JPH102272A - 内燃機関用燃焼状態検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーク電流を分流してイオン電流のみの検出
信号を取得し、正確に燃焼状態を検知可能な内燃機関用
燃焼状態検知装置を得る。 【解決手段】 点火プラグ８ａ〜８ｄに接続された高圧
ダイオード１１ａ〜１１ｄと、高圧ダイオードを介して
点火プラグにバイアス電圧を印加する手段９と、点火制
御直後の点火プラグに流れるイオン電流ｉを検出してイ
オン電流検出値Ｅｉを出力するイオン電流検出手段１２
と、イオン電流検出値に基づいて燃焼状態を検知するＥ
ＣＵ２と、イオン電流検出手段に並列接続されたリーク
電流補償手段２１、２２とを備え、リーク電流補償手段
は、イオン電流と同一の経路で流れるリーク電流ｉＬの
成分をイオン電流から分流して相殺するように補償電流
ｉｃ１、ｉｃ２を供給し、イオン電流検出手段は、リー
ク電流を除去したイオン電流成分ｉｏをイオン電流検出
値する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃焼
により生じるイオン量の変化を検出することにより内燃
機関の燃焼状態を検知する燃焼状態検知装置に関し、特
に点火プラグの汚損に起因してイオン電流に重畳するリ
ーク電流を相殺してイオン電流検出信号を高精度に取得
できる内燃機関用燃焼状態検知装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関においては、燃焼室内
に導入された空気および燃料の混合気をピストンの上昇
により圧縮し、燃焼室内に設置された点火プラグに点火
用高電圧を印加して発生する電気火花により燃焼させ、
このときの爆発行程により発生するピストン押し下げ力
を回転出力として取り出している。

【０００３】また、燃焼室内において燃焼が行われる
と、燃焼室内の分子は電離してイオン化するので、燃焼
室内に設置したイオン電流検出用電極に高電圧を印加す
ると、電荷を有するイオンの移動によりイオン電流が流
れる。このイオン電流は、燃焼室内の燃焼状態により敏
感に変化するので、イオン電流の状態を検出することで
内燃機関の燃焼状態を検知することができる。

【０００４】また、点火プラグをイオン電流検出用電極
として用いる装置も、たとえば特開平２−１０４９７８
号公報に参照されるように良く知られており、この場
合、点火直後のイオン電流検出量から、燃焼が正常に行
われなかったこと（たとえば、失火状態）を検知するよ
うになっている。

【０００５】図５は一般的な内燃機関用燃焼状態検知装
置を概略的に示す構成図であり、各気筒の点火プラグに
対してディストリビュータによる高圧配電を行う場合を
示している。図６は図５内の各信号の動作波形を示すタ
イミングチャートであり、点火プラグ８ａ〜８ｄの汚損
等により、イオン電流ｉに同期してリーク電流ｉＬが発
生している状態を示している。

【０００６】図５において、内燃機関すなわちエンジン
（図示せず）のクランク軸にはクランク角センサ１が設
けられており、クランク角センサ１は、エンジン回転数
に応じたパルスからなるクランク角信号ＳＧＴを出力す
る。

【０００７】クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジ
は、内燃機関の各気筒（図示せず）のクランク角基準位
置を示しており、クランク角信号ＳＧＴは、マイクロコ
ンピュータからなるＥＣＵ２に入力されて種々の制御演
算に用いられる。

【０００８】ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのク
ランク角信号ＳＧＴとともに、各種センサ（図示せず）
からの運転情報を取り込み種々の演算を行い、点火コイ
ル４等を含む各種アクチュエータに対して駆動信号を出
力する。

【０００９】点火コイル４に対する駆動信号Ｐは、点火
コイル４の一次巻線４ａに接続されたパワートランジス
タＴＲのベースに印加され、パワートランジスタＴＲを
オンオフ制御して一次電流ｉ１を通電遮断する。一次電
流ｉ１の遮断により一次電圧Ｖ１が上昇し、点火コイル
４の二次巻線４ｂは、さらに昇圧された二次電圧Ｖ２を
点火用高電圧（数１０ｋＶ）として発生する。

【００１０】二次巻線４ｂの出力端子に接続されたディ
ストリビュータ７は、内燃機関の回転に同期して、二次
電圧Ｖ２を各気筒内の点火プラグ８ａ〜８ｄに順次分配
して印加することにより、点火制御気筒の燃焼室内に放
電火花を発生させて混合気を燃焼させる。

【００１１】一次巻線４ａの一端に接続された整流ダイ
オードＤ１、電流制限用の抵抗器Ｒ、ツェナーダイオー
ドＤＺに並列接続されたコンデンサ９、および整流ダイ
オードＤ２からなる直列回路は、一次巻線４ａの一端か
らグランドに接続され、イオン電流検出用のバイアス電
源（後述する）に対する充電電流を流す経路を構成して
いる。

【００１２】電圧制限用のツェナーダイオードＤＺの両
端間に並列接続されたコンデンサ９は、一次電圧Ｖ１に
よって流れる充電電流によりツェナーダイオードＤＺの
逆方向降伏電圧（数１００Ｖのバイアス電圧ＶＢｉ）に
充電されて、イオン電流ｉを検出するためのバイアス電
源として機能し、点火プラグ８ａ〜８ｄのうちの点火制
御直後の点火プラグを介して放電することによりイオン
電流ｉを流す。

【００１３】コンデンサ９の一端にアノードが接続され
た高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄは、点火極性と同極性
のバイアス電圧ＶＢｉを印加するように、各点火プラグ
８ａ〜８ｄの一端にカソードが接続されている。コンデ
ンサ９の他端に接続された電流電圧変換回路１２は、イ
オン電流検出信号Ｅｉを出力する出力抵抗器（図示せ
ず）を含み、イオン電流検出手段を構成している。

【００１４】電流電圧変換回路１２は、グランドを介し
て各点火プラグ８ａ〜８ｄの他端に接続されており、コ
ンデンサ９および高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄととも
に、イオン電流ｉの流れる経路を形成している。

【００１５】電流電圧変換回路１２から出力されたイオ
ン電流検出信号Ｅｉは、波形整形回路や比較器等を含む
信号処理手段１３を介してＥＣＵ２に入力され、燃焼状
態の良否判定等に用いられる。

【００１６】次に、図６を参照しながら、従来の内燃機
関用燃焼状態検知装置の動作について説明する。まず、
ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのクランク角信号
ＳＧＴ等に基づいて、パワートランジスタＴＲの通電お
よび遮断を行う点火信号Ｐを出力する。パワートランジ
スタＴＲは、点火信号ＰがＨレベルのときに一次電流ｉ
１を通電し、点火信号ＰがＬレベルになった時点で一次
電流ｉ１を遮断する。

【００１７】このとき、一次巻線４ａには昇圧された一
次電圧Ｖ１が発生し、これにより、整流ダイオードＤ
１、抵抗器Ｒ、コンデンサ９および整流ダイオードＤ２
からなる充電電流経路を介してコンデンサ９が充電され
る。コンデンサ９の充電は、コンデンサ９の充電電圧が
ツェナーダイオードＤＺの逆方向降伏電圧（バイアス電
圧ＶＢｉ）と等しくなった時点で終了する。

【００１８】一次巻線４ａに一次電圧Ｖ１が発生する
と、二次巻線４ｂは、点火用高電圧に昇圧された数１０
ｋＶの二次電圧Ｖ２を発生し、ディストリビュータ７を
介して各気筒の点火プラグ８ａ〜８ｄに印加し、点火制
御対象となる気筒の点火プラグに火花放電を発生させて
混合気を燃焼させる。

【００１９】こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の
燃焼室内にイオンが発生するので、コンデンサ９に充電
されたバイアス電圧ＶＢｉによってイオン電流ｉが流れ
る。たとえば、点火プラグ８ａで混合気が燃焼した場合
は、コンデンサ９→整流ダイオード１１ａ→点火プラグ
８ａ→電流電圧変換回路１２→コンデンサ９の経路でイ
オン電流ｉが流れる。

【００２０】イオン電流ｉは、電流電圧変換回路１２を
介して電圧に変換されてイオン電流検出信号Ｅｉとな
り、信号処理回路１３を介してＥＣＵ２に入力され、失
火検出やノック抑制等の制御に用いられる。

【００２１】しかしながら、点火プラグ８ａ〜８ｄの汚
損等の経時劣化によって点火プラグ８ａ〜８ｄの絶縁抵
抗値が低下すると、イオン電流検出時のバイアス電圧Ｖ
Ｂｉの印加により、イオン電流ｉと同一経路でリーク電
流ｉＬが流れる。

【００２２】したがって、リーク電流ｉＬの成分を重畳
したイオン電流検出信号ＥｉがＥＣＵ２に入力されるの
で、たとえば、失火時においても十分なイオン電流ｉが
流れている正常状態と見なされ、内燃機関の燃焼状態を
正確に判定することができなくなってしまう。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用燃焼
状態検知装置は以上のように、点火プラグ８ａ〜８ｄの
の汚損等に起因するリーク電流ｉＬに対して何ら対策を
施していないので、イオン電流検出信号Ｅｉの信頼性を
損ない、燃焼状態を正確に判定することができないとい
う問題点があった。

【００２４】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、リーク電流が重畳されたイオン
電流からリーク電流を分流して、イオン電流のみに基づ
くイオン電流検出信号を得ることにより、正確に内燃機
関の燃焼状態を検知することのできる内燃機関用燃焼状
態検知装置を得ることを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関用燃焼状態検知装置は、内燃機関を駆動する
複数の気筒の各々に設けられた点火プラグと、点火プラ
グに点火用高電圧を印加するための点火コイルと、点火
プラグの各一端に点火極性と同極性のバイアス電圧を印
加するように接続された複数の高圧ダイオードと、高圧
ダイオードを介して点火プラグの各々にバイアス電圧を
印加するバイアス電源手段と、バイアス電圧により点火
制御直後の点火プラグを介して流れるイオン電流を検出
してイオン電流検出値を出力するイオン電流検出手段
と、イオン電流検出値に基づいて内燃機関の燃焼状態を
検知するＥＣＵと、イオン電流検出手段に並列接続され
たリーク電流補償手段とを備え、リーク電流補償手段
は、イオン電流と同一の経路で流れるリーク電流の成分
をイオン電流から分流して相殺するように補償電流を供
給し、イオン電流検出手段は、リーク電流を除去したイ
オン電流の成分のみをイオン電流検出値として出力する
ものである。

【００２６】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
用燃焼状態検知装置は、請求項１において、リーク電流
補償手段は、リーク電流の直流的な絶対量を補償するた
めの第１の補償電流を供給する第１の補償回路と、毎回
の点火制御直後のタイミングを検出して点火検出信号を
出力する点火検出回路と、点火検出信号に応答してリー
ク電流の点火制御直後の変化分を補償するための第２の
補償電流を供給する第２の補償回路とを含み、補償電流
は第１および第２の補償電流の和からなり、第１の補償
回路は、イオン電流検出値に対して比較的大きい第１の
時定数で追従して第１の補償電流を生成し、第２の補償
回路は、第１の時定数よりも小さい第２の時定数で第２
の補償電流を生成し、第２の補償電流は、点火検出信号
に応答して増加するとともに、増加直後にバイアス電圧
の低下に応じて一定の変化量で減少するものである。

【００２７】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
用燃焼状態検知装置は、請求項２において、第１の補償
回路は、第１の時定数によりイオン電流検出値からリー
ク電流に相当する直流成分を抽出する直流成分抽出回路
と、直流成分に対応した第１の補償電流を供給する第１
の補償電流供給回路とを含み、第２の補償回路は、第２
の時定数により点火検出信号を補償量として保持する補
償量保持回路と、補償量に対応した第２の補償電流を供
給する第２の補償電流供給回路とを含むものである。

【００２８】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
用燃焼状態検知装置は、請求項１において、リーク電流
補償手段は、毎回の点火制御直後のタイミングを検出し
て点火検出信号を出力する点火検出回路と、点火検出信
号に応答して補償電流を増加させるとともに、補償電流
を増加させた直後にバイアス電圧の低下に応じて一定の
変化量で減少させる補償回路とを含み、内燃機関の回転
上昇にともなって補償電流を増大させるものである。

【００２９】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
用燃焼状態検知装置は、請求項４において、補償回路
は、一定の時定数により点火検出信号を補償量として保
持する補償量保持回路と、補償量に対応した補償電流を
供給する補償電流供給回路とを含むものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１の要部を
示すブロック図であり、図示しない全体構成は図５に示
した通りである。

【００３１】また、図２はこの発明の実施の形態１の動
作波形を示すタイミングチャートであり、前述と同様
に、点火プラグ８ａ〜８ｄの汚損等によりイオン電流ｉ
に同期してリーク電流ｉＬが発生している状態を示して
いる。

【００３２】図１において、電流電圧変換回路１２の両
端間のイオン電流ｉおよびリーク電流ｉＬの流通経路に
は、第１の補償電流供給回路２１および第２の補償電流
供給回路２２が並設されている。

【００３３】第１および第２の補償電流供給回路２１お
よび２２は、点火プラグ８ａ〜８ｄおよびコンデンサ９
を介して電流電圧変換回路１２に流れる電流（ｉ＋ｉ
Ｌ）から、第１および第２の補償電流ｉｃ１およびｉｃ
２（リーク電流ｉＬに相当する）を分流して相殺供給す
るようになっている。

【００３４】第１の補償電流供給回路２１の入力側に
は、イオン電流検出信号Ｅｉの直流成分Ｅｉｄ（点火プ
ラグ８ａ〜８ｄのリーク電流ｉＬに相当する）を抽出す
る直流成分抽出回路２０が設けられている。また、第２
の補償電流供給回路２２の入力側には、コンデンサ９の
低圧側端子に接続されて点火検出信号Ｑを出力する点火
検出回路２３と、点火検出信号Ｑの変化成分（リーク電
流ｉＬの変化分に相当する）を補償量Ｑａとして保持す
る補償量保持回路２４とが設けられている。

【００３５】電流電圧変換回路１２の出力端子に接続さ
れた直流成分抽出回路２０は、イオン電流検出信号Ｅｉ
に基づいてリーク電流ｉＬの絶対量補償用の第１の補償
電流ｉｃ１に相当する電圧値（直流成分Ｅｉｄ）を保持
するコンデンサ（図示せず）を含み、比較的大きい第１
の時定数に基づく直流成分Ｅｉｄを抽出して第１の補償
電流供給回路２１に入力する。

【００３６】コンデンサ９の低圧側端子とグランドとの
間に挿入された第１の補償電流供給回路２１は、第１の
時定数に基づく直流成分Ｅｉｄに応じて、直流的な絶対
量を第１の補償電流ｉｃ１として、コンデンサ９の低圧
側に供給する。

【００３７】コンデンサ９の低圧側端子に接続された点
火検出回路２３は、コンデンサ９に供給される充電電流
（バイアス電圧ＶＢｉの充電状態）を示す整流ダイオー
ドＤ２の順方向電圧を検出し、エンジン回転数に対応し
た点火制御直後のタイミングで点火検出信号Ｑを出力す
る。

【００３８】点火検出回路２３の出力端子に接続された
補償量保持回路２４は、点火検出信号Ｑに基づいてリー
ク電流ｉＬの変化量補償用の第２の補償電流ｉｃ２に相
当する電圧値を補償量Ｑａとして保持するコンデンサ
（図示せず）と、このコンデンサと協動して第１の時定
数よりも小さい第２の時定数を有する放電回路（図示せ
ず）とを含み、第２の補償電流ｉｃ２に対応した電圧
（点火検出信号Ｑの変化成分の積分電圧）を補償量Ｑａ
として第２の補償電流供給回路２２に入力する。

【００３９】コンデンサ９の低圧側端子とグランドとの
間に挿入された第２の補償電流供給回路２２は、第２の
時定数に基づく補償量Ｑａに応答して、リーク電流ｉＬ
の変化分（図２内の三角波成分）を補償するための第２
の補償電流ｉｃ２をコンデンサ９側に供給する。

【００４０】前述のように、リーク電流ｉＬが発生した
場合、コンデンサ９（バイアス電源手段）および点火プ
ラグ８ａ〜８ｄを介して流れる電流は、実際のイオン電
流ｉとリーク電流ｉＬとの和となる。

【００４１】このとき、直流成分抽出回路２０は、イオ
ン電流検出信号Ｅｉに対して十分遅い第１の時定数で正
帰還制御を行うことにより直流成分Ｅｉｄを出力し、第
１の補償電流供給回路２１は、直流成分Ｅｉｄに基づい
て第１の補償電流ｉｃ１を供給し、リーク電流ｉＬの直
流的な絶対量を補償する。

【００４２】したがって、第１の補償電流供給回路２１
は、イオン電流ｉの成分には反応せず、点火プラグ８ａ
〜８ｄのリーク発生時のリーク電流ｉＬのみに相当した
補償電流ｉｃ１を供給する。

【００４３】また、第２の補償電流供給回路２２は、補
償量保持回路２４から印加される補償量Ｑａに応答し
て、第２の補償電流ｉｃ２を供給し、点火毎に第２の補
償電流ｉｃ２を増加させるとともに、増加直後にバイア
ス電圧ＶＢｉの低下に応じて一定の変化量で減少させる
ことにより、バイアス電圧ＶＢｉの変化によるリーク電
流ｉＬの変化分に相当する電流を補償する。

【００４４】すなわち、バイアス電圧ＶＢｉの変化に起
因するリーク電流ｉＬの変化分は、第１の補償電流ｉｃ
１のみでは補償しきれないが、第２の補償電流供給回路
２２は、補償量保持回路２４内で第２の時定数で放電す
るコンデンサ電圧に基づいて、リーク電流ｉＬの変化分
に相当する第２の補償電流ｉｃ２を供給する。

【００４５】このとき、電流電圧変換回路１２に実際に
流れる電流ｉｏは、以下の（１）式で表わされる。

【００４６】 ｉｏ＝（ｉ＋ｉＬ）−（ｉｃ１＋ｉｃ２） …（１）

【００４７】また、前述のように、第１および第２の補
償電流ｉｃ１およびｉｃ２とリーク電流ｉＬとの関係
は、以下の（２）式のようになる。

【００４８】ｉｃ１＋ｉｃ２≒ｉＬ …（２）

【００４９】（２）式より、上記（１）式は以下の
（３）式で表わされる。

【００５０】ｉｏ≒ｉ …（３）

【００５１】したがって、第１の補償電流ｉｃ１および
第２の補償電流ｉｃ２の和からなる補償電流は、リーク
電流ｉＬに相当する電流値を高精度に相殺することがで
き、電流電圧変換回路１２が検出するイオン電流検出信
号Ｅｉは、実際のイオン電流ｉのみに対応した値とな
る。したがって、ＥＣＵ２は、リーク電流ｉＬに影響さ
れない高精度のイオン電流検出信号Ｅｉに基づいて、高
い信頼性で燃焼状態を判定することができる。

【００５２】なお、上記実施の形態１では、点火プラグ
８ａ〜８ｄに印加する点火用高電圧（点火極性）を正極
性とし、イオン電流ｉがコンデンサ９から流れ出る場合
を示したが、高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄの極性を逆
にして、イオン電流ｉの流れる方向を逆に設定しても同
等の作用効果を奏することは言うまでもない。

【００５３】実施の形態２．また、上記実施の形態１で
は、第２の補償電流供給回路２２と並列に、リーク電流
ｉＬの直流的な絶対量を補償するための第１の補償電流
供給回路２１を設けたが、内燃機関の高速回転中（たと
えば、３０００ｒｐｍ以上）におけるイオン電流ｉを検
出することを考慮すれば、第２の補償電流供給回路２２
のみを設けて第１の補償電流供給回路２１を省略するこ
ともできる。

【００５４】図３はこの発明の実施の形態２の要部を示
すブロック図であり、図示しない全体構成は図５に示し
た通りである。また、図４はこの発明の実施の形態２の
動作波形を示すタイミングチャートであり、高速回転時
の動作波形を示す。

【００５５】図３において、電流電圧変換回路１２の両
端間のイオン電流ｉおよびリーク電流ｉＬの流通経路に
は、リーク電流ｉＬを分流して相殺供給するための補償
電流供給回路２２Ａが並設されており、補償電流供給回
路２２Ａには、点火検出回路２３および補償量保持回路
２４が設けられており、直流成分抽出回路２０および第
１の補償電流供給回路２１（図１参照）が省略されてい
る。

【００５６】補償量保持回路２４は、前述と同様に第２
の時定数で放電するコンデンサを含み、補償量Ｑａを出
力する。この場合、補償電流供給回路２２Ａの電流変換
比率は、前述（図１参照）の補償電流供給回路２２より
も大きく設定されており、補償量Ｑａに対する補償電流
ｉｃ（図４参照）は、前述よりも大きい値になる。

【００５７】補償電流供給回路２２は、補償量保持回路
２４からの補償量Ｑａに応答して、点火毎に補償電流ｉ
ｃを増加させるとともに、増加直後に一定の時定数に基
づく変化量で補償電流ｉｃを減少させる。

【００５８】補償量保持回路２４内のコンデンサは、点
火検出信号Ｑに応答して点火毎に充電されるので、補償
電流供給回路２２から供給される補償電流ｉｃは、エン
ジン回転数の上昇にともなって増大し、図４のように直
流成分を含むようになる。

【００５９】したがって、高回転においてはリーク電流
絶対量補回路２１がなくてもリーク電流ｉＬを相殺する
ことができ、イオン電流検出信号Ｅｉは実際のイオン電
流ｉのみに対応した値となる。

【００６０】この結果、前述と同様に、高精度なイオン
電流検出信号Ｅｉに基づいて、高い信頼性で燃焼状態を
判定することができる。なお、補償電流ｉｃのみでリー
ク電流ｉＬを相殺可能なエンジン回転数は、補償電流供
給回路２２の設定仕様により、必要に応じて任意に変更
することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関を駆動する複数の気筒の各々に設けられた
点火プラグと、点火プラグに点火用高電圧を印加するた
めの点火コイルと、点火プラグの各一端に点火極性と同
極性のバイアス電圧を印加するように接続された複数の
高圧ダイオードと、高圧ダイオードを介して点火プラグ
の各々にバイアス電圧を印加するバイアス電源手段と、
バイアス電圧により点火制御直後の点火プラグを介して
流れるイオン電流を検出してイオン電流検出値を出力す
るイオン電流検出手段と、イオン電流検出値に基づいて
内燃機関の燃焼状態を検知するＥＣＵと、イオン電流検
出手段に並列接続されたリーク電流補償手段とを備え、
リーク電流補償手段は、イオン電流と同一の経路で流れ
るリーク電流の成分をイオン電流から分流して相殺する
ように補償電流を供給し、イオン電流検出手段は、リー
ク電流を除去したイオン電流の成分のみをイオン電流検
出値として出力するようにしたので、正確に内燃機関の
燃焼状態を検知することのできる内燃機関用燃焼状態検
知装置が得られる効果がある。

【００６２】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、リーク電流補償手段は、リーク電流の直
流的な絶対量を補償するための第１の補償電流を供給す
る第１の補償回路と、毎回の点火制御直後のタイミング
を検出して点火検出信号を出力する点火検出回路と、点
火検出信号に応答してリーク電流の点火制御直後の変化
分を補償するための第２の補償電流を供給する第２の補
償回路とを含み、補償電流は第１および第２の補償電流
の和からなり、第１の補償回路は、イオン電流検出値に
対して比較的大きい第１の時定数で追従して第１の補償
電流を生成し、第２の補償回路は、第１の時定数よりも
小さい第２の時定数で第２の補償電流を生成し、第２の
補償電流は、点火検出信号に応答して増加するととも
に、増加直後にバイアス電圧の低下に応じて一定の変化
量で減少するようにしたので、正確に内燃機関の燃焼状
態を検知することのできる内燃機関用燃焼状態検知装置
が得られる効果がある。

【００６３】また、この発明の請求項３によれば、請求
項２において、第１の補償回路は、第１の時定数により
イオン電流検出値からリーク電流に相当する直流成分を
抽出する直流成分抽出回路と、直流成分に対応した第１
の補償電流を供給する第１の補償電流供給回路とを含
み、第２の補償回路は、第２の時定数により点火検出信
号を補償量として保持する補償量保持回路と、補償量に
対応した第２の補償電流を供給する第２の補償電流供給
回路とを含むようにしたので、比較的簡単な回路構成で
正確に内燃機関の燃焼状態を検知することのできる内燃
機関用燃焼状態検知装置が得られる効果がある。

【００６４】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１において、リーク電流補償手段は、毎回の点火制御
直後のタイミングを検出して点火検出信号を出力する点
火検出回路と、点火検出信号に応答して補償電流を増加
させるとともに、補償電流を増加させた直後にバイアス
電圧の低下に応じて一定の変化量で減少させる補償回路
とを含み、内燃機関の回転上昇にともなって補償電流を
増大させるようにしたので、正確に内燃機関の燃焼状態
を検知することのできる内燃機関用燃焼状態検知装置が
得られる効果がある。

【００６５】また、この発明の請求項５によれば、請求
項４において、補償回路は、一定の時定数により点火検
出信号を補償量として保持する補償量保持回路と、補償
量に対応した補償電流を供給する補償電流供給回路とを
含むようにしたので、比較的簡単な回路構成で正確に内
燃機関の燃焼状態を検知することのできる内燃機関用燃
焼状態検知装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の要部を示すブロッ
ク図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２の要部を示すブロッ
ク図である。

【図４】 この発明の実施の形態２の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図５】 イオン電流を用いた従来の内燃機関用燃焼状
態検知装置を示す構成図である。

【図６】 従来の内燃機関用燃焼状態検知装置の動作を
説明するためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

２ ＥＣＵ、４ 点火コイル、８ａ〜８ｄ 点火プラ
グ、９ コンデンサ（バイアス電源手段）、１１ａ〜１
１ｄ 高圧ダイオード、１２ 電流電圧変換回路（イオ
ン電流検出手段）、２０ 直流成分抽出回路、２１ 第
１の補償電流供給回路、２２ 第２の補償電流供給回
路、２２Ａ 補償電流供給回路、２３ 点火検出回路、
２４ 補償量保持回路、Ｅｉ イオン電流検出信号、Ｅ
ｉｄ 直流成分、ｉ イオン電流、ｉＬ リーク電流、
ｉｃ 補償電流、ｉｃ１ 第１の補償電流、ｉｃ２ 第
２の補償電流、Ｑ 点火検出信号、Ｑａ 補償量（変化
分）、Ｖ２ 二次電圧（点火用高電圧）、ＶＢｉ バイ
アス電圧。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関を駆動する複数の気筒の各々に
   設けられた点火プラグと、 前記点火プラグに点火用高電圧を印加するための点火コ
   イルと、 前記点火プラグの各一端に点火極性と同極性のバイアス
   電圧を印加するように接続された複数の高圧ダイオード
   と、 前記高圧ダイオードを介して前記点火プラグの各々にバ
   イアス電圧を印加するバイアス電源手段と、 前記バイアス電圧により点火制御直後の点火プラグを介
   して流れるイオン電流を検出してイオン電流検出値を出
   力するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出値に基づいて前記内燃機関の燃焼状
   態を検知するＥＣＵと、 前記イオン電流検出手段に並列接続されたリーク電流補
   償手段とを備え、 前記リーク電流補償手段は、前記イオン電流と同一の経
   路で流れるリーク電流の成分を前記イオン電流から分流
   して相殺するように補償電流を供給し、 前記イオン電流検出手段は、前記リーク電流を除去した
   前記イオン電流の成分のみを前記イオン電流検出値とし
   て出力することを特徴とする内燃機関用燃焼状態検知装
   置。
2. 【請求項２】 前記リーク電流補償手段は、 前記リーク電流の直流的な絶対量を補償するための第１
   の補償電流を供給する第１の補償回路と、 毎回の点火制御直後のタイミングを検出して点火検出信
   号を出力する点火検出回路と、 前記点火検出信号に応答して前記リーク電流の点火制御
   直後の変化分を補償するための第２の補償電流を供給す
   る第２の補償回路とを含み、 前記補償電流は前記第１および第２の補償電流の和から
   なり、 前記第１の補償回路は、前記イオン電流検出値に対して
   比較的大きい第１の時定数で追従して前記第１の補償電
   流を生成し、 前記第２の補償回路は、前記第１の時定数よりも小さい
   第２の時定数で前記第２の補償電流を生成し、 前記第２の補償電流は、前記点火検出信号に応答して増
   加するとともに、増加直後に前記バイアス電圧の低下に
   応じて一定の変化量で減少することを特徴とする請求項
   １に記載の内燃機関用燃焼状態検知装置。
3. 【請求項３】 前記第１の補償回路は、前記第１の時定
   数により前記イオン電流検出値から前記リーク電流に相
   当する直流成分を抽出する直流成分抽出回路と、前記直
   流成分に対応した前記第１の補償電流を供給する第１の
   補償電流供給回路とを含み、 前記第２の補償回路は、前記第２の時定数により前記点
   火検出信号を補償量として保持する補償量保持回路と、
   前記補償量に対応した前記第２の補償電流を供給する第
   ２の補償電流供給回路とを含むことを特徴とする請求項
   ２に記載の内燃機関用燃焼状態検知装置。
4. 【請求項４】 前記リーク電流補償手段は、 毎回の点火制御直後のタイミングを検出して点火検出信
   号を出力する点火検出回路と、 前記点火検出信号に応答して前記補償電流を増加させる
   とともに、前記補償電流を増加させた直後に前記バイア
   ス電圧の低下に応じて一定の変化量で減少させる補償回
   路とを含み、 前記内燃機関の回転上昇にともなって前記補償電流を増
   大させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用
   燃焼状態検知装置。
5. 【請求項５】 前記補償回路は、一定の時定数により前
   記点火検出信号を補償量として保持する補償量保持回路
   と、前記補償量に対応した前記補償電流を供給する補償
   電流供給回路とを含むことを特徴とする請求項４に記載
   の内燃機関用燃焼状態検知装置。