JP5491367B2 - 点火プラグ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグの検査のために使用される、点火プラグ検査装置に関するものである。

エンジンに点火プラグを組み立てた後、当該点火プラグの良否状態（たとえば、点火プラグのギャップの状態が設計通りか否か等）を検査することが、従来から行われている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。

エンジンには、イグニッションコイルが配設されており、当該イグニッションコイルに電流を流すことにより、点火プラグの点火が実行される。たとえば、特許文献２に係る検査装置では、検査に際して所定のタイミングでイグニッションコイルに電流を流し、点火プラグを作動させる。ここで、当該イグニッションコイルに電流を流すことにより、当該イグニッションコイルには放電用電力を発生する。特許文献２に係る検査装置では、当該放電用電力に伴って電磁誘導により誘起される誘起起電力を、非接触状態で放電状態検出手段が検出する。そして、特許文献２に係る検査装置では、当該放電状態検出手段の検出情報に基づいて、点火プラグの作動状態を判別している。

ここで、検査に際して、所定のタイミングで点火プラグを点火作動させるべく、イグニッションコイルに、当該所定のタイミングで電流を流す必要がある。従来では、実車用のＥＣＵ（電子制御ユニット）を用いて、当該所定のタイミングで点火プラグを作動させていた（換言すれば、当該所定のタイミングで、イグニッションコイルに電流を流していた）。

当該ＥＣＵによる制御を利用した検査では、エンジンを実際に回転させ、当該エンジンに設置されている回転位相感知センサからの信号をＥＣＵに入力させている。そして、当該ＥＣＵは、エンジンの回転に合わせて、点火プラグの点火のタイミングを制御している。

特開平１０−１７０４０７号公報 特開２００３−２５４８７２号公報

当該ＥＣＵを利用した点火プラグの検査では、当該ＥＣＵによる制御が可能となるように、ＥＣＵを実車に近い環境に設定する必要があった。しかし、点火プラグの検査に際して実車に近い環境を作り出すことは、困難性を有するのみならず、コスト高になるという問題があった。

そこで、本発明は、簡単かつ低コストにより、点火プラグの検査を実施することができる点火プラグ検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る点火プラグ検査装置は、パルス出力器と、前記パルス出力器からの出力パルス信号をカウントし、少なくとも二つの出力部を有するパルスカウント器と、前記パルスカウント器の前記出力部に接続される排他的論理和器と、点火プラグと、前記排他的論理和器と前記点火プラグとの間に配設され、前記点火プラグの点火を作動させるイグニッションコイルとを、備えており、前記パルスカウント器は、前記カウントの結果、第一のカウント値に到達した際に、一方の出力部から出力される第一の出力信号を立ち上がらせ、第二のカウント値に到達した際に、他方の出力部から出力される第二の出力信号を立ち上がらせ、前記排他的論理和器は、前記第一の出力信号と前記第二の出力信号との排他的論理和の結果に応じた電流を、前記イグニッションコイルに出力する。

本発明に係る点火プラグ検査装置は、パルス出力器と、前記パルス出力器からの出力パルス信号をカウントし、少なくとも二つの出力部を有するパルスカウント器と、前記パルスカウント器の前記出力部に接続される排他的論理和器と、点火プラグと、前記排他的論理和器と前記点火プラグとの間に配設され、前記点火プラグの点火を作動させるイグニッションコイルとを、備えており、前記パルスカウント器は、前記カウントの結果、第一のカウント値に到達した際に、一方の出力部から出力される第一の出力信号を立ち上がらせ、第二のカウント値に到達した際に、他方の出力部から出力される第二の出力信号を立ち上がらせ、前記排他的論理和器は、前記第一の出力信号と前記第二の出力信号との排他的論理和の結果に応じた電流を、前記イグニッションコイルに出力する。

したがって、当該点火プラグ検査装置では、ＥＣＵを用いた検査において要していた実車環境を、設ける必要がなくなる。したがって、当該点火プラグ検査装置は、簡単かつ低コストにより、点火プラグの検査を実施することができる。

また、当該点火プラグ検査装置では、パルスカウント器と排他的論理和器とを利用して、イグニッションコイルに供給する電流を生成している。したがって、非常に短い期間のパルス幅を有する電流パルスも、容易に、かつ簡単な構成で生成することができる。

また、当該点火プラグ検査装置では、ＥＣＵを利用せず、パルス発生器からの出力パルス信号のみを用いていることから、実車環境の作成も不要となり、エンジンに配設された感知センサからの出力信号を取り込む処理等も不要となる。

また、点火プラグ検査装置では、汎用部品（パルスカウント器および排他的論理和器）を利用しているので、どのような車種に対しても共通に利用できる。

本発明に係る点火プラグ検査装置１００の概略構成を示すブロック図である。 エンジン１０のクランク軸１１とモータ５０の回転軸１０との連結の様子を示す図である。 第一の出力信号の立ち上がりのタイミングと第二の出力信号の立ち上がりのタイミングとを説明する図である。 第一の出力信号の立ち下がりのタイミングと第二の出力信号の立ち下がりのタイミングとを説明する図である。 第一の出力信号と第二の出力信号との排他的論理和演算により生成される電流パルスの様子を示す図である。

本発明に係る点火プラグ検査装置では、以下に説明する構成を採用することにより、点火プラグの検査において、点火プラグを点火させるためのタイミングを制御することができる。以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、点火プラグ検査装置１００は、エンコーダ１、高速カウンターカード２、ＥＸＯＲアンプ器３、イグニッションコイル４および点火プラグ５を、備えている。ここで、イグニッションコイル４および点火プラグ５は、エンジン１０内に配設されている。

エンコーダ（パルス出力器と把握できる）１は、回転位相の検出が可能なロータリエンコーダである。検査に際して、エンジン１０のクランク軸１１を駆動させるために、モータ６０が存在する（図２参照）。つまり、モータ６０の回転軸５０とエンジン１０のクランク軸１１とを連結し、モータ６０の駆動力（回転）で、クランク軸１１も回転させ、当該クランク軸１１の回転状態で、点火プラグ５の検査を行う。ここで、上記したエンコーダ１は、当該モータ６０に配設されており、モータ６０の回転の機械的変位量を、電気信号である出力パルス信号に変換する。

高速カウンターカード（パルスカウント器と把握できる）２は、エンコーダ１からの出力パルス信号をカウントすることができる。当該高速カウンターカード２は、当該出力パルス信号を入力する１つの入力部と、二つの出力部とを少なくとも備えている。

当該高速カウンターカード２には、任意に選択できる、第一のカウント値および第二のカウント値が各々、予め設定されている。出力パルス信号のパルスカウントの結果、カウント値が第一のカウント値に到達したとき、高速カウンターカード２は、一方の出力部から出力される第一の出力信号を立ち上がらせる（図３の上段に示す信号参照）。また、出力パルス信号のパルスカウントの結果、カウント値が第二のカウント値に到達したとき、他方の出力部から出力される第二の出力信号を立ち上がらせる（図３の下段に示す信号参照）。

また、当該高速カウンターカード２は、第一の出力信号および第二の出力信号の両方が立ち上がった後の所定のタイミングで、当該第一の出力信号および当該第二の出力信号の両方を、同時に立ち下がらせる（図４参照）。

たとえば、高速カウンターカード２が、所定の数を循環カウントする（たとえば、０→１→２→・・・ｎ→０→１→２→・・・ｎ→０→１）するリングカウンターであるとする。この場合には、第一の出力信号および第二の出力信号の両方が立ち上がった後、次の第一のカウント値・第二のカウント値がカウントされるまでの間の何れかのタイミングで、高速カウンターカード２は、当該第一の出力信号および当該第二の出力信号の両方を、同時に立ち下がらせる。

ここで、高速カウンターカード２は、外部からの信号（たとえばＣＰＵ（中央処理装置）からの指令）に従い、第一の出力信号および第二の出力信号の両方を、同時に立ち下がらせる。

ＥＸＯＲアンプ器（排他的論理和器と把握できる）３は、高速カウンターカード２の上記第一の出力部および上記第二の出力部と接続されている。そして、ＥＸＯＲアンプ器３は、上記第一の出力信号と上記第二の出力信号との排他的論理和の演算を実施し、当該演算の結果に応じた電流を、イグニッションコイル４に出力する。

図５は、ＥＸＯＲアンプ器３に、図５の上段に示す第一の出力信号と図５の中段に示す第二の出力信号とが入力し、配設端論理和演算の結果、当該ＥＸＯＲアンプ器３から出力される、電流パルス（図５の下段に示す信号）の様子を示す図である。

図５に示すように、第一の出力信号および第二の出力信号が共に、「Ｌ」状態であるとき、および、「Ｈ」状態であるとき、ＥＸＯＲアンプ器３からは、「Ｌ（点火プラグ５の点火がさればない電流値：たとえばゼロ）」の電流が出力される。他方、第一の出力信号の出力状態と第二の出力信号の出力状態とが相違するとき、ＥＸＯＲアンプ器３からは、「Ｈ（所定の電流値であり、点火プラグ５の点火が可能な電流値）」の電流が出力される。

ＥＸＯＲアンプ器３と点火プラグ５との間に、点火プラグ５の点火（着火）を作動させるイグニッションコイル４が配設されている。当該イグニッションコイル４に、ＥＸＯＲアンプ器３から出力される電流が入力すると、当該イグニッションコイル４にて、電磁誘導を利用して放電用電力が発生する。

なお、イグニッションコイル４に入力される、出力電流のパルス幅は、５ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度（つまり、短パルス幅）であることが要される。したがって、当該短パルス幅を実現できるように、第一のカウント値カウント後の高速カウンターカード２における第二のカウント値は、設定されることが要される。

以上のように、図１に示す点火プラグ検査装置１００では、クランク軸１１を駆動させるためにモータ６０を回転させ、当該回転運動の変位量をエンコーダ１が検出し、エンコーダ１は、当該検出結果を、出力パルス信号として出力する。そして、高速カウンターカード２は、当該出力パルス信号のパルスをカウントし、第一のカウント値に到達したとき、第一の出力信号を立ち上げ、第二のカウント値に到達したとき、第二の出力信号を立ち上げる。そして、ＥＸＯＲアンプ器３は、第一の出力信号と第二の出力信号との排他的論理和を演算し、当該演算結果を電流パルスとして出力する。そして、当該電流パルスを入力したイグニッションコイル４は、放電用電力を発生し、当該放電用電力を点火アンプ５に供給する。これにより、駆動状態のクランク軸１１の所定の駆動位置のタイミングで、点火アンプ５は点火する。

したがって、所望する前記タイミングで点火アンプ５が点火されるように、高速カウンターカード２の第一のカウント値を設定することが必要とされる。

ここで、点火プラグ検査装置１００では、電磁誘導を利用して、イグニッションコイル４の電圧変化を測定することにより、点火プラグ５の放電状態を検査する。当該イグニッションコイルの電圧変化を利用した点火プラグ５の検査手法は、従来から存するので、ここでの詳細な説明は省略する。

上記のように、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００は、ＥＣＵを使用せず、汎用部品（高速カウンターカード２、ＥＸＯＲアンプ器３）を利用して、検査の際に所定のタイミングで点火プラグ５を点火させている。

したがって、当該点火プラグ検査装置１００では、ＥＣＵを用いた検査において要していた実車環境を、設ける必要がなくなる。したがって、点火プラグ検査装置１００は、簡単かつ低コストにより、点火プラグ５の検査を実施することができる。

また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、高速カウンターカード２の二つの出力信号とＥＸＯＲアンプ器３とを利用して、イグニッションコイル４に供給する電流パルスを生成している。

したがって、高速カウンターカード２のみでは生成が困難な、５ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度の非常に短い期間のパルス幅を有する電流パルス（点火プラグ５の点火のためには、当該パルス幅を有する電流パルスが必要である）も、容易に、かつ簡単な構成で生成することができる。

また、ＥＣＵを利用した点火プラグの検査方法では、エンジンからの出力されるクランク軸の状態を検知する感知センサからの出力信号を、ＥＣＵが取り込む必要があった。

これに対して、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、ＥＣＵを利用せず、エンコーダ１からの出力パルス信号のみを用いていることから、上記したように実車環境の作成も不要となり、前記した感知センサからの出力信号を取り込む処理等も不要となる。

また、ＥＣＵは、搭載する車種に合わせて設計・設定する必要があり、車種が異なると異なるＥＣＵの設計・設定が必要となり、コスト高が余儀なくされていた。

これに対して、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、汎用部品（高速カウンターカード２、ＥＸＯＲアンプ器３）を利用しているので、どのような車種に対しても共通に利用でき、点火プラグ５の検査のための費用を低コストに抑制することができる。

また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、エンコーダ１は、エンジン１０のクランク軸１１を駆動させるモータ６０の回転の機械的変位量を、電気信号である出力パルス信号に変換する、ロータリエンコーダである。

したがって、モータ６０の回転変位量（換言すれば、クランク軸１１の変位量）を利用した、点火プラグ５の検査が可能となり、検査のために、所望のクランク位置での点火プラグ５を点火させることができる。

また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、高速カウンターカード２として、リングカウンターを採用できる。

したがって、第二のカウント値および第一のカウント値を各々１個だけ高速カウンターカード２に設定するだけで、当該点火プラグ検査装置は、周期的に、同じパルス幅の電流パルスを出力することができる。

また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、高速カウンターカード２は、第一の出力信号および出力第二の信号の両方が立ち上がった後の所定のタイミングで、第一の出力信号および第二の出力信号の両方を、同時に立ち下がらせている。

したがって、第一の出力信号および第二の出力信号の立ち下がりに際して、電流パルスが出力されることを防止でき、次回の電流パルス生成に備えることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、エンジン１０のクランク軸１１をモータ６０が駆動させ、当該クランク軸１１の駆動状態で、点火プラグ５の検査を実施していた。本実施の形態では、クランク軸１１を駆動させず、所望の位置にクランク軸１１を固定させた状態で、点火プラグ５の検査を実施させることができる、点火プラグ検査装置１００を提供する。

本実施の形態でも、点火プラグ検査装置１００の概略ブロック構成は、図１の構成である。ただし、本実施の形態では、エンコーダ１は、所望の出力パルス信号を生成することができるパルス出力器１となる。

当該パルス出力器１は、外部からパルス生成のタイミングを任意に設定可能であり、当該設定されたタイミングに従い、出力パルス信号を出力する。つまり、パルス出力器１は、外部からの設定条件を満たす出力パルス信号を生成し、当該生成した出力パルス信号を、高速カウンターカード２へと送信する。したがって、本実施の形態に係るパルス出力部１は、モータ６０に設ける必要もなく、当該モータ６０の回転運動変位量を検出する必要もない。

なお、高速カウンターカード２、ＥＸＯＲアンプ器３、イグニッションコイル４および点火プラグ５の構成・動作は、実施の形態１で説明した内容と同様である。

以上のように、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００では、エンコーダ１の代わりに、外部からの設定内容に応じた出力パルス信号を生成・出力する、パルス出力器１を設けている。

したがって、当該点火プラグ検査装置１００では、クランク軸１１の駆動させずに、点火プラグ５の検査ができる。よって、当該点火プラグ検査装置１００は、点火プラグ５の検査において、クランク軸１１を所望の位置に固定させた状態で、所望のタイミングで点火プラグ５を点火させることができる。

なお、エンコーダ１をパルス出力器１に置換している以外、実施の形態１に係る点火プラグ検査装置１００と実施の形態２に係る点火プラグ検査装置１００とは、構成が同じである。

したがって、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００においても、実施の形態１で説明したように、実車環境の設定も不要となり、簡単かつ低コストにより、点火プラグ５の検査を実施することができる。また、当該点火プラグ検査装置１００は、非常に短い期間のパルス幅を有する電流パルス（点火プラグ５の点火のためには、当該パルス幅を有する電流パルスが必要である）も、容易に、かつ簡単な構成で生成することができる。また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００においても、汎用部品（高速カウンターカード２、ＥＸＯＲアンプ器３）を利用しているので、どのような車種に対しても共通に利用でき、点火プラグ５の検査のための費用を低コストに抑制することができる。

また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００においても、高速カウンターカード２としてリングカウンターを採用すれば、第二のカウント値および第一のカウント値を各々１個だけ高速カウンターカード２に設定するだけで、当該点火プラグ検査装置は、周期的に、同じパルス幅の電流パルスを出力することができる。

また、本実施の形態に係る点火プラグ検査装置１００においても、高速カウンターカード２は、第一の出力信号および出力第二の信号の両方が立ち上がった後の所定のタイミングで、第一の出力信号および第二の出力信号の両方を、同時に立ち下がらせている。

したがって、第一の出力信号および第二の出力信号の立ち下がりに際して、電流パルスが出力されることを防止でき、次回の電流パルス生成に備えることができる。

なお、上記各実施の形態では、エンジン１０内に１個の点火プラグ５のみを配設する単純構成を例にとり、説明を行った。しかしながら、エンジン１０内に、複数の点火プラグ５を配設する場合においても、本発明を適用することができる。当該複数点火プラグ５の配設の場合には、高速カウンターカード２、ＥＸＯＲアンプ器３およびイグニッションコイル４も、各点火プラグ５に対応して、複数設ける必要がある。

１ エンコーダ（パルス出力部）
２ 高速カウンターカード（パルスカウント器）
３ ＥＸＯＲアンプ器（排他的論理和器）
４ イグニッションコイル
５ 点火プラグ
１０ エンジン
１１ クランク軸
５０ 回転軸
６０ モータ
１００ 点火プラグ検査装置

Claims (5)

1. パルス出力器と、
   前記パルス出力器からの出力パルス信号をカウントし、少なくとも二つの出力部を有するパルスカウント器と、
   前記パルスカウント器の前記出力部に接続される排他的論理和器と、
   点火プラグと、
   前記排他的論理和器と前記点火プラグとの間に配設され、前記点火プラグの点火を作動させるイグニッションコイルとを、備えており、
   前記パルスカウント器は、
   前記カウントの結果、第一のカウント値に到達した際に、一方の出力部から出力される第一の出力信号を立ち上がらせ、第二のカウント値に到達した際に、他方の出力部から出力される第二の出力信号を立ち上がらせ、
   前記排他的論理和器は、
   前記第一の出力信号と前記第二の出力信号との排他的論理和の結果に応じた電流を、前記イグニッションコイルに出力する、
   ことを特徴とする点火プラグ検査装置。
2. 少なくとも前記点火プラグは、
   エンジン内に配設されており、
   前記パルス出力部は、
   前記エンジンのクランクを駆動させるモータの回転の機械的変位量を、電気信号である前記出力パルス信号に変換する、ロータリエンコーダである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ検査装置。
3. 前記パルス出力器は、
   パルス生成のタイミングを任意に設定可能であり、設定されたタイミングに従い、前記出力パルス信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ検査装置。
4. 前記パルスカウント器は、
   リングカウンターである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ検査装置。
5. 前記パルスカウント器は、
   前記第一の出力信号および前記出力第二の信号の両方が立ち上がった後の所定のタイミングで、前記第一の出力信号および前記第二の出力信号の両方を、同時に立ち下がらせる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ検査装置。

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