JP2005147016A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロットルバルブ、点火装置、燃料噴射装置等の内燃機関の付属機器を制御する内燃機関用制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls accessory devices of the internal combustion engine such as a throttle valve, an ignition device, and a fuel injection device.
内燃機関用の回転速度を指示値に保つように制御する回転速度制御装置(電子ガバナ)や、機関の点火時期を制御する点火時期制御装置等の制御装置においては、マイクロプロセッサを備えたコントローラを用いて、制御に必要な演算処理等を行わせるようにしている。例えば電子ガバナにおいては、両端に一定の電圧が印加されたポテンショメータから得られる電圧信号を目標回転速度を指示するための速度指示信号として、この速度指示信号と、速度センサから得られる信号とをマイクロプロセッサに入力する。そして、速度センサの出力から検出した機関の回転速度度と速度指示信号により与えられた目標回転速度との偏差を演算し、演算された偏差を零にするために必要なスロットルバルブの操作量を演算して、演算された操作量だけスロットルバルブを変位させるように、スロットルバルブを操作するアクチュエータに駆動電流を流すことにより、内燃機関の回転速度を指示回転速度に一致させる。 In a control device such as a rotational speed control device (electronic governor) that controls the rotational speed for an internal combustion engine to maintain the indicated value, or an ignition timing control device that controls the ignition timing of the engine, a controller having a microprocessor is provided. It is used to perform arithmetic processing necessary for control. For example, in an electronic governor, a voltage signal obtained from a potentiometer to which a constant voltage is applied at both ends is used as a speed instruction signal for instructing a target rotation speed, and this speed instruction signal and a signal obtained from a speed sensor are Input to the processor. Then, the difference between the rotational speed of the engine detected from the output of the speed sensor and the target rotational speed given by the speed instruction signal is calculated, and the amount of operation of the throttle valve necessary to make the calculated deviation zero is calculated. The rotation speed of the internal combustion engine is made to coincide with the indicated rotation speed by applying a drive current to the actuator that operates the throttle valve so that the throttle valve is displaced by the calculated operation amount.
この種の内燃機関用制御装置において、マイクロプロセッサやセンサなどの電源を磁石式交流発電機から得る場合には、内燃機関により駆動される磁石式交流発電機の単相交流出力を整流するダイオードブリッジ全波整流回路と、この全波整流回路の出力を一定の直流電圧に変換する定電圧電源回路とを設けて、定電圧電源回路からマイクロプロセッサなどに電源電圧を与えるようにしている。このように、内燃機関により駆動される磁石発電機の出力でマイクロプロセッサ等に電源電圧を与えるようにした内燃機関用制御装置としては、例えば特許文献1に示されたもの(内燃機関用燃料噴射装置)がある。
内燃機関により駆動される磁石式交流発電機の単相交流出力を整流する全波整流回路の出力を定電圧電源回路に入力して、定電圧電源回路からマイクロプロセッサ等に電源電圧を与える場合、全波整流回路から定電圧電源回路に入力される電圧Vinは、図6に示すように、内燃機関の回転速度Nの上昇にほぼ比例して高くなっていく。定電圧電源回路は、例えば、全波整流回路から入力される電圧が設定値Vs以下のときにオン状態になり、入力電圧が設定値Vsを超えたときにオフ状態になるように制御されるトランジスタ等の電圧制御用スイッチ素子を備えていて、該電圧制御用スイッチ素子のオンオフにより出力電圧Voutを設定値Vsに保つように制御する。この場合、定電圧電源回路が設定値Vsに等しい電圧を出力することができる回転速度領域は、全波整流回路の出力電圧が設定値Vs以上になる動作開始回転速度N1以上の領域である。従って、回転速度がN1以上の領域が、マイクロプロセッサによる制御が可能になる制御可能領域となる。
When the output of the full-wave rectifier circuit that rectifies the single-phase AC output of the magnet type AC generator driven by the internal combustion engine is input to the constant voltage power supply circuit, and the power supply voltage is supplied from the constant voltage power supply circuit to the microprocessor, As shown in FIG. 6, the voltage Vin input from the full-wave rectifier circuit to the constant voltage power supply circuit increases in proportion to the increase in the rotational speed N of the internal combustion engine. For example, the constant voltage power supply circuit is controlled to be turned on when the voltage input from the full-wave rectifier circuit is equal to or lower than the set value Vs and to be turned off when the input voltage exceeds the set value Vs. A voltage control switch element such as a transistor is provided, and the output voltage Vout is controlled to be kept at the set value Vs by turning on and off the voltage control switch element. In this case, the rotation speed region where the constant voltage power supply circuit can output a voltage equal to the set value Vs is a region where the output voltage of the full-wave rectifier circuit is equal to or higher than the operation start rotation speed N1 where the output voltage is equal to or higher than the set value Vs. Therefore, a region where the rotational speed is N1 or more is a controllable region where control by the microprocessor is possible.
一般に定電圧電源回路の電圧制御用スイッチ素子で生じる損失は、該定電圧電源回路に入力される電圧が高ければ高いほど大きくなる。従来の内燃機関用制御装置では、機関の低速時から高速時まで、磁石式交流発電機の全波整流出力を定電圧電源回路に入力して一定の直流電圧に変換するようにしていたため、機関の高速回転時に電圧制御用スイッチ素子で生じる損失が大きくなり、該スイッチ素子での発熱が多くなるのを避けられなかった。そのため、定電圧電源回路に設ける電圧制御用スイッチ素子として、損失定格が大きい高価な素子を用いる必要があり、コストが高くなるのを避けられなかった。また電圧制御用スイッチ素子に大きな放熱フィンを有するヒートシンクを取り付ける必要があったため、定電圧電源回路の部分が大形になるという問題もあった。
なお磁石式交流発電機の出力を整流する整流回路として半波整流回路を用いることも考えられるが、半波整流回路を用いた場合には、定電圧電源回路の入力電圧が図6のVin´となり、設定値Vsに達する回転速度が高くなるため、図6において、制御可能領域の下限の回転速度N1´が高くなり、機関の低速時にマイクロプロセッサによる制御を行うことができなくなるという問題が生じる。
In general, the loss generated in the voltage control switch element of the constant voltage power supply circuit increases as the voltage input to the constant voltage power supply circuit increases. In the conventional internal combustion engine control device, the full-wave rectified output of the magnet type AC generator is input to the constant voltage power supply circuit and converted into a constant DC voltage from the low speed to the high speed of the engine. Loss generated in the voltage control switch element during high-speed rotation of the switch increases, and it is inevitable that heat is generated in the switch element. Therefore, it is necessary to use an expensive element having a large loss rating as a voltage control switching element provided in the constant voltage power supply circuit, and it is inevitable that the cost is increased. In addition, since it is necessary to attach a heat sink having a large heat radiation fin to the voltage control switch element, there is also a problem that the portion of the constant voltage power supply circuit becomes large.
Although a half-wave rectifier circuit may be used as a rectifier circuit that rectifies the output of the magnet type AC generator, when the half-wave rectifier circuit is used, the input voltage of the constant voltage power supply circuit is Vin ′ in FIG. Thus, since the rotational speed reaching the set value Vs is increased, the lower limit rotational speed N1 'of the controllable region in FIG. 6 is increased, and there is a problem that control by the microprocessor cannot be performed at a low engine speed. .
本発明の目的は、マイクロプロセッサの動作を開始させる回転速度を十分に低くして、マイクロプロセッサによる制御が可能になる回転速度領域が狭くなるのを防ぎつつ、定電圧電源回路の電圧制御用スイッチ素子として損失定格が小さい安価なものを用いることができるようにするとともに、電圧制御用スイッチ素子に取り付けるヒートシンクの小形化を図ることができるようにした内燃機関用制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a voltage control switch for a constant-voltage power supply circuit while sufficiently reducing a rotation speed at which the operation of the microprocessor is started and preventing a rotation speed region that can be controlled by the microprocessor from being narrowed. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine in which an inexpensive element having a small loss rating can be used and a heat sink attached to a voltage control switch element can be reduced in size.
本発明は、内燃機関により駆動される磁石式交流発電機の交流出力を整流する整流回路と、該整流回路の出力を一定の直流電圧に変換する定電圧電源回路と、該定電圧電源回路から電源電圧が与えられることにより動作状態になって内燃機関に付属する機器を制御するコントローラとを備えた内燃機関用制御装置を対象としたものである。 The present invention relates to a rectifier circuit that rectifies the AC output of a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, a constant voltage power supply circuit that converts the output of the rectifier circuit into a constant DC voltage, and the constant voltage power supply circuit. The present invention is directed to a control device for an internal combustion engine that includes a controller that is in an operating state by being supplied with a power supply voltage and controls equipment attached to the internal combustion engine.
本発明においては、上記整流回路が、Hブリッジの1対の下辺の少なくとも一方をオンオフ制御が可能なスイッチ素子で構成し、他の辺をダイオードで構成した混合ブリッジ回路からなっていて、スイッチ素子のオンオフにより全波整流回路と半波整流回路とに切り換え得るように構成されている。 In the present invention, the rectifier circuit includes a mixed bridge circuit in which at least one of a pair of lower sides of the H bridge is configured by a switch element capable of on / off control, and the other side is configured by a diode. It can be switched to a full-wave rectifier circuit and a half-wave rectifier circuit by turning on and off.
本発明においてはまた、コントローラに、磁石式交流発電機の出力から内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときに混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときに混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように回転速度に応じてスイッチ素子を制御する整流動作切り換え制御手段とが設けられている。 In the present invention, the controller also includes a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine from the output of the magnet type AC generator, and a mixture when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or lower than the set rotation speed. Rectification operation that controls the switching element according to the rotation speed so that the bridge circuit operates as a full-wave rectification circuit and the mixed bridge circuit operates as a half-wave rectification circuit when the detected rotation speed exceeds the set rotation speed Switching control means is provided.
上記のように、磁石式交流発電機の出力を整流する整流回路を、全波整流回路と半波整流回路とに切り換えることができる混合ブリッジ回路により構成するとともに、回転速度が設定回転速度以下のときに混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、回転速度が設定回転速度を超えたときに混合ブリッジ回路を全波整流回路から半波整流回路に切り換える整流動作切り換え制御手段を設けておくと、機関の低速時に整流回路が設定値以上の電圧の出力を開始する回転速度を低くして、マイクロプロセッサが動作を開始する回転速度を低くすることができる。また機関の回転速度が設定回転速度を超える領域では、整流回路を半波整流回路として動作させて、定電圧電源回路に入力される電圧を従来より低くすることができるため、機関の高速回転時に定電圧電源回路の電圧制御用スイッチ素子で生じる損失を少なくして、該スイッチ素子からの発熱を抑えることができる。 As described above, the rectifier circuit that rectifies the output of the magnet type AC generator is configured by the mixed bridge circuit that can be switched between the full-wave rectifier circuit and the half-wave rectifier circuit, and the rotation speed is equal to or lower than the set rotation speed. When the mixing bridge circuit is sometimes operated as a full-wave rectification circuit, and a rectification operation switching control means for switching the mixing bridge circuit from the full-wave rectification circuit to the half-wave rectification circuit when the rotation speed exceeds the set rotation speed is provided. The rotation speed at which the rectifier circuit starts outputting a voltage higher than the set value at a low engine speed can be lowered, and the rotation speed at which the microprocessor starts to operate can be lowered. Also, in the region where the engine rotation speed exceeds the set rotation speed, the rectifier circuit can be operated as a half-wave rectifier circuit, and the voltage input to the constant voltage power supply circuit can be made lower than the conventional one. Loss generated in the voltage control switch element of the constant voltage power supply circuit can be reduced, and heat generation from the switch element can be suppressed.
本発明の好ましい態様では、上記整流回路を、カソードが正極側出力端子に共通接続された第1及び第2のダイオードと、第1のダイオードのアノードにカソードが接続され、負極側出力端子にアノードが接続された第3のダイオードと、第2のダイオードのアノードにカソードが接続され、アノードが負極側出力端子に接続されたサイリスタとを備えた混合ブリッジ回路により構成する。 In a preferred aspect of the present invention, the rectifier circuit includes the first and second diodes whose cathodes are commonly connected to the positive output terminal, the cathode connected to the anode of the first diode, and the anode to the negative output terminal. And a thyristor having a cathode connected to the anode of the second diode and an anode connected to the negative output terminal.
この場合、コントローラに設ける整流動作切り換え制御手段は、回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときにサイリスタをオン状態にして混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときにサイリスタをオフ状態に保って混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように回転速度に応じてサイリスタを制御する。 In this case, the rectifying operation switching control means provided in the controller detects the rotational speed detected by the rotational speed detecting means and turns on the thyristor to operate the mixed bridge circuit as a full-wave rectifying circuit when the rotational speed detected is equal to or lower than the set rotational speed. The thyristor is controlled in accordance with the rotational speed so that the mixed bridge circuit is operated as a half-wave rectifier circuit while keeping the thyristor in the off state when the rotational speed exceeds the set rotational speed.
本発明の他の好ましい態様では、上記整流回路を、カソードが正極側出力端子に共通接続された第1及び第2のダイオードと、第1のダイオードのアノードにカソードが接続され、負極側出力端子にアノードが接続された第3のダイオードと、第2のダイオドのアノードにドレインが接続され、ソースが負極側出力端子に接続されたMOSFETとを備えた混合ブリッジ回路により構成する。 In another preferred aspect of the present invention, the rectifier circuit includes the first and second diodes whose cathodes are commonly connected to the positive output terminal, the cathode connected to the anode of the first diode, and the negative output terminal. And a third bridge having an anode connected thereto, and a MOSFET having a drain connected to the anode of the second diode and a source connected to the negative output terminal.
この場合、コントローラに設ける整流動作切り換え制御手段は、回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときにMOSFETをオフ状態にして混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときにMOSFETをオン状態に保って混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように回転速度に応じてMOSFETを制御する。 In this case, the rectification operation switching control means provided in the controller detects the rotation speed detected by the rotation speed detection means below the set rotation speed, turns off the MOSFET and operates the mixed bridge circuit as a full-wave rectification circuit, and detects it. The MOSFET is controlled according to the rotational speed so that the mixed bridge circuit operates as a half-wave rectifier circuit while keeping the MOSFET on when the rotational speed exceeds the set rotational speed.
本発明の他の好ましい態様では、上記整流回路を、カソードが正極側出力端子に共通接続された第1及び第2のダイオードと、第1のダイオードのアノードにカソードが接続され、負極側出力端子にアノードが接続された第1のサイリスタと、第2のダイオードのアノードにカソードが接続され、アノードが負極側出力端子に接続された第2のサイリスタとを備えた混合ブリッジ回路により構成する。 In another preferred aspect of the present invention, the rectifier circuit includes the first and second diodes whose cathodes are commonly connected to the positive output terminal, the cathode connected to the anode of the first diode, and the negative output terminal. And a second thyristor having a cathode connected to the anode of the second diode and an anode connected to the negative output terminal.
この場合、コントローラに設ける整流動作切り換え制御手段は、回転速度検出手段により検出された回転速度が第1の設定回転速度以下のときに第1のサイリスタ及び第2のサイリスタの双方をオン状態にして混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が第1の設定回転速度を超え第2の設定回転速度未満のときに第1のサイリスタ及び第2のサイリスタのうちの一方及び他方をそれぞれオン状態及びオフ状態にして混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させ、検出された回転速度が第2の設定回転速度を超えているときには、第1のサイリスタ及び第2のサイリスタのうちの一方及び他方をそれぞれオン状態及びオフ状態にする状態と、第1のサイリスタ及び第2のサイリスタの双方をオフ状態にする状態とを交互に生じさせるように回転速度に応じて第1及び第2のサイリスタを制御する。 In this case, the rectifying operation switching control means provided in the controller turns on both the first thyristor and the second thyristor when the rotational speed detected by the rotational speed detecting means is equal to or lower than the first set rotational speed. The mixed bridge circuit is operated as a full-wave rectifier circuit, and one of the first thyristor and the second thyristor when the detected rotation speed exceeds the first set rotation speed and less than the second set rotation speed, and The mixed bridge circuit is operated as a half-wave rectifier circuit with the other turned on and off, respectively. When the detected rotational speed exceeds the second set rotational speed, the first thyristor and the second thyristor A state in which one and the other are turned on and off, and a state in which both the first thyristor and the second thyristor are turned off. DOO controlling the first and second thyristor in accordance with the rotational speed to produce alternately.
このように構成すると、機関の高速回転時に、発電機の出力電圧を間引きして整流することができるため、機関の高速回転時に定電圧電源回路に入力される電圧を更に低くして、電圧制御用スイッチ素子で生じる損失のより一層の低減を図ることができる。 When configured in this manner, the output voltage of the generator can be rectified by decimating the output voltage during high-speed rotation of the engine, so that the voltage input to the constant voltage power circuit during the high-speed rotation of the engine can be further reduced to control the voltage. The loss generated in the switch element can be further reduced.
以上のように、本発明によれば、磁石式交流発電機の出力を整流する整流回路を、全波整流回路と半波整流回路とに切り換えることができる混合ブリッジ回路により構成するとともに、回転速度が設定回転速度以下のときに混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、回転速度が設定回転速度を超えたときに混合ブリッジ回路を全波整流回路から半波整流回路に切り換える整流動作切り換え制御手段を設けたので、機関の低速時には整流回路が設定値以上の電圧の出力を開始する回転速度を低くして、マイクロプロセッサが動作を開始する回転速度を低くすることができ、また機関の回転速度が設定回転速度を超える領域では、定電圧電源回路に入力される電圧を従来より低くして、機関の高速回転時に定電圧電源回路の電圧制御用スイッチ素子で生じる損失を少なくすることができる。
従って、マイクロプロセッサによる制御が可能になる回転速度領域を狭くすることなく、定電圧電源回路で安価なスイッチ素子を用いることを可能にして、コストの低減を図るとともに、スイッチ素子に取り付けるヒートシンクを小形にして装置の小形化を図ることができるという利点が得られる。
As described above, according to the present invention, the rectifier circuit that rectifies the output of the magnet type AC generator is configured by the mixed bridge circuit that can be switched between the full-wave rectifier circuit and the half-wave rectifier circuit, and the rotational speed Rectification operation switching control to operate the mixed bridge circuit as a full-wave rectifier circuit when is below the set rotational speed, and to switch the mixed bridge circuit from the full-wave rectifier circuit to the half-wave rectifier circuit when the rotational speed exceeds the set rotational speed Since the means is provided, the rotation speed at which the rectifier circuit starts to output a voltage higher than the set value can be lowered at the low speed of the engine, and the rotation speed at which the microprocessor starts to operate can be lowered. In the region where the speed exceeds the set rotational speed, the voltage input to the constant voltage power supply circuit is set lower than before, and the voltage control switch of the constant voltage power supply circuit is rotated at high engine speed. It is possible to reduce the loss caused by the pitch element.
Therefore, it is possible to use an inexpensive switch element in the constant voltage power supply circuit without narrowing the rotation speed region that can be controlled by the microprocessor, thereby reducing the cost and reducing the heat sink attached to the switch element. Thus, there is an advantage that the apparatus can be miniaturized.
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図1は本発明の第1の実施形態の構成を示したもので、同図において、1は内燃機関により駆動される磁石式交流発電機、2は発電機1の単相交流出力を整流する整流回路、3は整流回路の出力端子間に接続された電源コンデンサ、4は整流回路2の出力電圧を一定の直流電圧に変換する定電圧電源回路、5は定電圧電源回路4から電源電圧が与えられることにより動作状態になって内燃機関に付属する機器を制御するコントローラである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a first embodiment of the present invention, in which 1 is a magnetic AC generator driven by an internal combustion engine, and 2 is a rectifier for a single-phase AC output of the
更に詳細に説明すると、整流回路2は、Hブリッジの1対の下辺の少なくとも一方をスイッチ素子で構成し、他の辺をダイオードで構成した混合ブリッジ回路により構成される。図示の例では、カソードが正極側出力端子2aに共通接続された第1及び第2のダイオードD1及びD2と、第1のダイオードD1のアノードにカソードが接続され負極側出力端子2bにアノードが接続された第3のダイオードD3と、第2のダイオードD2のアノードにカソードが接続され、アノードが負極側出力端子2bに接続されたサイリスタTh(スイッチ素子)とを備えた混合ブリッジ回路により整流回路2が構成され、整流回路2の入力端子2u及び2vはそれぞれ、磁石式交流発電機1の発電コイル1aの一端1a1及び他端1a2に接続されている。整流回路2の負極側出力端子2bは接地され、正極側出力端子2aと接地間に電源コンデンサ3が接続されている。この整流回路は、サイリスタThをオン状態にしたときに全波整流回路として動作し、サイリスタThをオフ状態にしたときに半波整流回路として動作する。
More specifically, the
定電圧電源回路4は、電源コンデンサ3の非接地側端子にコレクタが接続された電圧制御用スイッチとしてのNPNトランジスタTR1と、トランジスタTR1のコレクタベース間に接続された抵抗器R1と、トランジスタTR1のベースと接地間にアノードを接地側に向けて接続されたツェナーダイオードZD1と、トランジスタTR1のエミッタと接地間に接続されたコンデンサC1とを備えており、コンデンサC1の非接地側端子から正極性側の出力端子4aが導出されている。
The constant
この定電圧回路においては、コンデンサC1の両端に得られる出力電圧Voutが、抵抗器R1による電圧降下とツェナーダイオードZD1のツェナー電圧との和により決まる設定値Vsよりも低いときにトランジスタTR1がオン状態になって整流回路2の出力電圧をコンデンサC1に印加し、出力電圧Voutが設定値Vsよりも高くなったときにトランジスタTR1がオフ状態になってコンデンサC1を整流回路2から切り離す。従って、コンデンサC1の両端に得られる出力電圧Voutは設定値Vsに保たれる。設定値Vsはコントローラ5を駆動するのに適した電圧(例えば5[V])に設定されている。
In this constant voltage circuit, the transistor TR1 is turned on when the output voltage Vout obtained across the capacitor C1 is lower than the set value Vs determined by the sum of the voltage drop by the resistor R1 and the Zener voltage of the Zener diode ZD1. The output voltage of the
コントローラ5は、マイクロプロセッサ5Aと、発電機1の出力を入力として機関の回転速度に比例する周波数の速度検出信号を出力する速度検出信号発生回路5Bと、スイッチ駆動回路5Cとを備えている。マイクロプロセッサ5Aは電源端子5aと接地端子5bとを有していて、定電圧電源回路4の出力電圧Voutが電源端子5aと接地端子5bとの間に印加されている。
The controller 5 includes a
図示の速度検出信号発生回路5Bは、エミッタが接地されたNPNトランジスタTR2と、トランジスタTR2のベースに一端が接続された抵抗器R2と、抵抗器R2の他端にカソードが接続され、アノードが発電コイル1aの他端1a2に接続されたダイオードD5とからなり、トランジスタTR2のコレクタ(回転速度検出手段の出力端子)がマイクロプロセッサ5AのポートA1に接続されている。ポートA1にはプルアップ抵抗器R3を通して定電圧電源回路4の出力電圧Voutが印加されている。
The illustrated speed detection
速度検出信号発生回路5Bにおいては、発電コイル1aが発生する交流電圧Ve(図5A参照)の負の半波の電圧がしきい値を超えている期間トランジスタTR2がオン状態になるためそのコレクタの電位がLレベル(ローレベル)になり、交流電圧Veの負の半波の電圧がしきい値未満になっている期間及び交流電圧Veの正の半波の期間はトランジスタTR2がオフ状態を保持するため、そのコレクタの電位がHレベル(ハイレベル)を保持する。従って、速度検出信号発生回路5Bは、図5(C)のような矩形波状の速度検出信号Vnを発生する。
In the speed detection
マイクロプロセッサ5Aは、上記速度検出信号の立上りまたは立下りでプログラムに割り込みをかけて速度検出信号の発生間隔を検出し、検出した速度検出信号の発生間隔から機関の回転速度を演算する。マイクロプロセッサが回転速度を演算する過程により回転速度演算手段が構成され、この回転速度演算手段と、速度検出信号発生回路5Bとにより、回転速度検出手段が構成される。
The
スイッチ駆動回路5Cは、マイクロプロセッサ5Aからスイッチオン指令が発生したときにサイリスタThにトリガ信号を与える回路で、整流回路2の正極側出力端子2aに一端が接続された抵抗器R4と、抵抗器R4の他端にアノードが接続されたダイオードD6及びD7と、ダイオードD6のアノードにコレクタが接続され、エミッタが接地されたNPNトランジスタTR3と、ダイオードD7のカソードとサイリスタThのゲートとの間に接続された抵抗器R5と、トランジスタTR3のベースとマイクロプロセッサ5AのポートA2との間に接続された抵抗器R6とからなっている。
The
コントローラ5は、マイクロプロセッサ5Aに所定のプログラムを実行させることにより、上記回転速度演算手段の外に、検出された回転速度に対して内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、回転速度やスロットルバルブ開度等の各種の制御条件に対して燃料噴射量を制御する燃料噴射制御手段、機関の回転速度を指示回転速度に保つようにスロットルバルブを制御する回転速度制御手段等の各種の制御手段を必要に応じて構成する。
The controller 5 causes the
本発明においては、点火時期制御手段、燃料噴射制御手段、回転速度制御手段など、従来から設けられている制御手段の外に更に、回転速度検出手段により検出された回転速度Nが設定回転速度Ns1以下のときにポートA2からスイッチ駆動回路5Cにスイッチオン指令を与え、検出された回転速度が設定回転速度Ns1を超えたときにポートA2からスイッチ駆動回路5Cにスイッチオフ指令を与えるスイッチオンオフ指令発生手段がマイクロプロセッサ5Aにより構成される。そして、このスイッチオンオフ指令発生手段と、スイッチ駆動回路5Cとにより、回転速度検出手段により検出された回転速度Nが設定回転速度Ns1以下のときに整流回路2を構成する混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度Ns1を超えたときに混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように、回転速度Nに応じてサイリスタTh(スイッチ素子)を制御する整流動作切り換え制御手段が構成される。
In the present invention, the rotational speed N detected by the rotational speed detecting means is further set to the set rotational speed Ns1 in addition to the control means conventionally provided such as the ignition timing control means, the fuel injection control means, and the rotational speed control means. A switch on / off command is issued from the port A2 to the
上記スイッチオンオフ指令発生手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムを示すフローチャートを図7に示した。図7のタスクは一定の時間(例えば80[msec])間隔で実行される。このタスクが開始されると、先ずステップ1で別のタスクで演算されてRAMに記憶されている回転速度Nを読み込み、ステップ2で読み込んだ回転速度Nが設定回転速度Ns1以下であるか否かを判定する。その結果、回転速度Nが設定回転速度Ns1以下である場合には、ステップ3でポートA2の電位をLレベル(ローレベル)にすることにより、スイッチオン指令を発生し、このタスクを終了する。またステップ2で回転速度Nが設定回転速度Ns1以下でない(設定回転速度を超えている)と判定されたときには、ステップ4に進んでポートA2の電位をHレベル(ハイレベル)にすることによりスイッチオフ指令を発生し、このタスクを終了する。
FIG. 7 shows a flowchart showing an algorithm of a task to be executed by the microprocessor in order to constitute the switch on / off command generating means. The task in FIG. 7 is executed at regular time intervals (for example, 80 [msec]). When this task is started, first, the rotational speed N calculated in another task and stored in the RAM is read in
図1に示した実施形態において、内燃機関が回転すると、磁石式交流発電機1が図5(A)に示すように交流電圧Veを発生し、整流回路2から図5(B)に示す波形の電圧が出力される。図5(B)に波線で示した波形は、電源コンデンサ3の両端の電圧であり、この電圧が定電圧電源回路4に入力電圧Vinとして与えられる。回転速度が設定回転速度Ns1以下のときには、マイクロプロセッサがポートA2の電位をLレベルにしてスイッチオン指令を発生しているため、スイッチ駆動回路5CのトランジスタTR3がオフ状態を保持している。この状態では、電源コンデンサ3側からダイオードD7と抵抗器R5とを通してサイリスタThにトリガ信号が与えられるため、サイリスタThはそのアノードカソード間に順方向の電圧が印加されたときにオン状態になる。このとき整流回路2は全波整流回路として動作し、図5(B)の左端に示した時刻t1からt2までの領域のように、発電機の出力電圧Veを全波整流した波形の電圧が整流回路2から出力される。従って、機関の低速回転時には、図2の曲線bのように、回転速度Nが動作開始回転速度N1に達したときに定電圧電源回路4の入力電圧Vinが設定値Vsに達して、定電圧電源回路4から設定値Vsの直流電圧Voutが出力され、マイクロプロセッサ5Aが動作状態になる。従って機関の低速時においてもマイクロプロセッサによる各種の制御を行わせることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, when the internal combustion engine rotates, the magnet
機関の回転速度が設定回転速度Ns1を超えると、マイクロプロセッサがポートA2の電位をHレベルにしてスイッチオフ指令を発生する。このときトランジスタTR3がオン状態になるため、サイリスタThに与えられていたトリガ信号がダイオードD6とトランジスタTR3とを通してサイリスタThから側路される。従ってサイリスタThはオン状態になることができなくなる。このとき整流回路2は半波整流回路として動作するため、図2に示した曲線bのように、定電圧電源回路の入力電圧Vinが低下する。なお図2に直線aで示したVin対N特性は、図6に実線で示したVin対N特性と同じものである。
When the rotational speed of the engine exceeds the set rotational speed Ns1, the microprocessor sets the potential of the port A2 to H level and generates a switch-off command. At this time, since the transistor TR3 is turned on, the trigger signal applied to the thyristor Th is bypassed from the thyristor Th through the diode D6 and the transistor TR3. Therefore, the thyristor Th cannot be turned on. At this time, since the
定電圧電源回路4の電圧制御用スイッチ素子として図示の例のようにトランジスタTR1を用いる場合、該トランジスタで生じる損失Pdは、そのコレクタ電流icと、コレクタエミッタ間電圧Vce(=Vin−Vout)とから下記の式により与えられる。
Pd=Vce×ic
=(Vin−Vout)×ic …(1)
When the transistor TR1 is used as the voltage control switch element of the constant voltage
Pd = Vce × ic
= (Vin−Vout) × ic (1)
従って、図6の直線aのように、定電圧電源回路の入力電圧Vinが機関の回転速度に比例して上昇していくと、機関の高速時にトランジスタTR1で生じる損失が大きくなり、該トランジスタからの発熱が多くなる。これに対し、図1に示した実施形態では、回転速度が設定回転速度Ns1を超える領域でサイリスタThをオフ状態にすることにより、整流回路2を半波整流回路として動作させて、定電圧電源回路の入力電圧Vinを下げるため、機関の高速時にトランジスタTR1で生じる損失を少なくすることができ、該トランジスタからの発熱を少なくすることができる。
Therefore, when the input voltage Vin of the constant voltage power supply circuit rises in proportion to the rotational speed of the engine as shown by the straight line a in FIG. 6, the loss generated in the transistor TR1 increases at the high speed of the engine. The fever increases. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, by turning off the thyristor Th in a region where the rotational speed exceeds the set rotational speed Ns1, the
上記のように、本発明によれば、機関の低速時に整流回路2を全波整流回路として動作させるため、整流回路2が設定値Vs以上の電圧の出力を開始する回転速度N1を低くして、マイクロプロセッサ5Aが動作を開始する回転速度を低くすることができる。また機関の回転速度Nが設定回転速度Ns1を超える領域では、整流回路2を半波整流回路として動作させて、定電圧電源回路4に入力される電圧Vinを従来より低くすることができるため、機関の高速回転時に定電圧電源回路の電圧制御用スイッチ素子で生じる損失を少なくして、該スイッチ素子からの発熱を抑えることができる。
As described above, according to the present invention, since the
図3は本発明の第2の実施形態を示したものである。図1の実施形態では、整流回路に設けるスイッチ素子としてサイリスタThを用いたが、図3に示した実施形態では、サイリスタに代えて、MOSFET F1がスイッチ素子として用いられている。即ち、この実施形態では、カソードが正極側出力端子2aに共通接続された第1及び第2のダイオードD1及びD2と、第1のダイオードD1のアノードにカソードが接続され負極側出力端子2bにアノードが接続された第3のダイオードD3と、第2のダイオードD2のアノードにドレインが接続され、ソースが負極側出力端子2bに接続されたMOSFET F1とからなる混合ブリッジ回路により整流回路2が構成されている。MOSFET F1のドレインソース間には寄生ダイオードD4が形成されている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 1, the thyristor Th is used as a switch element provided in the rectifier circuit. However, in the embodiment shown in FIG. 3, a MOSFET F1 is used as the switch element instead of the thyristor. That is, in this embodiment, the cathode is connected to the anode of the first diode D1 and the anode connected to the anode of the first diode D1, and the anode connected to the anode of the
この整流回路においては、MOSFET F1がオフ状態にあるときに、ダイオードD1ないしD3と、MOSFETの寄生ダイオードD4とにより全波整流回路が構成される。またMOSFETがオン状態にあるときには、発電コイル1aの他端1a2が接地されるため、整流回路2が半波整流回路として動作する。
In this rectifier circuit, when the MOSFET F1 is in the OFF state, the diodes D1 to D3 and the parasitic diode D4 of the MOSFET constitute a full-wave rectifier circuit. When the MOSFET is on, the other end 1a2 of the power generation coil 1a is grounded, so that the
またスイッチ駆動回路5Cは、エミッタが接地され、ベースがマイクロプロセッサのポートA2に抵抗器R6を通して接続されたNPNトランジスタTR3と、エミッタが整流回路2の正極側出力端子2aに接続され、ベースが抵抗器R7を通してトランジスタTR3のコレクタに接続されたトランジスタTR4と、トランジスタTR4のコレクタとMOSFETのゲートとの間に接続された抵抗器R8とからなっている。このスイッチ駆動回路においては、マイクロコンピュータのポートA2の電位がHレベルにされてトランジスタTR3がオン状態にされたときにトランジスタTR4がオン状態になってMOSFET F1に駆動信号を与え、ポートA2の電位がLレベルにされてトランジスタTR3がオフ状態にされたときにトランジスタTR4がオフ状態になってMOSFETへの駆動信号の供給を停止する。
The
コントローラ5は、図1に示した実施形態と同様に、速度検出信号発生回路5Bから出力される速度検出信号Vnから回転速度を検出する回転速度検出手段を備えている。コントローラ5はまた、回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときにポートA2の電位をLレベルにしてスイッチオフ指令を発生し、回転速度が設定回転速度を超えているときにポートA2の電位をHレベルにしてスイッチオン指令を発生するスイッチオンオフ指令発生手段を備えており、このスイッチオンオフ指令発生手段とスイッチ駆動回路5Cとにより、回転速度が設定回転速度以下の時にMOSFETをオフ状態にして混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときに前記MOSFETをオン状態に保って混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように回転速度に応じてMOSFETを制御する整流動作切り換え制御手段を構成する。
As in the embodiment shown in FIG. 1, the controller 5 includes a rotational speed detection means for detecting the rotational speed from the speed detection signal Vn output from the speed detection
上記スイッチオンオフ指令発生手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図8に示した。図8に示したフローチャートは、図7のステップ3とステップ4とを入れ替えたものに相当する。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a task algorithm executed by the microprocessor in order to constitute the switch on / off command generating means. The flow chart shown in FIG. 8 corresponds to a case where
また図3に示した実施形態では、回転速度が設定回転速度Ns1を超える領域で、発電コイル1aの他端1a2がMOSFET F1を通して接地されるため、設定回転速度以上の領域でも速度検出信号を発生させるために、速度検出信号発生回路5BのダイオードD5のアノードが発電コイル1aの一端1a1に接続されている。この場合、速度検出信号Vnの波形は図5の(C)に示した波形を反転させた波形になる。図3に示した実施形態のその他の構成は図1に示した実施形態と同様である。
In the embodiment shown in FIG. 3, since the other end 1a2 of the generator coil 1a is grounded through the MOSFET F1 in the region where the rotational speed exceeds the set rotational speed Ns1, a speed detection signal is generated even in the region where the rotational speed is higher than the set rotational speed. For this purpose, the anode of the diode D5 of the speed detection
図4は本発明の第3の実施形態を示したもので、この実施形態では、カソードが正極側出力端子2aに共通接続された第1及び第2のダイオードD1及びD2と、第1のダイオードD1のアノードにカソードが接続され、負極側出力端子2bにアノードが接続された第1のサイリスタTh1と、第2のダイオードD2のアノードにカソードが接続されアノードが負極側出力端子2bに接続された第2のサイリスタTh2とを備えた混合ブリッジ回路により整流回路2が構成されている。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the first and second diodes D1 and D2 whose cathodes are commonly connected to the
スイッチ駆動回路5Cは、第1のサイリスタTh1を駆動する回路と、第2のサイリスタTh2を駆動する回路とからなっている。第1のサイリスタTh1を駆動する回路は、整流回路2の正極側出力端子2aに一端が接続された抵抗器R41と、抵抗器R41の他端にアノードが接続されたダイオードD61及びD71と、ダイオードD61のカソードにコレクタが接続され、エミッタが接地されたNPNトランジスタTR31と、ダイオードD71のカソードとサイリスタTh1のゲートとの間に接続された抵抗器R51と、トランジスタTR31のベースとマイクロプロセッサ5AのポートA2との間に接続された抵抗器R61とからなっている。また第2のサイリスタTh2を駆動する回路は、整流回路2の正極側出力端子2aに一端が接続された抵抗器R42と、抵抗器R42の他端にアノードが接続されたダイオードD62及びD72と、ダイオードD62のカソードにコレクタが接続され、エミッタが接地されたNPNトランジスタTR32と、ダイオードD72のカソードとサイリスタTh2のゲートとの間に接続された抵抗器R52と、トランジスタTR32のベースとマイクロプロセッサ5AのポートA3との間に接続された抵抗器R62とからなっている。第1のサイリスタTh1を駆動する回路及び第2のサイリスタTh2を駆動する回路の動作は図1に示したスイッチ駆動回路5Cの動作と同様である。即ち、トランジスタTR61がオフ状態にあるとき及びトランジスタTR62がオフ状態にあるときにそれぞれサイリスタTh1及びTh2にトリガ信号が与えられ、トランジスタTR61がオン状態にあるとき及びトランジスタTR62がオン状態にあるときにそれぞれサイリスタTh1及びTh2へのトリガ信号の供給が停止される。
The
コントローラ5には、図1に示した実施形態と同様に、速度検出信号発生回路5Bから出力される速度検出信号Vnから回転速度を検出する回転速度検出手段を備えている。コントローラ5はまた、回転速度検出手段により検出された回転速度が第1の設定回転速度Ns1以下のときに第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2をそれぞれオン状態にすることを指令するオン指令を発生し、回転速度が第1の設定回転速度Ns2を超え第2の設定回転速度Ns2(>Ns1)未満のときに第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2のうちの一方をオン状態にするオン指令と他方をオフ状態にするオフ指令を発生し、回転速度が第2の設定回転速度Ns2を超えているときには、第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2のうちの一方をオン状態にするオン指令及び他方をオフ状態にするオフ指令を所定の期間発生する状態と、第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2の双方をオフ状態にするオフ指令を所定の期間発生する状態とを交互に生じさせるスイッチオンオフ指令発生手段を備えており、このスイッチオンオフ指令発生手段と、スイッチ駆動回路5Cとにより、回転速度が第1の設定回転速度Ns1以下のときに第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2の双方をオン状態にして整流回路2を構成する混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が第1の設定回転速度Ns2を超え第2の設定回転速度Ns2(>Ns1)未満のときに第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2のうちの一方をオン状態にし他方をオフ状態にして混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させ、検出された回転速度が第2の設定回転速度Ns2を超えているときには、第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2のうちの一方をオン状態にして他方を所定期間オフ状態にする状態と、第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2の双方を所定期間オフ状態にする状態とを交互に生じさせるように回転速度に応じて第1及び第2のサイリスタを制御する整流動作切り換え制御手段を構成する。
As in the embodiment shown in FIG. 1, the controller 5 is provided with a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed from the speed detection signal Vn output from the speed detection
上記スイッチオンオフ指令発生手段を構成するために微小時間間隔でマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図9に示した。このアルゴリズムによる場合には、ステップ1で回転速度Nを読み込み、ステップ2で回転速度Nを第1の設定回転速度Ns1と比較する。その結果、N≦Ns1であるときには、ステップ3でポートA2の電位をLレベルにして第1のサイリスタTh1をオン状態にすることを指令する第1スイッチオン指令を発生させ、ステップ4でポートA3の電位をLレベルにすることにより、第2のサイリスタTh2をオン状態にすることを指令する第2スイッチオン指令を発生させる。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of a task algorithm executed by the microprocessor at a minute time interval in order to constitute the switch on / off command generating means. In the case of this algorithm, the rotational speed N is read in
ステップ2でN≦Ns1でない(N>Ns1である)と判定されたときには、ステップ5に進んで回転速度Nを第2の設定回転速度Ns2と比較する。その結果、N≦Ns2であるときには、ステップ6でポートA2の電位をHレベルにして第1のサイリスタTh1をオフ状態にすることを指令する第1スイッチオフ指令を発生し、ステップ7でポートA3の電位をLレベルにして第2のサイリスタTh2をオン状態にすることを指令する第2スイッチオン指令を発生する。
If it is determined in
またステップ5でN≦Ns2でないと判定されたとき(N>Ns2であると判定されたとき)には、ステップ8に速度検出信号Vnの立下り(発電機の出力電圧Veの負の半波の立上り)が検出されているか否かを判定し、検出されている場合には、ステップ9に進んでフラグが0であるか否かを判定する。最初はフラグが0であるため、ステップ10に進んでポートA2の電位をHレベルにすることにより第1のサイリスタTh1をオフ状態にすることを指令する第1スイッチオフ指令を発生し、ステップ11でポートA3の電位をHレベルにすることにより第2のサイリスタTh2をオフ状態にすることを指令する第2スイッチオフ指令を発生する。その後ステップ12でフラグを1にセットしてこのタスクを終了する。ステップ8で速度検出信号の立下りが検出されていない(立上りが検出されている)と判定されたときには、以後何もしないでこのタスクを終了する。ステップ8で速度検出信号Vnの立下りが検出されていると判定され、ステップ9でフラグが0でない(1である)と判定されたときには、ステップ13に進んで第1スイッチオン指令を発生させ、ステップ14で第2スイッチオフ指令を発生させる。その後ステップ15でフラグを0としてこのタスクを終了する。
When it is determined in step 5 that N ≦ Ns2 is not satisfied (when it is determined that N> Ns2), in
図9に示したようにスイッチオンオフ指令発生手段を構成した場合には、図5に示す時刻t2で回転速度Nが第1の設定回転速度Ns1を超えたときに図9のステップ6及び7が実行されて第1スイッチオフ指令と第2スイッチオン指令が発生するため、第1のサイリスタTh1がオフ状態にされ、第2のサイリスタTh2がオン状態にされる。従って発電コイル1aが出力する正の半波の電圧が整流回路2を通して出力される。また時刻t3で回転速度Nが第2の設定回転速度Ns2を超えた後、速度検出信号Vnのレベル変化から発電コイル1aの出力電圧の負の半波の立上りが検出されると、図9のステップ10と11とが実行されて第1スイッチオフ指令と第2スイッチオフ指令とが発生するため、第1のサイリスタTh1及び第2のサイリスタTh2が共にオフ状態にされ、整流回路2が出力を停止する。その後再度発電コイル1aの出力電圧の負の半波の立上りが検出されると、図9のステップ13及び14が実行されて第1スイッチオン指令と第2スイッチオフ指令とが発生するため、第1のサイリスタがオン状態にされ、第2のサイリスタTh2がオフ状態にされる。この状態では、発電コイル1aの出力の負の半波の電圧が整流回路2を通して出力される。
When the switch on / off command generating means is configured as shown in FIG. 9, when the rotational speed N exceeds the first set rotational speed Ns1 at time t2 shown in FIG. Since the first switch-off command and the second switch-on command are generated, the first thyristor Th1 is turned off and the second thyristor Th2 is turned on. Accordingly, a positive half-wave voltage output from the power generation coil 1 a is output through the
上記のような制御を行わせた場合、図5において、時刻t1からt2までの領域は、整流回路が全波整流回路として動作する全波整流領域となり、時刻t2からt3までの領域は整流回路が半波整流回路として動作する半波整流領域となる。また時刻t3以降の領域は、整流回路が所定の期間(上記の例では発電機の出力の1サイクルの期間)出力を停止する状態と、整流回路が所定の期間半波整流動作を行う状態とが交互に生じて発電機の出力が所定の周期で間引かれる間引き制御領域となる。
なお図1に示した実施形態及び図3に示した実施形態による場合には、図5の時刻t3以降の領域も半波整流領域となる。
When the above control is performed, the region from time t1 to t2 in FIG. 5 is a full-wave rectification region in which the rectifier circuit operates as a full-wave rectifier circuit, and the region from time t2 to t3 is the rectifier circuit. Becomes a half-wave rectification region operating as a half-wave rectification circuit. The region after time t3 includes a state in which the rectifier circuit stops outputting for a predetermined period (in the above example, a period of one cycle of the generator output), and a state in which the rectifier circuit performs a half-wave rectification operation for a predetermined period. Are generated alternately and become a thinning control region in which the output of the generator is thinned out at a predetermined cycle.
In the case of the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG. 3, the region after time t3 in FIG. 5 is also a half-wave rectification region.
図4に示した実施形態によれば、回転速度が第2の設定回転速度Ns2を超える領域で、整流回路の出力が所定の周期で間引かれるため、定電圧電源回路の入力電圧Vin対回転速度N特性は、図2に波線で示した曲線cのような特性になり、回転速度が第2の設定回転速度Ns2を超える高速領域で定電圧電源回路に入力される電圧を更に低くして、トランジスタTR1で生じる損失を少なくすることができる。 According to the embodiment shown in FIG. 4, since the output of the rectifier circuit is thinned out at a predetermined cycle in the region where the rotational speed exceeds the second set rotational speed Ns2, the input voltage Vin versus rotation of the constant voltage power supply circuit The speed N characteristic becomes a characteristic like a curve c shown by a wavy line in FIG. 2, and the voltage input to the constant voltage power circuit is further lowered in a high speed region where the rotational speed exceeds the second set rotational speed Ns2. The loss generated in the transistor TR1 can be reduced.
図9に示した例では、ステップ13で第1スイッチオン指令を発生させ、ステップ14で第2スイッチオフ指令を発生させたが、ステップ13で第1スイッチオフ指令を発生させ、ステップ14で第2スイッチオン指令を発生させて、半波整流時に発電コイル1aの正の半波の電圧を出力させるようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 9, the first switch-on command is generated at step 13 and the second switch-off command is generated at
図9に示した例では、回転速度が第2の設定回転速度Ns2を超える領域で、発電機の出力の1サイクルの期間整流回路の整流動作を停止させ、次の1サイクルの期間整流回路を半波整流回路として動作させるようにしたが、回転速度が第2の設定回転速度Ns2を超える領域では、整流回路が所定の期間出力を停止する状態と、整流回路が所定の期間半波整流動作を行う状態とが交互に生じて発電機の出力が所定の周期で間引かれるようにすればよく、整流回路が動作を停止する期間及び半波整流動作を行う期間の設定の仕方は上記の例に限定されない。 In the example shown in FIG. 9, in the region where the rotation speed exceeds the second set rotation speed Ns2, the rectification operation of the one-cycle period rectifier circuit of the generator output is stopped, and the next one-cycle period rectifier circuit is set. The operation is performed as a half-wave rectifier circuit. In a region where the rotational speed exceeds the second set rotational speed Ns2, the rectifier circuit stops outputting for a predetermined period, and the rectifier circuit performs a half-wave rectification operation for a predetermined period. It is sufficient that the output of the generator is thinned out in a predetermined cycle alternately with the state in which the rectifying operation is performed, and the method for setting the period in which the rectifier circuit stops operating and the period in which the half-wave rectifying operation is performed is described above. It is not limited to examples.
1 磁石式交流発電機
2 整流回路
3 電源コンデンサ
4 定電圧電源回路
5 コントローラ
5A マイクロプロセッサ
5B 速度検出信号発生回路
5C スイッチ駆動回路
Th,Th1,Th2 サイリスタ
F1 MOSFET
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記整流回路は、Hブリッジの1対の下辺の少なくとも一方をスイッチ素子で構成し、他の辺をダイオードで構成した混合ブリッジ回路からなっていて、前記スイッチ素子のオンオフにより全波整流回路と半波整流回路とに切り換え得るように構成され、
前記コントローラは、前記磁石式交流発電機の出力から前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときに前記混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときに前記混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように前記回転速度に応じて前記スイッチ素子を制御する整流動作切り換え制御手段とを備えていること、
を特徴とする内燃機関用制御装置。 A rectifier circuit for rectifying the AC output of a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, a constant voltage power circuit for converting the output voltage of the rectifier circuit to a constant DC voltage, and a power supply voltage from the constant voltage power circuit. A control device for an internal combustion engine comprising a controller that is in an operating state by being given and controls a device attached to the internal combustion engine;
The rectifier circuit is composed of a mixed bridge circuit in which at least one of a pair of lower sides of the H bridge is configured by a switch element and the other side is configured by a diode. Configured to be switched to a wave rectifier circuit,
The controller includes: a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the internal combustion engine from an output of the magnet type AC generator; and the mixing bridge when the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is equal to or lower than a set rotation speed. The circuit is operated as a full-wave rectifier circuit, and the switch element is controlled according to the rotational speed so that the mixed bridge circuit is operated as a half-wave rectifier circuit when the detected rotational speed exceeds a set rotational speed. Rectifying operation switching control means,
A control device for an internal combustion engine.
前記整流回路は、カソードが正極側出力端子に共通接続された第1及び第2のダイオードと、前記第1のダイオードのアノードにカソードが接続され前記負極側出力端子にアノードが接続された第3のダイオードと、前記第2のダイオードのアノードにカソードが接続され、アノードが前記負極側出力端子に接続されたサイリスタとを備えた混合ブリッジ回路からなり、
前記コントローラは、前記磁石式交流発電機の出力から前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときに前記サイリスタをオン状態にして前記混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときに前記サイリスタをオフ状態に保って前記混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように前記回転速度に応じて前記サイリスタを制御する整流動作切り換え制御手段とを備えていること、
を特徴とする内燃機関用制御装置。 A rectifier circuit for rectifying the AC output of a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, a constant voltage power circuit for converting the output voltage of the rectifier circuit to a constant DC voltage, and a power supply voltage from the constant voltage power circuit. A control device for an internal combustion engine comprising a controller that is in an operating state by being given and controls a device attached to the internal combustion engine;
The rectifier circuit includes a first diode and a second diode, the cathode of which is commonly connected to the positive output terminal, and a third of which the cathode is connected to the anode of the first diode and the anode is connected to the negative output terminal. And a thyristor having a cathode connected to the anode of the second diode and an anode connected to the negative output terminal, and a mixed bridge circuit comprising:
The controller includes a rotation speed detection means for detecting a rotation speed of the internal combustion engine from an output of the magnet type AC generator, and the thyristor when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or less than a set rotation speed. The mixed bridge circuit is operated as a full-wave rectifier circuit in the on state, and the mixed bridge circuit is operated as a half-wave rectifier circuit when the detected rotational speed exceeds a set rotational speed and the thyristor is maintained in an off state. Rectifying operation switching control means for controlling the thyristor according to the rotational speed so as to make it,
A control device for an internal combustion engine.
前記整流回路は、カソードが正極側出力端子に共通接続された第1及び第2のダイオードと、前記第1のダイオードのアノードにカソードが接続され前記負極側出力端子にアノードが接続された第3のダイオードと、前記第2のダイオードのアノードにドレインが接続され、ソースが前記負極側出力端子に接続されたMOSFETとを備えた混合ブリッジ回路からなり、
前記コントローラは、前記磁石式交流発電機の出力から前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出された回転速度が設定回転速度以下のときに前記MOSFETをオフ状態にして前記混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が設定回転速度を超えたときに前記MOSFETをオン状態に保って前記混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させるように前記回転速度に応じて前記MOSFETを制御する整流動作切り換え制御手段とを備えていること、
を特徴とする内燃機関用制御装置。 A rectifier circuit for rectifying the AC output of a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, a constant voltage power circuit for converting the output voltage of the rectifier circuit to a constant DC voltage, and a power supply voltage from the constant voltage power circuit. A control device for an internal combustion engine comprising a controller that is in an operating state by being given and controls a device attached to the internal combustion engine;
The rectifier circuit includes a first diode and a second diode, the cathode of which is commonly connected to the positive output terminal, and a third of which the cathode is connected to the anode of the first diode and the anode is connected to the negative output terminal. And a MOSFET having a drain connected to the anode of the second diode and a source connected to the negative-side output terminal.
The controller includes a rotation speed detection means for detecting a rotation speed of the internal combustion engine from the output of the magnet type AC generator, and the MOSFET when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or lower than a set rotation speed. The mixed bridge circuit is operated as a full-wave rectifier circuit in an off state, and the mixed bridge circuit is operated as a half-wave rectifier circuit while keeping the MOSFET on when the detected rotational speed exceeds a set rotational speed. Rectifying operation switching control means for controlling the MOSFET according to the rotational speed so as to
A control device for an internal combustion engine.
前記整流回路は、カソードが正極側出力端子に共通接続された第1及び第2のダイオードと、前記第1のダイオードのアノードにカソードが接続され前記負極側出力端子にアノードが接続された第1のサイリスタと、前記第2のダイオードのアノードにカソードが接続されアノードが前記負極側出力端子に接続された第2のサイリスタとを備えた混合ブリッジ回路からなり、
前記コントローラは、前記磁石式交流発電機の出力から前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出された回転速度が第1の設定回転速度以下のときに前記第1のサイリスタ及び第2のサイリスタの双方をオン状態にして前記混合ブリッジ回路を全波整流回路として動作させ、検出された回転速度が前記第1の設定回転速度を超え第2の設定回転速度未満のときに前記第1のサイリスタ及び第2のサイリスタのうちの一方をオン状態にし他方をオフ状態にして前記混合ブリッジ回路を半波整流回路として動作させ、検出された回転速度が前記第2の設定回転速度を超えているときには、前記第1のサイリスタ及び第2のサイリスタのうちの一方をオン状態にして他方をオフ状態にする状態と、前記第1のサイリスタ及び第2のサイリスタの双方をオフ状態にする状態とを交互に生じさせるように前記回転速度に応じて前記第1及び第2のサイリスタを制御する整流動作切り換え制御手段とを備えていること、
を特徴とする内燃機関用制御装置。
A rectifier circuit for rectifying the AC output of a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, a constant voltage power circuit for converting the output voltage of the rectifier circuit to a constant DC voltage, and a power supply voltage from the constant voltage power circuit. A control device for an internal combustion engine comprising a controller that is in an operating state by being given and controls a device attached to the internal combustion engine;
The rectifier circuit includes first and second diodes having a cathode commonly connected to a positive output terminal, a first diode having a cathode connected to an anode of the first diode, and an anode connected to the negative output terminal. A thyristor and a second thyristor having a cathode connected to the anode of the second diode and an anode connected to the negative output terminal,
The controller includes: a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the internal combustion engine from an output of the magnet type AC generator; and a rotation speed detected by the rotation speed detection unit is equal to or less than a first set rotation speed. Both the first thyristor and the second thyristor are turned on to operate the mixed bridge circuit as a full-wave rectifier circuit, and the detected rotation speed exceeds the first set rotation speed and the second set rotation When the speed is less than the speed, one of the first thyristor and the second thyristor is turned on and the other is turned off to operate the mixed bridge circuit as a half-wave rectifier circuit. When the set rotational speed of 2 is exceeded, a state in which one of the first thyristor and the second thyristor is turned on and the other is turned off; Rectifying operation switching control means for controlling the first and second thyristors according to the rotational speed so as to alternately generate a state in which both the first thyristor and the second thyristor are turned off. That
A control device for an internal combustion engine.
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