JPS61252867A - 内燃機関の運転速度制限方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 転速度を制限する方法および装置に関する。

従来からエンジンの最大許容運転速度に達した時点火装
置の節囲内で作用することにより超加速度になることに
対して内燃機関を保護する手段はすでに知られている。

第１の解決策は、エンジンがその最大運転速度に達した
時点火制御を禁止することによって点火プラグの端子に
おける電気アークを完全に抑えることである。この方法
は好ましくない影響があり、なかでも、未燃燃料が排気
系まで通過したり、点火装置が停止および回復するたび
にドライバーに不快な衝撃が生じたりする。

西独特許出願公開第３．３０３．６７５号明細書では、
点火コイルの一次巻線に正確に蓄積されたエネルギを漸
次減少させることによって電気アークが抑制されている
。このような減少は最大許可速度より約５Ｏｒｐｍ高い
エンジン速度の範囲内において最大値からゼロレベルま
で生ずる。このような提案は電気アークが結局は抑制さ
れるので上記した欠点を明確に排除するものではない。

英国特許第１．５１３，７９６号明細書は、エンジンが
その最大運転速度を越えた時に点火進角の減少を与える
装置によってそのような欠点の克服を試みている。しか
しこの装置は、エンジンのトルクが低下してこれが運転
速度の制限を不十分なものとしこのため応答時間が長く
なるという理由のため、実際上満足のいくものではない
。事実、この運転速度は減じる前は次第に増加し続けて
、進角の減少が介在した時の運転速度が最大運転速度に
近い場合はエンジンに損傷を与える危険が生じ、介在か
生じた時の運転速度が最大運転速度より低い場合にはエ
ンジンの性能の質が落ちることになる。

本発明は、最大値にてエンジンの運転速度の非常に迅速
な制限を得ることができるのみならず前述の従来の解決
策の欠点を回避することができる内燃機関の運転速度制
限方法を提供することを目的とする。

本発明の目的はしたがって、少なくともエネルギの公称
量を蓄積するため通常は電気的に充電される少なくとも
１つのエネルギ蓄積部材とエンジンのシリンダと関連さ
れた少なくとも１つの点火構成要素に前記エネルギを供
給する手段とを包含する電子式点火装置によって内燃機
関の運転速度を制限する方法であって、エンジンの最大
許容運転速度の検出に応答して、前記エネルギの公称量
を作るに必要な時間または角度よりかなり少ないがゼロ
ではない値でエネルギ蓄積部材の時間または充電角度を
発生させるステップを包含する内燃機関の運転速度制限
方法である。コイル（またはコンデンサ）のエネルギの
公称量は点火プラグの端子において電気アークを生ぜし
めかつエンジンの正常動作時に空気−燃料混合気を完全
燃焼させるため十分長い間電気アークを維持させるに十
分な最大エネルギに相当するものとする。

本発明の１つの実施例では、その方法はエンジンの運転
速度が最大許容値に実質的に等しい時エンジンの点火進
角を減少させるステップを更に包含している。点火進角
とコイルの充電角度との減少を組合せたことにより、エ
ンジンのトルクは急速に弱められる。

本発明の目的はまた、少なくともエネルギの公称量を蓄
積するため通常は電気的に充電される少なくとも１つの
エネルギ蓄積部材と、エンジンのシリンダと関連された
少なくとも１つの点火構成要素に前記エネルギを供給す
る手段と、前記エネルギ蓄積部材の充電時間を発生させ
る電子手段とを包含する、電子式点火装置によって内燃
機関の運転速度を制限する装置であって、更にエンジン
の最大許容運転速度を検出する手段と、この検出手段に
よって、エンジン運転速度が最大運転速度より低い時、
は第１の不作動状態にしエンジン運転速度が最大許容運
転速度以」二にある時は前記発生手段により少ない時間
または充電角度の発生を制御する第２の作動状態にする
電子回路とを包含することを特徴とする内燃機関の運転
速度制限装置を提供することである。

以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例について
詳述する。

第１図において、点火進角計算器１３は第１人力に同期
信号ｓｙを受け、第２人力に速度信号Ｖを受ける。これ
らの信号は位置センサ１１から出力された信号を処理す
る段１２から得られる。位置センサ１１は円板ｌＯの周
囲に設けられた歯の通過を検出するもので、その円板Ｉ
Ｏはエンジンのクランクシャフトに固定されていてそれ
と同期して回転している。センサＩＩは円板１０の周囲
の恒久的な電気的イメージを与える。計算器１３はまた
第３人力に圧力信号Ｐを受ける。圧力信号Ｐはエンジン
の吸気口における空気圧力のイメージを与えるセンサ（
図示しない）から出力される。

計算器１３は、速度およびエンジンの吸気口における圧
力の関数として、点火進角のロウ値を計算し、円板ｌＯ
の歯の数としておよび２つの歯の間の部分の数として表
わされる２進数の形で、その出力１５によって点火コイ
ルを制御する信号を発生するブロック１４の対応する入
力へ供給される。

ブロック１４はまた、円板１０の歯の数として表わされ
、コイル通電中の角度を表わす第２の２進数をその入力
１６に受ける。これら２つの２進数はセンサ信号処理ブ
ロック１２から出力された３つのタイプの信号、すなわ
ち同期信号Ｓｙ１速度信号Ｖおよび信号ＨＣＡにより、
ブロック１４によって処理される。

コイルを制御する信号を発生させるブロック１４はその
出力１７に出力段１８へ伝達される低出力信号を与える
。出力段１８の出力Ｉ９は点火コイル２０に接続される
。点火コイル２０は一次巻線２１および二次巻線２２を
有し、この二次巻線２２は一端をディストリビュータ２
３の中央部に接続され、その中央部を中心として可動ア
ーム２４が回転し、その回転中に、点火コイル２０の二
次巻線２２がエンジンの異なったシリンダの点火プラグ
と連続的に接触されるようにされてシリンダの中にある
混合気の爆発燃焼が行なわれる。

ここまで述べた装置は米国特許第４，３６７．７１０号
明細書のものと同一であるが、ただし、コイルが通電し
ている角度を表わしていてブロック１４の入力１６に与
えられる２進数が計算器１３によってではなく以下に述
べる回路２５および２６によって用意されるところを除
く。したがって、上述の装置の動作の詳細は上記米国特
許を参照されたい。

回路２５および２６はそれら自身、本質的には米国特許
第４，４６９，０８１号明細書に記載の装置、特に第４
図に示した装置に相当するものである。米国特許第４，
４６９，０８１号において、符号２が与えられた点火計
算器の出力段は本願のブロック１４および１８に相当し
、回路３６は本願の回路２６を変形したらのに相当し、
第４図に示した残りの回路”は本願において回路２５で
示される。回路２５の入力３９．４１．４３および４４
は米国特許第４．４６９，０８１号に同じ参照符号を与
えた導線によって、伝えられる信号と同じ信号を受け、
回路２５の出力１６は同じ米国特許のメモリ２９の出力
３１に相当している。

本願の回路２６および米国特許第４，４６９，０８１号
の回路３６は点火コイルの通電時間を制御する信号と同
じ信号を３７に受けるが回路２６（本願）に３８′を介
して与えられる信号は回路３６　（米国特許第４，４６
９，０８１号）に与えられる信号３８とは相違する。出
力段１８によって発生された信号３８′は米国特許第４
，４６９，０８１号の第４図に示された導線３９によっ
て伝えられ第５図に示された線１’　４の信号を反転し
たものである。本願の３８′の信号はこのため５６にて
反転されていて、上述の米国特許第４，４６９，０８１
号のものと同じ信号１′　４が３９に与えられる。

本願の回路２６および米国特許第４，４６９，０８１号
の回路３６はいずれも、当業者の範囲から外れるもので
あるが双安定および単安定の基本の組合せからなるもの
である。これらの変形は本願の回路２５および２６の動
作および米国特許第４，４６９゜０８１号にて述べた装
置の動作に関して完全に明らかであるので、その動作の
詳細な説明はその米国特許を参照されたい。

出力段１８はスイッヂング用パワートランジスタ２７を
有し、そのコレクタはバッテリ電圧子Ｖａにコイル２０
の一次巻線２１を介して接続され、エミッタはコイルの
一次側の電流を測定するための抵抗２８を介して接地さ
れている。トランジスタ２７のベースは線２９を介して
このトランジスタを制御しコイル２０の一次側の電流を
制限する段３０に接続されている。この段３０はコイル
の通電時間を制御する信号を与えるブロック１４の出力
１７へ接続され、かつ導線３２を介しトランジスタ２７
のエミッタに接続されてコイル２０の一次巻線２１の電
流のイメージ信号を得る。

トランジスタ２７のコレクタは２つ直列の抵抗３３およ
び３４からなる分圧ブリッジを介して接地されている。

これら２つの抵抗の共通点３６は比較器３５の入力に接
続され、ここにおいて線３６に存在する電圧がしきい値
Ｖｓと比較され、比較器３５の出力は導線３８′を介し
て回路２６の人力に接続される。

出力段Ｉ８はその構成要素とともに周知のものであって
更なる詳細な説明は不要である。

上述の点火制御装置と関連された運転速度制限装置５０
は信号ダイオード５！を、有し、そのカソードは比較器
３５の入力へ接続され、アノードは５２にて抵抗５３を
介して基準電圧Ｖ　ｒｅｆに接続されると共にトランジ
スタ５４のコレクタ・エミッタ接合を介して接地されて
いる。トランジスタ５４のベースは５５にて計算器１３
の出力によって駆動される。計算器１３はエンジンの運
転速度が最大許容運転速度以上の時トランジスタ５４を
しゃ断し、逆の場合は導通するようプログラムされてい
る。

上述の装置の動作は第２図に示したタイミング図も参照
して以下に述べるが、その図における各信号はそれらを
伝える導線の参照符号と同じにしである。

段１２はピストンの各上死点において、またはその上死
点に関する所定角度位置にて、時間１．に現われる信号
ｓｙを発生する。時間ｔ、では、米国特許第４，３６７
．７１０号および同第４，４６９，０８１号に述べられ
ているように、回路２５および２６によって定められた
コイルの最適通電時間の関数としてブロックＩ４によっ
て計算されて、このブロック１４は１７にて信号３７を
発生し、この信号１７は段３０に供給されてトランジス
タ２７を導通させ、コイル２０の一次巻線２１に電流を
流そうとする。コイル２０の一次巻線２１を流れる電流
のイメージである信号３２は時間ｔ、まで増加し、その
時間ｔ３で公称電流（コイルの公称エネルギに相当）に
達し、段３０はトランジスタ２７を調整し始める。した
がって、コイル内の電流は時間ｔ４までその公称値に保
持される。時間Ｌ４では、信号３７は再度高くなり、ト
ランジスタ２７は段３０によってしゃ断され、可動アー
ム２４によって選択された点火プラグの端子にスパーク
が現われる。

時間ｔ、ないし時間し４の間のこの動作段階では、エン
ジンの運転速度はその最大許容値より低くするものとし
ているので計算器１３は線５５にトランジスタ５４を導
通させる信号を送出する。すると、点５２は実際上アー
ス電位になり、ダイオード５１は逆バイアスされること
になる。コイルが通電を開始する時間り、において、点
３５の電圧は比較器３５のしきい値電圧Ｖｓ以下に落ち
て、その出力３８′は高レベルから低レベルに変化する
。

信号３８′は時間ｔ３まで低く、その時間ｔ３にてコイ
ル２０の一次巻線の電流が制限されるので、点３６の電
圧は比較器３５のしきい値Ｖｓより上昇し、その出力３
８′は再び高くなる。それゆえ、信号３８′の時間１．
−１．は測定された通電時間ｔｃを表わしており、明ら
かなようにコイルの端子における公称エネルギ量を作る
のに必要なもので回路２５および２６によって使用され
、計算されて、米国特許第４，４６９，０８１号に述べ
られているように、次の点火サイクルについての最適通
電時間を発生する。

第２図はまた、エンジンがその最大許容運転速度を越え
ているような場合に生ずる第２の点火および通電サイク
ルら示している。計算器１３によって線５５に与えられ
た信号はこのときトランジスタ５４をしゃ断しており、
点５２は電圧Ｖ　ｒｅｆにある。

信号ｓｙが時間ｔ５にて現われ、次いで時間ｔ。にてト
ランジスタ２７が導通し、点３６の電圧が低下する。電
圧Ｖ　ｒｅｆはコイル２０の一次巻線が通電している時
点３６の電圧より高くなるよう選択されているので、ダ
イオード５１は順方向にバイアスされる。しきい値電圧
Ｖｓより大きな基準電圧Ｖ　ｒｅｆが比較器３５の入力
に与えられ、その出力３８′はしたがって高くなる。

この情況のもとで、回路２５−２６は信号３８′を通電
時間信号なしに相当するとして解釈し、米国特許第４，
４６９，０８１号に述べられているように次の点火サイ
クルのために代用通電時間を発生ずる。

可変とすることができるこの代用通電時間は前記公称エ
ネルギ量を作るに必要な時間より小さなゼロでない値を
維持するよう決定される。たとえば、本発明の一実施例
では、計算器１４は６０００ｒｐｍより高いエンジン速
度では約２０°の固定充電角度を発生する。この結果、
低いエネルギのスパークが発生され、これがエンジンの
トルクを低下させその運転速度を低下させるのに寄与す
る。

電流サイクルの時間Ｌ７において、信号３７は再度高く
なってスパークが点火プラグの１つの電極間に発生され
る。第２図に示した例では、コイルの公称電流は時間Ｌ
７のうちには達せず、時間ｔｏ−ｔ７はコイルの代用通
電時間に相当する。

そのような時間は短い値にされている。これによって、
エンジンの最大運転速度は前の点火サイクルにてすでに
達しており、そのため回路２５−２６は線３８′にて通
電時間信号なしをすでに検出していることを憶測される
。

このような場合でなければ、信号３２は時間ｔ３−１．
と同じような調整された台地を有する形状を有し、第１
の代用通電時間は次のサイクルにて発生されよう。

その後コイルの通電時間はエンジンの運転速度がその最
大許容運転速度より高くなっている限り短い値に保持さ
れており、発生された電気アークのエネルギの減少は同
時に点火進角の減少と組合すことができる。このような
場合、計算器Ｉ３は最大認可速度が検出されたときに点
火進角を減じたものに相当する信号を発生する。本発明
に別な実施例では、その減じられた点火進角信号はエン
ジンの最大許容速度よりわずかに低い速度レベルで発生
される。

としかく、本発明によるスパークのエネルギの低減は、
エンジンの運転速度がその最大値に達するとすぐそれを
非常に迅速に制限するため点火進角の単独の低減よりも
大きな効果を与える。

本発明による運転速度制限装置は、すでにエンジン運転
速度を検出しコイルの通電時間または角度を制御する能
力を備えた電子式点火装置と組合せた時、特に簡単かつ
低コストの構成となる。しかし、本発明は上述の実施例
に限定されず、運転速度制限装置に関するだけでなく、
たとえば誘導】 タイプでなく容量タイプとすることができる関連の点火
装置にも関するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は誘導点火装置を制御する電子装置と関連された
エンジン運転速度制限装置の電気回路図、第２図は第１
図に示した回路図の各点に現われる信号を示したタイミ
ング図である。 １０・・円板、１１・・センサ、１２・・信号処理段、
１３・・点火進角計算器、１４・・点火コイル制御信号
発生ブロック、１８・・出力段、２０・・点火コイル、
２３・・ディストリビュータ、３０・・トランジスタを
制御しコイルの一次巻線の電流を制限する段、３５・・
比較器、５０・・運転速度制限装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくともエネルギの公称量を蓄積するため通常は
   電気的に充電される少なくとも１つのエネルギ蓄積部材
   とエンジンのシリンダと関連された少なくとも１つの点
   火構成要素に前記エネルギを供給する手段とを包含する
   電子式点火装置によって内燃機関の運転速度を制限する
   方法において、エンジンの最大許容運転速度の検出に応
   答して、前記エネルギの公称量を作るに必要な時間また
   は角度よりかなり少ないがゼロではない値でエネルギ蓄
   積部材の時間または充電角度を発生させるようにしたこ
   とを特徴とする内燃機関の運転速度制限方法。 ２　エンジンの運転速度が最大許容値に実質的に等しい
   時エンジンの点火進角を減少させるステップを更に包含
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３　少なくともエネルギの公称量を蓄積するため通常は
   電気的に充電される少なくとも１つのエネルギ蓄積部材
   （２１）とエンジンのシリンダと関連された少なくとも
   １つの点火構成要素に前記エネルギを供給する手段と、
   前記エネルギ蓄積部材の充電時間を発生させる電子手段
   （１４、２５、２６）とを包含する、電子式点火装置に
   よって内燃機関の運転速度を制限する装置において、エ
   ンジンの最大許容運転速度を検出する手段（１０、１３
   ）と、この検出手段によって、エンジン運転速度が最大
   運転速度より低い時は第１の不作動状態にしエンジン運
   転速度が最大許容運転速度以上にある時は前記発生手段
   により少ない時間または充電角度の発生を制御する第２
   の作動状態にする電子回路（５０）とを包含することを
   特徴とする内燃機関の運転速度制御装置。 ４　エネルギ蓄積部材および少なくとも１つの点火構成
   要素にエネルギを供給する手段はそれぞれ点火コイル（
   ２０）の一次巻線（２１）および二次巻線（２２）とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５　一次巻線（２１）の電流をエネルギの公称量の提示
   に相当する値に制限する手段（２７、３０）と、前記一
   次巻線に前記エネルギの公称量を作るに必要な正確な時
   間（ｔｃ）を測定する手段（３３、３５）と、前の点火
   サイクルで測定した前記時間（ｔｃ）の関数とする値を
   有するか、または前記時間の測定がない場合に最小値を
   有するような前記一次巻線の通電時間または角度を発生
   させる発生手段（１４、２５、２６）とを包含する電子
   式点火装置と関連して、電子回路（５０）はこれが検出
   手段（１０、１３）によって作動させられる時前記測定
   手段（３３、３５）を禁止させるようにした手段（５１
   、５４）を包含し、前記最小値はエンジンの運転速度が
   最大許容値以上にある時前記エネルギの公称量を作るに
   必要な時間または角度より著しく小さいことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６　一次巻線（２１）の電流のイメージとする電圧（３
   ６）としきい値（Ｖｓ）とを比較して出力に前記電圧イ
   メージ（３６）が前記しきい値（Ｖｓ）より大きい時第
   １の論理状態を示し逆の場合は第２の逆の論理状態を示
   す手段（３５）とを備えた測定手段（３３、３５）と関
   連して、禁止手段（５１、５４）は検出手段（１０、１
   ３）によって作動されるようになる時比較手段（３５）
   の出力を強制的にその第１の論理状態にするよう構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   装置。 ７　比較手段（３５）は電圧イメージを出力する分圧ブ
   リッジ（３３、３４）に接続した比較入力を有し、禁止
   手段はダイオード（５１）を包含し、そのカソードは前
   記比較入力に接続され、そのアノードは抵抗（５３）を
   介して基準電圧に接続されると共にトランジスタ（５４
   ）のコレクタ・エミッタ接合を介して接地され、前記ト
   ランジスタのベースは検出手段（１０、１３）によって
   駆動されてエンジン運転速度が最大許容運転速度より低
   い時導通し逆の場合はしゃ断するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８　エネルギ蓄積部材（２１）の充電時間を発生させる
   電子手段（１４、２５、２６）を備えた電子式点火装置
   と関連し、エンジンの最大許容運転速度を検出する手段
   （１０、１３）と、この検出手段によって、エンジン運
   転速度が最大運転速度より低い時は第１の不作動状態に
   しエンジン運転速度が最大許容運転速度以上にある時は
   前記発生手段により少ない時間または充電角度の発生を
   制御する第２の作動状態にする電子回路（５０）と、最
   大許容運転速度の検出に基づいてエンジンの点火進角を
   低減させる手段（１３）とを包含することを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の装置。