(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の回転における１つの所定回転位置毎に得られる第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のパルス信号を周波数／電圧変換して前記回転の角速度を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ前記角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】
クランク軸の回転における１つの所定回転位置毎に得られる第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のパルス信号を周波数／電圧変換して前記回転の角速度を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ前記角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】
クランク軸の回転における１つの所定回転位置毎に得られる第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のパルス信号を周波数／電圧変換して前記回転の角速度を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ前記角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のパルス信号を周波数／電圧変換して前記回転の角速度値を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ前記角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のパルス信号を周波数／電圧変換して前記回転の角速度値を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ前記角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のパルス信号を周波数／電圧変換して前記回転の角速度値を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ前記角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。
【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１０４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ＳＣＲ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、ＣＤＩ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１２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Ａ２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４０−２８８１９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
クランク軸の回転における１つの所定回転位置毎に得られる第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、
上記の回転の単位角度毎に得られる第２のパルス信号を周波数／電圧変換して上記の回転の角速度を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ上記の角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あって、
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のパルス信号を周波数／電圧変換して上記の回転の角速度を電圧で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の小さい方の電圧値をもつ上記の角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、単位角度毎に得られる第２のパルス信号を周波数／変換して角速度を電圧で表す角速度信号にしておくと、角速度の小さい時点では電圧も小さくなり、その時点に対応する第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１２Ａ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・ｂ３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ＡＮＤ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２７に与える。
【００３８】
一方、パルス発生器１６Ｂのパルス信号ＰＢ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。
つまり、角速度回路２３では、パルス信号ＰＢを周波数／電圧変換して、角速度を電圧で表した角速度信号ｄ１を得ていることになる。
また、周波数／電圧変換による場合には、図４のパルス信号ＰＢと角速度信号ｆ１とから容易に理解できるように、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が高くなるので、エンジンの回転数が大きくなって、クランク１１の回転が速くなり、パルス信号ａ３・ｂ３の繰り返し周波数が高くなれば、当然、角速度信号ｄ１の電圧が高くなるわけである。
【００３９】
第１検出回路２４は、第１パルス信号ａ１１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。ここで、第１パルス信号ａ１１と第１角速度信号ｅ１は、図４のように、角速度信号ｄ１のうちの小さい方の電圧値をもつ角速度信号ｄ１が得られている時点を検出した信号になっている。
【００４０】
第２検出回路２５は、第２パルス信号ａ１２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ｈ２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２８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ａ１１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ＣＤＩ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の回転における１つの所定回転位置、例えば、位置点Ａ１毎に得られる第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を周波数／電圧変換して、上記の回転、つまり、クランク軸１１の回転の角速度θ／ｔを電圧で表す角速度信号、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、すなわち、図４のように、角速度信号ｄ１の小さい方の電圧値をもつ角速度信号ｄ１の方に位置付けられた時点、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１３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を周波数／電圧変換して上記の回転の角速度θ／ｔを電圧で表す角速度信号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のうちの小さい方の角速度値の角度速度信号ｄ１、すなわち、図４のように、小さい方の電圧値をもつ角速度信号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、２００ｒｐｍ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ｅ２を低速度検出回路３５に与える。低角速度検出回路３５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３１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を周波数／電圧変換することにより、クランク軸の角速度の変化を電圧の変化によって得るとともに、この角速度を表す電圧が「正規の点火」時点と「捨て火」時点とで異なり、「正規の点火」時点では角速度を表す電圧が小さく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。
また、角速度の変化を周波数／電圧変換した電圧の変化によって得ているので、回転速度が大きくなって周波数が高くなっても電圧が全体的に高くなるだけで、「正規の点火」時点の検出を行い得るほか、上記のように、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１２
１２Ａ  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
２８  ＣＤＩ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
【図１】
0003582800.tif 000002
【図２】
0003582800.tif 000003
【図３】
0003582800.tif 000004
【図４】
0003582800.tif 000005
【図５】
0003582800.tif 000006
【図６】
0003582800.tif 000007
【図７】
0003582800.tif 000008
【図８】
0003582800.tif 000009
【図９】
0003582800.tif 000010