JPS6299675A - 内燃機関用速度制御装置 - 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速度を一定値以下に制限するように
制御する速度制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関の回転速度が過大にならないように制御する従
来の装置として、特開昭５９−２０８１６７号公報に示
された装置がある。この従来の装置では内燃機関用点火
装置の点火時期を定める信号を発生づる信号コイルの出
力を回転情報として利用して機関の回転速度を検出し、
は関の回転速度が設定値を超えた時に内燃機関用点火装
置の点火コイルの１次電流を制御する１次電流制御用ス
イッチの導通を阻止して点火動作を停止させることによ
り機関を失火させて、回転速度を設定値以下に制限する
ようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の装置では、機関の速度を制御する回路を構成
するために内燃機関用点火装置の回路の一部を共用して
いるため、種々の点火装置に組合せることが難しく、汎
用性に乏しいという問題があった。

また従来の装置では機関の回転速度が設定値を超えた時
に一定時間失火状態を持続させるようにしていたため、
失火により機関の回転速度が設定値以下になっても点火
動作が回復せず、速度制御特性のヒステリシスが大きく
なって速度制御時の回転ムラが比較的大きくなるという
問題があった。

本発明の目的は、種々の点火装置に接続し得るようにし
て汎用性を高めるとともに、速度制御特性にヒステリシ
スが生じるのを防いで速度制御時の回転ムラを無くした
内燃機関用速度制御装置を１；？供りることにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、その実施例を示ず第１図に見られるように、
点火コイル３の１次側に１次電流制御用スイッチ４を設
けて、点火時期に１次電流制御用スイッチ４を導通状態
から遮断状態にすることにより点火用の高電圧を）ｑる
電流遮断式の内燃機関用点火装置１により点火される内
燃機関の速度を制御する内燃機関用速度制御装置である
。

本発明の速度制御装置２は、点火コイル３の１次コイル
３ａの端子電圧または該端子電圧に相応した電圧を１次
電圧■１として検出して該１次電圧が第１の閾値以上に
なった時に回転検出信号を出力する回転検出回路１０と
、導通した際に点火コイルの１次コイル３ａの端子電圧
または１次電流制御用スイッチ４の端子電圧を制限して
点火動作を阻止するように設けられた点火阻止スイッチ
１１と、１次電圧■１を検出して該１次電圧が第２の閾
値より高い時に点火時期検出信号を出力する点火時期検
出回路１２と、回転検出回路及び点火時期検出回路の出
力を入力として回転検出信号が入力される毎に該回転検
出１ご号から内燃機関の回転速度の大小を判別し、内燃
機関の回転速度が設定値を超え且つ点火時期検出信号が
入力されている時に点火阻止スイッチ１１にトリガ信号
を供給して該スイッチを導通させる点火阻止スイッチ制
御回路１３とを備えている。

尚第１図に示された例では１次電流制御用スイッチ４が
点火コイルの１次コイル３ａに対して直列に接続されて
いるが、本発明は、電流遮断式の内燃機関用点火装置が
用いられる場合に広く適用することができる。例えば１
次電流制御用スイッチ４を機関により駆動される磁石発
電機内に設けられたエキサイタコイルに対して並列に接
続するとともに、該エキサイタコイルに対して並列に点
火コイルの１次コイルを接続し、１次電流制御用スイッ
チを導通状態から遮断状態にした際にエキサイタコイル
に誘起する比較的高い電圧を点火コイルの１次コイルに
印加して更に昇圧するようにした電流遮断式の点火装置
が用いられる場合にも本発明を適用することができる。

［発明の作用１ 上記の構成において回転検出回路１０は点火コイルの１
次側に第１の閾値以上の１次電圧が発生した時に検出動
作を行って回転検出信号Ｖｎを出力する。また点火時Ｉ
ｇｌ検出回路１２は点火コイルの１次電圧が第２の閾値
より高い時に点火時期検出信号Ｖしを出力する。点火阻
止スイッチ制御回路１３は、回転検出信号■ｎを入力と
して内燃機関の回転速度の大小を判別し、内燃機関の回
転速度が設定値以下の場合には点火阻止スイッチへの１
〜リガ信号の供給を行わない。従って回転速度が設定値
以下の場合には点火阻止スイッチが導通することが無く
、点火動作は正常に行われる。

これに対し、内燃機関の回転速度が設定値を超え、且つ
点火時期検出信号が入力されると、点火阻止スイッチ制
御回路１３が点火阻止スイッチ１１にトリガ信号を供給
して該スイッチを導通させる。従って内燃機関用点火装
置の点火動作が停止され、機関が失火する。これにより
機関の回転速度が低下する。機関の回転速度が設定値ま
で下がると点火阻止スイッチ制御回路１３が点火阻止ス
イッチ１１へのトリガ信号の供給を停止するため、点火
阻止スイッチは導通しなくなり、点火動作は正常に行わ
れる。

本発明の速度制御装置は、点火装置の回路を共用しない
ため、特定の点火装置だけでなく種々の電流遮断式の点
火装置に接続することができ、汎用性を持たせることが
できる。また本発明の装置においては、各点火動作が行
われる毎に回転速度を判別して、速度が設定値を超えた
時に機関が失火する状態にし、速度が設定値以下になっ
た場合には直ちに点火動作が正常に行われる状態に復帰
さけるため、速度制御動作が行われる際の回転変動を少
なくすることができ、速度制御特性にヒステリシスが生
じるのを防ぐことができる。

［実施例１ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明づる。

第１図は本発明の一実施例の全体的構成を示したもので
、同図において１は内燃機関用点火装置、２は本発明の
速度制御装置である。この実施例の内燃機関用点火装置
１は、１次コイル３ａ及び２次コイル３ｂを有する点火
コイル３と、点火コイル３の１次コイル３ａに対して直
列に接続された１次電流制御用スイッチ４と、機関の点
火時期に１次電流制御用スイッチ４を導通状態から遮断
状態にするように制御する点火時期制御回路５と、図示
しない機関のシリンダに取付けられて点火コイルの２次
コイル３ｂに接続された点火プラグ６とからなっている
。

この内燃機関用点火装置は電流遮断式の点火装置として
知られているものであって、点火コイルの１次コイル３
ａと１次電流制御用スイッチ４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。点火時
期制御回路５は機関の点火時期よりも前の時期に１次電
流制御用スイッチ４を導通状態にし、点火コイル３の１
次コイル３ａを通して１次電流を流す。点火時期制御回
路５は点火時期に１次電流制御用スイッチ４を遮断状態
にし、１次コイル３ａを流れていた電流を遮断する。こ
の電流の遮断により、１次コイル３ａにそれまで流れて
いた電流を流し続けようとする向きの高い電圧が誘起し
、この電圧が更に昇圧されて２次コイル３ｂに点火用の
高電圧が誘起する。

本発明の速度制御装置２は、回転検出回路１０と、点火
阻止スイッチ１１と、点火時期検出回路１２と、点火阻
止スイッチゐす御回路１３とからなっている。

回転検出回路１０は点火コイル３の１次コイル３ａの端
子電圧または該端子電圧に相応した電圧（図示の例では
１次電流制御用スイッチ４の端子電圧）を１次電圧ｖ１
として検出して該１次電圧が第１の閾値以上になった時
に回転検出信号Ｖｎを出力する。

点火阻止スイッチ１１は１次電流制御用スイッチ４に対
して並列に接続され、導通した際に１次電流制御用スイ
ッチ４の両端を短絡して点火動作を阻止する。尚この点
火阻止スイッチは１次コイル３ａに対して並列に接続し
てもよい。

点火時期検出回路１２は１次電圧ｖ１を検出して該１次
電圧が第２の閾値より高い時に点火時期検出信号ＶＬを
出力する。

点火阻止スイッチ制御回路１３は回転検出回路１０及び
点火時期検出回路１２の出力を入力として回転検出信号
ｖｎが入力される毎にこの回転検出信号から内燃機関の
回転速度の大小を判別し、内燃機関の回転速度が設定値
を超え且つ点火時期検出信号ＶＬが入力されている時（
１次電圧が制御レベルを超えている時）に点火阻止スイ
ッチ１１に１〜リガ信号を供給して該点火阻止スイッチ
を導通させる。

第２図は本発明の更に具体的な実施例を示したもので、
この実施例ではＮＰＮＩ−ランジスタＴＲ１により１次
電流制御用スイッチ４が構成されている。１〜ランジス
タＴＲＩのエミッタは接地され、コレクタは点火コイル
の１次コイル３ａの一端に接続されている。１次コイル
３ａの他端３Ａは負極を接地したバッテリ（図示せず。

）の正極に接続されている。この点火装置においては、
点火時期制御回路５が機関の点火時期より前の時期にト
ランジスタＴＲＩを導通させ、点火時期にトランジスタ
ＴＲ１を遮断状態にする。これにより点火コイルの１次
電流が遮断され、点火動作が行われる。トランジスタＴ
Ｒ１が遮断した時には点火コイル３の１次コイルに電圧
が誘起し、トランジスタＴＲＩのコレクタエミッタ間に
電圧Ｖ１が現れる。

本発明の速度制御装置２を構成するため、１次電流制御
用スイッチ４を構成するトランジスタＴＲ１のコレクタ
にダイオードＤ１のアノードが接続され、ダイオードＤ
１のカソードにツェナーダイオード７Ｄ１のカソードが
接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノード
と接地間に抵抗Ｒ１及びＲ２の直列回路が接続され、両
抵抗の接続点にエミッタを接地したＮＰＮトランジスタ
ＴＲ２のベースが接続されている。トランジスタＴＲ２
のコレクタと接地間にコンデンサＣ１が接続され、トラ
ンジスタＴＲ２のコレクタは抵抗Ｒ３を介して図示しな
い直流定電圧電源の正極端子に接続されている。図示し
ない定電圧電源の正極端子と接地間に抵抗Ｒ４及びＲ５
の直列回路からなる分圧回路が接続され、コンデンサＣ
１の両端の電圧Ｖｃ及び抵抗Ｒ５の両端に青られるＶ準
電圧Ｖｒがそれぞれ比較器ＣＭ１の逆相入力端子と接地
間及び正相入力端子と接地間ｉ−人力されている。比較
器ＣＭ１の出力端子には抵抗Ｒ６の一端が接続され、こ
の抵抗Ｒ６のｅ端は７ノードをこの抵抗側に向（プたツ
ェナーダイオードＺＤ２を介してダイオードＤ１０カソ
ードにＩＢ続されている。

比較器ＣＭ１の出力端子にはまたエミッタを接地したＮ
ＰＮＩ−ランジスタ下Ｒ３のベースが１＆続され、この
トランジスタのコレクタエミッタ間回路が内燃鍬関用点
火装置の１次電流制御用スイッチ４（トランジスタＴＲ
１）に対して並列に接続されている。

この実施例ばおいてはツェナーダイオードＺＤ１により
回転検出回路１０が構成され、１−ランジスタＴＲ３に
より点火Ｎｌ　ＩＬスイッチ１１が構成されている。ま
たツェナーダイオードＺＤ２により点火時期検出回路１
２が構成され、でいこうＲ１乃至Ｒ６、トランジスタＴ
Ｒ２、コンデンサＣ１及び比較器ＣＭ１により点火阻止
スイッヂ制御回路１３が構成されている。

上記実施例において、回転検出回路１０の閾値（ツェナ
ーダイオード７Ｄ１が導通するレベル）Ｖ７１が点火時
期検出回路１２の閾値（ツェナーダイオードＺＤ２が導
通するレベル）Ｖｚ２より高く設定されているものとす
る。ここで閾値電圧Ｖｚ２は、該電圧Ｖｚ２により点火
コイルの２次コイルに点火動作を行わせるような高電圧
を誘起させないような大ぎざに設定されている。

コンデンサＣ１は図示しない定電圧電源から抵抗Ｒ３を
通して一定の時定数で充電される。ツェナーダイオード
Ｚ−Ｄ　Ｉは１送電圧■１が第１の閾値以上の時に導通
し、回転検出信号Ｖｎを出力する。また点火時期検出回
路１２のツェナーダイオード７Ｄ２は１送電圧■１が第
２の閾値Ｖ７２以上になった時に点火時期検出信号ＶＬ
を出力する。

点火時期制御回路５がトランジスタＴＲ１を遮断状態に
すると第３図ａに示したように点火コイルの１次コイル
３ａに高い電圧が誘起し、第３図Ｃに示したように２次
コイル３ｂに点火用の高電圧Ｖ２が誘起して点火動作が
行われる。点火動作が行われる際に１〜ランジスタＴＲ
Ｉのコレクタエミッタ間に現れる電圧Ｖ１が第１の閾値
Ｖｚ１を超えるとツェナーダイオードＺＤ１が導通し、
回転検出信ｇ　Ｖ　ｎが出力される。これによりトラン
ジスタＴＲ２にベース電流が与えられて該トランジスタ
が導通し、コンデンサＣ１を瞬時に放電させる。電圧Ｖ
１が第１の閾値Ｖｚ１以下になるとトランジスタＴＲ２
が遮断するためコンデンサＣ１は再び充電される。この
ように、１送電圧Ｖ１が第１の閾値以上になってトラン
ジスタＴＲ２が導通する毎にコンデンサＣ１が放電し、
トランジスタＴＲ２が遮断状態になると再びコンデンサ
−Ｃ１が充電されるため、コンデンサＣ１の端子電圧Ｖ
ｃは、第３図すのように１送電圧Ｖ１が第１の閾値以上
になる毎に零に戻る＝角波形になる。

比較器ＣＭ１はコンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃと抵抗Ｒ
５の両端に得られる基準電圧ｖｒとを比較する。コンデ
ンサの端子電圧ＶＣが基準電圧Ｖｒ以下の間は比較器Ｃ
ＭＩの出力端子の電位が高レベルにあり、端子電圧Ｖｃ
が基準電圧Ｖｒを超えると比較器ＣＭ１の出力端子の電
位が接地レベルになる。

比較器ＣＭ１の出力端子の電位が接地レベルになってい
る時にはツェナーダイオードＺＤ２が導通してもトラン
ジスタＴＲ３が導通しないため点火動作は支障無く行わ
れる。これに対し比較器ＣＭ１の出力端子の電位が高レ
ベルになっている時にツェナーダイオードＺＤ２が導通
して点火時期検出１３号が出力されるとトランジスタＴ
Ｒ３が導通し、１次電流制御用スイッチとしてのトラン
ジスタＴＲＩの両端を短絡して点火コイル３に１次電流
を流し続ける。そのため点火時期制御回路５が１〜ラン
ジスタＴＲ１を遮断状態にしても点火コイルの１次電流
が遮断されなくなり、点火動作が行われなくなって機関
が失火する。

すなわち、上記の装置においては、１送電圧Ｖ１が第２
の閾値Ｖｚ２を超えた旧に、コンデンサＣ１の端子電圧
が基準電圧Ｖｒを超えていて比較器ＣＭＩの出力端子の
電位が接地レベルになってぃれば１−ランジスタＴＲ３
が導通Ｕず、機関の点火動作は支障無く行われるが、１
送電圧■１が第２の閾値ＶＺ２を超えた時にコンデンサ
ｃ１の端子電圧が基準電圧Ｖｒ以下で比較器ｃＭ１の出
力端子　′の電位が高レベルになっているとトランジス
タＴＲ３が導通して機関を失火さぼる。

コンデンサＣ１は一定の時定数で充電されているため、
コンデンナＣ１の端子電圧ＶＣが基準電圧Ｖｒに達する
までの時間は一定である。これに対し、点火動作が行わ
れる間隔は機関の回転速度の上界に伴って短くなってい
き、コンテン１ノｃ１が放電される間隔が回転速度の上
昇に伴って短くなっていく。

機関の回転適度が設定値以下の場合には第３図すに破線
で示したように、点火動作が行われて点火時期検出回路
１２が点火時期検出信号Ｖ１−を出力した時にコンデン
サＣ１の端子電圧ｖｃが基準電圧Ｖｒを超えている状態
にある。従ってこの時は機関の点火動作が支障無く行わ
れる。

機関の回転速度が設定値に達すると第３図に実線で示し
たように点火時期検出回路１２が点火時期検出信号Ｖ　
Ｌを出力した時点でコンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃが閃
準電圧■「以下になっているためトランジスタＴＲ３が
導通し、機関を失火させる。トランジスタＴＲ３は１次
電圧Ｖ１が制御レベルＶｚ２以下になると遮断状態にな
る。トランジスタＴＲ３の導通により点火動作が阻止さ
れると、１次電圧Ｖ１が回転検出回路１０の閾値Ｖｚ１
を超えることができないため、トランジスタＴＲ２は導
通せず、第３図すに実線で示したようにコンデンサＣ１
は放電されない。従って次の点火時期には、点火時期検
出回路１２が点火時期検出信号Ｖ［を出力した時点でコ
ンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃが基準電圧ｖｒを超えてい
るようになり、１ヘランジス９ＴＲ３は導通しない。従
ってこの点火時期にｄ３いては点火動作が行われ、機関
が点火される。これらの動作が繰り返されるため、機関
の回転速度が設定値を超えると点火動作が１回置きに阻
止され、いわゆる間引き点火が行われて機関の回転速度
が低下させられる。

機関の回転速度が設定値以下になると、各点火時期にお
いて点火時期検出信号ｖしが出力された時点で］ンデン
リＣ１の端子電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒを超えているよう
になるため、各点火動作が正常に行われ、機関の回転が
継続される。

上記の実施例において回転検出回路１０の閾値Ｖｚ１を
点火時期検出回路１２の閾値Ｖｚ２より低く設定すると
、第４図に示したような動作が行われる。第４図におい
て破線は機関の回転速度が設定値以下の場合の電圧Ｖ１
　、ＶＣ、Ｖ２の波形を示しており、実線は回転速度か
設定値を超えた場合の電圧Ｖ１　、Ｖｃ　、Ｖ２の波形
を示している。すなわちこの場合には、機関の回転速度
が設定値を超えた時に点大動作が毎回阻止され、機関が
完全な失火状態にされる。

従って本発明によれば、回転検出回路及び点火時期検出
回路のＦＡ値を適当に設定することにより、速度制ｔ１
１１ｖＪ作時に間引き点火の状態にするか完全失火の状
態にするかを適宜に選択することかできる。

上記の実施例では点火阻止スイッチ１１を１次電流＆ｌ
　ｔｌ用スイッチ４に対して並列に接続しているが、点
火阻止スイッチを点火コイルの１次コイ、ルに対して並
列に接続してもよいのは勿論である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、速度制御装置に点火装
置の回路を共用しないため、特定の点火装置だけでなく
種々の電流遮断式の点火装置に接続することができ、汎
用性を待たせることができる。また本発明の装置）ごお
いては、各点火動作が行われる亀に回転速度を判別して
、速度が設定値を超えた時に機関が失火刃る状態にし、
速度が設定値以下になった場合には直ちに点火動作が正
常に行われる状態に復帰させるため、速度制御動作が行
われる際の回転変動を少なくすることができ、速度制御
特性にヒステリシスが生じるのを防ぐことができる。更
に本発明によれば、回転検出回路の閾値と点火時期検出
回路の閾値とを適宜に設定することにより、速麿制御時
に間引き点火を行わぼるかまたは完全な失火状態にする
かを選択することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略描成を示すブロック図、
第２図は本発明の具体的実施例を示す回路図、第３図及
び第４図は第２図の実施例の動作を説明する各部の電圧
波形図である。 １・・・内燃機関用点火装置、２・・・速度制御装置、
３・・・点火コイル、４・・・１次電流制御用スイッチ
、５・・・点火時期制御回路、１０・・・回転検出回路
、１１・・・点火阻止スイッチ、１２・・・点火時期検
出回路、１３・・・点火阻止スイッチ制御回路。 第１　図 第２図 第３　図 第４　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）点火コイルの１次側に１次電流制御用スイッチを
   設けて、点火時期に前記１次電流制御用スイッチを導通
   状態から遮断状態にすることにより点火用の高電圧を得
   る電流遮断式の内燃機関用点火装置により点火される内
   燃機関の速度を制御する内燃機関用速度制御装置におい
   て、 前記点火コイルの１次コイルの端子電圧または該端子電
   圧に相応した電圧を１次電圧として検出して該１次電圧
   が第１の閾値以上になった時に回転検出信号を出力する
   回転検出回路と、 導通した際に前記点火コイルの１次コイルの端子電圧ま
   たは前記１次電流制御用スイッチの端子電圧を制限して
   点火動作を阻止するように設けられた点火阻止スイッチ
   と、 前記１次電圧を検出して該１次電圧が第２の閾値より高
   い時に点火時期検出信号を出力する点火時期検出回路と
   、 前記回転検出回路及び点火時期検出回路の出力を入力と
   して前記回転検出信号が入力される毎に該回転検出信号
   から内燃機関の回転速度の大小を判別し、内燃機関の回
   転速度が設定値を超え且つ前記点火時期検出信号が入力
   されている時に前記点火阻止スイッチにトリガ信号を供
   給して該点火阻止スイッチを導通させる点火阻止スイッ
   チ制御回路とを具備したことを特徴とする内燃機関用速
   度制御装置。
2. （２）前記点火阻止スイッチ制御回路は、 所定の時定数で充電されるコンデンサと、 前記回転検出信号が与えられた時に導通して前記コンデ
   ンサを放電させるリセット用スイッチと、前記コンデン
   サの端子電圧を基準電圧と比較して前記コンデンサの端
   子電圧が基準電圧以上の時に前記トリガ信号が前記点火
   阻止スイッチに与えられるのを阻止し前記コンデンサの
   端子電圧が基準電圧未満の時に前記トリガ信号が前記点
   火阻止スイッチに与えられるのを許容する比較器とを具
   備したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   内燃機関用速度制御装置。
3. （３）前記回転検出回路は前記１次電圧が前記第１の閾
   値以上ある時に導通するツェナーダイオードからなつて
   いる特許請求の範囲第１項または第２項のいずれか１つ
   に記載の内燃機関用速度制御装置。
4. （４）前記点火時期検出回路は、前記１次電圧が第２の
   閾値を超えた時に導通するツェナーダイオードからなっ
   ている特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１つ
   に記載の内燃機関用速度制御装置。
5. （５）前記点火阻止スイッチはコレクタエミッタ間回路
   が前記点火コイルの１次コイルまたは１次電流制御用ス
   イッチに対して並列に接続されたトランジスタスイッチ
   からなつている特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
   れか１つに記載の内燃機関用速度制御装置。