JPH10160647A - 火花プラグの診断装置及びその方法 - Google Patents

火花プラグの診断装置及びその方法

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JPH10160647A
JPH10160647A JP9324048A JP32404897A JPH10160647A JP H10160647 A JPH10160647 A JP H10160647A JP 9324048 A JP9324048 A JP 9324048A JP 32404897 A JP32404897 A JP 32404897A JP H10160647 A JPH10160647 A JP H10160647A
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JP
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spark plug
cnt
counter
ignition
deterioration
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JP9324048A
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English (en)
Inventor
成光 ▲びょん▼
Seiko Biyon
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WiniaDaewoo Co Ltd
Original Assignee
Daewoo Electronics Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/06Indicating unsafe conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/02Checking or adjusting ignition timing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火花プラグの劣化の程度を診断してその劣
化の程度及び交替時期をドライバーに知らせ、最適の時
期に交替し得る火花プラグ診断装置及びその方法を提供
する。 【解決手段】 点火システムの火花プラグ15を検出
する装置であって、火花プラグ15に流れる電流を検出
する電流検出手段と、電流検出手段によって、検出され
た電流をデジタル信号に変換する変換手段と、デジタル
信号に基づいて火花プラグ15の劣化の程度を決定する
決定手段、及び決定手段に基づいて、火花プラグ15の
劣化または交替の警報を知らせるディスプレー手段とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
の点火システムに関し、特に、火花プラグの劣化の程度
を測定して、交替の要否を決定する装置及びその方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】点火システムは、燃焼室において空気と
燃料との混合物を点火するための火花プラグに高電圧を
印加する。
【0003】点火システムは、両分された2つの回路、
即ち1次回路及び2次回路から構成されている。1次回
路は、点火コイルの1次巻線に低電圧を供給して、点火
コイルに沿って磁界を形成する。2次回路は、火花プラ
グに高電圧サージを供給する。
【0004】一方、最近用いられているコンピュータ制
御の点火システムは、既存の部品の一部を取除いた。コ
ンピュータは、多数個のセンサーから情報を受け、この
情報に基づいて、最適点火時刻を決定し、点火モジュー
ルが正確な時刻で点火コイルの2次回路を制御するよう
にして、結果的に全体的な機関の効率を増大させる。
【0005】図1に示すように、最近の典型的な点火シ
ステムは、電子制御部(ECU)11、点火モジュール
12、スイッチングトランジスタ13、点火コイル1
4、火花プラグ15、点火スイッチ16、及びバッテリ
ー17からなる。スイッチングトランジスタ13、点火
コイル14の1次巻線L1、点火スイッチ16、及びバ
ッテリー17は、1次回路を構成し、点火モジュール1
2、点火コイル14の2次巻線L2、及び火花プラグ1
5は、2次回路を構成する。
【0006】電子制御部11は、センサグループ10か
ら供給されるクランク軸の位置、エンジンの速度、スロ
ットル(throttle)位置、冷却水の温度、及びマニホル
ド圧などのエンジンの作動状態に対する各種の情報に基
づいて、最適点火時刻を決定する。電子制御部11は、
このような情報を予めそのメモリ(図示せず)に格納さ
れている情報と比較して最適点火時刻を決定し、点火モ
ジュール12に火花プラグを点火するように信号を送
る。ここで、点火モジュール12は、電子制御部11と
連結されていて、点火順または点火時刻を制御する。
【0007】スイッチングトランジスタ13は、点火モ
ジュール12のトリガー(trigger)信号に応答して1
次回路を制御する役割を果たす。
【0008】点火コイル14は、一種のパルス変圧器と
して、バッテリーの電圧を高電圧に変換させる。
【0009】火花プラグ15は、供給された高電圧に応
答して、電気火花を起こす装置である。
【0010】点火スイッチ16は、自動車の鍵で作動さ
れ、点火システムを始動させるために1次回路を形成さ
せる。
【0011】バッテリー17が、1次回路に一般的に1
2Vの電圧を供給する電源である。
【0012】火花プラグ15が継続的に点火を続けるこ
とによって、点火の失敗を起こす時もある。結果的に、
点火の失敗はエンジンの効率を低下させるようになる。
【0013】図2には、走行距離による1次電圧の典型
的な変化の推移が示されている。ここで、1次電圧は、
点火コイル14の1次巻線の両端の電圧である。図2に
示すように、走行時間の増加に伴い炭素が累積されるに
つれて、最適点火に要求される1次電圧は増加すること
が分かる。技術的な側面からみると、炭素の累積による
問題は、単に1次電圧を上昇させると解決できる。
【0014】一方、普通のドライバーが、炭素の累積に
よるエンジンの効率の低下を気づくことは非常に難し
い。しかし、点火の失敗及びこれによるエンジンの効率
の低下に効果的に対処するためには、火花プラグの診断
無しに、一定の走行距離ごとに火花プラグを一律的に交
替するように勧めている。
【0015】例えば、火花プラグの一般的な交替時期
は、20,000〜50,000kmである。このように、一律的に一
定の走行距離ごとに火花プラグを交替することは、非効
率的であり、不必要に経費を使うという不都合がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、火花プラグの劣化の程度を診断してその劣化の
程度及び交替時期をドライバーに知らせ、最適の時期に
交替し得る火花プラグ診断装置及びその方法を提供する
ことにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、点火システムの火花プラグを診
断する装置であって、火花プラグに流れる電流を検出す
る電流検出手段と、前記電流検出手段によって、前記検
出された電流をデジタル信号に変換する変換手段と、前
記デジタル信号に基づいて、前記火花プラグの劣化の程
度を決定する決定手段と、前記決定手段に基づいて、火
花プラグの劣化または交替の警報を知らせるディスプレ
ー手段とを含むことを特徴とする火花プラグ診断装置が
提供される。
【0018】上記の目的を達成するために、本発明によ
れば、火花プラグの劣化及び交替の状態を判断するため
に、点火カウンターI_CNTを数える第1段階と、火
花プラグに流れる電流が所定値の以下に落ちると、火花
プラグが劣化されたと判断する第2段階と、火花プラグ
劣化カウンターSPD_CNTを数える第3段階と、火
花プラグ劣化カウンターSPD_CNTを基準火花プラ
グ劣化カウンターSPD_CNTrefと比較する第4段階
と、第4段階において、火花プラグ劣化カウンターSP
D_CNTが基準火花プラグ劣化カウンターSPD_CN
refより大きい場合、点火カウンターI_CNTを基準
点火カウンターI_CNTrefと比較する第5段階と、第
5段階において、点火カウンターI_CNTが基準点火カ
ウンターI_CNTrefより小さい場合は劣化に判断し、
これをディスプレーする第6段階と、第5段階におい
て、点火カウンターI_CNTが基準点火カウンターI_C
NTrefより大きいかまたは等しい場合は前記火花プラ
グの交替の警報を感知及びディスプレーする第7段階と
を含むことを特徴とする火花プラグ診断方法が提供され
る。
【0019】
【発明の実施の形態】図3には、本発明による点火シス
テムが示されている。図1〜図3中で、同一部分は同一
の参照符号を付して表示したことに注目されたい。
【0020】ディスプレー30、電流検出器31、及び
A/D(Analog to Digital)コンバーター32が、図
1に示す従来の点火システムに新たに加えられている。
ここで、ディスプレー30は、自動車の計器板に結合さ
れ、火花プラグの劣化の程度及び交替の警報の状態を知
らせるのに用いられる。劣化または交替に関しては後述
する。
【0021】電流検出器31は、火花プラグ15を通じ
て流れる電流を診断する。これは、2次回路、即ち火花
プラグ15と点火コイル14の2次巻線L2との間、ま
たは点火コイル14の2次巻線L2と点火モジュール1
2との間に、直列に挿入される。電流検出器31は、本
発明の好適な実施例による抵抗から作られる。抵抗の両
端に印加されている電圧は、抵抗に流れる電流に直接比
例するので、本発明においては絶対的な電流値を測定す
るのに関心があるのではないので、電圧を測定すること
は、電流を測定することと同様である。
【0022】測定されたアナログ電圧は、電子制御部1
1に入力されるために、A/Dコンバーター32におい
てデジタル信号に変換される。
【0023】電子制御部11は、このデジタル信号を火
花プラグ15の劣化の診断及び交替の判断に用いる。
【0024】一方、図4には、2つの例示的な火花プラ
グ15のギャップ両端の電圧曲線A、Bが示されてい
る。曲線Aは、火花プラグが正常であり、最適時刻t1
及び電圧V1において点火されると仮定する。曲線B
は、火花プラグ15のギャップに炭素が累積された時の
電圧である。
【0025】火花プラグ15に炭素が累積されるにつれ
て、この炭素は火花プラグ15のギャップの間に挿入さ
れた絶縁体と同一の役割を果たす。この絶縁体は、非常
に大きい値の抵抗と同一である。この高抵抗は、2次巻
線に供給された電圧の相当の部分を占め、結果的に火花
プラグのギャップに供給される電圧を減少させる役割を
果たす。
【0026】図4の曲線Bには、炭素の累積によるギャ
ップの電圧減少が示されている。この場合において、火
花プラグは、最適点火時刻t1に比べて遅延され、ギャ
ップの電圧がV1に到達する時刻t2で点火する。この時
間遅延は、エンジンの効率的な動作を邪魔するので望ま
しくない。バッテリー17の電圧が固定されていても、
最初点火の際、発生する瞬間的なサージによって、この
1電圧が求められる。
【0027】言換えれば、火花プラグに炭素が累積さ
れ、2次電圧が高くなればなるほど更に高い2次電圧が
必要となる。しかし、1次回路から供給された電力は一
定であるので、結局2次回路を通じて流れる電流は減少
するようになる。
【0028】従って、2次回路の電流を測定して、プラ
グ炭素の累積によって生じる火花プラグの劣化の程度を
診断することができる。
【0029】図5には、電子制御部11において行われ
る火花プラグ15の劣化の程度及び交替時期の判断のた
めの過程が示されている。
【0030】この過程の最初の段階においては、パラメ
ータが予め定められた初期値に初期化される。このパラ
メータは、点火カウンターI_CNT、基準点火カウン
ターI_CNTref、火花プラグ劣化カウンターSPD_
CNT、基準火花プラグ劣化カウンターSPD_CNT
ref、ループカウンターN、基準1次電圧V1ref、及び基
準2次電流I2refがある。
【0031】最初、段階S1において、点火スイッチ1
6が点火されたか否かをカウントする。点火スイッチ1
6が点火される場合、段階S2における点火カウンター
I_CNTが「1」だけ増加し、点火されない場合は、
過程が進行されない。点火カウンターI_CNTは、電
子制御部11の装着の際、または火花プラグ15の交替
の際、「0」にクリアされる。
【0032】段階S3においては、点火システムが、予
め定められた1次電圧V1、例えば12Vで起動され
る。次の段階S4において、2次電流I2が電流検出器
31において測定される。この2次電流I2は、段階S
5において1次電圧を増加させる必要があるか否かを把
握するために、2次電流I2refと比較される。ここで、
基準2次電流I2refは、火花プラグ15が適切に点火す
るための最小限度の2次電流である。
【0033】段階S6において、2次電流I2が基準2
次電流I2refより小さい場合、1次電圧V1は単位値、
例えば0.2Vずつ増加される。その後、段階S7にお
いてループカウンターNが「1」だけ増加される。ここ
で、Nは初期値が「10」に設定された正の整数及び初
期値である。段階S8において、Nが「0」であるか否
かがチェックされる。Nが「0」でない場合、過程は段
階S3に戻って、ループS3からS8までを反復する。
段階S8においてNが「0」、即ち1次電圧を特定値ま
で増加させても2次電流が最小限度の2次電流に到達し
なければ、火花プラグ15はその劣化状態にあると診断
され、段階S10に進む。
【0034】段階S5に戻って、I2がI2refより大き
いかまたは等しい場合、即ち火花プラグ15が正常に動
作すれば、段階S9に進む。
【0035】段階S9において、1次電圧V1が基準1
次電圧V1refと比較される。V1がV1refより小さけれ
ば、即ち火花プラグ15が正常であれば、過程はここで
終わる。しかし、V1がV1refより大きいかまたは等し
い場合、即ち火花プラグ15が非正常の場合は段階S1
0に進む。
【0036】段階S10において、火花プラグ劣化カウ
ンターSPD_CNTが「1」だけ増加される。火花プ
ラグ劣化カウンターSPD_CNTは、段階S11にお
いて基準火花プラグ劣化カウンターSPD_CNTref
比較される。火花プラグ劣化カウンターSPD_CNT
が基準火花プラグ劣化カウンターSPD_CNTrefより
小さいかまたは等しい場合、火花プラグの劣化及び交替
の警報をディスプレーする時がまだなっていないので、
過程は終わる。火花プラグ劣化カウンターSPD_CN
Tが基準火花劣化カウンターSPD_CNTrefより大き
ければ、過程はS12に進む。ここで、I_CNTはI_
CNTrefと比較される。
【0037】段階S12において、ディスプレー30が
火花プラグの劣化及び交替を表すべきであるか否かを決
定する。
【0038】段階S12において、I_CNTがI_CN
refより小さいと決定される場合、火花プラグ15が
劣化の状態にあるとみなされる。しかし、まだ交替の状
態ではないと決定される。従って、段階S13におい
て、劣化の警報がディスプレーされる。そうでない場
合、火花プラグ15は交替の状態にあると判断され、段
階S14においてディスプレー30は交替の警報を表示
する。その後、過程は終了される。
【0039】簡単に言えば、火花プラグの劣化が所定の
カウンター以上検出されれば、ディスプレー30は劣化
または交替の警報をディスプレーする。点火カウンター
が所定のカウンターの未満であれば劣化の警報が、点火
のカウンターが所定のカウンターの以上であれば交替の
警報がディスプレーされる。
【0040】ドライバーは、ディスプレー30に表れて
いるの火花プラグ状態の情報に従って掃除、または交替
することができる。これは、ドライバーにとってコスト
を軽減することができる。
【0041】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【0042】
【発明の効果】従って、本発明によれば、火花プラグの
劣化の程度を診断してその劣化の程度及び交替時期をド
ライバーに知らせ、最適の時期に火花プラグを交替する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】典型的な点火システムを表す模式図。
【図2】本発明による自動車の走行距離に対する1次電
圧の変化推移を示すグラフ。
【図3】本発明による点火システムを示す模式図。
【図4】火花プラグの時間に対するギャップ電圧を例示
したグラフ。
【図5】火花プラグの交替時期を決定するために、火花
プラグの劣化を診断するための過程を示す流れ図。
【符号の説明】
10 センサグループ 11 電子制御部 12 点火モジュール 13 スイッチングトランジスタ 14 点火コイル 15 火花プラグ 16 点火スイッチ 17 バッテリー 30 ディスプレー 31 電流検出器 32 A/Dコンバーター

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 点火システムの火花プラグを診断する
    装置であって、 火花プラグに流れる電流を検出するための電流検出手段
    と、 前記電流検出手段によって、前記検出された電流をデジ
    タル信号に変換する変換手段と、 前記デジタル信号に基づいて、前記火花プラグの劣化の
    程度を決定する決定手段と、 前記決定手段に基づいて、火花プラグの劣化または交替
    の警報を知らせるディスプレー手段とを含むことを特徴
    とする火花プラグ診断装置。
  2. 【請求項2】 前記電流検出手段が、1個以上の抵抗
    を有することを特徴とする請求項1に記載の火花プラグ
    診断装置。
  3. 【請求項3】 前記電流検出手段が、点火コイルと前
    記火花プラグとの間に挿入されることを特徴とする請求
    項1に記載の火花プラグ診断手段。
  4. 【請求項4】 前記ディスプレー手段が、LED(Li
    ght-Emitting Diode)及びLCD(Liquid Crystal Dis
    play)のうちの1つで構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の火花プラグ診断装置。
  5. 【請求項5】 前記ディスプレー手段が、LED及び
    LCDのうちの1つで構成されることを特徴とする請求
    項2に記載の火花プラグ診断装置。
  6. 【請求項6】 前記ディスプレー手段が、LED及び
    LCDのうちの1つで構成されることを特徴とする請求
    項3に記載の火花プラグ診断装置。
  7. 【請求項7】 火花プラグ診断方法であって、 火花プラグに流れる電流に基づいて、点火システムの火
    花プラグを診断することを特徴とする火花プラグ診断方
    法。
  8. 【請求項8】 火花プラグに流れる前記電流が所定値
    の以下に落ちると、火花プラグが劣化されたと決定され
    ることを特徴にする請求項7に記載の火花プラグ診断方
    法。
  9. 【請求項9】 火花プラグの劣化及び交替の状態を判
    断するために、 点火カウンターI_CNTを数える第1段階と、 火花プラグに流れる電流が所定値の以下に落ちると、火
    花プラグが劣化されたと判断する第2段階と、 火花プラグ劣化カウンターSPD_CNTを数える第3
    段階と、 火花プラグ劣化カウンターSPD_CNTを基準火花プ
    ラグ劣化カウンターSPD_CNTrefと比較する第4段
    階と、 第4段階において、火花プラグ劣化カウンターSPD_
    CNTが基準火花プラグ劣化カウンターSPD_CNT
    refより大きい場合、点火カウンターI_CNTを基準点
    火カウンターI_CNTrefと比較する第5段階と、 第5段階において、点火カウンターI_CNTが基準点火
    カウンターI_CNTrefより小さい場合は劣化に判断
    し、これをディスプレーする第6段階と、 第5段階において、点火カウンターI_CNTが基準点火
    カウンターI_CNTrefより大きいかまたは等しい場合
    は前記火花プラグの交替の警報を感知及びディスプレー
    する第7段階とを含むことを特徴とする請求項7に記載
    の火花プラグ診断方法。
  10. 【請求項10】 火花プラグの劣化及び交替の状態を
    判断するために、 点火カウンターI_CNTを数える第1段階と、 火花プラグに流れる電流が所定値の以下に落ちると、火
    花プラグが劣化されたと判断する第2段階と、 火花プラグ劣化カウンターSPD_CNTを数える第3
    段階と、 火花プラグ劣化カウンターSPD_CNTを基準火花プ
    ラグ劣化カウンターSPD_CNTrefと比較する第4段
    階と、 第4段階において、火花プラグ劣化カウンターSPD_
    CNTが基準火花プラグ劣化カウンターSPD_CNT
    refより大きい場合、点火カウンターI_CNTを基準点
    火カウンターI_CNTrefと比較する第5段階と、 第5段階において、点火カウンターI_CNTが基準点火
    カウンターI_CNTrefより小さい場合は劣化と判断
    し、これをディスプレーする第6段階と、 第5段階において、点火カウンターI_CNTが基準点火
    カウンターI_CNTrefより大きいかまたは等しい場合
    は前記火花プラグの交替の警報を感知及びディスプレー
    する第7段階とを備えることを特徴とする請求項8に記
    載の火花プラグ診断方法。
  11. 【請求項11】 前記第2段階において、 電圧増加カウンターVI_CNTを数える第2a段階
    と、 前記点火コイルの2次電流が所望値に到達しない場合、
    予め定められた値だけ、電圧増加カウンターVI_CN
    T及び前記点火コイルの1次電流を増加させる第2b段
    階と、 電圧増加カウンターVI_CNTが予め定められた値に
    到達する場合、火花プラグの劣化を判断する第2c段階
    とを備えることを特徴とする請求項9に記載の火花プラ
    グ診断方法。
  12. 【請求項12】 前記第2段階において、 電圧増加カウンターVI_CNTを数える第2a段階
    と、 前記点火コイルの2次電流が所望値に到達しない場合、
    予め定められた値だけ、電圧増加カウンターVI_CN
    T及び前記点火コイルの1次電流を増加させる第2b段
    階と、 電圧増加カウンターVI_CNTが予め定められた値に
    到達する場合、火花プラグの劣化を判断する第2c段階
    とを備えることを特徴とする請求項10に記載の火花プ
    ラグ診断方法。
JP9324048A 1996-11-26 1997-11-26 火花プラグの診断装置及びその方法 Pending JPH10160647A (ja)

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