JPH0262826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多気筒エンジンの点火プラグ検査装
置に関する。

従来、、点火プラグの検査をするにあたつては、
エンジンから点火プラグを取外して、目視やシツ
クネスゲージで測定したり、検査用ブローブを点
火プラグに装着し、外部から高電圧を印加してそ
の放電電圧から良否を判定していたが、作業性や
信頼性に欠ける等の問題点があつた。この問題点
を解消するために、エンジン急加速時の点火プラ
グの要求電圧、すなわち点火電圧の最大値から、
点火プラグの良否を判定する方法が提案されてい
る。この要求電圧の大きさを利用する方法は、エ
ンジン急加速時にシリンダ内の混合気が瞬時リー
ンになるため、この混合気を着火燃焼させるに必
要な点火プラグの要求電圧が、通常の運転時（ア
イドリング時や定速運転時）より上昇することを
利用するものである。すなわち、点火プラグに不
良が発生していると、エンジン急加速時に点火プ
ラグの要求電圧が異常値を示し（例えば、中心電
極と接地電極間のギヤツプが大きくなつた不良の
場合は過大、くすぶり汚損が発生している場合は
過小）、このエンジン急加速時の点火プラグの要
求電圧から点火プラグの良否を判定するものであ
る。この方法は、点火プラグの要求電圧を測定し
て要求電圧の大きさを判別するのみで点火プラグ
の良否を判定でき、特に多気筒エンジンでは作業
性に優れており、有効な方法である。しかし、エ
ンジン急加速時の点火プラグの要求電圧は、点火
プラグのギヤツプ長や形状、シリンダ内の混合気
の空燃比の値等によつて大きく変化するため、上
記のようにエンジン急加速時の点火プラグの要求
電圧の値のみから点火プラグの良否を判定したの
では、微妙な点火プラグ不良を判定できない、と
いう問題点がある。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもの
で、点火プラグの微妙な不良までも極めて高精度
に検査できる多気筒エンジンの点火プラグ検査装
置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の構成は、各
気筒に設けられた点火プラグに火花放電を発生さ
せる点火装置から２次電圧を検出して点火電圧信
号を出力する点火電圧検出回路と、この点火電圧
信号から各点火プラグの点火電圧の最大値を検出
して最大点火電圧信号を出力する信号処理回路
と、エンジン運転状態を検出して運転状態検出信
号を出力する運転状態検出回路と、特定の点火プ
ラグに前記火花放電が発生したことを検出して基
準信号を出力する判別回路と、前記運転状態検出
信号によりエンジンアイドリング時が検出された
とき前記最大点火電圧信号に基いて前記点火電圧
の最大値の平均値を求めると共に、前記運転状態
検出信号によりエンジン急加速時が検出されたと
き前記最大点火電圧信号および前記基準信号に基
いて各点火プラグに対応する点火電圧の最大値を
求め、かつ、この平均値と前記各点火プラグに対
応する点火電圧の最大値とを比較して比較信号を
出力する演算回路とを含んで構成したものであ
る。

上記の点火電圧の最大値を求めるにあたつて
は、各点火プラグ毎の平均値を求めるようにして
もよいし、全点火プラグについての平均値を求め
るようにしてもよい。上記のように構成した結
果、エンジン急加速時における各点火プラグの点
火電圧の最大値と、エンジンアイドリング時にお
ける点火電圧の最大値の平均値とが比較され、演
算回路から出力される比較信号により点火プラグ
の良否が判定される。

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。第１図に本発明の第１実施例の基本回路
を示す。図に示すように、点火プラグに火花放電
を発生させる点火装置から２次電圧を検出して点
火電圧信号を出力する点火電圧検出回路１は、信
号処理回路２を介して演算装置４に接続されると
共に、タイミング回路３を介して信号処理回路２
に接続されている。また、特定の点火プラグに火
花放電が発生したことを検出して基準信号を出力
する判別回路５は、気筒判別回路６を介して演算
回路４に接続されている。この気筒判別回路６に
は、タイミング回路３が接続されている。更に、
演算回路４には、表示装置７と、エンジンの運転
状態を検出して運転状態検出信号を出力する運転
状態検出回路８が接続されている。

第２図に前記基本回路の具体的回路を示す。点
火電圧検出回路１は、抵抗、コンデンサまたは誘
導コイル等を用いた分圧ブローブ１０で構成さ
れ、エンジン点火装置を構成する点火コイルの２
次電圧出力端子、または点火コイルとデイストリ
ビユータとを電気的に接続している高圧コード
に、直接またはクランプ結合により装着され、エ
ンジン運転時のの２次電圧を分圧して点火電圧信
号ａを出力する。すなわち、通常の点火放電式点
火装置の２次電圧は、数10KVの高電圧であるた
め、この分圧ブローブ１０により数Ｖの点火電圧
信号に変換して出力するものである。

信号処理回路２は、ピークホールド回路２０と
このピークホールド回路２０に直列接続されたサ
ンプルホールド回路２１とから構成されている。
また、タイミング回路３は、分圧ブローブ１０か
ら出力される点火電圧信号を波形整形するフイル
タ機能を有する波形整形回路３０と、この波形整
形回路３０から出力される信号に基いて信号処理
回路２へタイミング信号を出力するパルス発生回
路３１とから構成されている。このタイミング信
号は、信号処理回路２のピークホールド回路２０
へ出力されるリセツト信号ｂと、サンプルホール
ド回路２１へ出力されるサンプリング信号ｃとを
含んでいる。

判別回路５は、コンデンサまたは誘導コイル等
を用いたトリガプローブ５０で構成され、特定気
筒（例えば、第１気筒）に設けられた点火プラグ
に接続されている高圧コードに、直接またはクラ
ンプ結合により装着される。従つて、特定気筒に
設けられた点火プラグに点火電圧が印加されたと
きに基準信号ｆが出力される。

気筒判別回路６は、トリガプローブ５０から出
力される基準信号（トリガ信号）ｆをパルスに変
換してパルス信号ｇを出力する整形回路６０と、
タイミング回路３の波形整形回路３０から出力さ
れる各点火プラグ毎、すなわち各気筒毎のパル信
号ｈを基準信号ｇによつて気筒別に判別分離し、
気筒信号inに変換するセレクタ回路６１とから構
成されている。

演算回路４は、信号処理回路２から出力される
信号をアナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換する
Ａ／Ｄ変換器４０と、各種の信号をマイクロコン
ピユータ４２に入力すると共に比較信号を表示装
置７に出力するための入出力インタフエース４１
と、マイクロコンピユータ４２と、点火電圧信号
の最大値を平均したり各気筒毎に比較演算するた
めの演算プログラム、比較結果の値を判定する基
準値および点火電圧の最大値等を記憶するための
リードオンメモリおよびランダムアクセスメモリ
等を用いた記憶部４３と、検査対象となるエンジ
ンの気筒数等のエンジン定数を入力するための入
力部４４とを含んで構成されている。

運転状態検出回路８は、スロツトル弁の開度を
検出するスロツトルポジシヨナやエンジン回転数
を検出するエンジン回転数センサ等から構成さ
れ、スロツトル弁全閉時すなわちエンジンアイド
リング時にアイドリング信号を、スロツトル弁急
開時すなわちエンジン急加速時に急加速信号を
各々出力する。なお、エンジン回転数センサを用
いる場合には、エンジン回転数の変化からエンジ
ンアイドリング時およびエンジン急加速時が検出
される。

以下第２図および第３図を参照して第１実施例
の動作を説明する。エンジンを回転させると各点
火プラグが順に点火され、分圧プローブ１０から
第３図に示す点火電圧信号ａが出力され、信号処
理回路２およびタイミング回路３に各々入力され
る。

タイミング回路３の波形整形回路３０は、点火
電圧信号のレベル所定レベルを越えている時間に
対応したパルス幅を有するパルス信号ｈを出力す
る。従つて、このパルス信号ｈは、各気筒、すな
わち各点火プラグが点火される毎にハイレベルに
なる。このパルス信号ｈは、パルス発生回路３１
およびセレクタ回路６１に入力される。

パルス発生回路３１では、パルス信号ｈが立上
る毎にハイレベルとなるサンプリング信号ｃを出
力すると共に、パルス信号ｈが立下る毎にハイレ
ベルとなるリセツト信号ｂを出力する。このリセ
ツト信号ｂは、ピークホールド回路２０に入力さ
れ、リセツト信号ｂがハイレベルとなる毎にピー
クホールド値をリセツトする。ここで、点火電圧
信号ａは、第３図に示すように、直流成分と数
10KHzの周波数成分を含む信号であり、点火プラ
グの要求電圧の値を示す信号成分は、周波数成分
に含まれている。従つて、ピークホールド回路２
０により、点火電圧信号のレベルが所定レベルを
越えている期間内のピーク値をホールドすること
により、点火プラグの要求電圧値、すなわち点火
電圧信号ａの最大値が検出される。

ピークホールド回路２０から出力されるピーク
ホールド信号ｄは、サンプルホールド回路２１に
入力され、パルス発生回路３１から出力されるサ
ンプリング信号ｃがハイレベルになる毎に、ピー
クホールド信号ｄのピークホールド値をホールド
し、第３図に示す各点火プラグ毎の直流信号ｅを
出力する。

以上のように、信号処理回路２およびタイミン
グ回路３の作用により、２次電圧検出回路１から
出力される点火電圧信号の最大値、すなわち点火
プラグの要求電圧値が、各点火プラグ、すなわち
各気筒毎の直流成分に変換され、Ａ／Ｄ変換器４
０に入力され、Ａ／Ｄ変換器４０でデイジタル信
号に変換された後、入出力インタフエース４１を
介してマイクロコンピユータ４２に入力される。

一方、トリガプローブ５０で検出された基準信
号（トリガ信号）ｆは、整形回路６０によりパル
ス信号ｇに変換されてセレクタ回路６１に入力さ
れる。また、セレクタ回路６１には、波形整形回
路３０から出力されるパルス信号ｈが入力されて
いる。このセレクタ回路６１は、パルス信号ｈの
パルス信号ｇのパルスに対応するパルス、パルス
信号ｇのパルスに対応するパルスから１番目、２
番目……番目のパルスを選別し、気筒判別信号in
として出力する。第３図においては４気筒エンジ
ンの気筒判別信号を示しており、i₁が第１気筒、
i₂が第２気筒、i₃が第３気筒、i₄が第４気筒に
各々対応する気筒判別信号である。この気筒判別
信号inは、入出力インタフエースを介してマイク
ロコンピユータ４２に入力される。

また、マイクロコンピユータ４２には、入出力
インタフエース４１を介して、運転状態判別回路
８から出力されるエンジンアイドリング信号およ
びエンジン急加速信号が入力されている。

マイクロコンピユータ４２は、入力部４４によ
り入力された気筒数等のエンジン定数、入出力イ
ンタフエース４１を介して入力される気筒判別信
号、運転状態検出信号および点火電圧信号の最大
値を用い、予め記憶部４３のリードオンリメモリ
に記憶された演算プログラムに従つて、次のよう
な処理を行う。

まず、エンジンアイドリング信号が入力された
ときは、気筒判別信号inと点火電圧信号の最大値
を示す直流信号ｅとを用い、各気筒毎に所定時間
内の点火電圧信号の最大値の平均値を演算し、記
憶部４３のランダムアクセスメモリに記憶する。
例えば、４気筒エンジンの場合、気筒判別信号i₁
のパルスが入力されたときに入力される点火電圧
信号の最大値は、第１番気筒のものであるから、
この最大値を所定時間内加算し、加算した回数で
除算することにより、第１番気筒の点火電圧信号
の最大値の平均値V₁aveが求められ、以下同様に
して第２番気筒の平均値V₂ave、第３番気筒の平
均値V₃ave、第４番気筒の平均値V₄aveが求めら
れる。

一方、エンジン急加速信号が入力されたとき
は、気筒判別信号inと点火電圧信号の最大値を示
す直流信号ｅとを用い、各気筒毎に点火電圧の最
大値（４気筒エンジンの場合、V₁max、
V₂max、V₃max、V₄maxとする）をランダムア
クセスメモリに記憶する。

続いて、各気筒毎に上記平均値と最大値との差
を演算し（４気筒の場合、V₁max−V₁ave、
V₂max−V₂ave、V₃max−V₃ave、V₄max−V₄
−ave）、この差を比較信号として入出力インタ
フエースを介して表示装置７に入力して表示し、
表示結果から各気筒の点火プラグの良否を判定す
る。

なお、マイクロコンピユータで処理するにあた
つて、予め点火プラグの良否の限界である基準値
を設定しておき、上記の平均値と最大値との差が
基準値を越えたときに、デイジタルの判定結果と
して表示装置に表示してもよい。また、表示装置
の表示方法は、比較信号を用いてデイジタル表示
してもよく、比較信号をアナログ信号に変換して
アナログメータ等で表示してもよい。

次に、本発明の第２実施例を説明する。本実施
例は、点火電圧信号の最大値の平均値を求めるに
あたつて、各気筒毎ではなく、全気筒について平
均するものである。

まず、エンジンアイドリング信号が入力された
ときに、点火電圧信号の最大値を示す直流信号ｅ
を用いて、全気筒の点火電圧信号の最大値の平均
値Vaveを求め、記憶部４３に記憶する。続いて、
上記第１実施例と同様に、エンジン急加速時に各
気筒毎に点火電圧信号の最大値を求め、この平均
値と最大値との差Vrefを演算し（４気筒エンジ
ンの場合、V₁max−Vave、V₂max−Vave、
V₃max−Vave、V₄max−Vave）、比較信号を出
力して表示装置に表示する。

本実施例の平均値と最大値との差Vrefを用い
て点火プラグの良否を判定する具体例を第４図を
用いて説明する。第４図は、平均値と最大値との
差Vrefを示す比較信号と、点火プラグのギヤツ
プ長との関係を示すグラフである。一般の点火プ
ラグの実用ギヤツプ長は、約0.7〜1.1mmであるの
で、この範囲を正常値として設定すると、差
Vrefの値から以下のように分類することができ
る。

Vref≒1.4〜4KV……正常 Vref≧6KV……ギヤツプ長大で異常 Vref≦0KV……ギヤツプ長小またはくすぶり
汚損で異常 Vref≒４〜6KV……異常ではないが点検を必
要とする Vref≒1.4〜0KV……異常ではないが点検を必
要とする なお、第４図において、各測定点は点火プラグ
の形式、電極の構造およびシリンダ内の混合気の
空燃比の変化を含めた値であり、これらの値が変
化しても正確に点火プラグの良否を判定すること
ができる。

次に、本発明の第３実施例を第５図および第６
図を用いて説明する。本実施例は、上記実施例の
運転状態検出回路として回転数判別回路を用い、
エンジン急加速時の点火電圧信号の最大値を求め
るにあたつて最も適した時期にエンジン急加速信
号を出力することにある。なお、第５図において
第１図と同一若しくは対応する部分および第６図
において第２図と同一若しくは対応する部分に
は、同一符号を付して説明を省略する。

本実施例と上記実施例との相違点は、運転状態
検出回路として回転数判別回路８を用いた点であ
る。この回転数判別回路８は、第５図に示すよう
に、タイミング回路３と演算回路４との間に接続
されている。具体的には、第６図に示すように、
この回転数判別回路８は、タイミング回路３の波
形整形回路３０から出力されるパルス信号ｈを一
定時間内に計数すると共に、この一定時間内にパ
ルス信号ｈのパルス数の上昇率を演算するカウン
タ回路８０から構成されている。従つて、このカ
ウンタ回路８０からは、エンジン回転数に対応す
る計数値が所定値以下のときエンジンアイドリン
グ信号が出力され、この計数値が所定値以上であ
つて計数値の上昇率が所定値以上のときエンジン
急加速信号が出力される。なお、エンジン急加速
信号が出力されるときの計数値は、エンジン回転
数に換算して1000〜3000r.p.mの上昇期間であり、
計数値の上昇率は、エンジン回較数の上昇率に変
換して600r.p.m／0.1秒以上であることが好まし
い。また、カウンタ回路８０は、マイクロコンピ
ユータに組込んで、計数値およびこの上昇率を演
算するようにしてもよい。

次に本実施例の動作を第７図を参照して説明す
る。まず、ステツプ７１においてエンジンをアイ
ドリング状態にし、ステツプ７２において点火電
圧信号の最大値の平均値を全気筒について演算す
る。そして、この平均値を記憶部４３のメモリＡ
に記憶する。次に、ステツプ７４においてエンジ
ンを急加速させ、ステツプ７５において急加速状
態が前述の条件を満しているか否かを判定する。
エンジンの加速状態が前述の条件を満していない
場合には、ステツプ７４に戻つて再度エンジンを
急加速させ、エンジンが所定の加速状態である場
合には、ステツプ７６において点火電圧信号の最
大値を各気筒について演算する。ステツプ７６で
求められた最大値は、ステツプ７７において記憶
部４３のメモリＢに記憶された後、前述の実施例
と同様に、ステツプ７８においてメモリＡに記憶
された平均値と比較される。そして、ステツプ７
８で求められた比較結果は、ステツプ７９におい
て、点火プラグの良否の限界である基準値と比較
される。この比較結果は、ステツプ８０において
記憶部４３のメモリＣに一旦記憶された後、ステ
ツプ８１において表示装置７に表示される。

なお、点火電圧信号の最大値の平均値を求める
にあたつては、上記第１実施例と同様に各気筒に
ついて求めるようにしてもよい。

以上のように本実施例によれば、最も適した時
期にエンジン急加速信号が入力されるため、エン
ジンの加速状態が緩慢であつたり、エンジン急加
速状態から長時間（１秒以上）経過した等によ
り、シリンダ内の混合気が急激にリーンにならな
い状態の点火電圧信号の最大値を検出することが
なく、エンジン急加速直後の点火電圧信号の最大
値を検出することができる、という効果が得られ
る。

なお、上記の各実施例においては、点火電圧信
号の最大値から点火電圧信号の最大値の平均値を
減算した例について説明したが、この逆の減算を
行うようにしてもよい。また、基準信号に対応す
るパルス信号ｇおよび各気筒に対応するパルス信
号ｈを入出力インタフエースを介して直接マイク
ロコンピユータに入力し、マイクロコンピユータ
で回転数判別回路および気筒判別回路の代用をさ
せるようにしてもよい。更に、タイミング回路の
入力信号として点火電圧信号を用いたが、例えば
点火装置の１次電圧のように、点火装置から発生
しかつ点火電圧信号と同期した信号であればよ
い。

以上説明したように本発明によれば、点火プラ
グのギヤツプ長の大小の判定のみならず、くすぶ
り汚損状態等の微妙な良否を判定することができ
るという特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の基本回路を示
すブロツク図、第２図は、前記実施例の具体的回
路を示すブロツク図、第３図は、第２図における
各部の信号波形を示す線図、第４図は、比較信号
と点火プラグのギヤツプ長との関係を示す線図、
第５図は、本発明の第３実施例の基本回路を示す
ブロツク図、第６図は、前記第３実施例の具体的
回路を示すブロツク図、第７図は、前記第３実施
例の動作を示す流れ図である。 １…点火電圧検出回路、２…信号処理回路、３
…タイミング回路、４…演算装置、、５…判別回
路、６…気筒判別回路、７…表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各気筒に設けられた点火プラグに火花放電を
   発生させる点火装置から２次電圧を検出して点火
   電圧信号を出力する点火電圧検出回路と、前記点
   火電圧信号から各点火プラグの点火電圧の最大値
   を検出して最大点火電圧信号を出力する信号処理
   回路と、エンジンの運転状態を検出して運転状態
   検出信号を出力する運転状態検出回路と、特定の
   点火プラグに前記火花放電が発生したことを検出
   して基準信号を出力する判別回路と、前記運転状
   態検出信号によりエンジンアイドリング時が検出
   されたとき前記最大点火電圧信号に基いて前記点
   火電圧の最大値の平均値を求めると共に、前記運
   転状態検出信号によりエンジン急加速時が検出さ
   れたとき前記最大点火電圧信号および前記基準信
   号に基いて各点火プラグに対応する点火電圧の最
   大値を求め、かつ、該平均値と該各点火プラグに
   対応する点火電圧の最大値とを比較して比較信号
   を出力する演算回路と、を含む多気筒エンジンの
   点火プラグ検査装置。