JP3506169B2 - 内燃機関用電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関により駆
動される磁石発電機を電源として、内燃機関に燃料を供
給する燃料噴射装置と該燃料噴射装置以外の一般負荷と
に直流電源電圧を供給する内燃機関用電源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、機関への燃料供給量を正確に
制御するために、機関に燃料を供給する手段として燃料
噴射装置を用いることが多い。燃料噴射装置は、所定レ
ベル以上の駆動電流が与えられている間弁を開くインジ
ェクタ（燃料噴射弁）と、該インジェクタに燃料を供給
する燃料ポンプと、マイクロコンピュータなどを用いて
各種の制御条件に対して演算した燃料噴射時間に相応し
た時間幅を有する噴射指令信号を出力する燃料噴射制御
装置と、噴射指令信号に応答して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により構成され、こ
の燃料噴射装置を動作させるためには、インジェクタ、
燃料ポンプ及び噴射指令信号発生回路を駆動するために
所定の直流電源電圧を必要とする。

【０００３】内燃機関を駆動源として用いる車両等にバ
ッテリが搭載されている場合には、該バッテリを用いて
上記燃料噴射装置に電源電圧を与えることができるが、
バッテリに頼ると、該バッテリが過放電状態になったと
き（バッテリ上りの状態が生じたとき）に、燃料噴射装
置を動作させることができなくなって、機関の運転が不
能になるという問題が生じる。特に雪上車や船外機のよ
うに、人里離れた山間部や洋上等で使用される乗物で
は、走行の途中で機関の運転ができなくなる事態が生じ
ると、人命が危険にさらされることになるため、電源の
喪失により機関の運転が不能になる事態が生じることを
極力避ける必要がある。そのため、この種の乗物では、
燃料噴射装置を駆動するための電源電圧を、機関に取り
付けた磁石発電機から得るようにしている。また雪上車
や、船外機等の乗物においては、ランプやバッテリ充電
回路等の、燃料噴射装置以外の一般負荷へも、磁石発電
機から電力の供給を行なう必要がある。

【０００４】図７は、内燃機関により駆動される磁石発
電機を電源として、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射
装置と、該燃料噴射装置以外の一般負荷とに直流電源電
圧を供給するようにした従来の内燃機関用電源装置の構
成の一例を示したものである。同図において、１は固定
子側に発電コイル１０２及び１０３が設けられた磁石発
電機、２は発電コイル１０２の交流出力電圧を直流電圧
に変換する電圧調整機能付きの第１の整流回路、３は第
１の整流回路２の出力電圧により駆動される一般負荷
で、該一般負荷としては、例えばバッテリ３０１や該バ
ッテリから負荷スイッチ３０２を介して電流が供給され
るランプや小形モータ等のその他の負荷３０３が含まれ
る。５は発電コイル１０３の交流出力電圧を直流電圧に
変換する電圧調整機能付きの第２の整流回路、６は第２
の整流回路５から電源電圧が与えられる燃料噴射装置で
ある。

【０００５】電圧調整機能付きの第１の整流回路２は例
えば、整流器Ｄ1 ，Ｄ2 とサイリスタＳ1 ，Ｓ2 とをブ
リッジ接続して構成した混合ブリッジ整流回路と、該整
流回路の出力電圧を検出してサイリスタＳ1 及びＳ2 の
導通角を制御する図示しない制御回路とからなってい
る。また電圧調整機能付きの第２の整流回路５は、整流
器Ｄ3 ，Ｄ4 とサイリスタＳ3 ，Ｓ4 とをブリッジ接続
して構成した混合ブリッジ整流回路と、該整流回路の出
力電圧を検出してサイリスタＳ3 及びＳ4 の導通角を制
御する図示しない制御回路とからなっている。これらの
整流回路２及び５はそれぞれ発電コイル１０２及び１０
３の交流出力を整流して設定値以下に調整された直流電
圧を出力する。第２の整流回路５の出力電圧は、燃料噴
射装置６の電源端子６ａ，６ｂ間に印加されている。

【０００６】燃料噴射装置６は、励磁コイル６０１ａを
備えた電磁石と該電磁石により駆動されるバルブとを備
えていて、励磁コイル６０１ａに所定レベル以上の駆動
電流が与えられている間バルブを開くインジェクタ（燃
料噴射弁）６０１と、該インジェクタ６０１に燃料を供
給する燃料ポンプ６０２と、スロットルバルブ開度、気
圧、機関の温度などの各種の制御条件に対して燃料の噴
射時間を演算して、該燃料噴射時間に相応した時間幅を
有する噴射指令信号Ｖj を出力する燃料噴射制御装置６
０３と、噴射指令信号Ｖj に応答して励磁コイル６０１
ａに駆動電流を供給するインジェクタ駆動回路６０４と
を備えている。インジェクタ駆動回路６０４はオンオフ
制御が可能なスイッチ回路からなっていて、噴射指令信
号が発生している間オン状態になって励磁コイル６０１
ａに駆動電流を流す。

【０００７】図７に示した電源装置において、燃料噴射
装置６に与えられる電源電圧が低下すると、インジェク
タ駆動回路６０４を通して励磁コイル６０１ａに印加さ
れる電圧が低下し、これによりインジェクタのバルブが
開く時間が噴射指令信号Ｖjにより与えられる噴射時間
よりも大幅に短くなって、燃料の噴射量が不足する事態
が生じる。

【０００８】そのため、従来の内燃機関用電源装置で
は、燃料噴射装置６を駆動するための発電コイル１０３
を、一般負荷に電力を供給する発電コイル１０２とは電
気的に独立させて設けて、機関の始動時などの低い回転
速度領域においても発電コイル１０３から十分に高い電
圧が燃料噴射装置６に与えられるようにしている。

【０００９】図８は、従来の内燃機関用電源装置に用い
られていた磁石発電機１の固定子の一例を示しもので、
この例では、８極の突極形固定子鉄心の突極部のうち、
４個の突極部にそれぞれ巻回されたコイル１０２ａ〜１
０２ｄを直列接続して一般負荷用の発電コイル１０２を
構成し、他の３個の突極部にそれぞれ巻回されたコイル
１０３ａ〜１０３ｃを直列接続して燃料噴射装置駆動用
の発電コイル１０３を構成している。発電コイル１０３
の巻数は発電コイル１０２の巻数よりは多く設定されて
いる。なお、図８の例では、更に他の１個の突極部に内
燃機関用点火装置を駆動するための発電コイル１０４が
巻回されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図７に示した従来の内
燃機関用電源装置では、一般負荷用の発電コイル１０２
と燃料噴射装置駆動用の発電コイル１０３とを電気的に
独立させて設けていたため、磁石発電機が大形になると
いう問題があった。

【００１１】本発明の目的は、磁石発電機内に設けた一
つの発電コイルにより、内燃機関に燃料を供給する燃料
噴射装置と該燃料噴射装置以外の一般負荷との両負荷に
直流電源電圧を供給できるようにして、磁石発電機が大
形化するのを防止した内燃機関用電源装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関によ
り駆動される磁石発電機を電源として、内燃機関に燃料
を供給する燃料噴射装置と該燃料噴射装置以外の一般負
荷とに直流電源電圧を供給する内燃機関用電源装置に係
わるものである。

【００１３】本発明においては、磁石発電機内に設けら
れた発電コイルの出力電圧を一般負荷を駆動する直流電
圧に変換する電圧調整機能付きの第１の整流回路と、該
発電コイルの出力電圧が入力された昇圧トランスと、該
昇圧トランスの出力電圧を直流電圧に変換して燃料噴射
装置（燃料噴射装置）の電源端子間に印加する電圧調整
機能付きの第２の整流回路とを設けた。

【００１４】上記のように構成すると、燃料噴射装置と
一般負荷とを一つの発電コイルの出力により駆動できる
ので、発電コイルの出力を常に効果的に両負荷に供給す
ることができる。

【００１５】また、燃料噴射装置を駆動する直流電圧
は、発電コイルの出力電圧を昇圧トランスで昇圧した
後、第２の整流回路により直流電圧に変換することによ
り得られるので、内燃機関の回転数が低くて発電コイル
の出力電圧が低い状態にあるときにも、燃料噴射装置を
動作させるために必要な最低レベル（以下動作可能レベ
ルという。）以上の直流電源電圧を得ることができる。

【００１６】本発明においてはまた、上記の構成に加え
て、発電コイルと昇圧トランスとの間に設けられて、オ
ン状態にあるときに該発電コイルの出力を昇圧トランス
に入力する第１のスイッチと、オン状態にある時に第１
の整流回路の出力電圧を燃料噴射装置の電源端子間に印
加するように設けられていて、第１のスイッチがオフ状
態になっているときにオン状態となり、第１のスイッチ
がオン状態になった時にオフ状態になるように第１のス
イッチと連動する第２のスイッチとを設けることができ
る。

【００１７】このように第１及び第２のスイッチを設け
ると、内燃機関の回転数が設定値以下のときには、第１
のスイッチをオン状態にして第２のスイッチをオフ状態
にすることにより、発電コイルの出力電圧を昇圧トラン
スで昇圧して得た高い電圧を第２の整流回路で直流電圧
に変換して燃料噴射装置に与えることができるので、内
燃機関の回転数が低いときであっても燃料噴射装置の動
作可能レベル以上の直流電圧を得ることができる。

【００１８】また、内燃機関の回転数が設定値を超えて
第１の整流回路の出力電圧の大きさが燃料噴射装置を動
作させ得るレベルに達している時には、第１のスイッチ
をオフ状態にし、第２のスイッチをオン状態にすること
により、第１の整流回路の出力電圧で燃料噴射装置を駆
動することができる。この場合、昇圧トランスから高い
電圧が出力されることがないので、回路素子に過大な電
圧が加わったり昇圧トランスで電力損失が生じたりする
のを防ぐことができる。

【００１９】上記第１及び第２のスイッチはオンオフ制
御が可能なスイッチ素子により構成し、内燃機関の回転
数が設定値以下のときに第１のスイッチをオン状態にし
て第２のスイッチをオフ状態にし、内燃機関の回転数が
設定値を超えたときに第１のスイッチをオフ状態にして
第２のスイッチをオン状態にするように第１及び第２の
スイッチを制御するスイッチ制御回路を更に設けるのが
好ましい。

【００２０】このように構成すると、内燃機関の回転数
に応じて第１及び第２のスイッチを自動的に切換えるこ
とができる。

【００２１】更に、本発明に係わる電源装置は、磁石発
電機内に設けられた発電コイルの出力電圧を一般負荷を
駆動する直流電圧に変換する電圧調整機能付きの第１の
整流回路と、発電コイルの出力電圧が燃料噴射装置駆動
用電源スイッチを介して入力された昇圧トランスと、燃
料噴射装置の電源端子に出力端子が接続された電圧調整
機能付きの第２の整流回路と、電源スイッチに連動する
ように設けられて、昇圧トランスの出力電圧及び発電コ
イルの出力電圧のいずれか一方を第２の整流回路に入力
する切換スイッチとを備えることにより構成することも
できる。この場合、切換スイッチは、電源スイッチがオ
ン状態にあるときに昇圧トランスの出力電圧を第２の整
流回路に入力し、電源スイッチがオフ状態にあるときに
発電コイルの出力電圧を第２の整流回路に入力するよう
に電源スイッチと連動するようにしておく。

【００２２】このように構成すると、内燃機関の回転数
が設定値以下のときには、電源スイッチをオン状態にす
るとともに、切換スイッチを、昇圧トランスの出力電圧
を第２の整流回路に入力する状態にすることにより、昇
圧トランスにより昇圧された発電コイルの出力電圧を第
２の整流器で直流電圧に変換して燃料噴射装置の電源端
子に与えることができるので、内燃機関の回転数が低い
ときにも燃料噴射装置に動作可能レベル以上の電源電圧
を与えることができる。また、内燃機関の回転数が設定
値を超えたときには、電源スイッチをオフ状態にすると
ともに、発電コイルの出力電圧を第２の整流回路に入力
するように切換スイッチを切り換えることにより、発電
コイルの出力電圧を昇圧トランスを経由することなく直
接第２の整流回路に与えて、燃料噴射装置に動作可能レ
ベル以上の直流電圧を与えることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明においては、内燃機関によ
り駆動される磁石発電機内に設けられた一つの発電コイ
ルを用いて、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置と
該燃料噴射装置以外の一般負荷とに直流電源電圧を供給
する。一般負荷には、発電コイルの出力電圧を直接整流
回路で変換して得た直流電圧を供給する。また燃料噴射
装置には、発電コイルの出力電圧を昇圧トランスで昇圧
した後、整流回路で直流電圧に変換した電圧を供給する
ことにより、内燃機関の回転数が低い状態にあるときで
も燃料噴射装置を動作させるために必要なレベルの直流
電源電圧を得ることができるようにする。

【００２４】図１は本発明に係わる内燃機関用電源装置
の構成例を示したもので、同図において、１は固定子側
に発電コイル１０１を備えて、図示しない内燃機関で駆
動される磁石発電機である。この磁石発電機の固定子側
の構成は、例えば図２に示した通りである。図２に示し
た例では、８極の突極形固定子鉄心の突極部のうち、７
個の突極部にそれぞれ巻回されたコイル１０１ａ〜１０
１ｇが直列に接続されて発電コイル１０１が構成されて
いる。また他の１個の突極部に、点火電源用の発電コイ
ル１０４が巻回されている。

【００２５】なお本発明で用いる磁石発電機の極数及び
固定子の構造は任意であり、図２に示したものに限定さ
れるものではない。

【００２６】図１において、２は発電コイル１０１の交
流出力電圧が入力された電圧調整機能付きの第１の整流
回路、３は第１の整流回路２の出力電圧により駆動され
る一般負荷である。図示の一般負荷３は、バッテリ３０
１と、該バッテリから負荷スイッチ３０２を通して電流
が供給されるランプや小形モータ等のその他の負荷３０
３とを含んでいる。

【００２７】４は一次コイル４ａと二次コイル４ｂとを
有して、一次コイル４ａに発電コイル１０１の出力電圧
が入力された昇圧トランスで、この昇圧トランスの二次
コイル４ｂに得られる出力電圧は、電圧調整機能付きの
第２の整流回路５に入力されている。

【００２８】６は図７に示したものと同様の燃料噴射装
置で、この燃料噴射装置の電源端子６ａ，６ｂ間に第２
の整流回路５から直流電源電圧が印加されている。電源
端子６ａ，６ｂ間には、整流回路５の出力に含まれるリ
ップルを吸収する平滑用コンデンサ７が並列接続されて
いる。

【００２９】第１の電圧調整機能付きの整流回路２は、
図７に示した従来の電源装置で用いられていたものと同
様に、整流器Ｄ1 ，Ｄ2 とサイリスタＳ1 ，Ｓ2 とをブ
リッジ接続して構成した混合ブリッジ整流回路と、該混
合ブリッジ整流回路の出力電圧を検出して該出力電圧を
設定値（例えば１４Ｖ）以下に制限するようにサイリス
タＳ1 ，Ｓ2 の導通角を制御する図示しない制御回路と
からなっている。

【００３０】また第２の整流回路５は、整流器Ｄ3 ，Ｄ
4 とサイリスタＳ3 ，Ｓ4 とをブリッジ接続して構成し
た混合ブリッジ整流回路と、該混合ブリッジ整流回路の
出力電圧を検出して、該出力電圧を設定値以下に制限す
るようにサイリスタＳ3 ，Ｓ4 の導通角を制御する図示
しない制御回路とにより構成されている。

【００３１】第１の整流回路２の負極性側の出力端子は
バッテリの負極端子とともに接地され、正極性側の出力
端子はバッテリ３０１の正極端子に接続されている。ま
た第２の整流回路５の正極性側出力端子は燃料噴射装置
６の正極性側電源端子６ａに接続され、負極性側出力端
子は燃料噴射装置６の負極性側電源端子６ｂとともに接
地されている。

【００３２】昇圧トランス４の昇圧比は、内燃機関の始
動時における発電コイル１０１の出力電圧により、第２
の整流回路５から燃料噴射装置６に動作可能レベル（燃
料噴射装置を動作させるために必要な最低レベル）以上
の直流出力電圧が与えられるような値に選定されてい
る。

【００３３】図１に示した電源装置において、磁石発電
機１が内燃機関により駆動されて回転すると、発電コイ
ル１０１の出力端子１ａ，１ｂ間に交流出力電圧が生
じ、該出力電圧は、第１の整流回路２と昇圧トランス４
の一次コイル４ａとに入力される。

【００３４】第１の整流回路２に入力された発電コイル
の出力電圧は、該整流回路２により直流電圧に変換され
るとともに電圧調整されて一般負荷３に直流電源電圧Ｖ
1 として与えられる。他方、昇圧トランス４に入力され
た発電コイル１０１の出力電圧は、該昇圧トランスで昇
圧された後、第２の整流回路５により直流電圧に変換さ
れるとともに電圧調整されて、燃料噴射装置６の電源端
子６ａ，６ｂ間に直流電源電圧Ｖ2 として印加される。

【００３５】図３は、内燃機関の回転数Ｎと一般負荷３
に与えられる直流電源電圧Ｖ1 及び燃料噴射装置６に与
えられる直流電源電圧Ｖ2 との関係の一例を示したもの
である。同図から明らかなように、燃料噴射装置６に
は、内燃機関の始動回転数Ｎsにおいても燃料噴射装置
を動作させるために必要なレベルＶr 以上の直流電源電
圧を与えることができる。

【００３６】図４は本発明に係わる内燃機関用電源装置
の他の構成例を示したもので、この例においては、発電
コイル１０１の一方の出力端子１ａが第１のスイッチ８
を介して昇圧トランスの一次コイル４ａの一端に接続さ
れていて、発電コイル１０１の出力電圧が第１のスイッ
チ８を通して昇圧トランス４に入力されるようになって
いる。また、第１の整流回路２の正極性側出力端子が第
２のスイッチ９を介して燃料噴射装置６の正極性側（非
接地側）電源端子６ａに接続されている。第１のスイッ
チ８と第２のスイッチ９とは互いに連動して動作するよ
うに設けられていて、第１のスイッチ８がオフ状態のと
きに第２のスイッチ９がオン状態になり、第１のスイッ
チ８がオン状態のときに第２のスイッチ９がオフ状態に
なるようになっている。

【００３７】図４に示した電源装置において、その他の
部分の構成は、図１に示した例と同様である。

【００３８】図４に示した内燃機関用電源装置において
は、内燃機関を始動させる際に第１のスイッチ８をオン
状態にし、第２のスイッチ９をオフ状態にしておく。こ
の状態では、発電コイル１０１の出力電圧が昇圧トラン
ス４で昇圧された後、第２の整流回路５で直流電圧に変
換されて燃料噴射装置６の電源端子間に印加されるの
で、燃料噴射装置６には、内燃機関の始動時の回転数Ｎ
s においても、動作可能レベルＶr 以上の直流電圧が与
えられる（図３参照）。

【００３９】内燃機関を始動した後、その回転数が上昇
して、第１の整流回路２から出力される一般負荷駆動用
の直流電源電圧Ｖ1 が燃料噴射装置６の動作可能レベル
Ｖr以上になっている状態（例えば図３の回転数Ｎn に
おける状態）では、第１のスイッチ８をオフ状態にし、
第２のスイッチ９をオン状態にすることにより、昇圧ト
ランス４及び第２の整流回路５を動作させることなく、
第１の整流回路２の出力電圧Ｖ1 で燃料噴射装置６に直
流電源電圧を与えるようにすることができる。このよう
にすると、第１の整流回路２の出力電圧が燃料噴射装置
の動作可能レベルＶr 以上になっているときに昇圧トラ
ンス４で電力損失が生じないようにすることができるの
で、発電コイル１０１の出力を有効に利用することがで
きる。

【００４０】図５は本発明に係わる電源装置の更に他の
構成例を示したものである。この例では、図４に示した
例における第１のスイッチ８及び第２のスイッチ９をそ
れぞれオンオフ制御が可能な半導体スイッチ素子により
構成し、かつ内燃機関の回転数が設定値以下のときに第
１のスイッチ８をオン状態にして第２のスイッチ９をオ
フ状態にし、内燃機関の回転数が設定値を超えたときに
第１のスイッチ８をオフ状態にして第２のスイッチ９を
オン状態にするように、第１及び第２のスイッチを制御
する制御回路１０を更に設けたものである。

【００４１】図５において、発電コイル１０１の一方の
出力端子１ａはトライアック（双方向サイリスタ）ＴＳ
の第１の電極Ｔ1 に接続され、該トライアックの第２の
電極Ｔ2 は昇圧トランス４の一次コイル４ａの一端に接
続されている。また、トランジスタＴＲ1 のエミッタが
第１の整流回路２の正極側出力端子に接続され、該トラ
ンジスタＴＲ1 のコレクタが燃料噴射装置６の正極側電
源端子６ａに接続されている。この例では、トライアッ
クＴＳにより第１のスイッチ８が構成され、トランジス
タＴＲ1 により第２のスイッチ９が構成されている。

【００４２】トライアックＴＳの第１の電極Ｔ1 には抵
抗Ｒ1 の一端とダイオードＤ5 のアノードとが接続さ
れ、抵抗Ｒ1 の他端はダイオードＤ6 を通してトライア
ックＴＳのゲートＧに接続されている。ダイオードＤ5
のカソードは、抵抗Ｒ2 とフォトカプラＰＣ1 のフォト
トランジスタとを介して発電コイル１０１の他方の出力
端子１ｂに接続されている。トライアックＴＳの第２の
電極Ｔ2 とゲートＧとの間には、アノードをトライアッ
クの第２の電極Ｔ2 側に向けたダイオードＤ7 及びＤ8
の直列回路が接続され、ダイオードＤ7 とＤ8 との接続
点と発電コイル１０１の他方の出力端子１ｂとの間に
は、抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ1 の直列回路が接続されて
いる。トランジスタＴＲ1 のベースは、フォトカプラＰ
Ｃ2 のフォトトランジスタを介して接地されている。内
燃機関の回転数を検出してフォトカプラＰＣ1 及びＰＣ
2 の導通を制御するため、回転数検出回路１０ａが設け
られている。回転数検出回路１０ａは、内燃機関の回転
数が設定値Ｎn を超えたときにフォトカプラＰＣ1 及び
ＰＣ2 のそれぞれの発光ダイオードに順方向電流を与え
てフォトカプラＰＣ1 及びＰＣ2 のそれぞれのフォトト
ランジスタを導通状態にするように構成されている。

【００４３】回転数検出回路１０ａは例えば、機関の回
転数に比例した周波数の信号を出力する信号発電機と、
該信号発電機の出力周波数を電圧信号に変換する周波数
／電圧変換器と、該周波数／電圧変換器から得られる電
圧信号が設定値に達したときに導通してフォトカプラＰ
Ｃ1 ，ＰＣ2 の発光ダイオードを駆動するための直流電
流を出力するスイッチ回路とにより構成することができ
る。

【００４４】回転数の設定値Ｎn は、発電コイル１０１
の出力電圧を第１の整流回路２で変換することにより得
られる直流電源電圧Ｖ1 の大きさが、燃料噴射装置６の
動作可能レベルに等しくなるときの回転数に選定され
る。

【００４５】図５に示した例では、フォトカプラＰＣ1
及びＰＣ2 、ダイオードＤ5 ないしＤ8 、抵抗Ｒ1 ない
しＲ3 、コンデンサＣ1 及び回転数検出回路１０ａによ
り、第１のスイッチ８及び第２のスイッチ９を制御する
スイッチ制御回路１０が構成されている。

【００４６】図５に示した電源装置のその他の構成は、
図１に示した電源装置のそれと同様である。

【００４７】図５に示した電源装置において、内燃機関
が回転して発電コイル１０１に交流電圧が発生すると、
第１の整流回路２から一般負荷３に直流電源電圧Ｖ1 が
供給される。内燃機関の回転数が設定値以下のときに
は、フォトカプラＰＣ1 及びＰＣ2 のフォトトランジス
タが遮断状態になっているため、トランジスタＴＲ1
（第２のスイッチ）はオフ状態になっている。また、発
電コイル１０１に図示の実線矢印方向の半波の電圧が発
生したときに、発電コイル１０１→抵抗Ｒ1 →ダイオー
ドＤ6 →トライアックＴＳのゲートＧ→第２の電極Ｔ2
→昇圧トランスの一次コイル４ａ→発電コイル１０１の
経路でトライアックＴＳにゲート電流が流れて該トライ
アックが導通する。これにより発電コイル１０１の実線
矢印方向の半波の電圧によりトライアックＴＳを通して
昇圧トランスの一次コイル４ａに図示の矢印方向の電流
Ｉ1 が流れるとともに、ダイオードＤ7 及び抵抗Ｒ3 を
通してコンデンサＣ1 が図示の極性に充電される。発電
コイル１０１の出力電圧が反転して図示の破線矢印方向
の半波になると、コンデンサＣ1 の電荷がコンデンサＣ
1 →抵抗Ｒ3 →ダイオードＤ8 →トライアックＴＳのゲ
ートＧ→第１の電極Ｔ1→発電コイル１０１→コンデン
サＣ1 の経路で放電してトライアックＴＳにゲート電流
が流れるので該トライアックが導通する。これにより昇
圧トランスの一次コイル４ａに図示の破線矢印方向の電
流Ｉ1 が流れる。従って、機関の回転数が設定値以下の
ときには、トライアックＴＳ（第１のスイッチ）が双方
向に導通状態になって、発電コイル１０１の交流出力電
圧が昇圧トランス４に入力され、第２の整流回路５から
燃料噴射装置６の動作可能レベル以上の直流電源電圧Ｖ
2 が出力される。

【００４８】内燃機関の回転数が設定値を超えると、回
転数検出回路１０ａからフォトカプラＰＣ1 及びＰＣ2
のそれぞれの発光ダイオードに順方向電流が与えられて
フォトカプラＰＣ1 及びＰＣ2 のフォトトランジスタが
導通状態になる。フォトカプラＰＣ2 のフォトトランジ
スタが導通するとトランジスタＴＲ1 にベース電流が流
れて該トランジスタ（第２のスイッチ）がオン状態にな
り、第１の整流回路２の出力電圧Ｖ1 が燃料噴射装置６
の電源端子間に直流電源電圧として印加される。またフ
ォトカプラＰＣ1 のフォトトランジスタが導通すると、
発電コイル１０１の図示の実線矢印方向の電圧によって
トライアックＴＳに与えられるゲート電流が、ダイオー
ドＤ5 →抵抗Ｒ2 →フォトカプラＰＣ1 の経路でトライ
アックＴＳから側路されるので、トライアックＴＳの第
１の電極Ｔ1 から第２の電極Ｔ2に向う方向が非導通と
なり、コンデンサＣ1 が図示の極性に充電されることが
なくなる。この状態では、発電コイル１０１の出力電圧
が反転して図示の破線矢印方向の半波が生じたときに、
トライアックＴＳにコンデンサＣ1 の電荷の放電による
ゲート電流が与えられなくなるため、トライアックＴＳ
は第２電極Ｔ2 から第１電極Ｔ1 に向う方向も非導通と
なる。従ってトライアックＴＳ（第１のスイッチ）は双
方向に非導通状態となり、発電コイル１０１の出力電圧
が昇圧トランス４に入力されるのが阻止される。

【００４９】上記のように、図５に示した例では、内燃
機関の回転数を検出してスイッチ制御回路１０により第
１のスイッチ８及び第２のスイッチ９のオンオフ制御を
自動的に行わせて、回転数が設定値以下のときには、発
電コイル１０１の出力電圧を昇圧トランス４を通して第
２の整流回路５に与え、該第２の整流回路５から燃料噴
射装置６の電源端子間に動作可能レベル以上の電圧を印
加する。また、回転数が設定値を超えたときには、発電
コイル１０１の出力電圧を第１の整流回路２で直流電圧
に変換して、一般負荷３と燃料噴射装置６との双方に直
流電源電圧として与える。

【００５０】なお、第１のスイッチ８及び第２のスイッ
チ９は、オンオフ制御が可能なスイッチ素子からなるも
のであればよく、図５に示した例に限定されるものでは
ない。またスイッチ制御回路１０は、内燃機関の回転数
が設定値以下のときに第１のスイッチ８をオン状態にし
て第２のスイッチ９をオフ状態にし、内燃機関の回転数
が設定値を超えたときに第１のスイッチ８をオフ状態に
して第２のスイッチ９をオン状態にするように、第１及
び第２のスイッチを制御する回路であればよく、図５に
示した例に限定されるものではない。

【００５１】図６は本発明に係わる電源装置の更に他の
構成例を示したものである。この例では、一般負荷を駆
動する直流電圧と燃料噴射装置を駆動する直流電圧とが
互いに異なる値に調整されている。また、燃料噴射装置
を駆動する直流電圧は、内燃機関の回転数が低いとき
に、発電コイルの出力電圧を昇圧トランスで昇圧した
後、第２の整流回路で直流電圧に変換し、内燃機関の回
転数が高いときには発電コイルの出力電圧を昇圧トラン
スを介さないで直接第２の整流回路で直流電圧に変換す
る。

【００５２】図６に示した電源装置において、発電コイ
ル１０１は、その両端の出力端子１ａ及び１ｂと中間出
力端子（タップ）１ｃとを有し、出力端子１ｃ，１ｂ間
の出力電圧が電圧調整機能付きの第１の整流回路２に入
力されている。また発電コイル１０１の出力端子１ａ，
１ｂ間の出力電圧は、燃料噴射装置駆動用電源スイッチ
１１を介して昇圧トランス４に入力されている。

【００５３】更にこの例では、燃料噴射装置駆動用電源
スイッチ１１と連動する切換スイッチ１２が設けられて
いて、該切換スイッチ１２は昇圧トランス４の出力電圧
及び発電コイル１０１の出力端子１ａ，１ｂ間の出力電
圧のいずれか一方を電圧調整機能付きの第２の整流回路
５に入力するように接続されている。

【００５４】そして切換スイッチ１２は、電源スイッチ
１１がオン状態にあるときに昇圧トランス４の出力電圧
を第２の整流回路５に入力し、電源スイッチ１１がオフ
状態にあるときに発電コイル１０１の出力端子１ａ，１
ｂ間の出力電圧を第２の整流回路５に入力するように電
源スイッチ１１と連動して切換えられる。第２の整流回
路５の出力電圧の調整値は、第１の整流回路２の出力電
圧の調整値よりは高い値に設定されていて、燃料噴射装
置６に印加される直流電源電圧Ｖ2 は一般負荷３に印加
される直流電源電圧Ｖ1 よりも高く設定されている。

【００５５】図６に示した電源装置において、内燃機関
の回転数が低い状態にあるときには、電源スイッチ１１
をオン状態にして、昇圧トランス４の出力電圧を第２の
整流回路５に入力するように切換スイッチ１２を切換え
る。この状態では、発電コイル１０１の出力電圧が昇圧
トランス４により昇圧されて第２の整流回路５に与えら
れるため、回転数が低い状態でも、第２の整流回路５か
ら燃料噴射装置６に動作可能レベル以上の電源電圧を与
えることができる。

【００５６】内燃機関の回転数が高くなって、発電コイ
ル１０１の出力端子１ａ，１ｂ間の出力電圧を直接第２
の整流回路５に入力しても、燃料噴射装置６に動作可能
レベル以上の電源電圧を与えることができる状態になっ
たときには、電源スイッチ１１をオフ状態にして、発電
コイル１０１の出力端子１ａ，１ｂ間の出力電圧を第２
の整流回路に入力するように切換スイッチ１２を切換え
る。この状態では、昇圧トランス４を介することなく燃
料噴射装置６に動作可能なレベルの直流電源電圧を与え
ることができる。

【００５７】図６に示した例では、発電コイル１０１に
中間出力端子１ｃを設けたが、第１及び第２の整流回路
２及び５のそれぞれの出力電圧の調整値をほぼ等しい値
に設定する場合には、発電コイル１０１に中間出力端子
１ｃを設けないで、第１の整流回路２に発電コイル１０
１の出力１ａ，１ｂ間の出力電圧を入力する。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁石発
電機内に設けた一つの発電コイルを用いて、内燃機関に
燃料を供給する燃料噴射装置と該燃料噴射装置以外の一
般負荷とに直流電源電圧を供給するようにしたので、磁
石発電機の出力を効果的に利用して、磁石発電機の大形
化を招くことなく、燃料噴射装置と、該燃料噴射装置以
外の一般負荷とを駆動することができる。

【００５９】また、本発明において、内燃機関の回転数
が設定値以下になっているときに、発電コイルの出力電
圧を昇圧トランスと第２の整流回路とを通して燃料噴射
装置の電源端子に供給し、機関の回転数が設定値を超え
たときには、発電コイルの出力電圧を第１の整流回路を
通して一般負荷と燃料噴射装置との双方に供給するか、
または発電コイルの出力電圧を昇圧トランスを介するこ
となく第２の整流回路を通して燃料噴射装置に与えるよ
うにした場合には、内燃機関の回転数が高い時に回路に
過大な電圧が印加されるのを防ぐことができるだけでな
く、昇圧トランスで電力損失が生じるのを防いで、負荷
を効率良く駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関用電源装置の構成例を
示した回路図である。

【図２】図１の電源装置で用いられる磁石発電機の固定
子の構成例を示した平面図である。

【図３】図１の電源装置において一般負荷及び燃料噴射
装置をそれぞれ駆動する直流電圧と内燃機関の回転数と
の関係の一例を示した線図である。

【図４】本発明に係わる内燃機関用電源装置の他の構成
例を示した回路図である。

【図５】本発明に係わる内燃機関用電源装置の更に他の
構成例を示した回路図である。

【図６】本発明に係わる内燃機関用電源装置の更に他の
構成例を示した回路図である。

【図７】従来の内燃機関用電源装置の構成例を示した回
路図である。

【図８】図７に示した従来例で用いられていた磁石発電
機の固定子側の構成例を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 磁石発電機 １０１ 発電コイル ２ 第１の整流回路 ３ 一般負荷 ４ 昇圧トランス ４ａ 一次コイル ４ｂ 二次コイル ５ 第２の整流回路 ６ 燃料噴射装置 ６０１ インジェクタ ８ 第１のスイッチ ９ 第２のスイッチ １０ スイッチ制御回路 １１ 燃料噴射装置駆動用電源スイッチ １２ 切換スイッチ ＴＳ トライアック（第１のスイッチ） ＴＲ1 トランジスタ（第２のスイッチ） ＰＣ1 ，ＰＣ2 フォトカプラ Ｄ1 〜Ｄ4 整流器 Ｓ1 〜Ｓ4 サイリスタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により駆動される磁石発電機を
   電源として、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置と
   該燃料噴射装置以外の一般負荷とに直流電源電圧を供給
   する内燃機関用電源装置において、 前記磁石発電機内に設けられた発電コイルの出力電圧
   を、前記一般負荷を駆動する直流電圧に変換する電圧調
   整機能付きの第１の整流回路と、 前記発電コイルの出力電圧が第１のスイッチを通して入
   力された昇圧トランスと、 前記昇圧トランスの出力電圧を、前記燃料噴射装置を駆
   動する直流電圧に変換して前記燃料噴射装置の電源端子
   間に印加する電圧調整機能付きの第２の整流回路と、 オン状態にある時に前記第１の整流回路の出力電圧を、
   前記燃料噴射装置の電源端子間に印加するように設けら
   れていて、前記第１のスイッチがオフ状態になったとき
   にオン状態になり、前記第１のスイッチがオン状態にな
   ったときにオフ状態になるように前記第１のスイッチと
   連動する第２のスイッチとを具備したことを特徴とする
   内燃機関用電源装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２のスイッチはオンオフ
   制御が可能なスイッチ素子からなり、 前記内燃機関の回転数が設定値以下のときに前記第１の
   スイッチをオン状態にして第２のスイッチをオフ状態に
   し、前記内燃機関の回転数が設定値を超えたときに前記
   第１のスイッチをオフ状態にして第２のスイッチをオン
   状態にするように、前記第１及び第２のスイッチを制御
   するスイッチ制御回路が更に設けられていることを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関用電源装置。
3. 【請求項３】 内燃機関により駆動される磁石発電機を
   電源として、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置と
   該燃料噴射装置以外の一般負荷とに直流電源電圧を供給
   する内燃機関用電源装置において、 前記磁石発電機内に設けられた発電コイルの出力電圧
   を、前記一般負荷を駆動する直流電圧に変換する電圧調
   整機能付きの第１の整流回路と、 前記発電コイルの出力電圧が燃料噴射装置駆動用電源ス
   イッチを介して入力さ れた昇圧トランスと、 前記燃料噴射装置の電源端子に出力端子が接続された電
   圧調整機能付きの第２の整流回路と、 前記電源スイッチと連動するように設けられて、前記昇
   圧トランスの出力電圧及び発電コイルの出力電圧のいず
   れか一方を前記第２の整流回路に入力する切換スイッチ
   とを具備し、 前記切換スイッチは、前記電源スイッチがオン状態にあ
   るときに前記昇圧トランスの出力電圧を前記第２の整流
   回路に入力し、前記電源スイッチがオフ状態にあるとき
   に前記発電コイルの出力電圧を前記第２の整流回路に入
   力するように前記電源スイッチと連動することを特徴と
   する内燃機関用電源装置。