JPH04347375A - 火花点火機関の二次電圧検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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）を介してス
パークプラグに導く火花点火内燃機関（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
するのに好適な二次電圧検出装置に関する。

【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
にエンジンへの着火性、信頼性向上のため、点火コイル
が配電器内に一体に組み込まれている集積型点火装置が
使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、集積型点
火装置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、簡単な構成で検出できる二次電圧検
出装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の二次電圧検出
装置は、配電器に内蔵された点火コイルを備えた点火回
路の二次回路に近接して装着され、該二次回路との間に
静電容量を発生させる二次電圧センサ、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
関の二次電圧検出装置において、二次電圧センサは、金
属筒をゴムまたは樹脂製絶縁体で被覆して形成され、配
電器ケース内の点火コイルの二次端子に外嵌してなるこ
とを構成とする。

【０００５】

【発明の作用】この発明では、金属管をゴムまたは樹脂
で絶縁被覆した二次電圧センサを、配電器内に装着され
た点火コイルの二次端子に外嵌している。このセンサに
コンデンサを接続して二次電圧分圧回路を形成し、二次
電圧波形を検出する。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、二次電圧センサを配電器
内に装着された点火コイルの二次端子に外嵌している。 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、１つの二次電圧センサ
およびコンデンサで全気筒に装着されたスパークプラグ
に印加される二次電圧を測定できるとともに、二次電圧
センサが丈夫な配電器ケース内に収容されるている。こ
のため、簡単な構成で装着性に優れ、メンテナンスフリ
ーの二次電圧検出装置が得られる。

【０００７】

【実施例】図１及び図２は、点火コイル１が配電器（デ
ィストリビュータ）２内に装着され、二次電圧をスパー
クプラグ３に印加する内燃機関の点火装置１００を示す
。この点火装置１００には、この発明にかかる二次電圧
検出装置４が取り付けられている。

【０００８】点火コイル１は、図１に示すごとく、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とを有する。また、図２に示
すごとく、点火コイル１の円筒状ケース１３の一方の端
面１４には、中央に二次端子１５が突設されている。配
電器２は、ハウジング２１とキャップ２２とからなる配
電器ケース２０内に、点火コイル１を収容するとともに
、シャフト２４の上端に配電ロータ２３が装着されてい
る。キャップ２２には、中心に二次端子であるセンタエ
レクトロード２５、周辺に一次端子であるサイドエレク
トロード２６が設けられるとともに、センタエレクトロ
ード２５と前記点火コイルの二次端子との間はリード２
７により接続されている。

【０００９】二次電圧検出回路４は、二次回路１２との
間に静電容量を生じるように取り付けられた二次電圧セ
ンサ５及びコンデンサ６を接続した二次電圧分圧回路４
０と、分圧検出回路７とからなる。二次電圧センサ５は
、図３に示すごとく、長さ２ｃｍ、内径１６ｍｍ程度の
金属筒５１を、ゴム製の絶縁体５２中にモールドすると
ともに、リード線５３を接続した構造を有する。このセ
ンサ５は、前記点火コイルのセンタエレクトロード２５
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６は、前記センサ５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６と並列に５００ｋΩの抵抗４１
を接続し、コンデンサ６の放電回路としている。分圧回
路４０は、二次回路１２で生じた二次電圧を１／２００
０に分圧する。これにより２万ボルト前後の高電圧が１
０ボルトのレベルに下げられ分圧検出回路７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４０のインピーダンスは１．６ＫΩ程度であるので
、５００ＫΩの並列抵抗４１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７は、オペレーションアンプ
リファイヤー（オペアンプ）７１、及びその出力の分圧
回路７２と前記オペアンプ７１の出力の積分回路７３と
、分圧回路７２の分圧と、積分回路７３の積分値とを比
較するコンパレータ７４とからなる。前記センサ５とコ
ンデンサ６との分圧によりその中間点■の電圧波形は、
図４にａに示すごと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。

【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。

【００１３】これらの分圧された二次電圧波形ａは、オ
ペアンプ７１により増幅反転され、さらに分圧回路７２
で分圧されコンパレータ７４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７１の出力は、
積分回路７３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７４
は、上記電圧ｂ及び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Ｄ
２　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、上記のごと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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の二次電圧検出装置を装着した点火回
路図である。

【図２】二次電圧センサを装着した点火コイル内蔵型配
電器の断面図である。

【図３】二次電圧センサの斜視図である。

【図４】二次電圧検出装置の作動説明のための波形図で
ある。

【符号の説明】

１　　点火コイル ２　　点火コイル内蔵型配電器 ３　　スパークプラグ ４　　二次電圧検出装置 ５　　二次電圧センサ ６　　コンデンサ ７　　分圧検出回路 ４０　　分圧回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　配電器に内蔵された点火コイルを備え
   た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発生させる二次電圧センサ、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装置において、二次電圧セン
   サは、金属筒をゴムまたは樹脂製絶縁体で被覆して形成
   され、配電器ケース内の点火コイルの二次端子に外嵌し
   てなることを特徴とする二次電圧検出装置。