JPH0717819Y2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、過回転防止機能を備えた内燃機関用点火装置
に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関の過回転を防止する機能を備えた内燃機関用点
火装置として、機関が特定の回転角度区間を回転する間
積分動作を行う積分回路を設けて、該積分回路から得ら
れる積分電圧を基準電圧と比較し、機関の回転速度が設
定値を超えて該積分電圧が基準電圧より低くなったとき
に失火指令信号を発生させて点火動作を停止させるよう
にしたものがある。

この種の点火装置は、第４図（Ａ）に示すように第１の
信号V_s1及び第２の信号V_s2を一定の角度を隔てた定位置
θ_１及びθ_２でそれぞれ発生する信号発電機と、第１の
信号V_s1が発生してから第２の信号V_s2が発生するまでの
間第４図（Ｂ）に示すような矩形波状の制御信号V_qを出
力する制御信号発生回路と、制御信号V_qにより制御され
て第１の信号V_s1が発生してから第２の信号V_s2が発生す
るまでの間積分コンデンサを充電する積分回路と、第２
の信号が発生したときに該積分コンデンサを放電させる
リセット回路と、第４図（Ｃ）に示すように積分コンデ
ンサの両端に得られる積分電圧V_cと基準電圧V_rとを比較
して、第２の信号V_s2が発生してから第１の信号V_s1が発
生が発生するまでの期間に積分電圧V_cが基準電圧V_rより
低くなったときに失火指令信号を発生する失火指令信号
発生回路とを備え、失火指令信号が発生したときに点火
動作を停止するようにしている。

この種の点火装置において、内燃機関の回転速度が設定
値以下のときには、積分コンデンサを充電する時間が十
分あるため、第２の信号V_s2が発生した時点で、積分電
圧V_cは基準電圧V_r以上になっている。そのため、失火指
令信号は発生せず、機関の点火動作は正常に行われる。

これに対し、機関の回転速度が設定値を超えると、第２
の信号V_s2が発生した時点で、積分電圧V_cが基準電圧V_r
より低い状態になるため、失火指令信号が発生し、機関
の点火動作が停止する。これにより機関が失火し、回転
速度が低下する。

［考案が解決しようとする課題］ 従来の内燃機関用点火装置では、外来ノイズによりリセ
ット回路が一瞬でも誤動作すると、第４図（Ｃ）に破線
で示したように積分電圧V_cが基準電圧V_rより低いレベル
まで低下し、失火指令が発生してしまうという問題があ
った。

本考案の目的は、外来ノイズ等によりリセット回路が瞬
時的な誤動作をしても失火指令が発生することがないよ
うにした過回転防止機能付きの内燃機関用点火装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、第１の信号と第２の信号とを一定の角度を隔
てて発生する信号発電機と、第１の信号が発生してから
第２の信号が発生するまでの間積分コンデンサを充電す
る積分回路と、第１の信号が発生したときに積分コンデ
ンサを放電させるリセット回路と、第２の信号が発生し
てから第１の信号が発生するまでの期間に積分コンデン
サの両端に得られる積分電圧が設定値より低くなる条件
が満たされたときに失火指令信号を発生する失火指令信
号発生回路とを備えて、失火指令信号が発生したときに
点火動作を停止するようにした内燃機関用点火装置に係
わるものである。

本考案においては、リセット回路の瞬時的な誤動作によ
り失火指令信号が発生するのを防止するため、第２の信
号が発生した時点で積分電圧が設定値以上あるときに次
の第１の信号が発生するまでの間積分コンデンサを追加
充電する追加積分回路と、第２の信号が発生した時点で
積分電圧が設定値より低いときに次の第１の信号が発生
するまでの間積分コンデンサを所定の時定数で放電させ
る放電回路とを設けた。

［作用］ 上記のように追加充電回路を設けて、機関の回転速度が
設定値以下のときに第２の信号が発生した後積分コンデ
ンサを追加充電するようにすると、リセット回路がノイ
ズ等により瞬時的な誤動作をしても積分電圧が設定値以
下に下がることはないため、失火指令信号が発生するこ
とがない。従ってリセット回路の誤動作により失火指令
が発生して機関の回転速度が低下するといった不都合が
生じるのを防止することができる。

また機関の回転速度が設定値を超えたときには積分コン
デンサを所定数で充電させて積分電圧を設定値以下に保
つため、失火指令信号を確実に発生させることができ
る。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
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
１は内燃機関に取付けられた信号発電機内に設けられた
信号コイル、２は制御信号発生回路である。信号コイル
１は第２図（Ａ）に示すように一定の角度を隔てた第１
の回転角度板θ_１及び第２の回転角度位置θ_２でそれぞ
れスレショールドレベル以上になる第１の信号V_s1及び
第２の信号V_s2を出力する。この実施例では第１の位置
θθ_１及び第２の位置θ_２がそれぞれ機関の最大進角位
置及び最小進角位置に等しく設定され、第１の位置θ_１
及び第２の位置θ_２との間の角度が機関の点火時期の進
角幅に等しくなっている。

制御信号発生回路２は例えば第１の信号V_s1によりセッ
トされ、第２の信号V_s1によりリセットされるフリップ
フロップ回路からなっていて、第１の信号V_s1の発生位
置θ_１から第２のV_s2の発生位置θ_２まで持続する矩形
波状の制御信号V_qを出力する。

制御信号発生回路２から得られる制御信号V_qは、点火制
御回路３に入力されると共に過回転防止回路４に入力さ
れている。点火制御回路３は第２図（Ｆ）に示すよう
に、第１の位置θ_１より位相が進んだ位置で立ち上が
り、立下り位置が機関の回転速度に応じて第１の位置θ
_１と第２の位置θ_２との間で変化する点火信号V_i′を出
力する。点火信号V_i′の立ち上がり位置は点火コイルの
１次電流の通電開始位置に等しくなっており、該点火信
号V_i′の立下り位置は点火位置に等しくなっている。上
記点火信号V_i′は２入力アンド回路５の一方の入力端子
に入力されている。第２図は機関の点火時期が最大に進
角した状態を示しており、点火信号V_i′の立下り位置が
第１の位置V_s1の発生位置（最大進角位置）に等しくな
っている。

点火回路６は、点火コイル７と、コレクタエミッタ間回
路が点火コイルの１次コイル7aに対して直列に接続され
たトランジスタ８と、機関の気筒に取付けられて点火コ
イル７の２次コイル7bに接続された点火プラグ９とから
なり、１次コイル7aとトランジスタ８との直列回路の両
端に図示しないバッテリの出力電圧が印加されている。
この点火回路では、トランジスタ８のベースが制御端子
となっており、該トランジスタのベースがアンド回路５
の出力端子に接続されている。

過回転防止回路４は、一端が接地された積分コンデンサ
10を備え、該積分コンデンサの非接地側端子は抵抗11を
通してダイオード12のカソードに接続されている。ダイ
オード12のアノードは制御信号発生回路２の出力端子に
接続され、制御信号V_qが発生しているときに、該制御信
号によりダイオード12及び抵抗11を通して積分コンデン
サ10が充電されるようになっている。

この例では制御信号発生回路２と、ダイオード12と、抵
抗11と、積分コンデンサ10とにより、第１の信号が発生
してから第２の信号が発生するまでの間積分コンデンサ
を充電する積分回路が構成されている。

積分コンデンサ10の非接地側端子にはエミッタが接地さ
れたNPNトランジス13のコレクタが接続され、トランジ
スタ13のベースと制御信号発生回路２の出力端子間、及
びトランジスタ13のベースと接地間にそれぞれ微分コン
デンサ14及び抵抗15が接続されている。トランジスタ13
とコンデンサ14と抵抗15とにより、積分コンデンサ10を
放電させるリセット回路16が構成されている。

抵抗11とダイオード12との接続点には抵抗17の一端が接
続され、該抵抗17の他端は図示しない制御電源（直流電
源）の出力端子に抵抗18を通して接続されている。

積分コンデンサ10の両端に得られる積分電圧V_cは、失火
指令信号発生回路19に入力されている。失火指令信号発
生回路19は、電圧比較器20を備え、該比較器20の正相入
力端子に積分コンデンサ10の両端に得られる積分電圧V_c
が入力されている。

失火指令信号発生回路19にはまた、図示しない電源回路
の出力端子間に接続された抵抗21及び22の直列回路から
なる基準電圧発生回路21が設けられ、抵抗22の両端に得
られる基準電圧V_rが比較器20の逆層入力端子に入力され
ている。比較器20の出力端子は抵抗18と抵抗17との接続
点に接続され、比較器20の出力信号V_d及び前記制御信号
V_qがそれぞれオア回路23を構成するダイオード24及び25
を通してアンド回路５の他方の入力端子に入力されてい
る。

比較器20の出力端子は、積分電圧V_cが基準電圧V_r未満の
ときに接地状態にあり、積分電圧V_cが基準電圧V_r以上あ
るときに非接地状態にある。この例では比較器20の出力
端子が接地状態に保たれている状態が失火指令信号が発
生している状態である。

この実施例では、図示しない直流電源→抵抗18→抵抗17
→抵抗11→積分コンデンサ10→接地回路→直流電源の回
路により、比較器20の出力端子が非接地状態にあるとき
（回転速度が設定値以下であるとき）に積分コンデンサ
10を追加充電する追加充電回路が構成されている。

また積分コンデンサ10→抵抗11→抵抗17→比較器20の出
力段→接地回路→積分コンデンサ10の回路により、比較
器20の出力端子が接続状態にあるとき（回転速度が設定
値を超えたとき）に積分コンデンサ10を一定の時定数で
放電させる放電回路が構成されている。

この実施例では、抵抗17の抵抗値が抵抗11の抵抗値より
も大きく設定され、追加充電回路の充電時定数及び放電
回路の放電時定数が、制御信号V_qによりダイオード12と
抵抗11とを通して積分コンデンサ10を充電する回路の充
電時定数よりも大きく設定されている。放電回路の放電
時定数と、追加充電回路の充電時定数は等しくても良
く、異なっていても良い。

上記の実施例において、制御信号発生回路２は、第２図
（Ｂ）に示すように第１の位置θ_１で立ち上がり、第２
の位置θ_２で立ち下がる制御信号V_qを出力する。第１の
信号V_s1が発生して制御信号V_qが立ち上がるとコンデン
サ14を通してトランジスタ13にベース電流が供給され、
該トランジスタ13が導通する。これにより積分コンデン
サ10の電荷がトランジスタ13のコレクタエミッタ間を通
して放電し、積分回路がリセットされる。コンデンサ14
の充電電流は制御信号V_qの立上り時のみ流れるため、ト
ランジスタは極短時間導通して遮断状態に戻る。

トランジスタ13が遮断状態になると、制御信号V_qにより
ダイオード12と抵抗11とを通して積分コンデンサ10が充
電されていく。機関の回転速度が設定値以下のときに
は、積分コンデンサ10を充電する時間（機関が第１の位
置θ_１から第２の位置θ_２まで回転するのに要する時
間）が十分あるため、第２図（Ｃ）に実線で示したよう
に、第２の信号V_s2が発生して制御信号V_qが立ち下がっ
た時点で積分電圧V_cが基準電圧V_rを超えている状態にあ
る。そのため、比較器20の出力端子は非接地状態にあ
り、直流電流の電圧V_ccにより抵抗18,17及び11を通して
積分コンデンサ10が追加充電され、積分電圧V_cは、第２
図（Ｃ）に示すように、第２の信号V_s2が発生した後も
一定の傾きで上昇していく。

このように、第２の位置θ_２から次の第１の位置θ_１ま
での区間積分電圧V_cが基準電圧V_r以上になっている場合
には、比較器20の出力端子が非接地状態（比較器の出力
端子の電位が高レベルの状態）に保たれるため、ノイズ
によりリセット回路16のトランジスタ13が瞬時的に導通
したとしても、積分電圧V_cが基準電圧V_r以下に下がるこ
とはない。従ってリセット回路の誤動作により失火指令
信号が発生することはない。このように、回転速度が設
定値以下である場合には、点火制御回路３が点火信号
V_i′（第２図Ｆ参照）を発生したときにアンド回路５の
アンド条件が成立し、トランジスタ８のベースに点火信
号V_iが印加される。これによりトランジスタ８にベース
電流が供給されて該トランジスタ８が導通し、図示しな
いバッテリから点火コイルの１次コイル7aとトランジス
タ８とを通して１次電流（第２図Ｈ）が流れる。点火信
号V_iが立ち下がると、トランジスタ８が遮断状態になる
ため、点火コイルの１次電流I₁が遮断される。これによ
り点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じ、２次コ
イル7bに点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火
プラグ９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。

上記のように、回転速度が設定値以下のときには、制御
信号V_qによる積分コンデンサ10の充電が終了した後該積
分コンデンサ10が追加充電されるため、外来ノイズ等に
よりリセット回路16のトランジスタ13が瞬時的に導通し
てもコンデンサ10の端子電圧が基準電圧V_r以下になるこ
とはない。従ってリセット回路の誤動作により機関が失
火するのを防ぐことができる。

次に機関の回転速度が設定値を超えると、第２図に破線
で示したように、第２の信号V_s2が発生した時点で（制
御信号V_qによる積分コンデンサの充電が終了した時点
で）積分電圧V_cが基準電圧よりも低くなっている状態に
なる。このような状態になると、比較器20の出力端子は
接地状態に保たれたままとなる（失火指令信号が発生し
た状態になる）ため、直流電源から抵抗18を通して供給
される電流は全て比較器20の出力段を通して接地回路に
流れる。そのため第２の信号V_s2が発生して制御信号V_q
立ち下がった後、積分コンデンサ10は、積分コンデンサ
10→抵抗11,17→比較器20の出力段→接地→積分コンデ
ンサ10の経路で一定の時定数で放電していき、第１の信
号V_s1が発生して制御信号V_qが立上るとトランジスタ13
が導通して積分コンデンサ10の電荷をほぼ零まで放電さ
せる。

従ってこの時の積分電圧V_cの波形は第２図（Ｃ）に破線
で示したようになり、積分電圧V_cは全期間基準電圧V_rよ
りも低い値を維持する。従って比較器20の出力端子は全
期間接地状態を維持し、点火制御回路３が点火信号V_i′
を発生してもアンド回路５のアンド条件が成立しなくな
る。そのため、点火回路６には点火信号V_iが与えられ
ず、１次電流I₁の通電が阻止されて点火動作が停止され
る。これにより機関が失火し、その回転速度が設定値以
下に低下する。

上記のように、制御信号V_qによる積分コンデンサの充電
が終了した後、該積分コンデンサの端子電圧を一定に保
つのではなく、回転速度が設定値以下のときには積分コ
ンデンサを追加充電し、回転速度が設定値を超えたとき
には該積分コンデンサを放電させるようにすると、過回
転防止動作に何等支障を来すことなく、外来ノイズ等に
よる瞬時的なリセット回路の誤動作により機関が失火す
るといった事態が生じるのを防ぐことができる。

また上記のように回転速度が設定値を超えたときに、第
２の信号の発生位置から第１の信号の発生位置までの区
間該積分コンデンサを放電させるようにすると、設定回
転速度付近で比較器20の出力のチャタリングが生じるの
を防ぐことができ、安定な動作を行わせることができ
る。

更に、上記の実施例では、比較器に負帰還がかけられて
いないため、比較器のヒステリシスをなくすことがで
き、回転速度が上昇していく場合も下降していく場合
も、比較器の出力の状態が切り替わる回転速度の設定値
を同一にすることができる。

第３図は本考案の他の実施例を示したもので、この実施
例では点火回路６′が、周知のコンデンサ放電式の回路
からなっている。この点火回路は点火コイル７′と、点
火プラグ９と、点火コイルの１次コイルに直列に接続さ
れたコンデンサ30と、導通した際にコンデンサ30の電荷
を点火コイルの１次コイルに放電させるように設けられ
たサイリスタ31と、コンデンサ30に対して直列に接続さ
れたダイオード32と、点火コイルの１次コイルに対して
並列に接続されたダイオード33と、２次コイルがダイオ
ード32とコンデンサ30と点火コイルの１次コイルとの直
列回路の両端に接続された昇圧トランス34と、昇圧トラ
ンス34の１次コイルに対して直列に接続されてエミッタ
が接地されたスイッチング用トランジスタ35とからなる
周知の回路で、トランジスタ35のベースにアンド回路５
の出力が入力されている。アンド回路５には、過回転防
止回路４の出力とともにパルス発振器36の出力が入力さ
れ、過回転防止回路の出力端子の電位が高レベルになっ
ている状態（失火指令信号が発生していない状態）で、
発振器36の出力パルスがトランジスタ35のベースに与え
られるようになっている。昇圧トランス34の１次コイル
とトランジスタ35との直列回路の両端には図示しないバ
ッテリの出力電圧が印加されている。

この例で用いられている点火制御回路３は、機関の点火
時期にサイリスタ31のトリガレベル以上になるトリガ信
号V_tを発生する。このトリガ信号V_tはサイリスタ３のゲ
ートに入力されている。過回転防止回路４の構成は第１
図の実施例と同様である。

第３図の実施例において、過回転防止回路４が失火指令
信号を発生していない状態では、パルス発振器36の出力
がトランジスタ35に与えられるため、該トランジスタ35
がオンオフを繰り返し、昇圧トランス34の１次電流を断
続させる。これにより昇圧トランス34の２次コイルに高
い高周波電圧が誘起し、該電圧によりダイオード32及び
33を通してコンデンサ30が図示の極性に充電される。内
燃機関の点火時期に点火制御回路３からサイリスタ31に
トリガ信号V_tが与えられると、該サイリスタ31が導通
し、コンデンサ30の電荷がサイリスタ31と点火コイル
７′の１次コイルとを通して放電する。これにより点火
コイルの２次コイルに高電圧が誘起し、点火プラグ９に
火花が発生する。

内燃機関の回転速度が設定値を超え、比較器20の出力端
子の電位が接地レベルになると、アンド回路５のアンド
条件が成立しなくなるため、トランジスタ35へのパルス
信号の供給が停止される。従って昇圧トランス34の２次
側に電圧が誘起しなくなり、コンデンサ30の充電が停止
される。これにより点火動作が停止され、機関が失火す
る。

［作用］ 以上のように、本考案によれば、追加充電回路を設け
て、機関の回転速度が設定値以下のときに積分コンデン
サを追加充電するようにしたので、リセット回路がノイ
ズ等により瞬時的な誤動作をしても積分電圧が設定値以
下に下がることはない。従ってリセット回路の誤動作に
より失火指令信号が発生して機関の回転速度が低下する
といった不都合が生じるのを防止することができる。

また本考案においては、機関の回転速度が設定値を超え
たときに積分コンデンサを所定の時定数で放電させて積
分電圧を設定値以下に保つため、失火指令信号発生回路
のチャタリングを防いで失火指令信号を確実に発生させ
ることができる。

【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
の実施例の各部の信号波形を示す波形図、第３図は本考
案の他の実施例を示した回路図、第４図は従来の装置の
過回転防止動作を説明するための信号波形図である。 １……信号コイル、２……制御信号発生回路、３……点
火制御回路、４……過回転防止回路、５……アンド回
路、6,6′……点火回路、7,7′……点火コイル、８……
トランジスタ、９……点火プラグ、10……積分コンデン
サ、11,17,18抵抗、13……トランジスタ、14……微分コ
ンデンサ、16……リセット回路、19……失火指令信号発
生回路、20……比較器、21,22……抵抗、30……コンデ
ンサ、31……サイリスタ、32……ダイオード、34……昇
圧トランス、35……トランジスタ、36……パルス発振
器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の信号と第２の信号とを一定の角度を
   隔てて発生する信号発電機と、 前記第１の信号が発生してから第２の信号が発生するま
   での間積分コンデンサを充電する積分回路と、 前記第１の信号が発生したときに前記積分コンデンサを
   放電させるリセット回路と、 前記第２の信号が発生してから第１の信号が発生するま
   での期間に前記積分コンデンサの両端に得られる積分電
   圧が設定値より低くなる条件が満たされたときに失火指
   令信号を発生する失火指令信号発生回路とを備え、 前記失火指令信号が発生したときに点火動作を停止する
   内燃機関用点火装置において、 前記第２の信号が発生した時点で前記積分電圧が前記設
   定値以上あるときに次の第１の信号が発生するまでの間
   前記積分コンデンサを追加充電する追加積分回路と、 前記第２の信号が発生した時点で前記積分電圧が前記設
   定値より低いときに次の第１の信号が発生するまでの間
   前記積分コンデンサを所定の時定数で放電させる放電回
   路とを具備したことを特徴とする内燃機関用点火装置。