JPS62135668A - 点火プラグのくすぶり防止装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関用点火プラグのくすぶりを容易且つ
迅速に検出しくすぶりを防止することのできる点火プラ
グのくすぶり防止装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関（エンジン）用点火プラグに生じる不良状態と
して「くすぶり」がある。くすぶりとは、烈火プラグに
おけるカーボン付着物によってハウジンクと中心電極間
の絶縁が低下し、カーボン付着物を通って高電圧が漏え
いし、火花間隙で火花がとばなｋなる現象をいう。今ま
では、一般的に、エンジンが始動困難になった場合に始
めてくすぶりに気がついていた。また、くすぶりを検出
することのできる装置として、従来、本出願人が提案し
た例えば特開昭５６−８８９６２号に開示される内燃機
関用点火装置がある。この装置によれば、点火コイルの
２次側抵抗を求め、この２次側抵抗が、点火プラグの電
極にくすぶりが生じさせる所定値以上であるか否かによ
って、くすぶり検出を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

くすぶりが発生するとエンジンが不調になり、走行フィ
ーリングが悪化し、自動車性能を低下させるという問題
を生じる。従来では、走行フィーリングの悪化、始動困
難になった場合に、点火プラグを外して清掃したり、点
火プラグの交換をしたりしていた。そこで、トラブルを
事前に回避すべく９期にくすぶりを検出してこれを除去
し、くすぶりを防止することが望まれる。

本発明の目的は、上記要望に応え、点火プラグに発生す
るくすぶりを容易且つ迅速に検出し、くすぶりを除去又
は防止する点火プラグのくすぶり防止装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る点火プラグのくすぶり防止装置は、イグニ
ションコイルの１次電圧又は２次電圧を入力すると共に
第１しきい値電圧Ｖ１が設定されており且つ前記発生電
圧が第１しきい値電圧■１よりも大きくなるとき出力を
出す第１比較回路と、第１比較回路の出力を積分する積
分回路と、この積分回路の出力を入力すると共に第２し
きい値電圧Ｖ２が設定されており且つ前記積分回路の出
力が第２しきい値電圧よりも大きいとき出力を出す第２
比較回路と、第２比較回路の出力状態によってくすぶり
発生を判定する判断装置と、この判断ｉ置の指令信号に
よって動作するくすぶりを防止するための装置とから構
成される。

〔作用〕

本発明においては、イグニションコイルで発生する点火
時の電圧波形が正常時とくすぶり発生時とで異なる点に
着目し、その差異を電気的に波形迅理して判別すること
によりくすぶり発生を検出し、この検出に基づいて指令
信号を出力しくすぶりを防止するようにしたものである
。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に係るくすぶり防止装置の回路構成、第
２図は正常時とくすぶり発生時のイグニッションコイル
の電圧波形、第３図はくすぶり防止装置の回路各部の波
形をそれぞれ示す。

先ず、くすぶり防止装置の構成を説明する。１はイグニ
ションコイルで、イグニションコイル１は１次コイル１
ａと２次コイル１ｂから成り、］次コイル１ａの上端子
２はバッテリに接続される。

３は例えば自動車のエンジン用点火プラグで、この点火
プラグ３は上記２次コイル１ｂとの間に形成された火花
間隙を備える。４ｔまパワートランジスタ５を備えるイ
グナイタで、パワートランジスタ５のコレクタは上記１
次コイル１ａの下端子に、エミッタはアースに、ベース
はエンジンコントロールコンピュータ６（以下ＥＣＩＪ
という）の点火信号出力端子６ａにそれぞれ接続される
。７はくすぶり検出装置で、このくすぶり検出装置７は
イグニションコイル１とＥＣｔＪ６との間に配設され、
第１の比較回路８と積分回路つと第２の比較回路１０と
を縦続に接続して構成される。

くすぶり検出装置７において、第１の比較回路８は端子
１１とアースとの門に直列接続された抵抗Ｒ、Ｒとコン
パレータ１２とから成り、喘子１１には所要電圧が印加
され、抵抗Ｒ，Ｉ１２により分圧して１斗られる基準゛
電圧Ｖ１がコンパレータ１２の一方の入力端子に入力さ
れる。コンパレータ１２の他方の入力端子は過電流防正
用抵抗Ｒ３を介してパワートランジスタ５のコレクタに
接続される。積分回路９は、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１
とから成り、抵抗Ｒ４の左端子はコンパレータ１２の出
力端と接続される。第２の比較回路１０は端子１３とア
ースとの間に直列接続された抵抗Ｒ，Ｒ６とコンパレー
タ１４とから成り、端子１３には所要電圧が印加され、
抵抗Ｒ５゜Ｒにより分圧して得られる基準電圧ｖ２がコ
ンパレータ１４の一方の入力端子に印加される。コンパ
レータ１４の他方の入力端子は抵抗Ｒ４とコンデンサＣ
１の中間節点に接続され、この入力端子には積分回路９
の積分出力が入力される。更にコンパレータ１４の出力
端は前記ＥＣＵ６のくすぶり信号入力端子６ｂに接続さ
れている。

次に前記の如く構成されるくすぶり防止装置の作用につ
いて説明する。

先ず、くすぶり検出の原理を第２図を参照して述べる。

点火プラグ３が正常に動作している時には、イグニショ
ンコイル１の１次電圧及び２次電圧の波形は、第２図へ
に示す”１　、Ｖ２のように生じる。すなわち、エンジ
ンの要求電圧に達すると急激にブレークダウンし、しば
らくの間アークが接続し、その後やがて減衰する。点火
プラグ３にくすぶりが発生している時には、イグニショ
ンコイル１の１次電圧及び２次電圧の波形は第２図Ｂに
示すＶ’、Ｖ２’　のようになる。すなわち、エンジン
の要求電圧に達する前後でプラグ沿面やガイシ部でリー
クが発生するため、正常時に比べ比較的ゆるやかなリー
ク波形が生じる。このような正常時とくすぶり時におけ
る電圧波形の差異を利用すれば、点火プラグ３における
くすぶりの発生を検出することができる。そこで、互い
に相似する１次電圧及び２次電圧のいずれか一方にしき
い値を設定し、このしきい値に対する時間、角度、回数
、頻度等の大小を比較してくすぶりを検出する。第１図
で示した回路構成では、検出の容易さを考慮して１次電
圧波形を利用している。

第３図に従って、第１図に示した電気回路の動作を説明
する。第３図の■、■、■、■に示す各波形は第１図の
回路中の■〜■の部分の電圧波形を示し、Ａは正常時、
Ｂはくすぶり時の場合をそれぞれ示している。

イグニションコイル１の１次電圧は、パワートランジス
タ５のコレクタから取り出され、抵抗Ｒ３を介してコン
パレータ１２の比較入力端子に与えられる。コンパレー
タ１２の基準入力端子には、前記の如く分圧抵抗Ｒ，Ｊ
、によって設定された第１のしきい値である基準電圧Ｖ
１が印加されている。コンパレータ１２の出力は、比較
入力端子に与えられる電圧が基準電圧■１よりも大きい
ときには高レベルとなり、小さいときには低レベルとな
る。このため、第３図■に示すような正常時とくすぶり
時の電圧波形Ｆ１．Ｖ２がコンパレータ１２の比較入力
端子に与えられた時には、コンパレータ１２の出力には
、それぞれ第３図■に示すような電圧波形Ｐ　　Ｐ　′
が発生する。

１°　１ 第３図■で明らかなように、コンパレータ１２の出力は
、正常時にはインパルス状に生じ、くすぶり時には適当
なパルス幅を有する矩形パルス状に生じる。

コンパレータ１２の出力は積分回路９に与えらン れる。コンデンサＣ１の端子間電圧として生じる積分回
路９の出力は、第３図■のようになる。すなりち、正常
時の場合にはインパルス状のパルスが入力されるので、
積分出力はほとんど発生しないのに対し、くすぶり時の
場合には矩形パルスが入力されるので積分出力として三
角波形Ｐ２が生しる。

次に、上記積分出力はコンパレータ１４の比較入力端子
に与えられる。コンパレータ１４の基準入力端子には、
前記の如く分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６によって設定された第２
のしきい値である基準電圧ｖ２が印加されている。コン
パレータ１４の出力は、比較入力端子に与えられる電圧
が基￥−雷圧Ｖ２よりも大きいときには高レベルとなり
、小さいときには低レベルとなる。従ってくすぶりが発
生した時には、三角波形Ｐ２が比較入力端子に与えられ
且つこの三角波形Ｐ　は基準電圧ｖ２よりち大きくなる
ように予め回路定数が定めであるので、コンパレータ１
４の出力には第３図■に示すようにパルスＰ３が発生す
る。このパルスＰ３はくすぶり信号としてＥＣＵ６のく
すぶり信号入力端子６ｂに入力される。反対に正常時に
おいては、積分回路９において積分出力がほとんど出な
いので、コンパレータ１４の出力状態は低レベルに保た
れたままとなる。

以上のように比較回路１０の出力のレベル状態、すなわ
ちくすぶり信号Ｐ３の有無によって、点火プラグ３が正
常か又はくずぶり状態かを判断することができる。具体
的には、ＥＣＵ６の内部には第４図に示されるくすぶり
判別ルーチンによって実現される判断装置６Ｃが設けら
れ、これによってくすぶりが発生したか否かが判定され
る。すなわち、くすぶり信号入力端子６ｂが高レベルに
なると７３１断１００でくすぶり有りと判定し、処理１
０１でくすぶりフラグＸＫを１にする。一方くすぶり信
号入力端子６ｂが低レベルであると判断１００でくすぶ
り無しと判定し、処理１０２でくすぶりフラグＸＫをＯ
にする。従ってフラグＸＫの状態によって点火プラグ３
の状態が判明する。

第５図はＥＣＵ６内の点火信号発生袋’２３６　ｄに設
けられた点火時期補正ルーチンのフローチャートを示し
、この補正ルーチンは、くすぶりが発生した時に点火時
期を進角し、くすぶりを除去する働きを有する。具体的
には、判断２００においてくすぶりフラグＸＫがＯのと
きには、図示しない点火時期演算ルーチンで演算された
点火時期θを最終進角θ、とする（９ａ理２０３）。判
断２００においてくすぶりフラグＸＫが１であるときに
は、エンジン負荷ＱＮがノッキング発生領ｈｉＫＱＮよ
り大きいか否かを判定しく判断２０１）、小さいときに
は進角してもノッキングが生じないので図示しない点火
時期演算ルーチンで演算された点火時期θに一定値αを
加算した値を最終点火時期θ、とする（処理２ｏ２）。

エンジン負荷ＱＮがノッキング発生領域ＫＱＮより大き
いときには、進角するとノッキングが発生するので前記
処理２０３に移り、点火時期θを最終点火時期θ、とす
る。θ８に係る点火信号は出力端子６ａを介してイグナ
イタ４に与えられる。このように、くすぶり検出装置７
を介してＥＣＵ６で点火プラグ３にくすぶりが発生した
と判断された場合には、点火信号発生袋＠６ｄと線１５
とイグナイタ４により、点火時期を進角させ、燃焼温度
を上げてカーボンを焼ききり点火プラグ３のくすぶりを
除去するので、くすぶりの発生を防止することができる
。

前記実施例においては、イグニッションコイル１の１次
電圧波形を利用したが、２次電圧波形を利用することも
できる。またくすぶりを除去するにあたって、点火時期
を進角させるのでｔよなく、燃料噴射ｍを少なくしたり
、又は放電エネルギを増加することもでき、更にはこれ
らを適宜に組合せることもできる。

第６図は本発明の第２実施例を実現するフローチャート
で、ＥＣＵ６の内部に設けられるくすぶりを防止するた
めのルーチンである。先ず、前提として第７図に示すよ
うに、第１図に示した構成に対して更にくすぶり警報ラ
ンプ１６とダイアグノーシス（自己診断装置）１７が付
加される。第６図において、前述したようにくすぶりを
判別してくすぶりフラグＸＫの処理を行い、その後判断
３００でくすぶりフラグＸＫが１ならばくすぶり有りと
して、くすぶり警報ランプ１６を点灯する（処理３ｏ１
）。更にくすぶり発生の事実をダイアグノーシス１７に
記憶する（処理３ｏ２）。判断３００でくすぶりフラグ
Ｘ　Ｋ　ｈ＜　Ｏならば、くすぶり警報ランプ１６を消
灯しく処ＩＩ’３０３）、更にダイアグノーシス１７に
記憶されたくすぶり発生の内容をクリアする（処理３０
４）。この構成によれば、くすぶり警報ランプ１６の点
灯によって運転者又は点検者等にくすぶり発生を知らせ
、点火プラグ３の交換を促すことができる。またダイア
グノーシス１７に記憶された内容をチェックすることに
よって迅速な修理を行うことができる。

このようにしてくすぶりを防止することが可能となる。

第８図は本発明の第３実施例を実現するフローチャート
で、くすぶり検出の頻度を計算し頻度が所定値以上にな
った場合にのみくすぶり防止装置を作動さけるルーチン
を示す。このルーチンはＥＣＵ６の判断装置６Ｃ内に設
けられる。第８図において、例えばイグナイタ４に供給
される点火信号を利用して点火実行ごとに点火回数ｎを
カウントしく処理４０ｏ）、一方くすぶり信号Ｐ３を利
用してくすぶり回数１（ｕをカウントする（処理４ｏ１
）。判断４０２において、点火回数ｎが所定値Ｃである
か否かを判定し、Ｃでない場合には何も実行せず、次の
点火実行で点火回数ｎをカウントアツプしく処理４００
）、ｎがＣになるまで上記手順を繰返す。点火回数ｎが
Ｃになった場合には判断４０３に移り、点火回数ｎに対
するくすぶり回数Ｋｕの比率を算出し、この比率が所定
値りよりも大きい場合にはくすぶりフラグＸＫを１とし
く処理４０４）、小さい場合にはくすぶりフラグＸＫを
Ｏとする（処理４ｏ５）。その後、点火回数ｎをクリア
しく処理４０６）、更にくすぶり回数）（Ｕをクリアす
る（処理４０７）。そしてくすぶりフラグＸＫが１であ
るか又は０であるかに応じて第５図又は第６図で示した
処理を行うことになる。斯かる構成によれば、くすぶり
発生の判定基準を高めることができるので、くすぶり防
止装置の誤動作、チャタリング発生を防止することがで
きる。またく寸ぶりの発生頻度からくすぶり度合を求め
、くすぶり度合に応じて進角ｔＲを変化し、より精密な
制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように本発明によれば、正常時と
くすぶり時の点火用電圧波形の差に着目し、波形処理に
よってくすぶり発生を検出し、くすぶりを防止するよう
にしたため、容易、迅速、且つ正確にくすぶり発生を検
出し、くすぶりに起因するトラブルを事前に回避するこ
とができる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る点火プラグのくすぶり防止装置の
回路構成図である。 第２図は正常時とくすぶり時のイグニションコイルの電
圧波形を示す波形図である。 第３図は正常時とくすぶり時における回路各部の波形を
示す波形図である。 第４図はくすぶり判別手順を示すフローチャートである
。 第５図はくすぶり時の点火時期補正手順を示すフローチ
ャートである。 第６図は本発明の第２実施例に係る処理手順を示すフロ
ーチャートである。 第７図は本発明の第２実施例を示す構成図である。 第８図は本発明の第３実施例に係る処理手順を示すフロ
ーチャートである。 （符号の説明） １・・・イグニションコイル、 ３・・・点火プラグ、 ４・・・イグナイタ、 ６・・・ＥＣＵ。 ７・・・くすぶり検出装置、 ８・・・第１比較回路、 ９・・・積分回路、 １ｏ・・・第２比較回路、 １６・・・くすぶり警報ランプ、 １７・・・ダイアグノーシス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）イグニションコイルに発生する電圧を入力すると
   共に第１しきい値電圧が設定されており、前記発生電圧
   が第１しきい値電圧よりも大きくなるとき出力を出す第
   １比較回路と、第１比較回路の出力を積分する積分回路
   と、この積分回路の出力を入力すると共に第２しきい値
   電圧が設定されており、前記積分回路の出力が第２しき
   い値電圧よりも大きいとき出力を出す第２比較回路と、
   第２比較回路の出力状態によってくすぶり発生を判定す
   る判断装置と、この判断装置の指令信号によって動作す
   るくすぶりを防止するための装置とから成ることを特徴
   とする点火プラグのくすぶり防止装置。
2. （２）前記くすぶりを防止するための装置は、点火動作
   の条件を変えることにより発生したくすぶりを除去する
   装置であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の点火プラグのくすぶり防止装置。
3. （３）前記くすぶりを防止するための装置は、くすぶり
   発生が検出された時点灯するくすぶり警報ランプと、く
   すぶり発生の事実を記憶する自己診断装置とを含んで成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項のい
   ずれかに記載の点火プラグのくすぶり防止装置。