JP5409061B2 - Spark plug inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に装着され混合気の点火を行う点火プラグの検査を行う点火プラグ検査装置に関する。 The present invention relates to a spark plug inspection device that inspects a spark plug that is mounted on an internal combustion engine and ignites an air-fuel mixture.
従来、自動車エンジン等の内燃機関の点火には、長軸状に形成した中心電極と、その外周を覆う略筒状の絶縁碍子と、該絶縁碍子を覆う略筒状のハウジングと、該ハウジングに延設して上記中心電極に対して所定の放電ギャップを設けて対向する接地電極とを具備し、高電圧の印加により上記中心電極と上記接地電極との間に火花放電を発生させて点火を行う点火プラグが広く用いられている。また、内燃機関において点火時には、燃焼室内にイオンが発生し、点火プラグを介して点火毎に流れるイオン電流を検出して、失火やノッキング等を検出して燃焼制御に利用する技術について種々提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2等参照)。
Conventionally, for ignition of an internal combustion engine such as an automobile engine, a center electrode formed in a long axis, a substantially cylindrical insulator covering the outer periphery thereof, a substantially cylindrical housing covering the insulator, A grounding electrode that extends and provides a predetermined discharge gap with respect to the center electrode and is opposed to the center electrode, and generates a spark discharge between the center electrode and the ground electrode by applying a high voltage to ignite. Spark plugs to perform are widely used. In addition, various technologies have been proposed for use in combustion control by detecting ion misfire, knocking, etc. by detecting ion current that flows through each ignition through an ignition plug during ignition in an internal combustion engine. (For example, see
実際の内燃機関においては、図8(a)に示すような、機関を制御する電子制御装置から機関の運転状態に応じて発信される点火信号IGtに従って、図8(b)に示すように点火コイルの1次電流IPRが遮断され、図8(c)に示すように、電磁誘導によって高い2次電圧VSCが発生し、点火プラグに高電圧が印加され、対向する中心電極と接地電極との間の耐電圧を超えるとその間に火花放電が発生し、燃焼室内の混合気に着火され火炎燃焼が爆発的に広がり、図8(d)に示すように正常な燃焼が発生した場合には、燃焼室内圧力PCYLが大きく変化する。このとき、混合気の燃焼爆発により燃焼室内にはイオンが発生する。点火コイルの2次側コイルをイオン電流検出用コイルとして利用して、図8(e)に示すように、燃焼室内に発生したイオンに起因するイオン電流IIONを検出することができる。また、図8(f)に示すように、何らかの異常により失火がおこり、燃焼室内圧力PCYLが上昇しない場合には、燃焼に伴うイオン電流が発生しないので失火検出に利用できると期待されているが、実際には、図8(f)、(g)に示すように、外乱により発生するノイズがイオン電流IIONに重畳して検出される。 In an actual internal combustion engine, as shown in FIG. 8 (b), ignition is performed as shown in FIG. 8 (b) in accordance with an ignition signal IGt transmitted according to the operating state of the engine from an electronic control device that controls the engine as shown in FIG. 8 (a). is interrupted primary current I PR of the coil, as shown in FIG. 8 (c), 2 primary voltage V SC is generated higher by electromagnetic induction, a high voltage is applied to the spark plug, facing the center electrode and the ground electrode When the withstand voltage between the two is exceeded, a spark discharge is generated, and the mixture in the combustion chamber is ignited and flame combustion spreads explosively, and normal combustion occurs as shown in FIG. The combustion chamber pressure P CYL varies greatly. At this time, ions are generated in the combustion chamber by the combustion explosion of the air-fuel mixture. By using the secondary coil of the ignition coil as the ion current detection coil, as shown in FIG. 8E , the ion current I ION resulting from the ions generated in the combustion chamber can be detected. Further, as shown in FIG. 8 (f), when misfire occurs due to some abnormality and the combustion chamber pressure PCYL does not increase, an ionic current associated with combustion is not generated, so that it can be used for misfire detection. However, in practice, as shown in FIGS. 8 (f) and 8 (g), noise generated by disturbance is detected by being superimposed on the ion current I ION .
そこで、特許文献2にあるような従来のイオン電流を検出して燃焼制御に利用する装置では、予め特定されたノック信号周期と対比する等の補正手段を設けてノイズの影響を少なくしている。
Therefore, in a conventional apparatus that detects ion current and uses it for combustion control as disclosed in
ところが、実際の燃焼機関においては、予め特定されたノックノイズだけでなく、外部からの振動や、点火プラグからのスパークノイズ等の様々な外乱によるノイズが重畳的に発生し、さらに、点火プラグの固有の特性により発生するノイズが個々の点火プラグによって異なる虞もあるため、必ずしも補正が十分になされるとは限らず燃焼制御の誤作動を引き起こす虞がある。
また、失火検出以外の場合、例えば、空燃比検出等を行うべくイオン電流出力の大きさを検出する機能を持たせようとする場合、よりノイズの影響が出やすく、確実にノイズを除去する必要がある。
さらに、通常のイオン電流を利用した制御においては、イオン電流の波形によって判断するのではなく、特許文献1や特許文献2等にあるように検出された出力と所定の閾値との比較によって、失火やノッキングの有無を検知している。
このため、確実にノイズが排除されなければ、従来のイオン電流検出手段を設けた制御装置では、ノイズと正常な出力との区別が困難となっている。
また、現状において、点火プラグ固有のノイズ特性について必ずしも明確とはなっていない。
However, in an actual combustion engine, not only knock noise specified in advance, but also noise caused by various disturbances such as external vibration and spark noise from the spark plug is generated in a superimposed manner. Since the noise generated due to the inherent characteristics may vary depending on the individual spark plugs, the correction is not always sufficient, and there is a risk of causing malfunction of the combustion control.
Also, in cases other than misfire detection, for example, when it is intended to have a function of detecting the magnitude of ion current output to perform air-fuel ratio detection, it is more likely to be affected by noise, and it is necessary to reliably remove noise There is.
Furthermore, in the control using a normal ion current, the misfire is not determined by comparing the output detected as in
For this reason, unless the noise is reliably eliminated, it is difficult to distinguish the noise from the normal output in the control device provided with the conventional ion current detection means.
Further, at present, the noise characteristics unique to the spark plug are not necessarily clear.
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、ノイズの発生し難い点火プラグの開発や、実際の生産現場で不具合品の除去、内燃機関の燃焼制御の補正等に応用可能な点火プラグ固有のノイズ特性を検出する点火プラグ検査装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of such a situation, the present invention is a noise characteristic peculiar to a spark plug that can be applied to development of a spark plug that is unlikely to generate noise, removal of a defective product at an actual production site, correction of combustion control of an internal combustion engine, and the like. It is an object of the present invention to provide a spark plug inspection device that detects the above.
本発明は、点火プラグの検査装置であって、被測定物である点火プラグを装着する燃焼室を模した圧力室を区画した圧力容器と、上記圧力室内の圧力を変化させる圧力増減手段と、上記圧力室内の圧力を検出する圧力検出手段と、上記点火プラグに高電圧を印加する高電圧印加手段と、上記点火プラグから発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、上記圧力増減手段と、上記圧力検出手段と、上記高電圧印加手段と、上記イオン電流検出手段の入出力を制御する入出力制御手段とからなり、上記圧力増減手段によって減圧前の圧力を所定時間保つと共に、その間に上記高電圧印加手段によって上記点火プラグに高電圧を印加してスパーク放電を行い、その後に減圧作動を生じさせることを特徴とする(請求項1)。
このような構成とすることにより、上記入出力制御手段によって上記圧力増減手段と上記高電圧印加手段とを任意のタイミングで制御することが可能となり、上記圧力室内の圧力を一定の条件で変化させることが可能であると共に、上記圧力室内の圧力変化に対して任意のタイミングで上記点火プラグへ高電圧の印加を行うことが可能となり、外乱を排除した一定の条件下で上記点火プラグから発生する固有のイオン電流を上記イオン電流検出手段により検出することができる。
また、発生するイオン電流の波形を観察することにより点火プラグ固有のノイズ特性を視覚的に捉えることもできる。
得られた点火プラグ固有のノイズ特性を新規な点火プラグの開発や、実際に生産された製品の良否判定や、燃焼機関に搭載された場合に燃焼制御の補正等に利用することができる。また、実際の内燃機関や実験用燃焼機関に点火プラグを装着して燃焼爆発を起こしてイオン電流を検出する場合に比べ、遙かに簡便である。
また、本発明者等の鋭意試験により、上記圧力増減手段と上記高電圧印加手段との制御タイミングにかかり、点火プラグ固有のノイズ特性を検出するのに最適な条件についての知見が得られた。
The present invention is an ignition plug inspection device, a pressure vessel that divides a pressure chamber simulating a combustion chamber to which a spark plug as a measurement object is attached, a pressure increasing / decreasing means that changes the pressure in the pressure chamber, Pressure detecting means for detecting the pressure in the pressure chamber, high voltage applying means for applying a high voltage to the spark plug, ion current detecting means for detecting an ion current generated from the spark plug, and pressure increasing / decreasing means, The pressure detection means, the high voltage application means, and the input / output control means for controlling the input / output of the ion current detection means, and the pressure increase / decrease means maintains the pressure before decompression for a predetermined time, A high voltage is applied to the spark plug by the high voltage applying means to perform a spark discharge, and then a pressure reducing operation is caused (claim 1).
With this configuration, the input / output control unit can control the pressure increase / decrease unit and the high voltage application unit at an arbitrary timing, and change the pressure in the pressure chamber under a certain condition. In addition, it is possible to apply a high voltage to the spark plug at an arbitrary timing with respect to a pressure change in the pressure chamber, and it is generated from the spark plug under a certain condition that excludes disturbance. The intrinsic ion current can be detected by the ion current detecting means.
Further, by observing the waveform of the generated ion current, it is possible to visually grasp the noise characteristics unique to the spark plug.
The obtained noise characteristics unique to the spark plug can be used for developing a new spark plug, determining the quality of a product actually produced, and correcting combustion control when mounted on a combustion engine. Further, it is much simpler than the case where an ignition plug is attached to an actual internal combustion engine or an experimental combustion engine to cause a combustion explosion and detect an ionic current.
In addition, the inventors' diligent tests have obtained knowledge about the optimum conditions for detecting the noise characteristics specific to the spark plug, depending on the control timing of the pressure increasing / decreasing means and the high voltage applying means.
第2の発明では、上記圧力増減手段の減圧速度を増圧速度より速く設定したことを特徴とする(請求項2)。
本発明者等の鋭意試験により、点火プラグ固有のノイズ特性を検出する条件として、上記減圧速度を上記増圧速度より速く設定するのが望ましいことが判明した。
The second invention is characterized in that the pressure reducing speed of the pressure increasing / decreasing means is set faster than the pressure increasing speed (Claim 2).
As a condition for detecting the noise characteristics specific to the spark plug, it has been found that it is desirable to set the pressure reduction speed faster than the pressure increase speed as a result of the inventors' diligent tests.
第3の発明では、上記圧力室内の上記点火プラグの絶縁碍子の表面と側面電極を形成するハウジングとの間を観察する画像情報検出手段を具備することを特徴とする(請求項3)。
上記画像情報検出手段により、直接的、視覚的に点火プラグからノイズが発生する様子を観察できる。
本発明の点火プラグ検出装置によって、点火プラグ固有のノイズは、上記高電圧印加手段によって上記点火プラグに高電圧が印加された後、上記圧力増減手段によって減圧されたときに、上記点火プラグの中心電極と側面電極とによって形成された浮遊容量に蓄積された電界が、減圧によって上記圧力室内の耐電圧が低下したときに上記圧力室内の気体の絶縁耐圧を超えたときに発生するコロナ放電により発生していることが確認され、さらに、上記画像情報検出手段により、実際にコロナ放電が発生している状態を観察することができた。
したがって、ノイズの原因となるコロナ放電の発生しやすい位置を特定し、よりノイズ発生の少ない点火プラグの開発に役立てることができる。
According to a third aspect of the invention, there is provided image information detecting means for observing a space between a surface of the insulator of the spark plug in the pressure chamber and a housing forming a side electrode .
By the image information detecting means, it is possible to directly and visually observe how noise is generated from the spark plug.
According to the spark plug detection device of the present invention, the noise inherent to the spark plug is applied to the center of the spark plug when the high voltage is applied to the spark plug by the high voltage applying means and then reduced by the pressure increasing / decreasing means. Generated by corona discharge generated when the electric field accumulated in the stray capacitance formed by the electrode and the side electrode exceeds the dielectric strength of the gas in the pressure chamber when the withstand voltage in the pressure chamber is reduced due to decompression. Furthermore, it was confirmed that the corona discharge was actually generated by the image information detecting means.
Therefore, it is possible to identify a position where corona discharge that causes noise is likely to occur, and to help develop a spark plug that generates less noise.
第4の発明では、上記減圧前の圧力を所定時間保つ間に行うスパーク放電は、40回以上行うことを特徴とする(請求項4)。
これにより、エンジン実機における連続点火状態により確実に近づけることができ、点火プラグ固有のノイズ特性を検出するのに最適な条件とすることができる。
In a fourth aspect of the invention, the spark discharge that is performed while maintaining the pressure before depressurization for a predetermined time is performed 40 times or more (claim 4).
As a result, the continuous ignition state in the actual engine can be more reliably approached, and the optimum condition for detecting the noise characteristics unique to the spark plug can be obtained.
第5の発明では、上記圧力増減手段の減圧速度は、増圧完了時における圧力の90%の圧力から10%の圧力まで低下する時間が0.05s以内であることを特徴とする(請求項5)。
このような減圧速度に設定することにより、実機と同様なノイズ発生状態の再現が可能となり、点火プラグの良否判断をより確実に行うことができることが判明した。
In a fifth aspect of the present invention, the pressure reducing speed of the pressure increasing / decreasing means is such that the time for the pressure decreasing from 90% of the pressure at the time of completion of pressure increase to 10% is within 0.05 s. 5).
It has been found that by setting such a pressure reduction speed, it is possible to reproduce a noise generation state similar to that of an actual machine, and the quality of the spark plug can be determined more reliably.
本発明の点火プラグ検査装置によれば、外乱を排除し、点火プラグ固有のノイズ特性を検出できる。 According to the spark plug inspection device of the present invention, it is possible to eliminate a disturbance and detect a noise characteristic unique to the spark plug.
以下に、本発明の点火プラグ検査装置について図を参照して説明する。本発明の点火プラグ検査装置は、測定対象である内燃機関の点火に用いられる点火プラグに所定の条件下で高電圧を印加したときに、発生するノイズを検出して点火プラグ固有のノイズ特性を検査するものである。 The spark plug inspection device of the present invention will be described below with reference to the drawings. The spark plug inspection device of the present invention detects noise generated when a high voltage is applied to a spark plug used for ignition of an internal combustion engine to be measured under a predetermined condition, and a noise characteristic specific to the spark plug is obtained. It is to be inspected.
図1に、本発明の第1の実施形態における点火プラグ検査装置100の構成概要を示す。点火プラグ検査装置100は、被測定物である点火プラグ7を装着する燃焼室を模した圧力室30を区画した圧力容器3と、圧力室30内の圧力PCYLを変化させる圧力増減手段(1〜5)と、圧力室30内の圧力PCYLを検出する圧力検出手段6と、点火プラグ7に高電圧を印加する高電圧印加手段8と、点火プラグ7から発生するイオン電流IIONを検出するイオン電流検出手段9と、これらの手段(1〜6、8、9)の入出力を制御する入出力制御手段11とによって構成されている。
In FIG. 1, the structure outline | summary of the spark plug test |
圧力増減手段(1〜5)は、高圧を発生する高圧源1と高圧源1から圧力容器3への高圧の供給を開閉し圧力室30内の増圧速度を調整する増圧バルブ2と、圧力容器3から開放端5への圧力の排出を開閉し圧力室30内の減圧速度を調整する減圧バルブ4とによって構成されている。
圧力室30内の圧力PCYLは、圧力検出手段6によって検出され入出力制御手段11へ伝達される。
高圧源1として、例えば、圧縮空気を供給可能なコンプレッサ、又は、高圧窒素を供給可能な窒素ボンベ、膜分離式窒素発生装置、PSA方式窒素発生装置等を用いることができる。
圧力容器3は、内燃機関の燃焼室を模したものであるが、正常燃焼が起こった場合のような高い圧力を想定する必要はなく、失火時の燃焼室内の圧力が再現できれば良いので、圧力室30内の圧力PCYLは、少なくとも0.8MPa以上に設定できれば良い。圧力室30内の圧力PCYLをこのような値とすることにより、実機と同様なノイズ発生状態を再現することが可能である。
The pressure increasing / decreasing means (1-5) includes a
The pressure P CYL in the
As the
The pressure vessel 3 is a model of a combustion chamber of an internal combustion engine. However, it is not necessary to assume a high pressure as in the case of normal combustion, and it is sufficient if the pressure in the combustion chamber at the time of misfire can be reproduced. The pressure P CYL in the
入出力手段11から増圧バルブ開閉信号MV1が増圧バルブ開閉回路20に発信され、増圧バルブ開閉信号MV1に応じて圧力室30内の圧力PCYLと増圧速度とが所定の範囲となるように増圧バルブ2の開閉が制御される。
入出力手段11から減圧バルブ開閉信号MV2が減圧バルブ開閉回路40に発信され、減圧バルブ開閉信号MV2に応じて圧力室30内の圧力PCYLと減圧速度とが所定の範囲となるように減圧バルブ4の開閉が制御される。
A pressure increasing valve opening / closing signal MV 1 is transmitted from the input / output means 11 to the pressure increasing valve opening /
A pressure reducing valve opening / closing signal MV 2 is transmitted from the input / output means 11 to the pressure reducing valve opening /
点火プラグ7は、略長軸状の中心電極71とこれを覆う略筒状の絶縁碍子72と絶縁碍子72を覆う略筒状のハウジング73とで構成され、高圧室30内で中心電極71の先端に設けた中心電極放電部711とハウジング73に連なって設けた接地電極放電部731とが対向している。
The spark plug 7 includes a substantially long
高電圧印加手段8は、入出力制御手段11から発信される点火信号IGtに従って電源電圧+Bを昇圧する点火コイル80と点火コイル80を開閉するスイッチング素子を含む点火回路駆動回路81を有している。
点火コイル80の1次側コイルは一端が入出力制御手段11に設けられた電源供給端に接続され、他端が点火コイル駆動回路81を介して接地されている。
点火コイル80の2次側コイルは、一端が点火プラグ7の中心電極端子に接続され、他端がイオン電流検出手段9に接続されている。
The high voltage application means 8 has an
One end of the primary side coil of the
The secondary coil of the
イオン電流検出手段9は、互いに逆向きに直列接続された2つのツェナダイオード90、91と一方のダイオード90に並列接続されたコンデンサ92と他方のツェナダイオード91に並列接続されたイオン電流検出用抵抗93とコンデンサ92とイオン電流検出抵抗93との間の電位が抵抗94を介して反転(−)入力されるコンパレータ96とコンパレータ96の反転(−)端子と出力端子との間に並列接続されたゲイン設定用抵抗95とによって構成されている。
The ion current detecting
入出力制御装置11は、点火プラグ検査装置100の作動を開始するスタート信号STR、増圧バルブ2の駆動を制御する増圧信号MV1、減圧バルブ4の駆動を制御する減圧信号MV2、高電圧印加手段8を制御する点火信号IGtを出力信号とし出力手段14と、圧力検出手段6によって検出された圧力室30内の圧力PCYLを入力信号とする圧力モニタ13と、イオン電流検出手段9によって検出されたイオン電流IIONを入力信号とするイオン電流モニタ12とによって構成されている。
圧力モニタ13とイオン電流モニタ12とに入力されたデータを基に、出力手段14から発信された出力信号によって高圧源1、増圧バルブ2、減圧バルブ3、高電圧印加手段8の駆動を制御して、所望の条件下で点火プラグ7から発生される固有のノイズに起因するイオン電流IIONを検出することができる。
また、検出されたイオン電流IIONから、点火プラグ7の良否を判定することも可能となる。さらに、検出されたイオン電流IIONをコード化して、点火プラグ7に印字する等して実際の失火検出やノック検出のノイズ補正に役立てることも可能となる。
The input /
Based on the data input to the pressure monitor 13 and the ion
It is also possible to determine whether the spark plug 7 is good or bad from the detected ion current IION . Further, the detected ion current I ION can be encoded and printed on the spark plug 7 to be used for noise correction for actual misfire detection or knock detection.
図2を参照して、本実施形態における点火プラグ100の作動について説明する。点火プラグ検査装置100の起動が開始されスタート信号STRが発信されると、高圧源1から高圧気体の供給が開始される。これと同時、又は、これに次いで、増圧信号MV1が発信され増圧バルブ2が開弁される。圧力室30内の圧力PCYLが上昇し、所定の圧力となると増圧バルブ2が閉弁され、圧力室30内の圧力PCYLが一定に保持される。次いで、点火信号IGtに従って点火プラグ7に高電圧を印加し、火花放電を発生させる。この時、点火ノイズとして、瞬間的にイオン電流IIONが発生する。
次いで減圧信号MV2に従って減圧バルブ4が所定の減圧速度となるように開弁されると、高圧室30内の絶縁耐圧が低下し点火プラグ7に蓄積された電荷の放出によりコロナ放電が発生する。この時、コロナ放電による放電ノイズがイオン電流IIONとして検出される。なお、図2は、本発明の点火プラグ検査装置100の作動をタイムチャートで示したものである。
With reference to FIG. 2, the operation of the
Next, when the pressure reducing valve 4 is opened at a predetermined pressure reducing speed in accordance with the pressure reducing signal MV 2 , the withstand voltage in the
図3は、本発明の点火プラグ検査装置100の作動をフローチャートで示した実施例である。図3に示すように、S1で点火プラグ検査装置100が起動され、スタート信号STRがONとなると、S2で増圧信号MV1がONとなり、増圧バルブ2が開弁され、高圧源1から高圧気体の供給が開始され、S3で、圧力室30内の圧力PCYLが所定の範囲(例えば、0.8MPa以下)か否かが判断され、所定の圧力に達するまではすれば、高圧気体の供給が維持され、所定の圧力に達するとS4に移り、増圧信号MV1がOFFとなり、圧力室30内の圧力PCYLが一定の値に保持される。S5でイオン電流IIONのモニタが開始され、S6で所定のタイミングで点火信号IGtがON、OFFされ、S7で点火信号IGtに従って点火プラグ7に高電圧が印加される。S8で減圧信号MV2がONとなり、減圧バルブ4が開かれ、圧力室30内の圧力PCYLが低下していく。このとき、S9で減圧速度がモニタされ、所定の減圧速度(例えば初期圧力の90%から10%まで低下するまでの時間が0.05sとなる減圧速度)で減圧されるように減圧信号MV2が調整され、所定の圧力(例えば0.1MPa)以下まで減圧されるとS10で減圧信号がOFFとなり、減圧バルブ4が閉じられ、S10でイオン電流IIONの測定が終了する。
FIG. 3 is an embodiment showing the operation of the spark
また、本発明者等の鋭意試験により、点火プラグ固有のノイズ特性を検出する条件として、減圧速度を増圧速度より速く設定するのが望ましく、より具体的には、減圧速度が、初期圧の90%の圧力から10%の圧力まで低下する時間は、0.3s以内であれば、点火プラグの良否判断が可能であり、0.05s以内がより好ましいことが本発明者等の鋭意試験により確認された。
このような速度範囲で減圧すれば、実機と同様なノイズ発生状態を再現可能であり点火プラグ7の良否判断を確実に行うことができる。
なお、0.05sとは、エンジンアイドル時における圧力の低下スピードとほぼ同等の値である。
In addition, as a condition for detecting the noise characteristic unique to the spark plug by the inventors' extensive test, it is desirable to set the pressure reduction speed faster than the pressure increase speed. More specifically, the pressure reduction speed is equal to the initial pressure. It is possible to judge whether or not the spark plug is good if the time to decrease from 90% pressure to 10% pressure is within 0.3 s, and it is more preferable that the time is within 0.05 s, as a result of diligent tests by the present inventors. confirmed.
If the pressure is reduced within such a speed range, a noise generation state similar to that of the actual machine can be reproduced, and the quality determination of the spark plug 7 can be reliably performed.
In addition, 0.05 s is a value substantially equal to the pressure decrease speed during engine idling.
また、図4に示すように、圧力室30内の圧力PCYLを一定に保った状態で、点火プラグ7に周期的に高電圧を印加したのち、減圧して発生するイオン電流IIONを検出する。本発明者等の鋭意試験により、周期的な高電圧の印加を40回程度繰り返すと、減圧したときに検出されるイオン電流IIONは、徐々に一定の値に漸近し、高電圧印加を125回繰り返した後、減圧したときに発生するイオン電流IIONを検出することにより点火プラグ固有のノイズ特性を検出できることが判明した。
エンジン実機における連続点火状態を、模擬したものであり、少なくとも40回以上の周期的な高電圧の印加によるスパーク放電を行えば、実機のノイズ発生状態により確実に近づけることが可能であることが試験的に確認された。
In addition, as shown in FIG. 4, the ion current I ION generated by reducing the pressure after the high voltage is periodically applied to the spark plug 7 while the pressure P CYL in the
This is a simulation of the continuous ignition state in an actual engine, and it is tested that it is possible to approach the noise generation state of the actual machine more reliably if spark discharge is performed by applying a high voltage periodically at least 40 times or more. Confirmed.
図5を参照して、本発明の第2の実施形態における点火プラグ検査装置100aについて説明する。本実施形態においては、上記実施形態と同様の構成に加え、圧力容器3aに耐圧性のある観察窓31を設け、高感度カメラ等の画像情報検出手段32を設けてある。なお、本実施形態に用いられる観察窓31は耐圧性が必要であるが、高圧室30内で燃焼が起こるわけではないので、観察窓31や画像情報検出手段32には耐熱性は必要なく、従来の燃焼試験用の内燃機関を用いて点火試験を行う場合に比べ遥かに簡便で、より精度の高い観察を廉価で実現可能となる。
With reference to FIG. 5, the spark plug test |
本実施形態において入出力制御手段11aには、上記実施形態と同様の構成に加え、出力手段14aは、所定のタイミングで画像情報検出手段32を駆動する撮影信号SHTを発信すると共に、入力手段として画像情報検出手段32から出力された画像情報Imgを取り込む画像モニタ15が設けられている。
このような構成とすることにより、点火プラグ7aで実際に起こっている現象を直接観察し、画像情報Imgとして、取り込みこれを保存、解析することにより、さらなる点火プラグ品質向上に役立てることも可能となる。
In the present embodiment, in addition to the same configuration as that of the above embodiment, the
By adopting such a configuration, it is possible to directly observe the phenomenon actually occurring in the spark plug 7a, capture it as image information Img, save it, and analyze it, which can be used to further improve the quality of the spark plug. Become.
本実施形態における点火プラグ検査装置100aを用いて実際のコロナ放電発生の様子を観察することにより、点火プラグ固有のコロナ放電ノイズは、図6(a)に示すように、中心電極71と側面電極732を形成するハウジング73との間に形成された浮遊容量Csに蓄積された電荷が減圧によって空隙部740の絶縁耐圧が低下したときに、図6(b)及び図7に示すように、絶縁碍子72の表面と側面電極732との間でコロナ放電となって放出していることが確認された。なお、本実施形態においては、測定対象である点火プラグ7aのハウジング73の一部を切り欠いて観察し易くしたものを用いた。
また、コロナ放電は絶縁碍子72とハウジング73との距離が狭い部分で多く発生していることが判明した。また、絶縁碍子72は、絶縁体であると同時に誘電体としても作用し、火花放電の終了後も、中心電極71とハウジング73間に電荷が残留するためであることが確認できた。
By observing the actual state of corona discharge generation using the spark
Further, it has been found that corona discharge frequently occurs in a portion where the distance between the
本発明の点火プラグ検査装置は、新規な点火プラグを開発すべく試験研究のために利用するだけではなく、実際の製品を全数検査しノイズ特性の良否を判定し、不具合品を除去して品質を向上することや、得られたノイズ特性データをコード化又はチップ化して、個々の点火プラグに印字又は添付する等して、実際の内燃機関に搭載されたときに、失火検出装置やノック検出装置に個別の補正用データを提供し、信頼性の高い燃焼制御を行うようにすることも可能となり、極めて産業上の利用可能性は高い。
上記実施形態においては、測定対象である点火プラグの高圧容器への取付け方法について螺結により固定することを図示しているが、これに限定するものではなく、測定時の高圧室内の圧力が比較的低いので、より着脱容易な構造によって点火プラグを高圧容器に装着可能とすることによって量産設備への転用できる。
The spark plug inspection device of the present invention is not only used for testing and research to develop a new spark plug, but also inspects all actual products to determine whether noise characteristics are good, eliminates defective products, and improves quality. And the obtained noise characteristic data is coded or chipped and printed on or attached to individual spark plugs. When mounted on an actual internal combustion engine, misfire detection device and knock detection It is also possible to provide individual correction data to the apparatus to perform highly reliable combustion control, and the industrial applicability is extremely high.
In the above embodiment, the method of attaching the ignition plug to be measured to the high-pressure vessel is illustrated as being fixed by screwing, but this is not a limitation, and the pressure in the high-pressure chamber at the time of measurement is compared. Therefore, by making the spark plug attachable to the high-pressure vessel with a structure that is easier to attach and detach, it can be diverted to mass production equipment.
100 点火プラグ検査装置
1 高圧源(1〜5 圧力増減手段)
10 高圧源作動回路
2 増圧バルブ
20 増圧バルブ開閉回路
3 圧力容器
30 圧力室(模擬燃焼室)
4 減圧バルブ
40 減圧バルブ開閉回路
5 大気開放端
6 圧力検出手段
7 点火プラグ(測定対象)
71 中心電極
711 中心電極放電部
712 中心電極中軸
713 中心電極端子部
72 絶縁碍子
73 ハウジング
731 接地電極放電部
732 側面電極部
734 ネジ部
8 高電圧印加手段
80 点火コイル(昇圧手段)
81 イグナイタ(点火コイル駆動手段)
9 イオン電流検出手段
11 制御装置
12 イオン電流検出結果
13 圧力室内圧力検出結果
14 制御信号
+B 電源電圧
STR 開始信号
MV1 増圧バルブ開閉信号
MV2 減圧バルブ開閉信号
IGt 点火信号
PCYL 圧力室内圧力
100 Spark
10 High pressure
4
71
81 Igniter (ignition coil drive means)
9 Ion current detection means 11
Claims (5)
上記圧力増減手段と、上記圧力検出手段と、上記高電圧印加手段と、上記イオン電流検出手段の入出力を制御する入出力制御手段とからなり、
上記圧力増減手段によって減圧前の圧力を所定時間保つと共に、その間に上記高電圧印加手段によって上記点火プラグに高電圧を印加してスパーク放電を行い、その後に減圧作動を生じさせることを特徴とする点火プラグ検査装置。 A spark plug inspection device, a pressure vessel defining a pressure chamber simulating a combustion chamber to which a spark plug as a measurement object is attached, pressure increasing / decreasing means for changing the pressure in the pressure chamber, Pressure detecting means for detecting pressure, high voltage applying means for applying a high voltage to the spark plug, ion current detecting means for detecting an ionic current generated from the spark plug,
The pressure increase / decrease means, the pressure detection means, the high voltage application means, and an input / output control means for controlling the input / output of the ion current detection means ,
A pressure before pressure reduction is maintained for a predetermined time by the pressure increase / decrease means, and a high voltage is applied to the spark plug by the high voltage application means during that time to perform a spark discharge, and then a pressure reduction operation is caused. Spark plug inspection device.
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---|---|---|---|---|
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JPH0719151A (en) * | 1993-06-15 | 1995-01-20 | Toyota Motor Corp | Ion current detecting device |
JP3228159B2 (en) * | 1996-12-06 | 2001-11-12 | トヨタ自動車株式会社 | Engine spark plug inspection method |
JP4014013B2 (en) * | 1997-07-18 | 2007-11-28 | 株式会社デンソー | Ion current detection device for internal combustion engine |
JP3975838B2 (en) * | 2002-06-14 | 2007-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | In-cylinder observation device for internal combustion engine |
JP2009047149A (en) * | 2007-08-19 | 2009-03-05 | Hama Corporation:Kk | Composite discharge method and composite discharge device |
-
2009
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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