コンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置
【課題】点火電源部側の異常だけでなく、点火コイル側で生じる異常をも的確に検出することができるコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置を提供する。
【解決手段】点火用コンデンサを充電するための電圧を発生する点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出し、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器ＳＧから得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、クランク軸が該計測区間を回転する間に検出された特異点の数を計数する。この特異点の計数値とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較することにより点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する。
【解決手段】点火用コンデンサを充電するための電圧を発生する点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出し、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器ＳＧから得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、クランク軸が該計測区間を回転する間に検出された特異点の数を計数する。この特異点の計数値とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較することにより点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ放電式エンジン用点火装置の異常の有無と異常の原因とを診断する診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロプロセッサを用いて点火装置や燃料噴射装置等の電装品を制御するエンジン制御装置においては、エンジンの保守点検や修理を的確に行うことができるようにするために、制御装置にダイアグノシス機能（自己診断機能）を持たせて、各電装品で異常が発生したことの履歴や、異常の原因を記憶させておくことができるようにすることが望まれている。
【０００３】
制御装置に自己診断機能を持たせるためには、各電装品の動作状態を示す情報をマイクロプロセッサに与えて、異常が発生しているか否かの判定を行わせる必要がある。また、いずれかの電装品で異常が発生したことが検出された場合には、その原因を特定することができるようにしておくことが望ましい。
【０００４】
本発明では、エンジンに付属させる各種の電装品の内、コンデンサ放電式の点火装置の診断を行うために用いる診断装置を対象とする。コンデンサ放電式の点火装置としては種々の形式のものが知られているが、本発明においては、二百数十ボルトの波高値を有するパルス波形のコンデンサ充電用電圧を出力端子間に繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、この点火コイルの一次コイルに対して直列に接続されて、該一次コイルを通して点火電源部の出力端子間に接続された点火用コンデンサ及び点火信号が与えられた時に導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチを有する点火回路と、エンジンの点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えたコンデンサ放電式点火装置を対象とする。
【０００５】
点火電源部としては、エンジンにより駆動される交流発電機内に設けられたエキサイタコイルと該エキサイタコイルの交流出力を整流する整流回路とからなるものや、バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータが用いられる他、特許文献２に示されているように、エンジンにより駆動される交流発電機内に設けられたエキサイタコイルの出力の一方の極性の半波において該エキサイタコイルに流した短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断することにより、エキサイタコイルに昇圧されたパルス波形の電圧を誘起させる昇圧回路等が用いられる。
【０００６】
この種のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の異常の有無を診断する方法としては、特許文献１に示された方法が知られている。特許文献１に記載された診断方法では、点火用コンデンサの充電が開始された時刻から所定の時間が経過した時点での点火用コンデンサの充電電圧をモニタして、モニタされた電圧が基準電圧よりも低いときに点火装置が異常であると判定している。
【特許文献１】特開平８−１３５５４８号公報
【特許文献２】実開昭６０−４１５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンデンサ放電式の点火装置で生じる異常としては、点火回路を構成する素子の破損や回路内で生じている短絡や断線等の点火回路の異常と、点火電源部と点火回路とが正しく接続されていないために点火用コンデンサに充電用の電源電圧が印加されないといった点火電源部側の異常と、点火コイルの一次コイルの断線や、点火コイルと点火回路とをつなぐ配線の外れ等の点火コイル側の異常とがある。
【０００８】
前述のように、特許文献１に示された異常診断方法では、点火用コンデンサの充電が開始された時刻から所定の時間が経過した時点での充電電圧が基準電圧よりも低いときに点火装置が異常であると判定している。点火電源部側で異常が生じていて、点火用コンデンサの両端の電圧が正規の値まで上昇しない場合には、特許文献１に示された方法により点火装置が異常であると診断することができる。
【０００９】
この場合診断装置は、点火電源部側が正常で、点火電源部がコンデンサ充電用の電圧を正常に出力している場合には、点火コイル側で異常が生じていても、点火電源部の出力電圧を点火用コンデンサの充電電圧として検出してしまうことになり、検出した電圧の値が点火用コンデンサの両端の正規の充電電圧値以上であると、点火装置が異常であるにも拘らず、正常であるとの誤判定を行うことになる。
【００１０】
本発明の目的は、点火電源部側の異常だけでなく、点火コイル側で生じる異常をも的確に検出することができるコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、点火コイルの一次コイルに対して直列に接続されて点火電源部の出力電圧により一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置を対象とする。
【００１２】
本発明においては、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、クランク軸が該計測区間を回転する間に特異点検出手段により検出された特異点の数を計数する特異点計数手段と、この特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較することにより点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段とを設ける。
【００１３】
本発明の好ましい態様では、上記診断手段が、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が上記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように構成される。
【００１４】
なお「点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていない」状態とは例えば、点火コイルが外されている状態や、点火コイルの一次コイルが断線している状態である。
【００１５】
上記のように、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として、クランク軸が一定の計測区間を回転する間に現れる特異点の数を計数し、計数された特異点の数を、クランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数と比較するようにすると、計数された特異点の数と、正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定することができ、計数された特異点の数が正規の点火の回数に等しくないときに点火装置が異常であると判定することができる。
【００１６】
本発明に好ましい態様では、上記診断手段が、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように構成される。
【００１７】
本発明の他の好ましい態様では、クランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数と、クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるべきエンジンの正規の点火回数とが等しくならないように点火電源部が構成され、診断手段は、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、クランク軸が計測区間を回転する間に計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零でなく、かつ特異点計数手段により計数された特異点の数が前記計測区間をクランク軸が回転する間に行われる正規の点火回数及びクランク軸が前記計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成される。
【００１８】
上記のように、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較するだけでなく、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較するようにすると、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていない状態と点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態とを異常な状態として判定することができるだけでなく、これらの異常以外の他の予期しない異常が生じていることの判定をも行うことができるため、点火装置の異常の原因を更に詳細に診断することができる。
【００１９】
本発明の他の好ましい態様では、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、診断手段が診断を完了したときに特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段とが設けられる。
【００２０】
また、前回の判定タイミングと今回の判定タイミングとの間の期間を１判定期間としたときに、各判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、各判定期間の間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しくならないように点火電源部が構成される。
【００２１】
この場合診断手段は、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、判定期間の間に行われるエンジンの正規の点火の回数に等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数に等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零でなく、かつ各判定期間の間に行われる正規の点火回数及び各判定期間の間にコンデンサ充電用電圧が発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成される。
【００２２】
本発明において、特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数との比較に基づく診断を行わない場合には、点火電源部を、バッテリと該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとにより構成することができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、バッテリが外されているか、またはＤＣコンバータが故障している状態である。
【００２３】
また特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数との比較に基づく診断を行わない場合、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備えた構成とすることもできる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または前記整流回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【００２４】
点火電源部が、バッテリと、該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとからなる場合、本発明に係わる診断装置は、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、診断手段による診断が完了したときに特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段とを備えた構成とすることができる。
【００２５】
この場合、診断手段は、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しくないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときにバッテリが外されているか、またはＤＣコンバータが故障している状態にあると判定するように構成される。
【００２６】
特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較して、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されているか否か等の判定を行う場合も、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備えた構成とすることができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または整流回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【００２７】
また特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較して、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されているか否か等の判定を行う場合、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに該エキサイタコイルに流した短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断して該エキサイタコイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる昇圧回路とにより構成することができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または昇圧回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【００２８】
また特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較して、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されているか否か等の判定を行う場合も、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備えた構成とすることができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または前記整流回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として、クランク軸が一定の計測区間を回転する間に現れる特異点の数を計数し、計数された特異点の数を、クランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数と比較するようにすると、計数された特異点の数と、正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定することができ、計数された特異点の数が正規の点火の回数に等しくないときに点火装置が異常であると判定することができる。また、特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定することができ、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定することができるため、点火装置の異常の原因をも診断することができる。
【００３０】
特に請求項３または４に記載された発明によれば、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較するだけでなく、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数との比較をも行うことにより、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていない状態と点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態とを異常な状態として判定するだけでなく、これらの異常以外の他の予期しない異常が生じていることの判定をも行うことができるようにしたため、点火装置の異常を更に詳細に診断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係わる点火装置の構成を示したものである。図１において、１は図示しないエンジンにより駆動される磁石発電機で、この発電機は、エンジンのクランク軸に取り付けられたロータ１Ａと、エンジンのケースなどに取り付けられたステータ１Ｂとからなっている。ロータ１Ａは、カップ状に形成されたロータヨーク１a1と、ロータヨークの周壁部の内周に取り付けられた永久磁石（図示せず。）とを備え、ステータ１Ｂは、ロータの磁極に対向する磁極部を有するステータ鉄心と、ステータ鉄心に巻装されたエキサイタコイルＥＸとを備えている。
【００３２】
本発明は２サイクルエンジンにも４サイクルエンジンにも適用できるが、この例では、エンジンが２サイクルエンジンであるとし、エンジンが１８０度間隔で点火される２つの気筒を有しているものとする。磁石発電機１のロータヨーク１a1の外周には、エンジンの２つの気筒にそれぞれ対応する２個のリラクタｒ1及びｒ2が１８０度の角度間隔をあけて形成されている。ロータヨーク１a1の外側には、エンジンのケースなどの固定された箇所に取り付けられたパルサ２が配置されている。パルサ２は、リラクタｒ1及びｒ2に対向する磁極部を有する鉄心に巻回された信号コイルＳＣと、信号コイルＳＣが巻回された鉄心に結合された永久磁石とを備えた周知のものである。パルサ２は、エンジンの特定のクランク角位置でリラクタｒ1，ｒ2のそれぞれの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジを検出したときに、信号コイルＳＣに極性が異なるパルス信号を誘起させる。
【００３３】
図３は、図１の点火装置の各部に信号または電圧の波形を、横軸にクランク角（クランク軸の回転角度）θをとって示している。図３において、符号＃１及び＃２はそれぞれエンジンの第１気筒及び第２気筒に関連していることを意味しており、＃１ＴＤＣ 及び＃２ＴＤＣはそれぞれエンジンの第１気筒及び第２気筒の上死点位置（第１気筒及び第２気筒のピストンが上死点に達したときのクランク角位置）を示している。
【００３４】
図３（Ａ）に示されているように、本実施形態のパルサ２は、エンジンのクランク角位置が、当該エンジンの第１気筒の上死点位置＃１ＴＤＣ（第１の気筒の上死点に相当するクランク角位置）よりも十分に進角した位置に設定された第１気筒の基準クランク角位置θ11 に一致したときにリラクタｒ1の回転方向の前端側エッジを検出して信号コイルＳＣに第１気筒用の基準パルス信号Ｖs1を誘起させ、エンジンのクランク角位置が、第１気筒の上死点位置＃１ＴＤＣ付近に設定された第１気筒用の基準点火位置（進角量が零のときの点火位置）θ21に一致したときにリラクタｒ1の回転方向の後端側エッジを検出して信号コイルＳＣにパルス波形の第１気筒用基準点火位置信号Ｖs2を誘起させる。
【００３５】
パルサ２はまた、エンジンのクランク角位置が、当該エンジンの第２気筒の上死点位置＃２ＴＤＣよりも十分に進角した位置に設定された第２気筒の基準クランク角位置θ12に一致したときにリラクタｒ2の前端側エッジを検出して、信号コイルＳＣに第２気筒用の基準パルス信号Ｖs1を誘起させ、エンジンのクランク角位置が、第２気筒の上死点位置＃２ＴＤＣ付近に設定された第２気筒用の基準点火位置θ22に一致したときにリラクタｒ2の後端側エッジを検出して信号コイルＳＣにパルス波形の第２気筒用基準点火位置信号Ｖs2を誘起させる。
【００３６】
本実施形態では、パルサ２が各リラクタの回転方向の前端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs1が負極性のパルスからなり、パルサ２が各リラクタの回転方向の後端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs2が正極性のパルスからなっているが、パルサ２が各リラクタの回転方向の前端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs1を正極性のパルス信号とし、パルサ２が各リラクタの回転方向の後端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs2を負極性のパルス信号としてもよい。
【００３７】
本実施形態では、パルサ２がリラクタｒ1及びｒ2のそれぞれの前端側エッジを検出したときに発生する基準パルス信号Ｖs1を、各種の制御条件に対して演算された第１気筒及び第２気筒のそれぞれの点火位置の計測を開始するタイミングを定めるための信号として用いる。
【００３８】
またクランク軸の回転速度変動が激しいために、演算された点火位置を的確に検出することが困難なエンジンの始動時及び低速回転時においては、第１気筒及び第２気筒の点火位置を演算により定めるのではなく、上死点位置付近に定めた基準点火位置で点火を行わせるようにしている。本実施形態では、エンジンの始動時及び低速回転時にパルサ２がリラクタｒ1及びｒ2の回転方向の後端側エッジを検出して基準点火位置信号Ｖs2を発生したときに第１気筒用及び第２気筒用の点火信号を発生させるようにしている。
【００３９】
本実施形態では、パルサ２がリラクタｒ1及びｒ2の回転方向の後端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs2を基準点火位置信号として用いるだけでなく、点火装置の診断を行う際の判定タイミングを定めるための信号としても用いる。
【００４０】
本実施形態では、リラクタｒ1，ｒ2が形成されたロータヨーク１a1により信号発生用のロータが構成され、このロータとパルサ２とにより、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器ＳＧが構成されている。
【００４１】
図１において３は、一次コイル３ａ及び３ｂを有する点火コイル、４は点火装置の構成に必要な電子部品やマイクロプロセッサを一体化した点火ユニットである。点火コイルの一次コイル３ａの一端は点火ユニット内で接地され、二次コイル３ｂの一端及び他端はそれぞれエンジンの第１及び第２の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬ１及びＰＬ２の非接地側の端子に接続されている。
【００４２】
点火ユニット４内には、点火コイルの一次コイルに対して直列に接続される点火用コンデンサ５と、エキサイタコイルＥＸの一方の極性の半波（この例では正極性の半波）の出力電圧を昇圧する昇圧回路６と、エキサイタコイルＥＸの出力電圧を半波整流して点火用コンデンサ５と一次コイル３ａとの直列回路の両端に印加する整流回路を構成するダイオード７と、点火信号Ｓｉが与えられたときに導通して、点火用コンデンサ５に蓄積された電荷を点火コイルの一次コイル３ａを通して放電させる放電用スイッチ８と、点火位置の制御を行うための演算処理等を行うマイクロプロセッサ９と、信号コイルＳＣが発生するパルス信号Ｖs1及びＶs2をマイクロプロセッサ９が認識し得る波形の信号Ｐ1及びＰ2に変換して、これらの信号をマイクロプロセッサ９に入力する波形整形回路１０と、点火電源部の出力端子間の電圧（点火用コンデンサ５の両端の電圧）を、その立ち上がり及び立ち下がりでレベルが変化する信号に変換する波形整形回路１１とが設けられている。波形整形回路１０及び波形整形回路１１の出力はマイクロプロセッサ９の所定のポートに入力されている。
【００４３】
更に詳述すると、点火用コンデンサ５は、その一端が点火コイルの一次コイル３ａの非接地側端子に接続されることにより一次コイル３ａに直列に接続されている。
【００４４】
放電用スイッチ８は、サイリスタ等の自己保持機能を有するスイッチ素子からなっていて、点火用コンデンサ５の他端と接地間（点火用コンデンサ５の他端と一次コイル３ａの一端との間）に接続されている。放電用スイッチ８としてサイリスタを用いる場合には、そのアノードを点火用コンデンサ５の他端に接続し、カソードを一次コイル３ａの一端に接続する。
【００４５】
昇圧回路６は、エキサイタコイルＥＸに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに該エキサイタコイルに短絡電流を流して、該短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断することによりエキサイタコイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる回路である。
【００４６】
昇圧回路６は、例えば、エキサイタコイルＥＸに対して並列に接続されてエキサイタコイルが一方の極性の半波の電圧を発生したときに導通してエキサイタコイルを短絡するエキサイタ短絡用スイッチと、エキサイタコイルに流れる短絡電流が設定値以上になったときにエキサイタ短絡用スイッチをオフ状態にするように制御してエキサイタコイルに高い電圧を誘起させる回路により構成される。このような昇圧回路は特許文献２に示されているように既に公知である。
【００４７】
本実施形態では、エキサイタコイルＥＸと、昇圧回路６と、ダイオード７とにより、パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部が構成されている。点火用コンデンサ５は、この点火電源部の出力電圧により一次コイル３ａを通して図示の極性に充電される。
【００４８】
点火ユニット４内では、点火用コンデンサ５と、昇圧回路６と、ダイオード７と、放電用スイッチ８とにより点火回路１２が構成されている。またマイクロプロセッサ９と、波形整形回路１０及び１１とにより制御部１３が構成され、この制御部のマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、エンジンの点火位置の制御を行う点火位置制御部と、点火装置の診断を行う診断装置とが構成される。エキサイタコイルＥＸと点火コイルの一次コイル３ａとが外部配線により点火回路１２に接続され、パルサＳＣが外部配線を通して波形整形回路１０に接続されている。
【００４９】
図２は、マイクロプロセッサ９により構成される各種の手段を含む本実施形態の点火装置及び該点火装置を診断する診断装置の構成を示したものである。図２において２１は回転速度演算手段で、この回転速度演算手段は、パルサ２がパルス信号を発生する周期からエンジンＥＮＧの回転速度を演算する。
【００５０】
２２は、点火位置演算手段で、この点火位置演算手段は、回転速度演算手段２１が演算した回転速度に対してエンジンＥＮＧの点火位置を演算し、更に演算した点火位置を検出するために点火タイマに計測させる計時データを演算する。
【００５１】
２３は、点火位置検出手段で、点火位置検出手段２３は、信号発生器ＳＧが基準パルス信号Ｖs1を発生したときに点火位置演算手段２２により演算された計時データを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。
【００５２】
２４は点火タイマがセットされた計時データの計測を完了したときに点火信号Ｓｉを発生して放電用スイッチに与える点火信号発生手段であり、回転速度演算手段２１ないし点火信号発生手段２４により、点火位置制御部２０が構成されている。
【００５３】
図１に示された点火装置においては、エキサイタコイルＥＸの一方の極性の半波の出力電圧が昇圧回路６により昇圧される。本実施形態においては、磁石発電機１のロータが１２極に構成されていて、クランク軸が１回転する間にエキサイタコイルＥＸが６サイクルの交流電圧を発生する。昇圧回路６はエキサイタコイルが発生する一方の極性の半波の電圧を昇圧して、図４に示したようなパルス波形のコンデンサ充電用電圧Ｖ0を、クランク軸が１回転する間に６回発生する。これら６個のコンデンサ充電用電圧Ｖ0はダイオード７を通して点火用コンデンサ５と点火コイルの一次コイル３ａとの直列回路の両端に印加されるため、点火用コンデンサ５が図示の極性に段階的に充電され、点火電源部の出力端子間の電圧（点火用コンデンサ５と一次コイル３ａとの直列回路の両端の電圧）Ｖcが図３（Ｃ）に示すように上昇していく。
【００５４】
回転速度演算手段２１は、信号発生器ＳＧが出力する特定のパルス信号の発生間隔からエンジンの回転速度を演算する。例えば、基準パルス信号Ｖs1が発生する毎に、前回の基準信号が発生してから今回の基準パルス信号が発生するまでの時間（クランク軸が１／２回転するのに要した時間）を読み込み、読み込んだ時間からエンジンの回転速度を演算する。なおエンジンの回転速度は前々回の基準パルス信号が発生してから今回の基準パルス信号が発生するまでの時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）から演算するようにしてもよい。
【００５５】
点火位置演算手段２２は、演算された回転速度に対して点火位置演算用マップを検索することにより点火位置を演算し、更に現在の回転速度で基準クランク角位置から演算された点火位置までクランク軸が回転するのに要する時間を点火位置検出用の計時データ（演算した点火位置を検出するために点火タイマに計測させる計時データ）として演算する。
【００５６】
点火位置検出手段２３は、基準パルス信号が発生したときに点火位置検出用の計時データを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火信号発生手段２４は、点火タイマがセットされた計時データの計測を完了したときに点火信号Ｓｉを放電用スイッチ８に与える。これにより放電用スイッチ８が導通し、点火用コンデンサ５に蓄積されていた電荷を点火コイルの一次コイルを通して瞬時に放電させる。この放電により点火コイル３の二次コイル３ｂに点火用の高電圧が誘起する。この高電圧はエンジンの第１及び第２の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬ１及びＰＬ２に同時に印加されるため、両点火プラグで同時に火花放電が生じ、２つの気筒のうち、点火時期にある方の気筒で点火が行われる。
【００５７】
また本発明に係わる診断装置３０は、特異点検出手段３１と、特異点計数手段３２と、診断手段３３と、診断手段３３による判定結果を記憶する判定結果記憶手段３４とにより構成されている。
【００５８】
特異点検出手段３１は、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcをその立ち上がり及び立ち下がりでレベルが変化する信号に変換する波形整形回路１１の出力から、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcの立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する。上記特異点の数は、点火用コンデンサの充電が行われる回数または放電が行われる回数に等しい。
【００５９】
特異点計数手段３２は、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、クランク軸が該計測区間を回転する間に特異点検出手段３１により検出された特異点の数を計数して記憶する。
【００６０】
本実施形態で用いている波形整形回路１１は、図１に示されているように、比較器ＣＰ１と、図示しない定電圧電源回路から与えられる一定電圧Ｅcが両端に印加された抵抗Ｒa及びＲbの直列回路からなっていて、抵抗Ｒbの両端の電圧を基準電圧Ｖfとして比較器ＣＰ1の非反転入力端子（＋端子）に与える基準電圧発生回路１１ａと、点火用コンデンサ５の他端と接地間（点火電源部の出力端子間）の電圧Ｖｃが両端に印加された抵抗Ｒc及びＲdの直流回路からなっていて、抵抗Ｒdの両端に得た電圧を点火電源部の出力電圧の検出信号Ｖcsとして比較器ＣＰ１の反転入力端子（−端子）に与える電圧検出回路１１ｂとにより構成されている。図示の波形整形回路１１は、点火電源部の出力電圧の検出信号Ｖcsが基準電圧Ｖfより高いときに低レベルを示し、検出信号Ｖcsが基準電圧Ｖf以下になっているときに高レベルを示す矩形波状の信号Ｓqを比較器ＣＰ1から出力する。即ち、波形整形回路１１は、図３（Ｄ）に示すように、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcを、その立ち下がりでレベルがハイレベルに変化し、立ち上がりでレベルがローレベルに変化する矩形波状の信号Ｓqに変換する。マイクロプロセッサはこの信号Ｓqのレベルの立ち上がりまたは立ち下がりを検出したときに実行中の処理に割り込みをかけることにより特異点を検出する。
【００６１】
本実施形態で用いる特異点検出手段３１は、波形整形回路１１が出力する信号Ｓqのレベルの立ち下がり（点火電源部の出力端子間の電圧Ｖｃの立上り）を特異点ａとして検出して、実行中の処理に割り込みをかけ、図７の割込み処理を実行させる。図７の割込み処理では、特異点ａが検出される毎に割込み回数カウンタの計数値をインクリメントして特異点の数を計数する。本実施形態では、マイクロプロセッサが図７の処理を行う過程により特異点検出手段３１と特異点計数手段３２が構成される。
【００６２】
今点火装置が正常に動作しているものとし、点火装置の正常時に点火用コンデンサの各充電が開始されてから放電が行われるまでの区間を少なくとも１つ含むクランク軸の回転角度区間を計測区間θdとすると、該計測区間において計数される上記特異点の数は、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われるべき正規の点火回数に等しくなる。
【００６３】
上記の計測区間θdは、信号発生器ＳＧが特定のパルス信号を発生する特定のパルス信号に基づいて定めることができる。例えば、図３に示すように、信号発生器ＳＧが発生する基準点火位置信号Ｖs2を波形整形して得たパルス信号Ｐ2の発生間隔の２倍の区間（クランク軸の１回転に相当する区間）を計測区間θdとすることができる。このように計測区間を定めた場合、点火装置が正常なときにクランク軸が該計測区間を回転する間に計数される特異点ａの数は２であり、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火回数も２である。
【００６４】
これに対し、点火コイル３の一次コイル３ａが外されていたり、一次コイルが断線していたりして、点火コイルの一次コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていない場合には、点火用コンデンサ５の充電回路が成立せず、点火用コンデンサの充電が行われないため、点火電源部の出力端子間（点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端間）の電圧Ｖｃの波形は、図４（Ｂ）に示したように、エキサイタコイルＥＸから昇圧回路６とダイオード７とを通して印加される（点火電源部から印加される）コンデンサ充電用電圧電圧Ｖ0の波形に等しくなる。
【００６５】
このときクランク軸が計測区間θdを回転する間に計数される特異点ａの数は、クランク軸が計測区間θdを回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧Ｖ0を発生する回数（本実施形態では６回）に等しくなる。
【００６６】
また、エキサイタコイルＥＸが外されていたり、昇圧回路６が故障していて、該昇圧回路がエキサイタコイルを短絡する状態にあったりして、図５（Ｂ）に示すように、点火電源部から点火用コンデンサと一次コイルとの直列回路の両端にコンデンサ充電用電圧Ｖ0が印加されない状態にあるときには、特異点が検出されないため、クランク軸が計測区間θdを回転する間に計測された特異点の数は０である。
【００６７】
従って、クランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、クランク軸が計測区間を回転する間に行われるべきエンジンの正規の点火の回数に等しくならないように点火電源部を構成しておけば、点火装置が正常な状態にあるときには、クランク軸が該計測区間を回転する間に計数される特異点の数と、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火の回数とが等しくなるのに対し、点火コイルの一次コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていないために点火用コンデンサの充電が行われない状態にあったり、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあるときには、クランク軸が該計測区間を回転する間に計数される特異点の数と、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火の回数とが等しくならない。そのため、クランク軸が計測区間を回転する間に計数される特異点の数と、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定することができ、両者が等しくないときに点火装置が異常であると判定することができる。
【００６８】
また、クランク軸が計測区間θdを回転する間に計数される特異点ａの数と、クランク軸が計測区間θdを回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに、点火電源部は正常であるが、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定することができ、クランク軸が計測区間θdを回転する間に計数される特異点ａの数０であるときに点火電源部に異常があって、該点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生していないと判定することができる。
【００６９】
特異点計数手段３２は、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器ＳＧから得られるパルス信号（本実施形態では基準点火位置信号Ｖs2）を基準にして決定した一定のクランク角の区間（この例ではクランク軸の１回転に相当する区間）を計測区間θdとして、クランク軸がこの計測区間を回転する間に特異点検出手段３１により検出された特異点の数を計数する。
【００７０】
図２に示した診断手段３３は、クランク軸が計測区間を回転する間に特異点計数手段３１により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、クランク軸が計測区間を回転する間に計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零でなく、かつ特異点計数手段により計数された特異点の数が計測区間をクランク軸が回転する間に行われる正規の点火回数及びクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成される。
【００７１】
マイクロプロセッサにより行われる実際の判定処理においては、エンジンの特定のクランク角位置で信号発生器ＳＧから得られるパルス信号に基づいて判定タイミングを決定して，決定した判定タイミングが検出されたときに特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する。
【００７２】
図３ないし図５に示した例では、信号発生器ＳＧがエンジンの一方の気筒の上死点位置付近で発生するパルス信号Ｖs2を波形整形して得たパルス信号Ｐ2がマイクロプロセッサに与えられるタイミング（一連のパルス信号Ｐ2，Ｐ2，…のうち、一つおきのパルス信号Ｐ2の発生タイミング）を判定タイミングとし、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの期間を１判定期間Ｔdとしている。この判定期間（時間）Ｔdは、計測区間（一定の回転角度）θdに相当するものであり、エンジンの回転速度の上昇に伴って短くなっていく。
【００７３】
また、各判定期間Ｔdの間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、各判定期間の間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しくならないように点火電源部が構成されている。本実施形態では、各判定期間に行われる点火の回数が２であるのに対し、各判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が６に設定されている。
【００７４】
診断手段３３は、判定タイミングで特異点計数手段３２により計数されている特異点の数が、判定期間Ｔdの間に行われるエンジンの正規の点火の回数に等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定タイミングで特異点計数手段３２により計数されている特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定する。診断手段３３はまた、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、判定期間Ｔdの間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数に等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていないと判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零でなく、かつ各判定期間の間に行われる正規の点火回数及び各判定期間の間にコンデンサ充電用電圧が発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定する。
【００７５】
上記診断手段３３を構成するために、判定タイミングが検出される毎に（パルス信号Ｐ2が発生する毎に）マイクロプロセッサに実行させる判定処理のアルゴリズムを示すフローチャートの一例を図６に示した。このアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１において、判定期間Ｔdの間（クランク軸が１回転する期間）に計数された特異点の数（信号Ｓqの立下りの数）をＡとして読み込む。次いでステップＳ２に進んで計数された特異点の数Ａが判定期間中に行われる正規の点火の回数Ｂに等しいか否かを判定する。その結果Ａ＝Ｂであるときには、ステップＳ３に進んで点火装置は正常であると判定し、次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタ（特異点が検出された回数を計数するカウンタ）をクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７６】
ステップＳ２においてＡ＝Ｂでないと判定されたときには、点火装置が異常であるとしてステップＳ５に進み、Ａ＝０であるか否かを判定する。その結果Ａ＝０であると判定されたときにはステップＳ６において、その異常の原因が、エキサイタコイルが外されているかまたは昇圧回路が故障しているために、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられていないことにあると判定する。次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７７】
ステップＳ５においてＡ＝０でないと判定されたときにはステップＳ７に進んで特異点の計数値Ａが、判定期間中に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数Ｃに等しいか否かを判定する。その結果、Ａ＝Ｃであると判定されたときには、ステップＳ８に進んで、異常の原因が、点火コイルが外れているなどの理由により点火コイルと点火用コンデンサとが電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないことにあると判定する。次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタ（特異点が検出された回数を計数するカウンタ）をクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ７においてＡ＝Ｃでないと判定されたときには、ステップＳ９に進んで他の予期しない異常が発生していると判定し、次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７９】
診断手段により行われた判定の結果は、判定結果記憶手段３４により記憶される。この判定結果記憶手段３４により記憶された判定結果を読み出すことにより、点火装置が正常であるか異常であるかを知ることができ、また異常が生じている場合にはその異常の原因を知ることができる。
【００８０】
上記の実施形態では、エキサイタコイルＥＸと昇圧回路６とダイオード７とにより点火電源部を構成している。このように点火電源部を構成すると、エキサイタコイルが高い電圧を発生する必要がないため、エキサイタコイルとして巻数が少ない小形のものを用いることができ、コストの削減を図ることができる。また磁石発電機内でエキサイタコイルが占有するスペースが小さくなるため、エキサイタコイルの存在により他の発電コイルを設けるためのスペースが犠牲になるのを防ぐことができる。
【００８１】
しかしながら本発明は、点火電源部を上記のように構成する場合に限定されるものではない。点火電源部はパルス波形のコンデンサ充電用電圧を発生するものであればよいため、昇圧回路を省略して、図８に示したように、点火用コンデンサ５を充電するために必要な高い電圧（二百数十ボルトの電圧）を発生することができるエキサイタコイルＥＸとダイオード７とにより点火電源部を構成するようにしてもよい。図８に示した点火装置のその他の構成は図１に示したものと同様である。
【００８２】
図８に示したように構成した場合には、エキサイタコイルが発生する交流電圧の一方の極性の半波の電圧がコンデンサ充電用電圧として点火用コンデンサ５と点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に印加される。
【００８３】
また図９に示したように、バッテリＢａｔとバッテリＢａｔの電圧を昇圧するＤＣコンバータ１４とダイオード７とにより点火電源部を構成する場合にも本発明を適用することができる。図９に示したＤＣコンバータ１４は、昇圧トランスＴsfと、バッテリから昇圧トランスＴsfの一次コイルに供給される一次電流を断続させるように制御する制御回路６′とを備えたもので、マイクロプロセッサ９から充電指令信号Ｓｃが与えられている間昇圧トランスＴsfの一次電流を断続させて図１１（Ｂ）に示すようなパルス波形のコンデンサ充電用電圧Ｖ0を繰り返し発生させる。点火装置が正常な場合には、このコンデンサ充電用電圧により、点火用コンデンサ５が図１０（Ｂ）に示すように充電される。
【００８４】
図９に示した例では、点火用コンデンサの放電時間を長くするために放電用スイッチ８に対して逆並列にダイオード１５が接続されている。その他の構成は図１に示した例と同様である。
【００８５】
図９に示した点火装置においても点火装置が正常なときには、点火電源部から与えられるコンデンサ充電用電圧により点火用コンデンサが充電されるため、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcは図１０（Ｂ）に示すような波形になる。このとき判定期間の間に計数される特異点の数は判定期間の間に行われる正規の点火の回数に等しいため、図１の実施形態を同様に、判定期間の間に計数された特異点の数と判定期間の間に行われる正規の点火の回数とを比較することにより、点火装置が正常であるか異常であるかを判定することができる。
【００８６】
図９に示した点火装置において、点火コイルの一次コイルが点火用コンデンサに電気的に正常の接続されておらず、点火用コンデンサの充電回路が構成されていないときには、点火用コンデンサが充電されないため、波形整形回路１１を通して検出される電圧は図１１（Ｂ）のようにＤＣコンバータ１４が発生する電圧Ｖ0そのものとなる。このとき図１１（Ｄ）に示すように、コンデンサ充電用電圧Ｖ0の立上り及び立下りで波形整形回路１１を通して出力される信号Ｓqのレベルが変化し、特異点が検出されるが、この場合、１判定期間の間（１計測区間の間）にコンデンサ充電用電圧Ｖ0が発生する回数はＤＣコンバータの回路定数により変わるため、判定期間の間に計数される特異点の数は一定しない。
【００８７】
バッテリＢａｔが外されていたり、ＤＣコンバータ１４が故障していたりして、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない場合には、図１２（Ｂ）に示すように、点火用コンデンサは充電されないため、特異点は検出されず、判定期間の間に計数される特異点の数は０となる。
【００８８】
上記のように、バッテリとＤＣコンバータとにより点火電源部を構成する場合には、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正しく接続されていないために点火用コンデンサが充電されない状態にあるときに、判定期間の間に波形整形回路１１を通して検出されるコンデンサ充電用電圧の発生回数が一定しないため、判定期間の間に計数された特異点の計数値と判定期間の間にコンデンサ充電用電圧が発生する回数とを比較することにより、発生している異常の原因が、点火用コンデンサの充電回路が成立していないことにあるのか、他の何らかの異常が発生しているのかを的確に判定することができない。
【００８９】
そこでこの場合には、判定期間の間に（クランク軸が計測区間を回転する間に）特異点計数手段により計数された特異点の数と判定期間の間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定期間の間に特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、判定期間の間に特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように診断手段を構成する。
【００９０】
図９に示した実施形態において、診断手段を構成するために判定タイミングが検出される毎にマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを示すフローチャートを図１３に示した。このアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１０１において、判定期間Ｔdの間（クランク軸が１回転する期間）に計数された特異点の数（信号Ｓqの立下りの数）をＡとして読み込む。次いでステップＳ１０２に進んで計数された特異点の数Ａが判定期間中に行われる正規の点火の回数Ｂに等しいか否かを判定する。その結果Ａ＝Ｂであるときには、ステップＳ１０３に進んで点火装置は正常であると判定し、次いでステップＳ１０４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ１０２においてＡ＝Ｂでないと判定されたときには、点火装置が異常であるとしてステップＳ１０５に進み、Ａ＝０であるか否かを判定する。その結果Ａ＝０であると判定されたときにはステップＳ１０６において、その異常の原因が、エキサイタコイルが外されているかまたはＤＣコンバータ１４の回路が故障しているために、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられていないことにあると判定する。次いでステップＳ１０４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ１０５においてＡ＝０でないと判定されたときにはステップＳ１０７に進んで、異常の原因が、点火コイルが外れているなどの理由により点火コイルと点火用コンデンサとが電気的に正常に接続されていないことにあると判定する。次いでステップＳ１０４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００９３】
なお図９に示した実施形態において、特異点を計数するための処理は図７に示した処理と同様である。
【００９４】
図１及び図８に示した実施形態においても、図９の実施形態で設けたダイオード１５と同様のダイオードを放電用スイッチ８に逆並列接続することができる。
【００９５】
上記の実施形態では、点火位置を制御するマイクロプロセッサにより点火装置の異常診断を行わせているが、診断手段を構成するための判定処理を他のマイクロプロセッサにより行わせるようにしてもよい。
【００９６】
図９に示した実施形態では、ダイオード１５をサイリスタなどからなる放電用スイッチ８に逆並列接続するようにしているが、波形整形回路１１に抵抗Ｒc，Ｒdの直列回路からなる電圧検出回路１１ｈが設けられている場合には、点火プラグで行わせる放電をＤＣ放電とするために図１４に示すように点火コイル３の１次コイル３ａの両端にアノードを１次コイル３ａの他端（非接地側端子）側に向けたダイオード１５を並列接続する場合にも本発明を適用することができる。
【００９７】
図１４に示したコンデンサ放電式点火装置において、点火電源部が正常で、かつ点火コイル３の１次コイル３ａが正しく点火回路に接続されている場合には、点火用コンデンサ５と１次コイル３ａとの直列回路の両端の電圧（点火電源部の出力端子間の電圧）Ｖｃが図１０（Ｂ）のように段階的に上昇していく。これに対し、点火コイル３の１次コイル３ａが点火回路１２から外されている場合（または１次コイル３ａが断線している場合）には、点火電源部の出力電圧でダイオード１５を通して点火用コンデンサ５が一度点火電源部の出力電圧Ｖ0のピーク値まで充電されると、点火用コンデンサ５の両端の電圧が抵抗Ｒc及びＲdを通してダイオード１５の両端に逆方向に印加されるため、ダイオード１５は存在しないのと同じ状態になり、点火用コンデンサ５の充電は行われなくなる。そのため電圧検出回路１１ｂを通して検出される電圧は図１１（Ｂ）と同様の波形となる。したがって図１４に示すようにダイオード１５を点火コイルの１次コイルの両端に並列接続する場合にも、図９に示した実施形態について説明したのと同様に点火装置の異常の診断を行うことができる。
【００９８】
同様に、図１に示した実施形態においても、点火コイルの１次コイル３ａの両端にカソードを接地側に向けたダイオードを並列接続することができる。
【００９９】
上記の各実施形態では、波形整形回路１１を比較器ＣＰ1と、基準電圧発生回路１１aと、電圧検出回路１１bとにより構成したが、波形整形回路１１は、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖc（またはＶ0)を、その立ち下がりでレベルがハイレベル（またはローレベル）に変化し、立ち上がりでレベルがローレベル（またはハイレベル）に変化する信号（マイクロプロセッサに点火電源部の出力端子間の電圧の立ち下がりまたは立上がりを認識させるのに適した信号）に変換する回路であればよく、上記の実施形態で用いたものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図２】図１の実施形態においてマイクロプロセッサにより構成される手段を含むシステム全体の構成を示したブロック図である。
【図３】図１の実施形態の各部の正常時の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図４】図１の実施形態において点火コイルが外されているなどの理由で点火用コンデンサの充電回路が構成されていないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図５】図１の実施形態においてエキサイタコイルが外されているなどの理由でコンデンサ充電用電圧が発生しないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図６】図１の実施形態において診断手段を構成するためにマイクロプロセッサが実行する判定処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図７】図１の実施形態において特異点計数手段を構成するためにマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図１０】図９の実施形態の各部の正常時の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図１１】図９の実施形態において点火コイルが外されているなどの理由で点火用コンデンサの充電回路が構成されていないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図１２】図９の実施形態においてエキサイタコイルが外されているなどの理由でコンデンサ充電用電圧が発生しないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図１３】図９の実施形態において診断手段を構成するためにマイクロプロセッサが実行する判定処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 磁石発電機
ＥＸ エキサイタコイル
２ パルサ
ＳＧ 信号発生器
３ 点火コイル
４ 点火ユニット
５ 点火用コンデンサ
６ 昇圧回路
７ ダイオード
９ マイクロプロセッサ
１１ 波形整形回路
１２ 点火回路
１３ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ放電式エンジン用点火装置の異常の有無と異常の原因とを診断する診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロプロセッサを用いて点火装置や燃料噴射装置等の電装品を制御するエンジン制御装置においては、エンジンの保守点検や修理を的確に行うことができるようにするために、制御装置にダイアグノシス機能（自己診断機能）を持たせて、各電装品で異常が発生したことの履歴や、異常の原因を記憶させておくことができるようにすることが望まれている。
【０００３】
制御装置に自己診断機能を持たせるためには、各電装品の動作状態を示す情報をマイクロプロセッサに与えて、異常が発生しているか否かの判定を行わせる必要がある。また、いずれかの電装品で異常が発生したことが検出された場合には、その原因を特定することができるようにしておくことが望ましい。
【０００４】
本発明では、エンジンに付属させる各種の電装品の内、コンデンサ放電式の点火装置の診断を行うために用いる診断装置を対象とする。コンデンサ放電式の点火装置としては種々の形式のものが知られているが、本発明においては、二百数十ボルトの波高値を有するパルス波形のコンデンサ充電用電圧を出力端子間に繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、この点火コイルの一次コイルに対して直列に接続されて、該一次コイルを通して点火電源部の出力端子間に接続された点火用コンデンサ及び点火信号が与えられた時に導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチを有する点火回路と、エンジンの点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えたコンデンサ放電式点火装置を対象とする。
【０００５】
点火電源部としては、エンジンにより駆動される交流発電機内に設けられたエキサイタコイルと該エキサイタコイルの交流出力を整流する整流回路とからなるものや、バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータが用いられる他、特許文献２に示されているように、エンジンにより駆動される交流発電機内に設けられたエキサイタコイルの出力の一方の極性の半波において該エキサイタコイルに流した短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断することにより、エキサイタコイルに昇圧されたパルス波形の電圧を誘起させる昇圧回路等が用いられる。
【０００６】
この種のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の異常の有無を診断する方法としては、特許文献１に示された方法が知られている。特許文献１に記載された診断方法では、点火用コンデンサの充電が開始された時刻から所定の時間が経過した時点での点火用コンデンサの充電電圧をモニタして、モニタされた電圧が基準電圧よりも低いときに点火装置が異常であると判定している。
【特許文献１】特開平８−１３５５４８号公報
【特許文献２】実開昭６０−４１５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンデンサ放電式の点火装置で生じる異常としては、点火回路を構成する素子の破損や回路内で生じている短絡や断線等の点火回路の異常と、点火電源部と点火回路とが正しく接続されていないために点火用コンデンサに充電用の電源電圧が印加されないといった点火電源部側の異常と、点火コイルの一次コイルの断線や、点火コイルと点火回路とをつなぐ配線の外れ等の点火コイル側の異常とがある。
【０００８】
前述のように、特許文献１に示された異常診断方法では、点火用コンデンサの充電が開始された時刻から所定の時間が経過した時点での充電電圧が基準電圧よりも低いときに点火装置が異常であると判定している。点火電源部側で異常が生じていて、点火用コンデンサの両端の電圧が正規の値まで上昇しない場合には、特許文献１に示された方法により点火装置が異常であると診断することができる。
【０００９】
この場合診断装置は、点火電源部側が正常で、点火電源部がコンデンサ充電用の電圧を正常に出力している場合には、点火コイル側で異常が生じていても、点火電源部の出力電圧を点火用コンデンサの充電電圧として検出してしまうことになり、検出した電圧の値が点火用コンデンサの両端の正規の充電電圧値以上であると、点火装置が異常であるにも拘らず、正常であるとの誤判定を行うことになる。
【００１０】
本発明の目的は、点火電源部側の異常だけでなく、点火コイル側で生じる異常をも的確に検出することができるコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、点火コイルの一次コイルに対して直列に接続されて点火電源部の出力電圧により一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置を対象とする。
【００１２】
本発明においては、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、クランク軸が該計測区間を回転する間に特異点検出手段により検出された特異点の数を計数する特異点計数手段と、この特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較することにより点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段とを設ける。
【００１３】
本発明の好ましい態様では、上記診断手段が、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が上記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように構成される。
【００１４】
なお「点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていない」状態とは例えば、点火コイルが外されている状態や、点火コイルの一次コイルが断線している状態である。
【００１５】
上記のように、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として、クランク軸が一定の計測区間を回転する間に現れる特異点の数を計数し、計数された特異点の数を、クランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数と比較するようにすると、計数された特異点の数と、正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定することができ、計数された特異点の数が正規の点火の回数に等しくないときに点火装置が異常であると判定することができる。
【００１６】
本発明に好ましい態様では、上記診断手段が、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように構成される。
【００１７】
本発明の他の好ましい態様では、クランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数と、クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるべきエンジンの正規の点火回数とが等しくならないように点火電源部が構成され、診断手段は、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、クランク軸が計測区間を回転する間に計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零でなく、かつ特異点計数手段により計数された特異点の数が前記計測区間をクランク軸が回転する間に行われる正規の点火回数及びクランク軸が前記計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成される。
【００１８】
上記のように、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較するだけでなく、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較するようにすると、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていない状態と点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態とを異常な状態として判定することができるだけでなく、これらの異常以外の他の予期しない異常が生じていることの判定をも行うことができるため、点火装置の異常の原因を更に詳細に診断することができる。
【００１９】
本発明の他の好ましい態様では、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、診断手段が診断を完了したときに特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段とが設けられる。
【００２０】
また、前回の判定タイミングと今回の判定タイミングとの間の期間を１判定期間としたときに、各判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、各判定期間の間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しくならないように点火電源部が構成される。
【００２１】
この場合診断手段は、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、判定期間の間に行われるエンジンの正規の点火の回数に等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数に等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零でなく、かつ各判定期間の間に行われる正規の点火回数及び各判定期間の間にコンデンサ充電用電圧が発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成される。
【００２２】
本発明において、特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数との比較に基づく診断を行わない場合には、点火電源部を、バッテリと該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとにより構成することができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、バッテリが外されているか、またはＤＣコンバータが故障している状態である。
【００２３】
また特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数との比較に基づく診断を行わない場合、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備えた構成とすることもできる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または前記整流回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【００２４】
点火電源部が、バッテリと、該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとからなる場合、本発明に係わる診断装置は、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、診断手段による診断が完了したときに特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段とを備えた構成とすることができる。
【００２５】
この場合、診断手段は、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しくないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときにバッテリが外されているか、またはＤＣコンバータが故障している状態にあると判定するように構成される。
【００２６】
特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較して、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されているか否か等の判定を行う場合も、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備えた構成とすることができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または整流回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【００２７】
また特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較して、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されているか否か等の判定を行う場合、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに該エキサイタコイルに流した短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断して該エキサイタコイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる昇圧回路とにより構成することができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または昇圧回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【００２８】
また特異点計数手段により計数されている特異点の数と判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とを比較して、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されているか否か等の判定を行う場合も、点火電源部は、エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられてエンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備えた構成とすることができる。この場合、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、エキサイタコイルが外されている状態か、または前記整流回路が故障していて、コンデンサ充電用電圧を出力できない状態である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として、クランク軸が一定の計測区間を回転する間に現れる特異点の数を計数し、計数された特異点の数を、クランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数と比較するようにすると、計数された特異点の数と、正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定することができ、計数された特異点の数が正規の点火の回数に等しくないときに点火装置が異常であると判定することができる。また、特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定することができ、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定することができるため、点火装置の異常の原因をも診断することができる。
【００３０】
特に請求項３または４に記載された発明によれば、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較するだけでなく、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数との比較をも行うことにより、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていない状態と点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態とを異常な状態として判定するだけでなく、これらの異常以外の他の予期しない異常が生じていることの判定をも行うことができるようにしたため、点火装置の異常を更に詳細に診断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係わる点火装置の構成を示したものである。図１において、１は図示しないエンジンにより駆動される磁石発電機で、この発電機は、エンジンのクランク軸に取り付けられたロータ１Ａと、エンジンのケースなどに取り付けられたステータ１Ｂとからなっている。ロータ１Ａは、カップ状に形成されたロータヨーク１a1と、ロータヨークの周壁部の内周に取り付けられた永久磁石（図示せず。）とを備え、ステータ１Ｂは、ロータの磁極に対向する磁極部を有するステータ鉄心と、ステータ鉄心に巻装されたエキサイタコイルＥＸとを備えている。
【００３２】
本発明は２サイクルエンジンにも４サイクルエンジンにも適用できるが、この例では、エンジンが２サイクルエンジンであるとし、エンジンが１８０度間隔で点火される２つの気筒を有しているものとする。磁石発電機１のロータヨーク１a1の外周には、エンジンの２つの気筒にそれぞれ対応する２個のリラクタｒ1及びｒ2が１８０度の角度間隔をあけて形成されている。ロータヨーク１a1の外側には、エンジンのケースなどの固定された箇所に取り付けられたパルサ２が配置されている。パルサ２は、リラクタｒ1及びｒ2に対向する磁極部を有する鉄心に巻回された信号コイルＳＣと、信号コイルＳＣが巻回された鉄心に結合された永久磁石とを備えた周知のものである。パルサ２は、エンジンの特定のクランク角位置でリラクタｒ1，ｒ2のそれぞれの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジを検出したときに、信号コイルＳＣに極性が異なるパルス信号を誘起させる。
【００３３】
図３は、図１の点火装置の各部に信号または電圧の波形を、横軸にクランク角（クランク軸の回転角度）θをとって示している。図３において、符号＃１及び＃２はそれぞれエンジンの第１気筒及び第２気筒に関連していることを意味しており、＃１ＴＤＣ 及び＃２ＴＤＣはそれぞれエンジンの第１気筒及び第２気筒の上死点位置（第１気筒及び第２気筒のピストンが上死点に達したときのクランク角位置）を示している。
【００３４】
図３（Ａ）に示されているように、本実施形態のパルサ２は、エンジンのクランク角位置が、当該エンジンの第１気筒の上死点位置＃１ＴＤＣ（第１の気筒の上死点に相当するクランク角位置）よりも十分に進角した位置に設定された第１気筒の基準クランク角位置θ11 に一致したときにリラクタｒ1の回転方向の前端側エッジを検出して信号コイルＳＣに第１気筒用の基準パルス信号Ｖs1を誘起させ、エンジンのクランク角位置が、第１気筒の上死点位置＃１ＴＤＣ付近に設定された第１気筒用の基準点火位置（進角量が零のときの点火位置）θ21に一致したときにリラクタｒ1の回転方向の後端側エッジを検出して信号コイルＳＣにパルス波形の第１気筒用基準点火位置信号Ｖs2を誘起させる。
【００３５】
パルサ２はまた、エンジンのクランク角位置が、当該エンジンの第２気筒の上死点位置＃２ＴＤＣよりも十分に進角した位置に設定された第２気筒の基準クランク角位置θ12に一致したときにリラクタｒ2の前端側エッジを検出して、信号コイルＳＣに第２気筒用の基準パルス信号Ｖs1を誘起させ、エンジンのクランク角位置が、第２気筒の上死点位置＃２ＴＤＣ付近に設定された第２気筒用の基準点火位置θ22に一致したときにリラクタｒ2の後端側エッジを検出して信号コイルＳＣにパルス波形の第２気筒用基準点火位置信号Ｖs2を誘起させる。
【００３６】
本実施形態では、パルサ２が各リラクタの回転方向の前端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs1が負極性のパルスからなり、パルサ２が各リラクタの回転方向の後端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs2が正極性のパルスからなっているが、パルサ２が各リラクタの回転方向の前端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs1を正極性のパルス信号とし、パルサ２が各リラクタの回転方向の後端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs2を負極性のパルス信号としてもよい。
【００３７】
本実施形態では、パルサ２がリラクタｒ1及びｒ2のそれぞれの前端側エッジを検出したときに発生する基準パルス信号Ｖs1を、各種の制御条件に対して演算された第１気筒及び第２気筒のそれぞれの点火位置の計測を開始するタイミングを定めるための信号として用いる。
【００３８】
またクランク軸の回転速度変動が激しいために、演算された点火位置を的確に検出することが困難なエンジンの始動時及び低速回転時においては、第１気筒及び第２気筒の点火位置を演算により定めるのではなく、上死点位置付近に定めた基準点火位置で点火を行わせるようにしている。本実施形態では、エンジンの始動時及び低速回転時にパルサ２がリラクタｒ1及びｒ2の回転方向の後端側エッジを検出して基準点火位置信号Ｖs2を発生したときに第１気筒用及び第２気筒用の点火信号を発生させるようにしている。
【００３９】
本実施形態では、パルサ２がリラクタｒ1及びｒ2の回転方向の後端側エッジを検出したときに発生するパルス信号Ｖs2を基準点火位置信号として用いるだけでなく、点火装置の診断を行う際の判定タイミングを定めるための信号としても用いる。
【００４０】
本実施形態では、リラクタｒ1，ｒ2が形成されたロータヨーク１a1により信号発生用のロータが構成され、このロータとパルサ２とにより、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器ＳＧが構成されている。
【００４１】
図１において３は、一次コイル３ａ及び３ｂを有する点火コイル、４は点火装置の構成に必要な電子部品やマイクロプロセッサを一体化した点火ユニットである。点火コイルの一次コイル３ａの一端は点火ユニット内で接地され、二次コイル３ｂの一端及び他端はそれぞれエンジンの第１及び第２の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬ１及びＰＬ２の非接地側の端子に接続されている。
【００４２】
点火ユニット４内には、点火コイルの一次コイルに対して直列に接続される点火用コンデンサ５と、エキサイタコイルＥＸの一方の極性の半波（この例では正極性の半波）の出力電圧を昇圧する昇圧回路６と、エキサイタコイルＥＸの出力電圧を半波整流して点火用コンデンサ５と一次コイル３ａとの直列回路の両端に印加する整流回路を構成するダイオード７と、点火信号Ｓｉが与えられたときに導通して、点火用コンデンサ５に蓄積された電荷を点火コイルの一次コイル３ａを通して放電させる放電用スイッチ８と、点火位置の制御を行うための演算処理等を行うマイクロプロセッサ９と、信号コイルＳＣが発生するパルス信号Ｖs1及びＶs2をマイクロプロセッサ９が認識し得る波形の信号Ｐ1及びＰ2に変換して、これらの信号をマイクロプロセッサ９に入力する波形整形回路１０と、点火電源部の出力端子間の電圧（点火用コンデンサ５の両端の電圧）を、その立ち上がり及び立ち下がりでレベルが変化する信号に変換する波形整形回路１１とが設けられている。波形整形回路１０及び波形整形回路１１の出力はマイクロプロセッサ９の所定のポートに入力されている。
【００４３】
更に詳述すると、点火用コンデンサ５は、その一端が点火コイルの一次コイル３ａの非接地側端子に接続されることにより一次コイル３ａに直列に接続されている。
【００４４】
放電用スイッチ８は、サイリスタ等の自己保持機能を有するスイッチ素子からなっていて、点火用コンデンサ５の他端と接地間（点火用コンデンサ５の他端と一次コイル３ａの一端との間）に接続されている。放電用スイッチ８としてサイリスタを用いる場合には、そのアノードを点火用コンデンサ５の他端に接続し、カソードを一次コイル３ａの一端に接続する。
【００４５】
昇圧回路６は、エキサイタコイルＥＸに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに該エキサイタコイルに短絡電流を流して、該短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断することによりエキサイタコイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる回路である。
【００４６】
昇圧回路６は、例えば、エキサイタコイルＥＸに対して並列に接続されてエキサイタコイルが一方の極性の半波の電圧を発生したときに導通してエキサイタコイルを短絡するエキサイタ短絡用スイッチと、エキサイタコイルに流れる短絡電流が設定値以上になったときにエキサイタ短絡用スイッチをオフ状態にするように制御してエキサイタコイルに高い電圧を誘起させる回路により構成される。このような昇圧回路は特許文献２に示されているように既に公知である。
【００４７】
本実施形態では、エキサイタコイルＥＸと、昇圧回路６と、ダイオード７とにより、パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部が構成されている。点火用コンデンサ５は、この点火電源部の出力電圧により一次コイル３ａを通して図示の極性に充電される。
【００４８】
点火ユニット４内では、点火用コンデンサ５と、昇圧回路６と、ダイオード７と、放電用スイッチ８とにより点火回路１２が構成されている。またマイクロプロセッサ９と、波形整形回路１０及び１１とにより制御部１３が構成され、この制御部のマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、エンジンの点火位置の制御を行う点火位置制御部と、点火装置の診断を行う診断装置とが構成される。エキサイタコイルＥＸと点火コイルの一次コイル３ａとが外部配線により点火回路１２に接続され、パルサＳＣが外部配線を通して波形整形回路１０に接続されている。
【００４９】
図２は、マイクロプロセッサ９により構成される各種の手段を含む本実施形態の点火装置及び該点火装置を診断する診断装置の構成を示したものである。図２において２１は回転速度演算手段で、この回転速度演算手段は、パルサ２がパルス信号を発生する周期からエンジンＥＮＧの回転速度を演算する。
【００５０】
２２は、点火位置演算手段で、この点火位置演算手段は、回転速度演算手段２１が演算した回転速度に対してエンジンＥＮＧの点火位置を演算し、更に演算した点火位置を検出するために点火タイマに計測させる計時データを演算する。
【００５１】
２３は、点火位置検出手段で、点火位置検出手段２３は、信号発生器ＳＧが基準パルス信号Ｖs1を発生したときに点火位置演算手段２２により演算された計時データを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。
【００５２】
２４は点火タイマがセットされた計時データの計測を完了したときに点火信号Ｓｉを発生して放電用スイッチに与える点火信号発生手段であり、回転速度演算手段２１ないし点火信号発生手段２４により、点火位置制御部２０が構成されている。
【００５３】
図１に示された点火装置においては、エキサイタコイルＥＸの一方の極性の半波の出力電圧が昇圧回路６により昇圧される。本実施形態においては、磁石発電機１のロータが１２極に構成されていて、クランク軸が１回転する間にエキサイタコイルＥＸが６サイクルの交流電圧を発生する。昇圧回路６はエキサイタコイルが発生する一方の極性の半波の電圧を昇圧して、図４に示したようなパルス波形のコンデンサ充電用電圧Ｖ0を、クランク軸が１回転する間に６回発生する。これら６個のコンデンサ充電用電圧Ｖ0はダイオード７を通して点火用コンデンサ５と点火コイルの一次コイル３ａとの直列回路の両端に印加されるため、点火用コンデンサ５が図示の極性に段階的に充電され、点火電源部の出力端子間の電圧（点火用コンデンサ５と一次コイル３ａとの直列回路の両端の電圧）Ｖcが図３（Ｃ）に示すように上昇していく。
【００５４】
回転速度演算手段２１は、信号発生器ＳＧが出力する特定のパルス信号の発生間隔からエンジンの回転速度を演算する。例えば、基準パルス信号Ｖs1が発生する毎に、前回の基準信号が発生してから今回の基準パルス信号が発生するまでの時間（クランク軸が１／２回転するのに要した時間）を読み込み、読み込んだ時間からエンジンの回転速度を演算する。なおエンジンの回転速度は前々回の基準パルス信号が発生してから今回の基準パルス信号が発生するまでの時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）から演算するようにしてもよい。
【００５５】
点火位置演算手段２２は、演算された回転速度に対して点火位置演算用マップを検索することにより点火位置を演算し、更に現在の回転速度で基準クランク角位置から演算された点火位置までクランク軸が回転するのに要する時間を点火位置検出用の計時データ（演算した点火位置を検出するために点火タイマに計測させる計時データ）として演算する。
【００５６】
点火位置検出手段２３は、基準パルス信号が発生したときに点火位置検出用の計時データを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火信号発生手段２４は、点火タイマがセットされた計時データの計測を完了したときに点火信号Ｓｉを放電用スイッチ８に与える。これにより放電用スイッチ８が導通し、点火用コンデンサ５に蓄積されていた電荷を点火コイルの一次コイルを通して瞬時に放電させる。この放電により点火コイル３の二次コイル３ｂに点火用の高電圧が誘起する。この高電圧はエンジンの第１及び第２の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬ１及びＰＬ２に同時に印加されるため、両点火プラグで同時に火花放電が生じ、２つの気筒のうち、点火時期にある方の気筒で点火が行われる。
【００５７】
また本発明に係わる診断装置３０は、特異点検出手段３１と、特異点計数手段３２と、診断手段３３と、診断手段３３による判定結果を記憶する判定結果記憶手段３４とにより構成されている。
【００５８】
特異点検出手段３１は、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcをその立ち上がり及び立ち下がりでレベルが変化する信号に変換する波形整形回路１１の出力から、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcの立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する。上記特異点の数は、点火用コンデンサの充電が行われる回数または放電が行われる回数に等しい。
【００５９】
特異点計数手段３２は、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、クランク軸が該計測区間を回転する間に特異点検出手段３１により検出された特異点の数を計数して記憶する。
【００６０】
本実施形態で用いている波形整形回路１１は、図１に示されているように、比較器ＣＰ１と、図示しない定電圧電源回路から与えられる一定電圧Ｅcが両端に印加された抵抗Ｒa及びＲbの直列回路からなっていて、抵抗Ｒbの両端の電圧を基準電圧Ｖfとして比較器ＣＰ1の非反転入力端子（＋端子）に与える基準電圧発生回路１１ａと、点火用コンデンサ５の他端と接地間（点火電源部の出力端子間）の電圧Ｖｃが両端に印加された抵抗Ｒc及びＲdの直流回路からなっていて、抵抗Ｒdの両端に得た電圧を点火電源部の出力電圧の検出信号Ｖcsとして比較器ＣＰ１の反転入力端子（−端子）に与える電圧検出回路１１ｂとにより構成されている。図示の波形整形回路１１は、点火電源部の出力電圧の検出信号Ｖcsが基準電圧Ｖfより高いときに低レベルを示し、検出信号Ｖcsが基準電圧Ｖf以下になっているときに高レベルを示す矩形波状の信号Ｓqを比較器ＣＰ1から出力する。即ち、波形整形回路１１は、図３（Ｄ）に示すように、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcを、その立ち下がりでレベルがハイレベルに変化し、立ち上がりでレベルがローレベルに変化する矩形波状の信号Ｓqに変換する。マイクロプロセッサはこの信号Ｓqのレベルの立ち上がりまたは立ち下がりを検出したときに実行中の処理に割り込みをかけることにより特異点を検出する。
【００６１】
本実施形態で用いる特異点検出手段３１は、波形整形回路１１が出力する信号Ｓqのレベルの立ち下がり（点火電源部の出力端子間の電圧Ｖｃの立上り）を特異点ａとして検出して、実行中の処理に割り込みをかけ、図７の割込み処理を実行させる。図７の割込み処理では、特異点ａが検出される毎に割込み回数カウンタの計数値をインクリメントして特異点の数を計数する。本実施形態では、マイクロプロセッサが図７の処理を行う過程により特異点検出手段３１と特異点計数手段３２が構成される。
【００６２】
今点火装置が正常に動作しているものとし、点火装置の正常時に点火用コンデンサの各充電が開始されてから放電が行われるまでの区間を少なくとも１つ含むクランク軸の回転角度区間を計測区間θdとすると、該計測区間において計数される上記特異点の数は、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われるべき正規の点火回数に等しくなる。
【００６３】
上記の計測区間θdは、信号発生器ＳＧが特定のパルス信号を発生する特定のパルス信号に基づいて定めることができる。例えば、図３に示すように、信号発生器ＳＧが発生する基準点火位置信号Ｖs2を波形整形して得たパルス信号Ｐ2の発生間隔の２倍の区間（クランク軸の１回転に相当する区間）を計測区間θdとすることができる。このように計測区間を定めた場合、点火装置が正常なときにクランク軸が該計測区間を回転する間に計数される特異点ａの数は２であり、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火回数も２である。
【００６４】
これに対し、点火コイル３の一次コイル３ａが外されていたり、一次コイルが断線していたりして、点火コイルの一次コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていない場合には、点火用コンデンサ５の充電回路が成立せず、点火用コンデンサの充電が行われないため、点火電源部の出力端子間（点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端間）の電圧Ｖｃの波形は、図４（Ｂ）に示したように、エキサイタコイルＥＸから昇圧回路６とダイオード７とを通して印加される（点火電源部から印加される）コンデンサ充電用電圧電圧Ｖ0の波形に等しくなる。
【００６５】
このときクランク軸が計測区間θdを回転する間に計数される特異点ａの数は、クランク軸が計測区間θdを回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧Ｖ0を発生する回数（本実施形態では６回）に等しくなる。
【００６６】
また、エキサイタコイルＥＸが外されていたり、昇圧回路６が故障していて、該昇圧回路がエキサイタコイルを短絡する状態にあったりして、図５（Ｂ）に示すように、点火電源部から点火用コンデンサと一次コイルとの直列回路の両端にコンデンサ充電用電圧Ｖ0が印加されない状態にあるときには、特異点が検出されないため、クランク軸が計測区間θdを回転する間に計測された特異点の数は０である。
【００６７】
従って、クランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、クランク軸が計測区間を回転する間に行われるべきエンジンの正規の点火の回数に等しくならないように点火電源部を構成しておけば、点火装置が正常な状態にあるときには、クランク軸が該計測区間を回転する間に計数される特異点の数と、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火の回数とが等しくなるのに対し、点火コイルの一次コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていないために点火用コンデンサの充電が行われない状態にあったり、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあるときには、クランク軸が該計測区間を回転する間に計数される特異点の数と、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火の回数とが等しくならない。そのため、クランク軸が計測区間を回転する間に計数される特異点の数と、クランク軸が該計測区間を回転する間に行われる正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定することができ、両者が等しくないときに点火装置が異常であると判定することができる。
【００６８】
また、クランク軸が計測区間θdを回転する間に計数される特異点ａの数と、クランク軸が計測区間θdを回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに、点火電源部は正常であるが、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定することができ、クランク軸が計測区間θdを回転する間に計数される特異点ａの数０であるときに点火電源部に異常があって、該点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生していないと判定することができる。
【００６９】
特異点計数手段３２は、エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器ＳＧから得られるパルス信号（本実施形態では基準点火位置信号Ｖs2）を基準にして決定した一定のクランク角の区間（この例ではクランク軸の１回転に相当する区間）を計測区間θdとして、クランク軸がこの計測区間を回転する間に特異点検出手段３１により検出された特異点の数を計数する。
【００７０】
図２に示した診断手段３３は、クランク軸が計測区間を回転する間に特異点計数手段３１により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、クランク軸が計測区間を回転する間に計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、特異点計数手段により計数された特異点の数が零でなく、かつ特異点計数手段により計数された特異点の数が計測区間をクランク軸が回転する間に行われる正規の点火回数及びクランク軸が計測区間を回転する間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成される。
【００７１】
マイクロプロセッサにより行われる実際の判定処理においては、エンジンの特定のクランク角位置で信号発生器ＳＧから得られるパルス信号に基づいて判定タイミングを決定して，決定した判定タイミングが検出されたときに特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する。
【００７２】
図３ないし図５に示した例では、信号発生器ＳＧがエンジンの一方の気筒の上死点位置付近で発生するパルス信号Ｖs2を波形整形して得たパルス信号Ｐ2がマイクロプロセッサに与えられるタイミング（一連のパルス信号Ｐ2，Ｐ2，…のうち、一つおきのパルス信号Ｐ2の発生タイミング）を判定タイミングとし、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの期間を１判定期間Ｔdとしている。この判定期間（時間）Ｔdは、計測区間（一定の回転角度）θdに相当するものであり、エンジンの回転速度の上昇に伴って短くなっていく。
【００７３】
また、各判定期間Ｔdの間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、各判定期間の間に行われるべきエンジンの正規の点火回数に等しくならないように点火電源部が構成されている。本実施形態では、各判定期間に行われる点火の回数が２であるのに対し、各判定期間の間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が６に設定されている。
【００７４】
診断手段３３は、判定タイミングで特異点計数手段３２により計数されている特異点の数が、判定期間Ｔdの間に行われるエンジンの正規の点火の回数に等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定タイミングで特異点計数手段３２により計数されている特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定する。診断手段３３はまた、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が、判定期間Ｔdの間に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数に等しいときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に接続されていないと判定し、判定タイミングで特異点計数手段により計数されている特異点の数が零でなく、かつ各判定期間の間に行われる正規の点火回数及び各判定期間の間にコンデンサ充電用電圧が発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定する。
【００７５】
上記診断手段３３を構成するために、判定タイミングが検出される毎に（パルス信号Ｐ2が発生する毎に）マイクロプロセッサに実行させる判定処理のアルゴリズムを示すフローチャートの一例を図６に示した。このアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１において、判定期間Ｔdの間（クランク軸が１回転する期間）に計数された特異点の数（信号Ｓqの立下りの数）をＡとして読み込む。次いでステップＳ２に進んで計数された特異点の数Ａが判定期間中に行われる正規の点火の回数Ｂに等しいか否かを判定する。その結果Ａ＝Ｂであるときには、ステップＳ３に進んで点火装置は正常であると判定し、次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタ（特異点が検出された回数を計数するカウンタ）をクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７６】
ステップＳ２においてＡ＝Ｂでないと判定されたときには、点火装置が異常であるとしてステップＳ５に進み、Ａ＝０であるか否かを判定する。その結果Ａ＝０であると判定されたときにはステップＳ６において、その異常の原因が、エキサイタコイルが外されているかまたは昇圧回路が故障しているために、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられていないことにあると判定する。次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７７】
ステップＳ５においてＡ＝０でないと判定されたときにはステップＳ７に進んで特異点の計数値Ａが、判定期間中に点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数Ｃに等しいか否かを判定する。その結果、Ａ＝Ｃであると判定されたときには、ステップＳ８に進んで、異常の原因が、点火コイルが外れているなどの理由により点火コイルと点火用コンデンサとが電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないことにあると判定する。次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタ（特異点が検出された回数を計数するカウンタ）をクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ７においてＡ＝Ｃでないと判定されたときには、ステップＳ９に進んで他の予期しない異常が発生していると判定し、次いでステップＳ４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００７９】
診断手段により行われた判定の結果は、判定結果記憶手段３４により記憶される。この判定結果記憶手段３４により記憶された判定結果を読み出すことにより、点火装置が正常であるか異常であるかを知ることができ、また異常が生じている場合にはその異常の原因を知ることができる。
【００８０】
上記の実施形態では、エキサイタコイルＥＸと昇圧回路６とダイオード７とにより点火電源部を構成している。このように点火電源部を構成すると、エキサイタコイルが高い電圧を発生する必要がないため、エキサイタコイルとして巻数が少ない小形のものを用いることができ、コストの削減を図ることができる。また磁石発電機内でエキサイタコイルが占有するスペースが小さくなるため、エキサイタコイルの存在により他の発電コイルを設けるためのスペースが犠牲になるのを防ぐことができる。
【００８１】
しかしながら本発明は、点火電源部を上記のように構成する場合に限定されるものではない。点火電源部はパルス波形のコンデンサ充電用電圧を発生するものであればよいため、昇圧回路を省略して、図８に示したように、点火用コンデンサ５を充電するために必要な高い電圧（二百数十ボルトの電圧）を発生することができるエキサイタコイルＥＸとダイオード７とにより点火電源部を構成するようにしてもよい。図８に示した点火装置のその他の構成は図１に示したものと同様である。
【００８２】
図８に示したように構成した場合には、エキサイタコイルが発生する交流電圧の一方の極性の半波の電圧がコンデンサ充電用電圧として点火用コンデンサ５と点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に印加される。
【００８３】
また図９に示したように、バッテリＢａｔとバッテリＢａｔの電圧を昇圧するＤＣコンバータ１４とダイオード７とにより点火電源部を構成する場合にも本発明を適用することができる。図９に示したＤＣコンバータ１４は、昇圧トランスＴsfと、バッテリから昇圧トランスＴsfの一次コイルに供給される一次電流を断続させるように制御する制御回路６′とを備えたもので、マイクロプロセッサ９から充電指令信号Ｓｃが与えられている間昇圧トランスＴsfの一次電流を断続させて図１１（Ｂ）に示すようなパルス波形のコンデンサ充電用電圧Ｖ0を繰り返し発生させる。点火装置が正常な場合には、このコンデンサ充電用電圧により、点火用コンデンサ５が図１０（Ｂ）に示すように充電される。
【００８４】
図９に示した例では、点火用コンデンサの放電時間を長くするために放電用スイッチ８に対して逆並列にダイオード１５が接続されている。その他の構成は図１に示した例と同様である。
【００８５】
図９に示した点火装置においても点火装置が正常なときには、点火電源部から与えられるコンデンサ充電用電圧により点火用コンデンサが充電されるため、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖcは図１０（Ｂ）に示すような波形になる。このとき判定期間の間に計数される特異点の数は判定期間の間に行われる正規の点火の回数に等しいため、図１の実施形態を同様に、判定期間の間に計数された特異点の数と判定期間の間に行われる正規の点火の回数とを比較することにより、点火装置が正常であるか異常であるかを判定することができる。
【００８６】
図９に示した点火装置において、点火コイルの一次コイルが点火用コンデンサに電気的に正常の接続されておらず、点火用コンデンサの充電回路が構成されていないときには、点火用コンデンサが充電されないため、波形整形回路１１を通して検出される電圧は図１１（Ｂ）のようにＤＣコンバータ１４が発生する電圧Ｖ0そのものとなる。このとき図１１（Ｄ）に示すように、コンデンサ充電用電圧Ｖ0の立上り及び立下りで波形整形回路１１を通して出力される信号Ｓqのレベルが変化し、特異点が検出されるが、この場合、１判定期間の間（１計測区間の間）にコンデンサ充電用電圧Ｖ0が発生する回数はＤＣコンバータの回路定数により変わるため、判定期間の間に計数される特異点の数は一定しない。
【００８７】
バッテリＢａｔが外されていたり、ＤＣコンバータ１４が故障していたりして、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない場合には、図１２（Ｂ）に示すように、点火用コンデンサは充電されないため、特異点は検出されず、判定期間の間に計数される特異点の数は０となる。
【００８８】
上記のように、バッテリとＤＣコンバータとにより点火電源部を構成する場合には、点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正しく接続されていないために点火用コンデンサが充電されない状態にあるときに、判定期間の間に波形整形回路１１を通して検出されるコンデンサ充電用電圧の発生回数が一定しないため、判定期間の間に計数された特異点の計数値と判定期間の間にコンデンサ充電用電圧が発生する回数とを比較することにより、発生している異常の原因が、点火用コンデンサの充電回路が成立していないことにあるのか、他の何らかの異常が発生しているのかを的確に判定することができない。
【００８９】
そこでこの場合には、判定期間の間に（クランク軸が計測区間を回転する間に）特異点計数手段により計数された特異点の数と判定期間の間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しいときに点火装置が正常であると判定し、判定期間の間に特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、判定期間の間に特異点計数手段により計数された特異点の数とクランク軸が計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに点火コイルが点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように診断手段を構成する。
【００９０】
図９に示した実施形態において、診断手段を構成するために判定タイミングが検出される毎にマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを示すフローチャートを図１３に示した。このアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１０１において、判定期間Ｔdの間（クランク軸が１回転する期間）に計数された特異点の数（信号Ｓqの立下りの数）をＡとして読み込む。次いでステップＳ１０２に進んで計数された特異点の数Ａが判定期間中に行われる正規の点火の回数Ｂに等しいか否かを判定する。その結果Ａ＝Ｂであるときには、ステップＳ１０３に進んで点火装置は正常であると判定し、次いでステップＳ１０４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ１０２においてＡ＝Ｂでないと判定されたときには、点火装置が異常であるとしてステップＳ１０５に進み、Ａ＝０であるか否かを判定する。その結果Ａ＝０であると判定されたときにはステップＳ１０６において、その異常の原因が、エキサイタコイルが外されているかまたはＤＣコンバータ１４の回路が故障しているために、点火電源部からコンデンサ充電用電圧が与えられていないことにあると判定する。次いでステップＳ１０４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ１０５においてＡ＝０でないと判定されたときにはステップＳ１０７に進んで、異常の原因が、点火コイルが外れているなどの理由により点火コイルと点火用コンデンサとが電気的に正常に接続されていないことにあると判定する。次いでステップＳ１０４において割り込み回数カウンタをクリアして特異点の計数値を零に戻した後この処理を終了する。
【００９３】
なお図９に示した実施形態において、特異点を計数するための処理は図７に示した処理と同様である。
【００９４】
図１及び図８に示した実施形態においても、図９の実施形態で設けたダイオード１５と同様のダイオードを放電用スイッチ８に逆並列接続することができる。
【００９５】
上記の実施形態では、点火位置を制御するマイクロプロセッサにより点火装置の異常診断を行わせているが、診断手段を構成するための判定処理を他のマイクロプロセッサにより行わせるようにしてもよい。
【００９６】
図９に示した実施形態では、ダイオード１５をサイリスタなどからなる放電用スイッチ８に逆並列接続するようにしているが、波形整形回路１１に抵抗Ｒc，Ｒdの直列回路からなる電圧検出回路１１ｈが設けられている場合には、点火プラグで行わせる放電をＤＣ放電とするために図１４に示すように点火コイル３の１次コイル３ａの両端にアノードを１次コイル３ａの他端（非接地側端子）側に向けたダイオード１５を並列接続する場合にも本発明を適用することができる。
【００９７】
図１４に示したコンデンサ放電式点火装置において、点火電源部が正常で、かつ点火コイル３の１次コイル３ａが正しく点火回路に接続されている場合には、点火用コンデンサ５と１次コイル３ａとの直列回路の両端の電圧（点火電源部の出力端子間の電圧）Ｖｃが図１０（Ｂ）のように段階的に上昇していく。これに対し、点火コイル３の１次コイル３ａが点火回路１２から外されている場合（または１次コイル３ａが断線している場合）には、点火電源部の出力電圧でダイオード１５を通して点火用コンデンサ５が一度点火電源部の出力電圧Ｖ0のピーク値まで充電されると、点火用コンデンサ５の両端の電圧が抵抗Ｒc及びＲdを通してダイオード１５の両端に逆方向に印加されるため、ダイオード１５は存在しないのと同じ状態になり、点火用コンデンサ５の充電は行われなくなる。そのため電圧検出回路１１ｂを通して検出される電圧は図１１（Ｂ）と同様の波形となる。したがって図１４に示すようにダイオード１５を点火コイルの１次コイルの両端に並列接続する場合にも、図９に示した実施形態について説明したのと同様に点火装置の異常の診断を行うことができる。
【００９８】
同様に、図１に示した実施形態においても、点火コイルの１次コイル３ａの両端にカソードを接地側に向けたダイオードを並列接続することができる。
【００９９】
上記の各実施形態では、波形整形回路１１を比較器ＣＰ1と、基準電圧発生回路１１aと、電圧検出回路１１bとにより構成したが、波形整形回路１１は、点火電源部の出力端子間の電圧Ｖc（またはＶ0)を、その立ち下がりでレベルがハイレベル（またはローレベル）に変化し、立ち上がりでレベルがローレベル（またはハイレベル）に変化する信号（マイクロプロセッサに点火電源部の出力端子間の電圧の立ち下がりまたは立上がりを認識させるのに適した信号）に変換する回路であればよく、上記の実施形態で用いたものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図２】図１の実施形態においてマイクロプロセッサにより構成される手段を含むシステム全体の構成を示したブロック図である。
【図３】図１の実施形態の各部の正常時の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図４】図１の実施形態において点火コイルが外されているなどの理由で点火用コンデンサの充電回路が構成されていないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図５】図１の実施形態においてエキサイタコイルが外されているなどの理由でコンデンサ充電用電圧が発生しないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図６】図１の実施形態において診断手段を構成するためにマイクロプロセッサが実行する判定処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図７】図１の実施形態において特異点計数手段を構成するためにマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図１０】図９の実施形態の各部の正常時の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図１１】図９の実施形態において点火コイルが外されているなどの理由で点火用コンデンサの充電回路が構成されていないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図１２】図９の実施形態においてエキサイタコイルが外されているなどの理由でコンデンサ充電用電圧が発生しないときの各部の信号波形及び電圧波形をエンジンのクランク角に対して示した波形図である。
【図１３】図９の実施形態において診断手段を構成するためにマイクロプロセッサが実行する判定処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 磁石発電機
ＥＸ エキサイタコイル
２ パルサ
ＳＧ 信号発生器
３ 点火コイル
４ 点火ユニット
５ 点火用コンデンサ
６ 昇圧回路
７ ダイオード
９ マイクロプロセッサ
１１ 波形整形回路
１２ 点火回路
１３ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、前記点火コイルに対して直列に接続されて前記点火電源部の出力電圧により前記一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置であって、
前記点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、
前記エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、前記クランク軸が該計測区間を回転する間に前記特異点検出手段により検出された特異点の数を計数する特異点計数手段と、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較することにより前記点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、
を具備してなるコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項２】
前記診断手段は、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように構成されている請求項１に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項３】
前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しくならないように前記点火電源部が構成され、
前記診断手段は、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に前記点火電源部が前記コンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、
前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に計数された特異点の数が零であるときに前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数が零でなく、かつ前記特異点計数手段により計数された特異点の数が前記計測区間を前記クランク軸が回転する間に行われる正規の点火回数及び前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成されている請求項１に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項４】
パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、前記点火コイルの一次コイルに対して直列に接続されて前記点火電源部の出力電圧により前記一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置であって、
前記点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、
前記特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、
前記エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに前記特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、
前記診断手段が診断を完了したときに前記特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段と、
を具備し、
前回の判定タイミングと今回の判定タイミングとの間の期間を１判定期間としたときに、各判定期間の間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、各判定期間の間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しくならないように前記点火電源部が構成され、
前記診断手段は、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前記判定期間の間に行われるエンジンの正規の点火の回数に等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときに前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前記判定期間の間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数に等しいときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が零でなく、かつ各判定期間の間に行われる正規の点火回数及び各判定期間の間に前記コンデンサ充電用電圧が発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成されているコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項５】
前記点火電源部は、バッテリと該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとからなり、
前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、前記バッテリが外されているか、または前記ＤＣコンバータが故障している状態である請求項１または２に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項６】
前記点火電源部は、前記エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられて前記エンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して前記点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備え、
前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、前記エキサイタコイルが外されている状態か、または前記整流回路が故障している状態である請求項１，２，３または４に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項７】
前記点火電源部は、前記エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられて前記エンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに該エキサイタコイルに流した短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断して該エキサイタコイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる昇圧回路とからなり、
前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、前記エキサイタコイルが外されている状態か、または前記昇圧回路が故障している状態である請求項１，２，３または４に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項８】
パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、前記点火コイルに対して直列に接続されて前記点火電源部の出力電圧により前記一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置であって、
前記点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、
前記特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、
前記エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに前記特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、
前記診断手段による診断が完了したときに前記特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段と、
を具備し、
前記点火電源部は、バッテリと、該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとからなり、
前記診断手段は、前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しくないときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときに前記バッテリが外されているか、または前記ＤＣコンバータが故障している状態にあると判定するように構成されているコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項１】
パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、前記点火コイルに対して直列に接続されて前記点火電源部の出力電圧により前記一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置であって、
前記点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、
前記エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号を基準にして決定した一定のクランク角の区間を計測区間として、前記クランク軸が該計測区間を回転する間に前記特異点検出手段により検出された特異点の数を計数する特異点計数手段と、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるエンジンの正規の点火の回数とを比較することにより前記点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、
を具備してなるコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項２】
前記診断手段は、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数が零であるときに前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しくなく、かつ零でもないときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定するように構成されている請求項１に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項３】
前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しくならないように前記点火電源部が構成され、
前記診断手段は、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に行われる前記エンジンの正規の点火の回数とが等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数と前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に前記点火電源部が前記コンデンサ充電用電圧を発生する回数とが等しいときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、
前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に計数された特異点の数が零であるときに前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、
前記特異点計数手段により計数された特異点の数が零でなく、かつ前記特異点計数手段により計数された特異点の数が前記計測区間を前記クランク軸が回転する間に行われる正規の点火回数及び前記クランク軸が前記計測区間を回転する間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成されている請求項１に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項４】
パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、前記点火コイルの一次コイルに対して直列に接続されて前記点火電源部の出力電圧により前記一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置であって、
前記点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、
前記特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、
前記エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに前記特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、
前記診断手段が診断を完了したときに前記特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段と、
を具備し、
前回の判定タイミングと今回の判定タイミングとの間の期間を１判定期間としたときに、各判定期間の間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数が、各判定期間の間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しくならないように前記点火電源部が構成され、
前記診断手段は、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前記判定期間の間に行われるエンジンの正規の点火の回数に等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときに前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態にあると判定し、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前記判定期間の間に前記点火電源部がコンデンサ充電用電圧を発生する回数に等しいときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、
前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が零でなく、かつ各判定期間の間に行われる正規の点火回数及び各判定期間の間に前記コンデンサ充電用電圧が発生する回数のいずれにも等しくないときに他の予期しない異常が生じていると判定するように構成されているコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項５】
前記点火電源部は、バッテリと該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとからなり、
前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、前記バッテリが外されているか、または前記ＤＣコンバータが故障している状態である請求項１または２に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項６】
前記点火電源部は、前記エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられて前記エンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルの出力電圧を半波整流または全波整流して前記点火用コンデンサと点火コイルの一次コイルとの直列回路の両端に与える整流回路とを備え、
前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、前記エキサイタコイルが外されている状態か、または前記整流回路が故障している状態である請求項１，２，３または４に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項７】
前記点火電源部は、前記エンジンにより駆動される磁石発電機内に設けられて前記エンジンの回転に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、該エキサイタコイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに該エキサイタコイルに流した短絡電流が設定値以上になったときに該短絡電流を遮断して該エキサイタコイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる昇圧回路とからなり、
前記点火電源部から前記コンデンサ充電用電圧が与えられない状態は、前記エキサイタコイルが外されている状態か、または前記昇圧回路が故障している状態である請求項１，２，３または４に記載のコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【請求項８】
パルス波形のコンデンサ充電用電圧を繰り返し出力する点火電源部と、点火コイルと、前記点火コイルに対して直列に接続されて前記点火電源部の出力電圧により前記一次コイルを通して充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、エンジンの点火位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置制御部とを備えて、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式エンジン用点火装置を診断するコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置であって、
前記点火電源部の出力端子間の電圧の立ち上がりまたは立ち下がりのいずれかを特異点として検出する特異点検出手段と、
前記特異点検出手段により特異点が検出される毎に計数値をインクリメントしてその計数値を特異点の数として記憶する特異点計数手段と、
前記エンジンの特定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器から得られるパルス信号に基づいて決定した判定タイミングが検出されたときに前記特異点計数手段により計数されている特異点の数から点火装置の異常の有無及び異常の原因を診断する診断手段と、
前記診断手段による診断が完了したときに前記特異点計数手段の記憶内容をクリアする記憶内容リセット手段と、
を具備し、
前記点火電源部は、バッテリと、該バッテリの出力電圧を昇圧するＤＣコンバータとからなり、
前記診断手段は、前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が、前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しいときに前記点火装置が正常であると判定し、前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が前回の判定タイミングから今回の判定タイミングまでの間に行われるべき前記エンジンの正規の点火回数に等しくないときに前記点火コイルが前記点火用コンデンサに電気的に正常に接続されていないために前記点火用コンデンサの充電回路が成立していないと判定し、前記判定タイミングで前記特異点計数手段により計数されている特異点の数が零であるときに前記バッテリが外されているか、または前記ＤＣコンバータが故障している状態にあると判定するように構成されているコンデンサ放電式エンジン用点火装置の診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１９６３２１（Ｐ２００８−１９６３２１Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４７０（Ｐ２００７−２９４７０）
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
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