JP2003189696A - 内燃機関駆動機械の電装品負荷駆動用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発電機の小形化を図ることができる内燃機関駆
動機械の電装品負荷駆動用電源装置を提供する。 【解決手段】発電機１を電源としてコントローラ１０に
常時電力を供給する制御用電源回路１１と、発電機１を
電源として点火装置４に常時電力を供給する点火用電源
回路５と、排気バルブ駆動用アクチュエータ６を駆動す
るアクチュエータ駆動回路８と、オイルソレノイド７を
駆動するソレノイド駆動回路９とを設ける。アクチュエ
ータ６をオイルソレノイド７よりも優先順位が高い負荷
とし、排気バルブを制御する必要があるときにはオイル
ソレノイド７の駆動を禁止してアクチュエータ６を駆動
する。排気バルブを制御する必要がないときにはアクチ
ュエータ６の駆動を禁止してオイルソレノイド７を駆動
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、内燃機関により駆
動される機械（自動二輪車、船外機、スノー・モビル等
の乗物や、農業機械など）に搭載される各種の電装品に
電力を供給する内燃機関駆動機械の電装品負荷駆動用電
源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バッテリが搭載されない内燃機関駆動車
両等においては、内燃機関により駆動される発電機の出
力で各種の電装品に電力を供給するようにしている。電
装品としては、点火装置、燃料噴射装置、燃料噴射装置
のインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプ、機関の排
気タイミングを調整する排気バルブを駆動する電動のア
クチュエータ、機関の潤滑オイルの量を調節するバルブ
を駆動するオイルソレノイド（電磁石）、これらを制御
するコントローラ（ＥＣＵ）等がある。

【０００３】内燃機関により駆動される発電機の出力で
この種の電装品に電力を供給する場合には、発電機の交
流出力を整流する整流回路とこの整流回路の出力電圧を
設定速度以下に保つレギュレータとを備えた整流電源回
路を設けて、この整流電源回路から得られる直流電圧で
各電装品負荷に駆動電力を供給するようにしている。ま
たコントローラにマイクロコンピュータが設けられてい
る場合には、上記電源回路の出力電圧をマイクロコンピ
ュータ駆動用の低い電圧（５Ｖ）まで降圧する制御用電
源回路を設けて、この制御用電源回路からマイクロコン
ピュータに電源電圧を供給するようにしている。

【０００４】上記の電装品負荷のうち、排気バルブを駆
動するアクチュエータは、例えば、機関の回転速度が設
定速度を超えたときに排気バルブを開くために駆動さ
れ、回転速度が設定速度以下に低下したときに排気バル
ブを閉じるために駆動される。またオイルソレノイド
は、内燃機関に潤滑オイルを供給する際に駆動が停止さ
れ、内燃機関への潤滑オイルの供給を停止する際に駆動
されて、内燃機関への潤滑オイルの供給を制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】バッテリが搭載されな
い内燃機関駆動機械において、電装品負荷の数が多い場
合には、電装品負荷の消費電力の総計が非常に大きくな
るため、すべての電装品負荷を支障なく駆動しようとす
ると、内燃機関により駆動する発電機として定格出力が
大きい大形のものを用いることが必要になり、機関が大
形になるという問題があった。

【０００６】すべての電装品負荷が同時に駆動されるこ
とがないことを想定して、発電機としてその出力が電装
品負荷の総消費電力量よりも小さい小形のものを用いる
ことも考えられるが、このようにした場合には、たまた
ますべての電装品負荷が駆動される状況が生じたとき
に、内燃機関の回転を維持するために駆動することが必
要不可欠な点火装置やコントローラ等を駆動することが
できなくなって、機関が停止してしまうという不具合が
生じる。

【０００７】本発明の目的は、内燃機関の動作に悪影響
を及ぼすことなく、比較的小形の発電機を用いて各種の
電装品負荷を駆動することができるようにした内燃機関
駆動機械の電装品負荷駆動用電源装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリが搭
載されない機械を駆動する内燃機関を運転するために常
時駆動し得るようにしておく必要がある常時駆動負荷
と、必要時にのみ随時駆動される複数の随時駆動負荷
と、常時駆動負荷及び制御が必要な随時駆動負荷を制御
するコントローラとを含む多数の電装品負荷に、内燃機
関により駆動される発電機を電源として電力を供給する
内燃機関駆動機械の電装品負荷駆動用電源装置を対象と
する。

【０００９】本発明においては、発電機を電源としてコ
ントローラに常時電力を供給する制御用電源回路と、発
電機を電源として常時駆動負荷に電力を供給する常時駆
動負荷用電源回路と、発電機から複数の随時駆動負荷の
それぞれへの電力の供給を個別に制御する複数の随時駆
動負荷駆動回路とを設ける。

【００１０】またコントローラには、複数の随時駆動負
荷に優先順位をつけて、優先順位が高い負荷を駆動する
必要がある状況が生じたときには優先順位が低い随時駆
動負荷への電力の供給を停止させて優先順位が高い随時
駆動負荷に電力を供給し、優先順位が高い負荷を駆動す
る必要がないときにのみ、優先順位が低い負荷への電力
の供給を行わせるように随時駆動負荷駆動回路を制御す
る随時駆動負荷駆動制御手段を設けておく。

【００１１】随時駆動負荷に優先順位をつける際には、
複数の随時駆動負荷の内、比較的高い頻度で駆動される
が、短時間駆動を停止しても内燃機関の運転に支障を来
さない随時駆動負荷の優先順位を低くし、短時間の間の
み駆動される随時駆動負荷の優先順位を高くするように
複数の随時駆動負荷の優先順位を定めるのが好ましい。

【００１２】上記のように構成すると、すべての電装品
負荷の消費電力の総計よりも、小さい定格出力を有する
発電機を用いて、内燃機関の運転に欠くことができない
常時駆動負荷の動作に何等支障を来すことなく、複数の
随時駆動負荷を駆動することができる。したがって、内
燃機関に取り付ける発電機として従来より小形のものを
用いることができ、機関の小形化を図ることができる。

【００１３】上記随時駆動負荷としては、例えば内燃機
関の排気タイミングを調整する排気バルブを駆動するア
クチュエータと、内燃機関に潤滑オイルを供給する際に
駆動が停止され内燃機関への潤滑オイルの供給を停止す
る際に駆動されて内燃機関への潤滑オイルの供給を制御
するオイルソレノイドとが挙げられる。また常時駆動負
荷の代表的なものとしては、内燃機関を点火する点火装
置と、少なくとも点火装置、上記アクチュエータ及びオ
イルソレノイドを制御するコントローラとがある。

【００１４】上記のように、随時駆動負荷が排気バルブ
駆動用のアクチュエータ及びオイルソレノイドであり、
常時駆動負荷が点火装置及びコントローラである場合、
本発明の電源装置には、発電機を電源としてコントロー
ラに常時電力を供給する制御用電源回路と、発電機を電
源として点火装置に電力を供給する点火用電源回路と、
発電機からアクチュエータ及びオイルソレノイドへの電
力の供給を個別に制御するアクチュエータ駆動回路及び
ソレノイド駆動回路とが設けられる。

【００１５】またコントローラは、内燃機関の回転速度
が設定速度未満のときにアクチュエータ及びオイルソレ
ノイドへの通電を禁止し、内燃機関の回転速度が設定速
度以上になっているときにアクチュエータ及びオイルソ
レノイドへの通電を許可する駆動禁止・許可判定手段
と、内燃機関の状態が前記排気バルブを制御する必要が
ある状態であるか否かを判定する排気バルブ要制御状態
判定手段と、排気バルブ要制御状態判定手段により排気
バルブを制御する必要がある状態にあると判定されたと
きにオイルソレノイドの駆動を禁止してアクチュエータ
を駆動するようにアクチュエータ駆動回路を制御するア
クチュエータ駆動手段と、排気バルブ要制御状態判定手
段により排気バルブを制御する必要がない状態であると
判定されたときにオイルソレノイドを駆動するようにソ
レノイド駆動回路を制御するソレノイド駆動回路制御手
段とを備えた構成とする。

【００１６】この例では、随時駆動負荷である排気バル
ブ駆動用のアクチュエータ及びオイルソレノイドのう
ち、短時間のみ駆動されるアクチュエータの優先順位を
高くし、比較的頻繁に駆動されるが短時間駆動が停止さ
れても機関の運転に支障を来さないオイルソレノイドの
優先順位を低くしている。

【００１７】上記のように構成すると、排気バルブを開
くことが必要な状況が生じたとき（例えば機関の回転速
度が設定速度を超えたとき）には直ちに排気バルブ駆動
用のアクチュエータを駆動することができる。また排気
バルブが制御される頻度は低いため、オイルソレノイド
を駆動することが必要になったときにその駆動が妨げら
れることはほとんどなく、駆動の頻度が比較的高いオイ
ルソレノイドの機能を十分に発揮させることができる。
更に、いかなる状況下でも常時駆動負荷である点火装置
とコントローラとには電力が供給されるので、機関の運
転に支障を来すことはない。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態のハー
ドウェアの構成を示したもので、この例では、内燃機関
が２気筒２サイクル内燃機関であるとしている。図１に
おいて１は内燃機関により駆動される発電機である。図
示の発電機１は、機関のクランク軸に取り付けられるフ
ライホイール磁石回転子１Ａと、電機子コイルＡＣを備
えた固定子１Ｂとを備えた周知の磁石発電機で、フライ
ホイール磁石回転子１Ａのフライホイールの外周には２
個の円弧状の突起からなるリラクタ１ａ，１ａ´が形成
されている。磁石回転子の外側にはリラクタ１ａ，１ａ
´のそれぞれの回転方向の前端側のエッジ及び後端側の
エッジをそれぞれ検出した時に極性が異なるパルス信号
を発生するパルサ１Ｃが配置されている。

【００１９】図示のパルサ１Ｃは、機関の第１気筒の上
死点に対して進角した位置に設定された第１の基準位置
を与えるクランク角度位置及び第１気筒の上死点位置付
近に設定された第１気筒の低速時の点火時期に相当する
クランク角度位置でそれぞれリラクタ１ａの回転方向の
前端側及び後端側のエッジを検出して負極性及び正極性
のパルス信号Ｖs1及びＶs2を発生し、機関の第２気筒の
上死点に対して進角した位置に設定された第２の基準位
置を与えるクランク角度位置及び第２気筒の上死点位置
付近に設定された第２気筒の低速時の点火時期を与える
クランク角度位置でそれぞれリラクタ１ａ´の回転方向
の前端側及び後端側のエッジを検出して負極性及び正極
性のパルス信号Ｖs1´及びＶs2´を発生するように設け
られている。

【００２０】２は発電機１を電源として直流電圧を出力
する整流電源回路で、この整流電源回路は、発電機１の
電機子コイルＡＣに誘起する交流出力を整流する整流回
路と該整流回路の出力電圧を設定値に保つように制御す
るレギュレータとにより構成されている。整流電源回路
２の出力端子間には電源用コンデンサ３が接続されてい
る。

【００２１】また４は内燃機関を点火する点火装置で、
この点火装置は、一次コイルＷ1 の一端が接地された点
火コイルＩＧと、点火コイルＩＧの一次コイルＷ1 の非
接地側の端子に一端が接続された点火用コンデンサＣi
と、コンデンサＣi の他端と接地間にカソードを接地側
に向けて接続された点火用サイリスタＴhiと、点火コイ
ルＩＧの一次コイルの両端にカソードを接地側に向けて
接続されたダンパダイオードＤi とを備えたコンデンサ
放電式の点火装置からなっている。図示の点火コイルＩ
Ｇはいわゆる同時発火コイルで、その二次コイルＷ2 の
一端及び他端はそれぞれ図示しない内燃機関の第１気筒
及び第２気筒に取り付けられた点火プラグＰＬ1 及びＰ
Ｌ2 の非接地側端子に接続されている。

【００２２】５は整流電源回路２の直流出力電圧を昇圧
するＤＣ／ＤＣコンバータである。このコンバータは、
整流電源回路２の出力電圧が一次コイルに印加された昇
圧トランス５ａと、昇圧トランス５ａの一次電流を高い
周波数でオンオフさせて該昇圧トランスの二次コイルに
高い電圧を誘起させる発振回路５ｂと、昇圧トランス５
ａの二次コイルの誘起電圧を半波整流するダイオード５
ｃとを備えて二百数十ボルトの直流電圧を出力する周知
のものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ５の直流出力電圧
は、点火装置４の点火用コンデンサＣi と点火コイルＩ
Ｇの一次コイルとの直列回路の両端に印加されている。

【００２３】ＤＣ／ＤＣコンバータ５が出力電圧を発生
すると、該コンバータの出力電圧により、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ５−点火用コンデンサＣi −ダイオードＤ1 及
び点火コイルの一次コイルＷ1 −ＤＣ／ＤＣコンバータ
５の経路で点火用コンデンサＣi が図示の極性に充電さ
れる。

【００２４】この例では、整流電源回路２と、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５とにより、機関の運転中常時点火装置４
に電源電圧を与える点火用電源回路が構成されている。

【００２５】６は内燃機関の排気タイミングを進める際
に開かれ、排気タイミングを遅らせる際に閉じられる排
気バルブを駆動する電動アクチュエータである。排気バ
ルブは、例えば、機関の高速領域において回転速度が設
定値を超える状態になったときに開かれる。アクチュエ
ータ６は、排気タイミングを開く際及び閉じる際にそれ
ぞれ短時間だけ駆動される。

【００２６】７は内燃機関の潤滑オイルの量を調整する
バルブを駆動するオイルソレノイド（電磁石）で、機関
に潤滑オイルを供給する際には非励磁状態にされ、潤滑
オイルの供給を停止する際に励磁される。オイルソレノ
イド７は、機関の回転速度の全領域で、比較的高い頻度
で励磁される。

【００２７】排気バルブ駆動用のアクチュエータ６及び
オイルソレノイド７にはそれぞれ、整流電源回路２の出
力電圧がアクチュエータ駆動回路８及びソレノイド駆動
回路９を通して印加されている。

【００２８】点火装置４と、アクチュエータ駆動回路８
と、ソレノイド駆動回路９とを制御するために電子式の
コントローラ（ＥＣＵ）１０が設けられている。コント
ローラ１０は、マイクロコンピュータを備えていて、整
流電源回路２の出力電圧を降圧して一定の直流低電圧Ｖ
cc（５Ｖ）を出力する制御用電源回路１１からマイクロ
コンピュータの電源端子１０ａに常時駆動用の電力が与
えられるようになっている。

【００２９】コントローラ１０はポートＡ〜Ｆを有して
いて、機関の第１気筒及び第２気筒の基準位置（点火時
期の計測を開始するタイミングを与えるクランク角度位
置）でパルサ１Ｃが発生するパルス信号Ｖs1及びＶs1´
が波形整形回路１２によりマイクロコンピュータが認識
し得る信号Ｐ1 及びＰ1 ´に変換されてポートＡに入力
されている。

【００３０】また機関の第１気筒及び第２気筒の低速時
の点火時期に相当するクランク角度位置で発生するパル
ス信号Ｖs2及びＶs2´が波形整形回路１２により信号Ｐ
2 ，Ｐ2 ´に変換されてポートＢに入力されている。コ
ントローラ１０は、信号Ｐ1，Ｐ2 の発生間隔及びＰ1
´，Ｐ2 ´の発生間隔から機関の回転速度を演算し、演
算した点火時期に対して機関の点火時期を演算する。こ
れらの点火時期はそれぞれ第１気筒の基準位置及び第２
気筒の基準位置から点火時期までの間にマイクロコンピ
ュータのタイマが計数すべきクロックパルスの数の形で
演算される。コントローラ１０は、第１気筒の基準位置
で信号Ｐ1 が発生したとき及び第２気筒の基準位置で信
号Ｐ1 ´が発生した時にそれぞれタイマに計測値をセッ
トして第１気筒及び第２気筒の点火時期の計測を開始
し、それぞれの点火時期の計測が完了した時にポートＣ
からダイオードＤａを通して点火信号供給回路１３に点
火指令信号を与える。点火信号供給回路１３は点火指令
信号が与えられた時にサイリスタＴhiのゲートに点火信
号を与えて、該サイリスタをオン状態にする。

【００３１】点火信号供給回路１３にはまた、第１気筒
及び第２気筒の低速時の点火時期に発生する信号Ｐ2 及
びＰ2 ´がダイオードＤｂを通して点火指令信号として
与えられ、機関の行程変化によりクランク軸の回転速度
が細かく変動するために演算した点火時期を正確に計測
することができない機関の始動時及び低速時には、信号
Ｐ2 及びＰ2 ´が発生した時にサイリスタＴhiに点火信
号が与えられるようになっている。

【００３２】コントローラ１０から点火信号供給回路１
３を通して点火用サイリスタＴhiに点火信号が与えられ
ると、該サイリスタがオン状態になるため、点火用コン
デンサの電荷がサイリスタＴhiと点火コイルＩＧの一次
コイルとを通して放電する。この放電により点火コイル
の鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、点火コイルの
二次コイルＷ2 に点火用の高電圧が誘起する。この高電
圧により機関の第１気筒及び第２気筒の点火プラグに同
時に火花が生じ、点火時期にあるいずれか一方の気筒で
混合気に点火される。

【００３３】図１に示した例において、発電機１として
定格出力が十分に大きいものを用いれば、点火装置４及
びコントローラ１０と、アクチュエータ６と、オイルソ
レノイド７とを同時に駆動することができるが、このよ
うにした場合には、発電機が大形になり、機関が大形化
するのを避けられない。

【００３４】そこで、本発明においては、電装品負荷
を、内燃機関を運転するために常時駆動し得るようにし
ておく必要がある常時駆動負荷と、必要時にのみ駆動さ
れる随時駆動負荷と、これらの負荷を制御するコントロ
ーラとに分けて、常時駆動負荷及びコントローラは常に
駆動し得るようにしておき、随時駆動負荷は、予め定め
た優先順位にしたがって、駆動する。

【００３５】そのため本発明においては、発電機を電源
としてコントローラに常時電力を供給する制御用電源回
路と、発電機を電源として常時駆動負荷に電力を供給す
る常時駆動負荷用電源回路とを設けて、コントローラ及
び常時駆動負荷に常時電力を供給し得るようにしてお
く。また複数の随時駆動負荷に対しては、それぞれに発
電機から供給する電力を個別に制御する複数の随時駆動
負荷駆動回路を設けて、予め定めた優先順位にしたがっ
てこれらの随時駆動負荷駆動回路を制御することにより
所定の随時駆動負荷に電力を供給する。

【００３６】上記のように随時駆動負荷駆動回路を制御
するため、本発明においては、複数の随時駆動負荷に優
先順位をつけて、優先順位が高い負荷を駆動する必要が
ある状況が生じたときには優先順位が低い随時駆動負荷
への電力の供給を停止させて優先順位が高い随時駆動負
荷に電力を供給し、優先順位が高い負荷を駆動する必要
がないときにのみ、優先順位が低い負荷への電力の供給
を行わせるように随時駆動負荷駆動回路を制御する随時
駆動負荷駆動制御手段をコントローラ１０に設ける。

【００３７】ここで、図１に示した電源装置において、
内燃機関用点火装置４及びコントローラ１０のみを同時
に駆動した場合の消費電流対回転速度特性が例えば図２
の曲線ａの通りであるとする。また点火装置４及びコン
トローラ１０とオイルソレノイド７とを同時に駆動した
場合の消費電流対回転速度特性が図２の曲線ｂの通りで
あるとし、点火装置４及びコントローラ１０とアクチュ
エータ６とを同時に駆動した場合の消費電流対回転速度
特性が曲線ｃの通りであるとする。この場合、点火装置
及びコントローラとアクチュエータとオイルソレノイド
とを（すべての電装品負荷を）同時に駆動した場合の総
消費電流対回転速度特性は曲線ｄのようになる。

【００３８】図２に示した例において、点火装置及びコ
ントローラの消費電流は、各種の警告クランプ等の消費
電流を含めて最大で約２Ａであり、オイルソレノイド７
の消費電流及び排気バルブを駆動するアクチュエータ６
の消費電流はそれぞれ最大で約２Ａ及び３Ａである。

【００３９】図２に示した例では、曲線ｄで与えられる
総消費電流よりも大きい電流を出力し得る発電機を用い
れば、すべての電装品負荷を駆動することができるが、
このような発電機は大形になるため好ましくない。

【００４０】そこで、本発明では、例えば図２の曲線ｅ
のような出力電流対回転速度特性を有する発電機を用い
る。このような発電機を用いた場合、点火装置４及びコ
ントローラ１０とアクチュエータ６とオイルソレノイド
７とを同時に駆動した場合には、消費電流が発電機の定
格出力電流を超えるため、これらを同時に駆動すること
はできないが、コントローラ１０は常時駆動する必要が
あり、点火装置４も常時駆動し得るようにしておく必要
がある。

【００４１】そこで、図１に示した例では、点火装置４
を常時駆動負荷とし、アクチュエータ６及びオイルソレ
ノイド７を随時駆動負荷として、発電機１を電源として
コントローラ１０に常時電力を供給する制御用電源回路
１１と、発電機を電源として点火装置に電力を供給する
点火用電源回路としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５とを設
けて、コントローラ及び点火装置には常時電力を供給し
得るようにしておく。また発電機１からアクチュエータ
及びオイルソレノイドへの電力の供給を個別に制御する
随時駆動負荷駆動回路としてのアクチュエータ駆動回路
８とソレノイド駆動回路９とを設けて、アクチュエータ
をオイルソレノイドよりも優先順位が高い随時駆動負荷
として、駆動回路８及び９を制御することにより、アク
チュエータまたはオイルソレノイドのいずれかを駆動す
るようにする。

【００４２】本実施形態において、アクチュエータの優
先順位をオイルソレノイドの優先順位よりも高くした理
由は下記の通りである。

【００４３】即ち、排気バルブは、機関の高速領域での
み制御され、制御される頻度が低い上に、制御に要する
時間が短いため、排気バルブを駆動するアクチュエータ
をオイルソレノイドよりも優先順位が高い負荷として
も、オイルソレノイドの制御には殆ど影響を与えない。

【００４４】またオイルソレノイドは全回転速度領域で
比較的高い頻度で駆動されるが、短時間駆動を停止して
も機関の運転には支障を来さないため、優先順位が低い
随時駆動負荷としても支障を来さない。

【００４５】また図２に示した例では、機関の回転速度
が１０００ｒ／ｍｉｎを超えるまでの間は、点火装置４
及びコントローラ１０とオイルソレノイド７とを同時に
駆動したり、点火装置及びコントローラとアクチュエー
タとを同時に駆動したりすることはできない。回転速度
がほぼ１３００ｒ／ｍｉｎを超えると、点火装置４及び
コントローラ１０とオイルソレノイドとを同時に駆動す
ることができるようになるが、回転速度が２０００ｒ／
ｍｉｎを超えるまでの間は、点火装置４及びコントロー
ラ１０とアクチュエータ６とを同時に駆動することはで
きない。

【００４６】そこで、本実施形態では、機関の回転速度
が２０００ｒ／ｍｉｎ未満の場合には、排気バルブの制
御とオイルソレノイドの制御とを禁止し、回転速度が２
０００ｒ／ｍｉｎ以上になったときに排気バルブの制御
及びオイルソレノイドの制御を許可するようにする。

【００４７】上記のような制御を行わせるため、本実施
形態では、コントローラ１０のマイクロコンピュータに
所定のプログラムを実行させることにより、内燃機関の
回転速度が設定速度未満のときにアクチュエータ及びオ
イルソレノイドへの通電を禁止し、内燃機関の回転速度
が設定速度以上になっているときにアクチュエータ及び
オイルソレノイドへの通電を許可する駆動禁止・許可判
定手段と、内燃機関の状態が排気バルブを制御する必要
がある状態であるか否かを判定する排気バルブ要制御状
態判定手段と、排気バルブ要制御状態判定手段により排
気バルブを制御する必要がある状態にあると判定された
ときにオイルソレノイドの駆動を禁止してアクチュエー
タを駆動するようにアクチュエータ駆動回路を制御する
アクチュエータ駆動手段と、排気バルブ要制御状態判定
手段により排気バルブを制御する必要がない状態である
と判定されたときにオイルソレノイドを駆動するように
ソレノイド駆動回路を制御するソレノイド駆動回路制御
手段とを実現する。

【００４８】上記排気バルブ要制御状態判定手段は、例
えば、演算された内燃機関の回転速度を監視して、回転
速度が高速領域に設定された排気バルブ制御判定用設定
値を超えたときに排気バルブを開く方向に制御する必要
があると判定し、回転速度が排気バルブ制御判定用設定
値を超えている状態から該設定値以下になったときに排
気バルブを閉じる方向に制御することが必要であると判
定するように構成される。

【００４９】アクチュエータ駆動手段は、排気バルブ要
制御状態判定手段により、排気バルブを開く方向に制御
する必要があると判定されたときにポートＤからアクチ
ュエータ駆動回路８に開駆動指令を与えて排気バルブを
開く方向にアクチュエータ６を駆動し、排気バルブ要制
御状態判定手段により、排気バルブを閉じる方向に制御
する必要があると判定されたときには、ポートＥからア
クチュエータ駆動回路８に閉駆動指令を与えて排気バル
ブを閉じる方向にアクチュエータを駆動するように構成
される。

【００５０】アクチュエータ駆動回路８は、オン状態に
なったときに排気バルブを開く方向にアクチュエータを
駆動するための電流を出力する第１のスイッチ回路と、
オン状態になったときに排気バルブを閉じる方向にアク
チュエータを駆動するための電流を出力する第２のスイ
ッチ回路とを備えていて、コントローラ１０のポートＤ
から開駆動指令が与えられたときに第１のスイッチ回路
をオン状態にしてアクチュエータ６に排気バルブを開く
方向の電流を流し、コントローラ１０のポートＥから閉
駆動指令が与えられたときに第２のスイッチ回路をオン
状態にしてアクチュエータ６に排気バルブを閉じる方向
の電流を流す。

【００５１】オイルソレノイド駆動回路制御手段は、機
関の潤滑オイルのレベルが規定レベルに達したことが検
出されたときにコントローラ１０のポートＦから駆動指
令を出力してこの駆動指令をソレノイド駆動回路７に与
え、潤滑オイルのレベルが規定レベル未満になったとき
にポートＦからの駆動指令の出力を停止させるように構
成される。

【００５２】上記駆動禁止・許可判定手段、アクチュエ
ータ要駆動状態判定手段、アクチュエータ駆動手段、及
びソレノイド駆動回路制御手段を実現するためにマイク
ロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズム
の一例を示すフローチャートを図３に示した。

【００５３】図３に示したアルゴリズムによる場合に
は、内燃機関が始動し、発電機１の出力電圧が所定レベ
ル以上（５Ｖ以上）になって、コントローラ１０のマイ
クロコンピュータが起動した後、ステップ１において各
部を初期化する。その後ステップ２でパルサ１Ｃの出力
パルスの発生間隔から機関の回転速度を演算し、ステッ
プ３で演算された回転速度に対して機関の点火時期を演
算する。この点火時期は機関の第１気筒及び第２気筒の
基準位置から点火時期に相当するクランク角度位置まで
機関が回転する間にマイクロコンピュータのタイマに計
測させるクロックパルスの数の形で演算される。点火時
期を演算した後、ステップ４に進んで機関の回転速度が
設定速度（図示の例では２０００ｒ／ｍｉｎ以上である
か否かを判定し、回転速度が設定速度未満のときには、
ステップ５に進んで排気バルブ及びオイルソレノイドの
制御を禁止した後ステップ２に戻る。

【００５４】ステップ４において回転速度が設定速度
（２０００ｒ／ｍｉｎ）以上になっていると判定された
ときには、ステップ６に進んで、内燃機関の状態が排気
バルブを制御する必要がある状態であるか否かを判定す
る。排気バルブを制御する必要がある状態とは、例えば
機関の回転速度が高速領域に設定された排気バルブ制御
判定用の設定値を超えた状態や、機関の回転速度が排気
バルブ制御判定用の設定値を超えている状態から該設定
値以下に低下した状態である。

【００５５】ステップ６で機関の状態が排気バルブを制
御する必要がある状態にあると判定されたときには、次
いでステップ７に進んでオイルソレノイドの制御を禁止
し、ステップ８で排気バルブを開方向または閉方向に制
御するべくアクチュエータ駆動回路８に開駆動指令また
は閉駆動指令を与えて、排気バルブの制御を行う。また
ステップ６で機関の状態が排気バルブを制御する必要が
ない状態にあると判定されたときには、ステップ９でオ
イルソレノイドの制御を許可し、オイルソレノイドを駆
動する必要が生じたときにステップ１０でソレノイド駆
動回路９に駆動指令を与える。

【００５６】図３に示したアルゴリズムによる場合に
は、ステップ４及び５により、内燃機関の回転速度が設
定値未満のときにアクチュエータ６及びオイルソレノイ
ド７への通電を禁止し、内燃機関の回転速度が設定値以
上になっているときにアクチュエータ６及びオイルソレ
ノイド７への通電を許可する駆動禁止・許可判定手段が
構成される。

【００５７】またステップ６により、内燃機関の状態が
排気バルブを制御する必要がある状態であるか否かを判
定する排気バルブ要制御状態判定手段が構成され、ステ
ップ７及び８により、排気バルブ要制御状態判定手段が
排気バルブを制御する必要がある状態にあると判定した
ときにオイルソレノイド７の駆動を禁止してアクチュエ
ータ６を駆動するようにアクチュエータ駆動回路を制御
するアクチュエータ駆動手段が構成される。またステッ
プ９及び１０により、排気バルブ要制御状態判定手段に
より排気バルブを駆動する必要がない状態であると判定
されたときにオイルソレノイドを駆動するようにソレノ
イド駆動回路９を制御するソレノイド駆動回路制御手段
が構成される。

【００５８】本発明を実施するに当り、発電機１として
は、すべての電装品負荷を同時に駆動する場合の総消費
電流よりも小さい電流を出力するものを用いることがで
きるが、常時駆動負荷及びコントローラと最も消費電流
が大きい随時駆動負荷とを同時に駆動する場合に支障を
来さない程度の出力電流を有するものを用いる必要があ
るのはもちろんである。

【００５９】上記のように構成すると、発電機１は、電
装品負荷の総消費電力よりも小さい定格出力を有するも
のでよいため、発電機１として従来よりも小形のものを
用いて、機関の小形軽量化を図ることができる。

【００６０】上記の例では、常時駆動負荷として点火装
置のみを挙げたが、常時駆動負荷は点火装置に限られる
ものではなく、燃料噴射装置のように、機関の運転を維
持するために常時駆動し得るようにしておく必要がある
負荷が更に他にもある場合には、その負荷をも常時駆動
負荷とする必要があるのはもちろんである。

【００６１】同様に、随時駆動負荷もアクチュエータ及
びオイルソレノイドに限られるものではなく、更に他の
負荷を随時駆動負荷とすることもできる。

【００６２】上記の例では、コンデンサ放電式点火装置
４の点火用電源として、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて
いるが、磁石発電機内に設けたエキサイタコイルを点火
用電源とする場合にも本発明を適用することができる。

【００６３】上記の例では、点火装置としてコンデンサ
放電式のものを用いたが、電流遮断形の点火装置を用い
る場合にも本発明を適用することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、すべて
の電装品負荷の消費電力の総計よりも、小さい定格出力
を有する発電機を用いて、内燃機関の運転に欠くことが
できない常時駆動負荷の動作に何等支障を来すことな
く、複数の随時駆動負荷を駆動することができる。した
がって、内燃機関に取り付ける発電機として従来より小
形のものを用いることができ、機関の小形化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のハードウェアの構成を示
した回路図である。

【図２】本発明の実施形態で用いる発電機の出力電流対
回転速度特性と、種々の電装品負荷の消費電流対回転速
度特性とを示したグラフである。

【図３】本発明の実施形態においてコントローラのマイ
クロコンピュータが実行するプログラムのアルゴリズム
の一例を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１…発電機、２…整流電源回路、３…電源コンデンサ、
４…点火装置（常時駆動負荷）、５…点火用電源回路、
６…排気バルブ駆動用アクチュエータ（随時駆動負
荷）、７…オイルソレノイド（随時駆動負荷）、８…ア
クチュエータ駆動回路、９…ソレノイド駆動回路、１０
…コントローラ、１１…制御用電源回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G092 AA11 AC04 AC06 AC09 DA07 DF05 DG09 FA49 GA07 HD10X HE01Z HF01X 3G093 AA02 AA09 AA19 CA08 DA01 DB24 EB08 5H590 AA01 AA03 AB03 CA07 CA23 CC02 CC18 CC22 CD01 CD10 EA13 EB02 EB14 FA01 FA08 FB01 GA06 GB05 HA27 JA02 JA09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリが搭載されない機械を駆動する
   内燃機関を運転するために常時駆動し得るようにしてお
   く必要がある常時駆動負荷と、必要時にのみ随時駆動さ
   れる複数の随時駆動負荷と、前記常時駆動負荷及び制御
   が必要な随時駆動負荷を制御するコントローラとを含む
   多数の電装品負荷に、前記内燃機関により駆動される発
   電機を電源として電力を供給する内燃機関駆動機械の電
   装品負荷駆動用電源装置において、 前記発電機を電源として前記コントローラに常時電力を
   供給する制御用電源回路と、 前記発電機を電源として前記常時駆動負荷に電力を供給
   する常時駆動負荷用電源回路と、 前記発電機から前記複数の随時駆動負荷のそれぞれへの
   電力の供給を個別に制御する複数の随時駆動負荷駆動回
   路と、 を具備し、 前記コントローラは、前記複数の随時駆動負荷に優先順
   位をつけて、優先順位が高い負荷を駆動する必要がある
   状況が生じたときには優先順位が低い随時駆動負荷への
   電力の供給を停止させて優先順位が高い随時駆動負荷に
   電力を供給し、優先順位が高い負荷を駆動する必要がな
   いときにのみ、優先順位が低い負荷への電力の供給を行
   わせるように前記随時駆動負荷駆動回路を制御する随時
   駆動負荷駆動制御手段を備えていること、 を特徴とする内燃機関駆動機械の電装品負荷駆動用電源
   装置。
2. 【請求項２】 前記複数の随時駆動負荷の内、短時間駆
   動を停止しても前記内燃機関の運転に支障を来さない随
   時駆動負荷の優先順位を低くし、短時間の間のみ駆動さ
   れる随時駆動負荷の優先順位を高くするように前記複数
   の随時駆動負荷の優先順位が定められていることを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関駆動機械の電装品負荷
   駆動電源装置。
3. 【請求項３】 バッテリが搭載されない装置を駆動する
   内燃機関を点火する点火装置と、前記内燃機関の排気タ
   イミングを調整する排気バルブを駆動するアクチュエー
   タと、前記内燃機関に潤滑オイルを供給する際に駆動が
   停止され前記内燃機関への潤滑オイルの供給を停止する
   際に駆動されて前記内燃機関への潤滑オイルの供給を制
   御するオイルソレノイドと、少なくとも前記点火装置と
   アクチュエータとオイルソレノイドとを制御するコント
   ローラとを含む電装品負荷に、前記内燃機関により駆動
   される発電機を電源として電力を与える内燃機関駆動機
   械の電装品負荷駆動用電源装置において、 前記発電機を電源として前記コントローラに常時電力を
   供給する制御用電源回路と、 前記発電機を電源として前記点火装置に電力を供給する
   点火用電源回路と、 前記発電機から前記アクチュエータ及びオイルソレノイ
   ドへの電力の供給を個別に制御するアクチュエータ駆動
   回路及びソレノイド駆動回路と、 を具備し、 前記コントローラは、前記内燃機関の回転速度が設定速
   度未満のときに前記アクチュエータ及びオイルソレノイ
   ドへの通電を禁止し、内燃機関の回転速度が設定速度以
   上になっているときにアクチュエータ及びオイルソレノ
   イドへの通電を許可する駆動禁止・許可判定手段と、前
   記内燃機関の状態が前記排気バルブを制御する必要があ
   る状態であるか否かを判定する排気バルブ要制御状態判
   定手段と、前記排気バルブ要制御状態判定手段により排
   気バルブを制御する必要がある状態にあると判定された
   ときに前記オイルソレノイドの駆動を禁止してアクチュ
   エータを駆動するようにアクチュエータ駆動回路を制御
   するアクチュエータ駆動手段と、前記排気バルブ要制御
   状態判定手段により排気バルブを制御する必要がない状
   態であると判定されたときに前記オイルソレノイドを駆
   動するように前記ソレノイド駆動回路を制御するソレノ
   イド駆動回路制御手段とを備えていること、を特徴とす
   る内燃機関駆動機械の電装品負荷駆動用電源装置。