JP2000205034A - 内燃機関の燃焼状態検出装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼状態検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン電流へのノイズの重畳を防止でき、ま
た、所望のイオン電流のピーク値を確実に得ることがで
きる内燃機関の燃焼状態検出装置を得る。 【解決手段】 点火用高電圧を発生する点火コイルと、
この点火コイルの複数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、こ
の点火プラグで放電し発生するイオンを検出するのに必
要なバイアス電圧を充電するためのバイアス手段と、こ
のバイアス電圧を放電するための放電電流制限手段と、
バイアス電圧の放電を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、放電電流制限手段を点火プラグで
放電して形成される点火電流経路とバイアス手段との間
に設置する。
た、所望のイオン電流のピーク値を確実に得ることがで
きる内燃機関の燃焼状態検出装置を得る。 【解決手段】 点火用高電圧を発生する点火コイルと、
この点火コイルの複数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、こ
の点火プラグで放電し発生するイオンを検出するのに必
要なバイアス電圧を充電するためのバイアス手段と、こ
のバイアス電圧を放電するための放電電流制限手段と、
バイアス電圧の放電を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、放電電流制限手段を点火プラグで
放電して形成される点火電流経路とバイアス手段との間
に設置する。
Description
【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出装置に関し、特に
装置の小型化、低廉化と検出精度の向上を図るようにし
た内燃機関用燃焼状態検出装置に関するものである。
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出装置に関し、特に
装置の小型化、低廉化と検出精度の向上を図るようにし
た内燃機関用燃焼状態検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の内燃機関の燃焼状態検出装
置を概略的に示す構成図であり、ここでは、２気筒分の
点火プラグに対して１個の点火コイルで配電を行う場合
を示している。
置を概略的に示す構成図であり、ここでは、２気筒分の
点火プラグに対して１個の点火コイルで配電を行う場合
を示している。
【０００３】図３において、車載のバッテリ１の陽極
は、点火コイル２の１次巻線２ａの低圧側に接続されて
いる。１次巻線２ａの他端は、１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。
は、点火コイル２の１次巻線２ａの低圧側に接続されて
いる。１次巻線２ａの他端は、１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。
【０００４】点火コイル２は、一対の点火プラグ４ａお
よび４ｃと、一対の点火プラグ４ｂおよび４ｄとに対応
して個別に二組並設され、２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。
よび４ｃと、一対の点火プラグ４ｂおよび４ｄとに対応
して個別に二組並設され、２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。
【０００５】また、高圧ダイオード５は、各一対のうち
の一方の点火プラグ４ｃおよび４ｄ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。高圧ダイオード５は点火プラグ４端に印加される
点火用高電圧からイオン電流検出ユニット１０を保護す
る目的で設置されている。
の一方の点火プラグ４ｃおよび４ｄ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。高圧ダイオード５は点火プラグ４端に印加される
点火用高電圧からイオン電流検出ユニット１０を保護す
る目的で設置されている。
【０００６】各２次巻線２ｂの負極側は、それぞれ点火
プラグ４ａおよび４ｂに直接接続され、各２次巻線２ｂ
の正極側は、それぞれバイアス電圧保護用即ち放電電流
制限用の抵抗器６を介して点火プラグ４ｃおよび４ｄに
接続されている。また、抵抗器６には、２次電流方向を
順方向とする点火用ダイオード７が並列接続されてい
る。
プラグ４ａおよび４ｂに直接接続され、各２次巻線２ｂ
の正極側は、それぞれバイアス電圧保護用即ち放電電流
制限用の抵抗器６を介して点火プラグ４ｃおよび４ｄに
接続されている。また、抵抗器６には、２次電流方向を
順方向とする点火用ダイオード７が並列接続されてい
る。
【０００７】各高圧ダイオード５のカソードは、抵抗器
６および点火用ダイオード７と点火プラグ４ｃおよび４
ｄとの間の接続点に接続されている。従って、イオン電
流検出時において、点火プラグ４ｃおよび４ｄは、高圧
ダイオード５の一端からバイアス電圧が直接印加され、
点火プラグ４ａおよび４ｂは、放電電流制限用の抵抗器
６および２次巻線２ｂを介してバイアス電圧が印加され
る。
６および点火用ダイオード７と点火プラグ４ｃおよび４
ｄとの間の接続点に接続されている。従って、イオン電
流検出時において、点火プラグ４ｃおよび４ｄは、高圧
ダイオード５の一端からバイアス電圧が直接印加され、
点火プラグ４ａおよび４ｂは、放電電流制限用の抵抗器
６および２次巻線２ｂを介してバイアス電圧が印加され
る。
【０００８】イオン電流検出ユニット１０は、１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Ｄ２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Ｒ
２とを含む。
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Ｄ２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Ｒ
２とを含む。
【０００９】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、
１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。
ンサＣおよび整流ダイオードＤ２からなる直列回路は、
１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。
【００１０】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、１次巻線２ａに発生する高電圧の１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。すなわち、１次電流遮断時に発生
する１次電圧によってコンデンサＣがツェナーダイオー
ドＤＺのアバランシェ電圧まで充電されてイオン電流通
電に必要なバイアス電圧を確保している。
オフ時において、１次巻線２ａに発生する高電圧の１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。すなわち、１次電流遮断時に発生
する１次電圧によってコンデンサＣがツェナーダイオー
ドＤＺのアバランシェ電圧まで充電されてイオン電流通
電に必要なバイアス電圧を確保している。
【００１１】イオン電流検出ユニット１０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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】図３において、一対の点火プラグ４ａおよ
び４ｃのみに注目して説明すると、通常の点火制御中の
２次電流は、点火プラグ４ａ、２次巻線２ｂ、点火用ダ
イオード７および点火プラグ４ｃを介した経路で流れ、
点火プラグ４ａおよび４ｃに対しては互いに逆極性の点
火用高電圧が印加される。
び４ｃのみに注目して説明すると、通常の点火制御中の
２次電流は、点火プラグ４ａ、２次巻線２ｂ、点火用ダ
イオード７および点火プラグ４ｃを介した経路で流れ、
点火プラグ４ａおよび４ｃに対しては互いに逆極性の点
火用高電圧が印加される。
【００１４】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５と２次巻線２ｂの一端との間に放電電流制限
用の抵抗器６が挿入されているので、１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。
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５と２次巻線２ｂの一端との間に放電電流制限
用の抵抗器６が挿入されているので、１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。
【００１５】ここで、図３の回路の場合、イオン電流検
出時において、例えば点火プラグ４ｃは、高圧ダイオー
ド５の一端からバイアス電圧が直接印加され、点火プラ
グ４ａは、放電電流制限用の抵抗器６および２次巻線２
ｂを介してバイアス電圧が印加される。
出時において、例えば点火プラグ４ｃは、高圧ダイオー
ド５の一端からバイアス電圧が直接印加され、点火プラ
グ４ａは、放電電流制限用の抵抗器６および２次巻線２
ｂを介してバイアス電圧が印加される。
【００１６】従って、このとき点火プラグ４aに関連し
たイオン電流経路のインピーダンスは点火プラグ４ｃに
関連したイオン電流経路のインピーダンスに対して抵抗
器６および２次巻線２ｂが介在する分だけ大きいので、
点火プラグ４cに図４（a）に実線aで示すようなイオン
電流が流れるとすると、点火プラグ４aには図４（a）に
破線bで示すような点火プラグ４ｃに流れる電流より小
さなイオン電流が流れ、結果として両者の間にイオン電
流の格差が生じる。
たイオン電流経路のインピーダンスは点火プラグ４ｃに
関連したイオン電流経路のインピーダンスに対して抵抗
器６および２次巻線２ｂが介在する分だけ大きいので、
点火プラグ４cに図４（a）に実線aで示すようなイオン
電流が流れるとすると、点火プラグ４aには図４（a）に
破線bで示すような点火プラグ４ｃに流れる電流より小
さなイオン電流が流れ、結果として両者の間にイオン電
流の格差が生じる。
【００１７】また、正に充電されたコンデンサＣの電荷
が負に帯電した２次巻線２b等の浮遊容量ＣＳへ放出さ
れる際に流れる放電電流が図４（a）に実線cに示すよう
に流れる。抵抗器６の値が小さいと図４（ｂ）に実線ｄ
の部分に示すように放電電流が振動して減衰しにくく、
イオン電流の波形へノイズとして重畳する。
が負に帯電した２次巻線２b等の浮遊容量ＣＳへ放出さ
れる際に流れる放電電流が図４（a）に実線cに示すよう
に流れる。抵抗器６の値が小さいと図４（ｂ）に実線ｄ
の部分に示すように放電電流が振動して減衰しにくく、
イオン電流の波形へノイズとして重畳する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃焼
状態検出装置は、以上のように点火プラグ、２次巻線、
点火プラグで構成される点火電流経路すなわち２次電流
経路内に並列接続の放電電流制限用抵抗器と点火用ダイ
オードが設けられ、これらの部品は、１次電流通電開始
時に２次巻線に発生する電圧に耐える必要があるために
数ｋＶ程度以上の逆耐電圧を要し、この結果その価格が
高価となるという問題点があって。
状態検出装置は、以上のように点火プラグ、２次巻線、
点火プラグで構成される点火電流経路すなわち２次電流
経路内に並列接続の放電電流制限用抵抗器と点火用ダイ
オードが設けられ、これらの部品は、１次電流通電開始
時に２次巻線に発生する電圧に耐える必要があるために
数ｋＶ程度以上の逆耐電圧を要し、この結果その価格が
高価となるという問題点があって。
【００１９】また、高耐圧のために部品自身の端子間絶
縁距離を長くする必要があり、この結果小型の面実装部
品でなく大型のリード部品となるため組付け工数がかか
りコストアップとなるという問題点があった。
縁距離を長くする必要があり、この結果小型の面実装部
品でなく大型のリード部品となるため組付け工数がかか
りコストアップとなるという問題点があった。
【００２０】更に、一対の点火プラグ間でのイオン電流
格差が発生し、更に、正に充電されたコンデンサの電荷
が負に帯電した２次巻線等の浮遊容量へ放出される際に
流れる電流が振動して、放電後のイオン電流の波形にノ
イズとして重畳するという問題点があった。
格差が発生し、更に、正に充電されたコンデンサの電荷
が負に帯電した２次巻線等の浮遊容量へ放出される際に
流れる電流が振動して、放電後のイオン電流の波形にノ
イズとして重畳するという問題点があった。
【００２１】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、点火プラグ間でのイオン電流格
差を抑制でき、また、正に充電されたコンデンサの電荷
が負に帯電した２次巻線等の浮遊容量へ放出される際に
ながれる電流の振動による放電後のイオン電流の波形に
重畳するノイズを防止でき、また、所望のイオン電流の
ピーク値を確実に得ることができる検出精度の優れた内
燃機関の燃焼状態検出装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、点火プラグ間でのイオン電流格
差を抑制でき、また、正に充電されたコンデンサの電荷
が負に帯電した２次巻線等の浮遊容量へ放出される際に
ながれる電流の振動による放電後のイオン電流の波形に
重畳するノイズを防止でき、また、所望のイオン電流の
ピーク値を確実に得ることができる検出精度の優れた内
燃機関の燃焼状態検出装置を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る内
燃機関の燃焼状態検出装置は、一端がバッテリに接続さ
れ、他端が１次電流を通電遮断するためのパワートラン
ジスタに接続された１次巻線、および２次巻線を有する
トランス構成からなり、前記１次電流の通電遮断時に前
記２次巻線の両端に点火用高電圧を発生する点火コイル
と、該点火コイルの複数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、前記点火用高電圧の印加により前記点火プラグで放
電し発生するイオンを検出するのに必要なバイアス電圧
を充電するためのバイアス手段と、該バイアス手段に充
電されたバイアス電圧を放電するための放電電流制限手
段と、前記バイアス電圧の放電を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、前記放電
電流制限手段は前記点火プラグで放電して形成される点
火電流経路と前記バイアス手段との間に設置されたもの
である。
燃機関の燃焼状態検出装置は、一端がバッテリに接続さ
れ、他端が１次電流を通電遮断するためのパワートラン
ジスタに接続された１次巻線、および２次巻線を有する
トランス構成からなり、前記１次電流の通電遮断時に前
記２次巻線の両端に点火用高電圧を発生する点火コイル
と、該点火コイルの複数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、前記点火用高電圧の印加により前記点火プラグで放
電し発生するイオンを検出するのに必要なバイアス電圧
を充電するためのバイアス手段と、該バイアス手段に充
電されたバイアス電圧を放電するための放電電流制限手
段と、前記バイアス電圧の放電を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、前記放電
電流制限手段は前記点火プラグで放電して形成される点
火電流経路と前記バイアス手段との間に設置されたもの
である。
【００２３】請求項２の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項１の発明において、前記放電電流制
限手段が、カソード側を前記２次巻線側に接続されたダ
イオードと抵抗器を直列接続して構成されたものであ
る。
検出装置は、請求項１の発明において、前記放電電流制
限手段が、カソード側を前記２次巻線側に接続されたダ
イオードと抵抗器を直列接続して構成されたものであ
る。
【００２４】請求項３の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項１または２の発明において、前記放
電電流制限手段が放電電流制限用の抵抗器を含み、該抵
抗器の抵抗値を前記２次巻線の抵抗値より大きい所定の
範囲内の値に設定したものである。
検出装置は、請求項１または２の発明において、前記放
電電流制限手段が放電電流制限用の抵抗器を含み、該抵
抗器の抵抗値を前記２次巻線の抵抗値より大きい所定の
範囲内の値に設定したものである。
【００２５】請求項４の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項１〜３のいずれかの発明において、
前記バイアス手段におけるバイアス電圧値が、前記パワ
ートランジスタのコレクタ−べ−ス間に設置されたツェ
ナーダイオードで設定されるものである。
検出装置は、請求項１〜３のいずれかの発明において、
前記バイアス手段におけるバイアス電圧値が、前記パワ
ートランジスタのコレクタ−べ−ス間に設置されたツェ
ナーダイオードで設定されるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図であり、図において、図３と対応する部分には同一
符号を付し、その重複説明を省略する。なお、ここで
は、図３の場合と同様に２気筒分の点火プラグに対して
１個の点火コイルで配電を行う場合で、代表的に一対の
点火プラグ４ａと４ｃに関する部分のみを示している。
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図であり、図において、図３と対応する部分には同一
符号を付し、その重複説明を省略する。なお、ここで
は、図３の場合と同様に２気筒分の点火プラグに対して
１個の点火コイルで配電を行う場合で、代表的に一対の
点火プラグ４ａと４ｃに関する部分のみを示している。
【００２７】本実施の形態では、放電電流制限手段を実
質的に点火電流経路内でなく、この点火電流経路とバイ
アス手段との間に設置する。即ち、放電電流制限手段を
電流制限用の抵抗器１１とダイオード１０との直列回路
で構成し、抵抗器１１の一端をコンデンサ１２に接続
し、その他端をダイオード１０を介して点火電流経路の
２次巻線２ｂと点火プラグ４ｃの接続点に接続する。
質的に点火電流経路内でなく、この点火電流経路とバイ
アス手段との間に設置する。即ち、放電電流制限手段を
電流制限用の抵抗器１１とダイオード１０との直列回路
で構成し、抵抗器１１の一端をコンデンサ１２に接続
し、その他端をダイオード１０を介して点火電流経路の
２次巻線２ｂと点火プラグ４ｃの接続点に接続する。
【００２８】また、バイアス電圧制限用ツエナーダイオ
ード１３のカソードを放電電流制限用の抵抗器１１の一
端の接続点に接続し、ツエナーダイオード１３のアノー
ドをダイオードＤ２を介してグランドに接地する。ま
た、ツエナーダイオード１３と並列にバイアス電圧用コ
ンデンサ１２を接続する。ツエナーダイオード１３とコ
ンデンサ１２はバイアス手段を構成する。
ード１３のカソードを放電電流制限用の抵抗器１１の一
端の接続点に接続し、ツエナーダイオード１３のアノー
ドをダイオードＤ２を介してグランドに接地する。ま
た、ツエナーダイオード１３と並列にバイアス電圧用コ
ンデンサ１２を接続する。ツエナーダイオード１３とコ
ンデンサ１２はバイアス手段を構成する。
【００２９】そして、イオン電流検出手段３０の入力側
をツエナーダイオード１３のアノードに接続し、その出
力側をＥＣＵ２０に接続する。その他の構成は図３と同
様である。
をツエナーダイオード１３のアノードに接続し、その出
力側をＥＣＵ２０に接続する。その他の構成は図３と同
様である。
【００３０】次に、動作について、説明する。通常、Ｅ
ＣＵ２０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のベースに点
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。
ＣＵ２０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のベースに点
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。
【００３１】これにより、パワートランジスタ３は、点
火コイル２の１次巻線２ａに流れる１次電流を通電遮断
して１次電圧を昇圧し、さらに２次巻線２ｂに点火用高
電圧（たとえば、数１０ｋＶ）を発生させる。通常の点
火制御中の２次電流は、点火プラグ４ａ、２次巻線２ｂ
および点火プラグ４ｃを介した経路で流れ、点火プラグ
４ａおよび４ｃに対しては互いに逆極性の点火用高電圧
が印加される。
火コイル２の１次巻線２ａに流れる１次電流を通電遮断
して１次電圧を昇圧し、さらに２次巻線２ｂに点火用高
電圧（たとえば、数１０ｋＶ）を発生させる。通常の点
火制御中の２次電流は、点火プラグ４ａ、２次巻線２ｂ
および点火プラグ４ｃを介した経路で流れ、点火プラグ
４ａおよび４ｃに対しては互いに逆極性の点火用高電圧
が印加される。
【００３２】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、１次電
流の通電開始時にはコンデンサ１２から２次巻線２ｂの
間に放電電流制限用の抵抗器１１があるために放電電流
は制限される。また、点火プラグ４ｃに高電圧が印加さ
れた場合でも高電圧はダイオード１０により阻止され、
放電電流制限用の抵抗器１１の両端ではダイオード１０
の逆耐圧分だけ低い電位差となる。
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、１次電
流の通電開始時にはコンデンサ１２から２次巻線２ｂの
間に放電電流制限用の抵抗器１１があるために放電電流
は制限される。また、点火プラグ４ｃに高電圧が印加さ
れた場合でも高電圧はダイオード１０により阻止され、
放電電流制限用の抵抗器１１の両端ではダイオード１０
の逆耐圧分だけ低い電位差となる。
【００３３】ここで、図１の回路の場合、イオン電流検
出時において、例えば点火プラグ４ｃは、ダイオード１
０の一端から放電電流制限用の抵抗器１１を介してバイ
アス電圧が印加され、点火プラグ４ａは、放電電流制限
用の抵抗器１１および２次巻線２ｂを介してバイアス電
圧が印加される。
出時において、例えば点火プラグ４ｃは、ダイオード１
０の一端から放電電流制限用の抵抗器１１を介してバイ
アス電圧が印加され、点火プラグ４ａは、放電電流制限
用の抵抗器１１および２次巻線２ｂを介してバイアス電
圧が印加される。
【００３４】従って、この場合点火プラグ４aに関連す
るイオン電流経路のインピーダンスは点火プラグ４ｃに
関連するイオン電流経路のインピーダンスに対して２次
巻線２ｂが介在する分だけ大きくなるだけであり、そこ
で、抵抗器１１の抵抗値を２次巻線２ｂの抵抗値に対し
て大きい所定の範囲内の値に設定することにより、点火
プラグ４cに流れるイオン電流と点火プラグ４aに流れる
イオン電流の格差を抑制し、イオン電流へのノイズ重畳
の発生を防止し、また、所望のイオン電流のピーク値を
得ることができる。
るイオン電流経路のインピーダンスは点火プラグ４ｃに
関連するイオン電流経路のインピーダンスに対して２次
巻線２ｂが介在する分だけ大きくなるだけであり、そこ
で、抵抗器１１の抵抗値を２次巻線２ｂの抵抗値に対し
て大きい所定の範囲内の値に設定することにより、点火
プラグ４cに流れるイオン電流と点火プラグ４aに流れる
イオン電流の格差を抑制し、イオン電流へのノイズ重畳
の発生を防止し、また、所望のイオン電流のピーク値を
得ることができる。
【００３５】この放電電流制限用の抵抗器１１の値は、
所定の範囲例えば３０ｋΩ〜６００ｋΩの範囲内で設定
することが好ましい。つまり、その下限値は、点火プラ
グ４ａ、４ｃに流れるイオン電流の格差を抑えるため
に、２次巻線２ｂの抵抗値（通常３ｋΩ〜１５ｋΩ）の
１０倍以上の値例えば３０ｋΩに設定する。また、これ
は正に充電されたコンデンサ１２の電荷が負に帯電した
２次巻線等の浮遊容量へ放出される際にながれる電流が
振動して、放電後のイオン電流の波形にノイズとして重
畳することを防ぐ意味もある。
所定の範囲例えば３０ｋΩ〜６００ｋΩの範囲内で設定
することが好ましい。つまり、その下限値は、点火プラ
グ４ａ、４ｃに流れるイオン電流の格差を抑えるため
に、２次巻線２ｂの抵抗値（通常３ｋΩ〜１５ｋΩ）の
１０倍以上の値例えば３０ｋΩに設定する。また、これ
は正に充電されたコンデンサ１２の電荷が負に帯電した
２次巻線等の浮遊容量へ放出される際にながれる電流が
振動して、放電後のイオン電流の波形にノイズとして重
畳することを防ぐ意味もある。
【００３６】また、その上限値は、充電電圧が通常２０
０Ｖ程度以下、イオン電流のピーク値が３００μＡ程度
以下であり、抵抗器１１を介してこのイオン電流のピー
ク値が得られるように例えば６００ｋΩに設定する。因
みに、いま、バイアス電圧用コンデンサ１２の充電電圧
をＥｃ、点火プラグ４ａに流れるイオン電流をＩａ、２
次巻線２ｂのインピーダンス（抵抗値）をＺ２、抵抗器
１１のインピーダンス（抵抗値）をＺ１１、ダイオード
１０の順方向降下電圧をＶｆ１０とすると、イオン電流
Ｉａは次式で与えられる。
０Ｖ程度以下、イオン電流のピーク値が３００μＡ程度
以下であり、抵抗器１１を介してこのイオン電流のピー
ク値が得られるように例えば６００ｋΩに設定する。因
みに、いま、バイアス電圧用コンデンサ１２の充電電圧
をＥｃ、点火プラグ４ａに流れるイオン電流をＩａ、２
次巻線２ｂのインピーダンス（抵抗値）をＺ２、抵抗器
１１のインピーダンス（抵抗値）をＺ１１、ダイオード
１０の順方向降下電圧をＶｆ１０とすると、イオン電流
Ｉａは次式で与えられる。
【００３７】 Ｉａ＝（Ｅｃ−Ｖｆ１０）／（Ｚ２＋Ｚ１１） （１）
【００３８】故に、次式が得られる。
【００３９】 Ｚ１１＝｛（Ｅｃ−Ｖｆ１０）／Ｉａ｝−Ｚ２ （２）
【００４０】従って、一例として例えば充電電圧Ｅｃが
２００Ｖ、ダイオード１０の順方向降下電圧Ｖｆ１０が
２０Ｖ、２次巻線２ｂのインピーダンスＺ２が３ｋΩと
した場合のイオン電流Ｉａ＝３００μＡを通電すること
が可能な抵抗器１１のインピーダンスＺ１１は上記
（２）式により５９７ｋΩ≒６００ｋΩとなり、これよ
りほぼ６００ｋΩが抵抗器１１の上限値となることが分
かる。
２００Ｖ、ダイオード１０の順方向降下電圧Ｖｆ１０が
２０Ｖ、２次巻線２ｂのインピーダンスＺ２が３ｋΩと
した場合のイオン電流Ｉａ＝３００μＡを通電すること
が可能な抵抗器１１のインピーダンスＺ１１は上記
（２）式により５９７ｋΩ≒６００ｋΩとなり、これよ
りほぼ６００ｋΩが抵抗器１１の上限値となることが分
かる。
【００４１】このように、本実施の形態では、放電電流
制限手段であるダイオード１０と抵抗器１１の直列回路
を点火電流経路内でなく、この点火電流経路とバイアス
手段との間に設置したので、点火電流バイパス用のダイ
オードを設置する必要がなくなり、実質的に放電電流制
限用の抵抗器１１の耐圧を低く設定でき、小型、低価格
の素子を選定でき、また、実質的にチップ型の面実装部
品が可能になるので、それだけ組付け工数を低減でき
る。さらに、放電電流制限用の抵抗器１１の抵抗値を２
次巻線２ｂの抵抗値に対して大きい所定の範囲内の値に
設定することで、点火プラグ４ａ，４ｃ間でのイオン電
流格差を抑制でき、イオン電流へのノイズ重畳の発生を
防止し、また、所望のイオン電流のピーク値を得ること
ができる。
制限手段であるダイオード１０と抵抗器１１の直列回路
を点火電流経路内でなく、この点火電流経路とバイアス
手段との間に設置したので、点火電流バイパス用のダイ
オードを設置する必要がなくなり、実質的に放電電流制
限用の抵抗器１１の耐圧を低く設定でき、小型、低価格
の素子を選定でき、また、実質的にチップ型の面実装部
品が可能になるので、それだけ組付け工数を低減でき
る。さらに、放電電流制限用の抵抗器１１の抵抗値を２
次巻線２ｂの抵抗値に対して大きい所定の範囲内の値に
設定することで、点火プラグ４ａ，４ｃ間でのイオン電
流格差を抑制でき、イオン電流へのノイズ重畳の発生を
防止し、また、所望のイオン電流のピーク値を得ること
ができる。
【００４２】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す構成図であり、図において、図１と対応する
部分には同一符号を付し、その重複説明を省略する。本
実施の形態では、バイアス電圧制限用ツエナーダイオー
ド１３の代わりに、通常パワートランジスタ３のコレク
タとべ一ス間に接続されているツェナーダイオード３ａ
を用いる。
態２を示す構成図であり、図において、図１と対応する
部分には同一符号を付し、その重複説明を省略する。本
実施の形態では、バイアス電圧制限用ツエナーダイオー
ド１３の代わりに、通常パワートランジスタ３のコレク
タとべ一ス間に接続されているツェナーダイオード３ａ
を用いる。
【００４３】つまり、このツェナーダイオード３ａは１
次電流を通電遮断するためのパワートランジスタ３のコ
レクタに数１００Ｖの電圧がかかった際の破壊防止のた
めに、通常設置されているツェナーダイオードを利用す
るものである。但し、この場合、ツェナーダイオード３
ａのアバランシェ電圧はバイアス手段を構成するコンデ
ンサ１２のバイアス電圧相当に設定するものとする。そ
の他の構成は図１と同様である。
次電流を通電遮断するためのパワートランジスタ３のコ
レクタに数１００Ｖの電圧がかかった際の破壊防止のた
めに、通常設置されているツェナーダイオードを利用す
るものである。但し、この場合、ツェナーダイオード３
ａのアバランシェ電圧はバイアス手段を構成するコンデ
ンサ１２のバイアス電圧相当に設定するものとする。そ
の他の構成は図１と同様である。
【００４４】次に動作について説明する。パワートラン
ジスタ３により点火コイル２の１次電流を通電遮断した
ときに点火コイル２の１次側に発生する電圧は、実質的
にバイアス電圧相当に設定されたツェナーダイオード３
ａのアバランシェ電圧で制限されるため、バイアス電圧
用コンデンサ１２にはこの電圧値以上がかかることはな
く、図１と同様の電圧が充電される。その他の動作は図
１の場合と同様である。
ジスタ３により点火コイル２の１次電流を通電遮断した
ときに点火コイル２の１次側に発生する電圧は、実質的
にバイアス電圧相当に設定されたツェナーダイオード３
ａのアバランシェ電圧で制限されるため、バイアス電圧
用コンデンサ１２にはこの電圧値以上がかかることはな
く、図１と同様の電圧が充電される。その他の動作は図
１の場合と同様である。
【００４５】このように、本実施の形態では、バイアス
電圧制限用ツエナーダイオードとして、通常パワートラ
ンジスタのコレクタとべ一ス間に接続されているツェナ
ーダイオードを実質的に兼用するようにしたので、上記
実施の形態１の効果に加えて、バイアス電圧用コンデン
サと並列に接続するツェナーダイオードが不要となり、
それだけ部品点数が少なくなり、コストの低廉化が図れ
る。
電圧制限用ツエナーダイオードとして、通常パワートラ
ンジスタのコレクタとべ一ス間に接続されているツェナ
ーダイオードを実質的に兼用するようにしたので、上記
実施の形態１の効果に加えて、バイアス電圧用コンデン
サと並列に接続するツェナーダイオードが不要となり、
それだけ部品点数が少なくなり、コストの低廉化が図れ
る。
【００４６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、一端がバッテ
リに接続され、他端が１次電流を通電遮断するためのパ
ワートランジスタに接続された１次巻線、および２次巻
線を有するトランス構成からなり、前記１次電流の通電
遮断時に前記２次巻線の両端に点火用高電圧を発生する
点火コイルと、該点火コイルの複数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、前記点火用高電圧の印加により前記点火
プラグで放電し発生するイオンを検出するのに必要なバ
イアス電圧を充電するためのバイアス手段と、該バイア
ス手段に充電されたバイアス電圧を放電するための放電
電流制限手段と、前記バイアス電圧の放電を前記点火プ
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、前記放電電流制限手段は前記点火プラグで放電して
形成される点火電流経路と前記バイアス手段との間に設
置されたので、点火電流バイパス用のダイオードを設置
する必要がなくなり、放電電流制限手段の耐圧を低く設
定でき、装置の小型化、低廉化が図れ、また、実質的に
チップ型の面実装部品が可能になるので、それだけ組付
け工数を低減できるという効果がある。
リに接続され、他端が１次電流を通電遮断するためのパ
ワートランジスタに接続された１次巻線、および２次巻
線を有するトランス構成からなり、前記１次電流の通電
遮断時に前記２次巻線の両端に点火用高電圧を発生する
点火コイルと、該点火コイルの複数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、前記点火用高電圧の印加により前記点火
プラグで放電し発生するイオンを検出するのに必要なバ
イアス電圧を充電するためのバイアス手段と、該バイア
ス手段に充電されたバイアス電圧を放電するための放電
電流制限手段と、前記バイアス電圧の放電を前記点火プ
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、前記放電電流制限手段は前記点火プラグで放電して
形成される点火電流経路と前記バイアス手段との間に設
置されたので、点火電流バイパス用のダイオードを設置
する必要がなくなり、放電電流制限手段の耐圧を低く設
定でき、装置の小型化、低廉化が図れ、また、実質的に
チップ型の面実装部品が可能になるので、それだけ組付
け工数を低減できるという効果がある。
【００４７】請求項２の発明によれば、前記放電電流制
限手段は、カソード側を前記２次巻線側に接続されたダ
イオードと抵抗器を直列接続して構成されたので、点火
電流バイパス用のダイオードを設置する必要がなくな
り、放電電流制限用の抵抗器の耐圧を低く設定でき、小
型、低価格の素子を選定でき、また、実質的にチップ型
の面実装部品が可能になるので、それだけ組付け工数を
低減できるという効果がある。
限手段は、カソード側を前記２次巻線側に接続されたダ
イオードと抵抗器を直列接続して構成されたので、点火
電流バイパス用のダイオードを設置する必要がなくな
り、放電電流制限用の抵抗器の耐圧を低く設定でき、小
型、低価格の素子を選定でき、また、実質的にチップ型
の面実装部品が可能になるので、それだけ組付け工数を
低減できるという効果がある。
【００４８】請求項３の発明によれば、前記放電電流制
限手段は放電電流制限用の抵抗器を含み、該抵抗器の抵
抗値を前記２次巻線の抵抗値より大きい所定の範囲内の
値に設定したので、点火プラグ間でのイオン電流格差を
抑制してイオン電流へのノイズ重畳の発生を防止し、ま
た、所望のイオン電流のピーク値を得ることができると
いう効果がある。
限手段は放電電流制限用の抵抗器を含み、該抵抗器の抵
抗値を前記２次巻線の抵抗値より大きい所定の範囲内の
値に設定したので、点火プラグ間でのイオン電流格差を
抑制してイオン電流へのノイズ重畳の発生を防止し、ま
た、所望のイオン電流のピーク値を得ることができると
いう効果がある。
【００４９】請求項４の発明によれば、前記バイアス手
段におけるバイアス電圧値は、前記パワートランジスタ
のコレクタ−べ−ス間に設置されたツェナーダイオード
で設定されるので、バイアス電圧用コンデンサと並列に
接続するツェナーダイオードが不要となり、それだけ部
品点数が少なくなり、コストの低廉化が図れるという効
果ある。
段におけるバイアス電圧値は、前記パワートランジスタ
のコレクタ−べ−ス間に設置されたツェナーダイオード
で設定されるので、バイアス電圧用コンデンサと並列に
接続するツェナーダイオードが不要となり、それだけ部
品点数が少なくなり、コストの低廉化が図れるという効
果ある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図２】 この発明の実施の形態２を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図３】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置を示す回
路構成図である。
路構成図である。
【図４】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置における
問題点の説明に供するための図である。
問題点の説明に供するための図である。
【符号の説明】 １ バッテリ、 ２ 点火コイル、 ２ａ １次巻線、
２ｂ ２次巻線、３ パワートランジスタ、 ３ａ，
１３ ツエナーダイオード、 ４ａ，４ｃ点火プラグ、
１０ ダイオード、 １１ 抵抗器、 １２ コンデン
サ、 ２０ＥＣＵ、 ３０ イオン電流検出手段。
２ｂ ２次巻線、３ パワートランジスタ、 ３ａ，
１３ ツエナーダイオード、 ４ａ，４ｃ点火プラグ、
１０ ダイオード、 １１ 抵抗器、 １２ コンデン
サ、 ２０ＥＣＵ、 ３０ イオン電流検出手段。
フロントページの続き (72)発明者 小岩 満 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大橋 豊 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G019 BA01 CC01 CD01 CD06 FA02 FA05 GA16 3G084 DA13 DA20 FA19
Claims (4)
- 【請求項１】一端がバッテリに接続され、他端が１次電
流を通電遮断するためのパワートランジスタに接続され
た１次巻線、および２次巻線を有するトランス構成から
なり、前記１次電流の通電遮断時に前記２次巻線の両端
に点火用高電圧を発生する点火コイルと、 該点火コイルの複数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、 前記点火用高電圧の印加により前記点火プラグで放電し
発生するイオンを検出するのに必要なバイアス電圧を充
電するためのバイアス手段と、 該バイアス手段に充電されたバイアス電圧を放電するた
めの放電電流制限手段と、 前記バイアス電圧の放電を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、前記放電電流
制限手段は前記点火プラグで放電して形成される点火電
流経路と前記バイアス手段との間に設置されたことを特
徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。 - 【請求項２】 前記放電電流制限手段は、カソード側を
前記２次巻線側に接続されたダイオードと抵抗器を直列
接続して構成されたことを特徴とする請求項１に記載の
内燃機関の燃焼状態検出装置。 - 【請求項３】 前記放電電流制限手段は放電電流制限用
の抵抗器を含み、該抵抗器の抵抗値を前記２次巻線の抵
抗値より大きい所定の範囲内の値に設定したことをこと
を特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃焼
状態検出装置。 - 【請求項４】 前記バイアス手段におけるバイアス電圧
値は、前記パワートランジスタのコレクタ−べ−ス間に
設置されたツェナーダイオードで設定されることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の燃焼
状態検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11009700A JP2000205034A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| FR9906287A FR2788559B1 (fr) | 1999-01-18 | 1999-05-18 | Dispositif de detection d'etat de combustion pour un moteur a combustion interne |
| US09/317,168 US6216530B1 (en) | 1999-01-18 | 1999-05-24 | Combustion state detecting device for an internal combustion engine |
| DE19926079A DE19926079B4 (de) | 1999-01-18 | 1999-06-08 | Vorrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustandes in einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11009700A JP2000205034A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205034A true JP2000205034A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11727518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11009700A Pending JP2000205034A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6216530B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000205034A (ja) |
| DE (1) | DE19926079B4 (ja) |
| FR (1) | FR2788559B1 (ja) |
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| JP2008533351A (ja) * | 2005-03-04 | 2008-08-21 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | 点火制御用の装置 |
| DE102008014047A1 (de) | 2007-10-02 | 2009-04-09 | Mitsubishi Electric Corp. | Zündspulenapparat für einen Verbrennungsmotor |
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| US7005855B2 (en) | 2003-12-17 | 2006-02-28 | Visteon Global Technologies, Inc. | Device to provide a regulated power supply for in-cylinder ionization detection by using the ignition coil fly back energy and two-stage regulation |
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| EP2812668B1 (en) * | 2012-02-09 | 2020-06-17 | SEM Aktiebolag | Engine with misfire detection for vehicles using alternative fuels |
| JP6315321B2 (ja) * | 2014-04-07 | 2018-04-25 | 株式会社ケーヒン | 燃料噴射制御装置 |
| JP6730887B2 (ja) * | 2016-09-02 | 2020-07-29 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 点火装置 |
Family Cites Families (7)
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| JPH05149230A (ja) * | 1991-11-26 | 1993-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関のノツキング検出装置 |
| EP0715075B1 (en) * | 1994-12-02 | 1999-08-25 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Misfire detecting device for internal combustion engine |
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