JPH0925847A - 燃焼状態検出装置 - Google Patents
燃焼状態検出装置Info
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- JPH0925847A JPH0925847A JP8140796A JP14079696A JPH0925847A JP H0925847 A JPH0925847 A JP H0925847A JP 8140796 A JP8140796 A JP 8140796A JP 14079696 A JP14079696 A JP 14079696A JP H0925847 A JPH0925847 A JP H0925847A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
- F02P2017/128—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for knock detection
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の燃焼室の燃焼状態に応じて増減す
る燃焼イオンの量の増減を精度よく検出して、検出結果
から燃焼状態を正確に検出することである。 【解決手段】 内燃機関の燃焼室に設けられた一対の対
向電極１１、１２に交流電圧印加手段３により交流電圧
を印加したときに対向電極１１、１２を流れる電流を検
出する電流検出手段３から出力される電流信号から燃焼
イオンの増減のみで変化する燃焼イオン電流を燃焼イオ
ン検出手段４Ａで抽出し燃焼イオン信号を出力するよう
に構成するとともに、その挙動から完全失火、吹き消
え、ノッキング等の燃焼状態を解析する燃焼状態解析手
段８Ａを設ける。
る燃焼イオンの量の増減を精度よく検出して、検出結果
から燃焼状態を正確に検出することである。 【解決手段】 内燃機関の燃焼室に設けられた一対の対
向電極１１、１２に交流電圧印加手段３により交流電圧
を印加したときに対向電極１１、１２を流れる電流を検
出する電流検出手段３から出力される電流信号から燃焼
イオンの増減のみで変化する燃焼イオン電流を燃焼イオ
ン検出手段４Ａで抽出し燃焼イオン信号を出力するよう
に構成するとともに、その挙動から完全失火、吹き消
え、ノッキング等の燃焼状態を解析する燃焼状態解析手
段８Ａを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】内燃機関の燃焼状態を検出す
る燃焼状態検出装置に関する。
る燃焼状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の駆動力は、内燃機関の燃焼室にお
ける燃料と燃焼空気の混合ガスの燃焼により得ている。
燃焼室に導入された混合ガスの点火は燃焼サイクルの然
るべきタイミングで、燃焼室内に設けられた点火プラグ
の対向電極間に直流高電圧を印加して火花放電を発生す
ることにより行われる。点火プラグで発生した火炎は燃
焼室内に広がり大きな爆発エネルギ−が発生する。燃焼
状態は車両の走行状態により絶えず変化しているため燃
焼状態、特に異常燃焼を検出し、検出結果に基づいて点
火プラグの点火時期や空気燃料比等を制御して燃焼状態
を良好に保つことが行われている。例えば、ノッキング
と称される異常燃焼は、燃焼のタイミングがずれるため
に駆動力を効率よく取り出せない上、燃焼室内圧力の過
昇により内燃機関の故障を起こすおそれがある。これを
防止するため燃焼室にノッキングにより発生する異常振
動を検出するノッキングセンサを設けてノッキングを検
出し点火のタイミングを遅らせる制御が行われている。
しかしながら上記ノッキングセンサは、ノッキング以外
の原因で起こる振動に対し誤検出する不具合があった。
そこで特開昭５８−７５３６号公報にはノッキングによ
る大きな爆発で燃焼室内に大量の燃焼イオンが発生する
ことに着目し、点火プラグの対向電極間に直流電圧を印
加して上記燃焼イオンによる電流を検出して燃焼の強さ
を検出するようにしたノッキング検出方法が開示されて
いる。
ける燃料と燃焼空気の混合ガスの燃焼により得ている。
燃焼室に導入された混合ガスの点火は燃焼サイクルの然
るべきタイミングで、燃焼室内に設けられた点火プラグ
の対向電極間に直流高電圧を印加して火花放電を発生す
ることにより行われる。点火プラグで発生した火炎は燃
焼室内に広がり大きな爆発エネルギ−が発生する。燃焼
状態は車両の走行状態により絶えず変化しているため燃
焼状態、特に異常燃焼を検出し、検出結果に基づいて点
火プラグの点火時期や空気燃料比等を制御して燃焼状態
を良好に保つことが行われている。例えば、ノッキング
と称される異常燃焼は、燃焼のタイミングがずれるため
に駆動力を効率よく取り出せない上、燃焼室内圧力の過
昇により内燃機関の故障を起こすおそれがある。これを
防止するため燃焼室にノッキングにより発生する異常振
動を検出するノッキングセンサを設けてノッキングを検
出し点火のタイミングを遅らせる制御が行われている。
しかしながら上記ノッキングセンサは、ノッキング以外
の原因で起こる振動に対し誤検出する不具合があった。
そこで特開昭５８−７５３６号公報にはノッキングによ
る大きな爆発で燃焼室内に大量の燃焼イオンが発生する
ことに着目し、点火プラグの対向電極間に直流電圧を印
加して上記燃焼イオンによる電流を検出して燃焼の強さ
を検出するようにしたノッキング検出方法が開示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
は燃費の向上や排気ガスの浄化等の対策がなされてい
る。例えば、燃費を向上する希薄燃焼や排気ガス中の窒
素酸化物等を浄化する排気ガス再循環等である。これら
の対策は、一方では不安定な燃焼状態を起こしやすく、
ノッキングの他、失火や吹き消え等のおそれがあり、上
記対策の所期の目的を達するには、燃焼状態の適切な制
御を行う必要がある。そのためには燃焼状態のより正確
な検出が要請される。
は燃費の向上や排気ガスの浄化等の対策がなされてい
る。例えば、燃費を向上する希薄燃焼や排気ガス中の窒
素酸化物等を浄化する排気ガス再循環等である。これら
の対策は、一方では不安定な燃焼状態を起こしやすく、
ノッキングの他、失火や吹き消え等のおそれがあり、上
記対策の所期の目的を達するには、燃焼状態の適切な制
御を行う必要がある。そのためには燃焼状態のより正確
な検出が要請される。
【０００４】しかるに上記ノッキング検出方法では容量
素子として作用する電極の充放電電流の影響を受けるた
め検出対象たる燃焼イオン電流だけを検出するのが困難
である。また、直流高電圧を印加するため燃焼イオンが
電極に吸収されて消滅するので検出される燃焼イオン電
流が減衰し十分な出力が得られない。このため、ノッキ
ングや失火の有無の判定にはある程度の効果を奏するも
のの検出精度が不足し上記燃焼状態の制御には十分なも
のではなく、検出精度の高い燃焼状態の検出技術を利用
した燃焼状態検出装置が望まれていた。
素子として作用する電極の充放電電流の影響を受けるた
め検出対象たる燃焼イオン電流だけを検出するのが困難
である。また、直流高電圧を印加するため燃焼イオンが
電極に吸収されて消滅するので検出される燃焼イオン電
流が減衰し十分な出力が得られない。このため、ノッキ
ングや失火の有無の判定にはある程度の効果を奏するも
のの検出精度が不足し上記燃焼状態の制御には十分なも
のではなく、検出精度の高い燃焼状態の検出技術を利用
した燃焼状態検出装置が望まれていた。
【０００５】そこで本発明では、上記燃焼イオンの発生
を正確に検出して燃焼状態を解析して、燃焼状態を良好
に維持するための有効な情報を出力することができる内
燃機関の燃焼状態検出装置を提供することを目的とす
る。
を正確に検出して燃焼状態を解析して、燃焼状態を良好
に維持するための有効な情報を出力することができる内
燃機関の燃焼状態検出装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、燃焼室に設けた一対の対向電極に交流電圧印加手段
が交流電圧を印加するとともに、電流検出手段より出力
される電流信号から燃焼イオン電流抽出手段が上記対向
電極間に流れる燃焼イオン電流を抽出し、上記燃焼イオ
ン電流抽出手段から出力される燃焼イオン信号の挙動か
ら燃焼状態を解析する燃焼状態解析手段を具備すること
を特徴とする。
は、燃焼室に設けた一対の対向電極に交流電圧印加手段
が交流電圧を印加するとともに、電流検出手段より出力
される電流信号から燃焼イオン電流抽出手段が上記対向
電極間に流れる燃焼イオン電流を抽出し、上記燃焼イオ
ン電流抽出手段から出力される燃焼イオン信号の挙動か
ら燃焼状態を解析する燃焼状態解析手段を具備すること
を特徴とする。
【０００７】上記電流信号には、燃焼イオン電流成分と
交流電圧に対応して発生する容量電流成分とが含まれて
おり、燃焼イオン電流抽出手段において、容量電流成分
を除去し、燃焼イオン電流成分を抽出する。この結果、
交流電圧の印加により燃焼イオン成分が電極に吸収され
て消滅することなく燃焼イオン電流が正確に検出され
る。燃焼イオン電流の増減に寄与する燃焼イオンの量は
燃焼状態によって大きさや経時変化の仕方が異なるか
ら、その挙動より燃焼状態解析手段が燃焼状態を解析し
て、燃焼状態を良好に維持するための有効な情報を出力
することができる。
交流電圧に対応して発生する容量電流成分とが含まれて
おり、燃焼イオン電流抽出手段において、容量電流成分
を除去し、燃焼イオン電流成分を抽出する。この結果、
交流電圧の印加により燃焼イオン成分が電極に吸収され
て消滅することなく燃焼イオン電流が正確に検出され
る。燃焼イオン電流の増減に寄与する燃焼イオンの量は
燃焼状態によって大きさや経時変化の仕方が異なるか
ら、その挙動より燃焼状態解析手段が燃焼状態を解析し
て、燃焼状態を良好に維持するための有効な情報を出力
することができる。
【０００８】請求項２記載の発明では、最大値検出手段
が点火から消火までの期間における、上記燃焼イオン信
号の最大値を検出し、該最大値を下限比較手段が所定の
下限値より小さいと認めると、完全失火判定手段が、燃
焼状態を完全失火と判定するように構成することによ
り、完全失火が正確に判定される。
が点火から消火までの期間における、上記燃焼イオン信
号の最大値を検出し、該最大値を下限比較手段が所定の
下限値より小さいと認めると、完全失火判定手段が、燃
焼状態を完全失火と判定するように構成することによ
り、完全失火が正確に判定される。
【０００９】請求項３記載の発明では、燃焼イオン信号
が予め設定した所定値まで低下すると、その時点を検出
する所定値履歴時点検出手段と、点火してから上記時点
までの時間が所定の時間より小さいときに燃焼状態を吹
き消えと判定する吹き消え判定手段とを具備することに
より、燃焼イオン電流の急速な低下から吹き消えが正確
に判定される。
が予め設定した所定値まで低下すると、その時点を検出
する所定値履歴時点検出手段と、点火してから上記時点
までの時間が所定の時間より小さいときに燃焼状態を吹
き消えと判定する吹き消え判定手段とを具備することに
より、燃焼イオン電流の急速な低下から吹き消えが正確
に判定される。
【００１０】請求項４記載の発明では、点火から消火ま
での期間における、上記燃焼イオン信号の最大値を検出
する最大値検出手段と、上記燃焼イオン信号が予め設定
した所定値となった時点を検出する所定値履歴時点検出
手段と、上記最大値と、点火から上記燃焼イオン信号が
上記所定値をとる時点までの時間とからノッキングを判
定するノッキング判定手段とを具備することにより、上
記最大値を点火から上記燃焼イオン信号が上記所定値を
とる時点までの時間で除した除数値が大きければ、燃焼
が急激に増大した後、急速に減少するノッキングが発生
したものと正確に判定される。
での期間における、上記燃焼イオン信号の最大値を検出
する最大値検出手段と、上記燃焼イオン信号が予め設定
した所定値となった時点を検出する所定値履歴時点検出
手段と、上記最大値と、点火から上記燃焼イオン信号が
上記所定値をとる時点までの時間とからノッキングを判
定するノッキング判定手段とを具備することにより、上
記最大値を点火から上記燃焼イオン信号が上記所定値を
とる時点までの時間で除した除数値が大きければ、燃焼
が急激に増大した後、急速に減少するノッキングが発生
したものと正確に判定される。
【００１１】請求項５記載の燃焼状態検出装置では、点
火から消火までの期間における、上記燃焼イオン信号の
最大値を検出する最大値検出手段と、上記最大値を、比
較手段により少なくとも１つの所定値と比較し、上記最
大値と上記所定値の大小に基づいてノッキングを判定す
るノッキング判定手段とを具備することにより、ノッキ
ングの有無やその強さを判定できる。
火から消火までの期間における、上記燃焼イオン信号の
最大値を検出する最大値検出手段と、上記最大値を、比
較手段により少なくとも１つの所定値と比較し、上記最
大値と上記所定値の大小に基づいてノッキングを判定す
るノッキング判定手段とを具備することにより、ノッキ
ングの有無やその強さを判定できる。
【００１２】請求項６記載の発明では、減衰速度最大値
検出手段で検出される上記燃焼イオン信号の減衰速度の
最大値がその所定の減衰速度最大値より大きいものと減
衰速度最大値比較手段により認められると、ノッキング
判定手段がノッキングと判定するように構成することに
より、燃焼が急速に減少するノッキングが発生したもの
と正確に判定される。
検出手段で検出される上記燃焼イオン信号の減衰速度の
最大値がその所定の減衰速度最大値より大きいものと減
衰速度最大値比較手段により認められると、ノッキング
判定手段がノッキングと判定するように構成することに
より、燃焼が急速に減少するノッキングが発生したもの
と正確に判定される。
【００１３】請求項７記載の発明では、上記燃焼イオン
信号のうちノッキング振動成分の周波数域の振動を検出
するノッキング振動検出手段と、上記振動の振幅の最大
値を検出するノッキング振幅最大値検出手段とを具備す
ることにより、振動の大きさからノッキングの強さを知
ることができる。
信号のうちノッキング振動成分の周波数域の振動を検出
するノッキング振動検出手段と、上記振動の振幅の最大
値を検出するノッキング振幅最大値検出手段とを具備す
ることにより、振動の大きさからノッキングの強さを知
ることができる。
【００１４】請求項８記載の発明では、燃焼イオン信号
のうちノッキング振動成分の周波数域の振動を検出する
ノッキング振動検出手段と、上記振動のうち振幅が所定
の振幅より大きな振動の回数を計数するノッキング振動
計数手段とを具備することにより、所定の振幅を超える
振幅で振動する上記振動の回数に応じてノッキングの有
無と強さを知ることができる。
のうちノッキング振動成分の周波数域の振動を検出する
ノッキング振動検出手段と、上記振動のうち振幅が所定
の振幅より大きな振動の回数を計数するノッキング振動
計数手段とを具備することにより、所定の振幅を超える
振幅で振動する上記振動の回数に応じてノッキングの有
無と強さを知ることができる。
【００１５】請求項９記載の燃焼状態検出装置では、上
記燃焼イオン信号のうちノッキング振動成分の周波数域
の振動を検出するノッキング振動検出手段と、予め設定
した上限値を越える燃焼イオン信号の有無を検出する上
限比較手段と、上記燃焼イオン信号が上記上限値より大
きいと認める期間を少なくとも含む期間における上記振
動の振幅の最大値を検出するノッキング振幅最大値検出
手段と、上記上限比較手段が上記上限値を越える燃焼イ
オン信号があるものと判定した場合にはノッキングと判
定し上記振動の振幅の最大値よりノッキングの強さを判
断するノッキング判定手段とを具備することにより、激
しく強い燃焼が発生するノッキングの有無が正確に判定
されるとともに上記振動の振幅の大きさよりノッキング
の強さが正確に判定される。
記燃焼イオン信号のうちノッキング振動成分の周波数域
の振動を検出するノッキング振動検出手段と、予め設定
した上限値を越える燃焼イオン信号の有無を検出する上
限比較手段と、上記燃焼イオン信号が上記上限値より大
きいと認める期間を少なくとも含む期間における上記振
動の振幅の最大値を検出するノッキング振幅最大値検出
手段と、上記上限比較手段が上記上限値を越える燃焼イ
オン信号があるものと判定した場合にはノッキングと判
定し上記振動の振幅の最大値よりノッキングの強さを判
断するノッキング判定手段とを具備することにより、激
しく強い燃焼が発生するノッキングの有無が正確に判定
されるとともに上記振動の振幅の大きさよりノッキング
の強さが正確に判定される。
【００１６】
（第１実施形態）本発明の第１の燃焼状態検出装置を図
１に示す。内燃機関の燃焼室の点火プラグ１には対向電
極１１、１２が設けてあり、対向電極の一方１１には交
流電圧印加手段２を構成するトランス２１の二次側巻線
２１ｂが接続してある。
１に示す。内燃機関の燃焼室の点火プラグ１には対向電
極１１、１２が設けてあり、対向電極の一方１１には交
流電圧印加手段２を構成するトランス２１の二次側巻線
２１ｂが接続してある。
【００１７】交流電圧印加手段２は、トランス２１の一
次側巻線２１ａの一方の端子にはバッテリ２２が接続し
てあり、他方の端子には上記バッテリ２２から印加され
る電圧のＯＮ−ＯＦＦを行なうスイッチングトランジス
タ２３のコレクタが接続してある。また周波数３０kHz
の矩形波信号を発生する発振器２５が設けてあり、矩形
波信号が２入力のＯＲゲ−ト回路２４を介してスイッチ
ングトランジスタ２３のベ−スに入力するようにしてあ
る。
次側巻線２１ａの一方の端子にはバッテリ２２が接続し
てあり、他方の端子には上記バッテリ２２から印加され
る電圧のＯＮ−ＯＦＦを行なうスイッチングトランジス
タ２３のコレクタが接続してある。また周波数３０kHz
の矩形波信号を発生する発振器２５が設けてあり、矩形
波信号が２入力のＯＲゲ−ト回路２４を介してスイッチ
ングトランジスタ２３のベ−スに入力するようにしてあ
る。
【００１８】一方、トランス２１の二次側巻線２１ｂの
他方の端子と対向電極の他方１２の間に対向電極１１、
１２に流れる電流を検出する電流検出手段たる検出抵抗
３が設けてあり、検出抵抗３の、トランス２１の二次側
巻線２１ｂ側は燃焼イオン電流抽出手段４Ａのサンプル
ホ−ルド回路４１に入力するようにしてある。
他方の端子と対向電極の他方１２の間に対向電極１１、
１２に流れる電流を検出する電流検出手段たる検出抵抗
３が設けてあり、検出抵抗３の、トランス２１の二次側
巻線２１ｂ側は燃焼イオン電流抽出手段４Ａのサンプル
ホ−ルド回路４１に入力するようにしてある。
【００１９】サンプルホ−ルド回路４１は、発振器２５
から矩形波信号が入力するようにしてあり、矩形波信号
のＨレベルからＬレベルへの変化がトリガーとなって検
出抵抗３から出力される電流信号をホールドするように
なっている。サンプルホ−ルド回路４１の出力は燃焼状
態解析手段たる電子制御装置８Ａに入力するようにして
ある。電子制御装置８Ａに入力したサンプルホ−ルド回
路４１の出力は、最大値検出手段たるピ−クホ−ルドモ
ニタ８２に入力するようにしてあり、ピ−クホ−ルドモ
ニタ８２はホ−ルド値が１燃焼サイクル開始時にリセッ
トするようにしてある。
から矩形波信号が入力するようにしてあり、矩形波信号
のＨレベルからＬレベルへの変化がトリガーとなって検
出抵抗３から出力される電流信号をホールドするように
なっている。サンプルホ−ルド回路４１の出力は燃焼状
態解析手段たる電子制御装置８Ａに入力するようにして
ある。電子制御装置８Ａに入力したサンプルホ−ルド回
路４１の出力は、最大値検出手段たるピ−クホ−ルドモ
ニタ８２に入力するようにしてあり、ピ−クホ−ルドモ
ニタ８２はホ−ルド値が１燃焼サイクル開始時にリセッ
トするようにしてある。
【００２０】ピ−クホ−ルドモニタ８２の出力は下限比
較手段８３を構成するコンパレ−タ８３１の＋入力端子
に入力するようにしてある。コンパレ−タ８３１の−入
力端子には可変抵抗器８３３が接続してあり、可変抵抗
器８３３におけるバッテリ８３２の電圧降下が所定の燃
焼イオン電流のピ−ク値の下限値に相当するように予め
調整してある。コンパレ−タ８３１の出力は完全失火判
定手段たる電子制御ユニット８１Ａに入力するようにし
てある。
較手段８３を構成するコンパレ−タ８３１の＋入力端子
に入力するようにしてある。コンパレ−タ８３１の−入
力端子には可変抵抗器８３３が接続してあり、可変抵抗
器８３３におけるバッテリ８３２の電圧降下が所定の燃
焼イオン電流のピ−ク値の下限値に相当するように予め
調整してある。コンパレ−タ８３１の出力は完全失火判
定手段たる電子制御ユニット８１Ａに入力するようにし
てある。
【００２１】上記サンプルホ−ルド回路４１の出力はま
た所定値履歴時点検出手段たるコンパレ−タ８４の＋入
力端子に入力するようにしてあり、コンパレ−タ８４は
−入力端子が予め設定した燃焼イオン信号の所定値たる
０に対応する接地電圧としてある。コンパレ−タ８４の
出力は吹き消え判定手段たる電子制御ユニット８１Ａに
入力するようにしてある。上記ピ−クホ−ルドモニタ８
２の出力はノッキング判定手段たる電子制御ユニット８
１Ａに入力するようにしてある。電子制御ユニット８１
Ａはこれらの入力する信号に基づき、図２に示す手順で
作動し燃焼状態を判定するものである。図２に示す作動
については後述する。
た所定値履歴時点検出手段たるコンパレ−タ８４の＋入
力端子に入力するようにしてあり、コンパレ−タ８４は
−入力端子が予め設定した燃焼イオン信号の所定値たる
０に対応する接地電圧としてある。コンパレ−タ８４の
出力は吹き消え判定手段たる電子制御ユニット８１Ａに
入力するようにしてある。上記ピ−クホ−ルドモニタ８
２の出力はノッキング判定手段たる電子制御ユニット８
１Ａに入力するようにしてある。電子制御ユニット８１
Ａはこれらの入力する信号に基づき、図２に示す手順で
作動し燃焼状態を判定するものである。図２に示す作動
については後述する。
【００２２】上記点火プラグ１と上記交流電圧印加手段
２の一部は上記燃焼室に導入した燃料と燃焼空気の混合
ガスに点火する役割も果たしている。ＯＲゲ−ト回路２
４には電子制御ユニット８１Ａが接続してあり、電子制
御ユニット８１Ａから点火信号として出力されるＨレベ
ル信号がＯＲゲート回路２４を介して上記スイッチング
トランジスタ２３をＯＮし、バッテリ２２からイグニッ
ションコイルとしての役割をなすトランス２１に点火用
エネルギ−が蓄積される。その後、点火信号がＨレベル
からＬレベルに変わると電磁誘導により点火プラグ１の
対向電極１１、１２間に高電圧が印加され対向電極１
１、１２間に火花放電が発生する。該火花放電により上
記混合ガスに点火する。
２の一部は上記燃焼室に導入した燃料と燃焼空気の混合
ガスに点火する役割も果たしている。ＯＲゲ−ト回路２
４には電子制御ユニット８１Ａが接続してあり、電子制
御ユニット８１Ａから点火信号として出力されるＨレベ
ル信号がＯＲゲート回路２４を介して上記スイッチング
トランジスタ２３をＯＮし、バッテリ２２からイグニッ
ションコイルとしての役割をなすトランス２１に点火用
エネルギ−が蓄積される。その後、点火信号がＨレベル
からＬレベルに変わると電磁誘導により点火プラグ１の
対向電極１１、１２間に高電圧が印加され対向電極１
１、１２間に火花放電が発生する。該火花放電により上
記混合ガスに点火する。
【００２３】次に上記燃焼状態検出装置の作動を説明す
る。なお電子制御ユニット８１Ａは、以後吹き消え判定
手段として作動するときは８１Ｂと記し、ノッキング判
定手段として作動するときは８１Ｃと記すものとする。
図１において上記のように混合ガスが点火、燃焼してい
る状態において、発振器２５から矩形波信号がＯＲゲ−
ト回路２４を介してスイッチングトランジスタ２３のベ
−スに入力すると、これによりトランス２１の一次側巻
線にバッテリ２２電圧のＯＮ−ＯＦＦが繰り返される。
しかして電磁誘導によりトランス２１の二次側巻線２１
ｂには上記矩形波信号の周波数と同じ周波数の高圧の交
流電圧が発生し、点火プラグ１の対向電極１１、１２間
に印加される。図３（Ａ）は発振器２５から出力する矩
形波信号を示すもので、図３（Ｂ）は電極１１，１２間
に印加する交流電圧を示すものである。交流電圧はスイ
ッチングトランジスタ２３やトランス２１、これらの実
装状態における浮遊容量により、矩形波信号とくらべ波
形がなまり、かつ位相が矩形波信号に対し約９０°遅れ
る。
る。なお電子制御ユニット８１Ａは、以後吹き消え判定
手段として作動するときは８１Ｂと記し、ノッキング判
定手段として作動するときは８１Ｃと記すものとする。
図１において上記のように混合ガスが点火、燃焼してい
る状態において、発振器２５から矩形波信号がＯＲゲ−
ト回路２４を介してスイッチングトランジスタ２３のベ
−スに入力すると、これによりトランス２１の一次側巻
線にバッテリ２２電圧のＯＮ−ＯＦＦが繰り返される。
しかして電磁誘導によりトランス２１の二次側巻線２１
ｂには上記矩形波信号の周波数と同じ周波数の高圧の交
流電圧が発生し、点火プラグ１の対向電極１１、１２間
に印加される。図３（Ａ）は発振器２５から出力する矩
形波信号を示すもので、図３（Ｂ）は電極１１，１２間
に印加する交流電圧を示すものである。交流電圧はスイ
ッチングトランジスタ２３やトランス２１、これらの実
装状態における浮遊容量により、矩形波信号とくらべ波
形がなまり、かつ位相が矩形波信号に対し約９０°遅れ
る。
【００２４】印加された交流電圧により対向電極１１、
１２に電流が流れる。図３（Ｃ）は上記電流のうち容量
電流成分を示すもので、上記交流電圧の時間微分に比例
した電流となるから交流電圧の周波数が高いほど振幅が
大きくなる。また容量電流成分は燃焼イオンの量によら
ず振幅と交流電圧に対する位相が一定で、トリガーたる
上記矩形波信号のＨレベルからＬレベルへの変化が起き
る位相で０となる。図３（Ｄ）は、対向電極１１，１２
間に存在する燃焼イオンにより流れる燃焼イオン電流成
分を示すもので、実線は燃焼イオンが多い場合を示し、
破線は燃焼イオンが少ない場合を示している（以下のタ
イムチャ−トについても同様とする。）。燃焼イオン電
流が正側に比べ負側に微小電流しか流れていないのはマ
イナスの燃焼イオンがプラスの燃焼イオンよりはるかに
存在量が少ないためと認められる。燃焼イオン電流は、
振幅が対向電極１１，１２間に存在してキャリアとなる
燃焼イオンの量に比例するとともに、上記交流電圧と同
位相で振動し、上記矩形波信号がＨレベルからＬレベル
に変化する位相で最大となる。
１２に電流が流れる。図３（Ｃ）は上記電流のうち容量
電流成分を示すもので、上記交流電圧の時間微分に比例
した電流となるから交流電圧の周波数が高いほど振幅が
大きくなる。また容量電流成分は燃焼イオンの量によら
ず振幅と交流電圧に対する位相が一定で、トリガーたる
上記矩形波信号のＨレベルからＬレベルへの変化が起き
る位相で０となる。図３（Ｄ）は、対向電極１１，１２
間に存在する燃焼イオンにより流れる燃焼イオン電流成
分を示すもので、実線は燃焼イオンが多い場合を示し、
破線は燃焼イオンが少ない場合を示している（以下のタ
イムチャ−トについても同様とする。）。燃焼イオン電
流が正側に比べ負側に微小電流しか流れていないのはマ
イナスの燃焼イオンがプラスの燃焼イオンよりはるかに
存在量が少ないためと認められる。燃焼イオン電流は、
振幅が対向電極１１，１２間に存在してキャリアとなる
燃焼イオンの量に比例するとともに、上記交流電圧と同
位相で振動し、上記矩形波信号がＨレベルからＬレベル
に変化する位相で最大となる。
【００２５】容量電流と燃焼イオン電流の和が対向電極
１１、１２を流れる電流である。図３（Ｅ）は、上記電
流を示すもので、燃焼イオンの量が多い場合と少ない場
合とで波形が異なるものとなる。電流は検出抵抗３にお
ける電圧降下として検出され、電流信号としてサンプル
ホールド回路４１に入力する。サンプルホ−ルド回路４
１は上記発振器信号がＨレベルからＬレベルへ変化する
時に入力した信号をホ−ルドする。検出抵抗３で検出さ
れる電流は同一位相では容量電流成分の大きさが一定
で、１周期中では上記発振器信号がＨレベルからＬレベ
ルへ変化する時に容量電流が０で燃焼イオン電流が正側
に流れる時のピ−ク値と等しい。サンプルホ−ルド回路
４１がホ−ルドした信号は、発振器２５から出力される
矩形波信号がＨレベルからＬレベルへ変化する時に入力
した信号であるから上記交流電圧による周期的な変化を
伴わず、また容量電流成分も含まない燃焼イオン電流の
ピ−ク値となる。しかして燃焼イオン電流が効率よく抽
出される。
１１、１２を流れる電流である。図３（Ｅ）は、上記電
流を示すもので、燃焼イオンの量が多い場合と少ない場
合とで波形が異なるものとなる。電流は検出抵抗３にお
ける電圧降下として検出され、電流信号としてサンプル
ホールド回路４１に入力する。サンプルホ−ルド回路４
１は上記発振器信号がＨレベルからＬレベルへ変化する
時に入力した信号をホ−ルドする。検出抵抗３で検出さ
れる電流は同一位相では容量電流成分の大きさが一定
で、１周期中では上記発振器信号がＨレベルからＬレベ
ルへ変化する時に容量電流が０で燃焼イオン電流が正側
に流れる時のピ−ク値と等しい。サンプルホ−ルド回路
４１がホ−ルドした信号は、発振器２５から出力される
矩形波信号がＨレベルからＬレベルへ変化する時に入力
した信号であるから上記交流電圧による周期的な変化を
伴わず、また容量電流成分も含まない燃焼イオン電流の
ピ−ク値となる。しかして燃焼イオン電流が効率よく抽
出される。
【００２６】次に、電子制御装置８Ａの作動原理を説明
する。図４（Ａ）は１燃焼サイクル中の燃焼室の筒内圧
の経時変化を示すもので、実線は正常燃焼を示し、一点
鎖線はノッキングが発生した燃焼を示し、破線は吹き消
えを示している（図４（Ｂ）、図４（Ｃ）において同
じ）。いずれの燃焼も筒内圧は、点火後上昇し最大値と
なった後は減衰するという傾向は同じであるが正常燃焼
と比較すると、ノッキングが発生している燃焼では強い
燃焼が起こるため急上昇して大きな最大値となり急激に
減衰する。吹き消えをする場合では燃焼が拡大する途中
で減衰、失火するため、筒内圧は上昇する途中で減衰に
転じる。
する。図４（Ａ）は１燃焼サイクル中の燃焼室の筒内圧
の経時変化を示すもので、実線は正常燃焼を示し、一点
鎖線はノッキングが発生した燃焼を示し、破線は吹き消
えを示している（図４（Ｂ）、図４（Ｃ）において同
じ）。いずれの燃焼も筒内圧は、点火後上昇し最大値と
なった後は減衰するという傾向は同じであるが正常燃焼
と比較すると、ノッキングが発生している燃焼では強い
燃焼が起こるため急上昇して大きな最大値となり急激に
減衰する。吹き消えをする場合では燃焼が拡大する途中
で減衰、失火するため、筒内圧は上昇する途中で減衰に
転じる。
【００２７】図４（Ｂ）は上記燃焼サイクル中における
燃焼イオン電流の経時変化を示すもので、交流電圧を印
加した電流であるから一定の周期で振動している。上記
のとおりサンプルホ−ルド回路４１（図１）の出力は上
記交流電圧による周期的な変化を伴わず、容量電流成分
も含まない燃焼イオンの量のみで増減する燃焼イオン電
流のピ−ク値である。
燃焼イオン電流の経時変化を示すもので、交流電圧を印
加した電流であるから一定の周期で振動している。上記
のとおりサンプルホ−ルド回路４１（図１）の出力は上
記交流電圧による周期的な変化を伴わず、容量電流成分
も含まない燃焼イオンの量のみで増減する燃焼イオン電
流のピ−ク値である。
【００２８】図４（Ｃ）は燃焼の減衰期における燃焼イ
オン電流ピ−ク値の経時変化の様子を示すものである。
完全失火の場合には燃焼が起きないので、燃焼イオン電
流ピ−ク値は実質的に０であるから燃焼イオン電流ピ−
ク値の最大値Ｉp がその下限値Ｉｒより小さければ電子
制御ユニット８１Ａが完全失火と判定する。吹き消えの
場合には正常燃焼に比べて点火から消火するまでの減衰
期間ＴR が短いため正常な燃焼と認められる減衰期間の
下限値Ｔr より短かければ電子制御ユニット８１Ｂが吹
き消えと判定する。ノッキングが発生している燃焼の場
合には正常燃焼に比べて燃焼イオン電流ピ−ク値最大値
が高くかつ上記減衰期間ＴR が短いから平均の減衰速度
である燃焼イオン電流ピ−ク値の最大値Ｉp を減衰期間
ＴR で除した除数値が正常な燃焼と認められる上記除数
値の上限値より大きければ電子制御ユニット８１Ｃがノ
ッキングと判定する。
オン電流ピ−ク値の経時変化の様子を示すものである。
完全失火の場合には燃焼が起きないので、燃焼イオン電
流ピ−ク値は実質的に０であるから燃焼イオン電流ピ−
ク値の最大値Ｉp がその下限値Ｉｒより小さければ電子
制御ユニット８１Ａが完全失火と判定する。吹き消えの
場合には正常燃焼に比べて点火から消火するまでの減衰
期間ＴR が短いため正常な燃焼と認められる減衰期間の
下限値Ｔr より短かければ電子制御ユニット８１Ｂが吹
き消えと判定する。ノッキングが発生している燃焼の場
合には正常燃焼に比べて燃焼イオン電流ピ−ク値最大値
が高くかつ上記減衰期間ＴR が短いから平均の減衰速度
である燃焼イオン電流ピ−ク値の最大値Ｉp を減衰期間
ＴR で除した除数値が正常な燃焼と認められる上記除数
値の上限値より大きければ電子制御ユニット８１Ｃがノ
ッキングと判定する。
【００２９】上記作動原理にもとずいて本燃焼状態検出
装置の作動を図１と、図２のフロ−チャ−トにより詳細
に説明する。電子制御装置８Ａが計測開始信号を発する
と（ステップ１０１）と、サンプルホ−ルド回路４１か
ら出力される燃焼イオン電流ピ−ク値は点火後上昇する
からピ−クホ−ルドモニタ８２の出力は更新され燃焼サ
イクル終了時にはピ−クホ−ルドモニタ８２には燃焼イ
オン電流ピ−ク値の最大値Ｉp が検出されている（ステ
ップ１０２）。そしてピ−クホ−ルドモニタ８２から出
力される最大値Ｉp はコンパレ−タ８３１の＋入力端子
に入力する。コンパレ−タ８３１の−入力端子には可変
抵抗器８３３から上記Ｉr の大きさに比例した電圧が入
力する。
装置の作動を図１と、図２のフロ−チャ−トにより詳細
に説明する。電子制御装置８Ａが計測開始信号を発する
と（ステップ１０１）と、サンプルホ−ルド回路４１か
ら出力される燃焼イオン電流ピ−ク値は点火後上昇する
からピ−クホ−ルドモニタ８２の出力は更新され燃焼サ
イクル終了時にはピ−クホ−ルドモニタ８２には燃焼イ
オン電流ピ−ク値の最大値Ｉp が検出されている（ステ
ップ１０２）。そしてピ−クホ−ルドモニタ８２から出
力される最大値Ｉp はコンパレ−タ８３１の＋入力端子
に入力する。コンパレ−タ８３１の−入力端子には可変
抵抗器８３３から上記Ｉr の大きさに比例した電圧が入
力する。
【００３０】コンパレ−タ８３１がＩp とＩr の大小を
比較する（ステップ１０３）。コンパレ−タ８３１の出
力は、燃焼イオン電流ピ−ク値がＩr より大きい時にＨ
レベルとなるから燃焼サイクル終了時にはＩp がＩr よ
り小さい時にＬレベルとなり、Ｌレベルであれば電子制
御ユニット８１Ａが燃焼状態を完全失火と判定する（ス
テップ１０９）。
比較する（ステップ１０３）。コンパレ−タ８３１の出
力は、燃焼イオン電流ピ−ク値がＩr より大きい時にＨ
レベルとなるから燃焼サイクル終了時にはＩp がＩr よ
り小さい時にＬレベルとなり、Ｌレベルであれば電子制
御ユニット８１Ａが燃焼状態を完全失火と判定する（ス
テップ１０９）。
【００３１】上記ステップ１０３で燃焼イオン電流ピ−
ク値の最大値がＩr より小さい時にはステップ１０４に
進み、次のように減衰期間ＴR を計測する。サンプルホ
−ルド回路４１の出力がコンパレ−タ８４の＋入力端子
に入力し、コンパレ−タ８４が燃焼イオン電流ピ−ク値
と−入力端子の接地電圧との大小を比較する。サンプル
ホ−ルド回路４１から出力される燃焼イオン電流ピ−ク
値は点火後、正の値を取るが消火に至って０となりコン
パレ−タ８４の出力は、ＨレベルからＬレベルに変化す
る。この時が燃焼イオン信号が所定値をとる時点であ
る。電子制御ユニット８１Ｂが点火からコンパレ−タ８
４の出力がＨレベルからＬレベルに変化した時点までの
時間を減衰期間ＴR として保持する（ステップ１０
４）。次いで電子制御ユニット８１Ｂが、減衰期間ＴR
を予め電子制御ユニット８１Ｂに記憶した所定の時間た
るＴr と比較し（ステップ１０５）、ＴR がＴr より小
さければ吹き消えと判定する（ステップ１１０）。
ク値の最大値がＩr より小さい時にはステップ１０４に
進み、次のように減衰期間ＴR を計測する。サンプルホ
−ルド回路４１の出力がコンパレ−タ８４の＋入力端子
に入力し、コンパレ−タ８４が燃焼イオン電流ピ−ク値
と−入力端子の接地電圧との大小を比較する。サンプル
ホ−ルド回路４１から出力される燃焼イオン電流ピ−ク
値は点火後、正の値を取るが消火に至って０となりコン
パレ−タ８４の出力は、ＨレベルからＬレベルに変化す
る。この時が燃焼イオン信号が所定値をとる時点であ
る。電子制御ユニット８１Ｂが点火からコンパレ−タ８
４の出力がＨレベルからＬレベルに変化した時点までの
時間を減衰期間ＴR として保持する（ステップ１０
４）。次いで電子制御ユニット８１Ｂが、減衰期間ＴR
を予め電子制御ユニット８１Ｂに記憶した所定の時間た
るＴr と比較し（ステップ１０５）、ＴR がＴr より小
さければ吹き消えと判定する（ステップ１１０）。
【００３２】ステップ１０５でＴR がＴr より大きけれ
ば電子制御ユニット８１Ｃが除数値たる減衰速度ＶR を
計算する。計算では燃焼イオン電流ピ−ク値の最大値Ｉ
p を上記減衰期間ＴR で除した数値を求める（ステップ
１０６）。次に上記ＶR を予め電子制御ユニット８１Ｃ
に記憶した所定の除数値たるＶｒと比較する（ステップ
１０７）。ＶR がＶｒより大きければ電子制御ユニット
８１Ｃがノッキングと判定する（ステップ１１１）。ス
テップ１０７でＶR がＶｒより小さければ正常燃焼と判
定する。燃焼状態について判定がされると本フロ−チャ
−トは終了し、次の燃焼サイクルにおいて同様の作動が
くりかえされる。このように燃焼イオンの増減を正確に
反映する燃焼イオン電流を正確に抽出して、燃焼イオン
電流信号である燃焼イオン電流ピーク値の挙動から燃焼
状態を判定することができる。
ば電子制御ユニット８１Ｃが除数値たる減衰速度ＶR を
計算する。計算では燃焼イオン電流ピ−ク値の最大値Ｉ
p を上記減衰期間ＴR で除した数値を求める（ステップ
１０６）。次に上記ＶR を予め電子制御ユニット８１Ｃ
に記憶した所定の除数値たるＶｒと比較する（ステップ
１０７）。ＶR がＶｒより大きければ電子制御ユニット
８１Ｃがノッキングと判定する（ステップ１１１）。ス
テップ１０７でＶR がＶｒより小さければ正常燃焼と判
定する。燃焼状態について判定がされると本フロ−チャ
−トは終了し、次の燃焼サイクルにおいて同様の作動が
くりかえされる。このように燃焼イオンの増減を正確に
反映する燃焼イオン電流を正確に抽出して、燃焼イオン
電流信号である燃焼イオン電流ピーク値の挙動から燃焼
状態を判定することができる。
【００３３】（第２実施形態）本発明の第２の燃焼状態
検出装置の一部を図５に示す。図５の燃焼状態検出装置
は図１に示した燃焼状態検出装置において、電子制御ユ
ニット８１Ａをノッキング判定手段として作動するとき
の設定を別の設定としたものであり、また新たにピ−ク
ホ−ルドモニタ８２の出力に比較手段８５を設けたもの
である。比較手段８５は、ピ−クホ−ルドモニタ８２の
出力がコンパレ−タ８５１の＋入力端子に入力するよう
にしてあり、コンパレ−タ８５１の出力をノッキング判
定手段としての電子制御ユニット８１Ａに入力するよう
にしてある。以下、ノッキング判定手段として作動する
場合は８１Ｄと記すものとする。コンパレ−タ８５１の
−入力端子には可変抵抗器８５３が接続してあり、可変
抵抗器８５３におけるバッテリ８５１の電圧降下が燃焼
イオン電流のピ−ク値の所定値に相当するように予め調
整してある。
検出装置の一部を図５に示す。図５の燃焼状態検出装置
は図１に示した燃焼状態検出装置において、電子制御ユ
ニット８１Ａをノッキング判定手段として作動するとき
の設定を別の設定としたものであり、また新たにピ−ク
ホ−ルドモニタ８２の出力に比較手段８５を設けたもの
である。比較手段８５は、ピ−クホ−ルドモニタ８２の
出力がコンパレ−タ８５１の＋入力端子に入力するよう
にしてあり、コンパレ−タ８５１の出力をノッキング判
定手段としての電子制御ユニット８１Ａに入力するよう
にしてある。以下、ノッキング判定手段として作動する
場合は８１Ｄと記すものとする。コンパレ−タ８５１の
−入力端子には可変抵抗器８５３が接続してあり、可変
抵抗器８５３におけるバッテリ８５１の電圧降下が燃焼
イオン電流のピ−ク値の所定値に相当するように予め調
整してある。
【００３４】本燃焼状態検出装置の作動は、図１と同一
番号を符した部分については同じ作動をするので説明を
省略し、相違点のみ詳細に説明する。上記図２に示した
フロ−チャ−トにおいてステップ１０６およびステップ
１０７が第１実施形態の燃焼状態検出装置の作動と異な
っている。
番号を符した部分については同じ作動をするので説明を
省略し、相違点のみ詳細に説明する。上記図２に示した
フロ−チャ−トにおいてステップ１０６およびステップ
１０７が第１実施形態の燃焼状態検出装置の作動と異な
っている。
【００３５】第１実施形態のごとく点火後更新されるピ
−クホ−ルドモニタ８２の出力は燃焼サイクル終了時に
は燃焼イオン電流ピ−ク値の最大値Ｉp であり、これが
コンパレ−タ８５１の＋入力端子に入力する。コンパレ
−タ８５１の−入力端子には可変抵抗器８５３から上記
所定値Ｉpmaxに対応した出力が入力する。コンパレ−タ
８５１はＩp とＩpmaxの大小を比較し、Ｉp がＩpmaxよ
り大きければコンパレ−タ８５１はＨレベルを出力す
る。Ｉp がＩpmaxより小さければＬレベルを出力する。
上記所定値は正常燃焼と認められる最大値であり、ノッ
キングが発生した燃焼では燃焼イオン電流のピ−ク値は
所定値を越える。しかして電子制御ユニット８１Ｄはコ
ンパレ−タ８５１の出力がＨレベルであればノッキング
と判定し、Ｌレベルであれば正常燃焼と判定する。この
ように燃焼イオンの増減を正確に反映する燃焼イオン電
流を正確に抽出して、ノッキングが発生した燃焼と正常
燃焼とにおける燃焼イオン電流の違いからノッキングの
有無を判定することができる。
−クホ−ルドモニタ８２の出力は燃焼サイクル終了時に
は燃焼イオン電流ピ−ク値の最大値Ｉp であり、これが
コンパレ−タ８５１の＋入力端子に入力する。コンパレ
−タ８５１の−入力端子には可変抵抗器８５３から上記
所定値Ｉpmaxに対応した出力が入力する。コンパレ−タ
８５１はＩp とＩpmaxの大小を比較し、Ｉp がＩpmaxよ
り大きければコンパレ−タ８５１はＨレベルを出力す
る。Ｉp がＩpmaxより小さければＬレベルを出力する。
上記所定値は正常燃焼と認められる最大値であり、ノッ
キングが発生した燃焼では燃焼イオン電流のピ−ク値は
所定値を越える。しかして電子制御ユニット８１Ｄはコ
ンパレ−タ８５１の出力がＨレベルであればノッキング
と判定し、Ｌレベルであれば正常燃焼と判定する。この
ように燃焼イオンの増減を正確に反映する燃焼イオン電
流を正確に抽出して、ノッキングが発生した燃焼と正常
燃焼とにおける燃焼イオン電流の違いからノッキングの
有無を判定することができる。
【００３６】またノッキングが発生した場合、その強さ
に応じて燃焼イオンの量が異なり強いノッキングほど、
大きな燃焼イオン電流が流れる。そこで比較手段８５と
同様の回路を並列に複数設け、それぞれのコンパレータ
の−入力端子に接続される可変抵抗器の抵抗値を段階的
に設定しておくことにより、コンパレータの出力よりノ
ッキングの有無とノッキングの強さを判断するようにす
ることもできる。
に応じて燃焼イオンの量が異なり強いノッキングほど、
大きな燃焼イオン電流が流れる。そこで比較手段８５と
同様の回路を並列に複数設け、それぞれのコンパレータ
の−入力端子に接続される可変抵抗器の抵抗値を段階的
に設定しておくことにより、コンパレータの出力よりノ
ッキングの有無とノッキングの強さを判断するようにす
ることもできる。
【００３７】（第３実施形態）本発明の第３の燃焼状態
検出装置の一部を図６に示す。図６の燃焼状態検出装置
は図５に示した燃焼状態検出装置において、電子制御ユ
ニット８１Ａをノッキング判定手段として作動するとき
の設定を別の設定としたものであり、またサンプルホ−
ルド回路４１の出力に、比較手段８５の代わりに減衰速
度最大値検出手段８６とその後段に減衰速度最大値比較
手段８７を設けたものである。
検出装置の一部を図６に示す。図６の燃焼状態検出装置
は図５に示した燃焼状態検出装置において、電子制御ユ
ニット８１Ａをノッキング判定手段として作動するとき
の設定を別の設定としたものであり、またサンプルホ−
ルド回路４１の出力に、比較手段８５の代わりに減衰速
度最大値検出手段８６とその後段に減衰速度最大値比較
手段８７を設けたものである。
【００３８】サンプルホ−ルド回路４１の出力は減衰速
度最大値検出手段８６を構成する微分回路８６１を介し
てピ−クホ−ルドモニタ８６２に入力するようにしてあ
る。ピ−クホ−ルドモニタ８６２のホ−ルド値は１燃焼
サイクル開始時にリセットするようにしてある。ピ−ク
ホ−ルドモニタ８６２の出力は減衰速度最大値比較手段
８７を構成するコンパレ−タ８７１の＋入力端子に入力
するようにしてあり、コンパレ−タ８７１の出力をノッ
キング判定手段８１Ａとしての電子制御ユニットに入力
するようにしたものである。以後、ノッキング判定手段
として作動するときは電子制御ユニット８１Ｅという。
コンパレ−タ８７１の−入力端子には可変抵抗器８７３
が接続してあり、可変抵抗器８７３におけるバッテリ８
７２の電圧降下が所定の減衰速度最大値Ｖmaxrに比例す
るように予め調整してある。
度最大値検出手段８６を構成する微分回路８６１を介し
てピ−クホ−ルドモニタ８６２に入力するようにしてあ
る。ピ−クホ−ルドモニタ８６２のホ−ルド値は１燃焼
サイクル開始時にリセットするようにしてある。ピ−ク
ホ−ルドモニタ８６２の出力は減衰速度最大値比較手段
８７を構成するコンパレ−タ８７１の＋入力端子に入力
するようにしてあり、コンパレ−タ８７１の出力をノッ
キング判定手段８１Ａとしての電子制御ユニットに入力
するようにしたものである。以後、ノッキング判定手段
として作動するときは電子制御ユニット８１Ｅという。
コンパレ−タ８７１の−入力端子には可変抵抗器８７３
が接続してあり、可変抵抗器８７３におけるバッテリ８
７２の電圧降下が所定の減衰速度最大値Ｖmaxrに比例す
るように予め調整してある。
【００３９】本燃焼状態検出装置の作動は、図５と同一
番号を符した部分については同じ作動をするので説明を
省略し、相違点のみ詳細に説明する。
番号を符した部分については同じ作動をするので説明を
省略し、相違点のみ詳細に説明する。
【００４０】サンプルホ−ルド回路４１から出力される
燃焼イオン電流ピーク値は微分回路８６１に入力し、微
分回路８６１は入力した燃焼イオン電流ピーク値を時間
微分し燃焼イオン電流のピ−ク値の減衰速度に比例した
出力に変換、出力する。出力される燃焼イオン電流のピ
−ク値の減衰速度をピ−クホ−ルドモニタ８６２は減衰
速度の変化に応じて最大値を更新または保持し、コンパ
レ−タ８７１の＋入力端子に出力する。消火時にはコン
パレ−タ８７１の＋入力端子は燃焼イオン電流のピ−ク
値の減衰速度の最大値ＶmaxRが入力している。コンパレ
−タ８７１の−入力端子には可変抵抗器８７３から上記
所定の減衰速度最大値Ｖmaxrに比例した信号が入力す
る。コンパレ−タ８７１はＶmaxRとＶmaxrの大小を比較
し、ＶmaxRがＶmaxrより大きければコンパレ−タ８７１
はＨレベルを出力し、ＶmaxRがＶmaxrより小さければＬ
レベルを出力する。
燃焼イオン電流ピーク値は微分回路８６１に入力し、微
分回路８６１は入力した燃焼イオン電流ピーク値を時間
微分し燃焼イオン電流のピ−ク値の減衰速度に比例した
出力に変換、出力する。出力される燃焼イオン電流のピ
−ク値の減衰速度をピ−クホ−ルドモニタ８６２は減衰
速度の変化に応じて最大値を更新または保持し、コンパ
レ−タ８７１の＋入力端子に出力する。消火時にはコン
パレ−タ８７１の＋入力端子は燃焼イオン電流のピ−ク
値の減衰速度の最大値ＶmaxRが入力している。コンパレ
−タ８７１の−入力端子には可変抵抗器８７３から上記
所定の減衰速度最大値Ｖmaxrに比例した信号が入力す
る。コンパレ−タ８７１はＶmaxRとＶmaxrの大小を比較
し、ＶmaxRがＶmaxrより大きければコンパレ−タ８７１
はＨレベルを出力し、ＶmaxRがＶmaxrより小さければＬ
レベルを出力する。
【００４１】所定の減衰速度最大値Ｖmaxrは正常燃焼と
認められる最大値であり、ノッキングが発生した燃焼で
は短時間のうちに大きな燃焼を起こして燃料と燃焼空気
を消費するので燃焼イオン電流のピ−ク値の減衰速度は
速く、減衰速度は所定の減衰速度最大値を越える。しか
して電子制御ユニット８１Ｅはコンパレ−タ８７１の出
力がＨレベルであればノッキングと判定し、Ｌレベルで
あれば正常燃焼と判定する。このように燃焼イオンの増
減を正確に反映する燃焼イオン電流を正確に抽出して、
ノッキングが発生した燃焼と正常燃焼における燃焼イオ
ン電流の減衰速度の違いからノッキングの有無を判定す
ることができる。
認められる最大値であり、ノッキングが発生した燃焼で
は短時間のうちに大きな燃焼を起こして燃料と燃焼空気
を消費するので燃焼イオン電流のピ−ク値の減衰速度は
速く、減衰速度は所定の減衰速度最大値を越える。しか
して電子制御ユニット８１Ｅはコンパレ−タ８７１の出
力がＨレベルであればノッキングと判定し、Ｌレベルで
あれば正常燃焼と判定する。このように燃焼イオンの増
減を正確に反映する燃焼イオン電流を正確に抽出して、
ノッキングが発生した燃焼と正常燃焼における燃焼イオ
ン電流の減衰速度の違いからノッキングの有無を判定す
ることができる。
【００４２】（第４実施形態）本発明の第４の燃焼状態
検出装置の一部を図７に示す。図７の燃焼状態検出装置
は図１に示した燃焼状態検出装置において、点火プラグ
１と交流電圧印加手段２、検出抵抗３は同一の構成と
し、燃焼イオン検出手段４Ａを別の構成の燃焼イオン検
出手段４Ｂに代え、別の燃焼イオン信号を出力するよう
にしたものであり、また電子制御装置８Ａを電子制御装
置９Ａに代えたものである。
検出装置の一部を図７に示す。図７の燃焼状態検出装置
は図１に示した燃焼状態検出装置において、点火プラグ
１と交流電圧印加手段２、検出抵抗３は同一の構成と
し、燃焼イオン検出手段４Ａを別の構成の燃焼イオン検
出手段４Ｂに代え、別の燃焼イオン信号を出力するよう
にしたものであり、また電子制御装置８Ａを電子制御装
置９Ａに代えたものである。
【００４３】燃焼イオン検出手段４Ｂは、検出抵抗３の
電圧降下として出力する電流信号がコンパレータ５１で
構成される信号変換回路５を介して時間計測回路６を構
成する積分回路６４に入力するようにしてある。時間計
測回路６は、積分回路６４を構成するコンデンサ６５の
両端子間にはアナログスイッチ６３が設けてあり、積分
回路６４の積分区間を与えるリセット信号を出力するよ
うになっている。アナログスイッチ６３にはアナログス
イッチ６３を作動する第２の発振器６１がカウンタ６２
を介して入力するようにしてある。積分回路６４の出力
は反転回路６６に入力するようにしてある。反転回路６
６の出力はサンプルホ−ルド回路７に入力するようにし
てあり、サンプルホールド回路７はコンパレ−タ５１の
出力がＨレベルからＬレベルに変化すると反転回路６６
の出力のホ−ルド値を更新するようになっている。
電圧降下として出力する電流信号がコンパレータ５１で
構成される信号変換回路５を介して時間計測回路６を構
成する積分回路６４に入力するようにしてある。時間計
測回路６は、積分回路６４を構成するコンデンサ６５の
両端子間にはアナログスイッチ６３が設けてあり、積分
回路６４の積分区間を与えるリセット信号を出力するよ
うになっている。アナログスイッチ６３にはアナログス
イッチ６３を作動する第２の発振器６１がカウンタ６２
を介して入力するようにしてある。積分回路６４の出力
は反転回路６６に入力するようにしてある。反転回路６
６の出力はサンプルホ−ルド回路７に入力するようにし
てあり、サンプルホールド回路７はコンパレ−タ５１の
出力がＨレベルからＬレベルに変化すると反転回路６６
の出力のホ−ルド値を更新するようになっている。
【００４４】サンプルホ−ルド回路７の出力は燃焼イオ
ン信号として電子制御装置９Ａを構成するノッキング振
動検出手段たるバンドパスフィルタ９２に入力するよう
にしてある。電子制御装置９Ａは、バンドパスフィルタ
９２の出力がノッキング振幅の最大値を検出するノッキ
ング振幅最大値検出手段たるピ−クホ−ルドモニタ９３
に入力するようにしてあり、ピ−クホ−ルドモニタ９３
はバンドパスフィルタ９２の出力の最大値を更新し、そ
のホ−ルド値が１燃焼サイクル開始時にリセットするよ
うにしてある。ピ−クホ−ルドモニタ９３の出力は電子
制御ユニット９１Ａに入力するようにしてある。
ン信号として電子制御装置９Ａを構成するノッキング振
動検出手段たるバンドパスフィルタ９２に入力するよう
にしてある。電子制御装置９Ａは、バンドパスフィルタ
９２の出力がノッキング振幅の最大値を検出するノッキ
ング振幅最大値検出手段たるピ−クホ−ルドモニタ９３
に入力するようにしてあり、ピ−クホ−ルドモニタ９３
はバンドパスフィルタ９２の出力の最大値を更新し、そ
のホ−ルド値が１燃焼サイクル開始時にリセットするよ
うにしてある。ピ−クホ−ルドモニタ９３の出力は電子
制御ユニット９１Ａに入力するようにしてある。
【００４５】本燃焼状態検出装置の作動を説明する。図
１と同一の符号を付した部分については同じ作動をする
ので説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。先ず、
燃焼イオン検出手段４Ｂの作動を図７と、図８のタイム
チャ−トにより説明する。
１と同一の符号を付した部分については同じ作動をする
ので説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。先ず、
燃焼イオン検出手段４Ｂの作動を図７と、図８のタイム
チャ−トにより説明する。
【００４６】図略の発振器から図８（Ａ）に示す矩形波
信号が発せられると第１実施形態のごとく図８（Ｄ）に
示す燃焼イオン電流が流れる。実線は燃焼イオンが多量
に発生している場合を示し、破線は燃焼イオンが少ない
場合を示している（以下のタイムチャ−トについても同
様とする）。図略の対向電極には図８（Ｅ）に示す電流
が流れる。検出抵抗３には、電流信号として上記電流に
比例した電圧降下が発生する。燃焼イオン電流は負側に
は僅かしか出力されないから、検出抵抗３で検出される
電流は、正値を出力している期間が燃焼イオン電流に応
じて変化する。本実施形態は電流が正値をとる時間（以
下、位相差という）を燃焼イオン信号とするものであ
る。検出抵抗３の電圧降下である電流信号が、信号変換
回路５を構成するコンパレ−タ５１の＋入力端子に入力
する。コンパレ−タ５１は−入力端子が接地電位として
あるから上記＋入力端子に入力する電流信号が正の時に
Ｈレベルを出力する。図８（Ｆ）はコンパレ−タ５１の
出力を示すもので、Ｈレベルを出力している期間が上記
位相差と等しい。
信号が発せられると第１実施形態のごとく図８（Ｄ）に
示す燃焼イオン電流が流れる。実線は燃焼イオンが多量
に発生している場合を示し、破線は燃焼イオンが少ない
場合を示している（以下のタイムチャ−トについても同
様とする）。図略の対向電極には図８（Ｅ）に示す電流
が流れる。検出抵抗３には、電流信号として上記電流に
比例した電圧降下が発生する。燃焼イオン電流は負側に
は僅かしか出力されないから、検出抵抗３で検出される
電流は、正値を出力している期間が燃焼イオン電流に応
じて変化する。本実施形態は電流が正値をとる時間（以
下、位相差という）を燃焼イオン信号とするものであ
る。検出抵抗３の電圧降下である電流信号が、信号変換
回路５を構成するコンパレ−タ５１の＋入力端子に入力
する。コンパレ−タ５１は−入力端子が接地電位として
あるから上記＋入力端子に入力する電流信号が正の時に
Ｈレベルを出力する。図８（Ｆ）はコンパレ−タ５１の
出力を示すもので、Ｈレベルを出力している期間が上記
位相差と等しい。
【００４７】コンパレ−タ５１の出力は、時間計測回路
６の積分回路６４に入力し、積分回路６４はコンパレ−
タ５１のＨレベル信号を積分する。アナログスイッチ６
３が積分回路６４を構成するコンデンサ６５をリセット
すると積分回路６４の出力は０となる。図８（Ｈ）は上
記第２の発振器６１の出力を示すもので、周波数３００
kHz の矩形波を発生する。図８（Ｉ）はカウンタ６２の
出力を示すもので、上記コンパレ−タ５１の出力がＬレ
ベルの間、カウンタ６２は第２の発振器６１の３パルス
毎に１パルスのＨレベル信号を発し、上記アナログスイ
ッチ６３を作動する。
６の積分回路６４に入力し、積分回路６４はコンパレ−
タ５１のＨレベル信号を積分する。アナログスイッチ６
３が積分回路６４を構成するコンデンサ６５をリセット
すると積分回路６４の出力は０となる。図８（Ｈ）は上
記第２の発振器６１の出力を示すもので、周波数３００
kHz の矩形波を発生する。図８（Ｉ）はカウンタ６２の
出力を示すもので、上記コンパレ−タ５１の出力がＬレ
ベルの間、カウンタ６２は第２の発振器６１の３パルス
毎に１パルスのＨレベル信号を発し、上記アナログスイ
ッチ６３を作動する。
【００４８】しかして積分回路６４はコンパレ−タ５１
がＨレベルを出力している時間に比例した負値の鋸波信
号を出力する。該鋸波信号を反転回路６６が符号を反転
し正値とする。図８（Ｊ）は反転回路６６の出力を示す
もので、波高値が位相差に比例する。コンパレ−タ５１
がＨレベルからＬレベルに変化するタイミングに、反転
回路６６の出力を、サンプルホ−ルド回路７がホ−ルド
し燃焼イオン信号として出力する。図８（Ｋ）はサンプ
ルホ−ルド回路７の出力を示すもので，燃焼イオン電流
の増加（図８（Ｄ））により検出抵抗３で検出される電
流が正から負に変化する時間が遅れるのに比例して増加
する。
がＨレベルを出力している時間に比例した負値の鋸波信
号を出力する。該鋸波信号を反転回路６６が符号を反転
し正値とする。図８（Ｊ）は反転回路６６の出力を示す
もので、波高値が位相差に比例する。コンパレ−タ５１
がＨレベルからＬレベルに変化するタイミングに、反転
回路６６の出力を、サンプルホ−ルド回路７がホ−ルド
し燃焼イオン信号として出力する。図８（Ｋ）はサンプ
ルホ−ルド回路７の出力を示すもので，燃焼イオン電流
の増加（図８（Ｄ））により検出抵抗３で検出される電
流が正から負に変化する時間が遅れるのに比例して増加
する。
【００４９】次に、電子制御装置９Ａの作動を説明す
る。図９（Ａ）は燃焼室における筒内圧とクランク角の
関係を示すもので，クランク角が進むと筒内圧は上昇し
てその後一転して減少する傾向を示す。そして図９
（Ｂ）は上記サンプルホ−ルド回路７の出力すなわち上
記位相差とクランク角との関係を示すもので、筒内圧と
同様にクランク角が進むと位相差は上昇してその後一転
して減少する傾向を示す。筒内圧と位相差の間には対応
関係が認められる。図９（Ａ）に示されるようにノッキ
ングによる異常振動が筒内圧が高くなるクランク角で発
生していれば燃焼イオン電流もノッキングによる異常振
動が生じており、図９（Ｂ）に示されるように上記位相
差が異常振動する。
る。図９（Ａ）は燃焼室における筒内圧とクランク角の
関係を示すもので，クランク角が進むと筒内圧は上昇し
てその後一転して減少する傾向を示す。そして図９
（Ｂ）は上記サンプルホ−ルド回路７の出力すなわち上
記位相差とクランク角との関係を示すもので、筒内圧と
同様にクランク角が進むと位相差は上昇してその後一転
して減少する傾向を示す。筒内圧と位相差の間には対応
関係が認められる。図９（Ａ）に示されるようにノッキ
ングによる異常振動が筒内圧が高くなるクランク角で発
生していれば燃焼イオン電流もノッキングによる異常振
動が生じており、図９（Ｂ）に示されるように上記位相
差が異常振動する。
【００５０】ノッキング振動である位相差の異常振動は
数kHz の周波数域に集中しており、該周波数域の振動を
サンプルホ−ルド回路７の出力からバンドパスフィルタ
９２が分離する。図９（Ｃ）はバンドパスフィルタ９２
の出力を示すもので、バンドパスフィルタ９２はノッキ
ング振動成分のみ通過し数kHz の周波数以外の振動成分
と直流成分を除去する。バンドパスフィルタ９２を通過
したノッキング振動成分はピ−クホ−ルドモニタ９３に
入力し、ピ−クホ−ルドモニタ９３は点火時からのノッ
キング振動の最大値すなわちノッキング振動の振幅の最
大値を更新または保持する。燃焼サイクル終了時には１
燃焼サイクル中におけるノッキング振動の振幅の最大値
（図例ではＰ２）が電子制御ユニット９１Ａに入力し、
電子制御ユニット９１Ａは、入力する上記最大値の大き
さからノッキングの強さを判定する。
数kHz の周波数域に集中しており、該周波数域の振動を
サンプルホ−ルド回路７の出力からバンドパスフィルタ
９２が分離する。図９（Ｃ）はバンドパスフィルタ９２
の出力を示すもので、バンドパスフィルタ９２はノッキ
ング振動成分のみ通過し数kHz の周波数以外の振動成分
と直流成分を除去する。バンドパスフィルタ９２を通過
したノッキング振動成分はピ−クホ−ルドモニタ９３に
入力し、ピ−クホ−ルドモニタ９３は点火時からのノッ
キング振動の最大値すなわちノッキング振動の振幅の最
大値を更新または保持する。燃焼サイクル終了時には１
燃焼サイクル中におけるノッキング振動の振幅の最大値
（図例ではＰ２）が電子制御ユニット９１Ａに入力し、
電子制御ユニット９１Ａは、入力する上記最大値の大き
さからノッキングの強さを判定する。
【００５１】（第５実施形態）本発明の第５の燃焼状態
検出装置の一部を図１０に示す。図１０の燃焼状態検出
装置は図７に示した燃焼状態検出装置において、電子制
御装置９Ａを別の燃焼状態解析手段たる電子制御装置９
Ｂに代えたものである。
検出装置の一部を図１０に示す。図１０の燃焼状態検出
装置は図７に示した燃焼状態検出装置において、電子制
御装置９Ａを別の燃焼状態解析手段たる電子制御装置９
Ｂに代えたものである。
【００５２】電子制御装置９Ｂは、サンプルホ−ルド回
路７の出力がノッキング振動検出手段たるバンドパスフ
ィルタ９２に入力するようにしてあり、バンドパスフィ
ルタ９２を通過したノッキング振動出力θf はノッキン
グ振動計数手段９４を構成するコンパレ−タ９５の＋入
力端子に入力するようにしてある。コンパレ−タ９５の
−入力端子には可変抵抗器９７が接続してあり、可変抵
抗器９７におけるバッテリ９６の電圧降下がノッキング
振動の所定の振幅に相当するように予め調整してある。
またノッキング振動計数手段９４は、コンパレ−タ９５
から出力されるＨレベルのパルスをカウントするカウン
タ９８が設けてあり、カウント結果を電子制御ユニット
９１Ｂに出力するようになっている。
路７の出力がノッキング振動検出手段たるバンドパスフ
ィルタ９２に入力するようにしてあり、バンドパスフィ
ルタ９２を通過したノッキング振動出力θf はノッキン
グ振動計数手段９４を構成するコンパレ−タ９５の＋入
力端子に入力するようにしてある。コンパレ−タ９５の
−入力端子には可変抵抗器９７が接続してあり、可変抵
抗器９７におけるバッテリ９６の電圧降下がノッキング
振動の所定の振幅に相当するように予め調整してある。
またノッキング振動計数手段９４は、コンパレ−タ９５
から出力されるＨレベルのパルスをカウントするカウン
タ９８が設けてあり、カウント結果を電子制御ユニット
９１Ｂに出力するようになっている。
【００５３】本燃焼状態検出装置の作動を説明する。図
７と同一の符号を付した部分については同じ作動をする
ので説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
７と同一の符号を付した部分については同じ作動をする
ので説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
【００５４】サンプルホ−ルド回路７から出力される上
記位相差に比例した燃焼イオン信号は、第４実施形態の
ごとくバンドパスフィルタ９２でノッキング振動成分の
み通過しノッキング振動計数手段９４を構成するコンパ
レ−タ９５の＋入力端子に入力する。コンパレ−タ９５
の−入力端子には可変抵抗器９７から上記所定の振幅θ
n に対応した出力が入力する。コンパレ−タ９５はθf
とθn の大小を比較し、θf がθn より大きければコン
パレ−タ９５はＨレベルを出力する。θf がθn より小
さければＬレベルを出力する。しかしてコンパレ−タ９
５の出力は時系列的に複数のＨレベルが出力される。
記位相差に比例した燃焼イオン信号は、第４実施形態の
ごとくバンドパスフィルタ９２でノッキング振動成分の
み通過しノッキング振動計数手段９４を構成するコンパ
レ−タ９５の＋入力端子に入力する。コンパレ−タ９５
の−入力端子には可変抵抗器９７から上記所定の振幅θ
n に対応した出力が入力する。コンパレ−タ９５はθf
とθn の大小を比較し、θf がθn より大きければコン
パレ−タ９５はＨレベルを出力する。θf がθn より小
さければＬレベルを出力する。しかしてコンパレ−タ９
５の出力は時系列的に複数のＨレベルが出力される。
【００５５】上記複数のＨレベル信号をカウンタ９８が
カウントする。図９（Ｃ）ではＰ１、Ｐ２、Ｐ３がθn
を越えているからカウント数は３となる。カウント出力
は電子制御ユニット９１Ｂに出力され、電子制御ユニッ
ト９１Ｂはカウント数が１以上のときにノッキング発生
と判定し、カウント数にθn を乗じた量をノッキングの
強さとする。
カウントする。図９（Ｃ）ではＰ１、Ｐ２、Ｐ３がθn
を越えているからカウント数は３となる。カウント出力
は電子制御ユニット９１Ｂに出力され、電子制御ユニッ
ト９１Ｂはカウント数が１以上のときにノッキング発生
と判定し、カウント数にθn を乗じた量をノッキングの
強さとする。
【００５６】このように本燃焼状態検出装置ではノッキ
ングの強さについて定量的に検出することができる。
ングの強さについて定量的に検出することができる。
【００５７】（第６実施形態）本発明の第６の燃焼状態
検出装置を図１１に示す。本実施形態は図１の電子制御
装置８Ａを別の電子制御装置８Ｄに代えたもので、図
中、同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするの
で説明を省略し第１実施形態との相違点を中心に説明す
る。
検出装置を図１１に示す。本実施形態は図１の電子制御
装置８Ａを別の電子制御装置８Ｄに代えたもので、図
中、同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするの
で説明を省略し第１実施形態との相違点を中心に説明す
る。
【００５８】サンプルホールド回路４１から出力される
燃焼イオン電流ピーク値は燃焼状態解析手段たる電子制
御装置８Ｄのノッキング振動検出手段たるバンドパスフ
ィルタ８８ｂに入力せしめてある。バンドパスフィルタ
８８ｂは、ノッキング振動成分が集中する６〜８ｋＨｚ
の振動を分離してアナログスイッチ８８ｃを介してノッ
キング振幅最大値検出手段たるピークホールドモニタ８
８ｄに出力するようになっている。ピークホルドモニタ
８８ｄは、アナログスイッチ８８ｃがオンのときにバン
ドパスフィルタ９２から出力される振動の最大値を更新
または保持する。またそのホ−ルド値は１燃焼サイクル
開始時にリセットするようにしてある。ピ−クホ−ルド
モニタ８８ｄの出力はノッキング判定手段たる電子制御
ユニット８１Ｆに入力するようにしてある。
燃焼イオン電流ピーク値は燃焼状態解析手段たる電子制
御装置８Ｄのノッキング振動検出手段たるバンドパスフ
ィルタ８８ｂに入力せしめてある。バンドパスフィルタ
８８ｂは、ノッキング振動成分が集中する６〜８ｋＨｚ
の振動を分離してアナログスイッチ８８ｃを介してノッ
キング振幅最大値検出手段たるピークホールドモニタ８
８ｄに出力するようになっている。ピークホルドモニタ
８８ｄは、アナログスイッチ８８ｃがオンのときにバン
ドパスフィルタ９２から出力される振動の最大値を更新
または保持する。またそのホ−ルド値は１燃焼サイクル
開始時にリセットするようにしてある。ピ−クホ−ルド
モニタ８８ｄの出力はノッキング判定手段たる電子制御
ユニット８１Ｆに入力するようにしてある。
【００５９】一方サンプルホールド回路４１から出力さ
れる燃焼イオン電流ピーク値は上限比較手段たるピーク
判定回路８８ａのコンパレータ８８１の＋入力端子に入
力せしめてある。コンパレータ８８１は−入力端子に可
変抵抗器８８２が接続してあり、可変抵抗器８８２にお
けるバッテリ８８３の電圧降下が燃焼イオン電流のピー
ク値の上限値（以下、第１の所定値という）に相当する
ように設定してある。第１の所定値は正常燃焼と認めら
れる燃焼イオン電流のピーク値の最大値である。コンパ
レータ８８１は、サンプルホールド回路４１から入力す
る燃焼イオン電流のピーク値が第１の所定値より大きい
ときにＨレベルをアナログスイッチ８８ｃに出力し、Ｈ
レベルが出力されている間、アナログスイッチ８８ｃは
オンするようになっている。
れる燃焼イオン電流ピーク値は上限比較手段たるピーク
判定回路８８ａのコンパレータ８８１の＋入力端子に入
力せしめてある。コンパレータ８８１は−入力端子に可
変抵抗器８８２が接続してあり、可変抵抗器８８２にお
けるバッテリ８８３の電圧降下が燃焼イオン電流のピー
ク値の上限値（以下、第１の所定値という）に相当する
ように設定してある。第１の所定値は正常燃焼と認めら
れる燃焼イオン電流のピーク値の最大値である。コンパ
レータ８８１は、サンプルホールド回路４１から入力す
る燃焼イオン電流のピーク値が第１の所定値より大きい
ときにＨレベルをアナログスイッチ８８ｃに出力し、Ｈ
レベルが出力されている間、アナログスイッチ８８ｃは
オンするようになっている。
【００６０】上記燃焼状態検出装置の作動を説明する。
図１２（Ａ）は１燃焼サイクル中における燃焼室の筒内
圧（以下燃焼室圧力という）の経時変化を示すもので、
正常燃焼時のものである。図１２（Ｂ）はサンプルホー
ルド回路４１から出力される燃焼イオン信号である燃焼
イオン電流のピーク値を示しており、火炎面通過により
燃焼イオンが大量に発生する時期（以下、火炎面通過期
という）と、図１２（Ａ）に示されるごとく燃焼室圧力
の上昇に応じて燃焼イオン密度が増大する時期（以下、
圧力上昇期という）とに大きな値をとるが正常燃焼で
は、燃焼イオンの発生がノッキング発生時ほど大きくな
く、その最大値は可変抵抗器８８２で設定された第１の
設定値（図中、設定値１と記す。以下、同じ）を越え
ず、アナログスイッチ８８ｃはオフのままでピークホル
ドモニタ８８ｄは電子制御ユニット８１Ｆにホールド値
を出力しない。したがって電子制御ユニット８１Ｆはノ
ッキングは発生していないもの判定する。
図１２（Ａ）は１燃焼サイクル中における燃焼室の筒内
圧（以下燃焼室圧力という）の経時変化を示すもので、
正常燃焼時のものである。図１２（Ｂ）はサンプルホー
ルド回路４１から出力される燃焼イオン信号である燃焼
イオン電流のピーク値を示しており、火炎面通過により
燃焼イオンが大量に発生する時期（以下、火炎面通過期
という）と、図１２（Ａ）に示されるごとく燃焼室圧力
の上昇に応じて燃焼イオン密度が増大する時期（以下、
圧力上昇期という）とに大きな値をとるが正常燃焼で
は、燃焼イオンの発生がノッキング発生時ほど大きくな
く、その最大値は可変抵抗器８８２で設定された第１の
設定値（図中、設定値１と記す。以下、同じ）を越え
ず、アナログスイッチ８８ｃはオフのままでピークホル
ドモニタ８８ｄは電子制御ユニット８１Ｆにホールド値
を出力しない。したがって電子制御ユニット８１Ｆはノ
ッキングは発生していないもの判定する。
【００６１】図１２（Ｃ）はバンドパスフィルタ８８ｂ
から出力される振動（図中、燃焼イオン電流ノック周波
数成分と記す）である。正常燃焼においてはノッキング
振動は起こらないが、火炎面通過期にノッキング振動と
同じ周波数域の信号が含まれている場合があり、これが
エンジンの高回転域に図のように圧力上昇期まで残る。
本発明はノッキングの有無を燃焼イオン電流のピーク値
の最大値に基づいて判定するので、ノッキング振動と同
じ周波数域の信号により判定が影響されることはない。
から出力される振動（図中、燃焼イオン電流ノック周波
数成分と記す）である。正常燃焼においてはノッキング
振動は起こらないが、火炎面通過期にノッキング振動と
同じ周波数域の信号が含まれている場合があり、これが
エンジンの高回転域に図のように圧力上昇期まで残る。
本発明はノッキングの有無を燃焼イオン電流のピーク値
の最大値に基づいて判定するので、ノッキング振動と同
じ周波数域の信号により判定が影響されることはない。
【００６２】図１３（Ａ）はノッキング発生時における
１燃焼サイクル中における燃焼室圧力の経時変化を示す
ものである。図１３（Ｂ）はノッキング発生時における
燃焼イオン電流のピーク値を示しており、燃焼イオンの
大量の発生により圧力上昇期のある期間は第１の所定値
を越え、アナログスイッチ８８ｃがオンする。またこの
燃焼イオン電流のピーク値には図１３（Ｃ）のごとくノ
ッキングの強さに応じてノッキング振動成分が含まれて
おり、燃焼イオン電流のピーク値が第１の所定値を越え
る上記期間にはノッキング振動成分の振幅も大きい。ピ
ークホルドモニタ８８ｄはバンドパスフィルタ８８ｂか
ら出力されるノッキング振動成分の最大値すなわちノッ
キング振動成分の振幅の最大値を更新または保持し、電
子制御ユニット８１Ｆに出力する。電子制御ユニット８
１Ｆは、ノッキング振動成分の振幅が入力するとノッキ
ング有りと判定するとともに、ノッキング振動成分の振
幅の最大値が第２の設定値を越えるかどうかを判定す
る。第２の設定値はノッキング振動成分の振幅の最大値
を２段階に分類してノッキングの強さの大小を判ずるた
めのもので、例えばノッキング発生時にフィードバック
制御する制御量をノッキングの強さに応じて２段階に設
定する場合、ノッキングの強さと制御量とが最適な対応
となるような値としておく。
１燃焼サイクル中における燃焼室圧力の経時変化を示す
ものである。図１３（Ｂ）はノッキング発生時における
燃焼イオン電流のピーク値を示しており、燃焼イオンの
大量の発生により圧力上昇期のある期間は第１の所定値
を越え、アナログスイッチ８８ｃがオンする。またこの
燃焼イオン電流のピーク値には図１３（Ｃ）のごとくノ
ッキングの強さに応じてノッキング振動成分が含まれて
おり、燃焼イオン電流のピーク値が第１の所定値を越え
る上記期間にはノッキング振動成分の振幅も大きい。ピ
ークホルドモニタ８８ｄはバンドパスフィルタ８８ｂか
ら出力されるノッキング振動成分の最大値すなわちノッ
キング振動成分の振幅の最大値を更新または保持し、電
子制御ユニット８１Ｆに出力する。電子制御ユニット８
１Ｆは、ノッキング振動成分の振幅が入力するとノッキ
ング有りと判定するとともに、ノッキング振動成分の振
幅の最大値が第２の設定値を越えるかどうかを判定す
る。第２の設定値はノッキング振動成分の振幅の最大値
を２段階に分類してノッキングの強さの大小を判ずるた
めのもので、例えばノッキング発生時にフィードバック
制御する制御量をノッキングの強さに応じて２段階に設
定する場合、ノッキングの強さと制御量とが最適な対応
となるような値としておく。
【００６３】ノッキング振動成分の振幅の最大値が第２
の設定値を越える場合にはノッキングの強さが大で、越
えない場合には小と判定する。
の設定値を越える場合にはノッキングの強さが大で、越
えない場合には小と判定する。
【００６４】図１４はノッキングの強さ（図中、ノック
強度と記す）と燃焼イオン電流ピーク値の最大値（図
中、単に燃焼イオン電流ピーク値と記す）との関係を示
すもので、燃焼イオン電流のピーク値の最大値は、ノッ
キングが発生していれば大きく、ノッキングが発生して
いなければ小さいという明確な対応関係があり、ノッキ
ングの有無が正確に検出される。
強度と記す）と燃焼イオン電流ピーク値の最大値（図
中、単に燃焼イオン電流ピーク値と記す）との関係を示
すもので、燃焼イオン電流のピーク値の最大値は、ノッ
キングが発生していれば大きく、ノッキングが発生して
いなければ小さいという明確な対応関係があり、ノッキ
ングの有無が正確に検出される。
【００６５】図１５はノッキングの強さ（図中、ノック
強度と記す）と、燃焼イオン電流ピーク値のノッキング
振動と同じ周波数域の振動の振幅（図中、燃焼イオン電
流ノック周波数成分振幅と記す）との関係を示すもの
で、これらはノッキング発生時にはよく対応しており、
ノッキングの強さが正確に判定できる。なお正常燃焼
（図中、ノックなしと記す範囲）時に図１２（Ｃ）に示
した信号（図中、破線で囲んだもの）が現れるがピーク
判定回路８８ａは正常燃焼時にはアナログスイッチ８８
ｃをオンしないからノッキングの有無や強さの判定には
影響しない。
強度と記す）と、燃焼イオン電流ピーク値のノッキング
振動と同じ周波数域の振動の振幅（図中、燃焼イオン電
流ノック周波数成分振幅と記す）との関係を示すもの
で、これらはノッキング発生時にはよく対応しており、
ノッキングの強さが正確に判定できる。なお正常燃焼
（図中、ノックなしと記す範囲）時に図１２（Ｃ）に示
した信号（図中、破線で囲んだもの）が現れるがピーク
判定回路８８ａは正常燃焼時にはアナログスイッチ８８
ｃをオンしないからノッキングの有無や強さの判定には
影響しない。
【００６６】（第７実施形態）本発明の第７の燃焼状態
検出装置を図１６に示す。本実施形態は図１１の電子制
御装置８Ｄを別の電子制御装置８Ｅに変えたもので、図
中、同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするの
で説明を省略し第６実施形態との相違点を中心に説明す
る。
検出装置を図１６に示す。本実施形態は図１１の電子制
御装置８Ｄを別の電子制御装置８Ｅに変えたもので、図
中、同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするの
で説明を省略し第６実施形態との相違点を中心に説明す
る。
【００６７】本実施形態の上限比較手段８９は、ピーク
判定回路８８ａの前段にサンプルホールド回路４１から
出力される燃焼イオン電流ピーク値を入力とするピーク
ホールドモニタ８８ｅが設けてあり、燃焼イオン電流ピ
ーク値の最大値を更新または保持してピーク判定回路８
８ａのコンパレータ８８１の＋入力端子に出力するよう
になっている。コンパレータ８８１の出力はノッキング
判定手段たる電子制御ユニット８１Ｇに入力せしめてあ
る。またアナログスイッチ８８ｃは省略してバンドパス
フィルタ８８ｂはピークホールドモニタ８８ｄと直接接
続してある。
判定回路８８ａの前段にサンプルホールド回路４１から
出力される燃焼イオン電流ピーク値を入力とするピーク
ホールドモニタ８８ｅが設けてあり、燃焼イオン電流ピ
ーク値の最大値を更新または保持してピーク判定回路８
８ａのコンパレータ８８１の＋入力端子に出力するよう
になっている。コンパレータ８８１の出力はノッキング
判定手段たる電子制御ユニット８１Ｇに入力せしめてあ
る。またアナログスイッチ８８ｃは省略してバンドパス
フィルタ８８ｂはピークホールドモニタ８８ｄと直接接
続してある。
【００６８】本実施形態ではアナログスイッチ８８ｃが
設けられていないので、ノッキングの有無にかかわらず
１燃焼サイクル中におけるノッキング振動成分の周波数
域の振動の最大値が電子制御ユニット８１Ｇに入力す
る。また電子制御ユニット８１Ｇには、燃焼イオン電流
ピーク値の最大値が第１の所定値より大きければＨレベ
ルが、燃焼イオン電流ピーク値の最大値が第１の所定値
より小さければＬレベルが入力する。電子制御ユニット
８１Ｇはコンパレータ８８１よりＨレベルが入力する
と、既出の図１３（Ｂ）のごとく燃焼イオン電流ピーク
値が第１の所定値を越える期間があるのであるからノッ
キング有りと判定し、Ｌレベルが入力するとノッキング
なしと判定する。そしてノッキング有りと判定された場
合には、ピークホールドモニタ８８ｄから出力されるノ
ッキング振動成分の振幅の最大値を第２の所定値と比較
して大きければノッキングの強さが大で、小さい場合に
は小と判定する。
設けられていないので、ノッキングの有無にかかわらず
１燃焼サイクル中におけるノッキング振動成分の周波数
域の振動の最大値が電子制御ユニット８１Ｇに入力す
る。また電子制御ユニット８１Ｇには、燃焼イオン電流
ピーク値の最大値が第１の所定値より大きければＨレベ
ルが、燃焼イオン電流ピーク値の最大値が第１の所定値
より小さければＬレベルが入力する。電子制御ユニット
８１Ｇはコンパレータ８８１よりＨレベルが入力する
と、既出の図１３（Ｂ）のごとく燃焼イオン電流ピーク
値が第１の所定値を越える期間があるのであるからノッ
キング有りと判定し、Ｌレベルが入力するとノッキング
なしと判定する。そしてノッキング有りと判定された場
合には、ピークホールドモニタ８８ｄから出力されるノ
ッキング振動成分の振幅の最大値を第２の所定値と比較
して大きければノッキングの強さが大で、小さい場合に
は小と判定する。
【００６９】（第８実施形態）図１６の電子制御装置８
Ｅはサンプルホールド回路４１から出力される燃焼イオ
ン電流のピーク値をＡ／Ｄ変換するインターフェース
や、デジタル信号に変換された燃焼イオン電流のピーク
値をデジタル信号処理するＤＳＰ等で構成した電子制御
装置とすることもできる。
Ｅはサンプルホールド回路４１から出力される燃焼イオ
ン電流のピーク値をＡ／Ｄ変換するインターフェース
や、デジタル信号に変換された燃焼イオン電流のピーク
値をデジタル信号処理するＤＳＰ等で構成した電子制御
装置とすることもできる。
【００７０】図１７はかかる電子制御装置の作動を示す
フローチャートで、燃焼サイクルごとに繰り返される。
まずサンプルホールド回路４１から出力される燃焼イオ
ン電流のピーク値（図中、イオン電流と記す）を記憶す
る（ステップ２０１）。次いでこの中から最大値を取り
出し（ステップ２０２）、第１の所定値と比較する（ス
テップ２０３）。最大値が第１の所定値より大きければ
ステップ２０４に進み、記憶したイオン電流のピーク値
から、ノッキング振動が集中する６〜８ｋＨｚの周波数
成分（以下、ノック周波数成分という）を抽出する。抽
出したノック周波数成分の中から最大値を取り出し（ス
テップ２０５）、第２の所定値（図中、所定値２と記
す）と比較する（ステップ２０６）。上記最大値が第２
の所定値より大きければノッキングの強さを大と判定し
（ステップ２０７）、上記最大値が第２の所定値より小
さければノッキングの強さを小と判定する（ステップ２
０９）。
フローチャートで、燃焼サイクルごとに繰り返される。
まずサンプルホールド回路４１から出力される燃焼イオ
ン電流のピーク値（図中、イオン電流と記す）を記憶す
る（ステップ２０１）。次いでこの中から最大値を取り
出し（ステップ２０２）、第１の所定値と比較する（ス
テップ２０３）。最大値が第１の所定値より大きければ
ステップ２０４に進み、記憶したイオン電流のピーク値
から、ノッキング振動が集中する６〜８ｋＨｚの周波数
成分（以下、ノック周波数成分という）を抽出する。抽
出したノック周波数成分の中から最大値を取り出し（ス
テップ２０５）、第２の所定値（図中、所定値２と記
す）と比較する（ステップ２０６）。上記最大値が第２
の所定値より大きければノッキングの強さを大と判定し
（ステップ２０７）、上記最大値が第２の所定値より小
さければノッキングの強さを小と判定する（ステップ２
０９）。
【００７１】なおステップ２０３において燃焼イオン電
流のピーク値の最大値と第１の所定値との比較の結果、
最大値が第１の所定値より小さければノッキングなしと
判定する（ステップ２０８）。
流のピーク値の最大値と第１の所定値との比較の結果、
最大値が第１の所定値より小さければノッキングなしと
判定する（ステップ２０８）。
【００７２】なお第６〜第８実施形態ではノッキングの
強さを２段階に分けたが、３段階以上とすることもで
き、より精密にノッキングの強さを知ることができる。
強さを２段階に分けたが、３段階以上とすることもで
き、より精密にノッキングの強さを知ることができる。
【００７３】また第１〜第３および第６〜第８実施形態
は、燃焼イオン信号として燃焼イオン電流のピーク値が
得られるようにし、その他の実施形態は燃焼イオン信号
として燃焼イオン電流の位相差が得られるようにした
が、各実施形態ともいずれの燃焼イオン信号も採用し得
る。
は、燃焼イオン信号として燃焼イオン電流のピーク値が
得られるようにし、その他の実施形態は燃焼イオン信号
として燃焼イオン電流の位相差が得られるようにした
が、各実施形態ともいずれの燃焼イオン信号も採用し得
る。
【図１】本発明の第１の燃焼状態検出装置の回路図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１の燃焼状態検出装置の作動を説明
するフローチャートである。
するフローチャートである。
【図３】本発明の第１の燃焼状態検出装置の作動を説明
するタイムチャートである。
するタイムチャートである。
【図４】（Ａ）は内燃機関の燃焼状態を説明するグラフ
であり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第１の燃焼状態検出
装置の作動を説明するグラフである。
であり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第１の燃焼状態検出
装置の作動を説明するグラフである。
【図５】本発明の第２の燃焼状態検出装置の部分回路図
である。
である。
【図６】本発明の第３の燃焼状態検出装置の部分回路図
である。
である。
【図７】本発明の第４の燃焼状態検出装置の部分回路図
である。
である。
【図８】本発明の第４の燃焼状態検出装置の作動を説明
するタイムチャートである。
するタイムチャートである。
【図９】（Ａ）は内燃機関の燃焼状態を説明するグラフ
であり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第４の燃焼状態検出
装置の作動を説明するグラフである。
であり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第４の燃焼状態検出
装置の作動を説明するグラフである。
【図１０】本発明の第５の燃焼状態検出装置の部分回路
図である。
図である。
【図１１】本発明の第６の燃焼状態検出装置の回路図で
ある。
ある。
【図１２】（Ａ）は内燃機関の燃焼状態を説明する第１
のグラフであり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第６の燃焼
状態検出装置の作動を説明する第１、第２のグラフであ
る。
のグラフであり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第６の燃焼
状態検出装置の作動を説明する第１、第２のグラフであ
る。
【図１３】（Ａ）は内燃機関の燃焼状態を説明する第２
のグラフであり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第６の燃焼
状態検出装置の作動を説明する第３、第４のグラフであ
る。
のグラフであり、（Ｂ）と（Ｃ）は本発明の第６の燃焼
状態検出装置の作動を説明する第３、第４のグラフであ
る。
【図１４】本発明の第６の燃焼状態検出装置の作動を説
明する第５のグラフである。
明する第５のグラフである。
【図１５】本発明の第６の燃焼状態検出装置の作動を説
明する第６のグラフである。
明する第６のグラフである。
【図１６】本発明の第７の燃焼状態検出装置の部分回路
図である。
図である。
【図１７】本発明の第８の燃焼状態検出装置の作動を説
明するタイムチャートである。
明するタイムチャートである。
【符号の説明】 １１，１２ 対向電極 ２ 交流電圧印加手段 ３ 検出抵抗（電流検出手段） ４Ａ，４Ｂ 燃焼イオン検出手段 ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ，９Ａ，９Ｂ 電子制御
装置（燃焼状態解析手段） ８１Ａ 電子制御ユニット（完全失火判定手段） ８１Ｂ 電子制御ユニット（吹き消え判定手段） ８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅ，８１Ｆ，８１Ｇ 電子制御ユ
ニット（ノッキング判定手段） ８２ ピークホールドモニタ（最大値検出手段） ８３ 下限比較手段 ８４ コンパレータ（所定値履歴時点検出手段） ８５ 比較手段 ８６ 減衰速度最大値検出手段 ８７ 減衰速度最大値比較手段 ９２，８８ｂ バンドパスフィルタ（ノッキング振動検
出手段） ９３，８８ｄ ピークホールドモニタ（ノッキング振幅
最大値検出手段） ９４ ノッキング振動計数手段 ８８ａ，８９ 上限比較手段
装置（燃焼状態解析手段） ８１Ａ 電子制御ユニット（完全失火判定手段） ８１Ｂ 電子制御ユニット（吹き消え判定手段） ８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅ，８１Ｆ，８１Ｇ 電子制御ユ
ニット（ノッキング判定手段） ８２ ピークホールドモニタ（最大値検出手段） ８３ 下限比較手段 ８４ コンパレータ（所定値履歴時点検出手段） ８５ 比較手段 ８６ 減衰速度最大値検出手段 ８７ 減衰速度最大値比較手段 ９２，８８ｂ バンドパスフィルタ（ノッキング振動検
出手段） ９３，８８ｄ ピークホールドモニタ（ノッキング振幅
最大値検出手段） ９４ ノッキング振動計数手段 ８８ａ，８９ 上限比較手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｒ 19/00 Ｇ０１Ｒ 19/165 Ｇ 19/165 Ｆ０２Ｐ 17/00 Ｆ (72)発明者 佐藤 靖之 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 加納 政雄 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 内燃機関の燃焼室に設けた一対の対向電
極と、該対向電極間に交流電圧を印加する交流電圧印加
手段と、上記対向電極を流れる電流を検出し電流信号を
出力する電流検出手段と、上記電流信号から上記交流電
圧に対応して発生する容量電流成分を除去し、上記対向
電極間を流れる燃焼イオン電流成分を抽出して上記対向
電極間に存在する燃焼イオンの量の増減に対応した燃焼
イオン信号を出力する燃焼イオン検出手段とを具備し、
かつ上記燃焼イオン信号の挙動から燃焼状態を解析する
燃焼状態解析手段を設けた燃焼状態検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、点火から消火までの期間
における、上記燃焼イオン信号の最大値を検出する最大
値検出手段と、該最大値検出手段が検出した最大値を所
定の最大値の下限値と比較する下限比較手段と、該下限
比較手段が、上記最大値検出手段の検出した最大値が上
記下限値より小さいと認めると、燃焼状態を完全失火と
判定する完全失火判定手段とを具備する燃焼状態検出装
置。 - 【請求項３】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、上記燃焼イオン信号が予
め設定した所定値をとる時点を検出する所定値履歴時点
検出手段と、点火してから上記燃焼イオン信号が上記所
定値をとる時点までの時間が所定の時間より小さいとき
に燃焼状態を吹き消えと判定する吹き消え判定手段とを
具備する燃焼状態検出装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、点火から消火までの期間
における、上記燃焼イオン信号の最大値を検出する最大
値検出手段と、上記燃焼イオン信号が予め設定した所定
値をとる時点を検出する所定値履歴時点検出手段と、上
記最大値検出手段の検出した最大値を、点火から、上記
燃焼イオン信号が上記所定値をとる時点までの時間で除
した除数値が所定の除数値より大きいときに燃焼状態を
ノッキングと判定するノッキング判定手段とを具備する
燃焼状態検出装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、点火から消火までの期間
における、上記燃焼イオン信号の最大値を検出する最大
値検出手段と、該最大値検出手段が検出した最大値を、
少なくとも１つの予め設定した所定値と比較する比較手
段と、該比較手段で比較された上記最大値と上記所定値
の大小に基づいてノッキングを判定するノッキング判定
手段とを具備する燃焼状態検出装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、上記燃焼イオン信号の減
衰速度の最大値を検出する減衰速度最大値検出手段と、
該減衰速度最大値検出手段が検出した減衰速度の最大値
を所定の減衰速度最大値と比較する減衰速度最大値比較
手段と、上記減衰速度最大値検出手段で検出された減衰
速度の最大値が所定の減衰速度最大値より大きいときに
ノッキングと判定するノッキング判定手段とを具備する
燃焼状態検出装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、上記燃焼イオン信号のう
ちノッキングに応じて振動するノッキング振動成分の周
波数域の振動を検出するノッキング振動検出手段と、該
ノッキング振動検出手段が検出した振動の振幅の最大値
を検出するノッキング振幅最大値検出手段とを具備する
燃焼状態検出装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、上記燃焼イオン信号のう
ちノッキングに応じて振動するノッキング振動成分の周
波数域の振動を検出するノッキング振動検出手段と、該
ノッキング振動検出手段が検出した振動のうち振幅が所
定の振幅より大きな振動の回数を計数するノッキング振
動計数手段とを具備する燃焼状態検出装置。 - 【請求項９】 請求項１記載の燃焼状態検出装置におい
て、上記燃焼状態解析手段が、上記燃焼イオン信号のう
ちノッキングに応じて振動するノッキング振動成分の周
波数域の振動を検出するノッキング振動検出手段と、上
記燃焼イオン信号を予め設定した燃焼イオン信号の上限
値と比較し上限値を越える燃焼イオン信号の有無を検出
する上限比較手段と、上記燃焼イオン信号が上記上限値
より大きいと認める期間を少なくとも含む期間における
上記振動の振幅の最大値を検出するノッキング振幅最大
値検出手段と、上記上限比較手段が上記上限値を越える
燃焼イオン信号があるものと判定した場合にはノッキン
グと判定し上記振動の振幅の最大値に基いてノッキング
の強さを判定するノッキング判定手段とを具備する燃焼
状態検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14079696A JP3727414B2 (ja) | 1995-05-10 | 1996-05-10 | 燃焼状態検出装置 |
| US08/792,169 US5925819A (en) | 1995-05-10 | 1997-01-30 | Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13737895 | 1995-05-10 | ||
| JP7-137378 | 1995-05-10 | ||
| JP14079696A JP3727414B2 (ja) | 1995-05-10 | 1996-05-10 | 燃焼状態検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0925847A true JPH0925847A (ja) | 1997-01-28 |
| JP3727414B2 JP3727414B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=26470709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14079696A Expired - Lifetime JP3727414B2 (ja) | 1995-05-10 | 1996-05-10 | 燃焼状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3727414B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000039455A1 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Zündsteuerung für brennkraftmaschine |
| JP2002364449A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-18 | Fujitsu Ten Ltd | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| JP2006512531A (ja) * | 2002-12-26 | 2006-04-13 | ウッドワード・ガバナー・カンパニー | 連続燃焼システムの燃焼不安定性を検出する方法および装置 |
| JP2006523297A (ja) * | 2003-04-10 | 2006-10-12 | ウッドワード・ガバナー・カンパニー | 連続燃焼システムにおける不安定燃焼を検出するための方法および装置 |
| JP2013238185A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判定装置 |
| CN113446623A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-28 | 深圳市合信达控制系统有限公司 | 燃烧状态检测的方法、装置、燃气装置及存储介质 |
| CN116068257A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 广东美智智能科技有限公司 | 一种火焰离子电流检测电路及燃气器具 |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP14079696A patent/JP3727414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000039455A1 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Zündsteuerung für brennkraftmaschine |
| JP2002364449A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-18 | Fujitsu Ten Ltd | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| JP2006512531A (ja) * | 2002-12-26 | 2006-04-13 | ウッドワード・ガバナー・カンパニー | 連続燃焼システムの燃焼不安定性を検出する方法および装置 |
| JP2006523297A (ja) * | 2003-04-10 | 2006-10-12 | ウッドワード・ガバナー・カンパニー | 連続燃焼システムにおける不安定燃焼を検出するための方法および装置 |
| JP2013238185A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判定装置 |
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