JPH1122604A - 自動二輪車のフルトランジスタ式点火システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転域においても良好な火花性能が得ら
れ且つシリンダヘッド周囲に空間的に余裕のない自動二
輪車にも実現できるようなフルトランジスタ式のスティ
ック型イグニッションコイルを具備した点火システムを
提供することを目的とする。 【解決手段】 点火プラグＳの接続端子に一端が取着さ
れイグナイターから一次電流を適宜タイミングで供給さ
れるスティック型イグニッションコイルを具備する自動
二輪車のフルトランジスタ式点火システムで、イグニッ
ションコイル１のコイル抵抗値を低くしてその分大きな
電流を流すよう構成するとともに、点火制御をおこなう
エンジンコントロールユニット２０が、エンジンＥの圧
縮工程でのみ点火をおこない排気工程で点火をおこなわ
ないよう制御すべく構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車のエン
ジンの点火システムに関し、詳しくはフルトランジスタ
式のスティック型イグニッションコイルを使用した点火
システム（装置）に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、ガソリンエンジンを搭載している自動二輪車の点火
システムは、図６，図７に図示するように、エンジンＥ
から少し離れた位置の車体（フレーム等）Ｆにイグニッ
ションコイル１０を配設し、このイグニッションコイル
１０の高圧端子（出力端子）１０Ａ側から、各点火プラ
グＳに高圧コード１１を介して電気を供給するよう構成
されている。

【０００３】最近では、スペースおよび使用条件等の条
件に関して比較的恵まれた四輪自動車では、最も進んだ
形態のフルトランジスタ式の点火システムが採用されつ
つある。即ち、四輪自動車に採用されているフルトラン
ジスタ式では、イグニッションコイルの一次側の電流の
断続をイグナイターにおこなわせ、各点火プラグ自体に
直接あるいはその近傍にそれぞれスティック型のイグニ
ッションコイルを配設し、これらの各イグニッションコ
イルに、エンジンコントロールユニットの制御で、イグ
ナイターから点火用の低圧電流を供給するよう構成され
ている。この点火システムの場合、イグニッションコイ
ルと点火プラグが直結あるいは近接しているため、高圧
コードがなくなり、あるいは高圧コードの距離が極端に
短くなることから、高圧側の電気抵抗の低減により良好
な火花性能が得られ、また、電波障害を防止できる点で
優れている。このスティック型イグニッションコイルの
先行技術として、特開平８−２１３２５８号公報があ
る。

【０００４】しかし、上記利点があるものの、自動二輪
車の場合、上記スティック型のイグニッションコイルを
点火プラグに直接配設したフルトランジスタ式の点火シ
ステムを採用することができ難い。

【０００５】その大きな理由は、エンジンのシリンダヘ
ッド部分に空間的に殆ど余裕がないため、上記四輪自動
車のようなスティック型のイグニッションコイルを点火
プラグ上に直接配設すると、熱による影響を受けて、実
現することはでき難い。しかも、四輪自動車に比べて、
エンジンの許容最高回転数および常用回転数域が大幅に
高くなる（約２倍程度になる）ことから、従来のスティ
ック型のイグニッションコイルでは、高速域において充
分な火花性能が得られず、またスペースの狭さと相まっ
てイグニッションコイルの温度上昇が予想される、とい
う点である。

【０００６】特に、高速域において充分な火花性能を得
ようとして、単に従来より大電流をイグニッションコイ
ルに流すよう構成すれば、点火プラグ自体が発熱する上
に、この比較的大きな電流が頻繁に流れるため、イグニ
ッションコイル自体も発熱して温度が上昇し、点火プラ
グおよびイグニッションコイルの耐熱性を考えると実施
することが難しい。

【０００７】本発明は、このような現況に鑑みおこなわ
れたもので、高速回転域においても良好な火花性能が得
られ且つシリンダヘッド周囲に空間的に余裕のない自動
二輪車にも、実現できるようなフルトランジスタ式のス
ティック型イグニッションコイルを具備した点火システ
ムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本請求項１記載の発明に
かかる自動二輪車の点火システムは、点火プラグの接続
端子に一端が取着されイグナイターから一次電流を適宜
タイミングで供給されるスティック型イグニッションコ
イルを具備する自動二輪車のフルトランジスタ式点火シ
ステムであって、上記イグニッションコイルのコイル抵
抗値を低くしてその分大きな電流を流すよう構成すると
ともに、点火制御をおこなうエンジンコントロールユニ
ットが、エンジンの圧縮工程でのみ点火をおこない排気
工程で点火をおこなわないよう制御すべく構成したこと
を特徴とする。

【０００９】しかして、このように構成された自動二輪
車のフルトランジスタ式点火システムによれば、抵抗値
を低くしてその分大きな電流がイグニッションコイルに
流れるため、エンジンの高速回転域においても良好な火
花性能が得られるとともに、従来圧縮工程と排気工程の
両方でおこなわれていた点火が、本来点火が必要な圧縮
工程でのみおこなわれるため、電流が大きくなった分だ
けイグニッションコイルでの発熱が増加しようとする
が、単位回転数当たりの発熱の回数（発熱頻度）が半分
になり、その分イグニッションコイルの発熱を抑制する
ことができる。このため、回転数が大幅に高い且つスペ
ース的に狭い自動二輪車にも、性能的に優れた、フルト
ランジスタ式のスティック型のイグニッションコイルを
採用することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】また、上記請求項１記載の自動二
輪車のフルトランジスタ式点火システムの実施形態とし
て、請求項２記載の如く、イグニッションコイルに流す
電流値が、従来の自動二輪車の場合に比べて約２倍程度
であることが、高速回転域において良好に火花性能を得
る上で望ましい。

【００１１】さらに、上記請求項１又は２記載の自動二
輪車のフルトランジスタ式点システムにおいて、請求項
３記載の如く、エンジン上部のプラグホールを形成する
周壁に、エンジン外部と連通する空気導入用の貫通孔を
形成し、プラグホール内に冷却風を導くよう構成する
と、空気流によってイグニッションコイルの有効な冷却
が可能となる。

【００１２】さらに、上記請求項３記載の自動二輪車の
フルトランジスタ式点火システムにおいて、請求項４記
載の如く、貫通孔が、自動二輪車の走行方向の前側に形
成されていると、頻繁に点火がおこなわれる高速走行時
に、その回転数に比例して大量の冷却風を得ることがで
きる点で優れた構成となる。

【００１３】さらに、上記請求項１〜４記載の自動二輪
車のフルトランジスタ式点火システムにおいて、請求項
５記載の如く、エンジンコントロールユニットへ、エン
ジンの圧縮工程のタイミングを知らせるセンサーが、カ
ム軸に形成された凹部を検知することによって、該圧縮
工程を検出するよう構成されていると、検出部分をコン
パクトに構成することができ、しかもカム軸が鋳造製の
場合には簡単に形成することができる構成となる。

【００１４】また、上記請求項５記載の自動二輪車のフ
ルトランジスタ式点火システムにおいて、請求項６記載
の如く、カム軸に形成された凹部が、カム軸のスラスト
受け部分に形成されていると、シリンダヘッド部分の油
分等の影響をもろに受けることがなく、且つシール性の
点でも容易に配設できることになる。

【００１５】さらに、上記請求項１〜４記載の自動二輪
車のフルトランジスタ式点火システムにおいて、請求項
７記載の如く、エンジンコントロールユニットへ、エン
ジンの圧縮工程のタイミングを知らせるセンサーが、カ
ム軸の軸端部に形成された凸部を検知することによっ
て、該圧縮工程を検出するよう構成されていると、ノイ
ズの少ない状態での検出が可能となる点で優れた構成と
なる。また、カム軸を焼結合金製にする場合には容易に
凸部を形成することができ、かかる場合には機械加工の
必要がない点で優れた構成となる。

【００１６】また、上記請求項５〜７のいずれか１の項
に記載の自動二輪車のフルトランジスタ式点火システム
において、請求項８記載の如く、カム軸が、吸気バルブ
を駆動するカム軸であってもよい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例にかかる自動二輪車の
フルトランジスタ式点火システムについて図面を参照し
ながら具体的に説明する。

【００１８】この実施例では、自動二輪車の４サイクル
ＤＯＨＣ型エンジンに適用した場合を例に説明する。

【００１９】図１（ａ）は本発明の実施例にかかる４サ
イクルＤＯＨＣ型エンジンのシリンダヘッド部分の構成
を示す断面図、（ｂ）はイグニッションコイルの平断面
形状を示す（ａ）のＩ−Ｉ矢視図である。

【００２０】図１において、１はイグニッションコイル
で、図１（ａ）に図示するように、このイグニッション
コイル１の下端の接続端子部分は点火プラグＳの上端の
接続端子に直接接続されている。従って、この実施例の
場合、高圧コードは不要となっている。

【００２１】このイグニッションコイル１は、この実施
例の場合、高回転数域においても良好な火花性能が得ら
れるよう、コイル抵抗値を従来の二輪自動車の場合の約
１／２程度の低い値にし、具体的には、１．０〜１．２
オーム（Ω）程度ものを使用して、従来の約２倍程度の
大電流を流すよう構成されている。

【００２２】そして、上記点火プラグＳとイグニッショ
ンコイル１は、図１（ｂ）に図示するように、シリンダ
ヘッドＨに形成されている円筒状のプラグホール５内に
収容されている。

【００２３】このプラグホール５の内径に対して、イグ
ニッションコイル１の外径はやや寸法的に小さくなって
おり、且つ平断面形状が図１（ｂ）に図示するように、
概略歯車形状をしていることから、イグニッションコイ
ル１の外周とプラグホール５の内周との間には、ばね座
金状の空間Ｒが形成されている。

【００２４】そして、図１（ａ）に図示するように、上
記プラグホール５の前方（自動二輪車に搭載された状態
において走行方向を言う；図１において左方（図１の矢
印Ｆの方向を参照））の壁面には、プラグホール５から
シリンダヘッドＨを貫通して外気側に連通する通風穴６
が形成され、自動二輪車が走行状態において前方からの
空気を積極的に導入できるよう構成されている。また、
この通風穴６は、図１（ａ）に図示するように、前方で
下がった傾斜穴に形成され、プラグホール５に水等が進
入した場合には外部に排出することができるよう構成さ
れている。この実施例では、一つのプラグホール５につ
き１の通風穴６が形成されているが、より大きな冷却効
果が必要な場合には複数の通風穴を設けてもよい。ま
た、この場合、水等の排出用の穴とは別に設けてもよ
い。

【００２５】ところで、上述したようにエンジンＥのシ
リンダヘッドＨの各シリンダに形成されたプラグホール
５内に配設された各イグニッションコイル１の「−」
（マイナス）側の端子は、図２に図示するように、それ
ぞれ、低圧の電気コード３０によって、エンジンコント
ロールユニット２０の接続端子２０ａ〜２０ｄに接続さ
れ、また各イグニッションコイル１の「＋」（プラス）
側の端子は、バッテリーのプラス側に接続されている。

【００２６】この図２に図示するエンジンコントロール
ユニット２０は、所謂イグナイターを一体に内蔵した形
式のもので、このエンジンコントロールユニット２０
は、出力回路２１，ワンボード型のマイクロコンピュー
タ２２，定電圧回路２５，電圧検知回路２７，クランク
軸信号用波形整形器２８，カム軸信号用波形整形器２
９，Ａ／Ｄ変換器３１から構成されている。

【００２７】そして、上記出力回路２１の各接続端子２
１ａ〜２１ｄが上記エンジンコントロールユニット２０
の接続端子２０ａ〜２０ｄに接続されるとともに、出力
回路２１の入力端子２１ｆ〜２１ｉは、マイクロコンピ
ュータ２２の出力端子２２ａ〜２２ｄに接続され、該マ
イクロコンピュータ２２から供給される電気信号によっ
て出力回路２１のいずれかのパワートランジスタ（点火
しようとするシリンダに対応するパワートランジスタ）
を動作させて、そのパワートランジスタと接続されてい
る接続端子（２０ａ〜２０ｄのいずれか）の点火用の低
圧電流をＯＮ−ＯＦＦできるよう構成されている。

【００２８】上記ワンボード型マイクロコンピュータ２
２は、制御回路（演算回路）２２Ａ，ＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）２２Ｂ，ＲＡＭ（ランダムメモリ）２２Ｃ
を具備する。そして、マイクロコンピュータ２２の入力
端側は、マイクロコンピュータ２２に定電圧を供給する
定電圧回路２５、スタータスイッチ２６への電圧を検知
する電圧検知回路２７、検出された電気信号を波形整形
してクランク軸信号として出力するクランク軸信号用波
形整形器２８、検出された電気信号を波形整形してカム
軸信号として出力するカム軸信号用波形整形器２９、検
出されたスロットルの開度に関する電気信号をＡ／Ｄ変
換（アナログ・デジタル変換）して出力するＡ／Ｄ変換
器３１に、それぞれ電気的に接続されている。

【００２９】そして、上記定電源回路２５の入力端は、
イグニッションスイッチおよびヒューズを介して、ま
た、上記電圧検知回路２７はスタータスイッチ２６を介
して、それぞれバッテリーのプラス端子に接続されてい
る。

【００３０】また、上記クランク軸信号用波形整形器２
８はエンジンのクランク軸に配設された回転数センサー
３２に、またカム軸信号用波形整形器２９はエンジンの
カム軸に配設されている回転数センサー３３に、さらに
Ａ／Ｄ変換器３１はエンジンの気化器のスロットルの開
度を検出するスロットル開度センサーに、それぞれ電気
的に接続されている。

【００３１】そして、上記カム軸に配設されている回転
数センサー３３は、この実施例では、図３あるいは図４
に図示するように、エンジンＥのシリンダヘッドＨ部分
に配設されている排気系と吸気系の２本のカム軸のうち
のいずれか一方のカム軸（この実施例では吸気系のカム
軸）３４の斜め上方に近接してシリンダヘッドカバーに
一体的に配設されている。具体的には、図４に図示する
ように、カム軸３４の周方向の一部に凹部３４ａを形成
し、この凹部３４ａの通過を上記回転数センサー３３が
検出するよう構成されている。このようにカム軸３４に
凹部３４ａを形成し、この凹部３４ａを検出するよう構
成すると、凸部を検出するよう構成した場合に比べてコ
ンパクトにできる点で優れ、また、カム軸３４のカムス
ラスト受け部分（図３のII−II矢視部分参照) ３５に凹
部３４ａを形成することができる点で優れた構成とな
る。つまり、カムスラスト受け部分３５に凹部３４ａを
形成すると、径の大きい部分に被検出手段である凹部３
４ａが形成されるためよりタイミング的により正確な検
出が実施できる点で、またオイルの影響を受け難くなる
点で、優れた構成を実現できる。

【００３２】しかし、一方、図５に図示するように、カ
ム軸３４の周方向の一部に凸部３４ｂを形成し回転数セ
ンサー３３で検出するよう構成すると、検出に際しノイ
ズが少なくなる点で、且つ、該カム軸３４を焼結合金製
にした場合には何らの機械加工もすることなく凸部が形
成できる点で、優れた構成となる。そして、カム軸３４
に凸部を形成する場合には、カムブラケット（スラスト
力受け）としての機能を阻害しないように、図５に図示
するように、カムスラスト受け部分を内包するカムブラ
ケット部分３６（図３参照）を避けて形成する必要があ
る。なお、図５に示す実施例の場合には、図３において
カム軸３４の端部（図３の III−III 矢視部分参照) に
配設されている。

【００３３】また、上記エンジンコントロールユニット
２０は、上記カム軸３４に配設された回転数センサー３
３からの信号を受け取って、各シリンダの圧縮工程を検
出する。そして、各シリンダが圧縮工程の所定の過程
（例えば、上死点前１３度）において、それぞれ各シリ
ンダに対応して設けられている出力回路２１のパワート
ランジスタに電気信号を与え、対応するイグニッション
コイル１に通電している一次電流をＯＮ−ＯＦＦ操作
し、点火プラグを点火するべく制御するよう構成されて
いる。

【００３４】しかして、上述のように構成された自動二
輪車のフルトランジスタ式点火システムは、以下のよう
に作用する。以下、上記エンジンコントロールユニット
のマイクロコンピュータのＲＯＭ内に内蔵されているプ
ログラムの内容とともに、このシステムの作用を説明す
る。

【００３５】ライダーがスタータスイッチを操作する
と、スタータが回転してエンジンが始動し、当然のこと
クランク軸およびカム軸３４等もそれに伴って回転す
る。そして、カム軸３４に付設されている回転数センサ
ー３３が上記凹部３４ａ（あるいは凸部３４ｂ）の通過
を検出し、その旨の電気信号をエンジンコントロールユ
ニット２０のマイクロコンピュータ２２に伝達する。マ
イクロコンピュータ２２は、この電気信号を受け取る
と、この電気信号から各シリンダの圧縮工程のタイミン
グを演算し、各シリンダの圧縮工程の所定の点火時期に
合わせて、そのシリンダに対応する出力回路２１のパワ
ートランジスタに電気信号（制御信号）を与え、対応す
るイグニッションコイル１に通電している一次電流をＯ
Ｎ−ＯＦＦ操作し、そのシリンダの点火プラグを点火す
る。一方、上記エンジンコントロールユニット２０は、
各シリンダの排気工程においては、上述した点火制御
（点火操作）はおこなわない。

【００３６】従って、この点火システムでは、４サイク
ルエンジンの圧縮工程でのみ点火をおこなうよう制御を
なし、一般におこなわれる排気工程での点火はおこなわ
ないよう制御する。この結果、点火に際し、従来の自動
二輪車に比べて２倍程度の大電流が流れるため、イグニ
ッションコイル１での一回当たりの発熱量は、２倍程度
になるものの、排気工程での点火がおこなわれないこと
から、全体の発熱量は従来の自動二輪車の場合と比べて
増加しない。

【００３７】しかも、点火のタイミングが、各圧縮工程
毎となるため、点火間隔が２倍に延びることから、圧縮
工程と排気工程の両方で点火する場合に比べて点火直前
の温度が低下することから、より温度条件的には良好に
なる。

【００３８】しかも、エンジンの回転数が高回転になる
自動二輪車の走行状態においては、エンジンの前方を向
いて開口している上記通風穴６から導入される温度の低
い空気がイグニッションコイル１とプラグホール５との
間に形成されている空間を通過して、上方に流れる（図
１の矢印Ｘ参照）ことから、イグニッションコイル１は
周囲から冷却されることになり、高回転数域において
も、良好に冷却をおこなうことができる。

【００３９】上記実施例では、４サイクルＤＯＨＣ型エ
ンジンに適用した場合について説明したが、４サイクル
ＳＯＨＣ型エンジンであっても、あるいはその他の形式
のエンジンにも適用できることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】しかして、本発明にかかる自動二輪車の
フルトランジスタ式点火システムによれば、高圧コード
を省略でき、高圧側の電気抵抗が低減でき良好な火花性
能が得られるフルトランジスタ式のスティック型のイグ
ニッションコイルを自動二輪車にも採用することが可能
となる。

【００４１】この結果、エンジンのシリンダヘッド上方
の複雑に配置されている高圧コード群（図７参照）を廃
止することができ、シリンダヘッド上方域が外観的にス
ッキリした自動二輪車を得ることができ、しかも組立て
が容易となり且つ組立て工数を削減することができる。

【００４２】また、この点火システムの採用により、よ
り高性能で低燃費且つ排気ガスの綺麗な自動二輪車用エ
ンジンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明の実施例にかかる４サイクル
ＤＯＨＣ型エンジンのシリンダヘッド部分の構成を示す
断面図、（ｂ）はイグニッションコイルの平断面形状を
示す（ａ）のIV−IV矢視図である。

【図２】 この自動二輪車のフルトランジスタ式点火シ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図３】 エンジンの平面的配置構成を示す図１のＩ−
Ｉ矢視平面図である。

【図４】 カム軸の回転数センサーの配置構造を示す図
３のII-II 矢視断面図である。

【図５】 図４とは別の実施例にかかるカム軸の回転数
センサーの配置構造を示す図３のIII −III 矢視断面図
である。

【図６】 従来の点火システムを採用した自動二輪車の
エンジンおよびその周辺の配置構成を示す部分側面図で
ある。

【図７】 従来の点火システムを採用した自動二輪車の
エンジンおよび高圧コードとイグニッションコイル等の
配置構成を示す部分平面図である。

【符号の説明】

Ｓ…点火プラグ Ｅ…エンジン １…イグニッションコイル ２０…エンジンコントロールユニット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火プラグの接続端子に一端が取着され
   イグナイターから一次電流を適宜タイミングで供給され
   るスティック型イグニッションコイルを具備する自動二
   輪車のフルトランジスタ式点火システムであって、 上記イグニッションコイルのコイル抵抗値を低くしてそ
   の分大きな電流を流すよう構成するとともに、点火制御
   をおこなうエンジンコントロールユニットが、エンジン
   の圧縮工程でのみ点火をおこない排気工程で点火をおこ
   なわないよう制御すべく構成したことを特徴とする自動
   二輪車のフルトランジスタ式点火システム。
2. 【請求項２】 前記イグニッションコイルに流す電流値
   が、従来の自動二輪車の場合に比べて約２倍程度である
   ことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のフルトラ
   ンジスタ式点火システム。
3. 【請求項３】 エンジン上部のプラグホールを形成する
   周壁に、エンジン外部と連通する空気導入用の貫通孔を
   形成し、プラグホール内に冷却風を導くよう構成したこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の自動二輪車のフル
   トランジスタ式点火システム。
4. 【請求項４】 前記貫通孔が、自動二輪車の走行方向の
   前側に形成されていることを特徴とする請求項３記載の
   自動二輪車のフルトランジスタ式点火システム。
5. 【請求項５】 前記エンジンコントロールユニットに対
   し、エンジンの圧縮工程のタイミングを知らせるセンサ
   ーが、カム軸に形成された凹部を検知することによっ
   て、該圧縮工程を検出するよう構成されていることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１の項に記載の自動二
   輪車のフルトランジスタ式点火システム。
6. 【請求項６】 前記カム軸に形成された凹部が、カム軸
   のスラスト受け部分に形成されていることを特徴とする
   請求項５記載の自動二輪車のフルトランジスタ式点火シ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記エンジンコントロールユニットに対
   し、エンジンの圧縮工程のタイミングを知らせるセンサ
   ーが、カム軸の軸端部に形成された凸部を検知すること
   によって、該圧縮工程を検出するよう構成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の項に記載の
   自動二輪車のフルトランジスタ式点火システム。
8. 【請求項８】 前記カム軸が、吸気バルブを駆動するカ
   ム軸であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１
   の項に記載の自動二輪車のフルトランジスタ式点火シス
   テム。