JPH036867Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関用過速回転防止装置、特に
例えば磁石発電機によつて誘起される電圧を短絡
回路によつて短絡せしめておくと共に、トランジ
スタによつて上記短絡回路を急激に遮断せしめ点
火栓に点火電圧を印加する内燃機関用点火装置に
おいて、上記短絡回路の短絡電流の遮断時期を遅
らせる遅角回路を設け、内燃機関の通常回転時で
は上記遅角回路を作動させずに短絡回路の短絡電
流波形のピーク値附近で短絡電流を遮断し、過速
回転時に上記遅角回路を作動させ大幅なステツプ
遅角を行なわせることにより点火栓の規定の点火
時期を大幅に遅らせ過速回転を抑制するように作
動する内燃機関用過速回転防止装置に関するもの
である。

従来、内燃機関の過速回転防止装置は内燃機関
の回転速度が所定の回転数以上に上昇すると２次
巻線に高電圧を誘起させる短絡電流の急激な遮断
を停止させ、点火栓を点火させないようにして内
燃機関の回転速度の上昇を抑制するようにしてい
る。このため内燃機関から未燃焼の生ガスが排出
される問題点があり、未燃焼の生ガスの排出防止
が望まれている。このような事態を解決するもの
として、本考案者は、先に特願昭56−74141号と
して、内燃機関の低速回転時は短絡電流波形のピ
ーク値で遮断するように設定しておき、中速回転
に上昇したときステツプ進角させて点火時期を早
め、中速回転時から高速回転に至るまで自然遅角
による点火特性の改善をはかると共に、次の遅角
時の遅角幅の確保の準備をなし、高速回転時の過
速回転に上昇したとき大幅にステツプ遅角させて
点火時期を遅らせ、生ガスの排気の防止と内燃機
関の過速回転抑制とを行なう内燃機関用過速回転
防止装置を提供した。しかし小出力の内燃機関に
おいては、比較的簡単な構成の遅角回路をもうけ
ることだけで足りることが確められた。即ち、こ
の種の点火装置においては、点火タイミングを制
御するために、例えば磁石発電機の１次巻線の電
位がピーク点に達する際に点火制御用のコンデン
サの充電電圧が所定の閾値に達するように構成さ
れている。そして過速回転を防止するために、上
記点火制御用のコンデンサの充電電圧が上記所定
の閾値に達するタイミングを遅らせるに当つて、
当該コンデンサに対して過速回転時に予め逆方向
の電荷をバイアス的に印加しておく形の構成が採
用されている。しかし、当該従来の構成の場合に
は、単一の上記の点火制御用のコンデンサにおけ
る電荷の存否を正しく制御する必要があり、回路
定数の調節がむずかしい。本考案においては、内
燃機関の出力が比較的小さいこともあつて、従
来、単一の上記点火制御用のコンデンサに受け持
たせていた機能を分離し、過速回転防止の機能に
関しては別個のコンデンサに受け持たせるように
している。更に言えば、過速回転時にオン状態を
維持されるSCRによつて、上記２つのコンデン
サのもつ機能を結合せしめるようにし、過速回転
防止の機能をもつていなかつた既存の装置にも当
該機能を容易に附加できるようにしている。以下
図面を参照しつつ説明する。

第１図は本考案の一実施例回路構成、第２図は
本考案の点火時期の変化を示す点火時期特性曲
線、第３図は第１図図示の磁石発電機の１次巻線
に誘起される無負荷電圧波形の一例、第４図ない
し第７図は点火タイミングを説明するための波形
説明図を示している。

第１図の本考案の一実施例回路構成において、
符号１は磁石発電機、２は磁気手段、３は１次巻
線、４は２次巻線、５は点火栓、６は短絡回路、
７はトランジスタであつて短絡回路６を構成する
スイツチング・トランジスタ、８は制御トランジ
スタであつて短絡回路６のトランジスタ７を制御
するもの、９は第１のパルサ・コイルであつて１
次巻線３と同相の電圧が誘起されるもの、１０は
遅角回路、１１は第２のパルサ・コイルであつて
１次巻線３と逆相の電圧が誘起されるもの、１２
は回転数検出回路、１３は第１のSCR、１４は
第２のSCR、１５は定電圧ダイオード、１６な
いし２１はダイオード、２２は可変抵抗、２３な
いし３１は抵抗、３２ないし３６はコンデンサ、
３７はサーミスタを表わしている。

第１図図示の構成の動作を大略説明すると次の
如きものである。

(1) 磁気手段２が内燃機関の回転に対応して回転
され、今図示矢印Ａの如き順方向電圧が１次巻
線３に誘起されたとする。

(2) 当該１次巻線３に誘起されたこの電圧によつ
て生じる電流は、当該電流の立上り時点からし
ばらくの間トランジスタ７に対し抵抗３０を介
してベース電流が供給され、該トランジスタ７
によつて短絡された形で短絡回路６を短絡電流
が流れる。

(3) この間、抵抗２６を流れる電流の一部がダイ
オード１９、抵抗２９を介してコンデンサ３５
を充電する。そして該コンデンサ３５に充電さ
れた充電電圧が予め定められた閾値に達する
と、制御トランジスタ８がオンとなる。

(4) 制御トランジスタ８がオンとなると、トラン
ジスタ７にそれまで供給されていたベース電流
が当該制御トランジスタ８によつて側路され
る。この結果トランジスタ７は急激にオフとな
る。即ち短絡回路６を介して流れていた大きな
短絡電流は急激に遮断され、２次巻線４に高電
圧が誘起される。

(5) 制御トランジスタ８は上記コンデンサ３５の
電荷が放電されるまでオン状態を維持する。即
ち該コンデンサ３５の電荷は抵抗２９，２８，
２７を経て制御トランジスタ８に供給されるベ
ース電流回路を介して放電される。

(6) 磁気手段２の回転によつて１次巻線３に誘起
される無負荷電圧、即ち図示短絡回路６、制御
トランジスタ８等がいつさい存在しない場合の
誘起電圧は第３図に後述する如きパルス状のも
のであり、上記図示矢印Ａ方向の順方向電圧が
存在する期間では、上記コンデンサ３５の電荷
は存在しつづけて一旦制御トランジスタ８をオ
ンするとその状態を維持する。そして１次巻線
３に図示矢印Ａと逆方向の電圧が誘起されてい
る間に上記コンデンサ３５の電荷は抵抗２９，
２８，２６を介して完全に放電され、制御トラ
ンジスタ８はオフ状態に復帰している。即ち制
御トランジスタ８がオン状態となり得る状態に
復帰するようになつている。

(7) なおダイオード２１は１次巻線３において図
示矢印と逆方向の電圧が誘起される間、逆方向
電流を側路する。

第１図図示の構成の通常の回転時には上述の
如く動作し、短絡回路６を流れる短絡電流の遮
断時期は第４図Ａ図示の如く、短絡電流のピー
ク値に設定される。

そして内燃機関の回転速度が通常の回転を超
え、例えば11000rpm以上の高速回転に上昇し
たときの第１図図示の構成は次の如く動作す
る。

(8) 内燃機関の回転速度が例えば11000rpm以上
に上昇すると、回転数検出回路１２のコンデン
サ３２の電圧によつて一旦点弧された第１の
SCR１３が第１のパルサ・コイル９からダイ
オード１６を介して供給される電圧によつて当
該第１のSCR１３を点弧状態を維持されるよ
うに働くため遅角回路１０の第２のSCR１４
が点弧して該遅角回路１０が作動するようにな
る。

(9) 遅角回路１０の作動即ち第２のSCR１４が
点弧すると、短絡回路６を流れていた短絡電流
の一部は抵抗２６を介して抵抗２５とコンデン
サ３４との並列回路を流れて側路されるため、
コンデンサ３５を充電する時間が長くなり、制
御トランジスタ８のオンとなる状態が遅くな
る。

(10) 上記制御トランジスタ８のオンとなる状態が
遅くなることにより、トランジスタ７の短絡電
流遮断時間が遅くなる。

なお、本願考案においては、上記コンデンサ３
５と抵抗２９，２８とダイオード１９を含む回路
を第１のタイミング回路と呼び、上記コンデンサ
３４と抵抗２５とを含む回路を第２のタイミング
回路と呼んでいる。そして、通常の回転時には第
１のタイミング回路のみが用いられ、かつ高速回
転時には第１のタイミング回路と第２のタイミン
グ回路との両者が用いられることになる。

第１図図示の構成の高速回転時即ち過速回転時
には上述の如く遅角回路１０が作動するようにな
り、短絡回路６を流れる短絡電流の遮断時期は第
４図Ｂ図示の如く同図Ａ図示の遮断時点からα角
度遅角する。このα角度遅角即ち短絡電流遮断時
期を大幅に遅らせることにより、内燃機関の規定
の点火時期から遅らせ内燃機関の点火栓５を点火
させることができ、回転速度の上昇を抑制するこ
とが可能となる。そして点火栓５で点火させてい
るので常に燃焼後のガスが排気される。これらの
点火時期の変化を示す様子が第２図に示されてい
る。

第３図は第１図図示の磁石発電機の１次巻線に
誘起される無負荷電圧を表わしている。即ち磁気
手段２が回転することによつて１次巻線３に第３
図図示の如く、順方向の電圧パルス４６とその前
後に逆方向の電圧パルス４７，４８とが生じる。
そして１周期Ｔ毎に１個の電圧パルス４６が生じ
る。この順方向の電圧パルス４６が第１図図示の
矢印Ａ方向の電圧に対応している。

第１図図示の構成の電圧波形または電流波形に
基づく動作を説明するに当つては、第３図図示の
電圧パルス４６，４７，４８を基準として説明す
べきであるが、該電圧パルスのパルス幅が小さい
ことから、以下の説明に当つては電圧パルス４
６，４７，４８のパルス幅を比較的大きくとつて
説明する。従がつて短絡電流等のパルス幅も比較
的大きな幅となつている。

第４図ＡおよびＢは内燃機関の代表的な各回転
速度における短絡電流遮断時期の一例を説明して
いる短絡電流波形説明図である。同図Ａは内燃機
関の回転速度が通常の回転時のものであり、同図
Ｂは内燃機関の回転速度が高速回転時即ち過速回
転時のものであり、このとき遅角回路１０が作動
する。同図Ａの短絡電流波形に比べ遮断時期がα
角度遅角していることを表わしている。

次に上記遅角回路１０の作動について電圧・電
流波形に基づいて説明する。

第５図ＡないしＣは内燃機関の回転速度が通常
の回転時の各電流・電圧波形説明図である。図
中、符号４９は短絡電流、５０は第１のパルサ・
コイル９に誘起される電圧であつて１次巻線３に
誘起される電圧、即ち短絡電流４９と同相の関係
にあるもの、５１は第２のパルサ・コイル１１に
誘起される電圧であつて上記第１のパルサ・コイ
ル９に誘起される電圧５０と逆相の関係にあるも
の、５２はコンデンサ３２の電圧をそれぞれ表わ
している。

内燃機関の回転速度が低速回転（例えば０ない
し3000rpm）であるとき、第５図Ｂ図示の如く第
１のパルサ・コイル９に誘起される電圧５０が第
１のSCR１３に供給される。一方同図Ｃ図示の
如く第２のパルサ・コイル１１に誘起される電圧
５１が第１のSCR１３を点弧させるに必要なコ
ンデンサ３２の電圧レベルL₁まで上昇しないの
で、第１のSCR１３は点弧せず、従がつて遅角
回路１０は作動しない。このように低速回転時に
おいて遅角回路１０が作動しない状態の下での短
絡回路６を流れる短絡電流４９の遮断時期はコン
デンサ３５に充電された充電電圧に依存し、同図
Ａ図示の如く短絡電流４９のピーク値で遮断され
るように回路定数が設定されている。

第６図ＡないしＤは内燃機関の回転速度が中速
回転時の各電流・電圧波形説明図である。図中、
符号４９ないし５２は第５図のものに対応する。

内燃機関の回転速度が中速回転即ち常用回転
（3000ないし11000rpm）であるとき、第６図Ｂ図
示の如く第１のパルサ・コイル９に誘起される電
圧５０が第１のSCR１３に供給される。しかし
遅角回路１０においては第２のパルサ・コイル１
１に誘起される電圧５１は同図Ｃ図示の如く上昇
し、コンデンサ３２の電圧５２も第１のSCR１
３を点弧させるに必要なコンデンサ３２の電圧レ
ベルL₁を超え、当該第１のSCR１３は点弧する。
そしてコンデンサ３２の電圧５２は同図Ｄの拡大
図図示の如くt₁とt₂の区間で定電圧ダイオード１
５のため一定の電圧に維持される。第２のパル
サ・コイル１１に誘起される電圧５１の降下に伴
なつて上記コンデンサ３２に充電された充電電荷
は可変抵抗２２、ダイオード１８、第１のSCR
１３および第２のSCR１４のゲートを介した回
路と、抵抗２３，２４の直列回路とで放電され
る。この放電特性は同図Ｄ図示のt₂とt₃との区間
に示された如く放電し、コンデンサ３２の電圧は
t₀のとき既に第１のSCR１３の保持電流を流すに
足る電圧を当該第１のSCR１３に印加しておく
に必要なコンデンサ３２の電圧レベルL₂以下に
降下しており、t₀に至るまでに第１のSCR１３は
消弧している。従がつてt₀以後に第１のパルサ・
コイル１１からの電圧５０が当該第１のSCR１
３に印加されるようになつても、第１のSCR１
３のゲートにゲート電流を流し当該第１のSCR
１３を点弧させるに必要なコンデンサ３２の電圧
レベルL₁以下にコンデンサ３２の電圧は放電さ
れて下がつており、第１のSCR１３は再点弧す
ることはない。なお、電圧レベルL₁とL₂とは
夫々SCRをオンせしめる閾値レベルとオフせし
める閾値レベルとに対応している。よつて内燃機
関の回転速度が中速回転時においては遅角回路１
０は作動しない。なおこの場合には第１のSCR
はt₄のときに点弧されることとなる。

第７図ＡないしＤは内燃機関の回転速度が高速
回転時の各電流・電圧波形説明図である。図中、
符号４９ないし５２は第６図のものに対応する。

内燃機関の回転速度が高速回転即ち過速回転
（11000rpm以上）に上昇したとき、第２のパル
サ・コイル１１に誘起される電圧５１は同図Ｃ図
示の如く上昇し、コンデンサ３２の電圧５２も第
１のSCR１３を点弧させるに必要なコンデンサ
３２の電圧レベルL₁を超え、当該第１のSCR１
３は点弧する。そしてコンデンサ３２の電圧５２
は同図Ｄの拡大図図示の如くt₁とt₂の区間で定電
圧ダイオード１５のため一定の電圧に維持され
る。第２のパルサ・コイル１１に誘起される電圧
５１の降下に伴なつて上記コンデンサ３２に充電
された充電電荷は可変抵抗２２、ダイオード１
８、第１のSCR１３および第２のSCR１４のゲ
ートを介した回路と、抵抗２３，２４の直列回路
とで放電される。この放電回路は内燃機関の回転
速度の如何を問わず常に同一であるから、コンデ
ンサ３２に充電されたt₂からt₃までの放電特性は
上記放電回路の回路定数によつて定まり、中速回
転時の放電特性と高速回転時の放電特性とは同一
の傾斜を有する放電特性となる。しかも高速回転
の第２のパルサ・コイル１１に誘起される電圧５
１の周期は上記中速回転時の周期よりも小さいた
め、高速回転時の放電曲線は同図Ｄ図示のt₂とt₃
との区間に示された如く放電し、その放電開始時
期はt₀により近い時点から放電する形となる。そ
してコンデンサ３２の充電電圧が放電され、その
電圧が第１のSCR１３の保持電流を流すに足る
電圧を当該第１のSCR１３に印加しておくに必
要なコンデンサ３２の電圧レベルL₂まで放電さ
れる前（同図Ｄ図示のt₅）には、既に第１のパル
サ・コイル９の電圧５０の立上りは中速回転時に
比べ急峻となつて立ち上つているため、第１の
SCR１３の点弧状態を維持するように働く。従
がつて点弧されている第１のSCR１３は消弧さ
れることはない。即ち１次巻線３に第１図図示の
矢印Ａが示す順方向電圧が誘起されると同時に遅
角回路１０が作動する。当該遅角回路１０が作動
した場合の動作は上記動作説明(8)ないし(10)で説明
されている。

なおサーミスタ３７は第１のSCR１３のゲー
トに供給される電圧が周囲温度によつて変動する
ことを防止するように働らくことになり、遅角回
路１０が作動するエンジン回転数を安定化する。

以上説明した如く、本考案によれば、比較的小
型の内燃機関例えばチエーン・ソーなどに用いる
内燃機関において過速回転状態に達したとき点火
時期の遅角が可能となり、点火栓に火花を飛ばし
た上で過速回転の抑制ができ、未燃焼の生ガスを
排気しなくて済むようになる。そして先に出願し
た特願昭56−74141号にくらべて回路構成が大き
く簡単となり、次の利点を有する。即ち、例えば
第２のタイミング回路の時定数を単独に調整で
き、両者協同するタイミングの設定が簡単かつ安
定したものとなる。更に言えば例えば特公昭54−
41658号や実開昭54−176033号に示される場合に
は、遅延時間を設定するコンデンサに与えておく
逆バイアスの電荷量に変動があれば、その影響が
遅延時間に直接影響するが、本願考案の場合に
は、両タイミング回路ともにコンデンサの電荷が
零の状態から充電されることとなつている。この
ため本願考案の場合にはコンデンサの残留電荷に
よつて遅延時間に影響を受けることがなく、遅延
時間の設定に誤差を生じることがない。

なお小型の内燃機関において遅角回路のみで過
速回転を抑止できるのは、機械系の慣性が小さい
ものと考えてよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例回路構成、第２図は
本考案の点火時期の変化を示す点火時期特性曲
線、第３図は第１図図示の磁石発電機の１次巻線
に誘起される無負荷電圧波形、第４図ないし第７
図は点火タイミングを説明するための波形説明図
を示している。 図中、１は磁石発電機、２は磁気手段、３は１
次巻線、４は２次巻線、５は点火栓、６は短絡回
路、７はトランジスタ、８は制御トランジスタ、
９は第１のパルサ・コイル、１０は遅角回路、１
１は第２のパルサ・コイル、１２は回転数検出回
路、１３は第１のSCR、１４は第２のSCR、１
５は定電圧ダイオード、１６ないし２１はダイオ
ード、２２は可変抵抗、２３ないし３１は抵抗、
３２ないし３６はコンデンサ、３７はサーミスタ
をそれぞれ表わしている。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関の回転に対応して移動磁界を発生する
   磁気手段と該磁気手段に磁気的に結合される発電
   巻線と該発電巻線の電圧および電流を制御する制
   御手段と点火手段とをそなえ、上記磁気手段によ
   つて上記発電巻線に誘起される電圧および電流を
   上記制御手段によつて制御し上記点火手段を点火
   せしめるようにした内燃機関用点火装置におい
   て、 上記発電巻線に誘起される電圧のうち予め定め
   られた順方向の電流を短絡せしめる短絡回路のト
   ランジスタを制御する制御トランジスタの導通時
   期を定める第１のタイミング回路を設けると共
   に、 上記制御トランジスタの導通時期と遅延させる
   ことにより上記短絡回路のトランジスタの遮断時
   期を遅らせる遅角回路を設け、 当該遅角回路は、 上記磁気手段に磁気的に結合された第２のパル
   サ・コイルと、 該第２のパルサ・コイルからの電圧出力にもと
   づいて内燃機関の回転速度を検出する回転数検出
   回路と、 上記第１のタイミング回路に対して並列に接続
   された第２のタイミング回路と、 上記回転数検出回路内にもうけられて上記第２
   のタイミング回路を制御するSCRとをそなえ、
   かつ 上記回転数検出回路において過速回転が検出さ
   れた際に上記SCRが制御されると共に過速回転
   時に当該SCRの点弧状態を保持するようにして、
   上記第２のタイミング回路を有効化するよう構成
   されてなり、 過速回転時に、上記第１のタイミング回路と上
   記第２のタイミング回路との時定数によつて、上
   記制御トランジスタの導通時期を遅延させるよう
   にした ことを特徴とする内燃機関用過速回転防止装置。