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JPH10300634A - Burning state detector - Google Patents

Burning state detector

Info

Publication number
JPH10300634A
JPH10300634A JP10755097A JP10755097A JPH10300634A JP H10300634 A JPH10300634 A JP H10300634A JP 10755097 A JP10755097 A JP 10755097A JP 10755097 A JP10755097 A JP 10755097A JP H10300634 A JPH10300634 A JP H10300634A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulator
combustion
detecting
ion current
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10755097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Sato
靖之 佐藤
Tokio Kohama
時男 小浜
Toru Yoshinaga
融 吉永
Hiroshi Yorita
浩 頼田
Koji Sakakibara
榊原  浩二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Nippon Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP10755097A priority Critical patent/JPH10300634A/en
Publication of JPH10300634A publication Critical patent/JPH10300634A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a burning state detector in which failure due to the charge movement of the insulator surface of a firing plug can be canceled. SOLUTION: Ion currents generated accompanied with voltage application to a firing plug 2 in a capacitor 23 are detected by a current detecting resistance 24. The firing plug 2 is provided with electrodes 18 and 19 for detecting an insulator potential for detecting the potential of an insulator, and the generation of a noise is judged from the change of the potential detected by the electrodes 18 and 19 by a judging circuit 37, and when the noise is generated, digital, switches 27 and 33 are opened. A burning state by a burning ion which is present in a burning chamber during burning is detected from ion currents detected by the current detecting resistance 24 in the post-stages of the digital switches 27 and 33.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃焼
状態を検出する燃焼状態検出装置に係り、詳しくはイオ
ン電流により燃焼状態を検出する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 detecting a combustion state of an internal combustion engine, and more particularly to a combustion state detecting device for detecting a combustion state by an ionic current.

【0002】[0002]

【従来の技術】点火プラグの電極に印加された電圧によ
り燃焼時に発生したイオンを検出し、燃焼状態を把握す
ることが検討されている。そして、内燃機関のノック検
出のために点火プラグでイオン電流を検出する例とし
て、米国特許第4,491,110号がある。これは、
点火プラグに正電圧を印加し、点火プラグに流れるイオ
ン電流のノック周波数成分の振幅からノック強度を計る
ものである。この技術を図7を用いてより具体的に説明
すると、点火プラグ100は碍子101にて中心電極1
02とハウジング103とが絶縁され、ハウジング10
3に接地電極104が固定されており、点火のための放
電終了後において電極102,104間に電圧を印加
し、この際に流れる電流(燃焼により発生したイオン電
流)をイオン電流検出回路105においてイオン電流検
出抵抗106を用いて検出するものである。
2. Description of the Related Art It has been studied to detect ions generated at the time of combustion by using a voltage applied to an electrode of a spark plug to grasp a combustion state. U.S. Pat. No. 4,491,110 discloses an example of detecting an ion current with a spark plug for knock detection of an internal combustion engine. this is,
A positive voltage is applied to the ignition plug, and the knock intensity is measured from the amplitude of the knock frequency component of the ion current flowing through the ignition plug. This technique will be described in more detail with reference to FIG.
02 and the housing 103 are insulated, and the housing 10
3, a voltage is applied between the electrodes 102 and 104 after the discharge for ignition is completed, and the current flowing at this time (ion current generated by combustion) is detected by the ion current detection circuit 105. The detection is performed using the ion current detection resistor 106.

【0003】このように点火プラグ100でイオン電流
を計測する場合、図7に示すように点火のために放電し
た後も点火プラグ碍子101の表面に電荷が残ってお
り、この電荷が温度の変化等の理由で、一度に流れ出る
ことがある。つまり、点火プラグ100を利用すると、
点火時に印加された高電圧によりプラグ碍子表面に電荷
が寄生し、その電荷がランダムな時に移動し、電気信号
を発生する。この電気信号の中には、燃焼信号と同じ直
流成分を持ち、ノックと同じ周波数の成分を含み、電気
回路(105)のみでその影響を除去することは困難で
あり、失火検出やノック検出の信頼性低下の原因となっ
ていた。
When the ion current is measured by the ignition plug 100 as described above, electric charges remain on the surface of the ignition plug insulator 101 even after discharging for ignition as shown in FIG. For some reason, it may flow out at once. That is, when the ignition plug 100 is used,
Charges are parasitic on the surface of the plug insulator due to the high voltage applied at the time of ignition, and the charges move at random times to generate electric signals. This electric signal has the same direct current component as the combustion signal, contains the same frequency component as the knock, and it is difficult to remove the influence only by the electric circuit (105). This has caused a decrease in reliability.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、点火プラグの碍子表面の電荷移動による不具合を
解消することができる燃焼状態検出装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a combustion state detecting device which can solve the problem caused by the charge transfer on the insulator surface of the ignition plug.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、(1)点火プラグの碍子の電位を検出する碍子電位
検出手段と、(2)碍子電位検出手段にて検出される電
位の変化からノイズの発生を判定する判定手段とを具備
したことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, there are provided (1) an insulator potential detecting means for detecting a potential of an insulator of a spark plug, and (2) a potential of the insulator detected by the insulator potential detecting means. Determining means for determining the occurrence of noise from the change.

【0006】このような構成を採用することにより、電
圧印加手段による前記点火プラグへの電圧印加に伴い発
生するイオン電流がイオン電流検出手段にて検出され、
また、判定手段により碍子電位検出手段にて検出される
電位の変化からノイズの発生が判定される。そして、こ
の判定手段の判定結果に基づいて燃焼状態検出手段にて
イオン電流検出手段により検出されたイオン電流から燃
焼中燃焼室に存在する燃焼イオンによる燃焼状態が検出
される。
[0006] By adopting such a configuration, an ion current generated when the voltage is applied to the ignition plug by the voltage applying means is detected by the ion current detecting means.
Further, the occurrence of noise is determined from the change in the potential detected by the insulator potential detecting means by the determining means. Then, based on the result of the determination by the determination means, the combustion state by the combustion ions present in the combustion chamber during combustion is detected from the ion current detected by the ion current detection means by the combustion state detection means.

【0007】このようにして、点火プラグの碍子表面の
電荷移動によるノイズを考慮した燃焼状態の検出を行う
ことができる。請求項2に記載の発明は、(1)点火プ
ラグの碍子に装着され、碍子表面の電荷の移動を電気信
号として取り出すための碍子電位検出用電極と、(2)
碍子電位検出用電極による電気信号から点火プラグでの
碍子表面の電荷の移動に起因する交流ノイズの発生を検
出する交流ノイズ検出手段と、(3)交流ノイズ検出手
段が交流ノイズの発生を検出すると、当該ノイズ発生期
間における燃焼状態検出手段へのイオン電流の入力を遮
断、又は、燃焼状態検出手段による燃焼状態の検出処理
を禁止するマスク手段とを具備したことを特徴としてい
る。
[0007] In this manner, the combustion state can be detected in consideration of the noise due to the charge transfer on the insulator surface of the ignition plug. According to a second aspect of the present invention, there is provided (1) an insulator potential detecting electrode which is attached to the insulator of the spark plug and takes out the movement of the electric charge on the insulator surface as an electric signal;
AC noise detecting means for detecting the occurrence of AC noise due to the movement of electric charges on the insulator surface at the spark plug from the electric signal from the insulator potential detecting electrode; and (3) detecting the occurrence of AC noise by the AC noise detecting means. And a mask means for interrupting the input of the ionic current to the combustion state detection means during the noise generation period or prohibiting the combustion state detection processing by the combustion state detection means.

【0008】このような構成を採用することにより、イ
オン電流検出手段により、電圧印加手段による点火プラ
グへの電圧印加に伴い発生するイオン電流が検出され
る。燃焼状態検出手段はイオン電流検出手段により検出
されたイオン電流に基づいて、燃焼中燃焼室に存在する
燃焼イオンによる燃焼状態を検出する。一方、点火プラ
グの碍子には碍子表面の電荷の移動を電気信号として取
り出すための碍子電位検出用電極が装着されており、交
流ノイズ検出手段により、碍子電位検出用電極による電
気信号から点火プラグでの碍子表面の電荷の移動に起因
する交流ノイズの発生が検出される。そして、マスク手
段は、交流ノイズ検出手段が交流ノイズの発生を検出す
ると、当該ノイズ発生期間における燃焼状態検出手段へ
のイオン電流の入力を遮断、又は、燃焼状態検出手段に
よる燃焼状態の検出処理を禁止する。
By employing such a configuration, the ion current detecting means detects the ion current generated when the voltage applying means applies the voltage to the ignition plug. The combustion state detection means detects a combustion state due to the combustion ions present in the combustion chamber during combustion based on the ion current detected by the ion current detection means. On the other hand, the insulator of the spark plug is equipped with an insulator potential detection electrode for extracting the movement of the electric charge on the insulator surface as an electric signal, and the AC noise detection means converts the electric signal from the insulator potential detection electrode into a spark plug. Of the AC noise caused by the movement of the electric charge on the surface of the insulator is detected. When the AC noise detection unit detects the occurrence of the AC noise, the mask unit shuts off the input of the ionic current to the combustion state detection unit during the noise generation period, or executes the combustion state detection processing by the combustion state detection unit. Ban.

【0009】従って、燃焼状態検出系に対し、点火プラ
グの碍子表面の電荷の移動がノイズとして作用しようと
するが、ノイズ発生時には燃焼状態検出系の処理が中断
されノイズの影響を受けなく精度の高い測定を行うこと
ができ、点火プラグの碍子表面の電荷移動による不具合
を解消することができる。
Therefore, the movement of the electric charge on the surface of the insulator of the ignition plug tends to act as noise on the combustion state detection system. However, when the noise is generated, the processing of the combustion state detection system is interrupted and the accuracy is not affected by the noise. High measurement can be performed, and problems caused by charge transfer on the insulator surface of the ignition plug can be eliminated.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。図1は、本実施の形態
における内燃機関(エンジン)の燃焼状態検出装置を示
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a combustion state detection device for an internal combustion engine (engine) according to the present embodiment.

【0011】トランス(点火コイル)1の二次側巻線1
bにはイオン電流検出用点火プラグ2が設けられ、同プ
ラグ2はその先端が図2に示すようにエンジンの燃焼室
Rcに突設されている。同燃焼状態検出装置は、このイ
オン電流検出用点火プラグ2により点火を行うととも
に、点火用の放電終了後にプラグ2に電圧を印加して燃
焼により発生したイオン電流を検出することにより燃焼
状態を検出するものである。
Secondary winding 1 of transformer (ignition coil) 1
The b is provided with an ignition plug 2 for detecting an ion current, and the tip of the plug 2 projects from the combustion chamber Rc of the engine as shown in FIG. The combustion state detecting device detects the combustion state by igniting with the ion current detection spark plug 2 and applying a voltage to the plug 2 after the discharge for ignition to detect an ion current generated by combustion. Is what you do.

【0012】図2のイオン電流検出用点火プラグ2の縦
断面図において、同プラグ2はハウジング3と絶縁碍子
4と電極(中心電極5、接地電極6)を主要部としてお
り、ハウジング3にて絶縁碍子4の支持およびプラグ2
のエンジンへの取付けが行われ、絶縁碍子4にて中心電
極5とハウジング3とが絶縁される。
In the longitudinal sectional view of the ion current detecting spark plug 2 shown in FIG. 2, the plug 2 mainly includes a housing 3, an insulator 4, and electrodes (center electrode 5, ground electrode 6). Support of insulator 4 and plug 2
Is mounted on the engine, and the center electrode 5 and the housing 3 are insulated by the insulator 4.

【0013】絶縁碍子4はアルミナ磁器よりなり、その
中心に軸孔7が設けられている。絶縁碍子4の軸孔7に
おける上部には金属製の中軸8が挿通されている。中軸
8の頭部には端子9がねじ込み固定されている。円筒状
のハウジング3は、耐熱,耐食,導電性を有する金属で
構成され、このハウジング3の内側にリング状気密パッ
キン10及びかしめリング11を介して前記絶縁碍子4
が固定されている。このハウジング3にはねじ部12が
設けられ、ねじ部12によりプラグ2がエンジンのシリ
ンダヘッドCHに固定されている。より詳しくは、シリ
ンダヘッドCHに設けられた点火プラグ取付穴に螺入さ
れている。
The insulator 4 is made of alumina porcelain, and has a shaft hole 7 at the center thereof. A metal middle shaft 8 is inserted into an upper portion of the shaft hole 7 of the insulator 4. A terminal 9 is screwed and fixed to the head of the center shaft 8. The cylindrical housing 3 is made of a metal having heat resistance, corrosion resistance, and conductivity, and the insulator 4 is provided inside the housing 3 through a ring-shaped airtight packing 10 and a caulking ring 11.
Has been fixed. The housing 3 is provided with a screw portion 12, and the plug 2 is fixed to the cylinder head CH of the engine by the screw portion 12. More specifically, it is screwed into a spark plug mounting hole provided in the cylinder head CH.

【0014】中心電極5は、円筒形のケーシング13
と、ケーシング13内の下端部に設けられるチップ14
と、ケーシング13内に設けられる熱価調節用芯棒15
とにより構成されている。ケーシング13はNi合金よ
りなり、チップ14はTiOとAl2 3 よりなる導電
性セラミックで構成され、熱価調節用芯棒15は熱伝導
性良好なCuよりなる。円筒形ケーシング13は、その
上端の近くにはふくらみ部16が設けられている。チッ
プ14はケーシング13に格納され、その先端より僅か
に突出している。
The center electrode 5 has a cylindrical casing 13.
And a chip 14 provided at a lower end portion in the casing 13.
And a heat value adjusting core rod 15 provided in the casing 13.
It is composed of The casing 13 is made of a Ni alloy, the tip 14 is made of a conductive ceramic made of TiO and Al 2 O 3 , and the core rod 15 for adjusting heat value is made of Cu having good heat conductivity. The cylindrical casing 13 has a bulge 16 near its upper end. The tip 14 is stored in the casing 13 and slightly protrudes from its tip.

【0015】芯棒15は、粉末状のCuをケーシング1
3内にチップ14の底面を押圧するように充填して、溶
融させた後固まらせて固定したものである。かかる中心
電極5は前記絶縁碍子4の軸孔7の下部に挿入されてお
り、この芯棒15によって熱の引けがよくなる。
The core rod 15 is made of a powdery Cu
The chip 3 is filled so as to press the bottom surface of the chip 14, pressed, melted, then solidified and fixed. The center electrode 5 is inserted into the lower portion of the shaft hole 7 of the insulator 4, and the core rod 15 improves heat dissipation.

【0016】絶縁碍子4の軸孔7内には導電性ガラスシ
ール層17が封着され、導電性ガラスシール層17は銅
粉末と低融点ガラスより構成されている。このシール層
17により中軸8と中心電極5とが電気的に接続される
とともに、両者が絶縁碍子4の軸孔7に移動不能に固着
されている。
A conductive glass seal layer 17 is sealed in the shaft hole 7 of the insulator 4, and the conductive glass seal layer 17 is made of copper powder and low-melting glass. The center shaft 8 and the center electrode 5 are electrically connected by the seal layer 17, and both are fixed to the shaft hole 7 of the insulator 4 immovably.

【0017】ハウジング3の下端面には接地電極6が溶
接固定されている。接地電極6はJ字状に屈曲形成さ
れ、耐熱,腐食,導電性を有する金属よりなる。中心電
極5と接地電極6との間の空隙が火花放電ギャップ部
(火花隙間)となる。そして、点火の際に中心電極5に
高電圧が印加されると、火花放電が開始され火花が飛び
混合気への着火が行われる。
A ground electrode 6 is fixed to the lower end surface of the housing 3 by welding. The ground electrode 6 is bent in a J-shape and is made of a metal having heat resistance, corrosion, and conductivity. The gap between the center electrode 5 and the ground electrode 6 becomes a spark discharge gap (spark gap). Then, when a high voltage is applied to the center electrode 5 at the time of ignition, spark discharge is started, the spark flies, and the mixture is ignited.

【0018】このように点火プラグ2は、中心電極5と
ハウジング3とが碍子4にて絶縁され、接地電極6を固
定するハウジング3にてエンジンのシリンダヘッドCH
に取り付けられている。
As described above, the spark plug 2 has the center electrode 5 and the housing 3 insulated by the insulator 4 and the housing 3 to which the ground electrode 6 is fixed.
Attached to.

【0019】さらに本実施形態における点火プラグ2
は、碍子4におけるハウジング3の上端部より僅かに上
方の位置での外表面にはリング状の碍子電位検出用電極
18が形成されている。碍子電位検出用電極18はAg
(銀)の厚膜よりなる。また、碍子4における下端部で
の外表面にはリング状の碍子電位検出用電極19が形成
されている。碍子電位検出用電極19はAg(銀)の厚
膜よりなる。このように、点火プラグ2の碍子表面に電
極(プローブ)18,19が装着され、この電極(碍子
電位検出手段)18,19により碍子表面の電位が検出
できるようになっている。即ち、電極18,19にて碍
子表面の電荷の移動を電気信号(交流ノイズ信号)とし
て取り出すことができるようになっている。
Further, the spark plug 2 according to the present embodiment
A ring-shaped insulator potential detecting electrode 18 is formed on the outer surface of the insulator 4 at a position slightly above the upper end of the housing 3. The insulator potential detecting electrode 18 is made of Ag.
(Silver) thick film. A ring-shaped insulator potential detecting electrode 19 is formed on the outer surface of the lower end of the insulator 4. The insulator potential detecting electrode 19 is made of a thick film of Ag (silver). As described above, the electrodes (probes) 18 and 19 are mounted on the insulator surface of the ignition plug 2, and the potential on the insulator surface can be detected by the electrodes (insulator potential detecting means) 18 and 19. That is, the movement of the charge on the insulator surface can be extracted as an electric signal (AC noise signal) at the electrodes 18 and 19.

【0020】このような構成の点火プラグ2を用いた図
1に示す内燃機関の燃焼状態検出装置の構成を説明す
る。図1において、点火プラグ2の端子9(中心電極
5)には、トランス1の二次側巻線1bが接続されてい
る。また、トランス1の一次側巻線1aの一方の端子に
はバッテリ20が接続され、一次側巻線1aの他方の端
子にはバッテリ20による電圧の印加をON/OFFす
るためのスイッチングトランジスタ21のコレクタが接
続されている。スイッチングトランジスタ21のべース
にはマイクロコンピュータを主体として構成されるエン
ジン制御用ECU(エンジン制御用電子制御ユニット)
22が接続されている。エンジン制御用ECU22は、
その時々の機関運転状態に基づいて点火信号IGTを生
成し、当該点火信号IGTをスイッチングトランジスタ
21のべースに出力する。
The configuration of the combustion state detecting device for an internal combustion engine shown in FIG. 1 using the ignition plug 2 having such a configuration will be described. In FIG. 1, a secondary winding 1b of the transformer 1 is connected to a terminal 9 (center electrode 5) of the ignition plug 2. A battery 20 is connected to one terminal of the primary winding 1a of the transformer 1, and a switching transistor 21 for turning on / off the application of voltage by the battery 20 is connected to the other terminal of the primary winding 1a. Collector is connected. An engine control ECU (engine control electronic control unit) mainly composed of a microcomputer is provided on the basis of the switching transistor 21.
22 are connected. The engine control ECU 22 includes:
An ignition signal IGT is generated based on the engine operating state at that time, and the ignition signal IGT is output to the base of the switching transistor 21.

【0021】かかる場合、点火プラグ2、トランス1等
によりエンジンの燃焼室に導入された燃料と空気との混
合気が点火される。つまり、エンジン制御用ECU22
から点火信号IGTとしてHレベル信号が出力されると
上記スイッチングトランジスタ21がONされ、バッテ
リ20から点火コイルとしての役割をなすトランス1に
点火用エネルギが蓄積される。その後、点火信号IGT
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2の電極5,6間に高電圧が印加され、電極5,
6間に火花放電が発生する。該火花放電により前記混合
気が点火され、燃焼に供される。
In such a case, the mixture of fuel and air introduced into the combustion chamber of the engine is ignited by the ignition plug 2, the transformer 1, and the like. That is, the engine control ECU 22
Outputs an H level signal as an ignition signal IGT, the switching transistor 21 is turned on, and ignition energy is accumulated from the battery 20 in the transformer 1 serving as an ignition coil. After that, the ignition signal IGT
Changes from the H level to the L level, a high voltage is applied between the electrodes 5 and 6 of the ignition plug 2 by electromagnetic induction,
A spark discharge occurs between the six. The mixture is ignited by the spark discharge and provided for combustion.

【0022】一方、トランス1の二次側巻線1bとグラ
ンドとの間にはコンデンサ23と電流検出抵抗24とが
直列に接続されている。イオン電流検出手段としての電
流検出抵抗24は、混合気の燃焼時において電極5,6
間に流れるイオン電流を検出するためのものである。ま
た、コンデンサ23にはツェナーダイオード25が並列
接続されるとともに、電流検出抵抗24にはダイオード
26が並列接続されている。そして、前述したようにエ
ンジン制御用ECU22からの点火信号IGTによりト
ランス1の二次側巻線1bに高電圧が発生するが、この
時流れる電流により電荷がコンデンサ23に蓄積され、
点火後において点火プラグ2の中心電極5に電圧が印加
される。なお、コンデンサ23にはツェナーダイオード
25の電圧分の電荷が蓄積される。
On the other hand, a capacitor 23 and a current detecting resistor 24 are connected in series between the secondary winding 1b of the transformer 1 and the ground. The current detection resistor 24 serving as an ion current detection means is provided with
This is for detecting an ion current flowing therebetween. Further, a zener diode 25 is connected in parallel to the capacitor 23, and a diode 26 is connected in parallel to the current detection resistor 24. Then, as described above, a high voltage is generated in the secondary winding 1b of the transformer 1 by the ignition signal IGT from the engine control ECU 22.
After ignition, a voltage is applied to the center electrode 5 of the spark plug 2. Note that the capacitor 23 accumulates charges corresponding to the voltage of the Zener diode 25.

【0023】このように本例においては、コンデンサ2
3は点火プラグ2に電圧を印加する電圧印加手段として
機能する。また、シリンダ内に燃焼により発生したイオ
ンが存在すれば、点火後のコンデンサ23による電圧印
加に伴い電極5,6間に電流(イオン電流)が流れる。
この電流は電流検出抵抗24により、コンデンサ23と
電流検出抵抗24との間の接続点aから電圧変化として
外部に取り出すことができる。このa点からの信号には
燃焼時に流れる燃焼信号(あるいは失火時の失火信号)
とノック時に発生する高周波の振動成分が含まれる。
As described above, in this embodiment, the capacitor 2
Reference numeral 3 functions as voltage applying means for applying a voltage to the ignition plug 2. If ions generated by combustion are present in the cylinder, a current (ion current) flows between the electrodes 5 and 6 with application of a voltage by the capacitor 23 after ignition.
This current can be taken out from the connection point a between the capacitor 23 and the current detection resistor 24 as a voltage change by the current detection resistor 24 to the outside. The signal from point a includes a combustion signal flowing during combustion (or a misfire signal during misfire).
And a high-frequency vibration component generated at the time of knocking.

【0024】コンデンサ23と電流検出抵抗24との間
の接続点aはデジタルスイッチ27を介して積分回路2
8と接続されている。エンジン制御用ECU22は点火
信号IGTの出力後における一定時間経過後にリセット
信号SG1を発生し、積分回路28に出力する。積分回
路28はリセット信号SG1にてリセットされるまでの
期間、積分処理を行う。つまり、燃焼1サイクル毎に燃
焼イオンのトータル量に相当する燃焼イオン電流の総和
(積分値Ip)を計測する。
A connection point a between the capacitor 23 and the current detection resistor 24 is connected via a digital switch 27 to the integration circuit 2.
8 is connected. The engine control ECU 22 generates a reset signal SG1 after a lapse of a predetermined time after the output of the ignition signal IGT, and outputs the reset signal SG1 to the integration circuit 28. The integration circuit 28 performs integration processing until reset by the reset signal SG1. That is, the total (integral value Ip) of the combustion ion current corresponding to the total amount of combustion ions is measured for each combustion cycle.

【0025】積分回路28の出力(積分値Ip)は、コ
ンパレータ29の+入力端子に入力される。コンパレー
タ29の−入力端子には可変抵抗器30のスライド接点
が接続されている。このスライド接点の位置により決定
される基準電圧は、バッテリ31の電圧降下分が所定の
燃焼イオン電流の積分値Ipの下限値Imin に相当する
ように予め調整されている。つまり、コンパレータ29
は燃焼イオン電流の積分値Ipと下限値Imin とを比較
するものであって、積分値Ipが下限値Imin以上であ
ればその出力をHレベルとし、積分値Ipが下限値Imi
n 未満であればその出力をLレベルとする。コンパレー
タ29の出力は失火表示器32およびエンジン制御用E
CU22に入力される。失火表示器32はコンパレータ
29の出力がLレベルであれば、現在のエンジンが「失
火状態」であるとして点灯する。また、エンジン制御用
ECU22は、コンパレータ29の出力がLレベルであ
れば、現在のエンジンが「失火状態」である旨を判定し
てエンジン制御に反映させる。
The output (integral value Ip) of the integrating circuit 28 is input to the + input terminal of the comparator 29. The negative input terminal of the comparator 29 is connected to a slide contact of the variable resistor 30. The reference voltage determined by the position of the slide contact is adjusted in advance so that the voltage drop of the battery 31 corresponds to the lower limit Imin of the predetermined integral value Ip of the combustion ion current. That is, the comparator 29
Is for comparing the integral value Ip of the combustion ion current with the lower limit value Imin. If the integral value Ip is equal to or more than the lower limit value Imin, the output is set to the H level, and the integral value Ip is set to the lower limit value Imi.
If it is less than n, the output is set to L level. The output of the comparator 29 is the misfire indicator 32 and the engine control E
It is input to the CU 22. If the output of the comparator 29 is at the L level, the misfire indicator 32 is lit to indicate that the current engine is in a "misfire state". When the output of the comparator 29 is at the L level, the engine control ECU 22 determines that the current engine is in the “misfire state” and reflects the result in the engine control.

【0026】一方、コンデンサ23と電流検出抵抗24
との間の接続点aはデジタルスイッチ33を介してバン
ドパスフィルタ34に接続され、バンドパスフィルタ3
4の出力はピークホールド回路35を介してA/D変換
器36に接続されている。エンジン制御用ECU22は
前述したリセット信号SG1を発生した後、一定期間後
にリセット信号SG2をピークホールド回路35に出力
する。ピークホールド回路35はリセット信号SG2に
てリセットされるまでの期間においてバンドパスフィル
タ34を通過したイオン電流信号の高周波成分(例え
ば、6〜8kHz)のピーク値を保持する。即ち、バン
ドパスフィルタ34の出力の振幅が最大となるピーク値
ΔIpをホールドする。A/D変換器36はピークホー
ルド回路35の出力(ピーク値ΔIp)をデジタル信号
に変換してエンジン制御用ECU22に出力する。エン
ジン制御用ECU22は、ノッキング周波数成分のピー
ク値ΔIpとノッキング判定レベルΔImax とを比較し
て、ピーク値ΔIpがノッキング判定レベルΔImax 以
上であれば現在のエンジンが「ノッキング状態」である
旨を判定する。
On the other hand, the capacitor 23 and the current detecting resistor 24
Is connected to a band-pass filter 34 via a digital switch 33, and the band-pass filter 3
4 is connected to an A / D converter 36 via a peak hold circuit 35. After generating the above-described reset signal SG1, the engine control ECU 22 outputs a reset signal SG2 to the peak hold circuit 35 after a predetermined period. The peak hold circuit 35 holds the peak value of the high-frequency component (for example, 6 to 8 kHz) of the ion current signal that has passed through the band-pass filter 34 until reset by the reset signal SG2. That is, the peak value ΔIp at which the amplitude of the output of the band-pass filter 34 becomes maximum is held. The A / D converter 36 converts the output (peak value ΔIp) of the peak hold circuit 35 into a digital signal and outputs the digital signal to the engine control ECU 22. The engine control ECU 22 compares the peak value ΔIp of the knocking frequency component with the knocking determination level ΔImax, and determines that the current engine is in the “knocking state” if the peak value ΔIp is equal to or greater than the knocking determination level ΔImax. .

【0027】このように本例では、符号28〜31およ
び34〜36,22にて示す部材にて、2系統(失火検
出系、ノック検出系)の燃焼状態検出手段が構成されて
いる。
As described above, in this embodiment, the members indicated by reference numerals 28 to 31 and 34 to 36, 22 constitute two systems (misfire detection system, knock detection system) of combustion state detecting means.

【0028】なお、リセット信号SG2はリセット信号
SG1の発生した後における一定期間後に発生させた
が、リセット信号SG2とリセット信号SG1とは同時
に発生させてもよい。
Although the reset signal SG2 is generated after a predetermined period after the generation of the reset signal SG1, the reset signal SG2 and the reset signal SG1 may be generated simultaneously.

【0029】また、点火プラグ2の碍子4の表面に設け
た碍子電位検出用電極18,19は判定回路37に接続
され、判定回路37は碍子電位検出用電極18から碍子
電位信号V1を、また碍子電位検出用電極19から碍子
電位信号V2を入力する。判定手段および交流ノイズ検
出手段としての判定回路37は碍子電位信号から交流ノ
イズの発生を判定して前記デジタルスイッチ27,33
を制御する。
The insulator potential detecting electrodes 18 and 19 provided on the surface of the insulator 4 of the ignition plug 2 are connected to a judging circuit 37. The judging circuit 37 receives the insulator potential signal V1 from the insulator potential detecting electrode 18, and An insulator potential signal V2 is input from the insulator potential detection electrode 19. A determination circuit 37 as a determination means and an AC noise detection means determines the occurrence of AC noise from the insulator potential signal, and
Control.

【0030】図3には、判定回路37の具体的構成図を
示す。碍子電位検出用電極18からの碍子電位信号V1
と碍子電位検出用電極19からの碍子電位信号V2とは
バッファ回路38,39を通してb点にて加算され、オ
ペアンプ40等を介してバンドパスフィルタ41に入力
され、さらにバンドパスフィルタ41から半波整流回路
42に入力される。つまり、点火プラグ2の碍子表面の
電位信号がバンドパスフィルタ41を通されると、図4
(c)に示すようにノイズ発生時に特有の波形が発生し
た場合、図4(d)に示すようにこの信号の中に含まれ
る特定の周波数帯域(例えば、200kHz)の成分が
出現し、これが半波整流回路42にて半波整流される。
FIG. 3 shows a specific configuration diagram of the determination circuit 37. The insulator potential signal V1 from the insulator potential detection electrode 18
And an insulator potential signal V2 from the insulator potential detecting electrode 19 are added at point b through buffer circuits 38 and 39, input to a bandpass filter 41 via an operational amplifier 40 and the like, and furthermore, a half-wave from the bandpass filter 41. The signal is input to the rectifier circuit 42. That is, when the potential signal on the insulator surface of the ignition plug 2 is passed through the band-pass filter 41, FIG.
When a specific waveform is generated at the time of noise generation as shown in (c), a component of a specific frequency band (for example, 200 kHz) included in this signal appears as shown in FIG. The half-wave rectification circuit 42 performs half-wave rectification.

【0031】さらに、図3の半波整流回路42の出力信
号はローパスフィルタ43を通して図4(e)に示すよ
うにローパスフィルタ43にてその絶対量が検出され
る。さらに、コンパレータ44の+入力端子に入力され
る。コンパレータ44の−入力端子には可変抵抗器45
のスライド接点が接続されている。このスライド接点の
位置により決定される基準電圧は、バッテリ46の電圧
降下分が所定の碍子電位絶対量の上限値Vmax に相当す
るように予め調整されている。つまり、コンパレータ4
4は碍子電位絶対量Vと上限値Vmax とを比較するもの
であって、碍子電位絶対量Vが上限値Vmax 以上であれ
ばその出力をHレベルとし、碍子電位絶対量Vが上限値
Vmax 未満であればその出力をLレベルとする。このよ
うにして、図4(d)に示す信号の中に含まれる特定の
周波数帯域の成分(ノイズ発生時の特有の波形)の大き
さをコンパレータ44により比較し、図4(e)に示す
ように、ある一定レベル(閾値)よりも大きくなった場
合に、これをノイズ発生として判定してHレベル信号を
出力する。
Further, the output signal of the half-wave rectifier circuit 42 shown in FIG. 3 passes through a low-pass filter 43, and its absolute amount is detected by the low-pass filter 43 as shown in FIG. Further, it is input to the + input terminal of the comparator 44. A variable resistor 45 is connected to a negative input terminal of the comparator 44.
Are connected. The reference voltage determined by the position of the slide contact is adjusted in advance so that the voltage drop of the battery 46 corresponds to a predetermined upper limit value Vmax of the absolute value of the insulator potential. That is, the comparator 4
Reference numeral 4 compares the absolute value V of the insulator potential with the upper limit value Vmax. If the absolute value V of the insulator potential is equal to or more than the upper limit value Vmax, the output is set to the H level, and the absolute value V of the insulator potential is less than the upper limit value Vmax. If so, the output is set to L level. In this way, the magnitudes of the components of the specific frequency band (the waveform peculiar to the occurrence of noise) included in the signal shown in FIG. 4D are compared by the comparator 44, and are shown in FIG. As described above, when the level exceeds a certain fixed level (threshold), this is determined as the occurrence of noise, and an H level signal is output.

【0032】図3のコンパレータ44の出力はドライバ
回路47を介してデジタルスイッチ27,33の駆動信
号となり、Hレベルの場合には図4(f)に示すように
ノイズがイオン電流に影響を与えるまでの時間τを遅延
後にデジタルスイッチ27,33の接点を開路する。即
ち、碍子電位に異常が発生した場合には、失火検出系、
ノック検出系への信号線をオープンにし、イオン電流信
号に含まれる異常信号の伝達を断絶し、点火プラグ2の
碍子表面の電荷移動による悪影響を除去する。このよう
にして、点火プラグ2の碍子電位の変化からの時間τを
遅延後ノイズの大きさに対応した期間Tだけ、デジタル
スイッチ27,33をオープン状態にしイオン電流信号
に対しマスキングを行い、その期間Tのみイオン電流に
よる計測を中断する。このようにしてノイズの影響が除
去されて精度の高い燃焼測定を保持できる。
The output of the comparator 44 shown in FIG. 3 becomes a drive signal for the digital switches 27 and 33 via the driver circuit 47. When the output is at the H level, noise affects the ion current as shown in FIG. After delaying the time τ, the contacts of the digital switches 27 and 33 are opened. That is, when an abnormality occurs in the insulator potential, a misfire detection system,
The signal line to the knock detection system is opened to interrupt the transmission of the abnormal signal included in the ion current signal, and the adverse effect due to the charge transfer on the insulator surface of the ignition plug 2 is eliminated. In this manner, the digital switches 27 and 33 are opened for a period T corresponding to the magnitude of noise after delaying the time τ from the change in the insulator potential of the ignition plug 2 to mask the ion current signal. The measurement by the ion current is interrupted only during the period T. In this way, the effects of noise are eliminated and a highly accurate combustion measurement can be maintained.

【0033】本例ではデジタルスイッチ27,33に
て、交流ノイズの発生によって後段の燃焼状態検出手段
へのイオン電流の入力を遮断するマスク手段が構成され
ている。
In this embodiment, the digital switches 27 and 33 constitute a mask means for cutting off the input of the ionic current to the combustion state detecting means at the subsequent stage due to the occurrence of AC noise.

【0034】なお、図4(f)の遅れτはバンドパスフ
ィルタ41等の回路による遅延分を含むものである。ま
た、オープン期間Tは一定値としてもよい。次に、上記
の如く構成される燃焼状態検出装置について、その作用
を図4,図5のタイムチャートを用いて説明する。
The delay τ in FIG. 4F includes the delay due to the circuit such as the band-pass filter 41. Further, the open period T may be a constant value. Next, the operation of the combustion state detecting device configured as described above will be described with reference to the time charts of FIGS.

【0035】先ず、図4を用いて全体の概要を説明す
る。図4(a)に示すように、時間t1にて点火信号I
GTがHレベルに立ち上げられ、その後、時間t2にて
同点火信号IGTがLレベルに立ち下げられる。このと
き、点火プラグ2が有する静電エネルギにより容量放電
が観測され、それに続いてトランス1に蓄えられた電磁
エネルギによる誘導放電が観測される。そして、点火プ
ラグ2の火花点火に伴い燃焼室内の混合気が着火される
と、筒内圧が上昇しはじめる。
First, the overall outline will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, at time t1, the ignition signal I
GT rises to H level, and thereafter, at time t2, the ignition signal IGT falls to L level. At this time, capacitive discharge is observed by the electrostatic energy of the ignition plug 2, and subsequently, induction discharge by the electromagnetic energy stored in the transformer 1 is observed. Then, when the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited by the spark ignition of the spark plug 2, the in-cylinder pressure starts to increase.

【0036】また、図4(g)に示すように、時間t3
以降においては電流検出抵抗24の出力がノイズ分の交
流信号とイオン電流ノック成分の交流信号となり、同信
号が図1のa点からデジタルスイッチ27,33に向か
って出力される。
Further, as shown in FIG.
Thereafter, the output of the current detection resistor 24 becomes an AC signal for noise and an AC signal of an ion current knock component, and the signals are output from the point a in FIG.

【0037】一方、図4(c)に示すように碍子電位が
推移する中で、碍子電位検出用電極18,19からの碍
子電位信号V1,V2は図3のb点で加算され、バンド
パスフィルタ41を通過すると、図4(d)のように所
定の交流成分のみが抽出される。そして、この信号は図
3の半波整流回路42により半波整流され、ローパスフ
ィルタ43を通過すると図4(e)のようにピーク値の
包絡線を得る。この出力値がコンパレータ44にて上限
値Vmax と比較され、上限値Vmax 以上の時にはコンパ
レータ44からHレベル信号が出力される。ドライバ回
路47はコンパレータ44からの信号がHレベルの時に
はデジタルスイッチ27,33の接点を開路する。つま
り、ノイズが発生した期間ではデジタルスイッチ27,
33の接点が開路され、図4(g)に示す電流検出抵抗
24によるイオン電流に対しマスクがかけられ、その結
果、デジタルスイッチ27,33の通過信号は図4
(h)に示すようになる。同信号における振動成分は、
図4(j)に示すように、ノイズ分の交流信号が除去さ
れイオン電流ノック成分のみの交流信号となる。
On the other hand, while the insulator potential changes as shown in FIG. 4C, the insulator potential signals V1 and V2 from the insulator potential detecting electrodes 18 and 19 are added at point b in FIG. After passing through the filter 41, only a predetermined AC component is extracted as shown in FIG. Then, this signal is half-wave rectified by the half-wave rectifier circuit 42 in FIG. 3 and passes through the low-pass filter 43 to obtain an envelope of a peak value as shown in FIG. This output value is compared with the upper limit value Vmax by the comparator 44. When the output value is higher than the upper limit value Vmax, the comparator 44 outputs an H level signal. The driver circuit 47 opens the contacts of the digital switches 27 and 33 when the signal from the comparator 44 is at the H level. That is, the digital switch 27,
The contact point 33 is opened, and the ion current by the current detection resistor 24 shown in FIG. 4 (g) is masked. As a result, the passing signal of the digital switches 27 and 33 is
(H) is obtained. The vibration component in the signal is
As shown in FIG. 4 (j), the AC signal corresponding to the noise is removed, and the AC signal includes only the ion current knock component.

【0038】一方、図1のデジタルスイッチ27の通過
信号は積分回路28にて積分され、さらに、コンパレー
タ29において燃焼イオン電流の積分値Ipと下限値I
minとが比較されて、積分値Ipが下限値Imin 未満で
あればその出力がLレベルとされ現在のエンジンが「失
火状態」であるとして失火表示器32が点灯するととも
に、エンジン制御用ECU22はそれをエンジン制御に
反映させる。
On the other hand, the passing signal of the digital switch 27 in FIG. 1 is integrated by an integrating circuit 28, and further, the integrated value Ip and the lower limit value I
When the integral value Ip is less than the lower limit value Imin, the output thereof is set to the L level, the misfire indicator 32 is lit as the current engine is in the "misfire state", and the engine control ECU 22 This is reflected in engine control.

【0039】また、デジタルスイッチ33の通過信号は
バンドパスフィルタ34を介してピークホールド回路3
5にて振幅が最大となるピーク値ΔIpがホールドさ
れ、A/D変換器36にてピーク値ΔIpがデジタル信
号に変換される。エンジン制御用ECU22は、ノッキ
ング周波数成分のピーク値ΔIpとノッキング判定レベ
ルΔImax とを比較して、ピーク値ΔIpがノッキング
判定レベルΔImax 以上であれば現在のエンジンが「ノ
ッキング状態」であるとしてそれをエンジン制御に反映
させる。
The signal passed through the digital switch 33 is passed through a band pass filter 34 to the peak hold circuit 3.
5, the peak value ΔIp at which the amplitude becomes maximum is held, and the A / D converter 36 converts the peak value ΔIp into a digital signal. The engine control ECU 22 compares the peak value ΔIp of the knocking frequency component with the knocking determination level ΔImax. If the peak value ΔIp is equal to or greater than the knocking determination level ΔImax, it is determined that the current engine is in the “knocking state”. Reflect on control.

【0040】次に、上記の如くデジタルスイッチ27,
33の通過信号からエンジンの燃焼状態を検出する手順
について図5のタイムチャートを用いて説明する。な
お、図中の時間t11は点火時期を示し、時間t12は
点火後における誘導放電の終了時期を示す。
Next, as described above, the digital switch 27,
The procedure for detecting the combustion state of the engine from the passing signal 33 will be described with reference to the time chart of FIG. Time t11 in the figure indicates the ignition timing, and time t12 indicates the end time of the induction discharge after the ignition.

【0041】図5(c)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、図中には、「正常燃
焼」、「ノッキング」、「失火」の3つの場合について
筒内圧の変化状態を示す。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傾向は同じである
が、正常燃焼と比較をすると、ノッキング時には燃焼室
内で圧力波による圧力振動が生じ、筒内圧に振動成分が
現れる。失火の場合には燃焼イオンが生成されないた
め、モータリングと同様の波形(例えばクランキング駆
動時の波形)となる。
FIG. 5 (c) shows the change over time in the in-cylinder pressure of the combustion chamber during one combustion cycle. In the figure, three cases of "normal combustion", "knocking" and "misfire" are shown. 5 shows a change state of the internal pressure. In all combustions, the in-cylinder pressure increases after ignition and tends to attenuate after reaching the maximum value.However, when compared with normal combustion, when knocking, pressure oscillation occurs in the combustion chamber due to pressure waves in the combustion chamber. A vibration component appears. In the case of a misfire, no combustion ions are generated, so that a waveform similar to that of motoring (for example, a waveform at the time of cranking driving) is obtained.

【0042】図5(d)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、デジタルスイ
ッチ27,33の出力として現れる。正常燃焼時イオン
電流波形は筒内圧に対応した波形となる。失火が生じる
と、燃焼イオンの発生がないためイオン電流は出力され
ない。ノッキングが生じると、イオン電流波形にもノッ
キングの振動が現れる。
FIG. 5D shows the change over time in the combustion ion current during the combustion cycle, which appears as the output of the digital switches 27 and 33. The ion current waveform during normal combustion is a waveform corresponding to the in-cylinder pressure. When a misfire occurs, no ion current is output because no combustion ions are generated. When knocking occurs, knocking oscillation also appears in the ion current waveform.

【0043】図5(e)は失火検出のための積分回路2
8の出力を示す。正常燃焼の場合、燃焼イオンの積算値
が出力されるため、燃焼量に対応した値が得られる。イ
オン電流波形の積分値Ipが下限値Imin 以下であれ
ば、エンジン制御用ECU22により失火発生が判定さ
れる。こうして積分回路28の出力を用いて失火検出を
行うことにより、所定タイミングでイオン電流値を検出
する方法に比べて、燃焼のばらつきの影響が少なく失火
検出精度が向上する。この図5(e)に示すように、マ
スク処理を行うことにより、失火を誤検出することが防
止できる。
FIG. 5E shows an integrating circuit 2 for detecting misfire.
8 shows the output. In the case of normal combustion, since the integrated value of the combustion ions is output, a value corresponding to the amount of combustion is obtained. If the integral value Ip of the ion current waveform is equal to or less than the lower limit value Imin, the engine control ECU 22 determines that a misfire has occurred. By performing the misfire detection using the output of the integration circuit 28 in this manner, the influence of the variation in combustion is small and the misfire detection accuracy is improved as compared with the method of detecting the ion current value at a predetermined timing. As shown in FIG. 5E, by performing the masking process, it is possible to prevent erroneous detection of misfire.

【0044】図5(f)はノッキング検出のためのバン
ドパスフィルタ34の出力を示す。ノッキングが生じた
際のイオン電流波形の振動成分のみが取り出される。正
常燃焼の場合、振動がないため出力はされない。イオン
電流波形の振幅値ΔIpが振動振幅ΔImax 以上であれ
ば、エンジン制御用ECU22によりノッキング発生が
判定される。
FIG. 5F shows an output of the band-pass filter 34 for detecting knocking. Only the vibration component of the ion current waveform when knocking occurs is extracted. In the case of normal combustion, there is no vibration and there is no output. If the amplitude value ΔIp of the ion current waveform is equal to or larger than the vibration amplitude ΔImax, the occurrence of knocking is determined by the engine control ECU 22.

【0045】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 (イ)点火プラグ2の碍子4の電位を検出する碍子電位
検出用電極18,19を設けるとともに、碍子電位検出
用電極18,19にて検出される電位の変化からノイズ
の発生を判定する判定回路37を設け、コンデンサ23
による点火プラグ2への電圧印加に伴い発生するイオン
電流を電流検出抵抗24にて検出し、判定回路37によ
り碍子電位検出用電極18,19にて検出される電位の
変化からノイズの発生を判定し、その判定結果に基づい
て燃焼状態検出手段(28〜31、34〜36,22)
にて電流検出抵抗24により検出されたイオン電流から
燃焼中燃焼室に存在する燃焼イオンによる燃焼状態を検
出するようにした。よって、点火プラグ2の碍子表面の
電荷移動によるノイズを考慮した燃焼状態の検出を行う
ことができる。 (ロ)より詳しくは、判定回路37が交流ノイズの発生
を検出すると、当該ノイズ発生期間における燃焼状態検
出系(28〜31、34〜36,22)へのイオン電流
の入力を遮断するデジタルスイッチ27,33を設け、
2つの燃焼状態検出系に対し、点火プラグ2の碍子表面
の電荷の移動がノイズとして作用しようとする際には、
燃焼状態検出系の処理を中断してノイズの影響を受けな
くする。よって、精度の高い測定を行うことができ、点
火プラグ2の碍子表面の電荷移動による不具合を解消す
ることができる。
As described above, this embodiment has the following features. (A) Insulator potential detecting electrodes 18 and 19 for detecting the potential of the insulator 4 of the ignition plug 2 are provided, and the occurrence of noise is determined based on a change in the potential detected by the insulator potential detecting electrodes 18 and 19. The circuit 37 is provided and the capacitor 23 is provided.
The current detection resistor 24 detects an ionic current generated by the application of a voltage to the ignition plug 2 by the current detection resistor 24, and the determination circuit 37 determines the occurrence of noise from the change in the potential detected by the insulator potential detection electrodes 18 and 19. And a combustion state detecting means (28-31, 34-36, 22) based on the determination result.
In the above, the combustion state due to the combustion ions present in the combustion chamber during combustion is detected from the ion current detected by the current detection resistor 24. Therefore, it is possible to detect the combustion state in consideration of the noise due to the charge transfer on the insulator surface of the ignition plug 2. (B) More specifically, when the determination circuit 37 detects the occurrence of AC noise, a digital switch that cuts off the input of the ion current to the combustion state detection system (28 to 31, 34 to 36, 22) during the noise generation period 27, 33,
When the movement of the electric charge on the insulator surface of the ignition plug 2 attempts to act as noise for the two combustion state detection systems,
Interrupt the processing of the combustion state detection system so that it is not affected by noise. Therefore, highly accurate measurement can be performed, and problems caused by charge transfer on the insulator surface of the ignition plug 2 can be eliminated.

【0046】これまで説明した例においては、交流ノイ
ズの発生を検出すると、当該ノイズ発生期間における燃
焼状態検出系(28〜31、34〜36,22)へのイ
オン電流の入力を遮断するようにしたが、燃焼状態検出
系による燃焼状態の検出処理を禁止するようにしてもよ
い。具体的には、例えば、図6に示すように、積分回路
28の下流側にデジタルスイッチ27を配置するととも
にバンドパスフィルタ34の下流側にデジタルスイッチ
33を配置する。あるいは、図1の判定回路37からの
ノイズ発生検出信号をコンパレータ29とエンジン制御
用ECU22に送出し、コンパレータ29の出力を強制
的にHレベルとするとともに、エンジン制御用ECU2
2においてはA/D変換器36からのノッキング周波数
成分のピーク値ΔIpを入力してもノッキング判定レベ
ルΔImax との比較を行わないようにする。要は、ノイ
ズ検出時には失火検出系とノック判定系での処理にマス
クをかけてノイズ発生期間以外でのイオン電流にて燃焼
状態を検出する。
In the example described so far, when the occurrence of AC noise is detected, the input of the ionic current to the combustion state detection system (28-31, 34-36, 22) during the noise occurrence period is cut off. However, the detection process of the combustion state by the combustion state detection system may be prohibited. Specifically, for example, as shown in FIG. 6, the digital switch 27 is arranged downstream of the integration circuit 28, and the digital switch 33 is arranged downstream of the bandpass filter 34. Alternatively, a noise generation detection signal from the determination circuit 37 in FIG. 1 is sent to the comparator 29 and the engine control ECU 22 to force the output of the comparator 29 to the H level and to output the signal to the engine control ECU 2.
In step 2, even when the peak value ΔIp of the knocking frequency component is input from the A / D converter 36, the comparison with the knocking determination level ΔImax is not performed. In short, at the time of noise detection, the processing in the misfire detection system and the knock determination system is masked, and the combustion state is detected by the ionic current during periods other than the noise generation period.

【0047】また、これまで説明した例においては、燃
焼状態検出系として失火検出系とノック検出系の2つを
有する場合について述べたが、失火検出系とノック検出
系のいずれか一方のみを有する燃焼状態検出装置に具体
化してもよい。
Further, in the example described so far, a case has been described in which there are two combustion state detection systems, a misfire detection system and a knock detection system. However, only one of the misfire detection system and the knock detection system is provided. The present invention may be embodied in a combustion state detecting device.

【0048】この場合、図2において燃焼室Rc に設け
られる碍子電位検出用電極19を失火検出用とし、燃焼
室Rc の外部に設けられる碍子電位検出用電極18をノ
ック検出用とするとよい。
In this case, it is preferable that the insulator potential detecting electrode 19 provided in the combustion chamber Rc in FIG. 2 is used for misfire detection, and the insulator potential detecting electrode 18 provided outside the combustion chamber Rc is used for knock detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態における燃焼状態検出装置の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a combustion state detection device according to an embodiment.

【図2】実施の形態におけるイオン電流検出用点火プラ
グの縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the ignition plug for detecting an ion current in the embodiment.

【図3】判定回路の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a determination circuit.

【図4】燃焼状態検出装置の作用の概要を示すタイムチ
ャート。
FIG. 4 is a time chart showing an outline of the operation of the combustion state detecting device.

【図5】燃焼状態の検出手順を説明するためのタイムチ
ャート。
FIG. 5 is a time chart for explaining a procedure for detecting a combustion state.

【図6】別例における燃焼状態検出装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a combustion state detection device in another example.

【図7】従来の燃焼状態検出装置の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional combustion state detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…イオン電流検出用点火プラグ、3…ハウジング、4
…絶縁碍子、5…中心電極、6…接地電極、18…碍子
電位検出用電極、19…碍子電位検出用電極、22…エ
ンジン制御用ECU、23…コンデンサ、24…電流検
出抵抗、27…デジタルスイッチ、28…積分回路、2
9…コンパレータ、30…可変抵抗器、31…バッテ
リ、32…失火表示器、33…デジタルスイッチ、34
…バンドパスフィルタ、35…ピークホールド回路、3
6…A/D変換器、37…判定回路。
2 ... Ignition plug for ion current detection, 3 ... Housing, 4
... Insulator, 5 ... Center electrode, 6 ... Ground electrode, 18 ... Insulator potential detection electrode, 19 ... Insulator potential detection electrode, 22 ... Engine control ECU, 23 ... Capacitor, 24 ... Current detection resistor, 27 ... Digital Switch, 28 integration circuit, 2
9 Comparator, 30 Variable resistor, 31 Battery, 32 Misfire indicator, 33 Digital switch, 34
... bandpass filter, 35 ... peak hold circuit, 3
6. A / D converter, 37 ... Judgment circuit.

フロントページの続き (72)発明者 吉永 融 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 頼田 浩 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 榊原 浩二 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内Continued on the front page (72) Inventor, Atsushi Yoshinaga, 14 Iwatani, Shimowasukamachi, Nishio, Aichi Prefecture Inside the Japan Automobile Parts Research Institute (72) Inventor, Hiroshi Yorida 14 Iwatani, Shimotsukamachi, Nishio, Aichi, Japan (72) Inventor Koji Sakakibara 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Pref.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関に取り付けられる点火プラグ
と、 前記点火プラグに電圧を印加する電圧印加手段と、 前記電圧印加手段による前記点火プラグへの電圧印加に
伴い発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段
と、 前記点火プラグの碍子の電位を検出する碍子電位検出手
段と、 前記碍子電位検出手段にて検出される電位の変化からノ
イズの発生を判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に基づいて前記イオン電流検出
手段により検出されたイオン電流から燃焼中燃焼室に存
在する燃焼イオンによる燃焼状態を検出する燃焼状態検
出手段と、を備えたことを特徴とする燃焼状態検出装
置。
1. An ignition plug attached to an internal combustion engine, voltage applying means for applying a voltage to the ignition plug, and an ion current for detecting an ion current generated when the voltage applying means applies a voltage to the ignition plug. Detecting means; insulator potential detecting means for detecting the potential of the insulator of the spark plug; determining means for determining the occurrence of noise from a change in the potential detected by the insulator potential detecting means; determination results of the determining means Combustion state detection means for detecting a combustion state due to combustion ions present in the combustion chamber during combustion from the ion current detected by the ion current detection means based on the above.
【請求項2】 内燃機関に取り付けられる点火プラグ
と、 前記点火プラグに電圧を印加する電圧印加手段と、 前記電圧印加手段による前記点火プラグへの電圧印加に
伴い発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段
と、 前記イオン電流検出手段により検出されたイオン電流に
基づいて、燃焼中燃焼室に存在する燃焼イオンによる燃
焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、 前記点火プラグの碍子に装着され、碍子表面の電荷の移
動を電気信号として取り出すための碍子電位検出用電極
と、 前記碍子電位検出用電極による電気信号から前記点火プ
ラグでの碍子表面の電荷の移動に起因する交流ノイズの
発生を検出する交流ノイズ検出手段と、 前記交流ノイズ検出手段が交流ノイズの発生を検出する
と、当該ノイズ発生期間における前記燃焼状態検出手段
へのイオン電流の入力を遮断、又は、前記燃焼状態検出
手段による燃焼状態の検出処理を禁止するマスク手段
と、を備えたことを特徴とする燃焼状態検出装置。
2. An ignition plug attached to an internal combustion engine, voltage applying means for applying a voltage to the ignition plug, and an ion current for detecting an ion current generated by applying a voltage to the ignition plug by the voltage applying means. Detection means; combustion state detection means for detecting a combustion state due to combustion ions present in the combustion chamber during combustion based on the ion current detected by the ion current detection means; and an insulator mounted on the insulator of the spark plug, An insulator potential detecting electrode for extracting the movement of the electric charge on the surface as an electric signal; and detecting the occurrence of AC noise caused by the movement of the electric charge on the insulator surface at the ignition plug from the electric signal from the insulator potential detecting electrode. AC noise detection means, and when the AC noise detection means detects the occurrence of AC noise, A combustion state detection device, comprising: mask means for interrupting the input of ion current to the combustion state detection means, or inhibiting the combustion state detection processing by the combustion state detection means.
JP10755097A 1997-04-24 1997-04-24 Burning state detector Withdrawn JPH10300634A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011012672A (en) * 2009-06-02 2011-01-20 Toyohashi Univ Of Technology Combustion control device of internal combustion engine

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