JP3228159B2

JP3228159B2 - エンジンの点火プラグ検査方法

Info

Publication number: JP3228159B2
Application number: JP32647896A
Authority: JP
Inventors: 直行丸田; 延明鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: CA2268764A1; AU4967497A; EP0943083A1; EP0943083B1; DE69712778D1; JPH10170407A; TW360785B; DE69712778T2; US6236213B1; AU717646B2; CA2268764C; WO1998025124A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグの放電
ギャップ不良，碍子不良等の状態不良を検出する点火プ
ラグの検査方法に関するものであり、特に、点火プラグ
をエンジンに組み付けた状態で検査する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】点火プラグの状態不良は、エンジンへの
組付けに際して発生し易いため、点火プラグをエンジン
に組み付けた後に行うことが望ましい。特開昭５０−７
４０３４号公報には、エンジンに組み付けた状態で点火
プラグの放電ギャップを検出する方法が記載されてい
る。この方法は、エンジンを燃料の燃焼により自力で回
転させつつ、イグニッションコイルの二次電圧を専用の
検出プローブで検出し、検出した二次電圧に含まれる誘
導放電部の継続時間に基づいて点火プラグの放電ギャッ
プを検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用お
よび効果】この放電ギャップ検出方法を利用すれば、点
火プラグをエンジンに組み付けた状態で検査することが
できる。しかし、この方法は、いわゆるファイアリング
検査であり、かつ、放電継続時間にのみ基づいて放電ギ
ャップを検査するものであるため、十分なものとは言い
難い。点火プラグにおける放電は、放電ギャップ周辺に
おける圧力や混合気濃度の影響を受けるのであるが、フ
ァイアリング状態ではシリンダ内に激しい気体流動が存
在し、放電ギャップ周辺の圧力や混合気濃度の変動が大
きいため、放電ギャップの検出精度が十分とは言い得な
いのである。また、点火プラグの検査は放電ギャップの
適，不適のみならず、碍子不良等の状態不良についても
行い得ることが望ましいのであるが、その要求を満たす
ことができない。本発明は、上記特開昭５０−７４０３
４号公報に記載の放電ギャップ検出方法を利用した点火
プラグ検査方法より良好な検査方法を得ることを課題と
してなされたものである。

【０００４】上記課題は、点火プラグ検査方法を下記各
態様の構成のものとすることによって解決される。（１）エンジンに点火プラグを組み付けた状態で、その
点火プラグに、一次電圧に基づいてその一次電圧より高
圧の二次電圧を発生させる放電電圧印加装置により、放
電を行わせるに十分な電圧を印加し、その際の一次電圧
を検出してその一次電圧に関連する一次電圧関連量を取
得し、その取得した一次電圧関連量に基づいて点火プラ
グの状態を判定することを特徴とする点火プラグ検査方
法（請求項１）。一次電圧は二次電圧より低いため、二
次電圧を検出する場合より、計測機器に要求される耐電
圧性能が低くて済み、検査システムの構造が複雑になる
ことを回避することができる。なお、本発明は、エンジ
ンのファイアリング状態において点火プラグの検査を行
うことや、放電継続時間の検出を行うことを排除するも
のではない。放電電圧印加装置の一次電圧と、放電継続
時間とが電圧関連量として検出される態様では、得られ
る情報が多いため、検査の信頼性が向上する。また、一
次電圧の平均値，変化勾配，変化波形などの検出によっ
て、放電継続時間のみに基づく場合より多くの情報を得
ることが可能であり、この場合も検査の信頼性が向上す
る。

【０００５】（２）前記電圧の印加を、前記エンジンに
燃料を供給することなく行う(1)項に記載の点火プラグ
検査方法（請求項２）。本検査方法は、シリンダ内の圧
力をほぼ大気圧に保って行う態様と、大気圧より高めて
行う態様とを含んでいる。また、エンジンを静止させた
状態で行う態様と、エンジンを外部駆動装置により回転
駆動しつつ行う態様とを含んでいる。外部駆動装置によ
る回転駆動は、エンジンを燃料の燃焼を伴うことなくフ
ァイアリング状態に近い状態に置くために行われるもの
であり、シリンダ内の圧力を高めることは勿論、必要に
応じて、エンジン自身の点火系を検査装置の一部として
利用することも可能になる。ただし、シリンダ内の圧力
を高めるのみであれば、例えば、吸気ポートと排気ポー
トとの少なくとも一方を閉塞して大気から遮断するとと
もに、その閉塞されたポートに外部圧力源から加圧空気
等の加圧気体を供給することによっても可能である。上
記いずれの場合も、エンジンには燃料を供給しないで行
われるため、混合気濃度の影響が排除される。その上、
エンジンを静止状態に保って行われる場合は勿論、外部
駆動装置により回転駆動して行われる場合でも、シリン
ダ内の気体流動がファイアリング状態におけるより小さ
くなるため、点火プラグの放電ギャップ周辺の圧力変動
が小さくなる。したがって、放電ギャップの検出精度が
向上し、点火プラグ検査の信頼性が向上する。

【０００６】（３）前記判定を、前記一次電圧の平均値
に基づいて行う(1)項または(2)項に記載の点火プラグ検
査方法（請求項３）。一次電圧の平均値を一次電圧関連
量の１態様とすることができる。（４）前記判定を、前記一次電圧の平均値と、前記放電
の継続時間との比率に基づいて行う(1)項または(2)項に
記載の点火プラグ検査方法（請求項４）。（５）前記判定を、少なくとも誘導放電時の前記一次電
圧関連量に基づいて行う(1)項ないし(4)項のいずれか１
つに記載の点火プラグ検査方法（請求項５）。（６）前記判定を、容量放電の時間と誘導放電の時間と
に基づいて行う(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載
の点火プラグ検査方法（請求項６）。

【０００７】（７）前記電圧の印加を、前記エンジンを
外部駆動装置により回転させつつ行う(1)項ないし(6)項
のいずれか１つに記載の点火プラグ検査方法（請求項
７）。（８）前記電圧の印加を、前記エンジンのピストンが上
死点近傍に位置し、かつ、吸気バルブと排気バルブとが
閉状態にある状態で行う(7)項に記載の点火プラグ検査
方法(請求項８）。（９）前記電圧の印加を、点火プラグの放電ギャップ近
傍の空気圧を大気圧より高くした状態で行う(1)項ない
し(8)項のいずれか１つに記載の点火プラグ検査方法
（請求項９）。（１０）前記電圧の印加を、前記エンジンのシリンダ内
の圧力を大気圧より高めた状態で行う(1)項ないし(9)項
のいずれか１つに記載の点火プラグ検査方法。（１１）前記シリンダ内の圧力を大気圧より高めた状態
を、エンジンが燃料の爆発によって回転する際の点火時
における圧力の状態と同じ状態とする(10)項に記載の点
火プラグ検査方法。（１２）前記点火プラグの状態として、点火プラグの碍
子不良の状態を判定する(1)項ないし(11)項のいずれか
１つに記載の点火プラグ検査方法（請求項１０）。（１３）前記電圧の印加を、前記エンジンの外部に設け
た放電電圧印加装置によって行う(1)項ないし(12)項の
いずれか１つに記載の点火プラグ検査方法（請求項１
１）。

【０００８】（１４）前記電圧の印加を、前記エンジン
を停止させた状態で行う(1)項ないし(13)項のいずれか
１つに記載の点火プラグ検査方法。本項に記載の事項と
前記(2) 項に記載の事項とを合わせて実施する際には、
エンジンを静止させた状態で点火プラグの検査を行う静
止状態検査工程とエンジンを回転させつつ行う回転状態
検査工程との両方を実施することとなる。両方を実施す
れば得られる情報が豊富になり、検査可能な項目が増
し、あるいは検査の信頼性が向上する。（１５）前記電圧の印加を、前記エンジンのシリンダ内
の圧力を大気圧に保って行う(1)項ないし(14)項のいず
れか１つに記載の点火プラグ検査方法。主体は、エンジ
ンを停止させて行う検査方法であるが、エンジンを外部
駆動装置で回転駆動しつつ行うことも可能である。何ら
かの手段で吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方
を開放状態に保って、エンジンを回転させればよいので
ある。それによって、例えば、エンジン自身の点火系を
検査装置の一部として利用することが可能となる。ま
た、その点火系の異常を、圧力変動の影響を排除しつつ
検出することも可能になる。また、前述の(9)項ないし
(11)項のいずれかに記載の点火プラグ検査方法は、電圧
の印加を、シリンダ内の圧力を大気圧に保った状態と大
気圧より高めた状態との両方で行う態様であり、この態
様によれば得られる情報が豊富になり、検査可能な項目
が増し、あるいは検査の信頼性が向上する。例えば、放
電ギャップ不良と碍子不良との両方を容易に検出するこ
とができる。（１６）さらに、前記放電の継続時間を検出する工程を
含む(1)項ないし(15)項のいずれか１つに記載の点火プ
ラグ検査方法。（１７）前記一次電圧の高さの検出が、前記エンジンが
燃料の燃焼により自力で回転している状態で行われる
(1)項に記載の点火プラグ検査方法。（１８）エンジンに点火プラグを組み付けた状態で、そ
のエンジンに燃料を供給することなく、点火プラグに、
放電を行わせるに十分な電圧を印加してその電圧に関連
した電圧関連量を検出し、その検出結果に基づいて点火
プラグの碍子不良を検出することを特徴とする点火プラ
グ検査方法。本項に記載の点火プラグ検査方法によれ
ば、点火プラグの検査を、放電電圧印加装置の一次電圧
と二次電圧との少なくとも一方に基づいて行うことがで
きる。本項に記載の点火プラグ検査方法には、前述の
(1)項ないし(17)項のいずれかに記載の特徴を採用する
ことができる。（１９）前記電圧の印加を、点火プラグの放電ギャップ
近傍の空気圧を大気圧より高くした状態で行う(18)項に
記載の点火プラグ検査方法（請求項１２）。（２０）前記碍子不良の検出を、前記電圧の平均値と、
前記放電の継続時間との比率に基づいて行う(18)項また
は(19)項に記載の点火プラグ検査方法（請求項１３）。（２１）エンジンに点火プラグを組み付けた状態で、そ
のエンジンに燃料を供給することなく点火プラグの状態
を検査する装置であって、点火プラグに放電を行わせる
に十分な電圧を印加する放電電圧印加装置と、その印加
電圧に関連した電圧関連量を検出し、その検出結果に基
づいて点火プラグの状態を判定する判定装置とを含む点
火プラグ検査装置。（２２）エンジンに点火プラグを組み付けた状態で、そ
の点火プラグの状態を検査する装置であって、一次電圧
に基づいてその一次電圧より高圧であって前記点火プラ
グに放電を行わせるに十分な二次電圧を発生させ、その
二次電圧を点火プラグに印加する放電電圧印加装置と、
前記放電の際の一次電圧と二次電圧との少なくとも一方
の高さを検出し、少なくともその検出結果に基づいて点
火プラグの状態を判定する判定装置とを含む点火プラグ
検査装置。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である点
火プラグ検査方法を、その実施に好適な検査システムと
共に説明する。本実施形態の検査システムは、エンジン
組立工程において、点火プラグの状態不良である放電ギ
ャップ不良および碍子不良の有無を、それぞれ独立に検
査し得るものである。図１は、放電ギャップ不良および
碍子不良が、共にない状態における点火プラグ１０を示
す図である。放電ギャップは、中心電極１２と接地電極
１４との間隙である。図１には、放電ギャップの近傍を
拡大した図も示されており、放電ギャップの大きさはｇ
で示されている。なお、図１に示した状態でエンジンに
組み付けられていることを、正常組付状態で組み付けら
れていると称する。

【００１０】図２は、放電ギャップが不良である点火プ
ラグ１０の一例を示す図である。図２にも、放電ギャッ
プの近傍を拡大した図が示されている。放電ギャップの
大きさはｇ′である。放電ギャップ不良は、例えば、点
火プラグ１０の落下や、組付けの際にエンジンと衝突す
る等の原因により、接地電極１４が塑性変形することに
より生じる。図２に示した例では、接地電極１４の先端
が中心電極１２に接近させられ、図１に示した状態に比
して放電ギャップが小さくなっている（ｇ′＜ｇ）。こ
の放電ギャップ不良を、放電ギャップつぶれと称する。
放電ギャップが小さいほど、エンジンは爆発しにくくな
る。これは、放電ギャップの大きさが充分でないと、燃
焼が成長するために必要な火炎核を形成できないためで
ある。

【００１１】図３は、碍子不良がある点火プラグ１０の
一例を示す図である。碍子不良は、中心電極１２と接地
電極１４とを絶縁する碍子１６にピンホール，クラック
等が生じている状態である。ピンホールは殆ど碍子１６
の製造時に生じるのであるが、クラックは碍子１６の製
造時のみならず、点火プラグ１０の落下，組付けの際の
エンジンとの衝突，組付けの際の碍子１６に加えられる
異常な力等によっても発生する。ピンホールやクラック
が大きい場合にはエネルギの漏洩が発生する。例えば、
点火プラグ１０のシェル１８は、エンジンに組み付けら
れた状態で、接地電極１４と同様に接地されるので、場
合によっては、碍子１６のピンホールやクラックを経て
中心電極１２とシェル１８との間で放電が起こる場合が
ある（後述）。この放電が起こるような碍子１６の不良
を、碍子不良と称する。

【００１２】図４は、放電ギャップつぶれと碍子不良と
を、それぞれ独立に検査し得る検査システムを示す概略
構成図である。ここで、独立に検査し得るとは、放電ギ
ャップの検査が、碍子不良の有無にかかわらず可能であ
り、かつ、碍子不良の検査結果が、放電ギャップの状態
に影響されないことを意味する。本検査システムは、検
査装置２０および制御装置２４を主たる構成要素として
含んでいる。検査装置２０は、点火コイル３０，トラン
ジスタ３２，点火制御装置３６，判定装置３８およびモ
ータ４０を含んでいる。点火コイル３０は、一次コイル
４２と二次コイル４４とを備えている。これらのコイル
の一端は、互いに接続され、電圧源（電圧Ｖ_SS）に接続
されている。なお、図４においては、トランジスタ３
２，点火コイル３０および点火プラグ１０の組が、１組
だけ示されているが、本実施形態の被検査エンジン４８
は、これらの組を気筒数と同数だけ含む形態のものであ
る。図４には、それらの組のうちの１組だけが示されて
いる。一次コイル４２の他端は、トランジスタ３２のコ
レクタＣに接続されている。この接続部分の電圧を一次
電圧Ｖ１とする。トランジスタ３２のエミッタＥは接地
され、ベースＢは点火制御装置３６および判定装置３８
に接続されている。二次コイル４４の他端は、ハイテン
ションコードにより点火プラグ１０の中心電極１２に接
続されている。この接続部分の電圧を二次電圧Ｖ２とす
る。この二次電圧Ｖ２によって、点火プラグ１０の放電
ギャップにおいて火花放電が発生させられることとな
る。これら、点火コイル３０，トランジスタ３２および
点火制御装置３６によって、放電電圧印加装置が構成さ
れているのである。

【００１３】制御装置２４は、点火制御装置３６および
判定装置３８に、それぞれ制御信号ＣＴＲＬＣおよびＣ
ＴＲＬＪを供給する。制御信号ＣＴＲＬＣおよび制御信
号ＣＴＲＬＪには、それぞれ２種類の信号がある。第一
のものは、放電ギャップつぶれの有無を検査する際に出
力される制御信号ＣＴＲＬＣ１および制御信号ＣＴＲＬ
Ｊ１であり、第二のものは、碍子不良の有無を検査する
ための制御信号ＣＴＲＬＣ２および制御信号ＣＴＲＬＪ
２である。まず、制御信号ＣＴＲＬＣ１および制御信号
ＣＴＲＬＪ１が供給される場合について説明する。制御
装置２４は、放電ギャップつぶれを検査する場合に、点
火制御装置３６に制御信号ＣＴＲＬＣ１を供給する。

【００１４】なお、本実施形態の被検査エンジン４８に
は、上述のように、トランジスタ３２および点火コイル
３０が、点火プラグ１０と同数含まれているが、トラン
ジスタ３２および点火コイル３０がそれぞれ１つずつし
か含まれていないエンジンも存在する。１つの二次コイ
ル４４がディストリビュータによって複数の点火プラグ
１０の中心電極１２に択一的に導通させられる形式のエ
ンジンがその一例である。このような場合には、例え
ば、点火プラグ１０と同数の高耐電圧の有接点リレー，
ソリッドステートリレー等を介して、複数の点火プラグ
１０の各中心電極１２のそれぞれが、１つの二次コイル
４４に択一的に接続されるようにしてもよい。このよう
な構成にすれば、有接点リレー，ソリッドステートリレ
ー等の状態を電気的に制御することによって、検査の対
象となる点火プラグ１０だけに火花放電を発生させるこ
とができる。

【００１５】点火制御装置３６は、制御信号ＣＴＲＬＣ
１を受信すると直ちに、矩形パルスＭＰＬＳを、トラン
ジスタ３２のベースＢと判定装置３８とに供給する。こ
のとき、矩形パルスＭＰＬＳが供給されるトランジスタ
３２に対応する点火プラグ１０が組み付けられている気
筒は、吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方が開
いた状態とされる。つまり、放電ギャップの周囲の圧力
が、大気圧とされるのである。このことは、モータ４０
を回転させることによって予め実施されるが、モータ４
０は、クランクシャフトの回転角度を任意に変更できる
ように、サーボ機構を備えたものであることが望まし
い。矩形パルスＭＰＬＳは、各気筒に対応して複数存在
するトランジスタの、いずれか１つ（ここでは、図４に
示したトランジスタ３２）だけに供給されるようになっ
ている。矩形パルスＭＰＬＳが供給されるトランジスタ
３２に対応する点火プラグ１０が、検査の対象となるの
である。すべての点火プラグを検査するためには、すべ
てのトランジスタに対して、個々に矩形パルスＭＰＬＳ
が供給される必要がある。一方、判定装置３８には、各
トランジスタに供給される矩形パルスＭＰＬＳのそれぞ
れが、すべて供給されるようにされているが、その機能
については後述する。矩形パルスＭＰＬＳがトランジス
タ３２のベースＢに供給されると、その矩形パルスＭＰ
ＬＳのパルス幅に相当する時間ＴＩＮＴ中トランジスタ
３２が導通し、時間ＴＩＮＴ経過後非導通状態に復帰す
る。それに応じて一次電圧Ｖ１は、図５に示すような複
雑な波形で変動する。なお、図５に示す波形は、放電ギ
ャップつぶれおよび碍子不良が共にない正常組付状態に
おける一次電圧Ｖ１の波形であり、これらの点火プラグ
の状態不良が存在する場合の波形については後述する。
後述するように、本実施形態の点火プラグ検査方法にお
いては、時間ＴＩＮＴが終了した後の一次電圧Ｖ１の変
化に基づいて検査が行なわれるのであるが、時間ＴＩＮ
Ｔが終了した後においては、一次電圧Ｖ１と二次電圧Ｖ
２との絶対値はほぼ比例するので、二次電圧Ｖ２に基づ
いて検査を行なっても同様の結果を得ることができる。
ただし、二次電圧Ｖ２は通常の場合、１万ボルト以上に
達し、計測機器に要求される耐電圧性能が大きく、検査
システムの構成が複雑になり、コストも高くなるので、
本実施形態においては、一次電圧Ｖ１に基づいて検査が
行なわれるようにされているのである。

【００１６】時間ＴＩＮＴ中に一次コイル４２に蓄積さ
れた電磁エネルギは、時間ＴＩＮＴの終了後に主として
点火プラグ１０における火花放電により消費される。当
初は、図５に示すように所謂容量放電が発生し、この容
量放電により点火コイル３０の二次側に二次回路が形成
される。容量放電が開始されるために必要な電圧は、未
だ二次回路が形成されていない状態で放電を開始させる
ために必要な電圧（初期の絶縁破壊電圧）であるため、
大きな電圧になる。図５に波形を示したように、容量放
電の開始時においては、二次電圧Ｖ２が瞬間的に高い電
圧を示すこととなる。なお、図５に示した波形は、一次
電圧Ｖ１の波形であるが、上述のように、一次コイル４
２と二次コイル４４とのトランス結合によって、二次電
圧Ｖ２の概略の波形が、一次電圧Ｖ１の波形として間接
的に観測されるのである（時間ＴＩＮＴを除く）。

【００１７】容量放電に引き続いて所謂誘導放電が生じ
る。誘導放電は、既に容量放電によって二次回路が形成
された状態で開始されるため、図５に示すように、容量
放電に比して観測される一次電圧Ｖ１が低い値となる。
誘導放電時間中は、蓄積された電磁エネルギが徐々に減
少していくため、観測される一次電圧Ｖ１も徐々に減少
する。誘導放電の最終段階においては、観測される一次
電圧Ｖ１が、短時間、再び増加する。これは、容量放電
により形成され、誘導放電に受け継がれた二次回路の形
成が、誘導放電のエネルギの減少とともに不安定化し、
誘導放電を継続させるためにより高い二次電圧Ｖ２が必
要となるためである。誘導放電が終了すると、一次電圧
Ｖ１および二次電圧Ｖ２は、共に電圧源電圧Ｖ_SSに戻
る。

【００１８】制御装置２４から判定装置３８に制御信号
ＣＴＲＬＪ１が供給されると、判定装置３８は、一次電
圧Ｖ１に基づく判定処理を行ない、制御装置２４に結果
を出力する。この判定処理の内容については後述する。

【００１９】制御装置２４から点火制御装置３６および
判定装置３８に供給される制御信号ＣＴＲＬＣおよび制
御信号ＣＴＲＬＪの第２のものは、碍子不良を検査する
際に供給される制御信号ＣＴＲＬＣ２および制御信号Ｃ
ＴＲＬＪ２である。制御装置２４がこれらの制御信号Ｃ
ＴＲＬＣ２および制御信号ＣＴＲＬＪ２を出力する際に
は、前もってモータ４０が一定の回転速度で回転させら
れる。被検査エンジン４８とモータ４０とは、図６に示
すように、共にベース５２に搭載されている。被検査エ
ンジン４８のクランクシャフトとモータ４０の回転シャ
フトとは、カップリング５４および駆動シャフト５６に
より連結されている。駆動シャフト５６は、２個の軸受
５８によって回転のみが許容された状態で保持されてい
る。これらモータ４０，ベース５２，カップリング５
４，駆動シャフト５６等により、外部駆動装置が構成さ
れているのである。モータ４０が回転させられることに
よって、所謂モータリングが行なわれることとなる。本
実施形態の碍子不良の検査は、モータリングに基づく検
査の一種なのである。点火制御装置３６は、制御信号Ｃ
ＴＲＬＣ２を受信すると、被検査エンジン４８から出力
されるＴＤＣ信号を受信するごとに、そのＴＤＣ信号の
発生時期と、モータ４０によるクランクシャフトの回転
速度と、検査の対象である点火プラグ１０が組み付けら
れている気筒の位置とに基づいて決定したタイミング
で、矩形パルスＭＰＬＳを出力する。このタイミング
は、シリンダ内の圧力がほぼ最大となるタイミングとさ
れる。ＴＤＣ信号は、被検査エンジン４８に取り付けら
れた図示しないクランク角センサの出力であり、ここで
はクランク角が３６０度回転するごとに１回出力される
ものとする。矩形パルスＭＰＬＳは、検査の対象である
点火プラグ１０が組み付けられている気筒のピストン
が、上死点（ＴＤＣ）近傍に位置し、かつ、吸気および
排気バルブが共に閉じているタイミングで出力されるよ
うになっている。

【００２０】碍子不良の検査が、モータリングに基づい
て実施される理由は、点火プラグ１０の放電ギャップ部
分近傍の空気圧を高めるためである。一般に、気体中に
おける２つの電極間での火花放電の開始のため（継続の
ためではない）のそれら２つの電極間の電位差（火花放
電開始電圧Ｖ_Sと称する）は、周囲の気体の圧力の影響
を受ける。このことは、パッシェンの法則として知られ
ている。周囲の気体が空気である場合のパッシェンの法
則は、図７に示すグラフで示される。図７の横軸は、空
気の圧力ｐと、中心電極１２および接地電極１４の間の
距離ｄ、つまり放電ギャップの大きさを示す値との積ｐ
・ｄであり、縦軸は、火花放電開始電圧Ｖ_Sである。図
７に示す曲線は、火花放電開始電圧Ｖ_Sが極小となる点
Ｐ_min（所謂パッシェンズミニマム）よりもｐ・ｄの値
が大きい領域で火花放電開始電圧Ｖ_Sと積ｐ・ｄとがほ
ぼ比例することを示している。

【００２１】空気の場合のパッシェンズミニマムは、大
気圧中においては、放電ギャップｄ≒８μｍ，火花放電
開始電圧Ｖ_S≒３２５Ｖで生じることが知られている。
一般に、点火プラグの放電ギャップは、０．６ｍｍない
し１．１ｍｍ程度の大きさであり、また、検査時の空気
の圧力は大気以上であるから、ｐ・ｄの値はパッシェン
ズミニマムにおける値よりも充分大きい。したがって、
パッシェンの法則は、つぎの一次式で近似できる。Ｖ_S≒Ｋ・ｐ・ｄ＋Ｃ・・・（１）ここで、ＫおよびＣは定数であり、図７から明らかなよ
うに空気の場合は共に正の値となる。点火プラグ１０の
種類が決まれば、放電ギャップの大きさｄは本来一定で
あるから、火花放電が開始される火花放電開始電圧Ｖ_S
は、本来は、空気の圧力ｐに比例すると考えられる。

【００２２】（１）式に従えば、空気の圧力ｐが高くな
るほど火花放電開始電圧Ｖ_Sを大きくしないと、火花放
電が開始されないことになる。点火プラグ１０の放電ギ
ャップ近傍の空気圧を高めれば、放電ギャップにおける
火花放電の開始を抑制できるのである。このことを利用
して、碍子不良が生じている場合には、碍子１６のピン
ホールやクラックが生じている部分を経ての放電が、放
電ギャップにおける火花放電よりも先に開始されるよう
にするのである。このような状況は、モータリングに限
らず、例えば、圧縮空気をシリンダ内に導く方法等、他
の方法によって生じさせてもよい。ただし、モータリン
グによって、被検査エンジン４８に関する点火プラグ以
外の構成要素の状態の検査が実施される場合には、その
モータリングに要する検査システムの構成要素（外部駆
動装置等）を有効に利用して、上記状況を容易に形成で
きることとなる。モータリングによる検査は、ファイヤ
リングによる検査に比して容易に実施可能であり、ファ
イヤリングが行われている場合に比してシリンダ内の圧
力変動は激しくないので、精度のよい検査となることが
多いため、点火プラグ以外の構成要素の状態の検査がモ
ータリングによって実施されることが多い。その場合
は、点火プラグの検査が、他の検査項目の検査と共に実
施できることとなる。

【００２３】なお、空気の圧力ｐの最大値は、碍子不良
が生じていない場合には、放電ギャップにおいて火花放
電が起こる程度の値となっている。碍子不良の検査にお
いて、点火プラグ１０に碍子不良が生じていない場合
は、一次電圧Ｖ１は、図５（または、後述の図８）に示
した波形に似た変化を示し、容量放電における一次電圧
Ｖ１の最大値は正常組付状態におけるそれよりも大きく
なるが、誘導放電における一次電圧Ｖ１の変化は正常組
付状態とほぼ同じである。

【００２４】制御装置２４から判定装置３８に制御信号
ＣＴＲＬＪ２が供給されると、判定装置３８は、一次電
圧Ｖ１に基づく判定処理を行ない、制御装置２４に結果
を出力する。この判定処理の内容については後述する。

【００２５】図８ないし図１０は、本実施形態の放電ギ
ャップつぶれおよび碍子不良の検査方法の概略の説明の
ためのグラフである。図８は、正常組付状態における一
次電圧Ｖ１の波形（モータリングは行われていない）で
あり、図９および図１０は、それぞれ、放電ギャップつ
ぶれのみが生じている場合（モータリングは行われてい
ない）および碍子不良のみが生じている場合（モータリ
ングが行われている）の一次電圧Ｖ１の波形である。本
実施形態のプラグ不良検査方法は、これらの図に示す、
時間パラメータＴｎと電圧パラメータＶｎとに基づくも
のである。時間パラメータＴｎは、時間ＴＩＮＴの直後
に一次電圧Ｖ１がしきい値ＶＴＨ１に等しくなる時間か
ら、しきい値ＶＴＨ２を越え、再びしきい値ＶＴＨ２に
等しくなる時間までの時間（電圧計測時間と称する）の
長さを表すパラメータである。なお、しきい値ＶＴＨ１
は、本実施形態においては、電圧源電圧Ｖ_SSとされてお
り、しきい値ＶＴＨ２は、電圧Ｖ_SSよりもわずかに大き
い値とされている。電圧パラメータＶｎは、図８ないし
図１０においてハッチングで示した領域の面積Ａと、時
間パラメータＴｎとに基づいて次式によって算出される
ものである。Ｖｎ＝Ａ／Ｔｎ・・・（２）つまり、電圧パラメータＶｎは、電圧計測時間内におけ
る一次電圧Ｖ１の平均値である。

【００２６】図９に示すように、放電ギャップつぶれが
生じている場合は、誘導放電における一次電圧Ｖ１の値
が正常組付状態に比して小さくなる。これは、放電ギャ
ップが小さくなると、（１）式から明らかなように、火
花放電開始電圧Ｖ_Sが正常組付状態に比して小さくな
り、火花放電が生じやすくなるためである。また、時間
パラメータＴｎは、正常組付状態に比して大きくなる。
これは、時間ＴＩＮＴ中に一次コイル４２に蓄積された
電磁エネルギの量が同じであれば、誘導放電の電圧が低
いと火花放電をそれだけ長く持続できることになるため
である。したがって、電圧計測時間中の一次電圧Ｖ１の
平均値である電圧パラメータＶｎは、正常組付状態に比
して小さくなる。

【００２７】図１０に示すように、碍子不良が生じてい
る場合は、放電ギャップつぶれが生じている場合とは、
逆の傾向を示す。つまり、誘導放電における一次電圧Ｖ
１の値が正常組付状態に比して大きくなり、時間パラメ
ータＴｎは、正常組付状態に比して小さくなる。したが
って、電圧パラメータＶｎは、正常組付状態に比して大
きくなる。なお、重ねて付言すれば、図１０に示した碍
子不良が生じている場合の一次電圧Ｖ１の波形は、シリ
ンダ内の圧力がモータリングによって高められた状態で
取得されたものであり、図９に示した放電ギャップつぶ
れが生じている場合の波形とは、取得された状況が異な
っている。

【００２８】ここで、さらに、次式で表される形状パラ
メータＳｎを導入する。Ｓｎ＝Ｖｎ／Ｔｎ・・・（３）形状パラメータＳｎは、図８ないし図１０にハッチング
で示した領域（面積Ａ）の概略の形状の特徴を示すパラ
メータである。つまり、この領域を、幅が時間パラメー
タＴｎ，高さが電圧パラメータＶｎである長方形と見な
し、この長方形の高さと幅との比の大きさを形状パラメ
ータＳｎの値とするのである。この長方形は、図８ない
し図１０に想像線（一点鎖線）で示した、面積がＡとな
る長方形である。形状パラメータＳｎの値は、図８ない
し図１０に示した長方形に対しては、次式の関係にある
ことが視察により容易にわかる。Ｓｎ（図９）＜Ｓｎ（図８）＜Ｓｎ（図１０）・・・（４）このことを利用すれば、形状パラメータＳｎの値が、正
常組付状態（図８）よりも小さい場合（図９）は放電ギ
ャップつぶれであると判定し、正常組付状態よりも大き
い場合（図１０）は碍子不良であると判定することがで
きる。本実施形態は、このことに基づいてプラグ不良の
検査を行なうものである。なお、形状パラメータＳｎの
代わりに、電圧パラメータＶｎのみに基づても検査を行
うことができる。しかし、形状パラメータＳｎは、各点
火プラグ不良が発生した場合において互いに逆の変化傾
向を示す電圧パラメータＶｎと時間パラメータＴｎとの
比によって算出されるため、Ｓ／Ｎ比が大きくなり、形
状パラメータＳｎによる検査の方が電圧パラメータＶｎ
のみに基づく検査より望ましい。

【００２９】なお、モータリングが行われていない場合
には、火花放電は放電ギャップにおいて発生する。これ
は、碍子不良が生じているとしても同様である。これ
は、放電ギャップの大きさが、碍子１６のクラック等を
経ての中心電極１２とシェル１８との間の距離よりも小
さいためである。モータリングが行われていない場合に
は、碍子不良の有無に係わらず、放電ギャップにおいて
火花放電が起こるのである。このことは、放電ギャップ
つぶれの検査により、碍子不良の有無とは無関係に正し
い検査結果が得られることを意味する。

【００３０】一方、モータリングが行われている場合に
は、放電が行なわれるタイミングにおいて、放電ギャッ
プの周囲の空気圧が高められる。放電ギャップつぶれが
生じていない場合には、放電ギャップにおける火花放電
よりも、碍子１６のクラック等を経ての中心電極１２と
シェル１８との間における放電の方が先に起こるように
されている。しかし、放電ギャップの大きさが放電ギャ
ップつぶれによって小さくなっている場合には、確実に
そうなるとはかぎらない。したがって、本実施形態にお
ける碍子不良の検査は、放電ギャップつぶれの検査の結
果、放電ギャップつぶれが生じていないと判定された点
火プラグ１０に対して行なわれるものとする。放電ギャ
ップつぶれが生じている点火プラグ１０は、碍子不良が
生じているか否かにかかわらず交換される必要があり、
碍子不良の検査は行う必要がない。交換された点火プラ
グ１０に対しては、以上に説明した処理が繰り返して実
行されることとなる。

【００３１】図１１は、図４に示した判定装置３８の内
部において実施される点火判定処理の内容の一例を示す
フローチャートである。なお、本実施形態の判定装置３
８は、内部に図示しないプロセッシングユニット，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等を含んでおり、図１１に示す点火判定処理
のプログラムは、そのＲＯＭに格納され、ＲＡＭを活用
しつつプロセッシングユニットによって実行される。な
お、この点火判定処理プログラムを始めとする種々のプ
ログラムは、磁気ディスク，磁気テープ等の取り出し可
能な記憶媒体に記憶されており、検査に実行に当たって
読取装置により読み取られ、ＲＡＭ等に格納されるよう
にすることも可能である。

【００３２】判定装置３８は、点火制御装置３６から、
前述の矩形パルスＭＰＬＳを受信するごとに図１１に示
す点火判定処理を実行する。なお、上記ＲＡＭには、一
次電圧Ｖ１の波形データが、図示しない波形取得装置に
よって格納されるようにされている。また、この格納が
行なわれる際に、後述するスムージングが行われてもよ
い。また、判定装置３８は、矩形パルスＭＰＬＳを受信
する直前に、制御装置２４から、前述の制御信号ＣＴＰ
ＬＪを与えられるようにされている。点火判定処理は、
判定装置３８が、上述の制御信号ＣＴＲＬＪ１を受信し
た場合と、制御信号ＣＴＲＬＪ２を受信した場合とで
は、後述するようにその内容を若干変更する必要がある
ので、その処理を開始するためのトリガとしての矩形パ
ルスＭＰＬＳの受信タイミングよりも、その処理の内容
を選択するための制御信号としての制御信号ＣＴＲＬＪ
の方が早期に受信される必要があるのである。

【００３３】まず、ステップ１００（単に、Ｓ１００と
表す。他のステップについても同様とする）においてカ
ウンタ変数ｉが１に初期化される。つぎに、Ｓ１０２に
おいて、形状パラメータＳｎの値が、上記ＲＡＭに格納
された一次電圧Ｖ１の波形データに基づいて算出され
る。つぎに、Ｓ１０４において、形状パラメータＳｎの
値に基づく判定が行なわれる。具体的には、判定装置３
８が制御信号ＣＴＲＬＪ１を受信した場合、つまり、放
電ギャップつぶれの検査が行なわれる場合は、次式の不
等号で表される論理演算の結果（この結果は、変数Ｊ１
に格納される）がＴＲＵＥであるか否かが判定される。
なお、この場合は、モータリングは行われていない。Ｊ１←（Ｓｎ０−δ）≦Ｓｎ・・・（５）なお、Ｓｎ０は、多数の正常組付状態にある点火プラグ
１０に関する形状パラメータＳｎの平均値である。ま
た、δは、予め設定される正数であり、例えば、上記平
均値Ｓｎ０が算出される過程で算出される標準偏差σの
３倍の値とすることができる。なお、（５）式の（Ｓｎ
０−δ）の値の代わりに、多数の正常組付状態における
点火プラグ１０に関する形状パラメータＳｎの最小値を
用いてもよい。このようにして算出された変数Ｊ１の値
がＴＲＵＥである場合は、検査の対象である点火プラグ
１０の放電ギャップはつぶれていないと判定されること
となる。（５）式に基づいて放電ギャップ不良を検査す
ることは、放電ギャップつぶれのみを検査対象とするこ
とであるが、変数Ｊ１の代わりに、次式によって算出さ
れる変数Ｊ１′の値に基づいて検査が行なわれるように
してもよい。この場合には、放電ギャップが正常組付状
態に比して大きくなる場合も、放電ギャップ不良として
検査されることになる。Ｊ１′←（Ｓｎ０−δ）≦Ｓｎ≦（Ｓｎ０＋δ）・・・（６）

【００３４】一方、判定装置３８が制御信号ＣＴＲＬＪ
２を受信した場合、つまり、碍子不良の検査が行なわれ
る場合は、次式の不等号で表される論理演算の結果がＴ
ＲＵＥであるか否かが判定される。なお、この場合は、
モータリングが行われている。Ｊ２←Ｓｎ≦（Ｓｎ０＋δ）・・・（７）なお、（７）式の（Ｓｎ０＋δ）の値の代わりに、多数
の正常組付状態における点火プラグ１０に関する形状パ
ラメータＳｎの最大値を用いてもよい。

【００３５】変数Ｊ１（変数Ｊ１′）または変数Ｊ２に
基づいて行なわれるＳ１０４における判定結果がＦＡＬ
ＳＥである場合は、それぞれ、放電ギャップつぶれまた
は碍子不良が生じていると判定されることとなる。この
場合は、Ｓ１０６において変数ＲＳＬＴに“ＮＧ”がセ
ットされた後に、Ｓ１０８において変数ＲＳＬＴの値が
制御装置２４に出力される（図４参照）。一方、Ｓ１０
４の判定結果がＴＲＵＥである場合は、それぞれの検査
項目が正常であると判定されることとなる。この場合に
は、Ｓ１１０において、カウンタ変数ｉが、予め設定さ
れる設定回数Ｎ１または設定回数Ｎ２に等しいか否かが
判定される。設定回数Ｎ１は、放電ギャップつぶれが検
査される場合の判定に用いられ、設定回数Ｎ２は、碍子
不良が検査される場合の判定に用いられる。Ｓ１１０に
おける判定結果がＹＥＳであれば、Ｓ１１２において変
数ＲＳＬＴに“ＯＫ”がセットされ、続くＳ１０８の処
理が実行された後に点火判定処理が終了する。Ｓ１１０
の判定結果がＮＯである場合は、Ｓ１１４においてカウ
ンタ変数ｉがインクリメントされた後にＳ１０２からの
処理が繰り返される。

【００３６】放電ギャップつぶれの検査において、検査
対象の点火プラグ１０が最終的に正常組付状態であると
判定されるためには、Ｓ１０４の判定結果が設定回数Ｎ
１だけ連続してＴＲＵＥとなる必要がある。放電ギャッ
プが小さい場合においても、常にＳ１０４の判定結果が
ＦＡＬＳＥとなるとは限らない。これは、火花放電が、
常に放電ギャップが一番小さい部分で起こるとは限らな
いからである。しかし、火花放電を複数回繰り返して行
わせた場合、Ｓ１０４の判定結果が少なくとも１回はＦ
ＡＬＳＥとなる繰返回数がある。この繰返回数は、予め
実験的に求めることができる。この繰返回数を設定回数
Ｎ１とすることによって、放電ギャップが小さいにも係
わらず正常組付状態であると誤検査してしまうことを防
いでいるのである。同様に、設定回数Ｎ２は、碍子不良
の検査において誤検査を防止するために導入される。こ
の値も、実験的に求められる値である。以上の処理によ
り、制御装置２４は、変数ＲＳＬＴの値（“ＯＫ”また
は“ＮＧ”）に基づいて検査の結果を知ることができ
る。

【００３７】図１２は、判定装置３８の別の実施形態で
ある回路の構成を示す回路ブロック図である。本実施形
態の判定装置３８は、上記実施形態の判定装置３８にお
いて図１１の処理を実行するプロセッシングユニット，
ＲＯＭ，ＲＡＭ等の一部に相当する電気回路である。本
実施形態の判定装置３８は、前記電圧計測時間において
“ＯＮ”となり、その他の時間において“ＯＦＦ”とな
る計測許可信号ＥＮを出力する計測許可信号出力装置７
０を備えている。計測許可信号出力装置７０は、低域通
過フィルタ７２により高域成分が除去された一次電圧Ｖ
１（これを、一次電圧Ｖ１Ｓと表す）と、定電圧源７４
の出力電圧である第１しきい電圧ＶＴＨ１および第２し
きい電圧ＶＴＨ２のそれぞれとの比較に基づいて、計測
許可信号ＥＮを出力する。

【００３８】計測許可信号ＥＮは、矩形パルスＭＰＬＳ
を受信した後、一次電圧Ｖ１Ｓが最初に第１しきい電圧
ＶＴＨ１に等しくなった時点で“ＯＮ”とされ、その
後、一次電圧Ｖ１Ｓが第２しきい電圧ＶＴＨ２を越え
て、再び第２しきい電圧ＶＴＨ２に等しくなった時点で
“ＯＦＦ”とされる。このようにして出力される計測許
可信号ＥＮは、積分器８０およびカウンタ８４に供給さ
れる。積分器８０は、計測許可信号ＥＮが“ＯＮ”であ
る時間中、一次電圧Ｖ１Ｓの値を積分する。また、カウ
ンタ８４は、計測許可信号ＥＮが“ＯＮ”である時間
中、クロック８６が出力するクロックパルスの数を計数
する。これら積分器８０積分結果およびカウンタ８４の
カウント結果は、制御装置２４からの制御信号ＣＴＲＬ
Ｊによってゼロクリアされる。以上のことによって、積
分器８０の出力値は、図８ないし図１０に示したハッチ
ングで示した領域の面積Ａの値に相当し、カウンタ８４
の計数値は、時間パラメータＴｎの値に相当する。した
がって、これらの値をそれぞれ面積Ａおよび時間パラメ
ータＴｎで表すこととする。

【００３９】積分器８０の出力である面積Ａおよびカウ
ンタ８４の出力である時間パラメータＴｎが除算器９０
に供給され、両者から電圧パラメータＶｎ（＝Ａ／Ｔ
ｎ）を算出する。除算器９０の出力である電圧パラメー
タＶｎおよびカウンタ８４の出力である時間パラメータ
Ｔｎは、さらに、除算器９２に供給され、両者から形状
パラメータＳｎ（＝Ｖｎ／Ｔｎ）が算出される。形状パ
ラメータＳｎの値は、比較器９６に供給される。比較器
９６は、形状パラメータＳｎと、定電圧源９８の出力電
圧である電圧ＶＲＥＦの値とを比較し、その結果を、判
定出力Ｇとして出力する。なお、電圧ＶＲＥＦは、正常
組付状態における複数の点火プラグ１０に関して取得さ
れた形状パラメータＳｎの平均値に相当する電圧として
予め設定される値であるが、形状パラメータＳｎの平均
値は、正常組付状態の複数のエンジンを静止状態（シリ
ンダボア内大気圧状態）とモータリング状態（シリンダ
ボア内加圧状態）との両方でそれぞれ予め取得されてお
り、定電圧源９８は供給される制御信号ＣＴＲＬＪに応
じて、いずれかの平均値を電圧ＶＲＥＦとして択一的に
出力する。形状パラメータＳｎの平均値の取得に際して
は、形状パラメータＳｎの標準偏差σも併せて取得さ
れ、比較器９６は、制御信号ＣＴＲＬＪに基づいてエン
ジン静止状態とモータリング状態との各標準偏差を選択
するとともに選択した標準偏差の３倍を考慮して、以下
のように形状パラメータＳｎと電圧ＶＲＥＦの値との比
較を行う。

【００４０】比較器９６は、形状パラメータＳｎ，電圧
ＶＲＥＦおよび制御信号ＣＴＲＬＪに基づいて、前記変
数Ｊ１（Ｊ１′）または変数Ｊ２の値に相当する出力と
して、判定出力Ｇを出力する。制御信号ＣＴＲＬＪの内
容が前記ＣＴＲＬＪ１である場合は、以下の式で表され
る判定出力Ｇ１または判定出力Ｇ１′が、判定出力Ｇと
して出力される。Ｇ１←（ＶＲＥＦ−３・σ）≦Ｓｎ・・・（８）Ｇ１′←（ＶＲＥＦ−３・σ）≦Ｓｎ≦（ＶＲＥＦ＋３・σ）・・・（９）なお、（８）式および（９）式は、それぞれ前記（５）
式および（６）式に相当するものである。制御信号ＣＴ
ＲＬＪの内容が前記ＣＴＲＬＪ２である場合は、次式で
表される判定出力Ｇ２が、判定出力Ｇとして出力され
る。Ｇ２←Ｓｎ≦（ＶＲＥＦ＋３・σ）・・・（１０）（１０）式は、前述の（７）式に相当するものである。
判定出力Ｇの値は、ＴＲＵＥまたはＦＡＬＳＥとなり、
ＴＲＵＥである場合は、点火プラグ１０が、正常組付状
態にあると判定される。

【００４１】判定装置３８は、以上に説明した計測許可
信号ＥＮ，時間パラメータＴｎ，電圧パラメータＶｎ，
形状パラメータＳｎおよび判定出力Ｇを、上記変数ＲＳ
ＬＴの値に相当するものとして出力できる。制御装置２
４は、判定出力Ｇの値に基づいて、検査の対象である点
火プラグ１０の状態を判定する。制御装置２４が１回の
火花放電ごとの判定出力Ｇを取得するタイミングは、計
測許可信号ＥＮが、“ＯＮ”から“ＯＦＦ”に変化した
直後とされる。ただし、この判定出力Ｇは、あくまでも
１回の火花放電に基づいて行なわれる判定の結果であ
る。前述の実施形態における処理（図１１参照）と同様
の結果を得るには、制御装置２４において、前記設定回
数Ｎ１または設定回数Ｎ２の判定出力ＧがすべてＴＲＵ
Ｅである場合にのみ、点火プラグ１０が正常組付状態で
あると判定する必要がある。

【００４２】つぎに、本発明さらに別の実施形態を説明
する。本実施形態の点火プラグ検査方法は、一次電圧Ｖ
１の高さのみに関する量を用いて、点火プラグの検査を
行なう方法である。図１３は、図８ないし図１０に示し
た一次電圧Ｖ１の波形を重ねて示すグラフである。ただ
し、図１３に示す一次電圧Ｖ１は、図１２に示した低域
通過フィルタ７２と同様のハードウェアや、そのハード
ウェアの処理と同等の内容を演算によって実現するソフ
トウェア処理等によって、スムージングされたものであ
る。これを、前述の実施形態において用いた表示と同様
に、一次電圧Ｖ１Ｓと表す。このようなスムージングが
行われた波形によれば、以下に述べる一次電圧Ｖ１の波
形に基づく処理が容易かつ正確になる。本実施形態の点
火プラグ検査方法は、一次電圧Ｖ１Ｓがしきい値ＶＴＨ
１に等しくなる時点から、予め設定される変数ｏｆｆｓ
ｅｔの値で表される時間の経過以降における一次電圧Ｖ
１Ｓの高さに基づいて、点火プラグ１０の検査を行なう
ものである。なお、本実施形態の点火プラグ検査方法に
は、前述の実施形態において用いられたしきい値ＶＴＨ
２は不要である。これは、前述の実施形態における時間
パラメータＴｎの値が不要であるからである。

【００４３】変数ｏｆｆｓｅｔには、火花放電が主とし
て容量放電である時間の長さに相当する値が、予めセッ
トされる。この値は、経験的に知ることができる。図１
３から明らかなように、主として誘導放電である時間中
においては、一次電圧Ｖ１Ｓの変化の勾配は、比較的滑
らかになる。しかも、時間が経過するほど、その勾配
（負値）の大きさは、概して小さくなる。しかし、主と
して誘導放電である時間が終了する直前で、再び変化の
勾配（負値）の大きさが大きくなる。本実施形態の点火
プラグ検査方法は、一次電圧Ｖ１Ｓの変化の勾配（負
値）の大きさが、概して小さくなり続けている時間中の
一次電圧Ｖ１Ｓの高さの平均値（ｍｅａｎＶ１Ｓと表
す）に基づいて点火プラグ１０を検査するものである。
図１３からも明らかなように、この平均値ｍｅａｎＶ１
Ｓの値の大きさは、放電ギャップつぶれ，正常組付状
態，碍子不良の順に大きくなる。

【００４４】図１４は、図１１に示した点火判定処理に
代わる処理であり、上記平均値ｍｅａｎＶ１Ｓに基づい
て点火プラグの検査を行なう処理のフローチャートであ
る。したがって、本実施形態の判定装置３８は、図１１
に示した処理を行なう前述の実施形態と同じ装置が使用
される。まず、Ｓ２００において、変数ｉがゼロクリア
される。つぎに、Ｓ２０２において、サブルーチンであ
るｍｅａｎＶ１Ｓ算出処理がコールされる。なお、ｍｅ
ａｎＶ１Ｓ算出処理の内容については、後述する（図１
５参照）。続いて、Ｓ２０４において、Ｓ２０２で算出
された平均値ｍｅａｎＶ１Ｓに基づいて次式で算出され
る値（変数Ｊ３にセットされる）が、ＴＲＵＥであるか
ＦＡＬＳＥであるかが判定される。Ｊ３←（ｍｅａｎＶ１Ｓ０−δ）≦ｍｅａｎＶ１Ｓ≦（ｍｅａｎＶ１Ｓ０＋δ）・・・（１１）ここで、ｍｅａｎＶ１Ｓ０は、多数の正常組付状態にあ
る点火プラグに関する平均値ｍｅａｎＶ１Ｓの平均値で
あり、変数δは、その平均値ｍｅａｎＶ１Ｓ０の計算過
程で算出される標準偏差σの３倍の値である。なお、本
実施形態においては、放電ギャップつぶれおよび碍子不
良の検査が、共に（１１）式に基づいて行なわれる。変
数Ｊ３の値がＦＡＬＳＥとなる状態が、放電ギャップつ
ぶれまたは碍子不良が生じていると判定される状態とな
る。ただし、前述の実施形態と同様に、放電ギャップつ
ぶれの検査が行なわれる際には、モータ４０は停止させ
られ、碍子不良の検査が行なわれる際には、モータ４０
が一定速度で回転させられる。

【００４５】Ｓ２０４の判定結果がＦＡＬＳＥであれ
ば、Ｓ２０６，Ｓ２０８において、図１１に示したＳ１
０６，１０８と同様の処理が実行された後に、点火判定
処理が終了する。Ｓ２０４の判定結果がＴＲＵＥであっ
た場合は、Ｓ２１０において、変数ｉの値が、前述の実
施形態と同様に設定回数Ｎ１またはＮ２に等しいか否か
が判定され、結果がＹＥＳであれば、図１１に示したＳ
１１２以降と同様の処理が、Ｓ２１２，Ｓ２０８におい
て実行された後に、点火判定処理が終了する。Ｓ２１０
の判定結果がＮＯである場合は、Ｓ２１４において、変
数ｉの値がインクリメントされた後に、Ｓ２０２からの
処理が繰り返される。

【００４６】図１５は、図１４のＳ２０２においてコー
ルされるサブルーチンであるｍｅａｎＶ１Ｓ算出処理の
内容を示すフローチャートである。まず、Ｓ３００にお
いて、変数ｊに、上記変数ｏｆｆｓｅｔの値がセットさ
れるとともに、変数ΣＶ１Ｓおよび変数ｎがゼロクリア
される。つぎに、Ｓ３０２において、変数ΣＶ１Ｓの値
に、一次電圧Ｖ１Ｓ［ｊ］の値が加算された後に、Ｓ３
０４で、変数ｎの値がインクリメントされる。なお、一
次電圧Ｖ１Ｓ［ｊ］の値は、一次電圧Ｖ１Ｓが、図１３
に示したしきい値ＶＴＨ１に等しくなった時点をｊ＝０
として、その時点以降、一次電圧Ｖ１Ｓが再び定電圧源
電圧Ｖ_SSに定常的に等しくなる時点までの値が、予め判
定装置３８に含まれる図示しないＲＡＭに、配列データ
として格納されるものとする（格納されるデータ数を、
ＮＵＭとする）。続いて、Ｓ３０６において、変数ΔＶ
１Ｓ１および変数ΔＶ１Ｓ２に、以下の式で算出される
値がセットされる。 ΔＶ１Ｓ１←Ｖ１Ｓ［ｊ＋ｓｔｅｐ］−Ｖ１Ｓ［ｊ］・・・（１２） ΔＶ１Ｓ２←Ｖ１Ｓ［ｊ＋２＊ｓｔｅｐ］−Ｖ１Ｓ［ｊ＋ｓｔｅｐ］・・・（１３）変数ΔＶ１Ｓ１の値は、変数ｊで示される時点における
一次電圧Ｖ１Ｓの変化の勾配に相当する値である。ま
た、変数ΔＶ１Ｓ２の値は、変数ΔＶ１Ｓ１が算出され
る時点から、さらに変数ｓｔｅｐの値で示される時間が
経過した後の、一次電圧Ｖ１Ｓの変化勾配に相当する値
である。

【００４７】つぎに、Ｓ３０８において、変数ΔＶ１Ｓ
１の値が、変数ΔＶ１Ｓ２の値に、変数αの値を加えた
値以下であるか否かが判定される。判定結果がＹＥＳで
あれば、Ｓ３１０において変数ｊの値に、変数ｓｔｅｐ
の値が加算された後に、Ｓ３０２からの処理が繰り返さ
れる。Ｓ３０８の判定結果がＮＯであれば、一次電圧Ｖ
１Ｓの変化勾配（負値）が大きくなっている状態（変化
勾配の大きさは小さくなっている状態）であると判定さ
れ、Ｓ３０２からの処理が繰り返される。一方、Ｓ３１
０の判定結果がＮＯであれば、一次電圧Ｖ１Ｓの変化勾
配（負値）が再び小さくなり始めた（変化勾配の大きさ
は大きくなり始めた）、つまり、誘導放電の期間が終了
すると判定して、Ｓ３１２において、平均値ｍｅａｎＶ
１Ｓの値が、次式に基づいて算出された後に、ｍｅａｎ
Ｖ１Ｓ算出処理が終了する。ｍｅａｎＶ１Ｓ←ΣＶ１Ｓ／ｎ・・・（１４）このように、本実施形態の点火プラグ検査方法は、前述
の実施形態における時間パラメータＴｎに相当する量を
参酌する必要がない検査方法なのである。なお、上記変
数αの値は予め設定される０以上の値であって、この値
を大きくすることによって、誘導放電の終了時期の判定
精度は悪化するが、ノイズの混入による誤判定を抑制す
ることができる。

【００４８】以上に説明した各実施形態において、一次
電圧Ｖ１，一次電圧Ｖ１Ｓ，面積Ａ，電圧パラメータＶ
ｎ，形状パラメータＳｎ，二次電圧Ｖ２，変数ΔＶ１Ｓ
１，変数ΔＶ１Ｓ２，変数ΣＶ１Ｓ等の各値は、電圧関
連量として検出されるものである。

【００４９】以上、本発明のいくつかの実施形態を例示
したが、これらは文字通りの例示であり、本発明は特許
請求の範囲を逸脱することなく種々の変形，改良を施し
た態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】放電ギャップ不良および碍子損傷が共に生じて
いない場合の点火プラグの状態を示す図面である。

【図２】放電ギャップ不良が生じている場合の点火プラ
グの状態を示す図面である。

【図３】碍子損傷が生じている場合の点火プラグの状態
を示す図面である。

【図４】本発明の一実施形態である点火プラグ検査方法
の実施に使用される検査システムの概略の構成を示す概
略構成図である。

【図５】上記検査システムによって取得された一次電圧
の波形における、容量放電と誘導放電の関係を示すグラ
フである。

【図６】上記検査システムの全体を概略的に示す正面図
である。

【図７】平行電極間のギャップの大きさ，周囲の空気の
圧力および火花放電が開始される電極電位差の一般的な
関係を示すグラフである（パッシェンの法則）。

【図８】上記検査システムにより取得された、正常組付
状態における一次電圧の波形を示すグラフである。

【図９】上記検査システムにより取得された、放電ギャ
ップつぶれが生じている場合における一次電圧の波形を
示すグラフである。

【図１０】上記検査システムにより取得された、碍子不
良が生じている場合における一次電圧の波形を示すグラ
フである。

【図１１】上記検査システムの判定装置に含まれるプロ
セッシングユニットによって実行される点火判定処理の
内容の一例を示すフローチャートである。

【図１２】上記検査システムの判定装置の、図１１に示
した処理を実行するための実施形態とは別の実施形態を
示す回路図である。

【図１３】上記検査システムにより取得された、正常組
付状態，放電ギャップつぶれおよび碍子不良が生じてい
る場合の波形を重ねて示すグラフである。

【図１４】上記検査システムの判定装置に含まれるプロ
セッシングユニットによって実行される点火判定処理
の、図１１に示す処理とは別の実施形態を示すフローチ
ャートである。

【図１５】図１４に示した点火判定処理のＳ２０２にお
いてコールされるサブルーチンであるｍｅａｎＶ１Ｓ算
出処理の内容を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０：点火プラグ１２：中心電極１４：接地電
極１６：碍子１８：シェル２０：検査装置
２４：制御装置３０：点火コイル３２：ト
ランジスタ３６：点火制御装置３８：判定装置
４０：モータ４２：一次コイル４４：二次コイル４８：被検
査エンジン５２：ベース５４：カップリング
５６：駆動シャフト５８：軸受７０：計測許
可信号出力装置７２：低域通過フィルタ７４，
９８：定電圧源８０：積分器８４：カウンタ
８６：クロック９０，９２：除算器９６：比
較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 19/02 G01M 15/00 G01R 31/00 F02P 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに点火プラグを組み付けた状態
で、その点火プラグに、一次電圧に基づいてその一次電
圧より高圧の二次電圧を発生させる放電電圧印加装置に
より、放電を行わせるに十分な電圧を印加し、その際の
一次電圧を検出してその一次電圧に関連する一次電圧関
連量を取得し、その取得した一次電圧関連量に基づいて
点火プラグの状態を判定することを特徴とする点火プラ
グ検査方法。
【請求項２】前記電圧の印加を、前記エンジンに燃料を
供給することなく行う請求項１に記載の点火プラグ検査
方法。
【請求項３】前記判定を、前記一次電圧の平均値に基づ
いて行う請求項１または２に記載の点火プラグ検査方
法。
【請求項４】前記判定を、前記一次電圧の平均値と、前
記放電の継続時間との比率に基づいて行う請求項１また
は２に記載の点火プラグ検査方法。
【請求項５】前記判定を、少なくとも誘導放電時の前記
一次電圧関連量に基づいて行う請求項１ないし４のいず
れか１つに記載の点火プラグ検査方法。
【請求項６】前記判定を、容量放電の時間と誘導放電の
時間とに基づいて行う請求項１ないし５のいずれか１つ
に記載の点火プラグ検査方法。
【請求項７】前記電圧の印加を、前記エンジンを外部駆
動装置により回転させつつ行う請求項１ないし６のいず
れか１つに記載の点火プラグ検査方法。
【請求項８】前記電圧の印加を、前記エンジンのピスト
ンが上死点近傍に位置し、かつ、吸気バルブと排気バル
ブとが閉状態にある状態で行う請求項７に記載の点火プ
ラグ検査方法。
【請求項９】前記電圧の印加を、点火プラグの放電ギャ
ップ近傍の空気圧を大気圧より高くした状態で行う請求
項１ないし８のいずれか１つに記載の点火プラグ検査方
法。
【請求項１０】前記点火プラグの状態として、点火プラ
グの碍子不良の状態を判定する請求項１ないし９のいず
れか１つに記載の点火プラグ検査方法。
【請求項１１】前記電圧の印加を、前記エンジンの外部
に設けた放電電圧印加装置によって行う請求項１ないし
１０のいずれか１つに記載の点火プラグ検査方法。
【請求項１２】エンジンに点火プラグを組み付けた状態
で、そのエンジンに燃料を供給することなく、点火プラ
グに、放電を行わせるに十分な電圧を印加してその電圧
に関連した電圧関連量を検出し、その検出結果に基づい
て点火プラグの碍子不良を検出する点火プラグ検査方法
であって、前記電圧の印加を、点火プラグの放電ギャップ近傍の空
気圧を大気圧より高くした状態で行うことを特徴とする
点火プラグ検査方法。
【請求項１３】エンジンに点火プラグを組み付けた状態
で、そのエンジンに燃料を供給することなく、点火プラ
グに、放電を行わせるに十分な電圧を印加してその電圧
に関連した電圧関連量を検出し、その検出結果に基づい
て点火プラグの碍子不良を検出する点火プラグ検査方法
であって、前記碍子不良の検出を、前記電圧の平均値と、前記放電
の継続時間との比率に基づいて行うことを特徴とする点
火プラグ検査方法。