CN110446849A - 发动机的点火方法及发动机用点火装置 - Google Patents

Abstract

在有关本发明的发动机点火方法中，在由发动机驱动的磁铁发电机内设置有点火线圈和励磁线圈，在由励磁线圈的输出电压将点火用电容器充电后，在发动机的点火时期，将通过使点火用电容器经由点火线圈的一次线圈放电而使点火线圈的二次线圈诱发的高电压向火花塞附加，由该火花塞产生第1火花放电，通过向处于因该第1火花放电而放电间隙间的绝缘被破坏的状态的火花塞附加随着磁铁转子的旋转而在点火线圈的二次线圈诱发的电压，由火花塞产生第2火花放电。

Description

发动机的点火方法及发动机用点火装置

技术领域

本发明涉及电容器放电式的发动机点火方法及发动机用点火装置。

背景技术

电容器放电式的发动机用点火装置如例如在专利文献1中表示那样，由以下的部分构成：励磁线圈，设置在被发动机驱动的磁铁发电机内，随着发动机的旋转而诱发交流电压；点火线圈，具有一次线圈及二次线圈；点火用电容器，设置在点火线圈的一次侧，被在励磁线圈诱发的电压充电为一方的极性；晶闸管，设置为，当成为开启状态时使积蓄于点火用电容器的电荷经过点火线圈的一次线圈放电；以及控制电路，进行控制以在发动机（内燃机）的点火时期将晶闸管设为开启状态。

磁铁发电机具备：磁铁转子，安装在发动机的曲柄轴；以及定子，具有有与磁铁转子的磁极对置的磁极部的电枢铁心及卷绕在该电枢铁心的励磁线圈；随着发动机的旋转而在励磁线圈诱发交流电压。在专利文献1所示的点火装置中，在卷绕着励磁线圈的电枢铁心也卷绕着点火线圈，也借助随着磁铁转子的旋转而在点火线圈的一次线圈诱发的电压将点火用电容器充电。

在这种点火装置中，在比发动机的点火时期靠前的时机将点火用电容器充电，在点火时期使晶闸管成为开启状态。如果使晶闸管成为开启状态，则积蓄于点火用电容器的电荷经过晶闸管和点火线圈的一次线圈放电，所以频率较高的振动电流流到点火线圈的一次侧。借助该一次电流，在点火线圈的铁心以较高的频率变化的振动波形的磁通流动。通过该磁通的变化，在点火线圈的二次线圈诱发振动波形的高电压，该高电压被附加在火花塞的放电间隙。由此，在火花塞的放电间隙间发生绝缘破坏而发生火花放电，所以发动机被点火。

将通过使积蓄于点火用电容器的电荷经过点火线圈的一次线圈放电而使点火线圈的二次线圈诱发的高电压附加于火花塞的放电间隙间时发生的放电被称作电容放电。由于电容放电通过在点火线圈的二次线圈诱发的上升非常快的高电压进行，所以根据电容器放电式的点火装置，不论火花塞的放电间隙的破坏电压如何，都能够在发生点火用高电压的同时使点火可靠地进行，在发动机的高速旋转时等火花塞的放电间隙的破坏电压处于不稳定的状态时，也能够使点火时期稳定。但是，积蓄于点火用电容器的能量的释放在短时间结束，所以仅能够使电容放电在极短时间的期间中持续。因此，在借助电容器放电式的点火装置的情况下，当要求使火花放电的持续时间变长而实现点火性能的进一步的提高时有难以应对该要求的问题。

作为发动机用点火装置，还已知有以下这样的感应型（电流切断型）的点火装置：通过因将流到点火线圈的一次线圈的电流切断而在点火线圈的铁心中产生的急剧的磁通变化使二次线圈诱发高电压，将该高电压向火花塞附加，从而进行点火动作。在感应型的点火装置中，通过在电流流到点火线圈的一次线圈的期间中使积蓄于点火线圈的能量释放而由火花塞产生放电，但由于积蓄于点火线圈的能量的释放被比较平缓地进行，所以在借助感应型的点火装置的情况下，能够使火花放电的持续时间变长。将借助感应型的点火装置在火花塞的放电间隙产生的放电称作感应放电。

在借助感应型的点火装置的情况下，由于能够使在火花塞发生的火花放电的持续时间变长，所以得到能够对汽缸内的燃料给予充分的热能而使燃料的燃烧可靠地进行的优点。但是，在借助感应型的点火装置的情况下，由于点火线圈的二次电压的上升较慢，所以在火花塞的放电间隙的破坏电压不稳定的发动机的高速旋转时，发生由火花塞开始放电的时机散乱的问题，发生在发动机的高速旋转时难以使点火时期稳定的问题。

如上述那样，电容器放电式的点火装置及感应型的点火装置都各有优缺点，在借助哪种点火装置的情况下，都难以得到上升较快且持续时间较长的理想的点火火花。所以，如专利文献2所示，提出了谋求得到兼具由电容器放电式的点火装置得到的特性和由感应型点火装置得到的特性之特性的发动机用点火装置。

专利文献2所示的点火装置具备：点火用电容器，由直流高电压电源的输出进行充电；晶体管开关，相对于点火线圈的一次线圈串联地连接，将在一次线圈流动的电流开启关闭；晶闸管，当成为开启状态时使点火用电容器的电荷经过点火线圈的一次线圈和一次电流控制用开关而放电；以及电池，给予用来使一次电流经过点火线圈的一次线圈和一次电流控制用开关流动的电压。在该点火装置中，由直流高电压电源、点火用电容器、晶闸管和晶体管开关构成电容器放电式的点火电路，由点火线圈的一次线圈、晶体管开关和电池构成感应型的点火电路，谋求得到兼具由电容器放电式的点火装置得到的特性和由感应型点火装置得到的特性之特性。

在专利文献2所示的点火装置中，在发动机的点火时期，在使晶体管开关导通的状态下使晶闸管成为开启状态，使点火用电容器经过晶闸管、点火线圈的一次线圈和晶体管开关放电，从而由火花塞使电容放电进行，然后，使晶体管开关成为关闭状态，由此将从电池经过点火线圈的一次线圈和晶体管开关流动的电流切断，由火花塞使感应放电进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59－229055号公报

专利文献2：日本特开2014－196674号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在借助以往的电容器放电式点火装置的情况下，由于由火花塞仅能够在极短的时间的期间中产生火花放电，所以根据发动机的动作状态，有可能发生点火能量不足而不能使汽缸内的燃料的燃烧完全进行的状况。

也可以考虑如专利文献2所示那样，通过采用将感应型的点火电路与电容器放电式的点火电路组合的结构来延长火花放电的持续时间，但在借助专利文献2所示的结构的情况下，由于为了构成感应型的点火电路而需要电池，所以发生在被发动机驱动的装置没有搭载电池的情况下不能应用的问题。

为了使发动机进行最适合的动作，需要对发动机的旋转速度、发动机的温度等各种控制条件进行控制以使发动机的点火在最适合的时机进行。一般，在发动机的压缩行程中将活塞达到上止点时的曲柄轴的旋转位置设为压缩行程的上止点位置，将比该上止点位置提前规定的角度的曲柄轴的旋转位置设为最大提前角位置，将比该最大提前角位置滞后规定的角度的曲柄轴的旋转位置设为最大滞后角位置，将进行发动机的点火的曲柄位置设定在这些最大提前角位置与最小提前角位置之间。

在本说明书中，将发动机的曲柄轴的旋转位置（rotational position）称作曲柄角位置，将开始发动机的点火动作的曲柄角位置及开始点火动作的时机分别称作点火位置及点火时期。此外，将在发动机的压缩行程的结束时及排气行程的结束时发动机的活塞达到上止点时的曲柄角位置分别称作压缩行程的上止点位置及排气行程的上止点位置。

由电容器放电式的点火装置点火的发动机的点火时期的控制即点火位置的控制，通过对将进行点火用电容器的放电的开关（一般是晶闸管）设为开启状态的时机进行控制来进行。在对点火时期进行控制时，需要发动机的曲柄角位置的信息和旋转速度的信息。在专利文献1所示的点火装置中，从在设置在磁铁发电机内的线圈诱发的电压的波形的零交叉点或峰值点被检测到的时机及这些点被检测到的周期，分别得到发动机的曲柄位置的信息及旋转速度的信息，对发动机的点火时期进行控制。此外，一般也采用以下方法：在发动机安装当发动机的曲柄位置与被设定的位置一致时产生脉冲信号的脉冲信号发生器，从该脉冲信号发生器产生的脉冲信号，得到发动机的曲柄位置及旋转速度的信息，而对点火时期进行控制。

在如上述那样将点火装置构成为从在设置在磁铁发电机内的发电线圈诱发的电压的波形、安装于发动机的脉冲信号发生器输出的脉冲信号得到发动机的旋转速度信息、曲柄轴的旋转位置信息而控制点火时期的情况下，每当曲柄轴旋转1周，就在上止点位置附近进行点火动作，所以在发动机是4循环发动机的情况下，不仅是设定在压缩行程的上止点位置附近的正规的点火位置，在排气行程的上止点位置附近也进行点火动作。

在通过正规的点火而在膨胀行程燃料的燃烧被完全进行的情况下，即使在排气行程的上止点位置附近将发动机点火，也不给发动机的动作带来障碍，但在膨胀行程的燃烧不充分的情况下，如果在排气行程的上止点位置附近进行点火动作，则残留在汽缸内的燃料燃烧发生后发火，有可能发动机损伤。此外，在膨胀行程的上止点位置附近及压缩行程的上止点位置附近的双方进行点火动作的情况下，由于由火花塞发生火花的频度变高，所以也有火花塞的寿命变短的问题。

本发明的主要的目的在于提供能够不添加用来构成感应型的点火电路的电路元件、此外不使用电池而在发动机的点火时期上升较快、并且使火花塞的放电间隙间产生放电持续时间较长的火花放电而实现点火能量的增大的电容器放电式的发动机点火方法及发动机用点火装置。

本发明的另一目的在于提供能够判别通过发动机的活塞达到上止点而结束的行程是排气行程还是压缩行程、仅在设定在发动机的压缩行程的上止点位置附近的发动机的正规的点火时期进行点火动作的电容器放电式的发动机点火方法及发动机用点火装置。

用来解决课题的手段

本发明以由安装于发动机的汽缸的火花塞产生火花放电而将发动机点火的方法为对象。

在有关本发明的点火方法中，设置有：磁铁发电机，具有磁铁转子和定子，所述磁铁转子由发动机驱动，所述定子将包括励磁线圈和点火线圈的一次线圈及二次线圈的多个线圈作为发电线圈卷绕于电枢铁心，随着发动机的旋转而在发电线圈诱发交流电压；点火用电容器；以及火花塞，被附加点火线圈的二次线圈的诱发电压；在由励磁线圈的诱发电压将点火用电容器充电为一方的极性后，在发动机的点火时期，使积蓄于点火用电容器的电荷经过点火线圈的一次线圈放电，而在火花塞的放电间隙间产生第1火花放电，接着，通过将随着从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而在点火线圈的二次线圈诱发的电压向处于因第1火花放电而绝缘被破坏的状态的火花塞的放电间隙间附加，在该放电间隙间产生第2火花放电；借助上述第1火花放电和第2火花放电，将前述发动机点火。

在以往的电容器放电式的点火装置中，由于仅能够在到积蓄于点火用电容器的能量释放完为止的极短的时间的期间中产生火花放电，所以点火能量有可能不足。

在本发明的点火方法中，由于将点火线圈与励磁线圈一起卷绕在磁铁发电机的电枢铁心，随着磁铁转子的旋转而在点火线圈的二次线圈也诱发电压，在通过点火用电容器的放电而由火花塞产生第1火花放电后，向处于因该第1火花放电而放电间隙间的绝缘被破坏的状态的火花塞附加随着从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而在点火线圈的二次线圈诱发的电压，在该火花塞的放电间隙间产生第2火花放电，所以能够延长火花放电的持续时间。

根据本发明，由于在点火时期首先产生上升较快的第1火花放电后，在从点火线圈的二次线圈向火花塞的放电间隙间附加阈值以上的电压的期间中产生第2火花放电，所以能够产生上升较快且持续时间较长的火花放电，实现点火时期的稳定化和点火能量的增大。

上述第2火花放电是通过将因随着磁铁转子的旋转而在电枢铁心中发生的磁通的变化在点火线圈的二次线圈诱发的电压向处于被绝缘破坏的状态的火花塞的放电间隙间附加而发生的放电，在点火线圈的二次线圈产生阈值（为了在绝缘被破坏的放电间隙间产生放电而需要向该放电间隙间附加的电压的下限值）以上的电压的期间中持续这一点，与在借助感应型点火装置的情况下仅在到积蓄于点火线圈的能量释放完为止的期间中发生的感应放电不同。

为了实施本发明的点火方法，需要在产生第1火花放电后，在处于火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态期间中，使点火线圈的二次线圈可靠地诱发为了在该放电间隙间产生第2火花放电所需要的水平的电压。

为了使二次线圈可靠地诱发用来产生第2火花放电的电压，需要在产生第1火花放电的紧接着之后，通过将从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通与从卷绕在电枢铁心的发电线圈向电枢铁心流入的磁通合成，使得尽量不发生在电枢铁心内流动的磁通减少、或妨碍随着磁铁转子的旋转而在电枢铁心内发生的磁通的变化等的现象（电枢反作用）。为此，优选的是，使得在产生第2火花放电时电流不经过卷绕于磁铁发电机的电枢铁心的发电线圈中的至少励磁线圈及一次线圈流动。

本发明还以向安装于发动机的汽缸的火花塞附加高电压而由该火花塞产生火花放电的发动机用点火装置为对象。有关本发明的发动机用点火装置通过具备以下的部分而构成：磁铁发电机，具有磁铁转子和定子，所述磁铁转子具有在安装于发动机的曲柄轴的飞轮的外周形成有3极的磁铁磁场的构造，所述定子在具有与磁铁转子的磁极对置的磁极部的电枢铁心，作为发电线圈而卷绕着包括励磁线圈和点火线圈的一次线圈及二次线圈的多个线圈，在曲柄轴旋转1周的期间中，从发电线圈依次输出第1半波的电压、极性与该第1半波的电压不同的第2半波的电压、以及与前述第1半波的电压同极性的第3半波的电压；点火用电容器，设置在点火线圈的一次侧；充电用开关，设置为，当在励磁线圈诱发出第2半波的电压时，成为开启状态，形成以第2半波的电压将点火用电容器充电的电路；点火用开关，设置为，当成为开启状态时，形成使积蓄于点火用电容器的电荷经过一次线圈放电的放电电路；点火时期检测机构，当检测到发动机的点火时期时，产生点火信号；以及开关控制机构，具有当检测到点火时期时为了由火花塞产生第1火花放电而将点火用开关设为开启状态的机构、以及对前述点火用开关及充电用开关进行控制以在处于因第1火花放电而火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态的期间中产生点火用开关及充电用开关这两者被断开的状态的机构；构成为，在处于因第1火花放电而火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态的期间中，借助随着从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而在点火线圈的二次线圈诱发的电压，由火花塞产生第2火花放电。

在本发明的优选的一技术方案中，设置有：旋转检测电路，检测在励磁线圈诱发的电压的波形的特定的点，输出包括在基准位置发生的旋转检测信号的多个旋转检测信号，所述基准位置被设定在发动机的活塞达到上止点时的曲柄角位置的跟前的位置；以及基准信号识别机构，从该旋转检测电路输出的多个旋转检测信号中，识别在基准位置发生的旋转检测信号作为基准信号；前述点火时期检测机构构成为，以基准信号发生的时机为基准，检测点火时期，产生点火信号。

另外，在本说明书中，在励磁线圈诱发的电压的波形的“特定的点”，是电压波形的各部中的能够与其他部分区别而确定的点，例如是零交叉点、峰值点或瞬时值达到所设定的阈值水平的点等。

在本发明的另一技术方案中，设置有行程判别机构，所述行程判别机构判别基准信号发生时的发动机的行程是压缩行程还是排气行程。在此情况下，开关控制机构构成为，仅在由行程判别机构判别为基准信号发生时的发动机的行程是压缩行程时，进行在由点火时期检测机构检测到的点火时期将点火用开关设为开启状态的控制。

上述行程判别机构具备绝缘破坏电压检测电路，所述绝缘破坏电压检测电路从二次线圈的一部分，得到包含火花塞的放电间隙间的电压的信息的电压信号；行程判别机构构成为，基于当处于火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态时从绝缘破坏电压检测电路得到的电压信号的大小在发动机的排气行程和压缩行程中不同，来进行行程的判别。

为了不受在点火线圈的二次线圈诱发的高电压的影响而检测火花塞的绝缘破坏电压，例如优选的是，从二次线圈的途中引出抽头，将绝缘电压检测电路构成为，经由该抽头检测在二次线圈的一部分诱发的电压。

如果如上述那样，设置行程判别机构，将开关控制部构成为，仅在由该行程判别机构判别为基准信号发生时的发动机的行程处于压缩行程时进行在由点火时期检测机构检测到的点火时期将点火用开关设为开启状态的控制，则能够防止在排气行程的末期进行点火动作，所以，在发动机的急加减速时等因为在膨胀行程中燃料没有完全燃烧而在排气行程中在汽缸内残留有未燃烧气体的情况下，能够防止进行其燃烧而发生后发火的状况。

此外，如果如上述那样设置行程判别机构，则在排气行程的末期不进行无用的点火，所以在到点火时期为止的期间中能够将点火用电容器充电到充分高的电压，能够防止因点火用电容器的充电电压的不足而点火性能下降的状况。

此外，如果如上述那样构成，则没有在排气行程的末期进行无用的点火的情况，所以能够防止火花塞的电极进行无用的消耗，延长火花塞的寿命。

在使用具备在安装于发动机的曲柄轴的飞轮的外周形成有3极的磁铁磁场的磁铁转子的磁铁发电机的情况下，第1半波的电压至第3半波的电压中的波高值最高的电压是第2半波的电压。因而，开关控制机构优选的是构成为，将点火时期设定于在励磁线圈诱发的第2半波的电压朝向峰值变化的期间，在该点火时期将点火用开关设为开启状态。如果这样构成，则在由火花塞产生第1火花放电后，当将点火用开关及充电用开关这两者设为断开状态时，能够从点火线圈的二次线圈向火花塞可靠地附加阈值以上的电压，可靠地产生第2火花放电。

此外，在使用上述那样的磁铁发电机的情况下，由于在励磁线圈诱发的第1半波至第3半波的电压中的宽度最宽的半波是第2半波，所以，如果将点火时期设定在第2半波的电压朝向峰值变化的期间，则在产生第1火花放电后，能够使从点火线圈的二次线圈向火花塞附加磁铁发电机的输出电压的时间变长，使发生第2火花放电的时间变长，能够得到较大的点火能量。

在有关本发明的点火装置的优选的技术方案中，在点火用电容器的两端并联连接着阻尼二极管，所述阻尼二极管朝向以下的方向：当处于点火用电容器被充电为一方的极性的状态时点火用电容器的两端的电压被逆向地附加在阳极阴极间的方向。

如果如上述那样与点火用电容器并联地连接阻尼二极管，则在使点火用电容器放电时能够使在点火线圈的二次线圈诱发的高电压的最初的半波的期间变长，所以能够容易地进行用来连续地产生第1火花放电和第2火花放电的设定。

在有关本发明的点火装置的优选的技术方案中，设置有电源电路，所述电源电路将在励磁线圈诱发的第1半波的电压及第3半波的电压作为电源电压，而产生控制用直流电压；设置有CPU，所述CPU将该电源电路产生的控制用直流电压作为电源电压而动作，通过上述CPU执行预先制作的程序，而构成开关控制机构及行程判别机构。

如果如上述那样构成，则对于没有搭载电池的发动机驱动设备也能够应用本发明。

在有关本发明的点火装置的另一优选的技术方案中，点火线圈的一次线圈被卷绕在安装于前述电枢铁心的一次绕线架，以将一次绕线架包围的方式配置二次绕线架，在该二次绕线架卷绕点火线圈的二次线圈和励磁线圈。此外，二次线圈及励磁线圈通过在二次绕线架卷绕1根导体而构成。

如果如上述那样构成，则能够容易地进行点火线圈及励磁线圈的卷绕，所以能够实现制造成本的降低。

在有关本发明的点火装置的优选的技术方案中，励磁线圈由被同向地卷绕且相互并联连接的一对线圈构成。

如果这样构成励磁线圈，则励磁线圈的电阻值变小，将点火用电容器充电的电路的损失变小，所以能够将点火用电容器充电到更高的电压。

关于本发明的其他技术方案，在以下记载的具体实施方式的说明中变得清楚。

发明效果

根据本发明，由于在发动机的点火时期通过使积蓄于点火用电容器的电荷经过点火线圈的一次线圈放电而由火花塞产生第1火花放电后，通过向处于因该第1火花放电而放电间隙间的绝缘被破坏的状态的火花塞附加因从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而使点火线圈的二次线圈诱发的电压，使得由火花塞接着产生第2火花放电，所以，能够产生上升较快、并且与借助以往的电容器放电式的点火装置的情况相比持续时间大幅变长的火花放电，实现点火时期的稳定化和点火能量的增大，能够实现发动机用点火装置的性能的提高。

此外，在本发明中，设置行程判别机构，所述行程判别机构判别当发生了用来对检测点火时期时的基准位置进行检测的基准信号时发动机的行程是压缩行程还是排气行程，将开关控制部构成为，仅在由行程判别机构判别为基准信号发生时的发动机的行程是压缩行程时进行在由点火时期检测机构检测到的点火时期将点火用开关设为开启状态的控制，在上述情况下，能够防止在发动机的急加减速时等在膨胀行程中燃料的燃烧不完全的情况下在排气行程中进行燃烧而发生后发火的状况。此外，由于在排气行程的末期不再由火花塞进行无用的放电，所以能够延长火花塞的寿命。进而，由于发动机的行程的判别不是使用凸轮传感器等电气机械性的传感器，而是基于从点火线圈的二次线圈检测到的电压在发动机的排气行程和压缩行程中不同来进行的，所以能够不导致点火装置的成本的上升而拥有行程判别功能。

附图说明

图1是将有关本发明的发动机点火装置的一实施方式的硬件的结构一部分剖开而表示的主视图。

图2是表示图1的实施方式的主要部的结构的剖视图。

图3是表示能够在本发明的实施方式中使用的磁铁转子的变形例的半部的剖视图。

图4是表示图1所示的实施方式的点火装置的电路结构的一例的电路图。

图5是表示图1所示的实施方式的点火装置的电路的另一结构例的电路图。

图6是表示图1所示的实施方式的点火装置的电路的再另一结构例的电路图。

图7是表示在本实施方式中使用的微型计算机的结构的框图。

图8是表示在本实施方式中使用的控制部的结构的框图。

图9是用来说明图4所示的实施方式的动作的时间图。

图10是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的程序的整体性的流程的流程图。

图11是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的初始化处理的算法的流程图。

图12是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的主处理的算法的流程图。

图13是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的旋转检测信号中断处理的算法的流程图。

图14是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的计时器1中断处理的算法的流程图。

图15是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的计时器0中断处理的算法的一部分的流程图。

图16是表示在图1所示的实施方式中使用的微型计算机执行的计时器0中断处理的算法的另一部分的流程图。

具体实施方式

<关于有关本发明的点火方法>

如前述那样，在借助电容器放电式的点火方法的情况下，由于能够将上升较快的点火用高电压向火花塞附加，所以不论火花塞的放电间隙的破坏电压如何，都能够在点火用高电压发生的同时可靠地使点火进行，能够使点火时期稳定。但是，积蓄于点火用电容器的能量的释放在短时间中结束，通过点火用电容器的放电得到的火花放电（电容放电）仅能够在极短时间的期间中持续，所以在借助电容器放电式的点火方法的情况下，不能如借助感应放电的情况那样得到较大的点火能量。

所以，本发明者考虑到，将点火线圈卷绕在磁铁发电机的电枢铁心，在通过由点火用电容器的放电而使点火线圈的二次线圈诱发的高电压由火花塞产生第1火花放电（电容放电）后，在处于因该火花放电而火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态（仅通过向放电间隙间附加比较低的电压就能够产生放电的状态）的期间中，如果将因从磁铁转子输入到电枢铁心的磁通的变化而使点火线圈的二次线圈诱发的电压附加在火花塞，则接着第1火花放电而产生第2火花放电，可能能够将火花放电的持续时间大幅地延长。

本发明是基于上述那样的构思而做出的，在有关本发明的点火方法中，设置有：磁铁发电机，具有磁铁转子和定子，所述磁铁转子由发动机驱动，所述定子将至少包括励磁线圈和点火线圈的一次线圈及二次线圈的多个线圈作为发电线圈卷绕于电枢铁心，随着发动机的旋转而在各发电线圈诱发交流电压；点火用电容器；以及火花塞，被附加在点火线圈的二次线圈诱发的电压；在由励磁线圈的诱发电压将点火用电容器充电为一方的极性后，在发动机的点火时期，使积蓄于点火用电容器的电荷经过点火线圈的一次线圈放电，而在火花塞的放电间隙间产生第1火花放电，接着，通过将随着从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而在点火线圈的二次线圈诱发的电压向处于因第1火花放电而绝缘被破坏的状态的火花塞的放电间隙间附加，在该放电间隙间产生第2火花放电；借助这些第1火花放电和第2火花放电将发动机点火。

根据本发明，由于在点火时期（点火开始时）首先产生上升较快的电容放电，由火花塞迅速地产生火花放电后，在从点火线圈的二次线圈将磁铁发电机的输出电压向火花塞的放电间隙间附加的期间中，能够使火花放电持续，所以产生上升较快且持续时间较长的火花放电，能够实现点火时期的稳定化和点火能量的增大。

上述第2火花放电是通过将随着磁铁转子的旋转而在点火线圈的二次线圈诱发的电压向处于绝缘破坏的状态的火花塞的放电间隙间附加而发生的放电，在点火线圈的二次线圈诱发阈值以上的电压的期间中持续这一点，与在借助感应型点火装置的情况下仅在到积蓄于点火线圈的能量释放完为止的期间中发生的感应放电不同。

对有关本发明的点火方法进行了各种实验，得知：仅通过单单采取将电容器放电式的点火装置的点火线圈卷绕到磁铁发电机的电枢铁心的结构，不能接着电容放电而可靠地产生贡献于点火的持续时间较长的火花放电。

所以进一步进行了研究，结果推测出：即使将点火线圈设置在磁铁发电机内、构成为使点火线圈的二次线圈诱发磁铁发电机的输出电压也仅能够产生电容放电的理由在于，通过在使点火用电容器放电的紧接着之后由经过点火线圈的二次线圈以外的发电线圈流动的电流产生的电枢反作用，在使点火用电容器放电的紧接着之后不能使点火线圈的二次线圈诱发阈值以上的（为了在被绝缘破坏的放电间隙间产生放电所需要的电压的下限值以上的）电压。

因为上述情况而得知：在实施有关本发明的点火方法时，为了在产生第2火花放电时尽量不使磁铁发电机产生电枢反作用，优选的是使电流不经过点火线圈的二次线圈以外的发电线圈中的至少点火线圈的一次线圈和励磁线圈流动。

如上述那样，为了在产生第2火花放电时使点火线圈的二次线圈诱发阈值以上的电压，优选的是设为电流不经过点火线圈的二次线圈以外的发电线圈中的至少励磁线圈及点火线圈的一次线圈流动的状态。在此情况下，用来使得电流不经过励磁线圈流动的控制，既可以在马上要产生第2火花放电之前进行，也可以在从点火用电容器的充电完成的时机到产生第2火花放电的时机之间的期间中设定的任意的时机进行。

<在有关本发明的点火装置的实施方式中使用的磁铁发电机的结构例>

接着，对实施有关本发明的点火方法的点火装置的实施方式进行说明。

另外，本发明对于单汽缸发动机及多汽缸发动机都能够应用，但在以下所示的实施方式中，为了使说明变简单，假设发动机为单汽缸。

图1至图4是表示有关本发明的发动机用点火装置的一实施方式的图，图1是将在本实施方式中表示的磁铁发电机的主要部的结构一部分剖开而表示的主视图，图2是将图1的磁铁发电机的主要部放大而表示的剖视图，图3是表示能够由有关本发明的点火装置使用的磁铁发电机的转子的变形例的剖视图，图4是表示有关本实施方式的发动机用点火装置的电路结构的电路图。

在图1中，1是在本实施方式中使用的外磁铁型的磁铁发电机。图示的发电机1由磁铁转子2和定子3构成。磁铁转子2由安装在未图示的发动机的曲柄轴的飞轮201和安装在飞轮201的外周部的永久磁铁202构成。飞轮201至少外周部由铁等强磁性材料构成，在其外周部形成有凹部203，在凹部203内通过粘接等安装着弧状的永久磁铁202。永久磁铁202在飞轮201的径向上被磁化，借助由永久磁铁202的外周侧的磁极（在图示的例子中是N极）2b和被从永久磁铁202的内周侧向凹部203的两侧的飞轮外周部分别导出的磁极（在图示的例子中是S极）2a及2c构成的3个磁极，在飞轮的外周部构成了3极的磁铁磁场。

定子3由电枢铁心3A和卷绕于电枢铁心3A的线圈单元3B构成，所述电枢铁心3A由钢板的层叠体形成，在两端具有与磁铁磁场的磁极2a～2c对置的磁极部3a及3b。如后述那样，在本实施方式中，构成发动机用点火装置的电子单元4被与线圈单元3B一体化。

如果更详细地说明，则电枢铁心3A由I字形的线圈卷绕部301和结合在线圈卷绕部301的两端的一对突极部302a、302b构成为呈大致U字形。在突极部302a及302b的前端分别形成有磁极部3a及3b，使这些磁极部经由间隙，与磁铁转子2的磁铁磁场的磁极2a～2c对置。

线圈单元3B也如图2所示，具有以下的构造：将以包围电枢铁心3A的线圈卷绕部301的方式设置的一次绕线架303、卷绕于一次绕线架303的点火线圈的一次线圈L1、以将一次绕线架的主要部收容在内侧的状态安装于电枢铁心的二次绕线架304、卷绕于二次绕线架304的多个线圈和配置在卷绕于二次绕线架304的线圈的外侧的电子单元4收纳在盒306内，由填充在盒306内的绝缘树脂309将收容在盒306内的零件注塑（mold）。在二次绕线架304，卷绕着构成点火线圈的二次线圈L2的第1及第2二次线圈L21及L22和励磁线圈Lex。

一次绕线架303具有线圈卷绕用躯体部303a、和分别设置在线圈卷绕用躯体部303a的轴线方向的一端侧及另一端侧的凸缘部303b及303c，在躯体部303a的外周卷绕着一次线圈L1。

二次绕线架304一体地具有：第1线圈卷绕用躯体部304a，以将一次线圈L1包围的方式配置；凸缘部304b，形成在第1线圈卷绕用躯体部304a的轴线方向的一端；第2线圈卷绕用躯体部304c，与第1线圈卷绕用躯体部躯体部304a的轴线方向的另一端邻接而形成；凸缘部304d，将第1线圈卷绕用躯体部304a与第2线圈卷绕用躯体部304c之间分隔；第3线圈卷绕用躯体部304e，在与第2线圈卷绕用躯体部304c邻接的位置，使位置向比该躯体部304e靠内径侧错移而设置；凸缘部304f，将第2线圈卷绕用躯体部304c与第3线圈卷绕用躯体部304e之间分隔；以及凸缘部304g，形成在第3线圈卷绕用躯体部304e的与凸缘部304f相反侧的端部。在第1线圈卷绕用躯体部304a及第2线圈卷绕用躯体部304b分别卷绕着第1二次线圈L21及第2二次线圈L22，在第3线圈卷绕用躯体部304e卷绕着励磁线圈Lex。

在本实施方式中，第1及第2二次线圈L21及L22通过将1根导体连续地卷绕而形成。第2二次线圈L22具有比第1二次线圈L21少的匝数，如图4所示，从两二次线圈的连接点引出了抽头（tap）B。从第1二次线圈L21的与抽头B相反侧的端部引出了二次线圈的非接地侧输出端子A，从第2二次线圈L22的与抽头B相反侧的端部引出了二次线圈的接地侧输出端子C。

另外，在图示的例子中，将励磁线圈Lex卷绕在二次绕线架，但也可以构成为，将励磁线圈卷绕在一次绕线架。

电子单元4通过在电路基板401安装构成发动机用点火装置的电子电路部的电子零件402而构成。电子单元4以将其电路基板401的主面（面积最大的）朝向沿着一次线圈L1及二次线圈L2的轴线的状态配置。在图示的例子中，在二次绕线架304的凸缘部304d、304f及304g各自的外周部的一部分设置有向径向的外侧突出的突出部304d1、304f1及304g1，电路基板401通过以粘接等适当的手段固定在这些突出部，相对于二次绕线架304被支承。

盒306具有：有底的盒主体306a，收容着卷绕在一次绕线架303的一次线圈L1、卷绕在二次绕线架304的二次线圈及励磁线圈和电子单元4；以及盖板306b，将盒主体306a的开口部关闭。在盖板306b的外周部，一体地设置有保持高压软线5的一端的高压软线保持部306c，从点火线圈的二次线圈L2的非接地侧输出端子A（参照图4）引出的输出线307与被高压软线保持部306保持的高压软线5的心线的一端连接。高压软线5的心线的另一端与安装于发动机的汽缸的火花塞的非接地侧端子连接。从电路基板401的接地端子引出接地导线308，该接地导线将盒的盖板部306b贯通而被向外部导出。在盒306内填充着绝缘树脂309，借助该树脂收容在盒306内的零件被注塑。

电枢铁心3A以使其线圈卷绕部301将设置在盖板306b的铁心贯通孔h1、一次绕线架303的线圈卷绕用躯体部303a、二次绕线架304的线圈卷绕用躯体部304e和设置在盒主体306a的底部的铁心贯通孔h2贯通的状态配置，由电枢铁心3A和线圈单元3B构成定子3。

在本实施方式中，假设发动机为单汽缸，但在发动机为多汽缸发动机的情况下，定子3与发动机的各汽缸对应而设置，当磁铁转子2的磁极部2a～2c经过相对于各汽缸设置的定子3的磁极部3a及3b的位置时在各汽缸进行点火动作。各定子3配置在适合于在对应的汽缸进行点火动作的位置，被固定在设置于发动机的盒等的定子安装部。

在图1所示的例子中，使电枢铁心的突极部302a、302b分别贯通而设置安装孔302a1及302b1，由将这些安装孔贯通的螺纹件将定子3紧连到定子安装部。在将定子3固定在定子安装部的状态下，在突极部302a及302b的前端形成的磁极部3a及3b经由间隙，与转子2的外周部的设置有磁极2a～2c的区域对置。

在本实施方式中使用的磁铁发电机中，由于励磁线圈Lex和点火线圈的一次线圈L1及二次线圈L2卷绕于电枢铁心3A，所以不仅在励磁线圈Lex诱发磁铁发电机的输出电压，在点火线圈的一次线圈L1及L2也诱发磁铁发电机的输出电压。

在图示的磁铁发电机中，在磁铁转子2旋转1周的过程中，在在电枢铁心3A中流动的磁通φ中发生图9（A）所示那样的变化。通过该磁通的变化，在励磁线圈Lex，如图9（B）所示，依次诱发第1半波的电压V1、与该第1半波的电压相反极性的第2半波的电压V2、以及与第1半波的电压V1同极性的第3半波的电压V3。在点火线圈的一次线圈L1及二次线圈L2也与在励磁线圈Lex诱发的电压同样诱发由第1至第3半波的电压构成的波形的电压。

在图9所示的例子中，图示为在励磁线圈Lex诱发的第1半波的电压V1及第3半波的电压V3由负极性的电压构成、第2半波的电压V2由正极性的电压构成，但也可以通过将励磁线圈的卷绕方向设为相反，使第1半波的电压V1及第3半波的电压V3成为正极性的电压，使第2半波的电压V2成为负极性的电压。关于在点火线圈的一次线圈及二次线圈诱发的电压也是同样的。

在本实施方式中，励磁线圈Lex被与点火线圈的一次线圈L1同向地卷绕。因而，在励磁线圈Lex及一次线圈L1，随着曲柄轴的旋转而诱发同相位的电压。点火线圈的二次线圈L2的卷绕方向是任意的，但在本实施方式中，设定2次线圈L2的卷绕方向，以在二次线圈L2诱发与在励磁线圈Lex诱发的电压同相位的电压。

在图1所示的例子中，将安装在发动机的曲柄轴的飞轮201的至少外周部用强磁性体材料形成，通过在设置于飞轮201的外周部的凹部203内安装永久磁铁202而构成转子的磁铁磁场，但磁铁发电机的结构并不限定于图1所示的例子。

与例如图1所示的例子同样，在将磁铁发电机构成为外磁铁型的情况下，可以使用如图3所示那样构成的磁铁转子2′。图3所示的磁铁转子2′通过由铝等非磁性材料形成的飞轮210、埋设在飞轮210内的一对永久磁铁211、212、和与永久磁铁211、212一起埋设在飞轮210内并将永久磁铁211、212的磁极向飞轮的外周导出的磁极构成部件213～215构成。磁极构成部件213～215由钢板的层叠体构成，形成为具有在飞轮210的周向上隔开规定的距离而配置的侧面（钢板的层叠面）和具有与飞轮的外周面相同的曲率半径的外周面（钢板的层叠面）的形状。

永久磁铁211、212由在厚度方向上被磁化的板状的磁铁构成，以使两磁铁的一方的极性的磁极（在图示的例子中是N极）彼此在飞轮210的周向上对置的状态（以在飞轮的周向上隔开规定的距离的状态）配置而埋设在飞轮内。磁极构成部件213以使其一方的侧面213a在永久磁铁211的另一方的极性的磁极（在图示的例子中是S极）近旁、使外周面213c露出于飞轮210的外周的状态配置。由该磁极构成部件213将永久磁铁211的另一方的极性的磁极（S极）向飞轮的外周导出。

磁极构成部件214配置在永久磁铁211、212之间，以使其两侧面214a、214b在磁铁211、212的一方的极性的磁极（N极）近旁、使外周面214c露出于飞轮210的外周的状态埋设在飞轮210内。由该磁极构成部件214将永久磁铁211、212的一方的极性的磁极（在图示的例子中是N极）向飞轮的外周导出。

此外，磁极构成部件215以使其一方的侧面215a在磁铁212的另一方的极性的磁极（在图示的例子中是S极）近旁、使外周面215c露出于飞轮的外周的状态埋设在飞轮内。由该磁极构成部件215将永久磁铁312的另一方的极性的磁极（在图示的例子中是S极）向飞轮210的外周导出。由磁极构成部件213～215的外周面在飞轮210的外周部构成3极的磁极。

<本实施方式的点火装置的电路结构例>

接着，参照图4，对本实施方式的发动机用点火装置的电气性的结构进行说明。

在图4中，L1及L2分别是点火线圈IG的一次线圈及二次线圈，Lex是励磁线圈，它们如已述那样，设置在由发动机驱动的磁铁发电机1内。在本实施方式中，点火线圈的一次线圈L1的一端连接在电枢铁心3而被接地，一次线圈L1及励磁线圈Lex连接在电子单元4。

图4所示的电子单元4由点火电路4A、充电电路4B、对点火电路4A及充电电路4B进行控制的微型计算机4C、对微型计算机4C等给予电源电压的电源电路4D、检测在励磁线圈Lex诱发的电压的波形的特定的点并输出包括在基准位置发生的旋转检测信号的多个旋转检测信号的旋转检测电路4E和绝缘破坏电压检测电路4F构成，所述基准位置被设定在发动机的活塞达到上止点时的曲柄角位置的跟前的位置。

如果更详细地说明，则点火电路4A由一端被连接在点火线圈的一次线圈L1的一端的点火用电容器C1、在将阳极朝向一次线圈L1的一端侧的状态下并联连接在点火用电容器C1的两端的阻尼二极管D1、和以将点火用电容器C1的另一端与一次线圈L1的另一端之间连接的方式设置的点火用开关SWi构成。在图示的例子中，由漏极连接在点火用电容器C1的另一端、源极连接在一次线圈L1的另一端的MOSFET T1构成点火用开关SWi，当向MOSFET T1的栅极给予驱动信号时，点火用开关SWi成为开启状态。在构成点火用开关SWi的MOSFET T1的漏极源极间形成了寄生二极管Df1。

充电电路4B由以下部分构成：NPN晶体管T2，发射极连接在点火用电容器C1的另一端；二极管D2，阴极连接在晶体管T2的集电极，阳极连接在励磁线圈Lex的一端；二极管D3，阴极连接在晶体管T2的基极；电阻R1，连接在二极管D2的阳极与二极管D3的阳极之间；晶闸管S1，阳极连接在二极管D3的阳极，阴极连接在设在电路基板的接地线EL；以及二极管D4，阳极连接在接地线EL（晶闸管S1的阴极），阴极连接在励磁线圈Lex的另一端。

在图示的例子中，由晶体管T2、电阻R1和二极管D2、D3构成充电用开关SWc，由晶闸管S1构成将充电用开关SWc关断的关断电路。构成充电用开关SWc的晶体管T2当在励磁线圈Lex发生图示的箭头方向的第2半波的电压V2时被给予基极电流而成为开启状态，当向晶闸管S1的栅极给予触发信号而晶闸管S1成为开启状态时，通过上述基极电流经过晶闸管S1被从晶体管T2旁路而成为关闭状态。

微型计算机4C具备CPU，所述CPU具有电源端子Vcc、端口A0 ～A2、模拟信号输入端子A/D和接地端子GND，从CPU的端口A1向晶闸管S1的栅极给予触发信号st，从端口A2向MOSFET T1的栅极给予驱动信号（点火信号）si。CPU的接地端子GND与设置在电路基板的接地线EL连接。

电源电路4D由以下部分构成：二极管D5，阳极与励磁线圈Lex的另一端连接；电源电容器C2，一端经由电阻R2与二极管D5的阴极连接，另一端与接地线EL连接；齐纳二极管Z1，将阳极朝向接地线侧并联连接在该电容器的两端；以及二极管D6，阳极与接地线EL连接，阴极与励磁线圈Lex的另一端连接。电源电路4D从电源电容器C2的两端输出由齐纳二极管Z1的齐纳电压决定的一定（例如5V）的控制用直流电压。从电源电路4D得到的直流电压被附加在微型计算机4C的CPU的电源端子Vcc与接地端子GND之间。

旋转检测电路4E由以下部分构成：二极管D7，阳极与励磁线圈Lex的另一端连接；电容器C3，一端与二极管D7的阴极连接；电阻R3，并联连接在电容器C3的两端；NPN晶体管T3，发射极与接地线EL连接，集电极经由电阻R4与电源电路4D的非接地侧输出端子连接；电阻R5，连接在晶体管T3的基极与电源电路4D的非接地侧输出端子之间；以及电阻R6，连接在晶体管T3的基极与电容器C3的另一端之间；晶体管T3的集电极（旋转检测电路的输出端子）与CPU的端口A0连接。

在图示的旋转检测电路4E中，由电容器C3和电阻R3及R6构成积分电路，设定积分电路的电路常数，以使得如果通过在励磁线圈Lex图示的虚线箭头方向的第1半波的电压V1及第3半波的电压V3而电容器C3一度被充电为图示的极性，则以后在电容器C3的两端残留一定的微小电压。如果在励磁线圈Lex诱发的第1半波的电压V1及第3半波的电压V3超过电容器C3的两端的电压，则在晶体管T3基极电流流动，晶体管T3成为开启状态，其集电极的电位以阶梯状下降。如果第1半波的电压V1及第3半波的电压V3成为电容器C3的两端电压以下，则在晶体管T3基极电流不再流动，所以晶体管T3成为关闭状态，其集电极的电位以阶梯状上升。上述积分电路是为了防止因噪声而晶体管T3成为开启状态、发生误信号的状况而设置的。

在旋转检测电路4E的晶体管T3的集电极发射极间，如图9（C）所示，得到当第1半波的电压V1上升时及第3半波的电压V3上升时从电源电压以阶梯状下降、当第1半波的电压V1下降时及第3半波的电压V3下降时以阶梯状上升到电源电压的脉冲波形的信号，该信号的各下降作为旋转检测信号sn被CPU辨别。

本实施方式中使用的旋转检测电路4E在曲柄轴旋转1周的期间中励磁线圈Lex产生的第1半波的电压V1上升的曲柄角位置和第3半波的电压V3上升的曲柄角位置的两处的曲柄角位置产生旋转检测信号sn。在本实施方式中，使用这些曲柄角位置中的第1半波的电压V1上升的曲柄角位置作为检测点火时期时的基准位置，使用在该基准位置产生的旋转检测信号sn作为基准信号。CPU每当辨别出各旋转检测信号sn，就进行识别此次产生的旋转检测信号sn是否是基准信号的处理，当识别出此次产生的旋转检测信号sn是基准信号时，运算曲柄轴以此时的曲柄轴的旋转速度从基准位置旋转到点火位置所需要的时间，作为点火时期检测用计测时间Tig。CPU使计时器计测该点火时期检测用计测时间Tig，当计时器完成该计测时，向点火用开关SWi给予驱动信号。

绝缘破坏电压检测电路4F由以下部分构成：二极管D8，将阳极朝向接地线侧连接在被从第1二次线圈L21与第2二次线圈L22的连接点引出的抽头B与接地线EL之间；二极管D9，阳极与抽头B连接；电容器C4，一端经由电阻R7与二极管D9的阴极连接，另一端与接地线EL连接；以及电阻R9，经由电阻R8并联连接在电容器C4的两端。

绝缘破坏电压检测电路4F在电阻R9的两端产生与在点火线圈的第2二次线圈L21的两端出现的电压的峰值大致相等的直流电压信号Vb。该电压信号Vb作为绝缘破坏电压检测信号被向CPU的模拟信号输入端子A/D输入。微型计算机4C的CPU检测通过由点火用电容器C1的放电在点火线圈的二次线圈诱发的点火用的高电压而由火花塞发生了第1火花放电时从第2二次线圈L22的两端检测到的电压信号Vb，作为处于绝缘被破坏的状态的火花塞的放电间隙间的电压（绝缘破坏电压）。该绝缘破坏电压当发动机的行程处于排气行程、缸内的压力较低时呈现较小的值，当发动机的行程处于压缩行程、缸内的压力较高时呈现较大的值。

构成图4所示的电子单元4的电子零件被安装在电路基板401。在电路基板的一端，设置有与点火用电容器C1的一端连接的端子电极a、与接地线EL连接的端子电极b及c、与二极管D4的阴极连接的端子电极d、与二极管D6的阴极连接的端子电极e以及与二极管D9的阳极连接的端子电极f，当将磁铁发电机的定子3组装时，端子电极b及c分别被连接到作为接地电位部的电枢铁心3A及二次线圈的接地侧端子C。进而，在端子电极a与端子电极b之间连接点火线圈的一次线圈L1，在端子电极d与端子电极e之间连接励磁线圈Lex。此外，点火线圈的二次线圈L2的非接地侧的端子A经由高压软线与火花塞P的非接地侧的端子连接。

图4所示的点火装置的控制通过使微型计算机4C的CPU执行规定的程序来进行。如图7所示，在微型计算机4C中，除了CPU、ROM及RAM以外，还设置有计时器0、计时器1及计时器2，在CPU的端口A0被输入旋转检测电路4E的输出，在模拟信号输入端子A/D被输入绝缘破坏电压检测电路4F的输出。此外，从CPU的端口A1向构成将充电用开关SWc关断的电路的晶闸管S1给予触发信号，从端口A2向构成点火用开关SWi的MOSFET T1的栅极给予驱动信号。

计时器0～2中的计时器0为了计测在点火时期中向点火用开关SW1给予驱动信号后、到成为火花塞P的放电间隙间的绝缘被破坏的状态的时间Ty而使用，计时器1为了计测用来检测点火时期的时间Tig而使用。

此外，计时器2是计测旋转检测电路4E产生旋转检测信号sn的间隔的计时器，受CPU控制，以反复进行每当旋转检测信号sn发生就被复位而再开始计时动作的动作。CPU通过在马上要将计时器2复位之前读取其计测值，如图9（C）所示，检测从因励磁线圈输出的第1半波的电压V1的上升而发生旋转检测信号sn到因第3半波的电压V3的上升而发生旋转检测信号sn的时间Txa、以及从因第3半波的电压V3的上升而发生旋转检测信号sn到下次的因第1半波的电压V1的上升而发生旋转检测信号sn的时间Txb。

<由CPU构成的功能实现机构>

微型计算机4C通过使CPU执行存储在ROM中的规定的程序而构成各种的功能实现机构，为了实施本发明的点火方向，对使充电电流流向点火用电容器C1的充电用开关SWc和进行点火用电容器C1的放电的点火用开关SWi进行控制。

图8是使用由微型计算机4C构成的各种功能实现机构来表现图4的点火装置的结构的框图。在本实施方式中，通过使CPU执行存储在ROM中的规定的程序，构成基准信号识别机构41、点火时期运算机构42、行程判别机构43、计时器1设置机构44、点火信号发生机构45、开关接通机构46、计时器0设置机构48和开关关断机构49。

在图8中，基准信号识别机构41每当旋转检测电路4E产生各旋转检测信号sn，就将计时器2的计测值读入，当此次读入的计时器2的计测值比在前次旋转检测信号发生时读入的计时器2的计测值大时，将此次产生的旋转检测信号识别为因第1半波的电压的上升而产生的基准信号。基准信号识别机构41例如因为在图9（C）的时刻t4读入的计测值Txb比前次读入的计测值Txa大，所以将在时刻t4读入的旋转检测信号sn识别为基准信号。基准信号在曲柄轴旋转1周的期间中仅发生1次。在本实施方式中，使用该基准信号发生时的曲柄角位置作为使计时器1开始点火时期检测用计测时间Tig的计测的基准位置。

点火时期运算机构42是以下的机构：根据反复进行每当检测到旋转检测信号就被复位而再开始计时动作的动作的计时器2的计测值，检测曲柄轴旋转1周所需要的时间Tx（=Txa+Txb），使用根据该时间Tx得到的发动机的旋转速度的信息，求出从检测到基准信号的曲柄角位置（基准位置）到进行发动机的点火的曲柄角位置的角度θx，并且运算曲柄轴以当前的旋转速度从基准位置旋转角度θx所需要的时间作为点火时期检测用计测时间Tig。

行程判别机构43是以下的机构：利用借助高电压由火花塞发生第1火花放电时从二次线圈L2的一部分经由绝缘破坏电压检测电路4F检测到的绝缘破坏电压（处于被绝缘破坏的状态的火花塞的放电间隙间的电压）在发动机的行程处于排气行程时和处于压缩行程时不同，来判别各基准信号发生时的发动机的行程是排气行程还是压缩行程，所述高电压是通过在将点火用开关SWi设为开启状态时进行的点火用电容器C1的放电而在点火线圈的二次线圈诱发的。

由于发动机的行程处于压缩行程时的火花塞的放电间隙的绝缘破坏电压比发动机的行程处于排气行程时的绝缘破坏电压高，所以通过进行将在各点火时期由火花塞产生第1火花放电时检测到的绝缘破坏电压与在前次的点火时期由火花塞产生第1火花放电时检测到的绝缘破坏电压比较的电压判定过程，能够判别检测到各基准信号的行程是压缩行程还是排气行程。

为了可靠地进行行程的判别，行程判别机构43优选的是构成为，根据多次进行上述电压判定过程后的结果来最终判定检测到的各基准信号的行程是压缩行程还是排气行程。在发动机是4循环发动机的情况下，由于在压缩行程中发生的基准信号的检测和在排气行程中发生的基准信号的检测随着曲柄轴的旋转被交替地进行，所以由行程判别机构43进行的行程的判别只要在将发动机刚启动后进行，然后就能够机械地进行。

计时器1设置机构44是对计时器1设置点火时期检测用计测时间Tig、开始所设置的时间Tig的计测的机构。计时器1设置机构44在将发动机刚启动后，当行程判别机构43处于还没完成行程判别的状态时，每当发生基准信号而点火时期运算机构42运算点火时期检测用计测值Tig，就将该计测值Tig对计时器1设置而开始其计测，在行程判别机构43完成行程的判别后，仅在发生基准信号时的发动机的行程是压缩行程的情况下，将点火时期检测用计测值Tig对计时器1设置而开始其计测。

点火信号发生机构45是当计时器1完成了所设置的计测值Tig的计测时产生点火信号的机构，开关接通机构46是当产生点火信号时向MOSFET T1给予驱动信号而将点火用开关SWi设为开启状态的机构。

在本实施方式中，由点火时期运算机构42、计时器1设置机构44、计时器1和点火信号发生机构45构成当检测到发动机的点火时期时产生点火信号的点火时期检测机构47。

计时器0设置机构48是在对点火用开关SWi给予点火信号后、将时间Ty对计时器0设置而开始其计测的机构，所述时间Ty被预先设定为到在火花塞的放电间隙间发生第1火花放电而成为火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态为止的时间。时间Ty基于在对点火用开关SWi给予点火信号后、计测到由火花塞发生第1火花放电为止的时间的实验的结果而设定为适当的值。

开关关断机构49是当计时器0完成了所设置的时间Ty的计测时将点火用开关SWi及充电用开关SWc设为关闭状态的机构。开关关断机构49当计时器0完成了所设置的时间Ty的计测时，通过将对MOSFET T1已给予的驱动信号除去而将MOSFET T1设为关闭状态，并且通过对晶闸管S1给予触发信号而将晶体管T2设为关闭状态。由此，在使点火线圈的一次线圈L1及励磁线圈Lex产生不流过电流的状态而防止在磁铁发电机发生电枢反作用的状态下，将通过从磁铁转子输入到电枢铁心的磁通的变化而使点火线圈的二次线圈诱发的电压向处于因第1火花放电而放电间隙间的绝缘被破坏的状态的火花塞P附加，由火花塞P产生第2火花放电。

<本实施方式的点火装置的动作>

这里，参照图9说明图4所示的点火装置的动作。图9是表示发动机的行程判别完成后的状态下的本实施方式的动作的时间图，在横轴取时间t［sec］。图9的上部所示的附图标记EXH、INT、COM及EXP分别表示发动机的行程处于排气行程、吸气行程、压缩行程及膨胀行程。此外，“360°（CA）”的“（CA）”是指曲柄角，TDC及BTDC分别表示活塞的上止点及下止点。

图9（A）表示随着磁铁转子的旋转而在电枢铁心中产生的磁通φ的变化，图9（B）表示随着磁通φ的变化而在励磁线圈Lex诱发的电压的无负荷时的波形。励磁线圈通过该磁通φ的变化，在曲柄轴旋转1周的期间中仅1次，在排气行程的上止点位置（活塞达到上止点时的曲柄角位置）的跟前的位置及压缩行程的上止点位置的跟前的位置，发生依次呈现第1半波的电压V1、极性与第2半波的电压不同的第2半波的电压V2、以及与第1半波的电压V1同极性的第3半波的电压V3的交流波形的电压。励磁线圈产生电压的位置可以根据磁铁发电机的定子的安装位置适当地调整。

在图4所示的点火装置中，当励磁线圈Lex产生第2半波的电压V2时向晶体管T2给予基极电流，该晶体管成为开启状态，所以在励磁线圈Lex产生第2半波的电压V2的期间中以励磁线圈Lex→二极管D2→晶体管T2→点火用电容器C1→一次线圈L1→二极管D4→励磁线圈Lex的路径将点火用电容器C1充电为图示的极性，点火用电容器C1的两端电压Vc如图9（F）那样变化。

此外，如果励磁线圈Lex产生电压，则从旋转检测电路4E向CPU输入图9（C）所示那样的波形的信号。CPU将从旋转检测电路4E给予的信号在时刻t1、t4、……发生的下降、以及在时刻t3、t8、……发生的下降分别辨别为旋转检测信号sn，将这些旋转检测信号中的在时刻t1、t4、……第1半波的电压V1上升时产生的旋转检测信号sn识别为基准信号。

如果发动机的行程判别完成，则CPU在发动机的行程处于压缩行程的时刻t4 产生基准信号时对计时器1设置点火时期检测用计测时间Tig而开始其计测，在时刻t6 计时器1完成时间Tig的计测时产生点火信号si，将点火用开关（MOSFET T1）设为开启状态。由此，以点火用电容器C1→MOSFET T1→一次线圈L1→点火用电容器C1的路径，使积蓄于点火用电容器的电荷放电。通过该放电，使点火线圈的二次线圈L2诱发点火用的高电压，由火花塞P产生第1火花放电。

CPU在使点火用电容器C1放电后，在经过了到发生第1火花放电而成为火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态为止的微小时间Ty的时刻t7，使点火信号si（参照图9E）消失，停止向MOSFET T1（点火用开关）的驱动信号的供给，由此，将MOSFET T1设为关闭状态，阻止电流以一次线圈L1→阻尼二极管D1→MOSFET T1→一次线圈L1的路径向一次线圈流动，同时，通过向晶闸管S1给予触发信号st（参照图9D）而将该晶闸管设为开启状态，将晶体管T2（充电用开关）设为关闭状态，成为阻止电流以励磁线圈Lex→二极管D2→晶体管T2→MOSFET T1→二极管D4→励磁线圈Lex的路径及励磁线圈Lex→二极管D2→晶体管T2→电容器C1→一次线圈L1→二极管D4→励磁线圈Lex的路径向励磁线圈Lex流动的状态。由此，在防止了通过在一次线圈流动的电流及在励磁线圈流动的电流在磁铁发电机产生电枢反作用的状态下，通过将因从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而使二次线圈L2诱发的电压向处于因第1火花放电而绝缘被破坏的状态的火花塞P附加，由火花塞P产生第2火花放电。

图9（G）、图9（H）及图9（I）分别示意地表示点火线圈的一次电流ig1、二次电压Vg2及二次电流ig2 的波形。图9（H）所示的点火线圈的二次电压Vg2的波形的各部中的由附图标记V2a表示的部分是通过点火用电容器的放电产生的振动波形的点火用高电压的波形，由附图标记V2b表示的部分是在点火线圈的二次线圈诱发磁铁发电机的输出电压时的二次电压波形。此外，图2（I）所示的二次电流波形中的由附图标记i2a表示的部分是当发生第1火花放电时流动的放电电流波形，由附图标记i2b表示的部分是从点火线圈的二次线圈向火花塞附加磁铁发电机的输出电压时流动的放电电流波形。

在以往的电容器放电式的点火装置中，由于仅通过将使点火用电容器放电时产生的电压V2a附加于火花塞时发生的火花放电将发动机点火，所以火花放电的持续时间极短，有点火能量不足的情况，在借助本发明的情况下，由于接着电压V2a而产生电压V2b，产生第2火花放电，所以能够使点火火花的持续时间变长而实现点火能量的增大。

行程判别机构43利用当发生第1火花放电时从点火线圈的二次线圈L2的一部分经由绝缘破坏电压检测电路4F被检测到的火花塞的放电间隙间的绝缘破坏电压在排气行程和压缩工程中不同，进行判别发动机的行程是处于压缩行程还是处于排气行程的处理。由于为了完成该处理，在将发动机启动后花费规定的时间，所以在本实施方式中，在发动机的启动时，不仅是设定在压缩行程的上止点位置附近的正规的点火位置，在设定于排气行程的上止点位置附近的点火位置也进行点火。在发动机的启动后经过规定的时间，判别发动机的行程是处于压缩行程还是处于排气行程的处理完成后，仅在设定于压缩行程的上止点位置附近的正规的点火位置进行点火动作。

在图4所示的实施方式中，阻尼二极管D1为了以下目的而设置：使得在使点火用电容器C1放电后、点火用电容器C1被逆向地充电后，在点火线圈的一次侧不形成使电容器C1放电的串联共振电路；并且，通过使积蓄于点火线圈的一次线圈L1中的能量经由二极管D1和MOSFET T1花费时间释放，使点火用电容器的放电后在点火线圈的二次线圈L2诱发的高电压的最初的半波的期间变长，使第1火花放电的持续时间变长。

有关本发明的点火装置的电气电路的结构并不限定于图4所示的例子。图5是表示有关本发明的点火装置的另一电路结构例的图，在该例中，电源电路4D及旋转检测电路4E具有与图4所示的例子不同的结构。此外，励磁线圈Lex由被同向卷绕地并相互并联连接的一对线圈Lex1及Lex2构成，二次线圈L2和励磁线圈Lex串联地连接。

图5所示的电源电路4D由以下部分构成：二极管D5，阳极与接地线EL连接；电容器C5，一端与二极管D5的阴极连接；二极管D6，将阳极朝向电容器C5侧而连接在电容器C5的另一端与二极管D2的阳极之间；齐纳二极管Z2，将阴极朝向二极管D5侧而并联连接在电容器C5的两端；二极管D10，阳极连接在电容器C5与二极管D5的阴极的连接点；电源电容器C2，连接在二极管D10的阴极与接地线EL之间；以及齐纳二极管Z1，阳极朝向接地线侧而并联连接在电源电容器C2的两端。

在图5所示的电源电路4D中，当励磁线圈Lex产生第1半波的电压V1时及产生第3半波的电压V3时，电容器C5被充电为图示的极性，通过该电容器C5的两端的电压，电源电容器C2被充电为图示的极性。

在图5所示的旋转检测电路4E中，在晶体管T3的基极发射极间连接着将阳极与接地线EL连接的二极管D11，在晶体管T3的基极与线之间，连接着积分电路，所述线和励磁线圈Lex的与二次线圈L2相反侧的端子相连，所述积分电路串联地连接将电阻R6和电容器C3及电阻R3的并联电路、以及将阳极朝向该并联电路侧的二极管D7而构成。

在图5所示的例子中，在电路基板401的一端形成有：端子电极a，与点火用电容器C1的一端相连；端子电极b及d，与接地线EL连接；端子电极f，与二极管D9的阳极连接；以及端子电极e，连接在与充电电路的二极管D2的阳极相连的线；在端子电极a，b间连接着点火线圈的一次线圈L1。此外，端子电极b与作为接地电位部的电枢铁心3A连接，在端子电极d，e间连接着励磁线圈Lex。此外，端子电极f与点火线圈的二次线圈的抽头B连接，二次线圈L2的一部分的电压经由抽头B被向绝缘破坏电压检测电路4F输入。图5所示的实施方式的其他结构，与图4所示的实施方式是相同的。

在图5所示的旋转检测电路4E中，当励磁线圈Lex没有产生第1半波的电压V1及第3半波的电压V3时，由于从电源电路4D侧经由电阻R5向晶体管T3给予基极电流，所以晶体管T3处于开启状态，晶体管T3的集电极的电位大致处于接地电位。在励磁线圈Lex产生的第1半波的电压V1及第3半波的电压V3超过电容器C3的两端的电压的期间中，电流经过二极管D11流动，该二极管D11的两端的电压下降，所以晶体管T3成为关闭状态，晶体管T3的集电极发射极间的电压上升。因而，在晶体管T3的集电极发射极间，能得到当第1半波的电压V1及第3半波的电压分别上升时以阶梯状大致上升到电源电压、当第1半波的电压V1及第3半波的电压分别下降时以阶梯状下降的信号。CPU将该信号的各上升辨别为旋转检测信号sn，将因第1半波的电压V1的上升而产生的旋转检测信号辨别为基准信号。其他的点与图4所示的实施方式是同样的。

如上述那样，如果由被同向地卷绕并相互并联连接的一对线圈Lex1及Lex2构成励磁线圈Lex，则将点火用电容器C1充电的电路的损失变小，所以能够将点火用电容器充电到更高的电压。

图6是表示有关本发明的点火装置的另一结构例的图，在该例中，点火电路4A及充电电路4B具有与图4所示的例子及图5所示的例子不同的结构。图6所示的点火电路4A由一端与一次线圈L1的一端连接的点火用电容器C1、漏极与电容器C1的另一端连接且源极与接地线EL连接的MOSFET T1以及与电容器C1的两端连接的阻尼二极管D1构成。此外，充电电路4B由阳极与励磁线圈Lex的一端连接且阴极与点火用电容器C1的一端连接的二极管D2、以及漏极与点火用电容器C2的另一端连接且源极与接地线EL连接的MOSFET T2构成。在MOSFET T2的漏极源极间形成了寄生二极管Df2。其他的点与图5所示的例子同样地构成。

在图6所示的例子中，在电路基板401的一端形成有：端子电极a，与点火用电容器C1的一端相连；端子电极b，与MOSFET T1的漏极连接；端子电极d，与接地线E连接；端子电极f，与二极管D9的阳极连接；以及端子电极e，连接在与充电电路的二极管D2的阳极相连的线；在端子电极a、b间连接着点火线圈的一次线圈L1。此外，端子电极d与作为接地电位部的电枢铁心3A连接并连接在励磁线圈Lex与二次线圈L2的连接点C，端子电极e连接在励磁线圈Lex的与二次线圈L2相反侧的端子D。

在图6所示的实施方式中，当在图9所示的时刻t1、t4、……发生了基准信号时，CPU向MOSFET T2给予驱动信号st。MOSFET T2当励磁线圈Lex在时刻t2及t5产生第2半波的电压V2时成为开启状态，充电电流以励磁线圈Lex→二极管D2→点火用电容器C1→MOSFET T2→励磁线圈Lex的路径向点火用电容器C1流动。

CPU如果在点火时期产生点火信号si，则向MOSFET T1给予驱动信号，该MOSFET成为开启状态，积蓄于点火用电容器C1的电荷以点火用电容器C1→一次线圈L1→MOSFET T1→MOSFET T2的寄生二极管Df2→点火用电容器C1的路径放电。由此，在点火线圈的二次线圈诱发高电压，由火花塞产生第1火花放电。CPU在从点火时期经过了时间Ty时将点火信号除去而将MOSFET T1设为关闭状态，同时将给予到MOSFET T2的驱动信号除去而将MOSFETT1设为关闭状态，产生电流不经过点火线圈的一次线圈L1及励磁线圈Lex流动的状态，将通过从磁铁转子向电枢铁心输入的磁通的变化而使二次线圈L2诱发的电压向通过第1火花放电而放电间隙间的绝缘被破坏的火花塞附加，产生第2火花放电。

<关于CPU执行的程序>

图8所示的基准信号识别机构41、点火时期运算机构42、行程判定机构43、计时器1设定机构44、点火信号发生机构45、开关接通机构46、计时器0设置机构48及开关关断机构49通过使CPU执行存储在微型计算机的ROM的程序而构成。

在图10至图16中示出了表示为了构成图8所示的功能实现机构而使CPU执行的程序的算法的流程图。图10是概略地表示在微型计算机的电源确立后执行的处理的流程的流程图，图11是表示在微型计算机的电源确立后最先被执行的初始化处理的流程的流程图。此外，图12是表示在初始化处理完成后执行的主处理的算法的流程图，图13是表示每当旋转检测电路4E产生旋转检测信号时执行的旋转检测信号中断处理的算法的流程图。进而，图14是表示当计时器1完成了被设置的时间Tig的计测时执行的计时器1中断处理的流程的流程图，图15是表示当计时器0完成了被设置的时间Ty的计测时执行的计时器0中断处理的流程的一部分的流程图，图16是表示计时器0中断处理的流程的另一部分的流程图。

在遵循图10至图16所示的算法的情况下，进行发动机的启动操作，在微型计算机的电源确立时，首先在图10的步骤S001中进行微型计算机的各部的初始化处理（图11），当初始化处理完成时，进行图10的步骤S002所示的主处理（图12）。

在图11所示的初始化处理中，首先，在步骤S101中进行CPU的各端口及各种内部功能的初始化，接着，在步骤S102中将点火用开关SWi设为断开状态（关闭状态）。接着，前进到步骤S103，将充电用开关SWc设为可开启的状态（如果给予驱动信号而在两端附加电压则立即开启的状态），在步骤S103中，向构成充电用开关SWc的开关元件（在图4及图5所示的例子中是晶体管T2，在图6所示的例子中是MOSFET T2）给予驱动信号，成为如果向充电用开关SWc附加电压则充电用开关SWc能够立即开启的状态。接着，在步骤S104中，将［运算许可标志］清除为0，在步骤S105中，将［行程判别完成标志］清除为0。此外，在步骤S106中，将［行程标志］清除为0，在步骤S107中，将［行程判别字节］设置为［000 000］。进而，在步骤S108中将其他的用户存储器初始化，在步骤S109中使计时器2启动后结束初始化处理。

在结束了图11的初始化处理后，进行图12的主处理。在该主处理中，首先在步骤S201中将监视计时器清除，在步骤S202中判定［运算许可标志］是否被设置为1。在其结果是判定为［运算许可标志］没有被设置为1时向步骤S201返回，当判定为［运算许可标志］被设置为1时，在步骤S203中将［运算许可标志］清除为0，然后，在步骤S204中，进行使用每当发生旋转检测信号sn时读入的计时器2的前次的计测值Tx－1中包含的发动机的旋转速度信息、求出从基准信号发生的曲柄角位置（基准位置）到将发动机点火的曲柄角位置即点火位置的角度θx的运算。角度θx例如通过检索给予Tx－1与θx的关系的映射表并进行补充运算来求出。

每当发生旋转检测信号sn，就进行图13所示的旋转检测信号中断处理。在该中断处理中，首先在步骤S301中将计时器2的计测值（图9C所示的Txa或Txb）读入并向存储器［Tx］保存，在将计时器2复位后使其再启动。接着，在步骤S302中，进行此次的旋转检测信号sn是否是基准信号的识别。该识别通过判定此次读入的计时器的计测值是否比旋转检测信号前次发生时读入的计时器2的计测值大而进行。即，当此次读入的计时器的计测值比前次读入的计时器2的计测值大时（此次读入的计测值是Txb时），将此次发生的旋转检测信号识别为通过第1半波的电压的上升而发生的基准信号。

在步骤S302中进行此次的旋转检测信号sn是否是基准信号的识别的结果是判定为不是基准信号时，然后什么都不做而从该处理脱离。在步骤S302中此次的旋转检测信号sn被识别为是基准信号时，向步骤S303前进，将［运算许可标志］设置为1，接着，在步骤S304中，使用由主处理运算出的θx和在步骤S301中保存到存储器中的Tx，运算从基准信号发生的曲柄角位置（当前的曲柄角位置）以角度θx旋转（到点火位置）所需要的时间，作为点火时期检测用计测时间Tig。接着，在步骤S305中，对计时器1设置点火时期检测用计测时间Tig并立即开始其计测后，向主处理返回。

当计时器1完成了设置的计测值Tig的计测时，进行图14所示的计时器1中断处理。在该中断处理处理中，在步骤S401中判定［行程判别标志］是否被设置为1（行程判定处理是否完成）。在其结果是判定为［行程判别标志］被设置为1（行程判定处理完成）的情况下，向步骤S402前进，判定［行程标志］是否被设置为1（当前的行程是否是压缩行程）。在其结果是判定为［行程标志］被设置为1（当前的行程是压缩行程）的情况下，向步骤S403前进，将［行程标志］清除为0，接着在步骤S404中，产生点火信号而将点火用开关设为开启状态，由此进行点火用电容器的放电，由火花塞产生第1火花放电。接着在步骤S405中，对计时器0设置时间Ty之后，从该处理脱离。时间Ty是在产生点火信号而开始点火用电容器C1的放电之后、到成为火花塞的放电间隙的绝缘被破坏的状态为止所需要的时间。在步骤S402中判定为［行程判别标志］没有被设置为1（行程判定处理还没有完成）的情况下，向步骤S406前进，将［行程判别标志］设置为1之后，向主处理返回。

在进行点火用电容器C1的放电之后，当计时器0完成了所设置的计测值Ty的计测时，进行图15及图16所示的计时器0中断处理。在该中断处理中，首先在图15的步骤S501中将充电用开关SWc设为关闭状态（断开状态），接着在步骤S502中将点火用开关SWi设为关闭状态。接着在步骤S503中，判定［行程判别完成标志］是否被设置为1（行程判别是否完成）。在其结果是判定为［行程判别完成标志］没有被设置为1（行程判别没有完成）时，向步骤S504前进，判定此次的处理是否是最初的处理。当在该判定中判定为此次的处理是最初的处理时，向步骤S505前进，将绝缘破坏电压检测电路4F的输出信号从CPU的A/D输入端子读入，将读入的值保存到［Output NEW］之后，从该处理脱离。

当在步骤S504中判定为此次的处理不是最初的处理时，向图16的步骤S506前进，将［Output NEW］的内容保存到［Output OLD］，接着在步骤S507中，将输入到CPU的A/D输入端口的数据向［Output NEW］保存。接着向步骤S508前进，在将［行程判别字节］设为2倍之后（左移位之后），向步骤S509前进，将［Output NEW］与［Output OLD］比较。当其结果是判定为［Output NEW］≥［Output OLD］时，向步骤S510前进，将［行程判别字节］增加，在步骤S511中判定［行程判别字节］是否与［1010 1010］一致。当该判定的结果是［行程判别字节］不与［1010 1010］一致时，然后什么都不做，从该处理脱离。当在步骤S511中判定为［行程判别字节］与［1010 1010］一致时，向步骤S512前进，接着，为了在进行计时器0中断处理时进行发动机的行程是压缩行程的判定，将［行程标志］设置为1，进而为了表示行程判别处理已完成，将［行程判别完成标志］设置为1，从该处理脱离。

在借助图10至图16所示的算法的情况下，由进行图13的处理的步骤S302的过程构成基准信号识别机构41，由进行图12的处理的步骤S204的过程和进行图13的处理的步骤S304的过程构成点火时期运算机构42。此外，由执行图14的计时器1中断处理的步骤S401至S403及S406的过程和执行图15及图16的计时器0中断处理的步骤S503至S512的过程构成行程判别机构43，由执行图13的旋转检测信号中断处理的步骤S305的过程构成计时器1设置机构44。进而，由图14的计时器1中断处理的步骤S404构成点火信号发生机构45及开关接通机构46，由图14的处理的步骤S405构成计时器0设置机构48。此外，由图15及图16所示的计时器中断处理的步骤S501及S502构成开关关断机构49。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，当然在不从权利要求书所记载的发明的技术思想脱离的范围中能够加以各种变形。

例如，在上述的各实施方式中，使用了具备在安装于发动机的曲柄轴的飞轮的外周设置有3极的磁铁磁场的磁铁转子的外磁铁型的磁铁发电机，但为了实施有关本发明的点火方法而使用的磁铁发电机，只要是具备由发动机旋转驱动的磁铁转子、以及具有被从该磁铁转子输入磁通的电枢铁心且在该电枢铁心卷绕着点火线圈和励磁线圈的定子的磁铁发电机就可以，并不限定于外磁铁型。

此外，构成在有关本发明的点火装置中使用的点火用开关及充电用开关的开关元件，只要是能够自如地进行开启关闭控制的开关元件就可以，并不限定于MOSFET或双极晶体管。

产业上的可利用性

有关本发明的点火装置能够作为将各种内燃机点火的点火装置利用。根据本发明，由于能够由火花塞产生上升较快且持续时间较长的火花放电，所以能够实现点火时期的稳定化和点火能量的增大，实现发动机的性能的提高。

附图标记说明

1 磁铁发电机

2 磁铁转子

201 飞轮

202 永久磁铁

2a、2b 磁铁转子的磁极

3 定子

3A 电枢铁心

3a、3b 电枢铁心的磁极部

3B 线圈单元

303 一次绕线架

304 二次绕线架

L1 一次线圈

L2 二次线圈

A 二次线圈的非接地侧输出端子

B 从二次线圈引出的抽头

C 二次线圈的接地侧输出端子

Lex 励磁线圈

4 电子单元

401 电路基板

4A 点火电路

4B 充电电路

4C 微型计算机

4D 电源电路

4E 旋转检测电路

4F 绝缘破坏电压检测电路

C1 点火用电容器

SWi 点火用开关

SWc 充电用开关

T1 场效应晶体管

T2 晶体管

S1 晶闸管

D1 阻尼二极管

P 火花塞。

Claims (12)

1.一种发动机的点火方法，是由安装于发动机的汽缸的火花塞产生火花放电而将发动机点火的方法，其特征在于，

设置有：磁铁发电机，具有磁铁转子和定子，前述磁铁转子由前述发动机驱动，前述定子将包括励磁线圈和点火线圈的一次线圈及二次线圈的多个线圈作为发电线圈卷绕于电枢铁心，随着前述发动机的旋转而在前述发电线圈诱发交流电压；点火用电容器；以及火花塞，被附加在前述点火线圈的二次线圈诱发的电压；

在由前述励磁线圈的诱发电压将前述点火用电容器充电为一方的极性后，在前述发动机的点火时期，使积蓄于前述点火用电容器的电荷经过前述点火线圈的一次线圈放电，而在前述火花塞的放电间隙间产生第1火花放电，接着，通过将随着从前述磁铁转子向前述电枢铁心输入的磁通的变化而在前述点火线圈的二次线圈诱发的电压向处于因前述第1火花放电而绝缘被破坏的状态的前述火花塞的放电间隙间附加，在该放电间隙间产生第2火花放电；

借助前述第1火花放电和第2火花放电，将前述发动机点火。

2.如权利要求1所述的发动机的点火方法，其特征在于，

当产生前述第2火花放电时，设为阻止电流经过前述励磁线圈及一次线圈流动的状态。

3.一种发动机用点火装置，是向安装于发动机的汽缸的火花塞附加高电压而由该火花塞产生火花放电的发动机用点火装置，其特征在于，

具备：

磁铁发电机，具有磁铁转子和定子，前述磁铁转子在安装于前述发动机的曲柄轴的飞轮的外周形成有3极的磁铁磁场，前述定子在具有与前述磁铁转子的磁极对置的磁极部的电枢铁心，作为发电线圈而卷绕着包括励磁线圈和点火线圈的一次线圈及二次线圈的多个线圈，在前述曲柄轴旋转1周的期间中，从前述发电线圈依次输出第1半波的电压、极性与该第1半波的电压不同的第2半波的电压、以及与前述第1半波的电压同极性的第3半波的电压；

点火用电容器，设置在前述点火线圈的一次侧；

充电用开关，设置为，当在前述励磁线圈诱发出前述第2半波的电压时，成为开启状态，形成以前述第2半波的电压将前述点火用电容器充电的电路；

点火用开关，设置为，当成为开启状态时，形成使积蓄于前述点火用电容器的电荷经过前述一次线圈放电的放电电路；

点火时期检测机构，当检测到前述发动机的点火时期时，产生点火信号；以及

开关控制机构，具有当检测到前述点火时期时为了由前述火花塞产生第1火花放电而将前述点火用开关设为开启状态的机构、以及对前述点火用开关及充电用开关进行控制以在处于因前述第1火花放电而前述火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态的期间中产生前述点火用开关及充电用开关这两者处于断开状态的状态的机构；

构成为，在处于因前述第1火花放电而前述火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态的期间中，借助随着从前述磁铁转子向前述电枢铁心输入的磁通的变化而在前述点火线圈的二次线圈诱发的电压，由前述火花塞产生第2火花放电。

4.如权利要求3所述的发动机用点火装置，其特征在于，

设置有：旋转检测电路，检测在前述励磁线圈诱发的电压的波形的特定的点，输出包括在基准位置发生的旋转检测信号的多个旋转检测信号，前述基准位置被设定在前述发动机的活塞达到上止点时的曲柄角位置的跟前的位置；以及基准信号识别机构，从前述旋转检测电路输出的多个旋转检测信号中，识别在前述基准位置发生的旋转检测信号作为基准信号；

前述点火时期检测机构构成为，以前述基准信号发生的时机为基准，检测前述点火时期，产生点火信号。

5.如权利要求4所述的发动机用点火装置，其特征在于，

设置有行程判别机构，前述行程判别机构判别前述基准信号发生时的前述发动机的行程是压缩行程还是排气行程；

前述开关控制机构构成为，仅在由前述行程判别机构判别为前述基准信号发生时的前述发动机的行程是压缩行程时，进行在由前述点火时期检测机构检测到的点火时期将前述点火用开关设为开启状态的控制。

6.如权利要求5所述的发动机用点火装置，其特征在于，

前述行程判别机构具备绝缘破坏电压检测电路，前述绝缘破坏电压检测电路从前述二次线圈的一部分，得到包含前述火花塞的放电间隙间的电压的信息的电压信号；前述行程判别机构构成为，基于当处于前述火花塞的放电间隙间的绝缘被破坏的状态时从前述绝缘破坏电压检测电路得到的电压信号的大小在前述发动机的排气行程和压缩行程中不同，来进行行程的判别。

7.如权利要求6所述的发动机用点火装置，其特征在于，

从前述二次线圈的中途引出抽头；前述绝缘电压检测电路构成为，经由前述抽头检测在前述二次线圈的一部分诱发的电压。

8.如权利要求3～7中任一项所述的发动机用点火装置，其特征在于，

前述发动机的点火时期被设定于在前述励磁线圈诱发的第2半波的电压朝向峰值变化的期间。

9.如权利要求3～8中任一项所述的发动机用点火装置，其特征在于，

在前述点火用电容器的两端并联连接着阻尼二极管，前述阻尼二极管朝向以下的方向：当处于前述点火用电容器被充电为前述一方的极性的状态时前述点火用电容器的两端的电压被逆向地附加在阳极阴极间的方向。

10.如权利要求3～9中任一项所述的发动机用点火装置，其特征在于，

设置有电源电路，前述电源电路将在前述励磁线圈诱发的第1半波的电压及第3半波的电压作为电源电压，而产生控制用直流电压；

设置有CPU，前述CPU将前述电源电路产生的控制用直流电压作为电源电压而动作，通过前述CPU执行预先制作的程序，而构成前述开关控制机构及行程判别机构。

11.如权利要求3～10中任一项所述的发动机用点火装置，其特征在于，

前述点火线圈的一次线圈被卷绕在安装于前述电枢铁心的一次绕线架，以将前述一次绕线架包围的方式配置二次绕线架，在该二次绕线架卷绕前述点火线圈的二次线圈和前述励磁线圈，前述二次线圈及励磁线圈通过在前述二次绕线架卷绕1根导体而构成。

12.如权利要求3～11中任一项所述的发动机用点火装置，其特征在于，

前述励磁线圈由被同向地卷绕且相互并联连接的一对线圈构成。