JP2009085173A

JP2009085173A - 内燃機関の燃焼状態検出装置

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Publication number: JP2009085173A
Application number: JP2007258776A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Inada; 貴彦稲田; Kimihiko Tanaya; 公彦棚谷; Koichi Okamura; 浩一岡村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-10-02
Also published as: DE102008035381B4; DE102008035381A1; JP4420950B2; US20090084353A1; US7624717B2

Abstract

【課題】燃焼状態を精度良く把握できる内燃機関の燃焼状態検出装置を得る。
【解決手段】燃焼の際に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置４１を備えると共に、点火装置は、燃焼室３３内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグ１１を有する第１の点火装置２１と、第１の点火装置２１の第１の点火プラグ１１と同一の燃焼室３３内に離れて配置される第２の点火プラグ１２を有する第２の点火装置２２とを備え、イオン電流検出装置４１は第２の点火装置２２に基づいて、第２の点火装置２２の点火によらずに発生する燃焼イオン電流を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、点火プラグ、例えば、単一燃焼室内に複数の点火プラグを有する内燃機関において発生するプレイグニッションを、燃焼により生じるイオン電流や点火放電時間に基づいて検出する内燃機関の燃焼状態検出装置に関するものである。そして、要すれば、検出に基づいてプレイグニッションを抑制し、燃焼状態を良好に保つ内燃機関の燃焼状態検出装置に関するものである。

近年、単一燃焼室内に複数の点火プラグを設けて点火を行い、燃焼室内の燃焼速度を速め、燃焼状態を良好に保つことができる多点点火方式の内燃機関が実用化されている。また、内燃機関が高圧縮比化される傾向にある。こうした高圧縮の条件下では燃焼室内の温度が高くなり、局部的に生じた過熱箇所によって正規の点火時期よりも早期に混合気が自己着火し、過早点火（プレイグニッション）が発生する。このプレイグニッションが発生することで、運転状態が不調となり、極端な場合、点火プラグやピストンの溶損に至る恐れがある。そのため、特許文献１では、点火プラグ電極に流れるイオン電流によりプレイグニッションを判定する技術が提案されている。

また、局部的に生じた過熱箇所によって正規の点火時期後の早期に自己着火するプレイグニッションの前兆現象（ポストイグニッション）を検出することで、点火プラグやピストンの溶損に至るレベルのプレイグニッションを防止できることが知られている。

特開昭６３−６８７７４号公報

図１７は従来のイオン電流を検出する内燃機関の燃焼状態検出装置を示す構成図である。２は燃焼室に設置された点火プラグ１を有する点火装置である。点火装置２は、ＥＣＵ４２（Electronic Control Unit）によりトランジスタ３６が制御されてオフされると、一次コイル３１側に逆起電力が発生し、これに応じて二次コイル３２側に負の高電圧が発生し、これにより点火プラグ１が放電する。

そして、燃焼室３３内の混合気が燃焼すると、燃焼により生じた点火プラグ１の電極間に流れるイオン電流がイオン電流検出装置４１で検出される。そして、耐ノイズ性ＵＰのために、イオン電流検出装置４１内に設けられたイオン電流整形部４３により、イオン電流を定倍処理等の波形整形を実施し、その後ＥＣＵ４２へと入力される。ＥＣＵ４２へは内燃機関の運転状態を把握するため、吸気温センサ、スロットルセンサ、クランク角センサ、水温センサ等の各種センサ４４出力が入力されている。

イオン電流検出装置４１は点火装置２の二次コイル３２の低圧側に接続されたバイアス装置すなわちコンデンサ４５とコンデンサ４５とグランドとの間に挿入されたダイオード４６と、コンデンサ４５及びダイオード４６に並列接続された電圧制限用のツェナーダイオード４７とを含む。コンデンサ４５及びダイオード４６からなる直列回路並びにこの直列回路に並列接続されたツェナーダイオード４７は、二次コイル３２の低圧側とグランド間に挿入されて、点火電流発生時にコンデンサ４５にバイアス電圧を充電するための充電経路を構成している。

コンデンサ４５は、トランジスタ３６のオフ時において、二次コイル３２から出力される高電圧で、放電した点火プラグ１を介して流れる二次電流により充電される。この充電電圧は、ツェナーダイオード４７により所定のバイアス電圧（たとえば、数１００Ｖ程度）に制限され、イオン電流検出用のバイアス装置すなわち電源として機能する。

よって、以上の構成で点火放電中にイオン電流を検出するための電荷を蓄え、燃焼イオン電流を検出する場合、点火放電中はイオン電流を検出することが不可能であるため、図３の破線に示すイオン電流は検出できず、実線に示す部分のイオン電流のみが検出される。プレイグニッションやプレイグニッションの前兆現象のように燃焼速度が速い運転状態では大半のイオン電流情報が放電時間中に発生してしまう場合もあるため、燃焼イオン電流により燃焼状態を精度良く把握することが困難となる。

また、図１のような単一燃焼室内に複数の点火プラグを有する内燃機関において、点火プラグ１１の点火時期から点火プラグ１２でイオン電流を検出するまでの火炎伝播時間すなわち燃焼速度を測定しようとしても、点火プラグ１１と点火プラグ１２両方から同時に点火する場合は、図３のイオン電流１とイオン電流２のように、各点火装置の放電による燃焼イオン電流が同じようなタイミングで発生し、火炎伝播時間が正確に測定できない問題がある。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、多点点火方式又は一点点火方式を用いて燃焼状態を精度良く把握できる内燃機関の燃焼状態検出装置を提供することを目的とする。又は、燃焼状態を精度良く把握し、燃焼状態を良好に保つことができる内燃機関の燃焼状態検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の燃焼状態検出装置は、内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、燃焼の際に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置と、前記イオン電流検出装置で検出されたイオン電流に基づきプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するプレイグニッション検出装置とを備えると共に、前記点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、前記イオン電流検出装置は前記第２の点火装置に基づいて、前記第２の点火装置の点火によらずに発生する燃焼イオン電流を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するようにしたものである。

また、本発明に係る内燃機関の燃焼状態検出装置は、内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、燃焼の際に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置と、イオン電流の検出区間を設定する検出区間設定装置と、前記検出区間設定装置により設定される検出区間内のイオン電流を、前記イオン電流検出装置で検出し、検出されたイオン電流に基づきプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するプレイグニッション検出装置とを備えると共に、前記点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、前記イオン電流検出装置は前記第２の点火装置に基づいて、前記第２の点火装置の点火によらずに発生する燃焼イオン電流を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するようにしたものである。

また、本発明に係る内燃機関の燃焼状態検出装置は、内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、前記点火装置の燃焼の際に発生する火花の火花放電時間を検出する放電時間検出装置と、前記放電時間検出装置で検出した火花放電時間との比較レベルを設定する比較レベル設定手段と、前記火花放電時間と前記比較レベルとの比較結果に応じてプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象の発生を判定する放電判定手段とを備え、前記放電判定手段は、前記放電時間検出装置で検出した前記火花放電時間が前記比較レベルより短い場合にプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたものである。

さらに、また、本発明に係る内燃機関の燃焼状態検出装置は、内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、前記点火装置の燃焼の際に発生する火花の火花放電時間を検出する放電時間検出装置と、前記放電時間検出装置で検出した火花放電時間との比較レベルを設定する比較レベル設定手段と、前記火花放電時間と前記比較レベルとの比較結果に応じてプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象の発生を判定する放電判定手段とを備えると共に、前記点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、前記放電時間検出装置は前記第１の点火装置又は前記第２の点火装置による火花放電時間を検出し、前記放電判定手段は、前記放電時間検出装置で検出した前記火花放電時間が前記比較レベルより短い場合にプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたものである。

本発明の内燃機関の燃焼状態検出装置よれば、点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、イオン電流検出装置は前記第２の点火装置に基づいて、前記第２の点火装置の点火によらずに発生する燃焼イオン電流を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するようにしたので、内燃機関の燃焼状態を精度良く把握することができる。
要すれば、内燃機関の燃焼状態を良好に保ちたい運転条件では、燃焼性を向上させ、プレイグニッションが発生しやすい運転条件では、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出性を向上させるようにすることができる。

また、本件の内燃機関の燃焼状態検出装置によれば、放電判定手段は、放電時間検出装置で検出した火花放電時間が比較レベルより短い場合にプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたので、内燃機関の燃焼状態を精度良く把握することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１1．
図１は本発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置の構成図である。図１に示すように、第１の点火プラグ１１は燃焼室の中央部付近に配置され、第２の点火プラグ１２は、第１の点火プラグ１１から離れた周辺部に配置される。実施の形態１では、燃焼イオン電流に基づいて点火プラグ１１から点火プラグ１２への火炎の伝播速度を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を判定するため、点火プラグ１１と点火プラグ１２はある程度の距離（例えば３〜４ｃｍ）をもって配置する方が良い。また、1つの気筒に２本の点火プラグが設けられた場合について説明するが、単一燃焼室内に２本以上の点火プラグが設けられた内燃機関へ適用してもよい。

第１の点火装置２１は第１の点火プラグ１１を有している。第２の点火装置２２は第２の点火プラグ１２を有している。点火装置２１，２２は図１７を用いて説明した前記点火装置２と同様の動作、構成であり、図４に示すような負の高電圧が発生し、これにより点火プラグ１１、１２が放電する。但し、実施の形態１においては、点火装置２１については必ずしもイオン電流検出装置４１は必要ではないため、コストダウンのためにイオン電流検出装置が無い点火装置を使用してもよい。

そして、燃焼室３３内の混合気が燃焼すると、燃焼により生じた点火プラグ１１，１２の電極間にそれぞれ流れるイオン電流が、図１７を用いて説明したイオン電流検出装置４１で検出される。このイオン電流検出装置４１をここの例では点火装置２２に配置し、点火装置２２と同一のパッケージ内に配置される。また、イオン電流検出装置４１をＥＣＵ４２内に配置してもよい。この場合は、点火装置に流れるイオン電流に基づいてＥＣＵ４２内でイオン電流が検出される。また、イオン電流検出装置４１は（例えばＥＣＵに存在する）点火制御装置と同一のパッケージに配置してもよい。同様に（例えばＥＣＵに存在する）プレイグニッション検出装置は、点火装置４１又は点火制御装置と同一のパッケージに配置してもよい。

そして、耐ノイズ性ＵＰのために、イオン電流検出装置４１内に設けられたイオン電流整形部４３により、イオン電流を定倍処理等の波形整形を実施し、その後ＥＣＵ４２へと入力される。ＥＣＵ４２へ入力する代わりに他のＭＰＵ（Micro Processor Unit）を搭載したモジュールや信号処理回路へイオン電流を入力し、信号処理結果をＥＣＵ４２へ入力してもよい。他にＥＣＵ４２へは内燃機関の運転状態を把握するため、吸気温センサ、スロットルセンサ、クランク角センサ、水温センサといった各種センサ４４出力が入力されている。

次に図２により実施の形態１の動作について説明する。ＥＣＵ４２内の点火制御装置６４から点火装置２１，２２へそれぞれ点火制御信号が与えられ、その信号に基づき点火プラグ１１，１２は放電する。

点火制御装置６４に含まれる発生条件判定装置６６は、ＥＣＵ４２に入力された吸気温センサ６９，スロットルセンサ７０，クランク角センサ７１，水温センサ７２等の情報に基づき、プレイグニッションの発生しやすい条件かどうかを判定する。この動作について図７を用いて説明する。

図７のＳ１にてＥＣＵ４２に入力されたクランク角センサ７１より得た情報より算出されたエンジン回転数が所定回転数ＮｅＴｈより低いと判定されると、Ｓ２へ進む。Ｓ２にてスロットルセンサ７０より得た情報より算出されたエンジン負荷が所定負荷ＬＴｈより高いと判定されるとＳ３へと進む。Ｓ３にて吸気温センサ６９より得た情報より算出された吸気温が所定温度ＴｉＴｈより高いと判定されるとＳ４へと進む。Ｓ４にて水温センサ７２より得た情報より算出された水温が所定温度ＴｗＴｈより高いと判定されるとＳ５へと進み、プレイグニッションが発生しうる運転条件と判定され、ＰＩＦに１が代入される。例えば、ＮｅＴｈとして１５００ｒ／ｍ、Ｌｔｈとして各回転数における全開負荷値、ＴｉＴｈとして５０℃、ＴｗＴｈとして８０℃を設定するとよい。Ｓ１〜Ｓ４それぞれの条件判定において条件不成立時はＳ５ｂにてＰＩＦに０が代入される。Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの条件判定に用いる閾値を複数設け、プレイグニッションが発生しうる運転条件にレベルを設けてもよい。

次に、発生条件判定装置６６で、プレイグニッションが発生しうると判定された運転条件下（ＰＩＦ＝１）においては、点火制御装置６４は、回転数、負荷等の運転条件に基づく基本点火時期ＭＡＰから点火装置２１と２２の基本点火時期を取得した後、点火装置２１に対して点火装置２２の点火時期（点火タイミング）を遅角させ、ＰＩＦ＝０の場合は、点火時期を遅角させる動作を禁止とする。そして、図９に示すように、プレイグニッション検出装置６７はＳ１１が不成立で動作しない（RETURNとなる）。

図４に示すように、プレイグニッションが発生しうると判定された運転条件で点火時期を遅角させることにより、点火プラグ１１による着火や燃焼室内の自着火による火炎伝播時間が、点火プラグ１２の着火前に点火プラグ１２で検出されたイオン電流Ｉ２ａから測定できる。プレイグニッション又はプレイグニションの前兆現象が発生する場合は、燃焼室内の圧力が高く、着火するタイミングも早くなっている。よって、火炎伝播時間は速くなるため、イオン電流Ｉ２ａ発生タイミングも早くなる。点火制御装置６４の動作の詳細について図８を用いて説明する。

Ｓ６において、プレイグニッションが発生しうる運転条件と判定されたことを示すＰＩＦ＝１が成立しているかを判定する。条件成立の場合、Ｓ８へ進み、点火装置２２の点火時期を点火装置２１に対し遅角量Ｒｔｄ１だけ遅角させる。遅角量Ｒｔｄ１は、回転数や負荷等の運転条件に基づく基本点火時期ＭＡＰから取得される。一方、不成立の場合は、Ｓ７へ進み、燃焼性を向上させたい運転条件かどうかを判定する。条件成立の場合は、Ｓ９へと進み、点火装置２２の点火時期を点火装置２１の点火時期に近づけるように進角する。進角量Ａｄｖ１もＲｔｄ１同様に運転条件に基づく基本点火時期ＭＡＰから取得される。但し、点火装置２１と点火装置２２の点火時期が同じ場合、進角は不要である。

また、一般的にプレイグニッションが発生しうる運転条件の成立の有無に係わらず、点火装置２１に対して点火装置２２の点火時期を大きく遅角させれば、例えば、気筒の燃焼行程の終期まで点火装置２２の点火時期を遅角させたり、排気工程や次サイクルの吸気工程で点火させたりして、点火装置２１の燃焼に寄与しない範囲にすれば、点火プラグ１２による着火の影響無く、点火プラグ１１による着火や燃焼室内の自着火による火炎伝播時間が測定できる範囲が広がり、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出精度が増す。

特にプレイグニッションの前兆現象からプレイグニッションへの移行が早い運転条件の場合は、火炎伝播時間を高精度に測定し、プレイグニッションの前兆現象を高精度に判定する必要がある。このような運転条件と発生条件判定装置６６で判定された場合は、気筒の燃焼行程の終期まで点火装置２２の点火時期を遅角させたり、排気工程や次サイクルの吸気工程で点火させたりして、つまり、燃焼に寄与しない範囲にして、点火装置２１に対して点火装置２２の点火時期を大きく遅角（図８のＳ８の遅角量Ｒｔｄ１を大きく）してもよい。逆にこのような運転条件と発生条件判定装置６６で判定されない場合は、この遅角動作は実施しなくてよい。

一方、発生条件判定装置６６によりプレイグニッションの発生しうる運転状態であると判定される場合で、燃焼性を向上させつつ、プレイグニッションの前兆現象を判定する場合は、点火装置２１に対して、点火装置２２の点火時期を少し遅角側に設定する。この遅角量はプレイグニッションの前兆現象発生時におけるイオン電流発生位置の分布を確認し、その開始が図４のＡである場合は、点火装置２２の点火時期をＡより後のタイミングに設定する。Ａにある程度の余裕度を加えた点火時期を運転条件に基づく基本点火時期ＭＡＰとしておくとよい。

これにより、点火装置２１に対して点火装置２２の点火時期を大きく遅角させる場合に対し、点火装置２２の点火時期を燃焼に寄与するタイミングで設定できるため、燃焼速度が向上し、燃焼性が良くなることに加え、プレイグニッションの前兆現象も検出できることになる。これは、プレイグニッションの発生しうる運転状態の成立の有無に係わらず、実施することができ、同様な効果が期待できるが、プレイグニッションの発生しうる運転状態が成立しない場合は実施しなくてもよい。

また、点火装置２２の点火時期を設定する他の例としては、図５に示すような方法が挙げられる。プレイグニッション又はプレイグニションの前兆現象が発生する場合は、燃焼速度が速いため、点火プラグ１１の着火によるイオン電流情報の大半が点火装置２１の放電時間中に発生してしまう場合もある。そこで、図５のように点火制御装置６４は、点火装置２１の放電終了時期に点火装置２２の点火時期を設定する。

これにより、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が発生する場合のイオン電流情報がより多く得られ、精度良く検出でき、点火装置２２の点火時期を大きく遅角させていないため、燃焼性も確保できる。また、図６のように、もう少し大きく遅角させると、点火装置２２の点火ノイズが点火装置２１に起因して検出されるイオン電流に重畳してしまう。これは、失火検出やノック検出等に点火装置２１に起因して検出されるイオン電流を使用する場合は、このノイズの影響が問題となるが、それも解決されることになる。

次に、図２のプレイグニッション検出装置６７の動作について図９を用いて説明する。Ｓ１１で、発生条件判定装置６６でプレイグニッションが発生しうると判定されたか（ＰＩＦが１かどうか）確認し、条件成立時はＳ１２へ進む。条件不成立時はＲＥＴＵＲＮへ進み、プレイグニッション検出装置の動作は禁止される。Ｓ１２では、プレイグニッション検出スタートタイミングを経過したかどうか判定する。

図１０に示すように検出スタートタイミングは上死点９０ＣＡＤ位置（上死点手前９０度クランク角度位置）、若しくは点火装置２１の点火動作開始タイミング等に設定するとよい。一方、Ｓ１３では検出終了タイミングを経過したかどうかを判定する。検出終了タイミングは、燃焼行程終了時期若しくは点火装置２２の点火時期に設定するとよい。そして、検出区間設定装置では、上死点手前９０度クランク角度位置から燃焼行程が終了するまでの任意の区間（所望の期間）を検出区間として設定するとよい。また、検出区間設定装置では、上死点手前９０度クランク角度位置から前記第２の点火装置の点火時期までの任意の区間を検出区間として設定するとよい。さらに、検出区間設定装置では、点火装置２１の点火動作開始位置（タイミング）から前記第２の点火装置の点火時期までの任意の区間を検出区間として設定するとよい、この場合は、クランク角度の情報が得られなくとも任意の期間を検出区間として設定できる。

Ｓ１２で条件成立、Ｓ１３で条件不成立時つまり検出区間設定装置で設定された検出区間内では、Ｓ１４へ進み、時刻ｔの点火装置２２のイオン電流データ（イオン電流（ｔ））を読み込む。Ｓ１５にて、そのイオン電流（ｔ）が運転条件によって決まる閾値ＩＴＨより大きいかどうか判定し、条件成立時はＳ１６へ進む。一方、Ｓ１５の条件不成立時はＳ１９へ進み、時刻ｔのイオン出力（ｔ）を０に設定する。よって、検出区間内のＳ１５の処理のみのイオン出力（ｔ）は図１０のイオン出力Ａのようになる。

Ｓ１６では、点火装置２１と点火装置２２の点火動作開始タイミング（位置）と点火時期それぞれで所定期間設けられた点火マスク期間中かどうかを判定する。これは、点火動作開始タイミングや点火時期において、誘導電圧による点火ノイズがイオン電流信号に重畳することが多く、点火動作開始タイミング後又は点火時期後の所定期間（例えば２００μｓ）はプレイグニッション検出期間から外すようにする方が良いためである。条件成立時は、この点火マスクによりノイズ除去され、イオン出力（ｔ）は０に設定される。この処理により検出区間内のイオン出力（ｔ）は図１０のイオン出力Ｂのようになる。イオン出力（ｔ）ではなく、イオン電流信号そのものを点火動作開始タイミング後又は点火時期後の所定期間マスクしてもよい。

また、他の点火装置（他の気筒）からの影響も受けてイオン電流に点火ＯＮノイズが重畳する場合も考えられるため、その場合も同様の処理を行う。また、点火動作開始タイミング後又は点火時期後以外の電気ノイズが重畳することも考えられるため、更に１００μｓ程度の電気ノイズマスクを設けるとよい。この場合、検出区間内のイオン出力（ｔ）は図１０のイオン出力Ｃのようになり、精度良くイオン電流の発生を検出できる。

つまり、イオン電流の発生位置を検出する発生位置検出手段は、イオンの発生期間を検出する発生期間検出手段と、前記発生期間検出手段が検出した発生期間と比較するための比較値（例えば１００μｓ）を設定する比較幅設定手段とを備え、前記発生期間が前記比較値よりも大きい場合に、前期発生位置検出手段が検出したイオン発生位置を有効とするものである。

検出終了タイミングつまり検出区間内のイオン出力（ｔ）を全て得た時に、Ｓ２０の位置判定装置による処理を実施する。その詳細は図１１を用いて説明する。Ｓ２３で、図１０に示すイオン発生位置の時刻ｔｉと点火装置２１の点火時期（タイミング）における時刻ｔｆの差を算出し、燃焼時間Ｔｐへ代入する（これはイオン電流の発生位置を検出する発生位置検出手段である）。Ｓ２４でＴｐがプレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔｔｈ１より大きければ、Ｓ２８へ進み、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象は発生していないと判定し、ＲＥＴＵＲＮへと進む。Ｓ２４でＴｐがプレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔｔｈ１より小さければ、Ｓ２５へと進む。さらにプレイグニッション発生閾値Ｔｔｈ２と比較し、Ｔｐが小さければ、Ｓ２６へ進み、プレイグニッションが発生したと判定する。一方、ＴｐがＴｔｈ２より大きければ、Ｓ２７へ進み、プレイグニッションの前兆現象が発生したと判定する。

プレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔｔｈ１やプレイグニッション発生閾値Ｔｔｈ２は運転条件により設定された基本点火時期ＭＡＰから取得するようにしても良い（これは比較位置設定手段である）。特に点火装置２１や２２の点火時期が進角側になるほど燃焼速度が上がるため、プレイグニッションやプレイグニッションの前兆現象と判定する閾値をそれに応じて進角側へ設ける必要がある。また、プレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔｔｈ１やプレイグニッション発生閾値Ｔｔｈ２はＴｐの平均的なレベルを用いてもよいし、これと運転条件により設定された基本点火時期ＭＡＰから取得された値の両方を用いて設定してもよい。

また、プレイグニッションの前兆現象と判定する閾値を複数設け、プレイグニッションの前兆現象レベルを判定できるようにしてもよい。これによりプレイグニッション抑制装置６８によるプレイグニッション抑制制御の幅が広がる。

また、Ｔｐの平均値,運転条件毎に設定されるマップ値,やＣＯＶ値（共分散covariance値）を使用して、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象判定を行ってもよい。これにより、１サイクルのみの判定でなく、数サイクルの状態により判定できるため、プレイグニッション判定の精度が向上する。

また、ここでは時間Ｔｐを用いて、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象判定を実施したが、イオン電流が発生したクランク角度と点火装置２１の点火時期における角度の差を用いてもよい。

次に、図２のプレイグニッション抑制装置６８の動作について説明する。プレイグニッション検出装置６７の判定結果に基づき、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出した気筒に供給する燃料を増量したり、点火時期を遅角したりする。これにより燃焼室内の温度が低下し、点火プラグやピストンの溶損に至るレベルの暴走プレイグニッションの発生を未然に防ぐことができる。また、気筒毎に検出して制御するため、必要最小限の燃料増加とトルク低下を抑えることができる。なお、ある気筒でプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出した場合、プレイグニッションが発生しやすい条件であるため、プレイグニッションをより未然に防ぐために、全気筒にプレイグニッション抑制制御を行ってもよい。

以上、実施の形態１によれば、内燃機関の燃焼状態を良好に保ちたい運転条件では、燃焼性を向上させ、プレイグニッションが発生しやすい運転条件では、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出性を向上させ、精度良くプレイグニッションが抑制できる。

実施の形態２1．
実施の形態２は、実施の形態１と同様の構成であるが、プレイグニッション検出装置６７の動作フローが若干異なる。図１２と１３を用いて、その動作フローを説明する。まず、Ｓ３１〜３３の動作は、基本的には実施の形態１で示した図９のＳ１１〜１３と同様の
動作であるが、検出終了タイミングが異なる。実施の形態１では、検出終了タイミングは、燃焼行程終了タイミング若しくは点火装置２２の点火時期に設定したが、検出区間設定装置の終点は、ここでは点火装置２２の点火時期の方がよい。これは点火装置２１の点火による燃焼イオンのみの発生量を検出したいためである。

Ｓ３１とＳ３２で条件成立、Ｓ３３で条件不成立時に、Ｓ３４へ進み、時刻ｔの点火装置２２のイオン電流データ（イオン電流（ｔ））を読み込む。Ｓ３５にて、点火装置２１と点火装置２２の点火動作開始タイミングと点火時期それぞれで所定期間設けられた点火マスク期間中かどうかを判定する。条件不成立時は、Ｓ３８へ進み、時刻ｔまでのイオン電流積算値Ｉａｄｄにイオン電流（ｔ）を加えるイオン電流データ積分処理を行う。また、実施の形態１同様に電気ノイズマスクを行った後にイオン電流積分処理を行うと精度が向上する。

Ｓ３５では、点火装置２１と点火装置２２の点火動作開始タイミングと点火時期それぞれで所定期間設けられた点火マスク期間中かどうかを判定する。これは、点火動作開始タイミングや点火時期において、誘導電圧による点火ノイズがイオン電流信号に重畳することが多く、点火動作開始タイミング後又は点火時期後の所定期間（例えば２００μｓ）はプレイグニッション検出期間から外すようにする方が良いためである。条件成立時は、この点火マスクによりノイズ除去され、イオン出力（ｔ）は０に設定される。この処理により検出区間内のイオン出力（ｔ）は図１０のイオン出力Ｂのようになる。

イオン出力（ｔ）ではなく、イオン電流信号そのものを点火動作開始タイミング後又は点火時期後の所定期間マスクしてもよい。また、他の点火装置からの影響も受けてイオン電流に点火ＯＮノイズが重畳する場合も考えられるため、その場合も同様の処理を行う。また、点火動作開始タイミング後又は点火時期後以外の電気ノイズが重畳することも考えられるため、更に１００μｓ程度の電気ノイズマスクを設けるとよい。この場合、検出区間内のイオン出力（ｔ）は図１０のイオン出力Ｃのようになり、精度良くイオン電流の発生量を検出できる。

実施の形態１同様に、検出終了タイミングつまり検出区間内のイオン積分値Ｉａｄｄを得た時に、Ｓ３９の積分判定装置による処理を実施する。その動作については図１３を用いて説明する。Ｓ４５にてイオン積分値Ｉａｄｄがプレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｉｔｈ１より小さければ、Ｓ４９へ進み、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象は発生していないと判定し、ＲＥＴＵＲＮへと進む。Ｓ４５でＩａｄｄがプレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｉｔｈ１より大きければ、Ｓ４６へと進む。さらにプレイグニッション発生閾値Ｉｔｈ２と比較し、Ｉａｄｄが大きければ、Ｓ４７へ進み、プレイグニッションが発生したと判定する。一方、ＩａｄｄがＩｔｈ２より小さければ、Ｓ４８へ進み、プレイグニッションの前兆現象が発生したと判定する。

プレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｉｔｈ１やプレイグニッション発生閾値Ｉｔｈ２は運転条件により設定された基本点火時期ＭＡＰから取得するようにしても良い。また、プレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｉｔｈ１やプレイグニッション発生閾値Ｉｔｈ２はイオン積分値Ｉａｄｄの平均的なレベルを用いてもよいし、これと運転条件により設定された基本点火時期ＭＡＰから取得された値の両方を用いて設定してもよい。

また、イオン積分値Ｉａｄｄの平均値, 運転条件毎に設定されるマップ値,やＣＯＶ値を使用して、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象判定を行ってもよい。これにより、１サイクルのみの判定でなく、数サイクルの状態により判定できるため、プレイグニッション判定の精度が向上する。

以上のように、実施の形態２によれば、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出性をより向上させ、精度良くプレイグニッションが抑制できる。

実施の形態３1．
実施の形態１では、点火装置２２で検出されたイオン電流をＥＣＵ４２に入力し、ＥＣＵ４２内でプレイグニッション検出を実施したが、実施の形態３では、図１の点火装置２２内のイオン電流整形回路４３でイオン電流を処理し、図１０に示すイオン出力Ａ、若しくはイオン出力Ｂ、若しくはイオン出力Ｃを出力する。点火装置２２がイオン出力ＡやＢを出力する場合は、ＥＣＵ内で実施の形態１のように点火動作開始タイミング後又は点火時期後の所定期間マスクや電気ノイズに対するマスク処理をすることになる。一方、点火装置２２がイオン出力Ｃを出力する場合は、点火装置２２内で点火動作開始タイミング後又は点火時期後の所定期間マスクや電気ノイズに対するマスク処理をすることになる。

以上のように、実施の形態３によれば、点火装置２２内でプレイグニッション検出処理を行い、図１０のようにパルスに波形整形するため、ＥＣＵ４２のイオン電流入力用のＩ／Ｆや各演算処理に使用されるマイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換器が不要となり、マイクロコンピュータの処理負荷も軽減され、且つプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出性をより向上させ、精度良くプレイグニッションが抑制できる。

実施の形態４．
実施の形態４は、ほぼ実施の形態１と同様の構成であるが、図１６に示すように、放電時間検出装置８１が含まれる。実施の形態４では、放電時間検出装置８１で放電時間を測定する。また、実施の形態１では、発生条件判定装置６６でプレイグニッションが発生しうると判定された運転条件下においては、点火制御装置６４で点火装置２１に対して点火装置２２の点火時期を遅角させ、図４に示すように点火プラグ１１の着火による火炎伝播時間を点火プラグ１２で検出されたイオン電流Ｉ２ａから測定したが、実施の形態４では点火装置２２の点火時期を遅角させず、点火装置２１と点火装置２２を同相点火、または点火装置２１に対して点火装置２２が僅かに遅角された状態を維持してもよい。また、点火装置２１と点火装置２２の少なくとも一方は図１のイオン電流検出装置４１を含んでもよい。また、点火装置は単一であってもよい。

プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が発生するような運転条件では、燃焼室内の圧力が非常に高くなっている。パッシェンの法則より平行な電極間で火花放電の生じる電圧はガス圧と電極の間隔の積の関数であることが知られているため、圧力が高いと放電維持のために要求される電圧も高くなる。よって、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が発生する場合は、要求される電圧が高いため、放電維持が通常より難しくなる、つまり放電時間が短くなる傾向がある。そこで、実施の形態４では、望ましくは発生条件判定装置６６でプレイグニッションが発生しやすいと判定された運転条件下において、点火装置２１と点火装置２２の少なくとも一方の放電時間を測定することにより、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出を行う。これにより、点火装置２１と点火装置２２の同相点火で燃焼性を向上させながら、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の検出を行うことができる。

実施の形態４の放電時間検出装置８１の動作について、図１４を用いて説明する。Ｓ５１において、一次コイルが通電開始（点火ＯＮ）されたかどうかを判定し、条件成立時はＳ５３へ進み、放電時間検出許可フラグＴ２Ｆを０にクリアする。そして、Ｓ５１において、一次コイルの通電が遮断されると、Ｓ５２に進み、放電開始した（点火時期）かどうかを判定し、条件成立時はＳ５４へ進み、放電時間検出許可フラグＴ２Ｆを１に設定し、放電開始時期（点火タイミング）における時刻ｔｆを取得する。次にＳ５５において、放電時間検出許可フラグＴ２Ｆが１となっており、且つ図３に示すような放電終了によるノイズを検出したかどうかを判定し、条件成立時はＳ５６へ進み、その時刻ｔｎを取得する。そして、Ｓ５７へ進み、時刻ｔｎと点火時期における時刻ｔｆの差を算出し、放電時間Ｔ２へ代入し、放電時間検出許可フラグＴ２Ｆを０にクリアする。また、時刻ｔｎの測定に図３に示すような放電中に二次コイルに流れる二次電流や二次電圧を用いてもよい。

放電時間検出装置８１で放電時間Ｔ２が検出されると、プレイグニッション検出装置６７で、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が発生したかどうかの判定が実施される。その動作については図１５を用いて説明する。Ｓ５８でＴ２がプレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔ２ｔｈ１より大きければ、Ｓ６２へ進み、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象は発生していないと判定し、ＲＥＴＵＲＮへと進む。Ｓ５８でＴ２がプレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔ２ｔｈ１より小さければ、Ｓ５９へと進む。さらにプレイグニッション発生閾値Ｔ２ｔｈ２と比較し、Ｔ２が小さければ、Ｓ６０へ進み、プレイグニッションが発生したと判定する（放電判定手段）。一方、Ｔ２がＴｔｈ２より大きければ、Ｓ６１へ進み、プレイグニッションの前兆現象が発生したと判定する（放電判定手段）。

比較レベル設定手段は、プレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔ２ｔｈ１やプレイグニッション発生閾値Ｔ２ｔｈ２を運転条件により設定された基本点火時期ＭＡＰから取得するようにしても良い。また、プレイグニッションの前兆現象発生閾値Ｔ２ｔｈ１やプレイグニッション発生閾値Ｔ２ｔｈ２はＴ２の平均的なレベルを用いてもよいし、これと運転条件により設定されたＭＡＰから取得された値の両方を用いて設定してもよい。

また、プレイグニッションの前兆現象と判定する閾値を複数設け、プレイグニッションの前兆現象レベルを判定できるようにしてもよい。
また、Ｔ２の平均値,運転条件毎に設定されるマップ値,やＣＯＶ値を使用して、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象判定を行ってもよい。これにより、１サイクルのみの判定でなく、数サイクルの状態により判定できるため、プレイグニッション判定の精度が向上する。

また、ここでは時間Ｔ２を用いて、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象判定を実施したが、角度に換算して実施してもよい。

以上、実施の形態４によれば、内燃機関の燃焼状態を精度良く把握することができる。また、プレイグニッションが発生しやすいと判定された条件下においても、点火装置２２の点火時期を遅角させずに、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が検出可能であるため、燃焼性を低下させずに済む。

この内燃機関の燃焼状態検出装置は、内燃機関を利用する自動車、二輪車、船外機、他の特機などに搭載され、機関の運転効率向上、エミッション低減等による環境保全に役立てられる

本発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置を示す構成図である。実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置を示す機能構成図である。実施の形態１の動作説明に使用される同相点火時の波形図である。実施の形態１の動作説明に使用される位相点火時の波形図である。実施の形態１の動作説明に使用される放電終了時に点火する時の波形図である。実施の形態１の動作説明に使用される点火ノイズ重畳波形図である。実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置で使用される発生条件判定装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置で使用される点火制御装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置で使用されるプレイグニッション検出装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置で使用されるプレイグニッション検出装置の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態１に係る内燃機関の燃焼状態検出装置で使用されるプレイグニッション検出装置内の位置判定装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係わる内燃機関の燃焼状態検出装置で使用されるプレイグニッション検出装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態２に係わる内燃機関の燃焼状態検出装置で使用されるプレイグニッション検出装置内の積分判定装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態４に係わる内燃機関の燃焼状態検出装置で使用される放電時間検出装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態４に係わる内燃機関の燃焼状態検出装置で使用されるプレイグニッション検出装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態４に係わる内燃機関の燃焼状態検出装置を示す機能構成図である。従来の内燃機関の燃焼状態検出装置を示す構成図である。

符号の説明

１点火プラグ２点火装置
１１第１の点火プラグ１２第２の点火プラグ
２１第１の点火装置２２第２の点火装置
３１一次コイル３２二次コイル
３３燃焼室３６トランジスタ
４１イオン電流検出装置４２ＥＣＵ
４３イオン電流整形部４４各種センサ
４５コンデンサ４６ダイオード
４７ツェナーダイオード６４点火制御装置
６６発生条件判定装置６７プレイグニッション検出装置
６８プレイグニッション抑制装置６９吸気温センサ
７０スロットルセンサ７１クランク角センサ
７２水温センサ８１放電時間検出装置

Claims

内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、
前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、
燃焼の際に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置と、
前記イオン電流検出装置で検出されたイオン電流に基づきプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するプレイグニッション検出装置とを備えると共に、
前記点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、
前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、
前記イオン電流検出装置は前記第２の点火装置に基づいて、前記第２の点火装置の点火によらずに発生する燃焼イオン電流を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、
前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、
燃焼の際に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置と、
イオン電流の検出区間を設定する検出区間設定装置と、
前記検出区間設定装置により設定される検出区間内のイオン電流を、前記イオン電流検出装置で検出し、検出されたイオン電流に基づきプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するプレイグニッション検出装置とを備えると共に、
前記点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、
前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、
前記イオン電流検出装置は前記第２の点火装置に基づいて、前記第２の点火装置の点火によらずに発生する燃焼イオン電流を検出し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象を検出するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、前記第２の点火装置の点火時期を燃焼に寄与しない範囲内に制御するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、前記第２の点火装置の点火時期を、前記第１の点火装置の点火時期より後で、且つ燃焼に寄与し、プレイグニッションの前兆現象による燃焼イオンが発生する位置より後に遅らせるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、プレイグニッションの発生しうる運転状態であるかを判定する発生条件判定装置を備え、
前記発生条件判定装置によりプレイグニッションの発生しうる運転状態であると判定される場合は、前記第１の点火装置に対して前記第２の点火装置の点火時期を遅角させるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、プレイグニッションの発生しうる運転状態であるかを判定する発生条件判定装置を備え、
前記発生条件判定装置によりプレイグニッションの発生しうる運転状態であると判定される場合は、前記第２の点火装置の点火時期を燃焼に寄与しない範囲内に制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、プレイグニッションの発生しうる運転状態であるかを判定する発生条件判定装置を備え、
前記発生条件判定装置によりプレイグニッションの発生しうる運転状態であると判定される場合は、前記第２の点火装置の点火時期を前記第１の点火装置の点火時期より後で、且つ燃焼に寄与し、プレイグニッションの前兆現象による燃焼イオンが発生する位置より後に遅らせるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、プレイグニッションの発生しうる運転状態であるかを判定する発生条件判定装置を備え、
前記発生条件判定装置によりプレイグニッションの発生しうる運転状態であると判定されない場合は、前記第１の点火装置に対して前記第２の点火装置の点火時期を遅角させる動作を禁止するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記点火制御装置は、プレイグニッションの発生しうる運転状態であるかを判定する発生条件判定装置を備え、
前記発生条件判定装置によりプレイグニッションの発生しうる運転状態であると判定されない場合は、
（１）前記プレイグニッション検出装置の検出動作を実施すること、
（２）前記第２の点火装置の点火時期を燃焼に寄与しない範囲内に制御すること、並びに、
（３）前記第２の点火装置の点火時期を前記第１の点火装置の点火時期より後で、且つ燃焼に寄与し、プレイグニッションの前兆現象による燃焼イオンが発生する位置より後に遅らせるように制御すること
のうちの少なくとも１つの動作を禁止するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記検出区間設定装置では、上死点手前９０度クランク角度位置から燃焼行程が終了するまでの所望区間を検出区間として設定するようにしたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記検出区間設定装置では、上死点手前９０度クランク角度位置から前記第２の点火装置の点火時期までの所望区間を検出区間として設定するようにしたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記検出区間設定装置では、前記第１の点火装置の点火動作開始位置から前記第２の点火装置の点火時期までの所望区間を検出区間として設定するようにしたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記プレイグニッション検出装置は、
前記イオン電流の発生位置を検出する発生位置検出手段と、
前記発生位置検出装置で検出した発生位置と比較する比較位置を設定する比較位置設定手段と、
前記比較位置設定装置により設定される比較位置と、前記発生位置検出装置の発生位置とを比較し、プレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象の発生を判定する位置判定装置とを備え、
前記位置判定装置は、前記比較位置より早いタイミングに前記イオン電流の発生位置がある場合にプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
イオン電流の発生位置を検出する前記発生位置検出手段は、
イオンの発生期間を検出する発生期間検出手段と、
前記発生期間検出手段が検出した発生期間と比較するための比較値を設定する比較幅設定手段とを備え、
前記発生期間が前記比較値よりも大きい場合に、前期発生位置検出手段が検出した発生位置を有効とすることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記プレイグニッション検出装置は、
前記検出区間設定装置により設定される検出区間内のイオン電流の積分値を算出する積分手段と、
前記積分装置で積算した積分値と比較する比較値を設定する比較値設定手段と、
前記比較値設定装置により設定される比較値と、前記積分装置の積分値とを比較し、プレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象の発生を判定する積分判定装置とを備え、
前記積分判定装置は、前記比較値より前記積分装置の積分値が大きい場合にプレイグニッション又はプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたことを特徴とする請求項２、請求項１０、請求項１１及び請求項１２のいずれか１項に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記プレイグニッション検出装置は、前記点火装置の点火動作開始位置及び点火時期で発生する少なくともいずれか一方のノイズを、燃焼に伴い発生するイオン電流として扱わないようにマスクするようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、
前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、
前記点火装置の燃焼の際に発生する火花の火花放電時間を検出する放電時間検出装置と、
前記放電時間検出装置で検出した火花放電時間との比較レベルを設定する比較レベル設定手段と、
前記火花放電時間と前記比較レベルとの比較結果に応じてプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象の発生を判定する放電判定手段とを備え、
前記放電判定手段は、前記放電時間検出装置で検出した前記火花放電時間が前記比較レベルより短い場合にプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
内燃機関の運転に際して燃焼を行うために取込んだ混合気燃料に点火を行う点火プラグを有する点火装置と、
前記点火装置の動作を制御する制御信号を発生する点火制御装置と、
前記点火装置の燃焼の際に発生する火花の火花放電時間を検出する放電時間検出装置と、
前記放電時間検出装置で検出した火花放電時間との比較レベルを設定する比較レベル設定手段と、
前記火花放電時間と前記比較レベルとの比較結果に応じてプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象の発生を判定する放電判定手段とを備えると共に、
前記点火装置は、燃焼室内に主の燃焼を引起こす第１の点火プラグを有する第１の点火装置と、
前記第１の点火装置の第１の点火プラグと同一の燃焼室内に離れて配置される第２の点火プラグを有する第２の点火装置とを備え、
前記放電時間検出装置は前記第１の点火装置又は前記第２の点火装置による火花放電時間を検出し、
前記放電判定手段は、前記放電時間検出装置で検出した前記火花放電時間が前記比較レベルより短い場合にプレイグニッションまたはプレイグニッションの前兆現象が発生していると判定するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
前記第１の点火装置の第１の点火プラグと前記第２の点火装置の第２の点火プラグは同相点火されるものであることを特徴とする請求項１８記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。