JPS6263173A - 過回転防止機能付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以上にならない
ようにする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機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機関の回
転速度が設定値に達した時にいきなり！ｉ閏が完全失火
するため、機関が急に減速し、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５３−１３７４
０号に示されているように、機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機関を失火さ
せて、すなわち１回置きまたは数回置きにｌｌＩ！ｌ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］ 上記従来の内燃機関用点火装置（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
サより十分大きな容量を有して第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、回転速度を検出する回路から時定数の
大きな放電回路を廃して、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と点火コイル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、常
時一定の時定数で積分コンデンサを充電して積分動作を
行う積分回路６と、積分コンデンサに対して並列に接続
された積分回路リセット用スイッチ７と、点火コイルの
１次電圧を検出して該１次電圧が所定のスレシミールド
レベルに達した時にリセット用スイッチをトリガするリ
セット用トリガ回路８と、積分コンデンサの両端に得ら
れる積分電圧を基準電圧と比較して積分電圧が基準電圧
以下になった時に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９とを具備したことを特
徴とする。

［発明の作用］ 上記のように、点火動作が行われる毎に積分回路をリセ
ットするように構成して、積分電圧が基準電圧以下にな
った時に機関の回転速度が設定回転速度に達したと判定
するようにすると、時定数の大きな放電回路を設ける必
要がないので、回転速度の変動に対する応答性を高める
ことができ、常に適確に過回転防止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ｔＡｔ１１回路であり、
点火コイル１及び１次Ｍ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１ｌ
ｆｆｉ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ｌ！流
制御回路２は、コンデンサ放電式の回路、電流遮断式の
回路等積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、機関の回転速度が設定値に達した時に上記点火動
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、常時一定の時定数で積分コ
ンデンサを充電して積分動作を行う積分回路６と、積分
回路６内の積分コンデンサに対して並列に接続された積
分回路リセット用スイッチ７と、点火コイル１の１次電
圧を検出して１次電圧が所定のスレショールドレベルに
達−した時にリセット用スイッチ７をトリガするリセッ
ト用トリガ回路８と、積分回路６内の積分コンデンサの
両端に得られる積分電圧を基準電圧と比較して積分電圧
が基準電圧以下になった時に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９とからなっ
ている。

上記の実施例において積分回路６は常時積分コンデンサ
を一定の時定数で充電する積分動作を行っている。機関
の点火時期に点火コイル１の１次コイルに電圧■１が誘
起するとリセット用トリガ回路８がリセット用スイッチ
７を導通させ、リセット用スイッチ７が積分コンデンサ
の電荷を瞬時に放電させる。従って積分回路６の積分コ
ンデンサの両端には、一定の勾配で上昇して一点火動作
が行われる毎に零に戻る三角波形の積分電圧ＶＣが得ら
れる。

トリガ信号供給回路９はこの積分電圧ｖｃ＠−基準電圧
と比較して、積分電圧ｙｃが基準電圧以下になった時に
機関の回転速度が設定値に達したと判定して点火動作阻
止用スイッチ４にトリガ信号を供給する。

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、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、
エキサイタコイル１−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ｌｅ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ＬＳが発生する正負の半サ
イクルの信号電圧（第３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３図Ｃ）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３図りのように変化し、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３図Ｅ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Ｉｌｇｏ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Ｔｒ１と、トランジスタＴ「１のペースエミッ
タ問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。

積分回路６は抵抗Ｒ３と、該抵抗Ｒ３を通して図示しな
い直流電源（例えばバッテリ）に接続された積分コンデ
ンサＣ２とからなり、積分コンデンサＣ２は、後記する
リセット用スイッチが導通した時を除き、常時抵抗Ｒ３
を通して一定の時定数で充電されるようになっている。

リセット用スイッチ７はエミッタを接地し、コレクタを
コンデンサＣ２の非接地側端子に接続したＮＰＮトラン
ジスタＴ　ｒ２からなり、トランジスタＴｒ２の導通時
に該トランジスタＴｒ２のコレクタエミッタ間を通して
積分コンデンサＣ２を瞬時に放電させる。

リセット用トリガ回路８は、トランジスタＴｒ２のベー
スにコレクタを接続しエミッタを接地したＮＰＮトラン
ジスタＴ　ｒ３と、点火コイル１の１次コイルの非接地
側端子にカソードが接続されたダイオードＤ４と、ダイ
オードＤ４のアノードにアノードが接続されたツェナー
ダイオードＺ１と、ツェナーダイオードＺ１のカソード
とトランジスタＴｒ３のベースとの間に接続された抵抗
Ｒ４と、図示しない直流電源とトランジスタＴｒ３のベ
ース及びコレクタとの間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ５
及びＲ６と、トランジスタＴｒ３のベースエミッタ間に
アノードを接地側に向けて接続されたダイオードＤ５と
からなっている。

上記リセット用トリガ回路８において、常時は抵抗Ｒ５
を通してトランジスタＴｒ３にベース電流が流れるため
、該トランジスタＴｒ３が導通状態にある。この時トラ
ンジスタＴｒ２は遮断状態に保持され、積分回路６は支
障無く積分動作を行う。点火動作時には、点火コイル１
の１次コイルに接地側が正極性になる電圧ｖ１が誘起す
るが、この電圧■１が所定のスレショールドレベルに達
すると、ツェナーダイオードＺ１が導通して１次コイル
からダイオードＤ５→抵抗Ｒ４→ツェナーダイオードｚ
１→ダイオードＤ４の経路で電流が流れる。

この時ダイオードＤ５の両端に生じる電圧降下によりト
ランジスタＴ　Ｒ３が逆バイアスされるため、トランジ
スタＴｒ３が短時間遮断する。トランジスタＴｒ３が遮
断すると抵抗Ｒ６を通してトランジスタＴ　Ｒ２にベー
ス電流が流れるためトランジスタＴｒ２が導通し、コン
デンサＣ２の電荷を瞬時に放電させる。従って積分コン
デンサＣ２の両端に得られる積分電圧Ｖｃ２の波形は第
３図Ｂに示すようになる。

トリガ信号供給回路９は逆相入力端子が積分コンデンサ
Ｃ２の非接地側端子に接続され、出力端子がトランジス
タＴｒ１のベースに接続された比較器ＣＭＩと、比較器
ＣＭＩの正相入力端子と図示しない直流電源との間に接
続さ°れた抵抗Ｒ７と、比較器ＣＭ１の正相入力端子と
接地間に接続された抵抗Ｒ８と、比較器ＣＭ１の出力端
子と図示しない直流電源との間に接続された抵抗Ｒ９と
からなっている。比較器ＣＭ１は積分電圧Ｖｃ２と抵抗
Ｒ８の両端に得られる基準電圧Ｖｒとを比較している。

積分電圧ＶＣ２が基準電圧Ｖ「を超えている時には比較
器ＣＭ１の出力端子が接地電位にあり、この時トランジ
スタＴｒｌにはベース電流が供給されない。これに対し
、積分電圧Ｖｃ２が基準電圧以下になると比較器ＣＭＩ
の出力端子が非接地状態になるため、抵抗Ｒ９を通して
トランジスタＴｒ１にベース電流が供給され、該トラン
ジスタＴｒｉが導通する。

第３図Ｂに実線で示した積分電圧Ｖｃ２の波形は、機関
の回転速度が設定値未満の時の波形を示している。この
場合には、信号コイルＬＳが正の半サイクルの信号電圧
を発生する前に積分電圧Ｖｃ２が基準電圧■「を超える
ため、信号コイルＬＳが正の半サイクルの信号を発生し
た時には比較器ＣＭ１の出力端子が既に接地状態になっ
ており、トランジスタＴｒ１にはベース電流が供給され
ない状態にある。従ってこの時トランジスタＴｒｌは一
遮断状態にあり、信号コイルＬＳからサイリスタＳ１に
支障無く点弧信号が供給されて機関の点火動作は支障無
く行われる。

積分回路がリセットされる間隔は、機関の回転速度に反
比例しており、機°関の回転速度の上界に伴って積分コ
ンデンサがリセットされる間隔が短くなっていく（積分
コンデンサが充電される時間が短くなっていく）ため、
積分コンデンサの端子電圧は機関の回転速度の上昇に伴
って低くなっていき、ｌＮ閏の回転速度が設定値以上に
なると、第３図Ｂに破線で示したように信号コイルＬＳ
が正の半サイクルの信号電圧を発生した時に積分電圧Ｖ
ｃ２が基準電圧ｖｒ以下になっているようになる。

この状態になると、信号コイルＬＳが正の半サイクルの
信号電圧を発生した時に比較器ＣＭ１の出力端子が非接
地状態になっていて、トランジスタＴｒ１にベース電流
が供給されているので、信号コイルＬＳが正の半すイク
シレの信号電圧を発生すると同時にトランジスタＴｒ１
が導通してサイリスタＳ１に点弧信号ｖｇが供・給され
るのを阻止する。

このように、機関の回転速度が設定値以上になると点火
動作阻止用スイッチ４が導通して信号コイルＬＳからサ
イリスタＳ１に点弧信号が供給されるのを阻止するため
、点火動作が行われなくなる。

点火動作が阻止された点火時期においては、点火コイル
１の１次コイルに電圧ｖ１が誘起しないため、リセット
用トリガ回路８はリセット用スイッチ７をトリ〃シない
。この時積分コンデンサＣ２の充電は継続され、次の点
火時期までには積分電圧Ｖｃ２は基準電圧以上になって
いる。従って次の点火時期には、トランジスタＴｒ１が
導通せず、点火動作は支障無く行われる。このように点
火動作が行われると、再び積分回路がリセットされる。

機関の回転速度が高く、後の点火時期に積分電圧Ｖｃ２
が基準電圧ｙｒ以下になっている状態になると再びトラ
ンジスタＴｒｌが導通して機関の点火動作が阻止される
。このようにして、設定回転速度以上の回転領域では所
定の点火サイクル毎に点火動作が阻止されて機関の点火
火花が間引かれ、機関の回転速度が低下させられる。本
発明の装置においては積分定数が一定であるため、点火
火花が間引かれる回数はｔｉｖＡの回転速度が高い程多
くなる。そのため回転速度の上昇を適確且つスムースに
抑制することができ、過回転制御時に回転速度を上下に
変動させることなく常に安定した過回転防止動作を行わ
せることができる。しかも点火コイルが１次電圧を発生
してから次の１次電圧が発生するまでの間積分を行って
各点火サイクル毎に機関の回転速度を判定しているため
、′応答性の良い制御を行わせることができる。

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１ｓを短
絡するようにしてもよい。

また第４図に示したように、点火動作阻止用スイッチ４
によりエキサイタコイルｌ−ｅを短絡するように構成す
ることもできる。この第４図の実施例においては、点火
動作阻止用スイッチ４がサイリスタＳ２からなり、サイ
リスタＳ２のゲートカソード間に抵抗Ｒ２が接続されて
いる。サイリスタＳ２は比較器ＣＭ１の出力端子が非接
地状態にあって、エキサイタコイルＬｅが正の半サイク
ルの出力電圧を発生した時に導通して、該エキサイタコ
イルを短絡し、これによりコンデンサＣ１の充電を阻止
して点火動作を阻止する。その他の点は第２図の実施例
と同様である。この第４図の実施例の各部の波形を第５
図に示してあり、同図ＣにサイリスタＳ１の両端の電圧
■２の波形を示しである。

第４図の実施例において、サイリスタＳ２はダイオード
Ｄ１のカソードと接地間に接続することもでき、サイリ
スタＳ１に点火動作阻止用スイッチを兼ねさせることも
できる。サイリスタＳ１に点火動作阻止用スイッチを兼
ねさせる場合には、比較器ＣＭ１の出力端子をサイリス
タＳ１のゲートに接続すればよい。

第６図は信号コイルを特別に設けることなく、エキサイ
タコイルｌｅの負の半サイクルの出力でサイリスタＳ１
に点弧信号を与えるようにした１次Ｎ流制御回路２を用
いた実施例を示したもので、この実施例においては、エ
キサイタコイルＬｅの非接地側端子及び接地側端子がそ
れぞれアノードを接地したダイオードＤ６及びＤ７のカ
ソードに′接続され、サイリスタＳ１のゲートに点火動
作阻止用スイッチを構成するトランジスタＴｒ１のコレ
クタが接続されている。

第６図の実施例においては、エキサイタコイル１−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が充電され、エキサイタコイルｌｅの負の半サ
イクルの出力でダイオードＤ３を通してサイリスタＳ１
に点弧信号が与えられる。点火動作阻止用スイッチ４を
構成するトランジスタＴｒｉは、導通した際にエキサイ
タコイルＬｅからダイオードＤ３を通して与えられる点
弧信号をサイリスタＳ１から側路して点火動作を阻止す
る。その他の点は第２図の実施例と同様である。

上記の実施例では、比較器ＣＭ１と抵抗Ｒ７及びＲ８と
によりトリガ信号供給回路が構成されているが、このト
リガ信号供給回路は積分電圧を基準電圧と比較して積分
電圧が基準電圧以下になってい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回路であればよく、上
記の構成に限定されるものではない。例えば第７図に示
したように、エミッタが接地されコレクタが抵抗Ｒ９を
介して直流電源に接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ４
と、トランジスタＴｒ４のベースエミッタ間に接続され
た抵抗ＲＩＯと、トランジスタＴｒ４のベースにアノー
ドが接続されたツェナーダイオードＺ２とにより構成し
てもよい。この第７図に示すトリガ信号供給回路９を用
いる場合には、トランジスタＴｒ４のコレクタを点火動
作阻止用スイッチのトランジスタＴｒ１のベース（また
はサイリスタＳ２のゲート）に接続し、ツェナーダイオ
ードＺ２のカソードを積分コンデンサＣ２の非接地側端
子に接続する。

第７図の回路においては、ツェナーダイオードｚ２のツ
ェナー電圧が基準電圧■「であって、積分電圧ＶＣ２が
この基準電圧Ｖｒを超えている時にトランジスタＴｒ４
が導通し、積分電圧Ｖｃ２が基準電圧ｖｒ以下になった
時にトランジスタＴｒ４が遮断状態になる。トランジス
タＴ　ｒ４が導通している時には点火動作阻止用スイッ
チ４のトリガ信号入力端子が接地電位に保たれるため点
火動作阻止用スイッチ４はトリガされない。これに対し
、トランジスタＴｒ４が遮断状態になると抵抗Ｒ９を通
して点火動作阻止用スイッチ４にトリガ信号が供給され
、該スイッチ４が導通して点火動作が阻止される。

上記の各実施例において、トリガ信号供給回路９の抵抗
Ｒ９と直流電源（図示せず。）との間に所定の条件が成
立した時にのみ閉じるスイッチ手段を挿入して所定の条
件が成立している状態で積分電圧Ｖｃ２が基準電圧Ｖｒ
以下になった時にのみ点火動作阻止用スイッチ４にトリ
ガ信号が供給されるようにすると、所定の条件が成立し
ている時のにみ過回転防止動作が行われるようにするこ
とができる。例えば内燃機関の油圧や冷却水の温度等に
異常が生じた時にのみ機関の回転速度を制限するように
構成することができる。

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ＩＩＩ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次電流制御回路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。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、点火動作が行われる毎
に積分回路をリセットするように構成して、積分電圧が
基準電圧以下になった時に１ｍ関の回転速度が設定回転
速麿に達したと判定するようにして、時定数の大きな放
電回路を廃したので、回転速度の変動に対する応答性を
高めることができ、常に適確に過回転防止動作を行わせ
ることができる。また回転速度が高い程間引かれる火花
の数が増えるので、回転速度の上昇を適確且つスムース
に抑制することができ、過回転制御時に回転速度を上下
させることなく常に安定した過回転防止動作を行わせる
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図は第１図の構成を具体化した実施例を示した
回路図、第３図は第２図の各部の動作波形を示した線図
、第４図は本発明の他の実施例を示した回路図、第５図
は第４図の実施例の各部の動作波形を示した線図、第６
図は本発明の更に他の実施例を示した回路図、第７図は
本発明で用いることができるトリガ信号供給回路の変形
例を示した回路図である。 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・・・積分回路、７
・・・リセット用スイッチ、８・・・リセット用トリガ
回路、９・・・トリガ信号供給回路。 第１　図 第２　図 第３図 第５図 第６　図 ｒ３ 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、 常時一定の時定数で積分コンデンサを充電して積分動作
   を行う積分回路と、 前記積分コンデンサに対して並列に接続された積分回路
   リセット用スイッチと、 前記点火コイルの１次電圧を検出して該１次電圧が所定
   のスレショールドレベルに達した時に前記リセット用ス
   イッチをトリガするリセット用トリガ回路と、 前記積分コンデンサの両端に得られる積分電圧を基準電
   圧と比較して積分電圧が基準電圧以下になった時に前記
   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過回転防止
   機能付内燃機関用点火装置。