JP3441909B2 - 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

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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、内燃機関の点火
直後に点火プラグから検出されるイオン電流に基づいて
燃焼状態を検出する装置に関し、特にイオン電流の波形
整形用のスレッショルド値を点火制御毎に変化させ、各
スレッショルド値毎に得られた複数のイオン電流パルス
を統計処理することにより、種々の燃焼状態を高い信頼
性で検出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、内燃機関においては、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発生する電気火花により燃焼させ、
このときの爆発行程により発生するピストン押し下げ力
を回転出力として取り出している。
【０００３】また、燃焼室内において燃焼が行われる
と、燃焼室内の分子は電離してイオン化するので、燃焼
室内に設置したイオン電流検出用電極に高電圧を印加す
ると、電荷を有するイオンの移動によりイオン電流が流
れる。このイオン電流は、燃焼室内の燃焼状態により敏
感に変化するので、イオン電流の検出値（イオン発生
量）に基づいて内燃機関の燃焼状態（たとえば、失火な
ど）を検出することができる。
【０００４】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）を検出する装置は、た
とえば、特開平２−１０４９７８号公報に参照されるよ
うに良く知られており、また、このとき、点火プラグを
イオン電流検出用電極として兼用することも良く知られ
ている。
【０００５】図７はイオン電流を用いた従来の内燃機関
の燃焼状態検出装置を概略的に示す構成図であり、各気
筒の点火プラグに対してディストリビュータによる高圧
配電を行う場合を示している。図８は図７内の各信号の
動作波形を示すタイミングチャートであり、正常燃焼時
の波形を示す。
【０００６】図７において、内燃機関すなわちエンジン
（図示せず）のクランク軸にはクランク角センサ１が設
けられており、クランク角センサ１は、エンジン回転数
に応じたパルスからなるクランク角信号ＳＧＴを出力す
る。
【０００７】クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジ
は、内燃機関の各気筒（＃１〜＃４）のクランク角基準
位置を示しており、クランク角信号ＳＧＴは、マイクロ
コンピュータからなるＥＣＵ２に入力されて種々の制御
演算に用いられる。
【０００８】通常、クランク角信号ＳＧＴの立ち上がり
エッジは、イニシャル通電開始時期に対応するＢ７５°
（上死点から７５°手前）のクランク角位置に設定さ
れ、立ち下がりエッジは、イニシャル点火時期に対応す
るＢ５°（上死点から５°手前）のクランク角位置に設
定されている。
【０００９】また、ここでは図示しないが、ＥＣＵ２に
は、各種センサからの運転情報とともに、エンジン回転
に同期して生成される気筒識別信号が入力されており、
気筒識別信号は、クランク角信号ＳＧＴと関連して、Ｅ
ＣＵ２内における各制御対象気筒の識別に寄与してい
る。
【００１０】ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのク
ランク角信号ＳＧＴ、気筒識別信号および各種センサか
らの運転情報に基づいて種々の制御演算を行い、その演
算結果として、各種アクチュエータ（点火コイル４を含
む）に対する駆動信号を出力する。
【００１１】たとえば、点火コイル４に対する駆動信号
Ｐは、点火コイル４の一次巻線４ａに接続されたパワー
トランジスタ３のベースに印加され、パワートランジス
タ３をオンオフ制御して一次電流ｉ１を通電遮断する。
一次電流ｉ１の遮断により一次電圧Ｖ１が上昇し、点火
コイル４の二次巻線４ｂは、さらに昇圧された二次電圧
Ｖ２を点火用高電圧（数１０ｋＶ）として発生する。
【００１２】二次巻線４ｂの出力端子に接続されたディ
ストリビュータ７は、内燃機関の回転に同期して、二次
電圧Ｖ２を各気筒（＃１〜＃４）毎の点火プラグ８ａ〜
８ｄに順次分配して印加することにより、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。
【００１３】一次巻線４ａの一端に接続された整流ダイ
オードＤ１、電流制限用の抵抗器Ｒ、電圧制限用のツェ
ナーダイオードＤＺに並列接続されたコンデンサ９、お
よび整流ダイオードＤ２からなる直列回路は、一次巻線
４ａの一端からグランドに接続され、イオン電流検出用
のバイアス電源（後述する）に対する充電電流を流す経
路を構成している。
【００１４】コンデンサ９は、一次電圧Ｖ１によって流
れる充電電流により、所定のバイアス電圧ＶＢｉ（数１
００Ｖ）に充電されて、イオン電流ｉを検出するための
バイアス電源として機能し、点火プラグ８ａ〜８ｄのう
ちの点火制御直後（爆発行程の後半期間）の点火プラグ
を介して放電することによりイオン電流ｉを流す。
【００１５】コンデンサ９の一端とグランドとの間のイ
オン電流ｉの経路に挿入された検出抵抗器１０は、イオ
ン電流検出信号すなわちイオン電流波形Ｅｉを出力する
ためのイオン電流検出回路を構成している。コンデンサ
９の他端にアノードが接続されてイオン電流ｉの経路に
挿入された高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄは、点火極性
と同極性となるように各点火プラグ８ａ〜８ｄの一端に
カソードが接続されている。
【００１６】イオン電流検出信号すなわちイオン電流波
形Ｅｉは、比較回路１４において所定のスレッショルド
値ＴＨと比較されてイオン電流パルスＧｉとなり、燃焼
状態（失火）判定を行うためのイオン電流検出値として
ＥＣＵ２に入力される。パルス化のための比較基準とな
るスレッショルド値ＴＨは、分圧された電源電圧により
一定値に設定されている。
【００１７】図８において、点火信号Ｐは、＃１気筒、
＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の制御順に生成され、各
気筒の一次電流ｉ１を通電して二次電圧Ｖ２を発生させ
る。イオン電流波形Ｅｉは、点火信号Ｐの遮断タイミン
グ（点火時期）の直後に発生し、ピーク値ｉｐを示して
立ち下がる。また、イオン電流パルスＧｉは、イオン電
流波形Ｅｉがスレッショルド値ＴＨ以上となる時刻ｔｕ
で立ち上がり、パルス幅τの区間でオンとなる。
【００１８】次に、図８を参照しながら、図７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、ＥＣＵ２は、クランク角信号ＳＧＴ等に基
づいて、インジェクタ（図示せず）に対する燃料噴射信
号およびパワートランジスタ３に対する点火信号Ｐを出
力し、点火信号Ｐによりパワートランジスタ３をオンオ
フして一次電流ｉ１を通電遮断する。
【００１９】一次電流ｉ１の遮断時において、一次巻線
４ａからは昇圧された一次電圧Ｖ１が発生し、これによ
り、整流ダイオードＤ１、抵抗器Ｒ、コンデンサ９およ
び整流ダイオードＤ２からなる経路を介して充電電流が
流れ、コンデンサ９が充電される。コンデンサ９の充電
動作は、コンデンサ９の充電電圧がツェナーダイオード
ＤＺの逆方向降伏電圧（バイアス電圧ＶＢｉ）と等しく
なった時点で終了する。
【００２０】また、一次巻線４ａに一次電圧Ｖ１が発生
すると、点火コイル４内の二次巻線４ｂは、さらに点火
用高電圧に昇圧された数１０ｋＶの二次電圧Ｖ２を発生
し、ディストリビュータ７を介して各気筒の点火プラグ
８ａ〜８ｄに順次（＃１→＃３→＃４→＃２の順序で）
印加する。これにより、点火制御対象となる気筒の点火
プラグにおいて火花放電が発生し、混合気を燃焼させ爆
発トルクを得る。
【００２１】こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の
燃焼室内にイオンが発生するので、コンデンサ９に充電
されたバイアス電圧ＶＢｉによってイオン電流ｉが流れ
る。たとえば、点火プラグ８ａで混合気が燃焼した場合
は、コンデンサ９→整流ダイオード１１ａ→点火プラグ
８ａ→検出抵抗器１０→コンデンサ９の経路でイオン電
流ｉが流れる。
【００２２】イオン電流ｉは、検出抵抗器１０を介して
電圧に変換されてイオン電流波形Ｅｉとなり、さらに比
較回路１４を介してイオン電流パルスＧｉとなってＥＣ
Ｕ２に入力される。以下、ＥＣＵ２は、イオン電流パル
スＧｉの有無、または、イオン電流パルスＧｉの立ち上
がりタイミングｔｕやパルス幅τが判定条件を満たすか
否か等に基づいて、点火制御気筒の燃焼状態が良好か否
か（失火の有無）を判定する。
【００２３】通常燃焼の場合、各気筒の点火プラグ８ａ
〜８ｄに介在する混合気は、圧縮行程にある気筒の点火
プラグのみで燃焼され、前述（＃１気筒→＃３気筒→＃
４気筒→＃２気筒）の順序で次々と点火制御されてい
く。また、４サイクルエンジンの場合、各気筒の制御行
程は、吸入行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程の順序
で、１行程ずつシフトしながら繰り返される。
【００２４】これにより、ＥＣＵ２は、燃料噴射および
点火制御対象気筒を順次識別しながら、各点火プラグ８
ａ〜８ｄに対応した１系列のイオン電流パルスＧｉを検
出して、燃焼状態（たとえば、各気筒毎の失火の有無）
を判定する。
【００２５】しかしながら、比較回路１４におけるスレ
ッショルド値ＴＨが一定値に設定されているので、たと
えばイオン電流パルスＧｉのパルス幅τは、一定のスレ
ッショルド値ＴＨに依存して決定される。
【００２６】したがって、一定のスレッショルド値ＴＨ
を用いて得られたイオン電流パルスＧｉのパルス幅τか
ら内燃機関の燃焼状態を判定する場合、内燃機関の燃焼
状態を示すイオン電流ｉの変動要因（すなわち、ピーク
値ｉｐ、発生期間すなわちパルス幅τ、波形の乱れな
ど）を正確に把握することは困難であり、内燃機関の燃
焼状態を正確に認識することも困難となる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃焼
状態装置は以上のように、比較回路１４内のスレッショ
ルド値ＴＨが一定値に設定されており、イオン電流パル
スＧｉの所定レベルでの変動要因のみしか検出すること
ができないので、イオン電流ｉのピーク値ｉｐ、発生期
間τ、波形の乱れ、などの変動要因を正確に検出するこ
とができず、燃焼状態を正確に認識することができない
という問題点があった。
【００２８】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、スレッショルド値を点火制御毎
に変化させて、各スレッショルド値毎に得られた複数の
イオン電流パルスを統計的に処理することにより、種々
の燃焼状態を高い信頼性で検出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。
【００２９】
【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、内燃機関の回転に同期して基準
クランク角位置に対応したパルスエッジを有するクラン
ク角信号を出力するクランク角センサと、内燃機関の回
転に同期して順次に点火制御される複数の気筒と、各気
筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するための点火コ
イルと、各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧
を印加して点火制御直後の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
の検出信号をスレッショルド値と比較してイオン電流パ
ルスに波形整形する比較回路と、クランク角信号に基づ
いて点火コイルを駆動するとともに、イオン電流パルス
に基づいて内燃機関の燃焼状態を判定するために、点火
制御毎に前記スレッショルド値を変化させて、前記各ス
レッショルド値と前記イオン電流パルスの発生状態に基
づいて前記燃焼状態を判定するＥＣＵとを備え、イオン
電流検出回路は、複数の気筒のうちの第１の気筒群に対
応した各イオン電流を検出するための第１のイオン電流
検出回路と、複数の気筒のうちの第２の気筒群に対応し
た各イオン電流を検出するための第２のイオン電流検出
回路とを含み、比較回路は、第１および第２のイオン電
流検出回路に個別に接続された第１および第２の比較回
路を含み、ＥＣＵは、第１および第２の比較回路に対す
る各スレッショルド値を個別に変化させるものである。
【００３０】
【００３１】
【００３２】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、内燃機関の回転に同期して基準クランク角
位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号を
出力するクランク角センサと、内燃機関の回転に同期し
て順次に点火制御される複数の気筒と、各気筒の点火プ
ラグに点火用高電圧を印加するための点火コイルと、各
点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印加して
点火制御直後の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、イオン電流の検出信号
をスレッショルド値と比較してイオン電流パルスに波形
整形する比較回路と、クランク角信号に基づいて点火コ
イルを駆動するとともに、イオン電流パルスに基づいて
内燃機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎にス
レッショルド値を変化させて、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの発生状態に基づいて燃焼状態を判定す
るＥＣＵとを備え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの有無とに基づき、点火制御毎に、スレ
ッショルドを最小値から所定値ずつ増大させ、イオン電
流パルスが発生しなくなるスレッショルド値をイオン電
流のピーク値として検出し、ピーク値に基づいて燃焼状
態を判定するものである。また、この発明に係る内燃機
関の燃焼状態検出装置のＥＣＵは、点火制御毎に、スレ
ッショルドを最小値から所定値ずつ増大させ、イオン電
流パルスが発生しなくなるスレッショルド値をイオン電
流のピーク値として検出し、ピーク値に基づいて燃焼状
態を判定するものである。
【００３３】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、内燃機関の回転に同期して基準クランク角
位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号を
出力するクランク角センサと、内燃機関の回転に同期し
て順次に点火制御される複数の気筒と、各気筒の点火プ
ラグに点火用高電圧を印加するための点火コイルと、各
点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印加して
点火制御直後の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、イオン電流の検出信号
をスレッショルド値と比較してイオン電流パルスに波形
整形する比較回路と、クランク角信号に基づいて点火コ
イルを駆動するとともに、イオン電流パルスに基づいて
内燃機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎にス
レッショルド値を変化させて、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの発生状態に基づいて燃焼状態を判定す
るＥＣＵとを備え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの有無とに基づき、点火制御毎に、スレ
ッショルドを最大値から所定値ずつ減少させ、イオン電
流パルスが発生し始めるスレッショルド値をイオン電流
のピーク値として検出し、ピーク値に基づいて燃焼状態
を判定するものである。
【００３４】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、内燃機関の回転に同期して基準クランク角
位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号を
出力するクランク角センサと、内燃機関の回転に同期し
て順次に点火制御される複数の気筒と、各気筒の点火プ
ラグに点火用高電圧を印加するための点火コイルと、各
点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印加して
点火制御直後の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、イオン電流の検出信号
をスレッショルド値と比較してイオン電流パルスに波形
整形する比較回路と、クランク角信号に基づいて点火コ
イルを駆動するとともに、イオン電流パルスに基づいて
内燃機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎にス
レッショルド値を変化させて、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの発生状態に基づいて燃焼状態を判定す
るＥＣＵとを備え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスのパルス幅とに基づいて燃焼状態を判定
するものである。
【００３５】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のＥＣＵは、スレッショルド値を最小値に設定
したときのパルス幅をイオン電流の発生期間として検出
し、イオン電流の発生期間に基づいて燃焼状態を判定す
るものである。
【００３６】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、内燃機関の回転に同期して基準クランク角
位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号を
出力するクランク角センサと、内燃機関の回転に同期し
て順次に点火制御される複数の気筒と、各気筒の点火プ
ラグに点火用高電圧を印加するための点火コイルと、各
点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印加して
点火制御直後の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、イオン電流の検出信号
をスレッショルド値と比較してイオン電流パルスに波形
整形する比較回路と、クランク角信号に基づいて点火コ
イルを駆動するとともに、イオン電流パルスに基づいて
内燃機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎にス
レッショルド値を変化させて、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの発生状態に基づいて燃焼状態を判定す
るＥＣＵとを備え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイ
オン電流パルスの有無とに基づいてイオン電流のピーク
値を検出するとともに、各スレッショルド値とイオン電
流パルスのパルス幅とに基づいてイオン電流の発生期間
を検出し、ピーク値および発生期間に基づいて燃焼状態
を判定するものである。
【００３７】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のＥＣＵは、スレッショルド値とイオン電流パ
ルスのパルス数とに基づいて燃焼状態を判定するもので
ある。
【００３８】
【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を概略的
に示す構成図であり、前述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。
【００３９】この場合、同一構成からなる２系統のイオ
ン電流検出回路と比較回路１４ａおよび１４ｂとが並設
されており、＃１気筒および＃４気筒（点火制御順序が
不連続関係にある第１の気筒群）に関連した第１のイオ
ン電流パルスＧｉａと、＃３気筒および＃２気筒（点火
制御順序が不連続関係にある第２の気筒群）に関連した
第２のイオン電流パルスＧｉｂとを個別に出力する場合
を例にとって示している。
【００４０】また、ＥＣＵ２Ａは、各比較回路１４ａお
よび１４ｂでの比較基準となるスレッショルド値ＴＨ１
およびＴＨ２を、点火制御毎に変化させながら、個別に
生成するものとする。
【００４１】第１のイオン電流検出回路は、コンデンサ
９ａおよび検出抵抗器１０ａからなる直列回路を含み、
検出抵抗器１０ａの一端には第１の比較回路１４ａが接
続されている。第２のイオン電流検出回路は、コンデン
サ９ｂおよび検出抵抗器１０ｂからなる直列回路を含
み、検出抵抗器１０ｂの一端には比較回路１４ｂが接続
されている。
【００４２】＃１気筒および＃４気筒の点火プラグ８ａ
および８ｃは、高圧ダイオード１１ａおよび１１ｃを介
して一方のイオン電流検出回路内のコンデンサ９ａに接
続され、コンデンサ９ａからバイアス電圧ＶＢｉが印加
される。また、＃３気筒および＃２気筒の点火プラグ８
ｂおよび８ｄは、高圧ダイオード１１ｂおよび１１ｄを
介して他方のイオン電流検出回路内のコンデンサ９ｂに
接続され、コンデンサ９ｂからバイアス電圧ＶＢｉが印
加される。
【００４３】したがって、＃１気筒および＃４気筒（第
１の気筒群）に関するイオン電流ｉａは、一方のイオン
電流検出回路内の検出抵抗器１０ａを介してイオン電流
波形Ｅｉａとして検出され、比較回路１４ａを介してイ
オン電流パルスＧｉａとなってＥＣＵ２Ａに入力され
る。
【００４４】また、＃３気筒および＃２気筒（第２の気
筒群）に関するイオン電流ｉｂは、他方のイオン電流検
出回路内の検出抵抗器１０ｂによりイオン電流波形Ｅｉ
ｂとして検出され、比較回路１４ｂを介してイオン電流
パルスＧｉｂとなってＥＣＵ２Ａに入力される。
【００４５】上記構成により、点火制御順序が連続する
気筒に対するイオン電流は、交互に別系統のイオン電流
検出回路を介して検出され、それぞれ、イオン電流波形
ＥｉａおよびＥｉｂ、ならびに、イオン電流パルスＧｉ
ａおよびＧｉｂとなる。
【００４６】図２〜図４は正常燃焼時における図１内の
各信号波形を示すタイミングチャートであり、各図にお
いて、スレッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２の設定値が
異なり、図２は最小値、図３は最大値、図４はイオン電
流波形ＥｉａおよびＥｉｂのピーク値ｉｐ１およびｉｐ
２よりわずかに低く設定された場合をそれぞれ示してい
る。
【００４７】また、図５は＃１気筒に燃焼異常が発生し
たときの図１内の各信号波形を示すタイミングチャート
であり、スレッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２が最小値
に設定された場合を示している。
【００４８】図２〜図５において、各イオン電流波形Ｅ
ｉａおよびＥｉｂはピーク値ｉｐ１およびｉｐ２を有
し、各イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂは、時刻ｔ
ｕ１およびｔｕ２で立ち上がり、パルス幅τ１およびτ
２を有する。
【００４９】また、図５において、燃焼異常時のイオン
電流波形Ｅｉｅは、通常よりも低いピーク値ｉｐｅを有
し、このときのイオン電流パルスＧｉｅは、通常よりも
長いパルス幅τｅを有する。次に、図２〜図５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。
【００５０】まず、図１において、一方のイオン電流検
出回路および比較回路１４ａは、＃１気筒および＃４気
筒の各点火プラグ８ａおよび８ｃの点火制御毎に、第１
のイオン電流パルスＧｉａを生成し、同様に、他方のイ
オン電流検出回路および比較回路１４ｂは、＃３気筒
（＃１気筒に続いて点火される）および＃２気筒（＃４
気筒に続いて点火される）の各点火プラグ８ｂおよび８
ｄの点火制御毎に、第２のイオン電流パルスＧｉｂを生
成する。
【００５１】このとき、＃１気筒と＃４気筒との関係、
および、＃３気筒と＃２気筒との関係は、互いに対称行
程（たとえば、一方が圧縮行程に対して他方が排気行
程）の関係となっているので、１つのイオン電流検出回
路から連続してイオン電流パルスＧｉａまたはＧｉｂが
生成されることはない。したがって、検出抵抗器１０ａ
および１０ｂは、気筒グループ毎のイオン電流ｉａおよ
びｉｂに基づくイオン電流波形ＥｉａおよびＥｉｂを交
互に出力する。
【００５２】こうして検出されたイオン電流波形Ｅｉａ
およびＥｉｂは、比較回路１４ａおよび１４ｂを介し
て、スレッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２を上回る区間
（パルス幅τ１およびτ２）でオンレベルとなるイオン
電流パルスＧｉａおよびＧｉｂに変換され、たとえば、
図２のように交互のパルス波形となる。
【００５３】一方、図３のように、スレッショルド値Ｔ
Ｈ１およびＴＨ２が最大値（イオン電流波形Ｅｉａおよ
びＥｉｂのピーク値ｉｐ１およびｉｐ２以上）に設定さ
れた場合には、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂは
生成されない。
【００５４】また、図４のように、スレッショルド値Ｔ
Ｈ１およびＴＨ２がイオン電流波形ＥｉａおよびＥｉｂ
のピーク値ｉｐ１およびｉｐ２よりもわずかに小さい値
に設定された場合には、短いパルス幅τ１およびτ２の
イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂが生成される。
【００５５】ＥＣＵ２Ａは、点火制御毎に、スレッショ
ルド値ＴＨ１およびＴＨ２を、最小値（図２参照）から
最大値（図３参照）までの範囲内で、所定値ずつ変化さ
せながら、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂの有無
およびそのパルス幅τ１およびτ２などを検出し、複数
の検出結果を総合した統計的処理により、イオン電流ｉ
の発生状況を認識して点火制御気筒の燃焼状態を判定す
る。
【００５６】このとき、ＥＣＵ２Ａは、クランク角信号
ＳＧＴ等に基づいて現在の制御気筒を把握しているの
で、今回の点火制御気筒に対応したイオン電流パルスＧ
ｉａまたはＧｉｂのみに基づいて、高い信頼性で燃焼状
態を検出することができる。
【００５７】たとえば、ピーク値ｉｐ１およびｉｐ２に
基づいて燃焼状態を検出する場合、ＥＣＵ２Ａは、スレ
ッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２を最小値（図２参照）
から最大値（図３参照）に変化させ、イオン電流パルス
ＧｉａおよびＧｉｂが検出されなくなる直前のスレッシ
ョルド値ＴＨ１およびＴＨ２（図４参照）をピーク値ｉ
ｐ１およびｉｐ２として検出する。
【００５８】または、スレッショルド値ＴＨ１およびＴ
Ｈ２を最大値（図３参照）から最小値（図２参照）に変
化させ、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂが検出さ
れ始めたときのスレッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２
（図４参照）をピーク値ｉｐ１およびｉｐ２として検出
する。
【００５９】図４のように、イオン電流波形Ｅｉａおよ
びＥｉｂを波形整形するためのスレッショルド値ＴＨ１
およびＴＨ２を、ピーク値ｉｐ１およびｉｐ２の付近の
高いレベルに設定することにより、イオン電流パルスＧ
ｉａおよびＧｉｂのパルス幅τ１およびτ２が短くなる
ので、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂが検出され
なくなる時点または検出し始める時点でのスレッショル
ド値ＴＨ１およびＴＨ２からイオン電流のピーク値ｉｐ
１およびｉｐ２を検出することができる。
【００６０】一般に、イオン電流波形ＥｉａおよびＥｉ
ｂは、燃焼状態に応じて種々の波形となり、燃焼状態が
良好で燃焼速度が速い場合には、イオン電流波形Ｅｉａ
およびＥｉｂが短期間に集中して検出されるので、ピー
ク値ｉｐ１およびｉｐ２が高い値となる。したがって、
図５のように、低いピーク値ｉｐｅが検出された場合
に、燃焼異常状態の発生を判定することができる。
【００６１】このように、点火制御毎に変化するスレッ
ショルド値ＴＨ１およびＴＨ２と、イオン電流波形Ｅｉ
ａおよびＥｉｂのピーク値ｉｐ１およびｉｐ２とからな
る複数の二次元データを用いることにより、特にコスト
アップを招くことなく、イオン電流ｉａおよびｉｂの発
生状況を正確且つ高精度に検出することができ、高い信
頼性で燃焼状態を判定することができる。
【００６２】また、イオン電流波形ＥｉａおよびＥｉｂ
のピーク値ｉｐ１およびｉｐ２により、燃焼時のイオン
発生量を認識することができるので、たとえば、ＥＧＲ
制御を行う場合に、イオン発生量に応じてＥＧＲ率を最
適化することができる。
【００６３】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、燃焼状態検出用の変動要因として、イオン電流パル
スＧｉａおよびＧｉｂの有無からイオン電流のピーク値
を検出したが、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂの
有無のみを検出してもよい。
【００６４】実施の形態３．また、上記実施の形態１で
は、燃焼状態検出用の変動要因として、或るスレッショ
ルド値ＴＨ１およびＴＨ２におけるイオン電流パルスＧ
ｉａおよびＧｉｂの有無に基づくピーク値ｉｐ１および
ｉｐ２を検出したが、イオン電流パルスＧｉａおよびＧ
ｉｂのパルス幅τ１およびτ２に基づくイオン電流発生
期間を検出してもよい。
【００６５】この場合、ＥＣＵ２Ａは、図２および図５
のように、スレッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２を最小
値に設定し、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂのパ
ルス幅τ１およびτ２を、イオン電流波形Ｅｉａおよび
Ｅｉｂの発生期間とほぼ一致させることにより、パルス
幅τ１およびτ２からイオン電流の発生期間を検出す
る。
【００６６】もし、内燃機関の燃焼状態が良好でなく燃
焼速度が遅ければ、イオン電流の発生期間が非常に長く
なり、図５のように、異常燃焼気筒（＃１気筒）に対応
して長いパルス幅τｅが検出されることになる。したが
って、イオン電流発生期間が長い（燃焼速度が遅い）場
合、ＥＣＵ２Ａは、パルス幅τｅの検出結果をフィード
バックして、点火時期を最適化することができる。
【００６７】このように、点火制御毎に変化するスレッ
ショルド値ＴＨ１およびＴＨ２と、イオン電流パルスＧ
ｉａおよびＧｉｂのパルス幅τ１およびτ２とからなる
複数の二次元データを用いることにより、イオン電流ｉ
ａおよびｉｂの発生状況を正確且つ高精度に検出するこ
とができ、高い信頼性で燃焼状態を判定することができ
る。
【００６８】また、イオン電流の発生期間により、燃焼
時のイオン発生量を認識することができるので、たとえ
ば、ＥＧＲ制御を行う場合に、イオン発生量に応じてＥ
ＧＲ率を最適化することができる。
【００６９】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、燃焼状態検出用の変動要因として、イオン電流パル
スＧｉａおよびＧｉｂのパルス幅τ１およびτ２からイ
オン電流の発生期間を検出したが、パルス幅τ１および
τ２のみを検出してもよい。
【００７０】実施の形態５．また、上記実施の形態１〜
４では、燃焼状態検出用の変動要因として、イオン電流
波形ＥｉａおよびＥｉｂのピーク値ｉｐ１およびｉｐ
２、または、イオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂのパ
ルス幅τ１およびτ２を検出したが、イオン電流のピー
ク値および発生期間の両方を検出してもよい。
【００７１】この場合、ＥＣＵ２Ａは、イオン電流発生
量に対応したイオン電流波形ＥｉａおよびＥｉｂの面積
を高精度に推定することができるので、ピーク値および
発生期間の両方に基づいてさらに高い信頼性で燃焼状態
を判定することができる。
【００７２】実施の形態６．また、上記実施の形態１〜
５では、燃焼状態検出用の変動要因として、イオン電流
波形ＥｉａおよびＥｉｂのピーク値ｉｐ１およびｉｐ
２、またはイオン電流パルスＧｉａおよびＧｉｂのパル
ス幅τ１およびτ２を検出したが、イオン電流パルスＧ
ｉａおよびＧｉｂのパルス数を検出してもよい。
【００７３】図６はこの発明の実施の形態６によるパル
ス数検出動作を説明するためのタイミングチャートであ
り、燃焼異常が発生した場合を示している。また、この
発明の実施の形態６の構成は図１に示した通りであり、
ＥＣＵ２Ａの機能の一部が異なるのみである。
【００７４】この場合、ＥＣＵ２Ａは、スレッショルド
値ＴＨ１およびＴＨ２を変化させながら、イオン電流波
形ＥｉａおよびＥｉｂの乱れを検出するのに最適値なス
レッショルド値ＴＨ１およびＴＨ２を設定する。
【００７５】一般に、点火制御気筒内で不安定な段階的
燃焼が発生した場合、図６に示すように、イオン電流波
形ＥｉａおよびＥｉｂが複数のピーク値をもつようにな
る。したがって、ＥＣＵ２Ａは、イオン電流パルスＧｉ
ａおよびＧｉｂのパルス数ｎを計数し、パルス数ｎから
イオン電流波形ＥｉａおよびＥｉｂの乱れを検出し、燃
焼状態を判定することができる。
【００７６】このように、点火制御毎に変化するスレッ
ショルド値ＴＨ１およびＴＨ２と、イオン電流パルスＧ
ｉａおよびＧｉｂのパルス数ｎとからなる複数の二次元
データを用いて、イオン電流の乱れを検出することによ
り、この検出結果からイオン電流ｉａおよびｉｂの発生
状況を正確且つ高精度に検出することができ、高い信頼
性で燃焼状態を判定することができる。
【００７７】実施の形態７．なお、上記実施の形態１〜
６では、気筒群毎に２系統のスレッショルド値ＴＨ１お
よびＴＨ２を設定し、燃焼状態の検出精度および信頼性
を向上させたが、気筒群毎のイオン電流の変動量を無視
することができれば、同一のスレッショルド値を設定し
てもよい。
【００７８】実施の形態８．また、上記実施の形態１〜
６では、４気筒エンジンを例にとって、イオン電流の検
出対象となる各気筒を第１の気筒群（＃１気筒、＃４気
筒）および第２の気筒群（＃３気筒、＃２気筒）に分割
し、２系統のイオン電流検出回路に振り分けて検出する
ようにしたが、気筒群およびイオン電流検出回路の系統
数は、必要に応じて任意に設定することができ、たとえ
ば、図７のように１系統で検出してもよい。
【００７９】実施の形態９．さらに、上記実施の形態１
〜６では、点火コイル４の二次巻線４ｂからディストリ
ビュータ７を介して各点火プラグ８ａ〜８ｄに高圧配電
を行う場合について説明したが、配電形式については何
ら限定されるものではなく、低圧配電を行う場合であっ
ても同様に適用することができる。
【００８０】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関の回転に同期して基準クランク角位置に対
応したパルスエッジを有するクランク角信号を出力する
クランク角センサと、内燃機関の回転に同期して順次に
点火制御される複数の気筒と、各気筒の点火プラグに点
火用高電圧を印加するための点火コイルと、各点火プラ
グの少なくとも１つにバイアス電圧を印加して点火制御
直後の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、イオン電流の検出信号をスレッ
ショルド値と比較してイオン電流パルスに波形整形する
比較回路と、クランク角信号に基づいて点火コイルを駆
動するとともに、イオン電流パルスに基づいて内燃機関
の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記スレッ
ショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値と前
記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼状態
を判定するＥＣＵとを備え、イオン電流検出回路は、複
数の気筒のうちの第１の気筒群に対応した各イオン電流
を検出するための第１のイオン電流検出回路と、複数の
気筒のうちの第２の気筒群に対応した各イオン電流を検
出するための第２のイオン電流検出回路とを含み、比較
回路は、第１および第２のイオン電流検出回路に個別に
接続された第１および第２の比較回路を含み、ＥＣＵ
は、第１および第２の比較回路に対する各スレッショル
ド値を個別に変化させるようにしたので、種々の燃焼状
態を高い信頼性で検出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。
【００８１】
【００８２】
【００８３】また、この発明の請求項２によれば、内燃
機関の回転に同期して基準クランク角位置に対応したパ
ルスエッジを有するクランク角信号を出力するクランク
角センサと、内燃機関の回転に同期して順次に点火制御
される複数の気筒と、各気筒の点火プラグに点火用高電
圧を印加するための点火コイルと、各点火プラグの少な
くとも１つにバイアス電圧を印加して点火制御直後の点
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、イオン電流の検出信号をスレッショルド
値と比較してイオン電流パルスに波形整形する比較回路
と、クランク角信号に基づいて点火コイルを駆動すると
ともに、イオン電流パルスに基づいて内燃機関の燃焼状
態を判定するために、点火制御毎にスレッショルド値を
変化させて、各スレッショルド値とイオン電流パルスの
発生状態に基づいて燃焼状態を判定するＥＣＵとを備
え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイオン電流パルス
の有無とに基づき、点火制御毎に、スレッショルドを最
小値から所定値ずつ増大させ、イオン電流パルスが発生
しなくなるスレッショルド値をイオン電流のピーク値と
して検出し、ピーク値に基づいて燃焼状態を判定するよ
うにしたので、ピーク値を容易に検出して種々の燃焼状
態を高い信頼性で検出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。
【００８４】また、この発明の請求項３によれば、内燃
機関の回転に同期して基準クランク角位置に対応したパ
ルスエッジを有するクランク角信号を出力するクランク
角センサと、内燃機関の回転に同期して順次に点火制御
される複数の気筒と、各気筒の点火プラグに点火用高電
圧を印加するための点火コイルと、各点火プラグの少な
くとも１つにバイアス電圧を印加して点火制御直後の点
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、イオン電流の検出信号をスレッショルド
値と比較してイオン電流パルスに波形整形する比較回路
と、クランク角信号に基づいて点火コイルを駆動すると
ともに、イオン電流パルスに基づいて内燃機関の燃焼状
態を判定するために、点火制御毎にスレッショルド値を
変化させて、各スレッショルド値とイオン電流パルスの
発生状態に基づいて燃焼状態を判定するＥＣＵとを備
え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイオン電流パルス
の有無とに基づき、点火制御毎に、スレッショルドを最
大値から所定値ずつ減少させ、イオン電流パルスが発生
し始めるスレッショルド値をイオン電流のピーク値とし
て検出し、ピーク値に基づいて燃焼状態を判定するよう
にしたので、ピーク値を容易に検出して種々の燃焼状態
を高い信頼性で検出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。
【００８５】また、この発明の請求項４によれば、内燃
機関の回転に同期して基準クランク角位置に対応したパ
ルスエッジを有するクランク角信号を出力するクランク
角センサと、内燃機関の回転に同期して順次に点火制御
される複数の気筒と、各気筒の点火プラグに点火用高電
圧を印加するための点火コイルと、各点火プラグの少な
くとも１つにバイアス電圧を印加して点火制御直後の点
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、イオン電流の検出信号をスレッショルド
値と比較してイオン電流パルスに波形整形する比較回路
と、クランク角信号に基づいて点火コイルを駆動すると
ともに、イオン電流パルスに基づいて内燃機関の燃焼状
態を判定するために、点火制御毎にスレッショルド値を
変化させて、各スレッショルド値とイオン電流パルスの
発生状態に基づいて燃焼状態を判定するＥＣＵとを備
え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイオン電流パルス
のパルス幅とに基づいて燃焼状態を判定するようにした
ので、種々の燃焼状態を高い信頼性で検出することので
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。
【００８６】また、この発明の請求項５によれば、請求
項４において、ＥＣＵは、スレッショルド値を最小値に
設定したときのパルス幅をイオン電流の発生期間として
検出し、イオン電流の発生期間に基づいて燃焼状態を判
定するようにしたので、種々の燃焼状態を高い信頼性で
検出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。
【００８７】また、この発明の請求項６によれば、内燃
機関の回転に同期して基準クランク角位置に対応したパ
ルスエッジを有するクランク角信号を出力するクランク
角センサと、内燃機関の回転に同期して順次に点火制御
される複数の気筒と、各気筒の点火プラグに点火用高電
圧を印加するための点火コイルと、各点火プラグの少な
くとも１つにバイアス電圧を印加して点火制御直後の点
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、イオン電流の検出信号をスレッショルド
値と比較してイオン電流パルスに波形整形する比較回路
と、クランク角信号に基づいて点火コイルを駆動すると
ともに、イオン電流パルスに基づいて内燃機関の燃焼状
態を判定するために、点火制御毎にスレッショルド値を
変化させて、各スレッショルド値とイオン電流パルスの
発生状態に基づいて燃焼状態を判定するＥＣＵとを備
え、ＥＣＵは、各スレッショルド値とイオン電流パルス
の有無とに基づいてイオン電流のピーク値を検出すると
ともに、各スレッショルド値とイオン電流パルスのパル
ス幅とに基づいてイオン電流の発生期間を検出し、ピー
ク値および発生期間に基づいて燃焼状態を判定するよう
にしたので、種々の燃焼状態をさらに高い信頼性で検出
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。
【００８８】また、この発明の請求項７によれば、内燃
機関の回転に同期して基準クランク角位置に対応したパ
ルスエッジを有するクランク角信号を出力するクランク
角センサと、内燃機関の回転に同期して順次に点火制御
される複数の気筒と、各気筒の点火プラグに点火用高電
圧を印加するための点火コイルと、各点火プラグの少な
くとも１つにバイアス電圧を印加して点火制御直後の点
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、イオン電流の検出信号をスレッショルド
値と比較してイオン電流パルスに波形整形する比較回路
と、クランク角信号に基づいて点火コイルを駆動すると
ともに、イオン電流パルスに基づいて内燃機関の燃焼状
態を判定するために、点火制御毎にスレッショルド値を
変化させて、各スレッショルド値とイオン電流パルスの
発生状態に基づいて燃焼状態を判定するＥＣＵとを備
え、ＥＣＵは、スレッショルド値とイオン電流パルスの
パルス数とに基づいて燃焼状態を判定するようにしたの
で、種々の燃焼状態を高い信頼性で検出することのでき
る内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１〜６を示す構成図で
ある。
【図２】 この発明の実施の形態１〜５の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１〜５の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１〜５の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１〜５の燃焼異常発生
時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態６の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【図７】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置を示す構
成図である。
【図８】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置による正
常燃焼時の動作を説明するためのタイミングチャートで
ある。
【符号の説明】
１ クランク角センサ、２Ａ ＥＣＵ、３ パワートラ
ンジスタ、４ 点火コイル、８ａ〜８ｄ 点火プラグ、
９ａ、９ｂ コンデンサ、１０ａ、１０ｂ 検出抵抗
器、１４ａ、１４ｂ 比較回路、Ｂ７５°、Ｂ５° 基
準クランク角、ｉａ、ｉｂ イオン電流、Ｅｉａ、Ｅｉ
ｂ、Ｅｉｅ イオン電流波形、Ｇｉａ、Ｇｉｂ、Ｇｉｅ
イオン電流パルス、ｉｐ１、ｉｐ２、ｉｐｅ ピーク
値、ｎ パルス数、Ｐ 点火信号、ＳＧＴ クランク角
信号、ＴＨ１、ＴＨ２ スレッショルド値、Ｖ２ 二次
電圧（点火用高電圧）、ＶＢｉ バイアス電圧、τ１、
τ２、τｅ パルス幅。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−34244（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−22743（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202797（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−54283（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02P 17/12 F02D 45/00 G01M 15/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の回転に同期して基準クランク
    角位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号
    を出力するクランク角センサと、 前記内燃機関の回転に同期して順次に点火制御される複
    数の気筒と、 前記各気筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するため
    の点火コイルと、 前記各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印
    加して点火制御直後の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、 前記イオン電流の検出信号をスレッショルド値と比較し
    てイオン電流パルスに波形整形する比較回路と、 前記クランク角信号に基づいて前記点火コイルを駆動す
    るとともに、前記イオン電流パルスに基づいて前記内燃
    機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記ス
    レッショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値
    と前記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼
    状態を判定するＥＣＵとを備え、前記イオン電流検出回路は、 前記複数の気筒のうちの第１の気筒群に対応した各イオ
    ン電流を検出するための第１のイオン電流検出回路と、 前記複数の気筒のうちの第２の気筒群に対応した各イオ
    ン電流を検出するための第２のイオン電流検出回路とを
    含み、 前記比較回路は、前記第１および第２のイオン電流検出
    回路に個別に接続された第１および第２の比較回路を含
    み、 前記ＥＣＵは、前記第１および第２の比較回路に対する
    各スレッショルド値を個別に変化させる 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】 内燃機関の回転に同期して基準クランク
    角位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号
    を出力するクランク角センサと、 前記内燃機関の回転に同期して順次に点火制御される複
    数の気筒と、 前記各気筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するため
    の点火コイルと、 前記各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印
    加して点火制御直後の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、 前記イオン電流の検出信号をスレッショルド値と比較し
    てイオン電流パルスに波形整形する比較回路と、 前記クランク角信号に基づいて前記点火コイルを駆動す
    るとともに、前記イオン電流パルスに基づいて前記内燃
    機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記ス
    レッショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値
    と前記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼
    状態を判定するＥＣＵと を備え、 前記ＥＣＵは、前記各スレッショルド値と前記イオン電
    流パルスの有無とに基づき、点火制御毎に、前記スレッ
    ショルドを最小値から所定値ずつ増大させ、前記イオン
    電流パルスが発生しなくなるスレッショルド値を前記イ
    オン電流のピーク値として検出し、前記ピーク値に基づ
    いて前記燃焼状態を判定することを特徴とする 内燃機関
    の燃焼状態検出装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関の回転に同期して基準クランク
    角位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号
    を出力するクランク角センサと、 前記内燃機関の回転に同期して順次に点火制御される複
    数の気筒と、 前記各気筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するため
    の点火コイルと、 前記各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印
    加して点火制御直後の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、 前記イオン電流の検出信号をスレッショルド値と比較し
    てイオン電流パルスに波形整形する比較回路と、 前記クランク角信号に基づいて前記点火コイルを駆動す
    るとともに、前記イオン電流パルスに基づいて前記内燃
    機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記ス
    レッショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値
    と前記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼
    状態を判定するＥＣＵと を備え、 前記ＥＣＵは、前記各スレッショルド値と前記イオン電
    流パルスの有無とに基づき、点火制御毎に、前記スレッ
    ショルドを最大値から所定値ずつ減少させ、前記イオン
    電流パルスが発生し始めるスレッショルド値を前記イオ
    ン電流のピーク値として検出し、前記ピーク値に基づい
    て前記燃焼状態を判定することを特徴と する 内燃機関の
    燃焼状態検出装置。
  4. 【請求項４】 内燃機関の回転に同期して基準クランク
    角位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号
    を出力するクランク角センサと、 前記内燃機関の回転に同期して順次に点火制御される複
    数の気筒と、 前記各気筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するため
    の点火コイルと、 前記各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印
    加して点火制御直後の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、 前記イオン電流の検出信号をスレッショルド値と比較し
    てイオン電流パルスに波形整形する比較回路と、 前記クランク角信号に基づいて前記点火コイルを駆動す
    るとともに、前記イオン電流パルスに基づいて前記内燃
    機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記ス
    レッショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値
    と前記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼
    状態を判定するＥＣＵと を備え、 前記ＥＣＵは、前記各スレッショルド値と前記イオン電
    流パルスのパルス幅とに基づいて前記燃焼状態を判定す
    ることを特徴とする 内燃機関の燃焼状態検出装置。
  5. 【請求項５】 前記ＥＣＵは、前記スレッショルド値を
    最小値に設定したときの前記パルス幅を前記イオン電流
    の発生期間として検出し、前記イオン電流の発生期間に
    基づいて前記燃焼状態を判定することを特徴とする請求
    項４に記載の内燃機関燃焼状態検出装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関の回転に同期して基準クランク
    角位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号
    を出力するクランク角センサと、 前記内燃機関の回転に同期して順次に点火制御される複
    数の気筒と、 前記各気筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するため
    の点火コイルと、 前記各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印
    加して点火制御直後の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、 前記イオン電流の検出信号をスレッショルド値と比較し
    てイオン電流パルスに波形整形する比較回路と、 前記クランク角信号に基づいて前記点火コイルを駆動す
    るとともに、前記イオン電流パルスに基づいて前記内燃
    機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記ス
    レッショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値
    と前記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼
    状態を判定するＥＣＵと を備え、 前記ＥＣＵは、前記各スレッショルド値と前記イオン電
    流パルスの有無とに基づいて前記イオン電流のピーク値
    を検出するとともに、 前記各スレッショルド値と前記イオン電流パルスのパル
    ス幅とに基づいて前記イオン電流の発生期間を検出し、 前記ピーク値および前記発生期間に基づいて前記燃焼状
    態を判定することを特徴とする 内燃機関の燃焼状態検出
    装置。
  7. 【請求項７】 内燃機関の回転に同期して基準クランク
    角位置に対応したパルスエッジを有するクランク角信号
    を出力するクランク角センサと、 前記内燃機関の回転に同期して順次に点火制御される複
    数の気筒と、 前記各気筒の点火プラグに点火用高電圧を印加するため
    の点火コイルと、 前記各点火プラグの少なくとも１つにバイアス電圧を印
    加して点火制御直後の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、 前記イオン電流の検出信号をスレッショルド値と比較し
    てイオン電流パルスに波形整形する比較回路と、 前記クランク角信号に基づいて前記点火コイルを駆動す
    るとともに、前記イオン電流パルスに基づいて前記内燃
    機関の燃焼状態を判定するために、点火制御毎に前記ス
    レッショルド値を変化させて、前記各スレッショルド値
    と前記イオン電流パルスの発生状態に基づいて前記燃焼
    状態を判定するＥＣＵと を備え、 前記ＥＣＵは、前記スレッショルド値と前記イオン電流
    パルスのパルス数とに基づいて前記燃焼状態を判定する
    ことを特徴とする 内燃機関燃焼状態検出装置。
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