JP3194680B2

JP3194680B2 - 内燃機関の失火検出装置

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Publication number: JP3194680B2
Application number: JP31213494A
Authority: JP
Inventors: 幸央安田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: DE19517140A1; DE19517140C2; US5563332A; JPH08170578A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃焼室に
設けられた点火プラグに流れるイオン電流の検出に基づ
いて失火を検出する内燃機関の失火検出装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関では燃料と空気の混合気を圧縮
させ、燃焼室内に設置された点火プラグに高電圧を印加
することにより生じる電気火花によって混合気を着火さ
せて燃焼させる。混合気の燃焼が行われなかった状態を
失火と呼ぶが、その場合、内燃機関として出力が充分に
得られないばかりでなく、排気系に燃料を多量に含む混
合気が流入し、消音器等を腐食させるなどの問題が生じ
る。従って、失火の状態を検出し、運転者に対して警告
を行う必要がある。

【０００３】内燃機関の失火検出装置としては、燃焼室
に設けられた点火プラグに流れるイオン電流を検出する
ことにより失火を検出する回路がある。燃焼室内におい
て、燃焼が行われると、それに伴って、燃焼室内の分子
は電離(イオン化)する。電離状態にある燃焼室内に点火
プラグを通じて電圧を印加すると、微小な電流が流れる
が、これをイオン電流と呼ぶ。失火時にはイオン電流が
極めて小さくなるため、これを検出し、失火の判定を行
うことができる。

【０００４】図８は従来のこの種の内燃機関の失火検出
装置を示したブロック図である。図８において、１は点
火コイル、１ａおよび１ｂは点火コイル１のそれぞれ１
次コイルと２次コイル、２は燃焼室２Ａ内に設けられて
いる点火プラグであり、２次コイル１ｂの負極側に接続
される。１次コイル１ａは正極側が電源４に接続され、
負極側が電流スイッチング用のトランジスタ３のコレク
タに接続されている。トランジスタ３のエミッタはアー
スに接続され、ベースは燃焼を制御する制御装置(図示
せず)に制御されている。

【０００５】５は失火検出回路であり、６は２次コイル
１ｂの正極側に接続されて点火プラグ２にバイアスを供
給するバイアス供給用コンデンサ、７は２次コイル１ｂ
の正極側とアースの間に接続されてコンデンサ６に充電
される電圧を設定するためのツェナーダイオード、８は
コンデンサ６側をアノードとする向きに接続され、かつ
コンデンサ６の低電位側とアースの間に接続された充電
用ダイオード、９は同様にコンデンサ６の低電位側とア
ースの間に接続されたイオン電流変換用抵抗、１０はコ
ンデンサ６の低電位側に接続されたコンデンサで、この
コンデンサ１０の他端に、電源とアース間に直列接続さ
れた抵抗１１ａ及び１１ｂの接続点が接続されて、上記
抵抗１１ａ及び１１ｂと共にハイパスフィルタを構成し
ている。

【０００６】また、１２はその非反転入力端子がハイパ
スフィルタ用の抵抗１１ａ及び１１ｂの接続点に接続さ
れると共に反転入力端子が電源とアース間に直列接続さ
れた比較基準電圧設定用の抵抗１３ａ及び１３ｂの接続
点に接続されて、イオン電流による電圧変化を基準電圧
と比較することでイオン電流の有無を検出するたコンパ
レータである。さらに、１４は上記点火コイル１の１次
コイル１ａの正極側に接続された抵抗で、この抵抗１４
の他端とアース間には電源安定化用コンデンサ１５と定
電圧用ダイオード１６がそれぞれ接続されて、失火検出
回路５の電源回路を構成している。

【０００７】以上のように構成された回路において、内
燃機関の点火時には、燃焼を制御する制御装置(図示せ
ず)の制御によりトランジスタ３がオン状態から急激に
オフ状態となる。この時、点火コイル１の１次電流が急
激に減少するため、１次側に逆起電力が発生し、トラン
ジスタ３のコレクタ−エミッタ間耐圧（約３００Ｖ）ま
で上昇する。このとき、点火コイル１の２次側では、１
次側に発生する電圧が１次コイル１ａと２次コイル１ｂ
のコイルの巻数比に従って増幅されて現れる。従って、
点火プラグ２の電極には、結果として、例えば約−３０
ＫＶの電圧が印加されて電気火花が生じる。

【０００８】図８に示す回路では、点火時のエネルギー
を利用して、コンデンサ６にイオン電流を検出するのに
充分な電荷を蓄積し、このコンデンサ６の保持電圧によ
り点火直後の点火プラグ２にツェナーダイオード７によ
り設定される例えば約８０Ｖの高電圧を印加し、このと
きに流れる電流をイオン電流として検出している。点火
時の電流は、図８の矢印Ｉ５とは逆方向に流れ、点火プ
ラグ２で放電を生じ、燃焼室２Ａ内の混合気を着火させ
て爆発させる。この放電電流は、コンデンサ６の充電を
行い、ツェナーダイオード７により制限される電圧まで
充電される。

【０００９】以下、図９に示す動作タイミングチャート
を参照して、失火検出回路５によるイオン電流の検出動
作について説明する。なお、この図９は後述するリーク
電流が発生しない場合を想定している。トランジスタ３
の動作は、燃焼を制御する制御装置(図示せず)の制御に
より制御されて、（ａ）に示すトランジスタ３のベース
電圧Ｖ₃ で示され、ベース電圧Ｖ₃ がローレベルのとき
はＯＦＦ、ハイレベルのときはＯＮとなる。トランジス
タ３のベース電圧Ｖ₃ がハイレベルからローレベルに変
化する際、点火プラグ２の電位Ｖ₂ は、（ｂ）に示すよ
うに、コイルの逆起電力により例えば−３０ＫＶ程度ま
で下がり、電気火花を発生する。電気火花を発生する電
圧を維持している間は、点火電流が図８の矢印Ｉ５とは
逆方向に流れるため、ダイオード８にて電圧降下を発生
し、結果として、（ｄ）に示すように、ハイパスフィル
タを経た出力、すなわち、コンパレータ１２の非反転入
力端子の電位Ｖ₁₂₊ が上昇する。

【００１０】電気火花を維持できなくなったときは、点
火プラグ２の電位Ｖ₂ は、（ｂ）に示すように急上昇
し、（ｃ）に示すコンデンサ６の保持電圧Ｖ₆ （例えば
約８０Ｖ）に等しくなる。このとき、コンデンサ６の正
電圧印加により、図８に示す矢印Ｉ５方向のイオン電流
が発生する。矢印Ｉ５方向の電流は抵抗１５を経て流れ
るため、電圧降下を発生し、結果として、コンパレータ
１２の非反転入力端子の電位Ｖ₁₂₊ は、（ｄ）に示すよ
うに、イオン電流に比例して低下する。このイオン電流
は点火直後に発生し、数ミリ秒後には流れなくなる。

【００１１】上記コンパレータ１２は、（ｄ）に示すよ
うに、イオン電流による非反転入力端子の電位Ｖ₁₂₊ の
変化に対し、抵抗１３ａ及び１３ｂによる比較基準電圧
設定値が与えられる反転入力端子の電位Ｖ_12- と比較す
ることで、イオン電流の有無の検出を行っている。この
例では、（ｅ）に示すように、コンパレータ１２の非反
転入力端子の電位Ｖ₁₂₊ が反転入力端子の電位Ｖ_12- よ
り小さくなったときに、出力端子の電位Ｖ_12out がロー
レベルとなり、イオン電流を検出するようになってお
り、非検出時に、出力端子の電位Ｖ_12out はハイレベル
となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した内
燃機関の失火検出装置においては、燃焼室２Ａ内の点火
プラグ２において、カーボン等の付着により絶縁抵抗が
低下した場合、内燃機関としては、抵抗値として１ＭΩ
程度あれば電気火花を発生させることができるが、絶縁
抵抗の低下した点火プラグ２に電圧を印加すると、印加
電圧と絶縁抵抗とにより定まるリーク電流が発生し、イ
オン電流の検出に際して、このリーク電流がイオン電流
に重畳して現れることになるという問題点があった。

【００１３】すなわち、リーク電流の発生量が小さい場
合には、リーク電流は印加電圧に比例することから、コ
ンデンサ６の電圧に比例し、コンデンサ６の電圧が変化
しないので、リーク電流も一定値となる。この場合、コ
ンデンサ１０と抵抗１１ａ及び１１ｂにより構成される
ハイパスフィルタの効果により時間的に変化の小さいリ
ーク電流による電圧信号は減衰し、イオン電流による時
間変化の大きい信号のみが通過し、結果として、イオン
電流の検出を正常に行うことができるが、逆に、リーク
電流量が増加すると、コンデンサ６の電圧変動が大きく
なり、リーク電流とイオン電流との区別がつかなくな
る。

【００１４】このようなリーク電流の増加時の悪影響を
図９と比較して示す図１０を参照して説明する。コンデ
ンサ６の電圧Ｖ₆ は、（ｃ）に示すように、点火期間中
はツェナーダイオード７で制限される電圧となるが、点
火終了から上述したリーク電流による放電が始まり、絶
縁抵抗とコンデンサ６の容量で定まる時定数にて電圧が
減少する。このとき、同様に、点火プラグ２の電位Ｖ₂
も、（ｂ）に示すようにツェナーダイオード７によるコ
ンデンサ６の保持電圧（例えば約８０Ｖ）を維持できな
く同様にして低下する。従って、このリーク電流の影響
により、コンパレータ１２の非反転入力端子の電位Ｖ
₁₂₊ は、イオン電流が点火直後に発生して数ミリ秒後に
は流れなくなるにも拘わらず、（ｄ）に示すように、比
較基準電圧設定値が与えられる反転入力端子の電位Ｖ
_12- 以下の状態が継続し、その間、コンパレータ１２の
出力端子の電位Ｖ_12out がローレベルとなり、結果とし
て、イオン電流が流れないにも拘わらず誤検出し、イオ
ン電流の検出精度が低下する。

【００１５】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、点火プラグの絶縁抵抗
の低下に伴い発生するリーク電流の影響によってコンデ
ンサの保持電圧が低下するのを防止してイオン電流とリ
ーク電流との識別をしやすくし、イオン電流の検出精度
を高めることができる内燃機関の失火検出装置を得るこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の失火検出装置は、１次コイルの一端に電源を接続する
と共に他端に内燃機関の点火時期にスイッチング制御さ
れるスイッチング素子を接続してなる点火コイルと、こ
の点火コイルの２次コイル側に接続されて高電圧の印加
に基づいて内燃機関の燃焼室内で放電を生じさせて混合
気を着火させる点火プラグと、この点火プラグに流れる
イオン電流の検出に基づいて失火を検出する失火検出回
路とを備えた内燃機関の失火検出装置において、上記失
火検出回路として、上記２次コイルを介して上記点火プ
ラグの放電時に流れる電流を充電し該充電された電圧を
バイアス電圧として点火プラグに印加するバイアス供給
用コンデンサと、上記コンデンサの高電位側とアース間
に接続されて該コンデンサの充電電圧を設定する充電電
圧設定用ツェナーダイオードと、上記コンデンサの低電
位側に接続されて該コンデンサに流れる充電電流を検出
してから所定期間制御電流を出力すると共に、イオン電
流の電圧変換値のピーク値をホールドし、イオン電流の
電圧変換値とそのピークホールド値との比較に基づいて
イオン電流を検出する第１の半導体集積回路と、上記第
１の半導体集積回路の基板電位よりも基板電位が高く設
定され、かつ上記コンデンサの低電位側に接続されて、
上記制御電流が出力されない期間はコンデンサの低電位
側をコンデンサの保持電圧分下げるべく負電圧をバイア
スすると共に上記コンデンサに流れるイオン電流を電圧
に変換してその電圧変換値を出力する第２の半導体集積
回路とを備えたことを特徴とするものである。

【００１７】また、上記第１の半導体集積回路は、上記
バイアス供給用コンデンサに充電電流が流れたときにオ
ンするｎｐｎトランジスタと、このｎｐｎトランジスタ
がオンすることで出力がハイレベルからローレベルに変
化するコンパレータと、このコンパレータの出力がロー
レベルに変化することで充電されてその充電電圧が上記
コンパレータの出力がハイレベルに変化するまで充電継
続する時間測定用コンデンサと、上記コンパレータの出
力がローレベルのときに上記第２の半導体集積回路に制
御電流を出力するｐｎｐトランジスタとを有する充電検
出回路を備えたことを特徴とするものである。

【００１８】また、上記第１の半導体集積回路は、上記
第２の半導体集積回路から出力されるイオン電流の電圧
変換値を反転入力とすると共にそのピーク値を非反転入
力とするピークホールド用コンパレータと、このコンパ
レータの出力がハイレベルのときに電流が流入すると共
にローレベルのときには電流を流出させてイオン電流の
電圧変換値のピーク値を保持することにより上記コンパ
レータに非反転入力を与えるピークホールド用コンデン
サと、上記ピークホールド用コンパレータの反転入力を
抵抗分圧した値を反転入力とすると共に上記ピークホー
ルド用コンデンサにより保持された値を非反転入力とし
てイオン電流の検出信号を出力する波形整形用コンパレ
ータとを有する波形整形回路を備えたことを特徴とする
ものである。

【００１９】さらに、上記第２の半導体集積回路は、上
記バイアス供給用コンデンサの低電位側と接地線との間
に接地線側をカソードとするダイオードが設けられると
共に上記バイアス供給用コンデンサの低電位側を反転入
力端子としその反転入力端子と出力端子との間に帰還抵
抗が設けられ、かつ上記接地線を非反転入力端子とし
て、上記第１の半導体集積回路から制御電流が出力され
ない期間はコンデンサの低電位側をコンデンサの保持電
圧分下げるべく負電圧をバイアスすると共に上記バイア
ス供給用コンデンサに流れるイオン電流を電圧に変換し
てその電圧変換値を上記第１の半導体集積回路に出力す
るコンパレータでなるイオン電流電圧変換回路と、この
イオン電流電圧変換回路の接地線とアースとの間にアー
ス側をアノードとして上記第１の半導体集積回路の基板
電位よりも基板電位が高く設定するダイオードとを備え
たことを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】この発明に係る内燃機関の失火検出装置におい
ては、点火プラグに流れるイオン電流の検出に基づいて
失火を検出する失火検出回路として、上記２次コイルを
介して上記点火プラグの放電時に流れる電流を充電し該
充電された電圧をバイアス電圧として点火プラグに印加
するバイアス供給用コンデンサと、上記コンデンサの高
電位側とアース間に接続されて該コンデンサの充電電圧
を設定する充電電圧設定用ツェナーダイオードと、上記
コンデンサの低電位側に接続されて該コンデンサに流れ
る充電電流を検出してから所定期間制御電流を出力する
と共に、イオン電流の電圧変換値のピーク値をホールド
し、イオン電流の電圧変換値とそのピークホールド値と
の比較に基づいてイオン電流を検出する第１の半導体集
積回路と、上記第１の半導体集積回路の基板電位よりも
基板電位が高く設定され、かつ上記コンデンサの低電位
側に接続されて、上記制御電流が出力されない期間はコ
ンデンサの低電位側をコンデンサの保持電圧分下げるべ
く負電圧をバイアスすると共に上記コンデンサに流れる
イオン電流を電圧に変換してその電圧変換値を出力する
第２の半導体集積回路とを備えたことにより、点火プラ
グの絶縁抵抗の低下が発生しても、一定期間イオン電流
を検出しない期間を設け、かつその期間にバイアス供給
用コンデンサの保持電圧が低下するのを防止してイオン
電流とリーク電流との識別をしやすくし、イオン電流の
検出精度を高める。

【００２１】また、上記第１の半導体集積回路は、上記
バイアス供給用コンデンサに充電電流が流れたときにオ
ンするｎｐｎトランジスタと、このｎｐｎトランジスタ
がオンすることで出力がハイレベルからローレベルに変
化するコンパレータと、このコンパレータの出力がロー
レベルに変化することで充電されてその充電電圧が上記
コンパレータの出力がハイレベルに変化するまで充電継
続する時間測定用コンデンサと、上記コンパレータの出
力がローレベルのときに上記第２の半導体集積回路に制
御電流を出力するｐｎｐトランジスタとを有する充電検
出回路を備えたことにより、基板電位よりも低い電圧を
印加することを可能にする。

【００２２】また、上記第１の半導体集積回路は、上記
第２の半導体集積回路から出力されるイオン電流の電圧
変換値を反転入力とすると共にそのピーク値を非反転入
力とするピークホールド用コンパレータと、このコンパ
レータの出力がハイレベルのときに電流が流入すると共
にローレベルのときには電流を流出させてイオン電流の
電圧変換値のピーク値を保持することにより上記コンパ
レータに非反転入力を与えるピークホールド用コンデン
サと、上記ピークホールド用コンパレータの反転入力を
抵抗分圧した値を反転入力とすると共に上記ピークホー
ルド用コンデンサにより保持された値を非反転入力とし
てイオン電流の検出信号を出力する波形整形用コンパレ
ータとを有する波形整形回路を備えたことにより、イオ
ン電流のみを検出可能にする。

【００２３】さらに、上記第２の半導体集積回路は、上
記バイアス供給用コンデンサの低電位側と接地線との間
に接地線側をカソードとするダイオードが設けられると
共に上記バイアス供給用コンデンサの低電位側を反転入
力端子としその反転入力端子と出力端子との間に帰還抵
抗が設けられ、かつ上記接地線を非反転入力端子とし
て、上記第１の半導体集積回路から制御電流が出力され
ない期間はコンデンサの低電位側をコンデンサの保持電
圧分下げるべく負電圧をバイアスすると共に上記バイア
ス供給用コンデンサに流れるイオン電流を電圧に変換し
てその電圧変換値を上記第１の半導体集積回路に出力す
るコンパレータでなるイオン電流電圧変換回路と、この
イオン電流電圧変換回路の接地線とアースとの間にアー
ス側をアノードとして上記第１の半導体集積回路の基板
電位よりも基板電位が高く設定するダイオードとを備え
たことにより、イオン電流を検出する必要のない期間に
おいて、第２の半導体集積回路の基板電位がコンデンサ
の保持電圧分負電圧になることにより、バイアス供給用
コンデンサの保持電圧を維持したまま、点火プラグへの
バイアス電圧を下げることができる。

【００２４】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明する。図１は
実施例１に係る内燃機関の失火検出装置を示す回路構成
図である。図１において、１〜４、６〜８、１４及び１
５は図８に示す内燃機関の失火検出装置と同一部分を示
し、１は１次コイルの正極側に電源４を接続すると共に
負極側に内燃機関の点火時期にスイッチングされるトラ
ンジスタ３を接続し、２次コイルの負極側に点火プラグ
２を接続すると共に正極側に失火検出回路５０を接続し
てなる点火コイル、１ａおよび１ｂは点火コイル１のそ
れぞれ１次コイルと２次コイル、２は点火コイル１の２
次コイル１ｂの負極側で発生する高電圧により電気火花
を飛ばす点火プラグ、３はコレクタが点火コイル１の１
次コイル１ａの負極側に接続されると共にエミッタがア
ースに接続され、かつベースが燃焼を制御する制御装置
(図示せず)により制御される電流スイッチング素子とし
てのトランジスタ、４は電源である。なお、２Ａは燃焼
室を示す。

【００２５】また、新たな符号として、５０は点火プラ
グ２に絶縁抵抗の低下が発生しても、一定期間イオン電
流を検出しない期間を設け、かつその期間におけるバイ
アス供給用コンデンサ６の電圧低下を防止することでイ
オン電流の検出精度を向上させるようにした本実施例に
係る失火検出回路を示し、この失火検出回路５０内の構
成として、６は２次コイル１ｂの正極側に接続されてな
り点火プラグ２にバイアスを供給するためのバイアス供
給用コンデンサ、７は２次コイル１ｂの正極側とアース
の間に接続されてコンデンサ６に充電される電圧を設定
するためのツェナーダイオード、１４は電源４に接続さ
れた電源抵抗、１５はこの抵抗１４の他端とアース間に
設けられた電源安定化用コンデンサ１５である。

【００２６】また、新たな符号として、１６は第１の半
導体集積回路で、この第１の半導体集積回路１６上に
は、上記バイアス供給用コンデンサ６の低電位側に接続
されて該コンデンサに流れる充電電流を検出してから所
定期間制御電流を出力する充電検出回路１７、イオン電
流の電圧変換値のピーク値をホールドし、イオン電流の
電圧変換値とそのピークホールド値との比較に基づいて
イオン電流を検出する波形整形回路１８、及び電源回路
１９の各回路ブロックが設けられている。

【００２７】また、２０は上記第１の半導体集積回路１
６とは別の基板上に形成された第２の半導体集積回路
で、この第２の半導体集積回路２０上には、上記バイア
ス供給用コンデンサ６の低電位側に接続されて、上記制
御電流が出力されない期間はコンデンサ６の低電位側を
コンデンサ６の保持電圧分下げるべく負電圧をバイアス
すると共に上記コンデンサ６に流れるイオン電流を電圧
に変換してその電圧変換値を出力するイオン電流電圧変
換回路２１とこの第２の半導体集積回路２０の基板電位
を固定または開放するために設けられたダイオード２２
が設けられている。

【００２８】さらに、２３は時間計測用コンデンサ、２
４はピークホールド用コンデンサ、２５はイオン電流電
圧変換用の帰還抵抗を示し、図１に示す実施例では、上
記時間計測用コンデンサ２３とピークホールド用コンデ
ンサ２４は第１の半導体集積回路１６とは別に設けられ
ているが、設定条件等に応じて第１の半導体集積回路１
６内に内蔵しても良い。同様に、上記イオン電流変換用
の帰還抵抗２５は変換精度に応じて第２の半導体集積回
路２０内に設けても良い。

【００２９】なお、図１において、Ｐ_50a〜Ｐ_50dは失火
検出回路５０の端子を示し、順次、点火コイル１の２次
コイル１ｂの正極側に接続されるバイアス供給用コンデ
ンサ６の高電位側に接続された入力端子、出力端子、電
源４に接続される電源端子、及びツェナーダイオード７
の接地端子をそれぞれ示す。また、Ｐ_16a〜Ｐ_16hは第１
の半導体集積回路１６の端子を示し、順次、電源抵抗１
４を介して失火検出回路５０の電源端子Ｐ_50c に充電検
出回路１７の端子Ｐ_17g と電源回路１９の端子Ｐ_19a を
接続する電源端子、充電検出回路１７の端子Ｐ_17b と波
形整形回路１８の端子Ｐ_18c 及び電源回路１９の端子Ｐ
_19b に接続された第１の半導体集積回路の接地端子、失
火検出回路５０の出力端子Ｐ_50b に波形整形回路１８の
端子Ｐ₁₈ _b を接続する出力端子、波形整形回路１８の端
子Ｐ_18d に抵抗２５及び第２の半導体集積回路２０の端
子Ｐ_20d を接続する制御入力端子、充電検出回路１７の
端子Ｐ_17c に第２の半導体集積回路２０の端子Ｐ_20b を
接続する検出出力端子、バイアス供給用コンデンサ６の
低電位側と充電検出回路１７の端子Ｐ_17d を接続する検
出入力端子、時間測定用コンデンサ２３の高電位側と充
電検出回路１７の端子Ｐ_17f を接続する時間測定用端
子、ピークホールド用コンデンサ２４の高電位側と波形
整形回路１８の端子Ｐ_18e を接続するピークホールド用
端子をそれぞれ示す。さらに、Ｐ_20a 〜Ｐ_20e は第２の
半導体集積回路２０の端子を示し、順次、入力端子、制
御入力端子、第１の制御出力端子、第２の制御出力端
子、第２の半導体集積回路の接地端子をそれぞれ示す。

【００３０】本実施例においては、点火プラグ２の絶縁
抵抗の低下が発生しても、一定期間、イオン電流を検出
しない期間を設け、かつその期間でのバイアス供給用コ
ンデンサ６の電圧低下を防ぎ、イオン電流の検出精度を
保つもので、まず、コンデンサ６の電圧を低下させない
ためには、点火プラグ２のバイアス電圧をゼロボルトと
することで実現できる。このとき、バイアス供給用コン
デンサ６は、約８０Ｖのバイアス電圧を保持したままで
あるので、バイアス供給用コンデンサ６の低電位側の電
位がコンデンサ６の保持電圧分だけ低下すれば良い。換
言すると、バイアス供給用コンデンサ６の低電位側に接
続される回路が負にバイアスされても電流が流れないよ
うになっている必要がある。

【００３１】半導体集積回路を用いて負電圧バイアス
（基板電位よりも低い電圧印加）を行うには、基板に対
する寄生素子が問題となる。具体的には、ｎｐｎトラン
ジスタのコレクタ、ｐｎｐトランジスタのベース等は、
いずれもｎ型拡散で形成され、基板電位よりも低い電圧
を印加すると、基板とのｐｎ接続が順方向にバイアスさ
れることになる。また、寄生素子がなくともｎｐｎトラ
ンジスタのベースはエミッタとの接合部の耐圧が低いた
め、数ボルトでブレークダウンしてしまう。基板電位よ
りも低い電圧を印加しても良い素子は、ｐｎｐトランジ
スタのコレクタ、エミッタ及び拡散抵抗である。

【００３２】このような制約を受けて演算増幅器を用い
た失火検出回路を構成することは極めて困難となるが、
この実施例では、失火検出回路５０において、不利な制
約を受けないように、回路を基板電位の固定された第１
の半導体集積回路１６と、基板電位の固定されない第２
の半導体集積回路１７とに分離し、第１の半導体集積回
路１６の動作により、第２の半導体集積回路１７を制御
するようにした。このような構成をとることで、失火検
出回路５０においては、自由に回路を構成し、かつ目的
とするところのバイアス供給用コンデンサ６の電圧減少
を防ぐことができる。

【００３３】ここで、上記第１の半導体集積回路１６内
の充電検出回路１７としては、図２に示す回路構成を備
えている。バイアス供給用コンデンサ６の低電位側に接
続される端子Ｐ_17d と第１の半導体集積回路１６の接地
端子Ｐ_16b に接続される端子Ｐ_17b 、すなわち第１の半
導体集積回路１６の接地線との間には、バイアス供給用
コンデンサ６への充電電流が流れる方向にダイオードｄ
１〜ｄ３が直列接続されており、ダイオードｄ１とｄ２
の接続点と上記ダイオードｄ３のカソードが接続された
接地線との間に抵抗Ｒ１とＲ２の直列接続体が設けら
れ、その接続点にベースが接続されると共に接地線にエ
ミッタが接続されたｎｐｎトランジスタＱ１が備えら
れ、図１において、Ｉ５０とは逆方向のバイアス供給用
コンデンサ６への充電電流が流れたとき、その充電電流
により、上記トランジスタＱ１がオンするようになされ
ている。

【００３４】上記トランジスタＱ１のコレクタには抵抗
Ｒ３とＲ４をそれぞれ介してベースが接続されたｎｐｎ
トランジスタＱ２とＱ３が接続され、該トランジスタＱ
２のコレクタは、図１に示す電源回路１９に接続された
端子Ｐ_17a からの電源線と接地線との間に直列接続され
た抵抗Ｒ５とＲ６の接続点とコンパレータＣ１の反転入
力端子が接続され、また、上記トランジスタＱ３のコレ
クタは、上記電源線と定電流回路ＣＣ０及びダイオード
ｄ４を介して接続されており、上記コンパレータＣ１の
非反転入力端子は、上記定電流回路ＣＣ１と上記ダイオ
ードｄ４の接続点及び端子Ｐ_17e を介して接続される図
１に示す時間測定用コンデンサ２３と接続され、その出
力端子は、上記電源線と抵抗Ｒ７を介して接続されると
共に上記抵抗Ｒ３とＲ４の接続点と接続されており、上
記トランジスタＱ１がオンすることで、トランジスタＱ
２とＱ３がオフ状態になり、コンパレータＣ１の出力が
ハイレベルで安定していた状態からローレベルに変化
し、これにより、上記コンパレータＣ１の非反転入力端
子に接続され、かつ上記定電流回路ＣＣ０に端子Ｐ₁₇ _e
を介して接続された時間測定用コンデンサ２３が端子Ｐ
_17e より出力される充電電流によって充電され、上記コ
ンパレータＣ１の反転入力端子の電圧に達するまでその
充電状態を維持するようになされている。

【００３５】上記コンパレータＣ１の出力端子には、さ
らに、抵抗Ｒ８を介してｎｐｎトランジスタＱ４のベー
スが接続され、このトランジスタＱ４のコレクタは、ｎ
ｐｎトランジスタＱ５のコレクタ及びベースが接続され
ると共に電源線に接続された定電流回路ＣＣ１が接続さ
れており、上記トランジスタＱ５とベースが共通接続さ
れたｎｐｎトランジスタＱ６のコレクタは、抵抗Ｒ９を
介して図１に示す電源抵抗１４と接続される端子Ｐ_17f
と接続され、この抵抗Ｒ９の両端にエミッタとベースが
接続されるとともにコレクタが端子Ｐ_17c を介して図１
に示す第２の半導体集積回路２０の端子Ｐ_20b と接続さ
れるｐｎｐトランジスタＱ７が設けられており、上記コ
ンパレータＣ１の出力がローレベルにあるとき、すなわ
ち、コンパレータＣ１の非反転入力への電圧が充電状態
を維持している間、上記トランジスタＱ４はオフとな
り、上記トランジスタＱ６には上記定電流回路ＣＣ１か
らの電流が発生し、これにより、ｐｎｐトランジスタＱ
７がオンする。このｐｎｐトランジスタＱ７のオンによ
り、端子Ｐ_17c から電流が出力される。すなわち、図１
に示す第１の半導体集積回路１６から第２の半導体集積
回路２０にＩ２０の方向に電流が流れるようになされて
いる。

【００３６】また、上記第１の半導体集積回路１６内の
波形整形回路１８としては、図３に示す回路構成を備え
ている。後述する第２の半導体集積回路２０と接続され
る端子Ｐ_18d には、第２の半導体集積回路２０内のイオ
ン電流電圧変換回路２１からの出力が流入する方向にダ
イオードｄ５が設けられ、そのダイオードｄ５のカソー
ドはピークホールド用コンパレータＣ２の反転入力端子
に接続されると共に、該カソードと端子Ｐ_18c に接続さ
れる接地線との間に抵抗Ｒ１０及びＲ１１が接続されて
いる。そして、上記コンパレータＣ２の出力端子と図１
に示す電源回路１９に接続された端子Ｐ₁₈ _a からの電源
線との間には定電流回路ＣＣ２が設けられ、該コンパレ
ータＣ２の出力端子と接地線との間にはコンパレータＣ
２の出力端子側にベースと共にコレクタが接続され、か
つ接地線側にエミッタが接続されたトランジスタＱ８が
設けられており、このトランジスタＱ８のベースにはベ
ースが共通接続されたトランジスタＱ９が接続され、該
トランジスタＱ９のコレクタと上記電源線との間には定
電流回路ＣＣ３が接続され、かつコレクタは上記ピーク
ホールド用コンパレータＣ２及び波形整形用コンパレー
タＣ３の各非反転入力端子と図１に示すピークホールド
用コンデンサ２４と接続される端子Ｐ_18e とにそれぞれ
接続され、そのエミッタは接地線に接続されている。さ
らに、上記波形整形用コンパレータＣ３の出力端子は第
１の半導体集積回路１６の出力端子Ｐ_50b と接続される
端子Ｐ₁₈ _b に接続されている。

【００３７】ここで、上記ピークホールド用コンデンサ
２４と接続される端子Ｐ_18e の入出力電流は、定電流回
路ＣＣ２とＣＣ３の定電流値に依存し、ピークホールド
用コンパレータＣ２の動作により切り替わるようになさ
れ、該コンパレータＣ２の出力がハイのときに端子Ｐ
_18e を介して上記ピークホールド用コンデンサ２４から
電流を流入し、上記コンパレータＣ２の出力がローのと
きは端子Ｐ_18e を介して上記ピークホールド用コンデン
サ２４に電流を流出させて、該ピークホールド用コンデ
ンサ２４にピークホールド用コンパレータＣ２の反転入
力の電圧のピーク値を保持するようになされ、波形整形
用コンパレータＣ３は、ピークホールド用コンパレータ
Ｃ２の反転入力を抵抗Ｒ１０とＲ１１で分圧した信号を
反転入力として、非反転入力を上述したピークホールド
電圧とすることで、ピークホールドした電圧よりも一定
レベル以上大きな信号のみを検出するようになされてお
り、端子Ｐ_18d からの信号電圧を分圧した値がピークホ
ールド用コンデンサ２４の電圧よりも高くなったときロ
ーレベルとなり、イオン電流のみを検出ようになされて
いる。

【００３８】また、上記第１の半導体集積回路１６内の
電源回路１９としては、図４に示す回路構成を備えてい
る。図１に示す電源抵抗１４に接続される端子Ｐ_19a と
第１の半導体集積回路１６の接地線に接続される端子Ｐ
_19b との間に、抵抗Ｒ１２とツナーダイオードＺＤ１が
直列接続され、その接続点にはベースが接続され、コレ
クタが上記抵抗Ｒ１２の他端に、エミッタが端子Ｐ１９
ｃにそれぞれ接続されたトランジスタＱ１０が設けられ
ており、電源電圧が一定値以上のとき図１に示す充電検
出回路１７から出力可能にする。

【００３９】さらに、上記第２の半導体集積回路２０内
のイオン電流電圧変換回路２１としては、図５に示す回
路構成を備えている。図１に示す第１の半導体集積回路
１６内の充電検出回路１７の端子Ｐ_17c に接続される端
子Ｐ_21b に接続された電源線から電源供給されるように
なされていて、反転入力端子には図１に示すバイアス供
給用コンデンサ６の低電位側に接続される端子Ｐ_21a と
図１に示す帰還抵抗２５に接続される端子Ｐ_21c とにそ
れぞれ接続されると共に端子Ｐ_21e に接続されるイオン
電流電圧変換回路２１の接地線側をアノードとしたダイ
オードｄ６が接続され、非反転入力端子には上記接地線
に接続されたコンパレータＣ４が備えられ、このコンパ
レータＣ４の出力端子は、図１に示す第１の半導体集積
回路１６内の波形整形回路１８に接続されると共に、上
記接地線と抵抗Ｒ１３を介して接続されており、さら
に、その接地線は、図１に示すように、ダイオード２２
を介して接地されている。

【００４０】そして、上記第１の半導体集積回路１６か
ら制御電流が出力されない期間は、電流の流れる経路が
ないために、基板電位は固定されず、コンデンサ６に流
れる電流がゼロとなるように、コンデンサ６の低電位側
と共に保持電圧分だけ下がる。このとき、イオン電流電
圧変換回路２１の出力は、第２の半導体集積回路２０の
基板電位に等しい電圧となり、出力が負電位となるた
め、第２の半導体集積回路２０ではイオン電流が流れな
い状態となる。他方、上記第１の半導体集積回路１６か
ら制御電流が出力されている期間は、ダイオード２２に
電流が流れることにより、第２の半導体集積回路２０の
基板電位が上記ダイオード２２の順方向電圧Ｖ_F （約
０．７Ｖ）分だけ高く固定される。この期間は、イオン
電流電圧変換回路２１が電流電圧変換を行い、上記基板
電位に重畳する形で電圧出力が発生する。すなわち、イ
オン電流電圧変換回路２１の端子Ｐ_21d である第２の半
導体集積回路２０の端子Ｐ_20d から第１の半導体集積回
路の端子Ｐ_16d である波形整形回路１８の端子Ｐ_18d へ
の出力は、イオン電流がない場合は、順方向電圧Ｖ_F 分
だけ出力するようになっており、イオン電流がある場合
には、Ｖ_F ＋Ｖ_I （ただし、Ｖ_I はイオン電流電圧変換
出力）となる。

【００４１】次に、上述した構成に係る内燃機関の失火
検出装置において、第１の半導体集積回路１６による第
２の半導体集積回路１７の制御について図６を参照して
説明する。図１に示すトランジスタ３のベース電圧Ｖ３
が、（ａ）に示すように、図示しない制御装置により制
御されて、トランジスタ３がオン状態からオフ状態に変
化する際（図６中、Ｔ１のタイミング）、点火プラグ２
の電位Ｖ２は、（ｂ）に示すように、コイルの逆起電力
により例えば−３０Ｖ程度まで下がり、電気火花を発生
する。このとき、（ｃ）に示すように、図１中矢印Ｉ５
０とは逆方向に流れる電流が発生する。この電流は、バ
イアス供給用コンデンサ６の充電電流となり、第１の半
導体集積回路１６内の充電検出回路１７に流入する。

【００４２】上記充電検出回路１７は、図２に示す構成
を備えており、流入した電流はダイオードｄ１〜ｄ３を
介して接地端子に流れる。端子Ｐ_17d における電位Ｖ
_P17dは、（ｄ）に示すように、それらの順方向電圧３Ｖ
_F 上昇する。このときの電流によりトランジスタＱ１が
オンし、このトランジスタＱ１がオンすることで、トラ
ンジスタＱ２及びＱ３がオフ状態となり、コンパレータ
Ｃ１の出力がハイレベルで安定していた状態からローレ
ベルに変化する。また、このとき、端子Ｐ_17e より出力
される充電電流によって、図１に示す時間測定用コンデ
ンサ２３が充電され、その端子Ｐ_17e における電位Ｖ
_P17eは、（ｅ）に示すように、コンパレータＣ１の反転
入力の電圧に達するまでその充電状態が継続される。コ
ンパレータＣ１がその充電状態を維持している間、トラ
ンジスタＱ４はオフとなり、トランジスタＱ６には定電
流回路ＣＣ１からの電流が流れて導通し、これに伴っ
て、ｐｎｐトランジスタＱ７がオンする。このトランジ
スタＱ７がオンすることによって、端子Ｐ_17c から図１
に示す第２の半導体集積回路２０内のイオン電流電圧変
換回路２１の端子Ｐ_21b に向かって電流が流れ、端子Ｐ
_21b における電位Ｖ_P21bは、（ｆ）に示すようになる。

【００４３】この電流は、図５に示すイオン電流電圧変
換回路２１の構成において、キルヒホッフの法則から、
端子Ｐ_21a を通ってバイアス供給用コンデンサ６に流れ
る分と、端子Ｐ_21d を通って第１の半導体集積回路に流
れる分（なお、この電流は図１に示す帰還抵抗２５を通
って端子Ｐ_21c に戻る）を除いては、接地線に接続され
た端子Ｐ_21e を介して図１に示すダイオード２２を通っ
て接地端子に流れる。従って、第２の半導体集積回路２
０の基板の電位が端子Ｐ_21e の電位になるように構成さ
れていれば、結果として、第２の半導体集積回路２０の
基板電位は、第１の半導体集積回路１６の基板電位より
もダイオード２２の順方向電圧Ｖ_F （約０．７Ｖ）分だ
け高く固定される。このとき、第２の半導体集積回路２
０は、イオン電流電圧変換動作ができる状態となる。し
かし、点火により充電電流が発生している間は、イオン
電流とは逆向きの電流が流れていることに等しく、電流
電圧変換出力は、第２の半導体集積回路２０の基板電位
に等しくなる。

【００４４】次に、点火が終了すると、（ｃ）に示すよ
うに、電流Ｉ５０の絶対値は急激に減少し、（ｂ）に示
すように、点火プラグ２の電圧Ｖ２も急上昇する。この
とき、燃焼によるイオン電流が発生すると、第２の半導
体集積回路２０内のイオン電流電圧変換回路２１による
イオン電流の電圧変換出力としての波形整形回路１８の
端子Ｐ_18d における電位Ｖ_P18dが、（ｇ）に示すように
現れるが、波形整形回路１８は、この電圧信号からイオ
ン電流による電圧波形を分離する役割を果たす。すなわ
ち、図３に示す波形整形回路１８の構成において、端子
Ｐ_18e に接続された図１に示すピークホールド用コンデ
ンサ２４への入力電流は、ピークホールド用コンパレー
タＣ２と波形整形用コンパレータＣ３の定電流回路ＣＣ
２とＣＣ３に依存し、上記コンパレータＣ２の動作によ
り切り替わる。

【００４５】ここで、定電流回路ＣＣ２及びＣＣ３の定
電流値をＩ_CC2 及びＩ_CC3 とすると、ピークホールド用
コンパレータＣ２の出力がハイのとき、端子Ｐ_18e はコ
ンデンサ２４からの電流を流入し、その値は│Ｉ_CC2 −
Ｉ_CC3 │となる。他方、コンパレータＣ２の出力がロー
のとき、端子Ｐ_18e はコンデンサ２４へ電流を流出し、
その値は│Ｉ_CC3 │となる。│Ｉ_CC3 │≫│Ｉ_CC2 −Ｉ
_CC3 │としておくと、端子Ｐ_18e に接続されたコンデン
サ２４は、ピークホールド用コンパレータＣ２の反転入
力の電圧のピーク値を保持するようになる。ただし、│
Ｉ_CC3 │の値は、イオン電流のように変化の速い信号に
は追従出来ない程度の値に設定する。すると、端子Ｐ
_18e の電圧は（ｇ）に示すようなレベルとなる。波形整
形用コンパレータＣ３は、ピークホールド用コンパレー
タＣ２の反転入力を抵抗Ｒ１０及びＲ１１にて抵抗分圧
した信号を反転入力とし、非反転入力を上記ピークホー
ルド電圧とすることで、ピークホールドした電圧よりも
一定レベル以上大きな信号のみを検出する。（ｇ）及び
（ｈ）に示すように、端子Ｐ_18d の電位Ｖ_P18dが端子Ｐ
_18e の電位Ｖ_P18eよりも高くなったときに、波形整形用
コンパレータＣ３は端子Ｐ_18b からの出力Ｖ_P18bとして
ローレベルの出力を送出する。

【００４６】上述した図６に示す動作波形に対し、図７
は点火プラグ２の絶縁抵抗が低下した場合の動作波形を
図６と比較して示すものである。点火プラグ２の絶縁抵
抗が低下し、リーク電流が発生すると、第２の半導体集
積回路２０内のイオン電流電圧変換回路２１が動作し、
（ｃ）に示すように、Ｔ２からＴ４までの期間中にイオ
ン電流にリーク電流が重畳する。しかし、充電検出回路
１７からの制御信号により第２の半導体集積回路２０へ
の制御電流が発生しないＴ４からＴ５までの期間は、端
子Ｐ_17d とＰ_21a の電圧が負電圧に下がることができ、
結果として、電流Ｉ５０はゼロとなる。従って、バイア
ス供給用コンデンサ６の電荷の消費が少なく、点火プラ
グ２のバイアス電圧の低下も小さくなる。

【００４７】イオン電流電圧変換回路２１は、イオン電
流とリーク電流を併せて電圧変換するため、波形整形回
路１８の端子Ｐ_18d における電位Ｖ_P18dにも、（ｇ）に
示すように、イオン電流のないＴ３からＴ４までの期間
も電圧信号がでる。しかし、上述したピークホールド動
作により、端子Ｐ_17e の電位レベルＶ_P17eはリーク電流
による電圧レベルよりも高くなるように構成されてお
り、波形整形回路１８の出力としては、（ｈ）に示す端
子Ｐ_18b における電位Ｖ_P18bのように、リーク電流を除
いたイオン電流のみの比較検出が可能となる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、点火
プラグに流れるイオン電流の検出に基づいて失火を検出
する失火検出回路として、上記２次コイルを介して上記
点火プラグの放電時に流れる電流を充電し該充電された
電圧をバイアス電圧として点火プラグに印加するバイア
ス供給用コンデンサと、上記コンデンサの高電位側とア
ース間に接続されて該コンデンサの充電電圧を設定する
充電電圧設定用ツェナーダイオードと、上記コンデンサ
の低電位側に接続されて該コンデンサに流れる充電電流
を検出してから所定期間制御電流を出力すると共に、イ
オン電流の電圧変換値のピーク値をホールドし、イオン
電流の電圧変換値とそのピークホールド値との比較に基
づいてイオン電流を検出する第１の半導体集積回路と、
上記第１の半導体集積回路の基板電位よりも基板電位が
高く設定され、かつ上記コンデンサの低電位側に接続さ
れて、上記制御電流が出力されない期間はコンデンサの
低電位側をコンデンサの保持電圧分下げるべく負電圧を
バイアスすると共に上記コンデンサに流れるイオン電流
を電圧に変換してその電圧変換値を出力する第２の半導
体集積回路とを備えたことにより、点火プラグに印加す
るバイアス電圧を変化させるようにして、点火プラグの
絶縁抵抗の低下が発生しても、一定期間イオン電流を検
出しない期間を設け、かつその期間にバイアス供給用コ
ンデンサの保持電圧が低下するのを防止してイオン電流
検出時以外での電流を低減でき、バイアス電圧供給用コ
ンデンサの蓄積電荷の消費を少なくして、イオン電流と
リーク電流との識別をしやすくし、イオン電流の検出精
度を向上させることができる。

【００４９】また、上記第１の半導体集積回路として、
上記バイアス供給用コンデンサに充電電流が流れたとき
にオンするｎｐｎトランジスタと、このｎｐｎトランジ
スタがオンすることで出力がハイレベルからローレベル
に変化するコンパレータと、このコンパレータの出力が
ローレベルに変化することで充電されてその充電電圧が
上記コンパレータの出力がハイレベルに変化するまで充
電継続する時間測定用コンデンサと、上記コンパレータ
の出力がローレベルのときに上記第２の半導体集積回路
に制御電流を出力するｐｎｐトランジスタとを有する充
電検出回路を備えたことにより、基板電位よりも低い電
圧を印加することを可能にすることができる。

【００５０】また、上記第１の半導体集積回路として、
上記第２の半導体集積回路から出力されるイオン電流の
電圧変換値を反転入力とすると共にそのピーク値を非反
転入力とするピークホールド用コンパレータと、このコ
ンパレータの出力がハイレベルのときに電流が流入する
と共にローレベルのときには電流を流出させてイオン電
流の電圧変換値のピーク値を保持することにより上記コ
ンパレータに非反転入力を与えるピークホールド用コン
デンサと、上記ピークホールド用コンパレータの反転入
力を抵抗分圧した値を反転入力とすると共に上記ピーク
ホールド用コンデンサにより保持された値を非反転入力
としてイオン電流の検出信号を出力する波形整形用コン
パレータとを有する波形整形回路を備えたことにより、
イオン電流のみを検出可能にすることができる。

【００５１】さらに、上記第２の半導体集積回路とし
て、上記バイアス供給用コンデンサの低電位側と接地線
との間に接地線側をカソードとするダイオードが設けら
れると共に上記バイアス供給用コンデンサの低電位側を
反転入力端子としその反転入力端子と出力端子との間に
帰還抵抗が設けられ、かつ上記接地線を非反転入力端子
として、上記第１の半導体集積回路から制御電流が出力
されない期間はコンデンサの低電位側をコンデンサの保
持電圧分下げるべく負電圧をバイアスすると共に上記バ
イアス供給用コンデンサに流れるイオン電流を電圧に変
換してその電圧変換値を上記第１の半導体集積回路に出
力するコンパレータでなるイオン電流電圧変換回路と、
このイオン電流電圧変換回路の接地線とアースとの間に
アース側をアノードとして上記第１の半導体集積回路の
基板電位よりも基板電位が高く設定するダイオードとを
備えたことにより、イオン電流を検出する必要のない期
間において、第２の半導体集積回路の基板電位がコンデ
ンサの保持電圧分負電圧になることにより、バイアス供
給用コンデンサの保持電圧を維持したまま、点火プラグ
へのバイアス電圧を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る内燃機関の失火検
出装置を示す全体構成図である。

【図２】図１における第１の半導体集積回路１６内の
充電検出回路１７を示す回路構成図である。

【図３】図１における第１の半導体集積回路１６内の
波形整形回路１８を示す回路構成図である。

【図４】図１における第１の半導体集積回路１６内の
電源回路１９を示す回路構成図である。

【図５】図１における第２の半導体集積回路２０内の
イオン電流電圧変換回路２１を示す回路構成図である。

【図６】図１ないし図５に示す構成に係る内燃機関の
失火検出装置の動作を示す各部波形図である。

【図７】図１の点火プラグ２の絶縁抵抗が低下した場
合の動作を図６と比較して示す波形図である。

【図８】従来例に係る内燃機関の失火検出装置を示す
構成図である。

【図９】従来例でリーク電流がない場合の動作を説明
する波形図である。

【図１０】従来例でリーク電流がある場合の動作を説
明する波形図である。

【符号の説明】

１点火コイル、１ａ１次コイル、１ｂ２次コイ
ル、２点火プラグ、３トランジスタ、４電源、６
バイアス供給用コンデンサ、７ツナーダイオード、
１６第１の半導体集積回路、１７充電検出回路、１
８波形整形回路、１９電源回路、２０第２の半導
体集積回路、２１イオン電流電圧変換回路、２２ダ
イオード、２３時間測定用コンデンサ、２４ピーク
ホールド用コンデンサ、５０失火検出回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 17/12 F02D 45/00 368

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１次コイルの一端に電源を接続すると共
に他端に内燃機関の点火時期にスイッチング制御される
スイッチング素子を接続してなる点火コイルと、この点
火コイルの２次コイル側に接続されて高電圧の印加に基
づいて内燃機関の燃焼室内で放電を生じさせて混合気を
着火させる点火プラグと、この点火プラグに流れるイオ
ン電流の検出に基づいて失火を検出する失火検出回路と
を備えた内燃機関の失火検出装置において、上記失火検
出回路として、上記２次コイルを介して上記点火プラグ
の放電時に流れる電流を充電し該充電された電圧をバイ
アス電圧として点火プラグに印加するバイアス供給用コ
ンデンサと、上記コンデンサの高電位側とアース間に接
続されて該コンデンサの充電電圧を設定する充電電圧設
定用ツェナーダイオードと、上記コンデンサの低電位側
に接続されて該コンデンサに流れる充電電流を検出して
から所定期間制御電流を出力すると共に、イオン電流の
電圧変換値のピーク値をホールドし、イオン電流の電圧
変換値とそのピークホールド値との比較に基づいてイオ
ン電流を検出する第１の半導体集積回路と、上記第１の
半導体集積回路の基板電位よりも基板電位が高く設定さ
れ、かつ上記コンデンサの低電位側に接続されて、上記
制御電流が出力されない期間はコンデンサの低電位側を
コンデンサの保持電圧分下げるべく負電圧をバイアスす
ると共に上記コンデンサに流れるイオン電流を電圧に変
換してその電圧変換値を出力する第２の半導体集積回路
とを備えたことを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
【請求項２】上記第１の半導体集積回路は、上記バイ
アス供給用コンデンサに充電電流が流れたときにオンす
るｎｐｎトランジスタと、このｎｐｎトランジスタがオ
ンすることで出力がハイレベルからローレベルに変化す
るコンパレータと、このコンパレータの出力がローレベ
ルに変化することで充電されてその充電電圧が上記コン
パレータの出力がハイレベルに変化するまで充電継続す
る時間測定用コンデンサと、上記コンパレータの出力が
ローレベルのときに上記第２の半導体集積回路に制御電
流を出力するｐｎｐトランジスタとを有する充電検出回
路を備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
失火検出装置。
【請求項３】上記第１の半導体集積回路は、上記第２
の半導体集積回路から出力されるイオン電流の電圧変換
値を反転入力とすると共にそのピーク値を非反転入力と
するピークホールド用コンパレータと、このコンパレー
タの出力がハイレベルのときに電流が流入すると共にロ
ーレベルのときには電流を流出させてイオン電流の電圧
変換値のピーク値を保持することにより上記コンパレー
タに非反転入力を与えるピークホールド用コンデンサ
と、上記ピークホールド用コンパレータの反転入力を抵
抗分圧した値を反転入力とすると共に上記ピークホール
ド用コンデンサにより保持された値を非反転入力として
イオン電流の検出信号を出力する波形整形用コンパレー
タとを有する波形整形回路を備えたことを特徴とする請
求項１または２記載の内燃機関の失火検出装置。
【請求項４】上記第２の半導体集積回路は、上記バイ
アス供給用コンデンサの低電位側と接地線との間に接地
線側をカソードとするダイオードが設けられると共に上
記バイアス供給用コンデンサの低電位側を反転入力端子
としその反転入力端子と出力端子との間に帰還抵抗が設
けられ、かつ上記接地線を非反転入力端子として、上記
第１の半導体集積回路から制御電流が出力されない期間
はコンデンサの低電位側をコンデンサの保持電圧分下げ
るべく負電圧をバイアスすると共に上記バイアス供給用
コンデンサに流れるイオン電流を電圧に変換してその電
圧変換値を上記第１の半導体集積回路に出力するコンパ
レータでなるイオン電流電圧変換回路と、このイオン電
流電圧変換回路の接地線とアースとの間にアース側をア
ノードとして上記第１の半導体集積回路の基板電位より
も基板電位が高く設定するダイオードとを備えたことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機
関の失火検出装置。