(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼行程で点火プラグを点火動作させて混合気を燃焼させ、その燃焼に伴って発生するイオン電流を前記点火プラグを介して検出するイオン電流検出手段を備え、前記イオン電流検出手段のイオン電流検出値に基づいて燃焼状態を判定する内燃機関の燃焼状態判定装置において、
前記点火プラグの中心電極にマイナス電圧を印加してマイナス点火させるための点火コイルと、
前記点火プラグの中心電極に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加するための補助電源と、
前記マイナス点火の放電終了時期又はその放電終了予測時期に前記補助電源を短時間作動させる補助電源制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼状態判定装置。
【請求項２】
前記補助電源制御手段は、前記イオン電流検出手段のイオン電流検出値に含まれる放電終了時の残留磁気によるノイズ成分に基づいて放電終了時期を判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼状態判定装置。
【請求項３】
内燃機関の燃焼行程で点火プラグを点火動作させて混合気を燃焼させ、その燃焼に伴って発生するイオン電流を前記点火プラグを介して検出するイオン電流検出手段を備え、前記イオン電流検出手段のイオン電流検出値に基づいて燃焼状態を判定する内燃機関の燃焼状態判定装置において、
前記点火プラグの中心電極にマイナス電圧を印加してマイナス点火させるための点火コイルと、
前記点火コイルの放電終了時の残留磁気によって２ｋＶ以上の電圧振動を発生する電圧振動発生手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼状態判定装置。
【請求項４】
前記電圧振動発生手段は、前記点火コイルの一次電流をオン／オフするスイッチング素子の逆方向の耐電圧設定が２０Ｖ以上となるようにツェナー電圧２０Ｖ以上のツェナーダイオードを該スイッチング素子と並列に設けて構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃焼状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内で混合気の燃焼に伴って発生するイオン電流を点火プラグの電極を介して検出し、その検出値に基づいて燃焼状態を判定する内燃機関の燃焼状態判定装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の筒内で混合気が燃焼する際にイオンが発生する特性に着目して、点火毎に筒内で発生するイオン電流を点火プラグの電極を介して検出し、そのイオン電流検出値に基づいて燃焼状態を判定する技術が開発されている。
【０００３】
このようなイオン電流検出装置付きの内燃機関において、燃焼性を向上させるために、特許文献１（特表２０００−５１５２１９号公報）に示すように、燃焼行程で点火プラグの中心電極に所定周期でプラス電圧とマイナス電圧とを交互に印加してプラス点火とマイナス点火とを交互に繰り返す“多重点火”を行うようにしたものがある。
【０００４】
また、従来の一般的な点火装置は、特許文献２（特開２００３−９７３４３号公報）に示すように、点火時に点火コイルから点火プラグの中心電極にマイナス電圧を印加してマイナス点火させて、火花放電電流が点火プラグの接地電極から中心電極へ流れ、混合気の燃焼により発生したイオン（以下「燃焼イオン」という）が火花放電電流とは反対方向に流れて検出されるように構成されている。
【特許文献１】特表２０００−５１５２１９号公報（第２頁等）
【特許文献２】特開２００３−９７３４３号公報（第６頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、点火プラグのくすぶり汚損（不完全燃焼時に発生するカーボンが点火プラグのガイシ部表面に付着した状態）が回復する過程で、点火プラグのガイシ部表面に残っているカーボンと中心電極との間でコロナ放電が発生することが知られている。このコロナ放電が筒内圧力低下時（燃焼イオンの検出区間）で発生すると、イオン電流信号に重畳するコロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）を燃焼によるイオン電流と誤判定して燃焼状態の判定を行うことになってしまい、その結果、実際に失火や不完全燃焼が発生してもそれを検出できない可能性がある。
従って、イオン電流信号から燃焼状態を精度良く判定するには、イオン電流信号に重畳するコロナ放電ノイズを低減することが効果的である。
【０００６】
また、最近の本発明者らの研究結果によれば、コロナ放電の発生頻度や大きさは、点火プラグのガイシ部に帯電する電荷の極性（以下「帯電極性」という）により異なり、帯電極性をマイナス極性にすると、プラス極性の場合と比較してコロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）の発生頻度が少なくなり、且つノイズレベルが小さくなることが判明した。この理由は、帯電極性の相違により帯電電荷量又はコロナ放電の発生し易さが変化するためと推定される。
【０００７】
上記特許文献１の多重点火装置では、多重点火区間終了時の点火極性がプラス点火とマイナス点火のどちらになるかは、多重点火区間の長さによって異なってくるため、多重点火の最後の点火極性がマイナス点火になる場合がある。このように、多重点火の最後の点火極性がマイナス点火になると、点火プラグのガイシ部の帯電極性がプラス極性となり、その結果、コロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）の発生頻度が増加し、且つノイズレベルが大きくなって、燃焼状態を誤判定しやすくなることが判明した。
【０００８】
同様に、上記特許文献２に示すような従来の一般的な点火装置では、マイナス点火を行うため、点火プラグのガイシ部の帯電極性がプラス極性となり、その結果、コロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）の発生頻度が増加し、且つノイズレベルが大きくなって、燃焼状態を誤判定しやすくなるという問題が発生していた。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、放電終了後のコロナ放電ノイズの発生頻度・レベルを効果的に小さくすることができて、燃焼イオンの検出性向上ひいては燃焼状態の判定精度向上を実現することができる内燃機関の燃焼状態判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、点火時に点火コイルから点火プラグの中心電極にマイナス電圧を印加してマイナス点火させる構成のものにおいて、点火プラグの中心電極に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加するための補助電源と、マイナス点火の放電終了時期又はその放電終了予測時期に前記補助電源を短時間作動させる補助電源制御手段とを設けた構成としたものである。
【００１２】
本発明者らの研究結果によれば、マイナス点火の点火装置でも、マイナス点火の放電終了時期に点火プラグの中心電極に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加すれば、放電終了後の点火プラグのガイシ部の帯電極性を常にマイナス極性とすることができる（又はガイシ部にプラス極性の電荷が残ってもそのプラス極性の電荷量をコロナ放電が発生しないレベルまで減少させることができる）ことが判明した。
【００１３】
従って、請求項１のように、マイナス点火の放電終了時期又はその放電終了予測時期に補助電源を短時間作動させて点火プラグの中心電極に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加するようにすれば、マイナス点火でありながら、その放電終了後の点火プラグのガイシ部の帯電極性を常にマイナス極性とすることができる（又はガイシ部にプラス極性の電荷が残ってもそのプラス極性の電荷量をコロナ放電が発生しないレベルまで減少させることができる）。これにより、マイナス点火終了後のコロナ放電ノイズの発生頻度・レベルを効果的に小さくすることができて、燃焼イオンの検出性向上ひいては燃焼状態の判定精度向上を実現することができる。
【００１４】
この場合、請求項２のように、イオン電流検出手段のイオン電流検出値に含まれる放電終了時の残留磁気によるノイズ成分に基づいて放電終了時期を判定するようにしても良い。このようにすれば、放電終了時の残留磁気ノイズの発生タイミングから放電終了時期を精度良く判定することができる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、点火時に点火コイルから点火プラグの中心電極にマイナス電圧を印加してマイナス点火させる構成のものにおいて、前記点火コイルの放電終了時の残留磁気によって２ｋＶ以上の電圧振動を発生する電圧振動発生手段を設けた構成としたものである。この構成では、点火コイルの放電終了時の残留磁気によって２ｋＶ以上の電圧振動を発生することで、マイナス点火の放電終了時に電圧振動発生手段により点火プラグの中心電極に２ｋＶ以上のプラス電圧の電圧振動を印加することができるため、マイナス点火でありながら、その放電終了後の点火プラグのガイシ部の帯電極性を放電終了時の電圧振動により常にマイナス極性とすることができる（又はガイシ部にプラス極性の電荷が残ってもそのプラス極性の電荷量をコロナ放電が発生しないレベルまで減少させることができる）。これにより、マイナス点火終了後のコロナ放電ノイズの発生頻度・レベルを効果的に小さくすることができて、燃焼イオンの検出性向上ひいては燃焼状態の判定精度向上を実現することができる。
【００１６】
この場合、請求項４のように、前記電圧振動発生手段は、点火コイルの一次電流をオン／オフするスイッチング素子の逆方向の耐電圧設定が２０Ｖ以上となるようにツェナー電圧２０Ｖ以上のツェナーダイオードを該スイッチング素子と並列に設けて構成すれば良い。このようにすれば、電圧振動発生手段を極めて簡単な構成で安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した２つの実施例１、２を説明する。
【参考例１】
【００１８】
多重点火装置の参考例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいて多重点火装置１１の構成を説明する。
多重点火装置１１は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１２から送信されてくる多重点火区間信号により駆動される。多重点火区間信号は、第１のＡＮＤ回路１３の一方の入力端子と、第２のＡＮＤ回路１４の一方の入力端子に入力され、第２のＡＮＤ回路１４の出力は第１のＡＮＤ回路１３の他方の入力端子に入力される。
【００１９】
第１のＡＮＤ回路１３の出力は、マイナス作動設定部１５に入力され、第１のＡＮＤ回路１３の出力がローレベルからハイレベルに反転したときに、マイナス作動設定部１５の出力がハイレベルに反転する。これにより、マイナス点火駆動部１６が作動して点火電源部２１がマイナス点火方向に駆動され、点火プラグ２２の中心電極２３（図３参照）にマイナス電圧が印加されてマイナス点火が実行される。
【００２０】
マイナス点火の実行中は、マイナス点火駆動部１６の駆動信号に基づいてマイナス作動信号出力回路１７の出力（マイナス作動信号）がハイレベルに反転してプラス作動設定部１８に出力され、このプラス作動設定部１８の出力がローレベルに反転してプラス点火駆動部１９が非作動状態となり、プラス作動信号出力回路２０の出力（プラス作動信号）がローレベルに反転して第２のＡＮＤ回路１４の他方の入力端子（負論理入力端子）に入力される。
【００２１】
マイナス点火の実行中に、マイナス点火１回分に相当する所定時間が経過すると、マイナス作動設定部１５の出力がローレベルに反転して、マイナス点火駆動部１６の作動が停止し、マイナス点火が終了する。これにより、マイナス作動信号出力回路１７の出力（マイナス作動信号）がローレベルに反転することで、プラス作動設定部１８の出力がハイレベルに反転してプラス点火駆動部１９が作動する。これにより、点火電源部２１がプラス点火方向に駆動され、点火プラグ２２の中心電極２３（図３参照）にプラス電圧が印加されてプラス点火が実行される。このプラス点火の実行中は、プラス作動信号出力回路２０の出力（プラス作動信号）がハイレベルに反転して第２のＡＮＤ回路１４の負論理入力端子に入力される。
【００２２】
プラス点火の実行中に、プラス点火１回分に相当する所定時間が経過すると、プラス作動設定部１８の出力がローレベルに反転して、プラス点火駆動部１９の作動が停止し、プラス点火が終了する。これにより、プラス作動信号出力回路２０の出力（プラス作動信号）がローレベルに反転して第２のＡＮＤ回路１４の負論理入力端子に入力される。
【００２３】
第２のＡＮＤ回路１４は、正論理入力端子に多重点火区間信号が入力され、負論理入力端子にプラス作動信号が入力されるため、多重点火区間信号がハイレベルの期間（多重点火区間）では、プラス点火が終了してプラス作動信号がハイレベルからローレベルに反転する毎に、第２のＡＮＤ回路１４の出力がローレベルからハイレベルに反転して、マイナス作動設定部１５の出力がハイレベルに反転し、マイナス点火が実行される。これにより、多重点火区間信号がハイレベルになっている期間（多重点火区間）は、マイナス点火とプラス点火が所定周期で交互に繰り返される。
【００２４】
その後、多重点火区間が終了して多重点火区間信号がハイレベルからローレベルに反転すると、第１のＡＮＤ回路１３の出力がローレベルに反転し（又はローレベルに維持され）、それ以降は、第１のＡＮＤ回路１３の出力がハイレベルに反転することはない。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、多重点火区間の終了タイミングがプラス点火の実行途中であれば、プラス作動設定部１８の出力がプラス点火１回分に相当する所定時間が経過するまでハイレベルに維持されてプラス点火が継続して実行され、その後、プラス点火１回分に相当する所定時間が経過した時点で、プラス作動設定部１８の出力がローレベルに反転してプラス点火を終了し、その時点で、マイナス点火に移行することなく、多重点火を終了する。
【００２６】
また、図２（ｂ）に示すように、多重点火区間の終了タイミングがマイナス点火の実行途中であれば、マイナス作動設定部１５の出力がマイナス点火１回分に相当する所定時間が経過するまでハイレベルに維持されてマイナス点火が継続して実行され、その後、マイナス点火１回分に相当する所定時間が経過した時点で、マイナス作動設定部１５の出力がローレベルに反転してマイナス点火を終了し、その時点で、マイナス作動信号出力回路１７の出力（マイナス作動信号）がローレベルに反転することで、プラス作動設定部１８の出力がハイレベルに反転してプラス点火が実行される。そして、プラス点火１回分に相当する所定時間が経過した時点で、プラス作動設定部１８の出力がローレベルに反転してプラス点火を終了し、その時点で、マイナス点火に移行することなく、多重点火を終了する。
【００２７】
以上のように動作することで、多重点火装置１１は、多重点火区間の終了タイミングがマイナス点火、プラス点火のいずれの実行タイミングであっても、多重点火の最後の点火極性が常にプラス点火となるように多重点火を実行する。この機能が特許請求の範囲でいう多重点火制御手段に相当する。
【００２８】
多重点火後から所定のイオン電流検出区間内で中心電極２３と接地電極２７との間に流れるイオン電流を図示しないイオン電流検出回路（イオン電流検出手段）で検出して、そのイオン電流検出区間内におけるイオン電流のピーク値、積分値、イオン出力時間等を検出して燃焼状態（失火、プレイグニッション、ノッキング等）を判定する。
【００２９】
本発明者らの研究結果によれば、多重点火の最後の点火極性がマイナス点火となると、コロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）の発生頻度が増加し、且つノイズレベルが大きくなって、燃焼状態を誤判定しやすくなることが判明した。以下、この理由を図３及び図４を用いて考察する。
【００３０】
点火プラグ２２の中心電極２３とハウジング２４（接地電極２７）との間を絶縁するガイシ部２５は、容量Ｃａ，Ｃｂを持つため、点火時に中心電極２３とハウジング２４（接地電極２７）との間に高電圧Ｖｐが印加されると、ガイシ部２５が帯電して電荷が蓄えられる。このガイシ部２５とハウジング２４との間に挟み込まれたパッキン２６を境にして、ハウジング２４の外側では、ガイシ部２５表面の帯電電圧Ｖｇとガイシ部２５の帯電容量Ｃｂとの積で求められる電荷（Ｖｇ×Ｃｂ）が蓄えられる。
【００３１】
多重点火の最後の点火極性がマイナス点火である場合は、多重点火の最後に中心電極２３にマイナス電圧が印加されるため、ガイシ部２５の表面にはプラス極性の電荷（Ｖｇ×Ｃｂ）が蓄えられる。このようにして、ガイシ部２５の表面に多くの電荷が帯電されると、放電終了後の筒内圧力低下時（燃焼イオンの検出区間）にガイシ部２５の帯電電荷がハウジング２４に向かってコロナ放電することがある。
【００３２】
最近の本発明者らの研究結果によれば、コロナ放電の発生頻度や大きさは、点火プラグ２２のガイシ部２５に帯電する電荷の極性（以下「帯電極性」という）により異なり、帯電極性がプラス極性であると、マイナス極性の場合と比較してコロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）の発生頻度が多くなり、且つノイズレベルが大きくなることが判明した。この理由は、帯電極性の相違により帯電電荷量又はコロナ放電の発生し易さが変化するためと推定される。
【００３３】
前述した特許文献１の多重点火装置では、多重点火区間終了時の点火極性がプラス点火とマイナス点火のどちらになるかは、多重点火区間の長さによって異なってくるため、多重点火の最後の点火極性がマイナス点火になる場合がある。このように、多重点火の最後の点火極性がマイナス点火になると、点火プラグ２２のガイシ部２５の帯電極性がプラス極性となり、その結果、コロナ放電ノイズ（スパイクノイズ）の発生頻度が増加し、且つノイズレベルが大きくなって、燃焼状態を誤判定しやすくなる。
【００３４】
そこで、本実施例１の多重点火装置１１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、多重点火区間の終了タイミングがマイナス点火、プラス点火のいずれの実行タイミングであっても、多重点火の最後の点火極性が常にプラス点火となるように多重点火を実行する構成となっている。この構成では、多重点火の最後の点火極性が常にプラス点火となるため、多重点火終了後の点火プラグ２２のガイシ部２５の帯電極性が常にマイナス極性となる。これにより、多重点火終了後のコロナ放電ノイズの発生頻度・レベルを効果的に小さくすることができて、燃焼イオンの検出性向上ひいては燃焼状態の判定精度向上を実現することができる。
【実施例１】
【００３５】
次に、図５及び図６を用いて本発明の実施例１を説明する。
本実施例１では、点火プラグ２２の中心電極２３にマイナス電圧を印加してマイナス点火させるための点火コイル３１と、点火プラグ２２の中心電極２３に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加するための補助コイル３２（補助電源）とが設けられている。
【００３６】
点火コイル３１の一次側巻線３３の一端はバッテリ（＋Ｂ）に接続され、該一次側巻線３３の他端は、スイッチング素子３４に接続されている。点火コイル３１の二次側巻線３５の一端は点火プラグ２２の中心電極２３に接続され、該二次側巻線３５の他端は、２つのツェナーダイオード３６，３７を介してグランドに接続されている。
【００３７】
２つのツェナーダイオード３６，３７は互いに逆向きに直列接続され、一方のツェナーダイオード３６にコンデンサ３８が並列に接続され、他方のツェナーダイオード３７にイオン電流検出抵抗３９が並列に接続されている。コンデンサ３８とイオン電流検出抵抗３９との間の電位が抵抗４０を介してイオン電流検出用増幅回路（ＡＭＰ）４１に入力され、このイオン電流検出用増幅回路４１の出力電圧がイオン電流信号としてエンジン制御回路４２に入力される。
【００３８】
エンジン運転中は、エンジン制御回路３４から出力される点火信号の立ち上がり（ＯＮ）／立ち下がり（ＯＦＦ）でスイッチング素子３４がオン／オフする。スイッチング素子３４がオンすると、バッテリから点火コイル３１の一次側巻線３３に一次電流が流れ、その後、スイッチング素子３４がオフすると、一次側巻線３３の一次電流が遮断されて、二次側巻線３５にマイナスの高電圧が電磁誘導され、このマイナスの高電圧が点火プラグ２２の中心電極２３に印加されてマイナス点火が実行される。
【００３９】
このマイナス点火時の火花放電電流は、点火プラグ２２の接地電極２７から中心電極２３へ流れ、二次側巻線３５を経てコンデンサ３８に充電されると共に、ツェナーダイオード３６，３７を経てグランド側に流れる。コンデンサ３８の充電後は、ツェナーダイオード３６のツェナー電圧によって規制されるコンデンサ３８の充電電圧を電源としてイオン電流検出用増幅回路（ＡＭＰ）４１が駆動され、後述するようにしてイオン電流が検出される。
【００４０】
これに対して、イオン電流は、火花放電電流とは反対方向に流れる。つまり、点火終了後は、コンデンサ３８の充電電圧によって点火プラグ２２の電極２３，２７間に電圧が印加されるため、気筒内で混合気が燃焼する際に発生するイオンによって電極２３，２７間にイオン電流が流れるが、このイオン電流は、中心電極２３から接地電極２７へ流れ、更に、グランド側からイオン電流検出抵抗３９を通ってコンデンサ３８に流れる。この際、イオン電流検出抵抗３９に流れるイオン電流の変化に応じてイオン電流検出用増幅回路４１の入力電位が変化し、このイオン電流検出用増幅回路４１からイオン電流に応じた電圧がエンジン制御回路４２に出力される（この機能が特許請求の範囲でいうイオン電流検出手段に相当する）。このイオン電流検出用増幅回路４１の出力電圧からイオン電流が検出され、このイオン電流から失火、プレイグニッション、ノッキング等が検出される。
【００４１】
補助コイル３２は、点火コイル３１の鉄心４３に一次側巻線３３の巻回方向と逆方向に巻回され、該補助コイル３２の巻数は、二次側巻線３５に２ｋＶ以上のプラス電圧が電磁誘導されるように設定されている。この補助コイル３２の一端は、バッテリ（＋Ｂ）に接続され、該一次側巻線３３の他端は、スイッチング素子４４に接続されている。このスイッチング素子４４は、補助電源制御回路４５（補助電源制御手段）によって制御される。この補助電源制御回路４５は、放電区間設定回路４６と比較回路４７と１ショット回路４８とから構成されている。
【００４２】
図６に示すように、放電区間設定回路４６は、点火信号の立ち下がり（放電開始タイミング）から放電が終了するまでの放電区間に出力がハイレベルとなり、放電区間終了後に出力がローレベルに反転する。放電区間は予め設定した所定時間に設定される。
【００４３】
比較回路４７は、放電区間設定回路４６の出力がハイレベルの期間（放電区間）において、イオン電流検出用増幅回路４１の出力電圧を所定の比較レベルと比較し、イオン電流検出用増幅回路４１の出力電圧が比較レベルを越えたときに、放電終了時の残留磁気ノイズと判断して、該比較回路４７から残留磁気ノイズ検出信号が１ショット回路４８に出力される。これにより、１ショット回路４８は、短時間（例えば約３０μｓ）のパルス幅のハイレベル信号を補助コイル３２のスイッチング素子４４に出力して、スイッチング素子４４を短時間（例えば約３０μｓ）だけオンさせて、補助コイル３２に短時間（例えば約３０μｓ）だけ通電する。この補助コイル３２の通電が遮断されるときに、二次側巻線３５に２ｋＶ以上のプラス電圧が電磁誘導され、この２ｋＶ以上のプラス電圧が点火プラグ２２の中心電極２３に印加される。
【００４４】
本発明者らの研究結果によれば、マイナス点火の点火装置でも、マイナス点火の放電終了時期に点火プラグ２２の中心電極２３に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加すれば、放電終了後の点火プラグ２２のガイシ部２５の帯電極性を常にマイナス極性とすることができる（又はガイシ部２５にプラス極性の電荷が残ってもそのプラス極性の電荷量をコロナ放電が発生しないレベルまで減少させることができる）ことが判明した。
【００４５】
従って、本実施例１のように、マイナス点火の放電終了時期に補助コイル３２に短時間通電して点火プラグ２２の中心電極２３に２ｋＶ以上のプラス電圧を印加するようにすれば、マイナス点火でありながら、その放電終了後の点火プラグ２２のガイシ部２５の帯電極性を常にマイナス極性とすることができる（又はガイシ部２５にプラス極性の電荷が残ってもそのプラス極性の電荷量をコロナ放電が発生しないレベルまで減少させることができる）。これにより、マイナス点火終了後のコロナ放電ノイズの発生頻度・レベルを効果的に小さくすることができて、燃焼イオンの検出性向上ひいては燃焼状態の判定精度向上を実現することができる。
【００４６】
しかも、本実施例１では、比較回路４７で、イオン電流検出用増幅回路４１の出力に含まれる放電終了時の残留磁気ノイズを検出して、放電終了時期を判定するようにしたので、残留磁気ノイズの発生タイミングから放電終了時期を精度良く判定することができる利点がある。
【００４７】
但し、本発明は、比較回路４７を省略し、放電区間設定回路４６で設定した放電区間が終了するタイミングを放電終了時期と判定するようにしても良い。
【実施例２】
【００４８】
図７及び図８に示す本発明の実施例２では、点火時に点火コイル３１から点火プラグ２２の中心電極２３にマイナス電圧を印加してマイナス点火させる構成のものにおいて、点火コイル３１の放電終了時の残留磁気によって２ｋＶ以上の電圧振動を発生する電圧振動発生手段（ツェナーダイオード５２）を設けた構成としている。以下、本実施例２の構成を説明する。但し、前記実施例１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
点火コイル３１の一次電流をオン／オフするＩＧＢＴ等のスイッチング素子４１に対して、耐電圧設定回路５０が並列に設けられ、この耐電圧設定回路５０には、２つのツェナーダイオード５１，５２が互いに逆向きに直列接続されている。一方のツェナーダイオード５１は、スイッチング素子４１の順方向の耐電圧設定が例えば５００Ｖとなるようにツェナー電圧が５００Ｖのツェナーダイオードを使用し、他方のツェナーダイオード５２は、スイッチング素子４１の逆方向の耐電圧設定が２０Ｖ以上となるようにツェナー電圧が２０Ｖ以上のツェナーダイオード（電圧振動発生手段）を使用する。
【００５０】
以上説明した本実施例２の構成では、図８に示すように、点火信号の立ち下がり（スイッチング素子４１のオフタイミング）で、点火コイル３１の一次電圧Ｖ１が一方のツェナーダイオード５１のツェナー電圧である５００Ｖまで上昇し、その後、放電終了時に、点火コイル２２の残留磁気によって発生する点火コイル３１の一次電圧Ｖ１のマイナス方向の振動が他方のツェナーダイオード５２のツェナー電圧によって−２０Ｖ以下となる。
【００５１】
例えば、点火コイル３１の巻数比が１００の場合、放電終了時の点火コイル３１の一次電圧Ｖ１のマイナス方向の振動が−２０Ｖ以下であれば、放電終了時の点火コイル３１の二次電圧が２ｋＶ以上のプラス電圧となり（２０Ｖ×１００＝２ｋＶ）、この２ｋＶ以上のプラス電圧が点火プラグ２２の中心電極２３に印加される。
【００５２】
尚、点火コイル３１の巻数比が８０の場合、他方のツェナーダイオード５２のツェナー電圧を２５Ｖ以上に設定すれば、放電終了時の点火コイル３１の一次電圧Ｖ１のマイナス方向の振動が−２５Ｖ以下となり、放電終了時の点火コイル３１の二次電圧が２ｋＶ以上のプラス電圧となる（２５Ｖ×８０＝２ｋＶ）。
【００５３】
従って、点火コイル３１の様々な巻数比に対して、放電終了時の点火コイル３１の二次電圧が２ｋＶ以上のプラス電圧となるように、点火コイル３１の巻数比に応じてツェナーダイオード５２のツェナー電圧を設定すれば良い。
【００５４】
以上説明した本実施例２では、点火コイル３１の放電終了時の残留磁気によって２ｋＶ以上の電圧振動を発生する電圧振動発生手段（ツェナーダイオード５２）を設けたので、マイナス点火の放電終了時に点火プラグ２２の中心電極２３に２ｋＶ以上のプラス電圧の電圧振動を印加することができる。これにより、マイナス点火でありながら、その放電終了後の点火プラグ２２のガイシ部２５の帯電極性を放電終了時の電圧振動により常にマイナス極性とすることができる（又はガイシ部２５にプラス極性の電荷が残ってもそのプラス極性の電荷量をコロナ放電が発生しないレベルまで減少させることができる）。これにより、マイナス点火終了後のコロナ放電ノイズの発生頻度・レベルを効果的に小さくすることができて、燃焼イオンの検出性向上ひいては燃焼状態の判定精度向上を実現することができる。
【００５５】
尚、本発明は、イオン電流検出回路（イオン電流検出手段）の構成を適宜変更しても良い等、種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】参考例１における多重点火装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は多重点火区間の終了タイミングがプラス点火の実行途中の場合のマイナス作動信号とプラス作動信号の波形を示すタイムチャート、（ｂ）は、多重点火区間の終了タイミングがマイナス点火の実行途中の場合のマイナス作動信号とプラス作動信号の波形を示すタイムチャートである。
【図３】点火プラグのガイシ部への帯電のメカニズムと等価回路を説明する図である。
【図４】多重点火の最後の点火極性がマイナス点火である場合に点火プラグのガイシ部にプラス極性の電荷が帯電することを説明するタイムチャートである。
【図５】本発明の実施例１における点火制御系、イオン電流検出系、補助電源制御系の構成を説明する回路図である。
【図６】本発明の実施例１の補助電源制御回路の各部の信号波形と点火プラグの印加電圧との関係を説明するタイムチャートである。
【図７】本発明の実施例２における点火制御系、イオン電流検出系、電圧振動発生手段の構成を説明する回路図である。
【図８】本発明の実施例２の点火信号、点火プラグの印加電圧、点火コイルの一次電圧Ｖ１の関係を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１１…多重点火装置（多重点火制御手段）、２２…点火プラグ、２３…中心電極、２４…ハウジング、２５…ガイシ部、２７…接地電極、３１…点火コイル、３２…補助コイル（補助電源）、３３…一次巻線、３４…スイッチング素子、３５…二次側巻線、３９…イオン電流検出抵抗、４１…イオン電流検出用増幅回路、４４…スイッチング素子、４５…補助電源制御回路（補助電源制御手段）、４６…放電区間設定回路、４７…比較回路、４８…１ショット回路、５１…ツェナーダイオード、５２…ツェナーダイオード（電圧振動発生手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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