JPH08135554A - 内燃機関失火検出回路 - Google Patents
内燃機関失火検出回路Info
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- JPH08135554A JPH08135554A JP6274942A JP27494294A JPH08135554A JP H08135554 A JPH08135554 A JP H08135554A JP 6274942 A JP6274942 A JP 6274942A JP 27494294 A JP27494294 A JP 27494294A JP H08135554 A JPH08135554 A JP H08135554A
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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
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 内燃機関の燃焼室内のイオン電流を検出する
イオン電流検出回路７と、前記検出したイオン電流を電
圧に変換する電流／電圧変換回路８Ａと、前記電流／電
圧変換回路の出力を波形整形する波形整形回路９Ａとを
備え、前記波形整形回路９Ａが、前記イオン電流検出回
路７による当該気筒のイオン電流を検出後、次の気筒の
点火までに前記検出したイオン電流に基づいて前記当該
気筒の失火検出信号Ｓ７を出力するように、コンデンサ
３２の電圧と第１及び第２の基準電圧とを比較して失火
検出信号Ｓ７を出力する比較器３５と、前記電流／電圧
変換回路８Ａの出力の立ち上がりで前記コンデンサ３２
を充電し、前記失火検出信号Ｓ７の入力に基づいて前記
コンデンサ３２を放電するコンデンサ充放電回路とを備
えたものである。 【効果】 多気筒でも失火を検出でき、部品点数を削減
でき、ひいては回路の面積を小さくできる。
イオン電流検出回路７と、前記検出したイオン電流を電
圧に変換する電流／電圧変換回路８Ａと、前記電流／電
圧変換回路の出力を波形整形する波形整形回路９Ａとを
備え、前記波形整形回路９Ａが、前記イオン電流検出回
路７による当該気筒のイオン電流を検出後、次の気筒の
点火までに前記検出したイオン電流に基づいて前記当該
気筒の失火検出信号Ｓ７を出力するように、コンデンサ
３２の電圧と第１及び第２の基準電圧とを比較して失火
検出信号Ｓ７を出力する比較器３５と、前記電流／電圧
変換回路８Ａの出力の立ち上がりで前記コンデンサ３２
を充電し、前記失火検出信号Ｓ７の入力に基づいて前記
コンデンサ３２を放電するコンデンサ充放電回路とを備
えたものである。 【効果】 多気筒でも失火を検出でき、部品点数を削減
でき、ひいては回路の面積を小さくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃焼室内
のイオン電流を検出することにより失火を検出する内燃
機関失火検出回路に関するものである。
のイオン電流を検出することにより失火を検出する内燃
機関失火検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の燃焼室内において、燃焼が行
われるとそれに伴って燃焼室内の空気と燃料の混合気の
分子は電離（イオン化）する。この電離状態にある燃焼
室内に点火プラグを通じて電圧を印加すると微小な電流
が流れ、これを「イオン電流」と呼んでいる。失火時に
はイオン電流が極めて小さくなるため、これを検出して
失火の判定を行うことができる。
われるとそれに伴って燃焼室内の空気と燃料の混合気の
分子は電離（イオン化）する。この電離状態にある燃焼
室内に点火プラグを通じて電圧を印加すると微小な電流
が流れ、これを「イオン電流」と呼んでいる。失火時に
はイオン電流が極めて小さくなるため、これを検出して
失火の判定を行うことができる。
【０００３】内燃機関の失火検出回路としては、特願平
６−８８８０号の明細書に示されたように、イオン電流
を電圧変換し、変換された電圧が一定のしきい値を超え
ると点火、超えないと失火と判断し、それに対応した２
値信号を出力するものがあった。
６−８８８０号の明細書に示されたように、イオン電流
を電圧変換し、変換された電圧が一定のしきい値を超え
ると点火、超えないと失火と判断し、それに対応した２
値信号を出力するものがあった。
【０００４】従来の内燃機関失火検出回路について図
５、図６及び図７を参照しながら説明する。図５は、従
来の内燃機関の構成を示す図である。また、図６は、従
来の内燃機関失火検出回路の構成を示す図である。さら
に、図７は、従来の内燃機関失火検出回路の動作を示す
タイミングチャートである。なお、図７には、２つの内
燃機関失火検出回路の各信号を表している。
５、図６及び図７を参照しながら説明する。図５は、従
来の内燃機関の構成を示す図である。また、図６は、従
来の内燃機関失火検出回路の構成を示す図である。さら
に、図７は、従来の内燃機関失火検出回路の動作を示す
タイミングチャートである。なお、図７には、２つの内
燃機関失火検出回路の各信号を表している。
【０００５】図５において、従来の８気筒（♯１〜♯
８）の内燃機関は、点火コイル２（２ａ〜２ｈ）と、点
火コイル２の２次コイルの負極側に接続され、燃焼室内
に設けられた点火プラグ３（３ａ〜３ｈ）と、点火コイ
ル２の１次コイルの正極側に接続された電源４と、１次
コイルの負極側にコレクタが接続された電流スイッチン
グ用のトランジスタ５（５ａ〜５ｈ）とを備える。
８）の内燃機関は、点火コイル２（２ａ〜２ｈ）と、点
火コイル２の２次コイルの負極側に接続され、燃焼室内
に設けられた点火プラグ３（３ａ〜３ｈ）と、点火コイ
ル２の１次コイルの正極側に接続された電源４と、１次
コイルの負極側にコレクタが接続された電流スイッチン
グ用のトランジスタ５（５ａ〜５ｈ）とを備える。
【０００６】また、同図において、トランジスタ５のエ
ミッタは接地され、ベースは燃焼を制御する制御装置
（図示せず）に接続されている。なお、従来の内燃機関
失火検出回路１ａは、♯１、♯３、♯５及び♯７気筒の
点火コイル２ａ、２ｃ、２ｅ及び２ｇに接続され、従来
の内燃機関失火検出回路１ｂは、♯２、♯４、♯６及び
♯８気筒の点火コイル２ｂ、２ｄ、２ｆ及び２ｈに接続
されている。
ミッタは接地され、ベースは燃焼を制御する制御装置
（図示せず）に接続されている。なお、従来の内燃機関
失火検出回路１ａは、♯１、♯３、♯５及び♯７気筒の
点火コイル２ａ、２ｃ、２ｅ及び２ｇに接続され、従来
の内燃機関失火検出回路１ｂは、♯２、♯４、♯６及び
♯８気筒の点火コイル２ｂ、２ｄ、２ｆ及び２ｈに接続
されている。
【０００７】図６において、内燃機関失火検出回路１
（１ａ、１ｂ）は、燃焼室６内の点火プラグ３に正極性
の電圧を印加し、燃焼による負極性のイオン電流を検出
するイオン電流検出回路７と、上記負極性のイオン電流
を正極性の電圧に変換する電流／電圧変換回路８と、こ
の電流／電圧変換回路８の出力を波形整形する波形整形
回路９とから構成されている。
（１ａ、１ｂ）は、燃焼室６内の点火プラグ３に正極性
の電圧を印加し、燃焼による負極性のイオン電流を検出
するイオン電流検出回路７と、上記負極性のイオン電流
を正極性の電圧に変換する電流／電圧変換回路８と、こ
の電流／電圧変換回路８の出力を波形整形する波形整形
回路９とから構成されている。
【０００８】内燃機関の点火時期には、図７（ａ）に示
すように、上記制御装置からの制御信号Ｓ１によりトラ
ンジスタ５がＯＮ（オン状態）から急激にＯＦＦ（オフ
状態）となる。この時、点火コイル２の１次電流が急激
に減少し、点火コイル２の逆起電力により高電圧が発生
する。点火コイル２の２次側では、１次側に発生する電
圧が１次コイルと２次コイルの巻数比に従って昇圧され
て現れる。その結果、図７（ｂ）に示すように、点火プ
ラグ３には約−３０ｋＶの高電圧Ｓ２が印加される。な
お、図７（ａ）及び（ｂ）では、上段に内燃機関失火検
出回路１ａに接続されている♯１、♯３気筒の信号Ｓ
１、Ｓ２が、下段に内燃機関失火検出回路１ｂに接続さ
れている♯２、♯４気筒の信号Ｓ１、Ｓ２が描かれ、他
の気筒の信号は省略している。
すように、上記制御装置からの制御信号Ｓ１によりトラ
ンジスタ５がＯＮ（オン状態）から急激にＯＦＦ（オフ
状態）となる。この時、点火コイル２の１次電流が急激
に減少し、点火コイル２の逆起電力により高電圧が発生
する。点火コイル２の２次側では、１次側に発生する電
圧が１次コイルと２次コイルの巻数比に従って昇圧され
て現れる。その結果、図７（ｂ）に示すように、点火プ
ラグ３には約−３０ｋＶの高電圧Ｓ２が印加される。な
お、図７（ａ）及び（ｂ）では、上段に内燃機関失火検
出回路１ａに接続されている♯１、♯３気筒の信号Ｓ
１、Ｓ２が、下段に内燃機関失火検出回路１ｂに接続さ
れている♯２、♯４気筒の信号Ｓ１、Ｓ２が描かれ、他
の気筒の信号は省略している。
【０００９】イオン電流検出回路７は、点火時のエネル
ギーを利用して、コンデンサ１１にイオン電流を検出す
るのに十分な電荷を蓄積し、このコンデンサ１１から供
給される電圧により点火直後にイオン電流の検出を行っ
ている。点火時の電流は、図６の矢印３ａの方向に流
れ、点火プラグ３で放電を生じ、燃焼室６内の混合気を
着火させる。そして、この放電電流は、コンデンサ１１
の充電を行い、ツェナーダイオード１０に制限される電
圧に充電する。
ギーを利用して、コンデンサ１１にイオン電流を検出す
るのに十分な電荷を蓄積し、このコンデンサ１１から供
給される電圧により点火直後にイオン電流の検出を行っ
ている。点火時の電流は、図６の矢印３ａの方向に流
れ、点火プラグ３で放電を生じ、燃焼室６内の混合気を
着火させる。そして、この放電電流は、コンデンサ１１
の充電を行い、ツェナーダイオード１０に制限される電
圧に充電する。
【００１０】点火のための矢印３ａの方向の電流が減少
し零になると、コンデンサ１１に保持された電圧が点火
プラグ３に印加される。このとき、燃焼室６内におい
て、燃焼が正常に行われていると、イオン電流が矢印３
ｂの方向に流れる。
し零になると、コンデンサ１１に保持された電圧が点火
プラグ３に印加される。このとき、燃焼室６内におい
て、燃焼が正常に行われていると、イオン電流が矢印３
ｂの方向に流れる。
【００１１】コンデンサ１１とダイオード１２の接続点
の電圧、つまりイオン電流検出回路７の出力電圧は、オ
ペアンプ１４と帰還抵抗１５で構成される反転増幅器の
反転入力の電圧であり、正常にオペアンプ１４が動作し
ている場合、非反転入力電圧に等しくゼロボルトとな
る。オペアンプ１４が正常に動作しない場合とは、矢印
３ａの方向に電流が流れた場合と、矢印３ｂの方向の電
流が大き過ぎ、オペアンプ１４の出力が飽和した場合の
２種類がある。
の電圧、つまりイオン電流検出回路７の出力電圧は、オ
ペアンプ１４と帰還抵抗１５で構成される反転増幅器の
反転入力の電圧であり、正常にオペアンプ１４が動作し
ている場合、非反転入力電圧に等しくゼロボルトとな
る。オペアンプ１４が正常に動作しない場合とは、矢印
３ａの方向に電流が流れた場合と、矢印３ｂの方向の電
流が大き過ぎ、オペアンプ１４の出力が飽和した場合の
２種類がある。
【００１２】矢印３ａの方向に電流が流れた場合は、イ
オン電流検出回路７の出力電圧がダイオード１２の順方
向電圧（例えば、０．７Ｖ）となり、矢印３ｂの方向の
電流が大きく、オペアンプ１４の出力が飽和した場合
は、ダイオード１３が導通状態になり、順方向電圧分だ
け下がった電圧となる。オペアンプ１４が正常に動作し
ている場合には、イオン電流は帰還抵抗１５の電圧降下
として現れ、図７（ｃ）に示すように、アース基準の信
号Ｓ４に変換される。なお、図７（ｃ）では、内燃機関
失火検出回路１ａの同信号をＳ４ａ、内燃機関失火検出
回路１ｂの同信号をＳ４ｂと表現し、同図（ｄ）及び
（ｅ）も同様である。
オン電流検出回路７の出力電圧がダイオード１２の順方
向電圧（例えば、０．７Ｖ）となり、矢印３ｂの方向の
電流が大きく、オペアンプ１４の出力が飽和した場合
は、ダイオード１３が導通状態になり、順方向電圧分だ
け下がった電圧となる。オペアンプ１４が正常に動作し
ている場合には、イオン電流は帰還抵抗１５の電圧降下
として現れ、図７（ｃ）に示すように、アース基準の信
号Ｓ４に変換される。なお、図７（ｃ）では、内燃機関
失火検出回路１ａの同信号をＳ４ａ、内燃機関失火検出
回路１ｂの同信号をＳ４ｂと表現し、同図（ｄ）及び
（ｅ）も同様である。
【００１３】電流／電圧変換回路８内の後段には、図６
に示すように、リーク電流補償用帰還回路１７が接続さ
れ、オペアンプ１４の出力と基準電圧源１８のしきい値
電圧とを比較する比較器１９と、コンデンサ２０と、こ
のコンデンサ２０の定電流充放電回路２１とから構成さ
れる。このリーク電流補償用帰還回路１７は、オペアン
プ１４の出力が基準電圧源１８のしきい値電圧を越えな
いように制御する。
に示すように、リーク電流補償用帰還回路１７が接続さ
れ、オペアンプ１４の出力と基準電圧源１８のしきい値
電圧とを比較する比較器１９と、コンデンサ２０と、こ
のコンデンサ２０の定電流充放電回路２１とから構成さ
れる。このリーク電流補償用帰還回路１７は、オペアン
プ１４の出力が基準電圧源１８のしきい値電圧を越えな
いように制御する。
【００１４】波形整形回路９は、オペアンプ１４の出力
と基準電圧源１８のしきい値電圧とを比較する比較器１
９と、コンデンサ２２と、このコンデンサ２２の定電流
充放電回路２３と、コンデンサ２２の電圧と基準電圧源
２４のしきい値電圧とを比較する比較器２５とから構成
される。つまり、比較器１９は、電流／電圧変換回路８
と波形整形回路９で共有されている。
と基準電圧源１８のしきい値電圧とを比較する比較器１
９と、コンデンサ２２と、このコンデンサ２２の定電流
充放電回路２３と、コンデンサ２２の電圧と基準電圧源
２４のしきい値電圧とを比較する比較器２５とから構成
される。つまり、比較器１９は、電流／電圧変換回路８
と波形整形回路９で共有されている。
【００１５】イオン電流が発生し、オペアンプ１４の出
力電圧が上昇し、基準電圧源１８のしきい値電圧を越え
ると、コンデンサ２０が充電されてその電圧が上昇し、
帰還電流が増加する。イオン電流発生期間中は、比較器
１９の出力電圧はハイレベルとなり、図７（ｄ）に示す
ように、これにより波形整形回路９のコンデンサ２２が
充電されてその電圧Ｓ６が上昇する。このコンデンサ２
２の電圧Ｓ６が基準電圧源２４のしきい値電圧を越える
と、図７（ｅ）に示すように、比較器２５の出力である
失火検出信号Ｓ７がハイレベルになる。この波形整形回
路９は、一定期間以上のイオン電流を濾波して出力し、
リーク電流によるものは削除する。
力電圧が上昇し、基準電圧源１８のしきい値電圧を越え
ると、コンデンサ２０が充電されてその電圧が上昇し、
帰還電流が増加する。イオン電流発生期間中は、比較器
１９の出力電圧はハイレベルとなり、図７（ｄ）に示す
ように、これにより波形整形回路９のコンデンサ２２が
充電されてその電圧Ｓ６が上昇する。このコンデンサ２
２の電圧Ｓ６が基準電圧源２４のしきい値電圧を越える
と、図７（ｅ）に示すように、比較器２５の出力である
失火検出信号Ｓ７がハイレベルになる。この波形整形回
路９は、一定期間以上のイオン電流を濾波して出力し、
リーク電流によるものは削除する。
【００１６】しかしながら、例えば４気筒のエンジンで
は１０００回転で点火の周期が５ｍｓであるのに対し
て、気筒数の多い、例えば８気筒のエンジンでは同一の
１０００回転で点火の周期が２．５ｍｓと短くなる。一
方、イオン電流は点火後、約２．５ｍｓ間流れる。従っ
て、８気筒のエンジンのように燃焼間隔が密であるとイ
オン電流の流れる時間がオーバーラップしてしまい、上
記従来の内燃機関失火検出回路は８気筒のエンジンの失
火を検出できなかった。
は１０００回転で点火の周期が５ｍｓであるのに対し
て、気筒数の多い、例えば８気筒のエンジンでは同一の
１０００回転で点火の周期が２．５ｍｓと短くなる。一
方、イオン電流は点火後、約２．５ｍｓ間流れる。従っ
て、８気筒のエンジンのように燃焼間隔が密であるとイ
オン電流の流れる時間がオーバーラップしてしまい、上
記従来の内燃機関失火検出回路は８気筒のエンジンの失
火を検出できなかった。
【００１７】そこで、従来は、上記燃焼間隔が疎となる
ように気筒をグループ分けして、２つの内燃機関失火検
出回路１ａ及び１ｂを用いていた。すなわち、図７
（ｅ）に示すように、内燃機関失火検出回路１ａでは♯
１、♯３、♯５及び♯７気筒の失火を検出し、内燃機関
失火検出回路１ｂでは♯２、♯４、♯６及び♯８気筒の
失火を検出していた。
ように気筒をグループ分けして、２つの内燃機関失火検
出回路１ａ及び１ｂを用いていた。すなわち、図７
（ｅ）に示すように、内燃機関失火検出回路１ａでは♯
１、♯３、♯５及び♯７気筒の失火を検出し、内燃機関
失火検出回路１ｂでは♯２、♯４、♯６及び♯８気筒の
失火を検出していた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
内燃機関失火検出回路は、例えば８気筒のエンジンでは
イオン電流の流れる時間がオーバーラップしてしまい、
失火を検出できないという問題点があった。
内燃機関失火検出回路は、例えば８気筒のエンジンでは
イオン電流の流れる時間がオーバーラップしてしまい、
失火を検出できないという問題点があった。
【００１９】そこで、例えば８気筒のエンジンでは、２
つの内燃機関失火検出回路が必要となり、このため、イ
オン電流、つまり失火の検出には複数の信号ラインが必
要となり、装置の小型化のさまたげとなっているという
問題点があった。
つの内燃機関失火検出回路が必要となり、このため、イ
オン電流、つまり失火の検出には複数の信号ラインが必
要となり、装置の小型化のさまたげとなっているという
問題点があった。
【００２０】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、多気筒のエンジンでも失火を検出
できるとともに、部品点数を削除でき、ひいては装置を
小型化できる内燃機関失火検出回路を得ることを目的と
する。
めになされたもので、多気筒のエンジンでも失火を検出
できるとともに、部品点数を削除でき、ひいては装置を
小型化できる内燃機関失火検出回路を得ることを目的と
する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
失火検出回路は、内燃機関の燃焼室内のイオン電流を検
出するイオン電流検出回路と、前記検出したイオン電流
を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、前記電流／電
圧変換回路の出力を波形整形する波形整形回路とを備え
た内燃機関失火検出回路において、前記波形整形回路
が、前記イオン電流検出回路による当該気筒のイオン電
流を検出後、次の気筒の点火までに前記検出したイオン
電流に基づいて前記当該気筒の失火検出信号を出力する
ものである。
失火検出回路は、内燃機関の燃焼室内のイオン電流を検
出するイオン電流検出回路と、前記検出したイオン電流
を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、前記電流／電
圧変換回路の出力を波形整形する波形整形回路とを備え
た内燃機関失火検出回路において、前記波形整形回路
が、前記イオン電流検出回路による当該気筒のイオン電
流を検出後、次の気筒の点火までに前記検出したイオン
電流に基づいて前記当該気筒の失火検出信号を出力する
ものである。
【００２２】また、この発明に係る内燃機関失火検出回
路は、前記波形整形回路が、コンデンサの電圧と第１及
び第２の基準電圧とを比較して失火検出信号を出力する
比較器と、前記電流／電圧変換回路の出力の立ち上がり
で前記コンデンサを充電し、前記失火検出信号の入力に
基づいて前記コンデンサを放電するコンデンサ充放電回
路とを備えたものである。
路は、前記波形整形回路が、コンデンサの電圧と第１及
び第２の基準電圧とを比較して失火検出信号を出力する
比較器と、前記電流／電圧変換回路の出力の立ち上がり
で前記コンデンサを充電し、前記失火検出信号の入力に
基づいて前記コンデンサを放電するコンデンサ充放電回
路とを備えたものである。
【００２３】
【作用】この発明に係る内燃機関失火検出回路において
は、内燃機関の燃焼室内のイオン電流を検出するイオン
電流検出回路と、前記検出したイオン電流を電圧に変換
する電流／電圧変換回路と、前記電流／電圧変換回路の
出力を波形整形する波形整形回路とを備えた内燃機関失
火検出回路において、前記波形整形回路が、前記イオン
電流検出回路による当該気筒のイオン電流を検出後、次
の気筒の点火までに前記検出したイオン電流に基づいて
前記当該気筒の失火検出信号を出力するので、多気筒で
も失火を検出でき、回路を小さくできる。
は、内燃機関の燃焼室内のイオン電流を検出するイオン
電流検出回路と、前記検出したイオン電流を電圧に変換
する電流／電圧変換回路と、前記電流／電圧変換回路の
出力を波形整形する波形整形回路とを備えた内燃機関失
火検出回路において、前記波形整形回路が、前記イオン
電流検出回路による当該気筒のイオン電流を検出後、次
の気筒の点火までに前記検出したイオン電流に基づいて
前記当該気筒の失火検出信号を出力するので、多気筒で
も失火を検出でき、回路を小さくできる。
【００２４】また、この発明に係る内燃機関失火検出回
路においては、前記波形整形回路が、コンデンサの電圧
と第１及び第２の基準電圧とを比較して失火検出信号を
出力する比較器と、前記電流／電圧変換回路の出力の立
ち上がりで前記コンデンサを充電し、前記失火検出信号
の入力に基づいて前記コンデンサを放電するコンデンサ
充放電回路とを備えたので、多気筒でも失火を検出で
き、部品点数を削減でき、ひいては回路の面積を小さく
できる。
路においては、前記波形整形回路が、コンデンサの電圧
と第１及び第２の基準電圧とを比較して失火検出信号を
出力する比較器と、前記電流／電圧変換回路の出力の立
ち上がりで前記コンデンサを充電し、前記失火検出信号
の入力に基づいて前記コンデンサを放電するコンデンサ
充放電回路とを備えたので、多気筒でも失火を検出で
き、部品点数を削減でき、ひいては回路の面積を小さく
できる。
【００２５】
実施例１．以下、この発明の一実施例について図１、図
２、図３及び図４を参照しながら説明する。図１は、こ
の発明の実施例１に係る内燃機関の構成を示す図であ
る。また、図２は、この実施例１に係る内燃機関失火検
出回路の構成を示す図である。さらに、図３及び図４
は、この実施例１の動作を示すタイミングチャートであ
り、全部の気筒（８気筒）を図示していない。なお、図
３は、♯２の気筒が失火の場合を示す。また、各図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
２、図３及び図４を参照しながら説明する。図１は、こ
の発明の実施例１に係る内燃機関の構成を示す図であ
る。また、図２は、この実施例１に係る内燃機関失火検
出回路の構成を示す図である。さらに、図３及び図４
は、この実施例１の動作を示すタイミングチャートであ
り、全部の気筒（８気筒）を図示していない。なお、図
３は、♯２の気筒が失火の場合を示す。また、各図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２６】図１において、内燃機関失火検出回路１Ａ
は、♯１〜♯８気筒の点火コイル２ａ〜２ｈの２次側に
接続されている。
は、♯１〜♯８気筒の点火コイル２ａ〜２ｈの２次側に
接続されている。
【００２７】図２において、内燃機関失火検出回路１Ａ
は、イオン電流を検出するイオン電流検出回路７と、イ
オン電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路８Ａと、
この電流／電圧変換回路８Ａの出力電圧を波形整形する
波形整形回路９Ａとを備える。
は、イオン電流を検出するイオン電流検出回路７と、イ
オン電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路８Ａと、
この電流／電圧変換回路８Ａの出力電圧を波形整形する
波形整形回路９Ａとを備える。
【００２８】また、同図において、イオン電流検出回路
７は、点火コイルの２次側の正極側に接続されたコンデ
ンサ１１と、コンデンサ１１の低電圧側とアースの間に
接続され、アノードがコンデンサ１１に接続されたダイ
オード１２と、点火コイルの２次側の正極側とアースの
間に接続され、コンデンサ１１に充電される電圧を決定
するツェナーダイオード１０とから構成されている。
７は、点火コイルの２次側の正極側に接続されたコンデ
ンサ１１と、コンデンサ１１の低電圧側とアースの間に
接続され、アノードがコンデンサ１１に接続されたダイ
オード１２と、点火コイルの２次側の正極側とアースの
間に接続され、コンデンサ１１に充電される電圧を決定
するツェナーダイオード１０とから構成されている。
【００２９】また、同図において、電流／電圧変換回路
８Ａは、アノードがアース側に接続され、カソードがコ
ンデンサ１１の低電位側の電極とダイオード１２のアノ
ードとの接続点に接続されたダイオード１３と、反転入
力端子がダイオード１２のアノードに接続され、非反転
入力端子がアースに接続されたオペアンプ（演算増幅
器）１４と、オペアンプ１４の反転入力端子と出力端子
との間に接続された帰還抵抗１５と、オペアンプ１４の
反転入力端子と出力端子との間に接続され、高周波ノイ
ズを除去するコンデンサ１６と、オペアンプ１４の出力
電圧と基準電圧源１８のしきい値電圧とを比較する比較
器１９とから構成されている。
８Ａは、アノードがアース側に接続され、カソードがコ
ンデンサ１１の低電位側の電極とダイオード１２のアノ
ードとの接続点に接続されたダイオード１３と、反転入
力端子がダイオード１２のアノードに接続され、非反転
入力端子がアースに接続されたオペアンプ（演算増幅
器）１４と、オペアンプ１４の反転入力端子と出力端子
との間に接続された帰還抵抗１５と、オペアンプ１４の
反転入力端子と出力端子との間に接続され、高周波ノイ
ズを除去するコンデンサ１６と、オペアンプ１４の出力
電圧と基準電圧源１８のしきい値電圧とを比較する比較
器１９とから構成されている。
【００３０】さらに、同図において、波形整形回路９Ａ
は、非反転入力端子がコンデンサ１１とダイオード１２
の接続点に接続され、その接続点の電圧と基準電圧源３
０のしきい値電圧とを比較する比較器３１と、オペアン
プ１４の出力電圧と基準電圧源１８のしきい値電圧とを
比較する比較器１９と、コンデンサ３２と、このコンデ
ンサ３２の定電流充放電回路３３と、コンデンサ３２の
電圧と分圧点３４の２つのしきい値電圧とを比較する比
較器３５と、Ｓ端子がインバータを通じて比較器３５の
出力端子に接続され、Ｒ端子が比較器３１の出力端子に
接続されたフリップフロップ回路（Ｆ・Ｆ）３６と、ベ
ースがフリップフロップ回路３６のＱ端子に接続され、
コレクタが定電流充放電回路３３に接続され、かつエミ
ッタが接地されたトランジスタ３７とから構成されてい
る。
は、非反転入力端子がコンデンサ１１とダイオード１２
の接続点に接続され、その接続点の電圧と基準電圧源３
０のしきい値電圧とを比較する比較器３１と、オペアン
プ１４の出力電圧と基準電圧源１８のしきい値電圧とを
比較する比較器１９と、コンデンサ３２と、このコンデ
ンサ３２の定電流充放電回路３３と、コンデンサ３２の
電圧と分圧点３４の２つのしきい値電圧とを比較する比
較器３５と、Ｓ端子がインバータを通じて比較器３５の
出力端子に接続され、Ｒ端子が比較器３１の出力端子に
接続されたフリップフロップ回路（Ｆ・Ｆ）３６と、ベ
ースがフリップフロップ回路３６のＱ端子に接続され、
コレクタが定電流充放電回路３３に接続され、かつエミ
ッタが接地されたトランジスタ３７とから構成されてい
る。
【００３１】なお、コンデンサ３２と、定電流充放電回
路３３と、比較器３５とからフィルタ回路が構成され、
リーク電流を濾波する。また、比較器１９は、電流／電
圧変換回路８Ａと波形整形回路９Ａとで共有されてい
る。さらに、コンデンサ充放電回路は、比較器３１と、
定電流充放電回路３３と、フリップフロップ回路３６
と、トランジスタ３７とから構成されている。
路３３と、比較器３５とからフィルタ回路が構成され、
リーク電流を濾波する。また、比較器１９は、電流／電
圧変換回路８Ａと波形整形回路９Ａとで共有されてい
る。さらに、コンデンサ充放電回路は、比較器３１と、
定電流充放電回路３３と、フリップフロップ回路３６
と、トランジスタ３７とから構成されている。
【００３２】つぎに、この実施例１の動作について説明
する。今、図３（ａ）に示すように、トランジスタ５
（５ａ〜５ｈ）のベース電圧Ｓ１がオン状態からオフ状
態になった時、点火コイル２（２ａ〜２ｈ）の１次電流
が急激に減少し、図３（ｂ）に示すように、コイルの逆
起電力により約−３０ｋＶの高電圧Ｓ２が発生する。
する。今、図３（ａ）に示すように、トランジスタ５
（５ａ〜５ｈ）のベース電圧Ｓ１がオン状態からオフ状
態になった時、点火コイル２（２ａ〜２ｈ）の１次電流
が急激に減少し、図３（ｂ）に示すように、コイルの逆
起電力により約−３０ｋＶの高電圧Ｓ２が発生する。
【００３３】イオン電流検出回路７は、点火時のエネル
ギーを利用して、コンデンサ１１に電荷を蓄積する。そ
して、このコンデンサ１１から供給される電圧により、
図３（ｃ）に示すように、点火直後にイオン電流Ｓ３ｉ
を含むコイル電流Ｓ３（イオン電流検出回路７に流入す
る方向を正としている。）を検出する。なお、図３
（ｃ）において、コイル電流Ｓ３は、コイルに流れる電
流成分Ｓ３ｃと、ノイズ成分Ｓ３ｎと、３μＡ〜１５０
μＡの本来のイオン電流成分Ｓ３ｉを含む。
ギーを利用して、コンデンサ１１に電荷を蓄積する。そ
して、このコンデンサ１１から供給される電圧により、
図３（ｃ）に示すように、点火直後にイオン電流Ｓ３ｉ
を含むコイル電流Ｓ３（イオン電流検出回路７に流入す
る方向を正としている。）を検出する。なお、図３
（ｃ）において、コイル電流Ｓ３は、コイルに流れる電
流成分Ｓ３ｃと、ノイズ成分Ｓ３ｎと、３μＡ〜１５０
μＡの本来のイオン電流成分Ｓ３ｉを含む。
【００３４】次に、電流／電圧変換回路８Ａは、図３
（ｄ）に示すように、オペアンプ１４によりコイル電流
Ｓ３を変換し出力電圧Ｓ４として出力する。この出力電
圧Ｓ４が上昇し基準電圧源１８のしきい値電圧を超える
と、比較器１９の出力がハイレベルとなり、図３（ｆ）
に示すように、波形整形回路９Ａのコンデンサ３２が充
電されてその電圧Ｓ６が上昇する。そして、信号Ｓ８が
ハイレベルになると、トランジスタ３７が動作し定電流
充放電回路３３によりコンデンサ３２が放電を開始しそ
の電圧Ｓ６が下降する。
（ｄ）に示すように、オペアンプ１４によりコイル電流
Ｓ３を変換し出力電圧Ｓ４として出力する。この出力電
圧Ｓ４が上昇し基準電圧源１８のしきい値電圧を超える
と、比較器１９の出力がハイレベルとなり、図３（ｆ）
に示すように、波形整形回路９Ａのコンデンサ３２が充
電されてその電圧Ｓ６が上昇する。そして、信号Ｓ８が
ハイレベルになると、トランジスタ３７が動作し定電流
充放電回路３３によりコンデンサ３２が放電を開始しそ
の電圧Ｓ６が下降する。
【００３５】コンデンサ３２の電圧Ｓ６が分圧点３４の
第１のしきい値電圧３４ａを超えると、図３（ｇ）に示
すように、比較器３５の出力Ｓ７がハイレベルになる。
この時、図３（ｈ）に示すように、フリップフロップ回
路３６のＱ端子の出力Ｓ８がハイレベルとなり、次に点
火が起こるまで出力Ｓ８はハイレベルを保持する。つま
り、図３（ｅ）に示すように、ダイオード１３によりコ
イル電流Ｓ３に対応した電圧Ｓ５（ＶFは順方向電圧）
が発生する。そして、図３（ｉ）に示すように、電圧Ｓ
５が基準電圧源３０のしきい値電圧を超えると比較器３
１は信号Ｓ９を出力し、この信号Ｓ９により出力Ｓ８は
ローレベルとなる。
第１のしきい値電圧３４ａを超えると、図３（ｇ）に示
すように、比較器３５の出力Ｓ７がハイレベルになる。
この時、図３（ｈ）に示すように、フリップフロップ回
路３６のＱ端子の出力Ｓ８がハイレベルとなり、次に点
火が起こるまで出力Ｓ８はハイレベルを保持する。つま
り、図３（ｅ）に示すように、ダイオード１３によりコ
イル電流Ｓ３に対応した電圧Ｓ５（ＶFは順方向電圧）
が発生する。そして、図３（ｉ）に示すように、電圧Ｓ
５が基準電圧源３０のしきい値電圧を超えると比較器３
１は信号Ｓ９を出力し、この信号Ｓ９により出力Ｓ８は
ローレベルとなる。
【００３６】このため、出力Ｓ８がハイレベルの期間
は、比較器１９の出力がハイレベルになってもコンデン
サ３２を充電しない。そして、イオン電流を検出後、非
常に短いパルス幅の失火検出信号である信号Ｓ７を発生
することができる。従って、図４に示すように、気筒数
が増えて点火周期が短かくなったとしても、図４（ｆ）
に示すように、失火検出信号が他の気筒の失火検出信号
と重なることがない。
は、比較器１９の出力がハイレベルになってもコンデン
サ３２を充電しない。そして、イオン電流を検出後、非
常に短いパルス幅の失火検出信号である信号Ｓ７を発生
することができる。従って、図４に示すように、気筒数
が増えて点火周期が短かくなったとしても、図４（ｆ）
に示すように、失火検出信号が他の気筒の失火検出信号
と重なることがない。
【００３７】従来は、２個の内燃機関失火検出回路１ａ
及び１ｂを並列接続し、それぞれ失火検出信号を出力し
ていたが、この実施例１は、失火検出信号を１つにまと
めることができる。
及び１ｂを並列接続し、それぞれ失火検出信号を出力し
ていたが、この実施例１は、失火検出信号を１つにまと
めることができる。
【００３８】この実施例１によれば、波形整形回路９Ａ
をコンデンサ３２の充電を第１のしきい値電圧３４ａま
でとし、その時点から放電が開始されるような構成とし
たため、イオン電流の検出後一定期間の失火検出信号が
発生でき、上記失火検出信号を１つにまとめることがで
きるとともに、それにより部品点数が削減でき、より安
価で小型な回路が提供できる。
をコンデンサ３２の充電を第１のしきい値電圧３４ａま
でとし、その時点から放電が開始されるような構成とし
たため、イオン電流の検出後一定期間の失火検出信号が
発生でき、上記失火検出信号を１つにまとめることがで
きるとともに、それにより部品点数が削減でき、より安
価で小型な回路が提供できる。
【００３９】すなわち、８気筒のエンジンの失火を検出
する場合、従来は検出回路が２個必要とするのに対し、
この実施例１は検出回路が１個だけでよく、ＩＣの面積
が約半分となる。なお、従来の検出回路の面積と実施例
１の検出回路の面積はほぼ同一である。
する場合、従来は検出回路が２個必要とするのに対し、
この実施例１は検出回路が１個だけでよく、ＩＣの面積
が約半分となる。なお、従来の検出回路の面積と実施例
１の検出回路の面積はほぼ同一である。
【００４０】
【発明の効果】この発明に係る内燃機関失火検出回路
は、以上説明したとおり、内燃機関の燃焼室内のイオン
電流を検出するイオン電流検出回路と、前記検出したイ
オン電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、前記
電流／電圧変換回路の出力を波形整形する波形整形回路
とを備えた内燃機関失火検出回路において、前記波形整
形回路が、前記イオン電流検出回路による当該気筒のイ
オン電流を検出後、次の気筒の点火までに前記検出した
イオン電流に基づいて前記当該気筒の失火検出信号を出
力するので、多気筒でも失火を検出でき、回路を小さく
できるという効果を奏する。
は、以上説明したとおり、内燃機関の燃焼室内のイオン
電流を検出するイオン電流検出回路と、前記検出したイ
オン電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、前記
電流／電圧変換回路の出力を波形整形する波形整形回路
とを備えた内燃機関失火検出回路において、前記波形整
形回路が、前記イオン電流検出回路による当該気筒のイ
オン電流を検出後、次の気筒の点火までに前記検出した
イオン電流に基づいて前記当該気筒の失火検出信号を出
力するので、多気筒でも失火を検出でき、回路を小さく
できるという効果を奏する。
【００４１】また、この発明に係る内燃機関失火検出回
路は、以上説明したとおり、前記波形整形回路が、コン
デンサの電圧と第１及び第２の基準電圧とを比較して失
火検出信号を出力する比較器と、前記電流／電圧変換回
路の出力の立ち上がりで前記コンデンサを充電し、前記
失火検出信号の入力に基づいて前記コンデンサを放電す
るコンデンサ充放電回路とを備えたので、多気筒でも失
火を検出でき、部品点数を削減でき、ひいては回路の面
積を小さくできるという効果を奏する。
路は、以上説明したとおり、前記波形整形回路が、コン
デンサの電圧と第１及び第２の基準電圧とを比較して失
火検出信号を出力する比較器と、前記電流／電圧変換回
路の出力の立ち上がりで前記コンデンサを充電し、前記
失火検出信号の入力に基づいて前記コンデンサを放電す
るコンデンサ充放電回路とを備えたので、多気筒でも失
火を検出でき、部品点数を削減でき、ひいては回路の面
積を小さくできるという効果を奏する。
【図１】 この発明の実施例１に係る内燃機関の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】 この発明の実施例１の回路構成を示す図であ
る。
る。
【図３】 この発明の実施例１の動作を示すタイミング
チャートである。
チャートである。
【図４】 この発明の実施例１の動作を示すタイミング
チャートである。
チャートである。
【図５】 従来の内燃機関の構成を示す図である。
【図６】 従来の内燃機関失火検出回路の回路構成を示
す図である。
す図である。
【図７】 従来の内燃機関失火検出回路の動作を示すタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
１Ａ 内燃機関失火検出回路、２ 点火コイル、３ 点
火プラグ、７ イオン電流検出回路、８Ａ 電流／電圧
変換回路、９Ａ 波形整形回路。
火プラグ、７ イオン電流検出回路、８Ａ 電流／電圧
変換回路、９Ａ 波形整形回路。
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の燃焼室内のイオン電流を検出
するイオン電流検出回路、前記検出したイオン電流を電
圧に変換する電流／電圧変換回路、及び前記電流／電圧
変換回路の出力を波形整形する波形整形回路を備えた内
燃機関失火検出回路において、前記波形整形回路は、前
記イオン電流検出回路による当該気筒のイオン電流を検
出後、次の気筒の点火までに前記検出したイオン電流に
基づいて前記当該気筒の失火検出信号を出力することを
特徴とする内燃機関失火検出回路。 - 【請求項２】 前記波形整形回路は、コンデンサの電圧
と第１及び第２の基準電圧とを比較して失火検出信号を
出力する比較器、及び前記電流／電圧変換回路の出力の
立ち上がりで前記コンデンサを充電し、前記失火検出信
号の入力に基づいて前記コンデンサを放電するコンデン
サ充放電回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の
内燃機関失火検出回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274942A JPH08135554A (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 内燃機関失火検出回路 |
| US08/554,717 US5652520A (en) | 1994-11-09 | 1995-11-07 | Internal combustion engine misfire circuit using ion current sensing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274942A JPH08135554A (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 内燃機関失火検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08135554A true JPH08135554A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17548706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6274942A Pending JPH08135554A (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 内燃機関失火検出回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5652520A (ja) |
| JP (1) | JPH08135554A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE19614388C1 (de) * | 1996-04-12 | 1997-07-03 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung der Qualität eines Kraftstoff-Luftgemisches |
| JP3554447B2 (ja) * | 1996-09-19 | 2004-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
| JP3676899B2 (ja) * | 1997-03-11 | 2005-07-27 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用のイオン電流検出装置 |
| US6954074B2 (en) * | 2002-11-01 | 2005-10-11 | Visteon Global Technologies, Inc. | Circuit for measuring ionization current in a combustion chamber of an internal combustion engine |
| US7603226B2 (en) * | 2006-08-14 | 2009-10-13 | Henein Naeim A | Using ion current for in-cylinder NOx detection in diesel engines and their control |
| CN105703429B (zh) * | 2011-12-28 | 2018-09-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种充电方法、移动终端、充电设备及系统 |
| EP2820580A4 (en) * | 2012-02-28 | 2015-07-29 | Univ Wayne State | USE OF IONIC CURRENT SIGNAL FOR MOTOR PERFORMANCE AND EMISSION MEASUREMENT TECHNIQUES AND METHODS FOR REALIZING THE SAME |
| DE102014216030A1 (de) * | 2013-11-14 | 2015-05-21 | Robert Bosch Gmbh | Zündsystem und Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems |
| JP7143398B2 (ja) * | 2018-03-13 | 2022-09-28 | ローム株式会社 | スイッチ制御回路、イグナイタ |
| DE112018008224T5 (de) * | 2018-12-25 | 2021-09-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Ionenstrom-Detektionsschaltung, Zündsteuerungsgerät und Zündsystem |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2721604B2 (ja) * | 1991-09-30 | 1998-03-04 | 株式会社日立製作所 | 燃焼状態診断装置 |
| JP2536353B2 (ja) * | 1991-10-04 | 1996-09-18 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
| 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 |
| US5392641A (en) * | 1993-03-08 | 1995-02-28 | Chrysler Corporation | Ionization misfire detection apparatus and method for an internal combustion engine |
| 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 |
| US5321978A (en) * | 1993-04-05 | 1994-06-21 | Ford Motor Company | Method and apparatus for detecting cylinder misfire in an internal combustion engine |
| JP3192541B2 (ja) * | 1994-01-28 | 2001-07-30 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用失火検出回路 |
| JP3194676B2 (ja) * | 1994-11-08 | 2001-07-30 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の失火検出装置 |
| JP3194680B2 (ja) * | 1994-12-15 | 2001-07-30 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の失火検出装置 |
-
1994
- 1994-11-09 JP JP6274942A patent/JPH08135554A/ja active Pending
-
1995
- 1995-11-07 US US08/554,717 patent/US5652520A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5652520A (en) | 1997-07-29 |
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