JP2000220558A - 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】 検出範囲を最適化してＳ/Ｎ比を向上し、内
燃機関の燃焼状態の検出精度、特にノック検出の精度を
上げることのできる内燃機関の燃焼状態検出装置を得
る。 【解決手段】 点火用高電圧の印加により放電して内燃
機関の気筒内の混合気を着火する点火プラグ４と、この
点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス回路５
と、混合気の燃焼中の気筒内で発生するイオン量に応じ
たイオン電流をイオン電流検出信号として検出する電流
検出回路２１と、イオン電流検出信号に基づいて内燃機
関のノック発生状態を示すノック判定信号を生成するノ
ック信号処理手段２４〜２７と、イオン電流検出信号お
よびノック判定信号に基づいて点火プラグにおける燃焼
状態を検出するＥＣＵ１５とを備え、ノック信号処理手
段はイオン電流検出信号の積分値に基づいてノック判定
信号の検出期間を設定する。
燃機関の燃焼状態の検出精度、特にノック検出の精度を
上げることのできる内燃機関の燃焼状態検出装置を得
る。 【解決手段】 点火用高電圧の印加により放電して内燃
機関の気筒内の混合気を着火する点火プラグ４と、この
点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス回路５
と、混合気の燃焼中の気筒内で発生するイオン量に応じ
たイオン電流をイオン電流検出信号として検出する電流
検出回路２１と、イオン電流検出信号に基づいて内燃機
関のノック発生状態を示すノック判定信号を生成するノ
ック信号処理手段２４〜２７と、イオン電流検出信号お
よびノック判定信号に基づいて点火プラグにおける燃焼
状態を検出するＥＣＵ１５とを備え、ノック信号処理手
段はイオン電流検出信号の積分値に基づいてノック判定
信号の検出期間を設定する。
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
関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置に関し、特に
ノック検出や失火検出を精度よく行うことができる内燃
機関の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
関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置に関し、特に
ノック検出や失火検出を精度よく行うことができる内燃
機関の燃焼状態検出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。
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。
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出できること
が知られている。
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出できること
が知られている。
【０００５】図８は従来の内燃機関の燃焼状態検出装置
の一例を示す回路構成図である。図において、車載のバ
ッテリ１の陽極は、点火コイル２の１次巻線２ａの一端
に接続され、１次巻線２ａの他端は、１次電流を通電遮
断するためのエミッタ接地の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。
の一例を示す回路構成図である。図において、車載のバ
ッテリ１の陽極は、点火コイル２の１次巻線２ａの一端
に接続され、１次巻線２ａの他端は、１次電流を通電遮
断するためのエミッタ接地の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。
【０００６】点火コイル２の２次巻線２ｂは、１次巻線
２ａとともにトランスを構成しており、２次巻線２ｂの
高圧側は、各気筒（図示せず）に対応した点火プラグ４
の一端に接続されており、点火制御時に負極性の高電圧
を出力する。
２ａとともにトランスを構成しており、２次巻線２ｂの
高圧側は、各気筒（図示せず）に対応した点火プラグ４
の一端に接続されており、点火制御時に負極性の高電圧
を出力する。
【０００７】対向電極からなる点火プラグ４は、点火用
高電圧が印加されることにより、放電して各気筒内の混
合気を着火する。なお、点火コイル２および点火プラグ
４は、各気筒毎に並設されているが、ここでは、代表的
に一組の点火コイル２および点火プラグ４のみを示して
いる。
高電圧が印加されることにより、放電して各気筒内の混
合気を着火する。なお、点火コイル２および点火プラグ
４は、各気筒毎に並設されているが、ここでは、代表的
に一組の点火コイル２および点火プラグ４のみを示して
いる。
【０００８】バイアス回路５は、２次巻線２ｂの低圧側
に接続されたコンデンサ５ａと、コンデンサ５ａに並列
接続されたバイアス電圧制限用のツェナーダイオード５
ｂと、コンデンサ５ａとグランドとの間に挿入されたダ
イオード５ｃとを含む。電流−電圧変換回路６はダイオ
ード５ｃに並列接続された抵抗器６ａを含む。
に接続されたコンデンサ５ａと、コンデンサ５ａに並列
接続されたバイアス電圧制限用のツェナーダイオード５
ｂと、コンデンサ５ａとグランドとの間に挿入されたダ
イオード５ｃとを含む。電流−電圧変換回路６はダイオ
ード５ｃに並列接続された抵抗器６ａを含む。
【０００９】コンデンサ５ａおよびダイオード５ｂから
なる直列回路並びにこのコンデンサ５ａに並列接続され
たツェナーダイオード５ｂは、２次巻線２ｂの低圧側と
グランドとの間に挿入されて、点火電流発生時にコンデ
ンサ５ａにバイアス電圧を充電するための充電経路を構
成している。
なる直列回路並びにこのコンデンサ５ａに並列接続され
たツェナーダイオード５ｂは、２次巻線２ｂの低圧側と
グランドとの間に挿入されて、点火電流発生時にコンデ
ンサ５ａにバイアス電圧を充電するための充電経路を構
成している。
【００１０】コンデンサ５ａは、パワートランジスタ３
のオフ時（１次巻線２ａの通電電流の遮断時）におい
て、２次巻線２ｂから出力される高電圧で放電した点火
プラグ４を介して流れる２次電流により充電される。こ
の充電電圧は、ツェナーダイオード５ｃにより所定のバ
イアス電圧（たとえば、数１００Ｖ程度）に制限され、
イオン電流検出用のバイアス手段すなわち電源として機
能する。
のオフ時（１次巻線２ａの通電電流の遮断時）におい
て、２次巻線２ｂから出力される高電圧で放電した点火
プラグ４を介して流れる２次電流により充電される。こ
の充電電圧は、ツェナーダイオード５ｃにより所定のバ
イアス電圧（たとえば、数１００Ｖ程度）に制限され、
イオン電流検出用のバイアス手段すなわち電源として機
能する。
【００１１】電流−電圧変換回路６内の抵抗器６ａは、
バイアス電圧によって流れるイオン電流を電圧変換し、
イオン電流検出信号としてノック信号発生回路７と遅延
回路８に出力する。ノック信号発生回路７はフィルタ回
路７ａと比較回路７ｂとからなる。フィルタ回路７ａは
ノッキング発生時にイオン電流検出波形に含まれる高周
波振動成分を抽出する。また、比較回路７ｂはフィルタ
回路７aの出力を所定の基準値Ｖcと比較し矩形波に変換
する。
バイアス電圧によって流れるイオン電流を電圧変換し、
イオン電流検出信号としてノック信号発生回路７と遅延
回路８に出力する。ノック信号発生回路７はフィルタ回
路７ａと比較回路７ｂとからなる。フィルタ回路７ａは
ノッキング発生時にイオン電流検出波形に含まれる高周
波振動成分を抽出する。また、比較回路７ｂはフィルタ
回路７aの出力を所定の基準値Ｖcと比較し矩形波に変換
する。
【００１２】遅延回路８はオペアンプ８ａと、正の電源
端子ＶＢおよびグランド間に接続された抵抗器８ｂと、
コンデンサ８ｃとを含む。オペアンプ８ａの非反転入力
端子は電流−電圧変換回路６の出力側に接続され、その
反転入力端子は所定の基準値Ｖａを有する負の電源端子
に接続され、その出力端子は抵抗器８ｂおよびコンデン
サ８ｃの接続点に接続される。
端子ＶＢおよびグランド間に接続された抵抗器８ｂと、
コンデンサ８ｃとを含む。オペアンプ８ａの非反転入力
端子は電流−電圧変換回路６の出力側に接続され、その
反転入力端子は所定の基準値Ｖａを有する負の電源端子
に接続され、その出力端子は抵抗器８ｂおよびコンデン
サ８ｃの接続点に接続される。
【００１３】比較回路９はオペアンプ９ａと抵抗器９ｂ
を含み、オペアンプ９ａの非反転入力端子は遅延回路８
の出力側に接続され、その反転入力端子は所定の基準値
Ｖbを有する負の電源端子に接続され、その出力端子は
抵抗器９bを介して正の電源端子ＶＢに接続されると共
にトランジスタ１０のベースに接続される。トランジス
タ１０のエミッタは接地され、そのコレクタは抵抗器１
１を介して正の電源端子ＶＢに接続されると共にトラン
ジスタ１２のベースに接続される。
を含み、オペアンプ９ａの非反転入力端子は遅延回路８
の出力側に接続され、その反転入力端子は所定の基準値
Ｖbを有する負の電源端子に接続され、その出力端子は
抵抗器９bを介して正の電源端子ＶＢに接続されると共
にトランジスタ１０のベースに接続される。トランジス
タ１０のエミッタは接地され、そのコレクタは抵抗器１
１を介して正の電源端子ＶＢに接続されると共にトラン
ジスタ１２のベースに接続される。
【００１４】トランジスタ１２のエミッタは接地され、
そのコレクタは比較回路７ｂの出力側に接続されると共
にトランジスタ１４のベースに接続され、更に抵抗器１
３を介して正の電源端子ＶＢに接続される。トランジス
タ１４のエミッタは接地され、そのコレクタはＥＣＵ
（電子制御装置）１５に接続される。なお、構成要素５
〜１４は燃料状態検出回路２０を構成している。マイク
ロコンピュータからなるＥＣＵ１５は、イオン電流検出
信号に基づいて内燃機関の燃焼状態を判定し、燃焼状態
の悪化を検出した場合には、不都合が生じないように適
宜対応制御を行う。
そのコレクタは比較回路７ｂの出力側に接続されると共
にトランジスタ１４のベースに接続され、更に抵抗器１
３を介して正の電源端子ＶＢに接続される。トランジス
タ１４のエミッタは接地され、そのコレクタはＥＣＵ
（電子制御装置）１５に接続される。なお、構成要素５
〜１４は燃料状態検出回路２０を構成している。マイク
ロコンピュータからなるＥＣＵ１５は、イオン電流検出
信号に基づいて内燃機関の燃焼状態を判定し、燃焼状態
の悪化を検出した場合には、不都合が生じないように適
宜対応制御を行う。
【００１５】また、ＥＣＵ１５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。
【００１６】次に、図９を参照しながら、図８に示した
従来の内燃機関の燃焼状態検出装置の動作について説明
する。なお、図９の左側部分は内燃機関の低回転時、右
側部分は内燃機関の高回転時のそれぞれ各回路部分に現
れる信号波形を示している。通常、ＥＣＵ１５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のベースに図９Ａに示すような
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。
従来の内燃機関の燃焼状態検出装置の動作について説明
する。なお、図９の左側部分は内燃機関の低回転時、右
側部分は内燃機関の高回転時のそれぞれ各回路部分に現
れる信号波形を示している。通常、ＥＣＵ１５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のベースに図９Ａに示すような
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。
【００１７】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の高圧側に
点火用高電圧（たとえば、数１０ｋＶ）を発生させる。
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の高圧側に
点火用高電圧（たとえば、数１０ｋＶ）を発生させる。
【００１８】この２次電圧は、各気筒内の点火プラグ４
に印加され、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４の周辺および燃焼室内に所要量
のイオンが発生する。
に印加され、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４の周辺および燃焼室内に所要量
のイオンが発生する。
【００１９】そして、前述のように、点火信号Ｐにより
パワートランジスタ３がオンされると、１次巻線２ａの
電流が通電開始されて、２次巻線２ｂの高圧側に正極性
の電圧が発生する。
パワートランジスタ３がオンされると、１次巻線２ａの
電流が通電開始されて、２次巻線２ｂの高圧側に正極性
の電圧が発生する。
【００２０】続いて、１次電流の遮断時において、２次
巻線２ｂの高圧側に点火用高電圧が発生して点火プラグ
４が放電すると、２次電流はコンデンサ５ａを所定電圧
に充電する。また、点火プラグ４の放電によりイオンが
発生するので、イオン電流ｉが図８内の破線矢印で表す
方向に流れ、この結果、電流−電圧変換回路６の出力側
には、図９Ｂに示すようなノイズ成分やノッキングによ
る高周波成分の重畳されたイオン電流検出信号Ｓ１が得
られる。
巻線２ｂの高圧側に点火用高電圧が発生して点火プラグ
４が放電すると、２次電流はコンデンサ５ａを所定電圧
に充電する。また、点火プラグ４の放電によりイオンが
発生するので、イオン電流ｉが図８内の破線矢印で表す
方向に流れ、この結果、電流−電圧変換回路６の出力側
には、図９Ｂに示すようなノイズ成分やノッキングによ
る高周波成分の重畳されたイオン電流検出信号Ｓ１が得
られる。
【００２１】このイオン電流検出信号Ｓ１は、遅延回路
８に供給されて所定の基準値Ｖａと比較されて、その出
力側に図９Ｃに示すような信号Ｓ２として出力される。
この信号Ｓ２は次段の比較回路９で所定の基準値Ｖbと
比較され、その出力側にイオン電流検出信号Ｓ１の立ち
上がりより所定量遅延された図９Ｄに示すようなパルス
信号Ｓ３が出力される。
８に供給されて所定の基準値Ｖａと比較されて、その出
力側に図９Ｃに示すような信号Ｓ２として出力される。
この信号Ｓ２は次段の比較回路９で所定の基準値Ｖbと
比較され、その出力側にイオン電流検出信号Ｓ１の立ち
上がりより所定量遅延された図９Ｄに示すようなパルス
信号Ｓ３が出力される。
【００２２】このパルス信号Ｓ３はスイッチング信号と
してトランジスタ１０に供給され、パルス信号Ｓ３がハ
イレベルの時トランジスタ１０がオン、トランジスタ１
２がオフとなり、パルス信号Ｓ３がローレベルの時トラ
ンジスタ１０がオフ、トランジスタ１２がオンとなる。
してトランジスタ１０に供給され、パルス信号Ｓ３がハ
イレベルの時トランジスタ１０がオン、トランジスタ１
２がオフとなり、パルス信号Ｓ３がローレベルの時トラ
ンジスタ１０がオフ、トランジスタ１２がオンとなる。
【００２３】一方、電流−電圧変換回路６からのイオン
電流検出信号Ｓ１はノック信号発生回路７のフィルタ回
路７ａに供給され、ここでイオン電流検出信号Ｓ１から
実質的に内燃機関のノックに対応した周波数帯が抽出さ
れ、その出力側に図９Ｅに示すような信号Ｓ４として出
力される。
電流検出信号Ｓ１はノック信号発生回路７のフィルタ回
路７ａに供給され、ここでイオン電流検出信号Ｓ１から
実質的に内燃機関のノックに対応した周波数帯が抽出さ
れ、その出力側に図９Ｅに示すような信号Ｓ４として出
力される。
【００２４】この信号Ｓ４は次段の比較回路７ｂに供給
され、ここで所定の基準値Ｖcと比較され、その比較結
果がスイッチング信号である比較回路９からのパルス信
号Ｓ３でそのオンオフを制御されている最終段のトラン
ジスタ１４を介して燃焼状態検出装置２０の出力端子Ｏ
ＵＴに実質的に図９Ｆに示すようなノックの発生に対応
したパルス信号Ｓ５として出力される。
され、ここで所定の基準値Ｖcと比較され、その比較結
果がスイッチング信号である比較回路９からのパルス信
号Ｓ３でそのオンオフを制御されている最終段のトラン
ジスタ１４を介して燃焼状態検出装置２０の出力端子Ｏ
ＵＴに実質的に図９Ｆに示すようなノックの発生に対応
したパルス信号Ｓ５として出力される。
【００２５】つまり、比較回路９からのパルス信号Ｓ３
がハイレベルの時はトランジスタ１０がオンし，トラン
ジスタ１２がオフしているので、比較回路７ｂの出力が
そのまま供給されるトランジスタ１４は、比較回路７ｂ
の出力がハイレベルの時（信号Ｓ４のレベルが基準値Ｖ
cより大きいとき）オン、ローレベルの時（信号Ｓ４の
レベルが基準値Ｖcより小さいとき）オフとなり、結果
として燃焼状態検出装置２０の出力端子ＯＵＴに図９Ｆ
に示すようなパルス信号Ｓ５がノックの発生に対応した
信号として得られる。
がハイレベルの時はトランジスタ１０がオンし，トラン
ジスタ１２がオフしているので、比較回路７ｂの出力が
そのまま供給されるトランジスタ１４は、比較回路７ｂ
の出力がハイレベルの時（信号Ｓ４のレベルが基準値Ｖ
cより大きいとき）オン、ローレベルの時（信号Ｓ４の
レベルが基準値Ｖcより小さいとき）オフとなり、結果
として燃焼状態検出装置２０の出力端子ＯＵＴに図９Ｆ
に示すようなパルス信号Ｓ５がノックの発生に対応した
信号として得られる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関の燃焼状態検出装置は以上のように構成されている
ので、以下のような問題点があった。即ち、ノッキング
の高周波振動成分はイオン電流検出信号波形のピーク以
降から発生するが、燃焼状態の変動に起因する波形の歪
みや、外来ノイズの重畳、点火動作に伴うノイズ等によ
り波形の全範囲においてノッキングによる高周波成分と
近似したノイズ成分を含んでいる可能性がある。このた
め従来装置では、遅延回路８、比較回路９およびトラン
ジスタ１０、１２を設けることによりイオン電流検出信
号発生後の一定期間を非検出期間とすることで、主に放
電終了直後の点火ノイズ成分を除去している。
機関の燃焼状態検出装置は以上のように構成されている
ので、以下のような問題点があった。即ち、ノッキング
の高周波振動成分はイオン電流検出信号波形のピーク以
降から発生するが、燃焼状態の変動に起因する波形の歪
みや、外来ノイズの重畳、点火動作に伴うノイズ等によ
り波形の全範囲においてノッキングによる高周波成分と
近似したノイズ成分を含んでいる可能性がある。このた
め従来装置では、遅延回路８、比較回路９およびトラン
ジスタ１０、１２を設けることによりイオン電流検出信
号発生後の一定期間を非検出期間とすることで、主に放
電終了直後の点火ノイズ成分を除去している。
【００２７】一方でイオン電流検出信号波形はエンジン
の運転条件により波形が変化し、時間幅も条件により異
なってくる。このため、特に時間幅の広い低回転条件に
おいては検出期間が必要以上に広くなり、ノイズ成分を
多く取り込むことでＳ／Ｎ比が低下し、内燃機関の燃焼
状態の検出精度、特にノック検出の精度が劣化するとい
う問題点があった。
の運転条件により波形が変化し、時間幅も条件により異
なってくる。このため、特に時間幅の広い低回転条件に
おいては検出期間が必要以上に広くなり、ノイズ成分を
多く取り込むことでＳ／Ｎ比が低下し、内燃機関の燃焼
状態の検出精度、特にノック検出の精度が劣化するとい
う問題点があった。
【００２８】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、検出範囲を最適化してＳ/Ｎ比
を向上し、内燃機関の燃焼状態の検出精度、特にノック
検出の精度を上げることのできる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、検出範囲を最適化してＳ/Ｎ比
を向上し、内燃機関の燃焼状態の検出精度、特にノック
検出の精度を上げることのできる内燃機関の燃焼状態検
出装置を得ることを目的とする。
【００２９】
【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、点火用高電圧を発生する
点火コイルと、前記点火用高電圧の印加により放電して
内燃機関の気筒内の混合気を着火する点火プラグと、該
点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス手段を含
み、前記混合気の燃焼中の気筒内で発生するイオン量に
応じたイオン電流をイオン電流検出信号として検出する
イオン電流検出手段と、前記イオン電流検出信号に基づ
いて前記内燃機関のノック発生状態を示すノック判定信
号を生成するノック信号処理手段と、前記内燃機関の制
御パラメータを演算するとともに、前記イオン電流検出
信号および前記ノック判定信号に基づいて前記点火プラ
グにおける燃焼状態を検出するＥＣＵとを備え、前記ノ
ック信号処理手段は前記イオン電流検出信号の積分値に
基づいて前記ノック判定信号の検出期間を設定するもの
である。
燃機関の燃焼状態検出装置は、点火用高電圧を発生する
点火コイルと、前記点火用高電圧の印加により放電して
内燃機関の気筒内の混合気を着火する点火プラグと、該
点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス手段を含
み、前記混合気の燃焼中の気筒内で発生するイオン量に
応じたイオン電流をイオン電流検出信号として検出する
イオン電流検出手段と、前記イオン電流検出信号に基づ
いて前記内燃機関のノック発生状態を示すノック判定信
号を生成するノック信号処理手段と、前記内燃機関の制
御パラメータを演算するとともに、前記イオン電流検出
信号および前記ノック判定信号に基づいて前記点火プラ
グにおける燃焼状態を検出するＥＣＵとを備え、前記ノ
ック信号処理手段は前記イオン電流検出信号の積分値に
基づいて前記ノック判定信号の検出期間を設定するもの
である。
【００３０】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、前記ノック信号
処理手段は、前記イオン電流検出信号から前記内燃機関
のノックに対応した周波数帯を抽出するフィルタ手段
と、前記イオン電流検出信号に基づいて前記ノック信号
の検出可否を示す検出可否信号を出力する検出可否判定
手段と、前記検出可否信号が検出可能状態を示すときの
みに前記ノック判定信号の出力を有効にするノック信号
切換手段とを含むものである。
検出装置は、請求項１の発明において、前記ノック信号
処理手段は、前記イオン電流検出信号から前記内燃機関
のノックに対応した周波数帯を抽出するフィルタ手段
と、前記イオン電流検出信号に基づいて前記ノック信号
の検出可否を示す検出可否信号を出力する検出可否判定
手段と、前記検出可否信号が検出可能状態を示すときの
みに前記ノック判定信号の出力を有効にするノック信号
切換手段とを含むものである。
【００３１】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２の発明において、前記検出可否判
定手段は、前記イオン電流検出信号を所定の基準値と比
較する第１の比較回路と、該第１の比較回路の比較結果
に基づいて、前記イオン電流検出信号が前記基準値を越
えた期間、前記イオン電流検出信号を積分する積分回路
と、該積分回路の出力値を所定の基準値と比較し、前記
積分回路の出力値が前記基準値を越えた期間、前記検出
可否信号を出力する第２の比較回路とを含むものであ
る。
検出装置は、請求項２の発明において、前記検出可否判
定手段は、前記イオン電流検出信号を所定の基準値と比
較する第１の比較回路と、該第１の比較回路の比較結果
に基づいて、前記イオン電流検出信号が前記基準値を越
えた期間、前記イオン電流検出信号を積分する積分回路
と、該積分回路の出力値を所定の基準値と比較し、前記
積分回路の出力値が前記基準値を越えた期間、前記検出
可否信号を出力する第２の比較回路とを含むものであ
る。
【００３２】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、
前記イオン電流検出手段は、前記バイアス手段の後段に
設けられたカレントミラー回路と、複数の電流−電圧回
路とを有し、前記カレントミラー回路は前記複数の電流
−電圧回路と前記積分回路に前記イオン電流検出信号に
相似な電流を供給するものである。
検出装置は、請求項１〜３のいずれかの発明において、
前記イオン電流検出手段は、前記バイアス手段の後段に
設けられたカレントミラー回路と、複数の電流−電圧回
路とを有し、前記カレントミラー回路は前記複数の電流
−電圧回路と前記積分回路に前記イオン電流検出信号に
相似な電流を供給するものである。
【００３３】請求項５の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項３または４の発明において、前記積
分回路は、前記イオン電流検出信号と、所定の電流値と
を加えて積分するものである。
検出装置は、請求項３または４の発明において、前記積
分回路は、前記イオン電流検出信号と、所定の電流値と
を加えて積分するものである。
【００３４】請求項６の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項２〜５のいずれかの発明において、
前記検出可否判定手段は、前記第１の比較回路の比較結
果が基準値を越えたときに、該第１の比較回路の出力状
態の変化を所定期間遅らせる遅延手段を含むものであ
る。
検出装置は、請求項２〜５のいずれかの発明において、
前記検出可否判定手段は、前記第１の比較回路の比較結
果が基準値を越えたときに、該第１の比較回路の出力状
態の変化を所定期間遅らせる遅延手段を含むものであ
る。
【００３５】請求項７の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項５または６の発明において、ノック
制御を行う全運転条件において、前記検出可否信号の検
出開始時期がイオン電流検出信号のピーク位置近傍に位
置するよう、前記積分回路に加える所定の電流値を設定
するものである。
検出装置は、請求項５または６の発明において、ノック
制御を行う全運転条件において、前記検出可否信号の検
出開始時期がイオン電流検出信号のピーク位置近傍に位
置するよう、前記積分回路に加える所定の電流値を設定
するものである。
【００３６】請求項８の発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置は、請求項６の発明において、前記遅延手段は
内燃機関の燃焼有無を判定する失火判定信号を形成する
遅延手段を兼用するものである。
検出装置は、請求項６の発明において、前記遅延手段は
内燃機関の燃焼有無を判定する失火判定信号を形成する
遅延手段を兼用するものである。
【００３７】
【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８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。
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８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。
【００３８】イオン電流を検出する電流検出回路２１は
複数のトランジスタ２１ａ〜２１ｅからなるカレントミ
ラー回路で構成され、トランジスタ２１ａのベースはバ
イアス回路５の出力側に接続され、そのコレクタは接地
され、そのエミッタはトランジスタ２１ｂのベースとト
ランジスタ２１ｃのベースの共通接続点に接続される。
複数のトランジスタ２１ａ〜２１ｅからなるカレントミ
ラー回路で構成され、トランジスタ２１ａのベースはバ
イアス回路５の出力側に接続され、そのコレクタは接地
され、そのエミッタはトランジスタ２１ｂのベースとト
ランジスタ２１ｃのベースの共通接続点に接続される。
【００３９】トランジスタ２１ｂのコレクタはトランジ
スタ２１ａのベースに接続され、そのエミッタは正の電
源端子ＶＢ接続される。トランジスタ２１cのコレクタ
は第１の電流−電圧変換回路２２の抵抗器２２ａを介し
て接地され、そのエミッタは正の電源端子ＶＢ接続され
る。また、トランジスタ２１dおよび２１eのベースはト
ランジスタ２１bおよび２１ｃのベースと共通接続さ
れ、トランジスタ２１dおよび２１eのエミッタは共に正
の電源端子ＶＢ接続される。トランジスタ２１eのコレ
クタは第２の電流−電圧変換回路２３の抵抗器２３ａを
介して接地される。
スタ２１ａのベースに接続され、そのエミッタは正の電
源端子ＶＢ接続される。トランジスタ２１cのコレクタ
は第１の電流−電圧変換回路２２の抵抗器２２ａを介し
て接地され、そのエミッタは正の電源端子ＶＢ接続され
る。また、トランジスタ２１dおよび２１eのベースはト
ランジスタ２１bおよび２１ｃのベースと共通接続さ
れ、トランジスタ２１dおよび２１eのエミッタは共に正
の電源端子ＶＢ接続される。トランジスタ２１eのコレ
クタは第２の電流−電圧変換回路２３の抵抗器２３ａを
介して接地される。
【００４０】第２の電流−電圧変換回路２３内の抵抗器
２３ａは、バイアス電圧によって流れ、電流検出回路２
１で検出されたイオン電流を電圧変換し、イオン電流検
出信号としてノック信号発生回路２４に出力する。ノッ
ク信号発生回路２４はフィルタ回路２４ａと比較回路２
４ｂとからなる。フィルタ回路２４ａはノッキング発生
時にイオン電流検出波形に含まれる高周波振動成分を抽
出する。また、比較回路２４ｂはフィルタ回路２４aの
出力を所定の基準値Ｖcと比較し矩形波に変換する。
２３ａは、バイアス電圧によって流れ、電流検出回路２
１で検出されたイオン電流を電圧変換し、イオン電流検
出信号としてノック信号発生回路２４に出力する。ノッ
ク信号発生回路２４はフィルタ回路２４ａと比較回路２
４ｂとからなる。フィルタ回路２４ａはノッキング発生
時にイオン電流検出波形に含まれる高周波振動成分を抽
出する。また、比較回路２４ｂはフィルタ回路２４aの
出力を所定の基準値Ｖcと比較し矩形波に変換する。
【００４１】同様に、 第１の電流−電圧変換回路２２
内の抵抗器２２ａは、バイアス電圧によって流れ、電流
検出回路２１で検出されたイオン電流を電圧変換し、イ
オン電流検出信号として第１の比較回路２５に出力す
る。比較回路２５はオペアンプ２５ａを含み、その非反
転入力端子は電流−電圧変換回路２２の出力側に接続さ
れ、その反転入力端子は所定の基準値Ｖａの基準端子に
接続され、その出力端子は積分回路２６を構成するコン
デンサ２６aとトランジスタ２１dのコレクタの接続点に
接続される。
内の抵抗器２２ａは、バイアス電圧によって流れ、電流
検出回路２１で検出されたイオン電流を電圧変換し、イ
オン電流検出信号として第１の比較回路２５に出力す
る。比較回路２５はオペアンプ２５ａを含み、その非反
転入力端子は電流−電圧変換回路２２の出力側に接続さ
れ、その反転入力端子は所定の基準値Ｖａの基準端子に
接続され、その出力端子は積分回路２６を構成するコン
デンサ２６aとトランジスタ２１dのコレクタの接続点に
接続される。
【００４２】第２の比較回路２７はオペアンプ２７ａと
抵抗器２７ｂを含み、オペアンプ２７ａの非反転入力端
子は積分回路２６の出力側に接続され、その反転入力端
子は所定の基準値Ｖbの基準端子に接続され、その出力
端子は抵抗器２７bを介して正の電源端子ＶＢに接続さ
れると共にトランジスタ２８のベースに接続される。
抵抗器２７ｂを含み、オペアンプ２７ａの非反転入力端
子は積分回路２６の出力側に接続され、その反転入力端
子は所定の基準値Ｖbの基準端子に接続され、その出力
端子は抵抗器２７bを介して正の電源端子ＶＢに接続さ
れると共にトランジスタ２８のベースに接続される。
【００４３】積分回路２６は、電流−電圧変換回路２２
からの電圧信号が比較回路２５で基準値Ｖｂと比較され
てその値が基準値以上の期間、カレントミラー回路から
なる電流検出回路２１で検出されたイオン電流検出信号
と相似な電流をコンデンサ２６aに充電する。また、比
較回路２７はコンデンサ２６ａの充電電圧を基準値Ｖb
と比較し、その値が基準値以上の期間は燃焼状態検出装
置２０Ａの出力端子ＯＵＴに得られるノック判定信号を
有効とする。
からの電圧信号が比較回路２５で基準値Ｖｂと比較され
てその値が基準値以上の期間、カレントミラー回路から
なる電流検出回路２１で検出されたイオン電流検出信号
と相似な電流をコンデンサ２６aに充電する。また、比
較回路２７はコンデンサ２６ａの充電電圧を基準値Ｖb
と比較し、その値が基準値以上の期間は燃焼状態検出装
置２０Ａの出力端子ＯＵＴに得られるノック判定信号を
有効とする。
【００４４】トランジスタ２８のエミッタは接地され、
そのコレクタは抵抗器２９を介して正の電源端子ＶＢに
接続されると共にトランジスタ３０のベースに接続され
る。トランジスタ３０ミッタは接地され、そのコレクタ
は比較回路２４の出力側に接続されると共に抵抗器３１
を介してトランジスタ３３のベースに接続され、更に抵
抗器３２を介して正の電源端子ＶＢに接続される。トラ
ンジスタ３３のエミッタは接地され、そのコレクタはＥ
ＣＵ１５に接続される。
そのコレクタは抵抗器２９を介して正の電源端子ＶＢに
接続されると共にトランジスタ３０のベースに接続され
る。トランジスタ３０ミッタは接地され、そのコレクタ
は比較回路２４の出力側に接続されると共に抵抗器３１
を介してトランジスタ３３のベースに接続され、更に抵
抗器３２を介して正の電源端子ＶＢに接続される。トラ
ンジスタ３３のエミッタは接地され、そのコレクタはＥ
ＣＵ１５に接続される。
【００４５】なお、構成要素５および２１〜３３は燃料
状態検出回路２０Ａを構成している。また、構成要素
５、２１〜２３はイオン電流検出手段を構成し、構成要
素２４〜２７、２８、３０はノック信号処理手段を構成
し、構成要素２５〜２７は検出可否判定手段を構成し、
２８および３０はノック信号切換手段を構成する。
状態検出回路２０Ａを構成している。また、構成要素
５、２１〜２３はイオン電流検出手段を構成し、構成要
素２４〜２７、２８、３０はノック信号処理手段を構成
し、構成要素２５〜２７は検出可否判定手段を構成し、
２８および３０はノック信号切換手段を構成する。
【００４６】次に、図２を参照しながら、図１に示した
実施の形態１による燃焼状態検出装置の動作について説
明する。なお、図２の左側部分は内燃機関の低回転時、
右側部分は内燃機関の高回転時のそれぞれ各回路部分に
現れる信号波形を示している。ＥＣＵ１５が目標制御タ
イミングでパワートランジスタ３のベースに図２Ａに示
すような点火信号Ｐを印加し、パワートランジスタ３を
オンオフ制御し、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の高圧側に点火用高電圧（たとえば、数１０ｋ
Ｖ）を発生させ、燃焼状態が正常であれば、点火プラグ
４の周辺および燃焼室内に所要量のイオンが発生するの
は上述と同様である。
実施の形態１による燃焼状態検出装置の動作について説
明する。なお、図２の左側部分は内燃機関の低回転時、
右側部分は内燃機関の高回転時のそれぞれ各回路部分に
現れる信号波形を示している。ＥＣＵ１５が目標制御タ
イミングでパワートランジスタ３のベースに図２Ａに示
すような点火信号Ｐを印加し、パワートランジスタ３を
オンオフ制御し、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の高圧側に点火用高電圧（たとえば、数１０ｋ
Ｖ）を発生させ、燃焼状態が正常であれば、点火プラグ
４の周辺および燃焼室内に所要量のイオンが発生するの
は上述と同様である。
【００４７】また、点火信号Ｐによりパワートランジス
タ３がオンされると、１次巻線２ａの電流が通電開始さ
れて、２次巻線２ｂの高圧側に正極性の電圧が発生し、
続いて、１次電流の遮断時において、２次巻線２ｂの高
圧側に点火用高電圧が発生して点火プラグ４が放電する
と、２次電流はコンデンサ５ａを所定電圧に充電するの
は上述と同様である。
タ３がオンされると、１次巻線２ａの電流が通電開始さ
れて、２次巻線２ｂの高圧側に正極性の電圧が発生し、
続いて、１次電流の遮断時において、２次巻線２ｂの高
圧側に点火用高電圧が発生して点火プラグ４が放電する
と、２次電流はコンデンサ５ａを所定電圧に充電するの
は上述と同様である。
【００４８】そして、点火プラグ４の放電によりイオン
が発生するので、イオン電流ｉが電流検出回路２１を介
して図１内の破線矢印で表す方向に流れ、これに伴って
電流−電圧変換回路２２および２３にも相似の電流が流
れ、この結果、電流−電圧変換回路２２および２３の出
力側には、図２Ｂに示すようなノイズ成分やノッキング
による高周波成分の重畳されたイオン電流検出信号Ｓ１
が得られる。
が発生するので、イオン電流ｉが電流検出回路２１を介
して図１内の破線矢印で表す方向に流れ、これに伴って
電流−電圧変換回路２２および２３にも相似の電流が流
れ、この結果、電流−電圧変換回路２２および２３の出
力側には、図２Ｂに示すようなノイズ成分やノッキング
による高周波成分の重畳されたイオン電流検出信号Ｓ１
が得られる。
【００４９】第１の電流−電圧変換回路２２の出力側に
得られたイオン電流検出信号Ｓ１は、比較回路２５に供
給されて所定の基準値Ｖａと比較され、更に積分回路２
６で積分されて、その出力側に図２Ｃに示すような信号
Ｓ６として出力される。この信号Ｓ６は次段の比較回路
２７で所定の基準値Ｖbと比較され、その出力側にイオ
ン電流検出信号Ｓ１の立ち上がりより所定時間遅延され
た図２Ｄに示すようなパルス信号Ｓ７が検出可否信号と
して出力される。
得られたイオン電流検出信号Ｓ１は、比較回路２５に供
給されて所定の基準値Ｖａと比較され、更に積分回路２
６で積分されて、その出力側に図２Ｃに示すような信号
Ｓ６として出力される。この信号Ｓ６は次段の比較回路
２７で所定の基準値Ｖbと比較され、その出力側にイオ
ン電流検出信号Ｓ１の立ち上がりより所定時間遅延され
た図２Ｄに示すようなパルス信号Ｓ７が検出可否信号と
して出力される。
【００５０】このパルス信号Ｓ７はスイッチング信号と
してトランジスタ２８に供給され、パルス信号Ｓ７がハ
イレベルの時トランジスタ２８がオン、トランジスタ２
８がオフとなり、パルス信号Ｓ７がローレベルの時トラ
ンジスタ２８がオフ、トランジスタ３０がオンとなる。
一方、第２の電流−電圧変換回路２３の出力側に得られ
たイオン電流検出信号Ｓ１はノック信号発生回路２４の
フィルタ回路２４ａに供給され、ここでイオン電流検出
信号Ｓ１から実質的に内燃機関のノックに対応した周波
数帯が抽出され、その出力側に図２Ｅに示すような信号
Ｓ８として出力される。
してトランジスタ２８に供給され、パルス信号Ｓ７がハ
イレベルの時トランジスタ２８がオン、トランジスタ２
８がオフとなり、パルス信号Ｓ７がローレベルの時トラ
ンジスタ２８がオフ、トランジスタ３０がオンとなる。
一方、第２の電流−電圧変換回路２３の出力側に得られ
たイオン電流検出信号Ｓ１はノック信号発生回路２４の
フィルタ回路２４ａに供給され、ここでイオン電流検出
信号Ｓ１から実質的に内燃機関のノックに対応した周波
数帯が抽出され、その出力側に図２Ｅに示すような信号
Ｓ８として出力される。
【００５１】この信号Ｓ８は次段の比較回路２４ｂに供
給され、ここで所定の基準値Ｖcと比較され、その比較
結果がスイッチング信号である比較回路２７からのパル
ス信号Ｓ７でそのオンオフを制御れている最終段のトラ
ンジスタ３３を介して燃焼状態検出装置２０Ａの出力端
子ＯＵＴに実質的に図２Ｆに示すようなノックの発生に
対応したパルス信号Ｓ９として出力される。
給され、ここで所定の基準値Ｖcと比較され、その比較
結果がスイッチング信号である比較回路２７からのパル
ス信号Ｓ７でそのオンオフを制御れている最終段のトラ
ンジスタ３３を介して燃焼状態検出装置２０Ａの出力端
子ＯＵＴに実質的に図２Ｆに示すようなノックの発生に
対応したパルス信号Ｓ９として出力される。
【００５２】つまり、比較回路２７からのパルス信号Ｓ
７がハイレベルの時はトランジスタ２８がオンし，トラ
ンジスタ３０がオフしているので、比較回路２４ｂの出
力がそのまま供給されるトランジスタ３３は、比較回路
２４ｂの出力がハイレベルの時（信号Ｓ８のレベルが基
準値Ｖcより大きいとき）オン、ローレベルの時（信号
Ｓ８のレベルが基準値Ｖcより小さいとき）オフとな
り、結果として燃焼状態検出装置２０Ａの出力端子ＯＵ
Ｔに図２Ｆに示すようなパルス信号Ｓ９がノックの発生
に対応したノック判定信号として得られる。
７がハイレベルの時はトランジスタ２８がオンし，トラ
ンジスタ３０がオフしているので、比較回路２４ｂの出
力がそのまま供給されるトランジスタ３３は、比較回路
２４ｂの出力がハイレベルの時（信号Ｓ８のレベルが基
準値Ｖcより大きいとき）オン、ローレベルの時（信号
Ｓ８のレベルが基準値Ｖcより小さいとき）オフとな
り、結果として燃焼状態検出装置２０Ａの出力端子ＯＵ
Ｔに図２Ｆに示すようなパルス信号Ｓ９がノックの発生
に対応したノック判定信号として得られる。
【００５３】このように、本実施の形態では、イオン電
流をコンデンサに充電した積分値が基準値を上回った期
間を検出期間としているため、検出開始時期がエンジン
の低回転では遅く、高回転では早く設定することがで
き、このため各エンジン回転数において、ノッキングに
よる高周波成分が重畳するイオン電流波形のピーク値付
近に検出開始時期を設定することができ、この結果、検
出範囲を最適化でき、Ｓ／Ｎ比の向上が図れ、ノック検
出精度が向上する。
流をコンデンサに充電した積分値が基準値を上回った期
間を検出期間としているため、検出開始時期がエンジン
の低回転では遅く、高回転では早く設定することがで
き、このため各エンジン回転数において、ノッキングに
よる高周波成分が重畳するイオン電流波形のピーク値付
近に検出開始時期を設定することができ、この結果、検
出範囲を最適化でき、Ｓ／Ｎ比の向上が図れ、ノック検
出精度が向上する。
【００５４】また、イオン電流を検出する電流検出回路
をカレントミラー回路で構成しているので、イオン電流
と相似な電流を積分回路に供給でき、イオン電流の積分
値にも基づいて、最終的に得られるノック判定信号の検
出期間を確実に設定できる。
をカレントミラー回路で構成しているので、イオン電流
と相似な電流を積分回路に供給でき、イオン電流の積分
値にも基づいて、最終的に得られるノック判定信号の検
出期間を確実に設定できる。
【００５５】実施の形態２．図３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。エ
ンジンによっては、上記実施の形態１における積分回路
２６では低回転時の検出開始時期、高回転時の検出開始
時期のどちらかが、イオン電流検出信号の波形のピーク
値付近から離れてしまう場合が想定される。
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。エ
ンジンによっては、上記実施の形態１における積分回路
２６では低回転時の検出開始時期、高回転時の検出開始
時期のどちらかが、イオン電流検出信号の波形のピーク
値付近から離れてしまう場合が想定される。
【００５６】そこで、本実施の形態では、燃焼状態検出
装置２０Ｂにおける第１の比較回路２５と第２の比較回
路２７の間に、比較回路２５の出力側とグランド間に接
続された積分用のコンデンサ２６aと、このコンデンサ
２６aの一端と正の電源端子Ｖ Ｂに接続された抵抗器２
６bで構成された積分回路２６Ａを設け、実質的にイオ
ン電流検出信号に所定のバイアス電流を付加して積分を
行うようにする。その他の構成は図１と同様である。
装置２０Ｂにおける第１の比較回路２５と第２の比較回
路２７の間に、比較回路２５の出力側とグランド間に接
続された積分用のコンデンサ２６aと、このコンデンサ
２６aの一端と正の電源端子Ｖ Ｂに接続された抵抗器２
６bで構成された積分回路２６Ａを設け、実質的にイオ
ン電流検出信号に所定のバイアス電流を付加して積分を
行うようにする。その他の構成は図１と同様である。
【００５７】図４は、上記実施の形態例１におけるよう
に積分回路２６に対するバイアス電流なしの場合と、本
実施の形態におけるように積分回路２６Ａに対するバイ
アス電流ありの場合について、積分波形と検出期間の開
始時期を比較して示したもので、ここではイオン検出信
号Ｓ１を直線化して簡略化している。
に積分回路２６に対するバイアス電流なしの場合と、本
実施の形態におけるように積分回路２６Ａに対するバイ
アス電流ありの場合について、積分波形と検出期間の開
始時期を比較して示したもので、ここではイオン検出信
号Ｓ１を直線化して簡略化している。
【００５８】図４Ａに示すイオン電流検出信号Ｓ１に対
して、図４Ｂに破線で示す信号Ｓ６は上述の図１の積分
回路２６の出力側に得られる信号、実線で示す信号Ｓ１
０は図３の積分回路２６Ａの出力側に得られる信号であ
り、同様に、図４Ｃに破線で示す信号Ｓ７は上述の図１
の比較回路２７の出力側に得られるパルス信号、実線で
示す信号Ｓ１１は図３の比較回路２７の出力側に得られ
るパルス信号である。
して、図４Ｂに破線で示す信号Ｓ６は上述の図１の積分
回路２６の出力側に得られる信号、実線で示す信号Ｓ１
０は図３の積分回路２６Ａの出力側に得られる信号であ
り、同様に、図４Ｃに破線で示す信号Ｓ７は上述の図１
の比較回路２７の出力側に得られるパルス信号、実線で
示す信号Ｓ１１は図３の比較回路２７の出力側に得られ
るパルス信号である。
【００５９】実施の形態１において高回転時の検出開始
時期が適切であるが低回転時の検出開始時期が遅れすぎ
ている場合、単に積分用のコンデンサの容量を増加させ
て低回転時の検出開始時期を早めると、高回転時の検出
開始時期も早くなり不適切な位置に移動してしまう。
時期が適切であるが低回転時の検出開始時期が遅れすぎ
ている場合、単に積分用のコンデンサの容量を増加させ
て低回転時の検出開始時期を早めると、高回転時の検出
開始時期も早くなり不適切な位置に移動してしまう。
【００６０】ところが、図３のように抵抗器２６bを介
してバイアス電流を適切に積分用のコンデンサ２６ａに
付加した場合には、低回転時はイオン電流に対するバイ
アス電流の比率が高いため検出開始時期は大きく変動す
るのに対し、高回転時はバイアス電流の比率が低いため
変動は微少である。このため、抵抗器２６ｂの値を変え
てバイアス電流を適当な値とすることにより高回転時お
よび低回転時の検出開始時期を共に適切な位置に設定す
ることができる。
してバイアス電流を適切に積分用のコンデンサ２６ａに
付加した場合には、低回転時はイオン電流に対するバイ
アス電流の比率が高いため検出開始時期は大きく変動す
るのに対し、高回転時はバイアス電流の比率が低いため
変動は微少である。このため、抵抗器２６ｂの値を変え
てバイアス電流を適当な値とすることにより高回転時お
よび低回転時の検出開始時期を共に適切な位置に設定す
ることができる。
【００６１】このように、本実施の形態においては、所
定のバイアス電流を積分回路に付加することにより、幅
広いエンジン回転域において、検出開始時期を常に適切
な位置に設定することが可能となる
定のバイアス電流を積分回路に付加することにより、幅
広いエンジン回転域において、検出開始時期を常に適切
な位置に設定することが可能となる
【００６２】実施の形態３．図５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。イ
オン電流は点火コイルの放電終了後に発生するが、放電
終了時には放電電圧の変動によりノイズ電流が発生す
る。このノイズ電流量がその後に発生する正規のイオン
電流量に比較して大きい場合には、ノイズ電流による積
分値が大きな比率を占めるため検出開始時期を正規のイ
オン電流に応じた適切な位置に設定することができなく
なる。
態２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。イ
オン電流は点火コイルの放電終了後に発生するが、放電
終了時には放電電圧の変動によりノイズ電流が発生す
る。このノイズ電流量がその後に発生する正規のイオン
電流量に比較して大きい場合には、ノイズ電流による積
分値が大きな比率を占めるため検出開始時期を正規のイ
オン電流に応じた適切な位置に設定することができなく
なる。
【００６３】本実施の形態ではこの問題を解決すべ第１
の比較回路２５の出力波形の立ち上がりを遅延回路によ
り所定時間遅らせて、ノイズ電流の発生が終了した後よ
り正規のイオン電流の積分を行うようにするものであ
る。そこで、本実施の形態では、燃焼状態検出装置２０
Cの第１の比較回路２５と積分回路２６Ａとの間に遅延
回路３４を設ける。その他の構成は、図３と同様であ
る。
の比較回路２５の出力波形の立ち上がりを遅延回路によ
り所定時間遅らせて、ノイズ電流の発生が終了した後よ
り正規のイオン電流の積分を行うようにするものであ
る。そこで、本実施の形態では、燃焼状態検出装置２０
Cの第１の比較回路２５と積分回路２６Ａとの間に遅延
回路３４を設ける。その他の構成は、図３と同様であ
る。
【００６４】遅延回路３４はオペアンプ３４ａと、正の
電源端子ＶＢおよびグランド間に直列接続された抵抗器
３４ｂおよびコンデンサ３４ｃとを含む。オペアンプ３
４ａの非反転入力端子は抵抗器３４ｂおよびコンデンサ
３４ｃの接続点に接続されると共に更に第１の比較回路
２５の出力側に接続され、その反転入力端子は所定の基
準値Ｖdを有する負の電源端子に接続され、その出力端
子は積分回路２６Ａの入力側に接続される。
電源端子ＶＢおよびグランド間に直列接続された抵抗器
３４ｂおよびコンデンサ３４ｃとを含む。オペアンプ３
４ａの非反転入力端子は抵抗器３４ｂおよびコンデンサ
３４ｃの接続点に接続されると共に更に第１の比較回路
２５の出力側に接続され、その反転入力端子は所定の基
準値Ｖdを有する負の電源端子に接続され、その出力端
子は積分回路２６Ａの入力側に接続される。
【００６５】次に、図６を参照しながら、図５に示した
実施の形態３による燃焼状態検出装置の動作について説
明する。なお、図６の左側部分は内燃機関の低回転時、
右側部分は内燃機関の高回転時のそれぞれ各回路部分に
現れる信号波形を示している。点火信号Ｐ（図６Ａ）が
パワートランジスタ３に印加され、電流−電圧変換回路
２２および２３の出力側には、ノイズ成分やノッキング
による高周波成分の重畳されたイオン電流検出信号Ｓ１
（図６Ｂ）が得られるのは、上述の動作の場合と同様で
ある。
実施の形態３による燃焼状態検出装置の動作について説
明する。なお、図６の左側部分は内燃機関の低回転時、
右側部分は内燃機関の高回転時のそれぞれ各回路部分に
現れる信号波形を示している。点火信号Ｐ（図６Ａ）が
パワートランジスタ３に印加され、電流−電圧変換回路
２２および２３の出力側には、ノイズ成分やノッキング
による高周波成分の重畳されたイオン電流検出信号Ｓ１
（図６Ｂ）が得られるのは、上述の動作の場合と同様で
ある。
【００６６】第１の電流−電圧変換回路２２の出力側に
得られたイオン電流検出信号Ｓ１は、比較回路２５に供
給されて所定の基準値Ｖａと比較され、更に遅延回路３
４に供給されて、その抵抗器３４ｂおよびコンデンサ３
４ｃの接続点に図６Ｃに示すような信号Ｓ１２がえられ
る。この信号Ｓ１２はオペアップ３４ａで基準値Ｖｄと
比較され、その出力が更に積分回路２６Ａで積分され
て、その出力側に図６Ｄに示すような信号Ｓ１３として
出力される。この場合、積分回路２６Ａは信号Ｓ１２の
立ち上がりより所定量遅延された信号、つまり、実質的
にノイズ成分の除去された正規のイオン電流のみを積分
することになる。
得られたイオン電流検出信号Ｓ１は、比較回路２５に供
給されて所定の基準値Ｖａと比較され、更に遅延回路３
４に供給されて、その抵抗器３４ｂおよびコンデンサ３
４ｃの接続点に図６Ｃに示すような信号Ｓ１２がえられ
る。この信号Ｓ１２はオペアップ３４ａで基準値Ｖｄと
比較され、その出力が更に積分回路２６Ａで積分され
て、その出力側に図６Ｄに示すような信号Ｓ１３として
出力される。この場合、積分回路２６Ａは信号Ｓ１２の
立ち上がりより所定量遅延された信号、つまり、実質的
にノイズ成分の除去された正規のイオン電流のみを積分
することになる。
【００６７】この信号Ｓ１３は次段の比較回路２７で所
定の基準値Ｖbと比較され、その出力側にイオン電流検
出信号Ｓ１の立ち上がりより所定時間遅延された図６Ｅ
に示すようなパルス信号Ｓ７が出力される。このパルス
信号Ｓ７はスイッチング信号としてトランジスタ２８に
供給され、パルス信号Ｓ７がハイレベルの時トランジス
タ２８がオン、トランジスタ２８がオフとなり、パルス
信号Ｓ７がローレベルの時トランジスタ２８がオフ、ト
ランジスタ３０がオンとなる。
定の基準値Ｖbと比較され、その出力側にイオン電流検
出信号Ｓ１の立ち上がりより所定時間遅延された図６Ｅ
に示すようなパルス信号Ｓ７が出力される。このパルス
信号Ｓ７はスイッチング信号としてトランジスタ２８に
供給され、パルス信号Ｓ７がハイレベルの時トランジス
タ２８がオン、トランジスタ２８がオフとなり、パルス
信号Ｓ７がローレベルの時トランジスタ２８がオフ、ト
ランジスタ３０がオンとなる。
【００６８】一方、第２の電流−電圧変換回路２３の出
力側に得られたイオン電流検出信号Ｓ１はノック信号発
生回路２４のフィルタ回路２４ａに供給され、ここでイ
オン電流検出信号Ｓ１から実質的に内燃機関のノックに
対応した周波数帯が抽出され、その出力側に図６Ｆに示
すような信号Ｓ８として出力される。
力側に得られたイオン電流検出信号Ｓ１はノック信号発
生回路２４のフィルタ回路２４ａに供給され、ここでイ
オン電流検出信号Ｓ１から実質的に内燃機関のノックに
対応した周波数帯が抽出され、その出力側に図６Ｆに示
すような信号Ｓ８として出力される。
【００６９】この信号Ｓ８は次段の比較回路２４ｂに供
給され、ここで所定の基準値Ｖcと比較され、その比較
結果がスイッチング信号である比較回路２７からのパル
ス信号Ｓ７でそのオンオフを制御れている最終段のトラ
ンジスタ３３を介して燃焼状態検出装置２０Ｃの出力端
子ＯＵＴに実質的に図６Ｇに示すようなノックの発生に
対応したパルス信号Ｓ９として出力される。
給され、ここで所定の基準値Ｖcと比較され、その比較
結果がスイッチング信号である比較回路２７からのパル
ス信号Ｓ７でそのオンオフを制御れている最終段のトラ
ンジスタ３３を介して燃焼状態検出装置２０Ｃの出力端
子ＯＵＴに実質的に図６Ｇに示すようなノックの発生に
対応したパルス信号Ｓ９として出力される。
【００７０】つまり、比較回路２７からのパルス信号Ｓ
７がハイレベルの時はトランジスタ２８がオンし，トラ
ンジスタ３０がオフしているので、比較回路２４ｂの出
力がそのまま供給されるトランジスタ３３は、比較回路
２４ｂの出力がハイレベルの時（信号Ｓ８のレベルが基
準値Ｖcより大きいとき）オン、ローレベルの時（信号
Ｓ８のレベルが基準値Ｖcより小さいとき）オフとな
り、結果として燃焼状態検出装置２０Ｃの出力端子ＯＵ
Ｔに図６Ｇに示すようなパルス信号Ｓ９がノックの発生
に対応したノック判定信号として得られる。
７がハイレベルの時はトランジスタ２８がオンし，トラ
ンジスタ３０がオフしているので、比較回路２４ｂの出
力がそのまま供給されるトランジスタ３３は、比較回路
２４ｂの出力がハイレベルの時（信号Ｓ８のレベルが基
準値Ｖcより大きいとき）オン、ローレベルの時（信号
Ｓ８のレベルが基準値Ｖcより小さいとき）オフとな
り、結果として燃焼状態検出装置２０Ｃの出力端子ＯＵ
Ｔに図６Ｇに示すようなパルス信号Ｓ９がノックの発生
に対応したノック判定信号として得られる。
【００７１】このように、本実施の形態においては、ノ
イズ分を除去した正規のイオン電流のみを積分している
ため、検出開始時期を精度良く適切な位置に設定するこ
とができる。
イズ分を除去した正規のイオン電流のみを積分している
ため、検出開始時期を精度良く適切な位置に設定するこ
とができる。
【００７２】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４を示す構成図であり、図において、図５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
実施の形態は、ノック判定の他に失火判定の機能を持た
したもので、図５の遅延手回路３４を、実質的に内燃機
関の燃焼有無を判定する失火判定信号を形成する遅延手
段として兼用する。
態４を示す構成図であり、図において、図５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
実施の形態は、ノック判定の他に失火判定の機能を持た
したもので、図５の遅延手回路３４を、実質的に内燃機
関の燃焼有無を判定する失火判定信号を形成する遅延手
段として兼用する。
【００７３】そこで、一対のトランジスタ３６および３
８と３９および４１を設け、トランジスタ３６および３
９のベースを遅延回路３４の出力側に接続する。また、
トランジスタ３６および３９のベースを抵抗器３５を介
して正の電源端子ＶＢに接続し、そのエミッタを接地
し、そのコレクタをそれぞれ抵抗器３７および４０を介
して正の電源端子ＶＢに接続する。また、トランジスタ
３６および３９のコレクタはそれぞれトランジスタ３８
および４１のベースに接続し、トランジスタ３８および
４１のエミッタは共に接地し、そして、トランジスタ３
８のコレクタは積分回路２６Ａの入力側に接続し、トラ
ンジスタ４１のコレクタは燃焼状態検出装置２０Ｄの第
２の出力端子ＯＵＴ２に接続する。
８と３９および４１を設け、トランジスタ３６および３
９のベースを遅延回路３４の出力側に接続する。また、
トランジスタ３６および３９のベースを抵抗器３５を介
して正の電源端子ＶＢに接続し、そのエミッタを接地
し、そのコレクタをそれぞれ抵抗器３７および４０を介
して正の電源端子ＶＢに接続する。また、トランジスタ
３６および３９のコレクタはそれぞれトランジスタ３８
および４１のベースに接続し、トランジスタ３８および
４１のエミッタは共に接地し、そして、トランジスタ３
８のコレクタは積分回路２６Ａの入力側に接続し、トラ
ンジスタ４１のコレクタは燃焼状態検出装置２０Ｄの第
２の出力端子ＯＵＴ２に接続する。
【００７４】この図７の動作の内ノック検出に関する動
作は実質的に図５の回路の場合と同じであり、燃焼状態
検出装置２０Ｄの第１の出力端子ＯＵＴ１にパルス信号
Ｓ９（図６Ｇ）がノックの発生に対応したノック判定信
号として得られる。
作は実質的に図５の回路の場合と同じであり、燃焼状態
検出装置２０Ｄの第１の出力端子ＯＵＴ１にパルス信号
Ｓ９（図６Ｇ）がノックの発生に対応したノック判定信
号として得られる。
【００７５】また、失火検出に関する動作は、信号Ｓ１
２のレベルが遅延回路３４のオペアップ３４ａの基準値
Ｖｄより小さいときトランジスタ３９がオフ、トランジ
スタ４１がオンして燃焼状態検出装置２０Ｄの第２の出
力端子ＯＵＴ２にパルス信号Ｓ３（図９Ｄ）が内燃機関
の燃焼有無を判定する失火判定信号として得られる。つ
まり、ＥＣＵ１５では入力された信号Ｓ３がハイレベル
の時燃焼が正常に行われ、ローレベルの時失火が生じて
いると判定する。
２のレベルが遅延回路３４のオペアップ３４ａの基準値
Ｖｄより小さいときトランジスタ３９がオフ、トランジ
スタ４１がオンして燃焼状態検出装置２０Ｄの第２の出
力端子ＯＵＴ２にパルス信号Ｓ３（図９Ｄ）が内燃機関
の燃焼有無を判定する失火判定信号として得られる。つ
まり、ＥＣＵ１５では入力された信号Ｓ３がハイレベル
の時燃焼が正常に行われ、ローレベルの時失火が生じて
いると判定する。
【００７６】このように、本実施の形態においては、ノ
ック判定に用いる遅延手回路を、実質的に内燃機関の燃
焼有無を判定する失火判定信号を形成する遅延手段とし
て兼用しているので、簡単な回路構成でノック判定の他
に失火判定も同時に行うことができる。
ック判定に用いる遅延手回路を、実質的に内燃機関の燃
焼有無を判定する失火判定信号を形成する遅延手段とし
て兼用しているので、簡単な回路構成でノック判定の他
に失火判定も同時に行うことができる。
【００７７】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
点火用高電圧を発生する点火コイルと、前記点火用高電
圧の印加により放電して内燃機関の気筒内の混合気を着
火する点火プラグと、該点火プラグにバイアス電圧を印
加するバイアス手段を含み、前記混合気の燃焼中の気筒
内で発生するイオン量に応じたイオン電流をイオン電流
検出信号として検出するイオン電流検出手段と、前記イ
オン電流検出信号に基づいて前記内燃機関のノック発生
状態を示すノック判定信号を生成するノック信号処理手
段と、前記内燃機関の制御パラメータを演算するととも
に、前記イオン電流検出信号および前記ノック判定信号
に基づいて前記点火プラグにおける燃焼状態を検出する
ＥＣＵとを備え、前記ノック信号処理手段は前記イオン
電流検出信号の積分値に基づいて前記ノック判定信号の
検出期間を設定するので、検出開始時期がエンジンの低
回転では遅く、高回転では早く設定することができ、こ
のため各エンジン回転数において、ノッキングによる高
周波成分が重畳するイオン電流波形のピーク値付近に検
出開始時期を設定することができ、以て、検出範囲を最
適化でき、Ｓ／Ｎ比の向上が図れ、ノック検出精度が向
上することができるという効果がある。
点火用高電圧を発生する点火コイルと、前記点火用高電
圧の印加により放電して内燃機関の気筒内の混合気を着
火する点火プラグと、該点火プラグにバイアス電圧を印
加するバイアス手段を含み、前記混合気の燃焼中の気筒
内で発生するイオン量に応じたイオン電流をイオン電流
検出信号として検出するイオン電流検出手段と、前記イ
オン電流検出信号に基づいて前記内燃機関のノック発生
状態を示すノック判定信号を生成するノック信号処理手
段と、前記内燃機関の制御パラメータを演算するととも
に、前記イオン電流検出信号および前記ノック判定信号
に基づいて前記点火プラグにおける燃焼状態を検出する
ＥＣＵとを備え、前記ノック信号処理手段は前記イオン
電流検出信号の積分値に基づいて前記ノック判定信号の
検出期間を設定するので、検出開始時期がエンジンの低
回転では遅く、高回転では早く設定することができ、こ
のため各エンジン回転数において、ノッキングによる高
周波成分が重畳するイオン電流波形のピーク値付近に検
出開始時期を設定することができ、以て、検出範囲を最
適化でき、Ｓ／Ｎ比の向上が図れ、ノック検出精度が向
上することができるという効果がある。
【００７８】また、請求項２の発明によれば、前記ノッ
ク信号処理手段は、前記イオン電流検出信号から前記内
燃機関のノックに対応した周波数帯を抽出するフィルタ
手段と、前記イオン電流検出信号に基づいて前記ノック
信号の検出可否を示す検出可否信号を出力する検出可否
判定手段と、前記検出可否信号が検出可能状態を示すと
きのみに前記ノック判定信号の出力を有効にするノック
信号切換手段とを含むので、良好なＳ/Ｎ比でノック検
出を確実に行うことのできるという効果がある。
ク信号処理手段は、前記イオン電流検出信号から前記内
燃機関のノックに対応した周波数帯を抽出するフィルタ
手段と、前記イオン電流検出信号に基づいて前記ノック
信号の検出可否を示す検出可否信号を出力する検出可否
判定手段と、前記検出可否信号が検出可能状態を示すと
きのみに前記ノック判定信号の出力を有効にするノック
信号切換手段とを含むので、良好なＳ/Ｎ比でノック検
出を確実に行うことのできるという効果がある。
【００７９】また、請求項３の発明によれば、前記検出
可否判定手段は、前記イオン電流検出信号を所定の基準
値と比較する第１の比較回路と、該第１の比較回路の比
較結果に基づいて、前記イオン電流検出信号が前記基準
値を越えた期間、前記イオン電流検出信号を積分する積
分回路と、該積分回路の出力値を所定の基準値と比較
し、前記積分回路の出力値が前記基準値を越えた期間、
前記検出可否信号を出力する第２の比較回路とを含むの
で、ノッキングによる高周波成分が重畳するイオン電流
波形のピーク値付近に検出開始時期を設定することがで
き、以て、検出範囲を最適化して良好なＳ/Ｎ比でノッ
ク検出を確実に行うことのできるできるという効果があ
る。
可否判定手段は、前記イオン電流検出信号を所定の基準
値と比較する第１の比較回路と、該第１の比較回路の比
較結果に基づいて、前記イオン電流検出信号が前記基準
値を越えた期間、前記イオン電流検出信号を積分する積
分回路と、該積分回路の出力値を所定の基準値と比較
し、前記積分回路の出力値が前記基準値を越えた期間、
前記検出可否信号を出力する第２の比較回路とを含むの
で、ノッキングによる高周波成分が重畳するイオン電流
波形のピーク値付近に検出開始時期を設定することがで
き、以て、検出範囲を最適化して良好なＳ/Ｎ比でノッ
ク検出を確実に行うことのできるできるという効果があ
る。
【００８０】また、請求項４の発明によれば、前記イオ
ン電流検出手段は、前記バイアス手段の後段に設けられ
たカレントミラー回路と、複数の電流−電圧回路とを有
し、前記カレントミラー回路は前記複数の電流−電圧回
路と前記積分回路に前記イオン電流検出信号に相似な電
流を供給するので、イオン電流検出信号の積分値にも基
づいて、最終的に得られるノック判定信号の検出期間を
確実に設定できるという効果がある。
ン電流検出手段は、前記バイアス手段の後段に設けられ
たカレントミラー回路と、複数の電流−電圧回路とを有
し、前記カレントミラー回路は前記複数の電流−電圧回
路と前記積分回路に前記イオン電流検出信号に相似な電
流を供給するので、イオン電流検出信号の積分値にも基
づいて、最終的に得られるノック判定信号の検出期間を
確実に設定できるという効果がある。
【００８１】また、請求項５の発明によれば、前記積分
回路は、前記イオン電流検出信号と、所定の電流値とを
加えて積分するので、ノッキングによる高周波成分が重
畳するイオン電流波形のピーク値付近に検出開始時期を
確実に設定することができ、以て、検出範囲を最適化で
き、Ｓ／Ｎ比の向上が図れ、ノック検出精度が向上する
ことができるとう効果がある。
回路は、前記イオン電流検出信号と、所定の電流値とを
加えて積分するので、ノッキングによる高周波成分が重
畳するイオン電流波形のピーク値付近に検出開始時期を
確実に設定することができ、以て、検出範囲を最適化で
き、Ｓ／Ｎ比の向上が図れ、ノック検出精度が向上する
ことができるとう効果がある。
【００８２】また、請求項６の発明によれば、前記検出
可否判定手段は、前記第１の比較回路の比較結果が基準
値を越えたときに、該第１の比較回路の出力状態の変化
を所定期間遅らせる遅延手段を含むので、ノイズ分を除
去した正規のイオン電流のみを積分して検出開始時期を
精度良く適切な位置に設定することができるという効果
がある。
可否判定手段は、前記第１の比較回路の比較結果が基準
値を越えたときに、該第１の比較回路の出力状態の変化
を所定期間遅らせる遅延手段を含むので、ノイズ分を除
去した正規のイオン電流のみを積分して検出開始時期を
精度良く適切な位置に設定することができるという効果
がある。
【００８３】また、請求項７の発明によれば、ノック制
御を行う全運転条件において、前記検出可否信号の検出
開始時期がイオン電流検出信号のピーク位置近傍に位置
するよう、前記積分回路に加える所定の電流値を設定す
るので、検出開始時期を精度良くより適切な位置に設定
することができるという効果がある。
御を行う全運転条件において、前記検出可否信号の検出
開始時期がイオン電流検出信号のピーク位置近傍に位置
するよう、前記積分回路に加える所定の電流値を設定す
るので、検出開始時期を精度良くより適切な位置に設定
することができるという効果がある。
【００８４】また、請求項８の発明によれば、前記遅延
手段は内燃機関の燃焼有無を判定する失火判定信号を形
成する遅延手段を兼用するので、ノック判定に用いる遅
延手回路を、実質的に内燃機関の燃焼有無を判定する失
火判定信号を形成する遅延手段として兼用しているの
で、簡単な回路構成でノック判定の他に失火判定も同時
に行うことができるという効果がある。
手段は内燃機関の燃焼有無を判定する失火判定信号を形
成する遅延手段を兼用するので、ノック判定に用いる遅
延手回路を、実質的に内燃機関の燃焼有無を判定する失
火判定信号を形成する遅延手段として兼用しているの
で、簡単な回路構成でノック判定の他に失火判定も同時
に行うことができるという効果がある。
【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１の動作説明に供する
ための図である。
ための図である。
【図３】 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４】 この発明の実施の形態２の動作説明に供する
ための図である。
ための図である。
【図５】 この発明の実施の形態３を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図６】 この発明の実施の形態３の動作説明に供する
ための図である。
ための図である。
【図７】 この発明の実施の形態３を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図８】 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９】従来の内燃機関の燃焼状態検出装置における動
作説明に供するための図である。
作説明に供するための図である。
２ 点火コイル、 ４ 点火プラグ、 ５ バイアス回
路、 １５ ＥＣＵ、２０Ａ〜２０Ｄ 燃焼状態検出装
置、 ２１ 電流検出回路、 ２２ 第１の電流−電圧
変換回路、 ２３ 第２の電流−電圧変換回路、 ２４
ノック信号発生回路、 ２５ 第１の比較回路、 ２
６，２６Ａ 積分回路、 ２７ 第２の比較回路、 ２
８，３０，３３，３６，３８，３９，４１ トランジス
タ、３４ 遅延回路。
路、 １５ ＥＣＵ、２０Ａ〜２０Ｄ 燃焼状態検出装
置、 ２１ 電流検出回路、 ２２ 第１の電流−電圧
変換回路、 ２３ 第２の電流−電圧変換回路、 ２４
ノック信号発生回路、 ２５ 第１の比較回路、 ２
６，２６Ａ 積分回路、 ２７ 第２の比較回路、 ２
８，３０，３３，３６，３８，３９，４１ トランジス
タ、３４ 遅延回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｆ０２Ｐ 17/00 Ｅ (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） 2G087 BB12 BB13 BB14 CC35 FF04 FF06 FF22 FF23 3G019 CD06 DA07 DB04 DB07 DB14 FA31 GA00 GA14 GA16 LA05 3G084 BA16 DA04 DA20 DA38 EA00 EA01 EA11 FA24 FA25
Claims (8)
- 【請求項１】 点火用高電圧を発生する点火コイルと、 前記点火用高電圧の印加により放電して内燃機関の気筒
内の混合気を着火する点火プラグと、 該点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス手段を
含み、前記混合気の燃焼中の気筒内で発生するイオン量
に応じたイオン電流をイオン電流検出信号として検出す
るイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出信号に基づいて前記内燃機関のノッ
ク発生状態を示すノック判定信号を生成するノック信号
処理手段と、 前記内燃機関の制御パラメータを演算するとともに、前
記イオン電流検出信号および前記ノック判定信号に基づ
いて前記点火プラグにおける燃焼状態を検出するＥＣＵ
とを備え、前記ノック信号処理手段は前記イオン電流検
出信号の積分値に基づいて前記ノック判定信号の検出期
間を設定する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】 前記ノック信号処理手段は、前記イオン
電流検出信号から前記内燃機関のノックに対応した周波
数帯を抽出するフィルタ手段と、前記イオン電流検出信
号に基づいて前記ノック信号の検出可否を示す検出可否
信号を出力する検出可否判定手段と、前記検出可否信号
が検出可能状態を示すときのみに前記ノック判定信号の
出力を有効にするノック信号切換手段とを含むことを特
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】 前記検出可否判定手段は、前記イオン電
流検出信号を所定の基準値と比較する第１の比較回路
と、該第１の比較回路の比較結果に基づいて、前記イオ
ン電流検出信号が前記基準値を越えた期間、前記イオン
電流検出信号を積分する積分回路と、該積分回路の出力
値を所定の基準値と比較し、前記積分回路の出力値が前
記基準値を越えた期間、前記検出可否信号を出力する第
２の比較回路とを含むことを特徴とする請求項２に記載
の内燃機関の燃焼状態検出装置。 - 【請求項４】 前記イオン電流検出手段は、前記バイア
ス手段の後段に設けられたカレントミラー回路と、複数
の電流−電圧回路とを有し、前記カレントミラー回路は
前記複数の電流−電圧回路と前記積分回路に前記イオン
電流検出信号に相似な電流を供給す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。 - 【請求項５】 前記積分回路は、前記イオン電流検出信
号と、所定の電流値とを加えて積分することを特徴とす
る請求項３または４に記載の内燃機関の燃焼状態検出装
置。 - 【請求項６】 前記検出可否判定手段は、前記第１の比
較回路の比較結果が基準値を越えたときに、該第１の比
較回路の出力状態の変化を所定期間遅らせる遅延手段を
含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の
内燃機関の燃焼状態検出装置。 - 【請求項７】 ノック制御を行う全運転条件において、
前記検出可否信号の検出開始時期がイオン電流検出信号
のピーク位置近傍に位置するよう、前記積分回路に加え
る所定の電流値を設定することを特徴とする請求項５ま
たは６に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。 - 【請求項８】 前記遅延手段は内燃機関の燃焼有無を判
定する失火判定信号を形成する遅延手段を兼用すること
を特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃焼状態検出
装置。
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