JP3068267B2 - ガソリン機関の失火検出装置付点火装置 - Google Patents
ガソリン機関の失火検出装置付点火装置Info
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Description
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付点火装置に関す
る。
は、排気浄化および燃費向上のため各気筒ごとに失火の
有無を検出し、全気筒の失火防止対策を行うことが望ま
しい。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、点火装置
の二次回路のイオン電流を測定する方法が公知である。
また通常、スパークプラグの中心電極には、火花放電の
要求電圧を低くするためマイナス極性の二次電圧が印加
される。
おいては、センサの装着が面倒であったり、配電器のロ
ーターギャップを迂回してイオン電流を流すために、耐
久性および装着性に問題のある高圧ダイオードが必要で
あり、エンジンの全気筒に装着すると装着コストが増大
し、メンテナンスに手間がかかる欠点があった。この発
明の目的は、装着およびメンテナンスが容易な構成で、
正確に失火が検出できる失火検出装置付点火装置の提供
にある。
付点火装置は、電源に接続された一次側センタタップを
有する点火コイルと、センタタップの一方側の一次コイ
ルL1 にダイオードを介して接続され、その一次電流を
断続して二次回路にマイナス極性の二次電圧を発生させ
るイグナイタと、二次回路に接続されたスパークプラグ
と、上記二次電圧を該スパークプラグに印加した所定期
間経過後に、センタタップの他方側の一次コイルL2 の
一次電流を断続し、二次回路に接続された上記スパーク
プラグの静電浮遊容量に充電させるプラス極性の逆二次
電圧を発生させる逆二次電圧発生手段と、この静電浮遊
容量に充電された上記逆二次電圧を検出する分圧器と、
該分圧器で分圧された逆二次電圧の減衰時間を検出する
逆二次電圧検出回路と、この減衰時間から失火を判別す
る失火判別回路とを備える。請求項2に記載の失火検出
装置付点火装置では、配電器のローターに、スパークプ
ラグでの火花放電電圧を配電するための第1のローター
ギャップを形成する第1のローターアームと、ダイオー
ドが介装され前記第1のローターギャップより狭い逆二
次電圧を配電するための第2のローターギャップを形成
する第2のローターアームとを備える。請求項3に記載
の失火検出装置付点火装置は、上記イグナイタに、一次
コイルL2 の一次電流の遮断で生じた一次電流の振動を
一次コイルL1 による振動の吸収で減衰させるマイナス
極性電流吸収手段を付設した。
グに印加した所定時間経過後、いわゆるスパークプラグ
での火花放電終了後に、センタタップの他方側の一次コ
イルを断続し、二次回路にプラス極性の失火検出用の逆
二次電圧(プラス電圧)を発生させる。このプラス電圧
は、スパークプラグの静電浮遊容量を充電するととも
に、気筒内で着火、燃焼が正常になされ、スパークプラ
グの火花放電間隙にイオン化した燃料分子が高密度で存
在しているときは、イオン電流となって火花放電間隙を
流れて消失される。このため、プラス電圧は、迅速に降
圧する。これに対し、失火したときは、スパークプラグ
の火花放電間隙には、燃料および空気の分子がそのまま
の状態で存在し、絶縁抵抗が大きくイオン電流は流れに
くい。このため、前記プラス電圧は主にスパークプラグ
の絶縁体、プラグキャップ等を介して漏電し、ゆっくり
降圧する。よって、上記プラス電圧のスパークプラグ電
極間での減衰時間を検出して、その減衰時間と、予め機
関の運転条件に応じて測定または計算により求めたデー
タと比較することにより、失火の検出が可能となる。
ークプラグの静電浮遊容量に充電されたプラス極性の失
火検出用の逆二次電圧が、ローターギャップを飛び越え
て点火コイル側に流れる逆方向の放電を阻止する。これ
により、スパークプラグの静電浮遊容量に充電された、
たとえば3〜5キロボルトのプラス極性の失火検出用の
逆二次電圧が、続いて振動により点火コイルの二次回路
に発生したマイナス1〜2キロボルトの電圧との高い電
位差により、ローターギャップをスパークプラグ側から
点火コイル側に飛び越え、急速に降圧(減衰)すること
が阻止される。請求項3に記載の構成では、一次コイル
L2 の一次電流の遮断で生じた一次電流の振動の、マイ
ナス極性に振れる部分の電流を一次コイルL1 により吸
収する。これにより、一次電流の振動に対応してプラス
極性の逆二次電圧が振動し、マイナス極性に振れる時期
以降の二次電圧の発生を抑制する。この結果、逆二次電
圧が点火コイルとスパークプラグとの間で振動し、前記
逆二次電圧に続いてマイナスの二次電圧が発生すること
が阻止される。
サ、圧力センサなどのセンサの装着は不要であり、昇圧
用コイルおよび二次電圧検出回路の装着により失火の判
別ができる。よってエンジンへの装着性、メンテナンス
性に優れる。またシリーズギャップを絶縁破壊できるレ
ベルの逆二次電圧を発生させているので、イオン電流を
流すために配電器のローターギャップをバイパスさせる
高圧ダイオードの装着が必要なく、実用性が高い。さら
に、失火検出のため二次回路に印加する電圧の極性を点
火時のマイナスから測定時にはプラスにしている。この
ように、プラス極性の二次電圧にすると、マイナスの場
合に比べ数倍以上イオン電流が流れ易い。よって、マイ
ナス極性の場合に比べ、着火と失火におけるプラス電圧
のスパークプラグ電極間での減衰時間の差が大きくで
き、低負荷、低速運転でイオン密度が低くイオン電流が
流れにくい運転条件においても、正確な失火の判別が可
能となる。請求項2または請求項3に記載の構成では、
逆二次電圧のレベルが保証され、より正確な失火検出が
可能となる。
ュータ)2、スパークプラグ3を備えたガソリン機関の
点火装置を示す。点火コイル1は、一次側センタタップ
1Aを有する。センタタップ1Aの一方側の一次コイル
L1 にはその一次電流を断続し、二次回路12に負極性
の二次電圧を発生させるためのイグナイタ4が接続され
ている。センタタップ1Aの他方側の一次コイルL2 に
はその一次電流を断続し、二次回路12に失火検出用の
プラス極性の逆二次電圧を発生させるための逆二次電圧
発生手段5が接続されている。また点火コイル1のセン
タタップ1Aは一次回路11を介して車載電源Vに接続
され、二次回路12は、分圧器6と、逆二次電圧検出回
路7と、失火判別回路8とが接続されるとともに、前記
配電器2を介してスパークプラグ3に接続されている。
ナーダイオード42との並列回路を、ダイオード43を
介して点火コイル1の一方側の一次コイルL1 に接続
し、スイッチ素子41にシグナルジェネレータ44を接
続してなる。シグナルジェネレータ44は、エンジンの
クランク角およびスロットル開度の信号を入力し、火花
放電時期がエンジンの負荷およ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。
Aの他方側の一次コイルL2 にダイオード51を介して
接続された、スイッチ素子52とツェナーダイオード5
3の並列回路と、スイッチ素子52をオン、オフさせる
シグナルジェネレータ54とからなる。シグナルジェネ
レータ54は前記シグナルジェネレータ44に同期した
制御信号を出力し、スイッチ素子52を1ミリ秒(m
s)間オンして導通させる。この逆二次電圧発生手段5
は、点火用電圧と同期して他方の一次コイルL2 に流れ
る一次電流を遮断し、点火コイル1でプラス3〜5キロ
ボルトに昇圧し、プラス極性の失火検出用の逆二次電圧
として二次回路12に印加する。この二次電圧の印加の
タイミングは、機関の回転速度に応じて、火花放電開始
から1ms(高速回転時)〜2.5ms(アイドリング
時)後に設定される。
に近接して配された高インピーダンス素子61と、該高
インピーダンス素子61とアースとの間に接続した低イ
ンピーダンス素子62とを有する。またこの分圧器6
は、低インピーダンス素子62と並列に抵抗63を接続
し、プラス4ボルトだけアース電位からレベルアップし
てある。この実施例では、高インピーダンス素子61と
して二次回路12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が
使用され、低インピーダンス素子62として3000p
Fの静電容量のコンデンサを用い、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(62)に放電回路を形成する3メガオーム
の抵抗63を並列接続すると、分圧器6の時定数が9m
s(ミリ秒)となり3msという比較的長い減衰時間の
判別が確実にできる。これにより最高3万ボルト前後の
二次電圧波形が10ボルトのレベルに分圧され、逆二次
電圧検出回路7に入力する。
く、前記分圧器6による分圧のピーク値をホールドする
ピークホールド回路71、該ピーク値を1/3〜2/3
程度の適当な値に分圧して減衰特性判別のための基準レ
ベルvを作るための分圧回路72、前記逆二次電圧波形
Wと基準レベルvとを比較する比較器73からなる。失
火判別回路8はパルスが入力されたとき、運転条件に応
じて予め測定または実験により求めたデータと比較し、
失火の有無を判別する。
示す波形図とともに説明する。シグナルジェネレータ4
4は、スイッチ素子41にに示す一次電流断続のため
のパルス信号aを出力する。これとともにシグナルジェ
ネレータ54は、スイッチ素子52をの如く、スイッ
チ素子41をオフしてから1〜2.5ms遅れてパルス
信号bによりオフさせる。
2のオン、オフにより、点火コイル1の一次回路11に
はに示すごとく、パルス信号aの終了時にマイナス側
にピークp1 を示し、その後振動し、パルス信号bの終
了時にプラス側のピークp2 を示しその後振動する一次
電流が生じる。
ス信号aの終了時点で高電圧pにより火花放電が開始
し、これに続き誘導放電によるなだらかな電圧波形qが
生じる。つぎに、前記パルス信号bの終了時点に対応
し、二次回路12には逆二次電圧波形(プラス波形)r
が生じる。このプラス(逆)電圧のレベルは、3〜5キ
ロボルトまで昇圧可能に設定され、ローターギャップ2
1の絶縁破壊が充分可能であり、ローターギャップ21
を飛び越してスパークプラグ3の浮遊静電容量に充電さ
れる。
れた逆二次電圧(プラス電圧)は、失火してスパークプ
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、二次回路12からの漏電によりゆっく
りと降下(減衰)し、の波形uの如く基準電圧vに降
圧するまでにに示すパルスt1 の如く長時間を要す
る。これに対し、正常に着火、燃焼が生じたときは、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
ンが存在して導電性を有するため、の波形Wの如くプ
ラス電圧は迅速に降圧し、二次電圧検出回路7の出力は
のパルスt2 に示すごとく巾が小さい。失火判別回路
8は運転条件に応じて予め測定または実験により求めた
データと上記減衰時間とを比較し、所定値よりパルスが
長いとき失火が生じたと判別する。
配電器20は、ローター22にスパークプラグ3での火
花放電のための第1のローターギャップ211を形成す
る第1のローターアーム23と、ダイオード24が介装
され前記ローターギャップ211より狭い逆二次電圧導
通用の第2のローターギャップ212を形成する第2の
ローターアーム25とを設けている。この構成により火
花放電時のマイナス極性の二次電圧は5〜7キロボルト
以上でローターギャップ211を絶縁破壊でき、プラス
極性の二次電圧は3〜5キロボルトでローターギャップ
212を絶縁破壊できるようになっている。
びに示す、スパークプラグ3の静電浮遊容量に充電さ
れた失火検出のためのプラス極性の逆二次電圧波形r
が、ローターギャップ21を飛び越えて点火コイル1側
に流れる逆方向の放電を防止できる。これにより、スパ
ークプラグ3の静電浮遊容量に充電された、たとえば3
〜5キロボルトのプラス極性の失火検出用の逆二次電圧
が、続いて振動により点火コイル1の二次回路12に発
生したマイナス1〜2キロボルトの電圧との高い電位差
により、ローターギャップ21をスパークプラグ3側か
ら点火コイル1側に飛び越え、急速に降圧(減衰)する
ことが阻止される。この結果、逆二次電圧波形rのレベ
ルも保証され、より精密な失火検出が可能となる。
は、イグナイタ4に逆二次電圧発生手段5による一次電
流の遮断で発生させた一次電流の振動電流のうちマイナ
ス極性の電流を吸収するマイナス極性電流吸収手段9が
付設されている。このマイナス極性電流吸収手段9は、
前記ダイオード43とアースとの間に接続した、コンデ
ンサ91および抵抗92の並列回路93と、該並列回路
93に直列接続したスイッチ素子94とからなる。この
スイッチ素子94は前記シグナルジェネレータ54のパ
ルス信号bの終了を起点とするパルスPによりオン、オ
フされる。
は、図3のおよびに示す逆二次電圧波形rに続き破
線で示すマイナスの二次電圧波形sが発生する。この発
明では、パルス信号b終了後シグナルジェネレータ54
でに示す0.5ミリ秒のパルスPを出力する。パルス
Pはスイッチ素子94をオンさせ、マイナス極性の一次
電流をコンデンサ91で吸収する。これにより図3の
およびに示すマイナスの二次電圧波形sの発生は阻止
される。
る部分の電流を吸収することにより、一次電流の振動に
対応してプラス極性の逆二次電圧が振動し、マイナス極
性に振れる時期以降の二次電圧の発生を抑制している。
これにより、スパークプラグ3の静電浮遊容量に充電さ
れた、たとえば3〜5キロボルトのプラス極性の失火検
出用の逆二次電圧が、続いて振動により点火コイル1の
二次回路12に発生したマイナス1〜2キロボルトの電
圧との高い電位差により、ローターギャップ21をスパ
ークプラグ3側から点火コイル1側に飛び越え、瞬時に
降圧することが阻止される。よって、逆二次電圧のレベ
ルも保証され、より精密な失火検出が可能となる。
手段9とは、スパークプラグの静電浮遊容量に3〜5キ
ロボルトのプラス極性の逆二次電圧を安定して発生させ
る作用においてほぼ同一であり、何か一方でもよいが、
より正確な失火検出という観点からは配電器20が優
れ、配電器20の補助としてマイナス極性電流吸収手段
9を付設することが望ましい。
関の点火回路図である。
る。
である。
機関の点火回路図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 電源に接続された一次側センタタップを
有する点火コイルと、センタタップの一方側の一次コイ
ルL1 にダイオードを介して接続され、その一次電流を
断続して二次回路にマイナス極性の二次電圧を発生させ
るイグナイタと、二次回路に接続されたスパークプラグ
と、上記二次電圧を該スパークプラグに印加した所定期
間経過後に、センタタップの他方側の一次コイルL2 の
一次電流を断続し、二次回路に接続された上記スパーク
プラグの静電浮遊容量に充電させるプラス極性の逆二次
電圧を発生させる逆二次電圧発生手段と、この静電浮遊
容量に充電された上記逆二次電圧を検出する分圧器と、
該分圧器で分圧された逆二次電圧の減衰時間を検出する
逆二次電圧検出回路と、この減衰時間から失火を判別す
る失火判別回路とを備えたガソリン機関の失火検出装置
付点火装置。 - 【請求項2】 請求項1において、配電器は、配電ロー
ターに、スパークプラグでの火花放電電圧を配電するた
めの第1のローターギャップを形成する第1のローター
アームと、ダイオードが介装され前記第1のローターギ
ャップより狭い逆二次電圧を配電するための第2のロー
ターギャップを形成する第2のローターアームとを備え
たことを特徴とするガソリン機関の失火検出装置付点火
装置。 - 【請求項3】 請求項1において、上記イグナイタに、
一次コイルL2 の一次電流の遮断で生じた一次電流の振
動を一次コイルL1 による振動の吸収で減衰させるマイ
ナス極性電流吸収手段を付設したガソリン機関の失火検
出装置付点火装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3235121A JP3068267B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | ガソリン機関の失火検出装置付点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3235121A JP3068267B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | ガソリン機関の失火検出装置付点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0571460A JPH0571460A (ja) | 1993-03-23 |
JP3068267B2 true JP3068267B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16981367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3068267B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6708188B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2020-06-10 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3235121A patent/JP3068267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0571460A (ja) | 1993-03-23 |
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