JP3342303B2 - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の点火装置
に関し、特に、イオン電流による失火検出を行ない得る
内燃機関の点火装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の点火装置は、一般的に、点火
制御回路により内燃機関の運転状態に基づく点火タイミ
ング信号に応じて一次コイルの一次電流を断続し、これ
により二次コイルに発生した高電圧を、内燃機関の各気
筒に設けた点火プラグに供給して火花放電を発生させ、
各気筒内の混合気に点火するように構成されている。そ
して、各点火プラグ毎に点火コイルを設ける点火装置が
普及している。

【０００３】更に、近時の点火装置においては適切な失
火検出を行なう手段の確立が要請され、従前のクランク
シャフトの回転速度に基づく所謂ΔＮｅ法に代る失火検
出手段の開発が急務となっている。この中で、イオン信
号検出回路を用いた失火検出手段が注目されている。こ
の検出原理は、内燃機関のシリンダ内の火炎中に種々の
イオンが存在するため、電位を有する電極を火炎中に配
置したときに電流が流れることを利用したものである。
従って、イオン電流もしくはこれを電圧に変換したイオ
ン信号を検出するため、イオン信号検出回路が用いられ
る。この電流検出には点火プラグの電極を用いることが
できるので、新たにセンサを設ける必要がなく容易に失
火検出手段に適用することができる。

【０００４】例えば、特開平７−９１３５７号公報に
は、燃焼イオン化測定をエンジン位置に同期させ、燃焼
イオン化測定を行ない、燃焼イオン化測定に基づいて不
点火（失火）が発生したか否かを決定し、不点火の発生
による触媒損傷及び所定の試験を行ない、内燃機関のシ
リンダ内の不点火を検出する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６はイオン信号検出
回路を備えた一般的な点火装置の基本構成を示すもの
で、点火コイルによる火花放電時の放電電流をコンデン
サに充電し、この充電電圧をバイアス電圧として点火プ
ラグに印加してイオン電流の検出に供するように構成し
たものである。即ち、一次コイルＬ１及び二次コイルＬ
２を有する点火コイル１と、一次コイルＬ１の一端に接
続し一次電流を断続する点火制御回路（イグナイタ、あ
るいはイグニッションモジュールとも呼ばれる）２と、
この点火制御回路２に接続し内燃機関（図示せず）の運
転状態に応じた点火タイミング信号を出力するエンジン
コントロールユニットＥＣＵを有し、一次コイルＬ１の
他端に電源Ｖccが接続され、二次コイルＬ２の一端に点
火プラグ３が接続されている。そして、二次コイルＬ２
側には更にイオン信号検出回路４が介装されている。即
ち、コンデンサＣ１が二次コイルＬ２の他端に接続さ
れ、抵抗Ｒ１がコンデンサＣ１に接続されており、更に
コンデンサＣ１に対し並列にツェナーダイオードＺＤ１
が接続されると共に、これらがツェナーダイオードＺＤ
２を介して接地されている。

【０００６】而して、図６の点火装置においては、エン
ジンコントロールユニットＥＣＵから点火タイミング信
号ＩＧｔが点火制御回路２に供給され、この点火タイミ
ング信号に応じてダーリントントランジスタＤＴＲがオ
ンオフ制御され、一次コイルＬ１の一次電流が断続され
る。この一次電流の断続に応じ、二次コイルＬ２側に逆
起電力が誘起されて高電圧が発生し、この高電圧が点火
プラグ３の電極間に印加され火花放電が生ずる。これに
より、点火プラグ３、二次コイルＬ２、コンデンサＣ
１、ツェナーダイオードＺＤ２そしてグラウンド（接地
側）に電流が流れる。このとき、ツェナーダイオードＺ
Ｄ１によって、バイアス電圧がコンデンサＣ１の耐電圧
以下に制限されると共に、バイアス電圧の変動が抑えら
れる。また、ツェナーダイオードＺＤ２の存在によりコ
ンデンサＣ１への充電が迅速に行なわれる。

【０００７】そして、点火プラグ３にて火花放電が行な
われ、シリンダ内にて混合気の燃焼、爆発が正常に行な
われた場合には、シリンダ内の圧力及び温度が上昇し点
火プラグ３の電極部周辺には前述のようにイオンが生ず
る。このとき、コンデンサＣ１は１００乃至数１００Ｖ
に充電されており、この充電電圧がバイアス電圧として
点火プラグ３に印加されているので、抵抗Ｒ１、コンデ
ンサＣ１、二次コイルＬ２、点火プラグ３そしてグラウ
ンドという放電回路を介して放電電流が流れる。この電
流は抵抗Ｒ１にて負電圧として検出される。これに対
し、シリンダ内の燃焼が不十分で正常な爆発が行なわれ
ず、所謂失火が生じた場合には、シリンダ内の圧力上昇
及び温度上昇が小さいので点火プラグ３の電極部周辺に
はイオンが存在しない。このため、点火プラグ３の電極
間のエアギャップの抵抗が大となるので、コンデンサＣ
１の放電電流が流れることはなく、抵抗Ｒ１における電
圧変化は生じない。このようにして、内燃機関の失火が
検出される。

【０００８】上記図６の点火装置におけるイオン信号に
よる失火検出作動を図７乃至図９を参照して説明する。
尚、図７は図６の回路中に示した各信号の動作波形を示
す。先ず、図示しない内燃機関の回転に応じエンジンコ
ントロールユニットＥＣＵから方形波電圧信号の点火タ
イミング信号ＩＧｔが出力される。この点火タイミング
信号ＩＧｔがハイレベル（Ｈ）となったｔ１時点で点火
制御回路２のダーリントントランジスタＤＴＲが導通
し、一次コイルＬ１に対する一次電流ＰＲｃの供給が開
始され、点火タイミング信号ＩＧｔがローレベル（Ｌ）
となるｔ３時点まで供給される。尚、ｔ２時は一次電流
ＰＲｃに対する定電流制御が開始した時点を表し、ＰＲ
ｖは一次コイルＬ１の電圧を表す。

【０００９】ｔ３時に点火タイミング信号ＩＧｔがロー
レベル（Ｌ）となると、二次コイルＬ２に約３５ｋＶの
高電圧が誘起される。これにより、点火プラグ３の放電
電圧に達し、ｔ３時直後に放電電流が流れる（図示省
略）。この放電に伴い二次コイルＬ２に流れる二次電流
によってコンデンサＣ１が充電され、ツェナーダイオー
ドＺＤ１の設定電圧まで上昇し、その電圧がバイアス電
圧Ｖｂとして維持される。而して、点火プラグ３の電極
部に火花放電が生じ、シリンダ内の圧縮混合気が着火さ
れる。これにより混合気が爆発し、シリンダ内の温度と
圧力上昇に伴いイオン電流が流れる。このイオン電流は
抵抗Ｒ１の電圧降下として検出され、図７に示す電圧信
号のイオン信号ＩＮｖとなる。

【００１０】即ち、シリンダ内で燃焼が生じたか否か
（点火か失火か）は、内燃機関に燃料を供給して点火し
たファイアリング時における図８に示す特性と、燃料を
供給することなくモータによって駆動したモータリング
時の特性を対比すれば、燃焼が生じたときには、図８に
Ｆｓで示すイオン電流による電圧降下（以下、火花放電
信号Ｆｓという）が表れることから、容易に判別され
る。

【００１１】然し乍ら、図８及び図９の何れにおいて
も、Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃで示したようにノイズが含まれて
いるので、火花放電信号Ｆｓを識別することは困難であ
る。例えば、信号のピーク値で比較するピーク値判定法
ではノイズの方が大となる場合があるので、火花放電信
号Ｆｓを特定出来ない。また、火花放電信号Ｆｓの変化
量を面積に換算して判定する面積法によっても、火花放
電信号Ｆｓとノイズとの差が小さい場合には火花放電信
号Ｆｓの特定が困難となる。尚、後述するように回路設
計によっては種々のノイズが生じ得るが、これらについ
ては個々に対応できる。

【００１２】上記のノイズＮａ，Ｎｂ，Ｎｃは、図７に
示すように夫々発生時期を特定することができる。即
ち、ノイズＮａは一次電流ＰＲｃの供給開始時点、ノイ
ズＮｂは（点火タイミング信号ＩＧｔがローレベルとな
った後で）放電が終了した時点、ノイズＮｃは一次電流
ＰＲｃに対する定電流制御が開始した時点に、夫々発生
することが分かる。従って、各ノイズの発生時期に応じ
てイオン信号検出回路を調整することによって、失火検
出時のノイズを除去することが可能である。特に、ノイ
ズＮｂは正確には一次電圧の終了時点に生じ、しかも一
次電圧の終了時点は点火毎の燃焼状態によって区々とな
る。このため、ノイズの除去が長すぎるとイオン信号ま
で除去することにもなりかねない。従って、一次電圧の
終了時点を基準にノイズの除去を行なうことが望まし
い。

【００１３】そこで、本発明は、イオン信号検出回路を
備えた内燃機関の点火装置において、イオン信号に対す
るノイズを除去し、確実にイオン信号を検出することに
よって、適切に失火検出を行ない得る点火装置を提供す
ることを課題とする。

【００１４】また、本発明は、特にイオン信号の発生時
期に近接して発生するノイズを除去し、点火毎の燃焼状
態に応じて適切に失火検出を行ない得る点火装置を提供
することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明は、一次コイル及び二次コイルを有する点火
コイルと、前記一次コイルに接続し点火タイミング信号
に応じて一次電流を断続制御する点火制御回路と、前記
二次コイルに接続し少くとも一対の電極を有する点火プ
ラグと、該点火プラグ及び前記二次コイルを含む二次回
路と、該二次回路に介装し前記点火プラグ近傍のイオン
に応じた電流を電圧信号に変換してイオン信号を検出す
るイオン信号検出回路を備えた内燃機関の点火装置にお
いて、前記イオン信号検出回路に接続し前記イオン信号
を増幅して出力する演算増幅器と、該演算増幅器のゲイ
ンを調整するゲイン調整回路と、該ゲイン調整回路に対
し、少くとも前記一次コイルに電圧が生じている間、及
び前記一次コイルの電圧消失後の所定時間の間は、前記
一次コイルに電圧が生じていないときに比し前記演算増
幅器のゲインが低くなるように設定するゲイン設定回路
とを備えることとしたものである。

【００１６】そして、前記ゲイン調整回路は、前記演算
増幅器に並列に接続した少くとも第１の帰還抵抗と、該
第１の帰還抵抗とは異なる抵抗値を有し当該第１の帰還
抵抗に対して並列に接続した第２の帰還抵抗と、前記演
算増幅器に対して前記第１及び第２の帰還抵抗の何れか
一方を導通し他方を遮断するように切換えるスイッチ手
段を備えたものとし、前記ゲイン設定回路は、前記一次
コイルの電圧を検出して検出信号を出力する一次電圧検
出回路と、該一次電圧検出回路の検出信号消失後の所定
時間の間遅延信号を出力する遅延回路を備えたものと
し、前記ゲイン設定回路が少くとも前記検出信号及び前
記遅延信号を出力している間は、前記スイッチ手段が、
前記第１及び第２の帰還抵抗のうち抵抗値が低い側の帰
還抵抗を導通するように切換えることとしている。

【００１７】例えば、前記第１の帰還抵抗より小さい抵
抗値を有する前記第２の帰還抵抗と、常開のアナログス
イッチとを直列に接続し、これらを前記演算増幅器に対
して並列に接続し、少くとも前記検出信号及び前記遅延
信号が出力している間は前記ゲイン調整回路の前記スイ
ッチ手段を閉成するように構成することができる。ある
いは、前記第１及び前記第２の帰還抵抗に夫々第１及び
第２のアナログスイッチを直列に接続し、これらを前記
演算増幅器に対して夫々並列に接続し、常時は第１のア
ナログスイッチを閉成すると共に第２のアナログスイッ
チを開放し、少くとも前記検出信号及び前記遅延信号が
出力している間は第１のアナログスイッチを開放すると
共に第２のアナログスイッチを閉成するように構成する
こともできる。

【００１８】前記内燃機関の点火装置において、請求項
２に記載のように、前記ゲイン設定回路が、前記点火制
御回路の点火タイミング信号、前記一次電圧検出回路の
検出信号及び前記遅延回路の遅延信号の論理和に基づき
前記スイッチ手段を切換えるように構成してもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関の点火装
置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明
の一実施形態を示すもので、一次コイルＬ１及び二次コ
イルＬ２を有する点火コイル１と、一次コイルＬ１の一
端にダーリントントランジスタＤＴＲを接続し点火タイ
ミング信号に応じて一次電流を断続制御する点火制御回
路２と、この点火制御回路２に接続し点火時期に応じた
点火タイミング信号を出力するエンジンコントロールユ
ニットＥＣＵを備えている。また、少くとも一対の電極
を有し、二次コイルＬ２の一端に一方の電極を接続する
点火プラグ３と、この点火プラグ３及び二次コイルＬ２
を含む二次回路を備えている。二次回路にはイオン信号
検出回路４が介装され、ここで点火プラグ３近傍のイオ
ンに応じたイオン電流が検出される。このイオン電流
は、抵抗Ｒ１及び演算増幅器たるオペアンプＯＰ１を介
して電圧信号に変換されて増幅される。尚、一次コイル
Ｌ１の他端には電源（Ｖcc）が接続され、点火プラグ３
の他方の電極は接地されている。

【００２０】イオン信号検出回路４においては、コンデ
ンサＣ１が二次コイルＬ２の他端に接続され、コンデン
サＣ１に対し直列に抵抗Ｒ１が接続され、更にコンデン
サＣ１に対し並列にツェナーダイオードＺＤ１が接続さ
れており、これらがツェナーダイオードＺＤ２を介して
接地されている。そして、抵抗Ｒ１側はオペアンプＯＰ
１の反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ１の非反
転入力端子は接地され、出力端子ＯＴから点火信号が出
力されるように構成されている。このオペアンプＯＰ１
に対し、第１の帰還抵抗Ｒ２が並列に接続されて反転増
幅回路が構成されると共に、コンデンサＣ２が並列に接
続されている。これら第１の帰還抵抗Ｒ２及びコンデン
サＣ２を含み、オペアンプＯＰ１のゲインを調整するゲ
イン調整回路５が構成されている。

【００２１】更に、ゲイン調整回路５は、第１の帰還抵
抗Ｒ２に比し格段に低い抵抗値を有する第２の帰還抵抗
Ｒ３、コンデンサＣ３及びアナログスイッチＡＳの直列
回路を備え、この直列回路がオペアンプＯＰ１（並びに
第１の帰還抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２）に対して並列
に接続されている。コンデンサＣ２は微小ノイズを除去
するもので、所謂ローパスフィルタを構成するものであ
る。また、コンデンサＣ３は、後述するようにゲインを
調整しても微小ノイズが残るので、これを低減するため
に設けられている。そして、ゲイン調整回路５に対し、
点火タイミング信号に応じてオペアンプＯＰ１のゲイン
を設定するゲイン設定回路６が設けられている。

【００２２】ゲイン設定回路６は、オア回路ＯＲＧと、
この入力側に接続されるオペアンプＯＰ３等から成り、
一次電圧検出回路６ａと遅延回路６ｂが構成されてい
る。図１に示すように、オア回路ＯＲＧには、点火タイ
ミング信号ＩＧｔがそのまま、あるいは適宜バッファ
（図示せず）等を介し、点火タイミング信号ＩＧｔに同
期した点火入力信号ＧＩａが入力するように接続されて
いる。一次電圧検出回路６ａは、一次コイルＬ１の接地
側が抵抗Ｒ４，Ｒ５を介してオペアンプＯＰ２の反転入
力端子に接続され、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点は抵
抗Ｒ６を介して接地されている。オペアンプＯＰ２の非
反転入力端子は抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８の接続点に接続され
ており、これらによって電源電圧Ｖccが分圧された電圧
が非反転入力端子に印加される。オペアンプＯＰ２の出
力端子は、エミッタ接地のトランジスタＴｒ１のベース
に接続され、トランジスタＴｒ１のコレクタ側は抵抗Ｒ
９を介して電源（Ｖcc）に接続されている。そして、ト
ランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ９の接続点がオア回路ＯＲＧ
の入力側に接続されると共に、遅延回路６ｂのトランジ
スタＴｒ２のベースに接続されている。従って、オペア
ンプＯＰ２からは、図２に示すように、一次電圧信号Ｐ
Ｒｖが所定のスレショルドレベルを超えているときにハ
イレベル（Ｈ）となる検出信号ＧＩｃが出力され、この
検出信号ＧＩｃがオア回路ＯＲＧに入力される。

【００２３】遅延回路６ｂにおいては、トランジスタＴ
ｒ２のコレクタ−エミッタ間に並列にコンデンサＣ４が
接続され、コレクタ側がオペアンプＯＰ３の反転入力端
子に接続されている。オペアンプＯＰ３の非反転入力端
子は抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１の接続点に接続されてお
り、これらによって電源電圧Ｖccが分圧された電圧が非
反転入力端子に印加される。また、コンデンサＣ４、ト
ランジスタＴｒ２及びオペアンプＯＰ３の反転入力端子
は定電流回路ＳＣ１を介して電源（Ｖcc）に接続されて
いる。而して、図２に示すように、オペアンプＯＰ２の
出力である検出信号ＧＩｃが立ち下がってから所定時間
ｔｄの間、オペアンプＯＰ３の出力信号である遅延信号
ＧＩｂがオン（ハイレベル）となる。この所定時間ｔｄ
は、例えば１００μｓｅｃに設定され、図２に示すよう
にノイズＮｂを包含し得る時間に設定される。

【００２４】ＬＣ共振縮小回路７は、一次電圧終了時の
ＬＣ共振を縮小してイオン信号への影響を防止すべく、
点火タイミング信号ＩＧｔがオフ（ローレベル）となっ
た後、例えば１００μｓｅｃ経過してから次の点火タイ
ミング信号ＩＧｔがオン（ハイレベル）となるまでの間
一次コイルＬ１を短絡するものである。トランジスタＴ
ｒ３のコレクタ−エミッタ間に並列にコンデンサＣ５が
接続され、コレクタ側がオペアンプＯＰ４の反転入力端
子に接続されている。オペアンプＯＰ４の非反転入力端
子は抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３の接続点に接続されてお
り、これらによって電源電圧Ｖccが分圧された電圧が非
反転入力端子に印加される。また、コンデンサＣ５、ト
ランジスタＴｒ３及びオペアンプＯＰ４の反転入力端子
は定電流回路ＳＣ２を介して電源（Ｖcc）に接続されて
いる。そして、オペアンプＯＰ４の出力端子がトランジ
スタＴｒ４のベースに接続され、トランジスタＴｒ４の
コレクタ側は抵抗Ｒ１４を介して電源（Ｖcc）に接続さ
れている。そして、トランジスタＴｒ４と抵抗Ｒ１４の
接続点が電解効果トランジスタＦＥＴに接続されてい
る。この電解効果トランジスタＦＥＴは抵抗Ｒ１５と共
に、一次コイルＬ１に対して並列に接続されており、電
解効果トランジスタＦＥＴがオンとなると一次コイルＬ
１が短絡されるように構成されている。

【００２５】以上の構成になる点火装置によれば、内燃
機関（図示せず）の回転に応じエンジンコントロールユ
ニットＥＣＵから点火タイミング信号ＩＧｔが出力され
る。この点火タイミング信号ＩＧｔに応じて一次コイル
Ｌ１の一次電流が断続されると、二次コイルＬ２側に高
電圧が発生し、点火プラグ３の電極間に印加される。こ
れにより、点火プラグ３にて火花放電が生じ、シリンダ
内にて混合気の燃焼、爆発が正常に行なわれた場合に
は、点火プラグ３の電極部周辺にはイオンが存在するの
で、二次回路に放電電流が流れる。この電流は抵抗Ｒ１
にて電圧信号として検出し得るが、このとき、ツェナー
ダイオードＺＤ１によってコンデンサＣ１の耐電圧以下
に制限される。そして、電圧信号はオペアンプＯＰ１の
反転増幅回路を介して反転増幅され、正常点火を表す電
圧信号として出力端子ＯＴから出力される。これに対
し、シリンダ（図示せず）内に失火が生じた場合には、
点火プラグ３の電極部周辺にはイオンが存在しない。従
って、コンデンサＣ１の放電電流は流れず抵抗Ｒ１にお
ける電圧変化は生じないので、内燃機関の失火が検出さ
れる。

【００２６】上記の失火検出に伴うノイズの発生及びこ
れの除去に係る作動を、図２に示した波形図を参照して
説明する。先ず、エンジンコントロールユニットＥＣＵ
から出力される点火タイミング信号ＩＧｔがハイレベル
（Ｈ）となったｔ１時点で点火制御回路２のダーリント
ントランジスタＤＴＲが導通し、一次コイルＬ１に対す
る一次電流の供給が開始され、点火タイミング信号ＩＧ
ｔがローレベル（Ｌ）となるｔ３時点まで供給される。

【００２７】そして、ｔ３時に点火タイミング信号ＩＧ
ｔがローレベル（Ｌ）となると、二次コイルＬ２に約３
５ｋＶの高電圧が誘起され、点火プラグ３の放電電圧に
達するので、ｔ３時直後に放電電流が流れる。この放電
に伴い二次コイルＬ２に流れる二次電流によってコンデ
ンサＣ１が充電され、ツェナーダイオードＺＤ１の設定
電圧がバイアス電圧Ｖｂとして維持されている。而し
て、点火プラグ３の電極部に火花放電が生じ、燃焼室
（図示せず）内の圧縮混合気が着火されると、混合気が
爆発し、シリンダ内の温度と圧力上昇に伴いイオン電流
が流れる。このイオン電流は抵抗Ｒ１の電圧降下として
検出され、オペアンプＯＰ１で反転増幅される。

【００２８】一方、オア回路ＯＲＧには、点火タイミン
グ信号ＩＧｔと同期して点火入力信号ＧＩａが入力す
る。また、一次コイルＬ１の一次電流が供給されなくな
った時点でオペアンプＯＰ２の出力によりトランジスタ
Ｔｒ１が導通し、図２に示す検出信号ＧＩｃがオア回路
ＯＲＧに入力する。更に、この検出信号ＧＩｃが消失し
た後（ローレベルとなった後）所定時間ｔｄの間ハイレ
ベルとなる遅延信号ＧＩｂがオア回路ＯＲＧに入力す
る。結局、オア回路ＯＲＧへの上記の各入力信号に応じ
て、オア回路ＯＲＧから図２に示すゲイン調整信号ＧＯ
ｘが出力され、これが出力されている間（ハイレベルの
間）アナログスイッチＡＳが導通（オン）する。而し
て、点火タイミング信号ＩＧｔの開始から一次電圧信号
ＰＲｖの終了後所定時間ｔｄを経過するまでの間アナロ
グスイッチＡＳがオンとされる。このアナログスイッチ
ＡＳのオンによって、オペアンプＯＰ１に対して第２の
帰還抵抗Ｒ３（＜＜Ｒ２）が導通し、オペアンプＯＰ１
のゲインが低くなるので、図２に示すようにイオン信号
ＩＮｃ（図７のイオン信号ＩＮｖを反転したもので、図
２では模式的に示している）は、ノイズＮａ乃至Ｎｄが
消失し、燃焼状態を表す火花放電信号Ｆｓのみとなる。
尚、本実施形態ではノイズＮａ乃至Ｎｃの外、点火タイ
ミング信号ＩＧｔの終了時にノイズＮｄも発生するが、
回路構成によってはノイズＮｄは発生しない。

【００２９】次に、ＬＣ共振縮小回路７の作動を説明す
ると、一次電圧が終了して点火タイミング信号ＩＧｔが
オフ（ローレベル）となった後、例えば１００μｓｅｃ
経過してから次の点火タイミング信号ＩＧｔがオン（ハ
イレベル）となるまでの間、強制的に一次コイルＬ１が
短絡される。即ち、点火タイミング信号ＩＧｔのオフ
後、コンデンサＣ５及び抵抗Ｒ１２，Ｒ１３で決まる所
定時間Ｔｅの間、電解効果トランジスタＦＥＴがオンと
され、一次コイルＬ１が短絡される。これにより、一次
コイルＬ１及び抵抗Ｒ１５を含む閉回路が形成され、一
次コイルＬ１の残留電流が抵抗Ｒ１５で消費されるの
で、一次電圧信号ＰＲｖのノイズ、特に図２のｔ３時及
びｔ４時の直後に生ずるＬＣ共振に起因するノイズが除
去され、正確な検出信号ＧＩｃが得られる。

【００３０】而して、上記の点火装置においては、イオ
ン信号ＩＮｃの実際の波形は図３に示すようになり、基
準電圧Ｓｖと比較することによって容易に燃焼（点火）
状態が判別される。尚、このピーク値判定法の外、前述
の面積法を適用してもよく、後者によれば一層容易に燃
焼（点火）状態が判別される。即ち、火花放電信号の面
積を演算し、これが所定値以下のときは失火と判定する
ことにより、容易に失火検出を行なうことができる。

【００３１】図４は内燃機関の点火装置の他の実施形態
を示すもので、点火タイミング信号ＩＧｔを省略し、ゲ
イン設定回路６から図５に示すゲイン調整信号ＧＯｙを
出力するように構成したものである。図５に明らかなよ
うに、本実施形態ではノイズＮａ，Ｎｃを除去すること
はできないが、これらは火花放電信号Ｆｓとは峻別する
ことができるので、ノイズＮａ，Ｎｃと区別してその存
否を判定することができる。その他の構成は図１の実施
形態と同様であるので、説明は省略する。

【００３２】尚、上記の各実施形態においては、ゲイン
調整回路５におけるスイッチ手段としてアナログスイッ
チＡＳを用いたが、これに限ることなく種々のスイッチ
手段を用いることができる。また、図１のアナログスイ
ッチＡＳに換え、第１及び第２の帰還抵抗Ｒ２，Ｒ３に
夫々第１及び第２のアナログスイッチ（図示せず）を直
列に接続し、これらをオペアンプＯＰ１に対して夫々並
列に接続し、常時は第１のアナログスイッチを閉成する
と共に第２のアナログスイッチを開放し、少くとも図２
に示す検出信号ＧＩｃ及び遅延信号ＧＩｂが出力してい
る間（ハイレベルの間）は第１のアナログスイッチを開
放すると共に第２のアナログスイッチを閉成するように
構成することもできる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の内燃機関
の点火装置においては、演算増幅器のゲインを調整する
ゲイン調整回路に対し、少くとも一次コイルに電圧が生
じている間、及び一次コイルの電圧消失後の所定時間の
間は、一次コイルに電圧が生じていないときに比し演算
増幅器のゲインが低くなるように設定するゲイン設定回
路を備えており、一次コイルの電圧の状態に応じて適切
にゲインを調整することができるので、イオン信号を損
なうことなくノイズを含む信号部分のみのゲインを低下
させることができる。従って、点火毎の燃焼状態に応じ
てノイズを除去し、確実にイオン信号を検出することが
でき、適切に失火検出を行なうことができる。

【００３４】特に、ゲイン設定回路が少くとも検出信号
及び遅延信号を出力している間は、スイッチ手段が、第
１及び第２の帰還抵抗のうち抵抗値が低い側の帰還抵抗
を導通するように切換えることとしているので、イオン
信号の発生時期に近接して発生するノイズを、一次電圧
の終了時点に基づく演算増幅器のゲイン調整により除去
し、点火毎の燃焼状態に応じて適切に失火検出を行なう
ことができる。

【００３５】更に、請求項２に係る内燃機関の点火装置
においては、点火タイミング信号、検出信号及び遅延信
号の論理和に基づきスイッチ手段を切換えるように構成
されているので、点火タイミング信号の開始からイオン
信号の発生時期に至るまでに発生するノイズを、演算増
幅器のゲイン調整により容易に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。

【図２】本発明の一実施形態の点火装置におけるイオン
信号検出時の各信号を示すグラフである。

【図３】本発明の一実施形態の点火装置によって検出し
たイオン信号を示すグラフである。

【図４】本発明の他の一実施形態に係る内燃機関の点火
装置の電気回路図である。

【図５】本発明の他の実施形態の点火装置におけるイオ
ン信号検出時の各信号を示すグラフである。

【図６】一般的な内燃機関の点火装置の電気回路図であ
る。

【図７】図６の点火装置におけるイオン信号検出時の各
信号を示すグラフである。

【図８】図６の点火装置によるファイアリング時のイオ
ン信号検出に供する電圧信号を示すグラフである。

【図９】図６の点火装置によるモータリング時のイオン
信号検出に供する電圧信号を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 点火コイル， ２ 点火制御回路， ３ 点火
プラグ ４ イオン信号検出回路， ５ ゲイン調整回路，
６ ゲイン設定回路 ６ａ 一次電圧検出回路， ６ｂ 遅延回路， ７
ＬＣ共振縮小回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 17/12 G01M 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次コイル及び二次コイルを有する点火
   コイルと、前記一次コイルに接続し点火タイミング信号
   に応じて一次電流を断続制御する点火制御回路と、前記
   二次コイルに接続し少くとも一対の電極を有する点火プ
   ラグと、該点火プラグ及び前記二次コイルを含む二次回
   路と、該二次回路に介装し前記点火プラグ近傍のイオン
   に応じた電流を電圧信号に変換してイオン信号を検出す
   るイオン信号検出回路を備えた内燃機関の点火装置にお
   いて、前記イオン信号検出回路に接続し前記イオン信号
   を増幅して出力する演算増幅器と、該演算増幅器のゲイ
   ンを調整するゲイン調整回路と、該ゲイン調整回路に対
   し、少くとも前記一次コイルに電圧が生じている間、及
   び前記一次コイルの電圧消失後の所定時間の間は、前記
   一次コイルに電圧が生じていないときに比し前記演算増
   幅器のゲインが低くなるように設定するゲイン設定回路
   とを備え、前記ゲイン調整回路が、前記演算増幅器に並
   列に接続した少くとも第１の帰還抵抗と、該第１の帰還
   抵抗とは異なる抵抗値を有し当該第１の帰還抵抗に対し
   て並列に接続した第２の帰還抵抗と、前記演算増幅器に
   対して前記第１及び第２の帰還抵抗の何れか一方を導通
   し他方を遮断するように切換えるスイッチ手段を備え、
   前記ゲイン設定回路が、前記一次コイルの電圧を検出し
   て検出信号を出力する一次電圧検出回路と、該一次電圧
   検出回路の検出信号消失後の所定時間の間遅延信号を出
   力する遅延回路を備え、前記ゲイン設定回路が少くとも
   前記検出信号及び前記遅延信号を出力している間は、前
   記スイッチ手段が、前記第１及び第２の帰還抵抗のうち
   抵抗値が低い側の帰還抵抗を導通するように切換えるこ
   とを特徴とする内燃機関の点火装置。
2. 【請求項２】 前記ゲイン設定回路が、前記点火制御回
   路の点火タイミング信号、前記一次電圧検出回路の検出
   信号及び前記遅延回路の遅延信号の論理和に基づき前記
   スイッチ手段を切換えるように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の内燃機関の点火装置。