JPH04347373A - 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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- JPH04347373A JPH04347373A JP11863191A JP11863191A JPH04347373A JP H04347373 A JPH04347373 A JP H04347373A JP 11863191 A JP11863191 A JP 11863191A JP 11863191 A JP11863191 A JP 11863191A JP H04347373 A JPH04347373 A JP H04347373A
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- Japan
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- secondary voltage
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- sensor
- ignition
- spark
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
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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
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion 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
せた高電圧を配電器（ディストリビュータ）を介さず、
直接スパークプラグに導くディストリビュータ・レス・
イグニション（以下ＤＬＩという）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のに適した二次電圧検
出器に関する。
せた高電圧を配電器（ディストリビュータ）を介さず、
直接スパークプラグに導くディストリビュータ・レス・
イグニション（以下ＤＬＩという）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のに適した二次電圧検
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。さら
に近年エンジンの着火性向上のため、点火コイルとプラ
グキャップが一体となっているＤＬＩが多く採用される
傾向にある。
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。さら
に近年エンジンの着火性向上のため、点火コイルとプラ
グキャップが一体となっているＤＬＩが多く採用される
傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法においては
、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、主にＤＬ
Ｉを用いたエンジンにおいて好適であるとともに、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、装着容易な簡単な構成で正確に検出でき
る二次電圧検出器の提供にある。
、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、主にＤＬ
Ｉを用いたエンジンにおいて好適であるとともに、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、装着容易な簡単な構成で正確に検出でき
る二次電圧検出器の提供にある。
【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、点火回路の二次回路に近接して装着され、該二次
回路との間に静電容量を有する二次電圧センサ、および
該センサとアースとの間に接続したコンデンサと、前記
二次回路とセンサ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において、二次電圧センサ
は、金属管をゴムまたは樹脂製絶縁体で被覆して形成し
、スパークプラグの主体金具と、該スパークプラグの接
続端子に外嵌されたプラグキャップとの間の絶縁碍子の
外周に、着脱可能に外嵌してなることを構成とする。
器は、点火回路の二次回路に近接して装着され、該二次
回路との間に静電容量を有する二次電圧センサ、および
該センサとアースとの間に接続したコンデンサと、前記
二次回路とセンサ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において、二次電圧センサ
は、金属管をゴムまたは樹脂製絶縁体で被覆して形成し
、スパークプラグの主体金具と、該スパークプラグの接
続端子に外嵌されたプラグキャップとの間の絶縁碍子の
外周に、着脱可能に外嵌してなることを構成とする。
【０００５】
【発明の作用】この発明では、金属管をゴム又は樹脂で
絶縁被覆した二次電圧センサを、該スパークプラグの接
続端子に外嵌されたプラグキャップと、スパークプラグ
の主体金具との間の絶縁体の外周に、着脱可能に外嵌し
ている。このセンサにコンデンサを接続するのみで二次
電圧検出器の分圧回路を形成でき、この分圧回路でスパ
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、触媒劣化の防止などの情報とする。
絶縁被覆した二次電圧センサを、該スパークプラグの接
続端子に外嵌されたプラグキャップと、スパークプラグ
の主体金具との間の絶縁体の外周に、着脱可能に外嵌し
ている。このセンサにコンデンサを接続するのみで二次
電圧検出器の分圧回路を形成でき、この分圧回路でスパ
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、触媒劣化の防止などの情報とする。
【０００６】
【発明の効果】この発明では、スパークプラグの絶縁碍
子に二次電圧センサを外嵌し、このセンサにコンデンサ
を接続するだけで、二次電圧の分圧回路が形成できる。 よって、簡単な構成で装着性に優れ、メンテナンスフリ
ーの二次電圧センサが得られる。とくに点火コイルとプ
ラグキャップが一体となっているＤＬＩにおいては、二
次電圧のリード部が極めて短いため、上記絶縁碍子部分
が装着容易な唯一の実用的場所である。なおこの発明の
二次電圧センサは、ＤＬＩ以外の配電器付き点火装置に
も当然のごとく利用できる。
子に二次電圧センサを外嵌し、このセンサにコンデンサ
を接続するだけで、二次電圧の分圧回路が形成できる。 よって、簡単な構成で装着性に優れ、メンテナンスフリ
ーの二次電圧センサが得られる。とくに点火コイルとプ
ラグキャップが一体となっているＤＬＩにおいては、二
次電圧のリード部が極めて短いため、上記絶縁碍子部分
が装着容易な唯一の実用的場所である。なおこの発明の
二次電圧センサは、ＤＬＩ以外の配電器付き点火装置に
も当然のごとく利用できる。
【０００７】
【実施例】図１及び図２は、点火コイル１で発生させた
二次電圧を、スパークプラグ３に直接印加するＤＬＩ（
ディストリビュータ・レス・イグニション）方式の内燃
機関の点火装置１００を示し、点火コイル１とスパーク
プラグ３との間には二次電圧検出器２が装着されている
。二次電圧検出器２は、二次電圧センサ４と、該センサ
４とアースとの間に接続したコンデンサ５とによる分圧
回路２０と、該分圧回路に接続した分圧検出回路６とか
らなる。
二次電圧を、スパークプラグ３に直接印加するＤＬＩ（
ディストリビュータ・レス・イグニション）方式の内燃
機関の点火装置１００を示し、点火コイル１とスパーク
プラグ３との間には二次電圧検出器２が装着されている
。二次電圧検出器２は、二次電圧センサ４と、該センサ
４とアースとの間に接続したコンデンサ５とによる分圧
回路２０と、該分圧回路に接続した分圧検出回路６とか
らなる。
【０００８】点火コイル１は、車載電源Ｖ及びシグナル
ジェネレータＳＧが接続された一次回路１１と、二次回
路１２とからなる。スパークプラグ３は、図２に示すご
とく、筒状主体金具３１に、軸芯に中心電極３２を貫設
させた棒状絶縁碍子３３を嵌着してなる。中心電極３２
の頭部は碍子から突出して接続端子３４となっており、
ゴム製プラグキャップ７が外嵌され、プラグキャップ７
には点火コイル１が一体に組み込まれている。
ジェネレータＳＧが接続された一次回路１１と、二次回
路１２とからなる。スパークプラグ３は、図２に示すご
とく、筒状主体金具３１に、軸芯に中心電極３２を貫設
させた棒状絶縁碍子３３を嵌着してなる。中心電極３２
の頭部は碍子から突出して接続端子３４となっており、
ゴム製プラグキャップ７が外嵌され、プラグキャップ７
には点火コイル１が一体に組み込まれている。
【０００９】センサ４は、長さ２ｃｍ、内径１６ｍｍ程
度の金属パイプ４１を、ゴム製の絶縁体４２中にモール
ドするとともに、リード４３を接続した構造を有する。 このセンサ４は、該スパークプラグの接続端子３４に外
嵌されたプラグキャップ７と、前記スパークプラグの主
体金具３１との間の絶縁碍子３３の外周に、着脱可能に
外嵌され、二次回路１２との間に５ｐＦの静電容量を有
する。コンデンサ５は、前記センサ４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５と並列に５００ｋΩの抵抗２１を
接続し、コンデンサ５の放電回路としている。分圧回路
２０は、二次回路１２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検出回路６に入力する。また
高電圧の周波数は、１０ＫＨｚ前後であり、分圧回路２
０のインピーダンスは１．６ＫΩ程度であるので、５０
０ＫΩの並列抵抗２１の接続は前記分圧比にあまり影響
しない。
度の金属パイプ４１を、ゴム製の絶縁体４２中にモール
ドするとともに、リード４３を接続した構造を有する。 このセンサ４は、該スパークプラグの接続端子３４に外
嵌されたプラグキャップ７と、前記スパークプラグの主
体金具３１との間の絶縁碍子３３の外周に、着脱可能に
外嵌され、二次回路１２との間に５ｐＦの静電容量を有
する。コンデンサ５は、前記センサ４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５と並列に５００ｋΩの抵抗２１を
接続し、コンデンサ５の放電回路としている。分圧回路
２０は、二次回路１２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検出回路６に入力する。また
高電圧の周波数は、１０ＫＨｚ前後であり、分圧回路２
０のインピーダンスは１．６ＫΩ程度であるので、５０
０ＫΩの並列抵抗２１の接続は前記分圧比にあまり影響
しない。
【００１０】分圧検出回路６は、オペレーションアンプ
リファイヤー（オペアンプ）６１、およびその出力の分
圧回路６２と前記オペアンプ６１の出力の積分回路６３
と、分圧回路６２の分圧と、積分回路６３の積分値とを
比較するコンパレータ６４とからなる。前記センサ４と
コンデンサ５との分圧によりその中間点■の電圧波形は
、図４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）６１、およびその出力の分
圧回路６２と前記オペアンプ６１の出力の積分回路６３
と、分圧回路６２の分圧と、積分回路６３の積分値とを
比較するコンパレータ６４とからなる。前記センサ４と
コンデンサ５との分圧によりその中間点■の電圧波形は
、図４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。
【００１１】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
のごとくなる。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ａ
２ 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
のごとくなる。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ａ
２ 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。
【００１２】また火花放電により着火はしたが、シリン
ダー内の気流の作用で火花放電間隙に燃焼途中のイオン
化された混合気が少ない状態では、容量放電につづく誘
導放電が徐々に増大する抵抗値に抗してなされ、かつ抵
抗値の増大のため早期に停止する。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 となり、火花放電停止後、中間の高さの
ピークｐ３ を有する。
ダー内の気流の作用で火花放電間隙に燃焼途中のイオン
化された混合気が少ない状態では、容量放電につづく誘
導放電が徐々に増大する抵抗値に抗してなされ、かつ抵
抗値の増大のため早期に停止する。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 となり、火花放電停止後、中間の高さの
ピークｐ３ を有する。
【００１３】これらの分圧された二次電圧波形ａは、オ
ペアンプ６１により増幅反転され、さらに分圧回路６２
で分圧されコンパレータ６４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６１の出力は、
積分回路６３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６４
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■に短いパルス出力パルスｄ２ と長いパルス
Ｄ２ が生じる。
ペアンプ６１により増幅反転され、さらに分圧回路６２
で分圧されコンパレータ６４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６１の出力は、
積分回路６３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６４
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■に短いパルス出力パルスｄ２ と長いパルス
Ｄ２ が生じる。
【００１４】さらに、着火が生じたが放電間隙の火炎核
が流された時は、上記の如く誘導放電時の電圧レベルが
急激に上昇するため積分波形ｃ３ は、設定積分時間（
たとえば容量放電開始から１ｍｓ）に高いレベルとなっ
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１
つの短い介パルスｄ３ 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は
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 は上記積分時間の１／４以上に達する。着火ミス
の判別はたとえば出力端子■に積分時間の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。
が流された時は、上記の如く誘導放電時の電圧レベルが
急激に上昇するため積分波形ｃ３ は、設定積分時間（
たとえば容量放電開始から１ｍｓ）に高いレベルとなっ
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１
つの短い介パルスｄ３ 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は
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 は上記積分時間の１／４以上に達する。着火ミス
の判別はたとえば出力端子■に積分時間の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。
【図１】この発明の二次電圧センサ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】二次電圧センサ装着実施例である。
【図３】二次電圧センサの斜視図である。
【図４】二次電圧センサの作動説明のための波形図であ
る。
る。
１ 点火コイル
２ 二次電圧検出器
３ スパークプラグ
４ 二次電圧センサ
５ コンデンサ
６ 分圧検出回路
２０ 分圧回路
Claims (1)
- 【請求項１】 点火回路の二次回路に近接して装着さ
れ、該二次回路との間に静電容量を有する二次電圧セン
サ、および該センサとアースとの間に接続したコンデン
サと、前記二次回路とセンサ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において、二次
電圧センサは、金属管をゴムまたは樹脂製絶縁体で被覆
して形成し、スパークプラグの主体金具と、該スパーク
プラグの接続端子に外嵌されたプラグキャップとの間の
絶縁碍子の外周に、着脱可能に外嵌してなることを特徴
とする二次電圧検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11863191A JPH04347373A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 火花点火機関の二次電圧検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11863191A JPH04347373A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 火花点火機関の二次電圧検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04347373A true JPH04347373A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=14741314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11863191A Pending JPH04347373A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 火花点火機関の二次電圧検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04347373A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP11863191A patent/JPH04347373A/ja active Pending
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 |
| US5710512A (en) * | 1994-11-01 | 1998-01-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Structure and production process for secondary voltage detector for engine |
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