JP3024456U - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁石発電機を電源として内燃機関の極低速時か
ら動作を行なう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。 【解決手段】内燃機関により駆動される磁石発電機１を
電源とした整流電源部１０と、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 ，Ｆ
2 により磁石発電機１の出力端子間を短絡するスイッチ
回路２と、整流電源部１０の出力が設定値以下のときに
ＭＯＳＦＥＴをオンオフさせ、整流電源部の出力電圧が
設定値を超えたときにＭＯＳＦＥＴをオフ状態に保持す
るＦＥＴ制御回路５とを設ける。内燃機関の低速時にＭ
ＯＳＦＥＴをオンオフさせることにより磁石発電機１の
出力電圧を昇圧して、ポンプモータ２２を含む負荷２０
を駆動する電圧を得る。整流電源部１０の出力電圧が設
定値を超えたときにＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 ，Ｆ2 のオンオ
フ動作を停止させる。

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プレッシャレギュレー タと、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 圧力はプレッシャレギュレータ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（threshold voltage)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 う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。

【００１６】 本考案の他の目的は、磁石発電機の出力を昇圧するために電源回路に設けるス イッチ回路でのスイッチング損失を少なくして、電源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 石発電機と、該磁石発電機から得られる交流電圧を整流する整流回路と該整流回 路の出力を設定値以下に保つように制御する電圧調整器とを有する整流電源部を 備えた電源回路と、駆動電流が与えられたときに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、燃料噴射時間を決定 する噴射指令パルスを発生するインジェクタ制御装置と、噴射指令パルスが発生 したときに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、上記電源回路に、ＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子として 磁石発電機の出力端子間を短絡するように設けられたスイッチ回路と、整流電源 部の出力電圧が設定値以下のときにスイッチ回路のＭＯＳＦＥＴに矩形波状の駆 動信号を与えて該ＭＯＳＦＥＴをオンオフさせ、整流電源部の出力電圧が設定値 よりも高いときにはＭＯＳＦＥＴをオフ状態に保つように整流電源部の出力電圧 に応じてＭＯＳＦＥＴを制御するＦＥＴ制御回路とを更に設ける。

【００１９】 なお本考案において、ＭＯＳＦＥＴの駆動信号とは、ＭＯＳＦＥＴをオンオフ させるために該ＭＯＳＦＥＴのゲートソース間に与える電圧信号を意味し、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。

【００２０】 ＭＯＳＦＥＴは、駆動信号が与えられている状態では抵抗と同じように動作し 、該ＭＯＳＦＥＴを導通させるために必要な印加電圧のしきい値は実質的に零に なるため上記のように、ＭＯＳＦＥＴを用いたスイッチ回路により磁石発電機の 発電コイルを流れる電流を断続させて磁石発電機の出力電圧を昇圧するようにす ると、磁石発電機が僅かでも電圧を誘起すればＭＯＳＦＥＴを通して発電コイル に電流を流して昇圧動作を行わせることができる。従って、機関の極低速時にも 燃料噴射装置に比較的高い電圧を供給することができ、機関の極低速時から燃料 噴射装置を動作させることができる。

【００２１】 また上記のように、整流電源部の出力電圧が設定値以下のときにのみＭＯＳＦ ＥＴのオンオフ動作を行わせるようにすると、ＭＯＳＦＥＴがオンオフ動作を行 う期間を機関の始動時の短い期間に制限してＭＯＳＦＥＴの発熱を少なくするこ とができる。従って、ＭＯＳＦＥＴのヒートシンクを小形にすることができ、燃 料噴射装置の電源部分が大形化するのを防ぐことができる。

【００２２】

【考案の実施の形態】

内燃機関用燃料噴射装置は、駆動電流が与えられたときに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、燃料噴射時間を決定する噴射指令パルスを 発生するインジェクタ制御装置と、噴射指令パルスが発生したときにインジェク タに駆動電流を与えるインジェクタ駆動回路とを備えている。

【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端子間に得ら れる交流電圧を整流して設定値以下に調整された直流電圧を発生する電圧調整機 能付きの整流電源部を備えた電源回路により少なくとも上記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、出力端子間に単相または多相の交流出力を発生する。 電源回路に設ける整流電源部は、磁石発電機のｎ個の出力端子間に得られる交流 電圧を整流する整流回路と該整流回路の出力を設定値以下に保つように制御する 電圧調整器とにより構成される。

【００２５】 本考案を実施する場合には、上記電源回路に、ＭＯＳＦＥＴをスイッチング素 子として磁石発電機の出力端子間を短絡するように設けられたスイッチ回路と、 整流電源部の出力電圧が設定値以下のときにスイッチ回路のＭＯＳＦＥＴに矩形 波状の駆動信号を与えて該ＭＯＳＦＥＴをオンオフさせ、整流電源部の出力電圧 が設定値よりも高いときにはＭＯＳＦＥＴをオフ状態に保つように整流電源部の 出力電圧に応じてＭＯＳＦＥＴを制御するＦＥＴ制御回路とを更に設ける。

【００２６】 本考案においては、ソースが共通に接続された複数のＭＯＳＦＥＴにより上記 のスイッチ回路を構成して、該複数のＭＯＳＦＥＴのドレインを磁石発電機の複 数の出力端子（異なる出力端子）に接続する構成をとることができる。

【００２７】 この場合ＦＥＴ制御回路は、整流電源部の出力電圧が設定値以下のときにスイ ッチ回路の複数のＭＯＳＦＥＴに繰り返し発生する同位相の矩形波状の駆動信号 を与えて該複数のＭＯＳＦＥＴを同時にオンオフさせ、整流電源部の出力電圧が 設定値よりも高いときには複数のＭＯＳＦＥＴをオフ状態に保つように整流電源 部の出力電圧に応じて複数のＭＯＳＦＥＴを制御するように構成する。

【００２８】 上記スイッチ回路は、磁石発電機の出力端子の数と同数のｎ個のＮチャンネル 形のＭＯＳＦＥＴにより構成することができる。この場合には、カソードが共通 に接続されたｎ個の整流用ダイオードのアノードをそれぞれ磁石発電機のｎ個の 出力端子に接続して、ｎ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ｎ個の整流用ダイオードとによりダイオードブリッジ全波整流回路を 構成し、該ダイオードブリッジ全波整流回路の出力及び整流電源部の出力を電源 回路の出力端子間に印加するようにする。

【００２９】 また上記スイッチ回路をｎ個のＰチャンネル形のＭＯＳＦＥＴにより構成する 場合には、アノードが共通接続されたｎ個の整流用ダイオードのカソードをそれ ぞれ磁石発電機のｎ個の出力端子に接続して、ｎ個のＭＯＳＦＥＴのドレインソ ース間の寄生ダイオードとｎ個の整流用ダイオードとによりダイオードブリッジ 全波整流回路を構成し、該ダイオードブリッジ全波整流回路及び整流電源部の出 力を電源回路の出力端子間に印加する構成とする。

【００３０】 上記ＦＥＴ制御回路は、磁石発電機を電源として動作するように設けることが 好ましい。

【００３１】 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。またポンプモータとインジェクタ駆動回路とインジェクタ制御装置 とを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。

【００３２】 しかしながら、インジェクタ駆動回路やその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及び その制御装置を駆動するようにしてもよい。

【００３３】 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。

【００３４】

【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は内燃機関により駆動される 磁石発電機、１０は磁石発電機１の出力を全波整流して設定値を超えないように 調整された直流電圧を出力する整流電源部、１１は磁石発電機１の出力電圧を昇 圧する昇圧回路であり、整流電源部１０と、昇圧回路１１とにより電源回路４が 構成されている。

【００３５】 この実施例の磁石発電機１は、内燃機関の出力軸に取り付けられた磁石回転子 と、機関のケースやカバーに設けられた固定子取付部に固定された固定子とから なる周知のもので、この例では固定子側に設けられた発電コイルＷ1 が単相の交 流出力を発生するように結線されて、該発電コイルの両端から出力端子１ａ，１ ｂが引き出されている。機関の高速時にも発電コイルＷ1 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、発電コイルＷ1 としては、その巻数が少なく 、インピーダンスが低いものを用いる。

【００３６】 整流電源部１０は、磁石発電機１の２つの出力端子１ａ，１ｂにそれぞれアノ ードが接続され、カソードが共通接続されたダイオードＤ21及びＤ22と、出力端 子１ａ，１ｂにカソードが接続され、アノードが共通接続されたダイオードＤ31 及びＤ32とからなる周知のダイオードブリッジ単相全波整流回路１０Ａと、整流 回路１０Ａの出力電圧を設定値以下に制限するように磁石発電機１の出力電圧を 制御する電圧調整器１０Ｂとからなっており、整流回路１０Ａの交流入力端子に 磁石発電機１の出力電圧が入力されている。整流電源部１０の正極側の直流出力 端子１０ａはスイッチＳＷを介してバッテリ７の正極端子に接続され、整流電源 部１０の負極側の出力端子１０ｂはバッテリ７の負極端子とともに接地されてい る。

【００３７】 電圧調整器１０Ｂは、磁石発電機の出力端子１ａ，１ｂにそれぞれアノードが 接続され、カソードが接地されたサイリスタＴh1及びＴh2と、整流回路１０Ａの 出力電圧に応じてサイリスタＴh1及びＴh2へのトリガ信号の供給を制御する制御 回路１０B1とからなっている。制御回路１０B1は、整流回路１０Ａの出力電圧が 設定値以下のときにサイリスタＴh1及びＴh2へのトリガ信号の供給を停止してお り、整流回路１０Ａの出力電圧が設定値を超えたときにサイリスタＴh1及びＴh2 にトリガ信号を供給する。したがって磁石発電機の回転数が低く、その出力電圧 が低いときには、サイリスタＴh1及びＴh2が遮断状態を保持して磁石発電機の出 力電圧がそのまま整流回路１０Ａを通して負荷に供給されるのを許容し、磁石発 電機の回転数が上昇して整流回路１０Ａの出力電圧が設定値を超えるようになる とサイリスタＴh1及びＴh2が導通して磁石発電機１の出力を負荷から側路し、整 流回路の出力電圧を低下させる。これらの動作により整流回路１０Ａの出力電圧 が設定値以下に制限され、磁石発電機がある程度以上の回転数で回転している状 態では整流回路１０Ａの出力電圧が設定値に保たれる。

【００３８】 昇圧回路１１は、ドレインが磁石発電機の出力端子１ａ及び１ｂにそれぞれ接 続されたＮチャンネル形のパワーＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 からなるスイッチ 回路２と、アノードが磁石発電機の出力端子１ａ及び１ｂに接続された整流用ダ イオードＤ11及びＤ12と、ＦＥＴ制御回路５と、平滑用コンデンサＣo と、整流 電源部１０と昇圧回路１１との間の干渉を断つためのダイオードＤ4 とにより構 成されている。

【００３９】 ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソース及び整流用ダイオードＤ11及びＤ12のカ ソードがそれぞれ共通に接続されて、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 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Ｄ11及びＤ12 とによりダイオードブリッジ単相全波整流回路３が構成されている。整流回路３ の正極性側の直流出力端子３ａは電源回路４の正極性側の出力端子４ａに接続さ れ、該整流回路３の負極側の直流出力端子３ｂは電源回路４の負極側の出力端子 子４ｂとともに接地されている。整流回路３の正極側直流出力端子３ａと電源回 路の出力端子４ａとの接続点にダイオードＤ4 のカソードが接続され、該ダイオ ードＤ4 のアノードに整流電源部１０の正極性側の出力端子１０ａが接続されて いる。

【００４０】 ＦＥＴ制御回路５は、タイマＩＣ５Ａと、該タイマＩＣの所定の端子に接続さ れた抵抗Ｒ1 ないしＲ3 及びコンデンサＣ1 ，Ｃ2 とからなる無安定マルチバイ ブレータと、トランジスタＴr1、ツェナーダイオードＺＤ1 、抵抗Ｒ4 〜Ｒ6 、 及びコンデンサＣ3 からなるリセット回路５Ｂとにより構成されている。

【００４１】 本実施例で用いているタイマＩＣ５Ａは、日本電気株式会社が製造しているμ ＰＤ５５５５（商品名）で、図示の端子ａ及びｂはそれぞれアース端子及びトリ ガ端子、ｃ及びｄはそれぞれ出力端子及びリセット端子である。またｅ及びｆは それぞれコントロール端子及びスレッシュホールド端子、ｇ及びｈはそれぞれデ ィスチャージ端子及び電源端子である。

【００４２】 タイマＩＣの電源端子ｈは整流回路３の出力端子３ａに接続されるとともにダ イオードＤ4 を通して整流電源部１０の出力端子１０ａに接続され、磁石発電機 １から整流回路３及び整流電源部１０を通してタイマＩＣ５Ａに電源電圧ＶDDが 与えられている。すなわちタイマＩＣは、磁石発電機を電源として動作するよう になっている。

【００４３】 またタイマＩＣのディスチャージ端子ｇと電源端子ｈとの間及びデイスチャー ジ端子ｇとスレシュホールド端子ｆとの間にそれぞれ抵抗Ｒ1 及びＲ2 が接続さ れ、スレシュホールド端子ｆと接地間にはコンデンサＣ1 が接続されている。タ イマＩＣのトリガ端子ｂはスレシュホールド端子ｆに接続され、リセット端子ｄ は抵抗Ｒ3 を通して電源端子に接続されている。またコントロール端子ｅと接地 間にはコンデンサＣ2 が接続されている。

【００４４】 リセット回路５ＢのトランジスタＴr1のエミッタは接地され、コレクタはタイ マＩＣのリセット端子ｄに接続されている。整流電源部１０の出力端子１０ａ， １０ｂ間に抵抗Ｒ4 及びＲ5 の直列回路からなる分圧回路が接続され、該分圧回 路の分圧点にツェナーダイオードＺＤ1 のカソードが接続されている。ツェナー ダイオードのアノードはトランジスタＴr1のベースに接続され、抵抗Ｒ5 の両端 に得られる分圧出力電圧がツェナーダイオードＺＤ1 のツェナー電圧を超えたと きにトランジスタＴr1にベース電流が与えられるようになっている。

【００４５】 トランジスタＴr1のベースエミッタ間には抵抗Ｒ6 が接続され、抵抗Ｒ5 の両 端にはコンデンサＣ3 が接続されている。抵抗Ｒ4 及びＲ5 からなる分圧回路に より整流電源部１０の出力電圧を検出する電圧検出回路が構成され、整流電源部 １０の出力電圧が設定値に達したときに、電圧検出回路の出力電圧がツェナーダ イオードＺＤ1 を導通させ得るレベルに達するようになっている。整流電源部１ ０の出力電圧が設定値を超えている状態では、ツェナーダイオードＺＤ1 が導通 してトランジスタＴr1にベース電流が与えられるため、該トランジスタが導通し 、これにより、タイマＩＣのリセット端子ｄの電位を低レベルにして該タイマＩ Ｃをリセットする。整流電源部１０の出力電圧の設定値（リセット回路がリセッ ト動作を行うときの整流電源部の出力電圧値）は、該整流電源部の調整電圧より も低い値( 例えば１０［Ｖ］）に設定されている。バッテリの電圧が１２［Ｖ］ の場合、整流電源部１０の設定値は１４．５［Ｖ］程度に設定される。

【００４６】 平滑用コンデンサＣo は電源回路４の出力端子４ａ，４ｂの両端に接続されて いる。

【００４７】 図示の例では、燃料噴射装置ＦＩＳの電気的構成部分の全てが負荷２０として 電源回路４の出力端子４ａ，４ｂ間に接続されている。負荷２０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２１と、ポンプモータ２２と、インジ ェクタ２１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２３と、噴射指令パルスＶj が発生したときに インジェクタ２１に駆動電流を流すインジェクタ駆動回路２４とからなっている 。

【００４８】 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２２により 駆動されて燃料タンク２５から吸い出した燃料をインジェクタ２１に与える燃料 ポンプ２６と、該燃料ポンプ２６からインジェクタ２１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２７とを有している。

【００４９】 インジェクタ２１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２６から燃料 が与えられている。

【００５０】 圧力調整器２７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２５に戻すことにより上記差圧を設定値に保つ。

【００５１】 インジェクタ２１のソレノイドコイルには、インジェクタ駆動回路２４を通し て駆動電流が与えられる。インジェクタ駆動回路２４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２１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２６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プレッシャレギュ レータ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。

【００５２】 インジェクタ制御装置２３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２３内に設ける。

【００５３】 タイマＩＣを用いた無安定マルチバイブレータにおいては、タイマＩＣのトリ ガ端子ｂがスレシュホールド端子ｆに接続されているため、該タイマＩＣが自己 トリガされて無安定動作を行う。タイマＩＣの出力電圧（出力端子ｃと接地間の 電圧）が高レベルの状態にあるときには、電源電圧により抵抗Ｒ1 及びＲ2 を通 してコンデンサＣ1 が充電される。コンデンサＣ1 の両端の電圧が電源電圧ＶDD の２／３に達すると、スレシュホールド端子ｆがオンの状態になって出力電圧を 低レベルの状態にする。このときコンデンサＣ1 の電荷は抵抗Ｒ2 とディスチャ ージ端子ｇとを通して放電する。この放電によりコンデンサＣ1 の端子電圧が（ １／３）ＶDDまで低下すると、トリガ端子ｂがオン状態になり、出力電圧を高レ ベルの状態にする。これにより再び電源電圧により抵抗Ｒ1 及びＲ2 を通してコ ンデンサＣ1 が充電される。これらの動作の繰り返しにより、出力端子ｃと接地 間に矩形波状の電圧が発生する。この矩形波状の電圧がＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及び Ｆ2 のゲートに駆動信号ＶGSとして与えられている。この無安定マルチバイブレ ータの発振は、タイマＩＣの電源端子ｈに電源電圧ＶDDが印加されたときに開始 され、整流電源部１０の出力電圧が設定値を超えてリセット回路５Ｂのトランジ スタＴr1が導通状態になったときに停止する。

【００５４】 上記の無安定マルチバイブレータにおいて、出力電圧が高レベルの状態にある ときのコンデンサＣ1 の充電時間をｔ1 とし、出力電圧が低レベルの状態にある ときのコンデンサＣ1 の放電時間をｔ2 とすると、 ｔ1 ＝0.693(Ｒ1 ＋Ｒ2 ）Ｃ1 …（１） ｔ2 ＝0.693 ・Ｒ2 ・Ｃ1 …（２） で与えられる。従って出力される矩形波信号の周期Ｔは、 Ｔ＝ｔ1 ＋ｔ2 ＝0.693(Ｒ1 ＋２Ｒ2 ）Ｃ1 …（３） で与えられ、発振周波数ｆは、 ｆ＝１／Ｔ＝1.44／（Ｒ1 ＋２Ｒ2 ）Ｃ1 …（４） で与えられる。この発振周波数は発電コイルＷ1 の出力周波数よりも十分に高く 設定しておく。

【００５５】 また矩形波信号のデューティサイクルＤ（＝ｔ2 ／Ｔ）は、 Ｄ＝Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋２Ｒ2 ） …（５） で与えられる。

【００５６】 図１の実施例において、整流電源部１０の出力電圧の設定値（リセット回路５ Ｂがリセット動作を行う電圧値）は、ポンプモータ６を正常に動作させるために 必要な電圧値（例えば１０［Ｖ］）に設定されている。

【００５７】 本実施例において、バッテリ７を使用できない状態で、機関の始動操作が行わ れた場合を考える。この場合、機関の始動操作が行われると、磁石発電機１が交 流電圧を発生する。この交流電圧は整流回路１０Ａにより整流され、該整流回路 １０Ａの出力がダイオードＤ4 を通して出力端子４ａ，４ｂ間に印加される。最 初はこの直流電圧が設定値よりも低いため、抵抗Ｒ4 及びＲ5 からなる分圧回路 の出力電圧がツェナーダイオードＺＤ1 を導通させるレベルに達しない。そのた めトランジスタＴr1は導通せず、該トランジスタＴr1はタイマＩＣ５Ａの動作に 何の影響も与えない。

【００５８】 発電機１の出力電圧はまた整流回路３を通して出力端子４ａ，４ｂに与えられ るとともに、タイマＩＣ５Ａの電源端子に与えられる。タイマＩＣ５Ａは３［Ｖ ］程度の低電圧で動作を開始するため、該タイマＩＣを用いた無安定マルチバイ ブレータが発振して一定の周波数ｆの矩形波信号を出力し、この矩形波信号が駆 動信号ＶGSとしてＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートソース間に同時に与えら れる。従ってＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が同時にオンオフ動作を行って昇圧動 作が行われる。

【００５９】 ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 からなるスイッチ回路２による昇圧動作は次の通 りである。

【００６０】 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（図２Ａ）を発生し、この矩形波信号がＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートソース間に同位相の駆動信号ＶGSとして与えられて、両ＦＥＴが同時に 駆動される。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Ｆ 2 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負荷２０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２０の両端の電圧ＶL の波形を示してい る。

【００６１】 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のみにより 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。

【００６２】 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。

【００６３】 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。

【００６４】 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。

【００６５】 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。

【００６６】 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。

【００６７】 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。

【００６８】 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。

【００６９】 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。

【００７０】 なお本考案においては、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 をオンオフ制御する際に 、両ＦＥＴを同時に導通させることが重要である。一方のＭＯＳＦＥＴの導通が 遅れると、導通が遅れた方のＭＯＳＦＥＴ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。

【００７１】 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。

【００７２】 上記のように、図１の実施例で用いる昇圧回路１１は、機関をロープスタート する場合のように、始動操作時の機関の回転数が極めて低い場合でも、発電コイ ルが僅かな電圧を誘起したときにＭＯＳＦＥＴを通して電流を流して昇圧動作を 開始させる。従って、機関の極低速時にもポンプモータ２２、インジェクタ駆動 回路２３及びインジェクタ駆動回路２４に駆動電圧を与えることができ、機関の 極低速時から燃料噴射装置を動作させて、内燃機関を支障なく起動することがで きる。

【００７３】 機関が始動し、その回転数が上昇すると、磁石発電機１の出力電圧が設定値を 超えるためリセット回路５ＢのトランジスタＴr1が導通してタイマＩＣのリセッ ト端子ｄの電位を低下させ、無安定マルチバイブレータの発振を停止させる。従 って整流電源部１０の出力電圧が設定値を超えると、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ 2 に駆動信号が与えられなくなり、昇圧動作は停止する。

【００７４】 機関の回転数が更に上昇して整流電源部１０の出力電圧が設定値以上になると 、制御回路１０B1がサイリスタＴh1及びＴh2にトリガ信号を与えて両サイリスタ を導通させる。これにより、磁石発電機１の出力がサイリスタＴh1及びＴh2を通 して出力端子から側路されるため、整流電源部１０の出力電圧が設定値まで低下 する。サイリスタＴh1及びＴh2は、発電コイルＷ1 を流れる電流の極性が反転し たときに遮断状態になる。

【００７５】 整流電源部１０の出力電圧が設定値まで低下するとサイリスタＴh1及びＴh2へ のトリガ信号の供給が停止させられるため、サイリスタＴh1及びＴh2は導通せず 、発電コイルＷ1 の出力電圧がそのまま整流回路１０Ａにより整流されて負荷２ ０に供給される。これらの動作により整流電源部１０の出力電圧が設定値を超え ないように制御される。

【００７６】 次に図１の実施例において、バッテリ７が正常で、スイッチＳＷを閉じた状態 で機関の始動操作が行われたとする。スイッチＳＷが閉じているときには、抵抗 Ｒ4 及びＲ5 の直列回路の両端にバッテリ７の電圧（１２［Ｖ］）が印加されて いるため、リセット回路５ＢのトランジスタＴr1が導通している。このときタイ マＩＣ５Ａを用いた無安定マルチバイブレータは発振を行わないため、ＭＯＳＦ ＥＴ Ｆ1 及びＦ2 はオンオフ動作を行わず、昇圧動作は行われない。

【００７７】 機関の始動時に長時間セルモータを駆動するなどしてバッテリ７の両端の電圧 が設定値以下になると、リセット回路５ＢのトランジスタＴr1が遮断状態になる 。これにより無安定マルチバイブレータの発振が開始されるため、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のゲートに一定の周波数ｆの駆動信号が与えられる。これによりＭ ＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 がオンオフ動作を行って磁石発電機１の出力電圧を昇 圧する。

【００７８】 上記のように、本考案においては、整流電源部１０の出力電圧が設定値以下の 場合にのみスイッチ回路２を構成するＭＯＳＦＥＴのオンオフ動作を行わせるた め、ＦＥＴ制御回路５は一定の周波数の矩形波パルス（駆動信号）を発生すれば よく、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 に与える駆動信号のデューティサイクルを制 御することを必要としない。ＦＥＴに与える駆動信号の周波数を一定とすると、 ＦＥＴ制御回路５の構成を簡単にすることができる。また本考案によれば、ＭＯ ＳＦＥＴがオンオフ動作を行う期間を機関の始動時の短い期間に制限することが できるため、ＭＯＳＦＥＴでの発熱を抑制することができ、ＭＯＳＦＥＴのヒー トシンクを小形にすることができる。

【００７９】 なお上記の実施例ではＦＥＴ制御回路５が一定の周波数の駆動信号を発生する としたが、整流回路３の出力電圧に応じてデューティサイクルが変化する駆動信 号を発生するようにＦＥＴ制御回路を構成して、整流回路３の出力電圧を所定の 大きさ以下に制限する制御を行わせるようにしてもよい。

【００８０】 図１の実施例では磁石発電機１が単相交流出力を発生するように構成されてい るが、磁石発電機が３相以上の多相交流出力を発生する場合にも本考案を適用で きる。図１０は一例として、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。

【００８１】 この例では、磁石発電機１の３つの出力端子１ａ〜１ｃにそれぞれＮチャンネ ル形のパワーＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のドレインが接続され、これらのＭＯＳ ＦＥＴのソースは共通接続されて接地されている。磁石発電機１の３つの出力端 子１ａ〜１ｃにはまた整流用ダイオードＤ11〜Ｄ13のアノードが接続され、これ らの整流用ダイオードＤ11〜Ｄ13のカソードは共通接続されている。ＭＯＳＦＥ Ｔ Ｆ1 〜Ｆ3 によりスイッチ回路２が構成され、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 の 寄生ダイオードＤf1〜Ｄf3と整流用ダイオードＤ11〜Ｄ13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。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 〜Ｆ3 のゲー トソース間には、ＦＥＴ制御回路５Ａから同位相の矩形波状の駆動信号が与えら れている。

【００８２】 整流電源部１０の整流回路１０Ａは、磁石発電機の出力端子１ａ〜１ｃにそれ ぞれアノードが接続され、カソードが共通に接続されたダイオードＤ21〜Ｄ23と 、出力端子１ａ〜１ｃにそれぞれカソードが接続され、アノードが共通に接続さ れたダイオードＤ31〜Ｄ33とを備えたダイオードブリッジ３相全波整流回路から なっている。

【００８３】 整流電源部１０の電圧調整器１０Ｂは、磁石発電機１の出力端子１ａ〜１ｃに それぞれアノードが接続されカソードが接地されたサイリスタＴh1〜Ｔh3と、整 流回路１０Ａの出力電圧が設定値を超えたときにサイリスタＴh1〜Ｔh3のゲート にトリガ信号を与える制御回路１０B1とからなっている。またこの例では、整流 電源部１０の正極性側の出力端子１０ａがスイッチＳＷを介してダイオードＤ4 のアノードに接続されて、整流電源部の出力電圧がスイッチＳＷとダイオードＤ 4 とを通して出力端子４ａ，４ｂ間に印加されている。その他の点の構成及び動 作は図１の実施例と同様である。

【００８４】 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。図１１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ＭＯＳ ＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソースが共通接続され、ドレインが磁石発電機の出力端 子１ａ，１ｂに接続されている。また磁石発電機の出力端子１ａ，１ｂに第１及 び第２の整流用ダイオードＤ11及びＤ12のカソードが共通に接続され、両ダイオ ードのアノードが共通に接続されて接地されている。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ 2 によりスイッチ回路２が構成され、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードＤf1及びＤ f2とダイオードＤ11及びＤ12とによりダイオードブリッジ単相全波整流回路３が 構成されている。またこの実施例でも、整流電源部１０の正極性側の出力端子が スイッチＳＷを通してダイオードＤ4 のアノードに接続されている。

【００８５】 図１１の実施例では、ＦＥＴ制御回路５が出力する矩形波状の駆動信号が低レ ベルになっている期間ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が導通し、該駆動信号が高レ ベルになっている期間ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が遮断状態になる。その他の 点は図１の実施例と同様である。

【００８６】 上記の各実施例では、昇圧回路１１内に整流回路３が構成されていて、昇圧回 路１１側からも出力端子４ａ，４ｂに直流電圧が供給されるようになっていたが 、昇圧回路１１では昇圧動作のみを行わせるようにしてもよい。昇圧回路１１で 昇圧動作のみを行わせるようにした実施例を図１２ないし図１４に示した。

【００８７】 図１２の実施例では、磁石発電機１の出力端子１ａ，１ｂにＮチャンネル形の ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレインが接続され、両ＦＥＴによりスイッチ回 路２が構成されている。ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のソースが共通に接続され て接地され、発電機の出力端子１ａがダイオードＤ5 を通してタイマＩＣ５Ａの 電源端子ｈに接続されて、磁石発電機１の半波整流出力によりタイマＩＣ５Ａに 電源電圧が与えられるようになっている。ダイオードＤ5 のカソードと接地間に は平滑用のコンデンサＣ5 が接続されている。

【００８８】 この実施例では、整流電源部１０の出力端子が電源回路４の出力端子４ａ，４ ｂとなっていて、これらの出力端子間にポンプモータ６が接続され、出力端子４ ａ，４ｂ間にスイッチＳＷを介してバッテリ７が接続されている。また出力端子 ４ａ，４ｂ間にリセット回路５Ｂの抵抗Ｒ4 及びＲ5 の直列回路（分圧回路）が 接続されている。その他の点は図１の実施例と同様に構成されている。

【００８９】 図１２の実施例では、整流電源部１０の出力電圧が設定値以下のときにタイマ ＩＣ５Ａを用いた無安定マルチバイブレータが矩形波状の駆動信号をＭＯＳＦＥ Ｔ Ｆ1 及びＦ2 に与える。これによりＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 がオンオフ 動作を行い、磁石発電機１の発電コイルに流れる電流を断続させて該発電コイル に高い電圧を誘起させる。この電圧は整流電源部１０により整流されて負荷に供 給される。機関の回転数が上昇して整流電源部１０の出力電圧が設定値を超える とリセット回路５Ｂが無安定マルチバイブレータの発振を停止させるため、昇圧 動作が停止する。

【００９０】 図１３の実施例では、磁石発電機が３つの出力端子１ａ〜１ｃを有して３相交 流電圧を発生するように構成され、これらの出力端子１ａ〜１ｃの内の２つの出 力端子１ｂ，１ｃにそれぞれソースが共通接続されて接地されたＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 のドレインが接続されている。またこの例では、整流電源部１０の 出力端子が電源回路の出力端子４ａ，４ｂとなっていて、これらの出力端子間に 得られる電圧がスイッチＳＷを介してポンプモータを含む負荷２０に印加されて いる。その他の点は図１０の実施例と同様に構成されている。この実施例では、 整流電源部１０の出力電圧が設定値以下のときにＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 及びＦ2 が オンオフ動作を行って磁石発電機の２相の出力を昇圧し、整流電源部１０の出力 電圧が設定値を超えると該昇圧動作を停止する。

【００９１】 図１４の実施例では、磁石発電機１が単相交流電圧を出力するように構成され 、その出力端子１ａ，１ｂにそれぞれ１つのＮチャンネル形のＭＯＳＦＥＴ Ｆ 1 のドレイン及びソースが接続され、該ＦＥＴ Ｆ1 のソースは接地されている 。昇圧回路１１のその他の構成は図１３の実施例と同様である。

【００９２】 また整流電源部１０は、磁石発電機１の出力電圧をダイオードＤ6 により半波 整流して出力端子４ａ，４ｂに与える半波整流回路１０Ａと、電圧調整器１０Ｂ とにより構成され、電圧調整器１０Ｂは、発電機の出力端子１ａ，１ｂ間に接続 されたサイリスタＴh と、出力端子４ａ，４ｂ間の電圧が設定値を超えたときに サイリスタＴh にトリガ信号を与える制御回路１０B1とからなっている。

【００９３】 図１４の実施例では磁石発電機１の半波整流出力が出力端子４ａ，４ｂを通し てポンプモータとインジェクタ制御装置とインジェクタ駆動回路とを含む負荷２ ０に供給される。整流電源部の出力電圧が設定値以下のときには、ＦＥＴ制御回 路５からＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 に駆動信号が与えられるため、該ＭＯＳＦＥＴのオ ンオフ動作により磁石発電機１の出力電圧が昇圧される。昇圧された電圧は整流 電源部１０により半波整流されて負荷に供給される。

【００９４】 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２２のみを電源回路４の負荷とし、インジェクタ駆動回路２４及びインジェク タ制御装置２３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。

【００９５】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、駆動信号が与えられている状態で抵抗と同じ ように動作するＭＯＳＦＥＴを用いたスイッチ回路により磁石発電機の発電コイ ルを流れる電流を断続させて、磁石発電機の出力電圧を昇圧するようにしたので 、磁石発電機が僅かでも電圧を誘起すればＭＯＳＦＥＴを通して発電コイルに電 流を流して昇圧動作を行わせることができる。従って機関の極低速時にもポンプ モータに比較的高い電圧を供給することができ、機関の極低速時からインジェク タに充分な燃料を与えて、燃料の噴射を行なわせることができる。

【００９６】 また本考案によれば、整流電源部の出力電圧が設定値以下のときにのみＭＯＳ ＦＥＴのオンオフ動作を行わせるため、ＭＯＳＦＥＴがオンオフ動作を行う期間 を機関の始動時の短い期間に制限してＭＯＳＦＥＴの発熱を少なくすることがで きる。従って、ＭＯＳＦＥＴのヒートシンクを小形にすることができ、電源部が 大形化するのを防ぐことができる。

【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した回路図で
ある。

【図１１】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】本考案の更に他の実施例の構成を示した回路
図である。

【符号の説明】

１ 磁石発電機 ３ 整流回路 ４ 電源回路 ４ａ，４ｂ 電源回路の出力端子 ５ ＦＥＴ制御回路 １０ 整流電源部 １１ 昇圧回路 Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 ＭＯＳＦＥＴ Ｄf1，Ｄf2，Ｄf3 寄生ダイオード Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 整流用ダイオード

Claims (5)

【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と、前記磁石発電機のｎ個の出力
   端子間に得られる交流電圧を整流する整流回路と該整流
   回路の出力を設定値以下に保つように制御する電圧調整
   器とを有する整流電源部を備えた電源回路と、駆動電流
   が与えられたときに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、燃料噴射時間を決定す
   る噴射指令パルスを発生するインジェクタ制御装置と、
   前記噴射指令パルスが発生したときに前記インジェクタ
   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、 ＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子として前記磁石発電機
   の出力端子間を短絡するように設けられたスイッチ回路
   と、 前記整流電源部の出力電圧が設定値以下のときに前記ス
   イッチ回路のＭＯＳＦＥＴに矩形波状の駆動信号を与え
   て該ＭＯＳＦＥＴをオンオフさせ、前記整流電源部の出
   力電圧が設定値よりも高いときには前記ＭＯＳＦＥＴを
   オフ状態に保つように前記整流電源部の出力電圧に応じ
   てＭＯＳＦＥＴを制御するＦＥＴ制御回路とを更に具備
   し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】 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電圧
   を発生する磁石発電機と、前記磁石発電機のｎ個の出力
   端子間に得られる交流電圧を全波整流する整流回路と該
   整流回路の出力を設定値以下に保つように制御する電圧
   調整器とを有する整流電源部を備えた電源回路と、駆動
   電流が与えられたときに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、燃料噴射時間を決
   定する噴射指令パルスを発生するインジェクタ制御装置
   と、前記噴射指令パルスが発生したときに前記インジェ
   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、 前記磁石発電機の複数の出力端子にそれぞれドレインが
   接続されソースが共通に接続された複数のＭＯＳＦＥＴ
   を備えたスイッチ回路と、 前記整流電源部の出力電圧が設定値以下のときに前記ス
   イッチ回路の複数のＭＯＳＦＥＴに繰り返し発生する同
   位相の矩形波状の駆動信号を与えて該複数のＭＯＳＦＥ
   Ｔを同時にオンオフさせ、前記整流電源部の出力電圧が
   設定値よりも高いときには前記複数のＭＯＳＦＥＴをオ
   フ状態に保つように前記整流電源部の出力電圧に応じて
   前記スイッチ回路の複数のＭＯＳＦＥＴを制御するＦＥ
   Ｔ制御回路とを更に備えていることを特徴とする内燃機
   関用燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 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電圧
   を発生する磁石発電機と、前記磁石発電機のｎ個の出力
   端子間に得られる交流電圧を全波整流する整流回路と該
   整流回路の出力電圧を設定値以下に保つように制御する
   電圧調整器とを有する整流電源部を備えた電源回路と、
   駆動電流が与えられたときに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、燃料噴射時間
   を決定する噴射指令パルスを発生するインジェクタ制御
   装置と、前記噴射指令パルスが発生したときに前記イン
   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からなるスイッチ回路と、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子にそれぞれアノードが
   接続されカソードが共通に接続されたｎ個の整流用ダイ
   オードと、 前記整流電源部の出力電圧が設定値以下のときに前記ス
   イッチ回路のｎ個のＭＯＳＦＥＴに繰り返し発生する同
   位相の矩形波状の駆動信号を与えて該ｎ個のＭＯＳＦＥ
   Ｔを同時にオンオフさせ、前記整流電源部の出力電圧が
   設定値よりも高いときには前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴをオ
   フ状態に保つように前記整流電源部の出力電圧に応じて
   前記スイッチ回路のｎ個のＭＯＳＦＥＴを制御するＦＥ
   Ｔ制御回路とを更に備え、 前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴのドレインソース間に存在する
   寄生ダイオードと前記ｎ個の整流用ダイオードとにより
   ダイオードブリッジ全波整流回路が構成されて、該ダイ
   オードブリッジ全波整流回路の出力及び前記整流電源部
   の出力が電源回路の出力端子間に印加されていることを
   特徴とする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電圧
   を発生する磁石発電機と、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子間に得られる交流電圧
   を全波整流する整流回路と該整流回路の出力電圧を設定
   値以下に保つように制御する電圧調整器とを有する整流
   電源部を備えた電源回路と、駆動電流が与えられたとき
   に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、燃料噴射時間を決定する噴射指令パルス
   を発生するインジェクタ制御装置と、前記噴射指令パル
   スが発生したときに前記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、 前記磁石発電機のｎ個の出力端子にそれぞれカソードが
   接続されアノードが共通に接続されたｎ個の整流用ダイ
   オードと、 前記整流電源部の出力電圧が設定値以下のときに前記ｎ
   個のＭＯＳＦＥＴに繰り返し発生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、前記直流電源回路の出力電圧が設定値よりも
   高いときには前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴをオフ状態に保つ
   ように前記整流電源部の出力電圧に応じて前記スイッチ
   回路のｎ個のＭＯＳＦＥＴを制御するＦＥＴ制御回路と
   を更に備え、 前記ｎ個のＭＯＳＦＥＴのドレインソース間の寄生ダイ
   オードと前記ｎ個の整流用ダイオードとによりダイオー
   ドブリッジ全波整流回路が構成されて、該ダイオードブ
   リッジ全波整流回路及び前記整流電源部の出力が電源回
   路の出力端子間に印加されていることを特徴とする内燃
   機関用燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 前記ＦＥＴ制御回路は、前記磁石発電機
   を電源として動作するように設けられている請求項１，
   ２，３または４のいずれかに記載の内燃機関用燃料噴射
   装置。