(57)【要約】【課題】  逆転モードにかかわらず確実に逆転時の点火を禁止でき、特に突起外逆転時のケッチンを確実に防止可能なエンジンのケッチン防止装置を提供する。【解決手段】  エンジンのクランク軸に連結された発電機１及び該クランク軸と同期して回転するロータを備え、該ロータの円周上に所定の円周角度に渡る突起を有し、該突起を検出するパルサーコイル２２を備え、ロータの回転に伴い、前記突起の回転方向の先端部がパルサーコイル２２の検出位置に達したときに第１パルスを発生し、該突起の回転方向の後端部がパルサーコイル２２の検出位置を抜けるときに第２パルスを発生し、該第２パルスに応じて点火回路７を介して点火コイル９を駆動するエンジンにおいて、前記エンジンの始動時に発電機出力の低下状態に基づいて逆転を判別するとともに、逆転と判別したときに点火禁止信号を発する逆転判別回路１２を有し、前記第１パルスの入力により前記点火禁止信号を解除するエンジンのケッチン防止装置であって、逆転後の所定期間は前記点火禁止状態を維持するための逆転失火回路２６を有する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に連結された発電機及び該クランク軸と同期して回転するロータを備え、該ロータの円周上に所定の円周角度に渡る突起を有し、該突起を検出するパルサーコイルを備え、ロータの回転に伴い、前記突起の回転方向の先端部が前記パルサーコイルの検出位置に達したときに第１パルスを発生し、該突起の回転方向の後端部が前記パルサーコイルの検出位置を抜けるときに第２パルスを発生し、該第２パルスに応じて点火回路を介して点火コイルを駆動するエンジンにおいて、
前記エンジンの始動時に発電機出力の低下状態に基づいて逆転を判別するとともに、逆転と判別したときに点火禁止信号を発する逆転判別回路を有し、前記第１パルスの入力により前記点火禁止信号を解除するエンジンのケッチン防止装置であって、
逆転後の所定期間は前記点火禁止状態を維持するための逆転失火回路を有することを特徴とするエンジンのケッチン防止装置。
【請求項２】
前記逆転失火回路は、前記第２パルスの入力後の発電機からのコイル出力数をカウントし、該コイル出力数が所定値以下の場合は、点火禁止とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのケッチン防止装置。
【請求項３】
前記逆転失火回路は、逆転検出後最初の第１パルス入力までの時間を計測し、この計測時間が所定値以下の場合は、点火禁止とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのケッチン防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのケッチン防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを始動するときのクランキング時にクランク軸回転の勢いが足りないと逆転し、この逆転状態で着火するとエンジンが逆転方向のまま爆発行程となって、いわゆるケッチンが起こる。このようなエンジンのケッチンを防止する回路構成が本願出願人により提案されている（特許文献１）。この先願にかかるケッチン防止回路は、逆転時の発電機出力の低下を検出し、逆転状態と判別して点火を禁止するものである。正常回転時には、パルサーコイルにより検出したクランク角度に基づいて点火信号を発信し、点火回路を介して点火コイルを駆動して燃焼室内の混合気に着火する。逆転時には点火禁止信号により点火が禁止され、失火状態となってエンジン回転が停止する。
【０００３】
図８は、パルサーコイルの検出動作説明図である。
（Ａ）に示すように、エンジンのクランク軸（不図示）と同期して回転するロータ（例えばフライホイール）２０の外周に所定の円周角度（例えば３０〜６０°）に渡って突起２１が形成される。ロータ２０の外側に突起２１を検出するためのパルサーコイル２２が固定される。パルサーコイル２２の検出位置２２ａは、上死点より１０〜３０°程度回転方向Ｒに関し手前側に設けられる。突起２１の端部Ａ，Ｂがパルサーコイル２２の検出位置２２ａを通過するときに検出パルスを発生する。正転逆転にかかわらず突起２１の端部Ａ又はＢがパルサーコイル２２の検出位置２２ａに進入するときに第１パルス、例えば立上りパルス（正パルス）を発生し、抜けるときに第２パルス、例えば立下りパルス（負パルス）を発生する。なお、パルサーコイルの出力特性によっては正負が逆極性のパルスを発生する場合もある。
【０００４】
突起２１の先端部Ａが検出位置２２ａに進入して通過した後にエンジンが逆転する逆転モードとして、突起の後端部Ｂが抜け切らないうちに、すなわち突起２１の途中で逆転するモード（突起内逆転）と、後端部Ｂが検出位置２２ａを抜け出て、その後上死点に達する前に逆転するモード（突起外逆転）がある。
【０００５】
（Ｂ）は突起内逆転モードのパルス波形を示す。エンジン始動のためのクランキング時の正常回転状態では、クランク軸の１回転ごとに、パルサーコイル２２が突起の先端部Ａを検出すると立上りパルス（正パルス）を発生し、続いて突起の後端部Ｂを検出すると立下りパルス（負パルス）を発生する。クランク軸の回転速度が徐々に遅くなって逆転状態に入ろうとするときには、突起の先端部Ａを検出した後、後端部Ｂに達しないで突起の途中で回転速度がゼロになって逆転し、逆転後再び突起の端部Ａがパルサーコイル２２の検出位置２２ａを通過して立下りパルス（負パルス）を発生する。この場合、クランク軸の回転速度低下により発電機出力が低下する。この発電機出力の低下によりクランク軸の逆転が検出され、点火禁止信号が出力される。これにより、逆転後の突起端部Ａを検出して負パルスが発生しても点火信号は発信されず、失火状態となって逆回転方向への爆発がなくなり、ケッチンが防止される。
【０００６】
このような逆転時の失火処理制御により点火禁止状態となってケッチンが防止され、クランク軸の回転が停止する。この後、再びクランキングしてエンジンを始動させようとする場合、点火禁止状態を解除しなければならない。このため前述の特許文献１では、最初の正パルス入力により点火禁止をリセットして点火禁止を解除している。すなわち、逆転検出で点火禁止状態になった後に、エンジンが停止し、その後再びクランキングによりエンジンが正転し、突起２２の先端部Ａが検出されると、点火禁止状態が解除される。続いて後端部Ｂが検出されて負パルスが発生すると、点火信号が出力され正転方向に爆発してエンジンを始動させる。
【０００７】
（Ｃ）は突起外逆転のパルス波形を示す。エンジン始動のためのクランキング時の正常回転状態では、上記（Ｂ）と同様に、クランク軸の１回転ごとに、突起の先端部Ａが検出され立上りパルス（正パルス）が発生し、続いて突起の後端部Ｂが検出され立下りパルス（負パルス）が発生する。クランク軸の回転速度が徐々に遅くなって逆転状態に入ろうとするときには、突起先端部Ａを検出した後、ゆっくりと突起２１がパルサーコイル２２の検出位置２２ａを通過し、さらに後端部Ｂが検出位置を通過する。ここで、クランク軸の回転速度が小さい場合、後端部Ｂが上死点に達する前に、クランク軸の回転速度がゼロとなり、さらに逆転する。これにより、一旦パルサーコイル２２の検出位置２２ａを通過した突起２１の端部Ｂが検出位置２２ａに戻って検出され正パルス（図の２４）を発生する。その後続いて突起の端部Ａが検出位置２２ａを通過するときに負パルス（図の２５）を発生する。この突起外逆転も、上記（Ｂ）の場合と同様に、発電機出力の低下により検出され、ケッチン防止のため逆転後の点火が禁止される。
【０００８】
しかしながら、前述のように、クランク軸の回転停止後の再クランキング時に点火禁止をリセットするため、逆転後の最初の正パルス２４で点火禁止が解除される。したがって、その後、突起端部Ａが検出され負パルス２５が発生すると、点火信号が出力され、逆転方向に爆発が起こりケッチンを防止できない。
【０００９】
【特許文献１】特願２００２−３４２２５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記先願技術を考慮したものであって、逆転モードにかかわらず確実に逆転時の点火を禁止でき、特に突起外逆転時のケッチンを確実に防止可能なエンジンのケッチン防止装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、エンジンのクランク軸に連結された発電機及び該クランク軸と同期して回転するロータを備え、該ロータの円周上に所定の円周角度に渡る突起を有し、該突起を検出するパルサーコイルを備え、ロータの回転に伴い、前記突起の回転方向の先端部がパルサーコイルの検出位置に達したときに第１パルスを発生し、該突起の回転方向の後端部がパルサーコイルの検出位置を抜けるときに第２パルスを発生し、該第２パルスに応じて点火回路を介して点火コイルを駆動するエンジンにおいて、前記エンジンの始動時に発電機出力の低下状態に基づいて逆転を判別するとともに、逆転と判別したときに点火禁止信号を発する逆転判別回路を有し、前記第１パルスの入力により前記点火禁止信号を解除するエンジンのケッチン防止装置であって、逆転後の所定期間は前記点火禁止状態を維持するための逆転失火回路を有することを特徴とするエンジンのケッチン防止装置を提供する。
【００１２】
請求項２の発明では、前記逆転失火回路は、前記第２パルスの入力後の発電機からのコイル出力数をカウントし、該コイル出力数が所定値以下の場合は、点火禁止とすることを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明では、前記逆転失火回路は、逆転検出後最初の第１パルス入力までの時間を計測し、この計測時間が所定値以下の場合は、点火禁止とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、突起内逆転のときに、これを検出して点火禁止処理によりケッチンを防止できるとともに、突起外逆転のときに、逆転状態の所定期間内に点火禁止を解除する第１（正）パルス入力があっても、これに優先してこの所定期間は点火禁止状態が維持されるため、確実にケッチンを防止できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、第２（負）パルス発生により点火した後に、発電機のコイル出力回数が所定回数以下の場合には点火禁止状態が維持されるため、爆発後１回転しないうちに再び第２（負）パルスが発生してもこれを逆転状態の第２（負）パルスと判断して点火を禁止する。すなわち、コイル出力回数が１回転に満たない回転角度に対応する数である場合に点火禁止状態に維持することができる。これにより、特に突起外逆転のときに、点火禁止を解除する第１（正）パルス入力があっても、これに優先して所定期間点火禁止状態が維持されるため、確実にケッチンを防止できる。
【００１６】
ここでコイル出力とは、発電機のステータ側のコイルをロータ側のマグネットが通過する毎に出力されるものである。したがって、１回転中にマグネットの枚数に対応する極数に対応した数だけ出力される。このコイル出力回数の所定のしきい値として、１回転以下のクランク角度に対応する数に設定しておくことにより、突起外逆転が起きたときに、逆転後の第１（正）パルス入力による点火禁止解除を無効にして禁止状態を維持し確実にケッチンを防止できる。
【００１７】
発電機コイルには、バッテリを充電しバッテリから点火電圧を供給するためのライトコイルや、点火コンデンサを充電しコンデンサから点火電圧を供給するための充電コイルなどがあるが、本発明は、バッテリ充電用のライトコイルを用いた点火駆動装置に対し好適に適用されるため、ライトコイル出力回数をカウントしてクランク角度を判別することが特に有効である。
【００１８】
請求項３の発明によれば、逆転検知により点火禁止状態とされた後、最初の第１（正）パルス入力までの時間が所定値以下であれば、逆転状態での第１（正）パルスであると判別して点火禁止を解除しないで点火禁止状態が維持される。このため、特に突起外逆転のときに、正規の点火位置（パルサーコイル２２の検出位置２２ａ）を越えた突起の後端部が上死点に達する前に逆転して第１（正）パルスを発生したときに、この逆転後の第１（正）パルス入力による点火禁止解除信号を無効にして禁止状態を維持し確実にケッチンを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に係るケッチン防止装置の一部を構成する逆転を判別するための回路構成図である。
３相の発電機１がエンジンのクランク軸（不図示）の端部に設けられる。この発電機１は３相のコイルをステータとして備え、クランク軸の端部に装着されたフライホイールをロータとしてステータがロータ内面のマグネットに対向して配設される。３相の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗは、整流及び過電圧防止用のレギュレータ２を介してバッテリ３に接続される。
【００２０】
クランク軸には回転角度検出用の突起を外側面に有するロータ（不図示）が装着され、このロータの外側面に対向して前記突起を検出するパルサコイル２２が設けられる。このパルサコイル２２は、クランク軸の回転に伴い、ロータ側面の例えばほぼ６０度の円弧角の突起の両端を磁束の変化として検出し、１回転につき１つづつの正負のパルサ信号を発する。この正負のパルサ信号は、請求項１でいう立上がりパルス（正パルス）及び立下がりパルス（負パルス）である。
【００２１】
エンジンの点火制御を行う点火装置４は、バッテリ３に接続された電源回路５と、所定の点火電圧を得るための昇圧回路６と、上記パルサコイル２２に接続された点火回路７と、ケッチン防止回路１０とにより構成される。点火回路７は、運転状態に応じてパルサコイル２２からのパルサ信号に基づいて最適な点火時期となるクランク角度位置で点火電圧を点火コイル９に印加する。
【００２２】
ケッチン防止回路１０は、パルサ入力回路１１と、逆転判別回路１２と、発電機出力入力回路１３とにより構成される。パルサ入力回路１１は、端子Ａを介してパルサコイル２２に接続され、パルサ信号が入力される。発電機出力入力回路１３は、端子Ｂ，Ｃを介して発電機１の任意の２相端子（この例ではＶ，Ｗ端子）に接続され、発電機１の出力電圧が入力される。逆転判別回路１２は、前述の図８で説明したように、突起内逆転及び突起外逆転のいずれの場合も発電機出力が所定値以下に低下し、再び逆方向に回転して発電機出力が上昇し始めると、パルサ入力回路１１からのパルサ信号と発電機出力入力回路１３からの発電機電圧に基づいて、このエンジンの逆転を判別し、端子Ｄを介して点火回路７に対し点火許可信号又は点火禁止信号を送る。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態の回路構成図であり、図３は、この図２に示す逆転失火回路の第１の実施例を図１のケッチン防止回路に組込んだ状態の回路構成図である。
第１の逆転失火回路２６は、発電機１からのコイル出力（MAG出力）が入力されるMAG出力入力回路２７と、MAG出力の出力数をカウントするMAG出力カウント回路２８と、MAG出力のカウント数に基づいて点火を制御する点火制御回路２９とにより構成される。
【００２４】
点火制御回路２９は、パルサーコイル２２からの負パルス検出後ＭＡＧ出力カウント数が所定値（例えば後述の図４の場合は４個）以下の場合に、点火禁止信号を発する。この点火禁止信号は、逆転時の点火禁止信号をリセットするための正パルス入力による禁止解除信号に優先する。したがって、突起外逆転時に、点火禁止を解除する正パルス信号が入力されても、これに優先してＭＡＧ出力が４個になるまでは点火禁止状態が維持されるため、確実にケッチンが防止される。なお、突起内逆転のときには、逆転判別回路１２により点火禁止信号が発せられるため、突起内で逆転した直後の突起が抜けるときの負パルスによる点火は禁止されケッチンが起きずにエンジンは停止する。
【００２５】
図４は、図２の逆転防止回路の動作を示す波形図である。この例は突起外逆転時の動作を示す。
（ａ）はパルサコイル出力を示す。正転時には、前述の図８に示したように、パルサコイルがフライホイール外周の突起の端部Ａ，Ｂを検出して１回転ごとに正負の出力を発する。この負パルスにより、（ｂ）に示すように、点火コンデンサが放電してエンジン燃焼室内で点火する。
【００２６】
突起外逆転が起こると、（ａ）に示すように、逆転直前にパルサコイルを通過して負パルス２３を発生した突起端部Ｂが逆転で戻って逆転状態で正パルス２４を発生し、続いて突起端部Ａにより負パルス２５が発生する。
【００２７】
ＭＡＧ出力は、（ｄ）に示すように、１回転で６個発生する。本発明では、点火からのＭＡＧ出力をカウントし、５個に達するまでは点火禁止信号を発生し、（ｃ）に示すように、Ｈｉで点火禁止、Ｌｏで点火許可とする。したがって、コイル出力が４個以下の場合は点火禁止状態である。
【００２８】
突起外逆転が起きた場合、逆転直前の負パルス２３からＭＡＧ出力が４個までは点火禁止である。したがって、逆転後に正パルス２４が発生しても点火禁止解除信号は出力されず、点火禁止が維持される。このため次の負パルス２５が発生しても点火は行われない。
【００２９】
図５は本発明の別の実施形態の回路図であり、図６はその動作説明図である。この実施形態は、逆転失火回路の第２の実施例を示すものである。
ケッチン防止回路１０は、図１で説明したように、発電機出力に基づいて逆転を判別し、逆転時以降は点火を禁止するものである。点火禁止後にエンジンが停止し、その後再起動するときに正パルスが入力されると、点火禁止が解除され、その後の負パルスの入力により点火が行われる。
【００３０】
本実施例の第２の逆転失火回路３０は、点火禁止信号入力回路３１と、点火禁止信号出力時間判定回路３２とにより構成される。点火禁止信号入力回路３１は逆転判別回路１２に接続され、逆転を判別したときに点火禁止信号が入力されるとともに、その後の正パルス入力による点火禁止解除信号が入力される。点火禁止信号出力時間判定回路３２は、点火禁止信号入力回路３１に入力された逆転判別回路１２からの点火禁止信号及びその解除信号に基づき点火禁止状態の時間を計測し、この点火禁止時間が所定値より短ければ点火禁止信号を発信して点火禁止状態を維持する。すなわち、ケッチン防止回路１０の逆転判別回路１２により逆転と判別され、点火禁止信号が発信された後、正パルス入力によって点火禁止が解除されても、その正パルスが逆転後短時間に入力されたときには、逆転中であると判別して点火禁止を維持する。
【００３１】
これを図６に基づいて説明する。図６は突起外逆転の例である。正転時には、（ａ）に示すように、パルサコイルがフライホイール外周の突起の端部Ａ，Ｂ（図８）を検出して１回転ごとに正負の出力を発する。この負パルスにより、点火コンデンサが放電してエンジン燃焼室内で点火する。
【００３２】
突起外逆転が起こると、逆転直前にパルサコイルを通過して負パルス２３を発生した突起端部Ｂが逆転で戻って逆転状態で正パルス２４を発生し、続いて突起端部Ａにより負パルス２５が発生する。
【００３３】
この逆転は、（ｂ）に示すように、ケッチン防止回路１０により検出され逆転検出と同時に点火禁止状態になる。その後突起Ｂによる正パルス２４の入力により点火禁止が解除される。この点火禁止解除までの点火禁止状態の時間ｔが本実施例の逆転失火回路３０で検出され、この検出時間ｔが所定時間より短いと、（ｃ）に示すように、（ｂ）の点火禁止解除と同時に点火禁止信号が発信され点火禁止状態が維持される。したがって、逆転状態で突起端部Ａによる負パルス２５が入力されても点火は行われず、ケッチンが確実に防止される。
【００３４】
図７は、本発明の別の実施形態の回路構成図である。
この実施形態は、前述の図１の逆転判別回路１０と、図２の第１逆転失火回路２６と、図５の第２逆転失火回路３０を組み合わせたものである。このような回路構成により、あらゆる逆転モードに対し確実に逆転を検知して点火を禁止する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明が適用されるケッチン防止装置の回路構成図。
【図２】本発明の逆転失火回路の第１実施例の回路構成図。
【図３】図１と図２の回路を組合せた実施例の回路図。
【図４】図３の回路の波形図。
【図５】本発明の逆転失火回路の第２実施例の回路構成図。
【図６】図５の回路の波形図。
【図７】図１と図２と図５の回路を組合せた実施例の回路図。
【図８】パルサーコイルの動作説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１：発電機、２：レギュレータ、３：バッテリ、４：点火装置、５：電源回路、
６：昇圧回路、７：点火回路、９：点火コイル、１０：ケッチン防止回路、
１１：パルサ入力回路、１２：逆転判別回路、１３：発電機出力入力回路、
２０：ロータ、２１：突起、２２：パルサコイル、２２ａ：検出位置、
２３：負パルス、２４：正パルス、２５：負パルス、
２６：第１実施例の逆転失火回路、２７；ＭＡＧ出力入力回路、
２８：ＭＡＧ出力カウント回路、２９：点火制御回路、
３０：第２実施例の逆転失火回路、３１：点火禁止信号入力回路、
３２：点火禁止信号出力時間判定回路。
【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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