JPH04339175A - 火花点火機関の失火検出装置 - Google Patents
火花点火機関の失火検出装置Info
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- JPH04339175A JPH04339175A JP10910491A JP10910491A JPH04339175A JP H04339175 A JPH04339175 A JP H04339175A JP 10910491 A JP10910491 A JP 10910491A JP 10910491 A JP10910491 A JP 10910491A JP H04339175 A JPH04339175 A JP H04339175A
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- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
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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、火花点火式の内燃機
関（エンジン）において、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
装置に関する。
関（エンジン）において、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
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンは排気ガスの浄化および
燃費向上の要求から、各気筒毎に着火状態を検出し、全
気筒の失火防止対策ができることが要請されている。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。さらに、スパー
クプラグの中心電極には、火花放電の発生を容易にする
ため、通常マイナス極性の二次電圧が印加される。
燃費向上の要求から、各気筒毎に着火状態を検出し、全
気筒の失火防止対策ができることが要請されている。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。さらに、スパー
クプラグの中心電極には、火花放電の発生を容易にする
ため、通常マイナス極性の二次電圧が印加される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の失火検出方法に
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高圧
ダイオードが必要であったりし、エンジンの全気筒に装
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、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の提供にある。
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高圧
ダイオードが必要であったりし、エンジンの全気筒に装
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、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の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の失火検出装置
は、点火コイルと、その一次電流断続手段と、エンジン
に装着されるスパークプラグとを備える火花点火機関の
失火検出装置であって、スパークプラグでの点火用火花
放電中または終了後の所定時期に、二次回路にスパーク
プラグの火花放電間隙での放電可能なレベルの検出用火
花放電電圧を発生させる検出用電圧発生手段と、これら
点火用二次電圧と検出用二次電圧のレベルを比較する二
次電圧比較回路と、該比較回路の出力により失火を判別
する失火判別回路とからなる。
は、点火コイルと、その一次電流断続手段と、エンジン
に装着されるスパークプラグとを備える火花点火機関の
失火検出装置であって、スパークプラグでの点火用火花
放電中または終了後の所定時期に、二次回路にスパーク
プラグの火花放電間隙での放電可能なレベルの検出用火
花放電電圧を発生させる検出用電圧発生手段と、これら
点火用二次電圧と検出用二次電圧のレベルを比較する二
次電圧比較回路と、該比較回路の出力により失火を判別
する失火判別回路とからなる。
【０００５】
【発明の作用】この発明では、誘導放電による火花放電
期間の途中または誘導放電終了直後に、二次回路に２０
〜２５キロボルトの二次電圧を発生させる。この二次電
圧は、着火、燃焼が正常になされ、イオンが火花放電間
隙に高密度で存在しているときは、点火時よりかなり低
電圧で火花放電が開始できるため、この低電圧以上には
昇圧しない。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、絶縁抵抗が大きい。このため、前
記二次電圧が点火時と同程度に昇圧して始めて火花放電
が開始できる。とくに、気筒内の圧縮比が点火のための
火花放電時期より高い状態で二次電圧の印加時期を設定
すると、二次電圧は顕著に昇圧する。すなわち二次電圧
の大小により失火の検出が可能である。
期間の途中または誘導放電終了直後に、二次回路に２０
〜２５キロボルトの二次電圧を発生させる。この二次電
圧は、着火、燃焼が正常になされ、イオンが火花放電間
隙に高密度で存在しているときは、点火時よりかなり低
電圧で火花放電が開始できるため、この低電圧以上には
昇圧しない。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、絶縁抵抗が大きい。このため、前
記二次電圧が点火時と同程度に昇圧して始めて火花放電
が開始できる。とくに、気筒内の圧縮比が点火のための
火花放電時期より高い状態で二次電圧の印加時期を設定
すると、二次電圧は顕著に昇圧する。すなわち二次電圧
の大小により失火の検出が可能である。
【０００６】
【発明の効果】この発明の失火検出装置は、全て電子回
路で失火の判別ができる。よって燃焼光センサ、圧力セ
ンサなどのセンサの装着は不要であり、構成が簡潔でエ
ンジンへの装着性に優れる。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は必要ないため、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、逆二
次電圧にすると、マイナスの場合に比べ数倍イオン電流
が流れやすい。よって、マイナス極性の場合に比べ、着
火と失火における二次電圧のレベルの差が大きくでき、
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。
路で失火の判別ができる。よって燃焼光センサ、圧力セ
ンサなどのセンサの装着は不要であり、構成が簡潔でエ
ンジンへの装着性に優れる。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は必要ないため、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、逆二
次電圧にすると、マイナスの場合に比べ数倍イオン電流
が流れやすい。よって、マイナス極性の場合に比べ、着
火と失火における二次電圧のレベルの差が大きくでき、
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。
【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を示す。点火コイル１の一次回路１１は、車
載電源Ｖと、一次電流断続手段４と、逆二次電圧発生手
段５とに接続され、二次回路１２は、分圧器６と、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。
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を示す。点火コイル１の一次回路１１は、車
載電源Ｖと、一次電流断続手段４と、逆二次電圧発生手
段５とに接続され、二次回路１２は、分圧器６と、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。
【０００８】一次電流断続手段４は、スイッチング素子
４１とツェナーダイオード４２との並列回路を、ダイオ
ード４３を介して点火コイルの一次側端子に接続し、ス
イッチング素子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。
４１とツェナーダイオード４２との並列回路を、ダイオ
ード４３を介して点火コイルの一次側端子に接続し、ス
イッチング素子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。
【０００９】逆二次電圧発生手段５は、点火用電圧と同
期して１２ボルトの電源電圧を昇圧コイル５１でマイナ
ス２００ボルトに昇圧し、コンデンサ５２に充電する。 この充電電荷をスパークプラグ３での火花放電開始から
０．５ｍｓ（高速回転時）〜２ｍｓ（アイドリング時）
後に、スイッチング素子５３を１ｍｓ間オンして導通さ
せ放電する。このスイッチング素子５３は、前記シグナ
ルジェネレータ４４に同期したシグナルジェネレータ５
４の制御信号で制御される。
期して１２ボルトの電源電圧を昇圧コイル５１でマイナ
ス２００ボルトに昇圧し、コンデンサ５２に充電する。 この充電電荷をスパークプラグ３での火花放電開始から
０．５ｍｓ（高速回転時）〜２ｍｓ（アイドリング時）
後に、スイッチング素子５３を１ｍｓ間オンして導通さ
せ放電する。このスイッチング素子５３は、前記シグナ
ルジェネレータ４４に同期したシグナルジェネレータ５
４の制御信号で制御される。
【００１０】これにより車載電源Ｖからコンデンサ５２
に、高電圧差を利用して略ステップ状に一次電流を流し
、この一次電流の立ち上がりにより、二次回路１２に２
０〜２５キロボルトまで昇圧可能なプラス極性の逆二次
電圧を発生させる。その後、数ｍｓ（この実施例では１
ｍｓ）後にトランジスタ５３をオフし導通を停止しても
、コンデンサ５２には、すでにプラス１２ボルトの充電
が終了しており、点火コイル１の一次回路１１には一次
電流は流れず、二次回路１２に不要な二次電圧は発生し
ない。
に、高電圧差を利用して略ステップ状に一次電流を流し
、この一次電流の立ち上がりにより、二次回路１２に２
０〜２５キロボルトまで昇圧可能なプラス極性の逆二次
電圧を発生させる。その後、数ｍｓ（この実施例では１
ｍｓ）後にトランジスタ５３をオフし導通を停止しても
、コンデンサ５２には、すでにプラス１２ボルトの充電
が終了しており、点火コイル１の一次回路１１には一次
電流は流れず、二次回路１２に不要な二次電圧は発生し
ない。
【００１１】分圧器６は、点火コイルの二次回路１２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。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３０００ｐＦの静電容量のコンデンサを用
い、二次回路に生じた二次電圧を１／３０００程度に分
圧する。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、二次電圧検出回路７
に入力する。
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。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３０００ｐＦの静電容量のコンデンサを用
い、二次回路に生じた二次電圧を１／３０００程度に分
圧する。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、二次電圧検出回路７
に入力する。
【００１２】二次電圧検出回路７は、分圧された二次電
圧波形のうち■に示す如く、点火用火花放電電圧と比例
したレベルと失火検出用火花放電電圧のレベルを比較し
、検出用火花放電電圧のレベルが前記比較したレベルを
越えるか否かを検出し、■に示すパルスを失火判別回路
８に出力し、判別回路８は、■にパルスｂの間にパルス
が入力されたとき失火と判別する。
圧波形のうち■に示す如く、点火用火花放電電圧と比例
したレベルと失火検出用火花放電電圧のレベルを比較し
、検出用火花放電電圧のレベルが前記比較したレベルを
越えるか否かを検出し、■に示すパルスを失火判別回路
８に出力し、判別回路８は、■にパルスｂの間にパルス
が入力されたとき失火と判別する。
【００１３】この発明の失火検出装置の作用を、図２に
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、スイッチング素子４１に■に示す一次電流断続の
ためのパルス信号ａを出力するとともに、スイッチング
素子５３を■の如く、■のパルスから０．５ｍｓ〜２ｍ
ｓ遅れて１ｍｓ巾のパルス信号ｂによりオン、オフさせ
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、スイッチング素子４１に■に示す一次電流断続の
ためのパルス信号ａを出力するとともに、スイッチング
素子５３を■の如く、■のパルスから０．５ｍｓ〜２ｍ
ｓ遅れて１ｍｓ巾のパルス信号ｂによりオン、オフさせ
る。
【００１４】上記一次電流の断続およびスイッチング素
子５３のオン、オフにより、二次回路１２の点火コイル
には■に示す二次電圧が生じる。前記パルス波ａの終了
時点で高電圧ｐにより火花放電が開始し、これにつづき
誘導放電によるなだらかな電圧波形ｑが生じる。つぎに
、前記パルス波ｂの立ち上がりに対応し、二次回路１２
には逆二次電圧よるプラス波形ｒが生じる。この逆二次
電圧のレベルは、２０〜２５キロボルトまで昇圧可能に
設定され、ローターギャップ２１の絶縁破壊が充分可能
である。失火してスパークプラグの火花放電間隙３１に
燃焼中の燃料イオンが存在しない場合には、点火用電圧
と同程度の高電圧ｓ２ で火花放電が開始する。
子５３のオン、オフにより、二次回路１２の点火コイル
には■に示す二次電圧が生じる。前記パルス波ａの終了
時点で高電圧ｐにより火花放電が開始し、これにつづき
誘導放電によるなだらかな電圧波形ｑが生じる。つぎに
、前記パルス波ｂの立ち上がりに対応し、二次回路１２
には逆二次電圧よるプラス波形ｒが生じる。この逆二次
電圧のレベルは、２０〜２５キロボルトまで昇圧可能に
設定され、ローターギャップ２１の絶縁破壊が充分可能
である。失火してスパークプラグの火花放電間隙３１に
燃焼中の燃料イオンが存在しない場合には、点火用電圧
と同程度の高電圧ｓ２ で火花放電が開始する。
【００１５】これに対し、正常に着火、燃焼が生じたと
きは、スパークプラグの火花放電間隙３１に燃焼中のイ
オンが存在しているため、点火時よりかなり低電圧ｓ１
で火花放電が開始し、逆二次電圧はそれ以上昇圧しな
い。二次電圧検出回路７は、分圧器６を介して二次電圧
を入力し、■に示す如く点火用火花放電に比例した二次
電圧のレベルと、失火検出用火花放電電圧のレベルとを
絶対値で比較し、■に示すパルスを失火判別回路８に出
力する。
きは、スパークプラグの火花放電間隙３１に燃焼中のイ
オンが存在しているため、点火時よりかなり低電圧ｓ１
で火花放電が開始し、逆二次電圧はそれ以上昇圧しな
い。二次電圧検出回路７は、分圧器６を介して二次電圧
を入力し、■に示す如く点火用火花放電に比例した二次
電圧のレベルと、失火検出用火花放電電圧のレベルとを
絶対値で比較し、■に示すパルスを失火判別回路８に出
力する。
【００１６】図３は他の実施例を示す。この実施例では
、点火コイル１の一次コイルＬを２分割し、一次コイル
ＬにダイオードＤ２ を介して逆方向の一次電流を流す
失火検出用逆二次電圧発生手段９を取り付けている。こ
の失火検出装置も、図１に示した実施例と同様な作用、
効果を有する。
、点火コイル１の一次コイルＬを２分割し、一次コイル
ＬにダイオードＤ２ を介して逆方向の一次電流を流す
失火検出用逆二次電圧発生手段９を取り付けている。こ
の失火検出装置も、図１に示した実施例と同様な作用、
効果を有する。
【００１７】なお、上記実施例では、失火検出のための
二次電圧を、プラス極性の逆二次電圧としているが、二
次電圧は、点火用二次電圧、失火検出用二次電圧ともに
、マイナス、プラスの何れでもよい。また、この発明の
失火検出装置は配電器を備えない、ディストリビュータ
レスイグナイタにも適用できる。
二次電圧を、プラス極性の逆二次電圧としているが、二
次電圧は、点火用二次電圧、失火検出用二次電圧ともに
、マイナス、プラスの何れでもよい。また、この発明の
失火検出装置は配電器を備えない、ディストリビュータ
レスイグナイタにも適用できる。
【図１】この発明の失火検出装置を装着した火花点火機
関の点火回路図である。
関の点火回路図である。
【図２】失火検出装置の作動説明のための波形図である
。
。
【図３】この発明の他の実施例の失火検出装置を装着し
た火花点火機関の点火回路図である。
た火花点火機関の点火回路図である。
１ 点火コイル
２ 配電器
３ スパークプラグ
４ 一次電流断続手段
５ 逆二次電圧発生手段
６ 分圧器
７ 二次電圧検出回路
８ 失火判別回路
Claims (1)
- 【請求項１】 点火コイルと、その一次電流断続手段
と、エンジンに装着されるスパークプラグとを備える火
花点火機関の失火検出装置であって、スパークプラグで
の点火用火花放電中または終了後の所定時期に、二次回
路にスパークプラグの火花放電間隙での放電可能なレベ
ルの検出用火花放電電圧を発生させる検出用電圧発生手
段と、これら点火用二次電圧と検出用二次電圧のレベル
を比較する二次電圧比較回路と、該比較回路の出力によ
り失火を判別する失火判別回路とからなる火花点火機関
の失火検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10910491A JPH04339175A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 火花点火機関の失火検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10910491A JPH04339175A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 火花点火機関の失火検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339175A true JPH04339175A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14501680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10910491A Pending JPH04339175A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 火花点火機関の失火検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04339175A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0658692A2 (en) * | 1993-12-17 | 1995-06-21 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Method and device for detecting misfire of engine ignition system |
| EP0661449A2 (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-05 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Device for detecting misfire of internal combustion engine equipped with double-ended coil and distributorless ignition system |
| EP0717189A2 (en) * | 1994-12-12 | 1996-06-19 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Misfire detecting device for multicylinder internal combustion engine |
| EP0723078A2 (en) * | 1995-01-17 | 1996-07-24 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Misfire detecting device for internal combustion engine |
| EP0711917A3 (en) * | 1994-11-09 | 1997-11-19 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Misfire detecting device for gasoline internal combustion engine |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP10910491A patent/JPH04339175A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0661449A2 (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-05 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Device for detecting misfire of internal combustion engine equipped with double-ended coil and distributorless ignition system |
| EP0661449A3 (en) * | 1993-12-28 | 1997-09-17 | Ngk Spark Plug Co | Device for detecting misfire in an internal combustion engine equipped with a double-edged coil and distributorless ignition system. |
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| EP0723078A2 (en) * | 1995-01-17 | 1996-07-24 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Misfire detecting device for internal combustion engine |
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