(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転によって発電する発電コイルと、この発電コイルの出力電流を点火コイルの一次側に接続された点火用コンデンサに充電する整流回路と、エンジン回転数に応じた点火時期を出力する手段と、エンジン回転数に応じた点火時期で前記点火用コンデンサを放電させるスイッチング手段と、エンジン停止スイッチとを有するエンジンの点火装置において、
前記発電コイルの誘起電圧に基づいて形成される信号の周期に基づいてエンジン回転数を検出する手段と、
前回検出された前記信号の周期に基づいて該周期より長い時間に設定された判定時間内に、前記信号が新たに検出されないときは、エンジン回転数に応じた点火時期にかかわらず前記スイッチング手段を駆動させる強制駆動手段とを具備したことを特徴とするエンジンの点火装置。
【請求項２】
前記判定時間は、前回の検出信号の周期に所定係数を乗じた時間に設定したものであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの点火装置。
【請求項３】
前記整流回路が、前記発電コイルの交流出力の一方の半サイクルを前記点火用コンデンサに供給する一方、他方の半サイクルを制御用電源として供給するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの点火装置。
【請求項４】
前記エンジン停止スイッチが、前記発電コイルの点火用出力を短絡する位置に配置されていることを特徴とする請求項２記載のエンジンの点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの点火装置に関し、特に、エンジンで駆動される発電機の出力でコンデンサを充電し、このコンデンサをエンジン回転数に応じて予め設定された制御タイミングで放電させるＣＤＩ回路を有するエンジンの点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機等の駆動に使用される小型汎用エンジンの点火装置は、一般的に、エンジンに連結されたフライホイールに関して設けられたパルサコイルなどの信号用コイルで検出されたエンジンの回転に適合した動作タイミングで駆動される。
【０００３】
これに対して近年は、例えば、特開２００５−１６３６１６号公報に記載されているデジタルＣＤＩのように点火装置をマイクロコンピュータで制御し、エンジン回転数と点火時期とを任意に設定して適当な進角特性をもたせることも行われている。このようなマイクロコンピュータ制御の点火装置を搭載した小型汎用エンジンにおいては、このエンジンで駆動される発電機の出力を、点火用のエネルギとエンジン回転検出用とに兼用している例がある。
【０００４】
一方、小型汎用エンジンにおいては、エンジンの始動や停止を簡単な操作で可能にすることが要求されることから、エンジン停止用スイッチであるロータリスイッチや押しボタンスイッチ等を機体外部に露出して設けることが多い。
【特許文献１】特開２００５−１６３６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、エンジンの始動や停止を簡単に行えるような状況では、運転中のエンジンに対して短時間の間に誤って停止スイッチのオン（＝停止操作）やオフを繰り返し操作してしまう場合がある。しかし、このような繰り返し操作をすると、一時的にエンジン回転数信号が検出できなくなり、誤った回転数として認識して、これに対応する点火信号を出力してしまうことがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解消して、正確なエンジン回転数に基づいて点火装置を動作させるのに好適なエンジンの点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、エンジンの回転によって発電する発電コイルと、この発電コイルの出力電流を点火コイルの一次側に接続された点火用コンデンサに充電する整流回路と、エンジン回転数に応じた点火時期を出力する手段と、エンジン回転数に応じた点火時期で前記点火用コンデンサを放電させるスイッチング手段と、エンジン停止スイッチとを有するエンジンの点火装置において、前記発電コイルの誘起電圧に基づいて形成される信号の周期に基づいてエンジン回転数を検出する手段と、前回検出された前記信号の周期に基づいて該周期より長い時間に設定された判定時間内に、前記信号が新たに検出されないときは、エンジン回転数に応じた点火時期にかかわらず前記スイッチング手段を駆動させる強制駆動手段とを具備した点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、前記判定時間は、前回の検出信号の周期に所定係数を乗じた時間を設定したものである点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記整流回路が、前記発電コイルの交流出力の一方の半サイクルを前記点火用コンデンサに供給する一方、他方の半サイクルを制御用電源として供給するように構成された点に第３の特徴がある。
【００１０】
さらに、本発明は、前記エンジン停止スイッチが、前記発電コイルの点火用出力を短絡する位置に配置されている点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００１１】
第１の特徴によれば、エンジン停止スイッチの操作を誤って、エンジンの停止・始動操作が繰り返されて、前回検出された周期よりも長目に設定した判定時間内に新たな信号が検出されない場合に強制駆動手段は点火用コンデンサが放電状態を維持するように動作する。その結果、不正確な点火装置の点火タイミングで点火することが抑制される。
【００１２】
また、検出信号の処理でエンジン停止操作スイッチの誤操作による不具合を解消できるので、電気回路構成上もスイッチ位置のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００１３】
第２の特徴によれば、エンジンの回転速度が大きく変化しても判定時間もこれに応じて適切に変化対応することが可能になる。
【００１４】
第３の特徴によれば、点火装置の制御用電源を発電コイルの点火エネルギーに使用しない側の出力から得ることができるので、点火装置のバッテリレス化が可能になる。
【００１５】
第４の特徴によれば、点火動作を停止させてエンジン回転がほぼ停止してから、点火制御用の電源が消失するので、エンジンが停止するまでの点火動作を確実に停止させたままとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に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２は、本発明の一実施形態に係るエンジン点火装置を適用した刈り払い機の斜視図である。図２において、刈り払い機１００は、エンジン１と、エンジン１から延びて先端に刈り刃１１０を備えた操作スリーブ２０と、操作スリーブ２０の途中に設けられたハンドル１２０と、ハンドル１２０の右側端部に設けられたグリップ兼用の操作装置１６とを備える。操作装置１６からエンジン１のキャブレータ８まで延びるスロットルケーブル９が設けられる。エンジン１は刈り払い機１００に好適な小型（例えば排気量２５立方cm）の空冷式４ストローク単気筒エンジンであり、このエンジン１には図示しないフライホイール発電機が直結される。
【００１７】
図１は、エンジン回転数制御装置の構成を示す図である。フライホール発電機の発電コイル２はエンジンの回転に同期した交流を発生する。この交流はダイオード３，４で整流される。整流された交流のうち、一方の半サイクルは制御用電源を形成するレギュレータ５に入力されてＣＰＵ６の動作電圧に調節され、その動作電圧はＣＰＵ６に供給される。
【００１８】
整流された交流のうち、他方の半サイクルはコンデンサ７を介して点火コイル１０の一次側１１に接続される。点火コイル１０の二次側１２は点火プラグ１３に接続される。
【００１９】
このように、発電コイル２の出力を点火エネルギー用電源と点火制御用電源として利用することによって、バッテリ不要の点火装置を構成している。
【００２０】
前記整流された交流の他方の半サイクルはさらに矩形波回路１４に入力される。前記コンデンサ７にはスイッチ手段であるサイリスタ（ＳＣＲ）１５が並列に接続される。矩形波回路１４の出力はＣＰＵ６に入力される。ＣＰＵ６は矩形波回路１４で整形された波形の立ち下がりを検出し、その周期を検出する機能を有する。検出周期はエンジンの回転数を代表する値でもある。点火時期マップ１７には矩形波回路１４から入力される信号に基づいてＣＰＵ６で算出されたエンジン回転数の関数としての点火時期（クランク角度）が予め設定される。ＣＰＵ６は、点火時期マップ１７から入力されたエンジン回転数に対応する点火時期を検索する。なお、この場合、ＣＰＵ６は点火時期をマップから検索するのではなく、予め設定したエンジン回転数の関数式を使って点火時期を計算するように構成してもよい。いずれにしても、エンジン回転数と点火時期との関係はデジタルデータを使用したデジタル演算処理で行われる。
【００２１】
ＣＰＵ６は、エンジン１の回転位置が点火時期マップ１７から読み出されたクランク角度つまり点火時期になったときに、点火信号を発生する。点火信号はＳＣＲ１５のゲートに入力されてコンデンサ７が放電し、点火コイル１０の二次側１２に高電圧が誘導されて点火プラグ１３が点火する。
【００２２】
さらに、前記ダイオード４のカソード側にエンジン１を停止するための停止操作スイッチ１８が設けられる。停止操作スイッチ１８は、ダイオード４を介して発電コイル２の出力のうちの片側の出力を短絡する位置に設けられる。この停止操作スイッチ１８を閉じて発電コイル２を短絡させることによって点火コイル１０に供給されるエネルギが消失する。またこのとき、発電コイル２の出力のうちのレギュレータ５へ供給される分はそのまま供給が続けられるため、制御用電源は発電コイル２の出力がほぼ停止するまでは維持することが可能であり、スイッチ１８がオン操作されてエンジン１がほぼ停止するまでの間も点火動作を確実に停止状態に維持することができる。
【００２３】
さらに、ＣＰＵ６は矩形波回路１４から入力される矩形波の立ち下がりが、所定時間内に検出されなかったときには、コンデンサ７を放電状態に維持し、エンジン１を確実に停止させる機能を備える。
【００２４】
図３は、エンジン１の停止動作を示すタイミングチャートである。同図において、入力パルスは、矩形波回路１４からＣＰＵ６に入力される矩形波である。この入力パルスの立ち下がり周期はエンジン１の１周期に対応する。ＳＣＲ１５は、検出されたエンジン１の周期つまり回転数に応じたタイミングでオンになっている。コンデンサ７は入力パルスの立ち下がりで充電を開始し、ＳＣＲ１５のオンによって放電される。
【００２５】
前回の入力パルスの周期Ｔ１を検出した後、次の入力パルスの立ち下がりが所定の判定時間Ｔｒ内に検出されなかった時には、ＣＰＵ６はＳＣＲ１５をオンにして、その状態を維持する。判定時間Ｔｒは、例えば、前回の周期Ｔ１に係数Ａを乗じた値とする。係数Ａは例えば「４」とする。すなわち、前回の周期Ｔ１の４倍の時間が経過しても入力パルスが検出されないときは強制的にコンデンサ７を放電させてエンジン１を停止させる。
【００２６】
例えば、エンジン１が３０００ｒｐｍで回転している場合を想定する。１回転の周期は２０ミリ秒であるので、この例では判定時間が８０ミリ秒に設定される。停止操作スイッチ１８のオフからオンへの操作は通常５乃至１０ミリ秒を要するが、８０ミリ秒より十分短時間であるので、停止操作スイッチ１８をオン操作すると、発電コイル２が短絡され、かつ、入力パルスの検出されない時間が８０ミリ秒を超えたときにＳＣＲ１５はオンになるので、エンジン１を確実に停止させられる。
【００２７】
一方、停止操作スイッチ１８をオンにした後、短時間のうちにオフ操作すると、入力パルスが、回転数を判断するための正確な周期で入力されない。例えば、いくつかの入力パルスが欠落して周期をはるかに長い時間Ｔ２と判断されることがあり得る。したがって、適当でない周期Ｔ２に基づいて点火時期が決定されるおそれがある。しかし、このような停止操作スイッチ１８のオン・オフの繰り返し操作を行った場合の周期Ｔ２は一般に、数百ミリ秒となり、判定時間Ｔｒ（８０ミリ秒）を超えることになるので、この判定時間Ｔｒ以内で入力パルスの立ち下がりは検出されない。したがって、ＳＣＲ１５は強制的にオンとなってエンジン１は停止する。したがって、誤って短時間内に停止操作スイッチ１８のオン・オフ操作が行われても、不適当な点火時期での点火が行われるのを防止することができる。
【００２８】
なお、係数Ａを「１」程度にすると、停止操作スイッチ１８に手が触れるなどして接点が少しの間でもつながって１つのパルスが欠落しただけでもエンジンが停止することがあり得る。係数Ａを「４」にしておけば、そのような不具合は回避できる。
【００２９】
また、係数Ａを乗じていることにより、回転数が大きく異なる場合でも許容できる回転数検出誤差範囲を揃えることができる。
【００３０】
例えば、エンジン１が７０００ｒｐｍで回転している場合を想定すると、１回転の周期は８．６ｍｓであるので、この例では判定時間が４×８．６ｍｓ＝３４．４ｍｓに設定される。
【００３１】
また、本実施例では、リコイルスタータ始動用エンジンなどのバッテリ不要の点火装置を構成しているが、バッテリを備える制御システムに適宜用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの点火装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の制御装置を適用した刈り払い機の斜視図である。
【図３】本発明の点火装置の要部動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１…エンジン、  ２…発電コイル、  ３，４…ダイオード、  ５…レギュレータ、  ６…ＣＰＵ、  ７…コンデンサ、  ８…キャブレータ、  ９…スロットルケーブル、  １０…点火コイル、  １３…点火プラグ、  １５…サイリスタ、  １７…点火時期マップ、  １８…停止操作スイッチ、  ２０…操作スリーブ
【図１】
0004480026.tif 000002
【図２】
0004480026.tif 000003
【図３】
0004480026.tif 000004