WO2018216561A1 - 粒子状物質検出システム - Google Patents

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WO2018216561A1
WO2018216561A1 PCT/JP2018/018866 JP2018018866W WO2018216561A1 WO 2018216561 A1 WO2018216561 A1 WO 2018216561A1 JP 2018018866 W JP2018018866 W JP 2018018866W WO 2018216561 A1 WO2018216561 A1 WO 2018216561A1
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particulate matter
capacitor
voltage
electrodes
detection system
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PCT/JP2018/018866
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好太 山越
真吾 中田
周作 山村
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株式会社デンソー
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Definitions

  • This disclosure relates to a particulate matter detection system for detecting particulate matter contained in exhaust gas.
  • PM detection system As a particulate matter detection system (hereinafter also referred to as PM detection system) for detecting particulate matter (Particulate Matter: hereinafter referred to as PM) contained in exhaust gas, a pair of electrodes and a pair of electrodes between the pair of electrodes There is known a detector provided with a detector having a deposited surface on which the particulate matter is deposited (see Patent Document 1 below).
  • the amount of PM deposited on the deposition surface that is, the amount of PM contained in the exhaust gas is measured by measuring the current flowing between the pair of electrodes.
  • a current sensor is connected to the electrode, and the current that flows when the pair of electrodes are conducted by PM is measured by the current sensor.
  • PM detection tends to take time. That is, when PM detection is started, PM gathers on the deposition surface, and first, one PM current path is formed between the pair of electrodes. As a result, a slight current starts flowing between the electrodes. Thereafter, the number of current paths gradually increases, and the current gradually increases (see FIG. 57).
  • the current rise rate is relatively slow and it takes time to reach a value that can be measured by the current sensor. Therefore, it takes time to detect PM.
  • the PM resistivity varies greatly depending on the operating state of the engine that discharges the PM, the temperature of the PM, and the like. Therefore, if the PM resistivity is different, the value of the current flowing between the pair of electrodes varies even if the PM deposition amount is the same (see FIG. 58). Therefore, the PM detection accuracy is low.
  • This disclosure is intended to provide a particulate matter detection system that can detect PM in a short time and can improve the detection accuracy of PM.
  • a first aspect of the present disclosure is a particulate matter detection system for detecting particulate matter contained in exhaust gas,
  • a particulate matter detection sensor in which at least one detection unit including a pair of electrodes and a deposition surface that is interposed between the pair of electrodes and on which the particulate matter is deposited;
  • a capacitor connected in series to the detection unit;
  • a power source that applies a DC voltage to a series body composed of the detection unit and the capacitor, connected in series with each other;
  • a particulate matter detection system comprising: a voltage measurement unit that measures the voltage of the capacitor.
  • a second aspect of the present disclosure is a particulate matter detection system for detecting particulate matter contained in exhaust gas,
  • a particulate matter detection sensor in which at least one detection unit including a pair of electrodes and a deposition surface that is interposed between the pair of electrodes and on which the particulate matter is deposited;
  • a resistor connected in series to the detector;
  • a power source that applies a DC voltage to a series body composed of the detection unit and the resistor connected in series with each other;
  • a voltage measuring unit for measuring the voltage drop of the resistor, The resistance is determined so that the voltage drop generated when the pair of electrodes are conducted by the particulate matter is 1/1000 or more of the DC voltage of the power source.
  • a capacitor is connected in series to the detection unit. And the voltage of a capacitor
  • resistance is connected in series with the detection part.
  • the voltage drop of this resistor is measured by a voltage measuring unit.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in Embodiment 1 in a state where the detection unit is not conducted by PM.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in a state where the detection unit is conducted by PM in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing a change with time of the voltage of the capacitor in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the attachment position of the PM sensor in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in a state where the detection unit is not conducted by PM in the second embodiment.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in a state where the detection unit is conducted by PM in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the time change of the voltage drop of the resistor in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in the third embodiment.
  • FIG. 11A and 11B show the particulate matter in Embodiment 3 when (a) PM is not deposited, (b) when only one of the detectors is conducted by PM, and (c) when both detectors are conducted by PM.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the third embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the fourth embodiment.
  • 14A and 14B show the particulate matter in Embodiment 4 where (a) PM is not deposited, (b) only one detector is conducted by PM, and (c) two detectors are conducted by PM.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a circuit diagram of a particulate matter detection system in the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the fifth embodiment.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the seventh embodiment.
  • FIG. 21 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the eighth embodiment.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the ninth embodiment.
  • FIG. 24 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in the tenth embodiment.
  • FIG. 25 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the tenth embodiment.
  • FIG. 26 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in Embodiment 10 in which the structure of the PM sensor is further changed.
  • FIG. 27 is a conceptual diagram of the particulate matter detection system in the eleventh embodiment.
  • FIG. 28 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the twelfth embodiment.
  • FIG. 29 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in which the structure of the PM sensor is changed in the twelfth embodiment.
  • FIG. 30 shows a particulate matter in Embodiment 13 where (a) PM is not deposited (b) only one detection unit is conducted by PM (c) two detection units are conducted by PM It is the graph showing the conceptual diagram of a detection system, and the time change of a power supply voltage.
  • FIG. 31 is a circuit diagram of the particulate matter detection system in the fourteenth embodiment.
  • FIG. 32 is a graph showing a change over time in the voltage of the detection unit in the fourteenth embodiment.
  • FIG. 33 is a flowchart of the control unit according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 34 is a conceptual diagram of a particulate matter detection system in the fifteenth embodiment.
  • FIG. 35 is a graph in which the time variation of the capacitor voltage in the fifteenth embodiment is examined for a new particulate matter detection sensor and a poisoned particulate matter detection sensor.
  • FIG. 36 is a graph showing changes in the capacitor voltage over time when the particulate matter detection sensor is normal in the fifteenth embodiment.
  • FIG. 37 is a graph showing the change over time of the capacitor voltage when the particulate matter detection sensor in the fifteenth embodiment fails.
  • FIG. 38 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned off in the fifteenth embodiment.
  • FIG. 39 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned on in the fifteenth embodiment.
  • FIG. 40 is a flowchart of the control unit in the fifteenth embodiment.
  • FIG. 41 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned off during normal measurement in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 42 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned on during normal measurement in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 43 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned off when coarse PM is adhered in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 44 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned on when coarse PM is adhered in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 44 is a schematic circuit diagram of the particulate matter detection system when the switch is turned on when coarse PM is adhered in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 45 is a graph showing the change over time of the capacitor voltage during normal measurement and when coarse PM is adhered in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 46 is a flowchart of the control unit in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 47 is a circuit diagram of the particulate matter detection system in Example 17.
  • FIG. 48 is a graph showing the change with time of the capacitor voltage in the eighteenth embodiment.
  • FIG. 49 is a circuit diagram of a particulate matter detection system as a comparative example in Experimental Example 1.
  • FIG. 50 is a graph obtained by measuring the time change of the outputs of the new particulate matter detection sensor and the particulate matter detection sensor to which ash is attached, using the circuit of FIG.
  • FIG. 51 is a circuit diagram of the particulate matter detection system in Experimental Example 1.
  • FIG. 50 is a graph obtained by measuring the time change of the outputs of the new particulate matter detection sensor and the particulate matter detection sensor to which ash is attached, using the circuit of FIG.
  • FIG. 51
  • FIG. 52 is a graph obtained by measuring the time change of the outputs of the new particulate matter detection sensor and the particulate matter detection sensor to which ash is attached using the circuit of FIG.
  • FIG. 53 is a graph obtained by measuring the outputs of the normal particulate matter detection sensor and the thermally deteriorated particulate matter detection sensor in Experimental Example 2 using the circuit of FIG.
  • FIG. 54 is a graph obtained by measuring the outputs of a normal particulate matter detection sensor and a thermally deteriorated particulate matter detection sensor in Experimental Example 2 using the circuit of FIG.
  • FIG. 55 is a conceptual diagram of a new particulate matter detection sensor and a thermally deteriorated particulate matter detection sensor in Experimental Example 2.
  • FIG. 53 is a graph obtained by measuring the time change of the outputs of the new particulate matter detection sensor and the particulate matter detection sensor to which ash is attached using the circuit of FIG.
  • FIG. 53 is a graph obtained by measuring the outputs of the normal particulate matter detection
  • FIG. 56 is a circuit diagram of the particulate matter detection system in the first comparative embodiment.
  • FIG. 57 is a graph showing the relationship between the amount of PM deposition and the measured current in Comparative Example 1.
  • FIG. 58 is a graph obtained by investigating the relationship between the PM deposition amount and the measurement current in PMs having different resistivities in Comparative Example 1.
  • the particulate matter detection system 1 (that is, the PM detection system 1) of the present embodiment is used for detecting PM8 contained in the exhaust gas g (see FIG. 5).
  • the PM detection system 1 includes a particulate matter detection sensor 20 (that is, the PM sensor 20), a capacitor 3, a power supply 4, and a voltage measurement unit 5.
  • a detection unit 21 is formed in the PM sensor 20.
  • the detection unit 21 includes a pair of electrodes 2 and a deposition surface 22 that is interposed between the pair of electrodes 2 and on which PM8 is deposited.
  • the capacitor 3 is connected to the detection unit 21 in series.
  • the power source 4 applies a DC voltage to a series body 10 (see FIGS. 2 and 3) that includes the detection unit 21 and the capacitor 3 connected in series.
  • the voltage measuring unit 5 is configured to measure the voltage of the capacitor 3.
  • the PM detection system 1 of this embodiment is mounted on a vehicle. As shown in FIG. 5, an exhaust pipe 13 is connected to the engine 12 of the vehicle. A filter 14 and a PM sensor 20 are attached to the exhaust pipe 13. The filter 14 collects PM8 in the exhaust gas g. The PM sensor 20 is provided on the downstream side of the exhaust gas g from the filter 14. The capacitor 3 and the like are connected to the PM sensor 20. Further, the PM detection system 1 of the present embodiment includes a control unit 7. The control unit 7 calculates the amount of PM8 in the exhaust gas g using the voltage measured by the voltage measurement unit 5. If this calculated value exceeds a predetermined upper limit value, it is determined that the filter 14 is malfunctioning.
  • the PM sensor 20 includes a heater (not shown).
  • the control unit 7 detects PM8, it first causes the heater to generate heat. Thereby, PM8 deposited on the deposition surface 22 is burned and removed. Thereafter, the heating of the heater is stopped and the measurement of PM8 is started. If the voltage of the capacitor 3 exceeds a predetermined value within a predetermined time from the start of measurement, it is determined that the filter 14 has failed.
  • the PM sensor 20 includes a main body 29 made of an insulating material, a pair of electrodes 2 embedded in the main body 29, wirings 28, and connection terminals 27.
  • the main body 29 is formed in a quadrangular plate shape.
  • the electrode 2 is exposed from the end surface S1 of the main body 29.
  • the electrode 2 is electrically connected to the power supply 4 and the capacitor 3 via the wiring 28 and the connection terminal 27.
  • the capacitance between the pair of electrodes 2 and the capacitance of the capacitor 3 are made equal. Therefore, as shown in FIG. 2, when the PM 8 current path 80 is not formed between the electrodes 2, the voltage applied to the capacitor 3 is 1 ⁇ 2 of the voltage V of the power supply 4. As shown in FIG. 3, when the current path 80 of the PM 8 is formed between the electrodes 2, the current I flows between the pair of electrodes 2, and the potential difference between the pair of electrodes 2 becomes substantially zero. Therefore, the voltage of the capacitor 3 is substantially equal to the voltage V of the power supply 4.
  • FIG. 4 shows the relationship between the amount of PM8 deposited and the voltage of the capacitor 3.
  • the voltage of the capacitor 3 is 1 ⁇ 2 V
  • the PM8 current path 80 is formed between the pair of electrodes 2. Then, the voltage of the capacitor 3 suddenly rises to V.
  • the concentration of PM8 in the exhaust gas g is high, so the filter 14 (see FIG. 5). ) Is determined to be malfunctioning.
  • the capacitor 3 is connected in series to the detection unit 21.
  • the voltage measurement unit 5 is used to measure the voltage of the capacitor 3.
  • PM8 can be detected in a short time and the detection accuracy of PM8 can be increased. That is, with the above configuration, one current path 80 is formed between the pair of electrodes 2 by the PM 8, and even when a slight current I flows, electric charge is stored in the capacitor 3, and the voltage of the capacitor 3 suddenly increases. To rise. Therefore, it can be detected in a short time that the pair of electrodes 2 are conducted by PM8. Even if the resistivity of the PM 8 varies, the voltage of the capacitor 3 greatly increases as long as the current I flows between the pair of electrodes 2. Therefore, it is possible to detect with high accuracy that the pair of electrodes 2 are conducted by PM8 without being greatly affected by the resistivity of PM8.
  • the current sensor 9 is connected to the detection unit 21, and the current I flowing through the detection unit 21 is measured using the current sensor 9.
  • the relationship between the amount of PM8 deposited and the measured current is as shown in the graph of FIG. That is, when PM8 is deposited, first, one current path 80 (see FIG. 3) of PM8 is formed between the pair of electrodes 2, and the current I starts to flow slightly. Then, as the amount of PM 8 deposited increases and the number of current paths 80 increases, the current I gradually increases. Therefore, as shown in FIG. 57, the current value does not increase suddenly but gradually increases. Therefore, it takes a long time for the current value to rise to a value that can be measured by the current sensor 9.
  • the resistivity of PM8 varies greatly depending on the state of engine 12 (see FIG. 5), the temperature of PM8, and the like. Therefore, even if the amount of PM8 discharged is the same, if the resistivity is different, the value of the current I changes. Therefore, as shown in FIG. 58, the current value largely changes depending on the resistivity of PM8, and it is difficult to accurately measure the amount of PM8 in the exhaust gas g.
  • the capacitor 3 is used as in this embodiment, even if the resistivity of PM8 is different, as long as the pair of electrodes 2 are electrically connected by PM8, the voltage of the capacitor 3 rapidly increases. . Therefore, the amount of PM8 in the exhaust gas g can be accurately measured without being greatly affected by the resistivity of PM8.
  • the PM sensor 20 and the capacitor 3 are formed separately. As will be described later, it is possible to form the capacitor 3 in the PM sensor 20 (see FIG. 10), but in this case, problems such as difficulty in adjusting the capacitance of the capacitor 3 may occur. However, if the PM sensor 20 and the capacitor 3 are formed separately as in this embodiment, the capacitor 3 having a desired capacitance can be used.
  • the electrode 2 is provided on the end surface S1 of the main body 29 of the PM sensor 20, but the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 6, the electrode 2 may be formed on the main surface S ⁇ b> 2 of the main body portion 29.
  • Embodiment 2 This embodiment is an example in which the configuration of the serial body 10 is changed. As shown in FIG. 7, in this embodiment, a resistor 6 is connected in series with the detection unit 21. The voltage drop of the resistor 6 is measured by the voltage measuring unit 5. The resistance value of the resistor 6 is determined so that a voltage drop that occurs when the pair of electrodes 2 are conducted by the PM 8 is 1/1000 or more of the DC voltage V of the power source 4.
  • the voltage of the capacitor 3 increases greatly only once (see FIG. 4). This is because if even one current path 80 is formed in the detection unit 21, charges are stored in the capacitor 3 and the voltage of the capacitor 3 is balanced with the power supply voltage V.
  • the resistor 6 when the resistor 6 is used as in the present embodiment, the voltage changes stepwise a plurality of times as shown in FIG. That is, the first current path 80 is formed at time t1, and after the voltage drop becomes V / 2 , the second current path 80 is formed at time t2. At this time, the current I flowing through the detection unit 21 increases, and the voltage drop of the resistor 6 increases.
  • the resistance value of the resistor 6 is determined so that the voltage drop when the detection unit 21 is turned on by PM8 is 1/1000 or more of the voltage V of the power supply 4. More specifically, in this embodiment, the resistance value of the resistor 6 is determined so that the voltage drop when the detection unit 21 is conducted by one current path 80 is 1/1000 or more of the voltage V of the power supply 4. Yes.
  • the voltage V of the power supply 4 is preferably 40 (V) or more, for example. If the voltage drop of the resistor 6 is 1/1000 or more of the power supply voltage V, the voltage measuring unit 5 can reliably detect it. When the voltage drop is less than V / 1000, there is a possibility that the voltage measurement unit 5 cannot detect the voltage drop.
  • This embodiment is an example in which the configuration of the PM sensor 20 is changed. As shown in FIG. 10, in this embodiment, a plurality of electrodes 2 are formed on the PM sensor 20 so as to be arranged at a predetermined interval. Both the detection unit 21 and the capacitor 3 are formed using the plurality of electrodes 2.
  • the electrode 2 includes a positive electrode 2p , a negative electrode 2n, and a measurement electrode 2m . These three electrodes 2 are exposed from the end surface S1 of the main body 29 of the PM sensor 20.
  • the positive electrode 2 p is connected to the positive terminal 41 of the power supply 4, and the negative electrode 2 n is connected to the negative terminal 42 of the power supply 4.
  • the detection unit 21 is formed using the positive electrode 2 p and the measurement electrode 2 m .
  • the capacitor 3 is formed using the measurement electrode 2 m and the negative electrode 2 n . The voltage of the capacitor 3 is measured by the voltage measuring unit 5.
  • the PM 8 is configured to be deposited between the pair of electrodes 2 (2 m , 2 n ) constituting the capacitor 3 and on the surface of the electrode 2.
  • the capacitance of the detection unit 21 and the capacitance of the capacitor 3 are substantially equal. Therefore, as shown in FIG. 11 (a), in the state where PM8 is not deposited on the detection unit 21 and the capacitor 3, the voltages of the detection unit 21 and the capacitor 3 are substantially equal, and 1 / V of the voltage V of the power source 4, respectively. 2 Therefore, the voltage of the capacitor 3 is V / 2 during the period when PM8 is not deposited on the detection unit 21 and the capacitor 3.
  • the PM 8 conducts between the pair of electrodes 2 (2 m , 2 n ) constituting the capacitor 3.
  • the resistance values of the current path 80 of the PM 8 formed in the detection unit 21 and the capacitor 3 are substantially equal, the voltage drops in these current paths 80 are equal to each other. Therefore, the voltage of the capacitor 3 is reduced to V / 2.
  • the control unit 7 (see FIG. 5) according to the present embodiment is configured so that the voltage of the capacitor 3 is V / 2 when the voltage of the capacitor 3 greatly changes twice within a predetermined time, that is, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 11 (c), when it decreases to V / 2, a large amount of PM8 is contained in the exhaust gas g, and it is determined that the filter 14 has failed.
  • the detection unit 21 is turned on first, and then the capacitor 3 is turned on. In this case, the voltage change is reversed. That is, when the capacitor 3 is turned on first, the voltage of the capacitor 3 is reduced from V / 2 to 0. Thereafter, when the detection unit 21 becomes conductive, the voltage of the capacitor 3 increases from 0 to V / 2.
  • both the detection unit 21 and the capacitor 3 are formed using the electrode 2 provided on the PM sensor 20. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost of the PM detection system 1 can be reduced.
  • PM8 is deposited between the pair of electrodes 2 (2 m , 2 n ) constituting the capacitor 3 and on the surface of the electrode 2. That is, when PM 8 is deposited on the capacitor 3, a current flows between the pair of electrodes 2 by PM 8. Therefore, the voltage of the capacitor 3 can be largely changed in each of the case where the detection unit 21 is conducted by PM8 and the case where the capacitor 3 is conducted by PM8. Therefore, a change in voltage can be generated a plurality of times, and it can be detected more reliably that the amount of PM8 in the exhaust gas g is high.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the electrode 2 is formed on the end surface S1 of the main body 29 of the PM sensor 20, but the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 12, a plurality of electrodes 2 may be formed on the main surface S ⁇ b> 2 of the main body 29, and the detection unit 21 and the capacitor 3 may be configured using the plurality of electrodes 2.
  • This embodiment is an example in which the configuration of the PM sensor 20 is changed. As shown in FIG. 13, in this embodiment, a plurality of electrodes 2 are formed on the PM sensor 20. And using these several electrodes 2, the three detection parts 21 of the 1st detection part 21a , the 2nd detection part 21b , and the 3rd detection part 21c are formed. Further, the capacitor 3 is connected in series with the plurality of detection units 21. The voltage of the capacitor 3 is measured by the voltage measuring unit 5.
  • the capacitances of the three detectors 21 and the capacitor 3 are equal to each other. Therefore, as shown in FIG. 14A, the voltage of the capacitor 3 is 1 ⁇ 4 of the voltage V of the power supply 4 in a state where PM8 is not deposited on the detection unit 21 and the capacitor 3.
  • the control unit 7 of this embodiment determines that the concentration of PM8 in the exhaust gas g is high and the filter 14 is malfunctioning. .
  • the PM sensor 20 is formed with a plurality of detectors 21 connected in series with each other. Therefore, it can be detected a plurality of times that the detection unit 21 is turned on by PM8. Therefore, it can detect more reliably that the density
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • This embodiment is an example in which the configuration of the PM sensor 20 is changed. As shown in FIGS. 15 and 16, in the present embodiment, one detection unit 21 and two capacitors 3 are formed in the PM sensor 20. The detection unit 21 and the two capacitors 3 are connected in series. Each capacitor 3 is configured such that when PM8 is deposited, conduction between the pair of electrodes 2 is caused by PM8. The voltage measuring unit 5 measures the voltages of the two capacitors 3.
  • both the detection unit 21 and the capacitor 3 are formed in the PM sensor 20. Therefore, the number of parts can be reduced.
  • a plurality of capacitors 3 are formed. Therefore, it can be measured a plurality of times that the capacitor 3 is turned on by the PM 8 and the voltage is changed. Therefore, it can be reliably detected that the concentration of PM8 in the exhaust gas g is high.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the electrode 2 is formed on the end surface S1 of the main body 29 of the PM sensor 20, but the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 17, the electrode 2 may be formed on the main surface S ⁇ b> 2 of the main body portion 29.
  • the PM sensor 20 is formed with two detection units 21 including a first detection unit 21 a and a second detection unit 21 b .
  • a separate capacitor 3 is connected to each detector 21.
  • the two detection units 21 a and 21 b are connected to different power sources 4, respectively.
  • a plurality of electrodes 2 are formed on the PM sensor 20 so as to be arranged.
  • the plurality of detection parts 21 a and 21 b are formed by the plurality of electrodes 2.
  • the electrode 2 is formed on the end surface S ⁇ b> 1 of the main body 29 of the PM sensor 20.
  • the PM sensor 20 is formed with two detection units 21 a and 21 b that are independent of each other. Therefore, the reliability of PM8 detection can be further increased.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the PM sensor 20 of this embodiment includes a plurality of positive electrodes 2p and negative electrodes 2n . These positive electrodes 2 p and negative electrodes 2 n are arranged alternately.
  • the detection unit 21 is formed by the positive electrode 2 p and the negative electrode 2 n adjacent to each other.
  • a capacitor 3 is connected in series with the detection unit 21.
  • the voltage of the capacitor 3 is measured by the voltage measuring unit 5.
  • the electrode 2 (2 p , 2 n ) is formed on the end surface S1 of the main body 29 of the PM sensor 20, but the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 21, the electrode 2 may be formed on the main surface S ⁇ b> 2 of the main body portion 29.
  • the PM sensor 20 of this embodiment includes one positive electrode 2 p , one negative electrode 2 n , and two measurement electrodes 2 ma and 2 mb .
  • a first detection part 21 a is formed by the positive electrode 2 p and the first measurement electrode 2 ma .
  • a capacitor 3 is formed by two measuring electrodes 2 ma and 2 mb .
  • a second detection part 21 b is formed by the second measurement electrode 2 mb and the negative electrode 2 n .
  • these first detector 21 a, a capacitor 3, and the second detector 21 b are connected in series.
  • the voltage of the capacitor 3 is measured by the voltage measuring unit 5.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • This embodiment is an example in which the configuration of the PM sensor 20 is changed.
  • a plurality of electrodes 2 are formed on the PM sensor 20 so as to be arranged at predetermined intervals.
  • the plurality of electrodes 2 form a detection unit 21 and a capacitor 3.
  • Each electrode 2 is formed on the end surface S ⁇ b> 1 of the main body 29 of the PM sensor 20.
  • at least one electrode 2 (in this embodiment, the negative electrode 2 n ) of the pair of electrodes 2 (2 m , 2 n ) constituting the capacitor 3 is covered with the insulating layer 23.
  • the insulating layer 23 prevents current from flowing between the pair of electrodes 2 (2 m , 2 n ) constituting the capacitor 3 even when PM8 is deposited.
  • the capacitor 3 can be configured to conduct when PM8 is deposited. In this case, the detection unit 21 and the capacitor 3 are connected to each other. When conducting simultaneously with PM8, there is almost no change in the measured voltage, so it may be impossible to detect that they are conducted.
  • the capacitor 3 can be prevented from being conducted by the PM 8 and only the detection unit 21 can be conducted. Therefore, it is possible to reliably detect that the detection unit 21 is turned on by PM8 and a large voltage change occurs, that is, that a large amount of PM8 is contained in the exhaust gas g.
  • both the detection unit 21 and the capacitor 3 are formed in the PM sensor 20, the number of components can be reduced as compared with the case where the capacitor 3 is a separate component. Therefore, the manufacturing cost of the PM detection system 1 can be reduced.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the electrode 2 is formed on the end surface S1 of the main body 29 of the PM sensor 20, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG.
  • the electrode 2 may be formed on the main surface S2.
  • a part of the electrodes 2 n constituting the capacitor 3 may be embedded in the main body 29 of the PM sensor 20.
  • a part of the main body portion 29 also serves as the insulating layer 23.
  • This embodiment is an example in which the configuration of the PM sensor 20 is changed.
  • a plurality of electrodes 2 are formed on the PM sensor 20.
  • An electrode pair 24 is constituted by a pair of adjacent electrodes 2.
  • the first electrode pair 24 a and the second electrode pair 24 b is formed with two electrode pairs 24.
  • the first electrode pair 24 a, the capacitor 3 is constituted.
  • the detection unit 21 is configured by the second electrode pair 24 b .
  • the capacitor 3 is configured such that a current flows between the pair of electrodes 2 when the PM 8 is deposited.
  • the capacitor 3 (that is, the first electrode pair 24 a ) is provided on the side (hereinafter also referred to as the base end side) where the connection terminal 27 is provided in the longitudinal direction (hereinafter also referred to as the X direction) of the main body 29. is there.
  • the detection unit 21 (that is, the second electrode pair 24 b ) is provided on the side opposite to the side where the connection terminal 27 is provided in the X direction (hereinafter also referred to as the tip side).
  • PM8 is more easily deposited on the distal end side than on the proximal end side. Therefore, some of the electrode pairs 24 (first electrode pairs 24 a in this embodiment) among the plurality of electrode pairs 24 (24 a , 24 b ) are other electrode pairs 24 (second electrode pairs 24 in this embodiment). The amount of PM8 deposited is smaller than in b ).
  • the measurement voltage can be greatly varied, and it can be reliably detected that the exhaust gas g contains a large amount of PM8.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • two electrode pairs 24 are formed on the PM sensor 20, but the present invention is not limited to this. That is, three or more electrode pairs 24 may be formed on the PM sensor 20.
  • a plurality of detection units 21 and a plurality of capacitors 3 may be formed using these electrode pairs 24.
  • the electrode pair 24 constituting the detection unit 21 may be configured so that the deposition amount of PM 8 is smaller than the other electrode pairs 24.
  • Embodiment 12 This embodiment is an example in which the configuration of the PM sensor 20 is changed. As shown in FIG. 28, in this embodiment, a plurality of electrodes 2 are formed on the PM sensor 20. Thus, a plurality of electrode pairs 24 (24 a to 24 d ) are formed. Moreover, the length of some electrodes 2 is shortened. Thereby, the electrostatic capacitances of the individual electrode pairs 24 are made different from each other.
  • the individual electrode pairs 24 formed in the PM sensor 20 have different capacitances between the pair of electrodes 2.
  • the voltages applied to the individual electrode pairs 24 can be made different from each other. Therefore, the amount of PM8 collected by each electrode pair 24 can be made different from each other, and the plurality of electrode pairs 24 can be prevented from being conducted simultaneously by PM8. Therefore, only a part of the electrode pairs 24 can be conducted by the PM 8, and the measurement voltage can be greatly changed. Therefore, it can be reliably detected that a large amount of PM8 is contained in the exhaust gas g.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the capacitances of the individual electrode pairs 24 are made different from each other by adjusting the length of the electrode 2, but the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 29, the capacitances of the individual electrode pairs 24 may be made different from each other by adjusting the distance between the pair of electrodes 2 in the X direction.
  • the present embodiment is an example in which the configuration of the control unit 7 (see FIG. 5) and the power source 4 is changed. In this embodiment, even when any of the plurality of detection units 21 is turned on by PM8, the control unit 7 controls the voltage applied to the remaining detection units 21 to be constant.
  • a variable voltage source is used as the power source 4.
  • the power source 4 can be constituted by a DC-DC converter, for example.
  • the three detection units 21 are connected in series with each other.
  • a capacitor 3 is connected in series with these three detectors 21.
  • the individual detection units 21 and the capacitors 3 have the same capacitance.
  • the controller 7 further reduces the voltage of the power supply 4 to 2/4 V as shown in FIG. If it does in this way, the voltage applied to the remaining one detection part 21 and the capacitor
  • the control unit 7 of the present embodiment controls the voltage of the power supply 4 so that the voltage applied to the remaining detection units 21 is constant even when any of the plurality of detection units 21 is turned on by PM8. If it does in this way, the voltage added to the detection part 21 which is not electrically conductive can be made constant. Therefore, the speed at which each detection unit 21 collects PM8 can be made constant.
  • the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the PM detection system 1 of this embodiment includes a switch 11 connected in parallel to a capacitor 3.
  • a power-on unit 89 is connected to the power source 4.
  • the controller 7 controls the on / off operation of the switch 11 and the power-on unit 89.
  • the control unit 7 performs an application process, a discharge process, and a measurement process.
  • the power-on unit 89 is turned on with the switch 11 turned off.
  • the voltage V of the power source 4 is applied to the series body 10 of the detection unit 21 and the capacitor 3.
  • the capacitances of the detection unit 21 and the capacitor 3 are equal to each other. Therefore, when the power-on unit 89 is turned on, a voltage of V / 2 is applied to the detection unit 21 and the capacitor 3 respectively.
  • the control part 7 performs the said discharge process.
  • the switch 11 is turned on.
  • the electric charge stored in the capacitor 3 is discharged.
  • all the voltages V of the power supply 4 are applied to the detection unit 21. Therefore, as shown in FIG. 32, at the moment when the switch 11 is turned on (time t 1 ), the voltage of the detection unit 21 increases from V / 2 to V. Further, since the detection unit 21 has the same structure as the capacitor, when the voltage V is applied, the charge Q is stored in the detection unit 21.
  • the voltage of the capacitor 3 is measured using the voltage measurement unit 5 in a state where the switch 11 is turned off, that is, in a state where the voltage V is generated in the detection unit 21.
  • the control unit 7 determines that the concentration of PM8 in the exhaust gas g is high and the filter 14 (see FIG. 5) has failed.
  • step S1 the power-on unit 89 is turned on, and the voltage V of the power source 4 is applied to the series body 10 (that is, the application process is performed). Thereafter, the process proceeds to step S2.
  • the switch 11 is turned on, and the electric charge stored in the capacitor 3 is discharged (that is, a discharge process is performed). As a result, the voltage of the detection unit 21 is increased from V / 2 to V.
  • step S4 is performed.
  • the voltage of the capacitor is measured with the switch 11 turned off (that is, the measurement process is performed).
  • step S5 is performed.
  • step S5 it is determined whether or not the measured voltage exceeds a threshold value within a predetermined time. If it is determined YES, the process proceeds to step S6, and it is determined that the filter 14 is out of order. If it is determined No in step S5, the process ends.
  • the control method of the control unit 7 is changed.
  • the PM detection system 1 of the present embodiment includes a switch 11 connected in parallel to the capacitor 3 and a control unit 7 that controls the on / off operation of the switch 11.
  • the PM sensor 20 includes a heater (not shown) that burns and removes the PM 8 deposited on the deposition surface 22.
  • the conductive poison 18 may be deposited on the deposition surface 22.
  • iron powder may be generated from the exhaust pipe 13 (see FIG. 5) and accumulate on the deposition surface 22.
  • sulfur contained in the oil of the engine 12 may be accumulated.
  • These poisoning substances 18 cannot be removed even if the heater is heated to a normal PM removal temperature.
  • the poisoning substance 18 is deposited, a slight current flows between the pair of electrodes 2. Therefore, as shown in FIG. 35, after starting the measurement of PM8, the voltage of the capacitor 3 is increased by the current flowing through the poisoning substance 18. Therefore, there is a possibility that the control unit 7 erroneously determines that PM8 has accumulated. In this embodiment, this problem is solved by using the switch 11 or the like.
  • the control unit 7 of this embodiment measures the time rate of increase ⁇ V / ⁇ t of the voltage V of the capacitor 3 after removing PM8 using a heater. More specifically, after removing PM8, the control unit 7 waits for a predetermined time ⁇ t, and measures the increase amount ⁇ V of the voltage V. The amount of increase ⁇ V is divided by ⁇ t to calculate a time increase rate ⁇ V / ⁇ t. Then, it is determined whether low or not than the time rate of increase [Delta] V / Delta] t threshold predetermined delta TH. Threshold delta TH, for example, definitive when the current path 80 of PM8 between pair of electrodes 2 are formed only one, it is possible to set the time increase rate of the capacitor voltage (i.e., a minimum value of the time rate of increase) .
  • the control unit 7 turns on the switch 11 at regular time intervals (see FIGS. 38 and 39), and periodically discharges the charge Q stored in the capacitor 3. This suppresses erroneous determination that the voltage of the capacitor 3 is increased by the current I flowing through the poisoning substance 18 and the current path 80 of the PM 8 is formed.
  • Control unit 7 measured from the start within a predetermined time period T 1 of PM8, determined when the time rate of increase [Delta] V / Delta] t of the voltage of the capacitor 3 is greater than the threshold delta TH, the filter 14 is faulty To do.
  • the control unit 7 of this embodiment as shown in FIG. 37, the time rate of rise [Delta] V / Delta] t of the voltage measured after removing the PM8 with a heater, if the measured value exceeds the threshold delta TH Determines that the PM sensor 20 is out of order (ie, poisoned).
  • step S11 the heater is heated to remove PM8. Thereafter, the process proceeds to step S12.
  • step S12 it is determined whether removal of PM8 is completed. For example, it is determined whether or not the heater has continued to generate heat for a predetermined time. If YES is determined here, the process proceeds to step S13, and measurement of PM8 is started.
  • step S14 measured immediately after removal of the PM8, time rate of increase [Delta] V / Delta] t of the voltage of the capacitor 3 is equal to or less than a threshold delta TH.
  • a threshold delta TH if it is determined No (that is, the threshold value ⁇ TH is exceeded: see FIG. 37), the process proceeds to step S18, and it is determined that the PM sensor 20 has failed. And it moves to step S19 and poisoning reproduction
  • step S14 i.e., the voltage increase rate [Delta] V / Delta] t is below the threshold delta TH: see FIG. 36
  • step S15 the switch 11 is turned on to discharge the charge Q stored in the capacitor 3.
  • step S16 the start of the measurement within a predetermined time period T 1 from PM8, determines whether the time rate of increase [Delta] V / Delta] t of the voltage of the capacitor 3 is equal to or greater than the threshold delta TH. If it is determined YES, the process proceeds to step S17, and it is determined that the filter 14 has failed. Moreover, when it determines with No, it returns to step S15.
  • Figure 36 In this embodiment, as shown in FIG. 40, the time rate of rise [Delta] V / Delta] t of the voltage measured after removing the PM8, if the measured value is below the threshold delta TH turns on the switch 11 at regular intervals . Thereby, the electric charge stored in the capacitor 3 is periodically discharged. In this way, even if the poisoning substance 18 is slightly adhered to the PM sensor 20 and the current I flows slightly, the voltage of the capacitor 3 can be reset periodically, so that it is erroneously determined that PM8 has adhered. Can be suppressed.
  • the PM detection system 1 of this embodiment includes a switch 11 as in the fifteenth embodiment.
  • a resistor 15 is connected in series to the switch 11 to form a series connection body 16.
  • the serial connection body 16 is connected to the capacitor 3 in parallel.
  • the control unit 7 periodically switches the switch 11 on and off.
  • normal PM 8 for example, particle size of about 0.1 ⁇ m
  • a current I flows between the pair of electrodes 2. Therefore, when the voltage of the capacitor 3 rises while the switch 11 is turned off, it can be determined that normal PM 8 is deposited on the deposition surface 22.
  • coarse PM8 ' having a particle size larger than that of normal PM8 may be deposited on the deposition surface 22.
  • Coarse PM 8 ′ may occur, for example, when PM 8 is deposited on the inner surface of the exhaust pipe 13 (see FIG. 15) and is separated for some reason.
  • Coarse PM 8 ′ is larger than the distance between the pair of electrodes 2.
  • Coarse PM 8 ′ can be defined as PM 8 having a particle size greater than 2.5 ⁇ m.
  • the switch 11 is turned on for a predetermined on time t 1 and then turned off for a predetermined off time t 2 . This on / off operation is repeated.
  • normal PM 8 is deposited, since the current I is small, the voltage drop generated in the resistor 15 when the switch 11 is turned on is small. Therefore, when the switch 11 is turned on, it cannot be detected whether or not normal PM 8 has accumulated.
  • the capacitor 3 is charged by the slight current I flowing through the PM 8, and the voltage V of the capacitor 3 suddenly increases. Therefore, it can be detected that normal PM8 is deposited.
  • the voltage V of the capacitor 3 exceeds the PM detection threshold value V PM during the period when the switch 11 is turned off, it is determined that normal PM 8 is deposited.
  • the control unit 7 determines that the coarse PM 8 ′ is deposited when the time change rate ⁇ IR / ⁇ t of the voltage drop is higher than a predetermined value ⁇ IRTH .
  • step S21 the switch 11 is turned on. Thereafter, the process proceeds to step S22, and it is determined whether or not the time change rate ⁇ IR / ⁇ t of the voltage drop generated in the resistor 15 is higher than the threshold value ⁇ IRTH . If it is determined YES, the process proceeds to step S27, and it is determined that coarse PM 8 ′ is attached. Thereafter, for example, the heater is heated to perform a process of removing the coarse PM 8 ′. Further, when it is determined No in step S22, the process proceeds to step S23. Then, it is determined whether or not the on-time t is longer than the on-time t 1 . If NO is determined here, the process returns to step S22. If YES is determined, the process proceeds to step S24.
  • step S24 and turns off the switch 11 only the off-time t 2. Thereafter, the process proceeds to step S25, and it is determined whether or not the measured voltage V exceeds the threshold value V PM . If NO is determined here, the process returns to step S21. If YES is determined, the process proceeds to step S26. In step S26, it is determined that normal PM8 is deposited on the deposition surface 22 (that is, the current path 80 is formed by PM8). If it is determined that the current path 80 of PM8 is formed within a predetermined time after starting the measurement of PM8, it is determined that the filter 14 has failed.
  • the control unit 7 of this embodiment periodically switches the switch 11 on and off. Then, when the switch 11 is turned on, the voltage drop of the resistor 15 is measured using the voltage measuring unit 5, and when the time change rate ⁇ IR / ⁇ t of the voltage drop is larger than a predetermined value ⁇ IRTH , the coarse PM8 It is determined that “is deposited on the deposition surface 22. If it does in this way, when coarse PM8 'adheres, it can suppress judging erroneously that normal PM8 has accumulated. In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
  • the control method of the control unit 7 is changed.
  • a capacitor 3 having a relatively large capacitance is used.
  • the capacitor 3 having such a large capacitance is used, even if the current path 80 of the PM 8 is formed between the pair of electrodes 2, the capacitor 3 is not immediately charged, and the voltage V gradually increases.
  • the number of current paths 80 is small, the flowing current I is small, and thus the time increase rate ⁇ V / ⁇ t of the voltage V of the capacitor 3 is small.
  • the control unit 7 of the present embodiment measures the rate of time increase ⁇ V / ⁇ t of the voltage V of the capacitor 3 and calculates the resistance R between the pair of electrodes 2 (that is, the resistance of PM8) using the measured value.
  • the charge stored in the capacitor 3 is Q
  • the capacitance is C
  • the voltage of the power supply 4 is V B
  • the voltage of the capacitor 3 is V
  • the current flowing through the capacitor 3 is I
  • the resistance of the PM 8 is R
  • the resistance of the capacitor 3 is
  • the resistance R can be calculated using the above formula.
  • the control unit 7 determines that a predetermined amount of PM 8 has accumulated on the deposition surface 22. Further, when the resistance R becomes smaller than the threshold value R TH within a predetermined time after starting the measurement of PM 8 (that is, it is determined that a predetermined amount of PM 8 has accumulated on the deposition surface 22 within the predetermined time. If it is determined that the filter 14 has failed.
  • FIG. 48 shows changes in the voltage of the capacitor 3 when the capacitance of the capacitor 3 is large.
  • the capacitor 3 (see FIG. 47) having a sufficiently large capacitance is used.
  • FIG. 48 shows changes in the voltage of the capacitor 3 when the capacitance of the capacitor 3 is large.
  • the current I slightly flows.
  • the time increase rate ⁇ V / ⁇ t of the voltage V is small.
  • the second current path 80 is formed, the current I increases, and the voltage increase rate ⁇ V / ⁇ t slightly increases.
  • the third current path 80 is formed, the current I further increases and the time increase rate ⁇ V / ⁇ t further increases.
  • the control unit 7 calculates the resistance R between the pair of electrodes 2 (that is, the resistance of PM8) using the time rate of increase ⁇ V / ⁇ t of the voltage V.
  • N TH three times in this embodiment
  • the calculated value of the resistance R changes by a predetermined number of times N TH (three times in this embodiment)
  • the calculated value of the resistance R changes by more than N TH within a predetermined time after starting the measurement of PM 8 (that is, when a predetermined amount of PM 8 is deposited on the deposition surface 22 within the predetermined time). If so, it is determined that the filter 14 has failed.
  • Example 1 Experiments were conducted to confirm the effects of the present invention.
  • a PM detection system 1 as a comparative example was configured.
  • the current I of the detection unit 21 is measured by the current sensor 9.
  • a new sensor and a sensor with the ash 17 attached thereto were prepared.
  • the current path 80 is difficult to be formed, so that current does not flow easily.
  • FIG. 50 shows the measurement results.
  • the vertical axis represents a voltage drop generated in the shunt resistor in the current sensor 9.
  • the PM sensor 20 to which the ash 17 is attached has a lower current I, and therefore has a lower detection value than the new PM sensor 20. Therefore, it can be seen that in the PM detection system 1 using the current sensor 9 as in the prior art, when the PM sensor 20 is used for a long time and the ash 17 adheres, it may be difficult to accurately detect PM8.
  • a PM detection system 1 according to the present invention using a capacitor 3 was prepared. Also, a new PM sensor 20 and a PM sensor 20 with ash 17 attached thereto were prepared, and PM8 was measured using the PM detection system 1 of FIG.
  • the PM sensor 20 was the same as that in the comparative example.
  • the capacitor 3 is a separate body from the PM sensor 20 (see FIG. 20). More specifically, a ceramic capacitor having a capacitance of 0.1 ( ⁇ F) was used as the capacitor 3.
  • the measurement result of PM8 is shown in FIG. As described above, the PM sensor 20 to which the ash 17 is attached does not easily flow the current I. However, if the capacitor 3 is used, it can be seen that the voltage suddenly increases even if the current I is small. It can also be seen that the measured voltage values are almost the same between the PM sensor 20 to which the ash 17 is adhered and the new PM sensor 20. From this, it can be seen that when the present invention is used, PM8 can be accurately measured even with the PM sensor 20 that has deteriorated due to adhesion of the ash 17. Further, it can be seen from FIG. 52 that when the capacitor 3 is used, the rise of the measured value is sharper than when the current sensor 9 is used (see FIG. 50). From this, it is understood that the detection sensitivity of PM8 is higher when the capacitor 3 is used.
  • Example 2 Another experiment was conducted to confirm the effect of the present invention. First, a new PM sensor 20 was prepared. Further, a PM sensor 20 in which the heater was heated for a long time and the electrode 2 was deteriorated was prepared.
  • a new PM sensor 20 causes a current to flow after a while from the start of PM8 measurement.
  • the PM sensor 20 deteriorated by heat hardly flows current even if time elapses after the measurement of PM8 is started.
  • the conductive material (for example, Pt) constituting the electrode 2 is evaporated to form a sponge, the number of current paths 80 is small (that is, the current I is small), and the current I is detected by the current sensor 9. This is probably because it cannot be done.
  • the capacitor 3 was connected in series to the PM sensor 20 (see FIG. 20), and the voltage of the capacitor 3 was measured.
  • the capacitor 3 was provided separately from the PM sensor 20.

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Abstract

ＰＭ８の検出部（２１）を有するＰＭセンサ（２０）と、コンデンサ（３）と、電源（４）と、電圧測定部（５）とを備える。検出部（２１）は、一対の電極（２）と、該一対の電極（２）の間に介在しＰＭ（８）が堆積する堆積面（２２）とを備える。コンデンサ（３）は、検出部（２１）に直列に接続されている。電源（４）は、互いに直列に接続された、検出部（２１）とコンデンサ（３）とからなる直列体（１０）に直流電圧を加える。電圧測定部（５）は、コンデンサ（３）の電圧を測定する。

Description

粒子状物質検出システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年５月２６日に出願された日本出願番号２０１７－１０４７８８号と、２０１８年３月１２日に出願された日本出願番号２０１８－０４４４９６号とに基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するための粒子状物質検出システムに関する。
　排ガスに含まれる粒子状物質（Particulate Matter：以下、ＰＭとも記す）を検出するための粒子状物質検出システム（以下、ＰＭ検出システムとも記す）として、一対の電極と、該一対の電極の間に形成され上記粒子状物質が堆積する堆積面とを有する検出部を備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。
　上記堆積面にＰＭが堆積し、上記一対の電極間にＰＭによる電流経路が形成されると、これら一対の電極間に電流が流れる。上記ＰＭ検出システムでは、この一対の電極間に流れる電流を測定することにより、堆積面に堆積したＰＭの量、すなわち排ガスに含まれるＰＭの量を測定している。例えば、上記電極に電流センサを接続しておき、一対の電極がＰＭによって導通したときに流れる電流を、この電流センサによって測定している。
特表２００８－５０２８９２号公報
　上記ＰＭ検出システムでは、ＰＭの検出に時間がかかりやすい。すなわち、ＰＭの検出を開始すると、堆積面にＰＭが集まり、まず、一対の電極間にＰＭの電流経路が１本形成される。これにより、電極間に電流が僅かに流れ始める。この後、電流経路の数が次第に増え、電流が徐々に増えてくる（図５７参照）。この電流の上昇速度は比較的遅く、電流センサによって測定できる値に達するまで時間がかかる。したがって、ＰＭの検出に時間がかかりやすい。
　また、ＰＭの抵抗率は、ＰＭを排出するエンジンの稼働状態や、ＰＭの温度等によって大きく変わる。そのため、ＰＭの抵抗率が異なると、ＰＭの堆積量は同じでも、一対の電極間に流れる電流値が変動する（図５８参照）。したがって、ＰＭの検出精度が低い。
　本開示は、ＰＭを短時間で検出でき、かつＰＭの検出精度を高くすることが可能な粒子状物質検出システムを提供することを目的とする。
　本開示の第１の態様は、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するための粒子状物質検出システムであって、
　一対の電極と、該一対の電極の間に介在し上記粒子状物質が堆積する堆積面とを備える検出部を、少なくとも一つ形成してある粒子状物質検出センサと、
　上記検出部に直列に接続されたコンデンサと、
　互いに直列に接続された、上記検出部と上記コンデンサとからなる直列体に直流電圧を加える電源と、
　上記コンデンサの電圧を測定する電圧測定部と、を備える粒子状物質検出システムにある。
　また、本開示の第２の態様は、排ガスに含まれる粒子状物質を検出するための粒子状物質検出システムであって、
　一対の電極と、該一対の電極の間に介在し上記粒子状物質が堆積する堆積面とを備える検出部を、少なくとも一つ形成してある粒子状物質検出センサと、
　上記検出部に直列に接続された抵抗と、
　互いに直列に接続された、上記検出部と上記抵抗とからなる直列体に直流電圧を加える電源と、
　上記抵抗の電圧降下を測定する電圧測定部とを備え、
　上記抵抗は、上記一対の電極が上記粒子状物質によって導通したときに生じる上記電圧降下が、上記電源の直流電圧の１／１０００以上となるように、その抵抗値が定められている、粒子状物質検出システムにある。
　上記第１の態様では、上記検出部にコンデンサを直列接続してある。そして、上記電圧測定部を用いて、コンデンサの電圧を測定している。
　このようにすると、ＰＭを短時間で検出でき、かつＰＭの検出精度を高くすることができる。すなわち、上記構成にすると、一対の電極間に、ＰＭによる電流の経路が１本形成され、僅かに電流が流れた場合でも、コンデンサに電荷が蓄えられ、コンデンサの電圧が急に上昇する。そのため、一対の電極がＰＭによって導通したことを、短時間で検出することができる。また、ＰＭの抵抗率がばらついても、一対の電極間に電流が流れさえすれば、コンデンサの電圧は大きく上昇する。そのため、ＰＭの抵抗率の影響を大きく受けることなく、一対の電極がＰＭによって導通したことを、高い精度で検出できる。
　また、上記第２の態様では、検出部に抵抗を直列接続してある。この抵抗の電圧降下を、電圧測定部によって測定している。抵抗は、上記電圧降下が電源の直流電圧の１／１０００以上となるように、抵抗値が定められている。すなわち、抵抗値が大きな抵抗を、検出部に直列接続してある。
　このようにすると、ＰＭを短時間で検出でき、かつＰＭの検出精度を高くすることができる。すなわち、上記構成にすると、一対の電極間に、ＰＭの電流経路が１本形成され、僅かに電流が流れたときでも、大きな抵抗を接続しているため、抵抗に大きな電圧降下（＝ＲＩ）を発生させることができる。そのため、一対の電極がＰＭによって導通したことを、短時間で検出できる。また、ＰＭの抵抗率がばらついても、一対の電極間に電流が流れさえすれば、抵抗に大きな電圧降下を発生させることができる。そのため、ＰＭの抵抗率の影響を大きく受けることなく、一対の電極がＰＭによって導通したことを、高い精度で検出できる。
　以上のごとく、上記態様によれば、ＰＭを短時間で検出でき、かつＰＭの検出精度を高くすることが可能な粒子状物質検出システムを提供できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
図１は、実施形態１における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２は、実施形態１における、ＰＭによって検出部が導通していない状態での、粒子状物質検出システムの概念図である。 図３は、実施形態１における、ＰＭによって検出部が導通した状態での、粒子状物質検出システムの概念図である。 図４は、実施形態１における、コンデンサの電圧の、時間変化を表したグラフである。 図５は、実施形態１における、ＰＭセンサの取り付け位置を説明するための図である。 図６は、実施形態１における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図７は、実施形態２における、ＰＭによって検出部が導通していない状態での、粒子状物質検出システムの概念図である。 図８は、実施形態２における、ＰＭによって検出部が導通した状態での、粒子状物質検出システムの概念図である。 図９は、実施形態２における、抵抗の電圧降下の、時間変化を表したグラフである。 図１０は、実施形態３における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図１１は、実施形態３における、（ａ）ＰＭが堆積していない場合（ｂ）一方の検出部のみＰＭによって導通した場合（ｃ）両方の検出部がＰＭによって導通した場合の、粒子状物質検出システムの概念図、及び測定電圧の時間変化を表したグラフである。 図１２は、実施形態３における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図１３は、実施形態４における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図１４は、実施形態４における、（ａ）ＰＭが堆積していない場合（ｂ）一つの検出部のみＰＭによって導通した場合（ｃ）２つの検出部がＰＭによって導通した場合の、粒子状物質検出システムの概念図、及び測定電圧の時間変化を表したグラフである。 図１５は、実施形態５における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図１６は、実施形態５における、粒子状物質検出システムの回路図である。 図１７は、実施形態５における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図１８は、実施形態６における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図１９は、実施形態６における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図２０は、実施形態７における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２１は、実施形態７における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図２２は、実施形態８における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２３は、実施形態９における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２４は、実施形態１０における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２５は、実施形態１０における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図２６は、実施形態１０における、ＰＭセンサの構造をさらに変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図２７は、実施形態１１における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２８は、実施形態１２における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図２９は、実施形態１２における、ＰＭセンサの構造を変更した粒子状物質検出システムの概念図である。 図３０は、実施形態１３における、（ａ）ＰＭが堆積していない場合（ｂ）一つの検出部のみＰＭによって導通した場合（ｃ）２つの検出部がＰＭによって導通した場合の、粒子状物質検出システムの概念図、及び電源電圧の時間変化を表したグラフである。 図３１は、実施形態１４における、粒子状物質検出システムの回路図である。 図３２は、実施形態１４における、検出部の電圧の時間変化を表したグラフである。 図３３は、実施形態１４における、制御部のフローチャートである。 図３４は、実施形態１５における、粒子状物質検出システムの概念図である。 図３５は、実施形態１５における、コンデンサ電圧の時間変化を、新品の粒子状物質検出センサと、被毒した粒子状物質検出センサとについて調べたグラフである。 図３６は、実施形態１５における、粒子状物質検出センサが正常な場合での、コンデンサ電圧の時間変化を表したグラフである。 図３７は、実施形態１５における、粒子状物質検出センサが故障している場合での、コンデンサ電圧の時間変化を表したグラフである。 図３８は、実施形態１５における、スイッチをオフしたときの、粒子状物質検出システムの概略回路図である。 図３９は、実施形態１５における、スイッチをオンしたときの、粒子状物質検出システムの概略回路図である。 図４０は、実施形態１５における、制御部のフローチャートである。 図４１は、実施形態１６における、正常測定時でスイッチをオフしたときの、粒子状物質検出システムの概略回路図である。 図４２は、実施形態１６における、正常測定時でスイッチをオンしたときの、粒子状物質検出システムの概略回路図である。 図４３は、実施形態１６における、粗大ＰＭ付着時に、スイッチをオフしたときの、粒子状物質検出システムの概略回路図である。 図４４は、実施形態１６における、粗大ＰＭ付着時に、スイッチをオンしたときの、粒子状物質検出システムの概略回路図である。 図４５は、実施形態１６における、正常測定時と、粗大ＰＭ付着時とでの、コンデンサ電圧の時間変化を表したグラフである。 図４６は、実施形態１６における、制御部のフローチャートである。 図４７は、実施例１７における、粒子状物質検出システムの回路図である。 図４８は、実施形態１８における、コンデンサ電圧の時間変化を表したグラフである。 図４９は、実験例１における、比較例としての粒子状物質検出システムの回路図である。 図５０は、新品の粒子状物質検出センサと、アッシュが付着した粒子状物質検出センサとの出力の時間変化を、図４９の回路を用いて測定したグラフである。 図５１は、実験例１における、粒子状物質検出システムの回路図である。 図５２は、新品の粒子状物質検出センサと、アッシュが付着した粒子状物質検出センサとの出力の時間変化を、図５１の回路を用いて測定したグラフである。 図５３は、実験例２における、正常な粒子状物質検出センサと、熱劣化した粒子状物質検出センサとの出力を、図５６の回路を用いて測定したグラフである。 図５４は、実験例２における、正常な粒子状物質検出センサと、熱劣化した粒子状物質検出センサとの出力を、図２０の回路を用いて測定したグラフである。 図５５は、実験例２における、新品の粒子状物質検出センサと、熱劣化した粒子状物質検出センサの概念図である。 図５６は、比較形態１における、粒子状物質検出システムの回路図である。 図５７は、比較形態１における、ＰＭの堆積量と、測定電流との関係を表したグラフである。 図５８は、比較形態１における、ＰＭの堆積量と、測定電流との関係を、抵抗率が異なるＰＭについて調べたグラフである。
（実施形態１）
　上記粒子状物質検出システムに係る実施形態について、図１～図６を参照して説明する。本形態の粒子状物質検出システム１（すなわち、ＰＭ検出システム１）は、排ガスｇ（図５参照）に含まれるＰＭ８を検出するために用いられる。図１に示すごとく、ＰＭ検出システム１は、粒子状物質検出センサ２０（すなわち、ＰＭセンサ２０）と、コンデンサ３と、電源４と、電圧測定部５とを備える。
　ＰＭセンサ２０には、検出部２１を形成してある。検出部２１は、一対の電極２と、該一対の電極２の間に介在しＰＭ８が堆積する堆積面２２とを備える。
　コンデンサ３は、検出部２１に直列に接続されている。
　電源４は、互いに直列に接続された、検出部２１とコンデンサ３とからなる直列体１０（図２、図３参照）に直流電圧を加える。
　電圧測定部５は、コンデンサ３の電圧を測定するよう構成されている。
　本形態のＰＭ検出システム１は、車両に搭載される。図５に示すごとく、車両のエンジン１２には排管１３が接続している。排管１３には、フィルタ１４とＰＭセンサ２０が取り付けられている。フィルタ１４は、排ガスｇ中のＰＭ８を捕集する。ＰＭセンサ２０は、フィルタ１４よりも排ガスｇの下流側に設けられている。ＰＭセンサ２０には、上記コンデンサ３等が接続している。また、本形態のＰＭ検出システム１は、制御部７を備える。制御部７は、電圧測定部５によって測定した電圧を用いて、排ガスｇ中のＰＭ８の量を算出する。この算出値が、予め定められた上限値を超えた場合は、フィルタ１４が故障していると判断する。
　より詳しくは、ＰＭセンサ２０は、図示しないヒータを備える。制御部７は、ＰＭ８の検出を行う際、まず、上記ヒータを発熱させる。これにより、堆積面２２に堆積したＰＭ８を燃焼し、除去する。その後、ヒータの発熱を停止し、ＰＭ８の測定を開始する。測定を開始してから所定時間以内に、コンデンサ３の電圧が所定値を超えた場合は、フィルタ１４が故障したと判断する。
　図１に示すごとく、ＰＭセンサ２０は、絶縁材料からなる本体部２９と、該本体部２９に埋設された一対の電極２と、配線２８と、接続端子２７とを備える。本体部２９は四辺形板状に形成されている。この本体部２９の端面Ｓ１から、上記電極２が露出している。また、電極２は、配線２８、接続端子２７を介して、電源４及びコンデンサ３に電気接続されている。
　排ガスｇに含まれるＰＭ８は、僅かに帯電している。そのため、図２に示すごとく、一対の電極２間に電圧を加えると、電界が生じ、ＰＭ８が電極２に捕集される。多くのＰＭ８が集まると、図３に示すごとく、ＰＭ８による電流経路８０が形成され、一対の電極２がＰＭ８によって電気接続される。
　本形態では、一対の電極２間の静電容量と、コンデンサ３の静電容量とを等しくしてある。そのため、図２に示すごとく、電極２間にＰＭ８の電流経路８０が形成されていない場合、コンデンサ３に加わる電圧は、電源４の電圧Ｖの１／２になる。また、図３に示すごとく、電極２間にＰＭ８の電流経路８０が形成された場合、一対の電極２間に電流Ｉが流れ、これら一対の電極２間の電位差は略０になる。そのため、コンデンサ３の電圧は、電源４の電圧Ｖと略等しくなる。
　図４に、ＰＭ８の堆積量と、コンデンサ３の電圧との関係を示す。同図に示すごとく、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０が形成される前は、コンデンサ３の電圧は１／２Ｖであり、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０が形成されると、コンデンサ３の電圧は急に上昇し、Ｖになる。本形態では、ＰＭ８の検出を開始してから所定時間内に、コンデンサ３の電圧が１／２ＶからＶに変化した場合は、排ガスｇ中のＰＭ８の濃度が高いため、フィルタ１４（図５参照）が故障していると判断する。
　本形態の作用効果について説明する。本形態では、図２、図３に示すごとく、検出部２１にコンデンサ３を直列接続してある。そして、電圧測定部５を用いて、コンデンサ３の電圧を測定している。
　このようにすると、ＰＭ８を短時間で検出でき、かつＰＭ８の検出精度を高くすることができる。すなわち、上記構成にすると、一対の電極２間に、ＰＭ８による電流経路８０が１本形成され、僅かに電流Ｉが流れた場合でも、コンデンサ３に電荷が蓄えられ、コンデンサ３の電圧が急に上昇する。そのため、一対の電極２がＰＭ８によって導通したことを、短時間で検出することができる。また、ＰＭ８の抵抗率がばらついても、一対の電極２間に電流Ｉが流れさえすれば、コンデンサ３の電圧は大きく上昇する。そのため、ＰＭ８の抵抗率の影響を大きく受けることなく、一対の電極２がＰＭ８によって導通したことを、高い精度で検出できる。
　従来のＰＭ検出システム１では、図５６に示すごとく、検出部２１に電流センサ９を接続し、この電流センサ９を用いて、検出部２１を流れる電流Ｉを測定していた。この場合、ＰＭ８の堆積量と測定電流との関係は、図５７のグラフのようになる。すなわち、ＰＭ８が堆積すると、まず、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０（図３参照）が１本形成され、電流Ｉが僅かに流れ始める。そして、ＰＭ８の堆積量が増え、電流経路８０の数が増えると、電流Ｉが次第に増加する。そのため、図５７に示すごとく、電流値は急に上昇せず、徐々に上昇する。したがって、電流センサ９によって測定できる値まで電流値が上昇するのに、長時間を要する。そのため、フィルタ１４（図５参照）が故障したことを短時間で検出できない。
　これに対して、本形態のように、コンデンサ３の電圧を測定すれば、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０が僅かに形成されただけで、コンデンサ３の電圧が急に上昇するため（図４参照）、一対の電極２間がＰＭ８によって導通したことを短時間で検出できる。したがって、フィルタ１４が故障したことを短時間で検出できる。
　また、従来のように電流Ｉを測定する場合は、ＰＭ８の検出精度を高くしにくい。すなわち、エンジン１２（図５参照）の状態やＰＭ８の温度等によって、ＰＭ８の抵抗率は大きく変化する。そのため、排出されるＰＭ８の量は同じでも、抵抗率が異なると、電流Ｉの値が変わってしまう。したがって図５８に示すごとく、ＰＭ８の抵抗率によって、電流値が大きく変化してしまい、排ガスｇ中のＰＭ８の量を正確に測定しにくい。
　これに対して、本形態のようにコンデンサ３を用いた場合は、ＰＭ８の抵抗率が異なっても、一対の電極２間がＰＭ８によって導通しさえすれば、コンデンサ３の電圧が急に上昇する。そのため、ＰＭ８の抵抗率の影響を大きく受けることなく、排ガスｇ中のＰＭ８の量を正確に測定することができる。
　また、本形態では図１に示すごとく、ＰＭセンサ２０とコンデンサ３とを別体に形成してある。後述するように、ＰＭセンサ２０にコンデンサ３を形成することも可能であるが（図１０参照）、この場合、コンデンサ３の静電容量を調整しにくい等の問題が生じ得る。しかしながら、本形態のようにＰＭセンサ２０とコンデンサ３を別体に形成すれば、所望の静電容量を有するコンデンサ３を用いることが可能になる。
　以上のごとく、本形態によれば、ＰＭを短時間で検出でき、かつＰＭの検出精度を高くすることが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、本形態では、図１に示すごとく、電極２を、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に設けたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図６に示すごとく、電極２を、本体部２９の主表面Ｓ２に形成してもよい。
　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、直列体１０の構成を変更した例である。図７に示すごとく、本形態では、検出部２１に直列に、抵抗６を接続してある。この抵抗６の電圧降下を、電圧測定部５によって測定するよう構成してある。抵抗６は、一対の電極２がＰＭ８によって導通したときに生じる電圧降下が、電源４の直流電圧Ｖの１／１０００以上となるように、その抵抗値が定められている。
　図７に示すごとく、一対の電極２間に電流経路８０が形成されていない場合は、電流Ｉが流れないため、抵抗６の電圧降下は０になる。また、図８に示すごとく、一対の電極２間に１本の電流経路８０が形成されると、電流Ｉが流れ、抵抗６に電圧降下が発生する。抵抗６は比較的大きな抵抗値を有するため、電流Ｉが僅かであっても、大きな電圧降下が生じる。例えば抵抗６を、１本の電流経路８０と略同じ抵抗値にしておけば、抵抗６の電圧降下はＶ／２になる。
　図９に示すごとく、電極２間に電流経路８０が形成されていない場合は、抵抗６の電圧降下は０であるが、時刻t1において電流経路８０が１本形成されると、Ｖ／２の電圧降下が発生する。本形態では、ＰＭ８の測定を開始してから、所定時間内に電圧降下が閾値Ｖthを超えた場合には、フィルタ１４（図５参照）が故障していると判断する。
　なお、実施形態１のようにコンデンサ３を用いた場合は、コンデンサ３の電圧は１回だけ大きく上昇する（図４参照）。これは、検出部２１に１本でも電流経路８０が形成されると、コンデンサ３に電荷が蓄えられ、コンデンサ３の電圧が電源電圧Ｖと均衡するからである。これに対して、本形態のように抵抗６を用いた場合は、図９に示すごとく、電圧は複数回、階段状に変化する。すなわち、時刻ｔ1において１本目の電流経路８０が形成され、電圧降下がＶ／２になった後、時刻t2において２本目の電流経路８０が形成される。このとき、検出部２１を流れる電流Ｉが増加し、抵抗６の電圧降下が増加する。また、時刻ｔ3において３本目の電流経路８０が形成されると、検出部２１の電流Ｉが更に増加し、抵抗６の電圧降下がさらに増加する。このように、検出部２１に形成された電流経路８０の数が増えるほど、電流Ｉが増加し、抵抗６の電圧降下は、電源４の電圧Ｖに近づくように階段状に増加する。
　なお、本形態では、検出部２１がＰＭ８によって導通したときの電圧降下が電源４の電圧Ｖの１／１０００以上になるように、抵抗６の抵抗値を定めている。より詳しくは、本形態では、検出部２１が１本の電流経路８０によって導通したときの電圧降下が、電源４の電圧Ｖの１／１０００以上となるように、抵抗６の抵抗値を定めている。電源４の電圧Ｖは、例えば、４０（Ｖ）以上とすることが好ましい。抵抗６の電圧降下が電源電圧Ｖの１／１０００以上であれば、電圧測定部５によって確実に検出することが可能である。電圧降下がＶ／１０００未満のときは、電圧測定部５によって検出できない可能性が考えられる。
　本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、ＰＭ８を短時間で検出でき、かつＰＭ８の検出精度を高くすることができる。すなわち、上記構成にすると、一対の電極２間に、ＰＭ８の電流経路８０が１本形成され、僅かに電流Ｉが流れたときでも、大きな抵抗６を接続しているため、抵抗６に大きな電圧降下（＝ＲＩ）を発生させることができる。そのため、一対の電極２がＰＭ８によって導通したことを、短時間で検出できる。また、ＰＭ８の抵抗率がばらついても、一対の電極２間に電流Ｉが流れさえすれば、抵抗６に大きな電圧降下を発生させることができる。そのため、ＰＭ８の抵抗率の影響を大きく受けることなく、一対の電極２がＰＭ８によって導通したことを、高い精度で検出できる。
　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３）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図１０に示すごとく、本形態では、ＰＭセンサ２０に複数の電極２を、所定間隔をおいて配列するように形成してある。そして、これら複数の電極２を用いて、検出部２１とコンデンサ３とを両方とも形成してある。
　図１０に示すごとく、電極２には、正電極２pと、負電極２nと、測定電極２mとがある。これら３個の電極２は、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１から露出している。正電極２pは、電源４の正端子４１に接続しており、負電極２nは、電源４の負端子４２に接続している。正電極２pと測定電極２mとを用いて、検出部２１を形成してある。また、測定電極２mと負電極２nとを用いて、コンデンサ３を形成してある。このコンデンサ３の電圧を、電圧測定部５によって測定している。
　本形態では、コンデンサ３を構成する一対の電極２（２m，２n）の間、及び該電極２の表面に、ＰＭ８が堆積するよう構成してある。また、検出部２１の静電容量と、コンデンサ３の静電容量とを、略等しくしてある。そのため、図１１（ａ）に示すごとく、検出部２１及びコンデンサ３にＰＭ８が堆積していない状態では、検出部２１とコンデンサ３の電圧は略等しくなり、それぞれ、電源４の電圧Ｖの１／２になる。したがって、ＰＭ８が検出部２１及びコンデンサ３に堆積していない期間は、コンデンサ３の電圧はＶ／２になる。
　また、図１１（ｂ）に示すごとく、検出部２１を構成する一対の電極２（２p，２m）の間が、ＰＭ８によって導通した場合、検出部２１の電位差は０になる。そのため、コンデンサ３の電圧は急に上昇し、Ｖになる。この電圧の変化を検出することにより、検出部２１にＰＭ８が堆積したことを検出できる。
　その後、暫く経過すると、図１１（ｃ）に示すごとく、コンデンサ３を構成する一対の電極２（２m，２n）の間が、ＰＭ８によって導通する。このとき、検出部２１とコンデンサ３にそれぞれ形成された、ＰＭ８の電流経路８０の抵抗値は略等しいため、これらの電流経路８０の電圧降下は互いに等しくなる。したがって、コンデンサ３の電圧は、Ｖ／２に低下する。
　本形態の制御部７（図５参照）は、所定時間内にコンデンサ３の電圧が２回、大きく変化した場合、すなわち、例えば図１１（ｂ）に示すごとく、コンデンサ３の電圧がＶ／２からＶに上昇し、その後、図１１（ｃ）に示すごとく、Ｖ／２に低下した場合は、排ガスｇ中に多くのＰＭ８が含まれており、フィルタ１４が故障していると判断する。
　なお、図１１では、検出部２１が先に導通し、その後、コンデンサ３が導通しているが、逆になる場合も有り得る。この場合、電圧の変化が逆になる。すなわち、先にコンデンサ３が導通すると、コンデンサ３の電圧がＶ／２から０に低下する。その後、検出部２１が導通すると、コンデンサ３の電圧が０からＶ／２に上昇する。
　本形態の作用効果について説明する。本形態では図１０に示すごとく、ＰＭセンサ２０に設けた電極２を用いて、検出部２１とコンデンサ３とを両方とも形成している。そのため、部品点数を低減することができ、ＰＭ検出システム１の製造コストを低減できる。
　また、本形態では、コンデンサ３を構成する一対の電極２（２m，２n）の間、及び該電極２の表面に、ＰＭ８が堆積するよう構成してある。すなわち、コンデンサ３にＰＭ８が堆積したときに、ＰＭ８によって一対の電極２間に電流が流れるように構成してある。そのため、検出部２１がＰＭ８によって導通したときと、コンデンサ３がＰＭ８によって導通したときとの、それぞれにおいて、コンデンサ３の電圧を大きく変化させることができる。したがって、電圧の変化を複数回、発生させることができ、排ガスｇ中のＰＭ８の量が高いことを、より確実に検出することができる。
　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。
　なお、本形態では、図１０に示すごとく、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に電極２を形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図１２に示すごとく、本体部２９の主表面Ｓ２に複数の電極２を形成し、これら複数の電極２を用いて、検出部２１とコンデンサ３とを構成してもよい。
（実施形態４）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図１３に示すごとく、本形態では、ＰＭセンサ２０に複数の電極２を形成してある。そして、これら複数の電極２を用いて、第１検出部２１aと、第２検出部２１bと、第３検出部２１cとの、３個の検出部２１を形成してある。また、上記複数の検出部２１に直列に、コンデンサ３を接続してある。このコンデンサ３の電圧を、電圧測定部５によって測定している。
　本形態では、３個の検出部２１とコンデンサ３の静電容量を、それぞれ等しくしてある。したがって図１４（ａ）に示すごとく、検出部２１とコンデンサ３にＰＭ８が堆積していない状態では、コンデンサ３の電圧は、電源４の電圧Ｖの１／４になる。
　この後、図１４（ｂ）に示すごとく、３個の検出部２１のうちいずれか一つの検出部２１が、ＰＭ８によって導通した場合、電源４の電圧Ｖは、導通していない２個の検出部２１と、１個のコンデンサ３とに均等に加わることになる。そのため、コンデンサ３の電圧は上昇し、Ｖ／３になる。
　その後、図１４（ｃ）に示すごとく、３個の検出部２１のうち２個の検出部２１が、ＰＭ８によって導通する。このとき、電源４の電圧Ｖは、導通していない１個の検出部２１と、１個のコンデンサ３とに均等に加わることになる。そのため、コンデンサ３の電圧はさらに上昇し、Ｖ／２になる。
　本形態の制御部７（図５参照）は、所定時間内に、コンデンサ３の電圧が複数回上昇した場合は、排ガスｇ中のＰＭ８の濃度が高く、フィルタ１４が故障していると判断する。
　本形態の作用効果について説明する。本形態ではＰＭセンサ２０に、互いに直列に接続された複数の検出部２１を形成してある。そのため、検出部２１がＰＭ８によって導通したことを、複数回検出できる。したがって、排ガスｇ中のＰＭ８の濃度が高いことを、より確実に検出することができる。
　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２０の構成を変更した例である。図１５、図１６に示すごとく、本形態では、ＰＭセンサ２０に１個の検出部２１と、２個のコンデンサ３とを形成してある。これら検出部２１と２個のコンデンサ３とは、直列に接続されている。個々のコンデンサ３は、ＰＭ８が堆積したとき、一対の電極２間がＰＭ８によって導通するよう構成されている。電圧測定部５は、２個のコンデンサ３の電圧を測定する。
　図１５に示すごとく、ＰＭセンサ２０には、複数の電極２（２p，２ma，２mb，２n）を、所定間隔をおいて配列するように形成してある。これらの電極２を用いて、１個の検出部２１と、２個のコンデンサ３とを形成してある。また、電極２は、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１から露出している。
　本形態の作用効果について説明する。本形態では実施形態３と同様に、ＰＭセンサ２０に、検出部２１とコンデンサ３とを両方とも形成してある。そのため、部品点数を低減することができる。また、本形態では、コンデンサ３を複数個形成してある。そのため、コンデンサ３がＰＭ８によって導通し、電圧が変化したことを、複数回、測定することができる。したがって、排ガスｇ中のＰＭ８の濃度が高いことを、確実に検出できる。
　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、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に電極２を形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図１７に示すごとく、本体部２９の主表面Ｓ２に電極２を形成してもよい。
（実施形態６）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成等を変更した例である。図１８に示すごとく、本形態ではＰＭセンサ２０に、第１検出部２１aと第２検出部２１bとの、２個の検出部２１を形成してある。個々の検出部２１に、それぞれ別のコンデンサ３を接続している。また、２個の検出部２１a，２１bは、それぞれ別の電源４に接続している。
　ＰＭセンサ２０には、複数の電極２を、配列するように形成してある。これら複数の電極２によって、上記２個の検出部２１a，２１bを形成してある。電極２は、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１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ＰＭセンサ２０に、互いに独立した２個の検出部２１a，２１bを形成してある。そのため、ＰＭ８の検出の信頼性をより高めることができる。
　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。
　なお、本形態では図１８に示すごとく、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に電極２を形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図１９に示すごとく、本体部２９の主表面Ｓ２に電極２を形成しても良い。
（実施形態７）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構造を変更した例である。図２０に示すごとく、本形態のＰＭセンサ２０は、正電極２pと負電極２nとをそれぞれ複数個、備える。これら正電極２pと負電極２nとを、交互に配置してある。互いに隣り合う正電極２pと負電極２nとによって、検出部２１が形成されている。
　また、検出部２１に直列に、コンデンサ３を接続してある。このコンデンサ３の電圧を、電圧測定部５によって測定している。
　本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、ＰＭセンサ２０に複数の検出部２１を形成することができる。そのため、ＰＭ８が堆積する面積を多くすることができ、ＰＭセンサ２０の感度をより高めることができる。
　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。
　なお、本形態では、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に電極２（２p，２n）を形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図２１に示すごとく、本体部２９の主表面Ｓ２に電極２を形成してもよい。
（実施形態８）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図２２に示すごとく、本形態のＰＭセンサ２０は、１本の正電極２pと、１本の負電極２nと、２本の測定電極２ma，２mbとを備える。正電極２pと第１測定電極２maとによって第１検出部２１aを形成してある。また、２本の測定電極２ma，２mbによってコンデンサ３を形成してある。さらに、第２測定電極２mbと負電極２nとによって第２検出部２１bを形成してある。これら第１検出部２１aと、コンデンサ３と、第２検出部２１bとは直列に接続されている。コンデンサ３の電圧を、電圧測定部５によって測定している。
　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９）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図２３に示すごとく、本形態のＰＭセンサ２０は、正電極２pと負電極２nと測定電極２mとを、それぞれ複数本備える。正電極２pと測定電極２mとによって、検出部２１を形成してある。また、負電極２nと測定電極２mとによって、コンデンサ３を形成してある。
　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１０）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図２４に示すごとく、本形態ではＰＭセンサ２０に、複数の電極２を、所定間隔をおいて配列するように形成してある。これら複数の電極２によって、検出部２１とコンデンサ３とを形成してある。個々の電極２は、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に形成されている。また、本形態では、コンデンサ３を構成する一対の電極２（２m，２n）のうち、少なくとも一方の電極２（本形態では負電極２n）を、絶縁層２３によって被覆してある。この絶縁層２３によって、ＰＭ８が堆積しても、コンデンサ３を構成する一対の電極２（２m，２n）の間に電流が流れないようにしている。
　本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、コンデンサ３がＰＭ８によって導通することを抑制できる。そのため、排ガスｇに多くのＰＭ８が含まれていることを、より確実に検出できる。すなわち、実施形態３（図１１（ｃ）参照）のように、ＰＭ８が堆積したときにコンデンサ３が導通するように構成することも可能であるが、この場合、検出部２１とコンデンサ３とが、ＰＭ８によって同時に導通すると、測定電圧の変化がほとんど生じないため、これらが導通したことを検出できない可能性が考えられる。これに対して、本形態の構成を採用すれば、コンデンサ３がＰＭ８によって導通することを抑制でき、検出部２１のみ導通させることができる。そのため、検出部２１がＰＭ８によって導通し、電圧の大きな変化が生じたこと、すなわち排ガスｇに多くのＰＭ８が含まれていることを、確実に検出することができる。
　また、本形態では、ＰＭセンサ２０に検出部２１とコンデンサ３とを両方とも形成しているため、コンデンサ３を別部品にした場合と比べて、部品点数を低減できる。そのため、ＰＭ検出システム１の製造コストを低減できる。
　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、図２４に示すごとく、ＰＭセンサ２０の本体部２９の端面Ｓ１に電極２を形成したが、本発明はこれに限るものではなく、図２５に示すごとく、本体部２９の主表面Ｓ２に電極２を形成してもよい。
　また、図２６に示すごとく、コンデンサ３を構成する一部の電極２nを、ＰＭセンサ２０の本体部２９内に埋設してもよい。この場合、本体部２９の一部が、上記絶縁層２３を兼ねることになる。
（実施形態１１）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図２７に示すごとく、本形態では、ＰＭセンサ２０に複数の電極２を形成してある。隣り合う一対の電極２により、電極対２４が構成されている。本形態では、第１電極対２４aと第２電極対２４bとの、２個の電極対２４を形成してある。第１電極対２４aによって、コンデンサ３が構成されている。また、第２電極対２４bによって、検出部２１が構成されている。
　コンデンサ３は、ＰＭ８が堆積したときに、一対の電極２間に電流が流れるよう構成されている。また、本体部２９の長手方向（以下、Ｘ方向とも記す）における、接続端子２７を設けた側（以下、基端側とも記す）に、コンデンサ３（すなわち第１電極対２４a）を設けてある。さらに、Ｘ方向における、接続端子２７を設けた側とは反対側（以下、先端側とも記す）に、検出部２１（すなわち第２電極対２４b）を設けてある。
　先端側は、基端側よりもＰＭ８が堆積しやすい。そのため、複数の電極対２４（２４a，２４b）のうち、一部の電極対２４（本形態では第１電極対２４a）は、他の電極対２４（本形態では第２電極対２４b）よりも、ＰＭ８の堆積量が少なくなっている。
　本形態の作用効果について説明する。本形態では、複数の電極対２４（２４a，２４b）のうち、一部の電極対２４aは、他の電極対２４bよりも、ＰＭ８の堆積量が少なくされている。そのため、検出部２１又はコンデンサ３を構成する複数の電極対２４が、ＰＭ８によって同時に導通することを抑制できる。したがって、排ガスｇ中にＰＭ８が多く含まれていることを確実に検出できる。すなわち、複数の電極対２４がＰＭ８によって同時に導通すると、上述したように、電圧測定部５による測定電圧が殆ど変化しなくなる可能性がある。しかしながら、本形態のように、一部の電極対２４aを、他の電極対２４bよりもＰＭ８の堆積量が少なくなるように構成すれば、複数の電極対２４が同時にＰＭ８によって導通する可能性が低減する。そのため、測定電圧を大きく変動させることができ、排ガスｇに多くのＰＭ８が含まれていることを確実に検出できる。
　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、ＰＭセンサ２０に２個の電極対２４を形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、ＰＭセンサ２０に３個以上の電極対２４を形成してもよい。また、これらの電極対２４を用いて、検出部２１やコンデンサ３をそれぞれ複数個、形成してもよい。さらに、複数の電極対２４のうち、検出部２１を構成する電極対２４を、他の電極対２４よりも、ＰＭ８の堆積量が少なくするように構成してもよい。
（実施形態１２）
　本形態は、ＰＭセンサ２０の構成を変更した例である。図２８に示すごとく、本形態では、ＰＭセンサ２０に複数の電極２を形成してある。これにより、複数の電極対２４（２４a～２４d）を形成してある。また、一部の電極２の長さは短くなっている。これにより、個々の電極対２４の静電容量を、互いに異ならせている。
　本形態の作用効果について説明する。本形態では、ＰＭセンサ２０に形成された個々の電極対２４は、一対の電極２間の静電容量が互いに異なっている。このようにすると、個々の電極対２４に加わる電圧を、互いに異ならせることができる。したがって、個々の電極対２４に捕集されるＰＭ８の量を互いに異ならせることができ、複数の電極対２４が同時にＰＭ８によって導通することを抑制できる。そのため、一部の電極対２４のみをＰＭ８によって導通させることができ、測定電圧を大きく変化させることができる。したがって、排ガスｇ中に多くのＰＭ８が含まれていることを確実に検出できる。
　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、図２８に示すごとく、電極２の長さを調整することにより、個々の電極対２４の静電容量を互いに異ならせたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図２９に示すごとく、一対の電極２のＸ方向間隔を調整することにより、個々の電極対２４の静電容量を互いに異ならせても良い。
（実施形態１３）
　本形態は、制御部７（図５参照）、及び電源４の構成を変更した例である。本形態では、複数の検出部２１のうちいずれかが、ＰＭ８によって導通した場合でも、残りの検出部２１に加わる電圧が一定になるように、制御部７によって制御している。
　図３０に示すごとく、本形態では、電源４として、可変電圧源を用いている。この電源４は、例えばＤＣ－ＤＣコンバータ等によって構成することができる。また、本形態では、３個の検出部２１を互いに直列に接続してある。これら３個の検出部２１に直列に、コンデンサ３を接続してある。個々の検出部２１とコンデンサ３とは、静電容量が互いに等しい。
　図３０（ａ）に示すごとく、ＰＭ８の検出を開始した直後は、３個の検出部２１のいずれも、ＰＭ８によって導通していない。このとき、制御部７（図５参照）によって、電源４の電圧はＶに制御される。コンデンサ３の電圧は、Ｖ／４になる。
　また、３個の検出部２１のいずれか一つがＰＭ８によって導通した場合、残りの２個の検出部２１とコンデンサ３とに電源４の電圧Ｖが加わる。そのため、コンデンサ３の電圧はＶ／３に上昇する。この後、制御部７は、図３０（ｂ）に示すごとく、電源４の電圧を下げ、３／４Ｖにする。このようにすると、個々の検出部２１とコンデンサ３に加わる電圧は、それぞれ１／４Ｖに維持される。
　また、さらに別の検出部２１がＰＭ８によって導通した場合、残りの１個の検出部２１とコンデンサ３とに電源４の電圧が加わる。そのた、コンデンサ３の電圧は急に上昇する。この後、制御部７は、図３０（ｃ）に示すごとく、電源４の電圧をさらに下げ、２／４Ｖにする。このようにすると、残りの１個の検出部２１とコンデンサ３に加わる電圧は、それぞれ１／４Ｖに維持される。
　本形態の作用効果について説明する。本形態の制御部７は、複数の検出部２１のいずれかがＰＭ８により導通した場合でも、残りの検出部２１に加わる電圧が一定になるように、電源４の電圧を制御している。このようにすると、導通していない検出部２１に加わる電圧を一定にすることができる。そのため、個々の検出部２１がＰＭ８を捕集する速度を一定にすることができる。
　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１４）
　本形態は、制御部７（図５参照）の制御方法を変更した例である。図３１に示すごとく、本形態のＰＭ検出システム１は、コンデンサ３に並列に接続したスイッチ１１を備える。また、電源４には電源投入部８９が接続している。そして、制御部７によって、これらスイッチ１１及び電源投入部８９のオンオフ動作を制御している。
　制御部７は、印加行程と、放電行程と、測定行程とを行う。印加行程では、スイッチ１１をオフにした状態で、電源投入部８９をオンする。これにより、検出部２１とコンデンサ３との直列体１０に、電源４の電圧Ｖを加える。本形態では、検出部２１とコンデンサ３の静電容量を、互いに等しくしてある。そのため、電源投入部８９をオンすると、検出部２１とコンデンサ３とに、それぞれＶ／２の電圧が加わる。
　その後、制御部７は、上記放電行程を行う。放電行程では、スイッチ１１をオンする。これにより、コンデンサ３に蓄えられた電荷を放電する。また、スイッチ１１をオンすると、電源４の電圧Ｖが全て検出部２１に加わる。そのため、図３２に示すごとく、スイッチ１１をオンした瞬間（時刻ｔ1）、検出部２１の電圧はＶ／２からＶに上昇する。また、検出部２１はコンデンサと同じ構造になっているため、電圧Ｖが加わると、検出部２１に電荷Ｑが蓄えられる。
　放電行程の後、制御部７は、上記測定行程を行う。測定行程では、スイッチ１１を再びオフする。上述したように、検出部２１には電荷が蓄えられているため、検出部２１に電圧Ｖ（＝Ｑ／Ｃ）が発生し続ける。これにより、検出部２１に高い電界を発生させ、ＰＭ８を捕集しやすくしている。測定行程では、スイッチ１１をオフにした状態、すなわち検出部２１に電圧Ｖを発生させた状態で、電圧測定部５を用いて、コンデンサ３の電圧を測定する。検出部２１がＰＭ８によって導通すると、コンデンサ３の電圧が０からＶに上昇する。制御部７は、所定時間内にコンデンサ３の電圧が０からＶに上昇した場合は、排ガスｇ中のＰＭ８の濃度が高く、フィルタ１４（図５参照）が故障していると判断する。
　次に、図３３を用いて、制御部７のフローチャートの説明をする。同図に示すごとく、制御部７は、まずステップＳ１を行う。ここでは、電源投入部８９をオンし、直列体１０に電源４の電圧Ｖを加える（すなわち、印加行程を行う）。その後、ステップＳ２に移る。ここでは、スイッチ１１をオンし、コンデンサ３に蓄えられた電荷を放電する（すなわち、放電行程を行う）。これにより、検出部２１の電圧をＶ／２からＶに上昇させる。
　次いで、ステップＳ３に移り、スイッチ１１をオフする。その後、ステップＳ４を行う。ここでは、スイッチ１１をオフした状態で、コンデンサの電圧を測定する（すなわち、測定行程を行う）。
　次いで、ステップＳ５を行う。ステップＳ５では、所定時間内に測定電圧が閾値を超え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Ｓ６に移り、フィルタ１４が故障していると判断する。また、ステップＳ５でＮｏと判断したときは、終了する。
　本形態の作用効果について説明する。本形態では、上記印加行程と、放電行程と、測定行程とを行う。このようにすると、検出部２１に高い電圧を発生させることができる。そのため、ＰＭ８の捕集効率を高めることができる。
　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１５）
　本形態は、制御部７の制御方法を変更した例である。図３４に示すごとく、本形態のＰＭ検出システム１は、コンデンサ３に並列に接続したスイッチ１１と、該スイッチ１１のオンオフ動作を制御する制御部７とを備える。また、ＰＭセンサ２０は、堆積面２２に堆積したＰＭ８を燃焼して除去するヒータ（図示しない）を備える。
　堆積面２２には、導電性の被毒物質１８が堆積することがある。例えば、排管１３（図５参照）から鉄粉が発生し、これが堆積面２２に堆積することがある。また、エンジン１２のオイルに含まれる硫黄が堆積することもある。これらの被毒物質１８は、上記ヒータを通常のＰＭ除去温度まで加熱しても、除去できない。また、被毒物質１８が堆積すると、一対の電極２間に僅かに電流が流れる。そのため、図３５に示すごとく、ＰＭ８の測定を開始した後、被毒物質１８を流れた電流によってコンデンサ３の電圧が上昇する。したがって、制御部７が、ＰＭ８が堆積したと誤って判断する可能性がある。本形態では、上記スイッチ１１等を用いて、この問題を解決している。
　図３６に示すごとく、本形態の制御部７は、ヒータを用いてＰＭ８を除去した後、コンデンサ３の電圧Ｖの時間上昇率ΔＶ／Δｔを測定する。より詳しくは、制御部７は、ＰＭ８を除去した後、所定時間Δｔ待機し、電圧Ｖの上昇量ΔＶを測定する。この上昇量ΔＶをΔｔで除して、時間上昇率ΔＶ／Δｔを算出する。そして、時間上昇率ΔＶ／Δｔが予め定められた閾値ΔTHより低か否かを判断する。閾値ΔTHは、例えば、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０が１本だけ形成されたときにおける、コンデンサ電圧の時間上昇率（すなわち、時間上昇率の最低値）を設定することができる。
　時間上昇率ΔＶ／Δｔが閾値ΔTHより低い場合は、ＰＭセンサ２０が正常だと判定し、ＰＭ８の測定を開始する。しかし、この場合でも、被毒物質１８が僅かに付着し、一対の電極２間に僅かに電流Ｉが流れている可能性がある。この場合、コンデンサ３の電圧が徐々に増加する。そのため、制御部７は、一定の時間間隔をおいてスイッチ１１をオンし（図３８、図３９参照）、コンデンサ３に蓄えられた電荷Ｑを定期的に放電させる。これにより、被毒物質１８を流れた電流Ｉによってコンデンサ３の電圧が上昇し、ＰＭ８の電流経路８０が形成されたと誤って判断することを抑制する。
　図３６に示すごとく、ＰＭ８の電流経路８０が形成された場合、コンデンサ３の電圧が急に上昇する。制御部７は、ＰＭ８の測定を開始してから所定期間Ｔ1以内に、コンデンサ３の電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔが閾値ΔTHを超えた場合は、フィルタ１４が故障していると判定する。
　また、本形態の制御部７は、図３７に示すごとく、ヒータを用いてＰＭ８を除去した後に上記電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔを測定し、その測定値が上記閾値ΔTHを超えた場合は、ＰＭセンサ２０が故障している（すなわち、被毒している）と判断する。
　次に、図４０を用いて、制御部７のフローチャートの説明をする。同図に示すごとく、制御部７は、まずステップＳ１１を行う。ここでは、ヒータを発熱させ、ＰＭ８を除去する。その後、ステップＳ１２に移る。ここでは、ＰＭ８の除去が完了したか否かを判断する。例えば、ヒータの発熱が所定時間以上続いたか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ１３に移り、ＰＭ８の測定を開始する。
　その後、ステップＳ１４に移る。ここでは、ＰＭ８を除去した直後に測定した、コンデンサ３の電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔが、閾値ΔTH以下であるか否かを判断する。ここでＮｏ（すなわち、閾値ΔTHを超えている：図３７参照）と判断した場合は、ステップＳ１８に移り、ＰＭセンサ２０が故障していると判断する。そして、ステップＳ１９に移り、被毒再生制御を行う。例えば、ヒータを通常のＰＭ除去温度よりも高い温度まで加熱し、被毒物質１８を除去する。
　また、ステップＳ１４でＹｅｓ（すなわち、電圧上昇率ΔＶ／Δｔが閾値ΔTH以下である：図３６参照）と判断した場合は、ステップＳ１５に移る。ここでは、スイッチ１１をオンし、コンデンサ３に蓄えられた電荷Ｑを放電させる。その後、ステップＳ１６に移る。ここでは、ＰＭ８の測定を開始してから所定期間Ｔ1以内に、コンデンサ３の電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔが閾値ΔTH以上になったか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ１７に移り、フィルタ１４が故障したと判定する。また、Ｎｏと判定した場合は、ステップＳ１５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３６、図４０に示すごとく、ＰＭ８を除去した後に電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔを測定し、その測定値が閾値ΔTHより低い場合は、一定期間ごとにスイッチ１１をオンする。これにより、コンデンサ３に蓄えられた電荷を定期的に放電させる。
　このようにすると、ＰＭセンサ２０に被毒物質１８が僅かに付着しており、電流Ｉが僅かに流れる場合でも、コンデンサ３の電圧を定期的にリセットできるため、ＰＭ８が付着したと誤って判断することを抑制できる。
　また、本形態では図３７、図４０に示すごとく、上記時間上昇率ΔＶ／Δｔが閾値ΔTHより高い場合は、ＰＭセンサ２０が故障していると判断する。
　そのため、ＰＭセンサ２０が被毒し、故障していることを検出できる。
　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１６）
　本形態は、制御部７による制御方法を変更した例である。図４１に示すごとく、本形態のＰＭ検出システム１は、実施形態１５と同様に、スイッチ１１を備える。このスイッチ１１に抵抗１５を直列に接続し、直列接続体１６を構成してある。直列接続体１６は、コンデンサ３に並列接続されている。
　図４１、図４２に示すごとく、制御部７は、スイッチ１１のオンオフを周期的に切り替える。堆積面２２に通常のＰＭ８（例えば粒径０．１μｍ程度）が堆積した場合は、一対の電極２間に電流Ｉが流れる。そのため、スイッチ１１をオフしている間に、コンデンサ３の電圧が上昇した場合は、堆積面２２に通常のＰＭ８が堆積したと判定できる。
　また、図４３、図４４に示すごとく、堆積面２２には、通常のＰＭ８よりも粒径が大きい粗大ＰＭ８’が堆積することがある。粗大ＰＭ８’は、例えば、排管１３（図１５参照）の内面にＰＭ８が堆積し、これが何らかの原因で剥離した場合に生じ得る。粗大ＰＭ８’は、一対の電極２の間隔よりも大きい。粗大ＰＭ８’は、粒径が２．５μｍよりも大きいＰＭ８であると定義することができる。
　粗大ＰＭ８’は粒径が大きいため、粗大ＰＭ８’が付着すると、電極２間に大きな電流が流れる。したがって、コンデンサ３の電圧が急に上昇し、制御部７が、堆積面２２にＰＭ８が堆積したと誤って判断する可能性がある。この問題を解決するため、本形態では、上記スイッチ１１、抵抗１５等を用いて、粗大ＰＭ８’が付着したことを検出する。
　すなわち、上述したように、制御部７は、スイッチ１１のオンオフを周期的に切り替えている。図４４に示すごとく、堆積面２２に粗大ＰＭ８’が堆積した場合は大きな電流Ｉが流れる。このときスイッチ１１がオンになっていると、電流Ｉは抵抗１５へ流れ、電圧降下（＝ＩＲ）が生じる。この電圧降下を電圧測定部５によって測定する。電圧降下の時間変化率ΔＩＲ／Δｔが予め定められた値ΔIRTHよりも大きい場合は、堆積面２２に粗大ＰＭ８’が堆積したと判定する。
　図４５に示すごとく、本形態では、スイッチ１１を予め定められたオン時間ｔ1オンし、その後、予め定められたオフ時間ｔ2オフする。このオンオフ動作を繰り返す。通常のＰＭ８が堆積した場合は、電流Ｉが僅かであるため、スイッチ１１をオンしたときに抵抗１５に生じる電圧降下は小さい。そのため、スイッチ１１をオンしたときには、通常のＰＭ８が堆積したか否かは検出できない。しかし、スイッチ１１をオフすると、ＰＭ８を流れた僅かな電流Ｉによってコンデンサ３が充電され、コンデンサ３の電圧Ｖが急に上昇する。そのため、通常のＰＭ８が堆積したことを検出できる。本形態では、スイッチ１１をオフした期間にコンデンサ３の電圧ＶがＰＭ検出閾値ＶPMを超えた場合は、通常のＰＭ８が堆積したと判定する。
　また、上述したように、粗大ＰＭ８’が堆積すると大きな電流Ｉが流れ、スイッチ１１をオンしたときにこの電流Ｉが抵抗１５へ流れて電圧降下が発生する。制御部７は、この電圧降下の時間変化率ΔＩＲ／Δｔが予め定められた値ΔIRTHよりも高い場合は、粗大ＰＭ８’が堆積したと判定する。
　次に、図４６を用いて、制御部７のフローチャートの説明を行う。同図に示すごとく、制御部７は、まずステップＳ２１を行う。ここでは、スイッチ１１をオンする。その後、ステップＳ２２に移り、抵抗１５に生じた電圧降下の時間変化率ΔＩＲ／Δｔが、閾値ΔIRTHより高いか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ２７に移り、粗大ＰＭ８’が付着したと判定する。その後、例えば、ヒータを発熱させ、粗大ＰＭ８’を除去する処理を行う。また、ステップＳ２２でＮｏと判断した場合は、ステップＳ２３に移る。そして、オンしている時間ｔが上記オン時間ｔ1より長いか否かを判断する。ここでＮｏと判断した場合はステップＳ２２に戻り、Ｙｅｓと判断した場合はステップＳ２４に移る。
　ステップＳ２４では、スイッチ１１を上記オフ時間ｔ2だけオフする。その後、ステップＳ２５に移り、測定した電圧Ｖが閾値ＶPMを超え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Ｓ２１に戻り、Ｙｅｓと判断した場合はステップＳ２６に移る。ステップＳ２６では、通常のＰＭ８が堆積面２２に堆積した（すなわち、ＰＭ８による電流経路８０が形成された）と判定する。そして、ＰＭ８の測定を開始してから所定時間以内に、ＰＭ８の電流経路８０が形成されたと判断した場合は、フィルタ１４が故障していると判断する。
　本形態の作用効果について説明する。図４５に示すごとく、本形態の制御部７は、スイッチ１１のオンオフを周期的に切り替える。そして、スイッチ１１をオンしたときに、電圧測定部５を用いて抵抗１５の電圧降下を測定し、電圧降下の時間変化率ΔＩＲ／Δｔが予め定められた値ΔIRTHより大きい場合は、粗大ＰＭ８’が堆積面２２に堆積したと判定する。
　このようにすると、粗大ＰＭ８’が付着した場合に、通常のＰＭ８が堆積したと誤って判断することを抑制できる。
　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１７）
　本形態は、制御部７の制御方法を変更した例である。図４７に示すごとく、本形態では、静電容量が比較的大きいコンデンサ３を用いている。このように静電容量が大きいコンデンサ３を用いると、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０が形成されても、コンデンサ３はすぐに充電されず、電圧Ｖが徐々に高くなる。また、電流経路８０の数が少ない場合は、流れる電流Ｉが少ないため、コンデンサ３の電圧Ｖの時間上昇率ΔＶ／Δｔは小さい。電流経路８０の数が増えると、電流Ｉが増加するため、電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔは大きくなる。本形態の制御部７は、コンデンサ３の電圧Ｖの時間上昇率ΔＶ／Δｔを測定し、その測定値を用いて、一対の電極２間の抵抗Ｒ（すなわち、ＰＭ８の抵抗）を算出する。
　例えば、コンデンサ３に蓄えられた電荷をＱ、静電容量をＣ、電源４の電圧をＶB、コンデンサ３の電圧をＶ、コンデンサ３に流れる電流をＩ、ＰＭ８の抵抗をＲ、コンデンサ３の電圧Ｖの微小変化量をΔＶ、微小時間をΔｔとした場合、
Ｉ＝ｄＱ／ｄｔ≒ΔＱ／Δｔ＝ＣΔＶ／Δｔ
　＝（ＶB－Ｖ)／Ｒ
したがって、
Ｒ＝（ＶB－Ｖ）Δｔ／（ＣΔＶ）
上記式を用いて、抵抗Ｒを算出することができる。
　制御部７は、抵抗Ｒの算出値が所定の閾値ＲTHより小さくなった場合は、堆積面２２に予め定められた量のＰＭ８が堆積したと判断する。また、ＰＭ８の測定を開始してから所定時間内に、抵抗Ｒが閾値ＲTHより小さくなった場合（すなわち、所定時間内に、堆積面２２に予め定められた量のＰＭ８が堆積したと判断した場合）は、フィルタ１４が故障したと判断する。
　本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、一対の電極２間に堆積したＰＭ８の抵抗Ｒを算出できる。そのため、堆積面２２にＰＭ８が堆積したことを、正確に検出することができる。
　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１８）
　本形態は、制御部７の制御方法を変更した例である。本形態では、実施形態１７と同様に、静電容量が充分に大きいコンデンサ３（図４７参照）を用いている。コンデンサ３の静電容量が大きい場合の、コンデンサ３の電圧の変化を図４８に示す。同図に示すごとく、一対の電極２間にＰＭ８の電流経路８０が１本形成されると、電流Ｉが僅かに流れる。本形態ではコンデンサ３の静電容量を大きくしてあるため、電圧Ｖの時間上昇率ΔＶ／Δｔは小さい。この後、２本目の電流経路８０が形成されると、電流Ｉが増加し、電圧の時間上昇率ΔＶ／Δｔが若干高くなる。さらに、３本目の電流経路８０が形成されると、電流Ｉがさらに増加し、時間上昇率ΔＶ／Δｔがさらに高くなる。
　本形態の制御部７は、実施形態１７と同様に、電圧Ｖの時間上昇率ΔＶ／Δｔを用いて、一対の電極２間の抵抗Ｒ（すなわち、ＰＭ８の抵抗）を算出する。そして、この抵抗Ｒの算出値が所定の回数ＮTH（本形態では３回）以上変化した場合は、堆積面２２に、予め定められた量のＰＭ８が堆積したと判断する。また、ＰＭ８の測定を開始してから所定時間内に、抵抗Ｒの算出値がＮTH以上変化した場合（すなわち、所定時間内に、堆積面２２に予め定められた量のＰＭ８が堆積したと判断した場合）は、フィルタ１４が故障したと判断する。
　本形態の作用効果について説明する。このようにすると、電流経路８０が複数本形成された場合に、ＰＭ８が堆積したと判定することができる。そのため、ＰＭ８の誤検出を抑制できる。
　また、１本目の電流経路８０が形成されるタイミングはＰＭ８の付着の仕方によってばらつくが、複数本分の電流経路８０の形成時間を平均することで、バラツキを抑えることが可能になる。そのため、電流経路８０が形成される時間を精度よく検出することができる。
　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。
（実験例１）
　本発明の効果を確認するための実験を行った。まず、図４９に示すとごく、比較例としてのＰＭ検出システム１を構成した。このＰＭ検出システム１では、検出部２１の電流Ｉを電流センサ９によって測定する。また、このＰＭ検出システム１に用いられるＰＭセンサ２０として、新品のものと、アッシュ１７が付着したものとを用意した。図４９に示すごとく、アッシュ１７が付着したＰＭセンサ２０は、電流経路８０が形成されにくいため、電流が流れにくい。
　なお、上記ＰＭセンサ２０としては、端面Ｓ１（図２０参照）から電極２が露出したものを用いた。
　上記２つのＰＭセンサ２０を用いて、排ガス中のＰＭ８を測定した。排ガス中のＰＭ８の濃度は７ｍｇ／ｍ3であり、排ガスの温度は２００℃であった。図５０に測定結果を示す。同図において、縦軸は、電流センサ９内のシャント抵抗に発生する電圧降下を意味する。図５０に示すごとく、アッシュ１７が付着したＰＭセンサ２０は、電流Ｉが少ないため、新品のＰＭセンサ２０と比較して、検出値が低い。そのため、従来のように電流センサ９を用いるＰＭ検出システム１では、ＰＭセンサ２０を長期間使用し、アッシュ１７が付着した場合、ＰＭ８を正確に検出しにくくなる可能性があることが分かる。
　次に、図５１に示すごとく、コンデンサ３を用いた、本発明に係るＰＭ検出システム１を用意した。また、新品のＰＭセンサ２０と、アッシュ１７が付着したＰＭセンサ２０とを用意し、図５１のＰＭ検出システム１を用いてＰＭ８の測定を行った。ＰＭセンサ２０は、比較例と同一のものを用いた。また、コンデンサ３は、ＰＭセンサ２０とは別体のもの（図２０参照）を用いた。より詳しくは、コンデンサ３として、静電容量が０．１（μＦ）のセラミックコンデンサを用いた。
　ＰＭ８の測定結果を図５２に示す。アッシュ１７が付着したＰＭセンサ２０は、上述したように電流Ｉが流れにくくなるが、コンデンサ３を用いれば、電流Ｉが僅かであっても電圧が急に上昇することが分かる。また、アッシュ１７が付着したＰＭセンサ２０と新品のＰＭセンサ２０とで、電圧の測定値が殆ど同じであることが分かる。これから、本発明を用いると、アッシュ１７が付着して劣化したＰＭセンサ２０であっても、ＰＭ８を正確に測定できることが分かる。また、図５２から、コンデンサ３を用いる場合は、電流センサ９を用いる場合（図５０参照）と比較して、測定値の立ち上がりが急峻であることが分かる。これから、コンデンサ３を用いた方が、ＰＭ８の検出感度が高いことが分かる。
（実験例２）
　本発明の効果を確認するための、別の実験を行った。まず、新品のＰＭセンサ２０を用意した。さらに、ヒータを長時間発熱させ、電極２を劣化させたＰＭセンサ２０を用意した。
　これらのＰＭセンサ２０を、電流センサ９を用いた従来のＰＭ検出システム１（図５６参照）に取り付け、ＰＭ８の検出を行った。測定をする際の条件は、実験例１と同一であった。すなわち、排ガスのＰＭ濃度を７ｍｇ／ｍ3にし、排ガスの温度を２００℃にした。測定結果を図５３に示す。
　同図から、新品のＰＭセンサ２０は、ＰＭ８の測定を開始してから暫く経過すると、電流が流れることが分かる。これに対して、熱によって劣化したＰＭセンサ２０は、ＰＭ８の測定を開始してから時間が経過しても、電流が殆ど流れないことが分かる。これは、図５５に示すごとく、新品のＰＭセンサ２０は、電極２が蒸発していないため、多くの電流経路８０が形成され、多くの電流Ｉが流れるが、熱によって劣化したＰＭセンサ２０は、電極２を構成する導電性物質（例えばＰｔ等）が蒸発してスポンジ状になっているため、電流経路８０の数が少なく（すなわち、電流Ｉが少なく）、電流センサ９によって電流Ｉを検出できないからだと考えられる。
　次に、同様の実験を、本発明に係るＰＭ検出システム１を用いて行った。すなわち、ＰＭセンサ２０にコンデンサ３を直列接続し（図２０参照）、このコンデンサ３の電圧を測定した。コンデンサ３は、ＰＭセンサ２０とは別体に設けた。コンデンサ３には、静電容量が０．１（μＦ）のセラミックコンデンサを用いた。測定結果を図５４に示す。
　同図から、新品のＰＭセンサ２０と熱劣化したＰＭセンサ２０は、コンデンサ３の電圧が略同時に立ち上がることが分かる。これは、熱劣化したＰＭセンサ２０は電極２が蒸発してスポンジ状になっているため、電流Ｉが流れにくいが、コンデンサ３を用いた場合は、僅かな電流Ｉでもコンデンサ３の電圧が急に上昇するからだと考えられる。
　本開示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。
　本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形形態や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (14)

  1. 　排ガスに含まれる粒子状物質（８）を検出するための粒子状物質検出システム（１）であって、
    　一対の電極（２）と、該一対の電極の間に介在し上記粒子状物質が堆積する堆積面（２２）とを備える検出部（２１）を、少なくとも一つ形成してある粒子状物質検出センサ（２０）と、
    　上記検出部に直列に接続されたコンデンサ（３）と、
    　互いに直列に接続された、上記検出部と上記コンデンサとからなる直列体（１０）に直流電圧を加える電源（４）と、
    　上記コンデンサの電圧を測定する電圧測定部（５）と、を備える粒子状物質検出システム。
  2. 　上記粒子状物質検出センサには、複数の上記電極を、所定間隔をおいて配列するように形成してあり、上記複数の電極を用いて、上記検出部と上記コンデンサとを両方とも形成してある、請求項１に記載の粒子状物質検出システム。
  3. 　上記コンデンサを構成する上記一対の電極の間、及び該一対の電極の表面に、上記粒子状物質が堆積するよう構成されている、請求項２に記載の粒子状物質検出システム。
  4. 　上記コンデンサを構成する一対の上記電極のうち少なくとも一方の上記電極は、絶縁層（２３）によって被覆されている、請求項２に記載の粒子状物質検出システム。
  5. 　上記粒子状物質検出センサには、互いに隣り合う一対の上記電極からなる電極対（２４）が複数個、形成されており、該複数の電極対のうち一部の上記電極対は、他の上記電極対よりも上記粒子状物質の堆積量が少ない、請求項２又は３に記載の粒子状物質検出システム。
  6. 　上記粒子状物質検出センサには、互いに隣り合う一対の上記電極からなる電極対が複数個、形成されており、個々の上記電極対は、上記一対の電極間の静電容量が互いに異なるよう構成されている、請求項２～５のいずれか一項に記載の粒子状物質検出システム。
  7. 　上記粒子状物質検出センサと上記コンデンサとは別体に形成されている、請求項１に記載の粒子状物質検出システム。
  8. 　上記コンデンサに並列に接続したスイッチ（１１）と、該スイッチのオンオフ動作を制御する制御部（７）とをさらに備え、該制御部は、上記電源の直流電圧を上記直列体に加える印加行程と、該印加行程の後、上記スイッチをオンして上記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電行程と、該放電行程の後、上記スイッチをオフし、上記コンデンサの電圧を測定する測定行程と、を行うよう構成されている、請求項４又は７に記載の粒子状物質検出システム。
  9. 　上記コンデンサに並列に接続したスイッチと、該スイッチのオンオフ動作を制御する制御部とをさらに備え、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して除去するヒータを有し、上記制御部は、上記ヒータを用いて上記粒子状物質を除去した後に、上記コンデンサの電圧の時間上昇率（ΔＶ／Δｔ）を測定し、その測定値が予め定められた閾値（ΔTH）より低い場合は、一定の時間間隔をおいて上記スイッチをオンし、上記コンデンサに蓄えられた電荷を定期的に放電するよう構成されている、請求項４又は７に記載の粒子状物質検出システム。
  10. 　上記制御部は、上記時間上昇率が上記閾値より高い場合は、上記粒子状物質検出センサが故障していると判定する、請求項９に記載の粒子状物質検出システム。
  11. 　抵抗（１５）と、該抵抗に直列接続したスイッチとからなり、上記コンデンサに並列接続した直列接続体（１６）を備えると共に、上記スイッチの動作制御をする制御部をさらに備え、該制御部は、上記スイッチのオンオフを周期的に切り替え、該スイッチをオンしたときに、上記電圧測定部を用いて上記抵抗の電圧降下を測定し、該電圧降下の時間変化率（ΔＩＲ／Δｔ）が予め定められた値（ΔIRTH）よりも大きい場合は、粒径が２．５μｍよりも大きい上記粒子状物質である粗大ＰＭ（８’）が上記堆積面に堆積したと判定する、請求項４又は７に記載の粒子状物質検出システム。
  12. 　上記堆積面に上記粒子状物質が堆積したか否かを判定する制御部をさらに備え、該制御部は、上記コンデンサの電圧の時間上昇率（ΔＶ/Δｔ）を測定し、その測定値を用いて上記一対の電極間の抵抗（Ｒ）を算出すると共に、算出した抵抗値が所定の閾値（ＲTH）よりも小さくなった場合に、上記堆積面に予め定められた量の上記粒子状物質が堆積したと判断するよう構成されている、請求項４又は７に記載の粒子状物質検出システム。
  13. 　上記堆積面に上記粒子状物質が堆積したか否かを判定する制御部をさらに備え、該制御部は、上記コンデンサの電圧の時間上昇率（ΔＶ/Δｔ）を測定し、その測定値を用いて上記一対の電極間の抵抗（Ｒ）を算出すると共に、該抵抗の算出値が所定の回数（ＮTH）以上変化した場合は、上記堆積面に予め定められた量の上記粒子状物質が堆積したと判断するよう構成されている、請求項４又は７に記載の粒子状物質検出システム。
  14. 　排ガスに含まれる粒子状物質（８）を検出するための粒子状物質検出システム（１）であって、
    　一対の電極（２）と、該一対の電極の間に介在し上記粒子状物質が堆積する堆積面（２２）とを備える検出部（２１）を、少なくとも一つ形成してある粒子状物質検出センサ（２０）と、
    　上記検出部に直列に接続された抵抗（６）と、
    　互いに直列に接続された、上記検出部と上記抵抗とからなる直列体（１０）に直流電圧を加える電源（４）と、
    　上記抵抗の電圧降下を測定する電圧測定部（５）とを備え、
    　上記抵抗は、上記一対の電極が上記粒子状物質によって導通したときに生じる上記電圧降下が、上記電源の直流電圧の１／１０００以上となるように、その抵抗値が定められている、粒子状物質検出システム。
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