JP2959234B2 - 燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、燃料噴射式の内燃機関
に取付けられる交流発電機の運転方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ガソリン機関の燃料噴射装置は、電磁石
等により操作されるバルブを備えたインジェクタと、該
インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、インジェ
クタに供給される燃料の圧力（燃圧）を一定に制御する
圧力調整器とを備えていて、燃料噴射指令が与えられた
ときにインジェクタのバルブを開いて燃料を噴射するよ
うになっている。

【０００３】この燃料噴射装置を動作させるためには、
機関の運転中燃料ポンプを駆動して常時インジェクタに
燃料を供給しておく必要があり、また機関の始動を支障
なく行わせるためには、機関の始動時においても燃料ポ
ンプから十分な量の燃料を吐出させる必要がある。燃料
ポンプを駆動するポンプモータは直流電動機からなって
いて、機関に取付けられた交流発電機により整流回路を
通して充電されるバッテリにより駆動される。

【０００４】一般に内燃機関に装備される電源装置は、
機関により駆動される交流発電機と、該交流発電機の出
力で整流回路を通して充電されるバッテリとからなって
いて、発電機から大きな出力を取り出すことができない
機関の始動時や低速回転時にはバッテリから負荷に電力
を供給し、発電機が十分な出力を発生するようになる中
速及び高速回転時には、発電機の出力でバッテリを充電
しつつ負荷に電力を供給するようになっている。

【０００５】図８は、燃料噴射式の内燃機関に用いられ
ている電源装置の一例を示したものである。同図におい
て１´は内燃機関に取付けられた磁石式交流発電機で、
この発電機は発電コイルＷ1 を有し、発電コイルＷ1 か
ら得られる交流出力電圧はブリッジ接続されたダイオー
ドＤ1 ないしＤ4 から成る整流回路２に入力されてい
る。整流回路２の出力端子間にはバッテリ３が接続さ
れ、バッテリ３の両端にスイッチ４を介してポンプモー
タ５が接続されている。６は燃料タンク、７はインジェ
クタで、ポンプモータ５により駆動される燃料ポンプに
より燃料タンク６内の燃料がインジェクタ７に供給され
ている。８は燃料ポンプからインジェクタ７に供給され
る燃料の圧力（燃圧）を一定に制御する圧力調整器で、
燃圧が過大になったときに燃料ポンプから供給される燃
料の一部を燃料タンク６に戻して燃圧を一定に保つ。９
はバッテリの両端に接続された他の負荷である。

【０００６】尚バッテリの充電電圧が過大にならないよ
うに制御するレギュレータが更に設けられる場合もあ
る。このレギュレータは、例えばバッテリの両端の電圧
を検出する検出器と、該検出器の検出値が設定値を越え
たときにバッテリに印加される電圧を制限する回路とに
より構成される。発電機が磁石発電機である場合には、
バッテリに印加される電圧を制限する回路として、バッ
テリの両端の電圧が設定値を越えたときに発電コイルＷ
1 を短絡する回路が多く用いられる。また整流回路２と
してサイリスタを含む制御整流回路を用いて、バッテリ
の両端の電圧に応じて該サイリスタの点弧位相を制御す
ることによりバッテリの印加電圧を制御する場合もあ
る。更に、整流回路２とバッテリとの間にトランジスタ
等の内部抵抗を制御し得る制御素子を挿入して、出力電
圧に応じて該制御素子の内部抵抗を制御することにより
バッテリに印加される電圧を設定値以下に保つ場合もあ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した発電機で
は、発電機の起動後、発電コイルＷ1 に誘起する電圧の
立ち上がりが遅いため、低速回転時に負荷を駆動するた
めに十分な出力を発生することができない。そのため従
来の発電機では、機関の始動時や低速時に負荷の駆動を
バッテリに頼らざるを得ず、バッテリが上ったり、バッ
テリが盗難等により外されたりした場合には、ポンプモ
ータを駆動することができなくなって、機関を始動する
ことができなくなるという問題があった。特に船外機に
おいてこのような事態が生じると帰港することができな
くなるため、危険であった。上記の問題を解決するた
め、バッテリがなくても負荷を駆動し得る程度に交流発
電機の容量を増大させることが考えられるが、最近で
は、機関の軽量化を図って燃費を節約するために発電機
をできるだけ小形に構成することが要求されるため、発
電機の容量を増大させることは困難な状況にある。本発
明の目的は、特に大形の発電機を用いることなく、バッ
テリを使用できない状態でもポンプモータを正常に駆動
できるようにした燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運
転方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射式内
燃機関に取付けられた交流発電機の出力電圧を整流回路
を通して内燃機関用燃料噴射装置のポンプモータを含む
負荷に供給する場合の発電機の運転方法に係わるもので
ある。本発明では、交流発電機内に複数の発電コイルを
設けておいて、負荷側の状態に応じて該複数の発電コイ
ルを直列または並列に接続して発電機を運転することに
より、機関の低速時にから高速時まで、燃料ポンプを含
む負荷を支障なく駆動する。

【０００９】請求項１に記載した発明は、負荷にバッテ
リが含まれている場合に適用するもので、本発明におい
ては、バッテリが正常に使用し得る状態にあるときに、
複数の発電コイルを並列に接続して交流発電機を運転
し、バッテリが上った状態または外された状態にあって
正常に使用し得る状態にないときには、複数の発電コイ
ルを直列に接続して交流発電機を運転する。請求項２な
いし４に記載した発明はバッテリが設けられているとい
ないとにかかわらず適用できるものである。請求項２に
記載した発明においては、複数の発電コイルを直列に接
続したときに流れる負荷電流と複数の発電コイルを並列
に接続したときに流れる負荷電流とを実際に検出して、
検出した両負荷電流の大小を判別し、検出された負荷電
流が大きい方の接続の仕方で複数の発電コイルを接続し
て交流発電機を運転する。◎請求項３に記載した発明に
おいては、負荷に印加される電圧を検出するとともに、
複数の発電コイルを直列に接続したときに流れる負荷電
流と複数の発電コイルを並列に接続したときに流れる負
荷電流とを実際に検出して、検出した両負荷電流の大小
を判別し、負荷に印加される電圧が設定値以下のときに
は検出された負荷電流が大きい方の接続の仕方で複数の
発電コイルを接続し、負荷に印加される電圧が設定値を
超えたときには、負荷に印加される電圧を低くする方の
接続の仕方で複数の発電コイルを接続して交流発電機を
運転する。請求項４に記載した発明においては、複数の
発電コイルを直列に接続したときに負荷に供給される電
圧と複数の発電コイルを並列に接続したときに負荷に供
給される電圧とを実際に検出して検出した両電圧の高低
を判別し、複数の発電コイルを直列に接続したときに負
荷に供給される電圧と複数の発電コイルを並列に接続し
たときに負荷に供給される電圧とが共に設定値以下であ
ることが検出されたときには、負荷に供給される電圧が
高い方の接続の仕方で複数の発電コイルを接続して発電
機を運転する。また複数の発電コイルを直列に接続した
ときに負荷に供給される電圧または複数の発電コイルを
並列に接続したときに負荷に供給される電圧のいずれか
が設定値を超えたことが検出されたときには、負荷に供
給される電圧が低い方の接続の仕方で複数の発電コイル
を接続して発電機を運転する。上記整流回路は複数の発
電コイルに対して共通に設けることができる。この場
合、複数の発電コイルの直列接続と並列接続との切り換
えは、整流回路の入力側で行う。このように構成する場
合には、複数の発電コイルがそれぞれ同位相の交流出力
を発生するようにしておく必要がある。また上記整流回
路を複数の発電コイルのそれぞれに対して設けることも
できる。この場合には、複数の発電コイルをそれぞれ対
応する整流回路の入力端子間に接続しておき、複数の発
電コイルの直列接続と並列接続との切り換えを、整流回
路の出力側て行う。このように構成する場合には、複数
の発電コイルがそれぞれ異なる位相の交流出力を発生し
ても差支えない。

【００１０】

【作用】交流発電機内に設けた複数の発電コイルを直列
に接続すると、発電機を起動した後、出力電圧を早く立
ち上げることができるが、高速回転時の出力電圧の上昇
は抑制される。また複数の発電コイルを並列に接続する
と、出力電圧の立ち上がりは遅くなるが、高速回転時の
出力電圧は高くなる。従って、複数の発電コイルを直列
に接続しておくと、機関の始動時及び低速時においても
比較的高い出力電圧を得ることができるため、機関の始
動時及び低速時に発電機単独でも燃料ポンプを含む負荷
を駆動することができるようになり、バッテリが上った
場合や、バッテリが外された状態でも機関を運転するこ
とができる。バッテリが上っている状態では、その内部
抵抗が非常に大きくなっていて、該バッテリに電圧を印
加した際に流れる充電電流は僅かである（バッテリが上
った状態では、充電電圧が印加されても内部で化学反応
がすぐには進まない）ため、発電コイルの出力電流の大
部分は燃料ポンプ側に流れる。したがって、バッテリが
上っている場合にも、燃料ポンプを支障なく駆動するこ
とができる。また複数の発電コイルを直列に接続してお
くと、高速時の出力電圧の上昇が抑制されるため、バッ
テリが外されている場合に、負荷に印加される電圧が過
大になることがない。これに対し、バッテリが接続され
ていて正常に使用し得る状態にあるときには、複数の発
電コイルを直列に接続しておくと高速時に出力電圧の上
昇が抑えられるため、バッテリの充電電流が不足する傾
向になる。従ってバッテリを正常に使用できる状態にあ
るときには、高速時の出力の低下を抑えるために複数の
発電コイルを並列に接続しておいたほうがよい。複数の
発電コイルを並列に接続しておくと、出力電圧の立ち上
がりは遅くなるが、低速時にはバッテリにより燃料ポン
プを駆動できるため、機関の運転には何等支障を来さな
い。また請求項２に記載した発明のように、常に大きい
負荷電流を流すように発電コイルの接続を切換えるよう
にすると、バッテリを使用できない場合に低速時にもポ
ンプモータに大きな電流を供給して、機関の始動を可能
にすることができ、また高速時には、ポンプモータに所
定の燃圧を得るために必要な電流を供給することができ
る。従ってバッテリを使用できないときでも機関を支障
なく運転することができる。またバッテリを使用できる
状態にあるときには、低速時から高速時までバッテリに
十分な充電電流を供給することができる。更に請求項３
に記載した発明のように、負荷電圧が設定値以下の場合
には負荷電流が大きく流れる方の接続の仕方で発電コイ
ルを接続し、負荷電圧が設定値を超える場合には負荷電
圧が低くなる方の接続の仕方で発電コイルを接続するよ
うにすると、ポンプモータやバッテリに過大な電圧が印
加されるのを防ぎつつ、ポンプモータ及びバッテリに十
分な電流を供給することができる。また請求項４に記載
した発明のように、負荷電圧のみに基いて発電コイルの
接続を切換えるようにしても、バッテリやポンプモータ
に印加される電圧が過大になるのを防止しつつ、ポンプ
モータ及びバッテリに十分な電流を供給することができ
る。請求項５に記載した発明のように構成すると、整流
回路を１つだけ設ければよいため、回路構成を簡単にす
ることができる。また請求項６に記載した発明のように
構成すると、複数の発電コイルがそれぞれ出力する電圧
の位相が異なっていても差支えないため、発電機の構成
の如何を問わず本発明を適用することができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の運転方法で用いる電源装置の
構成例を示したもので、同図において１は内燃機関に取
付けられた磁石式交流発電機、２は全波整流器、３はバ
ッテリ、４は機関の始動時に閉じられるスイッチ、５は
ポンプモータ、６は燃料タンク、７はインジェクタ、８
は圧力調整器、９は他の任意の負荷で、これらの内、発
電機１以外の部分は図８によって説明した従来のものと
同様である。

【００１２】発電機１は、複数（図示の例では２個）の
発電コイルＷ1 及びＷ2 を有し、これらの発電コイルは
機関の回転に同期して同位相の単相交流電圧を誘起す
る。発電コイルＷ1 及びＷ2 は切換スイッチ１０により
直列または並列に接続されて整流回路２の入力端子間に
接続される。切換スイッチ１０は、同時に操作される可
動接点１０ａ，１０ｂと、可動接点１０ａが切換接続さ
れる固定接点Ｓa 及びＰa と、可動接点１０ｂが切換え
接続される固定接点Ｓb 及びＰb とからなり、固定接点
Ｓb は遊び接点となっている。発電コイルＷ1 の一端は
整流回路２の一方の入力端子と切換スイッチの固定接点
Ｐa とに接続され、他端は切換スイッチの固定接点Ｓa
と可動接点１０ｂとに接続されている。発電コイルＷ1
の一端と同位相の発電コイルＷ2 の一端は、切換スイッ
チの可動接点１０ａに接続され、他端は整流回路２の他
方の入力端子と固定接点Ｐb とに接続されている。切換
スイッチ１０の可動接点１０ａ，１０ｂをそれぞれ固定
接点Ｓa 及びＳb に接触させると、発電コイルＷ1 及び
Ｗ2 が整流回路２の入力端子間に直列に接続され、切換
スイッチの可動接点１０ａ，１０ｂをそれぞれ固定接点
Ｐa 及びＰb に接触させると、発電コイルＷ1 及びＷ2
が整流回路２の入力端子間に並列に接続される。

【００１３】磁石式交流発電において、２つの発電コイ
ルＷ1 及びＷ2 を直列に接続した場合の出力電圧Ｖ対負
荷電流Ｉの特性は、図２の曲線ａ〜ｅのようになる。こ
こで曲線ａ〜ｅはそれぞれ回転数（ｒｐｍ）がＮo 〜Ｎ
4 （Ｎo ＜Ｎ1 ＜Ｎ2 ＜Ｎ3＜Ｎ4 ）の場合を示してい
る。また２つの発電コイルＷ1 及びＷ2 を並列に接続し
た場合の出力電圧Ｖ対負荷電流Ｉの特性を、回転数がＮ
o 〜Ｎ4 の場合について示すとそれぞれ図２の曲線ａ´
〜ｅ´のようになる。ここでＮo は機関の始動回転数で
あり、Ｎ4 は機関の最高使用回転数である。なお図２に
おいては、インジェクタ７からの燃料の噴射がない状態
で、発電機の回転数を上昇させていった場合の特性を示
している。

【００１４】図２において鎖線で示した折れ線Ｒはポン
プモータの負荷線である。発電機の回転数を上昇させて
いくと、ポンプモータの電機子電流は、回転数の上昇に
伴う発電出力の増大に伴って増加していき、その出力ト
ルクが増加していくが、圧力調整器８の設定圧力以上の
圧力でポンプから燃料を吐出させるために必要な出力ト
ルクがモータから得られるまでの間は、ポンプモータが
ロック状態にある（モータが回転できないため停止して
いる）ため、ポンプモータの負荷抵抗は、モータの内部
抵抗に従った値を示す。ポンプモータからポンプに与え
られるトルクが圧力調整器８の設定圧力以上の圧力でポ
ンプから燃料を吐出させることができる値に達した後
（設定圧力以上の圧力でポンプから燃料を吐出させるた
めに必要なトルクをモータが発生するときの電機子電流
Ｉr が流れた後）は、ポンプモータが回転するため、ポ
ンプモータの両端の電圧はその逆起電圧に打ち勝つ電圧
値まで上昇する。燃料圧力は、圧力調整器により一定に
（設定圧力を保つように）制御されるため、ポンプモー
タの電機子電流は一定（＝Ｉr ）に保持される。実際の
機関の始動時においては、インジェクタが燃料を噴射す
るため、インジェクタに与えられる燃料圧力は圧力調整
器の設定圧力よりも低い値に低下する。したがって、実
際には、図２に示した電機子電流Ｉｒが流れるよりも前
にポンプモータが回転して、ポンプから燃料を吐出さ
せ、インジェクタに与えられる燃料圧力を設定圧力に回
復させようとする。機関の始動性を良好にするために
は、インジェクタに与えられる燃料圧力をできるだけ早
く設定圧力に回復させることが必要であるので、機関の
始動時には、できるだけ立上がりの早い電圧をポンプモ
ータに駆動電圧として与えて、該ポンプモータに流れる
電流の立上がりを早くすることが好ましい。

【００１５】図２においてＩpoは始動回転数Ｎo で発電
コイルＷ1 ，Ｗ2 を並列に接続して運転した時のポンプ
モータの電機子電流を示し、Ｉsoは始動回転数Ｎo で発
電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続して運転した場合のポ
ンプモータの電機子電流を示している。Ｖp4は、機関の
最高使用回転数Ｎ4 において、発電コイルＷ1 ，Ｗ2を
並列に接続して運転した場合のポンプモータの両端の電
圧を示し、Ｖs4は、機関の最高使用回転数Ｎ4 におい
て、発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続して運転した場
合のポンプモータの両端の電圧を示している。またＩch
は、バッテリの所望の充電電流を示している。

【００１６】図２の特性から、２つの発電コイルＷ1 及
びＷ2 を直列接続してポンプモータを駆動したときのモ
ータの両端の電圧Ｖs 及び電機子電流Ｉs の回転数Ｎに
対する特性と、２つの発電コイルＷ1 及びＷ2 を並列接
続してポンプモータを運転したときのモータの両端の電
圧Ｖp 及び電機子電流Ｉp の回転数Ｎに対する特性とを
求めると、図３のようになる。これより、発電コイルＷ
1 及びＷ2 を直列に接続した場合の方が電圧の立上がり
が早く、ポンプモータに流れる電流の立上がり早くなる
ことが分かる。従って、バッテリを使用できない場合に
は、発電コイルＷ1 及びＷ2 を直列に接続して発電機を
運転すると、リコイルスタータ等により始動を行う際の
低い回転数でも高い燃圧を得ることができ、機関の始動
を容易にすることができる。

【００１７】また発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続し
てバッテリ３を充電した場合の充電電流Ｉsch の回転数
Ｎに対する特性と、両発電コイルを並列に接続してバッ
テリを充電した場合の充電電流Ｉpch の回転数Ｎに対す
る特性とを示すと、図４のようになる。尚図４において
ＶB は、バッテリ３の両端の電圧を示している。

【００１８】機関が始動し、回転数が上昇していくと、
ポンプモータの電機子電流が設定値Ｉr に達した後は、
発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列接続した場合も、並列接続
した場合も共に電圧が上昇していくが、機関の回転数が
Ｎ2 以上になると、発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を並列接続し
た場合の方が電圧が高くなり、機関の最高使用回転数Ｎ
4 付近では、発電コイルを直列接続した場合よりも並列
接続した場合の方が電圧が相当に高くなる。ポンプモー
タに定格電圧を大幅に上回る電圧を印加することは好ま
しくないので、結局バッテリが使用できない状態にあっ
て、発電機のみでホンプモータを駆動する場合には、発
電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続しておいた方が有利で
ある。

【００１９】これに対し、バッテリが正常に使用し得る
状態にあるときには、所望の充電電流Ｉchを流すために
発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を並列接続して運転する必要があ
る。この場合低速時には発電機の出力電圧が不足する
が、低速時にはバッテリにより燃料ポンプを駆動できる
ため何等問題がない。

【００２０】即ち、図１の実施例において、バッテリが
正常に使用できる状態にある場合には、切換スイッチ１
０の可動接点１０ａ，１０ｂを固定接点Ｐa ，Ｐb に接
触させて、発電コイルＷ1 及びＷ2 を並列に接続した状
態で発電機を運転する。

【００２１】またバッテリ３が上った場合には、切換ス
イッチ１０の可動接点１０ａ，１０ｂをそれぞれ固定接
点Ｓa ，Ｓb に接触させて発電コイルＷ1 及びＷ2 を直
列に接続した状態で発電機を運転する。この場合、負荷
９に電力がとられて燃料ポンプに供給される電力が不足
するのを防ぐため、負荷９は回路から切り離しておくの
が望ましい。

【００２２】上記の実施例では、バッテリが使用できる
かできないかによって発電コイルＷ1 ，Ｗ2 の接続を並
列または直列に接続するようにしたが、負荷電流を検出
することにより、バッテリの有無に係わりなく、更にき
めが細かい運転を行わせることもできる。

【００２３】図５は負荷電流を検出して、発電コイルＷ
1 ，Ｗ2 の接続を切換えるようにしたもので、この例で
は、発電コイルＷ1 を直並列に切換接続するために電磁
リレーからなる切換スイッチ１０´が用いられている。
リレー１０´の可動接点及び固定接点は図１の実施例の
切換スイッチと同じ符号で示してあり、リレーが励磁さ
れていないときには、可動接点１０ａ，１０ｂがそれぞ
れ固定接点Ｐa ，Ｐbに接触して発電コイルＷ1 及びＷ2
を並列に接続している。この例では整流器２と負荷と
の間に電流検出器１１が挿入され、この電流検出器の検
出出力はリレー１０を制御する制御装置１２に入力され
ている。

【００２４】制御装置１２は、リレーを定期的に短時間
励磁して、発電コイルＷ1 及びＷ2を並列に接続したと
きに流れる負荷電流の大きさ（リレーを励磁する直前の
負荷電流の大きさ）と、発電コイルＷ1 及びＷ2 を直列
に接続したときに流れる負荷電流の大きさとを比較し、
負荷電流が大きい方の接続の仕方で発電コイルＷ1 ，Ｗ
2 を接続するように、リレー１０´の励磁を制御する。
即ち、発電コイルＷ1，Ｗ2 を直列に接続したときの負
荷電流の方が発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を並列に接続したと
きの負荷電流よりも大きいときには、リレー１０´を励
磁してその可動接点１０ａ，１０ｂをそれぞれ固定接点
Ｓa ，Ｓb に接触させ、発電コイルＷ1，Ｗ2 を直列に
接続する。また発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を並列に接続した
ときの負荷電流の方が発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接
続したときの負荷電流よりも大きいときには、リレー１
０´を非励磁にしてその可動接点１０ａ，１０ｂをそれ
ぞれ固定接点Ｐa ，Ｐb に接触させ、発電コイルＷ1 ，
Ｗ2 を並列に接続する。このように、発電コイルＷ1 ，
Ｗ2 が直列に接続されたときの負荷電流と並列に接続さ
れたときの負荷電流との大小を判別して、負荷電流が大
きい方の接続の仕方で発電コイルを接続して発電機を運
転するように制御すると、バッテリが使用できない場合
には、図３のＡ点からＢ点まで電機子電流Ｉｓが流れ、
Ｂ点からＣ点までは電機子電流Ｉｐが流れることにな
り、機関の始動時にもポンブモータに十分な電機子電流
を流して十分な燃圧を得ることができる。またバッテリ
が接続されている場合には、図４のＤ点からＥ点まで充
電電流Ｉsch が流れ、Ｅ点からＦ点まで充電電流Ｉpch
が流れることになり、低い回転数で充電を開始してしか
も大きな充電電流を流すことができる。

【００２５】尚上記のように発電コイルＷ1 及びＷ2 を
並列に接続したときに流れる負荷電流の大きさと、発電
コイルＷ1 及びＷ2 を直列に接続したときに流れる負荷
電流の大きさとを比較して、負荷電流が大きい方の接続
の仕方で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を接続して負荷を駆動す
る場合も、バッテリが使用できない状態にあるときに
は、負荷９は回路から切り離しておくのが好ましい。

【００２６】尚制御装置１２はマイクロコンピュータに
より構成してもよく、電子回路により構成してもよい。

【００２７】上記のように、発電コイルを実際に直列ま
たは並列に接続してみて直列接続時及び並列接続時にそ
れぞれ流れる負荷電流を検出するようにすると、発電機
の特性の如何にかかわらず同じ制御装置を適用すること
ができるため、汎用性を持たせることができる。

【００２８】図６は、本発明の更に他の実施例を示した
もので、この実施例では、図５の構成に加えて更に負荷
の両端の電圧を検出する電圧検出器１３が設けられ、電
流検出器１１の出力と電圧検出器１３の出力とが制御装
置１２に入力されている。

【００２９】図６の実施例において、制御装置１２は、
図５の実施例と同様の方法で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直
列に接続したときに負荷に供給される電流と発電コイル
Ｗ1，Ｗ2 を並列に接続したときに負荷に流れる電流と
の大小を判別して、負荷に印加される電圧が設定値以下
のときには負荷電流が大きい方の接続の仕方で発電コイ
ルＷ1 ，Ｗ2 を接続し、負荷に印加される電圧が設定値
を超えたときには、負荷に印加される電圧を低くする方
の接続の仕方で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を接続して交流発
電機を運転する。このように制御すると、バッテリが使
用できない状態にあるときに、図３のＣ点を越える領域
で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 が並列に接続されている状態
で、ポンプモータ５の両端の電圧が設定値を越えた場合
（過大になった場合）に、リレー１０´を励磁して発電
コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続することにより、電圧を
制限することができる。またバッテリが使用できる状態
にある場合には、バッテリが過充電気味でその両端の電
圧が設定値を超えたときに、発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直
列接続に切換えて電圧を制限することができる。

【００３０】図６の実施例では、負荷電圧と負荷電流と
の双方を検出して発電コイルの接続の切換を制御するよ
うにしているが、負荷電圧のみに基いて制御することも
できる。この場合には、発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に
接続したときに負荷に供給される電圧と発電コイルＷ1
，Ｗ2 を並列に接続したときに負荷に供給される電圧
との高低を判別し、発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続
したときに負荷に供給される電圧と発電コイルＷ1 ，Ｗ
2 を並列に接続したときに負荷に供給される電圧とが共
に設定値以下の場合には、負荷に供給される電圧が高い
方の接続の仕方で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を接続して交流
発電機を運転し、発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直列に接続し
たときに負荷に供給される電圧または発電コイルＷ1 ，
Ｗ2 を並列に接続したときに負荷に供給される電圧のい
ずれかが設定値を超えたときには、負荷に供給される電
圧が低い方の接続の仕方で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 を接続
して交流発電機を運転する。

【００３１】上記の各実施例では、複数の発電コイルに
対して整流回路を共通に設けて、整流回路の入力側で発
電コイルの接続を切換えるようにしているが、図７に示
すように、各発電コイル毎に整流回路を設けて、整流回
路の出力側で発電コイルの接続を切り替えるようにして
もよい。図７の実施例では、発電コイルＷ1 がダイオー
ドＤ1 〜Ｄ4 からなる整流回路２の入力端子間に接続さ
れ、発電コイルＷ2 がダイオードＤ1 ´〜Ｄ4 ´からな
る整流回路２´の入力端子間に接続されている。整流回
路２の正の出力端子は負荷の一端に接続されるととも
に、切換スイッチ（リレーでも可）１０の固定接点Ｓa
に接続され、負の出力端子は切換スイッチ１０の固定接
点Ｐa とＳb とに接続されている。また整流回路２´の
正の出力端子は切換スイッチの可動接点１０ａに接続さ
れ、負の出力端子は負荷の他端に接続されるとともに可
動接点１０ｂに接続されている。切換スイッチ（または
リレー）の切換え方は前記の各実施例と同様である。

【００３２】図６及び図７の実施例でも、バッテリが使
用できない状態にある場合には、負荷９を回路から切り
離しておくことが好ましい。

【００３３】図１，図５及び図６の実施例のように、発
電コイルＷ1 ，Ｗ2 を直接並列または直列に接続する場
合には、発電コイルＷ1 及びＷ2 が機関の回転に同期し
て同位相の交流出力を発生する必要があるが、図７のよ
うに整流回路の出力側で発電コイルＷ1 ，Ｗ2 の接続を
切換える場合には、発電コイルＷ1 とＷ2 の出力の位相
が異なっていてもよい。

【００３４】上記の実施例では、発電機に２個の発電コ
イルＷ1 ，Ｗ2 を設けているが、３個以上の発電コイル
を設ける場合にも本発明を適用できる。

【００３５】上記の実施例では、磁石式交流発電機を用
いるとしたが、他の交流発電機を用いる場合にも本発明
を適用することができる。

【００３６】上記の実施例では、発電コイルを直列また
は並列に切換接続するスイッチとして、手動切換スイッ
チまたは電磁リレーを用いているが、半導体スイッチを
用いて発電コイルの接続の切換を行うようにすることも
できる。

【００３７】またバッテリが使用できない状態にあると
きに、負荷９を回路から切り離す動作を自動的に行わせ
るために、負荷９をオンオフ制御が可能なスイッチを介
して回路に接続するようにして、バッテリが使用できな
い状態になったときに該スイッチをオフ状態にすること
により、負荷９を回路から自動的に切り離すようにする
こともできる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載した発明
によれば、バッテリを使用できないときには複数の発電
コイルを直列に接続して電圧の立上がりを早くするとと
もに高速時の電圧の過度の上昇を抑制し、バッテリが使
用できる状態にあるときには複数の発電コイルを並列に
接続して、高速時に十分な充電電流を得ることができる
ようにしたので、バッテリを使用できない場合にもポン
プモータを正常に動作させて機関を運転することがで
き、またバッテリが使用できる状態にある場合には、該
バッテリの充電を支障なく行わせることができる利点が
ある。請求項２に記載した発明によれば、常に大きい負
荷電流を流すように発電コイルの接続を切換えるので、
バッテリを使用できない場合に低速時にもポンプモータ
に大きな電流を供給して、機関の始動を可能にすること
ができ、また高速時には、ポンプモータに所定の燃圧を
得るために必要な電流を供給することができる。従って
バッテリが使用できない状態にあるときでも機関を支障
なく運転することができる。またバッテリが使用できる
状態にあるときには、低速時から高速時までバッテリに
十分な充電電流を供給することができる。請求項３に記
載した発明によれば、負荷電圧が設定値以下の場合には
負荷電流が大きく流れる方の接続の仕方で発電コイルを
接続し、負荷電圧が設定値を超える場合には負荷電圧が
低くなる方の接続の仕方で発電コイルを接続するので、
請求項２に記載した発明により得られる効果に加えて、
更に、ポンプモータやバッテリに過大な電圧が印加され
るのを防ぐことができるという効果が得られる。更に請
求項４に記載した発明によっても、バッテリやポンプモ
ータに印加される電圧が過大になるのを防止しつつ、ポ
ンプモータ及びバッテリに十分な電流を供給することが
できる。請求項５に記載した発明によれば、整流回路を
１つだけ設ければよいため、回路構成を簡単にすること
ができる。また請求項６に記載した発明によれば、複数
の発電コイルの出力の位相が異なっていてもよいため、
発電機の構成の如何を問わずに本発明を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いる回路を示した回路図で
ある。

【図２】本発明の実施例で用いる発電機の出力電圧対電
流特性を示した線図である。

【図３】図２の特性を有する発電機を用いてポンプモー
タを駆動した場合の電圧対電流特性を示す線図である。

【図４】図２の特性を有する発電機を用いてバッテリを
充電した場合の電圧対電流特性を示す線図である。

【図５】本発明の他の実施例で用いる回路を示した回路
図である。

【図６】本発明の更に他の実施例で用いる回路を示した
回路図である。

【図７】本発明の更に他の実施例で用いる回路を示した
回路図である。

【図８】従来の運転方法で用いていた回路を示した回路
図である。

【符号の説明】

１…交流発電機、２，２´…整流回路、３…バッテリ、
５…ポンプモータ、１０…切換スイッチ、１０´…リレ
ー、１０ａ，１０ｂ…可動接点、Ｓa ，Ｓb ，Ｐa ，Ｐ
b …固定接点、Ｗ1 ，Ｗ2 …発電コイル。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力電圧を整流回路を通してバッテリと内
   燃機関用燃料噴射装置のポンプモータとを含む負荷に供
   給する燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方法にお
   いて、 前記交流発電機内に複数の発電コイルを設けておき、 前記バッテリが正常に使用し得る状態にあるときには、
   前記複数の発電コイルを並列に接続して前記交流発電機
   を運転し、 前記バッテリが上った状態または外された状態にあって
   正常に使用し得る状態にないときには、前記複数の発電
   コイルを直列に接続して前記交流発電機を運転すること
   を特徴とする燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方
   法。
2. 【請求項２】出力電圧を整流回路を通して内燃機関用燃
   料噴射装置のポンプモータを含む負荷に供給する燃料噴
   射式内燃機関用交流発電機の運転方法において、 前記交流発電機内に複数の発電コイルを設けておき、 前記複数の発電コイルを直列に接続したときに流れる負
   荷電流と前記複数の発電コイルを並列に接続したときに
   流れる負荷電流とを実際に検出して、検出した両負荷電
   流の大小を判別し、検出された 負荷電流が大きい方の接続の仕方で前記複数
   の発電コイルを接続して前記交流発電機を運転すること
   を特徴とする燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方
   法。
3. 【請求項３】出力電圧を整流回路を通して内燃機関用燃
   料噴射装置のポンプモータを含む負荷に供給する燃料噴
   射式内燃機関用交流発電機の運転方法において、 前記交流発電機内に複数の発電コイルを設けておき、前記負荷に印加される電圧を検出するとともに、 前記複
   数の発電コイルを直列に接続したときに流れる負荷電流
   と前記複数の発電コイルを並列に接続したときに流れる
   負荷電流とを実際に検出して、検出した両負荷電流の大
   小を判別し、 前記負荷に印加される電圧が設定値以下のときには検出
   された負荷電流が大きい方の接続の仕方で前記複数の発
   電コイルを接続して前記交流発電機を運転し、 前記負荷に印加される電圧が設定値を超えたときには、
   該負荷に印加される電圧を低くする方の接続の仕方で前
   記複数の発電コイルを接続して前記交流発電機を運転す
   ることを特徴とする燃料噴射式内燃機関用交流発電機の
   運転方法。
4. 【請求項４】出力電圧を整流回路を通して内燃機関用燃
   料噴射装置のポンプモータを含む負荷に供給する燃料噴
   射式内燃機関用交流発電機の運転方法において、 前記交流発電機内に複数の発電コイルを設けておき、 前記複数の発電コイルを直列に接続したときに前記負荷
   に供給される電圧と前記複数の発電コイルを並列に接続
   したときに前記負荷に供給される電圧とを実際に検出し
   て検出した両電圧の高低を判別し、 前記複数の発電コイルを直列に接続したときに前記負荷
   に供給される電圧と前記複数の発電コイルを並列に接続
   したときに前記負荷に供給される電圧とが共に設定値以
   下であることが検出されたときには、前記負荷に供給さ
   れる電圧が高い方の接続の仕方で前記複数の発電コイル
   を接続して前記交流発電機を運転し、 前記複数の発電コイルを直列に接続したときに前記負荷
   に供給される電圧または前記複数の発電コイルを並列に
   接続したときに前記負荷に供給される電圧のいずれかが
   設定値を超えたことが検出されたときには、前記負荷に
   供給される電圧が低い方の接続の仕方で前記複数の発電
   コイルを接続して前記交流発電機を運転することを特徴
   とする燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方法。
5. 【請求項５】前記整流回路を前記複数の発電コイルに対
   して共通に設け、前記複数の発電コイルの直列接続と並
   列接続の切り換えは前記整流回路の入力側で行うことを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃
   料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方法。
6. 【請求項６】前記整流回路を前記複数の発電コイルのそ
   れぞれに対して設けて各発電コイルを対応する整流回路
   の入力端子間に接続しておき、前記複数の発電コイルの
   直列接続と並列接続との切り換えは、前記複数の発電コ
   イルにそれぞれ対応する複数の整流回路の出力側で行う
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記
   載の燃料噴射式内燃機関用交流発電機の運転方法。