JPH08338298A - Burning state detecting device for internal combustion engine - Google Patents
Burning state detecting device for internal combustion engineInfo
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- 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
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃焼状態か
ら失火検出等を行う内燃機関の燃焼状態検出装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion state detecting device for an internal combustion engine, which detects misfire from the combustion state of the internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関の燃焼状態検出装置に関
連する先行技術文献としては、特開平4−179863
号公報にて開示されたものが知られている。このもので
は、図6にその代表的なイオン電流検出回路を示すよう
に、点火コイルの2次高電圧側でイオン電流を検出する
技術が示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a prior art document relating to a combustion state detecting device for an internal combustion engine, Japanese Patent Laid-Open No. 4-179863.
The one disclosed in the publication is known. In this device, as shown in a typical ion current detection circuit of FIG. 6, a technique of detecting an ion current on the secondary high voltage side of an ignition coil is shown.
【0003】また、特開平4−191465号公報及び
特開平4−194367号公報にて開示されたものが知
られている。これらのものでは、図7及び図8にその代
表的なイオン電流検出回路を示すように、点火コイルの
2次低電圧側でイオン電流を検出する技術が示されてい
る。Further, those disclosed in JP-A-4-191465 and JP-A-4-194367 are known. In these devices, as shown in typical ion current detection circuits in FIGS. 7 and 8, a technique for detecting an ion current on the secondary low voltage side of the ignition coil is shown.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図6は従来の内燃機関
の燃焼状態検出装置におけるイオン電流検出回路を示す
回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an ion current detecting circuit in a conventional combustion state detecting device for an internal combustion engine.
【0005】まず、図6に示す点火コイル1の2次高電
圧側でのイオン電流検出について説明する。First, the ion current detection on the secondary high voltage side of the ignition coil 1 shown in FIG. 6 will be described.
【0006】図6において、点火コイル1に1次電流I
1 が通電されたのちに、その1次電流I1 が遮断される
と点火コイル1には高耐圧ダイオード3を介して2次電
流I2 が流れる。そして、点火プラグ2の電極間に火炎
が成長するとイオン検出用電源4、イオン電流検出抵抗
5及び高耐圧整流ダイオード6を介して点火プラグ2の
電極間にイオン電流が流れる。このため、イオン電流検
出抵抗5を流れるイオン電流を端子Vout により測定す
ることができるのである。ところが、この構成における
高耐圧ダイオード3及び高耐圧整流ダイオード6は、点
火プラグ2の放電電圧の最大値である約40KVに耐え
る必要があり、非常に高価なものとなると共に、イオン
電流IION の検出には高電圧(約300V)のイオン検
出用電源4を必要とするという不具合があった。In FIG. 6, the primary current I is applied to the ignition coil 1.
When the primary current I1 is cut off after 1 has been energized, the secondary current I2 flows through the ignition coil 1 through the high breakdown voltage diode 3. When the flame grows between the electrodes of the ignition plug 2, an ion current flows between the electrodes of the ignition plug 2 via the ion detection power source 4, the ion current detection resistor 5 and the high voltage rectification diode 6. Therefore, the ionic current flowing through the ionic current detecting resistor 5 can be measured at the terminal Vout. However, the high withstand voltage diode 3 and the high withstand voltage rectifier diode 6 in this configuration are required to withstand the maximum value of the discharge voltage of the ignition plug 2 of about 40 KV, which is very expensive and the detection of the ion current IION. Has a problem that it requires a high voltage (about 300 V) ion detection power source 4.
【0007】これに対して、図7及び図8に示す点火コ
イル1の2次低電圧側でのイオン電流検出について説明
する。On the other hand, the ion current detection on the secondary low voltage side of the ignition coil 1 shown in FIGS. 7 and 8 will be described.
【0008】図7は従来の内燃機関の燃焼状態検出装置
における他のイオン電流検出回路を示す回路図、図8は
従来の内燃機関の燃焼状態検出装置における更に他のイ
オン電流検出回路を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing another ion current detecting circuit in the conventional combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine, and FIG. 8 is a circuit showing another ion current detecting circuit in the conventional combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine. It is a figure.
【0009】なお、図7及び図8は、前述の図6におけ
る高耐圧ダイオード3を使用せず、高電圧のイオン検出
用電源4をコンデンサ8に置換えたものである。7 and 8, the high withstand voltage diode 3 in FIG. 6 is not used and the high voltage ion detection power source 4 is replaced with the capacitor 8.
【0010】まず、図7の動作について説明する。First, the operation of FIG. 7 will be described.
【0011】点火コイル1に1次電流I1 が通電された
のちに、その1次電流I1 が遮断されると点火コイル1
にはダイオード3′及びツェナダイオード7を介して2
次電流I2 が流れる。この放電中では、点火コイル1は
あたかもDC−DCコンバータとして動作し、コンデン
サ8にツェナダイオード7のツェナ電圧に相当する電圧
が充電される。点火プラグ2が放電されたのち、点火プ
ラグ2の電極間に火炎が成長するとコンデンサ8に充電
された電気量によりイオン電流検出抵抗5及び点火コイ
ル1の2次巻線を介して点火プラグ2の電極間にイオン
電流IION が流れる。このため、イオン電流検出抵抗5
を流れるイオン電流IION を端子Voutにより測定する
ことができるのであるが、この構成においては、高耐圧
なコンデンサまたは大容量のコンデンサを必要とし実用
に供しないものであった。When the primary current I1 is supplied to the ignition coil 1 and then the primary current I1 is cut off, the ignition coil 1
Via diode 3'and Zener diode 7
The next current I2 flows. During this discharge, the ignition coil 1 operates as if it were a DC-DC converter, and the capacitor 8 is charged with a voltage corresponding to the Zener voltage of the Zener diode 7. When the flame grows between the electrodes of the spark plug 2 after the spark plug 2 is discharged, the amount of electricity charged in the capacitor 8 causes the ionic current detection resistor 5 and the secondary winding of the ignition coil 1 to cause An ion current IION flows between the electrodes. Therefore, the ion current detection resistor 5
It is possible to measure the ion current IION flowing through the terminal Vout, but this configuration requires a capacitor having a high withstand voltage or a capacitor having a large capacity, which is not practical.
【0012】また、図8は図7のツェナダイオード7及
びコンデンサ8とダイオード3′及びイオン電流検出抵
抗5の位置関係を反対にした構成であり、イオン電流検
出抵抗5に高電圧はかからないが、その検出電圧が0V
より小さくなるという不具合があった。Further, FIG. 8 shows a configuration in which the Zener diode 7 and the capacitor 8 of FIG. 7 and the diode 3'and the ion current detecting resistor 5 are arranged in the opposite positional relationship, and a high voltage is not applied to the ion current detecting resistor 5. The detection voltage is 0V
There was a problem that it became smaller.
【0013】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、内燃機関の燃焼状態を検出
するためのイオン電流検出用として車載されたバッテリ
電源の電源電圧が使用でき、安定してイオン電流を検出
することができる内燃機関の燃焼状態検出装置の提供を
課題としている。Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and the power source voltage of a battery power source mounted on a vehicle for detecting an ion current for detecting a combustion state of an internal combustion engine can be used and stabilized. It is an object of the present invention to provide a combustion state detection device for an internal combustion engine, which can detect an ion current by using an internal combustion engine.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる内燃機
関の燃焼状態検出装置は、内燃機関の点火プラグに点火
火花を発生させる点火コイルの2次巻線の低圧側に直列
に第1のダイオード、イオン電流検出抵抗及びバッテリ
電源を接続すると共に、前記点火コイルの前記2次巻線
の低圧側で前記第1のダイオード、前記イオン電流検出
抵抗及び前記バッテリ電源に並列に前記点火コイルに発
生する2次電流を通電する電流路を第2のダイオードを
介して接続するものである。 請求項2にかかる内燃機
関の燃焼状態検出装置は、請求項1の構成に加えて、前
記点火コイルの前記2次巻線を2次電流が流れたのち
に、前記イオン電流検出抵抗を流れる前記バッテリ電源
からのイオン電流に対応する電圧を保護抵抗を介して直
接に演算増幅器に入力するものである。A combustion state detecting device for an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention is a first combustion device for detecting a combustion state of an internal combustion engine in which a secondary winding of an ignition coil for generating an ignition spark is connected in series to a low voltage side. A diode, an ion current detection resistor and a battery power source are connected, and the ignition coil is generated in parallel with the first diode, the ion current detection resistor and the battery power source on the low voltage side of the secondary winding of the ignition coil. The current path for passing the secondary current is connected via the second diode. According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the combustion state detecting device for an internal combustion engine further comprises the step of flowing the ion current detection resistor after a secondary current flows through the secondary winding of the ignition coil. The voltage corresponding to the ion current from the battery power source is directly input to the operational amplifier via the protection resistor.
【0015】請求項3にかかる内燃機関の燃焼状態検出
装置は、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記
内燃機関の始動時で前記バッテリ電源のバッテリ電圧が
低下する以前に、前記バッテリ電源から第3のダイオー
ドを介して前記バッテリ電源に並列に接続されたコンデ
ンサに所定の電気量を貯留するものである。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the combustion state detecting device for an internal combustion engine is arranged such that the battery voltage of the battery power source is lowered before starting the internal combustion engine. A predetermined amount of electricity is stored in a capacitor connected in parallel with the battery power source via a third diode from the battery power source.
【0016】請求項4にかかる内燃機関の燃焼状態検出
装置は、請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の
構成に加えて、前記点火コイルの1次巻線に並列に、前
記点火コイルの前記1次巻線を流れる1次電流と逆方向
に発生する電流を整流する第4のダイオードと前記点火
コイルに直列に接続されたスイッチング素子のオン時に
前記第4のダイオードを流れる電流を減少する電流減少
手段とを接続するものである。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of any one of the first to third aspects, the combustion state detecting device for an internal combustion engine is arranged in parallel with the primary winding of the ignition coil. A fourth diode for rectifying a current generated in a direction opposite to the primary current flowing through the primary winding of the ignition coil and a current flowing through the fourth diode when a switching element connected in series to the ignition coil is turned on. Is connected to a current reducing means for reducing.
【0017】請求項5にかかる内燃機関の燃焼状態検出
装置は、請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の
構成に加えて、前記演算増幅器の出力に対し、直列に接
続された第2のスイッチング素子及び第5のダイオード
を介して直接に前記バッテリ電源のバッテリ電圧を印加
するマスク回路を具備するものである。A combustion state detecting device for an internal combustion engine according to a fifth aspect of the present invention is, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, further connected in series to the output of the operational amplifier. A mask circuit for directly applying the battery voltage of the battery power source through the second switching element and the fifth diode is provided.
【0018】請求項6にかかる内燃機関の燃焼状態検出
装置は、請求項5の構成に加えて、前記マスク回路によ
るマスク終了後におけるイオン電流の遷移状態を緩やか
とするなまし手段を具備するものである。According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the structure of the fifth aspect, the combustion state detecting device for an internal combustion engine is provided with a moderating means for moderating the transition state of the ion current after the mask circuit finishes the masking. Is.
【0019】[0019]
【作用】請求項1においては、第1のダイオード、イオ
ン電流検出抵抗及びバッテリ電源が点火コイルの2次巻
線の低圧側に接続されており、また、それらに並列に接
続される点火コイルに発生する2次電流を通電するため
の電流路には第2のダイオードが配設されている。この
構成においては、第1のダイオード及び第2のダイオー
ドは高耐圧なものでなくてもよい。According to the present invention, the first diode, the ion current detecting resistor and the battery power source are connected to the low voltage side of the secondary winding of the ignition coil, and the ignition coil is connected in parallel with them. A second diode is arranged in the current path for passing the generated secondary current. In this configuration, the first diode and the second diode do not have to have high withstand voltage.
【0020】請求項2の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、点火コイルの2次巻線を2次電流が流れたのちに、
イオン電流検出抵抗を流れるバッテリ電源からのイオン
電流に対応する電圧が保護抵抗を介して直接に演算増幅
器に入力される。即ち、イオン電流検出にバッテリ電源
による電源電圧が使用されており、イオン電流検出抵抗
にかかる電圧が低いため演算増幅器にそのまま入力でき
るのである。In the combustion state detecting device for the internal combustion engine of claim 2, after the secondary current flows through the secondary winding of the ignition coil,
The voltage corresponding to the ion current from the battery power source that flows through the ion current detection resistor is directly input to the operational amplifier via the protection resistor. That is, since the power supply voltage from the battery power supply is used for the ion current detection and the voltage applied to the ion current detection resistor is low, it can be directly input to the operational amplifier.
【0021】請求項3の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、コンデンサがバッテリ電源に並列に接続されてお
り、バッテリ電源から第3のダイオードを介してコンデ
ンサに所定の電気量が貯留される。このため、内燃機関
の始動時でバッテリ電源のバッテリ電圧が低下したとし
ても、コンデンサがバックアップ電源となって電源電圧
が安定化される。In the internal combustion engine combustion state detecting device of the third aspect, the capacitor is connected in parallel to the battery power source, and a predetermined amount of electricity is stored in the capacitor from the battery power source through the third diode. Therefore, even if the battery voltage of the battery power supply drops at the time of starting the internal combustion engine, the capacitor serves as a backup power supply and the power supply voltage is stabilized.
【0022】請求項4の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、第4のダイオードと電流減少手段とが点火コイルの
1次巻線に並列に接続される。このため、第4のダイオ
ードで点火コイルの1次巻線を流れる1次電流と逆方向
に発生する電流が整流され、電流減少手段で点火コイル
に直列に接続されたスイッチング素子のオン時に第4の
ダイオードを流れる電流が減少されると共に、点火コイ
ルの2次側に発生する複数の残留磁気ノイズ電圧パルス
が1次側の電流として消費されることで1発までに減少
される。In the combustion state detecting device for the internal combustion engine according to the fourth aspect, the fourth diode and the current reducing means are connected in parallel to the primary winding of the ignition coil. Therefore, the current generated in the opposite direction to the primary current flowing through the primary winding of the ignition coil is rectified by the fourth diode, and when the switching element connected in series to the ignition coil is turned on by the current reducing means, the fourth current is generated. The current flowing through the diode is reduced, and the plurality of residual magnetic noise voltage pulses generated on the secondary side of the ignition coil are consumed as the current on the primary side to be reduced to one shot.
【0023】請求項5の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、マスク回路で演算増幅器の出力に対し、直列に接続
された第2のスイッチング素子及び第5のダイオードを
介して直接にバッテリ電源のバッテリ電圧が印加され
る。このため、マスク回路の動作中においては演算増幅
器の出力がバッテリ電圧に張付いたままとなり、その間
のノイズが除去される。In the combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine according to a fifth aspect, the output of the operational amplifier is directly supplied to the battery of the battery power source via the second switching element and the fifth diode connected in series with the mask circuit. A voltage is applied. Therefore, during the operation of the mask circuit, the output of the operational amplifier remains stuck to the battery voltage, and noise during that time is removed.
【0024】請求項6の内燃機関の燃焼状態検出装置で
は、なまし手段でマスク回路によるマスク終了後におけ
るイオン電流の遷移状態が緩やかとされる。このため、
マスク終了後のイオン電流にはノイズが発生しない。According to another aspect of the combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the moderating means makes the transition state of the ion current moderate after the masking by the masking circuit. For this reason,
No noise is generated in the ion current after the mask is finished.
【0025】[0025]
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples.
【0026】図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関
の燃焼状態検出装置の全体構成を示す回路図、また、図
2は図1の回路図における各端子等の信号波形を示すタ
イムチャートである。なお、前述の従来例と同様の構成
または相当部分からなるものについては同一符号及び同
一記号を付して示す。FIG. 1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a combustion state detecting device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart showing signal waveforms of terminals and the like in the circuit diagram of FIG. Is. It should be noted that the same reference numerals and symbols are given to those having the same configurations or corresponding portions as those of the above-mentioned conventional example.
【0027】図1において、1は点火コイルであり、1
aは1次巻線、1bは2次巻線である。2は図示しない
内燃機関のシリンダに配設される点火プラグである。点
火コイル1の1次巻線1aには、その点火コイル1の1
次巻線1aに流れる1次電流I1 と逆方向に発生する電
流を整流するダイオード11とスイッチング素子Tr1の
オン時にダイオード11を流れる電流を減少するための
抵抗12とが並列に接続されている。In FIG. 1, reference numeral 1 is an ignition coil, and
a is a primary winding and 1b is a secondary winding. Reference numeral 2 is a spark plug arranged in a cylinder of an internal combustion engine (not shown). The primary winding 1a of the ignition coil 1 has a
A diode 11 for rectifying a current generated in a direction opposite to the primary current I1 flowing through the secondary winding 1a and a resistor 12 for reducing the current flowing through the diode 11 when the switching element Tr1 is turned on are connected in parallel.
【0028】また、点火コイル1の2次巻線1bの低電
圧側にはツェナダイオード31及び2次電流検出抵抗3
2が直列に接続されている。これらツェナダイオード3
1及び2次電流検出抵抗32と並列にダイオード36、
イオン電流検出抵抗35及びバッテリ電源34が直列に
接続されている。そして、バッテリ電源34の電圧が始
動時に低下したときにも印加電圧を一定電圧以上に高く
保持できるように、バッテリ電源34にはダイオード3
7を介して並列にコンデンサ38が接続されている。更
に、イオン電流検出抵抗35の周波数に対する点火コイ
ル1の2次インダクタンスの影響を打消しゲインを一定
に保持するため、イオン電流検出抵抗35にはコンデン
サ39が並列に接続されている。On the low voltage side of the secondary winding 1b of the ignition coil 1, a Zener diode 31 and a secondary current detecting resistor 3 are provided.
2 are connected in series. These Zener diodes 3
A diode 36 in parallel with the primary and secondary current detection resistor 32,
The ion current detection resistor 35 and the battery power source 34 are connected in series. The diode 3 is provided in the battery power source 34 so that the applied voltage can be kept higher than a certain voltage even when the voltage of the battery power source 34 drops at the time of starting.
A capacitor 38 is connected in parallel via 7. Further, in order to cancel the influence of the secondary inductance of the ignition coil 1 on the frequency of the ion current detecting resistor 35 and keep the gain constant, a capacitor 39 is connected in parallel to the ion current detecting resistor 35.
【0029】イオン電流検出抵抗35による検出電圧
は、0V〜バッテリ電圧VB の範囲であるため基準レベ
ルを変換することなく直接、インピーダンス整合の保護
抵抗としての抵抗41を介して演算増幅器であるボルテ
ージフォロア9に入力されている。また、2次電流検出
抵抗32による検出電流は、スイッチング素子、コンデ
ンサ及び抵抗からなる周知のディレイ(遅延)回路13
に入力されている。ボルテージフォロア9からの出力信
号(端子Aの出力信号)は、インピーダンス整合のため
の抵抗42を介してスイッチング素子Tr2、コンデンサ
141、ダイオード142及び抵抗143からなるマス
ク回路14に入力され、スイッチング素子Tr2がディレ
イ回路13からの出力信号(端子Cの出力信号)でオン
とされる期間中、直接バッテリ電源34からの電圧が印
加される。Since the detection voltage by the ion current detection resistor 35 is in the range of 0V to the battery voltage VB, the voltage follower as an operational amplifier is directly connected through the resistor 41 as the impedance matching protection resistor without converting the reference level. 9 has been entered. The detected current by the secondary current detection resistor 32 is a well-known delay circuit 13 including a switching element, a capacitor and a resistor.
Has been entered in. The output signal from the voltage follower 9 (the output signal of the terminal A) is input to the mask circuit 14 including the switching element Tr2, the capacitor 141, the diode 142 and the resistor 143 via the resistor 42 for impedance matching, and the switching element Tr2. The voltage is directly applied from the battery power source 34 during a period in which is turned on by the output signal from the delay circuit 13 (the output signal from the terminal C).
【0030】このマスク回路14からの出力信号(端子
Dの出力信号)は、インピーダンス整合の保護抵抗とし
ての抵抗43を介して演算増幅器であるボルテージフォ
ロア15に入力されている。そして、ボルテージフォロ
ア15からの出力信号はインピーダンス整合のための抵
抗44を介して周知のバンドパスフィルタ10に入力さ
れ、バンドパスフィルタ10を通過した出力信号が端子
Bから出力される。An output signal from the mask circuit 14 (an output signal from the terminal D) is input to a voltage follower 15 which is an operational amplifier via a resistor 43 as a protection resistor for impedance matching. The output signal from the voltage follower 15 is input to the well-known bandpass filter 10 via the resistor 44 for impedance matching, and the output signal that has passed through the bandpass filter 10 is output from the terminal B.
【0031】ここで、本発明の一実施例にかかる内燃機
関の燃焼状態検出装置におけるイオン電流検出の基本回
路について図3を参照して説明する。Here, a basic circuit for ion current detection in the combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0032】図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関
の燃焼状態検出装置におけるイオン電流検出の基本回路
を示す回路図、図4は図3のイオン電流検出の他の基本
回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a basic circuit for ion current detection in a combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit showing another basic circuit for ion current detection in FIG. It is a figure.
【0033】図3において、点火コイル1の1次巻線1
aには、図示しないECU(Electronic Control Unit:
電子制御ユニット)からの点火信号IGtにより、バッ
テリ電源VB からの1次電流I1 が通電される。点火コ
イル1の1次巻線1aに流れる1次電流I1 が遮断され
ると同時に、ツェナダイオード31を介して点火プラグ
2及び点火コイル1の2次巻線1bには2次電流I2 が
流れる。この2次電流I2 にて点火プラグ2に飛火され
燃料に点火される。このとき、イオン電流検出抵抗35
側に2次電流I2 が流れないように整流するダイオード
36が設けられている。In FIG. 3, the primary winding 1 of the ignition coil 1
In a, an ECU (Electronic Control Unit: not shown) is shown.
An ignition signal IGt from the electronic control unit) energizes the primary current I1 from the battery power source VB. At the same time as the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 is cut off, a secondary current I2 flows through the zener diode 31 through the spark plug 2 and the secondary winding 1b of the ignition coil 1. The secondary current I2 causes the spark plug 2 to fly and ignite the fuel. At this time, the ion current detection resistor 35
A diode 36 for rectifying the secondary current I2 so as not to flow is provided on the side.
【0034】点火プラグ2の−放電が終了したのち、点
火プラグ2の両端に火炎が成長すると、点火プラグ2の
両端が、所謂イオン化された状態となり、数百MΩの抵
抗体となる。なお、点火プラグ2の−放電電流の電流方
向はツェナダイオード31と逆方向である。すると、点
火プラグ2をバッテリ電源34(+電圧印加)からのイ
オン電流IION がイオン電流検出抵抗35、ダイオード
36及び点火コイル1の2次巻線1bを介して流れる。
そして、イオン電流検出抵抗35を流れるイオン電流I
ION に対応する電圧が端子Vout で検出される。When the flame grows on both ends of the spark plug 2 after the negative discharge of the spark plug 2 is completed, both ends of the spark plug 2 are in a so-called ionized state and become a resistor of several hundred MΩ. The negative discharge current of the spark plug 2 is in the opposite direction to the Zener diode 31. Then, the ion current IION from the battery power source 34 (+ voltage application) flows through the ignition plug 2 through the ion current detection resistor 35, the diode 36, and the secondary winding 1b of the ignition coil 1.
Then, the ion current I flowing through the ion current detection resistor 35
The voltage corresponding to ION is detected at the terminal Vout.
【0035】本回路構成においては、点火コイル1がオ
ンのときの2次電流I2 と逆方向のオン放電電流を防止
する目的でツェナダイオード31と直列に2次電流I2
と同方向の電流を通電するダイオードを挿入しても同様
の動作をすることは言うまでもない。In this circuit configuration, the secondary current I2 is connected in series with the Zener diode 31 for the purpose of preventing an on-discharge current in the opposite direction to the secondary current I2 when the ignition coil 1 is on.
It goes without saying that the same operation is performed even if a diode for passing a current in the same direction is inserted.
【0036】また、図4を参照してイオン電流検出の基
本回路の他の実施例について説明する。Another embodiment of the basic circuit for ion current detection will be described with reference to FIG.
【0037】図4において、点火コイル1の1次巻線1
aには、図示しないECUからの点火信号IGtによ
り、バッテリ電源VB からの1次電流I1 が通電され
る。点火コイル1の1次巻線1aに流れる1次電流I1
が遮断されると同時に、ダイオード31aを介して点火
コイル1の2次巻線1b及び点火プラグ2には2次電流
I2 が流れる。この2次電流I2 にて点火プラグ2に飛
火され燃料に点火される。このとき、イオン電流検出抵
抗35側に2次電流I2 と逆方向に発生する共振電流等
が流れないように整流するダイオード36が設けられて
いる。In FIG. 4, the primary winding 1 of the ignition coil 1
A primary current I1 from the battery power source VB is supplied to a by an ignition signal IGt from an ECU (not shown). Primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1
At the same time, the secondary current I2 flows through the secondary winding 1b of the ignition coil 1 and the ignition plug 2 via the diode 31a. The secondary current I2 causes the spark plug 2 to fly and ignite the fuel. At this time, a diode 36 is provided on the side of the ion current detecting resistor 35 to rectify so that a resonance current or the like generated in a direction opposite to the secondary current I2 does not flow.
【0038】点火プラグ2の+放電が終了したのち、点
火プラグ2の両端に火炎が成長すると、点火プラグ2の
両端がイオン化された状態となり、数百MΩの抵抗体と
なる。なお、点火プラグ2の+放電電流の電流方向はダ
イオード31aと同方向である。すると、点火プラグ2
をバッテリ電源34(+電圧印加)からのイオン電流I
ION がイオン電流検出抵抗35、ダイオード36及び点
火コイル1の2次巻線1bを介して流れる。そして、イ
オン電流検出抵抗35を流れるイオン電流IION に対応
する電圧が端子Vout で検出される。After the + discharge of the spark plug 2 is completed, when the flame grows on both ends of the spark plug 2, both ends of the spark plug 2 become ionized and become a resistor of several hundred MΩ. The + discharge current of the spark plug 2 is in the same direction as the diode 31a. Then the spark plug 2
Is the ion current I from the battery power source 34 (+ voltage application)
ION flows through the ion current detection resistor 35, the diode 36, and the secondary winding 1b of the ignition coil 1. Then, the voltage corresponding to the ion current IION flowing through the ion current detection resistor 35 is detected at the terminal Vout.
【0039】次に、上述の図3の基本回路が採用された
図1の回路動作について、各端子等の信号波形を示す図
2のタイムチャートを参照して説明する。なお、図2
(a)には点火信号IGt、図2(b)には点火コイル
1の1次巻線1aを流れる1次電流I1 、図2(c)に
は点火コイル1の2次巻線1bを流れる2次電流I2 、
図2(d)には内燃機関が低回転時における図1の端子
Aの出力信号及び図2(e)には内燃機関が高回転時に
おける図1の端子Aの出力信号の各波形を示す。そし
て、図2(f),図2(g),図2(h)では、内燃機
関が高回転時における端子Aの出力信号の波形である図
2(e)に対応する図1の端子C,D,Bの出力信号の
各波形を示す。Next, the circuit operation of FIG. 1 in which the basic circuit of FIG. 3 is adopted will be described with reference to the time chart of FIG. 2 showing the signal waveform of each terminal and the like. Note that FIG.
The ignition signal IGt is shown in (a), the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 in FIG. 2 (b), and the secondary winding 1b flowing in the ignition coil 1 in FIG. 2 (c). Secondary current I2,
FIG. 2D shows the waveforms of the output signal of the terminal A of FIG. 1 when the internal combustion engine is at low speed, and FIG. 2E shows the waveforms of the output signal of the terminal A of FIG. 1 when the internal combustion engine is at high speed. . 2 (f), FIG. 2 (g), and FIG. 2 (h), the terminal C of FIG. 1 corresponding to FIG. 2 (e), which is the waveform of the output signal of the terminal A when the internal combustion engine is rotating at high speed. , D and B output signals are shown.
【0040】時刻t1 において、ECUからの点火信号
IGtがH(High:高)レベルとなると(図2(a)参
照)、スイッチング素子Tr1がオンとなり点火コイル1
に1次電流I1 が流れ始める(図2(b)参照)。同時
に、イオン電流生出力信号(端子Aの出力信号)に点火
オンノイズ信号SNonが重畳する(図2(d),図2
(e)参照)。すると、バンドパスフィルタ10の端子
Bからの出力信号にノイズ信号SN1 が発生する(図2
(h)参照)。At time t1, when the ignition signal IGt from the ECU becomes H (High) level (see FIG. 2A), the switching element Tr1 is turned on and the ignition coil 1
The primary current I1 begins to flow in the current (see FIG. 2 (b)). At the same time, the ignition on-noise signal SNon is superimposed on the raw ion current output signal (output signal of the terminal A) (FIGS. 2D and 2).
(E)). Then, the noise signal SN1 is generated in the output signal from the terminal B of the bandpass filter 10 (see FIG. 2).
(See (h)).
【0041】時刻t2 において、点火信号IGtがL
(Low:低)レベルとなると(図2(a)参照)、スイッ
チング素子Tr1がオフとなり点火コイル1に流れる1次
電流I1 が遮断される(図2(b)参照)。このため、
点火コイル1に2次電流I2 が流れ始めると同時に、2
次電流検出抵抗32にて2次電流I2 が検出される(図
2(c)参照)。このとき、イオン電流生出力信号(端
子Aの出力信号)に点火オフノイズ信号SNoff が重畳
する(図2(d),図2(e)参照)。また、2次電流
I2 によりディレイ回路13が動作され、マスク信号
(端子Cの出力信号)がLレベルとなる(図2(f)参
照)。このマスク信号によりマスク回路14のスイッチ
ング素子Tr2がオンとなり、マスク回路14によるマス
ク後のなましコンデンサ141が充電され始める。この
ため、イオン電流マスク後信号(端子Dの出力信号)は
時刻t4 までバッテリ電源34の電圧VB に張付いたま
まとなる(図2(g)参照)。At time t2, the ignition signal IGt becomes L
At the (Low) level (see FIG. 2A), the switching element Tr1 is turned off and the primary current I1 flowing through the ignition coil 1 is cut off (see FIG. 2B). For this reason,
At the same time as the secondary current I2 begins to flow in the ignition coil 1, 2
The secondary current I2 is detected by the secondary current detection resistor 32 (see FIG. 2C). At this time, the ignition off noise signal SNoff is superposed on the raw ion current output signal (output signal of the terminal A) (see FIGS. 2D and 2E). Further, the delay circuit 13 is operated by the secondary current I2, and the mask signal (output signal of the terminal C) becomes L level (see FIG. 2 (f)). The masking signal turns on the switching element Tr2 of the mask circuit 14, and the masking circuit 14 starts charging the smoothing capacitor 141. Therefore, the ion current masked signal (output signal of the terminal D) remains stuck to the voltage VB of the battery power source 34 until time t4 (see FIG. 2 (g)).
【0042】時刻t3 において、点火コイル1の2次電
流I2 が流れ終わると、点火コイル1の鉄心中に残った
残留磁気の影響でイオン電流生出力信号(端子Aの出力
信号)に残留磁気ノイズ信号SNRMが重畳する(図2
(d),図2(e)参照)。この残留磁気ノイズ信号S
NRMは図示上では3発の高周波パルスとなっているが点
火コイル1の1次側にダイオード11と抵抗12を挿入
することで1発までに減少させることができる。At time t3, when the secondary current I2 of the ignition coil 1 has finished flowing, the residual magnetic noise in the raw ion current output signal (the output signal of the terminal A) is caused by the residual magnetism remaining in the iron core of the ignition coil 1. Signal SNRM is superimposed (Fig. 2
(D), see FIG. 2 (e)). This residual magnetic noise signal S
The NRM has three high-frequency pulses in the figure, but can be reduced to one by inserting the diode 11 and the resistor 12 on the primary side of the ignition coil 1.
【0043】本状態においては、点火コイル1の1次側
の電流にて残留磁気ノイズパルスを消費させる方式のた
め、点火コイル1の2次側のツェナダイオード31のツ
ェナ電圧をある程度大きくして点火コイル1の2次側を
放電終了直後にオープンに近い状態にすることが肝要で
ある。なお、点火コイル1の1次側にダイオード11と
抵抗12を挿入する残留磁気の低減方法は、点火コイル
1の2次側にてイオン電流を検出する検出抵抗を備えた
ものであれば、いずれのものに対しても有効であること
は容易に推測できる。In this state, since the residual magnetic noise pulse is consumed by the primary side current of the ignition coil 1, the Zener voltage of the secondary side Zener diode 31 of the ignition coil 1 is increased to some extent to perform ignition. It is essential that the secondary side of the coil 1 be in a state close to open immediately after the end of discharge. The method of reducing the residual magnetism by inserting the diode 11 and the resistor 12 into the primary side of the ignition coil 1 is not limited as long as the secondary side of the ignition coil 1 has a detection resistor for detecting an ion current. It can be easily inferred that it is also effective for
【0044】時刻t3 のとき、マスク信号(端子Cの出
力信号)はディレイ回路13の遅延作用によりLレベル
のままである(図2(f)参照)。なお、イオン電流生
出力信号(端子Aの出力信号)からそれに重畳している
点火オンノイズ信号SNon、点火オフノイズ信号SNof
f 及び残留磁気ノイズ信号SNRMを除いたものがイオン
電流IION であり、その信号波形をイオン電流信号SI
ION として図2(d),図2(e)に示す。At time t3, the mask signal (the output signal of the terminal C) remains L level due to the delay action of the delay circuit 13 (see FIG. 2 (f)). It should be noted that the ignition-on noise signal SNon and the ignition-off noise signal SNof superposed on the ion current raw output signal (output signal of the terminal A) are superposed.
The ion current IION is obtained by removing f and the residual magnetic noise signal SNRM.
The ION is shown in Fig. 2 (d) and Fig. 2 (e).
【0045】時刻t4 において、マスク信号(端子Cの
出力信号)がHレベルとなり、イオン電流マスク後信号
(端子Dの出力信号)がイオン電流生出力信号(端子A
の出力信号)の値まで立下がる(図2(f),図2
(g)参照)。このとき、イオン電流マスク後信号(端
子Dの出力信号)は、なましコンデンサ141の放電作
用により緩やかな立下がりとなる(図2(g)参照)。
このため、バンドパスフィルタ10の端子Bからの出力
信号にはノイズが発生しない(図2(h)参照)。At time t4, the mask signal (output signal of terminal C) becomes H level, and the ion current masked signal (output signal of terminal D) becomes the ion current raw output signal (terminal A).
Output signal) (FIG. 2 (f), FIG. 2).
(See (g)). At this time, the ion current masked signal (output signal of the terminal D) gradually falls due to the discharging action of the anneal capacitor 141 (see FIG. 2 (g)).
Therefore, noise does not occur in the output signal from the terminal B of the bandpass filter 10 (see FIG. 2 (h)).
【0046】時刻t5 において、イオン電流生出力信号
(端子Aの出力信号)のイオン電流信号SIION に内燃
機関のノック信号SINOCKが重畳しているとバンドパス
フィルタ10の端子Bからの出力信号にてノック信号S
NOCKが検出できる(図2(h)参照)。At time t5, if the knock signal SINOCK of the internal combustion engine is superimposed on the ion current signal SIION of the raw ion current output signal (output signal of the terminal A), the output signal from the terminal B of the bandpass filter 10 Knock signal S
NOCK can be detected (see FIG. 2 (h)).
【0047】なお、図2(d)に示すような内燃機関が
低回転時には、イオン電流生出力信号(端子Aの出力信
号)に重畳する残留磁気ノイズ信号SNRM波形とイオン
電流信号SIION 波形とが時刻t4 で重ならない。この
ような場合には、イオン電流生出力信号(端子Aの出力
信号)に重畳した内燃機関のノック信号SINOCKは、バ
ンドパスフィルタ10の出力端子Bからの出力信号によ
ってなんら問題なく検出できる(図示略)。When the internal combustion engine as shown in FIG. 2 (d) is running at low speed, the residual magnetic noise signal SNRM waveform and the ion current signal SIION waveform superimposed on the raw ion current output signal (the output signal of the terminal A) are generated. They do not overlap at time t4. In such a case, the knock signal SINOCK of the internal combustion engine, which is superposed on the raw ion current output signal (output signal of the terminal A), can be detected by the output signal from the output terminal B of the bandpass filter 10 without any problem (illustration). Omitted).
【0048】このように、本実施例の内燃機関の燃焼状
態検出装置は、内燃機関の点火プラグ2に点火火花を発
生させる点火コイル1の2次巻線1bの低圧側に直列に
第1のダイオードとしてのダイオード36、イオン電流
検出抵抗35及びバッテリ電源34を接続すると共に、
点火コイル1の2次巻線1bの低圧側でダイオード3
6、イオン電流検出抵抗35及びバッテリ電源34に並
列に点火コイル1に発生する2次電流I2 を通電する電
流路を第2のダイオードとしてのツェナダイオード31
を介して接続するものであり、これを請求項1の実施例
とすることができる。As described above, the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment is arranged such that the first coil is connected in series to the low voltage side of the secondary winding 1b of the ignition coil 1 for generating an ignition spark in the ignition plug 2 of the internal combustion engine. While connecting the diode 36 as a diode, the ion current detection resistor 35 and the battery power source 34,
The diode 3 on the low voltage side of the secondary winding 1b of the ignition coil 1
6. A Zener diode 31 as a second diode is provided with a current path for passing the secondary current I2 generated in the ignition coil 1 in parallel with the ion current detection resistor 35 and the battery power source 34.
Connection is made through the above, and this can be the embodiment of claim 1.
【0049】したがって、ダイオード36、イオン電流
検出抵抗35及びバッテリ電源34が点火コイル1の2
次巻線1bの低圧側に接続されており、また、それらに
並列に接続される点火コイル1に発生する2次電流1b
を通電するための電流路にはツェナダイオード31が配
設されている。このイオン電流検出のための回路構成に
おいては、バッテリ電源34を使用できるため特別な電
源等を備える必要がなく、ダイオード36及びツェナダ
イオード31が高耐圧なものでなくてもよいため安価と
なる。Therefore, the diode 36, the ion current detecting resistor 35, and the battery power source 34 are connected to the ignition coil 1 in the two positions.
Secondary current 1b generated in the ignition coil 1 connected to the low voltage side of the secondary winding 1b and connected in parallel with them.
A Zener diode 31 is arranged in the current path for passing the current. In the circuit configuration for detecting the ion current, since the battery power source 34 can be used, it is not necessary to provide a special power source or the like, and the diode 36 and the zener diode 31 do not have to have a high withstand voltage, so that the cost is low.
【0050】また、本実施例の内燃機関の燃焼状態検出
装置は、点火コイル1の2次巻線1bを2次電流I2 が
流れたのちに、イオン電流検出抵抗35を流れるバッテ
リ電源34からのイオン電流IION に対応する電圧を保
護抵抗41を介して直接にボルテージフォロア9からな
る演算増幅器に入力するものであり、これを請求項2の
実施例とすることができる。Further, in the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of this embodiment, after the secondary current I2 flows through the secondary winding 1b of the ignition coil 1, the battery power source 34 flowing through the ion current detecting resistor 35 supplies the secondary current I2. The voltage corresponding to the ion current IION is directly input to the operational amplifier composed of the voltage follower 9 through the protection resistor 41, which can be the embodiment of claim 2.
【0051】したがって、点火コイル1の2次巻線1b
を2次電流I2 が流れたのちに、イオン電流検出抵抗3
5を流れるバッテリ電源34からのイオン電流IION に
対応する電圧が保護抵抗41を介して直接にボルテージ
フォロア9に入力される。即ち、イオン電流検出にバッ
テリ電源34による電源電圧VB が使用されており、イ
オン電流検出抵抗35にかかる電圧が低いためレベル変
換することなくボルテージフォロア9にそのまま入力で
きるのである。このため、付加回路による微小なイオン
電流の減少を防いでイオン電流そのものを検出すること
ができる。Therefore, the secondary winding 1b of the ignition coil 1
After the secondary current I2 flows through the
The voltage corresponding to the ion current IION from the battery power source 34 flowing through the battery 5 is directly input to the voltage follower 9 via the protection resistor 41. That is, since the power supply voltage VB from the battery power supply 34 is used for the ion current detection and the voltage applied to the ion current detection resistor 35 is low, it can be directly input to the voltage follower 9 without level conversion. Therefore, it is possible to detect the ion current itself while preventing a minute decrease in the ion current due to the additional circuit.
【0052】そして、本実施例の内燃機関の燃焼状態検
出装置は、内燃機関の始動時でバッテリ電源34のバッ
テリ電圧VB が低下する以前に、バッテリ電源34から
第3のダイオード37を介してバッテリ電源34に並列
に接続されたコンデンサ38に所定の電気量を貯留する
ものであり、これを請求項3の実施例とすることができ
る。The combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment is arranged so that the battery power source 34 supplies the battery via the third diode 37 before the battery voltage VB of the battery power source 34 drops at the time of starting the internal combustion engine. The capacitor 38 connected in parallel to the power source 34 stores a predetermined amount of electricity, and this can be the embodiment of claim 3.
【0053】したがって、コンデンサ38がバッテリ電
源34に並列に接続されており、バッテリ電源34から
第3のダイオード37を介してコンデンサ38に所定の
電気量が貯留される。このため、内燃機関の始動時でバ
ッテリ電源34のバッテリ電圧VB が低下したとして
も、コンデンサ38がバックアップ電源となって電源電
圧が安定化される。Therefore, the capacitor 38 is connected in parallel to the battery power source 34, and a predetermined amount of electricity is stored in the capacitor 38 from the battery power source 34 via the third diode 37. Therefore, even when the battery voltage VB of the battery power source 34 drops at the time of starting the internal combustion engine, the capacitor 38 functions as a backup power source and the power source voltage is stabilized.
【0054】更に、本実施例の内燃機関の燃焼状態検出
装置は、点火コイル1の1次巻線1aに並列に、点火コ
イル1の1次巻線1aを流れる1次電流I1 と逆方向に
発生する電流を整流する第4のダイオード11と点火コ
イル1に直列に接続されたスイッチング素子Tr1のオン
時に第4のダイオード11を流れる電流を減少する抵抗
12にて達成される電流減少手段とを接続するものであ
り、これを請求項4の実施例とすることができる。Further, the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of this embodiment is arranged in parallel with the primary winding 1a of the ignition coil 1 in the direction opposite to the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1. The fourth diode 11 for rectifying the generated current and the current reducing means achieved by the resistor 12 for reducing the current flowing through the fourth diode 11 when the switching element Tr1 connected in series to the ignition coil 1 are turned on. They are connected, and this can be the embodiment of claim 4.
【0055】したがって、第4のダイオード11と抵抗
12にて達成される電流減少手段とが点火コイル1の1
次巻線1aに並列に接続される。このため、第4のダイ
オード11で点火コイル1の1次巻線1aを流れる1次
電流I1 と逆方向に発生する電流が整流され、抵抗12
で点火コイル1に直列に接続されたスイッチング素子T
r1のオン時に第4のダイオード11を流れる電流が減少
されると共に、点火コイル1の2次側に発生する複数の
残留磁気ノイズパルスが点火コイル1の1次側の電流と
して消費されることで1発までに減少させることができ
る。Therefore, the current reducing means achieved by the fourth diode 11 and the resistor 12 is 1 of the ignition coil 1.
It is connected in parallel to the next winding 1a. Therefore, the current generated in the opposite direction to the primary current I1 flowing through the primary winding 1a of the ignition coil 1 is rectified by the fourth diode 11, and the resistor 12
Switching element T connected in series with ignition coil 1 at
The current flowing through the fourth diode 11 is reduced when r1 is turned on, and a plurality of residual magnetic noise pulses generated on the secondary side of the ignition coil 1 are consumed as the primary side current of the ignition coil 1. Can be reduced to 1 shot.
【0056】加えて、本実施例の内燃機関の燃焼状態検
出装置は、ボルテージフォロア9からなる演算増幅器の
出力に対し、直列に接続された第2のスイッチング素子
Tr2及び第5のダイオード142を介して直接にバッテ
リ電源34のバッテリ電圧VB を印加するマスク回路1
4を具備するものであり、これを請求項5の実施例とす
ることができる。In addition, the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, via the second switching element Tr2 and the fifth diode 142 connected in series to the output of the operational amplifier composed of the voltage follower 9. Mask circuit 1 for directly applying the battery voltage VB of the battery power source 34
4 is provided, which can be the embodiment of claim 5.
【0057】したがって、マスク回路14でボルテージ
フォロア9の出力に対し、直列に接続された第2のスイ
ッチング素子Tr2及び第5のダイオード142を介して
直接にバッテリ電源34のバッテリ電圧VB が印加され
る。このため、マスク回路14の動作中においてはボル
テージフォロア9の出力がバッテリ電圧VB に張付いた
ままとなり、その間におけるイオン電流に重畳する高周
波で設定ツェナ電圧に相当する残留磁気ノイズが除去さ
れる。Therefore, in the mask circuit 14, the battery voltage VB of the battery power source 34 is directly applied to the output of the voltage follower 9 through the second switching element Tr2 and the fifth diode 142 which are connected in series. . Therefore, while the mask circuit 14 is in operation, the output of the voltage follower 9 remains stuck to the battery voltage VB, and the residual magnetic noise corresponding to the set Zener voltage is removed by the high frequency superimposed on the ion current during that period.
【0058】加えてまた、本実施例の内燃機関の燃焼状
態検出装置は、マスク回路14によるマスク終了後にお
けるイオン電流IION の遷移状態を緩やかとするコンデ
ンサ141にて達成されるなまし手段を具備するもので
あり、これを請求項6の実施例とすることができる。In addition, the combustion state detecting apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment is provided with an annealing means which is achieved by the capacitor 141 which makes the transition state of the ion current IION after masking by the mask circuit 14 gentle. The present invention can be an embodiment of claim 6.
【0059】したがって、コンデンサ141にて達成さ
れるなまし手段でマスク回路14によるマスク終了後に
おけるイオン電流IION の遷移状態が緩やかとされる。
このため、マスク終了後のイオン電流IION ではノイズ
の重畳がない安定したものを得ることができる。Therefore, the smoothing means achieved by the capacitor 141 moderates the transition state of the ion current IION after the mask circuit 14 finishes masking.
Therefore, it is possible to obtain a stable ion current IION after the mask is finished without noise superposition.
【0060】ところで、上記実施例において、図1では
点火プラグ2を−放電にするために、ツェナダイオード
31を配設したものであるが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、図4の基本回路で
説明したように、点火プラグ2を+放電とすれば、ダイ
オードでもよい。また、+放電によるバッテリ電源34
の電圧VB の+側印加の構成とすれば、図2に示す時刻
t1 で発生する点火コイル1のオン時の電圧(通常はオ
フ時に点火プラグ2が飛火する)によって点火プラグ2
が誤点火することのない構成とできる。By the way, in the above embodiment, the zener diode 31 is provided in order to make the spark plug 2 negatively discharged in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. However, as described in the basic circuit of FIG. 4, if the spark plug 2 is positively discharged, it may be a diode. In addition, the battery power source 34 by + discharge
If the voltage VB is applied to the positive side, the ignition plug 2 is driven by the voltage when the ignition coil 1 is turned on, which is normally generated when the ignition plug 2 is turned off, at the time t1 shown in FIG.
Can be configured so that it does not erroneously ignite.
【0061】また、上記実施例において、内燃機関の燃
焼有無のみを検出するのであれば、図2(d),図2
(e)に示す端子Aの出力信号または図2(g)に示す
端子Dの出力信号の波形にイオン電流が重畳しているこ
とを認識すればよい。Further, in the above embodiment, if only the presence or absence of combustion of the internal combustion engine is to be detected, then FIG.
It should be recognized that the ionic current is superposed on the waveform of the output signal of the terminal A shown in (e) or the output signal of the terminal D shown in FIG.
【0062】更に、上述の実施例における内燃機関の燃
焼状態検出装置の変形例について図5を参照して説明す
る。図5は図1の回路図における端子Aの出力信号、即
ち、イオン電流の発生に基づく出力信号の検出部分を示
す回路図である。なお、上述の実施例と同様の構成また
は相当部分からなるものについては同一符号及び同一記
号を付してその詳細な説明を省略する。Further, a modification of the combustion state detecting device for the internal combustion engine in the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a detection portion of the output signal of the terminal A in the circuit diagram of FIG. 1, that is, the output signal based on the generation of the ion current. It should be noted that the same reference numerals and symbols are given to those having the same configurations or corresponding portions as those of the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
【0063】図1においては、イオン電流検出抵抗35
による検出電圧がインピーダンス整合の保護抵抗として
の抵抗41を介して演算増幅器であるボルテージフォロ
ア9に入力されている。このボルテージフォロア9に替
え、図5の回路では差動増幅回路9′とされており、イ
オン電流検出抵抗35の両端の電圧がインピーダンス整
合の保護抵抗としての抵抗41,45を介して差動増幅
回路9′を構成する各演算増幅器OP1 ,OP2 に入力
され、その差動出力に基づきイオン電流検出抵抗35に
よる検出電圧が増幅される。ここで、差動増幅回路9′
内の抵抗46,47の抵抗値をそれぞれR1,R2 とす
る。すると、イオン電流検出抵抗35の両端で検出され
る電圧が(1+R1 /R2 )倍となり端子Aから出力さ
れる。このため、本回路を用いることでイオン電流出力
に対応する電圧値をコンデンサ等を使用することなく必
要最小限の素子にて任意の大きさに増幅することができ
る。In FIG. 1, the ion current detecting resistor 35 is used.
The voltage detected by is input to the voltage follower 9, which is an operational amplifier, through the resistor 41 as a protection resistor for impedance matching. The voltage follower 9 is replaced by a differential amplifier circuit 9'in the circuit of FIG. 5, and the voltage across the ion current detection resistor 35 is differentially amplified via resistors 41 and 45 as impedance matching protection resistors. The voltage detected by the ionic current detection resistor 35 is amplified based on the differential output that is input to the operational amplifiers OP1 and OP2 that form the circuit 9 '. Here, the differential amplifier circuit 9 '
The resistance values of the resistors 46 and 47 in the inside are respectively set as R1 and R2. Then, the voltage detected at both ends of the ion current detecting resistor 35 becomes (1 + R1 / R2) times and is output from the terminal A. Therefore, by using this circuit, the voltage value corresponding to the ion current output can be amplified to an arbitrary size by using the minimum necessary elements without using a capacitor or the like.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の内燃機
関の燃焼状態検出装置によれば、第1のダイオード、イ
オン電流検出抵抗及びバッテリ電源が点火コイルの2次
巻線の低圧側に接続されており、また、それらに並列に
接続される点火コイルに発生する2次電流を通電するた
めの電流路には第2のダイオードが配設されている。こ
れにより、第1のダイオード及び第2のダイオードは高
耐圧なものでなくてもよく、また、バッテリ電源が使用
でき特別な電源を必要としないため、内燃機関の燃焼状
態検出のためのイオン電流検出を安価な構成にて達成す
ることができる。As described above, according to the combustion state detecting device for the internal combustion engine of the first aspect, the first diode, the ion current detecting resistor and the battery power source are provided on the low voltage side of the secondary winding of the ignition coil. A second diode is arranged in the current path for passing the secondary current generated in the ignition coils connected to and connected in parallel with them. As a result, the first diode and the second diode do not have to have a high withstand voltage, and since a battery power source can be used and a special power source is not required, an ion current for detecting the combustion state of the internal combustion engine can be obtained. The detection can be achieved with an inexpensive configuration.
【0065】請求項2の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、請求項1の効果に加えて、点火コイルの2次巻
線を2次電流が流れたのちに、イオン電流検出抵抗を流
れるバッテリ電源からのイオン電流に対応する電圧が保
護抵抗を介して直接に演算増幅器に入力される。即ち、
イオン電流検出にバッテリ電源による電源電圧が使用さ
れており、イオン電流検出抵抗にかかる電圧が低いため
演算増幅器にそのまま入力できるのである。これによ
り、付加回路による微小なイオン電流の減少を防ぐこと
ができる。According to the combustion state detecting device for an internal combustion engine of claim 2, in addition to the effect of claim 1, the secondary current of the ignition coil flows, and then the ion current detecting resistor flows. The voltage corresponding to the ion current from the battery power source is directly input to the operational amplifier via the protection resistor. That is,
The power supply voltage from the battery power supply is used for ion current detection, and since the voltage applied to the ion current detection resistor is low, it can be directly input to the operational amplifier. As a result, it is possible to prevent a minute decrease in ion current due to the additional circuit.
【0066】請求項3の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、請求項1または請求項2の効果に加えて、コン
デンサがバッテリ電源に並列に接続されており、バッテ
リ電源から第3のダイオードを介してコンデンサに所定
の電気量が貯留される。これにより、内燃機関の始動時
でバッテリ電源のバッテリ電圧が低下したときには、コ
ンデンサがバックアップ電源となって電源電圧を安定化
することができる。According to the combustion state detecting device for an internal combustion engine of claim 3, in addition to the effect of claim 1 or claim 2, the capacitor is connected in parallel to the battery power source, and the third diode from the battery power source is connected. A predetermined amount of electricity is stored in the capacitor via the. As a result, when the battery voltage of the battery power supply drops at the time of starting the internal combustion engine, the capacitor serves as a backup power supply and can stabilize the power supply voltage.
【0067】請求項4の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、請求項1乃至請求項3のいずれか1つの効果に
加えて、第4のダイオードと電流減少手段とが点火コイ
ルの1次巻線に並列に接続される。このため、第4のダ
イオードで点火コイルの1次巻線を流れる1次電流と逆
方向に発生する電流が整流され、電流減少手段で点火コ
イルに直列に接続されたスイッチング素子のオン時に第
4のダイオードを流れる電流が減少される。これによ
り、点火コイルの2次側に発生する残留磁気ノイズが共
振する期間を大幅に減らすことができる。According to the combustion state detecting device of the internal combustion engine of claim 4, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, the fourth diode and the current reducing means are the primary of the ignition coil. Connected in parallel to the winding. Therefore, the current generated in the opposite direction to the primary current flowing through the primary winding of the ignition coil is rectified by the fourth diode, and when the switching element connected in series to the ignition coil is turned on by the current reducing means, the fourth current is generated. The current flowing through the diode is reduced. As a result, the period during which the residual magnetic noise generated on the secondary side of the ignition coil resonates can be significantly reduced.
【0068】請求項5の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、請求項1乃至請求項4のいずれか1つの効果に
加えて、マスク回路で演算増幅器の出力に対し、直列に
接続された第2のスイッチング素子及び第5のダイオー
ドを介して直接にバッテリ電源のバッテリ電圧が印加さ
れる。これにより、マスク回路の動作中においては演算
増幅器の出力がバッテリ電圧に張付いたままとなり、こ
の間におけるイオン電流に重畳する残留磁気ノイズを除
去することができる。According to the combustion state detecting device for the internal combustion engine of claim 5, in addition to the effect of any one of claims 1 to 4, the mask circuit is connected in series to the output of the operational amplifier. The battery voltage of the battery power source is directly applied via the second switching element and the fifth diode. As a result, the output of the operational amplifier remains stuck to the battery voltage during operation of the mask circuit, and residual magnetic noise superimposed on the ion current during this period can be removed.
【0069】請求項6の内燃機関の燃焼状態検出装置に
よれば、請求項5の効果に加えて、なまし手段でマスク
回路によるマスク終了後におけるイオン電流の遷移状態
が緩やかとされる。これにより、マスク終了後のイオン
電流波形をノイズが重畳しない安定したものとすること
ができる。According to the combustion state detecting device for an internal combustion engine of claim 6, in addition to the effect of claim 5, the moderation means makes the transition state of the ionic current gentle after the mask circuit finishes the masking. As a result, the ion current waveform after masking can be made stable without noise superposition.
【図1】 図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
燃焼状態検出装置の全体構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a combustion state detection device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図2は図1の回路図における各端子等の信号
波形を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing signal waveforms of respective terminals and the like in the circuit diagram of FIG.
【図3】 図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
燃焼状態検出装置におけるイオン電流検出の基本回路を
示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a basic circuit for ion current detection in a combustion state detection device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図4】 図4は図3のイオン電流検出の他の基本回路
を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing another basic circuit for detecting the ion current of FIG.
【図5】 図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
燃焼状態検出装置の変形例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a modification of the internal combustion engine combustion state detection apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図6】 図6は従来の内燃機関の燃焼状態検出装置に
おけるイオン電流検出回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an ion current detection circuit in a conventional combustion state detection device for an internal combustion engine.
【図7】 図7は従来の内燃機関の燃焼状態検出装置に
おける他のイオン電流検出回路を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing another ion current detection circuit in a conventional combustion state detection device for an internal combustion engine.
【図8】 図8は従来の内燃機関の燃焼状態検出装置に
おける更に他のイオン電流検出回路を示す回路図であ
る。FIG. 8 is a circuit diagram showing still another ion current detection circuit in a conventional combustion state detection device for an internal combustion engine.
1 点火コイル 1a 1次巻線 1b 2次巻線 2 点火プラグ 9,15 ボルテージフォロア 10 バンドパスフィルタ 13 ディレイ回路 14 マスク回路 1 Ignition coil 1a Primary winding 1b Secondary winding 2 Spark plug 9,15 Voltage follower 10 Bandpass filter 13 Delay circuit 14 Mask circuit
Claims (6)
させる点火コイルの2次巻線の低圧側に直列に第1のダ
イオード、イオン電流検出抵抗及びバッテリ電源を接続
すると共に、前記点火コイルの前記2次巻線の低圧側で
前記ダイオード、前記イオン電流検出抵抗及び前記バッ
テリ電源に並列に前記点火コイルに発生する2次電流を
通電する電流路を第2のダイオードを介して接続するこ
とを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。1. A first diode, an ion current detection resistor, and a battery power source are connected in series to the low-voltage side of a secondary winding of an ignition coil for generating an ignition spark in an ignition plug of an internal combustion engine, and the ignition coil of the ignition coil is connected. On the low voltage side of the secondary winding, a current path for passing a secondary current generated in the ignition coil in parallel with the diode, the ion current detection resistor, and the battery power source is connected via a second diode. An internal combustion engine combustion state detecting device.
流が流れたのちに、前記イオン電流検出抵抗を流れる前
記バッテリ電源からのイオン電流に対応する電圧を保護
抵抗を介して演算増幅器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。2. An operational amplifier which supplies a voltage corresponding to an ion current from the battery power source, which flows through the ion current detection resistor after a secondary current flows through the secondary winding of the ignition coil, through a protection resistor. The combustion state detecting device for the internal combustion engine according to claim 1, wherein
源のバッテリ電圧が低下する以前に、前記バッテリ電源
から第3のダイオードを介して前記バッテリ電源に並列
に接続されたコンデンサに所定の電気量を充電しておく
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃
機関の燃焼状態検出装置。3. Before the battery voltage of the battery power source at the time of starting the internal combustion engine drops, a predetermined amount of electricity is stored in a capacitor connected in parallel to the battery power source from the battery power source via a third diode. The combustion state detection device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the combustion state detection device is charged.
記点火コイルの前記1次巻線を流れる1次電流と逆方向
に発生する電流を整流する第4のダイオードと前記点火
コイルに直列に接続されたスイッチング素子のオン時に
前記第4のダイオードを流れる電流を減少させる電流減
少手段とを接続することを特徴とする請求項1乃至請求
項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃焼状態検出装
置。4. A fourth diode for rectifying a current generated in a direction opposite to a primary current flowing through the primary winding of the ignition coil in parallel with the primary winding of the ignition coil and the ignition coil. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein a switching element connected in series is connected to a current reducing unit that reduces a current flowing through the fourth diode when the switching element is turned on. Combustion state detection device.
列に接続された第2のスイッチング素子及び第5のダイ
オードを介して前記バッテリ電源のバッテリ電圧を印加
するマスク回路を具備することを特徴とする請求項1乃
至請求項4のいずれか1つに記載された内燃機関の燃焼
状態検出装置。5. A mask circuit for applying a battery voltage of the battery power source to the output of the operational amplifier via a second switching element and a fifth diode connected in series to the output of the operational amplifier. The combustion state detection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
後におけるイオン電流の遷移状態を緩やかとするなまし
手段を具備することを特徴とする請求項5に記載の内燃
機関の燃焼状態検出装置。6. The combustion state detecting device for an internal combustion engine according to claim 5, further comprising an averaging means for grading a transition state of the ion current after the mask circuit finishes masking.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14276795A JPH08338298A (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Burning state detecting device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14276795A JPH08338298A (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Burning state detecting device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08338298A true JPH08338298A (en) | 1996-12-24 |
Family
ID=15323117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14276795A Pending JPH08338298A (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Burning state detecting device for internal combustion engine |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH08338298A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2787834A1 (en) * | 1998-12-28 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | COMBUSTION STATE DETECTION DEVICE FOR COMBUSTION ENGINE |
US6222368B1 (en) | 1998-01-28 | 2001-04-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ion current detection apparatus |
JP2010529362A (en) * | 2007-06-12 | 2010-08-26 | ルノー・エス・アー・エス | Measuring device for high frequency ignition system for internal combustion engine |
JP2012237283A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | Ion current detector |
JP2015529774A (en) * | 2012-09-12 | 2015-10-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Ignition device for internal combustion engine |
JP2015529775A (en) * | 2012-09-12 | 2015-10-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Ignition device for internal combustion engine |
-
1995
- 1995-06-09 JP JP14276795A patent/JPH08338298A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6222368B1 (en) | 1998-01-28 | 2001-04-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ion current detection apparatus |
FR2787834A1 (en) * | 1998-12-28 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | COMBUSTION STATE DETECTION DEVICE FOR COMBUSTION ENGINE |
JP2010529362A (en) * | 2007-06-12 | 2010-08-26 | ルノー・エス・アー・エス | Measuring device for high frequency ignition system for internal combustion engine |
JP2012237283A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | Ion current detector |
US8860419B2 (en) | 2011-05-13 | 2014-10-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Ion current detector |
JP2015529774A (en) * | 2012-09-12 | 2015-10-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Ignition device for internal combustion engine |
JP2015529775A (en) * | 2012-09-12 | 2015-10-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Ignition device for internal combustion engine |
US9651016B2 (en) | 2012-09-12 | 2017-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system for an internal combustion engine |
US9784230B2 (en) | 2012-09-12 | 2017-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system for an internal combustion engine |
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