JP3024455U - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関の回転速度が極めて低い状態でも磁石
発電機の出力によりポンプモータを駆動して燃料の噴射
を行なわせることができる内燃機関用燃料噴射装置を提
供する。 【解決手段】ソースを共通に接続したＭＯＳＦＥＴ Ｆ
1 及びＦ2 のドレインをそれぞれ磁石発電機１の出力端
子１ａ及び１ｂに接続し、両ＭＯＳＦＥＴのドレインソ
ース間に存在する寄生ダイオードＤf1及びＤf2と整流用
ダイオードＤ1 及びＤ2 とをブリッジ接続して磁石発電
機１の交流出力を整流する整流回路２を構成する。ＭＯ
ＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 を同時にオンオフさせることに
より、磁石発電機の出力電圧を昇圧し、昇圧された電圧
を整流回路２により整流してポンプモータ７を含む負荷
５に供給する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、内燃機関に燃料を供給する内燃機関用燃料噴射装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関用燃料噴射装置は、内燃機関の吸気管内やシリンダ内等の燃料噴射空 間に燃料を噴射するように設けられたインジェクタと、噴射指令パルスが与えら れたときに電源回路からインジェクタに駆動電流を与えるインジェクタ駆動回路 と、電源回路の出力により駆動されるポンプモータにより駆動されてインジェク タに燃料を供給する燃料ポンプと、燃料ポンプからインジェクタに供給される燃 料の圧力と燃料噴射空間の圧力または大気圧との差圧を設定値に保つように制御 する圧力調整器と、インジェクタからの燃料噴射量を各回転速度における要求噴 射量に等しくするようにインジェクタ駆動回路に噴射指令パルスを与える燃料噴 射制御装置とにより構成される。

【０００３】 燃料ポンプはポンプモータにより駆動されるポンプで、燃料タンク内の燃料を 吸い出してインジェクタに供給する。

【０００４】 インジェクタは、先端に噴射口を有するバルブボディと、該バルブボディ内に 設けられて噴射口を開閉するニードルバルブと、該ニードルバルブを駆動するソ レノイドコイルとを備えていて、バルブボディ内に燃料ポンプから燃料が与えら れている。

【０００５】 インジェクタのソレノイドコイルには、噴射指令パルスによりオンオフさせら れるトランジスタ等のスイッチング素子を備えたインジェクタ駆動回路を通して 駆動電流が与えられる。インジェクタの駆動回路に噴射指令パルスが与えられる と、該駆動回路内のスイッチング素子がオン状態になってインジェクタのソレノ イドコイルに駆動電流を流す。これによりニードルバルブが開いて燃料ポンプか ら与えられている燃料を噴射する。インジェクタから噴射される燃料の量（燃料 噴射量）は、噴射口が開かれている時間（噴射時間）と、燃料ポンプからインジ ェクタに与えられる燃料の圧力と燃料噴射空間の圧力との差圧とにより決る。噴 射時間は噴射指令パルスのパルス幅により決り、インジェクタに供給される燃料 の圧力は圧力調整器によりほぼ一定に保たれているため、燃料噴射量は噴射指令 パルスのパルス幅によりほぼ一義的に決る。

【０００６】 上記のように、燃料噴射装置は、インジェクタと、燃料ポンプと、インジェク タを制御する制御装置とを必要とし、これらを駆動するために直流電源を必要と するため、従来の燃料噴射装置は、もっぱらバッテリが搭載される乗物を駆動す る内燃機関に適用されていた。しかしながら、最近、バッテリを搭載しない車両 や作業機等を駆動する内燃機関にも燃料噴射装置を適用することが検討されてお り、そのために、機関に取り付けられた磁石発電機を電源とする電源回路により 、燃料ポンプ、インジェクタ及びこれらを制御する制御装置を駆動することが試 みられている。

【０００７】 またバッテリを搭載している場合でも、バッテリが過放電状態になった場合に は、燃料噴射装置を動作させることができなくなるため、バッテリを用いずに燃 料噴射装置を動作させ得るようにしておくことが望ましい。特に、船外機の場合 には、洋上で内燃機関を運転することができなくなると帰港することができなく なるため、バッテリを搭載している場合であっても、バッテリを用いずに機関を 運転し得るようにしておくことが望ましい。

【０００８】 燃料噴射装置を用いた内燃機関においてその始動性を良好にするためには、始 動回転数を充分に低くする必要があり、そのためには、回転速度が非常に低い状 態でも燃料噴射装置を動作させ得るようにしておく必要がある。その場合、特に 電力を必要とするポンプモータを機関の極低速時にも駆動して、インジェクタに 所定の圧力で燃料を供給することが必要になる。

【０００９】 内燃機関により駆動される磁石発電機を電源とした電源回路において、内燃機 関の極低速時にもポンプモータを駆動するために必要な出力を得るために、発電 コイルの巻数を多くしてその出力電圧を高くすることが考えられる。ところが発 電コイルの巻数を多くすると該発電コイルのインダクタンスが増加する上にコイ ルの抵抗が増加するため、発電コイルのインピーダンスが大きくなる。発電コイ ルのインピーダンスが大きくなると、内燃機関の中高速運転時に発電機の出力電 圧が低下し、燃料噴射装置に充分な電力を供給することができなくなる。

【００１０】 このように、内燃機関の回転数が低いときに磁石発電機が発生する出力電圧を 高めるという要求と、内燃機関の中高速運転時に負荷に充分な電力を供給すると いう要求は、磁石発電機にとって相反するものであるため、両者を満足させるこ とは困難であった。

【００１１】 そこで、特開平５−３４４７９８号及び特開平５−３４４７９９号に示されて いるように、発電コイルの誘起電圧を整流する全波整流回路と、発電コイルの各 出力端子と全波整流回路の負極側の直流出力端子との間にコレクタエミッタ間回 路を接続した昇圧用スイッチとしてのトランジスタと、各トランジスタをオンオ フさせる制御回路とを備えた電源回路を用いることが考えられる。この電源回路 では、各トランジスタが導通したときに該トランジスタと全波整流回路を構成す るダイオードの内の１つとを通して発電コイルに短絡電流を流し、各トランジス タが遮断したときに該短絡電流を遮断して発電コイルに昇圧された電圧を誘起さ せる。この電圧は全波整流回路により整流されて負荷に供給される。

【００１２】 このような構成によれば、機関の低速時にも磁石発電機の発電コイルに高い電 圧を誘起させることができるため、機関の低速運転時にも燃料噴射ポンプを駆動 することができる。また磁石発電機の発電コイルの巻数を少くしてそのインピー ダンスを小さくすることができるため、機関の中高速運転時に発電機の出力電圧 が低下するのを防ぐことができる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

特開平５−３４４７９８号及び特開平５−３４４７９９号に示された電源回路 では、昇圧用スイッチを構成するトランジスタが導通した際に、発電コイルを短 絡する回路にダイオードとトランジスタのコレクタエミッタ間回路とが直列に接 続された状態で存在することになるため、磁石発電機の出力電圧がトランジスタ のコレクタエミッタ間飽和電圧ＶCEとダイオードの順方向電圧降下（ダイオード に順方向の電流が流れた時に該ダイオードの両端に生じる電圧降下）ＶF との和 ＶCE＋ＶF に相当するしきい値電圧Ｖt を超えないと発電コイルの短絡電流を流 すことができない。そのため、人力により機関を始動する際のように、機関の回 転数がきわめて低く、発電コイルの誘起電圧が極めて低いときにトランジスタの オンオフによる昇圧動作を行わせることができず、燃料噴射装置を動作させるこ とができない。

【００１４】 またトランジスタを昇圧用のスイッチとして用いて、磁石発電機の出力電圧を 昇圧する昇圧回路を備えた従来の電源回路を用いた場合には、トランジスタのス イッチング損失が比較的大きいため、該トランジスタからの発熱が多くなり、大 形のヒートシンクが必要になって装置が大形になるのを避けられない。

【００１５】 本考案の目的は、磁石発電機を電源として内燃機関の極低速時から動作を行な い得るようにした内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。

【００１６】 本考案の他の目的は、電源回路に設ける昇圧回路での損失を少くして、該昇圧 回路からの発熱を少くすることができるようにした内燃機関用燃料噴射装置を提 供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、内燃機関により駆動されて単相または多相の交流出力を発生する磁 石発電機を電源として直流電圧を発生する電源回路と、内燃機関の燃料噴射空間 に燃料を噴射するインジェクタと、電源回路の出力により駆動されるポンプモー タにより駆動されてインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプとを備えた内燃機 関用燃料噴射装置に係わるものである。

【００１８】 本考案においては、ドレイン及びソースをそれぞれ同じ側に位置させた状態で 設けられてドレイン及びソースの一方が共通に接続され、他方が磁石発電機の異 なる出力端子に接続された複数のＭＯＳＦＥＴにより磁石発電機の出力端子間を 短絡するスイッチ回路を構成し、該複数のＭＯＳＦＥＴのドレインソース間に存 在する寄生ダイオードとともに磁石発電機の交流出力を整流するダイオードブリ ッジ全波整流回路を構成するように複数の整流用ダイオードを設ける。また磁石 発電機の出力端子相互間を短絡して短絡電流を流す状態と該短絡電流を遮断する 状態とを磁石発電機の出力端子相互間に得られる交流出力の半サイクルの期間に 複数回生じさせるように上記複数のＭＯＳＦＥＴのゲートに駆動信号を与えるＦ ＥＴ制御回路を設ける。

【００１９】 なおＭＯＳＦＥＴの「駆動信号」とは、ＭＯＳＦＥＴをオンオフさせるために ＭＯＳＦＥＴのゲートソース間に印加する信号で、オンレベルとオフレベルとを 有する。駆動信号のオンレベルは、ＭＯＳＦＥＴをオン状態にするために該ＭＯ ＳＦＥＴのゲートソース間に与える電圧のレベルであり、駆動信号のオフレベル はＭＯＳＦＥＴをオフ状態にするために該ＭＯＳＦＥＴのゲートソース間に与え る電圧のレベルである。

【００２０】 上記のように構成すると、複数のＭＯＳＦＥＴがオン状態になったときに磁石 発電機の発電コイルに短絡電流が流れ、該複数のＭＯＳＦＥＴがオフ状態になっ たときに、該短絡電流が遮断される。短絡電流が遮断されると、発電コイルには 今まで流れていた短絡電流を流し続けようとする向きの高い電圧が誘起する。こ の電圧は整流用ダイオードとＭＯＳＦＥＴのドレインソース間に存在する寄生ダ イオードとにより構成される全波整流回路により整流されてポンプモータに供給 される。

【００２１】 ゲートソース間に駆動信号が与えられているＭＯＳＦＥＴは、抵抗と同じよう に働き、ＭＯＳＦＥＴを導通させるために必要なしきい値電圧は実質的に零とな るため、上記のように構成すると、磁石発電機の発電コイルに誘起する電圧が極 めて低いときでもＭＯＳＦＥＴのオンオフにより、発電コイルに昇圧された電圧 を誘起させることができる。

【００２２】

【考案の実施の形態】

内燃機関用燃料噴射装置は、内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射するインジ ェクタと、ポンプモータにより駆動されてインジェクタに燃料を供給する燃料ポ ンプと、インジェクタを制御する制御装置とにより構成される。

【００２３】 本考案においては、内燃機関により駆動される磁石発電機の出力を昇圧整流し て直流電圧を発生する電源回路を設けて、該電源回路の出力で燃料噴射装置の少 くともポンプモータを駆動する。

【００２４】 一般に内燃機関により駆動される磁石発電機は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の 出力端子を有していて、該ｎ個の出力端子間に単相または多相の交流出力を発生 する。本考案に係わる燃料噴射装置において用いる電源回路は、ドレイン及びソ ースをそれぞれ同じ側に位置させた状態で設けられてドレイン及びソースの一方 が共通に接続され、他方が磁石発電機のｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）の出力 端子にそれぞれ接続されたｍ個のＭＯＳＦＥＴと、該ｍ個のＭＯＳＦＥＴのドレ インソース間に存在する寄生ダイオードとともに磁石発電機の交流出力を整流す るダイオードブリッジ全波整流回路を構成するように設けられた２ｎ−ｍ個の整 流用ダイオードと、磁石発電機のｍ個の出力端子相互間を短絡して短絡電流を流 す状態と該短絡電流を遮断する状態とを該ｍ個の出力端子相互間に得られる交流 出力の半サイクルの期間に複数回生じさせるようにｍ個のＭＯＳＦＥＴのゲート に駆動信号を与えるＦＥＴ制御回路とにより構成できる。

【００２５】 上記ＦＥＴ制御回路は、ｍ個のＭＯＳＦＥＴのゲートに磁石発電機の出力より も周波数が高い同位相の矩形波状の駆動信号を与える回路により構成することが できる。

【００２６】 上記のように構成すると、ｍ個のＭＯＳＦＥＴがオン状態になったときに磁石 発電機の発電コイルに短絡電流が流れ、該ｍ個のＭＯＳＦＥＴがオフ状態になっ たときに、該短絡電流が遮断される。短絡電流が遮断されると、発電コイルには 今まで流れていた短絡電流を流し続けようとする向きの高い電圧が誘起する。こ の電圧は整流用ダイオードとＭＯＳＦＥＴのドレインソース間に存在する寄生ダ イオードとにより構成される全波整流回路により整流されて負荷に供給される。 ゲートソース間に駆動信号が与えられているＭＯＳＦＥＴは、その特性上ソー スドレイン間に電圧が与えられると同時にドレイン電流が流れ、ソースドレイン 間電圧がある範囲にある場合には、該ソースドレイン間電圧にほぼ比例してドレ イン電流が流れる。従って駆動信号が与えられているＭＯＳＦＥＴは抵抗と同じ ように働き、オン状態にあるＭＯＳＦＥＴのソースドレイン間の抵抗値は、ソー スドレイン間電圧とドレイン電流とが比例する領域でほぼ一定の値を示す。その ため、発電コイルの両端に駆動信号が与えられているＭＯＳＦＥＴを接続した回 路は、発電コイルの両端に抵抗を接続した回路と等価になる。従って、ＭＯＳＦ ＥＴを導通させるために必要なしきい値電圧は実質的に零となり、磁石発電機の 発電コイルに僅かでも電圧が誘起すると発電コイルからＭＯＳＦＥＴを通して短 絡電流が流れる。

【００２７】 上記のように、本考案によれば、磁石発電機の発電コイルに誘起する電圧が極 めて低いときでも発電コイルからＭＯＳＦＥＴを通して短絡電流を流すことがで きるため、機関を人力でスタートする場合のように、機関の回転数がきわめて低 く、磁石発電機の出力電圧が極めて低い場合でも、ＭＯＳＦＥＴのオンオフによ り、発電コイルに昇圧された電圧を誘起させることができる。従って、燃料噴射 装置を用いる機関においてバッテリが過放電状態になった際に機関を手動スター トする場合や、バッテリを用いずに磁石発電機の出力だけでポンプモータを駆動 する場合でも機関を支障なく起動することができる。

【００２８】 上記ＦＥＴ制御回路はまた、ｍ個のＭＯＳＦＥＴの内、ドレインソース間の寄 生ダイオードに逆方向の電圧が印加されているＭＯＳＦＥＴのゲートソース間に 該ＭＯＳＦＥＴをオン状態にするオンレベルと該ＭＯＳＦＥＴをオフ状態にする オフレベルとの間を磁石発電機の出力周波数よりも高い周波数で変化する矩形波 状の駆動信号を与え、寄生ダイオードに順方向電圧が印加されているＭＯＳＦＥ Ｔのゲートソース間には該順方向電圧が印加されている間オンレベルの状態を保 持する駆動信号を与える回路により構成するのが好ましい。

【００２９】 このように、寄生ダイオードに順方向電圧が印加されているＭＯＳＦＥＴに与 える駆動信号のレベルをオンレベルに保持するようにすると、該ＭＯＳＦＥＴの ドレイン電流によるチャンネル損失を少くすることができるため、スイッチ回路 を構成するＭＯＳＦＥＴからの発熱を少くすることができる。

【００３０】 電源部の構成を簡単にするためには、インジェクタ駆動回路及びインジェクタ 制御装置もポンプモータを駆動する上記の電源回路により駆動するようにするの が好ましい。またインジェクタ駆動回路及びインジェクタ制御装置も上記の電源 回路により駆動するように構成しておけば、燃料噴射装置を磁石発電機の出力だ けで駆動できるため、バッテリを全く使用できない場合でも機関を運転すること ができる。

【００３１】 しかしながら、インジェクタ駆動回路やインジェクタ制御装置は僅かな電力で も駆動できるため、必ずしも上記のように昇圧機能を有する電源回路を用いる必 要はない。例えば、磁石発電機の出力を整流して設定値以下の直流電圧を発生す る電圧調整機能付きの整流回路を別途設けて、該整流回路の出力によりインジェ クタ駆動回路及びインジェクタ制御装置を駆動するようにしてもよい。

【００３２】 また内燃機関により駆動される乗物や作業機において、乾電池や、ニッケルカ ドミウム電池等の小形の二次電池からなる補助電源を設けることができる場合に は、機関の始動時等の極低速時に該補助電源の出力によりインジェクタ駆動回路 やインジェクタ制御装置を駆動するようにしてもよい。

【００３３】

【実施例】

図１は磁石発電機が単相交流出力を発生する場合の内燃機関用燃料噴射装置Ｆ ＩＳの実施例を示したものである。同図において１は内燃機関のクランク軸に取 り付けられた磁石回転子と機関のケース等に固定された固定子とからなる磁石発 電機である。磁石発電機１の固定子には発電コイルＷ1 が設けられ、この発電コ イルＷ1 には機関の回転に同期して交流電圧Ｖe が誘起する。本考案においては 、機関の高速時にも発電コイルから大きな電流を取り出すことができるようにす るために、発電コイルＷ1 としてその巻数が少なく、インピーダンスが低いもの を用いる。

【００３４】 ２は発電コイルＷ1 に誘起する交流電圧を昇圧して整流する昇圧整流回路で、 この昇圧整流回路は、カソードが共通接続された整流用の第１及び第２のダイオ ードＤ1 及びＤ2 と、該第１及び第２のダイオードＤ1 及びＤ2 のアノードにそ れぞれドレインが接続されるとともにソースが共通接続された昇圧用スイッチと しての第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 とを備えている。この昇圧整 流回路においては、ダイオードＤ1 及びＤ2 のカソードの共通接続点及びＭＯＳ ＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソースの共通接続点がそれぞれプラス側直流出力端子２ ａ及びマイナス側直流出力端子２ｂとなっている。

【００３５】 第１及び第２のダイオードＤ1 及びＤ2 のアノードと第１及び第２のＭＯＳＦ ＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレインとのそれぞれの接続点が交流入力端子２ｕ及び２ ｖとなっており、これらの交流入力端子２ｕ及び２ｖにそれぞれ発電機１の発電 コイルＷ1 の出力端子１ａ及び１ｂが接続されている。

【００３６】 ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 としては、ドレインソース間に寄生ダイオードＤ f1及びＤf2を有するＮチャンネル形のパワーＭＯＳＦＥＴが用いられ、第１及び 第２のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 にそれぞれ内在する第１及び第２の寄生ダイ オードＤf1及びＤf2と第１及び第２のダイオードＤ1 及びＤ2 とによりダイオー ドブリッジ単相全波整流回路が構成されている。この例では、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ 1 及びＦ2 により、磁石発電機の出力端子１ａ，１ｂ間をオンオフする昇圧用ス イッチ回路が構成されている。

【００３７】 昇圧整流回路２の直流出力端子２ａ，２ｂ間には、駆動信号ＶGSを出力するＦ ＥＴ制御回路３が接続されている。この制御回路は出力端子３ａ及び３ｂを有し ていて、一方の出力端子３ａにＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートが共通接続 され、他方の出力端子３ｂにはＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソースの共通接続 点（マイナス側直流出力端子）２ｂが接続されている。ＦＥＴ制御回路３は例え ば直流電源電圧が印加されたときに発振して図２（Ａ）に示すような矩形波信号 を発生する発振器からなっていて、該制御回路３から出力される矩形波信号が駆 動信号ＶGSとして第１及び第２のＭＯＳＦＥＴのゲートソース間に印加されてい る。本実施例ではまた、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が遮断状態になった際に発 電コイルＷ1 に生じるサージを吸収するため、及び昇圧整流回路２の出力電圧を 平滑するために、直流出力端子２ａ，２ｂ間にコンデンサＣo が接続されている 。

【００３８】 この例では、磁石発電機１と、昇圧整流回路２と、ＦＥＴ制御回路３と、コン デンサＣo とにより電源回路４が構成され、昇圧整流回路２のプラス側直流出力 端子２ａ及びマイナス側直流出力端子２ｂにつながる端子４ａ及び４ｂがそれぞ れ電源回路４の出力端子として引き出されている。

【００３９】 図示の例では、出力端子４ａ及び４ｂ間に燃料噴射装置ＦＩＳの電気的構成部 分の全てが負荷５として接続されている。負荷５は、燃料噴射装置の構成部品の 内、電源を必要とする部分であって、内燃機関Ｅngの吸気管内等の燃料噴射空間 に燃料を噴射するインジェクタ６と、ポンプモータ７と、スロットル開度や大気 圧、機関の温度などの各種の制御条件に対してインジェクタ６のバルブが開く時 間（燃料噴射時間）を決定する噴射指令パルスＶj を発生するインジェクタ制御 装置８と、噴射指令パルスＶj が発生したときにインジェクタ６に駆動電流を流 すインジェクタ駆動回路９とからなっている。

【００４０】 燃料噴射装置ＦＩＳはまた、機械的構成部分として、ポンプモータ７により駆 動されて燃料タンク１０から吸い出した燃料をインジェクタ６に与える燃料ポン プ１１と、該燃料ポンプ１１からインジェクタ６に与えられる燃料の圧力と内燃 機関の燃料噴射空間の圧力または大気圧との差圧を設定値に保つように制御する 圧力調整器１２とを有している。

【００４１】 インジェクタ６は、先端に噴射口を有するバルブボディと、該バルブボディ内 に設けられて噴射口を開閉するニードルバルブと、該ニードルバルブを駆動する ソレノイドコイルとを備えていて、バルブボディ内に燃料ポンプ１１から燃料が 与えられている。

【００４２】 圧力調整器１２は、インジェクタの入口側の圧力と内燃機関の燃料噴射空間の 圧力または大気圧とを検出して、インジェクタの入口側の圧力と内燃機関の燃料 噴射空間の圧力または大気圧との差圧が設定値を超えたときに開くバルブを備え ていて、該バルブを通して燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の一部 を燃料タンク１０に戻すことにより、上記差圧を設定値に保つ。

【００４３】 インジェクタ６のソレノイドコイルには、インジェクタ駆動回路９を通して駆 動電流が与えられる。インジェクタ駆動回路９は、噴射指令パルスＶj によりオ ンオフさせられるトランジスタ等のスイッチング素子を備えていて、噴射指令パ ルスＶj が与えられたときに該スイッチング素子がオン状態になってインジェク タ６のソレノイドコイルに駆動電流を流す。これによりニードルバルブが開いて 燃料ポンプ１１から与えられている燃料を噴射する。インジェクタから噴射され る燃料の量（燃料噴射量）は、噴射口が開かれている時間（燃料噴射時間）と、 燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の圧力と燃料噴射空間の圧力また は大気圧との差圧とにより決る。燃料噴射時間は噴射指令パルスＶj のパルス幅 により決り、インジェクタに供給される燃料の圧力は圧力調整器によりほぼ一定 に保たれているため、燃料噴射量は噴射指令パルスのパルス幅によりほぼ一義的 に決る。

【００４４】 インジェクタ制御装置８をマイクロコンピュータにより構成する場合には、電 源回路４の出力電圧をマイクロコンピュータを駆動するのに適した一定の電圧ま で低下させるレギュレータを該制御装置８内に設ける。

【００４５】 図１の実施例において、ＦＥＴ制御回路３は、発電コイルＷ1 の出力周波数よ りも十分に高い周波数の矩形波信号を発生し、この矩形波信号をＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートソース間に同位相の駆動信号ＶGSとして与えて、両ＦＥＴ が同時に駆動する。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートソース間にゲートがソ ースに対して正電位になる極性の駆動信号ＶGSが与えられると、両ＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が導通し得る状態になり、それぞれのドレインソース間にドレインがソ ースに対して正電位になる極性の電圧が僅かでも印加されると両ＦＥＴにドレイ ン電流が流れて、駆動信号ＶGSが与えられている期間Ｔonの間発電コイルＷ1 に 短絡電流が流れる。駆動信号ＶGSが零になると、ＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が遮断状 態になるため、発電コイルＷ1 を流れていた短絡電流が遮断され、該発電コイル Ｗ1 にそれまで流れていた短絡電流を流し続けようとする向きの昇圧された電圧 Ｖep（図２Ｂ参照）が誘起する。この電圧により発電コイルＷ1 に図２（Ｃ）に 示したような電流Ｉe が流れ、ダイオードＤ1 及びＤ2 と寄生ダイオードＤf1及 びＤf2とにより構成される全波整流回路を通してポンプモータを含む負荷５に図 ２（Ｅ）に示すような負荷電流ＩL が流れる。図２（Ｄ）は負荷５の両端の電圧 ＶL の波形を示している。

【００４６】 図１に示した電源装置では、図５（Ａ）のように、２つのＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 により発電コイルＷ1 の短絡回路（昇圧用スイッチ回路）が構成される 。ＭＯＳＦＥＴは双方向性を有するため、これら２つのＭＯＳＦＥＴにより発電 コイルＷ1 の短絡回路を構成することにより、発電コイルＷ1 の出力電圧の正負 の両半サイクルにおいて短絡電流を流すことができる。従って、発電コイルＷ1 の短絡回路に整流用のダイオードが挿入されることはない。

【００４７】 これに対し、発電コイルの誘起電圧を整流する全波整流回路と、発電コイルの 各出力端子と全波整流回路の負極側の出力端子との間にコレクタエミッタ間回路 を接続したトランジスタとにより昇圧整流回路を構成した場合には、発電コイル Ｗ1 に短絡電流を流す回路が図５（Ｂ）のようになり、発電コイルに短絡電流を 流す回路に、ダイオードＤo とトランジスタＴＲo のコレクタエミッタ間回路と の直列回路が存在することになる。

【００４８】 図５（Ｂ）のように、発電コイルＷ1 の両端にトランジスタＴＲo のコレクタ エミッタ回路とダイオードＤo との直列回路が存在する場合には、磁石発電機の 出力電圧がトランジスタＴＲo のコレクタエミッタ間飽和電圧ＶCEとダイオード Ｄo の順方向電圧降下ＶF との和に相当するしきい値電圧Ｖt を超えないと短絡 電流を流すことができない。例えば、図５（Ｂ）のトランジスタとして株式会社 東芝の製造になる２ＳＣ３７１０を用いると、温度が２５℃のときにコレクタエ ミッタ間飽和電圧ＶCEが０．０４［Ｖ］以上の値を示す。またダイオードＤo と して株式会社東芝の製造になる２０ＤＬ２Ｃ４１Ａを用いると、温度が２５℃の ときに順方向電圧降下が０．６［Ｖ］以上の値を示す。この場合、発電コイルＷ o の誘起電圧がしきい値電圧Ｖt ＝ＶCE＋ＶF ＝０．６４［Ｖ］を超えないと発 電コイルに短絡電流を流すことができない。

【００４９】 ここで、磁石発電機の極低速時の（１００[rpm] 〜３００［rpm]）の出力電圧 Ｖo に対する出力電流Ｉo の特性の一例を示すと、例えば図６の通りである。図 ６において、Ｎは内燃機関の回転数［ｒｐｍ］を示している。このような特性を 有する磁石発電機を用い、トランジスタＴＲo 及びダイオードＤo として上記の ものを用いて、図５（Ｂ）に示したような昇圧用スイッチ回路を構成した場合、 発電コイルＷ1 に接続される負荷の負荷直線は、図６の直線ａのようになる。こ の場合、発電コイルＷ1 からダイオードＤo とトランジスタＴＲo とを通して流 した短絡電流を遮断することにより昇圧動作を行わせるためには、発電機がしき い値電圧Ｖt ＝０．６４［Ｖ］を超える電圧を誘起する必要がある。内燃機関の 回転数が低く、発電機の出力電圧が０．６４［Ｖ］に達しないときには、発電コ イルＷ1 に短絡電流を流すことができないため昇圧動作は行われない。

【００５０】 これに対し、本考案では、図５（Ａ）に示すように発電コイルＷ1 を短絡する 回路にダイオードが存在せず、またＭＯＳＦＥＴは双方向性を有していて、駆動 信号が与えられている状態では抵抗と同じように働くため、各ＭＯＳＦＥＴのソ ースドレイン間に僅かでも電圧ＶSDが与えられるとドレイン電流ＩD が流れる。 例えば各ＭＯＳＦＥＴとして、株式会社日立製の２ＳＫ１９１１を用いるものと すると、その導通時のドレインソース間抵抗ＲDS対ドレイン電流ＩD 特性は図７ に示す通りであり、逆ドレイン電流ＩDR対ソースドレイン間電圧ＶSD特性は図８ に示す通りである。図７及び図８においてＶGSはＦＥＴのゲートソース間に印加 される駆動信号である。これらより、ＭＯＳＦＥＴのゲートソース間にソースが ゲートに対して正電位になる極性の駆動信号ＶGSが印加されている状態では、ド レインソース間抵抗が広い範囲で一定値を示し、ドレイン電流とソースドレイン 間電圧ＶSDとの間にはほぼ比例関係があること、即ち、ＦＥＴをほぼ抵抗と見做 し得ることが分かる。

【００５１】 そのため、発電コイルＷ1 の両端を駆動信号が与えられている２つのＭＯＳＦ ＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の直列回路（昇圧用スイッチ回路）を通して接続した回路は 、発電コイルの両端を抵抗を介して接続した回路と等価になり、２つのＭＯＳＦ ＥＴに同時に駆動信号が与えられている状態での発電機の負荷直線は図６の直線 ｂのように原点（０，０）を通る直線になる。従って、ＭＯＳＦＥＴを導通させ るために必要なしきい値電圧は実質的に零になり、磁石発電機の発電コイルに僅 かでも電圧が誘起すると２つのＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 を通して発電コイル Ｗ1 に短絡電流が流れることになる。そのため内燃機関をロープスタートする場 合のように、機関の回転数がきわめて低い場合であっても、発電コイルに僅かで も電圧が誘起すればＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 を導通させて該発電コイルに短 絡電流を流すことができ、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の駆動信号が消滅して該 短絡電流が遮断されたときに発電コイルに昇圧された電圧を誘起させることがで きる。

【００５２】 今磁石発電機１が図３に示すような無負荷電圧波形を有する交流電圧Ｖe を発 生するものとする。図４（Ａ）は図３の時間軸を拡大して発電機の出力電圧の零 点付近（図３のＡ部）の波形を示したものであり、同図（Ｂ）は各ＭＯＳＦＥＴ のゲートに与えられる駆動信号ＶGSの波形を示したものである。また図４（Ｃ） は発電コイルＷ1 に流れる電流Ｉe の波形を示している。本考案によれば、電圧 Ｖe がほとんど零に近くなった状態でも電流Ｉe が流れる。従って、発電コイル Ｗ1 の誘起電圧がきわめて低い状態から該発電コイルに短絡電流を流すことがで き、機関の回転速度が低い状態でも該短絡電流の遮断により電圧を誘起させて負 荷を駆動することができる。

【００５３】 これに対し、図５（Ｂ）に示したように、発電コイルＷ1 の短絡回路がダイオ ードＤo とトランジスタＴＲo のコレクタエミッタ間回路との直列回路により構 成される場合には、図４（Ｄ）に示したように、発電機の出力電圧Ｖe がしきい 値電圧Ｖt を下回ると発電コイルに電流Ｉe ´を流すことができなくなるため、 短絡電流を流すことができる期間が短くなり、機関をロープスタートする際等の 極低速時に負荷に供給できる直流電流の総量が減少する。

【００５４】 図９に示した曲線は、機関をロープスタートするためにロープを引いた際の機 関のクランキング回転数Ｎの変化を示したものである。昇圧用のスイッチ回路が 図５（Ｂ）で表される電源装置を用いた場合には、図９のＴ1 の期間しか負荷に 直流電流を供給することができず、期間Ｔ1 におけるクランキング回転数の平均 値はＮ2 となる。即ち、バッテリが設けられていない場合には、ロープを引くこ とによりクランキング回転数の平均値をＮ2 にすることができないと負荷に電力 を供給することができない。これに対し、本考案によれば、図９のＴo ，Ｔ1 及 びＴ2 の全期間に亘って負荷（特にポンプモータ）に電力を供給することができ 、負荷に電力を供給するために必要なクランキング回転数の平均値（Ｔo 〜Ｔ2 の期間における平均回転数）をＮ1 （＜Ｎ2 ）に引き下げることができるため、 機関の始動を容易にすることができる。

【００５５】 なお本考案においては、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 を同時にオンオフさせる ことが重要である。一方のＭＯＳＦＥＴの駆動が遅れると、駆動が遅れた方のＭ ＯＳＦＥＴのドレインソース間に存在する寄生ダイオードの順方向電圧降下が短 絡回路のしきい値電圧となるため、上記のような効果を得ることができなくなる 。

【００５６】 また上記のように発電コイルの短絡、遮断を行う昇圧用のスイッチング素子と して電圧制御素子であるＭＯＳＦＥＴを用いると、発電コイルを短絡する際にス イッチング素子で生じる損失を少なくすることができるため、電源装置からの発 熱を少なくすることができ、スイッチング素子に取り付ける放熱板の小形化を図 ることができる。

【００５７】 図１０は磁石発電機が３相交流出力を発生する場合の実施例を示したものであ る。この実施例では、磁石発電機１の固定子が３相の発電コイルＷ1 〜Ｗ3 を有 し、これらの発電コイルがスター結線されている。この場合も発電コイルＷ1 な いしＷ3 の巻数を少なくしてそれぞれのインピーダンスを十分に低くしておく。 昇圧整流回路２は、カソードが共通接続された第１ないし第３のダイオードＤ1 〜Ｄ3 と、第１ないし第３のダイオードＤ1 〜Ｄ3 のアノードにそれぞれドレイ ンが接続されるとともにソースが共通接続された第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 とを備えていて、第１ないし第３のダイオードＤ1 〜Ｄ3 のカソー ドの共通接続点及び第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のソースの共通 接続点をそれぞれプラス側直流出力端子２ａ及びマイナス側直流出力端子２ｂと した回路からなっている。また第１ないし第３のダイオードＤ1 〜Ｄ3 のアノー ドと第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のドレインとのそれぞれの接続 点２ｕ，２ｖ及び２ｗが交流入力端子となっており、これらの交流入力端子２ｕ ，２ｖ及び２ｗに発電コイルＷ1 ，Ｗ2 及びＷ3 の中性点と反対側の出力端子１ ａ，１ｂ及び１ｃが接続されている。この例では、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 に より、磁石発電機の出力端子１ａ，１ｂ，１ｃ間をオンオフする昇圧用のスイッ チ回路が構成されている。

【００５８】 昇圧整流回路２の出力端子２ａ，２ｂ間には、第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のゲートに同位相の矩形波状の駆動信号を与えて第１ないし第３の ＭＯＳＦＥＴを同時にオンオフさせるＦＥＴ制御回路３が接続され、この制御回 路の出力端子３ａ，３ｂにそれぞれＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のゲート及びソー スが共通接続されている。各ＭＯＳＦＥＴとしては、図１の実施例と同様にドレ インソース間に寄生ダイオードを有するＮチャンネル形のものが用いられ、第１ ないし第３のダイオードＤ1 〜Ｄ3 と、第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜 Ｆ3 の寄生ダイオードＤf1〜Ｄf3とにより、３相ダイオードブリッジ全波整流回 路が構成されている。その他の点は図１に示した実施例と同様である。

【００５９】 図１０に示した実施例では、第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 が、 図１１（Ａ）に示すような矩形波状の駆動信号ＶGSにより同時に駆動される。こ れにより発電コイルＷ1 〜Ｗ3 の短絡と遮断とが繰り返され、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ 1 〜Ｆ3 が遮断した際に発電コイルＷ1 〜Ｗ3 に昇圧された電圧が誘起させられ る。この電圧は、整流用ダイオードＤ1 〜Ｄ3 と寄生ダイオードＤf1〜Ｄf3とか らなる全波整流回路を通して負荷５（燃料噴射装置ＦＩＳの電気的構成部分）に 供給される。図１１（Ｂ）は負荷５に印加される電圧ＶL の波形を示しており、 図１１（Ｃ）は負荷５に流れる電流ＩL の波形を示している。

【００６０】 上記の各実施例において、ＦＥＴ制御回路３の発振周波数及び出力信号のデュ ーティ比は一定であってもよいが、機関の高速回転時に出力電圧が高くなりすぎ るのを防ぐために、出力電圧を設定値以下に抑えるように、出力電圧に応じてＦ ＥＴ制御回路３が出力する駆動信号のデューティ比（＝駆動信号の信号幅／駆動 信号の発生周期）及び（または）該駆動信号の周波数を制御することができる。 また機関の高速回転時に駆動信号を零としても出力電圧が過大になる場合には、 磁石発電機の出力を短絡して出力電圧の上昇を抑える電圧調整器を設ければよい 。

【００６１】 上記の各実施例では、ＦＥＴ制御回路３が発電機１の整流出力により駆動され るようになっているが、バッテリが搭載される場合には、該バッテリにより制御 回路３を駆動するようにしてもよい。またバッテリが搭載されない場合に、乾電 池等の簡単な電池を用いてＦＥＴ制御回路３を駆動するようにしてもよい。

【００６２】 図１０に示した実施例では、３相交流電圧を昇圧、整流する昇圧整流回路を構 成するために、３つのＭＯＳＦＥＴを設けて、磁石発電機の３つの出力端子間を それぞれオンオフするようにスイッチ回路を構成しているが、磁石発電機の一部 の出力端子間のみをオンオフするようにスイッチ回路を構成することもできる。 図１２はその実施例を示したもので、この例では、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 と、４つの整流用ダイオードＤ1 〜Ｄ3 及びＤ3 ´とにより昇圧 整流回路２が構成されている。この昇圧整流回路２の構成は、図１０の実施例に おいてＭＯＳＦＥＴ Ｆ3 をダイオードＤ3 ´で置き換えたものに相当している 。

【００６３】 図１２のように構成した場合には、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のオンオフに より磁石発電機の一部の発電コイルＷ1 及びＷ2 を流れる電流のみが断続させら れるため、磁石発電機の出力電圧は非対称な波形になるが、この出力電圧は整流 回路により整流され、コンデンサＣo により平滑されて燃料噴射装置の電気的構 成部分（負荷５）に供給されるため、燃料噴射装置の駆動にはなんら支障を来さ ない。

【００６４】 上記の実施例では、ＭＯＳＦＥＴのソースを共通接続し、ドレインを対応する 整流用ダイオードのアノードに接続して、ＭＯＳＦＥＴを負の直流出力端子２ｂ 側に位置させて昇圧整流回路を構成しているが、ＭＯＳＦＥＴはそのドレインソ ース間に存在する寄生ダイオードの向きを整流用ダイオードの向きと同じにする ように接続すればよく、上記実施例の接続のしかたに限定されない。例えば、図 １３に示したように、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレインを 共通接続するとともに、それぞれのソースを、アノードが共通接続されたダイオ ードＤ1 及びＤ2 のカソードに接続して、２つのＭＯＳＦＥＴを正の直流出力端 子２ａ側に位置させるようにしてもよい。但しこの場合、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及 びＦ2 をオン状態にするためには、図１４に示すように、ＭＯＳＦＥＴのドレイ ンの電位ＶL よりも高いゲート電圧を与える必要がある。

【００６５】 図１３に示した例では昇圧整流回路２が単相交流出力を整流するようにしてい るが、３相交流出力を整流する整流回路を構成する場合にも、ＭＯＳＦＥＴを正 の直流出力端子側に位置させる構成をとることができる。即ち、第１ないし第３ のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 と第１ないし第３の整流用ダイオードＤ1 〜Ｄ3 と を設けて、第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴのドレインを整流回路の正の直流出力 端子に共通に接続し、これら第１ないし第３のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のソー スを、アノードが負の直流出力端子に共通接続された第１ないし第３の整流用ダ イオードＤ1 〜Ｄ3 のカソードにそれぞれ接続する構成をとることもできる。

【００６６】 また図１２に示すように、多相磁石発電機の出力端子の数よりも少ないＭＯＳ ＦＥＴにより磁石発電機の一部の出力端子間のみをオンオフするスイッチ回路を 構成する場合にも、ＭＯＳＦＥＴを正の直流出力端子２ａ側に設ける構成をとる ことができる。

【００６７】 一般にｎ個（ｎは２以上の整数）の出力端子を有して単相または多相の交流電 圧を出力する磁石発電機の出力を昇圧して整流する昇圧整流回路を構成するため には、磁石発電機の少なくとも２つの出力端子間を短絡するように昇圧用スイッ チ回路を構成すればよい。磁石発電機の２つの発電コイル間を短絡する昇圧用ス イッチ回路を構成するためには、図５（Ａ）に示すように２つのＭＯＳＦＥＴが 必要である。従って、Ｎチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを負の直流出力端子側に位 置させて磁石発電機の交流出力電圧を昇圧して整流する昇圧整流回路は、ソース が共通接続されドレインが磁石発電機の異なる出力端子に接続されたｍ個（ｍは ２以上ｎ以下の整数）のＭＯＳＦＥＴと２ｎ−ｍ個の整流用ダイオードとを備え て、該ｍ個のＭＯＳＦＥＴのそれぞれのドレインソース間に存在する寄生ダイオ ードと２ｎ−ｍ個の整流用ダイオードとにより多相交流電圧を全波整流するダイ オードブリッジ全波整流回路を構成するように、２ｎ−ｍ個の整流用ダイオード とｍ個のＭＯＳＦＥＴとをブリッジ接続した回路により構成できる。この場合、 ＦＥＴ制御回路はｍ個のＭＯＳＦＥＴのゲートに同位相の矩形波状の駆動信号を 与えて該ｍ個のＭＯＳＦＥＴを同時にオンオフさせる回路により構成することが できる。

【００６８】 またＮチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを正の直流出力端子側に位置させてｎ個の 出力端子を有する単相または多相の磁石発電機の交流出力電圧を昇圧整流する整 流回路は、ドレインが共通接続されソースが磁石発電機の異なる出力端子に接続 されたｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）のＭＯＳＦＥＴと２ｎ−ｍ個の整流用ダ イオードとを備えて、該ｍ個のＭＯＳＦＥＴのそれぞれのドレインソース間に存 在する寄生ダイオードと２ｎ−ｍ個の整流用ダイオードとにより多相交流電圧を 全波整流するダイオードブリッジ全波整流回路を構成するように、２ｎ−ｍ個の 整流用ダイオードとｍ個のＭＯＳＦＥＴとをブリッジ接続した回路により構成で きる。

【００６９】 上記の実施例では、各ＭＯＳＦＥＴとして、ゲートのソースに対する電位が０ ボルトのときにオフ状態にあり、ゲート電位をソースに対して正電位にする駆動 信号が与えられたときにオン状態になるＮチャンネル形のものを用いたが、ゲー ト電位が０ボルトのときにオン状態にあり、ゲート電位をソースに対して正電位 にする駆動信号が与えられたときにオフ状態になるＰチャンネル形のＭＯＳＦＥ Ｔを用いることもできる。

【００７０】 図１５はＰチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを用いる場合の実施例を示したもので 、この例では、Ｐチャンネル形の第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の ソースを共通接続するとともに、第１及び第２の整流用ダイオードＤ1 及びＤ2 のアノードを共通接続し、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレインをそれぞれダ イオードＤ1 及びＤ2 のカソードに接続する。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の寄 生ダイオードと整流用ダイオードＤ1 及びＤ2 とにより単相ダイオードブリッジ 全波整流回路が構成されている。

【００７１】 この実施例では、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 をオフ状態にするために、図１ ６に示したようにＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソース（整流回路のプラス側出 力端子）の電位ＶL 以上のゲート電圧を必要とする。

【００７２】 この場合も、アノードが共通接続された第１ないし第３の整流用ダイオードＤ 1 〜Ｄ3 と該第１ないし第３の整流用ダイオードのアノードにそれぞれドレイン が接続されるとともにソースが共通接続されたＰチャンネル形の第１ないし第３ のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 とにより３相交流出力を昇圧、整流する整流回路を 構成することができる。

【００７３】 Ｐチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを用いて多相交流出力を整流する整流回路を構 成する場合にも、Ｎチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを用いる場合と同様に、磁石発 電機の一部の出力端子間のみをオンオフするように、磁石発電機の出力端子の数 よりも少ない数のＭＯＳＦＥＴにより昇圧用スイッチ回路を構成することができ る。

【００７４】 一般に、ｎ個（ｎは２以上の整数）の出力端子間に単相または多相交流電圧を 発生する磁石発電機から得られる交流電圧を昇圧整流して直流電圧を出力する昇 圧整流回路は、ソースが共通接続され、ドレインが前記磁石発電機の異なる出力 端子に接続されたＰチャンネル形のｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）のＭＯＳＦ ＥＴと、２ｎ−ｍ個の整流用ダイオードとを備えて、ｍ個のＭＯＳＦＥＴのそれ ぞれのドレインソース間に存在する寄生ダイオードと２ｎ−ｍ個の整流用ダイオ ードとにより多相交流出力を全波整流するダイオードブリッジ全波整流回路を構 成するように、ｍ個のＭＯＳＦＥＴと２ｎ−ｍ個の整流用ダイオードとをブリッ ジ接続した回路により構成することができる。

【００７５】 上記の説明では、昇圧用スイッチ回路を構成するＭＯＳＦＥＴのすべてに同位 相の矩形波信号を与えて、全てのＭＯＳＦＥＴを同時にオンオフさせるようにし たが、このようにすると、以下に示すように、駆動信号がオフレベルの状態にな ったときに逆ドレイン電流が流れるＭＯＳＦＥＴで比較的大きなチャンネル損失 が生じるため、ＭＯＳＦＥＴからの発熱が多くなる。

【００７６】 図１に示した電源装置において、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 ，Ｆ2 に与える駆動信号 を同時にオフレベルにして発電コイルＷ1 の短絡電流を遮断すると、発電コイル Ｗ1 に誘起した電圧により、発電コイルＷ1 →整流回路２のダイオードＤ2 →Ｆ ＥＴ制御回路３、コンデンサＣo 及び負荷５→ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 の寄生ダイオ ードＤf1→発電コイルＷ1 の経路、または発電コイルＷ1 →整流回路２のダイオ ードＤ1 →ＦＥＴ制御回路３、コンデンサＣo 及び負荷５→ＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 の寄生ダイオードＤf2→発電コイルＷ1 の経路で電流が流れ、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ 1 またはＦ2 にはそのソース側からドレイン側に向かう極性の電流（逆ドレイン 電流）が流れる。

【００７７】 ところがＮチャンネル形のＭＯＳＦＥＴにおいては、そのドレインソース間の 電圧が寄生ダイオードに順方向電圧を印加する極性であるときに（逆ドレイン電 流が流れるときに）駆動信号がオフレベルの状態にあると、そのチャンネル損失 Ｐchが大きくなるため、上記のようにＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の駆動信号を 同時にオフレベルにすると、スイッチ回路での損失が増大し、ＭＯＳＦＥＴから の発熱が多くなる。

【００７８】 例えば、図８に示したＭＯＳＦＥＴの場合、ゲートソース間にオンレベルの駆 動信号ＶGS＝１０［Ｖ］が与えられている状態で流れる逆ドレイン電流ＩDRが２ ０［Ａ］であるとすると、ソースドレイン間電圧ＶSDは０．２７［Ｖ］であるた め、チャンネル損失Ｐchは、 Ｐch＝ＶSD×ＩDR＝０．２７×２０＝５．４［Ｗ］ である。

【００７９】 これに対し、駆動信号がオフレベルの状態（ＶGS＝０の状態）にあるＭＯＳＦ ＥＴに２０［Ａ］の逆ドレイン電流が流れた場合には、そのソースドレイン間電 圧ＶSDが０．９１［Ｖ］になるため、チャンネル損失Ｐchは、 Ｐch＝０．９１×２０＝１８．２［Ｗ］ となり、駆動信号がオフレベルの状態にあるときの逆ドレイン電流によるチャン ネル損失は、駆動信号がオンレベルの状態にある場合のチャンネル損失の３倍以 上に達する。

【００８０】 図１に示した電源装置において、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のチャンネル損失に着目 して動作波形を示すと図１７（Ａ）〜（Ｅ）に示すようになる。図１７（Ａ）は 発電コイルＷ1 に誘起する電圧を示し、同図（Ｂ）は各ＭＯＳＦＥＴのゲートソ ース間に印加される駆動信号ＶGSを示している。また図１７（Ｃ）は、ＭＯＳＦ ＥＴ Ｆ1 のドレインソース間電圧ＶDSを示し、図１７（Ｄ）はＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のドレイン電流ＩD を示している。更に図１７（Ｅ）はＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のチャンネル損失Ｐchを示している。

【００８１】 図１７（Ｅ）に見られるように、逆ドレイン電流が流れているときに駆動信号 ＶGSがオフレベルの状態にあると、チャンネル損失Ｐchが突出して多くなること が分かる。このようにチャンネル損失が多くなると、ＭＯＳＦＥＴからの発熱が 多くなり、ＭＯＳＦＥＴのヒートシングとして大形のものを用いることが必要に なって電源装置の大形化を招くという問題が生じる。

【００８２】 上記の説明ではＮチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを例にとったが、Ｐチャンネル 形のＭＯＳＦＥＴの場合にも、そのドレインソース間の電圧が寄生ダイオードに 順方向電圧が印加される極性であるとき（ドレイン側からソース側に電流が流れ る期間）に駆動信号がオフレベルの状態にあるとチャンネル損失が増大する。従 って、Ｐチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを用いる場合にも、スイッチ回路を構成す る複数のＭＯＳＦＥＴの駆動信号を同時にオフレベルにすると各ＭＯＳＦＥＴで のチャンネル損失が増大し、ＭＯＳＦＥＴからの発熱が増大する。

【００８３】 上記の問題を解決するためには、スイッチ回路を構成する複数のＭＯＳＦＥＴ の内、ドレインソース間の寄生ダイオードに逆方向の電圧が印加されているＭＯ ＳＦＥＴのゲートソース間には該ＭＯＳＦＥＴをオン状態にするオンレベルと該 ＭＯＳＦＥＴをオフ状態にするオフレベルとの間を前記磁石発電機の出力周波数 よりも高い周波数で変化する矩形波状の駆動信号を与え、寄生ダイオードに順方 向電圧が印加されているＭＯＳＦＥＴのゲートソース間には該順方向電圧が印加 されている間オンレベルの状態を保持する駆動信号を与えるように、ＦＥＴ制御 回路を構成すればよい。

【００８４】 前述のように、駆動信号のオンレベルは、ＭＯＳＦＥＴをオン状態にするため に該ＭＯＳＦＥＴのゲートソース間に与える電圧のレベルであり、駆動信号のオ フレベルはＭＯＳＦＥＴをオフ状態にするために該ＭＯＳＦＥＴのゲートソース 間に与える電圧のレベルである。Ｎチャンネル形のＭＯＳＦＥＴの場合、駆動信 号のオンレベルは、該ＭＯＳＦＥＴのドレインをソースに対して所定のレベルだ け正電位にするレベルであり、オフレベルは該ＭＯＳＦＥＴのドレインをソース に対して零電位または僅かに負電位にするレベルである。またＰチャンネル形の ＭＯＳＦＥＴの場合、駆動信号のオンレベルは、ゲートの電位をソース電位に対 して所定のレベルＶg （例えば１０［Ｖ］）だけ低くするレベルであり、駆動信 号のオフレベルは、ゲートの電位をソース電位に等しくするかまたは該ソース電 位よりも僅かに高くするレベルである。

【００８５】 また上記のように、寄生ダイオードに順方向電圧が印加されているＭＯＳＦＥ Ｔに与える駆動信号のレベルをオンレベルに保持するようにすると、該ＭＯＳＦ ＥＴのドレイン電流によるチャンネル損失Ｐchを少なくすることができるため、 スイッチ回路を構成するＭＯＳＦＥＴからの発熱を少なくすることができ、ヒー トシンクを小形にして電源装置の小形化を図ることができる。

【００８６】 図１８は寄生ダイオードに順方向電圧が印加されているＭＯＳＦＥＴに与える 駆動信号のレベルをオンレベルに保持するようにＦＥＴ制御回路を構成する場合 の本考案の実施例を示したものである。同図において１は内燃機関に取り付けら れた磁石発電機、２はソースが共通に接続されドレインが磁石発電機の出力端子 １ａ，１ｂにそれぞれ接続されたＮチャンネル形のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 と、カソードが共通に接続され、アノードがＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレ インにそれぞれ接続された整流用ダイオードＤ1 及びＤ2 とからなる昇圧整流回 路、３はＦＥＴ制御回路である。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートソース間 にはそれぞれ抵抗Ｒgs1 及びＲgs2 が接続されている。

【００８７】 昇圧整流回路２の正極性側の直流出力端子２ａは正極性側の出力端子４ａに接 続され、該昇圧整流回路２の負極側の直流出力端子２ｂは負極側の出力端子４ｂ に接続されている。昇圧整流回路２の正極側直流出力端子２ａ及び負極側直流出 力端子２ｂにそれぞれ駆動信号発生回路３Ａの電源端子３ａ及び３ｂが接続され 、駆動信号発生回路３Ａの出力端子３ｃがアノードを該出力端子側に向けたダイ オードＤａ及びＤｂを通してＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートにそれぞれ接 続されている。

【００８８】 また発電コイルＷ1 の出力端子１ｂとＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のゲートとの間がア ノードを該出力端子１ｂ側に向けたダイオードＤｃを通して接続され、出力端子 １ａとＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 のゲートとの間がアノードを該出力端子１ａ側に向け たダイオードＤｄを通して接続されている。この例では駆動信号発生回路３Ａと ダイオードＤａ〜ＤｄとによりＦＥＴ制御回路３が構成されている。

【００８９】 駆動信号発生回路３Ａは単安定マルチバイブレータ等の矩形波信号を発生する 発振器からなり、図１９（Ｂ）に示すように、磁石発電機の出力周波数よりも十 分に高い周波数の矩形波信号Ｖｑを発生する。

【００９０】 図１８に示した実施例において、駆動信号発生回路３Ａは、図１９（Ｂ）に示 したようにオンレベル（図示の例では１０［Ｖ］）の状態とオフレベル（図示の 例では０［Ｖ］）の状態とを交互に生じる矩形波信号Ｖｑを発生する。この矩形 波信号の周波数は磁石発電機の出力周波数よりも十分に高く設定されている。矩 形波信号ＶｑはダイオードＤａ及びＤｂを通してＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の ゲートソース間にそれぞれ駆動信号ＶGS1 及びＶGS2 として与えられる。ＭＯＳ ＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 にオンレベルの駆動信号が与えられると、正極性（ドレイ ンがソースに対して高電位になる極性）のドレインソース間電圧が印加されてい る方のＭＯＳＦＥＴが導通して該ＭＯＳＦＥＴにドレイン電流が流れ、他方のＭ ＯＳＦＥＴには逆ドレイン電流が流れて発電コイルＷ1 が短絡される。

【００９１】 例えば、発電コイルＷ1 に図示の実線矢印方向の正の半サイクルの電圧Ｖｅが 誘起している期間においては、駆動信号ＶGS1 がオンレベルの状態にある期間Ｍ ＯＳＦＥＴ Ｆ1 にドレイン側からソース側に向う順方向のドレイン電流が流れ 、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 にソース側からドレイン側に向う逆ドレイン電流が流れて 発電コイルＷ1 が短絡される。この状態で駆動信号ＶGS1 がオフレベルになると 、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 がオフ状態になるため、発電コイルＷ1 を流れていた短絡 電流が遮断され、発電コイルＷ1 にそれまで流れていた短絡電流を流し続けよう とする向き（図示の実線矢印方向）の昇圧された電圧が誘起する。この電圧によ りダイオードＤｄを通してＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のゲートソース間にオンレベルの 駆動信号が与えられる。従って、発電コイルＷ1 に誘起した電圧により発電コイ ルＷ1 →ダイオードＤ1 →負荷５→ＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 →発電コイルＷ1 の経路 でＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 に逆ドレイン電流が流れるとき（寄生ダイオードＤf2に順 方向電圧が印加されるとき）に該ＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 の駆動信号をオンレベルの 状態に保持することができ、該ＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 のチャンネル損失Ｐchを少な くすることができる。

【００９２】 また発電コイルＷ1 が図示の破線矢印方向の負の半サイクルの電圧を誘起して いる期間においては、駆動信号ＶGS2 のレベルがオンレベルの状態にある期間Ｍ ＯＳＦＥＴ Ｆ2 に順方向のドレイン電流が流れ、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 に逆ドレ イン電流が流れて発電コイルＷ1 が短絡される。この状態で駆動信号がオフレベ ルになると、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 がオフ状態になるため、発電コイルＷ1 を流れ ていた短絡電流が遮断され、発電コイルＷ1 にそれまで流れていた短絡電流を流 し続けようとする向き（図示の破線矢印方向）の昇圧された電圧が誘起する。こ の電圧によりダイオードＤｃを通してＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のゲートソース間にオ ンレベルの駆動信号が与えられる。従って、発電コイルＷ1 に誘起した電圧によ り発電コイルＷ1 →ダイオードＤ2 →負荷５→ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 →発電コイル Ｗ1 の経路でＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 に逆ドレイン電流が流れるとき（ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 の寄生ダイオードＤf1に順方向電圧が印加されているとき）に該ＭＯＳＦ ＥＴＦ1 にオンレベルの駆動信号を与えた状態に保持することができ、該ＭＯＳ ＦＥＴのチャンネル損失を少なくすることができる。

【００９３】 図１９（Ｃ）は、図１８のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のゲートソース間に与えられる 駆動信号ＶGS1 の波形を示し、同図（Ｄ）はＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のドレインソー ス間電圧ＶDS1 の波形を示している。磁石発電機の出力の負の半サイクルの期間 におけるＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のドレインソース間電圧波形は、該ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 の寄生ダイオードＤf1の順方向電圧降下である。

【００９４】 また図１９（Ｅ）はＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のドレイン電流ＩD1を示し、同図（Ｆ ）はＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 のチャンネル損失Ｐchを示している。なおＭＯＳＦＥＴ Ｆ2 についての動作波形及びチャンネル損失はその図示を省略している。

【００９５】 図１９（Ｆ）から明らかなように、本考案によれば、発電コイルＷ1 の短絡電 流が遮断された際に誘起する電圧により、寄生ダイオードに順方向電圧が印加さ れているＭＯＳＦＥＴにオンレベルの駆動信号を与えるようにしたことにより、 図１に示した実施例による場合のように逆ドレイン電流によるチャンネル損失が 突出して増大するのを防ぐことができるため、ＭＯＳＦＥＴの発熱を抑えること ができる。図８の特性を有するＭＯＳＦＥＴを用いるものとし、逆ドレイン電流 を２０［Ａ］とした場合、図１８の電源装置によれば、図１の電源装置による場 合に比べて逆ドレイン電流によるチャンネル損失を１／３以下に抑えることがで きる。

【００９６】 図１８に示した実施例では、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードに順方向電圧が印 加されている期間該ＭＯＳＦＥＴに磁石発電機側からダイオードを通してオンレ ベルの駆動信号を与えるようにしたが、駆動信号発生回路３ＡからＭＯＳＦＥＴ に全ての駆動信号を与えるようにすることもできる。図２０は駆動信号発生回路 ３ＡからＭＯＳＦＥＴに全ての駆動信号を与えるようにした本考案の実施例を示 したもので、この実施例では、磁石発電機１の２つの出力端子１ａ，１ｂがそれ ぞれ抵抗Ｒａ及びＲｂを通して比較器ＣＭ1 の非反転入力端子（＋端子）及び反 転入力端子（−端子）に接続され、比較器ＣＭ1 の出力端子は抵抗Ｒ1 を通して 整流回路２の正極性側の直流出力端子（ダイオードＤ1 ，Ｄ2 のカソードの共通 接続点）２ａに接続されている。この例では、磁石発電機の出力端子１ａが出力 端子１ｂに対して正電位になる図示の実線矢印方向の極性の半サイクルの出力電 圧を正の半サイクルの出力電圧としている。磁石発電機の出力電圧Ｖｅの波形は 図２１（Ａ）に示す通りである。

【００９７】 比較器ＣＭ1 は図２１（Ｂ）に示したような制御信号Ｖｓを出力する。この制 御信号Ｖｓは、磁石発電機１が図示の実線矢印方向の正の半サイクルの出力電圧 を発生している期間高レベルの状態を保持し、磁石発電機１が破線矢印方向の負 の半サイクルの電圧を発生している期間零レベルの状態を保持する。

【００９８】 駆動信号発生回路３Ａは昇圧整流回路２の出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接続 された電源端子３ａ，３ｂと、駆動信号ＶGS1 及びＶGS2 をそれぞれ発生する出 力端子３c1，３c2と、制御端子３ｄとを有していて、制御端子３ｄに比較器ＣＭ 1 が出力する制御信号Ｖｓが入力されている。駆動信号発生回路３Ａはその制御 端子３ｄに高レベルの制御信号Ｖｓが与えられているときに、出力端子３c1から 磁石発電機の出力周波数よりも高い周波数でオンレベルとオフレベルとの間を変 化する矩形波状の駆動信号ＶGS1 （図２１Ｄ）を出力し、出力端子３c2からオン レベルの状態を保持する駆動信号ＶGS2 （図２１Ｃ）を出力する。また制御端子 ３ｄに与えられる制御信号Ｖｓが零レベルの期間は、出力端子３c1からオンレベ ルの状態を保持する駆動信号ＶGS1 を出力し、出力端子３c2から磁石発電機の出 力周波数よりも高い周波数でオンレベルとオフレベルとの間を変化する矩形波状 の駆動信号ＶGS2 を出力する。これらの駆動信号ＶGG1 及びＶGS2 がそれぞれＭ ＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートソース間に与えられている。この実施例では 、駆動信号発生回路３Ａと比較器ＣＭ1 と抵抗Ｒ1 ，Ｒa 及びＲb とによりＦＥ Ｔ制御回路３が構成されている。その他の構成は図１の実施例と同様であり、図 １の実施例と同様の動作を行う。

【００９９】 図２２は磁石発電機が３相交流出力を発生するように構成されている場合の実 施例を示したもので、この実施例では発電機の３相の発電コイルＷ1 〜Ｗ3 がス ター結線されている。発電機１は３つの出力端子１ｕ〜１ｗを有していて、出力 端子１ｕ，１ｖ間、１ｖ，１ｗ間及び１ｗ，１ｖ間にそれぞれ図２３（Ａ）に示 すような３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力する。

【０１００】 発電機の出力端子１ｕ〜１ｗにはそれぞれソースが共通に接続されたＮチャン ネル形のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のドレインが接続されている。発電機１の出 力端子１ｕ〜１ｗにまた、カソードが共通に接続された整流用ダイオードＤ1 〜 Ｄ3 のアノードが接続され、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 とダイオードＤ1 〜Ｄ3 とにより昇圧整流回路２が構成されている。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 の寄生ダ イオードＤf1〜Ｄf3とダイオードＤ1 〜Ｄ3 とによりダイオードブリッジ３相全 波整流回路３が構成されている。

【０１０１】 ＦＥＴ制御回路３は、駆動信号発生回路３Ａと、比較器ＣＭ1 〜ＣＭ3 と、抵 抗Ｒｕ〜Ｒｗ及びＲ1 〜Ｒ3 とにより構成されている。この例では、発電機１の Ｕ相の出力端子１ａが抵抗Ｒｕを通して比較器ＣＭ1 の非反転入力端子と比較器 ＣＭ3 の反転入力端子とに接続され、Ｖ相の出力端子１ｂが抵抗Ｒｖを通して比 較器ＣＭ1 の反転入力端子と比較器ＣＭ2 の非反転入力端子とに接続されている 。またＷ相の出力端子１ｗは、抵抗Ｒｗを通して比較器ＣＭ2 の反転入力端子と 比較器ＣＭ3 の非反転入力端子とに接続されている。比較器ＣＭ1 〜ＣＭ3 の出 力端子はそれぞれ抵抗Ｒ1 〜Ｒ3 を通して昇圧整流回路２の正極性側の出力端子 ２ａに接続されている。

【０１０２】 駆動信号発生回路３Ａは、昇圧整流回路２の出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接 続された電源端子３ａ，３ｂと、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のゲートにそれぞれ 接続された出力端子３c1〜３c3と、比較器ＣＭ1 〜ＣＭ3 の出力端子にそれぞれ 接続された制御端子３d1〜３d3とを有している。駆動信号発生回路３Ａの出力端 子３c1〜３c3から出力される駆動信号ＶGS1 〜ＶGS3 がそれぞれＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のゲートに与えられている。

【０１０３】 比較器ＣＭ1 は出力端子１ｕの電位と１ｖの電位とを比較して、Ｕ相の電圧Ｖ ｕの正の半サイクルの期間高レベルの状態を保持する制御信号Ｖs1を出力する。 また比較器ＣＭ2 は出力端子１ｖの電位と出力端子１ｗの電位とを比較して、Ｖ 相の電圧Ｖｖの正の半サイクルの期間高レベルの状態を保持する制御信号Ｖs2を 出力し、比較器ＣＭ3 は、出力端子１ｗの電位と出力端子１ｕの電位とを比較し て、Ｗ相の電圧Ｖｗの正の半サイクルの期間高レベルの状態を保持する制御信号 Ｖs3を出力する。駆動信号発生回路３Ａは、制御信号Ｖs1〜Ｖs3に応じてその出 力端子３c1〜３c3から駆動信号ＶGS1 〜ＶGS3 を出力する。駆動信号ＶGS1 は、 図２３（Ｂ）に示したように、Ｕ相の電圧Ｖｕの正の半サイクルの期間（制御信 号Ｖs1が高レベルの状態にある期間）磁石発電機の出力周波数よりも高い周波数 でオンレベルとオフレベルとの間を矩形波状に変化し、Ｕ相の電圧の負の半サイ クルの期間（制御信号Ｖs1が零レベルの状態にある期間）オンレベルの状態を保 持する。また駆動信号ＶGS2 は、図２３（Ｃ）に示したように、Ｖ相の電圧Ｖｖ の正の半サイクルの期間（制御信号Ｖs2が高レベルの状態にある期間）磁石発電 機の出力周波数よりも高い周波数でオンレベルとオフレベルとの間を矩形波状に 変化し、Ｖ相の電圧Ｖｖの負の半サイクルの期間（制御信号Ｖs2が零レベルの状 態にある期間）オンレベルの状態を保持する。更に駆動信号ＶGS3 は、図２３（ Ｄ）に示したように、Ｗ相の電圧Ｖｗの正の半サイクルの期間（制御信号Ｖs3が 高レベルの状態にある期間）磁石発電機の出力周波数よりも高い周波数でオンレ ベルとオフレベルとの間を矩形波状に変化し、Ｗ相の電圧Ｖｗの負の半サイクル の期間（制御信号Ｖs3が零レベルの状態にある期間）オンレベルの状態を保持す る。

【０１０４】 昇圧整流回路２の直流出力端子２ａ，２ｂ間には平滑用コンデンサＣo が接続 され、直流出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接続された出力端子４ａ，４ｂ間には 、燃料噴射装置ＦＩＳの電気的構成部分を構成する負荷５が接続されている。

【０１０５】 図２２の実施例においても、寄生ダイオードに逆方向電圧が印加されるＭＯＳ ＦＥＴには矩形波状の駆動信号が与えられ、寄生ダイオードに順方向電圧が印加 されるＭＯＳＦＥＴにはオンレベルの状態を保持する駆動信号が与えられて、Ｍ ＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減が図られる。

【０１０６】 図２２の実施例では、３相交流出力を発生する磁石発電機の全ての出力端子間 をＭＯＳＦＥＴにより短絡するように昇圧整流回路２を構成しているが、一部の 出力端子間のみを短絡するようにスイッチ回路を構成することができる。図２４ は３相交流出力を発生する磁石発電機１の３つの出力端子１ｕ〜１ｗの内の２つ の出力端子１ｕ，１ｖ間のみを短絡するようにスイッチ回路を構成した実施例を 示したもので、この実施例では、磁石発電機の出力端子１ｕ及び１ｖにそれぞれ ソースが共通に接続されたＮチャンネル形のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレ インが接続され、出力端子１ｗにアノードをＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソー スに接続したダイオードＤ3 ´のカソードが接続されている。出力端子１ｕ〜１ ｗにはまたカソードを共通接続したダイオードＤ1 〜Ｄ3 のアノードが接続され ている。

【０１０７】 磁石発電機１の出力端子１ｕ及び１ｖはそれぞれ抵抗Ｒａ及びＲｂを通して比 較器ＣＭ1 の非反転入力端子及び反転入力端子に接続され、比較器ＣＭ1 の出力 端子は抵抗Ｒ1 を通して昇圧整流回路２の正極性側の出力端子２ａに接続される とともに、駆動信号発生回路３の制御端子３ｄに接続されている。

【０１０８】 比較器ＣＭ1 は、Ｕ相の電圧Ｖｕの正の半サイクルの期間高レベルの状態を保 持し、負の半サイクルの期間零レベルの状態を保持する駆動信号Ｖｓを発生する 。

【０１０９】 駆動信号発生回路３Ａは図２０の実施例で用いたものと同様のもので、図２５ （Ｂ）及び（Ｃ）に示したように、Ｕ相の電圧Ｖｕの正の半サイクルの期間（制 御信号Ｖｓが高レベルの状態にある期間）矩形波状の駆動信号ＶGS1 及びオンレ ベルを保持する駆動信号ＶGS2 を発生し、該電圧Ｖｕの負の半サイクルの期間（ 制御信号Ｖｓが零レベルの状態にある期間）オンレベルを保持する駆動信号ＶGS 1 及び矩形波状の駆動信号ＶGS2 を発生する。これらの駆動信号ＶGS1 及びＶGS 2 はそれぞれＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートに与えられている。

【０１１０】 一般に０石発電機がｎ個の（ｎは２以上の整数）出力端子を有して単相または 多相の交流電圧を発生するように構成されている場合には、少なくとも２つの出 力端子間をＭＯＳＦＥＴにより短絡するように昇圧整流回路２を構成すればよい 。

【０１１１】 図２６はＰチャンネル形のＭＯＳＦＥＴを用いた実施例を示したもので、この 例では、単相交流出力を発生するように構成された磁石発電機の出力端子１ａ， １ｂにそれぞれソースが共通に接続されたＰチャンネル形のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレインが接続されている。発電機の出力端子１ａ，１ｂにはまたア ノードを共通に接続した整流用ダイオードＤ1 及びＤ2 のカソードが接続され、 ダイオードＤ1 及びＤ2 とＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 の寄生ダイオードＤf1及 びＤf2とによりダイオードブリッジ単相全波整流回路が構成されている。

【０１１２】 磁石発電機１の出力端子１ａ，１ｂはそれぞれ抵抗Ｒａ及びＲｂを通して比較 器ＣＭ1 の非反転入力端子及び反転入力端子に接続され、比較器ＣＭ1 の出力端 子は抵抗Ｒ1 を通して昇圧整流回路２の出力端子２ａに接続されている。比較器 ＣＭ1 は、出力端子１ａ，１ｂの電位を比較して、図２７（Ｂ）に示すような制 御信号Ｖｓを出力する。

【０１１３】 駆動信号発生回路３Ａは、昇圧整流回路２の出力端子２ａ及び２ｂにそれぞれ 接続された電源端子３ａ及び３ｂと、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートに接 続された出力端子３c1及び３c2と、比較器ＣＭ1 の出力端子に接続された制御端 子３ｄとを有していて、出力端子３c1及び３c2からそれぞれ図２７（Ｃ）及び（ Ｄ）に示すような駆動信号ＶGS1 及びＶGS2 を出力する。

【０１１４】 なお図２７（Ｃ）及び（Ｄ）においては、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソー スの電位を０レベルとしている。Ｐチャンネル形のＭＯＳＦＥＴの駆動信号のオ ンレベルは、ゲートの電位をソース電位に対して所定のレベルＶg （例えば１０ ［Ｖ］）だけ低くするレベルであり、駆動信号のオフレベルは、ゲートの電位を ソース電位に等しくするかまたは該ソース電位よりも僅かに高くするレベルであ る。

【０１１５】 本実施例の駆動信号発生回路３Ａは、比較器ＣＭ1 が高レベルの制御信号Ｖs を発生している期間（磁石発電機１の出力電圧の正の半サイクルの期間）オンレ ベルの状態を保持する駆動信号ＶGS1 とオンレベルとオフレベルとの間を変化す る矩形波状の駆動信号ＶGS2 とを出力し、比較器ＣＭ1 が零レベルの制御信号Ｖ ｓを発生している期間（磁石発電機の出力電圧の負の半サイクルの期間）オンレ ベルとオフレベルとの間を変化する矩形波状の駆動信号ＶGS1 とオンレベルの状 態を保持する駆動信号ＶGS2 とを出力する。

【０１１６】 Ｐチャンネル形のＭＯＳＦＥＴの場合には、ドレイン側からソース側に向う方 向のドレイン電流が流れる期間（ドレインソース間の寄生ダイオードに順方向電 圧が印加されている期間）に駆動信号がオフレベルであるとドレイン電流による チャンネル損失が増大する。図２６の実施例では、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のそれぞれの寄生ダイオードに順方向電圧が印加される期間それぞれのＭＯＳＦ ＥＴのゲートソース間に与えられる駆動信号がオンレベルの状態に保持されるた め、チャンネル損失の低減を図ることができ、ＭＯＳＦＥＴからの発熱を少なく することができる。

【０１１７】 図１８、図２０、図２２、図２４及び図２６にそれぞれ示した実施例において は、各ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードに逆方向電圧が印加される期間該ＭＯＳＦ ＥＴに一定の周波数の矩形波状の駆動信号を与えるとしたが、昇圧整流回路２の 出力電圧に応じてＭＯＳＦＥＴに与える矩形波状の駆動信号のデューティサイク ルを制御することにより、負荷に供給される電圧を設定値以下に保つように制御 する電圧調整機能をＦＥＴ制御回路３に持たせることもできる。

【０１１８】 また負荷に過大な電圧が印加されるのを防ぐため、磁石発電機の出力電圧を調 整値以下に保つように制御する電圧調整機能を備えた整流電源回路を別途設けて 、負荷に供給される電圧が該整流電源回路の調整値よりも僅かに低く設定された 設定値に達したときにＭＯＳＦＥＴのオンオフ動作による昇圧動作を停止させる 機能をＦＥＴ制御回路３に持たせるようにすることもできる。

【０１１９】 更にＦＥＴ制御回路と各ＭＯＳＦＥＴのゲートとの間にスイッチを介在させて 、内燃機関の始動時に該スイッチを閉じることによりＦＥＴ制御回路から各ＭＯ ＳＦＥＴに駆動信号を与えて昇圧動作を行なわせ、機関が始動した後に該スイッ チを開いて昇圧動作を停止させるように構成することもできる。

【０１２０】 上記の各実施例では、燃料噴射装置ＦＩＳの電気的な構成部分の全てを電源回 路４の負荷としたが、駆動するために比較的大きな電力を必要とするポンプモー タ７のみを電源回路４の負荷とし、インジェクタ駆動回路９及びインジェクタ制 御装置８は別途設けた他の電源回路、例えば、磁石発電機に設けられる発電コイ ルの内、電源回路４を構成するために用いる発電コイル以外の他の発電コイルの 出力を整流して一定の直流電圧を出力する電圧調整機能付きの整流回路により駆 動するようにしてもよい。

【０１２１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、導通させるために必要なしきい値電圧が実質 的に零で、抵抗と同じように働くＭＯＳＦＥＴからなるスイッチ回路により磁石 発電機の発電コイルを流れる短絡電流を断続させて該発電機の出力電圧を昇圧す るように電源回路を構成して、該電源回路の出力で燃料噴射装置の少くともポン プモータを駆動するようにしたので、機関を人力でスタートする場合のように、 機関の回転速度が低く、磁石発電機の発電コイルに誘起する電圧が極めて低いと きでもＭＯＳＦＥＴのオンオフにより発電コイルに昇圧された電圧を誘起させて ポンプモータを駆動することができる。従って、燃料噴射装置を用いる機関にお いてバッテリが過放電状態になった際に機関を手動スタートする場合や、バッテ リを用いずに磁石発電機の出力だけでポンプモータを駆動する場合でも機関を支 障なく起動することができる。

【０１２２】 特に請求項９に記載した考案によれば、スイッチ回路を構成する各ＭＯＳＦＥ Ｔの寄生ダイオードに逆方向電圧が印加される期間該ＭＯＳＦＥＴの駆動信号を 矩形波状に変化させ、各ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードに順方向電圧が印加され る期間は、該ＭＯＳＦＥＴの駆動信号をオンレベルの状態に保持するようにした ので、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードに順方向電圧が印加される期間に生じるＭ ＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減を図ることができる。従って、ＭＯＳＦＥＴ からの発熱を少なくすることができ、ＭＯＳＦＥＴのヒートシンクとして小形の ものを用いて、内燃機関燃料噴射装置の電源回路部分の小形化を図ることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示した回路図である。

【図２】図１の各部の信号波形を示した波形図である。

【図３】磁石発電機の無負荷出力電圧波形の一例を示し
た波形図である。

【図４】発電コイルを短絡するスイッチング素子として
ＦＥＴを用いた場合とバイポーラトランジスタを用いた
場合の動作の相違を説明するための波形図である。

【図５】（Ａ）は本考案の実施例における発電コイルの
短絡回路を示した回路図である。（Ｂ）は昇圧用スイッ
チとしてＭＯＳＦＥＴに代えてトランジスタを用いた電
源装置における発電コイルの短絡回路を示した回路図で
ある。

【図６】磁石発電機の出力電圧対出力電流特性を負荷直
線とともに示した線図である。

【図７】ＭＯＳＦＥＴの導通時のドレインソース間抵抗
対ドレイン電流特性の例を示した線図である。

【図８】図７と同じＭＯＳＦＥＴの逆ドレイン電流対ソ
ースドレイン間電圧特性を示した線図である。

【図９】機関を手動スタートさせた場合のクランキング
回転数の変化の一例を示した線図である。

【図１０】本考案の他の実施例の構成を示す回路図であ
る。

【図１１】図１０の各部の信号波形を示した波形図であ
る。

【図１２】本考案の更に他の実施例の構成を示した回路
図である。

【図１３】本考案の更に他の実施例の構成を示した回路
図である。

【図１４】図１３の実施例で用いるＭＯＳＦＥＴの駆動
信号を示した波形図である。

【図１５】本考案の更に他の実施例の構成を示した回路
図である。

【図１６】図１５の実施例で用いるＭＯＳＦＥＴの駆動
信号を示した波形図である。

【図１７】図１に示された実施例の各部の電圧，電流及
びチャンネル損失を示した波形図である。

【図１８】ＭＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減を図っ
た本考案の実施例を示した回路図である。

【図１９】図１８の実施例の各部の電圧、電流及びチャ
ンネル損失を示した波形図である。

【図２０】ＭＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減を図っ
た本考案の他の実施例を示した回路図である。

【図２１】図２０の実施例の各部の電圧波形を示した波
形図である。

【図２２】ＭＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減を図っ
た本考案の更に他の実施例を示した回路図である。

【図２３】図２２の実施例の各部の電圧波形を示した波
形図である。

【図２４】ＭＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減を図っ
た本考案の更に他の実施例を示した回路図である。

【図２５】図２４の実施例の各部の電圧波形を示した波
形図である。

【図２６】ＭＯＳＦＥＴのチャンネル損失の低減を図っ
た本考案の更に他の実施例を示した回路図である。

【図２７】図２６の実施例の各部の電圧波形を示した波
形図である。

【符号の説明】

１ 磁石発電機 ２ 昇圧整流回路 ３ ＦＥＴ制御回路 Ｄ1 〜Ｄ3 整流用ダイオード Ｄf1〜Ｄf3 寄生ダイオード

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により駆動されてｎ個（ｎは２
   以上の整数）の出力端子間に単相または多相の交流出力
   を発生する磁石発電機を電源として直流電圧を発生する
   電源回路と、内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射する
   インジェクタと、前記電源回路の出力により駆動される
   ポンプモータにより駆動されて前記インジェクタに燃料
   を供給する燃料ポンプとを備えた内燃機関用燃料噴射装
   置において、 前記電源回路は、 ドレイン及びソースをそれぞれ同じ側に位置させた状態
   で設けられてドレイン及びソースの一方が共通に接続さ
   れ、他方が前記磁石発電機のｍ個（ｍは２以上ｎ以下の
   整数）の出力端子にそれぞれ接続されたｍ個のＭＯＳＦ
   ＥＴと、 前記ｍ個のＭＯＳＦＥＴのドレインソース間に存在する
   寄生ダイオードとともに前記磁石発電機の交流出力を整
   流するダイオードブリッジ全波整流回路を構成するよう
   に設けられた２ｎ−ｍ個の整流用ダイオードと、 前記磁石発電機のｍ個の出力端子相互間を短絡して短絡
   電流を流す状態と該短絡電流を遮断する状態とを該ｍ個
   の出力端子相互間に得られる交流出力の半サイクルの期
   間に複数回生じさせるように前記ｍ個のＭＯＳＦＥＴの
   ゲートに駆動信号を与えるＦＥＴ制御回路とを備えてい
   ることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記ＦＥＴ制御回路は、前記ｍ個のＭＯ
   ＳＦＥＴのゲートに前記磁石発電機の出力の周波数より
   も高い周波数を有する同位相の矩形波状の駆動信号を与
   えて該ｍ個のＭＯＳＦＥＴを同時にオンオフさせる回路
   からなっている請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射装
   置。
3. 【請求項３】 前記ＦＥＴ制御回路は、前記ｍ個のＭＯ
   ＳＦＥＴの内、ドレインソース間の寄生ダイオードに逆
   方向の電圧が印加されているＭＯＳＦＥＴのゲートソー
   ス間に該ＭＯＳＦＥＴをオン状態にするオンレベルと該
   ＭＯＳＦＥＴをオフ状態にするオフレベルとの間を磁石
   発電機の出力周波数よりも高い周波数で変化する矩形波
   状の駆動信号を与え、寄生ダイオードに順方向電圧が印
   加されているＭＯＳＦＥＴのゲートソース間には該順方
   向電圧が印加されている間オンレベルの状態を保持する
   駆動信号を与える回路からなる請求項１に記載の内燃機
   関用燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 内燃機関により駆動されてｎ個（ｎは２
   以上の整数）の出力端子間に単相または多相の交流出力
   を発生する磁石発電機を電源として直流電圧を発生する
   電源回路と、内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射する
   インジェクタと、前記電源回路の出力により駆動される
   ポンプモータにより駆動されて前記インジェクタに燃料
   を供給する燃料ポンプとを備えた内燃機関用燃料噴射装
   置において、 前記電源回路は、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子にそれぞれのドレイン
   が接続されソースが共通に接続されたｎ個のＮチャンネ
   ル形のＭＯＳＦＥＴと、 アノードが前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴのドレインにそれぞ
   れ接続されるとともにカソードが共通に接続されてｎ個
   のＭＯＳＦＥＴのそれぞれのドレインソース間に存在す
   る寄生ダイオードとともに前記磁石発電機の交流出力を
   整流する単相全波整流回路を構成するｎ個の整流用ダイ
   オードと、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子相互間を短絡して短絡
   電流を流す状態と該短絡電流を遮断する状態とを該ｎ個
   の出力端子相互間に得られる交流出力の半サイクルの期
   間に複数回生じさせるように前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴの
   ゲートに駆動信号を与えるＦＥＴ制御回路とを備えた内
   燃機関用燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 内燃機関により駆動されてｎ個（ｎは２
   以上の整数）の出力端子間に単相または多相の交流出力
   を発生する磁石発電機を電源として直流電圧を発生する
   電源回路と、内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射する
   インジェクタと、前記電源回路の出力により駆動される
   ポンプモータにより駆動されて前記インジェクタに燃料
   を供給する燃料ポンプとを備えた内燃機関用燃料噴射装
   置において、 前記電源回路は、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子にそれぞれのソースが
   接続されドレインが共通に接続されたｎ個のＮチャンネ
   ル形のＭＯＳＦＥＴと、 カソードが前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴのソースにそれぞれ
   接続されるとともにアノードが共通に接続されてｎ個の
   ＭＯＳＦＥＴのそれぞれのドレインソース間に存在する
   寄生ダイオードとともに前記磁石発電機の交流出力を整
   流するダイオードブリッジ全波整流回路を構成するｎ個
   の整流用ダイオードと、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子相互間を短絡して短絡
   電流を流す状態と該短絡電流を遮断する状態とを該ｎ個
   の出力端子相互間に得られる交流出力の半サイクルの期
   間に複数回生じさせるように前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴの
   ゲートに駆動信号を与えるＦＥＴ制御回路とを備えた内
   燃機関用燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 内燃機関により駆動されてｎ個（ｎは２
   以上の整数）の出力端子間に単相または多相の交流出力
   を発生する磁石発電機を電源として直流電圧を発生する
   電源回路と、内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射する
   インジェクタと、前記電源回路の出力により駆動される
   ポンプモータにより駆動されて前記インジェクタに燃料
   を供給する燃料ポンプとを備えた内燃機関用燃料噴射装
   置において、 前記電源回路は、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子にそれぞれのドレイン
   が接続されソースが共通に接続されたｎ個のＰチャンネ
   ル形のＭＯＳＦＥＴと、 カソードが前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴのドレインにそれぞ
   れ接続されるとともにアノードが共通に接続されてｎ個
   のＭＯＳＦＥＴのそれぞれのドレインソース間に存在す
   る寄生ダイオードとともに前記磁石発電機の交流出力を
   整流するダイオードブリッジ全波整流回路を構成するｎ
   個の整流用ダイオードと、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子相互間を短絡して短絡
   電流を流す状態と該短絡電流を遮断する状態とを該ｎ個
   の出力端子相互間に得られる交流出力の半サイクルの期
   間に複数回生じさせるように前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴの
   ゲートに駆動信号を与えるＦＥＴ制御回路とを備えた内
   燃機関用燃料噴射装置。
7. 【請求項７】 内燃機関により駆動されてｎ個（ｎは２
   以上の整数）の出力端子間に単相または多相の交流出力
   を発生する磁石発電機を電源として直流電圧を発生する
   電源回路と、内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射する
   インジェクタと、前記電源回路の出力により駆動される
   ポンプモータにより駆動されて前記インジェクタに燃料
   を供給する燃料ポンプとを備えた内燃機関用燃料噴射装
   置において、 前記電源回路は、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子にそれぞれのソースが
   接続されドレインが共通に接続されたｎ個のＰチャンネ
   ル形のＭＯＳＦＥＴと、 アノードが前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴのソースにそれぞれ
   接続されるとともにカソードが共通に接続されてｎ個の
   ＭＯＳＦＥＴのそれぞれのドレインソース間に存在する
   寄生ダイオードとともに前記磁石発電機の交流出力を整
   流するダイオードブリッジ全波整流回路を構成するｎ個
   の整流用ダイオードと、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子相互間を短絡して短絡
   電流を流す状態と該短絡電流を遮断する状態とを該ｎ個
   の出力端子相互間に得られる交流出力の半サイクルの期
   間に複数回生じさせるように前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴの
   ゲートに駆動信号を与えるＦＥＴ制御回路とを備えた内
   燃機関用燃料噴射装置。
8. 【請求項８】 前記ＦＥＴ制御回路は、前記ｎ個のＭＯ
   ＳＦＥＴのゲートに前記磁石発電機の出力の周波数より
   も高い周波数を有する同位相の矩形波状の駆動信号を与
   えて該ｎ個のＭＯＳＦＥＴを同時にオンオフさせる回路
   からなっている請求項４，５，６または７のいずれか１
   つに記載の内燃機関用燃料噴射装置。
9. 【請求項９】 前記ＦＥＴ制御回路は、前記ｎ個のＭＯ
   ＳＦＥＴの内、ドレインソース間の寄生ダイオードに逆
   方向の電圧が印加されているＭＯＳＦＥＴのゲートソー
   ス間に該ＭＯＳＦＥＴをオン状態にするオンレベルと該
   ＭＯＳＦＥＴをオフ状態にするオフレベルとの間を磁石
   発電機の出力周波数よりも高い周波数で変化する矩形波
   状の駆動信号を与え、寄生ダイオードに順方向電圧が印
   加されているＭＯＳＦＥＴのゲートソース間には該順方
   向電圧が印加されている間オンレベルの状態を保持する
   駆動信号を与える回路からなる請求項４，５，６または
   ７のいずれか１つに記載の内燃機関用燃料噴射装置。