JPH1073070A - Ionic current detector - Google Patents

Ionic current detector

Info

Publication number
JPH1073070A
JPH1073070A JP4925897A JP4925897A JPH1073070A JP H1073070 A JPH1073070 A JP H1073070A JP 4925897 A JP4925897 A JP 4925897A JP 4925897 A JP4925897 A JP 4925897A JP H1073070 A JPH1073070 A JP H1073070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion current
state
heating
glow plug
ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4925897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3605989B2 (en
Inventor
Masamichi Shibata
正道 柴田
Hiroyuki Murai
博之 村井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP04925897A priority Critical patent/JP3605989B2/en
Priority to US08/973,799 priority patent/US6483079B2/en
Priority to EP97915709A priority patent/EP0834652B1/en
Priority to PCT/JP1997/001254 priority patent/WO1997038223A1/en
Publication of JPH1073070A publication Critical patent/JPH1073070A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3605989B2 publication Critical patent/JP3605989B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect an ionic current and thus accurately detect firing timing, a misfire and the like using the detected results. SOLUTION: A glow plug 1 includes a ceramic heating part 6 partly exposed inside a combustion chamber of a diesel engine. The ceramic heating part 6 comprises a heating element 7 which heats up upon the energization of its pair of lead wires, a heat-resistant insulator 8 in which the heating element 7 is embedded, and an ion-detection electrode 14 integrated with the heating element 7. A switch circuit 25 switches the glow plug 1 over between its heating- element heating state and its ionic-current detecting state. Under the ionic- current detecting state, an ECU 30 operates to detect a leakage current at a predetermined period before fuel firing. If a leakage current detected is larger than a preset threshold, the ECU 30 controls the switch circuit 25 to temporarily switch the glow plug 1 over from the ionic-current detecting state to the heating- element heating state. In this case, the temporary heating effect of the heating element 7 serves to remove carbon depositing on the outer periphery of the ceramic heating part 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料の着火・燃焼
を促進するためのグロープラグを用いて燃料燃焼時に発
生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置に関す
るものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ion current detecting device for detecting an ion current generated during fuel combustion using a glow plug for promoting ignition and combustion of fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガソリンエンジンのみならずディ
ーゼルエンジンにおいても環境保護の面から、機関から
排出される排気ガスや排気煙をより一層低減させること
が要望されている。そして、こうした要望に応えるべ
く、各種のエンジン改良や後処理(触媒等)による排出
ガス低減、燃料・潤滑油性状の改善、各種のエンジン燃
焼制御システムの改善などが検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, not only gasoline engines but also diesel engines have been demanded to further reduce exhaust gas and exhaust gas exhausted from engines from the viewpoint of environmental protection. In order to respond to such demands, studies are being made on various engine improvements, reduction of exhaust gas by post-treatment (such as a catalyst), improvement of fuel and lubricating oil properties, and improvement of various engine combustion control systems.

【0003】また、上記検討事項に関連して、最近のエ
ンジン燃焼制御システムにおいてはエンジン運転中の燃
焼状態を検出することが要請されており、筒内圧、燃焼
光、イオン電流等を検出することによってエンジン燃焼
状態を検出することが検討されている。特に、イオン電
流によりエンジン燃焼状態を検出することは、燃焼に伴
う化学反応を直接的に観察できることから極めて有用と
考えられており、種々のイオン電流検出装置が提案され
ている。
In connection with the above considerations, recent engine combustion control systems are required to detect a combustion state during engine operation, and to detect in-cylinder pressure, combustion light, ion current, and the like. It has been studied to detect the combustion state of the engine. In particular, detecting the combustion state of an engine using an ion current is considered to be extremely useful because a chemical reaction accompanying the combustion can be directly observed, and various ion current detection devices have been proposed.

【0004】そのイオン電流検出装置の一例として、燃
料の着火・燃焼を促進するために燃焼室内に突設された
セラミックグロープラグを用い、同グロープラグ先端の
セラミック発熱部にイオン電流検出用の露出電極を設け
た技術がある(例えば、米国特許第4,739,731
号)。かかるグロープラグでは一般に、セラミック発熱
部が絶縁体と該絶縁体に埋設された発熱体とからなり、
絶縁体外周に露出電極が設けられている。この場合、当
該露出電極と燃焼室の内壁(例えばシリンダヘッド)と
の間に所定電圧を印加して、燃料燃焼時に発生する燃焼
イオンを前記電極及び燃焼室内壁に捕獲する。そして、
この捕獲されるイオンの流れをイオン電流として検出す
る。
[0004] As an example of the ion current detecting device, a ceramic glow plug protruding into a combustion chamber to promote ignition and combustion of fuel is used. There is a technology provided with electrodes (for example, US Pat. No. 4,739,731).
issue). In such a glow plug, generally, a ceramic heating portion is composed of an insulator and a heating element embedded in the insulator,
An exposed electrode is provided on the outer periphery of the insulator. In this case, a predetermined voltage is applied between the exposed electrode and the inner wall (for example, a cylinder head) of the combustion chamber, and combustion ions generated during fuel combustion are captured by the electrode and the inner wall of the combustion chamber. And
The flow of the captured ions is detected as an ion current.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術においては、以下に示す問題を招来する。つまり、上
記グロープラグでは、その使用途中においてセラミック
発熱部の外周にカーボンが付着し、前記イオン電流検出
用の露出電極とそれに絶縁されたアース部(プラグハウ
ジングやシリンダヘッド)との間の絶縁抵抗が低下す
る。この場合、電極部分とアース部とが導通されてしま
い、本来、燃焼イオンが発生していないにもかかわら
ず、付着カーボンを通って漏洩電流が流れるという事態
を招く。そして、かかる事態には、上記漏洩電流によっ
てイオン電流波形が所望の波形とは相違し、その検出結
果を用いた着火時期検出処理や失火検出処理の精度が悪
化するという問題を生ずる。上記露出電極とアース部と
の間の絶縁状態は、燃焼室内の圧力に依存しており、特
にエンジン圧縮行程時においては絶縁抵抗が下がり漏洩
電流が流れ易くなる。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in the glow plug, carbon adheres to the outer periphery of the ceramic heat generating portion during its use, and the insulation resistance between the exposed electrode for detecting the ionic current and the earth portion (plug housing or cylinder head) insulated therefrom. Decrease. In this case, the electrode portion is electrically connected to the ground portion, which causes a situation in which a leakage current flows through the attached carbon although combustion ions are not originally generated. In such a situation, the ion current waveform is different from a desired waveform due to the leakage current, and the accuracy of the ignition timing detection process and the misfire detection process using the detection result deteriorates. The insulation state between the exposed electrode and the ground part depends on the pressure in the combustion chamber. In particular, during the compression stroke of the engine, the insulation resistance is reduced, and the leakage current easily flows.

【0006】本発明は、上記の状況を鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、イオン電流を精
度良く検出し、ひいては当該検出結果を用いて着火時期
検出や失火検出等の処理を精度良く実施することができ
るイオン電流検出装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to accurately detect an ion current and to use the detection result to detect ignition timing, misfire, and the like. An object of the present invention is to provide an ion current detection device capable of performing processing with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明では、グロープラグによる発
熱体の加熱状態と、同グロープラグによるイオン電流検
出状態とが切り替えられる(スイッチング手段)。この
切替えの通常動作について略述すれば、例えばエンジン
の低温始動時においてグロープラグが発熱体加熱状態に
保持され、その後発熱体の発熱作用によりエンジン暖機
が完了すると、同グロープラグが発熱体加熱状態からイ
オン電流検出状態へと切り替えられる。つまり、グロー
プラグの露出電極部と燃焼室内壁との間で燃焼イオンが
捕獲され、イオン電流検出用抵抗等の電流検出手段によ
りイオン電流が検出される。
According to the first aspect of the present invention, a heating state of a heating element by a glow plug and an ion current detection state by the glow plug are switched. means). Briefly describing the normal operation of this switching, for example, when the engine is started at a low temperature, the glow plug is kept in the heating element heating state, and then when the engine warm-up is completed by the heating action of the heating element, the glow plug is heated by the heating element. The state is switched from the state to the ion current detection state. That is, combustion ions are captured between the exposed electrode portion of the glow plug and the combustion chamber wall, and the ion current is detected by current detection means such as an ion current detection resistor.

【0008】また、本発明ではその特徴として、グロー
プラグによるイオン電流検出状態下において、燃料着火
前の所定時期に露出電極部より流れる漏洩電流が検出さ
れる(漏洩電流検出手段)。そして、前記漏洩電流検出
手段により検出された漏洩電流が所定のしきい値よりも
大きければ一時的にイオン電流検出状態から発熱体加熱
状態へ移行するよう前記スイッチング手段が操作される
(操作手段)。
In the present invention, a feature of the present invention is that a leak current flowing from an exposed electrode portion at a predetermined time before fuel ignition is detected in a state where an ion current is detected by a glow plug (leakage current detecting means). If the leakage current detected by the leakage current detection means is larger than a predetermined threshold, the switching means is operated to temporarily shift from the ion current detection state to the heating element heating state (operation means). .

【0009】要するに、燃焼室内においてグロープラグ
外周部にカーボンが付着すると、露出電極とアース部と
の絶縁抵抗が低下し、漏洩電流が流れる。この場合、所
望のイオン電流波形が得られないという問題を生ずる。
即ち、図6の(b)に示すように、本来のイオン電流波
形に先立って漏洩電流が流れる(図6のA点以前)。こ
れに対し、本発明では、所定時期において漏洩電流を検
出し(図6では、燃料噴射のタイミング)、この漏洩電
流に基づいてグロープラグ外周のカーボン付着状態を推
定可能とする。そして、こうしたカーボン付着状態であ
れば、グロープラグを発熱体加熱状態として付着カーボ
ンを焼き切るようにしている。以上の構成により、常に
所望のイオン電流波形(例えば、図6の(a)に示す波
形)が検出できることとなり、その検出結果を用いた着
火時期検出や失火検出等の処理を精度良く実施すること
ができる。
In short, if carbon adheres to the outer peripheral portion of the glow plug in the combustion chamber, the insulation resistance between the exposed electrode and the ground decreases, and a leakage current flows. In this case, there arises a problem that a desired ion current waveform cannot be obtained.
That is, as shown in FIG. 6B, a leakage current flows prior to the original ion current waveform (before point A in FIG. 6). On the other hand, in the present invention, the leakage current is detected at a predetermined time (in FIG. 6, the timing of fuel injection), and the carbon adhesion state on the outer periphery of the glow plug can be estimated based on the leakage current. If the carbon is in such a state, the glow plug is set in a heating element heating state to burn off the deposited carbon. With the above configuration, a desired ion current waveform (for example, the waveform shown in FIG. 6A) can always be detected, and processes such as ignition timing detection and misfire detection using the detection result can be accurately performed. Can be.

【0010】また、グロープラグ外周にカーボンが付着
した場合、露出電極とアース側との絶縁抵抗は燃焼室内
での圧力に依存し、圧力上昇時に絶縁抵抗が低下して漏
洩電流が流れ易くなる。そこで、請求項2に記載した発
明では、燃焼室内の圧力上昇時に漏洩電流を検出するよ
うにしている。この場合、漏洩電流の有無が確実に検出
できる。この圧力上昇時とは、例えばディーゼルエンジ
ンにおける圧縮行程時に相当する。
When carbon adheres to the outer periphery of the glow plug, the insulation resistance between the exposed electrode and the earth side depends on the pressure in the combustion chamber. When the pressure rises, the insulation resistance decreases and leakage current easily flows. Therefore, in the invention described in claim 2, the leakage current is detected when the pressure in the combustion chamber rises. In this case, the presence or absence of the leakage current can be reliably detected. The time when the pressure rises corresponds to, for example, a compression stroke in a diesel engine.

【0011】また、請求項3に記載した発明では、燃焼
室内への燃料噴射のタイミングに対応して漏洩電流を検
出するようにしている。つまり、燃料噴射のタイミング
とは、例えばディーゼルエンジンにおいては燃焼室圧力
が上昇し、且つ燃料の燃焼直前の時期に相当する。従っ
て、上記の如くカーボンが付着した状況下では、より一
層確実に漏洩電流を検出することができる。
According to the third aspect of the present invention, the leakage current is detected in accordance with the timing of fuel injection into the combustion chamber. That is, the timing of the fuel injection corresponds to, for example, a timing immediately before the combustion of the fuel when the pressure in the combustion chamber increases in a diesel engine. Therefore, under the condition that carbon is attached as described above, the leakage current can be detected more reliably.

【0012】一方、請求項4に記載した発明では、前記
操作手段は、前記漏洩電流検出手段により検出された漏
洩電流値に応じた時間だけスイッチング手段を発熱体加
熱状態に保持する。つまり、グロープラグ外周に付着し
たカーボン量が多いほど、漏洩電流の値は大きくなる。
そこで、漏洩電流値に応じて発熱体加熱状態の保持時間
を決定するようにすれば、確実に付着カーボンを焼き切
ることができる。
On the other hand, in the invention described in claim 4, the operating means keeps the switching means in the heating element heating state for a time corresponding to the leakage current value detected by the leakage current detecting means. That is, the value of the leakage current increases as the amount of carbon attached to the outer periphery of the glow plug increases.
Therefore, if the retention time of the heating element heating state is determined according to the leakage current value, the deposited carbon can be reliably burned off.

【0013】またさらに上記請求項1〜請求項4にかか
る発明として、請求項5に記載の発明では、イオン電流
を検出するためのイオン電流検出器の信号出力部にハイ
パスフィルタを設け、その検出信号を信号処理装置に入
力するようにしている。本請求項によれば、ハイパスフ
ィルタを構成要素とすることで、グロープラグのイオン
検出用電極にカーボンが付着しても燃焼時に発生するイ
オン電流と絶縁不良による漏洩電流とを分離することが
でき、イオン電流が確実に検出できるようになる。ま
た、ハイパスフィルタの出力波形により着火時期等の燃
焼状態情報を判定するようにすれば、その判定処理が容
易となる。なお、上記ハイパスフィルタのカットオフ周
波数は50Hz〜5kHz程度に設定すればよく、より
望ましくは100〜500Hzの範囲内で設定するとよ
いことが本発明者により確認されている。
According to a fifth aspect of the present invention, a high-pass filter is provided in a signal output section of an ion current detector for detecting an ion current. The signal is input to the signal processing device. According to the present invention, by using a high-pass filter as a component, even if carbon adheres to the ion detection electrode of the glow plug, an ion current generated during combustion and a leakage current due to insulation failure can be separated. As a result, the ion current can be reliably detected. In addition, if the combustion state information such as the ignition timing is determined based on the output waveform of the high-pass filter, the determination process is facilitated. It has been confirmed by the present inventors that the cut-off frequency of the high-pass filter may be set to about 50 Hz to 5 kHz, and more desirably to be set within the range of 100 to 500 Hz.

【0014】上記請求項5に記載の発明は、次の請求項
6及び請求項7のようにも具体化できる。つまり、請求
項6に記載の発明では、前記操作手段による漏洩電流判
定用のしきい値を許容最大値付近に設定している。要す
るに、付着カーボンの除去を主たる目的としてスイッチ
ング手段の切り換えを行う場合には、漏洩電流を判定す
るためのしきい値を低めに設定するとよいが、既述した
請求項5の構成を用いれば多少の漏洩電流が流れたとし
てもその漏洩電流とイオン電流とが分離できる。従っ
て、請求項6に記載したように、漏洩電流判定用のしき
い値を許容範囲内で大きくすれば、付着カーボンの焼き
切り処理頻度が少なくなる代りに、イオン電流が頻繁に
検出できるようになり、それにつれて燃焼状態も頻繁に
検出できるという効果が得られる。
The invention described in claim 5 can be embodied as in claims 6 and 7 below. In other words, in the invention according to claim 6, the threshold value for the leakage current determination by the operation means is set near the allowable maximum value. In short, when the switching means is switched for the main purpose of removing adhering carbon, the threshold value for judging the leakage current may be set to a relatively low value. Even if the leakage current flows, the leakage current and the ionic current can be separated. Therefore, if the threshold value for determining leakage current is increased within an allowable range as described in claim 6, the ion current can be frequently detected instead of reducing the frequency of burn-off processing of the deposited carbon. Accordingly, the effect that the combustion state can be frequently detected is obtained.

【0015】請求項7に記載の発明では、ハイパスフィ
ルタの出力信号を入力し、該入力した信号と燃焼状態検
出用しきい値とを比較する比較手段を備えている。この
場合、ハイパスフィルタの出力と燃焼状態検出用しきい
値とを比較することで、燃焼状態の検出処理が簡易に実
施できるようになる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a comparing means for inputting an output signal of the high-pass filter and comparing the input signal with a threshold value for detecting a combustion state. In this case, by comparing the output of the high-pass filter with the combustion state detection threshold value, the combustion state detection process can be easily performed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)以下、セラミックグロープラグ
(以下、単にグロープラグという)を用いたイオン電流
検出装置の第1の実施の形態について、図面に従って説
明する。つまり、本実施の形態のイオン電流検出装置
は、グロープラグを用いて燃料燃焼時に発生するイオン
電流を検出するものであって、そのグロープラグは、デ
ィーゼルエンジンのシリンダヘッドに形成された燃焼室
(渦流室)に設けられ、その一部が燃焼室内に晒される
ようになっている。そして、同グロープラグは、エンジ
ンの低温始動時において、燃料噴射ノズルより噴射され
る燃料の着火及び燃焼を促進させる役割をなす。また、
本実施の形態におけるグロープラグは、上記の始動補助
機能に加えて、燃料燃焼時の燃焼火炎帯に存在する活性
イオンを検出する役割をもなす。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of an ion current detecting device using a ceramic glow plug (hereinafter, simply referred to as a glow plug) will be described with reference to the drawings. That is, the ion current detection device of the present embodiment detects an ion current generated at the time of fuel combustion using a glow plug, and the glow plug includes a combustion chamber ( (A vortex chamber), a part of which is exposed to the combustion chamber. The glow plug plays a role of promoting the ignition and combustion of the fuel injected from the fuel injection nozzle when the engine is started at a low temperature. Also,
The glow plug according to the present embodiment has a role of detecting active ions present in the combustion flame zone during fuel combustion, in addition to the above-described start assist function.

【0017】ここで、図1には、本実施の形態における
グロープラグ1の全体構成を示す。同図において、グロ
ープラグ1は略円筒状をなす金属製のハウジング2を有
しており、このハウジング2の外周面には当該グロープ
ラグ1を後述するシリンダヘッドに取り付けるための雄
ねじ部3及び六角部4が形成されている。ハウジング2
の上部には、管状のプロテクションチューブ5が溶着さ
れている。
FIG. 1 shows the entire structure of a glow plug 1 according to the present embodiment. In the figure, a glow plug 1 has a substantially cylindrical metal housing 2, and on the outer peripheral surface of the housing 2, a male screw portion 3 for attaching the glow plug 1 to a cylinder head described later and a hexagonal head 3 are provided. A part 4 is formed. Housing 2
A tubular protection tube 5 is welded to the upper part of the.

【0018】また、前記ハウジング2には円柱状のセラ
ミック発熱部6が保持されており、このセラミック発熱
部6は、導電性を有するU字状の発熱体7と、絶縁性を
有する耐熱性絶縁体8と、前記発熱体7に一体成形され
たイオン検出用電極14と、前記発熱体7の両端に接続
されると共に前記絶縁体8に埋設された2本のタングス
テンリード線9a,9bとから構成されている。
The housing 2 holds a cylindrical ceramic heat generating portion 6, which is composed of a conductive U-shaped heat generating member 7 and an insulating heat-resistant insulating material. Body 8, an ion detection electrode 14 integrally formed with the heating element 7, and two tungsten lead wires 9a and 9b connected to both ends of the heating element 7 and embedded in the insulator 8. It is configured.

【0019】詳しくは、前記発熱体7はその大部分が耐
熱性絶縁体8内に埋設され、強固に保持されるものであ
るが、図2の要部拡大図に示すように、発熱体7先端に
形成されたイオン検出用電極14の端面は、耐熱性絶縁
体8の外周面と同一面上に設けられている。この場合、
発熱体7とイオン検出用電極14とは一体的に成形され
ているため、両部材7,14は常に電気的に接続された
状態となっている。かかる構成において、発熱体7の露
出部と後述するディーゼルエンジンの渦流室17(破線
部)の内壁とは、イオン電流を検出するための対向電極
を形成する。なお、本実施の形態では、イオン検出用電
極14が露出電極部に相当する。
More specifically, most of the heating element 7 is buried in the heat-resistant insulator 8 and is held firmly. As shown in the enlarged view of the main part of FIG. The end surface of the ion detection electrode 14 formed at the tip is provided on the same plane as the outer peripheral surface of the heat-resistant insulator 8. in this case,
Since the heating element 7 and the ion detection electrode 14 are integrally formed, the two members 7 and 14 are always in an electrically connected state. In such a configuration, the exposed portion of the heating element 7 and the inner wall of a vortex chamber 17 (broken line) of a diesel engine described later form a counter electrode for detecting an ion current. Note that, in the present embodiment, the ion detection electrode 14 corresponds to an exposed electrode portion.

【0020】また、図1において、前記各タングステン
リード線9a,9bの上端には、耐熱性絶縁体8内に埋
め込まれた導電性チップ10a,10bが接続されてお
り、導電性チップ10a,10bには各々にリード線1
1a,11bが接続されている。これら2本のリード線
11a,11bがグロープラグ1の外部信号入力線とな
っている。なお、前記ハウジング2及びプロテクション
チューブ5と、リード線11a,11bとの間は、絶縁
チューブ12及びゴムブッシュ13により電気的に絶縁
されている。リード線11a,11bは、ゴムブッシュ
13と共にプロテクションチューブ5のカシメ締め付け
力により固定されている。
In FIG. 1, conductive tips 10a and 10b embedded in a heat-resistant insulator 8 are connected to the upper ends of the tungsten lead wires 9a and 9b, respectively. Each has one lead wire
1a and 11b are connected. These two lead wires 11 a and 11 b are external signal input lines of the glow plug 1. The housing 2 and the protection tube 5 are electrically insulated from the lead wires 11a and 11b by an insulating tube 12 and a rubber bush 13. The lead wires 11 a and 11 b are fixed together with the rubber bush 13 by the swaging force of the protection tube 5.

【0021】以下に、セラミック発熱部6の詳細な構成
について説明する。つまり、セラミック発熱部6の発熱
体7、イオン検出用電極14及び耐熱性絶縁体8は、い
ずれも導電性セラミック粉末(本実施の形態では、珪化
モリブデンMoSi2 粉末)と絶縁性セラミック粉末
(本実施の形態では、窒化珪素Si3 N4 粉末)の混合
物よりなり、且つ配合割合を略同一にした焼結体により
構成されている。但し、発熱体7及びイオン検出用電極
14ではMoSi2 粉末の平均粒径がSi3 N4粉末の
それよりも小さく、耐熱性絶縁体8ではMoSi2 粉末
の平均粒径がSi3 N4 粉末のそれと同じ若しくはそれ
よりも大きくしてある。即ち、各粉体の粒径を変更する
ことにより発熱体7及びイオン検出用電極14と、耐熱
性絶縁体8とを作り分けるようにしている。
Hereinafter, a detailed configuration of the ceramic heating section 6 will be described. That is, the heating element 7, the ion detection electrode 14, and the heat-resistant insulator 8 of the ceramic heating section 6 are all made of conductive ceramic powder (in the present embodiment, molybdenum silicide MoSi2 powder) and insulating ceramic powder (this embodiment). In this embodiment, the sintered body is made of a mixture of silicon nitride (Si3 N4 powder) and has a substantially equal blending ratio. However, in the heating element 7 and the ion detecting electrode 14, the average particle size of the MoSi2 powder is smaller than that of the Si3 N4 powder, and in the heat-resistant insulator 8, the average particle size of the MoSi2 powder is equal to or larger than that of the Si3 N4 powder. Has also been enlarged. That is, by changing the particle size of each powder, the heating element 7 and the electrode 14 for ion detection and the heat-resistant insulator 8 are separately formed.

【0022】上記構成を有するセラミック発熱部6にお
いて、発熱体7及びイオン検出用電極14では、小径の
MoSi2 粉末(導電性セラミック粉末)が大径のSi
3 N4 粉末(絶縁性セラミック粉末)を取り囲んで互い
に連なっており、それにより発熱体7及びイオン検出用
電極14に電流が流れ、発熱体7が発熱される。一方、
耐熱性絶縁体8では、大径のMoSi2 粉末(導電性セ
ラミック粉末)間に小径のSi3 N4 粉末(絶縁性セラ
ミック粉末)が介在するため、両者は直列に並んだ状態
となり発熱体7に比べて抵抗が大きく絶縁層を形成す
る。
In the ceramic heat generating portion 6 having the above-described structure, the heating element 7 and the ion detecting electrode 14 are composed of a small-diameter MoSi 2 powder (conductive ceramic powder) and a large-diameter Si
The 3N4 powder (insulating ceramic powder) surrounds and is connected to each other, so that a current flows through the heating element 7 and the electrode 14 for ion detection, and the heating element 7 generates heat. on the other hand,
In the heat-resistant insulator 8, since the small-diameter Si3N4 powder (insulating ceramic powder) is interposed between the large-diameter MoSi2 powder (conductive ceramic powder), the two are arranged in series and compared with the heating element 7. High resistance forms an insulating layer.

【0023】また、セラミック発熱部6の製造方法とし
ては、先ずMoSi2 粉末とSi3N4 粉末との混合物
にバインダーを混練してペースト化し、発熱体7、イオ
ン検出用電極14及び耐熱性絶縁体8を各々に所望の形
状に射出成形する。そして、発熱体7及びイオン検出用
電極14を耐熱絶縁体8で包み込むように配置して17
00〜1800℃にてホットプレスした後、セラミック
発熱部6として円柱状に削り出す。さらに、セラミック
発熱部6の先端部において、耐熱性絶縁体8を球状に切
削加工する。これにより、発熱体7はその全体が耐熱性
絶縁体8の埋設されるが、イオン検出用電極14の端面
はセラミック発熱部6の先端部において露出することと
なる。
As a method of manufacturing the ceramic heating section 6, a mixture of MoSi2 powder and Si3N4 powder is first kneaded with a binder to form a paste, and the heating element 7, the ion detection electrode 14, and the heat-resistant insulator 8 are individually formed. And injection molding into a desired shape. Then, the heating element 7 and the electrode 14 for ion detection are arranged so as to be wrapped by the heat-resistant insulator 8, and 17.
After hot pressing at 00 to 1800 ° C., it is cut into a cylindrical shape as the ceramic heating part 6. Further, the heat-resistant insulator 8 is cut into a sphere at the tip of the ceramic heating section 6. As a result, the heating element 7 is entirely embedded with the heat-resistant insulator 8, but the end face of the ion detection electrode 14 is exposed at the tip of the ceramic heating section 6.

【0024】次に、上記の如く構成されるグロープラグ
1を用いたイオン電流検出システムを図3,図4を用い
て説明する。なお、図3,図4は共に、本実施の形態に
おけるイオン電流検出システムの概要を示す構成図であ
る。このうち図3は、グロープラグ1(発熱体7)の加
熱状態、即ちエンジン始動時における燃料の着火及び燃
焼を促進するための状態を示し、図4は、燃料燃焼に伴
うイオン電流をグロープラグ1により検出する状態を示
す。
Next, an ion current detection system using the glow plug 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are configuration diagrams each showing an outline of the ion current detection system according to the present embodiment. 3 shows a heating state of the glow plug 1 (heating element 7), that is, a state for promoting the ignition and combustion of the fuel at the time of starting the engine, and FIG. 4 shows an ion current accompanying the fuel combustion by the glow plug. 1 indicates a state to be detected.

【0025】各図において、ディーゼルエンジンのシリ
ンダヘッド15にはねじ孔16が形成されており、この
ねじ孔16に前記グロープラグ1が螺着されている。即
ち、グロープラグ1をシリンダヘッド15に螺着する際
には、前記六角部4を所定の工具で挟み、同プラグ1の
雄ねじ部3をねじ孔16にねじ入れるようにする。
In each figure, a screw hole 16 is formed in a cylinder head 15 of a diesel engine, and the glow plug 1 is screwed into the screw hole 16. That is, when screwing the glow plug 1 to the cylinder head 15, the hexagonal portion 4 is sandwiched by a predetermined tool, and the male screw portion 3 of the plug 1 is screwed into the screw hole 16.

【0026】グロープラグ1のセラミック発熱部6の先
端部は、シリンダヘッド15に形成された渦流室17に
突出配置されている。この渦流室17にはピストン18
上部に設けられた主燃焼室19が連通されており、渦流
室17は燃焼室の一部をなす。渦流室17には燃料噴射
ノズル20の先端部が配設されており、この燃料噴射ノ
ズル20から渦流室17内に燃料が噴射されるようにな
っている。
The tip of the ceramic heat generating portion 6 of the glow plug 1 is arranged to protrude into a swirl chamber 17 formed in the cylinder head 15. The swirl chamber 17 has a piston 18
The main combustion chamber 19 provided at the upper part is communicated, and the swirl chamber 17 forms a part of the combustion chamber. The tip of a fuel injection nozzle 20 is disposed in the swirl chamber 17, and fuel is injected from the fuel injection nozzle 20 into the swirl chamber 17.

【0027】また、定格12V(ボルト)の直流電源か
らなるバッテリ21とグロープラグ1との間には、スイ
ッチング手段としてのスイッチ回路25が配設されてお
り、このスイッチ回路25は、2つの2位置切替スイッ
チ23,24の操作状態に応じてバッテリ21とグロー
プラグ1との間の電気経路を切り換える。スイッチ回路
25は、電子制御装置(以下、ECUという)30から
の指令信号が入力されない通常時にはイオン電流検出状
態(図4の状態)を保持し、ECU30からの指令信号
が入力されると、前記イオン電流検出状態から発熱体加
熱状態(図3の状態)に移行する。このとき、2つの切
替スイッチ23,24は同時に動作する。
A switching circuit 25 as switching means is provided between the glow plug 1 and the battery 21 composed of a DC power supply having a rated voltage of 12 V (volt). The electric path between the battery 21 and the glow plug 1 is switched according to the operation state of the position changeover switches 23 and 24. The switch circuit 25 normally holds the ion current detection state (the state shown in FIG. 4) when a command signal from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 30 is not input. The state shifts from the ion current detection state to the heating element heating state (the state in FIG. 3). At this time, the two changeover switches 23 and 24 operate simultaneously.

【0028】つまり、切替スイッチ23,24の端子2
3a,24aには前記グロープラグ1のリード線11
a,11b(及びタングステンリード線9a,9b)が
それぞれに接続されている。また、切替スイッチ23,
24は、前記端子23a及び24aに対して選択的に接
続される各々2つずつの接点23b,23c及び24
b,24cを有する。
That is, the terminals 2 of the changeover switches 23 and 24
3a and 24a are the lead wires 11 of the glow plug 1.
a and 11b (and tungsten lead wires 9a and 9b) are connected to each other. The changeover switch 23,
Reference numeral 24 denotes two contacts 23b, 23c, and 24 each selectively connected to the terminals 23a and 24a.
b, 24c.

【0029】かかる場合において、発熱体加熱状態で
は、図3に示すように、端子23aと接点23bとの間
が閉路されると共に、端子24aと接点24bとの間が
閉路されている。このとき、グロープラグ1の一方のリ
ード線11aには端子23a及び接点23bを介してバ
ッテリ21のプラス側が接続されると共に、他方のリー
ド線11bには端子24a及び接点24bを介してバッ
テリ21のマイナス側が接続されている。即ち、発熱体
7は加熱状態に保持される(このとき、図3中の2点鎖
線で示す経路を電流が流れる)。なお、接点24bは、
アース部としてのシリンダヘッド15の一部にも接続さ
れている。
In such a case, in the heating element heating state, as shown in FIG. 3, the path between the terminal 23a and the contact 23b is closed, and the path between the terminal 24a and the contact 24b is closed. At this time, the positive side of the battery 21 is connected to one lead wire 11a of the glow plug 1 via a terminal 23a and a contact 23b, and the other lead wire 11b is connected to the battery 21 via a terminal 24a and a contact 24b. The negative side is connected. That is, the heating element 7 is maintained in a heated state (at this time, current flows through a path shown by a two-dot chain line in FIG. 3). The contact 24b is
It is also connected to a part of the cylinder head 15 as a ground part.

【0030】また、イオン電流検出状態では、図4に示
すように、端子23aと接点23cとの間が閉路される
と共に、端子24aと接点24cとの間が閉路される。
即ち、切替スイッチ23,24は共にオープン状態とな
る。この場合、切替スイッチ23に並列に設けられた電
気経路(図4の2点鎖線で示す経路)のイオン電流検出
用抵抗26を介して、バッテリ電圧がリード線11aに
印加される。つまり、セラミック発熱部6の先端に形成
されたイオン検出用電極14とシリンダヘッド15との
間にバッテリ電圧が印加され、燃焼火炎帯の活性イオン
の発生に伴い図4中に2点鎖線で示す経路でイオン電流
が流れる。
In the ion current detection state, as shown in FIG. 4, the path between the terminal 23a and the contact 23c is closed, and the path between the terminal 24a and the contact 24c is closed.
That is, the changeover switches 23 and 24 are both open. In this case, the battery voltage is applied to the lead wire 11a via the ion current detecting resistor 26 on the electric path (path indicated by the two-dot chain line in FIG. 4) provided in parallel with the changeover switch 23. That is, a battery voltage is applied between the ion detection electrode 14 formed at the tip of the ceramic heat generating portion 6 and the cylinder head 15, and the generation of active ions in the combustion flame zone is indicated by a two-dot chain line in FIG. Ion current flows through the path.

【0031】なお、イオン電流検出用抵抗26の抵抗値
は100kΩ程度であって、このイオン電流検出用抵抗
26を流れるイオン電流は、当該抵抗26の両端の電位
差として電位差計27により検出される。
The resistance value of the ion current detecting resistor 26 is about 100 kΩ, and the ion current flowing through the ion current detecting resistor 26 is detected by a potentiometer 27 as a potential difference between both ends of the resistor 26.

【0032】ここで、イオン電流の検出原理を略述す
る。燃料噴射ノズル20による噴射燃料が渦流室17で
燃焼に供されると、その燃焼火炎帯ではイオン化された
プラスイオンとマイナスイオンが大量に発生する。この
とき、イオン検出用電極14とそれに対面するシリンダ
ヘッド15(渦流室17の内壁)との間にバッテリ電圧
が印加されることにより、イオン検出用電極14にはマ
イナスイオンが捕獲されると共に、シリンダヘッド15
にはプラスイオンが捕獲される。その結果、図4に示す
電流経路が形成され、この電流経路を流れるイオン電流
がイオン電流検出用抵抗26両端の電位差として検出さ
れる。
Here, the principle of detecting the ion current will be briefly described. When the fuel injected by the fuel injection nozzle 20 is used for combustion in the swirl chamber 17, a large amount of ionized positive ions and negative ions are generated in the combustion flame zone. At this time, when a battery voltage is applied between the ion detection electrode 14 and the cylinder head 15 (the inner wall of the vortex chamber 17) facing the ion detection electrode 14, the ion detection electrode 14 captures negative ions, Cylinder head 15
Captures positive ions. As a result, the current path shown in FIG. 4 is formed, and the ion current flowing through this current path is detected as a potential difference between both ends of the ion current detection resistor 26.

【0033】一方、ECU30は、CPU,ROM,R
AM,入出力回路等からなる周知のマイクロコンピュー
タやA/D変換器(共に図示略)を中心に構成され、前
記電位差計27により検出された検出信号を入力する。
また、ECU30には、エンジン冷却水の温度を検出す
るための水温センサ31の検出信号や、エンジンクラン
ク角に応じてエンジン回転数を検出するための回転数セ
ンサ32の検出信号が入力され、ECU30は各センサ
31,32の検出信号に基づいて水温Tw,エンジン回
転数Neを検知する。
On the other hand, the ECU 30 has a CPU, ROM, R
A well-known microcomputer including an AM and an input / output circuit and an A / D converter (both not shown) are mainly configured to input a detection signal detected by the potentiometer 27.
In addition, a detection signal of a water temperature sensor 31 for detecting the temperature of the engine cooling water and a detection signal of a rotation speed sensor 32 for detecting the engine rotation speed according to the engine crank angle are input to the ECU 30. Detects the water temperature Tw and the engine speed Ne based on the detection signals of the sensors 31 and 32.

【0034】上記ECU30は、ディーゼルエンジンの
低温始動時において、グロープラグ1の発熱体7を加熱
させて燃料の着火及び燃焼を促進させる。また、ディー
ゼルエンジンの暖機完了時において、前記スイッチ回路
25に切り替え指令信号を出力し、本システムの回路を
イオン電流検出状態として燃焼イオン電流を検出する。
なお、エンジン始動当初においては、スイッチ回路25
はECU30により発熱体加熱状態に保持されるように
なっている。以下、図5のフローチャートを用いて、前
記スイッチ回路25の切り替え処理を説明する。図5
は、所定の時間の割り込み処理により実行される。
When the diesel engine is started at a low temperature, the ECU 30 heats the heating element 7 of the glow plug 1 to promote ignition and combustion of the fuel. When the warm-up of the diesel engine is completed, a switching command signal is output to the switch circuit 25, and the circuit of the present system is set to the ion current detection state to detect the combustion ion current.
At the beginning of the engine start, the switch circuit 25
Are maintained in a heating element heating state by the ECU 30. Hereinafter, the switching process of the switch circuit 25 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG.
Is executed by interruption processing for a predetermined time.

【0035】さて、図5の処理がスタートすると、EC
U30は、先ずステップ110でエンジン暖機完了後で
あり、且つスイッチ回路25がイオン電流検出状態にあ
るか否かを判別する。エンジン始動当初においては、ス
テップ110が否定判別され、ECU30は続くステッ
プ120で水温Tw及びエンジン回転数Neを読み込
む。
Now, when the processing of FIG. 5 starts, EC
U30 first determines whether or not the engine has been warmed up in step 110 and the switch circuit 25 is in the ion current detection state. At the beginning of the engine start, a negative determination is made in step 110, and the ECU 30 reads the water temperature Tw and the engine speed Ne in the subsequent step 120.

【0036】その後、ECU30は、ステップ130で
水温Twが所定の暖機完了温度(本実施の形態では、6
0℃)以上であるか否かを判別すると共に、ステップ1
40でエンジン回転数Neが所定回転数(本実施の形態
では、2000rpm)以上に達しているか否かを判別
する。かかる場合、ステップ130,140が共に否定
判別されれば、ECU30は、エンジンの暖機が完了し
ておらず、グロープラグ1(発熱体7)による加熱が必
要であるとみなし、ステップ150に進む。また、ステ
ップ130,140のいずれかが肯定判別されれば、E
CU30は、エンジンの暖機が完了した、或いはグロー
プラグ1(発熱体7)による加熱が不要であるとみな
し、ステップ160に進む。
Thereafter, the ECU 30 determines in step 130 that the water temperature Tw is equal to the predetermined warm-up completion temperature (in this embodiment, 6
0 ° C.) or more, and
At 40, it is determined whether or not the engine speed Ne has reached a predetermined speed (2000 rpm in the present embodiment) or more. In such a case, if both steps 130 and 140 are negatively determined, the ECU 30 determines that the warm-up of the engine has not been completed and that heating by the glow plug 1 (the heating element 7) is necessary, and proceeds to step 150. . If any of steps 130 and 140 is affirmatively determined, E
The CU 30 determines that the warm-up of the engine has been completed or that heating by the glow plug 1 (the heating element 7) is unnecessary, and proceeds to step 160.

【0037】ステップ150に進んだ場合、ECU30
は、スイッチ回路25を発熱体加熱状態(図3の状態)
に保持し、その後本処理を終了する。この状態では、グ
ロープラグ1の発熱作用によって燃料の着火及び燃焼が
促進される。
When the process proceeds to step 150, the ECU 30
Indicates that the switch circuit 25 is in the heating element heating state (the state of FIG. 3).
, And then the process ends. In this state, the ignition and combustion of the fuel are promoted by the heat generation effect of the glow plug 1.

【0038】また、ステップ160に進んだ場合、EC
U30は、スイッチ回路25を発熱体加熱状態からイオ
ン電流検出状態(図4の状態)に移行させ、その後本ル
ーチンを終了する。この状態では、イオン電流検出用抵
抗26により燃料燃焼時に生じるイオン電流が検出され
る。
When the process proceeds to step 160, EC
U30 shifts the switch circuit 25 from the heating element heating state to the ion current detection state (the state of FIG. 4), and thereafter ends this routine. In this state, the ion current generated during fuel combustion is detected by the ion current detection resistor 26.

【0039】なお、前記ステップ140が肯定判別され
てステップ160に進む場合とは、例えばレーシング状
態で一時的にエンジン回転数Neが上昇する場合が考え
られ、この場合にはエンジン暖機が未だ完了していな
い。従って、スイッチ回路25が一旦イオン電流検出状
態に移行したとしても、ECU30は、次回処理時のス
テップ110を否定判別し、ステップ130,140の
判別処理を再び実施する。そして、一時的なエンジン回
転数Neの上昇が収まり、同回転数Neが低下すると
(Ne<2000rpm)、スイッチ回路25を再度、
発熱体加熱状態に復帰させる(ステップ150)。
The case where the determination in step 140 is affirmative and the process proceeds to step 160 may be, for example, a case where the engine speed Ne temporarily increases in the racing state. In this case, the engine warm-up is not yet completed. I haven't. Therefore, even if the switch circuit 25 once shifts to the ion current detection state, the ECU 30 makes a negative determination in step 110 in the next processing and performs the determination processing in steps 130 and 140 again. When the temporary increase in the engine speed Ne stops and the engine speed Ne decreases (Ne <2000 rpm), the switch circuit 25 is reactivated.
Return to the heating element heating state (step 150).

【0040】その後、Tw≧60℃となりエンジン暖機
が完了すると、ECU30はステップ110を肯定判別
する。そして、エンジン暖機が完了し、且つスイッチ回
路25がイオン電流検出状態に移行した後には、ECU
30はステップ110を毎回肯定判別し、ステップ17
0に進む。
Thereafter, when Tw ≧ 60 ° C. and the engine warm-up is completed, the ECU 30 makes an affirmative decision in step 110. After the engine warm-up is completed and the switch circuit 25 shifts to the ion current detection state, the ECU
30 is affirmatively determined at step 110 each time, and step 17 is performed.
Go to 0.

【0041】ECU30は、ステップ170で燃料噴射
時期でのイオン電流検出用抵抗26により検出された電
流値Ipを読み込み、続くステップ180で電流値Ip
が所定のしきい値Ith以上であるか否かを判別する。
この電流値Ipは、セラミック発熱部6外周に付着した
カーボンにより流れる漏洩電流の値に相当する。ステッ
プ180が否定判別された場合(Ip<Ithの場
合)、ECU30はそのまま本ルーチンを終了する。か
かる場合、セラミック発熱部6外周にカーボンが付着し
ていない、又は付着カーボンが許容量以下であるとし
て、スイッチ回路25がイオン電流検出状態のままで保
持される。
The ECU 30 reads the current value Ip detected by the ion current detection resistor 26 at the fuel injection timing in step 170, and then reads the current value Ip in step 180.
Is greater than or equal to a predetermined threshold value Ith.
This current value Ip corresponds to a value of a leakage current flowing due to carbon attached to the outer periphery of the ceramic heat generating portion 6. If a negative determination is made in step 180 (if Ip <Ith), the ECU 30 terminates this routine. In such a case, it is determined that the carbon is not attached to the outer periphery of the ceramic heat generating portion 6 or the attached carbon is equal to or less than the allowable amount, and the switch circuit 25 is maintained in the ion current detection state.

【0042】一方、ステップ180が肯定判別されると
(Ip≧Ithの場合)、ECU30はステップ190
に進み、スイッチ回路25をそれまでのイオン電流検出
状態(図4の状態)から発熱体加熱状態(図3の状態)
に移行させる。つまり、ステップ180が肯定判別され
た場合には、セラミック発熱部6外周に許容量を超える
カーボンが付着していると考えられる。従って、付着カ
ーボンに起因してイオン検出用電極14とアース側(ハ
ウジング2及びシリンダヘッド15側)との間の絶縁抵
抗が低下し、漏洩電流が流れる(Ip≧Ithとな
る)。
On the other hand, if the determination in step 180 is affirmative (if Ip ≧ Ith), the ECU 30 proceeds to step 190
Then, the switch circuit 25 is moved from the ion current detection state (the state of FIG. 4) to the heating element heating state (the state of FIG. 3).
Move to That is, if the determination in step 180 is affirmative, it is considered that carbon exceeding the allowable amount has adhered to the outer periphery of the ceramic heat generating portion 6. Therefore, the insulation resistance between the ion detection electrode 14 and the earth side (the housing 2 and the cylinder head 15 side) decreases due to the attached carbon, and a leakage current flows (Ip ≧ Ith).

【0043】その後、ECU30は、ステップ200で
発熱体加熱状態を所定時間(本実施の形態では、2秒
間)だけ保持する。また、ECU30は、続くステップ
210でスイッチ回路25をイオン電流検出状態(図4
の状態)に復帰させた後、本ルーチンを終了する。な
お、本実施の形態では、図5のステップ170が請求項
記載の漏洩電流検出手段に相当し、ステップ180,1
90が請求項記載の操作手段に相当する。
Thereafter, in step 200, the ECU 30 holds the heating element heating state for a predetermined time (2 seconds in the present embodiment). Further, the ECU 30 sets the switch circuit 25 in the ion current detection state (FIG.
After this, the present routine is terminated. In the present embodiment, step 170 in FIG. 5 corresponds to the leakage current detecting means described in the claims, and steps 180 and 1
90 corresponds to the operation means described in the claims.

【0044】図6は、オシロスコープを用いて燃料燃焼
時に発生するイオン電流を観察した際の電流波形図であ
る。但し、図6の(a)は、セラミック発熱部6外周に
カーボンが付着していない状態について示し、同図の
(b)は、セラミック発熱部6外周にカーボンが付着し
た状態について示す。
FIG. 6 is a current waveform diagram when an ion current generated during fuel combustion is observed using an oscilloscope. However, FIG. 6A shows a state where carbon is not attached to the outer periphery of the ceramic heat generating portion 6, and FIG. 6B shows a state where carbon is attached to the outer periphery of the ceramic heat generating portion 6.

【0045】図6の(a)において、燃料噴射のタイミ
ング直後に電圧が急上昇している波形が燃料の燃焼によ
るイオン電流波形であり、A点が燃焼の開始位置、即ち
着火時期に相当する。このとき、燃料噴射のタイミング
では、電流値は略0に保持されている。また、このイオ
ン電流波形には、2つの山が観測される。つまり、燃焼
初期には、拡散火炎帯の活性イオンにより第1の山B1
が観測され、燃焼中後期には筒内圧上昇による再イオン
化により第2の山B2が観測される。
In FIG. 6A, the waveform in which the voltage sharply rises immediately after the fuel injection timing is the ion current waveform due to fuel combustion, and point A corresponds to the combustion start position, that is, the ignition timing. At this time, the current value is held at substantially 0 at the timing of the fuel injection. In addition, two peaks are observed in the ion current waveform. That is, in the early stage of combustion, the first peak B1 is generated by the active ions of the diffusion flame zone.
Is observed, and in the latter half of the combustion, the second peak B2 is observed by re-ionization due to an increase in the in-cylinder pressure.

【0046】この場合、ECU30は、イオン電流波形
の第1の山B1から実際の着火時期を検出すると共に、
該検出された実際の着火時期と目標着火時期との差をな
くすべく着火時期のフィードバック制御を実施する。ま
た、ECU30は、イオン電流波形の第2の山B2から
異常燃焼、失火等の燃焼状態を検出し、その検出結果を
燃料噴射制御に反映させる。こうしてイオン電流をエン
ジンの燃料噴射制御に反映させることにより、きめ細か
くエンジンの運転状態を制御することが可能となる。
In this case, the ECU 30 detects the actual ignition timing from the first peak B1 of the ion current waveform,
Feedback control of the ignition timing is performed to eliminate the difference between the detected actual ignition timing and the target ignition timing. Further, the ECU 30 detects a combustion state such as abnormal combustion or misfire from the second peak B2 of the ion current waveform, and reflects the detection result in fuel injection control. By reflecting the ion current in the fuel injection control of the engine in this manner, it is possible to control the operating state of the engine finely.

【0047】一方、図6の(b)においては、燃料噴射
のタイミングで許容レベル(しきい値Ith)を超える
漏洩電流が観測される。従って、当該状態では、発熱体
7の発熱作用により付着カーボンの除去が図られる。な
お、かかるカーボンの付着状態において、その状態を放
置しておくと、漏洩電流値が次第に大きくなり、やがて
第1の山との区別が困難になるおそれがあるが、そのよ
うな不都合も回避される。
On the other hand, in FIG. 6B, a leakage current exceeding an allowable level (threshold value Ith) is observed at the timing of fuel injection. Therefore, in this state, the attached carbon is removed by the heating action of the heating element 7. In the state where the carbon is attached, if the state is left as it is, the leakage current value gradually increases, and it may be difficult to distinguish the first peak from the first peak, but such an inconvenience is also avoided. You.

【0048】次に、本実施の形態における効果を説明す
る。 (a)以上詳述したように本実施の形態では、グロープ
ラグ1によるイオン電流検出状態下において、燃料噴射
のタイミングにて漏洩電流としての電流値Ipを検出
し、その電流値Ipが所定のしきい値Ith以上であれ
ば一時的にイオン電流検出状態から発熱体加熱状態へ移
行するようスイッチ回路25を操作するようにした。つ
まり、漏洩電流としての電流値Ipに基づいてセラミッ
ク発熱部6外周のカーボン付着状態を推定し、カーボン
付着量が許容値を超えるとみなされる状態であれば、グ
ロープラグ1の発熱作用により付着カーボンを焼き切る
ようにした。その結果、常に所望のイオン電流波形が検
出できることとなり、その検出結果を用いた着火時期検
出や失火検出等の処理を精度良く実施することができ
る。
Next, effects of the present embodiment will be described. (A) As described in detail above, in the present embodiment, under the ion current detection state by the glow plug 1, the current value Ip as the leakage current is detected at the timing of the fuel injection, and the current value Ip becomes a predetermined value. The switch circuit 25 is operated to temporarily shift from the ion current detection state to the heating element heating state if the threshold value Ith or more is reached. That is, based on the current value Ip as the leakage current, the state of carbon deposition on the outer periphery of the ceramic heat generating portion 6 is estimated. Was burned off. As a result, a desired ion current waveform can be always detected, and processes such as ignition timing detection and misfire detection using the detection result can be accurately performed.

【0049】(b)また、本実施の形態では、燃料噴射
のタイミングにて漏洩電流(電流値Ip)を検出するよ
うにした。つまり、燃料噴射のタイミングとは、ディー
ゼルエンジンの燃焼室圧力が上昇し、且つ燃料の燃焼直
前の時期に相当する。従って、上記の如くカーボンが付
着した状況下では、確実に漏洩電流を検出することがで
きる。
(B) In this embodiment, the leakage current (current value Ip) is detected at the timing of fuel injection. That is, the timing of the fuel injection corresponds to the timing when the pressure in the combustion chamber of the diesel engine increases and immediately before the combustion of the fuel. Therefore, under the condition that carbon is attached as described above, the leakage current can be detected reliably.

【0050】(c)以上のように、本実施の形態では付
着カーボンをその都度除去するため、イオン電流検出機
能を備えたグロープラグ1としての耐久性を向上させる
ことができる。
(C) As described above, in the present embodiment, since the adhering carbon is removed each time, the durability of the glow plug 1 having the ion current detecting function can be improved.

【0051】(d)さらに、本実施の形態のイオン電流
検出装置の構成においては、スイッチ回路25により発
熱体加熱状態とイオン電流検出状態とを切り替えると共
に、両状態にて使用する電源を共用化した(バッテリ2
1)。従って、イオン電流検出に関する構成が簡素化で
き、安価なイオン電流検出装置を提供することができ
る。
(D) Further, in the configuration of the ion current detection device of the present embodiment, the switching circuit 25 switches between the heating element heating state and the ion current detection state, and the power supply used in both states is shared. (Battery 2
1). Therefore, the configuration relating to ion current detection can be simplified, and an inexpensive ion current detection device can be provided.

【0052】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態について図7及び図8を用いて説明する。
但し、以下の実施の形態の構成において、上述した第1
の実施の形態と同等であるものについてはその説明を簡
略化する。そして、以下には第1の実施の形態との相違
点を中心に説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.
However, in the configuration of the following embodiment, the first
The description of what is equivalent to the embodiment is simplified. The following description focuses on differences from the first embodiment.

【0053】図7は、第2の実施の形態におけるイオン
電流検出システムの概要を示しており、同図では、電位
差計27の信号出力部にHPF(ハイパスフィルタ)4
1が接続されている。本実施の形態では、約200Hz
を越える周波数信号が通過できるよう前記HPF41が
構成されている。また、HPF41の出力は、比較手段
を構成する比較器42の非反転入力端子に接続されてい
る。比較器42は、その反転入力端子に入力されるしき
い値電圧Vthと前記HPF41の出力とを比較し、両
者の大小比較に応じた論理ハイレベル若しくは論理ロー
レベルの2値信号を信号処理装置としてのECU30に
出力する。
FIG. 7 shows an outline of an ion current detection system according to the second embodiment. In FIG. 7, an HPF (high-pass filter) 4 is provided at the signal output section of the potentiometer 27.
1 is connected. In this embodiment, about 200 Hz
The HPF 41 is configured to pass a frequency signal exceeding the frequency range. The output of the HPF 41 is connected to a non-inverting input terminal of a comparator 42 constituting a comparing unit. The comparator 42 compares a threshold voltage Vth input to its inverting input terminal with the output of the HPF 41, and outputs a binary signal of a logic high level or a logic low level according to the magnitude comparison between the two. Is output to the ECU 30.

【0054】上記構成のイオン電流検出システムは以下
のように動作する。なお、ECU30の制御動作は、基
本的に前記第1の実施の形態における図5に準ずるが、
本実施の形態では、付着カーボンの除去のためにスイッ
チ回路25を発熱体加熱状態にする頻度を少なくするた
め、イオン電流値Ipと比較判定するしきい値Ithを
前記第1の実施の形態での設定値よりも大きくしてい
る。つまり、上記第1の実施の形態では、付着カーボン
を除去することを主たる目的としていたため、漏洩電流
(イオン電流値Ip)を比較判定するためのしきい値I
th(図5のステップ180参照)が比較的低めの値に
設定されていたのに対し、本実施の形態では、検出され
るイオン電流が燃焼状態の判定可能な範囲内となる許容
最大値付近にてしきい値が設定されている(図8のIt
h1>図6(b)のIth)。
The ion current detection system having the above configuration operates as follows. The control operation of the ECU 30 is basically the same as that of FIG. 5 in the first embodiment,
In the present embodiment, in order to reduce the frequency of setting the switch circuit 25 to the heating element heating state in order to remove the adhered carbon, the threshold value Ith to be compared with the ion current value Ip is set in the first embodiment. Is larger than the set value. That is, in the first embodiment, since the main purpose is to remove the adhered carbon, the threshold value I for comparing and determining the leakage current (ion current value Ip) is set.
While th (see step 180 in FIG. 5) is set to a relatively low value, in the present embodiment, the detected ion current is around the allowable maximum value within the range where the combustion state can be determined. Is set as a threshold value (It in FIG. 8).
h1> Ith in FIG. 6 (b).

【0055】そして、ECU30が実行する図5のステ
ップ180では、燃料噴射時期でのイオン電流値Ipと
しきい値Ith1とが比較され、Ip≧Ith1が成立
する場合のみ、一時的にスイッチ回路25がイオン電流
検出状態から発熱体加熱状態に移行される。
In step 180 of FIG. 5 executed by the ECU 30, the ion current value Ip at the fuel injection timing is compared with the threshold value Ith1, and the switch circuit 25 is temporarily turned on only when Ip ≧ Ith1 is satisfied. The state is shifted from the ion current detection state to the heating element heating state.

【0056】従って、図8に示すように、若干量の漏洩
電流が流れたとしてもその際のイオン電流値Ipはしき
い値Ith1を下回り、イオン電流検出状態が維持され
ることになる。そして、この状態下において、HPF4
1の出力が比較器42に入力され、所定のしきい値電圧
Vthと比較される。この場合、HPF41の出力が立
ち上がるタイミング(図8のPのタイミング)は、燃料
の着火時期に相当するため、比較器42の出力(論理ハ
イレベルに立ち上がる信号)は燃料着火時期に相応した
ものとなる。そして、ECU30は比較器42の出力か
ら燃料着火時期を判定することになる。なお因みに、失
火状態にあれば、比較器42の出力が論理ハイレベルに
立ち上がることはなく、そのことからECU30は失火
発生を判定する。
Therefore, as shown in FIG. 8, even if a small amount of leakage current flows, the ion current value Ip at that time falls below the threshold value Ith1, and the ion current detection state is maintained. Then, in this state, the HPF4
1 is input to the comparator 42 and is compared with a predetermined threshold voltage Vth. In this case, the timing at which the output of the HPF 41 rises (the timing of P in FIG. 8) corresponds to the ignition timing of the fuel. Therefore, the output of the comparator 42 (the signal which rises to a logic high level) corresponds to the ignition timing of the fuel. Become. Then, the ECU 30 determines the fuel ignition timing from the output of the comparator 42. Incidentally, if there is a misfire state, the output of the comparator 42 does not rise to a logical high level, and the ECU 30 determines occurrence of misfire from that fact.

【0057】以上本実施の形態によれば、上記第1の実
施の形態にて説明した効果が得られるのは勿論のこと、
次に示す効果も付随して得られることになる。 (a)本実施の形態では、イオン電流検出器の信号出力
部に相当する電位差計27の出力にHPF41を設け、
その検出信号をECU30に入力するようにした。本構
成によれば、HPF41を回路に組み込むことで、グロ
ープラグ1のイオン検出用電極14にカーボンが付着し
ても燃焼時に発生するイオン電流と絶縁不良による漏洩
電流とを分離することができ、イオン電流が確実に検出
できるようになる。また、HPF41の出力波形により
着火時期等の燃焼状態情報を判定することで、その判定
処理が容易となる。
According to the present embodiment, the effects described in the first embodiment can be obtained, of course.
The following effects are also obtained. (A) In the present embodiment, the HPF 41 is provided at the output of the potentiometer 27 corresponding to the signal output unit of the ion current detector,
The detection signal is input to the ECU 30. According to this configuration, by incorporating the HPF 41 into the circuit, even if carbon adheres to the ion detection electrode 14 of the glow plug 1, an ion current generated during combustion and a leakage current due to insulation failure can be separated. The ion current can be reliably detected. Further, by determining the combustion state information such as the ignition timing based on the output waveform of the HPF 41, the determination process is facilitated.

【0058】(b)また、漏洩電流判定用のしきい値I
th1(図8参照)を許容最大値付近に設定した。要す
るに、本実施の形態の構成では、若干量の漏洩電流が流
れたとしてもその漏洩電流とイオン電流とが分離でき
る。従って、漏洩電流判定用のしきい値Ith1を許容
範囲内で大きくすれば、付着カーボンの焼き切り処理頻
度が少なくなる代りに、イオン電流が頻繁に検出できる
ようになり、それにつれて燃焼状態も頻繁に検出できる
という効果が得られる。
(B) Threshold value I for determining leakage current
th1 (see FIG. 8) was set near the allowable maximum value. In short, in the configuration of the present embodiment, even if a small amount of leakage current flows, the leakage current and the ionic current can be separated. Therefore, if the threshold value Ith1 for determining the leakage current is increased within the allowable range, the ion current can be frequently detected instead of the frequency of the burn-off processing of the adhering carbon, and accordingly, the combustion state frequently increases. The effect of being able to detect is obtained.

【0059】(c)HPF41の出力を比較器42に入
力し、該比較器42ではHPF41より入力した信号と
燃焼状態検出用のしきい値電圧Vthとを比較してその
比較結果をECU30に出力するようにした。この場
合、燃焼状態の検出処理が簡易に実施できるようにな
る。
(C) The output of the HPF 41 is input to a comparator 42, which compares the signal input from the HPF 41 with a threshold voltage Vth for detecting a combustion state, and outputs the comparison result to the ECU 30. I did it. In this case, the detection process of the combustion state can be easily performed.

【0060】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて実現できる。 (1)上記各実施の形態では、燃料噴射のタイミングで
漏洩電流(電流値Ip)を検出したが(図5のステップ
170)、これを変更してもよい。例えばTDC前の所
定クランク角にて漏洩電流を検出するようにしてもよ
い。この所定クランク角は、回転数センサ32の検出信
号から求められる所定番号のパルス出力タイミングとし
て与えられる。要するに、グロープラグ外周にカーボン
が付着した場合、露出電極とアース側との絶縁抵抗は燃
焼室内での圧力に依存する。そのため、漏洩電流の検出
時期は、燃料の着火前であって筒内圧の高い状態、即ち
圧縮行程時であればよい。但し、グロープラグ外周に多
量のカーボンが付着した場合には、いずれのタイミング
においても漏洩電流が観測されるため、望ましくは上記
の如く圧縮行程で漏洩電流を検出することとするが、こ
れに限定されるものではない。
The embodiment of the present invention can be realized in the following modes other than the above. (1) In the above embodiments, the leakage current (current value Ip) is detected at the timing of fuel injection (step 170 in FIG. 5), but this may be changed. For example, the leakage current may be detected at a predetermined crank angle before TDC. The predetermined crank angle is given as a pulse output timing of a predetermined number obtained from a detection signal of the rotation speed sensor 32. In short, when carbon adheres to the outer periphery of the glow plug, the insulation resistance between the exposed electrode and the earth side depends on the pressure in the combustion chamber. Therefore, the detection time of the leakage current may be any time before the fuel is ignited and in the state where the in-cylinder pressure is high, that is, during the compression stroke. However, when a large amount of carbon adheres to the outer periphery of the glow plug, a leakage current is observed at any timing. Therefore, it is desirable to detect the leakage current in the compression stroke as described above. It is not something to be done.

【0061】(2)また、上記各実施の形態では、図5
のステップ200において、予め設定されている所定時
間(2秒間)だけスイッチ回路25を発熱体加熱状態で
保持させたが、この保持時間を可変設定するようにして
もよい。例えば図9に示すように、図5のステップ17
0で読み込まれた電流値Ipに応じて発熱体加熱状態を
保持する時間(保持時間)を設定する。図9によれば、
電流値Ip(漏洩電流)が大きくなるほど、保持時間が
長くなるように設定される。この場合、付着カーボンを
より一層確実に除去することができる。なお、図9に示
す特性を非線型関数にて与えておくこともできる。
(2) In each of the above embodiments, FIG.
In step 200, the switch circuit 25 is held in the heating element heating state for a predetermined time (two seconds) set in advance. However, the holding time may be variably set. For example, as shown in FIG.
The time (holding time) for maintaining the heating element heating state is set according to the current value Ip read at 0. According to FIG.
The holding time is set to be longer as the current value Ip (leakage current) becomes larger. In this case, the attached carbon can be more reliably removed. Note that the characteristic shown in FIG. 9 can be given by a non-linear function.

【0062】(3)グロープラグの形状を次のように変
更してもよい。つまり、発熱体7とイオン検出用電極1
4とを別体とし、これらを電気的に接続する構成として
もよい。要は、耐熱性絶縁体8の一部に露出する露出電
極部が設けられた構成であればよい。
(3) The shape of the glow plug may be changed as follows. That is, the heating element 7 and the electrode 1 for ion detection
4 may be separately provided, and these may be electrically connected. In short, any structure may be used as long as an exposed electrode portion exposed on a part of the heat-resistant insulator 8 is provided.

【0063】また、上記各実施の形態では、オールセラ
ミックタイプのグロープラグを使用したが、他のグロー
プラグを使用してもよい。例えば、発熱体としてのコイ
ル状の金属線(例えば、タングステン線)をセラミック
材料からなる耐熱性絶縁体に埋設し、その金属線の一部
に、燃焼火炎に晒されるイオン検出用電極(露出電極
部)を電気的に接続する。この場合にも、イオン電流検
出機能を兼ね備えた安価なグロープラグを提供すること
ができる。また、発熱体の発熱性能も長期にわたって維
持できる。
In each of the above embodiments, an all-ceramic glow plug is used, but another glow plug may be used. For example, a coil-shaped metal wire (for example, a tungsten wire) as a heating element is embedded in a heat-resistant insulator made of a ceramic material, and a part of the metal wire has an ion detection electrode (exposed electrode) exposed to a combustion flame. Section) is electrically connected. Also in this case, an inexpensive glow plug having an ion current detecting function can be provided. In addition, the heat generation performance of the heating element can be maintained for a long time.

【0064】(4)上記各実施の形態では、発熱体加熱
状態とイオン電流検出状態とを切替えるために2つの2
位置切替スイッチ23,24からなるスイッチ回路25
を用いたが、これを変更してもよい。例えば、大電流を
制御可能な半導体スイッチ(トランジスタ、サイリスタ
等)に変更してもよく、要するに上記2つの状態を切替
え可能な手段であればよい。
(4) In each of the above-described embodiments, two switching modes are used to switch between the heating element heating state and the ion current detection state.
Switch circuit 25 including position changeover switches 23 and 24
Was used, but this may be changed. For example, the switch may be changed to a semiconductor switch (transistor, thyristor, or the like) capable of controlling a large current. In short, any means capable of switching between the above two states may be used.

【0065】(5)上記各実施の形態では、発熱体加熱
状態とイオン電流検出状態とにおいて共通の直流電源
(車載バッテリ21)を用いたが、2つの直流電源を用
いる構成としてもよい。具体的には、発熱体7を加熱す
るための発熱体加熱用電源と、イオン電流を検出するた
めのイオン電流検出用電源とを用意し、例えば発熱体加
熱用電源として定格12V(ボルト)の直流電源(車載
バッテリ)を用い、イオン電流検出用電源として定格5
0V(ボルト)の直流電源を用いる。
(5) In each of the above embodiments, a common DC power supply (vehicle-mounted battery 21) is used in the heating element heating state and the ion current detection state. However, a configuration using two DC power supplies may be used. Specifically, a heating element heating power supply for heating the heating element 7 and an ion current detection power supply for detecting an ion current are prepared. For example, a rated 12 V (volt) power supply is used as the heating element heating power supply. Uses a DC power supply (vehicle-mounted battery), rated 5 as a power supply for ion current detection
A DC power supply of 0 V (volt) is used.

【0066】(6)上記各実施の形態では、渦流室を有
するディーゼルエンジンの燃焼イオンを検出するイオン
電流検出装置に本発明を適用したが、燃料を燃焼室内に
直接噴射する、いわゆる直噴型エンジンに本発明を適用
してもよい。また、他の装置に本発明を適用することも
できる。例えば、ガソリンエンジンの排気管中で未燃燃
料を燃焼させる装置において、その未燃燃料の燃焼に伴
う燃焼イオンを本発明のイオン電流検出装置により検出
することも可能である。この場合、当該装置により検出
されたイオン電流から未燃燃料の燃焼状態が判定でき
る。
(6) In each of the above embodiments, the present invention is applied to the ion current detecting device for detecting combustion ions of a diesel engine having a swirl chamber. However, a so-called direct injection type fuel is directly injected into the combustion chamber. The present invention may be applied to an engine. Further, the present invention can be applied to other devices. For example, in a device that burns unburned fuel in the exhaust pipe of a gasoline engine, it is possible to detect combustion ions accompanying the combustion of the unburned fuel by the ion current detection device of the present invention. In this case, the combustion state of the unburned fuel can be determined from the ionic current detected by the device.

【0067】(7)上記第2の実施の形態では、HPF
41の出力を比較器42に入力する構成としたが、これ
を変更してもよい。例えばHPF41の出力を直接EC
U30に入力し、ECU30内で着火時期の判定や失火
の有無を演算処理するようにしてもよい。この場合に
は、ECU30が請求項記載の比較手段に相当する。
(7) In the second embodiment, the HPF
Although the output of 41 is input to the comparator 42, this may be changed. For example, the output of HPF41 is directly EC
The information may be input to U30, and the ignition timing may be determined and the presence or absence of misfire may be processed in the ECU 30. In this case, the ECU 30 corresponds to the comparing means described in the claims.

【0068】(8)上記第2の実施の形態では、HPF
41のカットオフ周波数を200Hzとしたが、これを
変更してもよい。要は、燃焼時に発生するイオン電流と
絶縁不良による漏洩電流とが分離できる範囲内でHPF
のカットオフ周波数を設定すればよい。本発明者の実験
によれば、50Hz〜5kHzの範囲内であれば既述の
効果が得られ、より望ましくは100〜500Hzの範
囲内で設定するとよいことが確認されている。また、H
PFを例えばCR回路からなる微分回路に変更してもよ
い。
(8) In the second embodiment, the HPF
Although the cutoff frequency of 41 is 200 Hz, this may be changed. In short, the HPF must be within a range where the ion current generated during combustion and the leakage current due to insulation failure can be separated.
May be set. According to the experiment of the present inventor, it has been confirmed that the above-mentioned effect is obtained when the frequency is in the range of 50 Hz to 5 kHz, and more desirably, the frequency is set in the range of 100 to 500 Hz. Also, H
For example, the PF may be changed to a differentiating circuit including a CR circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】発明の実施の形態におけるグロープラグの概要
を示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a glow plug according to an embodiment of the present invention.

【図2】グロープラグの要部を拡大して示す断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the glow plug.

【図3】イオン電流検出システムの概要を示すものであ
って、発熱体加熱状態を示す構成図。
FIG. 3 is a schematic view of the ion current detection system, showing a heating element in a heated state.

【図4】イオン電流検出システムの概要を示すものであ
って、イオン電流検出状態を示す構成図。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an outline of an ion current detection system and illustrating an ion current detection state.

【図5】スイッチ回路の切替え手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for switching a switch circuit.

【図6】イオン電流波形の一例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of an ion current waveform.

【図7】第2の実施の形態におけるイオン電流検出シス
テムの概要を示す構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an outline of an ion current detection system according to a second embodiment.

【図8】第2の実施の形態において、イオン電流の処理
動作を表すタイムチャート。
FIG. 8 is a time chart illustrating an ion current processing operation in the second embodiment.

【図9】他の実施の形態において、イオン電流検出状態
下でスイッチ回路を発熱体加熱状態に一時的に保持させ
る時間を設定するための線図。
FIG. 9 is a diagram for setting a time period for temporarily holding a switch circuit in a heating element heating state under an ion current detection state in another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…グロープラグ、7…発熱体、14…露出電極部とし
てのイオン検出用電極、17…燃焼室をなす渦流室、2
1…バッテリ(電源)、25…スイッチング手段として
のスイッチ回路、26…イオン電流検出器を構成するイ
オン電流検出用抵抗、27…イオン電流検出器を構成す
る電位差計、30…漏洩電流検出手段,操作手段,信号
処理装置を構成するECU(電子制御装置)、41…H
PF(ハイパスフィルタ)、42…比較手段としての比
較器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glow plug, 7 ... Heating element, 14 ... Electrode for electrode detection as an exposed electrode part, 17 ... Swirl chamber which forms a combustion chamber, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery (power supply), 25 ... Switch circuit as a switching means, 26 ... Ion current detection resistance which comprises an ion current detector, 27 ... Potentiometer which comprises an ion current detector, 30 ... Leakage current detection means Operation means, ECU (electronic control device) constituting a signal processing device, 41 ... H
PF (high pass filter), 42... A comparator as comparing means.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電源からの給電により発熱する発熱体を有
すると共に、一部に他より絶縁された露出電極部を有す
るグロープラグを有し、当該グロープラグを用いて燃焼
室内での燃料燃焼時に発生するイオン電流を検出するイ
オン電流検出装置であって、 前記グロープラグによる発熱体の加熱状態と、同グロー
プラグによるイオン電流検出状態とを切り替えるスイッ
チング手段と、 前記グロープラグによるイオン電流検出状態下におい
て、燃料着火前の所定時期に前記露出電極部より流れる
漏洩電流を検出する漏洩電流検出手段と、 前記漏洩電流検出手段により検出された漏洩電流が所定
のしきい値よりも大きければ一時的にイオン電流検出状
態から発熱体加熱状態へ移行するよう前記スイッチング
手段を操作する操作手段とを備えることを特徴とするイ
オン電流検出装置。
A glow plug having a heating element for generating heat by power supply from a power supply and having an exposed electrode part partially insulated from the other is used for fuel combustion in a combustion chamber using the glow plug. An ion current detection device that detects an generated ion current, comprising: a switching unit that switches between a heating state of a heating element by the glow plug and an ion current detection state by the glow plug; and an ion current detection state by the glow plug. A leak current detecting means for detecting a leak current flowing from the exposed electrode portion at a predetermined time before fuel ignition, and temporarily if the leak current detected by the leak current detecting means is larger than a predetermined threshold value Operating means for operating the switching means to shift from the ion current detection state to the heating element heating state. Ion current detection device according to symptoms.
【請求項2】前記漏洩電流検出手段は、燃焼室内の圧力
上昇時に漏洩電流を検出するものである請求項1に記載
のイオン電流検出装置。
2. The ion current detection device according to claim 1, wherein said leakage current detection means detects a leakage current when the pressure in the combustion chamber rises.
【請求項3】前記漏洩電流検出手段は、燃焼室内への燃
料噴射のタイミングに対応して漏洩電流を検出するもの
である請求項1に記載のイオン電流検出装置。
3. The ion current detecting device according to claim 1, wherein said leakage current detecting means detects a leakage current in accordance with a timing of fuel injection into a combustion chamber.
【請求項4】前記操作手段は、前記漏洩電流検出手段に
より検出された漏洩電流値に応じた時間だけスイッチン
グ手段を発熱体加熱状態に保持する請求項1〜請求項3
のいずれかに記載のイオン電流検出装置。
4. The operating means holds the switching means in the heating element heating state for a time corresponding to a leakage current value detected by the leakage current detecting means.
The ion current detection device according to any one of the above.
【請求項5】イオン電流を検出するためのイオン電流検
出器の信号出力部にハイパスフィルタを設け、その検出
信号を信号処理装置に入力する請求項1〜請求項4のい
ずれかに記載のイオン電流検出装置。
5. The ion according to claim 1, wherein a high-pass filter is provided in a signal output section of the ion current detector for detecting the ion current, and the detection signal is input to a signal processing device. Current detector.
【請求項6】請求項5に記載のイオン電流検出装置にお
いて、 前記操作手段による漏洩電流判定用のしきい値を許容最
大値付近に設定したことを特徴とするイオン電流検出装
置。
6. The ion current detecting apparatus according to claim 5, wherein a threshold value for determining a leakage current by said operating means is set near an allowable maximum value.
【請求項7】前記ハイパスフィルタの出力信号を入力
し、該入力した信号と燃焼状態検出用しきい値とを比較
する比較手段を備える請求項5又は請求項6に記載のイ
オン電流検出装置。
7. The ion current detection device according to claim 5, further comprising comparison means for inputting an output signal of the high-pass filter and comparing the input signal with a combustion state detection threshold value.
JP04925897A 1996-04-10 1997-03-04 Ion current detector Expired - Fee Related JP3605989B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04925897A JP3605989B2 (en) 1996-06-26 1997-03-04 Ion current detector
US08/973,799 US6483079B2 (en) 1996-04-10 1997-04-10 Glow plug and method of manufacturing the same, and ion current detector
EP97915709A EP0834652B1 (en) 1996-04-10 1997-04-10 Glow plug, its production process and ion current detector
PCT/JP1997/001254 WO1997038223A1 (en) 1996-04-10 1997-04-10 Glow plug, its production process and ion current detector

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16646996 1996-06-26
JP8-166469 1996-06-26
JP04925897A JP3605989B2 (en) 1996-06-26 1997-03-04 Ion current detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1073070A true JPH1073070A (en) 1998-03-17
JP3605989B2 JP3605989B2 (en) 2004-12-22

Family

ID=26389634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04925897A Expired - Fee Related JP3605989B2 (en) 1996-04-10 1997-03-04 Ion current detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3605989B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6150634A (en) * 1998-11-13 2000-11-21 Beru Ag Glow plug with electronic component for switching between heating and ion sensing functions
LU90494B1 (en) * 1999-12-24 2001-06-25 Delphi Tech Inc Glow plug arrangement and method for operating said arrangement
US6414273B1 (en) * 2000-03-22 2002-07-02 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glow plug control apparatus, glow plug, and method of detecting ions in engine combustion chamber

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6150634A (en) * 1998-11-13 2000-11-21 Beru Ag Glow plug with electronic component for switching between heating and ion sensing functions
LU90494B1 (en) * 1999-12-24 2001-06-25 Delphi Tech Inc Glow plug arrangement and method for operating said arrangement
EP1164285A2 (en) * 1999-12-24 2001-12-19 Delphi Technologies, Inc. Glow plug arrangement and method for operating said arrangement
EP1164285A3 (en) * 1999-12-24 2002-07-17 Delphi Technologies, Inc. Glow plug arrangement and method for operating said arrangement
US6414273B1 (en) * 2000-03-22 2002-07-02 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glow plug control apparatus, glow plug, and method of detecting ions in engine combustion chamber

Also Published As

Publication number Publication date
JP3605989B2 (en) 2004-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3605965B2 (en) Glow plug
EP0834652B1 (en) Glow plug, its production process and ion current detector
US5893993A (en) Glow plug with ion sensing electrode
JP3650266B2 (en) Control device for oxygen sensor with heater
JP3704869B2 (en) Glow plug, ion current detection device using glow plug, and method for manufacturing glow plug
JPH08327586A (en) Abnormality diagnostic device for oxygen sensor
JPH0921310A (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3834889B2 (en) Glow plug
JP3605990B2 (en) Ion current detection device and glow plug used therein
JP3605989B2 (en) Ion current detector
JP3674231B2 (en) Glow plug and manufacturing method thereof
JP3814873B2 (en) Ion current detector
JP3785699B2 (en) Glow plug
JPH11264811A (en) Device for controlling heater of air-fuel ratio sensor
JPH10110952A (en) Glow plug
JP3785698B2 (en) Glow plug
JPH10110950A (en) Glow plug and its manufacture
JPH1182271A (en) Abnormality detection device for diesel engine
JP3823394B2 (en) Glow plug
JP3785697B2 (en) Glow plug
JP3794158B2 (en) Glow plug for ion current detection
JP2002054547A (en) Misfire detector of internal combustion engine
JPH1144282A (en) Ion current detecting device
JP3785696B2 (en) Glow plug
JP2002013735A (en) Glow plug

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040914

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20040927

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees