JPH09144641A - Ion current detecting circuit for internal combustion engine - Google Patents
Ion current detecting circuit for internal combustion engineInfo
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- JPH09144641A JPH09144641A JP29971595A JP29971595A JPH09144641A JP H09144641 A JPH09144641 A JP H09144641A JP 29971595 A JP29971595 A JP 29971595A JP 29971595 A JP29971595 A JP 29971595A JP H09144641 A JPH09144641 A JP H09144641A
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- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のイオン電
流検出回路に係り、詳しくは点火プラグの電極間に発生
するイオン電流を検出するイオン電流検出回路に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion current detection circuit for an internal combustion engine, and more particularly to an ion current detection circuit for detecting an ion current generated between electrodes of a spark plug.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、内燃機関の燃焼室において燃料の
燃焼に基づいて発生するイオンをイオン電流として検出
し、そのイオン電流値に基づいて内燃機関の燃焼状態を
判定することが試みられている。このイオン電流は、各
種の燃焼情報を含み、しかも、各気筒毎にその時の爆発
行程の度に得ることができるため、各気筒に対してその
時々の燃焼状態をリアルタイムに知ることができるとと
もに、その含まれる情報が精度の高いものであるという
点で注目されている。このイオン電流の検出は、イオン
電流検出回路にて行われ、例えば特開平４ー２６２０７
０、特開平５ー２６０８９等で種々提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, it has been attempted to detect ions generated by combustion of fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine as an ion current and determine the combustion state of the internal combustion engine based on the ion current value. . This ion current contains various combustion information, and since it can be obtained for each cylinder at each explosion stroke at that time, it is possible to know the combustion state at each time for each cylinder in real time, Attention is paid to the fact that the information contained therein is highly accurate. The detection of this ionic current is performed by an ionic current detection circuit.
No. 0, JP-A-5-26089, etc.
【０００３】この種のイオン電流検出回路は、爆発行程
において点火後に点火プラグの電極間にコンデンサの充
電電圧を印加する。そして、電圧が印加された点火プラ
グの両電極間に発生するイオン電流をコンデンサに対し
て直列に接続された抵抗に流し、その抵抗にかかる電圧
を検出することによりイオン電流の状態を検出するよう
にしている。一方、前記コンデンサの充電電圧は、点火
コイルの二次側コイルに点火プラグを点火させるために
誘起される誘導起電力によって充電されるようになって
いる。つまり、前記コンデンサは、点火電流にて充電さ
れるようになっている。また、このコンデンサの充電方
法として、例えば特開昭６０ー１８４９７２、特開平４
ー１４３４６４等に記載されているように、点火コイル
の一次側コイルに発生する電流を充電する方法も提案さ
れている。This type of ion current detection circuit applies a charging voltage for a capacitor between electrodes of a spark plug after ignition in an explosion stroke. Then, the ionic current generated between both electrodes of the spark plug to which the voltage is applied is passed through a resistor connected in series with the capacitor, and the state of the ionic current is detected by detecting the voltage applied to the resistor. I have to. On the other hand, the charging voltage of the capacitor is charged by the induced electromotive force induced to ignite the ignition plug in the secondary coil of the ignition coil. That is, the capacitor is charged by the ignition current. Further, as a method of charging this capacitor, for example, JP-A-60-184972, JP-A-4
A method of charging the current generated in the primary coil of the ignition coil is also proposed, as described in US Pat.
【０００４】ところで、上記したイオン電流検出回路
は、独立点火方式の点火システムに具体化されたもので
あり、同時点火方式の点火システムにそのまま同時点火
方式に具体化することはできない。独立点火方式が１気
筒分の点火を１個の点火コイルで行うのに対して、同時
点火方式は２気筒分の点火を１個の点火コイルで行うも
のである。つまり、同時点火方式は点火コイルの二次側
コイルの両端子にそれぞれ接続された異なる気筒の点火
プラグを接続し、二次側コイルの両端子にプラス、マイ
ナスの両極性の高電圧を発生させて異なる気筒の点火プ
ラグを同時に点火させるものである。従って、同時点火
方式は、パワートランジスタ及び点火コイルの数が独立
点火方式に比べて半分となる点で優れている。By the way, the above-mentioned ion current detection circuit is embodied in an independent ignition type ignition system, and cannot be directly embodied in a simultaneous ignition type ignition system as a simultaneous ignition type ignition system. The independent ignition method performs ignition for one cylinder with one ignition coil, whereas the simultaneous ignition method performs ignition for two cylinders with one ignition coil. In other words, in the simultaneous ignition method, the ignition plugs of different cylinders connected to both terminals of the secondary coil of the ignition coil are connected to generate high voltage of positive and negative polarities at both terminals of the secondary coil. The ignition plugs of different cylinders are simultaneously ignited. Therefore, the simultaneous ignition method is superior in that the number of power transistors and ignition coils is half that of the independent ignition method.
【０００５】しかしながら、上記のようなイオン電流検
出回路をそのまま具体化すると、コンデンサに充電する
ための充電電流を二次側コイルから得ることはできな
い。同時点火方式では、点火コイルの二次側コイルの両
端子にそれぞれ異なる気筒の点火プラグが接続されてい
る。そして、二次側コイルのプラスの高電位が発生する
側の端子にイオン電流検出回路を接続すると、イオン電
流検出回路を接続した側の二次側コイルの端子に接続し
た点火プラグを点火させることができない不都合が生じ
る。つまり、イオン電流検出回路に設けた前記コンデン
サに対して保護用のツェナーダイオードが一般に並列に
接続されている。この二次側コイルの両端子にプラス、
マイナスの両極性の高電圧が発生すると、プラスの高電
位によってツェナーダイオードが導通する。この導通に
よってプラスの高電圧を発生する側の点火プラグは点火
されず、マイナスの高電圧を発生す側の火プラグのみが
点火されるだけとなる。従って、従来の独立点火方式に
採用されるイオン電流検出回路をそのまま採用すること
はできない。However, if the ion current detection circuit as described above is embodied as it is, the charging current for charging the capacitor cannot be obtained from the secondary coil. In the simultaneous ignition system, spark plugs of different cylinders are connected to both terminals of the secondary coil of the ignition coil. When an ion current detection circuit is connected to the terminal on the side of the secondary coil where the positive high potential is generated, the ignition plug connected to the terminal of the secondary coil on the side to which the ion current detection circuit is connected is ignited. The inconvenience that it cannot do occurs. That is, a protective Zener diode is generally connected in parallel to the capacitor provided in the ion current detection circuit. Positive to both terminals of this secondary coil,
When a negative high voltage of both polarities is generated, the Zener diode becomes conductive due to the high positive potential. Due to this conduction, the spark plug on the side that generates a positive high voltage is not ignited, and only the spark plug on the side that generates a negative high voltage is ignited. Therefore, the ion current detection circuit used in the conventional independent ignition system cannot be used as it is.
【０００６】そこで、特開平４ー１９１４６６（図５）
において、同時点火方式のためのイオン電流検出回路が
提案されている。この検出回路は、同検出回路のコンデ
ンサを逆流防止用のダイオードを介して二次側コイルに
接続させている。従って、この二次側コイルの両端子に
プラス、マイナスの両極性の高電圧が発生しても、逆流
防止用のダイオードによってツェナーダイオードが導通
することはない。その結果、各点火プラグの点火は確実
に行われる。Then, Japanese Patent Laid-Open No. 4-191466 (FIG. 5)
In, an ion current detection circuit for a simultaneous ignition system is proposed. In this detection circuit, the capacitor of the detection circuit is connected to the secondary coil via a diode for preventing backflow. Therefore, even if a high voltage having positive and negative polarities is generated at both terminals of the secondary coil, the Zener diode is not made conductive by the diode for preventing backflow. As a result, the ignition of each spark plug is reliably performed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た同時点火方式のイオン電流検出回路においては、コン
デンサに充電するための充電電流を抵抗及び逆流防止用
の第２のダイオードを介して供給している。そして、こ
の抵抗の抵抗値は、一次側回路（一次側コイル）からコ
ンデンサに充電電流を流す際、一次側回路に発生する高
電圧によってコンデンサの耐圧を考慮するとともに、イ
オン電流検出に必要な充電電圧を得るのに必要な電流を
確保するに必要な値に設定されている。However, in the above-mentioned simultaneous ignition type ion current detection circuit, the charging current for charging the capacitor is supplied through the resistor and the second diode for preventing backflow. . The resistance value of this resistor takes into account the breakdown voltage of the capacitor due to the high voltage generated in the primary side circuit when the charging current is passed from the primary side circuit (primary side coil) to the capacitor, and the charging required for ion current detection. It is set to the value necessary to secure the current required to obtain the voltage.
【０００８】従って、最適な抵抗の抵抗値の設定は、非
常に難しかった。しかも、該抵抗による電力損失が大き
くなるとともに発熱量も大きくその放熱対策を考慮する
必要があった。Therefore, it is very difficult to set the optimum resistance value of the resistance. In addition, the power loss due to the resistance is large and the amount of heat generated is large, and it is necessary to consider measures for heat dissipation.
【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は同時点火方式の点火シス
テムにおいてコンデンサに充電する充電電圧の設定が容
易で、しかも、電力損失が小さく発熱も少ない内燃機関
のイオン電流検出回路を提供するにある。The present invention has been made in order to solve the above problems, and its purpose is to easily set a charging voltage for charging a capacitor in a simultaneous ignition type ignition system, and to reduce heat generation and heat generation. An object is to provide an ion current detection circuit for an internal combustion engine.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、点火
コイルの二次側コイルの両端子にそれぞれ接続された異
なる気筒の点火プラグの電極間にイオン電流検出のため
の電圧を印加して燃焼室のイオン電流を検出するように
した内燃機関のイオン電流検出回路であって、前記二次
側コイルに発生する誘導起電力に基づいて流れる電流が
イオン電流検出回路内に流れ込まないように阻止する阻
止手段を設けるとともに、前記点火コイルに第２の二次
側コイルを設け、前記イオン電流検出用の電圧を、その
第２の二次側コイルに誘起された誘導起電力に基づく電
流をコンデンサにて充電して得るようにした。According to a first aspect of the present invention, a voltage for ion current detection is applied between electrodes of ignition plugs of different cylinders connected to both terminals of a secondary coil of an ignition coil. An ion current detection circuit for an internal combustion engine configured to detect an ion current in a combustion chamber, so that a current flowing based on an induced electromotive force generated in the secondary coil does not flow into the ion current detection circuit. A second secondary coil is provided in the ignition coil together with blocking means for blocking, and a voltage based on the induced electromotive force induced in the second secondary coil is applied to the ion current detection voltage. It was obtained by charging with a capacitor.
【００１１】（作用）請求項１の発明によれば、阻止手
段は点火コイルの二次側コイルに発生する誘導起電力に
基づく電流がイオン電流検出回路内に流れ込むのを阻止
する。その結果、二次側コイルに発生する誘導起電力
は、二次側コイルの両端子にそれぞれ接続された異なる
気筒の点火プラグに確実に印加される。(Operation) According to the first aspect of the invention, the blocking means blocks the current based on the induced electromotive force generated in the secondary coil of the ignition coil from flowing into the ion current detection circuit. As a result, the induced electromotive force generated in the secondary coil is reliably applied to the ignition plugs of different cylinders connected to both terminals of the secondary coil.
【００１２】又、コンデンサは、点火コイルに形成され
た第２の二次側コイルに誘起された誘導起電力に基づく
電流を充電して充電電圧を得る。この時、第２の二次側
コイルの一次側コイルに対する巻数を調整するだけで、
コンデンサの耐圧を考慮し、しかも、イオン電流検出に
必要な充電電圧を簡単に設定することができる。そし
て、コンデンサの充電電圧は、点火プラグの電極に印加
され、その電極に印加された充電電圧に基づいてイオン
電流の検出が行われる。Also, the capacitor charges the current based on the induced electromotive force induced in the second secondary coil formed in the ignition coil to obtain the charging voltage. At this time, simply adjusting the number of turns for the primary coil of the second secondary coil,
The charging voltage necessary for ion current detection can be easily set in consideration of the withstand voltage of the capacitor. Then, the charging voltage of the capacitor is applied to the electrode of the spark plug, and the ion current is detected based on the charging voltage applied to the electrode.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明を具体化した一実施の形態
を図１及び図２に従って説明する。図１は、同時点火方
式のイオン電流検出回路を示す。尚、本実施の形態で
は、４気筒の内燃機関とし、図１は４気筒のうち２気筒
についての電気的構成を示し、他の２気筒の回路構成も
同じ構成なので説明の便宜上省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a simultaneous ignition type ion current detection circuit. In the present embodiment, a four-cylinder internal combustion engine is used, and FIG. 1 shows an electrical configuration of two cylinders out of four cylinders, and the circuit configurations of the other two cylinders are also the same, so description thereof will be omitted for convenience.
【００１４】点火コイル１０は、一次側コイル１０ａ、
第１の二次側コイル１０ｂ、及び、第２の二次側コイル
１０ｃを備えている。一次側コイル１０ａの一方の端子
ａは、バッテリ１１のプラス電極に接続されている。
又、一次側コイル１０ａの他方の端子ｂは、エミッタ接
地されたパワートランジスタ１２のコレクタに接続され
ている。パワートランジスタ１２は、ベースに図２に示
すようなプラス電位（Ｈレベル）の点火信号ＩＧＴが入
力されてオンする。そして、点火信号ＩＧＴに応答して
パワートランジスタ１２がオンすると、一次側コイル１
０ａに電流が流れる。又、点火信号ＩＧＴの消失に基づ
いてパワートランジスタ１２がオフすると、一次側コイ
ル１０ａに流れていた電流が遮断される。The ignition coil 10 includes a primary coil 10a,
It has a first secondary coil 10b and a second secondary coil 10c. One terminal a of the primary coil 10a is connected to the positive electrode of the battery 11.
The other terminal b of the primary coil 10a is connected to the collector of the power transistor 12 whose emitter is grounded. The power transistor 12 is turned on when the ignition signal IGT having a positive potential (H level) as shown in FIG. 2 is input to the base. When the power transistor 12 turns on in response to the ignition signal IGT, the primary coil 1
A current flows through 0a. When the power transistor 12 is turned off based on the disappearance of the ignition signal IGT, the current flowing through the primary coil 10a is cut off.
【００１５】この一次側コイル１０ａの通電と非通電に
基づいて点火コイル１０の第１の二次側コイル１０ｂの
端子ｃ，ｄ間に誘導起電力が発生する。二次側コイル１
０ｂの端子ｃ，ｄには、それぞれ対応する気筒の点火プ
ラグ１３，１４が接続されている。尚、本実施の形態で
は、一次側及び二次側コイル１０ａ，１０ｂの極性は、
一次側コイル１０ａに流れていた電流が遮断されると、
二次側コイル１０ｂの端子ｄにプラスの高電圧Ｖ２が発
生する極性に設定されている。点火プラグ１３，１４は
この二次側コイル１０ｂの端子ｄに発生するプラスの高
電圧Ｖ２に基づいて点火する。この時、点火システムが
同時点火方式なので、爆発行程にある側の点火プラグの
点火が燃料の燃焼に寄与することになる。An induced electromotive force is generated between the terminals c and d of the first secondary coil 10b of the ignition coil 10 based on the energization and de-energization of the primary coil 10a. Secondary coil 1
The ignition plugs 13 and 14 of the corresponding cylinders are connected to the terminals c and d of 0b, respectively. In this embodiment, the polarities of the primary and secondary coils 10a and 10b are
When the current flowing through the primary coil 10a is cut off,
The polarity is set so that a positive high voltage V2 is generated at the terminal d of the secondary coil 10b. The spark plugs 13 and 14 ignite based on the positive high voltage V2 generated at the terminal d of the secondary coil 10b. At this time, since the ignition system is the simultaneous ignition system, the ignition of the spark plug on the side of the explosion stroke contributes to the combustion of fuel.
【００１６】又、一次側コイル１０ａの通電と非通電に
基づいて第２の二次側コイル１０ｃの端子ｇ，ｈ間に誘
導起電力が発生する。一次側コイル１０ａに対する第２
の二次側コイル１０ｃの極性は、一次側コイル１０ａに
流れていた電流が遮断されると、第２の二次側コイル１
０ｃの端子ｇにプラスの電圧が発生する極性に設定され
ている。Further, an induced electromotive force is generated between the terminals g and h of the second secondary coil 10c based on the energization and de-energization of the primary coil 10a. Second for the primary coil 10a
The polarity of the secondary coil 10c is such that when the current flowing in the primary coil 10a is cut off, the second secondary coil 1
The polarity is set so that a positive voltage is generated at the terminal 0c of 0c.
【００１７】次に、上記のように構成した同時点火方式
に対して設けられたイオン電流検出回路について説明す
る。イオン電流検出回路２０は第１の二次側コイル１０
ｂ側の二次側回路に接続されている。又、イオン電流検
出回路２０は検出動作を行うための電源を第２の二次側
コイル１０ｃから供給する。高電圧阻止用の第１のダイ
オード２１は、そのカソードが第１の二次側コイル１０
ｂの端子ｄに接続され、同二次側コイル１０ｂの端子ｄ
に発生するプラスの高電圧Ｖ２に基づく電流のイオン電
流検出回路２０への流れ込みを阻止する。ダイオード２
１のアノードは、コンデンサ２２を介して検出抵抗２３
に接続されている。検出抵抗２３の他端は接地されてい
る。検出抵抗２３とコンデンサ２２との接続点ｅは、出
力端子Ｏに接続されている。そして、この出力端子Ｏか
ら出力される出力信号、即ち検出抵抗２３の端子間電圧
は、検出信号として取り出される。Next, the ion current detection circuit provided for the simultaneous ignition system configured as described above will be described. The ion current detection circuit 20 includes the first secondary coil 10
It is connected to the secondary circuit on the b side. Further, the ion current detection circuit 20 supplies power for performing the detection operation from the second secondary coil 10c. The cathode of the first diode 21 for blocking high voltage has the cathode of the first secondary coil 10
b is connected to the terminal d of the secondary coil 10b.
The flow of a current based on the positive high voltage V2 that occurs in the ion current detection circuit 20 is prevented. Diode 2
The anode of 1 is connected to the detection resistor 23 via the capacitor 22.
It is connected to the. The other end of the detection resistor 23 is grounded. A connection point e between the detection resistor 23 and the capacitor 22 is connected to the output terminal O. Then, the output signal output from the output terminal O, that is, the inter-terminal voltage of the detection resistor 23 is extracted as a detection signal.
【００１８】前記ダイオード２１とコンデンサ２２の接
続点ｆは、第２のダイオード２５を介して前記第２の二
次側コイル１０ｃの端子ｇに接続されている。つまり、
ダイオード２５のアノードが端子ｇに接続され、ダイオ
ード２５のカソードが接続点ｆに接続されている。又、
第２の二次側コイル１０ｃの他方の端子ｈは接地されて
いる。第２の二次側コイル１０ｃの一次側コイル１０ａ
に対する巻数は、コンデンサ２２に対してイオン電流Ｉ
を検出するために必要な充電電圧を充電するための誘導
起電力が発生する巻数に予め設定されている。A connection point f between the diode 21 and the capacitor 22 is connected to a terminal g of the second secondary coil 10c via a second diode 25. That is,
The anode of the diode 25 is connected to the terminal g, and the cathode of the diode 25 is connected to the connection point f. or,
The other terminal h of the second secondary coil 10c is grounded. Primary coil 10a of second secondary coil 10c
The number of turns for the
Is set in advance to the number of turns at which the induced electromotive force for charging the charging voltage required for detecting
【００１９】前記コンデンサ２２及び検出抵抗２３には
それぞれ保護用のツェーナーダイオード２６，２７が並
列にそれぞれ接続されている。次に、上記のように構成
されたイオン電流検出回路２０の作用について説明す
る。Zener diodes 26 and 27 for protection are connected in parallel to the capacitor 22 and the detection resistor 23, respectively. Next, the operation of the ion current detection circuit 20 configured as described above will be described.
【００２０】（１）コンデンサ２２への充電動作 パワートランジスタ１２に点火信号ＩＧＴが印加される
と、同トランジスタ１２はオンされる。トランジスタ１
２のオンに基づいて点火コイル１０の一次側コイル１０
ａに電流が流れ始め、徐々に大きな電流となる。この
時、第１の二次側コイル１０ｂには、端子ｄがマイナス
の電圧となる誘導起電力が発生する。この誘導起電力は
小さいため、点火プラグ１３，１４は点火しない。又、
第２の二次側コイル１０ｃには、端子ｇがマイナスの電
圧となる誘導起電力が発生する。この誘導起電力は、第
２のダイオード２５により充電に寄与しない。(1) Charging operation for the capacitor 22 When the ignition signal IGT is applied to the power transistor 12, the transistor 12 is turned on. Transistor 1
When the ignition coil 10 is turned on, the primary coil 10 of the ignition coil 10 is turned on.
A current starts to flow in a, and gradually becomes a large current. At this time, an induced electromotive force is generated in the first secondary coil 10b so that the terminal d has a negative voltage. Since this induced electromotive force is small, the spark plugs 13 and 14 do not ignite. or,
Induced electromotive force is generated in the second secondary coil 10c so that the terminal g has a negative voltage. This induced electromotive force does not contribute to charging due to the second diode 25.
【００２１】やがて、点火信号ＩＧＴが消失すると、ト
ランジスタ１２がオフし、一次側コイル１０ａに流れる
電流が遮断される。その結果、第１の二次側コイル１０
ｂには、端子ｄがプラスの高電圧Ｖ２となる誘導起電力
が発生する。この誘導起電力は、この二次側コイル１０
ｂに発生した誘導起電力に基づいて点火プラグ１３，１
４は点火する。そして、この点火に基づいて爆発行程に
ある側の点火プラグの点火が燃料の燃焼に寄与すること
になる。この時、端子ｄ側のプラスの高電圧Ｖ２は、イ
オン電流検出回路２０に加わるが第１のダイオード２１
によって阻止されるため、イオン電流検出回路２０に電
流が流れ込まれず点火プラグ１３，１４の点火が確実に
行われる。When the ignition signal IGT disappears, the transistor 12 is turned off and the current flowing through the primary coil 10a is cut off. As a result, the first secondary coil 10
Induced electromotive force is generated at b so that the terminal d has a positive high voltage V2. This induced electromotive force is applied to the secondary coil 10
spark plugs 13, 1 based on the induced electromotive force generated in b
4 ignites. Then, based on this ignition, the ignition of the spark plug on the side of the explosion stroke contributes to the combustion of the fuel. At this time, the positive high voltage V2 on the terminal d side is applied to the ion current detection circuit 20, but the first diode 21
As a result, the electric current is prevented from flowing into the ion current detection circuit 20, and the ignition of the spark plugs 13 and 14 is reliably performed.
【００２２】一方、一次側コイル１０ａに流れる電流が
遮断されると、第２の二次側コイル１０ｃの端子ｇ側が
プラスとなる誘導起電力が発生する。この誘導起電力に
基づいて第２のダイオード２５を介してコンデンサ２２
に充電電流が流れ込む。つまり、点火コイル１３，１４
の点火が行われている時に、第２の二次側コイル１０ｃ
に発生する誘導起電力に基づいてコンデンサ２２に対し
て充電が行われる。この充電中において、コンデンサ２
２はイオン電流を検出するために必要な充電電圧に充電
される。On the other hand, when the current flowing through the primary coil 10a is cut off, an induced electromotive force is generated in which the terminal g side of the second secondary coil 10c becomes positive. Based on this induced electromotive force, the capacitor 22 is passed through the second diode 25.
Charge current flows into. That is, the ignition coils 13, 14
When the second ignition coil 10c is being ignited, the second secondary coil 10c
The capacitor 22 is charged on the basis of the induced electromotive force generated at. During this charging, the capacitor 2
2 is charged to the charging voltage required to detect the ionic current.
【００２３】そして、点火プラグ１３，１４の点火によ
って電圧Ｖ２が減少し、やがて電圧Ｖ２が０ボルトにな
って点火終了する。端子ｄ側のプラスの高電圧Ｖ２が０
ボルトになると、コンデンサ２２への充電は終了する。 （２）イオン電流の検出動作 点火プラグ１３，１４の点火が終了すると、コンデンサ
２２の充電電圧が、前記各点火プラグ１３，１４の電極
間にそれぞれ印加される。つまり、各点火プラグ１３，
１４は、第１の二次側コイル１０ｂの端子ｃ、ｄに接続
された側の電極にプラス電圧が印加される。従って、爆
発行程にあった気筒において点火プラグの点火に基づい
て燃料の燃焼によって発生したイオンは点火プラグの接
地した側の電極から接地及び前記検出抵抗２３を介して
コンデンサ２２に流れる。つまり、燃焼によって発生し
たイオンは陽イオンのため、電流Ｉは検出抵抗２３を介
してコンデンサ２２に流れる。そして、検出抵抗２３に
流れるイオン電流Ｉの大きさは発生したイオン密度に比
例する。このイオン電流Ｉの値は、検出抵抗２３の端子
間電圧として取り出すことができ、その端子間電圧は出
力端子Ｏから検出信号として出力される。The voltage V2 is reduced by the ignition of the spark plugs 13 and 14, and the voltage V2 eventually becomes 0 volt, and the ignition is terminated. The positive high voltage V2 on the terminal d side is 0
When the voltage reaches the voltage, the charging of the capacitor 22 ends. (2) Ion current detection operation When ignition of the spark plugs 13 and 14 is completed, the charging voltage of the capacitor 22 is applied between the electrodes of the spark plugs 13 and 14, respectively. That is, each spark plug 13,
14, a positive voltage is applied to the electrode on the side connected to the terminals c and d of the first secondary coil 10b. Therefore, in the cylinder in the explosion stroke, the ions generated by the combustion of the fuel based on the ignition of the spark plug flow from the electrode on the grounded side of the spark plug to the capacitor 22 via the ground and the detection resistor 23. That is, since the ions generated by combustion are positive ions, the current I flows to the capacitor 22 via the detection resistor 23. The magnitude of the ion current I flowing through the detection resistor 23 is proportional to the generated ion density. The value of the ion current I can be taken out as a voltage between terminals of the detection resistor 23, and the voltage between the terminals is output from the output terminal O as a detection signal.
【００２４】次に、上記のように構成した実施の形態の
特徴を以下に述べる。 （１）本実施の形態によれば、イオン電流検出回路２０
のコンデンサ２２は、第１のダイオード２１を介して同
時点火方式の点火コイル１０の二次側回路に接続した。
従って、点火プラグ１３，１４を点火させるための第１
の二次側コイル１０ｂに発生するプラスの高電圧Ｖ２が
イオン電流検出回路２０に印加されても、この第１のダ
イオード２１により同検出回路２０に電流が流れる込む
のが阻止される。その結果、第１の二次側コイル１０ｂ
に発生するプラスの高電圧Ｖ２は、電流がイオン電流検
出回路２０に流れ電圧降下することはなく、同時点火方
式の点火プラグ１３，１４を確実に点火させることがで
きる。Next, the features of the embodiment configured as described above will be described below. (1) According to the present embodiment, the ion current detection circuit 20
22 is connected to the secondary side circuit of the ignition coil 10 of the simultaneous ignition system via the first diode 21.
Therefore, the first for igniting the spark plugs 13, 14
Even if the positive high voltage V2 generated in the secondary coil 10b is applied to the ion current detection circuit 20, the first diode 21 prevents the current from flowing into the detection circuit 20. As a result, the first secondary coil 10b
As for the positive high voltage V2, the current does not flow into the ion current detection circuit 20 and the voltage does not drop, and the simultaneous ignition type spark plugs 13 and 14 can be reliably ignited.
【００２５】しかも、コンデンサ２２は、イオン電流検
出のための充電電圧をパワートランジスタ１２がオフし
たときに点火コイル１０の第２の二次側コイル１０ｃに
発生する誘導起電力に基づいて得るようにようにした。
従って、点火プラグ１３，１４を点火させる毎に充電が
行われる。しかも、各気筒の燃焼状態によって影響を受
けない第２の二次側コイル１０ｃからの充電なので、常
に正確な充電電圧を得ることができる。 （２）本実施の形態によれば、コンデンサ２２への充電
制御は、一次側コイル１０ａに対する第２の二次側コイ
ル１０ｃの巻数を調整するだけよい。従って、コンデン
サ２２の耐圧を考慮した充電電圧の調整は非常に簡単に
行える。しかも、従来のよう一次側コイルから充電電圧
を供給する場合のように、コンデンサ２２の耐圧を考慮
して抵抗を設けて電圧降下させる必要がない。従って、
電力損失もなく発熱もない。 （３）本実施の形態によれば、第２のダイオード２５に
よって、一旦コンデンサ２２に充電された電荷は、第２
の二次側コイル１０ｃに放電されることはなく確実にイ
オン電流を検出するために利用される。 （４）本実施の形態によれば、出力端子Ｏから出力され
る検出信号は、検出抵抗２３の端子間電圧、即ちイオン
電流Ｉの値である。従って、イオン電流検出回路２０か
ら出力される検出信号は、同時点火方式の内燃機関にお
ける失火の判定、ノックキングの判定、又は、プレイグ
等の各種の判定に利用される。因みに、失火の判定は以
下のように行われる。図２に示すように正常に点火して
燃料が燃焼すると、点火が終了直後に発生する尖頭的な
ノイズＮの後に燃焼によって発生するイオンに基づくイ
オン電流Ｉが発生する。これに対して、失火によって燃
料が燃焼しないと、イオンは発生しないので、点火が終
了直後に発生する尖頭的なノイズＮの後はイオン電流Ｉ
が発生しない。従って、このイオン電流Ｉの有無を判定
することにより失火の判定が行われる。尚、図２におい
てイオン電流Ｉの波形中に示される尖頭的なノイズＮ
は、点火プラグ１３，１４の放電（点火）終了後の点火
プラグ１３，１４の残留浮遊容量と点火コイル１０間の
ＬＣ共振によるものである。In addition, the capacitor 22 obtains the charging voltage for detecting the ion current based on the induced electromotive force generated in the second secondary coil 10c of the ignition coil 10 when the power transistor 12 is turned off. I did it.
Therefore, charging is performed every time the spark plugs 13 and 14 are ignited. Moreover, since charging is performed from the second secondary coil 10c that is not affected by the combustion state of each cylinder, it is possible to always obtain an accurate charging voltage. (2) According to the present embodiment, the charge control of the capacitor 22 may be performed by adjusting the number of turns of the second secondary coil 10c with respect to the primary coil 10a. Therefore, the adjustment of the charging voltage considering the withstand voltage of the capacitor 22 can be performed very easily. Moreover, unlike the conventional case where the charging voltage is supplied from the primary side coil, it is not necessary to provide a resistor in consideration of the withstand voltage of the capacitor 22 to lower the voltage. Therefore,
There is no power loss and no heat generation. (3) According to the present embodiment, the charge once charged in the capacitor 22 by the second diode 25 becomes the second
The secondary side coil 10c is not discharged and is used for surely detecting the ion current. (4) According to the present embodiment, the detection signal output from the output terminal O is the inter-terminal voltage of the detection resistor 23, that is, the value of the ion current I. Therefore, the detection signal output from the ion current detection circuit 20 is used for misfire determination, knocking determination, or various determinations such as plague in the simultaneous ignition type internal combustion engine. Incidentally, the judgment of misfire is performed as follows. As shown in FIG. 2, when the fuel is normally ignited and the fuel is burned, an ionic current I based on the ions generated by the combustion is generated after a peak noise N generated immediately after the ignition is completed. On the other hand, if the fuel does not burn due to the misfire, no ions are generated, so after the peak noise N generated immediately after ignition ends, the ion current I
Does not occur. Therefore, the misfire is determined by determining the presence / absence of the ion current I. The peak noise N shown in the waveform of the ion current I in FIG.
Is due to the LC resonance between the residual stray capacitance of the spark plugs 13 and 14 and the ignition coil 10 after the discharge (ignition) of the spark plugs 13 and 14 is completed.
【００２６】尚、本発明は前記実施の形態に限定される
ものではなく以下の態様で実施してもよい。 （１）上記各実施の形態では、４気筒用同時点火方式に
具体化したが、これに限定されるものではなく、例え
ば、６気筒、８気筒等の同時点火方式に応用してもよ
く、上記各実施の形態と同様な作用効果を得ることがで
きる。 （２）上記各実施の形態では、コイル分配点火方式にお
ける同時点火方式の内燃機関に具体化したが、ダイオー
ド分配点火方式の同時点火方式の内燃機関に応用しても
よい。The present invention is not limited to the above embodiment, but may be carried out in the following modes. (1) In each of the above embodiments, the simultaneous ignition system for four cylinders is embodied, but the present invention is not limited to this, and may be applied to a simultaneous ignition system for six cylinders, eight cylinders, etc., It is possible to obtain the same effect as that of each of the above embodiments. (2) In each of the above embodiments, the internal combustion engine of the simultaneous ignition system in the coil distribution ignition system is embodied, but it may be applied to the internal combustion engine of the simultaneous ignition system in the diode distribution ignition system.
【００２７】尚、上記実施の形態から把握できる請求項
の発明以外の技術思想について、以下にそれらの効果と
ともに記載する。 （１）請求項１に記載のイオン電流検出回路において、
第２の二次側コイル１０ｃとコンデンサ２２との間に第
２のダイオード２５を設けたイオン電流検出回路。The technical ideas other than the claimed invention which can be grasped from the above embodiment will be described below together with their effects. (1) In the ion current detection circuit according to claim 1,
An ion current detection circuit in which a second diode 25 is provided between the second secondary coil 10c and the capacitor 22.
【００２８】第２のダイオード２５によって、一旦コン
デンサ２２に充電された電荷は、第２の二次側コイル１
０ｃに放電されることはなく確実にイオン電流を検出す
るために利用される。The charge once stored in the capacitor 22 by the second diode 25 is supplied to the second secondary coil 1
It is not discharged to 0c and is used for surely detecting the ion current.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、同
時点火方式の点火システムにおいてコンデンサに充電す
る充電電圧の設定が容易で、しかも、電力損失が小さく
発熱も抑えることができる優れた効果を有する。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to easily set the charging voltage for charging the capacitor in the simultaneous ignition type ignition system, and to reduce the power loss and suppress the heat generation. Have an effect.
【図１】本発明の実施の形態を説明するためのイオン電
流検出回路図。FIG. 1 is an ion current detection circuit diagram for describing an embodiment of the present invention.
【図２】イオン電流検出回路の動作を説明するための各
部の波形図。FIG. 2 is a waveform diagram of each part for explaining the operation of the ion current detection circuit.
１０…点火コイル、１０ａ…一次側コイル、１０ｂ…第
１の二次側コイル、１０ｃ…第２の二次側コイル、１
３，１４…点火プラグ、２０…イオン電流検出回路、２
１…阻止手段としての第１のダイオード、２２…コンデ
ンサ、２３…検出抵抗、２５…第２のダイオード。10 ... Ignition coil, 10a ... Primary coil, 10b ... First secondary coil, 10c ... Second secondary coil, 1
3, 14 ... Spark plug, 20 ... Ion current detection circuit, 2
1 ... First diode as blocking means, 22 ... Capacitor, 23 ... Detection resistor, 25 ... Second diode.
Claims (1)
れぞれ接続された異なる気筒の点火プラグの電極間にイ
オン電流検出のための電圧を印加して燃焼室のイオン電
流を検出するようにした内燃機関のイオン電流検出回路
であって、 前記二次側コイルに発生する誘導起電力に基づいて流れ
る電流がイオン電流検出回路内に流れ込まないように阻
止する阻止手段を設けるとともに、前記点火コイルに第
２の二次側コイルを設け、前記イオン電流検出用の電圧
を、その第２の二次側コイルに誘起された誘導起電力に
基づく電流をコンデンサにて充電して得るようにした内
燃機関のイオン電流検出回路。1. An ionic current in a combustion chamber is detected by applying a voltage for detecting an ionic current between electrodes of ignition plugs of different cylinders which are respectively connected to both terminals of a secondary coil of an ignition coil. In the ionic current detection circuit of the internal combustion engine, the ignition coil is provided with blocking means for blocking a current flowing based on an induced electromotive force generated in the secondary coil from flowing into the ionic current detection circuit. A second secondary coil is provided in the internal combustion engine, and the ion current detection voltage is obtained by charging a capacitor with a current based on the induced electromotive force induced in the second secondary coil. Ion current detection circuit of the engine.
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|---|---|---|---|
| JP29971595A JP3146953B2 (en) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Ion current detection circuit of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09144641A true JPH09144641A (en) | 1997-06-03 |
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| JP (1) | JP3146953B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101258A (en) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ionic current detector |
| JP2015529774A (en) * | 2012-09-12 | 2015-10-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | Ignition device for internal combustion engine |
| US9651016B2 (en) | 2012-09-12 | 2017-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system for an internal combustion engine |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP29971595A patent/JP3146953B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2015529774A (en) * | 2012-09-12 | 2015-10-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | Ignition device for internal combustion engine |
| US9651016B2 (en) | 2012-09-12 | 2017-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system for an internal combustion engine |
| US9784230B2 (en) | 2012-09-12 | 2017-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system for an internal combustion engine |
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