JPS61160577A - 燃焼火炎検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃焼状態を検出するための火炎光検
出装置に関する。

〔発明の背景〕

内燃機関の燃焼を常に好適な状態に維持するためには、
燃焼温度、圧力、空燃比１点火時期などを最適に制御す
る必要がある。また、出力、経済性をより高めるために
は、ノックの発生限界ぎりぎり付近で運転することが有
利である。

そこで、燃焼温度などの諸パラメータのいずれかを検出
して閉ループ制御する手法がこれまで多数提案されてお
り、その中の１つに燃焼火炎光により燃焼の物理的過程
を検出し、この検出結果によって燃焼を制御する火炎光
検出装置がある０例えば、特開昭５７−１０８７３４号
、特開昭５７−１０８７３５号公報などに示されている
もので、ねじケーシング内の燃焼室側に石英ガラス棒、
他端側に光ファイバを配置して火炎光を検出するもので
ある。

ところが、このような方式の最大の難点は、火炎光検出
面１例えば石英ガラス棒の燃焼火炎と接する間がオイル
やガソリンに含まれるタール成分、カーボン等のデポジ
ット成分の付着により汚れ、火炎光の透過効率が低下す
る。すなわち火炎光の検出能力が低下するということで
ある。

しかるに、このごみの付着低減、付着に伴う検出能力の
低下を補正する方法も各種提案されている。前記の特開
昭５７−１０８７３４号、特開昭５７−１９８７３５号
公報に示されているものでは耐熱性に優れた石英ガラス
を燃焼室高温部に設置し、ごみの付着を抑制するように
し、また特開昭５７−２３６９９号公報に示されている
ものでは火炎検出部を迅速に交換できる構成とし、かつ
検出面をギザギザ状にして検出面積を大きくシ、ごみの
付着による透過光量の低下を抑制するようにしている。

また、特開昭５７−１５７１３６号、特開昭５７−１７
５２４０号公報に示されているものでは基準の発光源か
らの光により上記火炎検出面の汚れ度合を検出し、これ
により火炎光検出信号を補正する方法をとっている。ま
た、特開昭５７−１６３８４２号公報に示されているも
のでは火炎光検出面を混合気流や放電火花流が清浄する
方法をとっている。また、特開昭５７−１７１２３９号
公報に示されているものでは火炎光検出信号の原信号と
高周波透過信号との比較により、ごみ付着による信号の
劣化を補正している。

ところで、火炎検出面にごみを付着させないということ
は極めて難しく、付着したごみによる火炎光の透過光量
の低下分を検出し、補正することが実用性の観点からは
より重要である。しかし、上記した特開昭５７−１５７
１３６号、特開昭５７−１７５２４０号公報に示されて
いるものは基準の発光源を新たに設けて火炎光透過量の
補正を行う方法のため。

コストが高くなり、構成が複雑になるなどの問題点があ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、コンパクトで安価、しかも信頼性に富
んだ燃焼火炎検出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、電子式点火装置の放電火花を基準光として用
い、この光が火炎検出面を透過する場合の光量によって
ごみの付着による影響を検知し、燃焼火炎光検出時の補
正信号として用いるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

初めに、本発明の特徴をさらに明確化するため電子式点
火装置について先に説明する。

第１図、第２図は本発明で使用する４気筒エンジンの電
子式点火装置の回路構成図であり、第１図に示すものは
２個の点火コイル１，２を有し、これをトランジスタ３
．４でそれぞれ断続することにより、第１〜第４シリン
ダの点火プラグ５゜６．７，８に図示の矢印方向に電流
を流し、放電を行うものである。したがって、トランジ
スタ３゜４はクランク角度１８０°ごとに動作させ、か
つ９０＠の位相差を持たせて動作させることにより、各
シリンダでは圧縮行程後期（あるいは膨張行程の初期）
と排気行程の後期（あるいは吸気行程の初期）で点火プ
ラグでの放電が行われる０例えば。

点火プラグ５が圧縮行程後期で放電している場合、点火
プラグ６が装着されているシリンダでは排気行程後期と
なっており、やはり放電が行われている。この場合１点
火プラグ６が装着されているシリンダは排気行程後期で
あるのでシリンダ内圧力はほぼ大気圧に近い状態であり
、点火プラグ６の電極間の電位差は２０００　Ｖ以下で
も放電する。すなわち、点火プラグ６でのこの場合の電
極間のエネルギーロスは極くわずかであり１点火コイル
１は点火プラグ５に放電を行わせるためのｌ０ＫＶ〜２
０ＫＶの電圧エネルギーを供給することが主たる任務と
なる。この特性はいずれのシリンダ間の場合でも同様で
ある。

この第１図に示した点火装置は、４サイクル４シリンダ
の場合１点火コイルが２個、４サイクル６シリンダの場
合には点火コイルが３個と多くなるが、機械式の高圧配
電部が不要になるという利点から最近各方面で利用され
ている。

一方、第２図に示す点火装置は、１個の点火コイル９で
点火プラグ５〜８に放電を行なわせるものであり、点火
コイルを１個で済ませることができるが、その代わりに
放電電流の方向を制御するダイオード１０，１１，１２
，１３，１４，１５が６個必要となる。この構成では、
トランジスタ１６が動作すると、点火コイル９の１次側
にはＡ工方向に電流が流れ、それによって２次側にはＡ
、方向に誘起された電流が流れ１点火プラグ６と７で放
電が行われる。一方、トランジスタ１７が動作すると点
火コイル９の１次側にはＢ１方向に電流が流れ、２次側
にはＢ３方向に電流が誘起され、点火プラグ５と８で放
電が行われる。ここで、ダイオード１０．１１はそれぞ
れＡ１．　Ｂ１の電流が流れるとき、それぞれ一方のト
ランジスタ１６．１７を保護するために設けである。

この点火装置も第１図に示したものと同様にトランジス
タ１０．１１はエンジンクランク角度１８０１ごとに動
作させ、しかも９０’の位相差を持たせている。したが
って１例えば点火プラグ６が圧縮行程後期で放電してい
る場合、点火プラグ７の装着されているシリンダは排気
行程後期放電していることになる。逆に１点火プラグ７
圧縮行程後期で放電の場合１点火プラグ６のシンダは排
気行程後期となり、やはり放電が行わていることになる
１点火プラグ５．８が装着さているシリンダについても
同様となる。この点装置も機械式の高圧配電部が不要と
なるという点から最近各方面で利用され始めている。

以上述べた電子式点火装置から明らかなように、シリン
ダでは圧縮行程の後期（膨張行程の初期）非気行程の後
期（吸気行程の初期）で火花放電行われ、排気行程後期
の放電火花は何ら有効に明されていない、この排気行程
後期の放電火花シリンダ内圧力が大気圧にほぼ近く、し
かもスが均一化している等により常に安定した一定に花
となっている１本発明はここに着目し、こ＃ド気行程後
期の放電火花を大炎光検出装置の検−１の汚れ度を検出
する基準光として用いるよう、たところに特徴がある。

！らに本発明の特徴とするところは、放電火花もと燃焼
火炎の光とを光学的にあるいは電気的に分離して検出し
、エンジンノック時の火炎信号は後者の信号より抽出す
ることにより、ノイズ成分の含まれない純粋なノック信
号を取り出せるようにしたところにある。

さらに本発明の特徴とするところは１点火による放電火
花と混合気への着火による燃焼火炎の発生との時間差が
確実に検出できるので、これを真の点火時期として検出
し、電子式点火装置の点火時期を修正することにより燃
焼状態をより好適にすることができるところにある。

次に１本発明による火炎光検出装置の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

第３図は、エンジン１８に火炎光検出器１９を取り付け
た場合の信号処理系の全体構成図を示してものである０
図において１点火プラグ２０は火炎光検出器１９とは別
体でエンジン１８に装着されている。火炎光検出器１９
で検出された光信号は光ファイバ２１で光分岐器２２に
導かれて２つに分岐される０分岐された光信号は、光電
変換器２３．２４で電気信号にそれぞれ変換され、アナ
ログ制御回路、マイクロコンピュータ等で構成される総
合制御回路２５に導かれる。この総合制御回路２５には
、フランク角センサ２６からのエンジンクランク角度信
号、エンジンパラメータ検出＠２７からの各種パラメー
タ信号が導かれ、これらの信号により最適点火時期が決
定され、この決定に基づいて電子式点火装置２８により
点火プラグ２０での火花放電が行われる構成となってい
る。

第４図は、点火プラグと火炎光検出器とを一体化し１点
火プラグ内蔵形火炎検出器２９をエンジン１８に装着し
た例を示したものである。電子式点火装置２８からの点
火信号は高圧コードによリアイバ２１を介して光電変換
器２８に導かれる。

第５図は、火炎光検出器の一例を示す断面構成図である
０図において、金属体より成るねじケーシング３１の中
心軸上に石英のコア、クラッドで成る細径（１ｍφ程度
）の光ファイバ３２が貫通しており、この光ファイバ３
２を比較的熱膨張の小さい金属（例えばＦｅ−ＮｉにＣ
ｏを混ぜた合金）のパイプ３３でガードしている。金属
パイプ３３とねじケーシング３１との間にはセラミック
スのごとき耐熱性に優れた絶縁体３４が間装されている
１石英ファイバ３２の先端部３２ａは燃焼室内に開口し
、広角度に火炎光が取り込めるようにレンズ状の加工が
施されている。一方１石英ファイバ３２の他端部３２ｂ
は接合用金属体３５を介して多成分ガラスファイバ３６
と接続されている。この多成分ガラスファイバ３６の後
端には通常の可どう性に優れた光フアイバケーブルが接
続され、光電変換器まで導かれる。

第６図は、第４図の構成で用いる場合の点火プラグ内蔵
形の火炎光検出器の断面構成図である。

図において火炎光検出部の基本的構成は第５図の場合と
ほぼ同様であるがここでは石英ファイバ３２のガードの
ために用いていた金属パイプ３３を点火プラグの中心電
極３７として用い、ねじケーシング３１の先端部３１ａ
を対地電極として用いている。したがって、対地電極を
兼ねるねじケーシング３１と中心電極を兼ねる金属パイ
プ３７司は、電気的絶縁性に優れた耐熱性セラミックス
３８（点火プラグのガイシと同様な成分が望ましい）が
挿入されている。

この構成において、電子式点火装置からの点火百号はセ
ラミックス体３８の一部から突き出して形成した高圧端
子３９より板バネ４０を介して接合用金属体３５に導か
れ、さらに中心電極用の金属パイプ３７に導かれる。一
方、石英ファイバ３２の燃焼室と反対側の端面は、接合
用金属体３５を介して多成分ガラスファイバ４１と接続
さｈ、またファイバ４１の後端はファイバ接続用コ氷り
タ４２で構成されており１通　の光ファイバゲーブルに
よって光電変換器に導かれるようになっている。なお、
この構成は通常の点火プラグとその構造が大幅に異なっ
ているが、特開昭５８−０２１３１号で提示しているよ
うな形状のものでもよ次に、火炎光検出器からの火炎光
を光電変換器２８に導いた場合の特性について説明する
。

第７図は、一般的なフォトダイオード、フォトトランジ
スタなどの光電変換器における分光感度特性である。こ
のような分光感度特性をもつ光電変換器を１シリンダ当
り１個すなわち第３図の光分岐器２２、光電変換器２４
をなくし、光電変換＠２３のみで構成した場合、その検
出波形は第８図に示すようなものとなる。

第８図は、４サイクル４シリンダエンジンの場合であり
、（ａ）は上死点信号である。エンジンクランク角度３
６０°ごとに上死点信号が出力され７２０＠で１サイク
ルとなる。（ｂ）は点火信号である。前述したように第
１図、第２図で示した、ごとき電子式点火装置の場合、
圧縮行程後期と排気行程後期に火花放電が行なわれてい
る。（Ｃ）はこれを第７図のごとき特性の光電変換器で
検出した場合の出力波形である。火花放電の時の光は比
較的波長が短かく、青色から黄色の光が多く含まれてい
るが、第７図のごとき一般の特性の光電変換器では、こ
の光も燃焼火炎光と同様に検出するため図示のように波
形となる。すなわち、排気行程後期での放電火花光０６
０、圧縮行程後期での放電火花光ｃ４．と燃焼火炎光Ｃ
−のいずれも検出することになる。ここで、放電火花光
のみを抽出したとすると（ｄ）のごとくなるが、前記Ｃ
１，とＱ　ｔ　ａは性質が異なる。すなわち、Ｃ□は圧
縮圧力、混合気の空燃比、均−性等の影響を受は易く、
常に安定した火花光強度ではない、一方、Ｃｉ、はほぼ
大気圧状態で均一なガス雰囲気で放電が行なわれるので
、常に安定した一定な火花光強度を得ることができる０
本発明では後者の光、すなわちｃｔ、の光強度を利用し
て火炎光検出面の汚れ補正を行おうとしているものであ
り、この場合１次のような方法でＣ１，の信号のみを検
出できる。すなわち、（Ｑ）の信号波形を任意のレベル
の判定信号と比較し、燃焼火炎光Ｃ１が上記判定信号レ
ベルを超えたときのみ、（ｅ）のごときパルス波形が生
ずるように（ｃ）の判定信号レベルを調整する。このパ
ルス信号が生じた後に検出した信号のみを抽出すること
によりａｔ、信号のみを検出することができる。

次に、第３図のように光分岐器２２を設け、その後端に
分光感度特性の異なる２個の光電変換器を設けても前記
とほぼ同様にＱＬａｙＱ＠＠の信号を分離し、Ｑｌｓの
信号のみを抽出できる。

すなわち、一方の光電変換器２３は第７図に示すような
分光感度特性、他の一方の光電変換器２４は第９図に示
すような波長１１０００ｎ付近でシャープな分光感度特
性を持つものとした場合、光電変換器２３の検出波形は
第８図の場合と同様Ｑｉ＊＊Ｑｉｍの放電火花光と火炎
光ｃ１のいずれも検出し、その検出波形は第１０の（ｃ
）のごとくなる、一方光電変換器２４の検出波形は第１
０図（・、ｇ）のごとくなる。すなわち、放電火花ｃ１
．。

ｃｌの光波長帯λ＝４００〜６００ｎｍ付近については
、第９図の特性からも明らかなように不感帯であるので
、燃焼火炎光０．のみを検出することになる。したがっ
て、（ｇ）の波形を整形して（ｈ）のごときパルス波形
を作り、このパルス波形が発生した次の（ｃ）の信号の
みを抽出するようにすることにより（ｆ′）のごとく排
気行程後期の放電火花光の信号ＣＬ、のみを検出できる
。

以上述べたごとく、光電変換器１個の場合、２個の場合
のいずれにおいてもその信号処理の方法の工夫により、
排気行程後期の放電火花光信号Ｃｉｅのみの放出および
逆に燃焼火炎光信号０．のみの検出ができる。ここでＣ
８，の信号の処理方法について次に述べる。

第１１図（ｃ）のごとき光電変換器の検出波形を前述の
信号処理で（ｆ）のどとくｃｌの信号のみを抽出し、こ
のＣ４，の信号のピーク値を正確に検出するために（ｉ
）のごとく所定時間だけピークホールドをかけ、このピ
ーク値ｉｈを任意の所定時間内でＡ／Ｄ変換器に取り込
む、そして、ディジタル化したピーク値ｉｈの総合制御
回路２５内のマイクロコンピュータに取り込み、第１２
図のごとき特性を演算、あるいは特性マツプより算出し
、補正係数Ｋを出力する。すなわち、火炎光検出面が全
く汚れていないときのｉｈの値に対して、入力されたｉ
ｈが小さいとその分だけ検出面が汚れてきたとして、燃
焼火炎光の検出信号に補正係数Ｋによる補正をかけ、検
出面が汚れていない場合の燃焼火炎光信号と同等の信号
レベルに修正する。これは燃焼火炎信号ｃ１をＡ／Ｄ変
換する場合に行うことができる。

このようにすることにより、Ｃえ、の信号に対しＣ１の
信号は第１３図のごとく修正することができる。すなわ
ち、（ｊ）で示す燃焼火炎光信号のみの信号において、
検出面が汚れていない場合はピークホールド波形は（ｉ
）で示すようにそのピーク値が１０となるが、汚れの進
行とともにに０゜Ｋ、とそのピーク値が小さくなる。修
正を行わない場合、火炎光信号はピーク値がｉ、のとき
はｊ＋＋　−１２のときはｊｔ　−ｉｘのときはｊ３と
出力が低下してくる。しかし、ｉｈが１０〜ｉ、と変化
した場合、第１２図のごとく補正係数Ｋによって補正を
かけることにより、火炎光信号のピーク値は常にｊ。ま
で引き上げられ、火炎光検出面が汚れていないときの出
力信号と同等にすることができる。

第１４図は、以上の補正処理を行うための回路の一例を
示すブロック図であり、第１５図は各部の波形図である
。なお、第１４図においては光電変換器を１シリンダに
つき１個設けた場合の構成を示している。

まず、第７図で示したごとき特性のもつ一般的な光電変
換器４３で検出した火炎光信号は第１５図の（Ｃ）のご
とくなり、クランク角センサ４４からは上死点信号が第
１５図の（ａ）のごとく出力される。レベル判定−パル
ス発生回路４５では第１５図（ｃ）で示す信号を受け、
燃焼火炎光信号が任意の設定レベルＯｈを超えている期
間だけ第１５図（ｅ）のようなパルス信号を作って発生
ハイレベルとし、任意の時間（次の上死点信号より短か
い期間）間かく後にロウレベルとなる第１５１！１（ｋ
）のようなパルスを発生させる０次にこのパルス信号を
データ採取期間決定回路４７に導き、その立ち上りタイ
ミングに同期してハイレベルとし、その後任意の設定期
間（その後の２個目の上死点信号より発かい期間）後に
ロウレベルとなる第１５図ＣＱ）で示すようなパルスを
発生させる。そして、このパルス信号をＣｉ、信号抽出
回路４８に濃き、光電変換器４３からの信号（第１５図
（Ｃ））により、第１５図（ｆ）のごとくｃｌ、の信号
のみを抽出し、ピークホールド回路４９によって第１５
図（ｉ）のごとき波形を発生する。一方、Ａ／Ｄ変換動
作指令回路５０には第１５図（ａ）の上死点信号とデー
タ採取期間決定回路４７からの出力信号（第１５図（］
））とを入力し、この両者の信号がハイレベルのときの
み任意の期間ハイレベルとなる（前記ピークホールド波
形（ｉ）の期間よりは短かくする）パルスを第１５図（
ｍ）のごとく発生させる。ピークホールド回路４９の出
力信号（第１５図（ｉ））とＡ／Ｄ変換動作指令回路５
０の出力信号（第１５図（ｍ））は第１Ａ／Ｄ変換器５
１に導かれ、ハイレベル間だけピークホールド回路４９
の出力信号がＡ／Ｄ変換される。これにより、正確に排
気行程後期の放電火花光の光強度信号ｃｉ、がディジタ
ル化されてマイクロコンピュータ５２内の補正係数決定
回路５３に導かれ、前記した第１２図のごとき特性変換
により補正係数Ｋが求められる。

一方、燃焼火炎光信号は次のようにして信号処理される
。データ採取期間決定回路４７の出力信号（第１５図（
ａ））を反転回路５４で（ｎ′）のごとく反転し、この
信号と第１５図（ａ）の上死点信号とを第２データ採取
期間決定回路５５に導く、第２データ採取期間決定回路
５５では、この両者の信号がハイレベルのときハイレベ
ルに、そして両者がロウレベルになったらロウレベルと
なる第１５図（ｎ）のごときパルスを発生させる。

この第１５１（ｎ）の信号と第１５図（Ｑ）の信号は燃
焼火炎光抽出回路５６に導かれ、ここで第１５図（ｇ）
のごとく、第１５図（ｎ）の信号がハイレベル期間だけ
第１５図（ｃ）の信号を通過させ、第１５図（ｇ）のご
とく信号が作られる。

この第１５図（ｇ）の信号は第２Ａ／Ｄ変換器５７に入
力され、（ｎ）の信号がハイレベル期間だけＡ／Ｄ変換
される。ここでＡ／Ｄ変換＄５７において、既に決定さ
れている補正係数にの値によってＡ／Ｄ変換の値を変え
るようにする。これによって燃焼火炎光抽出回路５６か
らの出力信号（第１５図の（ｇ））は火炎光検出面の汚
れ度に応じて変化する補正係数Ｋによって順次補正され
、汚れのない場合の燃焼火炎光信号と同等の出力レベル
とすることができる。

以上述べた第１４図、第１５図の信号処理法はエンジン
回転の各サイクルごとに行えるが、特定の時間ごと例え
ば数秒間おき、あるいは数分おき、数時間おきに前述の
補正を行ってもよい、また、特定の運転域を限定して行
ってもよい、また、上死点信号が任意の回数だけカウン
トされた後に数サイクル間で上記汚れ補正を行うことも
有効である。

ここではその一つの方法として、特定の運転域において
上記火炎光信号の補正を任意の測定回数の平均値で行う
方法について第１６図に示すフローチャートを用いて説
明する。

特定の運転域１例えば水温８０℃、アイドリングのよう
な運転状態を各々センサで検知し、特定運転域検知スイ
ッチ１００がＯＮになると補正動作切換器１０１が切換
えられ、光電変換器４３からの信号（第１５図（Ｃ））
がカウンタ切換器１０２を介して第１４図で示した補正
回路に導かれる。すなわち第１４図の破線で囲んで部分
の回路（すなわち、補正用放電火花光信号処理回路１０
３）と、第１４１１の一点鎖線で囲んだ部分の回路（す
なわち、燃焼火炎光信号処理回路１０４）を経てＡ／Ｄ
変換器を含んだマイクロコンピュータ１０５に導かれる
。ここで回路１０３からの出力信号は第１５図（９）に
示すものであり、この信号はマイクロコンピュータ１０
５内のＡ／Ｄ変換器で第１５図（ｍ）の信号と同期して
毎回Ａ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換されたディジタル値
はマイクロコンピュータ１０５内の記憶装置に毎回記憶
される。補正動作切換器１０１が切換わり。

前記補正回路が動作しだすと、カウンタ１０６が動作を
開始する。そして、任意の時間あるいは任意の上死点信
号回数をカウントする間はカウンタ切換器１０２はセッ
ト状態となり、前記回路１０３側に火炎光信号を導く、
シかし、カウンタ１０６がカウントを終了すると、カウ
ンタ切換器１０２はリセット状態となり、火炎信号は燃
焼火炎光信号処理回路１０４に導かれ、補正信号処理は
行なわなくなる。このカウンタ１０６が動作している期
間は、動作信号ＣＴにより前記マイクロコンピュータ１
０５内の記憶装置に（ｍ）の信号ディジタル値を毎回記
憶させ、カウンタの動作が停止すると、それまでの記憶
値を平均化処理してその間の補正用放電火花光の光強度
の平均値を求め、これにより火炎光検出面の汚れ度を前
記第１２図のごとき補正特性より算出し、この補正定数
Ｋを燃焼火炎光の補正信号としてその援用いる。この補
正定数には、前記した特定の運転状態に再び入り、補正
フローが完了するまで使用する。

このようにして燃焼火炎検出面の汚れ補正が行われ、常
に燃焼室内の燃焼火炎光の光強度が正確に電気信号に変
換されるとエンジンのノック度も容易に検出できるよう
になる。エンジンがノッキングを生ずる燃焼火炎光信号
は第ｉ７１！Ｉ（ｇ）のごとく高周波成分を含んだ山波
形となる。したがって、この信号にバイパスフィルタ操
作をかけてやると、第１７図（０）のごとく高周波成分
のみが整形される。したがって、この高周波分の波高値
によりノックの強度を判定し、ノッキング抑制のための
点火時期制御を行うととができる。このようなノック検
出には第１４．第１５１１で示した方法のみでは十分と
云えない、この場合には第１４図の一部を改良すること
により行える。

第１８図はその改良部のブロック図である。補正係数決
定回路５３からの補正係数値はＤ／Ａ変換器５８でＤ／
Ａ変換されレベル判定器６４で補正係数にの大きさを判
定する。この場合、複数段のレベルを判定する１判定さ
れたレベル信号により切換え抵抗８６５の抵抗値がそれ
に対応した値のものに切り換えられる。この抵抗値は増
幅器５９のゲインを変化するための抵抗値として用いら
れている。したがって、この抵抗値の切換えによって９
段階的に増幅器５９のゲインは切り換えられ、この増幅
器に入力される前述の燃焼火炎光抽出回路５６からの火
炎光信号は前記汚れ度に応じて段階的に増幅される。し
たがって、汚れ度の補正がない場合、第１６図の（ｇ）
に示した信号は汚れの進行とともに小さくなり、ノック
信号の検出が極めて難しくなる。しかし、このように汚
れ度に応じてその信号を増幅することによりこの問題は
解消される。したがって、この増幅した売掛光信号をバ
イパスフィルタ６０に入力し、第１６図（０）のごとく
ノック信号成分のみを抽出し、これを任意のレベル判定
器６１で判定し、そのレベル以上の信号分のみを出力し
、積分器６２で積分してその強度分を平滑化し、その結
果をＡ／Ｄ変換器６３に入力し、ノックの強度信号とし
て用いればよいことになる。

ところで、第１１図の（ｃ）の信号変形からも明らかな
ように、点火プラグでの放電火花光信号に対して燃焼火
炎光の信号は数ｍｇ程度遅れて出力される。これは点火
プラグでの点火信号に対して燃焼室内の混合気への着火
、燃焼の開始時期がわずかに遅れていることを示してい
る。この遅れは運転状態、空燃比、混合気の不均一性等
によって微妙に変化する。従って、この真の燃焼開始時
期を検出してこれが最適時期となるように点火時期制御
することにより燃焼状態の効率化を図ることができる。

これは第１９図の波形図に示すように、（ｐ）の信号を
第２データ採取期間信号として用い、第１５図の（ｍ）
の信号を用いずに（Ｑ′）の信号で燃焼火炎光抽出回路
５６を直接動作させることにより、圧縮行程後期ρ放電
火花光信号Ｃｉ、と燃焼火炎光信号Ｃ１のみを抽出し、
排気行程後期の放電火花光Ｃ４，は抽出しない信号を得
ることができる。したがってこの第１９図（ｐ）の信号
を任意のレベル値の信号Ｐ、で比較し、第１９図（Ｑ）
で示すように（ｐ）の信号がＰｏより大きくなった瞬時
だけクロックパルスを１つ発生させることにより、放電
火花によるクロック信号Ｑ１．と燃焼火炎光によるクロ
ック信号Ｑ、とを出力させることができる。この両者の
位相差／！４Ｔが真の着火（点火時期）の点火時期から
の遅れ分である。そこで、この遅れΔＴをカウントし、
この遅れ分を考慮した最適点火時期となるように電子式
点火装置を駆動すればよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば。

火炎光検出面へのデポジット付着に伴う火炎光検出信号
の劣化を簡単に補正することができたうえ、ノック信号
も精度良く検出できるとともに、真の点火時期も正確に
検出できる。これにより、高精度に点火時期を制御でき
、燃焼状態を常に最適に制御するシステムを構成するこ
とができなどの効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に用いる電子式点火装置の
回路構成図、第３図は本発明による燃焼火炎検出装置の
一実施例を示す構成図、第４図は第３図の部分的変形例
を示す図、第５図および第６図は本発明で用いる火炎光
検出器の要部断面図。 第７図および第９図は光電変換器の分光感度特性図、第
８図は光電変換器出力信号の波形とその処理方法を説明
するための波形図、第１０図は光電変換器を２個用いた
場合の波形とその処理方法を説明するための波形図、第
１１図は基準光として用いる放電火花光の処理方法を説
明するための波形図、第１２図は基準光信号より補正係
数を求めるためのグラフ、第１３図は基準光のホールド
信号と燃焼火炎光の出力低下状況を説明するための波形
図、第１４図は火炎光検出面の汚れ補正を行う回路の詳
細を示すブロック図、第１５図は第１４図の各部出力波
形を示すタイムチャート、第１６図は火炎光検出信号の
劣化を補正する方法の応用例を示すフローチャート、第
１７図はノック信号が重畳した場合の火炎光信号を示す
波形図、第１８図はノック信号を火炎光信号の補正によ
り検出するためのブロック図、第１９図は実際の点火時
期の検出方法を説明するための波形図である。 １８・・・エンジン、１９・・・火炎光検出器、２０・
・・点火プラグ、２１・・・光ファイバ、２３，２４・
・・光電変換器、２５・・・総合制御回路、４９・・・
ピークホールド回路、５２・・・マイクロコンピュータ
、５６・・・燃焼火炎光検出回路、５７・・・Ａ／Ｄ変
換器。 窮１　囚 第３　口 第４図 塾５喝 羊７　目 茅８目 ｉ良畏入（？Ｉ惟） 茅ｔｏ目 茅／Ｉ　　口 茅！２目 ｉ−に 茅１５　目 ＄１６　　目 茅１７　　目 茅１３０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　エンジンサイクルの間に２回火花放電を行う点火
   装置と、燃焼室内に配設した光導体により燃焼室内の光
   量変化を検出する火炎光検出器と、この火炎光検出器の
   光信号出力を伝達する光フアイバケーブルと、この光フ
   アイバケーブルから光信号を受けた光電変換する光電変
   換器と、この光電変換器出力信号とエンジンの各種パラ
   メータ検出器の出力信号を受けて点火および燃焼を制御
   する制御装置を備えたエンジン制御装置において、前記
   ２回の火花放電による火花光のうち燃焼に寄与しない１
   回の放電火花光を基準光として抽出する第１の回路と、
   この第１の回路で抽出された基準光を基準として前記火
   炎光検出器の光導体部の透過光量低下分を検出する第２
   の回路と、この第２の回路での検出結果に基づき前記火
   炎光検出器で検出された燃焼火炎光信号を補正して前記
   制御装置に供給する第３の回路とから構成されて成る燃
   焼火炎光検出装置。