JPH1137031A - イオン電流検出装置 - Google Patents
イオン電流検出装置Info
- Publication number
- JPH1137031A JPH1137031A JP19447897A JP19447897A JPH1137031A JP H1137031 A JPH1137031 A JP H1137031A JP 19447897 A JP19447897 A JP 19447897A JP 19447897 A JP19447897 A JP 19447897A JP H1137031 A JPH1137031 A JP H1137031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- ion current
- ignition
- energy
- zener
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 混合気点火性能の確保とイオン検出性能の確
保との両立を図ったイオン電流検出装置を提供する。 【解決手段】 点火コイル１の二次電流によりコンデン
サ５に蓄えられる電荷の量が、常に、イオン電流検出を
行う運転領域にて生成されうるイオン電荷量以上とな
り、かつ、点火プラグ４での火花放電開始前に点火コイ
ル１が有するエネルギからコンデンサ５に蓄えられるエ
ネルギを減じて得られる点火プラグ４での放電エネルギ
が、常に、混合気の着火に必要なエネルギ以上となるよ
うに、コンデンサ５の容量及びツェナーダイオード６の
ツェナー電圧が設定される。また、吸気行程において点
火プラグ４で不必要な放電が起こらないように、ツェナ
ー電圧には、上限が設けられる。
保との両立を図ったイオン電流検出装置を提供する。 【解決手段】 点火コイル１の二次電流によりコンデン
サ５に蓄えられる電荷の量が、常に、イオン電流検出を
行う運転領域にて生成されうるイオン電荷量以上とな
り、かつ、点火プラグ４での火花放電開始前に点火コイ
ル１が有するエネルギからコンデンサ５に蓄えられるエ
ネルギを減じて得られる点火プラグ４での放電エネルギ
が、常に、混合気の着火に必要なエネルギ以上となるよ
うに、コンデンサ５の容量及びツェナーダイオード６の
ツェナー電圧が設定される。また、吸気行程において点
火プラグ４で不必要な放電が起こらないように、ツェナ
ー電圧には、上限が設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼状
態を燃焼室内のイオン電流に基づいて検出するために点
火装置に付随して設けられるイオン電流検出装置に関す
る。
態を燃焼室内のイオン電流に基づいて検出するために点
火装置に付随して設けられるイオン電流検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関では、ノック、プレイグニショ
ン（過早着火）等の異常燃焼や失火を防止するための制
御を行う必要がある。内燃機関の燃焼状態を検出する方
法の一つとして、燃焼室内のイオン電流を測定し、その
イオン電流によって燃焼状態を検出する方法が提案され
ている。
ン（過早着火）等の異常燃焼や失火を防止するための制
御を行う必要がある。内燃機関の燃焼状態を検出する方
法の一つとして、燃焼室内のイオン電流を測定し、その
イオン電流によって燃焼状態を検出する方法が提案され
ている。
【０００３】すなわち、点火プラグによる放電が起き、
燃焼室内の混合気が燃焼すると、その混合気はイオン化
する。混合気がイオン化した状態にあるときに、点火プ
ラグに電圧を印加すると、イオン電流が流れる。このイ
オン電流を検出し、解析処理を行うことによって、ノッ
ク、プレイグニション、失火等の発生を検出することが
できるのである。
燃焼室内の混合気が燃焼すると、その混合気はイオン化
する。混合気がイオン化した状態にあるときに、点火プ
ラグに電圧を印加すると、イオン電流が流れる。このイ
オン電流を検出し、解析処理を行うことによって、ノッ
ク、プレイグニション、失火等の発生を検出することが
できるのである。
【０００４】例えば、特開平4-194367号公報は、かかる
イオン電流検出装置の一例を開示するものである。その
装置は、点火コイルの一次電流の遮断時に生ずる二次電
流によりコンデンサを一定電圧に充電し、火花放電後、
このコンデンサと点火コイル二次巻線と点火プラグとイ
オン電流検出抵抗器とからなる閉回路に流れる電流をイ
オン電流検出抵抗器を介して測定することができるよう
に構成されている。かかる構成によれば、イオン電流検
出専用の電源を特に設ける必要がなくなるため、小型化
及びコストダウンが図られるという効果が得られる。
イオン電流検出装置の一例を開示するものである。その
装置は、点火コイルの一次電流の遮断時に生ずる二次電
流によりコンデンサを一定電圧に充電し、火花放電後、
このコンデンサと点火コイル二次巻線と点火プラグとイ
オン電流検出抵抗器とからなる閉回路に流れる電流をイ
オン電流検出抵抗器を介して測定することができるよう
に構成されている。かかる構成によれば、イオン電流検
出専用の電源を特に設ける必要がなくなるため、小型化
及びコストダウンが図られるという効果が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な、点火コイル二次電流の一部を利用してイオン電流を
検出する装置では、イオン電流検出のための電源となる
コンデンサに過度の電荷を蓄えると、その分、二次電流
すなわち火花放電電流が減少し、点火プラグによる圧縮
混合気への点火性能が悪化する。
な、点火コイル二次電流の一部を利用してイオン電流を
検出する装置では、イオン電流検出のための電源となる
コンデンサに過度の電荷を蓄えると、その分、二次電流
すなわち火花放電電流が減少し、点火プラグによる圧縮
混合気への点火性能が悪化する。
【０００６】一方、イオン電流として消費されるべきコ
ンデンサの電荷が少ないと、燃焼により多くのイオンが
生成された場合に充分にイオンを捕捉することができ
ず、イオン検出性能が低下するという問題が生ずる。
ンデンサの電荷が少ないと、燃焼により多くのイオンが
生成された場合に充分にイオンを捕捉することができ
ず、イオン検出性能が低下するという問題が生ずる。
【０００７】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、混合
気点火性能の確保とイオン検出性能の確保との両立を図
ったイオン電流検出装置を提供することにある。
気点火性能の確保とイオン検出性能の確保との両立を図
ったイオン電流検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の第１の態様によれば、点火プラグと点火コイル
二次側とを含む二次電流経路に直列に挿入されたコンデ
ンサ及び順方向ダイオードと、前記コンデンサに並列に
接続され、二次電流により充電される前記コンデンサの
充電電圧を一定値に制限するツェナーダイオードと、混
合気の燃焼時にシリンダ内にイオンが生成されること及
び前記コンデンサの充電電圧が前記点火プラグに印加さ
れることにより生ずるイオン電流を検出すべく、前記順
方向ダイオードに並列に接続された電流検出用抵抗器
と、を具備するイオン電流検出装置において、前記コン
デンサに蓄えられる電荷の量が、常に、イオン電流検出
を行う運転領域にて生成されうるイオン電荷量以上とな
り、かつ、前記点火プラグでの火花放電開始前に前記点
火コイルが有するエネルギから、前記コンデンサに蓄え
られるエネルギを減じて得られる、前記点火プラグでの
放電エネルギが、常に、混合気の着火に必要なエネルギ
以上となるように、前記コンデンサの容量及び前記ツェ
ナーダイオードのツェナー電圧が設定されていることを
特徴とするイオン電流検出装置が提供される。
本発明の第１の態様によれば、点火プラグと点火コイル
二次側とを含む二次電流経路に直列に挿入されたコンデ
ンサ及び順方向ダイオードと、前記コンデンサに並列に
接続され、二次電流により充電される前記コンデンサの
充電電圧を一定値に制限するツェナーダイオードと、混
合気の燃焼時にシリンダ内にイオンが生成されること及
び前記コンデンサの充電電圧が前記点火プラグに印加さ
れることにより生ずるイオン電流を検出すべく、前記順
方向ダイオードに並列に接続された電流検出用抵抗器
と、を具備するイオン電流検出装置において、前記コン
デンサに蓄えられる電荷の量が、常に、イオン電流検出
を行う運転領域にて生成されうるイオン電荷量以上とな
り、かつ、前記点火プラグでの火花放電開始前に前記点
火コイルが有するエネルギから、前記コンデンサに蓄え
られるエネルギを減じて得られる、前記点火プラグでの
放電エネルギが、常に、混合気の着火に必要なエネルギ
以上となるように、前記コンデンサの容量及び前記ツェ
ナーダイオードのツェナー電圧が設定されていることを
特徴とするイオン電流検出装置が提供される。
【０００９】また、本発明の第２の態様によれば、前記
第１の態様に係るイオン電流検出装置において、更に、
吸気行程において前記点火プラグでの不必要な放電が起
こらないように、前記ツェナーダイオードのツェナー電
圧が設定される。
第１の態様に係るイオン電流検出装置において、更に、
吸気行程において前記点火プラグでの不必要な放電が起
こらないように、前記ツェナーダイオードのツェナー電
圧が設定される。
【００１０】また、本発明の第３の態様によれば、前記
第１の態様に係るイオン電流検出装置において、火花放
電開始前に前記点火コイルが有するエネルギＥ0 、前記
コンデンサの容量Ｃ、及び前記ツェナーダイオードのツ
ェナー電圧ＶZ が、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍ
Ｊ〕）／ＶZ 2 の関係を有する。
第１の態様に係るイオン電流検出装置において、火花放
電開始前に前記点火コイルが有するエネルギＥ0 、前記
コンデンサの容量Ｃ、及び前記ツェナーダイオードのツ
ェナー電圧ＶZ が、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍ
Ｊ〕）／ＶZ 2 の関係を有する。
【００１１】また、本発明の第４の態様によれば、前記
第１又は第２の態様に係るイオン電流検出装置におい
て、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧ＶZ が、 ＶZ ≦１０００〔Ｖ〕 を満たす。
第１又は第２の態様に係るイオン電流検出装置におい
て、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧ＶZ が、 ＶZ ≦１０００〔Ｖ〕 を満たす。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施形態に係るイオン
電流検出装置の回路構成を示す図である。また、図２
は、点火プラグにおいて火花放電が発生したときの放電
電流の流れを説明するための図であり、図３は、火花放
電後のイオン電流の流れを説明するための図である。点
火コイル１の一次巻線１ａの一端は、バッテリ２の正電
極に接続され、他の一端は、スイッチング手段としての
トランジスタ３のコレクタに接続されている。そのトラ
ンジスタ３のエミッタは接地され、そのベースには点火
信号が印加されるように構成されている。点火コイル１
の二次巻線１ｂの一端は、点火プラグ４の中心電極４ａ
に接続されている。点火プラグ４の外側電極４ｂは、接
地されている。
電流検出装置の回路構成を示す図である。また、図２
は、点火プラグにおいて火花放電が発生したときの放電
電流の流れを説明するための図であり、図３は、火花放
電後のイオン電流の流れを説明するための図である。点
火コイル１の一次巻線１ａの一端は、バッテリ２の正電
極に接続され、他の一端は、スイッチング手段としての
トランジスタ３のコレクタに接続されている。そのトラ
ンジスタ３のエミッタは接地され、そのベースには点火
信号が印加されるように構成されている。点火コイル１
の二次巻線１ｂの一端は、点火プラグ４の中心電極４ａ
に接続されている。点火プラグ４の外側電極４ｂは、接
地されている。
【００１４】点火コイル１の二次巻線１ｂの他の一端側
には、イオン電流生成用電源となるコンデンサ５が接続
されている。このコンデンサ５には、点火コイル二次電
流によりコンデンサ５に充電される電圧を一定値に制限
するためのツェナーダイオード（定電圧ダイオード）６
が並列に接続されている。コンデンサ５の他の一端は、
グランド方向へのみ電流を流すように即ち火花放電電流
に対して順方向となるように配置されたダイオード７を
介して接地されるとともに、イオン電流検出抵抗器８を
介して接地されている。そして、コンデンサ５とイオン
電流検出抵抗器８との接続点は、イオン電流検出装置の
出力電圧信号（以下、イオン電流出力信号と呼ぶ）を与
える。
には、イオン電流生成用電源となるコンデンサ５が接続
されている。このコンデンサ５には、点火コイル二次電
流によりコンデンサ５に充電される電圧を一定値に制限
するためのツェナーダイオード（定電圧ダイオード）６
が並列に接続されている。コンデンサ５の他の一端は、
グランド方向へのみ電流を流すように即ち火花放電電流
に対して順方向となるように配置されたダイオード７を
介して接地されるとともに、イオン電流検出抵抗器８を
介して接地されている。そして、コンデンサ５とイオン
電流検出抵抗器８との接続点は、イオン電流検出装置の
出力電圧信号（以下、イオン電流出力信号と呼ぶ）を与
える。
【００１５】次に、図１に示されるイオン電流検出装置
の動作について説明する。まず、点火信号がハイとな
り、トランジスタ３がオンすると、点火コイル一次巻線
１ａに電流が流れる。次いで、点火信号がロウとされて
トランジスタ３がオフにされることにより一次電流が遮
断されると、点火コイル１の二次巻線１ｂに高電圧が誘
起され、その結果、点火プラグ４にて火花放電が起こ
る。すなわち、点火プラグ４の中心電極４ａにマイナス
極性の高電圧が印加されることにより、中心電極４ａと
外側電極（接地電極）４ｂとの間で火花放電が起こり、
図２に示されるように、点火コイル二次巻線１ｂから、
コンデンサ５及びツェナーダイオード６、ダイオード
７、並びに点火プラグ４を介して、二次巻線１ｂへと一
巡する電流が流れる。この過程において、コンデンサ５
は、ツェナーダイオード６のツェナー電圧に一致する電
圧にまで充電される。
の動作について説明する。まず、点火信号がハイとな
り、トランジスタ３がオンすると、点火コイル一次巻線
１ａに電流が流れる。次いで、点火信号がロウとされて
トランジスタ３がオフにされることにより一次電流が遮
断されると、点火コイル１の二次巻線１ｂに高電圧が誘
起され、その結果、点火プラグ４にて火花放電が起こ
る。すなわち、点火プラグ４の中心電極４ａにマイナス
極性の高電圧が印加されることにより、中心電極４ａと
外側電極（接地電極）４ｂとの間で火花放電が起こり、
図２に示されるように、点火コイル二次巻線１ｂから、
コンデンサ５及びツェナーダイオード６、ダイオード
７、並びに点火プラグ４を介して、二次巻線１ｂへと一
巡する電流が流れる。この過程において、コンデンサ５
は、ツェナーダイオード６のツェナー電圧に一致する電
圧にまで充電される。
【００１６】点火プラグ４における火花放電により、燃
焼室内の混合気が着火し燃焼すると、その混合気はイオ
ン化する。混合気がイオン化した状態にあるときには、
点火プラグ４の両電極間は導電性を有する。なおかつ、
コンデンサ５の充電電圧により点火プラグ４の両電極間
には電圧が印加されているため、イオン電流が流れる。
すなわち、このイオン電流は、図３に示されるように、
コンデンサ５の一端から、点火コイル二次巻線１ｂ、点
火プラグ４、及びイオン電流検出抵抗器８を介して、コ
ンデンサ５の他端へと流れる。そして、イオン電流検出
抵抗器８とコンデンサ５との接続点には“−イオン電流
値×検出抵抗値”の電位が現れ、その電位がイオン電流
出力信号を与える。
焼室内の混合気が着火し燃焼すると、その混合気はイオ
ン化する。混合気がイオン化した状態にあるときには、
点火プラグ４の両電極間は導電性を有する。なおかつ、
コンデンサ５の充電電圧により点火プラグ４の両電極間
には電圧が印加されているため、イオン電流が流れる。
すなわち、このイオン電流は、図３に示されるように、
コンデンサ５の一端から、点火コイル二次巻線１ｂ、点
火プラグ４、及びイオン電流検出抵抗器８を介して、コ
ンデンサ５の他端へと流れる。そして、イオン電流検出
抵抗器８とコンデンサ５との接続点には“−イオン電流
値×検出抵抗値”の電位が現れ、その電位がイオン電流
出力信号を与える。
【００１７】ところで、上述の回路においては、点火プ
ラグ４での火花放電開始前に点火コイル１が有するエネ
ルギのうちの一部がコンデンサ５に蓄えられ、その残り
のエネルギが点火プラグ４での火花放電エネルギとして
消費されることとなる。したがって、コンデンサ５への
充電量が多い場合には、火花放電エネルギが減少し、点
火プラグ４での圧縮混合気への点火性能が低下する。
ラグ４での火花放電開始前に点火コイル１が有するエネ
ルギのうちの一部がコンデンサ５に蓄えられ、その残り
のエネルギが点火プラグ４での火花放電エネルギとして
消費されることとなる。したがって、コンデンサ５への
充電量が多い場合には、火花放電エネルギが減少し、点
火プラグ４での圧縮混合気への点火性能が低下する。
【００１８】すなわち、点火コイル１が有するエネルギ
をＥ0 、コンデンサ５に蓄えられるエネルギをＥC 、点
火プラグ４での放電エネルギをＥS とすると、 Ｅ0 ＝ＥC ＋ＥS … (1) なる関係式が成立する。そして、コンデンサ５の容量を
Ｃ、コンデンサ５の充電電圧を制限するツェナーダイオ
ード６のツェナー電圧をＶZ とおくと、コンデンサ５に
蓄えられるエネルギＥC は、 ＥC ＝ＣＶZ 2 ／２ … (2) と表すことができる。
をＥ0 、コンデンサ５に蓄えられるエネルギをＥC 、点
火プラグ４での放電エネルギをＥS とすると、 Ｅ0 ＝ＥC ＋ＥS … (1) なる関係式が成立する。そして、コンデンサ５の容量を
Ｃ、コンデンサ５の充電電圧を制限するツェナーダイオ
ード６のツェナー電圧をＶZ とおくと、コンデンサ５に
蓄えられるエネルギＥC は、 ＥC ＝ＣＶZ 2 ／２ … (2) と表すことができる。
【００１９】図４は、低回転数軽負荷時における火花放
電エネルギ（横軸）と点火性能（縦軸）との関係を例示
する特性図である。なお、点火性能は、例えば、ある運
転条件における圧縮混合気の着火確率として把握される
ようなパラメータである。同図は、一定の確実な混合気
点火性能を確保するためには、点火プラグ４での放電エ
ネルギＥS が、 ＥS ≧２０〔ｍＪ〕 … (3) なる範囲にあるべきことを示している。上記の式 (1)、
(2) 及び (3)より、点火性能の確保という観点から下記
の条件が要求されることとなる。 Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍＪ〕）／ＶZ 2 … (4)
電エネルギ（横軸）と点火性能（縦軸）との関係を例示
する特性図である。なお、点火性能は、例えば、ある運
転条件における圧縮混合気の着火確率として把握される
ようなパラメータである。同図は、一定の確実な混合気
点火性能を確保するためには、点火プラグ４での放電エ
ネルギＥS が、 ＥS ≧２０〔ｍＪ〕 … (3) なる範囲にあるべきことを示している。上記の式 (1)、
(2) 及び (3)より、点火性能の確保という観点から下記
の条件が要求されることとなる。 Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍＪ〕）／ＶZ 2 … (4)
【００２０】一方、イオンを精度よく検出するために
は、コンデンサ５に一定値以上の電荷が蓄えられている
ことが必要であり、そのような電荷が存在しないと、本
来流れうるイオン電流の全てを生成することはできな
い。図５は、エンジン回転数（横軸）と混合気の燃焼に
より生成されるイオンの電荷量（縦軸）との関係を例示
する特性図である。本実施形態においては、エンジン回
転数が２０００〜６０００〔ｒｐｍ〕の範囲にあるとき
に、燃焼状態を検出すべくイオン電流を測定することを
想定している。したがって、かかる運転領域において常
に正確なイオン電流を検出するためには、同図に示され
るように、０．１５〔μＣ〕の電荷が必要となる。
は、コンデンサ５に一定値以上の電荷が蓄えられている
ことが必要であり、そのような電荷が存在しないと、本
来流れうるイオン電流の全てを生成することはできな
い。図５は、エンジン回転数（横軸）と混合気の燃焼に
より生成されるイオンの電荷量（縦軸）との関係を例示
する特性図である。本実施形態においては、エンジン回
転数が２０００〜６０００〔ｒｐｍ〕の範囲にあるとき
に、燃焼状態を検出すべくイオン電流を測定することを
想定している。したがって、かかる運転領域において常
に正確なイオン電流を検出するためには、同図に示され
るように、０．１５〔μＣ〕の電荷が必要となる。
【００２１】コンデンサ５の電荷量が０．１５〔μＣ〕
より少ない場合には、イオン電流検出過程の途中でコン
デンサの電荷が放電し尽くしてしまい、イオン電流検出
過程の後期における検出が不可能となり、イオン電流か
ら燃焼状態に関する情報を充分に得ることができないと
いう問題を生ずる。特に、ノックを検出する場合には、
イオン電流生成過程の後半に現れるノック特有の高周波
振動成分を利用するが、コンデンサの電荷が不十分なと
きには、その高周波振動成分を捕捉することができな
い。
より少ない場合には、イオン電流検出過程の途中でコン
デンサの電荷が放電し尽くしてしまい、イオン電流検出
過程の後期における検出が不可能となり、イオン電流か
ら燃焼状態に関する情報を充分に得ることができないと
いう問題を生ずる。特に、ノックを検出する場合には、
イオン電流生成過程の後半に現れるノック特有の高周波
振動成分を利用するが、コンデンサの電荷が不十分なと
きには、その高周波振動成分を捕捉することができな
い。
【００２２】したがって、イオン検出性能の確保という
観点からは、コンデンサに充電される電荷ＣＶZ が、 ＣＶZ ≧０．１５〔μＣ〕 … (5) なる範囲にあることが要求されることとなる。式 (5)を
変形すれば、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ … (6) が得られる。
観点からは、コンデンサに充電される電荷ＣＶZ が、 ＣＶZ ≧０．１５〔μＣ〕 … (5) なる範囲にあることが要求されることとなる。式 (5)を
変形すれば、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ … (6) が得られる。
【００２３】結局、点火性能の確保とイオン検出性能の
確保とを両立するためには、式 (4)及び (6)より、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍＪ〕）／ＶZ 2 … (7) なる関係が、点火コイルのエネルギＥ0 と、コンデンサ
の容量Ｃと、ツェナーダイオードのツェナー電圧ＶZ と
の間にあることが必要となる。
確保とを両立するためには、式 (4)及び (6)より、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍＪ〕）／ＶZ 2 … (7) なる関係が、点火コイルのエネルギＥ0 と、コンデンサ
の容量Ｃと、ツェナーダイオードのツェナー電圧ＶZ と
の間にあることが必要となる。
【００２４】さて、コンデンサ５の充電電圧は、ツェナ
ーダイオード６のツェナー電圧ＶZに一致し、点火動作
のとき以外のときでも、常時、この電圧が点火プラグ４
の両電極４ａ及び４ｂ間に印加されうる。そして、高回
転数軽負荷の運転条件においては、吸気行程時に、燃焼
室内の負圧が大きくなり、点火プラグ４での放電が極端
に発生しやすくなる。このような状況において、コンデ
ンサ５の充電電圧が大きいと、点火プラグ４で放電が起
こってしまい、場合によっては、本来の燃焼時期ではな
いにもかかわらず、混合気が燃焼してしまうという事態
に至る。
ーダイオード６のツェナー電圧ＶZに一致し、点火動作
のとき以外のときでも、常時、この電圧が点火プラグ４
の両電極４ａ及び４ｂ間に印加されうる。そして、高回
転数軽負荷の運転条件においては、吸気行程時に、燃焼
室内の負圧が大きくなり、点火プラグ４での放電が極端
に発生しやすくなる。このような状況において、コンデ
ンサ５の充電電圧が大きいと、点火プラグ４で放電が起
こってしまい、場合によっては、本来の燃焼時期ではな
いにもかかわらず、混合気が燃焼してしまうという事態
に至る。
【００２５】そこで、このような、吸気行程における点
火プラグでの不必要な放電を防止すべく、ツェナー電圧
ＶZ に上限を設けることが好ましい。実験で求めたとこ
ろによると、かかる放電が起こらないようにするために
は、 ＶZ ≦１０００〔Ｖ〕 … (8) となる必要があることが判明した。
火プラグでの不必要な放電を防止すべく、ツェナー電圧
ＶZ に上限を設けることが好ましい。実験で求めたとこ
ろによると、かかる放電が起こらないようにするために
は、 ＶZ ≦１０００〔Ｖ〕 … (8) となる必要があることが判明した。
【００２６】以上の考察をまとめると、コンデンサ容量
Ｃ及びツェナー電圧ＶZ が、上記の式 (7)及び (8)を満
足する範囲内の値に設定されれば、点火性能の確保とイ
オン検出性能の確保との両立が図られるとともに、吸気
行程において点火プラグで不必要な放電が起こることも
ない。
Ｃ及びツェナー電圧ＶZ が、上記の式 (7)及び (8)を満
足する範囲内の値に設定されれば、点火性能の確保とイ
オン検出性能の確保との両立が図られるとともに、吸気
行程において点火プラグで不必要な放電が起こることも
ない。
【００２７】図６は、一例として点火コイルの持つエネ
ルギＥ0 を２５〔ｍＪ〕として計算した場合のコンデン
サ容量Ｃ及びツェナー電圧ＶZ の設定可能な範囲を示す
図である。すなわち、点火性能を確保するための条件式
(4) は、同図の曲線Ｌ１より下側の領域に相当する。ま
た、イオン検出性能を確保するための条件式(6) は、同
図の曲線Ｌ２より上側の領域に相当する。また、吸気行
程での不測の放電を防止するための条件式(8) は、ＶZ
＝１０００〔Ｖ〕を示す直線Ｌ３より左側の領域に相当
する。したがって、同図において斜線で示される領域が
コンデンサ容量Ｃ及びツェナー電圧ＶZ の設定可能範囲
を与えることとなる。
ルギＥ0 を２５〔ｍＪ〕として計算した場合のコンデン
サ容量Ｃ及びツェナー電圧ＶZ の設定可能な範囲を示す
図である。すなわち、点火性能を確保するための条件式
(4) は、同図の曲線Ｌ１より下側の領域に相当する。ま
た、イオン検出性能を確保するための条件式(6) は、同
図の曲線Ｌ２より上側の領域に相当する。また、吸気行
程での不測の放電を防止するための条件式(8) は、ＶZ
＝１０００〔Ｖ〕を示す直線Ｌ３より左側の領域に相当
する。したがって、同図において斜線で示される領域が
コンデンサ容量Ｃ及びツェナー電圧ＶZ の設定可能範囲
を与えることとなる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
点火コイル二次電流の一部を利用してイオン電流を検出
する装置において、混合気点火性能の確保とイオン検出
性能の確保との両立が図られる。
点火コイル二次電流の一部を利用してイオン電流を検出
する装置において、混合気点火性能の確保とイオン検出
性能の確保との両立が図られる。
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン電流検出装置
の回路構成を示す図である。
の回路構成を示す図である。
【図２】点火プラグにおいて火花放電が発生したときの
放電電流の流れを説明するための図である。
放電電流の流れを説明するための図である。
【図３】火花放電後のイオン電流の流れを説明するため
の図である。
の図である。
【図４】低回転数軽負荷時における火花放電エネルギ
（横軸）と点火性能（縦軸）との関係を例示する特性図
である。
（横軸）と点火性能（縦軸）との関係を例示する特性図
である。
【図５】エンジン回転数（横軸）と混合気の燃焼により
生成されるイオンの電荷量（縦軸）との関係を例示する
特性図である。
生成されるイオンの電荷量（縦軸）との関係を例示する
特性図である。
【図６】一例として点火コイルの持つエネルギＥ0 を２
５〔ｍＪ〕として計算した場合のコンデンサ容量Ｃ及び
ツェナー電圧ＶZ の設定可能な範囲を示す図である。
５〔ｍＪ〕として計算した場合のコンデンサ容量Ｃ及び
ツェナー電圧ＶZ の設定可能な範囲を示す図である。
１…点火コイル １ａ…一次巻線 １ｂ…二次巻線 ２…バッテリ ３…トランジスタ ４…点火プラグ ４ａ…中心電極 ４ｂ…外側電極 ５…コンデンサ ６…ツェナーダイオード（定電圧ダイオード） ７…ダイオード ８…イオン電流検出抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 康生 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (4)
- 【請求項１】 点火プラグと点火コイル二次側とを含む
二次電流経路に直列に挿入されたコンデンサ及び順方向
ダイオードと、 前記コンデンサに並列に接続され、二次電流により充電
される前記コンデンサの充電電圧を一定値に制限するツ
ェナーダイオードと、 混合気の燃焼時にシリンダ内にイオンが生成されること
及び前記コンデンサの充電電圧が前記点火プラグに印加
されることにより生ずるイオン電流を検出すべく、前記
順方向ダイオードに並列に接続された電流検出用抵抗器
と、 を具備するイオン電流検出装置において、 前記コンデンサに蓄えられる電荷の量が、常に、イオン
電流検出を行う運転領域にて生成されうるイオン電荷量
以上となり、かつ、前記点火プラグでの火花放電開始前
に前記点火コイルが有するエネルギから、前記コンデン
サに蓄えられるエネルギを減じて得られる、前記点火プ
ラグでの放電エネルギが、常に、混合気の着火に必要な
エネルギ以上となるように、前記コンデンサの容量及び
前記ツェナーダイオードのツェナー電圧が設定されてい
ることを特徴とするイオン電流検出装置。 - 【請求項２】 更に、吸気行程において前記点火プラグ
での不必要な放電が起こらないように、前記ツェナーダ
イオードのツェナー電圧が設定されていることを特徴と
する、請求項１に記載のイオン電流検出装置。 - 【請求項３】 火花放電開始前に前記点火コイルが有す
るエネルギＥ0 、前記コンデンサの容量Ｃ、及び前記ツ
ェナーダイオードのツェナー電圧ＶZ が、 ０．１５〔μＣ〕／ＶZ ≦Ｃ≦２×（Ｅ0 −２０〔ｍ
Ｊ〕）／ＶZ 2 の関係を有することを特徴とする、請求項１に記載のイ
オン電流検出装置。 - 【請求項４】 前記ツェナーダイオードのツェナー電圧
ＶZ が、 ＶZ ≦１０００〔Ｖ〕 を満たすことを特徴とする、請求項２又は３に記載のイ
オン電流検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19447897A JPH1137031A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | イオン電流検出装置 |
| DE1998127221 DE19827221A1 (de) | 1997-07-18 | 1998-06-18 | Ionenstromerfassungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19447897A JPH1137031A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | イオン電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137031A true JPH1137031A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16325219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19447897A Pending JPH1137031A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | イオン電流検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1137031A (ja) |
| DE (1) | DE19827221A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077763A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-03-23 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関用イオン電流検出装置 |
| US7746079B2 (en) | 2004-08-09 | 2010-06-29 | Diamond Electric Mfg. Co., Ltd. | Ion current detecting apparatus for internal combustion engine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19912376C2 (de) * | 1999-03-19 | 2003-10-23 | Bremi Auto Elek K Ernst Bremic | Ionenstrommeßgerät |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19447897A patent/JPH1137031A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-18 DE DE1998127221 patent/DE19827221A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7746079B2 (en) | 2004-08-09 | 2010-06-29 | Diamond Electric Mfg. Co., Ltd. | Ion current detecting apparatus for internal combustion engine |
| JP2006077763A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-03-23 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関用イオン電流検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19827221A1 (de) | 1999-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6779517B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
| US6539930B2 (en) | Ignition apparatus for internal combustion engine | |
| JP3338624B2 (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| JP3633580B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JPH1137031A (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JPS62135668A (ja) | 点火プラグのくすぶり防止装置 | |
| JP3449972B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JP2688672B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JP3577217B2 (ja) | 内燃機関の点火プラグくすぶり検出装置 | |
| JP3084673B1 (ja) | 内燃機関の失火検出機能を有する点火回路 | |
| JP2705041B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JP3146953B2 (ja) | 内燃機関のイオン電流検出回路 | |
| JP4169266B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
| JP3186327B2 (ja) | イオン電流検出装置 | |
| JP2003286933A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
| JP2641997B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JPH04134181A (ja) | イオン電流検出装置 | |
| KR0123071Y1 (ko) | 가솔린 엔진의 점화플러그 및 점화장치 | |
| JP3691575B2 (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| JPH11351053A (ja) | 内燃機関のノック検出装置 | |
| JPH0626437A (ja) | ガソリン機関の二次電圧検出装置 | |
| JP4567878B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
| JP2689361B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JP2920337B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JP3619073B2 (ja) | 内燃機関用燃焼状態検知装置 |