微粒子検知システム
【課題】微粒子検知システムの検知部への水滴の付着による不具合の発生を、抑制或いは防止できる微粒子検知システムを提供する。
【解決手段】 微粒子検知システム1,2,3は、内燃機関ENGから排出され、排気管EP内を流通する排気ガスEG中の微粒子Sの量を検知する。システム1,2,3は、排気管EPに装着された検知部10と、検知部10と電気的に接続し、検知部10を駆動すると共に、検知部10からの信号Isを検知処理する駆動処理回路201と、を備え、駆動処理回路201は、内燃機関ENGの始動後、駆動処理回路201で定める開始条件を満たすまで、検知部10の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段S2,S3,S11,S12,S13,S22,S23を有する。
【解決手段】 微粒子検知システム1,2,3は、内燃機関ENGから排出され、排気管EP内を流通する排気ガスEG中の微粒子Sの量を検知する。システム1,2,3は、排気管EPに装着された検知部10と、検知部10と電気的に接続し、検知部10を駆動すると共に、検知部10からの信号Isを検知処理する駆動処理回路201と、を備え、駆動処理回路201は、内燃機関ENGの始動後、駆動処理回路201で定める開始条件を満たすまで、検知部10の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段S2,S3,S11,S12,S13,S22,S23を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システム（以下、単に、システムともいう。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）では、その排気ガス中にススなどの微粒子を含むことがある。
このような微粒子を含む排気ガスは、フィルタで微粒子を捕集して浄化することが行われている。また、必要に応じてフィルタを高温にすることで、このフィルタに蓄積した微粒子を燃焼させて除去することも行われる。しかるに、フィルタが破損するなどの不具合を生じた場合には、未浄化の排気ガスが直接、フィルタの下流に排出されることとなる。
そこで、（未浄化の）排気ガス中の微粒子の量を直接計測したり、フィルタの不具合を検知すべく、排気ガス中の微粒子の量を検知可能な微粒子検知システムが求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、粒子計測処理方法及び機器が開示されている。この特許文献１では、イオン化された正のイオン粒子を含む気体を、排気管からチャネル内に取り込んだ微粒子を含む排気ガスと混合して微粒子を帯電させ、その後排気管に排出する。そして、排出された帯電微粒子の量に応じて流れる電流（信号電流）を検知して、微粒子の濃度を検知する手法が開示されている。
このように、微粒子検知システムでは、検知部を排気管に取り付け、排気管内の排気ガス中の微粒子を検知すべく排気ガスを取り入れる。このため、検知部の一部は、排気管の内部空間に連通した状態に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１０９６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関或いは排気管は、前回の内燃機関の駆動後に冷却されるので、外気温などによっては、ターボチャージャのハウジング内や排気管内に、凝縮水が溜まる場合がある。このため、内燃機関の始動後、しばらくの間は、排気ガス中に水滴が含まれている場合がある。また、内燃機関の始動前から検知部自身の内部や周囲に凝縮水が付着している場合もある。即ち、検知部は、内燃機関の始動前から或いは事後的に、水滴が付着した状態となる場合がある。なお、付着した水滴は、内燃機関の始動から時間が経過して、内燃機関自身の温度が上昇し、また、排気ガスにより排気管自身の温度、及び検知部自身の温度が上昇することにより、蒸発する。
【０００６】
しかしながら、検知部に水滴が未だ付着している場合には、水滴の付着位置によっては、検知部を構成する各部材間において、絶縁抵抗が低下した状態となることがある。そして、このように各部の絶縁抵抗が低下した状態の検知部について、駆動処理回路で駆動を開始し、電圧を印加すると、不要な電流が流れて駆動処理回路中の電源回路が過負荷となったり、検知部での放電等の動作が不安定となって適切な検知ができない場合がある。また、絶縁のための絶縁部材の表面に水滴が付着しているために、この絶縁部材によって互いに絶縁されているべき部材間に電流が流れてマイグレーションを生じ、絶縁部材の表面に電流経路が形成され恒久的に絶縁抵抗が低下した状態となって、検知部の機能自身が
低下するなどの不具合を生じる場合もある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、微粒子検知システムの検知部への水滴の付着による不具合の発生を、抑制或いは防止できる微粒子検知システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その一態様は、内燃機関から排出され、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システムであって、上記排気管に装着された検知部と、上記検知部に電気的に接続し、上記検知部を駆動すると共に、上記検知部からの信号を検知処理する駆動処理回路と、を備え、上記駆動処理回路は、上記内燃機関の始動後、上記駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、上記検知部の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段を有する微粒子検知システムである。
【０００９】
上述の微粒子検知システムでは、駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、駆動開始遅延手段によって検知部の駆動開始を遅らせる。このため、駆動処理回路の起動の直後から、（内燃機関の始動の有無や始動からの時間経過に拘わらず、）検知部を駆動する場合とは異なり、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止することができる。
【００１０】
ここで、駆動処理回路で定める開始条件としては、例えば、内燃機関の始動（内燃機関の完爆）からの待機時間を、一定にあるいは外気温センサによる外気温等の情報に基づいて定め、この待機時間を経過することを開始条件とすると良い。時間の経過と共に、検知部に付着した水滴が蒸発等して減少するからである。そして待機時間の経過後、駆動処理回路において検知部の駆動を開始する。
また、排気管に装着された排気温センサで検知した排気温や、検知部に別途形成した温度センサで検知した検知部の温度などが所定の値となること、あるいは、各種センサで検知した各条件の組合せが所定の条件を満たすことを開始条件とすることもできる。この場合には、排気温等が所定の値となって、開始条件を満たした場合に、駆動処理回路で検知部の駆動を開始する。
この場合に、開始条件としうる条件としては、凝縮水が発生している可能性、検知部に水滴が付着している可能性を評価しうる情報を出力するセンサ（例えば、外気温を検知する外気温センサ、内燃機関の冷却水温を検知する水温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなど）からの情報を駆動処理回路で得て、これに基づいて、開始条件を設定すると良い。
あるいは、凝縮水が発生したとしても、その凝縮水が内燃機関の始動後に消滅した可能性を評価できる情報を出力するセンサ（例えば、水温センサ、排気温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなど）からの情報を駆動処理回路で得て、これに基づいて、開始条件を満たしたか否かを判定しても良い。
なお、複数のセンサの出力を組み合わせて、開始条件を判断するようにしても良い。
【００１１】
さらに、上述の微粒子検知システムであって、前記開始条件は、前記駆動処理回路の起動後の経過時間が、上記駆動処理回路で定めた待機時間を経過したことである期間経過条件であり、前記駆動開始遅延手段は、上記経過時間が上記期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含む微粒子検知システムとすると良い。
【００１２】
本システムでは、駆動開始遅延手段の開始条件を、上述の期間経過条件としている。そして、駆動開始遅延手段には、経過時間が期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含んでいる。このため、本システムでは、駆動開始遅延手段の期間判断手段で、経過時間の経過を待てば良く、処理が容易である。
【００１３】
なお、待機時間としては、常に一定の時間（例えば、６０秒）としても良いし、内燃機関の駆動開始直後における外気温などに応じて、変化させる（例えば、外気温が、−１０℃以下の場合には待機時間を６０秒、１０℃〜−１０℃の場合には待機時間を３０秒、１０℃〜２０℃である場合には待機時間を１５秒、２０℃以上である場合には待機時間を０秒（直ちに駆動開始）などと定める。）こともできる。
また、待機時間を変化させる手法としては、外気温や、内燃機関の水温など、凝縮水の発生可能性や検知部の水滴付着の可能性を推定しうる情報を提供するセンサ（例えば、外気温センサ、水温センサなど）からの情報（付着可能性情報）を駆動処理回路で得て、これに基づいて、待機時間の長短（例えば、今回は、内燃機関の始動から６０秒間待機とするなど。）を決めるようにすると良い。
あるいは、微粒子検知システムの検知部自身が有するセンサ（例えば、検知部に別途形成した検知部の温度センサ）からの情報に基づいて、待機時間の長短を決めるようにしても良い。また、複数のセンサの情報を組み合わせて、待機時間の長さを決めても良い。
また、待機時間の始期（計時の起点）としては、内燃機関の始動（内燃機関の完爆）したタイミングや、内燃機関の運転を開始するスイッチ（キースイッチ）をオン位置としたタイミング、微粒子検知システム（駆動処理回路）の処理プログラムの起動において、経過時間を計時するタイマの計時開始ステップを実行したタイミングなどに定めることができる。
【００１４】
さらに、上述の微粒子検知システムであって、前記駆動処理回路は、前記検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報を出力するセンサの上記付着可能性情報を受け入れる付着情報入力手段を備え、前記駆動開始遅延手段は、上記付着可能性情報により、前記期間経過条件における前記待機時間の長さを決定する待機長さ決定手段を含む微粒子検知システムとすると良い。
【００１５】
前述のように、微粒子検知システムでは、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止することが求められている。しかしその一方で、微粒子検知システムによる微粒子の検知を、内燃機関の始動後、早期に行いたい要望もある。
このシステムでは、駆動処理回路が付着情報入力手段を備え、駆動開始遅延手段は待機長さ決定手段を含んでいる。このため、センサからの付着可能性情報に基づき、待機時間の長さを、適切に決定することができ、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部の駆動を開始することができる。
【００１６】
なお、検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報としては、凝縮水の発生可能性を検討しうる外気温や、内燃機関の水温、検知部自身の温度などの情報が挙げられる。また、これらの付着可能性情報を出力するセンサとしては、外気温センサ、水温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなどが挙げられる。
【００１７】
あるいは、当初に記載の微粒子検知システムであって、前記駆動処理回路は、前記検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報を出力するセンサの上記消滅可能性情報を受け入れる消滅情報入力手段を備え、前記駆動開始遅延手段は、上記消滅可能性情報により、前記開始条件を満たしたか否かを判定する判定手段を含む微粒子検知システムとすると良い。
【００１８】
この微粒子検知システムでは、消滅情報入力手段を備える。また、駆動開始遅延手段は、判定手段を含んでいる。このように、本システムでは、センサからの消滅可能性情報に基づいて、検知部の駆動開始の適否を判定するため、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部の駆動を開始することができる。
【００１９】
なお、検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報は、内燃機関や排気管、検知部など、温度上昇による付着した凝縮水の減少或いは消滅を推定しうる情報であり、例えば、内燃機関の水温、排気温、検知部自身の温度などの情報が挙げられる。また、これらの消滅可能性情報を出力するセンサとしては、水温センサ、排気温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなどが挙げられる。
またこれに加えて、内燃機関の始動からの経過時間をも考慮して判断することもできる。
【００２０】
さらに、上述のいずれかに記載の微粒子検知システムであって、前記検知部のうち前記排気管内に位置しまたは上記排気管内を臨む管内検知部に気体を送る送気手段を備え、上記送気手段は、上記検知部の駆動より前に、送気を開始する微粒子検知システムとすると良い。
【００２１】
本システムでは、検知部に外部の気体を送る送気手段を備え、検知部の駆動開始以前から送気を開始する。送気を行うと、検知部内に水滴が存在した場合でも、この水滴を検知部の外部に効果的に排出できる、水滴をより早く蒸発させうるなどにより、水滴を早期に除去できる。これにより、検知部内に水滴が存在することによる不具合の発生を抑制あるいは防止することができる。
なお、検知部の駆動より前のタイミングとしては、システム（駆動処理回路）の起動と同時、内燃機関の始動と同時などとするほか、駆動処理回路の起動後、内燃機関の始動後であっても良い。
また、送気する気体としては、たとえば、空気（外気）や窒素ガス、炭酸ガスなどが挙げられる。空気を用いる場合には、送気手段としてポンプを用い、ポンプ周囲の雰囲気（空気）を送気するようにすると良い。また、窒素ガス、炭酸ガスを用いる場合には、ボンベに圧入したガスの気圧を用いて、送気を行うようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態にかかる微粒子検知システムのうち、微粒子帯電部内での、微粒子の取り入れ、帯電、排出の様子を模式的に説明する説明図である。
【図２】実施形態にかかり、内燃機関の制御系の概略構成を示す説明図である。
【図３】実施形態にかかる微粒子検知システムの概略構成を示す説明図である。
【図４】実施形態にかかる駆動処理回路の待機処理のフローチャートである。
【図５】変形形態１にかかる駆動処理回路の待機処理のフローチャートである。
【図６】変形形態２にかかる駆動処理回路の待機処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態１）
先ず、本実施形態の微粒子検知システム１のうち検知部１０の構成及び電気的機能、動作について、図１を参照して説明する。なお、この図１は、本システム１の検知部１０の構成、電気的機能等を理解容易のため模式的に示したものであり、他の各図等に記載の形態等と異なる部分が存在する。
検知部１０は、主として、針状電極体２０の針状に尖った針状先端部２２と、補助電極体５０の補助電極部５３と、これらを囲む概略円筒状で基端部分を残して先端側が排気管ＥＰ内に挿入される検知部シャーシ１１と、排気管ＥＰの外部に位置し検知部シャーシ１１の基端部分を包囲する外側包囲部材１５（図３参照）と、からなる。
【００２４】
検知部シャーシ１１のうち、針状先端部２２よりも先端側（図１において右方）には、ノズル部１２が形成されている。このノズル部１２は、先端側に向かうほど先細に窪んで、針状先端部２２に対向する対向面１２Ｔが形成され、その中央部には細孔が穿孔されノズル１２Ｎとされている。また、検知部シャーシ１１のうち、ノズル部１２より先端側（図１において右方）の側壁には、取入口１１Ｉが開口している。また取入口１１Ｉよりも先端側は捕集極１３とされており、その一部は内側に向けて膨出した形態となって、後述する空気ＡＲの流路が狭くされている。さらに検知部シャーシ１１の内部には、この検知部シャーシ１１とは絶縁されて、補助電極体５０の補助電極部５３が配置されている。この補助電極部５３も先端が尖った形状とされ、基端側（図中、左方）を向いて配置されている。さらに、この補助電極部５３よりも先端側において、検知部シャーシ１１には排出口１１Ｏが穿孔されている。
【００２５】
この検知部１０のうち、取入口１１Ｉ及びこれより先端側（図１において右方）は、排気管ＥＰ内に挿入され、排気ガスＥＧに曝される（図３参照）。
一方、検知部シャーシ１１のうち、取入口１１Ｉよりも基端側（図１、図３において左方）は、排気管ＥＰ外に位置している。この基端部分の周囲には、検知部シャーシ１１とは絶縁される一方、排気管ＥＰに導通した外側包囲部材１５が取り囲んでいる。なお、排気管ＥＰはボディアースされて、接地電位ＰＶＥとされているので、外側包囲部材１５も接地電位ＰＶＥとされる。
【００２６】
ノズル部１２を含む検知部シャーシ１１は、後述する内側包囲配線１６５を介して、後述するイオン源電源回路２１０の第１出力端２１１、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１等に接続、導通している。これらは、第１フローティング電位ＰＶ１とされている。
一方、 針状電極体２０（針状先端部２２）は、後述する電源配線１６１を介して、後述するイオン源電源回路２１０の第２出力端２１２に接続、導通している。このため、この針状電極体２０（針状先端部２２）は、これを取り囲む検知部シャーシ１１の第１フローティング電位ＰＶ１に対して、１００ｋＨｚ，１〜２ｋＶ0-Pの正の半波整流パルス電圧である、第２フローティング電位ＰＶ２とされている。
さらに、補助電極部５３（補助電極体５０）は、後述する補助配線１６２を介して、後述する補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２に接続、導通している。このため、補助電極部５３は、検知部シャーシ１１の電位ＰＶ１に対して、１００〜２００Ｖの正の直流電位である、第３フローティング電位ＰＶ３とされている。
【００２７】
従って、検知部１０では、第１フローティング電位ＰＶ１とされたノズル部１２（その対向面１２Ｔ）と、これよりも正の高電位である第２フローティング電位ＰＶ２とされる針状電極体２０の針状先端部２２との間で、気中放電、具体的にはコロナ放電が生じる。さらに具体的には、正極となる針状先端部２２の周りにコロナが発生する正針コロナＰＣを生じる。これにより、その雰囲気をなす大気（空気）のＮ2，Ｏ2等が電離等して、正のイオンＣＰが発生する。発生したイオンＣＰの一部は、後述するようにてエアパイプ１６３を通じて供給された空気ＡＲと共に、ノズル１２Ｎを通って、混合領域ＭＸに向けて噴射され、検知部シャーシ１１内を通って、その排出口１１Ｏから、排気管ＥＰ内に排出される。
【００２８】
また、空気ＡＲが混合領域ＭＸに噴射されると、混合領域ＭＸの気圧が低下するため、取入口１１Ｉから排気ガスＥＧが引き込み路ＨＫを通じて、混合領域ＭＸに取り入れられる。取入排気ガスＥＧＩは、空気ＡＲと混合され、空気ＡＲと共に、排出口１１Ｏから排出される。
その際、排気ガスＥＧ中に、ススなどの微粒子Ｓが含まれていた場合、図１に示すように、この微粒子Ｓも混合領域ＭＸ内に取り入れられる。一方、噴射された空気ＡＲには、イオンＣＰが含まれている。このため、取り入れられたススなどの微粒子ＳにイオンＣＰが付着して、正に帯電した帯電微粒子ＳＣとなり、この状態で、混合領域ＭＸを通って、排出口１１Ｏから、空気ＡＲと共に排出される。
一方、混合領域ＭＸに噴射されたイオンＣＰのうち、微粒子Ｓに付着しなかった浮遊イオンＣＰＦは、第１フローティング電位ＰＶ１とされた捕集極１３をなす検知部シャーシ１１の各部に付着する（捕捉される）。
なお、補助電極部５３は、前述したように、１００〜２００Ｖの正の直流電位である第３フローティング電位ＰＶ３としてある。これにより、浮遊イオンＣＰＦは、この補助電極部５３から斥力を受けるので、捕集極１３に捕捉されやすくなっている。
【００２９】
本実施形態のシステム１において検知部１０はこのように構成されているので、針状電極体２０（針状先端部２２）とノズル部１２との間の気中放電（正針コロナ放電）に伴って、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２から、電源配線１６１を通じて針状電極体２０に、放電電流Ｉｄが供給される。一方、この放電電流Ｉｄの多くは、ノズル部１２に流れ込む（受電電流Ｉｊ）。この受電電流Ｉｊは、ノズル部１２，検知部シャーシ１１，及び内側包囲配線１６５（後述する）を流れて、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１（後述する）に流入する。
また、ノズル１２Ｎから噴射されたイオンＣＰの多くは捕集極１３で、浮遊イオンＣＰＦとして捕集される。捕集極１３で捕集された浮遊イオンＣＰＦが有していた電荷に起因する捕集電流Ｉｈも、捕集極１３及び検知部シャーシ１１に導通する内側包囲配線１６５を通じて、第１出力端２１１に流れ込む。つまり、内側包囲配線１６５には、これらの和である受電捕集電流Ｉｊｈ（＝Ｉｊ＋Ｉｈ）が流れる。
【００３０】
但し、この受電捕集電流Ｉｊｈは、放電電流Ｉｄよりも若干小さな値となる（Ｉｊｈ＜Ｉｄ）。というのも、排出口１１Ｏから帯電微粒子ＳＣが排出されると、ノズル１２Ｎから噴射されたイオンＣＰのうち、この排出された帯電微粒子ＳＣに付着した排出イオンＣＰＨも排出されたこととなる。この排出された排出イオンＣＰＨの電荷に対応する電流分は、受電捕集電流Ｉｊｈとして流れないからである。
【００３１】
以上から判るように、放電電流Ｉｄと受電捕集電流Ｉｊｈとの差分（＝Ｉｄ−Ｉｊｈ）は、検知部１０から排出された排出イオンＣＰＨの量に対応したものとなる。そして、この差分の大きさは、排出された帯電微粒子ＳＣに付着して排出された排出イオンＣＰＨの量、したがって、取入排気ガスＥＧＩ中の微粒子Ｓの量、ひいては、排気管ＥＰを流れる排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応して増減する。このため、差分の大きさを検知することにより、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知することが可能となる。なお、差分に相当する信号電流Ｉｓの検知手法については、後述する。
【００３２】
次いで、本システム１を適用する内燃機関の構成について、図２を参照して説明する。
車両（図示しない）に搭載されたエンジンＥＮＧ（内燃機関）には、始動時に用いるセルモータＳＭが付設されている。また、エンジンＥＮＧは、ラジエタＲＤを含み、冷却水ＣＬＷを用いてエンジンＥＮＧを冷却する冷却系ＣＬを有している。この冷却系ＣＬには、エンジンＥＮＧにおける冷却水ＣＬＷの水温を検知する水温センサＷＳが設置されている。
さらに、エンジンＥＮＧからは、排気ガスＥＧを流通させる排気管ＥＰが延出しており、その途中には、排気ガスＥＧを浄化するためのフィルタＦＬ及びマフラＭＦが設置されている。この排気管ＥＰのうち、フィルタＦＬの下流（マフラＭＦの上流）には、排気温センサＧＳが設置されている。また、この部位には、微粒子検知システム１の検知部１０も設置されている。具体的には、排気管ＥＰの側面に貫通孔（図示しない）が穿孔されており、この貫通孔を挿通して、検知部１０のうち、検知部シャーシ１１の取入口１１Ｉよりも先端側（図１において右方）の管内検知部１０Ｎが、排気管ＥＰ内に挿入されている。
なお、エンジンＥＮＧ及び排気管ＥＰは、ボディアースされて、接地電位ＰＶＥとされている。
【００３３】
エンジンＥＮＧは、キースイッチＳＷを、オフ位置から、オン位置を経由してスタート位置とすることで、バッテリＢＴによってセルモータＳＭが駆動され、エンジンＥＮＧがクランキングされる。その後、燃料に着火し、エンジンＥＮＧが完爆したら、キースイッチＳＷはオン位置に戻される。以降、エンジンＥＮＧは、キースイッチＳＷがオフとされるまで、自律して継続的に運転される。
制御ユニットＥＣＵは、バッテリＢＴで常時駆動されている一方、キースイッチＳＷの各接点にも接続され、このスイッチＳＷが、オフ位置、ＡＣＣ位置、オン位置あるいはスタート位置とされたことを検知できるように構成されている。この制御ユニットＥＣＵは、エンジンＥＮＧを制御すると共に、外気温を測定する外気温センサＯＳ、水温センサＷＳ、排気温センサＧＳなど各センサの出力を検知している。
一方、微粒子検知システム１のうち、処理回路部２００（駆動処理回路２０１）は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされることによって起動され、所定の処理を行う。また、処理回路部２００（駆動処理回路２０１）は、制御ユニットＥＣＵと相互に通信可能とされており、処理回路部２００からは、この微粒子検知システム１で検知した微粒子Ｓの量に関するデータを、制御ユニットＥＣＵに向けて送信する。
【００３４】
次いで、本実施形態の微粒子検知システム１の電気的構成及び動作について、図３を参照して説明する。このシステム１は、車両（図示しない）に搭載したエンジンＥＮＧの排気管ＥＰに装着される検知部１０と、この検知部１０から延出するケーブル１６０と、このケーブル１６０に接続する処理回路部２００と、圧縮された空気ＡＲを圧送する圧送ポンプ３００とからなる（図２も参照）。処理回路部２００のうち、駆動処理回路２０１は、ケーブル１６０を介して検知部１０と電気的に接続しており、この検知部１０を駆動するとともに、後述する信号電流Ｉｓを検知する。
【００３５】
先ず、処理回路部２００に含まれる駆動処理回路２０１の電気回路上の構成について、説明する。駆動処理回路２０１は、計測制御回路２２０と、イオン源電源回路２１０と、補助電極電源回路２４０とを有している。なお、計測制御回路２２０内には、信号電流検知回路２３０が含まれている。
この駆動処理回路２０１のうち、イオン源電源回路２１０は、第１フローティング電位ＰＶ１とされる第１出力端２１１と、第２フローティング電位ＰＶ２とされる第２出力端２１２とを有している。第２フローティング電位ＰＶ２は、具体的には、第１フローティング電位ＰＶ１に対して、１００ｋＨｚ程度の正弦波を半波整流した、１〜２ｋＶ0-pの正のパルス電圧が出力される。なお、イオン源電源回路２１０は、その出力電流についてフィードバック制御され、自律的に、その実効値が予め定めた電流値（本実施形態では、５μＡ）を保つ定電流電源を構成している。
【００３６】
また、駆動処理回路２０１のうち、補助電極電源回路２４０は、第１フローティング電位ＰＶ１とされる補助第１出力端２４１と、第３フローティング電位ＰＶ３とされる補助第２出力端２４２とを有している。この第３フローティング電位ＰＶ３は、具体的には、第１フローティング電位ＰＶ１に対して、正の直流高電位であるが、第２フローティング電位ＰＶ２のピーク電位（１〜２ｋＶ）よりも低い、ＤＣ１００〜２００Ｖの電位にされている。
【００３７】
さらに、駆動処理回路２０１のうち、計測制御回路２２０の一部をなす信号電流検知回路２３０は、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１に接続する信号入力端２３１と、接地電位ＰＶＥに接続する接地入力端２３２とを有している。この信号電流検知回路２３０は、信号電流Ｉｓを検知する回路である。
【００３８】
加えて、この駆動処理回路２０１においては、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０は、第１フローティング電位ＰＶ１とされる電源回路包囲部材２５０に包囲され、電磁遮蔽されている。イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、及び、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１は、この電源回路包囲部材２５０に接続して、共通の第１フローティング電位ＰＶ１とされている。
なお、本実施形態では、この電源回路包囲部材２５０は、内側金属ケース２５１及び絶縁トランス２７０の二次側鉄心２７１Ｂから構成されている。内側金属ケース２５１は、箱状金属体で形成されてなり、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を収容して包囲すると共に、内側包囲配線１６５に導通している。
一方、絶縁トランス２７０は、その鉄心２７１が、一次側コイル２７２を捲回した一次側鉄心２７１Ａと、電源回路側コイル２７３及び補助電極電源側コイル２７４が捲回された二次側鉄心２７１Ｂとに、分離可能に構成されている。但し、絶縁トランス２７０は、一次側鉄心２７１Ａと二次側鉄心２７１Ｂとを、小さな隙間を介して離間させ、電気的に互いに絶縁しながらも、磁気回路的には両者を共通の磁束が通過するように構成することで、絶縁トランス２７０としての変成作用を果たしている。なお、鉄心２７１のうち、一次側鉄心２７１Ａは、接地電位ＰＶＥに導通し、二次側鉄心２７１Ｂは、第１フローティング電位ＰＶ１（イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１）に導通している。
【００３９】
さらに、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０、電源回路包囲部材２５０（内側金属ケース２５１）、及び、信号電流検知回路２３０を含む計測制御回路２２０は、アルミニウムの箱状であり、接地されて接地電位ＰＶＥとされた外側金属ケース２６０に包囲、収容されて、電磁遮蔽されている。なお、信号電流検知回路２３０の接地入力端２３２及び絶縁トランス２７０の一次側鉄心２７１Ａも、この外側金属ケース２６０に接続している。
【００４０】
計測制御回路２２０は、レギュレータ電源ＰＳを内蔵しており、このレギュレータ電源ＰＳにより、計測制御回路２２０（信号電流検知回路２３０を含む）のほか、絶縁トランス２７０を介して、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０が駆動される。なお、このレギュレータ電源ＰＳは、キースイッチＳＷを介して、車載のバッテリＢＴで駆動されており、キースイッチＳＷをオン位置（あるいはスタート位置）とすることで、レギュレータ電源ＰＳが作動し、計測制御回路２２０が起動する。
【００４１】
また、計測制御回路２２０は、図示しないマイクロプロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭのほか、入出力回路ＩＯを含み、ＲＯＭにはマイクロプロセッサで処理するプログラムが記憶させてある。この計測制御回路２２０は、自身のほか、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０の駆動を制御する。また、入出力回路ＩＯは、通信ケーブルＣＣを介して、エンジンＥＮＧを制御する制御ユニットＥＣＵと通信可能となっており、前述した信号電流検知回路２３０の測定結果（信号電流Ｉｓの大きさ）、これを微粒子量などに換算した値、あるいは、微粒子量が所定量を超えたか否かなどの信号を、制御ユニットＥＣＵに送信可能となっている。これにより、制御ユニットＥＣＵで、エンジンＥＮＧの制御や、フィルタＦＬの不具合警告を発するなどの動作が可能となる。
また本実施形態では、後述するように、制御ユニットＥＣＵから、通信ケーブルＣＣを通じて、外気温情報ＯＴが、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力される。
【００４２】
外部からレギュレータ電源ＰＳを通じて計測制御回路２２０に入力された電力の一部は、絶縁トランス２７０を介して、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に分配される。従って、計測制御回路２２０により、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０への電力分配を制御（ＯＮ／ＯＦＦ）することにより、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０の駆動のオンオフすることができる。
【００４３】
その一方で前述したように、絶縁トランス２７０をなし、計測制御回路２２０の一部である一次側コイル２７２と、イオン源電源回路２１０の一部である電源回路側コイル２７３と、補助電極電源回路２４０の一部である補助電極電源側コイル２７４と、鉄心２７１（一次側鉄心２７１Ａ，二次側鉄心２７１Ｂ）とは、互いに絶縁されている。このため、計測制御回路２２０から、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に電力を分配できる一方、これら同士間の絶縁を保つことができる。
【００４４】
なお、送気手段をなす圧送ポンプ３００も、キースイッチＳＷ（図２も参照）を介して、車載のバッテリＢＴで駆動される。従って、圧送ポンプ３００は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた時点で、従って、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０の駆動（検知部１０の駆動）開始より前に、駆動が開始され、それ以降、先端部分が処理回路部２００内に差し込まれた送気パイプ３１０およびケーブル１６０のエアパイプ１６３を通じて、針状先端部２２近傍まで、清浄な空気ＡＲを圧送する。
【００４５】
次いで、ケーブル１６０について説明する。このケーブル１６０は、二重包囲ケーブルであり、その中心部分には、銅線からなる電源配線１６１及び補助配線１６２のほか、ＰＴＦＥからなる中空のエアパイプ１６３（送気手段）が配置されている。これらの径方向周囲は、絶縁体（図示しない）で包囲されている。
【００４６】
さらに、この絶縁体の周囲は、銅細線を編んだ編組からなる内側包囲配線１６５で被覆されている。さらに、この内側包囲配線１６５の周囲も絶縁体（図示しない）で被覆されて囲まれている。また、被覆している絶縁体（被覆層）の周囲も、銅細線を編んだ編組からなる外側包囲配線１６７で被覆されている。さらに、この外側包囲配線１６７の周囲も、その保護のため、絶縁体（図示しない）で被覆されている。かくして、このケーブル１６０では、電源配線１６１及び補助配線１６２の周囲を、絶縁体を介して内側包囲配線１６５及び外側包囲配線１６７で二重に取り囲む形態となっている。
加えて、このケーブル１６０は、エアパイプ１６３内の気体流通路１６３Ｈを通じて、ケーブル１６０の長手方向に、気体を流通させることができる。
【００４７】
処理回路部２００は、このケーブル１６０と接続している（図３参照）。具体的には、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２は、電源配線１６１に接続され、互いに導通している。また、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２は、補助配線１６２に接続され、互いに導通している。さらに、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１は、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１、電源回路包囲部材２５０、及び、内側包囲配線１６５に接続され、互いに導通している。加えて、信号電流検知回路２３０の接地入力端２３２は、接地電位ＰＶＥ及び外側包囲配線１６７に接続され、互いに導通している。
その他、圧送ポンプ３００の送気パイプ３１０は、内側金属ケース２５１内を通じて、ケーブル１６０のエアパイプ１６３に連通されている。
【００４８】
次いで、ケーブル１６０と検知部１０との関係について説明する。
ケーブル１６０のうち、電源配線１６１の先端側（図３において、右方）には、針状電極体２０が接続されている。この針状電極体２０は、タングステン線からなり、その先端部分に、針状に尖った形態とされた針状先端部２２を有する（図１参照）。このため、針状先端部２２（針状電極体２０）は、電源配線１６１を通じて、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２と導通し、第２フローティング電位ＰＶ２とされる。
また、補助配線１６２の先端側には、補助電極をなす補助電極体５０が接続されている。この補助電極体５０は、ステンレス線からなり、その先端側でＵ字状に曲げ返されて
補助電極部５３とされている。このため、補助電極部５３（補助電極体５０）は、補助配線１６２を通じて、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２と導通し、第３フローティング電位ＰＶ３とされる。
【００４９】
また、ケーブル１６０のうち、内側包囲配線１６５の先端側には、検知部シャーシ１１が接続されている。このため、検知部シャーシ１１（これをなすノズル部１２、捕集極１３）は、内側包囲配線１６５を通じて、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１、及び、電源回路包囲部材２５０に導通して、第１フローティング電位ＰＶ１とされる。
さらに、ケーブル１６０のうち、外側包囲配線１６７の先端側には、検知部１０の外側包囲部材１５が接続されている。このため、外側包囲部材１５は、外側包囲配線１６７を通じて、信号電流検知回路２３０の接地入力端２３２に導通すると共に、接地電位ＰＶＥとされている。
さらに、ケーブル１６０のうち、エアパイプ１６３は、針状電極体２０の針状先端部２２付近まで延ばされ、その先端部１６３Ｓが開放されている。このため、針状先端部２２付近において、エアパイプ１６３の先端部１６３Ｓから空気ＡＲを放出することができる。なお、エアパイプ１６３の先端部１６３Ｓの周囲は、ノズル部１２のノズル１２Ｎ以外から、空気ＡＲが漏れ出ないように、ケーブル１６０，検知部シャーシ１１等で包囲されている。
【００５０】
本実施形態のシステム１はこのように構成されているので、既に図１を用いて説明したように、針状先端部２２とノズル部１２との間の気中放電に伴って、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２から、電源配線１６１を通じて針状先端部２２に、放電電流Ｉｄが供給される。一方、この放電電流Ｉｄの多くは、ノズル部１２（第１電極）に流れ込む（受電電流Ｉｊ）。この受電電流Ｉｊは、内側包囲配線１６５を流れて、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１に流入する。
また、気中放電で生成され、噴射されたイオンＣＰの多くは、浮遊イオンＣＰＦとして捕集極１３で捕集される。この捕集極１３で捕集された浮遊イオンＣＰＦが有していた電荷に起因する捕集電流Ｉｈも、捕集極１３（検知部シャーシ１１）に導通する内側包囲配線１６５を通じて、第１出力端２１１に流れ込む。つまり、内側包囲配線１６５には、これらの和である受電捕集電流Ｉｊｈ（＝Ｉｊ＋Ｉｈ）が流れる。
但し、この受電捕集電流Ｉｊｈは、排出口１１Ｏから排出された排出イオンＣＰＨの電荷に対応する電流分だけ、放電電流Ｉｄよりも小さな値となる。
【００５１】
ところでイオン源電源回路２１０から見ると、第２出力端２１２から流出した放電電流Ｉｄと、第１出力端２１１から流入する受電捕集電流Ｉｊｈとにアンバランスが生じることとなる。このため、この不足分（差分＝放電電流Ｉｄ−受電捕集電流Ｉｊｈ）に相当する信号電流Ｉｓが、接地電位ＰＶＥから第１出力端２１１に向けて流れ込んでバランスする。
そこで、本システム１では、第１出力端２１１に導通する信号入力端２３１と、接地電位ＰＶＥに導通する接地入力端２３２とを有し、これらの間を流れる電流を検知する信号電流検知回路２３０を設けることで、第１出力端２１１と接地電位ＰＶＥとの間を流れる信号電流Ｉｓを検知する。
この差分（放電電流Ｉｄ−受電捕集電流Ｉｊｈ）に相当する信号電流Ｉｓ（＝Ｉｄ−Ｉｊｈ）の大きさは、排出された帯電微粒子ＳＣに付着して排出された排出イオンＣＰＨの量、したがって、取入排気ガスＥＧＩ中の微粒子Ｓの量、ひいては、排気管ＥＰを流れる排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応して増減する。このため、信号電流Ｉｓの大きさを検知することにより、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知することが可能となる。
【００５２】
ところで、外気温が低い場合など、車両（エンジンＥＮＧ）の置かれた環境によっては、エンジンＥＮＧの停止後に、ターボチャージャ（図示しない）のハウジング内、あるいは排気管ＥＰ内に、排気ガスＥＧに含まれていた水蒸気が凝縮して凝縮水が発生する場合がある。本実施形態に即して言えば、排気管ＥＰのうち、検知部１０からフィルタＦＬまでの上流に、凝縮水が溜まっている場合がある（図２参照）。
この状態で、再びエンジンＥＮＧを始動させると、しばらくの間は、排気ガス中に水蒸気のみならず、水滴（液滴）が含まれている場合がある。従って、検知部１０のうち排気管ＥＰ内に位置あるいは排気管ＥＰ内に臨む管内検知部１０Ｎに、水滴が付着する場合がある。
また、エンジンＥＮＧの始動前から検知部１０（管内検知部１０Ｎ）自身の内部や周囲に凝縮水が付着している場合も有り得る。
付着した水滴は、エンジンＥＮＧの始動から時間が経過して、エンジンＥＮＧ自身の温度が上昇し、また、排気ガスＥＧにより排気管ＥＰ自身の温度、及び検知部１０自身の温度が上昇すれば、蒸発して除去される。
【００５３】
しかしながら、検知部１０に水滴が未だ付着している場合、水滴の付着位置によっては、検知部１０の各部材間（例えば、検知部シャーシ１１と外側包囲部材１５との間）において、絶縁抵抗が低下した状態となることがある。
そして、このように各部の絶縁抵抗が低下した状態の検知部１０について、通電、即ち、駆動処理回路２０１（イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０）の駆動を開始し、検知部１０に電圧を印加すると、不要な電流が流れてイオン源電源回路２１０あるいは補助電極電源回路２４０が過負荷となる虞がある。あるいは、針状先端部２２とノズル部１２との間の気中放電等の動作が不安定となって、微粒子Ｓの適切な検知ができない虞もある。
その他、絶縁のための絶縁部材の表面に水滴が付着しているために、この絶縁部材で絶縁されているべき部材間（例えば、図示しない絶縁部材で絶縁されている検知部シャーシ１１と外側包囲部材１５との間）に電流が流れる場合がある。すると、検知部シャーシ１１を構成する金属が溶け出し、絶縁部材の表面を移動し、外側包囲部材１５で樹枝状などに析出するマイグレーションが生じ、絶縁部材の表面に電流経路が形成され恒久的に絶縁抵抗が低下した状態となって、受電捕集電流Ｉｊｈが流れる経路が不安定になり、信号電流Ｉｓを適切に計測できなくなるなど、検知部１０の機能自身が低下する不具合を生じる虞もある。
【００５４】
そこで、本実施形態では、キースイッチＳＷをオン位置（あるいはスタート位置）としたことで、システム１の駆動処理回路２０１の起動した直後（処理駆動回路２０１におけるイオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０の駆動が可能となった直後）から、あるいはエンジンＥＮＧの始動の直後から、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０の駆動を開始することはせず、しばらく時間が経過してから、これらの回路２１０，２４０の駆動を開始する。この待機処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
キースイッチＳＷが、オン位置（あるいはスタート位置）とされると、制御ユニットＥＣＵはこれを検知する。また、キースイッチＳＷを、オン位置（あるいはスタート位置）とすることにより、本システム１の駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が通電されると、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。そのうち、待機処理ルーチンについては、先ず、ステップＳ１において、初期設定を行う。具体的には、例えば、待機タイマの経過時間Ｔをリセットする（Ｔ＝０）。
【００５５】
次いで、ステップＳ２に進み、待機タイマをスタートさせる。本実施形態では、計測制御回路２２０が、このステップＳ２を実行したタイミングが、次述する待機時間Ｔ１の計時の始期となる。
その後、ステップＳ３において、待機タイマの経過時間Ｔが、所定の待機時間Ｔ１（本実施形態では、Ｔ１＝６０秒）を経過したか否か（Ｔ＞Ｔ１？）を確認する。ここでＮｏ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ１以下である場合（Ｔ≦Ｔ１）には、ステップＳ３を繰り返す。一方、Ｙｅｓ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ１を経過した場合（Ｔ＞Ｔ１）には、ステップＳ４に進む。
【００５６】
ステップＳ４では、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を、オン即ち駆動開始する。具体的には、計測制御回路２２０から、絶縁トランス２７０の一次側コイル２７２に電流を流すことにより、絶縁トランス２７０の電源回路側コイル２７３及び補助電極電源側コイル２７４を通じて、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に電力を送り、これらの電源回路２１０，２４０の作動を開始させる。これによって、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２を第２フローティング電位ＰＶ２、第１出力端２１１を第１フローティング電位ＰＶ１として、針状先端部２２とノズル部１２との間に気中放電を生じさせる。一方、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２を第３フローティング電位ＰＶ３として、補助電極部５３をも第３フローティング電位ＰＶ３とする。
【００５７】
かくして、ステップＳ４において、検知部１０が作動し始め、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応する信号電流Ｉｓを、計測制御回路２２０の信号電流検知回路２３０で検知することができるようになる。
その際には、エンジンＥＮＧの始動から既にＴ１（本実施形態ではＴ１＝６０秒）を越える時間が経過しているため、検知部１０に水滴が付着している可能性は低く、信号電流Ｉｓを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部１０に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。
【００５８】
なお、本実施形態においては、上述のステップＳ２，Ｓ３を実行している計測制御回路２２０（これに含まれる図示しないマイクロプロセッサ）が、駆動開始遅延手段に相当する。また、そのうちでも、ステップＳ３を実行している計測制御回路２２０が、期間判断手段に相当する。また、圧送ポンプ３００，送気パイプ３１０及びエアパイプ１６３が送気手段に相当する。
【００５９】
そして本実施形態の微粒子検知システム１では、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３により、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０で定める開始条件（Ｔ＞Ｔ１）を満たすまで検知部１０の駆動開始を遅らせる。このため、エンジンＥＮＧの駆動開始の有無や始動からの時間経過に拘わらず、駆動処理回路２０１の起動の直後から検知部１０を駆動する場合とは異なり、検知部１０への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止することができる。
【００６０】
さらに本実施形態のシステム１では、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３の開始条件を、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の起動後（より正確には、前述のステップＳ２の実行後）の経過時間Ｔが、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０で定めた待機時間Ｔ１を経過したことである期間経過条件（Ｔ＞Ｔ１）としている。そして、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３には、経過時間Ｔが期間経過条件（Ｔ＞Ｔ１）を満たしたか否かを判断する期間判断手段Ｓ３を含んでいる。このため、本システム１では、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３のうちの期間判断手段Ｓ３で、経過時間Ｔの経過を待てば良く、処理が容易である。
【００６１】
このシステム１では、検知部１０に外部の空気ＡＲを送る圧送ポンプ３００，送気パイプ３１０，エアパイプ１６３を備え、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた以降、従って検知部１０の駆動開始以前から、空気ＡＲの送気を行っている。送気を行うと、検知部１０（管内検知部１０Ｎ）内に水滴が存在した場合でも、この
水滴を検知部１０の外部に効果的に排出できる、水滴をより早く蒸発させうるなどにより、水滴を早期に除去できる。これにより、検知部１０内に水滴が存在することによる不具合の発生を抑制あるいは防止することができる。
加えて、空気ＡＲの送気によって、検知部１０内に存在した水滴が、ノズル部１２のノズル１２Ｎを通じて、コロナ放電を生じさせる空間（針状電極体２０の針状先端部２２付近）に侵入して、放電発生に影響することをも防止することができる。このように、水滴の存在によって検知部１０に生じる障害を、適切に防止することもできる。
【００６２】
（変形形態１）
次いで、上述の実施形態の第１の変形形態について説明する。本変形形態１の微粒子検知システム２は、上述の実施形態と同様の機械的構成、電気的構成を有しており、排気管ＥＰへの取り付けも同様である（図１〜図３参照）。
但し、実施形態のシステム１では、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０（具体的には、これに内蔵される、図示しないＲＯＭに記憶させて、図示しないマイクロプロセッサ）で処理するプログラムにおいて、待機処理ルーチンを図４で示す処理フローで行い、その際の待機時間Ｔ１の長さを常に一定とした。
これに対し、本変形形態のシステム２では、図５に示す待機処理ルーチンにより、待機時間Ｔ２の長さを変化させる点で異なるだけである。そこで、異なる部分について説明し、同様な部分については記載を省略あるいは簡略化する。
なお、本変形形態１でも、実施形態と同じく、圧送ポンプ３００は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた時点で駆動が開始され、それ以降、針状先端部２２近傍まで清浄な空気ＡＲを圧送（送気）する。
【００６３】
本変形形態１に係る待機処理ルーチンについて、図５を参照して説明する。
実施形態と同じく、キースイッチＳＷが、オン位置（あるいはスタート位置）とされて、本システム２の駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が通電されると、この駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）は、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。図５の待機処理ルーチンでも、先ず、ステップＳ１において、初期設定を行う。具体的には、例えば、待機タイマの経過時間Ｔをリセットする（Ｔ＝０）。
【００６４】
次いで、本変形形態１では、ステップＳ１１に進む。具体的には、本変形形態１では、図２に示すように、外気温センサＯＳの出力する外気温情報ＯＴを、一旦、制御ユニットＥＣＵで収集する。制御ユニットＥＣＵは、さらに通信ケーブルＣＣを通じて、外気温情報ＯＴを計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力する。
外気温が低い（例えば、−１０℃以下）の場合には、外気温が低いほど、排気管ＥＰ等に凝縮水が発生しやすくなる。つまり、この外気温情報ＯＴは、検知部１０に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報となっているからである。
【００６５】
次いで、ステップＳ１２では、この外気温情報ＯＴ（付着可能性情報）に基づき、実施形態における待機時間Ｔ１（＝６０秒）に代えて、待機時間Ｔ２をセットする。なお、この待機時間Ｔ２は、例えば、外気温情報ＯＴ（外気温）が、−１０℃以下の場合には待機時Ｔ２を６０秒、１０℃〜−１０℃の場合には待機時間Ｔ２を３０秒、１０℃〜２０℃である場合には待機時間Ｔ２を１５秒、２０℃以上である場合には待機時間Ｔ２を０秒（直ちに駆動開始）と定めている。
【００６６】
次いで、ステップＳ２に進み、実施形態１と同じく、待機タイマをスタートさせる。本変形形態１でも、計測制御回路２２０が、このステップＳ２を実行したタイミングが、次述する待機時間Ｔ２の計時の始期となる。
その後、ステップＳ１３において、待機タイマの経過時間Ｔが、ステップＳ１２でセットした待機時間Ｔ２を経過したか否か（Ｔ＞Ｔ２？）を確認する。ここでＮｏ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ２以下である場合（Ｔ≦Ｔ２）には、ステップＳ１３を繰り返す。一方、Ｙｅｓ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ２を経過した場合（Ｔ＞Ｔ２）には、ステップＳ４に進む。
このステップＳ４では、実施形態１と同じく、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を、オン即ち駆動開始する。なおこのステップＳ４は、既に説明した実施形態１と同じであるので、その説明を省略する。
【００６７】
かくして、ステップＳ４において検知部１０が作動し始め、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応する信号電流Ｉｓを、計測制御回路２２０の信号電流検知回路２３０で検知することができるようになる。
その際には、エンジンＥＮＧの始動（より正確には、前述のステップＳ２の実行後）から既に待機時間Ｔ２を越える時間が経過している。待機時間Ｔ２は、外気温情報ＯＴに応じて（具体的には、外気温が高いほど待機時間Ｔ２が短く）設定されている。このため、この変形形態１においても、待機時間Ｔ２が経過した後には、検知部１０に水滴が付着している可能性は低く、信号電流Ｉｓを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部１０に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。しかも、一律の待機時間Ｔ１を用いた実施形態と異なり、本変形形態１では、待機時間Ｔ２の長さ（終期）を外気温情報ＯＴに応じて変化させている。このため、凝縮水の発生可能性が低い外気温が高い場合には、待機時間Ｔ２を短くできるなど、検知部１０への凝縮水の付着による不具合を抑制あるいは防止しつつ、早期に本システム２による微粒子検出が可能となる。
【００６８】
なお、本変形形態１においては、上述のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２，Ｓ１３を実行している計測制御回路２２０（これに含まれる図示しないマイクロプロセッサ）が、駆動開始遅延手段に相当する。また、そのうちでも、ステップＳ１３を実行している計測制御回路２２０が、期間判断手段に相当する。
さらに、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯが、付着情報入力手段に相当する。また、ステップＳ１２を実行している計測制御回路２２０が、待機長さ決定手段に相当する。
【００６９】
かくして、本変形形態１の微粒子検知システム２では、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が入出力回路ＩＯを備え、駆動開始遅延手段Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２，Ｓ１３は待機長さ決定手段Ｓ１２を含んでいる。このため、外気温センサＯＳの外気温情報ＯＴに基づき、待機時間Ｔ２の長さを適切に決定することができ、検知部１０への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部１０の駆動を開始することができる。
【００７０】
なお、検知部１０に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報として、本変形形態１では、外気温センサＯＳからの外気温情報ＯＴを例示した。しかし、このほか、付着した凝縮水の発生可能性や検知部１０（管内検知部１０Ｎ）への水滴の付着可能性を推定しうる情報、例えば、エンジンＥＮＧの水温センサＷＳからの水温情報ＷＴを用いることもできる。検知部１０自身の温度を検知する検知部温度センサを別途設けた場合には、この検知部温度センサからの検知部温度情報も用いうる。従って、これらのセンサの情報を用いて、待機時間Ｔ２の長さ（終期）を決定しても良い。さらには、これらの付着可能性情報を、１つのみならず、複数組み合わせて、待機時間Ｔ２の長さを決定するようにしても良い。
さらに、変形形態１では、外気温センサＯＳの外気温情報ＯＴを、一旦、制御ユニットＥＣＵで検知し、この制御ユニットＥＣＵから、通信ケーブルＣＣを介して、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を用いている。これと同様に、水温センサＷＳからの水温情報ＷＴ等の情報についても、制御ユニットＥＣＵ経由で、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を採ることができる。あるいは、外気温センサＯＳからの外気温情報ＯＴを、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに直接入力する情報経路を採ることもできる。水温情報ＷＴ、検知部１０の温度センサについても同様に、計測制御回路２２０に直接入力しても良い。
【００７１】
（変形形態２）
次いで、上述の実施形態の第２の変形形態について説明する。本変形形態２の微粒子検知システム３は、上述の実施形態及び変形形態１と同様の機械的構成、電気的構成を有しており、排気管ＥＰへの取り付けも同様である（図１〜図３参照）。
但し、前述の実施形態のシステム１及び変形形態１のシステム２では、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０内の図示しないＲＯＭに記憶させて、図示しないマイクロプロセッサで処理するプログラムにおいて、待機処理ルーチンを図４あるいは図５で示す処理フローで行った。なお、実施形態では、待機時間Ｔ１の長さは一定とされている。また、変形形態１では、待機時間Ｔ２の長さはステップＳ１２で予め定めていた。つまり、これらにおいて、待機時間Ｔ１，Ｔ２の長さは予め定められていた。
これに対し、本変形形態２のシステム３では、待機時間を定めることはせず、図６に示す待機処理ルーチンにより、待機処理の終期を各時点で判断する点で異なる。そこで、実施形態等と異なる部分について説明し、同様な部分については記載を省略あるいは簡略化する。
なお、本変形形態２でも、実施形態及び変形形態１と同じく、圧送ポンプ３００は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた時点で駆動が開始され、それ以降、針状先端部２２近傍まで清浄な空気ＡＲを圧送（送気）する。
【００７２】
本変形形態２に係る待機処理ルーチンについて、図６を参照して説明する。
実施形態及び変形形態１と同じく、キースイッチＳＷが、オン位置（あるいはスタート位置）とされて、本システム３の駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が通電されると、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）は、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。図６の待機処理ルーチンでも、先ず、ステップＳ２１において、初期設定を行う。具体的には、例えば、排気温センサＧＳの排気温情報ＧＴをリセットする。
【００７３】
次いで、本変形形態２では、ステップＳ２２に進む。具体的には、本変形形態２では、図２に示すように、排気温センサＧＳの出力する排気温情報ＧＴを、一旦、制御ユニットＥＣＵで収集する。制御ユニットＥＣＵは、通信ケーブルＣＣを通じて、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯを入力する。
排気温が低い（例えば、１００℃未満）の場合には、未だ、排気管ＥＰも十分暖まっておらず、未だこれらに凝縮水が蒸発せずに溜まっており、排気ガス中に水滴が含まれ、検知部１０に新たに水滴が付着する場合が有り得る。また、検知部１０に凝縮水が未だ蒸発せずに付着している場合も有りうる。つまり、この排気温情報ＧＴは、検知部１０に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報となっているからである。
【００７４】
次いで、ステップＳ２３では、この排気温情報ＧＴ（消滅可能性情報）に基づき、検知部１０に水滴が付着している虞があるか否かを評価する。例えば、図２に示す位置の排気温センサＧＳが示す排気ガスＥＧの排気温情報ＧＴ（排気温）が、１００℃以上である場合には、検知部１０に水滴の付着は無いと評価する。一方、１００℃未満の場合には、検知部１０に水滴が付着している場合が有り得る（「水滴有り」）と評価する。
このステップＳ２３で、Ｙｅｓ、即ち、「水滴有り」と評価した場合（ＧＴ＜１００℃）には、ステップＳ２３を繰り返す。一方、Ｎｏ、即ち、「水滴有り」ではない（水滴無し）と評価した場合（ＧＴ≧１００℃）には、ステップＳ４に進む。
このステップＳ４では、実施形態及び変形形態１と同じく、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を、オン即ち駆動開始する。なおこのステップＳ４は、既に説明した実施形態１と同じであるので、その説明を省略する。
【００７５】
かくして、ステップＳ４において検知部１０が作動し始め、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応する信号電流Ｉｓを、計測制御回路２２０の信号電流検知回路２３０で検知することができるようになる。
その際には、排気温情報ＧＴ（排気温）が、１００℃以上となっており、検知部１０に水滴が付着している可能性は低い。このため、信号電流Ｉｓを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部１０に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。しかも、一律の待機時間Ｔ１を用いた実施形態、あるいは、予め待機時間Ｔ２の長さ（終期）を設定する変形形態１とは異なり、排気温センサＧＳの出力する排気温情報ＧＴに応じて、待機時間の長さを決定しているので、待機時間を適切に終了させることができるので、検知部１０への凝縮水の付着による不具合を抑制あるいは防止しつつ、早期に本システム３による微粒子検出が可能となる。
【００７６】
なお、本変形形態２においては、上述のステップＳ２２，Ｓ２３を実行している計測制御回路２２０（これに含まれる図示しないマイクロプロセッサ）が、駆動開始遅延手段に相当する。
さらに、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯが、消滅情報入力手段に相当する。また、ステップＳ２３を実行している計測制御回路２２０が、判定手段に相当する。
【００７７】
このように、本微粒子検知システム３では、入出力回路ＩＯを備える。また、駆動開始遅延手段Ｓ２２，Ｓ２３は、判定手段Ｓ２３を含んでいる。このため、本システム３では、排気温情報ＧＴ（消滅可能性情報）に基づいて、検知部１０の駆動開始の適否を判定できるため、検知部１０への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部１０の駆動を開始することができる。
【００７８】
なお、検知部１０に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報として、本変形形態２では、排気温センサＧＳからの排気温情報ＧＴを例示した。しかし、このほか、エンジンＥＮＧ始動後のエンジン温の上昇による、付着した凝縮水の減少或いは消滅を推定しうる、エンジンＥＮＧの水温センサＷＳからの水温情報ＷＴが挙げられる。また、検知部１０自身の温度を検知する検知部温度センサからの検知部温度情報も用いうる。
これらのセンサの消滅可能性情報を用いて、待機時間の終了を決定しても良い。さらには、これらの複数のセンサからの消滅可能性情報を、１つのみならず、複数組み合わせて、待機時間の終了を決定するようにしても良い。
また、凝縮水の発生を推定する外気温センサＯＳの外気温情報ＯＴなど付着可能性情報と組み合わせることもできる。
【００７９】
さらに、変形形態２では、排気温センサＧＳの排気温情報ＧＴを、一旦制御ユニットＥＣＵで検知し、この制御ユニットＥＣＵから、通信ケーブルＣＣを介して、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を用いている。これと同様に、水温センサＷＳからの水温情報ＷＴについても、制御ユニットＥＣＵ経由で、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を採ると良い。
その他、図２において破線で示すように、排気温センサＧＳからの排気温情報ＧＴを、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに直接入力する情報経路を採ることもできる。水温情報ＷＴについても同様に、計測制御回路２２０に直接入力することもできる。
【００８０】
なお、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態，変形形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
実施形態等では、システム１〜３の検知部１０を、排気管ＥＰのうち、フィルタＦＬの下流（マフラＭＦの上流）に配置した（図２参照）。しかし、このほか、フィルタＦＬの上流に検知部１０を配置して、エンジンＥＮＧの排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓを直接検知する構成を採ることもできる。
また、実施形態等では、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされたことにより、システム１等（駆動処理回路２０１）の起動と並行して、これとは独立して、圧送ポンプ３００自身が駆動を開始し、送気を開始した。しかし、駆動処理回路２０１で、圧送ポンプ３００の駆動をも制御するようにしても良い。具体的には、圧送ポンプ３００の駆動開始を、エンジンＥＮＧの始動と同時としたり、駆動処理回路２０１の起動後の所定のタイミング、あるいは、エンジンＥＮＧの始動の後の所定のタイミングとしても良い。但し、送気は、できるだけ早くから行う方が好ましい。その分だけ早い段階で、検知部１０（管内検知部１０Ｎ）内に付着した水滴を除去しやすいからである。
【００８１】
さらに、実施形態等では、検知部１０と処理回路部２００（駆動処理回路２０１）とは離間して配置されており、これらの間を、電源配線１６１，補助配線１６２等を内包するケーブル１６０で接続した例を示した。しかし、検知部と回路処理部（駆動処理回路）とが一体に構成された、一体型の微粒子検知システムを構成し、このシステム全体を排気管ＥＰに装着するようにしても良い。
【符号の説明】
【００８２】
ＢＴ バッテリ
ＳＷ キースイッチ
ＥＮＧ エンジン（内燃機関）
ＥＣＵ 制御ユニット
ＯＳ 外気温センサ
ＯＴ 外気温情報（付着可能性情報）
ＧＳ 排気温センサ
ＧＴ 排気温情報（消滅可能性情報）
ＥＰ 排気管
ＥＧ 排気ガス
Ｓ 微粒子
ＳＣ 帯電微粒子
ＣＰ イオン
ＣＰＦ 浮遊イオン
ＣＰＨ 排出イオン
Ｉｊｈ 受電捕集電流
Ｉｓ 信号電流
１，２，３ 微粒子検知システム
１０ 検知部
１１ 検知部シャーシ
１２ ノズル部
１３ 捕集極
２０ 針状電極体（第２電極）
２２ 針状先端部
ＭＸ 混合領域
ＥＸ 排出路
ＰＶ１ 第１フローティング電位
ＰＶ２ 第２フローティング電位
ＰＶ３ 第３フローティング電位
ＰＶＥ 接地電位
５０ 補助電極体（補助電極）
５３ 補助電極部（補助電極）
５３Ｓ （補助電極部の）針状先端部
ＡＲ 空気（気体）
１６０ ケーブル（二重包囲ケーブル、リード線）
１６１ 電源配線
１６２ 補助配線
１６３ エアパイプ（送気手段）
１６３Ｈ 気体流通路
１６５ 内側包囲配線
１６７ 外側包囲配線
２００ 処理回路部
２０１ 駆動処理回路
２１０ イオン源電源回路
２１１ 第１出力端
２１２ 第２出力端
２２０ 計測制御回路
ＩＯ 入出力回路（付着情報入力手段、消滅情報入力手段）
２３０ 信号電流検知回路
２３１ 信号入力端
２３２ 接地入力端
２４０ 補助電極電源回路
２４１ 補助第１出力端
２４２ 補助第２出力端
２５０ 電源回路包囲部材
２５１ 内側金属ケース（電源回路包囲部材）
２６０ 外側金属ケース
２７０ 絶縁トランス（補助電極絶縁トランス）
３００ 圧送ポンプ（送気手段）
３１０ 送気パイプ（送気手段）
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２２，Ｓ２３ 駆動開始遅延手段
Ｓ１２ 期間長さ決定手段
Ｓ３，Ｓ１３ 期間判断手段
Ｓ２３ 判定手段
Ｔ１，Ｔ２ 待機時間
Ｔ 経過時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システム（以下、単に、システムともいう。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）では、その排気ガス中にススなどの微粒子を含むことがある。
このような微粒子を含む排気ガスは、フィルタで微粒子を捕集して浄化することが行われている。また、必要に応じてフィルタを高温にすることで、このフィルタに蓄積した微粒子を燃焼させて除去することも行われる。しかるに、フィルタが破損するなどの不具合を生じた場合には、未浄化の排気ガスが直接、フィルタの下流に排出されることとなる。
そこで、（未浄化の）排気ガス中の微粒子の量を直接計測したり、フィルタの不具合を検知すべく、排気ガス中の微粒子の量を検知可能な微粒子検知システムが求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、粒子計測処理方法及び機器が開示されている。この特許文献１では、イオン化された正のイオン粒子を含む気体を、排気管からチャネル内に取り込んだ微粒子を含む排気ガスと混合して微粒子を帯電させ、その後排気管に排出する。そして、排出された帯電微粒子の量に応じて流れる電流（信号電流）を検知して、微粒子の濃度を検知する手法が開示されている。
このように、微粒子検知システムでは、検知部を排気管に取り付け、排気管内の排気ガス中の微粒子を検知すべく排気ガスを取り入れる。このため、検知部の一部は、排気管の内部空間に連通した状態に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１０９６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関或いは排気管は、前回の内燃機関の駆動後に冷却されるので、外気温などによっては、ターボチャージャのハウジング内や排気管内に、凝縮水が溜まる場合がある。このため、内燃機関の始動後、しばらくの間は、排気ガス中に水滴が含まれている場合がある。また、内燃機関の始動前から検知部自身の内部や周囲に凝縮水が付着している場合もある。即ち、検知部は、内燃機関の始動前から或いは事後的に、水滴が付着した状態となる場合がある。なお、付着した水滴は、内燃機関の始動から時間が経過して、内燃機関自身の温度が上昇し、また、排気ガスにより排気管自身の温度、及び検知部自身の温度が上昇することにより、蒸発する。
【０００６】
しかしながら、検知部に水滴が未だ付着している場合には、水滴の付着位置によっては、検知部を構成する各部材間において、絶縁抵抗が低下した状態となることがある。そして、このように各部の絶縁抵抗が低下した状態の検知部について、駆動処理回路で駆動を開始し、電圧を印加すると、不要な電流が流れて駆動処理回路中の電源回路が過負荷となったり、検知部での放電等の動作が不安定となって適切な検知ができない場合がある。また、絶縁のための絶縁部材の表面に水滴が付着しているために、この絶縁部材によって互いに絶縁されているべき部材間に電流が流れてマイグレーションを生じ、絶縁部材の表面に電流経路が形成され恒久的に絶縁抵抗が低下した状態となって、検知部の機能自身が
低下するなどの不具合を生じる場合もある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、微粒子検知システムの検知部への水滴の付着による不具合の発生を、抑制或いは防止できる微粒子検知システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その一態様は、内燃機関から排出され、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システムであって、上記排気管に装着された検知部と、上記検知部に電気的に接続し、上記検知部を駆動すると共に、上記検知部からの信号を検知処理する駆動処理回路と、を備え、上記駆動処理回路は、上記内燃機関の始動後、上記駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、上記検知部の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段を有する微粒子検知システムである。
【０００９】
上述の微粒子検知システムでは、駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、駆動開始遅延手段によって検知部の駆動開始を遅らせる。このため、駆動処理回路の起動の直後から、（内燃機関の始動の有無や始動からの時間経過に拘わらず、）検知部を駆動する場合とは異なり、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止することができる。
【００１０】
ここで、駆動処理回路で定める開始条件としては、例えば、内燃機関の始動（内燃機関の完爆）からの待機時間を、一定にあるいは外気温センサによる外気温等の情報に基づいて定め、この待機時間を経過することを開始条件とすると良い。時間の経過と共に、検知部に付着した水滴が蒸発等して減少するからである。そして待機時間の経過後、駆動処理回路において検知部の駆動を開始する。
また、排気管に装着された排気温センサで検知した排気温や、検知部に別途形成した温度センサで検知した検知部の温度などが所定の値となること、あるいは、各種センサで検知した各条件の組合せが所定の条件を満たすことを開始条件とすることもできる。この場合には、排気温等が所定の値となって、開始条件を満たした場合に、駆動処理回路で検知部の駆動を開始する。
この場合に、開始条件としうる条件としては、凝縮水が発生している可能性、検知部に水滴が付着している可能性を評価しうる情報を出力するセンサ（例えば、外気温を検知する外気温センサ、内燃機関の冷却水温を検知する水温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなど）からの情報を駆動処理回路で得て、これに基づいて、開始条件を設定すると良い。
あるいは、凝縮水が発生したとしても、その凝縮水が内燃機関の始動後に消滅した可能性を評価できる情報を出力するセンサ（例えば、水温センサ、排気温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなど）からの情報を駆動処理回路で得て、これに基づいて、開始条件を満たしたか否かを判定しても良い。
なお、複数のセンサの出力を組み合わせて、開始条件を判断するようにしても良い。
【００１１】
さらに、上述の微粒子検知システムであって、前記開始条件は、前記駆動処理回路の起動後の経過時間が、上記駆動処理回路で定めた待機時間を経過したことである期間経過条件であり、前記駆動開始遅延手段は、上記経過時間が上記期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含む微粒子検知システムとすると良い。
【００１２】
本システムでは、駆動開始遅延手段の開始条件を、上述の期間経過条件としている。そして、駆動開始遅延手段には、経過時間が期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含んでいる。このため、本システムでは、駆動開始遅延手段の期間判断手段で、経過時間の経過を待てば良く、処理が容易である。
【００１３】
なお、待機時間としては、常に一定の時間（例えば、６０秒）としても良いし、内燃機関の駆動開始直後における外気温などに応じて、変化させる（例えば、外気温が、−１０℃以下の場合には待機時間を６０秒、１０℃〜−１０℃の場合には待機時間を３０秒、１０℃〜２０℃である場合には待機時間を１５秒、２０℃以上である場合には待機時間を０秒（直ちに駆動開始）などと定める。）こともできる。
また、待機時間を変化させる手法としては、外気温や、内燃機関の水温など、凝縮水の発生可能性や検知部の水滴付着の可能性を推定しうる情報を提供するセンサ（例えば、外気温センサ、水温センサなど）からの情報（付着可能性情報）を駆動処理回路で得て、これに基づいて、待機時間の長短（例えば、今回は、内燃機関の始動から６０秒間待機とするなど。）を決めるようにすると良い。
あるいは、微粒子検知システムの検知部自身が有するセンサ（例えば、検知部に別途形成した検知部の温度センサ）からの情報に基づいて、待機時間の長短を決めるようにしても良い。また、複数のセンサの情報を組み合わせて、待機時間の長さを決めても良い。
また、待機時間の始期（計時の起点）としては、内燃機関の始動（内燃機関の完爆）したタイミングや、内燃機関の運転を開始するスイッチ（キースイッチ）をオン位置としたタイミング、微粒子検知システム（駆動処理回路）の処理プログラムの起動において、経過時間を計時するタイマの計時開始ステップを実行したタイミングなどに定めることができる。
【００１４】
さらに、上述の微粒子検知システムであって、前記駆動処理回路は、前記検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報を出力するセンサの上記付着可能性情報を受け入れる付着情報入力手段を備え、前記駆動開始遅延手段は、上記付着可能性情報により、前記期間経過条件における前記待機時間の長さを決定する待機長さ決定手段を含む微粒子検知システムとすると良い。
【００１５】
前述のように、微粒子検知システムでは、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止することが求められている。しかしその一方で、微粒子検知システムによる微粒子の検知を、内燃機関の始動後、早期に行いたい要望もある。
このシステムでは、駆動処理回路が付着情報入力手段を備え、駆動開始遅延手段は待機長さ決定手段を含んでいる。このため、センサからの付着可能性情報に基づき、待機時間の長さを、適切に決定することができ、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部の駆動を開始することができる。
【００１６】
なお、検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報としては、凝縮水の発生可能性を検討しうる外気温や、内燃機関の水温、検知部自身の温度などの情報が挙げられる。また、これらの付着可能性情報を出力するセンサとしては、外気温センサ、水温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなどが挙げられる。
【００１７】
あるいは、当初に記載の微粒子検知システムであって、前記駆動処理回路は、前記検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報を出力するセンサの上記消滅可能性情報を受け入れる消滅情報入力手段を備え、前記駆動開始遅延手段は、上記消滅可能性情報により、前記開始条件を満たしたか否かを判定する判定手段を含む微粒子検知システムとすると良い。
【００１８】
この微粒子検知システムでは、消滅情報入力手段を備える。また、駆動開始遅延手段は、判定手段を含んでいる。このように、本システムでは、センサからの消滅可能性情報に基づいて、検知部の駆動開始の適否を判定するため、検知部への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部の駆動を開始することができる。
【００１９】
なお、検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報は、内燃機関や排気管、検知部など、温度上昇による付着した凝縮水の減少或いは消滅を推定しうる情報であり、例えば、内燃機関の水温、排気温、検知部自身の温度などの情報が挙げられる。また、これらの消滅可能性情報を出力するセンサとしては、水温センサ、排気温センサ、検知部の温度を検知する温度センサなどが挙げられる。
またこれに加えて、内燃機関の始動からの経過時間をも考慮して判断することもできる。
【００２０】
さらに、上述のいずれかに記載の微粒子検知システムであって、前記検知部のうち前記排気管内に位置しまたは上記排気管内を臨む管内検知部に気体を送る送気手段を備え、上記送気手段は、上記検知部の駆動より前に、送気を開始する微粒子検知システムとすると良い。
【００２１】
本システムでは、検知部に外部の気体を送る送気手段を備え、検知部の駆動開始以前から送気を開始する。送気を行うと、検知部内に水滴が存在した場合でも、この水滴を検知部の外部に効果的に排出できる、水滴をより早く蒸発させうるなどにより、水滴を早期に除去できる。これにより、検知部内に水滴が存在することによる不具合の発生を抑制あるいは防止することができる。
なお、検知部の駆動より前のタイミングとしては、システム（駆動処理回路）の起動と同時、内燃機関の始動と同時などとするほか、駆動処理回路の起動後、内燃機関の始動後であっても良い。
また、送気する気体としては、たとえば、空気（外気）や窒素ガス、炭酸ガスなどが挙げられる。空気を用いる場合には、送気手段としてポンプを用い、ポンプ周囲の雰囲気（空気）を送気するようにすると良い。また、窒素ガス、炭酸ガスを用いる場合には、ボンベに圧入したガスの気圧を用いて、送気を行うようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態にかかる微粒子検知システムのうち、微粒子帯電部内での、微粒子の取り入れ、帯電、排出の様子を模式的に説明する説明図である。
【図２】実施形態にかかり、内燃機関の制御系の概略構成を示す説明図である。
【図３】実施形態にかかる微粒子検知システムの概略構成を示す説明図である。
【図４】実施形態にかかる駆動処理回路の待機処理のフローチャートである。
【図５】変形形態１にかかる駆動処理回路の待機処理のフローチャートである。
【図６】変形形態２にかかる駆動処理回路の待機処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態１）
先ず、本実施形態の微粒子検知システム１のうち検知部１０の構成及び電気的機能、動作について、図１を参照して説明する。なお、この図１は、本システム１の検知部１０の構成、電気的機能等を理解容易のため模式的に示したものであり、他の各図等に記載の形態等と異なる部分が存在する。
検知部１０は、主として、針状電極体２０の針状に尖った針状先端部２２と、補助電極体５０の補助電極部５３と、これらを囲む概略円筒状で基端部分を残して先端側が排気管ＥＰ内に挿入される検知部シャーシ１１と、排気管ＥＰの外部に位置し検知部シャーシ１１の基端部分を包囲する外側包囲部材１５（図３参照）と、からなる。
【００２４】
検知部シャーシ１１のうち、針状先端部２２よりも先端側（図１において右方）には、ノズル部１２が形成されている。このノズル部１２は、先端側に向かうほど先細に窪んで、針状先端部２２に対向する対向面１２Ｔが形成され、その中央部には細孔が穿孔されノズル１２Ｎとされている。また、検知部シャーシ１１のうち、ノズル部１２より先端側（図１において右方）の側壁には、取入口１１Ｉが開口している。また取入口１１Ｉよりも先端側は捕集極１３とされており、その一部は内側に向けて膨出した形態となって、後述する空気ＡＲの流路が狭くされている。さらに検知部シャーシ１１の内部には、この検知部シャーシ１１とは絶縁されて、補助電極体５０の補助電極部５３が配置されている。この補助電極部５３も先端が尖った形状とされ、基端側（図中、左方）を向いて配置されている。さらに、この補助電極部５３よりも先端側において、検知部シャーシ１１には排出口１１Ｏが穿孔されている。
【００２５】
この検知部１０のうち、取入口１１Ｉ及びこれより先端側（図１において右方）は、排気管ＥＰ内に挿入され、排気ガスＥＧに曝される（図３参照）。
一方、検知部シャーシ１１のうち、取入口１１Ｉよりも基端側（図１、図３において左方）は、排気管ＥＰ外に位置している。この基端部分の周囲には、検知部シャーシ１１とは絶縁される一方、排気管ＥＰに導通した外側包囲部材１５が取り囲んでいる。なお、排気管ＥＰはボディアースされて、接地電位ＰＶＥとされているので、外側包囲部材１５も接地電位ＰＶＥとされる。
【００２６】
ノズル部１２を含む検知部シャーシ１１は、後述する内側包囲配線１６５を介して、後述するイオン源電源回路２１０の第１出力端２１１、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１等に接続、導通している。これらは、第１フローティング電位ＰＶ１とされている。
一方、 針状電極体２０（針状先端部２２）は、後述する電源配線１６１を介して、後述するイオン源電源回路２１０の第２出力端２１２に接続、導通している。このため、この針状電極体２０（針状先端部２２）は、これを取り囲む検知部シャーシ１１の第１フローティング電位ＰＶ１に対して、１００ｋＨｚ，１〜２ｋＶ0-Pの正の半波整流パルス電圧である、第２フローティング電位ＰＶ２とされている。
さらに、補助電極部５３（補助電極体５０）は、後述する補助配線１６２を介して、後述する補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２に接続、導通している。このため、補助電極部５３は、検知部シャーシ１１の電位ＰＶ１に対して、１００〜２００Ｖの正の直流電位である、第３フローティング電位ＰＶ３とされている。
【００２７】
従って、検知部１０では、第１フローティング電位ＰＶ１とされたノズル部１２（その対向面１２Ｔ）と、これよりも正の高電位である第２フローティング電位ＰＶ２とされる針状電極体２０の針状先端部２２との間で、気中放電、具体的にはコロナ放電が生じる。さらに具体的には、正極となる針状先端部２２の周りにコロナが発生する正針コロナＰＣを生じる。これにより、その雰囲気をなす大気（空気）のＮ2，Ｏ2等が電離等して、正のイオンＣＰが発生する。発生したイオンＣＰの一部は、後述するようにてエアパイプ１６３を通じて供給された空気ＡＲと共に、ノズル１２Ｎを通って、混合領域ＭＸに向けて噴射され、検知部シャーシ１１内を通って、その排出口１１Ｏから、排気管ＥＰ内に排出される。
【００２８】
また、空気ＡＲが混合領域ＭＸに噴射されると、混合領域ＭＸの気圧が低下するため、取入口１１Ｉから排気ガスＥＧが引き込み路ＨＫを通じて、混合領域ＭＸに取り入れられる。取入排気ガスＥＧＩは、空気ＡＲと混合され、空気ＡＲと共に、排出口１１Ｏから排出される。
その際、排気ガスＥＧ中に、ススなどの微粒子Ｓが含まれていた場合、図１に示すように、この微粒子Ｓも混合領域ＭＸ内に取り入れられる。一方、噴射された空気ＡＲには、イオンＣＰが含まれている。このため、取り入れられたススなどの微粒子ＳにイオンＣＰが付着して、正に帯電した帯電微粒子ＳＣとなり、この状態で、混合領域ＭＸを通って、排出口１１Ｏから、空気ＡＲと共に排出される。
一方、混合領域ＭＸに噴射されたイオンＣＰのうち、微粒子Ｓに付着しなかった浮遊イオンＣＰＦは、第１フローティング電位ＰＶ１とされた捕集極１３をなす検知部シャーシ１１の各部に付着する（捕捉される）。
なお、補助電極部５３は、前述したように、１００〜２００Ｖの正の直流電位である第３フローティング電位ＰＶ３としてある。これにより、浮遊イオンＣＰＦは、この補助電極部５３から斥力を受けるので、捕集極１３に捕捉されやすくなっている。
【００２９】
本実施形態のシステム１において検知部１０はこのように構成されているので、針状電極体２０（針状先端部２２）とノズル部１２との間の気中放電（正針コロナ放電）に伴って、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２から、電源配線１６１を通じて針状電極体２０に、放電電流Ｉｄが供給される。一方、この放電電流Ｉｄの多くは、ノズル部１２に流れ込む（受電電流Ｉｊ）。この受電電流Ｉｊは、ノズル部１２，検知部シャーシ１１，及び内側包囲配線１６５（後述する）を流れて、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１（後述する）に流入する。
また、ノズル１２Ｎから噴射されたイオンＣＰの多くは捕集極１３で、浮遊イオンＣＰＦとして捕集される。捕集極１３で捕集された浮遊イオンＣＰＦが有していた電荷に起因する捕集電流Ｉｈも、捕集極１３及び検知部シャーシ１１に導通する内側包囲配線１６５を通じて、第１出力端２１１に流れ込む。つまり、内側包囲配線１６５には、これらの和である受電捕集電流Ｉｊｈ（＝Ｉｊ＋Ｉｈ）が流れる。
【００３０】
但し、この受電捕集電流Ｉｊｈは、放電電流Ｉｄよりも若干小さな値となる（Ｉｊｈ＜Ｉｄ）。というのも、排出口１１Ｏから帯電微粒子ＳＣが排出されると、ノズル１２Ｎから噴射されたイオンＣＰのうち、この排出された帯電微粒子ＳＣに付着した排出イオンＣＰＨも排出されたこととなる。この排出された排出イオンＣＰＨの電荷に対応する電流分は、受電捕集電流Ｉｊｈとして流れないからである。
【００３１】
以上から判るように、放電電流Ｉｄと受電捕集電流Ｉｊｈとの差分（＝Ｉｄ−Ｉｊｈ）は、検知部１０から排出された排出イオンＣＰＨの量に対応したものとなる。そして、この差分の大きさは、排出された帯電微粒子ＳＣに付着して排出された排出イオンＣＰＨの量、したがって、取入排気ガスＥＧＩ中の微粒子Ｓの量、ひいては、排気管ＥＰを流れる排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応して増減する。このため、差分の大きさを検知することにより、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知することが可能となる。なお、差分に相当する信号電流Ｉｓの検知手法については、後述する。
【００３２】
次いで、本システム１を適用する内燃機関の構成について、図２を参照して説明する。
車両（図示しない）に搭載されたエンジンＥＮＧ（内燃機関）には、始動時に用いるセルモータＳＭが付設されている。また、エンジンＥＮＧは、ラジエタＲＤを含み、冷却水ＣＬＷを用いてエンジンＥＮＧを冷却する冷却系ＣＬを有している。この冷却系ＣＬには、エンジンＥＮＧにおける冷却水ＣＬＷの水温を検知する水温センサＷＳが設置されている。
さらに、エンジンＥＮＧからは、排気ガスＥＧを流通させる排気管ＥＰが延出しており、その途中には、排気ガスＥＧを浄化するためのフィルタＦＬ及びマフラＭＦが設置されている。この排気管ＥＰのうち、フィルタＦＬの下流（マフラＭＦの上流）には、排気温センサＧＳが設置されている。また、この部位には、微粒子検知システム１の検知部１０も設置されている。具体的には、排気管ＥＰの側面に貫通孔（図示しない）が穿孔されており、この貫通孔を挿通して、検知部１０のうち、検知部シャーシ１１の取入口１１Ｉよりも先端側（図１において右方）の管内検知部１０Ｎが、排気管ＥＰ内に挿入されている。
なお、エンジンＥＮＧ及び排気管ＥＰは、ボディアースされて、接地電位ＰＶＥとされている。
【００３３】
エンジンＥＮＧは、キースイッチＳＷを、オフ位置から、オン位置を経由してスタート位置とすることで、バッテリＢＴによってセルモータＳＭが駆動され、エンジンＥＮＧがクランキングされる。その後、燃料に着火し、エンジンＥＮＧが完爆したら、キースイッチＳＷはオン位置に戻される。以降、エンジンＥＮＧは、キースイッチＳＷがオフとされるまで、自律して継続的に運転される。
制御ユニットＥＣＵは、バッテリＢＴで常時駆動されている一方、キースイッチＳＷの各接点にも接続され、このスイッチＳＷが、オフ位置、ＡＣＣ位置、オン位置あるいはスタート位置とされたことを検知できるように構成されている。この制御ユニットＥＣＵは、エンジンＥＮＧを制御すると共に、外気温を測定する外気温センサＯＳ、水温センサＷＳ、排気温センサＧＳなど各センサの出力を検知している。
一方、微粒子検知システム１のうち、処理回路部２００（駆動処理回路２０１）は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされることによって起動され、所定の処理を行う。また、処理回路部２００（駆動処理回路２０１）は、制御ユニットＥＣＵと相互に通信可能とされており、処理回路部２００からは、この微粒子検知システム１で検知した微粒子Ｓの量に関するデータを、制御ユニットＥＣＵに向けて送信する。
【００３４】
次いで、本実施形態の微粒子検知システム１の電気的構成及び動作について、図３を参照して説明する。このシステム１は、車両（図示しない）に搭載したエンジンＥＮＧの排気管ＥＰに装着される検知部１０と、この検知部１０から延出するケーブル１６０と、このケーブル１６０に接続する処理回路部２００と、圧縮された空気ＡＲを圧送する圧送ポンプ３００とからなる（図２も参照）。処理回路部２００のうち、駆動処理回路２０１は、ケーブル１６０を介して検知部１０と電気的に接続しており、この検知部１０を駆動するとともに、後述する信号電流Ｉｓを検知する。
【００３５】
先ず、処理回路部２００に含まれる駆動処理回路２０１の電気回路上の構成について、説明する。駆動処理回路２０１は、計測制御回路２２０と、イオン源電源回路２１０と、補助電極電源回路２４０とを有している。なお、計測制御回路２２０内には、信号電流検知回路２３０が含まれている。
この駆動処理回路２０１のうち、イオン源電源回路２１０は、第１フローティング電位ＰＶ１とされる第１出力端２１１と、第２フローティング電位ＰＶ２とされる第２出力端２１２とを有している。第２フローティング電位ＰＶ２は、具体的には、第１フローティング電位ＰＶ１に対して、１００ｋＨｚ程度の正弦波を半波整流した、１〜２ｋＶ0-pの正のパルス電圧が出力される。なお、イオン源電源回路２１０は、その出力電流についてフィードバック制御され、自律的に、その実効値が予め定めた電流値（本実施形態では、５μＡ）を保つ定電流電源を構成している。
【００３６】
また、駆動処理回路２０１のうち、補助電極電源回路２４０は、第１フローティング電位ＰＶ１とされる補助第１出力端２４１と、第３フローティング電位ＰＶ３とされる補助第２出力端２４２とを有している。この第３フローティング電位ＰＶ３は、具体的には、第１フローティング電位ＰＶ１に対して、正の直流高電位であるが、第２フローティング電位ＰＶ２のピーク電位（１〜２ｋＶ）よりも低い、ＤＣ１００〜２００Ｖの電位にされている。
【００３７】
さらに、駆動処理回路２０１のうち、計測制御回路２２０の一部をなす信号電流検知回路２３０は、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１に接続する信号入力端２３１と、接地電位ＰＶＥに接続する接地入力端２３２とを有している。この信号電流検知回路２３０は、信号電流Ｉｓを検知する回路である。
【００３８】
加えて、この駆動処理回路２０１においては、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０は、第１フローティング電位ＰＶ１とされる電源回路包囲部材２５０に包囲され、電磁遮蔽されている。イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、及び、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１は、この電源回路包囲部材２５０に接続して、共通の第１フローティング電位ＰＶ１とされている。
なお、本実施形態では、この電源回路包囲部材２５０は、内側金属ケース２５１及び絶縁トランス２７０の二次側鉄心２７１Ｂから構成されている。内側金属ケース２５１は、箱状金属体で形成されてなり、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を収容して包囲すると共に、内側包囲配線１６５に導通している。
一方、絶縁トランス２７０は、その鉄心２７１が、一次側コイル２７２を捲回した一次側鉄心２７１Ａと、電源回路側コイル２７３及び補助電極電源側コイル２７４が捲回された二次側鉄心２７１Ｂとに、分離可能に構成されている。但し、絶縁トランス２７０は、一次側鉄心２７１Ａと二次側鉄心２７１Ｂとを、小さな隙間を介して離間させ、電気的に互いに絶縁しながらも、磁気回路的には両者を共通の磁束が通過するように構成することで、絶縁トランス２７０としての変成作用を果たしている。なお、鉄心２７１のうち、一次側鉄心２７１Ａは、接地電位ＰＶＥに導通し、二次側鉄心２７１Ｂは、第１フローティング電位ＰＶ１（イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１）に導通している。
【００３９】
さらに、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０、電源回路包囲部材２５０（内側金属ケース２５１）、及び、信号電流検知回路２３０を含む計測制御回路２２０は、アルミニウムの箱状であり、接地されて接地電位ＰＶＥとされた外側金属ケース２６０に包囲、収容されて、電磁遮蔽されている。なお、信号電流検知回路２３０の接地入力端２３２及び絶縁トランス２７０の一次側鉄心２７１Ａも、この外側金属ケース２６０に接続している。
【００４０】
計測制御回路２２０は、レギュレータ電源ＰＳを内蔵しており、このレギュレータ電源ＰＳにより、計測制御回路２２０（信号電流検知回路２３０を含む）のほか、絶縁トランス２７０を介して、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０が駆動される。なお、このレギュレータ電源ＰＳは、キースイッチＳＷを介して、車載のバッテリＢＴで駆動されており、キースイッチＳＷをオン位置（あるいはスタート位置）とすることで、レギュレータ電源ＰＳが作動し、計測制御回路２２０が起動する。
【００４１】
また、計測制御回路２２０は、図示しないマイクロプロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭのほか、入出力回路ＩＯを含み、ＲＯＭにはマイクロプロセッサで処理するプログラムが記憶させてある。この計測制御回路２２０は、自身のほか、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０の駆動を制御する。また、入出力回路ＩＯは、通信ケーブルＣＣを介して、エンジンＥＮＧを制御する制御ユニットＥＣＵと通信可能となっており、前述した信号電流検知回路２３０の測定結果（信号電流Ｉｓの大きさ）、これを微粒子量などに換算した値、あるいは、微粒子量が所定量を超えたか否かなどの信号を、制御ユニットＥＣＵに送信可能となっている。これにより、制御ユニットＥＣＵで、エンジンＥＮＧの制御や、フィルタＦＬの不具合警告を発するなどの動作が可能となる。
また本実施形態では、後述するように、制御ユニットＥＣＵから、通信ケーブルＣＣを通じて、外気温情報ＯＴが、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力される。
【００４２】
外部からレギュレータ電源ＰＳを通じて計測制御回路２２０に入力された電力の一部は、絶縁トランス２７０を介して、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に分配される。従って、計測制御回路２２０により、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０への電力分配を制御（ＯＮ／ＯＦＦ）することにより、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０の駆動のオンオフすることができる。
【００４３】
その一方で前述したように、絶縁トランス２７０をなし、計測制御回路２２０の一部である一次側コイル２７２と、イオン源電源回路２１０の一部である電源回路側コイル２７３と、補助電極電源回路２４０の一部である補助電極電源側コイル２７４と、鉄心２７１（一次側鉄心２７１Ａ，二次側鉄心２７１Ｂ）とは、互いに絶縁されている。このため、計測制御回路２２０から、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に電力を分配できる一方、これら同士間の絶縁を保つことができる。
【００４４】
なお、送気手段をなす圧送ポンプ３００も、キースイッチＳＷ（図２も参照）を介して、車載のバッテリＢＴで駆動される。従って、圧送ポンプ３００は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた時点で、従って、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０の駆動（検知部１０の駆動）開始より前に、駆動が開始され、それ以降、先端部分が処理回路部２００内に差し込まれた送気パイプ３１０およびケーブル１６０のエアパイプ１６３を通じて、針状先端部２２近傍まで、清浄な空気ＡＲを圧送する。
【００４５】
次いで、ケーブル１６０について説明する。このケーブル１６０は、二重包囲ケーブルであり、その中心部分には、銅線からなる電源配線１６１及び補助配線１６２のほか、ＰＴＦＥからなる中空のエアパイプ１６３（送気手段）が配置されている。これらの径方向周囲は、絶縁体（図示しない）で包囲されている。
【００４６】
さらに、この絶縁体の周囲は、銅細線を編んだ編組からなる内側包囲配線１６５で被覆されている。さらに、この内側包囲配線１６５の周囲も絶縁体（図示しない）で被覆されて囲まれている。また、被覆している絶縁体（被覆層）の周囲も、銅細線を編んだ編組からなる外側包囲配線１６７で被覆されている。さらに、この外側包囲配線１６７の周囲も、その保護のため、絶縁体（図示しない）で被覆されている。かくして、このケーブル１６０では、電源配線１６１及び補助配線１６２の周囲を、絶縁体を介して内側包囲配線１６５及び外側包囲配線１６７で二重に取り囲む形態となっている。
加えて、このケーブル１６０は、エアパイプ１６３内の気体流通路１６３Ｈを通じて、ケーブル１６０の長手方向に、気体を流通させることができる。
【００４７】
処理回路部２００は、このケーブル１６０と接続している（図３参照）。具体的には、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２は、電源配線１６１に接続され、互いに導通している。また、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２は、補助配線１６２に接続され、互いに導通している。さらに、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１は、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１、電源回路包囲部材２５０、及び、内側包囲配線１６５に接続され、互いに導通している。加えて、信号電流検知回路２３０の接地入力端２３２は、接地電位ＰＶＥ及び外側包囲配線１６７に接続され、互いに導通している。
その他、圧送ポンプ３００の送気パイプ３１０は、内側金属ケース２５１内を通じて、ケーブル１６０のエアパイプ１６３に連通されている。
【００４８】
次いで、ケーブル１６０と検知部１０との関係について説明する。
ケーブル１６０のうち、電源配線１６１の先端側（図３において、右方）には、針状電極体２０が接続されている。この針状電極体２０は、タングステン線からなり、その先端部分に、針状に尖った形態とされた針状先端部２２を有する（図１参照）。このため、針状先端部２２（針状電極体２０）は、電源配線１６１を通じて、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２と導通し、第２フローティング電位ＰＶ２とされる。
また、補助配線１６２の先端側には、補助電極をなす補助電極体５０が接続されている。この補助電極体５０は、ステンレス線からなり、その先端側でＵ字状に曲げ返されて
補助電極部５３とされている。このため、補助電極部５３（補助電極体５０）は、補助配線１６２を通じて、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２と導通し、第３フローティング電位ＰＶ３とされる。
【００４９】
また、ケーブル１６０のうち、内側包囲配線１６５の先端側には、検知部シャーシ１１が接続されている。このため、検知部シャーシ１１（これをなすノズル部１２、捕集極１３）は、内側包囲配線１６５を通じて、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１、補助電極電源回路２４０の補助第１出力端２４１、信号電流検知回路２３０の信号入力端２３１、及び、電源回路包囲部材２５０に導通して、第１フローティング電位ＰＶ１とされる。
さらに、ケーブル１６０のうち、外側包囲配線１６７の先端側には、検知部１０の外側包囲部材１５が接続されている。このため、外側包囲部材１５は、外側包囲配線１６７を通じて、信号電流検知回路２３０の接地入力端２３２に導通すると共に、接地電位ＰＶＥとされている。
さらに、ケーブル１６０のうち、エアパイプ１６３は、針状電極体２０の針状先端部２２付近まで延ばされ、その先端部１６３Ｓが開放されている。このため、針状先端部２２付近において、エアパイプ１６３の先端部１６３Ｓから空気ＡＲを放出することができる。なお、エアパイプ１６３の先端部１６３Ｓの周囲は、ノズル部１２のノズル１２Ｎ以外から、空気ＡＲが漏れ出ないように、ケーブル１６０，検知部シャーシ１１等で包囲されている。
【００５０】
本実施形態のシステム１はこのように構成されているので、既に図１を用いて説明したように、針状先端部２２とノズル部１２との間の気中放電に伴って、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２から、電源配線１６１を通じて針状先端部２２に、放電電流Ｉｄが供給される。一方、この放電電流Ｉｄの多くは、ノズル部１２（第１電極）に流れ込む（受電電流Ｉｊ）。この受電電流Ｉｊは、内側包囲配線１６５を流れて、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１に流入する。
また、気中放電で生成され、噴射されたイオンＣＰの多くは、浮遊イオンＣＰＦとして捕集極１３で捕集される。この捕集極１３で捕集された浮遊イオンＣＰＦが有していた電荷に起因する捕集電流Ｉｈも、捕集極１３（検知部シャーシ１１）に導通する内側包囲配線１６５を通じて、第１出力端２１１に流れ込む。つまり、内側包囲配線１６５には、これらの和である受電捕集電流Ｉｊｈ（＝Ｉｊ＋Ｉｈ）が流れる。
但し、この受電捕集電流Ｉｊｈは、排出口１１Ｏから排出された排出イオンＣＰＨの電荷に対応する電流分だけ、放電電流Ｉｄよりも小さな値となる。
【００５１】
ところでイオン源電源回路２１０から見ると、第２出力端２１２から流出した放電電流Ｉｄと、第１出力端２１１から流入する受電捕集電流Ｉｊｈとにアンバランスが生じることとなる。このため、この不足分（差分＝放電電流Ｉｄ−受電捕集電流Ｉｊｈ）に相当する信号電流Ｉｓが、接地電位ＰＶＥから第１出力端２１１に向けて流れ込んでバランスする。
そこで、本システム１では、第１出力端２１１に導通する信号入力端２３１と、接地電位ＰＶＥに導通する接地入力端２３２とを有し、これらの間を流れる電流を検知する信号電流検知回路２３０を設けることで、第１出力端２１１と接地電位ＰＶＥとの間を流れる信号電流Ｉｓを検知する。
この差分（放電電流Ｉｄ−受電捕集電流Ｉｊｈ）に相当する信号電流Ｉｓ（＝Ｉｄ−Ｉｊｈ）の大きさは、排出された帯電微粒子ＳＣに付着して排出された排出イオンＣＰＨの量、したがって、取入排気ガスＥＧＩ中の微粒子Ｓの量、ひいては、排気管ＥＰを流れる排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応して増減する。このため、信号電流Ｉｓの大きさを検知することにより、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知することが可能となる。
【００５２】
ところで、外気温が低い場合など、車両（エンジンＥＮＧ）の置かれた環境によっては、エンジンＥＮＧの停止後に、ターボチャージャ（図示しない）のハウジング内、あるいは排気管ＥＰ内に、排気ガスＥＧに含まれていた水蒸気が凝縮して凝縮水が発生する場合がある。本実施形態に即して言えば、排気管ＥＰのうち、検知部１０からフィルタＦＬまでの上流に、凝縮水が溜まっている場合がある（図２参照）。
この状態で、再びエンジンＥＮＧを始動させると、しばらくの間は、排気ガス中に水蒸気のみならず、水滴（液滴）が含まれている場合がある。従って、検知部１０のうち排気管ＥＰ内に位置あるいは排気管ＥＰ内に臨む管内検知部１０Ｎに、水滴が付着する場合がある。
また、エンジンＥＮＧの始動前から検知部１０（管内検知部１０Ｎ）自身の内部や周囲に凝縮水が付着している場合も有り得る。
付着した水滴は、エンジンＥＮＧの始動から時間が経過して、エンジンＥＮＧ自身の温度が上昇し、また、排気ガスＥＧにより排気管ＥＰ自身の温度、及び検知部１０自身の温度が上昇すれば、蒸発して除去される。
【００５３】
しかしながら、検知部１０に水滴が未だ付着している場合、水滴の付着位置によっては、検知部１０の各部材間（例えば、検知部シャーシ１１と外側包囲部材１５との間）において、絶縁抵抗が低下した状態となることがある。
そして、このように各部の絶縁抵抗が低下した状態の検知部１０について、通電、即ち、駆動処理回路２０１（イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０）の駆動を開始し、検知部１０に電圧を印加すると、不要な電流が流れてイオン源電源回路２１０あるいは補助電極電源回路２４０が過負荷となる虞がある。あるいは、針状先端部２２とノズル部１２との間の気中放電等の動作が不安定となって、微粒子Ｓの適切な検知ができない虞もある。
その他、絶縁のための絶縁部材の表面に水滴が付着しているために、この絶縁部材で絶縁されているべき部材間（例えば、図示しない絶縁部材で絶縁されている検知部シャーシ１１と外側包囲部材１５との間）に電流が流れる場合がある。すると、検知部シャーシ１１を構成する金属が溶け出し、絶縁部材の表面を移動し、外側包囲部材１５で樹枝状などに析出するマイグレーションが生じ、絶縁部材の表面に電流経路が形成され恒久的に絶縁抵抗が低下した状態となって、受電捕集電流Ｉｊｈが流れる経路が不安定になり、信号電流Ｉｓを適切に計測できなくなるなど、検知部１０の機能自身が低下する不具合を生じる虞もある。
【００５４】
そこで、本実施形態では、キースイッチＳＷをオン位置（あるいはスタート位置）としたことで、システム１の駆動処理回路２０１の起動した直後（処理駆動回路２０１におけるイオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０の駆動が可能となった直後）から、あるいはエンジンＥＮＧの始動の直後から、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０の駆動を開始することはせず、しばらく時間が経過してから、これらの回路２１０，２４０の駆動を開始する。この待機処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
キースイッチＳＷが、オン位置（あるいはスタート位置）とされると、制御ユニットＥＣＵはこれを検知する。また、キースイッチＳＷを、オン位置（あるいはスタート位置）とすることにより、本システム１の駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が通電されると、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。そのうち、待機処理ルーチンについては、先ず、ステップＳ１において、初期設定を行う。具体的には、例えば、待機タイマの経過時間Ｔをリセットする（Ｔ＝０）。
【００５５】
次いで、ステップＳ２に進み、待機タイマをスタートさせる。本実施形態では、計測制御回路２２０が、このステップＳ２を実行したタイミングが、次述する待機時間Ｔ１の計時の始期となる。
その後、ステップＳ３において、待機タイマの経過時間Ｔが、所定の待機時間Ｔ１（本実施形態では、Ｔ１＝６０秒）を経過したか否か（Ｔ＞Ｔ１？）を確認する。ここでＮｏ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ１以下である場合（Ｔ≦Ｔ１）には、ステップＳ３を繰り返す。一方、Ｙｅｓ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ１を経過した場合（Ｔ＞Ｔ１）には、ステップＳ４に進む。
【００５６】
ステップＳ４では、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を、オン即ち駆動開始する。具体的には、計測制御回路２２０から、絶縁トランス２７０の一次側コイル２７２に電流を流すことにより、絶縁トランス２７０の電源回路側コイル２７３及び補助電極電源側コイル２７４を通じて、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に電力を送り、これらの電源回路２１０，２４０の作動を開始させる。これによって、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２を第２フローティング電位ＰＶ２、第１出力端２１１を第１フローティング電位ＰＶ１として、針状先端部２２とノズル部１２との間に気中放電を生じさせる。一方、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２を第３フローティング電位ＰＶ３として、補助電極部５３をも第３フローティング電位ＰＶ３とする。
【００５７】
かくして、ステップＳ４において、検知部１０が作動し始め、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応する信号電流Ｉｓを、計測制御回路２２０の信号電流検知回路２３０で検知することができるようになる。
その際には、エンジンＥＮＧの始動から既にＴ１（本実施形態ではＴ１＝６０秒）を越える時間が経過しているため、検知部１０に水滴が付着している可能性は低く、信号電流Ｉｓを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部１０に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。
【００５８】
なお、本実施形態においては、上述のステップＳ２，Ｓ３を実行している計測制御回路２２０（これに含まれる図示しないマイクロプロセッサ）が、駆動開始遅延手段に相当する。また、そのうちでも、ステップＳ３を実行している計測制御回路２２０が、期間判断手段に相当する。また、圧送ポンプ３００，送気パイプ３１０及びエアパイプ１６３が送気手段に相当する。
【００５９】
そして本実施形態の微粒子検知システム１では、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３により、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０で定める開始条件（Ｔ＞Ｔ１）を満たすまで検知部１０の駆動開始を遅らせる。このため、エンジンＥＮＧの駆動開始の有無や始動からの時間経過に拘わらず、駆動処理回路２０１の起動の直後から検知部１０を駆動する場合とは異なり、検知部１０への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止することができる。
【００６０】
さらに本実施形態のシステム１では、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３の開始条件を、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の起動後（より正確には、前述のステップＳ２の実行後）の経過時間Ｔが、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０で定めた待機時間Ｔ１を経過したことである期間経過条件（Ｔ＞Ｔ１）としている。そして、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３には、経過時間Ｔが期間経過条件（Ｔ＞Ｔ１）を満たしたか否かを判断する期間判断手段Ｓ３を含んでいる。このため、本システム１では、駆動開始遅延手段Ｓ２，Ｓ３のうちの期間判断手段Ｓ３で、経過時間Ｔの経過を待てば良く、処理が容易である。
【００６１】
このシステム１では、検知部１０に外部の空気ＡＲを送る圧送ポンプ３００，送気パイプ３１０，エアパイプ１６３を備え、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた以降、従って検知部１０の駆動開始以前から、空気ＡＲの送気を行っている。送気を行うと、検知部１０（管内検知部１０Ｎ）内に水滴が存在した場合でも、この
水滴を検知部１０の外部に効果的に排出できる、水滴をより早く蒸発させうるなどにより、水滴を早期に除去できる。これにより、検知部１０内に水滴が存在することによる不具合の発生を抑制あるいは防止することができる。
加えて、空気ＡＲの送気によって、検知部１０内に存在した水滴が、ノズル部１２のノズル１２Ｎを通じて、コロナ放電を生じさせる空間（針状電極体２０の針状先端部２２付近）に侵入して、放電発生に影響することをも防止することができる。このように、水滴の存在によって検知部１０に生じる障害を、適切に防止することもできる。
【００６２】
（変形形態１）
次いで、上述の実施形態の第１の変形形態について説明する。本変形形態１の微粒子検知システム２は、上述の実施形態と同様の機械的構成、電気的構成を有しており、排気管ＥＰへの取り付けも同様である（図１〜図３参照）。
但し、実施形態のシステム１では、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０（具体的には、これに内蔵される、図示しないＲＯＭに記憶させて、図示しないマイクロプロセッサ）で処理するプログラムにおいて、待機処理ルーチンを図４で示す処理フローで行い、その際の待機時間Ｔ１の長さを常に一定とした。
これに対し、本変形形態のシステム２では、図５に示す待機処理ルーチンにより、待機時間Ｔ２の長さを変化させる点で異なるだけである。そこで、異なる部分について説明し、同様な部分については記載を省略あるいは簡略化する。
なお、本変形形態１でも、実施形態と同じく、圧送ポンプ３００は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた時点で駆動が開始され、それ以降、針状先端部２２近傍まで清浄な空気ＡＲを圧送（送気）する。
【００６３】
本変形形態１に係る待機処理ルーチンについて、図５を参照して説明する。
実施形態と同じく、キースイッチＳＷが、オン位置（あるいはスタート位置）とされて、本システム２の駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が通電されると、この駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）は、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。図５の待機処理ルーチンでも、先ず、ステップＳ１において、初期設定を行う。具体的には、例えば、待機タイマの経過時間Ｔをリセットする（Ｔ＝０）。
【００６４】
次いで、本変形形態１では、ステップＳ１１に進む。具体的には、本変形形態１では、図２に示すように、外気温センサＯＳの出力する外気温情報ＯＴを、一旦、制御ユニットＥＣＵで収集する。制御ユニットＥＣＵは、さらに通信ケーブルＣＣを通じて、外気温情報ＯＴを計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力する。
外気温が低い（例えば、−１０℃以下）の場合には、外気温が低いほど、排気管ＥＰ等に凝縮水が発生しやすくなる。つまり、この外気温情報ＯＴは、検知部１０に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報となっているからである。
【００６５】
次いで、ステップＳ１２では、この外気温情報ＯＴ（付着可能性情報）に基づき、実施形態における待機時間Ｔ１（＝６０秒）に代えて、待機時間Ｔ２をセットする。なお、この待機時間Ｔ２は、例えば、外気温情報ＯＴ（外気温）が、−１０℃以下の場合には待機時Ｔ２を６０秒、１０℃〜−１０℃の場合には待機時間Ｔ２を３０秒、１０℃〜２０℃である場合には待機時間Ｔ２を１５秒、２０℃以上である場合には待機時間Ｔ２を０秒（直ちに駆動開始）と定めている。
【００６６】
次いで、ステップＳ２に進み、実施形態１と同じく、待機タイマをスタートさせる。本変形形態１でも、計測制御回路２２０が、このステップＳ２を実行したタイミングが、次述する待機時間Ｔ２の計時の始期となる。
その後、ステップＳ１３において、待機タイマの経過時間Ｔが、ステップＳ１２でセットした待機時間Ｔ２を経過したか否か（Ｔ＞Ｔ２？）を確認する。ここでＮｏ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ２以下である場合（Ｔ≦Ｔ２）には、ステップＳ１３を繰り返す。一方、Ｙｅｓ、即ち、経過時間Ｔが待機時間Ｔ２を経過した場合（Ｔ＞Ｔ２）には、ステップＳ４に進む。
このステップＳ４では、実施形態１と同じく、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を、オン即ち駆動開始する。なおこのステップＳ４は、既に説明した実施形態１と同じであるので、その説明を省略する。
【００６７】
かくして、ステップＳ４において検知部１０が作動し始め、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応する信号電流Ｉｓを、計測制御回路２２０の信号電流検知回路２３０で検知することができるようになる。
その際には、エンジンＥＮＧの始動（より正確には、前述のステップＳ２の実行後）から既に待機時間Ｔ２を越える時間が経過している。待機時間Ｔ２は、外気温情報ＯＴに応じて（具体的には、外気温が高いほど待機時間Ｔ２が短く）設定されている。このため、この変形形態１においても、待機時間Ｔ２が経過した後には、検知部１０に水滴が付着している可能性は低く、信号電流Ｉｓを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部１０に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。しかも、一律の待機時間Ｔ１を用いた実施形態と異なり、本変形形態１では、待機時間Ｔ２の長さ（終期）を外気温情報ＯＴに応じて変化させている。このため、凝縮水の発生可能性が低い外気温が高い場合には、待機時間Ｔ２を短くできるなど、検知部１０への凝縮水の付着による不具合を抑制あるいは防止しつつ、早期に本システム２による微粒子検出が可能となる。
【００６８】
なお、本変形形態１においては、上述のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２，Ｓ１３を実行している計測制御回路２２０（これに含まれる図示しないマイクロプロセッサ）が、駆動開始遅延手段に相当する。また、そのうちでも、ステップＳ１３を実行している計測制御回路２２０が、期間判断手段に相当する。
さらに、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯが、付着情報入力手段に相当する。また、ステップＳ１２を実行している計測制御回路２２０が、待機長さ決定手段に相当する。
【００６９】
かくして、本変形形態１の微粒子検知システム２では、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が入出力回路ＩＯを備え、駆動開始遅延手段Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２，Ｓ１３は待機長さ決定手段Ｓ１２を含んでいる。このため、外気温センサＯＳの外気温情報ＯＴに基づき、待機時間Ｔ２の長さを適切に決定することができ、検知部１０への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部１０の駆動を開始することができる。
【００７０】
なお、検知部１０に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報として、本変形形態１では、外気温センサＯＳからの外気温情報ＯＴを例示した。しかし、このほか、付着した凝縮水の発生可能性や検知部１０（管内検知部１０Ｎ）への水滴の付着可能性を推定しうる情報、例えば、エンジンＥＮＧの水温センサＷＳからの水温情報ＷＴを用いることもできる。検知部１０自身の温度を検知する検知部温度センサを別途設けた場合には、この検知部温度センサからの検知部温度情報も用いうる。従って、これらのセンサの情報を用いて、待機時間Ｔ２の長さ（終期）を決定しても良い。さらには、これらの付着可能性情報を、１つのみならず、複数組み合わせて、待機時間Ｔ２の長さを決定するようにしても良い。
さらに、変形形態１では、外気温センサＯＳの外気温情報ＯＴを、一旦、制御ユニットＥＣＵで検知し、この制御ユニットＥＣＵから、通信ケーブルＣＣを介して、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を用いている。これと同様に、水温センサＷＳからの水温情報ＷＴ等の情報についても、制御ユニットＥＣＵ経由で、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を採ることができる。あるいは、外気温センサＯＳからの外気温情報ＯＴを、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに直接入力する情報経路を採ることもできる。水温情報ＷＴ、検知部１０の温度センサについても同様に、計測制御回路２２０に直接入力しても良い。
【００７１】
（変形形態２）
次いで、上述の実施形態の第２の変形形態について説明する。本変形形態２の微粒子検知システム３は、上述の実施形態及び変形形態１と同様の機械的構成、電気的構成を有しており、排気管ＥＰへの取り付けも同様である（図１〜図３参照）。
但し、前述の実施形態のシステム１及び変形形態１のシステム２では、駆動処理回路２０１の計測制御回路２２０内の図示しないＲＯＭに記憶させて、図示しないマイクロプロセッサで処理するプログラムにおいて、待機処理ルーチンを図４あるいは図５で示す処理フローで行った。なお、実施形態では、待機時間Ｔ１の長さは一定とされている。また、変形形態１では、待機時間Ｔ２の長さはステップＳ１２で予め定めていた。つまり、これらにおいて、待機時間Ｔ１，Ｔ２の長さは予め定められていた。
これに対し、本変形形態２のシステム３では、待機時間を定めることはせず、図６に示す待機処理ルーチンにより、待機処理の終期を各時点で判断する点で異なる。そこで、実施形態等と異なる部分について説明し、同様な部分については記載を省略あるいは簡略化する。
なお、本変形形態２でも、実施形態及び変形形態１と同じく、圧送ポンプ３００は、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされた時点で駆動が開始され、それ以降、針状先端部２２近傍まで清浄な空気ＡＲを圧送（送気）する。
【００７２】
本変形形態２に係る待機処理ルーチンについて、図６を参照して説明する。
実施形態及び変形形態１と同じく、キースイッチＳＷが、オン位置（あるいはスタート位置）とされて、本システム３の駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）が通電されると、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）は、自身に記憶されていたプログラムに従って起動し、各動作を開始する。図６の待機処理ルーチンでも、先ず、ステップＳ２１において、初期設定を行う。具体的には、例えば、排気温センサＧＳの排気温情報ＧＴをリセットする。
【００７３】
次いで、本変形形態２では、ステップＳ２２に進む。具体的には、本変形形態２では、図２に示すように、排気温センサＧＳの出力する排気温情報ＧＴを、一旦、制御ユニットＥＣＵで収集する。制御ユニットＥＣＵは、通信ケーブルＣＣを通じて、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯを入力する。
排気温が低い（例えば、１００℃未満）の場合には、未だ、排気管ＥＰも十分暖まっておらず、未だこれらに凝縮水が蒸発せずに溜まっており、排気ガス中に水滴が含まれ、検知部１０に新たに水滴が付着する場合が有り得る。また、検知部１０に凝縮水が未だ蒸発せずに付着している場合も有りうる。つまり、この排気温情報ＧＴは、検知部１０に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報となっているからである。
【００７４】
次いで、ステップＳ２３では、この排気温情報ＧＴ（消滅可能性情報）に基づき、検知部１０に水滴が付着している虞があるか否かを評価する。例えば、図２に示す位置の排気温センサＧＳが示す排気ガスＥＧの排気温情報ＧＴ（排気温）が、１００℃以上である場合には、検知部１０に水滴の付着は無いと評価する。一方、１００℃未満の場合には、検知部１０に水滴が付着している場合が有り得る（「水滴有り」）と評価する。
このステップＳ２３で、Ｙｅｓ、即ち、「水滴有り」と評価した場合（ＧＴ＜１００℃）には、ステップＳ２３を繰り返す。一方、Ｎｏ、即ち、「水滴有り」ではない（水滴無し）と評価した場合（ＧＴ≧１００℃）には、ステップＳ４に進む。
このステップＳ４では、実施形態及び変形形態１と同じく、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０を、オン即ち駆動開始する。なおこのステップＳ４は、既に説明した実施形態１と同じであるので、その説明を省略する。
【００７５】
かくして、ステップＳ４において検知部１０が作動し始め、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量に対応する信号電流Ｉｓを、計測制御回路２２０の信号電流検知回路２３０で検知することができるようになる。
その際には、排気温情報ＧＴ（排気温）が、１００℃以上となっており、検知部１０に水滴が付着している可能性は低い。このため、信号電流Ｉｓを適切に検知できるほか、前述したように、水滴が付着したままの状態で検知部１０に通電することで発生する不具合を抑制あるいは防止することができる。しかも、一律の待機時間Ｔ１を用いた実施形態、あるいは、予め待機時間Ｔ２の長さ（終期）を設定する変形形態１とは異なり、排気温センサＧＳの出力する排気温情報ＧＴに応じて、待機時間の長さを決定しているので、待機時間を適切に終了させることができるので、検知部１０への凝縮水の付着による不具合を抑制あるいは防止しつつ、早期に本システム３による微粒子検出が可能となる。
【００７６】
なお、本変形形態２においては、上述のステップＳ２２，Ｓ２３を実行している計測制御回路２２０（これに含まれる図示しないマイクロプロセッサ）が、駆動開始遅延手段に相当する。
さらに、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯが、消滅情報入力手段に相当する。また、ステップＳ２３を実行している計測制御回路２２０が、判定手段に相当する。
【００７７】
このように、本微粒子検知システム３では、入出力回路ＩＯを備える。また、駆動開始遅延手段Ｓ２２，Ｓ２３は、判定手段Ｓ２３を含んでいる。このため、本システム３では、排気温情報ＧＴ（消滅可能性情報）に基づいて、検知部１０の駆動開始の適否を判定できるため、検知部１０への水滴の付着による不具合の発生を抑制或いは防止しながらも、できるだけ早期となる適切なタイミングで、検知部１０の駆動を開始することができる。
【００７８】
なお、検知部１０に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報として、本変形形態２では、排気温センサＧＳからの排気温情報ＧＴを例示した。しかし、このほか、エンジンＥＮＧ始動後のエンジン温の上昇による、付着した凝縮水の減少或いは消滅を推定しうる、エンジンＥＮＧの水温センサＷＳからの水温情報ＷＴが挙げられる。また、検知部１０自身の温度を検知する検知部温度センサからの検知部温度情報も用いうる。
これらのセンサの消滅可能性情報を用いて、待機時間の終了を決定しても良い。さらには、これらの複数のセンサからの消滅可能性情報を、１つのみならず、複数組み合わせて、待機時間の終了を決定するようにしても良い。
また、凝縮水の発生を推定する外気温センサＯＳの外気温情報ＯＴなど付着可能性情報と組み合わせることもできる。
【００７９】
さらに、変形形態２では、排気温センサＧＳの排気温情報ＧＴを、一旦制御ユニットＥＣＵで検知し、この制御ユニットＥＣＵから、通信ケーブルＣＣを介して、駆動処理回路２０１（計測制御回路２２０）の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を用いている。これと同様に、水温センサＷＳからの水温情報ＷＴについても、制御ユニットＥＣＵ経由で、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに入力する情報経路を採ると良い。
その他、図２において破線で示すように、排気温センサＧＳからの排気温情報ＧＴを、計測制御回路２２０の入出力回路ＩＯに直接入力する情報経路を採ることもできる。水温情報ＷＴについても同様に、計測制御回路２２０に直接入力することもできる。
【００８０】
なお、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態，変形形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
実施形態等では、システム１〜３の検知部１０を、排気管ＥＰのうち、フィルタＦＬの下流（マフラＭＦの上流）に配置した（図２参照）。しかし、このほか、フィルタＦＬの上流に検知部１０を配置して、エンジンＥＮＧの排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓを直接検知する構成を採ることもできる。
また、実施形態等では、キースイッチＳＷがオン位置（あるいはスタート位置）とされたことにより、システム１等（駆動処理回路２０１）の起動と並行して、これとは独立して、圧送ポンプ３００自身が駆動を開始し、送気を開始した。しかし、駆動処理回路２０１で、圧送ポンプ３００の駆動をも制御するようにしても良い。具体的には、圧送ポンプ３００の駆動開始を、エンジンＥＮＧの始動と同時としたり、駆動処理回路２０１の起動後の所定のタイミング、あるいは、エンジンＥＮＧの始動の後の所定のタイミングとしても良い。但し、送気は、できるだけ早くから行う方が好ましい。その分だけ早い段階で、検知部１０（管内検知部１０Ｎ）内に付着した水滴を除去しやすいからである。
【００８１】
さらに、実施形態等では、検知部１０と処理回路部２００（駆動処理回路２０１）とは離間して配置されており、これらの間を、電源配線１６１，補助配線１６２等を内包するケーブル１６０で接続した例を示した。しかし、検知部と回路処理部（駆動処理回路）とが一体に構成された、一体型の微粒子検知システムを構成し、このシステム全体を排気管ＥＰに装着するようにしても良い。
【符号の説明】
【００８２】
ＢＴ バッテリ
ＳＷ キースイッチ
ＥＮＧ エンジン（内燃機関）
ＥＣＵ 制御ユニット
ＯＳ 外気温センサ
ＯＴ 外気温情報（付着可能性情報）
ＧＳ 排気温センサ
ＧＴ 排気温情報（消滅可能性情報）
ＥＰ 排気管
ＥＧ 排気ガス
Ｓ 微粒子
ＳＣ 帯電微粒子
ＣＰ イオン
ＣＰＦ 浮遊イオン
ＣＰＨ 排出イオン
Ｉｊｈ 受電捕集電流
Ｉｓ 信号電流
１，２，３ 微粒子検知システム
１０ 検知部
１１ 検知部シャーシ
１２ ノズル部
１３ 捕集極
２０ 針状電極体（第２電極）
２２ 針状先端部
ＭＸ 混合領域
ＥＸ 排出路
ＰＶ１ 第１フローティング電位
ＰＶ２ 第２フローティング電位
ＰＶ３ 第３フローティング電位
ＰＶＥ 接地電位
５０ 補助電極体（補助電極）
５３ 補助電極部（補助電極）
５３Ｓ （補助電極部の）針状先端部
ＡＲ 空気（気体）
１６０ ケーブル（二重包囲ケーブル、リード線）
１６１ 電源配線
１６２ 補助配線
１６３ エアパイプ（送気手段）
１６３Ｈ 気体流通路
１６５ 内側包囲配線
１６７ 外側包囲配線
２００ 処理回路部
２０１ 駆動処理回路
２１０ イオン源電源回路
２１１ 第１出力端
２１２ 第２出力端
２２０ 計測制御回路
ＩＯ 入出力回路（付着情報入力手段、消滅情報入力手段）
２３０ 信号電流検知回路
２３１ 信号入力端
２３２ 接地入力端
２４０ 補助電極電源回路
２４１ 補助第１出力端
２４２ 補助第２出力端
２５０ 電源回路包囲部材
２５１ 内側金属ケース（電源回路包囲部材）
２６０ 外側金属ケース
２７０ 絶縁トランス（補助電極絶縁トランス）
３００ 圧送ポンプ（送気手段）
３１０ 送気パイプ（送気手段）
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２２，Ｓ２３ 駆動開始遅延手段
Ｓ１２ 期間長さ決定手段
Ｓ３，Ｓ１３ 期間判断手段
Ｓ２３ 判定手段
Ｔ１，Ｔ２ 待機時間
Ｔ 経過時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出され、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システムであって、
上記排気管に装着された検知部と、
上記検知部に電気的に接続し、上記検知部を駆動すると共に、上記検知部からの信号を検知処理する駆動処理回路と、を備え、
上記駆動処理回路は、
上記内燃機関の始動後、上記駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、上記検知部の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段を有する
微粒子検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の微粒子検知システムであって、
前記開始条件は、
前記駆動処理回路の起動後の経過時間が、上記駆動処理回路で定めた待機時間を経過したことである
期間経過条件であり、
前記駆動開始遅延手段は、
上記経過時間が上記期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含む
微粒子検知システム。
【請求項３】
請求項２に記載の微粒子検知システムであって、
前記駆動処理回路は、
前記検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報を出力するセンサの上記付着可能性情報を受け入れる付着情報入力手段を備え、
前記駆動開始遅延手段は、
上記付着可能性情報により、前記期間経過条件における前記待機時間の長さを決定する待機長さ決定手段を含む
微粒子検知システム。
【請求項４】
請求項１に記載の微粒子検知システムであって、
前記駆動処理回路は、
前記検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報を出力するセンサの上記消滅可能性情報を受け入れる消滅情報入力手段を備え、
前記駆動開始遅延手段は、
上記消滅可能性情報により、前記開始条件を満たしたか否かを判定する判定手段を含む
微粒子検知システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の微粒子検知システムであって、
前記検知部のうち前記排気管内に位置しまたは上記排気管内を臨む管内検知部に気体を送る送気手段を備え、
上記送気手段は、
上記検知部の駆動より前に、送気を開始する
微粒子検知システム。
【請求項１】
内燃機関から排出され、排気管内を流通する排気ガス中の微粒子の量を検知する微粒子検知システムであって、
上記排気管に装着された検知部と、
上記検知部に電気的に接続し、上記検知部を駆動すると共に、上記検知部からの信号を検知処理する駆動処理回路と、を備え、
上記駆動処理回路は、
上記内燃機関の始動後、上記駆動処理回路で定める開始条件を満たすまで、上記検知部の駆動開始を遅らせる駆動開始遅延手段を有する
微粒子検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の微粒子検知システムであって、
前記開始条件は、
前記駆動処理回路の起動後の経過時間が、上記駆動処理回路で定めた待機時間を経過したことである
期間経過条件であり、
前記駆動開始遅延手段は、
上記経過時間が上記期間経過条件を満たしたか否かを判断する期間判断手段を含む
微粒子検知システム。
【請求項３】
請求項２に記載の微粒子検知システムであって、
前記駆動処理回路は、
前記検知部に水滴が付着する可能性を評価しうる付着可能性情報を出力するセンサの上記付着可能性情報を受け入れる付着情報入力手段を備え、
前記駆動開始遅延手段は、
上記付着可能性情報により、前記期間経過条件における前記待機時間の長さを決定する待機長さ決定手段を含む
微粒子検知システム。
【請求項４】
請求項１に記載の微粒子検知システムであって、
前記駆動処理回路は、
前記検知部に付着した水滴の消滅可能性を評価しうる消滅可能性情報を出力するセンサの上記消滅可能性情報を受け入れる消滅情報入力手段を備え、
前記駆動開始遅延手段は、
上記消滅可能性情報により、前記開始条件を満たしたか否かを判定する判定手段を含む
微粒子検知システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の微粒子検知システムであって、
前記検知部のうち前記排気管内に位置しまたは上記排気管内を臨む管内検知部に気体を送る送気手段を備え、
上記送気手段は、
上記検知部の駆動より前に、送気を開始する
微粒子検知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３７６４１（Ｐ２０１２−２３７６４１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６６６２（Ｐ２０１１−１０６６６２）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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