JP6608663B2 - 磁石式エンジン点火装置 - Google Patents

Description

本発明は磁石式エンジン点火装置に関し、実機搭載前後の磁気的要因の変化等に応じて点火時期を適正に補正するようにしたものである。

２サイクルエンジン等の小型汎用エンジンには、コンデンサ充放電式等の磁石式エンジン点火装置を使用したものがある。このエンジン点火装置は、エンジンにより駆動される磁石式発電機と、この磁石式発電機の発電コイルに誘起する出力電圧により充電される充放電コンデンサと、点火プラグに接続された点火コイルと、オン時に充放電コンデンサの電荷を点火コイルを経て放電するスイッチング素子と、エンジン回転数に応じて所定の点火時期特性に従ってスイッチング素子をオンさせる点火時期制御手段とを備えている（特許文献１）。

磁石式発電機は、回転方向の両側に磁極を有する磁石が埋設されたクランク軸側のロータと、鉄心に巻装された発電コイルを有し且つクランクケース、シリンダケース等の固定側に装着されたステータとを備え、ロータの回転時にステータの発電コイルに出力電圧を誘起するようになっている。

特開２０１２−７５７６号公報

汎用のエンジン点火装置は、通常、ロータ及びステータを含む磁石式発電機をユニットの一部に備えて構成され、実機以外のテスト機に搭載して運転したときに目的とする所定のエンジン出力が得られるように、エンジン回転数に対応して点火時期を制御するための点火時期特性、その他が設計されている。そして、このように設計された点火装置単体を実機エンジンに搭載して、その実機エンジンの点火時期を制御するのが一般的である。

しかし、エンジンのテスト機と実機では、発電機の配置箇所の周辺環境、取り分け磁気的要因、温度的要因が大きく異なり、その違いが発電コイルの出力波形に変化を及ぼすことがある。

その結果、図１８に実機搭載前の点火時期特性Ｘ１と実機搭載後の実点火時期特性Ｘ２とを示すように、実機搭載前の点火装置単体において、点火時期特性Ｘ１で点火制御を行うべく設計したにも拘わらず、実機搭載後の実運転時には本来の点火時期特性Ｘ１よりも進角した実点火時期特性Ｘ２で点火制御を行う等、設計上の点火時期特性Ｘ１と運転時の実点火時期特性Ｘ２との間にズレが生じて、目的とする所定のエンジン出力が得られなくなる問題がある。

例えば、鉄心の脚部の先端側近傍、磁石が鉄心の脚部側を通過するときの磁極近傍等の固定側に鉄製のボルトがあれば、磁石の磁極がそのボルトの近傍を通過する際に、磁石と鉄心との間の磁束がボルトの影響を受けて変化する。そのため鉄心及び磁石とボルトとの相対的な位置関係によっては、その磁気的要因の変化を受けて発電コイルの出力波形が設計時とは異なることがある。

従って、発電コイルに正負交互に誘起する複数の半波出力の内、特定の半波出力の立ち上がり時等の特定時点を基準に、エンジン回転数に応じた点火時期の点火信号を出力する制御方式の場合には、実機搭載後の点火時期が実機搭載前の設計上の点火時期に対して進角又は遅角することがあり、目的とする所定のエンジン出力が得られなくなる。

このような実機搭載前後の磁気的要因等の違いによる点火時期の変化は、この種の汎用のエンジン点火装置の宿命とも云える問題点である。そのためエンジン点火装置の設計に際しては、実機搭載後の点火時期の変化を見据えて実機搭載前の点火装置単体での点火時期特性を決定している。

しかし、実機搭載後の点火時期を点火装置単体の点火時期特性に完全に一致させることは非常に困難であり、また発電機の配置箇所の周辺環境が様々である多種類の実機を前提にしてそのような設計を行うことは不可能である。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、実機搭載の前後で発電コイルの出力波形に変化を及ぼすような要因がある場合にもその影響を容易に除去できるエンジン点火装置を提供することを目的とする。

本発明は、発電コイルからの出力波形に基づいて所定の点火時期特性に従ってエンジン回転数に応じて点火時期を制御するようにした磁石式エンジン点火装置において、実機搭載前の発電コイルの出力波形に対応する基準時間と、実機搭載後の発電コイルの出力波形に対応する実時間とを対比して実機搭載の前後の出力波形の変化を検出する検出手段と、実機搭載の前後で出力波形に変化がある場合に、基準時間と実時間とから補正時間を求めて、その補正時間により、適正時期に点火するように点火時期を補正する点火時期補正手段とを備えたものである。

別の本発明は、発電コイルからの出力波形に基づいて所定の点火時期特性に従ってエンジン回転数に応じて点火時期を制御するようにした磁石式エンジン点火装置において、実機搭載前の発電コイルの出力波形に対応する基準時間と、実機搭載後の発電コイルの出力波形に対応する実時間とを対比して実機搭載の前後の出力波形の変化を検出する検出手段と、実機搭載の前後で出力波形に変化がある場合に、基準時間と実時間とから補正時間を求めて点火時期特性を補正しその後の点火時期制御用の補正点火時期特性を作成する点火時期特性補正手段とを備えたものである。

検出手段は、実機搭載前のエンジン回転数に対応する発電コイルの出力波形の基準時間を記憶する基準時間記憶手段と、実機搭載後のエンジン回転数に対応する発電コイルの出力波形の実時間を演算する実時間演算手段と、基準時間記憶手段に記憶された基準時間と実時間演算手段により演算された実時間とにより補正時間を演算する補正時間演算手段とを備えたものでもよい。

実時間演算手段は１回転前の実時間を演算し、補正時間演算手段は基準時間記憶手段に記憶された基準時間と実時間演算手段で演算された１回転前の実時間とを差分することが望ましい。

本発明によれば、実機搭載の前後で発電コイルの出力波形に変化を及ぼすような要因がある場合にもその影響を容易に除去できる利点がある。

本発明の第１の実施形態を示す磁石式エンジン点火装置の回路図である。 同磁石式発電機の構成図である。 同点火制御の波形図である。 同点火制御の波形図である。 同点火時期制御手段のブロック図である。 同点火時期特性図である。 同基準時間特性図である。 同遅延時間特性図である。 同エンジン点火時のフローチャートである。 同磁石式発電機の説明図である。 同磁石式発電機の説明図である。 本発明の第２の実施形態を示す点火制御の波形図である。 同点火制御の波形図である。 本発明の第３の実施形態を示す点火制御の波形図である。 同点火制御の波形図である。 本発明の第４の実施形態を示す点火時期制御手段のブロック図である。 同エンジン回転数と点火時期との関係を示す図である。 従来の点火時期特性と実際の点火時期との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。

図１〜図１１は本発明の第１の実施形態を例示する。図１は本発明の磁石式エンジン点火装置２０を示し、このエンジン点火装置２０は、エンジン回転により駆動される磁石式発電機１と、点火プラグ２に接続された点火コイル３と、磁石式発電機１のソースコイル４に発生する正の半波出力Ｖｐ２（図３（ａ）及び図４（ａ）参照）によりダイオード５，６を介して充電される充放電用コンデンサ７と、点火信号ｐによるオン時に充放電用コンデンサ７の電荷を点火コイル３の一次側に放電させる放電用スイッチング素子８と、ソースコイル４に発生する負の半波出力Ｖｎ１によりダイオード９を介して充電される電源回路１０と、電源回路１０の電源電圧Ｖｃｃの立ち上がりによって動作するマイコン１１により構成され且つ正の半波出力Ｖｐ１の発生タイミングに基づいてエンジン回転数に応じた点火時期で放電用スイッチング素子８に点火信号ｐを出力する点火時期制御手段１２とを備えている。なお、ソースコイル４は発電コイルを構成する。

磁石式発電機１は、図２に示すように、エンジンのクランク軸１３の一端に装着され矢印方向に回転するロータ１４と、このロータ１４の外周でエンジンのクランクケース等の固定側に装着されたステータ１５とを備えている。ロータ１４の外周側には、回転方向の両側にＮ及びＳの磁極を有する磁石１６が埋設されている。ステータ１５は脚部１７がロータ１４の外周面に近接して配置された鉄心１８と、この鉄心１８に巻装されたソースコイル４及び点火コイル３とを備えている。

ソースコイル４には図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、エンジンの正転時の１回転毎に上死点Ｑの前後近傍を中心に第１の正の半波出力Ｖｐ１、第１の負の半波出力Ｖｎ１、第２の正の半波出力Ｖｐ２、第２の負の半波出力Ｖｎ２の順に半波出力が交互に発生する。電源回路１０はソースコイル４の第１の負の半波出力Ｖｎ１により充電され、マイコン１１に電源を供給するようになっている。なお、ソースコイル４はロータ１４、ステータ１５の構成によって半波出力の出力数が決まるが、半波出力は二つ又は三つでもよい。

点火時期制御手段１２はＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコン１１により構成されており、図５に示すように回転数検出手段２１と記憶手段２２と変化要因検出手段２３と点火時期演算手段２４と点火時期補正手段２５とを有する。

回転数検出手段２１は図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、ソースコイル４の正の半波出力Ｖｐ１に基づいて、その前後二つの正の半波出力Ｖｐ１間の周期Ｔからエンジン回転数を検出するようになっている。

記憶手段２２は点火時期特性記憶手段２６と基準時間記憶手段２７とを備えている。点火時期特性記憶手段２６は実機搭載前の点火装置単体での点火時期特性Ｘ（図６参照）を記憶するためのものであって、各エンジン回転数毎に点火時期ｔ０が上死点Ｑを基準にその手前の点火角度等により設定されている。点火時期特性Ｘは所定のエンジン出力（加速性能、減速性能等）が得られるように、対象とするエンジンの使用目的等に応じて適宜決定されている。なお、この点火時期特性Ｘは低回転側の傾斜部Ｘｌと高回転側の水平部Ｘｈとを有するが、その屈曲形状は任意である。また点火時期特性Ｘは一定角度でもよい。点火時期特性Ｘは低進角、高進角の複数種類でもよい。

点火時期演算手段２４は、点火時期特性記憶手段２６に記憶された点火時期特性Ｘから、回転数検出手段２１で検出した現在のエンジン回転数に対する点火時期ｔ０を読み込んで、ソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから点火信号ｐを出力するまで遅延させるエンジン回転数毎の遅延時間ｓ（図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照）を演算するようになっている。エンジン回転数と遅延時間ｓは図８に示すような関係にある。

なお、点火時期演算手段２４に代えて遅延時間読み取り手段を備え、この遅延時間読み取り手段により点火時期特性Ｘからエンジン回転数に対応する点火時期を読み取って、第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから点火信号ｐを出力するまでに要する遅延時間ｓを決定するようにしてもよい。

変化要因検出手段２３は実機搭載前後の磁気的要因の変化に伴うソースコイル４の出力波形の変化を検出するためのものであって、基準時間記憶手段２７と実時間演算手段２８と補正時間演算手段２９とにより構成されている。

例えば、磁石式発電機１の装着箇所の周辺に鉄製のボルト等があれば、それがない場合に比較してソースコイル４の出力波形に長短の変化が生じる。そこで、変化要因検出手段２３は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、ソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がりまでを実機搭載前後の出力波形を対比するための基準波形Ｖａとし、エンジン回転数毎にこの基準波形Ｖａに対応する基準時間ｔｂと実時間ｔａとを対比して、基準時間ｔｂと実時間ｔａとに違いがあれば変化要因ありとしてそれを検出するようになっている。変化要因検出手段２３は基準時間ｔｂと実時間ｔａとが同じであれば変化要因なしとする。なお、変化要因検出手段２３はソースコイル４の出力波形の振幅（波高）を用いて検出するようにしてもよい。

基準時間記憶手段２７は、実機搭載前の点火装置単体でのエンジン回転数に対する基準時間ｔｂを記憶するためのものである。基準時間ｔｂは実機搭載前の点火装置単体において基準波形Ｖａの発生に要するエンジン回転数毎の時間であって、エンジン回転数に対応して図７に示すように設定されており、エンジン回転数が低回転のときには長く、高回転になるに従って短くなる関係にある。なお、基準波形Ｖａは第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がりまで以外の部分を基準に設定してもよい。

実時間演算手段２８は実機搭載後のエンジン回転においてエンジン回転数毎の実時間ｔａを演算するためのもので、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、実機搭載後においてエンジン回転毎にソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がりまでの基準波形Ｖａが発生するに要するエンジン回転数に対応する実時間ｔａを演算するようになっている。

補正時間演算手段２９は実機搭載後のエンジン回転において、実時間演算手段２８で演算されたエンジン回転数に対応する実時間ｔａと、基準時間記憶手段２７から読み出されたエンジン回転数に対応する基準時間ｔｂとを対比し演算して、その差分を補正時間ｔｃとして出力するようになっている。

点火時期補正手段２５は変化要因検出手段２３の検出出力に応じて適正時期に点火するように、点火時期特性Ｘに従って決定されたエンジン回転数に対応する点火時期ｔ０を補正するためのものであり、点火時期特性Ｘから読み出したエンジン回転数に対応する遅延時間ｓを補正時間演算手段２９で演算された補正時間ｔｃにより補正して補正遅延時間Ｓを求めて、第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから補正遅延時間Ｓが経過した後、点火信号ｐを出力するようになっている。

この場合、点火時期補正手段２５は遅延時間ｓに補正時間ｔｃを加算して補正遅延時間Ｓを求める。即ち、補正時間ｔｃ（＝ｔａ−ｔｂ）は実時間ｔａが基準時間ｔｂよりも大きいときには正となり、実時間ｔａが基準時間ｔｂよりも小さいときには負となる。従って、Ｓ＝ｓ＋ｔｃにｔｃ＝ｔａ−ｔｂを代入することにより、実機搭載前後の磁気的環境の変化に応じて本来の遅延時間ｓを補正遅延時間Ｓに補正することができる。

このように点火時期特性Ｘで決まる遅延時間ｓを補正時間ｔｃで補正して補正遅延時間Ｓを求めることにより、実機搭載前後で磁気的要因の変化があるにも拘わらず、実機搭載後の点火制御において、実機搭載前後で磁気的要因の変化の影響を除去でき、実機搭載前の点火装置単体の設計通り（図６の点火時期特性Ｘ）に所定の点火時期ｔ０で点火することが可能である。

次に図９のフローチャートを参照しながら、このエンジン点火装置２０におけるアイドル回転以降の点火制御を説明する。エンジンの１回転毎にソースコイル４に所定の出力電圧が誘起し、図３（ａ）及び図４（ａ）に点線又は実線で示すように、第１の正の半波出力Ｖｐ１、第１の負の半波出力Ｖｎ１、第２の正の半波出力Ｖｐ２、第２の負の半波出力Ｖｎ２の順に出力される。

エンジンの１回転毎に回転数検出手段２１が前後二つの正の半波出力Ｖｐ１間の周期Ｔからエンジン回転数を検出し（ステップＳ１）、点火時期演算手段２４がそのときのエンジン回転数に対応する遅延時間ｓを点火時期特性記憶手段２６の点火時期特性Ｘに従って演算する（ステップＳ２）。

エンジン回転中、変化要因検出手段２３はソースコイル４の出力波形の変化の有無を検出する。そして、ソースコイル４の出力波形に変化があれば、この変化要因検出手段２３の検出出力に応じて、点火時期補正手段２５が遅延時間ｓを補正して補正遅延時間Ｓを求め（ステップＳ３）、第１の正の半波出力Ｖｐ１から補正遅延時間Ｓの経過を待って（ステップＳ４）、その後に点火信号ｐを放電用スイッチング素子８に出力し（ステップＳ５）、点火装置単体での設計通りに所定の点火時期ｔ０で点火する。

なお、点火時期補正手段２５は実機搭載前後の磁気的要因等に変化がない場合にも、補正遅延時間Ｓの演算処理を行うが、補正遅延時間Ｓは遅延時間ｓと同じである。

変化要因検出手段２３によるソースコイル４の出力波形の変化の有無の検出に際しては、先ず実時間演算手段２８がそのときのエンジン回転数での実時間ｔａを演算する（ステップＳ６）。一方、補正時間演算手段２９が基準時間記憶手段２７からそのエンジン回転数での基準波形Ｖａに対応する基準時間ｔｂを演算し、実時間ｔａと基準時間ｔｂとを対比してその差分である補正時間ｔｃを演算する（ステップＳ７）。

そして、回転数検出手段２１のエンジン回転数の検出（ステップＳ１）、点火時期演算手段２４の遅延時間ｓの演算（ステップＳ２）を経て、点火時期補正手段２５が補正時間演算手段２９で演算された１回転前の補正時間ｔｃと、点火時期演算手段２４で演算された今回のエンジン回転での遅延時間ｓとから、今回のエンジン回転での補正遅延時間Ｓを演算し（ステップＳ３）、その補正遅延時間Ｓが経過した後に点火信号ｐを出力する（ステップＳ４、Ｓ５）。

ソースコイル４の出力波形に変化を及ぼす磁気的要因としては、磁石式発電機１の配置箇所近傍のクランクケース側に他の部材を取り付けるための鉄製のボルトが配置される場合が考えられる。その場合、ボルトの位置によって磁石１６側と鉄心１８側との磁気結合状態が異なり、ソースコイル４の出力波形に変化を及ぼすこともある。

例えば、図１０に示すようにロータ１４側の磁石１６の回転域の近傍に２個のボルト３１がある場合には、このボルト３１間に磁石１６が位置したときに実質的に磁石１６の長さが２個のボルト３１に跨がって拡大する状況が生じる。

この場合には、実機搭載前後のソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１、第２の負の半波出力Ｖｎ２の波形を対比すると、図３（ａ）に点線で示す実機搭載前の波形幅に比べて実線で示す実機搭載後の波形幅が大となる。従って、実機搭載前の点火時期特性Ｘに従う限り、図３（ｂ）に点線で示す時期に点火信号ｐを出力する設計であるにも拘わらず、実機搭載後の点火時期制御では、図３（ｂ）に実線で示す時期に点火信号ｐを出力することとなり、磁気的要因の影響を受けて点火信号ｐを出力する点火時期が進角する。

そこで、１回転前のエンジン回転数に対応する基準波形Ｖａの基準時間ｔｂと実時間ｔａとを対比してその差分である補正時間ｔｃを求め、この補正時間ｔｃを遅延時間ｓに加算して補正遅延時間Ｓを演算し、図３（ｃ）に示すように第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから補正遅延時間Ｓが経過したときに点火信号ｐを出力するように制御する。これによって磁気的要因の影響で第１の正の半波出力Ｖｐ１の波形幅が大きくなっているにも拘わらず、磁気的要因の影響を除去して、実機搭載前の点火時期特性Ｘと略同一の点火時期ｔ０に点火することができる。

また図１１に示すように鉄心１８の脚部１７の下端外側に対応して２個の鉄製のボルト３１がある場合には、磁石１６が鉄心１８に接近したときに、ボルト３１を介して磁石１６から鉄心１８の脚部１７に入る磁束が漏洩する状況が生じる。

この場合には、実機搭載前後のソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１、第２の負の半波出力Ｖｎ２の波形を対比すると、図４（ａ）に点線で示す実機搭載前の波形幅に比べて実線で示す実機搭載後の波形幅が小さくなる。従って、実機搭載前の点火時期特性Ｘに従う限り、図４（ｂ）に点線で示す点火時期ｔ０に点火信号ｐを出力する設計であるにも拘わらず、実機搭載後の点火時期制御では、図４（ｂ）に実線で示すタイミングに点火信号ｐを出力することとなり、磁気的要因の影響を受けて遅角する。

そこで、１回転前のエンジン回転数に対応する基準波形Ｖａの基準時間ｔｂと実時間ｔａとを比較してその差分である補正時間ｔｃを求め、この補正時間ｔｃを遅延時間ｓに加算して補正遅延時間Ｓを演算し、図４（ｃ）に示すように第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから補正遅延時間Ｓが経過したときに点火信号ｐを出力するように制御する。これによって磁気的要因の影響で第１の正の半波出力Ｖｐ１の波形幅が小さくなっているにも拘わらず、磁気的要因の影響を除去して、実機搭載前の点火時期特性Ｘと略同一の点火時期ｔ０に点火することができる。

このように変化要因検出手段２３でソースコイル４の出力波形に変化を与える変化要因を検出し、その検出出力に応じて点火時期補正手段２５により適正時期に点火するように点火時期を補正する構成を採用すれば、実機搭載前後で磁気的要因等の変化があっても、変化要因による影響を除去して点火時期ｔ０を制御することが可能である。

従って、実機搭載前後で磁気的要因の変化があっても、実機搭載前に意図したエンジン出力を確実に確保することが可能である。また実機搭載前後の磁気的要因の違いを考慮した設計が不要であり、点火装置自体の汎用性が著しく向上すると共に、製造コストの大幅な削減が可能であり、容易且つ安価に製造できる利点がある。

変化要因検出手段２３は実機搭載前後の磁気的要因の変化に伴うソースコイル４の出力波形の変化を検出するように構成すれば、磁気的要因の変化に影響を及ぼし易い鉄製ボルト等も容易に使用することが可能であり、磁石式発電機１の装着箇所周辺のエンジン側の設計も容易になる利点がある。

変化要因検出手段２３は実機搭載後のソースコイル４の出力波形を実機搭載前のソースコイル４の出力波形と対比して変化要因の有無を検出することにより、変化要因検出手段２３自体の設計も容易になる。しかも、磁気センサ等を使用する場合には、変化要因が磁気的要因に特定されるが、ソースコイル４の出力波形を介して変化要因の有無を検出するため、磁気的要因を含む一切の変化要因を検出対象とすることができる。

また特にソースコイル４からの出力波形に基づいて所定の点火時期特性Ｘに従ってエンジン回転数に応じた点火時期を演算する点火時期演算手段２４と、実機搭載前のエンジン回転数に対応するソースコイル４の出力波形の基準時間ｔｂを記憶する基準時間記憶手段２７と、実機搭載後のエンジン回転数に対応するソースコイル４の出力波形の実時間ｔａを演算する実時間演算手段２８と、基準時間記憶手段２７に記憶された基準時間ｔｂと実時間演算手段２８により演算された実時間ｔａとにより補正時間ｔｃを演算する補正時間演算手段２９と、補正時間演算手段２９で演算された補正時間ｔｃにより点火時期演算手段２４で演算された点火時期を補正する点火時期補正手段２５とを備えることにより、実機搭載前に点火時期特性Ｘに従って実機搭載後の点火時期ｔ０を制御することが可能であり、汎用性があるにも拘わらず実機搭載後の点火時期制御において、当初意図したエンジン出力を容易に確保できる利点がある。

また実時間演算手段２８は１回転前の実時間ｔａを演算し、補正時間演算手段２９は基準時間記憶手段２７に記憶された基準時間ｔｂと実時間演算手段２８で演算された１回転前の実時間ｔａとを差分することにより、エンジンの各回転毎にその出力波形を基準に点火時期ｔ０を制御することが可能であり、上死点Ｑ前の点火角度を比較的容易に選択することが可能である。

図１２、図１３は本発明の第２の実施形態を例示する。図１２の波形図は第１の実施形態の図３の場合に対応しており、ソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１、第２の負の半波出力Ｖｎ２の波形幅が実機搭載前に比較して大きくなっている。図１３の波形図は第１の実施形態の図４の場合に対応しており、ソースコイル４の第１の正の半波出力Ｖｐ１、第２の負の半波出力Ｖｎ２の波形幅が実機搭載前に比較して小さくなっている。

この実施形態でも、変化要因検出手段２３は、基準時間記憶手段２７、実時間演算手段２８、補正時間演算手段２９により構成され、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様に、エンジン回転毎の出力波形の前半で実時間ｔａと基準時間ｔｂとに基づいて補正時間ｔｃを演算するようになっている。

図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）に示すように、第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりを基準に所定時間遅延した後に点火信号ｐを出力する場合には、実機搭載前後の第２の負の半波出力Ｖｎ２の波形幅が変化するため、点火時期補正手段２５は補正時間ｔｃに基づいて遅延時間ｓを補正して補正遅延時間Ｓ（＝ｓ−ｔｃ）を演算し、その補正遅延時間Ｓの経過後に点火信号ｐを出力すべく構成されている。他の構成は第１の実施形態と同様である。

このようにエンジン回転毎に出力波形の前半で補正時間ｔｃ、補正遅延時間Ｓを演算し、第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりを基準に補正遅延時間Ｓの経過後の点火時期ｔ０に点火信号ｐを出力するように構成すれば、エンジンが１回転する毎に実時間ｔａの演算から点火信号ｐの出力までの一切を処理することができる利点がある。

しかし、このように第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりを基準に補正遅延時間Ｓを計測する場合には、補正遅延時間Ｓによる点火時期ｔ０が第１の実施形態とは逆になる。例えば、図１２に示すように実時間ｔａが基準時間ｔｂよりも大きい場合には、補正遅延時間Ｓによる点火時期ｔ０が早くなり、図１３に示すように実時間ｔａが基準時間ｔｂよりも小さい場合には、補正遅延時間Ｓによる点火時期ｔ０は遅くなる。

従って、実時間ｔａが基準時間ｔｂよりも大きい場合には、その補正遅延時間Ｓを出力するときの基準の設定如何によって、補正時間演算手段２９は遅延時間ｓより遅くすることもあれば、早くすることもある。また実時間ｔａが基準時間ｔｂよりも小さい場合にも、その補正遅延時間Ｓの計測の基準となる波形の違いによって、補正時間演算手段２９は遅延時間ｓより早くすることもあれば、遅くすることもある。

図１４、図１５は本発明の第３の実施形態を例示する。図１４の波形図は第２の実施形態の図１２の場合に、図１５の波形図は第２の実施形態の図１３の場合に夫々対応しており、ソースコイル４の第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がりから第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりまでを基準波形Ｖａとしている。

この実施形態でも、変化要因検出手段２３は、基準時間記憶手段２７、実時間演算手段２８、補正時間演算手段２９により構成され、図１４（ａ）及び図１５（ａ）に示すように、エンジン回転毎に出力波形の後半の基準波形Ｖａを対象に、実機搭載後の実時間ｔａと実機搭載前の基準時間ｔｂとに基づいて補正時間ｔｃを演算するようになっている。

図１４（ａ）（ｂ）及び図１５（ａ）（ｂ）に示すように、第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりを基準に遅延時間ｓの経過後に点火信号ｐを出力する場合には、実機搭載前後で第２の負の半波出力Ｖｎ２の波形幅が変化して、実機搭載後の第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がり時点が実機搭載前（点線）に対して前後に移動するため、実機搭載前の点火時期ｔ０に対して前後にズレることになる。

従って、点火時期補正手段２５において、実時間ｔａと基準時間ｔｂとから、実機搭載前（点線）の第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりに対する実機搭載後の第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりのズレ量に相当する補正時間ｔｃを演算して、補正時間ｔｃにより遅延時間ｓを補正して補正遅延時間Ｓ（＝ｓ−ｔｃ）を演算し、その補正遅延時間Ｓの経過後に点火信号ｐを出力するように構成されている。他の構成は第２の実施形態と同様である。

このようにエンジン回転毎に出力波形の後半の基準波形Ｖａとして補正時間ｔｃ、補正遅延時間Ｓを演算し、第２の負の半波出力Ｖｎ２の立ち下がりを基準に補正遅延時間Ｓの経過後の点火時期ｔ０に点火信号ｐを出力するように構成すれば、実機搭載前後の変化要因の違いを忠実に反映してより高精度の点火制御を行うことができる。

図１6 、図１7 は本発明の第４の実施形態を例示する。この実施形態のエンジン点火装置２０は、図１６に示すように、エンジン回転が安定状態になることを条件にエンジンの運転毎に実機搭載前後の磁気的要因の変化に伴うソースコイル４の出力波形の変化の有無を検出する変化要因検出手段２３と、点火時期特性記憶手段２６に記憶された点火時期特性Ｘを読み出して、変化要因検出手段２３の検出出力に応じて各エンジン回転数毎に点火時期特性Ｘを一括して補正し新たな補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂ（図１７参照）を作成する点火時期特性補正手段３２と、この点火時期特性補正手段３２で補正し作成された新たな補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂを一時的に記憶する一時記憶手段３３と、この一時記憶手段３３に記憶された補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂからエンジン回転数に対応する点火時期ｔ０を演算して点火信号ｐを出力する点火制御手段３４とを備えている。他の構成は第１の実施形態と同様である。

変化要因検出手段２３で検出する変化要因には、第１の実施形態と同様に、実機搭載後の点火制御時に点火時期特性Ｘでの点火時期ｔ０に対して進み方向に影響する場合と、点火時期ｔ０に対して遅れ方向に影響する場合とがある。従って、変化要因検出手段２３は第１の実施形態と同様に基準時間ｔｂと実時間ｔａとの対比により変化要因の違いを判断し、補正時間ｔｃを演算する。

そして、変化要因が点火時期ｔ０の進み方向に影響する場合には、点火時期特性補正手段３２が図１７に示すように点火時期特性Ｘに対して補正時間ｔｃだけ遅れる補正点火時期特性Ｘａを演算し作成して、その後は点火制御手段３４が補正点火時期特性Ｘａに従って点火制御を行う。

また変化要因が点火時期ｔ０の遅れ方向に影響する場合には、点火時期特性補正手段３２が図１７に示すように点火時期特性Ｘに対して補正時間ｔｃだけ進む補正点火時期特性Ｘｂを演算し作成して、その後は点火制御手段３４が補正点火時期特性Ｘｂに従って点火制御を行う。

なお、エンジンの運転が終了すれば、一時記憶手段３３の補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂが消去されるので、エンジンの運転毎に同様の処理を行う。一時記憶手段３３はユーザーのスイッチ操作等で補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂを適宜消去できるようにしてもよい。

このようにエンジンの運転毎に実機搭載前に設定された点火時期特性Ｘを読み込み、変化要因検出手段２３の検出出力に応じてその点火時期特性Ｘを補正し新たな補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂを作成して、その後は補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂに従って点火時期ｔ０を制御することも可能である。

この場合には、第１の実施形態のように各エンジン回転毎に補正する場合に比較して補正回数を少なくしながらも、実機搭載前後の変化要因に影響されない点火時期制御が可能である。

なお、温度上昇による磁石１６の性能の低下が問題になる場合には、所定の時間毎、又は所定の温度毎に変化要因検出手段２３の検出出力を取り込んで、その都度、新たな補正点火時期特性を作成するようにしてもよい。

以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明は各実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では、磁石式発電機１は第１の実施形態に例示のもの以外の構成でもよい。

また変化要因検出手段２３はソースコイル４の出力波形に変化を与える変化要因を検出するので、その対象要因として磁気的要因、熱的要因等を挙げて説明したが、これら以外の要因でもよい。例えば、ロータ１４、ステータ１５等の取り付け精度のバラツキも、磁石１６と鉄心１８との間のギャップにバラツキが生じる等、実機搭載前後でのソースコイル４の出力波形の変化に繋がるので、その取り付け精度のバラツキ等も変化要因とすることができる。従って、磁石式発電機１に多少のバラツキがあっても、そのバラツキによる影響を除去でき、実機搭載前の点火時期特性Ｘに従って制御することも可能である。

基準時間ｔｂ、実時間ｔａの対象となる基準波形Ｖａは、ソースコイル４の出力波形のうち上死点Ｑの手前側の圧縮行程に対応して設定することが望ましい。これはエンジンの１回転の中でも、圧縮行程のときの角速度が最も小さくなるためである。

点火時期補正手段２５は変化要因検出手段２３の検出出力に応じて点火タイミングを、実機搭載前の点火時期特性Ｘでの点火時期ｔ０に略一致するように補正しているが、必ずしも実機搭載前の点火時期特性Ｘに従った点火時期ｔ０である必要はなく、適正時期に補正できればよい。

また各実施形態では、第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がりまでを基準波形Ｖａとしているが、他の部分に基準波形Ｖａを設定することも可能である。例えば、第１の正の半波出力Ｖｐ１の立ち上がりから立ち下がりまでを基準波形Ｖａとしてもよいし、第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がりから立ち下がりまでを基準波形Ｖａとしてもよい。また中間の第１の負の半波出力Ｖｎ１と第２の正の半波出力Ｖｐ２との一方又は両方を含むように、第１の負の半波出力Ｖｎ１の立ち上がりから第２の正の半波出力Ｖｐ２の立ち上がり又は立ち下がりまでを基準波形Ｖａとしてもよい。要するに基準波形Ｖａは変化要因の影響を捉え得る部分であれば十分である。

点火時期特性記憶手段２６が記憶する点火時期特性に高進角特性と低進角特性とがあり、必要に応じて高進角特性と低進角特性との何れかを選択して点火時期ｔ０を制御するような場合にも同様に実施可能である。例えばチェーンソー等の作業機に搭載するエンジン用の点火装置において、ユーザーの加減速操作を検出して、その加速要求時に低進角特性から高進角特性に切り替え、減速要求時に高進角特性から低進角特性に切り替えるようにしてもよい。

また高進角特性と低進角特性との二つの点火時期特性があり、作業時には専ら高進角特性に従って点火時期ｔ０を制御するような場合には、その高進角特性側についてのみ変化要因に応じて点火時期ｔ０を制御することが可能である。

第４の実施形態では、点火時期特性Ｘを加算、減算して補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂが点火時期特性Ｘに対して略平行に進むか遅れる場合を例示しているが、変化要因、補正時間ｔｃ等の大小に応じて点火時期特性Ｘに所定の係数を乗算して補正点火時期特性Ｘａ，Ｘｂを演算するようにしてもよい。

図１１、図１２では、実機搭載後においてステータ１５の鉄心１８に対してボルト３１等の磁性体がロータ１４の回転方向に略対象に配置される場合を例示したが、ボルト３１等の磁性体が対象である場合に限らず、非対称に配置される場合でも同様に実施可能である。

１ 磁石式発電機
３ 点火コイル
４ ソースコイル（発電コイル）
１２ 点火時期制御手段
２０ エンジン点火装置
２１ 回転数検出手段
２３ 変化要因検出手段
２４ 点火時期演算手段
２５ 点火時期補正手段
２６ 点火時期特性記憶手段
２７ 基準時間記憶手段
２８ 実時間演算手段
２９ 補正時間演算手段
３２ 点火時期特性補正手段
３３ 一時記憶手段
３４ 点火制御手段
Ｘ 点火時期特性
ｓ 遅延時間
Ｓ 補正遅延時間
Ｖａ 基準波形
ｔｂ 基準時間
ｔａ 実時間
ｔ０ 点火時期
ｔｃ 補正時間
Ｘａ，Ｘｂ 補正点火時期特性

Claims (4)

1. 発電コイルからの出力波形に基づいて所定の点火時期特性に従ってエンジン回転数に応じて点火時期を制御するようにした磁石式エンジン点火装置において、
   実機搭載前の発電コイルの出力波形に対応する基準時間と、実機搭載後の発電コイルの出力波形に対応する実時間とを対比して実機搭載の前後の出力波形の変化を検出する検出手段と、
   実機搭載の前後で出力波形に変化がある場合に、基準時間と実時間とから補正時間を求めて、その補正時間により、適正時期に点火するように点火時期を補正する点火時期補正手段とを備えた
   ことを特徴とする磁石式エンジン点火装置。
2. 発電コイルからの出力波形に基づいて所定の点火時期特性に従ってエンジン回転数に応じて点火時期を制御するようにした磁石式エンジン点火装置において、
   実機搭載前の発電コイルの出力波形に対応する基準時間と、実機搭載後の発電コイルの出力波形に対応する実時間とを対比して実機搭載の前後の出力波形の変化を検出する検出手段と、
   実機搭載の前後で出力波形に変化がある場合に、基準時間と実時間とから補正時間を求めて点火時期特性を補正しその後の点火時期制御用の補正点火時期特性を作成する点火時期特性補正手段とを備えた
   ことを特徴とする磁石式エンジン点火装置。
3. 検出手段は、
   実機搭載前のエンジン回転数に対応する発電コイルの出力波形の基準時間を記憶する基準時間記憶手段と、
   実機搭載後のエンジン回転数に対応する発電コイルの出力波形の実時間を演算する実時間演算手段と、
   基準時間記憶手段に記憶された基準時間と実時間演算手段により演算された実時間とにより補正時間を演算する補正時間演算手段とを備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁石式エンジン点火装置。
4. 実時間演算手段は１回転前の実時間を演算し、
   補正時間演算手段は基準時間記憶手段に記憶された基準時間と実時間演算手段で演算された１回転前の実時間とを差分する
   ことを特徴とする請求項３に記載の磁石式エンジン点火装置。