JP3505448B2 - 内燃機関用燃焼状態検知装置 - Google Patents
内燃機関用燃焼状態検知装置Info
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- H01F19/04—Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
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Description
出に基づいて内燃機関の燃焼状態を検出する内燃機関用
燃焼状態検知装置に関するものである。
7のように構成されており、一点鎖線で囲まれた部分が
点火装置1を示し、この点火装置1は高圧側にプラス電
位が印加され、低圧側をスイッチング素子12を通して
接地した一次巻線111と、高圧側を点火プラグ3に接
続し、低圧側を配線導体を通して外部に配置されたバイ
アス回路に接続した二次巻線112とを有すトランス1
1を含んでいる。
ジュール2を示し、この燃焼状態検知モジュール2は、
点火プラグ3が放電した際に発生するイオンを検出する
のに必要な正極のバイアス電圧を二次巻線112の低圧
側にコンデンサ132によりチャージするバイアス回路
13、コンデンサ132からのバイアス電圧のディスチ
ャージを点火プラグ3を介して流れる電流として検出す
るイオン電流検出手段、バイアス回路13とグランド間
に接続され、点火プラグ3の放電電流経路となるダイオ
ード21を含んでいる。
状態検知装置における点火装置1および燃焼状態検知モ
ジュール2は上記のような構成になっているため、図7
に示すように二次巻線の高圧側と点火プラグを接続する
(A)の位置での断線あるいは点火プラグ3で失火が発
生したときには、二次巻線112の高圧側での発生電圧
(ピーク電圧約40kV)が振動し、低圧側においても
振幅は異なるもののこれと同期した電圧振動(ピーク電
圧約8kV)が生じる。
する高電圧が、燃焼状態検知モジュール2内のイオン電
流検出手段を構成する電子回路へリークし破損させる問
題点があった。この問題点を解決する手段として点火装
置1を収納する外装ケース内にバイアス回路13含む高
電圧経路を収納し、この外装ケース内に注形樹脂を充填
して点火装置と高電圧経路との間を絶縁する方法がある
が、収納するバイアス回路13の一構成部品であるコン
デンサ132は比較的耐熱性が低く、一次巻線111か
らの受熱により信頼性が低下する問題点があり、さらに
点火装置1を収納する外装ケース内の部品の点数が増加
することによって、装置全体が著しく大型化するという
問題点があった。
ためになされたもので、トランスからバイアス回路に対
しての断熱効果を向上できると共に、装置全体を小形化
できる内燃機関用燃焼状態検知装置を得ることを目的と
する。
燃機関用燃焼状態検知装置は、一次巻線の電流遮断によ
り二次巻線の高圧側に高電圧を誘導するトランスと、前
記一次巻線の電流を遮断制御するスイッチング手段と、
前記二次巻線の高圧側に発生した高電圧の印加により点
火プラグに放電が起きた際に発生するイオンを検出する
ための正極性の電圧を前記トランスの二次巻線の低圧側
に印加するバイアス手段とを含む電気部品を外装ケース
内に収納する際に、前記バイアス手段を前記スイッチン
グ手段に隣接する位置であって前記トランスから離れる
方向に積層するように配置して前記外装ケース内に収納
し、この外装ケース内に注形樹脂を充填するものであ
る。
検知装置は、前記トランスの一次巻線低圧側とスイッチ
ング手段とを電気的に接続するための第1の配線導体
と、前記トランスの二次巻線の低圧側と前記バイアス手
段とを接続する第2の配線導体とを個別に形成し、この
第2の配線導体を前記第1の配線導体の内側に配置した
ものである。
係る内燃機関用燃焼状態検知装置を各添付図面を参照し
て説明する。図1は本実施の形態1に係る内燃機関用燃
焼状態検知装置の回路構成を示す図である。尚、図中、
図7と同一符号は同一または相当部分を示す。図におい
て、1Aは本実施の形態1に係る点火装置の構成図であ
り、この点火装置1Aには、燃焼状態検知モジュール2
Aよりバイアス回路13が移されている。
トランス11の近傍に配置し、バイアス回路13と燃焼
状態検知モジュール2とを配線導体で接続することで、
図1において、点火プラグ3と二次巻線112の高圧側
との接続点である(A)の位置で断線、あるいは点火プ
ラグ3で失火が発生したときに、バイアス回路13と燃
焼状態検知モジュール2Aとの接続点である(B)の位
置にあらわれる高電圧はツェナーダイオード134と抵
抗131により低く抑えられる。従って、燃焼状態検知
モジュール2Aにおけるイオン電流検出手段などの電子
回路は高電圧によるリークの影響を受けることはない。
の部品配置図を図2に示される点火装置1Aの断面図に
より説明する。図2において、耐熱性の高いスイッチン
グ素子12は点火装置1A内で最も発熱する一次巻線1
11を含むトランス11に隣接する位置に配置され、比
較的耐熱性の低いコンデンサ132を含むバイアス回路
13はスイッチング素子12と隣接する位置であってト
ランス11から離れる方向に配置されている。
するためのコネクタ14は、スイッチング素子12及び
バイアス回路13を電気的に接続する配線導体15から
外装ケース16の開口側へ突出する方向へ配置され、ト
ランス11、スイッチング素子12およびコネクタ14
は成形樹脂で一体的に成形されたモールド内に埋設した
配線導体15により電気的に接続されている。
を介して配線導体15に接続されたトランス11の二次
巻線112の低圧側に接続される。さらに、本装置を他
の機器と電気的接続をするためのコネクタ14の接続ピ
ン14aは、スイッチング素子12及びバイアス回路1
3を電気的に接続する配線導体15から外装ケース16
の開口側へ突出する方向へ配置されている。
トランス11、スイッチング素子12、バイアス回路1
3、配線導体15,15aは、外装ケース16の開口側
から注入され硬化する注形樹脂17により固定されてい
る。
態検知装置を構成する外装ケース16内の温度分布の一
例を図3に示す、尚、この温度分布は装置の周辺温度に
より異なる。図3から明らかなように、外装ケース16
内において、トランス11の一次巻線111付近の温度
が最大で、通常150℃位に上昇する。
ース内の温度が128℃〜125℃位の位置には、比較
的、耐熱温度が高いスイッチング素子12を配置する。
次に、耐熱温度が125℃くらいのコンデンサを内蔵し
たバイアス回路13は、スイッチング素子12を介して
トランス11より最も離隔し、ケース内の温度125℃
から120℃の位置に配置し、トランス11からの受熱
を遮断する。
立て工程を示す図である。図4の(a)において、図示
しないが、トランス11の一次巻線111、二次巻線1
12、バイアス回路13、スイッチング素子12を電気
的に接続する配線導体15は、コネクタ14の接続ピン
14aと共に一枚の導電板を金型で打ち抜いて形成され
たインサートを樹脂で一体成形される。高電圧となる二
次巻線113の低圧側とバイアス回路13との配線導体
15aのみ別部品となる。
うに、配線導体15aを配線導体15の樹脂部に互入し
て組み付ける。次に、バイアス回路13の一端を配線導
体15aに、バイアス回路13の他端を配線導体15に
おける接続ピン14aの部分にそれぞれ電気的に結合す
る。また、スイッチング素子12の各端子は配線導体1
5において、接続ピン14aの部分、一次巻線111の
低圧側の接続部分にそれぞれ電気的に結合する。
の部品外観を示す。図5の(a)は点火装置1Aの組付
け工程終了後の正面図、図5の(b)は点火装置1Aの
組付け工程終了後の上面図、図5の(c)は点火装置1
Aの組付け工程終了後の側面図である。
線低圧側とバイアス回路13との配線導体15aは、配
線導体15において、低電圧の配線群から所定の絶縁距
離を確保しつつも点火装置の外形に影響を与えないよう
な位置に組付けられている。
アス回路13をスイッチング素子12と隣接する位置で
あって、トランス11から離れる方向に配置した。その
ため、バイアス回路13を構成するコンデンサ131は
点火装置1A内で最も発熱する一次巻線111の発熱の
影響を受けにくく、信頼性の高い点火装置となる。
側とバイアス回路13との配線導体15aを別部品とし
て配線導体15に組付ける形態とした。そのため、配線
導体15aの配線導体15に対する配置の自由度が増
し、且つ、狭い外装ケース16内においても、配線導体
15の配線群と配線導体15aとの絶縁距離を容易に確
保できる。
る内燃機関用燃焼状態検知装置における点火装置の部分
断面図を示す。実施の形態1に於いては、配線導体15
をトランス11の巻線コイルに対して直角方向に配置、
その配線導体15に対し下方のスイッチング素子12、
バイアス回路13を配置した。
1の巻線コイルの直上に、配線導体15を介してスイッ
チング素子12、バイアス回路13を積層して内蔵した
外装ケース16を配置し、その外装ケース16の上に接
続ピン14aをトランス方向に90度、屈曲させたコネ
クタ14を配置する。この結果、トランスのスリム化を
阻害することなく装置全体が小型化される。
流遮断により二次巻線の高圧側に高電圧を誘導するトラ
ンスと、前記一次巻線の電流を遮断制御するスイッチン
グ手段と、前記二次巻線の高圧側に発生した高電圧の印
加により点火プラグに放電が起きた際に発生するイオン
を検出するための正極性の電圧を前記トランスの二次巻
線の低圧側に印加するバイアス手段とを含む電気部品を
外装ケース内に収納する際に、前記バイアス手段を前記
スイッチング手段に隣接する位置であって前記トランス
から離れる方向に積層するように配置して前記外装ケー
ス内に収納し、この外装ケース内に注形樹脂を充填する
ことで、バイアス手段を一次巻線の発熱による影響を受
けにくくし、信頼性の高い装置を提供できるという効果
がある。
一次巻線低圧側とスイッチング手段とを電気的に接続す
るための第1の配線導体と、前記トランスの二次巻線の
低圧側と前記バイアス手段とを接続する第2の配線導体
とを個別に形成し、この第2の配線導体を前記第1の配
線導体の内側に配置することで、第2の配線導体の第1
の配線導体に対する配置の自由度が増し、且つ、狭い外
装ケース内においても、バイアス手段とトランスとの絶
縁距離を容易に確保できるという効果がある。
焼状態検知装置の電気的構成を示す図である。
知装置の断面図である。
知装置の外装ケース内の温度分布を示す図である。
説明する図である。
了後の部品外観を示す図である。
知装置の断面図である。
構成を示す図である。
112 二次巻線、12 スイッチング素子、13 バ
イアス回路、2A 燃焼状態検知モジュール、15,1
5a 配線導体、16 外装ケース。
Claims (2)
- 【請求項1】 一次巻線の電流遮断により二次巻線の高
圧側に高電圧を誘導するトランスと、 前記一次巻線の電流を遮断制御するスイッチング手段
と、 前記二次巻線の高圧側に発生した高電圧の印加により点
火プラグに放電が起きた際に発生するイオンを検出する
ための正極性の電圧を前記トランスの二次巻線の低圧側
に印加するバイアス手段と を含む 電気部品を外装ケース内に収納する際に、 前記バイアス手段を前記スイッチング手段に隣接する位
置であって前記トランスから離れる方向に積層するよう
に配置して前記外装ケース内に収納し、この外装ケース
内に注形樹脂を充填することを特徴とする燃焼状態検知
用点火装置。 - 【請求項2】 前記トランスの一次巻線低圧側とスイッ
チング手段とを電気的に接続するための第1の配線導体
と、前記トランスの二次巻線の低圧側と前記バイアス手
段とを接続する第2の配線導体とを個別に形成し、この
第2の配線導体を前記第1の配線導体の内側に配置した
ことを特徴とする請求項1に記載の燃焼状態検知用点火
装置。
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