JPS62147051A - 内燃機関用点火装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の回転速度が設定値を超えないよう
にする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、機関の回転速度が設定値を超えた時に点
火動作を停止させて懇関を完全に失火させるようにした
ものがあるが、このように構成した場合にはｄ関の回転
速度が設定値に達した時にいきなり機関が完全失火する
ため、１幾関が急に減速し、運転者に不快な感触を与え
るという問題があった。そこで特公昭５３−１３７４０
号に示されているように、橢関の回転速度が設定値以上
になった時に、所定の点火サイクル毎には関を失火させ
て、１なわ１５１回置きまたは数回置きに機関を失火さ
せるようにした点火装置が提案された。

［発明が解決しようとする問題点１ 上記従来の内燃様関用点火装＠（特公昭５３−１３７４
０号）では、発電コイルの出力により一定の時定数で定
電圧充電される第１のコンデンサとこの第１のコンデン
サより」−分大きな容セを有して第１のコンデンサの電
荷により一定の時定数で充電される第２のコンデンサと
からなるポンプアップ回路により速度検出回路を構成し
ていたため、速度検出回路の時定数が相当に大きく、回
転速度の変化に対する応答性が悪くなるという問題があ
った。

本発明の目的は、回転速度の変化に対する応答性を高め
た過回転防止機能付の内燃機関用点火装置を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、その実施例を示す第１図に見られるように、
点火コイル１と点火フィル１の１次電流を制御して点火
コイルの２次側に高電圧を誘起させる１次電流制御回路
２とからなる点火回路３と、トリガされた際に１次電流
制御回路２の一部を短絡または開放して点火動作を阻止
する点火動作阻止用スイッチ４と、内燃機関の回転速度
が設定値以上になった時に点火動作阻止用スイッチ４を
所定の点火サイクル毎にトリガする点火動作阻止用トリ
ガ回路５とを備えた内燃機関用点火装置において、回転
速度に対する応答性を高めたものである。

本発明においては、点火動作阻止用トリガ回路５が、点
火コイル１の１次コイルに誘起電圧が発生した時に一定
の電圧まで充電される積分コンデンサ７と、積分コンデ
ンサ７を一定の時定数で放電させる放電回路８と、積分
コンデンサ７の両端の電圧が設定値以上ある時に点火動
作阻止用スイッチ４にトリガ信号を供給するトリガ信号
供給回路９とにより構成される。

［発明の作用］ 上記の点火装置において、点火動作が行われると、点火
コイルの１次コイルに誘起電圧が生じるため積分コンデ
ンサが一定の電圧まで充電され、該積分コンデンサの電
荷は放電回路を通して一定の時定数で放電する。内燃機
関の回転速度が設定値未満の場合には、各点火サイクル
において積分コンデンサ７の放電が充分に行われ、各点
火時期に積分コンデンサの端子電圧が設定値未満になっ
ているため、点火動作阻止用スイッチ４にはトリガ信号
が供給されない。これに対し、機関の回転速度が設定値
以上になると、各点火時期に積分コンデンサ７の端子電
圧が設定値以上になっている状態になるため、トリガ信
号供給回路９が点火動作阻止用スイッチにトリガ信号を
供給して機関の点火動作を停止させ、点火火花を間引く
。

このようにして点火動作が阻止されると積分コンデンサ
が充電されないため、次の点火時期以降の点火時期に積
分コンデンサの端子電圧は設定値以下になり、再び点火
動作が行われるようになる。

点火動作が再開されると、積分コンデンサが再び充電さ
机、該コンデンサの電荷はｔ１ｉ雷回路を通して一定の
時定数でｆｉｌ電していく。この時機関の回転速度が未
だ設定値を超えていると、次の点火時期に積分コンデン
サの端子電圧が設定値以下あるため、再び点火動作阻止
用スイッチにトリガ信号が供給されて点火動作が阻止さ
れる。これらの動作の１返しにより機関の回転速度が設
定値以下に制限される。

本発明において、積分コンデンサの放電時定数は一定で
あるため、機関の回転速度が設定値を余り大きく超えて
いない場合には点火動作が１回置き程度に阻止され、回
転速度が設定値を大きく超えている場合には２回以上の
点火動作が続けて阻止される。

上記のように、点火コイルの１次コイルに誘起電圧が発
生した時に積分コンデンサを充電して該コンデンサを一
定の時定数で放電させ、該コンデンサの端子電圧が一定
値以上ある時に点火動作阻止用スイッチにトリガ信号を
供給するようにすると、各点火サイクル毎に回転速度を
チェックして回転速度が設定値以上ある場合に点火動作
を停止させることになるので、時定数が大きな速度検出
回路を用いていた従来の装置に比べて応答性を高めるこ
とができる。またコンデンサの放電時定数は一定である
ため、回転速度が高ければ高い程間引かれる点火火花の
数が多く、回転速度が設定値に近付くと間引かれる火花
の数が少なくなる。従って機関の回転速度が設定値を超
えた場合に過制御になること無く速やかに回転速度を設
定値以下に低下させて適確な過回転防止制御動作を行わ
せることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例の全体的構成を示したもので、
同図において、１は鉄心に１次コイル及び２次コイルを
巻装してなる公知の点火コイル、２は点火コイル１の１
次電流を制御することにより点火コイル１の２次コイル
に高電圧を発生させる１次電流制御回路であり、点火コ
イル１及び１次電流制御回路２により点火回路３が構成
されている。点火コイル１の２次コイルには機関の気筒
に取付けられた点火プラグＰが接続され、点火コイル１
の２次コイルに高電圧が発生した時に点火プラグＰに火
花が生じて機関が点火される。１次電流制御回路２は、
コンデンサ放電式の回路、電流遮断式の回路等種々の方
式のものが知られているが、本発明ではいずれの方式の
１次電流制御回路を用いてもよい。

４は点火動作阻止用スイッチで、このスイッチは、導通
した際に１次電流制御回路２の一部を短絡して点火動作
を阻止するように設けられている。

５は８１ｇｏの回転速度が設定値に達した時に点火動作
阻止用スイッチ４をトリガする点火動作阻止用トリガ回
路で、このトリガ回路は、点火コイル１の１次コイルの
誘起電圧によりコンデンサ充電回路６を通して充電され
る積分コンデンサＣ２と、積分コンデンサＣ２を一定の
時定数で放電させる放電回路８と、積分コンデンサＣ２
の両端の電圧が設定値以上ある時に点火動作阻止用スイ
ッチ４に１−リガ信号を供給するトリガ信号供給回路９
とにより構成されている。

第２図は上記第１図の構成を具体化した実施例を示した
もので、この実施例では、１次電流制御回路２として、
点火エネルギー蓄積用コンデンサＣ１とダイオードＤ１
ないしＤ３とサイリスタＳ１と、抵抗Ｒ１と、信号コイ
ルＬＳと、機関により駆動される発電機内に設けられた
エキサイタコイルｌ−ｅとからなる公知のコンデンサ放
電式の回路が用いられている。この１次電流制御回路に
おいては、エキサイタコイルｌ−ｅの正の半サイクルの
出力でダイオードＤ１を通してコンデンサＣ１が図示の
極性に充電される。信号コイルしＳが発生する正負の半
サイクルの信号電圧Ｖｓ　　（第６図Ａ）の内、正の半
サイクルの信号電圧が点火時期に点弧信号Ｖｇ（第６図
Ｄ）としてサイリスタＳ１のゲートに供給されるとサイ
リスタＳ１が導通してコンデンサＣ１の電荷をサイリス
タＳ１及び点火コイル１の１次コイルを通して放電させ
る。

したがってコンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃ１は機関の回
転角度θに対して第６図Ｅのように変化し、点火時期に
コンデンサＣ１が放電すると点火コイル１の１次コイル
に第６図Ｆに示すように接地側が正極性になる電圧ｖ１
が誘起する。この電圧Ｖ１が昇圧されて点火コイル１の
２次コイルに高電圧が誘起し、この高電圧により点火プ
ラグＰに火花が生じて機関が点火される。

点火動作阻止用スイッチ４は、エミッタが接地されコレ
クタがサイリスタＳ１のゲートに接続されたＮＰＮトラ
ンジスタＴｒｌと、トランジスタＴｒ１のペースエミッ
タ間に並列に接続された抵抗Ｒ２とからなり、トランジ
スタ４に所定のベース電流が与えられた時に該トランジ
スタが導通してサイリスタＳ１のゲートカソード間を短
絡するようになっている。

積分コンデンサＣ２の一端は接地され、該コンデンサＣ
２の非接地側端子は抵抗Ｒ３を通してツェナーダイオー
ドｚ１のカソードに接続されている。゛ンエナーダイオ
ードＺ１のアノードは、カソードが点火コイル１の１次
コイルの非接地側端子に接続されたダイオードＤ４のア
ノードに）ａ続され、コンデンサＣ２の両端にカソード
を接地側に向けたツェナーダイオードＺ２が接続されて
いる。

ツェナーダイオードＺｌ　、　Ｚ２　、抵抗Ｒ３、及び
ダイオードＤ４により、点火コイルの１次コイルに誘起
電圧Ｖ１が生じた時に積分コンデンサＣ２を一定の電圧
まで充電するコンデンサ充電回路６が構成されている。

コンデンサＣ２の両端には抵抗Ｒ４が並列接続され、こ
の抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ２の放電回路８が構成さ
れている。

１へリガ信号供給回路９は、ソースが接地され、ドレイ
ンが抵抗Ｒ５を通して図示しない直流電源の非接地側端
子に接続された電界効果トランジスタＦ１を備え、この
電界効果トランジスタのゲートにコンデンサＣ２の非接
地側の端子が接続されている。電界効果トランジスタＦ
１のドレインにはツェナーダイオードＺ３のカソードが
接続され、ツェナーダイオードＺ３のアノードが点火動
作阻止用スイッチを構成するトランジスタＴｒ１のベー
スに接続されている。電界効果トランジスタＦ１、抵抗
Ｒ５及びツェナーダイオードＺ３によりトリガ信号供給
回路９が構成されている。

上記の実施例において、点火動作が行われると、積分コ
ンデンサＣ２が点火コイル１の１次コイルに誘起する電
圧ｖ１により図示の極性に充電される。コンデンサＣ２
の端子電圧がツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧以
上になると、該ツェナーダイオードＺ２が導通するため
、コンデンサＣ２はツェナーダイオードＺ２のツェナー
電圧ＶＺ２まで充電される。このコンデンサＣ２の電荷
は、抵抗Ｒ４を通して一定の時定数で放電するため、該
コンデンサＣ２の端子電圧ＶＣ２は一定の傾斜で低下し
ていく。この電圧は電界効果トランジスタＦ１により増
幅され、該電界効果トランジスタＦ１のドレインソース
間の電圧Ｖｄｓは第６図Ｃに示すように変化する。

機関の回転速度が設定値未満の時には、ある点火時期か
ら次の点火時期までの間の時間内に積分コンデンサＣ２
の端子電圧が設定値未満になり、電界効果トランジスタ
Ｆ１のドレインソース間の電圧Ｖｄｓがツェナーダイオ
ードＺ３のツェナーダイオ−１ｚ電圧ＶＺ３未満になっ
ているため、トランジスタＴｒ１はトリガされず、遮断
状態を保ったままである。従ってトランジスタＴｒ１は
１次電流制御回路３に何の［Ｆも与えず、点火動作は支
障無く行われる。

機関の回転速度が設定値以上になると、点火時期におい
て積分コンデンサＣ２の端子電圧が設定値以上になって
いる状態になり、第６図Ｃに示したように、点火時期に
おいて電界効果トランジスタＦ１のドレインソース間電
圧■ｄＳがツェナーダイオード７３のツェナー電圧Ｖｚ
３以上になっている状態になる。従ってこの時ツェナー
ダイオードＺ３が導通してトランジスタＴｒ１にベース
電流が流れ（点火動作阻止用スイッチ４にトリガ信号が
与えられ）、トランジスタＴｒｌが導通してサイリスタ
Ｓ１のゲートカソード間を短絡する。従って信号コイル
しＳからサイリスタＳ１に点弧信号が供給されるのが阻
止され、点火動作が阻止される。

このようにして点火動作が阻止されると、点火コイル１
の１次コイルに電圧■１が誘起しないため、積分コンデ
ンサＣ２の充電が行われない。そのため次の点火時期以
降の点火時期に該積分コンデンナＣ２の端子電圧が設定
値未満になり、点火動作が再開される。点火動作が再開
されると点火コイル１の１次コイルに電圧ｖ１が誘起す
るため、積分コンデンサＣ２が充電され、以後同様な動
作が繰返されて機関の回転速度が設定値以下に下がる。

このように、本発明の装置では、機関の回転速度が設定
値以上になった時に、１個またはそれ以上の点火火花が
間引かれ、機関の回転速度が設定値以下に制限される。

積分コンデン１すＣ２の放電時定数は一定であるため、
回転速度が高ければ高い程間引かれる点火火花の数が多
く、回転速度が設定値に近付くと間引かれる火花の数が
少なくなる。　第２図の実施例においては、点火動作阻
止用スイッチ４によりサイリスタＳ１のゲートカソード
間を短絡するようにしたが、このスイッチ４により信号
コイルＬＳを短絡するようにしてもよい。

第３図は本発明の他の実施例を示したもので、この実施
例では、１次電流制御回路２が信号コイルを省略した回
路からなっている。この実施例では、ダイオードＤ１の
アノードに接続されたエキサイタコイルｌｅの一端がア
ノードを接地したダイオードＤ５のカソードに接続され
、エキサイタコイル［ｅの他端がアノードを接地したダ
イオードＤ６のカソードに接続されている。そしてエキ
サイタコイルＬｅの他端がダイオードＤ３を通してサイ
リスクＳ１のゲートに接続され、エキサイタコイル１ｅ
に誘起する電圧■ｅの負の半サイクルの電圧（第３図に
破線矢印で示した極性の半サイクルの電圧）により、サ
イリスタＳ１に点弧信号が供給される。その他は第２図
に示した実施例と同様であり、サイリスタＳ１への点弧
信号の供給がエキサイタコイルの負の半サイクルの出力
で行われる点を除き第２図の実施例と同様の動作が行わ
れる。

第４図は本発明の更に他の実施例を示したちので、この
実施例の各部の電圧波形を第７図に示しである。この実
施例では、点火動作阻止用スイッチ４がカソードを接地
したナイリスタＳ２と該サイリスタＳ２のゲートカソー
ド間に接続された抵抗Ｒ５とからなり、サイリスタＳ２
のアノードがエキサイタコイルｌ−ｅの非接地側端子に
接続されている。その他の点は東２図の実施例と同様に
構成されている。

第４図の実施例においては、機関の回転速度が設定値以
上になって電界効果トランジスタＦ１のドレインソース
間電圧ＶｄｓがツェナーダイオードＺ３のツェナーダイ
オード電圧Ｖｚ３以上になった時にサイリスタＳ２がト
リガされるため、■キサイタコイルｌｅの出力Ｖｅの正
の半サイクルの電圧が発生する毎にサイリスクＳ２が導
通し、第７図りに示したようにエキサイタコイルの出力
Ｖｅの正の半サイクルの電圧がサイリスタＳ２により短
絡される。従ってコンデンサＣ１が充電されなくなり、
点火動作が阻止される。

上記の各実施例では積分コンデンサＣ２を点火コイルの
１次コイルの誘起電圧により充電したが、点火コイルの
１次コイルの誘起電圧によりトリガされるスイッチ回路
を通して別電源により積分コンデンサＣ２を充電するこ
ともできる。第５図はこのように構成した実施例を示し
たもので、この実施例では、積分コンデンサＣ２の非接
地側端子にＰＮＰｔ−ランジスタＴｒ２のコレクタが接
続され、ｉ−ランジスタＴｒ２のエミッタは図示しない
直流定電圧電源回路の非接地側出力端子［に接続されて
いる。トランジスタＴｒ２のベースには抵抗Ｒ６及びＲ
７の一端が接続され、抵抗Ｒ６の他端はトランジスタＴ
ｒ２のエミッタに接続されている。抵抗Ｒ７の他端はＮ
ＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタに接続され、トラン
ジスタＴｒ３のエミッタは接地されている。トランジス
タＴｒ３のベースにはエミッタを接地したＮＰＮトラン
ジスタＴｒ４のコレクタが接続され、トランジスタＴｒ
４のコレクタと電源端子との間に抵抗Ｒ９が接続されて
いる。トランジスタ７ｒ４のベースエミッタ間にはアノ
ードを接地側に向けたダイオードＤ７が並列接続され、
該トランジスタＴｒ４のベースは第２図の実施例と同様
に接続された抵抗Ｒ３とツェナーダイオードＺ１とダイ
オードＤ４との直列回路を通して点火コイル１の１次コ
イルの非接地側端子に接続されている。

またこの実施例におい・では、トリガ信号供給回路９が
比較器ＣＭＩと抵抗ＲＩＯないしＲ１２とにより構成さ
れている。抵抗Ｒ１０及びＲ１１は直列に接続されて図
示しない直流定電圧電源回路の出力端子間に接続され、
抵抗Ｒ１１の両端に得られる基準電圧■ｒが比較器ＣＭ
１の逆相入力端子に入力されている。比較器ＣＭ１の正
相入力端子には積分コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＣ２
が入力され、該比較器の出力端子が点火動作阻止用スイ
ッチ４のトランジスタＴｒｌのベースに接続されている
。また比較器ＣＭｉの出力端子が抵抗Ｒ１２を通して直
流電源回路の非接地側出力端子に接続され、比較器ＣＭ
Ｉの出力端子が非接地状態にある時に抵抗Ｒ１２を通し
てトランジスタＴｒ１にベース電流が供給されるように
なっている。

第５図の実施例においては、点火動作が行われていない
時にトランジスタＪｒ４が導通状態にあり、トランジス
タＴｒ２及びＴ　ｒ３が遮断状態にある。点火動作が行
われて点火コイル１の１次コイルに誘起電圧が生じると
、１次コイル→ダイオードＤ７→抵抗Ｒ３→ツェナーダ
イオードＺ１→ダイＡ−ドＤ４→１次コイルの経路で電
流が流れる。この電流によりダイオードＤ７の両端に生
じる順方向電圧効果によりトランジスタＴｒ４のペース
エミッタ間が逆バイアスされるため、該トランジスタＴ
ｒ４が遮断状態になり、トランジスタＴｒ３及びＴｒ２
が導通状態になる。これにより積分コンデンサＣ２が瞬
時に一定の電圧まで充電される。

機関の回転速度が設定値未満の時には点火時期までに積
分コンデンサＣ２が基準電圧Ｖｒ未満まで放電している
ので、各点火時期において比較器ＣＭ１の出力端子が接
地状態にあり、点火動作阻止用スイッチ４のトランジス
タＴｒｉのベースが接地電位に保たれている。従って各
点火時期において１〜ランジスタＴｒ１は遮断状態に保
持され、点火動作は支障無く行われる。これに対し、機
関の回転速度が設定値以上になると、各点火時期におい
てコンデンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２が基準電圧以上にな
っている状態になるため、比較器ＣＭ１の出力端子が非
接地状態になる。従って点火時期において抵抗Ｒ１２を
通してトランジスタＴｒ１にベース電流が与えられるた
め、該トランジスタＴｒ１が導通し、このトランジスタ
の導通により点火動作が阻止される。

上記の説明では、点火動作阻止用スイッチがトリガされ
た時に導通して１次電流制御回路の一部を短絡するとし
たが、トリガされた際に開くスイッチを点火動作阻止用
スイッチとして用いて、この点火動作阻止用スイッチを
１次電流制御回路の一部に挿入することにより１次電流
制御回路の一部を開放して（切離して）点火動作を阻止
するようにしてもよい。

上記の各実施例では、１次電流１ｔｌＩＩ御回路２とし
てコンデンサ放電式の回路を用いたが、電流遮断式の１
次電流制御回路が用いられる場合にも本発明を適用する
ことができる。

上記の各実施例では、積分コンデンサＣ２の放電回路８
を抵抗Ｒ４により構成したが、この放電回路８を定電流
回路により構成して、コンデンサＣ２を定電流で放電さ
せるようにしてもよい。

［発明の効果１ 以上のように、本発明によれば、点火コイルの１次コイ
ルに誘起電圧が発生した時に積分コンデンサを充電して
該コンデンサを一定の時定τ（で放電させ、該コンデン
サの端子電圧が一定値以上ある時に点火動作阻止用スイ
ッチにトリガ信号を供給するようにしたので、各点火サ
イクル毎に回転速度をチェックして回転速度が設定値以
上ある場合に点火動作を停止させることができ、時定数
が大きな速度検出回路を用いていた従来の装置に比べて
応答性を高めることができる。また回転速度が高ければ
高い秤量引かれる点火火花の数が多く、回転速度が設定
値に近付くと間引かれる火花の数が少なくなるため、顆
間の回転速度が設定値を超えた場合に過制御になること
無く速やかに回転速度を設定値以下に低下させて適確な
過回転防止制御動作を行わせることができる利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体的構成を示したブロック
図、第２図ないし第４図はそれぞれ第１図の構成を具体
化した異なる実施例を示す回路図、第５図は本発明で用
いる積分コンデンサの充電回路とトリガ信号供給回路の
変形例を示す回路図、第６図は第２図の各部の電圧波形
を示した線図、第７図は第４図の各部の電圧波形を示し
た線図である。 １・・・点火コイル、２・・・１次電流制御回路、３・
・・点火回路、４・・・点火動作阻止用スイッチ、５・
・・点火動作阻止用トリガ回路、６・・・コンデンサ充
電回路、８・・・放電回路、９・・・トリガ信号供給回
路、Ｃ第２　図 パ５　　　　　　　　　　　　　　と４　　ＶＣ２第５
　図 Ｍ６　図 第７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 点火コイルと該点火コイルの１次電流を制御して点火コ
   イルの２次側に高電圧を誘起させる１次電流制御回路と
   からなる点火回路と、トリガされた際に前記１次電流制
   御回路の一部を短絡または開放して点火動作を阻止する
   点火動作阻止用スイッチと、内燃機関の回転速度が設定
   値以上になった時に前記点火動作阻止用スイッチを所定
   の点火サイクル毎にトリガする点火動作阻止用トリガ回
   路とを備えた内燃機関用点火装置において、前記点火動
   作阻止用トリガ回路は、 前記点火コイルの１次コイルに電圧が誘起した時に一定
   の電圧まで充電される積分コンデンサと、前記積分コン
   デンサを一定の時定数で放電させる放電回路と、前記積
   分コンデンサの両端の電圧が設定値以上ある時に前記点
   火動作阻止用スイッチにトリガ信号を供給するトリガ信
   号供給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。