JP3008746B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルサコイルから得ら
れる信号を用いて機関の点火位置を制御する内燃機関用
点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に内燃機関用点火装置は、点火信号
が与えられたときに点火コイルの１次電流を制御するこ
とにより、点火コイルの２次コイルに点火用の高電圧を
発生させる点火回路を備えており、点火位置制御回路に
より点火回路に点火信号を与える位置を制御することに
よって機関の点火位置を制御するようにしている。

【０００３】点火位置制御回路に機関の回転情報（回転
角度情報や回転速度情報）を与えるために、内燃機関の
回転軸に取り付けられた回転子と、機関のケースやカバ
ー等に設けられた取付部に固定された信号発電子とから
なる信号発電機が用いられる。信号発電子はパルサコイ
ルを巻回した鉄心と、該鉄心に磁気結合された磁石とを
備えていて、鉄心に設けられた磁極部が回転子に所定の
ギャップを介して対向させられている。回転子は、所定
の極弧角を有するリラクタを備えていて、リラクタが信
号発電子の鉄心の磁極部に対向し始める際及び該対向を
終了する際にそれぞれ鉄心に生じる磁束変化により、パ
ルサコイルに極性が異なるパルス状の第１の信号及び第
２の信号が誘起するようになっている。そして上記第１
の信号及び第２の信号をそれぞ内燃機関の上死点よりも
進んだ位置に設定された第１の回転角度位置（通常は最
大進角位置）及び該第１の回転角度位置よりも遅れた位
置に設定された第２の回転角度位置（最小進角位置）で
それぞれ発生させるように、回転子と信号発電子との間
の位置関係が設定されており、第１及び第２の信号が点
火位置制御回路に入力されている。

【０００４】点火位置制御回路は、上記第１の信号及び
第２の信号を入力として第１の回転角度位置と第２の回
転角度位置との間で点火信号の発生位置を制御する。

【０００５】また内燃機関の過回転を防止する場合に
は、機関の回転数が設定値を超えたときに点火用高電圧
の発生を阻止することにより機関を失火させて、機関の
回転数を設定値以下に制限する過回転防止回路が設けら
れる。

【０００６】従来の内燃機関用点火装置に設けられてい
た過回転防止回路は、点火回路の電源として用いられる
エキサイタコイルに対して並列に接続された過回転防止
用半導体スイッチと、パルサコイルの出力信号のレベル
から機関の回転数を検出して、検出された機関の回転数
が設定値を超えたときに過回転防止用半導体スイッチを
導通させるトリガ回路とを備えていて、回転数が設定値
を超えたときに過回転防止用半導体スイッチを導通させ
ることにより、エキサイタコイルを短絡して点火動作を
阻止するようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】過回転防止回路を備え
た従来の内燃機関用点火装置では、機関の回転数が設定
値を超えたときに点火コイルの電源として用いるエキサ
イタコイルを短絡することにより機関を失火させるよう
にしていたため、エキサイタコイルを電源とした電源回
路により点火装置の制御回路に直流電源電圧を与える場
合に適用できないという問題があった。

【０００８】また従来の過回転防止回路では、パルサコ
イルの出力信号のレベルから回転数を検出していたた
め、信号発電子と回転子との間のギャップのばらつきに
より、過回転防止動作が開始される回転数の設定値が変
動するという問題があった。

【０００９】本発明の目的は、パルサコイルの出力特性
や点火回路のトリガレベルのばらつきにより機関の始動
回転数がばらつくのを防止することができるようにした
内燃機関用点火装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示した
ように、内燃機関の上死点よりも進んだ位置に設定され
た第１の回転角度位置及び該第１の回転角度位置よりも
遅れた位置に設定された第２の回転角度位置でそれぞれ
所定の信号幅を有する第１及び第２の信号を発生するパ
ルサコイル１と、パルサコイル１の出力により制御され
て第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で発
生位置が変化する点火信号Ｖi を出力する点火位置制御
回路２と、点火信号Ｖi が与えられたときに点火用の高
電圧を発生する点火回路３と、内燃機関の回転数が設定
値を超えたときに点火用高電圧の発生を阻止することに
より機関の回転数を設定値以下に制限する過回転防止回
路４とを備えた内燃機関用点火装置に係わるものであ
る。

【００１１】パルサコイル１が発生する第１の信号Ｖs1
及び第２の信号Ｖs2は、通常制御信号発生回路５に与え
られて、点火位置制御回路２の演算動作を制御するため
に都合が良い波形に変換される。

【００１２】図１に示した例では、制御信号発生回路５
が、第１の回転角度位置から第２の回転角度位置まで発
生する矩形波状の制御信号Ｖq と、第２の信号Ｖs2の信
号幅に相応した信号幅を有するパルス状の制御信号Ｖs2
´とを出力する。ここで制御信号Ｖq の信号幅は、点火
動作が許容される回転角度区間に相当しており、制御信
号Ｖs2´の発生位置（制御信号Ｖq の消滅位置）は、機
関の点火位置の最小進角位置に相当している。

【００１３】点火位置制御回路２は、上記制御信号Ｖq
，Ｖs2´を入力として点火位置を演算し、演算した点
火位置で点火信号Ｖi を出力する。この点火信号Ｖi の
発生位置は第１の回転角度位置と第２の回転角度位置と
の間の範囲（制御信号Ｖq の信号幅）に制限される。

【００１４】なお制御信号発生回路５は点火位置制御回
路２の演算動作を制御するために都合がよい波形の信号
を発生する回路で、制御信号発生回路５が発生する制御
信号の波形は必ずしも上記の通りであるとは限らず、点
火位置制御回路２の構成に応じて適宜に変更される。

【００１５】一般に点火回路３は、点火コイルの１次側
に半導体スイッチを備えていて、点火信号Ｖi が与えら
れたときに該半導体スイッチを動作させて点火コイルの
１次電流を急激に変化させるように制御することによ
り、点火コイルの２次コイルに点火用の高電圧を誘起さ
せるようになっている。点火回路から得られる高電圧は
機関の気筒に取り付けられた点火プラグＰに供給され、
該高電圧が発生したときに点火プラグＰに火花が生じて
機関が点火される。

【００１６】点火回路３としてはコンデンサ放電式の回
路や電流遮断形の回路が知られているが、本発明におい
てはいずれの形式の点火回路が用いられていてもよい。

【００１７】点火回路３に点火エネルギーを与える点火
電源としては、バッテリや、機関に取り付けられた磁石
発電機内に配置されたエキサイタコイル６が用いられ
る。エキサイタコイルが用いられるときには、多くの場
合、その半サイクルの出力を利用して直流定電圧を出力
する電源回路７が設けられ、この電源回路７から各部に
直流電源電圧Ｖccが与えられる。

【００１８】本発明においては、上記過回転防止回路４
が、点火信号側路用スイッチ４Ａと、基準電圧発生回路
４Ｂと、積分回路４Ｃと、比較回路４Ｄと、帰還回路４
Ｅとにより構成される。

【００１９】点火信号側路用スイッチ４Ａは、導通した
際に点火信号Ｖi を点火回路２から側路するように設け
られたスイッチで、このスイッチはその制御端子に導通
信号Ｖb が与えられている間導通する。

【００２０】基準電圧発生回路４Ｂは、第１の信号及び
第２の信号により制御されて第１の回転角度位置から第
２の回転角度位置までの間第１の基準電圧Ｅ1 を発生
し、第２の回転角度位置から第１の回転角度位置までの
間第１の基準電圧Ｅ1 よりも低い第２の基準電圧Ｅo を
発生する。

【００２１】積分回路４Ｃは、積分コンデンサ４０１
と、積分コンデンサ４０１を第１の時定数で充電する充
電回路４０２と、第２の信号Ｖs2が発生している間トリ
ガ信号Ｖt が与えられて導通するように設けられたリセ
ット用スイッチ４０３ａを有して該リセット用スイッチ
が導通している間電流制限阻止４０３ｂを通して積分コ
ンデンサ４０１を第２の時定数で放電させる放電回路４
０３とを備え、積分コンデンサ４０１の両端に三角波形
の積分電圧Ｖcoを発生する。

【００２２】比較回路４Ｄは、積分電圧Ｖcoと基準電圧
発生回路４Ｂの出力とを比較して積分電圧Ｖcoが第１の
基準電圧Ｅ1 よりも低いとき及び第２の基準電圧Ｅo よ
りも低いときに点火信号側路用スイッチ４Ａに導通信号
Ｖb を与える。

【００２３】帰還回路４Ｅは、比較回路４Ｄが導通信号
Ｖb を発生したときに一定時間の間比較回路の出力側か
らリセット用スイッチ４０３ａにトリガ信号Ｖt を与え
る。そして、本発明においては、機関の回転数が設定値
を超えたときに第１の回転角度位置で積分電圧Ｖcoが第
１の基準電圧Ｅ1 よりも低くなるように上記第１の時定
数が設定され、機関の回転数が設定値を超えたときに第
２の回転角度位置での積分電圧Ｖcoを第２の基準電圧Ｅ
o よりも低い値に制限するために必要なレベルまで積分
コンデンサ４０１を放電させておくように帰還回路４Ｅ
を通してリセット用スイッチ４０３ａにトリガ信号Ｖt
を与える時間が設定されている。

【００２４】上記第１の回転角度位置及び第２の回転角
度位置はそれぞれ機関の最大進角位置及び最小進角位置
であることが多いが、点火位置を演算して演算した点火
位置で点火信号を発生させるためには、機関の特定の回
転角度位置を検出できればよいので、第１及び第２の回
転角度位置は必ずしも最大進角位置及び最小進角位置で
なくてもよい。パルサコイルが発生する２つの出力信号
は、機関の回転角度情報（信号の発生位置により与えら
れる。）と、回転数情報（２つの信号の発生間隔または
信号の発生周期により与えられる。）とを点火位置演算
部に与え得るものであればよい。

【００２５】パルサコイルが設けられる信号発電機は、
ロータ側にリラクタを有するものに限られるものではな
く、ロータ側に磁石界磁を有する信号発電機であっても
よい。

【００２６】点火回路は、点火信号が与えられたときに
トリガされて動作する半導体スイッチを備えていて、そ
の半導体スイッチの動作により点火コイルの１次電流に
急激な変化を生じさせて点火用の高電圧を誘起させる回
路であればよい。

【００２７】点火位置制御回路２は、パルサコイルの出
力から少なくとも回転角度位置の情報を得て点火位置を
演算するものであればよい。

【００２８】図１に示した例では、回路構成を簡単にす
るために制御信号Ｖq を利用して基準電圧Ｅ1 及びＥo
を発生するように基準電圧発生回路４Ｂが構成されてい
るが、基準電圧発生回路は第１の信号Ｖs1及びＶs2によ
り制御されて基準電圧Ｅ1 及びＥo を発生するものであ
ればよく、図１の例に限定されない。例えば第１の信号
Ｖs1及びＶs2を直接入力として基準電圧Ｅ1 及びＥo を
発生する回路であってもよい。

【００２９】

【作用】上記の内燃機関用点火装置において、パルサコ
イル１は、図３（ａ）に示したように、第１の回転角度
位置θ1 及び第２の回転角度位置θ2 でそれぞれ第１の
信号Ｖs1及び第２の信号Ｖs2を発生する。

【００３０】基準電圧発生回路４Ｂは、図３（ｅ）に示
したように、第１の回転角度位置θ1 から第２の回転角
度位置θ2 までの間第１の基準電圧Ｅ1 を発生し、第２
の回転角度位置から第１の回転角度位置までの間第１の
基準電圧Ｅ1 よりも低い第２の基準電圧Ｅo を発生す
る。

【００３１】積分コンデンサ４０１は、充電回路４０２
を通して第１の時定数で充電され、第２の回転角度位置
θ2 でリセット用スイッチ４０３ａを通して第２の時定
数で放電させられる。積分コンデンサ４０１の両端の電
圧Ｖcoが第１の基準電圧Ｅ1及び第２の基準電圧Ｅo よ
りも低くなると比較回路４Ｄが導通信号Ｖb を発生す
る。導通信号が発生すると一定の時間の間帰還回路４Ｅ
を通してリセット用スイッチ４０３a にトリガ信号が与
えられるため、積分コンデンサ４０１が一定の時間の間
第２の時定数で更に放電させられる。帰還回路４Ｅを通
してリセット用スイッチ４０３に与えられていたトリガ
信号が消滅すると積分コンデンサ４０１が再び一定の時
定数で充電される。

【００３２】機関の回転数Ｎが設定値Ｎs 以下の状態で
は、積分コンデンサ４０１の両端に得られる積分電圧Ｖ
coの波形が、例えば図３（ｅ）に鎖線で示したように、
第２の回転角度位置θ2 で所定の傾きで下降した後、所
定の傾きで上昇する三角波形になる。本発明において
は、機関の回転数が設定値Ｎs 以下のときにこの積分電
圧Ｖcoが第１の回転角度位置θ1 で基準電圧Ｅ1 を下回
ることができないように積分回路の充電時定数が設定さ
れているため、機関の回転数Ｎが設定値Ｎs 以下の状態
では、比較回路４Ｄが導通信号Ｖb を発生する位置が第
２の回転角度θ2よりも遅れた位置となり、点火信号Ｖi
が発生したときに点火信号側路用スイッチ４Ａが導通
することはない。従って機関の点火は支障なく行われ
る。

【００３３】機関の回転数Ｎが設定値Ｎs を超えると、
積分電圧Ｖcoが第１の回転角度位置θ1 で基準電圧Ｅ1
よりも低くなって比較回路４Ｄが導通信号Ｖb を出力す
る状態になるため、第１の回転角度位置θ1 でリセット
用スイッチ４０３ａにトリガ信号が与えられて積分コン
デンサ４０１が一定の時間第２の時定数で放電させら
れ、該一定の時間が経過した後、積分コンデンサ４０１
が第１の時定数で充電される。第２の回転角度位置θ2
で第２の信号Ｖs2が発生するとリセット用スイッチ４０
３ａにトリガ信号が与えられるため、積分コンデンサ４
０１は再び放電させられる。そのため、回転数Ｎが設定
回転数Ｎs を超える領域での積分電圧Ｖcoは、図３
（ｉ）に鎖線で示したように、第１の回転角度位置θ1
から一定の時間所定の傾きで下降した後、第２の回転角
度位置θ2 まで所定の傾きで上昇し、第２の回転角度位
置θ2 から一定の時間下降した後、再び次の第１の回転
角度位置θまで所定の傾きで上昇する波形になる。

【００３４】従って機関の回転数Ｎが設定値Ｎs を超え
ると、積分電圧Ｖcoが第１の回転角度位置θ1 で第１の
基準電圧Ｅ1 よりも低くなるため、第１の回転角度位置
θ1で導通信号Ｖb が発生するようになり、第１の回転
角度位置θ1 で点火信号側路用スイッチ４Ａが導通する
ようになる。そのため、機関の回転数が設定値を超える
と、点火位置制御回路２から出力される点火信号Ｖi が
点火信号側路用スイッチ４Ａを通して点火回路３から側
路されるようになり、点火動作は行われなくなる。

【００３５】このように、機関の回転数が設定値を超え
る領域で点火動作を停止させて、機関を失火させること
ができるため、機関の回転数を設定値以下に制限するこ
とができる。本発明においては、パルサコイルから出力
される第１の信号及び第２の信号の発生間隔を利用して
回転数が設定値に達したことを検出しているため、信号
発電機のエアギャップのばらつきによる第１の信号及び
第２の信号のレベルの変化の影響を受けることなく、過
回転防止動作が開始される回転数の設定値を常に一定に
することができる。

【００３６】また本発明においては、過回転防止時に点
火電源を短絡することなく、点火信号を点火回路から側
路することにより点火動作を阻止するようにしているた
め、過回転防止動作時にも点火回路の電源が失われるこ
とがない。そのため、点火回路の電源を利用して制御回
路の各部に直流電源電圧を与える電源回路が用いられる
場合にも、支障なく過回転防止動作を行わせることがで
きる。

【００３７】

【実施例】図１は本発明の実施例の全体的な構成を示し
たものであるが、この構成については既に「課題を解決
するための手段」の項で説明した。図２は図１の各部を
更に具体的にした実施例を示したもので、以下この図２
の実施例について説明する。

【００３８】図２においてエキサイタコイル６は内燃機
関に取り付けられた磁石発電機内に設けられていて、機
関の回転に同期して交流電圧を誘起する。電源回路７は
エキサイタコイルの半波の電圧で電源コンデンサを充電
するとともに、その充電電圧を一定値以下に制限するこ
とにより、直流定電圧Ｖccを発生する。

【００３９】図示の点火回路３は、コンデンサ放電形の
点火回路として知られたもので、この例では、点火回路
３が、点火コイル３０１と、コンデンサ３０２と、サイ
リスタ３０３と、ダイオード３０４及び３０５とからな
っている。

【００４０】この点火回路においては、エキサイタコイ
ル６の正の半サイクルの出力によりダイオード３０４及
び３０５を通してコンデンサ３０２が図示の極性に充電
される。サイリスタ３０３のゲートに点火信号Ｖi が与
えられると、サイリスタ３０３が導通するため、コンデ
ンサ３０２の電荷がサイリスタ３０３と点火コイルの１
次コイルとを通して放電させられる。このときに点火コ
イルの鉄心に生じる磁束変化により、点火コイル３０１
の２次コイルに点火用の高電圧が誘起する。この高電圧
は点火プラグＰに印加されるため、該点火プラグに火花
が生じ、機関が点火される。

【００４１】なお一般にコンデンサ放電式の点火回路
は、点火コイルと、点火コイルの１次側に設けられてエ
キサイタコイルの出力により一方の極性に充電されるコ
ンデンサと、コンデンサの電荷を点火コイルの１次コイ
ルに放電させるためのスイッチ素子とを備えた回路であ
ればよく、その具体的な構成は図２に示した例に限らな
い。例えば、図２に示した例では、コンデンサ３０２が
点火コイル３０１の１次コイルに対して直列に接続さ
れ、コンデンサ３０２と点火コイルの１次コイルとの直
列回路に対して並列にサイリスタ３０３が接続されてい
るが、コンデンサ３０２とサイリスタ３０３との位置を
入れ替えて、サイリスタ３０３を点火コイル３０１の１
次コイルに対して直列に接続し、サイリスタ３０３と点
火コイル３０１の１次コイルとの直列回路の両端にコン
デンサ３０２を並列に接続する回路構成をとる場合もあ
る。またコンデンサ３０２の電荷を放電させるスイッチ
としてはサイリスタ５に代えてトランジスタやＦＥＴを
用いることもできる。更に、エキサイタコイル６に対し
て並列にトランジスタ等のスイッチ素子を接続してエキ
サイタコイルに正の半サイクルの誘起電圧が発生したと
きに該スイッチ素子を導通させ、エキサイタコイルの正
の半サイクルの誘起電圧がピーク付近に達したときに該
スイッチ素子を遮断状態にすることによりエキサイタコ
イルに高い電圧を誘起させて、この誘起電圧でコンデン
サ３０２を充電する昇圧回路を用いる場合もある。

【００４２】パルサコイル１は、内燃機関に取り付けら
れた信号発電機内に設けられていて、図３（ａ）に示し
たように、内燃機関の上死点よりも進んだ位置に設定さ
れた第１の回転角度位置θ1 及び該第１の回転角度位置
よりも遅れた位置に設定された第２の回転角度位置θ2
でそれぞれ第１及び第２の信号Ｖs1及びＶs2を発生す
る。本実施例では、第１の回転角度位置θ1 が最大進角
位置に等しく設定され、第２の回転角度位置θ2 が最小
進角位置（最大遅角位置）に等しく設定されている。

【００４３】制御信号発生回路５は、トランジスタ５０
１ないし５０４と、抵抗５０５ないし５１０と、コンデ
ンサ５１１ないし５１３と、ダイオード５１４ないし５
１６とからなっている。この制御信号発生回路において
は、第１の回転角度位置θ1で負極性の第１の信号Ｖs1
がコンデンサ５１２の両端の電圧（制御信号発生回路の
入力のスレショールドレベル）を超えたときにトランジ
スタ５０１が導通してトランジスタ５０１が導通し、コ
ンデンサ５１１を電源電圧Ｖccまで瞬時に充電する。第
２の回転角度位置θ2 で正極性の第２の信号Ｖs2がコン
デンサ５１３の両端の電圧（スレショールドレベル）を
超えると、トランジスタ５０３が導通するため、コンデ
ンサ５１１をほぼ瞬時に放電させる。コンデンサ５１１
の放電回路にはダイオード５１６が挿入されているた
め、コンデンサ５１１にはダイオード５１６の順方向電
圧降下とトランジスタ５０３のコレクタエミッタ間の電
圧降下との和に相当する電圧Ｅo ´が残留する。ダイオ
ード５１６のカソードはトランジスタ５０３が導通した
ときに該トランジスタを通して接地されるため、ダイオ
ード５１６のカソードと接地間には、図３（ｂ）に示し
たように、第１の回転角度位置（最大進角位置）θ1 か
ら第２の回転角度位置（最小進角位置）θ2 まで一定の
電圧を保持し、第２の回転角度位置θ2 から次の第１の
回転角度位置θ1 までほぼ零電位（正確にはトランジス
タ５０３のコレクタエミッタ間の電圧降下が残留す
る。）を保持する波形の制御信号Ｖq が得られる。

【００４４】本実施例では、コンデンサ５１１の両端の
電圧を後記する基準電圧発生回路４Ｂに与えて、その波
高値を制限することにより第１の基準電圧Ｅ1 を発生さ
せ、残留電圧Ｅo ´により第２の基準電圧Ｅo を発生さ
せる。

【００４５】また第２の回転角度位置θ2 でトランジス
タ５０３が導通するとトランジスタ５０４が導通するた
め、トランジスタ５０３が導通している間、トランジス
タ５０４のコレクタに電源電圧Ｖccにほぼ等しい波高値
を有するパルス波形の制御信号Ｖs2´（図３ｃ）が得ら
れる。この制御信号Ｖs2´は第２の信号Ｖs2をパルス状
に整形したもので、その信号幅は第２の信号Ｖs2の信号
幅にほぼ等しい。

【００４６】本実施例の点火位置制御回路２は、第１の
積分回路２０１と第２の積分回路２０２と、積分回路２
０１及び２０２をリセットするリセット回路２０３と、
積分回路２０１及び２０２からそれぞれ得られる積分電
圧Ｖc1及びＶc2を比較する比較して積分電圧Ｖc2がＶc1
以下になったときに出力端子の電位をほぼ接地レベルに
する比較回路２０４と、比較回路２０４の出力端子の電
位が接地レベルになったときに導通して信号Ｖi"を出力
する点火信号出力用スイッチ回路２０５と、点火信号出
力用スイッチ回路２０５から出力される信号Ｖi"及び前
記制御信号Ｖs2´のオア条件が成立したときに点火信号
Ｖi を点火回路３に与える点火信号供給回路２０６とか
らなっている。

【００４７】第１の積分回路２０１においては、第１の
回転角度位置θ1 でレベルＥ1 ´の制御信号Ｖq が与え
られたときにトランジスタＴr1が導通して積分コンデン
サＣ1 を瞬時に充電する。トランジスタＴr1は、コンデ
ンサＣ1 の両端の電圧がそのベースエミッタ間の電圧に
達したときに遮断状態になる。トランジスタＴr1が遮断
した後は、コンデンサ５１１の電荷によりダイオード５
１６と抵抗Ｒ1 とを通してコンデンサＣ1 が一定の時定
数で充電される。第２の回転角度位置θ2 で制御信号Ｖ
s2´が発生すると、リセット回路２０３のトランジスタ
Ｔr2が導通するため、積分コンデンサＣ1 の電荷がリセ
ット回路のダイオードＤ1 とトランジスタＴr2とを通し
て放電させられる。従って、積分コンデンサＣ1 の両端
には、図４（ｂ）に示したように、第１の回転角度位置
θ1 で一定の電圧まで立ち上がった後、第２の回転角度
位置θ2 まで一定の傾きで上昇し、第２の回転角度位置
θ2 でほぼ零に戻る波形の積分電圧Ｖc1が得られる。

【００４８】また第２の積分回路２０２においては、積
分コンデンサＣ2 が抵抗Ｒ4 を通して一定の時定数によ
り充電される。第２の回転角度位置θ2 で制御信号Ｖs2
が発生してトランジスタＴr2が導通すると、積分コンデ
ンサＣ2 の電荷がダイオードＤ2 とトランジスタＴr2と
を通して放電させられる。そのため、積分コンデンサＣ
2 の両端には、図４（ｄ）に示したように、各第２の回
転角度位置θ2 から次の第２の回転角度位置θ2 まで一
定の傾きで上昇する積分電圧Ｖc2が得られる。比較回路
２０４は、積分電圧Ｖc1とＶc2とを比較して、積分電圧
Ｖc2が積分電圧Ｖc1よりも低くなったときにその出力端
子の電位をほぼ接地電位まで低下させる。比較回路２０
４の出力端子の電位が接地電位に低下させられると、点
火信号出力用スイッチ回路２０５を構成するトランジス
タＴr3にベース電流が流れて該トランジスタＴr3が導通
するため、該トランジスタＴr3を通して信号Ｖi"が出力
される。この信号Ｖi"が進角領域及び進角終了後の領域
での点火信号として用いられる。

【００４９】図４（ｄ）において、実線で示したＶc2の
波形は点火位置の進角が開始される前の低速時の波形を
示しており、破線で示した積分電圧Ｖc2の波形は進角動
作が行われる領域での波形を示している。

【００５０】回転数が低い間は、第２の回転角度位置θ
2 よりも進んだ位置で積分電圧Ｖc2がＶc1よりも低くな
ることができないため、比較回路２０４はトランジスタ
Ｔr3を導通させることができない。この状態では、第２
の回転角度位置θ2 で制御信号Ｖs2´が発生したとき
に、点火信号供給回路２０６のダイオードＤ3 と抵抗Ｒ
6 とを通して点火回路３に点火信号Ｖi が与えられる。

【００５１】積分コンデンサＣ2 を充電する時間（機関
が１回転するのに要する時間）は回転数の上昇に伴って
短くなっていくため、積分コンデンサＣ2 の両端の電圧
Ｖc2の波高値は回転数の上昇に伴って低くなっていく。

【００５２】積分コンデンサＣ1 を充電する時間も回転
数の上昇に伴って短くなっていくが、この積分コンデン
サＣ1 の充電区間はもともと短いため、回転数の上昇に
伴う積分コンデンサＣ1 の両端の電圧の下降率は積分コ
ンデンサＣ2 の両端の電圧の下降率に比べて十分に小さ
い。そのため、回転数が回転数が進角開始回転数を超え
ると、第２の回転角度位置θ2 よりも進んだ位置で積分
電圧Ｖc2がＶc1よりも低くなるようになり、信号Ｖi"が
発生する位置が進角していく。従って進角開始回転数を
超える領域では、信号Ｖi"が点火信号供給回路２０６の
ダイオードＤ4と抵抗Ｒ6 とを通して点火コイル３に点
火信号Ｖi として与えられる。

【００５３】機関の回転数がある値（進角終了回転数）
まで上昇すると、第１の回転角度位置θ1 で積分電圧Ｖ
c2がＶc1よりも低くなる状態になるため、点火回路３に
点火信号Ｖi が与えられる位置は第１の回転角度位置
（最大進角位置）に固定される。

【００５４】機関の回転数が進角終了回転数よりも更に
高く設定された設定回転数Ｎs を超えないようにするた
めに過回転防止回路４が設けられている。

【００５５】図２に示した実施例では、点火信号側路用
スイッチ４ＡがＮＰＮトランジスタＴr5と抵抗Ｒ10とか
らなり、トランジスタＴr5のコレクタエミッタ間回路が
点火回路３の点火信号入力端子間に対して並列に接続さ
れている。

【００５６】基準電圧発生回路４Ｂは抵抗Ｒ11とツェナ
ーダイオードＺＤ1 とからなっていて、制御信号発生回
路のコンデンサ５１１の両端の電圧が抵抗Ｒ11を通して
ツェナーダイオードＺＤ1 の両端に印加されている。図
３（ｅ）に示したように、コンデンサ５１１の両端にほ
ぼ電源電圧に等しい電圧が現れている第１の回転角度位
置θ1 から第２の回転角度位置θ2 までの区間は、ツェ
ナーダイオードＺＤ1の両端にそのツェナー電圧に等し
い第１の基準電圧Ｅ1 が得られ、コンデンサ５１１の両
端の伝亜づ残留電圧Ｅo ´間で低下する第２の回転角度
位置θ2 から第１の回転角度位置θ1 までの区間は、ツ
ェナーダイオードＺＤ1 の両端に残留電圧Ｅo ´に相当
する第２の基準電圧Ｅo が得られる。

【００５７】積分回路４Ｃは、積分コンデンサ４０１
と、該積分コンデンサ４０１の充電回路４０２を構成す
る抵抗Ｒ12とからなり、電源回路７の出力電圧Ｖccが抵
抗Ｒ12を通してコンデンサ４０１に印加されている。

【００５８】リセット用スイッチ４０３ａはエミッタが
接地されたＮＰＮトランジスタＴr4からなり、トランジ
スタＴr4のコレクタは抵抗４０３ｂを通して積分コンデ
ンサ４０１の非接地側端子に接続されている。トランジ
スタＴr4のベースには、抵抗Ｒ13を通して制御信号Ｖs2
´が与えられている。

【００５９】積分コンデンサ４０１の両端に得られる積
分電圧Ｖco及びツェナーダイオードＺＤ1 の両端に得ら
れる基準電圧Ｅ1 ，Ｅo はそれぞれ比較回路４Ｄの反転
入力端子及び非反転入力端子に入力され、比較回路４Ｄ
の出力端子は抵抗Ｒ10を通してトランジスタＴr5のベー
スに接続されている。

【００６０】比較回路４Ｄの出力端子はまた抵抗Ｒ14を
通して電源回路７の出力端子に接続されるとともに、コ
ンデンサＣo を通してトランジスタＴr4のベースに接続
されている。抵抗Ｒ14とコンデンサＣo とにより帰還回
路４Ｅが構成されている。 図２の過回転防止回路４にお
いて、積分コンデンサ４０１は、電源回路７から抵抗Ｒ
12を通して第１の時定数で充電され、第２の回転角度位
置θ2 でリセット用スイッチ４０３ａを構成するトラン
ジスタＴr4が導通すると第２の時定数で放電させられ
る。機関の回転数が設定値Ｎs よりも低いときには、積
分コンデンサ４０１の両端の電圧が第１の回転角度位置
θ1 で第１の基準電圧Ｅ1 よりも低くなることはないた
め、積分コンデンサ４０１の両端の電圧Ｖcoは、第２の
回転角度位置θ2 間で所定の傾きで上昇していく。第２
の回転角度位置θ2 でコンデンサ４０１の放電が開始さ
れると積分コンデンサ４０１の両端の電圧Ｖcoが低下し
ていき、この電圧Ｖcoが第２の基準電圧Ｅo よりも低く
なると比較回路４Ｄの出力端子の電位が高レベルになっ
て図３（ｆ）に示すように電源回路７から抵抗Ｒ14を通
して導通信号Ｖb が出力される。導通信号Ｖb が発生し
ている間トランジスタＴr5が導通して点火回路３の点火
信号入力端子間を実質的に短絡する。

【００６１】また比較回路４Ｄの出力端子の電位がが高
レベルになって導通信号Ｖb を発生すると、電源回路７
から抵抗Ｒ14とコンデンサＣo とを通してトランジスタ
Ｔr4のベースにトリガ信号が与えられる。導通信号Ｖb
が発生した後、一定の時間が経過してコンデンサＣo の
充電が完了すると、トランジスタＴr4にトリガ信号が与
えられなくなるため、該トランジスタＴr4が遮断状態に
なる。トランジスタＴr4が導通している間積分コンデン
サ４０１が第２の時定数で放電させられ、トランジスタ
Ｔr4へのトリガ信号の供給が停止すると、積分コンデン
サ４０１が再び第１の時定数で充電される。

【００６２】本実施例では、機関の回転数が設定値Ｎs
を超えたときに第１の回転角度位置θ1 で積分電圧Ｖco
が第１の基準電圧Ｅ1 よりも低くなるように積分コンデ
ンサ４０１の充電時定数（第１の時定数）が設定されて
いる。また機関の回転数が設定値Ｎs を超えたときに第
２の回転角度位置θ2 での積分電圧Ｖcoを第２の基準電
圧Ｅo よりも低い値に制限するために必要なレベルまで
積分コンデンサ４０１を放電させておくように帰還回路
４Ｅを通してリセット用スイッチ４０３ａにトリガ信号
を与える時間（抵抗Ｒ14とコンデンサＣo とにより決ま
る時定数）が設定されている。

【００６３】本実施例において、機関の回転数Ｎが設定
値Ｎs 以下の状態では、積分コンデンサ４０１の両端に
得られる積分電圧Ｖcoの波形が、図３（ｅ）に鎖線で示
したようになり、導通信号Ｖb が発生する位置は、第２
の回転角度位置θ2 よりも遅れた位置であるので、点火
信号Ｖi が発生したときにトランジスタＴr5が導通する
ことはなく、機関の点火は支障なく行われる。

【００６４】機関の回転数Ｎが設定値Ｎs を超えると、
積分電圧Ｖcoが第１の回転角度位置θ1 で第１の基準電
圧Ｅ1 よりも低くなるため、比較回路４Ｄが第１の回転
角度位置θ1 で導通信号Ｖb を発生するようになり、第
１の回転角度位置θ1 で点火信号側路用スイッチ４Ａを
構成するトランジスタＴr5が導通するようになる。その
ため、機関の回転数が設定値Ｎs を超えると、点火位置
制御回路２から出力される点火信号Ｖi がトランジスタ
Ｔr5を通して点火回路３から側路されるようになり、点
火動作は行われなくなる。これにより機関が失火し、そ
の回転数が低下させられる。

【００６５】機関の回転数が設定値Ｎs 以下に低下する
と、第１の回転角度位置θ1 で積分電圧Ｖcoが基準電圧
Ｅ1 よりも低くなることができなくなるため、導通信号
Ｖbの発生位置は第２の回転角度位置θ2 よりも遅れた
位置となり、点火動作は支障なく行われるようになる。

【００６６】このように、上記の実施例によれば、機関
の回転数が設定値を超える領域で点火動作を停止させ
て、機関を失火させることができ、機関の回転数が設定
値以下になると点火動作を復帰させることができるた
め、機関の回転数を設定値以下に制限することができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パルサ
コイルから出力される第１の信号及び第２の信号の発生
間隔を利用して回転数が設定値に達したことを検出する
ようにしたため、信号発電機のエアギャップのばらつき
による第１の信号及び第２の信号のレベルの変化の影響
を受けることなく、過回転防止動作が開始される回転数
の設定値を常に一定にすることができる利点がある。

【００６８】また本発明によれば、過回転防止時に点火
電源を短絡することなく、点火信号を点火回路から側路
することにより点火動作を阻止するようにしているた
め、過回転防止動作時にも点火回路の電源が失われるこ
とがない。そのため、点火回路の電源を利用して制御回
路の各部に直流電源電圧を与える電源回路が用いられる
場合にも、支障なく過回転防止動作を行わせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体的な構成を示したブロッ
ク図である。

【図２】図１の各部を具体的にした実施例を示した回路
図である。

【図３】図２の実施例の各部の信号波形図である。

【図４】図２の実施例の点火位置制御回路の動作を説明
するための信号波形図である。

【符号の説明】

１ パルサコイル ２ 点火位置制御回路 ３ 点火回路 ４ 過回転防止回路 ４Ａ 点火信号側路用スイッチ ４Ｂ 基準電圧発生回路 ４Ｃ 積分回路 ４０１ 積分コンデンサ ４０２ 充電回路 ４０３ 放電回路 ４０３ａ リセット用スイッチ ４Ｄ 比較回路 ４Ｅ 帰還回路 ５ 制御信号発生回路 ６ エキサイタコイル ７ 電源回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の上死点よりも進んだ位置に設
   定された第１の回転角度位置及び該第１の回転角度位置
   よりも遅れた位置に設定された第２の回転角度位置でそ
   れぞれ所定の信号幅を有する第１及び第２の信号を発生
   するパルサコイルと、前記パルサコイルの出力により制
   御されて第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との
   間で発生位置が変化する点火信号を出力する点火位置制
   御回路と、前記点火信号が与えられたときに点火用の高
   電圧を発生する点火回路と、内燃機関の回転数が設定値
   を超えたときに前記点火用高電圧の発生を阻止すること
   により機関の回転数を設定値以下に制限する過回転防止
   回路とを備えた内燃機関用点火装置において、 前記過回転防止回路は、 導通信号が与えられている間導通して前記点火信号を点
   火回路から側路するように設けられた点火信号側路用ス
   イッチと、 前記第１の信号及び第２の信号により制御されて第１の
   回転角度位置から第２の回転角度位置までの間第１の基
   準電圧を発生し第２の回転角度位置から第１の回転角度
   位置までの間前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準
   電圧を発生する基準電圧発生回路と、 積分コンデンサを第１の時定数で充電する充電回路と、
   前記第２の信号が発生している間トリガ信号が与えられ
   て導通するように設けられたリセット用スイッチを有し
   て該リセット用スイッチが導通している間前記積分コン
   デンサを第２の時定数で放電させる放電回路とを備えて
   該積分コンデンサの両端に三角波形の積分電圧を得る積
   分回路と、 前記積分電圧と基準電圧発生回路の出力とを比較して積
   分電圧が第１の基準電圧よりも低いとき及び第２の基準
   電圧よりも低いときに前記点火信号側路用スイッチに導
   通信号を与える比較回路と、 前記比較回路が導通信号を発生したときに一定時間の間
   前記比較回路の出力側から前記リセット用スイッチにト
   リガ信号を与える帰還回路とを具備し、 機関の回転数が設定値を超えたときに第１の回転角度位
   置で積分電圧が第１の基準電圧よりも低くなるように前
   記第１の時定数が設定され、 機関の回転数が設定値を超えたときに第２の回転角度位
   置での積分電圧を第２の基準電圧よりも低い値に制限す
   るために必要なレベルまで前記積分コンデンサを放電さ
   せておくように前記帰還回路を通して前記リセット用ス
   イッチにトリガ信号を与える時間が設定されていること
   を特徴とする内燃機関用点火装置。