(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、クランクシャフトと、このクランクシャフトと一体に回転するロータと、ロータの外周に取付けられたトリガポールと、このトリガポールの前端部と後端部を検出するためのパルサーと、このパルサーからの回転パルスを検出し所定の点火時期にエンジンへ点火信号を出力するデジタル制御式点火ユニットとを備えた点火時期制御装置において、
デジタル制御式点火ユニットは予め測定したクランクシャフト１回転分の時間により点火時期を仮算出したのち、トリガポールが通過する時間を用いてこの仮算出した点火時期を補正することを特徴とする点火時期制御装置。
【請求項２】
２サイクルエンジンに適用されることを特徴とする請求項１記載の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動２・４輪車等に用いられるエンジンの点火時期を制御するための点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平４−３０８３５９号には、図８に示すようなエンジンのクランクシャフト１０にロータ１２を一体に取付け、このロータ１２の外周にトリガポール１４を設け、さらにその外側にトリガポール１４の前端部及び後端部を検出するパルサー１６が設けられた点火時期制御装置が示されている。これはトリガポール１４の後端部をパルサー１６で検出し、この位置で固定的にエンジンへ点火信号を出力するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火のタイミングはエンジン性能やその機種に要求される様々な特性から、エンジン回転数にしたがって変化させることが望ましい。このため、トリガポールの前端部若しくは後端部近傍でエンジン回転数をパラメータとして演算をし、点火時期を制御する必要がある。しかし、一般的に、上死点付近となる点火時期は、クランクシャフトの回転数が変動しやすく、精度良く点火時期を制御することは困難であった。
【０００４】
このため、図９に示すように、クランクシャフトの回転数を正確に検出すべく、クランク角度位置を検出するタイミングを増やす複数の爪を有するトリガポール１４’を設けたロータ１２もあるが、トリガポール１４’の形状が複雑になるという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
エンジンと、クランクシャフトと、このクランクシャフトと一体に回転するロータと、ロータの外周に取付けられたトリガポールと、このトリガポールの前端部と後端部を検出するためのパルサーと、このパルサーからの回転パルスを検出し所定の点火時期にエンジンへ点火信号を出力するデジタル制御式点火ユニットとを備えた点火時期制御装置において、
デジタル制御式点火ユニットは予め測定したクランクシャフト１回転分の時間により点火時期を仮算出したのち、トリガポールが通過する時間を用いてこの仮算出した点火時期を補正することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の点火時期制御装置において、２サイクルエンジンに適用されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施の一形態を説明する。図１は本願発明の点火時期制御装置に係るエンジン装置全体の構成図である。この図に明らかなように、エンジン２には点火プラグ４が設けられ、この点火プラグ４にはコード６を介してイグニッションコイル８が接続されている。
【０００８】
また、エンジン２のクランクシャフト１０にはロータ１２が接続され、ロータ１２の外周部にはトリガポール１４が設けられている。このトリガポール１４のさらに外周位置にはトリガポール１４を検出するためのパルサー１６が設けられている。
【０００９】
なお、本実施の形態では、トリガポール１４は前端部Ａと後端部Ｂとが中心角４２度をなすようロータ１２の周囲に設けられ、ピストンの上死点Ｃとトリガポール１４の前端部Ａとの中心角が６５度になるように設定されている。
【００１０】
パルサー１６はデジタル制御式点火ユニット１８へ接続され、このデジタル制御式点火ユニット１８は、イグニッションコイル８へ接続されている。デジタル制御式点火ユニット１８は、以下に説明する点火時期を算出する演算処理を行い、イグニッションコイル８に点火信号を出力する。
【００１１】
図２は図１に示された実施形態におけるトリガパルス及びその点火時期を算出する過程を示したタイムチャートであり、パルサー１６はトリガポール１４の前端部Ａで負極性の回転パルスａを検出し、後端部Ｂで正極性の回転パルスｂを検出する。
【００１２】
図２におけるａ（ｎ）は点火時期算出時の負極性の回転パルス、ａ（ｎ−１）は前回の負極性の回転パルスを示し、ｂ（ｎ）は点火時期算出時の正極性の回転パルス、ｂ（ｎ−１）は前回の正極性の回転パルスを示している。
【００１３】
まず、回転パルスａ（ｎ）の立ち下がりポイントでタイマーをスタートさせ、これと同時に、直前の一回転分の時間Ｍｅ、すなわち回転パルスａ（ｎ−１）の立ち下がりポイントからａ（ｎ）の立ち下がりポイントまでの時間に基づいて、仮の点火時期である仮Ｔｉｇを算出する。
【００１４】
次に、回転パルスａ（ｎ）の立ち下がりポイントから回転パルスｂ（ｎ）の立ち上がりポイントまでの時間、すなわちトリガポール１４の通過時間Ｔ１を測定し、このＴ１測定完了時に、仮ＴｉｇにＴ１を代入し、補正計算を行うことにより、現実にイグニッションコイル８に点火信号を出力する時期である本Ｔｉｇを算出する。
【００１５】
図２は、エンジンの回転が急激に下がる場合の例示であり、Ｔ１を測定することによりエンジンの回転が下がったことが認識でき、その結果、点火時期が仮ＴｉｇにおいてはＸであったものが、本Ｔｉｇにおいてはプラス方向、すなわち点火時期を遅らせる方向へ補正されＹになっている。そして、回転パルスａ（ｎ）の立ち下がりポイントでスタートさせたタイマーが本Ｔｉｇの値と一致したときにイグニッションコイル８に点火信号を送り、点火プラグ４を点火させる。なお、逆にエンジンの回転数が上がる場合には、Ｔ１による補正により仮Ｔｉｇに対してマイナス方向、すなわち点火時期を早める方向へ本Ｔｉｇが補正されることになる。
【００１６】
次に数１、数２及び図３に基づいて、仮Ｔｉｇ及び本Ｔｉｇの具体的な算出について説明する。なお、数１のα、β、γはエンジンの回転数とその点火時期により決定されるものであり、あらかじめソフト的に定められている。
【００１７】
【数１】
仮Ｔｉｇ＝α・Ｍｅ＋β−γ・Ｍｅ
【数２】
本Ｔｉｇ＝仮Ｔｉｇ＋Ｔ１
【００１８】
図３は目的の点火位置を示すグラフであり、横軸にエンジンの回転数、縦軸に上死点からの進角（θｉｇ）を表している。このグラフから明らかなように、本実施の形態では、エンジン回転数が４０００ｒｐｍの前後で進角が最小となり、この４０００ｒｐｍより低回転及び高回転になるにしたがって進角が大きくなるように目的点火位置が設定されている。よって、図３に示す点火位置に点火できるよう時間換算し、仮Ｔｉｇ及び本Ｔｉｇを算出すればよいことになる。
【００１９】
数２に示すように、本Ｔｉｇは仮Ｔｉｇにトリガポール１４の通過時間であるＴ１を加えて算出されるものであるため、仮ＴｉｇではＭｅをもとに、エンジン回転数の変化がなかった場合のＴ１の時間を想定して、α、β、γを決定しておく必要がある。
【００２０】
なお、図３においては、２０００ｒｐｍ以下では補正演算をせずに、進角２３度の時点（後端部Ｂ）、すなわち、正極性のパルスの立ち上がりポイントで固定的に点火信号を出力するようになっている。また、８８００ｒｐｍ以上では全失火するようになっている。
【００２１】
図４は、２サイクル５０ｃｃエンジンの自動変速機を有するスクータに本願発明を適用した場合における図３に相当する図である。この図から明らかなように、１５００ｒｐｍ以下では進角１２度で固定的に点火信号を出力し、１５００ｒｐｍ以上では回転数が増加するにしたがって進角が大きくなり、５０００ｒｐｍで進角が２０度になるようになっている。
【００２２】
５０００ｒｐｍから６３００ｒｐｍまでは進角は２０度であり、自動変速機が作動し始めてから完了するまでの回転域である６３００ｒｐｍから６８００ｒｐｍでは回転数が増加するにしたがって進角は小さくなり、６８００ｒｐｍ以上では１７度で固定される。
【００２３】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、直前の一回転分の時間Ｍｅを用いて仮Ｔｉｇを算出し、次にトリガポール１４の通過時間Ｔ１を用いて補正計算を行い本Ｔｉｇを算出する。ゆえに、エンジンの回転数の変化に的確に対応した正確な時期に点火信号をイグニッションコイル８に出力をすることができる。
【００２４】
また、ロータ１２にはトリガポール１４を一つ必要とするだけであるので、構造的にシンプルであり、従来のようにエンジン回転数の変化を的確にとらえるためにロータ１２に複数の爪を備えたトリガポールを設けるなど複雑な工作が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。さらに、従来のアナログ制御のロータ１２、トリガポール１４、パルサー１６等をそのまま流用することができるので、大幅な設計変更を必要としない。
【００２５】
そのうえ、トリガポール１４の通過時間Ｔ１を測定するので、万が一、逆回転をした場合でもこれを検知しやくすなり、エンジンの逆回転を防止することができる。
【００２６】
次に、図５乃至図７に基づいて、仮Ｔｉｇ及び本Ｔｉｇの他の算出方法について説明する。図５乃至図７は１回転以上前におけるＭｅ及びＴ１を用いるものであり、図５は、Ｍｅ測定とＴ１測定を同時期に行う方式である。例えば、回転パルスａ（ｎ−２）の立ち下がりポイントからａ（ｎ−１）の立ち下がりポイント間の時間を測定してＭｅとし、回転パルスａ（ｎ−２）の立ち下がりポイントからｂ（ｎ−２）の立ち上がりポイント間の時間を測定してＴ１とするものである。
【００２７】
これに対して図６は、Ｍｅ測定の直後にＴ１を測定する方式である。例えば、回転パルスａ（ｎ−２）の立ち下がりポイントからａ（ｎ−１）の立ち下がりポイント間の時間を測定してＭｅとし、回転パルスａ（ｎ−１）の立ち下がりポイントからｂ（ｎ−１）の立ち上がりポイント間の時間を測定してＴ１とするものである。
【００２８】
図５又は図６のような算出方法にすると、トリガポール１４の前端部Ａにおける負極性の回転パルスａ（ｎ）の立ち下がりポイントから点火信号を出力することができるようになり、進角をより大きくとることができる。また、エンジンの低回転時に回転パルスｂ（ｎ）の立ち上がりポイントで固定時期に点火を行う方式であっても、これより早い進角で点火信号を出力することが可能となる。
【００２９】
図７はＴ１を連続的に測定し、エンジンの回転数変化をより正確にとらえ、補正しようとするものであり、例えば、Ｔ１（ｎ−１）、Ｔ１（ｎ−２）の２つの時間を用いて仮Ｔｉｇを補正して本Ｔｉｇを算出するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明に係る点火時期制御装置が適用されたエンジン装置全体図
【図２】    トリガパルス及び点火時期を算出する過程を示したタイムチャート
【図３】    目的点火位置（θｉｇ）を示す図
【図４】    自動変速機を有する２サイクル５０ｃｃエンジンの図３相当図
【図５】    他の点火時期の算出方法を示す図
【図６】    さらに他の点火時期の算出方法を示す図
【図７】    さらに他の点火時期の算出方法を示す図
【図８】    従来の点火時期制御装置を示す図
【図９】    さらに別の従来例を示す図
【符号の説明】
２：エンジン、４：点火プラグ、８：イグニッションコイル、１０：クランクシャフト、１２：ロータ、１４：トリガポール、１６：パルサー、１８：デジタル制御式点火ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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