JP2008267319A - 内燃機関用容量放電式点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停止スイッチの操作に応じて内燃機関を必要なときに確実に停止できるようにした内燃機関用容量放電式点火装置を提供する。
【解決手段】発電コイル１２の出力で充電されるコンデンサ１４に接続される１次コイルと、所定のクランク角度で１次コイルへの通電路１８に介挿されるスイッチング素子２０を導通させてコンデンサに充電された電荷を１次コイルに放電させるマイクロプロセッサ２２と、１次コイルへの放電の終了に伴って２次コイルに生じる高電圧で点火する点火プラグ２４とを少なくとも備えた内燃機関用容量放電式点火装置１０において、操作者の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、停止指示信号をマイクロプロセッサに入力する機関停止スイッチ３０を備えると共に、マイクロプロセッサは、停止指示信号が入力されたとき、点火を中止させて内燃機関を停止させる。
【選択図】図１

Description

この発明は内燃機関用容量放電式点火装置に関し、より具体的には内燃機関用の容量放電式（ＣＤＩ）の点火装置において内燃機関を必要なときに確実に停止させるようにしたものに関する。

内燃機関用容量放電式点火装置は一般に、フライホイールの周りに設置された発電コイルと、発電コイルの出力で充電されるコンデンサとを備え、コンデンサに充電された電荷を１次コイルに放電（通電）すると共に、スイッチング素子で通電を遮断し、それに応じて２次コイルに生じる高電圧で点火するように構成される（例えば、特許文献１参照）。
実公平６−６２２９号公報

上記した点火装置においては、停止スイッチが操作者の操作自在に設けられ、操作者によって停止スイッチがオンされたとき、発電コイルあるいは１次コイルを地絡（短絡）させて内燃機関を停止させているが、停止スイッチの入力回路に断線が発生すると、内燃機関を停止させることができなくなる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、停止スイッチの操作に応じて内燃機関を必要なときに確実に停止できるようにした内燃機関用容量放電式点火装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、発電コイルの出力で充電されるコンデンサと、前記コンデンサに接続される１次コイルと、前記１次コイルへの通電路に介挿されるスイッチング素子と、所定のクランク角度で前記スイッチング素子を導通させて前記コンデンサに充電された電荷を前記１次コイルに放電させるマイクロプロセッサと、前記１次コイルへの放電の終了に伴って２次コイルに生じる高電圧で点火する点火プラグとを少なくとも備えた内燃機関用容量放電式点火装置において、操作者の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、前記内燃機関の停止指示を示す停止指示信号を前記マイクロプロセッサに入力する機関停止スイッチを備えると共に、前記マイクロプロセッサは、前記停止指示信号が入力されたとき、前記点火を中止させて前記内燃機関を停止させる如く構成した。

請求項２に係る内燃機関用容量放電式点火装置にあっては、前記マイクロプロセッサと並列して前記機関停止スイッチに接続される点火停止回路を備えると共に、前記点火停止回路は、前記停止指示信号が入力されたとき、前記マイクロプロセッサの動作と独立に、前記点火を中止させて前記内燃機関を停止させる如く構成した。

請求項３に係る内燃機関用容量放電式点火装置にあっては、操作者の操作自在な位置に設けられ、操作されるとき、前記発電コイルを短絡させて前記コンデンサへの充電を阻止し、よって前記内燃機関を停止させる第２の機関停止スイッチを備える如く構成した。

請求項１に係る内燃機関用容量放電式点火装置にあっては、操作者の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、前記内燃機関の停止指示を示す停止指示信号をマイクロプロセッサに入力する機関停止スイッチを備えると共に、マイクロプロセッサは、停止指示信号が入力されたとき、点火を中止させて内燃機関を停止させる如く構成したので、操作者のスイッチのオフに応じてマイクロプロセッサが点火を中止させることで、ノイズの影響を受けることなく、内燃機関を必要なときに確実に停止させることができる。

また、機関停止スイッチの入力回路に断線が生じると、機関停止スイッチがオフ操作されたのと同様となり、運転中であれば内燃機関は停止する一方、停止中であれば始動することができない。従って、機関停止スイッチの入力回路に生じた断線は早期に発見されて修復されることになるので、機関停止スイッチを正常な状態を維持することができ、よって内燃機関を必要なときに確実に停止させることができる。

請求項２に係る内燃機関用容量放電式点火装置にあっては、マイクロプロセッサと並列して機関停止スイッチに接続される点火停止回路を備えると共に、点火停止回路は停止指示信号が入力されたとき、マイクロプロセッサの動作と独立に、点火を中止させて内燃機関を停止させる如く構成したので、上記した効果に加え、マイクロプロセッサに予期しない不具合が生じたときでも内燃機関を必要なときに一層確実に停止させることができる。

請求項３に係る内燃機関用容量放電式点火装置にあっては、操作者の操作自在な位置に設けられ、操作されるとき、発電コイルを短絡させてコンデンサへの充電を阻止し、よって内燃機関を停止させる第２の機関停止スイッチを備える如く構成したので、上記した効果に加え、２つのスイッチのいずれかを操作すれば内燃機関を停止させることができ、よって内燃機関を必要なときに一層確実に停止させることができる。

また、従来技術に係る装置は通例この種のスイッチを備えるため、従来技術に係る装置に請求項１あるいは２記載の装置を載せ換えるだけで、請求項３記載の装置を実現することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関用容量放電式点火装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る内燃機関用容量放電式点火装置を全体的に示すブロック図である。

図１において、符号１０は内燃機関用容量放電式点火装置を示す。内燃機関は例えば排気量３９０ｃｃの空冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型の汎用内燃機関（以下「エンジン」という）からなり、発電機など様々な作業機の駆動源として使用される。

点火装置１０は、エキサイタコイル（発電コイル）１２の出力で充電されるコンデンサ１４と、コンデンサ１４に接続される点火コイル１６の１次コイル（図示せず）と、エキサイタコイル１２から１次コイルへの通電路１８に介挿されるサイリスタ（スイッチング素子）２０と、所定のクランク角度でサイリスタ２０を導通させてコンデンサ１４に充電された電荷を１次コイルに放電させるマイクロプロセッサ（図に「ＣＰＵ」と示す）２２と、１次コイルへの放電の終了に伴って点火コイル１６の２次コイル（図示せず）に生じる高電圧で点火する点火プラグ２４とを少なくとも備える。点火装置１０のほとんどは電子制御ユニット２６の内部に収容される。尚、図１でＡ−ｎ（ｎ：１から４）は端子を示す。

エキサイタコイル１２はエンジンのクランクシャフト（図示せず）の一端に取り付けられたフライホイール（図示せず）の内側に配置され、フライホイールの内周面に取り付けられたマグネット（図示せず）と共に多極発電機を構成し、クランクシャフトの回転に同期した交流出力を生じる。エキサイタコイル１２の出力はダイオード２８で半波整流された後、コンデンサ１４を充電する。

エキサイタコイル１２から点火コイル１６の１次コイルまでの通電路１８には、アノード端子を通電路１８に接続すると共に、カソード端子を接地させてサイリスタ２０が介挿される。サイリスタ２０のゲート端子はマイクロプロセッサ２２に接続され、マイクロプロセッサ２２からゲート電流を供給されると導通し、コンデンサ１４に充電された電荷を１次コイルに放電させる。

１次コイルへの放電の終了に伴って点火コイル１６の２次コイルには高電圧が生じ、点火プラグ２４で火花放電が行われてエンジンの燃焼室（図示せず）内の燃料が点火（着火）される。

この実施例において特徴的なことは、点火装置１０が、エンジンカバー（図示せず）付近などの操作者（エンジンのユーザ）の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、エンジンの停止指示を示す停止指示信号をマイクロプロセッサ２２に入力するエンジン（機関）停止スイッチ３０を備えると共に、マイクロプロセッサ２２は、停止指示信号が入力されたとき、点火を中止させてエンジンを停止させる如く構成したことにある。

より具体的には、エンジン停止スイッチ３０の出力は端子Ａ−２を介して電子制御ユニット２６に入力され、ノイズ除去用のフィルタ回路３２を介してマイクロプロセッサ２２に入力されると共に、点火停止回路３４を介して第２のサイリスタ（スイッチング素子）３６のゲート端子に接続される。第２のサイリスタ３６も、ダイオード２８の上流側において通電路１８に、サイリスタ２０と同様にアノード端子を通電路１８に接続すると共に、カソード端子を接地させて介挿される。点火停止回路３４は、マイクロプロセッサ２２と独立した電子回路からなる。

図１に示す構成の説明を続けると、エキサイタコイル１２は４個のダイオードをブリッジしてなる整流回路４０に接続され、エキサイタコイル１２の出力は全波整流されて１２Ｖ程度の直流に変換され、アクチュエータ（例えばＤＢＷ方式のスロットルバルブ駆動用の電動モータ。図示せず）などの動作電源として供給される。整流回路４０の出力はレギュレータ４２に入力されて５Ｖ程度に降圧され、マイクロプロセッサ２２の動作電源として供給される。

尚、エキサイタコイル１２は、整流回路４０の上流側でエンジン回転数検出回路（「ＮＥ検出」と示す）４４に接続され、そこでエキサイタコイル１２の交流出力からエンジン回転数ＮＥが検出されると共に、ＴＤＣ付近の所定のクランク角度が検出される。

エンジンのクランクケース（図示せず）の底部付近にはオイルレベルスイッチ４６が配置される。オイルレベルスイッチ４６の出力は端子Ａ−３を介して電子制御ユニット２６に入力され、ノイズ除去用のフィルタ回路５０を介してマイクロプロセッサ２２に入力される。マイクロプロセッサ２２の出力は同様にノイズ除去用のフィルタ回路５２と端子Ａ−４を介してＬＥＤ（発光ダイオード。警告灯）５４に接続される。

即ち、クランクケースのオイル（潤滑油）が不足し、オイルレベルスイッチ４６の配置位置まで達しないと、オイルレベルスイッチ４６はオン信号を出力してマイクロプロセッサ２２に送出する。マイクロプロセッサ２２はそれに応じてＬＥＤ５４を点灯させ、操作者に警告する。

次いで、図１に示す点火装置１０の動作を説明する。

エンジンはリコイルスタータ（図示せず）で回転（始動）させられ、エキサイタコイル１２の出力によってコンデンサ１４が充電される。マイクロプロセッサ２２はエンジン回転数検出回路４４の出力から所定のクランク角度でサイリスタ２０のゲート端子にゲート電流を供給して導通させ、コンデンサ１４に充電された電荷を１次コイルに放電させて点火コイル１６の２次コイルには高電圧を生じさせて点火させる。上記を繰り返すことで、エンジンは完爆回転数に達し、以後安定して回転する。

その状態において、操作者がエンジン停止スイッチ３０をオフさせると、その出力はフィルタ回路３２を介してマイクロプロセッサ２２に入力される。マイクロプロセッサ２２はエンジン停止スイッチ３０の出力が所定の時間継続したのを確認した後、それに応じてサイリスタ２０のゲート端子へのゲート電流の供給を停止する。それによってコンデンサ１４の放電が停止されて点火が停止され、エンジンの運転が停止される。

また、操作者がエンジン停止スイッチ３０をオフさせると、その出力は点火停止回路３４に入力される。点火停止回路３４はそれに応じて第２のサイリスタ３６のゲート端子にゲート電流を供給して導通させる。それによってエキサイタコイル１２は接地され、コンデンサ１４への充電が停止されて点火が停止され、それによってもエンジンの運転が停止される。

第１実施例に係る点火装置１０にあっては、操作者の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、エンジンの停止指示を示す停止指示信号をマイクロプロセッサ２２に入力するエンジン停止スイッチ３０を備えると共に、マイクロプロセッサ２２は、停止指示信号が入力されたとき、点火を中止させてエンジンを停止させる如く構成したので、操作者のスイッチのオフに応じてマイクロプロセッサ２２が点火を中止させることで、ノイズの影響を受けることなく、エンジンを必要なときに確実に停止させることができる。

また、エンジン停止スイッチ３０の入力回路に断線が生じると、エンジン停止スイッチ３０がオフ操作されたのと同様となり、運転中であればエンジンは停止する一方、停止中であれば始動することができない。従って、エンジン停止スイッチ３０の入力回路に生じた断線は早期に発見されて修復されることになるので、エンジン停止スイッチ３０を正常な状態を維持することができ、よってエンジンを必要なときに確実に停止させることができる。

また、マイクロプロセッサ２２と並列してエンジン停止スイッチ３０に接続される、換言すればマイクロプロセッサ２２と独立した電子回路からなる点火停止回路３４を備えると共に、点火停止回路３４は停止指示信号が入力されたとき、マイクロプロセッサ２２の動作と独立に、第２のサイリスタ３６のゲート端子にゲート電流を供給してエキサイタコイル１２を接地させることで点火を中止させてエンジンを停止させる如く構成したので、上記した効果に加え、マイクロプロセッサ２２に予期しない不具合が生じたときでもエンジンを必要なときに確実に停止させることができる。

図２は、この発明の第２実施例に係る内燃機関用容量放電式点火装置を全体的に示すブロック図である。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施例にあっては、第２のエンジン停止スイッチ６０を設けるようにした。第２のエンジン停止スイッチ６０は、一端では端子Ａ−１を介して電子制御ユニット２６に入力されてエキサイタコイル１２に接続される一方、他端では接地される。

このように第２実施例においては、操作者の操作自在な位置に設けられ、オン操作されるとき、エキサイタコイル１２を短絡させてコンデンサ１４への充電を阻止し、よってエンジンを停止させる第２のエンジン停止スイッチ６０を備える如く構成したので、エンジン停止スイッチ３０と第２のエンジン停止スイッチ６０からなる２つのスイッチのいずれかを操作すればエンジンを停止させることができ、よってエンジンを必要なときに確実に停止させることができる。尚、残余の構成および効果は第１実施例と異ならない。

また、従来技術に係る装置は通例この種のスイッチを備えるため、従来技術に係る装置に第２実施例に係る点火装置１０を載せ換えるだけで、第２実施例に係る点火装置１０を実現することができる。

第１、第２実施例においては上記の如く、発電コイル（エキサイタコイル）１２の出力で充電されるコンデンサ１４と、前記コンデンサ１４に接続される１次コイルと、前記１次コイルへの通電路１８に介挿されるスイッチング素子（サイリスタ）２０と、所定のクランク角度で前記スイッチング素子を導通させて前記コンデンサに充電された電荷を前記１次コイルに放電させるマイクロプロセッサ２２と、前記１次コイルへの放電の終了に伴って２次コイルに生じる高電圧で点火する点火プラグ２４とを少なくとも備えた内燃機関（エンジン）用容量放電式点火装置１０において、操作者の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、前記内燃機関（エンジン）の停止指示を示す停止指示信号を前記マイクロプロセッサに入力する機関（エンジン）停止スイッチ３０を備えると共に、前記マイクロプロセッサは、前記停止指示信号が入力されたとき、前記点火を中止させて前記内燃機関を停止させる如く構成した。

また、前記マイクロプロセッサと並列して前記機関停止スイッチに接続される点火停止回路３４を備えると共に、前記点火停止回路は、前記停止指示信号が入力されたとき、前記マイクロプロセッサの動作と独立に、第２のスイッチング素子（第２のサイリスタ）３６のゲート端子にゲート電流を供給して導通させ、発電コイルを短絡（地絡）させることで前記点火を中止させて前記内燃機関を停止させる如く構成した。

また、第２実施例においては、操作者の操作自在な位置に設けられ、操作されるとき、前記発電コイル（エキサイタコイル）１２を短絡させて前記コンデンサ１４への充電を阻止し、よって前記内燃機関を停止させる第２の機関（エンジン）停止スイッチ６０を備える如く構成した。

この発明の第１実施例に係る内燃機関用容量放電式点火装置を全体的に示すブロック図である。 この発明の第２実施例に係る内燃機関用容量放電式点火装置を全体的に示す、図１と同様なブロック図である。

符号の説明

１０ 内燃機関（エンジン）用容量放電式点火装置、１２ エキサイタコイル（発電コイル）、１４ コンデンサ、１６ 点火コイル、１８ 通電路、２０ サイリスタ（スイッチング素子）、２２ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、２４ 点火プラグ、２６ 電子制御ユニット、２８ ダイオード、３０ エンジン（機関）停止スイッチ、３２ フィルタ回路、３４ 点火停止回路、３６ 第２のサイリスタ（スイッチング素子）、６０ 第２のエンジン（機関）停止スイッチ

Claims (3)

1. 発電コイルの出力で充電されるコンデンサと、前記コンデンサに接続される１次コイルと、前記１次コイルへの通電路に介挿されるスイッチング素子と、所定のクランク角度で前記スイッチング素子を導通させて前記コンデンサに充電された電荷を前記１次コイルに放電させるマイクロプロセッサと、前記１次コイルへの放電の終了に伴って２次コイルに生じる高電圧で点火する点火プラグとを少なくとも備えた内燃機関用容量放電式点火装置において、操作者の操作自在な位置に設けられ、オフされるとき、前記内燃機関の停止指示を示す停止指示信号を前記マイクロプロセッサに入力する機関停止スイッチを備えると共に、前記マイクロプロセッサは、前記停止指示信号が入力されたとき、前記点火を中止させて前記内燃機関を停止させることを特徴とする内燃機関用容量放電式点火装置。
2. 前記マイクロプロセッサと並列して前記機関停止スイッチに接続される点火停止回路を備えると共に、前記点火停止回路は、前記停止指示信号が入力されたとき、前記マイクロプロセッサの動作と独立に、前記点火を中止させて前記内燃機関を停止させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用容量放電式点火装置。
3. 操作者の操作自在な位置に設けられ、操作されるとき、前記発電コイルを短絡させて前記コンデンサへの充電を阻止し、よって前記内燃機関を停止させる第２の機関停止スイッチを備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関用容量放電式点火装置。

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