JP2536353B2 - 内燃機関のイオン電流検出装置 - Google Patents
内燃機関のイオン電流検出装置Info
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- JP2536353B2 JP2536353B2 JP3257284A JP25728491A JP2536353B2 JP 2536353 B2 JP2536353 B2 JP 2536353B2 JP 3257284 A JP3257284 A JP 3257284A JP 25728491 A JP25728491 A JP 25728491A JP 2536353 B2 JP2536353 B2 JP 2536353B2
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- ion current
- pulse
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- internal combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃焼工程
に、点火プラグのギャップ間に発生するイオン電流を検
出する内燃機関のイオン電流検出装置に関するものであ
る。
に、点火プラグのギャップ間に発生するイオン電流を検
出する内燃機関のイオン電流検出装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】次に、本出願人により既に出願されてい
るこの種の装置の一例を図５により説明する。図５にお
いて、１は一次巻線１ａと二次巻線１ｂとを有する点火
コイル、２は一次巻線１ａとアース間に接続され、一次
電流を断続するパワートランジスタ、３は二次巻線１ｂ
のコイル点火用高電圧発生端に接続され、点火用高電圧
が印加されることにより、図示しない内燃機関の混合気
を着火する点火プラグである。
るこの種の装置の一例を図５により説明する。図５にお
いて、１は一次巻線１ａと二次巻線１ｂとを有する点火
コイル、２は一次巻線１ａとアース間に接続され、一次
電流を断続するパワートランジスタ、３は二次巻線１ｂ
のコイル点火用高電圧発生端に接続され、点火用高電圧
が印加されることにより、図示しない内燃機関の混合気
を着火する点火プラグである。
【０００３】４は二次巻線１ｂの正極性側に接続された
コンデンサ、５はコンデンサ４とアースとの間に接続さ
れ、イオン電流を電圧に変換する抵抗、６は抵抗５に対
して並列に接続されたダイオード、７はコイル点火用電
圧発生端と反対側の出力端（二次巻線１ｂの正極性側）
とコイル電源１０との間に接続されたツェナーダイオー
ド、８は抵抗５によって得られた電圧値のうち交流成分
だけを取り出す為の交流結合器、９は交流結合器８によ
って得られた電圧値を一定の比較レベルと比較するため
の比較器、１０はコイル電源、１１ａはイオン電流が検
出された時にパルスを出力させるための比較器９の出力
端子である。
コンデンサ、５はコンデンサ４とアースとの間に接続さ
れ、イオン電流を電圧に変換する抵抗、６は抵抗５に対
して並列に接続されたダイオード、７はコイル点火用電
圧発生端と反対側の出力端（二次巻線１ｂの正極性側）
とコイル電源１０との間に接続されたツェナーダイオー
ド、８は抵抗５によって得られた電圧値のうち交流成分
だけを取り出す為の交流結合器、９は交流結合器８によ
って得られた電圧値を一定の比較レベルと比較するため
の比較器、１０はコイル電源、１１ａはイオン電流が検
出された時にパルスを出力させるための比較器９の出力
端子である。
【０００４】次に動作について説明する。内燃機関の点
火時期にパワートランジスタ２がオフとなり、一次巻線
１ａの一次電流が遮断されると、二次巻線１ｂに負極性
の点火用高電圧が生じて、点火プラグ３の電極間に放電
を生じ、内燃機関の混合気を着火する。
火時期にパワートランジスタ２がオフとなり、一次巻線
１ａの一次電流が遮断されると、二次巻線１ｂに負極性
の点火用高電圧が生じて、点火プラグ３の電極間に放電
を生じ、内燃機関の混合気を着火する。
【０００５】この時、混合気の燃焼に伴って電離作用が
生じ、イオンが発生する。ここで、点火プラグ３の電極
は、上述の放電後においてイオン電流検出用の電極とし
て作用するものであり、コンデンサ４の正極性にバイア
スされた電圧による電子の移動によってイオン電流が流
れる。このイオン電流の発生により、抵抗５の両端に電
圧が発生し、この電圧の交流成分を交流結合器８で取り
出した後、比較器９の一定の比較レベルと比較すること
で、出力端子１１ａからパルスが発生する。このパルス
を検出することで混合気の燃焼が確認できる。
生じ、イオンが発生する。ここで、点火プラグ３の電極
は、上述の放電後においてイオン電流検出用の電極とし
て作用するものであり、コンデンサ４の正極性にバイア
スされた電圧による電子の移動によってイオン電流が流
れる。このイオン電流の発生により、抵抗５の両端に電
圧が発生し、この電圧の交流成分を交流結合器８で取り
出した後、比較器９の一定の比較レベルと比較すること
で、出力端子１１ａからパルスが発生する。このパルス
を検出することで混合気の燃焼が確認できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関のイオ
ン電流検出装置は以上のように構成されているので、点
火コイルオン時及びコイルオフ時には、点火コイル１の
電磁誘導作用によりイオン電流検出経路にノイズが重畳
する為、燃焼・失火にかかわらず検出パルスを発生する
ことから、検出パルスの幅から燃焼判別を行う等の判別
手段を必要とし、燃焼判定が複雑で確実性がない等の問
題点があった。
ン電流検出装置は以上のように構成されているので、点
火コイルオン時及びコイルオフ時には、点火コイル１の
電磁誘導作用によりイオン電流検出経路にノイズが重畳
する為、燃焼・失火にかかわらず検出パルスを発生する
ことから、検出パルスの幅から燃焼判別を行う等の判別
手段を必要とし、燃焼判定が複雑で確実性がない等の問
題点があった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、点火コイルのオン・オフ時に発生
するノイズパルスを除去でき、燃焼判定が容易でかつ確
実に行なえる内燃機関のイオン電流検出装置を得る事を
目的とする。
めになされたもので、点火コイルのオン・オフ時に発生
するノイズパルスを除去でき、燃焼判定が容易でかつ確
実に行なえる内燃機関のイオン電流検出装置を得る事を
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の内燃機関のイ
オン電流検出装置は、該装置において、点火プラグの電
極に電圧を印加し、燃焼によるイオン電流を検出するイ
オン電流検出回路が、イオン電流検出区間、その区間以
外の区間の内、各所定時間イオン電流の検出信号をマス
クする手段を備えるようにしたものである。
オン電流検出装置は、該装置において、点火プラグの電
極に電圧を印加し、燃焼によるイオン電流を検出するイ
オン電流検出回路が、イオン電流検出区間、その区間以
外の区間の内、各所定時間イオン電流の検出信号をマス
クする手段を備えるようにしたものである。
【０００９】
【作用】この発明における内燃機関のイオン電流検出装
置は、点火プラグをオン・オフする時にノイズパルスが
発生する区間、イオン電流検出回路によりイオン電流に
よる検出信号をマスクし、これによりノイズパルスを除
去して真の検出信号を得る。
置は、点火プラグをオン・オフする時にノイズパルスが
発生する区間、イオン電流検出回路によりイオン電流に
よる検出信号をマスクし、これによりノイズパルスを除
去して真の検出信号を得る。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による内燃機関のイオン
電流検出装置の回路構成を示し、従来例と同一部分には
図５と同一符号１〜１０を付し、その説明を省略する。
図１において、１１はパワートランジスタ２のベースの
信号を反転させるインバータ、１２はインバータ１１の
出力を受けて点火コイル１のオフ後一定時間パルスを発
生させる単安定回路、１４はパワートランジスタ２のベ
ース信号を受けて点火コイル１のオン後一定時間パルス
を発生させる単安定回路、１３は両単安定回路１２，１
４により得られたパルスの論理を取るためのＮＯＲ回
路、１５は比較器９からの検出パルスとＮＯＲ回路１３
により得られたパルスの論理を取るためのＮＡＮＤ回
路、１６はＮＡＮＤ回路１５の出力を反転増幅して出力
端子１７に燃焼判定用の検出信号を出力する反転増幅器
である。
る。図１はこの発明の一実施例による内燃機関のイオン
電流検出装置の回路構成を示し、従来例と同一部分には
図５と同一符号１〜１０を付し、その説明を省略する。
図１において、１１はパワートランジスタ２のベースの
信号を反転させるインバータ、１２はインバータ１１の
出力を受けて点火コイル１のオフ後一定時間パルスを発
生させる単安定回路、１４はパワートランジスタ２のベ
ース信号を受けて点火コイル１のオン後一定時間パルス
を発生させる単安定回路、１３は両単安定回路１２，１
４により得られたパルスの論理を取るためのＮＯＲ回
路、１５は比較器９からの検出パルスとＮＯＲ回路１３
により得られたパルスの論理を取るためのＮＡＮＤ回
路、１６はＮＡＮＤ回路１５の出力を反転増幅して出力
端子１７に燃焼判定用の検出信号を出力する反転増幅器
である。
【００１１】次に図１を参照して本実施例の動作につい
て説明する。内燃機関の点火時期には二次巻線１ｂに負
極性の点火用高電圧（約−１０〜−２５ＫＶ）が生じ、
図１（ａ）に一点鎖線の矢印で示す経路（点火プラグ３
→二次巻線１ｂ→ツェナーダイオード７）に放電電流が
流れて点火プラグ３の電極間に放電を生じ、内燃機関の
混合気を着火する。
て説明する。内燃機関の点火時期には二次巻線１ｂに負
極性の点火用高電圧（約−１０〜−２５ＫＶ）が生じ、
図１（ａ）に一点鎖線の矢印で示す経路（点火プラグ３
→二次巻線１ｂ→ツェナーダイオード７）に放電電流が
流れて点火プラグ３の電極間に放電を生じ、内燃機関の
混合気を着火する。
【００１２】また、この放電電流によってコンデンサ４
が図示極性に充電される。このコンデンサ４の充電電圧
はツェナーダイオード７により任意に設定できる。
が図示極性に充電される。このコンデンサ４の充電電圧
はツェナーダイオード７により任意に設定できる。
【００１３】このとき、従来装置と同様に混合気の燃焼
に伴って電離作用が生じ、イオンが発生する。ここで、
コンデンサ４の正極性バイアス（約５０〜３００Ｖ）に
よる電子の移動によって図１（ｂ）に一点鎖線の矢印で
示す回路（抵抗５→コンデンサ４→二次巻線１ｂ点火プ
ラグ３）にイオン電流が流れ、このイオン電流の発生に
より抵抗５の両端に電圧が生じる。この電圧の交流成分
を交流結合器８で取り出し、比較器９における比較レベ
ルと比較することで検出パルスを得る。また、点火コイ
ル１のオン・オフ時にも、従来と同様にして、比較器９
からノイズパルスが出力される。
に伴って電離作用が生じ、イオンが発生する。ここで、
コンデンサ４の正極性バイアス（約５０〜３００Ｖ）に
よる電子の移動によって図１（ｂ）に一点鎖線の矢印で
示す回路（抵抗５→コンデンサ４→二次巻線１ｂ点火プ
ラグ３）にイオン電流が流れ、このイオン電流の発生に
より抵抗５の両端に電圧が生じる。この電圧の交流成分
を交流結合器８で取り出し、比較器９における比較レベ
ルと比較することで検出パルスを得る。また、点火コイ
ル１のオン・オフ時にも、従来と同様にして、比較器９
からノイズパルスが出力される。
【００１４】一方、パワートランジスタ２がオンするタ
イミングで単安定回路１４により定時間パルスを発生さ
せ、又、パワートランジスタ２がオフするタイミングで
単安定回路１２により定時間パルスを発生させる。この
両単安定回路１２，１４から得られたパルスの論理をＮ
ＯＲ回路１３で取ることにより検出パルスをマスクする
為のパルスを得る。このＮＯＲ回路１３から出力された
パルスと比較器９からの出力の論理をＮＡＮＤ回路１５
で取って反転増幅器１６で反転増幅すること即ちＡＮＤ
の論理で取ることにより出力端子１７からは、点火コイ
ル１のオン・オフ時に検出パルスのように発生するノイ
ズパルスだけが除去された検出パルスが得られる。
イミングで単安定回路１４により定時間パルスを発生さ
せ、又、パワートランジスタ２がオフするタイミングで
単安定回路１２により定時間パルスを発生させる。この
両単安定回路１２，１４から得られたパルスの論理をＮ
ＯＲ回路１３で取ることにより検出パルスをマスクする
為のパルスを得る。このＮＯＲ回路１３から出力された
パルスと比較器９からの出力の論理をＮＡＮＤ回路１５
で取って反転増幅器１６で反転増幅すること即ちＡＮＤ
の論理で取ることにより出力端子１７からは、点火コイ
ル１のオン・オフ時に検出パルスのように発生するノイ
ズパルスだけが除去された検出パルスが得られる。
【００１５】図２は上記動作をタイミングチャートで示
したものである。図２において、（ａ）は点火コイル１
を駆動する為の点火信号、（ｂ）は燃焼によって発生し
たイオン電流検出波形、（ｃ）は図１で示した比較器９
の出力信号、（ｄ）は図１で示したＮＯＲ回路１３から
得られたノイズフィルタのための出力パルス、（ｅ）は
このパルス（ｄ）とパルス（ｃ）のＡＮＤの論理を取る
ことにより点火コイル１のオン・オフ時のノイズだけが
パルス（ｃ）から除去されて出力端子１７に現われる検
出パルスである。この検出パルスの有無により燃焼判別
が可能となる。
したものである。図２において、（ａ）は点火コイル１
を駆動する為の点火信号、（ｂ）は燃焼によって発生し
たイオン電流検出波形、（ｃ）は図１で示した比較器９
の出力信号、（ｄ）は図１で示したＮＯＲ回路１３から
得られたノイズフィルタのための出力パルス、（ｅ）は
このパルス（ｄ）とパルス（ｃ）のＡＮＤの論理を取る
ことにより点火コイル１のオン・オフ時のノイズだけが
パルス（ｃ）から除去されて出力端子１７に現われる検
出パルスである。この検出パルスの有無により燃焼判別
が可能となる。
【００１６】図３はこの発明の第２実施例を示し、第１
実施例と異なる点は図１に示した単安定回路１４を削除
した点で、他の構成は図１と同じである。図３におい
て、図１の第１の実施例と同一部分には同一符号１〜１
３，１５〜１７を付し、その説明を省略する。また、図
３（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）にそれぞれ対応
している。
実施例と異なる点は図１に示した単安定回路１４を削除
した点で、他の構成は図１と同じである。図３におい
て、図１の第１の実施例と同一部分には同一符号１〜１
３，１５〜１７を付し、その説明を省略する。また、図
３（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）にそれぞれ対応
している。
【００１７】次に第２実施例の動作について説明する
が、第１実施例との重複説明を避ける。比較器９から検
出パルスが得られるが、この時、パワートランジスタ２
がオフするタイミングで単安定回路１２により定時間パ
ルスを発生させる。この単安定回路１２から得られたパ
ルスとパワートランジスタ２のベースタイミング信号と
の論理をＮＯＲ回路１３で取る事により検出パルスをマ
スクする為のパルスを得る。このＮＯＲ回路１３から出
力されたパルスと比較器９からの出力の論理をＮＡＮＤ
回路１５を通してＡＮＤの論理で取る事により出力端子
１７からは点火コイル１のオン・オフ時のノイズパルス
だけが除去された検出パルスが得られる。
が、第１実施例との重複説明を避ける。比較器９から検
出パルスが得られるが、この時、パワートランジスタ２
がオフするタイミングで単安定回路１２により定時間パ
ルスを発生させる。この単安定回路１２から得られたパ
ルスとパワートランジスタ２のベースタイミング信号と
の論理をＮＯＲ回路１３で取る事により検出パルスをマ
スクする為のパルスを得る。このＮＯＲ回路１３から出
力されたパルスと比較器９からの出力の論理をＮＡＮＤ
回路１５を通してＡＮＤの論理で取る事により出力端子
１７からは点火コイル１のオン・オフ時のノイズパルス
だけが除去された検出パルスが得られる。
【００１８】図４は上記動作をタイミングチャートで示
し、（ａ）は点火信号、（ｂ）はイオン電流検出波形、
（ｃ）は図３に示した比較器９の出力信号、（ｄ）は図
３に示したＮＯＲ回路１３の論理から得られたノイズフ
ィルタのための出力パルス、（ｅ）は出力端子１７に現
われる検出パルスである。
し、（ａ）は点火信号、（ｂ）はイオン電流検出波形、
（ｃ）は図３に示した比較器９の出力信号、（ｄ）は図
３に示したＮＯＲ回路１３の論理から得られたノイズフ
ィルタのための出力パルス、（ｅ）は出力端子１７に現
われる検出パルスである。
【００１９】また、上記各実施例ではイオン電流検出手
段として、抵抗により電圧変換を行う構成としたが、他
の構成であっても良い事は勿論言うまでもない。
段として、抵抗により電圧変換を行う構成としたが、他
の構成であっても良い事は勿論言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によればイオン
電流検出区間、及びその区間以外の区間の内、各所定時
間ノイズ電流の検出信号をマスクするように構成したの
で、点火コイルのオン・オフ時に発生するノイズパルス
が除去でき、検出パルスの有無により燃焼判定が容易に
かつ確実にできる効果がある。
電流検出区間、及びその区間以外の区間の内、各所定時
間ノイズ電流の検出信号をマスクするように構成したの
で、点火コイルのオン・オフ時に発生するノイズパルス
が除去でき、検出パルスの有無により燃焼判定が容易に
かつ確実にできる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による内燃機関のイオン電
流検出装置の構成図である。
流検出装置の構成図である。
【図２】上記一実施例の動作を示すタイミングチャート
である。
である。
【図３】この発明の他の一実施例による装置の構成図で
ある。
ある。
【図４】上記他の一実施例の動作を示すタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図５】従来装置の構成図である。
１ 点火コイル ２ パワートランジスタ ３ 点火プラグ ４ コンデンサ ５ 抵抗 ７ ツェナーダイオード ８ 交流結合器 ９ 比較器 １０ コイル電源 １１ インバータ １２，１４ 単安定回路 １３ ＮＯＲ回路 １５ ＮＡＮＤ回路
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の点火用高電圧を発生する点火
コイル、この点火コイルの１次側の通電及び遮断を行う
ためのパワートランジスタ、このパワートランジスタの
オン・オフによる上記点火コイルの２次側点火用高電圧
出力端と接続され、混合気を着火する点火プラグ、この
点火プラグの電極に電圧を印加し、燃焼に伴なって発生
するイオン電流を検出するイオン電流検出回路を備えた
内燃機関のイオン電流検出装置において、上記イオン電
流検出回路は、イオン電流検出区間、及びイオン電流検
出区間以外の区間の内、上記点火コイルの１次側の通電
開始から所定時間及び通電遮断から所定時間イオン電流
の検出信号をマスクする手段を備えたことを特徴とする
内燃機関のイオン電流検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257284A JP2536353B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
| KR92017933A KR960011532B1 (en) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Device for accurately detecting ion current |
| US07/955,064 US5397990A (en) | 1991-10-04 | 1992-10-01 | Device for accurately detecting ion current of internal combustion engine by masking noise generated by an ignition coil |
| DE4233224A DE4233224C2 (de) | 1991-10-04 | 1992-10-02 | Vorrichtung zum Erfassen der Verbrennung des Gemisches in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257284A JP2536353B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599956A JPH0599956A (ja) | 1993-04-23 |
| JP2536353B2 true JP2536353B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=17304242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257284A Expired - Lifetime JP2536353B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5397990A (ja) |
| JP (1) | JP2536353B2 (ja) |
| KR (1) | KR960011532B1 (ja) |
| DE (1) | DE4233224C2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3192541B2 (ja) * | 1994-01-28 | 2001-07-30 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用失火検出回路 |
| US5534781A (en) * | 1994-08-15 | 1996-07-09 | Chrysler Corporation | Combustion detection via ionization current sensing for a "coil-on-plug" ignition system |
| JPH08135554A (ja) * | 1994-11-09 | 1996-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関失火検出回路 |
| WO1997013978A1 (fr) * | 1995-10-10 | 1997-04-17 | Aktsionernoe Obschestvo 'avtovaz' | Procede de mesure d'un courant ionique et systeme d'allumage pour moteur a combustion interne |
| FR2742486B1 (fr) * | 1995-12-15 | 1998-01-23 | Renault | Dispositif de surveillance du systeme d'allumage d'un moteur a combustion interne |
| US5777216A (en) * | 1996-02-01 | 1998-07-07 | Adrenaline Research, Inc. | Ignition system with ionization detection |
| DE19605803A1 (de) * | 1996-02-16 | 1997-08-21 | Daug Deutsche Automobilgesells | Schaltungsanordnung zur Ionenstrommessung |
| RU2105188C1 (ru) * | 1996-05-31 | 1998-02-20 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ контроля рабочего процесса двс |
| JP3361948B2 (ja) * | 1997-02-18 | 2003-01-07 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| US6029627A (en) * | 1997-02-20 | 2000-02-29 | Adrenaline Research, Inc. | Apparatus and method for controlling air/fuel ratio using ionization measurements |
| DE19813750A1 (de) | 1998-03-27 | 1999-09-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Messung des Ionenstroms im Zylinder einer Brennkraftmaschine |
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