JPH04314969A - 火花点火機関の二次電圧検出器 - Google Patents
火花点火機関の二次電圧検出器Info
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- JPH04314969A JPH04314969A JP3080107A JP8010791A JPH04314969A JP H04314969 A JPH04314969 A JP H04314969A JP 3080107 A JP3080107 A JP 3080107A JP 8010791 A JP8010791 A JP 8010791A JP H04314969 A JPH04314969 A JP H04314969A
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- ignition
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P2017/006—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines using a capacitive sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、点火コイルで発生さ
せた高電圧をスパークプラグに導く高電圧リード部を備
えた火花点火式の内燃機関(エンジン)において、点火
回路の二次回路に生じさせた二次電圧を検出するための
検出器に関する。
せた高電圧をスパークプラグに導く高電圧リード部を備
えた火花点火式の内燃機関(エンジン)において、点火
回路の二次回路に生じさせた二次電圧を検出するための
検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジンの排気ガスの浄化および
燃費向上の要求から、機関の各気筒毎に着火状態を検出
し、全ての気筒の失火防止対策が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。
燃費向上の要求から、機関の各気筒毎に着火状態を検出
し、全ての気筒の失火防止対策が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】しかるに従来の方法に
おいては、スパークプラグの火花放電に始まる点火行程
の点火期間中に失火が生じていることを判定することは
困難であるとともに、装着が面倒であり、全ての車両の
全ての気筒に装着すると装着コストが増大したり、メン
テナンスに手間がかかるなどの欠点があった。この発明
の目的は、各気筒に装着された全てのスパークプラグに
印加される二次電圧の波形を簡単な構成で正確に検出で
きるセンサの提供にある。
おいては、スパークプラグの火花放電に始まる点火行程
の点火期間中に失火が生じていることを判定することは
困難であるとともに、装着が面倒であり、全ての車両の
全ての気筒に装着すると装着コストが増大したり、メン
テナンスに手間がかかるなどの欠点があった。この発明
の目的は、各気筒に装着された全てのスパークプラグに
印加される二次電圧の波形を簡単な構成で正確に検出で
きるセンサの提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明の二次電圧検出
器は、点火コイルで発生させた高電圧をスパークプラグ
に導く高電圧リード部に近接して装着した導電体と、該
導電体とアースとの間に接続したコンデンサと、前記高
電圧リード部と導電体との間の静電容量と前記コンデン
サの静電容量とによる二次電圧の分圧検出回路とからな
る。
器は、点火コイルで発生させた高電圧をスパークプラグ
に導く高電圧リード部に近接して装着した導電体と、該
導電体とアースとの間に接続したコンデンサと、前記高
電圧リード部と導電体との間の静電容量と前記コンデン
サの静電容量とによる二次電圧の分圧検出回路とからな
る。
【0005】
【発明の作用】この発明では、点火コイルから配電器を
介して、または直接スパークプラグに印加される点火回
路の二次回路を構成している高電圧リード部の一部に、
該高電圧リード部との間で静電容量を有するよう導電体
を装着し、これにコンデンサを接続するのみで二次電圧
検出器のセンサ部を形成でき、このセンサ部でスパーク
プラグに印加される二次電圧の波形を正確に検出できる
。この検出した二次電圧波形を解析して、正常着火、着
火ミスおよび火花放電ミスを判別し、燃料カットなどの
エンジンの制御手段に出力してエミッション悪化の防止
、触媒劣化の防止、又は表示して装置により運転者に警
告を行うための情報とする。
介して、または直接スパークプラグに印加される点火回
路の二次回路を構成している高電圧リード部の一部に、
該高電圧リード部との間で静電容量を有するよう導電体
を装着し、これにコンデンサを接続するのみで二次電圧
検出器のセンサ部を形成でき、このセンサ部でスパーク
プラグに印加される二次電圧の波形を正確に検出できる
。この検出した二次電圧波形を解析して、正常着火、着
火ミスおよび火花放電ミスを判別し、燃料カットなどの
エンジンの制御手段に出力してエミッション悪化の防止
、触媒劣化の防止、又は表示して装置により運転者に警
告を行うための情報とする。
【0006】
【発明の効果】この発明では、高電圧リード部に導電体
を近接して取り付け、この導電体にコンデンサを接続す
るだけで、点火回路の二次電圧を正確に測定できる。よ
って、簡単な構成で装着性に優れ、メンテナンスフリー
の二次電圧検出器が得られる。
を近接して取り付け、この導電体にコンデンサを接続す
るだけで、点火回路の二次電圧を正確に測定できる。よ
って、簡単な構成で装着性に優れ、メンテナンスフリー
の二次電圧検出器が得られる。
【0007】
【実施例】図1は、点火コイル1、配電器(デストリビ
ュータ)2、スパークプラグ3を備えた内燃機関の点火
装置100を示し、点火コイル1と配電器2との間の高
電圧コード11にはこの発明の二次電圧検出器4が装着
されている。二次電圧検出器4は、高電圧コード11に
接近して取り付けられた導電体41と、該導電体41と
アースとの間に接続したコンデンサ42とからなるセン
サ部40と、導電体41とコンデンサ42との間に接続
した分圧検出回路5とからなる。
ュータ)2、スパークプラグ3を備えた内燃機関の点火
装置100を示し、点火コイル1と配電器2との間の高
電圧コード11にはこの発明の二次電圧検出器4が装着
されている。二次電圧検出器4は、高電圧コード11に
接近して取り付けられた導電体41と、該導電体41と
アースとの間に接続したコンデンサ42とからなるセン
サ部40と、導電体41とコンデンサ42との間に接続
した分圧検出回路5とからなる。
【0008】導電体41は、長さ2cm程度の金属パイ
プを高電圧コード11に外嵌した構成で5pFの静電容
量を有し、ゴムなど絶縁性と防水性のカバーで被服して
ある。コンデンサ42は、前記導電体41とアースとの
間に接続され10000pFの容量を有する。なおこの
実施例では、コンデンサ42と並列に500kΩの抵抗
43を接続し、コンデンサ42の放電回路としている。 センサ部40は、高電圧コード11で生じた二次電圧を
1/2000に分圧する。これにより2万ボルト前後の
高電圧が10ボルトのレベルに下げられ分圧検出回路5
に入力する。また高電圧の周波数は、10KHz前後で
あるため、センサ部40のインピーダンスは1.6KΩ
程度である。よって、500KΩの並列抵抗43の接続
は前記分圧比にあまり影響しない。
プを高電圧コード11に外嵌した構成で5pFの静電容
量を有し、ゴムなど絶縁性と防水性のカバーで被服して
ある。コンデンサ42は、前記導電体41とアースとの
間に接続され10000pFの容量を有する。なおこの
実施例では、コンデンサ42と並列に500kΩの抵抗
43を接続し、コンデンサ42の放電回路としている。 センサ部40は、高電圧コード11で生じた二次電圧を
1/2000に分圧する。これにより2万ボルト前後の
高電圧が10ボルトのレベルに下げられ分圧検出回路5
に入力する。また高電圧の周波数は、10KHz前後で
あるため、センサ部40のインピーダンスは1.6KΩ
程度である。よって、500KΩの並列抵抗43の接続
は前記分圧比にあまり影響しない。
【0009】分圧検出回路5は、オペレーションアンプ
リファイヤー(オペアンプ)51、およびその出力の分
圧回路52と前記オペアンプ51の出力の積分回路53
と、分圧回路52の分圧値と、積分回路53の積分値と
を比較するコンパレータ54とからなる。前記導電体4
1とコンデンサ42との分圧によりその中間点■の電圧
波形は、図2にaに示す如く二次回路の電圧波形がほぼ
そのまま分圧された波形となり、容量放電成分と、それ
に続く誘導放電成分となる。この誘導放電成分は、スパ
ークプラグ3で火花放電がなされ、エンジンのシリンダ
ー内の燃料空気混合気に着火した場合と、火花放電が生
じたが着火がなされなかった場合とでは、スパークプラ
グ3の火花放電間隙の電気抵抗が異なるため、二次電圧
波形が相違する。
リファイヤー(オペアンプ)51、およびその出力の分
圧回路52と前記オペアンプ51の出力の積分回路53
と、分圧回路52の分圧値と、積分回路53の積分値と
を比較するコンパレータ54とからなる。前記導電体4
1とコンデンサ42との分圧によりその中間点■の電圧
波形は、図2にaに示す如く二次回路の電圧波形がほぼ
そのまま分圧された波形となり、容量放電成分と、それ
に続く誘導放電成分となる。この誘導放電成分は、スパ
ークプラグ3で火花放電がなされ、エンジンのシリンダ
ー内の燃料空気混合気に着火した場合と、火花放電が生
じたが着火がなされなかった場合とでは、スパークプラ
グ3の火花放電間隙の電気抵抗が異なるため、二次電圧
波形が相違する。
【0010】着火が正常になされたときは、着火直後に
放電間隙付近で燃焼中の混合気がイオン化し、電気抵抗
が小さくなっている。このため100アンペアのオーダ
ーで1ノナ秒間程度の容量放電につづき、50ミリアン
ペア程度で1ミリ秒間前後の誘導放電は、低電圧v1
でなされるとともに、点火コイル1に蓄えられた電気エ
ネルギーがほぼ完全に放出されるまでなされる。よって
誘導放電停止後の二次電圧の高まりは小さく、放電後の
低いピーク波形p1 が生じ、平均的には電圧波形a1
の如くなる。着火ミスが生じたときは、放電間隙の抵
抗が大きいために容量放電につづく誘導火花放電は短時
間で終了し、点火回路(主に点火コイル)には比較的大
きな電気エネルギーが残る。このため放電電圧波形a2
は、容量放電、およびこれにつづく誘導放電による火
花放電中の低電圧v2 につづき、急激に大きなピーク
波形p2 を有する。
放電間隙付近で燃焼中の混合気がイオン化し、電気抵抗
が小さくなっている。このため100アンペアのオーダ
ーで1ノナ秒間程度の容量放電につづき、50ミリアン
ペア程度で1ミリ秒間前後の誘導放電は、低電圧v1
でなされるとともに、点火コイル1に蓄えられた電気エ
ネルギーがほぼ完全に放出されるまでなされる。よって
誘導放電停止後の二次電圧の高まりは小さく、放電後の
低いピーク波形p1 が生じ、平均的には電圧波形a1
の如くなる。着火ミスが生じたときは、放電間隙の抵
抗が大きいために容量放電につづく誘導火花放電は短時
間で終了し、点火回路(主に点火コイル)には比較的大
きな電気エネルギーが残る。このため放電電圧波形a2
は、容量放電、およびこれにつづく誘導放電による火
花放電中の低電圧v2 につづき、急激に大きなピーク
波形p2 を有する。
【0011】また火花放電により着火はしたが、シリン
ダー内の気流が強い場合は火花が流されることにより、
放電火花長が長くなり、放電が中断し、再度スパークプ
ラグギャップ間が絶縁破壊することも起きる。このため
二次電圧波形a3 は、低レベルから徐々にレベルアッ
プして行く傾斜電圧v3 となったり、再度容量放電が
起こったりして火花放電停止後、中間の高さのピークp
3 を有する。
ダー内の気流が強い場合は火花が流されることにより、
放電火花長が長くなり、放電が中断し、再度スパークプ
ラグギャップ間が絶縁破壊することも起きる。このため
二次電圧波形a3 は、低レベルから徐々にレベルアッ
プして行く傾斜電圧v3 となったり、再度容量放電が
起こったりして火花放電停止後、中間の高さのピークp
3 を有する。
【0012】前記センサ部40により分圧された■点の
二次電圧波形aは、オペアンプ51により増幅反転され
、さらに分圧回路52で分圧されコンパレータ54の一
方の入力とされる。分圧点■の波形図をbに示す。オペ
アンプ51の出力は、積分回路53の抵抗R1 を介し
てコンデンサC1 に充電される点■の電圧波形cを示
す。コンパレータ54は、上記電圧bおよびcを比較し
、出力端子■にパルス出力dをマイクロコンピュータ又
はパルス巾判別回路55に出力する。図示の如く正常に
着火がなされたときは、積分波形c1のレベルは容量放
電時を除いて分圧b1 のレベルより低くなるように設
定し、1つの短いパルスd1 が出力される。着火ミス
が生じたときは積分電圧波形c2 の内、容量放電時と
ピーク波形p2 とが積分電圧波形c2 のレベルを上
回るよう設定され、出力端子■に短いパルスd2 と長
いパルスD2 が生じる。
二次電圧波形aは、オペアンプ51により増幅反転され
、さらに分圧回路52で分圧されコンパレータ54の一
方の入力とされる。分圧点■の波形図をbに示す。オペ
アンプ51の出力は、積分回路53の抵抗R1 を介し
てコンデンサC1 に充電される点■の電圧波形cを示
す。コンパレータ54は、上記電圧bおよびcを比較し
、出力端子■にパルス出力dをマイクロコンピュータ又
はパルス巾判別回路55に出力する。図示の如く正常に
着火がなされたときは、積分波形c1のレベルは容量放
電時を除いて分圧b1 のレベルより低くなるように設
定し、1つの短いパルスd1 が出力される。着火ミス
が生じたときは積分電圧波形c2 の内、容量放電時と
ピーク波形p2 とが積分電圧波形c2 のレベルを上
回るよう設定され、出力端子■に短いパルスd2 と長
いパルスD2 が生じる。
【0013】さらに、着火が生じたが放電間隙の火花が
流された時は、上記の如く誘導放電時の電圧レベルは急
激に上昇したり、再度の容量放電は起こる。このため誘
導放電の終了時における積分電圧波形c3 は高いレベ
ルとなっており、火花放電終了後に中程度のピークp3
が生じても積分波形のレベルを越えないよう設定する
ことが可能となる。この様に設定することにより出力端
子■には正常着火と同時に短いパルスd3 又はd3
d4 が生じる。この様にして出力端子■に生じるパル
スの内、容量放電に起因するパルスd1 d2 d3
d4 は点火コイルの共振周期に対して極めて短時間で
あり、着火ミスのときに発生するパルスD2 は上記共
振周期の1/4以上に達する。着火ミスの判別はたとえ
ば出力端子■に点火コイルの共振周期の1/4以上のパ
ルスが生じたとき失火したと判別することによりなされ
る。
流された時は、上記の如く誘導放電時の電圧レベルは急
激に上昇したり、再度の容量放電は起こる。このため誘
導放電の終了時における積分電圧波形c3 は高いレベ
ルとなっており、火花放電終了後に中程度のピークp3
が生じても積分波形のレベルを越えないよう設定する
ことが可能となる。この様に設定することにより出力端
子■には正常着火と同時に短いパルスd3 又はd3
d4 が生じる。この様にして出力端子■に生じるパル
スの内、容量放電に起因するパルスd1 d2 d3
d4 は点火コイルの共振周期に対して極めて短時間で
あり、着火ミスのときに発生するパルスD2 は上記共
振周期の1/4以上に達する。着火ミスの判別はたとえ
ば出力端子■に点火コイルの共振周期の1/4以上のパ
ルスが生じたとき失火したと判別することによりなされ
る。
【0014】図3はセンサ部40の導電体41の装着構
造の第一実施例を示す。この実施例では、高電圧コード
であるプラグケーブル60の両端に取り付けられる配電
器または点火コイルへの接続キャップ6において、結合
用ターミナル金具61の反対側のゴムカバー部62を延
長するとともに、径大化し、内部に直径7mm以上、長
さ5mm以上の金属筒63を埋設している。この金属筒
63には出力ケーブル64が接続されている。
造の第一実施例を示す。この実施例では、高電圧コード
であるプラグケーブル60の両端に取り付けられる配電
器または点火コイルへの接続キャップ6において、結合
用ターミナル金具61の反対側のゴムカバー部62を延
長するとともに、径大化し、内部に直径7mm以上、長
さ5mm以上の金属筒63を埋設している。この金属筒
63には出力ケーブル64が接続されている。
【0015】図4は第二実施例を示す。この実施例では
、プラグ端子型点火コイルの高圧端子71に接続するた
めのコイル用ゴムキャップ7のブーツ部72に金属筒7
3を内嵌めした樹脂またはゴム製のカラー74を被せて
、導電体41を構成している。図5は第三実施例を示す
。この実施例では、プラグケーブル60に金属筒63が
埋設されたゴムまたは樹脂製の筒65からなる導電体4
1を外嵌している。図6は第四実施例を示す。導電体4
1は、エンジンに固定する樹脂またはゴム製のプラグケ
ーブルのクランパー9を利用し、プラグケーブルが嵌め
込まれるU字溝91に対応してU字溝92が連設された
帯状金属板93を埋設して形成されている。
、プラグ端子型点火コイルの高圧端子71に接続するた
めのコイル用ゴムキャップ7のブーツ部72に金属筒7
3を内嵌めした樹脂またはゴム製のカラー74を被せて
、導電体41を構成している。図5は第三実施例を示す
。この実施例では、プラグケーブル60に金属筒63が
埋設されたゴムまたは樹脂製の筒65からなる導電体4
1を外嵌している。図6は第四実施例を示す。導電体4
1は、エンジンに固定する樹脂またはゴム製のプラグケ
ーブルのクランパー9を利用し、プラグケーブルが嵌め
込まれるU字溝91に対応してU字溝92が連設された
帯状金属板93を埋設して形成されている。
【図1】この発明の二次電圧検出器を装着した火花点火
機関の点火回路図である。
機関の点火回路図である。
【図2】二次電圧検出器の作動説明のための波形図であ
る。
る。
【図3】二次電圧検出器のセンサ部の導電体の装着状態
の第一実施例を示す断面図である。
の第一実施例を示す断面図である。
【図4】二次電圧検出器のセンサ部の導電体の装着状態
の第二実施例を示す断面図である。
の第二実施例を示す断面図である。
【図5】二次電圧検出器のセンサ部の導電体の装着状態
の第三実施例を示す断面図である。
の第三実施例を示す断面図である。
【図6】二次電圧検出器のセンサ部の導電体の装着状態
の第四実施例を示す断面図である。
の第四実施例を示す断面図である。
1 点火コイル
2 配電器
3 スパークプラグ
4 二次電圧検出器
40 センサ部
41 導電体
42 コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項1】 点火回路に二次回路の高電圧リード部
に近接して装着した導電体と、該導電体とアースとの間
に接続したコンデンサと、前記高電圧リード部と導電体
との間の静電容量と前記コンデンサの静電容量とによる
二次電圧の分圧検出回路とからなる火花点火機関の二次
電圧検出器。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3080107A JPH0826843B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 火花点火機関の二次電圧検出器 |
US07/866,812 US5317267A (en) | 1991-04-12 | 1992-04-09 | Spark plug voltage probe for use with an internal combustion engine |
EP92303204A EP0508804B1 (en) | 1991-04-12 | 1992-04-10 | A secondary voltage waveform detecting device for internal combustion engine |
DE1992623673 DE69223673T2 (de) | 1991-04-12 | 1992-04-10 | Sekundärseitige Spannungswellenform-Detektorvorrichtung für Brennkraftmaschine |
US08/234,421 US5554930A (en) | 1991-04-12 | 1994-04-28 | Spark plug voltage probe device in an internal combustion engine |
US08/234,320 US5477148A (en) | 1991-04-12 | 1994-04-28 | Spark plug voltage probe device for use in an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3080107A JPH0826843B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 火花点火機関の二次電圧検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04314969A true JPH04314969A (ja) | 1992-11-06 |
JPH0826843B2 JPH0826843B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=13708963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3080107A Expired - Lifetime JPH0826843B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 火花点火機関の二次電圧検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0826843B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0710773A2 (en) | 1994-11-01 | 1996-05-08 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Structure and production process for secondary voltage detector for engine |
JP2012026780A (ja) * | 2010-07-21 | 2012-02-09 | Daihen Corp | 高周波検出装置、および、当該高周波検出装置を備えた同軸管 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3080107A patent/JPH0826843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0710773A2 (en) | 1994-11-01 | 1996-05-08 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Structure and production process for secondary voltage detector for engine |
US5710512A (en) * | 1994-11-01 | 1998-01-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Structure and production process for secondary voltage detector for engine |
JP2012026780A (ja) * | 2010-07-21 | 2012-02-09 | Daihen Corp | 高周波検出装置、および、当該高周波検出装置を備えた同軸管 |
US8937480B2 (en) | 2010-07-21 | 2015-01-20 | Daihen Corporation | High frequency detection device and coaxial cable including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0826843B2 (ja) | 1996-03-21 |
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