JP5347756B2 - Ignition device and ion current detection system - Google Patents
Ignition device and ion current detection system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5347756B2 JP5347756B2 JP2009152097A JP2009152097A JP5347756B2 JP 5347756 B2 JP5347756 B2 JP 5347756B2 JP 2009152097 A JP2009152097 A JP 2009152097A JP 2009152097 A JP2009152097 A JP 2009152097A JP 5347756 B2 JP5347756 B2 JP 5347756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- discharge
- coil
- spark plug
- ignition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Description
本発明は、イオン電流検出機能を備えた点火装置およびイオン電流検出システムに関する。 The present invention relates to an ignition device having an ion current detection function and an ion current detection system.
従来より、絶縁碍子に設けられた中心貫通孔に中心電極が保持されると共に絶縁碍子が主体金具により保持されたスパークプラグが知られている。また、主体金具には中心電極と対向するように接地電極が接合されている。そして、中心電極と接地電極との間に高電圧が印加されると、中心電極と接地電極との間に放電が起こり、燃焼室内の混合気が燃焼する。 Conventionally, there has been known a spark plug in which a center electrode is held in a center through hole provided in an insulator and the insulator is held by a metal shell. A ground electrode is joined to the metal shell so as to face the center electrode. When a high voltage is applied between the center electrode and the ground electrode, a discharge occurs between the center electrode and the ground electrode, and the air-fuel mixture in the combustion chamber burns.
この際に、スパークプラグに流れるイオン電流を検出することにより、燃焼室での燃焼の有無を判定できるようになっている。イオン電流は、燃焼室で混合気が燃焼するとこの燃焼に伴って発生するイオンによってスパークプラグの中心電極と主体金具(接地電極)との間に流れる電流である。 At this time, the presence or absence of combustion in the combustion chamber can be determined by detecting the ionic current flowing through the spark plug. The ion current is a current that flows between the center electrode of the spark plug and the metal shell (ground electrode) due to the ions generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber.
しかしながら、中心電極に放電電圧が印加されると、当該中心電極と主体金具との間に高電圧が印加されることになるので、この高電圧により絶縁碍子に電荷が溜まる。このため、絶縁碍子に残留した電荷がイオン電流のノイズの原因となり、イオン電流の検出精度が低下してしまう。 However, when a discharge voltage is applied to the center electrode, a high voltage is applied between the center electrode and the metal shell, and charges are accumulated in the insulator due to the high voltage. For this reason, the charge remaining on the insulator causes noise of the ionic current, and the detection accuracy of the ionic current is lowered.
そこで、特許文献1では、絶縁碍子表面に導電性皮膜が形成され、この導電性皮膜と主体金具とが電気的に導通するように構成されたスパークプラグが提案されている。これにより、導電性皮膜を介して絶縁碍子に蓄積された電荷を主体金具に逃がすことができるようになっている。 Therefore, Patent Document 1 proposes a spark plug in which a conductive film is formed on the surface of an insulator and the conductive film and the metal shell are electrically connected. Thereby, the electric charge accumulated in the insulator via the conductive film can be released to the metal shell.
しかしながら、上記従来の技術では、絶縁碍子に形成された導電性皮膜が燃焼室に露出するので、導電性皮膜が燃焼室内の燃焼にさらされ、燃焼が繰り返し行われることで導電性皮膜が絶縁碍子から剥がれてしまうという問題がある。これにより、中心電極に放電電圧が印加されると絶縁碍子に電荷が残留しやすくなるので、この電荷がイオン電流のノイズの原因となってイオン電流の検出精度が低下してしまう。 However, in the above conventional technique, since the conductive film formed on the insulator is exposed to the combustion chamber, the conductive film is exposed to the combustion in the combustion chamber and the combustion is repeatedly performed, so that the conductive film becomes the insulator. There is a problem of peeling off. As a result, when a discharge voltage is applied to the center electrode, the charge is likely to remain in the insulator, and this charge causes noise of the ion current, and the detection accuracy of the ion current decreases.
本発明は上記点に鑑み、イオン電流に含まれるノイズを低減することができる点火装置およびイオン電流検出システムを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an ignition device and an ion current detection system that can reduce noise included in an ion current.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、点火コイル(11)の1次側コイル(12)に電流を流して点火コイル(11)の2次側コイル(13)に電流を誘導させることで点火プラグ(30)の第1ギャップ(36)に放電を起こさせるものであり、放電により燃料が燃焼する際に第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出器(18)を備えた点火装置であって、点火プラグ(30)と2次側コイル(13)との間に、第1ギャップ(36)と直列の第2ギャップ(29)が設けられ、さらに、第2ギャップ(29)に並列にダイオード素子(25)が接続されており、ダイオード素子(25)は、2次側コイル(13)側から点火プラグ(30)側にイオン電流が流れると共に点火プラグ(30)の放電時に第2ギャップ(29)に放電が発生する極性となるように、第2ギャップ(29)に並列に接続されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a current is supplied to the primary coil (12) of the ignition coil (11) and a current is supplied to the secondary coil (13) of the ignition coil (11). By inducing, a discharge is caused in the first gap (36) of the spark plug (30), and combustion ions generated in the first gap (36) when the fuel is burned by the discharge are detected as an ionic current. Thus, the ignition device includes an ion current detector (18) for detecting combustion and misfire of the engine, and the first gap (between the spark plug (30) and the secondary coil (13)). 36) is provided in series with a second gap (29), and a diode element (25) is connected in parallel to the second gap (29). The diode element (25) is connected to the secondary coil (13). ) Point from the side It is connected in parallel to the second gap (29) so that an ion current flows on the plug (30) side and the polarity is such that discharge occurs in the second gap (29) when the spark plug (30) is discharged. It is characterized by.
これによると、点火プラグ(30)には第2ギャップ(29)の絶縁破壊電圧を超えた電圧が印加されるので、点火プラグ(30)に電圧が印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間は、点火プラグ(30)に電圧が直接印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間よりも短くなる。このため、点火プラグ(30)に電圧が印加される時間も短くなるので、点火プラグ(30)に溜まる電荷の量を低減することができる。したがって、イオン電流に含まれるノイズを低減することができる。 According to this, since the voltage exceeding the dielectric breakdown voltage of the second gap (29) is applied to the spark plug (30), the voltage is applied to the spark plug (30) and then applied to the first gap (36). The time until discharge occurs is shorter than the time from when voltage is directly applied to the spark plug (30) until discharge occurs in the first gap (36). For this reason, since the time for which a voltage is applied to the spark plug (30) is also shortened, the amount of charge accumulated in the spark plug (30) can be reduced. Therefore, noise included in the ionic current can be reduced.
請求項2に記載の発明では、点火プラグ(30)に対し、点火コイル(11)の1次側コイル(12)に電流を流して点火コイル(11)の2次側コイル(13)側にプラグ放電用電圧を発生させることで点火プラグ(30)の第1ギャップ(36)に放電を起こさせるものであり、放電により燃料が燃焼する際に第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出器(18)を備えた点火装置であって、2次側コイル(13)に電気的に接続されると共に、点火プラグ(30)との間に第2ギャップ(29)を形成する放電電極(24)と、2次側コイル(13)と点火プラグ(30)との間に接続されると共に、2次側コイル(13)側から点火プラグ(30)側にイオン電流が流れるように第2ギャップ(29)に並列に接続されたダイオード素子(25)と、を備え、2次側コイル(13)側に発生したプラグ放電用電圧が放電電極(24)に印加されることにより第2ギャップ(29)に放電が起こり、この放電に基づく放電電圧が点火プラグ(30)に印加されることにより第1ギャップ(36)に放電が起こるようになっていることを特徴とする。 In the second aspect of the present invention, a current is passed through the primary coil (12) of the ignition coil (11) to the secondary coil (13) side of the ignition coil (11) with respect to the spark plug (30). By generating a plug discharge voltage, a discharge is caused in the first gap (36) of the spark plug (30), and combustion ions generated in the first gap (36) when the fuel is burned by the discharge are generated. An ignition device having an ion current detector (18) for detecting combustion and misfire of an engine by detecting it as an ion current, which is electrically connected to the secondary coil (13) and ignited A discharge electrode (24) forming a second gap (29) between the plug (30), a secondary coil (13) and a secondary coil are connected between the secondary coil (13) and the spark plug (30). (13) Ignition plastic from the side A diode element (25) connected in parallel to the second gap (29) so that an ionic current flows on the (30) side, and the plug discharge voltage generated on the secondary coil (13) side is discharged A discharge occurs in the second gap (29) when applied to the electrode (24), and a discharge voltage based on this discharge is applied to the spark plug (30) so that a discharge occurs in the first gap (36). It is characterized by becoming.
これによると、点火プラグ(30)には第2ギャップ(29)の絶縁破壊電圧を超えた放電電圧が印加されるので、点火プラグ(30)に放電電圧が印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間は、点火プラグ(30)にプラグ放電用電圧が直接印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間よりも短くなる。このため、点火プラグ(30)に放電電圧が印加される時間も短くなるので、点火プラグ(30)に溜まる電荷の量を低減することができる。したがって、イオン電流に含まれるノイズを低減することができる。 According to this, since the discharge voltage exceeding the dielectric breakdown voltage of the second gap (29) is applied to the spark plug (30), the first gap (36) is applied after the discharge voltage is applied to the spark plug (30). ) Is shorter than the time from when the plug discharge voltage is directly applied to the spark plug (30) to when the first gap (36) is discharged. For this reason, since the time during which the discharge voltage is applied to the spark plug (30) is also shortened, the amount of charge accumulated in the spark plug (30) can be reduced. Therefore, noise included in the ionic current can be reduced.
請求項3に記載の発明では、筒状の主体金具(31)と、主体金具(31)内に保持された絶縁碍子(32)と、絶縁碍子(32)の一端側(32a)に保持された中心電極(33)と、絶縁碍子(32)の他端側(32b)に保持されると共に中心電極(33)に電気的に接続されたステム(34)と、主体金具(31)の一端に溶接されると共に第1ギャップ(36)を介して中心電極(33)の先端部に対向する接地電極(35)とを有する点火プラグ(30)に対し、点火コイル(11)の1次側コイル(12)に電流を流して点火コイル(11)の2次側コイル(13)側にプラグ放電用電圧を発生させることで第1ギャップ(36)に放電を起こさせるものであり、放電により燃料が燃焼する際に第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出器(18)を備えた点火装置であって、2次側コイル(13)に電気的に接続されると共に、ステム(34)との間に第2ギャップ(29)を形成する放電電極(24)と、2次側コイル(13)とステム(34)との間に接続されると共に、2次側コイル(13)側からステム(34)側にイオン電流が流れるように第2ギャップ(29)に並列に接続されたダイオード素子(25)と、を備え、2次側コイル(13)側に発生したプラグ放電用電圧が放電電極(24)に印加されることにより第2ギャップ(29)に放電が起こり、この放電に基づく放電電圧がステム(34)に印加されることにより第1ギャップ(36)に放電が起こるようになっていることを特徴とする。 In the invention according to claim 3, the cylindrical metal shell (31), the insulator (32) held in the metal shell (31), and one end side (32a) of the insulator (32) are held. The center electrode (33), the stem (34) held on the other end side (32b) of the insulator (32) and electrically connected to the center electrode (33), and one end of the metal shell (31) The ignition coil (11) on the primary side with respect to a spark plug (30) having a ground electrode (35) opposed to the tip of the center electrode (33) through the first gap (36) A current is passed through the coil (12) to generate a plug discharge voltage on the secondary coil (13) side of the ignition coil (11), thereby causing a discharge in the first gap (36). Generated in the first gap (36) when the fuel burns An ignition device including an ion current detector (18) that detects combustion and misfire of an engine by detecting combustion ions as an ion current, and is electrically connected to the secondary coil (13). In addition, the discharge electrode (24) forming the second gap (29) between the stem (34) and the secondary coil (13) and the stem (34) are connected to the secondary side. A diode element (25) connected in parallel to the second gap (29) so that an ionic current flows from the coil (13) side to the stem (34) side, and is generated on the secondary coil (13) side When the plug discharge voltage is applied to the discharge electrode (24), a discharge occurs in the second gap (29), and a discharge voltage based on this discharge is applied to the stem (34) to thereby generate the first gap (36). ) Discharge to Characterized in that it is adapted to occur.
これによると、点火プラグ(30)のステム(34)には第2ギャップ(29)の絶縁破壊電圧を超えた放電電圧が印加されるので、ステム(34)に放電電圧が印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間は、ステム(34)にプラグ放電用電圧が直接印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間よりも短くなる。このため、主体金具(31)と中心電極(33)との間に放電電圧が印加される時間も短くなるので、主体金具(31)と中心電極(33)との間の絶縁碍子(32)に溜まる電荷の量を低減することができる。したがって、イオン電流に含まれるノイズを低減することができる。 According to this, since the discharge voltage exceeding the dielectric breakdown voltage of the second gap (29) is applied to the stem (34) of the spark plug (30), the discharge voltage is applied to the stem (34) after the discharge voltage is applied. The time until discharge occurs in one gap (36) is shorter than the time from when the plug discharge voltage is directly applied to the stem (34) until discharge occurs in the first gap (36). For this reason, since the time during which the discharge voltage is applied between the metal shell (31) and the center electrode (33) is also shortened, the insulator (32) between the metal shell (31) and the center electrode (33). It is possible to reduce the amount of charge accumulated in the. Therefore, noise included in the ionic current can be reduced.
請求項4に記載の発明では、絶縁碍子(32)の他端側(32b)が差し込まれる孔部(21)と、孔部(21)の底部の一部の凹みとして形成され、点火プラグ(30)のステム(34)が差し込まれると共に、当該凹みの底面から放電電極(24)のうちステム(34)と対向する先端部(24a)が露出した凹部(23)と、孔部(21)の底部のうち凹部(23)が形成された部分とは異なる部分に絶縁碍子(32)の他端側(32b)が接触することにより、放電電極(24)とステム(34)との間に第2ギャップ(29)を形成する段差部(28)と、を備えていることを特徴とする。 In invention of Claim 4, it forms as a hollow part (21) into which the other end side (32b) of an insulator (32) is inserted, and a dent of a part of the bottom part of a hole part (21), and a spark plug ( 30) a stem (34) is inserted, and a recess (23) in which a tip (24a) facing the stem (34) of the discharge electrode (24) is exposed from the bottom surface of the recess, and a hole (21) The other end side (32b) of the insulator (32) is in contact with a portion different from the portion where the concave portion (23) is formed in the bottom portion of the base, so that the gap between the discharge electrode (24) and the stem (34) is reached. And a step portion (28) that forms the second gap (29).
これによると、段差部(28)により孔部(21)内における絶縁碍子(32)の他端側(32b)の位置および凹部(23)内のステム(34)の位置が決まるので、放電電極(24)の先端部(24a)とステム(34)との間に容易に第2ギャップ(29)を形成することができる。 According to this, the step portion (28) determines the position of the other end side (32b) of the insulator (32) in the hole portion (21) and the position of the stem (34) in the recess portion (23). The second gap (29) can be easily formed between the tip (24a) of (24) and the stem (34).
請求項5に記載の発明では、放電電極(24)の先端部(24a)は尖っていることを特徴とする。これによると、放電電極(24)の先端部(24a)が尖っていることにより当該先端部(24a)に電界が集中するので第2ギャップ(29)で放電が起こりやすくなる。このため、第2ギャップ(29)の絶縁破壊電圧が一定となり、第2ギャップ(29)で安定した放電を起こさせることができる。 The invention according to claim 5 is characterized in that the tip (24a) of the discharge electrode (24) is pointed. According to this, since the tip portion (24a) of the discharge electrode (24) is sharp, the electric field concentrates on the tip portion (24a), so that discharge easily occurs in the second gap (29). For this reason, the dielectric breakdown voltage of the second gap (29) becomes constant, and stable discharge can be caused in the second gap (29).
上記では、点火装置について述べたが、イオン電流検出器(18)を備えたイオン電流検出システムについても同様のことが言える。すなわち、請求項6に記載の発明では、点火コイル(11)と、点火コイル(11)の1次側コイル(12)側に接続された電源(50)と、点火コイル(11)の2次側コイル(13)の一端側に接続されたイオン電流検出器(18)と、2次側コイル(13)の他端側に接続された点火プラグ(30)と、を備え、点火コイル(11)の1次側コイル(12)に電源(50)に基づく電流を流して点火コイル(11)の2次側コイル(13)に電流を誘導させることで点火プラグ(30)の第1ギャップ(36)に放電を起こさせるものであり、放電により燃料が燃焼する際に第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流としてイオン電流検出器(18)により検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出システムであって、点火プラグ(30)と2次側コイル(13)との間に、第1ギャップ(36)と直列の第2ギャップ(29)が設けられ、さらに、第2ギャップ(29)に並列にダイオード素子(25)が接続されており、ダイオード素子(25)は、2次側コイル(13)側から点火プラグ(30)側にイオン電流が流れると共に点火プラグ(30)の放電時に第2ギャップ(29)に放電が発生する極性となるように、第2ギャップ(29)に並列に接続されていることを特徴とする。 Although the ignition device has been described above, the same can be said for the ion current detection system including the ion current detector (18). That is, in the invention according to claim 6, the ignition coil (11), the power source (50) connected to the primary coil (12) side of the ignition coil (11), and the secondary of the ignition coil (11) An ionic current detector (18) connected to one end of the side coil (13), and a spark plug (30) connected to the other end of the secondary coil (13). ) Is caused to flow through the primary coil (12) based on the power source (50) to induce a current in the secondary coil (13) of the ignition coil (11), whereby the first gap ( 36), and the combustion ions generated in the first gap (36) when the fuel is burned by the discharge are detected as ion currents by the ion current detector (18), so that the combustion of the engine And Io to detect misfire In the current detection system, a second gap (29) in series with the first gap (36) is provided between the spark plug (30) and the secondary coil (13), and the second gap ( 29) is connected in parallel with the diode element (25). The diode element (25) has an ionic current flowing from the secondary coil (13) side to the spark plug (30) side and the spark plug (30). The second gap (29) is connected in parallel so that the second gap (29) has a polarity that generates a discharge during discharge.
このように、イオン電流検出器(18)を備えたシステムとして構成した場合にも、点火プラグ(30)には第2ギャップ(29)の絶縁破壊電圧を超えた電圧が印加される。このため、点火プラグ(30)に電圧が印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間を、点火プラグ(30)に電圧が直接印加されてから第1ギャップ(36)に放電が起こるまでの時間よりも短くすることができる。これに伴い、点火プラグ(30)に電圧が印加される時間も短くなるので、点火プラグ(30)に溜まる電荷の量を低減することができる。したがって、イオン電流に含まれるノイズを低減することができる。 Thus, also when comprised as a system provided with the ion current detector (18), a voltage exceeding the dielectric breakdown voltage of the second gap (29) is applied to the spark plug (30). For this reason, the time from when the voltage is applied to the spark plug (30) until the discharge occurs in the first gap (36) is the time from when the voltage is directly applied to the spark plug (30) to the first gap (36). It can be made shorter than the time until discharge occurs. Accordingly, the time during which the voltage is applied to the spark plug (30) is also shortened, so that the amount of charge accumulated in the spark plug (30) can be reduced. Therefore, noise included in the ionic current can be reduced.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される点火装置は、例えば、点火コイルやイグナイタが一体化されたスティックコイルである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The ignition device shown in the present embodiment is, for example, a stick coil in which an ignition coil and an igniter are integrated.
図1は、本実施形態に係る点火装置10の全体断面図である。図2は、点火プラグ30に点火装置10を装着したときの一部断面図である。図3は、図1に示される点火装置10を含んだ点火システム(イオン電流検出システム)の等価回路図である。
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of an
点火装置10は、図示しないエンジンECUから入力する点火信号に基づいて、図3に示される点火コイル11の1次側コイル12に電流を流して点火コイル11の2次側コイル13側にプラグ放電用電圧を発生させることで、点火プラグ30に放電を起こさせるものである。
Based on an ignition signal input from an engine ECU (not shown), the
一般的に、点火プラグ30は、図2に示されるように、主体金具31、絶縁碍子32、中心電極33、ステム34、および接地電極35を備えて構成されている。絶縁碍子32は筒状の主体金具31内に保持されている。また、絶縁碍子32は貫通した貫通孔を有し、中心電極33は絶縁碍子32の一端側32aの貫通孔に保持され、ステム34は絶縁碍子32の他端側32bの貫通孔に保持されると共に中心電極33に電気的に接続されている。そして、接地電極35は、主体金具31の一端に溶接されると共に第1ギャップ36を介して中心電極33の先端部に対向させられている。このような点火プラグ30はエンジンの気筒ごとに取り付けられている。
In general, as shown in FIG. 2, the
一方、点火装置10は、図1に示されるように、点火コイル11と、イグナイタ14と、ケース15と、ホルダ16とを備えている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
点火コイル11は、1次側コイル12と2次側コイル13とを備えて構成されている。具体的には、棒状の鉄心の外周に2次側コイル13が巻かれ、当該2次側コイル13の外周に1次側コイル12が巻かれた構成になっている。
The
点火コイル11の1次側コイル12の一端側は、図3に示されるように、点火装置10の外部の電源50に接続され、他端側がイグナイタ14に接続されている。電源50は車載バッテリである。また、点火コイル11の2次側コイル13の一端側がイグナイタ14に接続され、他端側が図1に示された放電電極24に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, one end side of the
イグナイタ14は、点火コイル11の1次側コイル12に1次電流を流すための電子部品である。このようなイグナイタ14は、図3に示されるように、スイッチ部17と、イオン電流検出器18とを備えている。
The
スイッチ部17は、図示しないエンジンECUから点火信号を入力し、当該点火信号に基づく電流を当該スイッチ部17に備えられたIGBT等のスイッチング素子に入力して当該スイッチング素子を駆動するものである。スイッチング素子がオンされることで、点火コイル11の1次側コイル12に電源50に基づく1次電流が流れるようになっている。
The
イオン電流検出器18は、点火プラグ30の放電により燃料が燃焼する際に第1ギャップ36に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出するものである。イオン電流検出器18は、点火コイル11の2次側コイル13に接続され、当該2次側コイル13に流れるイオン電流が入力されるようになっている。
The ion
図4は、イオン電流検出器18の回路構成を示した図である。この図に示されるように、イオン電流検出器18は、ツェナーダイオード19とコンデンサ20とが並列接続されたものとして構成されている。なお、図4ではイオン電流検出器18の構成の一部としてツェナーダイオード19とコンデンサ20とを描いてあるが、実際には抵抗素子や信号増幅回路等の回路も含まれている。図4ではこれら抵抗素子等を省略している。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the ion
このようなイオン電流検出器18の構成では、イオン電流は図4に示される矢印の経路のようにGNDからコンデンサ20を介して点火コイル11の2次側コイル13側に流れる。そして、イオン電流検出器18にて検出されたイオン電流は、エンジンの正常燃焼、失火、プレイグニッション(早期着火)プラグのくすぶり検出等の燃焼の状態を判定するためのイオン出力信号として、エンジンECUに出力される。すなわち、コンデンサ20のGND側の電位がイオン出力信号としてエンジンECUに出力される。これにより、エンジンECUにて当該イオン出力信号に基づいた上記燃焼の状態の判定が行われる。なお、当該イオン出力信号は、イオン電流検出器18内の信号増幅回路等により処理された信号である。
In such a configuration of the ion
ケース15は、点火装置10の外観部分であり、樹脂製のものである。ケース15は、中空筒状をなしており、当該ケースの一端側が開口した孔部21を有している。この孔部21は、絶縁碍子32の他端側32bが差し込まれる部分である。孔部21の径は、絶縁碍子32の径とほぼ同じになっている。
The
また、ケース15は当該孔部21の内部に上記の点火コイル11を内蔵しており、当該ケース15の他端側にイグナイタ14を収納している。さらに、ケース15の他端側にはコネクタ22が形成されており、配線が接続されるようになっている。
The
ホルダ16は、点火プラグ30に電圧を印加するためのものであり、ケース15の一端側の孔部21と点火コイル11との間に位置するようにケース15にインサート成形されている。
The
このようなホルダ16は、凹部23と、放電電極24と、ダイオード素子25と、端子26、27とを備えている。
Such a
凹部23は、ホルダ16の一端側に設けられ、孔部21に繋がる部分である。言い換えると、凹部23は、孔部21の底部の一部の凹みとして形成された部分である。凹部23の径は点火プラグ30のステム34の径とほぼ同じになっている。この凹部23に点火プラグ30のステム34が差し込まれる。
The
そして、ケース15の孔部21の径は絶縁碍子32の径と同じであり、凹部23の径よりも大きいので、孔部21の内部には当該孔部21の径と凹部23の径との差に相当するホルダ16の一端側の端面が露出している。このホルダ16の端面が孔部21の内部の段差部28としての役割を果たす。つまり、段差部28は、孔部21の底部のうち凹部23が形成された部分とは異なる部分である。
Since the diameter of the
放電電極24は、点火コイル11の2次側コイル13に電気的に接続されると共に、点火プラグ30のステム34との間に放電を起こさせるための棒状の電極である。このため、放電電極24は、凹部23の底面から露出するようにホルダ16にインサート成形されている。
The
また、図2に示されるように、絶縁碍子32の他端側32bが段差部28に接触することにより、放電電極24は所定間隔Hを持ってステム34に対向している。この所定間隔Hを第2ギャップ29という。つまり、放電電極24とステム34との間に第2ギャップ29が形成される。この第2ギャップ29の長さは、ケース15の孔部21に差し込まれた絶縁碍子32の差し込み量を規定する段差部28の位置とホルダ16の凹部23の深さとにより決まる。
Further, as shown in FIG. 2, the
このように、孔部21内における段差部28により、ケース15の孔部21内における絶縁碍子32の他端側32bの位置および凹部23内のステム34の位置が決まる。したがって、放電電極24の先端部24aとステム34との間に容易に第2ギャップ29を形成することができる。また、段差部28の形成位置を調節することにより、第2ギャップ29の長さを調節することもできる。
Thus, the stepped
さらに、放電電極24のうちステム34に対向する先端部24aは尖っている。つまり、放電電極24の先端部24aの最先端とステム34との間が第2ギャップ29に相当する。第2ギャップ29の長さは、例えば10mm〜20mm程度である。放電電極24の先端部24aの形状は、例えば角錐形状や円錐形状になっている。
Further, the
ダイオード素子25はイオン電流を流すためのものである。このダイオード素子25は、点火コイル11の2次側コイル13とステム34との間に接続されると共に、2次側コイル13側からステム34側にイオン電流が流れるように第2ギャップ29に並列に接続されている。そして、ダイオード素子25は、点火プラグ30の放電時に第2ギャップ29において放電が発生する様な極性に設置されている。
The
すなわち、図3に示されるように、点火装置10および点火システムにおける回路構成としては、点火プラグ30と2次側コイル13との間に、第1ギャップ36と直列の第2ギャップ29が設けられ、さらに、第2ギャップ29に並列にダイオード素子25が接続されている。そして、ダイオード素子25は、2次側コイル13側から点火プラグ30側にイオン電流が流れると共に点火プラグ30の放電時に第2ギャップ29に放電が発生する極性となるように、第2ギャップ29に並列に接続されている。
That is, as shown in FIG. 3, as a circuit configuration in the
このように、等価回路という視点では、点火プラグ30の第1ギャップ36と点火装置10の第2ギャップ29とは直列に位置し、ダイオード素子25は第2ギャップ29に並列接続されている。実際には、並列接続とは、上記のように、ダイオード素子25の一端が放電電極24に電気的に接続され、ダイオード素子25の他端が点火プラグ30のステム34に電気的に接続されることに対応している。
Thus, from the viewpoint of an equivalent circuit, the
本実施形態では、点火プラグ30の第1ギャップ36で放電が起こった場合、ダイオード素子25のうち点火プラグ30側は負電圧となるため、イオン電流検出のためのイオン電流検出器18からダイオード素子25への電圧印加は正電圧としなければならない。したがって、図3に示されるように、ダイオード素子25のアノードは点火コイル11の2次側コイル13に電気的に接続され、カソードは点火プラグ30のステム34に電気的に接続される。
In the present embodiment, when a discharge occurs in the
また、端子26、27のうちの一方はダイオード素子25のアノードと放電電極24とを電気的に接続するものであり、他方はダイオード素子25とカソードとステム34とを電気的に接続するものである。なお、ダイオード素子25と各端子26、27とは導線により接続されている。
One of the
各端子26、27は、例えばリング状をなしている。そして、一方の端子26については、当該リングの内壁面が放電電極24に接触するようにホルダ16にインサート成形されている。他方の端子27については、当該リングの内壁面が凹部23の壁面に露出すると共に凹部23に差し込まれたステム34に当該リングの内壁面がステム34に接触するようにホルダ16にインサート成形されている。
Each of the
以上が、本実施形態に係る点火装置10の全体構成であり、点火システムの全体構成である。
The above is the overall configuration of the
次に、点火装置10における点火の作動とイオン電流検出の作動について、図を参照して説明する。図5(a)は図3に示されるX点の電位の図であり、図5(b)は図3に示されるY点の電位の図である。X点の電位は2次側コイル13と放電電極24との間の電位であり、Y点の電位は点火コイル11のステム34の電位である。以下、X点の電圧をプラグ放電用電圧といい、Y点の電圧を放電電圧という。
Next, the ignition operation and the ion current detection operation in the
なお、図5に示される各電圧の図は、横軸が時間を示し、縦軸が負電圧を示している。また、以下の動作は、エンジンの気筒ごとに行われる。 In the voltage diagrams shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates negative voltage. The following operations are performed for each cylinder of the engine.
点火装置10および点火システムのおおまかな作動としては、点火コイル11の1次側コイル12に電流を流して点火コイル11の2次側コイル13に電流を誘導させることで点火プラグ30の第1ギャップ36に放電を起こさせる。また、点火プラグ30での放電により燃料が燃焼する際に第1ギャップ36に発生する燃焼イオンをイオン電流としてイオン電流検出器18により検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うこととなる。
As a general operation of the
本実施形態では、2次側コイル13側に発生したプラグ放電用電圧が放電電極24に印加されることにより第2ギャップ29に放電が起こり、この放電に基づく放電電圧がステム34に印加されることにより第1ギャップ36に放電が起こるようになっている。これらプラグ放電電圧および放電電圧は負電圧である。
In the present embodiment, the plug discharge voltage generated on the
具体的には、まず、エンジンECUから例えばハイレベルの点火信号が点火装置10に入力される。当該点火信号は、イグナイタ14のスイッチ部17に入力され、IGBTがオンされる。これにより、点火コイル11の1次側コイル12に1次電流が流れ、点火コイル11に磁気エネルギーが蓄えられる。
Specifically, first, for example, a high-level ignition signal is input to the
また、X点とエンジンとの間には浮遊容量が存在するため、イオン電流検出器18には、1次側コイル12に1次電流が流れたことによるイオン電流が点火プラグ30、ダイオード素子25、2次側コイル13、コンデンサ20、GND、エンジンを経由する経路を流れる。
Further, since a stray capacitance exists between the point X and the engine, the ion current due to the primary current flowing through the
そして、点火信号がハイレベルからローレベルに立ち下がる時点が点火タイミングである。すなわち、1次側コイル12に流れる1次電流を急激に遮断することにより、点火コイル11に蓄えられた磁気エネルギーが2次側コイル13から放電電流として放電電極24に流れ込む。これにより、図5(a)に示されるように、X点の電位は上昇し、当該電位が第2ギャップ29の絶縁破壊電圧を超えると、第2ギャップ29で放電が起こる。
The timing when the ignition signal falls from the high level to the low level is the ignition timing. That is, by suddenly interrupting the primary current flowing through the
第2ギャップ29で起こった放電により、当該放電に基づく放電電圧が点火プラグ30のステム34に印加される。この場合、図5(b)に示されるように、点火プラグ30に第2ギャップ29の絶縁破壊電圧を超えた放電電圧が突然印加される。すなわち、点火プラグ30のステム34には、図5(a)に示されるように少しずつ上昇した電圧ではなく、初めから高電圧が印加されるのである。
Due to the discharge occurring in the
これにより、点火プラグ30の第1ギャップ36に放電電圧が印加され、当該放電電圧が第1ギャップ36の絶縁破壊電圧を超えると燃料が点火され、燃焼室内に燃焼が起こる。上述のように、放電電極24の先端部24aが尖っているので、当該先端部24aに電界が集中して第2ギャップ29で放電が起こりやすくなる。このため、第2ギャップ29の絶縁破壊電圧が一定となり、第2ギャップ29で安定した放電を起こすことが可能となる。
As a result, a discharge voltage is applied to the
そして、点火が行われると、エンジンの燃焼室内には燃料の火炎イオンやNOの熱解離イオンの燃焼イオンが発生する。このとき、点火プラグ30、ダイオード素子25、2次側コイル13、ツェナーダイオード19を通じて電流が流れると共に、ツェナーダイオード19の両端に電位差が発生するため、コンデンサ20が充電される。
When ignition is performed, flame ions of fuel and combustion ions of thermal dissociation ions of NO are generated in the combustion chamber of the engine. At this time, current flows through the
このコンデンサ20の充電期間中に図4の矢印の経路に示される電流(アーク電流)が流れ、コンデンサ20の充電が完了するとコイル残留磁気による電流(コイル残留磁気電流)が流れる。このコイル残留磁気電流が流れた後が、エンジンECUにおける失火モニタの期間となる。
During the charging period of the
すなわち、失火モニタの期間では、点火コイル11に蓄えられた磁気エネルギーが無くなると2次側コイル13でのコイル残留磁気電流の流れが止まることになるが、このときコンデンサ20が充電された状態になっているため、コンデンサ20の両端に電位差が生じている。このため、このコンデンサ20がイオン検出用のイオン電源としての役割を果たし、点火プラグ30のギャップに発生しているイオンを通じて、図4中の矢印の経路でイオン電流が流れることになる。このイオン電源の電圧(コンデンサ20のハイサイド側の電圧)はプラグ放電用電圧と極性が反対である。
That is, during the misfire monitoring period, if the magnetic energy stored in the
エンジンにて正常な燃焼が起こった場合には、失火モニタの期間に正常な燃焼を示すイオン電流が流れる。したがって、エンジンECUは、失火モニタの期間に入力したイオン出力信号に対するしきい値を用いた判定を行うことで、エンジンにて正常燃焼が行われたことを判定することができる。 When normal combustion occurs in the engine, an ionic current indicating normal combustion flows during the misfire monitoring period. Therefore, the engine ECU can determine that normal combustion has been performed in the engine by making a determination using a threshold value for the ion output signal input during the misfire monitoring period.
また、燃料が燃焼せずに失火してしまった場合、燃焼室内で燃焼は起こらないから、燃焼イオンは発生しない。したがって、図4中の矢印の経路に燃焼イオンによる電流は流れない。したがって、エンジンECUは、失火モニタの期間に失火時のイオン出力信号がフラットになることをしきい値を用いて判定することにより、失火を検出することができる。 Further, when the fuel is misfired without burning, combustion does not occur in the combustion chamber, so that combustion ions are not generated. Therefore, current due to combustion ions does not flow in the path of the arrow in FIG. Therefore, the engine ECU can detect misfire by determining that the ion output signal at the time of misfire becomes flat during the misfire monitoring period using the threshold value.
なお、点火タイミングよりも早く燃料に着火して起こるプレイグニッションを検出することもできる。プレイグニッションは通常の燃焼よりも早く起こるので、上記の失火モニタ期間よりも早いプレイグモニタの期間に図4中の矢印の経路に流れるイオン電流を検出することにより、プレイグニッションを検出することもできる。 It is also possible to detect preignition that occurs by igniting the fuel earlier than the ignition timing. Since preignition occurs earlier than normal combustion, it is also possible to detect preignition by detecting the ion current flowing in the path indicated by the arrow in FIG. 4 during the preignition monitoring period earlier than the misfire monitoring period. .
次に、点火装置10に設けられた第2ギャップ29の役割について、図6〜図8を参照して説明する。
Next, the role of the
図6(a)は点火装置10に第2ギャップ29が設けられていない場合、図6(b)は点火装置10に第2ギャップ29が設けられた場合、図6(c)は図6(b)よりも第2ギャップ29が大きい場合のY点の電位をそれぞれ示している。
6A shows a case where the
図6(a)に示されるように、点火装置10に第2ギャップ29が設けられていない場合、Y点の電位は少しずつ上昇する。このため、点火プラグ30の主体金具31と中心電極33との間に高電圧が印加され続けるので、高電圧が印加される間、主体金具31と中心電極33との間の絶縁碍子32に電荷が蓄積され続けてしまう。ここで、絶縁碍子32に電圧が印加される時間をTとする。
As shown in FIG. 6A, when the
一方、図6(b)に示されるように、点火装置10に中程度(例えば5mm程度)の第2ギャップ29が設けられた場合、上述のように、第2ギャップ29で起こった放電の後、点火プラグ30に放電電圧が印加されるので、絶縁碍子32に電圧が印加される時間Tは図6(a)に示された第2ギャップ29が設けられていない場合よりも短くなる。すなわち、ステム34に放電電圧が印加されてから第1ギャップ36に放電が起こるまでの時間Tは、ステム34にプラグ放電用電圧が直接印加されてから第1ギャップ36に放電が起こるまでの時間よりも短くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the
さらに、図6(c)に示されるように、点火装置10に大きな(例えば10mm〜20mm程度)の第2ギャップ29が設けられた場合、点火プラグ30には第2ギャップ29の長さに応じた絶縁破壊電圧を超えた放電電圧が印加されるので、絶縁碍子32に電圧が印加される時間Tは図6(b)に示された場合よりもさらに短くなる。
Furthermore, as shown in FIG. 6C, when the
このように、第2ギャップ29の長さを大きくすることにより、点火プラグ30に印加される放電電圧の時間Tが短くなる。
Thus, by increasing the length of the
図7は、点火プラグ30に印加される放電電圧の波形を示したものである。上述のように、第2ギャップ29を介して点火プラグ30に放電電圧を印加する場合、点火コイル11には2次側コイル13からプラグ放電用電圧が直接印加されないと共に、図7に示される斜線で示された領域の時間は電圧が印加されない。
FIG. 7 shows the waveform of the discharge voltage applied to the
このため、点火コイル11には、図7で示された斜線で示された領域に相当する電荷が絶縁碍子32に残留しないこととなる。図6に示されるように、第2ギャップ29の長さが大きくなるほど、つまり時間Tが短くなるほど斜線で示された領域の面積は大きくなるので、絶縁碍子32に残留する電荷の量が少なくなる。
For this reason, in the
図8は、第2ギャップ29の長さとノイズ発生量との関係を示した図である。第2ギャップ29の長さが大きくなるほど、図7に示される斜線で示された領域の面積が増加すると共に時間Tが短くなるので、絶縁碍子32に残留する電荷の量が少なくなる。したがって、図8に示されるように、第2ギャップ29の長さが大きくなるほど、イオン電流に含まれるノイズ発生量が低減する。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the length of the
このように、第2ギャップ29は、点火プラグ30の絶縁碍子32に電荷を残留させないようにする役割を果たす。
As described above, the
以上説明したように、本実施形態では、点火装置10の放電電極24と点火プラグ30のステム34との間に第2ギャップ29を設け、この第2ギャップ29に放電を起こさせた後、点火プラグ30の第1ギャップ36に放電を起こさせることが特徴となっている。
As described above, in the present embodiment, the
これによると、点火プラグ30には点火コイル11の2次側コイル13からプラグ放電用電圧が直接印加されずに、第2ギャップ29の絶縁破壊電圧を超えた放電電圧が印加されるので、点火プラグ30にプラグ放電用電圧が直接印加された場合よりも放電電圧が印加される時間を短くすることができる。このため、点火プラグ30に放電電圧が印加される時間も短くなるので、点火プラグ30に溜まる電荷の量を低減することができる。すなわち、主体金具31と中心電極33との間に放電電圧が印加される時間が短くなるので、主体金具31と中心電極33との間の絶縁碍子32に残留する電荷の量を低減することができる。したがって、イオン電流に含まれるノイズを低減することができる。
According to this, since the plug discharge voltage is not directly applied from the
また、絶縁碍子32が燃焼室にさらされるプラグ脚長は、通常、絶縁碍子32から露出する中心電極33と主体金具31との間の絶縁碍子32の長さである。そして、従来のように、絶縁碍子32に導電性皮膜が形成された場合では、上記のプラグ脚長は中心電極33から導電性皮膜までの絶縁碍子32の長さとなるので、絶縁碍子32に導電性皮膜が形成されていない場合よりもプラグ脚長が短くなってしまう。このため、混合気の燃焼に伴い発生するカーボンが絶縁碍子32の表面に付着する、いわゆる耐燻り性が悪化してしまう。しかしながら、本実施形態では点火プラグ30の絶縁碍子に導電性皮膜は必要ないので、プラグ脚長を確保することができ、ひいては点火プラグ30の耐燻り性が低下することはない。
The plug leg length to which the
さらに、従来のように、点火プラグ30の絶縁碍子32に銀ペースト等の導電性皮膜を形成するとなると、銀ペーストの面粗度の均一性が良くないので、絶縁碍子32と主体金具31とのシールの信頼性が悪化してしまう。しかし、本実施形態では、点火プラグ30の絶縁碍子32に導電性皮膜は必要ないので、絶縁碍子32の表面の面粗度を確保でき、ひいては絶縁碍子32と主体金具31とのシールの信頼性を確保することができる。
Further, when a conductive film such as silver paste is formed on the
すなわち、本実施形態に係る点火装置10を用いることにより、絶縁碍子32に電荷が残留しないように点火プラグ30に対して処置を施す必要がない。したがって、従来より用いられている点火プラグ30をそのまま用いることができる。
That is, by using the
(他の実施形態)
第1実施形態では、点火装置10として、点火コイル11、イグナイタ14、放電電極24、およびダイオード素子25とがケース15内に一体化されたスティックコイルが示されているが、点火装置10の構成の一例を示したものである。すなわち、点火装置10に点火コイル11やイグナイタ14が備えられておらず、少なくとも放電電極24とダイオード素子25とが備えられていれば良い。
(Other embodiments)
In the first embodiment, as the
また、第1実施形態では、放電電極24がインサート成形されたホルダ16がケース15に収納された構造が示されているが、ケース15とは別体のホルダ16が用意されずとも、放電電極24やダイオード素子25等がケース15に直接インサート成形された構造でも良い。
In the first embodiment, the structure in which the
第1実施形態では、放電電極24の先端部24aが尖ったものが示されているが、これは先端部24aの形状の一例を示したものである。したがって、先端部24aが尖っていない放電電極24を用いても良い。
In the first embodiment, the
10 点火装置
11 点火コイル
12 1次側コイル
13 2次側コイル
18 イオン電流検出器
24 放電電極
25 ダイオード素子
29 第2ギャップ
30 点火プラグ
31 主体金具
32 絶縁碍子
32a 絶縁碍子の一端側
32b 絶縁碍子の他端側
33 中心電極
34 ステム
35 接地電極
36 第1ギャップ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記点火プラグ(30)と前記2次側コイル(13)との間に、前記第1ギャップ(36)と直列の第2ギャップ(29)が設けられ、さらに、前記第2ギャップ(29)に並列にダイオード素子(25)が接続されており、
前記ダイオード素子(25)は、前記2次側コイル(13)側から前記点火プラグ(30)側に前記イオン電流が流れると共に前記点火プラグ(30)の放電時に前記第2ギャップ(29)に放電が発生する極性となるように、前記第2ギャップ(29)に並列に接続されていることを特徴とする点火装置。 A current is passed through the primary coil (12) of the ignition coil (11) to induce a current in the secondary coil (13) of the ignition coil (11), whereby the first gap (36) of the spark plug (30) is obtained. ), And detects the combustion and misfire of the engine by detecting the combustion ions generated in the first gap (36) when the fuel is burned by the discharge as an ionic current. An ignition device comprising a current detector (18),
A second gap (29) in series with the first gap (36) is provided between the spark plug (30) and the secondary coil (13), and further, the second gap (29) A diode element (25) is connected in parallel,
The diode element (25) discharges into the second gap (29) when the ion current flows from the secondary coil (13) side to the spark plug (30) side and the spark plug (30) is discharged. The ignition device is connected in parallel to the second gap (29) so as to have a polarity that causes the
前記放電により燃料が燃焼する際に前記第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出器(18)を備えた点火装置であって、
前記2次側コイル(13)に電気的に接続されると共に、前記点火プラグ(30)との間に第2ギャップ(29)を形成する放電電極(24)と、
前記2次側コイル(13)と前記点火プラグ(30)との間に接続されると共に、前記2次側コイル(13)側から前記点火プラグ(30)側に前記イオン電流が流れるように前記第2ギャップ(29)に並列に接続されたダイオード素子(25)と、を備え、
前記2次側コイル(13)側に発生した前記プラグ放電用電圧が前記放電電極(24)に印加されることにより前記第2ギャップ(29)に放電が起こり、この放電に基づく放電電圧が前記点火プラグ(30)に印加されることにより前記第1ギャップ(36)に放電が起こるようになっていることを特徴とする点火装置。 With respect to the spark plug (30), a current is passed through the primary coil (12) of the ignition coil (11) to generate a plug discharge voltage on the secondary coil (13) side of the ignition coil (11). And causing the first gap (36) of the spark plug (30) to discharge,
Ignition equipped with an ion current detector (18) that detects combustion and misfire of the engine by detecting combustion ions generated in the first gap (36) as an ion current when the fuel is burned by the discharge. A device,
A discharge electrode (24) electrically connected to the secondary coil (13) and forming a second gap (29) with the spark plug (30);
The secondary coil (13) is connected between the spark plug (30) and the ion current flows from the secondary coil (13) side to the spark plug (30) side. A diode element (25) connected in parallel to the second gap (29),
When the plug discharge voltage generated on the secondary coil (13) side is applied to the discharge electrode (24), a discharge occurs in the second gap (29), and the discharge voltage based on the discharge is An ignition device characterized in that discharge is generated in the first gap (36) when applied to the ignition plug (30).
前記放電により燃料が燃焼する際に前記第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出器(18)を備えた点火装置であって、
前記2次側コイル(13)に電気的に接続されると共に、前記ステム(34)との間に第2ギャップ(29)を形成する放電電極(24)と、
前記2次側コイル(13)と前記ステム(34)との間に接続されると共に、前記2次側コイル(13)側から前記ステム(34)側に前記イオン電流が流れるように前記第2ギャップ(29)に並列に接続されたダイオード素子(25)と、を備え、
前記2次側コイル(13)側に発生した前記プラグ放電用電圧が前記放電電極(24)に印加されることにより前記第2ギャップ(29)に放電が起こり、この放電に基づく放電電圧が前記ステム(34)に印加されることにより前記第1ギャップ(36)に放電が起こるようになっていることを特徴とする点火装置。 A cylindrical metal shell (31), an insulator (32) held in the metal shell (31), and a center electrode (33) held on one end side (32a) of the insulator (32) The stem (34) held on the other end (32b) of the insulator (32) and electrically connected to the center electrode (33) is welded to one end of the metal shell (31). The primary coil (12) of the ignition coil (11) with respect to the spark plug (30) having the ground electrode (35) facing the tip of the center electrode (33) through the first gap (36). ) To cause a discharge in the first gap (36) by generating a plug discharge voltage on the secondary coil (13) side of the ignition coil (11),
Ignition equipped with an ion current detector (18) that detects combustion and misfire of the engine by detecting combustion ions generated in the first gap (36) as an ion current when the fuel is burned by the discharge. A device,
A discharge electrode (24) electrically connected to the secondary coil (13) and forming a second gap (29) with the stem (34);
The second coil is connected between the secondary coil (13) and the stem (34) and the ion current flows from the secondary coil (13) side to the stem (34) side. A diode element (25) connected in parallel to the gap (29),
When the plug discharge voltage generated on the secondary coil (13) side is applied to the discharge electrode (24), a discharge occurs in the second gap (29), and the discharge voltage based on the discharge is An ignition device characterized in that a discharge occurs in the first gap (36) when applied to the stem (34).
前記孔部(21)の底部の一部の凹みとして形成され、前記点火プラグ(30)のステム(34)が差し込まれると共に、当該凹みの底面から前記放電電極(24)のうち前記ステム(34)と対向する先端部(24a)が露出した凹部(23)と、
前記孔部(21)の底部のうち前記凹部(23)が形成された部分とは異なる部分に前記絶縁碍子(32)の他端側(32b)が接触することにより、前記放電電極(24)と前記ステム(34)との間に前記第2ギャップ(29)を形成する段差部(28)と、を備えていることを特徴とする請求項3に記載の点火装置。 A hole (21) into which the other end side (32b) of the insulator (32) is inserted;
The stem (34) of the spark plug (30) is inserted, and the stem (34) of the discharge electrode (24) is inserted from the bottom of the recess. ) And a recessed portion (23) in which the tip portion (24a) facing the surface is exposed,
The other end side (32b) of the insulator (32) comes into contact with a portion different from the portion where the concave portion (23) is formed in the bottom portion of the hole portion (21), thereby the discharge electrode (24). 4. The ignition device according to claim 3, further comprising: a step portion (28) that forms the second gap (29) between the first gap and the stem (34).
前記点火コイル(11)の1次側コイル(12)に前記電源(50)に基づく電流を流して前記点火コイル(11)の2次側コイル(13)に電流を誘導させることで点火プラグ(30)の第1ギャップ(36)に放電を起こさせるものであり、前記放電により燃料が燃焼する際に前記第1ギャップ(36)に発生する燃焼イオンをイオン電流として前記イオン電流検出器(18)により検出することで、エンジンの燃焼および失火の検出を行うイオン電流検出システムであって、
前記点火プラグ(30)と前記2次側コイル(13)との間に、前記第1ギャップ(36)と直列の第2ギャップ(29)が設けられ、さらに、前記第2ギャップ(29)に並列にダイオード素子(25)が接続されており、
前記ダイオード素子(25)は、前記2次側コイル(13)側から前記点火プラグ(30)側に前記イオン電流が流れると共に前記点火プラグ(30)の放電時に前記第2ギャップ(29)に放電が発生する極性となるように、前記第2ギャップ(29)に並列に接続されていることを特徴とするイオン電流検出システム。 An ignition coil (11), a power source (50) connected to the primary coil (12) side of the ignition coil (11), and one end side of the secondary coil (13) of the ignition coil (11) An ion current detector (18) connected, and a spark plug (30) connected to the other end of the secondary coil (13),
A current based on the power source (50) is passed through the primary coil (12) of the ignition coil (11) to induce a current in the secondary coil (13) of the ignition coil (11). 30), a discharge is caused in the first gap (36). When the fuel is burned by the discharge, combustion ions generated in the first gap (36) are used as an ion current to detect the ion current detector (18). ) To detect the combustion and misfire of the engine,
A second gap (29) in series with the first gap (36) is provided between the spark plug (30) and the secondary coil (13), and further, the second gap (29) A diode element (25) is connected in parallel,
The diode element (25) discharges into the second gap (29) when the ion current flows from the secondary coil (13) side to the spark plug (30) side and the spark plug (30) is discharged. The ion current detection system is connected in parallel to the second gap (29) so as to have a polarity in which the above occurs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009152097A JP5347756B2 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Ignition device and ion current detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009152097A JP5347756B2 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Ignition device and ion current detection system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011007124A JP2011007124A (en) | 2011-01-13 |
JP5347756B2 true JP5347756B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=43564054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009152097A Active JP5347756B2 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Ignition device and ion current detection system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5347756B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115856397B (en) * | 2022-12-09 | 2023-08-25 | 哈尔滨工程大学 | Discharge voltage measurement auxiliary tool of plasma ignition system |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52132940U (en) * | 1976-04-02 | 1977-10-08 | ||
JPS5612788Y2 (en) * | 1977-01-31 | 1981-03-24 | ||
JPS63110674U (en) * | 1987-01-13 | 1988-07-15 | ||
JPS6392079U (en) * | 1986-12-05 | 1988-06-14 | ||
JP2000068031A (en) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug, and ignition system having ion current detection function using spark plug |
WO2006016566A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Diamond Electric Mfg. Co., Ltd. | Ion current detecting apparatus for internal combustion engine |
JP2009127477A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Denso Corp | Igniter for internal combustion engine |
-
2009
- 2009-06-26 JP JP2009152097A patent/JP5347756B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011007124A (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7328677B2 (en) | Plasma-jet spark plug and ignition system | |
US8196557B2 (en) | Plasma-jet spark plug and ignition system | |
JP6639982B2 (en) | Ignition device | |
EP0560603B1 (en) | A misfire detector device for use in internal combustion engine | |
JP2008144657A (en) | Ignition device for internal combustion engine ignition control system | |
JP2013087667A (en) | Ignition control apparatus | |
JP5802117B2 (en) | Ignition device and ignition system | |
US20150270687A1 (en) | Spark plug and ignition system | |
JP5347756B2 (en) | Ignition device and ion current detection system | |
JP2013185473A (en) | Ignition system | |
JP2010096112A (en) | Plasma ignition device | |
EP0559438B1 (en) | A misfire detector device for use in an internal combustion engine | |
US20120013262A1 (en) | Ignition apparatus for plasma jet ignition plug and ignition system | |
JP2009150306A (en) | Combustion condition detecting method and device for internal combustion engine | |
US9470203B2 (en) | Ion current detector | |
JP4791424B2 (en) | Ignition device | |
US9133812B2 (en) | Ignition apparatus and ignition system | |
EP0627622B1 (en) | An ion current detector device for use in an internal combustion engine | |
JP6427427B2 (en) | Igniter | |
US9453490B2 (en) | Connection device, igniter and ignition system | |
JP4069487B2 (en) | Spark plug and ignition / ion current detector | |
JP2007315297A (en) | Combustion state determining device of internal combustion engine | |
CN215949713U (en) | High-energy and high-stability repeated ignition module | |
JP2008171570A (en) | Spark plug of internal combustion engine | |
JPH06338377A (en) | Ion current detecting device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120607 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130628 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130805 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5347756 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |