JP3794129B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関用点火装置は、点火信号が与えられたときに点火コイルの一次電流を制御して該点火コイルの二次側に点火用の高電圧を誘起させる点火回路と、該点火回路に点火エネルギを与える点火電源と、機関の上死点より進角した位置に設定された基準回転角度位置及び機関の上死点付近に設定された設定位置でそれぞれ第１の極性のパルス信号及び第２の極性のパルス信号を発生する信号発電機と、第１の極性のパルス信号及び第２の極性のパルス信号をそれぞれ波形整形して第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号に変換する波形整形回路と、該第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号を入力として両回転検出信号に基づいて決定した内燃機関の点火位置で点火回路に点火信号を与える点火位置制御装置とを備えている。点火回路が発生する点火用高電圧は、内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグに印加され、該点火用高電圧が発生した時に点火プラグに発生する火花により機関が点火される。
【０００３】
この種の点火装置において、点火回路に点火エネルギを与える点火電源としては、内燃機関により駆動されるフライホイール磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルが多く用いられている。
【０００４】
また２サイクル機関のように、逆転し易い内燃機関を点火する点火装置においては、機関が逆転した際に波形整形回路から点火位置制御装置に回転検出信号が与えられるのを阻止する点火阻止回路を設けて、機関の逆転時に点火位置制御装置に回転検出信号が与えられるのを阻止することにより点火動作を停止させて、機関の逆転を防止するようにしている。
【０００５】
図９は従来のこの種の点火装置の構成例を示したもので、同図において１は点火回路、２は磁石式交流発電機、３´は信号発電機、４は波形整形回路、５は点火位置制御装置、６は点火阻止回路、７は各部に直流電源電圧を供給する直流電源回路である。
【０００６】
図示の点火回路１は周知のコンデンサ放電式の回路で、一端が接地された一次コイルＷ1 及び一次コイルＷ1 の他端に一端が共通接続された二次コイルＷ2 を有する点火コイルＩＧと、点火コイルＩＧの一次側に設けられて一次コイルＷ1 の他端に一端が接続された点火用コンデンサＣi と、点火用コンデンサＣi の他端と接地間にカソードを接地側に向けた状態で接続された放電用スイッチとしてのサイリスタＴhiと、点火用コンデンサＣi の他端とサイリスタＴhiのアノードとの共通接続点にカソードが接続されたダイオードＤi とを備えている。点火コイルの二次コイルＷ2 の他端は、機関の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬの非接地側端子に高圧コードを通して接続されている。
【０００７】
磁石式交流発電機２は、鉄板をプレス加工（絞り加工）することによりカップ状に形成されたフライホイール２０１と、該フライホイール２０１の周壁部の内周に固定されて複数極（図示の例では８極）に着磁された永久磁石２０２とを備えた磁石回転子２０３と、複数極（図示の例では８極）の星形環状鉄心２０４の１個または複数個（図示の例では１個）の突極部にエキサイタコイルＷexを巻回してなる固定子２０５とからなっている。磁石回転子２０３は図示しない内燃機関の回転軸（通常はクランク軸）８に取り付けられ、固定子２０５は機関のケースなどに設けられた固定子台板に固定されている。固定子の鉄心２０４の各磁極部は磁石回転子２０３の磁極に所定のギャップを介して対向させられている。図示の例では、機関が正回転する際に磁石回転子２０３が図示の矢印ＵＣＬ方向に回転する。
【０００８】
磁石回転子２０３が回転すると、エキサイタコイルＷexに鎖交する磁束が変化するため、該エキサイタコイルには、図１０（Ａ）に示すような交流電圧Ｖexが誘起する。図示の例では、磁石回転子２０３が８極に構成されているため、エキサイタコイルＷexには、機関が１回転する間に４サイクルの交流電圧Ｖexが誘起する。
【０００９】
なお図１０において、実線で示した波形は内燃機関が正回転している時の波形であり、破線で示した波形は機関が逆回転している時の波形である。
【００１０】
図示してないが、固定子の鉄心２０４のエキサイタコイルＷexが巻かれた突極部以外の他の突極部には、バッテリの充電や、ヘッドランプの駆動等に用いられる発電コイルが巻回されている。
【００１１】
エキサイタコイルＷexの一端は、ダイオードＤi のアノードに接続され、該エキサイタコイルの他端は、直流電源回路７の入力端子に接続されている。直流電源回路７は、エキサイタコイルＷexの負の半サイクルの電圧により充電される電源コンデンサと、該電源コンデンサの両端の電圧を一定値に制限する定電圧回路とを備えていて、その出力端子７ａと接地間に一定の直流電圧Ｅc を出力する。この直流電圧Ｅc は、後記する波形整形回路４、点火位置制御装置５及び点火阻止回路６の電源端子にそれぞれ電源電圧として与えられている。
【００１２】
信号発電機３´は、機関と同期回転するロータ３Ａ´と、ロータ３Ａ´の近傍に配置されて機関のケースなどに固定された信号発電子３Ｂとからなっている。図示の例では、フライホイール２０１の周壁部の一部を径方向の外側に打ち出すことによりフライホイール２０１の回転方向に長く伸びる円弧状のリラクタ３ａ´が形成され、該フライホイールにより信号発電機のロータ３Ａ´が構成されている。
【００１３】
信号発電子３Ｂは、リラクタ３ａ´に対向する磁極部３０１ａを先端に有する鉄心３０１と、該鉄心３０１に巻回された信号コイルＷｓと、鉄心３０１に磁気結合された永久磁石３０２とを備えた公知のもので、信号コイルＷｓは、機関のロータ３Ａ´のリラクタ３ａ´の回転方向の前端縁（正回転時には図示の端縁３a1´）を検出した時（リラクタ３ａ´が磁極部３０１ａとの対向を開始する際）、及びロータ３Ａ´のリラクタ３ａ´の回転方向の後端縁（正回転時には図示の端縁３a2´）を検出した時（リラクタ３ａ´が磁極部３０１ａとの対向を終了する際）にそれぞれ第１の極性のパルス信号Ｖsn及び第２の極性のパルス信号Ｖspを出力する。
【００１４】
なお本明細書において、リラクタの前端縁及び後端縁という場合の「前端縁」及び「後端縁」は常に機関の回転方向に対する前端縁及び後端縁を意味する。従って、機関の正回転時と逆回転時とでは、リラクタの前端縁及び後端縁の位置が入れ替わる。
【００１５】
図示の例では、機関の正回転時にロータ３Ａ´のリラクタ３ａ´が磁極部３０１ａとの対向を開始する回転角度位置（機関のクランク軸の回転角度位置）が機関の上死点よりも進角側に設定された基準回転角度位置θs に一致し、機関の正回転時にロータ３Ａ´のリラクタ３ａ´が磁極部３０１ａとの対向を終了する回転角度位置が機関の上死点付近に設定された設定位置θo に一致するように、かつ機関の正回転時にエキサイタコイルＷexが負の半サイクルの出力電圧を発生している時に信号Ｖsn及びＶspが発生するように、磁石式交流発電機２及び信号発電機３´の出力の位相関係が設定されている。
【００１６】
上記基準回転角度位置θs は機関の点火位置の計測を開始する回転角度位置で、機関の点火位置の最大進角位置、または該最大進角位置よりも更に進角した位置に設定される。また設定位置θo は機関の回転速度が設定値以下の領域にあるときの点火位置である。
【００１７】
なお本明細書において、内燃機関の各回転角度位置は、機関の上死点に相当する回転角度位置を基準にして（０°として）進角側に測った角度で表わすものとし、進角側に測った角度を正の角度とする。
【００１８】
波形整形回路４は、信号コイルＷｓが発生する第１の極性のパルス信号Ｖsn及び第２の極性のパルス信号Ｖspの波形をそれぞれ点火位置制御装置５が認識し得る波形の第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2に変換して、これらの回転検出信号Ｖp1及びＶp2をそれぞれ第１及び第２の出力端子４ａ及び４ｂから出力する。
【００１９】
点火位置制御装置５は通常マイクロコンピュータを備えていて、第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2の発生間隔から機関の回転速度を演算し、演算された回転速度に対する点火位置を演算する。この点火位置は、基準回転角度位置θs から点火位置まで機関が回転する間にマイクロコンピュータ内のタイマに計数させるクロックパルスの数（点火位置計数値）の形で演算される。点火位置制御装置５は、基準回転角度位置θs で第１の回転検出信号Ｖp1が発生したことを検出したときにタイマに点火位置計数値をセットして、その計数を開始させ、該計数値の計数が完了した時に点火回路１に点火信号Ｖi を与える。
【００２０】
また機関の回転速度が設定値以下の領域にあるとき（特に機関の始動時）には、機関の回転速度が機関のクランク軸の回転角度の変化（機関の行程変化）に伴って大きく変化するため、機関の回転速度の演算を正確に行うことができない。また回転速度を正確に演算できたとしても、タイマの計数動作により演算された点火位置を正確に検出することは困難である。そのため機関の回転速度が設定値以下になっている低速領域では、機関の上死点付近に設定された設定位置θo で第２の回転検出信号Ｖp2が発生したときに、点火回路１に点火信号Ｖi を与えるように、点火位置制御装置５が構成されている。
【００２１】
図示の点火阻止回路６は、エキサイタコイルＷexの一端とダイオードＤi との接続点にカソードが接続されたダイオードＤ1 と、該ダイオードＤ1 のアノードにベースが接続され、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ1 と、トランジスタＴＲ1 のベースと直流電源回路７の出力端子との間及び該トランジスタＴＲ1 のベースと接地間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ1 及びＲ2 とからなっていて、トランジスタＴＲ1 のコレクタが波形整形回路４の第２の出力端子４ｂに接続されている。
【００２２】
なお図９においてＤ2 は点火用コンデンサＣi を充電する電流をエキサイタコイルＷexに帰すための帰路を構成するダイオードであり、Ｄ3 は直流電源回路７内の電源コンデンサの充電電流をエキサイタコイルＷexに帰すための帰路を構成するダイオードである。
【００２３】
図１０は、図９の点火装置の各部の電圧波形を示したもので、図１０（Ａ）はエキサイタコイルの出力電圧Ｖexの波形を示している。図１０（Ａ）に実線で示した波形は機関が正回転する時の波形であり、破線で示した波形は機関が逆回転する時の波形である。図１０図（Ｂ）は機関の正回転時に信号コイルＷs が発生する第１の極性のパルス信号Ｖsn及び第２の極性のパルス信号Ｖspの波形を示し、同図（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ点火位置制御装置５に与えられる第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2の波形を示している。また図１０（Ｂ´）は、機関が逆回転した時に信号コイルＷs が発生する第１の極性のパルス信号Ｖsn及び第２の極性のパルス信号Ｖspの波形を示し、同図（Ｃ´）及び（Ｄ´）はそれぞれ機関が逆回転している時に点火位置制御装置５に与えられる第１の回転検出信号Ｖp1の波形及び第２の回転検出信号Ｖp2の状態を示している。
【００２４】
機関が正回転する時の図９の点火装置の動作は次の通りである。機関を始動させるため、該機関のクランク軸が正方向に回転させられると、エキサイタコイルＷexが、機関の回転角度θに対して図１０（Ａ）に実線で示したような波形を示す交流電圧Ｖexを誘起する。エキサイタコイルＷexが正の半サイクルの誘起電圧Ｖexを発生すると、エキサイタコイルＷex−ダイオードＤi −点火用コンデンサＣi −点火コイルの一次コイルＷ1 −接地回路−ダイオードＤ2 −エキサイタコイルＷexの経路で電流が流れ、点火用コンデンサＣi が図示の極性に充電される。機関の始動時には、設定位置θo で信号発電機３が第２の極性のパルス信号Ｖspを発生したときに（第２の回転検出信号Ｖp2が発生したときに）、点火位置制御装置５から点火回路１に点火信号Ｖi が与えられる。点火回路に点火信号Ｖi が与えられると、サイリスタＴhiが導通するため、コンデンサＣi の電荷がサイリスタＴhiと点火コイルＩＧの一次コイルＷ1 とを通して放電し、該点火コイルの二次コイルＷ2 に点火用の高電圧を誘起させる。この高電圧は点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグで火花が生じて機関が点火され、機関が始動する。機関が始動した後、その回転速度が上昇して設定値を超えると、点火位置制御装置５は各回転速度に対して演算した点火位置で点火信号Ｖi を発生するようになり、機関の点火位置は回転速度に応じて制御される。
【００２５】
機関が正回転しているときには、エキサイタコイルＷexが負の半サイクルの電圧を誘起している間に信号発電機が第１の極性のパルス信号Ｖsn及び第２の極性のパルス信号Ｖspを出力する。エキサイタコイルＷexが負の半サイクルの電圧を誘起している時には、電源回路７から点火阻止回路６の抵抗Ｒ1 を通してトランジスタＴＲ1 のベース側に流れる電流の殆どがダイオードＤ1 とエキサイタコイルＷexとを通して流れるため、トランジスタＴＲ1 が遮断状態になる。そのため、図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように第１及び第２の回転検出信号Ｖp1及びＶp2は点火位置制御装置５に支障なく与えられ、内燃機関の点火動作は支障なく行われる。
【００２６】
これに対し、機関が逆回転した時には、図１０（Ａ）に破線で示したように、エキサイタコイルＷexの出力電圧の位相が反転する。また機関が逆回転した時には、図１０（Ｂ´）に示したように、信号コイルＷs が、設定位置θo よりも進んだ位置（設定位置よりも更に機関の上死点に近い回転角度位置）θo ´で第１の極性のパルス信号Ｖsnを発生し、正回転時の基準回転角度位置θs よりも進んだ位置θs ´で第２の極性のパルス信号Ｖspを出力する。
【００２７】
機関の始動時には、点火位置制御装置５が、第２の回転検出信号Ｖp2の発生時に点火信号Ｖi を点火回路に与えようとするが、このとき、図１０（Ａ）に破線で示したように、エキサイタコイルＷexが正の半サイクルの出力電圧Ｖexを発生していて、点火阻止回路６のダイオードＤ1 が逆バイアスされているため、トランジスタＴＲ1 にベース電流が流れて該トランジスタが導通し、第２の回転検出信号Ｖp2がトランジスタＴＲ1 を通して点火位置制御装置５から側路される。従って、点火位置制御装置５は機関の始動時に点火回路１に点火信号Ｖi を与えることができず、機関は失火する。また万一外力により機関の逆方向への回転速度が上昇させられたとしても、点火位置制御装置５は、第２の回転検出信号Ｖp2が与えられないことにより、点火位置の演算を行うことができないため、機関の点火動作は行われない。このように、機関の回転方向が逆方向の時には、点火動作が行われないため、機関の逆回転は維持されない。
【００２８】
なお、図９に示した例では、正回転時にエキサイタコイルＷexが負の半サイクルの電圧を誘起している間に第１及び第２の回転検出信号Ｖp1及びＶp2を発生させ、機関の逆転時にはエキサイタコイルが正の半サイクルの電圧を誘起している間に第１及び第２の回転検出信号を発生させるように信号発電機を構成するとともに、エキサイタコイルが正の半サイクルの出力電圧を発生している状態で第２の極性のパルス信号が発生した時に、該第２の極性のパルス信号により点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止する点火阻止回路を設けて、機関の逆転時に点火動作を停止させるようにしているが、正回転時にエキサイタコイルＷexが正の半サイクルの電圧を誘起している間に第１及び第２の回転検出信号Ｖp1及びＶp2を発生させ、機関の逆転時にはエキサイタコイルが負の半サイクルの電圧を誘起している間に第１及び第２の回転検出信号を発生させるように構成して、エキサイタコイルが負の半サイクルの出力電圧を発生している状態で第２の極性のパルス信号が発生した時に該第２の極性のパルス信号により点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止するように点火阻止回路を構成しても、上記と同様の動作を行わせることができる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関用点火装置では、機関の始動時にケッチン（ピストンが押し戻される現象）が生じて、運転者が怪我をするのを防止するため、機関の始動時の点火位置である設定位置θo を、機関の始動性を損なわない範囲で上死点ＴＤＣに近付けている。
【００３０】
また機関の出力を向上させるため、機関の点火位置の進角幅を大きくすることが要求される。図９に示した点火装置では、基準回転角度位置θs から点火位置の計測を開始するため、基準回転角度位置θs が点火位置の進角側の限界位置となる。そのため、点火位置の進角幅はθs とθo との差（θs −θo ＝α）により決まる。すなわち、進角幅は信号発電機のロータに設けるリラクタの極弧角α（図９参照）により決まる。したがって、点火位置の進角幅を大きくするためには、リラクタの極弧角αを大きくする必要があるが、図９に示すように磁石回転子のヨークを構成するフライホイール２０１の周壁部を内側から外側に打ち出すことによりリラクタ３ａを形成する場合には、リラクタの極弧角を大きくしようとすると、その打ち出しのために大きな力が必要になるため、フライホイールが変形するおそれがある。そのため、リラクタ３ａの極弧角αを大きくすることには限界があり、一般には極弧角αが３０度以上のリラクタを形成することは困難である。
【００３１】
また図９に示した点火装置では、機関の逆回転を防止するために、エキサイタコイルが一方の極性の半サイクルの出力電圧を誘起している間に、基準回転角度位置θs 及び設定位置θo でそれぞれ第１の極性のパルス信号Ｖsn及び第２の極性のパルス信号Ｖspを発生させる必要がある。そのため、基準回転角度位置θs と設定位置θo との間の角度αは、エキサイタコイルの出力電圧の半サイクルの区間に相当する角度（図９に示した例では、磁石発電機の回転子が８極に構成されているため、４５度）よりも小さく設定する必要がある。
【００３２】
上記の理由から、図９に示したような従来の内燃機関用点火装置では、点火位置の進角幅が３０度程度に制限され、これ以上の進角幅を要求される用途には使用することができなかった。
【００３３】
本発明の目的は、従来よりも更に進角幅を広くとることができる内燃機関用点火装置を提供することにある。
【００３４】
【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式交流発電機内に設けられて機関の回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルを点火電源とし、点火信号が与えられたときに点火コイルの一次電流を制御して該点火コイルの二次側に点火用の高電圧を誘起させる点火回路と、内燃機関の正回転時に該機関の上死点よりも進角側に設定された基準回転角度位置で第１の極性のパルス信号を発生し、機関の上死点付近に設定された設定位置で第２の極性のパルス信号を発生する信号発電機と、第１の極性のパルス信号及び第２の極性のパルス信号をそれぞれ波形整形して第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号に変換する波形整形回路と、第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号を入力として両回転検出信号に基づいて決定した機関の点火位置で点火回路に点火信号を与える点火位置制御装置と、エキサイタコイルが一方の極性の半サイクルの出力電圧を発生している間に発生した第２の極性のパルス信号により点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止して点火回路に点火信号が与えられるのを阻止する点火阻止回路とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。
【００３５】
本発明が対象とする点火装置では、内燃機関の正回転時に、エキサイタコイルが他方の極性の半サイクルの出力電圧を発生している間に第２の回転検出信号が発生し、内燃機関の逆回転時にはエキサイタコイルが一方の半サイクルの出力電圧を発生している間に第２の回転検出信号が発生するように、信号発電機の出力と磁石発電機の出力との位相関係が設定されている。また内燃機関の回転速度が設定値以下の領域では第２の極性のパルス信号が発生した時に点火回路に点火信号を与えるように点火位置制御装置が構成されている。
【００３６】
本発明においては、上記信号発電機が、内燃機関の回転軸に取り付けられていて、第１のリラクタと該第１のリラクタよりも機関の正回転方向に対して遅れ側に位置するように設けられた第２のリラクタとを有するロータと、該ロータの第１及び第２のリラクタに対向し得るように配置されて各リラクタの回転方向の前端縁を検出したとき及び各リラクタの回転方向の後端縁を検出したときにそれぞれ第１の極性のパルス信号及び第２の極性のパルス信号を発生する信号発電子とを備えている。そして、内燃機関の正回転時には、信号発電子が第１のリラクタの前端縁を検出する位置及び第２のリラクタの後端縁を検出する位置がそれぞれ基準回転角度位置及び設定位置に一致し、かつエキサイタコイルが一方の半サイクルの出力電圧を発生している間に信号発電子が第１のリラクタの前端縁及び後端縁を検出し、エキサイタコイルが他方の半サイクルの出力電圧を発生している間に信号発電子が第２のリラクタの前端縁及び後端縁を検出するように、第１及び第２のリラクタの極弧角と、第１及び第２のリラクタの角度間隔と、信号発電子とロータとの間の位置関係とが設定されている。
【００３７】
上記のように構成すると、機関の正回転方向に対して進み側に位置する第１のリラクタの前端縁と、正回転方向に対して遅れ側に位置する第２のリラクタの後端縁との間の角度を最大進角幅とすることができるので、第１及び第２のリラクタの角度間隔を大きくすることにより進角幅を従来より広くとることができる。この場合、各リラクタの極弧角は特に大きくする必要はないため、リラクタの形成を容易にすることができる。
【００３８】
また信号発電機が出力するパルス信号とエキサイタコイルの出力電圧との位相関係を上記のように設定しておくと、点火阻止回路の働きにより無駄な信号を消去して、機関の正回転時に、基準回転角度位置及び設定位置でそれぞれ第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号を点火位置制御装置に与えることができるため、点火位置制御装置に点火位置の演算に必要な機関の回転情報を与えることができる。
【００３９】
また上記のように構成すると、機関の逆回転時には、点火阻止回路の働きにより、機関の上死点の直後の位置（正回転時の設定位置の直後の位置）で発生する第２の極性のパルス信号により点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止することができるため、機関が逆転しようとしたときに、その逆転が維持されるのが防止される。機関の逆転時には、正回転時の基準回転角度位置の直後の位置に相当する回転角度位置で発生する第２の極性のパルス信号により、点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるが、この位置では機関が既に排気行程に入っているため、点火が行われても燃焼は起らない。
【００４０】
なお上記のように構成した場合には、内燃機関の正回転時に基準回転角度位置で第１の回転検出信号が発生した後、設定位置の直前の位置でも第１の回転検出信号が発生するが、点火位置制御装置を構成するマイクロコンピュータが実行するソフトウェア上で、１回目に発生した第１の回転検出信号のみを基準回転角度位置を示す信号として認識し、２回目に発生した第１の回転検出信号を無視するようにしておけば、２回目に発生する第１の回転検出信号は点火位置の演算に何等影響を与えないので問題はない。このような信号処理はソフトウェア上で容易に行うことができるので、該信号処理を行う過程をマイクロコンピュータに実行させるプログラムに組み込んでもプログラムが特に複雑になることはない。
【００４１】
上記の構成では、エキサイタコイルが一方の半サイクルの出力電圧を発生している間に信号発電子が第１のリラクタの前端縁及び後端縁を検出し、エキサイタコイルが他方の半サイクルの出力電圧を発生している間に信号発電子が第２のリラクタの前端縁及び後端縁を検出するように、第１及び第２のリラクタの極弧角と、第１及び第２のリラクタの角度間隔と、信号発電子とロータとの間の位置関係とを設定したが、第１のリラクタの極弧角を第２のリラクタの極弧角よりも大きくしておいて、エキサイタコイルの出力電圧の他方の半サイクルの期間及び該他方の半サイクルの期間の後に現れる一方の半サイクルの期間にそれぞれ信号発電子が第１のリラクタの前端縁及び後端縁を検出し、信号発電子が第１のリラクタの後端縁を検出した後に現れるエキサイタコイルの他方の半サイクルの期間に信号発電子が第２のリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出するように、第１及び第２のリラクタの極弧角と、第１及び第２のリラクタの角度間隔と、信号発電子とロータとの間の位置関係とを設定するようにしてもよい。
【００４２】
このように構成した場合には、機関の逆転時に点火位置制御装置に回転検出信号が全く与えられなくなるので、機関の逆転時に機関を完全に失火させることができ、機関に無駄火が飛ぶのを防ぐことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
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、図９に示した従来の点火装置の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。
【００４４】
図１に示した例では、磁石式交流発電機２の回転子ヨークを構成するフライホイール２０１の周壁部の一部を内側から外側に打ち出すことにより、第１のリラクタ３ａと該第１のリラクタ３ａよりも機関の正回転方向（図示の矢印ＵＣＬ方向）に対して遅れ側に位置する第２のリラクタ３ｂとが形成されている。リラクタ３ａ及び３ｂは機関の回転方向に延びる円弧状の突起からなっていて、フライホイール２０１により信号発電機３のロータ３Ａが構成されている。
【００４５】
ロータ３Ａの近傍には、図９に示したものと同様の信号発電子３Ｂが配置されて機関のケース等に固定され、該信号発電子３Ｂの鉄心の磁極部３０１ａがロータ３Ａの外周に対向させられている。機関が正回転する時には、図２（Ｂ）に示したように、信号発電子３は、第１のリラクタ３ａが磁極部３０１ａとの対向を開始する際（磁極部３ａの回転方向の前端縁３a1を検出した際）に、第１の極性（図示の例では負極性）のパルス信号Ｖs1n を発生し、第１のリラクタ３ａが磁極部３０１ａとの対向を終了する際（第１のリラクタの回転方向の後端縁３a2を検出した際）に第１の極性と異極性の第２の極性（図示の例では正極性）のパルス信号Ｖs1p を発生する。
【００４６】
信号発電子３はまた、機関の正回転時に、第２のリラクタ３ｂが磁極部３０１ａとの対向を開始する際（磁極部３ｂの前端縁３b1を検出した際）に、第１の極性（負極性）のパルス信号Ｖs2n を発生し、第２のリラクタ３ｂとの対向を終了する際（第２のリラクタ３ｂの後端縁３b2を検出した際）に第２の極性（正極性）のパルス信号Ｖs2p を発生する。
【００４７】
そして、内燃機関の正回転時には、信号発電子３Ｂが第１のリラクタ３ａの前端縁３a1を検出する位置及び第２のリラクタの後端縁３a2を検出する位置がそれぞれ内燃機関の上死点より進角した位置に設定された基準回転角度位置及び上死点付近に設定された設定位置に一致し、かつエキサイタコイルＷexが一方の半サイクルの出力電圧（図２に示した例では負の半サイクル）を発生している間に信号発電子３Ｂが第１のリラクタの前端縁３a1及び後端縁３a2を検出し、エキサイタコイルが他方の半サイクルの出力電圧を発生している間に信号発電子３Ｂが第２のリラクタの前端縁３b1及び後端縁３b2を検出するように、第１及び第２のリラクタ３ａ及び３ｂの極弧角と、第１及び第２のリラクタ３ａ及び３ｂの角度間隔と、信号発電子３Ｂとロータ３Ａとの間の位置関係とが設定されている。その他の点は、図９に示した従来の点火装置と全く同様に構成されている。
【００４８】
図２は図１の点火装置の各部の電圧または信号波形を示したもので、（Ａ）はエキサイタコイルの出力電圧波形を示している。同図において実線で示した波形は機関が正回転する際にエキサイタコイルに誘起する電圧波形を示し、破線で示した波形は機関が逆回転する際にエキサイタコイルに誘起する電圧波形を示している。また図２（Ｂ）は機関の正回転時に信号発電子３Ｂが出力するパルス信号の波形を示し、同図（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ機関の正回転時に点火位置制御装置５に与えられる第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2の波形を示している。
【００４９】
また図２（Ｂ´）は機関の逆回転時に信号発電子３Ｂが出力するパルス信号の波形を示し、同図（Ｃ´）及び（Ｄ´）はそれぞれ機関の逆回転時に点火位置制御装置５に与えられる第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2の波形を示している。
【００５０】
図１に示した点火装置においては、図９に示した従来の点火装置と同様に、エキサイタコイルＷexが正の半サイクルの出力電圧（一方の半サイクルの出力電圧）Ｖexを発生している状態で波形整形回路４が第２の回転検出信号Ｖp2を発生したときに点火阻止回路６が該第２の回転検出信号Ｖp2を点火位置制御装置５から側路するようになっている。エキサイタコイルＷexが負の半サイクルの出力電圧（他方の半サイクルの出力電圧）Ｖexを発生している状態で波形整形回路４が第２の回転検出信号Ｖp2を発生したときには、点火阻止回路６が第２の回転検出信号Ｖp2を点火位置制御装置５から側路することはなく、該回転検出信号Ｖp2はそのまま点火位置制御装置５に与えられる。
【００５１】
図１に示した点火装置において、内燃機関が正回転すると、エキサイタコイルＷexが図２（Ａ）に実線で示した波形の交流電圧Ｖexを誘起する。内燃機関の正回転時には、機関の上死点ＴＤＣに対して十分に進角した位置に設定された図２の角度θ1 の位置で第１のリラクタ３ａが信号発電子３Ｂの磁極部３０１ａとの対向を開始する。第１のリラクタ３ａが信号発電子の磁極部との対向を開始すると、信号コイルＷｓに鎖交する磁束が増加し、信号コイルＷｓに第１の極性（負極性）のパルス信号Ｖs1n が発生する。この第１の極性のパルス信号は、図２（Ｃ）に示すように波形整形回路４によりきれいなパルス波形の第１の回転検出信号Ｖp1に変換されて基準回転角度位置を示す信号として点火位置検出装置５に与えられる。
【００５２】
信号発電子３Ｂは、角度θ2 の位置で第１のリラクタとの対向を終了する際に、図２（Ｂ）に示すように第２の極性（正極性）のパルス信号Ｖs1p を発生する。この第２の極性のパルス信号は波形整形回路４により第２の回転検出信号Ｖp2に変換されるが、このときエキサイタコイルＷexは一方の半サイクル（この例では正の半サイクル）の電圧を誘起していて、点火阻止回路６が波形整形回路４から出力される第２の回転検出信号Ｖp2を点火位置制御装置５から側路する状態にあるため、図２（Ｄ）に示したように、第１のリラクタ３ａが信号発電子の磁極部との対向を終了する際に発生する回転検出信号Ｖp2は点火位置制御装置５に与えられない。
【００５３】
次いで図２に示した角度θ5 の位置で第２のリラクタ３ｂが信号発電子の磁極部との対向を開始すると、信号発電子３Ｂが第１の極性のパルス信号Ｖs2n を発生する。この第１の極性のパルス信号Ｖs2n は波形整形回路４により波形整形されて第１の回転検出信号Ｖp1´として点火位置制御装置５に与えられる。
【００５４】
次いで信号発電子３Ｂは、機関の上死点に近い角度θ6 の位置で第２のリラクタ３ｂが該信号発電子の磁極部との対向を終了する際に、第２の極性のパルス信号Ｖs2p を発生する。この第２の極性のパルス信号は波形整形回路４により波形整形されて第２の回転検出信号Ｖp2に変換される。このときエキサイタコイルＷexは負の半サイクルの出力電圧を誘起しているため、点火阻止回路６は波形整形回路４が出力する第２の回転検出信号Ｖp2を点火位置制御装置から側路することができない状態にある。したがって、図２（Ｄ）に示したように、角度θ6 の位置で波形整形回路４が出力した第２の回転検出信号Ｖp2はそのまま点火位置制御装置５に与えられる。この例では角度θ6 の位置が設定位置となる。
【００５５】
点火位置制御装置５は、角度θ1 の位置で第１の回転検出信号Ｖp1が与えられた時に、その時の機関の回転角度位置を基準回転角度位置であると認識する。また角度θ6 の位置で第２の回転検出信号Ｖp2が与えられた時に、機関の回転角度位置が設定位置であると認識する。点火位置制御装置５は、第１の回転検出信号Ｖp1が与えられた時刻から第２の回転検出信号Ｖp2が与えられた時刻までの間タイマにクロックパルスを計数させることにより、基準回転確度位置θ1 から設定位置θ6 まで機関が回転する間に要した時間を計測し、この時間から機関の回転速度を演算する。点火位置制御装置５はまた、回転速度が演算される毎に、ＲＯＭに記憶された点火位置演算用マップ（回転速度と点火位置との関係を与える特性の折れ線の各屈曲点の座標をテーブルの形で記憶したもの）を用いて、補間法により、その回転速度における最適の点火位置を演算する。この点火位置は、そのときの回転速度で基準回転角度位置θ1 から点火位置まで機関が回転する間にタイマに計数させるクロックパルスの数（点火位置計測用計数値）の形で演算される。点火位置制御装置５は、基準回転確度位置θ1 で第１の回転検出信号Ｖp1が与えられた時に、タイマに点火位置計測用計数値の計数を開始させ、その計数が終了したときに点火回路１に点火信号Ｖi を与える。
【００５６】
機関の始動時には、点火位置制御装置５が点火位置を演算することはなく、設定位置θ6 で第２の回転検出信号Ｖp2が与えられた時に点火回路１に点火信号を与える。したがって、設定位置θ6 は、機関の始動を容易にする位置で、かつケッチンを生じさせない位置に設定される。図示の例では、設定位置θ6 を機関の上死点よりも僅かに進んだ位置に設定しているが、ケッチンを生じ易い機関の場合には、設定位置θ6 を上死点より僅かに遅れた位置に設定することもある。
【００５７】
なお図１に示した点火装置において、第１の極性のパルス信号Ｖs1n が零になる位置と、第２の極性のパルス信号Ｖs1p が立上がる位置とは必ずしも一致しないが、図２においては、便宜上リラクタ３ａの極弧角が十分に小さいとして、第１の極性のパルス信号Ｖs1n が零になる位置で第２の極性のパルス信号Ｖs1p が立上がるように図示してある。同様に、第２のリラクタ３ｂの極弧角を十分に小さいとして、第１の極性のパルス信号Ｖs2n が零になる位置で第２の極性のパルス信号Ｖs2p が立上がるように図示してある。
【００５８】
上記のように構成した場合、機関の正回転時に基準回転角度位置θ1 で第１の回転検出信号Ｖp1が発生した後、設定位置θ6 の直前の位置θ5 でも第１の回転検出信号Ｖp1´が発生するが、点火位置制御装置５を構成するマイクロコンピュータが実行するソフトウェア上で、１回目に発生した第１の回転検出信号Ｖp1のみを基準回転角度位置を示す信号として認識し、２回目に発生した第１の回転検出信号Ｖp1´を無視するようにしておけば、２回目に発生する第１の回転検出信号Ｖp1´は回転速度の演算や点火位置の計測に何等影響を与えないので問題はない。
【００５９】
基準回転角度位置θ1 で発生する回転検出信号Ｖp1とその後に発生する回転検出信号Ｖp1´とを識別するには、例えば、第２の回転検出信号Ｖp2が発生した後に始めて入力される回転検出信号Ｖp1を第１の回転検出信号として認識し、２回目に入力された回転検出信号Ｖp1´を無視するような信号処理を行う信号処理過程をソフトウェアに組み込んで、該信号処理過程により回転検出信号識別手段を実現するようにすればよい。このような信号処理はソフトウェア上で容易に行うことができるので、該信号処理過程をマイクロコンピュータに実行させるプログラムに組み込んでもプログラムが特に複雑になることはない。
【００６０】
なお場合によっては（例えば機関の始動時には、ケッチンを防止するために上死点付近で点火を行わせ、機関が始動し後の低速領域では、機関の回転を安定させるために点火位置を僅かに進角させる場合には）、２回目に発生する第１の回転検出信号Ｖp1´を機関の低速領域の点火位置を定めるための信号として利用することもできる。
【００６１】
また機関が逆回転した際には、エキサイタコイルに誘起する電圧の波形が図２（Ａ）に破線で示したように反転する。機関の逆回転時には、先ず上記角度θ6 よりも更に機関の上死点ＴＤＣに近い角度θ7 の位置で第２のリラクタ３ｂが信号発電子３Ｂの磁極部３０１ａとの対向を開始（第２のリラクタの回転方向の前端縁を検出）する。第２のリラクタ３ｂが信号発電子の磁極部との対向を開始すると、信号発電子が図２（Ｂ´）に示すように、第１の極性のパルス信号Ｖs2n を発生する。この信号は、図２（Ｃ´）に示すように、波形整形回路４により第１の回転検出信号Ｖp1に変換されて点火位置制御装置５に与えられる。次いで角度θ6 の位置で第２のリラクタ３ｂが信号発電子の磁極との対向を終了する際に、第２の極性のパルス信号Ｖs2p が発生し、このパルス信号が波形整形回路４により第２の回転検出信号Ｖp2に変換されるが、このときエキサイタコイルＷexは図２（Ａ）に破線で示したように、正の半サイクルの電圧を誘起しているので、該第２の回転検出信号Ｖp2は点火阻止回路６により点火位置制御装置５から側路される。従って、図２（Ｄ´）に示すように、角度θ6 の位置では、点火位置制御装置５に回転検出信号Ｖp2が与えられない。そのため、機関が逆転を開始しようとしても、点火回路１には点火信号が与えられず、機関は失火する。
【００６２】
機関が逆方向に更に回転して角度θ2 の位置に達すると第２の極性のパルス信号Ｖs1p が発生するため、波形整形回路４が第２の回転検出信号Ｖp2を出力する。このときエキサイタコイルは負の半サイクルの出力電圧を発生していて、点火阻止回路６は該回転検出信号Ｖp2を点火位置制御装置から側路しないため、角度θ2 の位置で発生した第２の回転検出信号Ｖp2は点火位置制御装置５に与えられる。従って、角度θ2 の位置で、点火位置制御装置５から点火回路１に点火信号が与えられるが、角度θ2 の位置は、上死点から大幅に遅れた位置で、この位置では機関が既に排気行程に入っているので、この角度θ2 の位置で発生する点火火花は無駄火となり、機関の燃焼は行われない。したがって、機関は逆転することができず、やがて停止する。
【００６３】
上記のように、図１に示した点火装置では、機関の正回転方向に対して進み側に位置する第１のリラクタの端縁３a1と、正回転方向に対して遅れ側に位置する第２のリラクタの端縁３b2との間の角度を最大進角幅αとすることができる。この最大進角幅αは、第１及び第２のリラクタ３ａ及び３ｂの角度間隔を大きくすることにより従来よりも広くとることができる。この場合、各リラクタの極弧角は特に大きくする必要はないため、各リラクタは打ち出しにより容易に形成することができる。
【００６４】
また信号発電機が出力するパルス信号とエキサイタコイルの出力電圧との位相関係を上記の例（図２）のように設定しておくと、点火阻止回路６の働きにより無駄な信号を消去して、機関の正回転時に、基準回転角度位置及び設定位置でそれぞれ第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号を点火位置制御装置に与えることができるため、点火装置の構成を何ら複雑にすることなく（余分の信号を消去するための複雑な回路を追加したり、余分の信号を消去するためにソフトウェアの構成を複雑にしたりすることなく）、点火位置制御装置に点火位置の演算に必要な機関の回転情報を与えることができる。
【００６５】
上記の点火装置では、信号発電機のロータ３Ａに設ける第１及び第２のリラクタ３ａ及び３ｂを設ける位置と、両リラクタの間の角度間隔とを変えることにより、基準回転角度位置及び設定位置と、進角幅とを変えることができる。
【００６６】
点火阻止回路６を利用して余分な信号を消去するためには、エキサイタコイルが正の半サイクル（一方の半サイクル）の出力電圧を発生している間に第１のリラクタ３ａと信号発電子の磁極との対向を終了させ、エキサイタコイルが負の半サイクル（他方の半サイクル）の出力電圧を発生している間に第２のリラクタ３ｂが信号発電子の磁極部との対向を終了させるようにすればよいので、理論的には、基準回転角度位置は、図３（Ｃ）に示すように、エキサイタコイルの正の半サイクルの出力電圧が立上がる位置の直前の角度θ1 ´の位置まで進角させることができ、設定位置は、図３（Ｃ）に示すように、エキサイタコイルの負の半サイクルの出力電圧が零になる位置の直前の位置θ6 ´まで遅らせることができる。磁石発電機の回転子が８極に構成されている場合、進角幅は最大９０度まで広げることができる。
【００６７】
図４の折れ線ａは、信号発電子が図３（Ｂ）に示すように角度θ1 の位置でパルス信号Ｖs1n を発生し、角度θ5 の位置でパルス信号Ｖs2n を発生するように構成されている場合に得られる点火特性（点火位置θi の回転速度Ｎに対する特性）の一例を示したものである。この特性では、機関の始動時に点火位置が設定位置θ6 の位置となり、回転速度が設定値Ｎ1 に達したときに点火位置がステップ状に角度θ1 の位置（基準回転角度位置）まで進角させられる。次いで回転速度が設定値Ｎ2 からＮ3 まで上昇する間点火位置が徐々に遅角させられ、回転速度が設定値Ｎ3 からＮ4 まで上昇する間点火位置が徐々に進角させられる。回転速度がＮ4 を超える領域では、点火位置が最大進角位置（この例では基準回転角度位置θ1 ）に固定される。このような特性は、２サイクル機関を点火する場合にしばしば採用される特性である。
【００６８】
図４の折れ線ａに示した特性では、基準回転角度位置θ1 を最大進角位置に一致させているが、基準回転角度位置を最大進角位置よりも更に進角した位置に設定するようにしてもよい。例えば、図４の折れ線ａに示すような点火特性を得る場合に、図３（Ｃ）に示すように基準回転角度位置をθ1 ´の位置まで進角させて、図４に直線ｂで示した位置を基準回転角度位置として、この基準回転角度位置θ1 ´の位置から点火位置の計測を開始させるようにしてもよい。
【００６９】
機関の逆転時に無駄火が発生する位置は正回転時の基準回転角度位置よりも僅かに上死点よりに寄った位置となるので、図４に直線ｂで示した位置θ1 ´まで基準回転角度位置を進めておくと、機関の逆転時に無駄火が発生する位置は図４に直線ｃで示した位置θ2 ´となり、機関の逆転開始時の火花の発生位置は、機関の正転時の基準回転角度位置を最大進角位置に一致させた場合よりも更に遅れることになる。このように設定しておくと、機関の逆転をより確実に防止することができる。
【００７０】
図５は本発明に係わる点火装置の他の構成例を示したもので、この例では、波形整形回路４及び点火位置制御装置５の構成が図１に示した例よりも更に具体的に示されている。
【００７１】
図５に示された波形整形回路４は、トランジスタＴＲ2 ないしＴＲ4 と、抵抗Ｒ3 ないしＲ13と、コンデンサＣ1 ないしＣ5 と、ダイオードＤ2 ないしＤ4 とにより構成されている。この波形整形回路４においては、信号コイルＷｓが信号を発生していない状態で、トランジスタＴＲ2 が導通状態にあり、トランジスタＴＲ3 及びＴＲ4 が遮断状態にある。信号コイルＷｓが負極性のパルス信号Ｖs1n またはＶs2n を発生し、該信号がコンデンサＣ1 の両端の電圧によりほぼ決まるしきい値を超えると、信号コイルＷｓ−ダイオードＤ2 −ダイオードＤ3 −抵抗Ｒ3 及びコンデンサＣ1 −信号コイルＷｓの経路で電流が流れ、この電流によりダイオードＤ2 の両端に生じる電圧降下によってトランジスタＴＲ2 のベースエミッタ間が逆バイアスされる。そのため、パルス信号Ｖs1n またはＶs2n がしきい値を超えている間トランジスタＴＲ2 が遮断状態になり、該トランジスタＴＲ2 のコレクタにパルス波形の第１の回転検出信号Ｖp1が得られる。
【００７２】
また信号コイルＷｓが正極性のパルス信号Ｖs1p またはＶs2p を発生し、該信号がコンデンサＣ2 の両端の電圧によりほぼ決まるしきい値を超えると、トランジスタＴＲ3 及びＴＲ4 が導通して、トランジスタＴＲ4 のコレクタと接地間に接続された抵抗Ｒ12の両端に電圧降下が現れる。したがって、正極性のパルス信号Ｖs1p またはＶs2p がしきい値を超えている間、抵抗Ｒ12の両端にパルス波形の電圧が現れる。
【００７３】
点火位置制御装置５は、マイクロコンピュータ５０１と、第１の点火信号出力回路５０２と、トランジスタＴＲ5 ，抵抗Ｒ14〜Ｒ16及びコンデンサＣ6 からなる第２の点火信号出力回路５０３と、ダイオードＤ5 ，Ｄ6 及び抵抗Ｒ17からなるオア回路５０４とからなっていて、波形整形回路４が出力する第１及び第２の回転検出信号Ｖp1及びＶp2がそれぞれマイクロコンピュータのＣＰＵの入力ポートＡ及びＢに入力されている。第１の点火信号出力回路５０２は、マイクロコンピュータのＣＰＵから信号が与えられたときに導通するスイッチ回路からなっている。
【００７４】
図５に示した点火装置においては、信号コイルＷｓが設定位置で正極性のパルス信号Ｖs2p を発生して、波形整形回路４のトランジスタＴＲ3 が導通したときにトランジスタＴＲ5 が導通する。これにより電源回路７からトランジスタＴＲ5 と抵抗Ｒ14とオア回路５０４のダイオードＤ6 とを通して点火回路１に点火信号が与えられる。
【００７５】
またマイクロコンピュータに設けられたＣＰＵは、図示しないタイマが点火位置計測用計数値の計数を完了したときに、出力ポートＣの電位を上昇させる。この電位の上昇により点火信号出力回路５０２内に設けられたスイッチ素子が導通状態になって、電源回路７から点火信号出力回路５０２と抵抗Ｒ17とダイオードＤ5 とを通して点火回路１に点火信号が与えられる。
【００７６】
機関の始動時においては、エキサイタコイルＷexの出力電圧が低く、電源回路７が十分な出力を発生しないため、マイクロコンピュータは正常に動作することができず、点火位置の演算を行うことができない。この状態では、信号コイルＷｓが設定位置で第２の極性のパルス信号Ｖs2p を発生した時に第２の点火信号出力回路５０３とオア回路５０４とを通して点火回路１に点火信号が与えられる。したがって機関の始動時の点火位置は設定位置となる。機関の回転速度が設定値を超える領域では、マイクロコンピュータが演算した点火位置で第１の点火信号出力回路５０２とオア回路５０４とを通して点火回路１に点火信号が与えられる。
【００７７】
また図５に示した例では、信号発電機のロータ３Ａの第１のリラクタ３ａの極弧角が第２のリラクタ３ｂの極弧角よりも大きく設定されていて、信号発電子が第１のリラクタ３ａの回転方向の前端縁を検出する位置と、該第１のリラクタの回転方向の後端縁を検出する位置とが、エキサイタコイルの隣り合う半サイクルに跨るようになっている。
【００７８】
即ちこの例では、内燃機関の正回転時に、信号発電子３Ｂが第１のリラクタ３ａの前端縁３a1を検出する位置及び第２のリラクタ３ｂの後端縁３b2を検出する位置がそれぞれ基準回転角度位置及び設定位置に一致し、かつエキサイタコイルの出力電圧の他方の半サイクル（図示の例では負の半サイクル）の期間及び該他方の半サイクルの期間の後に現れる一方の半サイクル（図示の例では正の半サイクル）の期間にそれぞれ信号発電子３Ｂが第１のリラクタ３ａの前端縁３a1及び後端縁３a2を検出し、信号発電子３Ｂが第１のリラクタ３ａの後端縁３a2を検出した後に現れるエキサイタコイルの他方の半サイクル（図示の例では負の半サイクル）の期間に信号発電子３Ｂが第２のリラクタ３ｂの回転方向の前端縁３b1及び後端縁３b2を検出するように、第１及び第２のリラクタ３ａ及び３ｂの極弧角と、第１及び第２のリラクタ３ａ及び３ｂの角度間隔と、信号発電子３Ｂとロータ３Ａとの間の位置関係とが設定されている。
【００７９】
また図１に示した例では、点火阻止回路６が、波形整形回路４から出力される第２の回転検出信号を点火位置制御装置５から側路して、第２の極性のパルス信号で点火位置制御装置５に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止することにより、点火回路に点火信号が与えられるのを阻止するようにしているが、図５に示した例では、エキサイタコイルが正の半サイクルの出力電圧を発生しているときに発生した第２の極性のパルス信号を波形整形回路から側路することにより、点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止するようにしている。
【００８０】
即ち、図５の点火装置では、点火阻止回路６のトランジスタＴＲ1 のコレクタが波形整形回路４内のダイオードＤ4 のカソードに接続されていて、エキサイタコイルＷexが正の半サイクルの電圧を発生している状態で、信号コイルＷｓが正極性のパルス信号Ｖs1p またはＶs2p を出力したときに、該正極性のパルス信号Ｖs1p またはＶs2p をトランジスタＴＲ1 を通して側路することにより、正極性のパルス信号Ｖs1p またはＶs2p でトランジスタＴＲ3 にベース電流が与えられるのを阻止して、第２の回転検出信号Ｖp2が出力されるのを阻止すると同時に、第２の点火信号出力回路５０３を通して点火回路１に点火信号が与えられるのを阻止するようにしている。
【００８１】
図５に示した点火装置のその他の部分の構成は図１に示した点火装置と同様である。
【００８２】
図６は、図５に示した点火装置の各部の電圧波形または信号波形を示したもので、（Ａ）はエキサイタコイルの出力電圧波形を示している。同図において実線で示した波形は機関が正回転する際にエキサイタコイルに誘起する電圧波形を示し、破線で示した波形は機関が逆回転する際にエキサイタコイルに誘起する電圧波形を示している。また図６（Ｂ）は機関の正回転時に信号発電子３Ｂが出力するパルス信号の波形を示し、同図（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ機関の正回転時に点火位置制御装置５に与えられる第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2の波形を示している。
【００８３】
また図６（Ｂ´）は機関の逆回転時に信号発電子３Ｂが出力するパルス信号の波形を示し、同図（Ｃ´）及び（Ｄ´）はそれぞれ機関の逆回転時に点火位置制御装置５に与えられる第１の回転検出信号Ｖp1及び第２の回転検出信号Ｖp2の波形を示している。
【００８４】
図５に示した点火装置において、機関が正回転するときには、図６（Ｂ）に示す角度θ1 の位置で信号発電子が第１のリラクタ３ａの回転方向の前端縁３a1を検出したときに信号コイルＷｓが第１の極性のパルス信号Ｖs1n を出力する。この信号は波形整形回路４により第１の回転検出信号Ｖp1に変換されて点火位置制御装置５に与えられる。上記角度θ1 の位置を基準回転角度位置とする。
【００８５】
信号コイルＷｓはまた、信号発電子が角度θ3 の位置で第１のリラクタの回転方向の後端縁を検出したときに第２の極性のパルス信号Ｖs1p を発生する。このときエキサイタコイルは正の半サイクルの電圧を発生しているので、該パルス信号Ｖs1p は、点火阻止回路６を通してトランジスタＴＲ3 から側路される。したがって、角度θ3 の位置で第２の極性のパルス信号Ｖs1p が発生しても、波形整形回路４は第２の回転検出信号Ｖp2を発生しない（図６Ｄ参照）。
【００８６】
次に信号コイルＷｓは、信号発電子が角度θ5 の位置で第２のリラクタ３ｂの前端縁を検出したときに第１の極性のパルス信号Ｖs2n を出力する。このパルス信号は波形整形回路４により第１の回転検出信号Ｖp1´に変換されて点火位置制御装置５に与えられる（図６Ｃ参照）。
【００８７】
信号コイルＷｓはまた、信号発電子が角度θ6 の位置で第２のリラクタ３ｂの後端縁を検出したときに第２の極性のパルス信号Ｖs2p を発生する。このパルス信号は波形整形回路４により第２の回転検出信号Ｖp2に変換されて点火位置制御装置５に与えられる。この第２の回転検出信号Ｖp2が発生する位置θ6 を設定位置とする。
【００８８】
内燃機関が逆転したときには、エキサイタコイルの出力電圧が図６（Ａ）に破線で示したように反転する。信号コイルＷｓは、信号発電子が上死点ＴＤＣの直後の角度θ7 の位置で第２のリラクタ３ｂの回転方向の前端縁３b2を検出したときに第１の極性のパルス信号Ｖs2n を出力する。この信号は波形整形回路４により第１の回転検出信号Ｖp1に変換されて点火位置制御装置５に与えられる。信号コイルＷｓは、続いて信号発電子が角度θ6 の位置で第２のリラクタ３ｂの後端縁３b1を検出したときに、第２の極性のパルス信号Ｖs2p を発生する。このときエキサイタコイルは正の半サイクルの電圧を発生しているので、この第２の極性のパルス信号は点火阻止回路６によりトランジスタＴＲ3 から側路される。したがって角度θ6 の位置で第２の極性のパルス信号が発生しても、波形整形回路４は回転検出信号Ｖp2を出力しない［図６（Ｄ´）参照］。
【００８９】
信号コイルＷｓは、次いで信号発電子が角度θ4 の位置で第１のリラクタ３ａの回転方向の前端縁３a2を検出したときに第１の極性のパルス信号Ｖs1n を発生する。このパルス信号は波形整形回路４により第１の回転検出信号Ｖp1´に変換されて点火位置制御装置５に与えられる。
【００９０】
次に信号コイルＷｓは、信号発電子が角度θ2 の位置で第１のリラクタ３ａの回転方向の後端縁３a1を検出したときに第２の極性のパルス信号Ｖs1p を発生する。このときエキサイタコイルＷexは正の半サイクルの電圧を発生しているので、該第２の極性のパルス信号Ｖs1p は点火阻止回路６によりトランジスタＴＲ3 から側路される。したがって、この第２の極性のパルス信号Ｖs1p により波形整形回路４から点火位置制御装置５に第２の回転検出信号が与えられるのが阻止される。
【００９１】
このように、図５に示した点火装置においては、機関が逆回転した際に点火位置制御装置５に第２の回転検出信号Ｖp2が全く与えられないため、点火位置制御装置は点火位置の演算を行うことができず、点火回路１に点火信号を与えることができない。したがって、図５に示した点火装置は、機関の逆転時に点火動作を完全に停止した状態になり、図１に示した点火装置のように、機関の逆転時に無駄火を飛ばすことがない。
【００９２】
図７は、図５に示した点火装置により得られる点火特性の一例を示したもので、この例では、機関の始動時に点火位置θi が設定位置θ6 とされ、機関が始動した後、回転速度がＮ1 を超えたときに点火位置が第１の極性のパルス信号Ｖs2n の発生位置θ5 まで進角させられる。次いで回転速度が設定値Ｎ2 を超える領域で、点火位置が最大進角位置θa まで徐々に進角させられ、回転速度が設定値Ｎ3 を超える領域では点火位置が最大進角位置θa に固定される。この場合、基準回転角度位置θ1 はもっぱら点火位置の計測を開始する位置として用いられ、最大進角位置θa はマイクロコンピュータにより演算される。
【００９３】
即ち、図７に示した例では、波形整形回路４が２回目に発生する第１の回転検出信号Ｖp1´を回転速度Ｎ1 〜Ｎ2 の領域の点火位置を決定するための信号として用いている。
【００９４】
点火阻止回路６は、上記の各例に示された構成のものに限定されるものではなく、エキサイタコイルが一方の極性の半サイクルの出力電圧を発生している間に発生した第２の極性のパルス信号により点火位置制御装置５に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止して点火回路に点火信号が与えられるのを阻止する回路であればよい。例えば図５に示した例において、図８に示したように、波形整形回路４のダイオードＤ4 のカソードとダイオードＤi のアノードとの間に、アノードをダイオードＤ4 側に向けた接続したダイオードＤ10を接続することにより点火阻止回路６を構成することもできる。この場合は、エキサイタコイルＷexの出力の負の半サイクルを一方の半サイクルとし、エキサイタコイルＷexが負の半サイクルの出力電圧を発生している状態で、第１の極性（正極性）のパルス信号Ｖs1p またはＶs2p が発生した時に該パルス信号がダイオードＤ10とエキサイタコイルＷexとを通してトランジスタＴＲ3 から側路されるようにする。
【００９５】
上記の各例では、各リラクタが信号発電子の磁極部との対向を開始して信号コイルＷｓに鎖交する磁束が増加したときに該信号コイルに負極性のパルスが発生するように信号コイルが巻かれているため、負極性のパルスを第１の極性のパルスとしているが、信号コイルを逆に巻いて、各リラクタの回転方向の前端縁が信号発電子の磁極との対向を開始する際に発生する正極性のパルス信号を第１の極性のパルス信号とし、各リラクタの回転方向の後端縁が信号発電子の磁極との対向を終了する際に発生する負極性のパルス信号を第２の極性のパルス信号とするようにしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、信号発電機のロータに第１のリラクタと第２のリラクタとを設けて、機関の正転時に、信号発電子が第１のリラクタの回転方向の前端縁を検出する位置を基準回転角度位置とし、信号発電子が第２のリラクタの回転方向の後端縁を検出する位置を正回転時の設定位置としたので、第１のリラクタと第２のリラクタとの間の角度間隔を適宜に設定することにより進角幅を従来よりも広範囲に変えることができる。したがって、従来よりも広い進角幅を必要とする場合にも対応することができ、機関の特性を引き出すために最適な点火特性を容易に得ることができる。
【００９７】
また本発明では、機関の逆転時に点火動作を停止させるために従来から設けられている点火阻止回路を利用して信号処理を行うことにより、点火位置制御装置に無用の信号が与えられるのを阻止するようにしたので、点火装置の構成を複雑にしたり、点火装置を構成するマイクロコンピュータが実行するソフトウェアの構成を複雑にしたりすることなく、進角幅を拡大する要請に応えることができる利点がある。
【００９８】
特に請求項２に記載した発明によれば、機関の逆転時に点火回路に点火信号が全く与えられることがないため、機関を完全に失火させて無駄火が飛ぶのを防ぐことができ、無駄火の発生により機関に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる点火装置の構成例を示した回路図である。
【図２】図１の各部の電圧波形または信号波形を示した波形図である。
【図３】本発明の作用を説明するための波形図である。
【図４】図１の点火装置により得られる点火特性の一例を示した線図である。
【図５】本発明に係わる点火装置の他の構成例を示した回路図である。
【図６】図５の点火装置の各部の電圧波形または信号波形を示した波形図である。
【図７】図５の点火装置により得られる点火特性の一例を示した線図である。
【図８】図５に示した点火装置で用いる点火阻止回路の変形例を示した回路図である。
【図９】従来の点火装置の構成を示した回路図である。
【図１０】図９の各部の電圧波形または信号波形を示した波形図である。
【符号の説明】
１ 点火回路
２ 磁石式交流発電機
３ 信号発電機
３Ａ ロータ
３ａ 第１のリラクタ
３ｂ 第２のリラクタ
３Ｂ 信号発電子
４ 波形整形回路
５ 点火位置制御装置
６ 点火阻止回路

Claims (1)

1. 内燃機関により駆動される磁石式交流発電機内に設けられて機関の回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルを点火電源とし、点火信号が与えられたときに点火コイルの一次電流を制御して該点火コイルの二次側に点火用の高電圧を誘起させる点火回路と、前記内燃機関の正回転時に該機関の上死点よりも進角側に設定された基準回転角度位置で第１の極性のパルス信号を発生し、前記上死点付近に設定された設定位置で第２の極性のパルス信号を発生する信号発電機と、前記第１の極性のパルス信号及び第２の極性のパルス信号をそれぞれ波形整形して第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号に変換する波形整形回路と、前記第１の回転検出信号及び第２の回転検出信号を入力として両回転検出信号に基づいて決定した機関の点火位置で前記点火回路に点火信号を与える点火位置制御装置と、前記エキサイタコイルが一方の極性の半サイクルの出力電圧を発生している間に発生した第２の極性のパルス信号により前記点火位置制御装置に第２の回転検出信号が与えられるのを阻止して前記点火回路に点火信号が与えられるのを阻止する点火阻止回路とを備え、
   前記内燃機関の正回転時には前記エキサイタコイルが他方の極性の半サイクルの出力電圧を発生している間に前記第２の回転検出信号が発生し、前記内燃機関の逆回転時には前記エキサイタコイルが前記一方の半サイクルの出力電圧を発生している間に前記第２の回転検出信号が発生するように、前記信号発電機の出力と磁石発電機の出力との位相関係が設定され、
   内燃機関の回転速度が設定値以下の領域では前記第２の極性のパルス信号が発生した時に前記点火回路に点火信号を与えるように前記点火位置制御装置が構成されている内燃機関用点火装置において、
   前記信号発電機は、
   前記内燃機関の回転軸に取り付けられ、第１のリラクタと該第１のリラクタよりも機関の正回転方向に対して遅れ側に位置するように設けられた第２のリラクタとを有して、第１のリラクタの極弧角が第２のリラクタの極弧角よりも大きく設定されたロータと、
   前記ロータの第１及び第２のリラクタに対向し得るように配置されていて、各リラクタの回転方向の前端縁を検出したとき及び各リラクタの回転方向の後端縁を検出したときにそれぞれ第１の極性のパルス信号及び第２の極性のパルス信号を発生する信号発電子とを備えてなり、
   前記内燃機関の正回転時には、前記信号発電子が第１のリラクタの前端縁を検出する位置及び第２のリラクタの後端縁を検出する位置がそれぞれ前記基準回転角度位置及び設定位置に一致し、かつ前記エキサイタコイルの出力電圧の他方の半サイクルの期間及び該他方の半サイクルの期間の後に現れる一方の半サイクルの期間にそれぞれ前記信号発電子が前記第１のリラクタの前端縁及び後端縁を検出し、前記信号発電子が前記第１のリラクタの後端縁を検出した後に現れる前記エキサイタコイルの他方の半サイクルの期間に前記信号発電子が前記第２のリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出するように、前記第１及び第２のリラクタの極弧角と、前記第１及び第２のリラクタの角度間隔と、前記信号発電子と前記ロータとの間の位置関係とが設定されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。

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