JP2016176411A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents

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金原 賢治
Kenji Kanehara
賢治 金原
哲也 鳥谷尾
Tetsuya Toyao
哲也 鳥谷尾
明光 杉浦
Akimitsu Sugiura
明光 杉浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignition device for an internal combustion engine that enables elongation of a service life of a spark plug.SOLUTION: An ignition device 10 for an internal combustion engine includes: a plurality of spark plugs 1 mounted to one combustion chamber of the internal combustion engine; voltage application means 2 for applying voltage to the spark plugs 1; gap determination means 3; and plug selection means 4. The gap determination means 3 determines the size of a discharge gap G between a ground electrode 11 and a center electrode 12 of each of the plurality of spark plugs 1. The plug selection means 4 selects the spark plug 1 to which voltage is applied by the voltage application means 2 on the basis of a determination result obtained by the gap determination means 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数のスパークプラグを有する内燃機関用の点火装置に関する。   The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine having a plurality of spark plugs.

車両等の内燃機関には、スパークプラグの接地電極と中心電極との間の放電ギャップに火花放電を生じさせることにより、燃焼室の混合気に点火する点火装置が備えられている。ここで、繰り返しの火花放電により、電極が徐々に消耗するが、かかる消耗はスパークプラグの寿命に影響する。それゆえ、電極の消耗を抑制する技術が種々提案されている。   An internal combustion engine such as a vehicle is provided with an ignition device that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber by generating a spark discharge in a discharge gap between a ground electrode and a center electrode of a spark plug. Here, the electrode is gradually consumed due to repeated spark discharge, but this consumption affects the life of the spark plug. Therefore, various techniques for suppressing electrode consumption have been proposed.

特許文献1には、一つの気筒に互いに放電ギャップが異なる複数のスパークプラグを配置した点火装置において、エンジンの回転数に応じて点火させるスパークプラグを切り替えることにより、長寿命化を図ることを目的としたものが開示されている。   Patent Document 1 aims to extend the life of an ignition device in which a plurality of spark plugs having different discharge gaps are arranged in one cylinder by switching spark plugs that are ignited according to the engine speed. Is disclosed.

特許第4667258号公報Japanese Patent No. 4667258

しかしながら、上記点火装置においては、放電ギャップを大きくした側のスパークプラグの電極が優先的に消耗するため、長寿命化を図ることについて改善の余地がある。すなわち、放電ギャップを大きくすると、電極間に要求される電圧が上昇するが、これに伴い、放電ギャップを大きくした方のスパークプラグの電極が比較的早く消耗されやすい。複数のうちの少なくとも一つのスパークプラグが消耗すると、複数のスパークプラグのすべてについて交換を行なうのが実状であるため、複数のスパークプラグ間に電極消耗の偏りが生じることは長寿命化の妨げとなる。   However, in the ignition device described above, since the electrode of the spark plug on the side where the discharge gap is increased is consumed preferentially, there is room for improvement in extending the life. That is, when the discharge gap is increased, the voltage required between the electrodes is increased, and accordingly, the electrode of the spark plug having the larger discharge gap is likely to be consumed relatively quickly. When at least one of the plurality of spark plugs is worn out, it is a fact that all of the plurality of spark plugs are replaced. Therefore, the uneven consumption of electrodes between the plurality of spark plugs may hinder the extension of the life. Become.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、スパークプラグの長寿命化を図ることができる内燃機関用の点火装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine capable of extending the life of a spark plug.

本発明の一態様は、内燃機関における一つの燃焼室に取り付けられた複数のスパークプラグと、
該スパークプラグに電圧を印加する電圧印加手段と、
上記複数のスパークプラグにおける接地電極と中心電極との間の放電ギャップの大きさを判定するギャップ判定手段と、
上記電圧印加手段によって電圧を印加する上記スパークプラグを、上記ギャップ判定手段の判定結果に基づいて選択するプラグ選択手段と、を有することを特徴とする内燃機関用の点火装置にある。
One aspect of the present invention is a plurality of spark plugs attached to one combustion chamber in an internal combustion engine;
Voltage applying means for applying a voltage to the spark plug;
Gap determining means for determining the size of the discharge gap between the ground electrode and the center electrode in the plurality of spark plugs;
An ignition device for an internal combustion engine, comprising: a plug selection unit that selects the spark plug to which a voltage is applied by the voltage application unit, based on a determination result of the gap determination unit.

上記内燃機関用の点火装置は、電圧印加手段によって電圧を印加するスパークプラグを、ギャップ判定手段の判定結果に基づいて選択するプラグ選択手段を有する。それゆえ、複数のスパークプラグ間における電極の消耗量の偏りを防止することができる。その結果、スパークプラグの長寿命化を図ることができる。   The ignition device for an internal combustion engine includes a plug selection unit that selects a spark plug to which a voltage is applied by the voltage application unit based on a determination result of the gap determination unit. Therefore, it is possible to prevent uneven consumption of the electrode between the plurality of spark plugs. As a result, the life of the spark plug can be extended.

以上のごとく、本発明によれば、スパークプラグの長寿命化を図ることができる内燃機関用の点火装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ignition device for an internal combustion engine that can extend the life of a spark plug.

実施例1における、内燃機関用の点火装置の回路図。1 is a circuit diagram of an ignition device for an internal combustion engine in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、内燃機関用の点火装置の動作フロー図。FIG. 3 is an operation flowchart of the ignition device for the internal combustion engine in the first embodiment. 実施例1における、スパークプラグの先端部の側面図。The side view of the front-end | tip part of the spark plug in Example 1. FIG. 実施例2における、内燃機関用の点火装置の動作フロー図。FIG. 6 is an operation flowchart of the ignition device for the internal combustion engine in the second embodiment. 実施例3における、内燃機関用の点火装置の回路図。4 is a circuit diagram of an ignition device for an internal combustion engine in Embodiment 3. FIG.

(実施例1)
内燃機関用の点火装置の実施例につき、図1〜図3を用いて説明する。
内燃機関用の点火装置10は、図1に示すごとく、内燃機関における一つの燃焼室に取り付けられた複数のスパークプラグ1と、スパークプラグ1に電圧を印加する電圧印加手段2と、ギャップ判定手段3と、プラグ選択手段4と、を有する。ギャップ判定手段3は、複数のスパークプラグ1における接地電極11と中心電極12との間の放電ギャップGの大きさを判定する。プラグ選択手段4は、電圧印加手段2によって電圧を印加するスパークプラグ1を、ギャップ判定手段3の判定結果に基づいて選択する。
Example 1
An embodiment of an ignition device for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an ignition device 10 for an internal combustion engine includes a plurality of spark plugs 1 attached to one combustion chamber in the internal combustion engine, a voltage application means 2 for applying a voltage to the spark plug 1, and a gap determination means. 3 and plug selection means 4. The gap determination means 3 determines the size of the discharge gap G between the ground electrode 11 and the center electrode 12 in the plurality of spark plugs 1. The plug selection unit 4 selects the spark plug 1 to which the voltage is applied by the voltage application unit 2 based on the determination result of the gap determination unit 3.

点火装置10は、車両用エンジン等の内燃機関において、混合気への着火手段として用いられる。
本例においては、内燃機関における一つの燃焼室に、二つのスパークプラグ1a、1bが取り付けられている。二つのスパークプラグ1a、1bは、互いに同じ構造を有する。図3に示すごとく、スパークプラグ1は、互いの間に放電ギャップGを設けた状態で対向配置される中心電極12と接地電極11とを有する。また、スパークプラグ1は、中心電極12を内側に保持する絶縁碍子13と、絶縁碍子13を内側に保持するハウジング14とを有する。二つのスパークプラグ1a、1bは、少なくとも使用前の状態においては、放電ギャップGの大きさが互いに同等となっている。
The ignition device 10 is used as an ignition means for an air-fuel mixture in an internal combustion engine such as a vehicle engine.
In this example, two spark plugs 1a and 1b are attached to one combustion chamber in the internal combustion engine. The two spark plugs 1a and 1b have the same structure. As shown in FIG. 3, the spark plug 1 includes a center electrode 12 and a ground electrode 11 that are opposed to each other with a discharge gap G provided therebetween. The spark plug 1 also includes an insulator 13 that holds the center electrode 12 inside, and a housing 14 that holds the insulator 13 inside. The two spark plugs 1a and 1b have the same discharge gap G in at least the state before use.

点火装置10は、所定のタイミングにおいて、二つのスパークプラグ1a、1bの少なくとも一方を放電させ、燃焼室内の燃料(混合気)に着火することで、内燃機関を運転する。スパークプラグ1を繰り返し放電させると、中心電極12及び接地電極11が徐々に消耗する。これにより、放電ギャップGが徐々に拡大して、適切な放電が困難となるまで放電ギャップGが拡大すると、スパークプラグ1の寿命が尽きることとなる。   The ignition device 10 operates the internal combustion engine by discharging at least one of the two spark plugs 1a and 1b and igniting the fuel (air mixture) in the combustion chamber at a predetermined timing. When the spark plug 1 is repeatedly discharged, the center electrode 12 and the ground electrode 11 are gradually consumed. As a result, the life of the spark plug 1 will be exhausted if the discharge gap G is expanded until the discharge gap G is gradually increased and appropriate discharge becomes difficult.

一つの燃焼室に二個のスパークプラグ1a、1bを配置して、二個のスパークプラグ1a、1bを、交互に放電させた場合、単純に考えると、一個のスパークプラグを用いる場合と比して寿命が2倍に延びることとなる。しかしながら、二個のスパークプラグ1a、1bを交互に使用したとしても、各サイクルにおける燃焼条件等が異なる可能性があるため、二個のスパークプラグ1a、1bが同じように消耗するとは限らない。二個のスパークプラグ1a、1bの消耗量が互いに異なると、各サイクルにおける排気ガス濃度、エンジン出力が異なるおそれがあり、ひいてはエミッション規制をクリアできない原因や、振動の原因にもなりかねない。これらの課題を克服するため、本例では、二個のスパークプラグ1a、1bの使用環境が異なっても、スパークプラグ1の交換時期を長くすることができる方法として、二つのスパークプラグ1a、1bの電極消耗の速度を同じにする手法を提案する。   When two spark plugs 1a and 1b are arranged in one combustion chamber and the two spark plugs 1a and 1b are alternately discharged, simply considering, compared to the case of using one spark plug. Thus, the service life will be doubled. However, even if the two spark plugs 1a and 1b are used alternately, the combustion conditions and the like in each cycle may be different, so the two spark plugs 1a and 1b are not always consumed in the same manner. If the consumption amounts of the two spark plugs 1a and 1b are different from each other, the exhaust gas concentration and the engine output in each cycle may be different, which may cause the emission regulations to not be cleared or cause vibration. In order to overcome these problems, in this example, two spark plugs 1a, 1b can be used as a method for extending the replacement time of the spark plug 1 even if the use environments of the two spark plugs 1a, 1b are different. We propose a method to make the electrode wear rate of the same.

図1に示す点火装置10は、二つのスパークプラグ1a、1bにおける放電ギャップGの大きさに偏りが生じないように、各サイクルにおいて放電させるスパークプラグ1を選択する。その方法として、ギャップ判定手段3によって、二つのスパークプラグ1a、1bにおける放電ギャップGの大きさを判定し、その判定結果に基づいて、プラグ選択手段4が、放電させるスパークプラグ1を選択する。   The ignition device 10 shown in FIG. 1 selects the spark plug 1 to be discharged in each cycle so that the size of the discharge gap G in the two spark plugs 1a and 1b is not biased. As the method, the gap determination means 3 determines the size of the discharge gap G in the two spark plugs 1a and 1b, and the plug selection means 4 selects the spark plug 1 to be discharged based on the determination result.

本例において、プラグ選択手段4は、ギャップ判定手段3の判定結果によって放電ギャップGの大きさが最も小さいと判断されたスパークプラグ1に、優先的に電圧印加手段2からの電圧の印加を行うことができるよう構成されている。これにより、二つのスパークプラグ1a、1bの間において、放電ギャップGの大きさに偏りが生じないようにしている。   In this example, the plug selection means 4 preferentially applies the voltage from the voltage application means 2 to the spark plug 1 that is determined to have the smallest discharge gap G based on the determination result of the gap determination means 3. It is configured to be able to. This prevents the discharge gap G from being biased between the two spark plugs 1a and 1b.

また、電圧印加手段2は、互いに磁気的に結合された一次コイル21及び二次コイル22を有する点火コイル20を備える。そして、ギャップ判定手段3は、点火コイル20の一次コイル21に印加される一次電圧の大きさに基づいて、放電ギャップGの大きさを判定するよう構成されている。   The voltage application means 2 includes an ignition coil 20 having a primary coil 21 and a secondary coil 22 that are magnetically coupled to each other. The gap determining means 3 is configured to determine the magnitude of the discharge gap G based on the magnitude of the primary voltage applied to the primary coil 21 of the ignition coil 20.

図1に示すごとく、電圧印加手段2は、各スパークプラグ1a、1bにそれぞれ接続される二つの点火コイル20a、20bと、各点火コイル20a、20bの一次コイル21a、21bにそれぞれ接続された二つのイグナイタ23a、23bとを有する。また、点火コイル20aの二次コイル22aは、スパークプラグ1aと接続されており、点火コイル20bの二次コイル22bは、スパークプラグ1bと接続されている。   As shown in FIG. 1, the voltage applying means 2 includes two ignition coils 20a and 20b connected to the spark plugs 1a and 1b, respectively, and two primary coils 21a and 21b connected to the ignition coils 20a and 20b, respectively. Two igniters 23a and 23b. Further, the secondary coil 22a of the ignition coil 20a is connected to the spark plug 1a, and the secondary coil 22b of the ignition coil 20b is connected to the spark plug 1b.

各点火コイル20の一次コイル21には、イグナイタ23のオンオフに伴い、バッテリ(直流電源)の電圧を昇圧回路24によって昇圧した一次電圧の印加と遮断とが繰り返される。そして、一次コイル21への一次電圧の通電が遮断される際に、二次コイル22に二次電圧が誘導され、中心電極12と接地電極11との間に放電電圧が印加される。   The primary coil 21 of each ignition coil 20 is repeatedly applied and interrupted with the primary voltage obtained by boosting the voltage of the battery (DC power supply) by the booster circuit 24 as the igniter 23 is turned on / off. Then, when energization of the primary voltage to the primary coil 21 is interrupted, the secondary voltage is induced in the secondary coil 22, and a discharge voltage is applied between the center electrode 12 and the ground electrode 11.

イグナイタ23は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor:IGBT)等のスイッチング素子によって構成される。各イグナイタ23のIGBTのゲートは、エンジン制御装置5と接続されている。イグナイタ23は、エンジン制御装置5からゲートに入力される点火制御信号に基いて、コレクタ及びエミッタ間における電流の導通及び遮断を切り替える。   The igniter 23 is configured by a switching element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT), for example. The IGBT gate of each igniter 23 is connected to the engine control device 5. The igniter 23 switches between conduction and interruption of current between the collector and the emitter based on an ignition control signal input to the gate from the engine control device 5.

ギャップ判定手段3は、一方の一次コイル21aに印加された一次電圧(Va)に基づいて、一方のスパークプラグ1aの放電ギャップGの大きさを推定し、他方の一次コイル21bに印加された一次電圧(Vb)に基いて、他方のスパークプラグ1bの放電ギャップGの大きさを推定する。一次電圧(Va、Vb)を計測するため、一次コイル21とイグナイタ23との間には、電圧検出部31が接続されている。各電圧検出部31によって検出された一次電圧(Va、Vb)の情報は、コンパレータ32において比較され、その情報がエンジン制御装置5に送られる。エンジン制御装置5では、一次電圧の大きい方の点火コイル20に接続されたスパークプラグ1の放電ギャップGが大きいと判定し、一次電圧の小さいほうの点火コイル20に接続されたスパークプラグ1に高電圧を印加し放電すべく、プラグ選択手段4を用いて、作動させるイグナイタ23を選択する。   The gap determination means 3 estimates the size of the discharge gap G of one spark plug 1a based on the primary voltage (Va) applied to one primary coil 21a, and the primary applied to the other primary coil 21b. Based on the voltage (Vb), the size of the discharge gap G of the other spark plug 1b is estimated. In order to measure the primary voltages (Va, Vb), a voltage detector 31 is connected between the primary coil 21 and the igniter 23. Information on the primary voltages (Va, Vb) detected by each voltage detector 31 is compared in the comparator 32, and the information is sent to the engine control device 5. The engine control device 5 determines that the discharge gap G of the spark plug 1 connected to the ignition coil 20 having the larger primary voltage is large, and increases the spark plug 1 connected to the ignition coil 20 having the smaller primary voltage to the spark plug 1. The igniter 23 to be operated is selected using the plug selection means 4 in order to apply and discharge the voltage.

ここで、ギャップ判定手段3による放電ギャップGの大きさの推定は、パッシェンの法則を利用したものである。すなわち、ギャップ判定手段3は、スパークプラグ1における平行な電極間に火花放電の生じる二次電圧が、スパークプラグ1の配された燃焼室内のガス圧pと、スパークプラグ1の放電ギャップGの大きさdとの積の関数として表されることを利用している。   Here, the estimation of the size of the discharge gap G by the gap determination means 3 utilizes Paschen's law. That is, the gap determination means 3 is such that the secondary voltage at which spark discharge occurs between parallel electrodes in the spark plug 1 is such that the gas pressure p in the combustion chamber in which the spark plug 1 is disposed and the discharge gap G of the spark plug 1 are large. This is expressed as a function of the product of d.

この手法を用いると、二次電圧が大きい方のスパークプラグ1が、放電ギャップGがより大きいと判定できる。また、二つの点火コイル20a、20bにおける二次電圧の差から、二つのスパークプラグ1a、1bの放電ギャップGの差を求めることができる。また、一次電圧と二次電圧とは比例関係にあるため、一次電圧の値からも放電ギャップGの差を求めることもできる。   If this method is used, it can be determined that the spark plug 1 having the larger secondary voltage has a larger discharge gap G. Further, the difference in the discharge gap G between the two spark plugs 1a and 1b can be obtained from the difference in secondary voltage between the two ignition coils 20a and 20b. Further, since the primary voltage and the secondary voltage are in a proportional relationship, the difference in the discharge gap G can also be obtained from the value of the primary voltage.

二次電圧は数十kVと高いため、測定が困難であることから、電圧の低い一次電圧を電圧検出部31によって検出する方が簡単である。この様にして、二つの点火コイル20a、20bのいずれの一次電圧(Va、Vb)の方が大きいか、そして、二つの点火コイル20a、20bの一次電圧の差|Va−Vb|を、ギャップ判定手段3において算出する。この算出結果に基づき、プラグ選択手段4は、二つの点火コイル20a、20bのいずれを作動させて、いずれのスパークプラグ1を放電させるかを選択し、電圧印加手段2によってそのスパークプラグ1に電圧を印加する。   Since the secondary voltage is as high as several tens of kV, and measurement is difficult, it is easier to detect the primary voltage having a low voltage by the voltage detector 31. In this way, which primary voltage (Va, Vb) of the two ignition coils 20a, 20b is greater and the difference | Va-Vb | The determination means 3 calculates. Based on this calculation result, the plug selection means 4 selects which of the two ignition coils 20a and 20b is to be operated and which spark plug 1 is to be discharged, and the voltage application means 2 applies a voltage to the spark plug 1. Apply.

なお、上述のごとく、ギャップ判定手段3は、パッシェンの法則に基づいて放電ギャップGの大きさを推定するため、燃焼状態が安定しているとき、つまり、点火タイミングにおける燃焼室内のガス圧pが少なくとも2サイクルにおいて一定であることを条件に、一次電圧から二つのスパークプラグ1a、1bの放電ギャップGの差を高精度に推定できる。例えば、ギャップの判定条件としては、空燃比(A/F)が理論空燃比に近いと判断される状態であって、各サイクルにおけるエンジン回転数、吸入空気量、点火タイミングが一定の条件において、放電ギャップGの大きさを判定するのが理想的である。なお、空燃比が理論空燃比に近いか否かは、例えば空燃比センサ、O2センサによって検出できる。 As described above, since the gap determination means 3 estimates the size of the discharge gap G based on Paschen's law, the gas pressure p in the combustion chamber at the ignition timing is stable when the combustion state is stable. The difference between the discharge gaps G of the two spark plugs 1a and 1b can be estimated with high accuracy from the primary voltage on condition that the constant is at least in two cycles. For example, as a gap determination condition, the air-fuel ratio (A / F) is determined to be close to the theoretical air-fuel ratio, and the engine speed, intake air amount, and ignition timing in each cycle are constant. It is ideal to determine the size of the discharge gap G. Whether the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio can be detected by, for example, an air-fuel ratio sensor or an O 2 sensor.

次に、点火作動させるスパークプラグ1の選択の仕方の一例を、図2のフローに沿って説明する。
まず、燃焼室に供給される混合気の空燃比(A/F)を、空燃比センサ等によって測定し、得られた空燃比が理論空燃比に近いか否かを判断する(ステップS1)。例えば、空燃比(A/F)が14〜15の範囲内にあるとき、理論空燃比に近いと判断する。
Next, an example of how to select the spark plug 1 to be ignited will be described along the flow of FIG.
First, the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is measured by an air-fuel ratio sensor or the like, and it is determined whether or not the obtained air-fuel ratio is close to the theoretical air-fuel ratio (step S1). For example, when the air-fuel ratio (A / F) is in the range of 14 to 15, it is determined that the air-fuel ratio is close to the theoretical air-fuel ratio.

理論空燃比に近くないと判断されたときは、適切な放電ギャップGの大きさの推定が困難であることから、ギャップ判定手段3による判断を行わない。そのため、この場合、プラグ選択手段4は、これまでと同様のパターンにて、点火させるスパークプラグ1を選択する(ステップS2)。つまり、これまで、一方のスパークプラグ1aを作動させていた場合は、引き続き、スパークプラグ1aを作動させる。あるいは、これまで数サイクルごとに点火させるスパークプラグ1a、1bを交互に切り替える制御を行っていた場合は、それと同様の制御を行う。そして、理論空燃比に近い状態になるまで、ギャップ判定手段3による判定を待つ。   When it is determined that the air-fuel ratio is not close to the theoretical air-fuel ratio, it is difficult to estimate the appropriate size of the discharge gap G, so that the determination by the gap determining means 3 is not performed. Therefore, in this case, the plug selection means 4 selects the spark plug 1 to be ignited in the same pattern as before (step S2). That is, when one of the spark plugs 1a has been operated so far, the spark plug 1a is continuously operated. Or when the control which switches the spark plugs 1a and 1b to be ignited every several cycles is performed so far, the same control is performed. And it waits for the determination by the gap determination means 3 until it will be in the state close | similar to a theoretical air fuel ratio.

一方、ステップS1において、理論空燃比に近いと判断された場合は、ギャップ判定手段3によって、二つの一次電圧の差|Va−Vb|が、規定値よりも大きいか否かを判断する(ステップS3)。二つの一次電圧の差|Va−Vb|が規定値以下であれば、数サイクルごとに点火させるスパークプラグ1a、1bを交互に切り替えながら、二つのスパークプラグ1a、1bを交互に使用する(ステップS4)。すなわち、この場合、二つのスパークプラグ1a、1bの放電ギャップGの大きさ(消耗量)は略同等であると判断されるため、二つのスパークプラグ1a、1bを均等に使用する。   On the other hand, if it is determined in step S1 that the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio, the gap determination means 3 determines whether or not the difference between the two primary voltages | Va−Vb | S3). If the difference between the two primary voltages | Va−Vb | is equal to or less than a specified value, the two spark plugs 1a and 1b are alternately used while alternately switching the spark plugs 1a and 1b to be ignited every several cycles (step S4). That is, in this case, since the sizes (consumption amounts) of the discharge gaps G of the two spark plugs 1a and 1b are determined to be substantially equal, the two spark plugs 1a and 1b are used equally.

二つの一次電圧の差|Va−Vb|が規定値を超えていると判断されたときは、プラグ選択手段4は、以下のように、点火させるスパークプラグ1を選択する。つまり、Va>Vbのときは、スパークプラグ1bを選択し、Va<Vbのときは、スパークプラグ1aを選択する(ステップS5、S6、S7)。すなわち、接続された点火コイル20の一次電圧の小さい方のスパークプラグ1の放電ギャップGが小さい(消耗量が少ない)と推定されるため、そのスパークプラグ1を使用する。   When it is determined that the difference between the two primary voltages | Va−Vb | exceeds the specified value, the plug selection means 4 selects the spark plug 1 to be ignited as follows. That is, when Va> Vb, the spark plug 1b is selected, and when Va <Vb, the spark plug 1a is selected (steps S5, S6, S7). That is, since the discharge gap G of the spark plug 1 having the smaller primary voltage of the connected ignition coil 20 is estimated to be small (consumed amount is small), the spark plug 1 is used.

このようにして、本例の点火装置10は、点火させるスパークプラグ1を適宜選択する。そして、上記のような判断(ギャップ判定手段3による判断)は、例えば、所定サイクルごと、所定時間ごと、その他、適宜のタイミングにおいて行う。   In this way, the ignition device 10 of the present example appropriately selects the spark plug 1 to be ignited. The above determination (determination by the gap determination means 3) is performed at appropriate timing, for example, every predetermined cycle, every predetermined time, or the like.

次に、本例の作用効果につき説明する。
内燃機関用の点火装置10は、電圧印加手段2によって電圧を印加するスパークプラグ1を、ギャップ判定手段3の判定結果に基づいて選択するプラグ選択手段4を有する。それゆえ、二つのスパークプラグ1間における電極の消耗量の偏りを防止することができる。その結果、スパークプラグ1の長寿命化を図ることができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
The internal combustion engine ignition device 10 includes a plug selection unit 4 that selects a spark plug 1 to which a voltage is applied by the voltage application unit 2 based on a determination result of the gap determination unit 3. Therefore, it is possible to prevent an uneven consumption of the electrode between the two spark plugs 1. As a result, the life of the spark plug 1 can be extended.

また、プラグ選択手段4は、ギャップ判定手段3の判定結果によって放電ギャップGの大きさが最も小さいと判断されたスパークプラグ1に、優先的に電圧印加手段2からの電圧の印加を行うことができるよう構成されている。それゆえ、二つのスパークプラグ1間における電極の消耗量の偏りを防止しやすい。   Further, the plug selection unit 4 can preferentially apply the voltage from the voltage application unit 2 to the spark plug 1 that is determined to have the smallest discharge gap G based on the determination result of the gap determination unit 3. It is configured to be able to. Therefore, it is easy to prevent the uneven consumption of the electrode between the two spark plugs 1.

また、ギャップ判定手段3は、点火コイル20の一次コイル21に印加される一次電圧の大きさに基づいて、放電ギャップGの大きさを判定するよう構成されている。これにより、容易に放電ギャップGの大きさを判定することができる。   The gap determination means 3 is configured to determine the size of the discharge gap G based on the size of the primary voltage applied to the primary coil 21 of the ignition coil 20. Thereby, the magnitude | size of the discharge gap G can be determined easily.

以上のごとく、本例によれば、スパークプラグの長寿命化を図ることができる内燃機関用の点火装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide an ignition device for an internal combustion engine that can extend the life of the spark plug.

(実施例2)
本例は、図4に示すごとく、スパークプラグ1a、1bの点火制御において、実施例1に示した制御フロー(図2)におけるステップS2を変更した例である。すなわち、燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に近くないと判断されたときは、各サイクルにおいて、二つのスパークプラグ1a、1bを同時に点火させる制御を行う(ステップS2a)。そして、理論空燃比に近い状態になるまで、ギャップ判定手段3による判定を待つ。
(Example 2)
This example is an example in which step S2 in the control flow (FIG. 2) shown in the first embodiment is changed in the ignition control of the spark plugs 1a and 1b as shown in FIG. That is, when it is determined that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is not close to the stoichiometric air-fuel ratio, control is performed to simultaneously ignite the two spark plugs 1a and 1b in each cycle (step S2a). And it waits for the determination by the gap determination means 3 until it will be in the state close | similar to a theoretical air fuel ratio.

その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。   Others are the same as in the first embodiment. Of the reference numerals used in this example or the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in the first embodiment denote the same components as in the first embodiment unless otherwise specified.

本例においては、混合気の空燃比が理論空燃比に近くないとき、すなわち、混合気が着火し難いとき、複数のスパークプラグ1a、1bを同時に点火させるよう制御することにより、混合気への着火性を向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In this example, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is not close to the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when the air-fuel mixture is difficult to ignite, by controlling to ignite the plurality of spark plugs 1a and 1b simultaneously, Ignition can be improved.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例3)
本例は、図5に示すごとく、ギャップ判定手段3が、内燃機関の運転領域(回転数及び負荷)、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離等を総合的に勘案して、各スパークプラグ1a、1bの放電ギャップGの大きさを推定するよう構成された例である。
(Example 3)
In this example, as shown in FIG. 5, the gap determination means 3 takes each spark plug into consideration by comprehensively considering the operation region (rotation speed and load), cumulative operation time, cumulative cycle, cumulative travel distance, etc. of the internal combustion engine. It is the example comprised so that the magnitude | size of the discharge gap G of 1a, 1b might be estimated.

スパークプラグ1aの電極の消耗量は、スパークプラグ1aを用いて運転したときの内燃機関の運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離に影響される。スパークプラグ1bの電極の消耗量は、スパークプラグ1bを用いて運転したときの内燃機関の運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離に影響される。そこで、本例においては、ギャップ判定手段3がこれらの情報を総合的に勘案することにより、各スパークプラグ1a、1bのそれぞれの放電ギャップGの大きさを判定する。すなわち、例えば、スパークプラグ1aを用いた運転が、どの運転領域において、どの程度の累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離等であったかによって、電極消耗量を推定し、放電ギャップGの大きさを推定する。   The consumption amount of the electrode of the spark plug 1a is affected by the operation region, the accumulated operation time, the accumulated cycle, and the accumulated travel distance of the internal combustion engine when the spark plug 1a is operated. The consumption amount of the electrode of the spark plug 1b is affected by the operation region, the accumulated operation time, the accumulated cycle, and the accumulated travel distance of the internal combustion engine when the spark plug 1b is operated. Therefore, in this example, the gap determination means 3 comprehensively considers these pieces of information to determine the size of the discharge gap G of each spark plug 1a, 1b. That is, for example, the amount of electrode consumption is estimated and the size of the discharge gap G is determined according to how much cumulative operating time, cumulative cycle, cumulative travel distance, etc., in which operating region the operation using the spark plug 1a is. presume.

本例のギャップ判定手段3は、車両の各部に配された各種センサ等からの信号に基づき、内燃機関の運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離等の情報を得る。ギャップ判定手段3は、一方のスパークプラグ1aを用いて運転したときの内燃機関の運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離等の情報と、他方のスパークプラグ1bを用いて運転したときの内燃機関の運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離の情報とを得ることができるように構成されている。   The gap determination means 3 of this example obtains information such as the operation region, the accumulated operation time, the accumulated cycle, and the accumulated travel distance of the internal combustion engine based on signals from various sensors and the like disposed in each part of the vehicle. When the gap determination means 3 is operated using the one spark plug 1a, the information such as the operation region, the accumulated operation time, the accumulated cycle, the accumulated travel distance, etc. of the internal combustion engine and the other spark plug 1b is operated. The internal combustion engine operating area, cumulative operating time, cumulative cycle, and cumulative travel distance information can be obtained.

そして、ギャップ判定手段3は、得られた情報から、各スパークプラグ1a、1bの放電ギャップGの大きさを判定する。プラグ選択手段4は、ギャップ判定手段3の判定結果によって放電ギャップGの大きさがより小さい(電極消耗量がより少ない)と判断されたスパークプラグ1に、優先的に電圧印加手段2からの電圧の印加を行うことができるよう構成されている。   And the gap determination means 3 determines the magnitude | size of the discharge gap G of each spark plug 1a, 1b from the obtained information. The plug selection unit 4 preferentially applies the voltage from the voltage application unit 2 to the spark plug 1 determined that the size of the discharge gap G is smaller (the electrode consumption is smaller) according to the determination result of the gap determination unit 3. It is comprised so that application of can be performed.

その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例1と同様の作用効果を有する。
Others are the same as in the first embodiment. Of the reference numerals used in this example or the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in the first embodiment denote the same components as in the first embodiment unless otherwise specified.
Also in this example, it has the same effect as Example 1.

なお、本実施例において、ギャップ判定手段3が用いる情報は、必ずしも、運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走距離のすべてである必要はない。例えば、ギャップ判定手段3は、運転領域と累積運転時間との情報のみを用いるものであってもよい。また、運転領域、累積運転時間、累積サイクル、累積走行距離以外の情報を組み合わせて放電ギャップGを判定することもできる。   In the present embodiment, the information used by the gap determination means 3 does not necessarily have to be all of the operation area, the accumulated operation time, the accumulated cycle, and the accumulated mileage. For example, the gap determination unit 3 may use only information on the operation region and the accumulated operation time. Further, the discharge gap G can be determined by combining information other than the operation region, the accumulated operation time, the accumulated cycle, and the accumulated travel distance.

1、1a、1b スパークプラグ
10 点火装置
11 接地電極
12 中心電極
2 電圧印加手段
3 ギャップ判定手段
4 プラグ選択手段
G 放電ギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b Spark plug 10 Ignition device 11 Ground electrode 12 Center electrode 2 Voltage application means 3 Gap determination means 4 Plug selection means G Discharge gap

Claims (3)

内燃機関における一つの燃焼室に取り付けられた複数のスパークプラグ(1、1a、1b)と、
該スパークプラグ(1、1a、1b)に電圧を印加する電圧印加手段(2)と、
上記複数のスパークプラグ(1、1a、1b)における接地電極(11)と中心電極(12)との間の放電ギャップ(G)の大きさを判定するギャップ判定手段(3)と、
上記電圧印加手段(2)によって電圧を印加する上記スパークプラグ(1、1a、1b)を、上記ギャップ判定手段(3)の判定結果に基づいて選択するプラグ選択手段(4)と、を有することを特徴とする内燃機関用の点火装置(10)。
A plurality of spark plugs (1, 1a, 1b) attached to one combustion chamber in an internal combustion engine;
Voltage application means (2) for applying a voltage to the spark plug (1, 1a, 1b);
Gap determining means (3) for determining the size of the discharge gap (G) between the ground electrode (11) and the center electrode (12) in the plurality of spark plugs (1, 1a, 1b);
Plug selection means (4) for selecting the spark plug (1, 1a, 1b) to which the voltage is applied by the voltage application means (2) based on the determination result of the gap determination means (3). An ignition device (10) for an internal combustion engine.
上記プラグ選択手段(4)は、上記ギャップ判定手段(3)の判定結果によって上記放電ギャップ(G)の大きさが最も小さいと判断された上記スパークプラグ(1、1a、1b)に、優先的に上記電圧印加手段(2)からの電圧の印加を行うことができるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用の点火装置(10)。   The plug selection means (4) gives priority to the spark plug (1, 1a, 1b) determined to have the smallest discharge gap (G) based on the determination result of the gap determination means (3). The internal combustion engine ignition device (10) according to claim 1, wherein the voltage application means (2) can be applied with a voltage. 上記電圧印加手段(2)は、互いに磁気的に結合された一次コイル(21、21a、21b)及び二次コイル(22、22a、22b)を有する点火コイル(20、20a、20b)を備え、上記ギャップ判定手段(3)は、上記点火コイル(20、20a、20b)の一次コイル(21、21a、21b)に印加される一次電圧の大きさに基づいて、上記放電ギャップ(G)の大きさを判定するよう構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用の点火装置(10)。   The voltage application means (2) includes an ignition coil (20, 20a, 20b) having a primary coil (21, 21a, 21b) and a secondary coil (22, 22a, 22b) magnetically coupled to each other, The gap determining means (3) determines the magnitude of the discharge gap (G) based on the magnitude of the primary voltage applied to the primary coils (21, 21a, 21b) of the ignition coil (20, 20a, 20b). The ignition device (10) for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the ignition device (10) is configured to determine the safety.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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