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技術 内燃機関用電装品負荷駆動装置及び内燃機関用点火装置

出願人 マーレエレクトリックドライブズジャパン株式会社
発明者 木邨賢司鈴木秀利
出願日 2004年5月21日 (15年2ヶ月経過) 出願番号 2004-152098
公開日 2005年12月2日 (13年8ヶ月経過) 公開番号 2005-333779
状態 拒絶査定
技術分野 車両用電気・流体回路 車両用機関または特定用途機関の制御 整流装置 発電機の制御
主要キーワード 整流電源回路 チョッパ用スイッチ 制御用電源電圧 バッテリ駆動式 負荷側回路 混合ブリッジ回路 電装品負荷 ゲートカソード間
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課題

内燃機関が停止しているときにバッテリから電装品負荷電流が流れてバッテリが消耗するのを確実に防止することができる内燃機関用電装品負荷駆動装置を提供する。

解決手段

内燃機関により駆動される交流発電機1の出力電圧を検出して、検出した電圧がしきい値以上であるときに検出動作を行う発電機出力検出回路5と、発電機出力検出回路5が検出動作を行っていないときにオフ状態を保持し、発電機出力検出回路が検出動作を行っているときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチ701を備えて、負荷駆動制御用スイッチ701がオフ状態にあるときにバッテリ3から電装品負荷6´に電流が流れるのを禁止し、負荷駆動制御用スイッチ701がオン状態にあるときにバッテリ3から電装品負荷6´に電流が流れるのを許容する負荷駆動制御回路7´とを設けた。

概要

背景

内燃機関電装品負荷直流負荷)を駆動する電装品負荷駆動装置は、特許文献1に示されているように、内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付きの整流電源回路とを備えていて、整流電源回路の出力で充電されるバッテリ出力電圧で電装品負荷を駆動するように構成されている。

上記電装品負荷は、内燃機関用点火装置を構成する回路や、機関点火時期燃料噴射時間等を制御する制御ユニット、或いはランプなどである。電装品負荷が内燃機関用点火装置を構成する回路である場合、上記電装品負荷駆動装置と、該駆動装置により駆動される回路(電装品負荷)とにより、内燃機関用の点火装置が構成される。

上記のような電装品負荷駆動装置では、バッテリの出力電圧が電装品負荷に常時印加されていると、長時間機関が停止状態を保持した場合にバッテリから電装品負荷に電流が流れ続けてバッテリが過放電し、いわゆるバッテリ上がりの状態が生じることがある。そのため、この種の電装品負荷駆動装置では、特許文献1にも示されているように、バッテリと電装品負荷との間にキースイッチを挿入して、機関の停止時には該キースイッチを開くことにより、バッテリの消耗を防ぐようにしている。
特開2003−111299号公報

概要

内燃機関が停止しているときにバッテリから電装品負荷に電流が流れてバッテリが消耗するのを確実に防止することができる内燃機関用電装品負荷駆動装置を提供する。内燃機関により駆動される交流発電機1の出力電圧を検出して、検出した電圧がしきい値以上であるときに検出動作を行う発電機出力検出回路5と、発電機出力検出回路5が検出動作を行っていないときにオフ状態を保持し、発電機出力検出回路が検出動作を行っているときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチ701を備えて、負荷駆動制御用スイッチ701がオフ状態にあるときにバッテリ3から電装品負荷6´に電流が流れるのを禁止し、負荷駆動制御用スイッチ701がオン状態にあるときにバッテリ3から電装品負荷6´に電流が流れるのを許容する負荷駆動制御回路7´とを設けた。

目的

本発明の目的は、キースイッチに頼ることなく、機関の停止時にバッテリが消耗するのを確実に防ぐことができるようにした内燃機関用電装品負荷駆動装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

内燃機関により駆動される交流発電機と、前記交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路とを備えて、前記整流電源回路の出力で充電されるバッテリ出力電圧電装品負荷を駆動する内燃機関用電装品負荷駆動装置において、前記交流発電機がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみオン状態になるように前記交流発電機の出力電圧に応じて制御される負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときに前記バッテリから前記電装品負荷に電流が供給されるのを許容する負荷駆動制御回路が設けられていること、を特徴とする内燃機関用電装品負荷駆動装置。

請求項2

内燃機関により駆動される交流発電機と、前記交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路とを備えて、前記整流電源回路の出力で充電されるバッテリの出力電圧で電装品負荷を駆動する内燃機関用電装品負荷駆動装置において、前記交流発電機の出力電圧を検出して、検出した電圧がしきい値以上であるときに検出動作を行う発電機出力検出回路と、前記発電機出力検出回路が検出動作を行っていないときにオフ状態を保持し、前記発電機出力検出回路が検出動作を行っているときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオフ状態にあるときに前記バッテリから前記電装品負荷に電流が供給されるのを禁止し、前記負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときに前記バッテリから前記電装品負荷に電流が供給されるのを許容する負荷駆動制御回路と、を具備してなる内燃機関用電装品負荷駆動装置。

請求項3

前記発電機出力検出回路は、前記交流発電機の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えていて、該発電機出力検出用スイッチがオン状態になることにより検出動作を行うように構成され、前記負荷駆動制御用スイッチは、前記バッテリと電装品負荷との間にあって、前記発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態になって前記バッテリの出力を前記電装品負荷に印加するように設けられていること、を特徴とする請求項2に記載の内燃機関用電装品負荷駆動装置。

請求項4

前記発電機出力検出回路は、前記交流発電機の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えていて、該発電機出力検出用スイッチがオン状態になることにより検出動作を行うように構成され、前記電装品負荷は、制御部に制御用電源電圧が与えられているときにのみ動作状態になって前記バッテリに蓄積されたエネルギ消費するように構成され、前記負荷駆動制御用スイッチは、前記発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態になって、前記バッテリから前記電装品負荷の制御部に制御用電源電圧を与えるように設けられていること、を特徴とする請求項2に記載の内燃機関用電装品負荷駆動装置。

請求項5

内燃機関により駆動される交流発電機と、前記交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路とを備えて、前記整流電源回路の出力で充電されるバッテリの出力電圧で、該バッテリの出力電圧を昇圧するDCコンバータ電源部として動作する電装品負荷を駆動する内燃機関用電装品負荷駆動装置において、前記交流発電機の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えて、該発電機出力検出用スイッチがオン状態になることにより検出動作を行う発電機出力検出回路と、前記発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときに前記バッテリから該負荷駆動制御用スイッチを通して前記DCコンバータの制御部に制御用電源電圧を与えて該DCコンバータを動作状態にするように構成された負荷駆動制御回路とを具備したこと、を特徴とする内燃機関用電装品負荷駆動装置。

請求項6

内燃機関により駆動される交流発電機と、前記交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路と、前記整流電源回路の出力で充電されるバッテリと、前記バッテリの出力電圧を昇圧するDCコンバータと、前記DCコンバータを電源として動作するコンデンサ放電式の点火回路とを備えた内燃機関用点火装置において、前記交流発電機の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えた発電機出力検出回路と、前記発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときに前記バッテリから該負荷駆動制御用スイッチを通して前記DCコンバータの制御部に制御用電源電圧を与えて該DCコンバータを動作状態にするように構成された負荷駆動制御回路とを具備したこと、を特徴とする内燃機関用点火装置。

技術分野

0001

本発明は、内燃機関により駆動される交流発電機の出力で整流電源回路を通して充電されるバッテリ電源として、電装品負荷を駆動する内燃機関用電装品負荷駆動装置、及び内燃機関により駆動される交流発電機の出力で整流電源回路を通して充電されるバッテリを電源として動作する内燃機関用点火装置に関するものである。

背景技術

0002

内燃機関の電装品負荷(直流負荷)を駆動する電装品負荷駆動装置は、特許文献1に示されているように、内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付きの整流電源回路とを備えていて、整流電源回路の出力で充電されるバッテリの出力電圧で電装品負荷を駆動するように構成されている。

0003

上記電装品負荷は、内燃機関用点火装置を構成する回路や、機関点火時期燃料噴射時間等を制御する制御ユニット、或いはランプなどである。電装品負荷が内燃機関用点火装置を構成する回路である場合、上記電装品負荷駆動装置と、該駆動装置により駆動される回路(電装品負荷)とにより、内燃機関用の点火装置が構成される。

0004

上記のような電装品負荷駆動装置では、バッテリの出力電圧が電装品負荷に常時印加されていると、長時間機関が停止状態を保持した場合にバッテリから電装品負荷に電流が流れ続けてバッテリが過放電し、いわゆるバッテリ上がりの状態が生じることがある。そのため、この種の電装品負荷駆動装置では、特許文献1にも示されているように、バッテリと電装品負荷との間にキースイッチを挿入して、機関の停止時には該キースイッチを開くことにより、バッテリの消耗を防ぐようにしている。
特開2003−111299号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上記のように、従来の内燃機関用電装品負荷駆動装置では、バッテリと電装品負荷との間にキースイッチを挿入しているが、キースイッチが設けられていても、運転者がキースイッチを切り忘れた場合にはバッテリの消耗を防ぐことができなかった。

0006

本発明の目的は、キースイッチに頼ることなく、機関の停止時にバッテリが消耗するのを確実に防ぐことができるようにした内燃機関用電装品負荷駆動装置を提供することにある。

0007

本発明の他の目的は、キースイッチに頼ることなく、機関の停止時にバッテリが消耗するのを確実に防ぐことができるようにしたバッテリ駆動式の内燃機関用点火装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、内燃機関により駆動される交流発電機と、該交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路とを備えて、整流電源回路の出力で充電されるバッテリの出力電圧で電装品負荷を駆動する内燃機関用電装品負荷駆動装置に適用される。

0009

本発明においては、前記の目的を達成するため、交流発電機がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみオン状態になるように交流発電機の出力電圧に応じて制御される負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリから電装品負荷に電流が供給されるのを許容するように構成された負荷駆動制御回路が設けられている。

0010

上記のように構成すると、機関が運転されていて、交流発電機がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみバッテリから電装品負荷に電流が供給され、機関が停止していて、発電機が出力を発生していないときにはバッテリから電装品負荷に電流が供給されないため、機関が停止しているときにバッテリから電装品負荷側に電流が流れてバッテリが消耗するのを防ぐことができる。

0011

本発明の好ましい態様では、交流発電機の出力電圧を検出して、検出した電圧がしきい値以上であるときに検出動作を行う発電機出力検出回路と、この発電機出力検出回路が検出動作を行っていないときにオフ状態を保持し、該発電機出力検出回路が検出動作を行っているときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオフ状態にあるときにバッテリから電装品負荷に電流が供給されるのを禁止し、負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリから電装品負荷に電流が供給されるのを許容する負荷駆動制御回路とが設けられる。

0012

上記発電機出力検出回路は、交流発電機の出力電圧を検出して、検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えて、該発電機出力検出用スイッチがオン状態になることにより検出動作を行うように構成することができる。

0013

この場合負荷駆動制御用スイッチは、バッテリと電装品負荷との間にあって、発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態になってバッテリの出力を前記電装品負荷に印加するように設けることができる。

0014

電装品負荷が、制御部に制御用電源電圧が与えられているときにのみ動作状態になってバッテリに蓄積されたエネルギ消費するように構成されている場合には、前記発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態になる負荷駆動制御用スイッチを負荷駆動制御回路に設けて、バッテリから該負荷駆動制御用スイッチを通して電装品負荷の制御部に制御用電源電圧を与えるように構成することができる。

0015

内燃機関により駆動される交流発電機と、該交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路とを備えて、整流電源回路の出力で充電されるバッテリの出力電圧で、該バッテリの出力電圧を昇圧するDCコンバータを電源部として動作する電装品負荷を駆動するように内燃機関用電装品負荷駆動装置が構成される場合がある。

0016

この場合には、交流発電機の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えて、該発電機出力検出用スイッチがオン状態になることにより検出動作を行う発電機出力検出回路と、発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリから該負荷駆動制御用スイッチを通してDCコンバータの制御部に電源電圧を与えて該DCコンバータを動作状態にするように構成された負荷駆動制御回路とを設けることにより、本発明に係わる電装品負荷駆動装置を構成することができる。

0017

上記のように、本発明によれば、バッテリと電装品負荷との間にキースイッチを設けなくても、機関の停止時におけるバッテリの消耗を防ぐことができるため、通常はキースイッチを省略することができるが、本発明においては、バッテリと電装品負荷との間にキースイッチまたは電源スイッチを設けることを何ら妨げない。キースイッチが設けられている場合でも、該キースイッチを切り忘れた場合には、バッテリが消耗し、機関を長時間停止させた場合にバッテリ上がりが生じる。本発明を適用すれば、キースイッチを切り忘れた場合に機関の停止時にバッテリが消耗するのを確実に防ぐことができる。

0018

本発明はまた、内燃機関により駆動される交流発電機と、該交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路と、この整流電源回路の出力で充電されるバッテリと、該バッテリの出力電圧を昇圧するDCコンバータと、該DCコンバータを電源として動作するコンデンサ放電式の点火回路とを備えた内燃機関用点火装置が提供される。

0019

本発明に係わる点火装置においては、交流発電機の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチを備えた発電機出力検出回路と、この発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリから該負荷駆動制御用スイッチを通してDCコンバータの制御部に制御電源電圧を与えて該DCコンバータを動作状態にするように構成された負荷駆動制御回路とが設けられる。

発明の効果

0020

以上のように、本発明によれば、交流発電機がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみオン状態になるように交流発電機の出力電圧に応じて制御される負荷駆動制御用スイッチを設けて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリから電装品負荷に電流が供給されるのを許容するようにしたので、機関が運転されていて、交流発電機がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみバッテリから電装品負荷に電流が供給され、機関が停止していて、発電機が出力を発生していないときにはバッテリから電装品負荷に電流が供給されないようにすることができる。従って、キースイッチに頼ることなく、機関の停止時にバッテリが消耗するのを確実に防ぐことができる。

発明を実施するための最良の形態

0021

下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

0022

図1は本発明に係わる内燃機関用電装品負荷駆動装置の実施形態の全体的な構成を概略的に示したもので、同図において、1は内燃機関により駆動される磁石式交流発電機である。この例では、交流発電機1が3相結線された発電コイルを有していて、機関の回転に同期して3相交流電圧を出力する。

0023

2は交流発電機1の出力を整流して、設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付きの整流電源回路、3は整流電源回路2の出力により充電されるバッテリ、4はバッテリ3の出力電圧が印加された負荷側回路、5は発電機出力検出回路である。

0024

図示の整流電源回路2は、ブリッジ接続されたダイオードDuないしDw及びDxないしDzからなる3相全波整流回路201と、この全波整流回路のブリッジ下辺を構成するダイオードDxないしDzに逆並列接続されたサイリスタThxないしThzと、全波整流回路201の出力電圧を検出して検出した電圧が設定値を超えたときにサイリスタThxないしThzにトリガ信号を与える制御回路202とを備えている。サイリスタThxないしThzと、制御回路202とにより、整流回路201の出力電圧が設定値を超えないように制御するレギュレータが構成されている。

0025

図示の整流電源回路2において、その出力電圧が設定値以下の時には、サイリスタThxないしThzがオフ状態に保持されるため、発電機1の出力が整流回路201により整流されてバッテリ3に供給され、バッテリ3が充電される。発電機1の出力が上昇して、整流回路201の出力電圧が設定値を超えると、制御回路202がサイリスタThxないしThzにトリガ信号を与えるため、これらのサイリスタの内、アノードカソード間順方向電圧が印加されているサイリスタがオン状態になり、オン状態になったサイリスタと整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードDxないしDzのいずれかとを通して発電機1の出力が短絡される。これにより発電機1の出力電圧が低下し、整流電源回路2の出力電圧が低下させられる。整流電源回路2の出力電圧が設定値以下になると、サイリスタThxないしThzへのトリガ信号の供給が停止されるため、サイリスタThxないしThzは、それぞれのアノード電流保持電流未満になった時点でオフ状態にされる。これらの動作の繰り返しにより、整流電源回路2の直流出力電圧が設定値を超えないように制御される。

0026

なお本実施形態では、ダイオードブリッジ全波整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードにレギュレータを構成するサイリスタを逆並列接続しているが、ブリッジの上辺を構成するダイオードDuないしDwにレギュレータを構成するサイリスタを逆並列接続する回路を用いることもできる。

0027

また整流回路として、ダイオードとスイッチ素子との混合ブリッジ回路を用いて、該ブリッジ回路のスイッチ素子を制御回路によってオンオフ制御することにより出力電圧を制御するようにした公知の整流電源回路を用いることもできる。

0028

図1に示した例では、制御回路202に常時バッテリ3の出力電圧が印加されているが、制御回路202内には、発電機1が所定の交流出力電圧を発生しているときにのみオン状態になるスイッチが設けられていて、該スイッチがオン状態にあるときにのみバッテリ3側から制御回路202内を通して電流が流れるように構成されている。従って、発電機1が出力を停止しているときには、バッテリ3から制御回路202内を通して電流が流れることはなく、機関の停止時にバッテリ3に蓄積されたエネルギが制御回路202で消費されてバッテリが消耗することはない。このように、発電機が出力を発生しているときにのみバッテリから制御回路202に電流が流れ得るようにしたレギュレータは、特開2001−286074号に示されているように既に公知である。

0029

なお制御回路202を上記のように構成する代りに、バッテリ3側から見た該制御回路202のインピーダンスを十分に大きくして、バッテリ3から制御回路202を通して流れる電流を十分に小さい値に制限するようにしても良い。

0030

発電機出力検出回路5は、本発明により新たに設けられた回路で、交流発電機1の出力電圧を検出して、交流発電機1がしきい値以上の出力電圧を発生している間検出動作を行うように構成されている。本実施形態で用いる発電機出力検出回路5は、交流発電機1がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにオン状態を保持する発電機出力検出用スイッチを備えていて、該発電機出力検出用スイッチがオン状態になることにより検出動作を行うように構成されている。なお上記「しきい値」は任意の値に設定できる。

0031

図1には示してないが、負荷側回路4には、バッテリの出力電圧により駆動される電装品負荷と、負荷駆動制御回路とが設けられている。負荷駆動制御回路は、発電機出力検出回路5により制御されて、交流発電機1がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみオン状態になる負荷駆動制御用スイッチを備えていて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリ3から電装品負荷に電流が供給されるのを許容するように構成されている。

0032

上記のように、負荷側回路4には、交流発電機がしきい値以上の出力電圧を発生しているときにのみオン状態になるように交流発電機1の出力電圧に応じて制御される負荷駆動制御用スイッチを備えて該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリ3から電装品負荷に電流が供給されるのを許容する負荷駆動制御回路が設けられているため、機関が運転されていて、発電機1が所定の出力を発生しているときにはバッテリ3から電装品負荷に電流が供給されるが、機関が停止していて発電機1が出力を発生していないときには、バッテリ3から電装品負荷に電流が供給されるのが禁止される。

0033

図2は、負荷側回路4の構成例を示したものである。負荷側回路4には、電装品負荷6と、負荷駆動制御回路7とが設けられている。この例では、負荷駆動制御回路7がバッテリ3と電装品負荷6との間に設けられ、バッテリ3の出力電圧は、負荷駆動制御回路7内に設けられた負荷駆動制御用スイッチを通して電装品負荷6に印加されている。負荷駆動制御回路7内の負荷駆動制御用スイッチは、発電機出力検出回路5が検出動作を行っているときにオン状態を保持するが、発電機出力検出回路5が検出動作を行っていないときにはオフ状態を保持するように、発電機出力検出回路5により制御される。

0034

図2に示すように構成すると、機関が停止していて、発電機1が所定の出力を発生していない状態では、発電機出力検出回路5が検出動作を行わないため、負荷駆動制御回路7内の負荷駆動制御用スイッチがオフ状態を保持している。従って機関が停止している時にバッテリ3から電装品負荷6に電流が供給されることはなく、機関が長時間停止していてもバッテリが消耗することはない。機関が運転され、発電機1が出力を発生すると、発電機出力検出回路5が検出動作を行うため、負荷駆動制御回路7内の負荷駆動制御用スイッチがオン状態になり、バッテリ3から電装品負荷6に駆動電流が与えられるのを許容する。従って、内燃機関が運転されているときには、バッテリ3による電装品負荷6の駆動が支障なく行われる。

0035

上記負荷駆動制御用スイッチは、バイポーラトランジスタMOSFETなどのオンオフ制御が可能な半導体スイッチでもよく、リレーでもよい。

0036

図3は、負荷側回路4の他の構成例を示したもので、負荷側回路4には、電装品負荷6´と負荷駆動制御回路7´とが設けられている。図3に示された電装品負荷6´は、制御部に制御用電源電圧Vccが与えられているときにのみ動作状態になってバッテリ3に蓄積されたエネルギを消費するように構成されている。

0037

また負荷駆動制御回路7´は、発電機出力検出回路5が検出動作を行っているときに(発電機出力検出用スイッチがオン状態にあるときに)オン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチを備えていて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときに、バッテリ3から電装品負荷6´に制御用電源電圧Vccを与えるように構成されている。

0038

図3に示すように構成すると、機関が停止していて、発電機1が所定の出力を発生していない状態では、発電機出力検出回路5が検出動作を行わないため、負荷駆動制御回路7´内の負荷駆動制御用スイッチがオフ状態を保持している。従って機関が停止している時には、電装品負荷6´の制御部に制御用電源電圧Vccが印加されることはなく、電装品負荷6´が動作状態になることはない。従って内燃機関が停止しているときにはバッテリ3から電装品負荷6´に電流が流れることはなく、機関が長時間停止していてもバッテリ3が消耗することはない。内燃機関が運転され、発電機1が出力を発生すると、発電機出力検出回路5が検出動作を行うため、負荷駆動制御回路7´内の負荷駆動制御用スイッチがオン状態になり、バッテリ3から電装品負荷6´の制御部に制御用電源電圧Vccが与えられるのを許容する。そのため、電装品負荷6´が動作状態になり、バッテリ3から電装品負荷6´に駆動電流が与えられる。

0039

図4は、図3に示すように負荷側回路を構成する場合を例にとって、発電機出力検出回路5、電装品負荷6´及び負荷駆動制御回路7´の具体的な構成例を示したものである。図4に示された発電機出力検出回路5は、交流発電機1の出力電圧を検出して、検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチ501を備えていて、該発電機出力検出用スイッチ501がオン状態になることにより検出動作を行うように構成されている。

0040

図示の例では、バッテリ3の負極側端子とともにエミッタ接地されたNPNトランジスタTR1により発電機出力検出用スイッチ501が構成され、NPNトランジスタTR1のベースエミッタ間抵抗R1とコンデンサC1とが並列接続されている。またトランジスタTR1のベースに抵抗R2の一端が接続され、発電機1の3相の出力端子にアノードが接続されたダイオードD1ないしD3のカソードが抵抗R2の他端に共通に接続されている。

0041

図4に示した発電機出力検出回路5においては、発電機1が設定値以上の回転速度で回転していて、しきい値以上の交流出力電圧を発生しているときにトランジスタTR1がオン状態を保持するように、抵抗R2の抵抗値とコンデンサC1の静電容量とにより決まるコンデンサC1の充電時定数と、抵抗R1の抵抗値とコンデンサC1の静電容量とにより決まるコンデンサC1の放電時定数とが設定される。即ち、発電機の回転速度が設定値以上であるとき(発電機の出力周波数が設定値以上であるとき)にトランジスタTR1に十分なベース電流が流れ続けて該トランジスタがオン状態を保持するように、各時定数が設定される。

0042

図4に示された電装品負荷6´は、内燃機関を点火するコンデンサ放電式の点火装置の主要部を構成する回路で、バッテリ3の出力電圧を昇圧するDCコンバータ6Aと、DCコンバータ6Aを電源として動作するコンデンサ放電式の点火回路6Bとからなっている。

0043

DCコンバータ6Aは、バッテリ3の出力電圧が一次コイルに印加された昇圧トランス601と、トランス601の一次コイルに対して直列に接続されたチョッパ用スイッチ602と、制御用電源電圧Vccが与えられたときに動作状態になってチョッパ用スイッチ6をオンオフ制御するスイッチ制御回路603とを備えた公知のものである。この種のDCコンバータは例えば特開2003−328914号に開示されている。図示の例では、エミッタが接地され、コレクタが昇圧トランス601の一次コイルの一端に接続されたNPNトランジスタTR2と、該トランジスタのベースエミッタ間に接続された抵抗R3とによりチョッパ用スイッチ602が構成され、昇圧トランスの一次コイルの他端がバッテリ3の正極端子に接続されている。昇圧トランス601の二次コイルの一端と接地間にアノードを接地側に向けたダイオードD4が接続され、ダイオードD4の両端の電圧がスイッチ制御回路603に入力されている。

0044

スイッチ制御回路603は、チョッパ用スイッチ602がオン状態からオフ状態になったときに昇圧トランス601の二次コイルに誘起する電圧で点火回路6B側に流れる該昇圧トランスの二次電流をダイオードD4の両端の電圧降下から検出して、該二次電流がであることを検出したとき、または該二次電流が所定のしきい値よりも低いことを検出したときにチョッパ駆動指令を発生するチョッパ駆動指令発生回路と、チョッパ駆動指令が発生したときに所定の時間幅駆動パルスをチョッパ用スイッチ602に与えて該チョッパ用スイッチをオン状態にするパルス発生回路とにより構成され、昇圧トランス601の二次電流が零またはしきい値以下になる毎にチョッパ用スイッチ602を一定時間オン状態にした後オフ状態にする動作を繰り返すことにより、昇圧トランス601の二次コイルに昇圧されたパルス状の電圧を誘起させる。

0045

点火回路6Bは、一次コイル及び二次コイルの一端が接地された点火コイルIGと、点火コイルIGの一次コイルの非接地側端子に一端が接続され、他端がダイオードD5のカソードに接続されて、DCコンバータ6Aの出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサCiと、点火信号が与えられたときに導通状態になって点火用コンデンサCiに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるサイリスタThiと、内燃機関の点火時期にサイリスタThiのゲートに点火信号を与える点火制御回路604とを備えた周知のコンデンサ放電式の点火回路で、点火コイルIGの二次コイルに誘起する電圧が機関の気筒取付けられた点火プラグPLに印加されている。

0046

図示の点火回路6Bにおいては、DCコンバータ6Aの出力電圧により点火用コンデンサCiが図示の極性に充電される。内燃機関の点火時期に点火制御回路604からサイリスタThiのゲートに点火信号が与えられると、該サイリスタThiがオン状態になるため、点火用コンデンサCiに蓄積されていた電荷がサイリスタThiと点火コイルIGの一次コイルとを通して放電する。この放電により点火コイルIGの一次コイルに高い電圧が誘起する。この電圧は点火コイルの一次、二次間昇圧比により昇圧されるため点火コイルIGの二次コイルに点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグPLに印加されるため、点火プラグPLで火花放電が生じ、機関が点火される。

0047

負荷駆動制御回路7´は、発電機出力検出用スイッチ501がオン状態にあるときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチ701を備えていて、該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリ3から該負荷駆動制御用スイッチを通してDCコンバータ6Aの制御部に電源電圧を与えることにより該DCコンバータを動作状態にするように構成されている。

0048

図示の例では、バッテリ3の正極端子にエミッタが接続されたPNPトランジスタTR3により発電機出力検出用スイッチ501が構成されている。トランジスタTR3のコレクタは、ダイオードD5のアノードに接続され、該ダイオードD5のカソードと接地間にコンデンサC2が接続されている。またトランジスタTR3のエミッタベース間に抵抗R4が接続され、トランジスタTR4のベースが、抵抗R5とダイオードD6とを通して発電機出力検出回路5のトランジスタTR1のコレクタに接続されている。

0049

図示の負荷駆動制御回路7´においては、交流発電機1が出力を発生していて、発電機出力検出用スイッチ501がオン状態にあるときにトランジスタTR3にベース電流が流れて該トランジスタがオン状態になる。そのためバッテリ3側からトランジスタTR3とダイオードD5とを通してコンデンサC2が充電され、該コンデンサC2の両端の電圧が制御用電源電圧Vccとしてスイッチ制御回路(制御部)603の電源端子に印加されている。

0050

図4に示した実施形態においては、内燃機関が運転されていて、発電機1が所定の出力を発生しているときに、発電機出力検出用スイッチ501がオン状態を保持し、負荷駆動制御用スイッチ701がオン状態を保持するため、DCコンバータ6Aのスイッチ制御回路(制御部)に制御用電源電圧Vccが印加される。従ってDCコンバータ6Aが動作状態になり、バッテリ3の出力電圧をDCコンバータ6Aにより昇圧して得た電圧が点火回路6Bに与えられる。従って機関の点火動作は支障なく行われ、機関が運転状態に維持される。

0051

これに対し、機関が停止させられ、発電機1が出力を停止したときには、発電機出力検出用スイッチ501がオフ状態になって、負荷駆動制御用スイッチ701がオフ状態になるため、DCコンバータ6Aのスイッチ制御回路603への制御用電源電圧Vccの供給が停止される。このように、機関が停止しているときには、スイッチ制御回路603に制御用電源電圧Vccが与えられず、スイッチ制御回路603が動作を停止しているため、DCコンバータ6AのトランジスタTR2がオフ状態に保持される。そのため、機関の停止時にバッテリ3から電装品負荷6´側に電流が流れることはなく、機関が長時間停止してもバッテリ3が消耗することはない。

0052

図4に示した実施形態では、発電機1と、整流電源回路2と、発電機出力検出回路5と、負荷駆動制御回路7´と、バッテリ3とを備えた電装品負荷駆動装置と、電装品負荷6´(DCコンバータ及び点火回路)とにより、コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置が構成されている。

0053

即ちこの点火装置は、内燃機関により駆動される交流発電機1と、該交流発電機の出力を整流して設定値を超えないように制御された直流電圧を出力するレギュレータ機能付き整流電源回路2と、整流電源回路の出力で充電されるバッテリ3と、バッテリの出力電圧を昇圧するDCコンバータ6Aと、DCコンバータ6Aを電源として動作するコンデンサ放電式の点火回路6Bと、交流発電機1の出力電圧を検出して検出した電圧がしきい値以上であるときにオン状態になる発電機出力検出用スイッチ501を備えた発電機出力検出回路5と、発電機出力検出用スイッチ501がオン状態にあるときにオン状態を保持する負荷駆動制御用スイッチ701を備えて該負荷駆動制御用スイッチがオン状態にあるときにバッテリ3から該負荷駆動制御用スイッチを通してDCコンバータ6Aの制御部に制御用電源電圧を与えて該DCコンバータを動作状態にするように構成された負荷駆動制御回路7´とを備えている。

0054

上記の各実施形態では、バッテリ3と電装品負荷との間にキースイッチが設けられていないが、バッテリ3と電装品負荷との間にキースイッチを設ける場合にも本発明を適用することができる。

0055

図4に示したように、バッテリ3により駆動する電装品負荷が点火装置を構成する回路である場合に、キースイッチを省略すると、点火動作を停止させることができなくなる。そのため、運転者の意志により機関を停止させるためには、点火装置の動作を停止させる手段を特に設ける必要がある。点火装置の動作を停止する手段としては、点火装置を構成する回路の一部を短絡したり、切り離したりするように設けられるストップスイッチを用いることができる。ストップスイッチの設け方は種々考えられるが、図4に示した例では、昇圧トランス601の二次コイルを短絡するようにストップスイッチを設けたり、サイリスタThiのゲートカソード間を短絡するようにストップスイッチを設けたりすることができる。

0056

なおストップスイッチを設けることにより点火装置の動作を停止させて機関を停止させる考え方は既に公知である。

0057

図4に示した例のように、DCコンバータ6Aによりバッテリの電圧を昇圧して点火用コンデンサを充電するようにした点火装置においては、点火用コンデンサCiの充電電圧が設定値に達したときにDCコンバータの発振を停止させる制御回路や、サイリスタThiがオン状態になった後、オフ状態になるまでの間DCコンバータの発振を停止させるように制御する制御回路が更に設けられるが、これらの制御回路の図示は省略されている。

0058

上記の説明では、電装品負荷の具体例として点火装置を構成する回路を挙げたが、他の電装品負荷をバッテリにより駆動する場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。

図面の簡単な説明

0059

本発明の実施形態の全体的な構成を概略的に示した回路図である。
図1に示した負荷側回路の構成例を示した回路図である。
図1に示した負荷側回路の他の構成例を示した回路図である。
電装品負荷が内燃機関用の点火装置を構成する回路である場合を例にとって、発電機出力検出回路の構成及び負荷駆動制御回路の構成を具体的にした実施形態を示した回路図である。

符号の説明

0060

1交流発電機
2整流電源回路
3バッテリ
4負荷側回路
5発電機出力検出回路
6,6´電装品負荷
6ADCコンバータ
6Bコンデンサ放電式の点火回路
7,7´ 負荷駆動制御回路

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