JP2535700B2

JP2535700B2 - ガソリン機関の失火検出装置

Info

Publication number: JP2535700B2
Application number: JP4066593A
Authority: JP
Inventors: 繁宮田; 佳弘松原; 純一加川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH05118267A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガソリン機関におい
て、正常に着火したときと着火ミス（失火）が生じたと
きとで、スパークプラグの火花放電間隙の電気抵抗値が
相違することを利用した失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンなどガソリン機関では、
排気浄化及び燃費向上の要求から、機関の全ての各気筒
毎に着火状態を検出し、失火防止対策のできる装置が要
請されている。また失火検出装置として、従来よりシリ
ンダーブロックに穴を開け燃焼光センサを装着したり、
スパークプラグの取り付け座に圧力センサを取り付けた
り、点火回路のイオン電流を測定する方法が公知であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、エンジ
ンテストなど実験的使用には適するが、実車エンジンの
全ての気筒に装着し、常時使用するにはセンサの装着が
面倒であったり、二次回路にイオン電流を流するために
実装上問題のある高圧ダイオードが必要であるなどの欠
点があった。この発明の目的は、実装、メンテナンスが
容易な構成で、正確に各気筒ごとの失火が検出できる失
火検出装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の失火検出装置
は、点火コイルと、その一次回路に流す電流を断続する
一次電流断続手段と、点火コイルの二次回路に設けた逆
流防止ダイオードと、スパークプラグとを有する点火装
置を備えたガソリン機関の失火検出装置であって、多極
スパークプラグと、該多極スパークプラグの電極間に印
加される二次電圧を分圧する分圧器と、火花放電終了前
後に設定した時期以降の、前記分圧の減衰特性を検出す
る二次電圧検出回路と、前記減衰特性により、失火を判
別する失火判別回路とからなる。

【０００５】また、点火コイルと、その一次回路に流す
電流を断続する一次電流断続手段と、点火コイルの二次
回路に設けた配電器と、スパークプラグとを有する点火
回路を備えた火花点火機関の失火検出装置においては、
多極スパークプラグと、機関の低速低負荷運転時におい
て、多極スパークプラグでの火花放電終了後の所定時期
に、二次回路に多極スパークプラグの浮遊静電容量に充
電するための二次電圧を発生させる失火検出用二次電圧
発生手段と、多極スパークプラグの電極間に印加される
二次電圧を分圧する分圧器と、機関の高速運転時は、火
花放電終了後に設定した時期以降の、前記分圧の減衰特
性を検出し、機関の低速低負荷運転時は、前記失火検出
用二次電圧発生手段により発生させた前記失火検出用二
次電圧の前記分圧の減衰特性を検出する二次電圧検出回
路と、失火検出用二次電圧の減衰特性により、失火を判
別する失火判別回路とからなる。

【０００６】請求項３に記載のガソリン機関の失火検出
装置の多極スパークプラグは、中心電極の先端部の外周
に貴金属層を有すると共に、各外側電極の先端面に、外
側電極の母材の先端面及び該先端面近傍の側面を覆う金
属層を形成した。

【０００７】請求項４に記載のガソリン機関の失火検出
装置は、点火コイルと、その一次回路に流す電流を断続
する一次電流断続手段と、前記点火コイルの二次回路に
設けた逆流防止ダイオードと、前記点火コイルの両端子
に接続されたスパークプラグとを備えたガソリン機関の
ＤＬＩ式点火装置に装着される失火検出装置であって、
多極スパークプラグと、該多極スパークプラグでの火花
放電後の所定時期に、二次回路に失火検出用二次電圧を
発生させてスパークプラグ浮遊静電容量に充電する失火
検出用二次電圧発生手段と、二次電圧の分圧を検出する
分圧器と、分圧された前記失火検出用二次電圧の減衰特
性を検出する二次電圧検出回路と、二次電圧の減衰特性
により、失火を判別する失火判別回路とからなる。

【０００８】

【発明の作用】請求項１に記載の発明は、ＤＬＩ式点火
装置において適用される。この点火装置では、火花放電
終了直後に点火コイルに残存する電気エネルギーが、逆
流防止ダイオードを通じて主に多極スパークプラグの浮
遊静電容量（１０〜２０ピコファラッド）に充電され
る。この充電電荷は、機関の高速回転時に５〜８キロボ
ルト、低速回転時に２〜３キロボルトの二次電圧とな
る。この二次電圧は、火花放電終了後に多極スパークプ
ラグの火花放電間隙においてイオン電流となって急速に
放電する（正常着火時）か、又は二次回路から漏洩して
ゆっくり放電（失火時）して降圧する。この充電電荷の
減衰特性は、多極スパークプラグの火花放電間隙に、燃
焼により生成した燃料分子のイオンが高密度で存在する
か否かで大きく異なる。従って、火花放電の終了後に多
極スパークプラグの静電容量に充電された失火検出用二
次電圧の減衰特性を検出し、この減衰特性と、あらかじ
め運転条件に応じて測定又は計算により求めたデータと
比較することにより、失火の有無が判別できる。

【０００９】また、イオンが存在する場合においても、
燃焼室内に均一に分布しているのではなく、気筒内の燃
焼流の状態や燃焼の進行状況によってイオン電流の流れ
易さにばらつきが生じるため、イオン電流は放電電極と
なるスパークプラグの電極の面積により左右され、面積
が大きいほどイオン電流がスムーズに流れる確率が高く
なる。このとき、外側電極を複数有し、気筒内に露出し
た電極面積が大きい多極スパークプラグを用いるとイオ
ン電流が円滑に流れ、気筒内の燃焼気流のばらつき状態
によるイオン電流の電導不良が低減でき、失火検出精度
が向上できる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、主に配電器を有
する点火装置に適用される。この点火装置では、点火コ
イルと多極スパークプラグとの間にローターギャップな
どの気中ギャップがある。機関の低速低負荷運転時に
は、火花放電後に点火コイルに残存する電気エネルギー
が少なく、二次電圧の昇圧が小さいため多極スパークプ
ラグ静電容量に正確な失火の検出に十分な失火検出用二
次電圧を印加できない場合が生じる。このため、低速低
負荷運転時のみ、火花放電終了後の所定時期に、二次回
路に失火検出が正確に検出できるレベルの失火検出用二
次電圧を発生させる。この失火検出用二次電圧のレベル
は、配電器のローターギャップなどシリーズギャップの
絶縁破壊が可能で、かつ失火時のスパークプラグギャッ
プの絶縁破壊が不可能な大きさ（通常５〜７キロボル
ト）にコントロールする。失火検出用二次電圧は、点火
コイルの一次回路に一次電流を短時間流して遮断し、二
次回路に所定のレベルの二次電圧を発生させたり、点火
コイルとは別に昇圧コイルを付設し、この昇圧コイルで
二次電圧を生じさせることができる。これにより正確な
失火の検出に十分な二次電圧を、多極スパークプラグの
静電容量に充電させ、この充電電荷（前記分圧）の放電
特性を多極スパークプラグを用いて上記と同様に検出す
る。

【００１１】なお、機関の高速運転中は、火花放電終了
後の二次電圧の昇圧レベルは高く、多極スパークプラグ
の静電容量には正確な失火の検出に十分なレベルの失火
検出用二次電圧が充電されるため、失火検出用二次電圧
発生手段の作動は不要である。さらに、機関が高速でか
つ高負荷運転されているときは、火花放電終了後の二次
電圧が高くなりすぎ、多極スパークプラグの火花放電間
隙で火花放電する場合がある。この場合、多極スパーク
プラグの浮遊静電容量などに充電された電荷は一時に放
出されるため、たとえ失火が生じていても失火検出用二
次電圧の降圧は急速である。このため、失火検出用二次
電圧の降下（減衰）特性のみの検出では正常着火との判
別が困難になる。

【００１２】しかるに、この高速高負荷運転において、
正常着火と失火とでは火花放電終了後の二次電圧の昇圧
レベルが著しく異なる。すなわち、正常着火して多極ス
パークプラグの火花放電間隙にイオンが存在し、多極ス
パークプラグの充電電荷がイオン電流として放電される
ときは、３〜５キロボルト程度までしか昇圧しないのに
対し、失火で火花放電するときは、１０キロボルトを越
える電圧まで昇圧する。このため、火花放電終了後の二
次電圧を検出し、そのレベルを判別することで、高速高
負荷運転時の失火の判別が可能になる。

【００１３】請求項３に記載の発明の多極スパークプラ
グは、中心電極の先端部の外周に貴金属層を設けたり各
外側電極の母材の先端面や先端面近傍の側面を覆う貴金
属層を設けているために、火花放電の発火面の酸化揮発
による消耗を防ぐことができる。

【００１４】請求項４のＤＬＩ式点火装置の場合は、イ
グニションコイルの両端が、それぞれの多極スパークプ
ラグの中心電極に接続されるために、マイナス極性の中
心電極と、プラス極性の中心電極とがある。このとき、
プラス極性の中心電極は、二次電圧の減衰特性検出に優
れるが、マイナス極性の中心電極は、その露出面積を大
きくすることで、イオン電流をスムーズに流すことがで
き、プラス極性の中心電極と同程度の二次電圧の減衰特
性検出精度を維持することができる。この発明の多極ス
パークプラグのＤＬＩ式点火装置は、プラス極性の中心
電極であっても、マイナス極性の中心電極であっても減
衰特性が明確とすることができる。

【００１５】

【発明の効果】このように、この発明の失火検出装置で
は、スパークプラグを、複数の外側電極を有する多極型
としているため、気筒内での露出面積を大きくでき、気
筒内の燃焼気流のばらつき等による失火検出精度の低下
を防ぐことができる。このため燃焼光センサ、圧力セン
サ、高圧ダイオードは不要であり、構成が簡潔で自動車
エンジンへの装着性に優れ、メンテナンスが容易で、各
気筒ごとに失火の発生が長期間正確に検出できる実用性
の高い失火検出装置を得ることができる。

【００１６】

【実施例】図１は、気筒数と同数の点火コイル１及び多
極スパークプラグ３を備えたガソリン機関のＤＬＩ式点
火装置１００を示す。各点火コイル１の一次回路１１
は、車載電源Ｖと、一次電流断続手段４とに接続され、
二次回路１２は、逆流防止ダイオード１３を介して多極
スパークプラグ３に接続されている。逆流防止ダイオー
ド１３と多極スパークプラグ３の火花放電間隙３１との
間の二次回路１２には、分圧器５と、二次電圧検出回路
６と、失火判別回路７とが接続されている。

【００１７】多極スパークプラグ３は、図２及び図３に
示す如く、先端面に２つの略Ｌ字形の外側電極３２が対
向して溶接された筒状の主体金具３３内に、軸穴付き絶
縁碍子３４を嵌め込んでなる。絶縁碍子３４の軸穴の先
端側部には該先端部より突出した中心電極３５が挿入さ
れている。２つの外側電極３２、３２は、それぞれ基部
３Ａが前記主体金具３３の先端面の対向位置に溶接さ
れ、その先端面３Ｂ、３Ｂは、中心電極３５の先端部方
向に曲げられ、火花放電間隙３１を形成している。

【００１８】外側電極３２は、１５．０重量％のクロム
（Ｃｒ）を含むニッケル（Ｎｉ）合金製母材の軸芯部に
銅（Ｃｕ）芯を配した複合母材３６の先端面及び該先端
面近傍の側面に２０．０重量％のイリジウム（Ｉｒ）又
はＮｉを含む白金（Ｐｔ）合金製貴金属層３７を被せて
なる。貴金属層３７は、厚さが０．１〜０．５ｍｍ、側
面の巾は、１．０〜２．０ｍｍに設定されている。中心
電極３５は、図３に示すごとく、２０．０重量％のＣｒ
を含むＮｉ合金製で、円柱状を呈する母材と、母材の軸
心部に埋め込まれたＣｕ又は銀（Ａｇ）を主体とする良
熱伝導金属製の芯とからなる複合母材３８の先端部外周
に被せられて溶接された貴金属層３９とからなる。この
実施例の如く、外側電極３２の先端面及びその近傍の外
周面を耐火花消耗性に優れた貴金属層３７で被覆する
と、中心電極３５の先端部との間で最も火花放電が生じ
易く、火花消耗が起きやすい外側電極３２の角Ｅは確実
に保護されている。これにより、耐火花消耗性に優れる
という利点がある。一次電流断続手段４は、スイッチ素
子４１及びシグナルジェネレータ４２からなり、エンジ
ンのクランク角及びスロットル開度を検出し、火花放電
時期がエンジンの負荷及び回転速度に適応した点火進角
となるよう一次電流を断続する。

【００１９】この実施例では、分圧器５は、二次回路１
２の高電圧リードとの間に１ｐＦ（ピコファラッド）静
電容量を生じるよう配設された導電体からなるセンサ５
１が使用され、低インピーダンス素子として３０００ｐ
Ｆの静電容量のコンデンサ５２を用い、二次回路１２に
生じた二次電圧を１／３０００程度に分圧する。この場
合、コンデンサ５２の放電回路を形成する３メガオーム
の抵抗５３を並列接続すると、分圧器５の時定数が９ｍ
ｓ（ミリ秒）となり、後記する２〜３ｍｓという比較的
長い二次電圧波形の減衰時間の判別が確実にできる。こ
れにより最高３万ボルト前後の高電圧波形が１０ボルト
のレベルに下げられ二次電圧検出回路６に入力する。

【００２０】二次電圧検出回路６は、図４に示す如く、
シグナルジェネレータ４２で設定した時期において、リ
セットがなされると共に、分圧器５の分圧をホールドす
るピークホールド回路６１、ピークホールド回路６１の
出力電圧を分圧する分圧回路６２、分圧回路６２の分圧
（基準電圧）と前記分圧器５の出力とを比較し、パルス
出力を発する比較回路６３からなる。失火判別回路７
は、マイクロコンピュータが使用され、前記二次電圧検
出回路６の出力パルスを予め実験又は計算により求めた
データと比較し、失火を判別する。

【００２１】作用を図５と共に説明する。シグナルジェ
ネレータ４２でスイッチ素子４１をオン、オフさせ、
のパルス波ａの如き一次電流を一次回路１１に生じさせ
る。この一次電流の断続により、点火コイル１の二次コ
イルＬ２にはに示す二次電圧が生じる。前記パルス波
ａの終了時点で発生した火花放電間隙３１の絶縁破壊電
圧（要求電圧）ｐにより火花放電が開始し、これにつづ
き誘導放電によるなだらかな二次電圧波形ｑが生じる。
二次電圧波形ｑは、機関の低速運転時において、火花放
電は２ミリ秒間程度持続し、点火コイル１の電気エネル
ギーの低減と共に終了する。この終了の直前から点火コ
イル１に残存する電気エネルギーにより二次電圧が昇圧
し始め、終了直後に２〜３キロボルトに昇圧したのち降
圧する。また機関の高速運転時は、火花放電は１ミリ秒
間程度持続し、この後５〜８キロボルトまで昇圧したの
ち降圧する。

【００２２】火花放電終了後における逆流防止ダイオー
ド１３と多極スパークプラグ３との間の二次電圧波形
は、主に多極スパークプラグ３の静電容量に充電された
電荷の放電状態を示しており、に示す如く、正常に着
火した場合（実線）と、失火したとき（二点鎖線）とで
減衰時間に差が生じる。すなわち、正常着火したとき
は、充電電荷は多極スパークプラグ３の火花放電間隙３
１に存在するイオンを介してイオン電流となって放電さ
れるため、ｑ₁の如く急速に減衰する。なおイオン電流
は、後記する如く多極スパークプラグ３の電極面積によ
り流れ易さが大きく左右される。これに対し、失火した
ときは多極スパークプラグ３の絶縁碍子３４、プラグキ
ャップなどを介する漏電となるため、ｑ₂の如く緩やか
に降圧する。

【００２３】シグナルジェネレータ４２は、たとえば、
回転速度、負荷、点火系の仕様に応じて、実験又は計算
により求めた各運転条件における平均的火花放電持続時
間より０．５ミリ秒あとを、リセット及びピークホール
ド時期に設定し、ピークホールド回路６１を作動させ
る。この時期の充電電圧値をピークホールド回路６１で
ホールドし、分圧回路６２で分圧したその１／３のレベ
ルを基準電圧ｖとして、前記分圧器５の出力波形と、比
較回路６３において比較する。この比較回路６３の出力
パルスは、正常に着火が生じたときは図５のに示す短
いパルス波ｔ₁を出力し、失火したときは図５のに示
す長いパルス波ｔ₂を失火判別回路７に出力する。

【００２４】失火判別回路７は、この減衰時間が、たと
えばエンジン回転速度が１０００ｒｐｍのときは３ｍｓ
以上で失火と判別し、６０００ｒｐｍのときは、１ｍｓ
以上で失火と判別し、この中間の運転条件の場合は、そ
の比例値以上で失火が生じたと判別する。なお、多極ス
パークプラグ３の中心電極３５の露出面積の小さいとき
は、プラスの電位であるときの方が、マイナスのときと
比較し、イオン電流がスムーズに流れるので減衰特性が
明確となる。このため、点火コイル１は通常と逆に接続
するなどにより、失火検出用二次電圧はプラスの電位に
設定しておくことが望ましい。

【００２５】図６は請求項２にかかる発明の実施例を示
す。図１と同一符号は同一物を示す。この点火装置は、
配電器２を備える。この実施例では、一次電流断続手段
４がその機能を兼ねている多極スパークプラグ静電容量
を充電するための失火検出用二次電圧発生手段を備え
る。これは機関が低速回転、かつ低負荷で運転されてい
るときは、点火コイル１に残存している電気エネルギー
が少なく、火花放電終了後の二次電圧の昇圧レベルで
は、多極スパークプラグ３の静電容量に失火の検出を正
確に行うレベルの二次電圧を充電できず、別途発生させ
る必要があることによる。

【００２６】よって、この多極スパークプラグ３の静電
容量に充電するための失火検出用二次電圧発生手段
（４）は、機関が例えば３０００ｒｐｍ以下の低速回転
中のみ作動し、失火検出用二次電圧を発生させる。機関
が３０００ｒｐｍ以上の高速回転中は、上記二次電圧の
昇圧レベルが５〜８キロボルトと高く、作動させる必要
はない。なお失火検出用二次電圧発生手段（４）の作動
範囲は、機関の型式により適宜決定され、エンジンの負
荷、冷却水温、バッテリー電圧などの運転条件により調
整できる。

【００２７】機関の高速回転中の作用は、上記請求項１
の発明と同じであり、低速回転中の作用を図７と共に説
明する。シグナルジェネレータ４２で一次電流断続のた
めのパルス信号を出力し、の如き一次電流を一次回路
１１に生じさせる。巾の大きいパルス波ａは多極スパー
クプラグ３で火花放電を発生させるための信号であり、
これらパルス波ａの終了後、１．５〜２．０ｍｓ程度の
遅延時間ｉだけ遅延した巾の小さいパルス波ｂは多極ス
パークプラグ静電容量充電用電圧（イオン検出電圧）発
生用の信号である。配電器２のローターギャップ２１
は、ロータとサイドエレクトロードとの近接時間が、エ
ンジン回転速度により変化するため、エンジンの中速運
転時は、遅延時間ｉは１．５ｍｓ程度に短く設定するこ
とが望ましい。

【００２８】上記一次電流の断続により、二次回路１２
の点火コイル１にはに示す二次電圧が生じる。前記パ
ルス波ａの終了時点で発生した絶縁破壊電圧ｐにより火
花放電が開始し、これにつづき誘導放電によるなだらか
な二次電圧波形ｑが生じて火花放電は終了する。つぎ
に、前記パルス波ｂの立ち上がりに対応し、二次回路１
２には逆起電力によるプラス波形ｒが生じ、この一次コ
イルへの通電において点火コイル１には電気エネルギー
が蓄積されるため、通電の停止後、二次電圧は再昇圧
し、波形ｓが現れる。この二次電圧の再昇圧レベルは、
前記遅延時間ｉとパルス波ｂの巾により所望に設定する
ことができる。この発明では波形ｓのレベルは、ロータ
ーギャップ２１の絶縁破壊が可能であり、多極スパーク
プラグ３の火花放電間隙３１に燃焼中の燃料イオンが存
在しない場合には放電が不可能となるよう、５〜７キロ
ボルトに設定される。

【００２９】これにより、配電器２のローターギャップ
２１と多極スパークプラグ３の火花放電間隙３１との間
の、主に多極スパークプラグ３の静電容量に充電された
二次電圧はに示す如く、正常に着火した場合と、失火
したときとで減衰時間に差が生じる。すなわち、正常着
火したときは、実線ｓ₁の如く急速に降圧する電圧波形
となり、失火したときは、二点鎖線ｓ₂の如く緩やかに
減衰する二次電圧波形となる。失火の判別は、請求項１
の発明と同様に、設定時期におけるリセット及びピーク
ホールド、このピークホールド電圧の１／３のレベルま
での減衰時間の検出、及び判別によりなされる。

【００３０】なお点火コイル１と配電器２との間に、逆
流防止ダイオードを挿入しておくと、上記多極スパーク
プラグ３の静電容量に充電された５〜７キロボルトの電
圧が、ローターギャップ２１を飛び越えて点火コイル１
に逆流して３〜４キロボルトに瞬時に降圧する現象を防
止でき、失火検出精度が向上できる。上記実施例では、
いずれも分圧器５により分圧した二次電圧波形の、設定
時期における二次電圧をホールドし、その減衰時間を失
火検出の基準としているが、前記設定時期から一定時間
後の二次電圧レベルを検出してもよい。

【００３１】中心電極３５がプラス極性の場合、動きの
遅いプラスイオンは、中心電極３５と比べ表面積の大き
な複数の外側電極３２に引き寄せられるため、電荷の交
換スピードは、外側電極３２と中心電極３５との表面積
比程度早くなる。プラスイオン比べて十分軽い電子は素
早く中心電極３５側へ移動できるため、律速はプラスイ
オン側のスピードになると考えられる。しかし、中心電
極３５がマイナス極性の場合であっても、絶縁碍子３４
の先端より突出した中心電極３５の露出面積が十分大き
い時は（望ましくは２５ｍｍ²以上）、多くのプラスイ
オンが中心電極３５に引き寄せられ、電荷の交換するこ
とによって、イオン電流が流れ、二次電圧の明確な減衰
特性が観測される。

【００３２】特に、請求項４のＤＬＩ式点火装置では、
イグニションコイルの両端子が、それぞれの多極スパー
クプラグ３の中心電極に接続されるために、マイナス極
性の中心電極と、プラス極性の中心電極とがある。この
とき、プラス極性の中心電極は、減衰特性が明確とな
り、マイナス極性の中心電極と比べて失火検出用の二次
電圧の減衰特性検出に優れる。しかし、マイナス極性の
中心電極は、その露出面積を大きくすることで、前述の
ようにイオン電流をスムーズに流すことができ、プラス
極性の中心電極と同程度の二次電圧の減衰特性検出精度
を維持することができる。

【００３３】図８は、２０００ｃｃ、４サイクル、４気
筒のガソリン機関に装着した、１極スパークプラグ、２
極スパークプラグ、３極スパークプラグの各多極スパー
クプラグと、火花放電終了直後に各多極スパークプラグ
を流れるイオン電流波形（２）の形状との測定結果を示
す。この測定結果から、多極化の度合いが増大につれ
て、イオン電流が増大すると共に、電流波形のピークが
明確になり、ノイズとの識別が明確にでき、イオン電流
の検出が容易になることが分かる。

【００３４】図９は、上記ガソリン機関における多極ス
パークプラグ３の外側電極３２の極数ｎと、火花放電終
了直後多極スパークプラグ３に流れるイオン電流のピー
クレベルの平均値との関係を示すグラフである。極数ｎ
が２以上の多極スパークプラグ３においては、８マイク
ロアンペア（μＡ）以上のイオン電流が流れる。イオン
電流検出回路のノイズレベルは数μＡであるため、極数
ｎが２以上の多極スパークプラグでは、イオン電流の検
出精度が高い。

【００３５】図１０は、上記ガソリン機関において、多
極スパークプラグ３の外側電極３２の極数ｎをパラメー
タとし、該多極スパークプラグ３を流れるイオン電流を
測定し、失火を検出した実験における失火検出精度を示
す。図示の如く、極数１では、イオン電流のピークレベ
ルが低く、ノイズとの区別がしにくいため、失火検出率
が急速に低下する。

【００３６】図１１に中心電極３５をプラス極性に接続
した場合と、マイナス極性に接続した場合の放電間隙増
加量との関係を示す。グラフに示すように、中心電極３
５と外側電極３２は、形状の違いから、中心電極３５を
マイナス極性となるように接続したほうが、単極のスパ
ークプラグであっても、多極スパークプラグであっても
放電間隙増加量が少ない。しかし、単極のスパークプラ
グと比べて、多極スパークプラグのでは電極消耗を少な
くすることができる。

【００３７】図１２に中心電極３５をプラス極性に接続
した場合と、マイナス極性に接続した場合のスパークプ
ラグ要求電圧との関係を示す。外側電極３２の極数が増
えるに連れて、要求電圧を低くすることができる。ま
た、中心電極３５をプラス極性とした場合でもスパーク
プラグの要求電圧を低く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の失火検出装置を装着した火花点火機
関の点火回路図である。

【図２】スパークプラグの要部断面図である。

【図３】図２の要部断面図である。

【図４】二次電圧検出回路のブロック図である。

【図５】作動説明のための波形図である。

【図６】他の実施例の失火検出装置を装着した火花点火
機関の点火回路図である。

【図７】図６に示す失火検出装置の作動説明のための波
形図である。

【図８】多極スパークプラグの電極数とイオン電流波形
との関係を示す表である。

【図９】多極スパークプラグの電極数とイオン電流のレ
ベルとの関係を示すグラフである。

【図１０】多極スパークプラグの電極数と失火検出精度
との関係を示すグラフである。

【図１１】中心電極の極性と放電間隙増加量との関係を
示すグラフである。

【図１２】中心電極の極性とスパークプラグ要求電圧と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１点火コイル２配電器３多極スパークプラグ４一次電流断続手段（失火検出用二次電圧発生手段）５分圧器６二次電圧検出回路７失火判別回路３２外側電極３３主体金具３４絶縁碍子３５中心電極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】点火コイルと、その一次回路に流す電流
を断続する一次電流断続手段と、点火コイルの二次回路
に設けた逆流防止ダイオードと、スパークプラグとを有
する点火装置を備えたガソリン機関の失火検出装置であ
って、多極スパークプラグと、該多極スパークプラグの電極間に印加される二次電圧を
分圧する分圧器と、火花放電終了前後に設定した時期以降の、前記分圧の減
衰特性を検出する二次電圧検出回路と、前記減衰特性により、失火を判別する失火判別回路とか
らなるガソリン機関の失火検出装置。
【請求項２】点火コイルと、その一次回路に流す電流
を断続する一次電流断続手段と、点火コイルの二次回路
に設けた配電器と、スパークプラグとを有する点火回路
を備えた火花点火機関の失火検出装置であって、多極スパークプラグと、機関の低速低負荷運転時において、多極スパークプラグ
での火花放電終了後の所定時期に、二次回路に多極スパ
ークプラグの浮遊静電容量に充電するための二次電圧を
発生させる失火検出用二次電圧発生手段と、多極スパークプラグの電極間に印加される二次電圧を分
圧する分圧器と、機関の高速運転時は、火花放電終了後に設定した時期以
降の、前記分圧の減衰特性を検出し、機関の低速低負荷運転時は、前記失火検出用二次電圧発
生手段により発生させた失火検出用二次電圧の前記分圧
の減衰特性を検出する二次電圧検出回路と、失火検出用二次電圧の減衰特性により、失火を判別する
失火判別回路とからなるガソリン機関の失火検出装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２において、多極ス
パークプラグは、中心電極の先端部の外周に貴金属層を
有すると共に、各外側電極の先端面に、外側電極の母材
の先端面及び該先端面近傍の側面を覆う金属層を形成し
たガソリン機関の失火検出装置。
【請求項４】点火コイルと、その一次回路に流す電流
を断続する一次電流断続手段と、前記点火コイルの二次
回路に設けた逆流防止ダイオードと、前記点火コイルの
両端子に接続されたスパークプラグとを備えたガソリン
機関のＤＬＩ式点火装置に装着される失火検出装置であ
って、多極スパークプラグと、該多極スパークプラグでの火花
放電後の所定時期に、二次回路に失火検出用二次電圧を
発生させてスパークプラグ浮遊静電容量に充電する失火
検出用二次電圧発生手段と、二次電圧の分圧を検出する
分圧器と、分圧された前記失火検出用二次電圧の減衰特
性を検出する二次電圧検出回路と、二次電圧の減衰特性
により、失火を判別する失火判別回路とからなるガソリ
ン機関の失火検出装置。