JPH09317618A - 内燃機関の運転状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火プラグの火花放電後に流れるイオン電流
を利用して、内燃機関の運転状態を常時正確に検出でき
るようにする。 【解決手段】 点火コイル２から点火プラグ１０に点火
用高電圧を印加した後、昇圧コイル２０で生成した検出
用高電圧を点火コイル２を介して点火プラグ１０に印加
し、この電圧印加後の電圧波形を容量分圧回路２２にて
検出する。そして、この電圧波形の減衰時間に対応した
パルス信号を検出回路２５にて生成し、これを検出信号
ＳOUT としてＥＣＵ８に出力する。ＥＣＵ８側では、検
出信号ＳOUT を所定の燃焼回数分サンプリングして、そ
のパルス幅の平均値を求め、この平均値と予め設定した
判定基準値とを比較することにより、空燃比，燃焼圧，
リーン限界，ＥＧＲ限界等の運転状態を検出する。この
結果、内燃機関の運転状態を常時高精度に検出すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグの火花
放電後に流れるイオン電流を利用して内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出装置に関し、特に、内燃機関
の空燃比、燃焼圧、空燃比のリーン限界、排気再循環量
の限界、或いは多気筒内燃機関における各気筒間の燃焼
状態のばらつき（燃焼差）等を検出するのに好適な内燃
機関の運転状態検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、特開平７−２９３２
９６号公報，特開平５−６５８６４号公報，特開平６−
１９３５１４号公報等に開示されているように、空燃
比、空燃比のリーン限界、排気再循環量の限界等の内燃
機関の運転状態を、内燃機関の点火プラグの火花放電後
に流れるイオン電流を利用して検出する装置が知られて
いる。

【０００３】またこのようにイオン電流を利用して内燃
機関の運転状態を検出する方法としては、従来より、主
として以下の２方法が考えられている。即ち、一つの方
法は、点火プラグへの点火用高電圧印加後（つまり点火
プラグの火花放電後）に、点火プラグに対して外部から
電圧を印加し、点火プラグの電極近傍に存在するイオン
によって流れるイオン電流を抵抗値が既知の抵抗体に流
し、その抵抗体の両端電圧からイオン電流を検出して、
点火プラグの電極間の抵抗値（換言すれば内燃機関の燃
焼状態に応じて変化するイオン量）を測定し、その測定
結果から内燃機関の運転状態を検出する方法である（特
開平５−７１４５９号公報参照）。

【０００４】またもう一つの方法は、点火プラグへの点
火用高電圧の印加時に点火プラグを含む点火コイルの二
次巻線側に蓄積された電荷の放電状態を容量分圧式の検
出装置で検出すると共に、この検出電圧の減衰特性から
点火プラグの電極間の抵抗値を測定し、その測定結果か
ら内燃機関の運転状態を検出する方法である（特開平６
−１９３５１６号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の方法では、外部から既知の電圧を印加するので、点
火プラグの電極間の抵抗値の測定精度は高いものの、イ
オン電流検出用の高電圧の印加によって抵抗体に瞬時に
流れる電流値を検出するので、内燃機関の燃焼期間全体
にわたっての燃焼状態を測定するのに適さないという問
題があった。

【０００６】一方、上記後者の方法では、点火用高電圧
印加後の点火コイルの二次巻線側電圧の減衰特性を検出
するので、点火プラグの電極間の抵抗値を、内燃機関燃
焼中にある程度の時間にわたって測定することができ
る。従って、上記後者の方法によれば、前者の方法に比
べて、内燃機関の運転状態の検出には適している。とこ
ろが、この方法では、ばらつきの大きい点火用高電圧を
印加した後の二次巻線側電圧をそのまま検出するので、
検出電圧の減衰の程度が必ずしも点火プラグの電極近傍
の抵抗値のみを反映した結果にならず、検出精度が低く
なるといった問題があった。

【０００７】従って、上記従来の運転状態検出装置で
は、内燃機関の運転状態を常時高精度に検出することは
できず、検出結果にばらつきが生じるといった問題があ
った。一方、本願出願人は、イオン電流を利用して、点
火プラグの電極間の抵抗値（延いては内燃機関の燃焼状
態）を、内燃機関の燃焼期間全域にわたって高精度に検
出できる装置として、特願平６−２４３５８５号，特願
平６−２４３９４４号等により、点火コイルから点火プ
ラグへの点火用高電圧の印加後に、点火コイルの二次巻
線側にイオン電流検出用の高電圧を印加すると共に、こ
の電圧印加経路に容量分圧回路を設けて、検出用電圧印
加後の電圧を容量分圧にて検出し、その検出電圧の減衰
特性から、内燃機関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出
装置を提案した。

【０００８】しかし、この提案の装置は、内燃機関の失
火を検出するものであり、空燃比等の内燃機関の運転状
態を高精度に検出することはできなかった。つまり、上
記提案の装置は、点火プラグの火花放電によって燃料混
合気が正常に燃焼すれば、点火プラグの電極近傍にイオ
ンが発生してイオン電流が流れ、容量分圧にて得られた
検出電圧が速やかに減衰し、逆に失火した場合には、点
火プラグの電極近傍にイオンが発生せず、検出電圧の減
衰が著しく遅くなることを利用して、内燃機関の失火判
定を行うものであり、その判定には、検出電圧の減衰時
間が長いか短いか（つまり失火しているか否か）を判定
するための所定のしきい値を用いるだけであったため、
内燃機関の空燃比や燃焼圧、或いは内燃機関の運転限界
（リーン限界，排気再循環量の限界等）等の各種運転状
態を、高精度に検出することはできず、上記提案の装置
をそのまま内燃機関の運転状態検出装置として利用する
ことはできなかった。

【０００９】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、上記提案の技術を利用して、内燃機関の各種運転
状態を常時高精度に検出できるようにした内燃機関の運
転状態検出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、点火コイルの一
次巻線に流す一次電流の断続により二次巻線に点火用高
電圧を発生させ、該点火用高電圧を内燃機関の気筒に装
着した点火プラグに印加する点火装置を備えた内燃機関
に設けられ、前記点火プラグの火花放電後に流れるイオ
ン電流を利用して、内燃機関の空燃比、燃焼圧、及び空
燃比のリーン限界，排気再循環量の限界等の運転限界、
の少なくとも一つを検出する内燃機関の運転状態検出装
置であって、前記点火プラグへの点火用高電圧印加後
に、前記点火プラグが火花放電を起こさない正極性の検
出用高電圧を、前記点火コイルの二次巻線側に印加する
高電圧印加手段と、前記点火コイルの二次巻線側に接続
され、前記高電圧印加手段からの検出用高電圧によって
一旦電荷を蓄積すると共に、該蓄積した電荷が前記点火
プラグの電極近傍のイオンによって放電することによる
検出用高電圧の減衰波形を容量分圧にて検出する容量分
圧手段と、前記容量分圧手段にて得られた検出電圧を信
号処理して、該検出電圧の減衰特性を表わす信号を生成
する信号処理手段と、該信号処理手段からの出力信号に
基づき、前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも
一つを検出する運転状態検出手段と、を備えたことを特
徴とする。

【００１１】このように構成された請求項１に記載の内
燃機関の運転状態検出装置においては、高電圧印加手段
が、点火プラグへの点火用高電圧印加後に、点火プラグ
が火花放電を起こさない正極性の検出用電圧を点火コイ
ルの二次巻線側に印加し、容量分圧手段が、この高電圧
印加手段からの検出用高電圧によって一旦電荷を蓄積す
ると共に、その蓄積した電荷が点火プラグの電極近傍の
イオンによって放電することによる検出用高電圧の減衰
波形を容量分圧にて検出する。

【００１２】つまり、本発明では、点火コイルの二次巻
線側に正極性の検出用電圧を印加し、その後の電圧変化
を容量分圧手段にて検出することにより、容量分圧手段
からの検出電圧が、点火プラグの電極近傍のイオン量に
正確に対応して減衰するようにしている。

【００１３】そして、信号処理手段が、容量分圧手段に
て得られた検出電圧を信号処理して、その検出電圧の減
衰特性を表す信号を生成し、運転状態検出手段が、この
信号処理手段からの出力信号に基づき、内燃機関の空燃
比、燃焼圧、及び運転限界（空燃比のリーン限界，排気
再循環量等）の少なくとも一つを検出する。従って、本
発明によれば、容量分圧手段からの検出電圧に基づき、
内燃機関の運転状態を常に高精度に検出することができ
るようになる。

【００１４】次に、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の内燃機関の運転状態検出装置において、前記内
燃機関は、前記点火用高電圧を内燃機関の各気筒に装着
した点火プラグに順次印加する点火装置を備えた多気筒
内燃機関であり、前記高電圧印加手段は、各気筒の点火
プラグへの点火用高電圧印加後、次の気筒の点火プラグ
に点火用高電圧が印加されるまでの所定タイミングで、
点火用高電圧印加後の点火コイルの二次巻線側に、前記
検出用高電圧を印加し、前記信号処理手段は、前記容量
分圧手段にて得られた検出電圧を各気筒毎に順次信号処
理して、該検出電圧の減衰特性を表わす信号を生成し、
前記運転状態検出手段は、該信号処理手段からの出力信
号に基づき、前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なく
とも一つを、各気筒毎に検出することを特徴とする。

【００１５】つまり、本発明は、多気筒内燃機関の運転
状態を検出するためのものであり、高電圧印加手段を、
各気筒の点火プラグへの点火用高電圧印加後、次の気筒
の点火プラグに点火用高電圧が印加されるまでの所定タ
イミングで、点火用高電圧印加後の点火コイルの二次巻
線側に検出用高電圧を印加するように構成することによ
り、容量分圧手段から、点火用高電圧が印加された点火
プラグの電極近傍のイオン量に応じた検出電圧が順次出
力されるようにする。そして、信号処理手段が、この容
量分圧手段にて得られた検出電圧を各気筒毎に順次信号
処理して、検出電圧の減衰特性を表わす信号を生成し、
運転状態検出手段が、信号処理手段からの出力信号に基
づき、空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つを
各気筒毎に検出する。

【００１６】従って、本発明によれば、多気筒内燃機関
において、内燃機関各気筒の運転状態を個々に検出する
ことができ、その検出結果から、例えば、内燃機関各気
筒に供給された燃料混合気の空燃比のばらつきや燃焼圧
のばらつき等を求めることができる。

【００１７】次に、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２に記載の内燃機関の運転状態検出装置にお
いて、前記信号処理手段は、前記検出電圧が前記検出用
高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰時
間を表わす信号を生成し、前記運転状態検出手段は、該
生成された所定数の信号に基づき前記減衰時間の平均値
を求め、該平均値と予め設定された判定基準値とを比較
することにより、前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少
なくとも一つを検出することを特徴とし、請求項４に記
載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の
運転状態検出装置において、前記信号処理手段は、前記
検出電圧が前記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰
するのに要した減衰時間を表わす信号を生成し、前記運
転状態検出手段は、該生成された所定数の信号に基づき
前記減衰時間の平均値の逆数を求め、該平均値の逆数と
予め設定された判定基準値とを比較することにより、前
記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つを検出
することを特徴とし、請求項５に記載の発明は、請求項
１又は請求項２に記載の内燃機関の運転状態検出装置に
おいて、前記信号処理手段は、前記検出電圧が前記検出
用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰
時間を表わす信号を生成し、前記運転状態検出手段は、
該生成された信号に基づき前記減衰時間の所定期間当た
りの変動幅を求め、該変動幅と予め設定された判定基準
値とを比較することにより、前記空燃比、燃焼圧及び運
転限界の少なくとも一つを検出することを特徴とし、請
求項６に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の
内燃機関の運転状態検出装置において、前記信号処理手
段は、前記検出電圧を積分し、前記運転状態検出手段
は、該積分後の検出電圧と予め設定された判定基準値と
に基づき、前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくと
も一つを検出することを特徴とする。

【００１８】これら請求項３〜請求項６に記載の内燃機
関の運転状態検出装置は、請求項１又は請求項２に記載
のように、検出用電圧印加後に容量分圧手段にて得られ
た検出電圧を用いて内燃機関の運転状態を検出するに当
たって、その検出精度を確保するためになされたもので
ある。

【００１９】つまり、前述の提案の装置のように、容量
分圧手段にて得られた検出電圧を用いて内燃機関の失火
判定を行なうのであれば、容量分圧手段にて得られた検
出電圧が速やかに減衰したか否かを判断すればよい。し
かし、容量分圧手段にて得られた検出電圧の減衰特性
は、内燃機関の運転状態が安定している場合には、略一
定になるものの、内燃機関の運転状態が不安定になるに
従いばらつきが大きくなる（詳細は後述する）。従っ
て、容量分圧手段にて得られた検出電圧の減衰特性をそ
のまま用いて内燃機関の運転状態を検出するようにする
と、その検出結果が不安定になってしまう。

【００２０】そこで、請求項３〜請求項６に記載の発明
では、容量分圧手段にて得られた検出電圧の減衰特性を
そのまま用いて運転状態を検出するのではなく、容量分
圧手段にて複数の燃焼期間にわたって得られた検出電圧
の減衰特性を用いて運転状態を検出することにより、内
燃機関の運転状態を高精度に検出できるようにしている
のである。

【００２１】即ち、請求項３に記載の運転状態検出装置
では、信号処理手段にて、検出電圧が検出用高電圧印加
後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰時間を表わす
信号を生成し、運転状態検出手段にて、その生成された
所定数の信号に基づき、減衰時間の平均値を求め、この
平均値と予め設定された判定基準値とを比較することに
より、空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つを
検出するようにしている。このため、本発明によれば、
こうした内燃機関の運転状態を、容量分圧手段にて得ら
れた検出電圧のばらつきに影響されることなく、常に高
精度に検出することが可能になる。

【００２２】また、請求項４に記載の運転状態検出装置
では、信号処理手段にて、検出電圧が検出用高電圧印加
後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰時間を表わす
信号を生成し、運転状態検出手段にて、その生成された
所定数の信号に基づき、減衰時間の平均値の逆数を求
め、この平均値の逆数と予め設定された判定基準値とを
比較することにより、空燃比、燃焼圧及び運転限界の少
なくとも一つを検出する。従って、本発明においても、
請求項３に記載の装置と同様、内燃機関の運転状態を、
容量分圧手段にて得られた検出電圧のばらつきに影響さ
れることなく、常に高精度に検出することが可能にな
る。

【００２３】なお、本発明において、運転状態の検出
に、減衰時間の平均値の逆数を用いるのは、内燃機関の
運転が不安定になって、燃焼圧が低下するほど、点火プ
ラグの電極近傍に発生するイオン量が少なくなって、検
出電圧の減衰が穏やかになり、その減衰時間が長くなる
（詳細は後述する）からである。つまり、検出電圧が所
定電圧まで減衰するのに要した減衰時間から内燃機関の
燃焼圧を検出する場合、減衰時間と燃焼圧とは逆比例の
関係になることから、本発明では、減衰時間の平均値の
逆数を求めることにより、燃焼圧に正比例して増減する
パラメータを生成し、これを用いて燃焼圧を検出するこ
とにより、運転状態検出手段側で燃焼圧を容易に判定で
きるようにしているのである。

【００２４】但し、本発明（請求項４）の装置のように
減衰時間の平均値の逆数を用いて内燃機関の運転状態を
検出するか、請求項３に記載のように減衰時間の平均値
を用いて内燃機関の運転状態を検出するかは、運転状態
検出手段を実際に作製した際の生産性，コスト或いは運
転状態検出手段の動作時間等を考慮して適宜決定すれば
よく、減衰時間の平均値の逆数を用いても、減衰時間の
平均値を用いても、本発明の目的を達成できるのはいう
までもない。

【００２５】また次に、請求項５に記載の運転状態検出
装置においては、信号処理手段にて、検出電圧が前記検
出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要した減
衰時間を表わす信号を生成し、運転状態検出手段にて、
その生成された信号に基づき減衰時間の所定期間当たり
の変動幅を求め、その変動幅と予め設定された判定基準
値とを比較することにより、空燃比、燃焼圧及び運転限
界の少なくとも一つを検出する。

【００２６】つまり、容量分圧手段にて得られた検出電
圧の減衰特性は、例えば、空燃比の理論空燃比からのず
れが大きくなったり、排気再循環量が多くなって、内燃
機関の運転状態が不安定になるに従い、そのばらつきが
大きくなることから、本発明（請求項５）では、このば
らつきを減衰時間の変動幅として求め、この変動幅を利
用して、内燃機関の運転状態を検出するようにしている
のである。従って、本発明においても、内燃機関の運転
状態を、容量分圧手段にて得られた検出電圧のばらつき
に影響されることなく、常に高精度に検出することが可
能になる。

【００２７】一方、請求項６に記載の運転状態検出装置
においては、信号処理手段が、検出電圧を積分し、運転
状態検出手段が、その積分後の検出電圧と予め設定され
た判定基準値とに基づき、空燃比、燃焼圧及び運転限界
の少なくとも一つを検出する。

【００２８】つまり、本発明（請求項６）では、請求項
３〜請求項５に記載の装置のように、信号処理手段に
て、検出電圧の減衰時間を表わす信号を生成して、運転
状態検出手段側でその減衰時間の平均値又はその平均値
の逆数を求めるのではなく、信号処理手段にて、検出電
圧を積分することにより、検出電圧の減衰時間よりも安
定した燃焼状態を反映する信号を生成し、運転状態検出
手段側では、この積分信号を利用して内燃機関の運転状
態を検出するようにしている。

【００２９】従って、本発明によれば、内燃機関の運転
状態を、容量分圧手段にて得られた検出電圧の減衰特性
のばらつきに影響されることなく、常に高精度に検出す
ることができるだけでなく、信号処理手段及び運転状態
検出手段の構成をより簡単にすることができる。

【００３０】次に、請求項７に記載の発明は、点火コイ
ルの一次巻線に流す一次電流の断続により二次巻線に点
火用高電圧を発生させ、該点火用高電圧を内燃機関の各
気筒に装着した点火プラグに順次印加する点火装置を備
えた多気筒内燃機関に設けられ、前記点火プラグの火花
放電後に流れるイオン電流を利用して、内燃機関各気筒
間の、空燃比、燃焼圧、及び空燃比のリーン限界，排気
再循環量の限界等の運転限界、の少なくとも一つの差を
検出する内燃機関の運転状態検出装置であって、内燃機
関各気筒の点火プラグへの点火用高電圧印加後、次の気
筒の点火プラグに点火用高電圧が印加されるまでの所定
タイミングで、点火用高電圧印加後の点火コイルの二次
巻線側に、点火プラグが火花放電を起こさない正極性の
検出用高電圧を印加する高電圧印加手段と、前記点火コ
イルの二次巻線側に接続され、前記高電圧印加手段から
の検出用高電圧によって一旦電荷を蓄積すると共に、該
蓄積した電荷が火花放電後の点火プラグの電極近傍のイ
オンによって放電することによる検出用高電圧の減衰波
形を容量分圧にて検出する容量分圧手段と、該容量分圧
手段にて得られた検出電圧を順次信号処理して、該検出
電圧の減衰特性を表わす信号を各気筒毎に生成する信号
処理手段と、該信号処理手段からの出力信号に基づき、
内燃機関各気筒間の空燃比，燃焼圧，及び限界運転の少
なくとも一つの差を検出する運転状態検出手段と、を備
えたことを特徴とする。

【００３１】本発明（請求項７）の運転状態検出装置
は、請求項２に記載の装置のように、気筒毎に空燃比や
燃焼圧等の運転状態を検出するのではなく、内燃機関各
気筒間での空燃比や燃焼圧等の運転状態のばらつき（以
下単に燃焼差ともいう）を検出する。従って、本発明に
よれば、その検出結果を用いて、内燃機関の制御量（燃
料噴射量，点火時期等）を気筒毎に補正することができ
るようになり、内燃機関各気筒の運転状態のばらつきを
少なく制御するための、好適な運転状態検出装置となり
得る。

【００３２】また次に、請求項８に記載の発明は、請求
項７に記載の内燃機関の運転状態検出装置において、前
記信号処理手段は、前記検出電圧が前記検出用高電圧印
加後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰時間を表わ
す信号を気筒毎に生成し、前記運転状態検出手段は、該
生成された気筒毎の所定数の信号に基づき前記減衰時間
の平均値を気筒毎に求め、該気筒毎の減衰時間の平均値
の差から、内燃機関各気筒間の空燃比，燃焼圧，及び限
界運転の少なくとも一つの差を検出することを特徴と
し、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機
関の運転状態検出装置において、前記信号処理手段は、
前記検出電圧が前記検出用高電圧印加後に所定電圧まで
減衰するのに要した減衰時間を表わす信号を気筒毎に生
成し、前記運転状態検出手段は、該生成された気筒毎の
所定数の信号に基づき前記減衰時間の平均値の逆数を気
筒毎に求め、該気筒毎の減衰時間の平均値の逆数の差か
ら、内燃機関各気筒間の空燃比，燃焼圧，及び限界運転
の少なくとも一つの差を検出することを特徴とし、請求
項１０に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機関の運
転状態検出装置において、前記信号処理手段は、前記検
出電圧が前記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰す
るのに要した減衰時間を表わす信号を気筒毎に生成し、
前記運転状態検出手段は、該生成された気筒毎の信号に
基づき前記減衰時間の所定期間当たりの変動幅を気筒毎
に求め、該気筒毎の減衰時間の変動幅の差から、内燃機
関各気筒間の空燃比，燃焼圧，及び限界運転の少なくと
も一つの差を検出することを特徴とし、請求項１１に記
載の発明は、請求項７に記載の内燃機関の運転状態検出
装置において、前記信号処理手段は、前記検出電圧を各
気筒毎に積分し、前記運転状態検出手段は、該積分後の
各気筒の検出電圧の差から、内燃機関各気筒間の空燃
比，燃焼圧，及び限界運転の少なくとも一つの差を検出
することを特徴とする。

【００３３】これら請求項８〜請求項１１に記載の内燃
機関の運転状態検出装置は、前述の請求項３〜請求項６
に記載の装置に対応するものであり、容量分圧手段にて
得られた検出電圧の減衰特性をそのまま用いて運転状態
を検出するのではなく、容量分圧手段にて複数の燃焼期
間にわたって得られた検出電圧の減衰特性を用いて運転
状態を検出することにより、内燃機関の運転状態を高精
度に検出できるようにしている。

【００３４】即ち、請求項８に記載の運転状態検出装置
では、信号処理手段にて、検出電圧が検出用高電圧印加
後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰時間を表わす
信号を気筒毎に生成し、運転状態検出手段にて、その生
成された気筒毎の所定数の信号に基づき減衰時間の平均
値を気筒毎に求め、この気筒毎の減衰時間の平均値の差
から、内燃機関各気筒間の燃焼差を検出する。このた
め、本発明によれば、内燃機関各気筒間の燃焼差を、容
量分圧手段にて得られた検出電圧の減衰特性のばらつき
に影響されることなく、常に高精度に検出することが可
能になる。

【００３５】また、請求項９に記載の運転状態検出装置
では、信号処理手段にて、検出電圧が検出用高電圧印加
後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰時間を表わす
信号を気筒毎に生成し、運転状態検出手段にて、その生
成された気筒毎の所定数の信号に基づき減衰時間の平均
値の逆数を気筒毎に求め、気筒毎の減衰時間の平均値の
逆数の差から、内燃機関各気筒間の燃焼差を検出する。
従って、本発明においても、請求項８に記載の装置と同
様、内燃機関の運転状態を、容量分圧手段にて得られた
検出電圧の減衰特性のばらつきに影響されることなく、
常に高精度に検出することができる。

【００３６】なお、本発明において、内燃機関各気筒間
の燃焼差の検出に減衰時間の平均値の逆数を用いるの
は、請求項４に記載の装置と同様の理由からであり、本
発明（請求項９）の装置のように減衰時間の平均値の逆
数を用いて内燃機関各気筒間の燃焼差を検出するか、請
求項８に記載のように減衰時間の平均値を用いて内燃機
関各気筒間の燃焼差を検出するかは、運転状態検出手段
の設計時等に適宜決定すればよい。

【００３７】また次に、請求項１０に記載の運転状態検
出装置においては、信号処理手段にて、検出電圧が検出
用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要した減衰
時間を表わす信号を気筒毎に生成し、運転状態検出手段
にて、その生成された気筒毎の信号に基づき減衰時間の
所定期間当たりの変動幅を気筒毎に求め、その気筒毎の
減衰時間の変動幅の差から、内燃機関各気筒間の燃焼差
を検出する。

【００３８】つまり、本発明では、請求項５に記載の装
置と同様、容量分圧手段にて得られる各気筒毎の検出電
圧の減衰特性のばらつきを減衰時間の変動幅として求
め、この変動幅を利用して、内燃機関各気筒間の燃焼差
を検出する。従って、本発明においても、内燃機関各気
筒間の燃焼差を、容量分圧手段にて得られた検出電圧の
ばらつきに影響されることなく、常に高精度に検出する
ことが可能になる。

【００３９】また、請求項１１に記載の運転状態検出装
置においては、信号処理手段が、検出電圧を各気筒毎に
積分し、運転状態検出手段が、この積分後の各気筒の検
出電圧の差から、内燃機関各気筒間の燃焼差を検出す
る。つまり本発明では、請求項６に記載の装置と同様、
信号処理手段にて検出電圧を積分することにより、検出
電圧の減衰時間よりも安定して燃焼状態を反映する信号
を生成し、運転状態検出手段側では、この積分信号を利
用して内燃機関各気筒間の燃焼差を検出する。従って、
本発明によれば、内燃機関各気筒間の燃焼差を、容量分
圧手段にて得られた検出電圧の減衰特性のばらつきに影
響されることなく、常に高精度に検出することができる
だけでなく、信号処理手段及び運転状態検出手段の構成
をより簡単にすることができる。

【００４０】次に、請求項１２に記載の発明は、請求項
１〜請求項１１いずれか記載の内燃機関の運転状態検出
装置において、前記点火プラグの中心電極及び外側電極
を長くして、該電極間の放電部分を気筒内に大きく突出
させたことを特徴とする。従って、本発明（請求項１
２）によれば、点火プラグの電極を、燃料混合気の燃焼
後に発生するできるだけ多くのイオンに曝すことがで
き、検出用高電圧印加後に電極間に流れるイオン電流
（換言すれば容量分圧手段にて得られる検出電圧）が、
内燃機関の運転状態に応じて大きく変化するようにな
る。この結果、本発明によれば、内燃機関の運転状態を
より高精度に検出できるようになる。

【００４１】また請求項１３に記載の発明は、請求項１
２に記載の内燃機関の運転状態検出装置において、前記
点火プラグは前記中心電極及び外側電極を複数対備えた
ことを特徴とする。このため、本発明（請求項１３）に
よれば、容量分圧手段にて得られる検出電圧が、複数対
の電極間に流れるイオン電流の合成値に対応して変化す
ることになる。従って、本発明によれば、請求項１２に
記載の装置に比べ、内燃機関の運転状態に応じて検出電
圧がより大きく変化するようになり、内燃機関の運転状
態を更に高精度に検出できるようになる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、単極ディストリビュータレス型の
点火装置を備えた内燃機関制御システムに本発明を適用
した場合の概略構成を表わしている。

【００４３】図１に示す如く、本実施例の点火装置は、
内燃機関の各気筒（図では１気筒のみを表わす）毎に設
けられる点火プラグ１０の中心電極に点火用高電圧（数
十ｋＶ）を印加する点火コイル２を備えている。この点
火コイル２は、薄い珪素鋼板を積層した鉄心に、一次巻
線Ｌ11及び二次巻線Ｌ12を各々巻回して、樹脂を封入し
たケース内に収容したものであり、一次巻線Ｌ11の一端
は、バッテリ６の正極側に接続され、他端は、内燃機関
制御用の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）８からの
点火信号ＩＧ１によりオン・オフされるパワートランジ
スタＴＲ２を介して接地されている。また、点火コイル
２の二次巻線Ｌ12の一端は、ハイテンションコードを介
して、各気筒の点火プラグ１０の中心電極に接続されて
いる。なお、点火プラグ１０の外側電極は接地されてい
る。

【００４４】このような点火装置では、ＥＣＵ８から出
力される点火信号ＩＧ１がHighレベルであるとき、パワ
ートランジスタＴＲ２がオンして、点火コイル２の一次
巻線Ｌ11に電流が流れ、その後点火信号ＩＧ１がLow レ
ベルになって、パワートランジスタＴＲ２がターンオフ
すると、点火コイル２の二次巻線Ｌ12に点火用高電圧が
発生して、この点火用高電圧が点火プラグ１０の中心電
極に印加されて、点火プラグ１０が火花放電することに
なる。

【００４５】そして、ＥＣＵ８は、各気筒の点火タイミ
ングよりも早い所定時期に点火信号ＩＧ１（Highレベ
ル）を出力して、点火タイミングにて点火信号ＩＧ１の
出力を停止する（ＩＧ１をLow レベルにする）ことによ
り、点火プラグ１０への点火用高電圧の印加タイミン
グ，延いては各気筒の点火時期を制御する。

【００４６】なお、ＥＣＵ８は、内燃機関の点火時期，
燃料噴射量，アイドル回転数等を、内燃機関の吸気管圧
力（又は吸入空気量），回転速度，冷却水温等に応じて
総合的に制御するためのものであり、上記点火信号ＩＧ
１以外にも、機関制御のための各種制御信号を出力す
る。

【００４７】次に、点火コイル２の二次巻線Ｌ12の両端
のうち、点火プラグ１０の中心電極に接続されない側の
一端には、本発明の高電圧印加手段，容量分圧手段，及
び信号処理手段として機能する燃焼状態検出回路１５が
接続されている。この燃焼状態検出回路１５には、一次
巻線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とからなる検出用高電圧を発生
するための昇圧コイル２０が備えられ、この昇圧コイル
２０の一次巻線Ｌ１の一端は、バッテリ６の正極側に接
続され、他端は、ＥＣＵ８からの制御信号ＩＧ２を受け
てオン・オフするパワートランジスタＴＲ１を介して接
地されている。

【００４８】また昇圧コイル２０の二次巻線Ｌ２の両端
のうち、パワートランジスタＴＲ１がターンオフしたと
きに正電圧が誘起される側の一端には、カソードが点火
コイル２の二次巻線Ｌ12の一端に接続された逆流防止ダ
イオードＤ１のアノードが接続され、二次巻線Ｌ２の他
端は接地されている。

【００４９】従って、ＥＣＵ８から出力される制御信号
ＩＧ２によりパワートランジスタＴＲ１がオン・オフさ
れ、そのターンオフ時に昇圧コイル２０の二次巻線Ｌ２
に高電圧が誘起されると、この高電圧が検出用高電圧と
して、点火コイル２の二次巻線Ｌ12及びハイテンション
コードを介して、点火プラグ１０の中心電極に印加され
ることになる。すなわち、本実施例では、昇圧コイル２
０とパワートランジスタＴＲ１と逆流防止ダイオードＤ
１とが高電圧発生手段として機能する。なお、この検出
用高電圧は、点火プラグ１０が火花放電しない電圧（例
えば約１ｋＶ）に設定されている。

【００５０】そして、ＥＣＵ８は、図３に示す如く、Hi
ghレベルの点火信号ＩＧ１を所定期間出力して点火プラ
グ１０を火花放電させた後（時点ｔ１後）に、Highレベ
ルの制御信号ＩＧ２を所定期間出力する。この結果、制
御信号ＩＧ２がHighレベルからLow レベルとなって、パ
ワートランジスタＴＲ１がターンオフし、昇圧コイル２
０に検出用高電圧が発生すると（時点ｔ２）、この高電
圧の印加経路に、火花放電後の点火プラグ１０の電極近
傍に生じたイオン量に応じた電流（イオン電流）が流れ
ることになる。

【００５１】なお、逆流防止ダイオードＤ１と点火コイ
ル２の二次巻線Ｌ12との接続点には、アノードが接地さ
れたダイオードＤ２のカソードが接続されている。この
ダイオードＤ２は、点火コイル２の二次巻線Ｌ12の一端
が接地レベルよりも低い負電圧になるのを防止するため
のものであり、配設することが好ましいが省略すること
もできる。また次に、燃焼状態検出回路１５には、容量
分圧手段として、逆流防止ダイオードＤ１から点火コイ
ル２の二次巻線Ｌ12に至る検出用高電圧の印加経路に接
続された２個のコンデンサＣ１，Ｃ２からなる容量分圧
回路２２が備えられている。この容量分圧回路２２は、
高耐圧・小容量（例えば５００ＰＦ程度）のコンデンサ
Ｃ２の一端を検出用高電圧の印加経路に接続し、大容量
（例えば１００００ＰＦ程度）のコンデンサＣ１の一端
を接地し、これら両コンデンサＣ１，Ｃ２の他端を互い
に接続することにより、この接続点電圧を、検出用高電
圧の印加経路の電圧を容量分圧した検出電圧として出力
する。

【００５２】従って、本実施例では、パワートランジス
タＴＲ１のターンオフ時に昇圧コイル２０の二次巻線Ｌ
２に高電圧が誘起されて、これを検出用高電圧（例えば
約１ｋＶ）として点火コイル２の二次巻線Ｌ12側に印加
する際に、容量分圧回路２２を構成する各コンデンサＣ
１，Ｃ２に検出用高電圧に対応した一定の電荷が一旦蓄
積され、その後点火コイル２側に流れるイオン電流に応
じて、その蓄積された電荷が放電されることになる。こ
の結果、検出用高電圧の印加後、各コンデンサＣ１，Ｃ
２の接続点電圧（検出電圧）は、点火プラグ１０の電極
間に流れるイオン電流（延いては気筒内での燃料混合気
の燃焼状態）に応じて減衰することになる。

【００５３】また次に、容量分圧回路２２のコンデンサ
Ｃ１には、高抵抗（例えば１０ＭΩ程度）の抵抗器Ｒ１
が並列接続され、更にコンデンサＣ１とコンデンサＣ２
との接続点には、この接続点電圧（検出電圧）の減衰特
性に応じたパルス幅を有するパルス信号を検出信号ＳOU
T として生成して、これをＥＣＵ８に出力する、信号処
理手段としての検出回路２５が接続されている。

【００５４】この検出回路２５は、図２に示すように、
抵抗器Ｒ１の両端電圧を（つまり検出電圧）を増幅して
取り込む増幅部３２と、この増幅部３２から入力された
検出電圧Ｖｓのピーク値を保持するピークホールド部３
４と、ピークホールド部３４からの出力信号を分圧して
燃焼状態判定用の基準電圧Ｖｏを生成する分圧回路３６
と、分圧回路３６にて得られた基準電圧Ｖｏと検出電圧
Ｖｓとを大小比較し、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｏより
も大きいときにHighレベルとなる判定信号ＳHを生成す
る比較部３８と、比較部３８からの判定信号ＳH を反転
してＥＣＵ８に出力する出力部４０とにより構成され
る。

【００５５】ここで、増幅部３２は、オペアンプＯＰａ
と抵抗器Ｒａ，Ｒｂとからなる非反転増幅回路により構
成され、分圧回路３６は、ピークホールド部３４からの
出力信号をオペアンプＯＰｃからなるバッファを介して
取り込み、その信号を抵抗器Ｒｄ及びＲｅで分圧（例え
ば１／２に分圧）することにより、基準電圧Ｖｏを生成
するように構成され、比較部３８は、オペアンプＯＰｄ
からなるコンパレータにより構成され、出力部４０は、
エミッタにバッテリ電圧＋Ｂを、ベースに比較部３８か
らの判定信号ＳH を、夫々受けて、判定信号ＳH がLow
レベルであるときにコレクタからHighレベル（バッテリ
電圧＋Ｂ）となる検出信号ＳOUT を出力する、ＰＮＰ型
の出力トランジスタＴＲｂにより構成されている。

【００５６】また、ピークホールド部３４は、増幅部３
２からの出力電圧（検出電圧）Ｖｓを、オペアンプＯＰ
ｂ及びその出力に接続された逆流防止用のダイオードＤ
ａからなるバッファ回路を介して取り込み、このバッフ
ァ回路から出力される検出電圧Ｖｓに対応した電圧によ
り、抵抗器Ｒｃを介してコンデンサＣａを充電すること
によって、コンデンサＣａに検出電圧Ｖｓのピーク値に
対応した電荷を蓄積するように構成されている。

【００５７】そして、このピークホールド部３４には、
コンデンサＣａの両端電圧（ピークホールド電圧）を、
対応する気筒の点火コイル１０への検出用高電圧の印加
の度に初期化するために、制御信号ＩＧ２を受けてコン
デンサＣａに蓄積された電荷を放電させるトランジスタ
ＴＲａが備えられている。

【００５８】このように構成された本実施例の検出回路
２５内では、図３に示す如く、制御信号ＩＧ２の立下が
りにより、昇圧コイル２０に検出用高電圧が印加される
と（時点ｔ２）、この検出用高電圧に応じて検出電圧Ｖ
ｓが急峻に立上がり、その後検出電圧Ｖｓは、検出用高
電圧の印加経路に流れるイオン電流に応じて減衰するよ
うになる。また基準電圧Ｖｏは、この検出電圧Ｖｓのピ
ーク電圧を分圧することにより生成されるため、基準電
圧Ｖｏは、点火用高電圧印加後、検出電圧Ｖｓの立上が
りに応じて上昇し、その後、一定レベルに保持される。

【００５９】この結果、判定信号ＳH は、点火用高電圧
印加直後にHighレベルとなり、その後、検出電圧Ｖｓ
が、ピーク時の電圧値に対して、抵抗器Ｒｄ及びＲｅの
抵抗値で決定される分圧比（例えば１／２）に対応した
電圧値まで低下すると、Low レベルに反転する。従っ
て、検出回路２５からＥＣＵ８に出力される検出信号Ｓ
OUT は、点火用高電圧を印加してから（時点ｔ２）、検
出電圧Ｖｓが一旦上昇して、その後、検出電圧Ｖｓがピ
ーク時の電圧値よりも所定分圧比分だけ低下するまで
（時点ｔ３）の間、Low レベルとなる。つまり、検出信
号ＳOUT は、容量分圧回路２２にて得られた検出電圧の
減衰特性（換言すれば減衰時間）に応じたパルス幅ＰW
を有するLow レベルのパルス信号となる。

【００６０】次に、この検出信号ＳOUT を受けるＥＣＵ
８側では、検出信号ＳOUT に基づき、内燃機関に供給す
る燃料混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）をリーン側に制御して
いった場合に内燃機関を安定して運転できなくなるリー
ン限界を判定しつつ、内燃機関をこのリーン限界にて運
転する、Ａ／Ｆ限界制御処理を実行する。以下、このＡ
／Ｆ限界制御処理を図４に示すフローチャートに沿って
説明する。

【００６１】なお、このＡ／Ｆ限界制御処理は、ＥＣＵ
８において、内燃機関の吸気管圧力，回転速度，冷却水
温等から、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射量
（詳しくは燃料噴射弁の開弁時間）を演算して燃料噴射
弁を制御する一連の燃料噴射量制御を実行するに当たっ
て、空燃比がリーン限界となるように燃料噴射量を補正
する補正係数を設定するための処理である。

【００６２】図４に示す如く、Ａ／Ｆ限界制御処理で
は、まずＳ１１０（Ｓはステップを表わす）にて、空燃
比リーン化のための補正係数を予め設定された所定量だ
け減じる、Ａ／Ｆリーン化処理を実行する。なお、この
処理により、その後内燃機関に噴射供給される燃料量が
補正係数の変化割合に応じて減量され、空燃比が所定割
合だけリーン側に変化する。

【００６３】次にＳ１２０では、上記検出回路２５から
出力される検出信号ＳOUT のパルス幅ＰW を所定出力回
数分（各気筒の燃焼行程の所定回数分：例えば５〜１０
回分）サンプリングし、その平均値ＰWAを算出する。そ
して、続くＳ１３０にて、この算出したパルス幅ＰW の
平均値ＰWAが、予め設定されたしきい値ＰWOを越えたか
否かを判断し、パルス幅ＰW の平均値ＰWAがしきい値Ｐ
WOを越えていなければ再度Ｓ１１０に移行して、補正係
数を更に減量補正することにより、空燃比を更にリーン
側に補正させる。

【００６４】一方、Ｓ１３０にて、パルス幅ＰW の平均
値ＰWAがしきい値ＰWOを越えたと判断されると、続くＳ
１４０にて、その平均値ＰWAがしきい値ＰWOを越えた割
合｛＝（ＰWA−ＰWO）／ＰWO：以下、オーバ率という｝
αを求める。そして、続くＳ１５０では、この算出した
しきい値ＰWOに対するオーバ率αが、所定値αｏ（例え
ば２％）を越えたか否かを判断し、オーバ率αが所定値
αｏを越えていれば、内燃機関は安定運転できない限界
状態を越えたを判断して、Ｓ１６０に移行し、オーバ率
αが所定値αｏを越えていなければ、再度Ｓ１１０に移
行して、Ａ／Ｆリーン化処理を実行する。

【００６５】なお、しきい値ＰWOは、予め制御対象とな
っている内燃機関と同じ型式の基本的な内燃機関を実際
に運転して、内燃機関がリーン限界となるときのパルス
幅ＰW をサンプリングし、そのサンプリング結果の平均
値から設定したものである。また、点火プラグ１０の火
花放電後に発生するイオン量は、空燃比以外の諸条件
（吸気管圧力，回転速度等）によっても変化するので、
しきい値ＰWOは、こうした各運転条件に応じて設定され
ており、パルス幅ＰW の平均値ＰWAと比較する際には、
そのときの運転条件に対応したしきい値ＰWOが使用され
る。

【００６６】次に、Ｓ１６０では、現在、内燃機関はリ
ーン限界を越えた不安定な状態で運転されているので、
その運転状態を安定側に補正すべく、空燃比をリッチ側
に補正するＡ／Ｆリッチ化処理を実行する。この処理
は、Ｓ１１０とは逆に、空燃比リーン化のための補正係
数を予め設定された所定量だけ増加することにより実行
される。つまり、空燃比リーン化のための補正係数を増
加すれば、その後内燃機関に噴射供給される燃料量が補
正係数の変化割合に応じて増量され、空燃比が所定割合
だけリッチ側に変化する。

【００６７】次に続くＳ１７０では、上記Ｓ１２０と同
様、検出信号ＳOUT のパルス幅ＰWを複数回サンプリン
グして、その平均値ＰWAを算出する。そして、続くＳ１
８０にて、上記Ｓ１３０と同様に、算出したパルス幅Ｐ
W の平均値ＰWAがしきい値ＰWOを越えたか否かを判断
し、パルス幅ＰW の平均値ＰWAがしきい値ＰWOを越えて
いなければ、空燃比のリッチ化により内燃機関は安定状
態に入ったと判断して、再度Ｓ１１０に移行し、逆にパ
ルス幅ＰW の平均値ＰWAがしきい値ＰWOを越えている場
合には、続くＳ１９０に移行する。

【００６８】そして、Ｓ１９０では、上記Ｓ１４０と同
様に、パルス幅ＰW の平均値ＰWAのしきい値ＰWOに対す
るオーバ率αを求め、続くＳ２００にて、上記Ｓ１５０
と同様に、このオーバ率αが所定値αｏを越えたか否か
を判断する。そして、オーバ率αが所定値αｏを越えて
いなければ、空燃比のリッチ化により内燃機関は安定状
態に入ったと判断して、再度Ｓ１１０に移行し、逆に、
空燃比をリッチ化したにもかかわらず、オーバ率αが所
定値αｏを越えている場合には、内燃機関の制御系或い
は上記点火系に設けた燃焼状態検出回路１５に何等かの
異常が発生していることが考えられるので、続くＳ２１
０に移行して、空燃比を空気過剰率１の理論空燃比（ス
トイキ）に制御するためのＡ／Ｆストイキ処理を実行す
る。

【００６９】なお、この処理は、空燃比リーン化のため
の補正係数を燃料噴射量の補正を行なわない初期値（補
正係数が燃料噴射量に対する乗算値であれば値１とな
り、補正係数が燃料噴射量に対する加算値であれば値０
となる）に戻すことにより実行される。つまり、ＥＣＵ
８では、内燃機関の吸気管圧力，回転速度，冷却水温等
から、空燃比を理論空燃比に制御するための燃料噴射量
を求めるため、ここでは、この燃料噴射量に対する補正
係数を初期値に設定することにより、燃料噴射量を減量
（換言すれば空燃比をリーン化）しないようにするので
ある。

【００７０】こうして、Ａ／Ｆストイキ処理が実行され
ると、今度は、Ｓ２２０に移行して、上記Ｓ１２０，Ｓ
１７０と同様、検出信号ＳOUT のパルス幅ＰW を複数回
サンプリングして、その平均値ＰWAを算出する。そし
て、続くＳ２３０では、上記Ｓ１３０，Ｓ１８０と同様
に、算出したパルス幅ＰW の平均値ＰWAがしきい値ＰWO
を越えたか否かを判断し、パルス幅ＰW の平均値ＰWAが
しきい値ＰWOを越えていなければ、Ａ／Ｆストイキ処理
により内燃機関は安定状態に戻ったので異常はなかった
と判断して、再度Ｓ１１０に移行し、逆にパルス幅ＰW
の平均値ＰWAがしきい値ＰWOを越えている場合には、続
くＳ２４０に移行する。

【００７１】そして、Ｓ２４０では、上記Ｓ１４０，Ｓ
１９０と同様に、パルス幅ＰW の平均値ＰWAのしきい値
ＰWOに対するオーバ率αを求め、続くＳ２５０にて、上
記Ｓ１５０，Ｓ２００と同様に、このオーバ率αが所定
値αｏを越えたか否かを判断する。そして、オーバ率α
が所定値αｏを越えていなければ、Ａ／Ｆストイキ処理
により内燃機関は安定状態に入り、異常はなかったと判
断して、再度Ｓ１１０に移行し、逆に、Ａ／Ｆストイキ
処理を実行したにもかかわらず、オーバ率αが所定値α
ｏを越えている場合には、Ｓ２６０にて、内燃機関の制
御系或いは燃焼状態検出回路１５が故障していると判断
して、その旨を報知したり、内燃機関の運転を停止させ
るフェールセーフ処理を実行した後、当該処理を終了す
る。

【００７２】以上のように、本実施例では、燃焼状態検
出回路１５にて、内燃機関各気筒に設けられた点火プラ
グ１０への点火用高電圧印加後に、点火用高電圧を発生
する点火コイルの二次巻線Ｌ12の一端から点火プラグ１
０に対して検出用高電圧を印加すると共に、その印加後
の電圧を容量分圧回路２２にて検出し、検出回路２５に
て、その容量分圧回路２２にて得られた検出電圧が所定
電圧まで低下するまでの減衰時間に対応したパルス幅Ｐ
W を有する検出信号ＳOUT を生成する。そして、ＥＣＵ
８側では、上記Ａ／Ｆ限界制御処理によって、この検出
信号ＳOUT のパルス幅ＰW の所定燃焼回数分の平均値Ｐ
WAに基づき、空燃比がリーン限界を越えたか否かを判断
しながら、空燃比をリーン化し、空燃比がリーン限界を
越えた時点で、空燃比をリッチ側に戻し、その結果、空
燃比がリーン限界を下回ると再度空燃比をリーン化す
る、といった手順で、内燃機関をリーン限界にて運転す
る。

【００７３】このため、本実施例によれば、内燃機関の
排気系に別途設けた空燃比センサを用いることなく、内
燃機関をリーン限界にて運転することができるようにな
り、内燃機関制御システムの構成を簡単にすることがで
きる。また、空燃比センサを用いて、内燃機関をリーン
限界にて運転する場合、空燃比センサには、センサの経
時変化や個体差による特性のばらつきがあるため、空燃
比をリーン化するに当たって、内燃機関の安定運転を確
保するためには、リーン限界の設定値（本実施例のしき
い値ＰWOに相当する）を安全側に設定する必要があり、
本来の意味での限界制御は困難であるが、本実施例で
は、空燃比のリーン限界を、点火プラグ等の個体差によ
るばらつきが少ないイオン電流に基づき検出するので、
Ａ／Ｆ限界制御を良好に実行できる。

【００７４】そして、特に、本実施例では、空燃比のリ
ーン限界を検出するのに図１に示した燃焼状態検出回路
１５を用い、しかもこの燃料状態検出回路１５で得られ
た所定数の検出信号ＳOUT のパルス幅ＰW の平均値ＰWA
から、空燃比のリーン限界を判定するようにしているの
で、イオン電流から空燃比のリーン限界を検出する際の
検出精度も極めて高くすることができ、Ａ／Ｆ限界制御
をより良好に実行することができる。以下、この理由を
説明する。

【００７５】まず、図５（ａ）及び（ｂ）は、夫々、内
燃機関を、回転速度：２０００[r.p.m.]，吸気管負圧：
−３５０mmHg，理論空燃比（空燃比：１４．７）で運転
したときと、内燃機関を、回転速度及び吸気管圧力を同
じ条件とし、空燃比だけをリーン側（空燃比：２２）に
変化させて運転したときに、点火信号ＩＧ１，制御信号
ＩＧ２，検出電圧Ｖｓ，及び検出信号ＳOUT （図はその
反転信号）の変化を測定した結果を表わすタイムチャー
トである。

【００７６】なお、図５は、検出信号ＳOUT のパルス幅
ＰW が、検出用高電圧印加後、検出電圧Ｖｓがピーク値
から２／３の値に減衰するまでの時間となるように、検
出回路２５を構成した場合の測定結果を表わす。この図
５から分るように、内燃機関を理論空燃比で運転した場
合には、検出用高電圧印加後、容量分圧回路２２を介し
て得られる検出電圧Ｖｓは速やかに減衰し、検出信号Ｓ
OUT のパルス幅ＰW が極めて短くなり、逆に内燃機関を
リーン空燃比で運転した場合には、検出用高電圧印加
後、検出電圧Ｖｓはゆっくりと減衰し、検出信号ＳOUT
のパルス幅ＰW が大きくなる。

【００７７】これは、内燃機関を理論空燃比で運転した
場合には、内燃機関各気筒に燃料混合気が完全燃焼し得
る最大量の燃料が供給され、燃料混合気の着火後に発生
するイオン量が多くなり、逆に内燃機関をリーン空燃比
で運転した場合には、内燃機関各気筒に燃料の少ない希
薄な燃料混合気が供給され、その着火後に発生するイオ
ン量が少なくなるからである。

【００７８】次に、図６は、空燃比をリッチ空燃比（空
燃比：１１）からリーン空燃比（空燃比：２２）までの
間で、１１，１３，１４．７，１８，２０，２２と順次
変化させて内燃機関を運転した場合に、各運転条件下で
検出信号ＳOUT のパルス幅ＰW をサンプリングした測定
結果を表わす。なお、この測定結果は、内燃機関の回転
速度，吸気管負圧等は全て一定で、空燃比のみを変化さ
せた際の測定結果である。

【００７９】そして、この測定結果から、空燃比を変化
させると、内燃機関の燃焼状態が変化するので、検出信
号ＳOUT のパルス幅ＰW も変化し、しかも、空燃比が理
論空燃比からずれるに従い、検出信号ＳOUT のパルス幅
ＰW のばらつきが大きくなることがわかった。なお、こ
れは、リーン空燃比の場合には燃焼に必要な酸素量が足
りず、逆にリッチ空燃比の場合には不完全燃焼が発生す
るので、空燃比がリーンであるときもリッチであるとき
も、理論空燃比の場合に比べて、内燃機関の運転が不安
定になるからである。

【００８０】そこで、本実施例では、検出信号ＰOUT の
パルス幅ＰW から空燃比のリーン限界を検出するに当た
って、各気筒の燃焼期間毎に出力されるパルス幅ＰW を
そのまま用いるのではなく、これを所定回サンプリング
して、その平均値ＰWAを求め、平均値ＰWAがしきい値Ｐ
WOを越えたか否かによって、リーン限界を検出するよう
にしているのである。従って、本実施例によれば、パル
ス幅ＰW のばらつきによらず、リーン限界を高精度に検
出できるようになるのである。

【００８１】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様をとることができる。そこで、以下に本発明の
他の構成例について説明する。 (1) 上記実施例では、検出信号ＳOUT のパルス幅ＰW の
平均値ＰWAから空燃比のリーン限界を検出するものにつ
いて説明したが、図６から明らかなように、パルス幅Ｐ
W の平均値ＰWAは、空燃比に対応して変化するので、こ
の平均値ＰWAの逆数を用いて空燃比を検出することもで
きる。

【００８２】(2) 検出信号ＳOUT のパルス幅ＰW は、空
燃比が理論空燃比からずれるに従いばらつきが大きくな
るので、パルス幅ＰW を複数回サンプリングして、その
最大値と最小値との差（つまり変動幅）を求め、その変
動幅から空燃比或いはそのリーン限界を検出するように
してもよい。

【００８３】(3) 上記実施例では、燃焼状態検出回路１
５内の検出回路２５を、検出電圧Ｖｓの減衰時間に対応
したパルス幅ＰW を有する検出信号ＳOUT を生成するよ
うに構成したが、内燃機関の空燃比によって変化するの
は、検出電圧Ｖｓの減衰波形であることから、図５に点
線で示すように、検出電圧Ｖｓ自体を積分回路にて積分
して、その積分波形を検出信号ＳOUT として出力するよ
うに構成し、ＥＣＵ８側では、その検出信号ＳOUT のレ
ベル（電圧値）に基づき、空燃比やそのリーン限界を検
出するようにしてもよい。

【００８４】そして、このように構成すれば、各空燃比
毎に生じる検出電圧Ｖｓのばらつきも積分回路にて吸収
できるので、ＥＣＵ８側で検出信号ＳOUT をサンプリン
グしてその平均値を求める必要がなく、ＥＣＵ８側での
検出動作を軽減できる。 (4) 上記実施例のように検出回路２５にてパルス信号か
らなる検出信号ＳOUTを生成するようにしても、上記(3)
のように検出回路２５にて検出電圧Ｖｓの積分波形を
検出信号ＳOUT として生成するようにしても、その検出
信号ＳOUT に基づき空燃比やそのリーン限界を検出する
場合には、検出電圧Ｖｓと比較するしきい値（判定基準
値）が必要になるが、検出信号ＳOUT は、内燃機関自体
の特性変化や外部環境等によって変化する可能性がある
ので、検出に用いるしきい値もこれに応じて変化させる
ことが望ましい。

【００８５】そして、このためには、例えば、内燃機関
が検出信号ＳOUT のばらつきが少ない理論空燃比で運転
されたときの検出信号ＳOUT （つまりパルス幅ＰW や積
分波形の電圧値等）をサンプリングし、その平均値と予
め設定された理論空燃比判定用のしきい値とを比較し、
その比較結果に応じて、そのしきい値や他の空燃比（例
えばリーン限界等）判定用のしきい値を更新する、所謂
学習制御を実行するようにすればよい。

【００８６】(5) 以上の説明では、検出回路２５にて生
成された検出信号ＳOUT に基づき空燃比或いはそのリー
ン限界を検出することについて述べたが、この検出信号
ＳOUT を用いれば、上記実施例或いは上記(1)〜(4)と同
様の方法で、内燃機関の燃焼圧や、排気再循環制御（所
謂ＥＧＲ制御）を行なったときに内燃機関に失火等を発
生させることなく排気再循環量が最大となるＥＧＲ限界
を検出することができる。

【００８７】つまり、図７は、前述の空燃比と検出信号
ＳOUT のパルス幅ＰW との関係（図６の測定結果）を測
定した際に、そのパルス幅ＰW と同時に同時に、内燃機
関の図示平均有効圧力（換言すれば燃焼圧）Ｐmiをサン
プリングした結果を表わしているが、この図７から明ら
かなように、燃焼圧Ｐmiは、内燃機関を目標空燃比付近
で運転したときが最も高くなり、空燃比が目標空燃比か
らずれるに従い（特にリーン側）低下する。従って、燃
焼圧Ｐmiも、空燃比と同様に、検出回路２５からの検出
信号ＳOUT を用いて検出できることが分る。

【００８８】なお、ＥＧＲ限界については、特に測定結
果を示さないが、排気再循環量を増加すれば内燃機関に
吸入される空気量が少なくなり、燃焼状態が不安定にな
るのはいうまでもない。従って、ＥＧＲ限界について
も、空燃比のリーン限界と同様に検出できる。

【００８９】(6) またこのように、内燃機関の燃焼圧Ｐ
miは、空燃比と同様に、検出回路２５からの検出信号Ｓ
OUT を用いて検出できるのであるが、検出回路２５を上
記実施例（図２）のように構成し、ＥＣＵ８側で、検出
電圧Ｖｓのパルス幅ＰW の平均値ＰWAから燃焼圧Ｐmiを
検出する場合には、平均値ＰWAをそのまま用いるのでは
なく、その平均値ＰWAの逆数を用いるようにするとよ
い。

【００９０】つまり、燃焼圧Ｐmiは、空燃比が理論空燃
比からずれるに従い減少し、パルス幅ＰW は、空燃比が
理論空燃比からずれるに従い増加するため、燃焼圧Ｐmi
は、パルス幅ＰW が増加するに従い低下することにな
る。従って、パルス幅ＰW の平均値ＰWAの逆数を求める
ようにすれば、その値と燃焼圧Ｐmiとの増減傾向が一致
し、燃焼圧Ｐmiの検出を容易に行なうことができるよう
になるのである。

【００９１】なお、図８（ａ）及び（ｂ）は、内燃機関
を回転速度：２０００[r.p.m.]，吸気管負圧：−３５０
mmHgで運転したときと、内燃機関を回転速度：２０００
[r.p.m.]，吸気管負圧：−１００mmHgで運転したとき
に、夫々、燃焼圧Ｐmiの平均値とパルス幅ＰW の平均値
ＰWAの逆数との関係を測定した測定結果を表わしている
が、この図からも、燃焼圧Ｐmiを検出信号ＳOUT のパル
ス幅ＰW を用いて検出する際には、このパルス幅ＰW の
平均値ＰWAの逆数を求めるようにすれば、その値と燃焼
圧Ｐmiとの増減傾向が一致し、燃焼圧Ｐmiを容易に検出
できることが分る。

【００９２】(7) またこの図８（ａ），（ｂ）から分る
ように、吸気管圧力等の運転条件が変化すれば、パルス
幅ＰW の平均値ＰWAの逆数と燃焼圧Ｐmiの平均値との関
係は変化するので、パルス幅ＰW の平均値ＰWAの逆数か
ら燃焼圧Ｐmiを検出する際にも、上記実施例と同様、検
出用のしきい値（判定基準値）を、内燃機関の回転速度
や吸気管圧力等の運転条件に応じて設定する必要はあ
る。

【００９３】つまり、本発明のように点火プラグ１０の
火花放電後に流れるイオン電流を利用して、内燃機関の
運転状態を検出する際には、検出信号ＳOUT が、空燃比
や燃焼圧だけでなく、内燃機関の回転速度や吸気管圧力
等の他の運転条件によっても変化するので、検出用の判
定基準値は、内燃機関の他の運転条件に応じて設定する
必要はある。

【００９４】(8) また次に、上記実施例では、点火コイ
ルの二次巻線の一方にのみ点火プラグを接続した単極デ
ィストリビュータレス型の点火装置を備えた内燃機関制
御システムに本発明を適用した場合について説明した
が、本発明は、両極ディストリビュータレス型の点火装
置を備えた内燃機関制御システムであっても同様に適用
することができる。

【００９５】つまり、両極ディストリビュータレス型の
点火装置では、図９に示す如く、二次巻線Ｌ22の両端
に、２つの気筒＃１，＃２に夫々設けられた点火プラグ
１０の中心電極が接続され、一次巻線Ｌ21の通電経路に
設けられたパワートランジスタＴＲ２をターンオフした
ときに、二次巻線Ｌ22の両端から各気筒＃１，＃２の点
火プラグ１０に正負の点火用高電圧を印加する点火コイ
ル４が使用されるが、このような両極ディストリビュー
タレス型点火装置を備えたシステムであれば、燃焼状態
検出回路１５′を、点火コイル４の二次巻線Ｌ22の両端
の内、正極性の点火用高電圧を発生する側の一端に、漏
洩防止ダイオードＤ３を介して検出用高電圧を印加する
ように構成すれば、上記実施例と同様に各気筒＃１，＃
２の燃焼状態を検出でき、検出回路２５からの検出信号
ＳOUT に基づき、内燃機関の運転状態を高精度に検出す
ることができる。なお、図９において、上記説明した部
分以外は、図１と全く同様であるので、詳細な説明は省
略する。

【００９６】(9) また上記実施例では、点火プラグ１０
の形状については説明しなかったが、本発明のように、
イオン電流を利用して内燃機関の運転状態を検出する際
には、点火プラグ１０の電極をできるだけ多くのイオン
に曝すことが望ましい。そして、このためには、例え
ば、図１０（ａ）に示す如く、点火プラグ１０の中心電
極１０ａ及び外側電極１０ｂを、夫々、通常よりも長く
（例えば中心電極１０ａの長さＬを５〜１０mm程度に）
して、これら電極間の放電部分を気筒内に大きく突出さ
せるようにすればよい。

【００９７】例えば、図１１は、中心電極の長さ（突き
出し量）を４mm，７mm，９mmとした３種類の点火プラグ
を用いて、内燃機関を空燃比（Ａ／Ｆ）２２の燃料混合
気で運転し、図１に示した燃焼状態検出回路１５を用い
てパルス幅ＰW を測定した測定結果を表しているが、こ
の図１１からも明らかなように、中心電極の突き出し量
が大きいほど、パルス幅ＰW のばらつきが小さくなる。
従って、中心電極の突き出し量（図１０（ａ）に示す
Ｌ）を大きくすれば、内燃機関の運転状態の検出精度を
向上できる。

【００９８】またこのように点火プラグ１０の各電極を
単に長くするだけでなく、例えば、図１０（ｂ）に示す
如く、点火プラグ１０の中心電極１０ａの先端を二つに
分けて、２つの放電端部Ｔ１，Ｔ２を形成し、これら各
放電端部Ｔ１，Ｔ２に対応した２つの外側電極１０b1，
１０b2を設けるようにすれば、検出電圧Ｖｓが内燃機関
の運転状態に応じて、より大きく変化するようになり、
内燃機関の運転状態をより高精度に検出できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 単極ディストリビュータ型点火装置を備えた
内燃機関制御システムに本発明を適用した実施例の構成
を表わす概略構成図である。

【図２】 検出信号を生成する検出回路の構成を表わす
電気回路図である。

【図３】 燃焼状態検出回路の動作を説明する説明図で
ある。

【図４】 ＥＣＵにおいて実行されるＡ／Ｆ限界制御処
理を表わすフローチャートである。

【図５】 内燃機関を理論空燃比とリーン空燃比とで運
転した場合の検出電圧及び検出信号の変化を表わすタイ
ムチャートである。

【図６】 空燃比と検出信号のパルス幅との関係を測定
した測定結果を表わす説明図である。

【図７】 空燃比と燃焼圧（図示平均有効圧力）との関
係を測定した測定結果を表わす説明図である。

【図８】 検出信号のパルス幅の平均値の逆数と燃焼圧
の平均値との関係を測定した測定結果を表わす説明図で
ある。

【図９】 両極ディストリビュータ型点火装置を備えた
内燃機関制御システムに本発明を適用した場合の概略構
成図である。

【図１０】 本発明を実施するのに好適な点火プラグの
構成を説明する説明図である。

【図１１】 点火プラグの中心電極の突き出し量に対す
るパルス幅のばらつきの測定結果を表すグラフである。

【符号の説明】

２…点火コイル ６…バッテリ ８…電子制御装置
（ＥＣＵ） １０…点火プラグ １５…燃焼状態検出回路 ２０
…昇圧コイル ２２…容量分圧回路 ２５…検出回路 ３２…増幅
部 ３４…ピークホールド回路 ３６…分圧回路 ３８
…比較部 ４０…出力部 Ｄ１…逆流防止ダイオード

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火コイルの一次巻線に流す一次電流の
   断続により二次巻線に点火用高電圧を発生させ、該点火
   用高電圧を内燃機関の気筒に装着した点火プラグに印加
   する点火装置を備えた内燃機関に設けられ、前記点火プ
   ラグの火花放電後に流れるイオン電流を利用して、内燃
   機関の空燃比、燃焼圧、及び空燃比のリーン限界，排気
   再循環量の限界等の運転限界、の少なくとも一つを検出
   する内燃機関の運転状態検出装置であって、 前記点火プラグへの点火用高電圧印加後に、前記点火プ
   ラグが火花放電を起こさない正極性の検出用高電圧を、
   前記点火コイルの二次巻線側に印加する高電圧印加手段
   と、 前記点火コイルの二次巻線側に接続され、前記高電圧印
   加手段からの検出用高電圧によって一旦電荷を蓄積する
   と共に、該蓄積した電荷が前記点火プラグの電極近傍の
   イオンによって放電することによる検出用高電圧の減衰
   波形を容量分圧にて検出する容量分圧手段と、 前記容量分圧手段にて得られた検出電圧を信号処理し
   て、該検出電圧の減衰特性を表わす信号を生成する信号
   処理手段と、 該信号処理手段からの出力信号に基づき、前記空燃比、
   燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つを検出する運転状
   態検出手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の運転状態検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記内燃機関は、前記点火用高電圧を内
   燃機関の各気筒に装着した点火プラグに順次印加する点
   火装置を備えた多気筒内燃機関であり、 前記高電圧印加手段は、各気筒の点火プラグへの点火用
   高電圧印加後、次の気筒の点火プラグに点火用高電圧が
   印加されるまでの所定タイミングで、点火用高電圧印加
   後の点火コイルの二次巻線側に、前記検出用高電圧を印
   加し、 前記信号処理手段は、前記容量分圧手段にて得られた検
   出電圧を各気筒毎に順次信号処理して、該検出電圧の減
   衰特性を表わす信号を生成し、 前記運転状態検出手段は、該信号処理手段からの出力信
   号に基づき、前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なく
   とも一つを、各気筒毎に検出することを特徴とする請求
   項１に記載の内燃機関の運転状態検出装置。
3. 【請求項３】 前記信号処理手段は、前記検出電圧が前
   記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要し
   た減衰時間を表わす信号を生成し、 前記運転状態検出手段は、該生成された所定数の信号に
   基づき前記減衰時間の平均値を求め、該平均値と予め設
   定された判定基準値とを比較することにより、前記空燃
   比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つを検出するこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関
   の運転状態検出装置。
4. 【請求項４】 前記信号処理手段は、前記検出電圧が前
   記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要し
   た減衰時間を表わす信号を生成し、 前記運転状態検出手段は、該生成された所定数の信号に
   基づき前記減衰時間の平均値の逆数を求め、該平均値の
   逆数と予め設定された判定基準値とを比較することによ
   り、前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つ
   を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の内燃機関の運転状態検出装置。
5. 【請求項５】 前記信号処理手段は、前記検出電圧が前
   記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要し
   た減衰時間を表わす信号を生成し、 前記運転状態検出手段は、該生成された信号に基づき前
   記減衰時間の所定期間当たりの変動幅を求め、該変動幅
   と予め設定された判定基準値とを比較することにより、
   前記空燃比、燃焼圧及び運転限界の少なくとも一つを検
   出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   内燃機関の運転状態検出装置。
6. 【請求項６】 前記信号処理手段は、前記検出電圧を積
   分し、 前記運転状態検出手段は、該積分後の検出電圧と予め設
   定された判定基準値とに基づき、前記空燃比、燃焼圧及
   び運転限界の少なくとも一つを検出することを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の運転状態検
   出装置。
7. 【請求項７】 点火コイルの一次巻線に流す一次電流の
   断続により二次巻線に点火用高電圧を発生させ、該点火
   用高電圧を内燃機関の各気筒に装着した点火プラグに順
   次印加する点火装置を備えた多気筒内燃機関に設けら
   れ、前記点火プラグの火花放電後に流れるイオン電流を
   利用して、内燃機関各気筒間の、空燃比、燃焼圧、及び
   空燃比のリーン限界，排気再循環量の限界等の運転限
   界、の少なくとも一つの差を検出する内燃機関の運転状
   態検出装置であって、 内燃機関各気筒の点火プラグへの点火用高電圧印加後、
   次の気筒の点火プラグに点火用高電圧が印加されるまで
   の所定タイミングで、点火用高電圧印加後の点火コイル
   の二次巻線側に、点火プラグが火花放電を起こさない正
   極性の検出用高電圧を印加する高電圧印加手段と、 前記点火コイルの二次巻線側に接続され、前記高電圧印
   加手段からの検出用高電圧によって一旦電荷を蓄積する
   と共に、該蓄積した電荷が火花放電後の点火プラグの電
   極近傍のイオンによって放電することによる検出用高電
   圧の減衰波形を容量分圧にて検出する容量分圧手段と、 該容量分圧手段にて得られた検出電圧を順次信号処理し
   て、該検出電圧の減衰特性を表わす信号を各気筒毎に生
   成する信号処理手段と、 該信号処理手段からの出力信号に基づき、内燃機関各気
   筒間の空燃比，燃焼圧，及び限界運転の少なくとも一つ
   の差を検出する運転状態検出手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の運転状態検出装
   置。
8. 【請求項８】 前記信号処理手段は、前記検出電圧が前
   記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要し
   た減衰時間を表わす信号を気筒毎に生成し、 前記運転状態検出手段は、該生成された所定数の信号に
   基づき前記減衰時間の平均値を気筒毎に求め、該気筒毎
   の減衰時間の平均値の差から、内燃機関各気筒間の空燃
   比，燃焼圧，及び限界運転の少なくとも一つの差を検出
   することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の運転
   状態検出装置。
9. 【請求項９】 前記信号処理手段は、前記検出電圧が前
   記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要し
   た減衰時間を表わす信号を気筒毎に生成し、 前記運転状態検出手段は、該生成された所定数の信号に
   基づき前記減衰時間の平均値の逆数を気筒毎に求め、該
   気筒毎の減衰時間の平均値の逆数の差から、内燃機関各
   気筒間の空燃比，燃焼圧，及び限界運転の少なくとも一
   つの差を検出することを特徴とする請求項７に記載の内
   燃機関の運転状態検出装置。
10. 【請求項１０】 前記信号処理手段は、前記検出電圧が
    前記検出用高電圧印加後に所定電圧まで減衰するのに要
    した減衰時間を表わす信号を気筒毎に生成し、 前記運転状態検出手段は、該生成された信号に基づき前
    記減衰時間の所定期間当たりの変動幅を気筒毎に求め、
    該気筒毎の減衰時間の変動幅の差から、内燃機関各気筒
    間の空燃比，燃焼圧，及び限界運転の少なくとも一つの
    差を検出することを特徴とする請求項７に記載の内燃機
    関の運転状態検出装置。
11. 【請求項１１】 前記信号処理手段は、前記検出電圧を
    各気筒毎に積分し、 前記運転状態検出手段は、該積分後の各気筒の検出電圧
    の差から、内燃機関各気筒間の空燃比，燃焼圧，及び限
    界運転の少なくとも一つの差を検出することを特徴とす
    る請求項７に記載の内燃機関の運転状態検出装置。
12. 【請求項１２】 前記点火プラグの中心電極及び外側電
    極を長くして、該電極間の放電部分を気筒内に大きく突
    出させたことを特徴とする請求項１〜請求項１１いずれ
    か記載の内燃機関の運転状態検出装置。
13. 【請求項１３】 前記点火プラグは前記中心電極及び外
    側電極を複数対備えたことを特徴とする請求項１２に記
    載の内燃機関の運転状態検出装置。