JPS5936391B2 - 内燃機関の点火栓 - Google Patents
内燃機関の点火栓Info
- Publication number
- JPS5936391B2 JPS5936391B2 JP8672781A JP8672781A JPS5936391B2 JP S5936391 B2 JPS5936391 B2 JP S5936391B2 JP 8672781 A JP8672781 A JP 8672781A JP 8672781 A JP8672781 A JP 8672781A JP S5936391 B2 JPS5936391 B2 JP S5936391B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- ignition
- center electrode
- electrode
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、主として火花点火式内燃機関の点火栓の改良
に関し、詳しくは本来の点火機能のほかに、エンジンの
燃焼状態を検出する機能を併有させるようにした点火栓
に関する。
に関し、詳しくは本来の点火機能のほかに、エンジンの
燃焼状態を検出する機能を併有させるようにした点火栓
に関する。
エンジン耐久性や燃費、出力の向上をはかるために、エ
ンジンの燃焼状態を検出しその検出信号にもとづいて例
えば点火時期などをフィードバック制御し、失火や異常
燃焼を回避するようにしたシステムが開発されている。
ンジンの燃焼状態を検出しその検出信号にもとづいて例
えば点火時期などをフィードバック制御し、失火や異常
燃焼を回避するようにしたシステムが開発されている。
このようなシステムでは、エンジンの燃焼状態の正確な
検出がのぞまれる。
検出がのぞまれる。
そこで、燃焼室にイオンプローブ（イオン電極）を取付
けて、このイオンプローブに低電圧を印加しておき、高
温高圧下で燃焼ガス中に発生するイオンを検出すること
により、燃焼状態を精度よく検出するようにした手段が
本出願人により提案されている（例えば実願昭５５−１
５７７０４号）。
けて、このイオンプローブに低電圧を印加しておき、高
温高圧下で燃焼ガス中に発生するイオンを検出すること
により、燃焼状態を精度よく検出するようにした手段が
本出願人により提案されている（例えば実願昭５５−１
５７７０４号）。
しかし、この場合、イオンプローブの取付けは、シリン
ダヘッドの構造などから燃焼室が狭いこともあってスペ
ース的な制約のため、なかなかむずかしいという問題が
ある。
ダヘッドの構造などから燃焼室が狭いこともあってスペ
ース的な制約のため、なかなかむずかしいという問題が
ある。
そこで、本発明は点火栓に中心電極との間でイオンプロ
ーブを構成するイオン電極を設けることにより、上記問
題点を解消することを目的とする。
ーブを構成するイオン電極を設けることにより、上記問
題点を解消することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第１図において、１が栓体、２がセラミックス等の絶縁
体で被覆された中心電極、３がこれに対して所定の点火
間隙１４を存して対峙させた側方電極である。
体で被覆された中心電極、３がこれに対して所定の点火
間隙１４を存して対峙させた側方電極である。
そして、ターミナル４に高圧点火電流が印加されると、
中心電極２と側方電極３との間、つまり点火間隙１４で
火花放電を起こし、燃焼室の混合気に着火するようにな
っている。
中心電極２と側方電極３との間、つまり点火間隙１４で
火花放電を起こし、燃焼室の混合気に着火するようにな
っている。
このような点火栓Ａの栓体１には、セラミックス等の絶
縁体で被覆したイオン電極５が設けられ、中心電極２と
の間でイオンプローブを構成する。
縁体で被覆したイオン電極５が設けられ、中心電極２と
の間でイオンプローブを構成する。
ただし、中心電極２との距離は、側方電極３との点火間
隙１４よりも大きく設定される。
隙１４よりも大きく設定される。
本実捲例では、第２図に示すように複数のイオン電極５
が中心電極２を中心とする同一円周上に等間隔に配置し
である。
が中心電極２を中心とする同一円周上に等間隔に配置し
である。
そして、中心電極２のターミナル４には、エンジン回転
に同期した高圧点火電流のほか、所定の低圧電流が常に
供給される。
に同期した高圧点火電流のほか、所定の低圧電流が常に
供給される。
したがって、点火後、中心電極２とイオン電極５との間
が、燃焼ガス中のイオン（Ｎ２＋、Ｈ＋等）で導通され
ると、中心電極２からイオン電極５に低圧電流（イオン
電流）が流れ、これにより燃焼を検出できるのである。
が、燃焼ガス中のイオン（Ｎ２＋、Ｈ＋等）で導通され
ると、中心電極２からイオン電極５に低圧電流（イオン
電流）が流れ、これにより燃焼を検出できるのである。
なお、本実施例では、中心電極２、つまり点火核を中心
とする同一円周上に複数のイオン電極５を配置しである
ので、これらのイオン電極５にイオン電流が出力する順
序を確認すれば、燃焼時の火炎の伝播方向も判断できる
という利点がある。
とする同一円周上に複数のイオン電極５を配置しである
ので、これらのイオン電極５にイオン電流が出力する順
序を確認すれば、燃焼時の火炎の伝播方向も判断できる
という利点がある。
ところで、本発明では、点火栓Ａの内部にイオン電極５
を組込んでいるため、点火栓Ａを取付けさえすれば、そ
のうえ、さ例ど狭少な燃焼室にイオンプローブを取付け
る必要がなく、言換えれば、スペース的な制約を受けず
にイオンプローブを容易に取付けられるという効果があ
る。
を組込んでいるため、点火栓Ａを取付けさえすれば、そ
のうえ、さ例ど狭少な燃焼室にイオンプローブを取付け
る必要がなく、言換えれば、スペース的な制約を受けず
にイオンプローブを容易に取付けられるという効果があ
る。
第３図は、このような点火栓Ａを使用し、エンジンの燃
焼状態を判別するようにした装置の回路図である。
焼状態を判別するようにした装置の回路図である。
各気筒（図示のものでは４気筒を想定している）の燃焼
室に取付けた点火栓Ａの中心電極２には、点火電源１５
からイグナイタ６、点火コイル７、ディストリビュータ
８を介してエンジン回転に同期した高圧点火電流が印加
される一方、低電圧電源９からも、所定の低圧電流が常
時印加される。
室に取付けた点火栓Ａの中心電極２には、点火電源１５
からイグナイタ６、点火コイル７、ディストリビュータ
８を介してエンジン回転に同期した高圧点火電流が印加
される一方、低電圧電源９からも、所定の低圧電流が常
時印加される。
そして、既に述べたように点火後の燃焼ガス中のイオン
で中心電極２とイオノ電極５とが導通されると、両電極
２，５間にイオン電流が流れる。
で中心電極２とイオノ電極５とが導通されると、両電極
２，５間にイオン電流が流れる。
一方、イグナイタ６からの点火信号がタイマ１１、反転
器１２を介してトランジスタ１０のベースに入力し、ベ
ース電圧の印加時に前記のイオン電流が発生すると、ト
ランジスタ１０を介してＰ点に出力する。
器１２を介してトランジスタ１０のベースに入力し、ベ
ース電圧の印加時に前記のイオン電流が発生すると、ト
ランジスタ１０を介してＰ点に出力する。
この場合、第４図のタイムチャートで示す点火信号ａは
、タイマ１１でｂのように点火電流ａ′のノイズ源とな
る放電期間と、正常燃焼時のイオン電流の出力期間とを
含むような所定のパルス幅に延長され、さらに反転器１
２でＣのようにパルス波形の正負が逆転される。
、タイマ１１でｂのように点火電流ａ′のノイズ源とな
る放電期間と、正常燃焼時のイオン電流の出力期間とを
含むような所定のパルス幅に延長され、さらに反転器１
２でＣのようにパルス波形の正負が逆転される。
したがって、トランジスタ、１０では点火信号ａの延長
されたパルス期間に限ってベース電圧の印加が断れる。
されたパルス期間に限ってベース電圧の印加が断れる。
このため、イオン電流がトランジスタ１０のベース電圧
が断れている期間に出力する正常燃焼時では、イオン電
流はマスキングされＰ点の出力は変化しない（第４図ｄ
参照）。
が断れている期間に出力する正常燃焼時では、イオン電
流はマスキングされＰ点の出力は変化しない（第４図ｄ
参照）。
一方、イオン電流の出力期間がトランジスタ１０のベー
ス電圧の印加期間からずれる異常燃焼時では、Ｐ点の出
力変化、すなわちイオン電流が検出される（第４図ｅ、
ｆ参照）。
ス電圧の印加期間からずれる異常燃焼時では、Ｐ点の出
力変化、すなわちイオン電流が検出される（第４図ｅ、
ｆ参照）。
この検出信号をさらにイグナイタ６からＱ点に取り出し
た点火信号ａと比較すれば、検出信号が点火信号ａのパ
ルスよりも先に出力した場合はプレイグニツシヨン、点
火信号ａのパルスよりも後で出力した場合はノッキング
状態であることが判別できることになる。
た点火信号ａと比較すれば、検出信号が点火信号ａのパ
ルスよりも先に出力した場合はプレイグニツシヨン、点
火信号ａのパルスよりも後で出力した場合はノッキング
状態であることが判別できることになる。
なお、第３図では作図の便宜上、複数のイオン電極５の
うち、１つについてしか、回路構成をあられしていない
が、ほかのイオン電極５にも同様の回路構成を取れば、
既に述べたように複数のイオン電極５から得られるイオ
ン電流の出力順序をも検出することができる。
うち、１つについてしか、回路構成をあられしていない
が、ほかのイオン電極５にも同様の回路構成を取れば、
既に述べたように複数のイオン電極５から得られるイオ
ン電流の出力順序をも検出することができる。
このようにして得られたエンジン燃焼状態の検出信号に
もとづいてフィードバック制御することにより、常に適
正な燃焼状態が保てる。
もとづいてフィードバック制御することにより、常に適
正な燃焼状態が保てる。
たとえば、空燃比（Ａ／Ｆ ）を濃くして失火を抑えた
り、点火時期を遅角してノッキングを防止したり、冷却
水温やエンジン負荷を下げてプレイグニツシヨンを抑制
することが可能となる。
り、点火時期を遅角してノッキングを防止したり、冷却
水温やエンジン負荷を下げてプレイグニツシヨンを抑制
することが可能となる。
第５図は他の実施例を示す。
この場合、組立性、生産性を改善するために、複数のイ
オン電極５ａが第５図すで示すような筒状のプリント基
板１３にプリント配線しである。
オン電極５ａが第５図すで示すような筒状のプリント基
板１３にプリント配線しである。
プリント基板１３は火花放電による火つきを妨げず、ま
た熱価を変えないように形成される。
た熱価を変えないように形成される。
なお、プリント基板１３は、第５図Ｃのように円筒ベー
ス１７の外周にセラミックスのコーティング層１８をプ
ラズマ溶射等により形成し、プリントによりリード線１
９を焼付け、ベース１７の先端にイオン電極５ａを露出
させた状態で、さらにその表面にセラミックスコーティ
ング層２０を形成したものである。
ス１７の外周にセラミックスのコーティング層１８をプ
ラズマ溶射等により形成し、プリントによりリード線１
９を焼付け、ベース１７の先端にイオン電極５ａを露出
させた状態で、さらにその表面にセラミックスコーティ
ング層２０を形成したものである。
そして、プリント基板１３は中心電極２の絶縁体外周に
嵌め合せ、その外周にさらに絶縁体２１をかぶせて栓体
１に組込まれる。
嵌め合せ、その外周にさらに絶縁体２１をかぶせて栓体
１に組込まれる。
したがって、プリント基板１３の組付けにより、複数の
イオン電極５ａが同時に取付けられるという利点がある
。
イオン電極５ａが同時に取付けられるという利点がある
。
以上説明したように、本発明によれば点火栓に中心電極
との間でイオンプローブを構成するイオン電極を設けた
ので、点火機能と同時にイオン電流検出機能をもたせる
ことができ、したがってイオンプローブの取付けにスペ
ースを特に必要としないという効果がある。
との間でイオンプローブを構成するイオン電極を設けた
ので、点火機能と同時にイオン電流検出機能をもたせる
ことができ、したがってイオンプローブの取付けにスペ
ースを特に必要としないという効果がある。
また、本発明は中心電極を取り囲んで同一円周上に複数
のイオン電極を配ダルたので、燃焼にもとづくイオン電
流の検出を確実に行うことができ、また各イオン電極の
イオン電流の出力順序を判断することにより燃焼火炎の
伝播方向も判断できるという効果がある。
のイオン電極を配ダルたので、燃焼にもとづくイオン電
流の検出を確実に行うことができ、また各イオン電極の
イオン電流の出力順序を判断することにより燃焼火炎の
伝播方向も判断できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実症例を示すもので、第１図は縦断面図
、第２図はその矢視図、第３図は応用例を示す回路図、
第４図は同じくタイムチャート、第５図ａは他の実症例
を示す一部切欠正面図、第５図すは同じくプリント基板
の斜視図、第５図Ｃは同じくプリント基板の要部拡大断
面図である。 １・・・・・・栓体、２・・・・・・中心電極、３・・
・・・・側方電極、５．５ａ００６０．・イオン電極、
１４・・・・・・点火間隙。
、第２図はその矢視図、第３図は応用例を示す回路図、
第４図は同じくタイムチャート、第５図ａは他の実症例
を示す一部切欠正面図、第５図すは同じくプリント基板
の斜視図、第５図Ｃは同じくプリント基板の要部拡大断
面図である。 １・・・・・・栓体、２・・・・・・中心電極、３・・
・・・・側方電極、５．５ａ００６０．・イオン電極、
１４・・・・・・点火間隙。
Claims (1)
- １ 中心電極に対して所定の点火間隙を存して側方電極
を対峙させる一方、中心電極に対して前記点火間隙より
も大きな間隔をもって対峙するイオン電極を、中心電極
を中心とする同一円周上に複数設けたことを特徴とする
内燃機関の点火栓。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8672781A JPS5936391B2 (ja) | 1981-06-05 | 1981-06-05 | 内燃機関の点火栓 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8672781A JPS5936391B2 (ja) | 1981-06-05 | 1981-06-05 | 内燃機関の点火栓 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57202078A JPS57202078A (en) | 1982-12-10 |
| JPS5936391B2 true JPS5936391B2 (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=13894883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8672781A Expired JPS5936391B2 (ja) | 1981-06-05 | 1981-06-05 | 内燃機関の点火栓 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5936391B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052237Y2 (ja) * | 1987-08-12 | 1993-01-20 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2141259A (en) * | 1983-06-03 | 1984-12-12 | Ford Motor Co | Automatic control of i.c. engines |
-
1981
- 1981-06-05 JP JP8672781A patent/JPS5936391B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052237Y2 (ja) * | 1987-08-12 | 1993-01-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57202078A (en) | 1982-12-10 |
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