JPS6331670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関点火装置の改良に関し、
特に機関の過回転防止に係るものである。

高出力形の内燃機関は高回転域で運転されるこ
とが多いので、異常な高回転で運転された場合に
は機関が破壊する恐れがある。このため、高出力
形の内燃機関はその回転が所定値以上に高くなら
ないようにするために、一般に過回転防止機能を
備えている。

この過回転防止の一方法としては、点火装置の
動作を一時停止させる方法がある。

以下、従来装置を第１図及び第２図に従つて説
明する。

図において、１は内燃機関の回転に従い点火信
号を発生する点火信号発生器、２はこの点火信号
発生器１からの点火信号を処理して波形整形及び
閉路角度制御を行い点火パルスを出力する点火パ
ルス回路、３はこの点火パルス回路２からの点火
パルスに応動して後述する点火コイル４の通電を
断続するスイツチング回路、４は一端に電力を供
給するための電源端子５を有した点火コイルで、
スイツチング回路３により駆動されて点火電圧を
出力する。６は点火信号発生器１からの点火信号
に応動して定時間幅のパルス信号を発生するパル
ス発生器、７はこのパルス発生器６からのパルス
信号を入力して機関回転数に比例したレベルの回
転情報信号を出力するFV変換器であり、例えば
パルス発生器６からのパルス信号に応じてコンデ
ンサの充放電を行いその時の機関回転数に応じた
レベルの直流電圧を得る構成である。８はこの
FV変換器７からの回転情報信号をレベル比較し
この回転情報信号が基準レベルを超えた時に点火
信号発生器１からの点火信号に同期して点火停止
パルスを出力する回転検出器、９は上記点火パル
ス回路２の出力端とアースとの間に接続されたバ
イパス回路で、上記回転検出器８からの点火停止
パルスに従つて作動し点火パルス回路２からの点
火パルスをアースにバイパスするものである。

なお、第２図は第１図各部の動作波形を示す波
形図であり、第２図Ａは回転検出器８のレベル比
較動作波形を示し、a₁は設定された基準電圧、a₂
はFV変換器７からの回転情報信号を示す。第２
図Ｂは回転検出器８の出力の点火停止パルス波形
を示す。

次に動作説明を行う。まず点火動作について説
明する。点火信号発生器１から発生された内燃機
関の回転に応じた点火信号は点火パルス回路２に
入力される。点火パルス回路２はこの点火信号を
波形整形並びに閉路角度制御して機関の運転状態
に応じた適切な閉路角度を有したパルス幅の点火
パルスを出力する。この点火パルスはスイツチン
グ回路３に入力される。このスイツチング回路３
はこの点火パルスに従つて点火コイル４の通電制
御を行う。これにより点火コイル４の通電々流遮
断時には、点火コイル４の２次側に高電圧が発生
し、機関は点火されて運転される。

次に点火停止動作について説明する。パルス発
生器６は点火信号発生器１が発生した上記点火信
号に応動して定時間幅のパルス信号を発生する。
このパルス信号はFV変換器７に入力され、機関
回転数に比例したレベルの回転情報信号に変換さ
れる。このFV変換器７は、例えば、パルス発生
器６からのパルス信号に従つてコンデンサの充放
電を行い、その時の機関回転数に応じたレベルの
直流電圧の回転情報信号を出力し、この回転情報
信号は回転検出器８で基準電圧とレベル比較され
る。

第２図Ａにて、この比較動作を説明する。ここ
で基準電圧a₁は、一定レベルであるのに対し、回
転情報信号a₂は機関回転数に比例したレベルの信
号であり、その信号は機関回転数の上昇に伴ない
そのレベルが上昇するため、回転情報信号a₂は時
点t₁にて基準電圧a₁を越えることになる。この
時、回転検出器８は上記点火信号に同期して第２
図Ｂで示す点火停止パルスを出力する。この点火
停止パルスはバイパス回路９に入力されるので、
バイパス回路９はこの点火停止パルスに従つて作
動し、点火パルス回路２からスイツチング回路３
に入力されようとする点火パルスをアースにバイ
パスする。このためスイツチング回路３の入力が
なくなり、そのスイツチング動作が停止し、点火
コイル４の通電制御が停止される。この結果、点
火コイル４の出力に点火電圧が発生しなくなり、
機関は点火されず失火状態になり機関の回転は低
下する。これにより、回転情報信号a₂が低下し、
ついには、基準電圧a₁より小さくなるので、この
時点t₂で回転検出器８は点火停止パルスを出力し
なくなり、バイパス回路９はバイパス動作を停止
することになり、点火パルス回路２からの点火パ
ルスはスイツチング回路３に入力されるようにな
る。このため、スイツチング回路３は点火コイル
４の通電を再開し、点火コイル４の２次側に点火
電圧が発生し、機関は点火され、運転される。

なお、機関回転数が再び上昇し、再度上記回転
情報信号a₂が基準電圧a₁より大きくなると第２図
Ｂの時点t₃で示すように上述の点火停止動作が繰
返される。このように点火動作を点火停止動作と
が繰返されることにより、機関は平均的に所定回
転数で回転数制御される。

ここで、上記回転検出器８は点火信号発生器１
からの点火信号に同期して点火停止パルスを出力
するため、点火コイル４の通電中にバイパス回路
９が作動するということは阻止されることにな
り、異常に進角した時点で点火するということは
防止でき、点火停止動作にもとづく機関への悪影
響は生じない。

ところが、この従来装置によれば所望の過回転
防止が行えるものの、その動作は、ある期間連続
した点火動作と、確実な点火動作の停止による失
火動作との繰返しであるため、作動特性のハンチ
ングが大きくなり、作動時には実車に大きな振動
が発生する。このため、例えば点火停止作動開始
時の大きな振動によつて操縦性、及びフイーリン
グの低下が生じるばかりでなく異常な急減速とな
つて後続追従車への異常接近等の恐れが生じると
いう欠点があり、また、更には、過回転防止動作
として完全な点火動作の停止を行うものであるた
め、点火コイルの駆動端子の信号を基に機関回転
数を表示する回転計を有したものではその指針が
大きく跳ねるため運転者に不安を与えるという欠
点もあつた。

この発明は上記従来装置における欠点を解消す
るためになされたもので、作動時の振動を軽減で
きる内燃機関点火装置を提供しようとするもので
ある。

以下、この発明の一実施例を第３図ないし第５
図に従つて説明する。図において、６０は点火信
号発生器１からの点火信号に応動し点火時点から
定時間のパルスを出力するパルス発生器、７０は
このパルス発生器６０からのパルスに同期して例
えばコンデンサの充放電を行うFV変換器で、例
えばそのコンデンサの充放電波形はパルスの位相
に従つてレベルが略三角形状に変化するようにコ
ンデンサの時定数が小さく設定されている。８０
はこのFV変換器７０の出力を定レベルの基準電
圧と比較して点火停止パルスを出力する比較器で
ある。その他の符号の設明は、従来装置の説明と
同様につき省略する。

以下、動作説明を行う。ここで点火信号発生器
１、点火パルス回路２、スイツチング回路３及び
点火コイル４から成る点火回路系は、前述の従来
装置の場合と同じであるのでその点火動作の説明
は省略する。そこで、点火停止動作について説明
すると、 点火信号発生器１が機関の回転に従つて発生し
た点火信号は第４図Ａに示す波形の信号であり、
この点火信号を基に点火パルス回路２にて作られ
た点火パルスは第４図Ｂに示す波形の信号であ
る。時点t₄とt₉は各々点火時点であり、これら時
点t₄からt₉までの期間が点火周期となつており、
この点火周期の途中に点火コイル４の通電が開始
される時点t₇が位置する。つまり、時点t₄で点火
された後時点t₇までの期間は点火コイル４の通電
は行われず、時点t₇から点火コイル４の通電が始
まり、時点t₉でその通電々流が遮断され点火され
る。パルス発生器６０はこれら点火時点、時点t₄
と時点t₉にて各々その時点から定時間のパルスを
発生する。このパルスは第４図Ｃに示す信号であ
り、時点t₄から定時間後の時点t₆に亘るパルスと
なつている。FV変換器７０はこのパルスに従つ
てコンデンサを充放電する。第４図Ｄに示す波形
g₂はこのFV変換器７０の出力であり、パルス発
生器６０からパルスが入力されている時点t₄から
時点t₆までの期間はコンデンサの充電作用により
その出力レベルは大きくなり、一方、パルスが入
力されない時点t₆から時点t₉の期間はコンデンサ
の放電作用によりその出力レベルは小さくなる。
このようにコンデンサの充放電が繰返され、その
繰返し周期に応じたレベルで平衡し、このFV変
換器７０の出力レベルは定まる。つまり、この出
力波形g₂は点火周期内でリツプルを有し、このリ
ツプルは点火時点（時点t₄）でそのレベルは最低
となり、定時間後の時点t₆でそのレベルは最高と
なつており、その平均値は、上述の充放電の繰返
し周期により決まり、パルス発生器６０からのパ
ルスの幅は一定であるため、繰返し周期が短くな
るに従つて、即ち、機関回転数が高くなるに従つ
て大きくなる。比較器８０はこのようなFV変換
器７０の出力と内部に設定された基準電圧を比較
する。この比較動作を第４図Ｄにて行う。第４図
Ｄに対すg₁の波形は比較器８０内部に設定された
定レベルの基準電圧であり、波形g₂に示す上述の
FV変換器７０の出力が基準電圧g₁を越えた場合
に点火停止パルスが出力される。

FV変換器７０の出力g₂は上述の如く機関回転
数の上昇に従いその平均値が大きくなる。このた
め、機関回転数の上昇過程ではまず出力g₂の山
（時点t₆）でそのレベルが基準電圧g₁を越え、更
に、機関回転数の上昇に従い出力g₂の平均値が大
きくなるため、出力g₂が基準電圧g₁を越える期間
は、時点t₆よりも前後方向に移動することにな
り、時点t₅から時点t₈の期間に亘るようになる。

この結果、比較器８０の出力の点火停止パルス
は第４図Ｅに図す時点t₅から時点t₈に亘るパルス
信号となる。このパルスの幅も上述のように機関
回転数に従い時点t₆の前後に広がる。

この第４図Ｅに示す点火停止パルスに応動して
バイパス回路９は作動し、時点t₄から時点t₂の期
間からなる点火周期内のうちの時点t₅から時点t₈
の期間からなる部分期間にて第４図Ｂで示す点火
パルス回路２の出力の点火パルスをアースにバイ
パスするため、スイツチング回路３の入力は第４
図Ｆで示す波形となる。つまり、点火コイル４の
通電時間は時点t₈から時点t₉の期間となる。ここ
で機関回転数の上昇に従い時点t₈は時点t₉に近づ
くことになるので、徐々に点火コイル４の通電時
間は短くなり、やがて全く通電されなくなる。

即ち、点火コイル４の通電時間の低下に比例し
て、その出力の点火電圧は低下し、やがてゼロに
なる。

このような閉路角度の回転数特性の一例を第５
図にて説明する。なお、この図において、縦軸は
閉路角度、横軸は機関回転数である。ここで、機
関回転数N₁以下の回転ではD₁なる閉路角度で一
定、回転数N₁からN₂まで閉路角度はD₁からD₂に
なるよう制御され、回転数N₂以上の回転で閉路
角度はD₂で一定となる。

従来の点火装置の特性は特性ｌを延長した特性
l₁で示すように回転数N₃を超える回転でも閉路角
度はほぼD₂で一定である。

ところが、この実施例のものでは、上述のよう
な制御動作のため所定回転数N₃から閉路角度は
低下し、回転数N₄でゼロとなる。即ち、特性曲
線は、特性ｌから回転数N₃で特性l₂となるように
折れ曲がることになる。

なお、閉路角度の低減を開始する回転数N₃は
高出力形機関の中に比較的低回転形のものがあ
り、このものでは、機関回転数で毎分5000回転以
上の回転に設定される。

さて、上記のように機関回転数の上昇に従い点
火コイル４の通電時間が短くなるように、即ち閉
路角度を小とするように制御し、点火電圧を低下
させていくと、点火電圧は、大きな点火電圧から
点火ランプで飛火させるに必要な要求点火電圧に
近づき、そしてついには、要求電圧よりも低下し
てしまい、点火プラグは失火して機関の回転数が
低下することになる。ついで、機関回転数が下が
ると閉路角度が大となり点火コイル４の出力の点
火電圧は徐々に大きくなり、ついには、点火プラ
グの要求電圧より大きくなり、機関は点火され、
その回転数は上昇する。回転数が上昇すると再び
点火電圧は点火プラグの要求電圧より小さくな
り、機関は失火される。このような点火電圧の変
化による点火と失火の細かな繰返しにより、機関
は所定の回転数で平衡し、過回転防止が行われ
る。

このような過回転防止において、上記閉路角度
を機関回転数の上昇に従つて縮小し、点火電圧を
低下させる場合、機関回転数に対する点火電圧の
低下の変化率が作動時の振動に大きく影響する。
このため、第５図に示した閉路角度特性におい
て、閉路角度が縮小され始める機関回転数N₃と
閉路角度が零になる機関回転数N₄の回転幅が重
要になる。我々の試験によれば、この回転幅は機
関回転数で毎分50回転以上とした場合、フイーリ
ングや操縦性が向上し、これ以下の小さい回転軸
にした場合には、フイーリングや操縦性に対して
影響が少ないことが確認できた。

また、機関が失火状態となつた場合でも点火コ
イルの駆動は行われているため、点火コイルの駆
動端子の信号波形は通常時とほぼ同じであり、こ
の信号を基に機関回転数を表示する回転計は通常
と変わらず正しい回転表示をおこなう。

以上のように、本発明によれば点火コイルの通
電周期における点火コイルの閉路角度を、内燃機
関の回転の増加に応じて低減させる閉路角度低減
回路を設けたので、過回転防止を単に行なうだけ
でなく、点火コイルの出力の２次電圧が上記内燃
機関の回転に従つて徐々に低下することになり、
細かな点火と失火とを繰返えして行えるため、点
火停止作動時の振動を大幅に低減でき、操縦性及
びフイーリングの向上や、異常な急減速を防止で
きるばかりでなくまた、点火コイル駆動端子の信
号により回転計を駆動するものでは、失火時にも
回転計を点火時と同様に安定に作動でき、その指
針の跳ねが防止され、運転者の不安感を解消でき
るという効果を有している。また更に、閉路角度
低減回路は毎分50回転以上の回転範囲に亘つて閉
路角度を低減させるように構成したので、操縦性
及びフイーリングの改善が著るしいものとなる効
果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置のブロツク回路図、第２図は
第１図の動作波形図、第３図は本発明の一実施例
を示すブロツク図、第４図は第３図各部の動作波
形図、第５図は閉路角度低減特性の一例を示す特
性図である。 図において、１は点火信号発生器、２は点火パ
ルス回路、３はスイツチング回路、４は点火コイ
ル、５は電源端子、６０はパルス発生器、７０は
FV変換器、８０は回転検出器、９はバイパス回
路である。なお、図中、同一符号は同一部分、又
は相当部分を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の回転に同期して点火パルスを発生
   する点火パルス発生回路、及びこの点火パルス発
   生回路からの点火パルスに応じて点火コイルの通
   電を制御する駆動回路を備えた内燃機関点火装置
   において、上記点火コイルの通電周期における上
   記点火コイルの閉路角度を、上記内燃機関の回転
   数に対し高回転数になるに従つて低減させる閉路
   角度低減回路を設け、この閉路角度低減回路は毎
   分50回転以上の回転範囲に亘つて閉路角度を低減
   させるように構成したことを特徴とする内燃機関
   点火装置。 ２ 閉路角度低減回路は閉路角度を零まで低減す
   るように構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関点火装置。