JPH0584459B2 - - Google Patents
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- JPH0584459B2 JPH0584459B2 JP61095129A JP9512986A JPH0584459B2 JP H0584459 B2 JPH0584459 B2 JP H0584459B2 JP 61095129 A JP61095129 A JP 61095129A JP 9512986 A JP9512986 A JP 9512986A JP H0584459 B2 JPH0584459 B2 JP H0584459B2
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- Japan
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- ion
- capacitor
- internal combustion
- combustion engine
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 33
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 32
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 30
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
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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
- 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
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、内燃機関の気体イオンによる電流
を検出するための内燃機関のイオン電流検出装置
に関するものである。
を検出するための内燃機関のイオン電流検出装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
内燃機関の燃焼状態を測定する方法として、イ
オン電流検出装置が一般に知られている。内燃機
関の燃焼時には化学反応により火災などに気体イ
オンが多量に発生する。そこで、燃焼室内にエア
ーギヤツプを有する電極を設置し、この電極に電
圧を印加することにより、気体イオンの電極間移
動による電流（これをイオン電流という）を検出
することができる。
オン電流検出装置が一般に知られている。内燃機
関の燃焼時には化学反応により火災などに気体イ
オンが多量に発生する。そこで、燃焼室内にエア
ーギヤツプを有する電極を設置し、この電極に電
圧を印加することにより、気体イオンの電極間移
動による電流（これをイオン電流という）を検出
することができる。
このイオン電流は気体イオン濃度に比例し、燃
焼状態と深く関係するため、種々の燃焼状態の検
出に利用されている。
焼状態と深く関係するため、種々の燃焼状態の検
出に利用されている。
第３図に従来のイオン電流検出装置の構成図を
示す。この第３図において、１は機関であり、燃
焼室内部分を示す。２は点火コイルであり、図示
しない点火制御装置により１次側コイルの通電を
機関の動作に同期して断続し、２次側コイル出力
端から負極性の高電圧を発生する。
示す。この第３図において、１は機関であり、燃
焼室内部分を示す。２は点火コイルであり、図示
しない点火制御装置により１次側コイルの通電を
機関の動作に同期して断続し、２次側コイル出力
端から負極性の高電圧を発生する。
この高電圧は点火プラグ３に印加される。点火
プラグ３はその中心電極が点火コイル２の２次側
出力端に接続され、他方の電極が接地されてい
る。そして、点火プラグ３の電極間の飛火により
混合気が着火し、爆発する。
プラグ３はその中心電極が点火コイル２の２次側
出力端に接続され、他方の電極が接地されてい
る。そして、点火プラグ３の電極間の飛火により
混合気が着火し、爆発する。
イオンプラグ４は、エアーギヤツプを有する二
つの電極をもち、一方の電極が接地されている。
イオンプラグ４の接地されていない電極に直流電
源５のマイナス極が接続されている。
つの電極をもち、一方の電極が接地されている。
イオンプラグ４の接地されていない電極に直流電
源５のマイナス極が接続されている。
直流電源５のプラス極が抵抗６の一端に接続さ
れている。抵抗６の他端は接地され、抵抗６の両
端から出力端子７が出ている。
れている。抵抗６の他端は接地され、抵抗６の両
端から出力端子７が出ている。
次に、動作について説明する。いま、機関が爆
発状態にない場合、イオンプラグ４はエアーギヤ
ツプがあるため、抵抗６には電流が流れない。し
かし、混合気が爆発すると、イオンプラグ４の電
極間のイオン濃度が増加し、エアーギヤツプの電
気抵抗が低下するため、直流電源５とイオンプラ
グ４と抵抗６の間が閉路状態になり、電流が流れ
る。そして、抵抗６の両端の電圧降下による電圧
を出力端子７から取り出すことにより、イオン電
流が電圧値として検出できる。
発状態にない場合、イオンプラグ４はエアーギヤ
ツプがあるため、抵抗６には電流が流れない。し
かし、混合気が爆発すると、イオンプラグ４の電
極間のイオン濃度が増加し、エアーギヤツプの電
気抵抗が低下するため、直流電源５とイオンプラ
グ４と抵抗６の間が閉路状態になり、電流が流れ
る。そして、抵抗６の両端の電圧降下による電圧
を出力端子７から取り出すことにより、イオン電
流が電圧値として検出できる。
上述したようなイオン電流を得るためには、イ
オンプラグ４のエアーギヤツプに比較的大きな電
界密度を与える必要がある。そのため、直流電源
５には数百Ｖの電源が用いられていた。このよう
な高電圧電源は商用電源を利用できる実験室にお
いては設置可能であるが、自動車などの移動する
機関においては、設置がはなはだ困難であり、狭
いエンジンルーム内の設置はスペース的にも困難
なうえ温度や振動などに対する耐環境性にも問題
があつた。
オンプラグ４のエアーギヤツプに比較的大きな電
界密度を与える必要がある。そのため、直流電源
５には数百Ｖの電源が用いられていた。このよう
な高電圧電源は商用電源を利用できる実験室にお
いては設置可能であるが、自動車などの移動する
機関においては、設置がはなはだ困難であり、狭
いエンジンルーム内の設置はスペース的にも困難
なうえ温度や振動などに対する耐環境性にも問題
があつた。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、特別な高電圧電源を必要としない
内燃機関のイオン電流検出装置を得ることを目的
とする。
されたもので、特別な高電圧電源を必要としない
内燃機関のイオン電流検出装置を得ることを目的
とする。
この発明に係る内燃機関のイオン電流検出装置
は、内燃機関の点火プラグに放電々圧を印加する
点火コイル、この点火コイルの２次出力エネルギ
で充電されるコンデンサ、このコンデンサの充電
電圧を電源として内燃機関の燃焼室内の気体イオ
ンによる電流を検出する燃焼室内の電極、前記コ
ンデンサの充電経路内に設けられた電流抑制用の
抵抗、イオン電流検出時に前記電極による検出電
流を前記抵抗を側路させてイオン電流検出手段に
流す検出電流経路を備えたものである。
は、内燃機関の点火プラグに放電々圧を印加する
点火コイル、この点火コイルの２次出力エネルギ
で充電されるコンデンサ、このコンデンサの充電
電圧を電源として内燃機関の燃焼室内の気体イオ
ンによる電流を検出する燃焼室内の電極、前記コ
ンデンサの充電経路内に設けられた電流抑制用の
抵抗、イオン電流検出時に前記電極による検出電
流を前記抵抗を側路させてイオン電流検出手段に
流す検出電流経路を備えたものである。
この発明においては、点火コイルの２次側に発
生する高電圧を電流抑制用の抵抗を通してコンデ
ンサに印加してこのコンデンサを充電すると同時
に点火プラグに加えることで、点火コイルの２次
エネルギは減少することなく点火プラグに与えら
れ、またコンデンサの充電電圧を電源とする燃焼
室内の電極による気体イオン検出電流は、検出電
流経路によつて電流抑制用の抵抗を側路してイオ
ン電流検出手段に流れるためイオン電流検出性能
が低下することがない。
生する高電圧を電流抑制用の抵抗を通してコンデ
ンサに印加してこのコンデンサを充電すると同時
に点火プラグに加えることで、点火コイルの２次
エネルギは減少することなく点火プラグに与えら
れ、またコンデンサの充電電圧を電源とする燃焼
室内の電極による気体イオン検出電流は、検出電
流経路によつて電流抑制用の抵抗を側路してイオ
ン電流検出手段に流れるためイオン電流検出性能
が低下することがない。
以下、この発明の内燃機関のイオン電流検出装
置の実施例について図面に基づき説明する。第１
図はその一実施例を示す構成図であり、第１図の
符号と同一符号は同一部分を示す。この第１図に
おいて、機関１、点火コイル２、点火プラグ３、
イオンプラグ４の構成は第３図と同様である。
置の実施例について図面に基づき説明する。第１
図はその一実施例を示す構成図であり、第１図の
符号と同一符号は同一部分を示す。この第１図に
おいて、機関１、点火コイル２、点火プラグ３、
イオンプラグ４の構成は第３図と同様である。
点火コイル２の２次側の一端は点火プラグ３に
接続されているとともに、抵抗９、ダイオード１
０、コンデンサ８、抵抗６を介してアースされて
いる。
接続されているとともに、抵抗９、ダイオード１
０、コンデンサ８、抵抗６を介してアースされて
いる。
コンデンサ８とダイオード１０との接続点、す
なわち、コンデンサ８の（−）電極はイオンプラ
グ４に接続されている。このコンデンサ８に並列
に定電圧ダイオード１２が接続されており、抵抗
６に並列にダイオード１１が接続されている。ダ
イオード１１と定電圧ダイオード１２との接続点
とアース間に出力端子７が接続されている。
なわち、コンデンサ８の（−）電極はイオンプラ
グ４に接続されている。このコンデンサ８に並列
に定電圧ダイオード１２が接続されており、抵抗
６に並列にダイオード１１が接続されている。ダ
イオード１１と定電圧ダイオード１２との接続点
とアース間に出力端子７が接続されている。
次に、第１図の実施例の動作を説明する。点火
コイル２の２次側出力端からの出力エネルギは点
火プラグ３における飛火により混合気を爆発させ
ると同時に抵抗９とダイオード１０および１１と
を介してコンデンサ８を充電する。
コイル２の２次側出力端からの出力エネルギは点
火プラグ３における飛火により混合気を爆発させ
ると同時に抵抗９とダイオード１０および１１と
を介してコンデンサ８を充電する。
点火コイル２の２次側出力は飛火時においても
数百Ｖ以上の電圧があり、コンデンサ８を充分に
高い電圧まで充電することが可能である。
数百Ｖ以上の電圧があり、コンデンサ８を充分に
高い電圧まで充電することが可能である。
しかし、あまり高い電圧をイオンプラグ４に与
えると、燃焼とは関係のない少数の気体イオンに
も感じるほどイオン電流検出感度が上がり過ぎて
しまい、検出が不安定になる。
えると、燃焼とは関係のない少数の気体イオンに
も感じるほどイオン電流検出感度が上がり過ぎて
しまい、検出が不安定になる。
また、点火コイル２の出力エネルギは１次側の
遮断電流値に応じて変化するため、常に一定の電
圧がコンデンサ８に充電されるとは限らない。そ
こで、定電圧ダイオード１２によりコンデンサ８
の充電々圧を所定値にクランプし、数百Ｖの一定
値にすることにより、上記問題点を解決してい
る。
遮断電流値に応じて変化するため、常に一定の電
圧がコンデンサ８に充電されるとは限らない。そ
こで、定電圧ダイオード１２によりコンデンサ８
の充電々圧を所定値にクランプし、数百Ｖの一定
値にすることにより、上記問題点を解決してい
る。
さらに、イオンプラグ４の電極には、コンデン
サ８の充電々圧が印加され、機関が燃焼状態にあ
るとき、コンデンサ８とイオンプラグ４と抵抗６
の閉路に電流が流れ、出力端子７からイオン電流
が電圧に変換されて出力される。
サ８の充電々圧が印加され、機関が燃焼状態にあ
るとき、コンデンサ８とイオンプラグ４と抵抗６
の閉路に電流が流れ、出力端子７からイオン電流
が電圧に変換されて出力される。
このように、点火コイル２の２次側出力エネル
ギを利用することにより、特別な高電圧電源を用
いることなくイオン電流検出装置を実現すること
ができる。
ギを利用することにより、特別な高電圧電源を用
いることなくイオン電流検出装置を実現すること
ができる。
また、第２図に用いた電子回路は少数の電子部
品で構成できるために非常に小さくまとめること
ができ、さらに信頼性の高い電子部品を用いるこ
とにより、自動車のエンジンルームへの実装も充
分可能になる。
品で構成できるために非常に小さくまとめること
ができ、さらに信頼性の高い電子部品を用いるこ
とにより、自動車のエンジンルームへの実装も充
分可能になる。
次に、この発明による第２の実施例を第２図の
構成図により説明する。この第２図において、第
１図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、第１図とは異なる部分を主体に述べる。
構成図により説明する。この第２図において、第
１図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、第１図とは異なる部分を主体に述べる。
この第２図では、第１の実施例と異なる点は点
火プラグ３をイオンプラグ４として用いているこ
とである。
火プラグ３をイオンプラグ４として用いているこ
とである。
点火プラグ３もエアーギヤツプを有し、点火後
のイオン電流を検出するのに利用できる。しか
し、点火用の電源（第２図では点火コイル２を指
す）とイオン電流検出用電源（第２図ではコンデ
ンサ８を指す）との干渉を避ける必要がある。そ
のため、第２の実施例では第２図に示すように検
出電流経路としてのダイオード１３と１４により
両者を分離している。
のイオン電流を検出するのに利用できる。しか
し、点火用の電源（第２図では点火コイル２を指
す）とイオン電流検出用電源（第２図ではコンデ
ンサ８を指す）との干渉を避ける必要がある。そ
のため、第２の実施例では第２図に示すように検
出電流経路としてのダイオード１３と１４により
両者を分離している。
すなわち、点火コイル２の２次側はダイオード
１４を介して点火プラグ３に接続されており、こ
の点火プラグ３はダイオード１３を介して、ダイ
オード１０とコンデンサ８との接続点に接続され
ている。その他の構成は第１図と同様である。
１４を介して点火プラグ３に接続されており、こ
の点火プラグ３はダイオード１３を介して、ダイ
オード１０とコンデンサ８との接続点に接続され
ている。その他の構成は第１図と同様である。
次に、この第２の実施例の動作を説明する。点
火時には、点火コイル２の２次側出力エネルギは
ダイオード１４を経て点火プラグ３に加えること
により、機関１の点火を行い、また、抵抗９とダ
イオード１０と１１とを経て、コンデンサ８を充
電する。
火時には、点火コイル２の２次側出力エネルギは
ダイオード１４を経て点火プラグ３に加えること
により、機関１の点火を行い、また、抵抗９とダ
イオード１０と１１とを経て、コンデンサ８を充
電する。
点火終了後に点火プラグ３のエアーギヤツプの
気体イオン濃度が増加すると、点火プラグ３とダ
イオード１３とコンデンサ８と抵抗６による閉路
にイオン電流が流れ、出力端子７からイオン電流
が電圧値として出力される。
気体イオン濃度が増加すると、点火プラグ３とダ
イオード１３とコンデンサ８と抵抗６による閉路
にイオン電流が流れ、出力端子７からイオン電流
が電圧値として出力される。
このように、点火プラグ３の電極をイオンギヤ
ツプとして用いた場合、イオンプラグ４を特別に
機関１に設置する必要がなく、自動車の搭載エン
ジンに何の加工もせずにイオン電流検出装置を取
り付けることができる。
ツプとして用いた場合、イオンプラグ４を特別に
機関１に設置する必要がなく、自動車の搭載エン
ジンに何の加工もせずにイオン電流検出装置を取
り付けることができる。
なお、イオン電流の電流検出手段として抵抗６
の電圧降下による方法を用いたが、電流計や電流
プローブなどにより直接電流を検出してもよい。
の電圧降下による方法を用いたが、電流計や電流
プローブなどにより直接電流を検出してもよい。
また、コンデンサ８の充電々圧クランプ手段と
して、定電圧ダイオード１２を用いたが、これに
限ることなく定電圧放電管や電子回路などによる
クランプ方法を用いてもよい。
して、定電圧ダイオード１２を用いたが、これに
限ることなく定電圧放電管や電子回路などによる
クランプ方法を用いてもよい。
さらに、多気筒機関には気筒ごとにイオン電流
検出装置を設置すればよく、２次側出力電圧が正
極性の点火コイルには、コンデンサ８や定電圧ダ
イオード１２やダイオード１０，１１，１３，１
４の極性を反転すればよい。
検出装置を設置すればよく、２次側出力電圧が正
極性の点火コイルには、コンデンサ８や定電圧ダ
イオード１２やダイオード１０，１１，１３，１
４の極性を反転すればよい。
この発明によれば、点火コイルの２次側に発生
する高電圧を電流抑制用の抵抗を通してコンデン
サに印加してこのコンデンサを充電すると同時に
点火プラグに加えることで、点火コイルの２次出
力エネルギは減少することなく点火プラグに与え
られるため、安定した点火動作を行うことができ
るという効果がある。またコンデンサの充電電圧
を電源とする燃焼室内の電極からのイオン検出電
流は、検出電流経路によつて電流抑制用の抵抗を
側路してイオン電流検出手段に流れるためイオン
検出電流が減衰することなく高精度にイオン電流
測定が行えるという効果がある。
する高電圧を電流抑制用の抵抗を通してコンデン
サに印加してこのコンデンサを充電すると同時に
点火プラグに加えることで、点火コイルの２次出
力エネルギは減少することなく点火プラグに与え
られるため、安定した点火動作を行うことができ
るという効果がある。またコンデンサの充電電圧
を電源とする燃焼室内の電極からのイオン検出電
流は、検出電流経路によつて電流抑制用の抵抗を
側路してイオン電流検出手段に流れるためイオン
検出電流が減衰することなく高精度にイオン電流
測定が行えるという効果がある。
第１図はこの発明の内燃機関のイオン電流検出
装置の一実施例の回路図、第２図はこの発明の内
燃機関のイオン電流検出装置の他の実施例の回路
図、第３図は従来の内燃機関のイオン電流検出装
置の回路図である。 １……機関、２……点火コイル、３……点火プ
ラグ、４……イオンプラグ、６，９……抵抗、８
……コンデンサ、１０，１１……ダイオード、１
２……定電圧ダイオード。なお、図中同一符号は
同一または相当部分を示す。
装置の一実施例の回路図、第２図はこの発明の内
燃機関のイオン電流検出装置の他の実施例の回路
図、第３図は従来の内燃機関のイオン電流検出装
置の回路図である。 １……機関、２……点火コイル、３……点火プ
ラグ、４……イオンプラグ、６，９……抵抗、８
……コンデンサ、１０，１１……ダイオード、１
２……定電圧ダイオード。なお、図中同一符号は
同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の点火プラグに放電々圧を印加する
点火コイル、この点火コイルの２次出力エネルギ
で充電されるコンデンサ、このコンデンサの充電
電圧を電源として内燃機関の燃焼室内の気体イオ
ンによる電流を検出する燃焼室内の電極、前記コ
ンデンサの充電経路内に設けられた電流抑制用の
抵抗、イオン電流検出時に前記電極による検出電
流を、前記抵抗を側路させてイオン電流検出手段
に流す検出電流経路を備えてなる内燃機関のイオ
ン電流検出装置。 ２ コンデンサの充電々圧は所定の電圧値にクラ
ンプされることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の内燃機関のイオン電流検出装置。 ３ 電極に内燃機関の点火プラグを用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
のイオン電流検出装置。 ４ 電極にイオンプラグを用いることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のイオン
電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095129A JPS62249051A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095129A JPS62249051A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62249051A JPS62249051A (ja) | 1987-10-30 |
| JPH0584459B2 true JPH0584459B2 (ja) | 1993-12-02 |
Family
ID=14129211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61095129A Granted JPS62249051A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62249051A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950003272B1 (ko) * | 1989-05-15 | 1995-04-07 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 내연기관의 점화플러그 전류검출장치 |
| EP0715075B1 (en) | 1994-12-02 | 1999-08-25 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Misfire detecting device for internal combustion engine |
| EP1113170B1 (de) * | 1999-12-24 | 2005-03-09 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur Überwachung des Verbrennungsvorgangs bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe |
| JP5230351B2 (ja) * | 2008-10-24 | 2013-07-10 | ダイヤモンド電機株式会社 | イオン電流検出装置 |
| JP5495739B2 (ja) * | 2009-12-01 | 2014-05-21 | ダイヤモンド電機株式会社 | イオン電流検出装置 |
| JP2020020763A (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 本田技研工業株式会社 | ボルト軸力測定装置及びボルト軸力測定プログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56133641A (en) * | 1980-02-22 | 1981-10-19 | Bosch Gmbh Robert | Ion current measuring voltage source for internal combustion engine |
| JPS60249031A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-09 | Hitachi Ltd | 点火装置のノツク検出装置 |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP61095129A patent/JPS62249051A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS56133641A (en) * | 1980-02-22 | 1981-10-19 | Bosch Gmbh Robert | Ion current measuring voltage source for internal combustion engine |
| JPS60249031A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-09 | Hitachi Ltd | 点火装置のノツク検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62249051A (ja) | 1987-10-30 |
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