(57)【要約】      （修正有）【課題】煤の検出精度を向上させるために、放電センサの一対の電極から生ずる放電電圧の変動を最小限に抑制するようにした煤検出装置を提供する。【解決手段】切替回路６００のリレー６２０が駆動回路６１０により駆動されるとともに、高電圧発生回路５００が、パルス信号発生回路４１０からの各パルス信号に基づくトランジスタ４２０の導通毎に、高電圧を発生すると、この高電圧は、リレー６２０の駆動に伴う両リレースイッチ６２２、６２３の閉成のもとに、放電センサ２００に印加される。これにより、中心電極２３２の付着物が放電センサ２００の放電によりクリーニング処理される。その後に、リレー６２０が停止すると、高電圧発生回路５００からの高電圧が、リレー６２０に停止に伴う両リレースイッチ６２４、６２５の閉成のもとに、放電センサ２００に印加される。これにより放電センサ６２０から生ずる放電電圧に基づき第１煤濃度信号が検出される。【選択図】図１
2008209400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧を発生する高電圧発生手段と、
被検出雰囲気中に配置される一対の電極を有し、当該一対の電極間に前記高電圧を印加した際、前記被検出雰囲気中の煤に依存する放電電圧にて火花放電する放電センサと、
所定の電圧極性を有する高電圧を印加して前記放電センサに火花放電が発生した時の第１放電電圧を検出する第１検出手段と、
前記第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力する第１出力手段とを備える煤検出装置において、
前記高電圧発生手段から前記一対の電極へ印加される前記高電圧の電圧極性を前記所定の電圧極性とは逆の電圧極性に切り替える切替手段を備えることを特徴とする煤検出装置。
【請求項２】
前記第１出力手段は、複数の前記第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の煤検出装置。
【請求項３】
前記逆の電極極性を有する高電圧を印加して前記放電センサに逆火花放電が発生した時の第２放電電圧を検出する第２検出手段と、
前記第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力する第２出力手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の煤検出装置。
【請求項４】
前記第２出力手段は、複数の前記第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の煤検出装置。
【請求項５】
前記第１煤濃度信号及び前記第２煤濃度信号の両方に基づき煤濃度を評価する評価手段とを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の煤検出装置。
【請求項６】
前記評価手段は、前記第１煤濃度信号及び前記第２煤濃度信号を互いに加算、減算、積算、除算の少なくとも何れかを行い、煤濃度を評価することを特徴とする請求項５に記載の煤検出装置。
【請求項７】
前記高電圧発生手段は、
スイッチング作動を行うスイッチング手段と、
当該スイッチング手段に接続される低圧側コイルと前記放電センサに接続される高圧側コイルとを有し、前記スイッチング手段のスイッチング作動に基づき直流電源から前記低圧側コイルに印加される電圧を昇圧して前記高圧側コイルから高電圧を発生する変圧手段とを備え、
前記切替手段は、
前記変圧手段から前記一対の電極へ印加される前記高電圧の電圧極性が前記所定の電圧極性とは逆の電圧極性となるように前記低圧側コイルの前記直流電源に対する接続を切り換える接続切り換え手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の煤検出装置。
【請求項８】
前記高電圧発生手段は、
スイッチング作動を行うスイッチング手段と、
当該スイッチング手段に接続される低圧側コイルと前記放電センサに接続される高圧側コイルとを有し、前記スイッチング手段のスイッチング作動に基づき直流電源から前記低圧側コイルに印加される電圧を昇圧して前記高圧側コイルから高電圧を発生する変圧手段とを備え、
前記切替手段は、
前記変圧手段から前記一対の電極へ印加される前記高電圧の電圧極性が前記所定の電圧極性とは逆の電圧極性となるように前記高圧側コイルの前記一対の電極に対する接続を切り換える接続切り換え手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の煤検出装置。
【請求項９】
被検出雰囲気中に配置される一対の電極を有してなる放電センサの前記一対の電極間に所定の電圧極性にて高電圧を印加し、前記検出雰囲気中の煤に依存する電圧にて火花放電させる放電ステップと、
前記放電ステップにて前記放電センサに火花放電を発生させた時の第１放電電圧を検出する第１検出ステップと、前記第１検出ステップにて検出された前記第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力する第１出力ステップと、を備える煤検出方法において、
前記一対の電極間に印加する高電圧を前記所定の電圧極性または前記所定の電圧極性とは逆の電圧極性のいずれかに切り替える切替ステップと、
前記放電センサの前記一対の電極間に前記逆の電圧極性にて高電圧を印加した際、前記検出雰囲気中の煤に依存する電圧にて逆火花放電させる逆放電ステップとを備えることを特徴とする煤検出方法。
【請求項１０】
前記第１出力ステップは、複数の前記第１検出ステップにて検出された複数の第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力することを特徴とする請求項９に記載の煤検出方法。
【請求項１１】
最初の前記放電ステップよりも前に、前記逆放電ステップを備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の煤検出方法。
【請求項１２】
前記放電ステップと、前記逆放電ステップとは交互に行われることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の煤検出方法。
【請求項１３】
前記放電ステップと、前記逆放電ステップとはそれぞれ複数回行われることを特徴とする請求項１２に記載の煤検出方法。
【請求項１４】
前記逆放電ステップの回数は、前記放電ステップの回数の１０％以上であることを特徴とする請求項１３に記載の煤検出方法。
【請求項１５】
前記放電センサは、前記一対の電極のいずれか一方を覆う絶縁体と該絶縁体に設けられたヒータとを有し、
前記ヒータの通電を行い、前記絶縁体に付着する煤を燃焼させるヒータ通電ステップを、備え、
前記ヒータ通電ステップ後に前記逆放電ステップを行うことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の煤検出方法。
【請求項１６】
前記逆放電ステップにて前記放電センサに逆火花放電が発生した時の第２放電電圧を検出する第２検出ステップと、
前記第２検出ステップにて検出された前記第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力する第２出力ステップと、を備える請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の煤検出方法。
【請求項１７】
前記第２出力ステップは、複数の前記第２検出ステップにて検出された複数の第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することを特徴とする請求項１６に記載の煤検出方法。  
【請求項１８】
前記第１煤濃度信号及び前記第２煤濃度信号の両方に基づき煤濃度を評価する評価ステップを備えることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の煤検出方法。
【請求項１９】
前記評価ステップでは、前記第１煤濃度信号及び前記第２煤濃度信号を互いに加算、減算、積算、除算の少なくともいずれかを行い、煤濃度を評価することを特徴とする請求項１８に記載の煤検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の燃料燃焼機器の排気に含有される煤を検出するための煤検出装置及び煤検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の煤検出装置としては、例えば、下記実用新案文献１に記載のスモーク検出装置が提案されている。このスモーク検出装置は、排気ガス中に設けた一対の電極間に電圧を印加して、一対の電極間に火花放電を発生させ、この火花放電が発生した時の放電電圧に基づき排気ガス中の煤の濃度を検出している。
【特許文献１】実開昭６４−５０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記スモーク検出装置によると、放電電圧が、排気ガス中の煤の濃度如何にかかわらず、大きく変動してしまい、その結果、煤の検出精度が低下するという現象を招く。
【０００４】
この現象について検討してみたところ、上記スモーク検出装置の使用過程においては、例えば、排気ガス中の煤等が、上記一対の電極のうち負側電極には付着しにくいものの、正側電極に付着してしまうことが確認された。そして、その結果、放電電圧の大きな変動を招く原因であることが確認された。
【０００５】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処すべく、煤の検出精度を向上させるために、放電センサの一対の電極から生ずる放電電圧の変動を最小限に抑制するようにした煤検出装置及び煤検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、請求項１の記載によれば、
高電圧を発生する高電圧発生手段と、被検出雰囲気中に配置される一対の電極を有し、当該一対の電極間に高電圧を印加した際、上記被検出雰囲気中の煤に依存する放電電圧にて火花放電する放電センサと、
所定の電極極性を有する高電圧を印加して前記放電センサに火花放電が発生した時の第１放電電圧を検出する第１検出手段と、
上記第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力する第１出力手段とを備える煤検出装置において、
高電圧発生手段から上記一対の電極へ印加される上記高電圧の電圧極性を上記所定の電圧極性とは逆の電圧極性に切り替える切替手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
このように、切替手段を有することで、放電センサの一対の電極間に逆の電圧極性の高電圧を印加することができる。これにより、所定の電極極性にて通常使用された場合に正側電極となって煤等の付着物が付着したとしても、逆の電極極性にて負側電極となり、この付着物が、適正にクリーニングできる。
【０００８】
すると、正側電極として通常使用される際に付着物が存在しないことから、一対の電極間に発生する放電電圧は、付着物に影響されることなく、非常に安定する。その結果、煤検出装置による煤の検出精度が良好に確保できる。
【０００９】
さらに、本発明は、請求項２の記載によれば、第１出力手段は、複数の第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力することが好ましい。これにより、１つの第１放電電圧に基づいて第１煤濃度信号を出力するよりも煤の検出精度がより高まる。なお、「複数の第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力する」とは、複数の第１放電電圧の平均値から第１煤濃度検出信号を出力することが挙げられる。
【００１０】
さらに、本発明は、請求項３の記載によれば、逆の電極極性を有する高電圧を印加して放電センサに逆火花放電が発生した時の第２放電電圧を検出する第２検出手段と、第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力する第２出力手段と、を備えることが好ましい。このように、クリーニングに用いるための逆火花放電においても、被検出雰囲気中の煤に依存する第２放電電圧にて通常使用された場合とは逆向きに火花放電する。そのため、その第２放電電圧を検出し、第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することで、クリーニング中であっても煤を検出することができる。
【００１１】
さらに、本発明は、請求項４の記載によれば、第２出力手段は、複数の第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することが好ましい。これにより、１つの第２放電電圧に基づいて第２煤濃度信号を出力するよりも煤の検出精度がより高まる。なお、「複数の第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力する」とは、複数の第２放電電圧の平均値から第２煤濃度検出信号を出力することが挙げられる。
【００１２】
さらに、本発明は、請求項５の記載によれば、第１煤濃度信号および第２煤濃度信号の両方に基づき煤濃度を評価する評価手段とを備えることが好ましい。これにより、第１煤濃度信号のみを用いて煤を検出する場合や、第２煤濃度信号のみを用いて煤を検出する場合よりも煤の検出精度がより高まる。なお、「第１煤濃度信号及び第２煤濃度信号の両方に基づく」とは、請求項６に記載のように、加算、減算、積算、除算の少なくともいずれかを行うようにすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、請求項７の記載によれば、高電圧発生手段は、スイッチング作動を行うスイッチング手段と、当該スイッチング手段に接続される低圧側コイルと放電センサに接続される高圧側コイルとを有し、スイッチング手段のスイッチング作動に基づき直流電源から低圧側コイルに印加される電圧を昇圧して高圧側コイルから高電圧を発生する変圧手段とを備え、切替手段は、変圧手段から上記一対の電極への上記高電圧の電圧極性が所定の電圧極性とは逆の電圧極性となるように低圧側コイルの直流電源に対する接続を切り換える接続切り換え手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
これにより、接続切り換え手段によって変圧手段から上記一対の電極に印加される高電圧を所定の電圧極性又は逆の電圧極性にすることができる。
【００１５】
また、本発明は、請求項８の記載によれば、高電圧発生手段は、スイッチング作動を行うスイッチング手段と、当該スイッチング手段に接続される低圧側コイルと放電センサに接続される高圧側コイルとを有し、スイッチング手段のスイッチング作動に基づき直流電源から低圧側コイルに印加される電圧を昇圧して高圧側コイルから高電圧を発生する変圧手段とを備え、
切替手段は、変圧手段から一対の電極への上記高電圧の電圧極性が所定の電圧極性とは逆の電圧極性となるように高圧側コイルの上記一対の電極に対する接続を切り換える接続切り換え手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
このように、請求項７に記載の発明とは異なり、変圧手段から一対の電極への上記高電圧の電圧極性が上記所定の電圧極性またはこの所定の電圧極性とは逆の電圧極性となるように高圧側コイルの上記一対の電極に対する接続を切り換えるようにしても達成できる。
【００１７】
また、本発明は、請求項９の記載によれば、被検出雰囲気中に配置される一対の電極を有してなる放電センサの一対の電極間に所定の電圧極性にて高電圧を印加し、前記検出雰囲気中の煤に依存する電圧にて火花放電させる放電ステップと、該放電ステップにて放電センサに火花放電を発生させた時の第１放電電圧を検出する第１検出ステップと、該第１検出ステップにて検出された第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力する第１出力ステップとを備える煤検出方法において、一対の電極間に印加する高電圧を所定の電圧極性または所定の電圧極性とは逆の電圧極性のいずれかに切り替える切替ステップと、放電センサの一対の電極間に逆の電極極性にて高電圧を印加した際、検出雰囲気中の煤に依存する電圧にて逆火花放電させる逆火花放電ステップとを備えることを特徴とする。
【００１８】
このように、切替ステップ及び逆放電ステップを備えることで、放電センサの一対の電極間に逆の電極極性の高電圧を印加することができる。これにより、所定の電極極性にて通常使用された場合に正側電極となって煤等の付着物が付着したとしても、逆の電極極性にて負側電極となり、この付着物が適正にクリーニングできる。
【００１９】
すると、正側電極として通常使用される際に付着物が存在しないことから、一対の電極間に発生する放電電圧は、上記付着物に影響されることなく、非常に安定する。その結果、煤の検出精度が良好に確保できる。
【００２０】
さらに、本発明は、請求項１０の記載によれば、第１出力ステップは、複数の第１検出ステップにて検出された複数の第１放電電圧に基づき第１煤濃度信号を出力することが好ましい。これにより、１つの第１放電電圧に基づいて第１煤濃度信号を出力するよりも煤の検出精度がより高まる。
【００２１】
さらに、本発明は、請求項１１の記載によれば、最初の放電ステップよりも前に、逆放電ステップを備えることが好ましい。これにより、最初の放電ステップにて煤を検出する時点から正側電極の付着物が除去されていることとなり、安定した放電電圧が検出でき、煤の検出が精度よく確保できる。
【００２２】
さらに、本発明は、請求項１２の記載によれば、放電ステップと、逆放電ステップとは交互に行われることが好ましい。このように、高電圧の極性切替による交互印加により、正側電極に対する付着物が常に付着することを防止でき、正側電極のクリーニング状態を維持しつつ、煤を精度よく検出できる。
【００２３】
さらに、本発明は、請求項１３の記載によれば、放電ステップと逆放電ステップとはそれぞれ複数回行われることが好ましい。このように、放電ステップと逆放電ステップを複数回行うことで、これにより、煤の検出を連続的に行っても、付着物が常時クリーニングされ続けて正側電極に付着しないため、煤の検出結果の変動を抑制できる。なお、好ましくは、請求項１４の記載のように、逆放電ステップの回数は、放電ステップの回数の１０％以上であることが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明は、請求項１５の記載によれば、放電センサは、一対の電極のいずれか一方を覆う絶縁体と該絶縁体に設けられたヒータとを有し、前記ヒータの通電を行い、絶縁体に貼着する煤を燃焼させるヒータ通電ステップを備え、ヒータ通電ステップ後に逆放電ステップを行うことが好ましい。このように、放電センサには、絶縁体に付着する煤を除去するためのヒータが設けられている場合がある。この場合、ヒータ通電ステップにてヒータに通電を行うことで、ヒータが発熱し、絶縁体に付着した煤が除去される。このとき、ヒータ通電ステップ後に逆放電ステップを行うことで、放電センサに煤等の付着物が一層付着していないことになり、次回の煤検出の際に安定した放電電圧のもとに、煤濃度が精度よく検出できる。
【００２５】
さらに、本発明は、請求項１６の記載によれば、逆放電ステップにて放電センサに逆火花放電が発生した時の第２放電電圧を検出する第２検出ステップと、第２検出ステップにて検出された第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力する第２出力ステップとを備えることが好ましい。このように、クリーニングに用いるための逆火花放電においても、被検出雰囲気中の煤に依存する第２放電電圧にて通常使用された場合とは逆向きに火花放電する。そのため、その第２放電電圧を検出し、第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することで、クリーニング中であっても煤を検出することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、請求項１７の記載によれば、第２出力ステップは、複数の第２検出ステップにて検出された複数の複数の第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することが好ましい。これにより、１つの第２放電電圧に基づいて第２煤濃度信号を出力するよりも煤の検出精度がより高まる。
【００２７】
さらに、本発明は、請求項１８の記載によれば、第１煤濃度信号および第２煤濃度信号の両方に基づき煤濃度を評価する評価ステップを備えることが好ましい。これにより、第１煤濃度信号のみを用いて煤を検出する場合や、第２煤濃度信号のみを用いて煤を検出する場合よりも煤の検出精度がより高まる。なお、「第１煤濃度信号及び第２煤濃度信号の両方に基づく」とは、請求項１９に記載のように、加算、減算、積算、除算の少なくともいずれかを行うようにすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、車両用ディーゼル内燃機関１００に適用された本発明に係る煤検出装置の第１実施形態を示している。ディーゼル内燃機関１００は、機関本体１１０及びこの機関本体１１０の燃焼室から延出する排気管１２０を備えている。なお、排気管１２０は、車両の車体を介し接地されている。
【００２９】
ディーゼル内燃機関１００は、始動用キースイッチ１３０のオン操作に伴うバッテリ１４０からの給電により始動し、燃料である軽油を、上記燃焼室内で圧縮された空気に供給して着火燃焼させ、排気ガスを上記燃焼室から排気管１２０を通して外部に排出する。なお、パティキュレートフィルタ１５０（以下、ＤＰＦ１５０という）は、排気管１２０に介装されており、このＤＰＦ１５０は、排気管１２０に流れる排気ガスからパティキュレートを捕捉して、この捕捉後の排気ガスを下流側へ流出させる。
【００３０】
排気管１２０には、放電センサ２００が挿入されており、この放電センサ２００は、絶縁体２１０、円筒状の主体金具２２０及び中心電極部材２３２を有する。絶縁体２１０は、主体金具２２０に挿通されている。
【００３１】
ここで、中心電極２３２は、絶縁体２１０から突出しており、先端部（電極部）は、主体金具２２０からＬ字状に延出する外側電極２４０の電極部２４１に対向している。また、中心電極２３２に接続する端子部材２３１が絶縁体２１０の基端部から延出している。なお、中心電極２３２の電極部は、外側電極２４０の電極部２４１と共に、放電センサ２００の放電部２５０を構成している。
【００３２】
このように構成した放電センサ２００は、外側電極２４０側から、排気管１２０に挿通されており、主体金具２２０にて、排気管１２０に支持されて、接地される。しかして、放電センサ２００は、放電部２５０にて、高電圧（後述する）の印加のもと、排気管１２０内の排気ガス中の煤に依存する放電電圧にて火花放電する。
【００３３】
また、煤検出装置は、マイクロコンピュータ３００を有しており、このマイクロコンピュータ３００は、後述するフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実行し、この実行中において、放電センサ２００の中心電極２３２のクリーニング処理及び煤の濃度の出力に必要な種々の演算処理を行う。
【００３４】
なお、マイクロコンピュータ３００は、始動用キースイッチ１３０を介しバッテリ１４０から給電されて作動状態となり、当該始動用キースイッチ１３０のオン操作に伴い、上記コンピュータプログラムの実行を開始する。また、当該コンピュータプログラムは、マイクロコンピュータ３００のＲＯＭに読み出し可能に予め記憶されている。
【００３５】
スイッチング回路４００は、パルス信号発生回路４１０及びトランジスタ４２０を有しており、パルス信号発生回路４１０は、マイクロコンピュータ３００による制御のもと、所定の周期（第１実施形態では０．０１秒）にてパルス信号を順次発生する。トランジスタ４２０は、そのベースにて、パルス信号発生回路４１０から順次発生するパルス信号を入力されて、スイッチング作動を行う。なお、トランジスタ４２０のエミッタは、接地されている。また、所定の周期は、０．０１（秒）に限ることなく、０．００１（秒）〜１０（秒）の範囲以内であってもよい。
【００３６】
高電圧発生回路５００は、イグニッションコイルからなるもので、このイグニッションコイルは、低圧側コイル５１０及び高圧側コイル５２０を備えて、これら低圧側コイル５１０及び高圧側コイル５２０を共に同一巻き方向に鉄心５３０に巻装して構成されている。
【００３７】
これにより、高電圧発生回路５００は、低圧側コイル５１０に印加される直流電圧を所定の昇圧比にて昇圧して高圧側コイル５２０から所定の高電圧を発生する。なお、上記所定の昇圧比（高圧側コイル５２０の巻き数／低圧側コイル５１０の巻き数）は、５００〜２５００の範囲以内の値となっている。また、高圧側コイル５２０は、その一端子５２１にて、放電センサ２００の端子部材２３１に接続されており、当該高圧側コイル５２０の他端子５２２は、接地されている。
【００３８】
切替回路６００は、バッテリ１４０から高電圧発生回路５００に印加される直流電圧の電圧極性を切り替えるもので、この切替回路６００は、駆動回路６１０と、この駆動回路６１０により駆動されるリレー６２０とを備えている。
【００３９】
リレー６２０は、リレーコイル６２１と、リレースイッチ６２２、６２３と、リレースイッチ６２４、６２５とを有する。リレーコイル６２１は、駆動回路６１０により励磁或いは消磁される。
【００４０】
リレースイッチ６２２、６２３は、リレースイッチ６２４、６２５と共に連動するようになっており、リレースイッチ６２２、６２３は、共に、リレーコイル６２１の励磁により閉成し、このリレーコイル６２１の消磁により開成する。リレースイッチ６２４、６２５は、共に、リレーコイル６２１の励磁により開成し、このリレーコイル６２１の消磁により閉成する。
【００４１】
ここで、リレースイッチ６２２及びリレースイッチ６２４は、その共通端子６２６にて、バッテリ１４０の正側端子に接続されている。また、リレースイッチ６２３及びリレースイッチ６２５は、その共通端子６２７にて、トランジスタ４２０のコレクタに接続されている。
【００４２】
また、リレースイッチ６２３及びリレースイッチ６２４は、その共通端子６２８にて、低圧側コイル５１０の一端子５１１に接続されている。また、リレースイッチ６２２及びリレースイッチ６２５は、その共通端子６２９にて、低圧側コイル５１０の他端子５１２に接続されている。
【００４３】
出力処理回路７００は、分圧器７１０及びピークホールド回路７２０を有しており、分圧器７１０は、互いに直列接続した両抵抗７１１、７１２でもって構成されている。しかして、分圧器７１０は、高電圧発生回路５００の高圧側コイル５２０からの高電圧を所定の分圧比でもって分圧し、両抵抗７１１、７１２の共通端子７１３から分圧電圧を発生する。ここで、上記所定の分圧比は、所定の抵抗値比（抵抗７１１の抵抗値／抵抗７１２の抵抗値：第１実施形態では０．００１）を表す。
【００４４】
次に、図２のフローチャートについて説明する。図１のマイクロコンピュータ３００は、図２のフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実行し、この実行中において、放電センサ２００の中心電極２３２のクリーニング処理及び第１煤濃度信号を出力することに必要な様々な演算処理を行う。
【００４５】
まず、マイクロコンピュータ３００が、始動用キースイッチ１３０のオン操作に伴い作動すると、逆火花放電発生ルーチン５０００を実行する。
【００４６】
この逆火花放電発生ルーチン５０００は、図３のフローチャートにおけるステップ１０００〜ステップ１１２０により構成されている。
まず、ステップ１０００において、計数データＮがＮ＝０とクリアされる。
【００４７】
ついで、ステップ１０１０にて、リレー駆動処理がなされる。これに伴い、切替回路６００においては、リレーコイル６２１が駆動回路６１０により励磁されてリレースイッチ６２２、６２３を共に閉成するとともにリレースイッチ６２４、６２５を共に開成する。
【００４８】
このため、高電圧発生回路５００においては、低圧側コイル５１０が、その一端子５１１にて、リレースイッチ６２３を介しトランジスタ４２０のコレクタに接続されるとともに、その他端子５１２にて、リレースイッチ６２２を介しバッテリ１４０の正側端子に接続される。
【００４９】
ステップ１０１０の処理後、ステップ１０２０において、パルス信号出力指令処理がなされる。ここでは、パルス信号発生回路４１０が、マイクロコンピュータ３００からのパルス信号出力指令に基づき、所定の周期でもって、パルス信号を順次発生してトランジスタ４２０のベースに出力する。すると、このトランジスタ４２０は、パルス信号発生回路４１０から順次出力される各パルス信号に基づき、所定の周期にて、スイッチング作動（導通及び非導通の交互作動）を繰り返す。
【００５０】
このようなトランジスタ４２０のスイッチング作動によれば、当該トランジスタ４２０の導通毎に、高電圧発生回路５００は、低圧側コイル５１０の他端子５１２をバッテリ１４０の正側端子に接続された状態において、低圧側コイル５１０の一端子５１１にてトランジスタ４２０を介し接地される。
【００５１】
このため、高電圧発生回路５００においては、低圧側コイル５１０が、一端子５１１を負側とし、他端子５１２を正側として、バッテリ１４０から直流電圧（例えば、１２（Ｖ））を印加されて、高圧側コイル５２０から一端子５２１を負側とし他端子５２２を正側として高電圧を発生させる。従って、この高電圧は、放電センサ２００にその中心電極２３２を負側とし外側電極２４０を正側とするように印加される。これにより、放電センサ２００は、放電部２５０にて火花放電し、中心電極２３２がクリーニング処理される。なお、第１実施形態では、この放電センサ２００の中心電極２３２を負側とし、外側電極２４０を正側とする火花放電を逆火花放電とする。
【００５２】
次に、ステップ１０３０にて、計数データＮ＝Ｎ＋１が、「１」ずつ、加算更新される。従って、この計数データＮは、パルス信号発生回路４１０のパルス信号の発生数に対応する。
【００５３】
次に、ステップ１０３０にて、最新の計数データＮが所定の閾値Ｎｏ以上かどうかを判断する。最新の計数データＮが所定の閾値Ｎｏ以下であれば、ＮＯと判定され、ステップ１０２０にフィードバックする。一方、最新の計数データＮが所定の閾値Ｎｏ以上であれば、ＹＥＳと判定され、ステップ１１２０に進む。なお、第１実施形態では、所定の閾値Ｎｏは、例えば、「１００」と設定されている。
【００５４】
ついで、ステップ１１２０において、リレー停止処理がなされる。このため、リレー６２０においては、リレーコイル６２１が、駆動回路６１０により消磁されて、リレースイッチ６２２、６２３を共に開成するとともにリレースイッチ６２４、６２５を共に閉成する。
【００５５】
従って、高電圧発生回路５００においては、低圧側コイル５１０が、その一端子５１１にて、リレースイッチ６２４を介しバッテリ１４０の正側端子に接続されるとともに、その他端子５１２にて、リレースイッチ６２５を介しトランジスタ４２０のコレクタに接続される。
【００５６】
そして、ステップ１１２０が終了すると、逆火花放電発生ルーチン５０００の実行が終了となり、マイクロコンピュータ３００は、図２に示すように、センサ正火花放電発生ルーチン５１００を実行する。この正火花放電発生ルーチン５１００は、図４のステップ１１３０〜ステップ１２３０によって構成されている。  まず、ステップ１１３０において、計数データＭがＭ＝０とクリアされる。ついで、ステップ１１４０にて、パルス信号出力指令処理がなされる。このため、パルス信号発生回路４１０がパルス信号を順次発生し、これら各パルス信号に応答してトランジスタ４２０はスイッチング作動を繰り返す。
【００５７】
このようなトランジスタ４２０のスイッチング作動によれば、当該トランジスタ４２０の導通毎に、高電圧発生回路５００は、低圧側コイル５１０の一端子５１１にてバッテリ１４０の正側端子に接続された状態において、低圧側コイル５１０の他端子５１２にてトランジスタ４２０を介し接地される。
【００５８】
このため、高電圧発生回路５００においては、低圧側コイル５１０が、一端子５１１を正側とし、他端子５１２を負側として、バッテリ１４０から直流電圧を印加されて、高圧側コイル５２０から一端子５２１を正側とし他端子５２２を負側として所定の高電圧を発生させる。従って、この所定の高電圧は、放電センサ２００に対し、中心電極２３２を正側とし外側電極２４０を負側とするように印加される。
【００５９】
これにより、放電センサ２００は、放電部２５０にて放電し、放電電圧を発生する。なお、第１実施形態では、放電センサ２００の中心電極２３２を正側とし、外側電極２４０を負側とする火花放電を正火花放電とする。ここで、放電センサ２００の中心電極２３２は逆火花放電によってクリーニング処理済みであるから、当該中心電極２３２には、付着物はない。このため、放電センサ２００の放電電圧は非常に安定して維持され得る。
【００６０】
上述のようにして放電センサ２００が放電電圧を発生すると、この放電電圧は、分圧器７１０により分圧されて分圧電圧として共通端子７１３からピークホールド回路７２０に出力される。このため、このピークホールド回路７２０は、上記分圧電圧のピークレベルをホールドしピークホールド電圧として発生し、ステップ１１５０におけるピークホールド電圧の入力処理において、マイクロコンピュータ３００に入力する。
【００６１】
ステップ１１５０の処理後、ステップ１１６０において、計数データＭ＝Ｍ＋１が、「１」ずつ、加算更新される。従って、計数データＭは、パルス信号発生回路４１０のパルス信号の発生数に対応する。
【００６２】
次に、ステップ１１６０にて、最新の計数データＭは所定の閾値Ｍｏ以上かどうかを判断する。最新の計数データＭが所定の閾値Ｍｏ以下であれば、ＮＯと判定され、ステップ１１４０にフィードバックする。一方、ステップ１１６０における最新の計数データＭが所定の閾値Ｍｏ以上であれば、ＹＥＳと判定され、ステップ１２１０に進む。本実施形態において、所定の閾値Ｍｏは、例えば、「１００」と設定されている。
【００６３】
次に、ステップ１２１０において、ピークホールド電圧の平均化処理がなされる。ここでは、ステップ１１５０にて入力済みの全てのピークホールド電圧が相加平均により平均化され、平均値として得られる。
【００６４】
ついで、ステップ１２２０において、煤の濃度（以下、第１煤濃度信号ともいう）への変換処理がなされる。この変換処理では、ステップ１２１０で得たピークホールド電圧の平均値がこれに対応する第1煤濃度信号に変換されてマイクロコンピュータ３００から出力される。
【００６５】
そして、ステップ１２２０が終了すると、正火花放電発生ルーチン５０００の実行が終了となる。このように、放電センサ２００の中心電極２３２が、逆火花放電発生ルーチン５０００の実行により、クリーニング処理されている状態で、正火花放電発生処理ルーチン５１００にて第１煤濃度信号を発生しているので、第1煤濃度信号が、放電センサ２００から発生する放電電圧に基づき精度よく得られる。
【００６６】
また、最新の計数データＭの閾値１００とし、複数のピークホールド電圧の平均値に基づいて第１煤濃度信号を出力することで、１つピークホールド電圧に基づいて第１煤濃度信号を出力するよりも煤の検出精度がより高まる。
【００６７】
次に、センサ正火花放電発生ルーチン５１００の実行が終了すると、図２に示すように、マイクロコンピュータ３００は、再び逆火花放電発生ルーチン５２００を実行する。この逆火花放電発生ルーチン５２００は、上述した逆火花放電発生ルーチン５０００と同様に構成されているため、説明を省略するが、同様に、計数データＮ＝Ｎｏ＝１００となるまで、中心電極２３２が、クリーニング処理される。
【００６８】
そして、センサ逆火花放電発生ルーチン５２００の実行が終了すると、ステップ５３００において、計数データＴ＝Ｔ＋１が、「１」ずつ、加算更新される。従って、計数データＴは、正火花放電発生ルーチン５１００の発生数に対応する。
【００６９】
次に、ステップ５４００にて、最新の計数データＴは所定の閾値Ｔｏ以上かどうかを判断する。最新の計数データＴが所定の閾値Ｔｏ以下であれば、ＮＯと判定され、正火花放電発生ルーチン５１００にフィードバックする。本実施形態において、所定の閾値Ｔｏは、例えば、「１００」と設定されている。
【００７０】
以後、ステップ５４００においてＹＥＳと判定されるまで、正火花放電発生ルーチン及び逆火花放電発生ルーチン５２００が交互になされる。これにより、第１煤濃度信号を連続的に検出することができる。その上、第１煤濃度信号を連続的に検出したとしても、逆火花放電によって中心電極２３２がクリーニング処理され、中心電極２３２に対する新たな付着物の付着を招くことなく、第１煤濃度信号が、安定した放電電圧に基づき、長時間、精度よく得ることができる。なお、ステップ５４００における判定がＹＥＳになると、上記コンピュータプログラムは、リターンステップからスタートステップに戻る。
【００７１】
なお、第１実施形態におけるトランジスタ４２０が特許請求の範囲の「スイッチング手段」に相当し、高電圧発生回路５００が「変圧手段」に相当し、トランジスタ４２０及び高電圧発生回路５００が「高電圧発生手段」に相当し、切替回路６００が「切替手段」若しくは「接続切り換え手段」に相当し、出力処理回路７００が「第１検出手段」に相当し、マイクロコンピュータ３００が「第１出力手段」に相当する。
【００７２】
また、第１実施形態におけるステップ１０２０が特許請求の範囲の「逆放電ステップ」に相当し、ステップ１０１０及びステップ１１２０が「切替ステップ」に相当し、ステップ１１４０が「放電ステップ」に相当し、ステップ１１５０が「第１検出ステップ」に相当し、ステップ１２１０及び１２２０が「第１出力ステップ」に相当する。
【００７３】
次に、逆火花放電の効果を確認するために、放電センサ２００を１０日間使用したときに、放電電圧の平均値が、下記の処理サイクル条件のもとに、どのように変動するかについて測定してみた。
【００７４】
日毎に、放電センサ２００を、排気管１２０の排気ガス中に３０（分）間晒した後、モデル管（図示しない）に取り付けて、下記処理サイクル条件を実施した。なお、当該モデル管内のガスのガス温度を１００（℃）とした。また、当該モデル管内のガスのガス組成は、１０（％）の酸素（Ｏ 2）、５（％）の二酸化炭素（ＣＯ 2）、５（％）の水（Ｈ2Ｏ）及び窒素（Ｎ 2）からなっている。
１．クリーニング処理なしで放電電圧を測定する場合の日毎の処理サイクル条件
この処理サイクル条件は、放電センサ２００に正火花放電を１００回放電させ、ピークホールド電圧の平均値を算出する。
２．クリーニング処理ありで放電電圧を測定する場合の日毎の処理サイクル条件
このサイクル条件は、まず、放電センサ２００に逆火花放電を１００回放電させて、中心電極２３２のクリーニング処理を行う。その後、放電センサ２００に正火花放電を１００回放電させ、ピークホールド電圧の平均値を算出する。
【００７５】
そして、１０日間のそれぞれの測定の結果を図５の各グラフ１、２で示す。図５のグラフ１は、上記処理サイクル２により算出された放電電圧を示したものである。また、グラフ２は、上記処理サイクル１により算出された放電電圧を示したものである。これらグラフ１、２によれば、処理サイクル２が、処理サイクル１に比べて、放電電圧の平均値の変動が少なく安定していることが分かる。
【００７６】
また、放電センサ２００の日毎の放電電圧のばらつきがどのようになるかについて調べてみた。その結果、図６の図表で示すデータが得られた。この図表において、３σは、日毎の１００個の放電電圧に対して得られた値である。当該図表によれば、処理サイクル２の放電電圧のばらつきは、処理サイクル１の放電電圧のばらつきに比べて、かなり小さいことが分かる。以上の結果から、逆火花放電による中心電極２３２のクリーニング処理が、放電電圧のばらつきを小さく安定した値に維持するのに極めて有効であることが分かる。
【００７７】
さらに放電電圧比（＝１時間放電後の放電電圧／初期の放電電圧）と放電センサ２００に対する逆火花放電発生ルーチン５０００の時間との関係を、下記の放電雰囲気条件及び放電電圧検出条件のもとに、どのように変化するか調べてみた。その結果、図７にて示すような棒グラフ３−１〜３−６が得られた。なお、放電電圧比は、「１．０」に近いほど、放電電圧の安定性が高い。
【００７８】
なお、上述の「１時間放電後の放電電圧」とは、下記時間の間、逆火花放電発生ルーチン５０００を行った後、放電センサ２００をモデルガスの雰囲気内で１時間の間正火花放電させたときの放電センサ２００の放電電圧をいう。また、上述の「初期の放電電圧」とは、下記時間の間、逆火花放電発生ルーチン５０００を行った直後の放電センサ２００に対する放電電圧をいう。
【００７９】
また、上記放電雰囲気条件は、ガス温度を１００（℃）とし、ガス組成を、１０（％）の酸素（Ｏ2）、５（％）の二酸化炭素（ＣＯ2）、５（％）の水（Ｈ2Ｏ）及び窒素（Ｎ2）とする。また、上記放電電圧検出条件は、煤濃度０（ｍｇ／ｍ3）の場合とする。
【００８０】
図７において、棒グラフ３−１は、逆火花放電発生ルーチン５０００の時間＝０（ｓ）のときの放電電圧比を示し、棒グラフ３−２、３−３、３−４、３−５、３−６、それぞれ逆火花放電発生ルーチン５０００の時間＝１０（ｓ）、１２０（ｓ）、６００（ｓ）、１８００（ｓ）、３６００（ｓ）のときの放電電圧比を示す。
【００８１】
図７の棒グラフ３−１では、放電電圧比が０．５５程度であるのに対し、棒グラフ３−２〜３−６では、放電電圧比が０．８を越える値となっており、１．０に近く、放電センサ２００の放電電圧の安定性が良好であることが分かる。  
【００８２】
以上によれば、逆火花放電発生ルーチン５０００において、放電センサ２００に逆火花放電を行うことで、放電電圧比を大きく維持することができ、その結果、煤濃度の安定な検出が可能となることが分かる。なお、逆火花放電発生ルーチン５００の時間は、３０（分）以下であることが望ましい、３０（分）よりも長くなると、中心電極２３２に対するクリーニング時間が長すぎて、中心電極２３２に摩耗が発生して、放電センサ２００としての耐久性が低下する。
【００８３】
次に、正火花放電発生回数と逆火花放電発生回数との比（以下、正逆火花放電発生回数比という）が、放電電圧に対しどのような影響を与えるかについて評価してみた。まず、放電センサ２００を比較例１、実施例２〜１２の１２個準備した。なお、図８の図表において、例えば、実施例２の正逆火花放電発生回数比＝２０：１は、正火花放電発生回数が２０回（閾値Ｍｏ＝２０回）と逆火花放電発生回数が１回（閾値Ｎｏ＝１回）との比をいう。また、逆火花放電発生回数比率は、正火花放電発生回数に対する逆火花放電発生回数の比を割合（％）で示すもので、例えば、実施例２の正逆火花放電発生回数比＝２０：１は、逆火花放電発生回数比率＝５（％）である。
【００８４】
そして、上述のように準備した比較例１、実施例２〜１２を、それぞれ、図７に示す放電雰囲気条件のもと、２０（分）間通電することで、正火花放電時の放電電圧がどのように変化するかについて調べた。なお、閾値Ｔｏの値は、比較例１、実施例２〜１２のそれぞれに対し２０分間に対応する回数に設定されている。この放電電圧の変化は、２０（分）間の通電による比較例１、実施例２〜１２の放電電圧のばらつきである「３σ」にて表す。
【００８５】
以上によれば、比較例１のように、逆火花放電を行わない場合には、３σ＝２．１６９であるのに対して、各実施例２〜５では、各３σは、１．７６５、１．８９８、１．８６２及び１．８５０である（図８の図表参照）。従って、比較例１に対して、実施例２〜５の放電電圧のばらつきは小さくなることが分かる。
【００８６】
さらに各実施例６〜１２では、３σは、０．５０６、０．４６７、０．５４５、０．５１７、０．４７３、０．５９１、０．４５６であり、放電電圧のばらつきがかなり小さくなることが分かる。つまり、実施例６〜１２に示されるように、逆火花放電発生回数比率を１０（％）以上とすれば、長時間（例えば、２０（分））の間、煤濃度の検出を連続的に行っても、被検出雰囲気中の煤やその他の物、負側電極２４０からスパッタされる粒子が常時クリーニングされ続けて中心電極２３２に付着しない。このため、放電電圧のばらつきを最小限に抑制することができ、その結果、煤濃度を安定的に求めることができることが分かる。
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態においては、上記第１実施形態にて述べたリレー６２０が、第１実施形態とは異なり、高電圧発生回路５００と放電センサ２００及び出力処理回路７００との間に介装されている。
【００８７】
即ち、本第２実施形態では、リレー６２０において、リレースイッチ６２２及びリレースイッチ６２４が、その共通端子６２６にて、高電圧発生回路５００の高圧側コイル５２０の一端子５２１に接続されている。また、リレースイッチ６２３及びリレースイッチ６２５が、その共通端子６２７にて、高圧側コイル５２０の他端子５２２に接続されている。
【００８８】
また、リレースイッチ６２３及びリレースイッチ６２４は、その共通端子６２８にて、放電センサ２００の端子部材２３１に接続されるとともに分圧器７１０を介し接地されている。また、リレースイッチ６２２及び常閉型リレースイッチ６２５は、その共通端子６２９にて、接地されている。なお、高電圧発生回路５００の低圧側コイル５１０は、一端子５１１にて、バッテリ１４０の正側端子に接続されており、当該低圧側コイル５１０の他端子５１２は、トランジスタ４２０のコレクタに接続されている。
【００８９】
このように構成した切替回路６００によれば、リレー６２０が、リレースイッチ６２２を介し、高圧側コイル５２０の一端子５２１を接地し、かつ、リレースイッチ６２３を介し、高圧側コイル５２０の他端子５２２を放電センサ２００の端子部材２３１に接続したとき、リレー６２０は、トランジスタ４２０の導通を前提に、高圧側コイル５２０から生ずる高電圧を、共通端子６２８を負側とし共通端子６２９を正側として、放電センサ２００のその中心電極２３２及び外側電極２４０間に印加する。
【００９０】
また、リレー６２０が、リレースイッチ６２５を介し、高圧側コイル５２０の他端子５２２を接地し、かつ、リレースイッチ６２４を介し、高圧側コイル５２０の一端子５２１を放電センサ２００の端子部材２３１に接続したとき、リレー６２０は、トランジスタ４２０の導通を前提に、高圧側コイル５２０から生ずる高電圧を、共通端子６２８を正側とし共通端子６２９を負側として、放電センサ２００のその中心電極２３２及び外側電極２４０間に印加する。
【００９１】
なお、その他の構成は、上記第１実施形態と同様であり省略する。また、マイクロコンピュータ３００のコンピュープログラムにおいても、第1実施形態と同様であり、第２実施形態では省略する。
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態を示している。この第３実施形態においては、第２実施形態から、さらにスイッチング回路２０００及び高電圧発生回路３０００が採用されかつ、切替回路４０００が、上記第２実施形態にて述べた切替回路６００に代えて採用されている。なお、第３実施形態では、高電圧発生回路３０００のイグニッションコイルの形態、及び切替回路４０００が第２実施形態とは異なるものであり、その他の部分については省略、又は簡略する。
【００９２】
高電圧発生回路３０００は、イグニッションコイルからなるもので、このイグニッションコイルは、低圧側コイル３１００及び高圧側コイル３２００を鉄心３３００に同一巻き方向に巻装して構成されている。但し、このイグニッションコイルの低圧側コイル３１００及び高圧側コイル３２００の鉄心３３００に対する各巻装方向は、共に、高電圧発生回路５００であるイグニッションコイルの低圧側コイル５１０及び高圧側コイル５２０の鉄心５３０に対する各巻装方向とは逆方向になっている。
【００９３】
このように構成した高電圧発生回路３０００においては、低圧側コイル３１００は、一端子３１１０にて、バッテリ１４０の正側端子に接続されており、この低圧側コイル３１００の他端子３１２０は、トランジスタ２２００のコレクタに接続されている。また、高圧側コイル３２００は、その一端子３２１０にて、リレー４２００（後述する）の常開型リレースイッチ４２２０を介し放電センサ２００のロッド２３１に接続されており、この高圧側コイル３２００の他端子３２２０は接地されている。
【００９４】
電圧極性変換回路４０００は、両高電圧発生回路５００、３０００のいずれか一方からの高電圧を切り換え選択することにより、放電センサ２００への印加高電圧の電圧極性を変換するもので、この電圧極性変換回路４０００は、駆動回路４１００と、この駆動回路４１００により駆動されるリレー４２００とを備えている。
【００９５】
リレー４２００は、リレーコイル４２１０と、リレースイッチ４２２０及びリレースイッチ４２３０とを有する。リレーコイル４２１０は、駆動回路４１００により励磁或いは消磁される。
【００９６】
リレースイッチ４２２０は、リレーコイル４２１０の励磁により閉成し、このリレーコイル４２１０の消磁により開成する。リレースイッチ４２３０は、リレーコイル４２１０の励磁により開成し、このリレーコイル４２１０の消磁により閉成する。
【００９７】
ここで、両リレースイッチ４２２０、４２３０は、その共通端子４２４０にて、放電センサ２００の端子部材２３１に接続されている。これにより、リレースイッチ４２２０は、その閉成により、高圧側コイル３２００の一端子３２１０を放電センサ２００のロッド２３１に接続し、その開成により、放電センサ２００の端子部材２３１を高圧側コイル３２００の一端子３２１０から遮断する。
【００９８】
また、リレースイッチ４２３０は、その閉成のもとに、高電圧発生回路５００の高圧側コイル５２０の一端子５２１を放電センサ２００の端子部材２３１に接続し、その開成により、放電センサ２００の端子部材２３１を高圧側コイル５２０の一端子５２１から遮断する。
【００９９】
さらに、本第３実施形態では、マイクロコンピュータ３００のコンピュープログラムにおいても、ステップ１０１０及びステップ１１２０のみが第２実施形態とは異なるものであり、その他のステップについては、省略する。
【０１００】
本第３実施形態においては、ステップ１０１０におけるリレー駆動処理に進むと、リレーコイル４２１０が、駆動回路４１００により励磁されて、リレースイッチ４２２０を閉成するとともに、リレースイッチ４２３０を開成する。
【０１０１】
また、ステップ１１２０におけるリレー停止処理では、リレーコイル４２１０が駆動回路４１００により消磁されて、リレースイッチ４２２０を開成するとともに、リレースイッチ４２３０を閉成する。
（第４実施形態）
図１１は、本発明の第４実施形態の要部を示している。この第４実施形態では、上記第１実施形態にて述べたフローチャート（図２参照）とは異なり、逆火花放電発生ルーチン５０００が、スタートステップと正火花放電発生ルーチン５１００との間ではなく、ステップ５３００とリターンステップとの間に挿入されている。さらに、この逆火花放電発生ルーチン５０００では、閾値Ｎｏが第１実施形態１とは異なり「１０００」と設定されている。なお、逆火花放電発生ルーチン５２００の閾値Ｎｏは第１実施形態と同様の「１００」と設定されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１０２】
このように構成した第４実施形態では、正火花放電発生ルーチン５１００と逆火花放電発生ルーチン５２００とを交互に繰り返した後、最後に逆火花放電発生ルーチン５０００を行うことで、中心電極２３２の更なるクリーニング処理が行われる。その上、この逆火花放電発生ルーチン５０００では、逆火花放電発生ルーチン５２００の閾値よりも大きな閾値を設定しているので、クリーニング処理による中心電極２３２への付着物が殆どないように処理できる。
（第５実施形態）
図１２及び図１３は、本発明の第５実施形態の要部を示している。この第５実施形態では、第１実施形態とは異なり、マイクロコンピュータ３００が、始動用キースイッチ１３０を介しバッテリ１４０の正側端子に接続されるだけではなく、図１２にて示すごとく、バッテリ１４０の正側端子に直結されている。これに伴い、マイクロコンピュータ３００は、始動用キースイッチ１３０のオン操作により作動状態におかれるのではなく、バッテリ１４０の正側端子との直結時から作動状態におかれる。
【０１０３】
また、本第５実施形態では、第１実施形態とは異なり、ヒータ２６０が駆動回路２７０を介し、図１２にて示すごとく、マイクロコンピュータ３００に接続されている。ヒータ２６０は、放電センサ２００の絶縁体２１０の先端部に設けられているもので、このヒータ２６０は、マイクロコンピュータ３００による制御のもと、駆動回路２７０により駆動通電されて、絶縁体２１０を加熱する。
【０１０４】
また、本第５実施形態では、図１３にて示すフローチャートが、採用されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様であり省略する。
【０１０５】
この図１３のフローチャートについて説明する。なお、逆火花放電発生ルーチン５０００及び正火花放電発生ルーチン５１００は、第１実施形態と同様のものであり、図３、図４のフローチャートを用いて実行されるため、省略する。また、逆火花放電発生ルーチン５７００においても、図３のフローチャートを用いて実行されるため省略する。
【０１０６】
まず、ステップ５４００にて、始動用キースイッチ１３０がオン状態であるか否かを判断する。始動用キースイッチ１３０がオフ状態であれば、ステップ５４００においてＮＯと判定する。
【０１０７】
始動用キースイッチ１３０のオン操作に伴い、ディーゼル内燃機関１００の始動にあわせて、マイクロコンピュータ３００が、キースイッチ１３０のオン状態に基づきＹＥＳと判定すると、逆火花放電発生ルーチン５０００が実行され、中心電極２３２のクリーニング処理がなされる。
【０１０８】
次に、正火花放電発生ルーチン５１００が実行され、第１煤濃度信号が、放電センサ２００からの安定した放電電圧に基づき、精度よく得られる。その後、ステップ５５００において、始動用キースイッチ１３０がオフか否かが判定される。
【０１０９】
始動用キースイッチ１３０がオン状態であれは、ステップ５５００では、ＮＯと判定され正火花放電発生ルーチン５１００にフィードバックする。以後、始動用キースイッチ１３０がオフ状態になるまで、正火花放電発生ルーチン５１００及びステップ５５００を通る処理が繰り返される。
【０１１０】
他方、始動用キースイッチ１３０がオフ操作されると、ディーゼル内燃機関１００が停止するとともに、マイクロコンピュータ３００がステップ５５００において、キースイッチ１３０のオフ状態に基づきＹＥＳと判定する。
【０１１１】
すると、ステップ５６００におけるヒータ通電処理において、ヒータ２６０が、駆動回路２７０により駆動通電される。このため、ヒータ２６０が絶縁体２１０を加熱して絶縁体２１０に貼着した煤を除去する。なお、ヒータ２６０の通電はディーゼル内燃機関１００の停止後１００（秒）以内に、駆動回路２７０によって開始されるため、ディーゼル内燃機関１００の停止後の排気管１２０が暖かい状態において、ヒータ２６０の通電が行われることとなる。
【０１１２】
次に、ステップ５６００における処理が終了すると、逆火花放電発生ルーチン５７００が実行されて、中心電極２３２がクリーニング処理され終了する。
【０１１３】
このように、ヒータ通電処理後に逆火花放電発生ルーチンを行うことで、放電センサに煤等の付着物が一層付着していないことになり、次回の煤検出の際に安定した放電電圧のもとに、第１煤濃度信号が精度よく検出できる。
（第６実施形態）
図１４は、本発明の第６実施形態の要部を示している。この第６実施形態では、上記第１実施形態にて述べた図３の逆火花放電発生ルーチンが異なるものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。よって、図１４のフローチャートについてのみ説明し、その他の部分については、省略する。
【０１１４】
図１４のフローチャートは、逆火花放電発生ルーチンの図３のフローチャートと比較して、ステップ１０２０とステップ１０３０との間に、ステップ１０５０であるピークホールド電圧入力処理を行っているものである。また、ステップ１１００とステップ１１２０との間に、ステップ１１７０であるピークホールド電圧の平均化処理及びステップ１１８０である第２煤濃度信号への変換処理を行っているものである。
【０１１５】
ステップ１０５０では、放電センサ２００が逆火花放電を行った時の放電電圧を、分圧器７１０により分圧し、分圧電圧として共通端子７１３からピークホールド回路７２０に出力される。このため、このピークホールド回路７２０は、上記分圧電圧のピークレベルをホールドしピークホールド電圧として発生し、ステップ１０５０におけるピークホールド電圧の入力処理において、マイクロコンピュータ３００に入力する。
【０１１６】
また、ステップ１１７０では、ピークホールド電圧の平均化処理がなされる。ここでは、ステップ１０５０にて入力済みの全てのピークホールド電圧が相加平均により平均化され、平均値として得られる。
【０１１７】
また、ステップ１１８０では、第２煤濃度度信号への変換処理がなされる。この変換処理では、ステップ１１７０で得たピークホールド電圧の平均値がこれに対応する第２煤濃度信号に変換されてマイクロコンピュータ３００から出力される。
【０１１８】
このように、図１４に示すフローチャートをマイクロコンピュータ３００が実行することで、クリーニング処理に用いるための逆火花放電においても、逆火花放電時の第２放電電圧を検出し、第２放電電圧に基づき第２煤濃度信号を出力することで、煤を検出することができる。
【０１１９】
なお、図１の煤検出装置のマイクロコンピュータ３００に接続するように評価回路を備えることで、マイクロコンピュータ３００から出力される第１煤濃度信号、第２煤濃度信号に基づく評価を行うことができる。これにより、第１煤濃度信号のみを用いて煤を検出する場合や、第２煤濃度信号のみを用いて煤を検出する場合よりも煤の検出精度がより高まる。なお、評価回路内では、加算、減算、積算、除算の少なくともいずれかを行って評価するようにしている。
【０１２０】
また、上記の評価回路を用いずにマイクロコンピュータ３００内にて処理することも可能である。この場合、交互に処理される第1煤濃度信号及び第２煤濃度信号をそれぞれ記憶し、両方に基づく評価を行うことができる。
【０１２１】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）第１〜第３の実施形態においては、図２におけるコンピュータプログラムのうち、逆火花放電発生ルーチン５２００を行わなくても良い。つまり、逆火花放電発生ルーチン５０００を１回行った後、正火花放電発生ルーチン５２００を所定回行うことができる。このようにしても、放電センサ２００の中心電極２３２が、逆火花放電発生ルーチン５０００の実行により、クリーニング処理されている状態で、正火花放電発生処理ルーチン５１００にて第１煤濃度信号を発生しているので、第1煤濃度信号が、放電センサ２００から発生する放電電圧に基づき精度よく得られる。
（２）また、第５実施形態においては、正火花放電発生ルーチン５１００とステップ５５００との間に逆火花放電発生ルーチンを行っても良い。これにより、第１煤濃度信号を連続的に検出したとしても、逆火花放電によって中心電極２３２がクリーニング処理され、中心電極２３２に対する新たな付着物の付着を招くことなく、第１煤濃度信号が、安定した放電電圧に基づき、長時間、精度よく得ることができる。
（３）本発明の実施にあたり、中心電極２３２のクリーニングが適正になされる範囲であれば、ステップ１１００の判定基準である閾値Ｎｏは、「１００」に限ることなく、適宜変更してもよい。また、ステップ１２１０におけるピークホールド電圧の平均化処理が外乱の影響を受けない程度に行われる範囲であれば、ステップ１２００における判定基準である閾値Ｍｏは、「１００」に限ることなく、適宜変更してもよい。また、ステップ５４００の判定基準である閾値Ｔｏは、「１００」に限ることなく、第１煤濃度検出信号の検出時間に合わせて適宜変更しても良い。
（４）さらに、第１〜第３実施形態においては、図２におけるコンピュータプログラムのうち、正火花放電発生ルーチン５１００の閾値Ｍｏ、逆火花放電発生ルーチン５２００の閾値Ｎｏを「１００」と設定したが、これに限らず、例えば、閾値Ｔｏを「１００」と設定し、そのうちＴ≦５０は閾値Ｍｏ、Ｎｏを「１００」としておき、Ｔ≧５１は閾値Ｍｏ、Ｎｏを「２００」としても良い。
（５）高電圧発生回路５００の低圧側コイル５１０及び高圧側コイル５２０の鉄心５３０に対する各巻装方向は、上記第１或いは第２の実施形態とは異なり、互いに逆の巻装方向であってもよい。この場合には、クリーニング処理或いは放電電圧の検出にあたり、リレー６２０の各リレースイッチ６２２〜６２５が上記第１或いは第２の実施形態にて述べたと同様の閉成或いは開成の作動を行うように、リレーコイル６２１を駆動回路６１０でもって駆動すればよい。
（６）上記第３実施形態において、高電圧発生回路５００或いは３０００の低圧側コイルの巻装方向は、記第３実施形態にて巻装方向とは逆であってもよい。
（７）高電圧発生回路５００或いは３０００は、イグニッションコイルに限ることなく、低圧側コイル及び高圧側コイルを備えて、当該低圧側コイルに印加される直流電圧を昇圧して上記高圧コイルから高電圧を発生する変圧器であってもよい。
（８）本発明の実施にあたり、リレー６２０或いは４２００のような有接点リレーに代えて、当該リレー６２０或いは４２００と同様の機能を有するように構成した無接点リレーを採用してもよく、一般的には、上記有接点リレーと同様の機能を有するように構成した接続切り換え手段であってもよい。
（９）放電センサ２００は、スパークプラグ型のものに限ることなく、一対の電極を放電電極として有するセンサであればよい。
（１０）本発明は、ディーゼル内燃機関に限ることなく、ガソリン内燃機関、外燃機関等の燃料の燃焼を利用する各種の燃料燃焼機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明に係る煤検出装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートのうち、逆火花放電発生ルーチンのフローチャートである。
【図４】図２のフローチャートのうち、正火花放電発生ルーチンのフローチャートである。
【図５】上記第１実施形態においてクリーニングの有無に応じて放電センサの放電電圧の平均値が日毎に変動する状態を示すグラフである。
【図６】上記第１実施形態において放電センサの放電電圧のばらつきをクリーニングの有無に応じて示す図表である。
【図７】上記第１実施形態における放電電圧比と逆火花放電発生ルーチン５０００の時間との関係を示す棒グラフである。
【図８】上記第１実施形態における比較例、実施例について、正逆火花放電発生回数比、逆火花放電発生回数比率、３σを示す図表である。
【図９】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の要部を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第５実施形態を示すブロックの要部を示す図である。
【図１３】上記第５実施形態の要部を示すフローチャートである。
【図１４】上記第６実施形態の要部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１２０…排気管、１３０…始動用キースイッチ、１４０…バッテリ、
２００…放電センサ、２３２…中心電極、２４０…外側電極、２６０…ヒータ、
３００…マイクロコンピュータ、４００、２０００…スイッチング回路、
４１０、２１００…パルス信号発生回路、４２０、２２００…トランジスタ、
５００、３０００…高電圧発生回路、５１０、３１１０…低圧側コイル、
５２０、３２００…高圧側コイル、６００、４０００…切替回路、
６１０、４１００…駆動回路、６２０、４２００…リレー、７００…出力処理回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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