JPH037025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、正及び負両方向の点火火花を発生す
る内燃機関用点火システムの失火を検知する方法
及び装置に関する。

点火プラグに正常な火花放電が生じない、いわ
ゆる失火を検知するシステムとして、点火コイル
の２次電圧あるいは２次電流を測定するものがあ
る。これは、正常点火時と失火時との２次電圧値
あるいは２次電流値に差が生じることを利用した
ものである。しかしながら、２次電圧もしくは２
次電流を直接測定することは、２次電圧の場合は
電圧変動が大きいこと２次電流の場合は２次電流
回路を抵抗等を挿入する必要があること等から車
載用の失火検知モニタあるいは機関制御用の失火
検知システムにはほとんど採用されない。

点火コイルの１次電圧が規定電圧以上であるか
否かを判別することにより失火検知を行えば上述
の不都合が解消されるが、単に１次電圧値を測定
及び比較する従来の方法では、点火コイルから点
火プラグまでの高圧コードの断線もしくは接続不
良による失火、点火プラグの不良あるいは損耗に
よる失火、２次回路の浮遊容量の増加による失火
等を全く検知することができなかつた。

従つて本発明は従来技術の上述の問題点を解決
するものであり、本発明の目的は、点火コイルの
１次巻線への通電及びしや断の誤動作による失火
検知のみならず、高圧コードの断線あるいは接続
不良による失火、点火プラグの不良もしくは損耗
による失火及び２次回路の浮遊容量増加による失
火をも正しく検知することのできる失火検知方法
及び装置の提供することにある。

本発明の他の目的は、簡易な構成で上述の失火
検知を行うことのできる失火検知装置を提供する
ことにある。

上述の目的を達成する本発明の方法は、点火コ
イルの１次巻線と中点と該１次巻線の各端との間
で互いに異なる時期に互いに逆方向の１次電流を
断続せしめることにより、該点火コイルの２次巻
線側に正及び負方向の高圧電流をそれぞれ発生せ
しめる点火システムにおいて、前記１次巻線の各
端に現われる電圧を監視し、互いに同位相の電圧
波形が発生した際に失火発生と検知することを特
徴としている。また、本発明の装置は、１次巻線
に中点端子を有する点火コイルと、該１次巻線の
各端にそれぞれ直列接続され互いに異なる時期に
断続動作するスイツチ素子と、前記中点端子と前
記各スイツチ素子との間に接続される電源と、前
記１次巻線の各端に接続され各端に現われる電圧
が所定値以上となつてときに矩形波出力をそれぞ
れ発生する電圧検知回路と、該各電圧検知回路か
らの矩形波出力の論理積を検出する回路とを備
え、該論理積検出回路の出力に応じて失火発生の
検出を行うようにしたことを特徴としている。

以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は、正負両方向の火花放電を利用する点
火システムの一部を表わしており、以下この図を
用いて本発明の原理について説明する。

第１図において、１０は点火コイルであり、そ
の１次巻線は１０ａ及び１０ｂと互いに直列接続
された２つの部分から成つている。巻線１０ａと
１０ｂとの中点には、バツテリ１２の正側端子が
接続されている。各巻線１０ａ，１０ｂそれぞれ
の他端は、スイツチングトランジスタ（パワート
ランジスタ）１４，１６をそれぞれ介して接地さ
れている。点火コイル１０の２次巻線１０ｃの一
端はバツテリ１２の正側端子に接続されており、
他端は点火プラグ１８を介して接地されている。

スイツチングトランジスタ１４及び１６は、互
いに異なる時期に印加される矩形波パルスによつ
てオン、オフせしめられるものである。例えば、
スイツチングトランジスタ１４がオンすると、巻
線１０ａに１次電流が流れて、次いでこのトラン
ジスタ１４がオフすると、１次電流がしや断され
るから２次巻線１０ｃに負方向の高電圧が発生
し、点火プラグ１８は負方向に火花放電を生じて
図の実線の如き電流が２次側回路を流れる。逆
に、スイツチングトランジスタ１６がオン、オフ
動作すると、今回は巻線１０ｂを介して１次電流
が流れるから２次巻線１０ｃには正方向の高電圧
が発生し、点火プラグ１８には正方向の火花放電
が生じる。この場合の２次電流は図の破線の如き
方向へ流れる。

第２図はスイツチングトランジスタ１４あるい
は１６のコレクタ電圧波形を示しており、Ａは、
失火のない正常の行われた場合のスイツチングト
ランジスタ１４のコレクタ電圧波形、Ｂは同じく
正常点火時のスイツチングトランジスタ１６のコ
レクタ電圧波形、Ｃは失火が生じた場合のスイツ
チングトランジスタ１６のコレクタ電圧波形をそ
れぞれ示している。

スイツチングトランジスタ１４がオン、オフす
ると、そのコレクタには、同図Ａのａに示す如く
オフの時点で正の方向に大きな電圧が生じる。こ
のとき、他方のスイツチングトランジスタ１６は
オフ状態にあるが、１次巻線１０ａの部分の電流
変動によつて生じる磁束変化により巻線１０ｂに
起電力が誘起されるため、そのコレクタには第２
図Ｂのｂに示す如く、ａを反転させた如き波形の
電圧が生じる。逆に、スイツチングトランジスタ
１６がオン、オフした際は、各トランジスタ１
６，１４のコレクタに同図Ｂのｃ、同図Ａのｄに
示す如き波形の電圧が生じる。

以上は、正常の点火が行われた場合であるが、
スイツチングトランジスタ１４がオン、オフし、
１次コイル１０ａに第２図Ａのａに示す如き高電
圧が発生したにもかかわらず、何らかの理由で失
火が生じた場合、他方のスイツチングトランジス
タ１６のコレクタ電圧は第２図Ｃのｅに示す如く
オフの時点で正の方向へ大きな電圧が発生する。
即ち、トランジスタ１４がオフした際トランジス
タ１６のコレクタ電圧は失火の生じたときには同
図Ｃの如くなり、正常点火のときには同図Ｂに示
す如く正の方向への高電圧とならない。

失火が生じた際に他方のスイツチングトランジ
スタ１６に正方向の高いコレクタ電圧が生じるの
は次の理由による。正常な点火が行われた場合、
点火コイル１０の２次巻線１０ｃの電圧波形は第
３図の実線ｆの如くなるが、スイツチングトラン
ジスタ１４がオン、オフし１次巻線１０ａに電圧
が発生したにもかかわらず失火した場合、２次巻
線１０ｃの電圧波形は第３図の破線ｇの如く、最
初正側に増大し、次いで負側に落ち込むような減
衰振動となる。この負極に大きく振れる減衰振動
により、１次巻線１０ｂに第２図Ｃのｅに示す如
き正方向の高電圧が誘起せしめられることとな
る。

従つて、各スイツチングトランジスタ１４及び
１６のコレクタ電圧、換言すれば１次巻線の各端
に現われる電圧を監視し、両者が共に同位相で高
電圧となつたか否かを検出すれば、失火発生を検
出することができる。即ち、同位相で高電圧が生
じた際に失火発生、その他の場合は正常点火と検
知することができる。

第４図は上述した本発明の原理を達成する一実
施例を示している。同図において、第１図と同じ
機能要素は同一番号が付されている。

駆動回路２０は、端子２２を介して印加される
点火タイミングパルスもしくはデイストリビユー
タ回路角信号、及び端子２４を介して印加される
気筒分配信号に応じて、ドエル角（時間）等の演
算を行い所定のタイミングでスイツチングトラン
ジスタ１４，１６を交互にオン、オフ動作させる
ものである。さらに、第４図において、２６，２
８はスイツチングトランジスタ１４，１６のコレ
クタ電圧所定のスレツシユホールド電圧以上とな
つた際にトリガされ、所定パルス幅の矩形波信号
を発生する単安定回路であり、３０は単安定回路
２６及び２８からの矩形波信号の論理積演算を行
うアンド回路である。なお第４図において、抵抗
３２は、点火コイル１０の１次しや断電流を一定
値に制御するためのものであり、その両端の電圧
が駆動回路２０にフイードバツクされている。こ
の抵抗３２の両端のフイードバツク電圧がドエル
角演算に用いられる場合もある。

駆動回路２０からの出力信号によりスイツチン
グトランジスタ１４がオンすると、バツテリ１２
より１次巻線１０ａ、高圧ダイオード３４を介し
て１次電流が流れ、この１次電流は抵抗３２の両
端電圧がフイードバツクされることにより一定値
に制御される。スイツチングトランジスタ１４が
オフすると、２次巻線１０ｃに誘起された負方向
の高電圧がデイストリビユータのロータ３６の位
置に応じて点火プラグ１８ｄ〜１８ｆのうちの１
つに印加された火花放電が生じる。一方、スイツ
チングトランジスタ１６がオン、オフした際は２
次巻線１０ｃに正方向の高電圧が誘起されるか
ら、この場合、デイストリビユータのロータ３８
のの位置に応じて点火プラグ１８ａ〜１８ｃのう
ちの１つに火花放電が生じる。

一方のスイツチングトランジスタ１４がオフし
た際そのコレクタ電圧は前述したように高電圧に
立上り、規定スレツシユホールド電圧を上回るか
ら単安定回路２６がトリガされる第５図Ａはこの
単安定回路２６の出力波形を表わしている。この
場合、正常な点火が行われれば、他方のスイツチ
ングトランジスタ１６のコレクタには前述の説明
では負の高電圧が生じるとしたが、本実施例では
ダイオード３４が１次巻線１０ｂとトランジスタ
１６のコレクタとの間に高圧ダイオード４０が挿
入されているため、このトランジスタ１６のコレ
クタには負の電圧が生じない。いずれにしても、
トランジスタ１６のコレクタに正の高電圧が生じ
ないため、この場合、単安定回路２８はトリガさ
れない。従つて、正常な点火が行われた場合、単
安定回路２８の出力波形は第５図Ｂの実線に示す
如くなる。その結果、正常な点火が行われた場
合、アンド回路３０の出力は常に“０”となる。

一方、スイツチングトランジスタ１４がオフし
てそのコレクタ電圧が正の高電圧になつたにもか
かわらず失火が生じた場合は、前に述べたように
他方のスイツチングトランジスタ１６のコレクタ
に正の高電圧が生じる。これにより、単安定回路
２８がトリガされその出力として第５図Ｂの破線
に示す如きパルスｉが生じる。当然のことながら
他方の単安定回路２６にも第５図Ａのｈに示す如
きパルスが生じているから、アンド回路３０の出
力は“１”となり、失火発生が検知されることと
なる。

スイツチングトランジスタ１６がオフした際に
失火が生じた場合も上述の説明と同様である。

以上詳細に説明したように本発明によれば、正
負両方向の点火火花を発生する如く１次巻線の中
点から互いに逆方向の電圧を互いに異なる時期に
印加するようにした点火システムにおいて、その
１次巻線の各端に現われる電圧波形が互いに同位
相となつた際に失火発生となるようにしているた
め、１次巻線を流れる電流の異常検知のみなら
ず、点火２次回路の高圧コードの異常による失
火、点火プラグの異常による失火、２次回路の浮
遊容量の増大による失火等をも確実に検知するこ
とができる。従つて本発明によれば、再現性のな
い失火不具合をも短時間のうちに検出可能とな
り、また運転室内にモニタ機構等を設けて、運転
者に失火発生を知らしめ、点火プラグの交換、高
圧コードの交換等を促すことも可能となる。さら
に、本発明の装置は、非常に簡易な構成で上述の
機能を達成できるという効果をも有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明するための回路
図、第２図は１次巻線の電圧波形図、第３図は２
次巻線の電圧波形図、第４図は本発明の一実施例
の回路図、第５図は単安定回路の出力波形図であ
る。 １０……点火コイル、１０ａ，１０ｂ……１次
巻線、１０ｃ……２次巻線、１２……バツテリ、
１４，１６……スイツチングトランジスタ、１
８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，
１８ｆ……点火プラグ、２０……駆動回路、２
６，２８……単安定回路、３０……アンド回路、
３２……抵抗、３４，４０……高圧ダイオード、
３６，３８……ロータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 点火コイルの１次巻線の中点と該１次巻線の
   各端との間で互いに異なる時期に互いに逆方向の
   １次電流を断続せしめることにより、該点火コイ
   ルの２次巻線側に正及び負方向の高圧電流をそれ
   ぞれ発生せしめる点火システムにおいて、前記１
   次巻線の各端に現われる電圧を監視し、互いに同
   位相の電圧波形が発生した際に失火発生と検知す
   ることを特徴とする内燃機関用点火システムの失
   火検知方法。 ２ １次巻線に中点端子を有する点火コイルと、
   該１次巻線の各端にそれぞれ直列接続され互いに
   異なる時期に断続動作するスイツチ素子と、前記
   中点端子と前記各スイツチ素子との間に接続され
   る電源と、前記１次巻線の各端に接続され各端に
   現われる電圧が所定値以上となつたときに矩形波
   出力をそれぞれ発生する電圧検知回路と、該各電
   圧検知回路からの矩形波出力の論理積を検出する
   回路とを備え、該論理積検出回路の出力に応じて
   失火発生の検出を行うようにしたことを特徴とす
   る内燃機関用点火システムの失火検知装置。