JP3582800B2 - Single cylinder 4 cycle engine - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、4行程型の火花点火式往復内燃機関を単気筒で構成した内燃機関(この発明において単気筒4サイクルエンジンという)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
往復内燃機関における火花点火は、火花間隙に高電圧を与えて火花放電を行う火花放電式、つまり、スパークギャプ式の点火プラグが用いられており、点火時点を気筒内を往復するピストンにより回転されるクランク軸の回転角度と関連づけて電子的に制御する電子式点火制御形式のものが実用されている。
【0003】
こうした電子式点火制御形式のものにおいて、直流電圧をトランジスタでオン・オフすることにより発生するインパルスを高巻線比のトランスで昇圧して点火電圧を得るトランジスタ式の電子式火花放電回路の構成(以下、第1従来技術という)が1991年5月日本機械学会発行「機械工学便覧」B7編内燃機関の第104頁・図246およびその説明などにより開示されている。
【0004】
また、コンデンサーに充電した電圧をSCR素子でスイッチングすることにより発生するインパルスを高巻線比のトランスで昇圧して点火電圧を得るトランジスタ式の電子式火花放電回路の構成(以下、第2従来技術という)が同文献・同編の第105頁・図251およびその説明などにより開示されている。
【0005】
さらに、こうした火花点火の点火時点を、吸気行程において燃焼と空気の混合気体の供給量を制御する弁(この発明において、吸気用スロットルという)の開度や、クランク軸の回転数、つまり、単位時間当たりの回転数(この発明において、回転数という)、つまり、エンジン回転数などの状態に対応した適切な時点に選定するように電子的に制御するために、点火時点よりも手前の時点で得られたパルス信号から、クロックパルスを所定量だけ計数するなどのディジタル的な演算によって進角させることにより目的の点火時点を得る電子進角制御、つまり、コンピュータ進角制御を行う構成(以下、第3従来技術という)が同文献・同編の第106頁・図255およびその説明などにより開示されている。
【0006】
そして、単気筒4サイクルエンジンの場合には、一般に、上記の第1従来技術または第2従来技術などによる電子式火花放電回路(この発明において、CDI回路という)を、クランク軸の回転ごとに得られるパルス信号によって制御しており、構成を簡便化するために、4サイクル中に2回の火花点火を行う構成(以下、第4従来技術という)になっている。
【0007】
この2回の火花点火は、4サイクルの各行程、つまり、吸気行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程において、圧縮行程の終点付近の時点と、排気行程の終点付近の時点とに行われるようにしたものであり、前者は正規の点火を行っているので「正規の点火」と言い、後者の火花点火は実際の燃焼点火の役目を果していないので、「捨て火」と言っている。
【0008】
上記の第4従来技術による構成では、一般に、クランク軸で直接的に回転される「はずみ車」、つまり、フライホイールの外周の所定位置が回転してくるごとに、パルス信号を発生させるためのパルス発生器を設けており、また、このパルス発生器としては、フライホイールに導磁性を設けるとともに、この導磁性片と対向する固定側にパルス発生用コイル、例えば、電磁石コイルを設けたパルスコイル検出型のものと、上記の導磁性材片に代えて導電材片を設けるとともに、上記のパルス発生用コイルに代えてホール効果素子を設けたホール素子検出型のものなどが用いられており、上記のような動作を行わせる導磁性材片または導電材片をリラクタと言っている
こうしたパルス発生器は、具体的には、パルスコイル検出型を例とって説明すると、図6のように、クランク軸11で直接的に回転されるフライホイール12の外周部分に、リラクタ13を取り付けるとともに、このリラクタ13に対向する位置にパルス発生用コイル14を配置して適宜の固定側の部材15に取り付けた構成によるパルス発生器16が用いられている。
【0009】
このリラクタ13は、一般に、図5のように、クランクの最上位点、つまり、圧縮行程と排気行程とにおけるシリンダ内容積が最小になる位置点(この発明において、上死点TDCという)に対応するフライホイール12の外周の位置点TDCから、例えば、フライホイール12の回転方向に回転角度30°の位置を前縁側の位置点A1とし、回転方向に回転角度10°の位置を後縁側の位置B1として、A1からB1にわたる大きさのものが取り付けられている。
【0010】
したがって、パルス発生器16から発生されるパルス信号P0は、図7のように、例えば、位置点A1で正極性のパルス信号a1を発生するとすれば、位置点B1では負極性のパルスb1を発生する。そして、前縁側で得られるパルス信号a1と後縁側で得られるパルス信号b1との両方にもとづいて、点火プラグに点火動作を行わせるための点火パルスを得るようにしている。
【0011】
また、上記の第3従来技術におけるコンピュータ進角制御におけるパルス発生器16の場合には、リラクタ13を、図8のように、上死点に対応する位置点TDCから、例えば、フライホイール12の回転方向に回転角度50°の位置点を前縁の位置点A2とし、回転角度10°の位置点を後縁の位置点B1とする大きさのものが取り付けられており、例えば、図9のように、位置点A2では正極性のパルス信号a2を発生し、位置点B1では負極性のパルス信号b1を発生するようにしてあり、前縁側で得られるパルス信号a2にもとづいて、進角の演算を行うことにより、例えば、目標とする点火時点をTDCから30°の時点とすると、位置点A2から約20°程度の適切な角度を過ぎた時点、つまり、図8の位置点A1の付近の適切な時点に点火パルスを得るように構成している。
【0012】
上記のような進角の演算を行う構成において、外周に多数のスリットをもつ円板と外周に1つのスリットをもつ円板とをクランク軸によって回転するとともに、これらのスリットを光電素子で検出するパルス発生器により、前者の円板によって点火の基準時点になるパルス信号を得るとともに、後者の円板によって進角を演算するためのクロックパルスを得る構成(以下、第5従来技術という)が特開昭63−266170などによって開示されている。
【0013】
また、こうした回転軸の1回転に対する基準点パルス信号とクロックパルスを得る構成において、外周に多数の歯形をもつ歯車と外周に1つの歯形をもつ歯車とを回転軸で回転するとともに、これらの歯形に対向してパルス発生用コイルを配置したパルス発生器、つまり、回転の単位角度ごと設けた歯形と所定回転位置に設けた歯形とをリラクタとして用いるパルス発生器の構成(以下、第6従来技術という)が特公昭40−28819などによって開示されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第4従来技術による構成では、「捨て火」は無駄な点火であり、この無駄な点火分だけ点火プラグの寿命を短縮させるという不都合があり、この不都合を解消するには、複数気筒による場合と同様に、クランク軸の回転の1/2回転を得るようにした回転軸の回転角度により「正規点火」のみの点火時点を得ることができる。
【0015】
しかしながら、こうした1/2回転の回転軸を得るには、クランク軸との回転比が1/2のカム軸にリラクタとパルサとを設ける必要があるため、カム軸部分の機構が複雑大型化するので、エンジン全体の構成を小型化するには、構造的に不利になるなどの不都合がある。
【0016】
このため、こうした不都合のない簡単な構造による単気筒4サイクルエンジンの提供が望まれているという課題がある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のような
クランク軸の回転における1つの所定回転位置毎に得られる第1のパルス信号にもとづいて点火を行うための点火パルスを得る単気筒4サイクルエンジンであって、
上記の回転の単位角度毎に得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して上記の回転の角速度を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
【0018】
上記の第1のパルス信号にもとづく時点毎に得られる上記の角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ上記の角速度信号が得られている時点に対応する上記の第1のパルス信号にもとづいて上記の点火パルスを得る点火パルス手段と
を設ける第1の構成と、
【0019】
この第1の構成に加えて、
上記の回転が所定回転数以下のときは、上記の角速度信号に無関係に、上記の第1のパルス信号の全てにより上記の点火パルスを得る全点火パルス手段
を設ける第2の構成と、
【0020】
この第2の構成における全点火パルス手段に代えて、
上記の角速度信号が所定値以下のときは、上記の角速度信号に無関係に、上記の第1のパルス信号の全てを選択して上記の点火パルスを得る全点火パルス手段
を設ける第3の構成と、
【0021】
クランク軸で直接的に回転されるフライホイールの外周側の1箇所に配置したリラクタによるパルス発生器によって得られる第1のパルス信号にもとづいて点火を行うための点火パルスを得る単気筒4サイクルエンジンであって、
上記のフライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によって得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して上記の回転の角速度を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
【0022】
上記の第1のパルス信号の時点毎に検出した上記の角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ上記の角速度信号が得られている時点に対応する上記の第1のパルス信号にもとづいて上記の点火パルスを得る点火パルス手段と
を設ける第4の構成と、
【0023】
この第4の構成に加えて、
上記の第1のパルス信号にもとづいて上記の回転の回転数を表す回転数信号を得るとともに、上記の回転数信号が所定値以下のときは、上記の検出に無関係に、上記の第1のパルス信号の全てを選択して上記の点火パルスを得る全点火パルス手段
を設ける第5の構成と、
【0024】
この第5の構成における全点火パルス手段に代えて、
上記の検出した角速度信号が所定値以下のときは、上記の選択に無関係に、上記の第1のパルス信号の全てを選択して上記の点火パルスを得る全点火パルス手段
を設ける第6の構成となどにより、上記の課題を解決し得るようにしたものである。
【0025】
【作用】
クランク軸の毎回の回転、つまり、エンジンの回転は、爆発行程では加速され、圧縮行程では減速されるため、爆発行程の後半から給気行程の終わり頃までの間は角速度が大きく、圧縮行程では角速度が低下してゆく、このため、「捨て火」時点における角速度は大きく、「正規の点火」時点における角速度は小さくなる。
【0026】
したがって、単位角度毎に得られる第2のパルス信号を周波数/変換して角速度を電圧で表す角速度信号にしておくと、角速度の小さい時点では電圧も小さくなり、その時点に対応する第1のパルス信号、つまり、点火用のパルス信号を選択して点火パルスを得ることにより、「正規の点火」時点に対応する点火パルスのみを得ることができる。
【0027】
角速度の検出と点火用のパルス信号の選択とは、電子的な回路構成、例えば、フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によって発生したパルス信号の繰り返し周波数を電圧に変換する周波数/電圧変換回路と比較回路などによって構成できるため、機械的消耗部分がないので、故障発生度が小さく、また、取付のための占有位置もエンジンの外部のみで済むので、装置を簡便化できるように作用する。
【0028】
また、クランク軸の回転が所定回転数または所定角速度以下のときには、上記のパルス信号の選択に無関係に、全ての点火用のパルス信号、「正規の点火」と「捨て火」との両方の点火用のパルス信号によって点火パルスを得るようにしているので、エンジンの運転開始直後などで回転不安定の場合において、角速度値の差異が不明確になり易い場合には、「正規の点火」の選択を誤ってエンジンの運転を停止させないように作用する。
【0029】
【実施例】
以下、図1〜図5により実施例を説明する。図1〜図5において、図6〜図9の各符号と同一符号で示す部分は、図6〜図9により説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。
【0030】
〔第1実施例〕
まず、図1〜図4により第1実施例を説明する。この第1実施例は、図1のパルス発生器16A・16Bと図3の回路構成とによって図4のような各部信号を得るようにしたものである。そして、パルス発生器16Aによって得られるパルス信号により、「正規の点火」と「捨て火」とに対応するパルス信号を得るとともに、パルス発生器16Bによって得られるパルス信号により、クランク軸11の角速度を検出し、この角速度が圧縮行程側と吸気行程側とで異なることを利用して、「正規の点火」時点を判別することにより、「正規の点火」時点に対応する点火パルスを得るようにしたものである。
【0031】
図1において、フライホイール12の外周に設けた歯車部分12Aは、エンジンの始動に、始動用の電動機、つまり、セルモータ18の回転軸18Aに設けた歯車19と噛み合わされて、クランク軸11を回転するためのものである。
【0032】
パルス発生用コイル14Bは、歯車部分12Aと対向する位置に配置して固定側部材15に取り付けてあり、パルス発生用コイル14Bと歯車部分12Aとにより、歯車部分12Aの各歯形をそれぞれ1個のリラクタとしてパルス信号PBを発生するための第2パルス発生器16Bを構成している。
【0033】
パルス信号PBは、図2のように、歯車部分12Aの歯形毎に、つまり、単位角度毎に、例えば、歯数が300のときは、1.2°を単位角度として、1.2°毎に正極性のパルス信号a3と負極性のパルス信号b3とをもつ信号になり、このパルス信号a3・b3の繰り返し周波数は、クランク軸11の回転の回転速度に比例し変化することになる。
【0034】
リラクタ13は、前縁側の位置点A1と後縁側の位置点B1とを図7のリラクタ13と同一にしたものをフライホイール12の外周側の1箇所に配置することにより、クランク軸11の回転の所定回転位置毎にパルス信号a1・b1を得るようにしたものであるが、パルス発生器16Aとの干渉を避けるために、リラクタ13をフライホイール12の中心側に向けて突出させてある。
【0035】
リラクタ13と、このリラクタ13に対向して配置したパルス発生用コイル14Bとにより第2パルス発生器16Bを構成しており、パルス信号Pbを発生する。パルス信号PAは、リラクタ13の前縁側による正極性のパルス信号a1とリラクタ13の後縁側によるパルス信号b1とを交互にもつ信号になる。
【0036】
図3において、パルス発生器16Aは、パルス信号PAを極性判別回路21に与える。極性判別回路21は、パルス信号PA中のパルス信号a1とパルス信号b1とを選別する回路で、例えば、正レベルの電圧とパルス信号a1とをANDゲートに与えてパルス信号a1のみを検出して得られるパルス信号a1を交互選別回路22・低回転数検出回路30・選択切換回路31に与える。
【0037】
交互選別回路22は、最初に与えられたパルス信号a1を起点にして、次順のパルス信号a1ごとに、交互に仕分けた2つのパルス信号a11・a12を得る回路であり、例えば、フリップフロップ回路とANDゲートの組み合わせによって、最初のパルス信号a1から1つおきにパルス信号a1を選択して得られる信号を第1パルス信号a11として第1検出回路24・点火選択回路27に与えるとともに、最初のパルス信号a1の次ぎのパルス信号a1から1つおきにパルス信号a1を選択して得られる信号を第2パルス信号a12として第2検出回路25・比較選択回路26・点火選択回路27に与える。
【0038】
一方、パルス発生器16Bのパルス信号PBは、角速度回路23に与える。角速度回路23は、パルス信号PBにもとづいて、クランク軸11の角速度、つまり、単位時間t当たり回転角度θの値θ/tを表す信号を得る回路で、例えば、周波数/電圧変換回路、つまり、F/V変換回路であり、パルス信号PBのパルス信号a3・b3の繰り返し周波数に比例して電圧波形の信号を角速度信号d1として第1検出回路24・第2検出回路25に与える。
つまり、角速度回路23では、パルス信号PBを周波数/電圧変換して、角速度を電圧で表した角速度信号d1を得ていることになる。
また、周波数/電圧変換による場合には、図4のパルス信号PBと角速度信号f1とから容易に理解できるように、パルス信号PBのパルス信号a3・b3の繰り返し周波数に比例して電圧が高くなるので、エンジンの回転数が大きくなって、クランク11の回転が速くなり、パルス信号a3・b3の繰り返し周波数が高くなれば、当然、角速度信号d1の電圧が高くなるわけである。
【0039】
第1検出回路24は、第1パルス信号a11の時点に対応する角速度値を検出する回路であり、例えば、サンプルホールド回路であって、角速度信号d1の電圧を第1パルス信号a11毎にサンプリングして得られる電圧を次のサンプリング時点まで保持して得られる信号を第1角速度信号e1として比較検出回路26に与える。ここで、第1パルス信号a11と第1角速度信号e1は、図4のように、角速度信号d1のうちの小さい方の電圧値をもつ角速度信号d1が得られている時点を検出した信号になっている。
【0040】
第2検出回路25は、第2パルス信号a12の時点に対応する角速度値を検出する回路であり、例えば、サンプルホールド回路であって、角速度信号d1の電圧を第2パルス信号a12毎にサンプリングして得られる電圧を次のサンプリング時点まで保持して得られる信号を第2角速度信号e2として比較検出回路26に与える。
【0041】
比較検出回路26は、検出した2つの角速度値のうちの小さい方に対応する信号を得る回路であり、例えば、2つの演算増幅回路の組み合わせにより相互に比較検出した信号を得る回路であって、第1角速度信号e1を基準信号として第2角速度信号e2を比較して得られる正レベル出力を第1比較信号f1とし、また、第2角速度信号e2を基準信号として第1角速度信号e1を比較して得られる正レベル出力を第2比較信号f2として得るとともに、第1比較信号f1と第2比較信号f2とをパルス信号a12によってサンプリングし、第1比較信号f1があったとき毎に第1カウント信号g1(図示せず)を出力して第1のカウンタに与え、また、第2比較信号f2があったとき毎に第2カウント信号g2(図示せず)を出力して第2のカウンタに与える。なお、この回路でのパルス信号a12によるサンプリング時点を、第2検出回路25でのサンプリング時点による第2角速度信号の過渡的な部分にかからないようにするために、パルス信号a12を僅かな時間Td、例えば、1msec程度だけ、ワンショットマルチバイブレタなどで遅延させている。
【0042】
第1のカウンタと第2のカウンタとは、所定数N、例えば、30を計数したときに、正レベルの信号を、それぞれ、第1選択信号h1と第2選択信号h2として点火選択回路27に与えるが、第1のカウンタと第2のカウンタのうち、いずれか一方が、所定数Nを計数したときに、第1のカウンタと第2のカウンタとの両方の計数を停止する。また、装置の起動時、または、後記のリセット信号が与えられたときに計数をリセットする。
【0043】
ここで、角速度信号d1は、例えば、エンジン回転数が約2000rpmの場合、図4のように、圧縮行程の終わりのTDC時点では、約500rpmに相当する角速度値を表す電圧が得られ、また、排気行程の終わりのTDC時点では、約2000rpmに相当する角速度を表す電圧が得られるので、上記の第1のカウンタと第2のカウンタによる30の計数を行わなくても、角速度の小さい方を検出した第1比較信号f1または第2比較信号f2により第1選択信号h1と第2選択信号h2を出力してもよいが、エンジンが起動した初期においては、エンジン回転が不安定なこともあるので、上記の第1のカウンタと第2のカウンタによる30の計数によって、多数決的に選択する機能を設けているものである。
【0044】
点火選択回路27は、第1選択信号h1と第2選択信号h2とにより第1パルス信号a11または第2パルス信号a12のいずれかを「正規の点火」のためのパルス信号として選択するものであり、例えば、第1選択信号h1と第1パルス信号a11とをANDするANDゲートの出力と、第2選択信号h2と第2パルス信号a12とをANDするANDゲートの出力とをORゲートに与えて得られる信号を、選択切換回路31を介して、選択パルス信号i1としてCDI回路28に与える。
【0045】
また、第1選択信号h1と第2選択信号h2とのいずれもが与えられていないとき、つまり、比較検出回路26の第1のカウンタと第2のカウンタとのいずれか一方がN計数に達していないときは、第1パルス信号a11と第2パルス信号a12との両方をCDI回路28に与える。
【0046】
したがって、角速度値の小さい方の時点に対応するパルス信号a1、つまり、圧縮行程の終わり側にあるパルス信号a1に相当するパルス信号a11を選択して選択パルス信号i1として選択してCDI回路28に与えることになるものである。
【0047】
CDI回路28は、上記の従来技術の項で述べた点火プラグに点火パルスを与えるための回路であり、選択パルス信号i1によって半導体素子を駆動することにより点火パルスj1を点火プラグ29に与えるものである。
【0048】
なお、最初のパルス信号a1が1つずれて、図4の2番目のパルス信号が最初のパルス信号a11になった場合には、上記の各回路の動作が逆になるが、結果的には、角速度値の小さい方の時点、つまり、圧縮行程の終わり側のパルス信号a1に相当するパルス信号a11を選択して選択パルス信号i1として選択してCDI回路28に与えることになるものである。
【0049】
低回転数検出回路30は、エンジンの回転数、つまり、クランク軸11の回転数が所定回転数以下になっていることを検出した信号を得るものであり、例えば、内部のクロック回路により得られる単位時間、例えば、1secの間に与えられるパルス信号a1をカウンタで計数したディジタル値の回転数信号k1を、予め定めた所定回転数、例えば、200rpmに相当するディジタル値の基準信号k2(図示せず)と比較して、所定回転数以下であることを検出するものであり、例えば、減算回路で基準信号k2の値から回転数信号k1の値を減算して残り値があるときに、正レベルの信号を低回転信号m1として点火選択回路30に与えとともに、この低回転信号m1を、比較検出回路26の第1のカウンタと第2のカウンタとをリセットするためのリセット信号して比較検出回路26に与える。
【0050】
選択切換回路31は、例えば、ANDゲート・ORゲートの組み合わせ回路であって、低回転信号m1が与えられていないときは、点火選択回路27からの選択パルス信号i1をCDI回路28に与え、低回転信号m1が与えられているは、選択パルス信号i1には無関係に、全てのパルス信号a1によるパルス信号をCDI回路28に与えるように切換動作して、「正規の点火」と「捨て火」との両方に対する点火パルスj1を点火プラグ23に与えるものである。
【0051】
この低回転数検出回路30と選択切換回路31とは、エンジンの回転動作が低速回転の際に不安定になる可能性がないものでは必要ないが、低速回転の際に回転動作が不安定になる可能性があるものの場合に、この不安定な回転時に、角速度値の比較検出が不安定になり、「正規の点火」と「捨て火」との判別を不安定にして、エンジンの運転を停止させてしまうことを防止するように機能するものである。
【0052】
上記の第1実施例の構成のうち、低回転数検出回路30と選択切換回路31を介在させない構成部分を要約すると、
クランク軸11の回転における1つの所定回転位置、例えば、位置点A1毎に得られる第1のパルス信号a1にもとづいて点火を行うための点火パルスj1を得る単気筒4サイクルエンジンにおいて、
【0053】
上記の回転、つまり、クランク軸の回転の単位角度毎に、例えば、1.2°毎に得られる第2のパルス信号PBを周波数/電圧変換して、上記の回転、つまり、クランク軸11の回転の角速度θ/tを電圧で表す角速度信号、例えば、パルス信号PBをF/V変換した信号d1を得る角速度信号手段と、
【0054】
上記の第1のパルス信号a1にもとづく時点毎に、例えば、パルス信号a1の時点毎に得られる上記の角速度信号e1・e2のうち、小さい角速度値の角度速度信号d1が得られている時点、すなわち、図4のように、角速度信号d1の小さい方の電圧値をもつ角速度信号d1の方に位置付けられた時点、例えば、圧縮行程の終わり側の時点に対応する上記の第1のパルス信号a1にもとづいて上記の点火パルスj1を得る点火パルス手段と
を設ける第1の構成と、
【0055】
クランク軸11で直接的に回転されるフライホイール12の外周側の1箇所に配置したリラクタ13によるパルス発生器16Aによって得られる第1のパルス信号a1にもとづいて点火を行うための点火パルスj1を得る単気筒4サイクルエンジンでにおいて、
【0056】
上記のフライホイール12の外周に設けた歯車部分12Aをリラクタとするパルス発生器16Bによって得られる第2のパルス信号PBを周波数/電圧変換して上記の回転の角速度θ/tを電圧で表す角速度信号d1を得る角速度信号手段と、
【0057】
上記の第1のパルス信号a1の時点毎に、例えば、第1検出回路24・第2検出回路25・比較検出回路16によって、検出した上記の角速度信号d1のうちの小さい方の角速度値の角度速度信号d1、すなわち、図4のように、小さい方の電圧値をもつ角速度信号d1が得られている時点に、例えば、圧縮行程の終わり側の時点に対応する上記の第1のパルス信号a1にもとづいて上記の点火パルスj1を得る点火パルス手段と
を設ける第4の構成とを構成しているものである。
【0058】
また、第1実施例全体、つまり、低回転数検出回路30と選択切換回路31を含む構成を要約すると、
上記の第1の構成に加えて、
上記の回転、つまり、クランク軸11の回転が所定回転数以下、例えば、200rpm以下のときは、上記の角速度信号とは無関係に、つまり、角速度回路23・第1検出回路24・第2検出回路25・比較検出回路26における角速度信号とは無関係に、例えば、選択切換回路31によって、上記の第1のパルス信号a1により上記の点火パルスj1を得る全点火パルス手段
を設ける第2の構成と、
【0059】
上記の第4の構成に加えて、
上記の第1のパルス信号a1にもとづいて上記の回転、つまり、クランク軸11の回転数を表す回転数信号を得るとともに、上記の回転数信号が所定値以下、例えば、200rpmに対応する値以下のときは、例えば、低回転信号m1を選択切換回路31に与えることによって、上記の検出に無関係に、つまり、比較回路26による検出とは無関係に、上記の第1のパルス信号a1の全てを選択して上記の点火パルスj1を得る全点火パルス手段
を設ける第5の構成ととを構成していることになるものである。
【0060】
〔第2実施例〕
次に、図5により第2実施例を説明する。図5において、図1〜図4の各符号と同一符号で示す部分は、図1〜図4により説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。
【0061】
この第2実施例は、第1実施例における低回転数検出回路30に代えて、角速度値が所定値以下になっていることを検出するための低角速度検出回路35を設けたものである。
【0062】
図5において、第1検出回路24・第2検出回路25は、第1角速度信号e1・第2角速度信号e2を低速度検出回路35に与える。低角速度検出回路35は、1角速度信号e1・第2角速度信号e2のいずれもが、所定値以下になっていることを検出して低角速度信号n1を得るものであり、例えば、2つの演算増幅回路による比較回路とANDゲートの組み合わせ回路であって、第1の演算増幅回路によって第1角速度信号e1と所定値とする基準レベルとを比較し、第2の演算増幅回路によって第2角速度信号e2と所定値とする基準レベルの信号を比較して、第1角速度信号e1・第2角速度信号e2がそれぞれ基準レベルが以下になっているときに正レベルの出力を得るようにし、これらの出力がいずれも正レベルのときにANDゲートから正レベルの信号を低角速度信号n1として選択切換回路31に与えるものである。
【0063】
この低角速度信号n1によって、上記の第1実施例における低回転信号m1による動作を行わせることにより、全てのパルス信号a1によるパルス信号をCDI回路28に与えることにより、「正規の点火」と「捨て火」との両方に対する点火パルスj1を点火プラグ23に与えるように構成したものである。
【0064】
したがって、低角速度検出回路35と選択切換回路31とは、エンジンの回転動作が低速回転のときには角速度値が所定値以下になるので、第1実施例の場合と同様に、不安定な回転によって、角速度値の比較検出が不安定になり、「正規の点火」と「捨て火」との判別を不安定にして、エンジンの運転を停止させてしまうことを防止するように機能する。
【0065】
この第2実施例の構成を要約すると、
上記の第2の構成における全点火パルス手段に代えて、
上記の角速度信号d1が所定値以下のときは、例えば、第1角速度信号e1・第2角速度信号e2のいずれもが所定値以下で低角速度検出回路35から低角速度信号n1が得られているときは、上記の角速度信号に無関係に、つまり、角速度回路23・第1検出回路24・第2検出回路25・比較検出回路26における角速度信号とは無関係に、例えば、選択切換回路31によって、上記の第1のパルス信号a1の全てにより上記の点火パルスj1を得る全点火パルス手段
を設ける第3の構成と、
【0066】
上記の第4の構成における全点火パルス手段に代えて、
上記の検出した角速度信号、例えば、第1角速度信号e1・第2角速度信号e2のいずれもが所定値以下で低角速度検出回路35から低角速度信号n1が得られているときは、上記の選択、つまり、点火選択回路27の選択動作に無関係に、例えば、切換選択回路31によって、上記の第1のパルス信号a1の全てを選択して上記の点火パルスj1を得る全点火パルス手段
を設ける第6の構成とを構成していることになるものである。
【0067】
〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することを含むものである。
(1)回転数検出回路30に与えるパルス信号a1に代えて、パルス信号b1を与えるように構成する。
【0068】
(2)リラクタ13を、図8の進角演算用のものに変更してパルス信号a1をパルス信号a2に、また、パルス信号b1をパルス信号b2に変更するするとともに、図4に点線で示すように、交互選別回路22の手前の箇所に、パルス信号a2を進角演算してパルス信号a1に代わる点火時点を表すパルス信号を得るように構成する。
【0069】
(3)上記(2)の構成において、一方側のパルス、例えば、正極性のパルスのみを用いるようにして、極性判別21を用いずに、同様の動作を行うように構成する。
【0070】
(4)パルス発生器を、ホール素子検出型のものにして構成する。この場合、ホール効果素子から得られる信号は、リラクタ13の前縁側から後縁側までの間にわたる矩形波信号で得られるものが多いので、こうした矩形波信号の場合には、矩形波信号を微分回路で微分して、前縁側のパルス信号と後縁側パルス信号とを得るように構成する。
【0071】
(5)パルス発生器16Bのリラクタをフライホイール12のセルモータ用の歯車部分を用いずに、同様の歯車、または、同様の間隔のスリットをもつスリット円板をクランク軸11に取り付けたものを用いて構成する。
【0072】
(6)クランク軸11の回転、つまり、エンジンの回転が不安定な状態にあることを、例えば、低回転数検出回路31または低角速度検出回路35と同様の回路によって得られる毎回の検出値の上下変動範囲を検出するなどの回路によって検出した信号を選択切換回路31に与えるように構成することにより、比較検出回路26に、第1のカウンタと第2のカウンタとのN計数による判別を設けずに、角速度値の比較を行った都度に得られる信号を点火選択回路27に与えるように構成する。
【0073】
(7)第1実施例と第2実施例における制御処理構成を、ディスクリートな回路構成によらず、各信号をディジタル値の信号にして、マイクロコンピュータによる制御処理構成によって構成する。
【0074】
(8)角速度回路22の構成を、適宜の時計回路によって、ごく短い繰返時間△t、例えば、1/100sec毎に更新を繰り返す時間を作るとともに、この繰返時間△t毎に計数を更新するカウンタによって、パルス信号PBのパルス信号a3またはb3の計数を繰り返して得られる計数値により、単位時間△t当たりパルス信号a3またはb3の数による角速度値を求めるディジタル計数回路構成に変更し、第1検出回路24・第2検出回路25・比較検出回路26をディジタル値による回路構成に変更して構成する。
【0075】
(9)上記(8)の構成において、上記のカウンタをn個設けるとともに、各カウンタが計数繰返を行う開始時点を、△t/nずつ、ずらせて計数した計数値を順次に出力することにより、さらに、細かい時間間隔で測定した角速度値を順次に出力することにより、さらに、細かい時間間隔で測定した角速度値をえるように構成する。
【0076】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、クランク軸で直接的に回転されるフライホイールの外周の歯車部分などを用いたパルス発生器によって得られる細かい時間間隔のパルス信号を周波数/電圧変換することにより、クランク軸の角速度の変化を電圧の変化によって得るとともに、この角速度を表す電圧が「正規の点火」時点と「捨て火」時点とで異なり、「正規の点火」時点では角速度を表す電圧が小さくなることを利用して、「正規の点火」時点に対応するパルス信号を選択するようにしたいるため、電子的な構成のみで目的が達せられる。
また、角速度の変化を周波数/電圧変換した電圧の変化によって得ているので、回転速度が大きくなって周波数が高くなっても電圧が全体的に高くなるだけで、「正規の点火」時点の検出を行い得るほか、上記のように、電子的な構成のみで目的が達せられるので、機械的消耗部分がなく、また、取付の占有位置もエンジンの外部のみで済ませられるなど、装置を簡便化で故障の少ないものにして提供できるなどの特長がある。
【0077】
また、フライホイールの外周の歯車部分を利用する構成では、セルモータ用の歯車自体をそのまま利用できるため、機械的な構成をも簡便化し得るほか、機械的消耗部分がないので、故障発生度が小さくなり、また、取付のための占有位置もエンジンの外部のみで済むため、装置を簡便化できるなどの特長がある。
【0078】
さらに、クランク軸の回転、つまり、エンジンの回転が所定回転数以下、または、所定角速度値以下のときには、「正規の点火」と「捨て火」との両方のパルス信号によって点火パルスを得るようにしているため、エンジンの運転開始直後などで回転不安定の場合において、「正規の点火」の選択を誤ってエンジンの運転を停止させることがないものを提供し得るなどの特長がある。
【図面の簡単な説明】
図面中、図1〜図5はこの発明の実施例を、また、図6〜図9は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図1】要部構成正面図・側面断面図
【図2】要部信号波形図
【図3】要部ブロック構成図
【図4】要部信号波形図
【図5】要部ブロック構成図
【図6】要部構成正面図・側面断面図
【図7】要部信号波形図
【図8】要部構成正面図・側面断面図
【図9】要部信号波形図
【符号の説明】
11 クランク軸
12 フライホイール12
12A 歯車部分
13 リラクタ
14 パルス発生用コイル
14B パルス発生用コイル
15 固定側部材
16 パルス発生器
16A パルス発生器
16B パルス発生器
18 セルモータ
18A 回転軸
19 歯車
21 極性判別回路
22 交互選別回路
23 角速度回路
24 第1検出回路
25 第2検出回路
26 比較選択回路
27 点火選択回路
28 CDI回路
29 点火プラグ
30 低回転数検出回路
31 選択切換回路
35 低角速度検出回路
A1 位置点
A2 位置点
B1 位置点
B3 位置点
P0 パルス信号
P0′ パルス信号
PA パルス信号
PB パルス信号
a1 パルス信号
a2 パルス信号
a3 パルス信号
a11 第1パルス信号
a12 第2パルス信号
b1 パルス信号
b3 パルス信号
d1 角速度信号
e1 第1角速度信号
e2 第2角速度信号
f1 第1比較信号
f2 第2比較信号
i1 選択パルス信号
j1 点火パルス
m1 低回転信号
n1 低角速度信号[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an internal combustion engine in which a four-stroke spark ignition type reciprocating internal combustion engine is constituted by a single cylinder (referred to as a single cylinder four-cycle engine in the present invention).
[0002]
[Prior art]
The spark ignition in the reciprocating internal combustion engine uses a spark discharge type, that is, a spark gap type spark plug in which a high voltage is applied to a spark gap to perform a spark discharge, that is, a spark gap type ignition plug is rotated by a piston which reciprocates in a cylinder at an ignition point. An electronic ignition control system in which electronic control is performed in association with the rotation angle of a crankshaft has been put to practical use.
[0003]
In such an electronic ignition control system, the configuration of a transistor-type electronic spark discharge circuit that obtains an ignition voltage by boosting an impulse generated by turning on / off a DC voltage by a transistor with a high turn ratio transformer ( The first prior art) is disclosed in "Mechanical Engineering Handbook", published by the Japan Society of Mechanical Engineers, May 1991, p. 104, FIG.
[0004]
Also, the configuration of a transistor type electronic spark discharge circuit that obtains an ignition voltage by boosting an impulse generated by switching a voltage charged in a capacitor by an SCR element with a transformer having a high winding ratio (hereinafter, referred to as a second prior art) 251 is disclosed in the same document, the same edition, page 105, FIG. 251 and its description.
[0005]
Further, the ignition timing of such spark ignition is determined by the opening degree of a valve (in the present invention, referred to as an intake throttle) for controlling the supply amount of a mixture gas of combustion and air in the intake stroke, the rotational speed of the crankshaft, that is, the unit. In order to electronically control the number of revolutions per hour (referred to as the number of revolutions in the present invention), that is, an appropriate time corresponding to the state of the engine speed or the like, at a point before the ignition point, From the obtained pulse signal, electronic advancing control for obtaining a target ignition time point by advancing by a digital operation such as counting a clock pulse by a predetermined amount, that is, a configuration for performing computer advancing control (hereinafter, referred to as computer advancing control) A third prior art) is disclosed in the same document, the same edition, page 106, FIG. 255, and its description.
[0006]
In the case of a single-cylinder four-cycle engine, generally, an electronic spark discharge circuit (referred to as a CDI circuit in the present invention) according to the first prior art or the second prior art is obtained for each rotation of the crankshaft. In order to simplify the configuration, the configuration is such that spark ignition is performed twice in four cycles (hereinafter, referred to as a fourth conventional technique).
[0007]
The two spark ignitions are performed in each cycle of the four cycles, that is, in the intake stroke → compression stroke → explosion stroke → exhaust stroke, at a point near the end point of the compression stroke and at a point near the end point of the exhaust stroke. The former is called "regular ignition" because it performs regular ignition, and the latter is called "discarded fire" because spark ignition does not serve the role of actual combustion ignition.
[0008]
In the configuration according to the fourth prior art, generally, a "flywheel" directly rotated by a crankshaft, that is, a pulse for generating a pulse signal every time a predetermined position on the outer periphery of the flywheel rotates. The pulse generator includes a flywheel provided with magnetism and a pulse generating coil, for example, an electromagnet coil, provided on a fixed side facing the magnetically conductive piece. Type, and a conductive element piece is provided in place of the above-described magnetic conductive material piece, and a Hall element detection type in which a Hall effect element is provided in place of the above-described pulse generating coil is used. A piece of magnetic conductive material or a piece of conductive material that performs such an operation is called a reluctor.
Specifically, such a pulse generator will be described by taking a pulse coil detection type as an example. As shown in FIG. 6, a reluctor 13 is attached to an outer peripheral portion of a
[0009]
This reluctor 13 generally corresponds to the uppermost point of the crank, that is, a position point where the cylinder volume in the compression stroke and the exhaust stroke becomes minimum (referred to as a top dead center TDC in the present invention) as shown in FIG. For example, a position at a rotation angle of 30 ° in the rotation direction of the
[0010]
Therefore, if the pulse signal P0 generated from the pulse generator 16 generates a positive pulse signal a1 at the position point A1 as shown in FIG. 7, for example, a negative pulse b1 is generated at the position point B1. I do. Then, based on both the pulse signal a1 obtained on the leading edge side and the pulse signal b1 obtained on the trailing edge side, an ignition pulse for causing the ignition plug to perform an ignition operation is obtained.
[0011]
Further, in the case of the pulse generator 16 in the computer advance angle control in the third prior art, the reluctor 13 is moved from the position point TDC corresponding to the top dead center to, for example, the
[0012]
In the configuration for calculating the advance angle as described above, a disk having many slits on the outer circumference and a disk having one slit on the outer circumference are rotated by a crankshaft, and these slits are detected by a photoelectric element. A pulse generator is used to obtain a pulse signal at a reference point of ignition by the former disk, and to obtain a clock pulse for calculating the advance angle by the latter disk (hereinafter referred to as a fifth conventional technique). For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-266170.
[0013]
Further, in such a configuration in which a reference point pulse signal and a clock pulse for one rotation of the rotating shaft are obtained, a gear having a large number of teeth on the outer periphery and a gear having one tooth on the outer periphery are rotated on the rotating shaft, and these tooth shapes are rotated. Of a pulse generator in which a pulse generating coil is arranged in opposition to the above, that is, a pulse generator using a tooth profile provided for each unit angle of rotation and a tooth profile provided at a predetermined rotation position as a reluctor (hereinafter referred to as a sixth prior art) Is disclosed by Japanese Patent Publication No. 40-28819.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the configuration according to the fourth prior art described above, "discarded fire" is wasteful ignition, and there is a disadvantage that the life of the spark plug is shortened by the wasteful ignition. To solve this disadvantage, it is necessary to use a plurality of cylinders. In the same manner as in the above case, it is possible to obtain the ignition time point of only “regular ignition” by the rotation angle of the rotation shaft that is configured to obtain half the rotation of the crankshaft.
[0015]
However, in order to obtain such a 1/2 rotation shaft, it is necessary to provide a reluctor and a pulsar on a cam shaft having a rotation ratio of 1/2 to the crankshaft, so that the mechanism of the camshaft portion becomes complicated and large. Therefore, in order to reduce the size of the entire engine, there are disadvantages, such as a structural disadvantage.
[0016]
For this reason, there is a problem that it is desired to provide a single-cylinder four-cycle engine with a simple structure that does not have such a disadvantage.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention
A single-cylinder four-cycle engine for obtaining an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained at each one predetermined rotation position in rotation of a crankshaft,
Angular velocity signal means for converting the frequency of the second pulse signal obtained for each unit angle of the rotation into a voltage to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity of the rotation in voltage;
[0018]
Based on the first pulse signal corresponding to the time when the angular velocity signal having the smaller voltage value among the angular velocity signals obtained at each time based on the first pulse signal is obtained. Ignition pulse means for obtaining the above ignition pulse
A first configuration that provides
[0019]
In addition to this first configuration,
When the rotation is equal to or less than a predetermined rotation speed, all ignition pulse means for obtaining the ignition pulse from all of the first pulse signals regardless of the angular velocity signal
A second configuration for providing
[0020]
Instead of all the ignition pulse means in the second configuration,
When the angular velocity signal is equal to or less than a predetermined value, all ignition pulse means for selecting all of the first pulse signals and obtaining the ignition pulse regardless of the angular velocity signal
A third configuration for providing
[0021]
A single-cylinder four-cycle engine that obtains an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained by a pulse generator formed by a reluctor disposed at one position on the outer peripheral side of a flywheel directly rotated by a crankshaft. And
Angular velocity signal means for converting a second pulse signal obtained by a pulse generator having a gear portion provided on the outer periphery of the flywheel as a reluctor into a frequency / voltage to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity of the rotation by voltage; ,
[0022]
On the basis of the first pulse signal corresponding to the time when the angular velocity signal having the smaller voltage value among the angular velocity signals detected at the time of the first pulse signal is obtained. Ignition pulse means for obtaining the above ignition pulse;
A fourth configuration for providing
[0023]
In addition to this fourth configuration,
A rotation speed signal representing the rotation speed of the rotation is obtained based on the first pulse signal, and when the rotation speed signal is equal to or less than a predetermined value, the first rotation speed signal is obtained regardless of the detection. All ignition pulse means for selecting all of the pulse signals to obtain the above ignition pulse
A fifth configuration for providing
[0024]
Instead of all the ignition pulse means in the fifth configuration,
When the detected angular velocity signal is equal to or less than a predetermined value, all ignition pulse means for selecting all of the first pulse signals to obtain the ignition pulse regardless of the selection.
The above-mentioned problem can be solved by the sixth configuration in which is provided.
[0025]
[Action]
Every rotation of the crankshaft, that is, the rotation of the engine, is accelerated during the explosion stroke and decelerated during the compression stroke, so that the angular velocity is large during the latter half of the explosion stroke until the end of the supply stroke, and during the compression stroke, As the angular velocity decreases, the angular velocity at the time of “discarding fire” is high, and the angular velocity at the time of “regular ignition” is low.
[0026]
Accordingly, if the second pulse signal obtained for each unit angle is frequency / converted into an angular velocity signal representing the angular velocity as a voltage, the voltage becomes small at the time when the angular velocity is small, and the first pulse corresponding to that time is reduced. By selecting a signal, that is, a pulse signal for ignition, and obtaining an ignition pulse, it is possible to obtain only an ignition pulse corresponding to the “regular ignition” point.
[0027]
The detection of the angular velocity and the selection of the pulse signal for ignition are performed by an electronic circuit configuration, for example, converting the repetition frequency of the pulse signal generated by a pulse generator using a gear portion provided on the outer periphery of the flywheel as a reluctor into a voltage. Frequency / voltage conversion circuit and comparison circuit, etc., so there is no mechanical consumable part, the degree of failure is small, and the occupying position for mounting is only required outside the engine, simplifying the device Act to be able to.
[0028]
Further, when the rotation of the crankshaft is equal to or less than a predetermined rotation speed or a predetermined angular velocity, regardless of the selection of the pulse signal, all of the ignition pulse signals, both the “regular ignition” and the “discard ignition” If the difference in angular velocity values is likely to be unclear when the rotation is unstable immediately after the start of operation of the engine, etc., select the "regular ignition". Acts so as not to stop the operation of the engine by mistake.
[0029]
【Example】
An embodiment will be described below with reference to FIGS. In FIGS. 1 to 5, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 6 to 9 are portions having the same functions as the portions denoted by the same reference numerals described with reference to FIGS. 6 to 9.
[0030]
[First embodiment]
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, signals of respective parts as shown in FIG. 4 are obtained by the
[0031]
In FIG. 1, a gear portion 12A provided on the outer periphery of a
[0032]
The pulse generating coil 14B is disposed at a position facing the gear portion 12A and is attached to the fixed member 15. The pulse generating coil 14B and the gear portion 12A respectively form one tooth profile of the gear portion 12A. A
[0033]
As shown in FIG. 2, the pulse signal PB is generated for each tooth shape of the gear portion 12A, that is, for each unit angle, for example, when the number of teeth is 300, 1.2 ° is used as a unit angle and 1.2 ° is used. The pulse signal a3 has a positive polarity pulse signal a3 and a negative polarity pulse signal b3. The repetition frequency of the pulse signals a3 and b3 changes in proportion to the rotation speed of the
[0034]
The retractor 13 has a position point A1 on the leading edge side and a position point B1 on the trailing edge side which are the same as the reluctor 13 in FIG. In this embodiment, the pulse signals a1 and b1 are obtained for each predetermined rotation position, but the reluctor 13 is projected toward the center of the
[0035]
The
[0036]
3, a
[0037]
The alternating
[0038]
On the other hand, the pulse signal PB of the
In other words, the
In the case of the frequency / voltage conversion, as can be easily understood from the pulse signal PB and the angular velocity signal f1 in FIG. 4, the voltage increases in proportion to the repetition frequency of the pulse signals a3 and b3 of the pulse signal PB. Therefore, if the rotation speed of the engine increases, the rotation of the
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
When the first counter and the second counter count a predetermined number N, for example, 30, a positive level signal is sent to the
[0043]
Here, as the angular velocity signal d1, for example, when the engine speed is about 2000 rpm, a voltage representing an angular velocity value corresponding to about 500 rpm is obtained at TDC at the end of the compression stroke, as shown in FIG. At the time of TDC at the end of the exhaust stroke, a voltage representing an angular velocity corresponding to about 2000 rpm is obtained, so that the smaller one of the angular velocities can be detected without performing the counting of 30 by the first counter and the second counter. Although the first selection signal h1 and the second selection signal h2 may be output based on the first comparison signal f1 or the second comparison signal f2, the engine rotation may be unstable at the initial stage of the engine startup. , A function of majority selection based on 30 counts by the first counter and the second counter.
[0044]
The
[0045]
Also, when neither the first selection signal h1 nor the second selection signal h2 is supplied, that is, one of the first counter and the second counter of the
[0046]
Therefore, the pulse signal a1 corresponding to the smaller time point of the angular velocity value, that is, the pulse signal a11 corresponding to the pulse signal a1 at the end of the compression stroke is selected and selected as the selected pulse signal i1, and the
[0047]
The
[0048]
When the first pulse signal a1 is shifted by one and the second pulse signal in FIG. 4 becomes the first pulse signal a11, the operations of the above circuits are reversed, but as a result, The pulse signal a11 corresponding to the pulse point a1 at the smaller time point of the angular velocity value, that is, the pulse signal a1 at the end of the compression stroke, is selected and selected as the selection pulse signal i1 and supplied to the
[0049]
The low rotation
[0050]
The
[0051]
The low rotation
[0052]
In the configuration of the above-described first embodiment, the components not interposing the low rotation
In a single-cylinder four-cycle engine that obtains an ignition pulse j1 for performing ignition based on one predetermined rotation position in rotation of the
[0053]
The second pulse signal PB obtained at each unit angle of rotation of the crankshaft, for example, at every 1.2 °, is subjected to frequency / voltage conversion to convert the second pulse signal PB to the rotation of the
[0054]
For each time point based on the first pulse signal a1, for example, when the angular velocity signal d1 having a small angular velocity value is obtained among the angular velocity signals e1 and e2 obtained at each time point of the pulse signal a1, That is, as shown in FIG. 4, the first pulse signal a1 corresponding to the time point positioned at the angular velocity signal d1 having the smaller voltage value of the angular velocity signal d1, for example, the time point at the end side of the compression stroke. Ignition pulse means for obtaining the above-mentioned ignition pulse j1 based on
A first configuration that provides
[0055]
An ignition pulse j1 for performing ignition based on a first pulse signal a1 obtained by a
[0056]
The second pulse signal PB obtained by the
[0057]
For each time point of the first pulse signal a1, for example, the angle of the smaller one of the angular velocity signals d1 detected by the
And the fourth configuration in which is provided.
[0058]
In addition, when the entire first embodiment, that is, the configuration including the low rotation
In addition to the above first configuration,
When the rotation, that is, the rotation of the
A second configuration for providing
[0059]
In addition to the above fourth configuration,
Based on the first pulse signal a1, the rotation, that is, a rotation speed signal representing the rotation speed of the
And the fifth configuration in which is provided.
[0060]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, portions indicated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 are portions having the same functions as the portions denoted by the same reference numerals described with reference to FIGS.
[0061]
In the second embodiment, a low angular
[0062]
In FIG. 5, a
[0063]
By performing the operation based on the low rotation signal m1 in the first embodiment with the low angular velocity signal n1, the pulse signals based on all the pulse signals a1 are given to the
[0064]
Therefore, the low angular
[0065]
To summarize the configuration of the second embodiment,
Instead of the all ignition pulse means in the second configuration,
When the angular velocity signal d1 is equal to or less than a predetermined value, for example, when both the first angular velocity signal e1 and the second angular velocity signal e2 are equal to or less than the predetermined value and the low angular velocity signal n1 is obtained from the low angular
A third configuration for providing
[0066]
Instead of the all ignition pulse means in the fourth configuration,
If the detected angular velocity signal, for example, both the first angular velocity signal e1 and the second angular velocity signal e2 are equal to or less than a predetermined value and the low angular velocity signal n1 is obtained from the low angular
And the sixth configuration in which is provided.
[0067]
(Deformation implementation)
The present invention includes the following modifications.
(1) The pulse signal b1 is applied instead of the pulse signal a1 applied to the rotation
[0068]
(2) The reluctor 13 is changed to the one for advancing operation shown in FIG. 8 to change the pulse signal a1 to the pulse signal a2 and the pulse signal b1 to the pulse signal b2, and the dotted line is shown in FIG. As described above, the pulse signal a2 is advanced at a position before the alternating
[0069]
(3) In the configuration of the above (2), the same operation is performed without using the
[0070]
(4) The pulse generator is of a Hall element detection type. In this case, since the signal obtained from the Hall effect element is often obtained as a rectangular wave signal extending from the leading edge side to the trailing edge side of the reluctor 13, in the case of such a square wave signal, the square wave signal is converted into a differentiating circuit. To obtain a leading edge pulse signal and a trailing edge pulse signal.
[0071]
(5) The regenerator of the pulse generator 16 </ b> B does not use the gear portion for the self-motor of the
[0072]
(6) The fact that the rotation of the
[0073]
(7) The control processing configuration in the first embodiment and the second embodiment is not limited to a discrete circuit configuration, but is configured by a control processing configuration using a microcomputer by converting each signal into a digital value signal.
[0074]
(8) The configuration of the
[0075]
(9) In the configuration of (8), the number of the counters described above is n, and count values obtained by shifting the start point of each counter by Δt / n by Δt / n are sequentially output. Thus, by sequentially outputting angular velocity values measured at finer time intervals, the angular velocity values measured at finer time intervals are obtained.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, the present invention performs frequency / voltage conversion of pulse signals at fine time intervals obtained by a pulse generator using a gear portion or the like on the outer periphery of a flywheel directly rotated by a crankshaft, A change in the angular velocity of the crankshaft is obtained by a change in the voltage, and the voltage representing this angular velocity differs between the "regular ignition" point and the "discard" point, and the voltage representing the angular velocity decreases at the "regular ignition" point By taking advantage of this fact, the pulse signal corresponding to the “regular ignition” point is selected, so that the purpose can be achieved only with an electronic configuration.
Also, since the change in angular velocity is obtained by the change in frequency / voltage converted voltage, even if the rotation speed is increased and the frequency is increased, only the voltage is increased as a whole, and the detection of the “regular ignition” point In addition, as described above, the purpose can be achieved only with the electronic configuration, so there is no mechanical consumable part, and the occupation position of the installation can be done only outside the engine, so that the device can be simplified. It has the advantage that it can be provided with less failure.
[0077]
Further, in the configuration using the gear portion on the outer periphery of the flywheel, the gear itself for the self-motor can be used as it is, so that the mechanical configuration can be simplified, and since there is no mechanical consumable portion, the degree of failure occurrence is small. In addition, since the occupied position for mounting is only required outside the engine, there is a feature that the apparatus can be simplified.
[0078]
Furthermore, when the rotation of the crankshaft, that is, the rotation of the engine is equal to or less than a predetermined rotation speed or equal to or less than a predetermined angular velocity value, an ignition pulse is obtained by a pulse signal of both “regular ignition” and “discard ignition”. Therefore, when the rotation is unstable immediately after the start of the operation of the engine or the like, it is possible to provide a system that does not erroneously select the “regular ignition” and stop the operation of the engine.
[Brief description of the drawings]
In the drawings, FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 9 show a prior art, and the contents of each drawing are as follows.
FIG. 1 is a front view and a side sectional view of a main part configuration.
FIG. 2 is a main part signal waveform diagram.
FIG. 3 is a block diagram of a main part.
FIG. 4 is a main part signal waveform diagram.
FIG. 5 is a block diagram of a main part.
FIG. 6 is a front view and a side sectional view of a main part configuration.
FIG. 7 is a main part signal waveform diagram.
FIG. 8 is a front view and a side sectional view of a main part configuration.
FIG. 9 is a main part signal waveform diagram.
[Explanation of symbols]
11 Crankshaft
12
12A gear part
13 Retractor
14 Pulse generating coil
14B Pulse generating coil
15 Fixed side member
16 pulse generator
16A pulse generator
16B pulse generator
18 cell motor
18A Rotary shaft
19 gears
21 Polarity discrimination circuit
22 Alternate sorting circuit
23 angular velocity circuit
24 First Detection Circuit
25 Second detection circuit
26 Comparison selection circuit
27 Ignition selection circuit
28 CDI circuit
29 Spark plug
30 Low speed detection circuit
31 Selection switching circuit
35 Low angular velocity detection circuit
A1 Position point
A2 Position point
B1 Position point
B3 Position point
P0 pulse signal
P0 'pulse signal
PA pulse signal
PB pulse signal
a1 pulse signal
a2 pulse signal
a3 pulse signal
a11 1st pulse signal
a12 2nd pulse signal
b1 pulse signal
b3 pulse signal
d1 Angular velocity signal
e1 First angular velocity signal
e2 Second angular velocity signal
f1 First comparison signal
f2 Second comparison signal
i1 selection pulse signal
j1 ignition pulse
m1 Low rotation signal
n1 Low angular velocity signal
Claims (6)
前記回転の単位角度毎に得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して前記回転の角速度を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
前記第1のパルス信号にもとづく時点毎に得られる前記角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ前記角速度信号が得られている時点に対応する前記第1のパルス信号にもとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と
を具備することを特徴とする単気筒4サイクルエンジン。A single-cylinder four-cycle engine for obtaining an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained at each one predetermined rotation position in rotation of a crankshaft,
Angular velocity signal means for frequency / voltage converting a second pulse signal obtained for each unit angle of rotation to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity of rotation in voltage;
The ignition pulse is generated based on the first pulse signal corresponding to the time when the angular velocity signal having the smaller voltage value of the angular velocity signals obtained at each time based on the first pulse signal is obtained. A single-cylinder four-stroke engine comprising:
前記回転の単位角度毎に得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して前記回転の角速度を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
前記第1のパルス信号にもとづく時点毎に得られる前記角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ前記角速度信号が得られている時点に対応する前記第1のパルス信号にもとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と、
前記回転が所定回転数以下のときは、前記角速度信号に無関係に、前記第1のパルス信号の全てにより前記点火パルスを得る全点火パルス手段と
を具備することを特徴とする単気筒4サイクルエンジン。A single-cylinder four-cycle engine for obtaining an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained at each one predetermined rotation position in rotation of a crankshaft,
Angular velocity signal means for frequency / voltage converting a second pulse signal obtained for each unit angle of rotation to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity of rotation in voltage;
The ignition pulse is generated based on the first pulse signal corresponding to the time when the angular velocity signal having the smaller voltage value of the angular velocity signals obtained at each time based on the first pulse signal is obtained. Ignition pulse means for obtaining
A single-cylinder four-cycle engine, comprising: all ignition pulse means for obtaining the ignition pulse by using all of the first pulse signals irrespective of the angular velocity signal when the rotation is equal to or lower than a predetermined rotation speed. .
前記回転の単位角度毎に得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して前記回転の角速度を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
前記第1のパルス信号にもとづく時点毎に得られる前記角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ前記角速度信号が得られている時点に対応する前記第1のパルス信号にもとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と、
前記角速度信号が所定値以下のときは、前記角速度信号に無関係に、前記第1のパルス信号の全てを選択して前記点火パルスを得る全点火パルス手段と
を具備することを特徴とする単気筒4サイクルエンジン。A single-cylinder four-cycle engine for obtaining an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained at each one predetermined rotation position in rotation of a crankshaft,
Angular velocity signal means for frequency / voltage converting a second pulse signal obtained for each unit angle of rotation to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity of rotation in voltage;
The ignition pulse is generated based on the first pulse signal corresponding to the time when the angular velocity signal having the smaller voltage value of the angular velocity signals obtained at each time based on the first pulse signal is obtained. Ignition pulse means for obtaining
A single-cylinder unit that selects all of the first pulse signals and obtains the ignition pulse regardless of the angular velocity signal when the angular velocity signal is equal to or less than a predetermined value. 4 cycle engine.
前記フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によって得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して前記回転の角速度値を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
前記第1のパルス信号の時点毎に検出した前記角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ前記角速度信号が得られている時点に対応する前記第1のパルス信号にもとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と
を具備することを特徴とする単気筒4サイクルエンジン。A single-cylinder four-cycle engine that obtains an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained by a pulse generator formed by a reluctor disposed at one position on the outer peripheral side of a flywheel directly rotated by a crankshaft. And
Angular velocity signal means for converting the frequency of a second pulse signal obtained by a pulse generator having a gear portion provided on the outer periphery of the flywheel as a reluctor into a voltage to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity value of the rotation in voltage;
The ignition pulse is generated based on the first pulse signal corresponding to the time point at which the angular velocity signal having the smaller voltage value of the angular velocity signals detected at each time point of the first pulse signal is obtained. A single-cylinder four-stroke engine comprising:
前記フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によって得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して前記回転の角速度値を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
前記第1のパルス信号の時点毎に検出した前記角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ前記角速度信号が得られている時点に対応する前記第1のパルス信号にもとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と、
前記第1のパルス信号にもとづいて前記回転の回転数を表す回転数信号を得るとともに、前記回転数信号が所定回転数以下のときは、前記検出に無関係に、前記第1のパルス信号の全てを選択して前記点火パルスを得る全点火パルス手段と を具備することを特徴とする単気筒4サイクルエンジン。A single-cylinder four-cycle engine that obtains an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained by a pulse generator formed by a reluctor disposed at one position on the outer peripheral side of a flywheel directly rotated by a crankshaft. And
Angular velocity signal means for converting the frequency of a second pulse signal obtained by a pulse generator having a gear portion provided on the outer periphery of the flywheel as a reluctor into a voltage to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity value of the rotation in voltage;
The ignition pulse is generated based on the first pulse signal corresponding to the time point at which the angular velocity signal having the smaller voltage value of the angular velocity signals detected at each time point of the first pulse signal is obtained. Ignition pulse means for obtaining;
A rotation speed signal representing the rotation speed of the rotation is obtained based on the first pulse signal, and when the rotation speed signal is equal to or less than a predetermined rotation speed, all of the first pulse signals are output regardless of the detection. A single-cylinder four-stroke engine, comprising:
前記フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によって得られる第2のパルス信号を周波数/電圧変換して前記回転の角速度値を電圧で表す角速度信号を得る角速度信号手段と、
前記第1のパルス信号の時点毎に検出した前記角速度信号のうちの小さい方の電圧値をもつ前記角速度信号が得られている時点に対応する前記第1のパルス信号にもとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と、
前記検出した前記角速度信号が所定値以下のときは、前記選択に無関係に、前記第1のパルス信号の全てを選択して前記点火パルスを得る全点火パルス手段と を具備することを特徴とする単気筒4サイクルエンジン。A single-cylinder four-cycle engine that obtains an ignition pulse for performing ignition based on a first pulse signal obtained by a pulse generator formed by a reluctor disposed at one position on the outer peripheral side of a flywheel directly rotated by a crankshaft. And
Angular velocity signal means for converting the frequency of a second pulse signal obtained by a pulse generator having a gear portion provided on the outer periphery of the flywheel as a reluctor into a voltage to obtain an angular velocity signal representing the angular velocity value of the rotation in voltage;
The ignition pulse is generated based on the first pulse signal corresponding to the time point at which the angular velocity signal having the smaller voltage value of the angular velocity signals detected at each time point of the first pulse signal is obtained. Ignition pulse means for obtaining;
When the detected angular velocity signal is equal to or less than a predetermined value, all ignition pulse means for selecting all of the first pulse signals and obtaining the ignition pulse, regardless of the selection, is provided. Single cylinder 4 cycle engine.
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EP2246549A1 (en) | 2009-04-20 | 2010-11-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Ignition control apparatus and method for combustion engine |
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1995
- 1995-02-21 JP JP05526295A patent/JP3582800B2/en not_active Expired - Fee Related
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EP2246549A1 (en) | 2009-04-20 | 2010-11-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Ignition control apparatus and method for combustion engine |
KR101113391B1 (en) | 2009-04-20 | 2012-03-05 | 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 | Ignition control device of general purpose internal combustion engine |
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