DE10012854A1 - Verbrennungszustands-Detektionsgerät für Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Ein Verbrennungszustands-Detektionsgerät enthält eine Zündkerze (4) zum Erzeugen einer Funkenentladung bei Anliegen einer Hochspannung, die durch eine Zündspule (1) in Ansprechen auf ein Zündsignal (X1) erzeugt wird, sowie eine Ionenstrom-Detektionsvorrichtung (6A) zum Detektieren - als Ionenstrom-Detektionssignale (X2a; X2) - eines Ionenstroms gemäß einer Menge von Ionen, die in dem Zylinder unmittelbar nach der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erzeugt werden, ferner eine Signal-Detektionsvorrichtung (7A; 7B; 9) zum Vergleichen des Ionenstrom-Detektionssignals (X2a), mit einer ersten Referenzspannung (Vth1), um hierdurch ein erstes Entscheidungssignal (X3) auszugeben, sowie für den Vergleich des Ionenstrom-Detektionssignals (X2) mit einer zweiten Referenzspannung (Vth2), um hierdurch ein zweites Entscheidungssignal (X4) auszugeben, sowie zu einem Invalidieren der Ausgabe des zweiten Entscheidungssignals (X4) während einer vorgegebenen Zeitperiode, ausgehend von einem Zeitpunkt, zu dem der Vergleich des Ionenstrom-Detektionssignals (X2) mit der zweiten Referenzspannung (Vth2) startet, und ferner eine Schätzlogikeinheit (9, 10; 112) zum Schätzen eines Grunds für das Nichterzeugen eines Verbrennungssignals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbrennungszustands- Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor, und das Gerät ist zum Detektieren des Verbrennungszustands einer Luft/Kraftstoff-Mitschung in einem Zylinder oder in Zylindern des Motors entworfen, und zwar durch Detektieren eines Ionenstroms, der bei Verbrennung des Luft/Kraftstoff- Gemisches auftritt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verbrennungszustands-Detektionsgerät für den Verbrennungsmotor, das mit einer Funktion oder Einrichtung zum Schätzen der Fälle der Nichterzeugung oder des Verschwindens eines Verbrennungssignals ausgestattet ist, und zwar auf der Grundlage des Ionenstroms.

Für ein besseres Verständnis des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Konzepts werden Hintergrundtechniken hiervon zunächst in einem gewissen Detail betrachtet.

Die Fig. 5A zeigt ein Schaltbild zum schematischen Darstellen einer Anordnung einer bisher bekannten oder eines üblichen Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor (der hiernach einfach als Motor bezeichnet wird), und das Gerät ist zum Detektieren eines Verbrennungszustands in einem Motorzylinder oder in Zylindern entworfen, und zwar auf der Grundlage eines bei Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugten Ionenstroms. Unter Bezug auf die Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zündspule mit einer Primärwicklung 1 mit einem Hochspannungsende, das mit einer positiven Elektrode einer Energieversorgungsquelle 3 verbunden ist, beispielsweise einer bordeigenen Batterie, während das Niederspannungsende der Primärwicklung 11 mit einer Kollektorelektrode eines Leistungstransistors 2 verbunden ist, der als Schaltelement zum An/Abschalten eines über die Primärwicklung 11 fließenden Primärstroms dient. Eine Emitterelektrode des Leistungstransistors ist mit Massepotential verbunden. Andererseits weist eine Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 ein Hochspannungsende auf, das mit einer Elektrode einer Zündkerze 4 verbunden ist, die in einem Zylinder des Motors angeordnet ist, wohingehend ein Niederspannungsende der Sekundärwicklung 12 mit einer Vorspannschaltung 5 verbunden ist, die zum Anlegen einer Vorspannung positiver Polarität an die Zündkerze 4 über einen Verdrahtungsleiter entworfen ist.

Ferner bezeichnet unter Bezug auf die Fig. 5A das Bezugszeichen 6 einen Ionenstrom-Detektionsschaltkreis, der zum Detektieren - mittels der Vorspannungschaltung 5 - eines Ionenstroms entworfen ist, der bei Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches auftritt und über einen Zwischenelektrodenabstand der Zündkerze 4 fließt, um hierdurch den Ionenstrom in ein Spannungsignal umzusetzen. Insbesondere ist der Ionenstrom-Detektionsschaltkreis 6 in der Form einer üblichen Stromspiegelschaltung implementiert, die durch eine Serienverbindung der Transistoren Q1a und Q1b gebildet ist, sowie ein Transistor Q2, der parallel zwischen der positiven Spannungsquelle (d. h., der Spannungsquelle für Plus oder der positiven Polarität) +V und Massepotential angeschlossen ist. Ein Widerstand R ist zwischen dem Massepotential und dem Kollektor des Transistors Q3 eingefügt. Ein Strom analog dem Ionenstrom fließt durch den Widerstand R1 zum Erzielen einer Spannungsumsetzung, wodurch ein Ionenstrom-Detektionsspannungssignal (auf das im folgenden als Ionenstrom-Detektionssignal Bezug genommen wird) X2 erzeugt wird.

Das Ionenstrom-Detektionssignal X2 wird einer Entscheidungsschaltung 7 zugeführt, die zum Umformen des durch den Ionenstrom-Detektionschaltkreis 6 detektieren Ionenstrom-Detektionssignal X2 in ein Pulssignal entworfen ist, das anschließend einer Verarbeitung unterzogen wird, zum Entscheiden des Auftretens einer Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches, und als Ergebnis hiervon wird ein pulsförmiges Entscheidungssignal X3 von der Entscheidungsschaltung 7 ausgegeben, damit es einer ECU (elektronischen Steuereinheit) 10 zugeführt wird.

Insbesondere zum Umformen des sich aufgrund der oben erwähnten Spannungsumsetzung ergebenden Ionenstrom- Detektionssignals X2 in ein Pulssignal enthält die Entscheidungsschaltung 7 eine Komparatorschaltung, bestehend aus einem Komparator CP1 zum Vergleichen des Pegels des Ionenstrom-Detektionssignals X2 mit einer Referenzspannung Vth4, eine Integrierschaltung, bestehend aus einem Widerstand R2 und einem Kondensator C2 zum Eliminieren von Rauschanteilen N1 und N2, die dem von dem Komparator CP1 ausgegebenen pulsförmigen Ionenstrom überlagert sind, und eine Verzögerungsschaltung, bestehend aus einem Komparator CP2. Übrigens ist zu erwähnen, dass ein mit dem Ausgangsanschluß des Komparators CP2 verbundener Hochziehwiderstand R3 zum Hochziehen des Ausgangsspannungspegels hiervon dient.

Nun erfolgt unter Bezug auf ein in Fig. 5B gezeigtes Signalformdiagramm eine Beschreibung der Betriebsschritte des üblichen Verbrennungszustands-Detektionsgeräts im Zusammenhang mit einer normalen Verbrennung, einem ersten Typ eines Ereignis ohne Verbrennung (z. B., aufgrund des Nichtvorliegens einer Kraftstoffzuführung) und eines zweiten Typs eines Ereignis ohne Verbrennung (z. B., aufgrund eines Fehlers beim Erzeugen einer Hochspannung zum Zünden).

1. Normale Verbrennung

Bei einem Ansteigen des an der Basis des Leistungstransistors 2 anliegenden Zündsignals X1 unter Steuerung durch die ECU- Einheit 10 wird der durch die Primärwicklung 11 der Zündspule 1 fließende Strom unterbrochen, und als Ergebnis hiervon wird eine Hochspannung E bei der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 induziert, wodurch das Stattfinden einer Funkenentladung in einem Zwischenelektrodenspalt der Zündkerze 4 bewirkt wird.

Der Ionenstrom, der aufgrund der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Motorzylinder mit der Zündkerze erzeugt wird, wird bei der Ionenstrom- Detektorschaltung 6 über die Vorspannschaltung 5 eingegeben, zum Durchführen der Strom/Spannungsumsetzung in der Stromspiegelschaltung, wodurch das Ionenstrom- Detektionssignal X2 von der Ionenstrom-Detektorschaltung 6 ausgegeben wird.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass das von der Schaltung 6 ausgegebene Ionenstrom-Detektionssignal X2 zusätzlich zu der inhärenten Ionenstrom-Komponente aufgrund der Verwendung des Luft/Kraftstoff-Gemisches eine Rauschkomponente N1 enthält, die bei einem Anstieg des Zündsignals erzeugt wird, sowie die Rauschkomponente N2, die bei einem Abschluß oder bei einem Erlöschen der Zündentladung auftritt. Demnach sind diese Rauschkomponenten N1 und N2 vor der Ausgabe des Entscheidungssignals X2 zum Entscheiden des Verbrennungsereignis auf der Grundlage des Ionenstroms zu eliminieren.

Demnach wird vor dem Eliminieren der Rauschkomponenten N1 und N2 über die Verzögerungsschaltung das Ionenstrom- Detektionssignal X2 bei dem Komparator CP1 eingegeben, der die Komparatorschaltung zum Vergleichen der Pegel der Signalkomponenten des Ionenstrom-Detektionssignals X2 mit der Referenzspannung Vth4 bildet. Da jede der Rauschkomponenten N1 und N2 inhärent in der Form eines nadel- bzw. impulsförmigen Signals vorliegt, werden diese Komponenten in Pulse geformt, die jeweils eine extrem kurze Zeitdauer aufweisen.

Selbst dann, wenn die pulsartigen Rauschanteile N1 und N2 bei der CR Integrierschaltung zum Bilden eines Teils der Verzögerungsschaltung eingegeben werden, um hierdurch die Ladespannung des Kondensators C2 bis zu oder über die Referenzspannung Vth5 - voreingestellt bei dem Komparator CP2 - anzuheben, nehmen die pulsartigen Rauschanteile N1 und N2 einen niedrigen Pegel an, bevor die Ladespannung des Kondensators C2 die Referenzspannung Vth5 erreicht, da die Zeitdauer der Rauschanteile kurz gegenüber der CR- Zeitkonstante ist. Demnach wird kein Entscheidungssignal von dem Komparator CP2 im Ansprechen auf die Rauschanteile N1 und N2 ausgegeben.

Andererseits wird dann, wenn die dem Pulsformungsbetrieb unterzogene Ionenstromkomponente bei der Integrierschaltung eingegeben wird, der Kondensator C2 zu einem Pegel geladen, der gleich der Referenzspannung Vth5 oder größer als diese ist, und zwar nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit, da die Zeitdauer der pulsförmigen Ionenstromkomponente größer ist als die CR Zeitkonstante, und das Ergebnis hiervon nimmt die Ausgangsgröße des Komparators CP2 einen hohen Wert an, wodurch das Entscheidungssignal X3 ausgegeben wird, zum Anzeigen der Tatsache, dass die Verbrennung normal stattgefunden hat, d. h. eine normale Verbrennung vorliegt.

In diesem Zusammenhang wird die Zeit, die erforderlich ist, damit die Ladespannung des Kondensators C2 die Referenzspannung Vth5 übersteigt, lediglich aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung als Maskierungsperiode definiert. Dann lassen sich die Rauschanteile, die bei Ansteigen des Ionenstroms und bei Abschluß oder Auslöschen der Funkenentladung auftreten, während der Maskierungsperiode eliminieren.

2. Ereignis ohne Verbrennung wegen fehlender Kraftstoffzuführung

Fehlt die Kraftstoffzuführung, d. h. wenn die Luft/Kraftstoff- Mischung nicht normal in den Motor der Zylinder geladen wird, so kann der Ionenstrom aufgrund der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches nicht normal fließen. Selbstverständlich treten bei Anstieg des Zündsignals X1 sowie bei Auslöschen der in den Zwischenelektrodenspalt der Zündkerze 4 auftretenden Funkenentladung die Rauschkomponenten N1 und N2 auf, die als Ionenstrom- Detektionssignal X2 ausgegeben wurden. Jedoch läßt sich das Entscheidungssignal X3, das diesen Rauschkomponenten zuordbar wäre, nicht erzeugen, da die Rauschkomponenten N1 und N2 durch die zuvor im Zusammenhang mit der normalen Verbrennung beschriebene Verzögerungsschaltung eliminiert sind.

3. Ereignis der nicht normalen Verbrennung aufgrund eines Fehlers beim Erzeugen des Sekundärspannung durch die Zündspule

Wie sich leicht anhand der vorangehenden Beschreibung erkennen läßt, lassen sich weder die Rauschkomponente N1 aufgrund der Erzeugung (des Ansteigens) des Zündsignals X1 noch die Rauschkomponente N2 bei Auslöschen der Funkentladung erzeugen, wenn nicht die Hochspannung in der Sekundärwicklung der Zündspule induziert wird, z. B. aufgrund des Unterbrechens der Primärwicklung hiervon. Demnach wird das Entscheidungssignal X3 nicht ausgegeben.

Wie anhand der vorangehenden Ausführungen zu erkennen ist, ist es mit dem üblichen Verbrennungszustands-Detektionsgerät mit der oben beschriebenen Struktur sicher möglich, die Verbrennungsereignisse zu detektieren, d. h. das Verbrennen oder Nicht-Verbrennen der Luft/Kraftstoff-Mischung in dem/den Zylinder(n) des Verbrennungsmotors. Jedoch ist es nicht möglich, den Grund für das Auftreten des Ereignis ohne Verbrennung unterscheidend zu bestimmen oder zu identifizieren. In anderen Worten, sind zusätzliche Detektionsvorrichtungen oder Einrichtungen zu Spezifizieren des Grunds für das Auftreten des Ereignis ohne Verbrennung bereitzustellen, was jedoch zu einer Zunahme und einem Overhead für die Herstellungskosten führt, einschließlich der Verarbeitungszeit, wodurch Probleme entstehen.

Im Lichte des vorangehenden Stands der Technik besteht ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Verbrennungszustands-Detektionsgeräts für einen Verbrennungsmotor, derart, dass das Gerät die Fähigkeit zum Schätzen der Gründe für das Nichterzeugen des Verbrennungssignals aufweist.

Im Hinblick auf die obige und andere technische Problemstellungen, die sich anhand der nachfolgenden Beschreibung ergeben, wird gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verbrennungszustands- Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor geschaffen. Das Gerät enthält eine Zündkerze zum Erzeugen einer Funkenentladung bei Anlegen einer Hochspannung, die durch eine Zündspule in Ansprechen auf ein Zündsignal erzeugt wird, um hierdurch eine Luft/Kraftstoff-Mischung in einem Zylinder des Verbrennungsmotors zu zünden, sowie eine Ionenstrom- Detektionsvorrichtung zum Detektieren eines Ionenstroms als Ionenstrom-Detektionssignale gemäß einem Umfang an Ionen, die in dem Zylinder unmittelbar nach dem Verbrennen der Luft/Kraftstoff-Mischung erzeugt werden, eine Signaldetektionsvorrichtung, die zum Vergleich des von der Ionenstrom-Detektionsvorrichtung ausgegebenen Ionenstrom- Detektionssignal mit einer ersten Referenzspannung entworfen ist, um hierdurch ein erstes Entscheidungssignal auszugeben, bei Vergleich des Ionenstrom-Detektionssignals mit einer zweiten Referenzspannung, um hierdurch ein zweites Entscheidungssignal auszugeben, bei Ungültigsetzen der Ausgangsgröße des zweiten Entscheidungssignals während einer vorgegebenen Zeitperiode, ausgehend von einem Zeitpunkt, zu dem der Vergleich des Ionenstrom-Detektionssignals mit der zweiten Referenzspannung gestartet wird, sowie ferner eine Schätzvorrichtung zum Schätzen eines Grunds für das Nichterzeugen eines Verbrennungssignals auf der Grundlage der ausgegebenen Statusinformationen für das erste Entscheidungssignal und das zweite Entscheidungssignal.

Durch die Ausbildung des Verbrennungszustands- Detektionsgeräts für den oben beschriebenen Motor läßt sich eine vorteilhafte Wirkung dahingehend erzielen, dass sich der Grund für das Ereignis ohne Verbrennung zu einem früheren Zeitpunkt detektieren läßt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsmodus der Erfindung kann die Signaldetektionsvorrichtung aus einer ersten Detektionseinheit bestehen, zum Detektieren von Rauschsignalanteilen auf der Grundlage des Vergleichsergebnis für das Ionenstrom-Detektionssignal mit der ersten Referenzspannung, sowie einer zweiten Detektionseinheit zum Detektieren einer Ionenstromkomponente aufgrund der Verbrennung der Luft/Kraftstoff-Mischung auf der Grundlage des Ergebnis des Vergleichs des Ionenstrom-Detektionssignal mit der zweiten Referenzspannung, die niedriger als die erste Referenzspannung festgelegt ist.

Durch die Ausbildung des oben beschriebenen Verbrennungszustands-Detektionsgerät läßt sich das Detektieren eines Auftretens oder Nicht-Auftretens von Verbrennungsereignissen mit verbesserter Genauigkeit und Zuverlässigkeit realisieren, unter Vermeidung eines ungünstigen Einflusses externer Rauschgrößen und dergleichen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schätzvorrichtung so entworfen sein, dass sie eine vorgegebene Zeitperiode festlegt, die sich von einem Zeitpunkt erstreckt, zu dem die Ausgabe des ersten Entscheidungssignals nach dem Zünden der Luft/Kraftstoff- Mischung startet, als Detektionsperiode für das erste Entscheidungssignal, während eine vorgegebene Periode ausgehend von einem Zeitpunkt, zu dem die Detektionsperiode für das erste Entscheidungssignal abgeschlossen ist, als Detektionsperiode für das zweite Entscheidungssignal so festgelegt wird, dass sich das erste und zweite Entscheidungssignal unterschiedlich zueinander detektieren lassen.

Durch unterschiedliches Detektieren des ersten und zweiten Entscheidungssignals lassen sich die Signale zum Spezifizieren des/der Grund/Gründe für das Nichtauftreten des Verbrennungereignis stabil mit hoher Zuverlässigkeit detektieren, was einen anderen Vorteil darstellt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schätzvorrichtung so entworfen sein, dass sie eine Signaldetektions-Warteperiode während einer vorgegebenen Zeitperiode festlegt, die unmittelbar auf das Unterbrechen des Zündsignals folgt.

Aufgrund der oben erwähnten Anordnung lassen sich die Signale zum Spezifizieren des Grunds/der Gründe für das Nichtauftreten des Verbrennungsereignis stabil detektieren, was einen weiteren Vorteil darstellt.

Bei einer zusätzlichen, anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schätzvorrichtung so entworfen, dass sie Rauschkomponentensignale lediglich während einer Ausgabeperiode des Zündsignals ausgibt.

Mit der oben beschriebenen Anordnung läßt sich das Festlegen des Zeitablaufs für die Ausgabe der Rauschkomponentensignale in erheblichem Umfang vereinfachen, was einen zusätzlichen anderen Vorteil darstellt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schätzvorrichtung so entworfen sein, dass sie eine Detektionsperiode für die Rauschkomponentensignale so einschränkt, dass sie innerhalb der Ausgabeperiode für das Zündsignal liegen.

Mit dem oben erwähnten Aufbau läßt sich das Einstellen des Zeitablaufs bzw. der Synchronisierung zum Detektieren der Rauschkomponentensignale gleichermaßen vereinfachen, was einen anderen Vorteil darstellt.

Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Ionenstrom-Detektionsvorrichtung und die Signaldetektionsvorrichtung in die Zündspule eingebaut sein.

Mit der oben beschriebenen Anordnung läßt sich der Austausch oder das Umrüsten eines relevanten Teils/relevanter Teile oder einer relevanten Einrichtung/relevanter Einrichtungen zum Handhaben des Nicht-Verbrennungsereignis (d. h., des Nichtauftretens des Verbrennungsereignis) vereinfachen.

Die obigen und andere technischen Probleme, Merkmale und zugeordnete Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich einfach durch Lektüre der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die lediglich beispielhaft erfolgt, im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Im Verlauf der Beschreibung erfolgt ein Bezug auf die Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1A ein Schaltbild zum schematischen Darstellen einer Konfiguration eines Verbrennungszustands- Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1B ein Signalformdiagramm zum Darstellen der Betriebsabläufe des in Fig. 1A gezeigten Verbrennungszustands-Detektionsgerät im Zusammenhang mit einer normalen Verbrennung, einem Nicht-Verbrennungsereignis eines ersten Typs aufgrund eines Fehlers eines Kraftstoffzuführ- Verbrennungssystems und eines Nicht- Verbrennungsereignis eines zweiten Typs aufgrund eines Defekts oder Fehlers eines Zündsteuersystems;

Fig. 2A ein Schaltbild zum schematischen Darstellen einer Struktur eines Verbrennungszustands- Detektionsgeräts für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2B ein Signalformdiagramm zum Darstellen der Betriebsschritte in dem in Fig. 2A gezeigten Verbrennungszustands-Detektionsgerät im Zusammenhang mit einer normalen Verbrennung, einem Nicht-Verbrennungsereignis eines ersten Typs aufgrund eines Defekts oder Fehlers in dem Kraftstoffzuführ-Verbrennungssystem und eines Nicht-Verbrennungsereignis eines zweiten Typs aufgrund eines Defekts oder Fehlers in dem Zündsteuersystem;

Fig. 3 eine Ansicht zum Darstellen von tabellarischen Beziehungen zwischen dem Vorliegen/Nichtvorliegen von Signalen für das Fehlentscheiden und der Gründe für das Auftreten eines Nicht-Verbrennungsereignis;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich zu der Fig. 3 im Zusammenhang mit dem Verbrennungszustands-Detektionsgerät, bei dem eine Verbrennungszustands-Detektorschaltung in einer Zündspule aufgenommen ist;

Fig. 5A ein Schaltbild zum schematischen Darstellen einer Anordnung eines üblichen Verbrennungszustands- Detektionsgeräts für einen Verbrennungsmotor; und

Fig. 5B ein Signalformdiagramm zum Darstellen der Betriebsschritte eines üblichen Verbrennungszustands-Detektionsgeräts.

Die vorliegende Erfindung wird detailliert im Zusammenhang mit dem beschrieben, was momentan als bevorzugte oder typische Ausführungsformen hiervon angesehen wird, und zwar unter Bezug auf die Zeichnung. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugsbuchstaben oder -zeichen gleiche oder zugeordnete Teile über alle Ansichten hinweg.

Die Fig. 1A zeigt ein Schaltbild zum schematischen Darstellen einer Konfiguration des Verbrennungszustands-Detektionsgeräts für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie die in der Fig. 5 benützten Komponenten, die ähnlich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 5 beschriebenen sind.

Nun bezeichnen unter Bezug auf die Fig. 1A das Bezugszeichen 6A eine Ionenstrom-Detektionsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ionenstrom- Detektorschaltung 6A ist zusätzlich ein Transistor Q3 vorgesehen, mit einer Basiselektrode, die mit derjenigen des Transistors Q2 verbunden ist, derart, dass der Kollektor des Transistors Q3 mit einem Widerstand R11 geerdet ist, wohingehend der Emitter des Transistors Q3 mit einer Spannungsquelle positiver Polarität (V) verbunden ist. Wie anhand der Figur ersichtlich, wird die Ionenstrom- Detektorschaltung 6A in der Form einer Stromspiegelschaltung realisiert. Der Widerstand R11 dient als Strom-Spannungs- Umsetzelement zum Umsetzen des hierüber fließenden Ionenstroms in ein Ionenstrom-Detektionssignal (das im folgenden als das Ionenstrom-Detektionssignal bezeichnet wird) X2a.

Das Bezugszeichen 7A bezeichnet eine erste Entscheidungsschaltung mit einem Komparator CP3 zum Vergleichen des Pegels des Ionenstrom-Detektionssignals X2a mit einer Referenzspannung Vth1, um hierdurch das Ionenstrom- Detektionssignal X2a in ein Pulssignal zu formen, das als erstes Entscheidungssignal X3 ausgegeben wird. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass der bei einem Zündbetrieb erzeugte Rauschstrom normalerweise in der Größenordnung von mehreren hundert Mikroampere liegt, und demnach nimmt der Rauschstrom einen größeren Wert an, als der Ionenstrom, der bei einer Verbrennung der Luft/Kraftstoff-Mischung in dem Motorzylinder auftritt. Unter derartigen Umständen wird die Referenzspannung Vth1 zu einem höheren Pegel als derjenige der Referenzspannung Vth2 gesetzt, die hier nachfolgend unter Berücksichtigung der Tatsache beschrieben wird, dass die erste Entscheidungsschaltung 7A ohne Maskierungsschaltung ein Pulssignal in Ansprechen auf insignifikante Signale ausgeben kann, beispielsweise externes Rauschen, das im Zusammenhang mit dem Zünden oder mit dem Verbrennungsbetrieb erzeug wird. Demnach wird gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung, wie es in der vorliegenden Ausführungsform umgesetzt ist, die Referenzspannung Vth1 für den Komparator CP3 höher gesetzt als nicht nur die Referenzspannung Vth2, sondern auch der Spannungspegel des kleinen Signals wie dem externen Rauschen und dergleichen, im Hinblick auf das Unterdrücken der fehlerhaften Ausgabe der ersten Entscheidungsschaltung 7A.

In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, dass eine Entscheidungsschaltung mit der Struktur ähnlich zu der Entscheidungsschaltung 7 des üblichen Verbrennungszustands- Detektionsgeräts (vgl. Fig. 5A) auch in dem Verbrennungszustands-Detektionsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird. Ein Bezug auf diese Entscheidungsschaltung erfolgt als zweite Entscheidungsschaltung, und sie wird durch das Bezugszeichen 7B bezeichnet. Ferner erfolgt ein Bezug auf das von der zweiten Entscheidungsschaltung 7B auf der Grundlage des Ionenstrom-Detektionssignal X2 ausgegebenen Entscheidungsignal als zweites Entscheidungssignal X4, und zwar lediglich aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung.

Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 1A bezeichnet das Bezugszeichen 9 eine logische ODER-Schaltung mit Eingängen, die mit den Ausgängen der ersten Entscheidungsschaltung 7A und der zweiten Entscheidungsschaltung 7B verbunden sind, zum Erzielen einer logischen ODER-Verknüpfung des ersten Entscheidungssignals X3 und des zweiten Entscheidungssignals X4, um hierdurch ein Ausgangssignal X5 auszugeben, das anschließend der ECU-Einheit 10 zugeführt wird. Übrigens ist die erste Entscheidungsschaltung 7A des Verbrennungszustands- Detektionsgeräts gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung so entworfen, daß sie intakt die Ausgangsgröße der Komparatorschaltung ausgibt, ohne dass diese über die Verzögerungsschaltung geführt wird. Demnach werden die Rauschkomponenten N1 und N2 sowie die Ionenstromkomponente, die jeweils durch den Komparator CP3 in Pulssignale geformt werden, von der ersten Entscheidungsschaltung 7A ausgegeben.

Nun erfolgt unter Bezug auf das in Fig. 1B gezeigte Signalformdiagramm eine Beschreibung der Betriebsschritte des Verbrennungszustands-Detektionsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit einer normalen Verbrennung, einem Nicht-Verbrennungsereignis eines ersten Typs aufgrund eines Defekts oder Fehlers eines Kraftstoffzuführ-Verbrennungssystems und eines Nicht- Verbrennungsereignis eines zweiten Typs aufgrund eines Defekts oder Fehlers eines Zündsteuersystems.

Übrigens ist der Betrieb der zweite Entscheidungsschaltung 7B ähnlich zu demjenigen der hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 5A im Zusammenhang mit dem üblichen Verbrennungszustands- Detektionsgerät beschriebenen Entscheidungsschaltung. Demnach ist eine wiederholte Beschreibung der zweiten Entscheidungsschaltung 7B nicht erforderlich.

1. Normale Verbrennung

Bei Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Motorzylinder in Folge zu dem Anlegen des Zündsignals X1 wird lediglich die pulsförmige Ionenstromkomponente von der zweiten Entscheidungsschaltung 7B als zweites Entscheidungssignal X4 ausgegeben, und die Rauschkomponenten N1 und N2 sind eliminiert. Das zweite Entscheidungssignal X4 liegt an einem der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 9 an.

Andererseits wird von der ersten Entscheidungsschaltung 7A das erste Entscheidungssignal X3 ausgegeben, das aus der pulsgeformten Ionenstromkomponente und dem ebenso in Pulse geformten Rauschkomponente N1 und N2 besteht. Das erste Entscheidungssignal X3 liegt dann an dem anderen Eingangsanschluß der ODER-Schaltung 9 an. Als Ergebnis hiervon wird als Ausgangssignal X5 von der ODER-Schaltung 9 ein logisches Summensignal ausgegeben, das aus dem von der ersten Entscheidungsschaltung 7A zugeführten ersten Entscheidungssignal X3 und dem von der zweiten Entscheidungsschaltung 7B zugeführten zweiten Entscheidungssignal X4 in zeitserieller Sequenz besteht. Das Ausgangssignal X5 der ODER-Schaltung 9 wird anschließend bei der ECU-Einheit 10 eingegeben.

Bei Empfang des Ausgangssignals X5 detektiert die ECU-Einheit 10 die ersten und zweiten Entscheidungssignal X3 und X4 während einer ersten Entscheidungssignal-Detektionsperiode, die in einer Weise festgelegt ist, die nachfolgend beschrieben ist, um hierdurch eine Entscheidung dahingehend zu treffen, dass die Verbrennung normal stattgefunden hat.

Unter Bezug auf die Fig. 1B ist der Zeitpunkt T1, zu dem das Zündsignal X1 abgeschaltet wird (d. h. die hintere oder abfallende Flanke des Zündsignals X1, als der Detektionsstartzeitpunkt für das erste Entscheidungssignal X3 definiert. Eine Zeitperiode T3 gemäß dem Verstreichen iner vorgegebenen Zeitperiode L1 von dem Ausgabestartzeitpunkt T2 des ersten Entscheidungssignals X3 ist als der Detektionsendzeitpunkt für das erste Entscheidungssignal X3 definiert. Der Zeitpunkt T3 ist als Detektionsstartzeitpunkt für das zweite Entscheidungssignal X4 definiert ist. Ferner ist der Zeitpunkt gemäß dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitperiode L2 von dem Detektionsendzeitpunkt T3 als der Detektionsendzeitpunkt T4 für das zweite Entscheidungssignal X4 definiert.

In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, dass eine Detektions- Warte- bzw. -Ruheperiode vorgesehen ist, und zwar aufgrund der Tatsache, dass die Möglichkeit entstehen kann, daß ein Zündrauschen, das den Zündvorgang in dem anderen/den anderen Zylinder(n) zuschaltbar ist, unmittelbar nach dem Unterbrechen des Zündsignals für den nun betrachteten Zylinder in dem Fall überlagert ist, in dem das gleichzeitige Zündschema angewandt wird, und während dieser unterbleibt der Signaldetektionsbetrieb während einer vorgegebenen Zeitperiode L3, die von der Unterbrechung des Zündsignals X1 ausgehend beginnt (d. h., dem Abschalten des Leistungstransistors 2).

2. Nicht-Verbrennungsereignis aufgrund eines Fehlers des Kraftstoffversorgungs/Verbrennungssystems

Tritt bei dem Kraftstoffversorgungs/Verbrennungssystem des Motors irgendein Fehler auf, so wird der Ionenstrom aufgrund der Kraftstoffverbrennung nicht erzeugt. Demnach tritt keine Ionenstromkomponente bei dem Ionenstrom-Detektionssignalen X2a und X2 auf. Jedoch kann in dem Ionenstrom- Detektionssignalen X2a und X2 die bei Anstieg des Zündsignals X1 erzeugte Rauschkomponente N1 und die bei Abschluß oder Auslöschen der Funkentladung erzeugte Rauschkomponente N2 auftreten. Als Ergebnis hiervon werden die Rauschkomponenten N1 und N2, die in dem Ionenstrom-Detektionssignal X2a enthalten sind und dem Pulsformungsbetrieb des Komparators CP3 unterzogen werden, von der ersten Entscheidungsschaltung 7A als erstes Entscheidungssignal X3 ausgegeben, das anschließend bei einem Eingang der ODER-Schaltung 9 anliegt. Im Gegensatz hierzu sind die Rauschkomponente N1 und N2 in dem Ionenstrom-Detektionssignal X2 durch die Verzögerungsschaltung in der zweiten Entscheidungsschaltung 7B eliminiert. Demnach enthält das an dem anderen Eingang der ODER-Schaltung 9 anliegende zweite Entscheidungssignal X4 keine Rauschkomponenten. Demnach wird das Ausgangssignal X5 zum Anzeigen der Rauschkomponenten N1 und N2 von der ODER- Schaltung 9 für die Eingabe bei der ECU-Einheit 10 ausgegeben.

Die ECU-Einheit 10 detektiert das erste und zweite Entscheidungssignal X3 und X4 während der ersten Entscheidungssignal-Detektionsperiode, die - wie zuvor erwähnt - synchron zu der abfallenden Flanke (hinteren Flanke) des Zündsignals X1 festgelegt ist. In diesem Fall wird das Signal während der ersten Detektionsperiode für das erste Entscheidungssignal X3 detektiert, während kein Signal während der zweiten Detektionsperiode für das zweite Entscheidungssignal X4 detektiert wird. Demnach kann eine Entscheidung dahingehend erfolgen, dass das Nicht- Verbrennungsereignis einen Fehler in dem Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystem zuschaltbar ist.

Als typisches Beispiel für die Fehler in dem Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystem kann eine Unterbrechung (ein Zwischenspul- und Kurzschlußfehler) bei der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 erwähnt werden, sowie eine Unterbrechung des Hochspannungsleiters oder der Hochspannungsschnur, die zum Verbinden der Zündkerze 4 und der Sekundärwicklung 12 der Zündkerze 4 verwendet werden, das Auftreten eines Schwelzustands in der Zündkerze 4, ferner eines Kraftstoffeinspritzfehlers aufgrund des Defekts des Kraftstoffzuführsystems, z. B. des Kraftstoffeinspritzers und/oder dergleichen, wie sich anhand der in Fig. 3 gezeigten Tabelle erkennen läßt.

3. Nicht-Verbrennungsereignis aufgrund des Fehlers in dem Zündsteuersystem

Findet keine Zündung oder Verbrennung aufgrund der Unterbrechung der Primärwicklung 11 der Zündspule 1 statt, so übt das der Eingangsschaltung der Primärwicklung 11 der Zündspule 1 zugeführte Zündsignal X1 keinen Einfluß auf die Ausgangsschaltung einschließlich der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 aus. Demnach tritt kein Ausgangssignal X5 auf, das bei der ECU-Einheit 10 einzugeben ist. Als Ergebnis hiervon detektiert die ECU-Einheit 10 kein Signal irgendeiner Signifikanz während der ersten Detektionsperiode für das erste Entscheidungssignal X3 und der zweiten Detektionsperiode für das zweite Entscheidungssignal X4. Demnach erfolgt die Entscheidung dahingehend, dass das Auftreten des Nicht-Verbrennungsereignis auf irgendeinen Fehler in dem Zündsteuersystem zurückzuführen ist.

Als typisches Beispiel für einen der Fehler in den Zündsteuersystem kann das Nichterzeugen des Zündsignals aufgrund eines Fehlers in der ECU-Einheit 10 erwähnt werden, sowie das Unterbrechen des Zündsignalleiters, ein Defekt des Leistungstransistors 2 zum An/Abschalten der Stromzufuhr zu der Zündspule 1 in Ansprechen auf das Zündsignal, eine Unterbrechung der Primärwicklung der Zündspule 1, eine Unterbrechung des Ionenstromleiters, das Erzeugen eines Ausgangssignals von dem nicht gezeigte Verbrennungszustandsdetektor oder dergleichen.

In dem Fall des Verbrennungszustands-Detektionsgeräts für den Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung lassen sich die Nicht-Verbrennungsereignisse und die Fehler, die zum Auftreten eines derartigen Nicht- Verbrennungsereignis führen, unterschiedlich entscheiden oder festlegen, und zwar auf der Grundlage der Detektion des ersten und zweiten Entscheidungssignal X3 und X4 auf der Grundlage der Rauschkomponente N1, die zu dem Entladeendzeitpunkt erzeugt wird, und des im Zusammenhang mit der Verbrennung erzeugten Ionenstroms. Das Verbrennungszustands-Detektionsgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist so entworfen, dass sich die normale Verbrennung und der/die Fehler, die zu dem Nicht-Verbrennungsereignis führen, unterschiedlich bestimmen oder festlegen lassen, auf der Grundlage des ersten Entscheidungssignal X3A, das bei einem Anstieg des Zündsignals X1 erzeugt wird, und den im Zusammenhang mit der Verbrennung erzeugen Ionenstrom.

Die Fig. 2A zeigt ein Schaltbild zum schematischen Darstellen einer Struktur des Verbrennungszustands-Detektionsgerät für den Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Fig. 2A sind Komponenten ähnlich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 1A beschriebenen anhand ähnlicher Bezugszeichen bezeichnet. Die zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Hinblick auf die Tatsache, dass eine UND-Schaltung 112 für die logische UND-Verknüpfung vorgesehen ist, und zwar von der Ausgangsgröße des Komparators CP3 zum Bilden eines Teils der ersten Entscheidungsschaltung 7A und des Zündsignals X1, das über einen Puffer 111 eingegeben wird, und dass die ODER- Schaltung 9 so verbunden ist, dass sie das von der UND- Schaltung 112 ausgegebene erste Entscheidungssignal X3A und das von der zweiten Entscheidungsschaltung 7B ausgegebene zweite Entscheidungssignal X4 einer logischen ODER- Verknüpfung unterzieht.

Nun erfolgt unter Bezug auf das in Fig. 2B gezeigte Signalformdiagramm eine Beschreibung der Betriebsschritte des Verbrennungszustands-Detektionsgeräts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der normalen Verbrennung, des Nicht-Verbrennungsereignis vom ersten Typ aufgrund eines Defekts oder Fehlers des Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystems und des Nicht- Verbrennungsereignis vom zweiten Typ aufgrund eines Defekts oder Fehlers des Zündsteuersystems. Übrigens sind die Fehler des Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystems sowie die Fehler des Zündsystems im wesentlichen dieselben, wie die hier zuvor im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen. Weiterhin sind die Betriebsabläufe der ersten und zweiten Entscheidungsschaltung 7A und 7B ähnlich zu denjenigen des Verbrennungszustands-Detektionsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform. Demnach ist eine wiederholte Beschreibung hiervon nicht erforderlich.

1. Normale Verbrennung

Solange die normale Verbrennung in dem Motorzylinder stattfindet, werden die Rauschkomponente N1 und N2 und der im Zusammenhang mit der Verbrennung erzeugte Ionenstrom als Ionenstrom-Detektionssignal X2 detektiert. Demnach wird das erste Entscheidungssignal X3 bei einem der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 112 von dem Komparator CP3 eingegeben, wie im Fall des Verbrennungszustands-Detektionsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Andererseits wird bei dem anderen Eingangsanschluß der UND-Schaltung 112 über den Puffer 111 das Zündsignal X1 eingegeben. Demnach gibt die UND-Schaltung 112 das erste Entscheidungssignal X2A aus, das sich anhand der Pulsformung der bei einem Anstieg des Zündsignals X1 synchron zu dem Anlegen des Zündsignals X1 erzeugten Rauschkomponente X1 ergibt. Das erste Entscheidungssignal X3A liegt an einem der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 9 an.

Andererseits liegt an dem anderen Eingangsanschluß der ODER- Schaltung 9 das zweite Entscheidungssignal X4 an. Demnach wird die logische ODER-Summe des ersten Entscheidungssignals X3A und des zweiten Entscheidungssignal X4 von der ODER- Schaltung 9 als Analogsignal X5 ausgegeben, das anschließend der ECU-Einheit 10 zugeführt wird. Hierdurch wird dann entschieden, dass die normale Verbrennung stattgefunden hat, und das Signal gemäß dem zweiten Entscheidungssignal X4 nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt detektiert wird, zu dem das erste Entscheidungssignal X3A synchron mit dem Anlegen des Zündsignals X1 detektiert wird.

2. Nicht-Verbrennungsereignis aufgrund eines Fehlers in dem Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystem

Tritt das Nicht-Verbrennungsereignis aufgrund des Nichtvorliegens der Kraftstofferzeugung auf, so kann kein Ionenstrom über den Zwischenelektrodenspalt der Zündkerze fließen. Demnach wird das zweite Entscheidungssignal X4 nicht erzeugt. Da jedoch die bei Anliegen des Zündsignals X1 erzeugte Rauschkomponente N1 ausgegeben wird, wird das erste Entscheidungssignal X3A der ODER-Schaltung 9 von der UND- Schaltung 112 synchron zu dem Anstieg des Zündsignals X1 zugeführt, und als Ergebnis hiervon wird das erste Entscheidungssignal X3A von der ODER-Schaltung 9 als Ausgangssignal X5 ausgegeben, das anschließend der ECU- Einheit 10 zugeführt wird.

Demnach wird dann, wenn lediglich das synchron zu dem Anstieg des Zündsignals X1 erzeugte Signal (d. h. das Ausgangssignal X5) durch die ECU-Einheit 10 detektiert wird, entschieden, dass das Nicht-Verbrennungsereignis aufgrund eines Fehlers in dem Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystem aufgetreten ist.

3. Nicht-Verbrennungsereignis aufgrund eines Fehlers in dem Zündsteuersystem

Es wird beispielhaft davon ausgegangen, dass kein Zünden oder Feuern aufgrund der Unterbrechung der Primärwicklung 11 der Zündspule 1 auftritt. In diesem Fall übt das bei der Eingangsschaltung der Primärwicklung 11 der Zündspule 1 anliegende Zündsignal X1 keinen Einfluß auf die Ausgangsschaltung aus, die in Zuordnung zu der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 vorgesehen ist. Demnach wird das Ausgangssignal X5 nicht der ECU-Einheit 10 zugeführt.

In diesem Fall wird weder das erste Entscheidungssignal X3A und der Anwendung des Zündsignal X1 noch das zweite Entscheidungssignal X4 aufgrund der Verbrennung detektiert, und demnach erfolgt eine Entscheidung dahingehend, dass das Nicht-Verbrennungsereignis dem Nichtauftreten der Hochspannung parallel zu der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 zuschaltbar ist, was bedeutet, dass bei dem Zündsystem ein Fehler vorliegt.

Das Nichtvorliegen des Analogsignals während der Detektionsperiode des zweiten Entscheidungssignals X4 zeigt das Auftreten einer Nicht-Verbrennung an. In diesem Fall läßt sich der Typ des Fehlers unterscheidend in Übereinstimmung mit der Tatsache identifizieren, ob das erste Entscheidungssignal X3 ausgegeben wird oder nicht, wie in der in Fig. 4 gezeigten Tabelle zusammengefaßt.

Insbesondere dann, wenn das erste Entscheidungssignal X3 ausgegeben wird, bedeutet dies, dass die hohe Sekundärspannung für das Zünden oder das Feuern erzeugt wird. Demnach läßt sich als Fehler der Zwischenschicht- Kurzschlußfehler der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 1 schätzen, sowie das Unterbrechen der Hochspannungsleitung, das Schwelen der Zündkerze 4, irgendein Defekt des Kraftstoffzuführ/Verbrennungssystems oder dergleichen.

Bei dem Verbrennungszustands-Detektionsgerät, bei dem der Verbrennungszustandsdetektor, bestehend aus der ersten und zweiten Entscheidungsschaltung 7a und 7B, in die Zündspule 1 eingebaut ist, zeigt das Nichtvorliegen des ersten Entscheidungssignal X3A an, dass irgendein Fehler in der ECU- Einheit 10, dem Zündsignalleiter oder der Zündspule 1 auftritt, wie sich anhand von Fig. 4 erkennen läßt.

In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, dass dann, wenn das erste Entscheidungssignal X3A nicht von der UND-Schaltung 112 ausgegeben wird, sich die Fehlerdiagnose für die ECU-Einheit 10 und den Zündsignalleiter durch Überwachung des Zündsignals mit der ECU-Einheit 10 durchführen läßt. Zeit diese Diagnos keine Anormalität des Zündsignals, so läßt sich unterscheidend feststellen, dass bei der Zündspule 1 ein Fehler vorliegt.

Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind im Licht der vorangehenden technischen Lehre möglich. Es ist demnach zu erkennen, dass sich innerhalb des Schutzbereichs die angefügten Patentansprüche die Erfindung praktisch anders als hier spezifisch beschrieben umsetzen läßt.

Claims (7)

1. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor, enthaltend:
eine Zündkerze (4) zum Erzeugen einer Zündentladung bei Anliegen einer Hochspannung, erzeugt duch eine Zündspule (1) in Ansprechen auf ein Zündsignal (X1), um hierdurch ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem Zylinder des Verbrennungsmotors zu zünden;
eine Ionenstrom-Detektionsvorrichtung (6A) zum Detektieren - als Ionenstrom-Detektionssignale (X2a; X2) - eines Ionenstroms gemäß einer Menge von Ionen, die in dem Zylinder unmittelbar nach der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugt werden;
eine Signaldetektionsvorrichtung (7A; 7B; 9), die zum Vergleichen des von der Ionenstrom-Detektionsvorrichtung (6A) ausgegebenen Ionenstrom-Detektionssignal (X2a) mit einer ersten Referenzspannung (Vth1) entworfen ist, um hierdurch ein erstes Entscheidungssignal (X2) auszugeben, bei Vergleich des Ionenstrom- Detektionssignals (X2) mit einer zweiten Referenzspannung (Vth2), um hierdurch ein zweites Entscheidungssignal (X4) auszugeben, bei Invalidieren der Ausgabe des zweiten Entscheidungssignals (X4) während einer vorgegebenen Zeitperiode, ausgehend von einem Zeitpunkt, zu dem der Vergleich des Ionenstrom- Detektionssignals (X2) mit der zweiten Referenzspannung (Vth2) startet; und
eine Schätzvorrichtung (9, 10; 112) zum Schätzen eines Grunds für das Nichterzeugen eines Verbrennungssignals auf der Grundlage der Ausgangsstatusse des ersten Entscheidungssignals (X3) und des zweiten Entscheidungssignals (X4).

2. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaldetektionsvorrichtung (7A; 7B) enthält:
eine erste Detektionseinheit (7A; CP3) zum Detektieren von Rauschkomponenten auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs des Ionenstrom-Detektionssignals (X2a) mit der ersten Referenzspannung (Vth1); und
eine zweite Detektionseinheit (7B; CP1) zum Detektieren einer Ionenstromkomponente aufgrund der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Mischung auf der Grundlage des Vergleichsergebnis von dem Ionenstrom-Detektionssignal (X2) mit der zweiten Referenzspannung (Vth2), die niedriger als die erste Referenzspannung (Vth1) festgelegt ist.

3. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzvorrichtung (9, 10; 112) so entworfen ist, dass sie eine vorgegebene Zeitperiode (L1) festlegt, die sich von einem Zeitpunkt (T2) erstreckt, zu dem die Ausgabe des ersten Entscheidungssignals (X3) nach dem Zünden der Luft/Kraftstoff-Mischung (T1) startet, als Detektionsperiode für das erste Entscheidungssignal (X3), und sie eine vorgegebene Zeitperiode (L2) als Detektionsperiode für das zweite Entscheidungssignal (X4) festlegt, das sich von einem Zeitpunkt (T3) erstreckt, zu dem die Detektionsperiode für das erste Entscheidungssignal (X3) abgeschlossen ist, so dass sich das erste und zweite Entscheidungssignal (X3, X4) voneinander unterscheidbar detektieren lassen.

4. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzvorrichtung (9, 10; 112) so entworfen ist, dass sie eine Signaldetektions- Warteperiode während einer vorgegebenen Zeitperiode (L3) festlegt, die unmittelbar auf die Unterbrechung (T1) des Zündsignals (X1) folgt.

5. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzvorrichtung (9, 10; 112) so entworfen ist, dass sie Rauschkomponentensignale (N1, N2) lediglich während einer Ausgabeperiode des Zündsignals (X1) ausgibt.

6. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzvorrichtung (9, 10; 112) so entworfen ist, dass sie eine Detektionsperiode für die Rauschkomponentensignale (N1, N2) so begrenzt, dass sie innerhalb der Ausgabeperiode des Zündsignals (X1) liegen.

7. Verbrennungszustands-Detektionsgerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenstrom- Detektionsvorrichtung (6A) und die Signaldetektionsvorrichtung (7A; 7B) in die Zündspule (1) eingebaut sind.