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故障例・イグニションコイル

実験が二回続きましたので、今回は過去の故障例を取り上げてみたいと思います。イグニションコイル不良により異常な波形が観測された例を通して、また”堅苦しい”説明をしたいと考えています。

まずは、これまでのコイルに関する説明を再度確認できる簡単な事例から始めます。これから説明することは、基礎的な点火システムに関するもので、現在、主流となっているものとは少し違いますが、あくまでも基礎知識吸収のためと考えてください。
一次波形&点火指示信号
上のイラストの①(1 に見えますが①です)は点火一次波形、②(これも2 に見えますが②です)は点火指示信号波形です。その下にある一次波形は、上の一次波形を観やすくしたものです。これらはいずれも、エンジン不調の故障を直した後の日産車の正常波形です。

次は、同じ自動車の入庫時の故障波形です。①は、上の点火一次波形とは全く違いますが点火一次波形です。同様に、②は点火指示信号波形です。
コイル不良
思い出してくださいね。点火指示信号波形がサメのひれのようになっているのは、イグニションコイルに一次電流を流し、それが電気的に飽和していく様をあらわしているいんでしたね。コイルに十分なエネルギーが充電されたところで、点火時期が来れば一時電流を遮断し、相互誘導により二次側に高電圧が発生するというものでした。

ところがこの故障波形では、②の波形が正常時のもののようにサメのひれ状にならず、まるでトヨタ車の点火指示信号のように矩形波になっています。故障の原因は、イグニションコイルの断線によるものでした。コイルが断線したことにより一次電流が流れていくことを阻害したために、つまり一次電流が飽和していくことが出来ないことにより、パワートランジスタのベース電流が流れた痕跡のように低い電圧の信号があらわれただけのように見えますね。①の一次波形も一次電流通電部が平らになっていて、正常波形のようにコイルに電流が流れ始めた際の逆起電力(誘導起電力)による変動が見られません。

次の二つの写真は、点火指示信号波形の正常波形(上)と異常波形(下)です。故障原因は、コイルよりのリーク(漏電)でした。
     正常波形
     異常波形
コイルからリークしたことで、リーク部での目には見えない火花による電気変動が、コイルへの充電を妨げていることをあらわしているものであると考えられます。本来ならば弓なりに充電されていくはずが、エネルギーが十分に貯まらないのですから、エンジン不調を引き起こすはずですね。

イグニションアナライザでの波形観測も掲載しないといけません。
コイル不良
アナライザ画面の”0”が点火時期ですから、それ以降がスパークラインです。正常波形とは程遠い形ですね。
要求電圧
要求電圧も画面をはるかに突き抜けて、数値の表示では5~70kvと変動が激しく、おそらく正しい数値が計測されていないものと思われます。
スパークライン
減衰部は無く、スパークライン(と言えるのかどうか)も傾斜がきついですね。この自動車(ダイハツ)は同業者の依頼で出張診断したもので、壊れたコイルは後日、ユーザーに対して交換したことの現認が済めばいただけることになっているので、オシロスコープを用いての診断資料にします。その事例は、まとまり次第、掲載することになると思います。

イオン電流検出回路
*ダイハツ修理書 平成20年8月 ムーヴコンテより引用*

後に詳しく書くことにしますが、Boring but Importantの冒頭に、イグニションコイルはバッテリ電圧を高電圧に変換する変圧器であることに触れました。それが間違っているわけではありませんが、現在主流となっているものは、燃焼ガス内のイオン、例えば、シクロプロペニルイオンやオキソニウムイオン、ニトロニウムイオンなどを、スパークプラグそのものをセンサとして集積し、イオン電流検出回路を通じてECUに送られ、失火検知などに用いられているシステムです。このシステムは二次コイルにバッテリ電源を供給しているのではなく、イオン検出回路から5V程度の電気を印加している構造になっているようです。この壊れたコイルを用いて、色々と検証していければと考えています。

authorized by 浅田 純一


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