引擎發電機用升壓電源及其控制方法
2023-09-24 12:04:40 1
專利名稱：引擎發電機用升壓電源及其控制方法
技術領域：
本發明涉及引擎發電機用升壓電源及其控制方法。
背景技術：
以往，在摩託車等之中，作為引擎啟動用的點火電路使用CDI(電容器放電點火；capacitor discharge igniter)方式及無觸點點火(full transistorigniter)方式。在這裡，CDI可以與電池的有無無關地工作，可以用所謂腳踏方式使引擎啟動，但是在對稀薄的混合氣體進行點火時，存在比無觸點點火方式差的問題。又，無觸點點火方式適合於引擎的最佳點火控制的節能，但由於需要電池，所以在腳踏的情況下引擎無法啟動。
下面根據圖1對已有的無觸點點火方式的點火電路進行概略說明。這裡，在發電機1、電壓調整器2及電池8上並聯連接包括指示燈3、ECU(引擎控制單元)4、點火裝置5、噴嘴6、燃油泵7、以及其他DC負荷9的各種負荷，構成無觸點點火方式的點火電路。在該已有例的無觸點點火方式的點火電路中，一旦閉合啟動按鈕等主開關11，就將來自電池8的電源電壓提供給整個電路使ECU工作，接通繼電器10、40，啟動引擎。但是，假如作為電池耗盡的對策在發電機1上設有腳踏式等手段，即使是試用該腳踏方式驅動，利用腳踏使發電機1的低速旋轉的情況下，也不能由電壓調整器2向ECU4等電子零件提供穩定的電壓，結果是，在已有的無觸點點火方式中，利用腳踏方式啟動引擎是極為困難的，實質上是不能開始驅動的。
發明內容
本發明的目的是，提供在無觸點方式中也能夠利用所謂的腳踏方式的啟動方法啟動引擎的引擎發電機用升壓電源及其控制方法。
解決上述課題用的，本發明的引擎發電機用升壓電源，採用這樣的結構，即在接受來自利用腳踏方式驅動的發電機的啟動電流的電壓調整裝置與連接在該電壓調整裝置上的ECU等負荷之間，連接在以腳踏方式進行引擎啟動時電壓調整裝置低輸出時進行升壓動作，在引擎啟動後正常工作時停止升壓動作的有源升壓電路，僅在引擎啟動時利用該有源升壓電路使電壓調整裝置的輸出升壓，並提供給ECU等負荷的構成。
又，本發明的引擎發電機用升壓電源的控制方法，其特徵在於，由連接於接受來自利用腳踏式啟動的發電機的啟動電流的電壓調整裝置的ECU等負荷構成的引擎發電機用升壓電源中，將由上述電壓調整裝置輸出的輸出電壓與引擎正常工作時的工作電壓進行比較，在該輸出電壓達到正常工作時的工作電壓之前的時間，進行升壓調整。
圖1是表示已有例的無觸點點火方式的引擎點火電路的概略圖。
圖2是表示本發明的一實施例的，引擎發電機用升壓電源的構成例圖。
圖3是圖2的DC/DC變換器的詳細構成例圖。
圖4是表示上述DC/DC變換器部的其他實施例的詳細構成圖。
圖5是上述DC/DC變換器部的另一實施例的詳細構成例圖。
圖6是上述DC/DC變換器部的又一實施例的詳細構成例圖。
圖7是上述DC/DC變換器部的再一實施例的詳細構成例圖。
具體實施例方式
以下根據如圖所示的實施例對本發明的引擎發電機用升壓電源及其控制方法進行說明。
圖2是表示本發明的引擎發電機用升壓電源的總體結構的總體圖，對與圖1所示的已有例的電源相同的結構元件賦予相同的符號，省略其詳細說明。圖2的引擎發電機用升壓電源的特徵在於，在REG(電壓調整器)2與連接於該REG2並在接受電壓供給的ECU4等電子設備之間，作為有源升壓電路連接DC/DC變換器20(converter)。又，圖中所示的電池8，以在作為該發明的對象的腳踏式啟動時是以放電狀態規定的啟動電壓以下的狀態的，所謂腳踏方式驅動發電機1作為前提。引擎變為穩定旋轉後，對電池8進行充電，這樣，以後就可以用電池8來啟動引擎。又，圖2所示的電路中，在DC/DC變換器20與電池8之間插入二極體39，在DC/DC變換器20升壓動作時，防止向電流容量大的電池8一側流入電流。
還有，圖3是該DC/DC變換器20的詳細結構圖。在該圖3中，利用二極體23、線圈24及二極體25的串聯連接、以及在該串聯連接與接地線間分別連接的電容器26、電晶體27、電容器30構成DC/DC變換器的基本部分。
又，在這一基本部分上，還在二極體23、25之間設置由平行連接的二極體22構成的旁路電路21，還設置穩壓二極體30和含有該穩壓二極體30的反饋電路32。再者，反饋電路32的輸出連接于振蕩電路31，該振蕩電路31形成能夠通過電阻28向電晶體27的基極將驅動信號提供給電晶體27的結構。
在這樣構成的DC/DC變換器20中，比較REG2的控制電壓V1(隨發電機轉速改變的輸出)與DC/DC變換器20的控制電壓V2(引擎穩定旋轉，電子設備正常工作的，例如12V等基準電壓)。也就是使圖2中的主開關11導通，在通過腳踏使ACG(發電機)1開始旋轉的時刻的低速旋轉產生的REG2的控制電壓比上述DC/DC變換器20控制電壓V2低的狀態(V1＜V2)的情況下，通過旁路電路21施加扣除二極體22引起的電壓降的電壓值(V1-二極體的電壓降份額)。該檢測出的電壓值輸入到反饋電路32，以進行V1＜V2的識別。因此，反饋電路32將對應於V1＜V2的差的反饋信號輸出到振蕩電路31來驅動振蕩電路31，該振蕩電路31通過電阻28傳送適於電晶體27的基極的驅動信號。以此對電晶體27進行導通控制，DC/DC變換器20進行從現時的V1向作為基準電壓的控制電壓V2的升壓電阻。
在這裡，用的輸出利用DC/DC變換器20升壓的基準電壓V2，ECU4也就電阻，引擎開始依序啟動。伴隨該引擎的啟動，ACG1受到引擎的驅動，轉速上升達到穩定旋轉時，通過旁路電路21施加在穩壓二極體30上的電壓依序上升，減去二極體22的電壓降份額，得到V2以上的值。在這時刻，作為DC/DC變換器20的設定輸出的V2以上的電壓利用反饋電路32檢測(V1＞V2)。
因此，反饋電路32利用反饋信號停止向振蕩電路31的電晶體27的驅動輸出，停止DC/DC變換器20的升壓動作，作為DC/DC變換器20的控制電壓V2以上的REG2的控制電壓V1利用旁路電路21的二極體22旁路，並提供給ECU等電子電路。又，使繼電器10、40閉合，向DC負荷9也施加基準電壓，電池8也開始充電。
以後，通過引擎的穩定旋轉，ACG1進行額定輸出以上的發電，由REG2調整為穩定運行時的輸出電壓，通過旁路電路21，啟動ECU4，並提供給其他電子設備。圖3所示的實施例中，作為構成旁路電路21的元件例示了二極體，但是當然也可以用電阻等置換二極體。又，振蕩電路31不是PWM、PFM等的控制，採用例如以50KHZ等驅動頻率穩定振蕩的電路構成，也可以採用根據反饋電路32的信號用繼電器等切斷DC/DC變換器電路的構成。
下面對如圖4所示的DC/DC變換器20的其他實施例進行說明。在該實施例中，特點在於利用繼電器34構成旁路電路21，並設有使該繼電器34動作的控制電路33。該控制電路33具備設於DC/DC變換器20的輸入側的V1電壓監視用的穩壓二極體38，當REG2的控制電壓V1變得比DC/DC變換器20的控制輸出V2大的時刻(V1＞V2)，使繼電器34導通，停止振蕩電路31的振蕩，形成利用旁路電路21使DC/DC變換器20旁路的結構。這樣利用控制電路33的工作使繼電器34閉合時，反饋電路32檢測到V1＞V2的電壓變化，停止DC/DC變換器20的升壓動作。又，該控制電路33是利用腳踏方式啟動後V1變為V2以上的充分的設定時間之後控制繼電器34導通·截止的定時器電路，還可以轉換為電晶體等開關元件。又，在這裡如果V1的值與V2的值無關地保持為穩定旋轉時的值，也可以採用導通·截止結構。
又，在圖5所示的實施例中，取代旁路電路的21，將繼電器34設於二極體23的輸入側，用與圖4相同的控制電路33使其工作。在該構成例中，通常以繼電器34閉合的狀態進行腳踏方式的引擎啟動，在REG1控制電壓V1變為大於DC/DC變換器20的控制電壓V2的時刻(V1≥V2)，控制電路33工作，斷開繼電器34，則DC/DC變換器20自身處於停止狀態，如圖2所示，由REG2向並聯連接的ECU5等電子設備提供大於V2的值的V1，以維持運行。在該圖5所示的實施例中，以控制電路監視DC/DC變換器20的控制電壓V2，或利用在規定時間經過後工作的定時器等構成，也可以是繼電器用電晶體等開關元件置換。又，繼電器34斷開，DC/DC變換器20的升壓動作停止後，利用在引擎的正常運行時來自REG2的穩定電壓使繼電器10閉合，向全部圖2中所示的電路構成要素施加正常電壓。在該構成例中，也可以採用與V2的值無關，在達到穩定旋轉的電壓就工作的繼電器等。
再者，圖6所示的實施例中，振蕩電路31利用反饋電路32發出的反饋信號使來自REG2的控制電壓V1升壓到規定的電壓V2。還設有停止電晶體27的工作用的電阻36與電晶體37構成的振蕩停止電路35。該振蕩停止電路35利用具備檢測DC/DC變換器的輸入側的電壓V1的穩壓二極體38的控制電路33進行控制。控制電路33在與圖3的實施例相同的V1≥V2的條件下停止電晶體27的工作，實際上就是使DC/DC變換器20為停止工作狀態。該實施例中，控制電路33當然也可以直接監視V1電壓或採用在繼電器工作中使振蕩停止電路35停止的結構。在該構成例中，也可以採用與V2的值無關，一到正常旋轉電壓就工作的繼電器等。
又，圖7所示的實施例，在圖3的構成中，振蕩電路31利用反饋電路32進行反饋控制，並列設置由二極體22形成的旁路電路21。與圖3的實施例相同，反饋電路32監視REG2控制電壓V1，當檢測到V1＞V2時，控制電路33便使振蕩停止電路35工作。這樣，在DC/DC變換器20的升壓動作停止後，利用在引擎正常旋轉時來自REG2的正常電壓使振蕩停止電路35工作，向圖2所示的全部電路構成要素施加正常電壓。還有，在該構成例中，也可以採用與V2的值無關，一到穩定旋轉電壓就動作的振蕩停止電路。
工業應用性如上所述，本發明提供一種引擎發電機用電源及其控制方法，採用本發明的引擎發電機用升壓電源及其控制方法，在無觸點點火方式的引擎點火電路中，和電池的放電狀態的情況下，都能夠採用所謂腳踏方式啟動引擎。
權利要求
1.一種引擎發電機用升壓電源，是無觸點式的引擎點火裝置，其特徵在於，具備能夠用腳踏方式驅動的發電機、連接於所述發電機，進行對由該發電機提供的電源的電壓調整的電壓調整器、連接於電壓調整器，利用該電壓調整器提供的電壓進行引擎點火·運行控制的電子設備，以及連接在所述電壓調整器與電子設備之間，在所述發電機利用腳踏方式進行引擎啟動時輸出比規定的引擎穩定運行時低的電源的時刻，使所述電壓調整器的輸出電壓升壓到對所述電子設備規定的額定電壓，而且在由所述電壓調整器輸出的電壓變成引擎穩定運行時的規定的額定電壓的時刻停止升壓動作的有源升壓電路。
2.根據權利要求1所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述有源升壓電路為具備進行反饋以使輸出側的電壓為所述規定的額定電壓的反饋電路以及以規定的電壓降從該有源升壓電路的輸入側旁路到輸出側的旁路電路的DC/DC變換器，所述反饋電路在向該DC/DC變換器的輸出側旁路的所述輸入側的電壓V1減去所述旁路電路的電壓降後的電壓超過規定的額定電壓V2(V1-旁路電路的電壓降＞V2)時，停止該DC/DC變換器的升壓動作。
3.根據權利要求1所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述有源升壓電路是具備進行反饋以使輸出側的電壓為所述規定的額定電壓的反饋電路、具備通常斷開的繼電器，使該有源升壓電路的輸入側到輸出側旁路的旁路電路、以及檢測該有源升壓電路的輸入側的電壓，並使所述通常斷開的繼電器閉合的控制電路的DC/DC變換器，所述控制電路在所述輸入側的電壓V1變為來自穩定運行時的所述電壓調整器的規定電壓的時刻使所述繼電器閉合，停止DC/DC變換器的升壓動作。
4.根據權利要求3所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述規定電壓的時刻為超過所述規定的額定電壓V2(V1＞V2)時的時刻，在該時刻使所述繼電器閉合，所述反饋電路在向該DC/DC變換器的輸出側旁路的所述輸入側的電壓V1超過所述規定的額定電壓時(V1＞V2)，停止該DC/DC變換器的升壓動作。
5.根據權利要求1所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述有源升壓電路為具備進行反饋以使輸出側的電壓為所述規定的額定電壓V2的反饋電路、在輸入側設置的常閉的繼電器、以及相應於該有源升壓電路的輸入側的電壓V1使所述繼電器工作的控制電路的DC/DC變換器，所述控制電路在所述輸入側電壓V1為穩定運行時的所述電壓調整器來的規定電壓的時刻斷開所述繼電器，停止DC/DC變換器的升壓動作。
6.根據權利要求5所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述規定電壓是指額定電壓為V2以上的時刻(V1≥V2)，在該時刻斷開所述繼電器。
7.根據權利要求6所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述有源升壓電路是具備進行反饋以使輸出側的電壓為所述規定的額定電壓V2的反饋電路、以及檢測出該有源升壓電路的輸入側的電壓V1後停止升壓動作的控制電路的DC/DC變換器，所述控制電路在所述輸入側電壓V1為穩定運行時的所述電壓調整器來的規定的電壓的時刻使振蕩停止電路停止，停止DC/DC變換器的升壓動作。
8.根據權利要求7所述的引擎發電機用升壓電源裝置，其特徵在於，所述規定電壓是指在額定電壓V2以上的時刻(V1≥V2)，在該時刻停止該DC/DC變換器的工作。
9.根據權利要求1所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述有源升壓電路是具備進行反饋以使輸出側的電壓為所述規定的額定電壓V2的反饋電路、以規定的電壓降使該有源升壓電路的輸入側到輸出側旁路的旁路電路、以及利用所述反饋電路的輸出停止該有源升壓電路的工作的控制電路的DC/DC變換器，所述反饋電路在由所述輸入側旁路到輸出側的輸入電壓V1變為由穩定運行時的所述電壓調整器來的規定電壓的時刻，停止DC/DC變換器的升壓動作。
10.根據權利要求9所述的引擎發電機用升壓電源，其特徵在於，所述規定的時刻為超過額定電壓V2的時刻，在該時刻控制所述控制電路，停止DC/DC變換器的升壓動作。
11.一種引擎點火裝置的點火控制方法，是具備能夠利用電池或腳踏式進行驅動的發電機，進行引擎點火控制的無觸點點火方式的引擎點火裝置的點火控制方法，其特徵在於，在腳踏開始的時刻的引擎穩定運行時，發電機進行不充分的低電壓輸出時，該腳踏驅動的電壓升壓到點火裝置的穩定運行時的規定的額定電壓，施加到所述點火裝置上，在變為穩定旋轉時的電壓以上的時刻，停止所述升壓動作，將所述發電機的輸出電壓直接施加到所述點火裝置一側。
全文摘要
本發明是一種引擎發電機用升壓電源及其控制方法。這是在無觸點式的引擎點火裝置中，可以利用腳踏(kick)方式進行引擎點火的點火裝置。在與連接於接受來自腳踏式驅動發電機的起動電流的電壓調整裝置的ECU等電子設備之間，並聯連接僅在利用腳踏進行引擎啟動時的電壓調整裝置輸出低時進行升壓動作，在引擎啟動後穩定工作時停止升壓動作的有源升壓電路。
文檔編號F02P5/15GK1675464SQ0381916
公開日2005年9月28日 申請日期2003年7月1日 優先權日2002年7月3日
發明者高島豐隆, 新關清司 申請人:新電元工業株式會社