(57)【要約】【課題】フルトランジスタ方式のエンジン点火装置において、キック方式でのエンジン点火を可能とする。【解決手段】キック式駆動発電機からの始動電流を受ける電圧調整装置に接続されるＥＣＵ等の電子機器との間に、キックによるエンジン始動時の電圧調整装置の低出力時にのみ昇圧動作をし、エンジン始動後の定常動作時には昇圧動作を停止する能動昇圧回路を並列に接続した、エンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法。【選択図】　　　　図３
2004036494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルトランジスタ方式のエンジン点火装置であって、
キック方式で駆動され得る発電機と、
前記発電機に接続されて、当該発電機から供給される電源の電圧調整を行う電圧調整器と、
電圧調整器に接続されて、当該電圧調整機器から供給される電圧でエンジンの点火・運転制御を行う電子機器と、及び
上記電圧調整機器と電子機器との間に接続されて、上記発電機のキックによるエンジン始動時に所定のエンジン定常運転時より低い電源出力の時点では上記電圧調整器の出力電圧を上記電子機器への所定の定格電圧にまで昇圧し、かつ上記電圧調整器からの出力電圧がエンジン定常運転時の所定の定格電圧となった時点では昇圧動作を停止する能動昇圧回路と、
を備えたことを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記能動昇圧回路は出力側の電圧が前記所定の定格電圧となるようフィードバックするフィードバック回路と、当該能動昇圧回路の入力側から出力側までを所定の電圧降下でバイパスするバイパス回路とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、上記フィードバック回路は当該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側にバイパスされる前記入力側の電圧Ｖ１から前記バイパス回路の電圧降下を引いた電圧が、所定の定格電圧Ｖ２を超えたときに（Ｖ１―バイパス回路の電圧降下＞Ｖ２）、当該ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とるエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記能動昇圧回路は出力側の電圧が前記所定の定格電圧となるようフィードバックするフィードバック回路と、通常開のリレーを備え当該能動昇圧回路の入力側から出力側までをバイパスするバイパス回路と、当該能動昇圧回路の入力側の電圧を検知して上記通常開のリレーを閉じる制御回路とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、上制御回路は上記入力側の電圧Ｖ１が、定常運転時の上記電圧調整器からの所定の電圧となった時点で上記リレーを閉じて、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記所定電圧の時点は上記所定の定格電圧Ｖ２を超えたとき（Ｖ１＞Ｖ２）の時点であって、当該時点で上記リレーを閉じ、上記フィードバック回路は当該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側にバイパスされる前記入力側の電圧Ｖ１が上記所定の定格電圧を超えたときに（Ｖ１＞Ｖ２）、当該ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項５】
請求項１に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記能動昇圧回路は出力側の電圧が前記所定の定格電圧Ｖ２となるようフィードバックするフィードバック回路と、入力側に設けられた常時閉のリレーと、当該能動昇圧回路の入力側の電圧Ｖ１に応じて上記リレーを動作する制御回路とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、上記制御回路は上記入力側の電圧Ｖ１が定常運転時の上記電圧調整器からの所定の電圧となった時点で上記リレーを開いて、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記所定の電圧とは、定格電圧Ｖ２以上（Ｖ１≧Ｖ２）となった時点であって、当該時点で上記リレーを開くことを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項７】
請求項６に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記能動昇圧回路は出力側の電圧が前記所定の定格電圧Ｖ２となるようフィードバックするフィードバック回路と、当該能動昇圧回路の入力側の電圧Ｖ１を検知して昇圧動作を停止させる制御回路とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、上記制御回路は上記入力側の電圧Ｖ１が定常運転時の上記電圧調整器からの所定の電圧となった時点で発振停止回路を停止して、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項８】
請求項７に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記所定の電圧とは定格電圧Ｖ２以上になった時点で（Ｖ１≧Ｖ２）あって、当該時点で当該ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させることを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項９】
請求項１に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記能動昇圧回路は出力側の電圧が前記所定の定格電圧Ｖ２となるようフィードバックするフィードバック回路と、当該能動昇圧回路の入力側から出力側までを所定の電圧降下でバイパスするバイパス回路と、前記フィードバック回路の出力で当該能動昇圧回路の動作を停止する制御回路とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、上記フィードバック回路は上記入力側から出力側にバイパスされる入力側電圧Ｖ１が定常運転時の上記電圧調整器からの所定の電圧となった時点で、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項１０】
請求項９に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記所定の時点は定格電圧Ｖ２を超えた時点であって、当該時点で前記制御回路を制御してＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。
【請求項１１】
バッテリーと、キック方式で駆動され得る発電機を備えエンジンの点火制御を行うフルトランジスタ方式のエンジン点火装置の点火制御方法であって、
キック開始時点の、エンジンの定常運転には不充分な発電機の低電圧出力時には、当該キックで駆動された電圧を点火装置の定常運転時の所定の定格電圧まで昇圧して上記点火装置に印加し、
定常回転での電圧以上になった時点では、上記昇圧動作を停止し、上記発電機の出力電圧を直接上記点火装置側へ印加する、
ことを特徴とするエンジン点火装置の点火制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動二輪車等においては、エンジン始動用の点火回路としてＣＤＩ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｉｇｎｉｔｅｒ）方式、及びフルトラ（ｆｕｌｌ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　ｉｇｎｉｔｅｒ）方式が用いられている。ここで、ＣＤＩはバッテリーの有無に無関係に動作可能で、いわゆるキック式によりエンジン始動が可能であるが、希薄混合気に点火するにはフルトラ方式に劣るという問題があった。また、フルトラ方式においては、エンジンの最適点火制御等の省エネには適しているが、バッテリーが必要なため、キック等ではエンジンを始動させることが出来なかった。
【０００３】
従来のフルトラ方式点火回路の概略を、図１に基づいて説明する。ここで、発電機１と、電圧調整器２と、バッテリー８とに、ランプ３、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）４、イグニッション５、インジェクション６，フュエールポンプ７及び他のＤＣ負荷９とを含む各種負荷を並列接続してフルトラ方式の点火回路が構成されている。この従来例のフルトラ方式の点火回路では、スターターボタン等のメインスイッチ１１を閉じるとバッテリー８からの電源電圧が回路全体に供給されてＥＣＵ４が動作し、リレー１０、４０が閉じてエンジンが始動される。しかし、仮にバッテリー上がり対策として、発電機１にキック式等の手段を設け、このキック式での駆動を試みてもキックによる発電機１の低回転では、電圧調整器２からＥＣＵ４等の電子部品に安定した電圧が供給できず、結果的に、従来のフルトラ方式においては、キック式でのエンジン始動は極めて困難で、実質的に駆動開始不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、フルトラ方式においても、いわゆるキック式の始動方法でエンジンを始動させることの出来るエンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明のエンジン発電機用昇圧電源によれば、キック式で駆動される発電機からの始動電流を受ける電圧調整装置と、当該電圧調整装置に接続されるＥＣＵ等の負荷との間に、キック式によるエンジン始動時の電圧調整装置の低出力時に昇圧動作をし、エンジン始動後の定常動作時には昇圧動作を停止する能動昇圧回路を接続し、エンジン始動時にのみ当該能動昇圧回路により電圧調整装置の出力を昇圧してＥＣＵ等の負荷に供給する構成としたものである。
【０００６】
また、本発明のエンジン発電機用昇圧電源の制御方法によれば、キック式で駆動される発電機からの始動電流を受ける電圧調整装置に接続されるＥＣＵ等の負荷からなるエンジン発電機用昇圧電源において、上記電圧調整装置から出力される出力電圧をエンジン定常動作時の動作電圧と比較し、当該出力電圧が前記定常動作時の動作電圧に達するまでの間、昇圧調整することを特徴とする。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明のエンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法を、図示する実施例に基づいて説明する。
図２は、本発明によるエンジン発電機用昇圧電源の全体構成を示す全体図であり、図１に示した従来例の電源と同等な構成要素については同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。図２のエンジン発電機用昇圧電源の特徴的なところは、ＲＥＧ（電圧調整器）２と、このＲＥＧ２、に接続されて電圧供給を受けるＥＣＵ４等の電子機器との間に能動昇圧回路としてＤＣ／ＤＣコンバータ２０が接続されている点にある。また、図中に示されたバッテリー８は、この発明の対象であるキック式による始動時には放電状態で規定の始動電圧以下の状態であって、いわゆるキック式で発電機１を駆動することを前提とした。エンジンが定常回転となった後は、バッテリー８への充電により、以後はバッテリー８でのエンジン始動が可能となる。また、図２に示した回路では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とバッテリー８との間にダイオード３９が挿入されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０昇圧動作時に、電流容量の大きいバッテリー８側への電流の流入を防止している。
【０００８】
さらに、図３にこのＤＣ／ＤＣコンバータ２０の詳細構成図を示した。この図３において、ダイオード２３、コイル２４およびダイオード２５の直列接続と、この直列接続とグランドラインとの間に各々接続されたコンデンサ２６，トランジスタ２７、コンデンサ３０とでＤＣ／ＤＣコンバータの基本部分が構成される。
さらに、この基本部分に加えて、ダイオード２３，２５間に平行に接続されたダイオード２２からなるバイパス回路２１が設けられ、さらにツエナー・ダイオード３０と、このツエナー・ダイオード３０を含むフィードバック回路３２が設けられている。さらに、フィードバック回路３２の出力は発振回路３１に接続され、この発振回路３１はトランジスタ２７のベースに抵抗２８を介してトランジスタ２７に駆動信号を供給するよう構成される。
【０００９】
こうして構成されるＤＣ／ＤＣコンバータ２０において、ＲＥＧ２の制御電圧Ｖ１（発電機の回転数によって変動する出力）とＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御電圧Ｖ２（エンジンが定常回転し、電子機器が正常動作する、例えば１２Ｖ等の基準電圧）とが比較される。すなわち、図２のメインスイッチ１１をオンにし、ＡＣＧ１をキックにより回転始動させる時点での低回転によるＲＥＧ２の制御電圧Ｖ１が上記ＤＣ／ＤＣコンバータ２０制御電圧Ｖ２よりも低い状態（Ｖ１＜Ｖ２）の場合には、バイパス回路２１を通ってダイオード２２による電圧降下を差し引いた電圧値（Ｖ１−ダイオードの電圧降下分）が印加される。この検出された電圧値はフィードバック回路３２に入力されてＶ１＜Ｖ２の識別がなされる。そこで、フィードバック回路３２はＶ１＜Ｖ２の差分に応じたフィードバック信号を発振回路３１に出力して発振回路３１を駆動し、この発振回路３１が抵抗２８を介してトランジスタ２７のベースに応分の駆動信号を送る。これにより、トランジスタ２７は導通制御されてＤＣ／ＤＣコンバータ２０が現状のＶ１から基準電圧である制御電圧Ｖ２への昇圧動作を行う。
【００１０】
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０で昇圧された基準電圧Ｖ２が出力されると、ＥＣＵ４が動作し、エンジンが順次始動を開始する。このエンジンの始動に伴って、ＡＣＧ１がエンジンにより駆動され回転数が上昇して定常回転に達すると、バイパス回路２１を介してツエナーダイオード３０に印加される電圧が順次上昇し、ダイオード２２の電圧降下分を差し引いてＶ２以上の値になる。その時点では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の設定出力であるＶ２以上の電圧がフィードバック回路３２で検知される（Ｖ１＞Ｖ２）。
そこで、フィードバック回路３２はフィードバック信号で、発振回路３１のトランジスタ２７への駆動出力を停止して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の昇圧動作が停止し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御電圧Ｖ２以上となったＲＥＧ２の制御電圧Ｖ１がバイパス回路２１のダイオード２２でバイパスされてＥＣＵ４等の電子回路に供給される。さらにリレー１０、４０が閉じてＤＣ負荷９にも基準電圧が印加され、バッテリー８も充電開始される。
【００１１】
以後は、エンジンの定常回転により、ＡＣＧ１が定格出力以上の発電を行い、ＲＥＧ２で定常運転時の出力電圧となり、バイパス回路２１を介して、ＥＣＵ４を始め、他の電子機器に供給される。図３に示した実施例ではバイパス回路２１を構成するものとしてダイオードを例示したが、これを抵抗等で置きかえることも当然可能である。また、発振回路３１はＰＷＭ、ＰＦＭ等の制御ではなく、例えば５０ＫＨＺ等の駆動周波数を定常的に発振する回路構成とし、フィードバック回路３２の信号によりＤＣ／ＤＣコンバータ回路をリレー等で遮断する構成とすることも可能である。
【００１２】
次に、図４に示したＤＣ／ＤＣコンバータ２０の別の実施例について説明する。この実施例では、バイパス回路２１をリレー３４で構成し、このリレー３４を動作させる制御回路３３を設けた点にある。この制御回路３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の入力側に設けられたＶ１電圧監視用のツエナーダイオード３８を備え、ＲＥＧ２の制御電圧Ｖ１がＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御出力Ｖ２より大きくなった時点で（Ｖ１＞Ｖ２）、リレー３４をオンとし、発振回路３１の発振を停止し、バイパス回路２１でＤＣ／ＤＣコンバータ２０をバイパスさせる構成となっている。こうして、制御回路３３の動作でリレー３４が閉じると、Ｖ１＞Ｖ２の電圧変化をフィードバック回路３２が検知し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の昇圧動作を停止する。また、この制御回路３３はキック式による始動後にＶ１がＶ２以上となる十分な想定時間後にリレー３４のオン・オフを制御するタイマー回路、さらに、トランジスタ等のスイッチング素子にも置きかえられる。またここで、Ｖ２の値に関係無く、Ｖ１の値が定常回転時の値となったら、オン・オフする構成とすることもできる。
【００１３】
さらに、図５に示した実施例では、バイパス回路２１の代わりにダイオード２３の入力側にリレー３４を設け、図４と同様な制御回路３３で動作させるものである。この構成例では、通常はリレー３４が閉じた状態でキックによるエンジンの始動が行われ、ＲＥＧ１制御電圧Ｖ１がＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御電圧Ｖ２以上となった時点で（Ｖ１≧Ｖ２）、制御回路３３が動作してリレー３４を開けば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０自体が停止状態となり、図２に示したように、ＲＥＧ２から並列に接続されたＥＣＵ５等の電子機器に、Ｖ２以上の値となったＶ１が供給されて、運転が維持される。この図５に示した実施例でも、制御回路３３がＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御電圧Ｖ２の監視、または所定時間経過後に動作するタイマー等で構成するか、又はリレーはトランジスタ等のスイッチング素子で置きかえることも可能である。また、リレー３４が開いてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の昇圧動作停止後は、エンジンの定常運転でＲＥＧ２からの定常電圧によりリレー１０が閉じ、図２で示した回路構成要素の全てに定常電圧が印加される。この構成例においても、Ｖ２の値に関係無く、定常回転の電圧になったら動作するリレー等を採用することも可能である。
【００１４】
またさらに、図６に示した実施例では、発振回路３１はフィードバック回路３２からのフィードバック信号でＲＥＧ２からの制御電圧Ｖ１を所定の電圧Ｖ２まで昇圧動作する。さらに、トランジスタ２７の動作を停止するために抵抗３６とトランジスタ３７とからなる発振停止回路３５を設けたものである。この発振停止回路３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の入力側の電圧Ｖ１を検出するツエナーダイオード３８を備えた制御回路３３で制御される。制御回路３３は、図３の実施例と同様にＶ１≧Ｖ２の条件でトランジスタ２７の動作を停止させて、実質的にＤＣ／ＤＣコンバータ２０を動作停止状態とするものである。この実施例でも、制御回路３３は直接Ｖ１電圧の監視またはタイマーによる動作では発振停止回路３５を停止する構成とすることももちろん可能である。この構成例においても、Ｖ２の値に関係無く、定常回転の電圧になったら動作するリレー等を採用することも可能である。
【００１５】
さらにまた、図７に示した実施例は、図３の構成において、発振回路３１はフィードバック回路３２でフィードバック制御し、ダイオード２２からなるバイパス回路２１を並列に設けたものである。図３の実施例と同様に、フィードバック回路３２がＲＥＧ２制御電圧Ｖ１を監視して、Ｖ１＞Ｖ２を検知して、制御回路３３が発振停止回路３５の動作時させる。こうして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の昇圧動作停止後は、エンジンの定常運転でＲＥＧ２からの定常電圧により発振停止回路３５が動作し、図２で示した回路構成要素の全てに定常電圧が印加される。さらに、この構成例においても、Ｖ２の値に関係なく、定常回転の電圧になったら動作する発振停止回路を用いることもできる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のエンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法によれば、フルトランジスタ方式のエンジン点火回路においても、バッテリーが放電状態の場合でも、いわゆるキック方式でエンジンの始動が可能であり、エンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例のフルトランジスタ方式のエンジン点火回路を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例を示す、エンジン発電機用昇圧電源の構成例図である。
【図３】図２のＤＣ／ＤＣコンバータ部の詳細構成例図である。
【図４】同じくＤＣ／ＤＣコンバータ部の別の実施例を示す詳細構成例図である。
【図５】同じくＤＣ／ＤＣコンバータ部のさらに別の実施例を示す詳細構成例図である。
【図６】同じくＤＣ／ＤＣコンバータ部のさらに別の実施例を示す詳細構成例図である。
【図７】同じくＤＣ／ＤＣコンバータ部のさらにまた別の実施例を示す詳細構成例図である。
【符号の説明】
１　発電機
２　ＲＥＧ（電圧調整器）
３　ランプ
４　ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）
５　イグニッション
６　インジェクション
７　フューエルポンプ
８　バッテリー
９　ＤＣ負荷
１０　リレー
１１　メインスイッチ
２０　ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１　バイパス回路
２２，２３，２５　ダイオード
２４　コイル
２６，２９　コンデンサ
２９　トランジスタ
３０　ダイオード
３１　発振回路
３２　フィードバック回路
３３　制御回路
３４　リレー
３５　発振回路
３６　抵抗
３７　トランジスタ
３８　ツエナーダイオード
４０　リレー
【図１】
2004036494.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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