[发明专利]火花塞的烟熏污损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及对因沉积物附着在内燃机的火花塞上而产生的烟熏进行检测的火花塞的烟熏污损检测装置。

背景技术

作为发动机的点火装置，对以点火部直接突出至燃烧室内的方式配置于发动机的顶盖(head cover)的火花塞，一般采用施加通过点火线圈产生的高电压的方式。

用于这种点火装置的火花塞，例如，如图10所示，包括：绝缘体12，该绝缘体12保持于筒状的安装配件11；中心电极13，该中心电极13保持于该绝缘体12的内部，且前端部从绝缘体12的前端突出；以及接地电极14，该接地电极14与该中心电极13隔开规定的火花间隙而相对设置。中心电极13与接地电极14通过绝缘体12在电气上绝缘。通过在中心电极13与接地电极14之间施加由点火线圈产生的高电压，在中心电极13与接地电极14之间产生火花放电。

然而，根据发动机的运转状态，有时碳质沉积物会附着在火花塞上，从而产生烟熏。在火花塞附近的空燃比浓且火花塞温度较低时，因不完全燃烧而产生的煤(碳)堆积在绝缘体上，从而生成碳质沉积物。如图11所示，随着碳质沉积物在绝缘体上的堆积，火花塞的绝缘电阻值下降(a)，在绝缘体表面产生电流泄漏(b)，在绝缘体与安装配件之间引起火花放电、即出现称为所谓内部飞溅的现象(c)。若发生该内部飞溅，则在燃烧室内火焰无法正常蔓延而引起失火。若频繁引起失火，则未燃烧的混合气体向排气系统排出，排气系统的温度上升，催化剂退化，或者严重时催化剂有可能熔解破损。

作为对这种火花塞的烟熏来检测火花塞的烟熏程度的检测方法，例如有如下方法：在火花塞的电极之间(接地电极与中心电极之间)施加电压，通过电流检测装置检测电极之间流过的电流(漏电流)，基于该电流检测值来估计绝缘电阻值的下降。

近年来，由于MMT(C₉H₇MnO₃：甲基环戊二烯三羰基锰)、二茂铁(C₁₀H₁₀Fe)等燃料添加剂中含有的金属成分(Mn、Fe)附着在火花塞的绝缘体上而生成的金属沉积物，也存在出现同样的烟熏现象的问题。在上述现有的烟熏检测技术中，由于仅基于火花塞的绝缘电阻值来检测烟熏程度，因此无法区分检测附着在火花塞上的金属沉积物所导致的烟熏和碳质沉积物所导致的烟熏，从而在实际上产生了金属沉积物时，结果将其误判为碳质沉积物。

碳质沉积物一般在火花塞温度较低的低转速、低负载区域产生。已知火花塞具有温度升高时将附着在绝缘体表面上的碳质沉积物烧尽的自我清洁作用。因此，为了要恢复碳质沉积物所导致的烟熏，使火花塞的温度上升是有效的。与此相反，关于金属沉积物，附着在绝缘体表面上的金属沉积物是高转速、高负载区域的因高温环境下绝缘电阻值的下降所产生的烟熏现象。因此，为了防止金属沉积物所导致的烟熏，与碳质沉积物相反，不能使火花塞的温度上升。特别是，由于高转速、高负载区域的发动机的燃烧量更多，因此在因绝缘电阻值的下降而引起失火时，对催化剂的损害更大。

如上所述，由于金属沉积物与碳质沉积物具有不同的产生条件和恢复条件，因此在火花塞出现烟熏现象时，若无法区别检测出其是金属沉积物还是碳质沉积物，则存在因错误的处理反而使火花塞的烟熏恶化这一问题。

作为对该金属沉积物和碳质沉积物进行区别的方法，例如，在专利文献1所示的内燃机的点火装置中，揭示了如下方法：当火花塞的绝缘电阻值小于规定值时，切换发动机的运转状态，来提高火花塞的温度以烧尽碳质沉积物，从而实现促进火花塞的清洗。对这种烟熏对策的实施状态进行计数，在该计数值超过某一程度的值时，即在充分实施烟熏对策的状况下，火花塞的绝缘电阻值小于规定值时，判定是导电性沉积物附着在火花塞上。

此外，在专利文献2所示的火花塞的烟熏污损检测装置中，揭示了如下方法：检测火花塞的绝缘电阻值，将该绝缘电阻值与规定的烟熏判定值进行比较来判定有无点火烟熏污损。在其结果是检测出烟熏污损的情况下，判定烟熏污损检测时的运转区域是容易产生金属沉积物污损的高转速、高负载区域还是容易产生碳质沉积物污损的低转速、低负载区域，对二者进行区别检测。

专利文献1：日本专利特开2007-146814号公报

专利文献2：日本专利特开2006-274824号公报

然而，在专利文献1的内燃机的点火装置中，假如尽管是金属沉积物附着在火花塞上，仍进行使火花塞温度升高那样的运转，则反而因金属沉积物而引起绝缘电阻的下降，存在有可能因失火而导致催化剂破损的问题。