(57)【要約】【課題】  安定的で信頼性が高く、且つ点火コイルの出力性能を低下させることのないイオン電流検出特性を向上させることができるイオン電流検出装置を提供する。【解決手段】スイッチング素子による電子制御によって１次電流がオンオフ制御される１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、１次コイルへ電力や信号を供給する１次入力端子と、点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出するイオン電流検出回路基板と、前記点火回路基板を前記１次入力端子と一体成形したイグナイタケースと、を有し、注型材で絶縁封止されたことを特徴とする内燃機関用イオン電流検出装置とする。【選択図】  図１
2007270757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子による電子制御によって１次電流がオンオフ制御される１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、１次コイルへ電力や信号を供給する１次入力端子と、点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出するイオン電流検出回路基板が２次コイル高圧出力側に接続されたことを特徴とする内燃機関用イオン電流検出装置。
【請求項２】
１次入力端子と一体成型されたイグナイタケースに点火回路と一体化されたイオン電流検出装置が搭載されてエポキシ樹脂で封止されたイグナイタと１次コイル及び２次コイルが点火コイルケース内部にエポキシ樹脂で封止されていることを特徴とする内燃機関用イオン電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化、高信頼性を実現した内燃機関用イオン電流検出装置に関し、特にイオン電流検出特性を向上させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の高圧検出方式のイオン電流検出機能付き内燃機関用イオン電流検出装置を備えたシングル出力の点火コイルの断面図を示し、図２には図１の点火コイルのイオン電流検出特性を示した図を示す。自動車エンジンなどの内燃機関において、図３乃至図４に開示された内燃機関用イオン電流検出装置がある。イオン電流検出方式としては、図３に示す高圧検出方式と図４に示す低圧検出方式とがある。図５は高圧検出方式のハード構成である。従来このような内燃機関用イオン電流検出装置としての図５においては、内部に点火回路及びイオン電流検出回路を持たないシングル出力点火コイルと点火回路とイオン電流検出回路をまとめた外付けモジュールとＥＣＵとを専用ハーネスで結線している。図３乃至図５において、１１はイオン電流検出回路、１２はバッテリー電源、１３は点火コイル、１３ａは１次コイル、１３ｂは２次コイル、１４は点火プラグ、１５は点火回路、１６は外付けモジュールである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の低圧検出方式では、イオン電流検出回路を用いたノック検出を行う場合その検出経路に２次コイルが存在する為、イオン電流波形に重畳されるノック信号の検出能力が低下する。
【０００４】
また、イオン電流経路を形成する為、図３に示すON時点火防止ダイオードを使用出来ず、１次電流遮断素子の通電開始時において２次コイルの低圧側にイオン電流検出用電源が接続されているため点火コイル自体の出力電圧に前記イオン電流検出用電源電圧が重畳され、１次電流遮断素子の通電開始時に２次コイルに生じる高電圧を抑制することが困難である。１次電流遮断素子の通電開始時に２次コイルに生じる高電圧は内燃機関の過早点火を招き、最悪の場合、内燃機関の破壊に至る可能性があり、その抑制は市場から要求されている。
【０００５】
点火コイルの１次/２次の巻数比を下げることにより、前記ON時の高電圧の抑制は可能だが同時に点火コイルの出力性能も低下する為、この方法では効果的な解決は出来ない。
【０００６】
高圧検出方式では、イオン電流の検出経路が２次コイルを介さずに構成される為、ノック検出性の低下を招くことは無い。又１次電流遮断素子の通電開始時に２次コイルに発生する高電圧の抑制について、ON点火防止ダイオードを点火コイルに設けることが出来る為、点火コイルの出力性能を低下させることなくその抑制が可能である。しかし、前述高圧検出方式でのハード構成では、点火コイルと点火回路と一体化したイオン電流検出回路が別体となっており、専用ハーネスを必要とし内燃機関への搭載性の悪化やシステムコストの上昇を招く。
【０００７】
また、イオン電流検出経路は微弱なIcmb電流（１０uA程度）を検出することから、ハーネスでの配線部で外来ノイズの影響を受けずに安定的に検出するためにはシールド線の使用が必要となり、この点においてもシステムコストの上昇を招いてしまう問題がある。
【０００８】
またプラグホールに内蔵する円筒型の点火コイルに、高圧検出方式のイオン電流検出回路を内蔵するためには、２次コイルの高圧出力側とイオン電流検出回路を接続する為の配線を点火コイルの上側に配置されるイオン電流検出回路と一体化されたイグナイタまで行わなければならず、高電圧となる２次コイル若しくは中心鉄心との絶縁距離を設けることが出来ない。又、別途絶縁構造を設けたとしても、プラグホールに内蔵する為の点火コイル外形に合わせた内部構造では、中心鉄心断面積の縮小による、点火コイルの出力エネルギの低下を招いてしまう問題があり、実現出来ない。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、安価に小型で安定的で信頼性が高く、低コストで且つ点火コイルの出力性能を低下させず外来ノイズの影響を受けずに安定的にイオン電流を検出できる内燃機関用イオン電流検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明では次の構成とする。すなわち請求項１では、スイッチング素子による電子制御によって１次電流がオンオフ制御される１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、１次コイルへ電力や信号を供給する１次入力端子と、点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出するイオン電流検出回路基板と、前記点火回路基板を前記１次入力端子と一体成形したイグナイタケースと、を有し、注型材で絶縁封止されたことを特徴とする内燃機関用イオン電流検出装置とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の構成によれば、点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出する検出回路を１次入力端子と一体成形したことで、外来ノイズの影響を受けずに安定的に検出することができるので、小型で安定的で信頼性の高い内燃機関用イオン電流検出装置を提供することができる。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例として図１には本発明の内燃機関用イオン電流検出装置を内蔵する点火コイルの図を示し、図２には本発明の点火コイルと、従来の点火コイルのイオン電流検出特性を比較した図を示す。具体的には、点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出するイオン電流検出回路基板１と、１次電流がオンオフするスイッチング素子を有する点火回路基板２を１次入力端子３と一体成形されたイグナイタケース４に搭載したイグナイタアッセン６に、スイッチング素子による電子制御によって１次電流がオンオフされる１次コイル７ａと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイル７ｂ、イオン検出回路基板２を接続し点火装置ケース９に内蔵され充填用エポキシ樹脂１０で封止されている。
【００１３】
上述のように本発明の技術を適用することで、図２に示すように、本発明の内燃機関用イオン電流検出装置は、従来の内燃機関用イオン電流検出装置と比較して外来ノイズの影響を受けずに安定的に検出することができる。
【００１４】
以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当該点火装置が必要なあらゆるエンジンに使用できるものであり、サイズにおいても用途に応じて適宜拡大縮小して使用できるものであることはいうまでもなく、この発明の精神に基づき当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の内燃機関用イオン電流検出装置を内蔵する点火コイルを示した図
【図２】本発明の点火コイルと、従来の点火コイルのイオン電流検出特性を比較した図
【図３】一般的な高圧検出方式の内燃機関用イオン電流検出装置を示した図
【図４】一般的な低圧検出方式の内燃機関用イオン電流検出装置を示した図
【図５】従来構成を表すシングル出力点火コイル装置群と高圧検出方式の内燃機関用イオン電流検出回路内蔵する外付けモジュールを専用ハーネスで結線を示した図
【符号の説明】
【００１６】
１      イオン電流検出回路基板
２      点火回路基板
３      １次入力端子
４      イグナイタケース
６      イグナイタアッセン
７ａ    １次コイル
７ｂ    ２次コイル
８      イオン検出回路用素子
９      ケース
１０    充填用エポキシ樹脂
１１    イオン電流検出回路
１２    バッテリー電源
１３    点火コイル
１３ａ  １次コイル
１３ｂ  ２次コイル
１４    点火プラグ
１５    点火回路
【図１】
2007270757.tif 000003
【図２】
2007270757.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007270757.tif 000006
【図５】
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