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JP2523248B2 - ガソリン機関の二次電圧波形検出装置 - Google Patents

ガソリン機関の二次電圧波形検出装置

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Publication number
JP2523248B2
JP2523248B2 JP4117683A JP11768392A JP2523248B2 JP 2523248 B2 JP2523248 B2 JP 2523248B2 JP 4117683 A JP4117683 A JP 4117683A JP 11768392 A JP11768392 A JP 11768392A JP 2523248 B2 JP2523248 B2 JP 2523248B2
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JP
Japan
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conductive plate
secondary voltage
conductor
cord
capacitance
Prior art date
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JP4117683A
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JPH05312131A (ja
Inventor
繁 宮田
秀治 吉田
康生 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP95120721A priority patent/EP0713970B1/en
Priority to DE69227573T priority patent/DE69227573T2/de
Priority to US07/982,822 priority patent/US5426370A/en
Priority to DE69230155T priority patent/DE69230155T2/de
Priority to EP95120720A priority patent/EP0715074B1/en
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Priority to DE69230154T priority patent/DE69230154T2/de
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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
    • F02P2017/006—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines using a capacitive sensor

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガソリン機関（エン
ジン）において、点火回路の二次回路に生じた二次電圧
波形を検出する二次電圧波形検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンの排気ガスの浄化及び
燃費向上の要求から、機関の各気筒毎に着火、燃焼状態
を検出し、全ての気筒の失火防止対策のできる装置が要
請されている。この各気筒ごとの燃焼状態を検出する方
法として、この発明者は、主にスパークプラグの静電浮
遊容量に充電される電荷（二次電圧）の減衰特性を解析
することで、上記気筒ごとの失火検出が正確にできるこ
とを見出した。
【０００３】また、スパークプラグに二次電圧を供給す
る高圧コードは、通常、機関のシリンダーヘッド上にお
いて、同一面的にほぼ等間隔でクランプされるように装
着されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この二次電圧波形検出
装置として、並設された全ての高圧コードに近接して１
枚の導電板を配する構造が最も簡便で、低コストである
と共に、従来の高圧コードの装着に特別の変更を行う必
要がない。
【０００５】しかるに、１枚の導電板に平行して各高圧
コードをほぼ等間隔で配置すると、両端に配設した高圧
コードと導電板との間に生じる静電容量は、内側に配設
した高圧コードと導電板との間の静電容量より小さくな
り、検出精度がばらつく欠点がある。
【０００６】この発明の目的は、ほぼ等間隔で平行して
配された全ての高圧コードと導電板との間に生じる静電
容量を均一化できる、ガソリン機関の二次電圧波形検出
装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を採
用した。 （１）多気筒ガソリン機関に装着された各スパークプラ
グに点火コイルで発生させた二次電圧を供給する高圧コ
ードに近接して導電体を配設し、該導電体- 各高圧コー
ド間に静電容量を形成する二次電圧波形検出装置におい
て、前記導電体は、ほぼ等間隔に並列した各高圧コード
と平行して配設された導電板からなり、外方に位置する
高圧コードに対応した前記導電板の外方側部に、内方に
位置する高圧コードに対応した前記導電板の内方側部よ
り静電容量を増大させる静電容量調節手段を施した。
【０００８】（２）上記(1) の構成を有し、前記高圧コ
ードに対応した円弧状溝を並設した導電板で前記導電体
を形成し、該導電板の外方板部を、内方板部より高圧コ
ード配設方向に長くなる様に形成する事で前記静電容量
調節手段を構成した。
【０００９】（３）上記(1) の構成を有し、前記導電体
を矩形平板状の導電板で形成し、該導電板の中央に静電
容量調節用の連通穴を形成する事で前記静電容量調節手
段を構成した。
【００１０】（４）外方に位置する高圧コードと導電板
との距離が、内方に位置する高圧コードと導電板との距
離より短くなる様に、矩形平板状の導電板の両端を折り
曲げたもので前記導電体を形成する事で前記静電容量調
節手段を構成した。
【００１１】（５）上記(1) の構成を有し、外方に位置
する高圧コードの周囲を巡る様に、矩形平板状の導電板
の両端を円弧状に曲げたもので前記導電体を形成する事
で前記静電容量調節手段を構成した。
【００１２】
【発明の作用、効果】（請求項１について） 外方に位置する高圧コードに対応した導電板の外方側部
に、内方に位置する高圧コードに対応した導電板の内方
側部より静電容量を増大させる静電容量調節手 段を施し
ている。
【００１３】これにより、外方に位置する高圧コードと
導電板との間に生じる静電容量が増大し、内方に位置す
る高圧コードと導電板との間に生じる静電容量に略等し
くなる。
【００１４】この為、各気筒に生じる二次電圧波形の検
出レベルが一定（各気筒の燃焼状態が同じ場合）とな
り、機関の気筒ごとの燃焼状態を正確に検出できる。
【００１５】（請求項２について） 高圧コードに対応した円弧状溝を並設した導電板の外方
板部を、内方板部より高圧コード配設方向に長くなる様
に形成している。これにより、外方に位置する高圧コー
ドと導電板との間に生じる静電容量が増大し、内方に位
置する高圧コードと導電板との間に生じる静電容量に略
等しくなる。
【００１６】この為、各気筒に生じる二次電圧波形の検
出レベルが一定（各気筒の燃焼状態が同じ場合）とな
り、機関の気筒ごとの燃焼状態を正確に検出できる。
【００１７】（請求項３について） 導電体は矩形平板状の導電板で形成され、該導電板の中
央に静電容量調節用の連通穴を形成している。これによ
り、内方に位置する高圧コードと導電板との間に生じる
静電容量が減少し、外方に位置する高圧コードと導電板
との間に生じる静電容量に略等しくなる。
【００１８】この為、各気筒に生じる二次電圧波形の検
出レベルが一定（各気筒の燃焼状態が同じ場合）とな
り、機関の気筒ごとの燃焼状態を正確に検出できる。
【００１９】（請求項４について） 外方に位置する高圧コードと導電板との距離が、内方に
位置する高圧コードと 導電板との距離より短くなる様
に、矩形平板状の導電板を折り曲げたもので前記導電体
を構成している。
【００２０】これにより、外方に位置する高圧コードと
導電板との間に生じる静電容量が増大し、内方に位置す
る高圧コードと導電板との間に生じる静電容量に略等し
くなる。
【００２１】この為、各気筒に生じる二次電圧波形の検
出レベルが一定（各気筒の燃焼状態が同じ場合）とな
り、機関の気筒ごとの燃焼状態を正確に検出できる。
【００２２】（請求項５について） 外方に位置する高圧コードの周囲を巡る様に、矩形平板
状の導電板の両端を曲げたもので前記導電体を構成して
いる。
【００２３】これにより、外方に位置する高圧コードと
導電板との間に生じる静電容量が増大し、内方に位置す
る高圧コードと導電板との間に生じる静電容量に略等し
くなる。
【００２４】この為、各気筒に生じる二次電圧波形の検
出レベルが一定（各気筒の燃焼状態が同じ場合）とな
り、機関の気筒ごとの燃焼状態を正確に検出できる。
【００２５】
【実施例】本発明の第１実施例（請求項１、２に相当）
を図１〜図３に基づいて述べる。図１は、この発明の二
次電圧波形検出装置１を示し、電気絶縁性のゴムまたは
プラスチックで略矩形板状を呈するボディ２と、その内
部に埋設された導電板３とからなる。
【００２６】ボディ２は、ガソリン機関の点火コイルで
発生させた二次電圧をスパークプラグに印加する高圧コ
ード４１〜４４をシリンダーヘッドの上に取付けるクラ
ンプを兼ね、上面には断面半円の溝２１〜２４が平行し
て等間隔に列設され、前記高圧コード４１〜４４の嵌め
込み溝となっている。
【００２７】導電板３は、ボディ２の内部にほぼ全面に
わたって高圧コード４１〜４４と平行となるように埋設
され、各高圧コードとの間に所定の静電容量を生じさせ
ている。
【００２８】導電板３は、この実施例では、前記各溝２
１〜２４に対応する溝３１〜３４（断面略半円状）を並
設した波形板状の金属板３０（上下から見ると略Ｈ状）
で形成される。この金属板３０の隅にはリード線３５が
半田付けされ外部に取り出され、リード線３５の先端に
はコネクターが接続されている。この金属板３０は、外
方の高圧コード４１、４４に対応する外方の端部３Ａ
が、内方に位置する高圧コード４２、４３に対応する内
方の端部３Ｂより高圧コードの配線方向に長く形成され
ている。
【００２９】これにより、金属板３０が矩形であると仮
定したとき、両端の高圧コード４１、４４と金属板３０
との間に生じる静電容量が、内方に位置する高圧コード
４２、４３と金属板３０との間に生じる静電容量より小
さくなるという現象を阻止し、全ての高圧コード４１〜
４４と金属板３０との間に生じる静電容量を均一化する
ことができる。
【００３０】図２に示す如く、前記ボディの溝２１〜２
４には、エンジンＥのディストリビュータＤとスパーク
プラグＰとを接続する高圧コード４１〜４４が嵌め込ま
れ、嵌合面には防水用接着剤が充填される。この状態
で、二次電圧波形検出装置１は、ディストリビュータＤ
から接続された高圧コード４１〜４４を集めて機関のシ
リンダーヘッド上にクランプし、スパークプラグＰに導
く。
【００３１】図３は、この発明の二次電圧波形検出装置
１が装着されたガソリン機関の点火回路を示す。二次電
圧波形検出装置１は、アースとの間に接続したコンデン
サＣとにより二次電圧分圧器５を構成し、分圧器５は二
次電圧波形検出回路６に接続され、検出回路６はマイク
ロコンピュータなどの判別回路７に接続されている。
【００３２】点火コイルＴは、車載電源Ｖ及びシグナル
ジェネレータＳＧが接続された一次回路Ｌ１と、ディス
トリビュータＤ及びスパークプラグＰに接続された二次
回路Ｌ２とを有する。二次電圧波形検出装置１は、各気
筒の高圧コード４との間に１ｐＦの静電容量を保有す
る。コンデンサＣは３０００ｐＦの容量を有し、並列に
３ＭΩの抵抗Ｒが接続され放電回路となっている。
【００３３】分圧器５は、二次回路Ｌ２で生じた二次電
圧を１／３０００に分圧する。これによりＲＣ回路の放
電時定数は９ミリ秒程度となり、二次回路Ｌ２の比較的
ゆっくりした電圧変化が測定可能となる。二次電圧波形
検出回路６は、前記分圧器５で分圧された二次電圧波形
を検出する。
【００３４】二次電圧波形検出装置１とコンデンサＣと
の分圧波形は、スパークプラグＰの電圧波形がほぼその
まま分圧された波形となり、エンジンＥのシリンダー内
の燃料空気混合気に着火した場合と、火花放電が生じた
が着火がなされなかった場合、スパークプラグＰのくす
ぶり、点火コイルＴの性能低下、電源Ｖの電圧低下など
で飛火ミスが生じた場合とでは、スパークプラグＰの電
極間に印加される二次電圧波形の内の、火花放電後にス
パークプラグＰの静電浮遊容量に充電される二次電圧波
形の減衰特性が相違する。この二次電圧波形の減衰特性
を解析することにより、ガソリン機関の飛火ミス、失
火、正常着火などの状態を判別することが可能となる。
【００３５】たとえば気筒内で失火が生じたとき、スパ
ークプラグＰの火花放電間隙には燃焼中の燃料イオンが
存在しないため、上記二次電圧はゆっくりと減衰し、着
火したときは燃料イオンの存在により迅速に減衰する。
【００３６】判別回路７は、前記二次電圧波形検出回路
６で解析した分圧波形の特性をあらかじめ実験または計
算により求めたデータと比較し、所定の出力をガソリン
機関の制御用メインコンピュータに出力するか、または
燃料噴射量や点火タイミングの制御手段に直接制御信号
を出力する。
【００３７】この発明の第２実施例（請求項１、３に対
応）を図４に示す。この実施例では、ボディ２内に埋設
された導電板３は矩形平板状の金属板８からなってお
り、該金属板８の内側部の中央部には静電容量調節のた
めの連通穴８１が形成されている。
【００３８】静電容量調節手段としては、図５に示す如
く、外方に位置する高圧コード４１、４４と矩形平板状
の導電板３との距離Ｌ１を、内側の高圧コード４２、４
３と導電板３との距離Ｌ２より短くなる様な構成にして
もよい｛第３実施例（請求項１、４に相当）｝。
【００３９】又、静電容量調節手段としては、図６に示
す如く、外方に位置する高圧コード４１、４４の周囲を
巡る様に、矩形平板状の導電板３の各端を曲げてもよい
｛第４実施例（請求項１、５に相当）｝。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の二次電圧波形検出装置の斜視図であ
る。
【図２】この発明の二次電圧波形検出装置のエンジンへ
の装着状態図である。
【図３】二次電圧波形検出装置を用いたガソリン機関の
点火回路図である。
【図４】第２実施例の二次電圧波形検出装置の組付け斜
視図である。
【図５】第３実施例の二次電圧波形検出装置の断面図で
ある。
【図６】第４実施例の二次電圧波形検出装置の断面図で
ある。
【符号の説明】
１ 二次電圧波形検出装置（ガソリン機関の二次電圧波
形検出装置） ３ 導電板３１〜３４ 溝（円弧状溝） ４１〜４４ 高圧コード８１ 連通穴 ３Ａ 端部（外方側部） ３Ｂ 端部（内方側部）

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多気筒ガソリン機関に装着された各スパ
    ークプラグに点火コイルで発生させた二次電圧を供給す
    る高圧コードに近接して導電体を配設し、該導電体- 各
    高圧コード間に静電容量を形成する二次電圧波形検出装
    置において、前記導電体は、ほぼ等間隔に並列した各高
    圧コードと平行して配設された導電板からなり、外方に
    位置する高圧コードに対応した前記導電板の外方側部
    に、内方に位置する高圧コードに対応した前記導電板の
    内方側部より静電容量を増大させる静電容量調節手段を
    施したことを特徴とするガソリン機関の二次電圧波形検
    出装置。
  2. 【請求項２】 前記高圧コードに対応した円弧状溝を並
    設した導電板で前記導電体を形成し、 該導電板の外方板部を、内方板部より高圧コード配設方
    向に長くなる様に形成する事で前記静電容量調節手段を
    構成した請求項１記載のガソリン機関の二次電圧波形検
    出装置。
  3. 【請求項３】 前記導電体を矩形平板状の導電板で形成
    し、 該導電板の中央に静電容量調節用の連通穴を形成する事
    で前記静電容量調節手段を構成した請求項１記載のガソ
    リン機関の二次電圧波形検出装置。
  4. 【請求項４】 外方に位置する高圧コードと導電板との
    距離が、内方に位置する高圧コードと導電板との距離よ
    り短くなる様に、矩形平板状の導電板の両端を折り曲げ
    たもので前記導電体を形成する事で前記静電容量調節手
    段を構成した請求項１記載のガソリン機関の二次電圧波
    形検出装置。
  5. 【請求項５】 外方に位置する高圧コードの周囲を巡る
    様に、矩形平板状の導電板の両端を円弧状に曲げたもの
    で前記導電体を形成する事で前記静電容量調節手段を構
    成した請求項１記載のガソリン機関の二次電圧波形検出
    装置。
JP4117683A 1991-11-28 1992-05-11 ガソリン機関の二次電圧波形検出装置 Expired - Lifetime JP2523248B2 (ja)

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DE69230155T DE69230155T2 (de) 1991-11-28 1992-11-30 Spannungstester für Zündkerzen in einer Brennkraftmaschine
EP95120720A EP0715074B1 (en) 1991-11-28 1992-11-30 A spark plug voltage probe device for an internal combustion engine
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US08/262,655 US5453694A (en) 1991-11-28 1994-06-20 Snap-in type sparkplug voltage probe device for use in internal combustion engine
US08/262,653 US5491417A (en) 1991-11-28 1994-06-20 Sparkplug voltage probe device having a capacitance compensating function for an internal combustion engine

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