JPH07217520A - 燃焼状態検出装置 - Google Patents
燃焼状態検出装置Info
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- JPH07217520A JPH07217520A JP6008036A JP803694A JPH07217520A JP H07217520 A JPH07217520 A JP H07217520A JP 6008036 A JP6008036 A JP 6008036A JP 803694 A JP803694 A JP 803694A JP H07217520 A JPH07217520 A JP H07217520A
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- high voltage
- ignition
- spark
- combustion state
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- 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
- F02P2017/123—Generating additional sparks for diagnostics
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルス状の高電圧の電圧を、スパークプラグ
が火花放電を起こさない程度で、できるだけ高く設定し
た値に制限する事ができる燃焼状態検出装置の提供。 【要約】 巻線比１：１００のコイル５１を用い、ツェナー電圧２
０Ｖのツェナーダイオード６をトランジスタ５２のコレ
クタ５２１- エミッタに接続して、高電圧パルス５０の
ピーク電圧を２ｋＶに制限した。
が火花放電を起こさない程度で、できるだけ高く設定し
た値に制限する事ができる燃焼状態検出装置の提供。 【要約】 巻線比１：１００のコイル５１を用い、ツェナー電圧２
０Ｖのツェナーダイオード６をトランジスタ５２のコレ
クタ５２１- エミッタに接続して、高電圧パルス５０の
ピーク電圧を２ｋＶに制限した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の各気筒内の
燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置に関する。
燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置に関する。
【０００２】
【先行の技術】本願出願人が開発した、以下に示す先行
の技術が存在する。図４に示す様に、燃焼状態検出装置
を組み付けた単極ディストリビュータレス式のイグニッ
ションシステムＣは、イグニッションコイル９０１、９
０１…９０１と、これらイグニッションコイル９０１の
一次巻線９０２に接続したバッテリ９０３、パワートラ
ンジスタ９０４、９０４…９０４と、パワートランジス
タ９０４、９０４…９０４に点火信号９０５を送出する
ＥＣＵ９０６と、イグニッションコイル９０１、９０１
…９０１の二次巻線９０７に接続されるスパークプラグ
９０８、９０８…９０８と、パルス状の高電圧９０９を
発生する高電圧発生回路９１０と、二次端子９１１- 二
次高圧マイナス端子９１２間に接続されるダイオード９
１３と、カソード９１４側の電位を分圧する分圧回路９
１５と、分圧電圧９１６を入力する燃焼状態検出回路９
１７とを有する。
の技術が存在する。図４に示す様に、燃焼状態検出装置
を組み付けた単極ディストリビュータレス式のイグニッ
ションシステムＣは、イグニッションコイル９０１、９
０１…９０１と、これらイグニッションコイル９０１の
一次巻線９０２に接続したバッテリ９０３、パワートラ
ンジスタ９０４、９０４…９０４と、パワートランジス
タ９０４、９０４…９０４に点火信号９０５を送出する
ＥＣＵ９０６と、イグニッションコイル９０１、９０１
…９０１の二次巻線９０７に接続されるスパークプラグ
９０８、９０８…９０８と、パルス状の高電圧９０９を
発生する高電圧発生回路９１０と、二次端子９１１- 二
次高圧マイナス端子９１２間に接続されるダイオード９
１３と、カソード９１４側の電位を分圧する分圧回路９
１５と、分圧電圧９１６を入力する燃焼状態検出回路９
１７とを有する。
【０００３】又、図５に示す様に、燃焼状態検出装置を
組み付けたディストリビュータ式のイグニッションシス
テムＤは、イグニッションコイル９２１と、このイグニ
ッションコイル９２１の一次巻線９２２に接続したバッ
テリ９２３、パワートランジスタ９２４と、パワートラ
ンジスタ９２４に点火信号９２５や制御信号９２６を送
出するＥＣＵ９２７と、ディストリビュータ９２８と、
逆流防止用のダイオードｄと、中心電極側をサイド・エ
レクトロード９２９に接続し、外側電極側を気筒側に接
地したスパークプラグ９３０、９３０、…９３０と、プ
ラグ電圧を分圧する電圧検出回路９３１と、分圧電圧の
減衰特性に基づいて燃焼状態を検出する燃焼状態検出回
路９３２とを有する。
組み付けたディストリビュータ式のイグニッションシス
テムＤは、イグニッションコイル９２１と、このイグニ
ッションコイル９２１の一次巻線９２２に接続したバッ
テリ９２３、パワートランジスタ９２４と、パワートラ
ンジスタ９２４に点火信号９２５や制御信号９２６を送
出するＥＣＵ９２７と、ディストリビュータ９２８と、
逆流防止用のダイオードｄと、中心電極側をサイド・エ
レクトロード９２９に接続し、外側電極側を気筒側に接
地したスパークプラグ９３０、９３０、…９３０と、プ
ラグ電圧を分圧する電圧検出回路９３１と、分圧電圧の
減衰特性に基づいて燃焼状態を検出する燃焼状態検出回
路９３２とを有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】イグニッションシステ
ムＣ、Ｄでは、パルス状の高電圧の電圧の大きさを、一
次巻線９１９、９２２への通電時間で設定していた。
ムＣ、Ｄでは、パルス状の高電圧の電圧の大きさを、一
次巻線９１９、９２２への通電時間で設定していた。
【０００５】しかし、コイル９１８の仕様のバラツキ、
バッテリ電圧の変動、又は温度変化によるコイル性能の
変化等により高電圧の電圧値が変動する。
バッテリ電圧の変動、又は温度変化によるコイル性能の
変化等により高電圧の電圧値が変動する。
【０００６】そこで、高電圧の印加によりスパークプラ
グが放電しない様にする為に、高電圧の電圧を低めに設
定（通電時間を短く設定）していたので、高電圧がディ
ストリビュータのギャップを飛び越えれられなかった
り、センサ電圧が低く過ぎて分圧電圧９１６、９３３の
電圧波形から燃焼状態を検出する判定精度が低下する等
の問題が生じていた。
グが放電しない様にする為に、高電圧の電圧を低めに設
定（通電時間を短く設定）していたので、高電圧がディ
ストリビュータのギャップを飛び越えれられなかった
り、センサ電圧が低く過ぎて分圧電圧９１６、９３３の
電圧波形から燃焼状態を検出する判定精度が低下する等
の問題が生じていた。
【０００７】又、イグニッションシステムの種類やエン
ジンの種類によっては、燃焼状態の検出精度向上の為、
高電圧の印加時期を早める必要がある。例えば、ディス
トリビュータ式のイグニッションシステムＤでは、エン
ジン高回転時にはロータの幅で高電圧の印加時期が制約
されるので、火花放電が終了する前に一次巻線９２２に
通電を開始しなければならない場合が生じる。火花放電
が終了する前に一次巻線９２２に通電を開始すると、電
流の立ち上がりスピードが早くなる（火花放電が終了し
た後に通電を開始した場合に比べ）ので、一次巻線９２
２へ通電を行なう時間が同一でも、高電圧の電圧値が高
くなり（これにより火花放電直後のおつり電圧値が高く
なる）、燃焼状態検出用の高電圧を印加すると、低い印
加電圧であってもスパークプラグが容易に火花放電して
しまう。
ジンの種類によっては、燃焼状態の検出精度向上の為、
高電圧の印加時期を早める必要がある。例えば、ディス
トリビュータ式のイグニッションシステムＤでは、エン
ジン高回転時にはロータの幅で高電圧の印加時期が制約
されるので、火花放電が終了する前に一次巻線９２２に
通電を開始しなければならない場合が生じる。火花放電
が終了する前に一次巻線９２２に通電を開始すると、電
流の立ち上がりスピードが早くなる（火花放電が終了し
た後に通電を開始した場合に比べ）ので、一次巻線９２
２へ通電を行なう時間が同一でも、高電圧の電圧値が高
くなり（これにより火花放電直後のおつり電圧値が高く
なる）、燃焼状態検出用の高電圧を印加すると、低い印
加電圧であってもスパークプラグが容易に火花放電して
しまう。
【０００８】本発明の目的は、パルス状の高電圧の電圧
を、スパークプラグが火花放電を起こさない程度で、で
きるだけ高く設定した値に制限する事ができる燃焼状態
検出装置の提供にある。
を、スパークプラグが火花放電を起こさない程度で、で
きるだけ高く設定した値に制限する事ができる燃焼状態
検出装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 （１）イグニッションコイルの一次巻線に流す一次電流
の断続により二次巻線に点火用高電圧を発生させ、内燃
機関の各気筒に装着した複数のスパークプラグに前記点
火用高電圧を印加するイグニッションシステムに組み付
けられ、火花放電終了後にパルス状の高電圧をスパーク
プラグに印加する高電圧印加手段と、パルス状の高電圧
のピークを、前記スパークプラグが火花放電しない程度
に設定した所定値に制限する電圧値制限手段と、中心電
極- 外側電極間のプラグ電圧を低減して検出する電圧検
出手段と、パルス状の高電圧の印加に起因して生じる検
出電圧の減衰特性に基づいて各気筒の燃焼状態を検出す
る燃焼状態検出手段とを備える。
本発明は、以下の構成を採用した。 （１）イグニッションコイルの一次巻線に流す一次電流
の断続により二次巻線に点火用高電圧を発生させ、内燃
機関の各気筒に装着した複数のスパークプラグに前記点
火用高電圧を印加するイグニッションシステムに組み付
けられ、火花放電終了後にパルス状の高電圧をスパーク
プラグに印加する高電圧印加手段と、パルス状の高電圧
のピークを、前記スパークプラグが火花放電しない程度
に設定した所定値に制限する電圧値制限手段と、中心電
極- 外側電極間のプラグ電圧を低減して検出する電圧検
出手段と、パルス状の高電圧の印加に起因して生じる検
出電圧の減衰特性に基づいて各気筒の燃焼状態を検出す
る燃焼状態検出手段とを備える。
【００１０】（２）イグニッションコイルの一次巻線に
流す一次電流の断続により二次巻線に点火用高電圧を発
生させ、内燃機関の各気筒に装着した複数のスパークプ
ラグに前記点火用高電圧を印加するイグニッションシス
テムに組み付けられ、火花放電終了後にパルス状の高電
圧をスパークプラグに印加する高電圧印加手段と、中心
電極- 外側電極間のプラグ電圧を低減して検出する電圧
検出手段とを備え、前記高電圧印加手段は、検出電圧を
監視するとともに、パルス状の高電圧の印加で前記スパ
ークプラグが火花放電を起こさない程度に設定した制限
値以内に検出電圧値が維持される様にパルス状の高電圧
を制御する。
流す一次電流の断続により二次巻線に点火用高電圧を発
生させ、内燃機関の各気筒に装着した複数のスパークプ
ラグに前記点火用高電圧を印加するイグニッションシス
テムに組み付けられ、火花放電終了後にパルス状の高電
圧をスパークプラグに印加する高電圧印加手段と、中心
電極- 外側電極間のプラグ電圧を低減して検出する電圧
検出手段とを備え、前記高電圧印加手段は、検出電圧を
監視するとともに、パルス状の高電圧の印加で前記スパ
ークプラグが火花放電を起こさない程度に設定した制限
値以内に検出電圧値が維持される様にパルス状の高電圧
を制御する。
【００１１】
〔請求項１について〕スパークプラグの火花放電終了後
に、高電圧印加手段によりパルス状の高電圧をスパーク
プラグに印加するとともに、電圧値制限手段により高電
圧のピークをスパークプラグが火花放電しない程度でで
きるだけ高く設定した所定値に制限する。
に、高電圧印加手段によりパルス状の高電圧をスパーク
プラグに印加するとともに、電圧値制限手段により高電
圧のピークをスパークプラグが火花放電しない程度でで
きるだけ高く設定した所定値に制限する。
【００１２】電圧検出手段は、中心電極- 外側電極間の
プラグ電圧を低減して検出する。燃焼状態検出手段は、
高電圧の印加に起因して生じる検出電圧の減衰特性に基
づいて各気筒の燃焼状態を検出する。
プラグ電圧を低減して検出する。燃焼状態検出手段は、
高電圧の印加に起因して生じる検出電圧の減衰特性に基
づいて各気筒の燃焼状態を検出する。
【００１３】気筒内で正常に燃焼が行われると、中心電
極- 外側電極間の電気抵抗が低くなるのでプラグ電圧は
早期に減衰し、検出電圧も早期に減衰する。又、失火し
た場合は、電気抵抗値が低くならないので、プラグ電圧
の減衰速度は遅く、検出電圧の減衰速度も遅くなる。
極- 外側電極間の電気抵抗が低くなるのでプラグ電圧は
早期に減衰し、検出電圧も早期に減衰する。又、失火し
た場合は、電気抵抗値が低くならないので、プラグ電圧
の減衰速度は遅く、検出電圧の減衰速度も遅くなる。
【００１４】〔請求項２について〕高電圧印加手段は、
火花放電終了後にパルス状の高電圧をスパークプラグに
印加するとともに、電圧検出手段が検出した検出電圧を
監視して検出電圧値が制限値以内になる様に高電圧を制
御する。尚、制限値はパルス状の高電圧の印加によりス
パークプラグが火花放電を起こさない程度で、できるだ
け高く設定される。又、パルス状の高電圧を印加する時
点において、スパークプラグの失火等により検出電圧が
既に制限値に達している場合は、高電圧を印加するとス
パークプラグが火花放電してしまう虞があるのでパルス
状の高電圧の印加は行なわない。
火花放電終了後にパルス状の高電圧をスパークプラグに
印加するとともに、電圧検出手段が検出した検出電圧を
監視して検出電圧値が制限値以内になる様に高電圧を制
御する。尚、制限値はパルス状の高電圧の印加によりス
パークプラグが火花放電を起こさない程度で、できるだ
け高く設定される。又、パルス状の高電圧を印加する時
点において、スパークプラグの失火等により検出電圧が
既に制限値に達している場合は、高電圧を印加するとス
パークプラグが火花放電してしまう虞があるのでパルス
状の高電圧の印加は行なわない。
【００１５】気筒内で正常に燃焼が行われると、中心電
極- 外側電極間の電気抵抗が低くなるのでプラグ電圧は
早期に減衰し、検出電圧も早期に減衰する。又、失火し
た場合は、電気抵抗値が低くならないので、プラグ電圧
の減衰速度は遅く、検出電圧の減衰速度も遅くなる。
極- 外側電極間の電気抵抗が低くなるのでプラグ電圧は
早期に減衰し、検出電圧も早期に減衰する。又、失火し
た場合は、電気抵抗値が低くならないので、プラグ電圧
の減衰速度は遅く、検出電圧の減衰速度も遅くなる。
【００１６】
〔請求項１について〕電圧値制限手段により、火花放電
終了後にスパークプラグに印加するパルス状の高電圧の
ピークを、スパークプラグが火花放電を起こさない程度
で、できるだけ高く設定した所定値に制限している。
終了後にスパークプラグに印加するパルス状の高電圧の
ピークを、スパークプラグが火花放電を起こさない程度
で、できるだけ高く設定した所定値に制限している。
【００１７】この為、パルス状の高電圧の印加によりス
パークプラグが火花放電する事は無い。又、高電圧の電
圧を高く設定できるので、燃焼状態の判定精度に優れ
る。
パークプラグが火花放電する事は無い。又、高電圧の電
圧を高く設定できるので、燃焼状態の判定精度に優れ
る。
【００１８】〔請求項２について〕高電圧印加手段は、
電圧検出手段が検出する検出電圧を監視するとともに、
検出電圧値が、スパークプラグが火花放電を起こさない
程度でできるだけ高く設定した制限値以内になる様に、
火花放電終了後にスパークプラグに印加するパルス状の
高電圧を制御している。
電圧検出手段が検出する検出電圧を監視するとともに、
検出電圧値が、スパークプラグが火花放電を起こさない
程度でできるだけ高く設定した制限値以内になる様に、
火花放電終了後にスパークプラグに印加するパルス状の
高電圧を制御している。
【００１９】この為、パルス状の高電圧の印加によりス
パークプラグが火花放電する事は無い。又、スパークプ
ラグに印加するパルス状の高電圧の電圧を高く設定で
き、燃焼状態の判定精度に優れる。
パークプラグが火花放電する事は無い。又、スパークプ
ラグに印加するパルス状の高電圧の電圧を高く設定で
き、燃焼状態の判定精度に優れる。
【００２０】パルス状の高電圧を印加する時点におい
て、検出電圧が既に制限値に達している場合は、高電圧
の印加を行なわない様にしているので、スパークプラグ
が誤って火花放電する事は無い。
て、検出電圧が既に制限値に達している場合は、高電圧
の印加を行なわない様にしているので、スパークプラグ
が誤って火花放電する事は無い。
【００２１】
【実施例】本発明の第１実施例（請求項１に対応）を図
１に基づいて説明する。図１に示す様に、燃焼状態検出
装置を組み付けた単極ディストリビュータレスイグニッ
ションシステムＡ（四気筒ガソリンエンジン用）は、イ
グニッションコイル１、１…１と、これらイグニッショ
ンコイル１の一次巻線１１に接続したバッテリ２、パワ
ートランジスタ３、３…３と、パワートランジスタ３、
３…３に点火信号４１１を送出するＥＣＵ４（エンジン
コントロールコンピュータ）と、イグニッションコイル
１、１…１の二次巻線１２に接続されるスパークプラグ
１０、１０…１０と、高電圧パルス５０を発生する高電
圧発生回路５と、電圧値制限手段であるツェナーダイオ
ード６と、二次高圧マイナス端子１２１の電位を分圧し
て検出する電圧検出回路７と、検出電圧７０を入力する
燃焼状態判定回路８とを有する。
１に基づいて説明する。図１に示す様に、燃焼状態検出
装置を組み付けた単極ディストリビュータレスイグニッ
ションシステムＡ（四気筒ガソリンエンジン用）は、イ
グニッションコイル１、１…１と、これらイグニッショ
ンコイル１の一次巻線１１に接続したバッテリ２、パワ
ートランジスタ３、３…３と、パワートランジスタ３、
３…３に点火信号４１１を送出するＥＣＵ４（エンジン
コントロールコンピュータ）と、イグニッションコイル
１、１…１の二次巻線１２に接続されるスパークプラグ
１０、１０…１０と、高電圧パルス５０を発生する高電
圧発生回路５と、電圧値制限手段であるツェナーダイオ
ード６と、二次高圧マイナス端子１２１の電位を分圧し
て検出する電圧検出回路７と、検出電圧７０を入力する
燃焼状態判定回路８とを有する。
【００２２】イグニッションコイル１、１…１（単極Ｄ
ＬＩタイプ）は、本実施例では、薄い珪素鋼板を積層し
た鉄心に一次巻線１１（巻数数百回）と二次巻線１２
（巻数数万回）とを巻回して、樹脂（エポキシ等）封入
したケースに収容したものを採用し、一次端子１１１、
一次端子１１２と、二次高圧マイナス端子１２１、二次
高圧プラス端子１２２とをケース上面に独立して配設し
ている。
ＬＩタイプ）は、本実施例では、薄い珪素鋼板を積層し
た鉄心に一次巻線１１（巻数数百回）と二次巻線１２
（巻数数万回）とを巻回して、樹脂（エポキシ等）封入
したケースに収容したものを採用し、一次端子１１１、
一次端子１１２と、二次高圧マイナス端子１２１、二次
高圧プラス端子１２２とをケース上面に独立して配設し
ている。
【００２３】イグニッションコイル１、１…１の一次端
子１１１をバッテリ２のプラス端子２１に接続し、一次
端子１１２をパワートランジスタ３のコレクタ３１に接
続している。
子１１１をバッテリ２のプラス端子２１に接続し、一次
端子１１２をパワートランジスタ３のコレクタ３１に接
続している。
【００２４】イグニッションコイル１、１…１の二次高
圧プラス端子１２２を、ハイテンションコードを用い、
スパークプラグ１０、１０…１０の中心電極側に接続し
ている。
圧プラス端子１２２を、ハイテンションコードを用い、
スパークプラグ１０、１０…１０の中心電極側に接続し
ている。
【００２５】各イグニッションコイル１の一次巻線１１
に、バッテリ電流を断続して順繰りに流すパワートラン
ジスタ３、３…３は、ＥＣＵ４から送出される点火信号
４１１に基づいてオン状態- オフ状態となり、オン状態
からオフ状態になった際、二次巻線１２、１２、…１２
に数十ｋＶの高電圧が発生する。尚、５４は二次高圧マ
イナス端子１２１、１２１、…１２１の接地インピーダ
ンスを下げる為のダイオードである。
に、バッテリ電流を断続して順繰りに流すパワートラン
ジスタ３、３…３は、ＥＣＵ４から送出される点火信号
４１１に基づいてオン状態- オフ状態となり、オン状態
からオフ状態になった際、二次巻線１２、１２、…１２
に数十ｋＶの高電圧が発生する。尚、５４は二次高圧マ
イナス端子１２１、１２１、…１２１の接地インピーダ
ンスを下げる為のダイオードである。
【００２６】ＥＣＵ４の点火信号発生部４１は、エンジ
ン回転速度、水温、カムポジションセンサ等からの各信
号に基づいて最適点火時期を決定し、その最適点火時期
に火花放電が行われる様にパワートランジスタ３、３…
３に点火信号４１１を送出する。
ン回転速度、水温、カムポジションセンサ等からの各信
号に基づいて最適点火時期を決定し、その最適点火時期
に火花放電が行われる様にパワートランジスタ３、３…
３に点火信号４１１を送出する。
【００２７】更に、ＥＣＵ４は、決定した点火時期に基
づいて、高電圧パルス５０の送出すべき時期を決定し、
制御信号４２１を高電圧発生回路５に送出する。
づいて、高電圧パルス５０の送出すべき時期を決定し、
制御信号４２１を高電圧発生回路５に送出する。
【００２８】スパークプラグ１０、１０…１０は、ガソ
リンエンジンの各シリンダに一つずつ装着され、圧縮工
程中に、中心電極側にプラス電位の高電圧が印加されて
火花放電する。
リンエンジンの各シリンダに一つずつ装着され、圧縮工
程中に、中心電極側にプラス電位の高電圧が印加されて
火花放電する。
【００２９】高電圧発生回路５は、本実施例では、一次
巻線５１１の一次端子５１２をバッテリ２のプラス端子
２１に接続したコイル５１と、コレクタ５２１を内部接
続端子５１３に接続したパワートランジスタ５２と、ア
ノードを二次端子５１４に接続しカソードを二次高圧マ
イナス端子１２１に接続したダイオード５３とを有す
る。
巻線５１１の一次端子５１２をバッテリ２のプラス端子
２１に接続したコイル５１と、コレクタ５２１を内部接
続端子５１３に接続したパワートランジスタ５２と、ア
ノードを二次端子５１４に接続しカソードを二次高圧マ
イナス端子１２１に接続したダイオード５３とを有す
る。
【００３０】コイル５１は、本実施例では、巻線比が
１：１００のものである。
１：１００のものである。
【００３１】パワートランジスタ５２は、制御信号４２
１に基づいてオン状態- オフ状態となり、オン状態から
オフ状態になった際、二次端子５１４に高電圧が発生す
る。
１に基づいてオン状態- オフ状態となり、オン状態から
オフ状態になった際、二次端子５１４に高電圧が発生す
る。
【００３２】ダイオード５３は、二次端子５１４に発生
した、正極性の高電圧パルス５０として二次高圧マイナ
ス端子１２１に印加するとともに、スパークプラグ１
０、１０…１０点火用の高電圧が高電圧発生回路５に逆
流しない様にする為の逆流防止用の高耐電圧ダイオード
である。
した、正極性の高電圧パルス５０として二次高圧マイナ
ス端子１２１に印加するとともに、スパークプラグ１
０、１０…１０点火用の高電圧が高電圧発生回路５に逆
流しない様にする為の逆流防止用の高耐電圧ダイオード
である。
【００３３】コイル５１の内部接続端子５１３- アース
間（コレクタ５２１- エミッタ間）に接続されるツェナ
ーダイオード６は、本実施例ではツェナー電圧が２０Ｖ
のものであり、一次巻線５１１にかかる電圧を約２０Ｖ
に制限している。
間（コレクタ５２１- エミッタ間）に接続されるツェナ
ーダイオード６は、本実施例ではツェナー電圧が２０Ｖ
のものであり、一次巻線５１１にかかる電圧を約２０Ｖ
に制限している。
【００３４】本実施例では、コイル５１の巻線比を１：
１００とし、ツェナー電圧が２０Ｖのツェナーダイオー
ド６を使用する事により高電圧パルス５０のピーク電圧
を２ｋＶ（所定値）に制限している。
１００とし、ツェナー電圧が２０Ｖのツェナーダイオー
ド６を使用する事により高電圧パルス５０のピーク電圧
を２ｋＶ（所定値）に制限している。
【００３５】電圧検出回路７は、一端をダイオード５３
のカソード側に接続した小容量のコンデンサ７１と、一
端をコンデンサ７１の他端に接続し他端を接地した比較
的大容量のコンデンサ７２と、コンデンサ７２に並列接
続される高抵抗の抵抗７３とにより構成される。
のカソード側に接続した小容量のコンデンサ７１と、一
端をコンデンサ７１の他端に接続し他端を接地した比較
的大容量のコンデンサ７２と、コンデンサ７２に並列接
続される高抵抗の抵抗７３とにより構成される。
【００３６】コンデンサ７１、７２の容量比により、高
電圧が分圧され、検出電圧７０は燃焼状態判定回路８に
入力される。
電圧が分圧され、検出電圧７０は燃焼状態判定回路８に
入力される。
【００３７】燃焼状態判定回路８の減衰時間計測部８１
は、高電圧パルス５０の印加毎に現れる、各検出電圧７
０の減衰時間を計測する。そして、判定部８２は、検出
電圧７０の減衰具合に基づいて、スパークプラグ１０、
１０…１０を配設した各シリンダの燃焼状態を判定す
る。
は、高電圧パルス５０の印加毎に現れる、各検出電圧７
０の減衰時間を計測する。そして、判定部８２は、検出
電圧７０の減衰具合に基づいて、スパークプラグ１０、
１０…１０を配設した各シリンダの燃焼状態を判定す
る。
【００３８】尚、シリンダ内で正常燃焼が行われると、
中心電極- 外側電極間の電気抵抗値が低くなるので、中
心電極- 外側電極間のプラグ電圧は早期に減衰し、検出
電圧７０も早期に減衰する。又、失火が発生すると、中
心電極- 外側電極間の電気抵抗値が高いまま維持される
ので、プラグ電圧は緩やかに減衰し、検出電圧７０も緩
やかに減衰する。
中心電極- 外側電極間の電気抵抗値が低くなるので、中
心電極- 外側電極間のプラグ電圧は早期に減衰し、検出
電圧７０も早期に減衰する。又、失火が発生すると、中
心電極- 外側電極間の電気抵抗値が高いまま維持される
ので、プラグ電圧は緩やかに減衰し、検出電圧７０も緩
やかに減衰する。
【００３９】つぎに、本実施例の利点を述べる。 〔ア〕コイル５１の巻線比を１：１００とし、ツェナー
電圧が２０Ｖのツェナーダイオード６を使用する事によ
り、高電圧パルス５０のピーク電圧を、スパークプラグ
１０、１０…１０が火花放電を起こさない程度にできる
だけ高い電圧（２ｋＶ）に制限している。
電圧が２０Ｖのツェナーダイオード６を使用する事によ
り、高電圧パルス５０のピーク電圧を、スパークプラグ
１０、１０…１０が火花放電を起こさない程度にできる
だけ高い電圧（２ｋＶ）に制限している。
【００４０】この為、高電圧パルス５０によりスパーク
プラグ１０、１０…１０が火花放電する事は無い。又、
火花放電を起こさない程度で、できるだけ高い電圧（２
ｋＶ）の高電圧パルス５０をスパークプラグ１０、１０
…１０に印加する事ができるので、燃焼状態の判定精度
に優れる。
プラグ１０、１０…１０が火花放電する事は無い。又、
火花放電を起こさない程度で、できるだけ高い電圧（２
ｋＶ）の高電圧パルス５０をスパークプラグ１０、１０
…１０に印加する事ができるので、燃焼状態の判定精度
に優れる。
【００４１】つぎに、本発明の第２実施例（請求項２に
対応）を図２、図３に基づいて説明する。図２に示す様
に、燃焼状態検出装置を組み付けたディストリビュータ
式のイグニッションシステムＢ（四気筒ガソリンエンジ
ン用）は、イグニッションコイル１と、一次巻線１３に
接続したバッテリ２、パワートランジスタ３３と、点火
信号４３１、制御信号４４１を送出するＥＣＵ４と、デ
ィストリビュータ１５と、サイド・エレクトロード１５
１側に接続されるスパークプラグ１０、１０…１０と、
プラグ電圧を１／５００に分圧する電圧検出回路７と、
燃焼状態判定回路８とを有する。
対応）を図２、図３に基づいて説明する。図２に示す様
に、燃焼状態検出装置を組み付けたディストリビュータ
式のイグニッションシステムＢ（四気筒ガソリンエンジ
ン用）は、イグニッションコイル１と、一次巻線１３に
接続したバッテリ２、パワートランジスタ３３と、点火
信号４３１、制御信号４４１を送出するＥＣＵ４と、デ
ィストリビュータ１５と、サイド・エレクトロード１５
１側に接続されるスパークプラグ１０、１０…１０と、
プラグ電圧を１／５００に分圧する電圧検出回路７と、
燃焼状態判定回路８とを有する。
【００４２】イグニッションコイル１で発生した高電圧
は、逆流防止用のダイオード１６を介してセンター・エ
レクトロード１５２に伝わり、センタ・コンタクトピー
スからロータ１５３に印加され、サイド・エレクトロー
ド１５１に伝わり、ハイテンションコード１６０、１６
０…１６０によりスパークプラグ１０、１０…１０に配
電される。
は、逆流防止用のダイオード１６を介してセンター・エ
レクトロード１５２に伝わり、センタ・コンタクトピー
スからロータ１５３に印加され、サイド・エレクトロー
ド１５１に伝わり、ハイテンションコード１６０、１６
０…１６０によりスパークプラグ１０、１０…１０に配
電される。
【００４３】ＥＣＵ４は、エンジン回転速度、水温、カ
ムポジションセンサ等からの各信号に基づいて最適点火
時期を決定して点火信号４３１を送出し、点火信号４３
１は抵抗３５を介してトランジスタ３３に入力される。
そして、回転するロータ１５３が、各気筒に装着したス
パークプラグ１０、１０…１０が接続されているサイド
・エレクトロード１５１に向き合った際に、丁度、イグ
ニッションコイル１に高電圧が発生する様に設計されて
いる。
ムポジションセンサ等からの各信号に基づいて最適点火
時期を決定して点火信号４３１を送出し、点火信号４３
１は抵抗３５を介してトランジスタ３３に入力される。
そして、回転するロータ１５３が、各気筒に装着したス
パークプラグ１０、１０…１０が接続されているサイド
・エレクトロード１５１に向き合った際に、丁度、イグ
ニッションコイル１に高電圧が発生する様に設計されて
いる。
【００４４】扇状となったロータ１５３の先端とサイド
・エレクトロード１５１との間には約０．５ｍｍのギャ
ップがあるが、大気圧である為、点火用の高電圧は勿
論、パルス状の高電圧も僅かな損失で乗り越え、スパー
クプラグ１０、１０…１０に到達する。
・エレクトロード１５１との間には約０．５ｍｍのギャ
ップがあるが、大気圧である為、点火用の高電圧は勿
論、パルス状の高電圧も僅かな損失で乗り越え、スパー
クプラグ１０、１０…１０に到達する。
【００４５】四サイクル・エンジンの場合は、クランク
シャフトが二回転すると一回の点火工程があるので、デ
ィストリビュータ１５のロータ１５３は、エンジンのク
ランクシャフトが二回転する間に一回転する様にギア比
を決めている。
シャフトが二回転すると一回の点火工程があるので、デ
ィストリビュータ１５のロータ１５３は、エンジンのク
ランクシャフトが二回転する間に一回転する様にギア比
を決めている。
【００４６】又、ＥＣＵ４の制御信号発生部４４は、点
火信号４３１に対応して、所定時間Ｈｉレベル状態を維
持する制御信号４４１を送出し、点火信号４３１は抵抗
３５を介してトランジスタ３３に入力される（図３参
照）。
火信号４３１に対応して、所定時間Ｈｉレベル状態を維
持する制御信号４４１を送出し、点火信号４３１は抵抗
３５を介してトランジスタ３３に入力される（図３参
照）。
【００４７】電圧値制限回路４５は、検出電圧７００を
監視するとともに、パルス状の高電圧の印加に起因する
検出電圧７００が８Ｖ（４ｋＶの高電圧に相当）に達す
ると、立ち下がり部がＨｉレベル側（点火信号４３１）
に食い込む高電圧制御パルス４５１を送出し、高電圧制
御パルス４５１は抵抗３６を介してトランジスタ３３に
入力される（図３参照）。
監視するとともに、パルス状の高電圧の印加に起因する
検出電圧７００が８Ｖ（４ｋＶの高電圧に相当）に達す
ると、立ち下がり部がＨｉレベル側（点火信号４３１）
に食い込む高電圧制御パルス４５１を送出し、高電圧制
御パルス４５１は抵抗３６を介してトランジスタ３３に
入力される（図３参照）。
【００４８】本実施例でも、燃焼状態判定回路８の減衰
時間計測部８１は、パルス状の高電圧の印加毎に現れ
る、各検出電圧７００の減衰時間を計測する。そして、
判定部８２は、検出電圧７０の減衰具合に基づいて、ス
パークプラグ１０、１０…１０を配設した各シリンダの
燃焼状態を判定する。
時間計測部８１は、パルス状の高電圧の印加毎に現れ
る、各検出電圧７００の減衰時間を計測する。そして、
判定部８２は、検出電圧７０の減衰具合に基づいて、ス
パークプラグ１０、１０…１０を配設した各シリンダの
燃焼状態を判定する。
【００４９】つぎに、本実施例の利点を述べる。 〔イ〕電圧値制限回路４５は、検出電圧７００を監視す
るとともに、パルス状の高電圧の印加に起因する検出電
圧７００が８Ｖに達すると高電圧制御パルス４５１を送
出して、高電圧のピーク電圧が４ｋＶ以内になる様に制
限している。
るとともに、パルス状の高電圧の印加に起因する検出電
圧７００が８Ｖに達すると高電圧制御パルス４５１を送
出して、高電圧のピーク電圧が４ｋＶ以内になる様に制
限している。
【００５０】この為、高電圧の印加によりスパークプラ
グ１０、１０…１０が火花放電する事は無い。又、火花
放電を起こさない程度で、できるだけ高い電圧（４ｋ
Ｖ）のパルス状の高電圧を安定してスパークプラグ１
０、１０…１０に印加する事ができるので、燃焼状態の
判定精度に優れる。
グ１０、１０…１０が火花放電する事は無い。又、火花
放電を起こさない程度で、できるだけ高い電圧（４ｋ
Ｖ）のパルス状の高電圧を安定してスパークプラグ１
０、１０…１０に印加する事ができるので、燃焼状態の
判定精度に優れる。
【００５１】本発明は、上記実施例以外に、次の実施態
様を含む。 ａ．高電圧のピークの所定値や検出電圧値の制限値は、
２ｋＶや４ｋＶ（所定値）、８Ｖ（制限値）に限定され
ず、スパークプラグが火花放電しない程度の電圧であれ
ば良く、適宜、決めれば良い。
様を含む。 ａ．高電圧のピークの所定値や検出電圧値の制限値は、
２ｋＶや４ｋＶ（所定値）、８Ｖ（制限値）に限定され
ず、スパークプラグが火花放電しない程度の電圧であれ
ば良く、適宜、決めれば良い。
【００５２】ｂ．気筒数は、四気筒以外に、六気筒、八
気筒等でも良い。
気筒等でも良い。
【００５３】ｃ．電圧検出手段は、中心電極- 外側電極
間のプラグ電圧が低減して検出できれば、他の回路構成
であっても良い。
間のプラグ電圧が低減して検出できれば、他の回路構成
であっても良い。
【図１】本発明の第１実施例に係る、燃焼状態検出装置
を組み付けた単極ディストリビュータレスイグニッショ
ンシステムの電気回路図である。
を組み付けた単極ディストリビュータレスイグニッショ
ンシステムの電気回路図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る、燃焼状態検出装置
を組み付けたディストリビュータ式のイグニッションシ
ステムの電気回路図である。
を組み付けたディストリビュータ式のイグニッションシ
ステムの電気回路図である。
【図３】そのイグニッションシステムにおける、各信号
の波形図である。
の波形図である。
【図４】従来技術に係る、燃焼状態検出装置を組み付け
た単極ディストリビュータレスイグニッションシステム
の電気回路図である。
た単極ディストリビュータレスイグニッションシステム
の電気回路図である。
【図５】従来技術に係る、燃焼状態検出装置を組み付け
たディストリビュータ式のイグニッションシステムの電
気回路図である。
たディストリビュータ式のイグニッションシステムの電
気回路図である。
１ イグニッションコイル ５ 高電圧発生回路（高電圧印加手段） ６ ツェナーダイオード（電圧値制限手段） ７ 電圧検出回路（電圧検出手段） ８ 燃焼状態判定回路（燃焼状態検出手段） １０ スパークプラグ １１ 一次巻線 ５０ 高電圧パルス（高電圧） ７０、７００ 検出電圧 Ａ 単極ディストリビュータレスイグニッションシステ
ム（燃焼状態検出装置） Ｂ ディストリビュータ式のイグニッションシステム
（燃焼状態検出装置）
ム（燃焼状態検出装置） Ｂ ディストリビュータ式のイグニッションシステム
（燃焼状態検出装置）
Claims (2)
- 【請求項１】 イグニッションコイルの一次巻線に流す
一次電流の断続により二次巻線に点火用高電圧を発生さ
せ、内燃機関の各気筒に装着した複数のスパークプラグ
に前記点火用高電圧を印加するイグニッションシステム
に組み付けられ、 火花放電終了後にパルス状の高電圧をスパークプラグに
印加する高電圧印加手段と、 パルス状の高電圧のピークを、前記スパークプラグが火
花放電しない程度に設定した所定値に制限する電圧値制
限手段と、 中心電極- 外側電極間のプラグ電圧を低減して検出する
電圧検出手段と、 パルス状の高電圧の印加に起因して生じる検出電圧の減
衰特性に基づいて各気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態
検出手段とを備える燃焼状態検出装置。 - 【請求項２】 イグニッションコイルの一次巻線に流す
一次電流の断続により二次巻線に点火用高電圧を発生さ
せ、内燃機関の各気筒に装着した複数のスパークプラグ
に前記点火用高電圧を印加するイグニッションシステム
に組み付けられ、 火花放電終了後にパルス状の高電圧をスパークプラグに
印加する高電圧印加手段と、 中心電極- 外側電極間のプラグ電圧を低減して検出する
電圧検出手段とを備え、前記高電圧印加手段は、検出電
圧を監視するとともに、パルス状の高電圧の印加で前記
スパークプラグが火花放電を起こさない程度に設定した
制限値以内に検出電圧値が維持される様にパルス状の高
電圧を制御する燃焼状態検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6008036A JPH07217520A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 燃焼状態検出装置 |
| US08/378,262 US5581188A (en) | 1994-01-28 | 1995-01-26 | Misfire detecting device |
| DE69521818T DE69521818T2 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Zündaussetzererkennungsvorrichtung |
| EP95101181A EP0665376B1 (en) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Misfire detecting device |
| US08/755,259 US5754051A (en) | 1994-01-28 | 1996-11-22 | Misfire detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6008036A JPH07217520A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 燃焼状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217520A true JPH07217520A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11682121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6008036A Pending JPH07217520A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 燃焼状態検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5581188A (ja) |
| EP (1) | EP0665376B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07217520A (ja) |
| DE (1) | DE69521818T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3480864B2 (ja) * | 1994-11-09 | 2003-12-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃焼状態検出方法及び装置 |
| DE19614388C1 (de) * | 1996-04-12 | 1997-07-03 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung der Qualität eines Kraftstoff-Luftgemisches |
| US7215528B2 (en) * | 2003-09-08 | 2007-05-08 | Ford Motor Company | Turn-on coil driver for eliminating secondary diode in coil-per-plug ignition coils |
| DE102006027204B3 (de) * | 2006-06-12 | 2007-11-22 | Siemens Ag | Verfahren zur Überwachung eines Brennvorganges in einer Brennkraftmaschine |
| JP2009121453A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-06-04 | Yamaha Motor Co Ltd | 水ジェット推進艇の失火検出装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3868066D1 (de) * | 1988-04-02 | 1992-03-05 | Bosch Gmbh Robert | Beobachtung der verbrennung in einer gezuendeten brennkraftmaschine. |
| JPH0793687B2 (ja) * | 1988-04-11 | 1995-10-09 | 株式会社日立製作所 | 垂直偏向回路 |
| US4918389A (en) * | 1988-06-03 | 1990-04-17 | Robert Bosch Gmbh | Detecting misfiring in spark ignition engines |
| DE3909906A1 (de) * | 1989-03-25 | 1990-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur ueberwachung einer hochspannungszuendanlage |
| JPH04134181A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | イオン電流検出装置 |
| US5293129A (en) * | 1990-11-09 | 1994-03-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ionic current sensing apparatus for engine spark plug with negative ignition voltage and positive DC voltage application |
| JP2558962B2 (ja) * | 1991-04-12 | 1996-11-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 火花点火機関の失火検出装置 |
| US5365910A (en) * | 1991-05-14 | 1994-11-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Misfire detector for use in internal combustion engine |
| FR2676506B1 (fr) * | 1991-05-15 | 1993-09-03 | Siemens Automotive Sa | Procede et dispositif de detection de rates d'allumage dans un cylindre de moteur a combustion interne et leur application. |
| JP2732971B2 (ja) * | 1991-06-19 | 1998-03-30 | 日本特殊陶業株式会社 | ガソリン機関の失火検出装置 |
| JP3068274B2 (ja) * | 1991-08-02 | 2000-07-24 | 日本特殊陶業株式会社 | ガソリン機関の失火検出装置 |
| JP3146064B2 (ja) * | 1992-04-28 | 2001-03-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の点火プラグの異常検出装置および内燃機関の失火検出装置 |
| JPH05312094A (ja) * | 1992-05-12 | 1993-11-22 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガソリン機関の燃焼状態検出装置 |
| JP3387653B2 (ja) * | 1993-12-17 | 2003-03-17 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃焼状態検出方法及び燃焼状態検出装置 |
| JPH08254555A (ja) * | 1995-01-17 | 1996-10-01 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP6008036A patent/JPH07217520A/ja active Pending
-
1995
- 1995-01-26 US US08/378,262 patent/US5581188A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-27 EP EP95101181A patent/EP0665376B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-27 DE DE69521818T patent/DE69521818T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-22 US US08/755,259 patent/US5754051A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0665376A3 (en) | 1997-10-22 |
| EP0665376B1 (en) | 2001-07-25 |
| US5581188A (en) | 1996-12-03 |
| EP0665376A2 (en) | 1995-08-02 |
| DE69521818D1 (de) | 2001-08-30 |
| DE69521818T2 (de) | 2001-11-08 |
| US5754051A (en) | 1998-05-19 |
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