JP2001234841A - 内燃機関駆動発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関により駆動される発電機の出力電圧を
高い応答性をもって制御することができる内燃機関駆動
発電装置を提供する。 【解決手段】内燃機関１により駆動される磁石発電機３
の出力電圧と目標出力電圧との偏差を零にするかまたは
許容範囲以下に抑えるために必要な機関の目標回転数を
演算す目標回転数演算部１０と、機関の回転数と目標回
転数との偏差を零にするかまたは許容範囲以下に抑える
ために必要な機関の目標点火時期を演算する目標点火時
期演算部１３とを設け、機関の点火時期を目標点火時期
に一致させるように制御して、発電機の出力電圧の変動
を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関により磁
石発電機を駆動して負荷に電力を供給する内燃機関駆動
発電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関駆動発電装置として、内燃機関
と、該内燃機関により駆動される磁石発電機と、磁石発
電機の出力電圧を設定値に保つように内燃機関の回転数
または出力を制御する制御装置とにより構成されるもの
が用いられている。

【０００３】従来のこの種の発電装置においては、内燃
機関の燃料供給量調節部（アクセル操作部材等）を操作
する電気式のアクチュエータを設けるとともに、発電機
の出力電圧と目標出力電圧との偏差を零または許容範囲
以下に保つために必要な機関の回転数を目標回転数とし
て演算する目標回転数演算部を設けて、機関の回転数を
演算された目標回転数に保つようにアクチュエータを制
御するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
内燃機関駆動発電装置では、発電機の出力電圧を目標出
力電圧に保つために必要な目標回転数を演算して、機関
の回転数を該目標回転数に保つように燃料供給量調節部
を操作するアクチュエータを制御していたが、このよう
な構成をとった場合には、アクチュエータの出力部と燃
料供給量調節部との間に存在する変位伝達機構部で生じ
る機械的損失により応答遅れが発生するだけでなく、燃
料供給量調節部の変位が機関の回転数に反映されるまで
の間に遅れが生じるため、良好な制御特性を得ることが
難しく、出力電圧の変動率を低くすることが難しいとい
う問題があった。

【０００５】本発明の目的は、出力電圧を目標出力電圧
に保つ制御の応答性を良好にして、出力電圧の変動率を
従来よりも低く抑えることができるようにした内燃機関
駆動発電装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関と、
該内燃機関により駆動される磁石発電機と、磁石発電機
の出力電圧を設定値に保つように内燃機関を制御する制
御装置とを備えた内燃機関駆動発電装置に係わるもの
で、本発明においては、内燃機関の点火時期を制御する
ことにより機関の回転数を制御して、発電機の出力電圧
を目標出力電圧に保つようにする。

【０００７】そのため、本発明においては、上記制御装
置に、発電機の出力電圧を検出する電圧検出部と、発電
機の目標出力電圧を設定する電圧設定部と、電圧検出部
により検出された出力電圧と電圧設定部により設定され
た目標出力電圧との偏差を零にするかまたは許容範囲以
下に抑えるために必要な内燃機関の点火時期を目標点火
時期として演算する目標点火時期演算部と、目標点火時
期に内燃機関を点火するように内燃機関の点火時期を制
御する点火制御手段とを設ける。

【０００８】内燃機関は、その点火時期を変化させる
と、敏感に応答して回転数を変化させる。また内燃機関
の点火時期は、純電気的に制御することができる。その
ため、上記のように、発電機の出力電圧と目標出力電圧
との偏差を零にするかまたは許容範囲以下に抑えるため
に必要な点火時期を目標点火時期をとして演算して、内
燃機関を目標点火時期に点火するように制御する構成を
とると、出力電圧を目標出力電圧に保つために機関の燃
料供給量調節部を操作するアクチュエータを制御する方
法をとる場合に比べて、制御の応答性を高めることがで
きる。したがって、出力電圧が変動した時に遅滞なく機
関の回転数を変化させて出力電圧の変動を補償すること
ができ、出力電圧の変動を従来よりも少なくすることが
できる。

【０００９】上記目標点火時期を演算するには、例え
ば、機関の回転数を検出する回転数検出手段を設けてお
いて、電圧検出部により検出された出力電圧と電圧設定
部により設定された目標出力電圧との偏差を零にするか
または許容範囲以下に抑えるために必要な内燃機関の目
標回転数を演算し、回転数検出手段により検出された回
転数と目標回転数との偏差を零または許容範囲以下に抑
えるために必要な内燃機関の点火時期を目標点火時期と
して演算するようにするのが好ましい。

【００１０】このように構成すると、磁石発電機３の出
力電圧が変動したときに、機関の回転数を目標回転数に
戻すように点火時期を制御することにより、機関の回転
数を修正して、発電機の出力電圧の変動を抑えることが
できるため、磁石発電機の応答性（回転数が変化してか
ら発電機の出力が変化するまでの時間）により左右され
ることなく、発電機の出力電圧を迅速に制御して、出力
電圧の変動率を小さくすることができる。

【００１１】発電機の負荷が増大してその出力電圧が低
下した時に、機関の回転数が過度に上昇するのを防ぐた
め、上記目標回転数演算部は、演算する目標回転数を予
め設定された許容上限回転数以下に制限するように構成
するのが好ましい。

【００１２】また、本発明においては、機関の回転数を
目標回転数以下に保つように制御するために、回転数検
出手段により検出された回転数を予め設定された許容上
限回転数以下に保つように、回転数に応じて内燃機関へ
の燃料の供給量を段階的に調節する過回転防止用燃料供
給量制御手段を設けることができる。

【００１３】このように構成することによっても、発電
機の負荷が増大してその出力電圧が低下した時に機関の
回転数が過度に上昇するのを防ぐことができる。本発明
においては、基本的には機関の点火時期を制御すること
によりその回転数を制御するため、上記の場合、燃料供
給量は精密に制御する必要はなく、段階的に制御すれば
よい。また、上記のように構成する場合、燃料供給量の
制御に応答の遅れが生じても、その応答遅れを点火時期
の制御により補償することができるため、燃料供給量の
制御の応答の遅れにより、出力電圧の変動が大きくなる
のを防ぐことができる。

【００１４】本発明においてはまた、内燃機関の燃料供
給量調節部を操作するアクチュエータと、磁石発電機の
負荷電流が設定値を超えたときに過電流検出信号を出力
する過電流検出部と、過電流検出部が過電流検出信号を
出力したときに、内燃機関への燃料の供給量を減少させ
る方向にアクチュエータを駆動する駆動回路とを更に設
けるのが好ましい。

【００１５】このように構成すると、発電機の出力電圧
を目標出力電圧に保つ制御を行うと同時に、負荷電流が
制限値を超えるのを防ぐ制御を行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図１ないし図５を参照して、
本発明の実施の形態を説明する。

【００１７】図１は、本発明に係わる内燃機関駆動発電
装置の全体的な構成の一例を示したブロック図である。
同図において、１は内燃機関、２は内燃機関１を点火す
る点火装置、３は内燃機関１により駆動される磁石発電
機、４は磁石発電機３の出力を一定の周波数の交流電圧
に変換するインバータ装置、５は磁石発電機３にインバ
ータ装置４を介して接続された電気負荷である。また６
は内燃機関１の燃料供給量調整部１Ａを操作する電気式
のアクチュエータ、７はインバータ装置４の出力電流
（発電機の負荷電流）が制限値を超えたときに過電流検
出信号を出力する過電流検出部、８は過電流検出部７が
過電流検出信号を出力したときに燃料供給量調節部１Ａ
を燃料供給量減量側に変位させるようにアクチュエータ
７を駆動する駆動回路である。

【００１８】また１０は目標回転数演算部、１３は点火
装置２を制御して機関の回転数を制御する回転数制御部
で、回転数制御部１３に目標回転数演算部１０の出力が
入力されている。

【００１９】内燃機関１の気筒には点火プラグＰが取付
けられていて、内燃機関の点火時期に点火装置２から該
点火プラグＰに点火用の高電圧が与えられるようになっ
ている。

【００２０】更に詳細に説明すると、点火装置２は、磁
石発電機３内に設けられた一次コイルＷ1 及び二次コイ
ルＷ2 を有する点火コイル２Ａと、点火コイル２Ａの一
次コイルＷ1 に対して並列に接続された一次電流制御用
スイッチ２Ｂと、一次コイルＷ1 から一次電流制御用ス
イッチ２Ｂを通して流れる一次電流が所定の値に達した
ときに一次電流制御用スイッチ２Ｂを遮断状態にするよ
うに制御する遮断制御回路２Ｃとからなっている。

【００２１】一次コイルＷ1 は、図５（Ａ）に示すよう
に、内燃機関の回転に同期して一方の極性（図示の例で
は負極性）の第１の半サイクルの電圧Ｖ11と他方の極性
（図示の例では正極性）の第２の半サイクルの電圧Ｖ12
と一方の極性の第３の半サイクルの電圧Ｖ13とが順次現
れる交流電圧を内燃機関の１回転当り１回だけ発生す
る。

【００２２】一次電流制御用スイッチ２Ｂは、一次コイ
ルＷ1 が図５（Ａ）に示した正極性の第２の半サイクル
の電圧Ｖ12を発生したときに導通して一次コイルＷ1 に
一次電流を流し、該一次電流が設定値に達したときに遮
断制御回路２Ｃが一次電流制御用スイッチ２Ｂを遮断状
態にして点火コイルの一次電流を遮断する。この一次電
流の遮断により、点火コイルの二次コイルＷ2 に誘起す
る点火用高電圧が点火プラグＰに印加される。これによ
り点火プラグＰに火花放電が生じ、機関が点火される。

【００２３】インバータ装置４は、磁石発電機３が出力
する交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、該整流
回路の出力を交流電圧に変換するインバータ回路とを備
えたもので、インバータ回路から一定の周波数（例えば
商用周波数）の交流電圧を出力して負荷５に与える。

【００２４】燃料供給量調節部を操作するアクチュエー
タ６は、例えば駆動コイルと該駆動コイルが励磁された
ときに変位を生じる可動部とを備えた電磁石を用いるこ
とができる。本発明においては、機関への燃料の供給量
を連続的に調節する必要がないため、このアクチュエー
タとしては、従来用いられていたような、連続変位形の
高価なもの（駆動電流の大きさに応じて可動部が連続的
に変位するもの）を用いる必要はなく、駆動電流の有無
により可動部が段階的に変位する簡易形のものを用いる
ことができる。アクチュエータ６としては、例えば、駆
動電流が与えられたときに可動部が第１の位置から第２
の位置に変位し、駆動電流が除去されたときに可動部が
第１の位置に復帰するように構成されたＯＮ／ＯＦＦタ
イプのものを用いることができる。

【００２５】駆動回路８は、インバータ装置４の出力電
流（磁石発電機３の負荷電流）が予め定められた制限値
以下で、過電流検出部７が過電流検出信号を出力してい
ない時にアクチュエータ６への駆動電流の供給を停止し
ている。この状態で、燃料供給量調節部１Ａが内燃機関
１への燃料供給量を定常運転時の量とする位置に保持さ
れるように、アクチュエータ６の可動部と燃料供給量調
節部１Ａとの位置関係を設定しておく。

【００２６】過電流検出部７が過電流検出信号を出力し
たときに、駆動回路８からアクチュエータ６に駆動電流
を供給する。これによりアクチュエータ６の可動部を変
位させて、機関の出力を低下させる側に燃料供給量調節
部１Ａを所定の変位量だけ変位させる。この場合、燃料
供給量調節部１Ａを燃料供給量減量側または増量側のい
ずれの側に変位させるかは、内燃機関の特性やフェール
セーフ条件等を考慮して決める。

【００２７】目標回転数演算部１０は、磁石発電機３の
出力電圧を検出して電圧検出信号ＶL を出力する電圧検
出部１０Ａと、目標出力電圧を与える出力電圧設定信号
ＶOを出力する電圧設定部１０Ｂと、電圧検出信号ＶL
と出力電圧設定信号ＶO とから、インバータ装置４の出
力電圧（磁石発電機３の出力電圧）と目標出力電圧との
偏差を演算する電圧偏差演算部１０Ｃと、電圧偏差演算
部１０Ｃが出力する偏差電圧Ｖd に比例演算を施す比例
演算器１０Ｄと、偏差電圧Ｖd に積分演算を施す積分演
算器１０Ｅと、比例演算器１０Ｄ及び積分演算器１０Ｅ
から得られる信号を所定の割合で加減算することによ
り、発電機の出力電圧と目標出力電圧との偏差を零にす
るかまたは予め設定された許容範囲内に収めるために必
要な機関の回転数を目標回転数として演算して、該目標
回転数を与える目標回転数電圧ＶNrを出力する加減算器
１０Ｆとにより構成されている。

【００２８】回転数制御部１３は、安定化電源回路１３
Ａと、単安定マルチバイブレータ１３Ｂと、第１の積分
回路１３Ｃ及び第２の積分回路１３Ｄと、目標点火時期
演算部１３Ｅと、比較器１３Ｆと、回転数制御用点火制
御スイッチ１３Ｇとにより構成されている。

【００２９】安定化電源回路１３Ａは、各部に与える電
源電圧を発生する電源回路と単安定マルチバイブレータ
１３Ｂに与えるトリガ信号を発生するトリガ信号発生回
路とを兼ねる回路で、点火コイルの一次コイルＷ1 の第
１及び第３の半サイクルの電圧Ｖ11及びＶ13を入力とし
て各部の回路の電源電圧となる直流定電圧Ｖccを発生す
るとともに、一次コイルＷ1 が一方の極性の半サイクル
の電圧を発生している期間と他方の極性の半サイクルの
電圧を発生している期間とでレベルを異にする矩形波電
圧Ｖt を一次コイルＷ1 の誘起電圧に同期して発生す
る。矩形波電圧Ｖt は例えば、図５（Ｂ）に示したよう
に、点火コイルの一次コイルが発生する交流電圧の第１
の半サイクルが開始される際、第２の半サイクルが開始
される際、第３の半サイクルが開始される際及び該第３
の半サイクルが終了する際にそれぞれ高レベルから低レ
ベルへの立下り、または低レベルから高レベルへの立上
りのエッジが現われる矩形波状の電圧となる。

【００３０】単安定マルチバイブレータ１３Ｂは、点火
コイルの一次コイルＷ1 が第１の半サイクルの電圧Ｖ11
を発生したときに現われる矩形波電圧Ｖt のエッジによ
りトリガされて、内燃機関の１回転当り１回だけ設定さ
れた時間幅を有する矩形波信号ＶT （図５Ｃ）を発生す
る。

【００３１】第１の積分回路１３Ｃは、矩形波信号ＶT
が発生している間第１の積分コンデンサを一定の時定数
で充電し、矩形波信号ＶT が消滅している期間第１の積
分コンデンサを一定の時定数で放電させて第１の積分コ
ンデンサの両端に三角波形の回転数検出電圧ＶN （図５
Ｄ）を発生する。

【００３２】第２の積分回路１３Ｄは、矩形波信号ＶT
が発生している間第２の積分コンデンサを充電し、矩形
波信号ＶT が消滅する際に該第２の積分コンデンサを瞬
時に放電させて積分電圧Ｖc （図５Ｅ）を発生する。

【００３３】目標点火時期演算部１３Ｅは、回転数検出
電圧ＶN と、目標回転数演算部１０が出力する目標回転
数電圧ＶNrとの偏差に比例、積分演算を施して下限値及
び上限値が制限された目標点火時期電圧Ｖθ（図５Ｅ）
を発生する。

【００３４】比較器１３Ｆは、積分電圧Ｖc と目標点火
時期電圧Ｖθとを比較して、積分電圧Ｖc が目標点火時
期電圧Ｖθを超えているときに第１の状態（例えば低レ
ベルの状態）になり、積分電圧Ｖc が目標点火時期電圧
Ｖθ以下のときに第２の状態（例えば高レベルの状態）
になる出力電圧Ｖs を発生する。

【００３５】回転数制御用点火制御スイッチ１３Ｇは、
一次コイルＷ1 に対して並列に接続されたスイッチ素子
を備えていて、該スイッチ素子は、比較器１３Ｆの出力
電圧Ｖs が第１の状態にあるときに遮断状態になり、比
較器１３Ｆの出力電圧Ｖs が第２の状態にあるときに導
通状態になるように、比較器１３Ｆの出力電圧Ｖs に応
じてオンオフ制御される。

【００３６】図１の点火装置においては、内燃機関の回
転数が目標回転数に達したときに、点火装置２の遮断制
御回路２Ｃが一次電流制御用スイッチ２Ｂを遮断状態に
する位置で積分電圧Ｖc が目標点火時期電圧Ｖθを超え
る状態になるように、目標制限回転数電圧ＶNrの値が設
定されている。

【００３７】また、内燃機関の回転数が目標回転数未満
のときには、遮断制御回路２Ｃが一次電流制御用スイッ
チ２Ｂを遮断状態にする位置よりも位相が進んだ位置で
積分電圧Ｖc が目標点火時期電圧Ｖθを超えるように、
目標点火時期電圧Ｖθの下限値が設定されている。

【００３８】更に、内燃機関の回転数が目標回転数以上
になったときには、遮断制御回路２Ｃが一次電流制御用
スイッチ２Ｂを遮断状態にする位置よりも十分遅れた位
置に設定された最大遅角位置で積分電圧Ｖc が目標点火
電圧Ｖθの上限値を超える状態になるように、該目標点
火時期電圧Ｖθの上限値が設定されている。

【００３９】従って、内燃機関の回転数が目標回転数未
満のときには、点火装置２内の一次電流制御用スイッチ
２Ｂが点火コイル２Ａの一次電流を遮断する位置よりも
進んだ位置で積分電圧Ｖc が目標点火時期電圧Ｖθを超
えて、回転数制御用点火制御スイッチ１３Ｇが遮断状態
になるため、点火コイル２Ａの一次電流は、点火回路２
Ｂにより遮断させられる。そのため、回転数制御用点火
制御スイッチ１３Ｇは点火時期に何の影響も与えない。

【００４０】内燃機関の回転数が目標制限回転数以上に
なったときには、一次電流制御用スイッチ２Ｂが遮断状
態になる位置よりも遅れた位置まで回転数制御用点火制
御スイッチ１３Ｇが導通状態を保持するようになるた
め、該回転数制御用点火制御スイッチ１３Ｇが遮断状態
になる位置で一次電流が遮断される。回転数制御用点火
制御スイッチ１３Ｇの遮断により一次電流が遮断される
位置（点火時期）は、内燃機関の回転数と目標制限回転
数との偏差量に応じて、一次電流制御用スイッチ２Ｂが
遮断状態になる位置と最大遅角位置との間で変化する。

【００４１】図２ないし図４は、図１の各部の回路を具
体化した例を、図面の寸法の関係で、３つに分けて示し
たもので、図２は点火回路部１の具体的回路構成例を、
図３は回転数制限回路部１３の具体的回路構成例をそれ
ぞれ示している。また図４はインバータ装置４と目標回
転数演算部１０の具体的構成例を示している。図３の端
子Ａ，Ｂは図２に示すように、点火コイル２Ａの両端に
それぞれ接続される端子であり、図４の端子Ｃ，Ｄ及び
Ｅはそれぞれ図３の端子Ｃ，Ｄ及びＥに接続される端子
である。

【００４２】図２に示した点火装置２は、一次電流制御
用スイッチ２Ｂとしてトランジスタを用いたトランジス
タ式点火回路であって、点火コイル２Ａは図示しない内
燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられてい
る。磁石発電機３は、例えばカップ状に形成されたフラ
イホイールの外周部に設けた凹部内に永久磁石を取り付
けて、該永久磁石をフライホイールの径方向に着磁する
ことにより、フライホイールの外周側に３極の磁石界磁
を形成するとともに、フライホイールの内周にも永久磁
石を取り付けて偶数極の磁石界磁を構成した周知のフラ
イホイール磁石回転子と、該磁石回転子のフライホイー
ルの外周側の磁極に対向する磁極部をそれぞれ先端に有
する対の脚部と該対の脚部の後端部側を互いに連結する
継鉄部とを有するほぼＵ字形の電機子鉄心に、一次コイ
ルＷ1 及び二次コイルＷ2 を巻回して構成した点火用発
電子と、フライホイールの内周側の磁石界磁に対向する
磁極部を有する電機子鉄心に発電コイルを巻回して構成
した固定子とにより構成される。

【００４３】この磁石発電機においては、その点火コイ
ルの一次コイルＷ1 に、内燃機関の回転に同期して図示
の破線矢印方向の一方の極性の第１の半サイクルの電圧
Ｖ11と、図示の実線矢印方向の他方の極性の第２の半サ
イクルの電圧Ｖ12と、図示の破線矢印方向の一方の極性
の第３の半サイクルの電圧Ｖ13とが順次現れる交流電圧
（図５Ａ参照）を内燃機関の１回転当たり１回だけ誘起
する。

【００４４】またフライホイールの内周側の磁石界磁に
対向する固定子にはＵ，Ｖ，Ｗ３相の発電コイルＬu ，
Ｌv 及びＬw が設けられていて、該３相の発電コイルが
星形結線されている。

【００４５】図示の例では、一次電流制御用スイッチ３
がダーリントン接続されたＮＰＮ形のトランジスタＴＲ
1 からなっていて、該トランジスタＴＲ1 のコレクタエ
ミッタ間回路が、コレクタを接地側に向けた状態で一次
コイルＷ1 に対して並列に接続されている。

【００４６】遮断制御回路２Ｃは、トランジスタＴＲ1
のコレクタベース間に接続された抵抗Ｒ1 と、トランジ
スタＴＲ1 のベースエミッタ間にアノードをベース側に
向けて接続されたサイリスタＴh1と、一端がそれぞれト
ランジスタＴＲ1 のコレクタとエミッタに接続され、他
端がサイリスタタＴh1のゲートに共通に接続された抵抗
Ｒ2 及びＲ3 とによって構成されている。

【００４７】図示の点火装置２においては、点火コイル
の一次コイルＷ1 に図示の実線矢印方向の第２の半サイ
クルの電圧が誘起したときにトランジスタＴＲ1 に抵抗
Ｒ1を通してベース電流が与えられて該トランジスタＴ
Ｒ1 が導通状態になり、点火コイル２Ａに一次電流が流
れる。この一次電流の上昇に伴ってトランジスタＴＲ1
のコレクタエミッタ間電圧が上昇する。一次電流が充分
大きな値になってトランジスタＴＲ1 のコレクタエミッ
タ間電圧が設定値に達すると、抵抗Ｒ3 の両端の電圧が
サイリスタＴh1のトリガ電圧に達するため、該サイリス
タＴh1が導通する。サイリスタＴh1が導通すると、トラ
ンジスタＴＲ1 のベース電流がサイリスタＴh1を通して
側路されるため、トランジスタＴＲ1 が遮断状態にな
る。

【００４８】内燃機関の回転数が設定された制限回転数
未満の状態にあるときには、トランジスタＴＲ1 が遮断
状態になる前に回転数制御部１３の回転数制御用点火制
御スイッチ１３Ｇが遮断状態になるため、トランジスタ
ＴＲ1 が遮断状態になったときに点火コイル２Ａの一次
電流が遮断される。これにより二次コイルＷ2 に点火用
高電圧が誘起し、点火プラグＰに火花が発生して機関が
点火される。

【００４９】図５（Ａ）は一次コイルＷ1 の両端に生ず
る一次電圧Ｖ1 の波形を示したもので、内燃機関の回転
角度位置θ1 で第１の半サイクルの電圧が立ち上がり、
回転角度位置θi1でトランジスタＴＲ1 が遮断状態にな
る。

【００５０】図３に示したように、回転数制御部１３の
安定化電源回路１３Ａは、一次コイルＷ1 の一端から引
き出された一次端子Ｂにつながる共通ラインにアノード
を接続したダイオードＤ1 と、ダイオードＤ1 のカソー
ドに一端を接続したコンデンサＣ1 と、点火回路の一次
端子１ａにつながる接地ラインＧＬにカソードを接続
し、アノードをコンデンサＣ1 の他端に接続したダイオ
ードＤ2 と、ダイオードＤ1 のアノードとダイオードＤ
2 のアノードとの間に接続された抵抗Ｒ4 と、コンデン
サＣ1 の一端にアノードが接続されたダイオードＤ3
と、ダイオードＤ3のカソードと一次端子１ｂとの間に
接続されたコンデンサＣ2 と、コンデンサＣ2 の両端に
接続されたツェナーダイオードＺＤ1 とからなってい
る。

【００５１】この電源回路１３Ａにおいては、一次コイ
ルＷ1 に図示の破線矢印方向の第１及び第３の半サイク
ルの電圧が誘起したときにコンデンサＣ1 が図示の極性
に充電され、コンデンサＣ1 の両端の電圧によりダイオ
ードＤ3 と抵抗Ｒ4 とを通してコンデンサＣ2 が充電さ
れる。コンデンサＣ2 の充電電圧は、ツェナーダイオー
ドＺＤ1 のツェナー電圧に保たれる。

【００５２】コンデンサＣ2 の両端に得られる直流定電
圧Ｖccは、単安定マルチバイブレータ１３Ｂと、第１及
び第２の積分回路１３Ｃ及び１３Ｄと、目標点火時期演
算部１３Ｅと、比較器１３Ｆとに電源電圧として与えら
れている。

【００５３】図示の安定化電源回路１３Ａはトリガ信号
発生回路を兼ねていて、ダイオードＤ1 のカソードから
引き出された端子１３ｔがトリガ信号出力端子となって
いる。トリガ信号出力端子１３ｔと点火回路の一次端子
Ｂにつながる共通ラインとの間に得られる電圧は、一次
コイルＷ1 が第１の半サイクルの電圧Ｖ11及び第３の半
サイクルの電圧Ｖ13を発生してコンデンサＣ1 の充電が
開始される際に、ダイオードＤ1 の順方向電圧降下に相
当する低いレベルにまで落ち込んでコンデンサＣ1 に充
電電流が流れている間該低いレベルを維持し、コンデン
サＣ1 の充電が完了したときにコンデンサＣ2 の端子電
圧にほぼ等しいレベルまで上昇する。

【００５４】従って、トリガ信号出力端子１３ｔと一次
端子Ｂにつながる共通ラインとの間には、図５（Ｂ）に
示すように、一次コイルＷ1 が第１及び第３の半サイク
ルの電圧Ｖ11及びＶ13をそれぞれ発生する回転角度位置
θ1 及びθ2 で立ち下がる矩形波電圧Ｖt が得られる。
この例では、矩形波電圧Ｖt の回転角度位置θ1 におけ
る立下りの電圧変化がトリガ信号Ｖt1として単安定マル
チバイブレータ１３Ｂのトリガ端子（２番端子）与えら
れている。

【００５５】単安定マルチバイブレータ１３Ｂは、タイ
ミングパルス遅延時間発生用のタイマ集積回路ＩＣ1
（例えば日立製ＨＡ１７５５５または同等の機能を有す
るもの）と、直流定電圧Ｖccにより抵抗Ｒ5 を通して充
電される第２の積分コンデンサＣ3 と、タイマ集積回路
ＩＣ1 の電源端子（８番端子）と出力端子（３番端子）
との間に接続されて出力端子（３番端子）の出力レベル
を安定させるための抵抗Ｒ6 と、一端がＩＣ1 のコント
ロール電圧端子（５番端子）に接続されたノイズ防止用
コンデンサＣ4 とを有している。ＩＣ1 の接地端子（１
番端子）及びコンデンサＣ4 の他端は、点火装置２の一
次端子Ｂにつながる共通ラインに接続され、ＩＣ1 のス
レッシュホールド端子（６番端子）及びディスチャージ
端子（７番端子）は抵抗Ｒ5 とコンデンサＣ3 の接続点
に接続されている。ＩＣ1 のリセット端子（４番端子）
は電源端子（８番端子）に接続され、電源端子に直流定
電圧Ｖccが供給されている。この例では、抵抗Ｒ5 と第
２の積分コンデンサＣ3 とにより第２の積分回路１３Ｄ
が構成されている。

【００５６】タイマＩＣ1 のトリガ端子（２番端子）に
パルス電圧Ｖt が加えられていないときには、第２の積
分コンデンサＣ3 がタイマＩＣの内部のディスチャージ
トランジスタによって放電させられている。

【００５７】内燃機関の回転角度位置θ1 で矩形波電圧
Ｖt の立ち下りの変化がトリガ信号Ｖt1（図５Ｂ参照）
としてタイマＩＣのトリガ端子（２番端子）に印加され
ると、タイマＩＣの内部のフリップフロップ回路がセッ
トされて出力端子（３番端子）の出力が高レベルにな
り、第２の積分コンデンサＣ3 が抵抗Ｒ5 を通して一定
の時定数τ（＝Ｒ5 ・Ｃ3 ）で充電される。コンデンサ
Ｃ3 の両端の電圧がスレッシュホールド電圧に達すると
フリップフロップ回路がリセットされてコンデンサＣ3
が瞬時に放電させられ、出力端子（３番端子）の出力は
再び低レベルの状態に戻る。従って、タイマＩＣ1 は、
その出力端子（３番端子）から、図５（Ｃ）に示すよう
に単安定時間である一定の時間幅Ｔを有する矩形波信号
ＶT を出力し、コンデンサＣ3 の両端に、図５（Ｅ）に
示す波形の積分電圧Ｖc を発生する。

【００５８】タイマＩＣ1 は、回転角度位置θ1 で一度
単安定動作に入ると、単安定期間中の回転角度位置θ2
でパルス電圧Ｖt2が加えられても再トリガされることは
ない。矩形波信号ＶT の一定の時間幅Ｔは、この例では
Ｔ＝１．１×Ｒ5 ・Ｃ3 となる。

【００５９】第１の積分回路１３Ｃは抵抗Ｒ7 及び第１
の積分コンデンサＣ5 からなり、第１の積分コンデンサ
Ｃ5 は矩形波信号ＶT が発生している間該矩形波信号に
より一定の時定数で充電され、矩形波信号ＶT が消滅し
ている間一定の時定数で放電する。従って、コンデンサ
Ｃ5 の両端には図５（Ｄ）に示すような三角波形の回転
数検出電圧ＶN が発生する。単安定マルチバイブレータ
１３Ｂから出力される矩形波信号ＶT の時間幅Ｔが一定
の場合には、内燃機関の回転数が高くなるほど第１の積
分コンデンサＣ5 の放電時間が短くなるため、第１の積
分回路１３Ｃで発生する三角波形の回転数検出電圧ＶN
のレベルは内燃機関の回転数が高くなるほど高くなる。

【００６０】第１の積分回路１３Ｃが発生する回転数検
出電圧ＶN は、目標回転数演算部１０から得られる目標
回転数電圧ＶNrとともに目標点火時期演算部１３Ｅに入
力されている。目標点火時期演算部１３Ｅは、回転数検
出電圧ＶN と目標回転数電圧ＶNrとの差を演算して、機
関の回転数と目標回転数との偏差（回転数偏差）を与え
る回転数偏差信号ＶNd（＝ＶN −ＶNr）を得るととも
に、該回転数偏差信号ＶNdに比例定数Ｋp を乗ずる演算
を行って比例制御信号ＶNp＝ＶNd×Ｋp を得る比例演算
器と、回転数偏差信号ＶNdを時間積分して積分制御信号
ＶNi＝Ｋi ∫ＶNd・dt（Ｋi は積分定数）を得る積分器
と、積分制御信号ＶNiの上限値及び下限値をそれぞれ制
限する回路とを有している。演算器１３Ｅは、機関の回
転数と目標回転数との偏差を零また許容範囲以下に抑制
するために必要な点火時期を与える目標点火時期電圧Ｖ
θを出力する。

【００６１】図示の目標点火時期演算部１３Ｅは、回転
数検出電圧ＶN と目標制限回転数電圧ＶNrとが入力され
る演算増幅器ＯＰ1 と、演算増幅器ＯＰ1 の出力が入力
される演算増幅器ＯＰ2 と、積分コンデンサＣ6 と、抵
抗Ｒ10ないしＲ18と、ダイオードＤ4 及びＤ5 とにより
構成されている。

【００６２】演算増幅器ＯＰ1 の正相入力端子は抵抗Ｒ
10を介して第１の積分回路１３Ｃの出力端子に接続さ
れ、該演算増幅器ＯＰ1 の逆相入力端子は抵抗Ｒ11を通
して目標回転数演算部１０の出力端子Ｅに接続されてい
る。演算増幅器ＯＰ1 の出力端子は抵抗Ｒ12の一端に接
続され、該抵抗Ｒ12の他端と一次端子Ｂにつながる共通
ラインとの間に積分コンデンサＣ6 が接続されている。
抵抗Ｒ12の他端は、ボルテージホロワ回路を構成するよ
うに出力端子と逆相入力端子との間が直結された演算増
幅器ＯＰ2 の正相入力端子に接続され、該演算増幅器Ｏ
Ｐ2 の出力端子が抵抗Ｒ13を通して演算増幅器ＯＰ1 の
正相入力端子に接続されている。演算増幅器ＯＰ1 の出
力端子と逆相入力端子との間には帰還抵抗Ｒ14が接続さ
れている。演算増幅器ＯＰ1 と抵抗Ｒ10、Ｒ11及びＲ14
とにより比例演算器が構成されていて、演算増幅器ＯＰ
1 の出力端子に得られる比例制御信号が抵抗Ｒ12及び積
分コンデンサＣ6 からなる積分回路１３Ｃで時間積分さ
れる。その積分電圧はボルテージホロワを構成する演算
増幅器ＯＰ2 を通して演算増幅器ＯＰ1 の入力側に帰還
され、演算増幅器ＯＰ1 の出力端子に目標点火時期電圧
Ｖθ（図５Ｅ）が得られる。

【００６３】目標点火時期電圧Ｖθの上限値及び下限値
を制限するため、直流定電圧Ｖccを抵抗Ｒ15とＲ16で分
圧して分圧電圧ＶH を得る分圧回路と、直流定電圧Ｖcc
を抵抗Ｒ17とＲ18で分圧して分圧電圧ＶL を得る分圧回
路とが設けられ、演算増幅器ＯＰ1 の出力端子に抵抗Ｒ
12を通して接続されたコンデンサＣ6 の一端が該コンデ
ンサＣ6 側にアノードを向けたダイオードＤ4 を通して
抵抗Ｒ15とＲ16との接続点に接続されている。コンデン
サＣ6 の一端はまた該コンデンサ側にカソードを向けた
ダイオードＤ5 を通して抵抗Ｒ17とＲ18との接続点に接
続されている。これより、演算増幅器ＯＰ1 の出力端子
に得られる目標点火時期電圧Ｖθの上限値は分圧電圧Ｖ
H に制限され、下限値は分圧電圧ＶL に制限される。

【００６４】目標点火時期電圧Ｖθ及び第２の積分回路
１３Ｄから得られる積分電圧Ｖc がそれぞれ比較器１３
Ｆの非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。比
較器１３Ｆは、積分電圧Ｖc を目標点火時期電圧Ｖθと
比較（図５Ｅ参照）して、積分電圧Ｖc が目標点火時期
電圧Ｖθを超えているときにその出力端子の電位Ｖsを
第１の状態（この例では低レベルの状態）とし、積分電
圧Ｖc が目標点火時期電圧Ｖθ以下のときにその出力端
子の電位Ｖs を第２の状態（この例では高レベルの状
態）とする（図５Ｆ参照）。

【００６５】図示の回転数制御用点火制御スイッチ１３
Ｇは、一次端子Ａにつながる共通ライン及び一次端子Ｂ
につながる共通ラインにそれぞれコレクタ及びエミッタ
が接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ2 と、比較器１３
Ｆの出力端子にアノードが接続されたダイオードＤ6
と、ダイオードＤ6 のアノードと電源回路１３Ａの出力
端子との間に接続された抵抗Ｒ19と、ダイオードＤ6 の
カソードとトランジスタＴＲ2 のベースとの間に接続さ
れた抵抗Ｒ20と、カソードがダイオードＤ６のカソード
に接続され、アノードがトランジスタＴＲ2 のエミッタ
に接続されたダイオードＤ7 とにより構成されており、
抵抗Ｒ19と、ダイオードＤ6 と抵抗Ｒ20とにより、トラ
ンジスタＴＲ2 にベース電流を与えるベース電流供給回
路が構成されている。トランジスタＴＲ2 は、比較器１
３Ｆの出力が第１の状態（低レベルの状態）にあるとき
に遮断状態となり、比較器１３Ｆの出力が第２の状態
（高レベルの状態）にあるときに導通状態となるよう
に、比較器１３Ｆの出力に応じてオンオフ制御される。

【００６６】インバータ装置４及び目標回転数演算部１
０は、図４に示すように構成されている。インバータ装
置４は、ダイオードＤu 〜Ｄw とＤx 〜Ｄz とをブリッ
ジ接続してなる３相全波整流回路４Ａと、トランジスタ
やＦＥＴなどの半導体スイッチ素子をブリッジ接続した
回路からなるインバータ回路４Ｂとにより構成されてい
る。このインバータ装置４においては、磁石発電機３の
３相出力が整流回路４Ａにより直流電圧に変換された
後、インバータ回路４Ｂにより一定の周波数（５０Ｈｚ
または６０Ｈｚ）の交流電圧に変換される。

【００６７】過電流検出手段７は、抵抗Ｒ31ないしＲ36
と、比較器ＣＭ1 と、演算増幅器ＯＰ3 とコンデンサＣ
31とからなっている。抵抗Ｒ31は、整流回路４Ａの負極
性側の直流出力端子とインバータ回路４Ｂとの間を接続
する共通ラインに挿入されたシャント抵抗で、その両端
には負荷電流に比例した大きさの電流検出信号（電圧信
号）ＶiLが発生する。この電流検出信号は抵抗Ｒ32とコ
ンデンサＣ31とにより平滑されて、演算増幅器ＯＰ3 に
入力される。演算増幅器ＯＰ3 に入力された電流検出信
号ＶiLは、抵抗Ｒ33及びＲ34の抵抗値により決まる増幅
率（Ｒ33＋Ｒ34）／Ｒ33で増幅されて、負荷電流検出信
号Ｖi として比較器ＣＭ1 の非反転入力端子に入力され
る。また安定化電源回路１３Ａから出力された直流電圧
Ｖccを抵抗Ｒ35とＲ36とにより分圧することにより基準
電圧Ｖref が発生させられ、この基準電圧が比較器ＣＭ
1 の反転入力端子に入力されている。

【００６８】駆動回路８は、エミッタを整流回路４Ａの
負極側の直流出力端子に接続し、コレクタをアクチュエ
ータ６の駆動コイル６ａの一端に接続したＮＰＮトラン
ジスタＴＲ3 と、抵抗Ｒ37と、駆動コイル６ａに並列接
続されたフライホイールダイオードＤf とにより構成さ
れている。

【００６９】図示の過電流検出信号７において、負荷電
流が正常範囲にあって、負荷電流検出信号Ｖi が基準電
圧Ｖref 以下のときには、比較器ＣＭ1 の出力段のスイ
ッチがオン状態にあるため、該比較器ＣＭ1 の出力端子
の電位が低レベルの状態（過電流検出信号を発生してい
ない状態）にある。負荷電流が制限値を超えて、負荷電
流検出信号Ｖi が基準電圧Ｖref を超えると、比較器Ｃ
Ｍ1 の出力段のスイッチがオープン状態になるため、安
定化電源回路１３Ａから抵抗Ｒ37を通してトランジスタ
ＴＲ3 にベース電流が与えられる。これによりトランジ
スタＴＲ3 が導通状態になって、駆動コイル６ａに電流
を流すため、アクチュエータ６の可動部が第１の位置か
ら第２の位置に変位し、機関の出力を低下させる側に燃
料供給量調節部１Ａを所定量変位させる。これにより機
関に供給される混合気の空燃比を理想の状態からリッチ
側またはリーン側に変化させて、機関の出力を低下さ
せ、発電機の出力が低下させる。

【００７０】電圧検出部１０Ａは、抵抗Ｒ40ないしＲ41
と、コンデンサＣ32と、ツェナーダイオードＺＤ2 とか
らなっていて、磁石発電機の出力の中性点端子ｎとｕ，
ｖ，ｗ各相の出力端子との間の電圧を検出して出力電圧
検出信号ＶL を出力する。ツェナーダイオードＺＤ2
は、電圧検出信号ＶL の上限値を制限して次段の演算増
幅器ＯＰ4 を保護するために設けられている。

【００７１】出力電圧設定部１０Ｂは、安定化電源回路
１３Ａから出力される直流電圧Ｖccを分圧する抵抗Ｒ42
及びＲ43からなっていて、抵抗Ｒ43の両端に発電機３の
出力電圧の設定値を与える電圧設定信号Ｖo を発生す
る。

【００７２】電圧設定信号Ｖo 及び出力電圧検出信号Ｖ
L はそれぞれ抵抗Ｒ44及びＲ45を通して演算増幅器ＯＰ
4 の逆相入力端子及び正相入力端子に入力されている。
演算増幅器ＯＰ4 の出力端子は抵抗Ｒ46を通して逆相入
力端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ47を通して演算増
幅器ＯＰ5 の正相入力端子に接続されている。演算増幅
器ＯＰ5 の出力端子がその逆相入力端子に直結されてボ
ルテージホロワ回路が構成され、演算増幅器ＯＰ4 の正
相入力端子と演算増幅器ＯＰ5 の逆相入力端子との間が
抵抗Ｒ48を通して接続されている。また演算増幅器ＯＰ
5 の正相入力端子と整流回路４Ａの負極側の直流出力端
子につながるラインとの間に積分コンデンサＣ32が接続
されている。図示の例では、演算増幅器ＯＰ4 及びＯＰ
5 と抵抗Ｒ44ないしＲ48と、コンデンサＣ32とにより、
図１に示した目標回転数演算部１０の電圧偏差演算部１
０Ｃと、比例演算器１０Ｄと、積分演算器１０Ｅと、加
減算器１０Ｆとが構成されている。

【００７３】演算増幅器ＯＰ4 は、電圧検出信号ＶL と
電圧設定信号Ｖo との偏差を演算して偏差信号ＶLd（Ｖ
o −ＶL ）を得るとともに、該偏差信号ＶLdに比例定数
Ｋpを乗じる演算を行って、比例制御信号ＶLP（＝ＶLd
×Ｋp ）を得る。また抵抗Ｒ47とコンデンサＣ32とから
なる積分回路により偏差信号ＶLdを時間積分して、積分
制御信号ＶLi（＝Ｋi ∫ＶLd・ｄｔ）（Ｋi は積分定
数）を演算増幅器ＯＰ5から出力する。この積分制御信
号は抵抗Ｒ48を通して演算増幅器ＯＰ4 にフィードバッ
クされ、演算増幅器ＯＰ4 の出力端子から、発電機３の
出力電圧と設定電圧戸の偏差を零にするか、または許容
範囲以下に抑えるために必要な内燃機関の目標回転数を
与える目標回転数電圧ＶNrを出力する。この目標回転数
信号ＶNrは、図３の目標点火時期演算部１３Ｅの演算増
幅器ＯＰ1 に与えられる。

【００７４】図示の点火装置では、内燃機関１の回転数
が、発電機の出力電圧と目標出力電圧との偏差を零にす
るかまたは許容範囲以下に抑えるために必要な目標回転
数に達したときに、遮断制御部２Ｃが一次電流制御用ス
イッチ２Ｂを遮断状態にする角度位置（クランク軸の回
転角度位置）θi1にほぼ等しい角度位置で積分電圧Ｖc
が目標点火時期電圧Ｖθを超えるように、目標回転数電
圧ＶNrの大きさが設定されている。

【００７５】また、回転数検出電圧ＶN が目標回転数電
圧ＶNrよりも低いとき（このとき演算増幅器ＯＰ1 の出
力端子の電位が負になる）に目標点火時期電圧Ｖθが下
限値ＶL になって、内燃機関の回転数が目標回転数未満
の状態のときに、遮断制御部２Ｃが一次電流制御用スイ
ッチ２Ｂを遮断状態にする角度位置θi1よりも進んだ位
置（例えば図５Ｅにおける角度位置θi ´）で積分電圧
Ｖc ´が目標点火時期電圧Ｖθ´を超えるように、該下
限値ＶL の値が選定されている。

【００７６】したがって、内燃機関の回転数が目標回転
数未満の状態にあるときには、遮断制御部２Ｃが一次電
流制御用スイッチ２Ｂを遮断状態にする位置θi1よりも
進んだ位置で回転数制限用点火制御スイッチ１３Ｇが遮
断状態になるので、点火コイル２の一次電流は、遮断制
御部２Ｃが一次電流制御用スイッチ２Ｂを遮断状態にす
る角度位置θi1で遮断されて、この位置で機関が点火さ
れる。

【００７７】内燃機関の回転数が目標回転数を超えたと
きには、機関の回転数が高い場合ほど回転数検出電圧Ｖ
N と目標回転数電圧ＶNrとの偏差が大きくなって目標点
火時期電圧Ｖθが大きくなり、積分電圧Ｖc が目標点火
時期電圧Ｖθを超える位置θi は、図５Ｅに示したよう
に、一次電流制御用スイッチ２Ｂが遮断状態になる角度
位置θi1よりも遅れた位置θi となる。

【００７８】したがって、内燃機関の回転数が、発電機
の出力電圧と目標出力電圧との偏差を許容範囲以下に抑
えるために必要な機関の目標回転数を超えているときに
は、一次電流制御用スイッチ２Ｂが遮断状態になる位置
θi1よりも遅れた位置θi で回転数制限用点火制御スイ
ッチ１３Ｇが遮断状態になって点火コイル２Ａの一次電
流が遮断される。そのため、点火時期は本来の点火時期
よりも遅れた角度位置θi まで遅角する。点火時期の遅
角量（θi −θi1）は、回転数検出電圧ＶN と目標回転
数電圧ＶNrとの偏差（ＶN −ＶNr）が大きい場合ほど大
きくなるが、目標点火時期電圧Ｖθが上限値ＶH 以下に
制限されているので、点火時期の最大遅角位置は目標点
火時期電圧Ｖθが上限値ＶH のときの点火時期θi2に制
限される。

【００７９】なお、点火コイルの一次コイルに他方の極
性の第２の半サイクルの電圧Ｖ12が誘起する位置より遅
れた位置に最大遅角位置θi2が設定されている場合に
は、点火時期が最大遅角位置θi2になったときに点火用
高電圧が発生しないため、機関は失火状態となる。

【００８０】図６は、上記の例における内燃機関の回転
数Ｎに対する点火時期θi の変化を示した点火進角特性
で、回転数Ｎが目標回転数Ｎs 未満の領域では、点火時
期θi がほぼ一定の角度位置θi1に保たれる。回転数Ｎ
が目標回転数Ｎs を超える領域では、点火時期θi がθ
i1から最大遅角位置θi2までの範囲内で、回転数Ｎに応
じて変化する。

【００８１】機関の回転数Ｎが目標回転数Ｎs を超えて
上昇したときには、機関の回転数Ｎと目標回転数Ｎs と
の偏差（Ｎ−Ｎs ）の大きさに応じた遅角量で機関の点
火時期が遅れ、これにより機関出力が低下して回転数を
低下させるように作用する。回転数が低下して目標回転
数Ｎs に近づくにつれて遅角量も減少していき、機関の
回転数が目標回転数Ｎs あるいはそれに近い回転数にな
った状態で落ちつく。これにより、発電機３の出力電圧
と目標出力電圧との偏差が零にされるかまたは許容範囲
以下に抑えられる。

【００８２】上記の例においては、回転数制御用点火制
御スイッチ１３Ｇが一次コイルＷ1に対して並列に設け
られていて、該回転数制御用点火制御スイッチのトラン
ジスタＴＲ2 が、一次電流制御用スイッチ２Ｂを構成す
るトランジスタＴＲ1 とともに一次コイルＷ1 に並列に
接続されているが、トランジスタＴＲ2 を省略して該ト
ランジスタＴＲ2 の機能をトランジスタＴＲ1 に兼ねさ
せることもできる。

【００８３】すなわち、回転数制御用点火制御スイッチ
１３ＧのトランジスタＴＲ2 を除去して、一端がダイオ
ードＤ6 のカソードに接続された抵抗Ｒ20の他端を点火
装置２の一次電流制御用スイッチ２Ｂを構成するトラン
ジスタＴＲ1 のベースに接続するとともに、トランジス
タＴＲ1 のベースとサイリスタＴｈ1 のアノードとの間
にカソードをトランジスタＴＲ1 のベース側に向けたダ
イオードを追加接続して、トランジスタＴＲ1 とダイオ
ードＤ6 及びＤ7 と抵抗Ｒ19及びＲ20とにより回転数制
御用点火制御スイッチ１３Ｇを構成する。

【００８４】このように構成すると、内燃機関の回転数
が目標回転数Ｎs （発電機の出力電圧と目標出力電圧と
の偏差を許容範囲以下に抑えるために必要な回転数）未
満の状態であって角度位置θi1よりも進んだ位置で比較
器１３Ｆの出力Ｖs ´が低レベルになった場合には、ト
ランジスタＴＲ1 が一次コイルＷ1 の両端の電圧により
抵抗Ｒ1 を通してベース電流が与えられて導通し、角度
位置θi1でサイリスタＴh1が導通したときに遮断状態に
なって点火動作が行われる。内燃機関の回転数が目標回
転数Ｎs を超えた状態でなって角度位置θi1よりも遅れ
た位置（例えば図５Ｆの角度位置θi ）で比較器１３Ｆ
の出力Ｖs が低レベルの状態になる場合には、該角度位
置θi でトランジスタＴＲ1 が遮断状態にされて点火動
作が行われる。

【００８５】上記の例において、目標点火時期電圧Ｖθ
の上限値を制限する回路と同様の回路により目標回転数
電圧ＶNrの上限値を制限するようにすると、内燃機関の
回転数を過度に上昇させることなく、安全に運転を行わ
せることができる。

【００８６】上記の例において、目標回転数演算部１０
に入力される電圧検出信号ＶL 及び電圧設定信号Ｖo を
それぞれ演算増幅器ＯＰ4 の正相入力端子及び逆相入力
端子に入力し、演算増幅器ＯＰ4 の出力端子から得られ
る電圧を直接比較器１３Ｆの非反転入力端子に与えるこ
とによっても、発電機の出力電圧と目標出力電圧との偏
差を許容範囲以下に抑える制御を行わせることが可能で
ある。この場合、部品点数を大幅に削減することができ
るが、目標回転数の演算が省略されることにより、点火
時期の制御の応答性は磁石発電機３の応答性によって左
右される。

【００８７】上記の例では、点火装置２として電流遮断
形の装置を用いたが、コンデンサ放電式などの他の形式
の点火装置を用いる場合にも本発明を適用することがで
きる。また上記の例では、磁石発電機内に設けた発電コ
イル（１次コイルＷ1 ）を電源として点火動作を行わせ
るようにしているが、バッテリを電源として点火動作を
行わせる点火装置が用いられる場合にも本発明を適用す
ることができる。

【００８８】上記の例では、アクチュエータ６として、
その駆動コイルに電流が与えられたときに可動部が第１
の位置から第２の位置に１段階だけ変位するＯＮ／ＯＦ
Ｆタイプのものを用いたが、駆動電流に応じて可動部が
２段階以上変位するアクチュエータを用いて、燃料の供
給量をより細かく切り換えるようにすることもできる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発電機
の出力電圧と目標出力電圧との偏差を零にするかまたは
少なくとも許容範囲以下に抑えるために必要な点火時期
を目標点火時期をとして演算して、内燃機関を目標点火
時期に点火するように制御する構成をとると、出力電圧
を目標出力電圧に保つために機関の燃料供給量調節部を
操作するアクチュエータを制御する方法をとる場合に比
べて、制御の応答性を高めることができる。したがっ
て、出力電圧が変動した時に遅滞なく機関の回転数を変
化させて出力電圧の変動を補償することができ、出力電
圧の変動を従来よりも少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関駆動発電装置の全体的
な構成例を示したブロック図である。

【図２】図１の点火装置部分の具体的な構成例を示した
回路図である。

【図３】図１の目標点火時期演算部の具体的構成例を示
した回路図である。

【図４】図１のインバータ装置及び目標回転数演算部の
具体的構成例を示した回路図である。

【図５】図２ないし図４に示した構成を有する内燃機関
駆動発電装置の各部の電圧波形を示した波形図である。

【図６】図２ないし図４に示した内燃機関駆動発電装置
における点火装置の点火時期と機関の回転数との関係の
一例を示した線図である。

【符号の説明】

１…内燃機関、１Ａ…燃料供給量調節部、２…点火装
置、３…磁石発電機、４…インバータ装置、５…電気負
荷、６…アクチュエータ、７…過電流検出部、８…駆動
回路、１０…目標回転数演算部、１３…目標点火時期演
算部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｙ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｋ Ｍ (72)発明者 遠藤 剛 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 Ｆターム(参考） 3G022 AA00 EA05 EA07 FA04 GA00 GA05 3G084 AA06 BA00 BA03 BA13 BA17 DA05 DA11 DA35 EB12 FA00 FA33 3G093 AA16 BA02 BA06 DA01 DB19 EA03 EA05 EA13 EB09 FA04 3G301 HA01 HA27 JA34 LA00 NE06 NE17 PE01Z PG00Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と、前記内燃機関により駆動さ
   れる磁石発電機と、前記磁石発電機の出力電圧を設定値
   に保つように前記内燃機関を制御する制御装置とを備え
   た内燃機関駆動発電装置において、 前記制御装置は、 前記発電機の出力電圧を検出する電圧検出部と、 前記発電機の目標出力電圧を設定する電圧設定部と、 前記電圧検出部により検出された出力電圧と前記電圧設
   定部により設定された目標出力電圧との偏差を零にする
   かまたは許容範囲以下に抑えるために必要な前記内燃機
   関の点火時期を目標点火時期として演算する目標点火時
   期演算部と、 前記目標点火時期に前記内燃機関を点火するように前記
   内燃機関の点火時期を制御する点火制御手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関駆動発電装置。
2. 【請求項２】 内燃機関と、前記内燃機関により駆動さ
   れる磁石発電機と、前記磁石発電機の出力電圧を設定値
   に保つように前記内燃機関を制御する制御装置とを備え
   た内燃機関駆動発電装置において、 前記制御装置は、 前記発電機の出力電圧を検出する電圧検出部と、 前記発電機の目標出力電圧を設定する電圧設定部と、 前記電圧検出部により検出された出力電圧と前記電圧設
   定部により設定された目標出力電圧との偏差を零にする
   かまたは許容範囲以下に抑えるために必要な前記内燃機
   関の点火時期を目標点火時期として演算する目標点火時
   期演算部と、 前記目標点火時期に前記内燃機関を点火するように前記
   内燃機関の点火時期を制御する点火制御手段と、 前記回転数検出手段により検出された回転数を予め設定
   された許容上限回転数以下に保つように前記内燃機関の
   点火時期を制御する過回転防止用点火制御手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関駆動発電装置。
3. 【請求項３】 内燃機関と、前記内燃機関により駆動さ
   れる磁石発電機と、前記磁石発電機の出力電圧を設定値
   に保つように前記内燃機関を制御する制御装置とを備え
   た内燃機関駆動発電装置において、 前記制御装置は、 前記発電機の出力電圧を検出する電圧検出部と、 前記発電機の目標出力電圧を設定する電圧設定部と、 前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記電圧検出部により検出された出力電圧と前記電圧設
   定部により設定された目標出力電圧との偏差を零にする
   かまたは許容範囲以下に抑えるために必要な前記内燃機
   関の点火時期を目標点火時期として演算する目標点火時
   期演算部と、 前記目標点火時期に前記内燃機関を点火するように前記
   内燃機関の点火時期を制御する点火制御手段と、 前記回転数検出手段により検出された回転数を予め設定
   された許容上限回転数以下に保つように、前記回転数に
   応じて前記内燃機関への燃料の供給量を段階的に調節す
   る過回転防止用燃料供給量制御手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関駆動発電装置。
4. 【請求項４】 内燃機関と、前記内燃機関により駆動さ
   れる磁石発電機と、前記磁石発電機の出力電圧を設定値
   に保つように前記内燃機関を制御する制御装置とを備え
   た内燃機関駆動発電装置において、 前記制御装置は、 前記発電機の出力電圧を検出する電圧検出部と、 前記発電機の目標出力電圧を設定する電圧設定部と、 前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記電圧検出部により検出された出力電圧と前記電圧設
   定部により設定された目標出力電圧との偏差を零にする
   かまたは許容範囲以下に抑えるために必要な前記内燃機
   関の目標回転数を演算する目標回転数演算部と、 前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標
   回転数との偏差を零または許容範囲以下に抑えるために
   必要な前記内燃機関の点火時期を目標点火時期として演
   算する目標点火時期演算部と、 前記目標点火時期に前記内燃機関を点火するように前記
   内燃機関の点火時期を制御する点火制御手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関駆動発電装置。
5. 【請求項５】 前記目標回転数演算部は、演算する前記
   目標回転数を予め設定された許容上限回転数以下に制限
   するように構成されている請求項４に記載の内燃機関駆
   動発電装置。
6. 【請求項６】 内燃機関の燃料供給量調節部を操作する
   アクチュエータと、 前記磁石発電機の負荷電流が設定値を超えたときに過電
   流検出信号を出力する過電流検出部と、 前記過電流検出部が過電流検出信号を出力したときに、
   前記内燃機関への燃料の供給量を減少させる方向に前記
   アクチュエータを駆動する駆動回路と、 を更に備えている請求項１ないし５のいずれか１つに記
   載の内燃機関駆動発電装置。