JP2573839B2 - 回転数弁別回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、回転数弁別回路に関し、特に設定回転数を
越えた際の回転数を応答性良く弁別し得る回転数弁別回
路に関する。

〈従来の技術〉 一般に、エンジンの最高出力発生時の回転数以上にエ
ンジン回転数を上げることは、設定値以上にエンジンを
回すこととなり、エンジンに大きな負担をかけることと
なってエンジンの故障の要因となる虞れがあり好ましく
ない。そこで、エンジンの過回転を防止するために、エ
ンジンの回転数に応じて発生するパルスをF/Vコンバー
タを介し、そのF/Vコンバータの出力が設定回転数以上
に達した際には点火回路をオフ状態にして、エンジンが
設定回転数以上に回らないようにしていた。

しかしながら、F/Vコンバータにあっては大きなCR時
定数を有するため、回転数が急激に変化した場合には充
分に追従することができないため、急激な回転数変化に
対する過回転の確実な検出が困難であると云う問題があ
った。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目
的は、設定回転数を越える際の急激な回転数の変化に対
しても、その回転数の変化を応答性良くかつ確実に弁別
し得る回転数弁別回路を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、回転体の回転数
が設定回転数を越えたことを弁別するための回転数弁別
回路であって、前記回転数に同期する入力パルス波の立
ち上がりと立ち下がりとのいずれか一方のエッジの周期
に応じて当該入力パルス波を所定時間遅延させた遅延パ
ルス波を発生する遅延回路と、前記遅延パルス波の発生
毎に、前記回転数が前記設定回転数に達した際の前記入
力パルス波の同期と略等しいパルス幅の単安定パルス波
を発生しかつ当該単安定パルス波の当該パルス幅の発生
中に次の前記入力パルス波の前記一方のエッジが発生し
たら次の単安定パルス波を発生するパルス発生手段と、
前記単安定パルス波の前記パルス幅の発生中に次の前記
入力パルス波の前記一方のエッジが発生した場合には前
記設定回転数を越えたことを示す弁別信号を出力し、該
弁別信号の出力中であって前記単安定パルス波の前記パ
ルス幅分の発生終了までに次の前記入力パルス波の前記
一方のエッジが発生しない場合には前記単安定パルス波
の当該発生終了時に該弁別信号の出力を終了する弁別手
段とを有することを特徴とする回転数弁別回路を提供す
ることにより達成される。

〈作用〉 このようにすれば、設定回転数を越えるまでは設定回
転数に回転数が達した際の入力パルス波の周期と略等し
いパルス幅の単安定パルス波が発生し、設定回転数を越
えた際にはその単安定パルス波の発生中に次の入力パル
ス波が発生することから、その設定回転数を超えるタイ
ミングで発生する次の入力パルス波の立ち上がりと立ち
下がりとのいずれか一方のエッジの発生時に弁別信号を
出力すると共に、弁別信号発生中であって１つの単安定
パルス波の発生中に次の入力パルス波の上記一方のエッ
ジが発生しなかったらその単安定パルス波の終了後に弁
別信号の出力を止めるため、設定回転数に対する回転数
の変化を即座に弁別することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳し
く説明する。

第１図は本発明に基づくエンジンの回転数弁別回路１
を示す図である。図の左方に示される入力端子２には、
図示されないパルスジェネレータからエンジンの回転数
に周期したパルス波が入力されるが、入力端子２にはダ
イオードD1を介してトランジスタQ1のベースが接続され
ている。ダイオードD1は入力端子２からトランジスタQ1
に向けて入力パルス波を通す向きに接続されている。ま
た、トランジスタQ1のエミッタが接地されており、その
コレクタには、抵抗R1を介して、定電圧が供給されてい
る。

トランジスタQ1のコレクタには、例えばCR積分回路で
あって良い遅延回路５を介して、パルス発生手段を構成
する例えばCMOS4538であって良い単安定マルチバイブレ
ータ３の入力端子４が接続されている。

単安定マルチバイブレータ３の他の入力端子６及び７
には、定電圧が供給されており、両入力端子６及び７に
対する入力条件が常時高レベルである。単安定マルチバ
イブレータ３の時定数端子８、９の間にはコンデンサC2
が接続されていると共に、一方の時定数端子９には抵抗
R3を介して定電圧が供給されている。このコンデンサC2
及び抵抗R3の値を適宜定めることにより、単安定マルチ
バイブレータ３から出力される単安定パルス波のパルス
幅を所望の長さに設定することができる。尚、本実施例
にあっては、このパルス幅は、過回転を弁別するための
設定回転数に於ける入力パルス波の周期と同一長さに設
定されている。

単安定マルチバイブレータ３の出力端子10には弁別手
段としての例えばCMOS4013であって良いフリップフロッ
プ11のリセット端子12が、入力端子として接続されてい
る。フリップフロップ11の他の入力端子の内、クロック
端子13には前記したトランジスタQ1のコレクタが接続さ
れており、他の入力端子14には定電圧が供給されている
と共に、別の入力端子15が接地されている。従って、こ
のフリップフロップ11にあっては、入力端子15が常時低
レベルであり、入力端子14が常時高レベルであり、クロ
ック端子13には入力パルス波が入力されており、リセッ
ト端子12には単安定マルチバイブレータ３から出力され
る単安定パルス波が入力されている。

更に、フリップフロップ11の一対の出力としての一方
の出力端子16か、抵抗R4を介して、単安定マルチバイブ
レータ３の時定数端子９と接続されており、他方の出力
端子17が回転数弁別回路１の信号出力端子18に接続され
ている。

ところで、このフリップフロップ11にあっては、リセ
ット端子12とクロック端子13とに入力される信号の条件
により、出力端子17からの信号出力の状態が定まること
となる。即ち、リセット端子12が高レベルの場合には、
常に出力端子17が低レベルにあり、クロック端子13が低
レベルから高レベルに立ち上がる際にリセット端子12が
低レベルであると、出力端子17が高レベルになる。更
に、リセット端子12が低レベルのままクロック端子13が
高レベルから低レベルに立ち下がる際にも、出力端子17
が高レベルのまた保持される。

次に、このようにして構成された回転数弁別回路１の
作動要領を、第２図を参照して、以下に示す。

第２図は、第１図に示されるトランジスタQ1のコレク
タ（図のＡ点）と、単安定マルチバイブレータ３の入力
端子４（図のＢ点）と、フリップフロップ11のリセット
端子12（図のＣ点）と、フリップフロップ11の出力端子
17（図のＤ点）とに於けるそれぞれの信号の電位状態を
示すタイムチャートである。尚、それぞれの信号の高レ
ベル状態をＨ、低レベル状態をＬで示している。

入力端子２からのエンジン回転数に同期したパルス波
によりトランジスタQ1がオン、オフを繰り返しており、
このトランジスタＱによる入力パルス波の周期ｔが、第
２図の上段に示されるように、エンジン回転数の応じて
変化している。この入力パルス波が遅延回路５を介して
単安定マルチバイブレータ３に入力されることから、単
安定マルチバイブレータ３に入力されるパルス信号が、
図の中上段に示されるように、入力パルス波に対して遅
延時間（T1）だけ遅れた波形となる。

単安定マルチバイブレータ３にあっては、前記したよ
うに設定回転数のときの入力パルス波の周期と同一長さ
に定められたパルス幅（T2）の単安定パルス波が出力端
子10から出力される。この単安定パルス波は、図の中下
段に示されるように、入力パルス波の立ち上がり時から
パルス幅（T2）をもって低レベル状態となる負のパルス
波として、出力端子10から出力される。

第２図の左方側から時刻Taに至るまでは設定回転数以
下の状態を示しており、この範囲にあっては、図の上段
に示される入力パルス波の周期ｔが単安定パルス波のパ
ルス幅T2よりも長いため、単安定パルス波が、図の中下
段に示されるように、１パルスずつ出力されている。従
って、フリップフロップ11の出力端子17からの信号は、
前記した条件により、図の下段に示されるように、常に
低レベルである。

次に、回転数の増加に伴い入力パルス波の周期ｔが順
次狭められてくるが、時刻Taから時刻Tbに至る間に回転
数が設定回転数を越えた場合には、第２図の上段に示さ
れるように、その時の入力パルス波の周期t1が単安定パ
ルス波のパルス幅（T2）よりも短くなるため、単安定パ
ルス波が低レベル状態にある間の時刻Tbにて入力パルス
波が立ち上がる。従って、フリップフロップ11の前記し
た入力条件により、出力端子17からの信号の高レベルに
なる。更に、エンジンの回転数が設定回転数以上にある
間にあっては、入力パルス波の周期が単安定パルス波の
パルス幅（T2）以下であることから、単安定パルス波が
連続して低レベルのまま出力されることとなり、出力信
号（Ｄ点電位）も高レベルのまま連続して出力される。

更に、時刻Tcから時刻Tdに至る間にエンジン回転数が
設定回転数以下に減少した場合には、入力パルス波の周
期t2が単安定パルス波のパルス幅（T2）以上に長くなる
ため、単安定パルス波が高レベルに復帰し得るようにな
り、フリップフロップ11の出力端子17からの信号を低レ
ベルに復帰する。

ところで、前記したようにフリップフロップ11の出力
端子16と単安定マルチバイブレータ３の時定数端子９と
が抵抗R4を介して接続されていることから、エンジン回
転数の設定回転数以下の場合にはフリップフロップ11の
出力端子16が高レベル状態にあり、抵抗R3及びR4が並列
状態となるため、単安定パルス波の時定数T2が若干減少
する。また、エンジン回転数が設定回転数以上の場合に
は抵抗R4側が接地された状態になり、時定数端子９には
抵抗R3及びR4により分圧された電圧が加わることとな
り、単安定パルス波の時定数T2が若干増加する。

従って、エンジン回転数が増加して設定回転数以上に
なったときには、単安定パルス波の時定数T2が若干増加
することとなるから、以後エンジン回転数が設定回転数
をわずかに下回るまでは、単安定パルス波が連続して低
レベルを維持することになる。

逆に、エンジン回転数が減少して設定回転数以下にな
ったときには、単安定パルス波の時定数T2が若干減少す
ることになるから、以後エンジン回転数が設定回転数を
わずかに上回るまでは、単安定パルス波の状態を維持す
ることになる。

前記動作によって設定回転数付近で出力端子17からの
出力が過渡状態にあるときは、出力端子16のフィードバ
ックによって、過渡状態を確定させる向きにT2を微調す
ることになる。そのため安定した出力を得ることができ
る。更に、設定回転数に対する回転数の変化をエンジン
回転数に応じた入力パルス波の１周期以内にて弁別可能
である。

第３図は、前記した回転数弁別回路１を用いた応用例
としてのエンジンの点火回路を概略的に示す構成図であ
る。この応用例にあっては、図に良く示されるように、
エンジンの回転に同期して正弦波出力パルス波を発生す
るためのエキサイタコイル21がダイオードD2及びコンデ
ンサC3を介してイグニッションコイル22の一時側コイル
に接続されている。また、エキサイタコイル21とダイオ
ードD2との間が、ダイオードD3を逆方向に介して接地さ
れている。更に、ダイオードD2とコンデンサC3との間が
サイリスタS1を介して接地されていると共に、レギュレ
ータ23を並列に介しても接地されている。サイリスタS1
のゲートには点火時期制御回路24を介してパルサーコイ
ル25が接続されており、このパルサーコイル25はエンジ
ンの１回転毎に１つのパルス波を発生する。

従っ、回転数に応じて点火時期を制御された点火オン
信号が、エンジンの１回転毎にサイリスタS1のゲートに
入力されて、イグニッションコイル22による点火が好適
に制御される。更に、サイリスタS1のゲートには、エミ
ッタ接地されたトランジスタQ2のコレクタが接続されて
おり、このトランジスタQ2のベースとパルサーコイル25
との間には前記した回転数弁別回路１が設けられてい
る。従って、回転数弁別回路１の出力信号もサイリスタ
S1のゲート信号として加えられることとなる。

このようにして構成された点火回路にあっては、エン
ジンの回転数が設定回転数を越えた場合には、前記した
ように回転数弁別回路１からの過回転検出信号によりト
ランジスタQ2がオンして、サイリスタS1のゲートがアー
スされるため、点火時期制御回路24から点火オン信号が
出力されてもサイリスタS1がオンしないため、イグイッ
ションコイル22による点火が停止することとなる。この
とき、前記したように回転数弁別回路１からの出力信号
が速やかにオンするため、回転数の急激な変化に対しも
極めて追従性良くエンジンの過回転を防止することがで
きる。尚、レギュレータ23はコンデンサC3の過充電を防
止するためのものである。

また、本実施例にあっては、エンジンの過回転を防止
するための点火回路について示したが、エンジンの過回
転防止回路に限るものではなく、例えば、エンジンの排
気管路にバイパスを設け、設定回転数を基準としてバイ
パスを開閉制御することにより、エンジンの出力特性を
好適に制御し得るなど、本発明を種々の回路に用いるこ
とができる。更に、エンジンの回転制御回路に限らず、
種々の回転装置の回転制御回路に適用可能である。

〈発明の効果〉 このように本発明によれば、回転数に同期した入力パ
ルス波に遅延させて、設定回転数に達し際の入力パルス
波の周期と略等しいパルス幅の単安定パルス波を発生さ
せることにより、設定回転数を越えた際には単安定パル
ス波の発生中に次の入力パルス波が発生するため、弁別
手段により設定回転数に対する回転数の変化を入力パル
ス波の１周期以内にて弁別することができると共に、そ
の弁別信号の出力を１つの単安定パルス波の発生中に次
の入力パルス波の一方のエッジが発生しなかったらその
単安定パルス波の終了後に止めることから、設定回転数
を超えてまた戻るような急激な回転数の変化に対して応
答性が極めて良く、また、入力パルス波に対して遅延さ
せて単安定パルス波を発生させていることにより誤動作
を防止して、出力の過渡状態に対する安定性も考慮され
ているためその効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく回転数弁別回路を示す回路図
である。 第２図は、本発明に基づく回転数弁別回路の作動要領を
示すタイムチャートである。 第３図は、本発明に基づく回転数弁別回路が適用された
エンジンの点火回路の構成を概略的に示す図である。 １……回転数弁別回路、２……入力端子 ３……単安定マルチバイブレータ ４……入力端子、５……遅延回路 ６、７……入力端子、８、９……時定数端子 10……出力端子、11……フリップフロップ 12……リセット端子、13……クロック端子 14、15……入力端子、16、17……出力端子 18……信号出力端子、21……エキサイタコイル 22……イグニッションコイル 23……レギュレータ、24……点火時期制御回路 25……パルサーコイル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体の回転数が設定回転数を越えたこと
   を弁別するための回転数弁別回路であって、 前記回転数に同期する入力パルス波の立ち上がりと立ち
   下がりとのいずれか一方のエッジの周期に応じて当該入
   力パルス波を所定時間遅延させた遅延パルス波を発生す
   る遅延回路と、前記遅延パルス波の発生毎に、前記回転
   数が前記設定回転数に達した際の前記入力パルス波の同
   期と略等しいパルス幅の単安定パルス波を発生しかつ当
   該単安定パルス波の当該パルス幅の発生中に次の前記入
   力パルス波の前記一方のエッジが発生したら次の単安定
   パルス波を発生するパルス発生手段と、前記単安定パル
   ス波の前記パルス幅の発生中に次の前記入力パルス波の
   前記一方のエッジが発生した場合には前記設定回転数を
   越えたことを示す弁別信号を出力し、該弁別信号の出力
   中であって前記単安定パルス波の前記パルス幅分の発生
   終了までに次の前記入力パルス波の前記一方のエッジが
   発生しない場合には前記単安定パルス波の当該発生終了
   時に該弁別信号の出力を終了する弁別手段とを有するこ
   とを特徴とする回転数弁別回路。
2. 【請求項２】前記パルス発生手段が、前記回転数が前記
   設定回転数を越える状態に遷移する際にはパルス幅を増
   大させ、前記回転数が前記設定回転数を下回る状態に遷
   移する際にはパルス幅を減少させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の回転数弁別回路。