特許第6859971号(P6859971)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6859971
(24)【登録日】2021年3月30日
(45)【発行日】2021年4月14日
(54)【発明の名称】粒子状物質検出システム
(51)【国際特許分類】
   G01N 27/04 20060101AFI20210405BHJP
   G01N 15/06 20060101ALI20210405BHJP
   F01N 3/023 20060101ALI20210405BHJP
【FI】
   G01N27/04 Z
   G01N15/06 D
   F01N3/023 K
【請求項の数】14
【全頁数】36
(21)【出願番号】特願2018-44496(P2018-44496)
(22)【出願日】2018年3月12日
(65)【公開番号】特開2018-200299(P2018-200299A)
(43)【公開日】2018年12月20日
【審査請求日】2019年6月5日
(31)【優先権主張番号】特願2017-104788(P2017-104788)
(32)【優先日】2017年5月26日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山越 好太
(72)【発明者】
【氏名】中田 真吾
(72)【発明者】
【氏名】山村 周作
【審査官】 田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】 特開2012−013639(JP,A)
【文献】 特許第2651051(JP,B2)
【文献】 特許第2885417(JP,B2)
【文献】 特開平03−029840(JP,A)
【文献】 特開2006−058084(JP,A)
【文献】 特開2001−242113(JP,A)
【文献】 独国特許出願公開第102012001044(DE,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01N 27/00−27/24
G01N 15/00−15/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
複数の電極(2)と、該複数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)、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、
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、
上記粒子状物質によって上記複数の電極のうちの少なくともいずれかが導通されたときに、上記電源から上記コンデンサに蓄えられる電荷が増えることによって上昇する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
上記電圧測定部によって測定される上記コンデンサの電圧の変化を利用して、上記排ガスに上記粒子状物質が含まれることを検出するよう構成されている、粒子状物質検出システム。
【請求項2】
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、
複数の電極(2)のうちのいずれかの電極を用いて構成された検出部(21)と、上記粒子状物質が堆積する堆積面(22)と、上記複数の電極のうちの残りの電極を用いて構成されたコンデンサ(3)とが形成してある粒子状物質検出センサ(20)と、
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、
上記粒子状物質によって導通されたいずれかの上記電極間の電荷が失われることに伴う上記コンデンサの電圧の変化を測定する電圧測定部(5)と、を備え
上記電圧測定部によって測定される上記コンデンサの電圧の変化を利用して、上記排ガスに上記粒子状物質が含まれることを検出するよう構成されている、粒子状物質検出システム。
【請求項3】
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、
少なくとも3つ以上の電極(2)と、該電極同士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)形成してある粒子状物質検出センサ(20)と、
上記少なくとも3つ以上の電極における、両端に位置する電極の間に直流電圧を加え、上記少なくとも3つ以上の電極を、電荷を蓄える、直列に接続されたコンデンサとして機能させる電源(4)と、
上記両端に位置する電極を除く残りのいずれかの電極の電圧を測定する電圧測定部(5)と、を備え
上記粒子状物質によって導通されたいずれかの上記電極間の電荷が失われることに伴う電圧の変化を上記電圧測定部が測定することによって、上記排ガスに上記粒子状物質が含まれることを検出するよう構成されている、粒子状物質検出システム。
【請求項4】
上記少なくとも3つ以上の電極におけるいずれかの電極は、絶縁層(23)によって被覆される又は上記堆積面を形成する絶縁材料に埋設されることによって、上記粒子状物質によって導通されない、コンデンサ専用の電極を形成している、請求項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項5】
上記少なくとも3つ以上の電極は、互いに隣り合う一対の上記電極からなる、複数個の電極対(24)として形成されており、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くなる位置に配置されている、請求項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項6】
上記粒子状物質検出センサは、絶縁材料からなる本体部(29)と、該本体部に埋設された上記複数の電極と、上記電源又は上記電圧測定部が接続された複数の接続端子(27)と、上記電極と上記接続端子とを繋ぐ複数の配線(28)とを備え、
上記コンデンサを構成する上記電極は、上記本体部における、上記接続端子が位置する基端側に配置されており、
上記検出部を構成する上記電極は、上記本体部における、上記基端側とは反対側の先端側に配置されている、請求項2に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項7】
上記少なくとも3つ以上の電極は、互いに隣り合う一対の上記電極からなる、複数個の電極対(24)として形成されており、個々の上記電極対は、静電容量が互いに異なるよう構成されている、請求項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項8】
上記コンデンサは、上記粒子状物質検出センサの外部において、上記複数の電極に直列に接続されている、請求項1に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項9】
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、上記スイッチをオンにして、上記電源の直流電圧を上記コンデンサを介さずに上記検出部にのみ印加した後、上記スイッチをオフにして、上記検出部に上記直流電圧による電荷が蓄えられた状態で、上記コンデンサの電圧を測定するよう構成されている、請求項1、2、6又は8のいずれか1項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項10】
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1、2、6又は8のいずれか1項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項11】
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10に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項12】
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1、2、6又は8のいずれか1項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項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1、2、6又は8のいずれか1項に記載の粒子状物質検出システム。
【請求項14】
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1、2、6又は8のいずれか1項に記載の粒子状物質検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表2008−502892号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記PM検出システムでは、PMの検出に時間がかかるという問題がある。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。
【0006】
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。
【0007】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、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しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第1の態様は、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、
複数の電極(2)と、該複数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)、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、
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、
上記粒子状物質によって上記複数の電極のうちの少なくともいずれかが導通されたときに、上記電源から上記コンデンサに蓄えられる電荷が増えることによって上昇する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
上記電圧測定部によって測定される上記コンデンサの電圧の変化を利用して、上記排ガスに上記粒子状物質が含まれることを検出するよう構成されている、粒子状物質検出システムにある。
本発明の第2の態様は、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、
複数の電極(2)のうちのいずれかの電極を用いて構成された検出部(21)と、上記粒子状物質が堆積する堆積面(22)と、上記複数の電極のうちの残りの電極を用いて構成されたコンデンサ(3)とが形成してある粒子状物質検出センサ(20)と、
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、
上記粒子状物質によって導通されたいずれかの上記電極間の電荷が失われることに伴う上記コンデンサの電圧の変化を測定する電圧測定部(5)と、を備え、
上記電圧測定部によって測定される上記コンデンサの電圧の変化を利用して、上記排ガスに上記粒子状物質が含まれることを検出するよう構成されている、粒子状物質検出システムにある。
本発明の第3の態様は、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、
少なくとも3つ以上の電極(2)と、該電極同士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)が形成してある粒子状物質検出センサ(20)と、
上記少なくとも3つ以上の電極における、両端に位置する電極の間に直流電圧を加え、上記少なくとも3つ以上の電極を、電荷を蓄える、直列に接続されたコンデンサとして機能させる電源(4)と、
上記両端に位置する電極を除く残りのいずれかの電極の電圧を測定する電圧測定部(5)と、を備え、
上記粒子状物質によって導通されたいずれかの上記電極間の電荷が失われることに伴う電圧の変化を上記電圧測定部が測定することによって、上記排ガスに上記粒子状物質が含まれることを検出するよう構成されている、粒子状物質検出システムにある。
【0009】
また、本発明の参考態様は、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にある。
【発明の効果】
【0010】
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。
【0011】
また、上記参考態様では、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。
【0012】
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。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】実施形態1における、粒子状物質検出システムの概念図。
図2】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。
図3】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。
図4】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。
図5】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。
図6】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。
図7参考実施形態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。
図8参考実施形態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。
図9参考実施形態2における、抵抗の電圧降下の、時間変化を表したグラフ。
図10】実施形態3における、粒子状物質検出システムの概念図。
図11】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。
図12】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。
図13】実施形態4における、粒子状物質検出システムの概念図。
図14】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。
図15】実施形態5における、粒子状物質検出システムの概念図。
図16】実施形態5における、粒子状物質検出システムの回路図。
図17】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。
図18】実施形態6における、粒子状物質検出システムの概念図。
図19】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。
図20】実施形態7における、粒子状物質検出システムの概念図。
図21】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。
図22】実施形態8における、粒子状物質検出システムの概念図。
図23】実施形態9における、粒子状物質検出システムの概念図。
図24】実施形態10における、粒子状物質検出システムの概念図。
図25】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。
図26】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。
図27】実施形態11における、粒子状物質検出システムの概念図。
図28】実施形態12における、粒子状物質検出システムの概念図。
図29】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。
図30】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。
図31】実施形態14における、粒子状物質検出システムの回路図。
図32】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。
図33】実施形態14における、制御部のフローチャート。
図34】実施形態15における、粒子状物質検出システムの概念図。
図35】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。
図36】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。
図37】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。
図38】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。
図39】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。
図40】実施形態15における、制御部のフローチャート。
図41】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。
図42】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。
図43】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。
図44】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。
図45】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。
図46】実施形態16における、制御部のフローチャート。
図47】実施例17における、粒子状物質検出システムの回路図。
図48】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。
図49】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。
図50】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。
図51】実験例1における、粒子状物質検出システムの回路図。
図52】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。
図53】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。
図54】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。
図55】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。
図56】比較形態1における、粒子状物質検出システムの回路図。
図57】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。
図58】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。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(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(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(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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
参考実施形態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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
(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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
(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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
(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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
(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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
(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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
(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。
【0065】
(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。
【0066】
(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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
(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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
(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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
(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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
(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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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(印加行程)。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(放電行程)。これにより、検出部21の電圧をV/2からVに上昇させる。
【0090】
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(測定行程)。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
(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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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(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。
【0101】
また、ステップS14でYes(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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
(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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
(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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
(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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
(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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
(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。
【0127】
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。
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0132】
1 粒子状物質検出システム
10 直列体
2 電極
20 粒子状物質検出センサ
21 検出部
22 堆積面
3 コンデンサ
4 電源
5 電圧測定部
8 粒子状物質
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28
図29
図30
図31
図32
図33
図34
図35
図36
図37
図38
図39
図40
図41
図42
図43
図44
図45
図46
図47
図48
図49
図50
図51
図52
図53
図54
図55
図56
図57
図58