JPH0444854Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関の回転速度が設定値以上に
なつた時に内燃機関用点火装置の動作を停止させ
て機関を失火させることにより機関の回転速度を
ほぼ設定値に保つように制御する内燃機関速度制
御装置に関するものである。

［従来の技術］ エンジン発電機等においては、内燃機関の回転
速度が設定値以上になつた時に内燃機関用点火装
置の動作を停止させて機関を失火させることによ
り機関の回転速度を設定値以下に戻す方式の速度
制御装置が多く用いられている。

内燃機関用点火装置の動作を停止させる方法は
種々提案されているが、内燃機関により駆動され
る磁石発電機内に設けられた点火電源コイルを電
源とする一般的な点火装置が用いられる場合に
は、機関の速度が設定値以上になつた時に点火電
源コイルの出力を短絡することにより点火動作を
阻止する方式が多く採用される。

第３図は従来用いられている内燃機関用点火装
置の一例を示したもので、同図において１は機関
の出力軸に取付けられた磁石発電機の３極の磁石
回転子、２は該磁石発電機の固定子側に設けられ
た点火コイルである。点火コイル２は１次コイル
２ａ及び２次コイル２ｂを有し、２次コイル２ｂ
の両端には図示しない機関の気筒に取付けられた
点火プラグ３が接続されている。この例では点火
コイル２の１次コイル２ａが点火電源コイルを兼
ねており、該１次コイル２ａには、機関が１回転
する間に、第４図に示すように負の半サイクルの
電圧Vn1，Vn2と正の半サイクルの電圧Vpとか
らなる交流電圧Veが誘起する。以下１次コイル
２ａを点火電源コイルと呼ぶ。点火コイルの１次
電流を制御するため、トランジスタ４と、該トラ
ンジスタをオンオフ制御する制御回路５とからな
る１次電流制御回路６が設けられ、トランジスタ
４のコレクタ及びエミツタがそれぞれ点火電源コ
イル２ａの両端の端子ａ及びｂに接続されてい
る。この点火装置においては、点火電源コイル２
ａの正の半サイクルの誘起電圧Vpが立上ると同
時にトランジスタ４にベース電流が与えられて該
トランジスタが導通し、点火電源コイル２ａから
該トランジスタ４を通して短絡電流が流れる。こ
の電流によりトランジスタ４のコレクタエミツタ
間に生じる電圧降下が設定値に達すると制御回路
５によりトランジスタ４が遮断状態にされる。こ
れにより点火電源コイル２ａを流れていた短絡電
流が急に遮断されるため、点火電源コイルに高い
電圧が誘起し、この電圧が更に昇圧されて２次コ
イル２ｂに高電圧が誘起する。この高電圧は点火
プラグ３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。第４図において、ｈ
は点火電源コイル２ａの誘起電圧が負の半サイク
ルから正の半サイクルに切替わる点を示し、Vi1
は点火動作時の１次電圧を示している。

上記のような点火装置が用いられる場合に採用
されている従来の速度制御装置の構成を第５図に
示してある。第５図においてｄ及びｅはそれぞれ
第３図の点火電源コイル２ａの両端の端子ａ及び
ｂに接続される端子で、これらの端子ｄ及びｅに
はそれぞれ点火阻止用サイリスタ８のアノード及
びカソードが接続され、該サイリスタ８のゲート
カソード間には抵抗９及びコンデンサ１０が並列
接続されている。サイリスタのゲートにツエナー
ダイオード１１のアノードが接続され、ツエナー
ダイオード１１のカソードはコレクタが端子ｅに
接続されたトランジスタ１２のエミツタに接続さ
れている。トランジスタ１２のエミツタは抵抗１
３及びコンデンサ１４の並列回路を介してダイオ
ード１５のカソードに接続され、該ダイオード１
５のアノードは端子ｄに接続されている。トラン
ジスタ１２のベースには電界効果トランジスタ１
６のドレインが接続され、該電界効果トランジス
タのソースは端子ｅに接続されている。端子ｅに
は速度検出用コンデンサ１７の一端が接続され、
該コンデンサ１７の他端は電界効果トランジスタ
１６のゲートに接続されている。コンデンサ１７
の他端はまたダイオード１８のアノードに接続さ
れ、ダイオード１８のカソードは抵抗１９を介し
て端子ｄに接続されている。コンデンサ１７の両
端には該コンデンサの端子電圧を一定値にクラン
プするツエナーダイオード２０と、該コンデンサ
の放電回路を構成する可変抵抗器２１とが並列に
接続されている。

上記の速度制御装置において、速度検出用コン
デンサ１７は点火電源コイル２ａの負の半サイク
ルの出力でダイオード１８及び抵抗１９を通して
図示の極性に充電され、このコンデンサ１７の端
子電圧Vc′はツエナーダイオード２０のツエナー
電圧Vz1に制限される。点火電源コイル２ａの負
の半サイクルの電圧がツエナーダイオード２０の
ツエナー電圧より低くなると、コンデンサ１７の
電荷が可変抵抗器２１を通して一定の時定数で放
電するため、コンデンサ１７の端子電圧は第６図
にVcd′で示したように一定の傾きで下降してい
く。機関の回転速度が設定値未満の時には１次コ
イル２ａの正の半サイクルの電圧Vpが立上る時
点でコンデンサ１７の残留電圧が電界効果トラン
ジスタ１６のカツトオフレベル未満になつている
ようにコンデンサ１７の放電時定数が調整されて
いる。そのため、機関の回転速度が設定値以下の
時には点火電源コイル２ａの正の半サイクルの電
圧が立上ると同時に電界効果トランジスタ１６が
導通して、点火電源コイル２ａ側からダイオード
１５→抵抗１３→トランジスタ１２のエミツタベ
ース→電界効果トランジスタ１６の経路で電流が
流れてトランジスタ１２が導通し、サイリスタ８
にトリガ信号が与えられるのを阻止する。速度検
出用コンデンサ１７の放電時定数は一定であるの
に対し、該コンデンサ１７の充電間隔は機関の回
転速度の上昇に伴つて短くなつていくため、点火
電源コイル２ａの正の半サイクルの電圧が立上つ
た時の該コンデンサ１７の残留電圧は機関の回転
速度の上昇に比例して高くなつていく。機関の回
転速度が設定値を超えると、点火電源コイル２ａ
の正の半サイクルの電圧が立上つた時にコンデン
サ１７の端子電圧が電界効果トランジスタ１６の
カツトオフ電圧以上になつている状態になり、こ
の状態では点火電源コイル２ａの正の半サイクル
の電圧が立上つても電界効果トランジスタ１６は
導通することができない。そのためトランジスタ
１２は導通することができず、点火電源コイル２
ａの正の半サイクルの電圧Vpがツエナーダイオ
ード１１をブレークダウンさせるレベルに達した
時にダイオード１５、抵抗１３及びツエナーダイ
オード１１を通してサイリスタ８にトリガ信号が
与えられる。これによりサイリスタ８が導通して
点火電源コイル２ａの正の半サイクルの電圧を短
絡し、点火動作を阻止する。従つて機関が失火
し、その回転速度が低下する。

機関の回転速度が設定値以下になると、点火電
源コイル２ａの正の半サイクルの電圧が立上る時
に速度検出用コンデンサ１７の残留電圧が電界効
果トランジスタ１６のカツトオフ電圧より低くな
つているようになるので、電界効果トランジスタ
１６が導通し得るようになる。従つて点火電源コ
イル２ａの正の半サイクルの電圧が立上ると同時
にトランジスタ１２が導通し、サイリスタ８にト
リガ信号が与えられるのを阻止して、点火動作を
正常に行わせる。

上記の動作の繰返しにより機関の回転速度がほ
ぼ設定値に保たれる。

［考案が解決しようとする課題］ 上記の速度制御装置では、点火電源コイル（点
火電源コイル）２ａの負の半サイクルの電圧がツ
エナーダイオード２０のツエナー電圧以下になら
ないとコンデンサ１７の放電が開始されない。そ
のためコンデンサ１７の放電が開始されてから点
火電源コイル２ａの正の半サイクルの電圧が立上
るまでの時間を長くとることができず、コンデン
サ１７の放電の際の端子電圧Vcd′の傾きを大き
く設定する必要があつた。従つて磁石回転子１の
磁石の着磁量や磁石回転子の磁極と固定子の磁極
との間のギヤツプのばらつきにより点火電源コイ
ル２ａの出力電圧が僅かでも変化すると、点火電
源コイルの正の半サイクルの電圧の立上り時にお
けるコンデンサ１７の残留電圧が大きく変化して
設定速度が大幅に変化してしまうという問題があ
り、製品毎にコンデンサ１７の放電時定数の微妙
な調整を必要として面倒であつた。

本考案の目的は、点火電源コイルの電圧のばら
つきによる設定速度の変化を少なくすることがで
きるようにした内燃機関速度制御装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、内燃機関により駆動される磁石発電
機内に設けられた点火電源コイルの一方の半サイ
クルの出力により駆動される内燃機関用点火装置
と、点火電源コイルの他方の半サイクルの出力電
圧により一方の極性に充電される速度検出用コン
デンサと、速度検出用コンデンサを一定の時定数
で放電させる放電回路と、導通した際に点火電源
コイルの一方の半サイクルの出力を実質的に短絡
して内燃機関用点火装置の点火動作を阻止するよ
うに設けられた点火阻止用サイリスタと、点火電
源コイルの一方の半サイクルの出力の立上り時に
速度検出用コンデンサの残留電圧が設定値以上あ
る場合にサイリスタをトリガする点火阻止用サイ
リスタトリガ回路とを備えた内燃機関速度制御装
置において、速度検出用コンデンサの端子電圧の
放電時の傾きを小さく設定することができるよう
にして、点火電源コイルの誘起電圧のばらつきに
より設定速度が大幅に変動するのを防止したもの
である。

そのため本考案においては、電圧幅短縮用サイ
リスタと該電圧幅短縮用サイリスタに対して直列
に接続された小抵抗とを備えていて、電圧幅短縮
用サイリスタが導通した際に点火電源コイルの他
方の半サイクルの出力を実質的に短絡するように
電圧幅短絡用サイリスタと小抵抗との直列回路が
点火電源コイルに対して並列に接続された電圧幅
短縮用短絡回路と、速度検出用コンデンサの端子
電圧が設定値以上になつた時に上記電圧幅短縮用
サイリスタをトリガする電圧幅短縮用サイリスタ
トリガ回路とを設けた。

［作用］ 上記のように、電圧幅短縮用サイリスタと該サ
イリスタに対して直列に接続された小抵抗とを有
する電圧幅短縮用短絡回路を設けて、速度検出用
コンデンサの充電電圧が設定値に達した時に該サ
イリスタを導通させて点火電源コイルを実質的に
短絡することにより点火電源コイルの他方の半サ
イクルの電圧幅を短縮すると、電圧幅短縮用サイ
リスタが導通した時点から速度検出用コンデンサ
の放電を開始させることができる。従つて速度検
出用コンデンサの放電が開始されてから点火電源
コイルの一方の半サイクルの電圧が立上るまでの
時間を長くして、速度検出用コンデンサの端子電
圧の放電時の傾きを小さくすることができ、点火
電源コイルの電圧の変化が速度検出用コンデンサ
の残留電圧に与える影響を少なくすることができ
る。そのため磁石回転子の磁石の着磁量のばらつ
きや磁石回転子と固定子との間のギヤツプのばら
つき等により設定速度が大きく変化するのを防ぐ
ことができる。

また上記のように、電圧幅短縮用サイリスタに
対して直列に小抵抗を接続しておくと、電圧幅短
縮用サイリスタのアノード電流が保持電流以下に
なつて該サイリスタが遮断した際に点火電源コイ
ルに誘起する電圧を低くすることができるため、
電圧幅短縮用サイリスタの遮断時に点火電源コイ
ルに誘起する電圧によりで速度検出用コンデンサ
が再充電されて誤動作が生じるおそれをなくすこ
とができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の実施例を示したもので、同図
において第５図に示した従来の速度制御装置の各
部と同等な部分には同一の符号を付してある。本
実施例において点火阻止用サイリスタ８、速度検
出用コンデンサ１７、該コンデンサ１７の充電回
路及び点火阻止用サイリスタ８をトリガする回路
は第５図に示した例と同様であり、この例では、
ダイオード１５、抵抗１３、コンデンサ１４、ツ
エナーダイオード１１、トランジスタ１２及び電
界効果トランジスタ１６により、点火電源コイル
の一方の半サイクル（正の半サイクル）の出力の
立上り時に速度検出用コンデンサの残留電圧が設
定値以上ある場合にサイリスタをトリガする点火
阻止用サイリスタトリガ回路が構成されている。

第１図に示した装置が第５図の装置と相違する
点は、第５図のツエナーダイオード２０を除い
て、代りに点火電源コイル２ａの負の半サイクル
（他方の半サイクル）の電圧の幅を短縮する電圧
幅短縮回路４０を設けた点である。

本実施例の電圧幅短縮回路４０は、電圧幅短縮
用サイリスタ４１と、ダイオード４２と、抵抗４
３と、ツエナーダイオード４４と、抵抗値が十分
に小さい小抵抗４５とにより構成されている。サ
イリスタ４１はそのアノードが端子ｅに接続さ
れ、カソードはアノードを該サイリスタ側に向け
たダイオード４２を介してダイオード１８と小抵
抗４５との接続点に接続されている。サイリスタ
４１のゲートカソード間には抵抗４３が接続さ
れ、サイリスタ４１のアノードゲート間にツエナ
ーダイオード４４がそのアノードを該サイリスタ
のゲート側に向けて接続されている。電圧幅短縮
用サイリスタ４１とダイオード４２と小抵抗４５
とにより電圧幅短縮用短絡回路が構成され、サイ
リスタ４１が導通したときに、点火電源コイルの
負の半サイクルの出力電圧が実質的に短絡される
ようになつている。

端子ｄ及びｅはそれぞれ従来の装置と同様に第
３図の点火装置の点火電源コイル２ａの両端ａ及
びｂに接続される。

上記の実施例において、速度検出用コンデンサ
１７は点火電源コイル２ａの負の半サイクルの電
圧Vn1及びVn2により、ダイオード１８及び抵抗
４５を通して図示の極性に充電される。このコン
デンサ１７の端子電圧が設定値Vz3に達するとツ
エナーダイオード４４が導通して電圧幅短縮用サ
イリスタ４１にトリガ信号を与え、該サイリスタ
４１を導通させる。これによりサイリスタ４１と
ダイオード４２と抵抗４５とを通して点火電源コ
イル２ａが実質的に短絡され、第２図に破線で示
したように点火電源コイルの負の半サイクルの電
圧Vn1及びVn2の幅が短縮される。サイリスタ４
１が導通して点火電源コイルの負の半サイクルの
電圧が短絡されると同時にコンデンサ１７の放電
が開始される。従つてコンデンサ１７の放電が開
始されてから点火電源コイルの正の半サイクルの
電圧が立上る時刻（第２図のｈ点）までの時間を
長くすることができ、速度検出用コンデンサ１７
の放電の際の端子電圧Vcdの傾きを従来より小さ
くすることができる。

機関の回転速度が設定値以下の時には、点火電
源コイルの正の半サイクルの電圧が立上つた時に
コンデンサ１７の残留電圧が電界効果トランジス
タ１６のカツトオフレベル以下になつているた
め、点火電源コイルの正の半サイクルの電圧Vp
が立上ると同時に電界効果トランジスタ１６が導
通してトランジスタ１２が導通し、点火阻止用サ
イリスタ８へのトリガ信号の供給を阻止する。回
転速度が設定値を超えると、点火電源コイルの正
の半サイクルの電圧が立上つた時にコンデンサ１
７の残留電圧が電界効果トランジスタ１６のカツ
トオフレベル以上になつている状態になるため、
電界効果トランジスタ１６及びトランジスタ１２
が導通せず、点火阻止用サイリスタ８にトリガ信
号が与えられる。これによりサイリスタ８が導通
して点火電源コイルを短絡し、点火動作を阻止し
て機関の回転速度を低下させる。機関の回転速度
が設定値以下になると、再び点火電源コイルの正
の半サイクルの電圧が立上つた時にコンデンサ１
７の残留電圧が電界効果トランジスタのカツトオ
フレベル未満になつている状態になるため、電界
効果トランジスタ１６及びトランジスタ１２が導
通するようになり、サイリスタ８へのトリガ信号
の供給が阻止されて点火動作が正常に行われるよ
うになる。これらの動作の繰返しにより機関の回
転速度がほぼ設定値に保たれる。

本考案においては、コンデンサ１７の放電が開
始されてから点火電源コイルの正の半サイクルの
電圧が立上る時刻までの時間を長くして速度検出
用コンデンサ１７の放電の際の端子電圧Vcdの傾
きを従来より小さくすることができるため、点火
電源コイル２ａの電圧の変化が速度検出用コンデ
ンサ１７の残留電圧に与える影響を少なくするこ
とができ、磁石回転子の磁石の着磁量のばらつき
や磁石回転子と固定子との間のギヤツプのばらつ
き等により設定速度が大きく変化するのを防ぐこ
とができる。

また上記の実施例において、電圧幅短縮用サイ
リスタ４１を小抵抗４５を介することなく点火電
源コイル２ａの両端に接続したとすると、電圧幅
短縮用サイリスタ４１のアノード電流が保持電流
以下になつて該サイリスタが遮断した際に点火電
源コイルに誘起する電圧で速度検出用コンデンサ
１７が再充電されるため、機関の回転速度が設定
値以下でも、点火電源コイルの正の半サイクルの
電圧の立上り時にコンデンサ１７の残留電圧が電
界効果トランジスタ１６のカツトオフレベルを超
えている状態になり、回転速度が設定値を超えて
いないにもかかわらず機関が失火させられるとい
う誤動作が生じるおそれがある。

これに対し、上記の実施例のように、電圧幅短
縮用サイリスタ４１に対して直列に小抵抗４５を
接続してサイリスタ４１と小抵抗４５とを通して
点火電源コイルを実質的に短絡するようにする
と、電圧幅短縮用サイリスタ４１のアノード電流
が保持電流以下になつて該サイリスタが遮断した
際に点火電源コイルに誘起する電圧を小さくする
ことができるため、速度検出用コンデンサ１７が
再充電されて誤動作が生じるおそれをなくすこと
ができる。

上記の実施例では、点火コイル２が磁石発電機
内に設けられていて、該点火コイルの１次コイル
２ａが点火電源コイルを兼ねているが、点火コイ
ルを磁石発電機の外部に配置して、磁石発電機内
に設けたエキサイタコイルを点火電源コイルとし
て用いるようにしてもよい。この場合エキサイタ
コイルは第３図において点火コイルの１次コイル
２ａとトランジスタ４のコレクタエミツタ間回路
とに対して並列に接続され、速度制御装置の端子
ｄ及びｅはそれぞれエキサイタコイルの一端及び
他端に接続される。

上記の実施例では電流遮断形の点火装置が用い
られているが、本考案において燃料機関用点火装
置は磁石発電機内に設けられた点火電源コイルに
より駆動される装置であればよく、コンデンサ放
電式の点火装置が用いられる場合にも、コンデン
サの充電電源としてのエキサイタコイルの両端に
点火阻止用サイリスタを並列接続する構成をとる
ことにより、全く同様に本考案を適用することが
できる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、電圧幅短縮用
サイリスタと該サイリスタに対して直列に接続さ
れた小抵抗とを備えた電圧幅短縮用短絡回路を設
けて、速度検出用コンデンサの充電電圧が設定値
に達した時に電圧幅短縮用サイリスタを導通させ
て点火電源コイルを実質的に短絡することにより
点火電源コイルの他方の半サイクルの電圧幅を短
縮するようにしたので、電圧幅短縮用サイリスタ
が導通した時点から速度検出用コンデンサの放電
を開始させることができ、速度検出用コンデンサ
の放電が開始されてから点火電源コイルの一方の
半サイクルの電圧が立上るまでの時間を長くし
て、速度検出用コンデンサの端子電圧の放電時の
傾きを小さくすることができる。従つて点火電源
コイルの電圧の変化が速度検出用コンデンサの残
留電圧に与える影響を少なくすることができ、磁
石回転子の磁石の着磁量のばらつきや磁石回転子
と固定子との間のギヤツプのばらつき等により設
定速度が大きく変化するのを防ぐことができる利
点がある。

また本考案によれば、電圧幅短縮用サイリスタ
に対して直列に小抵抗を接続してサイリスタと小
抵抗とを通して点火電源コイルを実質的に短絡す
るようにしたので、電圧幅短縮用サイリスタのア
ノード電流が保持電流以下になつて該サイリスタ
が遮断した際に点火電源コイルに誘起する電圧を
小さくすることができ、電圧幅短縮用サイリスタ
の遮断時に点火電源コイルに誘起する電圧により
速度検出用コンデンサが再充電されて誤動作が生
じるおそれをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図
は第１図の実施例における速度検出用コンデンサ
の端子電圧波形を点火電源コイルの出力電圧波形
と共に示した波形図、第３図は内燃機関用点火装
置の構成例を示した回路図、第４図は第３図の点
火装置における点火電源コイルの出力電圧波形を
示した波形図、第５図は従来の速度制御装置を示
した回路図、第６図は第５図の速度制御装置にお
ける速度検出用コンデンサの端子電圧波形を点火
電源コイルの出力電圧波形と共に示した波形図で
ある。 １……磁石回転子、２……点火コイル、３……
点火プラグ、４……トランジスタ、６……１次電
流制御回路、８……点火阻止用サイリスタ、１１
……ツエナーダイオード、１２……トランジス
タ、１６……電界効果トランジスタ、１７……速
度検出用コンデンサ、１８……ダイオード、４０
……電圧幅短縮回路、４１……電圧幅短縮用サイ
リスタ、４２……ダイオード、４３……抵抗、４
４……ツエナーダイオード、４５……小抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関により駆動される磁石発電機内に設け
   られた点火電源コイルの一方の半サイクルの出力
   により駆動される内燃機関用点火装置と、前記点
   火電源コイルの他方の半サイクルの出力電圧によ
   り一方の極性に充電される速度検出用コンデンサ
   と、前記速度検出用コンデンサを一定の時定数で
   放電させる放電回路と、導通した際に前記点火電
   源コイルの一方の半サイクルの出力を実質的に短
   絡して前記内燃機関用点火装置の点火動作を阻止
   するように設けられた点火阻止用サイリスタと、
   前記点火電源コイルの一方の半サイクルの出力の
   立上り時に前記速度検出用コンデンサの残留電圧
   が設定値以上ある場合に前記サイリスタをトリガ
   する点火阻止用サイリスタトリガ回路とを備えた
   内燃機関速度制御装置において、 電圧幅短縮用サイリスタと該電圧幅短縮用サイ
   リスタに対して直列に接続された小抵抗とを備え
   ていて、前記電圧幅短縮用サイリスタが導通した
   際に前記点火電源コイルの他方の半サイクルの出
   力を実質的に短絡するように前記電圧幅短絡用サ
   イリスタと小抵抗との直列回路が前記点火電源コ
   イルに対して並列に接続された電圧幅短縮用短絡
   回路と、 前記速度検出用コンデンサの端子電圧が設定値
   以上になつた時に前記電圧幅短縮用サイリスタを
   トリガする電圧幅短縮用サイリスタトリガ回路と
   を具備したことを特徴とする内燃機関速度制御装
   置。