JPH09324735A - 内燃機関用燃焼状態検知装置 - Google Patents

内燃機関用燃焼状態検知装置

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JPH09324735A
JPH09324735A JP8140438A JP14043896A JPH09324735A JP H09324735 A JPH09324735 A JP H09324735A JP 8140438 A JP8140438 A JP 8140438A JP 14043896 A JP14043896 A JP 14043896A JP H09324735 A JPH09324735 A JP H09324735A
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ignition
bias voltage
ion current
voltage
high voltage
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JP8140438A
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Yasuhiro Takahashi
康弘 高橋
Wataru Fukui
渉 福井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火コイル側への放電によるバイアス電圧の
低下を防止して、イオン電流の検出感度を良好に維持し
た内燃機関用燃焼状態検知装置を得る。 【解決手段】 点火用高電圧を発生する点火コイル2
と、点火コイルの出力端子に接続された高電圧経路を介
して点火用高電圧が印加される点火プラグ8a〜8d
と、高電圧経路に接続されて点火プラグにバイアス電圧
を印加するバイアス手段C、9aと、点火コイルの出力
端子とバイアス手段との間に挿入されたバイアス電圧保
護手段5と、点火用高電圧の印加により点火プラグの放
電後に発生するイオンを、バイアス電圧の印加により点
火プラグを介して流れるイオン電流iとして検出するイ
オン電流検出手段10a、10bと、イオン電流の検出
値Eiに基づいて点火プラグにおける燃焼状態を検知す
るECU20とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃焼
時に生じるイオン量の変化を検出することにより内燃機
関の燃焼状態を検知する燃焼状態検知装置に関し、特に
イオン電流検出用のバイアス電圧の低下を防止または抑
制した内燃機関用燃焼状態検知装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、複数気筒により駆動される内燃
機関においては、各気筒の燃焼室内に導入された空気お
よび燃料の混合気をピストンの上昇により圧縮し、燃焼
室内に設置された点火プラグに点火用高電圧を印加して
電気火花を発生させ、混合気の燃焼時に発生する爆発力
をピストン押し下げ力に変換することにより、内燃機関
の回転出力として取り出している。
【0003】このように燃焼室内において燃焼が行われ
ると、燃焼室内の分子が電離(イオン化)するので、燃
焼室内に設置されたイオン電流検出用電極(通常、点火
プラグの電極が用いられる)にバイアス電圧を印加する
と、電荷を有するイオンが点火プラグ間をイオン電流と
して流れることが知られている。
【0004】また、イオン電流は、燃焼室内の燃焼状態
により敏感に変化するため、イオン電流の発生状態を検
出することにより内燃機関の燃焼状態を検知できること
が知られている。
【0005】この種の内燃機関用燃焼状態検知装置は、
たとえば特開平2−104978号公報に記載されてお
り、この場合、点火プラグをイオン電流検出用の電極と
して用い、点火直後のイオン電流検出量から、燃焼が正
常に行われなかったこと(失火状態)などを検知してい
る。
【0006】このとき、イオン電流検出用のバイアス電
圧を、高圧ダイオードを介して点火極性と同極性のバイ
アス電圧を点火プラグに印加する必要があるが、点火プ
ラグには、点火用高電圧を印加するために二次巻線の出
力側にも接続されている。
【0007】しかしながら、点火コイルの一次巻線に対
する通電開始時においては、一次電流遮断時に発生する
点火用高電圧とは逆極性の電圧が二次巻線から発生する
ので、バイアス電圧が点火コイル側に放電して低下する
おそれがある。
【0008】このようなバイアス電圧の低下は、配電器
を介して点火プラグに点火用高電圧が印加される高圧配
電構成の場合であっても、配電器の周辺電極から中心電
極にバイアス電圧が放電することにより同様に発生し得
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用燃焼
状態検知装置は以上のように、バイアス電圧の点火コイ
ル側への放電を特に考慮していないので、イオン電流検
出ユニットを点火コイルの二次巻線側または配電器の周
辺電極に接続した場合、点火コイルへの通電開始時に点
火極性と逆極性の電圧が発生することから、バイアス電
圧の点火コイル側への放電による低下を防止することが
できず、イオン電流の検出感度が悪化するという問題点
があった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、バイアス電圧の点火コイル側へ
の放電を防止または抑制してバイアス電圧の低下を防止
または抑制することにより、イオン電流の検出感度を良
好に維持することのできる内燃機関用燃焼状態検知装置
を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る内燃機関用燃焼状態検知装置は、点火用高電圧を発生
する点火コイルと、点火コイルの出力端子に接続された
高電圧経路を介して点火用高電圧が印加される点火プラ
グと、高電圧経路に接続されて点火プラグにバイアス電
圧を印加するバイアス手段と、点火コイルの出力端子と
バイアス手段との間に挿入されたバイアス電圧保護手段
と、点火用高電圧の印加により点火プラグの放電後に発
生するイオンを、バイアス電圧の印加により点火プラグ
を介して流れるイオン電流として検出するイオン電流検
出手段と、イオン電流の検出値に基づいて点火プラグに
おける燃焼状態を検知するECUとを備え、バイアス電
圧保護手段は、バイアス電圧の低下を防止して、イオン
電流の検出値の健全性を維持するものである。
【0012】また、この発明の請求項2に係る内燃機関
用燃焼状態検知装置は、請求項1において、点火コイル
は、各一端がバッテリに接続された一次巻線および二次
巻線と、一次巻線の他端に接続されて点火信号に応答し
て一次電流を通電遮断するパワートランジスタとを有
し、一次巻線に流れる一次電流の通電遮断に応答して二
次巻線から点火用高電圧を発生し、高電圧経路は、二次
巻線の他端に接続された中心電極および中心電極に順次
空隙を介して対向配置された複数の周辺電極を含む配電
器を有し、点火プラグは、内燃機関を駆動する複数の気
筒に対応して周辺電極に各々接続された複数の点火プラ
グからなり、バイアス手段は、点火プラグの各々に対し
て点火極性と同極性のバイアス電圧を印加するように接
続された高圧ダイオードと、一次巻線の他端に接続され
て一次電流の遮断時にバイアス電圧が充電されるコンデ
ンサとを有し、イオン電流検出手段は、高圧ダイオード
を介して点火プラグにバイアス電圧を印加して点火プラ
グ毎のイオン電流を検出し、ECUは、内燃機関の運転
条件に応じて点火信号を生成するとともに、イオン電流
の検出値に基づいて各気筒毎の燃焼状態を検知し、バイ
アス電圧保護手段は、二次巻線と中心電極との間に挿入
されたバイアス電圧保護ダイオードを含み、コンデンサ
の点火コイル側への放電を防止するものである。
【0013】また、この発明の請求項3に係る内燃機関
用燃焼状態検知装置は、請求項1において、点火コイル
は、一端がバッテリに接続された一次巻線および一次巻
線に電磁結合された二次巻線と、一次巻線の他端に接続
されて点火信号に応答して一次電流を通電遮断するパワ
ートランジスタとを有し、一次巻線に流れる一次電流の
通電遮断に応答して二次巻線から点火用高電圧を発生
し、点火プラグは、内燃機関を駆動する複数の気筒に対
応して二次巻線の両端に各々接続された一対の点火プラ
グを含み、バイアス手段は、一対の点火プラグのうちの
一方の点火プラグの一端に点火極性と同極性のバイアス
電圧を印加するように接続された高圧ダイオードと、一
次巻線の他端に接続されて一次電流の遮断時にバイアス
電圧が充電されるコンデンサとを有し、イオン電流検出
手段は、高圧ダイオードを介して一対の点火プラグにバ
イアス電圧を印加して点火プラグ毎のイオン電流を検出
し、ECUは、内燃機関の運転条件に応じて点火信号を
生成するとともに、イオン電流の検出値に基づいて各気
筒毎の燃焼状態を検知し、バイアス電圧保護手段は、二
次巻線の高圧ダイオードの接続側の一端に挿入されたバ
イアス電圧保護抵抗器と、バイアス電圧保護抵抗器に並
列接続された点火用ダイオードとを有し、コンデンサの
点火コイル側への放電を抑制するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1を図につ
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1を概略的
に示す構成図であり、ここでは、各気筒の点火プラグに
対して配電器を介した高圧配電を行う場合を示してい
る。
【0015】図1において、車載のバッテリ1の陽極
は、点火コイル2の共通端子すなわち一次巻線2aおよ
び二次巻線2bの低圧側に接続されている。一次巻線2
aの他端は、一次電流を通電遮断するパワートランジス
タ3を介してグランドに接続されている。
【0016】点火コイル2からの点火用高電圧の出力端
子となる二次巻線2bの他端(高圧側)は、ノイズ防止
用の抵抗器4およびダイオード5からなる直列回路に接
続され、さらに、複数気筒(この場合、4気筒)に対応
した周辺電極7a〜7dを有する配電器7の中心電極6
に接続されている。ダイオード5は、イオン電流検出用
のバイアス電圧(後述する)が点火コイル2側に放電す
るのを防止しており、バイアス電圧保護ダイオードとし
て機能する。
【0017】中心電極6は、内燃機関の回転に応じて、
各周辺電極7a〜7dに対して空隙を介して順次対向す
るようになっている。各周辺電極7a〜7dには、各気
筒に対応した点火プラグ8a〜8dが接続され、点火プ
ラグ8a〜8dには、点火極性と同極性のバイアス電圧
が印加されるように高圧ダイオード9a〜9dが接続さ
れている。
【0018】高圧ダイオード9a〜9dのうちの一対の
高圧ダイオード9aおよび9cのアノードは、一方のイ
オン電流検出ユニット10aに接続され、他の一対の高
圧ダイオード9bおよび9dのアノードは、イオン電流
検出ユニット10aと同一構成からなる他方のイオン電
流検出ユニット10bに接続されている。ここでは、代
表的に、一方のイオン電流検出ユニット10aの回路構
成のみを示す。
【0019】各イオン電流検出ユニット10aおよび1
0bは、一次巻線2aの他端に接続された整流ダイオー
ドD1と、整流ダイオードD1に直列接続された電流制
限用の抵抗器R1と、抵抗器R1に直列接続された電圧
制限用のツェナーダイオードDZと、ツェナーダイオー
ドDZとグランドとの間に挿入された整流ダイオードD
2と、ツェナーダイオードDZの両端間に並列接続され
たコンデンサCと、整流ダイオードD2に並列接続され
た出力抵抗器R2とを含む。
【0020】整流ダイオードD1、抵抗器R1、コンデ
ンサCおよび整流ダイオードD2からなる直列回路は、
一次巻線2aの一端とグランドとの間に挿入されて、コ
ンデンサCに対する充電電流を流す充電経路を構成して
いる。
【0021】コンデンサCは、パワートランジスタ3の
オフ時において、一次巻線2aからの高電圧の一次電圧
が給電され、ツェナーダイオードDZの制限電圧により
所定のバイアス電圧(数100V程度)に充電されて、
イオン電流iを検出するための電源(バイアス手段)と
して機能する。
【0022】各イオン電流検出ユニット10aおよび1
0b内の出力抵抗器R2は、イオン電流iを電圧変換
し、イオン電流検出信号EiとしてECU20に入力す
る。マイクロコンピュータからなるECU20は、イオ
ン電流検出信号Eiに基づいて内燃機関の燃焼状態を判
定し、燃焼状態の悪化を検知した場合には、不都合が生
じないように適宜対応制御を行う。
【0023】また、ECU20は、各種センサ(図示せ
ず)から得られる運転条件に基づいて点火時期等を演算
し、パワートランジスタ3に対する点火信号Pのみなら
ず、各気筒毎のインジェクタ(図示せず)に対する燃料
噴射信号や各種アクチュエータ(スロットルバルブやI
SCバルブ等)に対する駆動信号を出力する。
【0024】次に、図1に示したこの発明の実施の形態
1の動作について説明する。通常、ECU20は、運転
条件に応じて点火時期等を演算し、目標制御タイミング
でパワートランジスタ3に点火信号Pを印加し、パワー
トランジスタ3をオンオフ制御する。
【0025】これにより、パワートランジスタ3は、点
火コイル2の一次巻線2aに流れる一次電流を通電遮断
して一次電圧を昇圧し、点火コイル2の二次巻線2bか
ら点火用の高電圧(数10kV)の二次電圧を発生させ
る。
【0026】二次電圧は、配電器7の中心電極6から周
辺電極7a〜7dを介して、各気筒内の点火プラグ8a
〜8dに分配され、点火制御気筒の燃焼室内に放電火花
を発生させて混合気を燃焼させる。このとき、燃焼状態
が正常であれば、点火プラグの周辺および燃焼室内に所
要量のイオンが発生する。
【0027】一方、点火制御時にコンデンサCに充電さ
れたバイアス電圧は、点火制御(一次電流の遮断)直後
のイオン電流検出時に、高圧ダイオード9a〜9dを介
して各点火プラグ8a〜8dに印加される。これによ
り、コンデンサCが放電して、爆発行程直後の点火プラ
グ間においてイオンが移動し、イオン電流iが流れる。
【0028】イオン電流iは、コンデンサCのバイアス
電圧により、グランド、出力抵抗器R2、コンデンサC
および高圧ダイオード9a〜9dを介した経路を流れ
る。このとき、出力抵抗器R2で電圧変換されたイオン
電流検出信号Eiは、ECU20に入力され、燃焼状態
の判定に用いられる。
【0029】このように、二次巻線2bの出力端子と配
電器7の中心電極6との間にバイアス電圧保護用のダイ
オード5を挿入することにより、一次電流の通電開始時
に点火極性と逆極性の電圧(この場合、負電圧)が二次
巻線2bの出力端子に発生しても、コンデンサCのバイ
アス電圧が点火コイル2側に放電することはない。した
がって、バイアス電圧が低下することはなく、常に高精
度のイオン電流検出信号Eiを得ることができ、信頼性
の高い燃焼状態判定結果を得ることができる。
【0030】なお、上記実施の形態1においては、二次
巻線2bからの点火用高電圧(二次電圧)およびコンデ
ンサCからのバイアス電圧の極性がいずれも正極性の場
合を示したが、高圧ダイオード9a〜9dおよびダイオ
ード5の極性をいずれも逆方向に設定すれば、点火用高
電圧およびバイアス電圧の極性が負極性であってもよ
い。
【0031】また、4気筒エンジンを例にとって、対向
する2気筒ずつ(点火プラグ8aおよび8cと、点火プ
ラグ8bおよび8d)の二組の気筒群に分割し、2つの
イオン電流検出ユニット10aおよび10bを用いてイ
オン電流iを検出するようにしたが、4気筒に限定され
ることはなく、気筒数に応じてイオン電流検出ユニット
の回路数を増減することができる。また、1つのイオン
電流検出ユニットの検出対象となる気筒数は、2気筒に
限らず、任意数の気筒を検出対象とすることができる。
【0032】実施の形態2.さらに、上記実施の形態1
では、各点火プラグ8a〜8dに対して配電器7を介し
て高圧配電を行う場合を示したが、低圧配電の場合でも
適用可能であり、また、グループ配電であってもよい。
【0033】図2はグループ配電としたこの発明の実施
の形態2を概略的に示す構成図であり、バッテリ1、パ
ワートランジスタ3、点火プラグ8a〜8d、高圧ダイ
オード9およびイオン電流検出ユニット10は、前述と
同様のものである。ここでは、前述と同様に、イオン電
流検出ユニット10から供給されるバイアス電圧が正極
性の場合を示している。
【0034】この場合、点火コイル2は、一対の点火プ
ラグ8aおよび8cと、一対の点火プラグ8bおよび8
dとに対応して個別に二組並設され、二次巻線2bの両
端に各一対の点火プラグが接続されている。
【0035】また、高圧ダイオード9は、各一対のうち
の一方の点火プラグ8cおよび8dの一端に、点火極性
と同一極性のバイアス電圧を印加するように接続されて
いる。さらに、図示を省略するが、イオン電流検出ユニ
ット10は、前述と同様の二組の同一回路10aおよび
10bを含んでいる。
【0036】各二次巻線2bの負極側は、それぞれ点火
プラグ8aおよび6bに直接接続され、各二次巻線2b
の正極側は、それぞれバイアス電圧保護用の抵抗器14
を介して点火プラグ8cおよび8dに接続されている。
また、抵抗器14には、二次電流方向を順方向とする点
火用ダイオード15が並列接続されている。
【0037】各高圧ダイオード9のカソードは、抵抗器
14および点火用ダイオード15と点火プラグ8cおよ
び8dとの間の接続点に接続されている。したがって、
イオン電流検出時において、点火コイル8cおよび8d
は、高圧ダイオード9の一端からバイアス電圧が直接印
加され、点火コイル8aおよび8bは、電流制限用の抵
抗器14および二次巻線2bを介してバイアス電圧が印
加される。
【0038】図2において、一対の点火プラグ8aおよ
び8cのみに注目して説明すると、通常の点火制御中の
二次電流は、点火プラグ8a、二次巻線2b、点火用ダ
イオード15および点火プラグ8cを介した経路で流
れ、点火プラグ8aおよび8cに対しては互いに逆極性
の点火用高電圧が印加される。
【0039】一方、点火制御直後のイオン電流検出時に
おいては、実際に爆発行程が行われた気筒の点火プラグ
のみを介してイオン電流iが流れる。この場合、高圧ダ
イオード9と二次巻線2bの一端との間にバイアス電圧
保護用の抵抗器14が挿入されているので、一次電流の
通電開始時においてバイアス電圧が点火コイル2側に放
電するのを抑制することができる。
【0040】したがって、高精度のイオン電流検出信号
Eiを得ることができ、このイオン電流検出信号Eiに
基づいて内燃機関の燃焼状態を高い信頼性で判定するこ
とができる。
【0041】なお、上記実施の形態2では、バイアス電
圧を正極性とし、二次巻線2bの点火プラグ8cおよび
8d側の一端にバイアス電圧保護抵抗器14および点火
用ダイオード15を挿入するとともに高圧ダイオード9
を接続したが、バイアス電圧を負極性としてもよい。
【0042】この場合、二次巻線2bの点火プラグ8a
および8b側の一端にバイアス電圧保護抵抗器14およ
び点火用ダイオード15を挿入するとともに高圧ダイオ
ード9を接続し、各ダイオード9および15の接続方向
を逆にすればよい。
【0043】また、ここでは、前述と同様に4気筒エン
ジンを例にとり、各一対ずつの気筒に対して2系統のイ
オン電流検出ユニット10を用いたが、任意の気筒数に
応じてイオン電流検出ユニット10の系統数を増減でき
るうえ、イオン電流検出ユニット10により任意数の気
筒の点火プラグを検出対象とすることができることは言
うまでもない。
【0044】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、点火用高電圧を発生する点火コイルと、点火コイル
の出力端子に接続された高電圧経路を介して点火用高電
圧が印加される点火プラグと、高電圧経路に接続されて
点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス手段と、
点火コイルの出力端子とバイアス手段との間に挿入され
たバイアス電圧保護手段と、点火用高電圧の印加により
点火プラグの放電後に発生するイオンを、バイアス電圧
の印加により点火プラグを介して流れるイオン電流とし
て検出するイオン電流検出手段と、イオン電流の検出値
に基づいて点火プラグにおける燃焼状態を検知するEC
Uとを備え、バイアス電圧保護手段は、バイアス電圧の
低下を防止して、イオン電流の検出値の健全性を維持す
るようにしたので、バイアス電圧の低下を防ぐことがで
き、イオン電流の検出感度を良好に維持することのでき
る内燃機関用燃焼状態検知装置が得られる効果がある。
【0045】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、点火コイルは、各一端がバッテリに接続
された一次巻線および二次巻線と、一次巻線の他端に接
続されて点火信号に応答して一次電流を通電遮断するパ
ワートランジスタとを有し、一次巻線に流れる一次電流
の通電遮断に応答して二次巻線から点火用高電圧を発生
し、高電圧経路は、二次巻線の他端に接続された中心電
極および中心電極に順次空隙を介して対向配置された複
数の周辺電極を含む配電器を有し、点火プラグは、内燃
機関を駆動する複数の気筒に対応して周辺電極に各々接
続された複数の点火プラグからなり、バイアス手段は、
点火プラグの各々に対して点火極性と同極性のバイアス
電圧を印加するように接続された高圧ダイオードと、一
次巻線の他端に接続されて一次電流の遮断時にバイアス
電圧が充電されるコンデンサとを有し、イオン電流検出
手段は、高圧ダイオードを介して点火プラグにバイアス
電圧を印加して点火プラグ毎のイオン電流を検出し、E
CUは、内燃機関の運転条件に応じて点火信号を生成す
るとともに、イオン電流の検出値に基づいて各気筒毎の
燃焼状態を検知し、バイアス電圧保護手段は、二次巻線
と中心電極との間に挿入されたバイアス電圧保護ダイオ
ードを含み、コンデンサの点火コイル側への放電を防止
するようにしたので、バイアス電圧の低下を防ぐことが
でき、イオン電流の検出感度を良好に維持することので
きる内燃機関用燃焼状態検知装置が得られる効果があ
る。
【0046】また、この発明の請求項3によれば、請求
項1において、点火コイルは、一端がバッテリに接続さ
れた一次巻線および一次巻線に電磁結合された二次巻線
と、一次巻線の他端に接続されて点火信号に応答して一
次電流を通電遮断するパワートランジスタとを有し、一
次巻線に流れる一次電流の通電遮断に応答して二次巻線
から点火用高電圧を発生し、点火プラグは、内燃機関を
駆動する複数の気筒に対応して二次巻線の両端に各々接
続された一対の点火プラグを含み、バイアス手段は、一
対の点火プラグのうちの一方の点火プラグの一端に点火
極性と同極性のバイアス電圧を印加するように接続され
た高圧ダイオードと、一次巻線の他端に接続されて一次
電流の遮断時にバイアス電圧が充電されるコンデンサと
を有し、イオン電流検出手段は、高圧ダイオードを介し
て一対の点火プラグにバイアス電圧を印加して点火プラ
グ毎のイオン電流を検出し、ECUは、内燃機関の運転
条件に応じて点火信号を生成するとともに、イオン電流
の検出値に基づいて各気筒毎の燃焼状態を検知し、バイ
アス電圧保護手段は、二次巻線の高圧ダイオードの接続
側の一端に挿入されたバイアス電圧保護抵抗器と、バイ
アス電圧保護抵抗器に並列接続された点火用ダイオード
とを有し、コンデンサの点火コイル側への放電を抑制す
るようにしたので、バイアス電圧の低下を抑制すること
ができ、イオン電流の検出感度を良好に維持することの
できる内燃機関用燃焼状態検知装置が得られる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を概略的に示す構成
図である。
【図2】 この発明の実施の形態2を概略的に示す構成
図である。
【符号の説明】
1 バッテリ、2 点火コイル、2a 一次巻線、2b
二次巻線、3 パワートランジスタ、5 バイアス電
圧保護ダイオード、6 中心電極、7a〜7d周辺電
極、7 配電器、8a〜8d 点火プラグ、9、9a〜
9d 高圧ダイオード、10、10a、10b イオン
電流検出ユニット、14 バイアス電圧保護抵抗器、1
5 点火用ダイオード、20 ECU、C コンデン
サ、Eiイオン電流検出信号、i イオン電流、P 点
火信号、

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 点火用高電圧を発生する点火コイルと、 前記点火コイルの出力端子に接続された高電圧経路を介
    して前記点火用高電圧が印加される点火プラグと、 前記高電圧経路に接続されて前記点火プラグにバイアス
    電圧を印加するバイアス手段と、 前記点火コイルの出力端子と前記バイアス手段との間に
    挿入されたバイアス電圧保護手段と、 前記点火用高電圧の印加により前記点火プラグの放電後
    に発生するイオンを、前記バイアス電圧の印加により前
    記点火プラグを介して流れるイオン電流として検出する
    イオン電流検出手段と、 前記イオン電流の検出値に基づいて前記点火プラグにお
    ける燃焼状態を検知するECUとを備え、 前記バイアス電圧保護手段は、前記バイアス電圧の低下
    を防止して、前記イオン電流の検出値の健全性を維持す
    ることを特徴とする内燃機関用燃焼状態検知装置。
  2. 【請求項2】 前記点火コイルは、 各一端がバッテリに接続された一次巻線および二次巻線
    と、 前記一次巻線の他端に接続されて点火信号に応答して前
    記一次電流を通電遮断するパワートランジスタとを有
    し、 前記一次巻線に流れる一次電流の通電遮断に応答して前
    記二次巻線から前記点火用高電圧を発生し、 前記高電圧経路は、前記二次巻線の他端に接続された中
    心電極および前記中心電極に順次空隙を介して対向配置
    された複数の周辺電極を含む配電器を有し、 前記点火プラグは、内燃機関を駆動する複数の気筒に対
    応して前記周辺電極に各々接続された複数の点火プラグ
    からなり、 前記バイアス手段は、 前記点火プラグの各々に対して点火極性と同極性のバイ
    アス電圧を印加するように接続された高圧ダイオード
    と、 前記一次巻線の他端に接続されて前記一次電流の遮断時
    に前記バイアス電圧が充電されるコンデンサとを有し、 前記イオン電流検出手段は、前記高圧ダイオードを介し
    て前記点火プラグに前記バイアス電圧を印加して前記点
    火プラグ毎のイオン電流を検出し、 前記ECUは、前記内燃機関の運転条件に応じて前記点
    火信号を生成するとともに、前記イオン電流の検出値に
    基づいて前記各気筒毎の燃焼状態を検知し、 前記バイアス電圧保護手段は、前記二次巻線と前記中心
    電極との間に挿入されたバイアス電圧保護ダイオードを
    含み、前記コンデンサの前記点火コイル側への放電を防
    止することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用燃
    焼状態検知装置。
  3. 【請求項3】 前記点火コイルは、 一端がバッテリに接続された一次巻線および前記一次巻
    線に電磁結合された二次巻線と、 前記一次巻線の他端に接続されて点火信号に応答して前
    記一次電流を通電遮断するパワートランジスタとを有
    し、 前記一次巻線に流れる一次電流の通電遮断に応答して前
    記二次巻線から前記点火用高電圧を発生し、 前記点火プラグは、内燃機関を駆動する複数の気筒に対
    応して前記二次巻線の両端に各々接続された一対の点火
    プラグを含み、 前記バイアス手段は、 前記一対の点火プラグのうちの一方の点火プラグの一端
    に点火極性と同極性のバイアス電圧を印加するように接
    続された高圧ダイオードと、 前記一次巻線の他端に接続されて前記一次電流の遮断時
    に前記バイアス電圧が充電されるコンデンサとを有し、 前記イオン電流検出手段は、前記高圧ダイオードを介し
    て前記一対の点火プラグに前記バイアス電圧を印加して
    前記点火プラグ毎のイオン電流を検出し、 前記ECUは、前記内燃機関の運転条件に応じて前記点
    火信号を生成するとともに、前記イオン電流の検出値に
    基づいて前記各気筒毎の燃焼状態を検知し、 前記バイアス電圧保護手段は、 前記二次巻線の前記高圧ダイオードの接続側の一端に挿
    入されたバイアス電圧保護抵抗器と、 前記バイアス電圧保護抵抗器に並列接続された点火用ダ
    イオードとを有し、 前記コンデンサの前記点火コイル側への放電を抑制する
    ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用燃焼状態
    検知装置。
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