JP2000265934A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
Ignition device for internal combustion engineInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フルトランジスタ型点火装置において、内燃
機関の運転状態に応じて変化するイオン電流を、全運転
領域で常に正確に検出できるようにする。
【解決手段】 点火コイルの二次巻線のインダクタンス
を、従来のもの(20〜30H)に比べて小さい4〜1
6Hの範囲内に設定することにより、一次巻線への通電
・遮断によって点火プラグを火花放電させた際の火花放
電の継続時間、及び火花放電終了時に生じる二次巻線の
電圧変動時間を短くする。この結果、火花放電開始後、
混合気の燃焼に伴い発生したイオン量に対応したイオン
電流を検出できるようになるまでの時間が短くなり、イ
オン電流を正確に検出できるようになる。また、二次巻
線のインダクタンスを小さくすると、火花放電の継続時
間が短くなって、混合気の着火性が低下するので、最初
の火花放電(時点t1)後に、イオン電流から失火判定
を行い(時点t3)、失火時には、一次巻線への通電遮
断によって再度火花放電を行う。この結果、混合気の着
火性も確保できる。
(57) Abstract: In a full-transistor type ignition device, an ion current that changes according to an operating state of an internal combustion engine can always be accurately detected in an entire operating region. SOLUTION: The inductance of a secondary winding of an ignition coil is 4 to 1 smaller than that of a conventional one (20 to 30H).
By setting it within the range of 6H, the duration of the spark discharge when the spark plug is spark-discharged by energizing / disconnecting the primary winding and the voltage fluctuation time of the secondary winding generated at the end of the spark discharge are shortened. I do. As a result, after the start of spark discharge,
The time required until the ion current corresponding to the amount of ions generated due to the combustion of the air-fuel mixture can be detected is shortened, and the ion current can be accurately detected. Further, when the inductance of the secondary winding is reduced, the duration of the spark discharge is shortened, and the ignitability of the air-fuel mixture is reduced. Therefore, after the first spark discharge (time t1), the misfire is determined from the ion current ( At time t3), at the time of misfire, spark discharge is performed again by cutting off the current supply to the primary winding. As a result, the ignitability of the air-fuel mixture can be ensured.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグの火花
放電後に燃料混合気が着火することにより発生するイオ
ンを、電流値として検出するイオン電流検出機能を備え
た内燃機関用点火装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine having an ion current detection function for detecting, as a current value, ions generated by the ignition of a fuel mixture after spark discharge of a spark plug.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、内燃機関の失火やノッキング
の他、内燃機関の各種運転状態(空燃比,空燃比のリー
ン限界,排気再循環量の限界等)を検出するために、内
燃機関の点火プラグの火花放電後に、点火プラグの電極
近傍に存在するイオンによって流れるイオン電流を利用
する技術が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to detect various operating states of an internal combustion engine (air-fuel ratio, lean limit of air-fuel ratio, limit of exhaust gas recirculation amount, etc.), in addition to misfire and knocking of the internal combustion engine, the internal combustion engine has been used. 2. Description of the Related Art There is known a technique that utilizes an ionic current flowing by ions existing near an electrode of a spark plug after spark discharge of the spark plug.
【0003】即ち、内燃機関のシリンダ内では、点火プ
ラグによる火花放電後の燃焼(火炎伝播)時にイオンが
発生し、このイオンの発生量に応じて点火プラグの電極
間の抵抗値が変化する。そして、イオンの発生量は、内
燃機関の燃焼状態、ひいては内燃機関の運転状態に応じ
て様々に異なる。このため、点火プラグへの点火用高電
圧印加後(つまり点火プラグの火花放電後)に、点火プ
ラグに対して外部から電圧を印加し、それによって流れ
るイオン電流を検出することにより、点火プラグの電極
間の抵抗値の変化(つまり運転状態の変化)を検出する
ことができるのである。That is, in the cylinder of the internal combustion engine, ions are generated during combustion (flame propagation) after spark discharge by the spark plug, and the resistance value between the electrodes of the spark plug changes according to the amount of generated ions. The amount of generated ions varies depending on the combustion state of the internal combustion engine and the operation state of the internal combustion engine. For this reason, after a high voltage for ignition is applied to the ignition plug (that is, after spark discharge of the ignition plug), a voltage is externally applied to the ignition plug, and an ion current flowing thereby is detected, whereby the ignition plug is It is possible to detect a change in the resistance value between the electrodes (that is, a change in the operating state).
【0004】そして、このようなイオン電流検出機能を
有する点火装置としては、例えば、特開平4−1914
65号公報等に開示されているように、点火コイルの一
次巻線に流れる電流を、一次巻線に直列接続されたパワ
ートランジスタ等のスイッチング素子によりオン・オフ
制御する、所謂フルトランジスタ型の点火装置に適用し
たものが知られている。An ignition device having such an ion current detection function is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-1914.
As disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 65-65, etc., a so-called full-transistor type ignition in which a current flowing through a primary winding of an ignition coil is turned on / off by a switching element such as a power transistor connected in series to the primary winding. A device applied to an apparatus is known.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のフルトランジスタ型の点火装置においては、点
火プラグを火花放電させた後、イオン電流を正確に検出
できるようになるまでの時間が長くなってしまい、内燃
機関の運転状態によっては、イオン電流を正確に検出で
きないことがあった。However, in such a conventional full-transistor type ignition device, it takes a long time until the ion current can be accurately detected after spark discharge of the ignition plug. In some cases, the ionic current cannot be accurately detected depending on the operation state of the internal combustion engine.
【0006】即ち、まず、フルトランジスタ型の点火装
置では、点火プラグを火花放電させる点火タイミングの
前に、パワートランジスタをオンして点火コイルの一次
巻線に電流を流し、その後の点火タイミングで、パワー
トランジスタをオフして、点火コイルの二次巻線に点火
用高電圧を発生させ、この点火用高電圧を点火プラグに
印加することにより、点火プラグを火花放電させる。That is, first, in the full transistor type ignition device, before the ignition timing at which the spark plug is spark-discharged, the power transistor is turned on and a current flows through the primary winding of the ignition coil. The power transistor is turned off, a high voltage for ignition is generated in the secondary winding of the ignition coil, and the high voltage for ignition is applied to the spark plug, thereby causing the spark plug to discharge.
【0007】そして、点火プラグの火花放電は、電極間
を絶縁破壊する容量放電と、それに続いて発生する誘導
放電(アーク放電ともいう)とからなり、誘導放電を含
む火花放電の継続時間は、シリンダ内での燃焼状態と、
点火コイルのインダクタンスとによって決まる。[0007] The spark discharge of the spark plug is composed of a capacitive discharge that causes dielectric breakdown between the electrodes and an induced discharge (also referred to as an arc discharge) that occurs subsequently. The duration of the spark discharge including the induced discharge is as follows. The state of combustion in the cylinder,
It depends on the inductance of the ignition coil.
【0008】また、内燃機関の始動時やアイドリング時
等、内燃機関の低回転・低負荷運転時には、混合気が着
火し難く、着火性を確保するには、内燃機関の高回転・
高負荷運転時に比べて、火花放電の継続時間を充分長く
(2〜3ms程度)する必要がある。Further, when the internal combustion engine is operated at a low rotation speed and a low load, such as when the internal combustion engine is started or idling, it is difficult for the air-fuel mixture to ignite.
It is necessary to make the duration of the spark discharge sufficiently long (about 2 to 3 ms) as compared with the high load operation.
【0009】このため、従来のフルトランジスタ型点火
装置では、内燃機関の低回転・低負荷運転時等にも火花
放電により混合気を確実に着火させることができるよう
に(換言すれば、火花放電の継続時間を充分長くできる
ように)、点火コイルの二次巻線の自己インダクタンス
を大きい値(20〜30H程度)に設定している。Therefore, in the conventional full-transistor type ignition device, the air-fuel mixture can be reliably ignited by the spark discharge even when the internal combustion engine is operated at a low speed and a low load (in other words, the spark discharge is performed). The self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set to a large value (about 20 to 30H) so that the duration time of the ignition coil can be made sufficiently long.
【0010】しかし、このように混合気の着火性を考慮
して点火コイルの二次巻線の自己インダクタンスを充分
大きい値に設定すると、火花放電の継続時間が必要以上
に長くなってしまい、例えば、内燃機関の高回転・高負
荷運転時のように、点火プラグの火花放電開始直後に混
合気が速やかに着火・燃焼し得る運転条件下では、混合
気の燃焼によって発生したイオンが点火プラグの火花放
電中になくなり、イオン電流を検出できないことがあ
る。尚、これは、火花放電後の混合気の燃焼に伴い発生
するイオンは、混合気の着火後わずかな時間しか存在し
ないためである。However, if the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set to a sufficiently large value in consideration of the ignitability of the air-fuel mixture, the duration of the spark discharge becomes unnecessarily long. Under operating conditions in which the air-fuel mixture can be ignited and burned immediately after the spark discharge of the spark plug starts, such as during high-speed, high-load operation of the internal combustion engine, ions generated by the combustion of the air-fuel mixture cause ignition of the spark plug. It may disappear during spark discharge, and the ion current may not be detected. It is to be noted that ions generated due to the combustion of the air-fuel mixture after the spark discharge exist only for a short time after the ignition of the air-fuel mixture.
【0011】また、点火プラグの火花放電終了時には、
点火コイルの二次巻線の自己インダクタンスによって
(詳しくは、この自己インダクタンスと点火系の容量成
分で生じる共振特性によって)、二次巻線側に電圧変動
(振動)生じる。そして、こうした電圧変動が生じてい
るときに、点火プラグにイオン電流検出用の高電圧を印
加して、イオン電流を検出しようとしても、その検出信
号(イオン電流)は、二次巻線の電圧変動の影響を受け
て大きく変動してしまい、正確なイオン電流を検出する
ことができない。At the end of spark discharge of the ignition plug,
Due to the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil (specifically, due to the self-inductance and the resonance characteristics generated by the capacitance component of the ignition system), voltage fluctuation (vibration) occurs on the secondary winding side. Then, when such a voltage fluctuation occurs, if a high voltage for ion current detection is applied to the ignition plug to detect the ion current, the detection signal (ion current) is the voltage of the secondary winding. It fluctuates greatly under the influence of the fluctuation, and an accurate ion current cannot be detected.
【0012】このため、従来の点火装置には、点火プラ
グに火花放電を発生させてから(点火タイミング)から
点火プラグが火花放電を終了して二次巻線の電圧が安定
する迄の期間はイオン電流の検出を禁止する、所謂マス
キング処理を行うようにしたものもある。For this reason, in the conventional ignition device, the period from the time when the spark discharge is generated in the spark plug (ignition timing) to the time when the spark plug terminates the spark discharge and the voltage of the secondary winding is stabilized is determined. In some cases, a so-called masking process is performed in which the detection of an ion current is prohibited.
【0013】しかし、火花放電終了時に生じる二次巻線
の電圧変動は、二次巻線の自己インダクタンスが大きい
程、長く続くことから、混合気の着火性を確保するため
に二次巻線の自己インダクタンスを大きい値に設定した
従来の点火装置では、点火プラグの火花放電開始後、イ
オン電流を検出できるようになるまでの時間がより長く
なってしまい、イオン電流を正確に検出できない運転領
域が増えてしまう。However, the voltage fluctuation of the secondary winding that occurs at the end of the spark discharge lasts longer as the self-inductance of the secondary winding is larger. In a conventional ignition device in which the self-inductance is set to a large value, the time until the ion current can be detected after the spark discharge of the spark plug starts becomes longer, and an operation region in which the ion current cannot be accurately detected is present. Will increase.
【0014】また更に、イオン電流を正確に検出できれ
ば、その検出信号に重畳された特定周波数(ノック周波
数)の信号を取り出すことにより、内燃機関のノッキン
グを検出することができるが、点火コイルの二次巻線の
自己インダクタンスが大きいと、点火系全体がローパス
フィルタとなって、イオン電流の検出信号に重畳される
ノッキング信号成分が減衰してしまう。Further, if the ion current can be accurately detected, knocking of the internal combustion engine can be detected by extracting a signal of a specific frequency (knock frequency) superimposed on the detection signal. If the self-inductance of the next winding is large, the entire ignition system becomes a low-pass filter, and the knocking signal component superimposed on the ion current detection signal is attenuated.
【0015】このため、従来のフルトランジスタ型点火
装置では、たとえイオン電流を検出できたとしても、検
出したイオン電流からノッキングを検出することができ
ないといった問題もある。本発明は、こうした問題に鑑
みなされたもので、フルトランジスタ型の点火装置にお
いて、内燃機関の運転状態に応じて変化するイオン電流
を、内燃機関の全運転領域で常に正確に検出できるよう
にすることを目的とする。For this reason, in the conventional full-transistor type ignition device, even if the ion current can be detected, there is a problem that knocking cannot be detected from the detected ion current. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and in a full transistor type ignition device, an ion current that changes in accordance with an operation state of an internal combustion engine can be always accurately detected in an entire operation range of the internal combustion engine. The purpose is to:
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1記載の発明は、二次巻線の一端が
点火プラグに接続された点火コイルと、該点火コイルの
一次巻線に流れる一次電流を、外部からの指令に従い通
電、遮断するスイッチング素子と、該スイッチング素子
をオン・オフさせることにより、前記点火コイルの二次
巻線に点火用高電圧を発生させて、前記点火プラグを火
花放電させる点火制御手段と、前記点火プラグの火花放
電後に、前記点火プラグの電極間を流れるイオン電流を
検出するイオン電流検出手段とを備えた内燃機関用点火
装置であって、前記点火コイルの前記二次巻線の自己イ
ンダクタンスを4H〜16Hの範囲内に設定したことを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an ignition coil in which one end of a secondary winding is connected to a spark plug, and a primary winding of the ignition coil. A switching element for energizing and interrupting a primary current flowing in accordance with an external command, and turning on and off the switching element to generate a high voltage for ignition in a secondary winding of the ignition coil, and An ignition device for an internal combustion engine, comprising: ignition control means for spark discharge of a plug; and ion current detection means for detecting an ion current flowing between electrodes of the ignition plug after spark discharge of the ignition plug. The self-inductance of the secondary winding of the coil is set in the range of 4H to 16H.
【0017】即ち、本発明(請求項1)の内燃機関用点
火装置は、点火制御手段が、パワートランジスタ等から
なるスイッチング素子を内燃機関の回転に同期してオン
・オフさせることにより、点火コイルの二次巻線に点火
用高電圧を発生させて、点火プラグを火花放電させる、
所謂フルトランジスタ型点火装置であり、既述した従来
の点火装置と同様、イオン電流検出手段が、点火プラグ
の火花放電後に点火プラグの電極間を流れるイオン電流
を検出する。That is, in the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention (claim 1), the ignition control means turns on and off a switching element such as a power transistor in synchronization with the rotation of the internal combustion engine. A high voltage for ignition is generated in the secondary winding of the spark plug to spark discharge the spark plug,
This is a so-called full-transistor type ignition device, and the ion current detection means detects the ion current flowing between the electrodes of the ignition plug after spark discharge of the ignition plug, as in the conventional ignition device described above.
【0018】そして、本発明(請求項1)では、点火プ
ラグに印加する点火用高電圧を発生するための点火コイ
ルの二次巻線の自己インダクタンスを、従来のフルトラ
ンジスタ型点火装置で使用される点火コイルの二次巻線
の自己インダクタンス(20〜30H)よりも小さい、
4H〜16Hの範囲内に設定している。In the present invention (claim 1), the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil for generating a high ignition voltage applied to the ignition plug is used in a conventional full transistor type ignition device. Smaller than the self-inductance (20-30H) of the secondary winding of the ignition coil,
It is set in the range of 4H to 16H.
【0019】これは、二次巻線の自己インダクタンスを
4Hよりも小さくすると、火花放電の継続時間が短くな
り過ぎ、混合気を着火できない運転領域が確実に発生し
てしまい、逆に、二次巻線の自己インダクタンスを16
Hよりも大きくすると、火花放電終了後に二次巻線に生
じる電圧変動の発生期間が長くなり過ぎ、イオン電流検
出手段が検出したイオン電流から、混合気の燃焼によっ
て発生したイオン量(延いては内燃機関の運転状態)を
正確に検出することができなくなってしまうためであ
る。This is because if the self-inductance of the secondary winding is smaller than 4H, the duration of the spark discharge becomes too short, and an operation region in which the air-fuel mixture cannot be ignited surely occurs. The winding self inductance is 16
If it is larger than H, the period of occurrence of the voltage fluctuation occurring in the secondary winding after the end of the spark discharge becomes too long, and the amount of ions generated by the combustion of the air-fuel mixture (and This is because it becomes impossible to accurately detect the operating state of the internal combustion engine).
【0020】つまり、本発明の内燃機関用点火装置は、
従来の点火装置のように、混合気の着火性のみを考慮し
て、火花放電の継続時間が充分長くなるように、点火コ
イルの二次巻線の自己インダクタンスを充分大きい値に
設定するのではなく、後述実施例にて例示する各種実験
を行うことにより、混合気の着火性を確保しつつ、内燃
機関の全運転領域でイオン電流を正確に検出し得る二次
巻線の自己インダクタンスを設定しているのである。That is, the ignition device for an internal combustion engine of the present invention
Unlike the conventional ignition device, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set to a sufficiently large value so that the duration of the spark discharge is sufficiently long in consideration of only the ignitability of the air-fuel mixture. Instead, by performing various experiments exemplified in the examples described later, the self-inductance of the secondary winding capable of accurately detecting the ionic current in the entire operation region of the internal combustion engine while ensuring the ignitability of the air-fuel mixture is set. It is doing.
【0021】そして、このように構成された本発明の内
燃機関用点火装置によれば、前述した従来装置に比べ
て、点火制御手段の動作によって点火プラグを火花放電
させた後の火花放電の継続時間を短くすることができ、
しかも、火花放電終了時に生じる二次巻線の電圧変動を
速やかに収束させることができることから、点火プラグ
が火花放電を開始する点火タイミングからイオン電流検
出手段がイオン電流検出動作を開始するまでの時間を短
くすることができる。According to the ignition device for an internal combustion engine of the present invention thus constituted, the continuation of the spark discharge after the spark plug is caused to discharge by the operation of the ignition control means is different from the conventional device described above. Time can be shortened,
In addition, since the voltage fluctuation of the secondary winding generated at the end of the spark discharge can be quickly converged, the time from the ignition timing at which the spark plug starts the spark discharge to the time when the ion current detecting means starts the ion current detecting operation is started. Can be shortened.
【0022】よって、本発明によれば、内燃機関の高回
転・高負荷運転時等、混合気が着火し易い運転条件下で
も、混合気の燃焼によって発生したイオンがなくなる前
に、そのイオンの発生量に対応したイオン電流を正確に
検出することが可能になる。また、本発明では、点火コ
イルの二次巻線の自己インダクタンスを、従来のものよ
りも小さい4H〜16の範囲内に設定していることか
ら、後述の実験例から明らかなように、点火系全体がノ
ッキング周波数成分を減衰させてしまうローパスフィル
タとなるのを防止し、イオン電流検出手段にて検出され
たイオン電流から、内燃機関に発生したノッキングに対
応した信号成分を取り出し、ノッキングを判定すること
も可能である。Therefore, according to the present invention, even when the mixture is easily ignited, such as when the internal combustion engine is operating at a high speed and a high load, before the ions generated by the combustion of the mixture are exhausted, the ions are removed. It is possible to accurately detect an ion current corresponding to the amount of generation. Further, in the present invention, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set in the range of 4H to 16 which is smaller than that of the conventional one, so that the ignition Preventing the whole from becoming a low-pass filter that attenuates the knocking frequency component, extracting a signal component corresponding to knocking generated in the internal combustion engine from the ion current detected by the ion current detecting means, and determining knocking It is also possible.
【0023】ここで、イオン電流検出手段は、点火プラ
グの火花放電後に点火プラグの電極間に流れるイオン電
流を検出できるものであればよいが、例えば、請求項2
に記載のように、イオン電流検出手段を、点火プラグの
火花放電後に点火用高電圧とは逆極性の検出用高電圧を
点火プラグに印加し、その電圧印加によって点火プラグ
の電極間に流れるイオン電流を検出するようにするとよ
い。Here, the ion current detecting means may be any as long as it can detect the ion current flowing between the electrodes of the spark plug after the spark discharge of the spark plug.
As described in 2, the ion current detecting means applies a high voltage for detection having a polarity opposite to the high voltage for ignition to the ignition plug after the spark discharge of the ignition plug, and the ion flowing between the electrodes of the ignition plug by applying the voltage. The current may be detected.
【0024】つまり、このように点火用高電圧とは逆極
性の検出用高電圧を点火プラグに印加させるためには、
後述実施例に記載のように、点火プラグへの点火用高電
圧の印加によって点火プラグが火花放電した際に流れる
放電電流にてコンデンサを充電しておき、この充電電荷
を利用して、検出用高電圧を発生する、といったことが
可能になり、こうすることで、検出用高電圧発生のため
の電力を別途電源装置から取り込む必要がなくなり、電
力消費量を低減できる。That is, in order to apply a detection high voltage having a polarity opposite to that of the ignition high voltage to the ignition plug,
As described in Examples below, the capacitor is charged with a discharge current that flows when the spark plug discharges by applying a high voltage for ignition to the spark plug, and the charged charge is used for detection. It is possible to generate a high voltage, and thus, it is not necessary to separately take in power for generating a high voltage for detection from a power supply device, and power consumption can be reduced.
【0025】一方、本発明(請求項1,2)では、点火
コイルの二次巻線の自己インダクタンスの値を4H〜1
6Hの範囲内に設定することにより、点火プラグによる
火花放電の継続時間及び火花放電終了時に生じる二次巻
線の電圧変動期間を短くしているが、このように、火花
放電の継続時間を短くすると、内燃機関の低回転・低負
荷運転時のように混合気が着火し難い運転条件下では、
混合気が失火し易くなる。On the other hand, according to the present invention (claims 1 and 2), the value of the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is 4H to 1H.
By setting it within the range of 6H, the duration of the spark discharge by the spark plug and the voltage fluctuation period of the secondary winding generated at the end of the spark discharge are shortened. In this way, the duration of the spark discharge is shortened. Then, under operating conditions where the air-fuel mixture is difficult to ignite, such as during low-speed, low-load operation of the internal combustion engine,
The mixture is easily misfired.
【0026】そこで、このような問題を解決するには、
請求項3に記載のように、請求項1又は請求項2記載の
内燃機関用点火装置に対して、更に、イオン電流検出手
段により検出されたイオン電流に基づき混合気の着火・
失火を判定し、失火を判定すると、前記スイッチング素
子を再度駆動して、前記点火プラグを再度火花放電させ
る再点火制御手段を設けるとよい。In order to solve such a problem,
According to a third aspect of the present invention, in the ignition device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the ignition of the air-fuel mixture is further performed based on the ion current detected by the ion current detection means.
It is preferable that a re-ignition control means is provided for driving the switching element again when the mis-fire is determined and for determining the mis-fire, and causing the spark plug to discharge again.
【0027】即ち、請求項3記載の内燃機関用点火装置
では、点火制御手段が点火プラグを火花放電させ、その
後、イオン電流検出手段がイオン電流を検出すると、再
点火制御手段が、その検出されたイオン電流に基づき、
混合気の着火・失火を判定して、失火を判定すると、点
火プラグを再度火花放電させる。That is, in the ignition device for an internal combustion engine according to the third aspect, when the ignition control means causes a spark discharge of the spark plug, and thereafter, the ion current detection means detects the ion current, the re-ignition control means detects the ion current. Based on the ion current
When the ignition / misfire of the air-fuel mixture is determined and the misfire is determined, the spark plug is again subjected to spark discharge.
【0028】このため、請求項3記載の発明によれば、
点火制御手段による1回目の火花放電により混合気を着
火・燃焼させることができなかった場合にでも、再点火
制御手段による火花放電によって混合気を着火・燃焼さ
せることができるようになり、二次巻線の自己インダク
タンスを従来より小さい値に設定することにより生じ
る、失火が発生し易くなるという問題を防止することが
可能となる。Therefore, according to the third aspect of the present invention,
Even if the air-fuel mixture cannot be ignited and burned by the first spark discharge by the ignition control means, the air-fuel mixture can be ignited and burned by the spark discharge by the re-ignition control means, It is possible to prevent a problem that misfiring easily occurs when the self-inductance of the winding is set to a value smaller than the conventional value.
【0029】ここで、再点火制御手段は、点火制御手段
が点火プラグを火花放電させた後、一回だけ、イオン電
流から失火の有無を判定して、失火判定時に、点火プラ
グを火花放電させるようにしてもよく、例えば、自らが
点火プラグを火花放電させた2回目以降の火花放電後
も、イオン電流から失火の有無を判定して、失火判定時
に、点火プラグを火花放電させる、というように、「失
火判定→火花放電」を複数回繰り返し行うようにしても
よい。そして、再点火制御手段を、「失火判定→火花放
電」を複数回繰り返し行うように構成すれば、混合気の
失火をより確実に防止し、着火性を高めることが可能に
なる。Here, the reignition control means determines whether or not a misfire has occurred from the ionic current only once after the ignition control means has caused the spark plug to perform a spark discharge, and discharges the spark plug when the misfire is determined. For example, even after the second or subsequent spark discharge of the spark plug itself, the presence or absence of a misfire is determined from the ionic current, and the spark plug is spark-discharged at the time of the misfire determination. Alternatively, “misfire determination → spark discharge” may be repeatedly performed a plurality of times. If the re-ignition control means is configured to repeatedly perform “misfire determination → spark discharge” a plurality of times, misfire of the air-fuel mixture can be more reliably prevented and ignitability can be improved.
【0030】尚、このように再点火制御手段を、「失火
判定→火花放電」を複数回繰り返し行うように構成する
ことができるのは、本発明では、点火プラグの二次巻線
の自己インダクタンスを4H〜16Hと、従来のものに
比べて小さい値に設定しているためである。It should be noted that the reignition control means can be configured to repeatedly perform "misfire determination → spark discharge" a plurality of times in the present invention because of the self-inductance of the secondary winding of the ignition plug. Is set to 4H to 16H, which is smaller than the conventional value.
【0031】つまり、点火プラグの二次巻線の自己イン
ダクタンスが小さいということは、二次巻線に点火用高
電圧を発生させるのに必要な一次巻線の自己インダクタ
ンスも、当然、従来のものに比べて小さくなり、この結
果、二次巻線に点火用高電圧を発生させるのに要する一
次巻線の通電時間(換言すれば、スイッチング素子のオ
ン時間)も短くなる。That is, the fact that the self-inductance of the secondary winding of the spark plug is small means that the self-inductance of the primary winding required to generate a high ignition voltage in the secondary winding is, of course, the conventional one. As a result, the energization time of the primary winding (in other words, the ON time of the switching element) required to generate the high voltage for ignition in the secondary winding is also shortened.
【0032】そして、本発明では、点火プラグの二次巻
線の自己インダクタンスを小さくすることにより、点火
コイルの火花放電の継続時間を短くして、火花放電開始
後、短時間で、イオン電流を正確に検出できるようにし
ている。従って、本発明の点火装置では、「一次巻線の
通電→火花放電→イオン電流検出」に要する時間が従来
のものに比べて極めて短くなり、内燃機関の点火一回当
たりに、「失火判定→火花放電」を複数回繰り返し行う
ことができるようになるのである。In the present invention, by reducing the self-inductance of the secondary winding of the ignition plug, the duration of the spark discharge of the ignition coil is shortened, and the ion current is reduced in a short time after the start of the spark discharge. We are trying to detect it accurately. Therefore, in the ignition device of the present invention, the time required for “energization of the primary winding → spark discharge → ion current detection” is extremely shorter than that of the conventional one, and for each ignition of the internal combustion engine, “misfire determination → The "spark discharge" can be repeated a plurality of times.
【0033】また、点火プラグの二次巻線の自己インダ
クタンスを上記範囲内に設定することにより失火が発生
し易くなるのは、内燃機関の低回転・低負荷運転時であ
り、内燃機関の高回転・高負荷運転時には、混合気は着
火し易く、失火する虞はないので、再点火制御手段の動
作を、内燃機関の運転状態に応じて制限するようにして
もよい。When the self-inductance of the secondary winding of the spark plug is set within the above range, misfiring easily occurs when the internal combustion engine is operated at a low rotation speed and a low load. At the time of rotation / high load operation, the air-fuel mixture is easily ignited and there is no risk of misfiring. Therefore, the operation of the re-ignition control means may be limited according to the operation state of the internal combustion engine.
【0034】具体的には、内燃機関の回転速度が所定回
転速度以下であるときや、スロットルバルブの開度,吸
入空気量Qと回転数Nとの比Q/N,吸気管圧力等から
得られる内燃機関の負荷が所定レベル以下であるときに
だけ、再点火制御手段を動作させ、それ以外の運転領域
では、再点火制御手段による「失火判定→火花放電」の
動作を禁止するようにしてもよい。Specifically, when the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined rotational speed, the opening degree of the throttle valve, the ratio Q / N between the intake air amount Q and the rotational speed N, the intake pipe pressure, and the like are obtained. Only when the load of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined level, the re-ignition control means is operated, and in the other operation region, the operation of `` misfire determination → spark discharge '' by the re-ignition control means is prohibited. Is also good.
【0035】そして、このようにすれば、内燃機関の高
回転時等、内燃機関一回転当たりの時間が短くなり、点
火制御手段及び再点火制御手段を実現するエンジン制御
装置側で、点火一回当たりの処理に利用可能な時間が短
くなったときに、エンジン制御装置側での処理の負担を
増大させることなく、点火制御を良好に実行できること
になる。According to this configuration, the time per one revolution of the internal combustion engine such as when the internal combustion engine is running at a high speed is shortened, and the engine control device that realizes the ignition control means and the re-ignition control means performs one ignition operation. When the time available for the winning process is reduced, the ignition control can be favorably executed without increasing the processing load on the engine control device side.
【0036】また、混合気は、内燃機関の回転速度が低
い程着火し難くなり、しかも、内燃機関の1行程当たり
に再点火制御手段が「失火判定→火花放電」を実行し得
る回数は、内燃機関の回転速度が高い程少なくなるの
で、上記のように、再点火制御手段を、「失火判定→火
花放電」の動作を複数回実行するよう構成する場合に
は、その最大実行回数を、内燃機関の回転速度に応じ
て、内燃機関の回転速度が低い程多くなるように設定し
てもよい。The lower the rotational speed of the internal combustion engine, the more difficult it is for the mixture to ignite. In addition, the number of times that the reignition control means can execute “misfire determination → spark discharge” per stroke of the internal combustion engine is as follows: As the rotation speed of the internal combustion engine becomes higher, it becomes smaller, so as described above, when the reignition control means is configured to execute the operation of “misfire determination → spark discharge” a plurality of times, the maximum number of executions is Depending on the rotation speed of the internal combustion engine, the setting may be made to increase as the rotation speed of the internal combustion engine decreases.
【0037】一方、混合気をより確実に着火・燃焼させ
るには、請求項4に記載のように、点火制御手段を、内
燃機関の1燃焼サイクルの燃焼タイミングにおいて、ス
イッチング素子を複数回連続してオン・オフすることに
より、点火プラグを複数回連続して火花放電させるよう
に構成し、イオン電流検出手段側では、点火制御手段が
点火プラグを複数回連続して火花放電させた後に、イオ
ン電流を検出するようにしてもよい。On the other hand, in order to more reliably ignite and burn the air-fuel mixture, the ignition control means may be provided by switching the switching element continuously a plurality of times during one combustion cycle of the internal combustion engine. By turning on and off the ignition plug, the spark plug is configured to continuously discharge sparks a plurality of times. The current may be detected.
【0038】つまり、このようにすれば、点火制御手段
による点火プラグの複数回の火花放電によって混合気を
より確実に着火させ、その後、イオン電流検出手段にて
検出されるイオン電流から、失火,ノッキング等、内燃
機関の運転状態を良好に検出することができるようにな
る。That is, according to this configuration, the air-fuel mixture is more reliably ignited by a plurality of spark discharges of the ignition plug by the ignition control means, and then the misfire, The operating state of the internal combustion engine, such as knocking, can be detected well.
【0039】尚、このように、点火制御手段を、点火プ
ラグの火花放電を複数回連続して発生させるように構成
する場合には、火花放電を不必要に実行してしまい、こ
れによって、イオン電流の検出精度が低下したり、点火
プラグの寿命が短くなることのないように、点火制御手
段が点火プラグに発生させる火花放電の回数を制限する
ことが望ましい。When the ignition control means is configured to continuously generate spark discharges of the spark plug a plurality of times as described above, the spark discharge is performed unnecessarily. It is desirable to limit the number of spark discharges generated by the ignition control means to the spark plug so that the current detection accuracy is not reduced and the life of the spark plug is not shortened.
【0040】具体的には、混合気が着火し難い運転条件
下(例えば、内燃機関の低回転・低負荷運転時)では、
点火制御手段による火花放電の連続回数を多くし、混合
気が着火し易い運転条件下(例えば、内燃機関の高回転
・高負荷運転時)では、点火制御手段による火花放電の
連続回数を少なくする(場合によっては火花放電1回に
する)、というように、点火制御手段が制御する点火プ
ラグの火花放電の回数を内燃機関の運転状態に応じて設
定する火花放電連続回数設定手段を設け、点火制御手段
側では、その設定された火花放電回数に従いスイッチン
グ素子をオン・オフして、点火プラグを1又は複数回火
花放電させるように構成すればよい。Specifically, under operating conditions in which the mixture is unlikely to ignite (for example, during low-speed, low-load operation of the internal combustion engine),
The number of continuous spark discharges by the ignition control means is increased, and the number of continuous spark discharges by the ignition control means is reduced under operating conditions under which the mixture is likely to ignite (for example, during high-speed / high-load operation of the internal combustion engine). (In some cases, one spark discharge), and a spark discharge continuous number setting means for setting the number of spark discharges of the spark plug controlled by the ignition control means according to the operating state of the internal combustion engine. On the control means side, the switching element may be turned on / off in accordance with the set number of spark discharges, and the spark plug may be configured to perform spark discharge one or more times.
【0041】またこのように点火制御手段にて点火プラ
グの火花放電を複数回連続的に実行させるのは、混合気
の着火性を高めるためであることから、火花放電の継続
時間を短くすると混合気の着火性が著しく低下する内燃
機関、具体的には、燃料噴射弁(インジェクタ)が気筒
内に燃料を直接噴射するように構成された所謂直噴式の
内燃機関に適用するとよい。Since the spark discharge of the spark plug is continuously performed a plurality of times by the ignition control means in order to enhance the ignitability of the air-fuel mixture, if the duration of the spark discharge is reduced, the mixing time is reduced. The present invention may be applied to an internal combustion engine in which the ignitability of air is significantly reduced, specifically, a so-called direct injection type internal combustion engine in which a fuel injection valve (injector) directly injects fuel into a cylinder.
【0042】つまり、直噴式の内燃機関では、インジェ
クタから点火プラグ近傍に直接燃料が噴射されるため、
点火プラグによる火花放電の発生期間が短いと、燃料が
くすぶり易く、混合気をより確実に着火させるには、他
の内燃機関(詳しくは、吸気管側で燃料を供給して吸気
行程時に燃料と空気との混合気を気筒内に吸入させる内
燃機関)に比べて、点火用高電圧の立上がりを急峻に
し、且つ、火花放電の継続時間を長くする必要がある。That is, in the direct injection type internal combustion engine, fuel is directly injected from the injector to the vicinity of the spark plug.
If the spark discharge period due to the spark plug is short, the fuel is likely to be smoldered, and in order to more reliably ignite the air-fuel mixture, another internal combustion engine (specifically, fuel is supplied at the intake pipe side, and fuel is supplied during the intake stroke). It is necessary to make the rise of the ignition high voltage steep and to make the duration of the spark discharge longer, as compared with the case of an internal combustion engine in which the air-fuel mixture is sucked into the cylinder.
【0043】そして、本発明の点火装置では、点火コイ
ルの二次巻線の自己インダクタンスを4H〜16Hの範
囲内に設定しているので、従来の点火装置に比べて、二
次巻線のインピーダンスが小さくなって、点火用高電圧
の立上がりを急峻にできる。しかし、この場合、既述し
たように、火花放電の継続時間が短くなるので、イオン
電流の検出には適しているが、直噴式の内燃機関では、
火花放電の継続時間が短くなりすぎ、着火性が低下する
虞がある。In the ignition device according to the present invention, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set in the range of 4H to 16H, so that the impedance of the secondary winding is smaller than that of the conventional ignition device. And the rise of the ignition high voltage can be made steep. However, in this case, as described above, since the duration of the spark discharge is short, the spark discharge is suitable for detecting the ionic current.
The duration of the spark discharge becomes too short, and the ignitability may be reduced.
【0044】しかし、請求項4に記載のように、点火制
御手段によるイオン電流検出前の火花放電を、複数回連
続して実行させるようにすれば、火花放電の継続時間を
長くしたのと同様の効果が得られ、混合気の着火性を確
保できる。よって、請求項4記載の発明は、特に、直噴
式の内燃機関の適用することにより、より効果を発揮す
ることができるようになるのである。However, if the spark discharge before the detection of the ion current by the ignition control means is continuously performed a plurality of times, the duration of the spark discharge is increased. Is obtained, and the ignitability of the air-fuel mixture can be ensured. Therefore, the invention according to claim 4 can exert more effects particularly by applying a direct injection type internal combustion engine.
【0045】尚、請求項4記載の発明と請求項3記載の
発明とは、互いに組み合わせることが可能であり、これ
ら発明を組み合わせれば、点火制御手段により火花放電
を複数回実行させる際の回数を必要最小限に抑えつつ、
混合気を確実に着火・燃焼させることが可能となり、点
火プラグの火花放電回数が不必要に増加するのを防止し
て、火花放電回数の増大に伴う点火プラグの寿命低下を
抑えることができる。The invention according to claim 4 and the invention according to claim 3 can be combined with each other. If these inventions are combined, the number of times of performing spark discharge by the ignition control means a plurality of times can be increased. While minimizing
It is possible to reliably ignite and burn the air-fuel mixture, to prevent an unnecessary increase in the number of spark discharges of the spark plug, and to suppress a reduction in the life of the spark plug due to an increase in the number of spark discharges.
【0046】一方、本発明では、点火コイルの二次巻線
の自己インダクタンスを4H〜16Hの範囲内に設定す
るが、設定した自己インダクタンスの値によっては、点
火プラグの火花放電の継続時間が、混合気を着火・燃焼
させるのに必要な最小時間よりも長くなることも考えら
れる。On the other hand, in the present invention, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set within the range of 4H to 16H. However, depending on the value of the set self-inductance, the duration of the spark discharge of the spark plug becomes longer. It is conceivable that the time may be longer than the minimum time required to ignite and burn the mixture.
【0047】そこで、火花放電の継続時間をより短くし
て、イオン電流の検出精度を高めるには、請求項5記載
のように、内燃機関の運転状態に応じて点火プラグの火
花放電を休止する火花放電休止手段を設けるとよい。つ
まり、例えば、二次巻線の自己インダクタンスを本発明
における最大値である16Hに設定した場合、混合気が
着火し易い内燃機関の高回転・高負荷運転時には、火花
放電の継続時間が必要以上に長くなることが考えられ
る。一方、内燃機関の高回転・高負荷運転時のイオン電
流の検出精度を高めるには、火花放電開始後、イオン電
流の検出を開始するまでの時間をできるだけ短くするこ
とが望ましい。そこで、請求項5に記載の発明では、例
えば、混合気が着火し易い内燃機関の高回転・高負荷時
程、点火プラグの火花放電継続時間が短くなるように、
点火プラグの火花放電を、内燃機関の運転状態に応じて
休止させるのである。この結果、請求項5に記載の発明
によれば、火花放電の継続時間をより短くして、イオン
電流の検出精度を高めることが可能になる。Therefore, in order to shorten the duration of the spark discharge and improve the detection accuracy of the ion current, the spark discharge of the spark plug is stopped according to the operation state of the internal combustion engine. It is preferable to provide a spark discharge suspending means. That is, for example, when the self-inductance of the secondary winding is set to 16H, which is the maximum value in the present invention, the duration of the spark discharge is longer than necessary during high-speed / high-load operation of the internal combustion engine in which the air-fuel mixture easily ignites. It is thought that it becomes longer. On the other hand, in order to improve the detection accuracy of the ion current at the time of high rotation and high load operation of the internal combustion engine, it is desirable to minimize the time from the start of the spark discharge to the start of the ion current detection. Therefore, in the invention according to claim 5, for example, the higher the rotation speed and the higher the load of the internal combustion engine in which the air-fuel mixture easily ignites, the shorter the spark discharge duration of the spark plug becomes.
The spark discharge of the spark plug is stopped according to the operating state of the internal combustion engine. As a result, according to the invention as set forth in claim 5, it is possible to further shorten the duration of the spark discharge and improve the detection accuracy of the ion current.
【0048】尚、火花放電を休止させるには、点火プラ
グの火花放電期間中に、スイッチング素子をオンして、
点火コイルの一次巻線段への通電を再開させるようにす
ればよい。但し、この通電再開後に、スイッチング素子
をオフすると、点火プラグは再び火花放電することにな
るので、混合気を着火させる必要のないときには、内燃
機関が排気行程に入ってから、スイッチング素子をオフ
するようにするとよい。To stop the spark discharge, the switching element is turned on during the spark discharge period of the spark plug,
What is necessary is just to restart the energization to the primary winding stage of the ignition coil. However, if the switching element is turned off after the resumption of energization, the spark plug again discharges sparks. Therefore, when it is not necessary to ignite the air-fuel mixture, the switching element is turned off after the internal combustion engine enters the exhaust stroke. It is good to do so.
【0049】[0049]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図1は、本発明が適用された内燃機関用点
火装置の構成(a)及びイオン電流検出特性(b)を表
す説明図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration (a) and an ionic current detection characteristic (b) of an ignition device for an internal combustion engine to which the present invention is applied.
【0050】図1(a)に示すように、本実施例の内燃
機関用点火装置は、外側電極2aがグランドに接地され
た点火プラグ2と、二次巻線L2の一端が点火プラグ2
の中心電極2bに接続された点火コイル4と、正極側が
点火コイル4の一次巻線L1の一端に接続され、負極側
がグランドに接地された直流電源(バッテリ)6と、点
火コイル4の一次巻線L1のバッテリ6とは反対側に設
けられ、グランドを介してバッテリ6の負極側に至る一
次巻線L1の通電経路を導通・遮断するスイッチング素
子8と、点火コイル4の二次巻線L2の点火プラグ2と
は反対側に設けられ、混合気の燃焼により点火プラグ2
の電極近傍に発生するイオンによって流れるイオン電流
を検出するためのイオン電流検出回路10と、スイッチ
ング素子8をオン・オフさせて、点火コイル4の一次巻
線を通電し、通電遮断時(スイッチング素子8のターン
オフ時)に、点火コイル4の二次巻線L2に点火用高電
圧を発生させて、点火プラグ2を火花放電させると共
に、その後、イオン電流検出回路10を駆動してイオン
電流を検出させる、マイクロコンピュータからなる制御
装置12と、から構成されている。As shown in FIG. 1A, the ignition device for an internal combustion engine according to this embodiment has an ignition plug 2 having an outer electrode 2a grounded, and an ignition plug 2 having one end of a secondary winding L2.
An ignition coil 4 connected to the center electrode 2b, a DC power source (battery) 6 having a positive pole connected to one end of a primary winding L1 of the ignition coil 4 and a negative pole grounded to ground, and a primary winding of the ignition coil 4 A switching element 8 provided on the side of the line L1 opposite to the battery 6 for conducting / cutting off an energizing path of the primary winding L1 extending to the negative electrode side of the battery 6 via the ground; and a secondary winding L2 of the ignition coil 4 Is provided on the opposite side of the ignition plug 2 and the ignition plug 2
An ion current detection circuit 10 for detecting an ion current flowing due to ions generated in the vicinity of the electrodes, and a switching element 8 are turned on and off to energize the primary winding of the ignition coil 4 and cut off the energization (switching element 8 at the time of turn-off), a high voltage for ignition is generated in the secondary winding L2 of the ignition coil 4 to cause the spark plug 2 to spark-discharge, and thereafter, the ion current detection circuit 10 is driven to detect the ion current. And a control device 12 composed of a microcomputer.
【0051】尚、スイッチング素子8は、コレクタが点
火コイル4の一次巻線L1に接続され、エミッタがグラ
ンドに接地され、ベースが制御装置12に接続されたN
PN型のパワートランジスタからなり、制御装置12か
ら出力される点火信号IGがHighレベルであるときにオ
ン状態となって、点火コイル4の一次巻線L1とバッテ
リ6との間の通電経路を導通して、一次巻線L1に電流
を流す。The switching element 8 has a collector connected to the primary winding L 1 of the ignition coil 4, an emitter grounded, and a base connected to the control device 12.
A PN-type power transistor is turned on when the ignition signal IG output from the control device 12 is at a high level, and the conduction path between the primary winding L1 of the ignition coil 4 and the battery 6 is conducted. Then, a current flows through the primary winding L1.
【0052】また、点火コイル4は、スイッチング素子
8のターンオフ時に、一次巻線L1への通電により蓄積
されたエネルギによって、二次巻線L2の点火プラグ2
の中心電極2b側に、グランド電位よりも低い負の点火
用高電圧が誘起されるように構成されており、点火プラ
グ2の火花放電時には、二次巻線L2からイオン電流検
出回路10側に放電電流が流れる。When the switching element 8 is turned off, the ignition coil 4 uses the energy stored in the primary winding L1 by energizing the primary winding L1 to turn on the ignition plug 2 of the secondary winding L2.
A negative high voltage for ignition lower than the ground potential is induced on the side of the center electrode 2b of the IGBT. A discharge current flows.
【0053】また、点火コイル4の二次巻線L2の自己
インダクタンスは、本発明を適用することにより、4H
〜16Hの範囲内(例えば8H)に設定されており、一
次巻線L1と二次巻線L2との巻数比(換言すれば一次
巻線L1の自己インダクタンス)は、一次巻線L1への
通電遮断時に二次巻線L2に発生させる点火用高電圧に
応じて設定されている。The self-inductance of the secondary winding L2 of the ignition coil 4 is 4H by applying the present invention.
1616H (for example, 8H), and the turn ratio between the primary winding L1 and the secondary winding L2 (in other words, the self-inductance of the primary winding L1) is determined by the current flowing through the primary winding L1. The setting is made according to the ignition high voltage generated in the secondary winding L2 at the time of interruption.
【0054】次に、イオン電流検出回路10は、特許請
求の範囲に記載のイオン電流検出手段に相当するもので
あり、一端がグランドに接地された抵抗20と、この抵
抗20に対してカソードがグランド側となるように並列
接続されたたダイオード22と、同じく抵抗20に対し
て並列接続された、抵抗24及びツェナーダイオード2
6の直列回路と、抵抗20のグランド側とは反対側に直
列接続されたコンデンサ28とを備えており、抵抗20
の両端電圧(=ダイオード22の両端電圧=抵抗24及
びツェナーダイオード26からなる直列回路の両端電
圧)が、イオン電流の検出信号(イオン電流信号)Si
として、制御装置12に入力される。Next, the ion current detection circuit 10 corresponds to the ion current detection means described in the claims, and has a resistor 20 having one end grounded, and a cathode connected to the resistor 20. A diode 22 connected in parallel to be on the ground side, and a resistor 24 and a Zener diode 2 also connected in parallel to the resistor 20
6 and a capacitor 28 connected in series on the side opposite to the ground side of the resistor 20.
(= Voltage across diode 22 = voltage across series circuit composed of resistor 24 and zener diode 26) is the ion current detection signal (ion current signal) Si
Is input to the control device 12.
【0055】また、コンデンサ28の抵抗20とは反対
側には、充電用ダイオード30のカソードが接続されて
いる。充電用ダイオード30は、点火プラグ2の火花放
電時に点火コイル4の二次巻線L2からイオン電流検出
回路10側に流れ込む放電電流を利用してコンデンサ2
8を充電するためのものであり、そのアノードは、点火
コイル4の二次巻線L2の点火プラグ2とは反対側に接
続されている。そして、この充電用ダイオード30に
は、その両端を制御装置12から出力されるイオン電流
検出期間を表すウィンドウ信号IW(Highレベル)によ
って短絡する、放電用スイッチ32が、並列に接続され
ている。The cathode of the charging diode 30 is connected to the opposite side of the capacitor 28 from the resistor 20. The charging diode 30 uses the discharge current flowing from the secondary winding L2 of the ignition coil 4 to the ion current detection circuit 10 side during the spark discharge of the ignition plug 2 to discharge the capacitor 2.
The anode is connected to the secondary winding L2 of the ignition coil 4 on the side opposite to the ignition plug 2. A discharging switch 32 whose both ends are short-circuited by a window signal IW (High level) indicating the ion current detection period output from the control device 12 is connected in parallel to the charging diode 30.
【0056】また、イオン電流検出回路10には、カソ
ードが、点火コイル4の二次巻線L2の点火プラグ2と
は反対側に接続され、アノードがグランドに接地された
ツェナーダイオード34が設けられている。このツェナ
ーダイオード34は、二次巻線L2及び点火プラグ2と
共に閉ループを形成して、点火プラグ2の火花放電時に
放電電流を流すと共に、火花放電時の二次巻線L2とグ
ランドとの間の電圧をツェナー電圧に保持することによ
り、点火プラグ2の火花放電時に、充電用ダイオード3
0を介して、コンデンサ28を、ツェナーダイオード3
4のツェナー電圧から、ダイオード30及び22の順方
向電圧(2×Vf=約1.4V)分を減じた検出用高電
圧(点火プラグ2が火花放電しない程度の電圧;約30
0V程度)まで充電しておくためのである。The ion current detection circuit 10 is provided with a Zener diode 34 having a cathode connected to the secondary winding L2 of the ignition coil 4 on the side opposite to the ignition plug 2 and an anode grounded to ground. ing. The Zener diode 34 forms a closed loop together with the secondary winding L2 and the spark plug 2 to allow a discharge current to flow at the time of spark discharge of the spark plug 2 and to establish a connection between the secondary winding L2 and the ground at the time of spark discharge. By maintaining the voltage at the Zener voltage, the charging diode 3
0, the capacitor 28 is connected to the Zener diode 3
4 is higher than the Zener voltage obtained by subtracting the forward voltage (2 × Vf = approximately 1.4 V) of the diodes 30 and 22 (a voltage at which the spark plug 2 does not spark discharge);
(About 0 V).
【0057】そして、このように構成されたイオン電流
検出回路10では、放電用スイッチ32がオフ状態にあ
る時、点火コイル4の二次巻線L2からグランドに向か
う方向にだけ電流を流すことが可能となり、点火プラグ
2の火花放電時には、放電電流を、充電用ダイオード3
0,コンデンサ28及びダイオード22を通る閉ループ
で流すと共に、これら各部の両端電圧がツェナーダイオ
ード34のツェナー電圧を越えることのないよう、ツェ
ナーダイオード34にも放電電流を流す。In the ion current detection circuit 10 configured as described above, when the discharge switch 32 is in the off state, the current flows only in the direction from the secondary winding L2 of the ignition coil 4 to the ground. At the time of spark discharge of the ignition plug 2, the discharge current is supplied to the charging diode 3
0, the capacitor 28 and the diode 22 are passed in a closed loop, and a discharge current is also supplied to the Zener diode 34 so that the voltage between both ends does not exceed the Zener voltage of the Zener diode 34.
【0058】そして、このとき、コンデンサ28の両端
電圧は、ツェナーダイオード34のツェナー電圧で決ま
る所定の検出用高電圧となり、コンデンサ28には、放
電用スイッチ32をオフした際に、検出用高電圧を点火
コイル4の二次巻線L2を介して点火プラグ2の中心電
極2bに印加し得る電荷が蓄積されることになる。At this time, the voltage between both ends of the capacitor 28 becomes a predetermined high voltage for detection determined by the Zener voltage of the Zener diode 34. When the discharge switch 32 is turned off, the high voltage for detection is applied to the capacitor 28. Can be applied to the center electrode 2b of the ignition plug 2 via the secondary winding L2 of the ignition coil 4.
【0059】次に、この状態で、放電用スイッチ32が
閉じられると、コンデンサ28から放電用スイッチ32
及び二次巻線L2を通って、点火プラグ2の中心電極2
bに検出用高電圧が印加される。そして、このとき、点
火プラグ2の電極近傍に混合気の燃焼によって生じたイ
オンが存在すれば、点火プラグ2の電極間及び抵抗20
を通る経路で、イオン電流が流れることになる。また、
このようにイオン電流が流れると、抵抗20には、その
イオン電流の大きさと抵抗20の抵抗値とで決まる電圧
降下が生じ、抵抗20の両端電圧は、イオン電流に対応
した値となる。Next, when the discharging switch 32 is closed in this state, the discharging switch 32
Through the secondary winding L2 and the center electrode 2 of the spark plug 2
A high voltage for detection is applied to b. At this time, if ions generated by the combustion of the air-fuel mixture are present in the vicinity of the electrodes of the spark plug 2, if the ions between the electrodes of the spark plug 2 and the resistance 20
The ion current flows through the path passing through. Also,
When the ion current flows in this manner, a voltage drop occurs in the resistor 20 depending on the magnitude of the ion current and the resistance value of the resistor 20, and the voltage across the resistor 20 has a value corresponding to the ion current.
【0060】従って、上記のように、抵抗20の両端電
圧(実際には、抵抗20とコンデンサ28との接続点に
生じるグランド電位よりも低い負電圧)を、イオン電流
信号Siとして制御装置12に入力することにより、制
御装置12側で、イオン電流を検出できることになる。Accordingly, as described above, the voltage across the resistor 20 (actually, a negative voltage lower than the ground potential generated at the connection point between the resistor 20 and the capacitor 28) is sent to the control device 12 as the ion current signal Si. By inputting, the control device 12 can detect the ion current.
【0061】尚、抵抗24とツェナーダイオード26と
の直列回路は、電流測定レンジ(検出抵抗)を自動的に
変化させるためのものである。即ち、例えば、ツェナー
ダイオード26の降伏電圧を3V、抵抗R20の抵抗値
を100kΩ,抵抗24の抵抗値を10kΩに設定した
場合、電流が0〜30μA(換言すればイオン電流信号
Siが3V以下)のときには、イオン電流は抵抗R20
のみに流れるが、イオン電流信号Siが3Vを越える
と、イオン電流がツェナーダイオード26を通って抵抗
R24に流れることになるので、イオン電流検出用の抵
抗値が、抵抗R20と抵抗R24との合成抵抗(約10
kΩ)となる。The series circuit of the resistor 24 and the Zener diode 26 is for automatically changing the current measurement range (detection resistor). That is, for example, when the breakdown voltage of the Zener diode 26 is set to 3 V, the resistance of the resistor R20 is set to 100 kΩ, and the resistance of the resistor 24 is set to 10 kΩ, the current is 0 to 30 μA (in other words, the ion current signal Si is 3 V or less). , The ion current is equal to the resistance R20
However, when the ion current signal Si exceeds 3 V, the ion current flows through the Zener diode 26 to the resistor R24, so that the resistance value for detecting the ion current is a combination of the resistor R20 and the resistor R24. Resistance (about 10
kΩ).
【0062】この結果、イオン電流と検出電圧(イオン
電流信号Si)との関係は、図1(b)に示すように、
イオン電流がツェナーダイオード26の降伏電圧と抵抗
R20の抵抗値とで決まる設定値以下(図では30μA
以下)の場合には、イオン電流信号Siは、イオン電流
の変化に対応して大きく変化するが、イオン電流がその
設定値を越えると、イオン電流の変化に対するイオン電
流信号Siの変化(傾き)が小さくなり、検出可能なイ
オン電流の変化幅(換言すればイオン電流検出回路10
のダイナミックレンジ)が大きくなる。従って、本実施
例のイオン電流検出回路10によれば、イオン電流を広
範囲にしかも高精度に測定できることになる。As a result, the relationship between the ion current and the detection voltage (ion current signal Si) is as shown in FIG.
The ion current is equal to or less than a set value determined by the breakdown voltage of the Zener diode 26 and the resistance value of the resistor R20 (30 μA in the figure).
In the following case, the ion current signal Si changes greatly in response to the change in the ion current, but when the ion current exceeds its set value, the change (gradient) of the ion current signal Si with respect to the change in the ion current is obtained. Becomes smaller, and the change width of the detectable ion current (in other words, the ion current detection circuit 10
Dynamic range). Therefore, according to the ion current detection circuit 10 of the present embodiment, the ion current can be measured over a wide range and with high accuracy.
【0063】次に、制御装置12が実行する点火制御処
理について図2に示すフローチャートに沿って説明す
る。尚、制御装置12は、内燃機関の点火時期、燃料噴
射量、アイドル回転数等を総合的に制御するためのもの
であり、以下に説明する点火制御処理のために、別途、
内燃機関の吸入空気量(吸気管圧力),回転速度,スロ
ットル開度,冷却水温,吸気温等、機関各部の運転状態
を検出する運転状態検出処理を行っている。Next, the ignition control process executed by the control device 12 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control device 12 is for comprehensively controlling the ignition timing, the fuel injection amount, the idling speed, and the like of the internal combustion engine, and is separately provided for an ignition control process described below.
An operating state detection process is performed to detect the operating state of each part of the internal combustion engine, such as the amount of intake air (intake pipe pressure), rotational speed, throttle opening, cooling water temperature, intake air temperature, and the like.
【0064】本実施例の点火制御処理は、例えば、内燃
機関の回転角度(クランク角)を検出するクランク角セ
ンサからの信号に基づき、内燃機関が、吸気、圧縮、燃
焼、排気を行う1サイクルに1回の割で実行される。そ
して、図2に示すように、点火制御処理が開始される
と、まずS110(Sはステップを表す)にて、別途実
行される運転状態検出処理にて検出された内燃機関の運
転状態(吸入空気量,回転速度等)を読み込み、その運
転状態に基づき、点火プラグ2を火花放電させるべき点
火時期と、火花放電の継続時間を表す放電時間と、火花
放電終了後にイオン電流を検出(詳しくはイオン電流信
号Siをサンプリング)する時間(サンプリング時間)
とを算出する。The ignition control process of this embodiment is performed in one cycle in which the internal combustion engine performs intake, compression, combustion, and exhaust, based on a signal from a crank angle sensor that detects the rotation angle (crank angle) of the internal combustion engine. Is executed once every two days. Then, as shown in FIG. 2, when the ignition control process is started, first, in S110 (S represents a step), the operation state (intake of the intake engine) detected in the operation state detection process executed separately is performed. The amount of air, the rotation speed, etc.) are read, and based on the operation state, the ignition timing at which the spark plug 2 is to be spark-discharged, the discharge time indicating the duration of the spark discharge, and the ion current after the end of the spark discharge are detected. Time (sampling time) for sampling ion current signal Si
Is calculated.
【0065】尚、点火時期は、例えば、内燃機関の吸入
空気量と回転速度をパラメータとするマップ若しくは計
算式を用いて制御基準値を求め、これを冷却水温,吸気
温等に基づき補正する、といった手順で算出される。ま
た、放電時間は、例えば、内燃機関の回転速度と機関負
荷を表すスロットル開度とに基づき、混合気が着火し難
い内燃機関の低回転低負荷運転時には長く、混合気が着
火し易い高回転高負荷運転時には短くなるように、予め
設定されたマップ若しくは計算式を用いて算出される。The ignition timing is obtained by, for example, obtaining a control reference value using a map or a formula using the intake air amount and the rotation speed of the internal combustion engine as parameters, and correcting the control reference value based on the cooling water temperature, the intake air temperature, and the like. It is calculated by such a procedure. Further, the discharge time is long during low-speed low-load operation of the internal combustion engine where the air-fuel mixture is difficult to ignite, for example, based on the rotation speed of the internal combustion engine and the throttle opening indicating the engine load. It is calculated by using a preset map or calculation formula so that it becomes shorter during high-load operation.
【0066】また、サンプリング時間は、例えば、内燃
機関の回転速度と機関負荷を表すスロットル開度とに基
づき、火花放電によって混合気が着火・燃焼するのに時
間がかかる内燃機関の低回転低負荷運転時には長く、混
合気が着火・燃焼するのに要する時間が短い高回転高負
荷運転時には短くなるように、予め設定されたマップ若
しくは計算式を用いて算出される。The sampling time is determined based on, for example, the rotational speed of the internal combustion engine and the throttle opening indicating the engine load. It is calculated using a preset map or formula so that it is long during operation and short during high-rotation high-load operation where the time required for the mixture to ignite and burn is short.
【0067】次に、S120では、S110にて算出し
た点火時期にて点火プラグ2を火花放電させるのに必要
な一次巻線L1への通電開始時期を求め、その通電開始
時期に達したか否かを判断し、否定判定された場合に
は、同ステップを繰り返し実行することにより、通電開
始時期になるのを待つ。そして、S120にて、通電開
始時期に達したと判断されると、S130に移行して、
点火信号IGをLow からHighレベルに変化させる(図3
に示す時点t0参照)。この結果、スイッチング素子8
がオン状態となって、点火コイル4の一次巻線L1に一
次電流が流れる。尚、一次巻線L1の通電時間は予め設
定されており、S120では、S110にて算出した点
火時期からその通電時間分だけ早い時期を、一次巻線L
1の通電開始時期として設定する。Next, in step S120, the power supply start timing for the primary winding L1 necessary for spark discharge of the spark plug 2 at the ignition timing calculated in step S110 is determined, and whether or not the power supply start time has been reached. Is determined, and if a negative determination is made, the same step is repeatedly executed to wait for the power supply start timing. Then, when it is determined in S120 that the energization start time has been reached, the process proceeds to S130,
Change the ignition signal IG from Low to High level (Fig. 3
(See time point t0). As a result, the switching element 8
Is turned on, and a primary current flows through the primary winding L1 of the ignition coil 4. Note that the energizing time of the primary winding L1 is set in advance, and in S120, a time earlier than the ignition timing calculated in S110 by the energizing time is determined by the primary winding L1.
1 is set as the energization start timing.
【0068】次に、S140では、クランク角センサか
らの検出信号に基づき、S110にて求めた点火時期に
達したか否かを判断し、否定判定された場合には、同ス
テップを繰り返し実行することにより、点火時期になる
のを待つ。そして、S140にて、点火時期に達したと
判断されると、S150に移行して、点火信号IGをHi
ghからLow レベルに変化させる(図3に示す時点t1参
照)。Next, in S140, it is determined whether or not the ignition timing obtained in S110 has been reached based on the detection signal from the crank angle sensor. If a negative determination is made, the same step is repeatedly executed. Therefore, it waits for the ignition timing. If it is determined in S140 that the ignition timing has been reached, the process proceeds to S150, where the ignition signal IG is set to Hi.
Change from gh to Low level (see time point t1 shown in FIG. 3).
【0069】この結果、スイッチング素子8がターンオ
フして、一次巻線L1への通電が遮断され、点火コイル
4の二次巻線L2の点火プラグ2側に点火用高電圧(以
下、二次巻線L2の点火プラグ2側電圧を二次電圧V2
という)が発生して、点火プラグ2が火花放電する。
尚、このとき、イオン電流検出回路10内の放電用スイ
ッチ32は、オフ状態であり、イオン電流検出回路10
内のコンデンサ28には、検出用高電圧発生のための電
荷が蓄積される。As a result, the switching element 8 is turned off, the current supply to the primary winding L1 is cut off, and a high voltage for ignition (hereinafter referred to as secondary winding) is applied to the ignition plug 2 side of the secondary winding L2 of the ignition coil 4. The voltage on the spark plug 2 side of the line L2 is changed to the secondary voltage V2
) Occurs, and the spark plug 2 performs spark discharge.
At this time, the discharge switch 32 in the ion current detection circuit 10 is in the off state,
A charge for generating a high voltage for detection is accumulated in the capacitor 28 in the inside.
【0070】また次に、続くS160では、S150に
よる一次巻線L1への通電遮断後(換言すれば火花放電
開始後)、S110にて求めた放電時間が経過したか否
かを判断し、否定判定された場合には、同ステップを繰
り返し実行することにより、放電時間が経過するのを待
つ。そして、S160にて、放電時間が経過したと判断
されると、S170に移行して、点火信号IGを再度Lo
w からHighレベルに変化させ、続くS180にて、イオ
ン電流検出回路10に対して出力するウィンドウ信号I
WをLow からHighレベルに変化させる(図3に示す時点
t2参照)。Next, in S160, after the power supply to the primary winding L1 is cut off in S150 (in other words, after the start of spark discharge), it is determined whether or not the discharge time obtained in S110 has elapsed. If it is determined, the same step is repeatedly executed to wait for the discharge time to elapse. Then, when it is determined in S160 that the discharge time has elapsed, the process proceeds to S170, and the ignition signal IG is again set to Lo.
w to a high level, and then at S180, the window signal I to be output to the ion current detection circuit 10
W is changed from Low to High level (see time point t2 shown in FIG. 3).
【0071】この結果、スイッチング素子8が再度オン
状態となって、一次巻線L1への通電が再開され、点火
プラグ2の火花放電が強制的に終了されると共に、イオ
ン電流検出回路10内の放電用スイッチ32がオンし
て、イオン電流検出回路10内のコンデンサ28に蓄積
された電荷によって、点火プラグ2の電極間に、火花放
電時とは逆極性の検出用高電圧が印加されることにな
る。As a result, the switching element 8 is turned on again, the energization of the primary winding L1 is restarted, the spark discharge of the spark plug 2 is forcibly terminated, and the ion current detection circuit 10 The discharge switch 32 is turned on, and a high voltage for detection having a polarity opposite to that at the time of spark discharge is applied between the electrodes of the ignition plug 2 by the electric charge accumulated in the capacitor 28 in the ion current detection circuit 10. become.
【0072】尚、S170及びS180の動作によっ
て、点火プラグの火花放電を強制的に終了すると同時
に、ウィンドウ信号IWをLow からHighレベルに変化さ
せた直後には、図3に示すように、二次巻線L2に電圧
変動が生じ、イオン電流検出回路10から制御装置12
に入力されるイオン電流信号Siも大きく変動するが、
本実施例では、二次巻線L2の自己インダクタンスを例
えば8Hと小さい値に設定していることから、この変動
期間は短く、その後、混合気が着火・燃焼してイオンが
発生すれば、イオン電流信号Siは、図3に点線で示す
ように、イオンの発生量に応じて変動し、逆に、混合気
が着火せず、イオンが発生しなければ、イオン電流信号
Siは、図3に実線で示すように、基準レベルに速やか
に収束することになる。By the operations of S170 and S180, the spark discharge of the spark plug is forcibly terminated, and at the same time immediately after the window signal IW is changed from Low to High level, as shown in FIG. The voltage fluctuation occurs in the winding L2, and the control device 12
Although the ion current signal Si input to the terminal fluctuates greatly,
In the present embodiment, since the self-inductance of the secondary winding L2 is set to a small value, for example, 8H, this fluctuation period is short, and thereafter, if the mixture is ignited and burns to generate ions, The current signal Si fluctuates according to the amount of generated ions, as indicated by the dotted line in FIG. 3. Conversely, if the mixture does not ignite and no ions are generated, the ion current signal Si is As shown by the solid line, the light level quickly converges to the reference level.
【0073】次に、S190では、イオン電流検出回路
10から出力されるイオン電流信号Siを取り込み、S
200にて、S170及びS180の処理実行後、S1
10で求めたサンプリング時間が経過したか否かを判定
し、サンプリング時間が経過していなければ再度S19
0に移行する、といった手順で、サンプリング時間内に
イオン電流検出回路10から出力されたイオン電流信号
Siをサンプリングする。Next, in S190, the ion current signal Si output from the ion current detection circuit 10 is fetched,
After execution of the processing of S170 and S180 in S200, S1
It is determined whether or not the sampling time obtained in step 10 has elapsed. If the sampling time has not elapsed, step S19 is performed again.
In a procedure such as shifting to 0, the ion current signal Si output from the ion current detection circuit 10 within the sampling time is sampled.
【0074】そして、S200にて、サンプリング時間
が経過したと判断されると、S210に移行して、イオ
ン電流検出回路10に対するウィンドウ信号IWをHigh
からLow レベルに変化させて、イオン電流の検出を一旦
終了し(図3に示す時点t3参照)、続くS220に
て、S190にてサンプリングしたサンプリング時間内
のイオン電流信号Siの変化に基づき、失火判定を行
う。If it is determined in S200 that the sampling time has elapsed, the flow shifts to S210, where the window signal IW to the ion current detection circuit 10 is set to High.
To a low level to temporarily stop the detection of the ion current (see time point t3 shown in FIG. 3). At S220, a misfire occurs based on the change of the ion current signal Si within the sampling time sampled at S190. Make a decision.
【0075】次に、S190にて、失火は発生しておら
ず、混合気は正常燃焼していると判断されると、S23
0に移行して、内燃機関が燃焼行程から排気行程に移行
したか否かを判断することにより、排気行程になるのを
待ち、内燃機関が排気行程に入ると、S240に移行し
て、点火信号IGをHighからLow レベルに変化させて、
一次巻線L1への通電を遮断し、当該処理を一旦終了す
る。尚、これは、内燃機関が正常燃焼しているにもかか
わらず失火判定後にそのまま一次巻線L1の通電を遮断
すると、点火プラグ2に火花放電が発生して、混合気の
燃焼に悪影響を及ぼすことが考えられるためである。Next, if it is determined in S190 that no misfire has occurred and the air-fuel mixture is burning normally, the process proceeds to S23.
0, and determines whether or not the internal combustion engine has transitioned from the combustion stroke to the exhaust stroke, and waits for the exhaust stroke. When the internal combustion engine enters the exhaust stroke, the process proceeds to S240 and proceeds to ignition. Change the signal IG from High to Low level,
The energization of the primary winding L1 is cut off, and the process is temporarily terminated. This is because if the primary coil L1 is immediately cut off after the misfire determination even though the internal combustion engine is performing normal combustion, spark discharge occurs in the ignition plug 2 and adversely affects the combustion of the air-fuel mixture. This is because it is conceivable.
【0076】一方、S190にて、サンプリング時間中
にサンプリングしたイオン電流信号Siから、イオン電
流を検出できず、失火したと判断されると、S250に
移行して、点火信号IGをHighからLow レベルに変化さ
せることにより、混合気を着火させるための火花放電を
再度実行させる(図3に示す時点t3参照)。On the other hand, if it is determined in S190 that the ion current cannot be detected from the ion current signal Si sampled during the sampling time and that a misfire has occurred, the process proceeds to S250, where the ignition signal IG is changed from High to Low level. , The spark discharge for igniting the air-fuel mixture is executed again (see time point t3 shown in FIG. 3).
【0077】そして、続くS260では、内燃機関の運
転状態(回転速度,負荷等)に基づき、火花放電の継続
時間を予測し、その継続時間が経過した時刻を、イオン
電流の検出開始タイミングとして設定し、続くS270
にて、現在時刻が、設定された検出タイミングに達した
か否かを判断することにより、検出タイミングになるの
を待つ。Then, in S260, the duration of the spark discharge is predicted based on the operation state (rotational speed, load, etc.) of the internal combustion engine, and the time when the duration has elapsed is set as the ion current detection start timing. And then S270
Then, it is determined whether or not the current time has reached the set detection timing, so that the detection timing is waited.
【0078】次に、S270にて、検出タイミングに達
したと判断されると、今度は、S280に移行して、上
記S180と同様、イオン電流検出回路10に対して出
力するウィンドウ信号IWをLow からHighレベルに変化
させる(図3に示す時点t4参照)。Next, when it is determined in S270 that the detection timing has been reached, the process proceeds to S280, where the window signal IW output to the ion current detection circuit 10 is set to Low, as in S180. To the High level (see time point t4 shown in FIG. 3).
【0079】そして、続くS290では、イオン電流検
出回路10から出力されるイオン電流信号Siを取り込
み、S300にて、S280の処理実行後、S110で
求めたサンプリング時間が経過したか否かを判定し、サ
ンプリング時間が経過していなければ再度S290に移
行する、といった手順で、サンプリング時間内にイオン
電流検出回路10から出力されたイオン電流信号Siを
サンプリングする。Then, in S290, the ion current signal Si output from the ion current detection circuit 10 is fetched, and in S300, it is determined whether or not the sampling time obtained in S110 has elapsed after execution of the processing of S280. The ion current signal Si output from the ion current detection circuit 10 within the sampling time is sampled in such a procedure that the processing shifts to S290 again if the sampling time has not elapsed.
【0080】そして、S300にて、サンプリング時間
が経過したと判断されると、S310に移行して、イオ
ン電流検出回路10に対するウィンドウ信号IWをHigh
からLow レベルに変化させて、イオン電流の検出を終了
する(図3に示す時点t5)。そして、続くS320で
は、S190にてサンプリングしたサンプリング時間内
のイオン電流信号Siの変化に基づき、失火判定を行
い、その判定結果を記憶(又は表示)し、当該処理を終
了する。When it is determined in S300 that the sampling time has elapsed, the flow shifts to S310, where the window signal IW to the ion current detection circuit 10 is set to High.
, And the detection of the ion current is terminated (time t5 shown in FIG. 3). Then, in S320, misfire determination is performed based on the change in the ion current signal Si within the sampling time sampled in S190, the determination result is stored (or displayed), and the process ends.
【0081】以上説明したように、本実施例の内燃機関
用点火装置は、点火コイル4の一次巻線L1に直列接続
されたスイッチング素子8をオン・オフさせることによ
り、点火プラグ2に点火用高電圧を印加して、その電極
間に火花放電を発生させる、フルトランジスタ型点火装
置であり、点火コイル4の二次巻線L2の自己インダク
タンスが、4H〜16Hの範囲内(例えば8H)に設定
されている。このため、二次巻線L2の自己インダクタ
ンスが20H〜30H程度に設定された従来の点火装置
に比べ、二次巻線L2のインピーダンスが極めて小さく
なり、点火プラグ2の火花放電の継続時間が短くなる。As described above, the ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment turns the switching element 8 connected in series with the primary winding L1 of the ignition coil 4 on and off, so that the ignition plug 2 This is a full-transistor type ignition device that generates a spark discharge between its electrodes by applying a high voltage, and the self-inductance of the secondary winding L2 of the ignition coil 4 falls within a range of 4H to 16H (for example, 8H). Is set. For this reason, the impedance of the secondary winding L2 becomes extremely small as compared with the conventional ignition device in which the self-inductance of the secondary winding L2 is set to about 20H to 30H, and the duration of the spark discharge of the spark plug 2 is short. Become.
【0082】また、内燃機関を実際に運転する際には、
図3に示すように、まず、内燃機関の運転状態に基づき
求めた点火時期(時点t1)で点火プラグ2が火花放電
するよう、図3に示す時点t0から時点t1までの間、
スイッチング素子8をオンして点火コイル4の一次巻線
L1を通電し、スイッチング素子8がターンオフした時
点t1で、点火コイル4の二次巻線L2側に点火用高電
圧を発生させて、この点火用高電圧にて点火プラグ2を
火花放電させる。When the internal combustion engine is actually operated,
As shown in FIG. 3, first, during a period from time t0 to time t1 shown in FIG. 3, the spark plug 2 performs spark discharge at the ignition timing (time t1) obtained based on the operation state of the internal combustion engine.
The switching element 8 is turned on to energize the primary winding L1 of the ignition coil 4, and at time t1 when the switching element 8 is turned off, a high voltage for ignition is generated on the secondary winding L2 side of the ignition coil 4 to generate a high voltage for ignition. The spark plug 2 is spark-discharged at a high voltage for ignition.
【0083】そして、火花放電は、そのまま放置してお
けば、一次巻線L1への通電によって点火コイル4に蓄
積されたエネルギが放出されるまで継続するが、本実施
例では、火花放電の継続時間を計時し、これが、内燃機
関の運転状態に基づき設定した放電時間に達した時点t
2で、スイッチング素子8を再度オンして一次巻線L1
を通電することにより、火花放電を強制終了させる。こ
のため、点火プラグ2の火花放電の継続時間は、従来の
点火装置に比べて、より短くなる。If the spark discharge is left as it is, it continues until the energy stored in the ignition coil 4 is released by energizing the primary winding L1, but in this embodiment, the spark discharge is continued. A time is measured, and when this reaches a discharge time set based on the operation state of the internal combustion engine, t
2, the switching element 8 is turned on again, and the primary winding L1
To forcibly terminate the spark discharge. For this reason, the duration of the spark discharge of the ignition plug 2 is shorter than that of the conventional ignition device.
【0084】また、火花放電を強制終了させると、その
後、内燃機関の運転状態に基づき設定したサンプリング
時間が経過する時点t3までの間、イオン電流検出回路
10から出力されるイオン電流信号Siをサンプリング
する。このサンプリングしたイオン電流信号Siの信号
波形は、火花放電の終了に伴い二次巻線L2に発生する
電圧変動(二次電圧V2の変動)の影響を受けるが、二
次巻線L2の自己インダクタンスが従来のものに比べて
小さいことから、二次電圧V2の変動期間,延いてはイ
オン電流信号Siの変動期間も短くなる。When the spark discharge is forcibly terminated, thereafter, the ion current signal Si output from the ion current detection circuit 10 is sampled until the time t3 when the sampling time set based on the operation state of the internal combustion engine elapses. I do. The signal waveform of the sampled ion current signal Si is affected by the voltage fluctuation (fluctuation of the secondary voltage V2) generated in the secondary winding L2 at the end of the spark discharge. Is smaller than that of the prior art, the fluctuation period of the secondary voltage V2 and, consequently, the fluctuation period of the ion current signal Si also become shorter.
【0085】このため、本実施例によれば、火花放電開
始後、混合気の燃焼に伴い発生したイオン量に対応した
イオン電流を検出できるようになるまでの時間が、従来
の点火装置に比べて極めて短くなり、混合気が着火し易
く、火花放電を開始してから混合気の燃焼によってイオ
ンが発生するまでの時間が短い運転条件下(内燃機関の
高回転・高負荷運転時等)でも、イオン電流を正確に検
出できることになる。For this reason, according to the present embodiment, the time from the start of the spark discharge until the ion current corresponding to the amount of ions generated due to the combustion of the air-fuel mixture can be detected is longer than that of the conventional ignition device. The mixture is easy to ignite, even under operating conditions where the time from the start of spark discharge to the generation of ions by combustion of the mixture is short (during high-speed, high-load operation of the internal combustion engine, etc.). Thus, the ion current can be accurately detected.
【0086】また、本実施例では、イオン電流信号Si
のサンプリングが終了すると(時点t3)、そのサンプ
リングしたイオン電流信号Siに基づき失火判定を行う
が、この失火判定では、二次電圧V2の変動期間を除く
イオン電流信号Siの信号波形を用いることにより、内
燃機関の運転状態によらず、常に正確に失火判定を行う
ことが可能となる。In this embodiment, the ion current signal Si
Is completed (time t3), a misfire determination is performed based on the sampled ion current signal Si. In this misfire determination, the signal waveform of the ion current signal Si excluding the fluctuation period of the secondary voltage V2 is used. Thus, misfire determination can always be made accurately regardless of the operating state of the internal combustion engine.
【0087】また更に、本実施例では、失火判定の結
果、失火が検出されると、スイッチング素子8をオフし
て一次巻線L1への通電を遮断することにより、点火プ
ラグ2を再度火花放電させる。このため、一回目の火花
放電にて混合気を着火・燃焼させることができなかった
場合でも、この2回目の火花放電により混合気を着火・
燃焼させることが可能になる。Further, in this embodiment, when a misfire is detected as a result of the misfire determination, the switching element 8 is turned off to cut off the current supply to the primary winding L1, thereby causing the spark plug 2 to discharge the spark again. Let it. Therefore, even if the air-fuel mixture cannot be ignited and burned by the first spark discharge, the air-fuel mixture is ignited and fired by the second spark discharge.
It becomes possible to burn.
【0088】尚、本実施例においては、制御装置12で
実行される点火制御処理の内、S120〜S150の処
理が、本発明の点火制御手段として機能し、S160,
170の処理が、本発明の火花放電休止手段として機能
し、S180〜S220及びS250の処理が、本発明
の再点火制御手段として機能する。In the present embodiment, among the ignition control processes executed by the control device 12, the processes of S120 to S150 function as the ignition control means of the present invention.
The process of 170 functions as the spark discharge suspending unit of the present invention, and the processes of S180 to S220 and S250 function as the re-ignition control unit of the present invention.
【0089】以上のように、本実施例では、点火コイル
4の二次巻線L2の自己インダクタンスを、従来のもの
に比べて極めて小さい4H〜16Hの範囲内に設定する
ことにより、点火プラグ2の火花放電の継続時間及び火
花放電終了時に生じる二次電圧V2の変動期間を、従来
よりも短くし、しかも、1回目の火花放電の継続時間に
ついては、火花放電を強制終了させることにより、より
短くするようにしている。As described above, in the present embodiment, the self-inductance of the secondary winding L2 of the ignition coil 4 is set in the range of 4H to 16H, which is extremely smaller than that of the conventional one, so that the ignition plug 2 The duration of the spark discharge and the fluctuation period of the secondary voltage V2 generated at the end of the spark discharge are made shorter than before, and for the duration of the first spark discharge, the spark discharge is forcibly terminated. I try to keep it short.
【0090】これは、既述したように、混合気が着火し
易く、火花放電開始後イオンが発生するまでの時間が短
い運転条件下でも、イオン電流を正確に検出できるよう
にするためであるが、次に、こうした効果を裏付ける各
種実験例について説明する。 [実験例1]まず、図4は、1.8L,4気筒の内燃機
関を搭載した車両を用いて、点火コイルの二次巻線の自
己インダクタンスがイオン電流に与える影響を測定した
測定結果を表す。This is because, as described above, the ion mixture can be easily ignited, and the ion current can be accurately detected even under an operating condition in which the time until the generation of ions after the start of spark discharge is short. Next, various experimental examples supporting these effects will be described. Experimental Example 1 First, FIG. 4 shows a measurement result obtained by measuring the effect of the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil on the ionic current using a vehicle equipped with a 1.8-liter, four-cylinder internal combustion engine. Represent.
【0091】図4において、(a)は、上記実施例と同
じイオン電流検出回路を備えたフルトランジスタ型点火
装置で、点火コイルに、二次巻線の自己インダクタンス
が8Hのものを用い、内燃機関をリーン空燃比で運転し
つつ、車両を100km/hで走行させた際の、イオン電流
信号Si、二次電圧V2及び気筒内燃焼圧力Piの測定
結果であり、(b)は、二次巻線の自己インダクタンス
が16Hの点火コイルを用いて同様の実験を行った測定
結果であり、(c)は、二次巻線の自己インダクタンス
が23Hの点火コイルを用いて同様の実験を行った測定
結果である。尚、各測定結果の下方に記載の矢印↑は、
火花放電の開始時期(点火時期)を表す。 そして、こ
の測定結果から、二次巻線の自己インダクタンスが23
Hの点火コイルを用いた場合には、火花放電終了時に生
じる二次電圧V2の変動が長く続き、イオン電流信号S
iもそれに応じて振動するため、混合気の燃焼に伴い発
生したイオン量に対応したイオン電流波形が、その振動
の影響を受けてしまうことが判った。また、二次巻線の
自己インダクタンスを16H,8Hと小さくすると、火
花放電終了時に生じる二次電圧V2の変動期間が短くな
り、イオン電流信号Siが二次電圧V2の変動の影響を
受け難くなることも判った。In FIG. 4, (a) shows a full-transistor type ignition device provided with the same ion current detection circuit as that of the above-described embodiment. (B) is a measurement result of the ion current signal Si, the secondary voltage V2, and the in-cylinder combustion pressure Pi when the vehicle is running at 100 km / h while the engine is operated at a lean air-fuel ratio. It is the measurement result which performed the same experiment using the self-inductance of the winding of 16H, and the same experiment was carried out using the self-inductance of the secondary winding using the ignition coil of 23H. It is a measurement result. The arrow ↑ below each measurement result indicates
Indicates the start timing (ignition timing) of spark discharge. From the measurement result, the self-inductance of the secondary winding is 23
When the ignition coil of H is used, the fluctuation of the secondary voltage V2 generated at the end of the spark discharge lasts long, and the ion current signal S
Since i also vibrates accordingly, it was found that the ion current waveform corresponding to the amount of ions generated due to the combustion of the air-fuel mixture was affected by the vibration. Further, when the self-inductance of the secondary winding is reduced to 16H and 8H, the fluctuation period of the secondary voltage V2 generated at the end of the spark discharge is shortened, and the ion current signal Si is less affected by the fluctuation of the secondary voltage V2. I also understood.
【0092】従って、この実験例1の測定結果から、イ
オン電流を正確に検出するには、点火コイルの二次巻線
の自己インダクタンスを、従来のように20H〜30H
程度に設定するのではなく、上記実施例のように、従来
よりも小さい値(4H〜16H)に設定した方がよいこ
とが判る。Therefore, in order to accurately detect the ion current from the measurement results of the first experimental example, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil must be set to 20H to 30H as in the conventional case.
It can be seen that it is better to set the value to a smaller value (4H to 16H) than in the related art, as in the above-described embodiment, instead of setting it to the degree.
【0093】[実験例2]次に、図5は、二次巻線の自
己インダクタンスが16Hの点火コイルを用いて、実験
例1と同様の点火装置で、1.8L,4気筒の内燃機関
を運転させ、その運転時に、点火プラグの火花放電を最
後まで継続させたとき(a)と、火花放電を強制終了さ
せたとき(b)とで、イオン電流信号Siがどのように
変わるかを測定結果を表す。[Experimental Example 2] Next, FIG. 5 shows a 1.8-liter, four-cylinder internal combustion engine using an ignition device similar to that of Experimental Example 1 using an ignition coil having a secondary winding having a self-inductance of 16H. And how the ion current signal Si changes when the spark discharge of the spark plug is continued to the end during the operation (a) and when the spark discharge is forcibly terminated (b). Shows the measurement results.
【0094】尚、図5において、各測定結果の下方に記
載の矢印t1は、火花放電の開始時期(点火時期)を表
し、(b)の下方に記載の矢印t1は、スイッチング素
子を再通電して火花放電を強制終了させたタイミングを
表す。また、この実験では、実験例1と同様に、内燃機
関には車両に搭載されたもの使用した。そして、図5の
測定結果は、内燃機関をストイキ(理論空燃比)で運転
させつつ、車両を100km/hで走行させた際に得られた
値である。In FIG. 5, an arrow t1 below each measurement result indicates the start timing (ignition timing) of spark discharge, and an arrow t1 below (b) indicates that the switching element is re-energized. Represents the timing when the spark discharge is forcibly terminated. In this experiment, the internal combustion engine mounted on the vehicle was used, as in Experimental Example 1. The measurement results in FIG. 5 are values obtained when the vehicle is driven at 100 km / h while the internal combustion engine is operated at stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio).
【0095】この測定結果から、火花放電を継続させる
と、火花放電の継続時間だけでなく、火花放電終了時に
生じる二次電圧V2の変動期間も長くなり、イオン量に
対応したイオン電流信号Siを検出できなくなることが
あるのに対し、火花放電を強制遮断させると、火花放電
の継続時間及び火花放電終了時の二次電圧V2の変動期
間が共に短くなって、イオン量に対応したイオン電流信
号Siが得られるようになることが判った。From this measurement result, when the spark discharge is continued, not only the duration of the spark discharge but also the fluctuation period of the secondary voltage V2 generated at the end of the spark discharge becomes longer, and the ion current signal Si corresponding to the ion amount becomes longer. When the spark discharge is forcibly cut off, the duration of the spark discharge and the fluctuation period of the secondary voltage V2 at the end of the spark discharge are both shortened, and the ion current signal corresponding to the ion amount is reduced. It was found that Si could be obtained.
【0096】従って、この実験例3による測定結果か
ら、イオン電流を正確に検出するには、点火コイルの二
次巻線の自己インダクタンスを、従来よりも小さい値に
設定するだけではなく、上記実施例のように、火花放電
の継続期間が、混合気を着火し得る範囲内で、できるだ
け短くなるように、火花放電を強制的に終了させるとよ
いことが判る。 [実験例3]次に、図6は、二次巻線の自己インダクタ
ンスが16Hの点火コイルと、同じく自己インダクタン
スが23Hの点火コイルとを夫々用いて、実験例1と同
様の点火装置で、1.8L,4気筒の内燃機関を、点火
プラグの火花放電を強制終了させつつ運転させ、その運
転時に、混合気が正常燃焼(着火)したときと、失火し
たときとで、イオン電流信号Siがどのように変化する
かを測定した測定結果を表す。Therefore, in order to accurately detect the ion current from the measurement results obtained in Experimental Example 3, not only is the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil set to a smaller value than in the past, As shown in the example, it can be seen that the spark discharge should be forcibly terminated so that the duration of the spark discharge is as short as possible within a range in which the air-fuel mixture can be ignited. [Experimental Example 3] Next, FIG. 6 shows an ignition device similar to Experimental Example 1 using an ignition coil having a secondary winding having a self inductance of 16H and an ignition coil having a self inductance of 23H, respectively. The 1.8-liter, four-cylinder internal combustion engine is operated while forcibly terminating the spark discharge of the spark plug. During the operation, the ion current signal Si is output when the air-fuel mixture burns normally (ignites) and when it misfires. Represents a measurement result of how the value changes.
【0097】尚、図6において、(a)は、二次巻線の
自己インダクタンスが16Hの点火コイルを用いた場合
の測定結果であり、(b)は、二次巻線の自己インダク
タンスが23Hの点火コイルを用いた場合の測定結果で
ある。また、各測定結果の下方に記載の矢印は、火花放
電の開始時期(点火時期)を表す。また、この実験で
は、実験例1,実験例2と同様に、内燃機関には車両に
搭載されたもの使用した。そして、図6の測定結果は、
内燃機関をストイキ(理論空燃比)で運転させつつ、車
両を75km/hで走行させた際に得られた値である。In FIG. 6, (a) shows the measurement results when the self-inductance of the secondary winding is 16H and the self-inductance of the secondary winding is 23H. 4 shows the measurement results when the ignition coil was used. Arrows below each measurement result indicate the start timing (ignition timing) of spark discharge. In this experiment, the internal combustion engine mounted on the vehicle was used as in the first and second experimental examples. And the measurement result of FIG.
This is a value obtained when the vehicle is run at 75 km / h while the internal combustion engine is operated at stoichiometry (stoichiometric air-fuel ratio).
【0098】この測定結果から、二次巻線の自己インダ
クタンスが23Hの点火コイルを用いた場合には、火花
放電終了後に生じる振動により、イオン電流信号Siか
ら混合気の失火・着火を判定できないことがあるのに対
し、二次巻線の自己インダクタンスが16Hの点火コイ
ルを用いた場合には、火花放電終了後に生じる振動の発
生期間が短いことから、その振動後のイオン電流信号S
iの信号波形から、混合気の失火・着火を正確に判定で
きることが判った。From this measurement result, when an ignition coil having a secondary winding of 23H in self-inductance is used, it is not possible to determine the misfire / ignition of the air-fuel mixture from the ion current signal Si due to the vibration generated after the end of the spark discharge. On the other hand, when an ignition coil having a secondary winding of 16H in self-inductance is used, since the period of occurrence of the vibration generated after the end of the spark discharge is short, the ion current signal S
It was found from the signal waveform of i that the misfire / ignition of the air-fuel mixture can be accurately determined.
【0099】従って、この実験例3による測定結果から
も、イオン電流を正確に検出するには、点火コイルの二
次巻線の自己インダクタンスを、従来よりも小さい値
(4H〜16H)に設定した方がよいことが判る。 [実験例4]次に、図7は、二次巻線の自己インダクタ
ンスが23Hに設定された上記実施例の点火コイルを用
いて、下記(1)〜(3)の点火制御を行うことにより、2
L,6気筒の内燃機関を運転し、各点火制御において内
燃機関を運転し得る混合気の空燃比(A/F)を測定し
た測定結果(a)、及び、各点火制御における気筒内燃
焼圧力Piのばらつき測定した測定結果(b)を表す。Therefore, in order to accurately detect the ion current also from the measurement results obtained in Experimental Example 3, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil was set to a smaller value (4H to 16H) than in the past. It turns out that it is better. [Experimental Example 4] Next, FIG. 7 shows that ignition control of the following (1) to (3) is performed using the ignition coil of the above embodiment in which the self-inductance of the secondary winding is set to 23H. , 2
L, 6-cylinder internal combustion engine is operated, and the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture that can operate the internal combustion engine in each ignition control is measured (a), and the combustion pressure in the cylinder in each ignition control 10B shows a measurement result (b) obtained by measuring the variation of Pi.
【0100】(1) 火花放電の継続時間を制限することな
く(継続時間は2.0msec.となった)、火花放電を一
回だけ実行させる従来の点火制御。 (2) 火花放電の継続時間を、夫々、1.5msec.及び
0.7msec.に制限し、火花放電を一回だけ実行させる
点火制御。(1) Conventional ignition control in which spark discharge is executed only once without limiting the duration of spark discharge (the duration is 2.0 msec.). (2) Ignition control for limiting the duration of spark discharge to 1.5 msec. And 0.7 msec., Respectively, and executing the spark discharge only once.
【0101】(3) 火花放電の継続時間を0.7msec.に
制限しつつ、火花放電を行い、その1回目の火花放電後
にイオン電流信号Siに基づき失火判定を行って、失火
検出時には再度火花放電を実行させる上記実施例と同様
の点火制御。尚、この実験での内燃機関の運転条件は、
回転速度:2000r.p.m.、ブースト(吸入負圧):1
30mmHgである。(3) Spark discharge is performed while limiting the duration of spark discharge to 0.7 msec. After the first spark discharge, a misfire determination is made based on the ion current signal Si. The same ignition control as in the above embodiment for executing the discharge. The operating conditions of the internal combustion engine in this experiment were as follows:
Rotation speed: 2000 rpm, boost (negative suction pressure): 1
30 mmHg.
【0102】そして、この測定結果(a)から、火花放
電を一回だけ行う点火制御では、火花放電の継続時間を
短くし過ぎると(本測定結果では0.7msec.)、混合
気を着火させることができない運転領域が増えて、運転
可能な混合気の空燃比の上限が低くなることが判った。
しかし、火花放電の継続時間を同様に制限しても、上記
実施例のように、失火判定を行って、失火検出時には火
花放電を再度実行するようにすれば、2回目の火花放電
で混合気を着火させることが可能になり、運転可能な混
合気の空燃比の上限も、従来の点火制御と同程度になる
ことが判った。From the measurement result (a), in the ignition control in which the spark discharge is performed only once, if the duration of the spark discharge is too short (0.7 msec. In the present measurement result), the mixture is ignited. It has been found that the operating region in which the air-fuel ratio cannot be operated increases, and the upper limit of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture that can be operated becomes low.
However, even if the duration of the spark discharge is similarly limited, if the misfire determination is performed and the spark discharge is executed again when the misfire is detected as in the above-described embodiment, the air-fuel mixture is generated in the second spark discharge. Ignited, and the upper limit of the air-fuel ratio of the operable mixture was found to be about the same as that of conventional ignition control.
【0103】一方、測定結果(b)からは、火花放電を
一回だけ行う点火制御では、火花放電の継続時間を短く
し過ぎると(本測定結果では0.7msec.)、混合気を
着火させることができない運転領域が増えることから、
内燃機関を安定して運転することができず、内燃機関運
転時の気筒内燃焼圧力Piのばらつきが大きくなること
が判った。しかし、火花放電の継続時間を同様に制限し
ても、上記実施例のように、失火判定を行って、失火検
出時には火花放電を再度実行するようにすれば、内燃機
関を安定して運転することができるようになり、内燃機
関運転時の気筒内燃焼圧力Piのばらつきも、従来の点
火制御と同程度になることが判った。On the other hand, from the measurement result (b), in the ignition control in which the spark discharge is performed only once, if the duration of the spark discharge is too short (in this measurement result, 0.7 msec.), The mixture is ignited. Because the operating area that can not do it increases,
It was found that the internal combustion engine could not be operated stably, and the variation in the in-cylinder combustion pressure Pi during the operation of the internal combustion engine became large. However, even if the duration of the spark discharge is similarly limited, if the misfire determination is performed as in the above-described embodiment and the spark discharge is executed again when the misfire is detected, the internal combustion engine can be stably operated. It has been found that the variation in the in-cylinder combustion pressure Pi during the operation of the internal combustion engine is almost the same as that of the conventional ignition control.
【0104】従って、この実験例4による測定結果から
は、点火コイルの二次巻線の自己インダクタンスを小さ
い値(4H〜16H)に設定し、点火プラグの火花放電
の継続時間を運転状態に応じて制限するようにした場合
には、上記実施例のように、火花放電後に、イオン電流
信号Siを用いて失火判定を行い、失火検出時には、点
火プラグを再度火花放電させるようにするとよいことが
判る。 [実験例5]次に、従来の点火コイルを用いた点火装置
において検出したイオン電流に基づくノッキングの検出
精度と、本発明の点火コイルを用いた点火装置において
検出したイオン電流に基づくノッキングの検出精度とを
比較するため、図8に示す回路構成にて、ノッキング発
生時にイオン電流信号Siに重畳されるノッキング信号
成分を測定(シミュレーション)した。そのシミュレー
ション結果を、図9に示す。Therefore, based on the measurement results obtained in Experimental Example 4, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil was set to a small value (4H to 16H), and the duration of spark discharge of the ignition plug was changed according to the operating state. In this case, after the spark discharge, a misfire determination is performed using the ion current signal Si, and when the misfire is detected, the spark plug may be re-discharged. I understand. [Experimental example 5] Next, the knocking detection accuracy based on the ion current detected in the ignition device using the conventional ignition coil and the knocking detection based on the ion current detected in the ignition device using the ignition coil of the present invention. In order to compare the accuracy with the accuracy, a knocking signal component superimposed on the ion current signal Si when knocking occurred was measured (simulated) with the circuit configuration shown in FIG. FIG. 9 shows the simulation result.
【0105】尚、このシミュレーションには、図8に示
すように、点火コイル4の一次巻線L1の両端に、夫
々、バッテリ6及びNPNパワートランジスタからなる
スイッチング素子8を接続し、二次巻線L2の一端(図
1に示した実際の点火装置とは反対側)に、外側電極2
aがグランドに接地された点火プラグ2の中心電極2b
を接続し、二次巻線L2の他端に、コンデンサ28を介
して、一端がグランドに接地された抵抗20の他端を接
続すると共に、抵抗20とコンデンサ28との間に、カ
ソードが接地されたダイオード22のアノードを接続
し、更に、コンデンサ28の二次巻線側に、アノードが
接地されたツェナーダイオード34のカソードを接続し
た、シミュレーション用の点火回路を用いた。尚、これ
ら各構成要素は、上記実施例のものと同じものを使用し
ているため、同一符号としている。In this simulation, as shown in FIG. 8, a battery 6 and a switching element 8 composed of an NPN power transistor are connected to both ends of a primary winding L1 of an ignition coil 4 respectively, and a secondary winding is formed. One end of L2 (the side opposite to the actual igniter shown in FIG. 1) has an outer electrode 2
a is the center electrode 2b of the spark plug 2 grounded to ground
And the other end of the secondary winding L2 is connected via a capacitor 28 to the other end of the resistor 20 whose one end is grounded, and the cathode is connected between the resistor 20 and the capacitor 28. An ignition circuit for simulation was used in which the anode of the diode 22 was connected, and the cathode of a Zener diode 34 whose anode was grounded was connected to the secondary winding side of the capacitor 28. Since these components are the same as those in the above embodiment, they are denoted by the same reference numerals.
【0106】そして、点火プラグ2に対しては、イオン
電流の経路となる高抵抗値(1MΩ)の抵抗50を並列
に接続すると共に、イオン電流にノッキング信号成分を
重畳するための回路を並列に接続した。ノッキング信号
重畳用の回路は、アノードが点火プラグ2の中心電極2
b側に接続されたダイオード52と、エミッタが抵抗5
6を介してグランドに接地されたNPN型のトランジス
タ53と、一端がダイオード52のカソードに接続さ
れ、他端がトランジスタ53のコレクタに接続された抵
抗54と、トランジスタ53のベースに接続された抵抗
58とからなり、この抵抗58を介してトランジスタ5
3のベースに周波数7kHz,14kHzの駆動信号を
印加することにより、イオン電流にノッキング信号成分
を重畳できるようにされている。A high resistance (1 MΩ) resistor 50 serving as an ion current path is connected in parallel to the ignition plug 2, and a circuit for superimposing a knocking signal component on the ion current is connected in parallel. Connected. The circuit for superimposing the knocking signal has an anode connected to the center electrode 2 of the spark plug 2.
A diode 52 connected to the b side and an emitter connected to a resistor 5
6, an NPN-type transistor 53 grounded to ground, one end connected to the cathode of the diode 52, the other end connected to the collector of the transistor 53, and a resistor connected to the base of the transistor 53. 58, and the transistor 5
By applying a drive signal having a frequency of 7 kHz or 14 kHz to the base of No. 3, a knocking signal component can be superimposed on the ion current.
【0107】また、このシミュレーションでは、二次巻
線L2の自己インダクタンスが、4H,8H,16H,
23Hに設定された4種類の点火コイルを用いた。そし
て、これらの点火コイルを備えた点火回路毎に、スイッ
チング素子8をオン・オフすることで、点火プラグ2の
電極間に火花放電を発生させ、コンデンサ28を充電
し、火花放電終了後、コンデンサ28に充電された検出
用高電圧によって、抵抗R50にリーク電流(シミュレ
ーション用のイオン電流)を流し、同時に、トランジス
タ53を周波数7kHz,14kHzの駆動信号にてス
イッチングすることにより、点火プラグ2の電極間の等
価抵抗を、抵抗R50から、抵抗R50と抵抗R54と
抵抗R56との合成抵抗(=R50×(R54+R5
6)/(R50+R54+R56)へと周期的に切り換
え、そのときイオン電流検出用の抵抗20の両端に生じ
る電圧ViをFFT(高速フーリエ変換)解析した。そ
の解析結果が、図9に示すシミュレーション結果であ
る。In this simulation, the self-inductance of the secondary winding L2 is 4H, 8H, 16H,
Four types of ignition coils set at 23H were used. Then, for each ignition circuit having these ignition coils, the switching element 8 is turned on / off to generate a spark discharge between the electrodes of the ignition plug 2 and charge the capacitor 28. The leak current (ion current for simulation) is caused to flow through the resistor R50 by the detection high voltage charged to the transistor 28, and at the same time, the transistor 53 is switched by a drive signal having a frequency of 7 kHz or 14 kHz, whereby the electrode of the ignition plug 2 is switched. From the resistor R50, the equivalent resistance between the resistors R50, R54, and R56 is calculated as the combined resistance (= R50 × (R54 + R5
6) / (R50 + R54 + R56), and the voltage Vi generated at both ends of the ion current detection resistor 20 at that time was analyzed by FFT (Fast Fourier Transform). The analysis result is the simulation result shown in FIG.
【0108】図9に示す如く、二次巻線L2の自己イン
ダクタンスが4Hの点火コイル4を用いた場合、イオン
電流の検出電圧Viには、トランジスタ53のスイッチ
ング周波数7kHz,14kHzと同じ信号成分と、こ
れら各信号の高調波成分とが重畳されている。しかし、
点火コイル4の二次巻線L2の自己インダクタンスが、
8H、16H、23Hと大きくなるにつれて、これら各
信号成分のレベルが低下し、特に、二次巻線L2の自己
インダクタンスが23Hの点火コイル4を用いた場合に
は、14kHzを越える高調波成分がノイズに埋もれて
しまい、計測できないことが判った。As shown in FIG. 9, when the ignition coil 4 having a secondary winding L2 having a self-inductance of 4H is used, the detection signal Vi of the ionic current includes the same signal components as the switching frequencies 7kHz and 14kHz of the transistor 53. , And the harmonic components of these signals are superimposed. But,
The self-inductance of the secondary winding L2 of the ignition coil 4 is:
The levels of these signal components decrease as they increase to 8H, 16H, and 23H. In particular, when the self-inductance of the secondary winding L2 is 23H and the ignition coil 4 is used, harmonic components exceeding 14 kHz are generated. It turned out that it was buried in noise and could not be measured.
【0109】従って、この実験例5によるシミュレーシ
ョン結果からは、イオン電流検出回路を用いて検出した
イオン電流信号Siからノッキングを正確に検出するに
は、点火コイル4の二次巻線L2の自己インダクタンス
を、従来よりも小さい値(4H〜16H)に設定した方
がよいことが判る。Therefore, from the simulation result of this experimental example 5, it is found that the knocking can be accurately detected from the ion current signal Si detected by using the ion current detection circuit, because the self inductance of the secondary winding L2 of the ignition coil 4 is required. Is set to a smaller value (4H to 16H) than before.
【0110】尚、点火コイル4の二次巻線L2の自己イ
ンダクタンスが大きい程、イオン電流に重畳されるノッ
キング信号成分のレベルが低くなるのは、二次巻線L2
とこれに接続される点火系各部の容量成分とにより、点
火系全体がローパスフィルタとなって、高周波のノッキ
ング信号成分が減衰してしまうためであると考えられ
る。 [実験例6]次に、図10〜図14は、2L,4気筒の
内燃機関を用いて、点火コイルの二次巻線の自己インダ
クタンスが、イオン電流に基づくノッキングの検出精度
に与える影響を実際に測定した測定結果を表す。The level of the knocking signal component superimposed on the ionic current decreases as the self-inductance of the secondary winding L2 of the ignition coil 4 increases.
It is considered that this is because the entire ignition system becomes a low-pass filter due to the capacitance component of each part of the ignition system connected thereto, and the high-frequency knock signal component is attenuated. [Experimental Example 6] Next, FIGS. 10 to 14 show the effect of the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil on the knocking detection accuracy based on the ionic current using a 2L, 4 cylinder internal combustion engine. Indicates the measurement result actually measured.
【0111】尚、この実験例6では、二次巻線の自己イ
ンダクタンスを4H、8H、12H、16H、23Hに
設定した5種類の点火コイルを用いて、内燃機関を、ノ
ッキング無しの状態及びノッキング有りの状態で運転し
た。またこの運転時には、イオン電流に基づくノッキン
グの検出精度と、気筒内の燃焼圧力に基づくノッキング
の検出精度と、内燃機関の振動を検出するノックセンサ
を用いたノッキングの検出精度とを比較するため、内燃
機関の回転速度が1600[r.p.m.]、4000[r.p.
m.]、6000[r.p.m.]のときに、これら各ノッキング
検出方法に沿った下記(1) 〜(3) の測定を行った。In Experimental Example 6, the internal combustion engine was operated without knocking and knocking using five types of ignition coils in which the self-inductance of the secondary winding was set to 4H, 8H, 12H, 16H, and 23H. Driving in the presence state. In addition, during this operation, in order to compare the detection accuracy of knocking based on ion current, the detection accuracy of knocking based on combustion pressure in the cylinder, and the detection accuracy of knocking using a knock sensor that detects vibration of the internal combustion engine, The rotation speed of the internal combustion engine is 1600 [rpm], 4000 [rp]
m.] and 6000 [rpm], the following measurements (1) to (3) were performed in accordance with each of these knocking detection methods.
【0112】(1) 上記実施例と同じイオン電流検出回路
を用いてイオン電流を検出し、得られたイオン電流信号
Siを、周波数帯域3kHz〜20kHzのバンドパス
フィルタに通して、イオン電流信号Siに重畳されたノ
ッキング信号成分を抽出し、この抽出したノッキング信
号成分を所定のノック判定期間中積分した。(1) An ion current is detected using the same ion current detection circuit as in the above embodiment, and the obtained ion current signal Si is passed through a band-pass filter having a frequency band of 3 kHz to 20 kHz to obtain an ion current signal Si. Is extracted, and the extracted knocking signal component is integrated during a predetermined knock determination period.
【0113】(2) 気筒内の燃焼圧力を検出する圧力セン
サからの検出信号を、周波数帯域3kHz〜20kHz
のバンドパスフィルタに通して、ノッキング信号成分を
抽出し、この抽出したノッキング信号成分を所定のノッ
ク判定期間中積分した。 (3) ノックセンサからの検出信号を、周波数帯域3kH
z〜20kHzのバンドパスフィルタに通して、ノッキ
ング信号成分を抽出し、この抽出したノッキング信号成
分を所定のノック判定期間中積分した。(2) The detection signal from the pressure sensor for detecting the combustion pressure in the cylinder is converted into a frequency band of 3 kHz to 20 kHz.
The knocking signal component was extracted by passing through a band pass filter of No. 1, and the extracted knocking signal component was integrated during a predetermined knock determination period. (3) The detection signal from the knock sensor is converted to a frequency band of 3 kHz.
The knocking signal component was extracted through a bandpass filter of z to 20 kHz, and the extracted knocking signal component was integrated during a predetermined knock determination period.
【0114】そして、上記(1) 〜(3) の測定方法により
得られた各信号の積分値を、夫々、内燃機関にノッキン
グが発生しているときの積分値と、内燃機関にノッキン
グが発生していないときの積分値とに分け、各値の平均
値の比をS/N比(=ノッキング発生時の積分値/ノッ
キング無時の積分値)として求めた。Then, the integrated value of each signal obtained by the measuring methods (1) to (3) is calculated by using the integrated value obtained when knocking occurs in the internal combustion engine and the integrated value obtained when knocking occurs in the internal combustion engine. The ratio of the average value of each value was determined as the S / N ratio (= integral value when knocking occurred / integral value when knocking did not occur).
【0115】図10〜14は、その結果(S/N比)を
表しており、図10は、点火コイルの二次巻線の自己イ
ンダクタンスが4HであるときのS/N比を、図11
は、同じく8HであるときのS/N比を、図12は、同
じく12HであるときのS/N比を、図13は、同じく
16HであるときのS/N比を、図14は、同じく23
HであるときのS/N比を、夫々表す。FIGS. 10 to 14 show the results (S / N ratio), and FIG. 10 shows the S / N ratio when the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is 4H.
Is the S / N ratio when the same is 8H, FIG. 12 is the S / N ratio when the same is 12H, FIG. 13 is the S / N ratio when the same is 16H, and FIG. Also 23
The S / N ratio when H is shown, respectively.
【0116】そして、この測定結果から、二次巻線L2
の自己インダクタンスが、4Hから、8H,12H,1
6Hと大きくなるに従い、イオン電流に基づくノッキン
グの検出精度(S/N比)が低下してゆき、二次巻線L
2の自己インダクタンスを23Hにすると、イオン電流
に基づくノッキングの検出精度(S/N)が、ノックセ
ンサで得られる検出精度(S/N)よりも悪くなってし
まうことが判った。From the measurement result, the secondary winding L2
Has a self inductance of 4H to 8H, 12H, 1
6H, the detection accuracy (S / N ratio) of knocking based on the ion current decreases, and the secondary winding L
When the self-inductance of No. 2 was set to 23H, the knocking detection accuracy (S / N) based on the ion current was found to be worse than the detection accuracy (S / N) obtained by the knock sensor.
【0117】従って、この実験例6からも、イオン電流
に基づくノッキングの検出精度を高めるには、点火コイ
ルの二次巻線の自己インダクタンスをできるだけ小さく
することが望ましく、少なくとも16H以下に設定しな
いと、ノッキングの検出精度を確保できないことが判っ
た。Therefore, also from this Experimental Example 6, it is desirable to minimize the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil as much as possible in order to improve the knocking detection accuracy based on the ion current. It was found that the knocking detection accuracy could not be ensured.
【0118】尚、上記各種実験例から、内燃機関の運転
状態に対応したイオン電流を正確に検出するには、点火
コイルの二次巻線の自己インダクタンスを、16H以下
のできるだけ小さい値に設定すればよいこと判った。そ
こで、自己インダクタンスの下限を確認するために、二
次巻線の自己インダクタンスを4Hよりも小さい点火コ
イルを作製し、上記と同じ実験をしようとしたが、二次
巻線の自己インダクタンスを4Hよりも小さくすると、
混合気の着火に必要な火花放電の継続時間を確保するこ
とができず、内燃機関を正常に運転できないことが判っ
た。従って、点火コイルの二次巻線の自己インダクタン
スは、4H以上に設定する必要がある。In order to accurately detect the ionic current corresponding to the operating state of the internal combustion engine from the above various experimental examples, it is necessary to set the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil to a value as small as 16H or less. I just found out. Therefore, in order to confirm the lower limit of the self-inductance, an ignition coil having a self-inductance of the secondary winding smaller than 4H was manufactured, and the same experiment as above was performed. Is also small,
It was found that the duration of spark discharge required for ignition of the air-fuel mixture could not be secured, and that the internal combustion engine could not be operated normally. Therefore, the self-inductance of the secondary winding of the ignition coil needs to be set to 4H or more.
【0119】以上、本発明の実施例及びその効果を裏付
ける各種実験例について説明したが、本発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ること
ができる。例えば、上記実施例では、点火プラグの火花
放電後に、イオン電流から失火を検出すると、点火プラ
グを再度火花放電させる、再点火制御手段としての処理
を、一回だけ行うものとして説明したが、この再点火制
御手段としての処理は、複数回実行するようにしてもよ
い。具体的には、図2のS220にて失火を検出した際
に、失火の連続回数をカウントし、そのカウント値が再
点火実行可能回数を表す設定値に達していれば、S25
0に移行し、逆に、カウント値が再点火実行可能回数を
表す設定値に達してい無ければ、S150に戻って、点
火プラグを火花放電させるようにしてもよい。そして、
このようにすれば、混合気をより確実に着火・燃焼させ
ることができるようになる。The embodiments of the present invention and various experimental examples supporting the effects have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, in the above embodiment, after the spark discharge of the spark plug, if a misfire is detected from the ionic current, the spark plug is again spark-discharged. The process as the re-ignition control means may be executed a plurality of times. Specifically, when misfire is detected in S220 of FIG. 2, the number of consecutive misfires is counted, and if the count value has reached a set value indicating the number of times reignition can be performed, the process proceeds to S25.
If the count value does not reach the set value indicating the number of times that re-ignition can be performed, the process may return to S150 to cause the spark plug to perform spark discharge. And
This makes it possible to more reliably ignite and burn the air-fuel mixture.
【0120】また、上記実施例では、イオン電流から失
火を判定するまでの点火プラグの火花放電回数は、1回
であるとして説明したが、例えば、図15に示すよう
に、点火信号IGを複数回(図では3回)連続して反転
させることにより、スイッチング素子8を複数回連続し
てオン・オフさせて、点火プラグを複数回連続して火花
放電させ、その後、最後の火花放電が完了(強制終了)
した後、イオン電流を検出して、失火を判定するように
してもよい。そして、このようにすれば、前述した直噴
式の内燃機関のように、混合気を着火・燃焼させるのに
要する火花放電の継続時間が長い内燃機関であっても、
混合気をより確実に着火させることができるようにな
る。Further, in the above embodiment, the number of spark discharges of the ignition plug until the misfire is determined from the ion current is one. However, for example, as shown in FIG. The switching element 8 is continuously turned on and off a plurality of times by continuously inverting (three times in the figure), and the spark plug is continuously spark-discharged a plurality of times, and then the last spark discharge is completed. (forced termination)
After that, the misfire may be determined by detecting the ion current. And in this way, even in the case of an internal combustion engine having a long duration of spark discharge required to ignite and burn the air-fuel mixture, as in the above-described direct injection type internal combustion engine,
The mixture can be more reliably ignited.
【図1】 実施例の内燃機関用点火装置の構成及びイオ
ン電流検出特性を表す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration and an ion current detection characteristic of an ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment.
【図2】 制御装置による点火制御処理を表すフローチ
ャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an ignition control process performed by a control device.
【図3】 点火制御処理に伴う装置各部の信号波形を表
すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart illustrating a signal waveform of each unit of the apparatus in accordance with an ignition control process.
【図4】 実験例1による測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing measurement results obtained in Experimental Example 1.
【図5】 実験例2による測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing measurement results obtained in Experimental Example 2.
【図6】 実験例3による測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing measurement results obtained in Experimental Example 3.
【図7】 実験例4による測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing measurement results obtained in Experimental Example 4.
【図8】 実験例5で用いたシミュレーション用の点火
回路を表す電気回路図である。FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a simulation ignition circuit used in Experimental Example 5.
【図9】 実験例5によるシミュレーション結果を表す
グラフである。FIG. 9 is a graph showing a simulation result according to Experimental Example 5.
【図10】 実験例6において二次巻線の自己インダク
タンスを4Hにしたときの測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 10 is a graph showing measurement results when the self-inductance of the secondary winding is set to 4H in Experimental Example 6.
【図11】 実験例6において二次巻線の自己インダク
タンスを8Hにしたときの測定結果を表すグラフであ
る。11 is a graph showing measurement results when the self-inductance of the secondary winding is set to 8H in Experimental Example 6. FIG.
【図12】 実験例6において二次巻線の自己インダク
タンスを12Hにしたときの測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 12 is a graph showing measurement results when the self-inductance of the secondary winding is set to 12H in Experimental Example 6.
【図13】 実験例6において二次巻線の自己インダク
タンスを16Hにしたときの測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 13 is a graph showing measurement results when the self-inductance of the secondary winding is set to 16H in Experimental Example 6.
【図14】 実験例6において二次巻線の自己インダク
タンスを23Hにしたときの測定結果を表すグラフであ
る。FIG. 14 is a graph showing measurement results when the self-inductance of the secondary winding was set to 23H in Experimental Example 6.
【図15】 点火制御処理の他の例を説明するタイムチ
ャートである。FIG. 15 is a time chart for explaining another example of the ignition control process.
2…点火プラグ、2a…外側電極、2b…中心電極、4
…点火コイル、L1…一次巻線、L2…二次巻線、6…
バッテリ、8…スイッチング素子、10…イオン電流検
出回路、12…制御装置、20,24…抵抗、22…ダ
イオード、26,34…ツェナーダイオード、28…コ
ンデンサ、30…充電用ダイオード、32…放電用スイ
ッチ。2 ... spark plug, 2a ... outer electrode, 2b ... center electrode, 4
... Ignition coil, L1 ... Primary winding, L2 ... Secondary winding, 6 ...
Battery, 8 switching element, 10 ion current detection circuit, 12 controller, 20, 24 resistor, 22 diode, 26, 34 Zener diode, 28 capacitor, 30 charging diode, 32 discharging switch.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 繁 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Fターム(参考) 3G019 AA09 BB06 CD06 GA14 GA16 KC04 LA05 3G084 BA16 FA24 FA25 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Miyata 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term (reference) in Japan Special Ceramics Co., Ltd. 3G019 AA09 BB06 CD06 GA14 GA16 KC04 LA05 3G084 BA16 FA24 FA25
Claims (5)
た点火コイルと、 該点火コイルの一次巻線に流れる一次電流を、外部から
の指令に従い通電、遮断するスイッチング素子と、 該スイッチング素子をオン・オフさせることにより、前
記点火コイルの二次巻線に点火用高電圧を発生させて、
前記点火プラグを火花放電させる点火制御手段と、 前記点火プラグの火花放電後に、前記点火プラグの電極
間を流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段
と、 を備えた内燃機関用点火装置であって、 前記点火コイルの前記二次巻線の自己インダクタンスを
4H〜16Hの範囲内に設定したことを特徴とする内燃
機関用点火装置。An ignition coil having one end of a secondary winding connected to an ignition plug; a switching element for energizing and interrupting a primary current flowing through the primary winding of the ignition coil in accordance with an external command; By turning on and off the element, a high voltage for ignition is generated in the secondary winding of the ignition coil,
An ignition device for an internal combustion engine, comprising: ignition control means for causing a spark discharge of the ignition plug; and ion current detection means for detecting an ion current flowing between the electrodes of the ignition plug after the spark discharge of the ignition plug. The ignition device for an internal combustion engine, wherein a self-inductance of the secondary winding of the ignition coil is set in a range of 4H to 16H.
ラグの火花放電後に、点火用高電圧とは逆極性の検出用
高電圧を前記点火プラグに印加することを特徴とする請
求項1記載の内燃機関用点火装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein said ion current detection means applies a detection high voltage having a polarity opposite to that of the ignition high voltage to said ignition plug after spark discharge of said ignition plug. An ignition device for an internal combustion engine.
たイオン電流に基づき混合気の着火・失火を判定し、失
火を判定すると、前記スイッチング素子を再度駆動し
て、前記点火プラグを再度火花放電させる再点火制御手
段を設けたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用
点火装置。3. An ignition / misfire of the air-fuel mixture is determined based on the ion current detected by the ion current detection means. When the misfire is determined, the switching element is driven again to discharge the spark plug again. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a re-ignition control means.
サイクルの燃焼タイミングにおいて、前記スイッチング
素子を複数回連続してオン・オフすることにより、前記
点火プラグを複数回連続して火花放電させ、 前記イオン電流検出手段は、前記点火制御手段が前記点
火プラグを複数回連続して火花放電させた後に、イオン
電流を検出することを特徴とする請求項1記載の内燃機
関用点火装置。4. The ignition control means continuously turns on and off the switching element a plurality of times at a combustion timing of one combustion cycle of the internal combustion engine, thereby causing the spark plug to discharge a plurality of sparks continuously. 2. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said ion current detection means detects an ion current after said ignition control means makes a spark discharge of said ignition plug a plurality of times in succession.
ラグの火花放電を休止する火花放電休止手段を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の内燃機関用点火装置。5. An ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising spark discharge stopping means for stopping spark discharge of said spark plug in accordance with an operation state of the internal combustion engine.
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