(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に組み付けられた点火系のイグニションコイル近傍に配置され、前記イグニションコイルで誘起される二次電圧を検出して二次電圧信号を出力する検出手段と、
前記検出手段から出力される二次電圧信号の出力波形を監視する監視手段と、
前記イグニションコイルにて二次側の放電終了時に発生する逆起電力を前記二次電圧信号の出力波形から読みとり、その変化量に基づいて点火栓の火花ギャップの良否を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする内燃機関の点火栓の間隙良否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火栓における火花ギャップが適正であるか否かを判定するための内燃機関の点火栓の間隙良否判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の点火栓の間隙良否判定装置としては、例えば特開平１０−１７０４０７号公報に記載された点火栓の検査方法が挙げられる。この公知の検査方法は、エンジンに組み付けられた点火栓に放電電圧を印加し、その印加電圧に関連した値を検出して点火栓の状態を検査するものとしている。具体的には、放電電圧の印加装置を点火栓に接続して放電電圧を印加し、このとき印加装置にて発生する一次電圧とその誘導放電時間とを計測した結果に基づき火花ギャップつぶれや碍子割れを検査している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知の検査方法は、エンジンに組み付けられた点火栓を単独で検査する場合には有効であるものの、その点火栓に接続されるイグニションコイルをも含めた点火系の全体を検査するのには適していない。すなわち、上述のように放電電圧の印加装置を検査に使用する場合、点火栓にイグニションコイルを接続する前でなければその検査を実施できないため、公知の検査方法では実際にイグニションコイルを含めた点火系による放電が検査の対象になっていない。また、実際の点火系では二次電圧が一次電圧に比較して極めて高圧となるため、公知の検査方法では計測機器の耐電圧性能の限界を理由に二次電圧の検出が敬遠されることが多く、その検査は専ら一次電圧だけを計測して行われることとなる。この場合、例えばパワートランジスタを内蔵したプラグトップタイプのイグニションコイルでは、構造的にコイル電極が外部に露出していないため、そのままの状態では一次電圧を取り出して計測することができない。
【０００４】
以上のように点火栓のギャップ検査に関しては、従来から更なる技術的な改良が望まれているところである。そこで、本発明では点火栓のギャップ検査に関して、より好適な改良技術の提供を課題としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の点火栓の間隙良否判定装置（請求項１）は、内燃機関に点火系が組み付けられた状態でイグニションコイルに誘起される二次電圧をコイル近傍の位置で検出し、二次電圧信号の出力波形を監視しながら二次側の放電終了時に発生する逆起電力を読みとり、そして、この逆起電力の変化量に基づいて点火栓の火花ギャップの良否を判定するものである。
【０００６】
本発明における二次電圧の検出は、イグニションコイルの二次側の放電により誘起される磁界の変化を捉えて行うことができ、それ故、実際の内燃機関で使用される点火系の放電が検査の対象となる。このとき、一次電流を一定にすると二次電流もまた一定となるため、その放電時間は点火栓の火花ギャップに比例した絶縁破壊電圧に比例したものとなる。また、二次電流の放電終了時に発生する逆起電力は磁界の変化量に比例するため、火花ギャップが大きいほど変化量が大きくなり、このときの磁界変化から逆起電力の変化量を読みとることで具体的に火花ギャップの良否判定が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示されるように、本発明は内燃機関に点火系１を組み付けた状態で、その点火栓２の火花ギャップを検査するための間隙良否判定装置として実施可能である。また内燃機関が多気筒型の場合は、その気筒毎に点火栓２の検査が可能である。
【０００８】
図１の点火系１はいわゆるダイレクトイグニションシステムと称され、個々の点火栓２毎にプラグトップタイプのイグニションコイル４を装備している。イグニションコイル４はフェライトコア６を中心として配置された一次コイル８および二次コイル１０からなり、これら一次および二次コイル８，１０間には所定の巻数比が設定されている。一次コイル８には図示しない一次端子を介して給電コード１２が接続されており、そのスイッチング動作は図示しないパワートランジスタを用いて制御することができる。パワートランジスタはイグニションコイル４のモールド１４に内蔵され、例えば内燃機関の電子制御ユニット（図示していない）から点火信号を受けて一次電流を通電させる。また、二次コイル１０は二次端子を介して点火栓２のターミナルナット（何れも図示していない）に接続されている。
【０００９】
本発明の間隙良否判定装置は、例えばイグニションコイル４の直上に配置された検出用コイル１８を有し、この検出用コイル１８は二次コイル１０の放電による磁界の変化を電圧の変化に変換して二次電圧信号として出力する機能を有している（検出手段）。
また間隙良否判定装置は検査ユニット２０を備えており、上述した検出用コイル１８の出力は検査ユニット２０に取り込まれる。検査ユニット２０は例えばオシロスコープを内蔵しており、検出用コイル１８からの二次電圧信号を電圧波形として表示したり、あるいは、数値的に表示する機能を有する。なお、オシロスコープ以外の表示装置を検査ユニット２０に使用してもよい。また検査ユニット２０は、これら表示機能とともに二次電圧信号の出力波形を監視する機能をも有している（監視手段）。
【００１０】
【実施例】
以下に、本発明による火花ギャップの良否判定手法の一実施例を説明する。また以下の実施例の説明を通じて、間隙良否判定装置におけるその他の構成（判定手段）も明らかにされる。
図１に示されるように、イグニションコイル４の直上に検査用コイル１８を配置した状態で実際に点火系１を作動させ、点火栓２に火花を飛ばさせる。このとき、内燃機関はその運転を停止していてもよいし、モータリング運転またはファイアリング運転の何れかを行っていてもよい。
【００１１】
図２は、上述した検査ユニット２０において表示される二次電圧信号の出力波形を示している。例えばイグニションコイル４において一次，二次コイル８，１０に電流が流れると、それぞれ一次，二次電流に応じた磁界が発生する。このとき、一次電流を一定にしていれば、二次電流もまた一定となるため、その放電時間Ｔは点火栓２における火花ギャップの大きさに比例した絶縁破壊電圧の大きさに依存することになる。また、二次電流の放電終了の瞬間に発生する逆起電力の大きさは、磁界の変化量に依存しており、それ故、火花ギャップの大きさに比例する。従って、このとき逆起電力の変化量は二次電圧信号の振幅Ｈとして観測することができ、その振幅Ｈの大きさは点火栓２における火花ギャップの大きさに比例する。
【００１２】
図３は、本発明における火花ギャップの良否判定に利用できる好ましいチャートの一例を示している。図３のチャートは、検査ユニット２０において二次電圧信号の出力波形から得られる放電時間Ｔおよび放電終了時の振幅Ｈと点火栓２における火花ギャップとの関係から、その良否判定基準を規定したものである。
具体的には、点火栓２における火花ギャップが小さいほど放電時間Ｔは長く且つ逆起電力の変化に伴う出力波形の振幅Ｈは縮小される傾向にあり、逆に、火花ギャップが大きいほど放電時間Ｔが短く、振幅Ｈは増大される傾向にある。このことから、例えば点火栓２の正規の火花ギャップにおける正規放電時間Ｔ0と正規振幅Ｈ0とを予め計測しておけば、これら正規放電時間Ｔ0および正規振幅Ｈ0に基づいて図３のチャートに正規ポイントＰ0を規定することができる。
【００１３】
例えば、点火系１の検査時に得られた放電時間Ｔが正規放電時間Ｔ0よりも短く、また、振幅Ｈが正規振幅Ｈ0よりも大きい場合、その検査対象となる点火栓２の火花ギャップが正規の値より大きいものと考えられる。一方、得られた放電時間Ｔが正規放電時間Ｔ0よりも長く、振幅Ｈが正規振幅Ｈ0よりも小さい場合、その火花ギャップは正規の値より小さいと考えられる。
【００１４】
上述した検査ユニット２０には、例えば比較回路を内蔵しておくことができ、比較回路では検査時に得られた放電時間Ｔおよび振幅Ｈの値をそれぞれ正規放電時間Ｔ0および正規振幅Ｈ0と大小比較する。その結果、正規の値に比較して特に大小がなければ、検査ユニット２０では点火栓２の火花ギャップが適正（良品）であるものと判定することができる。これに対し、正規の値に比較して極端に大小があると認められる場合、検査ユニット２０では点火栓２の火花ギャップが不良であるものと判定することができる（判定手段）。
【００１５】
より好ましくは、図３のチャートにおいて正規放電時間Ｔ0および正規振幅Ｈ0の値にそれぞれ一定の許容範囲ｔ0，ｈ0を与えることができ、検査時に得られた放電時間Ｔおよび振幅Ｈの値が、それぞれ許容範囲ｔ0，ｈ0（図中ハッチングを施した部分）に含まれていれば、検査ユニット２０においてその火花ギャップを適正として判定することもできる（判定手段）。
【００１６】
本実施例ではイグニションコイル２に対して電気的に非接触であり、内燃機関に点火系１の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系１による放電に基づいて火花ギャップの良否判定が可能となる。従って、その判定結果を内燃機関の製造過程における製品検査にもそのまま適用することができる。これに対し、従来技術のように電圧印加装置を用いて点火栓を単独で検査する場合、実際に使用するイグニションコイルを含めた検査を行うことができないため、別途にイグニションコイルの検査工程を必要とする。
【００１７】
なお、上述した一実施例では、より好ましい態様として二次側の放電時間Ｔおよび振幅Ｈを計測して判定を行っているが、本発明では原則として振幅Ｈのみを計測して判定を行うことが可能である。すなわち本発明の発明者によれば、放電時間Ｔの値には火花ギャップの良否による長短差が現れにくく、実際の検査においては相当の誤差を含むことが実験的に確認されている。これに対し、二次側の放電終了時の逆起電力による磁界の変化は、火花ギャップの良否による大小差が現れやすく、それ故、振幅Ｈの大小比較に基づいて良否判定を行った方がより高精度な判定を行うことができる。
【００１８】
本発明の間隙良否判定装置による具体的な良否判定は上述した一実施例の判定手法に限定されることなく、種々の態様において実施可能である。
また、図１に示した点火系１は一例であり、本発明において検査対象となる点火系１の具体的な構成はその他にも種々の形態が予定されていることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の内燃機関の点火栓の間隙良否判定装置（請求項１）は、高精度な判定技術に基づいて点火栓の良品と不良品とを正確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態における間隙良否判定装置の概略図である。
【図２】二次電圧信号の出力波形を表すグラフである。
【図３】火花ギャップの良否判定を行うためのチャートである。
【符号の説明】
１  点火系
２  点火栓
４  イグニションコイル
１０  二次コイル
１８  検査用コイル（検出手段）
２０  検査ユニット（監視手段、判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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