JPH05202837A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複雑な電子回路を用いずに機関の逆転を防止す
ることができる内燃機関用点火装置を提供する。 【構成】信号発電機２の回転子２Ａに４個のリラクタＲ
o 〜Ｒ3 を設け、１つのリラクタＲ3 の周方向長さを他
のリラクタの周方向長さよりも長くする。リラクタＲo
〜Ｒ3 が信号発電子２Ｂの磁極部に対向し始める際に信
号コイル２０２に誘起するパルス信号の発生間隔を、機
関の正回転時に互いに等しくするようにリラクタＲo 〜
Ｒ3 の間隔を定める。信号コイルに誘起するパルス信号
の発生間隔を順次比較し、機関の逆転時に特定のパルス
信号の発生間隔が他のパルス信号の発生間隔よりも短く
なることを利用して機関の逆転を検出する。機関の逆転
を検出したときに点火信号の発生を停止させて機関を失
火させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、逆転防止機能を備えた
内燃機関用点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２サイクル内燃機関は逆転しやすいた
め、該内燃機関を点火する点火装置に逆転防止機能を持
たせることが行われている。従来のこの種の点火装置と
して、実公平３−１１４２１号に示されたものや、特公
平３−２７７５９号に示されたものがある。実公平３−
１１４２１号に示された点火装置では、点火エネルギー
を与えるエキサイタコイルの出力と点火時期を定めるた
めの信号を出力する信号コイルの出力との位相関係から
機関の正回転と逆回転とを判別する電子回路を設けて、
機関の逆回転が検出されたときに機関の点火動作を停止
させるようにしている。また特公平３−２７７５９号に
示された点火装置では、信号発電機に２個の信号コイル
を設けて、該２個の信号コイルの出力の位相関係を電子
回路により判定することにより、機関の正回転と逆回転
とを検出して、逆回転が検出されたときに点火動作を停
止させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特公平３−２７７５９
号に示された点火装置では、信号発電機に２個の信号コ
イルを設ける必要があるため、信号発電機の構造が複雑
になるのを避けられなかった。また従来のいずれの点火
装置も、機関の正回転と逆回転とを検出する電子回路を
設ける必要があるため、点火装置の構成が複雑になって
装置が大形になるという問題があった。

【０００４】最近の内燃機関用点火装置は、点火時期を
演算するためにマイクロコンピュータを用いるため、機
関の正回転及び逆回転の検出を行うためにわざわざ電子
回路を設けるのは得策ではなく、機関の回転方向の検出
もマイクロコンピュータにより行わせることができるよ
うにするのが好ましい。

【０００５】本発明の目的は、１つの信号コイルから得
られる信号を用いて内燃機関の回転方向の検出を行うこ
とができるようにするとともに、該回転方向の検出をマ
イクロコンピュータを用いて行うことができるようにし
て点火装置の大形化を招くことなく逆転防止機能を持た
せることができるようにした内燃機関用点火装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示した
ように、突起または凹部からなるリラクタを有して内燃
機関１により駆動される回転子と該回転子のリラクタに
対向する磁極部を有していてリラクタが該磁極部に対向
し始める際及びリラクタが該磁極部との対向を終える際
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
ルス信号を出力する信号発電子とを備えた信号発電機２
と、点火信号が与えられた際に点火用の高電圧を出力す
る点火回路３と、信号発電機が出力するパルス信号から
回転数を演算する回転数演算手段４と、演算された各回
転数における進角度を演算する進角度演算手段５と、演
算された進角度に相当する点火時期に前記点火信号を発
生させる点火信号発生手段６とを有する点火時期制御装
置７とを備えた内燃機関用点火装置に係わるものであ
る。

【０００７】本発明においては、信号発電機の回転子が
リラクタをｎ（ｎは２以上の整数）個有していて、該ｎ
個のリラクタの内の１つのリラクタの周方向長さが他の
リラクタの周方向長さよりも長く設定されるとともに、
内燃機関が正回転している際に第１の極性のパルス信号
の発生間隔が実質的に等しくなるように該ｎ個のリラク
タ相互間の角度間隔が設定される。

【０００８】また点火時期制御装置７は、信号発電子が
第１の極性のパルス信号を発生する毎に今回発生した第
１の極性のパルス信号と前回発生した第１の極性のパル
ス信号との発生間隔を検出するパルス発生間隔検出手段
８と、パルス発生間隔検出手段が今回検出したパルス発
生間隔θx と前回検出したパルス発生間隔θx-1 との間
にＮ・θx-1 ＜θx （Ｎは定数）の関係が成立している
ときに内燃機関が正回転していることを検出し、Ｎ・θ
x-1 ＜θx の関係が成立しないときに内燃機関が逆転し
ていることを検出する回転方向検出手段９と、回転方向
検出手段により内燃機関が正回転していることが検出さ
れているときに点火信号の発生を許可し、内燃機関が逆
転していることが検出されているときには点火信号の発
生を禁止する逆転防止手段１０とを備えている。

【０００９】

【作用】上記のように構成すると、信号発電機に２つの
信号コイルを設けないで内燃機関が正回転しているか逆
回転しているかを検出できるため、信号発電機の構成を
簡単にすることができる。またマイクロコンピュータを
用いて点火時期を制御している場合には、該マイクロコ
ンピュータを用いて機関の回転方向を検出できるため、
余分な電子回路を設ける必要がなく、点火装置の構成を
簡単にすることができる。

【００１０】

【実施例】図２は本発明の実施例のハードウェアの構成
を示したもので、同図において、２は信号発電機、３は
点火回路、１１はマイクロコンピュータのＣＰＵ、１２
及び１３はそれぞれＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
及びＲＯＭ（リードオンリメモリ）である。１４は信号
発電機２から得られるパルス信号Ｖp を入力として矩形
波信号Ｖq を出力する波形整形回路である。

【００１１】信号発電機２は、円筒状の回転体２００の
外周から４個のリラクタＲo ないしＲ3 を突出させた回
転子２Ａと、信号発電子２Ｂとからなっている。信号発
電子２Ｂは、回転子２Ａのリラクタに対向する磁極部を
有する鉄心２０１と、該鉄心に巻回された信号コイル２
０２と、鉄心に磁束を流す永久磁石（図示せず。）とを
有していて、信号コイル２０２は、リラクタＲo 〜Ｒ3
のそれぞれが鉄心２０１の磁極部に対向し始める際に第
１の極性のパルス信号を出力し、リラクタＲo〜Ｒ3 が
鉄心２０１の磁極部との対向を終える際に第２の極性の
パルス信号を出力する。回転子２Ａを構成する回転体２
００としては、内燃機関に取り付けられるフライホイー
ルを用いることができる。この実施例では、図２におい
て時計方向ＣＷへの回転を正回転としている。本実施例
では、番号０〜３が付されたリラクタＲo 〜Ｒ3 の一端
（正回転時に回転方向の前方側に位置して、信号発電子
の磁極部に先に対向することになる端部）相互間の角度
間隔が９０度に設定されている。

【００１２】図４（Ａ）は内燃機関の正回転時に信号コ
イル２０２が出力するパルス信号Ｖp の波形を示したも
ので、この例では、第１の極性のパルス信号を正極性の
パルス信号とし、第２の極性のパルス信号を負極性のパ
ルス信号としている。図４（Ａ）の正極性のパルス信号
にそれぞれ付した番号０〜３は、図２においてリラクタ
Ｒo 〜Ｒ3 のそれぞれの一端（内燃機関の正回転時に回
転方向の前方側に位置することになる端部）に付した番
号０〜３に対応している。即ち、０〜３の番号が付され
た正極性パルス信号はそれぞれリラクタＲo 〜Ｒ3 が信
号発電子の磁極部に対向し始める際に発生する。また０
〜３の正極性パルス信号に続いて発生する一連の負極性
パルス信号はリラクタＲo 〜Ｒ3 のそれぞれが信号発電
子の磁極部との対向を終える際に発生する。

【００１３】図４（Ｃ）は内燃機関の逆転時に信号コイ
ル２０２に誘起するパルス信号Ｖpの波形を示したもの
で、逆転時には、回転子２ＡのリラクタＲ0 〜Ｒ3 の一
端０〜３が信号発電子の磁極部に対向する際、即ち、回
転子２Ａのリラクタが信号発電子の磁極部との対向を終
える際にそれぞれ０〜３の番号が付された負極性パルス
信号が誘起する。

【００１４】波形整形回路１４は信号コイル２０２が出
力する正極性のパルス信号（第１の極性のパルス信号）
が発生したときに立上がり、負極性のパルス信号（第２
の極性のパルス信号）が発生したときに立ち下がる矩形
波信号Ｖq を出力する。機関の正回転時に波形整形回路
１４が出力する矩形波信号Ｖq の波形は図４（Ｂ）のよ
うになり、機関の逆回転時に波形整形回路１４が出力す
る矩形波信号Ｖq は図４（Ｄ）のようになる。上記矩形
波信号Ｖq はマイクロコンピュータのＣＰＵに与えられ
ている。

【００１５】図４から明らかなように、機関の正回転時
には、正極性パルス信号の発生間隔（矩形波信号の立上
がり相互間の間隔）θo 〜θ3 が全てほぼ等しいが、機
関の逆転時には特定の正極性パルス信号とその次の正極
性パルス信号との間の間隔θo が他の正極性パルス信号
の発生間隔θ1 〜θ3 よりも短くなる。従って、正極性
パルス信号の発生間隔（矩形波信号の立上がり相互間の
間隔）を順次比較することにより、機関の正回転と逆回
転とを検出することができる。

【００１６】点火回路３は、点火コイル３００と、点火
信号Ｖi が与えられたときに点火コイルの１次電流を急
激に変化させるように制御する１次電流制御回路３０１
と、内燃機関の気筒に取り付けられて点火コイルの２次
コイルに接続された点火プラグ３０２とからなり、点火
信号Ｖｉが与えられたときに点火コイルの２次側に点火
用の高電圧を発生する。１次電流制御回路３０１として
は、コンデンサ放電式の回路や電流遮断形の回路が知ら
れているが、本発明においては、これらいずれの形式の
回路を用いてもよい。

【００１７】図１の点火時期制御装置７の各手段はマイ
クロコンピュータにより実現される。図６及び図７は各
手段を実現するためのプログラムのアルゴリズムを示し
たフローチャートで、図６は回転数演算手段４及び進角
度演算手段５を実現するメインルーチンのアルゴリズム
を示し、図７は矩形波信号Ｖq の立上がりが検出される
ごとに実行される割り込みルーチンのアルゴリズムを示
している。

【００１８】図６に示したメインルーチンでは、機関の
始動時に先ず各部の初期設定を行い、回転数を演算す
る。この回転数の演算は、例えば矩形波信号Ｖq の基準
の立上がりが検出されてから次に同じ基準の立上がりが
検出されるまでの時間（１回転に要する時間）から行
う。この例では、０番のパルス信号を基準パルス信号と
して、該基準パルス信号に対応する矩形波信号の立上が
りを基準の立上がりとし、該基準の立上がりが検出され
たときにＲＡＭに基準フラグをセットする。０番のパル
ス信号に対応する矩形波信号の基準の立上がりの検出
は、矩形波信号Ｖq の高レベルの期間ＴH と低レベルの
期間ＴL とを順次比較して、ＴH ＞ＴL を検出すること
により行う。

【００１９】メインルーチンではまた、演算された回転
数における点火時期の進角度を演算する。この進角度
は、矩形波信号の基準の立上がりが検出された時刻から
点火時期までの間に点火時期決定用タイマが計数すべき
クロックパルスの数の形で演算する。

【００２０】矩形波信号Ｖq の立上がりが検出されるご
とに図７の割り込みルーチンが実行される。マイクロコ
ンピュータは点火時期決定用のタイマの他に、図５に示
したように矩形波信号の各立上がりから次の立上がりま
での時間をパルス発生間隔θx として計測するカウンタ
を備えている。ＲＡＭには、矩形波信号の各立上がり時
に計測されたパルス発生間隔をθx として記憶するアド
レスＡx と、前回の立上り時に計測されたパルス発生間
隔をθx-1 として記憶するアドレスＡx-1 とを設けてお
く。図７の割り込みルーチンでは、先ず矩形波信号の前
回の立上がり時に計測されてアドレスＡx に記憶されて
いるθx をθx-1 としてアドレスＡx-1に移動させ、今
回の立上がり時に計測された計測値をθx としてアドレ
スＡx に記憶させる。

【００２１】次いで回転方向判定用フラグＲＶＦＬＧが
セットされていて該フラグが「１」になっているか否か
を判定し、ＲＶＦＬＧ＝１でない場合には、θx-1 とＮ
・θx との大小を比較する。ここでＮは定数であり、機
関の急加減速時の回転変動があるときでも、正回転時に
は必ずθx-1 ＜Ｎ・θx 及びＮ・θx-1 ＞θx の関係が
成立し、機関の逆転時には、θx ＝θo が計測されたと
きにθx-1 ＞Ｎ・θxの関係が成立し、θx ＝θ3 が検
出されたときにＮ・θx-1 ＜θx の関係が成立するよう
に、該Ｎの大きさを設定しておく。

【００２２】θx-1 とＮ・θx との大小関係を判定した
結果、θx-1 ＞Ｎ・θx である場合（機関が逆回転して
いるとき）には、回転方向判定用フラグをセットして
（ＲＶＦＬＧ＝１として）メインルーチンに戻る。回転
方向判定用フラグがセットされと、次の立上りが検出さ
れたときに実行される割り込みルーチンでＲＶＦＬＧ＝
１と判定されるため、続いてＮ・θx-1 ＜θx の関係が
成立しているか否かの判定が行われる。このときθx-1
＝θo 、θx ＝θ3 であるため、Ｎ・θx-1 ＜θx の関
係が成立する。この場合には、点火操作を行わずにメイ
ンルーチンに戻る。

【００２３】回転方向判定用フラグＲＶＦＬＧが１であ
るか否かを判定する過程で既に該フラグが１になってい
る場合に、Ｎ・θx-1 ＜θx の関係が成立していないと
きには、基準フラグをリセットしてメインルーチンに戻
る。

【００２４】回転方向判定用フラグＲＶＦＬＧがセット
されておらず、機関が正回転していて、θx-1 ＞Ｎ・θ
x の関係が成立していない場合には、回転方向判定用フ
ラグを０とした後、点火操作を行う。

【００２５】この点火操作においては、先ずＲＡＭに基
準フラグがセットされているか否かを判定し、該基準フ
ラグがセットされているとき（矩形波信号の今回の立上
りが０番のパルス信号に対応する基準の立上りである場
合）には、直ちに点火時期決定用タイマに既に演算され
ている進角度をセットして該タイマをスタートさせる。
該点火時期決定用タイマがセットされた計数値の計測を
完了したときに点火信号Ｖi を発生させるとともに、基
準フラグをリセットする。点火信号Ｖi が発生すると、
点火回路３が点火用の高電圧を発生し、点火プラグに火
花を生じさせて機関を点火する。

【００２６】上記の実施例では、図７の割り込みルーチ
ンにおいて、パルス発生間隔θx を読み取って該パルス
発生間隔をアドレスＡx に記憶させる過程によりパルス
発生間隔検出手段８が実現され、回転方向判定用フラグ
ＲＶＦＬＧの内容を判定する過程と、θx-1 とＮ・θx
との大小を判定する過程と、回転方向判定用フラグをセ
ットする過程とにより回転方向検出手段９が実現され
る。またＮ・θx-1 とθx との大小を判定して、Ｎ・θ
x-1 ＜θx の関係が成立しているときに点火信号を発生
させずにメインルーチンに戻る過程により、逆転防止手
段が実現される。上記の実施例では、信号発電機の回転
子が４個のリラクタを備えているが、リラクタの数は任
意である。例えば図３に示したように、６個のリラクタ
Ｒo 〜Ｒ5 を設けるようにしてもよい。この場合には、
番号０〜５が付されたリラクタＲo 〜Ｒ5 の一端相互間
の角度間隔を６０度に設定する。

【００２７】上記の実施例では、リラクタを突起により
構成したが、リラクタは信号発電子の磁極部に対向した
際に信号コイルに鎖交する磁束に変化を生じさせるもの
であれば良く、回転子の外周に形成した凹部をリラクタ
とすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、信号発
電機に２つの信号コイルを設けないで内燃機関が正回転
しているか逆回転しているかを検出できるため、信号発
電機の構成を簡単にすることができる利点がある。

【００２９】また本発明によれば、マイクロコンピュー
タを用いて点火時期を制御している場合に、該マイクロ
コンピュータを用いて機関の回転方向を検出できるた
め、余分な電子回路を設ける必要がなく、点火装置の構
成を簡単にすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体的な構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施例で用いるハードウェアの構成を
概略的に示す構成図である。

【図３】本発明の他の実施例で用いる信号発電機の回転
子の構成を概略的に示した正面図である。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施例
において内燃機関の正回転時に得られるパルス信号の波
形及び矩形波信号の波形を示した波形図である。（Ｃ）
及び（Ｄ）はそれぞれ内燃機関の逆転時に得られるパル
ス信号の波形及び矩形波信号の波形を示した波形図であ
る。

【図５】パルスの発生間隔を計測する方法を説明する線
図である。

【図６】本発明の実施例において点火時期制御装置の各
手段をマイクロコンピュータにより実現する場合のプロ
グラムのメインルーチンを示したフローチャートであ
る。

【図７】同プログラムの割り込みルーチンを示したフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関、２…信号発電機、３…点火回路、４…回
転数演算手段、５…進角度演算手段、６…点火信号発生
手段、７…点火時期制御装置、８…パルス発生間隔検出
手段、９…回転方向検出手段、１０…逆転防止手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火信号が与えられた際に点火用の高電
   圧を出力する点火回路と、 突起または凹部からなるリラクタを有して内燃機関によ
   り駆動される回転子と、該回転子のリラクタに対向する
   磁極部を有していてリラクタが該磁極部に対向し始める
   際及びリラクタが該磁極部との対向を終える際にそれぞ
   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
   を出力する信号発電子とを備えた信号発電機と、 前記信号発電機が出力するパルス信号から回転数を演算
   する回転数演算手段と、演算された各回転数における進
   角度を演算する進角度演算手段と、演算された進角度に
   相当する点火時期に前記点火信号を発生させる点火信号
   発生手段とを有する点火時期制御装置とを備えた内燃機
   関用点火装置において、 前記信号発電機の回転子は前記リラクタをｎ（ｎは２以
   上の整数）個有していて、該ｎ個のリラクタの内の１つ
   のリラクタの周方向長さが他のリラクタの周方向長さよ
   りも長く設定されるとともに、内燃機関が正回転してい
   る際に前記第１の極性のパルス信号の発生間隔が実質的
   に等しくなるように該ｎ個のリラクタ相互間の角度間隔
   が設定され、 前記点火時期制御装置は、 前記信号発電子が第１の極性のパルス信号を発生する毎
   に今回発生した第１の極性のパルス信号と前回発生した
   第１の極性のパルス信号との発生間隔を検出するパルス
   発生間隔検出手段と、 パルス発生間隔検出手段が今回検出したパルス発生間隔
   θx と前回検出したパルス発生間隔θx-1 との間にＮ・
   θx-1 ＜θx （Ｎは定数）の関係が成立しているときに
   内燃機関が正回転していることを検出し、Ｎ・θx-1 ＜
   θx の関係が成立しないときに内燃機関が逆転している
   ことを検出する回転方向検出手段と、 前記回転方向検出手段により内燃機関が正回転している
   ことが検出されているときに前記点火信号の発生を許可
   し、前記内燃機関が逆転していることが検出されている
   ときには前記点火信号の発生を禁止する逆転防止手段と
   を具備していることを特徴とする内燃機関用点火装置。