JP2000027742A - 自動車のための位相制御電圧調整器と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関のための電子点火システム（ＣＤ
Ｉ）におけるＡＣおよびＤＣ電気負荷に給電するため
の、直列タイプの位相制御電圧調整器を提供する。 【解決手段】 ＡＣおよび／またはＤＣ電気負荷Ｌ、Ｂ
Ａは、別々の電子制御スイッチＴ１、Ｔ２を経由して単
一巻線マグネト発電機Ｗ４に直列に接続可能である。電
気負荷Ｌ、ＢＡ上に存在する電圧ＶＬ、ＶＢが連続的に
検出され、電気負荷Ｌ、ＢＡ上に存在する検出された電
圧ＶＬ、ＶＢに関連付けて、同一の極性を有する発電機
電圧ＶＧの各々の半波の間中に、電子制御スイッチＴ
１、Ｔ２の起動の開始時点と時間長さとを制御すること
によって、負荷Ｌ、ＢＡによって必要とされる供給電圧
値に設定される。マグネト発電機Ｗ４の無負荷動作状態
が、各半波の初期時間期間の間中は維持され、電子制御
スイッチＴ１、Ｔ２の導電を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の内燃機関
用点火システムまた他の適用可能な用途のための電圧マ
グネト発電機に接続可能である電気負荷に交流（Ａ．
Ｃ．）および／または直流（Ｄ．Ｃ．）を供給するため
に一般的に使用されることが可能である、直列タイプの
位相制御電圧調整器(phase-controlled voltage regula
tor)に関する。

【０００２】

【従来の技術】添付図面の図１にそれ自体として示され
ている、一般的に入手可能な交流（Ａ．Ｃ．）および／
または直流（Ｄ．Ｃ．）電圧調整器は、マグネト発電機
の巻線Ｗ１、Ｗ２の間に直列に接続されているＳＣＲ１
のような電子制御スイッチが備えられたＤ．Ｃ．部分
と、たとえば電池ＢＡから成るＤ．Ｃ．負荷とを含む。
直接的にバイアスがかけられているダイオードに直列に
接続されているツェナーダイオードＤＺ１の電圧降下に
よって決定される値より低い値に電池ＢＡの電圧ＶＢが
低下するときに、制御スイッチＳＣＲ１が上記発電機の
出力電圧によってＯＮにされる。

【０００３】１つ以上の電灯Ｌから成るＡ．Ｃ．電気負
荷に対する有効電圧が通常は１３．５ボルトに等しい定
格値を上回るときに、電圧制御回路ＶＬによって制御さ
れる電子スイッチＳＣＲ２が、巻線Ｗ２によって供給さ
れる負の電圧半波を短絡させるので、Ａ．Ｃ．負荷Ｌに
給電するために一般的に備えられている上記電圧調整器
のＡ．Ｃ．部分は、反対に分路調整器の形で動作する。

【０００４】このタイプの電圧調整器は、幾つかの欠陥
と欠点を有する。すなわち、特に、発電機巻線の一部Ｗ
２が、給電されるべきＡ．Ｃ．負荷とＤ．Ｃ．負荷との
両方のタイプに共通であるので、Ａ．Ｃ．負荷Ｌ上の電
圧が、電池ＢＡの充電条件に一定程度依存している。
Ａ．Ｃ．負荷Ｌが電子制御スイッチＳＣＲ２によって短
絡させられるときに巻線Ｗ２上でエネルギーを過剰に散
逸させるために、中間出力が上記発電機に必要である。
さらに、このタイプのシステムでは、図１に概略的に示
されているように、従来の電子点火システムＣＤＩに電
力を供給するための別個の巻線Ｗ３が上記発電機に備え
られている。複数の巻線すなわち別々の巻線の使用は、
発電器からの時間浪費的な巻線接続と、追加コストとを
必要とする。

【０００５】これらの問題点は、本明細書で詳細に参照
されている米国特許第５，６３０，４０４号の図３で説
明され示されている給電装置を使用して、既に部分的に
は解決されている。

【０００６】上記米国特許に開示されている電圧調整シ
ステムは、さらに、Ａ．Ｃ．電気負荷とＤ．Ｃ．電気負
荷とに並列に接続されている電子制御スイッチも含み、
この電子制御スイッチは、Ａ．Ｃ．負荷とＤ．Ｃ．負荷
との両方に供給される電圧が適正な電圧値に達したとき
に、発電機巻線をアースするために短絡する。

【０００７】したがって、この公知のシステムは、発電
機巻線内と電圧調整器内との両方における多量の電流の
流れと、上記電気負荷が給電されていないときにおける
高エネルギー散逸とを伴う。

【０００８】このことは結果的に２つの悪影響を生じさ
せる。すなわち、第１の悪影響は、車両エンジンからよ
り多くの動力が引きだされ、その結果として燃料消費と
大気汚染とが増大させられるということであり、一方、
第２の悪影響は、散逸させられる電力が上記発電機と電
圧調整器の温度の上昇を生じさせ、これらの信頼性に悪
影響を与えると言うことである。

【０００９】したがって、自動車のＡ．Ｃ．およびＤ．
Ｃ．電気負荷とエンジンの電子点火回路との両方に給電
するように接地に接続されている２つの端子の一方の端
子を有する単一巻線発電機の利点を、Ａ．Ｃ．電気負荷
およびＤ．Ｃ．電気負荷に対する選択的電源を有すると
いう利点と、低いエネルギー損失とに組み合わせる解決
策が、必要とされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
一般的な目的は、自動車の交流（Ａ．Ｃ）電気負荷およ
び／または直流（Ｄ．Ｃ．）電気負荷とエンジン電子点
火回路との両方に対して選択的にかつ位相制御された仕
方で電力を供給することを可能にする、自動車およびそ
の類似物の内燃機関用点火システムで使用するのに特に
適している、マグネト発電機の電圧調整のための方法を
提供することである。こうして、電圧調整システムに起
因するエネルギー損失が最小限に保たれ、したがって、
電気負荷とその同じマグネト発電機の単一の固定子巻線
に接続されているエンジン点火回路とを維持しながら、
マグネト発電機とその同じ電圧調整器との過熱が著しく
低減させられる。

【００１１】本発明の別の目的は、エネルギー損失とエ
ンジン燃料消費との低減を可能にするだけでなく、自動
車製造の特定の要件が満たされることも可能にもする、
上記定義の通りの電圧調整器を提供することである。実
際には、エンジンによって発生させられる動力が、ます
ます増大する形で、主として車両の牽引のために使用さ
れ、かつ、エンジン動力の最小部分が、自動車およびそ
の類似物の電気負荷とエンジン点火システムとに給電す
るのに十分な量の電気的エネルギーの発生のために使用
されることが必要とされている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】これらの目的と他の目的
とが、請求項１に記載の通りの、自動車のＡ．Ｃ．およ
び／またはＤ．Ｃ．電気負荷とエンジン電子点火回路に
供給されるマグネト発電機出力電圧の調整のための方法
と、独立請求項６および独立請求項７とに記載の通り
の、電圧調整器装置に供給されるマグネト発電機出力電
圧の調整のための方法によって、実現されることが可能
である。

【００１３】さらに明確に述べれば、本発明の概括的な
実施様態では、単一巻線マグネト発電機（Ｗ４）に接続
されているＡ．Ｃ．および／またはＤ．Ｃ．電気負荷
（Ｌ、ＢＡ）と自動車内燃機関点火回路とに供給される
電圧（ＶＬ、ＶＢ）を調整するための方法が提供されて
おり、この方法では、電気負荷（Ｌ、ＢＡ）に、第１の
極性を有する上記マグネト発電機の出力電圧（ＶＧ）の
半波が供給され、この方法は、各々の給電位相の間中に
上記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）に供給される電圧（ＶＬ、Ｖ
Ｂ）を制御するための電子制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）
を経由して、上記マグネト発電機の単一巻線（Ｗ４）に
上記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）を接続する段階と、上記電気
負荷（Ｌ、ＢＡ）上に存在する電圧（ＶＬ、ＶＢ）を検
出する段階と、上記第１の極性を有する上記マグネト発
電機の出力電圧半波の各期間中に、上記電気負荷（Ｌ、
ＢＡ）上で検出される電圧（ＶＬ、ＶＢ）に関係付け
て、上記制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の導電状態の開始
と時間長さとを制御することによって、上記電気負荷
（Ｌ、ＢＡ）に供給される電圧（ＶＬ、ＶＢ）を調整す
る段階と、上記制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）が非導電状
態にある各々の電圧半波の初期時間期間（α１）の間中
は上記マグネト発電機の無負荷動作状態を維持する段階
と、を含む。

【００１４】本発明の第１の実施様態では、電子制御ス
イッチ（Ｔ１）を経由して単一巻線マグネト発電機（Ｗ
４）に接続可能であるＡ．Ｃ．電気負荷に対して供給さ
れる電圧（ＶＬ）を調整するための方法が提供されてお
り、この方法は、Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上の電圧（Ｖ
Ｌ）を検出する段階と、Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上の検
出された電圧（ＶＬ）に関係付けられている第１の制御
電圧（Ｖ２）を供給する段階と、第１の極性を有する上
記マグネト発電機（Ｗ４）の電圧半波の各々に関係付け
られている電圧ランプ（ＶＣ）を、上記半波の各々の間
中に発生させ、上記第１の極性とは反対である第２の極
性を有する電圧半波の各々の間中は、上記電圧ランプ
（ＶＣ）をゼロにする段階と、上記Ａ．Ｃ．電気負荷
（Ｌ）上の所要定格電圧（ＶＬ）を維持するのに十分な
長さを有する上記第１の極性の各々の半波の角（α２）
の間中に、上記電圧ランプ（ＶＣ）を上記第１の制御電
圧（Ｖ２）と比較することによって与えられる第２の制
御電圧（ＶＦ）を上記制御スイッチ（Ｔ１）の制御ゲー
トに印加することによって、上記Ａ．Ｃ．電気負荷
（Ｌ）に電力を供給するために上記制御スイッチ（Ｔ
１）を導電状態にトリガする段階と、を含む。

【００１５】本発明の第２の好ましい実施様態では、個
々の電子制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を経由して単一巻
線マグネト発電機（Ｗ４）に選択的に接続可能である
Ａ．Ｃ．および／またはＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）
に供給される電圧（ＶＬ、ＶＢ）を調整するための方法
が提供されており、この方法は、上記電気負荷（Ｌ、Ｂ
Ａ）上の電圧（ＶＬ、ＶＢ）を検出する段階と、上記電
気負荷（Ｌ、ＢＡ）上ので検出された電圧（ＶＬ、Ｖ
Ｂ）に関係付けられている第１および第２の制御電圧
（Ｖ２、Ｖ３）を供給する段階と、上記Ｄ．Ｃ．電気負
荷（ＢＡ）の定格電圧を示している第１の基準電圧（Ｖ
Ｒ４）を供給する段階と、第１の極性を有する上記マグ
ネト発電機（Ｗ４）の電圧半波（ＶＧ）の各々に関係付
けられている電圧ランプ（ＶＣ）を、上記半波の各々の
間中に発生させ、上記第１の極性とは反対である第２の
極性を有する電圧半波の各々の間中は、上記電圧ランプ
（ＶＣ）をゼロにする段階と、閾値電圧（ＶＲ３）を供
給する段階と、上記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）上の所要定格
電圧（ＶＬ、ＶＢ）を維持するのに十分な長さを有す
る、上記第１の極性の各々の半波の角（α２、α３）の
各々の間中は、上記第１の制御電圧（Ｖ２）を上記閾値
電圧（ＶＲ３）と比較することと上記第２の制御電圧
（Ｖ３）を上記電圧ランプ（ＶＣ）と比較することとに
よって与えられる制御電圧（ＶＮ、ＶＦ′）を、上記制
御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の制御ゲートに印加すること
によって、上記Ａ．Ｃ．電気負荷およびＤ．Ｃ．電気負
荷（Ｌ、ＢＡ）の各々に対して選択的に給電するため
に、上記制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を導電状態にトリ
ガする段階と、を含む。

【００１６】本発明の別の実施様態では、Ａ．Ｃ．電気
負荷自体上で検出される電圧（ＶＬ）に関係付けて制御
される電子スイッチ（Ｔ１）によって、第１の極性の半
波の各々の間中にＡ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）がマグネト発
電機の単一巻線（Ｗ４）に直列に接続されることが可能
である、Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）のための直列タイプの
位相制御電圧調整器が提供されており、この位相制御電
圧調整器が、上記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上で検出され
る電圧（ＶＬ）の平方値に比例している第１の制御電圧
（Ｖ０）を供給するための、Ａ．Ｃ．負荷電圧検出ユニ
ット（Ｂ）と、上記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）に供給され
る電圧（ＶＬ）と、上記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）の有効
電圧（ＶＬ）を示している第１の基準電圧（ＶＲ１）と
に関係付けられている第２の制御電圧（Ｖ１）を供給す
るために、上記Ａ．Ｃ．電圧検出ユニット（Ｂ）の出力
（ＶＯ）に接続されている入力（−）を有する位相反転
積分器ユニット（Ｃ）と、上記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）
のための有効電圧（ＶＬ）に関係付けられている第３の
制御電圧（Ｖ２）を供給する第２の基準電圧（ＶＲ２）
に対して第２の制御電圧（Ｖ１）を位相反転させるため
に上記位相反転積分器ユニット（Ｃ）の出力に接続され
ている入力（−）を有する電圧位相反転ユニット（Ｄ）
と、上記マグネト発電機の出力電圧（ＶＧ）の第１の極
性の半波の各々に関係付けられている電圧ランプ（Ｖ
Ｃ）を供給し、第１の極性に対して反対の第２の極性を
有する半波の各々の間中には電圧ランプ（ＶＣ）をゼロ
にする電圧ランプ発生ユニット（Ｅ）と、上記マグネト
発電機の単一巻線（Ｗ４）に上記Ａ．Ｃ．電気負荷
（Ｌ）を接続するために上記電子スイッチ（Ｔ１）の制
御ゲートに対して制御電圧（ＶＦ）を上記第１の極性の
半波の各々の間中に印加するために、上記電圧ランプ
（ＶＣ）を上記第３の制御電圧（Ｖ２）と比較するため
の電圧比較器（Ｆ′）と、を含む。

【００１７】本発明の別の側面では、Ａ．Ｃ．および
Ｄ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）が、同じ極性を有する出
力電圧（ＶＧ）の半波の各々の間中にマグネト発電機の
単一巻線（Ｗ４）に選択的に接続可能である、特にＡ．
Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）のための直列
タイプの位相制御電圧調整器が提供されており、この電
圧調整器が、Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上で検出される電
圧（ＶＬ）の平方値に比例している第１の制御電圧（Ｖ
０）を供給するための、第１のＡ．Ｃ．負荷電圧検出ユ
ニット（Ｂ）と、Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）に供給される
電圧（ＶＬ）と、Ａ．Ｃ．負荷（Ｌ）の有効電圧（Ｖ
Ｌ）を示している第１の基準電圧（ＶＲ１）とに関係付
けられている第２の制御電圧（Ｖ１）を供給するため
の、上記Ａ．Ｃ．電圧検出ユニット（Ｂ）の出力（Ｖ
Ｏ）に接続されている入力（−）を有する位相反転積分
器ユニット（Ｃ）と、Ａ．Ｃ．負荷（Ｌ）の有効電圧
（ＶＬ）に関係付けられている第３の基準電圧（Ｖ２）
を供給する第２の基準電圧（ＶＲ２）に対して上記第２
の制御電圧（Ｖ１）を位相反転させるための、上記位相
反転積分器（Ｃ）の出力に接続されている入力（−）を
有する電圧位相反転ユニット（Ｄ）と、上記マグネト発
電機の出力電圧（ＶＣ）の第１の極性の各々の半波に関
係付けられている電圧ランプ（ＶＣ）を発生させ、第１
の極性とは反対である第２の極性を有する半波の各々の
間中には電圧ランプ（ＶＣ）をゼロにするための電圧ラ
ンプ発生ユニット（Ｅ）と、を含むことを特徴とし、さ
らに、上記電圧調整器が、上記マグネト発電機の電圧
（ＶＧ）の各々の正の半波の間中にＤ．Ｃ．負荷制御ス
イッチ（Ｔ２）のためのゲート制御電圧（ＶＦ′）を発
生させるように、上記第３の制御電圧（Ｖ２）を閾値電
圧（ＶＲ３）と比較するための第１の電圧比較器（ＣＰ
２）と、上記Ｄ．Ｃ．電気負荷（ＢＡ）のための定格電
圧を示している基準電圧（ＶＲ４）に関係付けて、上記
Ｄ．Ｃ．電気負荷（ＢＡ）の電圧を示している第４の制
御電圧（Ｖ３）を供給するためのＤ．Ｃ．電圧検出ユニ
ット（Ｉ）と、を含むことを特徴とし、かつ、第２の電
圧比較器（ＣＰ１）が、上記ランプ電圧（ＶＣ）を上記
第４の制御電圧（Ｖ３）と比較するために備えられてお
り、上記第２の電圧比較器（ＣＰ１）の電圧出力（ＶＮ
が、上記第１の極性を有するマグネト発電機（Ｗ４）の
電圧半波の各々の間中に上記Ａ．Ｃ．制御スイッチおよ
びＤ．Ｃ．制御スイッチの非導電状態と導電状態とを逐
次的に別々に制御するために、Ａ．Ｃ．負荷制御スイッ
チ（Ｔ１）の制御ゲートに接続されていることを特徴と
する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の全般的特徴とその幾つか
の好ましい実施形態とを、次の添付図面の実施形態を参
照しながら下記でさらに詳細に説明する。

【００１９】上記のように、図１による実施形態は、交
流（Ａ．Ｃ．）電気負荷Ｌと、電池ＢＡを含む直流
（Ｄ．Ｃ．）電気負荷との両方に給電するための、マグ
ネト発電機ＭＧの２つの巻線Ｗ１、Ｗ２に接続されてい
る従来の電圧調整器に関する。この実施形態では、発電
機ＭＧの第３の巻線Ｗ３が、概略的に示されている従来
のタイプのコンデンサ放電電子点火システムＣＤＩに給
電する。

【００２０】第１の好ましい実施形態 添付図面の図２は、本発明の第１の好ましい実施形態を
示し、この実施形態は、例えば米国特許第５．６３０，
４０４号に開示されているタイプのコンデンサ放電電子
点火システム（図示されていない）に給電するために、
かつ、直列タイプの位相制御電圧調整器によって交流
（Ａ．Ｃ．）電気負荷Ｌに給電するために、単一電力巻
線マグネト発電機（Ｗ４）を使用する。

【００２１】本発明は、Ａ．Ｃ．および／またはＤ．
Ｃ．電気負荷の位相制御供給を可能にし、このことがマ
グネト発電機と電圧調整器とにおける電気エネルギーの
散逸の低減と、牽引のためのエンジン動力のより効率的
な使用とを実現するので、コンデンサ放電点火図が簡単
に参照されている上記米国特許第５．６３０，４０４号
の解決策とは著しく異なっている。

【００２２】本発明の一般的原理は、各半波の電気角の
全体にわたって延びておりかつマグネト発電機（Ｗ４）
の動作状態と負荷要件との変化に関連して変化する、同
じ極性を有する発電機電圧の個々の半波の一部分の間中
に、こうした電気角の間中に直列タイプの位相制御電圧
調整器によって電気負荷に供給される電圧の有効値がそ
の負荷自体に許容可能な電圧の有効値に実質的に一致す
るように、Ａ．Ｃ．および／またはＤ．Ｃ．電気負荷に
選択的に給電することと、その給電位相を制御すること
とにある。

【００２３】Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷に給電す
ることが必要とされる場合には、上記発電機の同一の動
作条件に関して、Ａ．Ｃ．負荷に給電するために各半波
の間中に使用される電気角の一部分が、Ａ．Ｃ．負荷上
の適正な有効電圧値を維持するための電気角の一部分で
あり、一方、Ｄ．Ｃ．負荷に給電する電気角の一部分
が、これに対応する形で、そのＤ．Ｃ．負荷の一部を構
成または形成する蓄電池の充電条件に関係して変化す
る。

【００２４】図２および図３を参照して下記でさらに詳
細に説明するように、この示されている実施形態では、
以下ではマグネト発電機とも呼ばれる永久磁石発電器の
正の半波が、Ａ．Ｃ．負荷に給電するために使用され、
一方、上記マグネト発電機の負の半波が、エンジンの電
子点火回路（図示されていない）の給電のために使用さ
れる。しかし、上記マグネト発電機の負極を接地に接続
することを一般的に必要とする直流負荷が存在しないの
で、この場合における正の電圧半波と負の電圧半波との
機能が逆にされることも可能である。

【００２５】本発明によるＡ．Ｃ．単相直列タイプの電
圧調整器は位相制御調整器であり、したがって、その好
ましい実施形態が図２に示されている。

【００２６】この図から理解できるように、電圧調整器
は、実質的に、文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ′によって
示されている６つの機能ブロックから成り、これらの機
能ブロックは下記で別々に説明される。

【００２７】さらに明確に述べれば、図２は、電灯Ｌに
よって概略的に示されているＡ．Ｃ．負荷と、燃焼機関
のための従来通りの電子点火回路（図示されていない）
との両方に給電されるべき電力の発電のための、接地に
接続されている端子を有する単一巻線Ｗ４を含むマグネ
ト発電機を示している。

【００２８】さらに、図２では、電圧調整器の個々の機
能ユニットに供給する電圧ＶＳを発生させるためのブロ
ックが、ＡＬで表されている。このブロックＡＬは、例
えば、コンデンサＣＳと直列のダイオードＤＳと抵抗器
ＲＳとを含み、コンデンサＣＳの充電電圧ＶＳが、コン
デンサＣＳと並列であるツェナーダイオードＤＺＳによ
って安定化されている。

【００２９】電圧調整器を構成する個々の機能ユニット
の説明に進むと、ユニットＡは、例えば、マグネト発電
機Ｗ４からの出力電圧ＶＧの各々の正の半波の予め決め
られた点から始まって、それを通過する電流が存在しな
くなる時点まで、電気角α１に続く電気角α２（図３
（Ｃ））の間中にはＡ．Ｃ．負荷Ｌに給電するように、
Ａ．Ｃ．負荷Ｌに直列に接続されることが可能である、
例えばＳＣＲのような電子制御スイッチＴ１から成る。

【００３０】上記のように、本発明の革新的な側面は、
同じ極性を有する各半波によって上記電気負荷に給電
し、各半波の長さすなわち時間期間の間中だけ、すなわ
ち、電気負荷Ｌに印加されるマグネト発電機Ｗ４の出力
電圧の有効値がＡ．Ｃ．負荷自体にとって許容可能であ
る電圧の有効値に一致している間の、非導電角α１の後
に続く電気角α２の間中だけ、電子スイッチＴ１の導電
状態の制御を行うことにある。

【００３１】したがって、電子制御スイッチＴ１の下流
のＡ．Ｃ．負荷上の電圧ＶＬが、電圧検出ユニットＢに
よって検出され、この電圧検出ユニットは、その出力に
おいて、入力電圧ＶＬの２乗に比例した、すなわち、次
式によって定義される、電圧Ｖ０を供給し、 Ｖ０＝Ｋ＊ＶＬ² 前式中で、Ｋは、電圧Ｖ０が後で積分され、公知の数式
によって当該のパラメータＶＬに関する値の２乗平均平
方根値から成る、負荷Ｌ上の電圧ＶＬの「有効値」に比
例しているような、予め決められた値の定数である。

【００３２】上記の式は、トランスコンダクタンスアナ
ログ乗数または対数ー真数アナログ乗数の古典的原理を
適用することによって得られることも、および、他の方
法で得られることが可能である。

【００３３】さらに明確に述べると、ここで示している
事例では、ユニットＢの出力Ｖ０が、回路Ｒ１−Ｃ１と
演算増幅器Ａ１とを含む位相反転積分器の入力に供給さ
れ、演算増幅器Ａ１の非位相反転端子が、給電されるべ
きＡ．Ｃ．負荷Ｌに関する許容可能電圧の有効値を決定
する第１の基準電圧ＶＲ１と呼ばれる。特に、この有効
値が次式に等しいことを示すことが可能である。 ＶＬ(rms) ＝√（ＶＲ１／Ｋ）

【００３４】したがって、位相反転積分器ユニットＣか
らの出力電圧Ｖ１が、電圧Ｖ０の平均値が基準電圧ＶＲ
１より低いか高いかに応じて上下する。

【００３５】位相反転積分器から成るユニットＣの入力
Ｖ１は、Ａ．Ｃ．負荷Ｌ上の電圧ＶＬを制御するための
第１の制御電圧を構成し、この第１の制御電圧が、第２
の基準電圧ＶＲ２に対してＶ１を位相反転させかつその
増幅率Ａが次式で定義される信号位相反転増幅器（Ａ
２、Ｒ２、Ｒ３）を含む、第３のユニットＤの入力に送
られ、 Ａ＝Ｒ３／Ｒ２ 前式中でＲ２とＲ３とが、典型的な位相反転増幅器構成
において演算増幅器Ａ２に接続されている抵抗器であ
る。

【００３６】増幅器Ａ２の出力には第２の制御電圧Ｖ２
が存在し、この制御電圧Ｖ２は、Ｖ１と同様に、上記定
義の通りのＡ．Ｃ．負荷Ｌ上に存在する電圧ＶＬの有効
値に関係付けられている。したがって、角α１の間中に
Ｔ１が逆バイアスをかけられているかまたは開いた非活
動状態であるときに、巻線Ｗ４によって概略的に表され
ているマグネト発電機が無負荷状態で動作中であるかど
うか（立ち下がり部分）、または、Ｔ１が角α２の間中
は閉じておりすなわち導電状態にあるときに、Ａ．Ｃ．
負荷Ｌ内を電流が流れているかどうか（立ち上がり部
分）に基づいて、図３（Ｂ）によるグラフに示されてい
るように、基準電圧ＶＲ１を基準とした電圧Ｖ０の変化
時に、制御電圧Ｖ２が変化する。

【００３７】一方、制御電圧Ｖ２は、電圧位相反転ユニ
ットＦ′の位相反転端子に印加される。さらに、このユ
ニットＦ′は、電圧ランプ発生ユニットＥによって供給
されるマグネト発電機Ｗ４の出力電圧ＶＧの各々の正の
半波の積分によって得られる電圧ランプから実質的に成
る電圧ＶＣがその非位相反転入力に供給される電圧比較
器ＣＰ１を実質的に含み、上記電圧ランプ発生ユニット
Ｅは、ダイオードＤＣと抵抗器ＲＣとコンデンサＣ２と
の組合せから成り、電子制御スイッチＴ１に関する導電
位相の開始点の制御を得るために各々の負の半波におい
て上記電圧ＶＧをゼロにする。こうして、電圧ＶＬがそ
の間中はゼロである角α１の後に続くマグネト発電機の
電圧ＶＧの各々の正の半波の電気角α２の間中は、電圧
ＶＬを負荷Ｌに供給することが可能である。電圧ＶＧの
各々の期間Ｔの間中は、Ａ．Ｃ．負荷Ｌ自体にとって許
容可能な有効値に相当する、Ａ．Ｃ．負荷Ｌに供給され
る有効電圧ＶＬの値が、次式によって定義される。 ＶＬ(rms) ＝√（ＶＲ１／Ｋ）

【００３８】さらに明確に述べると、エンジンの電子点
火回路に給電されることになっている負の半波がダイオ
ードＤＣによって遮断されるので、Ｔ１の導電位相と非
導電位相との制御のための電圧ランプＶＣを発生させる
ためのユニットＥは、マグネト発電機の電圧ＶＧの正の
半波だけのための積分器回路ＲＣ−Ｃ２から成る。

【００３９】ユニットＥは、さらに、コンデンサＣ２を
短絡させるための第１のトランジスタＴＲ１も含み、こ
の第１のトランジスタＴＲ１のベースは、その回路の個
々の機能ユニットに給電するために供給される電圧ＶＳ
によって抵抗器Ｒ４を経由して常にバイアスをかけられ
ており、一方、この第１のトランジスタＴＲ１のベース
は、第１のトランジスタＴＲ１を遮断するための第２の
トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタに接続されて
おり、この第２のトランジスタＴＲ２のベースは、抵抗
器ＲＧによってマグネト発電機の正電圧ＶＧによってバ
イアスをかけられており、一方、逆バイアスがかけられ
ているダイオードＤ２は、負の半波の間中はＴＲ２を保
護する機能を有する。

【００４０】したがって、ユニットＥからの電圧ＶＣ
は、マグネト発電機の電圧ＶＧの積分を表し、または、
さらに一般的には、マグネト発電機の電圧ＶＧに関係付
けられている電圧ランプを表しており、この電圧ランプ
は、マグネト発電機の電圧ＶＧが負になる毎にゼロにさ
れる。こうして、ユニットＥは、各々の半波において動
作する準備が常にできており、または、さらに一般的に
は、同じ極性を有するマグネト発電機の半波全てに関し
て動作する準備が常にできている。

【００４１】個々のユニットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ′
の代わりに、様々な機能を果たすように適切にプログラ
ムされたマイクロコントローラによって制御されてお
り、かつ、アナログ−ディジタル変換器が備えられた２
つの入力によって２つの信号ＶＬ、ＶＧを取得して上記
の様々な動作ユニットの機能全てを果たすことが可能で
ある、単一のディジタルユニットから成る集積回路とい
う解決策を使用することが可能である。

【００４２】次に、図２による回路の動作を、図３
（Ａ）から図３（Ｃ）の一連の図面を参照して簡単に説
明する。これらの図は、その左側と右側とに、マグネト
発電機の２つの異なった動作状態を示しており、これら
の動作状態には、負荷Ｌの制御および給電のために発生
させられる電圧の２つの異った状態が対応する。

【００４３】さらに明確に述べれば、図３（Ａ），図３
（Ｂ），図３（Ｃ）の左側部分は、エンジンが低回転数
である場合に第１の回転速度でマグネト発電機が動作し
ているときの、電圧調整器の第１の動作状態を示してお
り、一方、これらの図の右側部分は、第１の回転速度よ
りも早い回転速度でマグネト発電機が回転しているとき
の電圧調整器の第２の動作状態を示している。両方の場
合とも、３６０°の電気角に等しい単一の期間Ｔまたは
Ｔ′に関して電圧が示されている。

【００４４】上記のように、ユニットＢは電圧Ｖ０をそ
の出力において供給し、この電圧Ｖ０は、Ａ．Ｃ．負荷
Ｌ上に常に存在する電圧ＶＬの２乗に比例しており、か
つ、ＶＬの有効値に関係付けられている制御電圧Ｖ２を
供給するように積分器Ｃによって積分され位相反転ユニ
ットＤによって位相反転させられている。その後で、電
子スイッチＴ１の導電状態を制御するための制御電圧Ｖ
ＦをＣＰ１からの出力において得るために、制御電圧Ｖ
２が、ユニットＥによって発生させられる電圧ランプＶ
Ｃと比較されることになり、この電子スイッチＴ１は、
供給電圧の所要有効値を同じ負荷Ｌ上に供給するのに適
している電気角α２の間中は、マグネト発電機巻線Ｗ４
に負荷Ｌを接続した状態に保つことになる。

【００４５】上記第１の状態におけるマグネト発電機の
電圧ＶＧのグラフが、図３（Ａ）の左側に示されてお
り、一方、負荷Ｌ上の電圧ＶＬの有効値に関係付けられ
ている制御電圧Ｖ２のグラフが、ランプ電圧ＶＣに加え
て、同様に図３（Ｂ）の左側に示されている。

【００４６】一方、図３（Ｃ）の左側は、Ｔ１の導電位
相の制御中に負荷Ｌ上に存在する電圧ＶＬを示してい
る。

【００４７】上記の図から理解できるように、角α１後
の電圧ランプＶＣが負荷Ｌの有効電圧に関連付けられて
いる電圧Ｖ２を越えるときには、ＶＣとＶ２とによって
その入力が供給される電圧比較器ＣＰ１の出力ＶＦが、
ＨＩＧＨに切り替わり、電子スイッチＴ１の導電を引き
起こすように電子スイッチＴ１の制御ゲートにダイオー
ドＤ１を介して印加される。したがって、Ａ．Ｃ．負荷
Ｌは、電圧ＶＣと電圧Ｖ２とが同一の値を有している時
間期間中と、電圧ＶＧがゼロにされる時点までの発電機
の正の半波の連続時間期間中とを含む角α２の間中は、
マグネト発電機の出力に存在している電圧ＶＧの一部分
に相当する電圧ＶＬを有することになる。

【００４８】さらに一般的に述べれば、発電機電圧の各
々の正の半波の間中に、スイッチＴ１の導電時間を決定
し、したがって、Ａ．Ｃ．負荷Ｌの給電位相を決定する
角α２は、半波の対応部分の有効値が、負荷Ｌに帰する
ことが可能である電圧の有効値に等しく、この値は、演
算増幅器Ａ１の非位相反転入力における基準電圧ＶＲ１
によって事前設定されることが可能であるような角だろ
う。

【００４９】したがって、上記説明から、マグネト発電
機の出力電圧ＶＧの各々の半波の計算部分の間中は、
Ａ．Ｃ．負荷Ｌに選択的に給電するように電圧調整器が
動作することが明らかだろう。したがって、同じ半波の
先行部分に関連する角α１の間中は、電圧調整器とマグ
ネト発電機の両方を通過して流れる電流が全くなく、マ
グネト発電機が実際的には無負荷モードで動作する。こ
うして、エネルギー散逸の著しい低減と、したがってエ
ネルギーの節約とが実現され、マグネト発電機が接続さ
れているエンジンの動力を関連の自動車の牽引に利用す
る上での利益がもたらされる。

【００５０】上記のように、負荷Ｌが給電されておらず
電流が流れていない位相の間中は、マグネト発電機は実
際上は無負荷状態で動作している。したがって、唯一の
損失は、鉄の中での電力の僅かな散逸から成り、この損
失は、通常使用される電圧調整器のような並列タイプの
電圧調整器によってマグネト発電機が短絡させられると
きにマグネト発電機の銅の中で生じる損失に比べて著し
く小さい。

【００５１】純粋に一例として示すと、充電済の電池と
５０Ｗ電灯という条件で公知の電圧調整システムを使用
する、約２ＫＷの出力のマグネト発電機エンジンが必要
とされる、排気量５０ｃｃの小型エンジンの場合には、
マグネト発電機が約８０００回転において、そのエンジ
ンによって発生させられる動力の約１２．５％に相当す
る約２５０Ｗを使用する。この２５０Ｗのうち、通常は
約１８０Ｗが発電機巻線内と電圧調整器内とを流れる電
流のために熱損失させられる。残りの２０Ｗは点火のた
めに使用される。

【００５２】しかし、エネルギー消費が環境汚染を結果
的にもたらし、かつ、環境汚染に関連した諸問題がます
ます深刻になっているので、本発明によって、電気負荷
が給電されなくてよい無負荷条件において実際上は動作
するようにマグネト発電機が作られているので、電圧調
整器内とマグネト発電機内とにおけるエネルギー散逸を
著しく抑制することが可能であり、したがって、こうし
た全てが、燃料消費の原因を低減させ待機汚染の問題を
減少させる上で有効であると共に、マグネト発電機の動
作条件とは無関係に、電気負荷の給電のための電力消費
が、供給電圧の適正な有効値を得るために必要である電
力消費へと抑制されることを可能にする上で有効である
ことが明らかである。

【００５３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）の左
側のグラフを、上記の場合の回転数よりも高い回転数で
の電圧調整器の動作を示しておりかつプライム記号を付
けた形の同じ参照番号が使用されている右側のグラフと
比較することによって、上記の説明内容が確認できる。

【００５４】この第２の場合には、上記発電機の電圧Ｖ
Ｇ′は、より大きな振幅とより小さい電気周期Ｔ′とを
有する。それにもかかわらず、発電機の電圧ＶＧ′の有
効値が増大しているので、制御電圧Ｖ２′が増大する傾
向があるために、電圧調整器は、制御スイッチＴ１が起
動させられるように作用し、従って、上記の場合よりも
小さいが、しかし、それにもかかわらず、電圧ＶＬ′の
有効値が給電されるべき負荷に関する所要値に常に一致
するように、Ａ．Ｃ．負荷Ｌ上に電圧ＶＬ′を供給する
ような電気角α２′の間中は制御スイッチＴ１が導電状
態にある。

【００５５】この第２の場合にも、角α１′全体の間中
にわたって、マグネト発電機Ｇが無負荷状態にあり、し
たがって電流が流れず、その結果として、分路タイプの
通常のＡ．Ｃ．調整器によって電圧が調整されるマグネ
ト発電機に比べて、改善された性能がもたらされること
になることが明らかである。マグネト発電機の無負荷動
作の結果として、低損失係数を有するケイ素鋼で作られ
た適切な積層体をマグネト発電機の固定子パック用に選
択することによって、鉄の中での損失がさらに抑制され
ることが可能であることが明らかである。

【００５６】第２の好ましい実施形態 残りの図４および図５は、交流（Ａ．Ｃ．）電気負荷と
直流（Ｄ．Ｃ．）電気負荷の両方のための位相制御電圧
調整器に適している、本発明の第２の好ましい実施形態
を示している。

【００５７】図４の実施形態では、図２の場合と同じ参
照番号が、上記ユニットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅと同等でありし
たがって簡略的に説明されることになるユニットＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｅに関して使用されているが、追加のユニット
または変更されたユニットに関しては、異った参照番号
が使用されている。Ａ．Ｃ．負荷Ｌと、例えば蓄電池Ｂ
Ａによって表されるＤ．Ｃ．電気負荷とに選択的に給電
することが可能であるという点と、さらには、上記Ａ．
Ｃ．負荷に供給される電圧ＶＬの有効値に関連して負荷
Ｌと負荷ＢＡとの位相制御と選択的給電とを可能にする
ために必要であるユニットＦ′の変更と新たな機能ユニ
ットＮ、Ｈ、Ｉの追加という点で、図４の電圧調整器は
図２による電圧調整器とは著しく異っている。

【００５８】現在では、スタータモータに給電するため
にまたは車両の操作ボード上の幾つかの表示灯に給電す
るために必要な電池を、モーペッドまたはスクータに備
えさせることが、標準的な慣行である。この理由から、
図４に示される実施形態では、電圧調整器が２つの電圧
ＶＬ、ＶＢをその出力において供給しなければならず、
この一方の電圧ＶＬは、Ａ．Ｃ．負荷Ｌに給電するため
の実際上は１３−１４ボルトの交流電圧であり、他方の
電圧ＶＢは、電池ＢＡまたは自動車の他のＤ．Ｃ．負荷
に給電するための典型的には１４−１５ボルトの直流電
圧である。したがって、図４に示されている位相制御電
圧調整器６は、依然として、上記実施形態の対応ユニッ
トと機能的に類似していることが可能である機能ユニッ
トＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを有すると共に、下記の理由か
ら、変更されたユニットＦ′と追加の３つの新たなユニ
ットＮ、Ｈ、Ｉとを含む。

【００５９】ユニットＡは、上記と同様に、Ａ．Ｃ．負
荷Ｌに直列に接続されている電子制御スイッチＴ１（典
型的にはＳＣＲ）から成り、このＡ．Ｃ．負荷Ｌは、こ
の場合も上記と同様に、制御スイッチＴ１が起動させら
れる時点から、制御スイッチＴ１を通る電流がなくなる
時点まで、給電される。

【００６０】この実施形態の場合も同様に、ユニットＢ
が、その出力において、上記の通りに入力電圧ＶＬの２
乗に比例している電圧Ｖ０を供給する。

【００６１】この実施形態では、ユニットＣとユニット
Ｄも、基準電圧ＶＲ１に対する電圧Ｖ０のための積分器
と、Ａ．Ｃ．負荷Ｌ上に存在する有効電圧ＶＬの値に対
応する電圧Ｖ２を上記と同様にその出力において供給す
るための信号位相反転回路とから成る。

【００６２】上記の図２の実施形態とは異って、この場
合には、電圧Ｖ２がユニットＦ′の比較器ＣＰ２の非位
相反転入力に供給され、一方、この比較器ＣＰ２の位相
反転入力は、Ｔ２のトリガの結果として電池が給電され
る瞬間を決定する閾値電圧を供給する基準電圧ＶＲ３を
与えている。

【００６３】比較器ＣＰ２の出力は、ダイオードＤ３を
経て、ユニットＨの制御ゲートに接続されており、この
ユニットＨは、電池ＢＡとマグネト発電機の単一巻線Ｗ
４との間に電池ＢＡと直列に配置されている、ＳＣＲの
ような電子制御スイッチＴ２から成る。

【００６４】図４による調整器は、さらに、ユニットＥ
によって発生させられる電圧ランプＶＣを、ユニットＩ
によって供給される電圧Ｖ３と比較する第２の電圧比較
器ＣＰ１から成る、別のユニットＮも含む。ユニットＮ
は、電池の電圧ＶＢの値に直接関係付けられているユニ
ットＩの電圧Ｖ３を電圧ＶＣが越えるときに、このユニ
ットＮが、ダイオードＤ１によって電子スイッチＴ１を
トリガし、電子スイッチＴ１の導電を引き起こすような
装置である。

【００６５】定格電圧１２ボルトの電池の場合には、電
池ＢＡを充電するための電圧ＶＢが約１４．５ボルトに
通常は固定されているので、電子スイッチＴ２が導電状
態にあるときには、同じ電圧が、正の半波だけに限定さ
れてはいるが、Ａ．Ｃ．負荷Ｌ上にも存在しており、そ
れが、通常は電池ＢＡの充電電圧よりも低い例えば１３
ボルトの所要値をＡ．Ｃ．負荷の電圧ＶＬが越えること
を許可しない。こうして、比較器ＣＰ１と比較器ＣＰ２
の両方がＡ．Ｃ．負荷上の有効電圧ＶＬの制御に寄与す
る。

【００６６】一方、ユニットＩは、抵抗器Ｒ５、Ｒ６、
Ｒ７、Ｒ８に接続されている演算増幅器Ａ３から成り、
この演算増幅器Ａ３は、差動増幅器として、電池ＢＡの
充電状態に関係する電圧ＶＢと、電池ＢＡの定格電圧を
示す基準電圧ＶＲ４との間の差を、適切な利得を伴って
増幅する。

【００６７】さらに正確に述べれば、 V3=[(R7+R8)/(R5+R6)]*(R6/R7)*VB-(R6/R7)*VR4 であることが発見されており、したがって、ユニットＩ
の出力電圧Ｖ３は、一定の電池電圧値、例えば、直流負
荷に関して電圧調整器によって出力電圧に典型的に必要
とされる値の間の中間である１４．５ボルトの値より
も、ＶＢが低いときには、ゼロであり、例えば０．２ボ
ルトのような上記電池電圧を基準としてＶＢが僅かに増
大する場合には、ＶＣ Ｍａｘに等しい。

【００６８】ユニットＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｎは、この
場合も同様に、アナログ−ディジタル変換器を含む３つ
の入力によって３つの信号ＶＬ、ＶＢ、ＶＮを取得して
上記機能の全てを行うことが可能である、マイクロコン
トローラによって制御される単一のディジタルユニット
内に含まれることが可能である。

【００６９】最後に、図４では、ＣＤＩが、米国特許第
５，６３０，４０４号またはそれに対応する欧州特許出
願に開示されているタイプの使用可能なコンデンサ放電
点火システムを概略的に表しており、このコンデンサ放
電点火システムは、本明細書の一部によって引用されて
いる。

【００７０】次に、図４による電圧調整器の動作を、上
記図面と添付図面の図５（Ａ）から図５（Ｅ）までとを
参照して概略的に説明することにする。

【００７１】電池ＢＡを１４．５ボルトの電圧ＶＢに充
電することと、１３．５ボルトの電圧ＶＬを交流負荷Ｌ
に供給することとが必要とされていると仮定する。

【００７２】したがって、演算増幅器Ａ３は、次のよう
に出力電圧Ｖ３を有する。ＶＢが１４．５ボルト未満で
ある場合にはゼロであり、ＶＢが１４．５ボルトより高
い場合には０とＶ３ Ｍａｘとの間である。上記のよう
にＶ３ Ｍａｘは、発電機の電圧ＶＧの正の半波の積分
を表す電圧ランプＶＣによって取られる最大値に一致す
る。

【００７３】適切な解決策は、ＶＢが１４．７ボルトに
等しいときには、Ｖ３にＶＣ Ｍａｘの値をとらせると
いう解決策である。

【００７４】電圧比較器ＣＰ１は電圧ＶＣを電圧Ｖ３と
比較し、ダイオードＤ１によって電子制御スイッチＴ１
を駆動し、角α２＋α３の間中は電子制御スイッチＴ１
を導電状態に保ち、一方、制御スイッチＴ２は、角α２
の間中は非動作状態にあり、角α３の間中は導電状態に
ある。

【００７５】上記実施形態と同様に、電圧ＶＧの各々の
正の半波の角α１の間中は、Ｖ２が基準電圧ＶＲ３より
も低くかつＶＣが電圧Ｖ３よりも低いので、マグネト発
電機が無負荷状態にある。したがって、スイッチＴ１、
Ｔ２はどちらも導電状態にはない。

【００７６】しかし、Ｔ１が導電を開始すると、電圧Ｖ
２が、ＶＲ３の値に達するまで上昇し始める（図５
（Ｃ））。電圧Ｖ２がＶＲ３の値に達すると、電圧比較
器ＣＰ２が、ダイオードＤ３を介して電子制御スイッチ
Ｔ２をトリガし、電圧ＶＧの正の半波の残りの角α３の
間中は電子制御スイッチＴ２を導電状態に維持し、こう
して電池ＢＡに向かって電流が流れることを引き起こ
す。

【００７７】したがって、電池ＢＡ上に負荷が無いとき
には、電池ＢＡに供給される平均電流は、所要電圧に、
すなわち、定格１２ボルトの充電を有する電池の場合に
は１４．５ボルトの電圧に電池を維持するのに必要な平
均電流（保守電流）であることが明らかである。

【００７８】基準電圧ＶＲ３が単純に比較器ＣＰ２のた
めの閾値電圧を決定し、この比較器ＣＰ２の閾値電圧
は、Ｖ２がその閾値電圧を上回るときに、電池を充電す
るために制御スイッチＴ２の起動を引き起こす。ＶＲ３
の選択は、発電機の各半波の間中にＶ２が到達する最大
電圧と最小電圧との間の最大偏差ΔＶ２が発電機の最小
動作周波数においてＶＲ３よりも低いように行われなけ
ればならない。

【００７９】要約すると、ＶＧが負であるとき、およ
び、角α１の間中は、発電器の巻線Ｗ４内と電圧調整器
自体内とを電流が再び流れることがないように、Ｔ１と
Ｔ２とが遮断されることになる。角α２の間中は、Ｔ１
だけが導電状態にあり、したがって、Ａ．Ｃ．負荷Ｌに
対してその負荷自体に許容可能である電圧の有効値が供
給され、一方、角α３の間中は、スイッチＴ１とスイッ
チＴ２との両方が導電状態にあることになる。

【００８０】電池ＢＡに印加される負荷が電圧ＶＢの低
下を引き起こす場合には、その結果としてのＴ１の先回
りＯＮ切り替えと共に、電圧Ｖ３も（こうした負荷が存
在しない状態に比べて）低下する。この場合には、上記
発電機がその間中は無負荷条件にある角α１が減少す
る。しかし、交流負荷の所要電圧値は変化せず、したが
って、Ｔ１の先回りＯＮ切り替えがＴ２の先回りＯＮ切
り替えを結果的に生じさせ、したがって、電池ＢＡのよ
り大きい負荷電流のために角α３の増大を結果的に引き
起こすことになる。

【００８１】さらに別の実現可能な解決策は、交流負荷
Ｌを制御するスイッチＴをスイッチＯＦＦ状態で動作可
能にするという解決策であるだろう。

【００８２】これは、図６から見てとれるように、ダイ
オードＤＰと適切な出力のトランジスタＴＲ（ＢＪＴ，
ＭＯＳ、ＩＧＢＴ等）とでブロックＡのＳＣＲ１を置き
換えることによって、または、いずれの場合において
も、マグネト発電機の位相反転電圧を遮断することが可
能でありかつ導電状態と非導電状態との両方で動作させ
られることが可能である素子でブロックＡのＳＣＲ１を
置き換えることによって、実現されることが可能であ
る。

【００８３】図６から見てとれるように、パワーダイオ
ードＤＰは、負の電圧半波を遮断する機能を有し、一
方、パワートランジスタＴＰは、この場合にはパワーＭ
ＯＳＦＥＴであるが、制御電圧ＶＦによってその制御ゲ
ート上でバイアスをかけられている間中は電流の流れを
可能にする。

【００８４】しかし、この解決策は、電圧調整器の動作
を大きく変更しはしないが、交流負荷が適正な電圧値を
有するときに単純にスイッチＴ１が開かれることを可能
にする。この時点では、スイッチＴ２が閉じられ、した
がって、角α３の間中は、上記の場合とは違って、Ｔ１
とＴ２とが同時に導電状態にあることは決してない。こ
のことは、発電機内の電流をさらに減少させ、この電流
の散逸をさらに抑制する。

【００８５】したがって、上記説明と添付図面とに示さ
れている内容から、事前設定された目標を実現するよう
に、内燃機関のための電子点火回路内の交流負荷および
／または直流負荷の供給位相の選択的制御を可能にする
方法と電圧調整器とを提供することが可能であることが
明らかだろう。したがって、添付図面を参照して示した
上記説明内容は、特許請求されている本発明の非限定的
な実施形態として単に示されているにすぎない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＡ．Ｃ．、Ｄ．Ｃ．電圧調整器とコンデ
ンサ放電点火システム（ＣＤＩ）の概略図である。

【図２】Ａ．Ｃ．負荷に適している、本発明の第１の実
施形態による電圧調整器の概略図である。

【図３】（Ａ）は、２つの異なった回転速度条件におけ
る、図２の電圧調整器に関するマグネト発電機の出力電
圧のグラフを示し、（Ｂ）は、Ａ．Ｃ．負荷電圧の有効
値に関係付けられている制御電圧（Ｖ２）と、（Ａ）の
２つの異なった条件における電気負荷供給位相を制御す
る、マグネト発電機の電圧（ＶＧ）に関係付けられてい
る電圧ランプとを示すグラフであり、（Ｃ）は、（Ａ）
の２つの異なった条件における、電圧の正の半波の間中
にＡ．Ｃ．電気負荷に供給される電圧のグラフである。

【図４】Ａ．Ｃ．電気負荷とＤ．Ｃ．電気負荷の両方に
給電するための、直列タイプの位相制御電圧調整器の第
２の実施形態を示す。

【図５】（Ａ）は、図４による電圧調整器に関するマグ
ネト発電機の出力電圧のグラフを示し、（Ｂ）は、
（Ａ）による発電機の電圧と相関関係にある電圧ランプ
のグラフを再び示し、（Ｃ）は、Ａ．Ｃ．電気負荷電圧
の有効値に関係付けられている制御電圧（Ｖ２）のグラ
フを示し、（Ｄ）は、図４の調整器のＡ．Ｃ．負荷のた
めの供給電圧のグラフを示し、（Ｅ）は、Ｄ．Ｃ．負荷
を流れる電流のグラフを示す。

【図６】Ａ．Ｃ．電気負荷の制御のために導電状態と非
導電状態との両方で動作させられることが可能であるパ
ワートランジスタの線図を示す。

【符号の説明】

Ｌ…Ａ．Ｃ．電気負荷 ＢＡ…Ｄ．Ｃ．電気負荷 Ｔ１…電子制御スイッチ Ｔ２…電子制御スイッチ Ｗ４…単一巻線マグネト発電機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエールルイジ カラブリ イタリア国，ボローニャ，40068 サン ラッツァロ ディ サベーナ，ビア ピ. レビ，31 (72)発明者 セルジオ ビアンコ イタリア国，ボローニャ，40068 サン ラッツァロ ディ サベーナ，ビア エッ レ．ファンティーニ，31

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一巻線マグネト発電機（Ｗ４）と自動
   車内燃機関用点火回路とに接続されているＡ．Ｃ．およ
   び／またはＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）に供給される
   電圧（ＶＬ、ＶＢ）を調整するための方法であって、前
   記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）に、第１の極性を有する前記マ
   グネト発電機の出力電圧（ＶＧ）の半波が供給され、 各々の給電位相の間中に前記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）に供
   給される電圧（ＶＬ、ＶＢ）を制御するための電子制御
   スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を経由して前記マグネト発電機
   の単一巻線（Ｗ４）に前記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）を接続
   する段階と、 前記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）上に存在する電圧（ＶＬ、Ｖ
   Ｂ）を検出する段階と、 前記第１の極性を有する前記マグネト発電機の出力電圧
   半波の各々の期間中に、前記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）上で
   検出される電圧（ＶＬ、ＶＢ）に関係付けて、前記制御
   スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の導電状態の開始と時間長さと
   を制御することによって、前記電気負荷（Ｌ、ＢＡ）に
   供給される電圧（ＶＬ、ＶＢ）を調整する段階と、 前記制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）が非導電状態にある各
   々の電圧半波の初期時間期間（α１）の間中は前記マグ
   ネト発電機の無負荷動作状態を維持する段階と、 を含む方法。
2. 【請求項２】 電子制御スイッチ（Ｔ１）を経由して単
   一巻線マグネト発電機（Ｗ４）に接続可能であるＡ．
   Ｃ．電気負荷に供給される電圧（ＶＬ）を調整するため
   の請求項１に記載の方法であって、 前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上の前記電圧（ＶＬ）を検
   出する段階と、 前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上の検出された前記電圧
   （ＶＬ）に関係付けられている第１の制御電圧（Ｖ２）
   を供給する段階と、 第１の極性を有する前記マグネト発電機（Ｗ４）の電圧
   半波（ＶＧ）の各々に関係付けられている電圧ランプ
   （ＶＣ）を、前記半波の各々の間中に発生させ、前記第
   １の極性とは反対である第２の極性を有する電圧半波の
   各々の間中は、前記電圧ランプ（ＶＣ）をゼロにする段
   階と、 前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上の所要定格電圧（ＶＬ）
   を維持するのに十分が長さを有する前記第１の極性の各
   々の半波の角（α２）の間中は、前記電圧ランプ（Ｖ
   Ｃ）を前記第１の制御電圧（Ｖ２）と比較することによ
   って与えられる第２の制御電圧（ＶＦ）を前記制御スイ
   ッチ（Ｔ１）の制御ゲートに印加することによって、前
   記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）に電力を供給するために前記
   制御スイッチ（Ｔ１）を導電状態にトリガする段階と、 を含む方法。
3. 【請求項３】 個々の電子制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）
   を経由して単一巻線マグネト発電機（Ｗ４）に選択的に
   接続可能であるＡ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、
   ＢＡ）に供給される電圧（ＶＬ、ＶＢ）を調整するため
   の請求項１に記載の方法であって、 前記Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）上の
   前記電圧（ＶＬ、ＶＢ）を検出する段階と、 前記Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）上の
   検出された前記電圧（ＶＬ、ＶＢ）に各々に関係付けら
   れている第１および第２の電圧（Ｖ２、Ｖ３）を供給す
   る段階と、 前記Ｄ．Ｃ．電気負荷（ＢＡ）の定格電圧を示している
   第１の基準電圧（ＶＲ４）を供給する段階と、 第１の極性を有する前記マグネト発電機（Ｗ４）の電圧
   半波（ＶＧ）の各々に関係付けられている電圧ランプ
   （ＶＣ）を、前記半波の各々の間中に発生させ、前記第
   １の極性とは反対の第２の極性を有する電圧半波の各々
   の間中は、前記電圧ランプ（ＶＣ）をゼロにする段階
   と、 閾値電圧（ＶＲ３）を供給する段階と、 前記Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、ＢＡ）上の
   所要定格電圧（ＶＬ、ＶＢ）を維持するのに十分な長さ
   を有する、前記第１の極性の半波の各々の角（α２、α
   ３）の各々の間中に、前記第１の制御電圧（Ｖ２）を前
   記閾値電圧（ＶＲ３）と比較することと前記第２の制御
   電圧（Ｖ３）を前記電圧ランプ（ＶＣ）と比較すること
   とによって与えられる制御電圧（ＶＮ、ＶＦ′）を前記
   制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の制御ゲートに印加するこ
   とによって、前記Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷
   （Ｌ、ＢＡ）の各々に対して選択的に給電するために前
   記制御スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を導電状態にトリガする
   段階と、 を含む方法。
4. 【請求項４】 Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上で検出される
   電圧（ＶＬ）に関係付けて制御される電子スイッチ（Ｔ
   １）によって、第１の極性の半波の各々の間中に、前記
   Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）自体がマグネト発電機の単一巻
   線（Ｗ４）に直列に接続されることが可能である、特に
   Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）のための直列タイプの位相制御
   電圧調整器において、 前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）上で検出される電圧（Ｖ
   Ｌ）の平方値に比例している第１の制御電圧（Ｖ０）を
   供給するための、Ａ．Ｃ．負荷電圧検出ユニット（Ｂ）
   と、 前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）に供給される前記電圧（Ｖ
   Ｌ）と、前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）の有効電圧（Ｖ
   Ｌ）を示している第１の基準電圧（ＶＲ１）とに関係付
   けられている第２の制御電圧（Ｖ１）を供給するため
   に、前記Ａ．Ｃ．電圧検出ユニット（Ｂ）の出力（Ｖ
   Ｏ）に接続されている入力（−）を有する位相反転積分
   器ユニット（Ｃ）と、 前記Ａ．Ｃ．電気負荷（Ｌ）に関する前記有効電圧（Ｖ
   Ｌ）に関係付けられている第３の制御電圧（Ｖ２）を供
   給する第２の基準電圧（ＶＲ２）に対して前記第２の制
   御電圧（Ｖ１）を位相反転させるための、前記位相反転
   積分器ユニット（Ｃ）の出力に接続されている入力
   （−）を有する電圧位相反転ユニット（Ｄ）と、 前記マグネト発電機の出力電圧（ＶＧ）の第１の極性の
   半波の各々に関係付けられている電圧ランプ（ＶＣ）を
   発生させ、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有す
   る半波の各々の間中には、前記電圧ランプ（ＶＣ）をゼ
   ロにする電圧ランプ発生ユニット（Ｅ）と、 前記マグネト発電機の単一巻線（Ｗ４）に前記Ａ．Ｃ．
   電気負荷（Ｌ）を接続するために前記電子スイッチ（Ｔ
   １）の制御ゲートに対して制御電圧（ＶＦ）を前記第１
   の極性の半波の各々の間中に印加するために、前記電圧
   ランプ（ＶＣ）を前記第３の制御電圧（Ｖ２）と比較す
   るための電圧比較器（Ｆ′）と、 を含むことを特徴とする位相制御電圧調整器。
5. 【請求項５】 Ａ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．電気負荷（Ｌ、
   ＢＡ）が、同じ極性を有する前記出力電圧（ＶＧ）の半
   波の各々の間中にマグネト発電機の単一巻線（Ｗ４）に
   選択的に接続可能である、特にＡ．Ｃ．およびＤ．Ｃ．
   電気負荷（Ｌ、ＢＡ）のための、直列タイプの位相制御
   電圧調整器において、 前記Ａ．Ｃ．負荷（Ｌ）上で検出される電圧（ＶＬ）の
   平方値に比例している第１の制御電圧（Ｖ０）を供給す
   るための、第１のＡ．Ｃ．負荷電圧検出ユニット（Ｂ）
   と、 前記Ａ．Ｃ．負荷（Ｌ）に供給される前記電圧（ＶＬ）
   と、前記Ａ．Ｃ．負荷（Ｌ）の前記有効電圧（ＶＬ）を
   示している第１の基準電圧（ＶＲ１）とに関係付けられ
   ている、第２の制御電圧（Ｖ１）を供給するための、前
   記Ａ．Ｃ．電圧検出ユニット（Ｂ）の前記出力（ＶＯ）
   に接続されている入力（−）を有する位相反転積分器ユ
   ニット（Ｃ）と、 第２の基準電圧（ＶＲ２）に対して前記第２の制御電圧
   （Ｖ１）を位相反転させるための、および、前記Ａ．
   Ｃ．負荷（Ｌ）の前記有効電圧（ＶＬ）に関係付けられ
   ている第３の基準電圧（Ｖ２）を供給するための、前記
   位相反転積分器ユニット（Ｃ）の出力に接続されている
   入力（−）を有する電圧位相反転ユニット（Ｄ）と、 前記マグネト発電機の出力電圧（ＶＧ）の第１の極性の
   各々の半波に関係付けられている電圧ランプ（ＶＣ）を
   発生させ、前記第１の極性とは反対である第２の極性を
   有する半波の各々の間中には前記電圧ランプ（ＶＣ）を
   ゼロにするための電圧ランプ発生ユニット（Ｅ）と、 を含むことを特徴とし、さらに、 前記マグネト発電機の前記電圧（ＶＧ）の各々の正の半
   波の間中にＤ．Ｃ．負荷制御スイッチ（Ｔ２）のための
   ゲート制御電圧（ＶＦ′）を発生させるための、前記第
   ３の制御電圧（Ｖ２）を閾値電圧（ＶＲ３）と比較する
   ための第１の電圧比較器（ＣＰ２）と、 前記Ｄ．Ｃ．電気負荷（ＢＡ）上に存在する電圧と、前
   記Ｄ．Ｃ．電気負荷（ＢＡ）のための定格電圧値を示し
   ている基準電圧（ＶＲ４）との間の電圧差に関係付けら
   れている、第４の制御電圧（Ｖ３）を供給するための
   Ｄ．Ｃ．電圧検出ユニット（Ｉ）と、 含むことを特徴とし、かつ、 第２の電圧比較器（ＣＰ１）が、前記ランプ電圧（Ｖ
   Ｃ）を前記第４の制御電圧（Ｖ３）と比較するために備
   えられており、前記第２の電圧比較器（ＣＰ１）の電圧
   出力（ＶＮ）が、前記第１の極性を有する前記マグネト
   発電機（Ｗ４）の電圧半波の各々の間中にＡ．Ｃ．制御
   スイッチおよびＤ．Ｃ．制御スイッチの非導電状態と導
   電状態とを逐次的に別々に制御するために、前記Ａ．
   Ｃ．負荷制御スイッチ（Ｔ１）の前記制御ゲートに接続
   されていることを特徴とする位相制御電圧調整器。
6. 【請求項６】 前記第１のＡ．Ｃ．負荷電圧検出ユニッ
   ト（Ｂ）が、トランスコンダクタンスアナログ乗数器を
   含むことを特徴とする、請求項４または５に記載の電圧
   調整器。
7. 【請求項７】 前記第１のＡ．Ｃ．負荷電圧検出ユニッ
   ト（Ｂ）が、対数ー真数タイプのアナログ乗数器を含む
   ことを特徴とする、請求項４または５に記載の電圧調整
   器。
8. 【請求項８】 前記位相反転積分器ユニット（Ｃ）が演
   算増幅器を含み、前記演算増幅器の位相反転入力（−）
   が、有効Ａ．Ｃ．負荷電圧に関係付けられている前記電
   圧（Ｖ０）を供給する前記第１のＡ．Ｃ．負荷電圧検出
   ユニット（Ｂ）に接続されており、かつ、前記演算増幅
   器の非位相反転入力（＋）が、前記Ａ．Ｃ．負荷（Ｌ）
   に関する有効値電圧（ＶＬ）を表す前記基準電圧源（Ｖ
   Ｒ１）に接続されていることを特徴とする、請求項４ま
   たは５に記載の電圧調整器。
9. 【請求項９】 前記電圧ランプ発生ユニット（Ｅ）が、
   同じ極性を有する前記発電機電圧（ＶＧ）の半波のため
   の積分器回路を含むことを特徴とする、請求項４または
   ５に記載の電圧調整器。
10. 【請求項１０】 前記第２の電圧比較器（ＣＰ１）の前
    記非位相反転入力（＋）が前記電圧ランプ発生ユニット
    （Ｅ）の出力（ＶＣ）に接続されていることと、前記第
    ２の電圧比較器（ＣＰ１）の前記位相反転入力（−）
    が、前記電池電圧（ＶＢ）を基準電圧（ＶＲ４）と比較
    する差動増幅器（Ａ３）の出力（Ｖ３）に接続されてお
    り、したがって、前記電池（ＢＡ）の前記検出電圧（Ｖ
    Ｂ）が前記電池（ＢＡ）の充電電圧値よりも低いか、ま
    たは、ゼロと、前記蓄電池（ＢＡ）の前記電圧（ＶＢ）
    の事前定義された増加のために電圧ランプ発生ユニット
    （Ｅ）によって供給される前記前記電圧ランプ（ＶＣ）
    の最大値に等しい最大電圧値との間にあるときに、前記
    差動増幅器（Ａ３）の前記出力電圧（Ｖ３）がゼロであ
    ることを特徴とする、請求項５に記載の電圧調整器。
11. 【請求項１１】 前記ユニットがディジタルユニットの
    形態であることを特徴とする、請求項４または５に記載
    の電圧調整器。
12. 【請求項１２】 前記Ａ．Ｃ．電子スイッチ（Ｔ１）
    が、導電状態と非導電状態との両方で動作することが可
    能なタイプであることを特徴とする、請求項４または５
    に記載の電圧調整器。