WO2016147711A1

WO2016147711A1 - 粒子状物質検出システム

Info

Publication number: WO2016147711A1
Application number: PCT/JP2016/052687
Authority: WO
Inventors: 小池　和彦; 弘宣下川; 田村　昌之; 真宏山本; 豪宮川; 友隆毛利
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-09-22
Also published as: JP2016170118A

Abstract

　粒子状物質検出システムは、フィルタと、粒子状物質センサと、制御部とを備えている。フィルタは、排ガスｇに含まれる粒子状物質を捕集する。粒子状物質センサは、フィルタよりも排ガスｇの下流に設けられている。粒子状物質センサは、フィルタによって捕集されなかった粒子状物質を検出する。粒子状物質センサは、一対の電極と、被堆積部と、ヒータとを備える。制御部は、フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼すると同時に、粒子状物質センサのヒータを発熱させるよう構成されている。

Description

粒子状物質検出システム

　本発明は、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、該フィルタよりも排ガスの下流に設けられた粒子状物質センサと、該粒子状物質センサに接続した制御部とを備える粒子状物質検出システムに関する。

　内燃機関の排ガスに含まれる粒子状物質（PM:　Particulate　Matter）を捕集するフィルタと、該フィルタよりも排ガスの下流に設けられた粒子状物質センサと、該粒子状物質センサに接続した制御部とを備える粒子状物質検出システムが知られている。例えば、下記の特許文献１は、このような粒子状物質検出システムを開示している。特許文献１に示される粒子状物質検出システムは、フィルタを通過した排ガスに含まれる粒子状物質の濃度を、上記粒子状物質センサによって測定するよう構成されている。

　粒子状物質センサは、互いに離間した状態で配された一対の電極と、該一対の電極間に設けられ粒子状物質が堆積する被堆積部とを備える。粒子状物質は主に煤からなり、導電性を有する。そのため、上記被堆積部に粒子状物質が堆積し、電極間を短絡すると、電極間に電流が流れる。この電流値を測定することにより、排ガス中の粒子状物質の濃度を測定するようになっている。測定した濃度が所定値よりも高い場合には、例えば、上記制御部によって、フィルタが故障していると判断される。

　フィルタを長時間使用していると、排ガスに含まれる粒子状物質がフィルタ内のセル壁に捕集され蓄積されて、その結果フィルタが目詰まりを起こす。そのため上記粒子状物質検出システムは、フィルタに捕集された粒子状物質を定期的に燃焼して除去し、フィルタを再生するよう構成されている。

特開昭５９－１９７８４７号公報

　しかしながら、上記した従来の粒子状物質検出システムでは、粒子状物質センサの感度を充分に向上できない可能性がある。すなわち、内燃機関から排出された排ガスは、内燃機関の潤滑油等を僅かに含んでいる。そのため、フィルタ内に捕集され蓄積された粒子状物質を燃焼させると、潤滑油も同時に燃焼してアッシュ（ａｓｈ、灰成分）が発生する。そして、このアッシュがフィルタから排出され、フィルタより排ガスの下流側に設けられた粒子状物質センサ内に導入され、粒子状物質センサ内の電極に付着することがある。このアッシュは導電性が低いため、アッシュが上記電極の表面に付着すると電極間に電流が流れにくくなる。そのため、粒子状物質センサの感度が低下するという課題があった。

　本発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、粒子状物質センサの感度をより向上し、感度を長期間維持可能な粒子状物質検出システムを提供するものである。

　本発明の一態様は、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、該フィルタよりも上記排ガスの下流に設けられ、上記フィルタによって捕集されなかった上記粒子状物質を検出する粒子状物質センサと、該粒子状物質センサに接続した制御部とを備えた粒子状物質検出システムである。上記粒子状物質センサは、互いに離間した状態で配された一対の電極と、該一対の電極の間に設けられ、上記粒子状物質が堆積する被堆積部と、上記電極及び上記被堆積部を加熱するヒータとを有することを特徴とする。上記制御部は、上記フィルタに捕集された上記粒子状物質を燃焼するときに、上記ヒータを発熱させるよう構成されていることを特徴とするものである。

　上記粒子状物質検出システムでは、フィルタに捕集され蓄積されている粒子状物質を燃焼して除去するときに、粒子状物質センサ内に設けられたヒータを発熱させるよう構成されている。そのため、フィルタ内に捕集され蓄積されている粒子状物質が燃焼してアッシュ（ａｓｈ、灰成分）が発生し、このアッシュを含む排ガスがフィルタから排出され、粒子状物質センサ内に導入されても、アッシュが粒子状物質センサの電極に付着しにくくなる。すなわち、ヒータが発熱すると、上記電極の温度が、周囲の排ガスの温度よりも高くなる。そのため、排ガス中のアッシュは、高温になっている電極から遠ざかる力（熱泳動力）を受ける。したがって、アッシュが粒子状物質センサの電極に付着しにくくなり、粒子状物質センサの感度を高め維持することができる。

　以上のごとく、本発明に係る粒子状物質検出システムでは、粒子状物質センサの感度を高め、長期間維持できるという効果を備えている。

実施例１に係る粒子状物質検出システムの概念図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムの制御部の動作を示すフローチャートである。実施例１に係る粒子状物質検出システムの粒子状物質センサの分解斜視図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムの粒子状物質センサの断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムのフィルタの斜視図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムのフィルタの断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムにおける、粒子状物質を燃焼させる直前の状態を示すフィルタの拡大断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムにおける、粒子状物質を燃焼させた直後の状態を示すフィルタの拡大断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムの粒子状物質検出センサにおいて、ヒータが発熱しアッシュの付着が抑制されている状態を示す断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムにおいて、フィルタの温度が粒子状物質の発火温度よりも低くなることで粒子状物質層が形成された状態を示すフィルタの拡大断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムにおいて、フィルタの再生が終了した後の状態を示す粒子状物質センサの断面図である。実施例１に係る粒子状物質検出システムの補助制御部のフローチャートである。実施例２に係る粒子状物質検出システムの、粒子状物質センサの斜視図である。実施例２に係る粒子状物質検出システムの、粒子状物質センサの分解斜視図である。実施例２に係る粒子状物質検出システムの、粒子状物質センサの断面図である。実施例２に係る粒子状物質検出システムにおいて、ヒータが発熱し、アッシュの付着を抑制している状態を示す粒子状物質センサの拡大断面図である。比較例における、粒子状物質センサの拡大断面図である。従来例における、粒子状物質センサの断面図である。図１８に示した粒子状物質センサの拡大図である。

　本願発明に係る粒子状物質検出システムは、例えば、ディーゼル車に搭載して使用できるものであり、ディーゼル車用の粒子状物質検出システムを構成することができる。

（実施例１）実施例１に係る粒子状物質検出システム１について、図１～図１２を参照しながら以下に説明する。図１に示すように、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１は、フィルタ２と、粒子状物質センサ３と、制御部４とを備える。フィルタ２は、排ガスｇ内に含まれる粒子状物質５を捕集する。粒子状物質センサ３は、フィルタ２よりも排ガスｇの下流側に設けられている。粒子状物質センサ３は、フィルタ２によって捕集されなかった粒子状物質５を検出する。制御部４は、粒子状物質センサ３に接続している。

　図３に示すように、粒子状物質センサ３は、一対の電極３１，３２と、被堆積部３３と、ヒータ３４とを備える。電極３１，３２は、所定の間隔で互いに離間した状態で配置されている。被堆積部３３は、一対の電極３１，３２の間に設けられている。被堆積部３３には、排ガスｇ内に含まれる粒子状物質５が堆積する。ヒータ３４は、電極３１，３２及び被堆積部３３を加熱する。制御部４は、フィルタ２に捕集され被堆積部３３に蓄積された粒子状物質５を燃焼するときに、ヒータ３４を発熱させるよう構成されている。

　例えば、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１は、ディーゼル車に搭載される。フィルタ２は、図１に示すごとく、排ガス管１０に設けられている。本実施例１で使用のフィルタ２は、いわゆるＤＰＦ（Diesel　Particulate　Filter）である。上述したように、フィルタ２よりも排ガスｇの下流には、粒子状物質センサ３が設けられている。また、フィルタ２よりも排ガスｇの上流には酸化触媒１４が設けられている。この酸化触媒１４を用いて、排ガスｇ内に含まれるＨＣやＣＯ等の有害物質を酸化浄化している。

　フィルタ２には、該フィルタ２の温度を測定する温度センサ１１が取り付けられている。また、フィルタ２の上流側と下流側とに、それぞれ圧力センサ１２，１３を取り付けられている。粒子状物質センサ３、圧力センサ１２，１３、温度センサ１１は、制御部４に接続されている。

　排ガスｇがフィルタ２内に導入されると、排ガスｇ中の粒子状物質５がフィルタ２によって捕集される。その後、フィルタ２を通過した排ガスｇに含まれる粒子状物質５の濃度を、粒子状物質センサ３によって検出している。排ガスｇに含まれる粒子状物質５の濃度が予め定められた上限値よりも高くなった場合には、制御部４は、フィルタ２が故障していると判断する。そして、フィルタ２の交換を促す信号を発生させる。

　フィルタ２を長時間使用していると、排ガスｇ内に含まれている粒子状物質５がフィルタ２内に蓄積するので、フィルタ２内が粒子状物質によって詰まってくる。本実施例１に係る粒子状物質検出システム１では、２つの圧力センサ１２，１３を用いて、フィルタ２の上流側の圧力と、下流側の圧力とを測定し、これらの圧力の差が所定値を超えた場合には、フィルタ２内に粒子状物質が詰まっていると判断する。そして、制御部４は、フィルタ２を再生するため、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼させる。

　フィルタ２で捕集され、フィルタ２内に蓄積された粒子状物質５には、ディーゼルエンジンの潤滑油が混じっている。この状態で、フィルタ２を再生するために粒子状物質５を燃焼させると、潤滑油も同時に燃焼し、これによってアッシュ６（ａｓｈ、灰成分、図８参照）が発生する。アッシュ６は、フィルタ２から外部に排出されることになる。上述したように、アッシュ６は導電性が低いため、粒子状物質センサ３に内の電極３１，３２にアッシュ６が付着すると、粒子状物質センサ３の感度が低下するおそれがある。そのため本実施例１に係る粒子状物質検出システム１では、制御部４が、粒子状物質５を燃焼させてアッシュ６を発生させるときに、粒子状物質センサ３のヒータ３４も同時に発熱させている（図９参照）。これにより、アッシュ６は、電極３１，３２から離れる力（熱泳動力Ｆ）を受け、アッシュ６が電極３１，３２に付着することを抑制している。

　次に、粒子状物質センサ３の構造について詳細に説明する。図３に示すごとく、本例の粒子状物質センサ３は、セラミック製のセンサ本体部３３０を備える。このセンサ本体部３３０の表面に、上記電極３１，３２が形成されている。また、センサ本体部３３０内には、上記ヒータ３４が設けられている。センサ本体部３３０のうち、電極３１，３２間に存在する部位が、上記被堆積部３３になっている。

　図３に示すように、粒子状物質センサ３の電極３１，３２は、櫛歯状に形成されている。一対の電極３１，３２は、互いに離間した状態で対向配置されている。粒子状物質センサ３を用いる場合には、制御部４により、電極３１，３２間に直流電圧を加える。これにより、電極３１，３２間に電界を発生させ、静電気力によって、粒子状物質５を吸引する。粒子状物質５が被堆積部３３に堆積し、電極３１，３２間を短絡すると、電極３１，３２間に電流が流れる。この電流値を測定することにより、粒子状物質５の濃度を測定するようになっている。

　被堆積部３３上に、粒子状物質５が多く堆積すると、電流値が飽和してくる。そのため本例では、ヒータ３４を発熱させて、被堆積部３３や電極３１，３２に堆積した粒子状物質５を燃焼させている。これにより、粒子状物質センサ３を再生するようにしている。

　なお、図４に示すごとく、粒子状物質センサ３には、カバー３９が取り付けられる。カバー３９には、複数の貫通孔３９０を形成してある。この貫通孔３９０を通って、排ガスｇがカバー３９内に入る。本例では、電極３１，３２及び被堆積部３３を、排ガスｇの上流側に向けている。これにより、被堆積部３３に多くの排ガスｇが吹き付けられるようにし、粒子状物質センサ３の感度を高めている。

　次に、フィルタ２の構造について説明する。図５に示すごとく、本例のフィルタ２は、円筒状の外皮２０と、該外皮２０内に形成された多角形格子状のセル壁２１とを備える。フィルタ２には、セル壁２１によって囲まれたセル２２が、複数個形成されている。このセル２２内を排ガスｇが通過するようになっている。

　セル壁２１は、コージェライト等の多孔質材料によって形成されている。また、図６に示すごとく、セル２２には、上流開口セル２２ａと、下流開口セル２２ｂとがある。上流開口セル２２ａは、上流側の端部が開口し、下流側の端部が封止されたセル２２である。下流開口セル２２ｂは、上流側の端部が封止され、下流側の端部が開口したセル２２である。排ガスｇは、上流開口セル２２ａの上流開口端２２１から流入し、セル壁２１内を通過して、隣のセルである下流開口セル２２ｂに移動する。このとき、セル壁２１によって、排ガスｇ中の粒子状物質５が捕集される。排ガスｇは、その後、下流開口セル２２ｂを通り、下流開口セル２２ｂの下流開口端２２２から流出する。

　次に、実施例１に係る粒子状物質検出システム１の制御部４の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。同図に示すごとく、制御部４は、まず、フィルタ２の再生を開始するか否かを判断する（ステップＳ１）。この判断は、例えば、２つの圧力センサ１２，１３（図１参照）によってそれぞれ測定した圧力の差に基づいて判断する。すなわち、フィルタ２が粒子状物質５によって詰まると（図７参照）、フィルタ２の上流側と下流側とで圧力差が大きくなる。そのため、圧力差が所定値以上になった場合には、ステップＳ１において、フィルタ２の再生を開始する（Ｙｅｓ）と判断する。また、圧力差が所定値未満の場合は、フィルタ２が詰まっていないと考えられるため、フィルタ２の再生を開始しない（Ｎｏ）と判断する。

　ステップＳ１においてＹｅｓと判断された場合は、処理の流れはステップＳ２に移り、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼する。ステップＳ２では、例えば、ディーゼル燃料を酸化触媒１４（図１参照）に噴射して燃焼させ、この燃焼熱を利用して、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼する。又は、フィルタ２内に加熱部材（図示しない）を設けておき、この加熱部材を用いて、粒子状物質５を燃焼してもよい。

　ステップＳ２では、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼させ、これと同期して、即ち同時に、粒子状物質センサ３のヒータ３４を発熱させる。図８に示すごとく、粒子状物質５が燃焼すると、粒子状物質５に含まれていた潤滑油が燃焼し、アッシュ６が発生する。アッシュ６は、セル壁２１の細孔２１０を通って下流開口セル２２ｂに移動し、該下流開口セル２２ｂの下流開口端２２２（図６参照）から排出される。

　アッシュ６が発生するとき、図９に示すごとく、実施例１に係る粒子状物質検出システム１の制御部４は、粒子状物質センサ３内のヒータ３４に電流を流すのでヒータ３４が発熱する。従って、電極３１，３２及び被堆積部３３の温度が、周囲の排ガスｇの温度よりも高くなっている。そのため、熱泳動力Ｆが発生し、アッシュ６が電極３１，３２に付着しにくくなる。

　図２に示すごとく、ステップＳ２を行った後、処理の流れはステップＳ３に移る。ここでは、フィルタ２内の粒子状物質５が全て燃焼したか否かを判断する。例えば、上記２つの圧力センサ１２，１３（図１参照）によって測定された圧力の差が所定値以下になった場合には、粒子状物質５が全て燃焼した（Ｙｅｓ）と判断し、処理の流れはステップＳ４に進む。

　ステップＳ４では、フィルタ２の再生を終了させる。すなわち、ディーゼル燃料を酸化触媒１４へ噴射することを停止する。ステップＳ４の後、処理の流れはステップＳ５に移る。ここでは、フィルタ２の温度が、粒子状物質５の発火温度よりも低い、予め定められた温度Ｔａ以下になったか否かを判断する。この温度Ｔａは、例えば６００℃に設定することができる。フィルタ２の温度が、粒子状物質５の発火温度よりも充分に下がると、図１０に示すごとく、排ガスｇに含まれている粒子状物質５がセル壁２１に堆積して、粒子状物質層５０が形成される。排ガスｇには、元々アッシュ６が僅かに含まれているが、粒子状物質層５０が形成されると、このアッシュ６を、粒子状物質層５０によって捕集することが可能になる。

　図２に示すように、ステップＳ５においてＹｅｓと判断された場合は、処理の流れはステップＳ６に移る。ステップＳ６で制御部４は、ヒータ３４の発熱を停止させる。このように本実施例１に係る粒子状物質検出システム１における制御部４は、フィルタ２内の粒子状物質５の燃焼が終了した後、フィルタ２が冷えて粒子状物質層５０が形成され、排ガスｇに元々含まれるアッシュ６を粒子状物質層５０によって捕集できるようになってから、ヒータ３４の発熱を停止するよう構成されている。

　次に、制御部４の構造について説明する。図１に示すごとく、本例の制御部４は、マイコン４９を備える。このマイコン４９によって、上記ステップＳ１～Ｓ６の処理を実行する。また、制御部４内には、図示しない電流測定回路や、ヒータ駆動回路等が設けられている。上記電流測定回路によって、粒子状物質５の電極３１，３２間を流れる電流値を測定している。また、ヒータ駆動回路によって、ヒータ３４に電流を流している。

　また、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１は、補助制御部４０を備える。補助制御部４０は、粒子状物質センサ３に付着するアッシュ６の量を、より低減するように、ヒータ３４の制御を行う。すなわち、エンジンの出力が一時的に高くなった場合等に、排ガスｇの温度が高くなり、フィルタ２内の粒子状物質５が自然燃焼することがある。このときアッシュ６が発生して、粒子状物質センサ３内に付着するおそれが考えられる。そのため本実施例１に係る補助制御部４０は、フィルタ２内の粒子状物質５が自然燃焼した場合には、ヒータ３４を発熱させる。本実施例１に係る補助制御部４０は、制御部４と一体的に形成されている。

　補助制御部４０の動作について、図１２のフローチャートを用いて説明する。補助制御部４０は、まず、フィルタ２内の粒子状物質５が自然燃焼したか否かを判断する（ステップＳ１１）。この判断は、例えば、エンジンの出力が所定値以上になったか否かによって判断する。または、温度センサ１１の測定値を用いて判断してもよい。ステップＳ１１でＹｅｓと判断された場合は、ステップＳ１２に移り、ヒータ３４の発熱を開始する。これにより、電極３１，３２（図９参照）の周囲に熱泳動力Ｆを発生させ、フィルタ２内の粒子状物質５が自然燃焼して生じたアッシュ６が、電極３１，３２に付着することを抑制している。

　ステップＳ１２の後、処理の流れはステップＳ１３に移る。ここでは、フィルタ２の温度が、粒子状物質５の発火温度よりも低い、予め定められた温度Ｔａ以下になったか否かを判断する。フィルタ２の温度が、粒子状物質５の発火温度よりも充分に下がると、図１０に示すごとく、排ガスｇ内に含まれている粒子状物質５がセル壁２１に堆積して、粒子状物質層５０が形成される。この粒子状物質層５０によって、排ガスｇ内に元々含まれているアッシュ６を捕集できるようになる。

　ステップＳ１３においてＹｅｓと判断された場合は、処理の流れはステップＳ１４に移り、ヒータ３４の発熱を停止する。このように本実施例１に係る補助制御部４０は、フィルタ２内の粒子状物質５の自然燃焼が終了した後、フィルタ２が冷えて粒子状物質層５０がされ、排ガスｇに元々含まれるアッシュ６を粒子状物質層５０によって捕集できるようになってから、ヒータ３４の発熱を停止するよう構成されている。

　本例の作用効果について説明する。図２に示すごとく、本例の粒子状物質検出システム１は、フィルタ２に捕集された粒子状物質５を燃焼するときに、ヒータ３４を発熱させるよう構成されている（ステップＳ２）。そのため、フィルタ２内の粒子状物質５が燃焼してアッシュ６が発生し、このアッシュ６を含む排ガスｇがフィルタ２から排出されても、アッシュ６が粒子状物質センサ３の電極３１，３２等に付着しにくくなる。すなわち、ヒータ３４が発熱すると、電極３１，３２の温度が、周囲の排ガスｇの温度よりも高くなる。そのため、排ガスｇ中のアッシュ６は、高温になっている電極３１，３２から遠ざかる力（熱泳動力Ｆ）を受ける。したがって、電極３１，３２にアッシュが付着しにくくなり、粒子状物質センサの感度を高めることができる。

　ここで仮に、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼させるときにヒータ３４を発熱させなかったとすると、図１８、図１９に示すごとく、発生したアッシュ６が電極３１，３２の表面に付着する可能性が生じる。アッシュ６は導電性が低いため、この後に粒子状物質５が付着しても、電極３１，３２間に電流が流れにくくなる。そのため、粒子状物質センサ３の感度が低下しやすくなる。これに対して、本発明の実施例１に係る粒子状物質検出システム１のように、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼させるときにヒータ３４を発熱させれば、電極３１，３２にアッシュ６が付着することを抑制でき、上記問題を抑制できる。

　また、本実施例１に係る制御部４は、図２に示すごとく、粒子状物質５の燃焼が終了した後、フィルタ２の温度が、粒子状物質５の発火温度よりも低い、予め定められた温度Ｔａ以下になってから、ヒータ３４の発熱を停止するよう構成されている（ステップＳ４～Ｓ６）。このようにすると、フィルタ２内に粒子状物質層５０（図１０参照）が形成されてから、ヒータ３４の発熱を停止することができる。そのため、粒子状物質センサ３の感度をより高めることができる。すなわち、粒子状物質５の燃焼が終了した後、粒子状物質層５０が形成されるまでの時間帯に、排ガスｇに元々含まれていたアッシュ６がフィルタ２を通り抜けることがあるが、制御部４が上記した制御構成にすると、この時間帯はヒータ３４が発熱するよう制御しているので、アッシュ６が電極３１，３２に付着しにくくなる。そのため、粒子状物質センサ３の感度をより高めることができる。

　また、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１の制御部４は、ヒータ３４が発熱しているときに、一対の電極３１，３２の間に電圧を加えないよう構成されている。そのため、電極３１，３２間に電界が発生し、静電気力によって、アッシュ６が電極３１，３２に吸引されることを抑制できる。したがって、電極３１，３２にアッシュ６がより付着しにくくなり、粒子状物質センサ３の感度をより高めることができる。

　また、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１は、制御部４に加えて、補助制御部４０を備える。図１２に示すごとく、補助制御部４０はフィルタ２に捕集された粒子状物質５が自然燃焼しているか否かを判断し（ステップＳ１１）、自然燃焼していると判断した場合に、ヒータ３４を発熱させる（ステップＳ１２）よう構成されている。そのため、フィルタ２内の粒子状物質５が自然燃焼して発生したアッシュ６が、粒子状物質センサ３の電極３１，３２に付着することを抑制できる。そのため、粒子状物質センサ３の感度をより高めることができる。

　また、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１の補助制御部４０は、図１２に示すごとく、粒子状物質５の自然燃焼が終了した後、フィルタ２の温度が、粒子状物質５の発火温度よりも低い、予め定められた温度Ｔａ以下になってから、ヒータ３４の発熱を停止するよう構成されている（ステップＳ１３、Ｓ１４）。このようにすると、フィルタ２内に粒子状物質層５０（図１０参照）が形成されてから、ヒータ３４の発熱を停止することができる。そのため、粒子状物質センサ３の感度を、より高めることができる。すなわち、粒子状物質５の自然燃焼が終了した後、粒子状物質層５０が形成されるまでの時間帯に、排ガスｇに元々含まれていたアッシュ６がフィルタ２を通り抜けることがあるが、上記構成を有する実施例１に係る粒子状物質検出システムでは、この時間帯はヒータ３４が発熱しているため、アッシュ６が電極３１，３２に付着しにくくなる。そのため、粒子状物質センサ３の感度をより高めることができる。

　以上のごとく、本実施例１に係る粒子状物質検出システム１によれば、粒子状物質センサ３の感度をより向上させ長期間維持可能な粒子状物質検出システムを提供することができる。

　なお、本実施例１では、粒子状物質検出システム１をディーゼル車に搭載したが、本発明はこれに限るものではなく、ガソリン車に搭載することもできる。

（実施例２）実施例２に係る粒子状物質検出システムでは、粒子状物質センサ３の構造を変更した例である。図１４に示すごとく、本例の粒子状物質センサ３は、セラミック製の複数の板状部３３５を備える。これら複数の板状部３３５を積層して、粒子状物質センサ３を形成してある（図１３参照）。板状部３３５の表面には、電極３１，３２が形成されている。また、一部の板状部３３５には、ヒータ３４も形成されている。

　板状部３３５には、貫通ビア３８が形成されている。貫通ビア３８内には、金属製の接続部が形成されている。この接続部を用いて、２種類の電極３１，３２のうち一方の電極３１同士、および他方の電極３２同士を接続している。

　図１３に示すごとく、直方体形状を呈する粒子状物質センサ３の端面から、電極３１，３２が露出している。また、図１６に示すごとく、板状部３３５の端部は、粒子状物質５が堆積する被堆積部３３になっている。

　図１３または図１６に示すごとく、電極３１，３２は、被堆積部３３の表面３３１から突出しないよう構成されている。電極３１，３２の露出面３００と、被堆積部３３の表面３３１とは、面一にされている。

　また、図１５に示すごとく、本実施例２に係る粒子状物質センサでは、実施例１に係る粒子状物質センサ３の構成と同様に、粒子状物質センサ３にカバー３９を取り付けてある。カバー３９には、貫通孔３９０が形成されている。この貫通孔３９０を通って、排ガスｇがカバー３９内に入るようになっている。粒子状物質センサ３は、電極３１，３２の露出面３００の法線方向（Ｚ方向）と、排ガス管１０（図１参照）の径方向とが一致するように、排ガス管１０に取り付けられている。その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例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、実施例１と同様の構成要素等を表す。

　本実施例２に係る粒子状物質検出システムの作用効果について説明する。図１６に示すごとく、本例における粒子状物質センサ３の電極３１，３２は、被堆積部３３の表面３３１から突出しないよう構成されている。そのため、本発明の効果を得やすい。すなわち、図１１に示すごとく、電極３１，３２が被堆積部３３の表面３３１から突出している場合は、電極３１，３２の露出面３００の面積を大きくすることができる。そのため、付着するアッシュ６の量が僅かであれば、電極３１，３２が全てアッシュ６によって被覆されない。したがって、露出面３００のうちアッシュ６に被覆されていない部位に粒子状物質５が付着すれば、電極３１，３２間に電流が流れ、粒子状物質センサ３として機能し得る。これに対して、図１６に示すごとく、本実施例２に係る粒子状物質検出システムのように、電極３１，３２が被堆積部３３の表面３３１から突出していない場合は、露出面３００の面積が少ない。そのため、図１７に示すごとく、付着するアッシュ６の量が僅かであっても、露出面３００が被覆されてしまい、電極３１，３２間に電流が流れなくなってしまう。つまり、本実施例２に係る粒子状物質センサ３は、アッシュ６が付着すると、感度が低下しやすい構造になっている。そのため、フィルタ２内の粒子状物質５を燃焼するときに、ヒータ３４を発熱させて、アッシュ６が電極３１，３２に付着しにくくなるようにした効果は大きい。その他、実施例２に係る粒子状物質検出システムは、実施例１に係る粒子状物質検出システムと同様の構成および作用効果を備える。

　１　粒子状物質検出システム、２　フィルタ、３　粒子状物質センサ、３１，３２　電極、３３　被堆積部、３４　ヒータ、４　制御部、５　粒子状物質、ｇ　排ガス。

Claims

　排ガス（ｇ）に含まれる粒子状物質（５）を捕集するフィルタ（２）と、
　該フィルタ（２）よりも上記排ガス（ｇ）の下流に設けられ、上記フィルタ（２）によって捕集されなかった上記粒子状物質（５）を検出する粒子状物質センサ（３）と、
　該粒子状物質センサ（３）に接続した制御部（４）とを備え、
　上記粒子状物質センサ（３）は、互いに離間した状態で配された一対の電極（３１，３２）と、該一対の電極（３１，３２）の間に設けられ、上記粒子状物質（５）が堆積する被堆積部（３３）と、上記電極（３１，３２）及び上記被堆積部（３３）を加熱するヒータ（３４）とを有し、
　上記制御部（４）は、上記フィルタ（２）に捕集された上記粒子状物質（５）を燃焼するときに、上記ヒータ（３４）を発熱させるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出システム（１）。
　上記制御部（４）は、上記フィルタ（２）に捕集された上記粒子状物質（５）の燃焼が終了した後、上記フィルタ（２）の温度が、上記粒子状物質（５）の発火温度よりも低い、予め定められた温度（Ｔａ）以下になってから、上記ヒータ（３４）の発熱を停止させるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子状物質検出システム（１）。
　上記制御部（４）は、上記ヒータ（３４）が発熱しているときに、上記一対の電極（３１，３２）の間に電圧を加えないよう構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粒子状物質検出システム（１）。
　上記粒子状物質センサ（３）に接続した補助制御部（４０）をさらに備え、該補助制御部（４０）は、上記フィルタ（２）に捕集された上記粒子状物質（５）が自然燃焼しているか否かを判断し、自然燃焼していると判断した場合に、上記ヒータ（３４）を発熱させるよう構成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の粒子状物質検出システム（１）。
　上記粒子状物質センサ（３）の上記電極（３１，３２）は、上記被堆積部（３３）の表面（３３１）から突出しないよう構成されていることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の粒子状物質検出システム（１）。