JP3979305B2 - 内燃機関の点火プラグギャップ検出方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用のエンジンなどの内燃機関において、その気筒に組み付けられた点火プラグの放電ギャップを検出する（放電ギャップの良否を判定する）ための従来の方法又は装置としては、例えば次の特許文献１，２，３に開示されたものが挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２２８１５９号公報
【特許文献２】
特公昭５６−５４５７３号公報
【特許文献３】
特開２００２−１３４６０号公報
【０００４】
特許文献１に示されている方法は、その特許請求の範囲の欄などに記載されているように、エンジンに点火プラグを組み付けた状態で、その点火プラグに、一次電圧に基づいてその一次電圧より高圧の二次電圧を発生させる放電電圧印加装置により、放電を行わせるに十分な電圧を印加し、その際の一次電圧を検出してその一次電圧に関連する一次電圧関連量を取得し、その取得した一次電圧関連量に基づいて点火プラグの状態を判定することを特徴とするものである。
【０００５】
特許文献２に示されている装置は、その特許請求の範囲の欄などに記載されているように、点火系の二次電圧信号を検出するための、内燃機関の点火系に設けられたイグニッッションコイルの二次コイルとディストリビュータとの間に接続された分圧装置とを含むプローブと、該プローブにより検出される二次電圧信号中の誘導放電部を抽出し、該誘導放電部を電気的に処理して誘導放電部の時間幅信号を得るための処理回路とを含み、該処理回路出力の誘導放電部の時間幅信号を点火プラグの間隙として検出することを特徴するものである。
【０００６】
そして、特許文献３に示されている装置は、その特許請求の範囲の欄などに記載されているように、内燃機関に組み付けられた点火系のイグニッションコイル近傍に配置され、前記イグニッ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、前記イグニッ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取り、その変化量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判定手段とを具備したことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１，２，３の何れの方法及び装置でも、所謂セミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関に対しては、その点火プラグの放電ギャップの良否を判定することが困難であった。
【０００８】
つまり、図６に示すように１つのイグニッションコイル１に対して１個の点火プラグ２が電気的に接続された所謂ダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関に対しては、特許文献１，２，３の何れの方法及び装置でも、点火プラグ２の放電ギャップ２ａの検出（良否の判定）をすることができる。
【０００９】
ところが、図１に示すようなセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関１０では、例えば同じ組の２つの気筒１１，１４の点火プラグ２１，２４に対して１つのイグニッションコイル３１の二次電圧を同時に印加することにより、これらの点火プラグ２１，２４を同時に放電させる（詳細後述）。このため、この放電時の第１気筒１１と第２気筒１４の燃焼室の圧力条件が同じ場合には、例えば第４気筒１４の点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていても、第１気筒１１の点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが正常であれば、放電は放電ギャップの大きい第１点火プラグ２１の方が（即ち放電しにくい方が）支配的となるため、このときのイグニッションコイルの一次電圧信号や二次電圧信号から放電時間などを求めても、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａを検出することはできない。即ち、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていることを発見することはできない。
【００１０】
従って、本発明は上記事情に鑑み、セミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップを確実に検出することができる内燃機関の点火プラグギャップ検出方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法は、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法であって、前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させ、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号の波形を検出してモニターし、且つ、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別して、この圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出することを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法は、第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記内燃機関をモータによって回転させることを特徴とする。
【００１３】
また、第３発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法は、第１又は第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記二次電圧信号を、前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルにより検出してモニターすることを特徴とする。
【００１４】
また、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置は、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出装置であって、内燃機関を回転させる回転手段と、この回転手段によって前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる放電制御手段と、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号を検出する二次電圧信号検出手段と、この二次電圧信号検出手段で検出される前記二次電圧信号の波形をモニターする波形モニター手段と、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別する気筒判別手段と、この気筒判別手段により圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出するギャップ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置は、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記回転手段はモータであことを特徴とする。
【００１６】
また、第６発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置は、第４又は第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記二次電圧信号検出手段は前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルであり、この検出用コイルで前記イグニッションコイルの二次側の放電による磁界の変化を捉えて前記二次電圧信号を検出することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態に係る内燃機関の点火プラグギャップ検出装置による検査時の状態を示す構成図、図２は検出用コイルの配置例を示す図、図３は前記内燃機関の各気筒に組み付けた点火プラグの放電タイミングを表すチャート、図４は二次電圧信号の出力波形を表すグラフ、図５は放電ギャップの良否判定を行うためのチャートである。
【００１９】
図１に示すように、車両用のエンジンなどの内燃機関１０は、第１〜第４の気筒１１，１２，１３，１４に第１〜第４の点火プラグ２１，２２，２３，２４がそれぞれ組み付けられた状態となっている。図１中の２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａは、それぞれの点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップである。なお、図１では説明の便宜上、第３気筒２３、第２気筒２２、第１気筒２１、第４気筒２４の順に図示しているが、勿論、実際には第１気筒１１，第２気筒１２，第３気筒１３，第４気筒１４の順に配列されており、点火順序は、第１気筒１１、第３気筒１３、第４気筒１４、第２気筒１２の順になるように設定されている。
【００２０】
そして、内燃機関１０の点火系は、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる所謂セミダイレクト点火方式の構成となっている。
【００２１】
詳述すると、４つの気筒１１〜１４は、第１気筒１１と第４気筒１４の組と、第２気筒１２と第３気筒１３の組との２組に分けられている。第１気筒１１の第１点火プラグ２１は、一方の電極側が第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａの一端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。第４気筒１４の第４点火プラグ２４は、一方の電極側が第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａの他端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。このため、第１点火プラグ２１と第４点火プラグ２４は直列に接続され、二次コイル３１Ａとともに１つの閉ループを構成している。即ち、同じ組の２つの気筒１１，１４の点火プラグ２１，２４は、同一のイグニッションコイル３１の二次側に電気的に接続されて、同時に放電させるようになっている。
【００２２】
また、第２気筒１２の第２点火プラグ２２は、一方の電極側が第２イグニッションコイル３２の二次コイル３２Ａの一端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。第３気筒１３の第３点火プラグ２３は、一方の電極側が第２イグニッションコイル３２の二次コイル３２Ａの他端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。このため、第２点火プラグ２２と第３点火プラグ２３は直列に接続され、二次コイル３２Ａとともに１つの閉ループを構成している。即ち、同じ組の２つの気筒１２，１３の点火プラグ２２，２３も、同一のイグニッションコイル３２の二次側に電気的に接続されて、同時に放電させるようになっている。
【００２３】
第１イグニッションコイル３１は、一次コイル３１Ａと二次コイル３１Ｂとが所定の巻数比に設定され、一次電圧を昇圧して高圧の二次電圧が得られるようになっている。第２イグニッションコイル３２も、一次コイル３２Ａと二次コイル３２Ｂとが所定の巻数比に設定され、一次電圧を昇圧して高圧の二次電圧が得られるようになっている。
【００２４】
第１イグニッションコイル３１の一次コイル３１Ｂは、一端側がバッテリ３３の正極側に電気的に接続され、他端側が第１トランジスタ３４のコレクタに電気的に接続されている。バッテリ３３の負極側はアースされている。第１トランジスタ３４のベースは内燃機関の電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６に電気的に接続され、第１トランジスタ３４のエミッタはアースされている。なお、第１イグニッションコイル３１と第１トランジスタ３４はモールドによって一体的に構成されている。
【００２５】
第２イグニッションコイル３２の一次コイル３２Ｂは、一端側がバッテリ３３の正極側に電気的に接続され、他端側が第２トランジスタ３５のコレクタに電気的に接続されている。第２トランジスタ３５のベースはＥＣＵ３６に電気的に接続され、第２トランジスタ３５のエミッタはアースされている。なお、第２イグニッションコイル３２と第２トランジスタ３５も、モールドによって一体的に構成されている。
【００２６】
ＥＣＵ３６では、第１トランジスタ３４のベース電流を制御して第１トランジスタ３４のオン・オフ制御を行うことでバッテリ３３から第１イグニッションコイル３１の一次コイル３１Ｂへの通電を制御することにより、第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに誘起される二次電圧を点火プラグ２１，２４に印加して点火プラグ２１，２４を放電させるタイミングを制御し、また、第２トランジスタ３５のベース電流を制御して第２トランジスタ３５のオン・オフ制御を行うことでバッテリ３３から第２イグニッションコイル３２の一次コイル３２Ｂへの通電を制御することにより、第２イグニッションコイル３２の二次コイル３２Ａに誘起される二次電圧を点火プラグ２２，２３に印加して点火プラグ２２，２３を放電させるタイミングも制御する。
【００２７】
そして、点火系の検査時には、第１イグニッションコイル３１の近傍に二次電圧信号検出手段としての第１検出用コイル５１が配置され、第２イグニッションコイル３２の近傍に二次電圧信号検出手段としての第２検出用コイル５２が配置される。このとき第１検出用コイル５１は、第１イグニッションコイル３１の二次側の放電（点火プラグ２１，２４の放電）により誘起される磁界の変化を捉えて、第１イグニッションコイル３１の二次電圧を検出することができるように配置され、第２検出用コイル５２は第２イグニッションコイル３２の二次側の放電（点火プラグ２２，２３の放電）により誘起される磁界の変化を捉えて、第２イグニッションコイル３２の二次電圧を検出することができるように配置される。
【００２８】
例えば、図２に示すように、フェライトコア３１Ｃを中心として配置された一次コイル３１Ｂ及び二次コイル３１Ａを有してなる第１イグニッションコイル３１に対しては、第１イグニッションコイル３１の直上に第１検出用コイル５１を配置し、同様にフェライトコア３２Ｃを中心として配置された一次コイル３２Ｂ及び二次コイル３２Ａを有してなる第２イグニッションコイル３２に対しては、第２イグニッションコイル３２の直上に第２検出用コイル５２を配置する。
【００２９】
また、第１検出用コイル５１及び第２検出用コイル５２は、波形モニター手段、気筒判別手段、ギャップ検出手段などとして機能する検査ユニット５３に電気的に接続される。
【００３０】
第１検出用コイル５１は第１イグニッションコイル３１の二次側（二次コイル３１Ａ側）の放電による磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第１イグニッションコイル３１の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力し、第２検出用コイル５２は第２イグニッションコイル３２の二次側（二次コイル３２Ａ側）の放電による磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第２イグニッションコイル３２の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力する。
【００３１】
検査ユニット５３は、検出用コイル５１，５２からの二次電圧信号を、例えば内蔵のオシロスコープにより電圧波形として表示したり、或いは、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５３に使用してもよい。また、検査ユニット５３は、これらの表示機能とともに二次電圧信号の出力波形をモニター（監視）する機能も有している（波形モニター手段）。
【００３２】
そして更に検査ユニット５３は、詳細は後述するが、内燃機関１０の図示しないクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ５５の回転角検出信号を入力し、この回転角検出信号に基づいて点火プラグ２１，２４の放電時や、点火プラグ２２，２３の放電時に圧縮行程にある気筒１１，１２，１３又は１４を判別する機能を有し（気筒判別手段）、この判別機能により圧縮行程にあると判別された気筒１１，１２，１３又は１４に組み付けられている点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａを、前記二次電圧信号の出力波形に基づいて検出（良否判定）する機能も有している（ギャップ検出手段）。
【００３３】
また、点火系の検査時には、内燃機関１０のクランクシャフトに回転手段としての電動モータ５４が接続される。モータ５４はＥＣＵ３６によって回転制御され、前記クランクシャフトを回転駆動する。
【００３４】
そして、点火系の検査時にＥＣＵ３６では、モータ５４によって内燃機関１０（クランクシャフト）を回転させながら、クランク角センサ５５の回転角検出信号に基づいて（クランクシャフトの回転角に応じて）、前述のようにトランジスタ３４，３５のベース電流を制御してトランジスタ３４，３５のオン・オフ制御を行うことでバッテリ３３からイグニッションコイル３１，３２の一次コイル３１Ｂ，３２Ｂへの通電を制御することにより、イグニッションコイル３１，３２の二次コイル３１Ａ，３２Ａに誘起される二次電圧を点火プラグ２１，２２，２３，２４に印加して点火プラグ２１，２４を同時に放電させるタイミングや、点火プラグ２２，２３を同時に放電させるタイミングを制御する。
【００３５】
即ち、ＥＣＵ３６は点火系の検査時にも放電制御手段として機能し、モータ５４によって内燃機関１０（クランクシャフト）を回転させながら、つまり、燃料カットの状態で行う所謂モータリング運転を行いながら、同じ組の２つの気筒１１，１４又は１２，１３の点火プラグ２１，２４又は２２，２３を同時に放電させる。
【００３６】
具体的には、図３に示すように、気筒１１，１４に対しては、まず、第１気筒１１の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第１気筒１１の第１点火プラグ２１を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第４気筒１４の第４点火プラグ２４も放電させる。次には、第４気筒１４の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第４気筒１４の第４点火プラグ２４を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第１気筒１１の第１点火プラグ２１も放電させる。
【００３７】
気筒１２，１３に対しては、まず、第３気筒１３の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第３気筒１３の第３点火プラグ２３を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第２気筒１２の第２点火プラグ２２も放電させる。次には、第２気筒１２の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第２気筒１２の第２点火プラグ２２を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第３気筒１３の第３点火プラグ２３も放電させる。
【００３８】
そして、第１検出用コイル５１では、このときの点火プラグ２１，２４の放電、即ち、第１イグニッションコイル３１の二次側（二次コイル３１Ａ側）の放電により誘起される磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第１イグニッションコイル３１の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力し、また、第２検出用コイル５２では、このときの点火プラグ２２，２３の放電、即ち、第２イグニッションコイル３２の二次側（二次コイル３２Ａ側）の放電により誘起される磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第２イグニッションコイル３２の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力する。
【００３９】
検査ユニット５３では、この検出用コイル５１，５２から出力された二次電圧信号を入力して表示する。図３には検査ユニット５３において表示される前記二次電圧信号の波形を例示している。例えば第１イグニッションコイル３１において一次、二次コイル３１Ａ，３１Ｂ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は点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａの大きさ（広さ）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。
【００４０】
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、このときの磁界の変化量に依存しており、それ故、放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａの大きさに比例する。従って、このときの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の大きさは放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａの大きさに比例する。
【００４１】
図５には放電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５のチャートは検査ユニット５３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及び放電終了時の振幅Ｈと、点火プラグ２１，２２，２３又は２４における放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａ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、点火プラグ２１，２２，２３又は２４における放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａ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、放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが大きいほど放電時間Ｔが短く、振幅Ｈは増大させる傾向にある。このことから、例えば点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが正規の大きさであるときの正規放電時間Ｔｏと正規振幅Ｈｏとを予め計測しておけば、これらの正規放電時間Ｔｏ及び正規振幅Ｈｏに基づいて図５のチャートに正規ポイントＰｏを規定することができる。
【００４２】
例えば、点火系の検査時に得られた放電時間Ｔが正規放電時間Ｔｏよりも短く、また、振幅Ｈが正規振幅Ｈｏよりも大きい場合、その検査対象となる点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが正規の値より大きいものと考えられる。一方、点火系の検査時に得られた放電時間Ｔが正規放電時間Ｔｏよりも長く、振幅Ｈが正規振幅Ｈｏよりも小さい場合、その検査対象となる点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが正規の値より小さいものと考えられる。
【００４３】
検査ユニット５３には、例えば比較回路を内蔵しておくことができ、この比較回路では点火系の検査時に得られた放電時間Ｔ及び振幅Ｈの値をそれぞれ正規放電時間Ｔｏ及び正規振幅Ｈｏと大小比較をする。その結果、正規の値に対して特に大小がなければ、検査ユニット５３では点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが適正（良品）である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５３では点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが不良であると判定することができる。
【００４４】
より好ましくは、図５のチャートにおいて正規放電時間Ｔｏ及び正規振幅Ｈｏの値にそれぞれ一定の許容範囲ｔｏ，ｈｏを与えることができ、点火系の検査時に得られた放電時間Ｔ及び振幅Ｈの値が、それぞれ許容範囲ｔｏ，ｈｏ（図中の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５３において点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａを適正と判定することもできる。
【００４５】
そして、本実施の形態では磁界検出用の検出用コイル５１，５２を用いることにより、イグニッションコイル３１，３２の二次側の放電で誘起される磁界の変化を捉えてイグニッションコイル３１，３２の二次電圧信号を検出するため、イグニッションコイル３１，３２に対して電気的に非接触で前記二次電圧信号を検出することができ、内燃機関１０にイグニッションコイル３１，３２などの点火系の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系による放電に基づいて点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの検出（良否判定）が可能となる。従って、その判定結果を内燃機関１０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、前述の特許文献１のように放電電圧印加装置を用いて点火プラグを検査する場合、実際に使用するイグニッションコイルを含めた検査を行うことができないため、別途にイグニッションコイルの検査行程を必要とする。また、前述の特許文献２では分圧装置を含む特殊なプローブをイグニッションコイルの二次コイルに接続して二次電圧信号を検出しなければならない。
【００４６】
なお、上記のように磁界検出用の検出用コイルを用いてイグニッションコイルの二次電圧信号を検出し、この二次電圧信号の出力波形から放電時間Ｔや振幅Ｈを求めて点火プラグの放電ギャップの良否を判定することは、本発明者が先に提案した前述の特許文献３の装置と同様である。
【００４７】
そして、本実施の形態では、これに内燃機関１０の回転を同期させることにより、同じ組の一方の点火プラグは高圧下で放電させ、他方の点火プラグは低圧下で放電させることによって、セミダイレクト点火方式であっても確実に点火プラグの放電ギャップを検出することができるようにしている。つまり、本実施の形態では、閉ループを構成して同時に放電される同じ組の２つの点火プラグ（点火プラグ２１，２４又は点火プラグ２２，２３）のうち、何れか一方の点火プラグの放電ギャップが小さくなっている場合にも、当該点火プラグの不良を発見することができるようにしている。
【００４８】
詳述すると、本実施の形態の検査対象である内燃機関１０の点火系は、セミダイレクト点火方式であり、２つの点火プラグが電気的に直列に接続されて閉ループを構成しているため、放電は放電ギャップの大きい点火プラグのほうが支配的となることから、単に同じ圧力条件で２つの点火プラグを同時に放電させるだけでは、放電ギャップの小さい不良品の点火プラグを検出するのは困難である。
【００４９】
例えば、電気的に直列接続された同じ組の点火プラグ２１，２４のうち、第１点火プラグ２１は放電ギャップ２１ａが正規の大きさ（例えば１．１ｍｍ程度）である一方、第４点火プラグ２４は内燃機関１０に組み付けられる際の電極部の接触などにより、放電ギャップ２４ａがつぶれて異常に小さく（例えば０．２ｍｍ程度）なっていた場合、放電は放電ギャップの大きい第１点火プラグ２１の方が支配的となることから、単に同じ圧力条件で点火プラグ２１，２４を同時に放電させるだけでは、第４点火プラグ２４の不良を検出するのは困難である。
【００５０】
そこで、本実施の形態では上記のようにモータ５４によって内燃機関（クランクシャフト）１０を回転させながら、同じ組の２つの気筒１１，１４点火プラグ２１，２４を同時に放電させる。その結果、第１点火プラグ２１が圧縮行程による高圧下で放電するときには、同時に第４点火プラグ２４は排気行程による低圧下で放電し、また、第４点火プラグ２４が圧縮行程による高圧下で放電するときには、同時に第１点火プラグ２１は排気行程による低圧下で放電することになるため、点火プラグ２１，２４の良否判定が容易となる。
【００５１】
このことを更に表１〜表３も参照して説明する。なお、表１〜表３において、「単独放電時間」とは、第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに第１点火プラグ２１のみ、或いは、第４点火プラグ２４のみが接続されていたと仮定した場合の放電時間（第１検出用コイル５１による二次電圧信号の出力波形から得られる放電時間）である。「合成放電時間」とは、図１のように第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに第１点火プラグ２１と第４点火プラグ２４が直列に接続されて閉ループを構成しているときの放電時間（第１検出用コイル５１による二次電圧信号の出力波形から得られる放電時間）である。また、「短」とは単独放電時間や合成放電時間が比較的短いことを意味し、「長」とは単独放電時間や合成放電時間が比較的長いことを意味し、「中」とは単独放電時間や合成放電時間が「短」と「長」の間の長さであることを意味している。
【００５２】
放電に際し、圧力が高くなると、絶縁破壊電圧が高くなり、放電時間は短くなることが知られている（バッシェンの法則）。従って、例えば第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに点火プラグ２１のみが接続されていると仮定した場合、モータ５４によって内燃機関１０を回転させながら、点火プラグ２１を放電させると、点火プラグ２１の単独放電時間は表１のようになる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
即ち、点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａの大きさが正規であれば、圧縮行程では気筒１１の燃焼室内が高圧となるため、単独放電時間が「短」となり、排気行程では気筒１１の燃焼室内が低圧となるため、単独放電時間が「中」となる。一方、点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが小さければ、圧縮行程では気筒１１の燃焼室内が高圧となるため、単独放電時間が「中」となり、排気行程では気筒１１の燃焼室内が低圧となるため、単独放電時間が「長」となる。また、圧縮行程、排気行程の何れにおいても、放電ギャップ２１ａが正規の場合に比べて小さい場合の方が、単独放電時間が短くなっている。
【００５５】
ところが、例えば第１気筒１１の第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが正規の大きさで、第４気筒１４の第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さい場合、これらの点火プラグ２１，２４を同じ圧力条件（例えば気筒１１，１４の燃焼室内が同じ大気圧の状態）で同時に放電させると、表２に示すように単独放電時間は第１点火プラグ２１が「中」、第４点火プラグ２４が「長」であるが、合成放電時間は「中」となってしまう。
【００５６】
【表２】
【００５７】
即ち、正規の（大きい）放電ギャップ２１ａを有する第１点火プラグ２１の方が、小さい放電ギャップ２４ａを有する第４点火プラグ２４に比べて単独放電時間が短いことから、合成放電時間においては第１点火プラグ２１の方が支配的となり、合成放電時間には第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていることの影響が現れない。つまり、両方の点火プラグ２１，２４とも放電ギャップ２１ａ，２４ａが正規の大きさである場合に比べて、合成放電時間に差が生ぜず、この場合には第１検出用コイル５１による二次電圧信号の出力波形から放電時間Ｔや振幅Ｈを求めても、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていることを検出することはできない。
【００５８】
そこで、本実施の形態では上記のようにモータ５４で内燃機関１０を回転させながら、点火プラグ２１，２４を同時に放電させるようした（図３参照）。この場合には、例えば第１気筒１１の第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが正規の大きさで、第４気筒１４の第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっているときには、表３に示すような放電時間となる。
【００５９】
【表３】
【００６０】
即ち、第１点火プラグ２１を圧縮行程（高圧下）で放電させるときには、同時に第４点火プラグ２４は排気行程（低圧下）で放電させることになり、このときには正規の大きさの放電ギャップ２１ａを有する第１点火プラグ２１の単独放電時間は「短」、小さい放電ギャップ２４ａを有する第４点火プラグ２４の単独放電時間は「長」であるため、放電ギャップの大きい第１点火プラグ２１の方が支配的となり、合成放電時間は「短」となる。つまり、この放電時における第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形は、第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａの大きさを反映したものとなる。
【００６１】
続いて、第４点火プラグ２４を圧縮行程（高圧下）で放電させると、同時に第１点火プラグ２１は排気行程（低圧下）で放電させることになる。そして、このときには正規の大きさの放電ギャップ２１ａを有する第１点火プラグ２１の単独放電時間は「中」、小さい放電ギャップ２４ａを有する第４点火プラグ２４の単独放電時間も「中」であるため、合成放電時間も「中」となる。即ち、第４点火プラグ２４を圧縮行程で放電させたときには、排気行程で放電させたときと放電時間に差が生じ、この放電時における第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形は、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａの大きさを反映したものとなる。
【００６２】
同様に、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａは正規の大きさで、第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが小さくなっている場合には、第１点火プラグ２１を排気行程（低圧下）で放電させたときの合成放電時間（短）と、圧縮行程（高圧下）で放電させたときの合成放電時間（中）とに差が生じ、前者の合成放電時間（第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形）は第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａ大きさを反映したものであるが、後者の合成放電時間（第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形）は第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａの大きさを反映したものとなる。
【００６３】
また、詳細な説明は省略するが、他の同じ組の点火プラグ２２,２３についても、モータ５４で内燃機関１０を回転させながら、点火プラグ２２，２３を同時に放電させれば、第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａが正規の大きさで第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａが小さくなっている場合や、第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａが正規の大きさで第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａが小さくなっている場合にも、上記点火プラグ２１,２４の場合と同様になる。即ち、放電ギャップの小さい第３点火プラグ２３、或いは、放電ギャップの小さい第２点火プラグ２２が、排気行程（低圧下）で放電するときと圧縮行程（高圧下）で放電するときとで合成放電時間に差が生じ、前者の合成放電時間（第２イグニッションコイル３２の二次電圧信号の波形）は、大きい方の第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａの大きさ、或いは、大きい方の第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａ大きさを反映したものであるが、後者の合成放電時間（第２イグニッションコイル３２の二次電圧信号の波形）は、小さい方の第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａの大きさ、或いは、小さい方の第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａの大きさを反映したものとなる。
【００６４】
そこで、検査ユニット５３では、前述のようにクランク角センサ５５の回転角検出信号を入力し、この回転角検出信号に基づいて点火プラグ２１，２４の放電時や、点火プラグ２２，２３の放電時に圧縮行程にある気筒１１，１２，１３又は１４を判別し、この判別機能により圧縮行程にあると判別された気筒１１，１２，１３又は１４に組み付けられている点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａを、このときに検出用コイル５１又は５１で検出される第１イグニッションコイル３１又は第２イグニッションコイル３２の二次電圧信号の出力波形に基づいて検出する。即ち、前記出力波形から放電時間Ｔや振幅Ｈ（何れか一方だけでもよい）を求めて、点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの良否判定を行う。
【００６５】
従って、本実施の形態によれば、セミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関１０に対しても、各気筒１１，１２，１３，１４の点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを確実に検出することができる。しかも、点火プラグだけでなく、イグニッションコイルなどを含めた点火系全体の保証（検査）が可能である。実際にセミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関に対して、本発明の装置で検査を行った結果、同じ組の２つの点火プラグのうち、例えば一方の点火プラグの放電ギャップが正規の大きさ（１．１ｍｍ）で、他方の点火プラグプラグの放電ギャップが０．３ｍｍ以下であれば、この不良品の点火プラグをほぼ１００％検出可能であることを確認している。勿論、０．３ｍｍ以上であっても検出は可能である。
【００６６】
なお、上記では４気筒のセミダイレクト点火方式の内燃機関を検査する場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明は他の気筒数（例えば６気筒）のセミダイレクト点火方式の内燃機関を検査する場合にも適用することができる。
【００６７】
また、上記ではモータ５４によって内燃機関１０（クランクシャフト）を回転させているが（モータリング運転）、必ずしもこれに限定するものではなく、実際に各気筒に燃料を供給して点火する所謂ファイアリング運転によって内燃機関１０を回転させてもよい。但し、モータリング運転の方が、ファイアリング運転に比べて、気筒１１，１２，１３，１４の燃焼室内の気流の状態などが安定して、放電状態も安定するため、より確実に点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを検出することができる。
【００６８】
また、上記では同じ組の２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規で他方が小さい場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明では、例えば前記２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規で他方が大きい場合にも放電ギャップの検出が可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法によれば、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法であって、前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させ、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号の波形を検出してモニターし、且つ、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別して、この圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出することを特徴とするため、セミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関に対しても、各気筒の点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。例えば同じ組の２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規の大きさで他方が小さい場合でも、この小さい点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。
【００７０】
また、第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法によれば、第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記内燃機関をモータによって回転させることを特徴とするため、ファイアリング運転に比べて、気筒の燃焼室内の気流の状態などが安定して、放電状態も安定するため、より確実に点火プラグの放電ギャップを検出することができる。
【００７１】
また、第３発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法によれば、第１又は第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記二次電圧信号を、前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルにより検出してモニターすることを特徴とするため、イグニッションコイルに対して電気的に非接触で前記二次電圧信号を検出することができ、内燃機関にイグニッションコイルなどの点火系の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系による放電に基づいて点火プラグの放電ギャップの検出が可能となる。このため、点火プラグだけでなく、イグニッションコイルなどを含めた点火系全体の保証（検査）が可能である。
【００７２】
また、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置によれば、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出装置であって、内燃機関を回転させる回転手段と、この回転手段によって前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる放電制御手段と、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号を検出する二次電圧信号検出手段と、この二次電圧信号検出手段で検出される前記二次電圧信号の波形をモニターする波形モニター手段と、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別する気筒判別手段と、この気筒判別手段により圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出するギャップ検出手段とを備えたことを特徴とするため、セミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関に対しても、各気筒の点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。例えば同じ組の２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規の大きさで他方が小さい場合でも、この小さい点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。
【００７３】
また、第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置によれば、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記回転手段はモータであことを特徴とするため、ファイアリング運転に比べて、気筒の燃焼室内の気流の状態などが安定して、放電状態も安定するため、より確実に点火プラグの放電ギャップを検出することができる。
【００７４】
また、第６発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置によれば、第４又は第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記二次電圧信号検出手段は前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルであり、この検出用コイルで前記イグニッションコイルの二次側の放電による磁界の変化を捉えて前記二次電圧信号を検出することを特徴とするため、イグニッションコイルに対して電気的に非接触で前記二次電圧信号を検出することができ、内燃機関にイグニッションコイルなどの点火系の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系による放電に基づいて点火プラグの放電ギャップの検出が可能となる。このため、点火プラグだけでなく、イグニッションコイルなどを含めた点火系全体の保証（検査）が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の点火プラグギャップ検出装置による検査時の状態を示す構成図である。
【図２】検出用コイルの配置例を示す図である。
【図３】前記内燃機関の各気筒に組み付けた点火プラグの放電タイミングを表すチャートである。
【図４】二次電圧信号の出力波形を表すグラフである。
【図５】放電ギャップの良否判定を行うためのチャートである。
【図６】ダイレクト点火方式の点火系の構成図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
１１，１２，１３，１４ 第１〜第４気筒
２１，２２，２３，２４ 第１〜第４点火プラグ
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ 放電ギャップ
３１，３２ 第１，第２イグニッションコイル
３１Ａ，３２Ａ 二次コイル
３１Ｂ，３２Ｂ 一次コイル
３１Ｃ，３２Ｃ フェライトコア
３３ バッテリ
３４，３５ 第１，第２トランジスタ
３６ ＥＣＵ
５１，５２ 第１，第２検出用コイル
５３ 検査ユニット
５４ モータ
５５ クランク角センサ
【発明の属する技術分野】
本発明はセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用のエンジンなどの内燃機関において、その気筒に組み付けられた点火プラグの放電ギャップを検出する（放電ギャップの良否を判定する）ための従来の方法又は装置としては、例えば次の特許文献１，２，３に開示されたものが挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２２８１５９号公報
【特許文献２】
特公昭５６−５４５７３号公報
【特許文献３】
特開２００２−１３４６０号公報
【０００４】
特許文献１に示されている方法は、その特許請求の範囲の欄などに記載されているように、エンジンに点火プラグを組み付けた状態で、その点火プラグに、一次電圧に基づいてその一次電圧より高圧の二次電圧を発生させる放電電圧印加装置により、放電を行わせるに十分な電圧を印加し、その際の一次電圧を検出してその一次電圧に関連する一次電圧関連量を取得し、その取得した一次電圧関連量に基づいて点火プラグの状態を判定することを特徴とするものである。
【０００５】
特許文献２に示されている装置は、その特許請求の範囲の欄などに記載されているように、点火系の二次電圧信号を検出するための、内燃機関の点火系に設けられたイグニッッションコイルの二次コイルとディストリビュータとの間に接続された分圧装置とを含むプローブと、該プローブにより検出される二次電圧信号中の誘導放電部を抽出し、該誘導放電部を電気的に処理して誘導放電部の時間幅信号を得るための処理回路とを含み、該処理回路出力の誘導放電部の時間幅信号を点火プラグの間隙として検出することを特徴するものである。
【０００６】
そして、特許文献３に示されている装置は、その特許請求の範囲の欄などに記載されているように、内燃機関に組み付けられた点火系のイグニッションコイル近傍に配置され、前記イグニッ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、前記イグニッ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取り、その変化量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判定手段とを具備したことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１，２，３の何れの方法及び装置でも、所謂セミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関に対しては、その点火プラグの放電ギャップの良否を判定することが困難であった。
【０００８】
つまり、図６に示すように１つのイグニッションコイル１に対して１個の点火プラグ２が電気的に接続された所謂ダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関に対しては、特許文献１，２，３の何れの方法及び装置でも、点火プラグ２の放電ギャップ２ａの検出（良否の判定）をすることができる。
【０００９】
ところが、図１に示すようなセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関１０では、例えば同じ組の２つの気筒１１，１４の点火プラグ２１，２４に対して１つのイグニッションコイル３１の二次電圧を同時に印加することにより、これらの点火プラグ２１，２４を同時に放電させる（詳細後述）。このため、この放電時の第１気筒１１と第２気筒１４の燃焼室の圧力条件が同じ場合には、例えば第４気筒１４の点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていても、第１気筒１１の点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが正常であれば、放電は放電ギャップの大きい第１点火プラグ２１の方が（即ち放電しにくい方が）支配的となるため、このときのイグニッションコイルの一次電圧信号や二次電圧信号から放電時間などを求めても、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａを検出することはできない。即ち、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていることを発見することはできない。
【００１０】
従って、本発明は上記事情に鑑み、セミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップを確実に検出することができる内燃機関の点火プラグギャップ検出方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法は、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法であって、前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させ、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号の波形を検出してモニターし、且つ、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別して、この圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出することを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法は、第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記内燃機関をモータによって回転させることを特徴とする。
【００１３】
また、第３発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法は、第１又は第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記二次電圧信号を、前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルにより検出してモニターすることを特徴とする。
【００１４】
また、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置は、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出装置であって、内燃機関を回転させる回転手段と、この回転手段によって前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる放電制御手段と、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号を検出する二次電圧信号検出手段と、この二次電圧信号検出手段で検出される前記二次電圧信号の波形をモニターする波形モニター手段と、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別する気筒判別手段と、この気筒判別手段により圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出するギャップ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置は、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記回転手段はモータであことを特徴とする。
【００１６】
また、第６発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置は、第４又は第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記二次電圧信号検出手段は前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルであり、この検出用コイルで前記イグニッションコイルの二次側の放電による磁界の変化を捉えて前記二次電圧信号を検出することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態に係る内燃機関の点火プラグギャップ検出装置による検査時の状態を示す構成図、図２は検出用コイルの配置例を示す図、図３は前記内燃機関の各気筒に組み付けた点火プラグの放電タイミングを表すチャート、図４は二次電圧信号の出力波形を表すグラフ、図５は放電ギャップの良否判定を行うためのチャートである。
【００１９】
図１に示すように、車両用のエンジンなどの内燃機関１０は、第１〜第４の気筒１１，１２，１３，１４に第１〜第４の点火プラグ２１，２２，２３，２４がそれぞれ組み付けられた状態となっている。図１中の２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａは、それぞれの点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップである。なお、図１では説明の便宜上、第３気筒２３、第２気筒２２、第１気筒２１、第４気筒２４の順に図示しているが、勿論、実際には第１気筒１１，第２気筒１２，第３気筒１３，第４気筒１４の順に配列されており、点火順序は、第１気筒１１、第３気筒１３、第４気筒１４、第２気筒１２の順になるように設定されている。
【００２０】
そして、内燃機関１０の点火系は、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる所謂セミダイレクト点火方式の構成となっている。
【００２１】
詳述すると、４つの気筒１１〜１４は、第１気筒１１と第４気筒１４の組と、第２気筒１２と第３気筒１３の組との２組に分けられている。第１気筒１１の第１点火プラグ２１は、一方の電極側が第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａの一端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。第４気筒１４の第４点火プラグ２４は、一方の電極側が第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａの他端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。このため、第１点火プラグ２１と第４点火プラグ２４は直列に接続され、二次コイル３１Ａとともに１つの閉ループを構成している。即ち、同じ組の２つの気筒１１，１４の点火プラグ２１，２４は、同一のイグニッションコイル３１の二次側に電気的に接続されて、同時に放電させるようになっている。
【００２２】
また、第２気筒１２の第２点火プラグ２２は、一方の電極側が第２イグニッションコイル３２の二次コイル３２Ａの一端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。第３気筒１３の第３点火プラグ２３は、一方の電極側が第２イグニッションコイル３２の二次コイル３２Ａの他端側に電気的に接続され、他方の電極側がアースされている。このため、第２点火プラグ２２と第３点火プラグ２３は直列に接続され、二次コイル３２Ａとともに１つの閉ループを構成している。即ち、同じ組の２つの気筒１２，１３の点火プラグ２２，２３も、同一のイグニッションコイル３２の二次側に電気的に接続されて、同時に放電させるようになっている。
【００２３】
第１イグニッションコイル３１は、一次コイル３１Ａと二次コイル３１Ｂとが所定の巻数比に設定され、一次電圧を昇圧して高圧の二次電圧が得られるようになっている。第２イグニッションコイル３２も、一次コイル３２Ａと二次コイル３２Ｂとが所定の巻数比に設定され、一次電圧を昇圧して高圧の二次電圧が得られるようになっている。
【００２４】
第１イグニッションコイル３１の一次コイル３１Ｂは、一端側がバッテリ３３の正極側に電気的に接続され、他端側が第１トランジスタ３４のコレクタに電気的に接続されている。バッテリ３３の負極側はアースされている。第１トランジスタ３４のベースは内燃機関の電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６に電気的に接続され、第１トランジスタ３４のエミッタはアースされている。なお、第１イグニッションコイル３１と第１トランジスタ３４はモールドによって一体的に構成されている。
【００２５】
第２イグニッションコイル３２の一次コイル３２Ｂは、一端側がバッテリ３３の正極側に電気的に接続され、他端側が第２トランジスタ３５のコレクタに電気的に接続されている。第２トランジスタ３５のベースはＥＣＵ３６に電気的に接続され、第２トランジスタ３５のエミッタはアースされている。なお、第２イグニッションコイル３２と第２トランジスタ３５も、モールドによって一体的に構成されている。
【００２６】
ＥＣＵ３６では、第１トランジスタ３４のベース電流を制御して第１トランジスタ３４のオン・オフ制御を行うことでバッテリ３３から第１イグニッションコイル３１の一次コイル３１Ｂへの通電を制御することにより、第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに誘起される二次電圧を点火プラグ２１，２４に印加して点火プラグ２１，２４を放電させるタイミングを制御し、また、第２トランジスタ３５のベース電流を制御して第２トランジスタ３５のオン・オフ制御を行うことでバッテリ３３から第２イグニッションコイル３２の一次コイル３２Ｂへの通電を制御することにより、第２イグニッションコイル３２の二次コイル３２Ａに誘起される二次電圧を点火プラグ２２，２３に印加して点火プラグ２２，２３を放電させるタイミングも制御する。
【００２７】
そして、点火系の検査時には、第１イグニッションコイル３１の近傍に二次電圧信号検出手段としての第１検出用コイル５１が配置され、第２イグニッションコイル３２の近傍に二次電圧信号検出手段としての第２検出用コイル５２が配置される。このとき第１検出用コイル５１は、第１イグニッションコイル３１の二次側の放電（点火プラグ２１，２４の放電）により誘起される磁界の変化を捉えて、第１イグニッションコイル３１の二次電圧を検出することができるように配置され、第２検出用コイル５２は第２イグニッションコイル３２の二次側の放電（点火プラグ２２，２３の放電）により誘起される磁界の変化を捉えて、第２イグニッションコイル３２の二次電圧を検出することができるように配置される。
【００２８】
例えば、図２に示すように、フェライトコア３１Ｃを中心として配置された一次コイル３１Ｂ及び二次コイル３１Ａを有してなる第１イグニッションコイル３１に対しては、第１イグニッションコイル３１の直上に第１検出用コイル５１を配置し、同様にフェライトコア３２Ｃを中心として配置された一次コイル３２Ｂ及び二次コイル３２Ａを有してなる第２イグニッションコイル３２に対しては、第２イグニッションコイル３２の直上に第２検出用コイル５２を配置する。
【００２９】
また、第１検出用コイル５１及び第２検出用コイル５２は、波形モニター手段、気筒判別手段、ギャップ検出手段などとして機能する検査ユニット５３に電気的に接続される。
【００３０】
第１検出用コイル５１は第１イグニッションコイル３１の二次側（二次コイル３１Ａ側）の放電による磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第１イグニッションコイル３１の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力し、第２検出用コイル５２は第２イグニッションコイル３２の二次側（二次コイル３２Ａ側）の放電による磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第２イグニッションコイル３２の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力する。
【００３１】
検査ユニット５３は、検出用コイル５１，５２からの二次電圧信号を、例えば内蔵のオシロスコープにより電圧波形として表示したり、或いは、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５３に使用してもよい。また、検査ユニット５３は、これらの表示機能とともに二次電圧信号の出力波形をモニター（監視）する機能も有している（波形モニター手段）。
【００３２】
そして更に検査ユニット５３は、詳細は後述するが、内燃機関１０の図示しないクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ５５の回転角検出信号を入力し、この回転角検出信号に基づいて点火プラグ２１，２４の放電時や、点火プラグ２２，２３の放電時に圧縮行程にある気筒１１，１２，１３又は１４を判別する機能を有し（気筒判別手段）、この判別機能により圧縮行程にあると判別された気筒１１，１２，１３又は１４に組み付けられている点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａを、前記二次電圧信号の出力波形に基づいて検出（良否判定）する機能も有している（ギャップ検出手段）。
【００３３】
また、点火系の検査時には、内燃機関１０のクランクシャフトに回転手段としての電動モータ５４が接続される。モータ５４はＥＣＵ３６によって回転制御され、前記クランクシャフトを回転駆動する。
【００３４】
そして、点火系の検査時にＥＣＵ３６では、モータ５４によって内燃機関１０（クランクシャフト）を回転させながら、クランク角センサ５５の回転角検出信号に基づいて（クランクシャフトの回転角に応じて）、前述のようにトランジスタ３４，３５のベース電流を制御してトランジスタ３４，３５のオン・オフ制御を行うことでバッテリ３３からイグニッションコイル３１，３２の一次コイル３１Ｂ，３２Ｂへの通電を制御することにより、イグニッションコイル３１，３２の二次コイル３１Ａ，３２Ａに誘起される二次電圧を点火プラグ２１，２２，２３，２４に印加して点火プラグ２１，２４を同時に放電させるタイミングや、点火プラグ２２，２３を同時に放電させるタイミングを制御する。
【００３５】
即ち、ＥＣＵ３６は点火系の検査時にも放電制御手段として機能し、モータ５４によって内燃機関１０（クランクシャフト）を回転させながら、つまり、燃料カットの状態で行う所謂モータリング運転を行いながら、同じ組の２つの気筒１１，１４又は１２，１３の点火プラグ２１，２４又は２２，２３を同時に放電させる。
【００３６】
具体的には、図３に示すように、気筒１１，１４に対しては、まず、第１気筒１１の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第１気筒１１の第１点火プラグ２１を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第４気筒１４の第４点火プラグ２４も放電させる。次には、第４気筒１４の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第４気筒１４の第４点火プラグ２４を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第１気筒１１の第１点火プラグ２１も放電させる。
【００３７】
気筒１２，１３に対しては、まず、第３気筒１３の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第３気筒１３の第３点火プラグ２３を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第２気筒１２の第２点火プラグ２２も放電させる。次には、第２気筒１２の燃焼室内が圧縮行程により高圧となったときに第２気筒１２の第２点火プラグ２２を放電させ、同時に排気行程で燃焼室内が低圧となった第３気筒１３の第３点火プラグ２３も放電させる。
【００３８】
そして、第１検出用コイル５１では、このときの点火プラグ２１，２４の放電、即ち、第１イグニッションコイル３１の二次側（二次コイル３１Ａ側）の放電により誘起される磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第１イグニッションコイル３１の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力し、また、第２検出用コイル５２では、このときの点火プラグ２２，２３の放電、即ち、第２イグニッションコイル３２の二次側（二次コイル３２Ａ側）の放電により誘起される磁界の変化を電圧の変化に変換し、この電圧を第２イグニッションコイル３２の二次電圧の信号として検査ユニット５３へ出力する。
【００３９】
検査ユニット５３では、この検出用コイル５１，５２から出力された二次電圧信号を入力して表示する。図３には検査ユニット５３において表示される前記二次電圧信号の波形を例示している。例えば第１イグニッションコイル３１において一次、二次コイル３１Ａ，３１Ｂ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は点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａの大きさ（広さ）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。
【００４０】
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、このときの磁界の変化量に依存しており、それ故、放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａの大きさに比例する。従って、このときの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の大きさは放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａの大きさに比例する。
【００４１】
図５には放電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５のチャートは検査ユニット５３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及び放電終了時の振幅Ｈと、点火プラグ２１，２２，２３又は２４における放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａ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、点火プラグ２１，２２，２３又は２４における放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａ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、放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが大きいほど放電時間Ｔが短く、振幅Ｈは増大させる傾向にある。このことから、例えば点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが正規の大きさであるときの正規放電時間Ｔｏと正規振幅Ｈｏとを予め計測しておけば、これらの正規放電時間Ｔｏ及び正規振幅Ｈｏに基づいて図５のチャートに正規ポイントＰｏを規定することができる。
【００４２】
例えば、点火系の検査時に得られた放電時間Ｔが正規放電時間Ｔｏよりも短く、また、振幅Ｈが正規振幅Ｈｏよりも大きい場合、その検査対象となる点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが正規の値より大きいものと考えられる。一方、点火系の検査時に得られた放電時間Ｔが正規放電時間Ｔｏよりも長く、振幅Ｈが正規振幅Ｈｏよりも小さい場合、その検査対象となる点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが正規の値より小さいものと考えられる。
【００４３】
検査ユニット５３には、例えば比較回路を内蔵しておくことができ、この比較回路では点火系の検査時に得られた放電時間Ｔ及び振幅Ｈの値をそれぞれ正規放電時間Ｔｏ及び正規振幅Ｈｏと大小比較をする。その結果、正規の値に対して特に大小がなければ、検査ユニット５３では点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが適正（良品）である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５３では点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａが不良であると判定することができる。
【００４４】
より好ましくは、図５のチャートにおいて正規放電時間Ｔｏ及び正規振幅Ｈｏの値にそれぞれ一定の許容範囲ｔｏ，ｈｏを与えることができ、点火系の検査時に得られた放電時間Ｔ及び振幅Ｈの値が、それぞれ許容範囲ｔｏ，ｈｏ（図中の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５３において点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａを適正と判定することもできる。
【００４５】
そして、本実施の形態では磁界検出用の検出用コイル５１，５２を用いることにより、イグニッションコイル３１，３２の二次側の放電で誘起される磁界の変化を捉えてイグニッションコイル３１，３２の二次電圧信号を検出するため、イグニッションコイル３１，３２に対して電気的に非接触で前記二次電圧信号を検出することができ、内燃機関１０にイグニッションコイル３１，３２などの点火系の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系による放電に基づいて点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの検出（良否判定）が可能となる。従って、その判定結果を内燃機関１０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、前述の特許文献１のように放電電圧印加装置を用いて点火プラグを検査する場合、実際に使用するイグニッションコイルを含めた検査を行うことができないため、別途にイグニッションコイルの検査行程を必要とする。また、前述の特許文献２では分圧装置を含む特殊なプローブをイグニッションコイルの二次コイルに接続して二次電圧信号を検出しなければならない。
【００４６】
なお、上記のように磁界検出用の検出用コイルを用いてイグニッションコイルの二次電圧信号を検出し、この二次電圧信号の出力波形から放電時間Ｔや振幅Ｈを求めて点火プラグの放電ギャップの良否を判定することは、本発明者が先に提案した前述の特許文献３の装置と同様である。
【００４７】
そして、本実施の形態では、これに内燃機関１０の回転を同期させることにより、同じ組の一方の点火プラグは高圧下で放電させ、他方の点火プラグは低圧下で放電させることによって、セミダイレクト点火方式であっても確実に点火プラグの放電ギャップを検出することができるようにしている。つまり、本実施の形態では、閉ループを構成して同時に放電される同じ組の２つの点火プラグ（点火プラグ２１，２４又は点火プラグ２２，２３）のうち、何れか一方の点火プラグの放電ギャップが小さくなっている場合にも、当該点火プラグの不良を発見することができるようにしている。
【００４８】
詳述すると、本実施の形態の検査対象である内燃機関１０の点火系は、セミダイレクト点火方式であり、２つの点火プラグが電気的に直列に接続されて閉ループを構成しているため、放電は放電ギャップの大きい点火プラグのほうが支配的となることから、単に同じ圧力条件で２つの点火プラグを同時に放電させるだけでは、放電ギャップの小さい不良品の点火プラグを検出するのは困難である。
【００４９】
例えば、電気的に直列接続された同じ組の点火プラグ２１，２４のうち、第１点火プラグ２１は放電ギャップ２１ａが正規の大きさ（例えば１．１ｍｍ程度）である一方、第４点火プラグ２４は内燃機関１０に組み付けられる際の電極部の接触などにより、放電ギャップ２４ａがつぶれて異常に小さく（例えば０．２ｍｍ程度）なっていた場合、放電は放電ギャップの大きい第１点火プラグ２１の方が支配的となることから、単に同じ圧力条件で点火プラグ２１，２４を同時に放電させるだけでは、第４点火プラグ２４の不良を検出するのは困難である。
【００５０】
そこで、本実施の形態では上記のようにモータ５４によって内燃機関（クランクシャフト）１０を回転させながら、同じ組の２つの気筒１１，１４点火プラグ２１，２４を同時に放電させる。その結果、第１点火プラグ２１が圧縮行程による高圧下で放電するときには、同時に第４点火プラグ２４は排気行程による低圧下で放電し、また、第４点火プラグ２４が圧縮行程による高圧下で放電するときには、同時に第１点火プラグ２１は排気行程による低圧下で放電することになるため、点火プラグ２１，２４の良否判定が容易となる。
【００５１】
このことを更に表１〜表３も参照して説明する。なお、表１〜表３において、「単独放電時間」とは、第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに第１点火プラグ２１のみ、或いは、第４点火プラグ２４のみが接続されていたと仮定した場合の放電時間（第１検出用コイル５１による二次電圧信号の出力波形から得られる放電時間）である。「合成放電時間」とは、図１のように第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに第１点火プラグ２１と第４点火プラグ２４が直列に接続されて閉ループを構成しているときの放電時間（第１検出用コイル５１による二次電圧信号の出力波形から得られる放電時間）である。また、「短」とは単独放電時間や合成放電時間が比較的短いことを意味し、「長」とは単独放電時間や合成放電時間が比較的長いことを意味し、「中」とは単独放電時間や合成放電時間が「短」と「長」の間の長さであることを意味している。
【００５２】
放電に際し、圧力が高くなると、絶縁破壊電圧が高くなり、放電時間は短くなることが知られている（バッシェンの法則）。従って、例えば第１イグニッションコイル３１の二次コイル３１Ａに点火プラグ２１のみが接続されていると仮定した場合、モータ５４によって内燃機関１０を回転させながら、点火プラグ２１を放電させると、点火プラグ２１の単独放電時間は表１のようになる。
【００５３】
【表１】
即ち、点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａの大きさが正規であれば、圧縮行程では気筒１１の燃焼室内が高圧となるため、単独放電時間が「短」となり、排気行程では気筒１１の燃焼室内が低圧となるため、単独放電時間が「中」となる。一方、点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが小さければ、圧縮行程では気筒１１の燃焼室内が高圧となるため、単独放電時間が「中」となり、排気行程では気筒１１の燃焼室内が低圧となるため、単独放電時間が「長」となる。また、圧縮行程、排気行程の何れにおいても、放電ギャップ２１ａが正規の場合に比べて小さい場合の方が、単独放電時間が短くなっている。
【００５５】
ところが、例えば第１気筒１１の第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが正規の大きさで、第４気筒１４の第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さい場合、これらの点火プラグ２１，２４を同じ圧力条件（例えば気筒１１，１４の燃焼室内が同じ大気圧の状態）で同時に放電させると、表２に示すように単独放電時間は第１点火プラグ２１が「中」、第４点火プラグ２４が「長」であるが、合成放電時間は「中」となってしまう。
【００５６】
【表２】
即ち、正規の（大きい）放電ギャップ２１ａを有する第１点火プラグ２１の方が、小さい放電ギャップ２４ａを有する第４点火プラグ２４に比べて単独放電時間が短いことから、合成放電時間においては第１点火プラグ２１の方が支配的となり、合成放電時間には第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていることの影響が現れない。つまり、両方の点火プラグ２１，２４とも放電ギャップ２１ａ，２４ａが正規の大きさである場合に比べて、合成放電時間に差が生ぜず、この場合には第１検出用コイル５１による二次電圧信号の出力波形から放電時間Ｔや振幅Ｈを求めても、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっていることを検出することはできない。
【００５８】
そこで、本実施の形態では上記のようにモータ５４で内燃機関１０を回転させながら、点火プラグ２１，２４を同時に放電させるようした（図３参照）。この場合には、例えば第１気筒１１の第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが正規の大きさで、第４気筒１４の第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａが小さくなっているときには、表３に示すような放電時間となる。
【００５９】
【表３】
即ち、第１点火プラグ２１を圧縮行程（高圧下）で放電させるときには、同時に第４点火プラグ２４は排気行程（低圧下）で放電させることになり、このときには正規の大きさの放電ギャップ２１ａを有する第１点火プラグ２１の単独放電時間は「短」、小さい放電ギャップ２４ａを有する第４点火プラグ２４の単独放電時間は「長」であるため、放電ギャップの大きい第１点火プラグ２１の方が支配的となり、合成放電時間は「短」となる。つまり、この放電時における第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形は、第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａの大きさを反映したものとなる。
【００６１】
続いて、第４点火プラグ２４を圧縮行程（高圧下）で放電させると、同時に第１点火プラグ２１は排気行程（低圧下）で放電させることになる。そして、このときには正規の大きさの放電ギャップ２１ａを有する第１点火プラグ２１の単独放電時間は「中」、小さい放電ギャップ２４ａを有する第４点火プラグ２４の単独放電時間も「中」であるため、合成放電時間も「中」となる。即ち、第４点火プラグ２４を圧縮行程で放電させたときには、排気行程で放電させたときと放電時間に差が生じ、この放電時における第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形は、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａの大きさを反映したものとなる。
【００６２】
同様に、第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａは正規の大きさで、第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａが小さくなっている場合には、第１点火プラグ２１を排気行程（低圧下）で放電させたときの合成放電時間（短）と、圧縮行程（高圧下）で放電させたときの合成放電時間（中）とに差が生じ、前者の合成放電時間（第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形）は第４点火プラグ２４の放電ギャップ２４ａ大きさを反映したものであるが、後者の合成放電時間（第１イグニッションコイル３１の二次電圧信号の波形）は第１点火プラグ２１の放電ギャップ２１ａの大きさを反映したものとなる。
【００６３】
また、詳細な説明は省略するが、他の同じ組の点火プラグ２２,２３についても、モータ５４で内燃機関１０を回転させながら、点火プラグ２２，２３を同時に放電させれば、第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａが正規の大きさで第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａが小さくなっている場合や、第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａが正規の大きさで第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａが小さくなっている場合にも、上記点火プラグ２１,２４の場合と同様になる。即ち、放電ギャップの小さい第３点火プラグ２３、或いは、放電ギャップの小さい第２点火プラグ２２が、排気行程（低圧下）で放電するときと圧縮行程（高圧下）で放電するときとで合成放電時間に差が生じ、前者の合成放電時間（第２イグニッションコイル３２の二次電圧信号の波形）は、大きい方の第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａの大きさ、或いは、大きい方の第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａ大きさを反映したものであるが、後者の合成放電時間（第２イグニッションコイル３２の二次電圧信号の波形）は、小さい方の第３点火プラグ２３の放電ギャップ２３ａの大きさ、或いは、小さい方の第２点火プラグ２２の放電ギャップ２２ａの大きさを反映したものとなる。
【００６４】
そこで、検査ユニット５３では、前述のようにクランク角センサ５５の回転角検出信号を入力し、この回転角検出信号に基づいて点火プラグ２１，２４の放電時や、点火プラグ２２，２３の放電時に圧縮行程にある気筒１１，１２，１３又は１４を判別し、この判別機能により圧縮行程にあると判別された気筒１１，１２，１３又は１４に組み付けられている点火プラグ２１，２２，２３又は２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ又は２４ａを、このときに検出用コイル５１又は５１で検出される第１イグニッションコイル３１又は第２イグニッションコイル３２の二次電圧信号の出力波形に基づいて検出する。即ち、前記出力波形から放電時間Ｔや振幅Ｈ（何れか一方だけでもよい）を求めて、点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの良否判定を行う。
【００６５】
従って、本実施の形態によれば、セミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関１０に対しても、各気筒１１，１２，１３，１４の点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを確実に検出することができる。しかも、点火プラグだけでなく、イグニッションコイルなどを含めた点火系全体の保証（検査）が可能である。実際にセミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関に対して、本発明の装置で検査を行った結果、同じ組の２つの点火プラグのうち、例えば一方の点火プラグの放電ギャップが正規の大きさ（１．１ｍｍ）で、他方の点火プラグプラグの放電ギャップが０．３ｍｍ以下であれば、この不良品の点火プラグをほぼ１００％検出可能であることを確認している。勿論、０．３ｍｍ以上であっても検出は可能である。
【００６６】
なお、上記では４気筒のセミダイレクト点火方式の内燃機関を検査する場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明は他の気筒数（例えば６気筒）のセミダイレクト点火方式の内燃機関を検査する場合にも適用することができる。
【００６７】
また、上記ではモータ５４によって内燃機関１０（クランクシャフト）を回転させているが（モータリング運転）、必ずしもこれに限定するものではなく、実際に各気筒に燃料を供給して点火する所謂ファイアリング運転によって内燃機関１０を回転させてもよい。但し、モータリング運転の方が、ファイアリング運転に比べて、気筒１１，１２，１３，１４の燃焼室内の気流の状態などが安定して、放電状態も安定するため、より確実に点火プラグ２１，２２，２３，２４の放電ギャップ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを検出することができる。
【００６８】
また、上記では同じ組の２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規で他方が小さい場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明では、例えば前記２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規で他方が大きい場合にも放電ギャップの検出が可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法によれば、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法であって、前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させ、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号の波形を検出してモニターし、且つ、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別して、この圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出することを特徴とするため、セミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関に対しても、各気筒の点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。例えば同じ組の２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規の大きさで他方が小さい場合でも、この小さい点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。
【００７０】
また、第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法によれば、第１発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記内燃機関をモータによって回転させることを特徴とするため、ファイアリング運転に比べて、気筒の燃焼室内の気流の状態などが安定して、放電状態も安定するため、より確実に点火プラグの放電ギャップを検出することができる。
【００７１】
また、第３発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法によれば、第１又は第２発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記二次電圧信号を、前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルにより検出してモニターすることを特徴とするため、イグニッションコイルに対して電気的に非接触で前記二次電圧信号を検出することができ、内燃機関にイグニッションコイルなどの点火系の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系による放電に基づいて点火プラグの放電ギャップの検出が可能となる。このため、点火プラグだけでなく、イグニッションコイルなどを含めた点火系全体の保証（検査）が可能である。
【００７２】
また、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置によれば、複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出装置であって、内燃機関を回転させる回転手段と、この回転手段によって前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる放電制御手段と、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号を検出する二次電圧信号検出手段と、この二次電圧信号検出手段で検出される前記二次電圧信号の波形をモニターする波形モニター手段と、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別する気筒判別手段と、この気筒判別手段により圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出するギャップ検出手段とを備えたことを特徴とするため、セミダイレクト点火方式の点火系を有する内燃機関に対しても、各気筒の点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。例えば同じ組の２つの点火プラグの放電ギャップの一方が正規の大きさで他方が小さい場合でも、この小さい点火プラグの放電ギャップを確実に検出することができる。
【００７３】
また、第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置によれば、第４発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記回転手段はモータであことを特徴とするため、ファイアリング運転に比べて、気筒の燃焼室内の気流の状態などが安定して、放電状態も安定するため、より確実に点火プラグの放電ギャップを検出することができる。
【００７４】
また、第６発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置によれば、第４又は第５発明の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記二次電圧信号検出手段は前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルであり、この検出用コイルで前記イグニッションコイルの二次側の放電による磁界の変化を捉えて前記二次電圧信号を検出することを特徴とするため、イグニッションコイルに対して電気的に非接触で前記二次電圧信号を検出することができ、内燃機関にイグニッションコイルなどの点火系の構成部品を全て組み込んだ状態で、実際の点火系による放電に基づいて点火プラグの放電ギャップの検出が可能となる。このため、点火プラグだけでなく、イグニッションコイルなどを含めた点火系全体の保証（検査）が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の点火プラグギャップ検出装置による検査時の状態を示す構成図である。
【図２】検出用コイルの配置例を示す図である。
【図３】前記内燃機関の各気筒に組み付けた点火プラグの放電タイミングを表すチャートである。
【図４】二次電圧信号の出力波形を表すグラフである。
【図５】放電ギャップの良否判定を行うためのチャートである。
【図６】ダイレクト点火方式の点火系の構成図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
１１，１２，１３，１４ 第１〜第４気筒
２１，２２，２３，２４ 第１〜第４点火プラグ
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ 放電ギャップ
３１，３２ 第１，第２イグニッションコイル
３１Ａ，３２Ａ 二次コイル
３１Ｂ，３２Ｂ 一次コイル
３１Ｃ，３２Ｃ フェライトコア
３３ バッテリ
３４，３５ 第１，第２トランジスタ
３６ ＥＣＵ
５１，５２ 第１，第２検出用コイル
５３ 検査ユニット
５４ モータ
５５ クランク角センサ
Claims (6)
- 複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出方法であって、前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させ、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号の波形を検出してモニターし、且つ、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別して、この圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出することを特徴とする内燃機関の点火プラグギャップ検出方法。
- 請求項１に記載の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記内燃機関をモータによって回転させることを特徴とする内燃機関の点火プラグギャップ検出方法。
- 請求項１又は２に記載の内燃機関の点火プラグギャップ検出方法において、前記二次電圧信号を、前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルにより検出してモニターすることを特徴とする内燃機関の点火プラグギャップ検出方法。
- 複数の気筒を２つずつ複数の組に分け、同じ組の２つの気筒の点火プラグを同一のイグニッションコイルの二次側に電気的に接続して同時に放電させるセミダイレクト点火方式の点火系を備えた内燃機関の点火プラグギャップ検出装置であって、内燃機関を回転させる回転手段と、この回転手段によって前記内燃機関を回転させながら前記同じ組の２つの気筒の点火プラグを同時に放電させる放電制御手段と、この放電時における前記イグニッションコイルの二次電圧信号を検出する二次電圧信号検出手段と、この二次電圧信号検出手段で検出される前記二次電圧信号の波形をモニターする波形モニター手段と、前記放電時に圧縮行程にある気筒を判別する気筒判別手段と、この気筒判別手段により圧縮行程にあると判別された気筒に組み付けられている点火プラグの放電ギャップを、前記二次電圧信号の波形に基づいて検出するギャップ検出手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の点火プラグギャップ検出装置。
- 請求項４に記載の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記回転手段はモータであことを特徴とする内燃機関の点火プラグギャップ検出装置。
- 請求項４又は５に記載の内燃機関の点火プラグギャップ検出装置において、前記二次電圧信号検出手段は前記イグニッションコイルの近傍に設けた検出用コイルであり、この検出用コイルで前記イグニッションコイルの二次側の放電による磁界の変化を捉えて前記二次電圧信号を検出することを特徴とする内燃機関の点火プラグギャップ検出装置。
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