JP2600655B2

JP2600655B2 - 点火装置

Info

Publication number: JP2600655B2
Application number: JP61264828A
Authority: JP
Inventors: 金千代寺田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPS63117168A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は内燃機関の点火装置に関し、特に、コンデン
サ放電式点火装置に関する。

「従来の技術」従来のエンジン停止装置は例えばコンデンサ充電用の
専用発電機（マグネト）の電機子コイルに操作スイッチ
を接続し、電機子コイルとコンデンサとの接続を断った
り電機子コイルを短絡してコンデンサへの充電を停止し
ていた。しかし、専用発電機の発生電圧は200〜400Vの
高圧電圧であり、操作スイッチに高い電圧が印加され、
耐圧が要求されると共に、感電事故のおそれをなくすた
めの特別の対策が必要になるという問題点があった。

そこで、電機子コイルに短絡用のサイリスタ（SCR）
を接続し、そのサイリスタを操作スイッチで点弧する回
路構成として操作スイッチに印加される電圧の低下を図
ったもの（実開昭54−16940号）、また、その操作スイ
ッチを常閉スイッチで構成し操作スイッチの不良時にも
停止不能にならないようにしたもの（特開昭55−81269
号）等が提案されている。

しかし、いずれにしても電機子コイル短絡専用のサイ
リスタ回路を設けなければならず、装置が高価になり大
型化するという問題点があった。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、電機子コイル短絡用のサイリスタを特に設けるこ
となく点火を確実に停止することができ、操作スイッチ
にも高電圧が印加されない安価な点火装置を提供するこ
とを目的とする。

「問題点を解決するための手段」上記目的を達成するため、特許請求の範囲第１項に記
載の発明によれば、電荷を充電されるコンデンサと、前記電荷の放電により点火をもたらす点火コイルと、前記コンデンサの放電経路を前記点火コイルと共に構
成し、この放電経路を通して前記電荷を放電するように
導通するスイッチング素子と、エンジンの回転数に応じて変化する最適な点火時期で
あることを検知すると前記スイッチング素子を導通させ
る点火時期制御手段とを備えた点火装置において、前記エンジンの停止を指令する停止信号を前記点火時
期制御手段に出力するストップスイッチを備え、前記点火時期制御手段が、この点火時期制御手段への
前記停止信号の出力が前記スイッチング素子の導通前に
なされたとき前記停止信号に基づきこの停止信号の発生
後に導通する前記スイッチング素子の導通状態を引続き
連続して維持する停止制御手段を備えることを特徴とす
る点火装置が提供される。

また、特許請求の範囲第２項に記載の発明では、前記点火時期制御手段は、前記スイッチング素子を導
通させる所定レベルにて点火信号を発生し、前記停止制御手段は、前記点火信号の前記所定レベル
を維持することで前記スイッチング素子の導通状態を引
続き連続して維持することを特徴とする。

「作用効果」上記の構成によれば、ストップスイッチング素子の導
通前に停止信号を点火時期制御手段に出力した場合に、
停止制御手段が、当該停止信号に基づきこの停止信号の
発生後に導通するスイッチング素子の導通状態を、この
導通時以後即ち最適な点火時期以後引続き連続して維持
する。

このため、コンデンサはスイッチング素子の上記導通
に基づき放電を終了した後も放電経路により短絡された
状態に維持される。従って、コンデンサは充電を阻止さ
れて電圧を上昇させない。その結果、特別のスイッチン
グ素子を別途採用することなく、放電経路のスイッチン
グ素子の活用でもって、以後の点火を確実に停止するこ
とができる。

また、ストップスイッチの停止信号の出力に伴いスイ
ッチング素子が導通状態に維持される時期は、ストップ
スイッチが停止信号を出力した瞬間ではなく点火時期制
御手段によりその後もたらされるスイッチング素子の導
通後である。従って、ストップスイッチの停止信号の出
力のために点火が誤った時期になされることもない。

さらに、ストップスイッチは、点火時期制御手段、ひ
いてはその停止制御手段に停止信号を出力するのみでよ
く、コンデンサの放電経路を直接断続するものではない
から、高電圧が印加されることはない。従って、ストッ
プスイッチとしては、常閉、常開いずれのスイッチの使
用可能であり信頼性を高く維持できるとともに、安価
で、信頼性の高いエンジン停止機能を有する点火装置を
提供することができる。

「実施例」本発明の実施例について図面に従って具体的に説明す
る。

第１図は本発明に係る点火装置を示す回路図である。

コンデンサ充電のための専用の発電機を構成するマグ
ネトロータ１はクランク軸の回転に同期して回転駆動さ
れる。マグネトロータ１には突起２が設けられクランク
軸の回転角位置を知らせる。マグネトロータ１の回転に
より電機子コイル３に高圧の交流電圧が発生する。電機
子コイル３の一端は接地され、他端は整流用ダイオード
４に接続されている。整流用ダイオード４のカソードは
コンデンサ７に接続され、コンデンサ７を充電する。コ
ンデンサ７は、サイリスタ８及び点火コイル９の一次側
コイルからなる直列回路により両端を接続されている。
サイリスタ８及び点火コイル９からなる直列回路はコン
デンサ７の配電経路を構成し、サイリスタ８のカソード
と点火コイル９を接続する線は接地され電機子コイル３
の一端と接続されている。また、点火コイル９には直流
アーク用のダイオード６が接続されている。点火コイル
９の二次側には点火プラグ10が接続されている。

マグネトロータ１に近接して電磁ピックアップからな
る回転角センサ20が設けられ、突起２の通過を検出して
回転角信号を出力する。回転角信号は波形整形回路21に
より整形され、マイクロコンピュータ22の入力ポートI₁
に入力される。マイクロコンピュータ22は中央処理ユニ
ット（CPU）、メモリ（ROM,RAM）等を有する周知のもの
であり、水晶振動子23からのクロック信号を受けて作動
する。マイクロコンピュータ22のもう一つの入力ポート
I₂には、ストップスイッチ24からの停止信号が入力され
る。ストップスイッチ24は常時閉の操作スイッチであ
り、その一端が抵抗25を経由して電源に接続され、他端
が接地されている。そして、ストップスイッチ24を操作
することによりハイレベル（Ｈ）の停止信号をマイクロ
コンピュータ22に与える。マイクロコンピュータ22では
回転角センサ20からの回転角信号に基き最適な点火時期
を演算し、その点火時期に出力ポートO₁をハイレベルと
し点火信号を出力する。マイクロコンピュータ22の出力
ポートO₁は点弧回路26に接続される。点弧回路26は点火
信号が出力されている間点弧パルスを発生しサイリスタ
８を導通状態にする。

車輌用電源である電池27はキースイッチ28を介して電
源回路29に接続されている。電源回路29では電池電圧か
ら制御回路用の定電圧（たとえば5V）を作り、マイクロ
コンピュータ23、波形整形回路21、点弧回路26等に供給
する。

第２図は作動を説明する波形図である。

回転角センサ20からの回転角信号Ａは、突起２の前端
及び後端をそれぞれ知らせる前端信号ΘＨ及び後端信号
ΘＬからなる。前端信号ΘＨの発生間隔はマグネトロー
タ１の一回転を示す。波形Ｂは電機子コイル３の無負荷
電圧を、波形Ｄはコンデンサ７の電圧を各々示す。マイ
クロコンピュータ22では回転角センサ20からの前端信号
ΘＨ及び後端信号ΘＬの発生間隔からエンジンの回転数
を計算し、その回転数から演算される最適な点火時期に
出力ポートO₁にハイレベルの点火信号Ｃを出力しサイリ
スタ８を導通状態とする（第２図に51で示す）。サイリ
スタ８が導通状態とされることにより、コンデンサ７の
電荷が点火コイル９を経由して一気に放電され、点火プ
ラグ10に点火される。一方、ストップスイッチ24からハ
イレベルの停止信号Ｅがマイクロコンピュータ22の入力
ポートI₂に入力されると、その次の点火時期に出力され
る点火信号がハイレベルのまま維持される（第２図に52
で示す）。点火信号52が出力された瞬間にはコンデンサ
７の電荷が放電され点火されるものの、その後もサイリ
スタ８は導通状態が維持されたままになる。このため、
コンデンサ７が点火コイル９により短絡され、また、電
機子コイル３の両端がサイリスタ８により短絡された状
態が維持される。それ故、マグネトロータ１の回転にか
かわらずコンデンサ７に充電することができず、以後、
点火は確実に停止される。

第３図はマイクロコンピュータ22で演算されるエンジ
ン回転数と点火時期の関係で示す特性図である。所定回
転数N₁以上で点火時期が進角される。

第４図乃至第６図は、以上述べた作動を実現するマイ
クロコンピュータ22での処理を示すフローチャートであ
る。

第４図に示すベースルーチン100は、キースイッチ28
がオンされ電源が投入されると開始され、繰返し実行さ
れる。

ステップ101では、メモリ（RAM）内容のクリア、入出
力ポートの初期設定などの初期化が行なわれる。ステッ
プ102では、信号計測フラグが１であるか否かが調べら
れる。この信号計測フラグは、後に第５図にて説明する
ステップ232でセットされるフラグであり、マグネトロ
ータ１が一回転以上回転しエンジンの回転数演算が可能
であることを示すフラグである。電源投入時はリセット
されている。信号計測フラグが未だ１にセットされてな
ければステップ103に進み、回転数の演算値を所定の最
小値MINにセットする。一方、信号計測フラグが１にセ
ットされていればステップ104に進み、回転角センサ20
からの前端信号ΘＨと後端信号ΘＬの発生間隔時間に基
きエンジンの回転数を演算する。なお、前端信号ΘＨ及
び後端信号ΘＬの発生時刻は後に第５図にて説明するス
テップ210及び220で記憶更新された値が用いられる。

ステップ105では、ストップスイッチ24から停止信号
が入力されているか否かを調べる。通常の運転時はスト
ップスイッチ24は操作されておらず停止信号が入力され
ていないから、ステップ106に進み、ストップフラグを
０にクリアする。一方、ストップスイッチ24が操作され
ているときはステップ107に進み、ストップフラグを１
にセットする。以後の処理では、このストップフラグに
より点火後の処理が判断されることになる。

ステップ108では、ステップ104又は103で求められた
エンジンの回転数に基き、第３図に示す様に、最適な点
火時期（点火進角）が演算される。ステップ109では、
実際の点火処理を行う瞬間の基準となる角度信号を、回
転角センサ20からの前端信号ΘＨまたは後端信号ΘＬの
いずれにするかを求め、点火タイマセットポジションと
して記憶する。ステップ110では、ステップ109で求めら
れた基準時期（前端信号OH又は後端信号OLの発生時期）
からステップ108で演算した最適な点火時期（点火進
角）までの所要時間が計算され、点火タイマセット値と
して記憶される。そして、ステップ102に戻り、以後繰
返しステップ102乃至110が実行され、点火時期等の値が
計算され更新される。

第５図に示す回転角信号割込ルーチン200は、回転角
センサ20からの前端信号ΘＨ又は後端信号ΘＬの入力に
より起動される。

割込ルーチン200が開始されると、ステップ201,202に
て、今回の割込みが突起２の前端を検出する前端信号Θ
Ｈによる割込みか、後端を検出する後端信号ΘＬによる
割込みかが調べられ、それぞれステップ210、又はステ
ップ220に進む。信号ΘH,ΘＬのいずれでもなければ、
誤信号であるからステップ203に進み、今回の割込処理
を終了する。

今回の割込みが前端の信号ΘＨによる割込みであれ
ば、ステップ210で、現在の時刻が読込まれ、今回の前
端信号ΘＨの入力時刻として記憶される。次のステップ
211では、前端の信号ΘＨが入力したことを示すTHフラ
グが１にセットされる。ステップ212では、ベースルー
チンのステップ109で求められた点火タイマセットポジ
ションが前端信号ΘＨの位置か否かが調べられる。点火
タイマセットポジションが前端信号ΘＨの位置であれば
ステップ213に進み、所定のタイマにステップ110で計算
された点火タイマセット値を設定し、ステップ230に進
む。この結果、点火タイマセット値に相当する時間の経
過時点に第６図に示すタイマ割込み300が発生する。ま
た、ステップ212で、点火タイマセットポジションが前
端信号ΘＨの位置でなければ、何も実行せずステップ23
0に進む。

今回の割込みが後端信号ΘＬによる割込みであれば、
ステップ202からステップ220に進む。ステップ220で
は、現在の時刻が読込まれ、今回の後端信号ΘＬの入力
時刻として記憶される。次のステップ221では、後端信
号ΘＬが入力したことを示すTLフラグが１にセットされ
る。ステップ222では、ベースルーチンのステップ103,1
04で計算されたエンジンの回転数が調べられ、進角開始
回転数N₁以下であればステップ223に進む。ステップ223
では、直ちに出力ポートO₁をハイレベルとし点火信号を
出力してサイリスタ８を導通状態とする。即ち、回転数
N₁以下では突起２の後端を検出する後端信号ΘＬが発生
する角度位置での固定進角で点火される。

ステップ224では、ベースルーチンのステップ107でセ
ットされるストップフラグが１にセットされているか否
かが調べられる。ストップフラグが１であれば何も実行
せずステップ230に進む。この結果、点火信号がオフさ
れないことになる。一方、ストップフラグが１にセット
されていなければステップ225に進み、点火信号のパル
ス幅時間（たとえば400μｓ程度）に相当する値を所定
のタイマに設定する。この結果、設定時間経過時点にタ
イマ割込み300が発生する。

ステップ222においてエンジン回転数がN₁以上であれ
ばステップ226に進む。ステップ226では、ベースルーチ
ンのステップ109で求めた点火タイマセットポジション
が後端信号ΘＬの位置か否かが調べられる。点火タイマ
セットポジションが後端信号ΘＬの位置でなければ何も
実行せずステップ230に進む。後端信号ΘＬの位置であ
ればステップ227に進む。ステップ227では、ステップ11
0で計算された点火タイマセット値を所定タイマに設定
し、ステップ230に進む。

ステップ230,231では、ステップ221及び211でそれぞ
れセットされるTLフラグ及びTHフラグが１にセットされ
ているか否かが調べられる。両者共セットされていれ
ば、マグネトロータ１は一回転以上しエンジンの回転数
が計測できる状態であるからステップ232に進み、信号
計測フラグを１にセットする。一方、いずれか一つのフ
ラグでもセットされていなければ、何も実行せずステッ
プ233に進み、今回の割込処理200を終了する。

第６図に示すタイマ割込ルーチン300は、所定タイマ
に設定された時間が経過した時点に起動される。所定タ
イマは、回転角信号割込ルーチン200のステップ213,225
及び227並びにタイマ割込ルーチン300のステップ303に
おいてそれぞれ設定される。

割込ルーチン300が開始されると、ステップ301にて、
マイクロコンピュータ22の出力ポートO₁が１にセットさ
れ点火信号が出力されている状態であるか否かが調べら
れる。セットされていなければ、今回の割込みはステッ
プ213又は227による設定時間がタイムアップしたことに
よる割込みであるから、ステップ302に進み、出力ポー
トO₁をハイレベルにセットし点火信号を出力する。次
に、ステップ303にて、点火信号のパルス幅時間を所定
のタイマに設定し今回の割込み処理300を終了する。

一方、ステップ301で点火信号が出力されている状態
であれば、今回の割込みはステップ225又はステップ303
による設定時間がタイムアップしたことによる割込みが
あるからステップ304に進む。ステップ304では、ステッ
プ107でセットされるストップフラグが１にセットされ
ているか否かが調べられる。セットされていなければ通
常の運転時であるからステップ305に進み、出力ポートO
₁をロウレベルにして点火信号の出力を停止する。スト
ップフラグが１にセットされていればストップスイッチ
24が操作されているのであるから、ステップ304から何
も実行せずステップ306に進み今回の割込処理300を終了
する。この結果、点火信号は所定パルス幅時間を経過し
てもロウレベルに落されずハイレベルのまま維持され、
サイリスタ８は導通状態のままに置かれる。

以上述べた処理により、たとえば、第２図に示す点火
信号51が出力される通常運転時には、回転角信号の前端
信号ΘＨの割込みによりステップ213で点火までの時間
が所定タイマに設定され、その時間経過時点のタイマ割
込み300によりステップ302で点火信号が出力され、ステ
ップ303でパルス幅時間（たとえば400μｓ）が再び所定
タイマに設定される。そして、パルス幅時間経過時点の
タイマ割込みによりステップ305で点火信号が落され、
サイリスタ８が遮断状態とされてコンデンサ７に充電可
能な状態とされ、次の点火に備える。一方、ストップス
イッチ24が操作された後の点火信号52が出力される停止
運転時には、信号の割込みにより点火までの時間が設定
され、ステップ302で点火信号が出力されステップ303で
パルス幅時間が所定タイマに設定されるまでの処理は通
常運転時と同じ処理が行なわれる。しかし、パルス幅時
間経過時点でのタイマ割込み300では、ストップフラグ
がセットされているためステップ305が実行されず、そ
のままタイマ割込処理300が終了する。それ故、点火信
号52はハイレベルのまま維持される。

このようにして、電機子コイル３の短絡専用のサイリ
スタ等スイッチング素子を設けることなく、確実に点火
を停止することができる。また、ストップスイッチ24に
は制御用の低電圧が印加されるだけで電機子コイル３の
高電圧が印加されることはない。さらに、ストップスイ
ッチ24の操作により誤った点火がなされむだ火が発生す
るおそれがない。

本実施例は、ストップスイッチ24に常閉スイッチを用
い、スイッチが開かれた際のハイレベルの信号を停止信
号として用いているから、ストップスイッチ24の接触不
良、断線等の事故時には停止信号が入力されエンジンが
停止されるフェイルセーフ機能を有しているという利点
がある。しかし、ストップスイッチに常開スイッチを用
いることもプログラムの変更等により容易に可能であ
る。

前記実施例では、ストップスイッチ24が開かれた間だ
け点火を停止しエンジンを停止する構成としたが、スト
ップスイッチが一回又は数回開かれたら点火を停止する
ワンタッチストップスイッチにしてもよい。

また、前記実施例では、サイリスタ８のカソードを接
地しサイリスタ８により電機子コイル３が直接短絡され
る回路構成としたが、コンデンサの一端を接地し、サイ
リスタにより電機子コイルが点火コイルを経由して短絡
される回路構成としても同様の効果を得ることができ
る。

また、ストップスイッチをサイドスタンドスイッチ等
に適用してサイドスタンド収容忘れ防止の安全装置とす
ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明に係る
点火装置の回路図、第２図は作動を説明する波形図、第
３図は点火時期の特性図、第４図乃至第６図はマイクロ
コンピュータでの実際の処理を示すフローチャートであ
る。１……マグネトロータ、２……突起、３……電機子コイ
ル、７……コンデンサ、８……サイリスタ（スイッチン
グ素子）、９……点火コイル、10……点火プラグ、20…
…回転角センサ、22……マイクロコンピュータ、24……
ストップスイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電荷を充電されるコンデンサと、前記電荷の放電により点火をもたらす点火コイルと、前記コンデンサの放電経路を前記点火コイルと共に構成
し、この放電経路を通して前記電荷を放電するように導
通するスイッチング素子と、エンジンの回転数に応じて変化する最適な点火時期であ
ることを検知すると前記スイッチング素子を導通させる
点火時期制御手段とを備えた点火装置において、前記エンジンの停止を指令する停止信号を前記点火時期
制御手段に出力するストップスイッチを備え、前記点火時期制御手段が、この点火時期制御手段への前
記停止信号の出力が前記スイッチング素子の導通前にな
されたとき前記停止信号に基づきこの停止信号の発生後
に導通する前記スイッチング素子の導通状態を引続き連
続して維持する停止制御手段を備えることを特徴とする
点火装置。
【請求項２】前記点火時期制御手段は、前記スイッチン
グ素子を導通させる所定レベルにて点火信号を発生し、前記停止制御手段は、前記点火信号の前記所定レベルを
維持することで前記スイッチング素子の導通状態を引続
き連続して維持することを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の点火装置。