JP2003161245A - 内燃機関の燃焼検出装置 - Google Patents

内燃機関の燃焼検出装置

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JP2003161245A JP2001362656A JP2001362656A JP2003161245A JP 2003161245 A JP2003161245 A JP 2003161245A JP 2001362656 A JP2001362656 A JP 2001362656A JP 2001362656 A JP2001362656 A JP 2001362656A JP 2003161245 A JP2003161245 A JP 2003161245A
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隆芳 本多
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズの影響を排除するためにＡ／Ｄ変換周
期を短くすることなく、イオン電流検出信号から内燃機
関の燃焼状態を正確に判定する。 【解決手段】 点火プラグに流れるイオン電流に応じた
イオン電流検出信号から燃焼状態を判定する装置では、
一定時間毎に、イオン電流検出信号をＡ／Ｄ変換して
（Ｓ２１０）、該Ａ／Ｄ変換値の最大値をピークホール
ド値（以下、ＰＨ）として記憶する（Ｓ３１０，Ｓ３２
０）が、前回から今回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの間
にイオン電流検出信号が基準電圧を横切ったことを記録
するための回路を備えており、その回路に記録があれば
（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、今回のＡ／Ｄ変換タイミングよ
りも前のＰＨをクリアする（Ｓ２７０）。そして、その
Ｓ２７０により所定回数ＴＭよりも多いＡ／Ｄ変換タイ
ミングに亘り連続して消去されなかったＰＨを用いて、
燃焼状態を判定する（Ｓ２３０〜Ｓ２６０）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグの電極
に流れるイオン電流を検出して内燃機関の燃焼状態（着
火／失火など）を判定する内燃機関の燃焼検出装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、内燃機関の燃焼状態を検出するために、点火毎に点
火プラグの電極に流れるイオン電流を検出し、そのイオ
ン電流検出信号に基づいて、着火／失火などを判定する
技術が開発されている。
【０００３】そして、この種の技術を用いた内燃機関の
燃焼検出装置として、例えば特開平１１−１３６１６号
公報には、イオン電流検出信号を、所定のしきい値以上
で且つ所定時間以上の幅を有する信号のみを通過させる
フィルタに入力すると共に、そのフィルタの出力信号を
ピークホールド回路に入力するようにし、点火後の所定
タイミング（例えばＡＴＤＣ６０°ＣＡのタイミング）
でピークホールド回路の出力をＡ／Ｄ変換して、そのＡ
／Ｄ変換値（即ち、フィルタの出力信号のピークホール
ド回路によるピークホールド値）が判定基準値以上であ
れば着火と判定し、そうでなければ失火と判定する、と
いった装置が記載されている。
【０００４】しかしながら、上記公報に記載の装置に
は、以下の問題がある。即ち、ピークホールド回路は、
コンデンサに電荷を蓄える構成であるため、ピークホー
ルド時間が長いと、回路のリーク電流やコンデンサの電
荷放電により、ピークホールド電圧が低下してしまい、
正しいピークホールド値が得られない。特に、点火後の
特定クランク角度（上記例ではＡＴＤＣ６０°ＣＡ）の
タイミングでピークホールド回路の出力をＡ／Ｄ変換す
る場合、点火時から上記特定クランク角度のタイミング
までの時間は、内燃機関の回転速度（回転数）に応じ
て、低回転の場合ほど長くなるため、ピークホールド電
圧が低下し易い。よって、内燃機関の燃焼状態を正確に
判定するには不利である。
【０００５】そこで、アナログのピークホールド回路を
用いずに、図１６の如く構成することが考えられる。即
ち、まず、イオン電流検出信号をローパスフィルタ１０
１に入力し、そのローパスフィルタ１０１の出力信号を
Ａ／Ｄ変換器１０３により一定時間毎にＡ／Ｄ変換す
る。そして、ＣＰＵ１０５が、Ａ／Ｄ変換器１０３によ
る一定時間毎のＡ／Ｄ変換値の最大値（ピーク値）を求
めるピークホールド処理を行うと共に、そのピークホー
ルド処理で得た最大値と所定の判定値（スレッショル
ド）Ｖｔｈとを比較して、最大値の方が大きければ着火
と判定し、そうでなければ失火と判定する、といった構
成を採ることが考えられる。
【０００６】ところが、この構成の場合には、図１７の
１段目から３段目に例示するように、イオン電流検出信
号におけるノイズの発生周期とＡ／Ｄ変換器１０３によ
るＡ／Ｄ変換タイミングとが同期してしまうと、そのノ
イズの信号を、着火を示す信号であると誤判定してしま
う。つまり、失火している場合でも、着火と誤判定して
しまう。尚、図１７では、Ａ／Ｄ変換タイミングを黒丸
印（●）で示している。
【０００７】このため、Ａ／Ｄ変換周期（Ａ／Ｄ変換の
時間間隔）を短く設定して、各Ａ／Ｄ変換値の変化状態
からノイズ信号か否かを判別するように構成することも
考えられるが、高速Ａ／Ｄ変換が可能なＡ／Ｄ変換器や
高速処理が可能なＣＰＵが必要となり、大幅なコストア
ップを招いてしまう。
【０００８】尚、ローパスフィルタ１０１のフィルタ効
果（電圧平滑化効果）を大きくすることも考えられる
が、そのようにすると、図１７の４段目（最下段）に例
示するように、元のイオン電流検出信号の波形が大きく
鈍ってしまい、正確なピークホールド値が得られず、延
いては、燃焼状態の正確な判定ができなくなってしま
う。
【０００９】一方、上記各問題は、イオン電流検出信号
をピークホールドする構成に限らず、例えば積分する構
成の場合でも同様である。即ち、上記公報に記載の装置
において、ピークホールド回路に代えて、積分回路を設
け、その積分回路の出力に基づき着火／失火を判定する
場合でも、積分回路は、コンデンサに電荷を蓄える構成
であるため、積分する時間が長いと、積分値に相当する
出力電圧が低下してしまい、正しい積分値が得られな
い。また、図１６の構成において、ＣＰＵ１０５が、一
定時間毎のＡ／Ｄ変換値の積分値を求める積分処理を行
い、その処理で得た積分値に基づき着火／失火を判定す
る場合でも、図１７を参照して述べた問題が同様に発生
する。
【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、ノイズの影響を排除するためにＡ／Ｄ変換周
期を短くすることなく、イオン電流検出信号から内燃機
関の燃焼状態を正確に判定することが可能な燃焼検出装
置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するためになされた請求項１に記載の内燃機関の
燃焼検出装置においては、イオン電流検出手段が、内燃
機関の点火プラグの電極に流れるイオン電流を検出し
て、そのイオン電流に応じた電圧のイオン電流検出信号
を出力する。そして、Ａ／Ｄ変換手段が、イオン電流検
出手段から出力されるイオン電流検出信号を所定時間毎
にＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換値記憶手段が、Ａ／Ｄ変換
手段によるＡ／Ｄ変換値を記憶する。
【００１２】また、基準電圧発生手段が、イオン電流検
出信号と大小比較される基準電圧を発生し、電圧変化記
憶手段が、イオン電流検出信号と前記基準電圧とを比較
して、イオン電流検出信号が基準電圧を横切ったことを
記憶する。そして、Ａ／Ｄ変換手段がイオン電流検出信
号をＡ／Ｄ変換するタイミング（Ａ／Ｄ変換タイミン
グ）毎に、消去手段が、電圧変化記憶手段にイオン電流
検出信号が基準電圧を横切ったと記憶されているか否か
を判定して、基準電圧を横切ったと記憶されていた場合
には、今回のＡ／Ｄ変換タイミングよりも前のＡ／Ｄ変
換値記憶手段の記憶値を消去すると共に、電圧変化記憶
手段の記憶を消去する。そして更に、燃焼状態判定手段
が、消去手段により所定回数Ｍよりも多いＡ／Ｄ変換タ
イミングに亘り連続して消去されなかったＡ／Ｄ変換値
記憶手段の記憶値に基づいて、内燃機関の燃焼状態を判
定する。
【００１３】尚、イオン電流検出信号が基準電圧を横切
ることを、“イオン電流検出信号の横切り”或いは単に
“横切り”と言うことにすると、その横切りとしては、
イオン電流検出信号が基準電圧を該基準電圧よりも着火
を示さない電圧側から着火を示す電圧側への方向に横切
る第１方向の横切りと、イオン電流検出信号が基準電圧
を該基準電圧よりも着火を示す電圧側から着火を示さな
い電圧側への方向に横切る第２方向の横切りとがある
が、電圧変化記憶手段が記憶対象とするイオン電流検出
信号の横切りは、上記第１方向の横切りと上記第２方向
の横切りとの両方でも良いし、何れか一方でも良い。
【００１４】このような請求項１の燃焼検出装置では、
イオン電流検出信号の所定時間毎のＡ／Ｄ変換値がＡ／
Ｄ変換値記憶手段により記憶されるが、電圧変化記憶手
段が記憶対象とするイオン電流検出信号の横切りが発生
すると、その直後のＡ／Ｄ変換タイミングにて、消去手
段により、それ以前のＡ／Ｄ変換値記憶手段の記憶値が
消去されることとなる。そして、この燃焼検出装置で
は、消去手段により所定回数Ｍよりも多いＡ／Ｄ変換タ
イミングに亘り連続して消去されなかったＡ／Ｄ変換値
記憶手段の記憶値に基づいて、内燃機関の燃焼状態が判
定される。
【００１５】このため、イオン電流検出信号のＡ／Ｄ変
換が少なくとも「Ｍ＋１」回行われるまでの間に、電圧
変化記憶手段が記憶対象とするイオン電流検出信号の横
切りが発生したならば、それまでのＡ／Ｄ変換タイミン
グでのＡ／Ｄ変換値は、内燃機関の燃焼状態の判定には
用いられない。そして、Ｍ回よりも多いＡ／Ｄ変換タイ
ミングの間に電圧変化記憶手段が記憶対象とするイオン
電流検出信号の横切りが発生しなかった場合の、その間
でのＡ／Ｄ変換値から内燃機関の燃焼状態が判定される
こととなる。
【００１６】このような請求項１の燃焼検出装置によれ
ば、イオン電流検出信号にＡ／Ｄ変換周期以下の周期の
ノイズが発生しても、そのノイズのＡ／Ｄ変換値を燃焼
状態の判定に用いることがなく、例えば図１７の３段目
に例示したようにＡ／Ｄ変換周期に同期したノイズがイ
オン電流検出信号に発生しても、そのノイズの信号を、
着火を示す信号であると誤判定してしまうことがない。
そして、このような誤判定を、Ａ／Ｄ変換周期を短くす
ることなく防止でき、Ａ／Ｄ変換周期を長めに設定する
ことができるため、Ａ／Ｄ変換やＡ／Ｄ変換値を記憶す
るための処理負荷を軽減することができる。
【００１７】次に、請求項２に記載の内燃機関の燃焼検
出装置では、請求項１の燃焼検出装置において、検出区
間設定手段が、内燃機関の燃焼状態の判定を実施する検
出区間を設定する。そして、Ａ／Ｄ変換手段、Ａ／Ｄ変
換値記憶手段、及び消去手段が、その設定された検出区
間内においてのみ動作するようになっている。
【００１８】このような請求項２の燃焼検出装置によれ
ば、Ａ／Ｄ変換手段、Ａ／Ｄ変換値記憶手段、及び消去
手段を、常時ではなく、内燃機関の燃焼状態を判定する
のに適した検出区間においてのみ動作させることがで
き、その各手段に相当する処理の負荷を軽減することが
できる。
【００１９】一方、請求項３に記載の内燃機関の燃焼検
出装置においても、請求項１の燃焼検出装置と同様に、
イオン電流検出手段が、内燃機関の点火プラグの電極に
流れるイオン電流を検出して、そのイオン電流に応じた
電圧のイオン電流検出信号を出力し、Ａ／Ｄ変換手段
が、イオン電流検出手段から出力されるイオン電流検出
信号を所定時間毎にＡ／Ｄ変換する。そして、基準電圧
発生手段が、イオン電流検出信号と大小比較される基準
電圧を発生する。
【００２０】ここで特に、請求項３に記載の燃焼検出装
置では、電圧変化通知手段が、イオン電流検出信号と基
準電圧とを比較して、イオン電流検出信号が基準電圧を
該基準電圧よりも着火を示さない電圧側から着火を示す
電圧側への方向である第１方向に横切ったこと（第１方
向の横切り）と、イオン電流検出信号が基準電圧を該基
準電圧よりも着火を示す電圧側から着火を示さない電圧
側への方向である第２方向に横切ったこと（第２方向の
横切り）とを通知する。
【００２１】そして、Ａ／Ｄ変換値記憶手段が、電圧変
化通知手段により上記第１方向の横切りが通知されてか
ら上記第２方向の横切りが通知されるまでの間のＡ／Ｄ
変換手段によるＡ／Ｄ変換値を記憶する。また、判定手
段が、電圧変化通知手段により上記第１方向の横切りが
通知されてから上記第２方向の横切りが通知されるまで
のＡ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換回数が、所定回数Ｎ
よりも大きいか否かを判定する。
【００２２】そして、燃焼状態判定手段が、判定手段に
よりＡ／Ｄ変換回数が所定回数Ｎよりも大きいと判定さ
れた場合のＡ／Ｄ変換値記憶手段の記憶値に基づいて、
内燃機関の燃焼状態を判定する。このような請求項３の
燃焼検出装置によれば、イオン電流検出信号が基準電圧
を上記第１方向に横切ってから、イオン電流検出信号の
Ａ／Ｄ変換が少なくとも「Ｎ＋１」回行われるまでに、
イオン電流検出信号が基準電圧を上記第２方向に横切っ
たならば、それまでのＡ／Ｄ変換タイミングでのＡ／Ｄ
変換値は、内燃機関の燃焼状態の判定には用いられな
い。そして、イオン電流検出信号が基準電圧を上記第１
方向に横切ってから上記第２方向に横切るまでの間にＡ
／Ｄ変換タイミングがＮ回よりも多く存在した場合の、
その間でのＡ／Ｄ変換値から内燃機関の燃焼状態が判定
されることとなる。
【００２３】よって、この燃焼検出装置によっても、請
求項１の燃焼検出装置と同様に、イオン電流検出信号に
Ａ／Ｄ変換周期以下の周期のノイズが発生しても、その
ノイズの信号を、着火を示す信号であると誤判定してし
まうことがなく、しかも、このような誤判定を、Ａ／Ｄ
変換周期を短くすることなく防止でき、Ａ／Ｄ変換周期
を長めに設定することができるため、Ａ／Ｄ変換やＡ／
Ｄ変換値を記憶するための処理負荷を軽減することがで
きる。
【００２４】次に、請求項４に記載の内燃機関の燃焼検
出装置では、請求項３の燃焼検出装置において、検出区
間設定手段が、内燃機関の燃焼状態の判定を実施する検
出区間を設定する。そして、Ａ／Ｄ変換手段、Ａ／Ｄ変
換値記憶手段、及び判定手段が、その設定された検出区
間内においてのみ動作するようになっている。
【００２５】このような請求項４の燃焼検出装置によれ
ば、Ａ／Ｄ変換手段、Ａ／Ｄ変換値記憶手段、及び判定
手段を、常時ではなく、内燃機関の燃焼状態を判定する
のに適した検出区間においてのみ動作させることがで
き、その各手段に相当する処理の負荷を軽減することが
できる。
【００２６】尚、請求項２又は請求項４に記載の燃焼検
出装置において、検出区間は、点火タイミングよりも後
の所定タイミング（例えば、点火タイミングから所定時
間が経過したタイミング又は点火タイミング後の所定ク
ランク角度のタイミング）から始まるように設定するの
が好ましい。これは、図１７の２段目に示すように、一
般に、点火時は、点火コイルのＬＣ共振により幅狭なノ
イズが発生し、その後に、着火によるイオン電流が発生
するからであり、そのようなノイズの発生期間を効果的
に避けることができるからである。
【００２７】一方、請求項１〜４の燃焼検出装置におい
て、Ａ／Ｄ変換値記憶手段は、請求項５に記載のよう
に、Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換値の最大値を検出
して、その最大値を記憶するように構成すれば、必要な
メモリ容量を削減することができる。つまり、Ａ／Ｄ変
換値記憶手段は、Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換値そ
のものを順次記憶していくように構成することもできる
が、その各Ａ／Ｄ変換値の最大値だけを更新して記憶す
るピークホールド処理を行うようにする方が、メモリ容
量が少なくて済む。
【００２８】また、請求項１〜４の燃焼検出装置におい
て、Ａ／Ｄ変換値記憶手段は、請求項６に記載のよう
に、Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換値を積分して、そ
の積分値を記憶するように構成することもできる。次
に、請求項７に記載の内燃機関の燃焼検出装置では、請
求項５の燃焼検出装置において、燃焼状態判定手段は、
基準電圧発生手段が発生する基準電圧の設計上の公差範
囲よりも着火を示す方に大きい判定値であって内燃機関
の運転状態に応じて設定される判定値と、Ａ／Ｄ変換値
記憶手段の記憶値とを大小比較して、内燃機関の燃焼状
態を判断するように構成されている。
【００２９】このような請求項７の燃焼検出装置によれ
ば、内燃機関の燃焼状態の最終的な判定には、内燃機関
の運転状態に応じて設定される判定値が用いられるた
め、内燃機関の燃焼状態を正確に判定することができ、
しかも、基準電圧発生手段が発生する基準電圧の精度は
低くても良いため、その基準電圧発生手段の低コスト化
を図ることができる、
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施形
態の内燃機関の燃焼検出装置について、図面を用いて説
明する。まず図１は、第１実施形態の燃焼検出装置１の
構成を、内燃機関としての４気筒ガソリンエンジン（以
下単に、エンジンという）を制御するための処理を行う
ホストマイコン３と共に表す構成図である。尚、図１及
び以下の説明において、燃焼検出装置１を構成する各部
と電流及び信号に付した符号中の添え字「＃１〜＃４」
は、それらが第１〜第４の各気筒＃１〜＃４のうちの何
れに対応したものであるかを示している。
【００３１】図１に示すように、本第１実施形態の燃焼
検出装置１は、エンジンの気筒毎に設けられた各点火プ
ラグの電極に流れるイオン電流ｉｏｎ＃１〜ｉｏｎ＃４
を検出して、そのイオン電流ｉｏｎ＃１〜ｉｏｎ＃４に
応じた電圧のイオン電流検出信号を出力するイオン電流
検出回路１１＃１〜１１＃４と、そのイオン電流検出回
路１１＃１〜１１＃４から出力されるイオン電流検出信
号を入力としたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３＃１〜
１３＃４とを備えている。
【００３２】尚、イオン電流検出回路１１＃１〜１１＃
４は、特開平１１−１３６１６号公報に開示されている
ように公知のものであり、点火コイルの二次コイルによ
って点火プラグの電極間に火花放電電流が流された際
に、その火花放電電流とは反対方向に流れるイオン電流
を検出して、そのイオン電流に比例した電圧をイオン電
流検出信号として出力するものである。また、ローパス
フィルタ１３＃１〜１３＃４は、イオン電流検出回路１
１＃１〜１１＃４の出力信号から多少のノイズを除去す
るためのＣＲフィルタであり、そのフィルタ定数は、元
のイオン電流検出信号の波形を鈍らせない様に小さく設
定されている。このため、以下では、ローパスフィルタ
１３＃１〜１３＃４の出力信号（即ち、ローパスフィル
タ１３＃１〜１３＃４を通過した信号）Ｖｉ＃１〜Ｖｉ
＃４のことも、イオン電流検出信号という。
【００３３】更に、本第１実施形態の燃焼検出装置１
は、一定の電源電圧（本実施形態では５Ｖ）を分圧し
て、ローパスフィルタ１３＃１〜１３＃４からのイオン
電流検出信号Ｖｉ＃１〜Ｖｉ＃４と大小比較される基準
電圧Ｖｔｈ１（本実施形態では４．８Ｖ）を発生する２
つの抵抗５，７と、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１〜Ｖｉ
＃４の各々が非反転入力端子（＋端子）に夫々入力さ
れ、上記基準電圧Ｖｔｈ１が反転入力端子（−端子）に
入力された比較器１５＃１〜１５＃４と、各気筒の燃焼
状態を判定するための処理を行うマイコン９とを備えて
いる。
【００３４】そして、比較器１５＃１〜１５＃４は、非
反転入力端子の電圧が基準電圧Ｖｔｈ１よりも小さけれ
ば、ローレベル（＝０Ｖ）の信号を出力し、非反転入力
端子の電圧が基準電圧Ｖｔｈ１以上であれば、ハイレベ
ル（＝５Ｖ）の信号を出力する。
【００３５】また、マイコン９は、プログラムを実行す
るＣＰＵ２１と、ローパスフィルタ１３＃１〜１３＃４
からのイオン電流検出信号Ｖｉ＃１〜Ｖｉ＃４を、マル
チプレクサ（ＭＰＸ）２３を介し入力してＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換器２５と、比較器１５＃１〜１５＃４の出
力信号ＣＭ＃１〜ＣＭ＃４が夫々入力されるラッチ回路
２７＃１〜２７＃４と、ホストマイコン３から出力され
る点火指令信号ＩＧＴ＃１〜ＩＧＴ＃４が入力されるイ
ンプットキャプチャ部２９とを備えている。
【００３６】そして、ラッチ回路２７＃１〜２７＃４の
各々は、入力信号にローレベルからハイレベルへの立ち
上がりエッジが生じるか、ハイレベルからローレベルへ
の立ち下がりエッジが生じると、内部の１ビットデータ
が１にセットされる。このため、イオン電流検出信号Ｖ
ｉ＃ｎ（ｎは１〜４の何れか）が基準電圧Ｖｔｈ１を該
基準電圧Ｖｔｈ１よりも低電圧側（着火を示さない電圧
側に相当）から高電圧側（着火を示す電圧側に相当）へ
の方向（第１方向に相当）に横切って、比較器１５＃ｎ
の出力信号ＣＭ＃ｎに立ち上がりエッジが生じるか、或
いは、イオン電流検出信号Ｖｉ＃ｎが基準電圧Ｖｔｈ１
を該基準電圧Ｖｔｈ１よりも高電圧側から低電圧側への
方向（第２方向に相当）に横切って、比較器１５＃ｎの
出力信号ＣＭ＃ｎに立ち下がりエッジが生じると、ラッ
チ回路２７＃ｎの１ビットデータが１にセットされるこ
ととなる。
【００３７】また、各ラッチ回路２７＃１〜２７＃４の
１ビットデータは、ＣＰＵ２１によって０にクリアされ
る。尚、以下では、ラッチ回路２７＃ｎの１ビットデー
タが１にセットされることを、ラッチ記録ともいう。一
方、インプットキャプチャ部２９は、ホストマイコン３
からの点火指令信号ＩＧＴ＃１〜ＩＧＴ＃４の何れか
に、点火タイミングに該当する立ち下がりエッジが生じ
ると、ＣＰＵ２１に対して割込み要求（いわゆるインプ
ットキャプチャ割込みの要求であり、以下、この割込み
要求を、点火割込み要求という）を発生する。尚、本実
施形態において、点火割込み要求は、各気筒＃１〜＃４
毎に用意されている。また、ホストマイコン３からの各
点火指令信号ＩＧＴ＃１〜ＩＧＴ＃４は、該当する気筒
の点火プラグに対応した点火コイルの一次コイルに通電
するための駆動信号であり、その信号ＩＧＴ＃１〜ＩＧ
Ｔ＃４がハイレベルになって一次コイルに電流が流れ、
その後、その信号ＩＧＴ＃１〜ＩＧＴ＃４がローレベル
に戻って（即ち立ち下がって）一次コイルへの通電が遮
断されると、点火コイルの二次コイルにより、点火プラ
グの電極間に火花放電電流が流れるようになっている。
【００３８】次に、以上のような構成を有した燃焼検出
装置１において、各気筒の燃焼状態を判定するためにマ
イコン９のＣＰＵ２１で実行される処理について、図２
〜図４のフローチャート及び図５のタイムチャートを用
い説明する。尚、ここでは、各気筒＃１〜＃４のうち、
第１気筒＃１に関する部分について説明するが、他の気
筒＃２〜＃４についても全く同様である。
【００３９】まず、ホストマイコン３からの点火指令信
号ＩＧＴ＃１が図５の１段目に示す如く立ち下がり、第
１気筒＃１に対する点火が行われると、マイコン９に
て、インプットキャプチャ部２９からＣＰＵ２１へ点火
割込み要求が発生され、ＣＰＵ２１は、その点火割込み
要求に対応した割込み処理として、図２に示す点火タイ
ミング時処理を実行する。
【００４０】そして、ＣＰＵ２１が図２の点タイミング
時処理の実行を開始すると、まずステップ（以下単に
「Ｓ」と記す）１１０にて、イオン電流検出信号Ｖｉ＃
１のピークホールド値ＰＨを０に初期化し、続くＳ１２
０にて、カウント値ＣＮＴも０に初期化する。
【００４１】そして、次のＳ１３０にて、今回の判定対
象の気筒（ここでは第１気筒＃１）の燃焼状態が着火と
失火との何れであるかの判定結果を示す着火／失火判定
値Ｆを、失火を示す方の０に初期化し、最後のＳ１４０
にて、図３に示すＡ／Ｄ割込み処理が起動されるのを許
可した後、当該点火タイミング時処理を終了する。
【００４２】すると、以後は、図５における２段目の三
角印「▽」に示すように、図３のＡ／Ｄ割込み処理が一
定時間Ｔ（本実施形態では１００μｓ）毎に実行される
こととなる。ＣＰＵ２１が図３のＡ／Ｄ割込み処理の実
行を開始すると、まずＳ２１０にて、Ａ／Ｄ変換器２５
によりイオン電流検出信号Ｖｉ＃１をＡ／Ｄ変換し、そ
のＡ／Ｄ変換値を今回のＡ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤとして
記憶する。
【００４３】次に、Ｓ２２０にて、ラッチ回路２７＃１
にラッチ記録があるか否か（即ち、ラッチ回路２７＃１
の１ビットデータが１になっているか否か）を判定し、
ラッチ記録がなければ、Ｓ３００に移行して、上記Ｓ２
１０で記憶した今回のＡ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤが基準電
圧Ｖｔｈ１以上であるかを判定する。尚、このＳ３００
での判定に用いる基準電圧Ｖｔｈ１としては、抵抗５，
７の抵抗値と電源電圧とで決まる基準電圧Ｖｔｈ１の理
論値を予め記憶しておいても良いし、また、抵抗５，７
の接続点に生じる実際の基準電圧Ｖｔｈ１をＡ／Ｄ変換
器２５によりＡ／Ｄ変換して記憶するようにしても良
い。
【００４４】上記Ｓ３００にて、今回のＡ／Ｄ変換値Ｄ
ａｔＡＤが基準電圧Ｖｔｈ１以上であると判定した場合
には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、Ｓ３１０に進んで、今回の
Ａ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤが現在のピークホールド値ＰＨ
よりも大きいか否かを判定し、肯定判定したならば、続
くＳ３２０にて、ピークホールド値ＰＨを今回のＡ／Ｄ
変換値ＤａｔＡＤの値に更新する。
【００４５】そして、このＳ３２０でピークホールド値
ＰＨを更新するか、或いは、上記Ｓ３１０にて、今回の
Ａ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤが現在のピークホールド値ＰＨ
よりも大きくないと否定判定すると、Ｓ３３０に進ん
で、カウント値ＣＮＴを１インクリメントし、その後、
当該Ａ／Ｄ割込み処理を終了する。
【００４６】また、上記Ｓ３００にて、今回のＡ／Ｄ変
換値ＤａｔＡＤが基準電圧Ｖｔｈ１以上ではないと判定
した場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、Ｓ３４０に移行し
て、ピークホールド値ＰＨを０に初期化し、続くＳ３５
０にて、カウント値ＣＮＴも０に初期化し、その後、当
該Ａ／Ｄ割込み処理を終了する。
【００４７】一方、上記Ｓ２２０にて、ラッチ回路２７
＃１にラッチ記録があると判定した場合には、Ｓ２３０
に進んで、カウント値ＣＮＴが、所定回数に相当する所
定値ＴＭ（本実施形態では例えばＴＭ＝４）よりも大き
いか否かを判定し、カウント値ＣＮＴが所定値ＴＭより
も大きければ、Ｓ２４０に進む。
【００４８】Ｓ２４０では、第１気筒＃の燃焼状態が着
火か失火かを判定するための判定レベルＶｔｈ２を、現
在のエンジンの運転状態としての回転数Ｎｅ及び負荷Ｑ
から算出する。尚、この判定レベルＶｔｈ２は、請求項
７に記載の判定値に相当するものであり、抵抗５，７に
よって発生される基準電圧Ｖｔｈ１の設計上の公差範囲
における最大値よりも、常に大きい値に算出される。換
言すれば、基準電圧Ｖｔｈ１は、エンジンの運転状態に
応じて設定される判定レベルＶｔｈ２よりも、小さい値
に設定されている。
【００４９】次に、Ｓ２５０にて、上記Ｓ２４０で算出
した判定レベルＶｔｈ２とピークホールド値ＰＨとを大
小比較して、ピークホールド値ＰＨが判定レベルＶｔｈ
２よりも大きいか否かを判定し、ピークホールド値ＰＨ
が判定レベルＶｔｈ２よりも大きければ（Ｓ２５０：Ｙ
ＥＳ）、第１気筒＃の燃焼状態が着火であると判定し
て、Ｓ２６０に進み、着火／失火判定値Ｆを、着火を示
す方の１に設定する。
【００５０】そして、続くＳ２７０にて、ピークホール
ド値ＰＨを０に初期化し、続くＳ２８０にて、カウント
値ＣＮＴも０に初期化する。そして更に、続くＳ２９０
にて、ラッチ回路２７＃１のラッチ記録をクリア（即
ち、ラッチ回路２７＃１の１ビットデータを０にクリ
ア）し、その後、前述のＳ３００に進む。
【００５１】また、上記Ｓ２５０にて、ピークホールド
値ＰＨが判定レベルＶｔｈ２よりも大きくないと否定判
定した場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、Ｓ２６０の処理は
行わずに（つまり、第１気筒＃１の燃焼状態が着火であ
るとは判定せずに）、Ｓ２７０に移行する。そして、ピ
ークホールド値ＰＨとカウント値ＣＮＴとを０に初期化
すると共に（Ｓ２７０，Ｓ２８０）、ラッチ回路２７＃
１のラッチ記録をクリアし（Ｓ２９０）、その後、前述
のＳ３００に進む。
【００５２】一方、上記Ｓ２３０にて、カウント値ＣＮ
Ｔが所定値ＴＭよりも大きくないと判定した場合には
（Ｓ２３０：ＮＯ）、Ｓ２４０〜Ｓ２６０の処理を行う
ことなく、そのままＳ２７０に移行して、ピークホール
ド値ＰＨとカウント値ＣＮＴとを０に初期化すると共に
（Ｓ２７０，Ｓ２８０）、ラッチ回路２７＃１のラッチ
記録をクリアし（Ｓ２９０）、その後、前述のＳ３００
に進む。
【００５３】また更に、マイコン９のＣＰＵ２１は、点
火タイミング後の特定のクランク角度のタイミング（本
実施形態では、図５の右上に示す如くＡＴＤＣ６０°Ｃ
Ａのタイミング）になると、図４に示す着火／失火判定
処理を実行する。尚、ＡＴＤＣ６０°ＣＡのタイミング
とは、クランク角度が上死点（ＴＤＣ）から６０°進ん
だタイミングのことである。
【００５４】ＣＰＵ２１が図４の着火／失火判定処理の
実行を開始すると、まずＳ４１０にて、その時のカウン
ト値ＣＮＴが所定値ＴＭよりも大きいか否かを判定し、
カウント値ＣＮＴが所定値ＴＭよりも大きければ、Ｓ４
２０に進んで、図３のＳ２４０と同様に、第１気筒＃の
燃焼状態が着火か失火かを判定するための判定レベルＶ
ｔｈ２を、エンジンの回転数Ｎｅ及び負荷Ｑから算出す
る。
【００５５】次に、Ｓ４３０にて、上記Ｓ４２０で算出
した判定レベルＶｔｈ２とピークホールド値ＰＨとを大
小比較して、ピークホールド値ＰＨが判定レベルＶｔｈ
２よりも大きいか否かを判定し、ピークホールド値ＰＨ
が判定レベルＶｔｈ２よりも大きければ（Ｓ４３０：Ｙ
ＥＳ）、第１気筒＃の燃焼状態が着火であると判定し
て、Ｓ４４０に進み、着火／失火判定値Ｆを、着火を示
す方の１に設定する。
【００５６】そして、続くＳ４５０にて、図３のＡ／Ｄ
割込み処理が起動されるのを禁止し、その後、当該着火
／失火判定処理を終了する。また、上記Ｓ４３０にて、
ピークホールド値ＰＨが判定レベルＶｔｈ２よりも大き
くないと否定判定した場合には（Ｓ４３０：ＮＯ）、第
１気筒＃１の燃焼状態が着火であるとは判定せずに、そ
のままＳ４５０に移行して、図３のＡ／Ｄ割込み処理が
起動されるのを禁止した後、当該着火／失火判定処理を
終了する。
【００５７】一方、上記Ｓ４１０にて、カウント値ＣＮ
Ｔが所定値ＴＭよりも大きくないと判定した場合には
（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ４２０〜Ｓ４４０の処理を行う
ことなく、そのままＳ４５０に移行して、図３のＡ／Ｄ
割込み処理が起動されるのを禁止した後、当該着火／失
火判定処理を終了する。
【００５８】つまり、Ｓ４１０〜Ｓ４４０の処理は、図
３のＳ２３０〜Ｓ２６０と同じ処理であり、当該着火／
失火判定処理では、そのＳ４１０〜Ｓ４４０の処理を行
った後、最後に、図３のＡ／Ｄ割込み処理が起動される
のを禁止するようにしている。
【００５９】以上のような処理が行われる本第１実施形
態の燃焼検出装置１では、例えば第１気筒＃１について
説明すると、図５に示すように、点火タイミング（点火
指令信号ＩＧＴ＃１の立ち下がりタイミング）からＡＴ
ＤＣ６０°ＣＡのタイミングまでの間、一定時間Ｔ（＝
１００μｓ）毎に、図３のＡ／Ｄ割込み処理が起動され
て、最初のＳ２１０の処理により、イオン電流検出信号
Ｖｉ＃１がＡ／Ｄ変換される。尚、図５では、Ａ／Ｄ割
込み処理の起動タイミングでもあるＡ／Ｄ変換タイミン
グを、黒丸印（●）で示している。
【００６０】そして、Ａ／Ｄ割込み処理では、Ｓ３１０
及びＳ３２０の処理により、Ａ／Ｄ変換値の最大値を検
出してピークホールド値ＰＨとして更新記憶するピーク
ホールド処理が実施されるが、そのピークホールド処理
に先立つＳ２２０の処理により、ラッチ回路２７＃１に
ラッチ記録があるか否か（即ち、ラッチ回路２７＃１に
イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を横切
ったと記憶されているか否か）を判定して、ラッチ記録
があれば（即ち、前回のＡ／Ｄ変換タイミングから今回
のＡ／Ｄ変換タイミングまでの間に、イオン電流検出信
号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を横切っていたなら
ば）、そのラッチ記録と前回までのピークホールド値Ｐ
Ｈとをクリアすると共に（Ｓ２９０，Ｓ２７０）、イオ
ン電流検出信号Ｖｉ＃１が継続して基準電圧Ｖｔｈ１以
上になっている期間での当該Ａ／Ｄ割込み処理の実行回
数を計数するためのカウント値ＣＮＴをクリアするよう
にしている（Ｓ２８０）。
【００６１】また更に、Ａ／Ｄ割込み処理では、上記Ｓ
２２０にて、ラッチ回路２７＃１にラッチ記録があると
判定した場合、Ｓ２３０の処理により、カウント値ＣＮ
Ｔが所定値ＴＭよりも大きいか否かを判定し、「ＴＭ＜
ＣＮＴ」であれば、Ｓ２４０〜Ｓ２６０の処理により、
Ｓ２７０でクリアされる前のピークホールド値ＰＨか
ら、第１気筒＃１の燃焼状態が判定されることとなる。
【００６２】このような本第１実施形態の燃焼検出装置
１では、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１のＡ／Ｄ変換が少
なくとも「ＴＭ＋１」＝５回行われるまでの間に、イオ
ン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を横切った
ならば、図３におけるＳ２４０〜Ｓ２６０の処理が行わ
れることなく、前回までのピークホールド値ＰＨがクリ
アされるため、それまでのＡ／Ｄ変換タイミングでのＡ
／Ｄ変換値は、燃焼状態の判定に用いられない。
【００６３】よって、図５の例において、点火タイミン
グから９回目のＡ／Ｄ変換タイミングまでのＡ／Ｄ変換
値は、燃焼状態の判定には用いられない。そして、イオ
ン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を横切らず
継続して基準電圧Ｖｔｈ１以上になっている間のＡ／Ｄ
変換回数がＴＭ（＝４）よりも多くなり、その後、イオ
ン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を横切った
ならば、その直後のＡ／Ｄ変換タイミング（Ａ／Ｄ割込
み処理の実行タイミング）では、消去される前の前回ま
でのピークホールド値ＰＨであって、所定回数ＴＭより
も多いＡ／Ｄ変換タイミングに亘り連続して消去されな
かったピークホールド値ＰＨに基づいて、燃焼状態が判
定されることとなる。
【００６４】よって、図５の例では、点火タイミングか
ら１８回目のＡ／Ｄ変換タイミングにて、１０回目のＡ
／Ｄ変換タイミングから１７回目のＡ／Ｄ変換タイミン
グまでの間のＡ／Ｄ変換値のピークホールド値ＰＨによ
り、燃焼状態が判定されることとなる。
【００６５】尚、図５の例では、１８回目のＡ／Ｄ変換
タイミングにて、着火と判定され、着火／失火判定値Ｆ
が１に設定されている。また、図５において、仮に、イ
オン電流検出信号Ｖｉ＃１が、１０回目のＡ／Ｄ変換タ
イミング以降、基準電圧Ｖｔｈ１以上のままであったな
らば、図３のＳ２３０〜Ｓ２６０の処理は実行されない
が、その場合には、ＡＴＤＣ６０°ＣＡのタイミングで
起動される図４の着火／失火判定処理により、着火か否
かが最終的に判定されることとなる。
【００６６】以上のような本第１実施形態の燃焼検出装
置１によれば、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１にＡ／Ｄ変
換周期Ｔ以下の周期のノイズが発生しても、そのノイズ
のＡ／Ｄ変換値を燃焼状態の判定に用いることがなく、
例えば図５における点火タイミングから９回目のＡ／Ｄ
変換タイミングまでの期間に例示するように、Ａ／Ｄ変
換周期に同期したノイズがイオン電流検出信号Ｖｉ＃１
に発生しても、そのノイズの信号を、着火を示す信号で
あると誤判定してしまうことがない。そして、このよう
な誤判定を、Ａ／Ｄ変換周期Ｔを短くすることなく防止
でき、Ａ／Ｄ変換周期Ｔを長めに設定することができる
ため、処理負荷を軽減することができる。
【００６７】尚、本第１実施形態では、イオン電流検出
回路１１＃１〜１１＃４がイオン電流検出手段に相当
し、Ａ／Ｄ変換器２５とＳ２１０の処理とがＡ／Ｄ変換
手段に相当し、抵抗５，７が基準電圧発生手段に相当し
ている。また、比較器１５＃１〜１５＃４とラッチ回路
２７＃１〜２７＃４とが電圧変化記憶手段に相当してい
る。そして、Ｓ３１０及びＳ３２０の処理が請求項１に
記載のＡ／Ｄ変換値記憶手段に相当し、ピークホールド
値ＰＨがＡ／Ｄ変換値記憶手段の記憶値に相当してい
る。そして更に、Ｓ２２０，Ｓ２７０，及びＳ２９０の
処理が消去手段に相当し、Ｓ２３０〜Ｓ２６０の処理が
請求項１に記載の燃焼状態判定手段に相当している。
【００６８】一方、上記第１実施形態において、ラッチ
回路２７＃ｎ（ｎ＝１〜４）が記憶対象とするイオン電
流検出信号Ｖｉ＃ｎの基準電圧Ｖｔｈ１に対する横切り
方向は、第１方向としての上方向と、第２方向としての
下方向との、何れか一方であっても良い。また、図３に
おけるＳ３４０及びＳ３５０の処理は削除することも可
能である。
【００６９】次に、第２実施形態の燃焼検出装置につい
て説明する。尚、第２実施形態に関する説明において、
第１実施形態と同じ構成要素や信号については、同一の
符号を用いることとし、詳細な説明は省略する。そし
て、以下では、第１実施形態と異なる部分について説明
する。
【００７０】第２実施形態の燃焼検出装置は、第１実施
形態の燃焼検出装置１と比較して、下記の（１）及び
（２）の点が異なっている。 （１）マイコン９のＣＰＵ２１が、図２の点火タイミン
グ時処理に代えて、図６（Ａ）の点火タイミング時処理
を実行する。そして、図６（Ａ）の点火タイミング時処
理では、図２の点火タイミング時処理と比較すると、Ｓ
１４０に代わるＳ１５０にて、今回点火した気筒の燃焼
状態の判定を実施する検出区間の開始タイミングである
検出区間開始タイミングを設定する。尚、本第２実施形
態において、この検出区間開始タイミングとしては、点
火タイミング後で且つＡＴＤＣ６０°ＣＡより前の所定
クランク角度が設定されるが、点火タイミングからの時
間や、点火タイミングからのクランク角度の進角値が設
定されるようにしても良い。
【００７１】（２）マイコン９のＣＰＵ２１は、図６
（Ａ）のＳ１５０で設定された検出区間開始タイミング
になると、図６（Ｂ）の検出区間開始タイミング時処理
を実行する。そして、ＣＰＵ２１が図６（Ｂ）の検出区
間開始タイミング時処理の実行を開始すると、図３のＡ
／Ｄ割込み処理が起動されるのを許可し（Ｓ１６０）、
その後、当該検出区間開始タイミング時処理を終了す
る。
【００７２】すると、以後は、図７における２段目の三
角印「▽」に示すように、図３のＡ／Ｄ割込み処理が一
定時間Ｔ（＝１００μｓ）毎に実行されることとなる。
そして、本第２実施形態においても、図７の右上に示す
如くＡＴＤＣ６０°ＣＡのタイミングになると、図４の
着火／失火判定処理が実行され、その着火／失火判定処
理のＳ４５０にて、図３のＡ／Ｄ割込み処理の起動が禁
止されることとなる。
【００７３】つまり、本第２実施形態の燃焼検出装置で
は、図７に示すように、点火タイミングよりも後の所定
クランク角度のタイミングから、その後のＡＴＤＣ６０
°ＣＡのタイミングまでの期間が、燃焼状態の判定を実
施する検出区間として設定され、その検出区間におい
て、図３のＡ／Ｄ割込み処理を一定時間Ｔ毎に実行する
ようにしている。そして、このような第２実施形態の燃
焼検出装置によれば、ＣＰＵ２１の処理負荷を軽減する
ことができる。
【００７４】尚、本第２実施形態では、図６（Ａ）のＳ
１５０、図６（Ｂ）のＳ１６０（検出区間開始タイミン
グ時処理）、及び図４のＳ４５０の処理が、請求項２に
記載の検出区間設定手段に相当している。次に、第３実
施形態の燃焼検出装置について説明する。尚、以下の第
３実施形態に関する説明において、第１及び第２実施形
態と同じ構成要素や信号等については、同一の符号を用
いることとし、詳細な説明は省略する。そして、以下で
は、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。
【００７５】まず、図８に示すように、第３実施形態の
燃焼検出装置３１は、第１実施形態の燃焼検出装置１と
比較すると、マイコン９内に、ラッチ回路２７＃１〜２
７＃４に代えて、比較器１５＃１〜１５＃４の出力信号
ＣＭ＃１〜ＣＭ＃４が夫々入力されるインプットキャプ
チャ部３３＃１〜３３＃４が設けられている。
【００７６】そして、各インプットキャプチャ部３３＃
ｎ（ｎは１〜４の何れか）は、イオン電流検出信号Ｖｉ
＃ｎが基準電圧Ｖｔｈ１を該基準電圧Ｖｔｈ１よりも着
火を示さない低電圧側から着火を示す高電圧側への方向
（第１方向）に横切って、比較器１５＃ｎの出力信号Ｃ
Ｍ＃ｎに立ち上がりエッジが生じると、ＣＰＵ２１に対
して、立ち上がりエッジ発生時のインプットキャプチャ
割込み要求を発生する。また、各インプットキャプチャ
部３３＃ｎは、イオン電流検出信号Ｖｉ＃ｎが基準電圧
Ｖｔｈ１を該基準電圧Ｖｔｈ１よりも高電圧側から低電
圧側への方向（第２方向）に横切って、比較器１５＃ｎ
の出力信号ＣＭ＃ｎに立ち下がりエッジが生じると、Ｃ
ＰＵ２１に対して、立ち下がりエッジ発生時のインプッ
トキャプチャ割込み要求を発生する。
【００７７】次に、本第３実施形態の燃焼検出装置３１
において、各気筒の燃焼状態を判定するためにマイコン
９のＣＰＵ２１で実行される処理について、図９〜図１
４のフローチャート及び図１５のタイムチャートを用い
説明する。尚、ここでは、各気筒＃１〜＃４のうち、第
１気筒＃１に関する部分について説明するが、他の気筒
＃２〜＃４についても全く同様である。
【００７８】まず、ホストマイコン３からの点火指令信
号ＩＧＴ＃１が図１５の１段目に示す如く立ち下がり、
第１気筒＃１に対する点火が行われると、マイコン９に
て、インプットキャプチャ部２９からＣＰＵ２１へ点火
割込み要求が発生され、ＣＰＵ２１は、その点火割込み
要求に対応した割込み処理として、図９に示す点火タイ
ミング時処理を実行する。
【００７９】そして、ＣＰＵ２１が図９の点タイミング
時処理の実行を開始すると、Ｓ５１０にて、今回点火し
た気筒の燃焼状態の判定を実施する検出区間の開始タイ
ミングである検出区間開始タイミングを設定し、その
後、当該点火タイミング時処理を終了する。尚、本第３
実施形態においても、第２実施形態と同様に、検出区間
開始タイミングとしては、点火タイミング後の所定クラ
ンク角度が設定されるが、点火タイミングからの時間
や、点火タイミングからのクランク角度の進角値が設定
されるようにしても良い。
【００８０】その後、上記Ｓ５１０で設定された検出区
間開始タイミングになると、ＣＰＵ２１は、図１０の検
出区間開始タイミング時処理を実行する。そして、ＣＰ
Ｕ２１が図１０の検出区間開始タイミング時処理の実行
を開始すると、まず最初のＳ５２０にて、インプットキ
ャプチャ部３３＃１によって発生される立ち上がりエッ
ジ発生時のインプットキャプチャ割込み要求に対応した
図１１の割込み処理（立ち上がりエッジ発生時のインプ
ットキャプチャ割込み処理）と、インプットキャプチャ
部３３＃１によって発生される立ち下がりエッジ発生時
のインプットキャプチャ割込み要求に対応した図１３の
割込み処理（立ち下がりエッジ発生時のインプットキャ
プチャ割込み処理）との起動を許可する。そして更に、
続くＳ５３０にて、今回の判定対象の気筒（ここでは第
１気筒＃１）の燃焼状態が着火と失火との何れであるか
の判定結果を示す着火／失火判定値Ｆを、失火を示す方
の０に初期化し、その後、当該検出区間開始タイミング
時処理を終了する。
【００８１】一方、上記Ｓ５２０による割込み許可が行
われると、以後、ＣＰＵ２１は、図１５の５段目（「↑
インプットキャプチャ割込み」と記した段）に示すよう
に、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を
低電圧側から高電圧側への上方向に横切って、インプッ
トキャプチャ部３３＃１により立ち上がりエッジ発生時
のインプットキャプチャ割込み要求が発生される毎に、
図１１に示す立ち上がりエッジ発生時のインプットキャ
プチャ割込み処理を実行し、また、図１５の６段目
（「↓インプットキャプチャ割込み」と記した段）に示
すように、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔ
ｈ１を高電圧側から低電圧側への下方向に横切って、イ
ンプットキャプチャ部３３＃１により立ち下がりエッジ
発生時のインプットキャプチャ割込み要求が発生される
毎に、図１３に示す立ち下がりエッジ発生時のインプッ
トキャプチャ割込み処理を実行する。
【００８２】ここでまず、ＣＰＵ２１が図１１に示す立
ち上がりエッジ発生時のインプットキャプチャ割込み処
理の実行を開始すると、最初のＳ６１０にて、イオン電
流検出信号Ｖｉ＃１のピークホールド値ＰＨを０に初期
化し、続くＳ６２０にて、カウント値ＣＮＴを０に初期
化する。次にＳ６３０にて、図１２に示すＡ／Ｄ割込み
処理が起動されるのを許可し、その後、当該インプット
キャプチャ割込み処理を終了する。
【００８３】そして、上記Ｓ６３０による割込み許可が
行われると、以後は、図１５における２段目の三角印
「▽」に示すように、図１２のＡ／Ｄ割込み処理が一定
時間Ｔ（本実施形態では１００μｓ）毎に実行されるこ
ととなる。ＣＰＵ２１が図１２のＡ／Ｄ割込み処理の実
行を開始すると、まずＳ７１０にて、Ａ／Ｄ変換器２５
によりイオン電流検出信号Ｖｉ＃１をＡ／Ｄ変換し、そ
のＡ／Ｄ変換値を今回のＡ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤとして
記憶する。
【００８４】次にＳ７２０にて、今回のＡ／Ｄ変換値Ｄ
ａｔＡＤが現在のピークホールド値ＰＨよりも大きいか
否かを判定し、肯定判定したならば、続くＳ７３０に
て、ピークホールド値ＰＨを今回のＡ／Ｄ変換値Ｄａｔ
ＡＤの値に更新する。そして、このＳ７３０でピークホ
ールド値ＰＨを更新するか、或いは、上記Ｓ７２０に
て、今回のＡ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤが現在のピークホー
ルド値ＰＨよりも大きくないと否定判定すると、Ｓ７４
０に進んで、カウント値ＣＮＴを１インクリメントし、
その後、当該Ａ／Ｄ割込み処理を終了する。
【００８５】また、図１３に示す立ち下がりエッジ発生
時のインプットキャプチャ割込み処理では、第１実施形
態における図４の着火／失火判定処理と同じ内容の処理
が行われる。即ち、ＣＰＵ２１が図１３に示す立ち下が
りエッジ発生時のインプットキャプチャ割込み処理の実
行を開始すると、まずＳ８１０にて、その時のカウント
値ＣＮＴが所定値ＴＭ（本第３実施形態においても例え
ばＴＭ＝４）よりも大きいか否かを判定し、カウント値
ＣＮＴが所定値ＴＭよりも大きければ、Ｓ８２０に進ん
で、第１気筒＃の燃焼状態が着火か失火かを判定するた
めの判定レベルＶｔｈ２を、エンジンの回転数Ｎｅ及び
負荷Ｑから算出する。
【００８６】次に、Ｓ８３０にて、上記Ｓ８２０で算出
した判定レベルＶｔｈ２とピークホールド値ＰＨとを大
小比較して、ピークホールド値ＰＨが判定レベルＶｔｈ
２よりも大きいか否かを判定し、ピークホールド値ＰＨ
が判定レベルＶｔｈ２よりも大きければ、第１気筒＃の
燃焼状態が着火であると判定して、Ｓ８４０に進み、着
火／失火判定値Ｆを、着火を示す方の１に設定する。
【００８７】そして、続くＳ８５０にて、図１２のＡ／
Ｄ割込み処理が起動されるのを禁止し、その後、当該イ
ンプットキャプチャ割込み処理を終了する。また、上記
Ｓ８３０にて、ピークホールド値ＰＨが判定レベルＶｔ
ｈ２よりも大きくないと否定判定した場合には（Ｓ８３
０：ＮＯ）、第１気筒＃１の燃焼状態が着火であるとは
判定せずに、そのままＳ８５０に移行する。
【００８８】一方、上記Ｓ８１０にて、カウント値ＣＮ
Ｔが所定値ＴＭよりも大きくないと判定した場合には
（Ｓ８１０：ＮＯ）、Ｓ８２０〜Ｓ８４０の処理を行う
ことなく、そのままＳ８５０に移行する。また更に、マ
イコン９のＣＰＵ２１は、検出区間開始タイミングより
も後の特定のクランク角度のタイミング（例えばＡＴＤ
Ｃ６０°ＣＡのタイミング）であって、検出区間の終了
タイミングになると、図１４に示す検出区間終了タイミ
ング時処理を実行する。
【００８９】そして、ＣＰＵ２１が図１４の検出区間終
了タイミング時処理の実行を開始すると、まずＳ９１０
にて、図１１と図１３との両方のインプットキャプチャ
割込み処理の起動を禁止し、更に続くＳ９２０にて、図
１２のＡ／Ｄ割込み処理の起動を禁止し、その後、当該
検出区間終了タイミング時処理を終了する。
【００９０】以上のような処理が行われる本第３実施形
態の燃焼検出装置３１では、例えば第１気筒＃１につい
て説明すると、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧
Ｖｔｈ１を上方向に横切って図１１のインプットキャプ
チャ割込み処理が実行されてから、イオン電流検出信号
Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を下方向に横切って図１３
のインプットキャプチャ割込み処理が実行されるまでの
間、一定時間Ｔ（＝１００μｓ）毎に、図１２のＡ／Ｄ
割込み処理が起動されて、最初のＳ７１０の処理によ
り、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１がＡ／Ｄ変換され、Ｓ
７２０及びＳ７３０の処理により、Ａ／Ｄ変換値の最大
値を検出してピークホールド値ＰＨとして更新記憶する
ピークホールド処理が実施され、更にＳ７４０の処理に
より、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１
を上方向に横切ってから下方向に横切るまでのＡ／Ｄ変
換回数（換言すれば、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が継
続して基準電圧Ｖｔｈ１以上になっている期間での当該
Ａ／Ｄ割込み処理の実行回数）を係数するためのカウン
ト値ＣＮＴが１インクリメントされる。
【００９１】そして、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基
準電圧Ｖｔｈ１を下方向に横切った時に実行される図１
３のインプットキャプチャ割込み処理では、Ｓ８１０の
処理により、カウント値ＣＮＴから、イオン電流検出信
号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖｔｈ１を上方向に横切ってから
下方向に横切るまでのＡ／Ｄ変換回数が所定回数ＴＭよ
りも大きいか否かが判定され、そのＳ８１０で肯定判定
されたならば、Ｓ８２０〜Ｓ８４０の処理により、その
時のピークホールド値ＰＨから第１気筒＃１の燃焼状態
が判定されることとなる。
【００９２】このような本第３実施形態の燃焼検出装置
３１によれば、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧
Ｖｔｈ１を上方向に横切ってから、イオン電流検出信号
Ｖｉ＃１のＡ／Ｄ変換が少なくとも「ＴＭ＋１」回行わ
れるまでに、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基準電圧Ｖ
ｔｈ１を下方向に横切ったならば、それまでのＡ／Ｄ変
換タイミングでのＡ／Ｄ変換値は、内燃機関の燃焼状態
の判定には用いられない。よって、図１５の例におい
て、検出区間の開始タイミングに相当する図１０の処理
タイミングから３回目のＡ／Ｄ変換タイミングまでのＡ
／Ｄ変換値は、燃焼状態の判定には用いられない。
【００９３】そして、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１が基
準電圧Ｖｔｈ１を上方向に横切ってから下横切るまでの
間にＡ／Ｄ変換タイミングがＴＭ回よりも多く存在した
ならば、その間でのＡ／Ｄ変換値のピークホールド値Ｐ
Ｈから燃焼状態が判定されることとなる。よって、図１
５の例では、時刻ｔ１で実行される図１３のインプット
キャプチャ割込み処理にて、検出区間の開始タイミング
に相当する図１０の処理タイミングから見て４回目のＡ
／Ｄ変換タイミングから１１回目のＡ／Ｄ変換タイミン
グまでの間のＡ／Ｄ変換値のピークホールド値ＰＨによ
り、燃焼状態が判定されることとなる。尚、図１５の例
では、時刻ｔ１で実行される図１３のインプットキャプ
チャ割込み処理にて、着火と判定され、着火／失火判定
値Ｆが１に設定されている。
【００９４】以上のような本第３実施形態の燃焼検出装
置３１によっても、第１実施形態の燃焼検出装置１と同
様に、イオン電流検出信号Ｖｉ＃１にＡ／Ｄ変換周期Ｔ
以下の周期のノイズが発生しても、そのノイズの信号
を、着火を示す信号であると誤判定してしまうことがな
く、しかも、このような誤判定を、Ａ／Ｄ変換周期Ｔを
短くすることなく防止でき、Ａ／Ｄ変換周期Ｔを長めに
設定することができるため、処理負荷を軽減することが
できる。
【００９５】そして更に、本第３実施形態の燃焼検出装
置３１によっても、第２実施形態の燃焼検出装置と同様
に、点火タイミングよりも後の所定クランク角度のタイ
ミング（図１０の処理タイミング）から、その後のＡＴ
ＤＣ６０°ＣＡのタイミング（図１４の処理タイミン
グ）までの期間が、燃焼状態の判定を実施する検出区間
として設定され、その検出区間において、図１１〜図１
３の処理を実行するようにしているため、ＣＰＵ２１の
処理負荷を軽減することができる。
【００９６】尚、本第３実施形態では、Ａ／Ｄ変換器２
５とＳ７１０の処理とがＡ／Ｄ変換手段に相当してい
る。また、本第３実施形態では、比較器１５＃１〜１５
＃４とインプットキャプチャ部３３＃１〜３３＃４と
が、電圧変化通知手段に相当している。つまり、本第３
実施形態では、イオン電流検出信号Ｖｉ＃ｎ（ｎ＝１〜
４）が基準電圧Ｖｔｈ１を上方向に横切ると、そのこと
が、インプットキャプチャ部３３＃ｎからＣＰＵ２１
へ、立ち上がりエッジ発生時のインプットキャプチャ割
込み要求という形で通知され、イオン電流検出信号Ｖｉ
＃ｎが基準電圧Ｖｔｈ１を下方向に横切ると、そのこと
が、インプットキャプチャ部３３＃ｎからＣＰＵ２１
へ、立ち下がりエッジ発生時のインプットキャプチャ割
込み要求という形で通知されるからである。そして、本
第３実施形態では、Ｓ７２０及びＳ７３０の処理が請求
項３に記載のＡ／Ｄ変換値記憶手段に相当し、ピークホ
ールド値ＰＨがＡ／Ｄ変換値記憶手段の記憶値に相当し
ている。そして更に、Ｓ８１０の処理が判定手段に相当
し、Ｓ８２０〜Ｓ８４０の処理が請求項３に記載の燃焼
状態判定手段に相当している。また、図９、図１０、及
び図１４の処理が、請求項４に記載の検出区間設定手段
に相当している。
【００９７】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまで
もない。例えば、上記第２及び第３実施形態において、
検出区間の終了タイミングも、点火タイミングからの時
間や、点火タイミングからのクランク角度の進角値によ
って設定するようにしても良い。
【００９８】また、上記各実施形態では、イオン電流検
出信号Ｖｉ＃ｎ（ｎ＝１〜４）のＡ／Ｄ変換値に対して
ピークホールド処理を行い、そのピークホールド値ＰＨ
から燃焼状態を判定するようにしたが、例えば、Ａ／Ｄ
変換値を積分して、その積分値から燃焼状態を判定する
ようにしても良い。
【００９９】具体的に説明すると、第１及び第２実施形
態については、図３のＳ３１０及びＳ３２０の処理の代
わりに、今回のＡ／Ｄ変換値ＤａｔＡＤを前回までの積
分値に加算して、新たな積分値を得る積分処理（即ち、
累積加算処理）を実施するようにする。そして、図２又
は図６（Ａ）のＳ１１０と、図３のＳ２７０及びＳ３４
０とでは、積分値を０に初期化するようにし、図３のＳ
２４０〜Ｓ２６０と図４のＳ４２０〜Ｓ４４０とでは、
積分値とエンジンの運転状態に応じた判定レベルとを比
較して燃焼状態を判定するように設定すれば良い。ま
た、第３実施形態については、図１２のＳ７２０及びＳ
７３０の処理の代わりに、今回のＡ／Ｄ変換値ＤａｔＡ
Ｄを前回までの積分値に加算して、新たな積分値を得る
積分処理を実施するようにする。そして、図１１のＳ６
１０では、積分値を０に初期化するようにし、図１３の
Ｓ８２０〜Ｓ８４０では、積分値とエンジンの運転状態
に応じた判定レベルとを比較して燃焼状態を判定するよ
うに設定すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の燃焼検出装置の構成を、エン
ジン制御用のホストマイコンと共に表す構成図である。
【図２】 第１実施形態のマイコンにて点火タイミング
に実行される点火タイミング時処理を表すフローチャー
トである。
【図３】 第１実施形態のマイコンにて一定時間毎に実
行されるＡ／Ｄ割込み処理を表すフローチャートであ
る。
【図４】 第１実施形態のマイコンにてＡＴＤＣ６０°
ＣＡのタイミングに実行される着火／失火判定処理を表
すフローチャートである。
【図５】 第１実施形態の燃焼検出装置の作用を表すタ
イムチャートである。
【図６】 第２実施形態の燃焼検出装置を説明するフロ
ーチャートである。
【図７】 第２実施形態の燃焼検出装置の作用を表すタ
イムチャートである。
【図８】 第３実施形態の燃焼検出装置の構成を、エン
ジン制御用のホストマイコンと共に表す構成図である。
【図９】 第３実施形態のマイコンにて点火タイミング
に実行される点火タイミング時処理を表すフローチャー
トである。
【図１０】 第３実施形態のマイコンにて検出区間の開
始タイミングに実行される検出区間開始タイミング時処
理を表すフローチャートである。
【図１１】 第３実施形態のマイコンで実行される立ち
上がりエッジ発生時のインプットキャプチャ割込み処理
を表すフローチャートである。
【図１２】 第３実施形態のマイコンにて一定時間毎に
実行されるＡ／Ｄ割込み処理を表すフローチャートであ
る。
【図１３】 第３実施形態のマイコンで実行される立ち
下がりエッジ発生時のインプットキャプチャ割込み処理
を表すフローチャートである。
【図１４】 第３実施形態のマイコンにて検出区間の終
了タイミングに実行される検出区間終了タイミング時処
理を表すフローチャートである。
【図１５】 第３実施形態の燃焼検出装置の作用を表す
タイムチャートである。
【図１６】 従来技術としての燃焼検出装置の構成を表
すブロック図である。
【図１７】 従来技術の問題を説明する説明図である。
【符号の説明】
１，３１…燃焼検出装置、３…ホストマイコン、５，７
…抵抗、９…マイコン、１１＃１〜１１＃４…イオン電
流検出回路、１３＃１〜１３＃４…ローパスフィルタ、
１５＃１〜１５＃４…比較器、２１…ＣＰＵ、２３…マ
ルチプレクサ、２５…Ａ／Ｄ変換器、２７＃１〜２７＃
４…ラッチ回路、２９，３３＃１〜３３＃４…インプッ
トキャプチャ部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の点火プラグの電極に流れるイ
    オン電流を検出して、該イオン電流に応じた電圧のイオ
    ン電流検出信号を出力するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出信号を所定時間毎にＡ／Ｄ変換する
    Ａ／Ｄ変換手段と、 前記イオン電流検出信号と大小比較される基準電圧を発
    生する基準電圧発生手段と、 前記イオン電流検出信号と前記基準電圧とを比較して、
    前記イオン電流検出信号が前記基準電圧を横切ったこと
    を記憶する電圧変化記憶手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換値を記憶するＡ／
    Ｄ変換値記憶手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段が前記イオン電流検出信号をＡ／Ｄ
    変換するタイミング（以下、Ａ／Ｄ変換タイミングとい
    う）毎に、前記電圧変化記憶手段に前記イオン電流検出
    信号が前記基準電圧を横切ったと記憶されているか否か
    を判定して、前記基準電圧を横切ったと記憶されていた
    場合には、今回のＡ／Ｄ変換タイミングよりも前の前記
    Ａ／Ｄ変換値記憶手段の記憶値を消去すると共に、前記
    電圧変化記憶手段の記憶を消去する消去手段と、 該消去手段により所定回数よりも多いＡ／Ｄ変換タイミ
    ングに亘り連続して消去されなかった前記Ａ／Ｄ変換値
    記憶手段の記憶値に基づいて、前記内燃機関の燃焼状態
    を判定する燃焼状態判定手段と、 を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼検出装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関の燃焼検出装
    置において、 前記内燃機関の燃焼状態の判定を実施する検出区間を設
    定する検出区間設定手段を備え、 前記Ａ／Ｄ変換手段、前記Ａ／Ｄ変換値記憶手段、及び
    前記消去手段は、前記検出区間内においてのみ動作する
    こと、 を特徴とする内燃機関の燃焼検出装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関の点火プラグの電極に流れるイ
    オン電流を検出して、該イオン電流に応じた電圧のイオ
    ン電流検出信号を出力するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出信号を所定時間毎にＡ／Ｄ変換する
    Ａ／Ｄ変換手段と、 前記イオン電流検出信号と大小比較される基準電圧を発
    生する基準電圧発生手段と、 前記イオン電流検出信号と前記基準電圧とを比較して、
    前記イオン電流検出信号が前記基準電圧を該基準電圧よ
    りも着火を示さない電圧側から着火を示す電圧側への方
    向である第１方向に横切ったこと（以下、第１方向の横
    切りという）と、前記イオン電流検出信号が前記基準電
    圧を該基準電圧よりも着火を示す電圧側から着火を示さ
    ない電圧側への方向である第２方向に横切ったこと（以
    下、第２方向の横切りという）とを通知する電圧変化通
    知手段と、 該電圧変化通知手段により前記第１方向の横切りが通知
    されてから前記第２方向の横切りが通知されるまでの間
    の前記Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換値を記憶するＡ
    ／Ｄ変換値記憶手段と、 前記電圧変化通知手段により前記第１方向の横切りが通
    知されてから前記第２方向の横切りが通知されるまでの
    前記Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換回数が、所定回数
    よりも大きいか否かを判定する判定手段と、 該判定手段により前記Ａ／Ｄ変換回数が前記所定回数よ
    りも大きいと判定された場合の前記Ａ／Ｄ変換値記憶手
    段の記憶値に基づいて、前記内燃機関の燃焼状態を判定
    する燃焼状態判定手段と、 を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼検出装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の内燃機関の燃焼検出装
    置において、 前記内燃機関の燃焼状態の判定を実施する検出区間を設
    定する検出区間設定手段を備え、 前記Ａ／Ｄ変換手段、前記Ａ／Ｄ変換値記憶手段、及び
    前記判定手段は、前記検出区間内においてのみ動作する
    こと、 を特徴とする内燃機関の燃焼検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の何れか１項に
    記載の内燃機関の燃焼検出装置において、 前記Ａ／Ｄ変換値記憶手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段によ
    るＡ／Ｄ変換値の最大値を検出して、その最大値を記憶
    するように構成されていること、 を特徴とする内燃機関の燃焼検出装置。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項４の何れか１項に
    記載の内燃機関の燃焼検出装置において、 前記Ａ／Ｄ変換値記憶手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段によ
    るＡ／Ｄ変換値を積分して、その積分値を記憶するよう
    に構成されていること、 を特徴とする内燃機関の燃焼検出装置。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載の内燃機関の燃焼検出装
    置において、 前記燃焼状態判定手段は、 前記基準電圧発生手段が発生する前記基準電圧の設計上
    の公差範囲よりも着火を示す方に大きい判定値であって
    前記内燃機関の運転状態に応じて設定される判定値と、
    前記Ａ／Ｄ変換値記憶手段の記憶値とを大小比較して、
    前記内燃機関の燃焼状態を判断すること、 を特徴とする内燃機関の燃焼検出装置。
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