JP2000316299A - 始動発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン始動時のみ回転エネルギーを向上さ
せて１回目の乗り越しトルクを低減させることができる
始動発電機を提供する。 【解決手段】 小型の汎用エンジンの始動発電機であっ
て、ブラシレスモータのモータ巻線１および発電機巻線
２と、モータ巻線１の通電を制御するモータドライバ３
と、発電機巻線２による発電電圧を整流／調整する整流
／電圧調整器４と、ロータ位置センサ５と、バッテリー
６と、所定の電圧に充電されるコンデンサ７と、これに
並列に接続されたダイオード８と、コンデンサ７をバッ
テリー６に対して直列に接続する切り替えスイッチ９
と、コンデンサ７への電流制御回路１０などから構成さ
れ、エンジンの始動時に、切り替えスイッチによりコン
デンサ７とバッテリー６とを接続し、コンデンサ７に充
電された電圧をバッテリー６の電圧に重畳してモータド
ライバ３に供給することによって駆動電圧を上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型の汎用エンジ
ンなどの始動・発電兼用機に関し、特にエンジン始動時
の乗り越しトルクを低減できる始動発電機の通電方式に
適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多くの小型の汎用エンジンなど
では、エンジン起動用のスタータモータと、エンジンに
よって駆動される発電用のジェネレータが別個に搭載さ
れている場合が多い。ところが、モータとジェネレータ
はその基本的構成が共通しているにもかかわらず、スタ
ータモータは始動時にだけ使用され、磁石発電機は始動
後に使用される。そこで、従来より、発電機のロータお
よびステータをスタータモータの界磁子および電機子に
兼用した始動・発電兼用機、いわゆるセルダイと呼ばれ
る始動発電機の開発が試みられている。

【０００３】この場合、始動発電機としては、ステータ
の外側にマグネットを有するロータが配設されたアウタ
ロータ形と呼ばれるものが広く知られている。この始動
発電機において、スタータモータとして使用する場合に
は、電源からの電力が始動巻線に供給されて形成された
磁界とロータのマグネットからの磁界との相互作用によ
って回転力が創出され、クランク軸が回転されてエンジ
ンが始動される。また、エンジンの始動後に磁石発電機
として使用する場合には、クランク軸によって回転され
るロータのマグネットの磁束が発電巻線に作用して起電
力が発生されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な始動発電機において、減速機構なしにエンジンのクラ
ンク軸に直結状態で取り付けられた、いわゆるエンジン
直結タイプの始動発電機の場合は、一般的な減速方式の
スタータと異なり、モータ特性としてより、低回転・大
トルクが要求され、そのためにモータの体格、バッテリ
ー容量（体格）とも大型のものになってしまうという問
題点を持っている。なぜなら、モータトルクはモータ体
格に比例する関係にあるからである。

【０００５】一方、エンジンの特性として、始動時に要
するスタータモータのトルクは、エンジンの１回目の乗
り越し時が極めて大きく、２回目以降は相対的にかなり
小さくなる。言い換えれば、１回目の乗り越しさえクリ
アすれば、それ以降はモータのトルク（体格）、バッテ
リーの容量（体格）も、より小さなもので済むことにな
る。前記のような特質の理由は、エンジンクランク軸に
装着されたフライホイールの効果による。すなわち、フ
ライホイールが回転することで、そこに回転エネルギー
が蓄えられ、乗り越し時、それを放出することでモータ
の所要トルクを軽減させることができる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、前記のような１
回目の乗り越し時の回転エネルギーに着目し、エンジン
始動時のみ回転エネルギーを向上させて１回目の乗り越
しトルクを低減させることができる始動発電機を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、アーマチュア
コイルが巻装されたステータと、このステータに対して
回転自在に配設され、マグネットなどの界磁極を有する
ロータとを有し、エンジンの始動時にはスタータモータ
として動作し、エンジンの始動後は発電機として動作す
る始動発電機に適用され、以下のような特徴を有するも
のである。

【０００８】すなわち、本発明の始動電動機は、アーマ
チュアコイルの通電を制御する制御手段と、この制御手
段に電圧を供給する電源と、予め所定の電圧に充電され
たコンデンサと、エンジンの始動時に、所定の電圧に充
電されたコンデンサを電源に対して互いの電圧が順方向
となるように直列に接続する接続手段と、を有すること
を特徴とするものである。

【０００９】これにより、特にエンジンの始動時は、コ
ンデンサを電源に対して互いの電圧が順方向となるよう
に直列に接続し、コンデンサに充電された所定の電圧を
電源の電圧に重畳させて供給することによって駆動電圧
を上げ、スタータモータとして動作させることができ
る。

【００１０】この構成において、コンデンサの端子間に
は、このコンデンサの正極側がカソード側となるように
ダイオードが並列に接続されることにより、エンジンの
始動時における初期の乗り越し時は、コンデンサに充電
された電圧を電源の電圧に重畳させて供給することがで
き、コンデンサに蓄えられた電荷の放電後は、電源の電
圧をダイオードを経由して連続して供給することができ
るようになる。

【００１１】さらに、コンデンサへの充電は、エンジン
の始動後にアーマチュアコイルのモータ巻線による発電
電圧、あるいは発電機巻線による発電電圧を用いたり、
またはエンジンの始動前に電源の電圧を用いて行うこと
ができるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。

【００１３】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１である始動発電機の主要回路部を示す概略機能構成
図、図２は本実施の形態１の始動発電機において、モー
タ電流特性を示す特性図である。

【００１４】まず、図１により本実施の形態１の始動発
電機の概略機能構成例を説明する。

【００１５】本実施の形態１の始動発電機は、たとえば
小型の汎用エンジン始動装置と発電装置とを兼ね備えた
構成となっており、モータ巻線と発電機巻線とからなる
アーマチュアコイルを有するブラシレスモータを用い、
エンジン始動時にはスタータモータとして動作し、エン
ジン始動後には発電機として動作するように構成されて
いる。

【００１６】すなわち、本実施の形態１の始動発電機
は、ブラシレスモータのモータ巻線１および発電機巻線
２と、モータ巻線１の通電を制御する制御手段であるモ
ータドライバ３と、発電機巻線２による発電電圧を整流
／調整する整流／電圧調整器４と、ロータの位置を検出
するロータ位置センサ５と、モータドライバ３などに電
圧を供給する電源であるバッテリー６と、所定の電圧に
充電されるコンデンサ７と、このコンデンサ７に並列に
接続されたダイオード８と、コンデンサ７をバッテリー
６に対して直列に接続する接続手段である切り替えスイ
ッチ９と、コンデンサ７への充電電流を制御する電流制
御回路１０などから構成されている。

【００１７】モータ巻線１は、３相によるＹ結線とさ
れ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相はスタータモータとして最
適な線径および巻数による巻線仕様で巻線されている。
発電機巻線２も、３相によるＹ結線とされ、Ｕ相、Ｖ
相、Ｗ相の各相は発電機として最適な線径および巻数に
よる巻線仕様で、モータ巻線１とは独立に巻線されてい
る。

【００１８】モータドライバ３は、モータ巻線１の各相
に接続され、たとえば複数のＦＥＴからなるＦＥＴブリ
ッジ回路などを有し、このＦＥＴブリッジ回路により各
相のモータ巻線１が順に通電されてブラシレスモータが
転流制御される。このモータドライバ３にはロータ位置
センサ５が接続され、この各相に対応する検出信号はモ
ータ巻線１の通電を転流制御するために用いられる。ま
た、このＦＥＴブリッジ回路のＦＥＴには寄生ダイオー
ドが内蔵され、発電動作時に寄生ダイオードにより３相
交流が全波整流されて発電電圧が出力できる構成となっ
ている。

【００１９】整流／電圧調整器４は、発電機巻線２の各
相に接続され、たとえば複数のダイオードからなる整流
回路やレギュレータなどを有し、この整流回路により３
相交流が全波整流され、さらにレギュレータにより電圧
調整されて直流電圧が負荷に対して出力される。

【００２０】コンデンサ７は、モータドライバ３と切り
替えスイッチ９との間に接続され、たとえば電気二重層
コンデンサなどが用いられ、エンジン始動後にモータ巻
線１による発電電圧を用いて充電される。すなわち、モ
ータドライバ３のＦＥＴブリッジ回路のＦＥＴ内蔵の寄
生ダイオードにより３相交流が全波整流され、この出力
電圧によりコンデンサ７が充電される構成となってい
る。このコンデンサ７の端子間には、このコンデンサ７
の正極側がカソード側となるようにダイオード８が並列
に接続されている。

【００２１】切り替えスイッチ９は、２つの切り替え端
子ａ，ｂを有し、共通端子ｃはコンデンサ７の負極側、
第１切り替え端子ａはバッテリー６、第２切り替え端子
ｂは電流制御回路１０にそれぞれ接続されている。第１
切り替え端子ａは、エンジン始動時、すなわちモータＯ
Ｎ時に共通端子ｃに接続されてコンデンサ７とバッテリ
ー６とが接続され、このコンデンサ７に充電された電圧
がバッテリー６の電圧に重畳されてモータドライバ３に
供給される。また、第２切り替え端子ｂは、モータＯＦ
Ｆ時に共通端子ｃに接続されてコンデンサ７と電流制御
回路１０とが接続され、エンジン始動後に電流制御回路
１０によりコンデンサ７の電圧をモニターしながら充電
電流が制御され、所定の電圧まで充電される。

【００２２】なお、ブラシレスモータは、図示しない
が、たとえばアウタロータ形とされ、前述したモータ巻
線１と発電機巻線２とからなるアーマチュアコイルがス
テータに巻装され、このステータの周囲にロータが回転
自在に配設されている。このロータには、マグネットが
設けられており、ロータがエンジンのクランク軸に直結
されている。

【００２３】次に、本実施の形態の作用について、スタ
ータモータとして動作させるモータ動作時、発電機とし
て動作させる発電動作時のそれぞれの動作を説明する。

【００２４】まず、エンジンが始動される際、スタータ
モータとして動作させるモータ動作時は、ブラシレスモ
ータにおけるアーマチュアコイルのモータ巻線１にモー
タドライバ３から駆動信号に相当する位相の電圧が印加
される。このモータ巻線１への通電によって形成される
回転磁界とロータのマグネットによる磁界の相互作用に
よりロータは回転される。この回転するロータの位置
は、ロータ位置センサ５によって検出することによって
時々刻々と計測される。そして、この計測情報がモータ
ドライバ３に送信され、モータドライバ３はロータを継
続かつ安定して回転させる。

【００２５】このエンジンの始動時、切り替えスイッチ
９は第１切り替え端子ａの方に切り替え、この第１切り
替え端子ａと共通端子ｃとを接続してコンデンサ７とバ
ッテリー６とを接続する。そして、たとえば前回のエン
ジンの始動後にコンデンサ７に予め充電された電圧をバ
ッテリー６の電圧に重畳してモータドライバ３に供給す
る。これにより、スタータモータとしての駆動電圧を上
げ、モータ、すなわちクランク回転の立ち上がりを急峻
にすることができる。

【００２６】たとえば、１回目の乗り越しまでに流れた
電流は、モータのロータ（フライホイール）などの回転
エネルギーとして大部分蓄えられる。この量をアップさ
せることで、１回目のモータが負担する乗り越しトルク
を低減することができる。すなわち、モータ電流特性
（経過時間ｔ（ｓｅｃ）に対するモータ電流（Ａ）の関
係）の一例を示す図２のように、従来の電流波形（実
線）に対して、本発明（破線）においては立ち上がりを
急峻にして多くのモータ電流を流すようにする。

【００２７】さらに、エンジンが始動されると、ロータ
位置センサ５による検出信号に基づいて、モータドライ
バ３が駆動信号の発信を自動的に停止してモータから発
電機に切り替わる。そして、発電機として動作させる発
電動作時は、クランク軸に連結されたロータがステータ
の周囲を回転する状態になる。このため、ロータのマグ
ネットの磁束が回転磁界を形成してアーマチュアコイル
の発電機巻線２およびモータ巻線１を切る状態になり、
この発電機巻線２およびモータ巻線１において起電力が
発生する。

【００２８】たとえば、発電機巻線２において発生した
起電力は、これに接続された整流／電圧調整器４の整流
回路により３相交流が全波整流され、さらにレギュレー
タにより電圧調整されて直流電圧として外部に取り出さ
れ、所望の負荷に供給される。また、モータ巻線１にお
いて発生した起電力は、これに接続されたモータドライ
バ３のＦＥＴブリッジ回路のＦＥＴ内蔵の寄生ダイオー
ドにより全波整流されて発電電圧としてコンデンサ７に
出力される。

【００２９】このエンジンの始動後、切り替えスイッチ
９は第２切り替え端子ｂの方に切り替え、この第２切り
替え端子ｂと共通端子ｃとを接続してコンデンサ７と電
流制御回路１０とを接続する。そして、コンデンサ７の
電圧を電流制御回路１０によりモニターしながら、充電
電流を制御しながら蓄える。このコンデンサ７に蓄えら
れる電荷は、始動時初期の１〜数回の乗り越し終了まで
に放出するくらいのレベルが望ましい。その後はバッテ
リー６からの電流はダイオード８を介してコンデンサ７
をパスする。このコンデンサ７に蓄えられた電圧は、次
回のエンジンの始動時にバッテリー６の電圧に重畳して
用いられる。

【００３０】このように、本実施の形態１の始動発電機
によれば、エンジンの始動後、すなわち走行中に所定の
電圧に充電されるコンデンサ７と、このコンデンサ７を
バッテリー６に対して直列に接続する切り替えスイッチ
９とを有し、エンジンの始動時に切り替えスイッチによ
りコンデンサ７とバッテリー６とを接続することによ
り、コンデンサ７に充電された電圧をバッテリー６の電
圧に重畳してモータドライバ３に供給することによって
駆動電圧を上げ、スタータモータとして動作させること
ができる。

【００３１】よって、スタータモータとしての駆動電圧
を上げ、クランク回転の立ち上がりを急峻にし、乗り越
しまでの間にエンジンフライホイールに蓄えるエネルギ
ーを多くすることができるので、結果的に小さなトルク
のブラシレスモータ、小さなバッテリーでも十分に乗り
越しを可能とすることができる。

【００３２】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２である始動発電機の主要回路部を示す概略機能構成
図である。

【００３３】本実施の形態２の始動発電機は、前記実施
の形態１と同様に、小型の汎用エンジン始動装置と発電
装置とを兼ね備えた構成となっており、前記実施の形態
１との相違点は、ブラシレスモータに代えて、モータ巻
線と発電機巻線とからなるアーマチュアコイルを有する
ブラシモータを用い、エンジン始動時にはスタータモー
タとして動作し、エンジン始動後には発電機として動作
するように構成した点である。

【００３４】すなわち、本実施の形態２の始動発電機
は、図３に示すように、ブラシモータのモータ巻線１１
および発電機巻線１２と、モータ巻線１１の通電を制御
する制御手段であるブラシ／コンミテータ１３と、発電
機巻線１２による発電電圧を整流／調整する整流／電圧
調整器１４と、ブラシ／コンミテータ１３などに電圧を
供給する電源であるバッテリー１６と、所定の電圧に充
電されるコンデンサ１７と、このコンデンサ１７に並列
に接続されたダイオード１８と、コンデンサ１７をバッ
テリー１６に対して直列に接続する接続手段である切り
替えスイッチ１９と、コンデンサ１７への充電電流を制
御する電流制御回路２０などから構成されている。

【００３５】よって、本実施の形態２においては、前記
実施の形態１のモータドライバ３と同様の機能を有する
ブラシ／コンミテータ１３により、スタータモータとし
て動作させる場合はモータ巻線１１の通電を制御して動
作させ、また発電機として動作させる場合はモータ巻線
１１による発電電圧を整流して出力できる構成となって
いる。また、他の整流／電圧調整器１４、バッテリー１
６、コンデンサ１７、ダイオード１８、切り替えスイッ
チ１９、電流制御回路２０などは前記実施の形態１と同
様の機能を有するものである。

【００３６】従って、エンジンの始動時は、前回のエン
ジンの始動後にコンデンサ１７に予め充電された電圧を
バッテリー１６の電圧に重畳してモータドライバ３に供
給することができるので、スタータモータとしての駆動
電圧を上げ、クランク回転の立ち上がりを急峻にするこ
とができる。

【００３７】また、エンジンの始動後、発電機として動
作させる発電動作時は、モータ巻線１１において発生し
た起電力がブラシ／コンミテータ１３により全波整流さ
れて発電電圧としてコンデンサ１７に出力され、このコ
ンデンサ７の電圧を電流制御回路１０によりモニターし
ながら、充電電流を制御しながら電圧を充電することが
できる。

【００３８】このように、本実施の形態２の始動発電機
によれば、ブラシレスモータに代えてブラシモータを用
いた場合でも、コンデンサ１７に充電された電圧をバッ
テリー１６の電圧に重畳してブラシ／コンミテータ１３
に供給することによって駆動電圧を上げ、スタータモー
タとして動作させることができる。よって、前記実施の
形態１と同様に、スタータモータとしての駆動電圧を上
げ、クランク回転の立ち上がりを急峻にし、乗り越しま
での間にエンジンフライホイールに蓄えるエネルギーを
多くすることができるので、結果的に小さなトルクのブ
ラシモータ、小さなバッテリーでも十分に乗り越しを可
能とすることができる。

【００３９】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３である始動発電機の主要回路部を示す概略機能構成
図である。

【００４０】本実施の形態３の始動発電機は、前記実施
の形態１，２と同様に、小型の汎用エンジン始動装置と
発電装置とを兼ね備えた構成となっており、前記実施の
形態１に対応し、この形態１との相違点は、コンデンサ
への充電をエンジンの始動前、すなわちモータのＯＦＦ
時にバッテリーの電圧を用いて行うように構成した点で
ある。

【００４１】すなわち、本実施の形態３の始動発電機
は、図４に示すように、前記実施の形態１と同様の、ブ
ラシレスモータのモータ巻線１および発電機巻線２、モ
ータドライバ３、整流／電圧調整器４、ロータ位置セン
サ５、バッテリー６、コンデンサ７、およびダイオード
８の他に、コンデンサ７をバッテリー６に対して直列に
接続する２回路の切り替えスイッチ９ａと、モータＯＮ
／ＯＦＦ用のモータスイッチ２１と、ダイオード２２な
どから構成されている。

【００４２】よって、本実施の形態３において、エンジ
ン始動前のモータのＯＦＦ時は、切り替えスイッチ９ａ
を第２切り替え端子ｂの方に切り替え、この第２切り替
え端子ｂと共通端子ｃとを接続してコンデンサ７とバッ
テリー６とを接続する。これにより、バッテリー６の電
圧をコンデンサ７に充電することができる。この際に、
モータスイッチ２１は開かれてＯＦＦ状態になってい
る。

【００４３】そして、エンジンの始動時は、切り替えス
イッチ９ａを第１切り替え端子ａの方に切り替え、この
第１切り替え端子ａと共通端子ｃとを接続してコンデン
サ７とバッテリー６とを接続し、さらにモータスイッチ
２１を閉じてＯＮ状態にして、モータのＯＦＦ時にコン
デンサ７に予め充電された電圧をバッテリー６の電圧に
重畳してモータドライバ３に供給する。これにより、ス
タータモータとしての駆動電圧を上げ、クランク回転の
立ち上がりを急峻にすることができる。

【００４４】このように、本実施の形態３の始動発電機
によれば、コンデンサ７への充電をモータのＯＦＦ時に
バッテリー６の電圧を用いて行うことにより、コンデン
サ７に充電された電圧をバッテリー６の電圧に重畳して
モータドライバ３に供給することによって駆動電圧を上
げ、スタータモータとして動作させることができる。よ
って、前記実施の形態１，２と同様に、スタータモータ
としての駆動電圧を上げ、クランク回転の立ち上がりを
急峻にし、乗り越しまでの間にエンジンフライホイール
に蓄えるエネルギーを多くすることができるので、結果
的に小さなトルクのブラシレスモータ、小さなバッテリ
ーでも十分に乗り越しを可能とすることができる。

【００４５】また、本実施の形態３の構成においては、
コンデンサ７への充電を、モータのＯＦＦ時ではなく、
エンジン始動後の発電動作時の発電機巻線２による発電
電圧を用いて行うこともできる。すなわち、発電機巻線
２において発生した起電力が整流／電圧調整器４により
整流／調整されて出力され、この出力された発電電圧を
用いることにより、同様の効果を得ることができる。

【００４６】（実施の形態４）図５は本発明の実施の形
態４である始動発電機の主要回路部を示す概略機能構成
図である。

【００４７】本実施の形態４の始動発電機は、前記実施
の形態１，２，３と同様に、小型の汎用エンジン始動装
置と発電装置とを兼ね備えた構成となっており、前記実
施の形態２に対応し、この形態２との相違点は、前記実
施の形態３と同様に、コンデンサへの充電をエンジンの
始動前、すなわちモータのＯＦＦ時にバッテリーの電圧
を用いて行うように構成した点である。

【００４８】すなわち、本実施の形態４の始動発電機
は、図５に示すように、前記実施の形態２と同様の、ブ
ラシモータのモータ巻線１１および発電機巻線１２、ブ
ラシ／コンミテータ１３、整流／電圧調整器１４、バッ
テリー１６、コンデンサ１７、およびダイオード１８の
他に、コンデンサ１７をバッテリー１６に対して直列に
接続する２回路の切り替えスイッチ１９ａと、モータＯ
Ｎ／ＯＦＦ用のモータスイッチ３１などから構成されて
いる。

【００４９】よって、本実施の形態４において、エンジ
ン始動前のモータのＯＦＦ時は、切り替えスイッチ１９
ａを第２切り替え端子ｂの方に切り替え、この第２切り
替え端子ｂと共通端子ｃとを接続してコンデンサ１７と
バッテリー１６とを接続することにより、バッテリー１
６の電圧をコンデンサ１７に充電することができる。

【００５０】そして、エンジンの始動時は、切り替えス
イッチ１９ａを第１切り替え端子ａの方に切り替え、こ
の第１切り替え端子ａと共通端子ｃとを接続してコンデ
ンサ１７とバッテリー１６とを接続し、さらにモータス
イッチ３１を閉じてＯＮ状態にして、モータのＯＦＦ時
にコンデンサ１７に予め充電された電圧をバッテリー１
６の電圧に重畳してブラシ／コンミテータ１３に供給す
ることにより、スタータモータとしての駆動電圧を上
げ、クランク回転の立ち上がりを急峻にすることができ
る。

【００５１】このように、本実施の形態４の始動発電機
によれば、コンデンサ１７に充電された電圧をバッテリ
ー１６の電圧に重畳してブラシ／コンミテータ１３に供
給することによって駆動電圧を上げ、スタータモータと
して動作させることができる。よって、前記実施の形態
１，２，３と同様に、スタータモータとしての駆動電圧
を上げ、クランク回転の立ち上がりを急峻にし、乗り越
しまでの間にエンジンフライホイールに蓄えるエネルギ
ーを多くすることができるので、結果的に小さなトルク
のブラシモータ、小さなバッテリーでも十分に乗り越し
を可能とすることができる。

【００５２】また、本実施の形態４の構成においては、
前記実施の形態３と同様に、コンデンサ１７への充電
を、エンジン始動後の発電動作時の発電機巻線１２によ
る発電電圧を用いて行うことにより、同様の効果を得る
ことができる。

【００５３】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の始動発電
機によれば、以下のような効果を得ることができる。

【００５５】(1).予め所定の電圧に充電されたコンデン
サと、所定の電圧に充電されたコンデンサを電源に対し
て互いの電圧が順方向となるように直列に接続する接続
手段とを有することで、エンジンの始動時は、コンデン
サに充電された所定の電圧を電源の電圧に重畳させて供
給することができるので、スタータモータの駆動電圧を
上げることが可能となる。

【００５６】(2).コンデンサの端子間には、このコンデ
ンサの正極側がカソード側となるようにダイオードが並
列に接続されることで、エンジンの始動時における初期
の乗り越し時は、コンデンサに充電された電圧を電源の
電圧に重畳させて供給することができ、このコンデンサ
の電荷が放電された後は、電源の電圧をダイオードを経
由して連続して供給することが可能となる。

【００５７】(3).コンデンサへの充電は、エンジンの始
動後にアーマチュアコイルのモータ巻線による発電電
圧、あるいは発電機巻線による発電電圧を用いたり、ま
たはエンジンの始動前に電源の電圧を用いて行うことが
可能となる。

【００５８】(4).前記(1) 〜(3) により、ブラシレスモ
ータ、またはブラシモータのスタータモータと発電機と
を兼ね備えた始動発電機において、スタータモータとし
ての駆動電圧を上げ、クランク回転の立ち上がりを急峻
にし、乗り越しまでの間にエンジンフライホイールに蓄
えるエネルギーを多くし、結果的に小さなトルクのモー
タ、小さなバッテリーでも十分に乗り越しを可能とする
ことができるので、モータ、電源の小型・軽量化・低コ
スト化を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である始動発電機の主要
回路部を示す概略機能構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１の始動発電機において、
モータ電流特性を示す特性図である。

【図３】本発明の実施の形態２である始動発電機の主要
回路部を示す概略機能構成図である。

【図４】本発明の実施の形態３である始動発電機の主要
回路部を示す概略機能構成図である。

【図５】本発明の実施の形態４である始動発電機の主要
回路部を示す概略機能構成図である。

【符号の説明】

１ モータ巻線 ２ 発電機巻線 ３ モータドライバ ４ 整流／電圧調整器 ５ ロータ位置センサ ６ バッテリー ７ コンデンサ ８ ダイオード ９，９ａ 切り替えスイッチ １０ 電流制御回路 １１ モータ巻線 １２ 発電機巻線 １３ ブラシ／コンミテータ １４ 整流／電圧調整器 １６ バッテリー １７ コンデンサ １８ ダイオード １９，１９ａ 切り替えスイッチ ２０ 電流制御回路 ２１ モータスイッチ ２２ ダイオード ３１ モータスイッチ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H001 AB02 AC04 AE02 5H590 AA03 AA04 CA07 CA23 CC02 CC05 CC13 CC18 CC24 CC34 CD01 CD03 CE05 DD64 EA01 EA07 EA10 EB02 EB12 EB21 FA01 FA08 FC14 FC17 FC22 FC26 GA02 HA02 HA10 HA11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アーマチュアコイルが巻装されたステー
   タと、前記ステータに対して回転自在に配設され、界磁
   極を有するロータとを有し、エンジンの始動時にはスタ
   ータモータとして動作し、前記エンジンの始動後は発電
   機として動作する始動発電機であって、 前記アーマチュアコイルの通電を制御する制御手段と、 前記制御手段に電圧を供給する電源と、 予め所定の電圧に充電されたコンデンサと、 前記エンジンの始動時に、前記所定の電圧に充電された
   コンデンサを前記電源に対して互いの電圧が順方向とな
   るように直列に接続する接続手段と、を有することを特
   徴とする始動発電機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の始動発電機であって、前
   記コンデンサの端子間には、このコンデンサの正極側が
   カソード側となるようにダイオードが並列に接続され、 前記エンジンの始動時における初期の乗り越し時は、前
   記コンデンサに充電された電圧を前記電源の電圧に重畳
   させて供給し、 前記コンデンサに蓄えられた電荷が放電された後は、前
   記電源の電圧を前記ダイオードを経由して連続して供給
   する、ことを特徴とする始動発電機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の始動発電機であって、前
   記コンデンサへの充電は、前記エンジンの始動後に前記
   アーマチュアコイルのモータ巻線による発電電圧を用い
   て行う、ことを特徴とする始動発電機。
4. 【請求項４】 請求項２記載の始動発電機であって、前
   記コンデンサへの充電は、前記エンジンの始動後に前記
   アーマチュアコイルの発電機巻線による発電電圧を用い
   て行う、ことを特徴とする始動発電機。
5. 【請求項５】 請求項２記載の始動発電機であって、前
   記コンデンサへの充電は、前記エンジンの始動前に前記
   電源の電圧を用いて行う、ことを特徴とする始動発電
   機。