JPS5920866A - 多気筒エンジンの点火プラグ検査装置 - 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】 本発明は、多気筒エンジンの点火プラグ検査装置に関す
る。

従来、点火プラグの検査をするにあたっては、エンジン
から点火プラグを取外して、目視やシツクネスゲージで
測定したり、検査用プローブを点火プラグに装着し、外
部から高電圧を印加してその放電電圧から良否を判定し
ていたが、作業性や信頼性に欠ける等の問題点があった
。この問題点を解消するために、エンジン急加速時の点
火プラグの要求電圧、すなわち点火電圧の最大値から、
点火プラグの良否を判定する方法が提案されている。こ
の要求電圧の大きさを利用する方法は、エンジン急加速
時にシリンダ内の混合気が瞬間ＩＪ　＝ンになるため、
この混合気を着火燃焼させるに必要な点火プラグの要求
電圧が、通常の運転時（アイドリンク時や定速運転時）
より上昇することを利用するものである。すなわち、点
火プラグに不良が発生していると、エンジン急加速時に
点火プラグの要求電圧が異常値を示しく例えば、中心電
極と辺地電極間のギャップが大きくなった不良の−場合
の過大、くずぶシ汚損が発生している場合は過小）、こ
のエンジン急加速時の点火プラグの要求電圧から点火プ
ラグの良否を判定するものである。この方法は、点火プ
ラグの要求電圧を測定して要求電圧の大きさを判別する
のみで点火プラグの良否を判定でき、特に多気筒エンジ
ンでは作業ラグのギャップ長や形状、シリンダ内の混合
気の空燃比の値等によって大きく変化するだめ、上記の
ようにエンジン急加速時の点火プラグの要求電圧の値の
みから点火プラグの良否を判定したのでは、微妙な点火
プラグ不良を判定できない、という問題点がある。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもので、点火
プラグの微妙な不良までも極めて高精度に検査できる多
気筒エンジンの点火プラグ検査装置を提供することを目
的とする。

上記目的を達成するために本発明の構成は、各気筒に設
けられた点火プラグに火花放電を発生させる点火装置か
ら２次電圧を検出して点火′電圧信号を出力する点火電
圧検出回路と、この点火電圧信号から各点火プラグの点
火電圧の最大値を検出して最大点火電圧信号を出力する
信号処理回路と、エンジン運転状態を検出して運転状態
検出信号を出力する運転状態検出回路と、特定の膚火プ
ラグに前記火花放電が発生しまたことを検出して基準信
号を出力Ｊ−る判別回路と、前記運転状態検出信号によ
りエンジンアイドリンク時が検出されたとき前記最大点
火電圧信号に基いて前記点火電圧の最大値の平均値を求
めると共に、前記運転状態検出信号によりエンジン急加
速時が検出されたとき前記最大点火電圧信号および前記
基準信号に基いて各点火プラグに対応する点火電圧の最
大値を求め、かつ、この平均値と１犯各点火プラグに対
応する点火電圧の最大値とを比較して比較信号を出力す
る演算回路とを含んで構成したものである。

」＝記の点火電圧の最大値を求めるにあたっては、各点
火プラグ毎の・１７−均値を求めるようにしてもよいｌ
〜、全点火プラグについての平均値を求めるようにして
もよい。土紀のように構成した結果、エンジン急加速時
における各点火プラグの点火電圧の・ν大値と、エンジ
ンアイドリンク時における点火電圧の最大値の一乎均値
どが比較さｉ＋、／ａｔｉｉ回路から出力される比較信
号により点火プラグの良否がわ］定される。

トｊ下図面を参照して本発明の実施例を詳削１１に説明
する。第１図に本発明の第１実施何１の基本回路を示す
。図に示すように、点火プラグに火花放Ｍｆ。

を発生させる点火装置から２次電圧を検出して点火重圧
信号を出力する点火１ｄ圧検出回路１は、信号処理回路
２を介して演算装置ｈ′４に接続されると共に、タイミ
ング回路３を介して信号処理回路２に接続されている。

−また、特定の点火プラグに火花放電が発生したことを
検出して基準信号を出力する１′４ｊ別回路５は、気筒
判別回路６を介して演算回路４に接続されている。この
気筒判別回路６には、タイミング回路３が接続されてい
る。更に、演算回路４には、表示装釣７と、エンジンの
運転状態を検出して運転状態検出信号を出力する運転状
態検出回路８が接ｈ；さり、でいる。

第２図に前記基本回路の具体的回路を示す。点火電圧検
出回路１ｔよ、抵抗、コンデンサまたはｉｆ、ｉｙ導コ
コイルを用いた分圧グローブ１０で構成され、エンジン
点火装置を構成する点火コイルの２次電圧出力端子、ま
たは点火コイルとディス）　＋７ピユータとを電気的に
接先光している高圧コードに、直接まだはクランプ結合
により装着され、エンジン運転時の２次電圧を分圧して
点火電圧イハ号ａを出力する。すなわち、通常の火花放
電１式点火装置；ｌの２次市、圧は、数１０　Ｋ　ＶＯ
高電圧であるため、この分圧グローブ１ｏにょシ数■の
点火短５川信号に変換して出力するものである。

信号処理回路２は、ピークボールド回路２ｏとこのピー
クホールド回路２ｏに直列汲絖されたザンプルホールド
回路２１とから構成される装置壕だ、タイミング回路３
は、分圧グローブ１０から出力される点火市川Ｃｉ号を
波形細形するフィルタイ（１シ能分有する波形整形回路
３０と、この液形Ｙノヒ１ｒｊ１路：３０から出力され
る信号に基いて信号処Ｊψ回路２ヘタイミング信号を出
力−ｊるパルスち６生回路３１とから構成されている。

このタイミンク信号は、信号処理回路２のピークホール
ド回路２０へ出力されるリセット信号すと、サンフルボ
ールド回路２１へ出力されるサンプリング信号Ｃとを含
んでいる。

判別回路５は、コンデンサまたは；湾２〃コイル等を用
いたトリガプローブ５０で構成さ７Ｌ１特定気筒（例え
ば、第１気筒）に設けられた点火プラグに接続されてい
る高圧コードに、直接またはクランプ結合により装着さ
れる。匠って、特定気１３」に設けられた点火プラグに
点火′市川がＩｈ１１されたときに基準信号ｆが出力さ
れる。

気筒判別回路６は、トリガグローブ５０かし出力される
基準信号（トリガ１河号）ｆをパルスに変換してパルス
信号ｇを出力する整ノし回路００ど、タイミング回路３
０波形整形回路３０から出力される各点火プラグ毎、す
なわら合気７Ｒｊ’　ｈ：のパル信号ｌ】を基準信号ｇ
によって気筒別に判別分肉（１し、気筒信号ｉｎに変換
するセレクタ回路６１とから構成されている。

演算回路４は、信号処理回路２から出力される信号をア
ナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器４
０と、各ｆＩＰの信号をマイクロコンピュータ４２に入
力すると共に比較信号を表示装＠７に出力するための入
出力インタフェース４１と、マイクロコンピュータ４２
と、点火電圧信号の最大値を平均したり各気節毎に比較
演算するだめの演豹プログラム、１七較結果の値を判定
する基準値および点火電圧の最大値等を記憶するだめの
リードオンリメモリおよびランダムアクセスメモリ等を
用いた記憶部４３と、検査対象となるエンジンの気筒数
等ｅト量４１搭数を人力するだめの入力部４４とを含ん
で構成されている。

運転状態検出回路８は、スロットル弁の開度を検出する
スロットルポジショナやエンジン回転数を検出するエン
ジン回転数センサ等から構成され、スロットル弁全開時
すなわちエンジンアイドリンク時に゛アイドリング信号
を、スロットル弁急開時すなわちエンジン急加速時に急
加速４１１号を各々出力−する１、なお、エンジン回転
数センザを用いるＪＡ］合には、エンジン回転数の変化
からエンジンアイドリンク時およびエンジン急加速時が
検出される。

以下第２図および第３図を参照して第１実施例の動作を
直明する。エンジンを回転させると各点火プラグが順に
点火され、分圧プローブ１０から第３図に示す点火電圧
信号ａか出力され、信号処理回路２およびタイミング回
路３に各々入力される。

タイミング回路３の波形整形回路３０は、点火電圧（ｆ
ｉ号のレベルが所定レベルを越えている時間に対応し）
こパルス幅を有するパルス信号りを出力する。従って、
このパルス信号りは、各気筒、すなわち各点火プラグが
点火される毎にノ・イレベルになる。このパルス信号１
１は、パルス発生回路３１およびセレクタ回ＩＦｉ６１
に人力される１、パルス発生回路３１では、ノ＜パルス
信号りが立上る毎にハイレベルとなるサンプリング信号
Ｃを出力すると共に、パルス信号りが立下る毎にノ・イ
レベルとなるリセット信号すを出力する。このり士ソト
信号すは、ピークホールド回路２０に入力さＪｌ、リセ
ット信号すがノ・イレベルとなる毎にピークホールド値
をリセットする。ここで、点火電圧信号ａは、第３図に
示すように、直流成分と数１０Ｋ　）（ｚの周波数成分
を含む信号であり、点火プラグの要求電、圧の値を示す
信号成分は、周波数成分に含まれている。従って、ピー
クホールド回路２０により、点火電圧信号のレベルが所
定レベルを越えている期間内のピーク値をホールドする
ことにより、点火プラグの璧求市１圧値、すなわち点火
電圧信号ａの最大値が検出される７、 ピークホールド回路２０から出力されるピークホールド
信号ｄは、サンプルホールド回路２１に入力され、パル
ス発生回路３１から出力されるサンプリング信号Ｃが・
・イレベルになる毎に、ピークホールド信号ｄのピーク
ホールド値をホールドし、第３図に示す各点火プラグ毎
の直流信号ｅを出力する。

以上のように、信号処理回路２およびタイミング回路３
の作用により、２次電圧検出回路１がら出力される点火
重圧信号の最大値、すなわち点火プラグの、要求電圧値
が、各点火ノック、すなわち各気筒毎の直流成分に変換
され１．Ａ／Ｉ）変換器４゜に入力され、Ａ／Ｄ変換器
４ｏでナイジタル信号に変換された後、入出力インタフ
ェース４１ケ介してマイクロコンピュータ４２に人力さ
れる。

一方、トリガグローブ５ｏで検出された基準信号（トリ
ガ信号）ｆは、整形回路６０によりパルス信号ｇに変換
されてセレクタ回路０１に入力される。捷だ、セレクタ
回路６１には、波形整形回路３０から出力されるパルス
信号りが入カ婆れてｇのパルスに対応するパルスが′）
１番目、２４ｉ目・・・・　番目のパルスを選別し、気
筒判別信号ｉｎとして出力する。第３図においては４気
筒エンジンの気筒判別信号を示しておシ、１１が第１気
筒、１２が第２気筒、ｉ３が第３気筒、ｉ４が第４気筒
に各々対応する気筒判別信号である。この気筒判別信号
ｉｎは、入出力インタフェースを介してマイクロコンピ
ュータ４２に入力される。

また、マイクロコンピュータ４２には、入出力インタフ
ェース４１を介して、運転状態判別回Ｊから出力される
エンジンアイドリンク信号およびエンジン急加速信号が
入力されている。

フェース４１を介して入力される気筒判別信号、運転状
態検出信号および点火電圧信号の最大値を用い、予め記
憶部４３のリードオンリメモリに記憶された演算プログ
シムに従って、次のような処理を行う。

まず、エンジンアイドリンク信号が入力されたときは、
気筒判別信号ｉｎと点火電圧信号の最大値を示す直流信
号ｌとを用い、各気筒毎に所定時間内の点火電圧信号の
最大値の平均値を演算し、記憶部４３のランダムアクセ
スメモリに記憶する。

例えば、４気筒エンジンの場合、気筒判別信号１にのパ
ルスが入力されたときに入力される点火電圧信号の最大
値は、第１番気筒のものであるから、この最大値を所定
時間内加算し、加算した回数で除算することによシ、第
１番気筒の点火電圧信号の最大値の平均値Ｖｌａｖｅが
求められ、以下同様にして第２番気筒の平均値Ｖ２ａｖ
ｅ、第３番気筒の平均値Ｖ３ａｖｅ、第４番気筒の平均
値ｖ４ａｖｅが求められる。

一方、エンジン急加速信号が入力されたとき昧気筒判別
信号ｉｎと点火電圧信号の最大値を示す直流信号ｅとを
用い、各気筒毎に点火電圧の最大。

値（４気筒エンジンの場合、Ｖｌｍａｘ、Ｖｌｍａｘ、
Ｖ３　ｍａｘ、Ｖ４　ｍａｘとする）をランダムアクセ
スメモリに記憶する。

続いて、各気筒毎に上記平均値と最大値との差を演算し
く４気筒の場合、Ｖｌ　ｍａｘ−Ｖｌ　　ａｖｅ、　Ｖ
２　ｍａ　ｘ−Ｖ２　ａ　ｖ　ｅ、　　Ｖｌｌｍａ　ｘ
−Ｖ３ａｖｅ、Ｖ４　ｍａｘ−Ｖ４　ａｖｅ）　、この
差を比較信号として入出力インタフユースを介して表示
装置７に入力して表示し、表示結果から各気筒の点火プ
ラグの良否を判定する。

なお、マイクロコンピュータで処理するにあたって、予
め点火プラグの良否の限界である基準値を設定しておき
、上記の平均値と最大値との差が基準値を越えたときに
、ディジタルの判定結果として表示装置に表示してもよ
い。また、表示装置の表示方法は、比較信号を用いてデ
ィジタル表示してもよく、比較信号をアナログ信号に変
換してアナログメータ等で表示してもよい。

次に、本発明の第２実施例を訣明する。本実施例は、点
火電圧信号の最大値の平均値を求めるにあたって、各気
筒毎では々く、全気筒について平均するものである。

まず、エンジンアイドリンク信号が入力されたときに、
点火電圧信号の最大値を示す直流信号ｅを用いて、全気
筒の点火電圧信号の最大値の平均値Ｖ　ａ　ｖ　ｅを求
め、記憶部４３に記憶する。続いて、上記第１冥飾例と
同様に、エンジン名、加速時に各気筒毎に点火電圧１，
４号の最大値を求め、この平均値と最大値との差Ｖｒｅ
ｆを演、ｊ？ｉ　Ｌ　（４気消エンジンの用台、Ｖ＋　
ｍａｘ−Ｖａｖｅ、Ｖ２　ｍａｘ−Ｖａｖｅ、Ｖ！ｌ　
ｍａｘ−Ｖａｖｅ、Ｖ４　ｍａ　ｘ−Ｖａ　ｖ　ｅ）　
、比較信号を出力して表示装置に表示する。

本実施例の平均値と、最大値との差■ｒｅｆを用いて点
火プラグの良否を判定する具体例を第４図を用いて説明
する。第４図は、平均値と最大値との差Ｖｒｅｆを示す
比較信号と、点火プラグのギャップ長との関係を示すグ
ラフである。一般の点火プラグの実用ギャップ長は、約
０７〜１１ｒ！ｒＩ４であるので、この範囲を正常値と
して設定すると、差ｖｒｅｆの値から以下のように分Ｘ
白することができる。

Ｖ　ｒ　ｅ　ｆ　−！−１，，４−４ＫＶ　　＊・・・
、Ｅ常Ｖｒｅｆ≧６ＫＶ＠・・中ギャップ長大で異常Ｖ
ｒｅｆ≦ＯＫＶ・・・・ギャップ長小才たけくすぶりγ
′ｆｙ４μで異常 Ｖｒｅｆ中４〜６　Ｋ’Ｖ・・・・異常ではないが点検
を必要とする Ｖｒｅｆ中１．４〜ＯＫＶ・・・・異常ではないが点検
を必要とす る なお、第４図においで、各測定点は点火プラグの形式、
電極の楢造およびシリンダ内の混合気の空燃比の変化を
含めた値であシ、これらの値が変化しても正、確に点火
プラグの良否を判定することができる。

次に、本発明の第３実施例を第５図および第６図を用い
て説明する。本実施例は、上記実施例の運転状態検出回
路として回転数判別回路を用い、エンジン急加速時の点
火電圧信号の最大値を求めるにあたって最も適した時期
にエンジン急加速信号を出力することにある。なお、第
５図において第１図と同−若しくは対応する部分および
第６図において第２図と同−若しくは対応する部分には
、同一符号を付して説明を省略する。

本実施例と上記実施例との相違点は、運転状態検出回路
として回転数判別回路８を用いた点である４、この回転
数判別回路８は、第５・図に示すように、タイミング回
路３と、゛員算回し：６４との間に接続さノ１ている。

具体的には、第６図に示１−ように、この回転数判別回
路８は、タイミング回路３の波形整形回路３０から出力
されるパルス信号りを一定時間内に計数すると共に、こ
の一定時間内にパルス信号りのパルス０の上昇率を演算
するカウンタ回路８０から構成されている。従つ°Ｃ１
このカウンタ回路８０からは、エンジン回転数に対応す
る計数値が所定値以下のときエンジンアイじリング信号
が出力され、この計数値が所定値以上であって計数値の
上昇率が所定値以上のときエンジン急加速信号が出力さ
れる。なお、エンジン急加速信号が出力されるときの割
数値は、エンジン回転数に換算して１０００〜３０００
　ｒ、ｐ、ｍの上昇期間であり、計数値の上昇率は、エ
ンジン回転数の上昇率に変換して６００　ｒ、ｐ、ｍ７
０．１秒以上であることが好ましい。また、カウンタ回
路８０は、マイクロコンピュータに組込んで、計数値お
よびこの上昇率を演算するようにしてもよい。

次に本実施例の動作を第７図を参照して説明する。まず
、ステップ７１においてエンジンをアイドリンク状態に
し、ステップ７２において点火電圧信号の最大値の平均
値を全気筒について演算する。そして、この平均値を記
憶部４３のメモリＡに記憶する。次に、ステップ７４に
おいてエンジンを急加速させ、ステップ７５において急
加速状態が前述の条件を満しているか否かを判定する。

エンジンの加速状態が前述の条件を満していない場合に
は、ステップ７４に戻って再度エンジンを急加速させ、
エンジンが所定の加速状態である場合には、ステップ７
６において点火電圧信号の最大値を各気筒について演算
する。ステップ７６で求められた最大値は、ステップ７
７において記憶部４３のメモリＢに記憶された後、前述
の実施例と同様に、ステップ７８においてメモリＡに記
憶された平均値と比較される。そして、ステップ７８で
求められた比較結果は、ステップ７９において、点火プ
ラグの良否の限界である基準値と比較される。この比較
結果は、ステップ８０において記憶部４３のメモＩＪ　
Ｃに一旦記憶された後、ステップ８１において表示装置
７に表示される。

なお、点火電圧信号の最大値のイ均値を求めるにあたっ
ては、上記第１実施例と同様に各気筒について求めるよ
うにしてもよい。

以上のように本実施例によれば、最も適した時期にエン
ジン急加速信号が入力されるため、エンジンの加速状態
が緩慢であったり、エンジン急加速状態から長時間（１
秒以上）紗過した等によシ、シリンダ内の混合気が急激
にリーンにならカい状態の点火電圧信号の最大値を検出
することがなく、エンジン急加速直後の点火電圧信号の
最大値を検出することができる、という効果が得られる
。

なお、上記の各実施例においては、点火電圧信号の最大
値から点火電圧信号の最大値の平均値を減算した例につ
いて説明したが、この逆の減算を行うようにしてもよい
。寸だ、基準信号に対応するパルス信号ｇおよび各気筒
に対応するパルス信号りを入出力インタフェースを介し
て直接マイクロコンピュータに入カシ、マイクロコンピ
ュータで回転数判別回路および気筒判別回路の代用をさ
せるようにしてもよい。更に、タイミング回路の入力信
号として点火電圧信号を用いだが、例えば点火装置の１
次電圧のように、点火装置から発生しかつ点火電圧信号
と同期した信号であればよい。

以上説明したように本発明によれば、点火プラグのギャ
ップ長の大小の判定のみならず、くすぶり汚損状態等の
做妙な良否を判定することができるという特有の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の基本回路を示すブロッ
ク図、第２図は、前記実施例の具体的回路を示すブロッ
ク図、第３図は、第２図における各部の信号波形を示す
線図、第４図は、比較信号と点火プラグのギャップ長と
の関係を示す線図、第５図は、本発明の第３実施例の基
本回路を示すブロック図、第６図は、前記第３実施例の
具体的回路を示すブロック図、第７図は、前記第３実施
例の動作を示す流れ図である。 １・・点火電圧検出回路、２・・信号処理回路。 ３・・タイミング回路、　　４・・演算装置。 ５・・判別回路、　　６・・気筒判別回路。 ７・・表示装置。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか２名） 「”　　　”ｍ 第３図 第４図 プラグベｋ・／ブ長（ｍｍ） 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒に設けられた点火プラグに火花放電を発生
   させる点火装置から２次電圧を検出して点火電圧信号を
   出力する点火電圧検出回路と、前記点火電圧信号から各
   点火プラグの点火電圧の最大値を検出して最大点火電圧
   信号を出力する信号処理回路と、エンジンの運転状態を
   検出して運転状態検出信号を出力する運転状態検出回路
   と、特定の点火プラグに前記火花放電が発生したことを
   検出して基準信号を出力する判別回路と、前記運転状態
   検出信号によりエンジンアイドリンク時が検出されたと
   き前記最大点火電圧信号に基いて前記点火電圧の最大値
   の平均値を求めると共に、前記運転状態検出信号によυ
   エンジン急加速時が検出されたとき前記最大点火電圧信
   号および前記基準信号に基いて各点火プラグに対応する
   点火電圧の最大値を求め、かつ、該平均値と該各点火プ
   ラグに対応する点火電圧の最大値とを比較して比較信号
   を出力する演ｐ゛回路と、を含む多気筒エンジンの点火
   プラグ検査装僅。