the same performance and shape as each other. Therefore, unlike the first embodiment, the upstream inspection filter. In order to calculate the amount of PM deposited on 20, it is not necessary to obtain or store the ratio of the initial pressure loss before and after the inspection filters 20, 22. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size and cost of both the hardware and software of the exhaust gas purification device 10 in calculating the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 20. .
  • the second embodiment is not based on the premise that the upstream inspection filter 106 and the downstream inspection filter 108 have the same performance and shape as in the first embodiment.
  • the present embodiment may be applied on the assumption that the upstream inspection filter 106 and the downstream inspection filter 108 have the same performance and shape.
  • the calculation unit 122 is periodically generated between the upstream side and the downstream side of the upstream inspection filter 106 in the exhaust gas collection line 102 based on the output signal of the pressure sensor 114. While detecting the pressure difference ⁇ Pa, the pressure difference ⁇ Pb generated between the upstream side and the downstream side of the downstream inspection filter 108 in the exhaust gas collection line 102 is detected based on the output signal of the pressure sensor 120.
  • the calculation unit 122 Based on the pressure difference ⁇ Pb detected using the pressure sensor 120, the calculation unit 122 performs an initial operation under the current environment (that is, under the same temperature environment as when the pressure difference ⁇ Pb is detected using the pressure sensor 120).
  • the pressure loss ⁇ Pb0 that is, the initial pressure loss ⁇ Pa0 of the upstream inspection filter 106 is estimated.
  • the difference (change amount) is calculated ( ⁇ Pa ⁇ Pa0).
  • the upstream inspection filter 106 and the downstream inspection filter 108 connected in series to the exhaust gas collection line 102. It is sufficient to detect the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb between the upstream side and the downstream side, and it is not necessary to detect the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas. Therefore, according to the present embodiment, by using the pressure differences ⁇ Pa and ⁇ Pb detected using the pressure sensors 114 and 120, the temperature of the exhaust gas and the flowing flow rate are not detected. The PM amount deposited on the upstream inspection filter 106 can be accurately calculated without mounting a sensor. For this reason, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size and cost of the exhaust gas purification device 100 and the measurement device 104.
  • the upstream inspection filter 106 and the downstream inspection filter 108 have the same performance and shape as each other. Therefore, unlike the second embodiment, the upstream inspection filter 106.
  • the upstream inspection filter 106 In order to calculate the amount of PM deposited on 106, it is not necessary to obtain or store the ratio of the initial pressure loss before and after the inspection filters 106 and 108. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size and cost of both the hardware and software of the exhaust gas purification apparatus 100 when calculating the PM accumulation amount of the upstream inspection filter 106.
  • the two inspection filters 20 and 22 of the first embodiment for inspection in the second embodiment.
  • Each pressure difference acting before and after the filters 106, 108) is detected, but the pressure acting upstream of the upstream inspection filter 20 (106), downstream of the upstream inspection filter 20 (106).
  • Three pressure sensors for detecting the pressure acting on the side that is, the upstream side of the downstream inspection filter 22 (108)) and the pressure acting on the downstream side of the downstream inspection filter 22 (108), respectively.
  • each pressure difference acting before and after the two inspection filters 20, 22 (106, 108) is calculated. It may be detected.
  • the upstream end of the exhaust gas collection line 102 is connected to the main exhaust pipe 14a and the downstream end thereof is connected to the main exhaust pipe 14b so that the exhaust gas collection line 102 bypasses the DPF 16.
  • the present invention is not limited to this, and the downstream end of the exhaust gas collection line 102 may be connected to a pump and the exhaust gas may be drawn into the exhaust gas collection line 102.
  • the downstream end of the exhaust gas collection line 102 may be connected to the main exhaust pipe 14a on the upstream side of the DPF 16, or may be opened to the atmosphere as it is.
  • a heat retaining means 200 for that purpose may be provided.
  • the heat retaining means 200 is a heater such as a heating wire.
  • the temperature change in the exhaust gas sampling line 102 and the inspection filters 106 and 108 can be suppressed, so that the exhaust gas sampling line 102 and the inspection filters 106 and 108 can be suppressed.
  • the initial pressure losses ⁇ Pa0 and ⁇ Pb0 of the inspection filters 106 and 108 can be kept constant.
  • no particulate removal means for removing PM deposited on the upstream inspection filter 106 by oxidizing combustion is provided, but as shown in FIG.
  • the reproduction means 300 may be provided.
  • the regeneration means 300 is, for example, a heater (heating wire) or a burner.
  • the regeneration unit 300 is operated so that the upstream inspection filter 106 is regenerated at the same timing as the regeneration of the DPF 16, for example.
  • the filter 106 since the filter 106 can be regenerated by PM oxidation combustion deposited on the upstream inspection filter 106, the PM accumulation amount of the DPF 16 can be accurately calculated. ⁇ It can be estimated.
  • a particulate removing means (regeneration means) is also provided for the downstream inspection filter 108, and the downstream inspection filter 108 is provided.
  • the deposited PM may be removed by oxidizing and burning to regenerate the filter 108.

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Abstract

　排ガスの温度及び流量を直接的に検出することなく、排ガス中に含まれる微粒子の量を精度良く算出する微粒子センサは、排気流通路を流通する排ガス中に含まれる微粒子を検出するものであって、排気流通路上に配置され、微粒子を捕捉可能な第１検出フィルタと、排気流通路上の第１検出フィルタの下流側に配置され、微粒子を捕捉可能な第２検出フィルタと、第１検出フィルタの上流側と下流側との第１圧力差を検出する第１差圧検出手段と、第２検出フィルタの上流側と下流側との第２圧力差を検出する第２差圧検出手段と、第１差圧検出手段による検出結果と第２差圧検出手段による検出結果とに基づいて、微粒子の量を検出する微粒子量検出手段と、を備える。

Description

微粒子センサ及び排ガス浄化装置
　本発明は、微粒子センサ及び排ガス浄化装置に係り、特に排気流通路を流通する排ガス中に含まれる微粒子（ＰＭ）を検出する微粒子センサ、及び、排気管を流通する内燃機関からの排ガス中に含まれる微粒子を捕捉可能な微粒子捕捉フィルタを備える排ガス浄化装置に関する。
　従来、ディーゼルエンジンから排出されるＣ（炭素）を主とする微粒子（ＰＭ：particulate matter）を捕捉するのに、多孔質セラミックより構成される微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ：diesel particulate filter）を用いた排ガス浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この排ガス浄化装置においては、継続的な使用に伴って微粒子捕捉フィルタに徐々に堆積する微粒子を微粒子捕捉フィルタ中において定期的に燃焼させて酸化除去することで、微粒子捕捉フィルタを再生する処理が行われる。このため、かかる微粒子捕捉フィルタの再生処理によって微粒子の堆積に起因する目詰まり異常を防止しつつ、その微粒子捕捉フィルタを連続的に使用することが可能である。
　尚、微粒子捕捉フィルタに微粒子があまり堆積していないときに再生処理が行われると、効率良い微粒子の除去が行われず、微粒子捕捉フィルタの再生に必要なエネルギが無駄に消費される事態が生じ得る。また逆に、微粒子捕捉フィルタに微粒子が過剰に堆積する状態で再生処理が行われると、再生処理が遅れた分だけ排気流通路の微粒子捕捉フィルタ前後に過度の圧力損失が生じ、これにより、内燃機関の燃費が悪化する事態が生じ得る。従って、かかる事態の発生を回避するうえでは、微粒子捕捉フィルタにおける微粒子の酸化除去すなわち微粒子捕捉フィルタの再生処理を常に、微粒子捕捉フィルタに堆積する微粒子の量が一定量に達したタイミングで行うことが必要である。
　微粒子捕捉フィルタの再生処理タイミングを最適化する手法としては、微粒子捕捉フィルタが設けられた主排気管をバイパスし、内燃機関から排出された排ガスの一部をサンプルガスとして取り入れる副排気管を設け、この副排気管上に検査用フィルタを設けると共に、その検査用フィルタの前後の圧力差に基づいて微粒子捕捉フィルタに堆積する微粒子量を測定させる測定装置を用意することが考えられる。
　この測定装置においては、副排気管上に設けられる検査用フィルタの前後の圧力差が測定され、その測定される圧力差に基づいてその検査用フィルタに堆積する微粒子量が算出される。そして、その検査用フィルタでの微粒子の堆積量に基づいて微粒子捕捉フィルタに堆積する微粒子量が算出される。その結果、その微粒子捕捉フィルタでの微粒子の堆積量が設定値を超えた場合に微粒子捕捉フィルタの再生処理が開始される。
特開２００８－１０１６０２号公報
　ところで、微粒子捕捉フィルタでの微粒子の堆積量を測定してその再生処理を行うためには、副排気管にサンプルガスを取り入れて微粒子量を算出することが必要である。ここで、副排気管上の検査用フィルタを通過するサンプルガスの温度が変化すると、その流体の動粘度が変化して、検査用フィルタと流体との間の摩擦力に変化が生じ、サンプルガスの流速が変化する。流体の流量は、近似的に流体の速度と排気管の断面積との積で表されるので、サンプルガスの流速が変化すると、流量が変化する。
　従って、検査用フィルタに堆積する微粒子量を精度良く算出するためには、その入口と出口との間の圧力差と温度と流量とを検知することが必要であり、この点、測定装置として圧力センサ、温度センサ、及び流量センサの３つの測定機器を設けることが考えられる。しかしながら、このように３つの測定機器を設けるものとすると、測定装置が大がかりになり、小型化や低コスト化の妨げになるという問題が生じていた。
　本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、排ガスの温度及び流量を直接的に検出することなく、排ガス中に含まれる微粒子の量を精度良く算出することが可能な微粒子センサ及び排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
　上記の目的は、排気流通路を流通する排ガス中に含まれる微粒子を検出する微粒子センサであって、前記排気流通路上に配置され、前記微粒子を捕捉可能な第１検出フィルタと、前記排気流通路上の前記第１検出フィルタの下流側に配置され、前記微粒子を捕捉可能な第２検出フィルタと、前記第１検出フィルタの上流側と下流側との第１圧力差を検出する第１差圧検出手段と、前記第２検出フィルタの上流側と下流側との第２圧力差を検出する第２差圧検出手段と、前記第１差圧検出手段による検出結果と前記第２差圧検出手段による検出結果とに基づいて、前記微粒子の量を検出する微粒子量検出手段と、を備える微粒子センサにより達成される。
　この態様の発明において、２つの検出フィルタは、排気流通路上に互いに直列接続されて配置される。これら第１検出フィルタの初期圧損と第２検出フィルタの初期圧損との比は、温度によらず略一定である。また、下流側にある第２検出フィルタへの微粒子の堆積は皆無である。このため、上記した一定の初期圧損の比と、第２差圧検出手段により検出される下流側の第２検出フィルタの上流側と下流側との第２圧力差と、に基づいて、温度を検出することなく、現環境下（現状温度下）での上流側の第１検出フィルタの初期圧損を推定することができる。また、上流側にある第１検出フィルタには排ガス中の微粒子が堆積するが、微粒子が堆積する量が多いほど、その第１検出フィルタの上流側と下流側との第１圧力差が大きくなる。また、上流側の第１検出フィルタを通過する排ガスの流量と、その第１検出フィルタの上流側と下流側との圧力差との間には、堆積量に応じた比例関係がある。すなわち、上流側にある第１検出フィルタの上流側と下流側と第１の圧力差の、微粒子が堆積する前と後との比は、堆積する微粒子の量が同じであるものとした場合には排ガスの流量に関係なく略一定となる。このため、第１差圧検出手段により検出される上流側にある第１検出フィルタの上流側と下流側との第１圧力差と、上記の如く推定される第１検出フィルタの初期圧損との比を算出すれば、その比の大きさに基づいて、流量を検出することなく、上流側にある第１検出フィルタに堆積する微粒子量を算出することができる。従って、本発明によれば、排ガスの温度及び流量を直接的に検出することなく、排ガス中に含まれる微粒子の量を精度良く算出することができる。
　また、第１検出フィルタと第２検出フィルタとが互いに略同じ性能を有するフィルタであれば、第２差圧検出手段により検出される下流側の第２検出フィルタの上流側と下流側との第２圧力差は、上流側の第１検出フィルタに微粒子が堆積していない場合のその第１検出フィルタの上流側と下流側との第１圧力差と等しいので、両圧力差の差を算出すれば、その差の大きさに基づいて、温度や流量を検出することなく、上流側にある第１検出フィルタに堆積する微粒子量を算出することができる。従って、本発明によれば、排ガスの温度及び流量を直接的に検出することなく、排ガス中に含まれる微粒子の量を精度良く算出することができる。
　尚、上記した微粒子センサにおいて、前記第１検出フィルタ及び第２検出フィルタは、前記排気流通路上の温度分布が略同じ箇所に配置されていることとしてもよい。
　また、上記した微粒子センサにおいて、前記第１検出フィルタ及び第２検出フィルタを略同一温度に保つ保温手段を備えることとしてもよい。
　また、上記した微粒子センサにおいて、前記第１検出フィルタ又は前記第２検出フィルタに捕捉された微粒子を除去するための微粒子除去手段を備えることとしてもよい。
　この場合、前記微粒子除去手段は、捕捉された微粒子を燃焼させて除去するヒータ又はバーナであることとしてもよい。
　尚、上記した微粒子センサにおいて、前記微粒子量検出手段は、前記第１圧力差と前記第２圧力差との初期比と、前記第２差圧検出手段により検出される前記第２圧力差と、の関係に基づいて、該第２差圧検出手段による該第２圧力差の検出時と同じ環境下における前記第１圧力差の初期値を推定する第１圧力差初期値推定手段と、前記第１圧力差初期値推定手段により推定される前記第１圧力差の初期値と、前記第１差圧検出手段により検出される前記第１圧力差と、の比を算出する比算出手段と、を有し、前記比算出手段により算出される前記比に基づいて、前記微粒子の量を検出することとしてもよい。
　また、上記した微粒子センサにおいて、前記第１検出フィルタと前記第２検出フィルタとは、互いに略同じ性能を有するフィルタであり、前記微粒子量検出手段は、前記第１差圧検出手段により検出される前記第１圧力差と、前記第２差圧検出手段により検出される前記第２圧力差と、の差を算出する差算出手段を有し、前記差算出手段により算出される前記差に基づいて、前記微粒子の量を検出することとしてもよい。
　更に、この場合、前記第１検出フィルタと前記第２検出フィルタとは、単一成形体により構成されることとしてもよい。
　ところで、内燃機関から排出される排ガスが流通する排気管上に設けられ、前記排気管を流通する排ガス中に含まれる微粒子を捕捉可能な微粒子捕捉フィルタを備える排ガス浄化装置であって、前記微粒子捕捉フィルタの上流側において前記排ガスの一部を上記に記載された微粒子センサへ導く上流側排ガス導入手段と、前記微粒子センサによって検出された前記微粒子の量に基づいて、前記微粒子捕捉フィルタに堆積する微粒子の量を算出する微粒子堆積量算出手段と、を備えることとしてもよい。
　また、内燃機関から排出される排ガスが流通する排気管上に設けられ、前記排気管を流通する排ガス中に含まれる微粒子を捕捉可能な微粒子捕捉フィルタを備える排ガス浄化装置であって、前記微粒子捕捉フィルタの下流側において前記排ガスの一部を上記に記載された微粒子センサへ導く下流側排ガス導入手段と、前記微粒子センサによって検出された前記微粒子の量に基づいて、前記微粒子捕捉フィルタの故障を診断するフィルタ故障診断手段と、を備えることとしてもよい。
　本発明によれば、排ガスの温度及び流量を直接的に検出することなく、排ガス中に含まれる微粒子の量を精度良く算出することができる。
本発明の第１実施形態である排ガス浄化装置の全体構成図である。 本発明の第１実施形態の排ガス浄化装置の要部構成図である。 検査用フィルタを通過する排ガスの流量Ｑと、その上流側と下流側との圧力差ΔＰと、のＰＭ堆積量に応じた関係を表した図である。 検査用フィルタの上流側と下流側との圧力差ΔＰａの、ＰＭ堆積前とＰＭ堆積後との比と、ＰＭ堆積量との関係を表した図である。 本発明の第２実施形態である排ガス浄化装置の全体構成図である。 本発明の第２実施形態の排ガス浄化装置の要部構成図である。 本発明の実施形態の変形例である排ガス浄化装置の構成図である。 本発明の実施形態の変形例である排ガス浄化装置の構成図である。
　以下、図面を用いて、本発明に係る排ガス浄化装置の具体的な実施の形態について説明する。
第１実施形態
　図１は、本発明の第１実施形態である排ガス浄化装置１０の全体構成図を示す。また、図２は、本発明の第１実施形態の排ガス浄化装置１０の要部構成図を示す。
　本実施形態の排ガス浄化装置１０は、内燃機関（特にディーゼルエンジン）１２から排出される排ガスを浄化する装置である。排ガス浄化装置１０は、図１に示す如く、内燃機関１２に接続する排気管１４上に設けられた、内燃機関１２から排出される排ガス中に含まれる微粒子（ＰＭ）を捕捉可能な微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）１６を備えている。尚、ＤＰＦ１６の上流側の排気管１４を排気管１４ａとし、ＤＰＦ１６の下流側の排気管１４を排気管１４ｂとする。
　本実施形態の排ガス浄化装置１０は、ＤＰＦ１６に故障が発生し、閾値以上の量のＰＭが排気管１４上でＤＰＦ１６の下流側へ漏れ出した場合に、この故障を検出し、アラームやランプの点滅、点灯等を行うことができる。排ガス浄化装置１０は、ＤＰＦ１６の故障を検出する故障検出装置１８を備えている。
　すなわち、排気管１４の、ＤＰＦ１６の下流側には、大気に連通する主排気管１４ｂとは別に設けられた下流側排ガス導入手段としての排ガス採取ライン１７が接続されている。排ガス採取ライン１７は、主排気管１４ｂから分岐されている。排ガス採取ライン１７は、主排気管１４ｂの流路断面積よりも小さな流路断面積（例えば、主排気管１４ｂの流路断面積の１／１０００程度）を有している。故障検出装置１８は、排ガス採取ライン１７に流れる排ガス中のＰＭ量に基づいてＤＰＦ１６の故障を検出する。
　排ガス採取ライン１７上には、微粒子検出フィルタとしての検査用フィルタ２０，２２が設けられている。検査用フィルタ２０，２２は、排ガス採取ライン１７上において互いに直列接続されている。排ガス採取ライン１７の下流端は、排ガス採取ライン１７の上流側（主排気管１４ｂ側）の圧力よりも低い圧力を有する部位（例えば負圧タンクやエアインテーク部など）１９に接続されている。このため、ＤＰＦ１６を通過した排気管１４中の排ガスの一部は、排ガス採取ライン１７側に吸引されて、検査用フィルタ２０，２２をその順に通過する。以下、排ガス採取ライン１７上での上流側の検査用フィルタ２０を上流側検査用フィルタ２０と、下流側の検査用フィルタ２２を下流側検査用フィルタ２２と、それぞれ称す。
　検査用フィルタ２０，２２は、排ガス採取ライン１７上のフィルタ２０を通過する排ガスの温度とフィルタ２２を通過する排ガスの温度との差ができるだけ小さい部位（より好ましくは、排ガス採取ライン１７上の温度分布が同じ箇所）に配置される。このため、両フィルタ２０，２２を通過する排ガスの温度に差はほとんど生じない。検査用フィルタ２０，２２は、排ガス中に含まれるＰＭの量を算出するためのフィルタであり、層流型流量素子と本質的に同じであって、通過する排ガスの流量と前後の圧力差との関係が略直線的な関係となる構造を有している。検査用フィルタ２０，２２は、ＤＰＦ１６と同様の多孔質セラミックなどの材質からなり、ＰＭを捕捉することが可能なフィルタである。尚、検査用フィルタ２０，２２は、ＤＰＦ１６よりも小型のフィルタであればよい。
　排ガス採取ライン１７の、上流側検査用フィルタ２０の上流側には圧力導入管２４の一端が、また、上流側検査用フィルタ２０の下流側には圧力導入管２６の一端が、それぞれ接続されている。圧力導入管２４，２６の他端は、圧力センサ２８に接続されている。圧力センサ２８には、圧力導入管２４から排ガス採取ライン１７の、上流側検査用フィルタ２０の上流側に作用する圧力が導かれると共に、圧力導入管２６から排ガス採取ライン１７の、上流側検査用フィルタ２０の下流側に作用する圧力が導かれる。圧力センサ２８は、排ガス採取ライン１７の、上流側検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間に生じる圧力差（すなわち、上流側検査用フィルタ２０の入口と出口との間の圧力差）に応じた電気信号を出力する。
　また、排ガス採取ライン１７の、下流側検査用フィルタ２２の上流側には圧力導入管３０の一端が、また、下流側検査用フィルタ２２の下流側には圧力導入管３２の一端が、それぞれ接続されている。尚、図２に示す如く、下流側検査用フィルタ２２の上流側にある圧力導入管３０と、上記した上流側検査用フィルタ２０の下流側にある圧力導入管２６と、は同じ導入路を構成し、或いは、一部を共用するものである。
　圧力導入管３０，３２の他端は、圧力センサ３４に接続されている。圧力センサ３４には、圧力導入管３０から排ガス採取ライン１７の、下流側検査用フィルタ２２の上流側に作用する圧力が導かれると共に、圧力導入管３２から排ガス採取ライン１７の、下流側検査用フィルタ２２の下流側に作用する圧力が導かれる。圧力センサ３４は、排ガス採取ライン１７の、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間に生じる圧力差（すなわち、下流側検査用フィルタ２２の入口と出口との間の圧力差）に応じた電気信号を出力する。
　故障検出装置１８において、圧力センサ２８，３４には、マイクロコンピュータを主体に構成される演算部３６が電気的に接続されている。圧力センサ２８，３４の各出力は、演算部３６に供給される。演算部３６は、圧力センサ２８の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１７内における、上流側検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰａを検出すると共に、圧力センサ３４の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１７内における、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰｂを検出する。尚、圧力センサ２８，３４としては、ダイヤフラム圧力計や、例えばゲージ式、ベローズ式、熱式などの公知の圧力計を用いることとすればよい。
　次に、図３及び図４を参照して、本実施形態の排ガス浄化装置１０の備える故障検出装置１８の動作について説明する。図３は、検査用フィルタ２０，２２を通過する排ガスの流量Ｑと、その上流側と下流側との圧力差ΔＰと、のＰＭ堆積量に応じた関係を表した図を示す。また、図４は、検査用フィルタ２０の上流側と下流側との圧力差ΔＰａの、ＰＭ堆積前とＰＭ堆積後との比と、ＰＭ堆積量との関係を表した図を示す。
　本実施形態において、内燃機関１２から排出された排ガスは、主排気管１４ａからＤＰＦ１６を通過した後、主排気管１４ｂ内を流通して大気へ放出され、或いは、排ガス採取ライン１７内を流通して検査用フィルタ２０，２２へ導かれる。すなわち、ＤＰＦ１６を通過した排ガスの大部分は、主排気管１４ｂ内を流通して大気へ放出されるが、ＤＰＦ１６を通過した排ガスの一部は、排ガス採取ライン１７内を流通して検査用フィルタ２０，２２へ導入される。
　検査用フィルタ２０，２２は、上記の如く、通過する排ガスの流量と前後の圧力差（圧損）との関係が略直線的な関係となる構造を有している。この点、排ガス採取ライン１７を流通する排ガスの層流流れの流量Ｑは、次式（１）で表される。但し、ｒは排ガス採取ライン１７の内径を、ΔＰは検査用フィルタ２０，２２前後の圧力差を、ηは排ガスの動粘度を、Ｌは排ガス採取ライン１７の流れ方向の長さを、それぞれ示す。
　Ｑ＝π・ｒ４・ΔＰ／（８・η・Ｌ）　　　　　　　　　　・・・（１）
　尚、排ガス採取ライン１７の流路形状が時間変化することはほとんどないため、上記のｒ及びＬは共に固定値とみなすことができる。従って、上記（１）式は次式（２）の如く変形できる（Ｋ＝π・ｒ４／（８・Ｌ））。
　ΔＰ＝Ｑ・η／Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　ここで、排ガスの温度が変化すると、その動粘度ηが変化する。この際、温度と動粘度ηとの関係は略直線的に表される。動粘度ηが変化すると、その流量Ｑが変化し、或いは、検査用フィルタ２０，２２前後の圧力差ΔＰが変化する。すなわち、流量Ｑと検査用フィルタ２０，２２前後の圧力差ΔＰとの関係を示す直線の勾配は温度に応じて変化する。
　尚、温度変化が生ずると、検査用フィルタ２０の初期圧損（すなわち、前後圧力差の初期値のことであって、ＰＭが堆積していないときの前後圧力差のことである。）ΔＰａ０、及び、検査用フィルタ２２の初期圧損ΔＰｂ０はそれぞれ変化するが、この際、各初期圧損ΔＰａ０，ΔＰｂ０の変化がそれぞれ一定の比率で行われれば、初期圧損の比（すなわち初期比）α（＝ΔＰａ０／ΔＰｂ０）は変化しないこととなる。すなわち、次式（３）に示す（Ｋｂ／Ｋａ）は、温度変化が生じても、固定値であるので変化しない。また、排ガスについて温度と動粘度との関係は略直線的に表されるが、両検査用フィルタ２０，２２を通過する排ガスの温度は互いに略同じであるので、温度変化が生じても、検査用フィルタ２０を通過する排ガスの動粘度ηａと検査用フィルタ２２を通過する排ガスの動粘度ηｂとは互いに略同じであり、（ηａ／ηｂ）は略一定である。更に、排ガスについて温度と流量との関係は略直線的に表されるが、両検査用フィルタ２０，２２を通過する排ガスの温度は互いに略同じであるので、温度変化が生じても、検査用フィルタ２０を通過する排ガスの流量Ｑａと検査用フィルタ２２を通過する排ガスの流量Ｑｂとは互いに略同じであり、（Ｑａ／Ｑｂ）は略一定である。従って、温度変化が生じていても、初期圧損の比α（＝ΔＰａ０／ΔＰｂ０）は変化しない。
　α＝ΔＰａ０／ΔＰｂ０
　　＝（Ｑａ／Ｑｂ）・（ηａ／ηｂ）・（Ｋｂ／Ｋａ）　・・・（３）
　この点、上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０は、下流側検査用フィルタ２２の初期圧損ΔＰｂ０と、温度変化に対して不変値である一定値αと、を用いて算出できる。下流側検査用フィルタ２２への微粒子の堆積は皆無であるので、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰｂは、同じ環境下であれば、下流側検査用フィルタ２２の初期圧損ΔＰｂ０とほとんど変わらない。すなわち、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間の現環境下での圧力差ΔＰｂから、同じ環境下での下流側検査用フィルタ２２の初期圧損ΔＰｂ０を求めることができる。従って、温度変化に対して不変値である一定値αと、圧力センサ３４の出力に基づく下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間の現環境下での圧力差ΔＰｂと、に基づいて、温度を検出することなく、その圧力センサ３４を用いた下流側検査用フィルタ２２の圧力差ΔＰｂの検出時と同じ環境下での上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０を推定することができる。
　また、上流側検査用フィルタ２０は、ＤＰＦ１６を通過した排ガス中のＰＭを捕捉することが可能であるので、上流側検査用フィルタ２０の下流には排ガス中のＰＭが排出されることはなく、下流側検査用フィルタ２２にはＰＭを含まない排ガスが流通する。このように、上流側検査用フィルタ２０にはＰＭが捕捉されるが、そのＰＭの堆積量が増えると、上流側検査用フィルタ２０前後の圧力差ΔＰａが増加する。上流側検査用フィルタ２０前後の圧力差の、堆積前の初期値（初期圧損）をΔＰａ０としかつ堆積後の値をΔＰａとし、ΔＰａ／ΔＰａ０＝βとした場合、このβは上流側検査用フィルタ２０に堆積したＰＭ量に比例した関係となる（図４参照）。
　上流側検査用フィルタ２０を通過する排ガスの流量Ｑａと、その上流側検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰａと、は堆積量に応じた比例関係にある（図３参照）。すなわち、上流側検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰａの、ＰＭ堆積前（ΔＰａ０）とＰＭ堆積後（ΔＰａ）との比βは、堆積するＰＭ量が同じであるものとした場合には排ガスの流量Ｑａにかかわらず略一定である。従って、上記した比βを算出すれば、その比βの大きさに基づいて、流量Ｑａを検出することなく、上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量を算出することができる。
　そこで、本実施形態において、演算部３６は、定期的に、圧力センサ２８の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１７内における、上流側検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰａを検出すると共に、圧力センサ３４の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１７内における、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰｂを検出する。
　演算部３６は、検査用フィルタ２０，２２の初期圧損の比α（具体的には、検査用フィルタ２０，２２にＰＭが堆積していないとき（例えば排ガス浄化装置１０の製造直後）において、圧力センサ２８を用いて検出される検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰａと、圧力センサ３４を用いて検出される検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰｂと、の初期比）と、圧力センサ３４を用いて検出した上記の圧力差ΔＰｂと、に基づいて、現環境下（すなわち、その圧力センサ３４を用いた圧力差ΔＰｂの検出時と同じ温度環境下）での上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０を推定する。
　次に、その推定した上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０と、圧力センサ２８を用いて検出した上記の圧力差ΔＰａと、に基づいて、それらの比β（＝ΔＰａ／ΔＰａ０）を算出する。そして、その比βの大きさに基づいて、予め定められている比βとＰＭ堆積量との関係を参照することにより、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を算出する。
　このように、本実施形態においては、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を算出するのに、排ガス採取ライン１７に直列接続されている上流側検査用フィルタ２０及び下流側検査用フィルタ２２の、上流側と下流側との間の各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを検出するだけで十分であり、排ガスの温度や流通する流量を検出することは不要である。従って、本実施形態によれば、圧力センサ２８，３４を用いて検出される各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを用いることで、排ガスの温度や流通する流量を検出することなく、すなわち、温度センサや流量センサを搭載することなく、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を精度よく算出することができる。このため、本実施形態によれば、排ガス浄化装置１０や故障検出装置１８の小型化かつ低コストを図ることが可能となっている。
　本実施形態の故障検出装置１８において、演算部３６は、上述の如く、上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量を算出すると、そのＰＭ堆積量に基づいて、主排気管１４においてＤＰＦ１６の下流側を流通する排ガス中に含まれるＰＭ量を算出してそのＤＰＦ１６の下流側に漏れ出したＰＭの量が閾値以上であるか否かを判別することで、ＤＰＦ１６の故障有無を判定する。そして、算出した上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量に基づく判別の結果、ＤＰＦ１６に故障が生じたと判定したときは、アラームやランプの点滅、点灯を発する。従って、本実施形態によれば、上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量を算出し主排気管１４においてＤＰＦ１６の下流側を流通する排ガス中に含まれるＰＭ量を算出してＤＰＦ１６の故障有無を判定し、その故障有判定時には本実施形態の排ガス浄化装置１０を搭載する車両等の運転者にその故障を知らせることが可能である。
　尚、本実施形態においては、上記の如く、下流側検査用フィルタ２２の上流側にある圧力導入管３０と、上流側検査用フィルタ２０の下流側にある圧力導入管２６と、が同じ導入路を構成し、或いは、一部を共用するものである。このため、故障検出装置１８の小型化・低コスト化を図ることが可能である。
第２実施形態
　図５は、本発明の第２実施形態である排ガス浄化装置１００の全体構成図を示す。また、図６は、本実施形態の排ガス浄化装置１００の要部構成図を示す。尚、図５において、上記図１に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
　本実施形態の排ガス浄化装置１００は、図５に示す如く、ＤＰＦ１６を備えており、内燃機関１２から排出される排ガスを浄化する装置である。排ガス浄化装置１００は、ＤＰＦ１６に堆積するＰＭの量を測定し、そのＰＭ量が閾値以上である場合に、そのＤＰＦ１６に堆積したＰＭを酸化燃焼することで、そのＤＰＦ１６を再生することができる。排ガス浄化装置１００は、ＤＰＦ１６に堆積するＰＭの量を測定する測定装置１０４を備えている。
　すなわち、排気管１４の、ＤＰＦ１６の上流側には、ＤＰＦ１６に接続する主排気管１４ａとは別に設けられた上流側排ガス導入手段としての排ガス採取ライン１０２が接続されている。排ガス採取ライン１０２は、主排気管１４ａから分岐されており、主排気管１４ａの流路断面積よりも小さな流路断面積（例えば、主排気管１４ａの流路断面積の１／１０００程度）を有している。測定装置１０４は、排ガス採取ライン１０２に流れる排ガス中のＰＭ量に基づいて、ＤＰＦ１６に堆積するＰＭ量を測定する。
　排ガス採取ライン１０２上には、微粒子検出フィルタとしての検査用フィルタ１０６，１０８が設けられている。検査用フィルタ１０６，１０８は、排ガス採取ライン１０２上において互いに直列接続されている。排ガス採取ライン１０２の下流端は、排気管１４の、ＤＰＦ１６の下流側（すなわち、排気管１４ｂ）に接続されている。すなわち、排ガス採取ライン１０２は、排気管１４に並列に接続されている。このため、内燃機関１２から排出された排ガスの一部は、主排気管１４ａから排ガス採取ライン１０２に流入して、検査用フィルタ１０６，１０８をその順に通過し、その後、ＤＰＦ１６の下流側にある主排気管１４ｂでＤＰＦ１６を通過した排ガスと合流する。以下、排ガス採取ライン１０２上での上流側の検査用フィルタ１０６を上流側検査用フィルタ１０６と、下流側の検査用フィルタ１０８を下流側検査用フィルタ１０８と、それぞれ称す。
　検査用フィルタ１０６，１０８は、排ガス採取ライン１０２上のフィルタ１０６を通過する排ガスの温度とフィルタ１０８を通過する排ガスの温度との差ができるだけ小さい部位（より好ましくは、排ガス採取ライン１０２上の温度分布が同じ箇所）に配置される。このため、両フィルタ１０６，１０８を通過する排ガスの温度に差はほとんど生じない。検査用フィルタ１０６，１０８は、排ガス中に含まれるＰＭの量を算出するためのフィルタであり、層流型流量素子と本質的に同じであって、通過する排ガスの流量と前後の圧力差との関係が略直線的な関係となる構造を有している。検査用フィルタ１０６，１０８は、ＤＰＦ１６と同様の多孔質セラミックなどの材質からなり、ＰＭを捕捉することが可能なフィルタである。尚、検査用フィルタ１０６，１０８は、ＤＰＦ１６よりも小型のフィルタであればよい。
　排ガス採取ライン１０２の、上流側検査用フィルタ１０６の上流側には圧力導入管１１０の一端が、また、上流側検査用フィルタ１０６の下流側には圧力導入管１１２の一端が、それぞれ接続されている。圧力導入管１１０，１１２の他端は、圧力センサ１１４に接続されている。圧力センサ１１４には、圧力導入管１１０から排ガス採取ライン１０２の、上流側検査用フィルタ１０６の上流側に作用する圧力が導かれると共に、圧力導入管１１２から排ガス採取ライン１０２の、上流側検査用フィルタ１０６の下流側に作用する圧力が導かれる。圧力センサ１１４は、排ガス採取ライン１０２の、上流側検査用フィルタ１０６の上流側と下流側との間に生じる圧力差（すなわち、上流側検査用フィルタ１０６の入口と出口との間の圧力差）に応じた電気信号を出力する。
　また、排ガス採取ライン１０２の、下流側検査用フィルタ１０８の上流側には圧力導入管１１６の一端が、また、下流側検査用フィルタ１０８の下流側には圧力導入管１１８の一端が、それぞれ接続されている。尚、図６に示す如く、下流側検査用フィルタ１０８の上流側にある圧力導入管１１６と、上記した上流側検査用フィルタ１０６の下流側にある圧力導入管１１２と、は同じ導入路を構成し、或いは、一部を共用するものである。
　圧力導入管１１６，１１８の他端は、圧力センサ１２０に接続されている。圧力センサ１２０には、圧力導入管１１６から排ガス採取ライン１０２の、下流側検査用フィルタ１０８の上流側に作用する圧力が導かれると共に、圧力導入管１１８から排ガス採取ライン１０２の、下流側検査用フィルタ１０８の下流側に作用する圧力が導かれる。圧力センサ１２０は、排ガス採取ライン１０２の、下流側検査用フィルタ１０８の上流側と下流側との間に生じる圧力差（すなわち、下流側検査用フィルタ１０８の入口と出口との間の圧力差）に応じた電気信号を出力する。
　測定装置１０４において、圧力センサ１１４，１２０には、マイクロコンピュータを主体に構成される演算部１２２が電気的に接続されている。圧力センサ１１４，１２０の各出力は、演算部１２２に供給される。演算部１２２は、圧力センサ１１４の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１０２内における、上流側検査用フィルタ１０６の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰａを検出すると共に、圧力センサ１２０の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１０２内における、下流側検査用フィルタ１０８の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰｂを検出する。尚、圧力センサ１１４，１２０としては、ダイヤフラム圧力計や、例えばゲージ式、ベローズ式、熱式などの公知の圧力計を用いることとすればよい。
　次に、本実施形態の排ガス浄化装置１００の備える測定装置１０４の動作について説明する。
　本実施形態において、内燃機関１２から排出された排ガスは、ＤＰＦ１６の上流側にある主排気管１４ａからＤＰＦ１６を通過した後に主排気管１４ｂ内を流通して大気へ放出され、或いは、ＤＰＦ１６の上流側にある主排気管１４ａから排ガス採取ライン１０２内を流通して検査用フィルタ１０６，１０８を通過した後に主排気管１４ｂ内へ流入して大気へ放出される。
　検査用フィルタ１０６，１０８は、検査用フィルタ２０，２２と同様に、通過する排ガスの流量と前後の圧力差（圧損）との関係が略直線的な関係となる構造を有しているので、排ガス採取ライン１０２を流通する排ガスの層流流れの流量Ｑは上記（１）式で表される。従って、本実施形態においても、検査用フィルタ１０６，１０８の温度変化に対して不変値である一定の初期圧損比αと、圧力センサ１２０の出力に基づく下流側検査用フィルタ１０８の上流側と下流側との間の現環境下での圧力差ΔＰｂと、に基づいて、温度を検出することなく、その圧力センサ１２０を用いた下流側検査用フィルタ１０８の圧力差ΔＰｂの検出時と同じ環境下での上流側検査用フィルタ１０６の初期圧損ΔＰａ０を推定することができる。また、そのＰＭ堆積前の上流側検査用フィルタ１０６の初期圧損ΔＰａ０と、圧力センサ１１４の出力に基づく上流側検査用フィルタ１０６の上流側と下流側との間の現環境下での圧力差ΔＰａと、の比βの大きさに基づいて、上流側検査用フィルタ１０６を通過する排ガスの流量Ｑａを検出することなく、上流側検査用フィルタ１０６のＰＭ堆積量を算出することができる。
　そこで、本実施形態において、演算部１２２は、定期的に、圧力センサ１１４の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１０２内における、上流側検査用フィルタ１０６の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰａを検出すると共に、圧力センサ１２０の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１０２内における、下流側検査用フィルタ１０８の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰｂを検出する。
　演算部１２２は、検査用フィルタ１０６，１０８の初期圧損の比α（具体的には、検査用フィルタ１０６，１０８にＰＭが堆積していないとき（例えば排ガス浄化装置１００の製造直後）において、圧力センサ１１４，１２０を用いて検出される各検査用フィルタ１０６，１０８の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰａ，ΔＰｂの初期比）と、圧力センサ１２０を用いて検出した上記の圧力差ΔＰｂと、に基づいて、現環境下（すなわち、その圧力センサ１２０を用いた圧力差ΔＰｂの検出時と同じ温度環境下）での上流側検査用フィルタ１０６の初期圧損ΔＰａ０を推定する。
　次に、その推定した上流側検査用フィルタ１０６の初期圧損ΔＰａ０と、圧力センサ１１４を用いて検出した上記の圧力差ΔＰａと、に基づいて、それらの比β（＝ΔＰａ／ΔＰａ０）を算出する。そして、その比βの大きさに基づいて、予め定められている比βとＰＭ堆積量との関係を参照することにより、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を算出する。
　このように、本実施形態においては、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を算出するのに、排ガス採取ライン１０２に直列接続されている上流側検査用フィルタ１０６及び下流側検査用フィルタ１０８の、上流側と下流側との間の各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを検出するだけで十分であり、排ガスの温度や流通する流量を検出することは不要である。従って、本実施形態によれば、圧力センサ１１４，１２０を用いて検出される各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを用いることで、排ガスの温度や流通する流量を検出することなく、すなわち、温度センサや流量センサを搭載することなく、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を精度よく算出することができる。このため、本実施形態によれば、排ガス浄化装置１００や測定装置１０４の小型化かつ低コストを図ることが可能となっている。
　本実施形態の測定装置１０４において、演算部１２２は、上述の如く、上流側検査用フィルタ１０６のＰＭ堆積量を算出すると、そのＰＭ堆積量に基づいて、主排気管１４においてＤＰＦ１６の上流側を流通する排ガス中に含まれるＰＭ量を算出してそのＤＰＦ１６に堆積したＰＭの量を算出・推定する。そして、算出した上流側検査用フィルタ１０６のＰＭ堆積量が閾値を超えた場合にＤＰＦ１６のＰＭ堆積量が閾値を超えたものとして、ＤＰＦ１６中のＰＭを酸化燃焼させてＤＰＦ１６からＰＭを除去させる。具体的には、ＤＰＦ１６からのＰＭ除去のため、内燃機関１２から高温の排ガスを排出させる。従って、本実施形態によれば、上流側検査用フィルタ１０６のＰＭ堆積量を算出してＤＰＦ１６のＰＭ堆積量を推定し、そのＰＭ堆積量が過大となった時にそのＤＰＦ１６を再生させることが可能である。
　尚、本実施形態においては、上記の如く、下流側検査用フィルタ１０８の上流側にある圧力導入管１１６と、上流側検査用フィルタ１０６の下流側にある圧力導入管１１２と、が同じ導入路を構成し、或いは、一部を共用するものである。このため、測定装置１０４の小型化・低コスト化を図ることが可能である。
第３実施形態
　ところで、上記の第１実施形態は、上流側検査用フィルタ２０と下流側検査用フィルタ２２とが同じ性能や形状を有することを前提としたものではない。これに対して、本発明の第３実施形態は、上流側検査用フィルタ２０と下流側検査用フィルタ２２とが同じ性能や形状を有することを前提としている。尚、本実施形態において、上記の第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　すなわち、本実施形態において、上流側検査用フィルタ２０と下流側検査用フィルタ２２とは、単一成形体により構成されており、互いに同じ性能や形状（例えば、厚みやＰＭ捕集面積，動粘度など）を有している。また、これらの検査用フィルタ２０，２２は、排ガスの温度差が生じないほど近接して配置されている。
　このため、本実施形態において、上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０と下流側検査用フィルタ２２の初期圧損ΔＰｂ０とは略同じである（ΔＰａ０≒ΔＰｂ０）と共に、両検査用フィルタ２０，２２の間に生じる温度差は常に略ゼロである。また、下流側検査用フィルタ２２へのＰＭの堆積は皆無であるので、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間の圧力差ΔＰｂはその初期圧損ΔＰｂ０とほとんど変わらない。
　従って、圧力センサ３４を用いて検出される下流側検査用フィルタ２２の前後の現環境下での圧力差ΔＰｂから、同じ環境下での下流側検査用フィルタ２２の初期圧損ΔＰｂ０を求めることができ、ひいては、同じ環境下での上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０を求めることができる。この点、圧力センサ３４を用いて検出される下流側検査用フィルタ２２の前後の現環境下での圧力差ΔＰｂに基づいて、温度を検出することなく、その圧力センサ３４を用いた下流側検査用フィルタ２２の圧力差ΔＰｂの検出時と同じ環境下での上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０を推定することができる。
　また、排ガスに含まれるＰＭは、上流側検査用フィルタ２０に堆積する一方で、下流側検査用フィルタ２２には堆積しない。そして、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭの堆積量が増えるほど、上流側検査用フィルタ２０前後の圧力差ΔＰａが増加する。すなわち、同じ温度環境下でかつ同じ流量下であれば、上流側検査用フィルタ２０前後の圧力差の、堆積前の初期値と堆積後の値との差（変化）は、ＰＭ堆積量に応じたものとなる。従って、同じ温度環境下でかつ同じ流量下において、上流側検査用フィルタ２０前後の圧力差の、初期圧損ΔＰａ０からの変化量を計算すれば、その変化量の大きさに基づいて、上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量を算出することができる。
　尚、上記の如く算出される上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量には、温度や流量に依存した因子が含まれているので、上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量を精度良く算出するうえでは、かかる因子をキャンセルする無次元化を図ることが必要である。
　そこで、本実施形態において、演算部３６は、定期的に、圧力センサ２８の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１７内における、上流側検査用フィルタ２０の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰａを検出すると共に、圧力センサ３４の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１７内における、下流側検査用フィルタ２２の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰｂを検出する。
　演算部３６は、圧力センサ３４を用いて検出した上記の圧力差ΔＰｂに基づいて、現環境下（すなわち、その圧力センサ３４を用いた圧力差ΔＰｂの検出時と同じ温度環境下）での初期圧損ΔＰｂ０、すなわち、上流側検査用フィルタ２０の初期圧損ΔＰａ０を推定する。次に、その推定した初期圧損ΔＰａ０と、圧力センサ２８を用いて検出した上記の圧力差ΔＰａと、に基づいて、それらの差（変化量）を算出する（ΔＰａ－ΔＰａ０）。
　演算部３６は、その算出した変化量（ΔＰａ－ΔＰａ０）と、上記の如く推定した初期圧損ΔＰａ０と、に基づいて、それらの比（＝（ΔＰａ－ΔＰａ０）／ΔＰａ０）を算出する。この場合には、算出される上記の変化量（ΔＰａ－ΔＰａ０）に含まれる温度や流量に依存した因子がキャンセルされることとなる。そして、その算出される比の大きさに基づいて、予め定められている比とＰＭ堆積量との関係を参照することにより、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を算出する。
　このように、本実施形態においても、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を算出するのに、排ガス採取ライン１７に直列接続されている上流側検査用フィルタ２０及び下流側検査用フィルタ２２の、上流側と下流側との間の各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを検出するだけで十分であり、排ガスの温度や流通する流量を検出することは不要である。従って、本実施形態によれば、圧力センサ２８，３４を用いて検出される各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを用いることで、排ガスの温度や流通する流量を検出することなく、すなわち、温度センサや流量センサを搭載することなく、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を精度よく算出することができる。このため、本実施形態によれば、排ガス浄化装置１０や故障検出装置１８の小型化かつ低コストを図ることが可能となっている。
　また、本実施形態においては、上流側検査用フィルタ２０と下流側検査用フィルタ２２とは、互いに同じ性能や形状を有しているため、上記の第１実施形態と異なり、上流側検査用フィルタ２０に堆積するＰＭ量を算出するのに、検査用フィルタ２０，２２前後の初期圧損の比を求め或いは記憶させておく必要はない。従って、本実施形態によれば、上流側検査用フィルタ２０のＰＭ堆積量を算出するうえで、排ガス浄化装置１０のハード・ソフトの両面で小型化かつ低コストを図ることが可能となっている。
　尚、上記の第２実施形態も、上記の第１実施形態と同様に上流側検査用フィルタ１０６と下流側検査用フィルタ１０８とが同じ性能や形状を有することを前提としたものではないが、上流側検査用フィルタ１０６と下流側検査用フィルタ１０８とが同じ性能や形状を有することとして本実施形態を適用することとしてもよい。
　すなわち、この変形例において、演算部１２２は、定期的に、圧力センサ１１４の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１０２内における、上流側検査用フィルタ１０６の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰａを検出すると共に、圧力センサ１２０の出力信号に基づいて、排ガス採取ライン１０２内における、下流側検査用フィルタ１０８の上流側と下流側との間に生じる圧力差ΔＰｂを検出する。
　演算部１２２は、圧力センサ１２０を用いて検出した上記の圧力差ΔＰｂに基づいて、現環境下（すなわち、その圧力センサ１２０を用いた圧力差ΔＰｂの検出時と同じ温度環境下）での初期圧損ΔＰｂ０、すなわち、上流側検査用フィルタ１０６の初期圧損ΔＰａ０を推定する。次に、その推定した初期圧損ΔＰａ０と、圧力センサ１１４を用いて検出した上記の圧力差ΔＰａと、に基づいて、それらの差（変化量）を算出する（ΔＰａ－ΔＰａ０）。
　演算部１２２は、その算出した変化量（ΔＰａ－ΔＰａ０）と、上記の如く推定した初期圧損ΔＰａ０と、に基づいて、それらの比（＝（ΔＰａ－ΔＰａ０）／ΔＰａ０）を算出する。この場合には、算出される上記の変化量（ΔＰａ－ΔＰａ０）に含まれる温度や流量に依存した因子がキャンセルされることとなる。そして、その算出される比の大きさに基づいて、予め定められている比とＰＭ堆積量との関係を参照することにより、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を算出する。
　このように、本実施形態においても、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を算出するのに、排ガス採取ライン１０２に直列接続されている上流側検査用フィルタ１０６及び下流側検査用フィルタ１０８の、上流側と下流側との間の各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを検出するだけで十分であり、排ガスの温度や流通する流量を検出することは不要である。従って、本実施形態によれば、圧力センサ１１４，１２０を用いて検出される各圧力差ΔＰａ，ΔＰｂを用いることで、排ガスの温度や流通する流量を検出することなく、すなわち、温度センサや流量センサを搭載することなく、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を精度よく算出することができる。このため、本実施形態によれば、排ガス浄化装置１００や測定装置１０４の小型化かつ低コストを図ることが可能となる。
　また、本実施形態においては、上流側検査用フィルタ１０６と下流側検査用フィルタ１０８とは、互いに同じ性能や形状を有しているため、上記の第２実施形態と異なり、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭ量を算出するのに、検査用フィルタ１０６，１０８前後の初期圧損の比を求め或いは記憶させておく必要はない。従って、本実施形態によれば、上流側検査用フィルタ１０６のＰＭ堆積量を算出するうえで、排ガス浄化装置１００のハード・ソフトの両面で小型化かつ低コストを図ることが可能となる。
　以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
　例えば、第１実施形態の２つの圧力センサ２８，３４（第２実施形態では圧力センサ１１４，１２０）を用いて第１実施形態の２つの検査用フィルタ２０，２２（第２実施形態では検査用フィルタ１０６，１０８）の前後に作用する各圧力差をそれぞれ検出することとしているが、上流側検査用フィルタ２０（１０６）の上流側に作用する圧力、上流側検査用フィルタ２０（１０６）の下流側（すなわち下流側検査用フィルタ２２（１０８）の上流側）に作用する圧力、及び下流側検査用フィルタ２２（１０８）の下流側に作用する圧力を、それぞれ検出するための３つの圧力センサを設け、３つの部位の圧力をそれぞれ検出したうえで、演算により２つの検査用フィルタ２０，２２（１０６，１０８）の前後に作用する各圧力差をそれぞれ検出することとしてもよい。
　また、上記の第２実施形態においては、排ガス採取ライン１０２の上流端を主排気管１４ａに接続しかつその下流端を主排気管１４ｂに接続して、排ガス採取ライン１０２をＤＰＦ１６をバイパスするように排気管１４に並列に設けることとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、排ガス採取ライン１０２の下流端をポンプに接続して排ガス採取ライン１０２に排ガスを引き込むこととしてもよいし、また、排ガス採取ライン１０２の下流端をＤＰＦ１６の上流側の主排気管１４ａに接続することとしてもよいし、或いは、そのまま大気開放することとしてもよい。
　また、上記の第２実施形態においては、排ガス採取ライン１０２及び検査用フィルタ１０６，１０８の全体で流通する排ガスの温度を一定温度に保つための保温手段を設けることとはしていないが、図７に示す如く、そのための保温手段２００を設けることとしてもよい。この保温手段２００は、例えば電熱線などのヒータである。かかる本発明の実施形態の変形例の構成によれば、排ガス採取ライン１０２及び検査用フィルタ１０６，１０８の全体における温度変化を抑制することができるので、排ガス採取ライン１０２及び検査用フィルタ１０６，１０８内での結露を防止することができると共に、検査用フィルタ１０６，１０８の各初期圧損ΔＰａ０，ΔＰｂ０を一定に保つことができる。
　また、上記の第２実施形態においては、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭを酸化燃焼して除去する微粒子除去手段（再生手段）を設けることとはしていないが、図８に示す如く、その再生手段３００を設けることとしてもよい。この再生手段３００は、例えばヒータ（電熱線）やバーナなどである。また、再生手段３００は、例えばＤＰＦ１６の再生と同タイミングで上流側検査用フィルタ１０６の再生が行われるように作動される。かかる本発明の実施形態の変形例の構成によれば、上流側検査用フィルタ１０６に堆積するＰＭの酸化燃焼によりそのフィルタ１０６の再生を行うことができるので、ＤＰＦ１６のＰＭ堆積量を精度良く算出・推定することが可能となる。
　尚、更に、上流側検査用フィルタ１０６の下流側にＰＭが漏れる場合があるので、下流側検査用フィルタ１０８に対しても微粒子除去手段（再生手段）を設けて、下流側検査用フィルタ１０８に堆積するＰＭを酸化燃焼して除去しそのフィルタ１０８を再生することとしてもよい。
　１０，１００　排ガス浄化装置
　１２　内燃機関
　１４　排気管
　１６　ＤＰＦ
　１７，１０２　排ガス採取ライン
　１８　故障検出装置
　２０，２２，１０６，１０８　検査用フィルタ
　２４，２６，３０，３２，１１０，１１２，１１６，１１８　圧力導入管
　２８，３４，１１４，１２０　圧力センサ
　３６，１２２　演算部
　１０４　測定装置

Claims (10)

  1. 　排気流通路を流通する排ガス中に含まれる微粒子を検出する微粒子センサであって、
    　前記排気流通路上に配置され、前記微粒子を捕捉可能な第１検出フィルタと、
    　前記排気流通路上の前記第１検出フィルタの下流側に配置され、前記微粒子を捕捉可能な第２検出フィルタと、
    　前記第１検出フィルタの上流側と下流側との第１圧力差を検出する第１差圧検出手段と、
    　前記第２検出フィルタの上流側と下流側との第２圧力差を検出する第２差圧検出手段と、
    　前記第１差圧検出手段による検出結果と前記第２差圧検出手段による検出結果とに基づいて、前記微粒子の量を検出する微粒子量検出手段と、
    　を備えることを特徴とする微粒子センサ。
  2. 　前記第１検出フィルタ及び第２検出フィルタは、前記排気流通路上の温度分布が略同じ箇所に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された微粒子センサ。
  3. 　前記第１検出フィルタ及び第２検出フィルタを略同一温度に保つ保温手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載された微粒子センサ。
  4. 　前記第１検出フィルタ又は前記第２検出フィルタに捕捉された微粒子を除去するための微粒子除去手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載された微粒子センサ。
  5. 　前記微粒子除去手段は、捕捉された微粒子を燃焼させて除去するヒータ又はバーナであることを特徴とする請求項４に記載された微粒子センサ。
  6. 　前記微粒子量検出手段は、
    　前記第１圧力差と前記第２圧力差との初期比と、前記第２差圧検出手段により検出される前記第２圧力差と、の関係に基づいて、該第２差圧検出手段による該第２圧力差の検出時と同じ環境下における前記第１圧力差の初期値を推定する第１圧力差初期値推定手段と、
    　前記第１圧力差初期値推定手段により推定される前記第１圧力差の初期値と、前記第１差圧検出手段により検出される前記第１圧力差と、の比を算出する比算出手段と、を有し、
    　前記比算出手段により算出される前記比に基づいて、前記微粒子の量を検出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載された微粒子センサ。
  7. 　前記第１検出フィルタと前記第２検出フィルタとは、互いに略同じ性能を有するフィルタであり、
    　前記微粒子量検出手段は、前記第１差圧検出手段により検出される前記第１圧力差と、前記第２差圧検出手段により検出される前記第２圧力差と、の差を算出する差算出手段を有し、前記差算出手段により算出される前記差に基づいて、前記微粒子の量を検出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載された微粒子センサ。
  8. 　前記第１検出フィルタと前記第２検出フィルタとは、単一成形体により構成されることを特徴とする請求項７に記載された微粒子センサ。
  9. 　内燃機関から排出される排ガスが流通する排気管上に設けられ、前記排気管を流通する排ガス中に含まれる微粒子を捕捉可能な微粒子捕捉フィルタを備える排ガス浄化装置であって、
    　前記微粒子捕捉フィルタの上流側において前記排ガスの一部を請求項１乃至８の何れか一項に記載された微粒子センサへ導く上流側排ガス導入手段と、
    　前記微粒子センサによって検出された前記微粒子の量に基づいて、前記微粒子捕捉フィルタに堆積する微粒子の量を算出する微粒子堆積量算出手段と、
    　を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
  10. 　内燃機関から排出される排ガスが流通する排気管上に設けられ、前記排気管を流通する排ガス中に含まれる微粒子を捕捉可能な微粒子捕捉フィルタを備える排ガス浄化装置であって、
    　前記微粒子捕捉フィルタの下流側において前記排ガスの一部を請求項１乃至８の何れか一項に記載された微粒子センサへ導く下流側排ガス導入手段と、
    　前記微粒子センサによって検出された前記微粒子の量に基づいて、前記微粒子捕捉フィルタの故障を診断するフィルタ故障診断手段と、
    　を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
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