JP3100426B2 - ガソリン機関のイオン電流検出装置 - Google Patents
ガソリン機関のイオン電流検出装置Info
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description
正確にできるスパークプラグを用いたガソリン機関のイ
オン電流検出装置に関わる。
は、スパークプラグに流れるイオン電流を検出すること
で、失火やプレイグニッションの検出がなされる。この
イオン電流の検出は、点火回路の二次回路にイオン電流
検出回路を設け、火花放電の終了直後、または直前にス
パークプラグの火花放電間隙に流れるイオン電流を検出
してなされる。
は、主に着火性能の向上のための改良がされており、イ
オン電流の測定について考察がなされていないため、イ
オン電流が流れにくい構造であった。このため、発生す
るイオン電流のレベルが低く、ノイズと識別しにくかっ
たり、機関は正常に着火したが気筒内気流の作用でイオ
ン電流が流れないなど、失火やプレイグニッションの検
出精度が低い欠点があった。この発明の目的は、上記イ
オン電流の流れにくい原因が、主に中軸表面と気筒内の
イオンとの接触する割合が低いことにあるとの知見に基
づき、イオン電流が流れ易い構造のスパークプラグを提
供し、ガソリン機関の失火やプレイグニッションの検出
精度を向上することにある。
出装置は、点火回路の二次回路に設けたイオン電流電源
と、アースされた筒状主体金具に軸穴付き絶縁碍子を嵌
め込み、該軸穴に中軸を嵌着したスパークプラグと、該
スパークプラグの前記中軸と前記主体金具に形成された
外側電極とで形成された火花放電ギャップに流れるイオ
ン電流検出回路とを備えたガソリン機関のイオン電流検
出装置において、前記スパークプラグは、イオン電流検
出時に正極電圧を印加される前記中軸の前記絶縁碍子の
先端からの突出部の表面積を25mm2 以上に設定し
た。請求項2に記載の発明においては、上記スパークプ
ラグにおいて、突出部の長さLと、中軸先端面と芯先端
との間(芯のない部分)の距離nとの割合を、芯のない
部分の全面積が、突出部の全表面積の半分より小さくな
るよう設定した。
おいては、スパークプラグの中軸の絶縁碍子からの突出
部の表面積を、25mm2 以上と大きくしている。これ
により中軸と気筒内のイオン化した燃焼気との接触面積
が大きく、イオン電流が流れ易い。また、この様に露出
面積が大きいと、受熱面積の増大により中軸先端の温度
が過昇温し、プレイグニッションが発生し易くなる。こ
のため、請求項2の構成では、良熱伝導金属製芯の先端
を中軸先端に近く設定し、熱引きを良くしている。これ
により、受熱面積の増大に伴うスパークプラグの熱価の
低下と、中軸自体の耐久性の低下を防止できる。
ビュータ)2、スパークプラグ3を備えたこの発明にか
かるガソリン機関のイオン電流検出装置を示す。点火コ
イル1の一次回路11は、車載電源Vと、一次電源断続
手段4とに接続され、二次回路12は、前記配電器2を
介して燃焼室内に露出するように配設されたスパークプ
ラグ3に接続されている。そして、二次回路12の点火
コイル1とアースとの間にイオン電流電源回路5を設
け、配電器2のロータギャップ21と並行にイオン電流
通電用ダイオード22を接続し、イオン電流波形の積分
回路6と該積分回路6の積分値のばらつき度合いを検出
するマイクロコンピュータ等の判別回路7とを接続して
いる。
およびシグナルジェネレータ42からなり一次電流を断
続する。イオン電流電源回路5は、二次回路12の点火
コイル1とアースとの間に介在させたコンデンサ51
と、該コンデンサ51に並列接続した定電圧ダイオード
52と、前記コンデンサ51とアースとの間に接続した
抵抗53およびダイオード54の並列回路からなる。コ
ンデンサ51は、二次回路12に二次電圧が発生したと
き、定電圧ダイオード52の通電電圧である300ボル
トで電荷を充電する。
の火花放電ギャップ31との間は、イオン電流検出回路
5で、図2に示すようにスパークプラグ3の先端面にL
字形の外側電極32が溶接された筒状の主体金具33
に、軸穴81付き絶縁碍子8を嵌め込み、軸穴81に先
端部を突出させて中軸9を貫通し、中軸9と外側電極3
2との間に火花放電ギャップ31を形成してなる。
良熱伝導金属製芯92を配してなる。母材91は、耐酸
化性および高温強度に優れる10〜20重量%のCrを
含むNi合金またはSi、Mn、Cu、Alなどが5重
量%以下のNi合金を使用する。また芯92は純Cuま
たは0.25重量%Alを含むCu合金またはAgが好
適に使用できる。
93の全表面積(露出面積)が25mm2 以上となるよ
うに設定されている。この露出面積は、従来のスパーク
プラグでは10mm2 程度である。また突出部93の長
さLと、中軸先端面94と芯92の先端95との間(芯
のない部分)の距離nとの割合は、芯のない部分の全表
面積が、突出部の全表面積の半分より小さくなるよう設
定してある。
筒のガソリン機関に装着した、(1)に示す構造のスパ
ークプラグで、中軸先端の露出面積S=10mm2 、S
=25mm2 、S=50mm2 (中軸先端に径大の鍔部
を備える)の各スパークプラグと、火花放電終了直後に
各スパークプラグを流れるイオン電流波形(2)の形状
との測定結果を示す。この測定結果から、中軸の突出部
の露出面積の増大につれて、イオン電流が増大するとと
もに、電流波形のピークが明確になり、ノイズとの識別
が明確にでき、イオン電流の検出が容易になることが分
かる。
クプラグ3の中軸9の先端95の露出面積Sと、火花放
電終了直後スパークプラグ3に流れるイオン電流のピー
クレベルの平均値との関係を示すグラフである。露出面
積S>25mm2 においては、8マイクロアンペア(μ
A)以上のイオン電流が流れる。イオン電流検出回路の
ノイズレベルは数μAであるため、露出面積S>25m
m2 では、イオン電流の検出精度が高い。図5は、上記
ガソリン機関において、スパークプラグ3の中軸9の先
端95の露出面積Sをパラメータとし、該スパークプラ
グ3を流れるイオン電流を測定し、失火を検出した実験
における失火検出精度を示す。図示の如く、露出面積S
<25mm2 では、イオン電流のピークレベルが低く、
ノイズとの区別がされにくいため、失火検出率が急速に
低下する。
m、全負荷て運転したときのスパークプラグ3の中軸9
の先端95の温度を測定結果を示す。中軸9の突出部9
3の長さLと、中軸先端面94と芯92の先端95との
間(芯のない部分)の距離nとの割合において、芯92
のない部分の全表面積が、突出部93の全表面積の半分
を越えると、中軸先端温度が上昇し、プレイグニッショ
ンが発生し易くなることが判明する。
る。
ある。
を示す表である。
の関係を示すグラフである。
フである。
すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 点火回路の二次回路に設けたイオン電流
電源と、アースされた筒状主体金具に軸穴付き絶縁碍子
を嵌め込み、該軸穴に中軸を嵌着したスパークプラグ
と、該スパークプラグの前記中軸と前記筒状主体金具に
形成された外側電極とで形成された火花放電ギャップに
流れるイオン電流検出回路とを備えたガソリン機関のイ
オン電流検出装置において、 前記スパークプラグは、イオン電流検出時に正極電圧を
印加される前記中軸の前記絶縁碍子の先端からの突出部
の表面積が25mm2 以上であることを特徴とするガソ
リン機関のイオン電流検出装置。 - 【請求項2】 請求項1記載において、スパークプラグ
の中軸を、Ni合金製母材に良熱伝導金属製芯を配して
なり、前記突出部の長さLと、中軸先端面と芯先端との
間(芯のない部分)の距離nとの割合を、芯のない部分
の全表面積が、突出部の全表面積の半分より小さくなる
よう設定したガソリン機関のイオン電流検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03186208A JP3100426B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | ガソリン機関のイオン電流検出装置 |
BR929202912A BR9202912A (pt) | 1991-07-25 | 1992-07-23 | Dispositivo de deteccao de corrente ionica de motor a gasolina |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03186208A JP3100426B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | ガソリン機関のイオン電流検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0571459A JPH0571459A (ja) | 1993-03-23 |
JP3100426B2 true JP3100426B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16184265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03186208A Expired - Lifetime JP3100426B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | ガソリン機関のイオン電流検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3100426B2 (ja) |
BR (1) | BR9202912A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19737614B4 (de) * | 1996-08-29 | 2010-04-08 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Zündkerze für ein Gerät zur Erfassung eines Ionenstroms, ohne daß ein impulsartiges Rauschen auf dem Ionenstrom erzeugt wird |
JP5220212B1 (ja) * | 2012-03-13 | 2013-06-26 | 三菱電機株式会社 | 圧縮自己着火内燃機関の制御装置および制御方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP03186208A patent/JP3100426B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-23 BR BR929202912A patent/BR9202912A/pt not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR9202912A (pt) | 1993-03-30 |
JPH0571459A (ja) | 1993-03-23 |
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