JP3330838B2 - 内燃機関の燃焼状態検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃焼
時に生じるイオン量の変化を検出することにより内燃機
関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置に関し、特に
低圧配電の内燃機関において、点火コイルの通電時にお
ける早期点火やバイアス電圧低下を防止して、誤制御を
回避するとともにイオン電流検出用のバイアス電圧の健
全性を確保することのできる内燃機関の燃焼状態検出装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数気筒により駆動される内燃
機関においては、各気筒の燃焼室内に導入された空気お
よび燃料の混合気をピストンの上昇により圧縮し、燃焼
室内に設置された点火プラグに点火用高電圧を印加して
電気火花を発生させ、混合気の燃焼時に発生する爆発力
をピストン押し下げ力に変換することにより、内燃機関
の回転出力として取り出している。

【０００３】このように燃焼室内において燃焼が行われ
ると、燃焼室内の分子が電離（イオン化）するので、燃
焼室内に設置されたイオン電流検出用電極（通常、点火
プラグの電極が用いられる）にバイアス電圧を印加する
と、電荷を有するイオンが点火プラグ間をイオン電流と
して流れることが知られている。

【０００４】また、イオン電流は、燃焼室内の燃焼状態
により敏感に変化するため、イオン電流の発生状態を検
出することにより内燃機関の燃焼状態を検出できること
が知られている。

【０００５】この種の内燃機関の燃焼状態検出装置は、
たとえば特開平４−１９１４６５号公報に記載されてお
り、この場合、点火プラグをイオン電流検出用の電極と
して用い、点火直後のイオン電流検出量から、燃焼が正
常に行われなかったこと（失火状態）などを検出してい
る。

【０００６】図８は低圧配電による従来の内燃機関の燃
焼状態検出装置の一例を示す回路構成図である。図８に
おいて、車載のバッテリ１の陽極は、点火コイル２の一
次巻線２ａの一端に接続され、一次巻線２ａの他端は、
一次電流を通電遮断するためのエミッタ接地のパワート
ランジスタ３を介してグランドに接続されている。

【０００７】点火コイル２の二次巻線２ｂは、一次巻線
２ａとともにトランスを構成しており、二次巻線２ｂの
高圧側は、各気筒（図示せず）に対応した点火プラグ４
の一端に接続されており、点火制御時に負極性の高電圧
を出力する。

【０００８】対向電極からなる点火プラグ４は、点火用
高電圧が印加されることにより、放電して各気筒内の混
合気を着火する。なお、点火コイル２および点火プラグ
４は、各気筒毎に並設されているが、ここでは、代表的
に一組の点火コイル２および点火プラグ４のみを示す。

【０００９】二次巻線２ｂの低圧側は、イオン電流検出
回路１０に接続されている。イオン電流検出回路１０
は、二次巻線２ｂを介して、点火極性とは逆極性すなわ
ち正極性のバイアス電圧を点火プラグ４に印加し、燃焼
時に発生するイオン量に対応したイオン電流を検出す
る。

【００１０】イオン電流検出回路１０は、二次巻線２ｂ
の低圧側に接続されたバイアス手段すなわちコンデンサ
Ｃと、コンデンサＣとグランドとの間に挿入されたダイ
オードＤと、ダイオードＤに並列接続された抵抗器Ｒ
と、コンデンサＣおよびダイオードＤに並列接続された
電圧制限用のツェナーダイオードＤＺとを含む。

【００１１】コンデンサＣおよびダイオードＤからなる
直列回路ならびにこの直列回路に並列接続されたツェナ
ーダイオードＤＺは、二次巻線２ｂの低圧側とグランド
との間に挿入されて、点火電流発生時にコンデンサＣに
バイアス電圧を充電するための充電経路を構成してい
る。

【００１２】コンデンサＣは、パワートランジスタ３の
オフ時（一次巻線２ａの通電電流の遮断時）において、
二次巻線２ｂから出力される高電圧で放電した点火プラ
グ４を介して流れる二次電流により充電される。この充
電電圧は、ツェナーダイオードＤＺにより所定のバイア
ス電圧（たとえば、数１００Ｖ程度）に制限され、イオ
ン電流検出用のバイアス手段すなわち電源として機能す
る。

【００１３】イオン電流検出回路１０内の抵抗器Ｒは、
バイアス電圧によって流れるイオン電流を電圧変換し、
イオン電流検出信号ＥｉとしてＥＣＵ（電子制御装置）
２０に入力する。マイクロコンピュータからなるＥＣＵ
２０は、イオン電流検出信号Ｅｉに基づいて内燃機関の
燃焼状態を判定し、燃焼状態の悪化を検出した場合に
は、不都合が生じないように適宜対応制御を行う。

【００１４】また、ＥＣＵ２０は、各種センサ（図示せ
ず）から得られる運転条件に基づいて点火時期等を演算
し、パワートランジスタ３に対する点火信号Ｐのみなら
ず、各気筒毎のインジェクタ（図示せず）に対する燃料
噴射信号や各種アクチュエータ（スロットルバルブやＩ
ＳＣバルブ等）に対する駆動信号を出力する。

【００１５】図９〜図１１は二次巻線２ｂおよびイオン
電流検出回路１０に流れる電流経路を示す説明図であ
り、図９および図１０は点火プラグ４の放電時（点火制
御時）に高電圧により流れる二次電流Ｉ２の経路（実線
参照）、図１１はイオン電流検出時にバイアス電圧によ
り流れるイオン電流ｉの経路（破線参照）をそれぞれ示
している。

【００１６】次に、図９〜図１１を参照しながら、図８
に示した従来の内燃機関の燃焼状態検出装置の動作につ
いて説明する。通常、ＥＣＵ２０は、運転条件に応じて
点火時期等を演算し、目標制御タイミングでパワートラ
ンジスタ３のベースに点火信号Ｐを印加し、パワートラ
ンジスタ３をオンオフ制御する。

【００１７】これにより、パワートランジスタ３は、点
火コイル２の一次巻線２ａに流れる一次電流を通電遮断
して一次電圧を昇圧し、さらに二次巻線２ｂの高圧側に
点火用高電圧（たとえば、数１０ｋＶ）を発生させる。

【００１８】この二次電圧は、各気筒内の点火プラグ４
に印加され、点火制御気筒の燃焼室内に放電火花を発生
させて混合気を燃焼させる。このとき、燃焼状態が正常
であれば、点火プラグの周辺および燃焼室内に所要量の
イオンが発生する。

【００１９】また、点火時に点火プラグ４の放電により
流れる二次電流Ｉ２の経路は、まず図９内の実線矢印の
ようになり、イオン電流検出回路１０内の充電経路を介
して、バイアス電源となるコンデンサＣを充電する。

【００２０】続いて、コンデンサＣのバイアス電圧がツ
ェナーダイオードＤＺのツェナー電圧を越えると、二次
電流Ｉ２の経路は、図１０内の実線矢印のようになり、
コンデンサＣのバイアス電圧は、ツェナーダイオードＤ
Ｚのツェナー電圧に制限される。なお、コンデンサＣの
バイアス電圧は、ツェナーダイオードＤＺの回路特性に
よって任意の所要値に設定される。

【００２１】こうしてコンデンサＣに充電されたバイア
ス電圧は、二次巻線２ｂを介して点火制御（燃焼）直後
の気筒の点火プラグ４に印加され、燃焼時の発生イオン
量に応じたイオン電流ｉ（図１１内の破線）を流す。こ
のとき、点火プラグ４の電極間でイオンが移動し、コン
デンサＣは放電する。

【００２２】イオン電流ｉは、抵抗器Ｒの両端での電圧
降下によりイオン電流検出信号Ｅｉとして検出され、Ｅ
ＣＵ２０は、イオン電流検出信号Ｅｉに基づいて各気筒
の燃焼状態を判定し、前述のように、運転状態および燃
焼状態に応じて適切な制御パラメータ（点火時期など）
を演算する。

【００２３】しかしながら、点火コイル２の一次巻線２
ａへの通電開始時においては、二次巻線２ｂの高圧側に
点火時の極性とは逆極性の正極性電圧が発生する。この
電圧は、バイアス電圧と同極性であることから、バイア
ス電圧が重畳された場合に、点火プラグ４の対向電極間
で放電が発生するおそれがある。

【００２４】もし、点火コイル２の通電開始時に点火プ
ラグ４で放電が発生したとすると、早期点火による誤制
御状態となるばかりでなく、イオン電流検出回路１０内
のコンデンサＣが無駄に放電してしまう。さらに、コン
デンサＣが放電すると、バイアス電圧が低下してイオン
電流ｉの検出感度が低下するうえ、放電時の電流をイオ
ン電流ｉとして誤検出してしまうことになる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃焼
状態検出装置は以上のように、点火コイル２の通電開始
時に発生し得るバイアス電圧の放電に対して何ら対策を
施していないので、早期点火による誤制御やイオン電流
の検出感度低下および誤検出などを防止することができ
ないという問題点があった。

【００２６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、点火コイルの通電開始時におけ
るバイアス手段の放電を防止して、誤制御および誤検出
を防止するとともにイオン電流の検出感度を良好に維持
することのできる内燃機関の燃焼状態検出装置を得るこ
とを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の燃焼状態検出装置は、一次巻線および二次巻線を有す
るトランス構成からなり、一次巻線の電流遮断時に二次
巻線の高圧側に点火用高電圧を発生する点火コイルと、
二次巻線の高圧側に接続された対向電極からなり、点火
用高電圧の印加により放電して内燃機関の気筒内の混合
気を着火する点火プラグと、二次巻線の低圧側に接続さ
れたバイアス手段を含み、混合気の燃焼後にバイアス手
段から点火プラグを介して流れるイオン電流を検出する
イオン電流検出回路と、二次巻線の低圧側とバイアス手
段との間に挿入された電流制限手段と、イオン電流に基
づいて点火プラグにおける燃焼状態を検出するＥＣＵと
を備え、バイアス手段は、二次巻線の低圧側を介して、
点火用高電圧とは逆極性のバイアス電圧を点火プラグに
印加し、電流制限手段は、バイアス手段から二次巻線を
介して点火プラグに流れる電流を抑制し、一次巻線への
通電開始時に二次巻線の高圧側に発生する電圧を抑制す
るものである。

【００２８】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の電流制限手段は、抵抗器を含むものである。

【００２９】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の電流制限手段は、抵抗器に並列接続された整
流手段を含み、整流手段は、点火用高電圧の印加時に点
火プラグの放電により二次巻線を介して流れる電流の方
向を順方向とし、点火制御時における抵抗器の両端間の
電位差を抑制するものである。

【００３０】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の点火コイルおよび点火プラグは、内燃機関の
各気筒に対応して並設され、電流制限手段およびイオン
電流検出回路は、各点火コイルの二次巻線の低圧側に共
通に接続されたものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図であり、前述（図８参照）と同様の構成要素には同
一符号を付して、ここでは詳述を省略する。

【００３２】図１において、二次巻線２ｂの低圧側とイ
オン電流検出回路１０内のコンデンサＣ（バイアス手
段）との間には、電流制限手段として機能する抵抗器５
が挿入されている。

【００３３】抵抗器５は、コンデンサＣから二次巻線２
ｂを介して点火プラグ４に流れる放電電流を抑制し、一
次巻線２ａへの通電開始時に二次巻線２ｂの高圧側に発
生する電圧を抑制する。これにより、点火プラグ４の電
極間の放電を防止してコンデンサＣ（バイアス電源）の
放電を防止し、イオン電流ｉの検出感度の悪化を回避す
るようになっている。

【００３４】図２および図３は抵抗器５を介して二次巻
線２ｂおよびイオン電流検出回路１０に流れる電流経路
を示す説明図であり、図２は点火プラグ４の放電時（点
火制御時）に高電圧により流れる二次電流Ｉ２の経路
（実線参照）、図３はイオン電流検出時にバイアス電圧
により流れるイオン電流ｉの経路（破線参照）をそれぞ
れ示している。

【００３５】次に、図２および図３を参照しながら、図
１に示したこの発明の実施の形態１の動作について説明
する。前述のように、点火信号Ｐによりパワートランジ
スタ３がオンされると、一次巻線２ａの電流が通電開始
されて、二次巻線２ｂの高圧側に正極性の電圧が発生す
る。

【００３６】このとき、コンデンサＣから二次巻線２ｂ
の低圧側への放電電流が抵抗器５によって制限されてい
るので、二次巻線２ｂに発生する電圧は、バイアス電圧
が重畳されずに高圧側および低圧側に分割される。

【００３７】したがって、点火コイル２の通電時に二次
巻線２ｂの高圧側に発生する（点火極性とは逆極性の）
電圧は抑制され、点火プラグ４が放電することはない。
この結果、点火プラグ４の早期点火が防止され、また、
コンデンサＣが放電しないことから、バイアス電圧が健
全な値に維持されて、イオン電流ｉの検出感度を良好に
保つことができる。

【００３８】続いて、パワートランジスタ３がオフして
一次電流が遮断されると、二次巻線２ｂの高圧側に点火
用高電圧が発生し、制御気筒の点火プラグ４で火花放電
が発生して混合気が燃焼する。

【００３９】このときの二次電流Ｉ２は、図２内の実線
矢印の経路を流れ、前述のように、コンデンサＣを充電
し、充電電圧はツェナーダイオードＤＺのツェナー電圧
に制限される。

【００４０】また、点火プラグ４の放電により燃焼室内
の混合気が燃焼すると、点火プラグ４の近傍にイオンが
発生するので、コンデンサＣの充電電圧を電源としてイ
オン電流ｉ（図３内の破線）が流れる。これにより、抵
抗器ＲからＥＣＵ２０にイオン電流検出信号Ｅｉが入力
され、燃焼状態の判定に用いられる。

【００４１】このように、二次巻線２ｂとコンデンサＣ
との間に電流制限用の抵抗器５を挿入することにより、
一次電流の通電開始時に二次巻線２ｂの高圧側に正極性
の電圧が発生しても、コンデンサＣのバイアス電圧が二
次巻線２ｂを介して点火プラグ４側に放電することはな
い。

【００４２】したがって、誤制御およびバイアス電圧の
低下を招くことはなく、高精度のイオン電流検出信号Ｅ
ｉに基づく信頼性の高い燃焼状態判定結果を得ることが
できる。

【００４３】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、電流制限手段として抵抗器５のみを用いたが、点火
制御時の二次電流Ｉ２の方向を順方向とする整流手段を
抵抗器５に並列接続してもよい。この場合、抵抗器５に
よる電流制限機能が二次電流Ｉ２に対して無効となるの
で、点火特性が劣化することはない。

【００４４】図４は抵抗器５に整流手段を並列接続した
この発明の実施の形態２を示す回路構成図であり、前述
（図１参照）と同様の構成要素には同一符号を付して詳
述を省略する。

【００４５】図５および図６は電流制限手段を介して二
次巻線２ｂおよびイオン電流検出回路１０に流れる電流
経路を示す説明図であり、図５は点火プラグ４の放電時
（点火制御時）に高電圧により流れる二次電流Ｉ２の経
路（実線参照）、図６はイオン電流検出時にバイアス電
圧により流れるイオン電流ｉの経路（破線参照）をそれ
ぞれ示している。

【００４６】図４において、電流制限手段は、抵抗器５
と、抵抗器５に並列接続された整流手段すなわちダイオ
ード６とにより構成されている。ダイオード６は、点火
用高電圧の印加時に流れる二次電流Ｉ２の方向が順方向
となるように挿入されており、点火制御時における抵抗
器５の両端間の電位差を抑制するようになっている。

【００４７】次に、図５および図６を参照しながら、図
４に示したこの発明の実施の形態２の動作について説明
する。まず、一次巻線２ａの通電開始時において、二次
巻線２ｂの高圧側に正極性の電圧が発生しても、前述の
ように、コンデンサＣから二次巻線２ｂの低圧側への放
電電流が抵抗器５によって制限されるので、二次巻線２
ｂの高圧側に発生する正極性の電圧は抑制され、点火プ
ラグ４が放電することはない。

【００４８】したがって、点火プラグ４の早期点火およ
びコンデンサＣの放電が防止され、コンデンサＣのバイ
アス電圧は健全な値に維持されて、イオン電流ｉの検出
感度は良好に維持される。

【００４９】続いて、一次電流の遮断時において、二次
巻線２ｂの高圧側に点火用高電圧が発生して点火プラグ
４が放電すると、二次電流Ｉ２は、ダイオード６を介し
た経路（図５内の実線矢印）を流れ、コンデンサＣを所
定電圧に充電する。また、点火プラグ４の放電によりイ
オンが発生するので、イオン電流ｉは、抵抗器５を介し
た経路（図６内の破線矢印）を流れる。

【００５０】このように、電流制限用の抵抗器５にダイ
オード６を並列接続することにより、点火制御時の二次
電流Ｉ２は、図５のように、抵抗器５を流れずにダイオ
ード６を流れる。したがって、抵抗器５の両端間の電位
差が低下するので、前述の実施の形態１と比べて点火性
能を改善することができる。

【００５１】また、一次電流の通電開始時においては、
抵抗器５の電流制限機能が有効となるので、コンデンサ
Ｃから二次巻線２ｂへの放電電流が制限され、前述と同
様に誤制御およびバイアス電圧低下を防止することがで
きる。

【００５２】実施の形態３．なお、上記実施の形態１お
よび２では、代表的に単一の点火プラグ４のみを示して
説明したが、気筒毎に対応して複数の点火コイルおよび
複数の点火プラグを有する内燃機関装置に対しても適用
可能なことは言うまでもない。この場合、各気筒毎の複
数の点火コイルおよび点火プラグに対して、単一の電流
制限手段および単一のイオン電流検出回路１０を共通に
用いることができ、コストアップを招くことはない。

【００５３】図７は独立着火構成の４気筒内燃機関に適
用したこの発明の実施の形態３を示す回路構成図であ
り、前述と同様の構成要素には同一符号を付して詳述を
省略する。図７において、複数気筒（この場合、４気
筒）に対応して並設された点火コイル２Ａ〜２Ｄは、そ
れぞれ、同一構成からなり、一次巻線２ａＡ〜２ａＤお
よび二次巻線２ｂＡ〜２ｂＤを有している。

【００５４】同様に、各気筒の燃焼室に配設された点火
プラグ４Ａ〜４Ｄは、各点火コイル２Ａ〜２Ｄの二次巻
線２ｂＡ〜２ｂＤの高圧側に個別に接続されている。バ
ッテリ１の陽極は、各点火コイル２Ａ〜２Ｄの一次巻線
２ａＡ〜２ａＤの一端に接続されている。各点火コイル
２Ａ〜２Ｄの一次巻線２ａＡ〜２ａＤの他端は、各パワ
ートランジスタ３Ａ〜３Ｄに個別に接続されている。

【００５５】各二次巻線２ｂＡ〜２ｂＤの低圧側は、抵
抗器５およびダイオード６の並列回路からなる単一の電
流制限手段を介して、イオン電流検出回路１０内のコン
デンサＣおよびツェナーダイオードＤＺに共通に接続さ
れている。

【００５６】次に、図７に示したこの発明の実施の形態
３の動作について説明する。ここでは、簡略化のため
に、点火プラグ４Ａで点火制御が行われた場合を例にと
って説明する。

【００５７】まず、ＥＣＵ２０からの点火信号Ｐがパワ
ートランジスタ３Ａのベースに印加されると、パワート
ランジスタ３Ａが点火コイル２Ａの一次巻線２ａＡに流
れる一次電流を通電遮断する。

【００５８】パワートランジスタ３Ａのオンにより点火
コイル２Ａの一次電流が通電開始すると、二次巻線２ｂ
Ａに電圧が発生するが、抵抗器５がコンデンサＣから二
次巻線２ｂＡへの放電電流を制限するので、前述のよう
に、コンデンサＣの電圧低下を抑制することができる。
また、二次巻線２ｂＡの発生電圧が抑制されるので、点
火プラグ４Ａでの早期点火を防止することができる。

【００５９】続いて、トランジスタ３Ａのオフにより点
火コイル２Ａの一次電流が遮断されると、二次巻線２ｂ
Ａの高圧側に高電圧が発生し、点火プラグ４Ａに火花放
電を発生させて混合気を燃焼させる。

【００６０】このとき、二次電流Ｉ２は、グランド→点
火プラグ４Ａ→二次巻線２ｂＡ→ダイオード６→コンデ
ンサＣ→ダイオードＤ→グランドの経路で流れ、コンデ
ンサＣを所定のバイアス電圧に充電する。

【００６１】コンデンサＣの電圧がツェナーダイオード
ＤＺのツェナー電圧と等しくなると、二次電流Ｉ２は、
グランド→点火プラグ４Ａ→二次巻線２ｂＡ→ダイオー
ド６→ツェナーダイオードＤＺ→ダイオードＤ→グラン
ドの経路で流れ、コンデンサＣの充電が完了してバイア
ス電圧はツェナーダイオードＤＺのツェナー電圧に制限
される。

【００６２】また、点火プラグ４Ａに対応する気筒内の
混合気が燃焼すると、コンデンサＣの充電電圧を電源と
して燃焼室内のイオンが移動し、グランド→抵抗器Ｒ→
コンデンサＣ→抵抗器５→二次巻線２ｂＡ→点火プラグ
４Ａ→グランドの経路でイオン電流ｉが流れる。以下、
前述と同様に、抵抗器Ｒはイオン電流検出信号ＥｉをＥ
ＣＵ２０に入力する。

【００６３】このように、複数気筒に対応した点火コイ
ル２Ａ〜２Ｄに対して単一の電流制限手段およびイオン
電流検出回路１０を共通接続することにより、コストア
ップを招くことなく高精度のイオン電流検出信号Ｅｉを
得ることができ、内燃機関の燃焼状態を高い信頼性で判
定することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、一次巻線および二次巻線を有するトランス構成から
なり、一次巻線の電流遮断時に二次巻線の高圧側に点火
用高電圧を発生する点火コイルと、二次巻線の高圧側に
接続された対向電極からなり、点火用高電圧の印加によ
り放電して内燃機関の気筒内の混合気を着火する点火プ
ラグと、二次巻線の低圧側に接続されたバイアス手段を
含み、混合気の燃焼後にバイアス手段から点火プラグを
介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出回路
と、二次巻線の低圧側とバイアス手段との間に挿入され
た電流制限手段と、イオン電流に基づいて点火プラグに
おける燃焼状態を検出するＥＣＵとを備え、バイアス手
段は、二次巻線の低圧側を介して、点火用高電圧とは逆
極性のバイアス電圧を点火プラグに印加し、電流制限手
段は、バイアス手段から二次巻線を介して点火プラグに
流れる電流を抑制し、一次巻線への通電開始時に二次巻
線の高圧側に発生する電圧を抑制するようにしたので、
点火コイルの通電開始時におけるバイアス手段の放電を
防止して、誤制御および誤検出を防止するとともにイオ
ン電流の検出感度を良好に維持することのできる内燃機
関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。

【００６５】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、電流制限手段は、抵抗器を含み、点火コ
イルの通電開始時におけるバイアス手段の放電を防止す
るようにしたので、誤制御および誤検出を防止するとと
もにイオン電流の検出感度を良好に維持することのでき
る内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。

【００６６】また、この発明の請求項３によれば、請求
項２において、電流制限手段は、抵抗器に並列接続され
た整流手段を含み、整流手段は、点火用高電圧の印加時
に点火プラグの放電により二次巻線を介して流れる電流
の方向を順方向とし、点火制御時における抵抗器の両端
間の電位差を抑制するようにしたので、点火制御時の点
火特性を損なうことのない内燃機関の燃焼状態検出装置
が得られる効果がある。

【００６７】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１において、点火コイルおよび点火プラグを内燃機関
の各気筒に対応して並設し、電流制限手段およびイオン
電流検出回路を各点火コイルの二次巻線の低圧側に共通
に接続したので、コストアップを招くことのない内燃機
関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す回路構成図で
ある。

【図２】 この発明の実施の形態１による点火制御時の
二次電流経路を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１によるイオン電流検
出時のイオン電流経路を示す説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態２を示す回路構成図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態２による点火制御時の
二次電流経路を示す説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態２によるイオン電流検
出時のイオン電流経路を示す説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態３を示す回路構成図で
ある。

【図８】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置を示す回
路構成図である。

【図９】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置によるバ
イアス電圧充電時の二次電流経路を示す説明図である。

【図１０】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置による
バイアス電圧クランプ時の二次電流経路を示す説明図で
ある。

【図１１】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置による
イオン電流検出時のイオン電流経路を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２、２Ａ〜２Ｄ 点火コイル、２ａ、２ａＡ〜２ａＤ
一次巻線、２ｂ、２ｂＡ〜２ｂＤ 二次巻線、３、３Ａ
〜３Ｄ パワートランジスタ、４、４Ａ〜４Ｄ点火プラ
グ、５ 抵抗器、６ ダイオード、１０ イオン電流検
出回路、２０ＥＣＵ、Ｃ コンデンサ（バイアス手
段）、Ｅｉ イオン電流検出信号、Ｉ２二次電流、ｉ
イオン電流、Ｐ 点火信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−157001（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−207574（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−338298（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−4868（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 17/12 F02D 45/00 G01M 15/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次巻線および二次巻線を有するトラン
   ス構成からなり、前記一次巻線の電流遮断時に前記二次
   巻線の高圧側に点火用高電圧を発生する点火コイルと、 前記二次巻線の高圧側に接続された対向電極からなり、
   前記点火用高電圧の印加により放電して内燃機関の気筒
   内の混合気を着火する点火プラグと、 前記二次巻線の低圧側に接続されたバイアス手段を含
   み、前記混合気の燃焼後に前記バイアス手段から前記点
   火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電
   流検出回路と、 前記二次巻線の低圧側と前記バイアス手段との間に挿入
   された電流制限手段と、 前記イオン電流に基づいて前記点火プラグにおける燃焼
   状態を検出するＥＣＵとを備え、 前記バイアス手段は、前記二次巻線の低圧側を介して、
   前記点火用高電圧とは逆極性のバイアス電圧を前記点火
   プラグに印加し、 前記電流制限手段は、前記バイアス手段から前記二次巻
   線を介して前記点火プラグに流れる電流を抑制し、前記
   一次巻線への通電開始時に前記二次巻線の高圧側に発生
   する電圧を抑制することを特徴とする内燃機関の燃焼状
   態検出装置。
2. 【請求項２】 前記電流制限手段は、抵抗器を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼状態検出
   装置。
3. 【請求項３】 前記電流制限手段は、前記抵抗器に並列
   接続された整流手段を含み、 前記整流手段は、前記点火用高電圧の印加時に前記点火
   プラグの放電により前記二次巻線を介して流れる電流の
   方向を順方向とし、点火制御時における前記抵抗器の両
   端間の電位差を抑制することを特徴とする請求項２に記
   載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
4. 【請求項４】 前記点火コイルおよび前記点火プラグ
   は、前記内燃機関の各気筒に対応して並設され、 前記電流制限手段および前記イオン電流検出回路は、前
   記各点火コイルの二次巻線の低圧側に共通に接続された
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼状態
   検出装置。