WO2004005705A1

WO2004005705A1 - エンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法

Info

Publication number: WO2004005705A1
Application number: PCT/JP2003/008358
Authority: WO
Inventors: Toyotaka Takashima; Seiji Niizeki
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2004-01-15
Also published as: CN1675464A; JP2004036494A; EP1557561A4; EP1557561B1; BR0312279A; JP4209640B2; EP1557561A1; CN1316725C

Abstract

フルトランジスタ方式のエンジン点火装置において、キック方式でのエンジン点火を可能とする点火装置。キック式駆動発電機からの始動電流を受ける電圧調整装置に接続されるＥＣＵ等の電子機器との間に、キックによるエンジン始動時の電圧調整装置の低出力時にのみ昇圧動作をし、エンジン始動後の定常動作時には昇圧動作を停止する能動昇圧回路を並列に接続した、エンジン発電機用昇圧電源及びその制御方法。

Description

明細 δ電機用昇圧電源及びその制御方法技術分野

本発明は、ェ： δΐί機用昇圧電源及びその制御方法に関するものである ₍₁ 従来、動二輪車等においては、エンジン始動用の点火路として C 1 ) 1 '-apaci tor di s charge i ni ter)

及-びフノレ卜ラ (Γυ]】 transi stor i gni ter) 方式が用いられている。ここで、 C D】はバッテリーの有無に無関係に動作可能で、いわゆるキック式によりエンジン始動が可能であるが、希溥混合気に点火するにはフルトラ方式に劣るという問题があった。また、フノレトラ方式においては、エンジンの最適点火制御等の^エネには適しているが、ノくッテリーが必要なため、キック等では:じンジンを始動させることが出来なかった。

従来のフルトラ方式点火问路の概略を、図〗に基づいて説明する。ここで、 ¾ 電機] と、電圧調整器 2と、バッテリー 8とに、ランプ 3、 E C U (ェンジン - コント口一ノレ 'ユニット) 4、ィグニッション 5、インジェクシヨン 6、フュェールポンプ 7及び他の I ) C负荷 9とを含む各種 ^荷を並列接続してフルトラ方： Λ: の点火回路が構成されている。この従来例のフルトラ方式の点火回路では、スタ一ターボタン等のメインスィッチ 1 1を閉じるとバッテリ - 8からの ¾源電が路全体に供給されて E C U 4が動作し、リレー 1 0、 4 0が閉じてエンジンが始動される。しかし、仮にバッテリ上がり対策として、発 fg機：！にキック式等の手段を設け、このキック式での駆動を試みてもキックによる発電機 1の低 [π| では、電圧調整器 2から I': C U 4等の ¾子部品に安定した電圧が供給できず、結果的に、従来のフルトラ方式においては、キック式でのエンジン始動は極めて W 難で、実質的に駆動開始不可能であった。

発明の開示

そこで、この発明の Π的は、フルトラ方式においても、いわゆるキック式の始動方法でエンジンを始動させることの出来るエンジン発電機用 .圧 ¾源及びその制御方法を提供することを f≡ I的とする。

上記課題を解決するための、本発明のエンジン発電機用昇圧 ti源によれば、キック式で駆動される発電機からの始動 ti流を受ける電圧調整装置と、当該電調整装置に接続される κ c u等の荷との間に、キック式による：ンジン始動時の電調整装置の低出力時に界圧動作をし、エンジン始動後の定常動作時には昇圧動作を停止する能動昇圧回路を接続し、エンジン始動時にのみ当該能動昇圧【"1路により電圧調整装 iの出力を -圧して I': C U等の負荷に供給する構成としたものである。

また、本発明のエンジン発電機用界圧電源の制御方法によれば、キック式で駆動される発電機からの始動電流を受ける t圧調整装置に接続される κ c υ等の ft 荷からなるェンジン発 t機用界電源において、上記電圧調整装から出力される出力電をエンジン定常動作時の動作電 ί と比較し、当該出力 ¾ が前記定常動作時の動作電圧に達するまでの間、昇圧調整することを特徴とする。

図面の簡単な説明

〗図は、従来例のフルトランジスタ方式のエンジン点火回路を示す概略^である。

第 2図は、本発明の一実施例を示す、エンジン発電機用昇圧電源の構成例図である。

第 3図は、図 2の D Cノ D Cコンバータ部の詳細構成例図である。

第 4図は、同じく D C / D Cコンバータ部の別の実施例を示す詳細構成例 Iである。

第 5 は、同じく I ) C / I ) Cコンバータ部のさらに別の実施例を示す詳細構成例図である。

第 6 1は、同じく I) C / I ) Cコンバータ部のさらに別の ¾施例を示す詳細構成例図である。

第 7図は、 ίί-lじく I ) C / 1 ) Cコンバータ部のさらにまた別の実施例を示す詳細構成例図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明のエンジン発¾機用昇压電源及びその制御方法を、示する ¾施例に基づいて説明する。

図 2は、本発明によるエンジン発 ¾1機用昇圧電源の全体構成を示す全体 Iであり、図 1に示した従来例の電源と问等な構成要素については同じ参照番号を付して、その詳細な説明は ¾略する。図 2の:じンジン発電機用 .圧電源の特徴的なところは、 RKG (f 圧調整器） 2と、この RKG 2、に接続されて電圧供給を受ける K C U 4等の電子機器との間に能動昇圧回路として D C: /1) Cコンバータ 2 0が接続されている点にある。また、園中に示されたバッテリー 8は、この発明の対象であるキック式による始動時には放 ΐβ:状態で規定の始動 ¾压以下の状態であって、いわゆるキック式で発電機]を駆動することを前提とした。エンジンが定常回転となった後は、バッテリー 8への充 ¾により、以後はバッテリ 8でのエンジン始動が可能となる。また、 12に示した回路では、 I)CZI)Cコンパ - タ 20とバッテリー 8との間にダイォード 39が挿入されて、 DC/1) Cコンバータ 20昇圧動作時に、電流容量の大きいバッテリー 8側への電流の流入を防止している。

さらに、図 3にこの D C/D Cコンバータ 20の詳細構成図を示した。この 3において、ダイォ -ド 23、コィル 24およびダイォード 25の直列接続と、この ί¾列接続とグランドラインとの間に各々接続されたコンデンサ 26、卜ランジスタ 27、コンデンサ 30とで DC/DCコンバータの基本部分が構成される。さらに、この基本部分に加えて、ダイオード 23， 25間に平行に接続されたダイオード 22からなるバイパス回路 2 1が設けられ、さらにツエす一 ·ダイォード 30と、このツエナー 'ダイオード 30を含むフィ -ドバック M路 32が設けられている。さらに、フィ -ドバック回路 32の出力は発振 M路 3 1に接続され、この発振回路 3 1はトランジスタ 27のベースに抵抗 28を介してトランジスタ 27に駆動信号を供給するよう構成される。

こうして構成される I)CZI)Cコンパ -タ 20において、 RKG 2の制御 f[| t; V 1 (発電機の问転数によって変動する出力）と I)CZDCコンバータ 20の制御電 V 2 (エンジンが定常 ["|転し、電子機器が正常動作する、例えば J 2v の基準t圧）とが比較される。すなわち、 12のメインスィッチ] 1をオンにし、 Λ C G 1をキックにより f"l転始動させる時点での低回転による R K G 2の制御 ΐ[ί /：：(·： V 1が上記 I) C/I) Cコンバタ 20制御電 V 2よりも低い状態 (V 1 < V 2) の場合には、バイバス路 2 〗を通ってダイォ -ド 2 2による ¾ 降下を ¾ し引いた電圧値（V I - ダイオードの電圧降下分）が印加される。この検出された電圧値はフィ -ドノくック ["|路 3 2に入力されて V 1 <V 2の識別がなされる, そこで、フィードバック M路 3 2は V ] <V 2の差分に応じたフィードバック信号を発振冋路 3 1に出力して発振回路 3 〗を駆動し、この ¾振回路 3 1が抵抗 2 8を介してトランジスタ 2 7のベースに応分の駆動信- を送る。これにより、トランジスタ 2 7は導通制御されて (：コンパ - λ 0が現状の V 1力ら¾ 準電圧である制御 HI圧 V 2への界動作を行う。

ここで、 DC/DCコンバータ 20で昇された ffi準 ¾圧 V 2が出力されると、 K C U 4が動作し、エンジンが順次始動を開始する。このエンジンの始動に作つて、 ACG ]がエンジンにより駆動され [E'l転数が上 .して常 M に達すると、バイパス回路 2 1を介してツエナ一ダイ才ード 30に印加される ¾圧が順次上 . し、ダイオード 2 2の降下分を ¾し引いて V 2以上の値になる。その時点では、 I) C/Ό Cコンバータ 20の設定出力である V 2以上の ¾圧がソィ一ドバック回路 3 2で検知される（ V】 > V 2 ) 。

そこで、フィ一ドバック ["]路 3 2はフィ一ドバックィ - ·で、発扳 M路 3 1 のトランジスタ 2 7への駆動出力を停止して、 I) C/D Cコンバータ 20の界動作が停止し、 I)CZI) (：コンバータ 20の制御 [- V 2以上となった R KG 2の制圧 V 1がバイパス [ί'Ι路 2 1のダイォー Κ2 2でバイパスされて I':CU4等の

¾子回路に供給される。さらにリレ一 i o、 40が閉じて Γ) a 9にも¾準 ¾

/十:が印加され、バッテリー 8も充 fli開始される。

以後は、エンジンの定常回転により、 ACG〗が定格出力以上の発 ¾を行い、 K KG 2で定常逆転時の出力 ¾ となり、バイパス M路 2 1を介して、 l':CU 4 を始め、他の電子機器に供給される。図 3に示した実施例ではバイバス ["|路 2 1 を構成するものとしてダイォードを例示したが、これを抵抗等で^きかえることも ' 1然可能である。また、発振 ["1路 3 1は PWM、等の制御ではなく、例えば 50 ΚΠ Z等の駆動周波数をお常的に発振する回路構成とし、ツイ -ドバック M路 3 2の信- により 1)CZI)C ンバータ L"l路をリレー等で遮断する構成とすることも可能である。

次に、園 4に示した I)C:/1)Cコンパ -タ 2 0の別の ¾施例について説明するこの ¾施例では、バイパス回路 2 1をリレー 34で構成し、このリレ - 34を動作させる制御回路 3 3を設けた点にある。この制御回路 3 3は、 DC/1 ) Cコンバータ 2 0の入力側に設けられた V 1電圧監視用のツエナ -ダイォード 3 8を備え、 R E G 2の制御電圧 V 1が 1 ) C / 1 ) Cコンバータ 2 0の制御 H i力 V 2より:人きくなつた時点で（V ] >V 2) 、リレー 3 4をオンとし、発振 ["1路 3 ]の発扳を停止し、バイバス回路 2 1で I)C/1)Cコンパ -タ 2 0をバイパスさせる構成となっている。こうして、制御回路 3 3の動作でリレー 3 4が閉じると、 V I > V 2の変化をフィ -ドバック问路 3 2が検知し、 I)CZI)Cコンパ -タ λ ' 0 の界圧動作を停止する。また、この制御回路 3 3はキック式による始動後に V 1 が V 2以上となる十分な想 ¾時間後にリレー 34のオン ' オフを制御するタイマー问路、さらに、トランジスタ等のスイッチング素子にもいきかえられる。またここで、 V 2の値に関係無く、 V 1の値が定常回転時の値となったら、オン ·ォフする構成とすることもできる。

さらに、 5に示した実施例では、バイパス [π|路 2 ]の代わりにダイォ -ド 2 3の入力側にリレー 3 4を設け、 [ | 4と同様な制御回路 3 3で動作させるものである。この構成例では、通常はリレ -3 4が閉じた状態でキックによるエンジンの始動が行われ、 R K G 1制御電庄 V 1が I) C/I) Cコンバータ 2 0の制御電圧 V 2以上となった時点で（V :1 ≥V 2) 、制御 t"l路 3 3が動作してリレ - 3 4を開けば、 DCZl)Cコンパ -タ 2 0 ίΐ体が停止状態となり、図 2に示したように、 R 1-； G 2から並列に接続された K CU 5等の fli子機器に、 V 2以上の値となった V Iが供給されて、運転が維持される。この 15に示した実施例でも、制御【"|路 3 3が Γ) C/D Cコンバ -タ 2 0の制御電圧 V 2の監視、または所定'時間経過後に動作するタイマー^で構成する力、、乂はリレ -はトランジスタ等のスィッチング素子で置きかえることも可能である。また、リレー 3 4が開いて DC/UCコンバーク 2 0の昇圧動作停止後は、エンジンの定常運転で R 1'： G 2からの定常電によりリレ - 1 0が閉じ、 ¾| 2で示した回路構成要素の全てに足常 fit圧が印加される。この構成例においても、 V 2の値に関係無く、 ¾常回転の電!： I；になった G

ら動作するリレ -等を採川することも可能である。

またさらに、図 6に示した実施例では、発振问路 3 1はフィードノくック M路 3 2からのフィードバック信号で R K G 2からの制御電圧 V 1を所定の ¾ ; V 2まで射 ·Β;動作する。さらに、トランジスタ 2 7の動作を停」 hするために抵抗 3 6とトランジスタ 3 7とからなる発振停- ihM路 3 5を設けたものである。この ¾扳停止回路 3 5は、 1) C /1 ) Cコンバタ 2 0の入力側の fil h V 1を検出するツエナ一ダイォ一ド 3 8を備えた制御回路 3 3で制御される。制御回路 3 3は、図 3の実施例と同様に V I 2の条件でトランジスタ 2 7の動作を停止させて、実 © 的に D C Z D Cコンバータ 2 0を動作停止状態とするものである。この ¾施例でも、制御 [π|路 3 3は直接 V 1電圧の監視またはタイマ -による動作では ¾振停止冋路 3 5を停止する構成とすることももちろん可能である。この構成例においても、 V 2の値に関係無く、 ^常回転の ¾圧になったら動作するリレ等を採川することも可能である。

さらにまた、 1 7に示した実施例は、 1 3の構成において、発振路 3 1はフイードノくック回路 3 2でフィードバック制御し、ダイオード 2 2からなるバイノス回路 2 ]を並列に設けたものである。図 3の実施例と同様に、フィードバック回路 3 2が R I': G 2制御電圧 V〗を監視して、 V I > V 2を検知して、制御回路 3 3が発振停止回路 3 5の動作時させる。こうして、 I ) C ZI ) Cコンバータ 2 0 の昇压動作停止後は、エンジンの定常運転で R 1·： G 2からの定常電圧により発扳停」 [：冋路 3 5が動作し、図 2で示した回路構成要素の全てに ¾ί常電^が印加される。さらに、この構成例においても、 V 2の値に関係なく、定常 ["1転の tl になつたら動作する発振停止回路を用いることもできる。

産業上の利用可能性

以上のように、この発明のエンジン ¾電機用界圧電源及びその制御方法によれば、フルトランジスタ方式のエンジン点火问路においても、ノくッテリ -が放¾状態の場合でも、いわゆるキック力"式でンジンの始動が可能であり、エンジン発電機用界 B;電源及びその制御方法を提供することが出来る。

Claims

請求の範囲

1 . フルトランジスタ方式のエンジン点火装置であって、

キック方式で駆動され得る発電機と、

前記発電機に接続されて、 ¾該発電機から供給される電源の電圧調整を行う電圧調整器と、

電圧調整器に接続されて、 ¾該！!圧調整機器から供給される ¾圧でエンジンの点火，運転制御を行う電子機器と、及び

ヒ記電圧調整機器と電子機器との間に接続されて、上記発機のキックによるエンジン始動時に所定のンジン定常運転時より低い電源出力の時点では上記電圧調整器の出力電圧を上記 ¾子機器への所&の定格電£ :1:；にまで界圧し、かつ上記電圧調整器からの出力電圧がエンジン定常運転時の所定の定格電圧となつた時点では昇圧動作を停止する能動昇圧 M路と、

を備えたことを特徴とするエンジン発電機用 ί-圧電源。

2 . 請求 ¾ ]に記載のエンジン発電機用昇圧電源において、上記能動界: β，| 路は出力側の電圧が前記所定の定格電となるようフィードバックするフィ -ドバック回路と、当該能動界圧 ["1路の入力側から出力側までを所定の電圧降下でバィパスするバイパス回路とを備えた I ) Cノ D Cコンバータであって、上記フィ - ドノくック冋路は当該 I ) (；ノ I ) Cコンバータの出力側にバイパスされる前記入力側の電圧 V 1から前記バイパス回路の電圧降下を引いた電圧が、所^の定格電 V 2を超えたときに (V 1 - バイパス ["|路の¾圧降下 > V 2 ) 、該 D CZ D Cコンバータの昇圧動作を停止することを特徴とるエンジン発電機用昇圧電源。

3 . 請求项 1に記載のエンジン発電機用昇圧 ¾源において、上記能動昇 ; M 路は出力側の tiB;が前記所定の定格 ¾i となるようフィ一ドバックするソィ -ドバック回路と、通常開のリレーを備え該能動 ;回路の入力側から出力側までをバイパスするバイパス问路と、該能動昇 [Hi路の入力側の電圧を検知して上記通常開のリレーを閉じる制御 1路とを備えた Γ) c Zi：> cコンバータであつて、上制御 [Ml路は上記入力側の f 圧 V 1が、 ¾£常運転時の上記電 H;調整器からの所の電圧となった時点で上記リレ -を閉じて、】） C / D Cコンバータの -圧動作を停止することを特徴とするエンジン発¾機用 ί-Ηΐ電源。

4. 請求項 3に記載のエンジン発 ¾機用界 ;電源において、上記所 ¾ί¾!Η;の時点は上記所定の定格電 V 2を超えたとき (V ]〉V2) の時点であって、 ' 該時点で上記リレーを閉じ、上記フィ一ドバック回路は該】）〔:Zl)Cコンパ - タの出力側にバイパスされる前記入力側の fi¾l;V〗が _h記所定の^格圧を超えたときに (V I > V 2) 、当該コンバータの界圧動作を停止することを特徴とするェンジン発電機用昇圧電源。

5. 請求項 ]に記載のエンジン発機用昇圧電源において、上記能動界 πΐ 路は出力側の ΐίίϋ;が前記所 ¾ίの定格 ¾i V 2となるようフィードバックするソィ一ドノくック [nj路と、入力側に設けられた ¾時閉のリレーと、該能動昇圧 M路の入力側の電圧 V ]に応じて上記リレーを動作する制御回路とを備えた DC IK: コンバータであって、上記制御回路は上記入力側の lil V 1が定常運転時の上記電圧調整器からの所定の Ιϊΰ;となった時点で上記リレーを開いて、 D czi) cコンバータの界圧動作を停止することを特徴とするエンジン発 ¾機川界圧¾源,.，

6. 請求頃 5に記載のエンジン発 ¾i機用 .圧 f{!源において、上記所定の ¾ とは、定格電圧 V 2以上 (V 1≥ V 2) となった時点であって、 1該時点で上記リレーを開くことを特徴とするエンジン発電機用昇圧電源。

7. 請求頃 6に記載のエンジン発 ¾機用 -圧電源において、上記能動路は出力側の電が前記所定の定格 ¾H;V 2となるようフィードバックするソィ ―ドバック路と、該能動界圧 M路の入力側の ¾i圧 V 1を検知して界圧動作を停止させる制御 ["|路とを備えた D CZj) Cコンバタであって、上記制御 M路は上記入力側の電圧 V 1が定常遝転時の上記電圧調整器からの所定の電圧となった時点で発振停止 [π|路を停止して、 I) C/】） Cコンバータの ί.Η動作を停止することを特徴とするエンジン発電機川^ Η^ί源。

8. 請求项 7に記載のエンジン発 ¾機用昇圧電源において、上記所定の ¾,[1；とは定格電圧 V 2以上になった時点で (V 1≥ V 2) あって、 ¾該時点で当該 1)

C/DCコンバ一タの動作を停止させることを特徴とするエンジン ¾ 機用界圧電源。

9. 請求项〗に記敏のエンジン発電機川^ 電源において、上記能動 JI;M 路は出力側の電圧が前記所定の ^格電圧 V 2となるようフィ -一ドバックするフィ -―ドバック 'l路と、当該能動昇お ;["1路の入力側から出力側までを所足の電圧降下でバイパスするバイパス回路と、前記フィ一ドバック回路の出力で当該能動昇压 ["1路の動作を停止 1 -る制御回路とを備えた I ) C Z I ) Cコンノく - -タであって、 - h記フィードバック回路は上記入力側から出力側にバイパスされる入力側 Il KV 1が定常運転時の上記電圧調整器からの所 ¾の電圧となった時点で、 I ) C / コンバ -タの昇圧動作を停止することを特徴とするエンジン発電機用 ?- ;電源。

1 0 . 請求項 9に記載のエンジン発 fg機用昇圧電源において、上記所足の時点は定格電圧 V 2を超えた時点であって、当該時点で前記制御回路を制御して I ) C /D Cコンバ -タの昇压動作を停止することを特徴とするエンジン発電機川界圧電源。

1 1 . バッテリーと、キック方式で駆動され得る発電機を備えエンジンの点火制御を行うフルトランジスタ方式のエンジン点火装置の点火制御方法であって、キック開始時点の、エンジンの定常運転には不充分な発電機の低電圧出力時には、該キックで駆動された電圧を点火装置の定常運転時の所定の定格圧まで昇圧して上記点火装置に印加し、

定常回転での電圧以上になった時点では、上記昇圧動作を停止し、上記発 ¾機の出力電圧を直接上記点火装歡側へ印加する、

ことを特徴とするエンジン点火装の点火制御方法。