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JP6435200B2 - Ion current measuring device - Google Patents
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Description

本発明は、イオン電流に関する。   The present invention relates to an ionic current.

グロープラグは、圧縮着火方式による内燃機関(例えばディーゼルエンジン等)の補助熱源として用いられるヒータである。このグロープラグに、燃焼室内に発生したイオンに基づくイオン電流を測定するための機能を追加することができる。イオン電流の電流値(以下「イオン電流値」ともいう)を測定すると、燃焼室内における燃料の燃焼状態が推定できる。イオン電流値の測定を実現するために、発熱体とは別の導電体を、セラミック製の基体に埋設したグロープラグの構成が知られている。この構成の場合、導電体と接地電位(エンジンブロック)との間に電圧を印加することで、基体を介して導電体にイオン電流が流れる(例えば、特許文献1)。   The glow plug is a heater used as an auxiliary heat source for an internal combustion engine (for example, a diesel engine) using a compression ignition system. A function for measuring an ion current based on ions generated in the combustion chamber can be added to the glow plug. By measuring the current value of the ion current (hereinafter also referred to as “ion current value”), the combustion state of the fuel in the combustion chamber can be estimated. In order to realize the measurement of the ionic current value, a glow plug configuration in which a conductor different from the heating element is embedded in a ceramic base is known. In this configuration, by applying a voltage between the conductor and the ground potential (engine block), an ionic current flows through the conductor through the base (for example, Patent Document 1).

特許第3605965号公報Japanese Patent No. 3605965

上記先行技術の場合、基体がセラミック製であるため、基体の電気抵抗値が基体の温度に強く依存する。よって、測定されるイオン電流値は、基体の温度に強く依存する。このため、基体の温度が変化することにより、イオン電流値の検知精度が悪化する場合があった。このような課題は、イオン電流を測定する機能を有するグロープラグに限られず、イオン電流値を測定する機能を有するイオン電流測定装置全般に共通であった。本発明は、上記先行技術に鑑み、イオン電流値を検知する検知部の温度が変化しても、イオン電流値の検知精度に与える影響を低減することを解決課題とする。   In the case of the above prior art, since the substrate is made of ceramic, the electric resistance value of the substrate strongly depends on the temperature of the substrate. Therefore, the measured ionic current value strongly depends on the temperature of the substrate. For this reason, the detection accuracy of the ionic current value may deteriorate due to a change in the temperature of the substrate. Such a problem is not limited to a glow plug having a function of measuring an ion current, but is common to all ion current measuring apparatuses having a function of measuring an ion current value. In view of the above prior art, an object of the present invention is to reduce the influence on the detection accuracy of an ionic current value even if the temperature of a detection unit that detects the ionic current value changes.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve the above-described problems, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、第1及び第2導電体と、前記第1及び第2導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と;前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第2導電体を流れる電流値を測定する測定部と、を備えるイオン電流測定装置が提供される。このイオン電流測定装置は;前記第1導電体と前記第2導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と;前記測定部により測定された前記電流値を、前記取得部により取得された前記電気抵抗値に基づき補正する補正部と、を備えることを特徴とする。この形態によれば、第1導電体と第2導電体との間の基体の電気抵抗値(以下「第1基体抵抗値」ともいう)に基づきイオン電流値を補正するので、第2導電体と上記空間との間の基体の電気抵抗値(以下「第2基体抵抗値」という)が変化しても、その変化がイオン電流値の検知精度に与える影響を低減できる。なぜなら、第1及び第2基体抵抗値は、互いに強い相関を有するからである。この結果、検知部の温度が変化しても、その変化がイオン電流の検知精度に与える影響を低減できる。 (1) According to one aspect of the present invention, the first and second conductors, and a ceramic base body embedded and held inside the first and second conductors in a state of being separated from each other, are provided. A detection unit attached in a state where the base body is exposed in a space where ions are generated by burning fuel; and a measurement unit that measures a current value flowing through the second conductor as an ion current based on the generated ions An ionic current measuring device is provided. The ion current measurement apparatus includes: an acquisition unit that acquires an electric resistance value of the base between the first conductor and the second conductor; and the acquisition unit that acquires the current value measured by the measurement unit. And a correction unit that performs correction based on the electrical resistance value acquired by the above. According to this aspect, since the ionic current value is corrected based on the electric resistance value of the substrate between the first conductor and the second conductor (hereinafter also referred to as “first substrate resistance value”), the second conductor Even if the electrical resistance value of the substrate between the space and the space (hereinafter referred to as “second substrate resistance value”) changes, the influence of the change on the detection accuracy of the ion current value can be reduced. This is because the first and second substrate resistance values have a strong correlation with each other. As a result, even if the temperature of the detection unit changes, the influence of the change on the detection accuracy of the ion current can be reduced.

(2)上記形態において、前記第1導電体は、通電によって発熱する発熱体でもよい。この形態によれば、検知部をヒータとしても機能させることができる。 (2) In the above embodiment, the first conductor may be a heating element that generates heat when energized. According to this embodiment, the detection unit can also function as a heater.

(3)本発明の他の形態によれば、第1及び第2導電体と、前記第1及び第2導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と;前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第2導電体を流れる電流値を測定する測定部と、を備え;前記第1導電体は、通電によって発熱する発熱体であるイオン電流測定装置が提供される。このイオン電流測定装置は;前記第1導電体と前記第2導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と;前記取得部により取得された前記電気抵抗値が所定の値となるように、前記第1導電体への通電を制御する制御部と、を備え;前記測定部は、前記制御部による通電制御下において前記電流値を測定することを特徴とする。この形態によれば、検知部周囲の温度が変化しても、第1基体抵抗値が所定の値となるように第1導電体への通電を制御するので、検知部周囲の温度変化に起因するイオン電流値の検知精度の変動を低減することができる。 (3) According to another aspect of the present invention, the first and second conductors, and the ceramic base body embedded and held in the state where the first and second conductors are separated from each other, A detector that is attached in a state where the base body is exposed in a space where ions are generated when the fuel is burned; and a measurement that measures a value of a current flowing through the second conductor as an ion current based on the generated ions An ion current measuring device is provided in which the first conductor is a heating element that generates heat when energized. The ion current measuring apparatus includes: an acquisition unit that acquires an electric resistance value of the base body between the first conductor and the second conductor; and the electric resistance value acquired by the acquisition unit is a predetermined value A control unit that controls energization of the first conductor; and the measurement unit measures the current value under energization control by the control unit. According to this embodiment, even if the temperature around the detection unit changes, the energization to the first conductor is controlled so that the first base resistance value becomes a predetermined value. The fluctuation of the detection accuracy of the ion current value can be reduced.

(4)上記形態において、前記空間は、内燃機関の燃焼室であり;前記検知部は、前記第1導電体の発熱によって、グロープラグとして機能してもよい。この形態によれば、検知部をグロープラグとしても機能させることができる。 (4) In the above aspect, the space may be a combustion chamber of an internal combustion engine; the detection unit may function as a glow plug by the heat generated by the first conductor. According to this embodiment, the detection unit can also function as a glow plug.

(5)上記形態において、前記取得部は、前記第1導電体および前記2導電体の間の電位差、並びに前記第1導電体および前記2導電体の間に流れる電流値に基づき、前記電気抵抗値を取得してもよい。この形態によれば、容易に第1基体抵抗値を取得できる。 (5) In the above aspect, the acquisition unit is configured to generate the electric resistance based on a potential difference between the first conductor and the two conductors and a current value flowing between the first conductor and the two conductors. A value may be acquired. According to this aspect, the first base resistance value can be easily obtained.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、検知部を備えなくてもよい。或いは、イオン電流の補正方法や検知部の制御方法、この方法を実現するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現できる。   The present invention can be realized in various forms other than the above. For example, the detection unit may not be provided. Alternatively, it can be realized in the form of an ion current correction method, a detection unit control method, a computer program for realizing the method, a non-temporary storage medium storing the computer program, and the like.

イオン電流測定装置の概略構成図。The schematic block diagram of an ion current measuring apparatus. グロープラグの部分断面図。The fragmentary sectional view of a glow plug. グロープラグの先端付近の断面図。Sectional drawing of the tip vicinity of a glow plug. イオン電流測定処理を示すフローチャート。The flowchart which shows an ion current measurement process. 測定される電流値の時間変動を示すグラフ。The graph which shows the time fluctuation of the measured current value. 第1基体抵抗値と基体の最高表面温度との関係を概略的に示すグラフ。The graph which shows roughly the relationship between a 1st base | substrate resistance value and the highest surface temperature of a base | substrate. イオン電流測定処理を示すフローチャート(実施形態2)。The flowchart which shows an ion current measurement process (embodiment 2).

実施形態1を説明する。図1は、イオン電流測定装置100の概略構成を示す。イオン電流測定装置100は、ディーゼルエンジン車に搭載され、ディーゼルエンジンの燃焼室内に発生したイオンに基づくイオン電流値を測定する。さらに、イオン電流測定装置100は、燃焼室内を加熱する。この加熱は、インジェクタ459から噴射された燃料の着火を補助するために実行される。   A first embodiment will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of an ion current measuring apparatus 100. The ion current measuring apparatus 100 is mounted on a diesel engine vehicle and measures an ion current value based on ions generated in the combustion chamber of the diesel engine. Furthermore, the ion current measuring apparatus 100 heats the combustion chamber. This heating is performed to assist the ignition of the fuel injected from the injector 459.

イオン電流測定装置100は、グロープラグ1と、制御部50と、を備える。グロープラグ1は、セラミックグロープラグである。グロープラグ1は、図1に示すように、シリンダブロック45に対して、ハウジング4の雄ねじ部を螺合することにより装着する。これにより、グロープラグ1の先端部が、シリンダブロック45の燃焼室に露出した状態で装着される。   The ion current measuring apparatus 100 includes a glow plug 1 and a control unit 50. The glow plug 1 is a ceramic glow plug. As shown in FIG. 1, the glow plug 1 is attached to the cylinder block 45 by screwing the male screw portion of the housing 4. Thereby, the tip of the glow plug 1 is mounted in a state where it is exposed to the combustion chamber of the cylinder block 45.

制御部50は、ECU52と、グローリレー53と、バッテリ54と、グローリレー531と、を備える。グローリレー53は、バッテリ54の正極と、グロープラグ1に備えられた外部リード線233との間に配置される。   The control unit 50 includes an ECU 52, a glow relay 53, a battery 54, and a glow relay 531. The glow relay 53 is disposed between the positive electrode of the battery 54 and the external lead wire 233 provided in the glow plug 1.

バッテリ54の負極は、グローリレー531を介して、シリンダブロック45に接続されている。グローリレー53がオンの場合、バッテリ54の負極がシリンダブロック45に導通する。シリンダブロック45の電位は接地電位であるので、グローリレー531がオンの場合、バッテリ54の負極は接地される。   The negative electrode of the battery 54 is connected to the cylinder block 45 via the glow relay 531. When the glow relay 53 is on, the negative electrode of the battery 54 is conducted to the cylinder block 45. Since the potential of the cylinder block 45 is the ground potential, when the glow relay 531 is on, the negative electrode of the battery 54 is grounded.

ECU52は、グローリレー53及びグローリレー531をオンにすることで、バッテリ54の電力を、グロープラグ1に備えられた外部リード線233を介して給電する。ECU52は、この給電によって、グロープラグ1を発熱させる。ECU52は、グローリレー53のオン時間とオフ時間との割合を制御することで、グロープラグ1の発熱を制御する。グローリレー531は、加熱が実行される間は常にオンにされ、加熱が停止された場合にオフにされる。   The ECU 52 supplies power to the battery 54 via the external lead wire 233 provided in the glow plug 1 by turning on the glow relay 53 and the glow relay 531. The ECU 52 causes the glow plug 1 to generate heat by this power supply. The ECU 52 controls the heat generation of the glow plug 1 by controlling the ratio between the on time and the off time of the glow relay 53. The glow relay 531 is always turned on while heating is performed, and is turned off when heating is stopped.

制御部50は、さらに、直流電源51と、リレー55と、抵抗521と、電位差計522と、を備える。リレー55は、抵抗521と、グロープラグ1に備えられた外部リード線333との間に配置される。リレー55は、直流電源51からグロープラグ1への給電のオン、オフをスイッチングするためのものである。   The control unit 50 further includes a DC power source 51, a relay 55, a resistor 521, and a potentiometer 522. The relay 55 is disposed between the resistor 521 and the external lead wire 333 provided in the glow plug 1. The relay 55 is for switching on / off of power feeding from the DC power source 51 to the glow plug 1.

直流電源51の負極は、シリンダブロック45に接続されることで、接地されている。抵抗521は、直流電源51の正極側に配置されている。電位差計522は、抵抗521において降下する電圧値(降下電圧)を測定する。ECU52は、これらの回路構成を用い、グロープラグ1を検知部として利用することで、イオン電流値を測定する。   The negative electrode of the DC power source 51 is grounded by being connected to the cylinder block 45. The resistor 521 is disposed on the positive electrode side of the DC power supply 51. The potentiometer 522 measures a voltage value (voltage drop) that drops at the resistor 521. The ECU 52 uses these circuit configurations and measures the ion current value by using the glow plug 1 as a detection unit.

図2は、グロープラグ1の部分断面図である。図3は、グロープラグ1の先端付近の断面図であり、シリンダブロック45に取り付けられた状態を示す。以下、図2、図3を参照して説明する。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the glow plug 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of the tip of the glow plug 1 and shows a state where the glow plug 1 is attached to the cylinder block 45. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.

グロープラグ1は、図2に示すように、ハウジング4と、ヒータ10と、端子部23と、端子部31と、内部リード線33と、内部リード線231と、接続端子232と、外部リード線233と、接続端子332と、外部リード線333と、ゴムブッシュ421と、を備える。これらの部材は、グロープラグ1の軸線Oに沿って組み付けられている。なお、本明細書では、グロープラグ1におけるヒータ10側を「先端側」と呼び、その反対側を「後端側」と呼ぶ。   As shown in FIG. 2, the glow plug 1 includes a housing 4, a heater 10, a terminal portion 23, a terminal portion 31, an internal lead wire 33, an internal lead wire 231, a connection terminal 232, and an external lead wire. 233, a connection terminal 332, an external lead wire 333, and a rubber bush 421. These members are assembled along the axis O of the glow plug 1. In the present specification, the heater 10 side of the glow plug 1 is referred to as “front end side”, and the opposite side is referred to as “rear end side”.

図2に示すように、ハウジング4は、外筒41と、保護筒42と、主体金具47と、を有する。保護筒42は、軸線Oに沿って延びる略円筒形状の部材であり、先端側および後端側に開口部を有する。保護筒42の先端側開口部は、主体金具47の後端に装着されている。保護筒42の後端側開口部には、ゴムブッシュ421が挿入されている。ゴムブッシュ421は、ゴム製の円柱部材である。ゴムブッシュ421が保護筒42に挿入されることで、ゴムブッシュ421よりも先端側が封止される。外筒41は、保護筒42の先端側に配置される。主体金具47には、雄ねじ部43が設けられている。雄ねじ部43は、エンジンのシリンダブロック45へ装着するために用いられる。   As shown in FIG. 2, the housing 4 includes an outer cylinder 41, a protection cylinder 42, and a metal shell 47. The protective cylinder 42 is a substantially cylindrical member extending along the axis O, and has openings on the front end side and the rear end side. The opening on the front end side of the protective cylinder 42 is attached to the rear end of the metal shell 47. A rubber bushing 421 is inserted into the opening on the rear end side of the protective cylinder 42. The rubber bush 421 is a rubber cylindrical member. By inserting the rubber bush 421 into the protective cylinder 42, the tip side is sealed from the rubber bush 421. The outer cylinder 41 is disposed on the front end side of the protection cylinder 42. The metal shell 47 is provided with a male screw portion 43. The male screw portion 43 is used for mounting on the cylinder block 45 of the engine.

図3に示すように、ヒータ10は、半球状の先端部を有し、軸線Oに沿って延びる略棒状の部材である。ヒータ10は、ハウジング4内に、外筒41を介して固定されている。外筒41は、金属製であり、リング形状の部材である。ヒータ10は、通電発熱体2と、電極3と、基体11と、一対のリード線21、22と、を有する。通電発熱体2、電極3及びリード線21、22は、基体11内に埋設されて保持される。基体11は、Si34(窒化ケイ素)を主成分として含有するセラミックで形成される。 As shown in FIG. 3, the heater 10 is a substantially rod-shaped member having a hemispherical tip and extending along the axis O. The heater 10 is fixed in the housing 4 via an outer cylinder 41. The outer cylinder 41 is made of metal and is a ring-shaped member. The heater 10 includes an energization heating element 2, an electrode 3, a base 11, and a pair of lead wires 21 and 22. The energization heating element 2, the electrode 3, and the lead wires 21 and 22 are embedded and held in the base 11. The substrate 11 is made of a ceramic containing Si 3 N 4 (silicon nitride) as a main component.

図2に示すように、外部リード線233、333は、ゴムブッシュ421を貫通し、グロープラグ1の内部に通じている。外部リード線233は、接続端子232と内部リード線231とを介して、端子部23に接続されている。端子部23は、ハウジング4の内周面との隙間が設けられた状態で、基体11の外周面に配置される。端子部23は、後述するように、ヒータ10を介して、ハウジング4に導通している。ハウジング4は、先述したようにシリンダブロック45に固定されることで、接地電位のシリンダブロック45に導通している。シリンダブロック45は、先述したように、バッテリ54の負極に接続されている。よって、グローリレー53,531がオンになると、閉回路が形成される。   As shown in FIG. 2, the external lead wires 233 and 333 pass through the rubber bushing 421 and communicate with the inside of the glow plug 1. The external lead wire 233 is connected to the terminal portion 23 via the connection terminal 232 and the internal lead wire 231. The terminal portion 23 is disposed on the outer peripheral surface of the base body 11 with a gap between the terminal portion 23 and the inner peripheral surface of the housing 4. The terminal portion 23 is electrically connected to the housing 4 through the heater 10 as will be described later. As described above, the housing 4 is fixed to the cylinder block 45 so as to be electrically connected to the cylinder block 45 having the ground potential. The cylinder block 45 is connected to the negative electrode of the battery 54 as described above. Therefore, when the glow relays 53 and 531 are turned on, a closed circuit is formed.

図3に示すように、端子部23には、リード線21が接続される。リード線21は、基体11の内部を通り、U字形状を有する通電発熱体2の一端に接続される。通電発熱体2の他端は、リード線22を介し、外筒41に接続される。よって、グローリレー53,531がオンになると、バッテリ54の電圧が通電発熱体2に印加され、基体11の内部に埋設された通電発熱体2を電流が流れる。通電発熱体2は、基体11よりも電気抵抗値が小さいセラミックで形成され、通電されると先端付近が発熱する。   As shown in FIG. 3, the lead wire 21 is connected to the terminal portion 23. The lead wire 21 passes through the inside of the base 11 and is connected to one end of the energization heating element 2 having a U shape. The other end of the energization heating element 2 is connected to the outer cylinder 41 via the lead wire 22. Therefore, when the glow relays 53 and 531 are turned on, the voltage of the battery 54 is applied to the energization heating element 2, and a current flows through the energization heating element 2 embedded in the base 11. The energization heating element 2 is formed of a ceramic having a smaller electrical resistance value than that of the base 11, and the vicinity of the tip generates heat when energized.

次に、先述したイオン電流値の測定のための回路について説明する。図2に示すように、外部リード線333は、接続端子332と内部リード線33とを介して、基体11の後端に配置された端子部31に接続されている。図3に示すように、電極3は、一端が端子部31に接続され、基体11内部で軸線O方向に沿って延びる。電極3の他端は、通電発熱体2の先端付近に配置される。   Next, a circuit for measuring the above-described ion current value will be described. As shown in FIG. 2, the external lead wire 333 is connected to the terminal portion 31 disposed at the rear end of the base body 11 via the connection terminal 332 and the internal lead wire 33. As shown in FIG. 3, one end of the electrode 3 is connected to the terminal portion 31, and extends along the axis O direction inside the base body 11. The other end of the electrode 3 is disposed near the tip of the energization heating element 2.

電極3は、導電性セラミックからなり、通電発熱体2に対して隔離された状態で、基体11の内部に埋設される。よって、リレー55がオンになり、直流電源51と電極3とが導通すると、電極3の電位が接地電位に対して高くなる。電極3の電位が高くなると、基体11の電位も接地電位に対して高くなる。基体11の電位が高く、且つ、燃焼室内にイオンが存在すると、イオン電流が発生する。このイオン電流は、基体11とシリンダブロック45との間の空間を流れる。直流電源51の負極はシリンダブロック45に接続されているので、イオン電流が発生すると、閉回路が形成される。   The electrode 3 is made of a conductive ceramic, and is embedded in the base 11 while being isolated from the energization heating element 2. Therefore, when the relay 55 is turned on and the DC power supply 51 and the electrode 3 are brought into conduction, the potential of the electrode 3 becomes higher than the ground potential. When the potential of the electrode 3 increases, the potential of the substrate 11 also increases with respect to the ground potential. If the potential of the substrate 11 is high and ions are present in the combustion chamber, an ionic current is generated. This ion current flows through the space between the base 11 and the cylinder block 45. Since the negative electrode of the DC power supply 51 is connected to the cylinder block 45, a closed circuit is formed when an ionic current is generated.

図4は、イオン電流測定処理を示すフローチャートである。イオン電流測定処理は、ECU52によって繰り返し実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing ion current measurement processing. The ion current measurement process is repeatedly executed by the ECU 52.

まず、電位差計522を用い、抵抗521における降下電圧V521を取得する(ステップS610)。降下電圧V521は、イオン電流の影響を受けて変動するので、ステップS610では、少なくともエンジンの1サイクル分の時間について、降下電圧V521の値を取得する。 First, the voltage drop 521 in the resistor 521 is acquired using the potentiometer 522 (step S610). Since the drop voltage V 521 fluctuates due to the influence of the ion current, in step S610, the value of the drop voltage V 521 is acquired for at least one cycle of the engine.

続いて、取得した降下電圧V521を抵抗521の抵抗値で除算することで、電流値Iに変換する(ステップS620)。図5は、ステップS620において変換された電流値Iの時間変動を示すI(t)を例示するグラフである。 Subsequently, the acquired voltage drop 521 is divided by the resistance value of the resistor 521 to be converted into a current value I (step S620). FIG. 5 is a graph illustrating I (t) indicating the temporal variation of the current value I converted in step S620.

次に、第1基体抵抗値R11を算出する(ステップS630)。第1基体抵抗値R11とは、通電発熱体2と電極3との間の基体11の電気抵抗値である。基体11は、セラミック製であり、一般的には絶縁体に分類される電気抵抗値を有する。しかし、基体11の電気抵抗値は、当然、有限なので、電極3に高電圧を印加すると、僅かな電流が基体11内を流れる。この電流は、基体11内に埋設された導電体、及び基体11に接触した導電体に向かって流れ、最終的には接地電位のシリンダブロック45へと流れる。基体11内に配置された導電体とは、通電発熱体2と、リード線21と、リード線22と、である。基体11に接触した導電体には、端子部23、端子部31及び外筒41に加え、燃焼室内において発生したイオンが含まれる。 Next, the first substrate resistance value R 11 is calculated (step S630). The first substrate resistance value R 11 is the electrical resistance value of the substrate 11 between the energization heating element 2 and the electrode 3. The base 11 is made of ceramic and generally has an electric resistance value classified as an insulator. However, since the electric resistance value of the base 11 is naturally limited, a slight current flows through the base 11 when a high voltage is applied to the electrode 3. This current flows toward the conductor embedded in the base body 11 and the conductor in contact with the base body 11, and finally flows to the cylinder block 45 at the ground potential. The conductors arranged in the base 11 are the energization heating element 2, the lead wire 21, and the lead wire 22. The conductor in contact with the substrate 11 includes ions generated in the combustion chamber in addition to the terminal portion 23, the terminal portion 31, and the outer cylinder 41.

上記のイオンは、燃焼室内における燃料の燃焼に伴い発生するので、イオン電流値は、エンジンの1サイクル分の時間内で変動する。これに対し、他の経路による電流は、このような短時間では殆ど変動しない。よって、ステップS620で換算された電流値は、イオン電流の分と、他の経路による電流の分とに切り分けることができる。具体的には、図5に示すように、ステップS620で変換された電流値の時間変動における最低値Iminが他の経路による電流の分であり、最低値Iminを超える分がイオン電流の分である。最低値Iminを超える分は(I(t)−Imin)であり、以下、この値を電流値Iion(t)と呼ぶ。   Since the above ions are generated with the combustion of fuel in the combustion chamber, the ion current value fluctuates within the time of one cycle of the engine. On the other hand, the current through other paths hardly fluctuates in such a short time. Therefore, the current value converted in step S620 can be divided into an ionic current and a current through another path. Specifically, as shown in FIG. 5, the minimum value Imin in the time variation of the current value converted in step S620 is the amount of current through other paths, and the amount exceeding the minimum value Imin is the amount of ion current. is there. The amount exceeding the minimum value Imin is (I (t) -Imin), and this value is hereinafter referred to as a current value Iion (t).

上記の他の経路による電流の大部分は、電極3の先端付近から通電発熱体2の先端付近へと流れる。これは、後述するように、基体11は、温度が高い部位ほど、電気抵抗値が低くなるからである。先述したように通電発熱体2は、先端付近が発熱するので、通電発熱体2の先端付近の基体11は、他の部位に比べて温度が高くなる。   Most of the current through the other path flows from the vicinity of the tip of the electrode 3 to the vicinity of the tip of the energization heating element 2. This is because, as will be described later, the substrate 11 has a lower electrical resistance value as the temperature is higher. As described above, since the vicinity of the tip of the energization heating element 2 generates heat, the base 11 near the end of the energization heating element 2 has a higher temperature than other parts.

そこで、第1基体抵抗値R11の算出においては、電極3以外に流れる電流は無視する。さらに、通電発熱体2の電気抵抗値は、第1基体抵抗値R11に比べて小さいので、第1基体抵抗値R11の算出においては無視する。つまり、通電発熱体2は、本実施形態では導電体として取り扱う。 Therefore, in the calculation of the first substrate resistance value R 11 , the current flowing outside the electrode 3 is ignored. Furthermore, the electrical resistance value of the energization heater 2 is smaller than the first base resistance R 11, ignored in the calculation of the first base resistance R 11. That is, the energization heating element 2 is handled as a conductor in this embodiment.

上記を前提にした場合、第1基体抵抗値R11は、下記式(3)によって算出される。下記式(1)〜(3)におけるV11は通電発熱体2と電極3との電位差、V0は直流電源51の電圧を示す。 When the above is assumed, the first base resistance value R 11 is calculated by the following equation (3). In the following formulas (1) to (3), V 11 represents the potential difference between the energization heating element 2 and the electrode 3, and V 0 represents the voltage of the DC power supply 51.

R11=V11/Imin…(1)、V11=V0-V521…(2)
式(1)に式(2)を代入すると、式(3)になる。
R11=(V0-V521)/Imin…(3)
本実施形態では、V521≪V0なので、式(3)は次の式(4)に変形できる。
R11=V0/Imin…(4)
R 11 = V 11 / Imin… (1), V 11 = V 0 -V 521 … (2)
Substituting equation (2) into equation (1) yields equation (3).
R 11 = (V 0 -V 521 ) / Imin… (3)
In this embodiment, since V 521 << V 0 , Equation (3) can be transformed into the following Equation (4).
R 11 = V 0 / Imin… (4)

続いて、第1基体抵抗値R11が所定値以下であるかを判定する(ステップS640)。この所定値について説明するために、第1基体抵抗値R11と基体11の最高表面温度との関係を説明する。基体11の最高表面温度とは、基体11の表面温度の中での最高値のことである。基体11の表面温度は、部位によって異なり、通常、通電発熱体2の先端付近が最高値を呈する。 Subsequently, it is determined whether the first substrate resistance value R 11 is equal to or less than a predetermined value (step S640). In order to explain the predetermined value, the relationship between the first substrate resistance value R 11 and the maximum surface temperature of the substrate 11 will be described. The maximum surface temperature of the substrate 11 is the highest value among the surface temperatures of the substrate 11. The surface temperature of the base body 11 varies depending on the part, and usually the vicinity of the tip of the energization heating element 2 exhibits the maximum value.

図6は、第1基体抵抗値R11と基体11の最高表面温度との関係を概略的に示すグラフである。このグラフは、第1基体抵抗値R11を対数で示す片対数グラフである。この関係は、基体11の最高表面温度を変化させながら第1基体抵抗値R11を実測する実験によって予め取得されたものであり、ECU52に記憶されている。 FIG. 6 is a graph schematically showing the relationship between the first substrate resistance value R 11 and the maximum surface temperature of the substrate 11. This graph is a semi-logarithmic graph showing the first substrate resistance value R 11 as a logarithm. This relationship is acquired in advance by an experiment in which the first substrate resistance value R 11 is actually measured while changing the maximum surface temperature of the substrate 11, and is stored in the ECU 52.

図6に示すように、基体11の最高表面温度が高くなればなる程、第1基体抵抗値R11は大幅に低下する。例えば、図6に示すように、基体11の最高表面温度が600℃から1200℃に変化すると、第1基体抵抗値R11は約1/1000になる。基体11がこのような特性を有するため、基体11の最高表面温度は、イオン電流値の測定に大きな影響を与える。なぜなら、イオン電流の発生によって形成される閉回路においても、基体11が抵抗として作用するからである。この閉回路における抵抗としての基体11の抵抗値を、以下、第2基体抵抗値R12と呼ぶ。 As shown in FIG. 6, as the made the higher maximum surface temperature of the substrate 11, the first base resistance R 11 is greatly reduced. For example, as shown in FIG. 6, when the maximum surface temperature of the substrate 11 changes from 600 ° C. to 1200 ° C., the first substrate resistance value R 11 becomes about 1/1000. Since the substrate 11 has such characteristics, the maximum surface temperature of the substrate 11 greatly affects the measurement of the ionic current value. This is because the substrate 11 acts as a resistance even in a closed circuit formed by the generation of an ionic current. Hereinafter, the resistance value of the base body 11 as the resistance in the closed circuit is referred to as a second base body resistance value R 12 .

第2基体抵抗値R12と電流値Iion(t)との関係は、次の式(5)のように記述できる。
Iion(t)=V0/(R12+Rion(t))…(5)
上記Rion(t)は、イオン抵抗値Rion(t)を意味する。イオン抵抗値Rion(t)は、燃焼室における電気抵抗値であり、燃焼室におけるイオンの発生量に依存する変動値である。
Relationship between the second base resistance R 12 and the current value Iion (t) can be written as the following equation (5).
Iion (t) = V 0 / (R 12 + Rion (t))… (5)
The above Rion (t) means the ion resistance value Rion (t). The ion resistance value Rion (t) is an electric resistance value in the combustion chamber, and is a fluctuation value depending on the amount of ions generated in the combustion chamber.

一方で、基体11の最高表面温度は、エンジンの運転状況に応じて制御されるパラメータであり,例えば本実施形態では、エンジンの始動時においては1200℃を目標値として制御される。その後は、1200℃よりも低い温度が目標値に設定されたり、加熱が停止されたりする。第2基体抵抗値R12は、第1基体抵抗値R11と同様、基体11の最高表面温度に依存する。よって、式(5)より、電流値Iion(t)は、基体11の最高表面温度に依存する。 On the other hand, the maximum surface temperature of the base 11 is a parameter controlled according to the operating condition of the engine. For example, in the present embodiment, 1200 ° C. is controlled as a target value when the engine is started. Thereafter, a temperature lower than 1200 ° C. is set as a target value, or heating is stopped. The second substrate resistance value R 12 depends on the maximum surface temperature of the substrate 11 in the same manner as the first substrate resistance value R 11 . Therefore, from equation (5), the current value Iion (t) depends on the maximum surface temperature of the substrate 11.

但し、第2基体抵抗値R12≪イオン抵抗値Rion(t)であれば、式(5)は、次の式(6)に変形できる。
Iion(t)=V0/Rion(t)…(6)
つまり、第2基体抵抗値R12≪イオン抵抗値Rion(t)であれば、電流値Iion(t)は、第2基体抵抗値R12に殆ど依存せず、ひいては基体11の最高表面温度に殆ど依存しない。
However, if the second substrate resistance value R 12 << ion resistance value Rion (t), Expression (5) can be transformed into the following Expression (6).
Iion (t) = V 0 / Rion (t)… (6)
That is, if the second substrate resistance value R 12 << ion resistance value Rion (t), the current value Iion (t) hardly depends on the second substrate resistance value R 12 , and eventually reaches the maximum surface temperature of the substrate 11. Little dependence.

本実施形態では、基体11の最高表面温度が1200℃以上の場合、イオン抵抗値Rion(t)が最小のときでも、式(6)が成立する。「イオン抵抗値Rion(t)が最小のとき」とは、エンジンの1サイクル内において、燃焼室内の電気抵抗値が最低値になったときのことである。   In the present embodiment, when the maximum surface temperature of the substrate 11 is 1200 ° C. or higher, Expression (6) is established even when the ion resistance value Rion (t) is minimum. “When the ion resistance value Rion (t) is minimum” means that the electrical resistance value in the combustion chamber becomes the minimum value in one cycle of the engine.

そこで、本実施形態では、最高表面温度が1200℃以上であればイオン電流値の補正は不要であり、最高表面温度が1200℃未満であればイオン電流値の補正は必要であると取り扱う。ステップS640における第1基体抵抗値R11の所定値とは、最高表面温度が1200℃の場合における第1基体抵抗値R11(図6における抵抗値A、以下ではR11@1200℃と表記する)のことである。 Therefore, in the present embodiment, if the maximum surface temperature is 1200 ° C. or higher, it is not necessary to correct the ion current value, and if the maximum surface temperature is less than 1200 ° C., it is necessary to correct the ion current value. The predetermined value of the first base resistance R 11 at step S640, the resistance value in the first base resistance R 11 (FIG. 6 in the case where the maximum surface temperature of 1200 ° C. A, hereinafter referred to as R 11 @ 1200 ° C. ).

よって、ステップS640では、基体11の最高表面温度が1200℃以上であるかを判定していると捉えることもできる。   Therefore, in step S640, it can be considered that it is determined whether the maximum surface temperature of the base 11 is 1200 ° C. or higher.

第1基体抵抗値R11が所定値以下である場合(ステップS640、YES)、電流値Iion(t)をイオン電流値として取得する(ステップS660)。 When the first substrate resistance value R 11 is equal to or less than the predetermined value (step S640, YES), the current value Iion (t) is acquired as the ion current value (step S660).

一方、第1基体抵抗値R11が所定値よりも大きい場合(ステップS640、NO)、電流値Iion(t)を補正し(ステップS650)、補正後の電流値をイオン電流値として取得する(ステップS660)。補正後の電流値をIc(t)と表記すると、この補正は、下記式(7)によって記述される。
Ic(t)=Iion(t)×{(R12+Rion(t))/(R12@1200℃+Rion(t))}…(7)
上記のR12@1200℃とは、基体11の最高表面温度が1200℃の場合に対応する第2基体抵抗値R12のことである。R12@1200℃は、R11@1200℃と同様、Rion(t)の最小値と比較して微小な値なので、式(7)は次の式(8)に変形できる。
Ic(t)=Iion(t)×{(R12+Rion(t))/Rion(t)}…(8)
On the other hand, when the first substrate resistance value R 11 is larger than the predetermined value (step S640, NO), the current value Iion (t) is corrected (step S650), and the corrected current value is acquired as the ionic current value ( Step S660). When the current value after correction is expressed as Ic (t), this correction is described by the following equation (7).
Ic (t) = Iion (t) × {(R 12 + Rion (t)) / (R 12 @ 1200 ° C + Rion (t))}… (7)
The above R 12 @ 1200 ° C. is the second substrate resistance value R 12 corresponding to the case where the maximum surface temperature of the substrate 11 is 1200 ° C. Since R 12 @ 1200 ° C. is a minute value compared to the minimum value of Rion (t), similarly to R 11 @ 1200 ° C., equation (7) can be transformed into the following equation (8).
Ic (t) = Iion (t) × {(R 12 + Rion (t)) / Rion (t)}… (8)

さらに、式(8)は、式(9)を代入することで、式(10)に変形できる。式(9)は、式(5)の変形によって得ることができる。
Rion(t)=(V0/Iion(t))-R12…(9)
Ic(t)=Iion(t)/(1-Iion(t)×R12/V0)…(10)
Furthermore, Formula (8) can be transformed into Formula (10) by substituting Formula (9). Equation (9) can be obtained by a modification of equation (5).
Rion (t) = (V 0 / Iion (t))-R 12 (9)
Ic (t) = Iion (t) / (1-Iion (t) × R 12 / V 0 ) ... (10)

第2基体抵抗値R12は、本実施形態では式(11)によって算出される。
R12=R11×R12@1200℃/R11@1200℃…(11)
式(10),(11)によって、補正後の電流値Ic(t)が算出される。R12@1200℃/R11@1200℃の値は、予め実験によって取得され、ECU52に記憶されている。
In the present embodiment, the second substrate resistance value R 12 is calculated by the equation (11).
R 12 = R 11 × R 12 @ 1200 ° C / R 11 @ 1200 ° C… (11)
The corrected current value Ic (t) is calculated by the equations (10) and (11). The value of R 12 @ 1200 ° C./R 11 @ 1200 ° C. is acquired in advance by experiments and stored in the ECU 52.

ステップS660の後、燃焼室内の加熱を制御するためのステップS670〜S690を実行する。まず、目標温度を決定する(ステップS670)。目標温度とは、基体11の最高表面温度の目標値である。目標温度は、水温センサ525からの入力値、回転数センサ526からの入力値、その他、エンジンに関する値(例えば、吸気の温度)に基づき決定する。   After step S660, steps S670 to S690 for controlling heating in the combustion chamber are executed. First, a target temperature is determined (step S670). The target temperature is a target value for the maximum surface temperature of the substrate 11. The target temperature is determined based on an input value from the water temperature sensor 525, an input value from the rotation speed sensor 526, and other values related to the engine (for example, intake air temperature).

続いて、目標抵抗値を決定する(ステップS680)。目標抵抗値とは、ステップS670で決定した目標温度に対応する第1基体抵抗値R11のことである。この決定は、図6に示した関係に基づき実行される。 Subsequently, a target resistance value is determined (step S680). The target resistance value is the first substrate resistance value R 11 corresponding to the target temperature determined in step S670. This determination is executed based on the relationship shown in FIG.

最後に、通電を制御する(ステップS690)。具体的には、第1基体抵抗値R11が目標抵抗値に近づくように、グローリレー53のオン時間とオフ時間との比率を制御する。その後、イオン電流測定処理を終える。 Finally, energization is controlled (step S690). Specifically, the ratio of the on time and the off time of the glow relay 53 is controlled so that the first base body resistance value R 11 approaches the target resistance value. Thereafter, the ion current measurement process is finished.

上記の実施形態によれば、少なくとも以下の(a),(b),(c)の効果を得ることができる。
(a)基体11の最高表面温度が変化しても、イオン電流値の取得値に与える影響を低減できる。この効果がもたらされる理由は、主には次の(a−1),(a−2),(a−3)であると考えられる。
According to the above embodiment, at least the following effects (a), (b), and (c) can be obtained.
(A) Even if the maximum surface temperature of the substrate 11 changes, the influence on the acquired value of the ionic current value can be reduced. The reason why this effect is brought about is considered to be mainly the following (a-1), (a-2), and (a-3).

(a−1)先述したように、第2基体抵抗値R12は、第1基体抵抗値R11と同様、基体11の最高表面温度に強く依存する。よって、実際に流れるイオン電流値は、基体11の最高表面温度に強く依存する。しかし、基体11の最高表面温度が変化しても、本実施形態では測定されたイオン電流値を補正するので、その影響を相殺できる。 (A-1) As described above, the second substrate resistance value R 12 strongly depends on the maximum surface temperature of the substrate 11, similarly to the first substrate resistance value R 11 . Therefore, the value of the ion current that actually flows depends strongly on the maximum surface temperature of the substrate 11. However, even if the maximum surface temperature of the substrate 11 changes, the measured ion current value is corrected in this embodiment, so that the influence can be offset.

(a−2)上記式(11)として示したように、第1基体抵抗値R11を測定することで、第2基体抵抗値R12の変動を推定でき、且つ、この推定精度が高いので、上記の効果を得ることができる。以下、詳しく説明する。 (A-2) As shown in the above equation (11), by measuring the first substrate resistance value R 11 , the fluctuation of the second substrate resistance value R 12 can be estimated, and this estimation accuracy is high. The above effects can be obtained. This will be described in detail below.

基体11は、温度が高くなると電気抵抗値が大幅に小さくなるので、通電発熱体2と電極3との間の基体11のうち、最高温度を呈する部位における電気抵抗値が、第1基体抵抗値R11の支配的因子になる。通電発熱体2と電極3との間の基体11のうち、最高温度を呈する部位は、通電発熱体2の先端付近である。 Since the electrical resistance value of the substrate 11 is significantly reduced as the temperature increases, the electrical resistance value at the portion exhibiting the highest temperature in the substrate 11 between the energization heating element 2 and the electrode 3 is the first substrate resistance value. It becomes the dominant factor of R 11. Of the substrate 11 between the energization heating element 2 and the electrode 3, the portion exhibiting the highest temperature is near the tip of the energization heating element 2.

同様に、電極3と基体11の表面との間の基体11のうち、最高温度を呈する部位における電気抵抗値が、第2基体抵抗値R12の支配的因子になる。電極3と基体11の表面との間の基体11のうち、最高温度を呈する部位も、通電発熱体2の先端付近である。 Similarly, of the base 11 between the surface of the electrode 3 and the substrate 11, the electric resistance value at the site exhibiting the highest temperature, becomes dominant factor of the second base resistance R 12. Of the substrate 11 between the electrode 3 and the surface of the substrate 11, the portion exhibiting the highest temperature is also near the tip of the energization heating element 2.

このように上記2つの部位は近接しているので、上記2つの最高温度は値が近似する。この結果、第1基体抵抗値R11及び第2基体抵抗値R12は、互いに強い相関を持つ。よって、第1基体抵抗値R11は、第2基体抵抗値R12の変動を推定するパラメータとして優れている。 Since the two parts are close to each other in this way, the two maximum temperatures are close in value. As a result, the first base resistance value R 11 and the second base resistance value R 12 have a strong correlation with each other. Therefore, the first substrate resistance value R 11 is excellent as a parameter for estimating the fluctuation of the second substrate resistance value R 12 .

(a−3)第1基体抵抗値R11及び第2基体抵抗値R12は、上記のように局所的な部位の状態を強く反映したパラメータであるので、グロープラグの製造におけるばらつきや、外乱の影響を受けにくい。外乱とは、エンジンの冷却水温度、エンジンオイルの温度、燃焼室内の温度などのことである。 (A-3) The first substrate resistance value R 11 and the second substrate resistance value R 12 are parameters that strongly reflect the state of the local region as described above. It is hard to be affected by. Disturbance refers to engine coolant temperature, engine oil temperature, combustion chamber temperature, and the like.

(b)第1基体抵抗値R11の取得は、先述した簡易な回路によって容易に実現できる。
(c)第1基体抵抗値R11が所定値以下の場合は、イオン電流値の補正が不要なので、処理負荷が軽減される。
(B) The acquisition of the first base resistance value R 11 can be easily realized by the simple circuit described above.
(C) When the first substrate resistance value R 11 is equal to or less than the predetermined value, the processing load is reduced because the correction of the ion current value is unnecessary.

実施形態2を説明する。実施形態2は、ハードウエア構成については実施形態1と同じなので、説明を省略する。   A second embodiment will be described. Since the second embodiment has the same hardware configuration as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

図7は、実施形態2におけるイオン電流測定処理を示すフローチャートである。ステップS610〜S630は、実施形態1と同じなので、説明を省略する。   FIG. 7 is a flowchart showing ion current measurement processing in the second embodiment. Since steps S610 to S630 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

第1基体抵抗値R11の算出(ステップS630)後、第1基体抵抗値R11が所定抵抗値に近づくように、グローリレー53のオン時間とオフ時間との比率を制御する(ステップS700)。上記の所定抵抗値は、予め定められた固定値である。この固定値については後述する。 After the calculation of the first base body resistance value R 11 (step S630), the ratio between the on time and the off time of the glow relay 53 is controlled so that the first base body resistance value R 11 approaches the predetermined resistance value (step S700). . The predetermined resistance value is a predetermined fixed value. This fixed value will be described later.

続いて、第1基体抵抗値R11が所定範囲内であるかを判定する(ステップS710)。ここでの所定範囲とは、上記の所定抵抗値に対して、誤差を加味した範囲である。 Subsequently, it is determined whether or not the first base resistance value R 11 is within a predetermined range (step S710). The predetermined range here is a range in which an error is added to the predetermined resistance value.

第1基体抵抗値R11が所定範囲内である場合(ステップS710、YES)、電流値Iion(t)をイオン電流値として取得し(ステップS720)、イオン電流測定処理を終える。 When the first substrate resistance value R 11 is within the predetermined range (step S710, YES), the current value Iion (t) is acquired as the ion current value (step S720), and the ion current measurement process is ended.

一方、第1基体抵抗値R11が所定範囲外である場合(ステップS710、NO)、イオン電流値を取得せずに、イオン電流測定処理を終える。 On the other hand, if the first base resistance R 11 is out of the predetermined range (step S710, NO), without acquiring the ion current value, completing the ion current measurement process.

この通電制御を実行すると、グロープラグ1の最高表面温度が一定に維持される。よって、グロープラグ1の最高表面温度を一定に維持してもエンジンの運転に支障がない場合に実行するのが好ましい。例えば、1200℃に維持する場合にのみ実行する手法が考えられる。この場合、ステップS700における所定抵抗値は、1200℃に対応する抵抗値になる。   When this energization control is executed, the maximum surface temperature of the glow plug 1 is kept constant. Therefore, it is preferable to execute when the maximum surface temperature of the glow plug 1 is kept constant without any problem in engine operation. For example, a method that is executed only when the temperature is maintained at 1200 ° C. can be considered. In this case, the predetermined resistance value in step S700 is a resistance value corresponding to 1200 ° C.

或いは、加熱が要求されていない場合に、イオン電流測定処理を実行する手法が考えられる。グロープラグ1の最高表面温度が低く、イオン電流値が第2基体抵抗値R12の影響を受ける場合であっても、実施形態2の手法によれば、補正を回避できる。なぜなら、上記のように、グロープラグ1の最高表面温度が所定範囲内という条件下で測定すれば、イオン電流値が第2基体抵抗値R12の影響を受けても、その影響がほぼ一定なので、イオン電流の挙動を監視するのに支障は無いからである。この手法の場合、エンジンの運転に支障がないように、最高表面温度が設定されることが好ましい。この場合、ステップS700における所定抵抗値は、その最高表面温度に対応する抵抗値になる。 Or the method of performing an ion current measurement process when heating is not requested | required can be considered. Even when the maximum surface temperature of the glow plug 1 is low and the ionic current value is affected by the second substrate resistance value R 12 , the correction according to the method of the second embodiment can be avoided. Because, as described above, if the measurement is performed under the condition that the maximum surface temperature of the glow plug 1 is within a predetermined range, even if the ion current value is affected by the second substrate resistance value R 12 , the effect is almost constant. This is because there is no problem in monitoring the behavior of the ionic current. In the case of this method, it is preferable that the maximum surface temperature is set so as not to hinder the operation of the engine. In this case, the predetermined resistance value in step S700 is a resistance value corresponding to the maximum surface temperature.

このように、実施形態2のイオン電流測定処理は、イオン電流値を補正しなくても、燃焼室内の燃焼の状態を精度良く推定できる。なお、上記のように、グロープラグ1の最高表面温度を1200℃に維持する手法であれば、実施形態1で説明したように、イオン電流値の測定自体も精度良く実行できる。   Thus, the ion current measurement process of Embodiment 2 can accurately estimate the state of combustion in the combustion chamber without correcting the ion current value. As described above, as long as the technique for maintaining the maximum surface temperature of the glow plug 1 at 1200 ° C., the measurement of the ion current value itself can be performed with high accuracy as described in the first embodiment.

本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。   The present invention is not limited to the embodiments, examples, and modifications of the present specification, and can be implemented with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in the embodiments described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects described above, replacement or combination can be performed as appropriate. If the technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate. For example, the following are exemplified.

実施形態においては、グロープラグ1と制御部50とがイオン電流測定装置100に含まれると説明した。しかし、制御部50をイオン電流測定装置、イオン電流測定装置100をイオン電流測定システムと捉えてもよい。   In the embodiment, it has been described that the glow plug 1 and the control unit 50 are included in the ion current measuring apparatus 100. However, the controller 50 may be regarded as an ion current measuring device, and the ion current measuring device 100 may be regarded as an ion current measuring system.

基体の材質は、他のセラミックに変更してもよい。例えば、二ホウ化チタン単体、或いは窒化ケイ素と二ホウ化チタンとの混合物でもよいし、アルミナやサイアロン等でもよい。   The material of the substrate may be changed to another ceramic. For example, titanium diboride alone, a mixture of silicon nitride and titanium diboride, alumina, sialon, or the like may be used.

第1基体抵抗値を求めるための回路を追加してもよい。例えば、1対の外部リード線の間に電圧を印加して、電流値を測定するように構成してもよい。このように構成すれば、通電発熱体と電極との間に印加される電圧が正確に把握できるので、第1基体抵抗値の測定精度が向上する。
図6に示した関係と、算出した第1基体抵抗値とから、最高表面温度を推定してもよい。
A circuit for obtaining the first substrate resistance value may be added. For example, a current may be measured by applying a voltage between a pair of external lead wires. If comprised in this way, since the voltage applied between an energization heat generating body and an electrode can be grasped | ascertained correctly, the measurement precision of a 1st base | substrate resistance value will improve.
The maximum surface temperature may be estimated from the relationship shown in FIG. 6 and the calculated first substrate resistance value.

加熱の対象は、ディーゼルエンジンの燃焼室でなくてもよい。例えば、半導体の製造におけるイオン注入工程でのイオンの状態を検出するために用いてもよい。このような用途の場合に加熱が不要であれば、通電発熱体による発熱を、第1及び第2基体抵抗値を制御するためだけに用いてもよい。   The subject of heating need not be a combustion chamber of a diesel engine. For example, you may use in order to detect the state of the ion in the ion implantation process in manufacture of a semiconductor. If heating is not necessary in such an application, the heat generated by the energization heating element may be used only for controlling the first and second substrate resistance values.

1…グロープラグ
2…通電発熱体
3…電極
4…ハウジング
10…ヒータ
11…基体
21…リード線
22…リード線
23…端子部
31…端子部
33…内部リード線
41…外筒
42…保護筒
43…雄ねじ部
45…シリンダブロック
50…制御部
51…直流電源
52…ECU
53…グローリレー
54…バッテリ
55…リレー
100…イオン電流測定装置
231…内部リード線
232…接続端子
233…外部リード線
333…外部リード線
421…ゴムブッシュ
521…抵抗
522…電位差計
525…水温センサ
526…回転数センサ
531…グローリレー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glow plug 2 ... Current heating element 3 ... Electrode 4 ... Housing 10 ... Heater 11 ... Base | substrate 21 ... Lead wire 22 ... Lead wire 23 ... Terminal part 31 ... Terminal part 33 ... Internal lead wire 41 ... Outer cylinder 42 ... Protection cylinder DESCRIPTION OF SYMBOLS 43 ... Male thread part 45 ... Cylinder block 50 ... Control part 51 ... DC power supply 52 ... ECU
53 ... Glow relay 54 ... Battery 55 ... Relay 100 ... Ion current measuring device 231 ... Internal lead wire 232 ... Connection terminal 233 ... External lead wire 333 ... External lead wire 421 ... Rubber bushing 521 ... Resistance 522 ... Potentiometer 525 ... Water temperature sensor 526 ... Rotational speed sensor 531 ... Glow relay

Claims (7)

第1及び第2導電体と、前記第1及び第2導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と、
前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第2導電体を流れる電流値を測定する測定部と、
を備えるイオン電流測定装置であって、
前記第1導電体と前記第2導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記測定部により測定された前記電流値を、前記取得部により取得された前記電気抵抗値に基づき補正する補正部と、
を備えることを特徴とするイオン電流測定装置。
A space in which ions are generated when the fuel burns, the first and second conductors, and a ceramic base body embedded and held inside the first and second conductors separated from each other. A detection unit attached in a state where the base body is exposed,
A measurement unit for measuring a current value flowing through the second conductor as an ion current based on the generated ions;
An ionic current measuring device comprising:
An acquisition unit for acquiring an electric resistance value of the base body between the first conductor and the second conductor;
A correction unit that corrects the current value measured by the measurement unit based on the electrical resistance value acquired by the acquisition unit;
An ionic current measuring device comprising:
前記第1導電体は、通電によって発熱する発熱体である
ことを特徴とする請求項1に記載のイオン電流測定装置。
The ion current measuring apparatus according to claim 1, wherein the first conductor is a heating element that generates heat when energized.
第1及び第2導電体と、前記第1及び第2導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と、
前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第2導電体を流れる電流値を測定する測定部と、を備え、
前記第1導電体は、通電によって発熱する発熱体である
イオン電流測定装置であって、
前記第1導電体と前記第2導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記電気抵抗値が所定の値となるように、前記第1導電体への通電を制御する制御部と、を備え、
前記測定部は、前記制御部による通電制御下において前記電流値を測定する
ことを特徴とするイオン電流測定装置。
A space in which ions are generated when the fuel burns, the first and second conductors, and a ceramic base body embedded and held inside the first and second conductors separated from each other. A detection unit attached in a state where the base body is exposed,
A measurement unit that measures a current value flowing through the second conductor as an ion current based on the generated ions, and
The first conductor is an ion current measuring device that is a heating element that generates heat when energized,
An acquisition unit for acquiring an electric resistance value of the base body between the first conductor and the second conductor;
A control unit that controls energization of the first conductor so that the electric resistance value acquired by the acquisition unit becomes a predetermined value;
The said measurement part measures the said electric current value under the electricity supply control by the said control part. The ion current measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記空間は、内燃機関の燃焼室であり、
前記検知部は、前記第1導電体の発熱によって、グロープラグとして機能する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のイオン電流測定装置。
The space is a combustion chamber of an internal combustion engine;
The ion current measuring device according to claim 2, wherein the detection unit functions as a glow plug by heat generation of the first conductor.
前記取得部は、前記第1導電体および前記第2導電体の間の電位差、並びに前記第1導電体および前記第2導電体の間に流れる電流値に基づき、前記電気抵抗値を取得する
ことを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか一項に記載のイオン電流測定装置。
The acquisition unit, the potential difference between the first conductor and the pre-Symbol second conductor, and based on the current value flowing between the first conductor and the pre-Symbol second conductor, obtaining the electrical resistance The ion current measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the ion current measuring device is characterized in that:
第1及び第2導電体と、前記第1及び第2導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部における前記第2導電体を流れる電流値を前記発生したイオンに基づくイオン電流として測定する測定部を備えたイオン電流測定装置であって、
前記第1導電体と前記第2導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記測定部により測定された前記電流値を、前記取得部により取得された前記電気抵抗値に基づき補正する補正部と、
を備えることを特徴とするイオン電流測定装置。
A space in which ions are generated when the fuel burns, the first and second conductors, and a ceramic base body embedded and held inside the first and second conductors separated from each other. An ion current measuring device comprising a measuring unit that measures the value of the current flowing through the second conductor in the detection unit attached in a state where the base is exposed as an ion current based on the generated ions,
An acquisition unit for acquiring an electric resistance value of the base body between the first conductor and the second conductor;
A correction unit that corrects the current value measured by the measurement unit based on the electrical resistance value acquired by the acquisition unit;
An ionic current measuring device comprising:
導電体と、通電によって発熱する発熱体と、前記導電体および前記発熱体を、互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部における前記導電体を流れる電流値を前記発生したイオンに基づくイオン電流として測定する測定部を備えたイオン電流測定装置であって、
前記導電体と前記発熱体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記電気抵抗値が所定の値となるように、前記発熱体への通電を制御する制御部と、備え、
前記測定部は、前記制御部による通電制御下において前記電流値を測定する
ことを特徴とするイオン電流測定装置。
A conductor, a heating element that generates heat when energized, and a ceramic base that holds the conductor and the heating element in an embedded state in a state of being isolated from each other. An ion current measuring device comprising a measuring unit that measures a current value flowing through the conductor in a detection unit attached in a state where the base body is exposed in a generated space as an ion current based on the generated ions,
An acquisition unit for acquiring an electric resistance value of the base body between the conductor and the heating element;
A control unit that controls energization of the heating element so that the electrical resistance value acquired by the acquisition unit becomes a predetermined value;
The said measurement part measures the said electric current value under the electricity supply control by the said control part. The ion current measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
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