JPS6368774A - 内燃機関用スパ−クプラグのプレイグニシヨン検出装置 - Google Patents

内燃機関用スパ−クプラグのプレイグニシヨン検出装置

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JPS6368774A
JPS6368774A JP21061386A JP21061386A JPS6368774A JP S6368774 A JPS6368774 A JP S6368774A JP 21061386 A JP21061386 A JP 21061386A JP 21061386 A JP21061386 A JP 21061386A JP S6368774 A JPS6368774 A JP S6368774A
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JP
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spark plug
ion current
ignition timing
circuit
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Masamichi Shibata
正道 柴田
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NipponDenso Co Ltd
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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
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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、内燃開開用スパークプラグの過早4火を検出
するプレイグニシヨン検出装置に関する。
[従来技術1 内燃機関の運転中に、機関が過熱した場合、スパークプ
ラグの温度が上昇し絶縁碍子先端部が熱血となりスパー
クプラグの正規の点火時期前に混合気が過早着火(プレ
イグニシヨン)して燃焼し始め、これが更に進行すると
運転が不調となるば/迫りでなくピストンの溶融、焼付
き等の原因となる。               −
このようなスパークプラグの過早着火を検出するための
プレイグニシヨン検出装置としては、第4図の2に示す
回路構成のものが知られている。
なお、1は点火電源回路で、バッテリ3、コンデンサ4
、ポイント5及び点火用イグニションコイル6を含みポ
イント5の開閉によりイグニションコイル6の1次巻線
の電流を断続する。プレイグニシヨン検出回路2は、ス
パークプラグの両電極間に流れるイオン電流により過早
着火を検出するもので、これはスパークプラグの両電極
間に直流高電圧を印加しておき、両電極間に火炎が発生
すると火炎内のイオンにより電流が流れることがら、逆
にこのイオン電流を検出して火炎の存在を知り、これが
正規の点火時期以前に検出された場合に過早着火と判定
するものである。このため、イオン電流検出用抵抗9と
高圧ダイオード8を介してスパークプラグ11の両電極
間に直流高電圧電源10より直流電圧を印加し、混合気
の燃焼によるスパークプラグ11の両電極間のイオン濃
度に依存するイオン電流(ループ状経路12に沿って流
れる)を計測するものである。点火時期検出回路13は
、点火用イグニションコイル6の1次巻線の電流の断続
を検知して点火時期を検出する。
また、点火時の点火ノイズを除去し過早着火の検出精度
を向上させる点火ノイズ除去回路15が付加され、この
点火ノイズ除去回路15は点火時期検出回路13の検出
した点火時期から一定時間又は一定クランク角度の間、
点火ノイズを除去する構成となっている。しかし、最近
の小型ガソリン内燃機関、特に汎用エンジンや小型二輪
車用T〕/ジンの点火装置は小型軽量化の要求から第5
図に示す構造が多用され、点火用イグニションコイル、
(1次巻線19.2次巻線20)鉄心24と点火時期等
を決定する電子制御回路22がプラス4ツクケース23
内に絶縁充填物25と共に1体t−−ルト化され点火用
イグニションコイル−次1線19からの貞火IF¥期を
検出する信号が取り出せなくなっている。21は高圧コ
ードである。このため、また点火ノイズ除去回路を作動
させる事ができない■から、スパークプラグの過早着火
を正確に検出できないという問題があった。
1−発明が解決しようとする問題点] 本発明は、点火用イグニションコイルと電子制御回路一
体上−ルド型点火装置等の様な、点火用イグニションコ
イルの一次巻線からの点火時明信@/P取り出せない点
火装置においても、点火時期が検出でき、またこの点火
時期に基づいて点火ノイズ除去回路を作動させ、スパー
クプラグでの過〒石火を正確に検出できるプレイグニシ
ヨン検出装置を提供する事を目的とする。
[問題点を解決するための手段] スパークプラグの両電極間に流れるイオン電流を検出す
るイオン電流検出回路と、スパークプラグの正規の点火
時期を検出する点火時期検出回路と、検出されたイオン
電流から点火ノイズを除去する点火ノイズ除去回路と、
イオン電流が正規の点火時期以前に検出されたが否かに
より過早着火の有無を判別する回路とを含むプレイグニ
シヨン検出装置において、点火時期検出回路は、スパー
クプラグの点火時に点火電源回路から印加される点火電
圧信号に阜づいて正規の点火時期を検出し、またこの検
出された点火時期により点火ノイズ除去回路を作動させ
る。また、スパークプラグに印加される点火電圧信号は
、スパークプラグの両電極間に流れるイオン電流を用い
て検出し、あるいはスパークプラグターミナルから直接
入力して検出する。
[作用】 点火時期検出回路は、スパークプラグ自体に印加される
点火電圧信号を用いて点火時期を検出する。また、この
検出された点火時期に基づいて点火ノイズ除去回路は作
動してイオン電流の点火ノイズを除去し、これにより過
早着火の有無を検出する。また、点火時期検出回路は、
この点火電圧信号をイオン電流に重畳されている点火電
圧信号を検出することにより、あるいはスパークプラグ
ターミナルに印加される点火電圧信号から検出する。
[実施例] 本発明によるプレイグニシヨン検出装置の実施例を第1
図を参照して説明するが、第4図の従来のものと較べて
、点火時期検出回路13aは、その入力信号を点火用イ
グニションコイル6の1次巻線からとる代りにイオン電
流検出回路14と同様に高圧ダイオード8とイオン電流
検出用抵抗9との接続点からとっている点が異なり、ま
た、これにより点火Fj1期検出回路13aの構成が異
なっている。
第1図において、13aは、スパークプラグ11での飛
火時期即ち、正規の点火時期、正確にはその直前の時点
を検出する点火時期検出回路、14はスパークプラグ1
1の両電極m(スパークギャップ)に流れるイオン電流
を電圧信号に変換して検出するイオン電流検出回路、1
5は検出されたイオン電流に乗った点火ノイズをアース
レベルにおとして除去する点火ノイズ除去回路、16は
、スパークプラグ11での正規の点火時r11(飛火)
以前に流れたイオンN流及び、飛火後に流れたイオン電
流を129するためのオシミスコープ、17は、スパー
クプラグ11での正規の点火時期(飛火)以前に流れた
イオン電流のみを検出し、これにより過早着火の有無を
判別し、過早着火の場合には電圧パルスを発生する過早
着火判別回路、18は過早着火判別回路17の出力をう
けて音、光等の警報を発する警報器である。
点火時期検出回路13aは、第2図の13aの構成とな
っており、30は第1図の直流高電圧電′m10より印
加された直流分を除去し、点火電源回路1よりスパーク
プラグ11へ印加された高電圧の点火電圧の誘導電圧と
、スパークプラグ11の両電極間に流れるイオン電流の
変化分のみを検出するコンデンサ、31は、イオン電流
変化分のプラス成分のみを除去するダイオード、32は
、主に点火電圧の誘導電圧信号の出力インピーダンスを
低下させるための増巾器、33は、トリガレベル設定用
可変抵抗34より得られた電圧と、増巾器32より得ら
れた電圧とを比較する事により、点火位置を検出するト
リガ位置検出器、35はトリガ位置検出器33より得ら
れた信号を整形し、1回の飛火で1つの方形波を得るた
めの波形整形器、36は、波形整形器の出力方形波の幅
を一定幅に設定し、点火ノイズの除去時間を決定する点
火ノイズ除去時間設定器である。
第3図の各部信号波形図を併せて参照して動作を説明す
ると、第2図において、スパークプラグ11で飛火した
場合、高圧ダイオード7で検出される火花電圧波形は、
第3図(a)の如くであり、高圧ダイオード8と、イオ
ン電流検出用抵抗9との接続点から、直流分除去用コン
デン+J3oのみを介して得られる信号は第3図(b)
の如くであり、スパークプラグ11での飛火時における
点火電圧波形(bl)、点火ノイズ(b2)、イオン電
圧波形(b3)が含まれる。第3図(b)の波形より、
主に点火電圧波形(bl)のみを取り出すためにダイオ
ード31が接続され、増巾器32により、第3図(b)
の(bl)及び(b2)波形の電流増巾及び適当な電圧
増巾が行なわれ、第3図(C)に示す点火電圧波形が得
られる。第3図(C)における(C′)はトリガレベル
設定用可変抵抗34により設定された電圧レベルであり
、トリガ位置検出器33により、第3図(C)と(C′
)が比較され1つの点火電圧波形から複数の方形波第3
図(d)が得られる。得られた方形波の最初の立上がり
は、実質の点火位置より数マイクロセカンド早いが、点
火時期にして1°以下の誤差であるため実用上点火位置
としてもさしっかえない。波形整形回路35は第3図(
d)の波形を1つの点火電圧波形に対して1つの方形波
に整形するために、積分器とコンパレータを具備した波
形成形回路であり、その出力方形波は第3図(e)の如
くであり方形波の立上がりは前述の点火位置に対応する
様になっている。点火ノイズ除去時間設定回路36は、
波形整形器35の出力をうけて、その立上がりにて作動
する単安定回路により、一定時間幅(第3図(f)のT
)の方形波(第3図(f))を出力する様に構成されて
おり、第1図の点火ノイズ除去回路15へ信号をおくり
、イオン電流検出回路14により検出されたイオン電流
に重畳した点火ノイズを除去している。オシロスコープ
16、過早着火判別回路17及び警報器18の動作は前
述のとおりである。
なお、第2図の点火時期検出回路13aにおいては電圧
波形の出力インピーダンスを低下させるための増巾器3
2を使用したが、トリガ位置検出F:33内の比較器の
入力インピーダンスが高い場合には省略しても良い。又
、点火ノイズ除去時間設定器36の単安定回路に、再ト
リガ防止機能をもたUれば波形整形器35は省略しても
良い。また、点火時期検出回路13aの入力としてイオ
ン電流検出回路14と同一人力信号線を利用したが、ス
パークプラグ11での飛火電圧検出用に別の信号線を用
意しても良く、スパークプラグ11のターミナル部11
aより直接点火用高電圧を分圧用抵抗12a、12bに
より分圧して、第6図の如くの構成としても良い。点火
電圧波形を分圧した場合その絶対値が大きいため相対的
に直流高電圧及びイオン電圧は無視できる程小さな信号
となるため、第2図のコンデンサ30及びダイオード3
1は不要であり、かつ、出力インピーダンスもかなり低
い信号になるため増巾器32は不要となる。
[発明の効果] プレイグニシヨン検出装置の点火時期検出回路は、スパ
ークプラグの点火時に点火電源回路からスパークプラグ
に印加される点火電圧信号自体を利用して正規の点火時
期を検出しているので、点火用イグニションコイルと電
子制御回路一体モールド型点火装置の様な点火用イグニ
ションコイルの一次巻線から点火時期信号を取り出せな
い点火装置においても、正確に点火時期を検出できる。
又、検出対象のスパークプラグ自身に印加される点火電
圧を利用するため、1つのコイルで多気筒に点火電圧を
分配する場合でも過早着火検出対象外の気筒の点火時期
を検出しないため、他の気筒の影響を受けることなく正
確な過早着に検出が可能となる。又、従来イグニション
コイル−次巻線より点火時期検出のための信@線が必要
であったが、点火電圧信号をイオン電流から検出する場
合にはイオン電流検出回路用の入力信号線のみ配線すれ
ば、点火時期検出回路への配線が可能となるため、回路
が簡単になる。また、点火電圧信号をスパークプラグタ
ーミナルから直接に分圧して入力する場合にはその絶対
値が大きいため、イオン電流から点火電圧信号を検出す
る場合に較べてコンデンサ、ダイオード等が不要となり
回路が簡単となる。
また、このように検出した点火時期に基づいてイオン電
流に重畳した点火ノイズが除去されるので過早着火が正
確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるプレイグニシヨン検出装2を点
火電源回路と共に示したブロック図、第2図は、第1図
の点火時期検出回路のブロック図、第3図は、第2図の
点火時期検出回路における各部の信号波形図、第4図は
従来のプレイグニシヨン検出装置を点火電源回路と共に
示したブロック図、第5図は、モールド型点火装置の断
面図、第。 6図は、本発明に用いられる点火時期検出回路の他の実
施例を示すブロック図である。 図において、 1・・・点火電源回路、 2a・・・プレイグニシヨン検出装置 11・・・スパークプラグ、 13a・・・点火時期検出回路、 14・・・イオン電流検出回路、 15・・・点火ノイズ除去回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関のスパークプラグの両電極間に流れるイ
    オン電流を検出するイオン電流検出回路と、上記スパー
    クプラグの正規の点火時期を検出する点火時期検出回路
    と、検出されたイオン電流から点火ノイズを除去する点
    火ノイズ除去回路と、上記イオン電流検出回路により検
    出されたイオン電流が正規の点火時期以前に検出された
    か否かにより過早着火の有無を判別する回路とを含むプ
    レイグニシヨン検出装置において、 上記点火時期検出回路は、上記スパークプラグの点火時
    に点火電源回路から印加される点火電圧信号に基づいて
    上記正規の点火時期を検出すると共に、この検出された
    点火時期により上記点火ノイズ除去回路を作動させるこ
    とを特徴とする内燃機関用スパークプラグのプレイグニ
    シヨン検出装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項のプレイグニシヨン検出装
    置であつて、上記点火時期検出回路は、上記イオン電流
    を入力し、上記イオン電流に重畳されている上記スパー
    クプラグの点火時に点火電源回路から印加される点火電
    圧信号に基づいて上記正規の点火時期を検出する内燃機
    関用スパークプラグのプレイグニシヨン検出装置。
  3. (3)特許請求の範囲第1項のプレイグニシヨン検出装
    置であつて、上記点火時期検出回路は、点火時に点火電
    源回路から上記スパークプラグに印加される点火電圧信
    号を上記スパークプラグのターミナルから直接に入力し
    て上記正規の点火時期を検出する内燃機関用スパークプ
    ラグのプレイグニシヨン検出装置。
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