JP2001041137A - コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関を停止させるために一旦機関を失火さ
せた後、点火動作を再開させた際に機関の点火時期が適
正な時期からずれて機関が異常な動作を行うのを防止す
ること。 【解決手段】点火用コンデンサ５の電荷を点火コイル３
の一次コイル３ａに放電させるためのサイリスタ７の両
端に抵抗１１を通してサイリスタ１０を接続する。機関
の定常運転時にはサイリスタ７に信号を与えて点火用コ
ンデンサ５を放電させることにより点火コイル３の二次
コイルに点火用高電圧を誘起させる。機関を停止する際
には、サイリスタ７に信号を与える代りに、サイリスタ
１０に信号を与えることにより、点火用コンデンサの放
電電流の時間的変化率を小さくする。これにより点火用
高電圧の発生を阻止し、機関を失火させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルサコイルを用
いずに、エキサイタコイルの波形から得た情報に基づい
て点火時期を定めるコンデンサ放電式の内燃機関用点火
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置
として、内燃機関の回転情報（回転角度情報及び回転速
度情報）を得るための専用の信号を発生するパルサコイ
ルを用いずに、点火用のコンデンサを充電するために内
燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられたエキ
サイタコイルの出力電圧の波形を利用して機関の回転情
報を得るようにしたパルサレス方式のものがある。

【０００３】この種の点火装置は、点火コイルと、該点
火コイルの一次側に設けられてエキサイタコイルの一方
の半サイクルの出力電圧で充電される点火用コンデンサ
と、内燃機関の点火時期を演算する点火時期演算手段
と、エキサイタコイルの出力電圧を波形整形して、該エ
キサイタコイルの一方の半サイクルの出力電圧の立上り
で立ち上がる矩形波状の基準信号を発生する基準信号発
生回路と、該基準信号の立上がりのタイミングを計測開
始タイミングとして点火時期演算手段により演算された
点火時期の計測を開始し、該点火時期が計測された時に
点火信号を発生する点火信号発生手段と、点火信号が発
生した時に点火用コンデンサを点火コイルの一次コイル
を通して放電させる放電回路とを備えていて、該放電回
路を通して行われる点火用コンデンサの放電により点火
コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる。

【０００４】このような構成をとれば、パルサコイルを
設けるための信号発電機を機関に取り付ける必要がない
ため、機関の構成を簡単にすることができる。

【０００５】従来のこの種の点火装置において、機関を
停止したり、機関の過回転を防止したりする際に機関を
失火させる方法をとる場合には、エキサイタコイルの両
端にダイオードを通してエキサイタ短絡スイッチを設け
て、該スイッチを通してエキサイタコイルの一方の半サ
イクルの出力を短絡することにより点火装置の動作を停
止させるようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなパルサレ
ス方式の点火装置により点火される機関が定常運転状態
にあるときには、エキサイタコイルの負荷がほぼ一定し
ているため、該エキサイタコイルの一方の半サイクル及
び他方の半サイクルの位相関係は常にほぼ一定である。
そのため、機関の回転情報を得るための専用の信号発電
機を設けずに、エキサイタコイルの出力電圧を波形整形
することによりその一方の半サイクルの出力電圧の立上
がりで立ち上がる基準信号を発生させて、該基準信号の
立上がりを計測開始タイミングとして点火時期の計測を
行わせるようにしても、演算された通りの点火時期に点
火動作を行わせることができ、機関の運転を安定に行わ
せることができる。

【０００７】しかしながら、上記のような点火装置にお
いて、エキサイタコイルを短絡して機関を失火させた
後、機関が回転している間にエキサイタコイルの短絡を
解除して点火動作を再開させた場合には、点火動作が再
開された際に、点火時期が演算された時期から大幅にず
れて、機関の動作が異常になることがあった。

【０００８】例えば、内燃機関により駆動される乗り物
において、機関を停止させるために、エキサイタコイル
の一方の半サイクルの出力を短絡すると、エキサイタコ
イルを通して流れる短絡電流により生じる電機子反作用
の影響を受けて該エキサイタコイルの一方の半サイクル
の期間が長くなり、これにより基準信号の立ち上がりの
位相（演算された点火時期の計測を開始するタイミン
グ）が遅れるため、運転者がエキサイタ短絡用スイッチ
を閉じる操作を行った後、思い直して機関が回転してい
る間に該スイッチを開いたときに、既に点火時期の計測
が開始されていると、演算された点火時期から大幅にず
れた点火時期に機関が点火されるため、機関が異常な動
作をして運転フィーリングが悪くなったり、最悪の場合
には機関が破壊したりするおそれがあった。

【０００９】他の目的でエキサイタコイルの一方の半サ
イクルの出力電圧を短絡して機関を失火させるようにし
た場合、例えば、機関の過回転を防止するためにエキサ
イタコイルの一方の半サイクルの出力電圧を短絡するこ
とにより機関の回転速度を低下させる方法をとる場合
や、原付き自転車においてスタンドが立っている状態で
の機関の始動を禁止するために、エキサイタコイルの一
方の半サイクルの出力を短絡して失火させる方法をとる
場合にも、エキサイタコイルの短絡を解除して点火動作
を復帰させる時点で同様の問題が生じる。

【００１０】本発明の目的は、機関を失火させた後、機
関が回転している間に点火動作を再開させて運転状態に
復帰させる際に、機関の点火時期が演算された時期から
ずれて機関の動作が異常になるのを防止することができ
るようにしたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関によ
り駆動される磁石発電機内に設けられたエキサイタコイ
ルと、点火コイルと、該点火コイルの一次側に設けられ
てエキサイタコイルの一方の半サイクルの出力電圧で充
電される点火用コンデンサと、内燃機関の点火時期を演
算する点火時期演算手段と、エキサイタコイルの出力電
圧の波形に基づいて定めた計測開始タイミングで点火時
期演算手段により演算された点火時期の計測を開始して
該点火時期が計測された時に点火信号を発生する点火信
号発生手段と、点火信号が発生した時に点火用コンデン
サを点火コイルの一次コイルを通して放電させる第１の
放電回路とを備えて、第１の放電回路を通して行われる
点火用コンデンサの放電により点火コイルの二次コイル
に点火用高電圧を誘起させるようにしたコンデンサ放電
式内燃機関用点火装置を対象とする。

【００１２】本発明においては、内燃機関の点火動作を
停止させる必要があるときに停止指令を発生する停止指
令発生手段と、停止指令が発生しているときに点火信号
の代りに放電指令信号を発生する放電指令信号発生手段
と、放電指令信号が発生した時に点火用コンデンサの電
荷を放電させる第２の放電回路とを設けた。

【００１３】ここで第２の放電回路は、該第２の放電回
路を通して行われる点火用コンデンサの放電によっては
点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させない
ように構成する。

【００１４】エキサイタコイルの出力電圧の波形に基づ
いて計測開始タイミングを定めるためには、エキサイタ
コイルの出力が他方の半サイクルから一方の半サイクル
に移行する際に立ち上がり、該一方の半サイクルが終了
するまでの間に消滅する基準信号を発生する基準信号発
生回路を設けて、該基準信号の立上りのタイミングを計
測開始タイミングとするように点火信号発生手段を構成
すればよい。

【００１５】上記第２の放電回路は、例えば、放電指令
信号が発生したときにオン状態になる放電用スイッチと
電流制限素子とを備えて、点火用コンデンサを放電用ス
イッチと電流制限素子とを通して放電させるように構成
することができる。

【００１６】この場合、第２の放電回路は、点火用コン
デンサの電荷を放電用スイッチと電流制限素子と点火コ
イルの一次コイルとを通して放電させるように構成して
もよく、点火用コンデンサを点火コイルの一次コイルを
通すことなく放電用スイッチ及び電流制限素子を通して
放電させるように構成してもよい。

【００１７】点火用コンデンサを電流制限素子を通して
放電させるようにすると、第２の放電回路を通して流れ
る放電電流の時間的変化率が小さくなるため、該放電電
流を点火回路の一次コイルに流しても、点火コイルの二
次コイルに点火用高電圧（機関の気筒に取り付けられた
点火プラグに火花を生じさせることができる高電圧）が
誘起することはない。

【００１８】上記のように構成すると、停止指令が与え
られている時には、点火コイルの二次コイルに点火用高
電圧が誘起しないため、機関を失火させることができ
る。

【００１９】上記のように構成すると、機関を失火させ
る際にも点火用コンデンサの充電が行われるため、機関
を点火する際も、失火させる際もエキサイタコイルの負
荷は同一である。従って、停止指令が与えられて機関を
失火させる際のエキサイタコイルの正負の半サイクルの
位相関係と、機関の定常運転時（機関を失火させること
なく正常に点火動作を行わせて運転する時）のそれとを
同一とすることができ、停止指令が与えられていないと
きも、与えられているときも、点火時期の計測開始タイ
ミングを同一とすることができる。

【００２０】従って、停止指令に応答して機関を一旦失
火させた後、点火動作を再開させた際に点火時期が正規
の時期からずれて内燃機関の動作が異常になるのを防ぐ
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる点火装置の
構成例を示したもので、同図において１は図示しない内
燃機関に取り付けられた磁石発電機、２は磁石発電機１
内に設けられたエキサイタコイルである。エキサイタコ
イル２は、図２（Ｂ）に示すように、正の半サイクル
（一方の半サイクル）の電圧Ｖe1と負の半サイクル（他
方の半サイクル）の電圧Ｖe2とからなる交流電圧を機関
の回転に同期して出力する。

【００２２】３は一端が共通接続された一次コイル３ａ
と二次コイル３ｂとを有する点火コイルで、一次コイル
３ａの他端は接地され、一次コイル３ａの両端にはカソ
ードを接地側に向けたダイオード４が接続されている。
点火コイルの一次コイルの一端には点火用コンデンサ５
の一端が接続され、該コンデンサ５の他端はカソードを
該コンデンサ側に向けたダイオード６を通してエキサイ
タコイル２の一端に接続されている。点火用コンデンサ
５の他端と接地間に点火用スイッチを構成するサイリス
タ７が、そのアノードを点火用コンデンサ５側に向けた
状態で接続されている。

【００２３】８はエキサイタコイル２の一端と接地間に
設けられた昇圧回路、９はアノードを接地側に向けた状
態でエキサイタコイル２の一端と接地間に設けられた電
流帰還用ダイオード、１０はカソードが接地され、アノ
ードが電流制限素子としての抵抗１１を通して点火用コ
ンデンサ５の他端に接続された放電用スイッチである。

【００２４】昇圧回路８は、例えばエキサイタコイル２
が正の半サイクルの出力電圧を発生したときに導通して
該エキサイタコイル２に短絡電流を流す昇圧用スイッチ
と、該エキサイタコイルの正の半サイクルの出力電圧が
ピークに達した時に昇圧用スイッチを遮断状態にする昇
圧用スイッチ制御回路とを備えていて、昇圧用スイッチ
の遮断によりエキサイタコイル２の短絡電流を遮断し
て、該エキサイタコイル２に高い電圧を誘起させる。

【００２５】１２はマイクロコンピュータで、マイクロ
コンピュータ１２のポートＰ1 から抵抗１３を通してサ
イリスタ７のゲートに点火信号Ｖｉが与えられ、ポート
Ｐ2から抵抗１４を通してサイリスタ１０のゲートに放
電指令信号Ｖｄが与えられるようになっている。

【００２６】１５はエキサイタコイル２の負の半サイク
ルの出力電圧を一定の直流電圧に変換する電源回路で、
この電源回路は、エキサイタコイル２の負の半サイクル
の出力電圧によりダイオードＤ1 を通して充電されるコ
ンデンサＣ1 と、コンデンサＣ1 の両端の電圧が設定値
に達して、抵抗Ｒ1 及びＲ2 の直列回路からなる分圧回
路によりコンデンサＣ1 の両端の電圧を分圧して得た検
出電圧がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を超え
た時に導通してコンデンサＣ1 の充電を停止させるサイ
リスタＴh1と、コンデンサＣ1 の両端の電圧を入力とし
て一定の直流電圧を出力するレギュレータＩＣ１５ａ
と、レギュレータＩＣ１５ａの出力電圧により充電され
るコンデンサＣ2 とからなり、コンデンサＣ2 の両端に
得られる一定の直流電圧がマイクロコンピュータ１２の
電源端子やその他の回路の電源端子に与えられている。

【００２７】また１６はエキサイタコイル２の出力電圧
を波形整形して、マイクロコンピュータ１２の割り込み
入力端子ＩＮＰ1 及びＩＮＰ2 にパルス信号を与える波
形整形回路である。この波形整形回路においては、エキ
サイタコイル２の負の半サイクルの電圧Ｖe が所定のレ
ベルに達した時にトランジスタＴＲ1 がオン状態にな
り、トランジスタＴＲ2 がオフ状態になって、該トラン
ジスタＴＲ2 のコレクタの電位が上昇する。また電源回
路１５のサイリスタＴh1によりエキサイタコイル２の負
の半サイクルの電圧が短絡された時にトランジスタＴＲ
1 及びＴＲ2 がそれぞれオフ状態及びオン状態になっ
て、トランジスタＴＲ2 のコレクタの電位が低下する。
従って、図２（Ｄ）に示したように、エキサイタコイル
の負の半サイクルの電圧Ｖe2が発生するタイミングより
僅かに遅れたタイミングでトランジスタＴＲ2 のコレク
タにパルス信号Ｖｐが得られる。このパルス信号Ｖｐは
マイクロコンピュータ１２の１つの割込み信号入力端子
に与えられる。マイクロコンピュータ１２は、パルス信
号Ｖｐの立上りのエッジを内燃機関の低速時の点火時期
を定めるための割込み信号ＩＮＰ1 として認識し、パル
ス信号Ｖｐの立下がりのエッジを外部割込み信号ＩＮＰ
2 として認識する。

【００２８】１７はエキサイタコイル２の出力電圧を波
形整形して、基準信号Ｖｓを発生する基準信号発生回路
である。この基準信号発生回路には、エキサイタコイル
２が正の半サイクルの電圧を発生したときに流れる電流
の帰路を構成するダイオードＤ2 及びＤ3 と、ダイオー
ドＤ2 の両端に順方向電圧降下が生じていない時にオン
状態を保ち、ダイオードＤ2 の両端に順方向電圧降下が
生じた時に該順方向電圧降下によりベースエミッタ間が
逆バイアスされてオフ状態にされるトランジスタＴＲ3
とが設けられている。

【００２９】基準信号発生回路１７は、ダイオードＤ2
及びＤ3 を通して電流が流れていて、ダイオードＤ2 の
両端に順方向電圧降下が生じている期間（エキサイタコ
イル２が正の半サイクルの電圧を出力している期間）ト
ランジスタＴＲ3 をオフ状態にして、該トランジスタＴ
Ｒ3 のコレクタに、図２（Ｃ）に示すような矩形波状の
基準信号Ｖｓを発生させる。この基準信号は、エキサイ
タコイル２の出力電圧が負の半サイクルから正の半サイ
クルに移行するタイミングで立上り、該エキサイタコイ
ルの出力電圧が正の半サイクルから負の半サイクルに移
行するタイミングで立ち下がる矩形波状の信号である。
この基準信号は、マイクロコンピュータ１２の他の割り
込み信号入力端子に与えれている。マイクロコンピュー
タ１２は、基準信号Ｖｓの立上がりのエッジを割込み信
号ＩＮＰ3 として認識する。

【００３０】１８は停止指令発生回路で、この回路は、
エミッタが電源回路１５の出力端子に接続され、コレク
タが抵抗Ｒ3 を通してマイクロコンピュータ１２のポー
トＰ3 に接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ4 と、該ト
ランジスタＴＲ4 のベースに抵抗Ｒ4 を通してアノード
が接続されたダイオードＤ4 とを備えていて、ダイオー
ドＤ4 のカソードと接地間に押ボタンスイッチからなる
停止指令スイッチ１９が接続されている。

【００３１】停止指令スイッチ１９がオフ状態にあると
きには、トランジスタＴＲ4 にベース電流が流れないた
め、該トランジスタＴＲ4 がオフ状態にあり、マイクロ
コンピュータ１２のポートＰ3 の電位は低レベルの状態
にある。停止指令スイッチ１９がオン状態にされると、
トランジスタＴＲ4 がオン状態になるため、電源回路１
５からトランジスタＴＲ4 と抵抗Ｒ3 とを通してマイク
ロコンピュータのポートＰ3 に電圧が印加される。マイ
クロコンピュータ１２は、このポートＰ3 の電位の上昇
を停止指令信号として認識する。

【００３２】マイクロコンピュータ１２は、機関の回転
速度が設定値を超えている状態で、基準信号Ｖｓの立上
りのエッジを割り込み信号ＩＮＰ3 として認識した時に
点火時期計測用タイマをスタートさせる。

【００３３】マイクロコンピュータ１２はまた、基準信
号Ｖｓの前回の立上りから今回の立上りまでの時間（基
準信号の発生周期で、クランク軸が一定の回転角度を回
転するのに要する時間）Ｔｓを回転速度計測時間として
読み込んで、該回転速度計測時間Ｔｓから機関の回転速
度を演算する。

【００３４】マイクロコンピュータ１２はまた、演算さ
れた機関の回転速度に対して点火時期を演算する。この
点火時期は、基準信号Ｖｓが立上った時のクランク軸の
回転角度位置から点火時期に相当する回転角度位置まで
機関が回転する間に点火時期計測用タイマが計数すべき
クロックパルスの計数値の形で演算される。

【００３５】マイクロコンピュータ１２は、基準信号Ｖ
ｓの立上りのエッジを認識した時に点火時期計測用タイ
マに点火時期を求めるための計数値をセットして該タイ
マをスタートさせる。マイクロコンピュータ１２は、点
火時期計測用タイマがセットされた計数値の計数を完了
した時にポートＰ1 から点火信号Ｖｉを発生させて、該
点火信号をサイリスタ７に与える。

【００３６】マイクロコンピュータ１２はまた、停止指
令スイッチ１９が閉じられてポートＰ3 に停止指令信号
が与えられた時に、ポートＰ1 から点火信号Ｖｉを出力
する代りに、該点火信号Ｖｉが発生するタイミングと同
じタイミングでポートＰ2 から放電指令信号Ｖｄを出力
する。この放電指令信号Ｖｄはサイリスタ１０に与えら
れる。

【００３７】機関の始動時のように、機関の回転速度が
低い時には、機関の回転速度が安定せず、機関の行程変
化によりクランク軸の各回転角度位置における回転速度
が細かく変動するため、マイクロコンピュータにより演
算された点火時期を点火時期計測用タイマにより正確に
検出することが困難になる。そのため、機関の回転速度
が低い時には、マイクロコンピュータにより演算された
点火時期に点火動作を行わせるのではなく、予め設定し
た一定の回転角度位置で点火動作を行わせるようにする
のが好ましい。図示の例では、機関の回転速度が設定値
未満の時に、マイクロコンピュータがパルス信号Ｖp の
立上りのエッジを割込み信号ＩＮＰ1 として認識した時
の時刻を点火時期とし、該点火時期にポートＰ1 からサ
イリスタ７に点火信号Ｖｉを与えて点火動作を行わせ
る。

【００３８】点火コイル３の二次コイル３ｂには機関の
気筒に取り付けられた点火プラグ２０が接続されてい
る。

【００３９】図１に示した点火装置においては、エキサ
イタコイル２−ダイオード６−点火用コンデンサ５−ダ
イオード４及び点火コイルの一次コイル３ａ−ダイオー
ドＤ2 及びＤ3 −エキサイタコイル２の閉回路により、
点火用コンデンサ５の充電回路が構成され、点火用コン
デンサ５はエキサイタコイル２が正の半サイクルの出力
電圧を発生したときにこの充電回路により図示の極性に
充電される。

【００４０】また点火用コンデンサ５−サイリスタ７−
点火コイルの一次コイル３ａ−点火用コンデンサ５の閉
回路により、点火信号Ｖｉが発生した時に点火用コンデ
ンサ５を点火コイル３の一次コイルを通して放電させる
第１の放電回路が構成され、点火用コンデンサ５−抵抗
（電流制限素子）１１−サイリスタ１０−一次コイル３
ａ−点火用コンデンサ５の閉回路により、放電指令信号
Ｖｄが発生した時に点火用コンデンサ５の電荷を放電さ
せる第２の放電回路が構成されている。

【００４１】図１に示した点火装置において、機関が運
転されている時には、エキサイタコイル２が正負の半サ
イクルの電圧Ｖe1及びＶe2を発生し、正の半サイクルの
電圧Ｖe1が発生したときに、昇圧回路８がエキサイタコ
イル２に短絡電流を流す。昇圧回路８は、エキサイタコ
イルの正の半サイクルの出力電圧Ｖe1がピークに達した
時にそれまで流れていた短絡電流を遮断するため、エキ
サイタコイル２には、図２（Ｂ）に示すように高い電圧
Ｖemが誘起する。この電圧はダイオード６を通して点火
用コンデンサ５に印加されるため、該点火用コンデンサ
５が充電され、コンデンサ５の両端の電圧Ｖｃは図２
（Ｆ）に示すようにほぼ電圧Ｖemまで上昇する。

【００４２】マイクロコンピュータ１２は基準信号Ｖｓ
の各立上りから次の立上りまでの時間Ｔｓを回転速度計
測時間として該時間Ｔｓから機関の回転速度を演算し、
演算した回転速度に対して点火時期を演算する。マイク
ロコンピュータはまた、基準信号Ｖｓの立上りを検出す
る毎に点火時期計測用タイマをスタートさせて演算した
点火時期を計測し、該点火時期の計測が完了した時に図
２（Ｅ）のように点火信号Ｖｉを発生する。この点火信
号Ｖｉはサイリスタ７に与えられるため、該サイリスタ
７が導通して点火用コンデンサ５の電荷を点火コイルの
一次コイル３ａを通して放電させる。これにより点火コ
イルの二次コイル３ｂに点火用高電圧Ｖ2 （図２Ｈ）が
誘起する。この高電圧は点火プラグ２０に印加されるた
め、該点火プラグ２０に火花が生じて機関が点火され、
その回転が維持される。

【００４３】機関を停止させるため、図２に示した時刻
ｔ1 で停止指令スイッチ１９が閉じられると、前述の動
作により同図（Ａ）に示したように、マイクロコンピュ
ータ１２のポートＰ3 の電位が上昇して高レベル（Ｈレ
ベル）になる（マイクロコンピュータ１２に停止指令が
与えられる）。このときマイクロコンピュータ１２は、
演算した点火時期が検出された時にポートＰ1 からサイ
リスタ７に点火信号Ｖｉを与える代わりに、図２（Ｇ）
に示すように、点火信号Ｖｉの発生タイミングと同じタ
イミングでポートＰ2 から放電指令信号Ｖｄを発生さ
せ、該放電指令信号をサイリスタ１０に与える。したが
って、停止指令が与えられた時には、点火用コンデンサ
５の電荷が抵抗１１とサイリスタ１０と点火コイル３の
一次コイル３ａとを通して（第２の放電回路を通して）
放電する。このとき一次コイル３ａを流れる放電電流は
抵抗１１により制限され、図２（Ｆ）に示すように該放
電電流Ｉ1 の時間的変化率ｄＩ1 ／ｄｔが小さくなるた
め、図２（Ｈ）に示すように、点火コイルの二次コイル
３ｂには、ほとんど電圧が誘起しないか、または誘起し
たとしても、その誘起電圧のレベルは、点火プラグ２０
に火花を生じさせることができるレベルには達しない。
このように、停止指令が与えられたときには、点火コイ
ルの二次コイルに点火用高電圧が誘起しないため、機関
は失火状態になる。この状態を放置すると、機関はやが
て停止する。

【００４４】停止指令を与えた後、機関が回転している
間に、例えば図２（Ａ）に示した時刻ｔ2 において停止
指令スイッチ１９が開かれると、マイクロコンピュータ
１２のポートＰ3 の電位が低レベル（Ｌレベル）になる
ため、マイクロコンピュータ１２は、停止指令が解除さ
れたと判断してポートＰ2 からの放電指令信号Ｖｄの出
力を停止し、演算された点火時期を検出した時に、ポー
トＰ1 から点火信号Ｖｉを出力する。したがって、点火
動作が再開され、機関の回転が維持される。

【００４５】上記の例では、基準信号Ｖｓの立上りのエ
ッジを検出した時に、点火時期計測用タイマーをスター
トさせるようにしたが、パルス信号Ｖｐの立上りのエッ
ジを検出した時に点火時期計測用タイマーをスタートさ
せるようにし、パルス信号Ｖｐの立下がりのエッジを検
出した時の時刻を低速時の点火時期としてもよい。この
ように構成する場合の各部の電圧波形を図３に示した。

【００４６】パルス信号Ｖｐの立上りのエッジが検出さ
れたときに点火時期計測用タイマーをスタートさせる場
合には、マイクロコンピュータ１２にパルス信号Ｖｐの
立上りのエッジを割込み信号ＩＮＰ2 として認識させ、
パルス信号Ｖｐの立下りのエッジを割込み信号ＩＮＰ1
として認識させる。また基準信号Ｖｓの立上りのエッジ
を割込み信号ＩＮＰ3 として認識させる。

【００４７】この場合、マイクロコンピュータ１２は、
図２に示した例の場合と同様に、割込み信号ＩＮＰ3 を
認識する毎に基準信号Ｖｓの前回の立上りから今回の立
上りまでの時間（タイマの計数値）Ｔｓを読み込んで、
この時間Ｔｓから機関の回転速度を演算し、演算した回
転速度に対する点火時期を演算する。この点火時期は、
パルス信号Ｖｐが立ち上がった時のクランク軸の回転角
度位置から点火時期に相当する回転角度位置まで機関が
回転するまでの間に点火時期計測用タイマが計数すべき
クロックパルスの計数値の形で演算される。

【００４８】マイクロコンピュータ１２は、機関の回転
速度が設定値を超えている状態でパルス信号Ｖｐの立ち
上がりのエッジが検出されて割込み信号ＩＮＰ2 が発生
した時に点火時期計測用タイマーに上記計数値をセット
して該タイマーをスタートさせ、点火時期計測用タイマ
ーがセットされた計数値を計数した時にポートＰ1 から
点火信号Ｖｉを出力する。

【００４９】停止指令スイッチ１９が閉じられてポート
Ｐ3 に停止指令信号が与えられた時に、ポートＰ1 から
点火信号Ｖｉを出力する代りに、該点火信号Ｖｉが発生
するタイミングと同じタイミングでポートＰ2 から放電
指令信号Ｖｄを出力させる点は前記の例と同様である。

【００５０】機関の始動時には、パルス信号Ｖｐの立下
りのエッジが割込み信号ＩＮＰ1 として認識されたとき
にポートＰ1 から点火信号Ｖｉを発生させる。

【００５１】参考のため、図１に示した点火装置に相当
する従来例を図４に示し、図４に示した点火装置の各部
の電圧波形を図４に示した。

【００５２】図４に示した点火装置においては、図１に
示された停止指令発生回路１８が設けられておらず、代
りに、エキサイタコイル２の一端と接地間にダイオード
Ｄ5を通して停止指令スイッチ１９が接続されている。
また図４に示した従来の点火装置では、図１の点火装置
に設けられていたサイリスタ１０と抵抗１１及び１４か
らなる第２の放電回路が設けられていない。その他の点
は、図１に示した点火装置と同様に構成されている。

【００５３】図４に示した点火装置において、図５
（Ａ）に示したように、時刻ｔ1 で停止指令スイッチ１
９が閉じられると、エキサイタコイル２の正の半サイク
ルの出力電圧がダイオードＤ5 と停止指令スイッチ１９
とを通して短絡されるため、エキサイタコイル２の誘起
電圧が零になり、点火用コンデンサ５が充電されなくな
る。エキサイタコイル２の正の半サイクルの出力電圧が
短絡されると、短絡電流により生じる電機子反作用によ
りエキサイタコイルの正の半サイクルの期間が長くなる
ため、エキサイタコイル２の出力電圧の次の正の半サイ
クルの立上がりが遅れる。時刻ｔ3 で停止指令スイッチ
１９が開かれると、エキサイタコイルの短絡が解除され
るため、エキサイタコイルの正の半サイクルの立上がり
の位相は元の状態に復帰する。そのため、停止指令スイ
ッチ１９を閉じる前と閉じた後とでは、機関の回転速度
が同じであったとしても、回転速度計測時間（基準信号
の各立上りから次の立上りまでの時間）に差が生じる。

【００５４】即ち、図５に示した例では、停止指令スイ
ッチの開閉により機関の回転速度に変化が生じなかった
としても、同図（Ｃ）に示した回転速度計測時間Ｔ1 ，
Ｔ2，Ｔ3 に差が生じ、回転数の演算値と実際の回転数
との間に差が生じる。またエキサイタコイルの正の半サ
イクルの出力電圧が短絡されているときには、基準信号
Ｖｓの立上がりのタイミング（点火時期の計測を開始す
るタイミング）が遅れるため、停止指令スイッチ１９を
開いたときに、既に点火時期の計測が開始されている
と、適正な点火時期から大幅にずれた時期に点火用高電
圧Ｖ2 ´が発生することになる。このように点火時期が
適正な時期から大幅にずれると、機関が異常な動作をし
て運転フィーリングが悪くなることがあり、最悪の場合
には機関が破壊するおそれがある。

【００５５】これに対し、本発明のように構成すると、
機関を失火させる際にも点火用コンデンサ５の充電が行
われるため、機関を点火する際も、失火させる際もエキ
サイタコイルの負荷は同一である。従って、停止指令が
与えられて機関を失火させる際のエキサイタコイル２の
正負の半サイクルの位相関係と、機関の定常運転時（機
関を失火させることなく正常に点火動作を行わせて運転
する時）のそれとを同一とすることができ、停止指令が
与えられていないときも、与えられているときも、回転
速度の演算値、及び点火時期の計測開始タイミング（基
準信号Ｖｓが立ち上がるタイミング）を同一とすること
ができる。

【００５６】従って、停止指令に応答して機関を一旦失
火させた後、点火動作を再開させた際に点火時期が適正
な時期からずれて内燃機関の動作が異常になるのを防ぐ
ことができる。

【００５７】図１に示した例では、内燃機関を停止させ
るために停止指令スイッチ１９を設けて、該停止指令ス
イッチを閉じた時にマイクロコンピュータ１２に停止指
令信号を与えるようにしたが、内燃機関の回転速度を検
出して、検出した回転速度が設定値を超えた時に機関を
失火させることにより機関の過回転を防止する場合等に
も本発明を適用することができる。

【００５８】図１に示した例では、内燃機関を失火させ
る際に、点火用コンデンサ５の電荷を放電用サイリスタ
１０と抵抗１１と点火コイルの一次コイル３ａとを通し
て放電させるようにしたが、点火用コンデンサ５を点火
コイルの一次コイルを通さずに放電させるようにするこ
ともできる。例えば、図１において、サイリスタ１０と
抵抗１１との直列回路を点火用コンデンサ５に対して並
列に接続して、点火用コンデンサ５を抵抗１１とサイリ
スタ１０とを通して放電させるようにしてもよい。

【００５９】上記の例に示したように、エキサイタコイ
ル２の誘起電圧を昇圧する昇圧回路８を設けると、エキ
サイタコイル２として巻数が少ないものを用いてしかも
点火用コンデンサを充電するために必要な高い電圧（２
００Ｖ以上の電圧）を得ることができるため、磁石発電
機を小形に構成することができるが、本発明はこのよう
に昇圧回路を設ける場合に限定されるものではなく、エ
キサイタコイル２として巻数が多いものを用いて、昇圧
回路を設けることなくエキサイタコイル２から点火用コ
ンデンサを充電するために必要な電圧を得るようにする
場合にも本発明を適用することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機関を
失火させる際にも点火用コンデンサを充電するようにし
たため、機関を点火する際も、失火させる際もエキサイ
タコイルの負荷を同一とすることができ、機関の点火動
作を停止させることを指令する停止命令が与えられて機
関を失火させる際のエキサイタコイルの正負の半サイク
ルの位相関係と、機関の定常運転時のそれとを同一とす
ることができる。したがって、停止指令が与えられてい
ないときも、与えられているときも、点火時期の計測開
始タイミングを同一とすることができ、機関を一旦失火
させた後、点火動作を再開させた際に点火時期が正規の
時期からずれて内燃機関の動作が異常になるのを防ぐこ
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の点火装置において基準信号が発生するタ
イミングを点火時期の計測を開始するタイミングとした
場合の各部の電圧の波形を示した波形図である。

【図３】図１の点火装置において、点火時期の計測を開
始するタイミングを図２の例と異ならせた場合の各部の
電圧波形を示した波形図ある。

【図４】従来の内燃機関用点火装置を示した回路図であ
る。

【図５】図４の各部の電圧の波形またはスイッチの動作
を示した波形図である。

【符号の説明】

１…磁石発電機、２…エキサイタコイル、３…点火コイ
ル、５…点火用コンデンサ、７…サイリスタ、１０…サ
イリスタ、１１…抵抗、１２…マイクロコンピュータ、
１５…電源回路、１６…波形整形回路、１７…基準信号
発生回路、１８…停止指令発生回路、１９…停止指令ス
イッチ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G019 AC01 AC10 BA02 BA07 BA10 CA02 CB04 CB14 CB25 DA02 DB07 DB14 DC06 EA15 EA18 FA15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により駆動される磁石発電機内
   に設けられたエキサイタコイルと、点火コイルと、前記
   点火コイルの一次側に設けられて前記エキサイタコイル
   の一方の半サイクルの出力電圧で充電される点火用コン
   デンサと、前記内燃機関の点火時期を演算する点火時期
   演算手段と、前記エキサイタコイルの出力電圧の波形に
   基づいて定めた計測開始タイミングで前記点火時期演算
   手段により演算された点火時期の計測を開始して該点火
   時期が計測された時に点火信号を発生する点火信号発生
   手段と、前記点火信号が発生した時に前記点火用コンデ
   ンサを前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる
   第１の放電回路とを備え、前記第１の放電回路を通して
   行われる点火用コンデンサの放電により前記点火コイル
   の二次コイルに点火用高電圧を誘起させるコンデンサ放
   電式内燃機関用点火装置において、 前記内燃機関の点火動作を停止させる必要があるときに
   停止指令を発生する停止指令発生手段と、前記停止指令
   が発生しているときに前記点火信号の代りに放電指令信
   号を発生する放電指令信号発生手段と、前記放電指令信
   号が発生した時に前記点火用コンデンサの電荷を放電さ
   せる第２の放電回路とを具備し、 前記第２の放電回路は、該第２の放電回路を通して行わ
   れる前記点火用コンデンサの放電によっては前記点火コ
   イルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させないように
   構成されていることを特徴とするコンデンサ放電式内燃
   機関用点火装置。
2. 【請求項２】 前記エキサイタコイルの出力電圧を入力
   として、該エキサイタコイルの出力が他方の半サイクル
   から一方の半サイクルに移行する際に立ち上がり、該一
   方の半サイクルが終了するまでの間に消滅する基準信号
   を発生する基準信号発生回路が設けられ、 前記点火信号発生手段は、前記基準信号の立上りのタイ
   ミングを前記計測開始タイミングとするように構成され
   ている請求項１に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点
   火装置。
3. 【請求項３】 前記エキサイタコイルの他方の半サイク
   ルの出力電圧で一方の極性に充電される電源コンデンサ
   と該電源コンデンサの端子電圧が設定値に達した時に前
   記エキサイタコイルを短絡するエキサイタ短絡用サイリ
   スタとを備えて前記点火時期演算手段及び点火信号発生
   手段を実現するマイクロコンピュータに与える電源電圧
   を出力する直流電源回路と、前記エキサイタコイルの他
   方の半サイクルの出力電圧がスレショールドレベルに達
   した時に立上がり、前記エキサイタ短絡用サイリスタが
   オン状態になった時に立ち下がるパルス信号を発生する
   パルス信号発生回路とを更に備え、 前記点火信号発生手段は、前記パルス信号の立上りのタ
   イミングを前記計測開始タイミングとするように構成さ
   れている請求項１に記載のコンデンサ放電式内燃機関用
   点火装置。
4. 【請求項４】 前記第２の放電回路は、前記放電指令信
   号が発生したときにオン状態になる放電用スイッチと、
   電流制限素子とを備えて、前記放電用スイッチと電流制
   限素子とを通して前記点火用コンデンサを放電させるよ
   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
   記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。