CN1316725C - 引擎发电机用升压电源及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种引擎发电机用升压电源及其控制方法。这是在无触点式的引擎点火装置中，可以利用脚踏(kick)方式进行引擎点火的点火装置。在与连接于接受来自脚踏式驱动发电机的起动电流的电压调整装置的ECU等电子设备之间，并联连接仅在利用脚踏进行引擎启动时的电压调整装置输出低时进行升压动作，在引擎启动后稳定工作时停止升压动作的有源升压电路。

Description

引擎发电机用升压电源及其控制方法
技术领域
本发明涉及引擎发电机用升压电源及其控制方法。
背景技术
以往，在摩托车等之中，作为引擎启动用的点火电路使用CDI(电容器放电点火；capacitor discharge igniter)方式及无触点点火(full transistorigniter)方式。在这里，CDI可以与电池的有无无关地工作，可以用所谓脚踏方式使引擎启动，但是在对稀薄的混合气体进行点火时，存在比无触点点火方式差的问题。又，无触点点火方式适合于引擎的最佳点火控制的节能，但由于需要电池，所以在脚踏的情况下引擎无法启动。
下面根据图1对已有的无触点点火方式的点火电路进行概略说明。这里，在发电机1、电压调整器2及电池8上并联连接包括指示灯3、ECU(引擎控制单元)4、点火装置5、喷嘴6、燃油泵7、以及其他DC负荷9的各种负荷，构成无触点点火方式的点火电路。在该已有例的无触点点火方式的点火电路中，一旦闭合启动按钮等主开关11，就将来自电池8的电源电压提供给整个电路使ECU工作，接通继电器10、40，启动引擎。但是，假如作为电池耗尽的对策在发电机1上设有脚踏式等手段，即使是试用该脚踏方式驱动，利用脚踏使发电机1的低速旋转的情况下，也不能由电压调整器2向ECU4等电子零件提供稳定的电压，结果是，在已有的无触点点火方式中，利用脚踏方式启动引擎是极为困难的，实质上是不能开始驱动的。
发明内容
本发明的目的是，提供在无触点方式中也能够利用所谓的脚踏方式的启动方法启动引擎的引擎发电机用升压电源及其控制方法。
解决上述课题用的，本发明的引擎发电机用升压电源，采用这样的结构，即在接受来自利用脚踏方式驱动的发电机的启动电流的电压调整装置与连接在该电压调整装置上的ECU等负荷之间，连接在以脚踏方式进行引擎启动时电压调整装置低输出时进行升压动作，在引擎启动后正常工作时停止升压动作的有源升压电路，仅在引擎启动时利用该有源升压电路使电压调整装置的输出升压，并提供给ECU等负荷的构成。
又，本发明的引擎发电机用升压电源的控制方法，其特征在于，由连接于接受来自利用脚踏式启动的发电机的启动电流的电压调整装置的ECU等负荷构成的引擎发电机用升压电源中，将由上述电压调整装置输出的输出电压与引擎正常工作时的工作电压进行比较，在该输出电压达到正常工作时的工作电压之前的时间，进行升压调整。
附图说明
图1是表示已有例的无触点点火方式的引擎点火电路的概略图。
图2是表示本发明的一实施例的，引擎发电机用升压电源的构成例图。
图3是图2的DC/DC变换器的详细构成例图。
图4是表示上述DC/DC变换器部的其他实施例的详细构成图。
图5是上述DC/DC变换器部的另一实施例的详细构成例图。
图6是上述DC/DC变换器部的又一实施例的详细构成例图。
图7是上述DC/DC变换器部的再一实施例的详细构成例图。
具体实施方式
以下根据如图所示的实施例对本发明的引擎发电机用升压电源及其控制方法进行说明。
图2是表示本发明的引擎发电机用升压电源的总体结构的总体图，对与图1所示的已有例的电源相同的结构元件赋予相同的符号，省略其详细说明。图2的引擎发电机用升压电源的特征在于，在REG(电压调整器)2与连接于该REG2并在接受电压供给的ECU4等电子设备之间，作为有源升压电路连接DC/DC变换器20(converter)。又，图中所示的电池8，以在作为该发明的对象的脚踏式启动时是以放电状态规定的启动电压以下的状态的，所谓脚踏方式驱动发电机1作为前提。引擎变为稳定旋转后，对电池8进行充电，这样，以后就可以用电池8来启动引擎。又，图2所示的电路中，在DC/DC变换器20与电池8之间插入二极管39，在DC/DC变换器20升压动作时，防止向电流容量大的电池8一侧流入电流。
还有，图3是该DC/DC变换器20的详细结构图。在该图3中，利用二极管23、线圈24及二极管25的串联连接、以及在该串联连接与接地线间分别连接的电容器26、晶体管27、电容器29构成DC/DC变换器的基本部分。
又，在这一基本部分上，还在二极管23、25之间设置由平行连接的二极管22构成的旁路电路21，还设置稳压二极管30和含有该稳压二极管30的反馈电路32。再者，反馈电路32的输出连接于振荡电路31，该振荡电路31形成能够通过电阻28向晶体管27的基极将驱动信号提供给晶体管27的结构。
在这样构成的DC/DC变换器20中，比较REG2的控制电压V1(随发电机转速改变的输出)与DC/DC变换器20的控制电压V2(引擎稳定旋转，电子设备正常工作的，例如12V等基准电压)。也就是使图2中的主开关11导通，在通过脚踏使ACG(发电机)1开始旋转的时刻的低速旋转产生的REG2的控制电压比上述DC/DC变换器20控制电压V2低的状态(V1＜V2)的情况下，通过旁路电路21施加扣除二极管22引起的电压降的电压值(V1-二极管的电压降份额)。该检测出的电压值输入到反馈电路32，以进行V1＜V2的识别。因此，反馈电路32将对应于V1＜V2的差的反馈信号输出到振荡电路31来驱动振荡电路31，该振荡电路31通过电阻28传送适于晶体管27的基极的驱动信号。以此对晶体管27进行导通控制，DC/DC变换器20进行从现时的V1向作为基准电压的控制电压V2的升压动作。
在这里，一旦输出利用DC/DC变换器20升压的基准电压V2，ECU4也就动作，引擎开始启动。伴随该引擎的启动，ACG1受到引擎的驱动，转速上升达到稳定旋转时，通过旁路电路21施加在稳压二极管30上的电压上升，减去二极管22的电压降份额，得到V2以上的值。在这时刻，作为DC/DC变换器20的设定输出的V2以上的电压利用反馈电路32检测(V1＞V2)。
因此，反馈电路32利用反馈信号停止向振荡电路31的晶体管27的驱动输出，停止DC/DC变换器20的升压动作，作为DC/DC变换器20的控制电压V2以上的REG2的控制电压V1利用旁路电路21的二极管22旁路，并提供给ECU等电子电路。又，使继电器10、40闭合，向DC负荷9也施加基准电压，电池8也开始充电。
以后，通过引擎的稳定旋转，ACG1进行额定输出以上的发电，由REG2调整为稳定运行时的输出电压，通过旁路电路21，启动ECU4，并提供给其他电子设备。图3所示的实施例中，作为构成旁路电路21的元件例示了二极管，但是当然也可以用电阻等置换二极管。又，振荡电路31不是PWM、PFM等的控制，采用例如以50KHZ等驱动频率稳定振荡的电路构成，也可以采用根据反馈电路32的信号用继电器等切断DC/DC变换器电路的构成。
下面对如图4所示的DC/DC变换器20的其他实施例进行说明。在该实施例中，特点在于利用继电器34构成旁路电路21，并设有使该继电器34动作的控制电路33。该控制电路33具备设于DC/DC变换器20的输入侧的V1电压监视用的稳压二极管38，当REG2的控制电压V1变得比DC/DC变换器20的控制输出V2大的时刻(V1＞V2)，使继电器34导通，停止振荡电路31的振荡，形成利用旁路电路21使DC/DC变换器20旁路的结构。这样利用控制电路33的工作使继电器34闭合时，反馈电路32检测到V1＞V2的电压变化，停止DC/DC变换器20的升压动作。又，该控制电路33是利用脚踏方式启动后V1变为V2以上的充分的设定时间之后控制继电器34导通·截止的定时器电路，还可以转换为晶体管等开关元件。又，在这里如果V1的值与V2的值无关地保持为稳定旋转时的值，也可以采用导通·截止结构。
又，在图5所示的实施例中，取代旁路电路的21，将继电器34设于二极管23的输入侧，用与图4相同的控制电路33使其工作。在该构成例中，通常以继电器34闭合的状态进行脚踏方式的引擎启动，在REG1控制电压V1变为大于等于DC/DC变换器20的控制电压V2的时刻(V1≥V2)，控制电路33工作，断开继电器34，则DC/DC变换器20自身处于停止状态，如图2所示，由REG2向并联连接的ECU4等电子设备提供大于V2的值的V1，以维持运行。在该图5所示的实施例中，以控制电路监视DC/DC变换器20的控制电压V2，或利用在规定时间经过后工作的定时器等构成，也可以是继电器用晶体管等开关元件置换。又，继电器34断开，DC/DC变换器20的升压动作停止后，利用在引擎的正常运行时来自REG2的稳定电压使继电器10闭合，向全部图2中所示的电路构成要素施加正常电压。在该构成例中，也可以采用与V2的值无关，在达到稳定旋转的电压就工作的继电器等。
再者，图6所示的实施例中，振荡电路31利用反馈电路32发出的反馈信号使来自REG2的控制电压V1升压到规定的电压V2。还设有停止晶体管27的工作用的电阻36与晶体管37构成的振荡停止电路35。该振荡停止电路35利用具备检测DC/DC变换器的输入侧的电压V1的稳压二极管38的控制电路33进行控制。控制电路33在与图3的实施例相同的V1≥V2的条件下停止晶体管27的工作，实际上就是使DC/DC变换器20为停止工作状态。该实施例中，控制电路33当然也可以直接监视V1电压或采用在继电器工作中使振荡停止电路35停止的结构。在该构成例中，也可以采用与V2的值无关，一到正常旋转电压就工作的继电器等。
又，图7所示的实施例，在图3的构成中，振荡电路31利用反馈电路32进行反馈控制，并列设置由二极管22形成的旁路电路21。与图3的实施例相同，反馈电路32监视REG2控制电压V1，当检测到V1＞V2时，控制电路33便使振荡停止电路35工作。这样，在DC/DC变换器20的升压动作停止后，利用在引擎正常旋转时来自REG2的正常电压使振荡停止电路35工作，向图2所示的全部电路构成要素施加正常电压。还有，在该构成例中，也可以采用与V2的值无关，一到稳定旋转电压就动作的振荡停止电路。
工业应用性
如上所述，本发明提供一种引擎发电机用电源及其控制方法，采用本发明的引擎发电机用升压电源及其控制方法，在无触点点火方式的引擎点火电路中，和电池的放电状态的情况下，都能够采用所谓脚踏方式启动引擎。

Claims (11)

1.一种引擎发电机用升压电源，是全晶体管式的引擎点火装置，其特征在于，该升压电源包括：
能够用脚踏方式驱动的发电机、
连接于所述发电机，进行对由该发电机提供的电源的电压调整的电压调整器、
连接于电压调整器，利用该电压调整器提供的电压进行引擎点火/稳定运行控制的电子设备，以及
连接在所述电压调整器与电子设备之间，在所述发电机利用脚踏方式进行引擎启动时，在比规定的引擎稳定运行时低的电压的时刻，使所述电压调整器的输出电压升压到对所述引擎稳定运行时的所述电子设备规定的额定电压，而且在由所述电压调整器输出的电压变成所述规定的额定电压的时刻停止升压动作的、至少具有以所述脚踏产生的电动势充电的电容器的有源升压电路。
2.根据权利要求1所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述有源升压电路为DC/DC变换器，该DC/DC变换器包括：进行反馈以使所述电压调整器的输出侧的电压为所述规定的额定电压的反馈电路、在该反馈电路与所述有源升压电路的输入侧之间插入的所述电容器、以及以规定的电压降从该有源升压电路的输入侧旁路到输出侧的旁路电路；所述反馈电路在向该DC/DC变换器的输出侧旁路的所述输入侧的电压V1减去所述旁路电路的电压降后的电压超过规定的额定电压V2时，停止该DC/DC变换器的升压动作。
3.根据权利要求1所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述有源升压电路是DC/DC变换器，该DC/DC变换器具备：进行反馈以使所述电压调整器的输出侧的电压为所述规定的额定电压的反馈电路、在该反馈电路与所述有源升压电路的输入侧之间插入的所述电容器、具备在所述低的电压断开的继电器，使该有源升压电路的输入侧到输出侧旁路的旁路电路、以及检测该有源升压电路的输入侧的电压，在成为所述规定的额定电压V2的时刻使所述继电器闭合的控制电路；所述控制电路在来自所述电压调整器的电压V1变为引擎稳定运行时的所述规定的额定电压的时刻使所述继电器闭合，停止DC/DC变换器的升压动作。
4.根据权利要求3所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述成为规定的额定电压的时刻为所述有源升压电路的输入侧的电压V1超过所述规定的额定电压V2时的时刻，在该时刻使所述继电器闭合，所述反馈电路在向该DC/DC变换器的输出侧旁路的所述有源升压电路的输入侧的电压V1超过所述规定的额定电压V2时，停止该DC/DC变换器的升压动作。
5.根据权利要求1所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述有源升压电路为DC/DC变换器，该DC/DC变换器具备：进行反馈以使该有源升压电路的输入侧的电压V1为所述规定的额定电压V2的反馈电路、在该反馈电路与所述有源升压电路的输入侧之间插入的所述电容器、在所述有源升压电路的输入侧设置的、在所述低的电压下闭合的继电器、以及相应于该有源升压电路的输入侧的电压V1使所述继电器工作的控制电路；所述控制电路在所述输入侧电压V1为引擎稳定运行时的来自所述电压调整器的规定电压的时刻断开所述继电器，停止DC/DC变换器的升压动作。
6.根据权利要求5所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述引擎稳定运行时的所述规定电压的时刻是指成为额定电压V2以上的时刻，在该时刻断开所述继电器。
7.根据权利要求6所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述有源升压电路是DC/DC变换器，该DC/DC变换器具备：进行反馈以使该有源升压电路的输入侧的电压V1为所述规定的额定电压V2的反馈电路、以及检测出该有源升压电路的所述输入侧的电压V1后停止升压动作的控制电路；所述控制电路在所述有源升压电路的输入侧电压V1变为稳定运行时的来自所述电压调整器的规定的电压V2的时刻使振荡停止电路停止，停止DC/DC变换器的升压动作。
8.根据权利要求7所述的引擎发电机用升压电源装置，其特征在于，所述引擎稳定运行时的规定电压的时刻是指所述有源升压电路的输入侧电压V1为额定电压V2以上的时刻，在该时刻停止该DC/DC变换器的工作。
9.根据权利要求1所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述有源升压电路是DC/DC变换器，该DC/DC变换器具备：进行反馈以使该有源升压电路的输入侧的电压V1为所述规定的额定电压V2的反馈电路、在该反馈电路与所述有源升压电路的输入侧之间插入的所述电容器、以规定的电压降使该有源升压电路的输入侧到输出侧旁路的旁路电路、以及利用所述反馈电路的输出停止该有源升压电路的工作的控制电路；所述反馈电路在由所述有源输出电路的输入侧旁路到输出侧的输入电压V1变为由引擎稳定运行时的来自所述电压调整器的规定电压V2的时刻，停止DC/DC变换器的升压动作。
10.根据权利要求9所述的引擎发电机用升压电源，其特征在于，所述变为引擎稳定运行时的所述规定的电压时刻为所述有源升压电路的输入侧的电压V1超过所述有源升压电路输出侧的所述额定电压V2的时刻，在该时刻控制所述控制电路，停止DC/DC变换器的升压动作。
11.一种引擎点火装置的点火控制方法，是具备电池和能够利用脚踏式进行驱动的发电机，进行引擎点火控制的全晶体管式的引擎点火装置的点火控制方法，其特征在于，
在脚踏开始时刻的，发电机低电压输出时，将该脚踏驱动的引擎旋转产生的电压充电，升压到点火装置的稳定运行时的规定的额定电压，施加到所述点火装置上，
在变为引擎稳定旋转时的电压以上的时刻，停止所述升压动作，将所述发电机的输出电压直接施加到所述点火装置一侧。
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