(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２導電体と、前記第１及び第２導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と、
前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第２導電体を流れる電流値を測定する測定部と、
を備えるイオン電流測定装置であって、
前記第１導電体と前記第２導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記測定部により測定された前記電流値を、前記取得部により取得された前記電気抵抗値に基づき補正する補正部と、
を備えることを特徴とするイオン電流測定装置。
【請求項２】
前記第１導電体は、通電によって発熱する発熱体である
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン電流測定装置。
【請求項３】
第１及び第２導電体と、前記第１及び第２導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と、
前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第２導電体を流れる電流値を測定する測定部と、を備え、
前記第１導電体は、通電によって発熱する発熱体である
イオン電流測定装置であって、
前記第１導電体と前記第２導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記電気抵抗値が所定の値となるように、前記第１導電体への通電を制御する制御部と、を備え、
前記測定部は、前記制御部による通電制御下において前記電流値を測定する
ことを特徴とするイオン電流測定装置。
【請求項４】
前記空間は、内燃機関の燃焼室であり、
前記検知部は、前記第１導電体の発熱によって、グロープラグとして機能する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のイオン電流測定装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記第１導電体および前記第２導電体の間の電位差、並びに前記第１導電体および前記第２導電体の間に流れる電流値に基づき、前記電気抵抗値を取得する
ことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のイオン電流測定装置。
【請求項６】
第１及び第２導電体と、前記第１及び第２導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部における前記第２導電体を流れる電流値を前記発生したイオンに基づくイオン電流として測定する測定部を備えたイオン電流測定装置であって、
前記第１導電体と前記第２導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記測定部により測定された前記電流値を、前記取得部により取得された前記電気抵抗値に基づき補正する補正部と、
を備えることを特徴とするイオン電流測定装置。
【請求項７】
導電体と、通電によって発熱する発熱体と、前記導電体および前記発熱体を、互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部における前記導電体を流れる電流値を前記発生したイオンに基づくイオン電流として測定する測定部を備えたイオン電流測定装置であって、
前記導電体と前記発熱体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記電気抵抗値が所定の値となるように、前記発熱体への通電を制御する制御部と、備え、
前記測定部は、前記制御部による通電制御下において前記電流値を測定する
ことを特徴とするイオン電流測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン電流に関する。
【背景技術】
【０００２】
グロープラグは、圧縮着火方式による内燃機関（例えばディーゼルエンジン等）の補助熱源として用いられるヒータである。このグロープラグに、燃焼室内に発生したイオンに基づくイオン電流を測定するための機能を追加することができる。イオン電流の電流値（以下「イオン電流値」ともいう）を測定すると、燃焼室内における燃料の燃焼状態が推定できる。イオン電流値の測定を実現するために、発熱体とは別の導電体を、セラミック製の基体に埋設したグロープラグの構成が知られている。この構成の場合、導電体と接地電位（エンジンブロック）との間に電圧を印加することで、基体を介して導電体にイオン電流が流れる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６０５９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記先行技術の場合、基体がセラミック製であるため、基体の電気抵抗値が基体の温度に強く依存する。よって、測定されるイオン電流値は、基体の温度に強く依存する。このため、基体の温度が変化することにより、イオン電流値の検知精度が悪化する場合があった。このような課題は、イオン電流を測定する機能を有するグロープラグに限られず、イオン電流値を測定する機能を有するイオン電流測定装置全般に共通であった。本発明は、上記先行技術に鑑み、イオン電流値を検知する検知部の温度が変化しても、イオン電流値の検知精度に与える影響を低減することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、第１及び第２導電体と、前記第１及び第２導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と；前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第２導電体を流れる電流値を測定する測定部と、を備えるイオン電流測定装置が提供される。このイオン電流測定装置は；前記第１導電体と前記第２導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と；前記測定部により測定された前記電流値を、前記取得部により取得された前記電気抵抗値に基づき補正する補正部と、を備えることを特徴とする。この形態によれば、第１導電体と第２導電体との間の基体の電気抵抗値（以下「第１基体抵抗値」ともいう）に基づきイオン電流値を補正するので、第２導電体と上記空間との間の基体の電気抵抗値（以下「第２基体抵抗値」という）が変化しても、その変化がイオン電流値の検知精度に与える影響を低減できる。なぜなら、第１及び第２基体抵抗値は、互いに強い相関を有するからである。この結果、検知部の温度が変化しても、その変化がイオン電流の検知精度に与える影響を低減できる。
【０００７】
（２）上記形態において、前記第１導電体は、通電によって発熱する発熱体でもよい。この形態によれば、検知部をヒータとしても機能させることができる。
【０００８】
（３）本発明の他の形態によれば、第１及び第２導電体と、前記第１及び第２導電体を互いに隔離した状態で内部に埋設して保持するセラミック製の基体と、を備え、燃料が燃焼することによりイオンが発生する空間に前記基体が露出した状態で取り付けられる検知部と；前記発生したイオンに基づくイオン電流として、前記第２導電体を流れる電流値を測定する測定部と、を備え；前記第１導電体は、通電によって発熱する発熱体であるイオン電流測定装置が提供される。このイオン電流測定装置は；前記第１導電体と前記第２導電体との間の前記基体の電気抵抗値を取得する取得部と；前記取得部により取得された前記電気抵抗値が所定の値となるように、前記第１導電体への通電を制御する制御部と、を備え；前記測定部は、前記制御部による通電制御下において前記電流値を測定することを特徴とする。この形態によれば、検知部周囲の温度が変化しても、第１基体抵抗値が所定の値となるように第１導電体への通電を制御するので、検知部周囲の温度変化に起因するイオン電流値の検知精度の変動を低減することができる。
【０００９】
（４）上記形態において、前記空間は、内燃機関の燃焼室であり；前記検知部は、前記第１導電体の発熱によって、グロープラグとして機能してもよい。この形態によれば、検知部をグロープラグとしても機能させることができる。
【００１０】
（５）上記形態において、前記取得部は、前記第１導電体および前記２導電体の間の電位差、並びに前記第１導電体および前記２導電体の間に流れる電流値に基づき、前記電気抵抗値を取得してもよい。この形態によれば、容易に第１基体抵抗値を取得できる。
【００１１】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、検知部を備えなくてもよい。或いは、イオン電流の補正方法や検知部の制御方法、この方法を実現するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】イオン電流測定装置の概略構成図。
【図２】グロープラグの部分断面図。
【図３】グロープラグの先端付近の断面図。
【図４】イオン電流測定処理を示すフローチャート。
【図５】測定される電流値の時間変動を示すグラフ。
【図６】第１基体抵抗値と基体の最高表面温度との関係を概略的に示すグラフ。
【図７】イオン電流測定処理を示すフローチャート（実施形態２）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態1を説明する。図１は、イオン電流測定装置１００の概略構成を示す。イオン電流測定装置１００は、ディーゼルエンジン車に搭載され、ディーゼルエンジンの燃焼室内に発生したイオンに基づくイオン電流値を測定する。さらに、イオン電流測定装置１００は、燃焼室内を加熱する。この加熱は、インジェクタ４５９から噴射された燃料の着火を補助するために実行される。
【００１４】
イオン電流測定装置１００は、グロープラグ１と、制御部５０と、を備える。グロープラグ１は、セラミックグロープラグである。グロープラグ１は、図１に示すように、シリンダブロック４５に対して、ハウジング４の雄ねじ部を螺合することにより装着する。これにより、グロープラグ１の先端部が、シリンダブロック４５の燃焼室に露出した状態で装着される。
【００１５】
制御部５０は、ＥＣＵ５２と、グローリレー５３と、バッテリ５４と、グローリレー５３１と、を備える。グローリレー５３は、バッテリ５４の正極と、グロープラグ１に備えられた外部リード線２３３との間に配置される。
【００１６】
バッテリ５４の負極は、グローリレー５３１を介して、シリンダブロック４５に接続されている。グローリレー５３がオンの場合、バッテリ５４の負極がシリンダブロック４５に導通する。シリンダブロック４５の電位は接地電位であるので、グローリレー５３１がオンの場合、バッテリ５４の負極は接地される。
【００１７】
ＥＣＵ５２は、グローリレー５３及びグローリレー５３１をオンにすることで、バッテリ５４の電力を、グロープラグ１に備えられた外部リード線２３３を介して給電する。ＥＣＵ５２は、この給電によって、グロープラグ１を発熱させる。ＥＣＵ５２は、グローリレー５３のオン時間とオフ時間との割合を制御することで、グロープラグ１の発熱を制御する。グローリレー５３１は、加熱が実行される間は常にオンにされ、加熱が停止された場合にオフにされる。
【００１８】
制御部５０は、さらに、直流電源５１と、リレー５５と、抵抗５２１と、電位差計５２２と、を備える。リレー５５は、抵抗５２１と、グロープラグ１に備えられた外部リード線３３３との間に配置される。リレー５５は、直流電源５１からグロープラグ１への給電のオン、オフをスイッチングするためのものである。
【００１９】
直流電源５１の負極は、シリンダブロック４５に接続されることで、接地されている。抵抗５２１は、直流電源５１の正極側に配置されている。電位差計５２２は、抵抗５２１において降下する電圧値（降下電圧）を測定する。ＥＣＵ５２は、これらの回路構成を用い、グロープラグ１を検知部として利用することで、イオン電流値を測定する。
【００２０】
図２は、グロープラグ１の部分断面図である。図３は、グロープラグ１の先端付近の断面図であり、シリンダブロック４５に取り付けられた状態を示す。以下、図２、図３を参照して説明する。
【００２１】
グロープラグ１は、図２に示すように、ハウジング４と、ヒータ１０と、端子部２３と、端子部３１と、内部リード線３３と、内部リード線２３１と、接続端子２３２と、外部リード線２３３と、接続端子３３２と、外部リード線３３３と、ゴムブッシュ４２１と、を備える。これらの部材は、グロープラグ１の軸線Ｏに沿って組み付けられている。なお、本明細書では、グロープラグ１におけるヒータ１０側を「先端側」と呼び、その反対側を「後端側」と呼ぶ。
【００２２】
図２に示すように、ハウジング４は、外筒４１と、保護筒４２と、主体金具４７と、を有する。保護筒４２は、軸線Ｏに沿って延びる略円筒形状の部材であり、先端側および後端側に開口部を有する。保護筒４２の先端側開口部は、主体金具４７の後端に装着されている。保護筒４２の後端側開口部には、ゴムブッシュ４２１が挿入されている。ゴムブッシュ４２１は、ゴム製の円柱部材である。ゴムブッシュ４２１が保護筒４２に挿入されることで、ゴムブッシュ４２１よりも先端側が封止される。外筒４１は、保護筒４２の先端側に配置される。主体金具４７には、雄ねじ部４３が設けられている。雄ねじ部４３は、エンジンのシリンダブロック４５へ装着するために用いられる。
【００２３】
図３に示すように、ヒータ１０は、半球状の先端部を有し、軸線Ｏに沿って延びる略棒状の部材である。ヒータ１０は、ハウジング４内に、外筒４１を介して固定されている。外筒４１は、金属製であり、リング形状の部材である。ヒータ１０は、通電発熱体２と、電極３と、基体１１と、一対のリード線２１、２２と、を有する。通電発熱体２、電極３及びリード線２１、２２は、基体１１内に埋設されて保持される。基体１１は、Ｓｉ3Ｎ4（窒化ケイ素）を主成分として含有するセラミックで形成される。
【００２４】
図２に示すように、外部リード線２３３、３３３は、ゴムブッシュ４２１を貫通し、グロープラグ１の内部に通じている。外部リード線２３３は、接続端子２３２と内部リード線２３１とを介して、端子部２３に接続されている。端子部２３は、ハウジング４の内周面との隙間が設けられた状態で、基体１１の外周面に配置される。端子部２３は、後述するように、ヒータ１０を介して、ハウジング４に導通している。ハウジング４は、先述したようにシリンダブロック４５に固定されることで、接地電位のシリンダブロック４５に導通している。シリンダブロック４５は、先述したように、バッテリ５４の負極に接続されている。よって、グローリレー５３，５３１がオンになると、閉回路が形成される。
【００２５】
図３に示すように、端子部２３には、リード線２１が接続される。リード線２１は、基体１１の内部を通り、Ｕ字形状を有する通電発熱体２の一端に接続される。通電発熱体２の他端は、リード線２２を介し、外筒４１に接続される。よって、グローリレー５３，５３１がオンになると、バッテリ５４の電圧が通電発熱体２に印加され、基体１１の内部に埋設された通電発熱体２を電流が流れる。通電発熱体２は、基体１１よりも電気抵抗値が小さいセラミックで形成され、通電されると先端付近が発熱する。
【００２６】
次に、先述したイオン電流値の測定のための回路について説明する。図２に示すように、外部リード線３３３は、接続端子３３２と内部リード線３３とを介して、基体１１の後端に配置された端子部３１に接続されている。図３に示すように、電極３は、一端が端子部３１に接続され、基体１１内部で軸線Ｏ方向に沿って延びる。電極３の他端は、通電発熱体２の先端付近に配置される。
【００２７】
電極３は、導電性セラミックからなり、通電発熱体２に対して隔離された状態で、基体１１の内部に埋設される。よって、リレー５５がオンになり、直流電源５１と電極３とが導通すると、電極３の電位が接地電位に対して高くなる。電極３の電位が高くなると、基体１１の電位も接地電位に対して高くなる。基体１１の電位が高く、且つ、燃焼室内にイオンが存在すると、イオン電流が発生する。このイオン電流は、基体１１とシリンダブロック４５との間の空間を流れる。直流電源５１の負極はシリンダブロック４５に接続されているので、イオン電流が発生すると、閉回路が形成される。
【００２８】
図４は、イオン電流測定処理を示すフローチャートである。イオン電流測定処理は、ＥＣＵ５２によって繰り返し実行される。
【００２９】
まず、電位差計５２２を用い、抵抗５２１における降下電圧Ｖ521を取得する（ステップＳ６１０）。降下電圧Ｖ521は、イオン電流の影響を受けて変動するので、ステップＳ６１０では、少なくともエンジンの１サイクル分の時間について、降下電圧Ｖ521の値を取得する。
【００３０】
続いて、取得した降下電圧Ｖ521を抵抗５２１の抵抗値で除算することで、電流値Ｉに変換する（ステップＳ６２０）。図５は、ステップＳ６２０において変換された電流値Ｉの時間変動を示すＩ（ｔ）を例示するグラフである。
【００３１】
次に、第１基体抵抗値Ｒ11を算出する（ステップＳ６３０）。第１基体抵抗値Ｒ11とは、通電発熱体２と電極３との間の基体１１の電気抵抗値である。基体１１は、セラミック製であり、一般的には絶縁体に分類される電気抵抗値を有する。しかし、基体１１の電気抵抗値は、当然、有限なので、電極３に高電圧を印加すると、僅かな電流が基体１１内を流れる。この電流は、基体１１内に埋設された導電体、及び基体１１に接触した導電体に向かって流れ、最終的には接地電位のシリンダブロック４５へと流れる。基体１１内に配置された導電体とは、通電発熱体２と、リード線２１と、リード線２２と、である。基体１１に接触した導電体には、端子部２３、端子部３１及び外筒４１に加え、燃焼室内において発生したイオンが含まれる。
【００３２】
上記のイオンは、燃焼室内における燃料の燃焼に伴い発生するので、イオン電流値は、エンジンの１サイクル分の時間内で変動する。これに対し、他の経路による電流は、このような短時間では殆ど変動しない。よって、ステップＳ６２０で換算された電流値は、イオン電流の分と、他の経路による電流の分とに切り分けることができる。具体的には、図５に示すように、ステップＳ６２０で変換された電流値の時間変動における最低値Ｉminが他の経路による電流の分であり、最低値Ｉminを超える分がイオン電流の分である。最低値Ｉminを超える分は（Ｉ（ｔ）−Ｉmin）であり、以下、この値を電流値Ｉion（ｔ）と呼ぶ。
【００３３】
上記の他の経路による電流の大部分は、電極３の先端付近から通電発熱体２の先端付近へと流れる。これは、後述するように、基体１１は、温度が高い部位ほど、電気抵抗値が低くなるからである。先述したように通電発熱体２は、先端付近が発熱するので、通電発熱体２の先端付近の基体１１は、他の部位に比べて温度が高くなる。
【００３４】
そこで、第１基体抵抗値Ｒ11の算出においては、電極３以外に流れる電流は無視する。さらに、通電発熱体２の電気抵抗値は、第１基体抵抗値Ｒ11に比べて小さいので、第１基体抵抗値Ｒ11の算出においては無視する。つまり、通電発熱体２は、本実施形態では導電体として取り扱う。
【００３５】
上記を前提にした場合、第１基体抵抗値Ｒ11は、下記式（３）によって算出される。下記式（１）〜（３）におけるＶ11は通電発熱体２と電極３との電位差、Ｖ0は直流電源５１の電圧を示す。
【００３６】
R11=V11/Imin…(1)、V11=V0-V521…(2)
式（１）に式（２）を代入すると、式（３）になる。
R11=(V0-V521)/Imin…(3)
本実施形態では、Ｖ521≪Ｖ0なので、式（３）は次の式（４）に変形できる。
R11=V0/Imin…(4)
【００３７】
続いて、第１基体抵抗値Ｒ11が所定値以下であるかを判定する（ステップＳ６４０）。この所定値について説明するために、第１基体抵抗値Ｒ11と基体１１の最高表面温度との関係を説明する。基体１１の最高表面温度とは、基体１１の表面温度の中での最高値のことである。基体１１の表面温度は、部位によって異なり、通常、通電発熱体２の先端付近が最高値を呈する。
【００３８】
図６は、第１基体抵抗値Ｒ11と基体１１の最高表面温度との関係を概略的に示すグラフである。このグラフは、第１基体抵抗値Ｒ11を対数で示す片対数グラフである。この関係は、基体１１の最高表面温度を変化させながら第１基体抵抗値Ｒ11を実測する実験によって予め取得されたものであり、ＥＣＵ５２に記憶されている。
【００３９】
図６に示すように、基体１１の最高表面温度が高くなればなる程、第１基体抵抗値Ｒ11は大幅に低下する。例えば、図６に示すように、基体１１の最高表面温度が６００℃から１２００℃に変化すると、第１基体抵抗値Ｒ11は約1/1000になる。基体１１がこのような特性を有するため、基体１１の最高表面温度は、イオン電流値の測定に大きな影響を与える。なぜなら、イオン電流の発生によって形成される閉回路においても、基体１１が抵抗として作用するからである。この閉回路における抵抗としての基体１１の抵抗値を、以下、第２基体抵抗値Ｒ12と呼ぶ。
【００４０】
第２基体抵抗値Ｒ12と電流値Ｉion（ｔ）との関係は、次の式（５）のように記述できる。
Iion(t)=V0/(R12+Rion(t))…(5)
上記Ｒion（ｔ）は、イオン抵抗値Ｒion（ｔ）を意味する。イオン抵抗値Ｒion（ｔ）は、燃焼室における電気抵抗値であり、燃焼室におけるイオンの発生量に依存する変動値である。
【００４１】
一方で、基体１１の最高表面温度は、エンジンの運転状況に応じて制御されるパラメータであり，例えば本実施形態では、エンジンの始動時においては１２００℃を目標値として制御される。その後は、１２００℃よりも低い温度が目標値に設定されたり、加熱が停止されたりする。第２基体抵抗値Ｒ12は、第１基体抵抗値Ｒ11と同様、基体１１の最高表面温度に依存する。よって、式（５）より、電流値Ｉion（ｔ）は、基体１１の最高表面温度に依存する。
【００４２】
但し、第２基体抵抗値Ｒ12≪イオン抵抗値Ｒion（ｔ）であれば、式（５）は、次の式（６）に変形できる。
Iion(t)=V0/Rion(t)…(6)
つまり、第２基体抵抗値Ｒ12≪イオン抵抗値Ｒion（ｔ）であれば、電流値Ｉion（ｔ）は、第２基体抵抗値Ｒ12に殆ど依存せず、ひいては基体１１の最高表面温度に殆ど依存しない。
【００４３】
本実施形態では、基体１１の最高表面温度が１２００℃以上の場合、イオン抵抗値Ｒion（ｔ）が最小のときでも、式（６）が成立する。「イオン抵抗値Ｒion（ｔ）が最小のとき」とは、エンジンの１サイクル内において、燃焼室内の電気抵抗値が最低値になったときのことである。
【００４４】
そこで、本実施形態では、最高表面温度が１２００℃以上であればイオン電流値の補正は不要であり、最高表面温度が１２００℃未満であればイオン電流値の補正は必要であると取り扱う。ステップＳ６４０における第１基体抵抗値Ｒ11の所定値とは、最高表面温度が１２００℃の場合における第１基体抵抗値Ｒ11（図６における抵抗値Ａ、以下ではＲ11@1200℃と表記する）のことである。
【００４５】
よって、ステップＳ６４０では、基体１１の最高表面温度が１２００℃以上であるかを判定していると捉えることもできる。
【００４６】
第１基体抵抗値Ｒ11が所定値以下である場合（ステップＳ６４０、ＹＥＳ）、電流値Ｉion（ｔ）をイオン電流値として取得する（ステップＳ６６０）。
【００４７】
一方、第１基体抵抗値Ｒ11が所定値よりも大きい場合（ステップＳ６４０、ＮＯ）、電流値Ｉion（ｔ）を補正し（ステップＳ６５０）、補正後の電流値をイオン電流値として取得する（ステップＳ６６０）。補正後の電流値をＩc（ｔ）と表記すると、この補正は、下記式（７）によって記述される。
Ic(t)=Iion(t)×{(R12+Rion(t))/(R12@1200℃+Rion(t))}…(7)
上記のＲ12@1200℃とは、基体１１の最高表面温度が１２００℃の場合に対応する第２基体抵抗値Ｒ12のことである。Ｒ12@1200℃は、Ｒ11@1200℃と同様、Ｒion（ｔ）の最小値と比較して微小な値なので、式（７）は次の式（８）に変形できる。
Ic(t)=Iion(t)×{(R12+Rion(t))/Rion(t)}…(8)
【００４８】
さらに、式（８）は、式（９）を代入することで、式（１０）に変形できる。式（９）は、式（５）の変形によって得ることができる。
Rion(t)=(V0/Iion(t))-R12…(9)
Ic(t)=Iion(t)/(1-Iion(t)×R12/V0)…(10)
【００４９】
第２基体抵抗値Ｒ12は、本実施形態では式（１１）によって算出される。
R12=R11×R12@1200℃/R11@1200℃…(11)
式（１０），（１１）によって、補正後の電流値Ｉc（ｔ）が算出される。Ｒ12@1200℃/R11@1200℃の値は、予め実験によって取得され、ＥＣＵ５２に記憶されている。
【００５０】
ステップＳ６６０の後、燃焼室内の加熱を制御するためのステップＳ６７０〜Ｓ６９０を実行する。まず、目標温度を決定する（ステップＳ６７０）。目標温度とは、基体１１の最高表面温度の目標値である。目標温度は、水温センサ５２５からの入力値、回転数センサ５２６からの入力値、その他、エンジンに関する値（例えば、吸気の温度）に基づき決定する。
【００５１】
続いて、目標抵抗値を決定する（ステップＳ６８０）。目標抵抗値とは、ステップＳ６７０で決定した目標温度に対応する第１基体抵抗値Ｒ11のことである。この決定は、図６に示した関係に基づき実行される。
【００５２】
最後に、通電を制御する（ステップＳ６９０）。具体的には、第１基体抵抗値Ｒ11が目標抵抗値に近づくように、グローリレー５３のオン時間とオフ時間との比率を制御する。その後、イオン電流測定処理を終える。
【００５３】
上記の実施形態によれば、少なくとも以下の（ａ），（ｂ），（ｃ）の効果を得ることができる。
（ａ）基体１１の最高表面温度が変化しても、イオン電流値の取得値に与える影響を低減できる。この効果がもたらされる理由は、主には次の（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）であると考えられる。
【００５４】
（ａ−１）先述したように、第２基体抵抗値Ｒ12は、第１基体抵抗値Ｒ11と同様、基体１１の最高表面温度に強く依存する。よって、実際に流れるイオン電流値は、基体１１の最高表面温度に強く依存する。しかし、基体１１の最高表面温度が変化しても、本実施形態では測定されたイオン電流値を補正するので、その影響を相殺できる。
【００５５】
（ａ−２）上記式（１１）として示したように、第１基体抵抗値Ｒ11を測定することで、第２基体抵抗値Ｒ12の変動を推定でき、且つ、この推定精度が高いので、上記の効果を得ることができる。以下、詳しく説明する。
【００５６】
基体１１は、温度が高くなると電気抵抗値が大幅に小さくなるので、通電発熱体２と電極３との間の基体１１のうち、最高温度を呈する部位における電気抵抗値が、第１基体抵抗値Ｒ11の支配的因子になる。通電発熱体２と電極３との間の基体１１のうち、最高温度を呈する部位は、通電発熱体２の先端付近である。
【００５７】
同様に、電極３と基体１１の表面との間の基体１１のうち、最高温度を呈する部位における電気抵抗値が、第２基体抵抗値Ｒ12の支配的因子になる。電極３と基体１１の表面との間の基体１１のうち、最高温度を呈する部位も、通電発熱体２の先端付近である。
【００５８】
このように上記２つの部位は近接しているので、上記２つの最高温度は値が近似する。この結果、第１基体抵抗値Ｒ11及び第２基体抵抗値Ｒ12は、互いに強い相関を持つ。よって、第１基体抵抗値Ｒ11は、第２基体抵抗値Ｒ12の変動を推定するパラメータとして優れている。
【００５９】
（ａ−３）第１基体抵抗値Ｒ11及び第２基体抵抗値Ｒ12は、上記のように局所的な部位の状態を強く反映したパラメータであるので、グロープラグの製造におけるばらつきや、外乱の影響を受けにくい。外乱とは、エンジンの冷却水温度、エンジンオイルの温度、燃焼室内の温度などのことである。
【００６０】
（ｂ）第１基体抵抗値Ｒ11の取得は、先述した簡易な回路によって容易に実現できる。
（ｃ）第１基体抵抗値Ｒ11が所定値以下の場合は、イオン電流値の補正が不要なので、処理負荷が軽減される。
【００６１】
実施形態２を説明する。実施形態２は、ハードウエア構成については実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【００６２】
図７は、実施形態２におけるイオン電流測定処理を示すフローチャートである。ステップＳ６１０〜Ｓ６３０は、実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【００６３】
第１基体抵抗値Ｒ11の算出（ステップＳ６３０）後、第１基体抵抗値Ｒ11が所定抵抗値に近づくように、グローリレー５３のオン時間とオフ時間との比率を制御する（ステップＳ７００）。上記の所定抵抗値は、予め定められた固定値である。この固定値については後述する。
【００６４】
続いて、第１基体抵抗値Ｒ11が所定範囲内であるかを判定する（ステップＳ７１０）。ここでの所定範囲とは、上記の所定抵抗値に対して、誤差を加味した範囲である。
【００６５】
第１基体抵抗値Ｒ11が所定範囲内である場合（ステップＳ７１０、ＹＥＳ）、電流値Ｉion（ｔ）をイオン電流値として取得し（ステップＳ７２０）、イオン電流測定処理を終える。
【００６６】
一方、第１基体抵抗値Ｒ11が所定範囲外である場合（ステップＳ７１０、ＮＯ）、イオン電流値を取得せずに、イオン電流測定処理を終える。
【００６７】
この通電制御を実行すると、グロープラグ１の最高表面温度が一定に維持される。よって、グロープラグ１の最高表面温度を一定に維持してもエンジンの運転に支障がない場合に実行するのが好ましい。例えば、１２００℃に維持する場合にのみ実行する手法が考えられる。この場合、ステップＳ７００における所定抵抗値は、１２００℃に対応する抵抗値になる。
【００６８】
或いは、加熱が要求されていない場合に、イオン電流測定処理を実行する手法が考えられる。グロープラグ１の最高表面温度が低く、イオン電流値が第２基体抵抗値Ｒ12の影響を受ける場合であっても、実施形態２の手法によれば、補正を回避できる。なぜなら、上記のように、グロープラグ１の最高表面温度が所定範囲内という条件下で測定すれば、イオン電流値が第２基体抵抗値Ｒ12の影響を受けても、その影響がほぼ一定なので、イオン電流の挙動を監視するのに支障は無いからである。この手法の場合、エンジンの運転に支障がないように、最高表面温度が設定されることが好ましい。この場合、ステップＳ７００における所定抵抗値は、その最高表面温度に対応する抵抗値になる。
【００６９】
このように、実施形態２のイオン電流測定処理は、イオン電流値を補正しなくても、燃焼室内の燃焼の状態を精度良く推定できる。なお、上記のように、グロープラグ１の最高表面温度を１２００℃に維持する手法であれば、実施形態１で説明したように、イオン電流値の測定自体も精度良く実行できる。
【００７０】
本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。
【００７１】
実施形態においては、グロープラグ１と制御部５０とがイオン電流測定装置１００に含まれると説明した。しかし、制御部５０をイオン電流測定装置、イオン電流測定装置１００をイオン電流測定システムと捉えてもよい。
【００７２】
基体の材質は、他のセラミックに変更してもよい。例えば、二ホウ化チタン単体、或いは窒化ケイ素と二ホウ化チタンとの混合物でもよいし、アルミナやサイアロン等でもよい。
【００７３】
第１基体抵抗値を求めるための回路を追加してもよい。例えば、１対の外部リード線の間に電圧を印加して、電流値を測定するように構成してもよい。このように構成すれば、通電発熱体と電極との間に印加される電圧が正確に把握できるので、第１基体抵抗値の測定精度が向上する。
図６に示した関係と、算出した第１基体抵抗値とから、最高表面温度を推定してもよい。
【００７４】
加熱の対象は、ディーゼルエンジンの燃焼室でなくてもよい。例えば、半導体の製造におけるイオン注入工程でのイオンの状態を検出するために用いてもよい。このような用途の場合に加熱が不要であれば、通電発熱体による発熱を、第１及び第２基体抵抗値を制御するためだけに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…グロープラグ
２…通電発熱体
３…電極
４…ハウジング
１０…ヒータ
１１…基体
２１…リード線
２２…リード線
２３…端子部
３１…端子部
３３…内部リード線
４１…外筒
４２…保護筒
４３…雄ねじ部
４５…シリンダブロック
５０…制御部
５１…直流電源
５２…ＥＣＵ
５３…グローリレー
５４…バッテリ
５５…リレー
１００…イオン電流測定装置
２３１…内部リード線
２３２…接続端子
２３３…外部リード線
３３３…外部リード線
４２１…ゴムブッシュ
５２１…抵抗
５２２…電位差計
５２５…水温センサ
５２６…回転数センサ
５３１…グローリレー
【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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