(57)【要約】【課題】エンジンの点火プラグ検査方法において、判定精度及び信頼性を高める。【解決手段】コントローラ６の放電制御部１１によってパワートランジスタ５に制御電流を供給し、点火コイル２の一次コイル４側に一次電流を断続させることにより、二次コイル側に二次電圧を誘起して、エンジン本体８に組み付けられた点火プラグ９を放電させる。コントローラ６の判定部６によって一次電圧を監視し、一次電圧に基づいて放電時間を測定し、放電時間に基づいて点火プラグ９の放電ギャップの良否を判定する。このとき、放電時の一次電圧の電圧降下の傾きに基づいて点火プラグ９の内部抵抗を演算し、この内部抵抗に応じて放電時間を補正する。これにより、点火プラグ９の内部抵抗にばらつきがあっても、その影響を排除して検査の精度及び信頼性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電時の一次電圧に基づいて放電時間を測定し、該放電時間に基づいて点火プラグの放電ギャップの良否を判定するエンジンの点火プラグ検査方法において、
点火プラグの内部抵抗に応じて放電時間を補正することを特徴とするエンジンの点火プラグ検査方法。
【請求項２】
放電時の一次電圧の電圧降下の傾きに基づいて点火プラグの内部抵抗を演算することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの点火プラグの検査方法。
【請求項３】
点火コイルに一次電流を供給し、二次電圧を誘起させて点火プラグの放電を行う放電制御部と、放電時の前記点火コイルの一次電圧を監視し、前記点火プラグの放電時の一次電圧に基づいて放電時間を測定し、該放電時間に基づいて前記点火プラグの放電ギャップの良否を判定する判定部とを備えたエンジンの点火プラグ検査装置において、
前記判定部は、前記点火プラグの内部抵抗に応じて放電時間を補正する補正手段を備えていることを特徴とするエンジンの点火プラグ検査装置。
【請求項４】
前記補正手段は、放電時の一次電圧の電圧降下の傾きに基づいて前記点火プラグの内部抵抗を演算する演算手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの点火プラグ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグをエンジンに組付けた状態で点火プラグの良否を判定可能なエンジンの点火プラグ検査方法及び検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグは、エンジン本体に組付ける際に、落下やシリンダヘッドとの衝突等によって接地電極が変形して放電ギャップの不良を生じることがある。このため、点火プラグの検査は、点火プラグがエンジン本体に組付けられた状態で実行可能であることが望ましい。
【０００３】
そこで、従来、例えば特許文献１に記載されているように、エンジン本体に組み付けられた点火プラグに、点火コイルによって放電電圧（二次電圧）を印可して放電を行い、点火コイルの一次電圧の波形を監視することにより、点火プラグの放電ギャップの良否を判定する技術が知られている。点火コイルの一次電圧は、二次電圧に応じて変化し、図６中に曲線（１）で示すような波形を有しており、一次電圧の波形から放電時間Ｔを測定することができる。点火プラグの放電ギャップが小さいと、一次電圧の波形は、曲線（２)で示すような波形となり、放電時間Ｔ´が長くなる傾向がある。したがって、点火コイルの一次電圧の波形から放電時間を測定することによって放電ギャップの良否を判定することができる。
【特許文献１】特開平１０−１７０４０７号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているように放電時間に基づいて点火プラグの放電ギャップの良否を判定する場合、次のような問題がある。一般的に、点火プラグは、高周波ノイズの発生を防止するために抵抗器が設けられており、内部抵抗を有しているが、点火プラグの内部抵抗には、ある程度のばらつきがある。放電時間は、点火プラグの内部抵抗の影響を受けるため、内部抵抗にばらつきがあると、放電ギャップの良否を正確に判定することが困難になる。
【０００５】
放電時間に基づいて放電ギャップの良否を判定する従来の点火プラグ検査方法の信頼性について検証する。放電ギャップ及び内部抵抗にばらつきを有する複数の点火プラグ（規定の放電ギャップ１．０〜１．１ｍｍに対して、放電ギャップ０．１ｍｍ〜１．０５ｍｍ、内部抵抗４〜６．５ｋΩ）を検査対象とした場合の従来の点火プラグ検査方法による検査結果を図７（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【０００６】
図７（Ａ）に示すように、内部抵抗のばらつきの影響により、放電時間と放電ギャップとの相関関係が弱くなっている（決定係数０．７２程度）。この場合、図７（Ａ）に示すように、放電時間の基準範囲Ｓを１．４〜１．６５ｍｓに設定すると、放電ギャップの規定範囲Ｒ（＝１．０〜１．１ｍｍ）よりも小さいもの（ＮＧ品）が基準範囲Ｓに含まれることになり（図７（Ａ）中の楕円部分参照）、検査の信頼性が低く、ＮＧ品の流出を許すことになり、問題がある。そこで、図７（Ｂ）に示すように、放電時間の基準範囲Ｓを１．４から１．５ｍｓ程度に厳しくすると、規定の放電ギャップの規定値Ｒ（＝１．０〜１．１ｍｍ）に適合するもの（ＯＫ品）がＮＧ判定となり（図７（Ｂ）中の楕円部分参照）、問題がある。
【０００７】
上記の場合の実験データの解析結果によると、点火プラグの内部抵抗のばらつきの放電時間に対する寄与率は２０％弱程度であるが、点火プラグの内部抵抗のばらつきは、製品規格上、ある程度許容されているため、内部抵抗のばらつきにかかわらず、判定精度及び信頼性の高い点火プラグの検査方法が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、判定精度及び信頼性の高いエンジンの点火プラグ検査方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、放電時の一次電圧に基づいて放電時間を測定し、該放電時間に基づいて点火プラグの放電ギャップの良否を判定するエンジンの点火プラグ検査方法及び検査装置において、
点火プラグの内部抵抗に応じて放電時間を補正することを特徴とする。
【００１０】
（発明の態様）
以下に、本発明において特許請求が可能と認識される発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の（１）乃至（４）の内容が請求項１乃至４に対応する。
【００１１】
（１）放電時の一次電圧に基づいて放電時間を測定し、該放電時間に基づいて点火プラグの放電ギャップの良否を判定するエンジンの点火プラグ検査方法において、
点火プラグの内部抵抗に応じて放電時間を補正することを特徴とするエンジンの点火プラグ検査方法。
このように構成したことにより、点火プラグの内部抵抗にばらつきがあっても、その影響を排除して検査の精度及び信頼性を高めることができる。点火プラグは、エンジンに組付けられた状態、あるいは、点火プラグ単体のいずれの状態でも検査可能である。点火プラグの内部抵抗は、直接測定し、あるいは、一次電圧の波形、例えば放電時の電圧降下の傾きに基づいて算出することができる。
（２）上記（１）の構成において、放電時の一次電圧の電圧降下の傾きに基づいて点火プラグの内部抵抗を演算することを特徴とするエンジンの点火プラグの検査方法。
このように構成したことにより、放電時の一次電圧を監視することによって点火プラグの内部抵抗を得ることができる。
（３）点火コイルに一次電流を供給し、二次電圧を誘起させて点火プラグの放電を行う放電制御部と、放電時の前記点火コイルの一次電圧を監視し、前記点火プラグの放電時の一次電圧に基づいて放電時間を測定し、該放電時間に基づいて前記点火プラグの放電ギャップの良否を判定する判定部とを備えたエンジンの点火プラグ検査装置において、
前記判定部は、前記点火プラグの内部抵抗に応じて放電時間を補正する補正手段を備えていることを特徴とするエンジンの点火プラグ検査装置。
このように構成したことにより、点火プラグの内部抵抗にばらつきがあっても、その影響を排除して検査の精度及び信頼性を高めることができる。点火プラグは、エンジンに組付けられた状態、あるいは、点火プラグ単体のいずれの状態でも検査可能である。点火プラグの内部抵抗は、直接測定し、あるいは、一次電圧の波形、例えば放電時の電圧降下の傾きに基づいて算出することができる。
（４）（３）の構成において、前記補正手段は、放電時の一次電圧の電圧降下の傾きに基づいて前記点火プラグの内部抵抗を演算する演算手段を備えていることを特徴とするエンジンの点火プラグ検査装置。
このように構成したことにより、補正手段は、放電時の一次電圧を監視することによって点火プラグの内部抵抗を得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、点火プラグの内部抵抗にばらつきがあっても、その影響を排除して検査の精度及び信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係る点火プラグ検査装置の概略構成を図１に示す。図１に示すように、点火プラグ検査装置１は、点火コイル２と、点火コイル２に電力を供給する電源３と、点火コイル２の一次コイル４側に接続されたパワートランジスタ５と、パワートランジスタ５に制御電流を供給するとともに点火コイル２の一次コイル４側の電圧（一次電圧）を監視するコントローラ６とを備えている。点火コイル２の二次コイル７側は、エンジン本体８に組み付けられた点火プラグ９に接続される。点火プラグ９には、高周波ノイズの発生を防止するための抵抗器１０が設けられている。
【００１４】
コントローラ６は、パワートランジスタ５に制御電流を供給する放電制御部１１と、点火コイル２の一次コイル４側の一次電圧を監視し、一次電圧に基づいて点火プラグ９の放電ギャップの良否を判定する判定部１２とを備えている。
【００１５】
放電制御部１１は、パワートランジスタ５に供給する制御電流を断続して、点火コイル２の一次コイル４側に逆起電力を発生させ、この逆起電力によって２次コイル７側に二次電圧（放電電圧）を誘起させ、これを点火プラグ９に印可して放電を行う。
【００１６】
判定部１２は、点火コイル２の一次電圧を監視し、その電圧波形から点火プラグ９の放電時間を測定して、所定の基準範囲と比較し、点火プラグ９の放電ギャップの良否を判定する。判定部１２は、一次電圧の電圧波形から点火プラグ９の内部抵抗による特徴量を検出して放電時間を補正する補正手段を有している。点火プラグ９の内部抵抗による特徴量として、放電時の一次電圧の電圧降下の傾きを用いる。
【００１７】
判定部１２によって測定される放電時間に対する点火プラグ９の内部抵抗の影響の補正方法について次に説明する。
点火プラグ９の内部抵抗が４ｋΩの場合と６．５ｋΩの場合の放電時の一次電圧波形を図２に示す。図２に示すように、点火プラグ９の内部抵抗が大きいほど電圧降下の傾きが大きく、放電時間が短くなる傾向がある。
【００１８】
内部抵抗４ｋΩ、５ｋΩ及び６．５ｋΩの複数の点火プラグ９を用いて、実験によって求めた一次電圧の波形データに基づく放電時の一次電圧の電圧降下の傾きと内部抵抗との相関関係を図３に示す。図３に示すように、点火プラグ９の内部抵抗と放電時の電圧降下の傾きとは、
回帰直線：ｙ＝−０．３７６ｘ−４．９９１７
で代表される強い相関関係（決定係数Ｒ２＝０．９７）がある。
【００１９】
内部抵抗４ｋΩ、５ｋΩ及び６．５ｋΩの点火プラグ９を用いて、実験によって求めた一次電圧の波形データに基づく放電時間と点火プラグ９の放電ギャップとの内部抵抗別の相関関係を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）に基づいて、放電ギャップ０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ。０．７ｍｍ、０．９ｍｍ及び１．０５ｍｍのそれぞれについて、内部抵抗４ｋΩの場合を基準として、内部抵抗５ｋΩの場合及び６．５ｋΩの場合のそれぞれの差分Ａ及びＢを演算する。
【００２０】
そして、これらの差分Ａ及びＢを放電時間の補正量として、補正量と放電時の電圧降下の傾きとの相関関係を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）に示すように、補正量と放電時の電圧降下の傾きとは、
回帰直線：ｙ＝−０．１０５５ｘ−０．６７８
で代表される強い相関関係（決定係数Ｒ２＝０．９０７１）がある。
【００２１】
これらの結果から、点火プラグ９の内部抵抗、点火コイル温度、放電時間、点火プラグ９の取付位置（シリンダ位置）を影響を考慮して放電時間を補正した判定放電時間Ｙを次の判定式（１）から求める。
Ｙ＝Ｘ１＋αＸ２＋（βＸ３＋δ）＋γ  …  （１）
ここで、
Ｙ：判定放電時間（ｍｓ）
Ｘ１：補正前放電時間（ｍｓ）
Ｘ２：点火コイル温度（℃）
Ｘ３：電圧降下の傾き（Ｖ／ｍｓ）
α：点火コイル温度補正係数（ｍｓ／℃）
β：点火プラグ抵抗補正係数（ｍｓ２／Ｖ）
δ：点火プラグ抵抗補正項（ｍｓ）
γ：気筒間補正項（ｍｓ）
【００２２】
図７に示す場合と同様の検査対象に対して、上記判定式（１）式を用いて、図４（Ｂ）に基づいてβ＝−０．１０５５、δ＝−０．６７８とし、実際の検査状態に即してα＝０．００２０、γ＝０．０１０として、実際の測定データに基づいて求めた判定放電時間Ｙと放電ギャップとの相関関係を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）に示すように、判定放電時間Ｙと放電ギャップとは、
回帰直線：ｙ＝−０．２２４１ｘ＋１．８４４３
で代表される強い相関関係（決定係数Ｒ２＝０．９５９５）を有している。
【００２３】
一方、点火プラグの内部抵抗の影響を考慮しない場合には、放電時間Ｙと放電ギャップとの関係は、図５（Ａ）に示すように、
回帰直線：ｙ＝−０．２３６６ｘ＋１．８００２
で代表される弱い相関関係（決定係数Ｒ２＝０．７２０１）となる。図５（Ａ）、（Ｂ）からわかるように、上記判定式（１）によって補正した判定放電時間Ｙを用いることにより、放電時間と放電ギャップとの非常に強い相関関係を得ることができる。
【００２４】
したがって、上記判定式（１）を用いて補正した判定放電時間Ｙに基づいて、コントローラ６の判定部１２によって点火プラグ９の放電ギャップの良否を判定することにより、点火プラグ判定装置１の判定精度及び信頼性を大幅に高めることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、点火プラグ検査装置１は、点火コイル２及びパワートランジスタ５等の点火装置を備えているが、エンジン本体８に組み付けられた点火装置を用いて点火プラグ９の放電を行うようにすることもでき、これにより、点火プラグ検査装置１からこれらの点火装置を省略することができる。また、上記実施形態では、エンジン本体８に組み付けられた状態の点火プラグ９の検査を行う場合について説明しているが、本発明は、これに限らす、点火プラグ単体の検査にも同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの点火プラグの概略構成を示す回路図である。
【図２】点火コイルの放電時の一次電圧の電圧降下の波形を示すグラフ図である。
【図３】点火コイルの一次電圧の波形データに基づく放電時の電圧降下の傾きと点火プラグの内部抵抗との関係を示す相関図である。
【図４】一次電圧の波形データに基づく放電時間と放電ギャップとの関係を内部抵抗別に示す相関図（図４（Ａ））及び内部抵抗の差分を補正量として補正量と放電時の電圧降下の傾きとの関係を示す相関図（図４（Ｂ））である。
【図５】図７の相関図に回帰直線を加えた図（図５（Ａ））及び点火プラグの内部抵抗の影響を補正した放電時間と放電ギャップとの関係を示す相関図である。
【図６】放電時の点火コイルの一次電圧の波形を示すグラフ図である。
【図７】放電ギャップ及び内部抵抗にばらつきを有する複数の点火プラグを検査対象とした場合の放電時間と放電ギャップとの関係を示す相関図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  点火プラグ検査装置、２  点火コイル、９  点火プラグ、１１  放電制御部、１２  判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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