圧力検知装置
【課題】圧力検知部の状態をより正確に判定することができる圧力検知装置を提供する。
【解決手段】圧力検知装置１０１は、印加された荷重に基づいて信号を出力する感圧抵抗体３１と、自身の一端側に加えられた内燃機関の燃焼室内の圧力により、自身の他端部から感圧抵抗体３１に荷重を印加する伝達部５と、伝達部５をハウジング２に対して相対変位可能な状態で支持する支持部１１と、ハウジング２に対する伝達部５の相対変位方向と同一の方向に沿って、任意の荷重を感圧抵抗体３１に対して印加可能な加圧機構とを備える。さらに、圧力検知装置１０１は、内燃機関の停止時に加圧機構を制御することで、加圧機構から感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を印加する加圧機構制御部１０３と、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に基づいて、感圧抵抗体３１の状態を判定する状態判定部１０８とを有する。
【解決手段】圧力検知装置１０１は、印加された荷重に基づいて信号を出力する感圧抵抗体３１と、自身の一端側に加えられた内燃機関の燃焼室内の圧力により、自身の他端部から感圧抵抗体３１に荷重を印加する伝達部５と、伝達部５をハウジング２に対して相対変位可能な状態で支持する支持部１１と、ハウジング２に対する伝達部５の相対変位方向と同一の方向に沿って、任意の荷重を感圧抵抗体３１に対して印加可能な加圧機構とを備える。さらに、圧力検知装置１０１は、内燃機関の停止時に加圧機構を制御することで、加圧機構から感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を印加する加圧機構制御部１０３と、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に基づいて、感圧抵抗体３１の状態を判定する状態判定部１０８とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内の圧力を検知するための圧力検知部を備えてなる圧力検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼圧等の圧力を検知するための圧力検知装置は、一般に、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の筐体と、前記軸孔内に配置され、先端側から後方へ向けて圧力を伝達する圧力伝達体と、圧力伝達体から加えられる圧力に基づいて信号を出力する圧力検知部（センサ素子）とを備えている。
【０００３】
ところで、使用に伴う熱や衝撃により、圧力検知部に故障・劣化といった異常が生じてしまうことがある。圧力検知部に異常が生じてしまうと、信号が出力されなくなってしまったり、正常時に比べてずれた信号が出力されてしまったりするおそれがある。ここで、圧力検知部の状態を判定する手法としては、エンジンが所定の運転状態（例えば、アイドリング状態）にあるときの圧力検知部から出力された信号と、予め設定された基準信号とから劣化係数を算出し、当該劣化係数に基づいて圧力検知部の状態を判定する手法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。尚、信号の出力とは、例えば、圧電素子のように自身に加えられた圧力に対応して生じる電荷や、定電流が流された、自身に加えられた圧力により自身の抵抗値が変化する素子（歪みゲージやピエゾ抵抗体）の両端電圧などを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８１５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記手法では、圧力検知部の状態によることなく、圧力検知部から出力される信号が大きく変動してしまうおそれがある。すなわち、エンジンは、例えばアイドリング状態であれば、比較的安定した駆動状態ではあるが、必ずしも安定するわけではなく、圧力が常に一様なものであるかの保証はない。このため、エンジンが駆動しているときに圧力検知部の状態を正確に判定することは困難であり、その信頼性を確保することができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力検知部の状態をより正確に判定することができる圧力検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【０００８】
構成１．本構成の圧力検知装置は、筐体と、
前記筐体に固定され、自身に印加された荷重に基づいて信号を出力する圧力検知部と、
自身の一端側に加えられた内燃機関の燃焼室内の圧力により、自身の他端部から前記圧力検知部に荷重を印加する伝達部と、
前記筐体に固定され、前記伝達部を前記筐体に対して相対変位可能な状態で支持する支持部と、
前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向と同一の方向に沿って、任意の荷重を前記圧力検知部に対して印加可能な加圧機構と
を備えた圧力検知装置であって、
前記内燃機関の停止時に前記加圧機構を制御することで、前記加圧機構から前記圧力検知部に対して所定量の荷重を印加する加圧機構制御部と、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号に基づいて、前記圧力検知部の状態を判定する状態判定部と
を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成１によれば、圧力検知装置は、任意の荷重を圧力検知部に対して印加可能な加圧機構と、加圧機構を制御することにより、圧力検知部に所定量の荷重を印加する加圧機構制御部とを備えている。そして、内燃機関の停止時（つまり、燃焼室内の圧力変動がないとき）に、加圧機構から所定量の荷重を圧力検知部に印加し、その際に圧力検知部から出力される信号に基づいて、圧力検知部の状態を判定するようになっている。従って、内燃機関の動作状態による出力信号の変動といった事態が生じることはなく、圧力検知部の状態を正確に反映した出力信号を得ることができる。その結果、圧力検知部の状態を極めて正確に判定することができる。
【００１０】
尚、加圧機構制御部や状態判定部を前記筐体と一体に構成しなくてもよい（すなわち、加圧機構制御部や状態判定部を前記筐体に必ずしも固定する必要はない）。従って、例えば、加圧機構を制御する信号や圧力検知部からの出力信号は、前記筐体の外側の装置において処理することとし、その外部の装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）を設ける構成としてもよい。またその際のインターフェースは有線／無線を問わない。
【００１１】
さらに、加圧機構から圧力検知部に対する所定量の荷重の印加は、内燃機関の停止時であればいつ行ってもよく、例えば、自動車ドアの開錠から内燃機関を始動するまでの間や、エンジンキーのオンから内燃機関を始動するまでの間などに行うことができる。
【００１２】
構成２．本構成の圧力検知装置は、上記構成１において、前記加圧機構と前記伝達部とが一体とされることを特徴とする。
【００１３】
上記構成２によれば、圧力検知部に対して荷重を印加するという機能の点で共通する加圧機構及び伝達部が一体とされている。従って、部品点数の削減を図ることができ、ひいては製造コストの抑制及び装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
構成３．本構成の圧力検知装置は、上記構成１又は２において、前記加圧機構は、通電により発熱し、前記燃焼室内を加熱するヒータであることを特徴とする。
【００１５】
上記構成３によれば、加圧機構は、燃焼室内を加熱するヒータにより構成されている。換言すれば、ヒータは、燃焼室内を加熱するヒータの本来的な機能に加えて、熱膨張を利用して所定量の荷重を圧力検知部に印加する加圧機構としての機能をも具備している。従って、燃焼室内を加熱する機構と加圧機構とをそれぞれ別々に設ける場合と比較して、部品点数の削減を図ることができ、製造コストや装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、自身が発熱するヒータを加圧機構として用いることで、加圧機構を機械的な手段により実現する場合と比較して、加圧機構は十分な耐熱性を有することとなる。そのため、圧力検知部の異常判定を長期間に亘って精度よく行うことができる。
【００１７】
構成４．本構成の圧力検知装置は、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記伝達部のうちその他端部から前記支持部に支持された部位までの前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向に沿ったバネ定数をｋａ（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記筐体のうち前記支持部が固定された部位から前記圧力検知部が固定された部位までの前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋｂ（Ｎ／ｍｍ）とし、
両バネ定数ｋａ、ｋｂの合成バネ定数であるｋａ・ｋｂ／（ｋａ＋ｋｂ）をｋ１（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記支持部の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋ２（Ｎ／ｍｍ）としたとき、
０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０
を満たすことを特徴とする。
【００１８】
燃焼室内の圧力を精度よく検知するためには、伝達部を支持する支持部のバネ定数ｋ２を小さくすることで、筐体に対して伝達部を相対変位しやすくしたり、伝達部のうちその他端部（圧力検知部に圧力を加える部位）から支持部に支持された部位までのバネ定数ｋａと、筐体のうち支持部が固定された部位から圧力検知部が固定された部位までのバネ定数ｋｂとの合成バネ定数ｋ１を大きくすることで、伝達部の圧縮変形や筐体に対する圧力検知部の相対移動を抑制したりすることが好ましい。しかしながら、前記合成バネ定数ｋ１を過度に大きくしたり、支持部のバネ定数ｋ２を過度に小さくしたりすることで、バネ定数ｋ２に対する合成バネ定数ｋ１の割合が増大してしまうと、加圧機構から圧力検知部に対して荷重を加える際に、支持部が大きく変形してしまい、圧力検知部に加えられる荷重が不十分となってしまうおそれがある。その結果、圧力検知部からの出力信号が低下してしまい、圧力検知部の状態の判定精度が低下してしまうおそれがある。
【００１９】
この点、上記構成４によれば、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように支持部や伝達部等が構成されており、燃焼室内の圧力と加圧機構からの圧力とをそれぞれ十分に圧力検知部に加えることができる。従って、燃焼室内の圧力を精度よく検知することができるとともに、圧力検知部の状態をより確実に精度よく判定することができる。
【００２０】
構成５．本構成の圧力検知装置は、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記状態判定部は、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号と、予め設定された所定の故障判定閾値とを比較して、前記圧力検知部の故障を判定する故障判定部を備えることを特徴とする。
【００２１】
上述のように、所定量の荷重を印加した際の圧力検知部からの出力信号は、例えば、ｋ１／ｋ２＝０．２に設計した構造体にヒータ加熱を加えた際、故障していない場合は事前に想定した圧力印加時の信号と同等の量となり、故障している場合は異なる量となる。すなわち、所定量の荷重を印加した際の圧力検知部からの出力信号は、自身の状態を正確に反映したものである。そのため、上記構成５のように、圧力検知部からの出力信号と所定の故障判定閾値とを比較することで、圧力検知部の故障を非常に正確に判定することができる。
【００２２】
構成６．本構成の圧力検知装置は、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記燃焼室内の圧力に基づき前記圧力検知部から出力される信号を増幅する信号増幅部と、
前記所定量の荷重を印加した際に前記圧力検知部からの出力される信号の時間変化率を特定する変化率特定部と、
前記変化率特定部により特定された時間変化率に基づいて、前記信号増幅部による出力信号の増幅率を設定する増幅率設定部と
を備えることを特徴とする。
【００２３】
上記構成６によれば、変化率特定部により所定量の荷重を印加した際の出力信号の時間変化率を特定することで、圧力検知部の劣化による出力信号の減少分を特定することができ、時間変化率（つまり、劣化による出力信号の減少分）に基づいて設定された増幅率の分だけ、燃焼室内の圧力を検知する際に圧力検知部から出力される信号が増幅される。従って、圧力検知部の劣化による出力信号の減少分が補完されることとなり、圧力検知部が劣化した場合であっても、燃焼室内の圧力を非常に精度よく検知することができる。
【００２４】
構成７．本構成の圧力検知装置は、上記構成６において、前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度が、前記内燃機関が冷却状態にあるときの前記圧力検知部の温度に対応する予め設定された所定の基準温度を含む、予め設定された所定の許容温度の範囲内にある場合に、前記増幅率設定部により前記増幅率が設定されることを特徴とする。
【００２５】
圧力検知部が極端に高温又は低温である場合には、所定量の荷重を加えた際に圧力検知部から出力される信号の時間変化率が極端に小さくなってしまったり、極端に大きくなってしまったりして、時間変化率に基づく増幅率を正確に設定することができないおそれがある。
【００２６】
この点、上記構成７によれば、圧力検知部の温度が所定の許容温度の範囲内にある場合（つまり、圧力検知部が極端に高温又は低温ではない場合）に、増幅率が設定されるようになっている。従って、より正確な増幅率を設定することができ、ひいては燃焼室内の圧力を一層精度よく検知することができる。
【００２７】
構成８．本構成の圧力検知装置は、上記構成６において、前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度に基づいて、前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号が調節されることを特徴とする。
【００２８】
上記構成８によれば、圧力検知部の温度に基づいて、所定量の荷重を印加した際の圧力検知部からの出力信号が調節され、当該調節された出力信号に基づいて時間変化率の特定ひいては増幅率の設定が行われる。つまり、温度の影響を補正した出力信号に基づいて、増幅率が設定される。そのため、増幅率の設定タイミングが特段限定されることなく、より正確な増幅率を随時設定することができる。その結果、燃焼室内の圧力をより一層精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】圧力検知装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、グロープラグの断面図であり、（ｂ）は、グロープラグの正面図である。
【図３】センサ構造体等の構成を示す部分拡大断面図である。
【図４】センサ構造体の構成を示す部分拡大平面図である。
【図５】セラミックヒータ等の構成を示す部分拡大断面図である。
【図６】バネ定数ｋａ等の測定対象位置を説明するためのハウジング等の断面模式図である。
【図７】出力信号の時間変化率の特定手法を説明するための出力信号を示すグラフである。
【図８】圧力検知装置における処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図９】増幅率設定処理を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１０】初期化設定処理を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１１】圧力検知処理を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１２】ｋ１／ｋ２に対する、燃焼圧感度及び加圧機構感度を示すグラフである。
【図１３】別の実施形態における制御処理部等の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】別の実施形態における検知時期設定部の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】別の実施形態における検知時期設定部の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】別の実施形態における、出力信号の時間変化率の特定手法を説明するための出力信号を示すグラフである。
【図１７】別の実施形態における、出力信号の時間変化率の特定手法を説明するための出力信号を示すグラフである。
【図１８】別の実施形態における変化率特定部の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、圧力検知装置の一例を示すブロック図である。
【００３１】
図１に示すように、圧力検知装置１０１は、エンジンＥＮに組付けられる燃焼圧センサ付きグロープラグ（以下、「グロープラグ」と称す）１と、グロープラグ１からの出力信号の処理等を行う制御処理部１０２とを備える。
【００３２】
グロープラグ１は、図２に示すように、筐体としてのハウジング２、センサ構造体３、中軸４、及び、加圧機構をなすヒータとしてのセラミックヒータ５１を有する伝達部５などを備えている。
【００３３】
前記ハウジング２は、所定の金属材料（例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄系素材）によって形成されるとともに、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる軸孔２１を有するハウジング本体２２と、ハウジング本体２２の先端部に接合された先端スリーブ２３とを備えている。
【００３４】
ハウジング本体２２の長手方向略中央の外周部分には、グロープラグ１を内燃機関のシリンダヘッドの取付孔（図示略）に取付けるためのねじ部２４が形成されている。さらに、ハウジング本体２２の後端部には、断面六角形状の工具係合部２５が接合されており、グロープラグ１を内燃機関に組付ける際には、工具係合部２５に対して所定の工具（例えば、スパナ、レンチ等）が係合されるようになっている。
【００３５】
加えて、前記工具係合部２５の後端部には、端子ピン６が接続されている。端子ピン６は、セラミックヒータ５１への電力供給やセンサ構造体３と制御処理部１０２との間の通信に用いられるコネクタ（図示せず）が取付けられるものであり、外観上、外径の異なる円柱が軸線ＣＬ１方向に積み重なる形状をなしている。
【００３６】
加えて、図３に示すように、先端スリーブ２３は、円筒状をなす筒状部２３Ａと、当該筒状部２３Ａの先端から径方向外側へと膨出形成された鍔部２３Ｂとを有している。そして、鍔部２３Ｂとハウジング本体２２の先端面との当接部分に対してレーザ溶接等を施すことにより、ハウジング本体２２と先端スリーブ２３とが接合されている。
【００３７】
また、筒状部２３Ａの後端側には、筒状のストッパ部材２６が圧入接合されるとともに、当該ストッパ部材２６に係止された状態で、板状の台座２７が筒状部２３Ａに挿入されている。さらに、前記台座２７の先端側の面にはセンサ構造体３が固定されている〔すなわち、センサ構造体３は、台座２７を介して先端スリーブ２３（ハウジング２）に固定されている〕。センサ構造体３は、図４に示すように、圧力検知部としての感圧抵抗体３１と、感温素子３２とを備えている。
【００３８】
感圧抵抗体３１は、軸線ＣＬ１方向（図４の手前奥方向）に沿った圧力が加えられることで、自身の抵抗値が比較的大きく変化するもの（例えば、ピエゾ抵抗体や歪みゲージなど）であり、その抵抗値変化の信号（定電流が流された感圧抵抗体３１の両端電圧）は、中軸４等の内側に設けられた信号線７（図３参照）及び端子ピン６を介して制御処理部１０２へと出力されるようになっている。尚、感圧抵抗体３１に代えて、自身に加えられた圧力に対応して電荷が生じる圧電素子を用いてもよい。
【００３９】
感温抵抗体３２は、温度変化を検出可能な感温素子として機能するものであり、感圧抵抗体３１とほぼ同一の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有している。感温抵抗体３２は、感圧抵抗体３１が配設される面と同一の面に配設されており、ひいては感圧抵抗体３１と略同一の温度環境下に置かれるようになっている。従って、温度変化に伴って感圧抵抗体３１の抵抗値が変化したとき、感温抵抗体３２の抵抗値についても、感圧抵抗体３１の抵抗値変化に対応して変化する。そして、感温抵抗体３２の抵抗値変化の信号は、信号線７や端子ピン６を介して制御処理部１０２に出力されるようになっている。
【００４０】
図２に戻り、前記ハウジング２の軸孔２１には、導電性の金属材料からなる円筒状の前記中軸４が収容されている。中軸４は、セラミックヒータ５１への通電経路となる部位であり、自身の先端側が端子ピン６と接続されるとともに、自身の後端側がそれぞれ環状の絶縁性材料からなるＯリング２８及び絶縁ブッシュ２９に挿通されている。そして、Ｏリング２８により中軸４とハウジング２との間の気密性が確保されるとともに、絶縁ブッシュ２９を介して中軸４がハウジング２により支持されている。
【００４１】
さらに、前記中軸４の先端部は、図３に示すように、所定の導電性の金属材料（例えば、ＳＵＳ等の鉄系素材）によって形成された筒状の接続部材８を介して、筒状の給電部材９に電気的に接続されている。また、給電部材９は、自身の後端側に、軸線ＣＬ１方向に沿って延び、周方向に沿って間欠的に形成された複数の延出部９Ａを備えており、当該延出部９Ａは、台座２７と先端スリーブ２３との間に設けられた隙間（図示せず）を通過して後端側に延びるように構成されている。さらに、給電部材９の先端側には、セラミックヒータ５１の後端側が圧入されており、中軸４とセラミックヒータ５１とが接続部材８及び給電部材９を介して電気的に接続されている。
【００４２】
加えて、ハウジング２の先端部には、自身の内周において、セラミックヒータ５１を支持する筒状の支持スリーブ１０が接合されており、支持スリーブ１０は、自身の後端側に、径方向内側に向けて突出する支持部１１を備えている。支持部１１は、比較的薄肉に形成されており、その結果、軸線ＣＬ１方向に沿って撓み変形しやすい構造となっている。また、支持部１１が変形しやすい構造とされることで、伝達部５（セラミックヒータ５１）は、ハウジング２に対して軸線ＣＬ１方向に沿って相対移動可能となっている。すなわち、支持部１１は、伝達部５（セラミックヒータ５１）をハウジング２に対して軸線ＣＬ１に沿って相対変位可能な状態で支持している。
【００４３】
伝達部５は、燃焼圧などの圧力をセンサ構造体３（感圧抵抗体３１）に対して伝達するものであり、セラミックヒータ５１、中間部材５２、及び、半球部材５３を備えている。
【００４４】
セラミックヒータ５１は、図５に示すように、絶縁性セラミックによって構成されるとともに、軸線ＣＬ１方向に延びる略同径で丸棒状の基体５４と、その内部に埋設され、導電性セラミックからなる長細いＵ字状の発熱体５５とを備えている。また、発熱体５５は、それぞれ棒状をなす一対のリード部５５Ａ，５５Ｂと、各リード部５５Ａ，５５Ｂの先端部同士を連結する連結部５５Ｃとを備えている。連結部５５Ｃのうち特に先端側の部分が、いわゆる発熱抵抗体として機能する部位であり、曲面状に形成されたセラミックヒータ５１の先端部分において、その曲面に沿うようにして断面Ｕ字状をなしている。加えて、連結部５５Ｃの先端側の部分の断面積は各リード部５５Ａ，５５Ｂの断面積よりも小さくなるようにして形成されており、通電時には、連結部５５Ｃの先端側の部分において積極的に発熱が行われるようになっている。
【００４５】
また、各リード部５５Ａ，５５Ｂは、それぞれセラミックヒータ５１の後端側に向けて互いに略平行に延設されている。加えて、リード部５５Ａの後端寄り位置には、電極取出部５６が外周方向に突設されており、電極取出部５６は、セラミックヒータ５１の外周面に露出している。また、リード部５５Ｂの後端寄りの位置には、電極取出部５７が外周方向に突設されており、電極取出部５６と同様に、電極取出部５７は、セラミックヒータ５１の外周面に露出している。尚、電極取出部５６は、軸線ＣＬ１方向に沿って、電極取出部５７よりも後端側に位置している。
【００４６】
加えて、電極取出部５６は、給電部材９の先端側内周面に対して接触している。これにより、給電部材９に対して電気的に接続された中軸４とリード部５５Ａとの間における電気的導通が図られている。また、電極取出部５７は、支持スリーブ１０を介してハウジング２の先端部に接合された筒状の外筒１２に対して電気的に接続されている。これにより、外筒１２の接合されたハウジング２とリード部５５Ｂとの間の電気的導通が図られている。すなわち、本実施形態では、中軸４とハウジング２とが、グロープラグ１において、セラミックヒータ５１に通電するための陽極・陰極として機能するようになっている。
【００４７】
前記中間部材５２は、高剛性で、かつ、中実（高密度）の金属材料によって円板状に形成されている。中間部材５２は、自身の先端面が前記半球部材５３に対して当接する一方で、自身の後端面の大部分が、センサ構造体３の先端面に対して当接した状態で配設されている。
【００４８】
加えて、前記半球部材５３は、中実（高密度）のセラミック材料によって形成されている。半球部材５３は、給電部材９に対して圧入固定されており、平坦状に形成された半球部材５３の先端面は、セラミックヒータ５１の後端面に対して当接している。
【００４９】
さらに、本実施形態では、伝達部５や支持部１１のバネ定数が次のように設定されている。すなわち、図６に示すように（図６は、バネ定数ｋａ等の測定対象位置を説明するためのハウジング２等の断面模式図である）、伝達部５のうちその後端部（他端部）から支持部１１に支持された部位まで（図６中、散点模様を付した部位）のハウジング２に対する伝達部５の相対変位方向（軸線ＣＬ１方向）に沿ったバネ定数をｋａ（Ｎ／ｍｍ）とし、ハウジング２のうち支持部１１が固定された部位から感圧抵抗体３１（センサ構造体３）が固定された部位まで（図６中、斜線を付した部位）の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋｂ（Ｎ／ｍｍ）とする。そして、両バネ定数ｋａ、ｋｂの合成バネ定数であるｋａ・ｋｂ／（ｋａ＋ｋｂ）をｋ１（Ｎ／ｍｍ）とし、支持部１１の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋ２（Ｎ／ｍｍ）としたとき、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように構成されている。尚、バネ定数の比率ｋ１／ｋ２は、例えば、セラミックヒータ５１に任意の荷重を加えた際における、センサ構造体３にかかる荷重から測定することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、前記制御処理部１０２が、グロープラグ１（端子ピン６）に対して所定の信号線を介して電気的に接続されている。
【００５１】
制御処理部１０２は、図１に示すように、加圧機構制御部１０３と、検知時期設定部１０４と、オフセット補正部１０５と、温度測定部１０６と、変化率特定部１０７と、状態判定部１０８と、増幅率設定部１１０と、信号増幅部１１１と、信号処理部１１２とを備えている。
【００５２】
加圧機構制御部１０３は、エンジンＥＮの停止時において、エンジンキーがオンとされたタイミングから所定の時間内に、電圧供給用の電源装置１２１を制御することにより、所定量の電力をセラミックヒータ５１に投入する。そして、セラミックヒータ５１を熱膨張させることで、感圧抵抗体３１に対して、ハウジング２に対する伝達部５の相対変位方向と同一の方向（軸線ＣＬ１方向）に沿って所定量の荷重を印加する。すなわち、本実施形態において、セラミックヒータ５１は、通電により発熱し、燃焼室内を加熱する機能に加えて、感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を印加する加圧機構としての機能を有している。また、セラミックヒータ５１は、伝達部５の一部を構成しており、加圧機構（セラミックヒータ５１）と伝達部５とは一体とされている。尚、電源装置１２１からセラミックヒータ５１に対する電力投入のオン・オフは、ＥＣＵ（電子制御装置）１２２から電源装置１２１に出力される通電信号によって切り替えられる。
【００５３】
検知時期設定部１０４は、後述する変化率特定部１０７における処理を行う時期を設定するものである。本実施形態では、所定量の荷重を感圧抵抗体３１に印加するにあたりＥＣＵ１２２から電源装置１２１へと出力される通電信号に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期が設定される。具体的には、エンジンキーがオンとされたタイミングが、変化率特定部１０７による処理の開始時期とされる。一方で、前記処理の開始時期から所定の時間ｘ（例えば、２秒間）を経過したときが、変化率特定部１０７による処理の終期に設定される。
【００５４】
オフセット補正部１０５は、感圧抵抗体３１からの出力信号に対してオフセット値を加算することで、出力信号の補正を行うものである。具体的には、オフセット補正部１０５は、燃焼室内が予め設定された基準圧力（例えば、１Ｂａｒ）となったタイミングのそれぞれにおいて、感圧抵抗体３１の出力信号を検出するとともに、前のタイミングで検出した出力信号に対する今回のタイミングで検出された出力信号の変化量を測定する。そして、測定された変化量をそれぞれ積算したものを、オフセット値として設定する。尚、最初の検出タイミングにおいては、当該タイミングで検出された出力信号と、所定の基準電圧（例えば、０Ｖ）との変化量が測定される。すなわち、オフセット補正部１０５によって、感圧抵抗体３１からの出力信号は、前記基準電圧を基準とした信号にオフセットされる。
【００５５】
温度測定部１０６は、感温抵抗体３２からの出力信号に基づいて感圧抵抗体３１の温度を測定するものである。
【００５６】
変化率特定部１０７は、前記所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号の時間変化率を特定するものである。本実施形態において、変化率特定部１０７は、温度測定部１０６により測定された感圧抵抗体３１の温度ＴＥが、エンジンＥＮが冷却状態にあるときの感圧抵抗体３１の温度に対応する予め設定された所定の基準温度〔例えば、室温（２３℃）〕から、予め設定された所定の許容温度（例えば、±２５℃）の範囲内にある場合（すなわち、エンジンが十分に冷えた状態にある場合）であって、検知時期設定部１０４により設定された処理時間の間に限って、出力信号の時間変化率を特定する。本実施形態では、時間変化率として、図７に示すように、出力信号の電圧値が予め設定された所定の第１の閾値Ｖ１（例えば、１．２Ｖ）を超えてから予め設定された所定の第２の閾値Ｖ２（例えば、１．５Ｖ）を超えるまでの経過時間ｔにより、第１の閾値Ｖ１及び第２の閾値Ｖ２の差分（Ｖ２−Ｖ１）を除算したもの〔（Ｖ２−Ｖ１）／ｔ〕が特定されるように構成されている。
【００５７】
また、変化率特定部１０７により時間変化率を特定するに際は、オフセット補正部１０５により、感圧抵抗体３１からの出力信号がオフセット補正される。尚、前記オフセット値の分だけ閾値Ｖ１，Ｖ２をずらしてもよい。
【００５８】
状態判定部１０８は、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に基づいて感圧抵抗体３１の状態を判定するものであり、故障判定部１０９を備えている。
【００５９】
故障判定部１０９は、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に基づく情報と、予め設定された所定の故障判定閾値とを比較して、感圧抵抗体３１の故障を判定するものである。本実施形態では、エンジンキーがオンとされてから予め設定された所定の時間ｘが経過するまでに、出力信号が第１の閾値Ｖ１や第２閾値Ｖ２を超えない場合に、故障判定部１０９は、感圧抵抗体３１に故障が生じているものと判定する。
【００６０】
増幅率設定部１１０は、温度測定部１０６で測定された感圧抵抗体３１の温度に基づいて温度変化に対する補正率を設定し、また、変化率特定部１０７により特定された時間変化率に基づいて増幅率を設定する。
【００６１】
前記補正率は、感圧抵抗体３１からの出力信号に対して乗算されることで、温度変化による感圧抵抗体３１の出力信号の変動を補正するものである。補正率は、予め取得され所定の記憶装置１２３に記憶された感圧抵抗体３１の温度と補正率とのテーブルに基づいて設定される。補正率の分だけ感圧抵抗体３１からの出力信号が補正されることで、感圧抵抗体３１に印加された荷重のみに基づく出力信号が得られる。
【００６２】
前記増幅率は、感圧抵抗体３１から出力される信号に乗算されることで、感圧抵抗体３１の劣化等による出力信号の低下を補完するものである。具体的には、正常な感圧抵抗体３１において、前記所定量の荷重を加えた際に出力される信号の時間変化率（基準変化率）が予め記憶装置１２３に記憶されており、前記変化率特定部１０７により特定された時間変化率に対する前記基準変化率の割合が増幅率として設定される。例えば、所定量の荷重を加えた際に出力される信号の基準変化率がΔＡ（例えば、１．０）であるのに対して、変化率特定部１０７により特定された時間変化率がΔＢ（例えば、０．８）であった場合、増幅率はΔＡ／ΔＢ（例えば、１．０／０．８＝１．２５）に設定される。尚、増幅率は、エンジンキーが再度オンとされるまでの間、更新されることなく保持される。
【００６３】
信号増幅部１１１は、燃焼室内の圧力を検知する際に、補正率及び増幅率に基づいて感圧抵抗体３１からの出力信号を増幅するものである。尚、変化率特定部１０７により出力信号の時間変化率を特定する際には、信号増幅部１１１による出力信号の増幅は行われず、燃焼室内の圧力を検知する際に限って出力信号の増幅が行われる。
【００６４】
信号処理部１１２は、変化率特定部１０７による時間変化率の特定処理を行う時期に、所定の電圧（例えば、０Ｖ）を出力し、時間変化率の特定処理を行う時期以外の時期（つまり、燃焼室内の圧力を検知する時期）に、信号増幅部１１１により増幅された出力信号を出力する。すなわち、信号処理部１１２は、燃焼室内の圧力による出力信号を選択して出力し、この出力に基づいて所定の処理装置（図示せず）により燃焼室内の圧力が検知される。
【００６５】
次いで、上述した圧力検知装置１０１の動作について、フローチャートを参照しつつ説明する。
【００６６】
図８に示すように、まず、Ｓ１において、エンジンキーがオンであるか否かが判定される。ここで、エンジンキーがオフである場合には（Ｓ１；Ｎｏ）、Ｓ２において、初回フラグが０に設定される。尚、「初回フラグ」は、エンジンキーがオンの場合に繰り返し実行される初期化設定処理（後述するＳ４）の実行を、エンジンキーがオフからオンとされた時にのみ実行させるため、その判定条件に用いられるフラグである。初回フラグは初期状態では０とされている。
【００６７】
エンジンキーがオンとされると（Ｓ１；Ｙｅｓ）、初期化設定処理を行うか否かを判定すべく、初回フラグがチェックされる（Ｓ３）。初回フラグが非成立（０）である場合には（Ｓ３；Ｎｏ）、初期化設定処理（Ｓ４）が行われる。初期化設定処理では、図１０に示すように、増幅率設定フラグが０にセットされるとともに（Ｓ４１）、増幅率が初期値（例えば、１．０）に設定される（Ｓ４２）。尚、「増幅率設定フラグ」は、増幅率設定処理（後述するＳ１０）の処理を行うか否かの判断に用いられるフラグである。
【００６８】
また、初期化設定処理（Ｓ４）に続いて、次回以降のＳ３ではスキップしてＳ６に進むことができるように、Ｓ５で初回フラグが１にセットされる。
【００６９】
次いで、Ｓ６において、キーオンから予め設定された所定の時間ｘ秒以内か否か（変化率特定部１０７における処理を行う時期にあるか否か）が判定される。つまり、Ｓ６において、増幅率を設定する処理（増幅率設定モード）、又は、燃焼圧を検知する処理（燃焼圧検知モード）のいずれかに分岐する。
【００７０】
キーオンからｘ秒以内である場合には（Ｓ６；Ｙｅｓ）、増幅率設定モードに移行し、増幅率設定フラグがチェックされ、エンジンキーがオンとされてから既に増幅率が設定されているかが判定される（Ｓ７）。増幅率設定フラグが非成立（０）である場合には（Ｓ７；Ｎｏ）、感圧抵抗体３１の温度ＴＥが、予め設定された所定の基準温度を含む予め設定された所定の許容温度の範囲であるか否か（本実施形態では、温度ＴＥが閾値温度ＴＥ１と閾値温度ＴＥ２の間にあるか否か）が判定される（Ｓ８，９）。温度ＴＥが、閾値温度ＴＥ１と閾値温度ＴＥ２との間にある場合には（Ｓ８；Ｙｅｓ、かつ、Ｓ９；Ｙｅｓ）、Ｓ１０に移行し、増幅率設定処理が行われる。一方で、増幅率設定フラグが成立していたり（Ｓ７；Ｙｅｓ）、温度ＴＥが閾値温度ＴＥ１，ＴＥ２の間になかったり（Ｓ８；Ｎｏ、又は、Ｓ９；Ｎｏ）する場合には、Ｓ１に戻ることとなる。
【００７１】
増幅率設定処理（Ｓ１０）においては、図９に示すように、加圧機構が作動され（本実施形態では、セラミックヒータ５１へ給電され発熱される）、感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重が印加される（Ｓ２０）。このとき、感圧抵抗体３１に印加される荷重は既知（予め設定している）である。そして、この荷重に対応して感圧抵抗体３１から出力される信号（レベル）を一定のものとするために、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に対して、オフセット補正部１０５により補正がなされる（Ｓ２１）。これにより、出力信号は、前記基準電圧を基準とした信号にオフセットされる。
【００７２】
オフセット補正の後、変化率特定部１０７により、出力信号の時間変化率が特定される。すなわち、まず、Ｓ２２において、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１よりも大きいか否かが判定される。そして、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１を超えると（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１を超えてから第２の閾値Ｖ２を超えるまでの経過時間ｔを測定すべく、経過時間ｔの計測が開始される（Ｓ２３）。
【００７３】
次いで、Ｓ２４において、出力信号の電圧値Ｖが、第２の閾値Ｖ２よりも大きいか否かが判定される。そして、出力信号の電圧値Ｖが、第２の閾値Ｖ２を超えたときに（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、経過時間ｔが取得される（Ｓ２５）。
【００７４】
尚、出力信号の電圧値Ｖが、キーオンからｘ秒以内に、第１の閾値Ｖ１や第２の閾値Ｖ２を超えない場合には（Ｓ２２；Ｎｏ→Ｓ２６；Ｙｅｓ、又は、Ｓ２４；Ｎｏ→Ｓ２７；Ｙｅｓ）、感圧抵抗体３１に故障が発生したものを判定される（Ｓ２８）。また、経過時間ｔの計測が停止されるとともに、経過時間ｔが初期値（０秒）にリセットされる（Ｓ２９）。
【００７５】
Ｓ２５において経過時間ｔを取得した後、当該経過時間ｔと、前記閾値Ｖ１，Ｖ２とに基づいて、出力信号の時間変化率〔（Ｖ２−Ｖ１）／ｔ〕が特定される（Ｓ３０）。次いで、特定された時間変化率と、正常な感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を加えた際に出力される信号の時間変化率（基準変化率）とに基づいて、増幅率が設定される（Ｓ３１）。また、エンジンキーが再度オンとされるまでの間に、増幅率が再度設定されてしまうことを防止すべく、増幅率設定フラグが１にセットされる（Ｓ３２）。増幅率設定フラグが１にセットされることで、Ｓ７で増幅率設定処理（Ｓ１０）がスキップされることとなる。
【００７６】
図８に戻り、Ｓ６において、キーオンからｘ秒が経過している場合には（Ｓ６；Ｎｏ）、圧力検知モードに移行し、圧力検知処理（Ｓ１１）が行われる。
【００７７】
圧力検知処理においては、図１１に示すように、温度測定部１０６により測定された感圧抵抗体３１の温度に基づいて、補正率が設定される（Ｓ５１）。また、感圧抵抗体３１からの出力信号がオフセット補正される（Ｓ５２）。
【００７８】
次いで、得られた補正率と増幅率とに基づいて、感圧抵抗体３１からの出力信号が増幅される（Ｓ５３）とともに、信号処理部１１２から増幅された信号に出力される。そして、この増幅された出力信号に基づいて、前記所定の処理装置（図示せず）により燃焼室内の圧力が検知される（Ｓ５４）。
【００７９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、エンジンＥＮの停止時（つまり、燃焼室内の圧力変動がないとき）に、セラミックヒータ５１から所定量の荷重を感圧抵抗体３１に印加し、その際に感圧抵抗体３１から出力される信号に基づいて、感圧抵抗体３１の状態が判定されるようになっている。従って、エンジンＥＮの動作状態による出力信号の変動といった事態が生じることはなく、感圧抵抗体３１の状態を正確に反映した出力信号を得ることができる。その結果、感圧抵抗体３１の故障や劣化を極めて正確に判定することができる。
【００８０】
また、セラミックヒータ５１は、感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を印加する機能と、燃焼圧を感圧抵抗体３１に伝達する機能との双方を備えており、さらに、燃焼室内を加熱する機能をも有している。つまり、本実施形態においては、１つのセラミックヒータ５１により、加圧機構、伝達部、及び、ヒータ機能のそれぞれが実現されている。従って、部品点数の削減を図ることができ、ひいては製造コストの抑制や装置の小型化を図ることができる。
【００８１】
加えて、自身が発熱するセラミックヒータ５１を加圧機構として用いることで、加圧機構は十分な耐熱性を有することとなる。そのため、そのため、感圧抵抗体３１の異常判定を長期間に亘って精度よく行うことができる。
【００８２】
さらに、合成バネ定数ｋ１、及び、支持部１１のバネ定数ｋ２について、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように構成されている。従って、燃焼室内の圧力とセラミックヒータ５１（加圧機構）からの圧力とを十分に感圧抵抗体３１に加えることができる。その結果、燃焼室内の圧力を精度よく検知することができるとともに、感圧抵抗体３１の状態をより確実に精度よく判定することができる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、変化率特定部１０７により所定量の荷重を印加した際の出力信号の時間変化率を特定することで、感圧抵抗体３１の劣化による出力信号の減少分を特定することができ、時間変化率に基づいて設定された増幅率の分だけ、燃焼室内の圧力を検知する際に感圧抵抗体３１から出力される信号が増幅される。従って、感圧抵抗体３１の劣化による出力信号の減少分を補完することができ、感圧抵抗体３１が劣化した場合であっても、燃焼室内の圧力を非常に精度よく検知することができる
加えて、感圧抵抗体３１の温度が所定の許容温度の範囲内にある場合（つまり、感圧抵抗体３１が極端に高温又は低温ではない場合）に、増幅率が設定されるようになっている。従って、より正確な増幅率を設定することができ、ひいては燃焼室内の圧力を一層精度よく検知することができる。
【００８４】
次いで、上記実施形態による作用効果を確認すべく、前記合成バネ定数ｋ１、及び、支持部のバネ定数ｋ２を変更することで、両バネ定数の比（ｋ１／ｋ２）を種々変更した圧力検知装置のサンプルを複数作製し、各サンプルについて燃焼室内の圧力を所定値（２０ＭＰａ）とした場合における感圧抵抗体の感度（燃焼圧感度）と、セラミックヒータから所定量の荷重（６０Ｎ）を加えた際の感圧抵抗体の感度（加圧機構感度）とを測定した。図１２に、両バネ定数の比（ｋ１／ｋ２）に対する、燃焼圧感度及び加圧機構感度を表すグラフを示す。尚、図１２においては、燃焼圧感度を実線で示し、加圧機構感度を点線で示す。また、感度とあるのは、感圧抵抗体に圧力を加えた際の感圧抵抗体の抵抗値の変化率をいう。
【００８５】
図１２に示すように、ｋ１／ｋ２を０．０２５以上３．０以下とすることで、燃焼圧感度及び加圧機構感度が０．１％以上となり、燃焼圧による出力信号の変化、及び、加圧機構から荷重を加えた際の出力信号の変化の双方を十分に精度よく検知できることが確認された。
【００８６】
以上の結果より、燃焼室内の圧力を精度よく検知可能としつつ、圧力検知部の状態の判定精度をより確実に向上させるためには、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように構成することが好ましいといえる。
【００８７】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００８８】
（ａ）上記実施形態における圧力検知装置１０１は、感圧抵抗体３１からの出力信号の劣化に対応すべく、信号増幅部１１１等を備えているが、図１３に示すように、出力信号の増幅機能を設けることなく、圧力検知装置２０１を構成することとしてもよい。すなわち、感圧抵抗体３１からの出力信号と予め設定された所定の故障判定閾値とを比較することで感圧抵抗体３１の故障を検知する故障判定部２０３を有する状態判定部２０２と、所定量の荷重を感圧抵抗体３１に加えたときに限って故障判定部２０３による処理を実行可能とする検知時期設定部２０４とを具備するように圧力検知装置２０１を構成することとしてもよい。
【００８９】
（ｂ）上記実施形態において、検知時期設定部１０４は、ＥＣＵ１２２の通電信号に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期を設定しているが、セラミックヒータ５１へと印加される電圧の電位に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期を設定することとしてもよい。この場合には、例えば、図１４に示すように、抵抗２１２，２１３、ＲＳ−フリップフロップ（ＲＳ−ＦＦ）回路２１４、タイマ回路２１５、及び、クロック回路２１６等を備え、ＲＳ−ＦＦ回路２１４からの出力が変化率特定部１０７へと出力される回路を、検知時期設定部２１１として用いることができる。また、グロープラグ１へと流れる電流によって発生する電磁波に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期を設定することとしてもよい。この場合には、図１５に示すように、グロープラグ１と電源装置１２１とを電気的に接続する導電線２２２の電界変化を検知可能なコイル２２３や抵抗２２４、ＲＳ−ＦＦ回路２２５等を有する回路を、検知時期設定部２２１として用いることができる。
【００９０】
（ｃ）上記実施形態において、感圧抵抗体３１の出力信号の時間変化率は、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１を超えてから第２の閾値Ｖ２を超えるまでの経過時間ｔにより、両閾値Ｖ１，Ｖ２の差分（Ｖ２−Ｖ１）を除算することで特定されているが、時間変化率の特定手法は、これに限定されるものではない。従って、例えば、図１６に示すように、出力信号が予め設定された所定の閾値Ｖ３を超えたときから予め設定された所定の待機時間Ｔ１が経過するまでの出力信号の変化量ΔＶを、待機時間Ｔ１で除算することにより、時間変化率を特定することとしてもよい。また、変化率特定部をデジタル回路により構成する場合には、図１７に示すように、予め設定された所定時間Ｔ２毎における出力信号の変化量を計測し、当該変化量に基づいて出力信号の時間変化率を特定することとしてもよい。さらに、変化率特定部をアナログ回路により構成する場合には、図１８に示すような微分回路２３１を変化率特定部として用いることとしてもよい。
【００９１】
（ｄ）上記実施形態において、変化率特定部１０７は、温度測定部１０６により測定された感圧抵抗体３１の温度が、所定の基準温度から予め設定された所定の許容温度の範囲内にある場合に、出力信号の時間変化率を特定するように構成されている。これに対して、感圧抵抗体３１の温度に基づいて、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号を調節（補正）する（すなわち、前記補正率に基づいて感圧抵抗体３１からの出力信号を補正する）ことで、感圧抵抗体３１の温度に関わらず、出力信号の時間変化率を特定することとしてもよい。この場合には、増幅率の設定タイミングが特段限定されることなく、より正確な増幅率を随時設定することができる。その結果、燃焼室内の圧力をより一層精度よく検知することができる。
【００９２】
（ｅ）上記実施形態では、セラミックヒータ５１が、燃焼室内の圧力を感圧抵抗体３１に伝達する伝達部としての機能と、所定量の荷重を感圧抵抗体３１に加える加圧機構としての機能とを備えているが、例えば、燃焼室内の圧力を伝達する伝達部５と感圧抵抗体３１に荷重を印加する加圧機構とを別々に設けることとしてもよい。また、加圧機構は、任意の荷重を感圧抵抗体３１に対して印加可能なものであればよい。従って、加圧機構を発熱により膨張するもの（セラミックヒータ５１）により構成することなく、例えば、通電により動作するソレノイド等の機械的手段により構成することとしてもよい。また、セラミックヒータ５１に代えて、通電により発熱する金属製の発熱コイルを備えたヒータを設けることとしてもよい。さらに、上記実施形態における圧力検知装置１０１は、燃焼室内を加熱可能に構成されているが、圧力検知装置が、燃焼室内を加熱するヒータを具備しないものであってもよい。
【００９３】
（ｆ）上記実施形態では、制御処理部１０２が、グロープラグ１に対して所定の信号線を介して電気的に接続されており、制御処理部１０２は、グロープラグ１の外部に設けられている。これに対して、制御処理部１０２の全部又は一部をグロープラグ１（ハウジング２）の内部に配置してもよい。従って、例えば、制御処理部１０２のうち、加圧機構制御部１０３を除く回路をグロープラグ１の内部に設けることとしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…グロープラグ（燃焼圧センサ付きグロープラグ）、２…ハウジング（筐体）、５…伝達部、１１…支持部、３１…感圧抵抗体（圧力検知部）、５１…セラミックヒータ（加圧機構、ヒータ）、１０１…圧力検知装置、１０３…加圧機構制御部、１０６…温度測定部、１０７…変化率特定部、１０８…状態判定部、１０９…故障判定部、１１０…増幅率設定部、１１１…信号増幅部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内の圧力を検知するための圧力検知部を備えてなる圧力検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼圧等の圧力を検知するための圧力検知装置は、一般に、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の筐体と、前記軸孔内に配置され、先端側から後方へ向けて圧力を伝達する圧力伝達体と、圧力伝達体から加えられる圧力に基づいて信号を出力する圧力検知部（センサ素子）とを備えている。
【０００３】
ところで、使用に伴う熱や衝撃により、圧力検知部に故障・劣化といった異常が生じてしまうことがある。圧力検知部に異常が生じてしまうと、信号が出力されなくなってしまったり、正常時に比べてずれた信号が出力されてしまったりするおそれがある。ここで、圧力検知部の状態を判定する手法としては、エンジンが所定の運転状態（例えば、アイドリング状態）にあるときの圧力検知部から出力された信号と、予め設定された基準信号とから劣化係数を算出し、当該劣化係数に基づいて圧力検知部の状態を判定する手法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。尚、信号の出力とは、例えば、圧電素子のように自身に加えられた圧力に対応して生じる電荷や、定電流が流された、自身に加えられた圧力により自身の抵抗値が変化する素子（歪みゲージやピエゾ抵抗体）の両端電圧などを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８１５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記手法では、圧力検知部の状態によることなく、圧力検知部から出力される信号が大きく変動してしまうおそれがある。すなわち、エンジンは、例えばアイドリング状態であれば、比較的安定した駆動状態ではあるが、必ずしも安定するわけではなく、圧力が常に一様なものであるかの保証はない。このため、エンジンが駆動しているときに圧力検知部の状態を正確に判定することは困難であり、その信頼性を確保することができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力検知部の状態をより正確に判定することができる圧力検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【０００８】
構成１．本構成の圧力検知装置は、筐体と、
前記筐体に固定され、自身に印加された荷重に基づいて信号を出力する圧力検知部と、
自身の一端側に加えられた内燃機関の燃焼室内の圧力により、自身の他端部から前記圧力検知部に荷重を印加する伝達部と、
前記筐体に固定され、前記伝達部を前記筐体に対して相対変位可能な状態で支持する支持部と、
前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向と同一の方向に沿って、任意の荷重を前記圧力検知部に対して印加可能な加圧機構と
を備えた圧力検知装置であって、
前記内燃機関の停止時に前記加圧機構を制御することで、前記加圧機構から前記圧力検知部に対して所定量の荷重を印加する加圧機構制御部と、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号に基づいて、前記圧力検知部の状態を判定する状態判定部と
を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成１によれば、圧力検知装置は、任意の荷重を圧力検知部に対して印加可能な加圧機構と、加圧機構を制御することにより、圧力検知部に所定量の荷重を印加する加圧機構制御部とを備えている。そして、内燃機関の停止時（つまり、燃焼室内の圧力変動がないとき）に、加圧機構から所定量の荷重を圧力検知部に印加し、その際に圧力検知部から出力される信号に基づいて、圧力検知部の状態を判定するようになっている。従って、内燃機関の動作状態による出力信号の変動といった事態が生じることはなく、圧力検知部の状態を正確に反映した出力信号を得ることができる。その結果、圧力検知部の状態を極めて正確に判定することができる。
【００１０】
尚、加圧機構制御部や状態判定部を前記筐体と一体に構成しなくてもよい（すなわち、加圧機構制御部や状態判定部を前記筐体に必ずしも固定する必要はない）。従って、例えば、加圧機構を制御する信号や圧力検知部からの出力信号は、前記筐体の外側の装置において処理することとし、その外部の装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）を設ける構成としてもよい。またその際のインターフェースは有線／無線を問わない。
【００１１】
さらに、加圧機構から圧力検知部に対する所定量の荷重の印加は、内燃機関の停止時であればいつ行ってもよく、例えば、自動車ドアの開錠から内燃機関を始動するまでの間や、エンジンキーのオンから内燃機関を始動するまでの間などに行うことができる。
【００１２】
構成２．本構成の圧力検知装置は、上記構成１において、前記加圧機構と前記伝達部とが一体とされることを特徴とする。
【００１３】
上記構成２によれば、圧力検知部に対して荷重を印加するという機能の点で共通する加圧機構及び伝達部が一体とされている。従って、部品点数の削減を図ることができ、ひいては製造コストの抑制及び装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
構成３．本構成の圧力検知装置は、上記構成１又は２において、前記加圧機構は、通電により発熱し、前記燃焼室内を加熱するヒータであることを特徴とする。
【００１５】
上記構成３によれば、加圧機構は、燃焼室内を加熱するヒータにより構成されている。換言すれば、ヒータは、燃焼室内を加熱するヒータの本来的な機能に加えて、熱膨張を利用して所定量の荷重を圧力検知部に印加する加圧機構としての機能をも具備している。従って、燃焼室内を加熱する機構と加圧機構とをそれぞれ別々に設ける場合と比較して、部品点数の削減を図ることができ、製造コストや装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、自身が発熱するヒータを加圧機構として用いることで、加圧機構を機械的な手段により実現する場合と比較して、加圧機構は十分な耐熱性を有することとなる。そのため、圧力検知部の異常判定を長期間に亘って精度よく行うことができる。
【００１７】
構成４．本構成の圧力検知装置は、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記伝達部のうちその他端部から前記支持部に支持された部位までの前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向に沿ったバネ定数をｋａ（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記筐体のうち前記支持部が固定された部位から前記圧力検知部が固定された部位までの前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋｂ（Ｎ／ｍｍ）とし、
両バネ定数ｋａ、ｋｂの合成バネ定数であるｋａ・ｋｂ／（ｋａ＋ｋｂ）をｋ１（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記支持部の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋ２（Ｎ／ｍｍ）としたとき、
０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０
を満たすことを特徴とする。
【００１８】
燃焼室内の圧力を精度よく検知するためには、伝達部を支持する支持部のバネ定数ｋ２を小さくすることで、筐体に対して伝達部を相対変位しやすくしたり、伝達部のうちその他端部（圧力検知部に圧力を加える部位）から支持部に支持された部位までのバネ定数ｋａと、筐体のうち支持部が固定された部位から圧力検知部が固定された部位までのバネ定数ｋｂとの合成バネ定数ｋ１を大きくすることで、伝達部の圧縮変形や筐体に対する圧力検知部の相対移動を抑制したりすることが好ましい。しかしながら、前記合成バネ定数ｋ１を過度に大きくしたり、支持部のバネ定数ｋ２を過度に小さくしたりすることで、バネ定数ｋ２に対する合成バネ定数ｋ１の割合が増大してしまうと、加圧機構から圧力検知部に対して荷重を加える際に、支持部が大きく変形してしまい、圧力検知部に加えられる荷重が不十分となってしまうおそれがある。その結果、圧力検知部からの出力信号が低下してしまい、圧力検知部の状態の判定精度が低下してしまうおそれがある。
【００１９】
この点、上記構成４によれば、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように支持部や伝達部等が構成されており、燃焼室内の圧力と加圧機構からの圧力とをそれぞれ十分に圧力検知部に加えることができる。従って、燃焼室内の圧力を精度よく検知することができるとともに、圧力検知部の状態をより確実に精度よく判定することができる。
【００２０】
構成５．本構成の圧力検知装置は、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記状態判定部は、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号と、予め設定された所定の故障判定閾値とを比較して、前記圧力検知部の故障を判定する故障判定部を備えることを特徴とする。
【００２１】
上述のように、所定量の荷重を印加した際の圧力検知部からの出力信号は、例えば、ｋ１／ｋ２＝０．２に設計した構造体にヒータ加熱を加えた際、故障していない場合は事前に想定した圧力印加時の信号と同等の量となり、故障している場合は異なる量となる。すなわち、所定量の荷重を印加した際の圧力検知部からの出力信号は、自身の状態を正確に反映したものである。そのため、上記構成５のように、圧力検知部からの出力信号と所定の故障判定閾値とを比較することで、圧力検知部の故障を非常に正確に判定することができる。
【００２２】
構成６．本構成の圧力検知装置は、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記燃焼室内の圧力に基づき前記圧力検知部から出力される信号を増幅する信号増幅部と、
前記所定量の荷重を印加した際に前記圧力検知部からの出力される信号の時間変化率を特定する変化率特定部と、
前記変化率特定部により特定された時間変化率に基づいて、前記信号増幅部による出力信号の増幅率を設定する増幅率設定部と
を備えることを特徴とする。
【００２３】
上記構成６によれば、変化率特定部により所定量の荷重を印加した際の出力信号の時間変化率を特定することで、圧力検知部の劣化による出力信号の減少分を特定することができ、時間変化率（つまり、劣化による出力信号の減少分）に基づいて設定された増幅率の分だけ、燃焼室内の圧力を検知する際に圧力検知部から出力される信号が増幅される。従って、圧力検知部の劣化による出力信号の減少分が補完されることとなり、圧力検知部が劣化した場合であっても、燃焼室内の圧力を非常に精度よく検知することができる。
【００２４】
構成７．本構成の圧力検知装置は、上記構成６において、前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度が、前記内燃機関が冷却状態にあるときの前記圧力検知部の温度に対応する予め設定された所定の基準温度を含む、予め設定された所定の許容温度の範囲内にある場合に、前記増幅率設定部により前記増幅率が設定されることを特徴とする。
【００２５】
圧力検知部が極端に高温又は低温である場合には、所定量の荷重を加えた際に圧力検知部から出力される信号の時間変化率が極端に小さくなってしまったり、極端に大きくなってしまったりして、時間変化率に基づく増幅率を正確に設定することができないおそれがある。
【００２６】
この点、上記構成７によれば、圧力検知部の温度が所定の許容温度の範囲内にある場合（つまり、圧力検知部が極端に高温又は低温ではない場合）に、増幅率が設定されるようになっている。従って、より正確な増幅率を設定することができ、ひいては燃焼室内の圧力を一層精度よく検知することができる。
【００２７】
構成８．本構成の圧力検知装置は、上記構成６において、前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度に基づいて、前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号が調節されることを特徴とする。
【００２８】
上記構成８によれば、圧力検知部の温度に基づいて、所定量の荷重を印加した際の圧力検知部からの出力信号が調節され、当該調節された出力信号に基づいて時間変化率の特定ひいては増幅率の設定が行われる。つまり、温度の影響を補正した出力信号に基づいて、増幅率が設定される。そのため、増幅率の設定タイミングが特段限定されることなく、より正確な増幅率を随時設定することができる。その結果、燃焼室内の圧力をより一層精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】圧力検知装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、グロープラグの断面図であり、（ｂ）は、グロープラグの正面図である。
【図３】センサ構造体等の構成を示す部分拡大断面図である。
【図４】センサ構造体の構成を示す部分拡大平面図である。
【図５】セラミックヒータ等の構成を示す部分拡大断面図である。
【図６】バネ定数ｋａ等の測定対象位置を説明するためのハウジング等の断面模式図である。
【図７】出力信号の時間変化率の特定手法を説明するための出力信号を示すグラフである。
【図８】圧力検知装置における処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図９】増幅率設定処理を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１０】初期化設定処理を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１１】圧力検知処理を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１２】ｋ１／ｋ２に対する、燃焼圧感度及び加圧機構感度を示すグラフである。
【図１３】別の実施形態における制御処理部等の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】別の実施形態における検知時期設定部の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】別の実施形態における検知時期設定部の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】別の実施形態における、出力信号の時間変化率の特定手法を説明するための出力信号を示すグラフである。
【図１７】別の実施形態における、出力信号の時間変化率の特定手法を説明するための出力信号を示すグラフである。
【図１８】別の実施形態における変化率特定部の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、圧力検知装置の一例を示すブロック図である。
【００３１】
図１に示すように、圧力検知装置１０１は、エンジンＥＮに組付けられる燃焼圧センサ付きグロープラグ（以下、「グロープラグ」と称す）１と、グロープラグ１からの出力信号の処理等を行う制御処理部１０２とを備える。
【００３２】
グロープラグ１は、図２に示すように、筐体としてのハウジング２、センサ構造体３、中軸４、及び、加圧機構をなすヒータとしてのセラミックヒータ５１を有する伝達部５などを備えている。
【００３３】
前記ハウジング２は、所定の金属材料（例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄系素材）によって形成されるとともに、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる軸孔２１を有するハウジング本体２２と、ハウジング本体２２の先端部に接合された先端スリーブ２３とを備えている。
【００３４】
ハウジング本体２２の長手方向略中央の外周部分には、グロープラグ１を内燃機関のシリンダヘッドの取付孔（図示略）に取付けるためのねじ部２４が形成されている。さらに、ハウジング本体２２の後端部には、断面六角形状の工具係合部２５が接合されており、グロープラグ１を内燃機関に組付ける際には、工具係合部２５に対して所定の工具（例えば、スパナ、レンチ等）が係合されるようになっている。
【００３５】
加えて、前記工具係合部２５の後端部には、端子ピン６が接続されている。端子ピン６は、セラミックヒータ５１への電力供給やセンサ構造体３と制御処理部１０２との間の通信に用いられるコネクタ（図示せず）が取付けられるものであり、外観上、外径の異なる円柱が軸線ＣＬ１方向に積み重なる形状をなしている。
【００３６】
加えて、図３に示すように、先端スリーブ２３は、円筒状をなす筒状部２３Ａと、当該筒状部２３Ａの先端から径方向外側へと膨出形成された鍔部２３Ｂとを有している。そして、鍔部２３Ｂとハウジング本体２２の先端面との当接部分に対してレーザ溶接等を施すことにより、ハウジング本体２２と先端スリーブ２３とが接合されている。
【００３７】
また、筒状部２３Ａの後端側には、筒状のストッパ部材２６が圧入接合されるとともに、当該ストッパ部材２６に係止された状態で、板状の台座２７が筒状部２３Ａに挿入されている。さらに、前記台座２７の先端側の面にはセンサ構造体３が固定されている〔すなわち、センサ構造体３は、台座２７を介して先端スリーブ２３（ハウジング２）に固定されている〕。センサ構造体３は、図４に示すように、圧力検知部としての感圧抵抗体３１と、感温素子３２とを備えている。
【００３８】
感圧抵抗体３１は、軸線ＣＬ１方向（図４の手前奥方向）に沿った圧力が加えられることで、自身の抵抗値が比較的大きく変化するもの（例えば、ピエゾ抵抗体や歪みゲージなど）であり、その抵抗値変化の信号（定電流が流された感圧抵抗体３１の両端電圧）は、中軸４等の内側に設けられた信号線７（図３参照）及び端子ピン６を介して制御処理部１０２へと出力されるようになっている。尚、感圧抵抗体３１に代えて、自身に加えられた圧力に対応して電荷が生じる圧電素子を用いてもよい。
【００３９】
感温抵抗体３２は、温度変化を検出可能な感温素子として機能するものであり、感圧抵抗体３１とほぼ同一の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有している。感温抵抗体３２は、感圧抵抗体３１が配設される面と同一の面に配設されており、ひいては感圧抵抗体３１と略同一の温度環境下に置かれるようになっている。従って、温度変化に伴って感圧抵抗体３１の抵抗値が変化したとき、感温抵抗体３２の抵抗値についても、感圧抵抗体３１の抵抗値変化に対応して変化する。そして、感温抵抗体３２の抵抗値変化の信号は、信号線７や端子ピン６を介して制御処理部１０２に出力されるようになっている。
【００４０】
図２に戻り、前記ハウジング２の軸孔２１には、導電性の金属材料からなる円筒状の前記中軸４が収容されている。中軸４は、セラミックヒータ５１への通電経路となる部位であり、自身の先端側が端子ピン６と接続されるとともに、自身の後端側がそれぞれ環状の絶縁性材料からなるＯリング２８及び絶縁ブッシュ２９に挿通されている。そして、Ｏリング２８により中軸４とハウジング２との間の気密性が確保されるとともに、絶縁ブッシュ２９を介して中軸４がハウジング２により支持されている。
【００４１】
さらに、前記中軸４の先端部は、図３に示すように、所定の導電性の金属材料（例えば、ＳＵＳ等の鉄系素材）によって形成された筒状の接続部材８を介して、筒状の給電部材９に電気的に接続されている。また、給電部材９は、自身の後端側に、軸線ＣＬ１方向に沿って延び、周方向に沿って間欠的に形成された複数の延出部９Ａを備えており、当該延出部９Ａは、台座２７と先端スリーブ２３との間に設けられた隙間（図示せず）を通過して後端側に延びるように構成されている。さらに、給電部材９の先端側には、セラミックヒータ５１の後端側が圧入されており、中軸４とセラミックヒータ５１とが接続部材８及び給電部材９を介して電気的に接続されている。
【００４２】
加えて、ハウジング２の先端部には、自身の内周において、セラミックヒータ５１を支持する筒状の支持スリーブ１０が接合されており、支持スリーブ１０は、自身の後端側に、径方向内側に向けて突出する支持部１１を備えている。支持部１１は、比較的薄肉に形成されており、その結果、軸線ＣＬ１方向に沿って撓み変形しやすい構造となっている。また、支持部１１が変形しやすい構造とされることで、伝達部５（セラミックヒータ５１）は、ハウジング２に対して軸線ＣＬ１方向に沿って相対移動可能となっている。すなわち、支持部１１は、伝達部５（セラミックヒータ５１）をハウジング２に対して軸線ＣＬ１に沿って相対変位可能な状態で支持している。
【００４３】
伝達部５は、燃焼圧などの圧力をセンサ構造体３（感圧抵抗体３１）に対して伝達するものであり、セラミックヒータ５１、中間部材５２、及び、半球部材５３を備えている。
【００４４】
セラミックヒータ５１は、図５に示すように、絶縁性セラミックによって構成されるとともに、軸線ＣＬ１方向に延びる略同径で丸棒状の基体５４と、その内部に埋設され、導電性セラミックからなる長細いＵ字状の発熱体５５とを備えている。また、発熱体５５は、それぞれ棒状をなす一対のリード部５５Ａ，５５Ｂと、各リード部５５Ａ，５５Ｂの先端部同士を連結する連結部５５Ｃとを備えている。連結部５５Ｃのうち特に先端側の部分が、いわゆる発熱抵抗体として機能する部位であり、曲面状に形成されたセラミックヒータ５１の先端部分において、その曲面に沿うようにして断面Ｕ字状をなしている。加えて、連結部５５Ｃの先端側の部分の断面積は各リード部５５Ａ，５５Ｂの断面積よりも小さくなるようにして形成されており、通電時には、連結部５５Ｃの先端側の部分において積極的に発熱が行われるようになっている。
【００４５】
また、各リード部５５Ａ，５５Ｂは、それぞれセラミックヒータ５１の後端側に向けて互いに略平行に延設されている。加えて、リード部５５Ａの後端寄り位置には、電極取出部５６が外周方向に突設されており、電極取出部５６は、セラミックヒータ５１の外周面に露出している。また、リード部５５Ｂの後端寄りの位置には、電極取出部５７が外周方向に突設されており、電極取出部５６と同様に、電極取出部５７は、セラミックヒータ５１の外周面に露出している。尚、電極取出部５６は、軸線ＣＬ１方向に沿って、電極取出部５７よりも後端側に位置している。
【００４６】
加えて、電極取出部５６は、給電部材９の先端側内周面に対して接触している。これにより、給電部材９に対して電気的に接続された中軸４とリード部５５Ａとの間における電気的導通が図られている。また、電極取出部５７は、支持スリーブ１０を介してハウジング２の先端部に接合された筒状の外筒１２に対して電気的に接続されている。これにより、外筒１２の接合されたハウジング２とリード部５５Ｂとの間の電気的導通が図られている。すなわち、本実施形態では、中軸４とハウジング２とが、グロープラグ１において、セラミックヒータ５１に通電するための陽極・陰極として機能するようになっている。
【００４７】
前記中間部材５２は、高剛性で、かつ、中実（高密度）の金属材料によって円板状に形成されている。中間部材５２は、自身の先端面が前記半球部材５３に対して当接する一方で、自身の後端面の大部分が、センサ構造体３の先端面に対して当接した状態で配設されている。
【００４８】
加えて、前記半球部材５３は、中実（高密度）のセラミック材料によって形成されている。半球部材５３は、給電部材９に対して圧入固定されており、平坦状に形成された半球部材５３の先端面は、セラミックヒータ５１の後端面に対して当接している。
【００４９】
さらに、本実施形態では、伝達部５や支持部１１のバネ定数が次のように設定されている。すなわち、図６に示すように（図６は、バネ定数ｋａ等の測定対象位置を説明するためのハウジング２等の断面模式図である）、伝達部５のうちその後端部（他端部）から支持部１１に支持された部位まで（図６中、散点模様を付した部位）のハウジング２に対する伝達部５の相対変位方向（軸線ＣＬ１方向）に沿ったバネ定数をｋａ（Ｎ／ｍｍ）とし、ハウジング２のうち支持部１１が固定された部位から感圧抵抗体３１（センサ構造体３）が固定された部位まで（図６中、斜線を付した部位）の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋｂ（Ｎ／ｍｍ）とする。そして、両バネ定数ｋａ、ｋｂの合成バネ定数であるｋａ・ｋｂ／（ｋａ＋ｋｂ）をｋ１（Ｎ／ｍｍ）とし、支持部１１の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋ２（Ｎ／ｍｍ）としたとき、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように構成されている。尚、バネ定数の比率ｋ１／ｋ２は、例えば、セラミックヒータ５１に任意の荷重を加えた際における、センサ構造体３にかかる荷重から測定することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、前記制御処理部１０２が、グロープラグ１（端子ピン６）に対して所定の信号線を介して電気的に接続されている。
【００５１】
制御処理部１０２は、図１に示すように、加圧機構制御部１０３と、検知時期設定部１０４と、オフセット補正部１０５と、温度測定部１０６と、変化率特定部１０７と、状態判定部１０８と、増幅率設定部１１０と、信号増幅部１１１と、信号処理部１１２とを備えている。
【００５２】
加圧機構制御部１０３は、エンジンＥＮの停止時において、エンジンキーがオンとされたタイミングから所定の時間内に、電圧供給用の電源装置１２１を制御することにより、所定量の電力をセラミックヒータ５１に投入する。そして、セラミックヒータ５１を熱膨張させることで、感圧抵抗体３１に対して、ハウジング２に対する伝達部５の相対変位方向と同一の方向（軸線ＣＬ１方向）に沿って所定量の荷重を印加する。すなわち、本実施形態において、セラミックヒータ５１は、通電により発熱し、燃焼室内を加熱する機能に加えて、感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を印加する加圧機構としての機能を有している。また、セラミックヒータ５１は、伝達部５の一部を構成しており、加圧機構（セラミックヒータ５１）と伝達部５とは一体とされている。尚、電源装置１２１からセラミックヒータ５１に対する電力投入のオン・オフは、ＥＣＵ（電子制御装置）１２２から電源装置１２１に出力される通電信号によって切り替えられる。
【００５３】
検知時期設定部１０４は、後述する変化率特定部１０７における処理を行う時期を設定するものである。本実施形態では、所定量の荷重を感圧抵抗体３１に印加するにあたりＥＣＵ１２２から電源装置１２１へと出力される通電信号に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期が設定される。具体的には、エンジンキーがオンとされたタイミングが、変化率特定部１０７による処理の開始時期とされる。一方で、前記処理の開始時期から所定の時間ｘ（例えば、２秒間）を経過したときが、変化率特定部１０７による処理の終期に設定される。
【００５４】
オフセット補正部１０５は、感圧抵抗体３１からの出力信号に対してオフセット値を加算することで、出力信号の補正を行うものである。具体的には、オフセット補正部１０５は、燃焼室内が予め設定された基準圧力（例えば、１Ｂａｒ）となったタイミングのそれぞれにおいて、感圧抵抗体３１の出力信号を検出するとともに、前のタイミングで検出した出力信号に対する今回のタイミングで検出された出力信号の変化量を測定する。そして、測定された変化量をそれぞれ積算したものを、オフセット値として設定する。尚、最初の検出タイミングにおいては、当該タイミングで検出された出力信号と、所定の基準電圧（例えば、０Ｖ）との変化量が測定される。すなわち、オフセット補正部１０５によって、感圧抵抗体３１からの出力信号は、前記基準電圧を基準とした信号にオフセットされる。
【００５５】
温度測定部１０６は、感温抵抗体３２からの出力信号に基づいて感圧抵抗体３１の温度を測定するものである。
【００５６】
変化率特定部１０７は、前記所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号の時間変化率を特定するものである。本実施形態において、変化率特定部１０７は、温度測定部１０６により測定された感圧抵抗体３１の温度ＴＥが、エンジンＥＮが冷却状態にあるときの感圧抵抗体３１の温度に対応する予め設定された所定の基準温度〔例えば、室温（２３℃）〕から、予め設定された所定の許容温度（例えば、±２５℃）の範囲内にある場合（すなわち、エンジンが十分に冷えた状態にある場合）であって、検知時期設定部１０４により設定された処理時間の間に限って、出力信号の時間変化率を特定する。本実施形態では、時間変化率として、図７に示すように、出力信号の電圧値が予め設定された所定の第１の閾値Ｖ１（例えば、１．２Ｖ）を超えてから予め設定された所定の第２の閾値Ｖ２（例えば、１．５Ｖ）を超えるまでの経過時間ｔにより、第１の閾値Ｖ１及び第２の閾値Ｖ２の差分（Ｖ２−Ｖ１）を除算したもの〔（Ｖ２−Ｖ１）／ｔ〕が特定されるように構成されている。
【００５７】
また、変化率特定部１０７により時間変化率を特定するに際は、オフセット補正部１０５により、感圧抵抗体３１からの出力信号がオフセット補正される。尚、前記オフセット値の分だけ閾値Ｖ１，Ｖ２をずらしてもよい。
【００５８】
状態判定部１０８は、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に基づいて感圧抵抗体３１の状態を判定するものであり、故障判定部１０９を備えている。
【００５９】
故障判定部１０９は、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に基づく情報と、予め設定された所定の故障判定閾値とを比較して、感圧抵抗体３１の故障を判定するものである。本実施形態では、エンジンキーがオンとされてから予め設定された所定の時間ｘが経過するまでに、出力信号が第１の閾値Ｖ１や第２閾値Ｖ２を超えない場合に、故障判定部１０９は、感圧抵抗体３１に故障が生じているものと判定する。
【００６０】
増幅率設定部１１０は、温度測定部１０６で測定された感圧抵抗体３１の温度に基づいて温度変化に対する補正率を設定し、また、変化率特定部１０７により特定された時間変化率に基づいて増幅率を設定する。
【００６１】
前記補正率は、感圧抵抗体３１からの出力信号に対して乗算されることで、温度変化による感圧抵抗体３１の出力信号の変動を補正するものである。補正率は、予め取得され所定の記憶装置１２３に記憶された感圧抵抗体３１の温度と補正率とのテーブルに基づいて設定される。補正率の分だけ感圧抵抗体３１からの出力信号が補正されることで、感圧抵抗体３１に印加された荷重のみに基づく出力信号が得られる。
【００６２】
前記増幅率は、感圧抵抗体３１から出力される信号に乗算されることで、感圧抵抗体３１の劣化等による出力信号の低下を補完するものである。具体的には、正常な感圧抵抗体３１において、前記所定量の荷重を加えた際に出力される信号の時間変化率（基準変化率）が予め記憶装置１２３に記憶されており、前記変化率特定部１０７により特定された時間変化率に対する前記基準変化率の割合が増幅率として設定される。例えば、所定量の荷重を加えた際に出力される信号の基準変化率がΔＡ（例えば、１．０）であるのに対して、変化率特定部１０７により特定された時間変化率がΔＢ（例えば、０．８）であった場合、増幅率はΔＡ／ΔＢ（例えば、１．０／０．８＝１．２５）に設定される。尚、増幅率は、エンジンキーが再度オンとされるまでの間、更新されることなく保持される。
【００６３】
信号増幅部１１１は、燃焼室内の圧力を検知する際に、補正率及び増幅率に基づいて感圧抵抗体３１からの出力信号を増幅するものである。尚、変化率特定部１０７により出力信号の時間変化率を特定する際には、信号増幅部１１１による出力信号の増幅は行われず、燃焼室内の圧力を検知する際に限って出力信号の増幅が行われる。
【００６４】
信号処理部１１２は、変化率特定部１０７による時間変化率の特定処理を行う時期に、所定の電圧（例えば、０Ｖ）を出力し、時間変化率の特定処理を行う時期以外の時期（つまり、燃焼室内の圧力を検知する時期）に、信号増幅部１１１により増幅された出力信号を出力する。すなわち、信号処理部１１２は、燃焼室内の圧力による出力信号を選択して出力し、この出力に基づいて所定の処理装置（図示せず）により燃焼室内の圧力が検知される。
【００６５】
次いで、上述した圧力検知装置１０１の動作について、フローチャートを参照しつつ説明する。
【００６６】
図８に示すように、まず、Ｓ１において、エンジンキーがオンであるか否かが判定される。ここで、エンジンキーがオフである場合には（Ｓ１；Ｎｏ）、Ｓ２において、初回フラグが０に設定される。尚、「初回フラグ」は、エンジンキーがオンの場合に繰り返し実行される初期化設定処理（後述するＳ４）の実行を、エンジンキーがオフからオンとされた時にのみ実行させるため、その判定条件に用いられるフラグである。初回フラグは初期状態では０とされている。
【００６７】
エンジンキーがオンとされると（Ｓ１；Ｙｅｓ）、初期化設定処理を行うか否かを判定すべく、初回フラグがチェックされる（Ｓ３）。初回フラグが非成立（０）である場合には（Ｓ３；Ｎｏ）、初期化設定処理（Ｓ４）が行われる。初期化設定処理では、図１０に示すように、増幅率設定フラグが０にセットされるとともに（Ｓ４１）、増幅率が初期値（例えば、１．０）に設定される（Ｓ４２）。尚、「増幅率設定フラグ」は、増幅率設定処理（後述するＳ１０）の処理を行うか否かの判断に用いられるフラグである。
【００６８】
また、初期化設定処理（Ｓ４）に続いて、次回以降のＳ３ではスキップしてＳ６に進むことができるように、Ｓ５で初回フラグが１にセットされる。
【００６９】
次いで、Ｓ６において、キーオンから予め設定された所定の時間ｘ秒以内か否か（変化率特定部１０７における処理を行う時期にあるか否か）が判定される。つまり、Ｓ６において、増幅率を設定する処理（増幅率設定モード）、又は、燃焼圧を検知する処理（燃焼圧検知モード）のいずれかに分岐する。
【００７０】
キーオンからｘ秒以内である場合には（Ｓ６；Ｙｅｓ）、増幅率設定モードに移行し、増幅率設定フラグがチェックされ、エンジンキーがオンとされてから既に増幅率が設定されているかが判定される（Ｓ７）。増幅率設定フラグが非成立（０）である場合には（Ｓ７；Ｎｏ）、感圧抵抗体３１の温度ＴＥが、予め設定された所定の基準温度を含む予め設定された所定の許容温度の範囲であるか否か（本実施形態では、温度ＴＥが閾値温度ＴＥ１と閾値温度ＴＥ２の間にあるか否か）が判定される（Ｓ８，９）。温度ＴＥが、閾値温度ＴＥ１と閾値温度ＴＥ２との間にある場合には（Ｓ８；Ｙｅｓ、かつ、Ｓ９；Ｙｅｓ）、Ｓ１０に移行し、増幅率設定処理が行われる。一方で、増幅率設定フラグが成立していたり（Ｓ７；Ｙｅｓ）、温度ＴＥが閾値温度ＴＥ１，ＴＥ２の間になかったり（Ｓ８；Ｎｏ、又は、Ｓ９；Ｎｏ）する場合には、Ｓ１に戻ることとなる。
【００７１】
増幅率設定処理（Ｓ１０）においては、図９に示すように、加圧機構が作動され（本実施形態では、セラミックヒータ５１へ給電され発熱される）、感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重が印加される（Ｓ２０）。このとき、感圧抵抗体３１に印加される荷重は既知（予め設定している）である。そして、この荷重に対応して感圧抵抗体３１から出力される信号（レベル）を一定のものとするために、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号に対して、オフセット補正部１０５により補正がなされる（Ｓ２１）。これにより、出力信号は、前記基準電圧を基準とした信号にオフセットされる。
【００７２】
オフセット補正の後、変化率特定部１０７により、出力信号の時間変化率が特定される。すなわち、まず、Ｓ２２において、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１よりも大きいか否かが判定される。そして、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１を超えると（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１を超えてから第２の閾値Ｖ２を超えるまでの経過時間ｔを測定すべく、経過時間ｔの計測が開始される（Ｓ２３）。
【００７３】
次いで、Ｓ２４において、出力信号の電圧値Ｖが、第２の閾値Ｖ２よりも大きいか否かが判定される。そして、出力信号の電圧値Ｖが、第２の閾値Ｖ２を超えたときに（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、経過時間ｔが取得される（Ｓ２５）。
【００７４】
尚、出力信号の電圧値Ｖが、キーオンからｘ秒以内に、第１の閾値Ｖ１や第２の閾値Ｖ２を超えない場合には（Ｓ２２；Ｎｏ→Ｓ２６；Ｙｅｓ、又は、Ｓ２４；Ｎｏ→Ｓ２７；Ｙｅｓ）、感圧抵抗体３１に故障が発生したものを判定される（Ｓ２８）。また、経過時間ｔの計測が停止されるとともに、経過時間ｔが初期値（０秒）にリセットされる（Ｓ２９）。
【００７５】
Ｓ２５において経過時間ｔを取得した後、当該経過時間ｔと、前記閾値Ｖ１，Ｖ２とに基づいて、出力信号の時間変化率〔（Ｖ２−Ｖ１）／ｔ〕が特定される（Ｓ３０）。次いで、特定された時間変化率と、正常な感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を加えた際に出力される信号の時間変化率（基準変化率）とに基づいて、増幅率が設定される（Ｓ３１）。また、エンジンキーが再度オンとされるまでの間に、増幅率が再度設定されてしまうことを防止すべく、増幅率設定フラグが１にセットされる（Ｓ３２）。増幅率設定フラグが１にセットされることで、Ｓ７で増幅率設定処理（Ｓ１０）がスキップされることとなる。
【００７６】
図８に戻り、Ｓ６において、キーオンからｘ秒が経過している場合には（Ｓ６；Ｎｏ）、圧力検知モードに移行し、圧力検知処理（Ｓ１１）が行われる。
【００７７】
圧力検知処理においては、図１１に示すように、温度測定部１０６により測定された感圧抵抗体３１の温度に基づいて、補正率が設定される（Ｓ５１）。また、感圧抵抗体３１からの出力信号がオフセット補正される（Ｓ５２）。
【００７８】
次いで、得られた補正率と増幅率とに基づいて、感圧抵抗体３１からの出力信号が増幅される（Ｓ５３）とともに、信号処理部１１２から増幅された信号に出力される。そして、この増幅された出力信号に基づいて、前記所定の処理装置（図示せず）により燃焼室内の圧力が検知される（Ｓ５４）。
【００７９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、エンジンＥＮの停止時（つまり、燃焼室内の圧力変動がないとき）に、セラミックヒータ５１から所定量の荷重を感圧抵抗体３１に印加し、その際に感圧抵抗体３１から出力される信号に基づいて、感圧抵抗体３１の状態が判定されるようになっている。従って、エンジンＥＮの動作状態による出力信号の変動といった事態が生じることはなく、感圧抵抗体３１の状態を正確に反映した出力信号を得ることができる。その結果、感圧抵抗体３１の故障や劣化を極めて正確に判定することができる。
【００８０】
また、セラミックヒータ５１は、感圧抵抗体３１に対して所定量の荷重を印加する機能と、燃焼圧を感圧抵抗体３１に伝達する機能との双方を備えており、さらに、燃焼室内を加熱する機能をも有している。つまり、本実施形態においては、１つのセラミックヒータ５１により、加圧機構、伝達部、及び、ヒータ機能のそれぞれが実現されている。従って、部品点数の削減を図ることができ、ひいては製造コストの抑制や装置の小型化を図ることができる。
【００８１】
加えて、自身が発熱するセラミックヒータ５１を加圧機構として用いることで、加圧機構は十分な耐熱性を有することとなる。そのため、そのため、感圧抵抗体３１の異常判定を長期間に亘って精度よく行うことができる。
【００８２】
さらに、合成バネ定数ｋ１、及び、支持部１１のバネ定数ｋ２について、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように構成されている。従って、燃焼室内の圧力とセラミックヒータ５１（加圧機構）からの圧力とを十分に感圧抵抗体３１に加えることができる。その結果、燃焼室内の圧力を精度よく検知することができるとともに、感圧抵抗体３１の状態をより確実に精度よく判定することができる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、変化率特定部１０７により所定量の荷重を印加した際の出力信号の時間変化率を特定することで、感圧抵抗体３１の劣化による出力信号の減少分を特定することができ、時間変化率に基づいて設定された増幅率の分だけ、燃焼室内の圧力を検知する際に感圧抵抗体３１から出力される信号が増幅される。従って、感圧抵抗体３１の劣化による出力信号の減少分を補完することができ、感圧抵抗体３１が劣化した場合であっても、燃焼室内の圧力を非常に精度よく検知することができる
加えて、感圧抵抗体３１の温度が所定の許容温度の範囲内にある場合（つまり、感圧抵抗体３１が極端に高温又は低温ではない場合）に、増幅率が設定されるようになっている。従って、より正確な増幅率を設定することができ、ひいては燃焼室内の圧力を一層精度よく検知することができる。
【００８４】
次いで、上記実施形態による作用効果を確認すべく、前記合成バネ定数ｋ１、及び、支持部のバネ定数ｋ２を変更することで、両バネ定数の比（ｋ１／ｋ２）を種々変更した圧力検知装置のサンプルを複数作製し、各サンプルについて燃焼室内の圧力を所定値（２０ＭＰａ）とした場合における感圧抵抗体の感度（燃焼圧感度）と、セラミックヒータから所定量の荷重（６０Ｎ）を加えた際の感圧抵抗体の感度（加圧機構感度）とを測定した。図１２に、両バネ定数の比（ｋ１／ｋ２）に対する、燃焼圧感度及び加圧機構感度を表すグラフを示す。尚、図１２においては、燃焼圧感度を実線で示し、加圧機構感度を点線で示す。また、感度とあるのは、感圧抵抗体に圧力を加えた際の感圧抵抗体の抵抗値の変化率をいう。
【００８５】
図１２に示すように、ｋ１／ｋ２を０．０２５以上３．０以下とすることで、燃焼圧感度及び加圧機構感度が０．１％以上となり、燃焼圧による出力信号の変化、及び、加圧機構から荷重を加えた際の出力信号の変化の双方を十分に精度よく検知できることが確認された。
【００８６】
以上の結果より、燃焼室内の圧力を精度よく検知可能としつつ、圧力検知部の状態の判定精度をより確実に向上させるためには、０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０を満たすように構成することが好ましいといえる。
【００８７】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００８８】
（ａ）上記実施形態における圧力検知装置１０１は、感圧抵抗体３１からの出力信号の劣化に対応すべく、信号増幅部１１１等を備えているが、図１３に示すように、出力信号の増幅機能を設けることなく、圧力検知装置２０１を構成することとしてもよい。すなわち、感圧抵抗体３１からの出力信号と予め設定された所定の故障判定閾値とを比較することで感圧抵抗体３１の故障を検知する故障判定部２０３を有する状態判定部２０２と、所定量の荷重を感圧抵抗体３１に加えたときに限って故障判定部２０３による処理を実行可能とする検知時期設定部２０４とを具備するように圧力検知装置２０１を構成することとしてもよい。
【００８９】
（ｂ）上記実施形態において、検知時期設定部１０４は、ＥＣＵ１２２の通電信号に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期を設定しているが、セラミックヒータ５１へと印加される電圧の電位に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期を設定することとしてもよい。この場合には、例えば、図１４に示すように、抵抗２１２，２１３、ＲＳ−フリップフロップ（ＲＳ−ＦＦ）回路２１４、タイマ回路２１５、及び、クロック回路２１６等を備え、ＲＳ−ＦＦ回路２１４からの出力が変化率特定部１０７へと出力される回路を、検知時期設定部２１１として用いることができる。また、グロープラグ１へと流れる電流によって発生する電磁波に基づいて、変化率特定部１０７による処理の開始時期を設定することとしてもよい。この場合には、図１５に示すように、グロープラグ１と電源装置１２１とを電気的に接続する導電線２２２の電界変化を検知可能なコイル２２３や抵抗２２４、ＲＳ−ＦＦ回路２２５等を有する回路を、検知時期設定部２２１として用いることができる。
【００９０】
（ｃ）上記実施形態において、感圧抵抗体３１の出力信号の時間変化率は、出力信号の電圧値Ｖが、第１の閾値Ｖ１を超えてから第２の閾値Ｖ２を超えるまでの経過時間ｔにより、両閾値Ｖ１，Ｖ２の差分（Ｖ２−Ｖ１）を除算することで特定されているが、時間変化率の特定手法は、これに限定されるものではない。従って、例えば、図１６に示すように、出力信号が予め設定された所定の閾値Ｖ３を超えたときから予め設定された所定の待機時間Ｔ１が経過するまでの出力信号の変化量ΔＶを、待機時間Ｔ１で除算することにより、時間変化率を特定することとしてもよい。また、変化率特定部をデジタル回路により構成する場合には、図１７に示すように、予め設定された所定時間Ｔ２毎における出力信号の変化量を計測し、当該変化量に基づいて出力信号の時間変化率を特定することとしてもよい。さらに、変化率特定部をアナログ回路により構成する場合には、図１８に示すような微分回路２３１を変化率特定部として用いることとしてもよい。
【００９１】
（ｄ）上記実施形態において、変化率特定部１０７は、温度測定部１０６により測定された感圧抵抗体３１の温度が、所定の基準温度から予め設定された所定の許容温度の範囲内にある場合に、出力信号の時間変化率を特定するように構成されている。これに対して、感圧抵抗体３１の温度に基づいて、所定量の荷重を印加した際の感圧抵抗体３１からの出力信号を調節（補正）する（すなわち、前記補正率に基づいて感圧抵抗体３１からの出力信号を補正する）ことで、感圧抵抗体３１の温度に関わらず、出力信号の時間変化率を特定することとしてもよい。この場合には、増幅率の設定タイミングが特段限定されることなく、より正確な増幅率を随時設定することができる。その結果、燃焼室内の圧力をより一層精度よく検知することができる。
【００９２】
（ｅ）上記実施形態では、セラミックヒータ５１が、燃焼室内の圧力を感圧抵抗体３１に伝達する伝達部としての機能と、所定量の荷重を感圧抵抗体３１に加える加圧機構としての機能とを備えているが、例えば、燃焼室内の圧力を伝達する伝達部５と感圧抵抗体３１に荷重を印加する加圧機構とを別々に設けることとしてもよい。また、加圧機構は、任意の荷重を感圧抵抗体３１に対して印加可能なものであればよい。従って、加圧機構を発熱により膨張するもの（セラミックヒータ５１）により構成することなく、例えば、通電により動作するソレノイド等の機械的手段により構成することとしてもよい。また、セラミックヒータ５１に代えて、通電により発熱する金属製の発熱コイルを備えたヒータを設けることとしてもよい。さらに、上記実施形態における圧力検知装置１０１は、燃焼室内を加熱可能に構成されているが、圧力検知装置が、燃焼室内を加熱するヒータを具備しないものであってもよい。
【００９３】
（ｆ）上記実施形態では、制御処理部１０２が、グロープラグ１に対して所定の信号線を介して電気的に接続されており、制御処理部１０２は、グロープラグ１の外部に設けられている。これに対して、制御処理部１０２の全部又は一部をグロープラグ１（ハウジング２）の内部に配置してもよい。従って、例えば、制御処理部１０２のうち、加圧機構制御部１０３を除く回路をグロープラグ１の内部に設けることとしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…グロープラグ（燃焼圧センサ付きグロープラグ）、２…ハウジング（筐体）、５…伝達部、１１…支持部、３１…感圧抵抗体（圧力検知部）、５１…セラミックヒータ（加圧機構、ヒータ）、１０１…圧力検知装置、１０３…加圧機構制御部、１０６…温度測定部、１０７…変化率特定部、１０８…状態判定部、１０９…故障判定部、１１０…増幅率設定部、１１１…信号増幅部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に固定され、自身に印加された荷重に基づいて信号を出力する圧力検知部と、
自身の一端側に加えられた内燃機関の燃焼室内の圧力により、自身の他端部から前記圧力検知部に荷重を印加する伝達部と、
前記筐体に固定され、前記伝達部を前記筐体に対して相対変位可能な状態で支持する支持部と、
前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向と同一の方向に沿って、任意の荷重を前記圧力検知部に対して印加可能な加圧機構と
を備えた圧力検知装置であって、
前記内燃機関の停止時に前記加圧機構を制御することで、前記加圧機構から前記圧力検知部に対して所定量の荷重を印加する加圧機構制御部と、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号に基づいて、前記圧力検知部の状態を判定する状態判定部と
を有することを特徴とする圧力検知装置。
【請求項２】
前記加圧機構と前記伝達部とが一体とされることを特徴とする請求項１に記載の圧力検知装置。
【請求項３】
前記加圧機構は、通電により発熱し、前記燃焼室内を加熱するヒータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力検知装置。
【請求項４】
前記伝達部のうちその他端部から前記支持部に支持された部位までの前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向に沿ったバネ定数をｋａ（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記筐体のうち前記支持部が固定された部位から前記圧力検知部が固定された部位までの前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋｂ（Ｎ／ｍｍ）とし、
両バネ定数ｋａ、ｋｂの合成バネ定数であるｋａ・ｋｂ／（ｋａ＋ｋｂ）をｋ１（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記支持部の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋ２（Ｎ／ｍｍ）としたとき、
０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧力検知装置。
【請求項５】
前記状態判定部は、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号と、予め設定された所定の故障判定閾値とを比較して、前記圧力検知部の故障を判定する故障判定部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧力検知装置。
【請求項６】
前記燃焼室内の圧力に基づき前記圧力検知部から出力される信号を増幅する信号増幅部と、
前記所定量の荷重を印加した際に前記圧力検知部からの出力される信号の時間変化率を特定する変化率特定部と、
前記変化率特定部により特定された時間変化率に基づいて、前記信号増幅部による出力信号の増幅率を設定する増幅率設定部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧力検知装置。
【請求項７】
前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度が、前記内燃機関が冷却状態にあるときの前記圧力検知部の温度に対応する予め設定された所定の基準温度を含む、予め設定された所定の許容温度の範囲内にある場合に、前記増幅率設定部により前記増幅率が設定されることを特徴とする請求項６に記載の圧力検知装置。
【請求項８】
前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度に基づいて、前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号が調節されることを特徴とする請求項６に記載の圧力検知装置。
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に固定され、自身に印加された荷重に基づいて信号を出力する圧力検知部と、
自身の一端側に加えられた内燃機関の燃焼室内の圧力により、自身の他端部から前記圧力検知部に荷重を印加する伝達部と、
前記筐体に固定され、前記伝達部を前記筐体に対して相対変位可能な状態で支持する支持部と、
前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向と同一の方向に沿って、任意の荷重を前記圧力検知部に対して印加可能な加圧機構と
を備えた圧力検知装置であって、
前記内燃機関の停止時に前記加圧機構を制御することで、前記加圧機構から前記圧力検知部に対して所定量の荷重を印加する加圧機構制御部と、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号に基づいて、前記圧力検知部の状態を判定する状態判定部と
を有することを特徴とする圧力検知装置。
【請求項２】
前記加圧機構と前記伝達部とが一体とされることを特徴とする請求項１に記載の圧力検知装置。
【請求項３】
前記加圧機構は、通電により発熱し、前記燃焼室内を加熱するヒータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力検知装置。
【請求項４】
前記伝達部のうちその他端部から前記支持部に支持された部位までの前記筐体に対する前記伝達部の相対変位方向に沿ったバネ定数をｋａ（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記筐体のうち前記支持部が固定された部位から前記圧力検知部が固定された部位までの前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋｂ（Ｎ／ｍｍ）とし、
両バネ定数ｋａ、ｋｂの合成バネ定数であるｋａ・ｋｂ／（ｋａ＋ｋｂ）をｋ１（Ｎ／ｍｍ）とし、
前記支持部の前記相対変位方向に沿ったバネ定数をｋ２（Ｎ／ｍｍ）としたとき、
０．０２５≦ｋ１／ｋ２≦３．０
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧力検知装置。
【請求項５】
前記状態判定部は、
前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号と、予め設定された所定の故障判定閾値とを比較して、前記圧力検知部の故障を判定する故障判定部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧力検知装置。
【請求項６】
前記燃焼室内の圧力に基づき前記圧力検知部から出力される信号を増幅する信号増幅部と、
前記所定量の荷重を印加した際に前記圧力検知部からの出力される信号の時間変化率を特定する変化率特定部と、
前記変化率特定部により特定された時間変化率に基づいて、前記信号増幅部による出力信号の増幅率を設定する増幅率設定部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧力検知装置。
【請求項７】
前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度が、前記内燃機関が冷却状態にあるときの前記圧力検知部の温度に対応する予め設定された所定の基準温度を含む、予め設定された所定の許容温度の範囲内にある場合に、前記増幅率設定部により前記増幅率が設定されることを特徴とする請求項６に記載の圧力検知装置。
【請求項８】
前記圧力検知部の温度を測定可能な温度測定部を備え、
前記温度測定部により測定された前記圧力検知部の温度に基づいて、前記所定量の荷重を印加した際の前記圧力検知部からの出力信号が調節されることを特徴とする請求項６に記載の圧力検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−６８５３９（Ｐ２０１３−６８５３９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７７３４（Ｐ２０１１−２０７７３４）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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