JPH09236073A - Combustion state detector for internal combustion engine - Google Patents
Combustion state detector for internal combustion engineInfo
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- JPH09236073A JPH09236073A JP8043067A JP4306796A JPH09236073A JP H09236073 A JPH09236073 A JP H09236073A JP 8043067 A JP8043067 A JP 8043067A JP 4306796 A JP4306796 A JP 4306796A JP H09236073 A JPH09236073 A JP H09236073A
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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
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
- F02P2017/128—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for knock detection
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼状
態から過早点火を検出する内燃機関の燃焼状態検出装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion state detecting device for an internal combustion engine, which detects preignition from the combustion state of the internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関において、点火プラグ等
の温度が異常に上昇すると熱点となり火花放電により点
火制御される以前に点火燃焼し始め、あたかも点火時期
を進角したのと同様となり、熱点は更に昇温して点火時
期が早まる過早点火(Pre-Ignition:プレイグニッショ
ン;以下、単に『プレイグ』と記す)が起こる。このプ
レイグは圧縮行程の仕事量を増し、内燃機関を逆回転さ
せる傾向を与えるため運転状態が不調となり、燃焼室が
異常高温に曝されることでピストン焼付やノッキング等
の内燃機関のトラブル発生原因となり易かった。2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, when the temperature of an ignition plug or the like rises abnormally, it becomes a hot point and starts to ignite and burn before ignition control by spark discharge, as if the ignition timing was advanced. Pre-Ignition (pre-ignition; hereinafter simply referred to as "pre-ignition") occurs in which the hot spot is further heated and the ignition timing is advanced. This plague increases the amount of work in the compression stroke and tends to rotate the internal combustion engine in the reverse direction, which causes the operating condition to malfunction, causing the combustion chamber to be exposed to abnormally high temperatures, causing problems such as piston seizure and knocking of the internal combustion engine. It was easy to become.
【0003】このような不具合に対処する先行技術文献
として、特開昭57−44768号公報にて開示された
ものが知られている。このものでは、このような熱点に
よるプレイグをイオン電流の発生に基づき検出し、点火
時期を遅延させることにより内燃機関のトラブル発生を
事前に防止させる技術が示されている。As a prior art document for coping with such a problem, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-44768 is known. This document discloses a technique of detecting a plague due to such a hot spot based on the generation of an ion current and delaying the ignition timing to prevent a trouble from occurring in the internal combustion engine in advance.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、内燃機関の点
火装置では、一般的に定電流制御回路を用いており、点
火コイルの1次巻線を流れる1次電流が所定の上限値に
到達する時点で急激な変動があるとイオン電流の発生を
検出する端子にノイズが重畳してプレイグを誤検出する
可能性が想定される。The ignition device for an internal combustion engine generally uses a constant current control circuit, and the primary current flowing through the primary winding of the ignition coil reaches a predetermined upper limit value. If there is a drastic change at the time, it is assumed that noise may be superimposed on the terminal for detecting the generation of the ionic current and erroneous detection of Plague.
【0005】そこで、この発明はかかる不具合の予測性
を解消するためになされたもので、内燃機関のイオン電
流の発生に基づくプレイグを確実に検出することが可能
な内燃機関の燃焼状態検出装置の提供を課題としてい
る。Therefore, the present invention has been made in order to eliminate the predictability of such a problem, and provides a combustion state detecting device for an internal combustion engine capable of reliably detecting a plague based on the generation of an ion current of the internal combustion engine. Offering is an issue.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1の内燃機関の燃
焼状態検出装置によれば、電流制限回路によってスイッ
チング素子が駆動され点火コイルの1次巻線を流れる1
次電流が所定の上限値に制限され、緩到達制御回路によ
ってその1次電流が緩やかに所定の上限値に到達され
る。このため、1次電流の急激な変動に伴った点火コイ
ルの2次巻線側の電磁誘導に起因する大きなノイズの発
生が抑えられる。これにより、1次電流の上昇途中でプ
レイグが生じたとき、イオン電流検出回路で検出される
イオン電流には大きなノイズの重畳がないため正確なプ
レイグ情報を検出できるという効果が得られる。According to another aspect of the present invention, there is provided a combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine, wherein a switching element is driven by a current limiting circuit and flows through a primary winding of an ignition coil.
The secondary current is limited to a predetermined upper limit value, and the primary current is slowly reached to the predetermined upper limit value by the slow reaching control circuit. Therefore, generation of large noise due to electromagnetic induction on the secondary winding side of the ignition coil due to abrupt fluctuation of the primary current is suppressed. As a result, when a plague occurs during the rise of the primary current, the ion current detected by the ion current detection circuit does not have a large amount of superposition of noise, so that an accurate plague information can be detected.
【0007】請求項2の内燃機関の燃焼状態検出装置の
電流制限回路では、1次電流検出回路で検出された点火
コイルの1次巻線を流れる1次電流を制限する基準値が
基準値発生回路で発生される。緩到達制御回路で変化さ
れる基準値と1次電流値とが比較駆動回路で比較されス
イッチング素子がオン/オフ駆動されることで、1次電
流が通電開始直後から所定の上限値に到達するまで徐々
に緩やかに上昇される。即ち、1次電流の急激な変動が
ないため点火コイルの2次巻線側に誘導される大きなノ
イズが抑えられ、イオン電流への大きなノイズ信号の重
畳が抑制される。これにより、1次電流の上昇途中でプ
レイグが生じてイオン電流が流れた際、大きなノイズの
重畳がないため正確なプレイグ情報を検出できるという
効果が得られる。In the current limiting circuit of the combustion state detecting device for the internal combustion engine according to the second aspect, the reference value for limiting the primary current flowing through the primary winding of the ignition coil detected by the primary current detecting circuit generates a reference value. Generated in the circuit. The reference value changed by the slow arrival control circuit and the primary current value are compared by the comparison drive circuit, and the switching element is turned on / off, so that the primary current reaches the predetermined upper limit value immediately after the start of energization. Is gradually increased. That is, since there is no abrupt change in the primary current, large noise induced on the secondary winding side of the ignition coil is suppressed, and superposition of a large noise signal on the ion current is suppressed. As a result, when plague is generated during the rise of the primary current and an ionic current flows, there is no superposition of large noises, so that there is an effect that accurate plague information can be detected.
【0008】請求項3の内燃機関の燃焼状態検出装置の
電流制限回路では、1次電流検出回路で検出された点火
コイルの1次巻線を流れる1次電流を制限する基準値が
基準値発生回路で発生される。緩到達制御回路で変化さ
れる1次電流値と基準値とが比較駆動回路で比較されス
イッチング素子がオン/オフ駆動されることで、1次電
流が通電開始直後から所定の上限値に到達するまで徐々
に緩やかに上昇される。即ち、1次電流の急激な変動が
ないため点火コイルの2次巻線側に誘導される大きなノ
イズが抑えられ、イオン電流への大きなノイズ信号の重
畳が抑制される。これにより、1次電流の上昇途中でプ
レイグが生じてイオン電流が流れた際、大きなノイズの
重畳がないため正確なプレイグ情報を検出できるという
効果が得られる。In the current limiting circuit of the combustion state detecting device for the internal combustion engine according to claim 3, a reference value for limiting the primary current flowing through the primary winding of the ignition coil detected by the primary current detecting circuit is generated as a reference value. Generated in the circuit. The primary current value changed by the slow-reaching control circuit is compared with the reference value by the comparison drive circuit, and the switching element is turned on / off, so that the primary current reaches a predetermined upper limit value immediately after the start of energization. Is gradually increased. That is, since there is no abrupt change in the primary current, large noise induced on the secondary winding side of the ignition coil is suppressed, and superposition of a large noise signal on the ion current is suppressed. As a result, when plague is generated during the rise of the primary current and an ionic current flows, there is no superposition of large noises, so that there is an effect that accurate plague information can be detected.
【0009】請求項4の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、点火時期前に電流制限回路が機能することか
ら、1次電流の上昇途中に流れるイオン電流に基づきプ
レイグの発生を検出するイオン電流検出装置と組合わせ
ることで、プレイグの誤検出が防止できるという優れた
効果が得られる。According to the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of the fourth aspect, since the current limiting circuit functions before the ignition timing, the ion detecting the occurrence of the plague based on the ion current flowing during the rising of the primary current. By combining with the current detection device, an excellent effect of preventing false detection of plague can be obtained.
【0010】請求項5の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、イオン電流検出装置が緩到達制御回路で1次電流が
緩やかに上昇される期間を含む検出期間に発生するイオ
ン電流を検出する。この検出期間内には大きなノイズが
重畳することがないため、イオン電流検出装置は検出さ
れたイオン電流がプレイグであると正確に判定すること
ができるという効果が得られる。In the combustion state detecting device for the internal combustion engine according to the fifth aspect, the ionic current detecting device detects the ionic current generated during the detection period including the period during which the primary current is gradually increased by the slow arrival control circuit. Since no large noise is superposed during this detection period, it is possible to obtain an effect that the ion current detecting device can accurately determine that the detected ion current is Plague.
【0011】請求項6の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、電流制限回路で1次電流の電流制限のためのス
イッチング素子の駆動がイオン電流の検出期間の前から
開始されており、検出期間中にスイッチング素子の駆動
が開始され1次電流の変化量が急激に変動することが防
止される。このため、検出期間中では1次電流の急激な
変動に伴った点火コイルの2次巻線側の電磁誘導に起因
する大きなノイズの発生が抑えられる。これにより、1
次電流の上昇途中にプレイグが生じたとき、イオン電流
検出回路で検出されるイオン電流には大きなノイズの重
畳がないため正確なプレイグ情報を検出できるという効
果が得られる。According to the combustion state detecting device of the internal combustion engine of claim 6, the driving of the switching element for limiting the current of the primary current in the current limiting circuit is started before the ion current detection period, and the detection is performed. Driving of the switching element is started during the period, and the change amount of the primary current is prevented from abruptly changing. For this reason, during the detection period, generation of large noise due to electromagnetic induction on the secondary winding side of the ignition coil due to abrupt fluctuation of the primary current is suppressed. This gives 1
When a plague occurs during the rise of the next current, the ion current detected by the ion current detection circuit does not have a large noise superposition, so that an accurate plague information can be detected.
【0012】請求項7の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、電流制限回路で所定の上限値に向けて緩やかに上昇
させる1次電流の電流制限のためのスイッチング素子の
駆動がイオン電流の検出期間の前から開始されており、
検出期間中にスイッチング素子の駆動が開始され1次電
流の変化量が急激に変動することが防止される。このた
め、検出期間中では1次電流の急激な変動に伴った点火
コイルの2次巻線側の電磁誘導に起因する大きなノイズ
の発生が抑えられる。これにより、1次電流の上昇途中
にプレイグが生じたとき、イオン電流検出回路で検出さ
れるイオン電流には大きなノイズの重畳がないため正確
なプレイグ情報を検出できるという効果が得られる。In the combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine according to a seventh aspect of the present invention, the driving of the switching element for the current limitation of the primary current, which is gradually increased toward the predetermined upper limit value in the current limiting circuit, is performed during the ion current detection period. Has started in front of
The driving of the switching element is started during the detection period, and the change amount of the primary current is prevented from abruptly changing. For this reason, during the detection period, generation of large noise due to electromagnetic induction on the secondary winding side of the ignition coil due to abrupt fluctuation of the primary current is suppressed. As a result, when a plague occurs during the rise of the primary current, the ion current detected by the ion current detection circuit does not have a large superposition of noise, so that an accurate plague information can be detected.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below based on Examples.
【0014】〈実施例1〉図1は本発明の実施の形態の
第1実施例にかかる内燃機関の燃焼状態検出装置を用い
た点火回路における定電流制御部を示す回路図である。<First Embodiment> FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant current control unit in an ignition circuit using a combustion state detecting device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【0015】図1において、1は点火コイルであり、1
aは点火コイル1の1次巻線、1bは点火コイル1の2
次巻線である。2は図示しない内燃機関のシリンダに配
設される点火プラグである。点火コイル1の1次巻線1
aの一端はバッテリ電源端子VB に接続され、他端はI
GBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタ)3と電流検出用抵抗4と
の直列回路を介して接地されている。IGBT3はバイ
ポーラトランジスタのゲート回路を低耐圧MOSFET
としたもので、ゲート端子とコレクタ端子とエミッタ端
子とを有している。このIGBT3がオンすると、1次
電流I1 がバッテリ電源端子VB から点火コイル1の1
次巻線1a、IGBT3、電流検出用抵抗4を通って接
地側に流れる。この1次電流I1 の大きさが電流検出用
抵抗4により電圧値に変換される。In FIG. 1, 1 is an ignition coil, and 1
a is the primary winding of the ignition coil 1 and 1b is 2 of the ignition coil 1.
It is the next winding. Reference numeral 2 is a spark plug arranged in a cylinder of an internal combustion engine (not shown). Primary winding 1 of ignition coil 1
One end of a is connected to the battery power supply terminal VB, and the other end is I
It is grounded via a series circuit of a GBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 3 and a current detection resistor 4. The IGBT 3 is a low breakdown voltage MOSFET whose gate circuit is a bipolar transistor.
It has a gate terminal, a collector terminal, and an emitter terminal. When the IGBT 3 is turned on, the primary current I1 flows from the battery power supply terminal VB to the ignition coil 1-1.
It flows to the ground side through the secondary winding 1a, the IGBT 3, and the current detecting resistor 4. The magnitude of the primary current I1 is converted into a voltage value by the current detecting resistor 4.
【0016】IGBT3のゲート端子はECU点火信号
出力PNPトランジスタ5とイグナイタ入力保護抵抗6
と充放電緩和用IGBTゲート抵抗7との直列回路を介
して基準電圧端子Vccと接続されている。PNPトラン
ジスタ5はそのベース端子に内燃機関制御用ECU(El
ectronic Control Unit:電子制御装置)8から点火信号
IGtが入力されることでオンされる。この点火信号I
Gtに応答するPNPトランジスタ5のオン動作に基づ
きIGBT3のゲート端子には基準電圧端子Vccから基
準電圧である+5V(ボルト)が印加される。ECU8
は、周知の中央処理装置としてのCPU、制御プログラ
ムを格納したROM、各種データを格納するRAM、入
出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論
理演算回路として構成されている。The gate terminal of the IGBT 3 is an ECU ignition signal output PNP transistor 5 and an igniter input protection resistor 6.
Is connected to the reference voltage terminal Vcc through a series circuit of a charge and discharge alleviating IGBT gate resistor 7. The PNP transistor 5 has its base terminal connected to an ECU (El
It is turned on when an ignition signal IGt is input from an ectronic Control Unit (electronic control unit) 8. This ignition signal I
Based on the ON operation of the PNP transistor 5 in response to Gt, the reference voltage + 5V (volt) is applied to the gate terminal of the IGBT 3 from the reference voltage terminal Vcc. ECU8
Is a logical operation circuit including a CPU as a well-known central processing unit, a ROM storing a control program, a RAM storing various data, an input / output circuit and a bus line connecting them.
【0017】IGBT3のエミッタ端子と電流検出用抵
抗4との間の接続点aは抵抗9と抵抗10との直列回路
を介してコンパレータ(Comparator:比較器)11の非
反転(+)入力端子と接続されている。また、抵抗9と
抵抗10との間の接続点bは抵抗12を介して接地さ
れ、その接続点bは抵抗6と抵抗7との間の接続点cと
発振防止用抵抗13を介して接続されている。この発振
防止用抵抗13は、IGBT3のゲート・エミッタ間の
電圧を分圧しコンパレータ11に正帰還をかけるもので
あり、ゲート・エミッタ間は抵抗4と抵抗9との直列抵
抗と抵抗12との並列抵抗の抵抗値と抵抗13の抵抗値
とで分圧されている。A connection point a between the emitter terminal of the IGBT 3 and the current detecting resistor 4 is connected to a non-inverting (+) input terminal of a comparator 11 through a series circuit of a resistor 9 and a resistor 10. It is connected. Further, the connection point b between the resistors 9 and 10 is grounded via the resistor 12, and the connection point b is connected to the connection point c between the resistors 6 and 7 and the oscillation prevention resistor 13. Has been done. The oscillation preventing resistor 13 divides the voltage between the gate and the emitter of the IGBT 3 and applies positive feedback to the comparator 11. Between the gate and the emitter, a series resistor of a resistor 4 and a resistor 9 and a resistor 12 in parallel are provided. The voltage is divided by the resistance value of the resistor and the resistance value of the resistor 13.
【0018】また、PNPトランジスタ5と抵抗6との
間の接続点dは抵抗14と抵抗15と抵抗16との直列
回路を介して接地され、抵抗15と抵抗16との間の接
続点eは抵抗17とコンデンサ18との直列回路を介し
て接地されている。そして、抵抗17とコンデンサ18
との間の接続点fはコンパレータ11の反転(−)入力
端子と接続されている。このため、コンパレータ11で
は接続点aの電流検出用抵抗4の両端子間の電圧に応じ
た電圧値、即ち、点火コイル1の1次巻線1aを流れる
1次電流I1 に応じた電圧値と、簡易基準電圧発生用ツ
ェナダイオード20による抵抗15と抵抗16とで分圧
された電圧が抵抗17を介してコンデンサ18を充電す
るときの接続点fの電圧値とが比較される。このコンパ
レータ11からは両電圧値の大小関係に基づきL(Low:
低)レベルの信号またはH(High:高)レベルの信号が
出力される。The connection point d between the PNP transistor 5 and the resistor 6 is grounded through the series circuit of the resistance 14, the resistance 15 and the resistance 16, and the connection point e between the resistance 15 and the resistance 16 is. It is grounded via a series circuit of a resistor 17 and a capacitor 18. Then, the resistor 17 and the capacitor 18
The connection point f between and is connected to the inverting (-) input terminal of the comparator 11. Therefore, in the comparator 11, the voltage value according to the voltage between both terminals of the current detection resistor 4 at the connection point a, that is, the voltage value according to the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 The voltage divided by the resistors 15 and 16 by the simple reference voltage generating Zener diode 20 is compared with the voltage value at the connection point f when the capacitor 18 is charged via the resistor 17. From this comparator 11, L (Low:
A low level signal or an H (High: high) level signal is output.
【0019】そして、抵抗6と抵抗7との間の接続点g
はNPNトランジスタ19を介して接地され、NPNト
ランジスタ19のベース端子がコンパレータ11の出力
端子と接続されている。このNPNトランジスタ19は
コンパレータ11からLレベル信号を入力するとオフ状
態、Hレベル信号を入力するとオン状態となる。The connection point g between the resistor 6 and the resistor 7
Is grounded through the NPN transistor 19, and the base terminal of the NPN transistor 19 is connected to the output terminal of the comparator 11. The NPN transistor 19 is turned off when the L level signal is input from the comparator 11 and is turned on when the H level signal is input.
【0020】また、点火コイル1の2次巻線1bの一端
は点火プラグ2を介して接地され、他端はツェナダイオ
ード21,22を介して接地されている。ここで、2次
電流I2 の流れる方向に対してツェナダイオード21は
逆方向に接続、ツェナダイオード22は順方向に接続さ
れている。そして、点火コイル1の2次巻線1bとツェ
ナダイオード21との間の接続点iはイオン電流検出用
電源としてのコンデンサ23とイオン電流検出用抵抗2
4との直列回路を介して接地されている。更に、コンデ
ンサ23とイオン電流検出用抵抗24との間の接続点j
はイオン電流検出装置25と接続され、ツェナダイオー
ド21とツェナダイオード22との間の接続点kとも接
続されている。Further, one end of the secondary winding 1b of the ignition coil 1 is grounded via the ignition plug 2 and the other end is grounded via the Zener diodes 21 and 22. Here, the Zener diode 21 is connected in the reverse direction and the Zener diode 22 is connected in the forward direction with respect to the direction in which the secondary current I2 flows. A connection point i between the secondary winding 1b of the ignition coil 1 and the Zener diode 21 is connected to a capacitor 23 as an ion current detection power source and an ion current detection resistor 2
It is grounded via a series circuit with 4. Further, a connection point j between the capacitor 23 and the ion current detecting resistor 24
Is connected to the ion current detector 25, and is also connected to a connection point k between the Zener diode 21 and the Zener diode 22.
【0021】この接続点jにおける点火コイル1の2次
巻線1bを流れるイオン電流IION等に応じてイオン電
流検出用抵抗24にかかる電圧値はイオン電流検出装置
25に入力される。このイオン電流検出装置25は、接
続点jの電圧値を予め設定された検出期間(後述のウイ
ンドウ信号がオンしている間)だけモニタリングし、そ
の間にイオン電流IION に応じたイオン電流信号SIIO
N の発生が検出されるとプレイグが起きたと判定し、内
燃機関に対する空燃比を大きくして希薄燃料状態とする
制御信号や一時的に燃料停止状態とする制御信号、また
は点火時期を遅延する制御信号等をECU8側に出力し
内燃機関の運転状態を正常に戻す機能を有する。The voltage value applied to the ion current detecting resistor 24 according to the ion current IION flowing through the secondary winding 1b of the ignition coil 1 at the connection point j is input to the ion current detecting device 25. The ion current detection device 25 monitors the voltage value of the connection point j only for a preset detection period (while a window signal described later is on), and during that period, the ion current signal SIIO corresponding to the ion current IION.
When the occurrence of N is detected, it is determined that a plague has occurred, and a control signal for increasing the air-fuel ratio to the internal combustion engine to make it into a lean fuel state, a control signal to temporarily stop fuel, or a control to delay the ignition timing. It has a function of outputting a signal or the like to the ECU 8 side and returning the operating state of the internal combustion engine to a normal state.
【0022】次に、このように構成された点火回路にお
ける定電流制御部の作用について、1次電流I1 と通電
時間Tとの関係をバッテリ電圧をパラメータとして示す
図2の特性図及び図3のタイミングチャートを参照して
説明する。なお、比較のため、図1からコンデンサ18
をなくした従来の点火回路における定電流制御部の1次
電流I1 と通電時間Tとの関係をバッテリ電圧をパラメ
ータとして示す図5の特性図及び図6のタイミングチャ
ートを参照して説明する。Next, regarding the operation of the constant current control unit in the ignition circuit thus constructed, the characteristic diagram of FIG. 2 and the characteristic diagram of FIG. 3 showing the relationship between the primary current I1 and the energization time T using the battery voltage as a parameter. This will be described with reference to the timing chart. For comparison, the capacitor 18 is shown in FIG.
The relationship between the primary current I1 of the constant current control unit and the energization time T in the conventional ignition circuit without the above will be described with reference to the characteristic diagram of FIG. 5 showing the battery voltage as a parameter and the timing chart of FIG.
【0023】図1において、PNPトランジスタ5にE
CU8から点火信号IGtが入力されると、PNPトラ
ンジスタ5がオンとされる。すると、基準電圧端子Vcc
から基準電圧+5Vが抵抗6を介して抵抗7に印加さ
れ、IGBT3がオンとされる。このIGBT3のオン
に応じてバッテリ電源端子VB から1次電流I1 が点火
コイル1の1次巻線1a、IGBT3、電流検出用抵抗
4を通って接地側に流れる。In FIG. 1, the PNP transistor 5 has an E
When the ignition signal IGt is input from the CU 8, the PNP transistor 5 is turned on. Then, the reference voltage terminal Vcc
Then, the reference voltage + 5V is applied to the resistor 7 via the resistor 6, and the IGBT 3 is turned on. When the IGBT 3 is turned on, a primary current I1 flows from the battery power supply terminal VB to the ground side through the primary winding 1a of the ignition coil 1, the IGBT 3, and the current detecting resistor 4.
【0024】ここでは、点火コイル1の1次巻線抵抗が
比較的大きいため、図2及び図5に示すように、バッテ
リ電源端子VB に接続されるバッテリ電圧が高いほど大
きな1次電流I1 を1次巻線1a側に流すことができ
る。そして、1次巻線1aに流れる1次電流I1 は、バ
ッテリ電圧が高いときには回路素子保護のため定電流制
御によって所定の上限値I1 max に制限され、バッテリ
電圧が低いときには定電流制御によらないで自ずと決ま
ることになる。Here, since the primary winding resistance of the ignition coil 1 is relatively large, as shown in FIGS. 2 and 5, the higher the battery voltage connected to the battery power supply terminal VB, the larger the primary current I1. It can flow to the primary winding 1a side. The primary current I1 flowing through the primary winding 1a is limited to a predetermined upper limit value I1 max by constant current control to protect the circuit elements when the battery voltage is high, and does not depend on the constant current control when the battery voltage is low. It will be decided by itself.
【0025】ところで、図5に示すように、従来では、
バッテリ電圧が高く1次電流I1 が急峻な立上がりであ
るほど所定の上限値I1 max に到達する際、急激な変動
を呈していた。これに対して、図2に示す本実施例で
は、バッテリ電圧が高く1次電流I1 が急峻な立上がり
であっても所定の上限値I1 max に緩やかに到達され
る。By the way, as shown in FIG.
The higher the battery voltage and the steeper the primary current I1, the more rapid the change when reaching the predetermined upper limit value I1 max. On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 2, the predetermined upper limit value I1 max is gently reached even when the battery voltage is high and the primary current I1 rises steeply.
【0026】図1において、1次電流I1 の電流値が電
流検出用抵抗4により電圧値に変換された接続点aの電
圧値と接続点fの比較基準となる電圧値とがコンパレー
タ11にて比較される。接続点aの電圧値が接続点fの
電圧値よりも低いときにはコンパレータ11からLレベ
ル信号がNPNトランジスタ19のベース端子に出力さ
れる。NPNトランジスタ19はそのベース端子がLレ
ベルのときにはオフ状態である。また、点火コイル1の
1次巻線1aを流れる1次電流I1 が上昇し接続点fの
電圧値に到達すると、コンパレータ11からHレベル信
号がNPNトランジスタ19のベース端子に出力され
る。NPNトランジスタ19はそのベース端子がHレベ
ルのときにはオン状態である。そして、所定の上限値I
1 max に対応する電圧値に到達するまでコンパレータ1
1での比較結果に基づきNPNトランジスタ19はオン
/オフが繰返される。In FIG. 1, the comparator 11 determines the voltage value at the connection point a and the voltage value at the connection point f at which the current value of the primary current I1 is converted into a voltage value by the current detecting resistor 4. Be compared. When the voltage value at the connection point a is lower than the voltage value at the connection point f, the comparator 11 outputs an L level signal to the base terminal of the NPN transistor 19. The NPN transistor 19 is off when its base terminal is at L level. When the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 rises and reaches the voltage value at the connection point f, the comparator 11 outputs an H level signal to the base terminal of the NPN transistor 19. The NPN transistor 19 is in the ON state when its base terminal is at the H level. Then, the predetermined upper limit value I
Comparator 1 until the voltage value corresponding to 1 max is reached
The NPN transistor 19 is repeatedly turned on / off based on the comparison result of 1.
【0027】つまり、コンパレータ11の反転(−)入
力端子に接続されている接続点fの電圧値は、ECU8
からの点火信号IGtによりPNPトランジスタ5がオ
ンとなっても直ちに接続点eの比較電圧値(点火コイル
1の1次巻線1aを流れる1次電流I1 を制限する所定
の上限値I1 max に対応する電圧値)とはならず、抵抗
17とコンデンサ18とのCR時定数に基づき徐々に接
続点eの比較電圧値まで上昇される。このため、図2に
示すように、コンパレータ11にて接続点aの電圧値、
即ち、1次電流I1 の電流値が立上がりの初期段階から
制御され緩やかに所定の上限値I1 max に到達されるの
である。なお、コンデンサ18と接地との間に更に抵抗
を追加することで、1次電流I1 の電流値の立上がりを
途中から制御して緩やかに所定の上限値I1 max に到達
させることもできる。また、バッテリ電圧が低く抵抗1
7とコンデンサ18とで与えられるCR時定数よりも1
次電流I1 の立上がりが遅い場合には、図2及び図5の
特性図でも明らかなように、等価の波形となる。That is, the voltage value of the connection point f connected to the inverting (-) input terminal of the comparator 11 is the ECU 8
Even if the PNP transistor 5 is turned on by the ignition signal IGt from, the comparison voltage value at the connection point e (corresponding to a predetermined upper limit value I1 max for limiting the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1) The voltage value of the connection point e is gradually increased based on the CR time constant of the resistor 17 and the capacitor 18. Therefore, as shown in FIG. 2, in the comparator 11, the voltage value of the connection point a,
That is, the current value of the primary current I1 is controlled from the initial stage of rising and gradually reaches the predetermined upper limit value I1 max. By adding a resistor between the capacitor 18 and the ground, the rise of the current value of the primary current I1 can be controlled from the middle to gradually reach the predetermined upper limit value I1 max. Also, the battery voltage is low and the resistance is 1.
1 than the CR time constant given by 7 and capacitor 18
When the next current I1 rises slowly, the waveform becomes equivalent, as is apparent from the characteristic diagrams of FIGS.
【0028】上述したように、NPNトランジスタ19
はコンパレータ11からの出力信号によりオン/オフが
繰返されIGBT3のゲート電圧が調整され、そのIG
BT3を流れる1次電流I1 が緩やかに所定の上限値I
1 max に到達され保持される。このとき、発振防止用抵
抗13によりIGBT3のゲート電圧がコンパレータ1
1の非反転(+)入力端子側にフィードバックされIG
BT3に流れる1次電流I1 の発振が防止される。ま
た、抵抗7によりNPNトランジスタ19で引抜かれる
IGBT3のゲート端子の浮遊容量に対する充放電の速
度が緩和される。これにより、点火コイル1の1次巻線
1aを流れる1次電流I1 の電流値の発振が防止され、
所定の上限値I1 max に到達する際の急激な変動がなく
大きなノイズ発生が防止された定電流制御が実現され
る。As described above, the NPN transistor 19
Is repeatedly turned on / off by the output signal from the comparator 11 to adjust the gate voltage of the IGBT 3,
The primary current I1 flowing through the BT3 is gradually reduced to a predetermined upper limit value I.
1 max is reached and held. At this time, the gate voltage of the IGBT 3 is applied to the comparator 1 by the oscillation prevention resistor 13.
1 is fed back to the non-inverting (+) input terminal side and IG
Oscillation of the primary current I1 flowing through BT3 is prevented. Further, the resistance 7 reduces the charging / discharging speed with respect to the stray capacitance of the gate terminal of the IGBT 3 which is pulled out by the NPN transistor 19. This prevents oscillation of the current value of the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1,
It is possible to realize constant current control in which there is no abrupt change when reaching the predetermined upper limit value I1 max and large noise is prevented.
【0029】上述の動作に基づき、図3(a)に示すよ
うに、時刻t0 で点火信号IGtによりIGBT3にゲ
ート電圧がかかると、図3(b)に示すように、同時に
1次電流I1 が上昇開始し、図3(c)に示すように、
図1の接続点jからイオン電流検出装置25に信号が入
力される。なお、図3(c)に示すように、時刻t0で
点火コイル1に1次電流I1 が流れ始めると同時に点火
オンノイズ信号SNonが発生し、時刻t4 で点火コイル
1の1次電流I1 が流れ終わったのち、時刻t5 で点火
コイル1の鉄心中に残った残留磁気の影響で残留磁気ノ
イズSNRMが発生する。この入力信号に対してイオン電
流検出装置25では、図3(d)に示すように、1次電
流I1 の上昇途中である時刻t1 〜t3 の間だけウイン
ドウ信号をオンとする検出期間が設定されることで、図
3(c)に二点鎖線で示すように、図1の接続点jから
の出力信号のうち所定の閾値Vref を越える大きな信号
のみが検出される。Based on the above operation, when the gate voltage is applied to the IGBT 3 by the ignition signal IGt at the time t0 as shown in FIG. 3 (a), the primary current I1 is simultaneously increased as shown in FIG. 3 (b). Ascending starts, and as shown in FIG.
A signal is input to the ion current detection device 25 from the connection point j in FIG. As shown in FIG. 3C, at time t0, the primary current I1 starts to flow in the ignition coil 1 and at the same time, the ignition on-noise signal SNon is generated, and at time t4, the primary current I1 in the ignition coil 1 ends. After that, at time t5, residual magnetic noise SNRM is generated due to the residual magnetism remaining in the iron core of the ignition coil 1. In response to this input signal, in the ion current detector 25, as shown in FIG. 3 (d), a detection period in which the window signal is turned on only during the time t1 to t3 during which the primary current I1 is rising is set. As a result, as shown by the chain double-dashed line in FIG. 3C, only a large signal exceeding the predetermined threshold value Vref is detected among the output signals from the connection point j in FIG.
【0030】従来では、図6に示すように、時刻t01〜
t03の間のウインドウ信号をオンとして検出期間が設定
されていたとしても、その期間中の時刻t02において、
1次電流I1 の急激な変動に起因する大きなノイズ信号
SNVCの発生があった。これに対し、図3に示すよう
に、本実施例の時刻t1 〜t3 の間のウインドウ信号が
オンである検出期間内では、1次電流I1 が緩やかに変
動されており大きなノイズ信号の発生がないことから、
この期間中に検出された大きな信号はイオン電流信号S
IION であると特定することができ、このイオン電流信
号SIION が図3(c)の時刻t2 に示すように検出さ
れたときには、プレイグが発生していると正確に判定す
ることができる。Conventionally, as shown in FIG. 6, from time t01 onward.
Even if the window signal during t03 is turned on and the detection period is set, at time t02 during that period,
A large noise signal SNVC was generated due to the abrupt fluctuation of the primary current I1. On the other hand, as shown in FIG. 3, in the detection period in which the window signal is on between the times t1 and t3 of this embodiment, the primary current I1 is gently changed and a large noise signal is generated. Because there is no
The large signal detected during this period is the ion current signal S
IION can be identified, and when this ion current signal SIION is detected as shown at time t2 in FIG. 3C, it can be accurately determined that plague is occurring.
【0031】このように、本実施例の内燃機関の燃焼状
態検出装置は、点火コイル1の1次巻線1aを流れる1
次電流I1 を断続するスイッチング素子としてのIGB
T3と、IGBT3を駆動し点火コイル1の1次電流I
1 を所定の上限値I1 max に制限する電流検出用抵抗
4、コンパレータ11、抵抗14,15,16、NPN
トランジスタ19を用いて達成される電流制限回路と、
点火コイル1の2次巻線1bを流れるイオン電流IION
を検出するツェナダイオード21,22、コンデンサ2
3、イオン電流検出用抵抗24を用いて達成されるイオ
ン電流検出回路と、前記電流制限回路に接続され、点火
コイル1の1次電流I1 を緩やかに上限値I1 max に到
達させる抵抗17、コンデンサ18を用いた遅延回路に
より達成される緩到達制御回路とを具備するものであ
る。As described above, the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment is configured so that the primary coil 1a of the ignition coil 1 has a flow rate of 1
IGB as a switching element for interrupting the next current I1
The primary current I of the ignition coil 1 is driven by driving T3 and the IGBT3.
1 for limiting 1 to a predetermined upper limit value I1 max, current detecting resistor 4, comparator 11, resistors 14, 15, 16 and NPN
A current limiting circuit achieved using transistor 19,
Ion current IION flowing through the secondary winding 1b of the ignition coil 1
Zener diodes 21, 22 and capacitor 2 for detecting
3. An ion current detecting circuit achieved by using the ion current detecting resistor 24, and a resistor 17, which is connected to the current limiting circuit and allows the primary current I1 of the ignition coil 1 to slowly reach the upper limit I1 max. And a slow arrival control circuit achieved by a delay circuit using 18.
【0032】したがって、点火コイル1の1次巻線1a
を流れる1次電流I1 が緩やかに所定の上限値I1 max
に到達される。すると、1次電流I1 の急激な変動がな
くなり点火コイル1の2次巻線1b側に誘導される大き
なノイズの発生が抑えられ、イオン電流IION への大き
なノイズ信号の重畳が抑制される。即ち、1次電流I1
の上昇途中でプレイグが生じてイオン電流IION が流れ
た際、大きなノイズの重畳がないため正確なプレイグ情
報が検出できる。Therefore, the primary winding 1a of the ignition coil 1 is
The primary current I1 flowing through the
Will be reached. Then, the abrupt fluctuation of the primary current I1 disappears, the generation of large noise induced on the secondary winding 1b side of the ignition coil 1 is suppressed, and the superposition of the large noise signal on the ion current IION is suppressed. That is, the primary current I1
When the plague is generated during the ascent of the ion current and the ion current IION flows, accurate plague information can be detected because there is no superposition of large noise.
【0033】また、本実施例の内燃機関の燃焼状態検出
装置の電流制限回路は、具体的に、点火コイル1の1次
電流I1 を検出する電流検出用抵抗4を用いて達成され
る1次電流検出回路と、点火コイル1の1次電流I1 を
制限する電圧値としての基準値を発生する抵抗14,1
5,16を用いて達成される基準値発生回路と、前記1
次電流検出回路で検出された1次電流I1 の電流値と前
記基準値発生回路で発生された前記基準値との比較結果
に基づきIGBT3をオン/オフ駆動するコンパレータ
11、NPNトランジスタ19を用いて達成される比較
駆動回路とを具備し、抵抗17、コンデンサ18を用い
て達成される緩到達制御回路は前記基準値発生回路で発
生された前記基準値を変化させるものである。Further, the current limiting circuit of the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of this embodiment is specifically achieved by using the current detecting resistor 4 for detecting the primary current I1 of the ignition coil 1. Current detecting circuit and resistors 14, 1 for generating a reference value as a voltage value for limiting the primary current I1 of the ignition coil 1.
5, a reference value generation circuit achieved by using
Using a comparator 11 and an NPN transistor 19 which turn on / off the IGBT 3 based on the result of comparison between the current value of the primary current I1 detected by the next current detection circuit and the reference value generated by the reference value generation circuit. A slow drive control circuit including a comparison drive circuit achieved and using a resistor 17 and a capacitor 18 changes the reference value generated by the reference value generation circuit.
【0034】したがって、点火コイル1の1次巻線1a
を流れる1次電流I1 の通電開始直後から電流制限の目
標値としての基準値が所定の上限値I1 max に到達する
まで抵抗17とコンデンサ18とのCR時定数による遅
延作用により徐々に緩やかに上昇される。このように簡
単な構成で、1次電流I1 の急激な変動がなくなり点火
コイル1の2次巻線1b側に誘導される大きなノイズの
発生が抑えられ、イオン電流IION への大きなノイズ信
号の重畳が抑制される。これにより、1次電流I1 の上
昇途中でプレイグが生じてイオン電流IION が流れた
際、大きなノイズの重畳がないため正確なプレイグ情報
が検出できる。Therefore, the primary winding 1a of the ignition coil 1
Immediately after the start of the energization of the primary current I1 flowing through the capacitor until the reference value as the target value of the current limit reaches the predetermined upper limit value I1 max, the resistance 17 and the capacitor 18 gradually increase the delay time due to the CR time constant. To be done. With such a simple structure, abrupt fluctuation of the primary current I1 is eliminated, generation of large noise induced on the secondary winding 1b side of the ignition coil 1 is suppressed, and a large noise signal is superposed on the ion current IION. Is suppressed. As a result, when plague is generated during the rise of the primary current I1 and the ion current IION flows, there is no superposition of large noise, and accurate plague information can be detected.
【0035】そして、本実施例の内燃機関の燃焼状態検
出装置は、更に、ツェナダイオード21,22、コンデ
ンサ23、イオン電流検出用抵抗24を用いて達成され
るイオン電流検出回路で検出されたイオン電流IION に
応じた検出信号としてのイオン電流検出用抵抗24の電
圧値に基づくイオン電流信号SIION を入力し、このイ
オン電流信号SIION に基づきプレイグの発生を検出す
るイオン電流検出装置25を具備するものである。Further, in the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, the ions detected by the ion current detecting circuit realized by using the Zener diodes 21, 22 and the capacitor 23 and the ion current detecting resistor 24 are further detected. An ion current detection device 25 for inputting an ion current signal SIION based on the voltage value of the ion current detection resistor 24 as a detection signal corresponding to the current IION and detecting generation of plague based on this ion current signal SIION Is.
【0036】したがって、1次電流I1 の上昇途中でプ
レイグが生じてイオン電流IION が流れた際、イオン電
流検出装置25でイオン電流検出信号SIION に基づき
正確なプレイグ情報が検出できる。Therefore, when the plague is generated while the primary current I1 is rising and the ion current IION flows, the ion current detection device 25 can detect accurate plague information based on the ion current detection signal SIION.
【0037】更に、本実施例の内燃機関の燃焼状態検出
装置のイオン電流検出装置25は、抵抗17、コンデン
サ18を用いて達成される緩到達制御回路でスイッチン
グ素子としてのIGBT3の駆動に基づいた点火コイル
1の1次電流I1 が緩やかに上昇されたのちで1次電流
I1 の遮断前にウインドウ信号にて設定された検出期間
におけるイオン電流IION の検出信号としてのイオン電
流信号SIION に基づきプレイグを検出するものであ
る。Further, the ion current detecting device 25 of the combustion state detecting device for the internal combustion engine of the present embodiment is based on the driving of the IGBT 3 as a switching element in the slow reaching control circuit achieved by using the resistor 17 and the capacitor 18. After the primary current I1 of the ignition coil 1 is gently increased, before the cutoff of the primary current I1 is performed, the pre-ignition is performed based on the ion current signal SIION as the detection signal of the ion current IION in the detection period set by the window signal. It is something to detect.
【0038】したがって、緩到達制御回路のコンデンサ
18によって緩やかに上昇される1次電流I1 の遮断前
に設定された検出期間に検出されるイオン電流IION に
はノイズが重畳することがない。このため、イオン電流
検出装置25で検出期間内にイオン電流信号SIION が
検出されるとプレイグであると正確に判定することがで
きる。Therefore, noise is not superposed on the ion current IION detected during the detection period set before the cutoff of the primary current I1 which is gently increased by the capacitor 18 of the slow-arrival control circuit. Therefore, when the ion current detection device 25 detects the ion current signal SIION within the detection period, it can be accurately determined to be Plague.
【0039】更にまた、本実施例の内燃機関の燃焼状態
検出装置は、点火コイル1の1次巻線1aを流れる1次
電流I1 を断続するスイッチング素子としてのIGBT
3と、IGBT3を駆動し点火コイル1の1次電流I1
を所定の上限値I1 max に制限する電流検出用抵抗4、
コンパレータ11、抵抗14,15,16、NPNトラ
ンジスタ19を用いて達成される電流制限回路と、点火
コイル1の2次巻線1bを流れるイオン電流IION を検
出するツェナダイオード21,22、コンデンサ23、
イオン電流検出用抵抗24を用いて達成されるイオン電
流検出回路と、点火時期前にウインドウ信号にて設定さ
れた検出期間に前記イオン電流検出回路で検出されるイ
オン電流IION を入力し、内燃機関の燃焼状態を判定す
るイオン電流検出装置25とを具備し、イオン電流検出
装置25による検出期間の前から前記電流制限回路でI
GBT3が駆動され点火コイル1の1次電流I1 を制限
するものである。Furthermore, the combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine of this embodiment is an IGBT as a switching element for connecting and disconnecting the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1.
3 and the primary current I1 of the ignition coil 1 for driving the IGBT 3
Current detection resistor 4, which limits the current to a predetermined upper limit value I1 max,
A current limiting circuit achieved by using the comparator 11, resistors 14, 15, 16 and NPN transistor 19, Zener diodes 21, 22 for detecting the ion current IION flowing through the secondary winding 1b of the ignition coil 1, a capacitor 23,
The ion current detection circuit achieved by using the ion current detection resistor 24 and the ion current IION detected by the ion current detection circuit during the detection period set by the window signal before the ignition timing are input to the internal combustion engine. And an ion current detector 25 for determining the combustion state of the ion current detector 25.
The GBT 3 is driven to limit the primary current I1 of the ignition coil 1.
【0040】したがって、電流制限回路で電流制限のた
めのIGBT3の駆動がイオン電流IION の検出期間の
前から開始されており、検出期間中にIGBT3の駆動
が開始され1次電流I1 の変化量が急激に変動すること
が防止される。これにより、検出期間中の1次電流I1
の急激な変動が抑えられ、1次電流I1 の急激な変動が
ないため点火コイル1の2次巻線1b側に誘導される大
きなノイズが抑えられ、イオン電流IION への大きなノ
イズ信号の重畳が抑制される。これにより、1次電流I
1 の上昇途中でプレイグが生じてイオン電流IION が流
れた際、大きなノイズの重畳がないため正確なプレイグ
情報が検出できる。Therefore, the drive of the IGBT3 for current limitation in the current limiting circuit is started before the detection period of the ion current IION, and the drive of the IGBT3 is started during the detection period to reduce the variation of the primary current I1. Rapid fluctuations are prevented. As a result, the primary current I1 during the detection period
Of the primary current I1 is suppressed, the large noise induced on the secondary winding 1b side of the ignition coil 1 is suppressed, and the large noise signal is superposed on the ion current IION. Suppressed. As a result, the primary current I
When a plague is generated during the ascent of 1 and the ion current IION flows, accurate plague information can be detected because there is no superposition of large noise.
【0041】具体的な実現手法としては、上述の実施例
のように通電開始直後から電流制限動作が開始されるも
のに限定されることなく、1次電流I1 が所定の上限値
I1max 以下の所定範囲内に至ると初めて電流制限動作
が開始されるものや、イオン電流IION の検出期間の直
前になると初めて電流制限動作が開始されるものであっ
てもよい。いずれの場合であっても、緩到達制御回路に
より点火コイルの1次電流が緩やかに上昇される期間を
含むようにイオン電流の検出期間が設定される。The specific implementation method is not limited to the one in which the current limiting operation is started immediately after the start of energization as in the above embodiment, and the primary current I1 is a predetermined upper limit value I1max or less. The current limiting operation may be started for the first time within the range, or the current limiting operation may be started for just before the detection period of the ion current IION. In any case, the ion current detection period is set so as to include the period during which the primary current of the ignition coil is gradually increased by the slow arrival control circuit.
【0042】また、電流制限動作の開始後に、イオン電
流IION の検出を開始するようイオン電流検出装置の検
出期間を可変としてもノイズによるプレイグの誤検出を
防止することができる。Further, even if the detection period of the ion current detecting device is made variable so as to start the detection of the ion current IION after the start of the current limiting operation, it is possible to prevent the erroneous detection of Plague due to noise.
【0043】加えて、本実施例の内燃機関の燃焼状態検
出装置の電流検出用抵抗4、コンパレータ11、抵抗1
4,15,16、NPNトランジスタ19を用いて達成
される電流制限回路は、IGBT3を駆動し点火コイル
1の1次電流I1 を所定の上限値I1 max に向けて緩や
かに上昇させるものである。In addition, the current detecting resistor 4, the comparator 11 and the resistor 1 of the combustion state detecting device for the internal combustion engine according to the present embodiment.
The current limiting circuit realized by using 4, 15, 16 and NPN transistors 19 drives the IGBT 3 and gradually increases the primary current I1 of the ignition coil 1 toward a predetermined upper limit value I1 max.
【0044】したがって、電流制限回路で所定の上限値
I1 max に向けて緩やかに上昇させる1次電流I1 の電
流制限のためのIGBT3の駆動がイオン電流IION の
検出期間の前から開始されており、検出期間中にIGB
T3の駆動が開始され1次電流I1 の変化量が急激に変
動することが防止される。これにより、検出期間中の1
次電流I1 の急激な変動が抑えられ、1次電流I1 の急
激な変動がないため点火コイル1の2次巻線1b側に誘
導される大きなノイズが抑えられ、イオン電流IION へ
の大きなノイズ信号の重畳が抑制される。これにより、
1次電流I1 の上昇途中でプレイグが生じてイオン電流
IION が流れた際、大きなノイズの重畳がないため正確
なプレイグ情報が検出できる。Therefore, the drive of the IGBT3 for the current limitation of the primary current I1 which is gradually increased toward the predetermined upper limit value I1 max in the current limitation circuit is started before the detection period of the ion current IION, IGB during the detection period
The driving of T3 is started to prevent the change amount of the primary current I1 from abruptly changing. As a result, 1 during the detection period
Since the abrupt fluctuation of the secondary current I1 is suppressed and the abrupt fluctuation of the primary current I1 does not occur, the large noise induced on the secondary winding 1b side of the ignition coil 1 is suppressed, and the large noise signal to the ion current IION is suppressed. Is suppressed. This allows
When plague is generated while the primary current I1 is rising and the ion current IION flows, accurate plague information can be detected because there is no superposition of large noise.
【0045】なお、プレイグ検出に影響するノイズを防
止するという目的を達成するためには、プレイグ検出期
間における1次電流の急激な変化を抑えることが重要で
あり、その1次電流の単位時間当たりの変化量は、点火
コイルの1次/2次間の巻数比等のトランスとしての性
能と、プレイグを示す信号をノイズとは識別して検出す
る回路・装置の感度とに応じて所定値以下に抑制され
る。In order to achieve the purpose of preventing the noise which affects the detection of the plague, it is important to suppress the rapid change of the primary current during the plague detection period. Is less than a predetermined value depending on the transformer performance such as the primary / secondary winding ratio of the ignition coil and the sensitivity of the circuit / device that detects the signal indicating the pre-play by distinguishing it from noise. Suppressed to.
【0046】〈実施例2〉図4は本発明の実施の形態の
第2実施例にかかる内燃機関の燃焼状態検出装置を用い
た点火回路における定電流制御部を示す回路図である。
なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分
からなるものについては同一符号及び同一記号を付して
その詳細な説明を省略する。<Embodiment 2> FIG. 4 is a circuit diagram showing a constant current controller in an ignition circuit using a combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
In the figure, components having the same configuration or corresponding parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and symbols, and detailed description thereof is omitted.
【0047】図4では、図1において接続点fと接地と
の間に接続されているコンデンサ18をなくし、抵抗9
の両端にコンデンサ26が並列接続されている点のみが
相違している。このように構成された定電流制御部で上
述の実施例と相違している部分の作用について説明す
る。In FIG. 4, the capacitor 18 connected between the connection point f and the ground in FIG.
The only difference is that capacitors 26 are connected in parallel at both ends of the. The operation of the constant current control unit configured as described above that is different from the above embodiment will be described.
【0048】図4において、コンパレータ11の反転
(−)入力端子には簡易基準電圧発生用ツェナダイオー
ド20と抵抗15と抵抗16とによる基準電圧eが入力
される。この基準電圧eは上述の実施例と異なり予め設
定された固定値である。一方、抵抗9にコンデンサ26
が並列接続されていることで、IGBT3がオンされ点
火コイル1の1次巻線1aを流れる1次電流I1 の電流
値に対応して電流検出用抵抗4で検出される電圧値はコ
ンデンサ26の充電に伴って素早くコンパレータ11の
非反転(+)入力端子に入力される。そして、点火コイ
ル1の1次巻線1aを流れる1次電流I1 が所定の上限
値I1 max に近づくに連れて充電完了されたコンデンサ
26の働きで1次電流I1 の大きな変動が抑えられる。
この結果として、点火コイル1の1次巻線1aを流れる
1次電流I1 は、最初の立上がりにおいて急峻な上昇を
呈し、所定の上限値I1 max に到達するに連れて緩やか
となるため、イオン電流検出回路の接続点jにおけるノ
イズの発生を防止することができる。In FIG. 4, the reference voltage e by the simple reference voltage generating Zener diode 20, the resistor 15 and the resistor 16 is input to the inverting (-) input terminal of the comparator 11. This reference voltage e is a preset fixed value, unlike the above-mentioned embodiment. Meanwhile, the resistor 26 and the capacitor 26
Are connected in parallel, the IGBT 3 is turned on and the voltage value detected by the current detection resistor 4 corresponding to the current value of the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 is It is quickly input to the non-inverting (+) input terminal of the comparator 11 as it is charged. Then, as the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 approaches a predetermined upper limit value I1 max, the capacitor 26 that has been completely charged suppresses large fluctuations in the primary current I1.
As a result, the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 exhibits a steep rise at the first rise and becomes gentle as it reaches the predetermined upper limit value I1 max. It is possible to prevent the generation of noise at the connection point j of the detection circuit.
【0049】このように、本実施例の内燃機関の燃焼状
態検出装置の電流制限回路は、具体的に、点火コイル1
の1次電流I1 を検出する電流検出用抵抗4を用いて達
成される1次電流検出回路と、点火コイル1の1次電流
I1 を制限するツェナダイオード20、抵抗15,16
を用いて達成される基準値発生回路と、前記1次電流検
出回路で検出された1次電流I1 の電流値と前記基準値
発生回路で発生された前記基準値との比較結果に基づき
IGBT3をオン/オフ駆動するコンパレータ11、N
PNトランジスタ19を用いて達成される比較駆動回路
とを具備し、抵抗9に並列に接続されたコンデンサ26
を用いた微分回路により達成される緩到達制御回路は前
記1次電流検出回路で検出された前記1次電流値を変化
させるものである。As described above, the current limiting circuit of the combustion state detecting device for the internal combustion engine according to the present embodiment specifically includes the ignition coil 1
Primary current detection circuit achieved by using the current detection resistor 4 for detecting the primary current I1 of the above, a Zener diode 20 for limiting the primary current I1 of the ignition coil 1, resistors 15 and 16
Based on the result of comparison between the reference value generated by the reference current generating circuit and the current value of the primary current I1 detected by the primary current detecting circuit and the reference value generated by the reference value generating circuit. On / off driven comparator 11, N
A comparison drive circuit achieved by using a PN transistor 19 and a capacitor 26 connected in parallel to the resistor 9;
The slow reaching control circuit achieved by the differentiating circuit using is to change the primary current value detected by the primary current detection circuit.
【0050】したがって、点火コイル1の1次巻線1a
を流れる1次電流I1 は、1次電流検出回路に接続され
進み要素としてのコンデンサ26を用いて達成される緩
到達制御回路にて電流検出用抵抗4での検出値が微分さ
れて比較駆動回路に入力されるため、1次電流I1 の通
電開始直後では見かけ上大きな検出値となり、徐々に緩
やかに検出値が実際の検出値に対して上昇し収束され
る。このように簡単な構成で、1次電流I1 の急激な変
動がなくなり点火コイル1の2次巻線1b側に誘導され
る大きなノイズの発生が抑えられ、イオン電流検出信号
SIION への大きなノイズ信号の重畳が抑制される。こ
れにより、1次電流I1 の上昇途中でプレイグが生じて
イオン電流IION が流れた際、大きなノイズの重畳がな
いためイオン電流検出信号SIION に基づき正確なプレ
イグ情報が検出できる。Therefore, the primary winding 1a of the ignition coil 1 is
The primary current I1 flowing in the comparator drive circuit is obtained by differentiating the detection value of the current detection resistor 4 in the slow-arrival control circuit which is connected to the primary current detection circuit and is achieved by using the capacitor 26 as the advance element. Therefore, the detected value is apparently large immediately after the start of the energization of the primary current I1, and the detected value gradually and gradually rises with respect to the actual detected value and converges. With such a simple structure, abrupt fluctuations of the primary current I1 are eliminated, generation of large noise induced on the secondary winding 1b side of the ignition coil 1 is suppressed, and a large noise signal to the ion current detection signal SIION is suppressed. Is suppressed. As a result, when plague is generated during the rise of the primary current I1 and the ion current IION flows, there is no superposition of large noise, and accurate plague information can be detected based on the ion current detection signal SIION.
【図1】 図1は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関の燃焼状態検出装置を用いた点火回路にお
ける定電流制御部を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant current control unit in an ignition circuit using a combustion state detecting device for an internal combustion engine according to a first example of an embodiment of the present invention.
【図2】 図2は図1の点火回路における定電流制御部
の1次電流と通電時間との関係をバッテリ電圧をパラメ
ータとして示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the primary current and the energization time of the constant current control unit in the ignition circuit of FIG. 1 using the battery voltage as a parameter.
【図3】 図3は図1の点火回路における各種信号の遷
移状態を示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing transition states of various signals in the ignition circuit of FIG.
【図4】 図4は本発明の実施の形態の第2実施例にか
かる内燃機関の燃焼状態検出装置を用いた点火回路にお
ける定電流制御部を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a constant current control unit in an ignition circuit using a combustion state detecting device for an internal combustion engine according to a second example of the embodiment of the present invention.
【図5】 図5は従来の点火回路における定電流制御部
の1次電流と通電時間との関係をバッテリ電圧をパラメ
ータとして示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a primary current and a conduction time of a constant current control unit in a conventional ignition circuit using a battery voltage as a parameter.
【図6】 図6は従来の点火回路における各種信号の遷
移状態を示すタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing transition states of various signals in the conventional ignition circuit.
1 点火コイル 1a 1次巻線 1b 2次巻線 2 点火プラグ 3 IGBT(スイッチング素子) 4 電流検出用抵抗 5 (ECU点火信号出力)トラン
ジスタ 6 (イグナイタ入力保護)抵抗 7 (充放電緩和用)IGBTゲー
ト抵抗 8 ECU(電子制御装置) 9,10,12,13 (電流フィードバック用)抵抗 11 コンパレータ 14,15,16,17 (基準電圧用)抵抗 18 コンデンサ 19 NPNトランジスタ 20 (簡易基準電圧発生用)ツェ
ナダイオード 21,22 ツェナダイオード 23 コンデンサ 24 イオン電流検出用抵抗 25 イオン電流検出装置 26 コンデンサ1 Ignition Coil 1a Primary Winding 1b Secondary Winding 2 Spark Plug 3 IGBT (Switching Element) 4 Current Detection Resistor 5 (ECU Ignition Signal Output) Transistor 6 (Ignite Input Protection) Resistance 7 (Charge / Discharge Mitigation) IGBT Gate resistance 8 ECU (electronic control unit) 9, 10, 12, 13 (for current feedback) resistance 11 Comparator 14, 15, 16, 17 (for reference voltage) Resistance 18 Capacitor 19 NPN transistor 20 (for simple reference voltage generation) Zener diode 21,22 Zener diode 23 Capacitor 24 Ion current detection resistor 25 Ion current detection device 26 Capacitor
Claims (7)
を断続するスイッチング素子と、 前記スイッチング素子を用いて前記点火コイルの前記1
次電流を所定の上限値に制限する電流制限回路と、 前記点火コイルの2次巻線を流れるイオン電流を検出す
るイオン電流検出回路と、 前記電流制限回路に接続され、前記点火コイルの前記1
次電流を緩やかに前記上限値に到達させる緩到達制御回
路とを具備することを特徴とする内燃機関の燃焼状態検
出装置。1. A switching element for connecting and disconnecting a primary current flowing through a primary winding of an ignition coil;
A current limiting circuit for limiting a secondary current to a predetermined upper limit value, an ion current detecting circuit for detecting an ion current flowing through a secondary winding of the ignition coil, and a current limiting circuit connected to the current limiting circuit,
A combustion state detection device for an internal combustion engine, comprising: a slow arrival control circuit that gently causes the next current to reach the upper limit value.
回路と、 前記点火コイルの前記1次電流を制限する基準値を発生
する基準値発生回路と、 前記1次電流検出回路で検出された前記1次電流値と前
記基準値発生回路で発生された前記基準値との比較結果
に基づいて前記スイッチング素子をオン/オフ駆動する
比較駆動回路とを具備し、 前記緩到達制御回路は前記基準値発生回路で発生された
前記基準値を変化させることを特徴とする請求項1に記
載の内燃機関の燃焼状態検出装置。2. The current limiting circuit includes a primary current detection circuit that detects the primary current of the ignition coil, and a reference value generation circuit that generates a reference value that limits the primary current of the ignition coil. A comparison drive circuit that turns on / off the switching element based on a comparison result between the primary current value detected by the primary current detection circuit and the reference value generated by the reference value generation circuit. The combustion state detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: the slowly reaching control circuit changes the reference value generated by the reference value generating circuit.
回路と、 前記点火コイルの前記1次電流を制限する基準値を発生
する基準値発生回路と、 前記1次電流検出回路で検出された前記1次電流値と前
記基準値発生回路で発生された前記基準値との比較結果
に基づいて前記スイッチング素子をオン/オフ駆動する
比較駆動回路とを具備し、 前記緩到達制御回路は前記1次電流検出回路で検出され
た前記1次電流値を変化させることを特徴とする請求項
1に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。3. The current limiting circuit includes a primary current detection circuit that detects the primary current of the ignition coil, and a reference value generation circuit that generates a reference value that limits the primary current of the ignition coil. A comparison drive circuit that turns on / off the switching element based on a comparison result between the primary current value detected by the primary current detection circuit and the reference value generated by the reference value generation circuit. The combustion state detection device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: the slow-movement control circuit changes the primary current value detected by the primary current detection circuit.
れた前記イオン電流に応じた検出信号を入力し、この検
出信号に基づいてプレイグニッションの発生を検出する
イオン電流検出装置を具備することを特徴とする請求項
1乃至請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃焼
状態検出装置。4. An ion current detection device is further provided, which receives a detection signal corresponding to the ion current detected by the ion current detection circuit and detects the occurrence of preignition based on the detection signal. The combustion state detection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
制御回路により前記点火コイルの前記1次電流が緩やか
に上昇される期間を含む検出期間における前記イオン電
流の検出信号に基づいてプレイグニッションを検出する
ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の燃焼状態
検出装置。5. The ion current detection device performs preignition based on a detection signal of the ion current in a detection period including a period in which the primary current of the ignition coil is gradually increased by the slow arrival control circuit. It detects, The combustion state detection apparatus of the internal combustion engine of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
を断続するスイッチング素子と、 前記スイッチング素子を駆動し前記点火コイルの前記1
次電流を所定の上限値に制限する電流制限回路と、 前記点火コイルの2次巻線を流れるイオン電流を検出す
るイオン電流検出回路と、 点火時期前に設定された検出期間に前記イオン電流検出
回路で検出される前記イオン電流を入力し、内燃機関の
燃焼状態を判定するイオン電流検出装置とを具備し、 前記イオン電流検出装置による前記検出期間の前から前
記電流制限回路で前記スイッチング素子を駆動し前記点
火コイルの前記1次電流を制限することを特徴とする内
燃機関の燃焼状態検出装置。6. A switching element for connecting and disconnecting a primary current flowing through a primary winding of an ignition coil;
A current limiting circuit for limiting the secondary current to a predetermined upper limit value, an ion current detecting circuit for detecting an ion current flowing through the secondary winding of the ignition coil, and an ion current detecting circuit for detecting a period set before ignition timing. The ion current detected by the circuit is input, and an ion current detection device for determining the combustion state of the internal combustion engine is provided, and the switching element is used in the current limiting circuit before the detection period by the ion current detection device. A combustion state detection device for an internal combustion engine, which is driven to limit the primary current of the ignition coil.
素子を駆動し前記点火コイルの前記1次電流を所定の上
限値に向けて緩やかに上昇させることを特徴とする請求
項6に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。7. The internal combustion engine according to claim 6, wherein the current limiting circuit drives the switching element to gradually increase the primary current of the ignition coil toward a predetermined upper limit value. Combustion state detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8043067A JPH09236073A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Combustion state detector for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8043067A JPH09236073A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Combustion state detector for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09236073A true JPH09236073A (en) | 1997-09-09 |
Family
ID=12653519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8043067A Pending JPH09236073A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Combustion state detector for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09236073A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6105552A (en) * | 1998-02-27 | 2000-08-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abnormal combustion detection apparatus and method for internal combustion engine |
JP2010053782A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Knock detection device of internal combustion engine |
JP2018078730A (en) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
CN111819358A (en) * | 2018-03-13 | 2020-10-23 | 罗姆股份有限公司 | Switch control circuit and igniter |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP8043067A patent/JPH09236073A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108063612B (en) * | 2016-11-09 | 2024-03-08 | 富士电机株式会社 | Semiconductor device with a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips |
CN111819358A (en) * | 2018-03-13 | 2020-10-23 | 罗姆股份有限公司 | Switch control circuit and igniter |
CN111819358B (en) * | 2018-03-13 | 2022-06-10 | 罗姆股份有限公司 | Switch control circuit and igniter |
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