JPH0284100A - 発動発電機の電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発動発電機の電圧調整装置に係り、特に４サ
イクル単気筒エンジンに好適な発動発電機の電圧調整装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

４サイクル単気筒エンジンを駆動源とする発動発電機に
おいては、発動機の回転速度が圧縮工程で最低速となり
、爆発工程で最高速となって１サイクル内の回転速度変
動が大きい。従って発動発電機に電燈を負荷した場合、
発動機の回転に応じて電燈の明るさが変化するフリッカ
（ちらつき）を生じる。

第５図に従来例を示す。この第５図に示す従来例は、発
動発電機の出力電圧の安定化のために用いられている自
動電圧調整装置（ＡＶＲ）の構成を示したものである。

この第５図において、発電機５１は、ロータ５２に巻回
装備された界磁コイル５４と、交流出力電圧ｅ０を発生
するメインコイル５３とを備えている。ロータ５２は、
図示しない４サイクル単気筒発動機に結合されている。

ロータ５２に対向して固定子側に補助コイル５５が装備
されている。

この補助コイル５５の出力は、全波整流器５６、平滑コ
ンデンサ５７を経て直流化され、スイッチング用トラン
ジスタ５９を経て界磁コイル５４に供給されるようにな
っている。

一方、メインコイル５３の出力は、全波整流器６１と抵
抗６２及びコンデンサ６５からなる平滑回路を経て整流
平滑化されて交流出力の２倍の周波数の脈動成分を有す
る制御電圧ｖｃを発生する。

この制御電圧■。は、抵抗６３．６４からなる分圧回路
で分圧され、一部がツェナダイオード６６を経てトラン
ジスタ６７のベースに印加されている。この出力電圧が
ツェナダイオード６６によって定まる基準電圧ｖカを超
えた期間にトランジスタ６７がオンとなり、従ってスイ
ッチング用トランジスタ５９がオフとなる。

これによって、界磁コイル５４には、トランジスタ５９
でスイッチングされた電流が励磁電流として流れ、その
大きさの変化は補助コイル５５の出力電圧の変化と相反
する方向であり、これによってメインコイル５３の出力
電圧ｅ０が一定になる。

しかしながら第５図の自動電圧調整器では、出力電圧ｅ
０を整流、平滑化する回路の時定数によって、トランジ
スタ５９をスイッチングする制御電圧■。の交流骨に位
相遅れを生じ、そのため発動機の爆発工程の直前でトラ
ンジスタ５９がオンになるので、爆発工程で速度が上昇
したとき励磁電流が流れて出力電圧が高くなり、フリッ
カが大きくなる傾向があった。

これに対して、発動機のカムシャフトにその特定の回転
位置でパルスを発生するピンクアップコイルを設けると
ともに発動機の爆発工程前の圧縮工程の適当な位置で発
生させたパルスに基づいて形成した電圧を制御電圧■。

に加算する電圧補償装置７０を設け、これによって、ト
ランジスタ５９のオン時間を変化させてフリッカを防止
する発動発電機の電圧調整装置が提案されている（特開
昭６０−２３７８９８号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の電圧補償装置を有する発動発電機の電圧調整装置
は、フリッカ防止には比較的有効に機能する。

しかしながら、この特開昭６０−２３７８９８号公報記
載の発明では、発動機の工程を検出するためにピックア
ップコイル等のセンサを設けなければならず、これがた
め製作工数が増加しコストアップを招来するという不都
合が生じていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決しよ
うとするものであって、４サイクル単気筒の発動機によ
って駆動される発電機において、点火装置のイグニッシ
ョン用パルスを利用して発動機の工程を検出して、これ
に基づいて発電機を制御して１サイクル中の電圧変動を
抑えるようにすることによって、発動機の工程を検出す
るためにピックアップコイル等のセンサを特に装備する
必要のない生産性良好な発動発電機の電圧調整装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 本発明では、固定子側の電機子出力を整流し制御電圧と
して出力する整流回路と、制御電圧の一部を利用して主
発電コイル用の励磁コイルを含む励磁回路をオン又はオ
フ制御するスイッチング回路とを備えた発動発電機の電
圧調整装置において、スイッチング回路の制御電圧入力
段に、当該スイッチング回路に印加される制御電圧の一
部のレベルを変化せしめる可変インピーダンス素子を装
備するとともに、この可変インピーダンス素子を必要に
応じて駆動制御する制御手段とを設け、この制御ｎ手段
が、励磁コイル駆動用エンジンにおける爆発行程の点火
信号の前後と圧縮行程の点火信号の前後とで異なる制御
信号を出力する機能を備える、という構成を採っている
。これによって前述した目的を達成しようとするもので
ある。

〔発明の実施例〕

第１図に、本発明の一実施例の構成を示す。この第１図
の実施例は、第５図に示す従来の発動発電機の自動電圧
調整装置に付加して使用するように構成されている。

この第１図に示す実施例は、第５図に開示されている各
構成部材すなわち、固定子側の電機子出力を整流し制御
電圧■６として出力する整流回路６１と、制御電圧■３
の一部を利用して主発電コイル５３用の励磁コイル５４
を含む、励磁回路をオン又はオフ制御するスイッチング
回路６９とを備えている。このスイッチング回路６９は
、第５図に示すように励磁コイル５４を含む励磁回路を
オン又はオフするスイッチングトランジスタ５９と、補
助コイル５５を含む回路をオン又はオフするスイッチン
グトランジスタ６７とを備えている。

このスイッチング回路６９の制御電圧入力段には、第１
図に示す如くスイッチングトランジスタ６９に印加され
る制御電圧の一部のレベルを変化させるための可変イン
ピーダンス素子１が装備されている。同時にこの可変イ
ンピーダンス素子１を必要に応じて駆動制御する制御手
段２が設けられている。

この制御手段２は、励磁コイル駆動用のエンジンにおけ
る爆発行程の点火信号の前後と圧縮行程の点火信号の前
後とで異なる制御信号を出力する機能を備えた構成とな
っている。

これを更に詳述すると、可変インピーダンス素子１は、
トランジスタにより構成されている。この可変インピー
ダンス素子ｌは、抵抗６３．６４からなる分圧回路の分
圧出力と接地間に接続されている０点火装置３は、点火
コイル３１及び点火プラグ３２を備えている。

制御手段２は、クリップ回路２１．インバータ２２、入
出力（Ｉｌｏ）ボート２３．中央制御装置（ＣＰＵ）２
４．　　リードオンリーメモリ　（ＲＯＭ）２５．　ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２６を有している。

クリップ回路２１は、点火装置３からのイグニッション
パルスを一定振幅にクリップし、インバータ２２．Ｉ１
０ボート２３を経てＣＰＵ２４に入力する。ＣＰＵ２４
はＲＯＭ２５に格納されているプログラムやデータを用
いて所要の制御を行うものであり、ＲＡＭ２６はこの際
−時的にデータを蓄積する機能を備えている。

第２図は第１図の実施例における制御手順を示すフロー
チャートであって、（ａ）は行程判定処理を示し、（ロ
）は点火信号割込み処理を示し、（Ｃ）はタイマ割込み
処理を示す。

次に、上記実施例の動作について説明する。

第１図において、可変インピーダンス素子１は、制御開
始前においては常にオンになっている。

点火装置３において、点火コイル３１は発動機の１回転
ごとに点火プラグ３２にパルス電圧を与える。従って、
点火装置３から制御手段２に対して、ｌサイクルの行程
に２回パルスが入力される。

クリップ回路２１は、このパルス入力を所定振幅にクリ
ップして出力し、インバータ２２はこれを反転してＩ１
０ポート２３に入力する。ＣＰＵ２４はこの入力パルス
（以下点火信号という）に基づいて所要の制御処理を行
う。

ＣＰＵ２４は点火信号によって発動機の回転数を判定し
て、規定回転数（例えば２０００　Ｃｒｐｔｇ　）　）
以上であれば、発動機が始動したとして第２図（ａ）に
示す行程判定を行う処理へ移る（ステップＳｌ）。

この場合規定回転数に達しないときは、起動フラグと始
動完了フラグをリセットして次の処理へ移り、例えば、
規定回転数以上になるのを待つ。

起動フラグは行程判定ルーチンにおいて一度爆発行程を
検出したときセットされるものである。起動フラグが既
にセットされているときは、第２図う）、第２図（Ｃ）
に示す点火信号割込みと、タイマ割込みの処理に移行す
る（ステップＳ２）。

規定回転数以上になっても起動フラグがセットされてい
なかったときは、起動フラグをセットし（ステップＳ３
）、回転が一定するまで一定時間（例えば１〔秒〕）待
つ（ステップＳ４）。その後、点火信号の割込みがあっ
たとき、点火信号の間隔を測定してその値をＸとしてス
トアする（ステップＳ５）。さらに、次の点火信号まで
の時間を測定してその値をＹとしてストアする（ステッ
プ３６）。

このようにして求められた２回の測定時間Ｘ。

Ｙを比較して（ステップＳ７）、前回の測定時間Ｘが後
の測定時間Ｙより小さいときは、点火フラグをオン即ち
「１」をセットしくステップＳ８）、そうでないときは
点火フラグをオフすなわち「０」をセットしたのち（ス
テップＳ９）、始動完了フラグをセットして（ステップ
５１０）、次の処理へ移る。

点火信号による割込み発生ごとに、第２図［有］）に示
す点火信号割込み処理を実行する。即ち始動完了フラグ
がセットされていることをみて、点火フラグをｒＱＪか
らｒｌＪ、または「Ｉノから「０」に交互に反転し、し
かるのち（ステップＳ１■）、タイマを起動する（ステ
ップ３１２）、タイマは、例えば４サイクル５０（Ｈｚ
）発動発電機の場合、１０〔躯〕に選ばれる。

１０（ｍｓ）経過してタイマから割込みがあったとき、
第２図（Ｃ）に示すタイマ割込み処理を行う。

すなわち点火フラグが「１」のときはＩ１０ボート２３
を経て制御出力を発生して可変インピーダンス素子１を
オフにしくステップ５１３）、そうでないときは可変イ
ンピーダンス１をオンにして（ステップ３１４）　、タ
イマをリセットする　（ステップ５１５）。

第３図は、行程判定処理における時間Ｘ、Ｙを例示した
ものであって、Ｘ＜Ｙの場合を示す。従って、Ｘは爆発
行程に対応し、Ｙは圧縮行程に対応しており、Ａ、　　
Ｃ，・・・は爆発行程での点火信号を示し、Ｂ、　Ｄ、
・・・は圧縮行程での点火信号を示している。

第４図は、本実施例における動作を示すタイムチャート
であって、同図中゛〔Ｉ〕は、従来の電圧調整装置の場
合を示し、同図中（Ｉｔ）は本実施例における電圧調整
装置の場合を示している。

４サイクル５０（Ｈｚ）発動発電機の場合く爆発行程の
点火信号は４０（ｍｓ）ごとに発生し、圧縮行程の点火
信号はその中間で発生する。第４図（ａ）に示す従来の
場合、Ａ点の検出電圧（脈流電圧の交流骨）は第５図に
ついて説明したところから明らかなように等振幅であり
、これを基準電圧によって識別したＢ点のスイッチング
用パルス（チョッピング電圧）は、はぼ等周期である。

従って、出力電圧を示す０点の電圧のピーク値は前述の
理由によって爆発行程の点火信号の後では大きくなり、
この状態では電燈負荷にフリッカを発生する。

これに対して本実施例では、点火信号周期を測定して爆
発行程と圧縮行程とを判別し、それぞれの行程に対応し
て点火フラグをセットし、点火信号から一定時間後に爆
発行程では可変インピーダンス素子１をオフにし、圧縮
行程では可変インピーダンス素子１をオンにするように
制御する。このため、第４図（ロ）に示すように脈流電
圧からなるＡ点の検出電圧は爆発行程の点火信号の前後
では大きくなる。従って、これを基準電圧によって識別
したＢ点のスイッチング用パルス（チョッピング電圧）
は、爆発行程の点火信号の前後ではオン時間が短くなる
ことから、この期間の励磁電力は減少して出力電圧は低
下し、出力電圧を示す０点の電圧のピーク値は点線で示
す従来の値から実線で示すように低下する。このように
本実施例によれば、爆発行程の点火信号後の出力電圧の
上昇が抑えられるので、電燈負荷におけるフリッカが防
止される。

なお、上述の実施例はマイコン制御によって実現する場
合を例示したが、本発明は必ずしもこれに限るものでは
な（、アナログ回路を用いて実現することも可能である
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、爆発行程の点火
信号を検出してその前後の期間の励磁電力を減少させる
ようにしたので、爆発行程の点火信号後の発動発電機出
力電圧の上昇を有効に防止することができ、従って発動
発電機に電増を負荷したときのフリッカを防止すること
ができる。

さらに、本発明では発動機回転位置を検出するためのピ
ックアップコイル等のセンサを必要としないので、この
ようなセンサを取り付けられない発動発電機にも適用す
ることが可能であり、構造。

部品の共通化を行って、性能の向上とコストダウンを図
ることができるという従来にない優れた発動発電機の電
圧調整装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図（ａ
）［有］）（Ｃ）は各々第１図の実施例における制御手
順を示すフローチャート、第３図は行程判定処理におけ
る測定時間Ｘ、Ｙを示す図表、第４図は本発明の動作を
示すタイムチャート、第５図は従来の発動発電機におけ
る自動電圧調整装置（Ａ　Ｖ　Ｒ）の構成を示す回路図
である。 １・・・可変インピーダンス素子、２・・・制御手段、
３・・・点火装置、５４・・・励磁コイル、６１・・・
整流回路、６９・・・スイッチング回路、ｖｃ・・・制
御電圧。 第 図 （ａ） 〔次Ｖ刈、埋＾〕 （ｂ） （Ｃ） 第 図 （ｆ？ｆ！ｆ’ＬｔＪＱ！ｆｆ＋：５１７６ｍ’ｌ、９
Ｊ間ｘ、Ｙｉｙｒ＝１［ｒｒｒ　）第 区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、固定子側の電機子出力を整流し制御電圧として
   出力する整流回路と、前記制御電圧の一部を利用して前
   記主発電コイル用の励磁コイルを含む励磁回路をオン又
   はオフ制御するスイッチング回路とを備えた発動発電機
   の電圧調整装置において、 前記スイッチング回路の制御電圧入力段に、当該スイッ
   チング回路に印加される制御電圧の一部のレベルを変化
   せしめる可変インピーダンス素子を装備するとともに、 この可変インピーダンス素子を必要に応じて駆動制御す
   る制御手段とを設け、 この制御手段が、前記励磁コイル駆動用エンジンにおけ
   る爆発行程の点火信号の前後と圧縮行程の点火信号の前
   後とで異なる制御信号を出力する機能を備えていること
   を特徴とした発動発電機の電圧調整装置。