(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグと点火コイルの二次側を含む二次電流経路に直列に挿入されたコンデンサおよび順方向ダイオードと、前記コンデンサに並列に接続され、二次電流により充電される前記コンデンサの充電電圧を一定値に制限するツェナーダイオードと、混合気の燃焼時にシリンダ内にイオンが生成されることおよび前記コンデンサの充電電圧が前記点火プラグに印加されることにより生ずるイオン電流を検出すべく、前記順方向ダイオードに並列に接続された電流検出用抵抗器とを有するイオン電流検出装置を備えた内燃機関点火装置において、イオン電流を検出していない期間に前記コンデンサの充電電圧を放電する手段を有することを特徴とする内燃機関点火装置。
【請求項２】
請求項１の内燃機関用点火装置において、前記コンデンサの放電をスイッチング素子を用いて行うことを特徴とする内燃機関点火装置。
【請求項３】
請求項２の内燃機関点火装置において、放電用の前記スイッチング素子と前記コンデンサの間に抵抗を配置したことを特徴とする内燃機関点火装置。
【請求項４】
請求項２の内燃機関点火装置の前記スイッチング素子は、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧以上の耐圧を有することを特徴とする内燃機関点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼状態を燃焼室内のイオン電流に基づいて検出するイオン電流検出装置を有する内燃機関点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン電流による内燃機関の燃焼状態を検出する方法は広く知られている。
【０００３】
例えば、特開平４−１９４３６７号公報はイオン電流検出装置の一例を開示するものである。
【０００４】
この装置は、点火コイルの一次電流の遮断時に生ずる二次電流によりコンデンサを一定電圧に充電し、火花放電後、このコンデンサと点火コイル二次巻線、および点火プラグとイオン電流検出抵抗器からなる閉回路に流れる電流をイオン電流検出抵抗器を介して測定することができるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来広く知られる技術では、イオン電流の検知方法や処理の回路については広く検討されている。
【０００６】
しかし、点火コイルの低圧側にイオン電流検出装置を設け、点火コイルの二次電流を利用してイオン電流を検出する場合、点火コイルの一次電流の通電により発生するプラスの二次電圧（以下、ＯＮ電圧と云う）を阻止するダイオードを設置できない。
【０００７】
このＯＮ電圧によりプラグが放電すると、過早着火となる可能性がある。
【０００８】
ＯＮ電圧は電源電圧と点火コイルの一次と二次の巻数比、および変換効率等により決まるが、ＯＮ電圧を低くするには、通常の点火性能も落とさなければならないため、通常１ＫＶ前後のＯＮ電圧が発生する。さらに、イオン電流検出のための電源となるコンデンサは、二次の放電時に発生する二次電流で充電され、イオン電流が流れても放電されきらず、ＯＮ電圧を嵩上げする。これによって、ＯＮ電圧による過早着火が増す問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、ＯＮ電圧による過早着火を防止するため、イオン電流検出のための電源となるコンデンサの充電電圧をイオン電流を検出しない期間に、スイッチング素子を用いて強制的に放電させることで実際のＯＮ電圧を低減することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成すべく、図１に示すように、イオン電流検出のための電源となるコンデンサ５ｂにスイッチング素子６を接続し、図３の動作タイミングに示すリセット信号によりスイッチング素子６をスイッチングすることで、イオン電流検出のための電源としての電圧Ｃを確保しながら、コンデンサ５ｂの充電電圧（Ｃ）がＯＮ電圧を嵩上げすることを無くすことができる。
【００１１】
また、図４に示すように、スイッチング素子６のリーク電流を抵抗１１により阻止することにより、スイッチング素子６の選択を容易に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１に本発明の一実施例を示す。
【００１４】
１はバッテリ、２は点火コイルであり、点火信号によりスイッチング素子３は点火コイル２の一次コイル２ａに電流を通電遮断し、二次コイル２ｂに高電圧を発生させ、点火プラグ４により放電する。一方、二次コイルの低圧側には、ツェナーダイオード５ａ、コンデンサ５ｂ、ダイオード５ｃ、抵抗５ｄによりイオン電流検出回路５が構成されている。スイッチング素子６は、コンデンサ５ｂの充電電圧を引き抜くための本発明の一手段である。
【００１５】
図１の回路動作について図３を用いて説明する。
【００１６】
点火信号のＨＩＧＨに同期してスイッチング素子３はＯＮし、点火コイル２の一次コイル２ａに一次電流Ｉｃを通電する。通電開始時Ａ部にはプラスのＯＮ電圧が発生する。
【００１７】
本発明を実施しない場合、ＯＮ電圧は、スイッチング素子３のコレクタ３Ｃとエミッタ３Ｂ間電圧（Ｖce）と点火コイルの巻数比、変換効率等により決まる電圧Ｂが発生する。さらに、一次電流Ｉｃの遮断により、二次コイル２ｂに二次電圧とともに発生する二次電流により、コンデンサ５ｂがツェナーダイオード５ａのツェナー電圧分充電され、その充電電圧ＣがＯＮ電圧に嵩上げされる。
【００１８】
よって、実際に発生するＯＮ電圧はＢ＋Ｃの電圧となる。過早着火の危険を回避するためには、このＯＮ電圧が低いことが望ましい。
【００１９】
しかし、Ｂの電圧を下げるには前述したように点火コイル２の一次コイル２ａと二次コイル２ｂの巻数比を下げる必要がある。
【００２０】
点火コイルの巻数比を下げてＢの電圧を下げるということは、点火コイル本来のマイナス側の出力をも下げることになり、その影響は非常に大きい。一方、Ｃのコンデンサ５ｂの充電電圧を下げるとイオン電流の検出性に影響が出る。すなわち、点火性能を良くしてイオン電流の検出性も良くしながらＯＮ電圧を下げるには相反する関係にある。
【００２１】
本実施例では、それらを両立させる手段として、コンデンサ５ｂを放電させるスイッチング素子６を設け、図３のＤの期間で発生させるリセット信号によりコンデンサ５ｂを放電させる構成としている。これにより、イオン電流検出時にコンデンサ５ｂのチャージ電圧を確保しながらＯＮ電圧発生時にはコンデンサ５ｂのチャージ電圧を放電させ、実質的なＯＮ電圧の低減を図れる。
【００２２】
図２は従来の点火装置の回路構成を示している。従来は、ダイオード１０を設けることでＯＮ電圧の発生を防いでいた。
【００２３】
しかし、イオン電流検出を図１のような構成で行う場合は、イオン電流を流す経路を妨げるためダイオード１０を設けることができない。
【００２４】
図４は、本発明の他の実施例であり、コンデンサ５ｂの放電用のスイッチング素子６のコレクタとの間に抵抗１１を設けている。スイッチング素子６は、その目的より機械式のスイッチのように、スイッチがＯＦＦの時は完全にオープンであることが望ましいが、実際にはリーク電流が発生する。コンデンサ５ｂのチャージ電圧を考慮した耐圧を有し、かつ、リーク電流が少ない素子を選定することは困難であり、素子の制約も発生する場合がある。
【００２５】
そこで本実施例のように抵抗１１を設け、スイッチング素子６のリーク電流を制限することで、スイッチング素子６の選定を簡単に行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、イオン電流検出装置を有する点火装置において、点火性能を低下させること無く、かつ、イオン電流の検知性にも影響を及ぼさずに実質的なＯＮ電圧を低下させ、過早着火の危険性を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す点火装置の構成図である。
【図２】従来の点火装置の構成例を示す図である。
【図３】図１の動作タイミング図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す点火装置の構成図である。
【符号の説明】
１…バッテリ、２…点火コイル、２ａ…一次コイル、２ｂ…二次コイル、３…点火コイル制御用スイッチング素子、４…点火プラグ、５…イオン電流検出装置、５ａ…ツェナーダイオード、５ｂ…コンデンサ、５ｃ…ダイオード、５ｄ…抵抗、６…スイッチング素子、１０…ＯＮ電圧防止ダイオード、１１…抵抗、Ａ…点火コイル高圧側（二次電圧）、Ｂ…ＯＮ電圧、Ｃ…コンデンサチャージ電圧、Ｄ…リセット信号印加期間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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