JPH10231773A - 内燃機関の燃焼状態検出装置 - Google Patents

内燃機関の燃焼状態検出装置

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JPH10231773A
JPH10231773A JP9035107A JP3510797A JPH10231773A JP H10231773 A JPH10231773 A JP H10231773A JP 9035107 A JP9035107 A JP 9035107A JP 3510797 A JP3510797 A JP 3510797A JP H10231773 A JPH10231773 A JP H10231773A
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康弘 高橋
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渉 福井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＣＵ側の負担を増やすことなく、ノック信
号のＳＮ比を向上させて制御性を向上させた内燃機関の
燃焼状態検出装置を得る。 【解決手段】 イオン電流検出信号Ｅｉに基づいてノッ
ク信号Ｋを生成するノック信号処理回路２０と、イオン
電流検出信号およびノック信号に基づいて点火プラグに
おける燃焼状態を検出するＥＣＵ２Ａとを備え、ノック
信号処理回路は、イオン電流検出信号からノックに対応
した周波数帯を抽出するフィルタ手段２３と、イオン電
流検出信号に基づいてノック信号の検出可否を示す検出
可否信号Ｆを出力する検出可否判定手段２１と、検出可
否信号が検出可能状態を示すときのみにノック信号の出
力を有効にするノック信号切替手段２２とを含み、イオ
ン電流検出信号のレベルに基づいてノック信号を有効ま
たは無効に切り替え、ノック信号の出力可能期間を限定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の燃焼に
より生じるイオン量の変化を検出することにより内燃機
関の燃焼状態を検出して点火時期や燃料噴射量の制御を
行う内燃機関の燃焼状態検出装置に関し、特に電子制御
装置（マイクロコンピュータ）側の負担を増大させるこ
となく、高い信頼性でノック発生を検出して点火時期を
適性化することのできる内燃機関の燃焼状態検出装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関においては、各気筒の
燃焼室内に導入された空気および燃料（混合気）をピス
トンの上昇により圧縮し、燃焼室内の点火プラグに高電
圧を印加することにより、点火プラグに発生する電気火
花で圧縮混合気を燃焼させ、このときの爆発エネルギを
ピストンの押し下げ力として取り出し、回転出力に変換
している。
【０００３】上記爆発行程において気筒の燃焼室内で燃
焼が行われると、燃焼室内の分子が電離（イオン化）す
るので、爆発行程の直後に、燃焼室内に設置されたイオ
ン電流検出用の電極に高電圧を印加すると、電荷を有す
るイオンがイオン電流として流れる。
【０００４】また、イオン電流は燃焼室内の燃焼状態に
応じて敏感に変化することが知られており、したがっ
て、イオン電流の状態（ピーク値等）を検出することに
より、気筒内の燃焼状態（失火やノックの発生）を判別
することができる。
【０００５】そこで、従来より、たとえば特開平５−１
４９２３０号公報などに参照されるように、点火プラグ
をイオン電流検出用の電極として用い、所定期間に検出
されるイオン電流のレベルに基づいて内燃機関のノック
発生を検出する装置が提案されている。
【０００６】図１１は従来の内燃機関の燃焼状態検出装
置の基本構成を概略的に示すブロック図であり、ここで
は、各気筒の点火プラグに対してディストリビュータを
介した高圧配電を行う場合を示している。また、図１２
は図１１内の各信号（電圧）の動作波形を示すタイミン
グチャートであり、ノック発生時および正常燃焼時にお
けるイオン電流およびノック信号の各波形を示してい
る。
【０００７】図１１において、内燃機関すなわちエンジ
ン（図示せず）のクランク軸にはクランク角センサ１が
設けられており、クランク角センサ１は、エンジン回転
数に応じたパルスからなるクランク角信号ＳＧＴを出力
する。
【０００８】クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジ
は、内燃機関の各気筒（図示せず）のクランク角基準位
置を示しており、クランク角信号ＳＧＴは、マイクロコ
ンピュータからなるＥＣＵ（電子制御装置）２に入力さ
れて種々の制御演算に用いられる。
【０００９】ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのク
ランク角信号ＳＧＴと、各種センサ３（周知の吸気量セ
ンサおよびスロットル開度センサ等を含む）からの運転
情報とに基づいて、点火コイル４を駆動するパワートラ
ンジスタＴＲに対する点火信号Ｐと、各気筒毎のインジ
ェクタ５に対する燃料噴射信号Ｑと、各種アクチュエー
タ６（スロットルバルブやＩＳＣバルブ等）に対する駆
動信号を出力する。
【００１０】ＥＣＵ２から出力された点火信号Ｐは、パ
ワートランジスタＴＲのベースに印加され、パワートラ
ンジスタＴＲをオンオフ制御する。これにより、パワー
トランジスタＴＲは、点火コイル４の一次巻線４ａに流
れる一次電流ｉ１を通電遮断して一次電圧Ｖ１を昇圧
し、点火コイル４の二次巻線４ｂから点火用の高電圧
（数１０ｋＶ）の二次電圧Ｖ２を発生させる。
【００１１】二次巻線４ｂの出力端子に接続されたディ
ストリビュータ７は、二次電圧Ｖ２を各気筒内の点火プ
ラグ８ａ〜８ｄに分配し、二次電圧Ｖ２の印加により、
点火制御気筒の燃焼室内に放電火花を発生させて混合気
を燃焼させる。
【００１２】ダイオードＤ１、電流制限用の抵抗器Ｒ
１、電圧制限用のツェナーダイオードＤＺおよびダイオ
ードＤ２からなる直列回路は、一次巻線４ａの一端とグ
ランドとの間に挿入され、イオン電流検出用のバイアス
電源（後述するコンデンサ）に対する充電経路を構成し
ている。
【００１３】ツェナーダイオードＤＺの両端間に並列接
続されたコンデンサ９は、充電電流により所定電圧に充
電されてイオン電流検出用の電源として機能し、点火制
御の直後に放電することによりイオン電流ｉを流す。
【００１４】コンデンサ９の一端と各点火プラグ８ａ〜
８ｄの一端との間に挿入されたダイオード１１ａ〜１１
ｄ、ならびに、コンデンサ９の他端とグランドとの間に
挿入された抵抗器Ｒ２は、コンデンサ９とともにイオン
電流検出手段を構成しており、イオン電流ｉの流れる経
路となる。
【００１５】抵抗器Ｒ２は、イオン電流ｉを電圧変換し
てイオン電流検出信号ＥｉをＥＣＵ２に入力する。フィ
ルタ回路１３は、イオン電流検出信号Ｅｉからノック周
波数成分を抽出して、内燃機関のノック発生状態を示す
ノック信号Ｋを出力する。
【００１６】波形整形回路１４は、ノック信号Ｋを所定
の波形整形レベルＫｒと比較してパルス波形に整形し、
ノックパルスＫＰとしてＥＣＵ２に入力する。ＥＣＵ２
は、前述のように内燃機関の制御パラメータを演算する
とともに、イオン電流検出信号Ｅｉおよびノックパルス
ＫＰに基づいて点火プラグ８ａ〜８ｄにおける燃焼状態
を検出し、制御パラメータを補正するようになってい
る。
【００１７】次に、図１２を参照しながら、図１１に示
した従来の内燃機関の燃焼状態検出装置の動作について
説明する。まず、クランク角センサ１は、内燃機関の回
転に応じてクランク角信号ＳＧＴ（図１２参照）を出力
し、ＥＣＵ２は、各気筒毎のクランク角位置を示すクラ
ンク角信号ＳＧＴと各種センサ３からの運転状態信号と
により、各種駆動信号たとえばパワートランジスタＴＲ
の通電および遮断を行う点火信号Ｐを出力する。
【００１８】パワートランジスタＴＲは、点火信号Ｐが
Ｈ（ハイ）レベルのときに通電状態となり、点火コイル
コイル４の一次巻線４ａに一次電流ｉ１を流し、点火信
号ＰがＨレベルからＬ（ロー）レベルになると、点火コ
イル４の一次電流ｉ１を遮断する。
【００１９】このとき、一次巻線４ａには一次電圧Ｖ１
が発生し、これにより、ダイオードＤ１、抵抗器Ｒ１お
よびダイオードＤ２からなる充電電流経路を介して、コ
ンデンサ９が充電される。コンデンサ９の充電は、コン
デンサ９の充電電圧がツェナーダイオードＤＺの逆方向
降伏電圧と等しくなった時点で終了する。
【００２０】一方、点火コイル４の二次巻線４ｂは、一
次巻線４ａに一次電圧Ｖ１が発生すると、数１０ｋＶの
二次電圧Ｖ２を発生し、この二次電圧Ｖ２は、ディスト
リビュータ７を介して各気筒の点火プラグ８ａ〜８ｄに
印加され、火花放電を発生させて混合気を燃焼させる。
【００２１】こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の
燃焼室内にイオンが発生するので、コンデンサ９の充電
電圧が電源となってイオン電流ｉが流れる。たとえば、
点火プラグ８ａで混合気が燃焼した場合は、コンデンサ
９→ダイオード１１ａ→点火プラグ８ａ→グランド→抵
抗器Ｒ２→コンデンサ９の経路でイオン電流ｉが流れ
る。このとき、抵抗器Ｒ２は、イオン電流ｉを電圧に変
換し、イオン電流検出信号ＥｉとしてＥＣＵ２に入力す
る。
【００２２】また、フィルタ回路１３および波形整形回
路１４は、イオン電流検出信号Ｅｉに基づいてノック発
生状態を示すノックパルスＫＰを出力する。ＥＣＵ２
は、イオン電流検出信号ＥｉおよびノックパルスＫＰに
基づいて燃焼状態およびノックの有無を判定し、たとえ
ば、失火判定時には燃料供給をカットし、また、ノック
発生時には点火時期を遅角補正してノックを抑制する。
【００２３】このように、燃焼状態の正否およびノック
の有無を制御パラメータに反映させて、点火時期または
燃料噴射量などの制御量を最適化することにより、最適
且つ最大のエンジン出力トルクを得ることができる。
【００２４】しかしながら、点火信号Ｐの立ち上がりタ
イミングおよび立ち下がりタイミング（点火コイル４へ
の通電時および電流遮断時）においては、図１２に示す
ように、イオン電流検出信号Ｅｉとして瞬時的なノイズ
信号Ｅｎが出力される。
【００２５】このノイズ信号Ｅｎは、そのままノック信
号ＫｎおよびノックパルスＫＰｎとなり、ＥＣＵ２に入
力されるので、ＥＣＵ２は、ノイズ信号Ｅｎによるノッ
クパルスＫＰｎに基づいてノック発生状態と誤判定し、
点火時期を不必要に遅角制御してしまうことになる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃焼
状態検出装置は以上のように、イオン電流ｉに基づいて
ノックの有無などを判定しているものの、点火制御時に
イオン電流ｉに重畳されるノイズ信号Ｅｎに対して何ら
対策を考慮していないので、内燃機関のノック発生状態
を精度よく検出することができないという問題点があっ
た。
【００２７】また、ＥＣＵ２側の演算処理でノック信号
ＫまたはノックパルスＫＰの有効期間を設定しようとす
ると、ＥＣＵ２の演算処理の負担が増大して、ＥＣＵ２
の本来の制御に支障を生じるおそれがあるという問題点
があった。
【００２８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、イオン電流検出信号のレベル
に基づいてノック信号を有効または無効に切り替え、ノ
ック信号の出力可能期間を限定することにより、ＥＣＵ
側の演算処理の負担を増やすことなくノック信号のＳＮ
比を向上させ、制御性を向上させた内燃機関の燃焼状態
検出装置を得ることを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の燃焼状態検出装置は、点火用高電圧を発生する点火コ
イルと、点火用高電圧の印加により放電して内燃機関の
気筒内の混合気を着火する点火プラグと、点火プラグに
バイアス電圧を印加するバイアス手段を含み、混合気の
燃焼直後の気筒内で発生するイオン量に応じたイオン電
流をイオン電流検出信号として検出するイオン電流検出
回路と、イオン電流検出信号に基づいて内燃機関のノッ
ク発生状態を示すノック信号を生成するノック信号処理
回路と、内燃機関の制御パラメータを演算するととも
に、イオン電流検出信号およびノック信号に基づいて点
火プラグにおける燃焼状態を検出するＥＣＵとを備え、
ノック信号処理回路は、イオン電流検出信号から内燃機
関のノックに対応した周波数帯を抽出するフィルタ手段
と、イオン電流検出信号に基づいてノック信号の検出可
否を示す検出可否信号を出力する検出可否判定手段と、
検出可否信号が検出可能状態を示すときのみにノック信
号の出力を有効にするノック信号切替手段とを含むもの
である。
【００３０】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の検出可否判定手段は、イオン電流検出信号を
所定の基準レベルと比較する比較回路と、比較回路の比
較結果に基づいて、イオン電流検出信号が基準レベルを
一定時間にわたって連続的に越えたときに検出可否信号
を出力するタイマ処理回路とを含むものである。
【００３１】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のノック信号切替手段は、イオン電流検出手段
とフィルタ手段との間に挿入されたゲート回路からな
り、検出可否信号が検出可能状態を示す場合に、イオン
電流検出信号をフィルタ手段に入力し、検出可否信号が
検出不可状態を示す場合に、イオン電流検出信号のフィ
ルタ手段への入力を禁止するものである。
【００３２】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のノック信号切替手段は、フィルタ手段の出力
側に挿入されたゲート回路からなり、検出可否信号が検
出可能状態を示す場合に、ノック信号の出力を有効と
し、検出可否信号が検出不可状態を示す場合に、ノック
信号の出力を禁止するものである。
【００３３】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のノック信号切替手段は、フィルタ手段の出力
側に挿入された論理演算手段からなり、ノック信号と検
出可否信号との論理積を最終的なノック信号として出力
するものである。
【００３４】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のノック信号切替手段は、フィルタ手段内に設
けられたフィルタ特性変更手段からなり、検出可否信号
が検出不可状態を示す場合に、ノックに対応した周波数
帯の出力レベルを低下させるものである。
【００３５】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のノック信号処理回路は、フィルタ手段の出力
側に挿入された波形整形手段を含み、波形整形手段は、
ノック信号を所定の波形整形レベルと比較してノックパ
ルスとし、ノックパルスをＥＣＵに入力するものであ
る。
【００３６】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のＥＣＵは、検出可否信号およびノックパルス
の少なくとも一方に基づいて、ＥＣＵの入力回路の故障
を判定する回路故障判定手段を含み、入力回路は、ノッ
ク信号処理回路と、ノック信号処理回路とＥＣＵとの間
の信号経路とを含むものである。
【００３７】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置のノック信号処理回路は、ＥＣＵの電源電圧と
グランドとの間の電圧レベルでノックパルスを出力する
ための出力インターフェイス回路を含み、ＥＣＵは、ノ
ックパルスが印加される入力端子を有する入力インター
フェイス回路を含み、入力端子の電圧は、入力回路が故
障した場合にはノックパルスの電圧レベルと異なる所定
レベルに設定され、回路故障判定手段は、入力端子の電
圧に基づいて入力回路の断線故障および地絡故障の少な
くとも一方を判定するものである。
【００３８】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の入力インターフェイス回路は、入力端子とＥ
ＣＵの電源との間に挿入された抵抗器と、ノックパルス
のＨレベル電圧と電源電圧との間の基準電圧を生成する
基準電圧生成回路と、入力端子の電圧と基準電圧とを比
較する比較回路とを含み、入力端子の電圧は、入力回路
が健全な場合には電源電圧よりも低く設定され、入力回
路が断線故障した場合には電源電圧に設定され、回路故
障判定手段は、入力端子の電圧および比較回路の比較結
果に基づいて入力回路の断線故障を判定するものであ
る。
【００３９】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の出力インターフェイス回路は、ノックパルス
の出力端子とグランドとの間に挿入された抵抗器を含
み、入力インターフェイス回路は、ノックパルスのＬレ
ベル電圧とグランドとの間の基準電圧を生成する基準電
圧生成回路と、入力端子の電圧と基準電圧とを比較する
比較回路とを含み、入力端子の電圧は、入力回路が健全
な場合にはグランドの電位よりも高く設定され、入力回
路が地絡故障した場合にはグランドの電位に設定され、
回路故障判定手段は、入力端子の電圧および比較回路の
比較結果に基づいて入力回路の地絡故障を判定するもの
である。
【００４０】また、この発明に係る内燃機関の燃焼状態
検出装置の回路故障判定手段は、検出可否信号が所定期
間にわたって得られない場合に、ノック信号処理回路の
故障を判定するものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１の基本構
成を概略的に示すブロック図であり、図４は図１内の各
信号（電圧）の動作波形を示すタイミングチャートであ
る。各図において、前述（図１１参照）と同様の構成に
ついては、同一符号を付してここでは詳述を省略する。
【００４２】図１において、イオン電流検出回路を構成
する抵抗器Ｒ２に一端には、ノック信号処理回路２０が
接続されている。ノック信号処理回路２０は、イオン電
流検出信号Ｅｉに基づいて、ノック検出の可否を示す検
出可否信号Ｆと、内燃機関のノック発生状態を示すノッ
クパルスＫＰとを生成し、これらをＥＣＵ２Ａに入力す
る。
【００４３】ＥＣＵ２Ａは、イオン電流検出信号Ｅｉ
と、検出可否信号Ｆと、ノック信号Ｋに基づくノックパ
ルスＫＰとに基づいて、点火プラグ８ａ〜８ｄにおける
燃焼状態を検出するとともに、内燃機関のノックの有無
を検出する。
【００４４】図２は図１内のノック信号処理回路２０の
具体的構成例を示す機能ブロック図であり、図２におい
て、フィルタ手段２３および波形整形手段２４は、前述
（図１１参照）のフィルタ回路１３および波形整形回路
１４に対応している。フィルタ手段２３は、イオン電流
検出信号Ｅｉから内燃機関のノックに対応した周波数帯
をノック信号Ｋとして抽出し、波形整形手段２４は、ノ
ック信号ＫをノックパルスＫＰに変換してＥＣＵ２Ａに
入力する。
【００４５】ノック信号処理回路２０は、フィルタ手段
２３の入力側に挿入された検出可否判定手段２１および
ゲート回路２２を含む。検出可否判定手段２１は、イオ
ン電流検出信号Ｅｉのレベルに基づいてノック信号Ｋの
検出可否を示す検出可否信号Ｆを出力する。
【００４６】抵抗器Ｒ２とフィルタ手段２３との間に挿
入されたゲート回路２２は、ノック信号切替手段を構成
しており、検出可否信号Ｆが検出可能状態（Ｈレベル）
を示すときのみに、イオン電流検出信号Ｅｉをフィルタ
手段２３に通過させてノック信号Ｋの出力を有効にし、
検出可否信号Ｆが検出不可状態（Ｌレベル）を示す場合
には、イオン電流検出信号Ｅｉのフィルタ手段２３への
通過を禁止する。
【００４７】図３は図２内の検出可否判定手段２１の具
体例を示す構成図である。図３において、検出可否判定
手段２１は、イオン電流検出信号Ｅｉを所定の基準レベ
ルＥｒと比較する比較回路２１ａと、比較回路２１ａの
比較結果Ｃに基づいて、イオン電流検出信号Ｅｉが基準
レベルＥｒを一定時間τにわたって連続的に越えたとき
に検出可否信号Ｆを出力するタイマ処理回路２１ｂとを
含む。
【００４８】次に、図４のタイミングチャートを参照し
ながら、図１〜図３に示したこの発明の実施の形態１の
動作について説明する。なお、ＥＣＵ２Ａによる点火制
御動作および抵抗器Ｒ２によるイオン電流検出動作につ
いては、前述と同様なので省略し、ここでは、前述と異
なるノック信号処理回路２０のみの動作に注目して説明
する。
【００４９】ノック信号処理回路２０内の検出可否判定
手段２１（図２参照）において、比較回路２１ａ（図３
参照）は、イオン電流検出信号Ｅｉと基準レベルＥｒと
を比較し、Ｅｉ＞Ｅｒを示す期間にわたってＨレベルと
なる比較結果Ｃを出力する。また、タイマ処理回路２１
ｂは、比較結果ＣがＨレベルの期間が一定時間τだけ継
続したときにＨレベルの検出可否信号Ｆを出力し、ノイ
ズ信号Ｅｎの期間をＬレベルとして除去する。
【００５０】したがって、検出可否信号Ｆは、図４に示
すように、点火直後のイオン電流検出信号Ｅｉのみに対
応して、Ｈレベル（ノック検出可能状態）を示すパルス
信号となる。
【００５１】ゲート回路２２は、検出可否信号Ｆによ
り、燃焼後のイオン電流検出信号Ｅｉのみに対応した期
間で開放され、イオン電流検出信号Ｅｉをフィルタ手段
２３に入力する。
【００５２】一方、検出可否信号ＦがＬレベルの期間で
は、ゲート回路２２が遮断されるので、イオン電流検出
信号Ｅｉのフィルタ手段２３への入力は禁止される。し
たがって、点火信号Ｐの立ち上がり（点火コイル４の通
電開始）時点および立ち下がり（点火コイル４の電流遮
断）時点に発生するノイズ信号Ｅｎは、ノック信号Ｋか
ら排除され、ノックパルスＫＰに何ら影響を与えること
はない。
【００５３】このように、検出可否信号Ｆによりノイズ
信号Ｅｎの発生期間がマスクされるので、ノック信号処
理回路２０内の簡単な回路構成でノックパルスＫＰのＳ
Ｎ比が向上し、ＥＣＵ２Ａは、演算処理の負担を増やす
ことなく、高精度のノックパルスＫＰに基づいて、高い
信頼性でノック発生状態を判定することができる。ま
た、ＥＣＵ２Ａは、ノックパルスＫＰの計数値や継続期
間などに基づいて、点火サイクル毎のノック強度を判定
して点火時期を補正することができる。
【００５４】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、ノック情報としてノックパルスＫＰをＥＣＵ２Ａに
入力したが、ノック信号Ｋを入力してもよい。この場
合、ＥＣＵ２Ａは、ノック信号Ｋの継続時間やピーク値
などに基づいて点火サイクル毎のノック強度を判定する
ことになる。
【００５５】また、ノックパルスＫＰを得るための波形
整形手段２４を、ノック信号処理回路２０内に設けた
が、ＥＣＵ２Ａ内に設けてもよい。
【００５６】実施の形態３．また、ＥＣＵ２Ａに入力さ
れた検出可否信号Ｆの用途について特に説明しなかった
が、ＥＣＵ２Ａ内において、検出可否信号Ｆを失火判定
用のイネーブル信号として用いてもよい。
【００５７】実施の形態４．また、上記実施の形態１で
は、ノック信号Ｋを有効または無効に切り替えるゲート
回路２２を、抵抗器Ｒ２を含むイオン電流検出回路とフ
ィルタ手段２３との間に挿入したが、図５のように、フ
ィルタ手段２２の出力側に挿入してもよい。
【００５８】図５はこの発明の実施の形態４によるノッ
ク信号処理回路２０Ａを示すブロック図である。図５に
おいて、ノック信号処理回路２０Ａ内のゲート回路２２
は、検出可否信号Ｆに応答して、フィルタ手段２３から
出力されるノック信号Ｋを選択的に波形整形回路２４に
入力する。
【００５９】すなわち、検出可否信号Ｆが検出可能状態
（Ｈレベル）を示す場合に、ノック信号Ｋを通過させて
有効とし、検出可否信号Ｆが検出不可状態（Ｌレベル）
を示す場合に、ノック信号Ｋの通過を禁止して無効とす
る。この場合も、ノイズ信号Ｅｎ（図４参照）の発生期
間を検出可能期間から除去することができるので、前述
と同様の作用効果を奏する。
【００６０】実施の形態５．なお、上記実施の形態４で
は、ノック信号切替手段としてゲート回路２２を用いた
が、図６のように、論理演算手段を用いてもよい。図６
はこの発明の実施の形態５によるノック信号処理回路２
０Ｂを示すブロック図である。
【００６１】図６において、ノック信号処理回路２０Ｂ
内の論理演算手段２５は、波形整形手段２４の出力側に
挿入され、波形整形されたノック信号と検出可否信号Ｆ
との論理積を最終的なノックパルスＫＰとして出力す
る。
【００６２】この場合も、ノイズ信号Ｅｎ（図４参照）
がノックパルスＫＰに影響を与えることはないので、前
述と同様の作用効果を奏する。
【００６３】実施の形態６．なお、上記実施の形態５で
は、ノック信号切替手段として論理演算手段２５を用い
たが、図７のように、検出可否信号Ｆに応答して出力特
性を切り替えるフィルタ手段２３Ｃを用いてもよい。
【００６４】図７はこの発明の実施の形態６によるノッ
ク信号処理回路２０Ｃを示すブロック図である。図７に
おいて、ノック信号処理回路２０Ｃ内のフィルタ手段２
３Ｃは、ノック信号切替手段として機能するフィルタ特
性変更手段を含んでおり、たとえば、検出可否信号Ｆが
Ｈレベルの期間にノック信号Ｋを選択的に出力する。
【００６５】図８は図７内の検出可否判定手段２１およ
びフィルタ手段２３Ｃの具体例を示す回路構成図であ
る。図８において、比較回路２１ａおよびタイマ処理回
路２１ｂからなる検出可否判定手段２１の出力側には、
エミッタ接地のＮＰＮトランジスタ２１ｃおよび２１ｄ
が挿入されている。
【００６６】前段のＮＰＮトランジスタ２１ｃのベース
には検出可否信号Ｆが印加され、ＮＰＮトランジスタ２
１ｃのコレクタは、後段のＮＰＮトランジスタ２１ｄの
ベースに接続され、ＮＰＮトランジスタ２１ｄのコレク
タは、フィルタ手段２３Ｃの出力側に接続されてフィル
タ手段２３Ｃの出力特性を切り替えるようになってい
る。
【００６７】フィルタ手段２３Ｃは、コンデンサ２３ａ
および抵抗器２３ｂからなるハイパスフィルタと、抵抗
器２３ｃおよびコンデンサ２３ｄからなるローパスフィ
ルタとを含む。
【００６８】前段のハイパスフィルタ２３ａおよび２３
ｂは、イオン電流検出信号Ｅｉから直流成分を除去し、
後段のローパスフィルタ２３ｃおよび２３ｄは、イオン
電流検出信号Ｅｉからノイズを除去してノック振動のみ
を通過させる。
【００６９】この場合、検出可否信号ＦがＬレベル（ノ
ック検出禁止）を示す期間においては、ＮＰＮトランジ
スタ２１ｃがオフ、ＮＰＮトランジスタ２１ｄがオンと
なるので、ローパスフィルタ２３ｃおよび２３ｄの出力
側は、ＮＰＮトランジスタ２１ｄを介して接地される。
【００７０】したがって、フィルタ手段２３Ｃの出力信
号は、グランドレベルに保持されてマスキングされた状
態となり、ノック信号Ｋは波形整形手段２４（後段回
路）に出力されない。
【００７１】一方、検出可否信号ＦがＨレベル（ノック
検出可能）を示す期間においては、ＮＰＮトランジスタ
２１ｃがオン、ＮＰＮトランジスタ２１ｄがオフとなる
ので、フィルタ２３Ｃからノック信号Ｋが出力され、波
形整形手段２４は、ノックパルスＫＰをＥＣＵ２Ａに入
力する。
【００７２】このように、ノック検出不可期間において
はノック信号Ｋをマスキングしてノイズ信号Ｅｎの後段
回路への影響を除去し、ノック検出可能期間のみにおい
てノック信号Ｋを出力するようにしたので、ノイズ信号
Ｅｎ（図４参照）がノックパルスＫＰに影響を与えるこ
とはなく、ノック検出のＳＮ比を向上させることができ
る。
【００７３】なお、ノック信号処理回路２０Ｃが波形整
形手段２４を含まない場合には、前述と同様に、フィル
タ手段２３Ｃからのノック信号ＫがそのままＥＣＵ２Ａ
に入力される。
【００７４】実施の形態７．なお、上記実施の形態６で
は、検出可否信号Ｆに応答してノック検出禁止時にノッ
ク信号Ｋのマスキングを行い、フィルタ手段２３Ｃから
ノック信号Ｋが出力されないようにしたが、検出可否信
号Ｆに応答してフィルタ手段２３Ｃの出力レベルを増減
させてもよい。
【００７５】図９はフィルタ手段２３Ｃの出力ゲインを
可変にしたこの発明の実施の形態７による動作を説明す
るためのタイミングチャートであり、この発明の実施の
形態７のブロック構成は図７に示した通りである。
【００７６】この場合、フィルタ手段２３Ｃ内のフィル
タ特性変更手段は、検出可否信号ＦのＬレベル期間に応
答して、出力ゲインを波形整形手段２４の波形整形レベ
ルＫｒ以下に減少させ、検出可否信号ＦのＨレベル期間
に応答して、出力ゲインを通常値に増大させる。
【００７７】すなわち、フィルタ手段２３Ｃは、検出可
否信号ＦがＬレベル（ノック検出不可）を示す期間にお
いて、フィルタ特性を変更し、ノックに対応した周波数
帯の出力信号（ノック信号Ｋ）のレベルを波形整形レベ
ルＫｒ以下に低下させる（図９参照）。
【００７８】一方、検出可否信号ＦがＨレベル（ノック
検出可能）を示す期間においては、フィルタ手段２３Ｃ
が通常の高い出力ゲインでノック信号Ｋを出力するの
で、波形整形手段２４は、ノックパルスＫＰをＥＣＵ２
Ａに入力する。
【００７９】このように、ノック検出不可期間において
は、ノック信号Ｋの出力レベルを低下させてノイズ信号
Ｅｎの後段回路への影響を除去し、ノック検出可能期間
のみにおいて通常レベルのノック信号Ｋを出力するよう
にしたので、ノイズ信号ＥｎがノックパルスＫＰに影響
を与えることはなく、ノック検出のＳＮ比を向上させる
ことができる。
【００８０】実施の形態８．なお、上記各実施の形態１
〜７では、ＥＣＵの入力回路（ノック信号処理回路２
０、２０Ａ〜２０Ｃと、ノック信号処理回路とＥＣＵと
の間の信号経路とを含む）の故障（断線や地絡を含む）
について特に考慮しなかったが、ノックパルスＫＰの入
力レベルを参照して、ノック信号処理回路および信号経
路を含む入力回路の故障を検出するようにしてもよい。
【００８１】図１０はＥＣＵ２Ｄ内に回路故障判定手段
を設けたこの発明の実施の形態８の要部を示す回路構成
図であり、ノック信号処理回路２０Ｄの出力インターフ
ェイス回路２０ａおよびＥＣＵ２Ｄの入力インターフェ
イス回路２ａを具体的に示している。なお、ここで、図
示されない構成は、たとえば図１〜図３に示した通りで
ある。
【００８２】図１０において、ノック信号処理回路２０
Ｄは、波形整形手段２４の出力側に挿入された出力イン
ターフェイス回路２０ａを含み、出力インターフェイス
回路２０ａを介したノックパルスＫＱをＥＣＵ２Ｄに入
力する。ＥＣＵ２Ｄは、入力インターフェイス回路２ａ
を介して入力されるノックパルスＫＱに基づいて入力回
路の断線故障などを検出する。
【００８３】出力インターフェイス回路２０ａは、２段
構成からなるエミッタ接地のＮＰＮトランジスタ３０お
よび３１と、ＮＰＮトランジスタ３１のコレクタとグラ
ンドとの間に挿入されたコンデンサ３２と、コンデンサ
３２に並列接続された抵抗器３３とを含む。ＮＰＮトラ
ンジスタ３０のベースにはノックパルスＫＰ（図９参
照）が印加されており、ＮＰＮトランジスタ３１のコレ
クタ出力は、ノックが発生しない場合に、ノックパルス
ＫＱの出力レベルをＨレベルに固定する。
【００８４】入力インターフェイス回路２ａは、ノック
パルスＫＱの入力端子３４とＥＣＵ２Ｄの電源との間に
挿入された抵抗器３５と、ノックパルスＫＱのＨレベル
と電源電圧との間の基準電圧ＶＲを生成する一対の分圧
抵抗器からなる基準電圧生成回路３６と、入力端子３４
の電圧を基準電圧ＶＲと比較する比較回路３７とを含
む。
【００８５】また、ＥＣＵ２Ｄは、入力端子３４の電圧
および比較回路３７の比較結果ＣＫが入力される演算手
段３８とを備えている。演算手段３８には、入力端子３
４の電圧および比較回路３７の比較結果ＣＫのみなら
ず、クランク角信号ＳＧＴ、各種センサ３からの運転状
態信号、イオン電流検出信号Ｅｉ、検出可否信号Ｆなら
びにノックパルスＫＰなどが入力されてもよい。
【００８６】演算手段３８は、前述の内燃機関制御機能
を具備するとともに、回路故障判定手段を含み、入力端
子３４の電圧（ノックパルスＫＱ）と、比較結果ＣＫと
に基づいて、ＥＣＵ２Ｄの入力回路（ノック信号処理回
路２０Ｄおよびその信号経路を含む）の故障または健全
性を判定する。
【００８７】この場合、信号経路を含むＥＣＵ２Ｄの入
力回路が健全な場合には、入力インターフェイス回路２
ａ内の抵抗器３５と、出力インターフェイス回路２０ａ
内の抵抗器３３との分圧作用により、ＮＰＮトランジス
タ３１のコレクタ電圧すなわち入力端子３４の電圧は、
電源電圧よりも低い値に設定される。
【００８８】すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１のオフ
時におけるノックパルスＫＱのＨレベル電圧は、抵抗器
３３および３５により分圧されて、電源電圧よりも低下
した電圧値となる。また、ＮＰＮトランジスタ３１のオ
ン時におけるノックパルスＫＱのＬレベル電圧は、ＮＰ
Ｎトランジスタ３１のオン抵抗を含む抵抗値と抵抗器３
５との分圧により、グランド電位よりも高い電圧値とな
る。
【００８９】一方、入力回路が断線故障した場合には、
抵抗器３５を介してＥＣＵ電源に接続された入力端子３
４の電圧は、電源電圧に設定される。
【００９０】次に、図１０に示したこの発明の実施の形
態８による回路故障検出動作について具体的に説明す
る。まず、演算手段３８は、内燃機関の運転状態および
検出可否信号Ｆに基づいて回路故障を判定することがで
きる。
【００９１】たとえば、内燃機関の運転状態が燃料カッ
ト状態の場合、イオン電流検出信号Ｅｉが出力されない
ので、検出可否信号ＦはＬレベル（ノック検出不可）を
示すはずである。
【００９２】しかし、燃料カット時に検出可否信号Ｆが
常にＨレベル（ノック検出可能）を示していれば、ＥＣ
Ｕ２Ｄ内の演算手段３８は、イオン電流検出回路および
ノック信号処理回路２０を含む入力回路に故障が発生し
たものと判定することができる。
【００９３】また、内燃機関の運転状態が回転変動の少
ない安定状態の場合、制御サイクル毎に検出可否信号Ｆ
がＨレベル（ノック検出可能）を示すはずである。しか
し、安定運転時に検出可否信号Ｆが常にＬレベル（ノッ
ク検出不可）を示していれば、演算手段３８は、入力回
路に故障が発生したものと判定することができる。
【００９４】このように、ＥＣＵ２Ｄ内の演算手段３８
は、検出可否信号ＦがＨレベルとなるべき期間にＬレベ
ルを示す場合や、検出可否信号ＦがＬレベルとなるべき
期間にＨレベルを示す場合に、入力回路の故障状態すな
わちイオン電流検出信号ＥｉまたはノックパルスＫＰな
どが正確に得られない状態と見なすことができる。
【００９５】上記故障検出時においては、イオン電流検
出信号ＥｉおよびノックパルスＫＰの信頼性が低いと見
なされるので、ＥＣＵ２Ｄは、ノックパルスＫＱに基づ
くノック抑制用の制御補正を停止し、アラーム駆動など
（図示せず）により故障発生を報知する。
【００９６】一方、ノック信号処理回路２０ＤとＥＣＵ
２Ｄとの間の信号線が断線した場合には、ＥＣＵ２Ｄの
入力端子３４の電圧は、ノックパルスＫＱの有無にかか
わらず、常に電源電圧を示すようになる。
【００９７】このとき、比較回路３７は、入力端子３４
の電圧を基準電圧ＶＲ（ノックパルスＫＱのＨレベルよ
りも高く且つ電源電圧よりも低い電圧）と比較し、入力
端子３４の電圧が基準電圧ＶＲを越えたときに比較結果
ＣＫをＨレベルにする。
【００９８】これにより、演算手段３８は、入力端子３
４の電圧が電源電圧に上昇したことを認識し、入力回路
の断線故障状態すなわちノックパルスＫＱが全く得られ
ない状態を容易に且つ確実に判定することができる。
【００９９】上記断線故障検出時には、ノック検出が不
能な状態になるので、ノック発生の可能性を考慮して安
全性を優先し、演算手段３８は、点火時期をノック抑制
（遅角）側に制御することができる。
【０１００】このように、ＥＣＵ２Ｄ内の演算手段３８
は、検出可否信号ＦおよびノックパルスＫＱの少なくと
も一方に基づいて、ＥＣＵ２Ｄの入力回路の故障を判定
することができる。
【０１０１】実施の形態９．なお、上記実施の形態８で
は、入力端子３４の電圧が電源電圧に上昇することによ
って入力回路の断線故障を検出したが、入力端子３４の
電圧がグランド電位に下降することによって入力回路の
地絡故障を検出してもよい。
【０１０２】この場合、入力インターフェイス回路２ａ
内の基準電圧生成回路３６は、ノックパルスＫＱのＬレ
ベル電圧とグランド電位との間の基準電圧を生成し、比
較回路３７は、入力端子３４の電圧が基準電圧以下に下
降したときにＨレベルの比較結果ＣＫを出力することに
なる。
【０１０３】また、断線故障および地絡故障の両方に対
応して、２系統の基準電圧および比較回路を並設し、断
線故障および地絡故障の両方を判定するようにしてもよ
い。
【０１０４】この場合、比較回路３７をウインドウコン
パレータで構成し、上限基準電圧値と下限基準電圧値と
の間の範囲を逸脱したときにＨレベルの比較結果ＣＫを
出力するようにしてもよい。
【０１０５】実施の形態１０．また、上記実施の形態８
では、運転状態信号および検出可否信号Ｆに基づいて回
路故障を検出したが、検出可否信号Ｆおよびノックパル
スＫＱ（またはＫＰ）に基づいて回路故障を検出するこ
ともでき、さらに、検出可否信号Ｆのみに基づいて回路
故障を検出することもできる。
【０１０６】たとえば、検出可否信号ＦがＬレベル（ノ
ック検出不可状態）にもかかわらずノックパルスＫＱが
生成されている場合や、検出可否信号Ｆが所定期間にわ
たって得られない場合には、ノック信号処理回路２０
（または２０Ａ〜２０Ｄ）の故障を判定することができ
る。
【０１０７】実施の形態１１．なお、上記各実施の形態
１〜１０では、点火用高電圧を各気筒に高圧配電する場
合を例にとって説明したが、低圧配電であってもよく、
気筒群毎にグループ着火する場合にも適用可能なことは
言うまでもない。
【０１０８】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、点火用高電圧を発生する点火コイルと、点火用高電
圧の印加により放電して内燃機関の気筒内の混合気を着
火する点火プラグと、点火プラグにバイアス電圧を印加
するバイアス手段を含み、混合気の燃焼直後の気筒内で
発生するイオン量に応じたイオン電流をイオン電流検出
信号として検出するイオン電流検出回路と、イオン電流
検出信号に基づいて内燃機関のノック発生状態を示すノ
ック信号を生成するノック信号処理回路と、内燃機関の
制御パラメータを演算するとともに、イオン電流検出信
号およびノック信号に基づいて点火プラグにおける燃焼
状態を検出するＥＣＵとを備え、ノック信号処理回路
は、イオン電流検出信号から内燃機関のノックに対応し
た周波数帯を抽出するフィルタ手段と、イオン電流検出
信号に基づいてノック信号の検出可否を示す検出可否信
号を出力する検出可否判定手段と、検出可否信号が検出
可能状態を示すときのみにノック信号の出力を有効にす
るノック信号切替手段とを含み、イオン電流検出信号の
レベルに基づいてノック信号を有効または無効に切り替
え、ノック信号の出力可能期間を限定するようにしたの
で、ＥＣＵ側の負担を増やすことなく、ノック信号のＳ
Ｎ比を向上させて制御性を向上させた内燃機関の燃焼状
態検出装置が得られる効果がある。
【０１０９】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、検出可否判定手段は、イオン電流検出信
号を所定の基準レベルと比較する比較回路と、比較回路
の比較結果に基づいて、イオン電流検出信号が基準レベ
ルを一定時間にわたって連続的に越えたときに検出可否
信号を出力するタイマ処理回路とを含むようにしたの
で、簡単な回路構成で信頼性の高い検出可否信号の出力
が可能な内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果が
ある。
【０１１０】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、ノック信号切替手段は、イオン電流検出
手段とフィルタ手段との間に挿入されたゲート回路から
なり、検出可否信号が検出可能状態を示す場合に、イオ
ン電流検出信号をフィルタ手段に入力し、検出可否信号
が検出不可状態を示す場合に、イオン電流検出信号のフ
ィルタ手段への入力を禁止するようにしたので、簡単な
回路構成でＳＮ比の高いノック信号の検出が可能な内燃
機関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。
【０１１１】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１において、ノック信号切替手段は、フィルタ手段の
出力側に挿入されたゲート回路からなり、検出可否信号
が検出可能状態を示す場合に、ノック信号の出力を有効
とし、検出可否信号が検出不可状態を示す場合に、ノッ
ク信号の出力を禁止するようにしたので、簡単な回路構
成でＳＮ比の高いノック信号の検出が可能な内燃機関の
燃焼状態検出装置が得られる効果がある。
【０１１２】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１において、ノック信号切替手段は、フィルタ手段の
出力側に挿入された論理演算手段からなり、ノック信号
と検出可否信号との論理積を最終的なノック信号として
出力するようにしたので、簡単な回路構成でＳＮ比の高
いノック信号の検出が可能な内燃機関の燃焼状態検出装
置が得られる効果がある。
【０１１３】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１において、ノック信号切替手段は、フィルタ手段内
に設けられたフィルタ特性変更手段からなり、検出可否
信号が検出不可状態を示す場合に、ノックに対応した周
波数帯の出力レベルを低下させるようにしたので、簡単
な回路構成でＳＮ比の高いノック信号の検出が可能な内
燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。
【０１１４】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１において、ノック信号処理回路は、フィルタ手段の
出力側に挿入された波形整形手段を含み、波形整形手段
は、ノック信号を所定の波形整形レベルと比較してノッ
クパルスとし、ノックパルスをＥＣＵに入力するように
したので、簡単な回路構成でＳＮ比の高いノックパルス
の検出が可能な内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる
効果がある。
【０１１５】また、この発明の請求項８によれば、請求
項７において、ＥＣＵは、検出可否信号およびノックパ
ルスの少なくとも一方に基づいて、ＥＣＵの入力回路の
故障を判定する回路故障判定手段を含み、入力回路は、
ノック信号処理回路と、ノック信号処理回路とＥＣＵと
の間の信号経路とを含むようにしたので、簡単な回路構
成で入力回路の故障検出が可能な内燃機関の燃焼状態検
出装置が得られる効果がある。
【０１１６】また、この発明の請求項９によれば、請求
項８において、ノック信号処理回路は、ＥＣＵの電源電
圧とグランドとの間の電圧レベルでノックパルスを出力
するための出力インターフェイス回路を含み、ＥＣＵ
は、ノックパルスが印加される入力端子を有する入力イ
ンターフェイス回路を含み、入力端子の電圧は、入力回
路が故障した場合にはノックパルスの電圧レベルと異な
る所定レベルに設定され、回路故障判定手段は、入力端
子の電圧に基づいて入力回路の断線故障および地絡故障
の少なくとも一方を判定するようにしたので、簡単な回
路構成で入力回路の断線または地絡の故障検出が可能な
内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果がある。
【０１１７】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項９において、入力インターフェイス回路は、入力端
子とＥＣＵの電源との間に挿入された抵抗器と、ノック
パルスのＨレベル電圧と電源電圧との間の基準電圧を生
成する基準電圧生成回路と、入力端子の電圧と基準電圧
とを比較する比較回路とを含み、入力端子の電圧は、入
力回路が健全な場合には電源電圧よりも低く設定され、
入力回路が断線故障した場合には電源電圧に設定され、
回路故障判定手段は、入力端子の電圧および比較回路の
比較結果に基づいて入力回路の断線故障を判定するよう
にしたので、簡単な回路構成で入力回路の断線故障検出
が可能な内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効果が
ある。
【０１１８】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項９において、出力インターフェイス回路は、ノック
パルスの出力端子とグランドとの間に挿入された抵抗器
を含み、入力インターフェイス回路は、ノックパルスの
Ｌレベル電圧とグランドとの間の基準電圧を生成する基
準電圧生成回路と、入力端子の電圧と基準電圧とを比較
する比較回路とを含み、入力端子の電圧は、入力回路が
健全な場合にはグランドの電位よりも高く設定され、入
力回路が地絡故障した場合にはグランドの電位に設定さ
れ、回路故障判定手段は、入力端子の電圧および比較回
路の比較結果に基づいて入力回路の地絡故障を判定する
ようにしたので、簡単な回路構成で入力回路の地絡故障
検出が可能な内燃機関の燃焼状態検出装置が得られる効
果がある。
【０１１９】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項８において、回路故障判定手段は、検出可否信号が
所定期間にわたって得られない場合に、ノック信号処理
回路の故障を判定するようにしたので、簡単な回路構成
でノック信号処理回路の故障検出が可能な内燃機関の燃
焼状態検出装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を概略的に示す構成
図である。
【図２】 図１内のノック信号処理回路の具体的構成例
を示す機能ブロック図である。
【図３】 図２内の検出可否手段の具体例を示す回路構
成図である。
【図４】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態４によるノック信号処
理回路の具体的構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態５によるノック信号処
理回路の具体的構成例を示す機能ブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態６によるノック信号処
理回路の具体的構成例を示す機能ブロック図である。
【図８】 図７内の検出可否手段およびフィルタ手段の
具体例を示す回路構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態７の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態８によるノック信号
処理回路およびＥＣＵの具体例を示す回路構成図であ
る。
【図１１】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置を概略
的に示す構成図である。
【図１２】 従来の内燃機関の燃焼状態検出装置の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ クランク角センサ、２Ａ、２Ｄ ＥＣＵ、２ａ 入
力インターフェイス回路、３ 各種センサ、４ 点火コ
イル、８ａ〜８ｄ 点火プラグ、９ コンデンサ、１１
ａ〜１１ｄ ダイオード、２０、２０Ａ〜２０Ｄ ノッ
ク信号処理回路、２０ａ 出力インターフェイス回路、
２１ 検出可否判定手段、２１ａ、３７比較回路、２１
ｂ タイマ処理回路、２２ ゲート回路、２３、２３Ｃ
フィルタ手段、２４ 波形整形手段、２５ 論理演算
手段、３３、３５ 抵抗器、３４ 入力端子、３６ 基
準電圧生成回路、３８ 演算手段、Ｃ、ＣＫ 比較結
果、Ｅｉ イオン電流検出信号、Ｅｒ 基準レベル、Ｆ
検出可否信号、ｉ イオン電流、Ｋ ノック信号、Ｋ
Ｐ、ＫＱ ノックパルス、Ｋｒ 波形整形レベル、Ｐ
点火信号、Ｑ 燃料噴射信号、Ｒ２ 抵抗器、ＳＧＴ
クランク角信号、Ｖ２ 二次電圧、ＶＲ 基準電圧、τ
一定時間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 11/36 ５０１

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 点火用高電圧を発生する点火コイルと、 前記点火用高電圧の印加により放電して内燃機関の気筒
    内の混合気を着火する点火プラグと、 前記点火プラグにバイアス電圧を印加するバイアス手段
    を含み、前記混合気の燃焼直後の気筒内で発生するイオ
    ン量に応じたイオン電流をイオン電流検出信号として検
    出するイオン電流検出回路と、 前記イオン電流検出信号に基づいて前記内燃機関のノッ
    ク発生状態を示すノック信号を生成するノック信号処理
    回路と、 前記内燃機関の制御パラメータを演算するとともに、前
    記イオン電流検出信号および前記ノック信号に基づいて
    前記点火プラグにおける燃焼状態を検出するＥＣＵとを
    備え、 前記ノック信号処理回路は、 前記イオン電流検出信号から前記内燃機関のノックに対
    応した周波数帯を抽出するフィルタ手段と、 前記イオン電流検出信号に基づいて前記ノック信号の検
    出可否を示す検出可否信号を出力する検出可否判定手段
    と、 前記検出可否信号が検出可能状態を示すときのみに前記
    ノック信号の出力を有効にするノック信号切替手段とを
    含むことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
  2. 【請求項２】 前記検出可否判定手段は、 前記イオン電流検出信号を所定の基準レベルと比較する
    比較回路と、 前記比較回路の比較結果に基づいて、前記イオン電流検
    出信号が前記基準レベルを一定時間にわたって連続的に
    越えたときに前記検出可否信号を出力するタイマ処理回
    路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
    の燃焼状態検出装置。
  3. 【請求項３】 前記ノック信号切替手段は、 前記イオン電流検出手段と前記フィルタ手段との間に挿
    入されたゲート回路からなり、 前記検出可否信号が検出可能状態を示す場合に、前記イ
    オン電流検出信号を前記フィルタ手段に入力し、 前記検出可否信号が検出不可状態を示す場合に、前記イ
    オン電流検出信号の前記フィルタ手段への入力を禁止す
    ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼状
    態検出装置。
  4. 【請求項４】 前記ノック信号切替手段は、 前記フィルタ手段の出力側に挿入されたゲート回路から
    なり、 前記検出可否信号が検出可能状態を示す場合に、前記ノ
    ック信号の出力を有効とし、 前記検出可否信号が検出不可状態を示す場合に、前記ノ
    ック信号の出力を禁止することを特徴とする請求項１に
    記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
  5. 【請求項５】 前記ノック信号切替手段は、 前記フィルタ手段の出力側に挿入された論理演算手段か
    らなり、 前記ノック信号と前記検出可否信号との論理積を最終的
    なノック信号として出力することを特徴とする請求項１
    に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
  6. 【請求項６】 前記ノック信号切替手段は、 前記フィルタ手段内に設けられたフィルタ特性変更手段
    からなり、 前記検出可否信号が検出不可状態を示す場合に、前記ノ
    ックに対応した周波数帯の出力レベルを低下させること
    を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼状態検出
    装置。
  7. 【請求項７】 前記ノック信号処理回路は、前記フィル
    タ手段の出力側に挿入された波形整形手段を含み、 前記波形整形手段は、前記ノック信号を所定の波形整形
    レベルと比較してノックパルスとし、前記ノックパルス
    を前記ＥＣＵに入力することを特徴とする請求項１に記
    載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
  8. 【請求項８】 前記ＥＣＵは、前記検出可否信号および
    前記ノックパルスの少なくとも一方に基づいて、前記Ｅ
    ＣＵの入力回路の故障を判定する回路故障判定手段を含
    み、 前記入力回路は、前記ノック信号処理回路と、前記ノッ
    ク信号処理回路と前記ＥＣＵとの間の信号経路とを含む
    ことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃焼状態
    検出装置。
  9. 【請求項９】 前記ノック信号処理回路は、前記ＥＣＵ
    の電源電圧とグランドとの間の電圧レベルで前記ノック
    パルスを出力するための出力インターフェイス回路を含
    み、 前記ＥＣＵは、前記ノックパルスが印加される入力端子
    を有する入力インターフェイス回路を含み、 前記入力端子の電圧は、前記入力回路が故障した場合に
    は前記ノックパルスの電圧レベルと異なる所定レベルに
    設定され、 前記回路故障判定手段は、前記入力端子の電圧に基づい
    て前記入力回路の断線故障および地絡故障の少なくとも
    一方を判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃
    機関の燃焼状態検出装置。
  10. 【請求項１０】 前記入力インターフェイス回路は、 前記入力端子と前記ＥＣＵの電源との間に挿入された抵
    抗器と、 前記ノックパルスのＨレベル電圧と前記電源電圧との間
    の基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、 前記入力端子の電圧と前記基準電圧とを比較する比較回
    路とを含み、 前記入力端子の電圧は、前記入力回路が健全な場合には
    前記電源電圧よりも低く設定され、前記入力回路が断線
    故障した場合には前記電源電圧に設定され、 前記回路故障判定手段は、前記入力端子の電圧および前
    記比較回路の比較結果に基づいて前記入力回路の断線故
    障を判定することを特徴とする請求項９に記載の内燃機
    関の燃焼状態検出装置。
  11. 【請求項１１】 前記出力インターフェイス回路は、前
    記ノックパルスの出力端子とグランドとの間に挿入され
    た抵抗器を含み、 前記入力インターフェイス回路は、 前記ノックパルスのＬレベル電圧と前記グランドとの間
    の基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、 前記入力端子の電圧と前記基準電圧とを比較する比較回
    路とを含み、 前記入力端子の電圧は、前記入力回路が健全な場合には
    前記グランドの電位よりも高く設定され、前記入力回路
    が地絡故障した場合には前記グランドの電位に設定さ
    れ、 前記回路故障判定手段は、前記入力端子の電圧および前
    記比較回路の比較結果に基づいて前記入力回路の地絡故
    障を判定することを特徴とする請求項９に記載の内燃機
    関の燃焼状態検出装置。
  12. 【請求項１２】 前記回路故障判定手段は、前記検出可
    否信号が所定期間にわたって得られない場合に、前記ノ
    ック信号処理回路の故障を判定することを特徴とする請
    求項８に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
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