JP2000240496A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関のクランク軸の所定の回転角度位置で発生
させた基準信号に応答して点火動作を行わせる構成をと
る場合に、機関の排気行程で点火動作が行われるのを防
止して機関の始動時にアフタバーンが発生するのを防止
する。 【解決手段】機関の吸入行程を検出する検出器９と、検
出器９が吸入行程を検出する毎に高レベルになり、点火
回路４が点火動作を行う毎に低レベルになる点火制御信
号Ｖｑを発生する制御信号発生回路１２と、点火制御信
号Ｖｑが高レベルの状態にあるときにのみエキサイタコ
イルＬｅの出力が点火回路４に与えられるのを許可して
点火回路４が点火動作を行うのを許可する点火制御用ス
イッチ１３とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４サイクル内燃機
関を点火するために使用される内燃機関用点火装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関用点火装置は、一次コ
イル及び二次コイルを有する点火コイルと、内燃機関の
点火位置（クランク軸の所定の回転角度位置）で点火信
号が与えられた時に該点火コイルの一次電流に急激な変
化を生じさせるように該一次電流を制御する一次電流制
御回路とからなる点火回路と、内燃機関のクランク軸の
回転角度位置が点火位置に一致したときに点火回路に点
火信号を与える点火信号供給手段とを備えていて、点火
コイルの一次電流に急激な変化を生じさせることにより
該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起さ
せ、該高電圧を機関の気筒に取り付けられた点火プラグ
に印加することにより該点火プラグに火花を生じさせて
機関を点火する。

【０００３】内燃機関用点火装置では、機関の各気筒の
点火位置で点火信号を発生させるために、機関の各気筒
に対して、クランク軸の回転角度情報を有する基準信号
を必要とする。基準信号を発生する手段は、機関の特定
の回転角度位置で信号を発生するものであればよいが、
一般には、内燃機関のクランク軸に取り付けられて、機
関のクランク軸の上死点位置（ピストンが上死点に達し
たときのクランク軸の回転角度位置）に対して進角した
位置に設定された基準位置でパルス状の基準信号を発生
する信号発生装置（パルサ）が用いられる。

【０００４】上記のような信号を発生する信号発生装置
としては、突起または凹部からなるリラクタを回転ヨー
クの外周または内周に有するロータ（誘導子）と、該ロ
ータのリラクタの端縁部を検出した時に信号を発生する
信号発電子（ステータ）とを備えた誘導子形の発電機が
多く用いられている。信号発生装置のロータは、多くの
場合、機関のクランク軸に取り付けられたフライホイー
ルの外周にリラクタを形成することにより構成される。

【０００５】点火信号供給手段は、点火位置の制御の仕
方に応じて種々の構成をとる。点火位置の複雑な制御を
行わない農業用や産業用の内燃機関に用いられる点火装
置においては、信号発生装置が発生する基準信号をその
まま点火信号として用いたり、該基準信号を波形整形し
て得た信号を点火信号として用いたりすることが多い。

【０００６】また車両等や船外機などの乗り物を駆動す
る内燃機関において、機関の回転数［ｒｐｍ］やスロッ
トルバルブ開度などの各種の制御条件に応じて点火位置
を制御する場合には、信号発電機が発生する基準信号か
ら得た回転情報と各種の制御条件の検出値とを用いて点
火位置を演算して、演算された点火位置が検出された時
に点火信号を発生させるように点火信号供給手段を構成
することが多い。

【０００７】いずれにしても、信号発生装置が特定の回
転角度位置で出力する基準信号に応答して点火信号を発
生させて点火動作を行わせた場合には、信号発生装置の
ロータが１回転する間に１回点火動作が行われることに
なり、機関のクランク軸に信号発生装置のロータを取り
付けた場合には、クランク軸が１回転する毎に点火動作
が行われることになる。

【０００８】ところが４サイクル内燃機関は、クランク
軸が２回転する間に吸入、圧縮、爆発及び排気の４つの
行程を行うため、各気筒の正規の点火時期が到来するの
は２回転に１回だけである。そのため、上記のようにク
ランク軸にロータを取り付けた信号発生装置から得た信
号に応答してクランク軸が１回転する毎に点火信号を発
生させた場合には、圧縮行程における正規の点火位置で
点火動作が行われた後、排気行程においても点火動作が
行われることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】４サイクル内燃機関を
運転する上では、上記のように排気行程で点火動作が行
われてもなんら支障を来さないが、排気行程で点火動作
を行わせると、機関を停止させた後、機関を再始動する
際に以下に示す問題が生じることがある。

【００１０】内燃機関を停止する際には、点火装置の動
作を停止させて機関を失火状態にするが、内燃機関は失
火状態にしても直ちには停止せず、失火状態のまま惰性
である程度の期間回転を継続した後に停止する。そのた
め、機関が停止した際には、機関の気筒内や排気管内に
未燃焼混合気が相当量残留することになるのを避けられ
ない。

【００１１】従って、機関を再始動した際に排気行程で
点火動作が行われると、排気管内の未燃焼混合気に着火
してアフタバーンが生じ、マフラを損傷させたり、大き
な爆発音が発生して運転者にショックを与えたりするこ
とがある。特にＬＰガスを燃料とした内燃機関において
は、混合気が希薄であっても点火プラグに火花が生じる
と容易に燃焼が行われるため、再始動の際のアフタバー
ンの発生頻度が高いという問題があった。

【００１２】また機関に取り付けられた磁石発電機内に
設けたエキサイタコイルを電源とする点火装置のよう
に、点火動作を開始する回転数が高い点火装置が用いら
れる場合には、機関の始動操作を開始した後すぐに点火
動作を行わせることはできないため、点火動作が開始さ
れるまでの間にクランキングにより気筒内に混合気が吸
入され、該混合気が未燃焼のままで排気行程に入ること
がある。機関のクランク軸に信号発生装置のロータを取
り付けていた従来の点火装置では、このような状態が生
じた場合にも、排気行程で行われる点火により混合気が
燃焼して、アフタバーンが生じることがあった。

【００１３】なおクランク軸が２回転する間に１回転す
るカム軸に信号発生装置のロータを取り付けてカム軸の
特定の回転角度位置を検出することにより点火位置を定
めるために用いる信号を発生させるようにすれば、排気
行程で点火動作が行われるのを防ぐことができるため、
上記のような問題は生じないが、カム軸が外部に導出さ
れていない内燃機関では、このような構成をとることが
できなかった。

【００１４】本発明の目的は、点火位置を定めるための
信号を得るために、クランク軸の所定の回転角度位置で
信号を発生する信号発生装置を用いて、しかも機関の始
動時のアフタバーンの発生頻度を低くすることができる
ようにした内燃機関用点火装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、点火信号が与
えられた時に４サイクル内燃機関を点火するための点火
動作を行う点火回路と、内燃機関のクランク軸の上死点
位置よりも進角した位置に設定された基準位置で基準信
号を発生する信号発生装置を有して、該信号発生装置が
発生する基準信号に応答して点火回路に点火信号を与え
る点火信号供給手段とを備えた内燃機関用点火装置を対
象とする。

【００１６】なお本明細書において、「基準信号に応答
して点火回路に点火信号を与える」としているのは、基
準信号そのものを点火信号として点火回路に与える場合
と、基準信号から得た機関の回転情報に基づいて演算に
より求めた点火位置で点火回路に点火信号を与える場合
との双方を包含する趣旨である。

【００１７】本発明においては、内燃機関が吸入行程に
あることを検出したときに吸入行程検出信号を発生する
吸入行程検出器と、吸入行程検出信号が発生する毎に点
火回路が点火動作を行うのを許可し、点火回路が点火動
作を行ってから吸入行程検出信号が発生するまでの間点
火回路が点火動作を行うのを禁止する点火制御手段とを
設けた。

【００１８】上記点火制御手段は、例えば、吸入行程検
出器が吸入行程検出信号を発生した時に第１の状態にな
って点火回路に点火信号が与えられたことが検出される
までの間該第１の状態を保持し、点火回路に点火信号が
与えられたことが検出された時に第２の状態になって次
に吸入行程検出信号が発生するまでの間該第２の状態を
保持する点火制御信号を発生する点火制御信号発生回路
と、点火制御信号が第２の状態にあるときに導通状態を
保持して点火回路の電源または該点火回路の一部の構成
要素を短絡することにより前記点火回路が点火動作を行
うのを禁止し、点火制御信号が第１の状態にあるときに
遮断状態を保持して点火回路が点火動作を行うのを許可
する点火制御用スイッチとを備えることにより構成され
る。

【００１９】上記点火制御手段はまた、上記と同様に構
成された点火制御信号発生回路と、点火制御信号が第１
の状態にあるときに点火回路に点火信号が与えられるの
を許可し、点火制御信号が第２の状態にあるときに点火
回路に点火信号が与えられるのを禁止する点火制御用ゲ
ート回路とにより構成することもできる。

【００２０】点火信号が与えられたときに点火動作を行
う（点火プラグに印加する点火用の高電圧を発生する）
点火回路としては、点火コイルの一次側に設けられたコ
ンデンサに蓄積された電荷を放電用スイッチと点火コイ
ルの一次コイルとを通して放電させることにより点火用
の高電圧を得るコンデンサ放電式の回路や、点火コイル
の一次コイルを通して流しておいた電流を遮断すること
により点火用の高電圧を得る電流遮断式の回路が周知で
あるが、本発明においてはいずれの形式の点火回路を用
いてもよい。

【００２１】コンデンサ放電式の点火回路が用いられる
場合には、放電用スイッチを導通させるタイミングを定
める信号が点火信号となる。

【００２２】電流遮断式の点火回路が用いられる場合に
は、点火コイルの一次電流をオンオフ制御する一次電流
制御スイッチを遮断状態にするタイミングを定める信号
が点火信号となる。例えば、矩形波状の制御信号が与え
られている間導通状態を保持するトランジスタ等のスイ
ッチ素子からなる一次電流制御用スイッチを点火コイル
の一次コイルに対して直列に接続して、該一次電流制御
用スイッチを導通状態から遮断状態にすることにより点
火動作を行わせる電流遮断式の点火回路においては、制
御信号の立下りが点火信号となる。

【００２３】吸入行程検出器は、例えば、内燃機関の吸
気管内の負圧を検出して検出した負圧の大きさが設定値
に達したときに内燃機関が吸入行程にあることを示す吸
入行程検出信号を発生するように構成することができ
る。

【００２４】このような吸入行程検出器は例えば、機関
の各気筒に対して設けられた吸入管内の負圧を検出する
負圧センサと、該負圧センサから得られる負圧検出信号
の大きさが設定値に達した時に信号（吸入行程検出信
号）を発生する信号出力回路とにより構成できる。

【００２５】負圧センサは負圧の大きさ（絶対値）に比
例した大きさの信号を出力するものでもよく、負圧の大
きさに反比例した大きさの信号を出力するものでもよ
い。

【００２６】また負圧の大きさが設定値未満のときにオ
ン状態またはオフ状態を保持し、負圧の大きさが設定値
以上になったときにオフ状態またはオン状態になる圧力
検出スイッチにより、吸入行程検出器を構成することも
できる。

【００２７】更に、機関の吸気バルブの動作を検出する
ことができる場合には、該吸気バルブの動作から機関が
吸入行程にあることを検出するようにしてもよい。

【００２８】上記のように、機関が吸入行程にあること
を検出して、吸入行程にあることが検出される毎に点火
動作を許可し、点火動作が行われる毎に点火動作を禁止
するようにすると、吸入行程に続く圧縮行程での点火動
作のみが行われ、排気行程での点火動作は行われない。
従って、気筒内及び排気管内に燃料が残留している状態
で機関の始動操作が行われたときに排気行程で燃焼が行
われてアフタバーンが生じるのを防ぐことができ、アフ
タバーンによりマフラが破損したり、爆発音により運転
者がショックを受けたりするのを防ぐことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００３０】図１は本発明に係わる内燃機関用点火装置
の構成例を示したもので、同図において１は一次コイル
１ａ及び二次コイル１ｂを有する点火コイル、２は点火
信号が与えられた時に点火コイル１の一次電流に急激な
変化を生じさせるように制御する一次電流制御回路であ
る。点火コイルの一次コイル１ａの一端は接地され、該
一次コイルの他端に二次コイル１ｂの一端が接続されて
いる。点火コイルの二次コイル１ｂの他端は、機関の気
筒に取り付けられた点火プラグ３の非接地側の端子に接
続されている。この例では、点火コイル１と一次電流制
御回路２とにより、点火信号が与えられた時に点火用の
高電圧を発生して該高電圧を点火プラグ３に印加する点
火回路４が構成されている。

【００３１】また５は内燃機関のクランク軸により駆動
される磁石発電機、６はクランク軸の所定の回転角度位
置で信号を発生する信号発生装置（パルサ）、７は磁石
発電機５内に設けられたエキサイタコイルＬｅの出力電
圧を昇圧する昇圧回路、８は機関を停止させる際にキー
により操作されて閉じられる停止スイッチ（キースイッ
チ）、９は機関が吸入行程にあることを検出する吸入行
程検出器、１０は点火回路に点火信号が与えられたこと
を検出する点火信号検出回路、１１は点火制御手段であ
る。

【００３２】各部の構成を詳細に説明すると、磁石発電
機５は、機関のクランク軸に取り付けられたカップ状の
フライホイール５ａと該フライホイールの周壁部の内周
に取り付けられた永久磁石５ｂとからなるフライホイー
ル磁石回転子５Ａと、磁石回転子５Ａの磁極に対向する
磁極部を有する電機子鉄心（図示せず。）と該電機子鉄
心に巻回されたエキサイタコイルＬｅとからなる固定子
とを備えている。磁石発電機５の固定子は機関のケース
などに設けられた固定子取付け部に固定されている。

【００３３】信号発生装置６は、フライホイール５ａを
回転ヨークとして利用して、該フライホイールの周壁部
の外周にリラクタ（誘導子）６ａを形成することにより
構成したロータ６Ａと、機関のケースなどに設けられた
取付け部に固定された信号発電子６Ｂとからななってい
る。

【００３４】信号発電子６Ｂは、ロータ６Ａの外周に対
向する磁極部を先端に有する鉄心に巻回された信号コイ
ルＬｓと、該鉄心に磁気結合された永久磁石とを備えた
周知のもので、図示の例では、信号コイルＬｓの一端が
接地されている。

【００３５】信号発電子６Ｂの信号コイルＬｓは、リラ
クタ６ａの回転方向の前端縁（以下単に前端縁とい
う。）がその鉄心の磁極部の位置を通過した際及びリラ
クタ６ｂの回転方向の後端縁（以下単に後端縁とい
う。）が鉄心の磁極部の位置を通過した際にそれぞれ生
じる磁束の変化により、互いに極性が異なるパルス状の
第１の信号Ｖs1及び第２の信号Ｖs2を発生する。

【００３６】図２は図１の点火装置の各部の信号波形を
示したもので、同図の横軸のθはクランク軸の回転角度
を示し、同図（Ａ）は４サイクル内燃機関の行程変化を
示している。

【００３７】図２（Ｃ）に示したように、信号発電子６
Ｂは、クランク軸の回転角度位置が圧縮行程における上
死点位置（ピストンが上死点に達した時のクランク軸の
回転角度位置）ＴＤＣよりも進角した位置に設定された
基準位置θ1 に達した時にリラクタ６ａの前端縁を検出
して基準信号Ｖs1を発生し、基準位置θ1 よりも遅れた
位置でリラクタ６ａの後端縁を検出した時に信号Ｖs2を
発生する。この例では、基準信号Ｖs1及び信号Ｖs2がそ
れぞれ正極性のパルス及び負極性のパルスからなってい
て、基準位置θ1 が定常運転時の正規点火位置に一致す
るように、リラクタ７ａの極弧角と信号発電子６Ｂの取
付け位置とが設定されている。

【００３８】４サイクル機関はクランク軸が２回転する
間に４つの行程を行うため、信号発電子６Ｂはまた、排
気行程における上死点位置ＴＤＣ´よりも進角した基準
位置θ1'でも正極性のパルスからなる基準信号Ｖs1´を
発生し、該基準位置θ1'より遅れた位置θ2'で負極性の
パルスからなる信号Ｖs2´を発生する。

【００３９】なお信号Ｖs1，Ｖs2，Ｖs1´及びＶs2´の
発生位置は、厳密にはそれぞれの信号のレベルが回路に
より認識され得るレベルに達する位置であるが、図２に
おいては、図示を簡略にするため、各信号のピーク位置
を各信号の発生位置としている。

【００４０】一次電流制御回路２は、点火コイル１の一
次側に設けられてエキサイタコイルＬｅの誘起電圧でダ
イオードＤ1 を通して一方の極性に充電される点火用コ
ンデンサＣ1 と、点火信号が与えられた際に導通してコ
ンデンサＣ1 の電荷を点火コイルの一次コイル１ａを通
して放電させる放電用スイッチとしてのサイリスタＴh1
と、点火コイルの一次コイル１ａに対して並列に接続さ
れたダイオードＤ2 とを備えた公知のコンデンサ放電式
の回路からなっている。

【００４１】図示の例では、点火用コンデンサＣ1 の一
端が点火コイルの一次コイル１ａの非接地側端子に接続
され、該コンデンサＣ1 の他端は、一端が接地されたエ
キサイタコイルＬｅの他端にアノードが接続されたダイ
オードＤ1 のカソードに接続されている。ダイオードＤ
2 はそのカソードを接地側に向けた状態で一次コイル１
ａに並列に接続されている。サイリスタＴh1はコンデン
サＣ1 の他端と接地間にそのカソードを接地側に向けた
状態で接続され、サイリスタＴh1のゲートカソード間に
は抵抗Ｒ1 が接続されている。またサイリスタＴh1のゲ
ートにダイオードＤ3 のカソードが接続され、ダイオー
ドＤ3 のアノードは信号コイルＬｓの非接地側端子に接
続されている。

【００４２】昇圧回路７は、コレクタがエキサイタコイ
ルＬｅの非接地側端子に接続されたチョッパ用スイッチ
としてのＮＰＮトランジスタＴＲ1 と、トランジスタＴ
Ｒ1のエミッタと接地間に接続された電流検出用の小抵
抗Ｒ2 と、トランジスタＴＲ1 のベースと接地間にカソ
ードを接地側に向けて接続されて導通した際にトランジ
スタＴＲ1 のベース電流を該トランジスタから側路する
ことにより該トランジスタＴＲ1 を遮断状態にする遮断
制御用スイッチとしてのサイリスタＴh2と、トランジス
タＴＲ1 のベースコレクタ間に接続された抵抗Ｒ3 と、
トランジスタＴＲ1 のコレクタエミッタ間を通してエキ
サイタコイルＬｅの短絡電流が流れた時に抵抗Ｒ2 の両
端に生じる電圧から短絡電流を検出して、検出した短絡
電流が設定値に達した時にサイリスタＴh2にトリガ信号
を与えるトリガ回路７ａと、エキサイタコイルＬｅの非
接地側端子にアノードが接続され、カソードが停止スイ
ッチ接続端子７ｂに接続されたダイオードＤ4 とからな
っており、停止スイッチ接続端子７ｂと接地間に停止ス
イッチ８が接続されている。

【００４３】図示の昇圧回路７においては、エキサイタ
コイルＬｅが図示の矢印方向の正の半サイクルの電圧を
発生した時にトランジスタＴＲ1 が導通してエキサイタ
コイルＬｅを実質的に短絡する。これによりエキサイタ
コイルＬｅからトランジスタＴＲ1 のコレクタエミッタ
間を通して短絡電流が流れ、抵抗Ｒ2 の両端に短絡電流
に比例した電流検出信号が得られる。トリガ回路７ａは
この電流検出信号を入力として、短絡電流が設定値に達
した時にサイリスタＴh2にトリガ信号を与える。これに
よりトランジスタＴＲ1 が遮断状態にされるため、エキ
サイタコイルＬｅにはそれまで流れていた短絡電流を流
し続けようとする向きの高い電圧が誘起する。この電圧
により、ダイオードＤ1 と点火コイルの一次コイル１ａ
及びダイオードＤ2 とを通して点火用コンデンサＣ1 に
充電電流が流れ、コンデンサＣ1が図示の極性に充電さ
れる。

【００４４】トランジスタＴＲ1 が遮断状態になるとト
リガ回路７ａに電流検出信号が入力されなくなるため、
サイリスタＴh2へのトリガ信号の供給が停止される。従
ってサイリスタＴh2は、トリガ信号の供給が停止した
後、エキサイタコイルの出力電圧の極性が反転してサイ
リスタＴh2のアノード電流が保持電流以下になった時に
遮断状態になる。サイリスタＴh2が遮断状態になると、
トランジスタＴＲ1 が再度オン状態になってエキサイタ
コイルＬｅを短絡する。これらの動作が繰り返されて、
点火用コンデンサＣ1 が断続的に充電され、該コンデン
サＣ1 の両端の電圧Ｖ1 は図２（Ｅ）に示すように、段
階的に上昇していく。

【００４５】図２に示した例では、コンデンサＣ1 が６
段階に分けて充電されるようになっているが、これは、
エキサイタコイルＬｅが設けられた磁石発電機が１２極
に構成されていて、１回転当たり６サイクルの交流電圧
を発生することによる。

【００４６】吸入行程検出器９は、機関の各気筒に対し
て設けられた吸気管内の負圧を検出する負圧センサ９ａ
と、該負圧センサ９ａにより検出される負圧の大きさが
設定値に達した時に吸入行程検出信号Ｖａを出力する検
出信号出力回路９ｂとからなっている。負圧センサ９ａ
は例えば図４に示すように、圧力Ｐに反比例した（負圧
の絶対値に比例した）電圧信号Ｖo を出力する。このよ
うな負圧センサ９ａを用いる場合には、吸入行程におい
て吸気管内で生じる負圧によりその出力電圧Ｖo が上昇
して設定電圧Ｖosに達した時に図２（Ｂ）に示すように
パルス波形の吸入行程検出信号Ｖａを出力する回路によ
り検出信号出力回路９ｂを構成する。このような検出信
号出力回路９ｂは、例えば、負圧センサの出力電圧Ｖo
を設定電圧Ｖosと比較して、出力電圧Ｖo が設定電圧Ｖ
os以上になった時に出力が低レベルから高レベルに立ち
上がる電圧比較器と、該電圧比較器の出力の立上りでト
リガされて一定の信号幅を有するパルス信号を吸入行程
検出信号Ｖａとして出力するワンショットマルチバイブ
レータとにより構成することができる。

【００４７】点火制御手段１１は、吸入行程検出信号Ｖ
ａが発生した時に第１の状態になって点火回路４に点火
信号が与えられたことが検出されるまでの間該第１の状
態を保持し、点火回路４に点火信号が与えられたことが
検出された時に第２の状態になって吸入行程検出信号が
発生するまでの間該第２の状態を保持する点火制御信号
Ｖｑを発生する点火制御信号発生回路１２と、点火制御
信号Ｖｑが第２の状態にあるときに導通状態を保持して
点火回路４の電源または該点火回路の一部の構成要素を
短絡することにより点火回路４が点火動作を行うのを禁
止し、点火制御信号Ｖｑが第１の状態にあるときに遮断
状態を保持して点火回路が点火動作を行うのを許可する
点火制御用スイッチ１３とにより構成されている。

【００４８】図示の点火制御信号発生回路１２は、吸入
行程検出信号Ｖａをセット信号とし、ダイオードＤ5 か
らなる点火信号検出回路１０を通して検出される点火信
号をリセット信号とするフリップフロップ回路からなっ
ていて、その正論理出力端子Ｑから点火制御信号Ｖｑを
出力する。この場合、点火制御信号Ｖｑの高レベルの状
態が第１の状態であり、点制御信号Ｖｑの低レベルの状
態が第２の状態である。

【００４９】点火制御用スイッチ１３は、点火制御信号
Ｖｑを反転させる反転回路ＩＮＶと、エミッタが接地さ
れ、ベースが反転回路ＩＮＶの出力端子に接続されたＮ
ＰＮトランジスタＴＲ2 と、トランジスタＴＲ2 のコレ
クタにカソードが接続され、アノードがエキサイタコイ
ルＬｅの非接地側端子に接続されたダイオードＤ6 とか
らなっている。この例では、点火制御信号Ｖｑが低レベ
ルの状態（第２の状態）にあるときにトランジスタＴＲ
2 にベース電流を与えて該トランジスタを導通状態にす
ることによりエキサイタコイルＬｅの出力を点火用コン
デンサＣ1 から側路して点火動作が行われるのを禁止す
る。また点火制御信号Ｖｑが高レベルの状態（第１の状
態）にあるときにトランジスタＴＲ2 を遮断状態を保持
してエキサイタコイルＬｅの出力が点火回路４に供給さ
れるのを許可する。

【００５０】図１に示した内燃機関用点火装置におい
て、機関が吸入行程に入ると、図２（Ｂ）に示すよう
に、吸入行程に入った直後の回転角度位置θａで吸入行
程検出信号Ｖａが発生するため、図２（Ｄ）に示すよう
に点火制御信号Ｖｑが高レベルの状態（第１の状態）に
なり、トランジスタＴＲ2 は遮断状態になる。従って、
エキサイタコイルＬｅの昇圧出力は点火回路４に供給さ
れ、該エキサイタコイルの昇圧出力により点火用コンデ
ンサＣ1 が図示の極性に充電される。信号発生装置６
が、機関の圧縮行程におけるクランク軸の上死点位置よ
りも進角した基準位置θ1 で基準信号Ｖs1を発生する
と、該基準信号がそのまま点火回路４に点火信号として
与えられて点火動作が行われる。この点火信号はまたダ
イオードＤ5 を通して点火制御信号発生回路１２のリセ
ット端子に与えられるため、図２（Ｄ）に示すように点
火制御信号Ｖｑは低レベル（零レベル）の状態（第２の
状態）になる。これによりトランジスタＴＲ2 が導通す
るため、エキサイタコイルＬｅの誘起電圧が該トランジ
スタＴＲ2 を通して短絡され、点火用コンデンサＣ1 の
充電が阻止されて点火動作が禁止された状態になる。従
って、図２（Ｅ）に示すように、爆発行程から排気行程
にかけては点火用コンデンサの充電が行われない。図２
（Ｃ）に示すように排気行程におけるクランク軸の上死
点位置ＴＤＣ´よりも進角した位置で信号発生装置が基
準信号Ｖs1´を発生するが、このとき点火用コンデンサ
Ｃ1 は充電されていないので、点火動作は行われない。
またこの基準信号Ｖs1´が点火制御信号発生回路を構成
するフリップフロップ回路のリセット端子に与えられる
が、該フリップフロップ回路は既にリセットされている
ので、点火制御信号Ｖｑの状態は変化しない。

【００５１】次いで機関が吸入行程に入ると、吸入行程
検出器９が吸入行程検出信号Ｖａを発生するため、点火
制御信号Ｖｑが高レベルの状態になり、トランジスタＴ
Ｒ2が遮断状態にされる。従って点火回路の点火動作が
許可された状態になり、圧縮行程の上死点位置ＴＤＣよ
りも進角した位置に設定された基準位置θ1 で基準信号
Ｖs1が発生すると点火回路４に点火信号が与えられて点
火動作が行われる。

【００５２】上記のように、本発明によれば、排気行程
において点火動作が行われるのを防ぐことができるた
め、気筒内や排気管内に未燃焼混合気が在留している状
態で機関の始動が行われた場合に、アフタバーンが生じ
るのを防ぐことができる。

【００５３】図３は本発明に係わる内燃機関用点火装置
の他の構成例を示したもので、この例では、点火制御手
段１１が、点火制御信号発生回路１２と、信号発生装置
が基準信号Ｖs1を発生した時にリセット信号を発生する
リセット信号発生回路１４と、点火制御用ゲート回路１
５とからなっている。

【００５４】点火制御信号発生回路１２はフリップフロ
ップ回路からなっていて、そのセット端子に吸入行程検
出器９の出力が入力されている。

【００５５】リセット信号発生回路１４は、アノードが
信号コイルＬｓの非接地側端子に接続されたダイオード
Ｄ7 のカソードに一端が接続された抵抗Ｒ4 と、抵抗Ｒ
4 の他端に一端が接続された抵抗Ｒ5 と、抵抗Ｒ4 及び
Ｒ5 の接続点と接地間に接続されたコンデンサＣ2 とに
より構成され、抵抗Ｒ5 の他端が点火制御信号発生回路
１２を構成するフリップフロップ回路のリセット端子に
接続されている。

【００５６】点火制御用ゲート回路１５は、信号コイル
ＬｓからダイオードＤ7 を通して与えられる基準信号と
点火制御信号Ｖｑとが入力されたアンドゲートＡＮＤ1
からなっていて、その出力端子は点火回路４のサイリス
タＴh1のゲートに接続されている。その他の点は図１に
示した例と同様に構成されている。

【００５７】図３に示した点火装置においては、吸入行
程で吸入行程検出信号Ｖａが発生して点火制御信号Ｖｑ
が第１の状態（高レベルの状態）になったときにＡＮＤ
1 の一方の入力端子に高レベルの（「１」の状態の）信
号が与えられる。従って、信号コイルＬｓが圧縮行程の
上死点よりも進角した位置に設定された基準位置で基準
信号Ｖs1を発生すると、該基準信号Ｖs1がダイオーどＤ
7 とアンドゲートＡＮＤ1 とを通して点火信号として点
火回路４に与えられる。これにより点火回路のサイリス
タＴh1が導通するため、点火用コンデンサＣ1 の電荷が
点火コイル１の一次コイルを通して放電して点火動作が
行われる。

【００５８】信号コイルＬｓからダイオードＤ7 を通し
て与えられる点火信号はまたリセット信号発生回路１４
を通してフリップフロップ回路のリセット端子に与えら
れるため、点火動作が行われると同時に点火制御信号Ｖ
ｑが第２の状態（零レベルの状態）に変化させられる。
その他の動作は図１に示した例と同様である。

【００５９】なお図１及び図３に示した内燃機関用点火
装置は、機関の１つの気筒を点火するように構成されて
いるが、多気筒内燃機関を点火する場合には、各気筒毎
に同一構成の点火回路を設ければよい。

【００６０】上記の例では、信号発生装置６が発生する
基準信号をそのまま点火信号として点火回路４に与える
ようにしているが、演算により求められた点火位置で点
火回路に点火信号を与えるようにした点火装置にも本発
明を適用することができる。

【００６１】点火位置を演算により求める場合には、例
えば、信号発生装置６が出力する信号の発生間隔から機
関の回転数の情報を得るとともに、該回転数の情報と予
め作成して記憶装置に記憶させておいた点火位置演算用
マップとを用いて各回転数における点火位置を演算し、
各基準信号が発生する毎に演算された点火位置の計測を
行って、点火位置の計測が完了した時に点火信号を発生
させる。

【００６２】多気筒内燃機関を点火する場合、信号発生
装置は、複数の気筒に対して共通のリラクタを有するロ
ータと、各気筒用の信号発電子とを設けて、点火位置を
定めるために用いる信号を各気筒毎に個別に発生させる
ように構成してもよく、複数の気筒のそれぞれの点火位
置を定めるために用いる信号を発生させるための複数の
リラクタと気筒判別用の信号を発生させるための気筒判
別用リラクタとを有するロータと、１つの信号発電子と
を設けて、１つの信号発電子から気筒判別用の信号と複
数の気筒のそれぞれの点火位置を定めるために用いる信
号とを順次発生させるように構成してもよい。このよう
に１つの信号発電子から複数の気筒用の基準信号を順次
発生させる場合には、例えば気筒判別用の信号が発生し
た後に順次発生する複数の気筒用の基準信号に番号を付
けることにより各基準信号がいずれの気筒の信号である
かを判別するようにする。

【００６３】なお図１及び図３においては、各回路を動
作させるための直流電源回路が省略されている。この直
流電源回路は、エキサイタコイルＬｅまたは該エキサイ
タコイルが設けられた磁石発電機に設けられた他の発電
コイルを電源として直流定電圧を発生する回路でもよ
く、バッテリを電源としたものでもよい。

【００６４】上記の例では、図４に示したように、圧力
の大きさに反比例して出力電圧が変化する（負圧の絶対
値に比例して出力電圧が変化する）特性を有する負圧セ
ンサを用いたが、圧力の大きさに比例して出力電圧が変
化する特性を有する圧力センサを負圧センサとして用い
ることもできる。

【００６５】上記の例では、エキサイタコイルＬｅと該
エキサイタコイルＬｅの誘起電圧を昇圧する昇圧回路７
とにより点火回路４の電源を構成しているが、エキサイ
タコイルＬｅとして巻数が多いものを用いてエキサイタ
コイルＬｅの誘起電圧そのもので点火回路の点火用コン
デンサを充電する場合にも本発明を適用することができ
る。

【００６６】またバッテリの出力電圧をＤＣ−ＤＣコン
バータにより昇圧して得た電圧により点火用コンデンサ
を充電する場合にも本発明を適用することができるのは
もちろんである。

【００６７】上記の例では、コンデンサ放電式の点火回
路を用いたが、電流遮断式の点火回路を用いる場合にも
本発明を適用することができるのはもちろんである。

【００６８】図１に示した例では、点火制御用スイッチ
１３により点火電源としてのエキサイタコイルＬｅを短
絡することにより点火回路４が点火動作を行うのを禁止
し、図３に示した例では、点火制御用ゲート回路１５に
より点火信号が点火回路４に与えられるのを阻止するこ
とにより点火動作が行われるのを禁止するようにしてい
るが、点火回路の点火動作を禁止したり許可したりする
手段は上記の例に限られるものではなく、例えば、図１
に示した例において、昇圧回路７のサイリスタＴh2の導
通を阻止してトランジスタＴＲ1 をオン状態に保持する
ことによりエキサイタコイルＬｅの出力を実質的に短絡
することにより点火動作を禁止するようにしてもよい。
また点火回路の一部を切り離すように点火制御用スイッ
チを構成することにより、点火動作を禁止するようにし
てもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機関が
吸入行程にあることを検出して、吸入行程にあることが
検出される毎に点火動作を許可し、点火動作が行われる
毎に点火動作を禁止するようにしたので、吸入行程に続
く圧縮行程での点火動作のみを行わせることができ、排
気行程では点火動作を行わせないようにすることができ
る。従って、気筒内及び排気管内に燃料が残留している
状態で機関の始動操作が行われたときに排気行程で燃焼
が行われてアフタバーンが生じるのを防ぐことができ、
アフタバーンによりマフラが破損したり、爆発音により
運転者がショックを受けたりするのを防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を
示した回路図である。

【図２】図１の点火装置の各部の信号波形を４サイクル
内燃機関の行程変化とともに示した波形図である。

【図３】本発明に係わる内燃機関用点火装置の他の構成
例を示した回路図である。

【図４】本発明の実施形態で用いる負圧センサの特性の
一例を示した線図である。

【符号の説明】

１…点火コイル、２…一次電流制御回路、３…点火プラ
グ、４…点火回路、５…フライホイール磁石発電機、６
…信号発生装置、６ａ…リラクタ、６Ａ…ロータ、６Ｂ
…信号発電子、７…昇圧回路、８…停止スイッチ、９…
吸入行程検出器、９ａ…負圧センサ、９ｂ…検出信号発
生回路、１１…点火制御手段、１２…点火制御信号発生
回路、１３…点火制御用スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 茂 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 (72)発明者 和田 均 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 Ｆターム(参考） 3G019 AB01 AC01 BA02 BA06 CB04 EA02 EA15 GA00 GA01 GA02 GA08 3G022 BA01 BA02 BA07 CA01 DA00 DA07 EA01 GA00 GA01 GA07 3G084 AA05 BA16 BA17 CA01 DA28 EA05 EA11 EC02 FA00 FA11 FA35 FA39

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火信号が与えられた時に４サイクル内
   燃機関を点火するための点火動作を行う点火回路と、前
   記内燃機関のクランク軸の上死点位置よりも進角した位
   置に設定された基準位置で基準信号を発生する信号発生
   装置を有して、該信号発生装置が発生する基準信号に応
   答して前記点火回路に点火信号を与える点火信号供給手
   段とを備えた内燃機関用点火装置において、 前記内燃機関が吸入行程にあることを検出したときに吸
   入行程検出信号を発生する吸入行程検出器と、 前記吸入行程検出信号が発生する毎に前記点火回路が点
   火動作を行うのを許可し、前記点火回路が点火動作を行
   ってから前記吸入行程検出信号が発生するまでの間前記
   点火回路が点火動作を行うのを禁止する点火制御手段
   と、 を具備したことを特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】 点火信号が与えられた時に４サイクル内
   燃機関を点火するための点火動作を行う点火回路と、前
   記内燃機関のクランク軸の上死点位置よりも進角した位
   置に設定された基準位置で基準信号を発生する信号発生
   装置を有して、該信号発生装置が発生する基準信号に応
   答して前記点火回路に点火信号を与える点火信号供給手
   段とを備えた内燃機関用点火装置において、 前記内燃機関が吸入行程にあることを検出したときに吸
   入行程検出信号を発生する吸入行程検出器と、 前記吸入行程検出信号が発生した時に第１の状態になっ
   て前記点火回路に前記点火信号が与えられたことが検出
   されるまでの間該第１の状態を保持し、前記点火回路に
   前記点火信号が与えられたことが検出された時に第２の
   状態になって前記吸入行程検出信号が発生するまでの間
   該第２の状態を保持する点火制御信号を発生する点火制
   御信号発生回路と、 前記点火制御信号が第２の状態にあるときに導通状態を
   保持して前記点火回路の電源または該点火回路の一部の
   構成要素を短絡することにより前記点火回路が点火動作
   を行うのを禁止し、前記点火制御信号が第１の状態にあ
   るときに遮断状態を保持して前記点火回路が点火動作を
   行うのを許可する点火制御用スイッチと、 を具備したことを特徴とする内燃機関用点火装置。
3. 【請求項３】 点火信号が与えられた時に４サイクル内
   燃機関を点火するための点火動作を行う点火回路と、前
   記内燃機関のクランク軸の上死点位置よりも進角した位
   置に設定された基準位置で基準信号を発生する信号発生
   装置を有して、該信号発生装置が発生する基準信号に応
   答して前記点火回路に点火信号を与える点火信号供給手
   段とを備えた内燃機関用点火装置において、 前記内燃機関が吸入行程にあることを検出したときに吸
   入行程検出信号を発生する吸入行程検出器と、 前記吸入行程検出信号が発生した時に第１の状態になっ
   て前記点火回路に前記点火信号が与えられたことが検出
   されるまでの間該第１の状態を保持し、前記点火回路に
   前記点火信号が与えられたことが検出された時に第２の
   状態になって前記吸入行程検出信号が発生するまでの間
   該第２の状態を保持する点火制御信号を発生する点火制
   御信号発生回路と、 前記点火制御信号が第１の状態にあるときに前記点火回
   路に点火信号が与えられるのを許可し、前記点火制御信
   号が第２の状態にあるときに前記点火回路に点火信号が
   与えられるのを禁止する点火制御用ゲート回路と、 を具備したことを特徴とする内燃機関用点火装置。
4. 【請求項４】 前記吸入行程検出器は、前記内燃機関の
   吸気管内の負圧を検出して検出した負圧の大きさが設定
   値に達したときに内燃機関が吸入行程にあることを示す
   吸入行程検出信号を発生するように構成されている請求
   項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装
   置。