JP2004176625A

JP2004176625A - Igniter for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004176625A
Application number: JP2002343562A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kimura; 賢司木邨
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge an advance angle width of an ignition position of an igniter for an internal combustion engine provided with a voltage adjusting circuit of a short circuit type to adjust output voltage of a power generating coil as an ignition power source, and a circuit to prevent reverse rotation of an engine by bypassing a pulse given to an ignition timing control part when the reverse rotation of the engine is detected based on phase relation between output of the power generating coil and output of a pulser. <P>SOLUTION: This device is provided with a short-circuit controlling switch circuit 21 to prohibit voltage adjusting action of the voltage adjusting circuit till rotation speed of the engine reaches a set value, and a pulse bypassing controlling switch 22 to permit an on-state of a pulse bypassing switch 17A when the rotation speed is the set value or less, and prohibit the on-state of the pulse bypassing switch 17A when the rotation speed is over the set value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられた発電コイルを電源として点火動作を行なう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、例えば特許文献１に示されているように、内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて正負の半サイクルの電圧を出力する発電コイルと、点火信号が与えられたときに発電コイルを電源として点火用の高電圧を発生する点火回路と、内燃機関の回転情報を得るために機関に取り付けられた信号発生装置に設けられて、内燃機関の特定のクランク角位置でパルス波形の第１の極性の信号及び第２の極性の信号を出力するパルサ（パルス信号発生装置）と、パルサが出力する第１の極性の信号及び第２の極性の信号をそれぞれ波形整形して第１のパルス及び第２のパルスに変換する第１及び第２の波形整形回路と、第１のパルス及び第２のパルスを入力として第１のパルスの発生タイミングと第２のパルスの発生タイミングとの間で点火回路に与える点火信号の発生タイミングを制御する点火時期制御部とを備えていて、点火回路が発生する点火用の高電圧を機関の気筒に取り付けられた点火プラグに印加して、該点火プラグで火花放電を生じさせることにより、点火動作を行わせるようになっている。
【０００３】
内燃機関に取り付けられる信号発生装置は、通常、回転方向に延びる円弧状の突起または凹部からなるリラクタ（誘導子）を備えて機関のクランク軸やカム軸に取り付けられるロータと、このロータのリラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してパルス波形の第１の極性の信号及び第２の極性の信号を発生するパルサとにより構成される。パルサはリラクタに対向し得る磁極部を先端に有する鉄心と、この鉄心に巻装された信号コイルと、鉄心に磁気結合された永久磁石とを備えていて、リラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに鉄心内で生じる磁束の変化により、信号コイルにパルス波形の第１の極性の（正極性または負極性の）信号と第２の極性の（負極性または正極性の）信号とを誘起させる。
【０００４】
そして、機関の点火位置（点火動作が行われるときのクランク角位置）の最大進角位置または最大進角位置よりも更に進角した位置に設定された第１のクランク角位置に相当するタイミングで位相が進んだ方の第１の極性の信号が発生し、機関の始動時及び低速時の点火位置に相当する第２のクランク角位置に相当するタイミングで位相が遅れた方の第２の極性の信号が発生するように、パルサの取付位置が設定される。
【０００５】
上記第１の極性の信号及び第２の極性の信号は、それぞれ第１及び第２の波形整形回路によりマイクロプロセッサに入力するのに適した波形の第１のパルス及び第２のパルスに変換される。
【０００６】
点火時期制御部は、上記第１のパルス及び第２のパルスを入力として、第１のクランク角位置と第２のクランク角位置との間で、各種の制御条件に対して点火時期を変化させるように点火時期を演算し、演算した点火時期を検出したときに点火回路に点火信号を与える。
【０００７】
この種の点火装置では、第１の極性の信号が発生するクランク角位置と第２の極性の信号が発生するクランク角位置との間の角度（リラクタの極弧角または周長）により点火時期の進角幅が決まる。
【０００８】
また車両用の内燃機関においては、運転者の意に反して機関が逆転すると危険であるため、機関が正回転しているのか逆回転しているのかを判別して、万一機関が逆回転していることが検出されたときには直ちに点火動作が行われるのを禁止して機関の逆回転を防止する逆回転防止機能を点火装置に持たせることが行われている。
【０００９】
内燃機関用点火装置に逆回転防止機能を持たせるため、特許文献１に示されている点火装置では、磁石発電機の出力とパルサが発生する信号との位相関係から機関が正回転しているか逆回転しているかを判別する手段を設けて、この手段により機関が逆回転していると判別されたときに点火動作を阻止することにより、機関の逆回転を防止するようにしている。
【００１０】
この種の逆転防止機能を備えた点火装置では、内燃機関の正回転時には発電コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に第１の極性の信号及び第２の極性の信号が発生し、内燃機関の逆回転時には発電コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に第１の極性の信号及び第２の極性の信号が発生するようにパルサの出力と磁石発電機の出力との位相関係が設定される。また、発電コイルに誘起する交流電圧の他方の極性の半サイクルの期間オン状態を保持して、第１の極性の信号及び第２の極性の信号をそれぞれ波形整形して得た第１のパルス及び第２のパルスの一方を点火時期制御部から側路するパルス側路用スイッチが設けられる。
【００１１】
このように構成されていると、機関の正回転時には、発電コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間（パルス側路用スイッチがオフ状態にある期間）に第１のパルス及び第２のパルスが発生するため、第１のパルス及び第２のパルスの双方が点火時期制御部に供給される。このとき点火時期制御部は点火時期を演算し、演算した点火時期が検出されたときに点火回路に点火信号を与えて点火動作を正常に行わせる。
【００１２】
これに対し、機関が逆回転しようとしたときには、発電コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間（パルス側路用スイッチがオン状態なる期間）に第１のパルス及び第２のパルスが発生するため、第１のパルス及び第２のパルスのいずれか一方が点火時期制御部から側路される。このとき点火時期制御部は点火信号を発生しないため、点火動作は行われず、機関は失火する。これにより機関の逆回転が防止される。
【００１３】
また上記のように、内燃機関により駆動される磁石発電機内の発電コイルを電源として点火装置を駆動する場合には、該発電コイルの出力を制御回路の電源やバッテリの充電電源などとしても用いることが多い。機関により駆動される磁石発電機内に設けられた発電コイルの出力は機関の回転速度の上昇に伴って高くなっていくため、上記のように発電コイルを点火電源以外の電源としても用いる場合には、発電コイルの出力が設定値を超えないようにするために、短絡式の電圧調整回路（レギュレータ）が設けられる。短絡式の電圧調整回路は、特許文献１にも示されているように、発電コイルの出力を短絡する短絡用スイッチと、発電コイルの出力が設定値を超えたときに該短絡用スイッチをオン状態にするスイッチ制御回路とを備えていて、発電コイルの出力が設定値を超えたときに短絡用スイッチをオン状態にして発電コイルを短絡することにより、発電コイルの出力を設定値付近に保つように構成されている。
【００１４】
【特許文献１】
実公平３−１１４２１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、排気ガス規制の面から、内燃機関としては２サイクル機関よりも４サイクル機関が多く用いられるようになっている。４サイクル機関では、２サイクル機関に比べて点火時期の進角幅を広くとることが必要とされる。
【００１６】
２サイクル機関で必要とされる点火位置θｉの回転速度Ｎに対する特性（点火特性）は、例えば図５の折れ線ａに示す通りであり、最大進角位置はθｉ１であるが、４サイクル機関で必要とされる点火特性は同図の折れ線ｂのようになり、点火位置をθｉ１よりも更に進角したクランク角位置θｉ２まで進角させることが必要とされる。
【００１７】
なお図５においてＢＴＤＣ［°］は機関のピストンが上死点に達したときのクランク角位置（０°）に対して進角側の角度であることを示している。
【００１８】
点火位置の進角幅を大きくするためには、信号発生装置のリラクタの極弧角を大きくすればよいが、前述のように、短絡式の電圧調整回路と、機関の逆回転を防止する手段とが設けられている場合には、以下に示す理由により、リラクタの極弧角を大きく設定することができないという問題があった。
【００１９】
即ち、短絡式の電圧調整回路が設けられている場合には、電圧調整時に発電コイルから短絡用スイッチを通して流れる短絡電流による電機子反作用により、発電コイルの出力電圧の位相が遅れるため、リラクタの極弧角を大きくして第１の極性の信号の発生位置から第２の極性の信号の発生位置までの角度を大きくとると、電圧調整が行われる回転速度領域において、機関の正回転時に該発電コイルの出力の一方の半サイクルの期間内に第１のパルス及び第２のパルスの双方を発生させることができなくなり、発電コイルの出力の他方の半サイクルの期間（パルス側路用スイッチがオン状態になる期間）の終期に第１のパルスが発生するようになって、該第１のパルスが点火時期制御部から側路されるため、機関が失火してしまう。このような事態が生じないようにするためには、短絡式の電圧調整回路により行われる電圧調整のために、発電コイルの出力の位相が遅れるようになった場合でも、発電コイルの出力の一方の半サイクルの期間内に第１のパルス及び第２のパルスを発生させるように、信号発生装置のリラクタの極弧角を小さくしておかなければならなかった。
【００２０】
そのため、従来のこの種の点火装置で得られる点火特性は図５の折れ線ｃのようになり、機関が要求する最大進角位置θｉ２よりもΔθだけ遅れた位置θｉ２’までしか点火位置を進角させることができないという問題があった。
【００２１】
本発明の目的は、点火電源として用いる発電コイルの出力電圧を調整する短絡式の電圧調整回路を備え、発電コイルの出力とパルサの出力との位相関係から機関の回転方向を判別して機関の逆回転を防止する機能を備えた内燃機関用点火装置において、パルサが検出するリラクタの極弧角を従来よりも大きくして、点火位置の進角幅を広くとることができるようにすることにある。
【００２２】
【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発電機内に設けられて正負の半サイクルの電圧を出力する発電コイルと、点火信号が与えられたときに発電コイルを電源として点火用の高電圧を発生する点火回路と、内燃機関の正回転時には発電コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に第１の極性の信号及び該第１の極性の信号よりも位相が遅れた第２の極性の信号を出力し、内燃機関の逆回転時には発電コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に第１の極性の信号及び第２の極性の信号を出力するように設けられたパルサと、第１の極性の信号及び第２の極性の信号をそれぞれ波形整形して第１のパルス及び第２のパルスに変換する第１及び第２の波形整形回路と、第１のパルス及び第２のパルスを入力として第１のパルスの発生タイミングと第２のパルスの発生タイミングとの間で点火回路に与える点火信号の発生タイミングを制御する点火時期制御部と、発電コイルに誘起する交流電圧の他方の極性の半サイクルの期間オン状態を保持して第１のパルス及び第２のパルスの一方を点火時期制御部から側路するパルス側路用スイッチと、発電コイルの出力電圧が設定値を超えたときに発電コイルを短絡する短絡用スイッチをオン状態にする電圧調整動作を行なうことにより発電コイルの出力電圧が設定値を超えないように調整する電圧調整回路とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。
【００２３】
上記点火時期制御部は、第１の極性のパルス及び第２の極性のパルスの一方の入力が停止したときに点火信号の発生を停止するように構成されている。
【００２４】
本発明においては、前記の目的を達成するため、内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間電圧調整回路が電圧調整動作を行なうのを禁止し、内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに電圧調整回路が電圧調整動作を行なうのを許可する電圧調整動作許否手段と、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにパルス側路用スイッチがオン状態になるのを許可し、回転速度が設定値を超えたときにパルス側路用スイッチがオン状態になるのを禁止するパルス側路許否手段とを設けた。
【００２５】
上記回転速度の設定値は、内燃機関が逆転するおそれがなく、かつ発電コイルの出力電圧の値が許容値を超えない範囲の値に設定される。
【００２６】
上記のように構成すると、機関の回転速度が設定値以下の領域では、電圧調整動作が行われないため、発電機の電機子反作用により発電コイルの一方の半サイクルの期間が狭くなることはない。従って、パルサが検出するリラクタの極弧角を従来よりも大きく設定しても発電コイルの出力の一方の半サイクルの期間に第１の極性のパルスと第２の極性のパルスとを発生させることができる。また機関の回転速度が設定値を超える領域では、パルス側路用スイッチがオン状態になるのを禁止するため、電圧調整により発電コイルの一方の半サイクルの期間が短くなっても、第１のパルス及び第２のパルスの一方が点火時期制御部に与えられなくなる事態が生じることはなく、機関の点火動作は正常に行われる。回転速度が設定値を超える領域でパルス側路用スイッチがオン状態になるのを禁止すると、逆回転防止機能が喪失するが、機関の回転速度が設定値を超える領域では、機関の回転方向が反転するおそれはないため、上記のように、パルス側路用スイッチがオン状態になるのを禁止して逆転防止機能を喪失させても何ら問題がない。
【００２７】
本発明の好ましい態様では、上記電圧調整動作許否手段が、オン状態になったときに短絡用スイッチがオン状態になるのを阻止するように設けられた短絡制御用スイッチ回路と、内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間短絡制御用スイッチ回路をオン状態に保ち、内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに短絡制御用スイッチ回路をオフ状態に保つように制御する短絡制御用スイッチ制御手段とにより構成される。
【００２８】
また、上記パルス側路許否手段は、オン状態になったときにパルス側路用スイッチがオン状態になるのを阻止するように設けられたパルス側路制御用スイッチと、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにパルス側路制御用スイッチをオフ状態に保持し、回転速度が設定値を超えたときにパルス側路制御用スイッチをオン状態にするようにパルス側路制御用スイッチを制御するパルス側路制御手段とにより構成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。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、この例では、内燃機関が４サイクル単気筒機関であるとしている。同図において、１は内燃機関により駆動される磁石発電機である。本発明において、磁石発電機の極数は任意であるが、図示の磁石発電機は、４極の磁石回転子２と、４極の固定子３とからなっている。磁石回転子２は、カップ状に形成された回転子ヨーク（フライホイール）４と、回転子ヨーク４の周壁部の内周に固定された４個の円弧状の永久磁石Ｍ１ないしＭ４とからなっていて、機関のクランク軸に取り付けられている。また固定子３は、４個の突極部を９０°間隔で有する電機子鉄心５と、電機子鉄心の４つの突極部にそれぞれ巻回された発電コイルＷ１〜Ｗ４とからなっていて、磁石回転子の内側に配置されて機関のケースなどに固定されている。
【００３０】
本発明では、磁石発電機１に設けられた発電コイルを、後記するバッテリとともに、点火電源として用いる。図示の例では、磁石発電機の固定子に設けられた１つの発電コイルＷ１が点火装置に点火エネルギを与える点火電源として用いられる。発電コイルＷ１は、内燃機関の回転に同期して正負の半サイクルの電圧からなる交流電圧を出力する。
【００３１】
なお図示の例では、１つの発電コイルＷ１を点火電源として用いているが、固定子に設けられる複数の発電コイルを点火電源としてもよい。
【００３２】
本実施形態では、磁石発電機の回転子ヨーク４が信号発生装置のロータを兼ねていて、回転子ヨーク４の周壁部の外周に、該ヨークルの周方向に延びる円弧状の突起からなるリラクタ６が設けられている。
【００３３】
回転子ヨーク４の側方にパルサ７が配置され、パルサ７と回転子ヨーク４により構成されたロータとにより信号発生装置が構成されている。パルサ７は、フライホイールの外周面とリラクタ６とに対向する磁極部を先端に有する鉄心７ａと、鉄心７ａに巻回された信号コイル７ｂと、鉄心７ａに磁気結合された永久磁石（図示せず。）とからなる公知のものである。
【００３４】
パルサ７は、リラクタ６の回転方向（図示の例では反時計方向）の前端側エッジ６ａ及び後端側エッジ６ｂをそれぞれ検出したときに、信号コイル７ｂからパルス波形の第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２を誘起する。
【００３５】
第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２は互いに極性が異なるパルス波形の信号であればよいが、本実施形態では、図２（Ｈ）に示したように、第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２がそれぞれ負極性及び正極性の信号であるとする。
【００３６】
本実施形態では、内燃機関が正回転しているときに、第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２が、発電コイルＷ１の正の半サイクル（一方の極性の半サイクル）の期間に発生し、機関が逆回転しているときに第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２が、発電コイルＷ１の負の半サイクル（他方の極性の半サイクル）の期間に発生するように、パルサ７の取付位置が設定されている。図１において１０は、発電コイルＷ１の出力を直流出力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ回路である。図示のＡＣ／ＤＣコンバータ回路は、ダイオードＤ１ないしＤ４をブリッジ接続してなるダイオードブリッジ全波整流回路を備え、この整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードＤ３及びＤ４にそれぞれ短絡用スイッチを構成するサイリスタＳ１及びＳ２が逆並列接続されている。サイリスタＳ１及びＳ２のゲートはそれぞれ抵抗Ｒ１及びＲ２を通してＰＮＰトランジスタＴＲ１のコレクタに接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタは発電コイルＷ１の一端及び他端にそれぞれアノードが接続されたダイオードＤ５及びＤ６のカソードに接続されている。
【００３７】
またトランジスタＴＲ１のエミッタ・ベース間に抵抗Ｒ３が接続され、トランジスタＴＲ１のベースと接地間に抵抗Ｒ４を通してツェナーダイオードＺＤ１が接続されている。この例では、トランジスタＴＲ１により短絡用スイッチを構成するサイリスタＳ１及びＳ２へのトリガ信号の供給を制御するトリガ制御用スイッチが構成され、このトリガ制御用スイッチと、抵抗Ｒ３及びＲ４とツェナーダイオードＺＤ１とにより、発電コイルＷ１の出力電圧が設定値を超えたときにトリガ制御用スイッチをオン状態にして短絡用スイッチ（サイリスタＳ１及びＳ２）にトリガ信号を供給する短絡用スイッチ制御回路が構成されている。
【００３８】
図示のＡＣ／ＤＣコンバータ回路１０においては、ダイオードＤ１ないしＤ４からなる整流回路により発電コイルＷ１の出力が整流され、この整流出力がバッテリ１１に印加される。発電コイルＷ１の出力電圧が設定値を超えると、ツェナーダイオードＺＤ１がオン状態になるため、トランジスタＴＲ１にベース電流が流れてこのトランジスタが導通し、サイリスタＳ１及びＳ２にトリガ信号が与えられるため、サイリスタＳ１及びＳ２の内、アノードカソード間に順方向電圧が印加されているサイリスタがオン状態になる。サイリスタＳ１またはＳ２がオン状態になると、オン状態になったサイリスタとダイオードＤ４またはＤ３とにより発電コイルを短絡する短絡回路が構成され、この短絡回路により発電コイルの出力が短絡されるため、発電コイルの出力電圧が低下する。発電コイルの出力電圧が設定値以下になると、ツェナーダイオードＺＤ１がオフ状態になり、トランジスタＴＲ１にベース電流が流れなくなる。これにより、トランジスタＴＲ１がオフ状態になり、サイリスタＳ１及びＳ２へのトリガ信号の供給が停止する。従ってサイリスタＳ１およびＳ２はそれぞれを流れているアノード電流が保持電流未満になった時点でオフ状態なり、発電コイルＷ１の短絡が解除される。これにより発電コイルの出力電圧が再び上昇していく。これらの動作の繰り返しにより、バッテリ１１に印加される電圧が設定値付近の値に保たれる。
【００３９】
本実施形態では、点火回路１２としてコンデンサ放電式の回路が用いられている。図示の点火回路１２は、一次コイル及び二次コイルの一端が接地された点火コイルＩＧと、点火コイルの一次コイルの非接地側の端子に一端が接続された点火用コンデンサＣｉと、オン状態になったときに点火用コンデンサＣｉに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるように、点火用コンデンサの他端と接地間に接続された放電用サイリスタＳｉと、カソードを接地側に向けて点火コイルの一次コイルの両端に並列接続されたダイオードＤ７と、バッテリ１１の電圧を二百数十ボルトの電圧まで昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータからなる点火コンデンサ充電用電源回路１２Ａとを備え、電源回路１２Ａの出力がダイオードＤ８を通して点火用コンデンサＣｉと点火コイルＩＧの一次コイルとの直列回路の両端に印加されている。
【００４０】
また点火コイルＩＧの二次コイルの非接地側端子が、内燃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、機関の点火時期に点火コイルの二次コイルに誘起した高電圧が点火プラグＰＬに印加されるようになっている。
【００４１】
図示の点火回路においては、電源回路１２の出力電圧によりダイオードＤ８と点火コイルの一次コイル及びダイオードＤ７とを通して点火用コンデンサＣｉが図示の極性に充電される。後記する点火時期制御部からサイリスタＳｉのゲートに点火信号Ｖｉが与えられると、サイリスタＳｉがオン状態になるため、点火用コンデンサＣｉに蓄積された電荷がサイリスタＳｉと点火コイルＩＧの一次コイルとを通して放電する。これにより点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧が誘起するため、点火プラグＰＬで火花放電が生じ、機関が点火される。
【００４２】
なおこの例では、点火回路としてコンデンサ放電式の回路を用いているが、点火回路は、点火信号が与えられたときに発電コイルＷ１を電源として点火用の高電圧を発生する回路であればよく、電流遮断形の点火回路など、他の形式の点火回路を用いてもよい。
【００４３】
内燃機関の点火時期を制御するため、パルサ７の出力を入力として第１の極性の信号Ｖｓ１の発生タイミングと第２の極性の信号Ｖｓ２の発生タイミングとの間で点火回路１２に与える点火信号Ｖｉの発生タイミングを制御する点火時期制御部が設けられる。本実施形態では、この点火時期制御部が、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロプロセッサ１３により構成されている。
【００４４】
またパルサ７が出力する第１の極性の信号Ｖｓ１が、カソードをパルサ側に向けたダイオードＤ９を通して第１の波形整形回路１４に入力され、パルサ７が出力する第２の極性の信号Ｖｓ２が、ダイオードＤ９と逆方向のダイオードＤ１０を通して第２の波形整形回路１５に入力されている。
【００４５】
波形整形回路１４及び１５はそれぞれ第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２をマイクロプロセッサが認識し得る波形（図示の例では立上がりが速いパルス波形）の第１及び第２のパルスＶｐ１及びＶｐ２に変換する回路からなっていて、これらのパルスＶｐ１及びＶｐ２がそれぞれ抵抗Ｒ６及びＲ７を通してマイクロプロセッサ１３の割込入力ボートＩＮＴＰ１及びＩＮＴＰ２に割込信号として入力されている。
【００４６】
またバッテリ１１の電圧を一定の直流電圧に変換する電源回路１６が設けられ、この電源回路の出力がマイクロプロセッサ１３の電源端子１３ａに印加されている。
【００４７】
マイクロプロセッサ１３は、パルサ７の出力を割込信号として入力として、パルサが出力するパルスの発生間隔から機関の回転速度を演算するとともに、演算した回転速度に対して機関の点火時期を演算する。この点火時期は、現在の速度で第１の極性の信号Ｖｓ１が発生するクランク角位置（基準位置）から点火時期に相当するクランク角位置（点火位置）まで機関が回転するのに要する時間の形で演算される。そして、第１の極性の信号Ｖｓ１が発生するタイミング（割込入力端子ＩＮＴＰ１に割込信号が入力されるタイミング）で点火タイマをスタートさせることにより演算した点火時期の計測を開始し、演算された点火時期が計測されたときに（点火時期が検出されたときに）マイクロプロセッサのポートＰｏから点火信号Ｖｉを発生させる。この点火信号は抵抗Ｒ８とダイオードＤ１１とを通して点火回路のサイリスタＳｉのゲートに与えられる。
【００４８】
本実施形態ではまた、発電コイルＷ１に誘起する交流電圧の負の半サイクル（他方の極性の半サイクル）の期間オン状態を保持して第１のパルスＶｐ１及び第２のパルスＶｐ２の一方を点火時期制御部から側路するパルス側路用スイッチ１７Ａを備えた逆転防止回路１７が設けられている。図示の例では、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ２によりパルス側路用スイッチ１７Ａが構成され、このトランジスタＴＲ２のコレクタが第１の波形整形回路１４の出力端子に接続されている。トランジスタＴＲ２のベースと電源回路１６の出力端子との間及びトランジスタＴＲ２のベースと接地間にそれぞれ抵抗Ｒ９及びＲ１０が接続され、トランジスタＴＲ２のベースと発電コイルＷ１の一端との間にアノードをトランジスタＴＲ２側に向けたダイオードＤ１２が接続されている。
【００４９】
前述のように、本実施形態においては、内燃機関が正回転しているときに、発電コイルＷ１の出力の負の極性の半サイクル（一方の極性の半サイクル）の期間において第１の極性の信号及び第２の極性の信号が発生し、内燃機関が逆回転しているときには、発電コイルＷ１の出力の正の極性の半サイクル（他方の極性の半サイクル）の期間に第１の極性の信号及び第２の極性の信号が発生するようにパルサ７が設けられている。
【００５０】
発電コイルＷ１の出力の負の極性の半サイクルにおいては、図示の逆転防止回路１７のトランジスタＴＲ２に抵抗Ｒ９を通して与えられるベース電流がダイオードＤ１２と発電コイルＷ１とを通してトランジスタＴＲ２から側路されるため、トランジスタＴＲ２がオフ状態に保持される。このとき波形整形回路１４から出力される第１のパルスＶｐ１はマイクロプロセッサ１３に与えられる。この状態では、マイクロプロセッサ１３に第１及び第２のパルスＶｐ１及びＶｐ２の双方が与えられるため、マイクロプロセッサは機関が正回転していると判定して点火時期の演算を行い、演算した点火時期が検出されたときに点火回路１２に点火信号を与える。従って、機関の正回転時には点火動作が正常に行われ、機関が正常に運転される。
【００５１】
発電コイルＷ１の出力の正の極性の半サイクル（他方の極性の半サイクル）の期間においては、ダイオードＤ１２が逆バイアスされ、電源回路１６から抵抗Ｒ９を通してトランジスタＴＲ２にベース電流が与えられるため、該トランジスタＴＲ２がオン状態になり、波形整形回路１４の出力をマイクロプロセッサ１３から側路する。この状態では、マイクロプロセッサ１３に第１のパルスＶｐ１が与えられないため、マイクロプロセッサは機関が逆回転していると判定して点火時期の演算を停止し、点火信号の発生を行わない。従って機関の逆回転時には点火動作が行われず、機関が失火させられるため、機関の逆回転が阻止される。
【００５２】
本発明においては、更に電圧調整動作許否手段と、パルサ側路許否手段とが設けられる。
【００５３】
電圧調整動作許否手段は、内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間電圧調整回路が電圧調整動作を行なうのを禁止し、内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに電圧調整回路が電圧調整動作を行なうのを許可する手段で、本実施形態では、オン状態になったときに電圧調整回路の短絡用スイッチがオン状態になるのを阻止するように設けられた短絡制御用スイッチ回路２１と、内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間短絡制御用スイッチ回路２１をオン状態に保ち、内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに短絡制御用スイッチ回路２１をオフ状態に保つように制御する短絡制御用スイッチ制御手段とにより構成される。図示の例では、トランジスタＴＲ１のエミッタ及びベースにそれぞれエミッタ及びコレクタが接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ３と、トランジスタＴＲ３のエミッタベース間に接続された抵抗Ｒ１１と、トランジスタＴＲ３のベースにコレクタが接続されるとともにエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ４と、トランジスタＴＲ４のベースエミッタ間に接続された抵抗Ｒ１２と、トランジスタＴＲ４のベースとマイクロプロセッサ１３のポートＰ１との間に接続された抵抗Ｒ１３と、ポートＰ１と電源回路１６の出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１４とにより短絡制御用スイッチ回路２１が構成されている。
【００５４】
内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間短絡制御用スイッチ回路２１をオン状態に保ち、内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに短絡制御用スイッチ回路２１をオフ状態に保つように制御する短絡制御用スイッチ制御手段は、マイクロプロセッサ１３に所定のプログラムを実行させることにより実現される。この短絡制御用スイッチ制御手段は、内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間ポートＰ１の電位をＨレベルに保持し、回転速度が設定値を超えたときにポートＰ１の電位をＬレベルにするように構成される。
【００５５】
パルサ側路許否手段は、オン状態になったときにパルス側路用スイッチ１７Ａがオン状態になるのを阻止するように設けられたパルス側路制御用スイッチ２２と、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにパルス側路制御用スイッチ２２をオフ状態に保持し、回転速度が設定値を超えたときにパルス側路制御用スイッチ２２をオン状態にするようにパルス側路制御用スイッチ２２を回転速度に応じて制御するパルス側路制御手段とにより構成される。
【００５６】
図示の例では、エミッタが接地され、コレクタがトランジスタＴＲ２のベースに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ５と、このトランジスタのベースエミッタ間に接続された抵抗Ｒ１５と、トランジスタＴＲ５のベースとマイクロプロセッサのポートＰ２との間に接続された抵抗Ｒ１６と、ポートＰ２と接地間に接続された抵抗Ｒ１７とによりパルス側路制御用スイッチ２２が構成されている。内燃機関の回転速度が設定値以下のときにパルス側路制御用スイッチ２２をオフ状態に保持し、回転速度が設定値を超えたときにパルス側路制御用スイッチ２２をオン状態にするようにパルス側路制御用スイッチ２２を回転速度に応じて制御するパルス側路制御手段は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより実現される。このパルス側路制御手段は、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにマイクロプロセッサのポートＰ２の電位をＬレベルに保持し、回転速度が設定値を超えたときにポートＰ２の電位をＨレベルにするように構成される。
【００５７】
本実施形態の点火装置において、パルサが第１の極性の信号Ｖｓ１を発生して第１の波形整形回路１４からマイクロプロセッサ１３に第１のパルスＶｐ１が与えられたとき、及びパルサが第２の極性の信号Ｖｓ２を発生して第２の波形整形回路１５からマイクロプロセッサ１３に第２のパルスＶｐ２が与えられたときにそれぞれマイクロプロセッサ１３に実行させるプログラムのアルゴリズムの要部を示すフローチャートを図３及び図４に示した。
【００５８】
図３は、マイクロプロセッサの割込入力ポートＩＮＴＰ１に第１のパルスＶｐ１が与えられたときに実行される割込ルーチンを示したもので、このルーチンでは、ステップ１において今回入力された第１のパルスＶｐ１が正規の割込信号であるか否か（例えばノイズ信号でない正規の信号であるか否か）を判定する。その結果今回入力された第１のパルスが正規の割込信号であると判定された場合には、ステップ２に進んで前回第１のパルスＶｐ１が入力されてから今回第１のパルスＶｐ１が入力されるまでの時間（タイマの計測値）を読み込み、この時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）から機関の回転速度を検出する。その後、ステップ３に進んで、今回の割込タイミングが点火時期の計測を開始するタイミングであるか否かの判断や、点火時期を計測するための計測値を点火タイマにセットする処理（今回の割込タイミングが点火時期の計測を開始するタイミングである場合）などの必要な処理を行った後、このルーチンを終了する。
【００５９】
ステップ１で、今回入力された第１のパルスが正規の割込信号でないと判定された場合、例えばノイズによりパルスＶｐ１が続けて入力された場合には、ステップ４に進んで回転速度を０ｒ／ｍｉｎと認識してこのルーチンを終了する。この図３の割込ルーチンにより回転速度検出手段が構成される。
【００６０】
図４は、マイクロプロセッサの割込入力ポートＩＮＴＰ２に第２のパルスＶｐ２が入力されたときに実行される割込ルーチンを示したもので、このルーチンでは、先ずステップ１において今回の第２のパルスＶｐ２が正規の割込信号であるか否かを判定し、正規の割込信号でない場合には、何もしないでこのルーチンを終了する。ステップ１で今回入力された第２のパルスが正規の割込信号であると判定されたときには、ステップ２に進んで、図３のルーチンで検出された回転速度Ｎが設定値Ｎ１を超えているか否かを判定する。その結果、回転速度Ｎが設定値Ｎ１を超えていないと判定されたときには、マイクロプロセッサのポートＰ１の電位をＨレベルとし、ポートＰ２の電位をＬレベルとしてこのルーチンを終了する。ステップ２において回転速度Ｎが設定値Ｎ１を超えていると判定されたときには、ステップ４に進んでマイクロプロセッサのポートＰ１の電位をＬレベルとし、ポートＰ２の電位をＨレベルとしてこのルーチンを終了する。
【００６１】
回転速度の設定値Ｎ１は、内燃機関が逆転するおそれがなく、かつ発電コイルの出力電圧の値が許容値を超えない範囲の値（例えば２０００ｒ／ｍｉｎ）に設定される。
【００６２】
この例では、図４のステップ２とステップ３及び４のポートＰ１の電位を設定いする過程とにより短絡制御用スイッチ制御手段が構成され、この短絡制御用スイッチ制御手段と図１に示した短絡制御用スイッチ回路２１とにより、電圧調整動作許否手段が構成される。
【００６３】
また図４のステップ２とステップ３及び４のポートＰ２の電位を設定する過程とによりパルス側路制御手段が構成され、このパルス側路制御手段と、図１のパルス側路制御用スイッチ２２とにより、パルサ側路許否手段が構成される。
【００６４】
本実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートを図２に示した。
【００６５】
図２において、実線で示した波形は本実施形態による場合の波形を示し、破線で示した波形は、図１において、短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２が設けられていない場合（従来の点火装置と同様の構成をとった場合）の波形を示している。
【００６６】
図２（Ａ）は本発明の実施形態においてＡＣ／ＤＣコンバータ回路１０の整流回路の出力端子間に得られる電圧Ｖｏの波形を示し、図２（Ｂ）は図１に示した例において、短絡制御用スイッチ回路２１が設けられていない場合にＡＣ／ＤＣコンバータ回路１０の整流回路の出力端子間に得られる電圧Ｖｏ ’の波形を示している。
【００６７】
また図２（Ｃ）は、本発明の実施形態において、パルス側路制御用スイッチ２２が設けられていないとした場合に、トランジスタＴＲ２のベースエミッタ間に印加される電圧Ｖｂｅの波形を示している。トランジスタＴＲ２は、電圧ＶｂｅがＨレベルにある期間（発電コイルの出力の正極性の半サイクルの期間）導通状態を保持して波形整形回路１４から出力される第１のパルスＶｐ１をマイクロプロセッサ１３から側路して、該第１のパルスがマイクロプロセッサ１３に入力されるのを禁止する。
【００６８】
図２（Ｄ）は、図１において短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２の双方が設けられていないとした場合に、トランジスタＴＲ２のベースエミッタ間に印加される電圧Ｖｂｅ’の波形を示している。
【００６９】
図２（Ｅ）は、マイクロプロセッサのポートＰ１の電位Ｖ１を示し、図２（Ｆ）は本発明の実施形態において（短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２が設けられている場合に）トランジスタＴＲ２のベースエミッタ間に印加される電圧ＶＢＥの波形を示している。
【００７０】
更に図２（Ｇ）は、マイクロプロセッサのポートＰ２の電位Ｖ２を示し、図２（Ｈ）はパルサ７が出力する第１の極性及び第２の極性の信号の波形を示している。
【００７１】
また図２（Ｉ）は、短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２が設けられていない場合にマイクロプロセッサの割込み入力ポートＩＮＴＰ１に入力される第１のパルスＶｐ１’を示し、図２（Ｊ）は、短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２が設けられていない場合にマイクロプロセッサの割込み入力ポートＩＮＴＰ２に入力される第２のパルスＶｐ２’を示している。
【００７２】
更に図２（Ｋ）は、短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２が設けられている本発明の実施形態において、マイクロプロセッサの割込み入力ポートＩＮＴＰ１に入力される第１のパルスＶｐ１を示し、図２（Ｌ）は、本発明の実施形態においてマイクロプロセッサの割込入力ポートＩＮＴＰ２に入力される第２のパルスＶｐ２を示している。
【００７３】
また図２（Ｍ）は短絡制御用スイッチ回路２１及びパルス側路制御用スイッチ２２が設けられていない場合にマイクロプロセッサのポートＰｏから点火回路１２に与えられる点火信号Ｖｉ’を示し、図２（Ｎ）は本発明の実施形態においてマイクロプロセッサのポートＰｏから点火回路１２に与えられる点火信号Ｖｉを示している。
【００７４】
以下、図２を参照して本実施形態の動作を説明する。図２（Ａ）は、内燃機関を始動させた後その回転速度が上昇していく過程で発電コイルＷ１が、クランク軸の１回転当たり２サイクルずつ発生する交流電圧の整流後の波形（機関の正回転時の波形）を示したもので、同図においてＶｏｓは電圧調整回路の短絡用スイッチＳ１，Ｓ２がオン状態になるときの電圧値（発電コイルの出力電圧の設定値）を示している。図２に示した例では、同図（Ａ）の左端に示された最初の１山の半サイクルが発電コイルＷ１の出力電圧の負の極性の半サイクル（第１の極性の半サイクル）に相応している。
【００７５】
機関の正回転時には、発電コイルＷ１の出力の第１の極性の半サイクルの期間に、図２（Ｈ）に示すようにパルサ７が第１の極性の信号Ｖｓ１及び第２の極性の信号Ｖｓ２を発生する。
【００７６】
図２に示した例では、機関を始動した後、時刻ｔａにおいて機関の回転速度Ｎが設定値Ｎ１を超えている。短絡制御用スイッチ回路２１が設けられていない場合には、図２（Ｂ）に示したように、機関の回転速度Ｎが設定値Ｎ１に達する前の状態でも、図示の時刻ｔ１以降の状態のように、発電コイルＷ１の出力電圧が設定値Ｖｏｓを超えるようになると、発電コイルの出力電圧が設定値Ｖｏｓを超えた時点で短絡用スイッチを構成するサイリスタＳ１及びＳ２がオン状態になって発電コイルＷ１を短絡する電圧調整動作を行う。このように電圧調整動作が行われているときには、発電コイルの整流後の出力波形は、図２（Ｂ）の時刻ｔａ以降の波形のように、発電コイルの出力の一部を短絡した波形になる。電圧調整動作が行われて発電コイルＷ１に短絡電流が流れると、発電機に大きな電機子反作用が生じるため、発電コイルＷ１の出力電圧に位相遅れが生じ、パルサ７が第１の極性の信号を発生するタイミングに発電コイルＷ１の出力の正の半サイクルの期間がかかるようになる。そのため、短絡制御用スイッチ回路２１が設けられていない場合には、電圧調整動作が開始される時刻ｔａ以降の期間において、図２（Ｄ）に示したように、トランジスタＴＲ２のベースエミッタ間の電圧Ｖｂｅ’がＨレベルからＬレベルに立下がるタイミングが遅れ、電圧Ｖｂｅ’がＨレベルになっている期間（パルス側路用スイッチ１７Ａがオン状態を保持する期間）の終期に第１の極性の信号Ｖｓ１が発生する状態になる。この状態では、第１のパルスＶｐ１がマイクロプロセッサ１３に入力されないため、図３の割込みルーチンは実行されず、点火動作は行なわれない。そのため、短絡制御用スイッチ回路２１が設けられていない従来の点火装置においては、リラクタの極弧角を大きくして第１のパルスＶｐ１の発生位置と第２のパルスＶｐ２の発生位置との間の角度を大きく設定すると、機関の正回転時に電圧調整動作が開始されたときに機関が失火し、停止してしまう。これを避けるためには、リラクタの極弧角を発電コイルの出力の半サイクルの期間に相当する角度よりも小さくする必要があり、点火位置の進角幅を大きくとることができない。
【００７７】
これに対し、本発明のように、短絡制御用スイッチ回路２１が設けられている場合には、回転速度Ｎが設定値Ｎ１を超えるまでは電圧調整動作が行われないため、発電コイルの出力に位相遅れが生じることがなく、トランジスタＴＲ２のベースエミッタ間電圧ＶｂｅがＬレベルに立下がるタイミングが遅れることがない。従って、第１のパルスＶｐ１の発生位置から第２のパルスＶｐ２の発生位置までの角度を、発電コイルの出力の半サイクルの期間に相当する角度に近い大きさにまで拡大するようにリラクタの極弧角を設定した場合でも、発電コイルの出力の一方の半サイクルの期間内に第１のパルス及び第２のパルスの双方を発生させることができ、図２（Ｋ）及び（Ｌ）に示すように、第１のパルス及び第２のパルスを点火時期制御部に入力することができるため、回転速度がＮ１までの領域で機関が失火する状態が生じることはない。
【００７８】
また機関の回転速度Ｎが設定値Ｎ１を超える領域では、パルス側路用スイッチがオン状態になるのが禁止され、点火時期制御部に与えられる第１及び第２のパルスが点火時期制御部から側路されることがなくなるため、リラクタの極弧角を大きく設定しても点火動作は正常に行われる。回転速度が設定値Ｎ１を超える領域では、内燃機関が逆回転するおそれはないため、回転速度が設定値Ｎ１を超える領域で逆回転防止機能を喪失させても何ら問題がない。
【００７９】
上記の実施形態では、図２（Ｍ）に示されたように、クランク軸が１回転する毎に所定のタイミングで点火信号Ｖｉを発生させている。４サイクル機関においては、クランク軸の２回転当たりに１回点火時期が到来するので、上記のように構成した場合には、点火時期でないタイミングで点火プラグに生じる火花が無駄火となるが、機関の動作には支障を来さない。
【００８０】
なお本発明は、上記のように、機関が１回転する毎に点火動作を行わせる場合に限定されるものではなく、クランク軸が２回転する間に１回信号を発生するカム軸センサ等を用いて点火を行わせる回転区間を検出し、正規の点火時期にのみ点火信号を発生させるように点火時期制御部を構成する場合にも、本発明を適用することができる。
【００８１】
上記の実施形態では、電圧調整動作を停止させるために、トランジスタＴＲ１がオン状態になるのを阻止することにより、短絡用スイッチを構成するサイリスタＳ１及びＳ２の導通を阻止するように短絡制御用スイッチ回路２１が設けられているが、短絡用スイッチを構成するサイリスタＳ１及びＳ２に与えられるトリガ信号をサイリスタＳ１及びＳ２から側路することにより、両サイリスタの導通を阻止するように、短絡制御用スイッチ回路２１を設けるようにしてもよい。例えば、図１に示された回路において、トランジスタＴＲ３及び抵抗Ｒ１１を省略して、トランジスタＴＲ４のコレクタをトランジスタＴＲ１のコレクタに接続するようにしてもよい。
【００８２】
上記の実施形態では、第１のパルスＶｐ１をマイクロプロセッサ１３（点火時期制御部）から側路するようにパルス側路用スイッチ１７Ａを設けているが、マイクロプロセッサに実行させるプログラムによっては、第２のパルスＶｐ２をマイクロプロセッサ１３から側路するようにパルス側路用スイッチ１７Ａを設けるようにしてもよい。
【００８３】
上記の実施形態では、４極の磁石発電機が用いられているが、８極などの更に多極の磁石発電機を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００８４】
上記の実施形態では、内燃機関が単気筒であるとしたが、２気筒以上の多気筒内燃機関を点火する内燃機関用点火装置にも本発明を適用することができる。
【００８５】
多気筒内燃機関用の点火装置としては、１つのパルサを用いて多気筒の点火時期を制御する場合と、複数のパルサを用いて多気筒の点火時期を制御する場合とがある。複数のパルサを用いる場合には、いずれか１つのパルサの出力信号と発電機の出力との位相関係から機関の回転方向を判別して、機関の逆回転が検出されたときに該１つのパルサの出力を波形整形して得た第１及び第２のパルスの一方を点火時期制御部から側路するように構成すればよい。
【００８６】
上記の実施形態では、発電コイルとして単相の発電コイルを用いているが、３相の発電コイルが用いられる場合にも本発明を適用することができる。３相の発電コイルを用いる場合には、いずれか１相の出力とパルサの出力信号との位相関係から機関の回転方向の判別が行われる。
【００８７】
上記の例では、発電コイルの出力とバッテリとの双方から点火エネルギを得るように点火回路を構成しているが、発電コイルのみから点火エネルギを得るように点火回路が構成される場合にも本発明を適用することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、機関により駆動される磁石発電機内に設けられた発電コイルの出力とパルサが出力する信号との位相関係から機関の回転方向を判別して、点火装置に機関の逆回転を防止する機能を持たせる場合に、発電コイルの出力電圧の調整を行う短絡式の電圧調整回路の動作の影響を受けることなく、パルサが検出するリラクタの極弧角を、発電コイルの出力の半サイクルの期間に相当する角度に近い大きさまで拡大することができるため、点火位置の進角幅を大きくすることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を示した回路図である。
【図２】図１の点火装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】図１の点火装置において、点火時期制御部の割込入力ポートに第１のパルスが入力されたときに実行される割込ルーチンのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図４】図１の点火装置において、点火時期制御部に割込入力ポートに第２のパルスが入力されたときに実行される割込ルーチンのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図５】２サイクル内燃機関で必要とされる点火特性と、４サイクル内燃機関で必要とされる点火特性とを比較して示したグラフである。
【符号の説明】
１：磁石発電機、６：リラクタ、７：パルサ、１０：ＡＣ／ＤＣコンバータ回路、１２：点火回路、１３：マイクロプロセッサ、１４：第１の波形整形回路、１５：第２の波形整形回路、１７：逆転防止回路、１７Ａ：パルス側路用スイッチ、２１：短絡制御用スイッチ回路、２２：パルス側路制御用スイッチ、Ｗ１：発電コイル、Ｓ１，Ｓ２：サイリスタ（短絡用スイッチ）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine that performs an ignition operation using a power generation coil provided in a magnet generator driven by the internal combustion engine as a power supply.
[0002]
[Prior art]
As disclosed in Patent Document 1, for example, an ignition device for an internal combustion engine is provided in a magnet generator driven by the internal combustion engine and outputs a positive and negative half cycle voltage, and receives an ignition signal. An ignition circuit that generates a high voltage for ignition using a power generating coil as a power source, and a signal generating device attached to the engine to obtain rotation information of the internal combustion engine. A pulser (pulse signal generator) that outputs a first polarity signal and a second polarity signal of a pulse waveform, and a first polarity signal and a second polarity signal that are output by the pulser, respectively. First and second waveform shaping circuits for converting the first and second pulses into a first pulse and a second pulse, and generating the first pulse and the second pulse Outbreak An ignition timing control unit for controlling the generation timing of an ignition signal to be given to the ignition circuit between the engine and the engine, and applying a high voltage for ignition generated by the ignition circuit to an ignition plug attached to a cylinder of the engine. Thus, a spark discharge is generated by the spark plug to perform an ignition operation.
[0003]
A signal generator attached to an internal combustion engine usually includes a rotor attached to a crankshaft or a camshaft of the engine with a reluctor (inductor) formed of an arc-shaped projection or recess extending in the rotational direction, and a reluctor of the rotor. The pulser is configured to detect a leading edge and a trailing edge in the rotation direction, respectively, and generate a first polarity signal and a second polarity signal of a pulse waveform. The pulsar includes an iron core having a magnetic pole portion at the tip that can face the reluctor, a signal coil wound around the iron core, and a permanent magnet magnetically coupled to the iron core. Due to a change in magnetic flux generated in the iron core when each of the trailing edges is detected, a signal having a first polarity (positive or negative) and a second polarity (negative or positive) of a pulse waveform are supplied to the signal coil. Sexual signal).
[0004]
Then, at a timing corresponding to the maximum advance position of the ignition position of the engine (the crank angle position when the ignition operation is performed) or the first crank angle position set at a position further advanced than the maximum advance position. A signal of the first polarity with the advanced phase is generated, and the second polarity with the delayed phase at the timing corresponding to the second crank angle position corresponding to the ignition position at the start of the engine and at low speed. The pulser mounting position is set so as to generate the following signal.
[0005]
The signal of the first polarity and the signal of the second polarity are converted into a first pulse and a second pulse having waveforms suitable for input to the microprocessor by first and second waveform shaping circuits, respectively. You.
[0006]
The ignition timing control section receives the first pulse and the second pulse as inputs and changes the ignition timing between the first crank angle position and the second crank angle position for various control conditions. The ignition timing is calculated as described above, and when the calculated ignition timing is detected, an ignition signal is given to the ignition circuit.
[0007]
In this type of ignition device, the ignition timing is determined by the angle between the crank angle position at which the signal of the first polarity is generated and the crank angle position at which the signal of the second polarity is generated (polar arc angle or circumference of the reluctor). Is determined.
[0008]
Also, in the case of an internal combustion engine for a vehicle, it is dangerous if the engine rotates in reverse, contrary to the driver's will. Therefore, it is determined whether the engine is rotating forward or reverse, and the engine should rotate in reverse. When it is detected that the ignition is performed, the ignition device is provided with a reverse rotation preventing function for preventing the reverse rotation of the engine by preventing the ignition operation from being performed immediately.
[0009]
In order to provide the ignition device for an internal combustion engine with a reverse rotation preventing function, the ignition device disclosed in Patent Document 1 determines whether the engine is rotating forward based on the phase relationship between the output of the magnet generator and the signal generated by the pulser. Means for determining whether the engine is rotating in the reverse direction is provided, and when the engine determines that the engine is rotating in the reverse direction, the ignition operation is blocked, thereby preventing the engine from rotating in the reverse direction.
[0010]
In the ignition device having this type of reverse rotation prevention function, during the forward rotation of the internal combustion engine, the signal of the first polarity and the signal of the second polarity are output during a period in which the power generation coil outputs the voltage of one polarity half cycle. When the internal combustion engine rotates in the reverse direction, the output of the pulsar and the signal of the first polarity and the signal of the second polarity are generated during the period when the power generating coil is outputting the voltage of the other polarity half cycle. The phase relationship with the output of the magnet generator is set. A first pulse obtained by shaping the waveforms of the first polarity signal and the second polarity signal while maintaining the ON state for a half cycle of the other polarity of the AC voltage induced in the power generation coil. And a pulse bypass switch for bypassing one of the second pulses from the ignition timing control unit.
[0011]
With this configuration, during normal rotation of the engine, the first pulse is generated during a period in which the power generation coil outputs a voltage of one polarity half cycle (a period in which the pulse bypass switch is in the off state). And the second pulse is generated, both the first pulse and the second pulse are supplied to the ignition timing control unit. At this time, the ignition timing control unit calculates the ignition timing, and when the calculated ignition timing is detected, supplies an ignition signal to the ignition circuit to cause the ignition operation to be performed normally.
[0012]
On the other hand, when the engine tries to rotate in the reverse direction, the first pulse and the second pulse are output during the period when the power generation coil is outputting the half-cycle voltage of the other polarity (the period when the pulse bypass switch is in the ON state). Is generated, one of the first pulse and the second pulse is bypassed from the ignition timing control unit. At this time, since the ignition timing control unit does not generate an ignition signal, the ignition operation is not performed, and the engine is misfired. This prevents reverse rotation of the engine.
[0013]
Further, as described above, when the ignition device is driven by using the power generation coil in the magnet generator driven by the internal combustion engine as a power source, the output of the power generation coil may be used as a power source for a control circuit or a power source for charging a battery. There are many. Since the output of the generating coil provided in the magnet generator driven by the engine increases as the rotation speed of the engine increases, when the generating coil is used as a power source other than the ignition power source as described above, In order to prevent the output of the power generation coil from exceeding a set value, a short-circuit type voltage adjustment circuit (regulator) is provided. As disclosed in Patent Document 1, the short-circuit type voltage adjustment circuit turns on the short-circuit switch that short-circuits the output of the power generation coil and turns on the short-circuit switch when the output of the power generation coil exceeds a set value. And a switch control circuit for setting the state of the power generation coil, and when the output of the power generation coil exceeds a set value, the short-circuit switch is turned on to short-circuit the power generation coil, thereby keeping the output of the power generation coil close to the set value. It is configured as follows.
[0014]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 3-11421
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, from the viewpoint of exhaust gas regulations, a four-cycle engine has been used more frequently as an internal combustion engine than a two-cycle engine. In a four-cycle engine, it is necessary to make the advance angle of the ignition timing wider than in a two-cycle engine.
[0016]
The characteristic (ignition characteristic) of the ignition position θi with respect to the rotational speed N required in the two-cycle engine is, for example, as shown by a polygonal line a in FIG. 5, and the maximum advance position is θi1. The ignition characteristic is as shown by a polygonal line b in the figure, and it is necessary to advance the ignition position to a crank angle position θi2 which is more advanced than θi1.
[0017]
In FIG. 5, BTDC [°] indicates an angle on the advance side with respect to the crank angle position (0 °) when the piston of the engine reaches the top dead center.
[0018]
In order to increase the advance angle width of the ignition position, the polar arc angle of the reluctor of the signal generator may be increased. However, as described above, the short-circuit type voltage adjustment circuit and the means for preventing reverse rotation of the engine are provided. Is provided, there is a problem that the polar arc angle of the reactor cannot be set large for the following reason.
[0019]
That is, when a short-circuit type voltage adjustment circuit is provided, the phase of the output voltage of the power generation coil is delayed due to the armature reaction caused by the short-circuit current flowing from the power generation coil through the short-circuit switch during the voltage adjustment. When the arc angle is increased to increase the angle from the position where the signal of the first polarity is generated to the position where the signal of the second polarity is generated, the power generation is performed during the normal rotation of the engine in the rotation speed region where the voltage adjustment is performed. It becomes impossible to generate both the first pulse and the second pulse during one half cycle of the output of the coil, and during the other half cycle of the output of the generating coil (the pulse bypass switch is turned on). Since the first pulse is generated at the end of the state, the engine is misfired because the first pulse is bypassed by the ignition timing control unit. In order to prevent such a situation from occurring, even if the phase of the output of the power generation coil is delayed due to the voltage adjustment performed by the short-circuit type voltage adjustment circuit, one of the output of the power generation coil may be used. In order to generate the first pulse and the second pulse within the half cycle of the above, the polar angle of the reluctor of the signal generator had to be small.
[0020]
Therefore, the ignition characteristic obtained by this type of conventional ignition device is as shown by a polygonal line c in FIG. 5, and the ignition position is advanced only up to a position θi2 ′ delayed by Δθ from the maximum advance position θi2 required by the engine. There was a problem that it could not be done.
[0021]
An object of the present invention is to provide a short-circuit type voltage adjustment circuit for adjusting the output voltage of a power generation coil used as an ignition power supply, and determine the rotation direction of the engine by determining the rotation direction of the engine from the phase relationship between the output of the power generation coil and the output of the pulser. In an ignition device for an internal combustion engine having a function of preventing reverse rotation, a polar arc angle of a reluctor detected by a pulsar is made larger than before so that an advance angle width of an ignition position can be widened. is there.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a power generating coil that is provided in a magnet generator driven by an internal combustion engine and outputs positive and negative half cycle voltages, and generates a high voltage for ignition using the power generating coil as a power source when an ignition signal is given. The first polarity signal and the first polarity signal having a phase delayed from the first polarity signal during a period in which the power generating coil is outputting a voltage of one polarity half cycle during the normal rotation of the internal combustion engine. And outputs a signal of the first polarity and a signal of the second polarity during a period in which the power generating coil outputs a voltage of a half cycle of the other polarity when the internal combustion engine rotates in the reverse direction. A first and a second waveform shaping circuit for shaping the waveforms of the signal of the first polarity and the signal of the second polarity to convert them into a first pulse and a second pulse, respectively; Input 1 pulse and 2nd pulse An ignition timing control unit for controlling the generation timing of an ignition signal given to the ignition circuit between the generation timing of the first pulse and the generation timing of the second pulse; and the other polarity of the AC voltage induced in the power generation coil When the output voltage of the pulse bypass switch that bypasses one of the first pulse and the second pulse from the ignition timing control unit while maintaining the ON state for the half cycle of A voltage adjusting circuit that adjusts the output voltage of the generating coil so that the output voltage of the generating coil does not exceed a set value by performing a voltage adjusting operation that turns on a short-circuit switch that short-circuits the generating coil. And
[0023]
The ignition timing control unit is configured to stop generating the ignition signal when one of the input of the pulse of the first polarity and the input of the pulse of the second polarity is stopped.
[0024]
In the present invention, in order to achieve the above object, the voltage regulation circuit is prohibited from performing the voltage regulation operation until the rotation speed of the internal combustion engine reaches the set value, and the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the set value. Voltage regulation operation permitting / prohibiting means for permitting the voltage regulation circuit to perform a voltage regulation operation when the pulse side path switch is turned on when the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or less than a set value, There is provided a pulse side road permitting / prohibiting means for prohibiting the pulse side road switch from being turned on when the rotation speed exceeds a set value.
[0025]
The set value of the rotation speed is set to a value within a range in which the internal combustion engine is not likely to reverse and the value of the output voltage of the power generation coil does not exceed an allowable value.
[0026]
With the configuration described above, in the region where the rotation speed of the engine is equal to or less than the set value, the voltage adjustment operation is not performed, so that the period of one half cycle of the power generation coil does not become narrow due to the armature reaction of the generator. . Therefore, a pulse of the first polarity and a pulse of the second polarity are generated during one half cycle of the output of the power generation coil even if the polar arc angle of the reluctor detected by the pulser is set larger than before. Can be. Further, in a region where the rotation speed of the engine exceeds the set value, the pulse side switch is prohibited from being turned on. A situation in which one of the pulse and the second pulse is not given to the ignition timing control unit does not occur, and the ignition operation of the engine is performed normally. If the pulse side path switch is prohibited from turning on in the region where the rotation speed exceeds the set value, the reverse rotation prevention function will be lost, but in the region where the engine speed exceeds the set value, the rotation direction of the engine will change. Since there is no possibility of inversion, there is no problem even if the pulse side switch is prohibited from being turned on to lose the reverse rotation prevention function as described above.
[0027]
In a preferred aspect of the present invention, the voltage adjustment operation permitting / prohibiting means is provided to prevent the short-circuit switch from being turned on when the on-state is turned on. For short-circuit control, the switch circuit for short-circuit control is kept on until the speed reaches the set value, and the switch circuit for short-circuit control is kept off when the rotational speed of the internal combustion engine exceeds the set value. And switch control means.
[0028]
The pulse bypass control means includes a pulse bypass control switch provided to prevent the pulse bypass switch from being turned on when the pulse is turned on, and a rotation speed of the internal combustion engine. Controls the pulse side road control switch so that the pulse side road control switch is kept off when the value is equal to or less than the set value, and the pulse side road control switch is turned on when the rotation speed exceeds the set value. Pulse side path control means.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of an ignition device for an internal combustion engine according to the present invention. In this example, it is assumed that the internal combustion engine is a four-cycle single cylinder engine. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnet generator driven by an internal combustion engine. In the present invention, the number of poles of the magnet generator is arbitrary, but the illustrated magnet generator includes a four-pole magnet rotor 2 and a four-pole stator 3. The magnet rotor 2 includes a rotor yoke (flywheel) 4 formed in a cup shape, and four arc-shaped permanent magnets M1 to M4 fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke 4. And is attached to the crankshaft of the engine. The stator 3 includes an armature core 5 having four salient pole portions at 90 ° intervals, and power generating coils W1 to W4 wound around the four salient pole portions of the armature core, respectively. It is arranged inside the magnet rotor and fixed to the engine case or the like.
[0030]
In the present invention, a power generation coil provided in the magnet generator 1 is used as an ignition power supply together with a battery described later. In the illustrated example, one power generation coil W1 provided on the stator of the magnet generator is used as an ignition power source that supplies ignition energy to the ignition device. The power generation coil W1 outputs an AC voltage composed of positive and negative half cycle voltages in synchronization with the rotation of the internal combustion engine.
[0031]
In the illustrated example, one power generation coil W1 is used as an ignition power source, but a plurality of power generation coils provided on the stator may be used as the ignition power source.
[0032]
In the present embodiment, the rotor yoke 4 of the magnet generator also serves as the rotor of the signal generator, and a reluctor 6 comprising an arc-shaped projection extending in the circumferential direction of the yoke on the outer periphery of the peripheral wall of the rotor yoke 4. Is provided.
[0033]
A pulsar 7 is arranged on the side of the rotor yoke 4, and a signal generator is constituted by the pulsar 7 and a rotor constituted by the rotor yoke 4. The pulsar 7 includes an iron core 7a having a magnetic pole portion at the tip facing the outer peripheral surface of the flywheel and the reluctor 6, a signal coil 7b wound around the iron core 7a, and a permanent magnet (not shown) magnetically coupled to the iron core 7a. Z)).
[0034]
When the pulser 7 detects the front edge 6a and the rear edge 6b in the rotational direction (counterclockwise in the illustrated example) of the retractor 6, respectively, the signal Vs1 having the first polarity of the pulse waveform from the signal coil 7b. And a second polarity signal Vs2 is induced.
[0035]
The signal Vs1 having the first polarity and the signal Vs2 having the second polarity may be signals having pulse waveforms having different polarities from each other, but in the present embodiment, as shown in FIG. It is assumed that the signal Vs1 and the signal Vs2 of the second polarity are negative and positive signals, respectively.
[0036]
In the present embodiment, when the internal combustion engine is rotating forward, the signal Vs1 of the first polarity and the signal Vs2 of the second polarity generate a positive half cycle (a half cycle of one polarity) of the power generation coil W1. The first polarity signal Vs1 and the second polarity signal Vs2 are generated during the period when the engine is rotating in the reverse direction during the negative half cycle (the other polarity half cycle) of the generating coil W1. The mounting position of the pulser 7 is set so as to cause the occurrence. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an AC / DC converter circuit that converts the output of the power generation coil W1 into a DC output. The illustrated AC / DC converter circuit includes a diode bridge full-wave rectifier circuit in which diodes D1 to D4 are bridge-connected, and diodes D3 and D4 forming the lower side of the bridge of the rectifier circuit constitute short-circuit switches. Thyristors S1 and S2 are connected in anti-parallel. The gates of thyristors S1 and S2 are connected to the collector of PNP transistor TR1 through resistors R1 and R2, respectively, and the emitter of transistor TR1 is connected to the cathodes of diodes D5 and D6 whose anodes are connected to one end and the other end of power generation coil W1, respectively. Have been.
[0037]
A resistor R3 is connected between the emitter and the base of the transistor TR1, and a Zener diode ZD1 is connected between the base of the transistor TR1 and the ground through a resistor R4. In this example, a trigger control switch for controlling the supply of a trigger signal to thyristors S1 and S2 forming a short-circuit switch by the transistor TR1 is configured. The trigger control switch, the resistors R3 and R4, the zener diode ZD1, Thus, a short-circuit switch control circuit that turns on the trigger control switch when the output voltage of the power generation coil W1 exceeds the set value and supplies a trigger signal to the short-circuit switches (thyristors S1 and S2) is configured. .
[0038]
In the illustrated AC / DC converter circuit 10, the output of the power generation coil W1 is rectified by a rectification circuit including diodes D1 to D4, and the rectified output is applied to the battery 11. When the output voltage of the power generation coil W1 exceeds the set value, the Zener diode ZD1 is turned on, so that a base current flows through the transistor TR1 and the transistor is turned on, and a trigger signal is given to the thyristors S1 and S2. Of S1 and S2, the thyristor to which a forward voltage is applied between the anode and the cathode is turned on. When the thyristor S1 or S2 is turned on, the thyristor that has been turned on and the diode D4 or D3 form a short circuit that short-circuits the power generation coil. This short circuit short-circuits the output of the power generation coil. Output voltage drops. When the output voltage of the power generation coil falls below the set value, the Zener diode ZD1 is turned off, and the base current stops flowing through the transistor TR1. As a result, the transistor TR1 is turned off, and the supply of the trigger signal to the thyristors S1 and S2 is stopped. Therefore, the thyristors S1 and S2 are turned off when the anode current flowing through each becomes less than the holding current, and the short-circuit of the power generation coil W1 is released. As a result, the output voltage of the power generation coil increases again. By repeating these operations, the voltage applied to the battery 11 is maintained at a value near the set value.
[0039]
In the present embodiment, a capacitor discharge type circuit is used as the ignition circuit 12. The illustrated ignition circuit 12 includes: an ignition coil IG having one end of a primary coil and a secondary coil grounded; an ignition capacitor Ci having one end connected to a non-grounded terminal of the primary coil of the ignition coil; The discharge thyristor Si connected between the other end of the ignition capacitor and the ground and the cathode are directed to the ground so that the electric charge accumulated in the ignition capacitor Ci is discharged through the primary coil of the ignition coil when A diode D7 connected in parallel to both ends of the primary coil of the ignition coil, and an ignition capacitor charging power supply circuit 12A comprising a DC / DC converter for boosting the voltage of the battery 11 to a voltage of two hundred and several tens of volts. The output of the circuit 12A is applied to both ends of a series circuit of an ignition capacitor Ci and a primary coil of an ignition coil IG through a diode D8. There.
[0040]
The non-ground side terminal of the secondary coil of the ignition coil IG is connected to the non-ground side terminal of the ignition plug PL attached to the cylinder of the internal combustion engine through a high-voltage cord, and is connected to the secondary coil of the ignition coil at the ignition timing of the engine. The induced high voltage is applied to the spark plug PL.
[0041]
In the illustrated ignition circuit, the ignition capacitor Ci is charged to the illustrated polarity through the diode D8, the primary coil of the ignition coil, and the diode D7 by the output voltage of the power supply circuit 12. When an ignition signal Vi is given to the gate of the thyristor Si from the ignition timing control unit described later, the thyristor Si is turned on, and the electric charge accumulated in the ignition capacitor Ci passes through the thyristor Si and the primary coil of the ignition coil IG. Discharge. As a result, a high voltage for ignition is induced in the secondary coil of the ignition coil, so that a spark discharge occurs in the ignition plug PL, and the engine is ignited.
[0042]
In this example, a capacitor discharge type circuit is used as the ignition circuit. However, the ignition circuit may be any circuit that generates a high voltage for ignition using the power generation coil W1 as a power supply when an ignition signal is given. Other types of ignition circuits such as a current interruption type ignition circuit and the like may be used.
[0043]
In order to control the ignition timing of the internal combustion engine, the ignition signal Vi to be given to the ignition circuit 12 between the generation timing of the first polarity signal Vs1 and the generation timing of the second polarity signal Vs2 with the output of the pulser 7 as input. Is provided with an ignition timing control unit for controlling the generation timing of the ignition. In the present embodiment, the ignition timing control section is constituted by a microprocessor 13 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
[0044]
Also, the first polarity signal Vs1 output from the pulser 7 is input to the first waveform shaping circuit 14 through the diode D9 with the cathode directed to the pulser, and the second polarity signal Vs2 output from the pulser 7 is The signal is input to the second waveform shaping circuit 15 through the diode D10 in the direction opposite to the diode D9.
[0045]
The waveform shaping circuits 14 and 15 respectively provide the first and second pulses of a waveform (a fast rising pulse waveform in the illustrated example) that the microprocessor can recognize the first polarity signal Vs1 and the second polarity signal Vs2. The circuit comprises a circuit for converting the pulses into Vp1 and Vp2, and these pulses Vp1 and Vp2 are input as interrupt signals to interrupt input ports INTP1 and INTP2 of the microprocessor 13 through resistors R6 and R7, respectively.
[0046]
A power supply circuit 16 for converting the voltage of the battery 11 to a constant DC voltage is provided, and the output of the power supply circuit is applied to a power supply terminal 13a of the microprocessor 13.
[0047]
The microprocessor 13 receives the output of the pulser 7 as an interrupt signal, calculates the engine speed from the pulse generation interval of the pulser output, and calculates the engine ignition timing based on the calculated speed. The ignition timing is a time period required for the engine to rotate from a crank angle position (reference position) at which the signal Vs1 of the first polarity is generated at the current speed to a crank angle position (ignition position) corresponding to the ignition timing. Is calculated by Then, measurement of the ignition timing calculated by starting the ignition timer at the timing when the signal Vs1 of the first polarity is generated (timing at which the interrupt signal is input to the interrupt input terminal INTP1) is started, and the calculated arithmetic operation is started. When the ignition timing is measured (when the ignition timing is detected), an ignition signal Vi is generated from the port Po of the microprocessor. This ignition signal is applied to the gate of the thyristor Si of the ignition circuit through the resistor R8 and the diode D11.
[0048]
In the present embodiment, one of the first pulse Vp1 and the second pulse Vp2 is ignited while the on state is maintained during a negative half cycle (half cycle of the other polarity) of the AC voltage induced in the power generation coil W1. A reverse rotation prevention circuit 17 including a pulse bypass switch 17A that bypasses the timing control unit is provided. In the illustrated example, the NPN transistor TR2 whose emitter is grounded forms a pulse side path switch 17A, and the collector of the transistor TR2 is connected to the output terminal of the first waveform shaping circuit 14. Resistors R9 and R10 are connected between the base of the transistor TR2 and the output terminal of the power supply circuit 16 and between the base of the transistor TR2 and the ground, respectively. An anode is connected between the base of the transistor TR2 and one end of the power generation coil W1. Side diode D12 is connected.
[0049]
As described above, in the present embodiment, when the internal combustion engine is rotating forward, the first polarity half cycle (one polarity half cycle) of the output of the power generation coil W1 during the negative polarity half cycle. When the signal and the signal of the second polarity are generated and the internal combustion engine is rotating in the reverse direction, the first polarity of the output of the power generation coil W1 (half cycle of the other polarity) during the period of the first polarity. A pulser 7 is provided to generate a signal and a signal of the second polarity.
[0050]
In the half cycle of the negative polarity of the output of the power generation coil W1, the base current given to the transistor TR2 of the illustrated anti-reverse circuit 17 through the resistor R9 is bypassed from the transistor TR2 through the diode D12 and the power generation coil W1. Transistor TR2 is kept off. At this time, the first pulse Vp1 output from the waveform shaping circuit 14 is given to the microprocessor 13. In this state, since both the first and second pulses Vp1 and Vp2 are given to the microprocessor 13, the microprocessor determines that the engine is rotating forward, calculates the ignition timing, and calculates the calculated ignition timing. Is supplied to the ignition circuit 12 when is detected. Therefore, during normal rotation of the engine, the ignition operation is performed normally, and the engine operates normally.
[0051]
During the period of the positive polarity half cycle of the output of the power generation coil W1 (the other polarity half cycle), the diode D12 is reverse-biased and the base current is supplied from the power supply circuit 16 to the transistor TR2 through the resistor R9. The transistor TR2 is turned on, and the output of the waveform shaping circuit 14 is bypassed from the microprocessor 13. In this state, since the first pulse Vp1 is not given to the microprocessor 13, the microprocessor determines that the engine is rotating in the reverse direction, stops the calculation of the ignition timing, and does not generate the ignition signal. Therefore, the ignition operation is not performed during the reverse rotation of the engine, and the engine is misfired. Therefore, the reverse rotation of the engine is prevented.
[0052]
In the present invention, a voltage adjusting operation permission / prohibition unit and a pulsar bypass permission / prohibition unit are further provided.
[0053]
The voltage adjustment operation permission / prohibition means inhibits the voltage adjustment circuit from performing the voltage adjustment operation until the rotation speed of the internal combustion engine reaches a set value, and the voltage adjustment circuit when the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the set value. A short-circuit control switch provided to prevent the short-circuit switch of the voltage adjustment circuit from being turned on when turned on in this embodiment. The circuit 21 and the short-circuit control switch circuit 21 are kept on until the rotation speed of the internal combustion engine reaches a set value, and the short-circuit control switch circuit 21 is turned off when the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the set value. And a short-circuit control switch control means for controlling so as to maintain the state. In the illustrated example, a PNP transistor TR3 having an emitter and a collector connected to the emitter and base of the transistor TR1, a resistor R11 connected between the emitter and the base of the transistor TR3, and a collector connected to the base of the transistor TR3, respectively. An NPN transistor TR4 whose emitter is grounded; a resistor R12 connected between the base and the emitter of the transistor TR4; a resistor R13 connected between the base of the transistor TR4 and the port P1 of the microprocessor 13; A resistor R14 connected between the output terminal of the circuit 16 and the resistor R14 forms a short-circuit control switch circuit 21.
[0054]
The short-circuit control switch circuit 21 is kept on until the rotation speed of the internal combustion engine reaches the set value, and the short-circuit control switch circuit 21 is kept off when the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the set value. Is realized by causing the microprocessor 13 to execute a predetermined program. The short-circuit control switch control means keeps the potential of the port P1 at the H level until the rotation speed of the internal combustion engine reaches the set value, and changes the potential of the port P1 to the L level when the rotation speed exceeds the set value. It is configured to be.
[0055]
The pulser bypass control means includes a pulse bypass control switch 22 provided to prevent the pulse bypass switch 17A from being turned on when it is turned on, and a rotation speed of the internal combustion engine. When the rotation speed exceeds a set value, the pulse side road control switch 22 is turned on when the rotation speed exceeds a set value. In accordance with the rotation speed.
[0056]
In the illustrated example, an NPN transistor TR5 having an emitter grounded and a collector connected to the base of the transistor TR2, a resistor R15 connected between the base and the emitter of this transistor, a base of the transistor TR5 and a port P2 of the microprocessor. And a resistor R17 connected between the port P2 and the ground constitute a pulse side-path control switch 22. When the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the set value, the pulse side road control switch 22 is kept in the off state, and when the rotation speed exceeds the set value, the pulse side road control switch 22 is turned on. The pulse bypass control means for controlling the pulse bypass control switch 22 according to the rotation speed is realized by causing a microprocessor to execute a predetermined program. The pulse bypass control means holds the potential of the port P2 of the microprocessor at the L level when the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the set value, and changes the potential of the port P2 to H when the rotation speed exceeds the set value. Configured to level.
[0057]
In the ignition device of the present embodiment, when the pulser generates the signal Vs1 of the first polarity and the first pulse Vp1 is given from the first waveform shaping circuit 14 to the microprocessor 13, and the pulser generates the signal Vs1 of the second polarity. FIG. 3 is a flowchart showing a main part of an algorithm of a program for generating the polarity signal Vs2 and causing the microprocessor 13 to execute the second pulse Vp2 when the second pulse Vp2 is supplied from the second waveform shaping circuit 15 to the microprocessor 13. And FIG.
[0058]
FIG. 3 shows an interrupt routine that is executed when the first pulse Vp1 is given to the interrupt input port INTP1 of the microprocessor. It is determined whether or not the pulse Vp1 is a normal interrupt signal (for example, whether or not the pulse Vp1 is a normal signal that is not a noise signal). As a result, if it is determined that the first pulse input this time is a normal interrupt signal, the process proceeds to step 2 and the first pulse Vp1 is input this time since the first pulse Vp1 was input last time. The time (measured value of the timer) until the operation is performed is read, and the rotation speed of the engine is detected from this time (the time required for one rotation of the crankshaft). Then, the process proceeds to step 3 to determine whether or not the current interrupt timing is the timing for starting the measurement of the ignition timing, and to set a measured value for measuring the ignition timing in the ignition timer (this process). After performing necessary processing such as when the interrupt timing is the timing for starting the measurement of the ignition timing), this routine ends.
[0059]
If it is determined in step 1 that the first pulse input this time is not a normal interrupt signal, for example, if the pulse Vp1 is continuously input due to noise, the process proceeds to step 4 where the rotational speed is reduced to 0r /. The routine is terminated by recognizing "min". The rotational speed detecting means is constituted by the interrupt routine of FIG.
[0060]
FIG. 4 shows an interrupt routine that is executed when the second pulse Vp2 is input to the interrupt input port INTP2 of the microprocessor. In this routine, first in step 1, the current second pulse It is determined whether or not Vp2 is a normal interrupt signal, and if it is not a normal interrupt signal, this routine is terminated without doing anything. If it is determined in step 1 that the second pulse input this time is a normal interrupt signal, the process proceeds to step 2 to determine whether the rotation speed N detected in the routine of FIG. 3 exceeds the set value N1. Determine whether or not. As a result, when it is determined that the rotation speed N does not exceed the set value N1, the potential of the port P1 of the microprocessor is set to the H level, the potential of the port P2 is set to the L level, and this routine is terminated. If it is determined in step 2 that the rotation speed N exceeds the set value N1, the process proceeds to step 4 in which the potential of the port P1 of the microprocessor is set to the L level, the potential of the port P2 is set to the H level, and this routine is terminated. .
[0061]
The set value N1 of the rotational speed is set to a value (for example, 2000 r / min) in a range in which the internal combustion engine is not likely to reverse and the value of the output voltage of the power generation coil does not exceed an allowable value.
[0062]
In this example, the step 2 of FIG. 4 and the process of setting the potential of the port P1 of steps 3 and 4 constitute a switch control means for short-circuit control, and the switch control means for short-circuit control and the short-circuit shown in FIG. The control switch circuit 21 constitutes a voltage adjustment operation permission / prohibition unit.
[0063]
Further, the pulse bypass control means is constituted by step 2 in FIG. 4 and the process of setting the potential of the port P2 in steps 3 and 4, and the pulse bypass control means and the pulse bypass control switch 22 in FIG. This constitutes a pulsar side permission / refusal means.
[0064]
FIG. 2 shows a timing chart for explaining the operation of the present embodiment.
[0065]
In FIG. 2, a waveform shown by a solid line shows a waveform according to the present embodiment, and a waveform shown by a broken line does not include the short-circuit control switch circuit 21 and the pulse bypass control switch 22 in FIG. 7 shows waveforms in a case (when a configuration similar to that of a conventional ignition device is employed).
[0066]
FIG. 2A shows a waveform of the voltage Vo obtained between the output terminals of the rectifier circuit of the AC / DC converter circuit 10 in the embodiment of the present invention, and FIG. 2B shows a short circuit in the example shown in FIG. 3 shows a waveform of a voltage Vo ′ obtained between output terminals of the rectifier circuit of the AC / DC converter circuit 10 when the control switch circuit 21 is not provided.
[0067]
FIG. 2C shows the waveform of the voltage Vbe applied between the base and the emitter of the transistor TR2 when the pulse side-path control switch 22 is not provided in the embodiment of the present invention. . The transistor TR2 keeps the conductive state during the period when the voltage Vbe is at the H level (the period of the positive half cycle of the output of the power generation coil) and outputs the first pulse Vp1 output from the waveform shaping circuit 14 from the microprocessor 13. Bypassing, the first pulse is inhibited from being input to the microprocessor 13.
[0068]
FIG. 2D shows that the voltage Vbe ′ applied between the base and the emitter of the transistor TR2 when both the short-circuit control switch circuit 21 and the pulse bypass control switch 22 are not provided in FIG. The waveform is shown.
[0069]
FIG. 2E shows the potential V1 of the port P1 of the microprocessor, and FIG. 2F shows the embodiment of the present invention in which the short-circuit control switch circuit 21 and the pulse bypass control switch 22 are provided. 7 shows the waveform of the voltage VBE applied between the base and the emitter of the transistor TR2 in some cases.
[0070]
FIG. 2G shows the potential V2 of the port P2 of the microprocessor, and FIG. 2H shows the waveforms of the first and second polarity signals output from the pulser 7.
[0071]
FIG. 2I shows a first pulse Vp1 ′ input to the interrupt input port INTP1 of the microprocessor when the short-circuit control switch circuit 21 and the pulse bypass control switch 22 are not provided. 2 (J) shows a second pulse Vp2 ′ input to the interrupt input port INTP2 of the microprocessor when the short-circuit control switch circuit 21 and the pulse bypass control switch 22 are not provided.
[0072]
Further, FIG. 2 (K) shows the first pulse Vp1 input to the interrupt input port INTP1 of the microprocessor in the embodiment of the present invention in which the switch circuit 21 for short-circuit control and the switch 22 for pulse side path control are provided. FIG. 2L shows a second pulse Vp2 input to the interrupt input port INTP2 of the microprocessor in the embodiment of the present invention.
[0073]
FIG. 2 (M) shows an ignition signal Vi ′ given to the ignition circuit 12 from the port Po of the microprocessor when the short-circuit control switch circuit 21 and the pulse bypass control switch 22 are not provided. N) indicates an ignition signal Vi supplied to the ignition circuit 12 from the port Po of the microprocessor in the embodiment of the present invention.
[0074]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 (A) shows a rectified waveform of the AC voltage generated by the power generating coil W1 in two cycles per one rotation of the crankshaft (in the case of the engine) in the process of increasing the rotation speed after starting the internal combustion engine. In the figure, Vos indicates a voltage value (set value of output voltage of the power generation coil) when the short-circuit switches S1 and S2 of the voltage adjustment circuit are turned on. . In the example shown in FIG. 2, the first half cycle of one peak shown on the left end of FIG. 2A is a half cycle of the negative polarity (half cycle of the first polarity) of the output voltage of the power generation coil W <b> 1. It is appropriate.
[0075]
At the time of the forward rotation of the engine, during the half cycle of the first polarity of the output of the power generation coil W1, as shown in FIG. 2 (H), the pulser 7 causes the signal Vs1 of the first polarity and the signal Vs2 of the second polarity to rotate. Occurs.
[0076]
In the example shown in FIG. 2, after starting the engine, the rotation speed N of the engine exceeds the set value N1 at time ta. When the short-circuit control switch circuit 21 is not provided, as shown in FIG. 2B, even in a state before the rotation speed N of the engine reaches the set value N1, the state after the time t1 shown in FIG. As described above, when the output voltage of the power generation coil W1 exceeds the set value Vos, the thyristors S1 and S2 constituting the short-circuit switch are turned on when the output voltage of the power generation coil exceeds the set value Vos, and power is generated. A voltage adjusting operation for short-circuiting the coil W1 is performed. When the voltage adjustment operation is performed in this manner, the output waveform of the power generation coil after rectification is a waveform in which a part of the output of the power generation coil is short-circuited, such as the waveform after time ta in FIG. Become. When a short-circuit current flows through the power generation coil W1 when the voltage adjustment operation is performed, a large armature reaction occurs in the power generator, so that a phase delay occurs in the output voltage of the power generation coil W1, and the pulsar 7 outputs a signal of the first polarity. The generation timing takes a period of a positive half cycle of the output of the power generation coil W1. Therefore, when the short-circuit control switch circuit 21 is not provided, as shown in FIG. 2D, the voltage between the base and the emitter of the transistor TR2 during the period after the time ta when the voltage adjustment operation is started. The signal of the first polarity is delayed at the end of the period in which Vbe 'falls from the H level to the L level and the period in which the voltage Vbe' is at the H level (the period in which the pulse bypass switch 17A holds the ON state). Vs1 is generated. In this state, since the first pulse Vp1 is not input to the microprocessor 13, the interrupt routine of FIG. 3 is not executed, and the ignition operation is not performed. For this reason, in the conventional ignition device in which the short-circuit control switch circuit 21 is not provided, the polar arc angle of the reluctor is increased so that the position between the generation position of the first pulse Vp1 and the generation position of the second pulse Vp2 is increased. If the angle is set large, the engine will misfire and stop when the voltage adjustment operation is started during normal rotation of the engine. In order to avoid this, it is necessary to make the polar arc angle of the reluctor smaller than the angle corresponding to the half cycle of the output of the power generating coil.
[0077]
On the other hand, when the short-circuit control switch circuit 21 is provided as in the present invention, the voltage adjustment operation is not performed until the rotation speed N exceeds the set value N1, so that the output of the power generation coil is reduced. There is no phase delay, and the timing at which the base-emitter voltage Vbe of the transistor TR2 falls to the L level does not delay. Therefore, the pole of the reluctor is enlarged so that the angle from the position where the first pulse Vp1 is generated to the position where the second pulse Vp2 is generated is increased to a value close to the angle corresponding to the half cycle of the output of the power generation coil. Even when the arc angle is set, both the first pulse and the second pulse can be generated within one half cycle of the output of the power generation coil, as shown in FIGS. 2 (K) and (L). As described above, since the first pulse and the second pulse can be input to the ignition timing control unit, there is no possibility that the engine will be misfired in the region where the rotation speed is up to N1.
[0078]
Further, in the region where the engine speed N exceeds the set value N1, the pulse side switch is prohibited from being turned on, and the first and second pulses given to the ignition timing control unit are output from the ignition timing control unit. Since the bypass is not performed, the ignition operation is normally performed even if the polar arc angle of the reluctor is set large. In the region where the rotation speed exceeds the set value N1, there is no possibility that the internal combustion engine will reversely rotate. Therefore, there is no problem even if the reverse rotation prevention function is lost in the region where the rotation speed exceeds the set value N1.
[0079]
In the above embodiment, as shown in FIG. 2 (M), the ignition signal Vi is generated at a predetermined timing every time the crankshaft makes one revolution. In a four-cycle engine, the ignition timing arrives once for every two revolutions of the crankshaft. Therefore, in the above-described configuration, the spark generated in the spark plug at a timing other than the ignition timing becomes a wasteful fire. Does not hinder the operation of.
[0080]
The present invention is not limited to the case where the ignition operation is performed each time the engine makes one rotation as described above, but includes a camshaft sensor or the like that generates a signal once during two rotations of the crankshaft. The present invention can also be applied to a case where the ignition timing control unit is configured to detect a rotation section in which ignition is performed and generate an ignition signal only at a normal ignition timing.
[0081]
In the above-described embodiment, in order to stop the voltage adjusting operation, the transistor TR1 is prevented from being turned on, so that the thyristors S1 and S2 constituting the short-circuit switch are prevented from conducting. Although a circuit 21 is provided, a short-circuit control switch is provided so that conduction of both thyristors is prevented by bypassing the thyristors S1 and S2 with trigger signals applied to the thyristors S1 and S2 constituting the short-circuit switch. The circuit 21 may be provided. For example, in the circuit shown in FIG. 1, the transistor TR3 and the resistor R11 may be omitted, and the collector of the transistor TR4 may be connected to the collector of the transistor TR1.
[0082]
In the above embodiment, the pulse bypass switch 17A is provided so as to bypass the first pulse Vp1 from the microprocessor 13 (ignition timing control unit). However, depending on the program executed by the microprocessor, the second pulse switch 17A is used. The pulse bypass switch 17A may be provided to bypass the pulse Vp2 from the microprocessor 13.
[0083]
In the above embodiment, a four-pole magnet generator is used. However, the present invention can be applied to a case where a more multi-pole magnet generator such as eight poles is used.
[0084]
In the above embodiment, the internal combustion engine is a single cylinder. However, the present invention can be applied to an ignition device for an internal combustion engine that ignites a multi-cylinder internal combustion engine having two or more cylinders.
[0085]
As an ignition device for a multi-cylinder internal combustion engine, there are a case where the ignition timing of a multi-cylinder is controlled using one pulsar and a case where the ignition timing of a multi-cylinder is controlled using a plurality of pulsars. When a plurality of pulsars are used, the rotation direction of the engine is determined from the phase relationship between the output signal of one of the pulsars and the output of the generator, and when the reverse rotation of the engine is detected, the one pulsar is used. In this case, one of the first and second pulses obtained by shaping the waveform of the output from the ignition timing control section may be bypassed from the ignition timing control section.
[0086]
In the above embodiment, a single-phase power generation coil is used as the power generation coil. However, the present invention can be applied to a case where a three-phase power generation coil is used. When a three-phase power generation coil is used, the rotation direction of the engine is determined from the phase relationship between the output of any one phase and the output signal of the pulser.
[0087]
In the above example, the ignition circuit is configured to obtain ignition energy from both the output of the power generation coil and the battery. However, the present invention is also applicable to a case where the ignition circuit is configured to obtain ignition energy only from the power generation coil. The invention can be applied.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotation direction of the engine is determined from the phase relationship between the output of the power generation coil provided in the magnet generator driven by the engine and the signal output by the pulsar, and the ignition device When a function to prevent reverse rotation of the engine is provided, the pole arc angle of the reactor detected by the pulsar is generated without being affected by the operation of the short-circuit type voltage adjustment circuit that adjusts the output voltage of the power generation coil. Since the power can be increased to a value close to the angle corresponding to the period of the half cycle of the output of the coil, there is obtained an advantage that the advance angle width of the ignition position can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an ignition device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the ignition device of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an algorithm of an interrupt routine executed when a first pulse is input to an interrupt input port of an ignition timing control unit in the ignition device of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an algorithm of an interrupt routine executed when a second pulse is input to an interrupt input port of the ignition timing control unit in the ignition device of FIG. 1;
FIG. 5 is a graph showing a comparison between ignition characteristics required for a two-cycle internal combustion engine and ignition characteristics required for a four-cycle internal combustion engine.
[Explanation of symbols]
1: magnet generator, 6: reluctor, 7: pulser, 10: AC / DC converter circuit, 12: ignition circuit, 13: microprocessor, 14: first waveform shaping circuit, 15: second waveform shaping circuit, 17: reverse rotation prevention circuit, 17A: pulse side path switch, 21: short circuit control switch circuit, 22: pulse side path control switch, W1: power generation coil, S1, S2: thyristor (short circuit switch).

Claims

内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて正負の半サイクルの電圧を出力する発電コイルと、点火信号が与えられたときに前記発電コイルを電源として点火用の高電圧を発生する点火回路と、前記内燃機関の正回転時には前記発電コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に第１の極性の信号と該第１の極性の信号よりも発生タイミングが遅れた第２の極性の信号とを出力し、前記内燃機関の逆回転時には前記発電コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に前記第１の極性の信号び第２の極性の信号を出力するように設けられたパルサと、前記第１の極性の信号及び第２の極性の信号をそれぞれ波形整形して第１のパルス及び第２のパルスに変換する第１及び第２の波形整形回路と、前記第１のパルス及び第２のパルスを入力として前記第１のパルスの発生タイミングと第２のパルスの発生タイミングとの間で前記点火回路に与える点火信号の発生タイミングを制御する点火時期制御部と、前記発電コイルに誘起する交流電圧の他方の極性の半サイクルの期間オン状態を保持して前記第１のパルス及び第２のパルスの一方を前記点火時期制御部から側路するパルス側路用スイッチと、前記発電コイルの出力電圧が設定値を超えたときに前記発電コイルを短絡する短絡用スイッチをオン状態にする電圧調整動作を行なうことにより前記発電コイルの出力電圧が設定値を超えないように調整する電圧調整回路とを備え、前記点火時期制御部は、前記第１のパルス及び第２のパルスの一方の入力が停止したときに前記点火信号の発生を停止するように構成されている内燃機関用点火装置において、
前記内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間前記電圧調整回路が電圧調整動作を行なうのを禁止し、前記内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに前記電圧調整回路が電圧調整動作を行なうのを許可する電圧調整動作許否手段と、前記内燃機関の回転速度が設定値以下のときに前記パルス側路用スイッチがオン状態になるのを許可し、前記回転速度が設定値を超えたときに前記パルス側路用スイッチがオン状態になるのを禁止するパルス側路許否手段とを具備し、
前記回転速度の設定値は、前記内燃機関が逆転するおそれがなく、かつ前記発電コイルの出力電圧の値が許容値を超えない範囲の値に設定されていること、
を特徴とする内燃機関用点火装置。A power generating coil provided in a magnet generator driven by an internal combustion engine to output positive and negative half cycle voltages, and an ignition circuit for generating a high voltage for ignition using the power generating coil as a power source when an ignition signal is given And during the forward rotation of the internal combustion engine, the signal of the first polarity and the signal whose generation timing is delayed with respect to the signal of the first polarity during the period in which the power generating coil is outputting a voltage of a half cycle of one polarity. A signal of the first polarity and a signal of the second polarity during a period in which the power generating coil is outputting a half-cycle voltage of the other polarity during the reverse rotation of the internal combustion engine. And first and second waveforms for shaping the waveforms of the signal of the first polarity and the signal of the second polarity, respectively, and converting the signals into a first pulse and a second pulse. A shaping circuit; An ignition timing control unit that receives a pulse and a second pulse as input, and controls the generation timing of an ignition signal given to the ignition circuit between the generation timing of the first pulse and the generation timing of the second pulse; A pulse bypass switch that keeps the ON state during a half cycle of the other polarity of the AC voltage induced in the coil and bypasses one of the first pulse and the second pulse from the ignition timing control unit; The output voltage of the power generation coil is adjusted so as not to exceed the set value by performing a voltage adjustment operation of turning on a short-circuit switch that short-circuits the power generation coil when the output voltage of the power generation coil exceeds a set value. The ignition timing control unit stops generating the ignition signal when one of the input of the first pulse and the input of the second pulse is stopped. The ignition device for an internal combustion engine that is configured to so that,
The voltage regulation circuit inhibits the voltage regulation operation from being performed until the rotation speed of the internal combustion engine reaches a set value, and the voltage regulation circuit regulates the voltage regulation when the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the set value. Voltage adjusting operation permitting / prohibiting means for permitting the operation, and permitting the pulse side path switch to be turned on when the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or less than a set value, wherein the rotational speed is set to a set value. Pulse side path permitting / prohibiting means for prohibiting the pulse side path switch from being turned on when exceeding.
The set value of the rotation speed is set to a value that does not cause the internal combustion engine to reverse, and that the value of the output voltage of the power generation coil does not exceed an allowable value.
An ignition device for an internal combustion engine, comprising:

内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて正負の半サイクルの電圧を出力する発電コイルと、点火信号が与えられたときに前記発電コイルを電源として点火用の高電圧を発生する点火回路と、前記内燃機関の正回転時には前記発電コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に第１の極性の信号と該第１の極性の信号よりも発生タイミングが遅れた第２の極性の信号とを出力し、前記内燃機関の逆回転時には前記発電コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を出力している期間に前記第１の極性の信号及び第２の極性の信号を出力するように設けられたパルサと、前記第１の極性の信号及び第２の極性の信号をそれぞれ波形整形して第１のパルス及び第２のパルスに変換する第１及び第２の波形整形回路と、前記第１のパルス及び第２のパルスを入力として前記第１のパルスの発生タイミングと第２のパルスの発生タイミングとの間で前記点火回路に与える点火信号の発生タイミングを制御する点火時期制御部と、前記発電コイルに誘起する交流電圧の他方の極性の半サイクルの期間オン状態を保持して前記第１のパルス及び第２のパルスの一方を前記点火時期制御部から側路するパルス側路用スイッチと、前記発電コイルの出力電圧が設定値を超えたときに前記発電コイルを短絡する短絡用スイッチをオン状態にする電圧調整動作を行なうことにより前記発電コイルの出力電圧が設定値を超えないように調整する電圧調整回路とを備え、前記点火時期制御部は、前記第１のパルス及び第２のパルスの一方の入力が停止したときに前記点火信号の発生を停止するように構成されている内燃機関用点火装置において、
オン状態になったときに前記短絡用スイッチがオン状態になるのを阻止するように設けられた短絡制御用スイッチ回路と、
前記内燃機関の回転速度が設定値に達するまでの間前記短絡制御用スイッチ回路をオン状態に保ち、前記内燃機関の回転速度が設定値を超えたときに前記短絡制御用スイッチ回路をオフ状態に保つように制御する短絡制御用スイッチ制御手段と、
オン状態になったときに前記パルス側路用スイッチがオン状態になるのを阻止するように設けられたパルス側路制御用スイッチと、
前記内燃機関の回転速度が設定値以下のときに前記パルス側路制御用スイッチをオフ状態に保持し、前記回転速度が設定値を超えたときに前記パルス側路制御用スイッチをオン状態にするように前記パルス側路制御用スイッチを制御するパルス側路制御手段と、
を具備し、
前記回転速度の設定値は、前記内燃機関が逆転するおそれがなく、かつ前記発電コイルの出力電圧の値が許容値を超えない範囲の値に設定されていること、
を特徴とする内燃機関用点火装置。A power generating coil provided in a magnet generator driven by an internal combustion engine to output positive and negative half cycle voltages, and an ignition circuit for generating a high voltage for ignition using the power generating coil as a power source when an ignition signal is given And during the forward rotation of the internal combustion engine, the signal of the first polarity and the signal whose generation timing is delayed with respect to the signal of the first polarity during the period in which the power generating coil is outputting a voltage of a half cycle of one polarity. And a signal of the first polarity and a signal of the second polarity during a period in which the power generating coil outputs a voltage of a half cycle of the other polarity when the internal combustion engine rotates in the reverse direction. And first and second waveforms for shaping the waveforms of the signal of the first polarity and the signal of the second polarity, respectively, and converting the signals into a first pulse and a second pulse. A shaping circuit; An ignition timing control unit that controls the generation timing of an ignition signal to be given to the ignition circuit between the generation timing of the first pulse and the generation timing of the second pulse by receiving the first pulse and the second pulse as inputs. A pulse bypass switch that keeps the ON state during a half cycle of the other polarity of the AC voltage induced in the power generating coil and bypasses one of the first pulse and the second pulse from the ignition timing control unit; By performing a voltage adjusting operation of turning on a short-circuit switch that short-circuits the power generation coil when the output voltage of the power generation coil exceeds a set value, the output voltage of the power generation coil does not exceed the set value. A voltage adjustment circuit for adjusting the ignition timing, wherein the ignition timing control unit stops generating the ignition signal when one of the input of the first pulse and the input of the second pulse is stopped. The ignition device for an internal combustion engine is configured to,
A short-circuit control switch circuit provided to prevent the short-circuit switch from being turned on when turned on;
The short-circuit control switch circuit is kept on until the rotation speed of the internal combustion engine reaches a set value, and the short-circuit control switch circuit is turned off when the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the set value. Short-circuit control switch control means for controlling to maintain;
A pulse side path control switch provided to prevent the pulse side path switch from being turned on when turned on,
When the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or less than a set value, the pulse side road control switch is held in an off state, and when the rotation speed exceeds a set value, the pulse side road control switch is turned on. Pulse side path control means for controlling the pulse side path control switch,
With
The set value of the rotation speed is set to a value that does not cause the internal combustion engine to reverse, and that the value of the output voltage of the power generation coil does not exceed an allowable value.
An ignition device for an internal combustion engine, comprising: