JPH06207575A - Combustion state detecting device for gasoline engine - Google Patents

Combustion state detecting device for gasoline engine

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Publication number
JPH06207575A
JPH06207575A JP358893A JP358893A JPH06207575A JP H06207575 A JPH06207575 A JP H06207575A JP 358893 A JP358893 A JP 358893A JP 358893 A JP358893 A JP 358893A JP H06207575 A JPH06207575 A JP H06207575A
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JP
Japan
Prior art keywords
voltage
combustion state
ignition
maximum value
gasoline engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP358893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Miyata
繁 宮田
Teruyuki Hibino
晃之 日比野
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of the influence of noise and to detect the accurate combustion state of a gasoline engine, in detection of a voltage change between the electrodes of an ignition plug. CONSTITUTION:The passage of the maximum value of a sensor 50 to detect a voltage between the electrodes of an ignition plug after spark discharge of the ignition plug is detected by a maximum value passage detecting part 21 and after a lapse of a given time starting from the detection, reset of a peak hold circuit 35 is released. In noise of an ignition device, since the damping characteristics of the noise are decided according to the characteristics of an ignition coil, by properly setting a given time, the detected voltage of the sensor 50 is held right after damping of the noise. Since the reference voltage of a following voltage change is set based on the held voltage, an accurate voltage change is detectable.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガソリン機関の燃焼状
態を、火花放電終了後に点火プラグの浮遊静電容量に充
電される電荷の電圧の変化に基づいて検出するガソリン
機関の燃焼状態検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion state detecting device for a gasoline engine, which detects the combustion state of the gasoline engine based on a change in the voltage of the electric charge charged in the floating capacitance of the spark plug after the spark discharge is completed. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】ガソリン機関では、点火コイルの二次回
路には、火花放電終了後にも起電力が生じ、点火プラグ
の浮遊静電容量には、その起電力に応じた電圧が充電さ
れる。ここで、点火プラグの電極間のイオン密度は、ガ
ソリン機関における着火あるいは失火等の燃焼状態に応
じて異なり、また、着火した場合には、その燃焼状態に
応じて異なる。この結果、火花放電終了後に点火プラグ
に生じる電圧の減衰特性は、着火の有無あるいは燃焼状
態に応じて異なる変化を示す。このため、火花放電終了
後の点火プラグの電圧の変化を検出して、その電圧の減
衰特性に基づいて燃焼状態を検出するものがある。この
点火プラグの電圧の減衰特性に基づく従来の燃焼状態検
出装置では、電圧の減衰特性を検出する方法として、火
花放電終了後の点火プラグのピーク電圧情報を基準値と
して記憶保持(ホールド)し、この基準値に対するその
後の電圧の低下の程度を検出している。ここで、基準値
となるピーク電圧情報は、火花放電終了後に記憶保持す
る必要があるが、火花放電が終了する時点は、点火装置
の点火タイミングに対してガソリン機関の回転速度にほ
ぼ対応した遅れがあるため、点火タイミングから回転速
度に対応した遅れ時間を与えられて作動するピークホー
ルド回路等により、ピーク電圧情報を記憶保持してい
る。
2. Description of the Related Art In a gasoline engine, an electromotive force is generated in a secondary circuit of an ignition coil even after completion of spark discharge, and a floating capacitance of a spark plug is charged with a voltage corresponding to the electromotive force. Here, the ion density between the electrodes of the spark plug varies depending on the combustion state such as ignition or misfire in the gasoline engine, and when ignited, varies depending on the combustion state. As a result, the attenuation characteristic of the voltage generated in the spark plug after the spark discharge ends changes differently depending on the presence or absence of ignition or the combustion state. For this reason, there is a method in which a change in the voltage of the spark plug after the completion of the spark discharge is detected, and the combustion state is detected based on the attenuation characteristic of the voltage. In the conventional combustion state detection device based on the voltage decay characteristic of the spark plug, as a method of detecting the voltage decay characteristic, the peak voltage information of the spark plug after the spark discharge is stored and held as a reference value (hold), The degree of subsequent voltage drop relative to this reference value is detected. Here, the peak voltage information serving as the reference value needs to be stored and retained after the spark discharge ends, but at the time when the spark discharge ends, there is a delay corresponding to the rotation speed of the gasoline engine with respect to the ignition timing of the ignition device. Therefore, the peak voltage information is stored and held by a peak hold circuit or the like that operates by being given a delay time corresponding to the rotation speed from the ignition timing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、火花放電終了後の点火プラグのピーク電圧情報を記
憶保持(ホールド)するものでは、点火コイルと点火プ
ラグとが接続されているため、点火コイルにおける静電
容量による正規の電圧に点火コイルによる誘導電圧が重
畳して高くなった場合には、その誘導電圧によって点火
コイルの電圧にピーク状のノイズが現れるため、そのノ
イズが記憶保持されると点火コイルの電圧がその後急激
に低下したかの如く誤って検出され、あるいは、点火コ
イルの二次コイルと点火プラグとの間に逆流防止のため
のダイオードを設けた場合には、ダイオードのツェナー
効果によって、電圧の低下が制限された場合に、ホール
ドされる電圧が高くなり、正確な減衰特性が検出できな
いという問題がある。
However, as described above,
The spark plug peak voltage information after the spark discharge is
For those that hold memory, the ignition coil and ignition
Since the lug is connected, electrostatic in the ignition coil
The voltage induced by the ignition coil overlaps the regular voltage due to the capacity.
If the tatami mat becomes high, it will be ignited by the induced voltage.
Since peak noise appears in the coil voltage,
When the noise is stored in memory, the voltage of the ignition coil suddenly increases.
Erroneously detected as if the
To prevent backflow between the secondary coil of the il and the spark plug
If a diode of
If the effect limits the voltage drop, the
The voltage applied is too high to detect accurate attenuation characteristics.
There is a problem.

【0004】本発明は、ガソリン機関の燃焼状態検出装
置において、点火装置のノイズの影響をなくし、正確な
電圧変化を検出することによって、ガソリン機関の燃焼
状態に応じて異なる点火プラグの電圧の減衰特性を正確
に検出することを目的とする。
According to the present invention, in a combustion state detection device for a gasoline engine, the influence of noise of the ignition device is eliminated, and an accurate voltage change is detected, so that the voltage of the spark plug that varies depending on the combustion state of the gasoline engine is attenuated. The purpose is to accurately detect the characteristics.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、一次電流の断
続によって火花放電用の高電圧を生じる点火コイルの二
次回路に点火プラグを接続した点火装置に、前記点火プ
ラグにおける火花放電終了後の前記点火プラグの放電電
極間の電圧変化を検出する電圧変化検出手段を設け、前
記電圧変化に基づいてガソリン機関の燃焼状態を検出す
るガソリン機関の燃焼状態検出装置において、前記電圧
変化検出手段は、前記点火コイルの二次回路の電圧の極
大値の通過を検出する極大値通過検出手段と、この極大
値通過検出手段により前記極大値の通過を検出した所定
時間後の前記点火プラグの前記放電電極間の電圧情報を
記憶保持する電圧値記憶手段と、この電圧値記憶手段に
記憶保持された前記電圧値に基づいて設定される前記電
圧変化の検出のための基準値とその後の前記放電電極間
の電圧情報とを比較する比較手段とを備えたことを技術
的手段とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ignition device in which a spark plug is connected to a secondary circuit of an ignition coil that produces a high voltage for spark discharge by interrupting a primary current. In the combustion state detection device for a gasoline engine, wherein the voltage change detection means for detecting a voltage change between the discharge electrodes of the spark plug is provided, and the combustion state of the gasoline engine is detected based on the voltage change. A maximum value passage detecting means for detecting passage of a maximum value of the voltage of the secondary circuit of the ignition coil, and the discharge of the ignition plug after a predetermined time after the passage of the maximum value is detected by the maximum value passage detecting means. Voltage value storage means for storing and holding voltage information between the electrodes, and detection of the voltage change set based on the voltage value stored and held in the voltage value storage means. And technical means, further comprising: a comparing means for comparing the voltage information between the reference value and then the discharge electrode.

【0006】[0006]

【作用】本発明では、点火プラグの放電電極間の電圧の
変化を検出する電圧変化検出手段は、火花放電終了後
に、点火コイルの二次回路の電圧の極大値が通過したか
否かを判別して、電圧の極大値の通過が検出された所定
時間後に、点火プラグの放電電極間の電圧情報を記憶保
持する。ここで、火花放電後の放電電極間の電圧は、一
旦上昇して極大値を示し、その後低下するため、極大値
を通過したことが検出された所定時間後に電極間電圧を
検出して、その電圧情報を記憶保持し、電圧がこの電圧
情報に基づいて設定される基準値(例えば、この電圧情
報に対する所定の割合)に低下するまでの経過時間に基
づいて燃焼状態を検出することができる。また、電極間
電圧に、点火回路からの誘導電圧によるピーク状のノイ
ズが重畳しても、このノイズのピーク形状は、一般に点
火回路の点火コイル等の特性によって一義的に現れるも
のであるため、極大値の通過後に記憶保持するまでの上
記の所定時間を点火コイル等の特性に基づいて適宜設定
おくことによって、重畳したノイズが通過した直後に、
電極間の正しい電圧情報を記憶保持することができる。
In the present invention, the voltage change detecting means for detecting the change in the voltage between the discharge electrodes of the spark plug determines whether or not the maximum value of the voltage of the secondary circuit of the ignition coil has passed after the completion of the spark discharge. Then, the voltage information between the discharge electrodes of the spark plug is stored and held after a predetermined time after the passage of the maximum value of the voltage is detected. Here, the voltage between the discharge electrodes after the spark discharge once rises and exhibits a maximum value, and then decreases, so the inter-electrode voltage is detected after a predetermined time after the passage of the maximum value is detected. The voltage information can be stored and held, and the combustion state can be detected based on the elapsed time until the voltage decreases to a reference value (for example, a predetermined ratio to this voltage information) set based on this voltage information. Further, even if the peak voltage noise due to the induced voltage from the ignition circuit is superimposed on the inter-electrode voltage, the peak shape of this noise generally appears uniquely due to the characteristics of the ignition coil of the ignition circuit. Immediately after passing the superimposed noise, by setting the above-mentioned predetermined time until the memory is stored after passing the maximum value, based on the characteristics of the ignition coil, etc.,
Correct voltage information between the electrodes can be stored and retained.

【0007】[0007]

【発明の効果】本発明では、火花放電終了後に点火プラ
グの放電電極間に現れる電圧情報のうち、ノイズが重畳
している可能性がある時間分だけ遅れた時期に、速やか
に電圧情報を記憶保持するため、ノイズ成分が加わった
電圧情報が記憶保持されることがない。この場合、電圧
波形の極大値の通過を検出して、その所定時間後に電圧
情報の記憶保持を行うため、燃焼状態を検出するための
基準値を設定するのに適した電圧情報の記憶保持が遅れ
ることがなく、その後の燃焼状態に応じた電圧情報の変
化が現れる前に速やかに記憶保持することができる。な
お、ノイズの継続時間は、電極間の電圧の変化に対して
微小時間であるため、ノイズ波形全体の通過に相当する
時間の経過直後に電圧情報を記憶保持するように上記の
所定時間を設定しておけば、ガソリン機関のイオン密度
の影響を受ける前の電圧情報を、燃焼状態を検出するた
めの基準値とするのに適した電圧情報として、正しく記
憶保持することができる。従って、ガソリン機関の燃焼
状態を正確に検出することができる。
According to the present invention, of the voltage information appearing between the discharge electrodes of the spark plug after the spark discharge is completed, the voltage information is promptly stored at a timing delayed by a time in which noise may be superimposed. Since the voltage information is held, the voltage information added with the noise component is not stored and held. In this case, since the passage of the maximum value of the voltage waveform is detected and the voltage information is stored and retained after a predetermined time, the voltage information suitable for setting the reference value for detecting the combustion state can be stored and retained. There is no delay, and it is possible to quickly store and hold the voltage information before a change in the voltage information according to the combustion state appears thereafter. Since the duration of noise is a minute time with respect to the change in the voltage between the electrodes, the above predetermined time is set so that the voltage information is stored and held immediately after the passage of time corresponding to the passage of the entire noise waveform. If so, the voltage information before being affected by the ion density of the gasoline engine can be correctly stored and held as the voltage information suitable as the reference value for detecting the combustion state. Therefore, the combustion state of the gasoline engine can be accurately detected.

【0008】[0008]

【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図1は、本発明のガソリン機関の燃焼状態検出装
置の一実施例を示すもので、点火装置10、燃焼状態検
出回路20およびセンサ50からなる。点火装置10に
おいて、1は点火コイル、2は配電器、3は気筒数の点
火プラグ、41はスイッチング素子のトランジスタ、4
2はシグナルジェネレータ、Vは車載電源である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a combustion state detecting device for a gasoline engine of the present invention, which comprises an ignition device 10, a combustion state detecting circuit 20 and a sensor 50. In the ignition device 10, 1 is an ignition coil, 2 is a distributor, 3 is a spark plug having the number of cylinders, 41 is a transistor of a switching element, 4 is a switching element.
2 is a signal generator, and V is an in-vehicle power supply.

【0009】各点火プラグ3の電極間の電圧を検出する
ためのセンサ50は、配電器2と各点火プラグ3とを接
続する各プラグコードの絶縁被覆を誘電体として、各プ
ラグコードの中心の導体に対応して設けられた導体との
間の静電容量によりそれぞれ形成されたセンサ用コンデ
ンサ51と、各センサ用コンデンサ51と直列接続され
て点火プラグ3の電極間の電圧を分圧するための分圧回
路を形成するためのコンデンサ52と、コンデンサ52
の放電用にコンデンサ52に並列に接続されて設けられ
た抵抗器53とからなる。
The sensor 50 for detecting the voltage between the electrodes of each spark plug 3 uses the insulating coating of each plug cord connecting the distributor 2 and each spark plug 3 as a dielectric, and the center of each plug cord. A sensor capacitor 51 formed by an electrostatic capacity between the conductor and a conductor provided corresponding to the conductor, and for connecting the sensor capacitor 51 in series and dividing the voltage between the electrodes of the ignition plug 3. A capacitor 52 for forming a voltage dividing circuit, and a capacitor 52
And a resistor 53 connected in parallel with the capacitor 52 for discharging the.

【0010】ここで、各コンデンサ51は、その静電容
量が例えば1pFのものであり、コンデンサ52は、そ
の静電容量が3000pFとなっており、これらのコン
デンサ51、52からなる分圧回路により、点火プラグ
3の電極間電圧が1/3000に分圧され、最高3万ボ
ルトの高電圧が、10ボルトオーダーに変換される。ま
た、抵抗器53は、3Mオームの抵抗値を有し、これに
よってコンデンサ52の放電回路の時定数が9ms(ミ
リ秒)に設定されている。
Here, each of the capacitors 51 has an electrostatic capacity of, for example, 1 pF, and the capacitor 52 has an electrostatic capacity of 3000 pF. The voltage dividing circuit composed of these capacitors 51 and 52 is used. The voltage between the electrodes of the spark plug 3 is divided into 1/3000, and a high voltage of up to 30,000 volts is converted to the order of 10 volts. Further, the resistor 53 has a resistance value of 3 M ohms, whereby the time constant of the discharging circuit of the capacitor 52 is set to 9 ms (millisecond).

【0011】センサ50の後段に設けられた燃焼状態検
出回路20は、図2に示すとおり、極大値通過検出部2
1と、電圧変化検出部22と、燃焼状態検出部23とか
らなる。極大値通過検出部21は、点火タイミング信号
に応じて決められた時期に、センサ50の出力をピーク
ホールドし、センサ50の出力がピークホールドされた
値に対して所定値だけ小さくなったときをセンサ50の
出力の極大値が通過した時点を判別する。具体的には、
図2に示すとおり、ピークホールド回路31と、シグナ
ルジェネレータ42からの点火タイミング信号に応じて
リセット信号を発し、その50μs(マイクロ秒)経過
後にピークホールド回路31のリセットを解除するリセ
ット回路32と、リセット回路32のリセット解除後に
ピークホールド回路31にホールドされた電圧を分圧
(例えば、9/10)する分圧回路33と、センサ50
の出力を分圧回路33の出力と比較して、センサ50の
出力が分圧回路33の出力より小さくなったときを、セ
ンサ50の出力の極大値が通過したと判別するための比
較回路34とからなる。
As shown in FIG. 2, the combustion state detecting circuit 20 provided at the latter stage of the sensor 50 has a maximum value passage detecting section 2 as shown in FIG.
1, a voltage change detection unit 22 and a combustion state detection unit 23. The maximum value passage detection unit 21 peak-holds the output of the sensor 50 at a timing determined according to the ignition timing signal, and detects when the output of the sensor 50 becomes smaller than the peak-held value by a predetermined value. The time when the maximum value of the output of the sensor 50 has passed is determined. In particular,
As shown in FIG. 2, a peak hold circuit 31, a reset circuit 32 that issues a reset signal in response to the ignition timing signal from the signal generator 42, and releases the reset of the peak hold circuit 31 after 50 μs (microseconds) has passed, The voltage dividing circuit 33 for dividing the voltage held in the peak hold circuit 31 after the reset of the reset circuit 32 is released (for example, 9/10), and the sensor 50.
Is compared with the output of the voltage dividing circuit 33, and when the output of the sensor 50 becomes smaller than the output of the voltage dividing circuit 33, the comparison circuit 34 for determining that the maximum value of the output of the sensor 50 has passed. Consists of.

【0012】電圧変化検出部22は、極大値通過検出部
21においてセンサ50の出力の極大値が通過したこと
が検出された所定時間後に、センサ50の出力を基準電
圧(基準値)を設定するための電圧情報としてピークホ
ールドし、センサ50の出力がピークホールドされた電
圧情報に対して所定の割合まで小さくなるときを検出
し、センサ50の出力の減衰速度の情報とする。具体的
には、図2に示すとおり、ピークホールド回路35と、
シグナルジェネレータ42からの点火タイミング信号に
応じてピークホールド回路35のリセット信号を発し、
その後上記の極大値通過検出部21においてセンサ50
の出力の極大値が通過したことが検出された時にピーク
ホールド回路35のリセットを解除するリセット回路3
6と、リセット回路36のリセットが解除されてから所
定時間T0後にピークホールド回路35にホールドされ
た電圧を分圧(例えば、2/3)して燃焼状態の検出の
ための基準電圧とする分圧回路37と、センサ50の出
力を分圧回路37の出力である基準電圧と比較して、セ
ンサ50の出力が分圧回路37の出力より小さくなった
ときを、センサ50の出力が、所定の低下をしたときと
判別するための比較回路38とからなる。
The voltage change detector 22 sets a reference voltage (reference value) for the output of the sensor 50 after a predetermined time after the maximum value passage detector 21 detects that the maximum value of the output of the sensor 50 has passed. As the voltage information for this purpose, the peak hold is performed, and when the output of the sensor 50 decreases to a predetermined ratio with respect to the peak held voltage information, it is detected as the information of the attenuation speed of the output of the sensor 50. Specifically, as shown in FIG. 2, a peak hold circuit 35,
A reset signal for the peak hold circuit 35 is issued according to the ignition timing signal from the signal generator 42,
After that, in the above-described maximum value passage detection unit 21, the sensor 50
Circuit 3 that releases the reset of the peak hold circuit 35 when it is detected that the maximum value of the output of
6 and the voltage held in the peak hold circuit 35 after a predetermined time T0 after the reset circuit 36 is released from the reset voltage, the voltage is divided (for example, 2/3) and used as a reference voltage for detecting the combustion state. When the output of the sensor 50 becomes smaller than the output of the voltage dividing circuit 37 by comparing the output of the voltage dividing circuit 37 with the reference voltage which is the output of the voltage dividing circuit 37, the output of the sensor 50 becomes a predetermined value. And a comparison circuit 38 for discriminating when the decrease has occurred.

【0013】この電圧変化検出部22において、ピーク
ホールド回路35によってセンサ50の電圧がホールド
されるタイミングとなる極大値の通過後の所定時間T0
の設定は、本実施例では、リセット回路36によりリセ
ット解除信号がピークホールド回路35に与えられてか
らピークホールド回路35がピークホールド動作を行う
までに要する時定数によって、例えば10μs(マイク
ロ秒)が設定されている。この結果、所定時間T0を計
時するための計時回路を別途設ける必要がないため、回
路構成が簡単になり、安価な装置とすることができる。
なお、この所定時間T0は、センサ50に検出される点
火コイル1の二次回路の電圧に、点火コイル1による誘
導ノイズが重畳された場合に、そのノイズが消滅するの
に要する時間であって、点火コイル1のノイズの持続特
性に基づいて設定されたものである。
In the voltage change detection section 22, a predetermined time T0 after the passage of the maximum value which is the timing at which the voltage of the sensor 50 is held by the peak hold circuit 35.
In the present embodiment, for example, 10 μs (microsecond) is set according to the time constant required for the peak hold circuit 35 to perform the peak hold operation after the reset release signal is applied to the peak hold circuit 35 by the reset circuit 36. It is set. As a result, there is no need to separately provide a timing circuit for timing the predetermined time T0, so that the circuit configuration is simplified and an inexpensive device can be obtained.
It should be noted that this predetermined time T0 is the time required for the noise to disappear when the noise induced by the ignition coil 1 is superimposed on the voltage of the secondary circuit of the ignition coil 1 detected by the sensor 50. , Is set based on the noise persistence characteristic of the ignition coil 1.

【0014】燃焼状態検出部23は、極大値が通過した
ことが検出された後に、センサ50の出力が所定の割合
まで低下するまでの時間、すなわち比較回路38の出力
として現れる信号の継続時間をマイクロコンピュータに
より検出し、その所要時間に応じて、ガソリン機関の各
気筒における着火、失火の判別と、着火時における燃焼
状態の検出を行い、その結果を、例えば、空燃比制御、
燃料噴射制御等のガソリン機関の制御において利用す
る。
The combustion state detection unit 23 determines the time until the output of the sensor 50 decreases to a predetermined rate after it is detected that the maximum value has passed, that is, the duration of the signal appearing as the output of the comparison circuit 38. Detected by the microcomputer, according to the required time, ignition in each cylinder of the gasoline engine, discrimination of misfire, and detection of the combustion state at the time of ignition, the result, for example, air-fuel ratio control,
It is used in gasoline engine control such as fuel injection control.

【0015】次に、以上の構成からなる本実施例の燃焼
状態検出装置の作用を、ガソリン機関の作動と合わせ
て、図3を参考に説明する。シグナルジェネレータ42
の点火タイミング信号によりトランジスタ41がオン、
オフすると、点火コイル1の一次回路には、パルス電流
が流れる。このパルス電流の断続により、点火コイル1
の二次コイルには、二次電圧が生じ、点火プラグ3で
は、パルス電流の終了時点の時刻t1で発生した高電圧
aにより火花放電が開始し、続いて誘導放電が起こり、
この火花放電は、ガソリン機関の回転速度に応じた時間
T1だけ持続し、点火コイル1の電気エネルギーの低減
とともに時刻t2で終了する。
Next, the operation of the combustion state detecting device of the present embodiment having the above construction will be explained together with the operation of the gasoline engine with reference to FIG. Signal generator 42
Transistor 41 is turned on by the ignition timing signal of
When turned off, a pulse current flows through the primary circuit of the ignition coil 1. Due to this intermittent pulse current, the ignition coil 1
In the secondary coil of No. 2, a secondary voltage is generated, and in the spark plug 3, spark discharge is started by the high voltage a generated at time t1 at the end of the pulse current, and then inductive discharge occurs,
This spark discharge lasts for a time T1 corresponding to the rotational speed of the gasoline engine, and ends at time t2 as the electric energy of the ignition coil 1 decreases.

【0016】火花放電終了後、点火コイル1に残存する
電気エネルギーにより、二次電圧は昇圧し始め、ガソリ
ン機関の回転速度に応じた高電圧(低速運転では2〜3
キロボルト、高速運転では5〜8キロボルト)の極大値
bまで昇圧したのちに降圧する。この火花放電終了後の
二次電圧は、点火プラグ3の放電電極間の静電容量(通
常10〜20pF)に充電された電荷を示し、極大値b
を含む尖形波形が通過した後の二次電圧波形は、正常に
着火した場合には、実線cに示すとおり速やかに低下
し、失火の場合には、実線dに示すとおり、着火の場合
に比べて緩やかに低下する。また、着火した場合におい
ては、燃焼によって点火プラグ3の放電電極間に生じた
イオン密度に応じて、点火プラグ3の充電電荷の放電状
態に差が生じ、空燃比がリーンの状態で着火した場合等
には、例えば、破線eに示すように、実線cの正常着火
の場合と比べて遅く低下する。
After completion of the spark discharge, the secondary voltage starts to increase due to the electric energy remaining in the ignition coil 1, and a high voltage (2 to 3 in low speed operation) according to the rotational speed of the gasoline engine is started.
The voltage is boosted to a maximum value b of kilovolts, 5 to 8 kilovolts in high-speed operation, and then stepped down. The secondary voltage after the completion of the spark discharge represents the electric charge charged in the electrostatic capacitance (usually 10 to 20 pF) between the discharge electrodes of the spark plug 3, and the maximum value b
The secondary voltage waveform after the passage of the pointed waveform including is rapidly decreased as shown by the solid line c in the case of normal ignition, and in the case of ignition as shown by the solid line d in the case of misfire. Compared with the above, it decreases gradually. In the case of ignition, a difference occurs in the discharge state of the charged charge of the ignition plug 3 depending on the ion density generated between the discharge electrodes of the ignition plug 3 due to combustion, and the ignition is performed in a lean air-fuel ratio state. For example, as shown by the broken line e, the value decreases later than the case of normal ignition indicated by the solid line c.

【0017】一方、以上のとおり変化する二次電圧に基
づいて燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置20では、
シグナルジェネレータ42からの点火タイミング信号に
応じて、時刻t1付近でリセット回路32がピークホー
ルド回路31のリセットを開始し、また、リセット回路
36がピークホールド回路35のリセットを開始し、そ
の50μs(マイクロ秒)後にピークホールド回路31
のリセットを解除する。この結果、ピークホールド回路
31は、火花放電終了後の尖形波形の極大値bの電圧を
ピークホールドし、センサ50の検出電圧が極大値bの
9/10の電圧まで下がると、比較回路34からリセッ
ト回路36へピークホールド回路35のリセットを解除
するための信号が送出される。
On the other hand, in the combustion state detecting device 20 for detecting the combustion state based on the secondary voltage changing as described above,
In response to the ignition timing signal from the signal generator 42, the reset circuit 32 starts resetting the peak hold circuit 31 near the time t1, and the reset circuit 36 starts resetting the peak hold circuit 35 for 50 μs (microsecond). Second) and then the peak hold circuit 31
Cancel the reset of. As a result, the peak hold circuit 31 peak-holds the voltage of the maximum value b of the pointed waveform after the spark discharge ends, and when the detection voltage of the sensor 50 drops to the voltage of 9/10 of the maximum value b, the comparison circuit 34 A signal for canceling the reset of the peak hold circuit 35 is sent from the reset circuit 36 to the reset circuit 36.

【0018】リセット回路36は、比較回路34のリセ
ット解除信号に応じてピークホールド回路35のリセッ
トを解除し、ピークホールド回路35は、リセット解除
の信号を受けて、ピークホールドの動作の時定数によっ
て所定時間T0(例えば10マイクロ秒)だけ遅れてセ
ンサ50の検出電圧をホールドする。この結果、ピーク
ホールド回路35は、火花放電終了後の極大値bを含む
尖形波形が通過した直後のセンサ50の検出電圧を、燃
焼状態を検出するための基準電圧を設定するための電圧
情報としてホールドする。
The reset circuit 36 releases the reset of the peak hold circuit 35 in response to the reset release signal of the comparison circuit 34, and the peak hold circuit 35 receives the reset release signal and changes according to the time constant of the peak hold operation. The detection voltage of the sensor 50 is held after a delay of a predetermined time T0 (for example, 10 microseconds). As a result, the peak hold circuit 35 sets the detected voltage of the sensor 50 immediately after the pointed waveform including the maximum value b after the spark discharge has passed, to the voltage information for setting the reference voltage for detecting the combustion state. Hold as.

【0019】比較回路38は、センサ50の検出電圧
が、記憶された電圧情報に応じて分圧回路37で分圧さ
れた基準電圧(破線f)より低くなるか否かを判別し、
センサ50の検出電圧が基準電圧より高い間だけ、その
旨を示す信号(例えば、ハイレベル信号)を送出する。
燃焼状態検出回路23では、電圧変化検出部22の比較
回路38から送出される信号の継続時間T2を検出し、
その継続時間T2から、着火あるいは失火の判別と、着
火における燃焼状態の判別を行う。以上のとおり、本実
施例では、火花放電終了後に点火プラグ3の静電容量に
よる電極間の電圧に基づいて燃焼状態の検出を行うもの
において、電極間の電圧を検出するセンサ50に検出さ
れる電圧のうち、点火コイル1の誘導電圧によるノイズ
が含まれる可能性がある時間が通過した直後に、燃焼状
態を検出するための基準電圧を設定するための電圧をホ
ールド(記憶保持)するため、正確な燃焼状態の検出を
行うことができる。
The comparison circuit 38 determines whether or not the detection voltage of the sensor 50 becomes lower than the reference voltage (broken line f) divided by the voltage division circuit 37 according to the stored voltage information,
Only while the detection voltage of the sensor 50 is higher than the reference voltage, a signal indicating that (for example, a high level signal) is transmitted.
The combustion state detection circuit 23 detects the duration T2 of the signal sent from the comparison circuit 38 of the voltage change detection unit 22,
From the duration T2, the determination of ignition or misfire and the determination of the combustion state during ignition are performed. As described above, in this embodiment, in the case where the combustion state is detected based on the voltage between the electrodes due to the electrostatic capacity of the spark plug 3 after the spark discharge is completed, the combustion state is detected by the sensor 50 that detects the voltage between the electrodes. Of the voltages, the voltage for setting the reference voltage for detecting the combustion state is held (memorized) immediately after the time that may include noise due to the induced voltage of the ignition coil 1 passes, It is possible to accurately detect the combustion state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の燃焼状態検出装置が適用された点火装
置を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an ignition device to which a combustion state detection device of the present invention is applied.

【図2】本発明の燃焼状態検出装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a combustion state detection device of the present invention.

【図3】本発明の燃焼状態検出装置の作用を説明するた
めのタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the combustion state detecting device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 点火コイル 3 点火プラグ 10 点火装置 20 燃焼状態検出回路(ガソリン機関の燃焼状態検出
装置) 21 極大値通過検出部(極大値通過検出手段) 22 電圧変化検出部(電圧変化検出手段) 35 ピークホールド回路(電圧値記憶保持手段) 38 比較回路(比較手段)
1 Ignition coil 3 Spark plug 10 Ignition device 20 Combustion state detection circuit (combustion state detection device of gasoline engine) 21 Maximum value passage detection unit (maximum value passage detection means) 22 Voltage change detection unit (voltage change detection means) 35 Peak hold Circuit (voltage value storage / holding means) 38 Comparison circuit (comparison means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次電流の断続によって火花放電用の高
電圧を生じる点火コイルの二次回路に点火プラグを接続
した点火装置に、前記点火プラグにおける火花放電終了
後の前記点火プラグの放電電極間の電圧変化を検出する
電圧変化検出手段を設け、前記電圧変化に基づいてガソ
リン機関の燃焼状態を検出するガソリン機関の燃焼状態
検出装置において、 前記電圧変化検出手段は、 前記点火コイルの二次回路の電圧の極大値の通過を検出
する極大値通過検出手段と、 この極大値通過検出手段により前記極大値の通過を検出
した所定時間後の前記点火プラグの前記放電電極間の電
圧情報を記憶保持する電圧値記憶手段と、 この電圧値記憶手段に記憶保持された前記電圧値に基づ
いて設定される前記電圧変化の検出のための基準値とそ
の後の前記放電電極間の電圧情報とを比較する比較手段
とを備えたことを特徴とするガソリン機関の燃焼状態検
出装置。
1. An ignition device in which a spark plug is connected to a secondary circuit of an ignition coil that generates a high voltage for spark discharge by intermittently supplying a primary current to an ignition device between discharge electrodes of the spark plug after completion of spark discharge in the spark plug. In the combustion state detection device for a gasoline engine, which is provided with a voltage change detection means for detecting a voltage change, and detects the combustion state of the gasoline engine based on the voltage change, the voltage change detection means is a secondary circuit of the ignition coil. Maximum value passage detecting means for detecting the passage of the maximum value of the voltage, and voltage information between the discharge electrodes of the spark plug after a predetermined time after the passage of the maximum value is detected by the maximum value passage detecting means. Voltage value storage means, a reference value for detecting the voltage change set on the basis of the voltage value stored and held in the voltage value storage means, and a reference value after that. Combustion state detecting apparatus for a gasoline engine characterized by comprising a comparison means for comparing the voltage information between the discharge electrodes.
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