JPH059635B2 - - Google Patents

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
た時にいきなり機関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
問題があつた。そこで特公昭53−13740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
なつた時に、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］ 上記従来の内燃機関用点火装置（特公昭53−
13740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ツ
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
つた。

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
作阻止用スイツチ４と、内燃機関の回転速度が設
定値以上になつた時に点火動作阻止用スイツチ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
ツチ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C₂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
つているため、点火動作阻止用スイツチ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つてい
る状態になるため、トリガ信号供給回路９が点火
動作阻止用スイツ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
が再び充電され、該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
上あるため、再び点火動作阻止用スイツチにトリ
ガ信号が供給されて点火動作が阻止される。これ
らの動作の繰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
止用スイツ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エツクして
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
つて機関の回転速度が設定値を超えた場合に過制
御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実施例を説明
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ツチで、このスイツチ
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点火
動作阻止用スイツチ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ツ
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Ｓ
１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Le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。

したがつてコンデンサ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ツチ４は、エミツタが接地
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Tr
１のベースエミツタ間に並列に接続された抵抗Ｒ
２とからなり、トランジスタ４に所定のベース電
流が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
うになつている。

積分コンデンサＣ２の一端は接地され、該コン
デンサＣ２の非接地側端子は抵抗Ｒ３を通してツ
エナーダイオードＺ１のカソードに接続されてい
る。ツエナーダイオード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のアノードに接続さ
れ、コンデンサＣ２の両端にカソードを接地側に
向けたツエナーダイオードＺ２が接続されてい
る。

ツエナーダイオードＺ１，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Ｃ
２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。

トリガ信号供給回路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Ｆ１のドレインに
はツエナーダイオードＺ３のカソードが接続さ
れ、ツエナーダイオードＺ３のアノードが点火動
作阻止用スイツ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及びツエナーダイオード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の端子電圧がツエナーダ
イオードＺ２のツエナー電圧以上になると、該ツ
エナーダイオードＺ２が導通するため、コンデン
サＣ２はツエナーダイオードＺ２のツエナー電圧
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がツエナーダイオードＺ３のツエナーダ
イオード電圧Vz３未満になつているため、トラ
ンジスタTr１はトリガされず、遮断状態を保つ
たままである。従つてトランジスタTr１は１次
電流制御回路３に何の影響も与えず、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
値以上になつている状態になり、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Vdsがツエナーダ
イオードＺ３のツエナー電圧Vz３以上になつて
いる状態になる。従つてこの時ツエナーダイオー
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ツチ４にトリガ信
号が与えられ）、トランジスタTr１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
つて信号コイル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Ｖ１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
デンサ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つた時に、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。積分コンデンサ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
スイツチ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、このスイツチ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つている。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Le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
てサイリスタＳ１のゲートに接続され、エキサイ
タコイルLeに誘起する電圧Ve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もの
で、この実施例の各部の電圧波形を第７図に示し
てある。この実施例では、点火動作阻止用スイツ
チ４がカソードを接地したサイリスタ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Leの非接地側端子に接続され
ている。その他の点は第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
設定値以上になつて電界効果トランジスタＦ１の
ドレインソース間電圧Vdsがツエナーダイオード
Ｚ３のツエナーダイオード電圧Vz３以上になつ
た時にサイリスタＳ２がトリガされるため、エキ
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スタＳ２が導通し、第７図
Ｄ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。従つてコンデンサ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
リガされるスイツ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PNPトランジスタTr２のコレクタが接続
され、トランジスタTr２のエミツタは図示しな
直流定電圧電源回路の非接地側出力端子Ｅ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Ｒ７の一端が接続され、抵抗Ｒ６の他
端はトランジスタTr２のエミツタに接続されて
いる。抵抗Ｒ７の他端はNPN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
ミツタは接地されている。トランジスタTr３の
ベースにはエミツタを接地した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Tr４のベースエミツ
タ間にはアノードを接地側に向けたダイオードＤ
７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
とツエナーダイオード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ては、トリガ信号供給回
路９が比較器CM１と抵抗Ｒ１０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Vrが比較器CM１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
イツチ４のトランジスタTr１のベースに接続さ
れている。また比較器CM１の出力端子が抵抗Ｒ
１２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CM１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Tr
１にベース電流が供給されるようになつている。

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Tr４が導通状態にあ
り、トランジスタTr２及びTr３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→ツエナーダイオードＺ１→ダ
イオード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のベ
ースエミツタ間が逆バイアスされるため、該トラ
ンジスタTr４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
止用スイツチ４のトランジスタTr１のベースが
接地電位に保たれている。従つて各点火時期にお
いてトランジスタ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
圧以上になつている状態になるため、比較器CM
１の出力端子が非接地状態になる。従つて点火時
期において抵抗Ｒ１２を通してトランジスタTr
１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ツチがト
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
ツチを点火動作阻止用スイツチとして用いて、こ
の点火動作阻止用スイツチを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。

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］ 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ツ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
速度をチエツ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。また本発明に
おいては、機関が失火した時に積分コンデンサの
充電が行われなくなるため、所定個数の点火火花
を消滅させた後に点火動作を復帰させることがで
きる。したがつて複雑な制御回路を設けることな
く、機関の回転速度が設定値を超えた時に点火火
花を間引く制御を行わせることができる。また積
分コンデンサの放電時定数は一定であるため、間
引かれる点火火花の数は回転速度が高ければ高い
程多くなり、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つていく。そのため機関
の回転速度が設定値を超えた時に過制御にするこ
となく、しかも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。

【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
ブロツク図、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ツ
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、Ｃ２……積分コンデンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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
   イツチと、内燃機関の回転速度が設定値以上にな
   つた時に前記点火動作阻止用スイツチを所定の点
   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
   時に該１次コイルの誘起電圧で一定の電圧まで充
   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ツ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。