JPH09264243A - 内燃機関用イオン電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない回路素子数で構成され、イオン電流の
検出により失火検出とノッキング検出を行うイオン電流
検出装置を提供する。 【解決手段】 シリンダ内で発生したイオン電流を検出
するイオン電流検出回路Ｂ０ａと、検出された電流にお
いて所定周波数以下の電流の電流量を一定に保つゲイン
調整回路Ｂ１ａと、検出されたイオン電流から、所定周
波数以上の電流成分を抽出し、増幅し、高周波成分検出
信号として出力する高周波成分増幅回路Ｂ２と、イオン
電流の絶対量を検出し、イオン電流の絶対量が所定値よ
りも大きい時にイオン電流検出信号を出力するイオン電
流絶対量検出回路Ｂ３と、イオン電流検出信号を所定時
間遅延させるタイマ手段Ｂ４と、遅延されたイオン電流
検出信号と高周波成分検出信号とを比較することによ
り、ノッキング検出信号を出力する比較出力回路Ｂ５と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼に
より生ずるイオンを検出することにより、内燃機関の燃
焼状態を検出するイオン電流検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関では、燃焼室（以下、シリンダ
と称す）内に導入された空気と燃料の混合気をピストン
を用いて圧縮し、同じシリンダ内に設置された点火用プ
ラグの電気火花で混合気を燃焼させ、それにより生ずる
爆発によりピストンに発生する力を出力として取り出
す。

【０００３】シリンダ内において、燃焼が行われると、
シリンダ内の分子は電離（イオン化）する。この電離状
態にあるシリンダ内に高電圧を印加すると、電荷を有す
るイオンの作用により電流が流れる。この電流をイオン
電流と呼ぶ。イオン電流は、シリンダ内の燃焼状態によ
り敏感に変化するため、イオン電流の状態を検出するこ
とで燃焼状態を検出できる。点火プラグをイオン電流検
出用の電極として用いるシステムでは、特開平７−２１
７５１９号公報に開示された発明があり、点火直後のイ
オン電流量から燃焼が正常に行われなかった状態（失火
状態）を検出する装置が実現されている。

【０００４】また、内燃機関の点火時期制御に関して
は、ノッキングによる異常振動を検出し、点火時期を変
化させ、高出力が得られる点火時期を保持しつつノッキ
ングを発生させない制御方法が従来から広く用いられて
いる。例えば、ノッキング制御を行うため内燃機関内
に、振動を検出するセンサを設け、このセンサにより電
気信号に変換された振動信号をコンピュータにて分析
し、ノッキングが発生すると点火時期を速めてノッキン
グが発生しにくい様に制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ノッキングの
発生源はシリンダであり、複数あるシリンダからの振動
を一つの振動センサで検出するには振動センサの設置位
置が大きな要素となる。全てのシリンダからの振動を検
出しやすく、他の振動部（呼排気バルブの振動など）の
振動を誤検出しにくい最適設置位置はエンジン毎に異な
るためエンジン設計時の設計工数をあげる要因になって
いた。

【０００６】ノッキングによる振動はイオン電流におい
ても電流波形の振動として発生することは知られてい
る。これを用いてノッキングの制御を行えば、ノッキン
グをエンジン全体の振動という形で検出する振動検出装
置を介して行う方法に比べて、エンジン毎の機差が少な
く、振動検出装置が不要になる等、高精度で安価な制御
系が構成できる。

【０００７】また、先に述べた失火検出状態を検出する
イオン電流検出装置では、内燃機関の回転数に応じてイ
オン電流の絶対値が大きく変わるため、内燃機関の使用
回転数全域において、イオン電流波形に重畳するノッキ
ング信号を検出することが困難であった。

【０００８】すなわち、従来のイオン電流検出におい
て、イオン電流を検出しイオン電流量が一定量以上ある
場合は、シリンダ内の燃焼が正常に行われたと判断し、
イオン電流量が一定量未満である場合、シリンダ内の燃
焼が正常に行われなかったと判断して失火検出を行う。
しかし、失火状態において、必ずしもイオン電流はゼロ
にはならず、特にエンジンが高回転時においては、イオ
ン電流の絶対値が大きくなるため、失火時にも低回転時
のイオン電流レベルに相当するイオン電流が検出される
場合がある。従って、失火／着火の判定を行うイオン電
流の閾値を低回転時のイオン電流検出を主として設定す
ると高回転時には、失火時に流れる誤検出電流が電流検
出の閾値を越えるため失火検出ができず、また高回転時
のイオン電流に基づいて電流検出の閾値を設定すると低
回転時にイオン電流の絶対値が小さくなり、正常に燃焼
を行いイオン電流が発生しているにもかかわらず、着火
検出ができなくなるという問題が生ずる。このような問
題を解決するために、特開平７−２１７５１９号公報に
開示された発明があるが、この発明では、イオン電流を
検出すると、検出している電流に応じた電流をコンデン
サに流入させ、コンデンサの保持電圧に応じた電流をイ
オン電流検出の入力に帰還させる方法でイオン電流の検
出を打ち消している。これにより、イオン電流を多く検
出するほど検出可能なイオン電流の最低電流レベルを上
げて誤検出しないようにしている。しかし、失火時には
イオン電流が発生しにくいため、この方法では、失火時
の誤検出の防止に問題があった。

【０００９】また、以上のように構成された従来のイオ
ン電流検出回路では、上述のようにイオン電流−電圧変
換率が固定であるため、内燃機関の回転数に応じて大き
く変化するイオン電流波形上のノッキング信号を全域で
検出することは困難であり、イオン電流のノッキング制
御への応用の実用上の障害となっていた。

【００１０】さらに、前述の特開平７−２１７５１９号
公報に開示された発明では、その回路構成において、演
算増幅器（オペアンプ）を必要とするため回路規模が大
きくなるという問題があった。

【００１１】本発明は、上記問題を解決すべくなされた
ものであり、その目的とするところは、少ない回路素子
数で構成され、イオン電流の検出により失火検出とノッ
キング検出を行うイオン電流検出装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１イオン
電流検出装置は、一時側に印加された電圧により二次側
に高電圧を発生させる点火コイルと、点火コイルに発生
した電圧により点火する点火プラグと、シリンダとから
なる内燃機関において、燃焼時に発生するイオン電流を
検出する装置であって、前記点火コイルの一時側にアノ
ードが接続された第１ダイオードと、前記第１ダイオー
ドのカソードに一端が接続され、点火時に前記点火コイ
ルの一次側に発生する電圧により充電される第１コンデ
ンサと、前記第１コンデンサの他端にアノードが接続さ
れ、カソードが接地され、前記コンデンサの充電時に、
前記第１ダイオードおよび前記第１コンデンサと共に充
電電流経路を形成する第２ダイオードとからなる検出用
電圧発生回路と、前記コンデンサの放電による電圧を点
火プラグに印加することにより前記シリンダ内に発生す
るイオン電流を入力とし、該イオン電流に等しい電流を
出力するカレントミラー回路と、前記カレントミラー回
路からの出力電流を電圧に変換し出力する出力回路とを
備えるイオン電流電圧変換回路とを設ける。

【００１３】前記第１イオン電流検出装置において、点
火プラグ点火時は、点火コイル→第１ダイオード→第１
コンデンサ→第２ダイオードの経路で電流が流れ、前記
コンデンサが充電される。イオン電流検出時は、電源→
カレントミラー回路→第１コンデンサ→点火プラグまた
は電源→カレントミラー回路→第１コンデンサ→点火コ
イル→点火プラグの経路で前記第１コンデンサに充電さ
れた電荷を放出することにより、シリンダ内にイオン電
流検出用電圧を印加する。イオン電流が発生すると、前
記カレントミラー回路の入力にイオン電流が流れ、これ
と等しい電流が出力される。前記出力回路にて電圧に変
換され出力される。

【００１４】好ましくは、前記第１イオン電流検出装置
において、前記出力回路は抵抗からなる。前記抵抗にカ
レントミラー回路の出力電流が流れることにより、電圧
降下として電圧変換出力できる。

【００１５】好ましくは、前記第１イオン電流検出装置
において、前記出力回路は、カレントミラー回路からな
る定電流回路を備える。この定電流回路により定まる電
流とイオン電流の相対性に変換された電圧が出力され
る。

【００１６】好ましくは、前記第１イオン電流検出装置
は、さらに、前記イオン電流電圧変換回路におけるイオ
ン電流を出力電圧に変換する比率を制御するゲイン調整
手段と、イオン電流の電流波形に重畳する所定周波数以
上の電流成分を電圧変換して出力する高周波成分増幅手
段とを備える。前記ゲイン調整手段は、所定の基準電圧
を発生する基準電圧回路と、前記イオン電流電圧変換回
路の出力を入力の一方に接続し、他方の入力を基準電圧
回路の出力に接続し、入力の差電圧を増幅する第１差動
増幅器と、コンデンサと反転増幅器とから構成され、前
記第１差動増幅器の出力を入力とし、出力を前記イオン
電流電圧変換回路に帰還出力する積分回路とからなる。
前記高周波成分増幅手段は、前記第１差動増幅器と入力
を共通にした第２差動増幅器と、第２差動増幅器の出力
を電圧変換し出力する手段とからなる。

【００１７】前記ゲイン調整手段において、前記第１差
動増幅器が、イオン電流電圧変換回路の検出電圧と所定
の基準電圧を比較し、差電圧を増幅する。前記積分回路
に入力され、積分回路で特定周波数以上の電流成分が遮
断され、前記イオン電流電圧変換部に負帰還され、それ
により、特定周波数以上の電流成分が抽出される。この
抽出された高周波成分は、前記高周波増幅手段の第２差
動増幅器において増幅され電圧変換され出力される。

【００１８】本発明に係る第２イオン電流検出装置は、
一時側に印加された電圧により二次側に高電圧を発生さ
せる点火コイルと、点火コイルに発生した電圧により点
火する点火プラグと、シリンダとからなる内燃機関にお
いて、シリンダ内に発生したイオン電流を検出し、個定
の電圧変換率で電圧に変換された第１出力と可変の電圧
変換率で変換された第２出力とを出力するイオン電流検
出手段と、前記イオン電流検出手段の前記第１出力によ
り、イオン電流の絶対量を検出し、所定値以上の電流が
流れた時に、イオン電流検出信号を出力するイオン電流
絶対量検出手段と、前記イオン電流検出信号を所定時間
遅延させる遅延手段と、前記イオン電流検出手段の前記
第２出力の電圧変換率を制御するゲイン調整手段と、イ
オン電流の電流波形に重畳する所定周波数以上の電流成
分を電圧変換して高周波成分検出信号として出力する高
周波成分増幅手段と、前記遅延手段からの遅延されたイ
オン電流検出信号と前記高周波成分検出信号とを比較
し、イオン電流が検出された時のみ、前記高周波検出信
号を出力する比較出力手段とを備える。前記イオン検出
手段は、前記点火コイルの一次側に発生する電圧によ
り、イオン電流検出用の電圧を充電する第１コンデンサ
と、前記第１コンデンサの放電により電圧を点火プラグ
に印加することにより前記シリンダ内に発生するイオン
電流を検出し、前記第１出力および第２出力を出力する
イオン電流電圧変換回路とを有する。前記ゲイン調整手
段は、前記イオン電流検出手段からの第２出力と所定電
圧との差電圧を増幅する第３差動増幅器と、第２コンデ
ンサと増幅器とから構成され前記第３差動増幅器の出力
を入力し前記イオン電流電圧変換回路に帰還出力する積
分回路とを有する。前記高周波成分増幅手段は、前記第
３差動増幅器と入力を共通にした第４差動増幅器を有す
る。

【００１９】前記イオン電流検出手段は、シリンダ内に
発生したイオン電流を所定の電圧変換率で電圧に変換し
た第１出力と、可変の電圧変換率で変換した第２出力を
出力する。前記イオン電流絶対量検出手段は、前記イオ
ン電流検出手段の前記第１出力により、イオン電流の絶
対量を検出し、所定値以上の電流が流れた時に、イオン
電流検出信号を出力する。前記遅延手段は、前記イオン
電流絶対量検出信号を所定時間遅延させる。前記ゲイン
調整手段は、前記積分回路の出力を前記イオン電流電圧
変換回路に帰還することにより、前記イオン電流検出手
段の前記第２出力の電圧変換率を制御し、所定周波数以
下の電流量を一定に保持する。前記高周波成分増幅手段
は、第４差動増幅器により、イオン電流の電流波形に重
畳する所定周波数以上の電流成分を増幅し電圧変換して
高周波成分検出信号として出力する。前記比較出力手段
は、前記遅延手段からの遅延されたイオン電流検出信号
と前記高周波成分検出信号とを比較し、イオン電流検出
時のみ、前記高周波検出信号を出力する。

【００２０】好ましくは、前記第２イオン電流検出装置
において、前記イオン電流電圧変換回路は、第１トラン
ジスタと、ベースを前記第１トランジスタのベースに接
続した第２トランジスタと、一端を前記第１トランジス
タのエミッタに接続し、他端を前記第２トランジスタの
エミッタに接続し、第２トランジスタのエミッタ電位を
制御する制御回路と、ベースとエミッタを前記第１トラ
ンジスタと共通にした第３トランジスタとから構成され
るイオン電流電圧変換回路からなる。前記第１トランジ
スタのコレクタにイオン電流が流れると、前記第２およ
び第３トランジスタのコレクタ電位が変動し、これに対
応して前記第３トランジスタのコレクタ電位を前記第１
出力として出力し、前記第２トランジスタのコレクタタ
電位を前記第２出力として出力する。前記第２出力の電
圧変換率は、前記ゲイン調整回路からの帰還出力により
制御される。

【００２１】好ましくは、前記第２イオン電流検出装置
において、前記制御回路は、抵抗からなる。前記抵抗の
電圧降下により、前記ゲイン調整回路からの帰還出力に
応じて、第２トランジスタのエミッタ電位が制御され
る。

【００２２】好ましくは、前記第２イオン電流検出装置
において、エンジン回転数を検出し、検出したエンジン
回転数が所定値より高い時は、イオン電流検出の閾値を
高くし、エンジン回転数が低い時は、イオン電流検出の
閾値を低くするエンジン回転数検出手段をさらに設け
る。

【００２３】好ましくは、前記第２イオン電流検出装置
において、前記エンジン回転数検出手段は、点火時毎
に、前記点火コイルに発生する電圧により充電すること
により、エンジン回転数に比例した保持電圧を発生させ
るコンデンサと、前記コンデンサを充電する充電回路と
を備え、前記コンデンサの保持電圧に応じた電流を前記
イオン電流検出手段に帰還させることにより前記閾値を
制御する。

【００２４】好ましくは、前記第１または第２イオン電
流検出装置において、前記第１コンデンサに対し、カソ
ードを共通にして並列に接続され、アノードを複数の点
火コイルに接続される複数のダイオードを設ける。これ
により、複数の点火コイルから前記第１コンデンサの充
電を可能とする。

【００２５】好ましくは、前記第２イオン電流検出装置
において、前記ゲイン調整手段は、前記第２コンデンサ
と前記第３差動増幅器の出力との間に直列に接続された
第３コンデンサと、前記第２コンデンサと前記第３コン
デンサの接続点に一端を接続し、他端を接地した抵抗と
をさらに設ける。これにより前記積分回路における周波
数特性を急峻にする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を用いて本発明
の実施の形態の詳細な説明を行う。

【００２７】実施の形態１．図１に本発明の実施の形態
１のイオン電流検出装置を示す。図１においては、同時
着火方式による点火系と、これに接続するイオン電流検
出装置Ｕ１とが示されている。図１において、点火系
は、シリンダＳ１内の点火プラグＰＧ１と、シリンダＳ
２内の点火プラグＰＧ２と、点火コイル（一時側をＬ
１、二次側をＬ２とする）と、バッテリＶＢと、点火ト
ランジスタＴ１と、ツェナダイオードＺＤ０とからな
る。一次側点火コイルＬ１の一端はバッテリＶＢに接続
され、他端は一次側点火コイルＬ１の電流を制御するス
イッチング用トランジスタＴ１のコレクタ、ツェナダイ
オードＺＤ０のカソードおよび端子Ａ１に接続されてい
る。トランジスタＴ１のベースにツェナダイオードＺＤ
０のアノードが接続され、このベースに対して点火制御
用コンピュータユニット（以下、ＥＣＵと称す）から点
火制御信号が入力される。ツェナダイオードＺＤ０は、
トランジスタＴ１の電圧を制限するためのものである。
二次側点火コイルＬ２の一端に点火プラグＰＧ１が、他
端に点火プラグＰＧ２が接続されている。さらに、二次
側点火コイルＬ２と点火プラグＰＧ２の接続点に、ツェ
ナダイオードＺＤ１のカソードが接続され、ツェナダイ
オードＺＤ１のアノードは端子Ａ２に接続されている。
ツェナダイオードＺＤ１は、点火中に、シリンダＳ１、
Ｓ２内部からイオン電流検出回路Ｕ１への電流の流入を
防止するためのものである。イオン電流検出装置Ｕ１は
検出用電圧発生部１０と電流検出部１１とから構成さ
れ、端子Ａ１、Ａ２を介して点火系と接続されている。

【００２８】検出用電圧発生部１０は、端子Ａ１に一端
を接続した抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ３の他端にアノードを接
続し、カソードを端子Ａ２に接続したダイオードＤ４
と、端子Ａ２にカソードを接続したツェナダイオードＺ
Ｄ２と、ツェナダイオードＺＤ２のアノードにカソード
を接続し、アノードを接地したダイオードＤ２と、一端
を端子Ａ２に接続し、他端をツェナダイオードＺＤ２の
アノードに接続したコンデンサＣ１と、ダイオードＤ２
のカソードにアノードを接続し、アノードを接地したダ
イオードＤ３とを備える。

【００２９】電流検出部１１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、Ｐ
ＮＰトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３とから構成されるイ
オン電流電圧変換部１３とを備える。抵抗Ｒ１は一端が
トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタに接続される。トラ
ンジスタＱ１、Ｑ２のベースおよびエミッタは共通に接
続され、トランジスタＱ２のコレクタは端子Ａ３に接続
され、トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ１の一端に接
続され、トランジスタＱ３のコレクタは接地される。抵
抗Ｒ２は、一端がトランジスタＱ２のコレクタに接続さ
れ、他端が接地される。以下に本実施形態のイオン電流
検出装置Ｕ１の動作を示す。

【００３０】トランジスタＴ１がオン状態にあるとき、
一次側点火コイルＬ１に電圧が供給され、電流が流れ
る。この状態からＥＣＵからの制御信号によりトランジ
スタＴ１がオフされると、一次側点火コイルＬ１に逆起
電力が生じ、トランジスタＴ１のコレクタ電圧が上昇す
る。トランジスタＴ１のコレクタ電圧は、ツェナダイオ
ードＺＤ０により制御され、一定電圧（約３００Ｖ）以
上には上昇しない。この時、二次側点火コイルＬ２には
電磁誘導により数十キロボルトの高電圧が発生する。二
次側点火コイルＬ２に発生した高電圧は、シリンダＳ
１、Ｓ２内に印加され点火プラグＰＧ１、ＰＧ２より電
気火花が発生する。

【００３１】電気火花が発生している状態では、検出用
電圧発生部１０において、端子Ａ２での電圧は約３００
Ｖ、ツェナダイオードＺＤ１のカソード側では数キロか
ら数十キロボルトの電圧が発生している。この時、端子
Ａ１→抵抗Ｒ３→ダイオードＤ４→コンデンサＣ１→ダ
イオードＤ３→接地の経路で電流が流れ、コンデンサＣ
１が充電される。コンデンサＣ１の電圧は充電中上昇す
るが、ツェナダイオードＺＤ２のツェナ電圧に達する
と、ツェナダイオードＺＤ２がアバランシェを起こし、
端子Ａ１→抵抗Ｒ３→ダイオードＤ４→ツェナダイオー
ドＺＤ２→ダイオードＤ３→接地の経路で電流が流れる
ようになる。これにより、コンデンサＣ１の電圧が一定
に保たれる。

【００３２】二次側点火コイルＬ２に発生した高電圧は
時間とともに減少し最終的にゼロになる。二次側点火コ
イルＬ２の電圧がゼロになると、点火プラグＰＧ１、Ｐ
Ｇ２の電位は等しくなり、コンデンサＣ１の保持電圧と
ツェナダイオードＺＤ１の順方向電圧との和に等しくな
る。シリンダＳ１，Ｓ２にて正常に点火および燃焼が行
われ、イオン電流が流れると、コンデンサＣ１に充電さ
れた電荷により、電流が、電源ＶＲ→トランジスタＱ１
→抵抗Ｒ１→コンデンサＣ１→ツェナダイオードＺＤ１
→点火プラグＰＧ２または電源ＶＲ→トランジスタＱ１
→抵抗Ｒ１→コンデンサＣ１→ツェナダイオードＺＤ１
→二次側コイルＬ２→点火プラグＰＧ１の電流経路で流
れる。

【００３３】この時、シリンダＳ１、Ｓ２内で発生した
イオン電流は、トランジスタＱ１のコレクタ電流とほぼ
等しくなり、カレントミラー回路の効果により、トラン
ジスタＱ２のコレクタにトランジスタＱ１のコレクタ電
流に比例した電流が流れる。例えば、トランジスタＱ１
とＱ２が同一特性であれば同じ電流が流れる（以下、本
文中で示されるカレントミラー回路については、それを
構成するトランジスタ対は、同一特性のものを使用して
いるとする。）。この時、トランジスタＱ２のコレクタ
には、コレクタ電流により抵抗Ｒ２の電圧降下分の電位
が現れる。すなわち、トランジスタＱ１〜Ｑ３により構
成されるカレントミラー回路からなるイオン電流電圧変
換部１３で、検出されたイオン電流が電圧に変換され
る。従って、端子Ａ３からトランジスタＱ２が飽和しな
い範囲においてイオン電流に比例した電圧が取り出せ
る。

【００３４】ここで、電源ＶＲの電圧は、トランジスタ
Ｑ１、Ｑ３のベース−エミッタ間電圧の和とほぼ等しい
値に設定する必要がある。これは、電源ＶＲの電圧が低
すぎるとトランジスタＱ３が飽和し、トランジスタＱ１
のコレクタ電流が実際に発生したイオン電流よりも小さ
くなるため正常な検出が困難になり、一方、電源ＶＲの
電圧が高すぎると、トランジスタＱ１→トランジスタＱ
３→抵抗Ｒ１→ダイオードＤ３→接地の経路で定常的に
電流が流れ、微少なイオン電流の検出が不可能になるた
めである。

【００３５】このようにして本実施形態のイオン電流検
出装置は、シリンダ内に発生したイオン電流の検出を行
うことができ、このイオン電流の検出の有無により失火
検出が行える。

【００３６】実施の形態２．図２に本発明の実施の形態
２のイオン電流検出装置を示す。図に示すように本実施
形態のイオン電流検出装置Ｕ２は、実施の形態１のイオ
ン電流出装置Ｕ１における抵抗Ｒ２の代わりに、ＮＰＮ
トランジスタＱ４、Ｑ５とから構成されるカレントミラ
ー回路と、定電流源ＣＣ１とを備える。

【００３７】トランジスタＱ５のコレクタには定電流源
ＣＣ１で定まる電流が流れる。トランジスタＱ４、Ｑ５
はカレントミラー回路を構成するため、トランジスタＱ
４のコレクタにも同じ電流が流れ、トランジスタＱ２の
コレクタとトランジスタＱ４のコレクタの接続点の電位
は、トランジスタＱ２とトランジスタＱ５のコレクタ電
流の大きさにより決定される。すなわち、Ｑ２のコレク
タ電流がＱ５のコレクタ電流よりも大きければ、ＶＲ電
圧からＱ２の飽和電圧値を引いた値になる。Ｑ２のコレ
クタ電流がＱ５のコレクタ電流よりも小さければ、Ｑ５
の飽和電圧に等しくなる。

【００３８】前述したように、シリンダＳ１、Ｓ２内に
イオン電流が発生すると、それに比例した電流がトラン
ジスタＱ２のコレクタ電流として流れる。イオン電流は
微少電流であるため、実施の形態１におけるイオン電流
検出装置Ｕ１では、電圧変換のための抵抗Ｒ２の抵抗値
を大きくする必要がある。それに対して、本実施形態の
イオン電流検出装置Ｕ２では、カレントミラー回路によ
りイオン電流を電圧変換するため、感度良くイオン電流
の検知が行える。

【００３９】実施の形態３．図３に本発明の実施の形態
３のイオン電流検出装置を示す。本実施形態のイオン電
流検出装置Ｕ３は、イオン電流波形に重畳するノッキン
グ信号成分を抽出する機能を有する。

【００４０】図３のイオン電流検出装置Ｕ３は、イオン
電流を検出するイオン電流検出回路Ｂ０と、検出された
イオン電流の所定周波数以上の電流をノッキング信号と
して抽出するノッキング信号抽出回路Ｂ１とからなる。
イオン電流検出回路Ｂ０は、図２のイオン電流検出装置
Ｕ２におけるトランジスタＱ２のエミッタと電源ＶＲの
間に抵抗Ｒ４をさらに設けたものであり、抵抗Ｒ４およ
びトランジスタＱ１〜Ｑ３により、発生したイオン電流
に比例した電圧を発生するイオン電流電圧変換部１５を
構成する。トランジスタＱ２のコレクタにはトランジス
タＱ１のコレクタ電流に比例した電流が流れる。ノッキ
ング信号抽出回路Ｂ１は、エミッタを定電流源ＣＣ２に
接続し、コレクタを接地したＰＮＰトランジスタＱ６
と、ＮＰＮトランジスタＱ７、Ｑ８とから構成される反
転増幅器１４と抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２とからなる積
分回路とを備える。トランジスタＱ６のベースは端子Ａ
５に接続され、エミッタは抵抗Ｒ５を介して反転増幅器
１４の入力に接続される。以下にその動作を説明する。

【００４１】シリンダＳ１、Ｓ２内にイオン電流が発生
すると、トランジスタＱ１→抵抗Ｒ１→コンデンサＣ１
→端子Ａ２の経路で電流が流れる。この時、イオン電流
電圧変換部１５において、トランジスタＱ１のコレクタ
電流に比例した電流がトランジスタＱ２のコレクタに流
れる。トランジスタＱ４、Ｑ５から構成されるカレント
ミラー回路で定まるトランジスタＱ４のコレクタ電流
を、トランジスタＱ２のコレクタ電流が越えると、トラ
ンジスタＱ２のコレクタ電位が上昇する。トランジスタ
Ｑ２のコレクタ電位が上昇するとトランジスタＱ６のベ
ース電位が上昇し、それに伴いトランジスタＱ６のエミ
ッタ電位が上昇する。トランジスタＱ６のエミッタ電位
が上昇するとトランジスタＱ７のベース電位が上昇しト
ランジスタＱ７がオンする。トランジスタＱ７がオンす
るとトランジスタＱ８のベース電位が上昇し、トランジ
スタＱ８がオンする。トランジスタＱ８がオンすると電
源ＶＲ→抵抗Ｒ４→トランジスタＱ８の電流経路が確立
し、電流が流れるため抵抗Ｒ４の電圧降下が大きくな
る。そのためトランジスタＱ２のエミッタ電位が低下
し、トランジスタＱ２のコレクタ電流がトランジスタＱ
１のコレクタ電流よりも小さくなる。このように、トラ
ンジスタＱ２のコレクタ電流を、トランジスタＱ７、Ｑ
８により制御することにより、トランジスタＱ１，Ｑ２
のコレクタに流れる電流比を変化させることができる。
従って、トランジスタＱ７、Ｑ８により、トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ３により構成されるイオン電流電圧変換部１５
の電流電圧変換率を制御できる。本実施形態では、抵抗
Ｒ４で電圧降下を発生させることにより、トランジスタ
Ｑ２のコレクタ電流を制御したが、抵抗Ｒ４の代わり
に、トランジスタＱ８のコレクタ電流によりトランジス
タＱ２のエミッタ電位を制御する回路を用いてもよい。

【００４２】また、トランジスタＱ７、Ｑ８は、トラン
ジスタＱ７のベース電位変動を増幅し、トランジスタＱ
８のコレクタ電位に変換する反転増幅器１４を構成し、
この反転増幅器１４とコンデンサＣ１と抵抗Ｒ４とが積
分回路を構成する。この積分回路は、トランジスタＱ６
のエミッタ電位の変動において、積分回路のカットオフ
周波数以上の周波数の信号を遮断し、トランジスタＱ２
のエミッタに負帰還する。これにより、トランジスタＱ
２のコレクタに、トランジスタＱ１のコレクタ電流中の
高周波（前述のカットオフ周波数以上の周波数）成分に
対応した電流が流れる。すなわち、抵抗Ｒ５の両端電圧
を検出することにより、イオン電流に重畳するノッキン
グ信号を表す周波数成分が抽出できる。

【００４３】尚、本実施形態においては、トランジスタ
Ｑ７、Ｑ８を用いた反転増幅回路を用いたが、この代わ
りにオペアンプを用いてもよく、同様の効果が得られ
る。

【００４４】実施の形態４．図４は、実施の形態４のイ
オン電流検出装置を示す。本実施形態のイオン電流検出
装置Ｕ４は、イオン電流を検出するイオン電流検出回路
Ｂ０と、検出されたイオン電流の特定周波数以下の電流
の大きさを一定値に保持するゲイン調整回路Ｂ１ａと、
ゲイン調整回路からの出力信号の一定周波数以上の電流
成分を抽出し増幅する高周波成分増幅回路Ｂ２とからな
る。ここでイオン電流検出回路Ｂ０は、実施の形態３の
ものと同様の構成である。

【００４５】図５にゲイン調整回路Ｂ１ａの回路図を示
す。ゲイン調整回路Ｂ１ａは、差動増幅器１６と、ＮＰ
ＮトランジスタＱ４７〜Ｑ４９からなる反転増幅器１８
と、抵抗Ｒ４１、Ｒ４２と、ＰＮＰトランジスタＱ４
１、Ｑ４６と、コンデンサＣ４１と、定電流源ＣＣ４１
〜ＣＣ４４とにより、図５に示すような接続関係で構成
される。差動増幅器１６は、定電流源ＣＣ４２と、エミ
ッタを共通にし定電流源ＣＣ４２に接続した、ＰＮＰト
ランジスタＱ４２、Ｑ４３からなる差動対と、ＮＰＮト
ランジスタＱ４４、Ｑ４５からなるカレントミラー回路
とから構成される。差動増幅器１６の一方の入力は、ト
ランジスタＱ４１のエミッタに接続され、トランジスタ
Ｑ４１のベース電位の変動に対応した電圧が入力され
る。差動増幅器の他方の入力は、トランジスタＱ４６の
エミッタに接続される。トランジスタＱ４６のベース電
位は抵抗Ｒ４１、Ｒ４２の抵抗比で決まる一定値に固定
されるため、トランジスタＱ４６のエミッタ電位も一定
値に固定される。これにより、トランジスタＱ４３のベ
ース電位が一定に固定される。ここで、トランジスタＱ
４６のベース電位は、トランジスタＱ２、Ｑ４のコレク
タ電位の変動範囲内に設定する必要があるため、電源Ｖ
Ｒの電圧の中点レベルに設定する。

【００４６】図６に高周波成分増幅回路Ｂ２の回路図を
示す。高周波成分増幅回路Ｂ２は、差動増幅器２０と、
ＮＰＮトランジスタＱ５４、Ｑ５５からなるカレントミ
ラー回路と、ＰＮＰトランジスタＱ５６、Ｑ５７からな
るカレントミラー回路と、定電流源ＣＣ４５、ＣＣ４６
とからなり、図６に示すような接続関係で構成される。
差動増幅器２０は、エミッタを共通にし定電流源ＣＣ４
５に接続した、ＰＮＰトランジスタＱ５０、Ｑ５１から
なる差動対と、ＮＰＮトランジスタＱ５２、Ｑ５３から
なるカレントミラー回路とから構成される。差動増幅器
２０の一方の入力は端子Ａ８に接続され、他方の入力は
端子Ａ７に接続される。

【００４７】以下に本実施形態のイオン電流検出装置Ｕ
４の動作を説明する。イオン電流が検出され、イオン電
流検出回路Ｂ０におけるトランジスタＱ２のコレクタの
電位が上昇すると、端子Ａ５を介して、ベース電位が上
昇し、トランジスタＱ４１のエミッタ電位が上昇する。
それに伴い、トランジスタＱ４２のベース電位が上昇
し、トランジスタＱ４２のコレクタ電流が減少する。ト
ランジスタＱ４２とトランジスタＱ４３のコレクタ電流
の総和は、定電流源ＣＣ４２により定まり一定となるた
め、トランジスタＱ４３のコレクタ電流は増加する。ま
たトランジスタＱ４２のコレクタ電流の減少により、ト
ランジスタＱ４４のコレクタ電流も減少する。トランジ
スタＱ４４とトランジスタＱ４５は、カレントミラー回
路を構成しているため、トランジスタＱ４５のコレクタ
電流が減少する。したがって、トランジスタＱ４３のコ
レクタ電流が、トランジスタＱ４５のコレクタ電流より
大きくなるため、トランジスタＱ４３のコレクタ電位が
上昇し、トランジスタＱ４７のベース電位が上昇する。
トランジスタＱ４７のベース電位が上昇すると、トラン
ジスタＱ４８、Ｑ４９がオンする。トランジスタＱ４
８、Ｑ４９は、コンデンサＣ４１と共に積分回路を構成
し、実施の形態３で説明したように、端子Ａ４を介し
て、イオン電流検出回路Ｂ０におけるトランジスタＱ２
のエミッタ電位を負帰還制御する。本実施形態において
は、トランジスタＱ４３のコレクタ電流とトランジスタ
Ｑ４５のコレクタ電流の差電流により、コンデンサＣ４
１を充放電され、また積分回路の周波数特性も決定され
る。このようにして、トランジスタＱ２のコレクタ電位
は抵抗Ｒ４１、Ｒ４２の分圧点電位に制御され、イオン
電流にノッキングによる高周波成分が重畳した時は、Ｑ
２のコレクタに、抵抗Ｒ４１、Ｒ４２の分圧点電位を中
心にノッキングによる信号成分が現れる。

【００４８】高周波成分増幅回路Ｂ２においてトランジ
スタＱ２のコレクタに現れるノッキング信号成分は、ト
ランジスタＱ４１および端子Ａ７を介して差動増幅器２
０の一方の入力に入力される。また、抵抗Ｒ４１、Ｒ４
２、トランジスタＱ４６により定まる電圧が差動増幅器
２０の他方の入力に入力される。トランジスタＱ５０、
Ｑ５１において、ノッキング信号の振動によりベース電
位に差が生じると、これらのトランジスタＱ５０、Ｑ５
１のコレクタ電流の差電流が、トランジスタＱ５４，Ｑ
５５からなるカレントミラー回路により、トランジスタ
Ｑ５５のコレクタ電流として出力される。トランジスタ
Ｑ５５のコレクタ電流は、トランジスタＱ５６，Ｑ５７
からなるカレントミラー回路により、電流−電圧変換さ
れ、端子Ａ９より２値出力として出力される。すなわ
ち、ノッキングによる高周波振動成分が検出されると、
高周波成分検出信号として、端子Ａ９より「Ｈｉｇｈ」
の信号（以下「Ｈ」と称する）が出力され、高周波成分
が検出されない時は、「Ｌｏｗ」の信号（以下「Ｌ」と
称する）が出力される。

【００４９】ここで、トランジスタＱ５０、Ｑ５１、Ｑ
５５のコレクタ電流をそれぞれＩC50、ＩC51、ＩC55と
すると次式が成り立つ。 ＩC55＝ＩC51−ＩC50 ・・・（１） また、コンデンサＣ４１の充放電電流は、トランジスタ
Ｑ４２、Ｑ４３のコレクタ電流の差電流に等しく、この
差に対応して、トランジスタＱ４２、Ｑ４３のベースの
差電圧が現れる。トランジスタＱ５０、Ｑ５１のベース
は、それぞれ、ゲイン調整回路Ｂ１ａの差動増幅器１６
のトランジスタＱ４３、Ｑ４２のベースと接続されてい
るため、トランジスタＱ５０、Ｑ５１のベースの差電圧
は、トランジスタＱ４２、Ｑ４３のベースの差電圧に等
しくなる。コンデンサＣ４１の充放電電流をＩCH、定電
流源ＣＣ４２、ＣＣ４５の電流をＩCC42、ＩCC45とする
と次式が成り立つ。 ＩC55＝ＩCH×（ＩCC45／ＩCC42） ・・・（２） 従って、ＩCC45＞ＩCC42とすれば、コンデンサＣ４１の
充放電電流は増幅されて、トランジスタＱ５５のコレク
タ電流として取り出せ、前述したように、端子Ａ９より
２値出力として出力される。

【００５０】実施の形態３では、ノッキング信号成分の
感度を高めるために積分回路における抵抗Ｒ４を大きく
する必要があったが、本実施形態のイオン電流検出装置
Ｕ４においては、差動増幅器とコンデンサによりノッキ
ング信号成分の検出を行うため、高い抵抗値の抵抗を必
要とせず、集積回路化に適したイオン電流検出装置を実
現する。

【００５１】実施の形態５．イオン電流を検出する際に
は、点火コイルにて点火プラグに電気火花を発生させて
いる状態からイオン電流検出状態に至る過渡期におい
て、急激な電位の変動と配線や点火プラグの浮遊容量の
影響でイオン電流ではない電流が数百マイクロ秒程度の
短い時間流れ、誤検出の原因となる。本実施形態のイオ
ン電流検出装置では、ノッキング検出において、所定幅
以下のイオン電流が検出された時は、ノッキングの検出
を行なわず、所定時間幅より大きいイオン電流が検出さ
れた時のみノッキングの検出を行うことで、誤検出が防
止でき、ノッキング検出精度を向上する。すなわち、本
実施形態のイオン電流検出装置では、失火検出（イオン
電流検出）機能とノッキング検出機能とを備え、ノッキ
ング信号の検出に失火検出機能の回路動作を併用してノ
ッキング信号検出の精度を向上させている。

【００５２】図７に、本実施の形態のイオン電流検出装
置Ｕ５の回路図を示す。図７において、イオン電流検出
装置Ｕ５は、イオン電流検出回路Ｂ０ａと、ゲイン調整
回路Ｂ１ａと、高周波成分増幅回路Ｂ２と、イオン電流
絶対量検出回路Ｂ３と、タイマ回路Ｂ４と、比較出力回
路Ｂ５とから構成される。

【００５３】本実施形態のイオン電流検出装置Ｕ５にお
いて、イオン電流検出回路Ｂ０ａは、シリンダ内で発生
したイオン電流を検出する。ゲイン調整回路Ｂ１ａは、
検出されたイオン電流から所定の周波数以下の電流の電
流量を一定に保持し、高周波成分増幅回路Ｂ２は、ゲイ
ン調整回路Ｂ１ａから出力されたイオン電流から所定の
周波数以上の高周波成分を抽出し増幅した後、電圧に変
換する。イオン電流絶対量検出回路Ｂ３は、イオン電流
検出回路Ｂ０ａで測定されたイオン電流を所定値と比較
し、所定値以上のイオン電流が検出されたかどうか判断
し、イオン電流検出信号を出力する。タイマ回路Ｂ４
は、イオン電流絶対量検出回路Ｂ３からの検出信号を、
所定時間だけ遅延させる。比較出力回路Ｂ５は、高周波
成分増幅回路Ｂ２から出力されるイオン電流の高周波成
分と、タイマ回路Ｂ４から出力される所定時間遅延させ
たイオン電流検出信号とを比較し、イオン電流が検出さ
れた時のみ、ノッキングの検出を行い、ノッキング検出
信号を出力する。

【００５４】以下に本実施形態を構成する各回路ブロッ
クについて説明を行う。尚、ゲイン調整回路Ｂ１ａおよ
び高周波増幅回路Ｂ２については、実施の形態４と同様
の構成であるので、ここでの説明は省略する。

【００５５】図８にイオン電流検出回路Ｂ０ａの回路図
を示す。イオン電流検出回路Ｂ０ａは、図３に示すイオ
ン電流検出回路Ｂ０において、トランジスタＱ１とべー
スとエミッタを共通にすることによりカレントミラー回
路を構成し、端子Ａ１０にコレクタを接続したＰＮＰト
ランジスタＱ７５をさらに備えたものである。トランジ
スタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ７５により、発生したイオン
電流に比例した電圧を発生するイオン電流電圧変換部２
１を構成する。トランジスタＱ７５は、トランジスタＱ
１とカレントミラー回路を構成するため、トランジスタ
Ｑ１のコレクタに電流が流れると、それに等しい電流が
トランジスタＱ７５のコレクタに流れ、端子Ａ１０から
取り出せる。

【００５６】図９にイオン電流絶対量検出回路Ｂ３の回
路図を示す。イオン電流絶対量検出回路Ｂ３は、ＮＰＮ
トランジスタＱ５８、Ｑ５９から構成されるカレントミ
ラー回路と、ＮＰＮトランジスタＱ６０〜Ｑ６２と、定
電流源ＣＣ４７〜ＣＣ５０とにより、図９に示す接続関
係で構成される。カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタＱ５８、Ｑ５９のエミッタは接地され、トランジ
スタＱ５８のコレクタは、定電流源ＣＣ４７を介して電
源ラインに接続され、トランジスタＱ５９のコレクタ
は、端子Ａ１０およびトランジスタＱ６０のベースに接
続される。トランジスタＱ６０のコレクタは、トランジ
スタＱ６１のベースに接続され、トランジスタＱ６１の
コレクタは、トランジスタＱ６２のベースに接続され
る。トランジスタＱ６０〜Ｑ６２のエミッタは、それぞ
れ接地され、エミッタはそれぞれ定電流源ＣＣ４８〜Ｃ
Ｃ５０を介して電源ラインＶＣＣに接続される。トラン
ジスタＱ６２のコレクタは端子Ａ１１に接続される。

【００５７】以下に本回路の動作を説明する。イオン電
流検出回路Ｂ０ａでイオン電流が検出されると端子Ａ１
０を介してトランジスタＱ６０のベースに検出された電
流が流れる。この時、検出されたイオン電流がトランジ
スタＱ５８、Ｑ５９で構成されるカレントミラー回路に
より定まる電流より大きいと、トランジスタＱ６０がオ
ンする。これにより、トランジスタＱ６１がオフし、ト
ランジスタＱ６２がオンし、端子Ａ１１から「Ｌ」が出
力される。検出されたイオン電流がカレントミラー回路
により定まる電流より小さいと、トランジスタＱ６０が
オフし、トランジスタＱ６１がオンし、トランジスタＱ
６２がオフし、端子Ａ１１から「Ｈ」が出力される。

【００５８】図１０にタイマ回路Ｂ４の回路図を示す。
タイマ回路Ｂ４は、ＰＮＰトランジスタＱ６４、Ｑ６５
とから構成される差動対、およびＮＰＮトランジスタＱ
６６、Ｑ６７と抵抗Ｒ４６とから構成されるリークカッ
ト回路を備え、トランジスタＱ６３、Ｑ６８と、抵抗Ｒ
４３〜Ｒ４５と、コンデンサＣ４２と、定電流源ＣＣ５
１、ＣＣ５５〜ＣＣ５７とにより、図１０に示す接続関
係で構成される。ここで、リークカット回路は、微小な
電流では動作しないようにするためのものである。差動
対を構成するトランジスタＱ６４のベースはトランジス
タＱ６３のコレクタに接続される。またトランジスタＱ
６５のベースは、抵抗Ｒ４４、Ｒ４５の接続点に接続さ
れ、コレクタはリークカット回路を構成するトランジス
タＱ６７のベースに接続される。トランジスタＱ６４の
ベースとグランド間にはコンデンサＣ４２が接続され、
トランジスタＱ６４のベースと電源ラインＶCC間には抵
抗Ｒ４３が接続される。トランジスタＱ６３のベースに
は端子Ａ１１が接続され、イオン電流絶対量検出回路Ｂ
３からのイオン電流検出信号が入力される。トランジス
タＱ６７のコレクタは端子Ａ１２が接続され、比較出力
回路Ｂ５にイオン電流検出信号が出力される。トランジ
スタＱ６８のコレクタは端子Ａ１３に接続され、失火検
出信号が出力される。

【００５９】以下に、本回路の動作を説明する。端子Ａ
１１から「Ｌ」が入力されると、トランジスタＱ６３が
オフし、コンデンサＣ４２が抵抗Ｒ４３を介して流れる
電流により充電される。コンデンサＣ４２の充電にとも
ない、トランジスタＱ６４のベース電位が上昇してい
き、トランジスタＱ６４のベース電位が、抵抗Ｒ４４、
Ｒ４５の抵抗値、電源ラインＶCCの電圧値で定まるＱ６
５のベース電位よりも上昇すると、トランジスタＱ６５
のコレクタ電流が増加し、トランジスタＱ６７がオンす
る。トランジスタＱ６７がオンすると、トランジスタＱ
６８がオフし、端子Ａ１３から「Ｈ」が出力される。す
なわち、端子Ａ１１に「Ｌ」が入力されると、コンデン
サの充電によりトランジスタＱ６４のベース電位が、ト
ランジスタＱ６５の所定のベース電位よりも上昇する時
間だけ遅延された後、端子Ａ１３から「Ｈ」が出力され
る。この遅延時間は、コンデンサＣ４２の容量値、抵抗
Ｒ４３の抵抗値およびトランジスタＱ６５のベース電位
により決定される。

【００６０】一方、端子Ａ１１から「Ｈ」が入力され、
トランジスタＱ６３がオンした時は、コンデンサＣ４２
はトランジスタＱ６３のコレクタ電流により放電されト
ランジスタＱ６４のベース電位が下降する。トランジス
タＱ６４のベース電位がトランジスタＱ６５のベース電
位よりも低くなると、トランジスタＱ６５のコレクタ電
流が減少し、トランジスタＱ６７がオフする。トランジ
スタＱ６７がオフすると、トランジスタＱ６８はオン
し、端子Ａ１３から「Ｌ」が出力される。

【００６１】図１１に比較出力回路Ｂ５の回路図を示
す。比較出力回路Ｂ５は、ＰＮＰトランジスタＱ７０、
Ｑ７１とから構成される差動対、およびＮＰＮトランジ
スタＱ７２、Ｑ７３と抵抗Ｒ４９とから構成されるリー
クカット回路を備え、ＮＰＮトランジスタＱ６９、Ｑ７
４、Ｑ７６と、抵抗Ｒ４７、Ｒ４８と、定電流源ＣＣ５
４〜ＣＣ５７とにより、図１１に示す接続関係で構成さ
れる。差動対を構成するトランジスタＱ７０のベースは
トランジスタＱ６９のコレクタに接続される。またトラ
ンジスタＱ７１のベースは、抵抗Ｒ４７、Ｒ４８の接続
点に接続され、そのコレクタはリークカット回路を構成
するトランジスタＱ７３のベースに接続される。トラン
ジスタＱ７６のコレクタには端子Ａ１４が接続され、ノ
ッキング検出信号が出力される。

【００６２】以下に比較出力回路Ｂ５の動作を説明す
る。比較出力回路Ｂ５は、高周波成分増幅回路Ｂ２で検
出された高周波振動成分の信号と、タイマ回路Ｂ４から
出力されるイオン電流検出信号とを比較することによ
り、所定時間以上のイオン電流が流れている間のみノッ
キング検出を行うものである。

【００６３】トランジスタＱ６９に「Ｈ」が入力され、
オンした時は、高周波成分増幅回路Ｂ２（図６）のトラ
ンジスタＱ５５のコレクタ電位がトランジスタＱ６９の
飽和電圧に固定されることにより、高周波成分の検出が
行われない。すなわち、トランジスタＱ６９のコレクタ
電位が低く、トランジスタＱ７０のベース電位がトラン
ジスタＱ７１のベース電位よりも低くなると、トランジ
スタＱ７１のコレクタ電流が減少し、トランジスタＱ７
３がオフし、トランジスタＱ７４がオンし、トランジス
タＱ７６がオフすることにより、端子Ａ１４から「Ｈ］
が出力される。

【００６４】一方、トランジスタＱ６９に「Ｌ」が入力
され、オフした時は、トランジスタＱ７０のベース電位
は、端子Ａ９を介して高周波成分増幅回路Ｂ２から出力
される高周波成分検出信号の電位に対応する。イオン電
流中に含まれる高周波成分が検出され、高周波成分検出
信号が「Ｈ」の時は、トランジスタＱ７０のベース電位
が上昇する。トランジスタＱ７０のベース電位がトラン
ジスタＱ７１のベース電位よりも上昇すると、トランジ
スタＱ７１のコレクタ電流が増加し、トランジスタＱ７
３がオンする。トランジスタＱ７３がオンすると、トラ
ンジスタＱ７４がオフし、トランジスタＱ７６がオンす
る。この時、端子Ａ１４から「Ｌ」が出力される。すな
わち、トランジスタＱ６９がオフの時は、高周波成分増
幅回路Ｂ２からの高周波成分検出信号の入力に対応し
て、高周波成分が検出された時に、ノッキング検出信号
として端子Ａ１４から「Ｌ」を出力する。

【００６５】以上のようにして本実施形態のイオン電流
検出装置において、イオン電流が検出された時は、イオ
ン電流絶対量検出回路Ｂ３から「Ｌ」が出力される。タ
イマ回路Ｂ４で、この信号が所定時間遅延された後、比
較出力回路Ｂ５に「Ｌ」が出力される。この時、比較出
力回路Ｂ５では、このタイマ回路Ｂ４からの出力「Ｌ」
と、高周波成分増幅回路Ｂ２で検出された高周波成分検
出信号との論理和がとられることにより、所定時間以上
のイオン電流が検出された時に、ノッキング検出信号が
出力される。すなわち、高周波成分が検出された時は、
ノッキング検出信号として端子Ａ１４から「Ｌ」が出力
される。一方、所定時間以上のイオン電流が検出されな
い時は、イオン電流絶対量検出回路Ｂ３において「Ｈ」
が出力され、タイマ回路Ｂ４を介して、「Ｈ」が比較出
力回路Ｂ５に出力される。比較出力回路Ｂ５では、
「Ｈ」が入力されると、前述したように、端子Ａ１４か
ら「Ｈ」が出力される。

【００６６】上記のようにして、本実施形態のイオン電
流検出装置Ｕ５では、イオン電流の検出と、検出された
イオン電流の高周波成分の抽出とを行い、イオン電流の
検出信号を所定時間だけ遅延させ、抽出された高周波成
分と比較することにより、極めて短い時間だけ流れる電
流をキャンセルすることにより誤検出を防止する。これ
により、イオン電流検出（失火検出）とノッキング検出
を同時に行い、ノッキング検出のためのマスク用の信号
を外部より別途提供されることなく、高精度にノッキン
グを検出できる。

【００６７】実施の形態６．本実施形態のイオン電流検
出装置は、エンジン回転数を検出し、回転数に応じた誤
検出防止用の電流を検出されたイオン電流に帰還させ
て、広範囲のエンジン回転数での失火検出を実現するも
のである。

【００６８】図１２に本実施形態のイオン電流検出装置
Ｕ６の回路図を示す。イオン電流検出装置Ｕ６は、イオ
ン電流検出回路Ｂ０ｂと、ゲイン調整回路Ｂ１ａと、高
周波成分増幅回路Ｂ２と、イオン電流絶対量検出回路Ｂ
３と、タイマ回路Ｂ４と、比較出力回路Ｂ５とエンジン
回転数検出回路Ｂ６とから構成される。

【００６９】イオン電流検出回路Ｂ０ｂは図１３に示さ
れるように構成され、図８に示されるイオン電流検出回
路Ｂ０ａのダイオードＤ３とコンデンサＣ１の間に直列
にダイオードＤ５をさらに備えている。ダイオードＤ５
は、エンジン回転数検出回路Ｂ６におけるトランジスタ
Ｑ７７の駆動電圧を得るために挿入されている。

【００７０】図１４にエンジン回転数検出回路の回路図
を示す。エンジン回転数検出回路Ｂ６は、ＮＰＮトラン
ジスタＱ７７、Ｑ７８で構成されるカレントミラー回路
と、ＰＮＰトランジスタＱ７９、Ｑ８０で構成されるカ
レントミラー回路と、ＰＮＰトランジスタＱ８１と、Ｎ
ＰＮトランジスタＱ８２、Ｑ８３と、抵抗Ｒ５０〜Ｒ５
３と、コンデンサＣ４３、定電流源ＣＣ５８とにより、
図１４に示されるような接続関係で構成される。カレン
トミラー回路を構成するトランジスタＱ７７のコレクタ
は抵抗Ｒ５０を介して端子Ａ１５に接続され、エンジン
回転数に応じた電流を入力する。またトランジスタＱ５
３のエミッタは、抵抗Ｒ５３を介して端子Ａ１５に接続
され、エンジン回転数に比例した大きさの帰還電流を出
力する。以下に本回路の動作を説明する。

【００７１】点火時には、イオン電流検出回路Ｂ０ｂに
おいて、前述したように一次側点火コイルＬ１の電圧に
よりコンデンサＣ１が充電され、数十マイクロ〜数百マ
イクロ秒程度の極めて短い期間、充電電流が端子Ａ１→
抵抗Ｒ３→ダイオードＤ４→コンデンサＣ１→ダイオー
ドＤ５→ダイオードＤ３→接地の経路で流れる。この
時、エンジン回転数検出回路Ｂ６において、端子Ａ１５
→抵抗Ｒ５０→トランジスタＱ７７→接地の経路で電流
が流れる。この時に流れるトランジスタＱ７７のコレク
タ電流は、充電電流によるダイオードＤ３、Ｄ５の順方
向電圧降下と抵抗Ｒ５０の抵抗値、トランジスタＱ７７
の特性により決定される。トランジスタＱ７７、Ｑ７８
はカレントミラー回路を構成するため、トランジスタＱ
７７のコレクタ電流と同じ大きさの電流がトランジスタ
Ｑ７８のコレクタに流れる。トランジスタＱ７９、Ｑ８
０もカレントミラー回路を構成するため、同様にして、
定電流源ＣＣ５８により定まる電流がトランジスタＱ８
０のコレクタに流れる。従って、トランジスタＱ７８の
コレクタ電流がトランジスタＱ８０のコレクタ電流より
も大きくなるとトランジスタＱ８１のベース−エミッタ
間が順方向バイアスされベース電流が流れる。トランジ
スタＱ８１のコレクタ電流はトランジスタＱ８２のベー
ス電流となり、トランジスタＱ８２で増幅されて、抵抗
Ｒ５２を介してコンデンサＣ４３に流入する。トランジ
スタＱ８２のエミッタ電流の最大値が十分大きければ、
コンデンサＣ４３の充電電流は、抵抗Ｒ５２とコンデン
サＣ４３の保持電圧で制限される。

【００７２】点火が終了し、イオン電流検出状態にある
ときは、コンデンサＣ１の充電電流が減少し、トランジ
スタＱ１、Ｑ３の動作により端子Ａ１５の電位はゼロに
なる。従って、トランジスタＱ７８のコレクタ電流が減
少し、トランジスタＱ８０はコレクタ電流の流れる経路
がなくなるため飽和し、トランジスタＱ８１のベース−
エミッタ間がトランジスタＱ８０の飽和電圧に等しくな
り、トランジスタＱ８１はオフする。トランジスタＱ８
１がオフするとトランジスタＱ８２がオフし、コンデン
サＣ４３の充電が停止し、抵抗Ｒ５４またはトランジス
タＱ８３のベースに放電により電流を流す。以上のよう
にしてコンデンサＣ４３は、点火時において充電され、
非点火時に放電する。コンデンサＣ４３の容量値が十分
大きいとすると、点火のタイミングが短い時には、充電
される電荷の量が放電される電荷の量を上回るため、コ
ンデンサＣ４３の保持電圧が上昇する。

【００７３】コンデンサＣ１の充電期間は、点火コイル
の一次側に流れる電流と点火コイルのインダクタンスに
より決まり、約数十マイクロ〜数百マイクロ秒程度でほ
ぼ一定の長さとなる。前述したように、コンデンサＣ４
３の容量値が十分大きければ、一回の点火による充電で
はコンデンサＣ４３は飽和せず、点火の回数毎に保持電
圧が一定電圧だけ上昇する。従って、エンジンの回転数
が高い時は、点火の周期が短くなるため、コンデンサＣ
４３の保持電圧がエンジン回転数に比例して高くなり、
エンジンの回転数が低い時は、点火の周期が長くなるた
め、コンデンサＣ４３の保持電圧は高くならない。

【００７４】コンデンサＣ４３の保持電圧が高くなりト
ランジスタＱ８３のベース−エミッタ間が順方向バイア
スされるとトランジスタＱ８３のエミッタ電流が抵抗Ｒ
５３を介して端子Ａ１５に帰還される。この帰還電流
は、コンデンサＣ４３の保持電圧、トランジスタＱ８３
のベース−エミッタ間順方向電圧降下、抵抗Ｒ５２の抵
抗値、および端子Ａ１５の電位によって定まる。抵抗Ｒ
５２は数十ＫΩ〜数ＭΩ程度の高い抵抗を用い、帰還電
流がトランジスタＱ８０のコレクタ電流よりも大きくな
らないように設定する。

【００７５】これにより、エンジン回転数が低い場合に
は、コンデンサＣ４３の保持電圧が低いので帰還する電
流が少なく、エンジン回転数が高い場合は、コンデンサ
Ｃ４３の保持電圧が高いので帰還電流が多くなる。この
帰還電流により、イオン電流測定回路Ｂ０ｂにおけるト
ランジスタＱ１のコレクタで検出されるイオン電流が低
減される。すなわち、エンジンの回転数に応じて測定で
きるイオン電流の閾値を変化させることができる。尚、
本実施形態においては、コンデンサＣ４３に流入する電
流が所定値以上である期間中に、コンデンサＣ４３の充
電を行う回路を示したが、流入する電流が所定値以上に
なると、回路により定められた所定期間のみコンデンサ
を充電する回路を用いてもよい。

【００７６】実施の形態７．本実施形態のイオン電流検
出装置は、図１５に示すように独立着火方式の点火回路
に適用するものであり、実施の形態６のイオン電流検出
装置Ｕ６におけるイオン電流測定部Ｂ０ｂの代わりに、
図１６で示されるゲイン調整部Ｂ０ｃを用いることによ
り実現される。イオン電流検出部Ｂ０ｃは、図１３で示
されるイオン電流測定部Ｂ０ｂにおいて、抵抗Ｒ３とダ
イオードＤ４の代わりに、一端をツェナダイオードＺＤ
２のカソードに接続した抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ６の多端に
カソードを接続し、端子Ａ１ａにアノードを接続したダ
イオードＤ６と、端子Ａ１ｂにアノードを接続し、カソ
ードをダイオードＤ６のカソードに接続したダイオード
Ｄ７を備えている。独立着火方式では、図１５に示すよ
うに、点火プラグ毎に点火を制御するため点火コイルＬ
１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４および点火コイルＬ１、Ｌ３に起
電力を発生させるためのトランジスタＴ１、Ｔ２が設け
られている。従って、点火プラグＰＧ１が点火中には端
子Ａ１ａ→ダイオードＤ６→抵抗Ｒ６を介して、点火プ
ラグＰＧ２が点火中には端子Ａ１ｂ→ダイオードＤ７→
抵抗Ｒ６を介して、コンデンサＣ１にイオン電流検出の
ための電荷が充電される。コンデンサＣ１に充電された
電荷により、燃焼直後にシリンダ内に電流を流すことに
より、前述した動作に基づきイオン電流、ノッキング信
号を検出することができる。

【００７７】実施の形態８．本実施形態のイオン電流検
出装置は、実施の形態６のイオン電流検出装置におい
て、ノッキング信号の誤検出をさらに低減するものであ
り、実施の形態６のイオン電流検出装置Ｕ６におけるゲ
イン調整部Ｂ１ａの代わりに、図１７で示されるゲイン
調整部Ｂ１ｂを用いることにより実現される。すなわ
ち、本実施形態のゲイン調整部Ｂ１ｂは、図５に示され
るＢ１ａの回路において、コンデンサＣ４１とトランジ
タＱ４５のコレクタとの接続点の間にコンデンサＣ４４
を直列に挿入し、コンデンサＣ４４とコンデンサＣ４１
の接続点を抵抗Ｒ５５を介して接地している。ノッキン
グ信号は、エンジン固有の振動成分を有しており、特定
の狭い周波数範囲の振動を発生する。イオン電流に重畳
するノッキング信号成分も同様であり、そのため、ノッ
キング検出にはフィルタ特性が要求される。実施の形態
６のイオン電流検出装置では、コンデンサＣ４１の容量
値により、フィルタ特性が決定されるが、この場合、パ
スする周波数領域が広く、ノッキングの周波数成分以外
の減衰量は大きくない。そのため、ノッキング以外の電
流振動成分が重畳したときにノッキング信号として検出
する可能性がある。本実施形態では、図１７に示すよう
に回路を構成することにより、フィルタの特性を急峻に
し、ノッキング信号以外の成分の信号の減衰量を高める
ことにより、ノッキング信号検出時の誤検出を防止す
る。

【００７８】尚、上記実施形態１〜６、８のイオン電流
検出装置において、同時着火方式の点火回路に対する適
用について説明したが、本発明は、端子Ａ２と、端子Ａ
２にアノードを接続し、カソードを点火プラグに接続し
たダイオードと、点火プラグからなる電流経路を複数設
けることにより、高圧配電方式の点火回路に対しても適
用できる。

【００７９】

【発明の効果】本発明に係る第１イオン電流検出装置に
よれば、前記イオン電流電圧変換回路をカレントミラー
回路により構成することにより、簡単な回路でイオン電
流の検出を可能とする。

【００８０】好ましい構成の前記第１イオン電流検出装
置によれば、前記出力回路において、前記抵抗により、
検出されたイオン電流を電圧変換し出力することができ
る。

【００８１】好ましい構成の前記第１イオン電流検出装
置によれば、前記出力回路において、前記カレントミラ
ー回路により、感度よく検出されたイオン電流を電圧変
換し出力することができる。

【００８２】好ましい構成の前記第１イオン電流検出装
置によれば、前記第１イオン電流検出手段においてイオ
ン電流を検出し、ノッキング信号検出手段において、検
出されたイオン電流の中の所定周波数以下の信号の電流
量を一定に制限し、前記第１イオン電流検出手段に負帰
還することにより、所定周波数以上の電流成分をノッキ
ング信号として抽出する。これにより、イオン電流から
ノッキング信号が抽出できる。

【００８３】本発明に係る第２イオン電流検出装置によ
れば、イオン電流の検出（失火検出）と、ノッキング信
号の検出を同時に実現し、イオン電流絶対量検出手段
と、高周波成分増幅手段と、タイマ手段と、比較出力手
段を組み合わせてノッキング検出のマスクを行うこと
で、別途ノッキング検出のマスク用の信号を受けること
なく高精度にノッキング信号の検出を行うことができ
る。

【００８４】好ましい構成の前記第２イオン電流検出装
置によれば、シリンダ内で発生したイオン電流を検出
し、所定の電圧変換率および可変の電圧変換率で電圧変
換し出力することができる。

【００８５】好ましい構成の前記第２イオン電流検出装
置によれば、エンジン回転数を検出し、検出したエンジ
ン回転数に比例した電流を前記第２イオン電流検出回路
に帰還することにより、エンジン回転数全域において、
ノッキング検出を行うことができる。

【００８６】好ましい構成の前記第２イオン電流検出装
置によれば、前記エンジン回転数検出手段において、前
記コンデンサは、点火毎に点火コイルに発生する電圧に
より充電され、これによりエンジン回転数を計測する。
これによりエンジン回転数を、前記コンデンサの保持電
圧として計測できる。

【００８７】好ましい構成の前記第１または第２イオン
電流検出装置によれば、前記イオン電流検出手段におい
て、複数の点火コイルから独立して検出用電圧を充電で
きるように複数個のダイオードを備えたことにより、独
立着火方式の点火方式にも適用するイオン電流検出装置
が実現できる。

【００８８】好ましい構成の前記第２イオン電流検出装
置によれば、前記ゲイン調整手段において、前記積分回
路における周波数特性を急峻にすることにより、ノッキ
ング信号以外の成分の信号の減衰量を大きくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１のイオン電流検出装置
の回路図。

【図２】 本発明の実施の形態２のイオン電流検出装置
の回路図。

【図３】 本発明の実施の形態３のイオン電流検出装置
の回路図。

【図４】 本発明の実施の形態４のイオン電流検出装置
のブロック構成図。

【図５】 実施の形態４のイオン電流検出装置における
ゲイン調整回路の回路図。

【図６】 実施の形態４のイオン電流検出装置における
高周波成分増幅回路の回路図。

【図７】 本発明の実施の形態５のイオン電流検出装置
ののブロック構成図。

【図８】 実施の形態５のイオン電流検出装置における
イオン電流検出回路の回路図。

【図９】 実施の形態５のイオン電流検出装置における
イオン電流絶対量検出回路の回路図。

【図１０】 実施の形態５のイオン電流検出装置におけ
るタイマ回路の回路図。

【図１１】 実施の形態５のイオン電流検出装置におけ
る比較出力回路の回路図。

【図１２】 本発明の実施の形態６のイオン電流検出装
置におけるブロック構成図。

【図１３】 実施の形態６のイオン電流検出装置におけ
るイオン電流検出回路の回路図。

【図１４】 実施の形態６のイオン電流検出装置におけ
るエンジン回転数検出回路の回路図。

【図１５】 実施の形態７のイオン電流検出装置の独立
着火方式の点火回路への適用を表す図。

【図１６】 実施の形態７のイオン電流検出装置におけ
るイオン電流検出回路の回路図。

【図１７】 実施の形態８のイオン電流検出装置におけ
るゲイン調整回路の回路図。

【符号の説明】

１０ 検出用電圧発生部、１１ 電流検出部、１３，１
５，２１ イオン電流電圧変換部、１４，１８ 反転増
幅器、１６，２０ 差動増幅器、Ａ１〜Ａ１４、Ａ１
ａ、Ａ１ｂ、Ａ２ 端子、Ｂ０、Ｂ０ｂ、Ｂ０ｃ イオ
ン電流検出回路、Ｂ１ ノッキング信号抽出回路、Ｂ１
ａ，Ｂ１ｂ ゲイン調整回路、Ｂ２ 高周波成分増幅回
路、Ｂ３ イオン電流絶対量検出回路、Ｂ４ タイマ回
路、Ｂ５ 比較出力回路、Ｂ６ エンジン回転数検出回
路、Ｃ１，Ｃ４１〜Ｃ４４ コンデンサ、ＣＣ１，ＣＣ
４１〜ＣＣ５８ 定電流源、Ｄ１〜Ｄ７ ダイオード、
ＤＩＳディストリビュータ、Ｌ１〜Ｌ４ 点火コイル、
ＰＧ１〜ＰＧ２ 点火プラグ、Ｑ４，Ｑ５，Ｑ４４，Ｑ
４５，Ｑ４８，Ｑ４９，Ｑ５２〜Ｑ５５，Ｑ５８〜Ｑ６
３，Ｑ６６〜Ｑ６９，Ｑ７２〜Ｑ７４，Ｑ７６〜Ｑ７
８，Ｑ８２，Ｑ８３ ＮＰＮトランジスタ、Ｑ１〜Ｑ
３，Ｑ４１〜Ｑ４３，Ｑ４６，Ｑ４７，Ｑ５０，Ｑ５
１，Ｑ５６，Ｑ５７，Ｑ６４，Ｑ６５，Ｑ７０，Ｑ７
１，Ｑ７５，Ｑ７９〜Ｑ８１ ＰＮＰトランジスタ、Ｒ
１〜Ｒ４，Ｒ４１〜Ｒ５５ 抵抗、Ｓ１，Ｓ２シリン
ダ、Ｔ１，Ｔ２ 点火トランジスタ、Ｕ１〜Ｕ６ イオ
ン電流検出装置、ＶＢ バッテリ、ＶCC 内部電源、Ｖ
Ｒ 定電流回路用電源、ＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ４〜ＺＤ
６ ツェナダイオード。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一時側に印加された電圧により二次側に
   高電圧を発生させる点火コイルと、点火コイルに発生し
   た電圧により点火する点火プラグと、シリンダとからな
   る内燃機関において、燃焼時に発生するイオン電流を検
   出する装置であって、 前記点火コイルの一時側にアノードが接続された第１ダ
   イオードと、前記第１ダイオードのカソードに一端が接
   続され、点火時に前記点火コイルの一次側に発生する電
   圧により充電される第１コンデンサと、前記第１コンデ
   ンサの他端にアノードが接続され、カソードが接地さ
   れ、前記コンデンサの充電時に、前記第１ダイオードお
   よび前記第１コンデンサと共に充電電流経路を形成する
   第２ダイオードとからなる検出用電圧発生回路と、 前記コンデンサの放電による電圧を点火プラグに印加す
   ることにより前記シリンダ内に発生するイオン電流を入
   力とし、該イオン電流に等しい電流を出力するカレント
   ミラー回路と、前記カレントミラー回路からの出力電流
   を電圧に変換し出力する出力回路とを備えるイオン電流
   電圧変換回路とを設けたことを特徴とするイオン電流検
   出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、前記出力回路は、抵抗からなることを特徴とす
   るイオン電流検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、前記出力回路は、カレントミラー回路からなる
   定電流回路を備えたことを特徴とするイオン電流検出装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、さらに、前記イオン電流電圧変換回路における
   イオン電流を出力電圧に変換する比率を制御するゲイン
   調整手段と、イオン電流の電流波形に重畳する所定周波
   数以上の電流成分を電圧変換して出力する高周波成分増
   幅手段とを備え、 前記ゲイン調整手段は、所定の基準電圧を発生する基準
   電圧回路と、前記イオン電流電圧変換回路の出力を入力
   の一方に接続し、他方の入力を基準電圧回路の出力に接
   続し、入力の差電圧を増幅する第１差動増幅器と、コン
   デンサと反転増幅器とから構成され、前記第１差動増幅
   器の出力を入力とし、出力を前記イオン電流電圧変換回
   路に帰還出力する積分回路とからなり、 前記高周波成分増幅手段は、前記第１差動増幅器と入力
   を共通にした第２差動増幅器と、第２差動増幅器の出力
   を電圧変換し出力する手段とからなることを特徴とする
   イオン電流検出装置。
5. 【請求項５】 一時側に印加された電圧により二次側に
   高電圧を発生させる点火コイルと、点火コイルに発生し
   た電圧により点火する点火プラグと、シリンダとからな
   る内燃機関において、 シリンダ内に発生したイオン電流を検出し、個定の電圧
   変換率で電圧に変換された第１出力と可変の電圧変換率
   で変換された第２出力とを出力するイオン電流検出手段
   と、 前記イオン電流検出手段の前記第１出力により、イオン
   電流の絶対量を検出し、所定値以上の電流が流れた時
   に、イオン電流検出信号を出力するイオン電流絶対量検
   出手段と、 前記イオン電流検出信号を所定時間遅延させる遅延手段
   と、 前記イオン電流検出手段の前記第２出力の電圧変換率を
   制御するゲイン調整手段と、 イオン電流の電流波形に重畳する所定周波数以上の電流
   成分を電圧変換して高周波成分検出信号として出力する
   高周波成分増幅手段と、 前記遅延手段からの遅延されたイオン電流検出信号と前
   記高周波成分検出信号とを比較し、イオン電流が検出さ
   れた時のみ、前記高周波検出信号を出力する比較出力手
   段とを備えたイオン電流検出装置であって、 前記イオン検出手段は、前記点火コイルの一次側に発生
   する電圧により、イオン電流検出用の電圧を充電する第
   １コンデンサと、前記第１コンデンサの放電により電圧
   を点火プラグに印加することにより前記シリンダ内に発
   生するイオン電流を検出し、前記第１出力および第２出
   力を出力するイオン電流電圧変換回路とを有し、 前記ゲイン調整手段は、前記イオン電流検出手段からの
   第２出力と所定電圧との差電圧を増幅する第３差動増幅
   器と、第２コンデンサと増幅器とから構成され前記第３
   差動増幅器の出力を入力し前記イオン電流電圧変換回路
   に帰還出力する積分回路とを有し、 前記高周波成分増幅手段は、前記第３差動増幅器と入力
   を共通にした第４差動増幅器を有することを特徴とする
   イオン電流検出装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、前記イオン電流電圧変換回路は、第１トランジ
   スタと、該第１トランジスタのベースにベースを接続し
   た第２トランジスタと、一端を前記第１トランジスタの
   エミッタに接続し、他端を前記第２トランジスタのエミ
   ッタに接続し、第２トランジスタのエミッタ電位を制御
   する制御回路と、ベースとエミッタを前記第１トランジ
   スタと共通にした第３トランジスタとから構成されるイ
   オン電流電圧変換回路からなり、 前記第３トランジスタのコレクタ電位を前記第１出力と
   して出力し、前記第２トランジスタのコレクタタ電位を
   前記第２出力として出力することを特徴とするイオン電
   流検出装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、前記制御回路は、抵抗からなることを特徴とす
   るイオン電流検出装置。
8. 【請求項８】 請求項５に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、エンジン回転数を検出し、検出したエンジン回
   転数が所定値より高い時は、イオン電流検出の閾値を高
   くし、エンジン回転数が低い時は、イオン電流検出の閾
   値を低くするエンジン回転数検出手段をさらに設けたこ
   とを特徴とするイオン電流検出装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のイオン電流検出装置に
   おいて、前記エンジン回転数検出手段は、点火時毎に、
   前記点火コイルに発生する電圧により充電することによ
   り、エンジン回転数に比例した保持電圧を発生させるコ
   ンデンサと、前記コンデンサを充電する充電回路とを備
   え、前記コンデンサの保持電圧に応じた電流を前記イオ
   ン電流検出手段に帰還させることにより前記閾値を制御
   することを特徴とするイオン電流検出装置。
10. 【請求項１０】 請求項１または請求項５に記載のイオ
    ン電流検出装置において、前記第１コンデンサに対し、
    カソードを共通にして並列に接続され、アノードを複数
    の点火コイルに接続される複数のダイオードを設けるこ
    とにより、複数の点火コイルから前記第１コンデンサの
    充電を可能とすることを特徴とするイオン電流検出装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項５に記載のイオン電流検出装置
    において、前記ゲイン調整手段は、前記第２コンデンサ
    と前記第３差動増幅器の出力との間に直列に接続された
    第３コンデンサと、前記第２コンデンサと前記第３コン
    デンサの接続点に一端を接続し、他端を接地した抵抗と
    をさらに設けたことにより前記積分回路における周波数
    特性を急峻にすることを特徴とするイオン電流検出装
    置。