JPH08226368A

JPH08226368A - 単気筒４サイクルエンジン

Info

Publication number: JPH08226368A
Application number: JP5526295A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nakamura; 政史中村; Motohisa Shimizu; 元寿清水; Michihiro Iida; 道博飯田; Yuji Kamoda; 祐二鴨田
Original assignee: Honda Gijutsu Kenkyusho KK; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Honda Gijutsu Kenkyusho KK; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1996-09-03
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP3582800B2

Abstract

(57)【要約】【目的】「正規の点火」と、その中間で行われる無駄
な点火、つまり、「捨て火」とを簡便な構成により正確
に判別し、正規の点火のみを選択点火して、障の少ない
単気筒４サイクルエンジンを提供する。【構成】リラクタ１３を固定したフライホイール１２
はクランク軸１１により直接的に回転されている。パル
ス発生器１６Ａはリラクタ１３の前縁Ａ１でパルス信号
（ａ１）を発生し、このパルス信号（ａ１）にもとづい
て点火パルス（ｊ１）を得る。パルス発生器１６Ｂはフ
ライホイール１２の外周の歯形によってパルス信号（Ｐ
Ｂ）を発生し、このパルス信号（ＰＢ）をＦ／Ｖ変換し
て、フライホイール１２の角速度（θ／ｔ）に相当する
角速度信号を得る。この角速度信号は、「捨て火」時点
によりも、「正規の点火」時点の方が小さくなる。角速
度信号の小さい時点に対応する前縁Ａ１のパルス信号
（ａ１）を選択して、「正規の点火」を行う点火パルス
（ｊ１）を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、４行程型の火花点火
式往復内燃機関を単気筒で構成した内燃機関（この発明
において単気筒４サイクルエンジンという）に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】往復内燃機関における火花点火は、火花
間隙に高電圧を与えて火花放電を行う火花放電式、つま
り、スパークギャプ式の点火プラグが用いられており、
点火時点を気筒内を往復するピストンにより回転される
クランク軸の回転角度と関連づけて電子的に制御する電
子式点火制御形式のものが実用されている。

【０００３】こうした電子式点火制御形式のものにおい
て、直流電圧をトランジスタでオン・オフすることによ
り発生するインパルスを高巻線比のトランスで昇圧して
点火電圧を得るトランジスタ式の電子式火花放電回路の
構成（以下、第１従来技術という）が１９９１年５月日
本機械学会発行「機械工学便覧」Ｂ７編内燃機関の第１
０４頁・図２４６およびその説明などにより開示されて
いる。

【０００４】また、コンデンサーに充電した電圧をＳＣ
Ｒ素子でスイッチングすることにより発生するインパル
スを高巻線比のトランスで昇圧して点火電圧を得るトラ
ンジスタ式の電子式火花放電回路の構成（以下、第２従
来技術という）が同文献・同編の第１０５頁・図２５１
およびその説明などにより開示されている。

【０００５】さらに、こうした火花点火の点火時点を、
吸気行程において燃焼と空気の混合気体の供給量を制御
する弁（この発明において、吸気用スロットルという）
の開度や、クランク軸の回転数、つまり、単位時間当た
りの回転数（この発明において、回転数という）、つま
り、エンジン回転数などの状態に対応した適切な時点に
選定するように電子的に制御するために、点火時点より
も手前の時点で得られたパルス信号から、クロックパル
スを所定量だけ計数するなどのディジタル的な演算によ
って進角させることにより目的の点火時点を得る電子進
角制御、つまり、コンピュータ進角制御を行う構成（以
下、第３従来技術という）が同文献・同編の第１０６頁
・図２５５およびその説明などにより開示されている。

【０００６】そして、単気筒４サイクルエンジンの場合
には、一般に、上記の第１従来技術または第２従来技術
などによる電子式火花放電回路（この発明において、Ｃ
ＤＩ回路という）を、クランク軸の回転ごとに得られる
パルス信号によって制御しており、構成を簡便化するた
めに、４サイクル中に２回の火花点火を行う構成（以
下、第４従来技術という）になっている。

【０００７】この２回の火花点火は、４サイクルの各行
程、つまり、吸気行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程
において、圧縮行程の終点付近の時点と、排気行程の終
点付近の時点とに行われるようにしたものであり、前者
は正規の点火を行っているので「正規の点火」と言い、
後者の火花点火は実際の燃焼点火の役目を果していない
ので、「捨て火」と言っている。

【０００８】上記の第４従来技術による構成では、一般
に、クランク軸で直接的に回転される「はずみ車」、つ
まり、フライホイールの外周の所定位置が回転してくる
ごとに、パルス信号を発生させるためのパルス発生器を
設けており、また、このパルス発生器としては、フライ
ホイールに導磁性を設けるとともに、この導磁性片と対
向する固定側にパルス発生用コイル、例えば、電磁石コ
イルを設けたパルスコイル検出型のものと、上記の導磁
性材片に代えて導電材片を設けるとともに、上記のパル
ス発生用コイルに代えてホール効果素子を設けたホール
素子検出型のものなどが用いられており、上記のような
動作を行わせる導磁性材片または導電材片をリラクタと
言っているこうしたパルス発生器は、具体的には、パル
スコイル検出型を例とって説明すると、図６のように、
クランク軸１１で直接的に回転されるフライホイール１
２の外周部分に、リラクタ１３を取り付けるとともに、
このリラクタ１３に対向する位置にパルス発生用コイル
１４を配置して適宜の固定側の部材１５に取り付けた構
成によるパルス発生器１６が用いられている。

【０００９】このリラクタ１３は、一般に、図５のよう
に、クランクの最上位点、つまり、圧縮行程と排気行程
とにおけるシリンダ内容積が最小になる位置点（この発
明において、上死点ＴＤＣという）に対応するフライホ
イール１２の外周の位置点ＴＤＣから、例えば、フライ
ホイール１２の回転方向に回転角度３０°の位置を前縁
側の位置点Ａ１とし、回転方向に回転角度１０°の位置
を後縁側の位置Ｂ１として、Ａ１からＢ１にわたる大き
さのものが取り付けられている。

【００１０】したがって、パルス発生器１６から発生さ
れるパルス信号Ｐ０は、図７のように、例えば、位置点
Ａ１で正極性のパルス信号ａ１を発生するとすれば、位
置点Ｂ１では負極性のパルスｂ１を発生する。そして、
前縁側で得られるパルス信号ａ１と後縁側で得られるパ
ルス信号ｂ１との両方にもとづいて、点火プラグに点火
動作を行わせるための点火パルスを得るようにしてい
る。

【００１１】また、上記の第３従来技術におけるコンピ
ュータ進角制御におけるパルス発生器１６の場合には、
リラクタ１３を、図８のように、上死点に対応する位置
点ＴＤＣから、例えば、フライホイール１２の回転方向
に回転角度５０°の位置点を前縁の位置点Ａ２とし、回
転角度１０°の位置点を後縁の位置点Ｂ１とする大きさ
のものが取り付けられており、例えば、図９のように、
位置点Ａ２では正極性のパルス信号ａ２を発生し、位置
点Ｂ１では負極性のパルス信号ｂ１を発生するようにし
てあり、前縁側で得られるパルス信号ａ２にもとづい
て、進角の演算を行うことにより、例えば、目標とする
点火時点をＴＤＣから３０°の時点とすると、位置点Ａ
２から約２０°程度の適切な角度を過ぎた時点、つま
り、図８の位置点Ａ１の付近の適切な時点に点火パルス
を得るように構成している。

【００１２】上記のような進角の演算を行う構成におい
て、外周に多数のスリットをもつ円板と外周に１つのス
リットをもつ円板とをクランク軸によって回転するとと
もに、これらのスリットを光電素子で検出するパルス発
生器により、前者の円板によって点火の基準時点になる
パルス信号を得るとともに、後者の円板によって進角を
演算するためのクロックパルスを得る構成（以下、第５
従来技術という）が特開昭６３−２６６１７０などによ
って開示されている。

【００１３】また、こうした回転軸の１回転に対する基
準点パルス信号とクロックパルスを得る構成において、
外周に多数の歯形をもつ歯車と外周に１つの歯形をもつ
歯車とを回転軸で回転するとともに、これらの歯形に対
向してパルス発生用コイルを配置したパルス発生器、つ
まり、回転の単位角度ごと設けた歯形と所定回転位置に
設けた歯形とをリラクタとして用いるパルス発生器の構
成（以下、第６従来技術という）が特公昭４０−２８８
１９などによって開示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の第４従来技術に
よる構成では、「捨て火」は無駄な点火であり、この無
駄な点火分だけ点火プラグの寿命を短縮させるという不
都合があり、この不都合を解消するには、複数気筒によ
る場合と同様に、クランク軸の回転の１／２回転を得る
ようにした回転軸の回転角度により「正規点火」のみの
点火時点を得ることができる。

【００１５】しかしながら、こうした１／２回転の回転
軸を得るには、クランク軸との回転比が１／２のカム軸
にリラクタとパルサとを設ける必要があるため、カム軸
部分の機構が複雑大型化するので、エンジン全体の構成
を小型化するには、構造的に不利になるなどの不都合が
ある。

【００１６】このため、こうした不都合のない簡単な構
造による単気筒４サイクルエンジンの提供が望まれてい
るという課題がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
なクランク軸の回転の所定回転位置で得られる第１のパ
ルス信号にもとづいて点火を行うための点火パルスを得
る単気筒４サイクルエンジンにおいて、上記の回転の単
位角度毎に得られる第２のパルス信号にもとづいて、上
記の回転の角速度を表す角速度信号を得る角速度信号手
段と、

【００１８】上記の第１のパルス信号にもとづく時点毎
に得られる上記の角速度信号のうち、小さい角速度値の
角度速度信号が得られている時点に対応する上記の第１
のパルス信号にもとづいて上記の点火パルスを得る点火
パルス手段とを設ける第１の構成と、

【００１９】この第１の構成に加えて、上記の回転が所
定回転数以下のときは、上記の角速度信号に無関係に、
上記の第１のパルス信号の全てにより上記の点火パルス
を得る全点火パルス手段を設ける第２の構成と、

【００２０】この第２の構成における全点火パルス手段
に代えて、上記の角速度信号が所定値以下のときは、上
記の角速度信号に無関係に、上記の第１のパルス信号の
全てを選択して上記の点火パルスを得る全点火パルス手
段を設ける第３の構成と、

【００２１】クランク軸で直接的に回転されるフライホ
イールの外周側の１箇所に配置したリラクタによるパル
ス発生器によって得られる第１のパルス信号にもとづい
て点火を行うための点火パルスを得る単気筒４サイクル
エンジンでにおいて、上記のフライホイールの外周に設
けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によって得
られる第２のパルス信号にもとづいて上記の回転の角速
度を表す角速度信号を得る角速度信号手段と、

【００２２】上記の第１のパルス信号の時点毎に検出し
た上記の角速度信号のうち、小さい角速度値の上記の角
度速度信号が得られている時点に対応する上記の第１の
パルス信号にもとづいて上記の点火パルスを得る点火パ
ルス手段とを設ける第４の構成と、

【００２３】この第４の構成に加えて、上記の第１のパ
ルス信号にもとづいて上記の回転の回転数を表す回転数
信号を得るとともに、上記の回転数信号が所定値以下の
ときは、上記の検出に無関係に、上記の第１のパルス信
号の全てを選択して上記の点火パルスを得る全点火パル
ス手段を設ける第５の構成と、

【００２４】この第５の構成における全点火パルス手段
に代えて、上記の検出した角速度信号が所定値以下のと
きは、上記の選択に無関係に、上記の第１のパルス信号
の全てを選択して上記の点火パルスを得る全点火パルス
手段を設ける第６の構成となどにより、上記の課題を解
決し得るようにしたものである。

【００２５】

【作用】クランク軸の毎回の回転、つまり、エンジンの
回転は、爆発行程では加速され、圧縮行程では減速され
るため、爆発行程の後半から給気行程の終わり頃までの
間は角速度が大きく、圧縮行程では角速度が低下してゆ
く、このため、「捨て火」時点における角速度は大き
く、「正規の点火」時点における角速度は小さくなる。

【００２６】したがって、角速度の小さい時点に対応す
る第１のパルス信号、つまり、点火用のパルス信号を選
択して点火パルスを得ることにより、「正規の点火」時
点に対応する点火パルスのみを得ることができる。

【００２７】角速度の検出と点火用のパルス信号の選択
とは、電子的な回路構成、例えば、フライホイールの外
周に設けた歯車部分をリラクタとするパルス発生器によ
って発生したパルス信号の繰り返し周波数を電圧に変換
する周波数／電圧変換回路と比較回路などによって構成
できるため、機械的消耗部分がないので、故障発生度が
小さく、また、取付のための占有位置もエンジンの外部
のみで済むので、装置を簡便化できるように作用する。

【００２８】また、クランク軸の回転が所定回転数また
は所定角速度以下のときには、上記のパルス信号の選択
に無関係に、全ての点火用のパルス信号、「正規の点
火」と「捨て火」との両方の点火用のパルス信号によっ
て点火パルスを得るようにしているので、エンジンの運
転開始直後などで回転不安定の場合において、角速度値
の差異が不明確になり易い場合には、「正規の点火」の
選択を誤ってエンジンの運転を停止させないように作用
する。

【００２９】

【実施例】以下、図１〜図５により実施例を説明する。
図１〜図５において、図６〜図９の各符号と同一符号で
示す部分は、図６〜図９により説明した同一符号の部分
と同一の機能をもつ部分である。

【００３０】〔第１実施例〕まず、図１〜図４により第
１実施例を説明する。この第１実施例は、図１のパルス
発生器１６Ａ・１６Ｂと図３の回路構成とによって図４
のような各部信号を得るようにしたものである。そし
て、パルス発生器１６Ａによって得られるパルス信号に
より、「正規の点火」と「捨て火」とに対応するパルス
信号を得るとともに、パルス発生器１６Ｂによって得ら
れるパルス信号により、クランク軸１１の角速度を検出
し、この角速度が圧縮行程側と吸気行程側とで異なるこ
とを利用して、「正規の点火」時点を判別することによ
り、「正規の点火」時点に対応する点火パルスを得るよ
うにしたものである。

【００３１】図１において、フライホイール１２の外周
に設けた歯車部分１２Ａは、エンジンの始動に、始動用
の電動機、つまり、セルモータ１８の回転軸１８Ａに設
けた歯車１９と噛み合わされて、クランク軸１１を回転
するためのものである。

【００３２】パルス発生用コイル１４Ｂは、歯車部分１
２Ａと対向する位置に配置して固定側部材１５に取り付
けてあり、パルス発生用コイル１４Ｂと歯車部分１２Ａ
とにより、歯車部分１２Ａの各歯形をそれぞれ１個のリ
ラクタとしてパルス信号ＰＢを発生するための第２パル
ス発生器１６Ｂを構成している。

【００３３】パルス信号ＰＢは、図２のように、歯車部
分１２Ａの歯形毎に、つまり、単位角度毎に、例えば、
歯数が３００のときは、１．２°を単位角度として、
１．２°毎に正極性のパルス信号ａ３と負極性のパルス
信号ｂ３とをもつ信号になり、このパルス信号ａ３・ｂ
３の繰り返し周波数は、クランク軸１１の回転の回転速
度に比例し変化することになる。

【００３４】リラクタ１３は、前縁側の位置点Ａ１と後
縁側の位置点Ｂ１とを図７のリラクタ１３と同一にした
ものをフライホイール１２の外周側の１箇所に配置する
ことにより、クランク軸１１の回転の所定回転位置毎に
パルス信号ａ１・ｂ１を得るようにしたものであるが、
パルス発生器１６Ａとの干渉を避けるために、リラクタ
１３をフライホイール１２の中心側に向けて突出させて
ある。

【００３５】リラクタ１３と、このリラクタ１３に対向
して配置したパルス発生用コイル１４Ｂとにより第２パ
ルス発生器１６Ｂを構成しており、パルス信号Ｐｂを発
生する。パルス信号ＰＡは、リラクタ１３の前縁側によ
る正極性のパルス信号ａ１とリラクタ１３の後縁側によ
るパルス信号ｂ１とを交互にもつ信号になる。

【００３６】図３において、パルス発生器１６Ａは、パ
ルス信号ＰＡを極性判別回路２１に与える。極性判別回
路２１は、パルス信号ＰＡ中のパルス信号ａ１とパルス
信号ｂ１とを選別する回路で、例えば、正レベルの電圧
とパルス信号ａ１とをＡＮＤゲートに与えてパルス信号
ａ１のみを検出して得られるパルス信号ａ１を交互選別
回路２２・低回転数検出回路３０・選択切換回路３１に
与える。

【００３７】交互選別回路２２は、最初に与えられたパ
ルス信号ａ１を起点にして、次順のパルス信号ａ１ごと
に、交互に仕分けた２つのパルス信号ａ１１・ａ１２を
得る回路であり、例えば、フリップフロップ回路とＡＮ
Ｄゲートの組み合わせによって、最初のパルス信号ａ１
から１つおきにパルス信号ａ１を選択して得られる信号
を第１パルス信号ａ１１として第１検出回路２４・点火
選択回路２７に与えるとともに、最初のパルス信号ａ１
の次ぎのパルス信号ａ１から１つおきにパルス信号ａ１
を選択して得られる信号を第２パルス信号ａ１２として
第２検出回路２５・比較選択回路２６・点火選択回路２
７に与える。

【００３８】一方、パルス発生器１６Ｂのパルス信号Ｐ
Ｂは、角速度回路２３に与える。角速度回路２３は、パ
ルス信号ＰＢにもとづいて、クランク軸１１の角速度、
つまり、単位時間ｔ当たり回転角度θの値θ／ｔを表す
信号を得る回路で、例えば、周波数／電圧変換回路、つ
まり、Ｆ／Ｖ変換回路であり、パルス信号ＰＢのパルス
信号ａ３・ｂ３の繰り返し周波数に比例して電圧波形の
信号を角速度信号ｄ１として第１検出回路２４・第２検
出回路２５に与える。

【００３９】第１検出回路２４は、第１パルス信号ａ１
１の時点に対応する角速度値を検出する回路であり、例
えば、サンプルホールド回路であって、角速度信号ｄ１
の電圧を第１パルス信号ａ１１毎にサンプリングして得
られる電圧を次のサンプリング時点まで保持して得られ
る信号を第１角速度信号ｅ１として比較検出回路２６に
与える。

【００４０】第２検出回路２５は、第２パルス信号ａ１
２の時点に対応する角速度値を検出する回路であり、例
えば、サンプルホールド回路であって、角速度信号ｄ１
の電圧を第２パルス信号ａ１２毎にサンプリングして得
られる電圧を次のサンプリング時点まで保持して得られ
る信号を第２角速度信号ｅ２として比較検出回路２６に
与える。

【００４１】比較検出回路２６は、検出した２つの角速
度値のうちの小さい方に対応する信号を得る回路であ
り、例えば、２つの演算増幅回路の組み合わせにより相
互に比較検出した信号を得る回路であって、第１角速度
信号ｅ１を基準信号として第２角速度信号ｅ２を比較し
て得られる正レベル出力を第１比較信号ｆ１とし、ま
た、第２角速度信号ｅ２を基準信号として第１角速度信
号ｅ１を比較して得られる正レベル出力を第２比較信号
ｆ２として得るとともに、第１比較信号ｆ１と第２比較
信号ｆ２とをパルス信号ａ１２によってサンプリング
し、第１比較信号ｆ１があったとき毎に第１カウント信
号ｇ１（図示せず）を出力して第１のカウンタに与え、
また、第２比較信号ｆ２があったとき毎に第２カウント
信号ｇ２（図示せず）を出力して第２のカウンタに与え
る。なお、この回路でのパルス信号ａ１２によるサンプ
リング時点を、第２検出回路２５でのサンプリング時点
による第２角速度信号の過渡的な部分にかからないよう
にするために、パルス信号ａ１２を僅かな時間Ｔｄ、例
えば、１ｍｓｅｃ程度だけ、ワンショットマルチバイブ
レタなどで遅延させている。

【００４２】第１のカウンタと第２のカウンタとは、所
定数Ｎ、例えば、３０を計数したときに、正レベルの信
号を、それぞれ、第１選択信号ｈ１と第２選択信号ｈ２
として点火選択回路２７に与えるが、第１のカウンタと
第２のカウンタのうち、いずれか一方が、所定数Ｎを計
数したときに、第１のカウンタと第２のカウンタとの両
方の計数を停止する。また、装置の起動時、または、後
記のリセット信号が与えられたときに計数をリセットす
る。

【００４３】ここで、角速度信号ｄ１は、例えば、エン
ジン回転数が約２０００ｒｐｍの場合、図４のように、
圧縮行程の終わりのＴＤＣ時点では、約５００ｒｐｍに
相当する角速度値を表す電圧が得られ、また、排気行程
の終わりのＴＤＣ時点では、約２０００ｒｐｍに相当す
る角速度を表す電圧が得られるので、上記の第１のカウ
ンタと第２のカウンタによる３０の計数を行わなくて
も、角速度の小さい方を検出した第１比較信号ｆ１また
は第２比較信号ｆ２により第１選択信号ｈ１と第２選択
信号ｈ２を出力してもよいが、エンジンが起動した初期
においては、エンジン回転が不安定なこともあるので、
上記の第１のカウンタと第２のカウンタによる３０の計
数によって、多数決的に選択する機能を設けているもの
である。

【００４４】点火選択回路２７は、第１選択信号ｈ１と
第２選択信号ｈ２とにより第１パルス信号ａ１１または
第２パルス信号ａ１２のいずれかを「正規の点火」のた
めのパルス信号として選択するものであり、例えば、第
１選択信号ｈ１と第１パルス信号ａ１１とをＡＮＤする
ＡＮＤゲートの出力と、第２選択信号ｈ２と第２パルス
信号ａ１２とをＡＮＤするＡＮＤゲートの出力とをＯＲ
ゲートに与えて得られる信号を、選択切換回路３１を介
して、選択パルス信号ｉ１としてＣＤＩ回路２８に与え
る。

【００４５】また、第１選択信号ｈ１と第２選択信号ｈ
２とのいずれもが与えられていないとき、つまり、比較
検出回路２６の第１のカウンタと第２のカウンタとのい
ずれか一方がＮ計数に達していないときは、第１パルス
信号ａ１１と第２パルス信号ａ１２との両方をＣＤＩ回
路２８に与える。

【００４６】したがって、角速度値の小さい方の時点に
対応するパルス信号ａ１、つまり、圧縮行程の終わり側
にあるパルス信号ａ１に相当するパルス信号ａ１１を選
択して選択パルス信号ｉ１として選択してＣＤＩ回路２
８に与えることになるものである。

【００４７】ＣＤＩ回路２８は、上記の従来技術の項で
述べた点火プラグに点火パルスを与えるための回路であ
り、選択パルス信号ｉ１によって半導体素子を駆動する
ことにより点火パルスｊ１を点火プラグ２９に与えるも
のである。

【００４８】なお、最初のパルス信号ａ１が１つずれ
て、図４の２番目のパルス信号が最初のパルス信号ａ１
１になった場合には、上記の各回路の動作が逆になる
が、結果的には、角速度値の小さい方の時点、つまり、
圧縮行程の終わり側のパルス信号ａ１に相当するパルス
信号ａ１１を選択して選択パルス信号ｉ１として選択し
てＣＤＩ回路２８に与えることになるものである。

【００４９】低回転数検出回路３０は、エンジンの回転
数、つまり、クランク軸１１の回転数が所定回転数以下
になっていることを検出した信号を得るものであり、例
えば、内部のクロック回路により得られる単位時間、例
えば、１ｓｅｃの間に与えられるパルス信号ａ１をカウ
ンタで計数したディジタル値の回転数信号ｋ１を、予め
定めた所定回転数、例えば、２００ｒｐｍに相当するデ
ィジタル値の基準信号ｋ２（図示せず）と比較して、所
定回転数以下であることを検出するものであり、例え
ば、減算回路で基準信号ｋ２の値から回転数信号ｋ１の
値を減算して残り値があるときに、正レベルの信号を低
回転信号ｍ１として点火選択回路３０に与えとともに、
この低回転信号ｍ１を、比較検出回路２６の第１のカウ
ンタと第２のカウンタとをリセットするためのリセット
信号して比較検出回路２６に与える。

【００５０】選択切換回路３１は、例えば、ＡＮＤゲー
ト・ＯＲゲートの組み合わせ回路であって、低回転信号
ｍ１が与えられていないときは、点火選択回路２７から
の選択パルス信号ｉ１をＣＤＩ回路２８に与え、低回転
信号ｍ１が与えられているは、選択パルス信号ｉ１には
無関係に、全てのパルス信号ａ１によるパルス信号をＣ
ＤＩ回路２８に与えるように切換動作して、「正規の点
火」と「捨て火」との両方に対する点火パルスｊ１を点
火プラグ２３に与えるものである。

【００５１】この低回転数検出回路３０と選択切換回路
３１とは、エンジンの回転動作が低速回転の際に不安定
になる可能性がないものでは必要ないが、低速回転の際
に回転動作が不安定になる可能性があるものの場合に、
この不安定な回転時に、角速度値の比較検出が不安定に
なり、「正規の点火」と「捨て火」との判別を不安定に
して、エンジンの運転を停止させてしまうことを防止す
るように機能するものである。

【００５２】上記の第１実施例の構成のうち、低回転数
検出回路３０と選択切換回路３１を介在させない構成部
分を要約すると、クランク軸１１の回転の所定回転位
置、例えば、位置点Ａ１で得られる第１のパルス信号ａ
１にもとづいて点火を行うための点火パルスｊ１を得る
単気筒４サイクルエンジンにおいて、

【００５３】上記の回転、つまり、クランク軸の回転の
単位角度毎に、例えば、１．２°毎に得られる第２のパ
ルス信号ＰＢにもとづいて、上記の回転、つまり、クラ
ンク軸１１の回転の角速度θ／ｔを表す角速度信号、例
えば、パルス信号ＰＢをＦ／Ｖ変換した信号ｄ１を得る
角速度信号手段と、

【００５４】上記の第１のパルス信号ａ１にもとづく時
点毎に、例えば、パルス信号ａ１の時点毎に得られる上
記の角速度信号ｅ１・ｅ２のうち、小さい角速度値の角
度速度信号ｄ１が得られている時点、例えば、圧縮行程
の終わり側の時点に対応する上記の第１のパルス信号ａ
１にもとづいて上記の点火パルスｊ１を得る点火パルス
手段とを設ける第１の構成と、

【００５５】クランク軸１１で直接的に回転されるフラ
イホイール１２の外周側の１箇所に配置したリラクタ１
３によるパルス発生器１６Ａによって得られる第１のパ
ルス信号ａ１にもとづいて点火を行うための点火パルス
ｊ１を得る単気筒４サイクルエンジンでにおいて、

【００５６】上記のフライホイール１２の外周に設けた
歯車部分１２Ａをリラクタとするパルス発生器１６Ｂに
よって得られる第２のパルス信号ＰＢにもとづいて上記
の回転の角速度θ／ｔを表す角速度信号ｄ１を得る角速
度信号手段と、

【００５７】上記の第１のパルス信号ａ１の時点毎に、
例えば、第１検出回路２４・第２検出回路２５・比較検
出回路１６によって、検出した上記の角速度信号ｄ１の
うち、小さい角速度値の角度速度信号ｄ１が得られてい
る時点に、例えば、圧縮行程の終わり側の時点に対応す
る上記の第１のパルス信号ａ１にもとづいて上記の点火
パルスｊ１を得る点火パルス手段とを設ける第４の構成
とを構成しているものである。

【００５８】また、第１実施例全体、つまり、低回転数
検出回路３０と選択切換回路３１を含む構成を要約する
と、上記の第１の構成に加えて、上記の回転、つまり、
クランク軸１１の回転が所定回転数以下、例えば、２０
０ｒｐｍ以下のときは、上記の角速度信号とは無関係
に、つまり、角速度回路２３・第１検出回路２４・第２
検出回路２５・比較検出回路２６における角速度信号と
は無関係に、例えば、選択切換回路３１によって、上記
の第１のパルス信号ａ１により上記の点火パルスｊ１を
得る全点火パルス手段を設ける第２の構成と、

【００５９】上記の第４の構成に加えて、上記の第１の
パルス信号ａ１にもとづいて上記の回転、つまり、クラ
ンク軸１１の回転数を表す回転数信号を得るとともに、
上記の回転数信号が所定値以下、例えば、２００ｒｐｍ
に対応する値以下のときは、例えば、低回転信号ｍ１を
選択切換回路３１に与えることによって、上記の検出に
無関係に、つまり、比較回路２６による検出とは無関係
に、上記の第１のパルス信号ａ１の全てを選択して上記
の点火パルスｊ１を得る全点火パルス手段を設ける第５
の構成ととを構成していることになるものである。

【００６０】〔第２実施例〕次に、図５により第２実施
例を説明する。図５において、図１〜図４の各符号と同
一符号で示す部分は、図１〜図４により説明した同一符
号の部分と同一の機能をもつ部分である。

【００６１】この第２実施例は、第１実施例における低
回転数検出回路３０に代えて、角速度値が所定値以下に
なっていることを検出するための低角速度検出回路３５
を設けたものである。

【００６２】図５において、第１検出回路２４・第２検
出回路２５は、第１角速度信号ｅ１・第２角速度信号ｅ
２を低速度検出回路３５に与える。低角速度検出回路３
５は、１角速度信号ｅ１・第２角速度信号ｅ２のいずれ
もが、所定値以下になっていることを検出して低角速度
信号ｎ１を得るものであり、例えば、２つの演算増幅回
路による比較回路とＡＮＤゲートの組み合わせ回路であ
って、第１の演算増幅回路によって第１角速度信号ｅ１
と所定値とする基準レベルとを比較し、第２の演算増幅
回路によって第２角速度信号ｅ２と所定値とする基準レ
ベルの信号を比較して、第１角速度信号ｅ１・第２角速
度信号ｅ２がそれぞれ基準レベルが以下になっていると
きに正レベルの出力を得るようにし、これらの出力がい
ずれも正レベルのときにＡＮＤゲートから正レベルの信
号を低角速度信号ｎ１として選択切換回路３１に与える
ものである。

【００６３】この低角速度信号ｎ１によって、上記の第
１実施例における低回転信号ｍ１による動作を行わせる
ことにより、全てのパルス信号ａ１によるパルス信号を
ＣＤＩ回路２８に与えることにより、「正規の点火」と
「捨て火」との両方に対する点火パルスｊ１を点火プラ
グ２３に与えるように構成したものである。

【００６４】したがって、低角速度検出回路３５と選択
切換回路３１とは、エンジンの回転動作が低速回転のと
きには角速度値が所定値以下になるので、第１実施例の
場合と同様に、不安定な回転によって、角速度値の比較
検出が不安定になり、「正規の点火」と「捨て火」との
判別を不安定にして、エンジンの運転を停止させてしま
うことを防止するように機能する。

【００６５】この第２実施例の構成を要約すると、上記
の第２の構成における全点火パルス手段に代えて、上記
の角速度信号ｄ１が所定値以下のときは、例えば、第１
角速度信号ｅ１・第２角速度信号ｅ２のいずれもが所定
値以下で低角速度検出回路３５から低角速度信号ｎ１が
得られているときは、上記の角速度信号に無関係に、つ
まり、角速度回路２３・第１検出回路２４・第２検出回
路２５・比較検出回路２６における角速度信号とは無関
係に、例えば、選択切換回路３１によって、上記の第１
のパルス信号ａ１の全てにより上記の点火パルスｊ１を
得る全点火パルス手段を設ける第３の構成と、

【００６６】上記の第４の構成における全点火パルス手
段に代えて、上記の検出した角速度信号、例えば、第１
角速度信号ｅ１・第２角速度信号ｅ２のいずれもが所定
値以下で低角速度検出回路３５から低角速度信号ｎ１が
得られているときは、上記の選択、つまり、点火選択回
路２７の選択動作に無関係に、例えば、切換選択回路３
１によって、上記の第１のパルス信号ａ１の全てを選択
して上記の点火パルスｊ１を得る全点火パルス手段を設
ける第６の構成とを構成していることになるものであ
る。

【００６７】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することを含むものである。（１）回転数検出回路３０に与えるパルス信号ａ１に代
えて、パルス信号ｂ１を与えるように構成する。

【００６８】（２）リラクタ１３を、図８の進角演算用
のものに変更してパルス信号ａ１をパルス信号ａ２に、
また、パルス信号ｂ１をパルス信号ｂ２に変更するする
とともに、図４に点線で示すように、交互選別回路２２
の手前の箇所に、パルス信号ａ２を進角演算してパルス
信号ａ１に代わる点火時点を表すパルス信号を得るよう
に構成する。

【００６９】（３）上記（２）の構成において、一方側
のパルス、例えば、正極性のパルスのみを用いるように
して、極性判別２１を用いずに、同様の動作を行うよう
に構成する。

【００７０】（４）パルス発生器を、ホール素子検出型
のものにして構成する。この場合、ホール効果素子から
得られる信号は、リラクタ１３の前縁側から後縁側まで
の間にわたる矩形波信号で得られるものが多いので、こ
うした矩形波信号の場合には、矩形波信号を微分回路で
微分して、前縁側のパルス信号と後縁側パルス信号とを
得るように構成する。

【００７１】（５）パルス発生器１６Ｂのリラクタをフ
ライホイール１２のセルモータ用の歯車部分を用いず
に、同様の歯車、または、同様の間隔のスリットをもつ
スリット円板をクランク軸１１に取り付けたものを用い
て構成する。

【００７２】（６）クランク軸１１の回転、つまり、エ
ンジンの回転が不安定な状態にあることを、例えば、低
回転数検出回路３１または低角速度検出回路３５と同様
の回路によって得られる毎回の検出値の上下変動範囲を
検出するなどの回路によって検出した信号を選択切換回
路３１に与えるように構成することにより、比較検出回
路２６に、第１のカウンタと第２のカウンタとのＮ計数
による判別を設けずに、角速度値の比較を行った都度に
得られる信号を点火選択回路２７に与えるように構成す
る。

【００７３】（７）第１実施例と第２実施例における制
御処理構成を、ディスクリートな回路構成によらず、各
信号をディジタル値の信号にして、マイクロコンピュー
タによる制御処理構成によって構成する。

【００７４】（８）角速度回路２２の構成を、適宜の時
計回路によって、ごく短い繰返時間△ｔ、例えば、１／
１００ｓｅｃ毎に更新を繰り返す時間を作るとともに、
この繰返時間△ｔ毎に計数を更新するカウンタによっ
て、パルス信号ＰＢのパルス信号ａ３またはｂ３の計数
を繰り返して得られる計数値により、単位時間△ｔ当た
りパルス信号ａ３またはｂ３の数による角速度値を求め
るディジタル計数回路構成に変更し、第１検出回路２４
・第２検出回路２５・比較検出回路２６をディジタル値
による回路構成に変更して構成する。

【００７５】（９）上記（８）の構成において、上記の
カウンタをｎ個設けるとともに、各カウンタが計数繰返
を行う開始時点を、△ｔ／ｎずつ、ずらせて計数した計
数値を順次に出力することにより、さらに、細かい時間
間隔で測定した角速度値を順次に出力することにより、
さらに、細かい時間間隔で測定した角速度値をえるよう
に構成する。

【００７６】

【発明の効果】この発明は、以上のように、クランク軸
で直接的に回転されるフライホイールの外周の歯車部分
などを用いたパルス発生器によって得られる細かい時間
間隔のパルス信号により、クランク軸の角速度値の変
化、つまり、エンジン回転の１回転内の回転速度の変化
を求めるとともに、この角速度値が「正規の点火」時点
と「捨て火」時点とで異なることを利用して、「正規の
点火」時点に対応するパルス信号を選択するようにした
いるため、電子的な構成のみで目的が達せられるので、
機械的消耗部分がなく、また、取付の占有位置もエンジ
ンの外部のみで済ませられるなど、装置を簡便化で故障
の少ないものにして提供できるなどの特長がある。

【００７７】また、フライホイールの外周の歯車部分を
利用する構成では、セルモータ用の歯車自体をそのまま
利用できるため、機械的な構成をも簡便化し得るほか、
機械的消耗部分がないので、故障発生度が小さくなり、
また、取付のための占有位置もエンジンの外部のみで済
むため、装置を簡便化できるなどの特長がある。

【００７８】さらに、クランク軸の回転、つまり、エン
ジンの回転が所定回転数以下、または、所定角速度値以
下のときには、「正規の点火」と「捨て火」との両方の
パルス信号によって点火パルスを得るようにしているた
め、エンジンの運転開始直後などで回転不安定の場合に
おいて、「正規の点火」の選択を誤ってエンジンの運転
を停止させることがないものを提供し得るなどの特長が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面中、図１〜図５はこの発明の実施例を、また、図６
〜図９は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりであ
る。

【図１】要部構成正面図・側面断面図

【図２】要部信号波形図

【図３】要部ブロック構成図

【図４】要部信号波形図

【図５】要部ブロック構成図

【図６】要部構成正面図・側面断面図

【図７】要部信号波形図

【図８】要部構成正面図・側面断面図

【図９】要部信号波形図

【符号の説明】

１１クランク軸１２フライホイール１２１２Ａ歯車部分１３リラクタ１４パルス発生用コイル１４Ｂパルス発生用コイル１５固定側部材１６パルス発生器１６Ａパルス発生器１６Ｂパルス発生器１８セルモータ１８Ａ回転軸１９歯車２１極性判別回路２２交互選別回路２３角速度回路２４第１検出回路２５第２検出回路２６比較選択回路２７点火選択回路２８ＣＤＩ回路２９点火プラグ３０低回転数検出回路３１選択切換回路３５低角速度検出回路Ａ１位置点Ａ２位置点Ｂ１位置点Ｂ３位置点Ｐ０パルス信号Ｐ０′ パルス信号ＰＡパルス信号ＰＢパルス信号ａ１パルス信号ａ２パルス信号ａ３パルス信号ａ１１第１パルス信号ａ１２第２パルス信号ｂ１パルス信号ｂ３パルス信号ｄ１角速度信号ｅ１第１角速度信号ｅ２第２角速度信号ｆ１第１比較信号ｆ２第２比較信号ｉ１選択パルス信号ｊ１点火パルスｍ１低回転信号ｎ１低角速度信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯田道博埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者鴨田祐二大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランク軸の回転の所定回転位置で得ら
れる第１のパルス信号にもとづいて点火を行うための点
火パルスを得る単気筒４サイクルエンジンであって、前記回転の単位角度毎に得られる第２のパルス信号にも
とづいて、前記回転の角速度を表す角速度信号を得る角
速度信号手段と、前記第１のパルス信号にもとづく時点毎に得られる前記
角速度信号のうち、小さい角速度値の前記角度速度信号
が得られている時点に対応する前記第１のパルス信号に
もとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段とを具
備することを特徴とする単気筒４サイクルエンジン。
【請求項２】クランク軸の回転の所定回転位置で得ら
れる第１のパルス信号にもとづいて点火を行うための点
火パルスを得る単気筒４サイクルエンジンであって、前記回転の単位角度毎に得られる第２のパルス信号にも
とづいて、前記回転の角速度を表す角速度信号を得る角
速度信号手段と、前記第１のパルス信号にもとづく時点毎に得られる前記
角速度信号のうち、小さい角速度値の前記角度速度信号
が得られている時点に対応する前記第１のパルス信号に
もとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と、前記回転が所定回転数以下のときは、前記角速度信号に
無関係に、前記第１のパルス信号の全てにより前記点火
パルスを得る全点火パルス手段とを具備することを特徴
とする単気筒４サイクルエンジン。
【請求項３】クランク軸の回転の所定回転位置で得ら
れる第１のパルス信号にもとづいて点火を行うための点
火パルスを得る単気筒４サイクルエンジンであって、前記回転の単位角度毎に得られる第２のパルス信号にも
とづいて、前記回転の角速度を表す角速度信号を得る角
速度信号手段と、前記第１のパルス信号にもとづく時点毎に得られる前記
角速度信号のうち、小さい角速度値の前記角度速度信号
が得られている時点に対応する前記第１のパルス信号に
もとづいて前記点火パルスを得る点火パルス手段と、前記角速度信号が所定値以下のときは、前記角速度信号
に無関係に、前記第１のパルス信号の全てを選択して前
記点火パルスを得る全点火パルス手段とを具備すること
を特徴とする単気筒４サイクルエンジン。
【請求項４】クランク軸で直接的に回転されるフライ
ホイールの外周側の１箇所に配置したリラクタによるパ
ルス発生器によって得られる第１のパルス信号にもとづ
いて点火を行うための点火パルスを得る単気筒４サイク
ルエンジンであって、前記フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタ
とするパルス発生器によって得られる第２のパルス信号
にもとづいて前記回転の角速度を表す角速度信号を得る
角速度信号手段と、前記第１のパルス信号の時点毎に検出した前記角速度信
号のうち、小さい角速度値の前記角度速度信号が得られ
ている時点に対応する前記第１のパルス信号にもとづい
て前記点火パルスを得る点火パルス手段とを具備するこ
とを特徴とする単気筒４サイクルエンジン。
【請求項５】クランク軸で直接的に回転されるフライ
ホイールの外周側の１箇所に配置したリラクタによるパ
ルス発生器によって得られる第１のパルス信号にもとづ
いて点火を行うための点火パルスを得る単気筒４サイク
ルエンジンであって、前記フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタ
とするパルス発生器によって得られる第２のパルス信号
にもとづいて前記回転の角速度を表す角速度信号を得る
角速度信号手段と、前記第１のパルス信号の時点毎に検出した前記角速度信
号のうち、小さい角速度値の前記角度速度信号が得られ
ている時点に対応する前記第１のパルス信号を選択して
前記点火パルスを得る点火パルス手段と、前記第１のパルス信号にもとづいて前記回転の回転数を
表す回転数信号を得るとともに、前記回転数信号が所定
回転数以下のときは、前記検出に無関係に、前記第１の
パルス信号の全てを選択して前記点火パルスを得る全点
火パルス手段とを具備することを特徴とする単気筒４サ
イクルエンジン。
【請求項６】クランク軸で直接的に回転されるフライ
ホイールの外周側の１箇所に配置したリラクタによるパ
ルス発生器によって得られる第１のパルス信号にもとづ
いて点火を行うための点火パルスを得る単気筒４サイク
ルエンジンであって、前記フライホイールの外周に設けた歯車部分をリラクタ
とするパルス発生器によって得られる第２のパルス信号
にもとづいて前記回転の角速度を表す角速度信号を得る
角速度信号手段と、前記第１のパルス信号の時点毎に検出した前記角速度信
号のうち、小さい角速度値の前記角度速度が得られてい
る時点に対応する前記第１のパルス信号にもとづいて前
記点火パルスを得る点火パルス手段と、前記検出した前記角速度信号が所定値以下のときは、前
記選択に無関係に、前記第１のパルス信号の全てを選択
して前記点火パルスを得る全点火パルス手段とを具備す
ることを特徴とする単気筒４サイクルエンジン。