JP2001073917A - 内燃機関用燃焼状態検知装置 - Google Patents
内燃機関用燃焼状態検知装置Info
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Abstract
ができる内燃機関用燃焼状態検知装置を得る。 【解決手段】 点火コイル2の二次コイル2bで発生す
る二次電圧により点火プラグ14a,14bに放電を発
生させ燃焼室内の混合気を燃焼させ、一次コイル2aで
発生する一次電圧によりコンデンサ13を充電してバイ
アス電圧を生成し、バイアス電圧を整流素子19を介し
て点火プラグ14a,14bに印加させ、内燃機関の燃
焼時に燃焼室内に発生するイオンによりコンデンサ13
から点火プラグ14a,14bに流れる電流を検出する
内燃機関用燃焼状態検知装置において、整流素子19
は、二次コイル2b側に所定値以上の電圧が印加すると
降伏する整流素子であり、さらに整流素子が降伏した時
に二次コイル2bからグランドに電流を流す電流経路が
設けられている。
Description
内で混合気が燃焼することにより発生するイオンをイオ
ン電流として検出することにより、内燃機関の燃焼状態
を検知する燃焼状態検知装置に関するものである。
置を示す回路構成図である。また、図5は図4の回路に
おいて点火動作が良好な場合の各部分の動作波形を示す
タイミングチャートである。一方、図6は図4の回路に
おいて点火動作が不良な場合の各部分の動作波形を示す
タイミングチャートである。
2aは、一端がバッテリ1に接続され、他端は一次コイ
ル2aの電流を通電/遮断するスイッチング素子6に接
続されている。クランク角センサ3は、内燃機関のクラ
ンク角を検出しその信号を出力する。
びその他各種センサ4の信号より点火時期を演算し、ス
イッチング素子6を駆動する信号を出力する。ECU5
の駆動信号に基づいて、スイッチング素子6が駆動さ
れ、点火コイル2の一次コイル2aの電流が通電/遮断
される。
次コイル2aのスイッチング素子6に接続された端子側
に、数百ボルトの電圧が発生する。この電圧は、点火コ
イル2の二次コイル2bに数十キロボルトの高電圧を発
生し、二次コイル2bに接続された点火プラグ14a,
14bに放電を発生させ、内燃機関の燃焼室の混合気を
燃焼させる。
トの電圧は、整流素子7→電流制限素子8→コンデンサ
13→整流素子12の経路で電流を流しコンデンサ13
を充電する。電圧制限素子11は、コンデンサ13の充
電電圧を制限する。
制限素子10と整流素子9を介し、点火プラグ14b
に、また、さらに二次コイル2bを介し点火プラグ14
aに印加され、イオン電流を流す。
の高電圧が整流素子のアノード側に印加されるのを防止
する為、点火コイルの発生電圧より高いせん頭逆電圧を
有する整流素子が使用されている。
15で電圧値に変換され、更にイオン電流信号処理回路
16で燃焼状態を示す燃焼状態信号に変換され、ECU
5にその燃焼状態信号を出力する。ECU5は、その燃
焼状態信号に基づき燃焼状態を判定し、点火時期制御や
燃料噴射制御に反映する。
ように記載されているが、実際には同じ性質の複数の整
流素子がシリーズに接続されて所定の耐圧となるように
されている。
の内燃機関用燃焼状態検知装置は、一般に点火コイル2
の二次コイル2bには、たとえばエンジン始動時の大き
な電圧が印加される場合で点火時に30kV程度の電圧
が印加される(図5のV2)。印加される場所は、二次
コイル2bと整流素子9の接続部分である。さらに、点
火動作が不良であるすなわち失火した場合には、二次コ
イル2bが出力する最大の電圧がかかり、それは40〜
50kVにも達する(図6のV2)。
目的で、せん頭逆電圧の非常に高い素子を使用する必要
があった。そして、せん頭逆電圧の非常に高い素子は、
高価で、素子のサイズは大きなものであった。そのた
め、小型化が容易でなく、またコストが高くなる要因と
なっていた。さらには、整流素子9がシリーズに接続さ
れて構成されている場合、多くの数を接続する必要があ
り、回路のレイアウトがさらに容易ではなかった。
ためになされたもので、整流素子の小型化とコストの低
減を図ることができる内燃機関用燃焼状態検知装置を得
ることを目的とする。
用燃焼状態検知装置においては、内燃機関の点火コイル
の二次コイルで発生する二次電圧により燃焼室内に配設
された点火プラグに放電を発生させ燃焼室内の混合気を
燃焼させ、点火コイルの一次コイルで発生する一次電圧
によりコンデンサを充電してバイアス電圧を生成し、バ
イアス電圧を整流素子を介して点火プラグに印加させ、
内燃機関の燃焼時に燃焼室内に発生するイオンによりコ
ンデンサから点火プラグに流れる電流をイオン電流とし
て検出する内燃機関用燃焼状態検知装置において、整流
素子は、二次コイル側に所定値以上の電圧が印加すると
降伏する整流素子であり、さらに整流素子が降伏した時
に二次コイルからグランドに電流を流す電流経路が設け
られている。
の最高要求電圧より高い電圧である30kVから40k
Vの範囲内にある。
燃機関用燃焼状態検知装置を示す回路構成図である。ま
た、図2は図1の回路において点火動作が良好な場合の
各部分の動作波形を示すタイミングチャートである。一
方、図3は図1の回路において点火動作が不良な場合の
各部分の動作波形を示すタイミングチャートである。図
1中の符号1〜8、及び10〜16は、図4に示す従来
装置と同じである。
は、一端がバッテリ1に接続され、他端は一次コイル2
aの電流を通電/遮断するスイッチング素子6に接続さ
れている。クランク角センサ3は、内燃機関のクランク
角を検出しその信号を出力する。
びその他各種センサ4の信号より点火時期を演算し、ス
イッチング素子6を駆動する信号を出力する。ECU5
の駆動信号に基づいて、スイッチング素子6が駆動さ
れ、点火コイル2の一次コイル2aの電流が通電/遮断
される。
次コイル2aのスイッチング素子6に接続された端子側
に、数百ボルトの電圧が発生する。この電圧は、点火コ
イル2の二次コイル2bに数十キロボルトの高電圧を発
生し、二次コイル2bに接続された点火プラグ14a,
14bに放電を発生させ、内燃機関の燃焼室の混合気を
燃焼させる。
ルトの電圧は、整流素子7→電流制限素子8→コンデン
サ13→整流素子12の経路で電流を流しコンデンサ1
3を充電する。電圧制限素子11は、コンデンサ13の
充電電圧を制限する。
制限素子10と整流素子19を介し、点火プラグ14b
に、またさらに二次コイル2bを介し点火プラグ14a
に印加され、イオン電流を流す。
15で電圧値に変換され、更にイオン電流信号処理回路
16で燃焼状態を示す燃焼状態信号に変換され、ECU
5にその燃焼状態信号を出力する。ECU5は、その燃
焼状態信号に基づき燃焼状態を判定し、点火時期制御や
燃料噴射制御に反映する。
は、所定値以上の電圧が印加されると降伏するアバラン
シェダイオードを使用している。この時の所定電圧値
は、内燃機関の最高要求電圧を超える電圧値である。内
燃機関に正常に点火されている時、整流素子19に印加
される電圧は、降伏電圧より低い為、整流素子19を介
してそのアノード側に電流が流れることはない。
が内燃機関の最高要求電圧より高くなり、整流素子19
の降伏電圧を上回った時、整流素子19は、アバランシ
ェ効果により降伏し、図1に矢印Iaで示したように、
電流制限素子10→電圧制限素子11→整流素子12を
介してグランドに流れる。この経路は、整流素子19が
降伏した時に電流を逃がす電流経路を構成している。こ
の電流Iaの大きさは、図3に示したようになる。この
とき、整流素子19は、アバランシェ効果により破壊す
ることがない。
回った時、電流Iaがグランドに流れるので、二次コイ
ル2bと整流素子19の接続部分の電圧は、以上に大き
くなることがない(図3のV2)。
な所定値以上の電圧が印加されると降伏する例えばアバ
ランシェダイオードは、従来用いられていた高いせん頭
逆電圧を有する整流素子に比べて小型で安価である。そ
して、従来用いられていた高いせん頭逆電圧を有する整
流素子が、降伏電圧を上回る電圧が印加すると破壊する
ことに対して、本実施の形態の整流素子19は破壊する
ことがない。
個のように記載されているが、実際には同じ性質の複数
の整流素子がシリーズに接続されて所定の耐圧となるよ
うにされている。しかし、所定の耐圧は、従来に比べて
小さなもので良い為、シリーズに接続する素子を少なく
することができ、回路のレイアウトを小さなものとする
ことができる。
装置においては、上述のように、高電圧を阻止する整流
素子を所定値以上(内燃機関の最高要求電圧より高い
値)の電圧が印加されると降伏する整流素子19を使用
し、また、その時に流れる電流経路を構成している。こ
のような構成とすることにより、内燃機関の最高要求電
圧より高い電圧では整流素子が降伏しても良い為、降伏
電圧を低く設定でき、整流素子19を小型で安価なもの
とすることができ、整流素子の小型化とコストの低減を
図ることができる。
9にアバランシェダイオードを使用しているが、ツェナ
ーダイオードでも同様の効果を得ることができる。
において、点火プラグ14a,14bで火花放電する内
燃機関の要求電圧の最大値は、30kVから40kVの
範囲にある。このとき、整流素子19の降伏電圧を内燃
機関の最高要求電圧より高い電圧にすることで、内燃機
関が正常な時、その動作を保証することができる。
装置においては、内燃機関の点火コイルの二次コイルで
発生する二次電圧により燃焼室内に配設された点火プラ
グに放電を発生させ燃焼室内の混合気を燃焼させ、点火
コイルの一次コイルで発生する一次電圧によりコンデン
サを充電してバイアス電圧を生成し、バイアス電圧を整
流素子を介して点火プラグに印加させ、内燃機関の燃焼
時に燃焼室内に発生するイオンによりコンデンサから点
火プラグに流れる電流をイオン電流として検出する内燃
機関用燃焼状態検知装置において、整流素子は、二次コ
イル側に所定値以上の電圧が印加すると降伏する整流素
子であり、さらに整流素子が降伏した時に二次コイルか
らグランドに電流を流す電流経路が設けられている。そ
のため、降伏電圧を低く設定でき、整流素子の小型化と
コストの低減を図ることができる。
の最高要求電圧より高い電圧である30kVから40k
Vの範囲内にある。そのため、整流素子の小型化とコス
トの低減を図ると共に、内燃機関が正常な時、その動作
を保証することができる。
回路構成図である。
各部分の動作波形を示すタイミングチャートである。
各部分の動作波形を示すタイミングチャートである。
路構成図である。
各部分の動作波形を示すタイミングチャートである。
各部分の動作波形を示すタイミングチャートである。
サ、14a,14b 点火プラグ、19 整流素子。
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関の点火コイルの二次コイルで発
生する二次電圧により燃焼室内に配設された点火プラグ
に放電を発生させ該燃焼室内の混合気を燃焼させ、上記
点火コイルの一次コイルで発生する一次電圧によりコン
デンサを充電してバイアス電圧を生成し、該バイアス電
圧を整流素子を介して上記点火プラグに印加させ、内燃
機関の燃焼時に上記燃焼室内に発生するイオンにより上
記コンデンサから上記点火プラグに流れる電流をイオン
電流として検出する内燃機関用燃焼状態検知装置におい
て、 上記整流素子は、上記二次コイル側に所定値以上の電圧
が印加すると降伏する整流素子であり、さらに該整流素
子が降伏した時に上記二次コイルからグランドに電流を
流す電流経路が設けられていることを特徴とする内燃機
関用燃焼状態検知装置。 - 【請求項2】 上記整流素子の降伏電圧は、内燃機関の
最高要求電圧より高い電圧である30kVから40kV
の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載する内
燃機関用燃焼状態検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25419999A JP3619073B2 (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 内燃機関用燃焼状態検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25419999A JP3619073B2 (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 内燃機関用燃焼状態検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001073917A true JP2001073917A (ja) | 2001-03-21 |
JP3619073B2 JP3619073B2 (ja) | 2005-02-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25419999A Expired - Fee Related JP3619073B2 (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 内燃機関用燃焼状態検知装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3619073B2 (ja) |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP25419999A patent/JP3619073B2/ja not_active Expired - Fee Related
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