JP3338624B2 - 内燃機関の燃焼状態検出装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼状態検出装置Info
- Publication number
- JP3338624B2 JP3338624B2 JP03396597A JP3396597A JP3338624B2 JP 3338624 B2 JP3338624 B2 JP 3338624B2 JP 03396597 A JP03396597 A JP 03396597A JP 3396597 A JP3396597 A JP 3396597A JP 3338624 B2 JP3338624 B2 JP 3338624B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- voltage
- secondary winding
- current
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【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点火コイルの二次巻線の低
圧側から検出して内燃機関の燃焼状態を検出する装置に
関し、特にイオン電流検出回路のトラブルなどが点火制
御時の二次電流に影響することがなく、点火特性を悪化
を防止した内燃機関の燃焼状態検出装置に関するもので
ある。
時に生じるイオン量の変化を点火コイルの二次巻線の低
圧側から検出して内燃機関の燃焼状態を検出する装置に
関し、特にイオン電流検出回路のトラブルなどが点火制
御時の二次電流に影響することがなく、点火特性を悪化
を防止した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。
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。
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。
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号公報または特開平７
−２１７５１９号公報などに記載されており、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。
たとえば特開平４−１９１４６５号公報または特開平７
−２１７５１９号公報などに記載されており、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５は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り、１つの気筒に対応した点火コ
イルに対し１つのイオン電流検出回路を接続した独立着
火装置の一例を示している。図５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。
を示す回路構成図であり、１つの気筒に対応した点火コ
イルに対し１つのイオン電流検出回路を接続した独立着
火装置の一例を示している。図５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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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６および図７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６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７
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。
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６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７
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６および図７を参照しながら、図
５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。
５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。
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。
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】点火制御時において、点火プラグ４の放電
により流れる二次電流Ｉ２の経路は、図６内の実線矢印
のようになり、まず、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。
により流れる二次電流Ｉ２の経路は、図６内の実線矢印
のようになり、まず、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は、ツェナーダイオードＤＺ側の経路を流れ、
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。
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は、ツェナーダイオードＤＺ側の経路を流れ、
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７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。
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７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。
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、点火制御時に流れる二次電
流Ｉ２の経路にイオン電流検出回路１０が含まれている
ので、イオン電流検出回路１０に関連した種々のトラブ
ルが点火特性に影響を与えることになる。
流Ｉ２の経路にイオン電流検出回路１０が含まれている
ので、イオン電流検出回路１０に関連した種々のトラブ
ルが点火特性に影響を与えることになる。
【００２４】たとえば、点火コイル２とイオン電流検出
回路１０との間の接続ハーネスが断線したり、イオン電
流検出回路１０そのものが故障すると、二次電流Ｉ２が
正常に流れなくなり、点火動作に支障を与えるおそれが
ある。
回路１０との間の接続ハーネスが断線したり、イオン電
流検出回路１０そのものが故障すると、二次電流Ｉ２が
正常に流れなくなり、点火動作に支障を与えるおそれが
ある。
【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、点火制御時に流れる二次
電流Ｉ２の経路にイオン電流検出回路１０が含まれてい
るので、イオン電流検出回路１０に関連した種々のトラ
ブルが二次電流Ｉ２に影響を与えてしまい、二次電流Ｉ
２の健全性を確保できなくなって誤制御を招くおそれが
あるという問題点があった。
状態検出装置は以上のように、点火制御時に流れる二次
電流Ｉ２の経路にイオン電流検出回路１０が含まれてい
るので、イオン電流検出回路１０に関連した種々のトラ
ブルが二次電流Ｉ２に影響を与えてしまい、二次電流Ｉ
２の健全性を確保できなくなって誤制御を招くおそれが
ある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、イオン電流検出回路のトラブル
などが点火制御時の二次電流に影響することがなく、点
火特性の悪化を防止した内燃機関の燃焼状態検出装置を
得ることを目的とする。
ためになされたもので、イオン電流検出回路のトラブル
などが点火制御時の二次電流に影響することがなく、点
火特性の悪化を防止した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、イオン電流の流れる方向が順方
向となるようにバイアス手段と二次巻線の低圧側との間
に挿入された整流手段と、二次巻線の低圧側とグランド
との間に挿入された電圧クランプ手段と、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、整流手段および二次巻線を
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、電圧クランプ手段は、点火用高電圧の
発生時における二次巻線の低圧側の電圧を所定値に制限
し、所定値の絶対値は、バイアス手段のバイアス電圧の
絶対値以上に設定され、整流手段および電圧クランプ手
段の接続点と二次巻線の低圧側との間に電流制限手段を
挿入し、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。
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、イオン電流の流れる方向が順方
向となるようにバイアス手段と二次巻線の低圧側との間
に挿入された整流手段と、二次巻線の低圧側とグランド
との間に挿入された電圧クランプ手段と、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、整流手段および二次巻線を
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、電圧クランプ手段は、点火用高電圧の
発生時における二次巻線の低圧側の電圧を所定値に制限
し、所定値の絶対値は、バイアス手段のバイアス電圧の
絶対値以上に設定され、整流手段および電圧クランプ手
段の接続点と二次巻線の低圧側との間に電流制限手段を
挿入し、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】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】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、抵抗器と、抵抗器に並列接
続されたダイオードとを含み、ダイオードは、点火用高
電圧の印加時に二次巻線に流れる二次電流の方向を順方
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。
検出装置の電流制限手段は、抵抗器と、抵抗器に並列接
続されたダイオードとを含み、ダイオードは、点火用高
電圧の印加時に二次巻線に流れる二次電流の方向を順方
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。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【発明の実施の形態】実施の形態１． 以下、前述と同様に独立着火構成の内燃機関装置を例に
とり、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に関連した装置を示す構
成図であり、前述（図５参照）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。
とり、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に関連した装置を示す構
成図であり、前述（図５参照）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。
【００３６】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１０Ａ内のコンデンサＣ（バイアス手
段）との間には、イオン電流ｉの流れる方向を順方向と
する逆流防止用のダイオード５が挿入されている。ま
た、点火コイル２の二次巻線２ｂの低圧側は、ツェナー
ダイオード６およびダイオード７より構成された電圧ク
ランプ手段を介して接地されている。
オン電流検出回路１０Ａ内のコンデンサＣ（バイアス手
段）との間には、イオン電流ｉの流れる方向を順方向と
する逆流防止用のダイオード５が挿入されている。ま
た、点火コイル２の二次巻線２ｂの低圧側は、ツェナー
ダイオード６およびダイオード７より構成された電圧ク
ランプ手段を介して接地されている。
【００３７】ツェナーダイオード６は、点火用高電圧に
より二次巻線２ｂに流れる二次電流Ｉ２に対して逆極性
に接続され、点火用高電圧の発生時の二次巻線２ｂの低
圧側電圧を所定値（クランプ電圧Ｖｃ）に制限してい
る。クランプ電圧Ｖｃの絶対値は、コンデンサＣのバイ
アス電圧ＶＢｉの絶対値以上に設定されている。また、
ダイオード７は、ツェナーダイオード６に対して逆極性
となるように直列接続され、グランド側からの逆流を防
止している。
より二次巻線２ｂに流れる二次電流Ｉ２に対して逆極性
に接続され、点火用高電圧の発生時の二次巻線２ｂの低
圧側電圧を所定値（クランプ電圧Ｖｃ）に制限してい
る。クランプ電圧Ｖｃの絶対値は、コンデンサＣのバイ
アス電圧ＶＢｉの絶対値以上に設定されている。また、
ダイオード７は、ツェナーダイオード６に対して逆極性
となるように直列接続され、グランド側からの逆流を防
止している。
【００３８】イオン電流検出回路１０Ａは、一次巻線２
ａの低圧側にアノードが接続されたダイオード８と、ダ
イオード８のカソードとコンデンサ８（バイアス手段）
の高圧側端子との間に挿入された電流制限用の抵抗器９
とを含み、コンデンサＣは、一次巻線２ａに流れる一次
電流Ｉ１により充電されるようになっている。
ａの低圧側にアノードが接続されたダイオード８と、ダ
イオード８のカソードとコンデンサ８（バイアス手段）
の高圧側端子との間に挿入された電流制限用の抵抗器９
とを含み、コンデンサＣは、一次巻線２ａに流れる一次
電流Ｉ１により充電されるようになっている。
【００３９】また、ツェナーダイオードＤＺは、コンデ
ンサＣの両端間に並列接続され、ダイオードＤを介して
アノードが接地されている。これにより、ツェナーダイ
オードＤＺの温度特性による漏れ電流は、イオン電流検
出用の抵抗器Ｒに流れず、誤検出されないようになって
いる。
ンサＣの両端間に並列接続され、ダイオードＤを介して
アノードが接地されている。これにより、ツェナーダイ
オードＤＺの温度特性による漏れ電流は、イオン電流検
出用の抵抗器Ｒに流れず、誤検出されないようになって
いる。
【００４０】次に、図１に示した装置の動作について説
明する。前述のように、ＥＣＵ２０からの点火信号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に流れる一次電流Ｉ１が通電遮断される。
明する。前述のように、ＥＣＵ２０からの点火信号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に流れる一次電流Ｉ１が通電遮断される。
【００４１】このとき、点火信号ＰがＨレベルからＬレ
ベルに変化してパワートランジスタ３が一次電流Ｉ１を
遮断すると、一次巻線２ａの低圧側（パワートランジス
タ３のコレクタ側）に比較的高い正極性の一次電圧が発
生する。この一次電圧により、ダイオード８→抵抗器９
→コンデンサＣ→ダイオードＤ→グランドの経路で電流
が流れ、コンデンサＣは充電される。
ベルに変化してパワートランジスタ３が一次電流Ｉ１を
遮断すると、一次巻線２ａの低圧側（パワートランジス
タ３のコレクタ側）に比較的高い正極性の一次電圧が発
生する。この一次電圧により、ダイオード８→抵抗器９
→コンデンサＣ→ダイオードＤ→グランドの経路で電流
が流れ、コンデンサＣは充電される。
【００４２】コンデンサＣの充電電圧が、ダイオードＤ
の順方向降下電圧とツェナーダイオードＤＺのツェナー
電圧との和（バイアス電圧ＶＢｉ）に等しくなると、コ
ンデンサＣの充電は完了する。その後、一次電流Ｉ１
は、ダイオード８→抵抗器９→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る。
の順方向降下電圧とツェナーダイオードＤＺのツェナー
電圧との和（バイアス電圧ＶＢｉ）に等しくなると、コ
ンデンサＣの充電は完了する。その後、一次電流Ｉ１
は、ダイオード８→抵抗器９→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る。
【００４３】また、一次電流Ｉ１の遮断時において、二
次巻線２ｂの高圧側に発生する負極性の二次電圧（点火
用高電圧）により、点火プラグ４で火花放電が発生して
混合気の燃焼が行われる。このとき、二次電流Ｉ２は、
グランド→点火プラグ４→二次巻線２ｂ→ツェナーダイ
オード６→ダイオード７→グランドの経路で流れる。
次巻線２ｂの高圧側に発生する負極性の二次電圧（点火
用高電圧）により、点火プラグ４で火花放電が発生して
混合気の燃焼が行われる。このとき、二次電流Ｉ２は、
グランド→点火プラグ４→二次巻線２ｂ→ツェナーダイ
オード６→ダイオード７→グランドの経路で流れる。
【００４４】上記二次電流Ｉ２により、ツェナーダイオ
ード６のカソード電位は、ダイオード７の順方向降下電
圧とツェナーダイオード６のツェナー電圧との和（クラ
ンプＶｃ）に上昇する。
ード６のカソード電位は、ダイオード７の順方向降下電
圧とツェナーダイオード６のツェナー電圧との和（クラ
ンプＶｃ）に上昇する。
【００４５】ここで、コンデンサＣに充電されたバイア
ス電圧ＶＢｉと、ツェナーダイオード６のカソード電位
すなわちクランプ電圧Ｖｃとの関係は、ダイオード５の
順方向降下電圧Ｖ５と関連して、以下の（１）式を満た
すように設定されている。
ス電圧ＶＢｉと、ツェナーダイオード６のカソード電位
すなわちクランプ電圧Ｖｃとの関係は、ダイオード５の
順方向降下電圧Ｖ５と関連して、以下の（１）式を満た
すように設定されている。
【００４６】Ｖｃ＋Ｖ５＞ＶＢｉ …（１）
【００４７】したがって、二次電流Ｉ２の通電時（一次
電流Ｉ１の遮断時）において、ダイオード５はオフ状態
を維持しており、コンデンサＣの蓄積電荷は放出され
ず、バイアス電圧の低下を招くことはない。
電流Ｉ１の遮断時）において、ダイオード５はオフ状態
を維持しており、コンデンサＣの蓄積電荷は放出され
ず、バイアス電圧の低下を招くことはない。
【００４８】なお、クランプ電圧Ｖｃは、イオン電流ｉ
の検出開始タイミングの遅れ（後述する）を小さくする
ために、（１）式を満たす範囲内で比較的低い値に設定
されることが望ましい。
の検出開始タイミングの遅れ（後述する）を小さくする
ために、（１）式を満たす範囲内で比較的低い値に設定
されることが望ましい。
【００４９】点火制御時における点火プラグ４の放電中
において、二次巻線２ｂの高圧側の電圧は、放電開始時
の−数１０ｋＶから−数ｋＶに絶対値が低下し、放電終
了時に正極性のクランプ電圧Ｖｃ（たとえば、２００Ｖ
程度）を示すようになる。
において、二次巻線２ｂの高圧側の電圧は、放電開始時
の−数１０ｋＶから−数ｋＶに絶対値が低下し、放電終
了時に正極性のクランプ電圧Ｖｃ（たとえば、２００Ｖ
程度）を示すようになる。
【００５０】こうして点火プラグ４の放電により混合気
が燃焼すると、続いて、クランプ電圧Ｖｃにより、燃焼
室内に発生したイオンを媒体としてイオン電流が流れ
る。このとき、まず、ツェナーダイオード６のカソード
からのクランプ電圧Ｖｃによりイオン電流が流れ、クラ
ンプ電圧Ｖｃが低下して、以下の（２）式を満たすよう
になる。
が燃焼すると、続いて、クランプ電圧Ｖｃにより、燃焼
室内に発生したイオンを媒体としてイオン電流が流れ
る。このとき、まず、ツェナーダイオード６のカソード
からのクランプ電圧Ｖｃによりイオン電流が流れ、クラ
ンプ電圧Ｖｃが低下して、以下の（２）式を満たすよう
になる。
【００５１】Ｖｂ＋Ｖ５＝Ｖａ …（２）
【００５２】この時点から、コンデンサＣのバイアス電
圧ＶＢｉによるイオン電流ｉ（破線参照）が流れ始め、
その後、バイアス電圧ＶＢｉおよびクランプ電圧Ｖｃが
低下するが、（２）式を満たしながらイオン電流ｉが流
れ続ける。
圧ＶＢｉによるイオン電流ｉ（破線参照）が流れ始め、
その後、バイアス電圧ＶＢｉおよびクランプ電圧Ｖｃが
低下するが、（２）式を満たしながらイオン電流ｉが流
れ続ける。
【００５３】このとき、イオン電流ｉは、グランド→抵
抗器Ｒ→コンデンサＣ→ダイオード５→二次巻線２ｂ→
点火プラグ４→グランドの経路で流れる。これにより、
抵抗器Ｒはイオン電流検出信号Ｅｉを出力し、ＥＣＵ２
０は、イオン電流検出信号Ｅｉに基づいて燃焼状態を判
定する。
抗器Ｒ→コンデンサＣ→ダイオード５→二次巻線２ｂ→
点火プラグ４→グランドの経路で流れる。これにより、
抵抗器Ｒはイオン電流検出信号Ｅｉを出力し、ＥＣＵ２
０は、イオン電流検出信号Ｅｉに基づいて燃焼状態を判
定する。
【００５４】このように、点火制御時の二次電流Ｉ２の
経路がイオン電流検出回路１０Ａを含まないように構成
したので、イオン電流検出回路１０Ａに関連した回路故
障や接続故障などのトラブルが点火特性に影響すること
がなく、点火装置の故障モード発生率を低減して点火動
作の信頼性を向上させることができる。
経路がイオン電流検出回路１０Ａを含まないように構成
したので、イオン電流検出回路１０Ａに関連した回路故
障や接続故障などのトラブルが点火特性に影響すること
がなく、点火装置の故障モード発生率を低減して点火動
作の信頼性を向上させることができる。
【００５５】また、ダイオード５、ツェナーダイオード
６およびダイオード７を点火コイル２側に追加するのみ
で、コストアップを招くことなく、二次巻線２ｂの低圧
側から何ら支障なくイオン電流ｉを検出することができ
る。また、ツェナーダイオード６に逆極性のダイオード
７を直列接続すたので、他の回路からの干渉を確実に防
止することができる。
６およびダイオード７を点火コイル２側に追加するのみ
で、コストアップを招くことなく、二次巻線２ｂの低圧
側から何ら支障なくイオン電流ｉを検出することができ
る。また、ツェナーダイオード６に逆極性のダイオード
７を直列接続すたので、他の回路からの干渉を確実に防
止することができる。
【００５６】また、点火装置の構成上、イオン電流検出
用のバイアス電圧ＶＢｉを二次巻線２ｂの低圧側から印
加しなければならない場合であっても、二次電流Ｉ２を
バイアス電圧ＶＢｉの充電に用いることなく、一次巻線
２ａの逆起電圧による一次電流Ｉ１を用いることができ
る。さらに、一次電流Ｉ１を用いてコンデンサＣを充電
可能なので、バイアス電圧供給用のＤＣ電源を省略する
ことができる。
用のバイアス電圧ＶＢｉを二次巻線２ｂの低圧側から印
加しなければならない場合であっても、二次電流Ｉ２を
バイアス電圧ＶＢｉの充電に用いることなく、一次巻線
２ａの逆起電圧による一次電流Ｉ１を用いることができ
る。さらに、一次電流Ｉ１を用いてコンデンサＣを充電
可能なので、バイアス電圧供給用のＤＣ電源を省略する
ことができる。
【００５７】上記装置では、イオン電流検出用のバイア
ス電圧ＶＢｉとして、点火制御時の一次巻線２ａの逆起
電圧により充電されたコンデンサＣを用いたが、一般的
なＤＣ電源を用いてもよい。この場合、コンデンサ充電
回路すなわちイオン電流検出回路１０Ａ内のダイオード
８、抵抗器９およびツェナーダイオードＤＺを除去する
ことができる。
ス電圧ＶＢｉとして、点火制御時の一次巻線２ａの逆起
電圧により充電されたコンデンサＣを用いたが、一般的
なＤＣ電源を用いてもよい。この場合、コンデンサ充電
回路すなわちイオン電流検出回路１０Ａ内のダイオード
８、抵抗器９およびツェナーダイオードＤＺを除去する
ことができる。
【００５８】上記装置では、一次電流Ｉ１の通電開始時
でのバイアス電圧ＶＢｉの放電について特に考慮しなか
ったが、次に、通電開始時のバイアス電圧ＶＢｉの放電
を防止するための電流制限手段を挿入したこの発明の実
施の形態１について説明する。
でのバイアス電圧ＶＢｉの放電について特に考慮しなか
ったが、次に、通電開始時のバイアス電圧ＶＢｉの放電
を防止するための電流制限手段を挿入したこの発明の実
施の形態１について説明する。
【００５９】一般に、一次巻線２ａの通電開始時には、
二次巻線２ｂの高圧側に正極性電圧（点火時とは逆極性
の電圧）が発生するので、この発生電圧にバイアス電圧
が重畳されると、点火プラグ４が放電して早期誤点火が
発生するおそれがある。したがって、二次巻線２ｂの低
圧側に電流制限手段を挿入し、早期点火およびバイアス
電圧ＶＢｉの放電を防止することが望ましい。
二次巻線２ｂの高圧側に正極性電圧（点火時とは逆極性
の電圧）が発生するので、この発生電圧にバイアス電圧
が重畳されると、点火プラグ４が放電して早期誤点火が
発生するおそれがある。したがって、二次巻線２ｂの低
圧側に電流制限手段を挿入し、早期点火およびバイアス
電圧ＶＢｉの放電を防止することが望ましい。
【００６０】図２はバイアス電圧の放電防止用の電流制
限手段を設けたこの発明の実施の形態１を示す回路構成
図であり、前述（図１参照）と同様の構成については、
同一符号を付してここでは詳述を省略する。
限手段を設けたこの発明の実施の形態１を示す回路構成
図であり、前述（図１参照）と同様の構成については、
同一符号を付してここでは詳述を省略する。
【００６１】図２において、ダイオード５およびツェナ
ーダイオード６の接続点と二次巻線２ｂの低圧側との間
には、抵抗器１２およびダイオード１３の並列回路から
なる電流制限手段１１が挿入されている。
ーダイオード６の接続点と二次巻線２ｂの低圧側との間
には、抵抗器１２およびダイオード１３の並列回路から
なる電流制限手段１１が挿入されている。
【００６２】電流制限手段１１を構成する抵抗器１２
は、コンデンサＣから二次巻線２ｂ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の通電開始
時に二次巻線２ｂの高圧側の発生電圧を抑制して点火プ
ラグ４の放電（早期点火）を防止する。
は、コンデンサＣから二次巻線２ｂ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の通電開始
時に二次巻線２ｂの高圧側の発生電圧を抑制して点火プ
ラグ４の放電（早期点火）を防止する。
【００６３】また、コンデンサＣの放電が防止されるの
で、バイアス電圧は健全な値に維持され、イオン電流ｉ
の検出感度を損なうことはない。さらに、バイアス電圧
ＶＢｉの早期放電によるイオン電流検出信号Ｅｉの誤検
出を防止することができる。
で、バイアス電圧は健全な値に維持され、イオン電流ｉ
の検出感度を損なうことはない。さらに、バイアス電圧
ＶＢｉの早期放電によるイオン電流検出信号Ｅｉの誤検
出を防止することができる。
【００６４】一方、抵抗器１２に並列接続されたダイオ
ード１３は、点火用高電圧の印加時に二次巻線２ｂに流
れる二次電流Ｉ２の方向を順方向としており、点火制御
時における抵抗器１２の両端間の電位差を抑制する。す
なわち、二次電流Ｉ２は、ダイオード１３を流れるの
で、抵抗器１２の電流制限機能が無効となり、点火特性
が劣化することはない。
ード１３は、点火用高電圧の印加時に二次巻線２ｂに流
れる二次電流Ｉ２の方向を順方向としており、点火制御
時における抵抗器１２の両端間の電位差を抑制する。す
なわち、二次電流Ｉ２は、ダイオード１３を流れるの
で、抵抗器１２の電流制限機能が無効となり、点火特性
が劣化することはない。
【００６５】このように、電流制限手段１１を挿入する
ことにより、早期点火制御やバイアス電圧ＶＢｉの低下
を招くことはなく、高精度のイオン電流検出信号Ｅｉ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。
ことにより、早期点火制御やバイアス電圧ＶＢｉの低下
を招くことはなく、高精度のイオン電流検出信号Ｅｉ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。
【００６６】上記実施の形態１では、点火プラグ４に対
して低圧配電を行う場合を例にとって説明したが、点火
コイルと各点火プラグとの間に配電器を介在させた高圧
配電の内燃機関に対して適用してもよい。
して低圧配電を行う場合を例にとって説明したが、点火
コイルと各点火プラグとの間に配電器を介在させた高圧
配電の内燃機関に対して適用してもよい。
【００６７】図３は４気筒の高圧配電装置に適用した装
置を示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様の
構成については、同一符号を付してここでは詳述を省略
する。図３において、二次巻線２ｂの高圧側と各点火プ
ラグ４Ａ〜４Ｄとの間には、配電器１４が挿入されてい
る。
置を示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様の
構成については、同一符号を付してここでは詳述を省略
する。図３において、二次巻線２ｂの高圧側と各点火プ
ラグ４Ａ〜４Ｄとの間には、配電器１４が挿入されてい
る。
【００６８】配電器１４は、二次巻線２ｂの高圧側に接
続された中心電極１５と、気筒毎の点火プラグ４Ａ〜４
Ｄに個別に接続された複数（この場合、４個）の周辺電
極１６Ａ〜１６Ｄと、内燃機関の回転にともなって中心
電極１５を中心に回転し、周辺電極１６Ａ〜１６Ｄに空
隙を介して順次対向する回転電極１７と、イオン電流ｉ
の流れる方向が順方向となるように中心電極１５と各周
辺電極１６Ａ〜１６Ｄとの間に個別に挿入された４個の
高圧ダイオード１８Ａ〜１８Ｄとを含む。
続された中心電極１５と、気筒毎の点火プラグ４Ａ〜４
Ｄに個別に接続された複数（この場合、４個）の周辺電
極１６Ａ〜１６Ｄと、内燃機関の回転にともなって中心
電極１５を中心に回転し、周辺電極１６Ａ〜１６Ｄに空
隙を介して順次対向する回転電極１７と、イオン電流ｉ
の流れる方向が順方向となるように中心電極１５と各周
辺電極１６Ａ〜１６Ｄとの間に個別に挿入された４個の
高圧ダイオード１８Ａ〜１８Ｄとを含む。
【００６９】この場合、一次電流Ｉ１の遮断時に二次巻
線２ｂに発生した二次電圧は、配電器１４内の回転電極
１７が周辺電極１６Ａ〜１６Ｄに対向する毎に、各点火
プラグ４Ａ〜４Ｄに配電され、火花放電によって混合気
を燃焼させる。
線２ｂに発生した二次電圧は、配電器１４内の回転電極
１７が周辺電極１６Ａ〜１６Ｄに対向する毎に、各点火
プラグ４Ａ〜４Ｄに配電され、火花放電によって混合気
を燃焼させる。
【００７０】このとき、たとえば点火プラグ４Ａのみに
注目すれば、二次電流Ｉ２は、グランド→点火プラグ４
Ａ→周辺電極１６Ａ→回転電極１７→中心電極１５→二
次巻線２ｂ→ツェナーダイオード６→ダイオード７→グ
ランドの経路で流れる。
注目すれば、二次電流Ｉ２は、グランド→点火プラグ４
Ａ→周辺電極１６Ａ→回転電極１７→中心電極１５→二
次巻線２ｂ→ツェナーダイオード６→ダイオード７→グ
ランドの経路で流れる。
【００７１】続いて、燃焼後の点火プラグ４Ａを介した
イオン電流により、クランプ電圧Ｖｃが前述の（２）式
を満たす値まで低下すると、コンデンサＣを介したイオ
ン電流ｉ（破線参照）が、グランド→抵抗器Ｒ→コンデ
ンサＣ→ダイオード５→二次巻線２ｂ→中心電極１５→
ダイオード１８Ａ→点火プラグ４Ａ→グランドの経路で
流れ、前述と同様に抵抗器Ｒはイオン電流検出信号Ｅｉ
を出力する。
イオン電流により、クランプ電圧Ｖｃが前述の（２）式
を満たす値まで低下すると、コンデンサＣを介したイオ
ン電流ｉ（破線参照）が、グランド→抵抗器Ｒ→コンデ
ンサＣ→ダイオード５→二次巻線２ｂ→中心電極１５→
ダイオード１８Ａ→点火プラグ４Ａ→グランドの経路で
流れ、前述と同様に抵抗器Ｒはイオン電流検出信号Ｅｉ
を出力する。
【００７２】このように、中心電極１５と周辺電極１６
Ａ〜１６Ｄとの間にイオン電流ｉを流すためのダイオー
ド１８Ａ〜１８Ｄを挿入することにより、高圧配電の内
燃機関に対しても適用でき、前述と同様の作用効果を奏
する。
Ａ〜１６Ｄとの間にイオン電流ｉを流すためのダイオー
ド１８Ａ〜１８Ｄを挿入することにより、高圧配電の内
燃機関に対しても適用でき、前述と同様の作用効果を奏
する。
【００７３】また、各気筒毎の点火プラグ４Ａ〜４Ｄに
対して、単一のツェナーダイオード６および単一のイオ
ン電流検出回路１０Ａ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。
対して、単一のツェナーダイオード６および単一のイオ
ン電流検出回路１０Ａ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。
【００７４】なお、この場合も、コンデンサＣおよびコ
ンデンサＣの充電回路に代えて、前述のようにＤＣ電源
を用いてもよい。また、ここでは図示されないが、電流
制限手段１１（図２参照）が挿入され得る。
ンデンサＣの充電回路に代えて、前述のようにＤＣ電源
を用いてもよい。また、ここでは図示されないが、電流
制限手段１１（図２参照）が挿入され得る。
【００７５】また、上記実施の形態１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。
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。
【００７６】この場合も、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、単一の電圧クランプ手段
（ツェナーダイオード６）および単一のイオン電流検出
回路１０Ａ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。
および点火プラグに対して、単一の電圧クランプ手段
（ツェナーダイオード６）および単一のイオン電流検出
回路１０Ａ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。
【００７７】図４は４気筒の独立着火装置に適用した装
置を示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様の
構成については、同一符号を付してここでは詳述を省略
する。
置を示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様の
構成については、同一符号を付してここでは詳述を省略
する。
【００７８】図４において、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〜２
ｂＤを有している。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。
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〜２
ｂＤを有している。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。
【００７９】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、一次
巻線２ａＡ〜２ａＤの他端は、各パワートランジスタ３
Ａ〜３Ｄのコレクタに個別に接続されている。
２Ｄの一次巻線２ａＡ〜２ａＤの一端に接続され、一次
巻線２ａＡ〜２ａＤの他端は、各パワートランジスタ３
Ａ〜３Ｄのコレクタに個別に接続されている。
【００８０】また、一次巻線２ａＡ〜２ａＤの他端は、
ダイオード１９Ａ〜１９Ｄを介して、イオン電流検出回
路１０Ａ内のダイオード８のアノードに共通に接続され
ている。ダイオード１９Ａ〜１９Ｄは、パワートランジ
スタ３Ａ〜３Ｄの遮断時の逆起電圧による一次電流Ｉ１
をバイアス電圧充電用のコンデンサＣ側に流すととも
に、他の点火コイルの二次電流Ｉ２の相互干渉を防止し
ている。
ダイオード１９Ａ〜１９Ｄを介して、イオン電流検出回
路１０Ａ内のダイオード８のアノードに共通に接続され
ている。ダイオード１９Ａ〜１９Ｄは、パワートランジ
スタ３Ａ〜３Ｄの遮断時の逆起電圧による一次電流Ｉ１
をバイアス電圧充電用のコンデンサＣ側に流すととも
に、他の点火コイルの二次電流Ｉ２の相互干渉を防止し
ている。
【００８１】各点火コイル２Ａ〜２Ｄの二次巻線２ｂＡ
〜２ｂＤの低圧側は、ダイオード５およびツェナーダイ
オード６の接続点に共通に接続され、ツェナーダイオー
ド６およびダイオード７からなる電圧クランプ手段を介
して接地されている。
〜２ｂＤの低圧側は、ダイオード５およびツェナーダイ
オード６の接続点に共通に接続され、ツェナーダイオー
ド６およびダイオード７からなる電圧クランプ手段を介
して接地されている。
【００８２】次に、図４に示した装置の動作について説
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。
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。
【００８３】まず、パワートランジスタ３Ａのオンオフ
により一次電流Ｉ１を通電遮断すると、一次電流Ｉ１の
遮断時に、パワートランジスタ３Ａのコレクタに一次電
圧が発生し、バイアス電圧充電用の一次電流Ｉ１が、ダ
イオード１９Ａ→ダイオード８→抵抗器９→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が充電される。
により一次電流Ｉ１を通電遮断すると、一次電流Ｉ１の
遮断時に、パワートランジスタ３Ａのコレクタに一次電
圧が発生し、バイアス電圧充電用の一次電流Ｉ１が、ダ
イオード１９Ａ→ダイオード８→抵抗器９→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が充電される。
【００８４】コンデンサＣの蓄積電圧が所定のバイアス
電圧ＶＢｉに達すると、コンデンサＣの充電が完了し、
その後の一次電流Ｉ１は、ダイオード１９Ａ→ダイオー
ド８→抵抗器９→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る。
電圧ＶＢｉに達すると、コンデンサＣの充電が完了し、
その後の一次電流Ｉ１は、ダイオード１９Ａ→ダイオー
ド８→抵抗器９→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る。
【００８５】一方、点火プラグ４Ａを点火制御する二次
巻線２ｂＡにおいて、二次電流Ｉ２がツェナーダイオー
ド６を流れ、前述の（１）式を満たすクランプ電圧Ｖｃ
が発生する。続いて、燃焼後にクランプ電圧Ｖｃが
（２）式を満たすまで低下すると、点火プラグ４Ａおよ
びイオン電流検出回路１０Ａを介してイオン電流ｉが流
れ、イオン電流検出信号Ｅｉが出力される。
巻線２ｂＡにおいて、二次電流Ｉ２がツェナーダイオー
ド６を流れ、前述の（１）式を満たすクランプ電圧Ｖｃ
が発生する。続いて、燃焼後にクランプ電圧Ｖｃが
（２）式を満たすまで低下すると、点火プラグ４Ａおよ
びイオン電流検出回路１０Ａを介してイオン電流ｉが流
れ、イオン電流検出信号Ｅｉが出力される。
【００８６】このように、複数気筒の独立着火装置に適
用しても、前述と同様の作用効果を奏する。また、各気
筒に対応した点火コイル２Ａ〜２Ｄに対して単一のツェ
ナーダイオード６およびイオン電流検出回路１０Ａ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。
用しても、前述と同様の作用効果を奏する。また、各気
筒に対応した点火コイル２Ａ〜２Ｄに対して単一のツェ
ナーダイオード６およびイオン電流検出回路１０Ａ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。
【００８７】なお、コンデンサＣおよびコンデンサＣの
充電回路に代えて、ＤＣ電源を用いてもよい。 また、こ
こでは図示されないが、電流制限手段１１（図２参照）
が挿入され得る。
充電回路に代えて、ＤＣ電源を用いてもよい。 また、こ
こでは図示されないが、電流制限手段１１（図２参照）
が挿入され得る。
【００８８】
【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、イオン電流の流れる方向が順方向となるようにバイ
アス手段と二次巻線の低圧側との間に挿入された整流手
段と、二次巻線の低圧側とグランドとの間に挿入された
電圧クランプ手段と、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、整流手段および二次巻線を介して、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
圧クランプ手段は、点火用高電圧の発生時における二次
巻線の低圧側の電圧を所定値に制限し、所定値の絶対値
は、バイアス手段のバイアス電圧の絶対値以上に設定さ
れ、整流手段および電圧クランプ手段の接続点と二次巻
線の低圧側との間に電流制限手段を挿入し、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、
イオン電流検出回路のトラブルなどが点火制御時の二次
電流に影響することがなく、早期点火などの誤制御やバ
イアス電圧の無駄な放電を防止して、点火特性の悪化を
防止した内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果が
ある。
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、イオン電流の流れる方向が順方向となるようにバイ
アス手段と二次巻線の低圧側との間に挿入された整流手
段と、二次巻線の低圧側とグランドとの間に挿入された
電圧クランプ手段と、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、整流手段および二次巻線を介して、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
圧クランプ手段は、点火用高電圧の発生時における二次
巻線の低圧側の電圧を所定値に制限し、所定値の絶対値
は、バイアス手段のバイアス電圧の絶対値以上に設定さ
れ、整流手段および電圧クランプ手段の接続点と二次巻
線の低圧側との間に電流制限手段を挿入し、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、
イオン電流検出回路のトラブルなどが点火制御時の二次
電流に影響することがなく、早期点火などの誤制御やバ
イアス電圧の無駄な放電を防止して、点火特性の悪化を
防止した内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果が
ある。
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】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、抵抗器と、抵抗器に並
列接続されたダイオードとを含み、ダイオードは、点火
用高電圧の印加時に二次巻線に流れる二次電流の方向を
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悪
化を防止した内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効
果がある。
項１において、電流制限手段は、抵抗器と、抵抗器に並
列接続されたダイオードとを含み、ダイオードは、点火
用高電圧の印加時に二次巻線に流れる二次電流の方向を
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悪
化を防止した内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効
果がある。
【００９４】
【００９５】
【図１】 この発明の実施の形態１に関連した装置を示
す回路構成図である。
す回路構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図３】 この発明の実施の形態１の変形例を示す回路
構成図である。
構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態１の変形例を示す回路
構成図である。
構成図である。
【図５】 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。
路構成図である。
【図６】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置による点
火制御時の二次電流経路を示す説明図である。
火制御時の二次電流経路を示す説明図である。
【図７】 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。
オン電流検出時のイオン電流経路を示す説明図である。
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、７、８、１３ ダイオード、６ ツェナーダイ
オード、９、１２ 抵抗器、１０Ａ イオン電流検出回
路、１１ 電流制限手段、１４ 配電器、１５ 中心電
極、１６Ａ〜１６Ｄ 周辺電極、１７ 回転電極、１８
Ａ〜１８Ｄ 高圧ダイオード、２０ ＥＣＵ、Ｃ コン
デンサ（バイアス手段）、Ｅｉイオン電流検出信号、Ｉ
１ 一次電流、Ｉ２ 二次電流、ｉ イオン電流、Ｐ点
火信号、ＶＢｉ バイアス電圧、Ｖｃ クランプ電圧。
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、７、８、１３ ダイオード、６ ツェナーダイ
オード、９、１２ 抵抗器、１０Ａ イオン電流検出回
路、１１ 電流制限手段、１４ 配電器、１５ 中心電
極、１６Ａ〜１６Ｄ 周辺電極、１７ 回転電極、１８
Ａ〜１８Ｄ 高圧ダイオード、２０ ＥＣＵ、Ｃ コン
デンサ（バイアス手段）、Ｅｉイオン電流検出信号、Ｉ
１ 一次電流、Ｉ２ 二次電流、ｉ イオン電流、Ｐ点
火信号、ＶＢｉ バイアス電圧、Ｖｃ クランプ電圧。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−191466（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203475（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157001（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−149229（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 (2)
- 【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、 前記イオン電流の流れる方向が順方向となるように前記
バイアス手段と前記二次巻線の低圧側との間に挿入され
た整流手段と、 前記二次巻線の低圧側とグランドとの間に挿入された電
圧クランプ手段と、 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、前記整流手段および前記二次巻線
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、 前記電圧クランプ手段は、前記点火用高電圧の発生時に
おける前記二次巻線の低圧側の電圧を所定値に制限し、 前記所定値の絶対値は、前記バイアス手段のバイアス電
圧の絶対値以上に設定され、 前記整流手段および前記電圧クランプ手段の接続点と前
記二次巻線の低圧側との間に電流制限手段を挿入し、 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。 - 【請求項２】 前記電流制限手段は、抵抗器と、前記抵
抗器に並列接続されたダイオードとを含み、 前記ダイオードは、前記点火用高電圧の印加時に前記二
次巻線に流れる二次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１に記載の内燃機関の燃焼状態検出
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03396597A JP3338624B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| US08/890,020 US6040698A (en) | 1997-02-18 | 1997-07-10 | Combustion state detecting apparatus for an internal-combustion engine |
| DE19733356A DE19733356C2 (de) | 1997-02-18 | 1997-08-01 | Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03396597A JP3338624B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231771A JPH10231771A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3338624B2 true JP3338624B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=12401215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03396597A Expired - Fee Related JP3338624B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6040698A (ja) |
| JP (1) | JP3338624B2 (ja) |
| DE (1) | DE19733356C2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3753290B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2006-03-08 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| JP3502285B2 (ja) * | 1999-02-18 | 2004-03-02 | 三菱電機株式会社 | イオン電流検出装置 |
| DE19922747C2 (de) | 1999-05-18 | 2003-02-06 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Erfassung eines Ionenstromes für eine Brennkraftmaschine |
| US6186129B1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-13 | Delphi Technologies, Inc. | Ion sense biasing circuit |
| DE10031553A1 (de) * | 2000-06-28 | 2002-01-10 | Bosch Gmbh Robert | Induktive Zündvorrichtung mit Ionenstrommeßeinrichtung |
| US6779517B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-08-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ignition device for internal combustion engine |
| US6700470B2 (en) | 2001-12-10 | 2004-03-02 | Delphi Technologies, Inc. | Ignition apparatus having increased leakage to charge ion sense system |
| US7137385B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-11-21 | Visteon Global Technologies, Inc. | Device to provide a regulated power supply for in-cylinder ionization detection by using the ignition coli fly back energy and two-stage regulation |
| US7005855B2 (en) | 2003-12-17 | 2006-02-28 | Visteon Global Technologies, Inc. | Device to provide a regulated power supply for in-cylinder ionization detection by using the ignition coil fly back energy and two-stage regulation |
| JP4246228B2 (ja) * | 2006-10-20 | 2009-04-02 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関点火装置 |
| FR2923272B1 (fr) * | 2007-11-05 | 2009-11-13 | Renault Sas | Dispositif de mesure du courant d'ionisation dans un systeme d'allumage radiofrequence pour un moteur a combustion interne. |
| DE102015113475B4 (de) * | 2015-08-14 | 2019-05-29 | Borgwarner Ludwigsburg Gmbh | Spannungswandlerschaltung und Verfahren zur Ionenstrommessung einer Zündkerze |
| IT201900002513A1 (it) * | 2019-02-21 | 2020-08-21 | Eldor Corp Spa | Dispositivo elettronico per il controllo di una bobina di accensione di un motore a combustione interna e relativo sistema di accensione elettronica per rilevare una mancata combustione nel motore a combustione interna |
| IT201900002517A1 (it) * | 2019-02-21 | 2020-08-21 | Eldor Corp Spa | Dispositivo elettronico per il controllo di una bobina di accensione di un motore a combustione interna e relativo sistema di accensione elettronica per rilevare una pre-accensione nel motore a combustione interna |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04191466A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-09 | Mitsubishi Electric Corp | イオン電流検出装置 |
| US5272914A (en) * | 1990-10-04 | 1993-12-28 | Mitsubishi Denki K.K. | Ignition system for internal combustion engines |
| KR940010732B1 (ko) * | 1991-02-15 | 1994-10-24 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 내연기관의 연소검출장치 |
| KR950013542B1 (ko) * | 1991-07-17 | 1995-11-08 | 미쓰비시 덴키 가부시키가이샤 | 내연기관 실화검출장치 |
| JP2951780B2 (ja) * | 1991-12-09 | 1999-09-20 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃焼検出装置 |
| JP2908952B2 (ja) * | 1993-01-12 | 1999-06-23 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| US5483818A (en) * | 1993-04-05 | 1996-01-16 | Ford Motor Company | Method and apparatus for detecting ionic current in the ignition system of an internal combustion engine |
-
1997
- 1997-02-18 JP JP03396597A patent/JP3338624B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-10 US US08/890,020 patent/US6040698A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-01 DE DE19733356A patent/DE19733356C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19733356A1 (de) | 1998-09-03 |
| DE19733356C2 (de) | 2000-06-08 |
| US6040698A (en) | 2000-03-21 |
| JPH10231771A (ja) | 1998-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3330838B2 (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| KR950003272B1 (ko) | 내연기관의 점화플러그 전류검출장치 | |
| JP3753290B2 (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| JP3338624B2 (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| US6539930B2 (en) | Ignition apparatus for internal combustion engine | |
| US5271268A (en) | Ionic current sensing apparatus | |
| JPH09324735A (ja) | 内燃機関用燃焼状態検知装置 | |
| US7559319B2 (en) | Ignition coil apparatus for an internal combustion engine | |
| US5424647A (en) | Combustion detection device for internal combustion engine provided with a voltage regulating circuit to prevent premature combustion | |
| US5272914A (en) | Ignition system for internal combustion engines | |
| US5347855A (en) | Misfire detector device for use in an internal combustion engine | |
| US5293129A (en) | Ionic current sensing apparatus for engine spark plug with negative ignition voltage and positive DC voltage application | |
| JP3274066B2 (ja) | 内燃機関用燃焼状態検知装置 | |
| JP2572494B2 (ja) | ガソリン機関の燃焼状態および飛火ミス検出装置 | |
| JP3146953B2 (ja) | 内燃機関のイオン電流検出回路 | |
| JP2002180949A (ja) | イオン電流検出装置を備えた内燃機関の点火装置 | |
| JP2641798B2 (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JP4352223B2 (ja) | コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 | |
| JPH04134181A (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JP2914772B2 (ja) | 内燃機関の点火回路の二次回路用センサ | |
| JPH0526097A (ja) | ガソリン機関の失火検出装置付き点火装置 | |
| JPH04203270A (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JP3186327B2 (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JP2641799B2 (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JP2754504B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070809 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080809 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080809 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090809 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090809 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100809 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110809 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110809 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120809 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120809 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130809 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |