JP2002223595A - 電動機兼発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンの始動後には３相の磁石式同期発電機
として機能するとともにエンジンの始動前にはブラシレ
ス直流電動機として機能し得る電動機兼発電機の制御装
置において、センサを用いることなくロータの回転位置
を検出し得るようにして、組立作業を簡略化する。 【解決手段】回転位置検出手段２０は、電動機兼発電機
５が備える３相のコイルの誘起電圧を検出するとともに
その誘起電圧に基づいてロータの回転位置を検出すべく
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの始動後
には３相の磁石式同期発電機として機能するとともにエ
ンジンの始動前にはブラシレス直流電動機として機能し
得る電動機兼発電機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ところで、電動機兼発電機をエンジンの
始動前にブラシレス直流電動機として機能させるために
は、該電動機兼発電機が備えるロータの回転位置を検出
して３相のコイルの通電を制御する必要があり、従来の
制御装置では、ホール素子やフォトカプラ等のセンサが
用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ように、ホール素子やフォトカプラ等のセンサを用いる
ものでは、電動機兼発電機のロータに近接させてセンサ
を精度良く固定配置することが難しく、またセンサから
信号を取出す配線が多く複雑であるので、組立作業が煩
雑となっている。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、センサを用いることなくロータの回転位置を
検出し得るようにして、組立作業を簡略化した電動機兼
発電機の制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンの始動後に３相の磁石式同期発
電機として機能するようにしてエンジンに連結される電
動機兼発電機が備えるロータの回転位置を検出する回転
位置検出手段と、前記電動機兼発電機が備える３相のコ
イルに商用電源からの交流電力の整流により得られる直
流電力を前記回転位置検出手段の出力に基づいて制御し
て供給する制御ユニットとを含み、エンジンの始動前に
は前記電動機兼発電機をブラシレス直流電動機として機
能させ得る電動機兼発電機の制御装置において、前記回
転位置検出手段は、前記電動機兼発電機が備える３相の
コイルの誘起電圧を検出するとともにその誘起電圧に基
づいてロータの回転位置を検出すべく構成されることを
特徴とする。

【０００６】このような構成によれば、電動機兼発電機
をエンジンの始動前にブラシレス直流電動機として機能
させるにあたり、３相のコイルの誘起電圧を検出するこ
とでロータの回転位置を検出するようにしているので、
従来必要であったホール素子やフォトカプラ等のセンサ
が不要となり、センサを用いることに起因した組立作業
の煩雑さを解消し、電動機兼発電機の組立作業を簡略化
することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００８】図１〜図６は本発明の第１実施例を示すも
のであり、図１は電動機兼発電機の縦断面図、図２は電
動機兼発電機のステータが備えるコイルの結線図、図３
は制御装置の構成を示す回路図、図４はインテリジェン
トパワーモジュールの内部構成の一部を示す回路図、図
５はドライブ信号分割回路の一部構成を示す回路図、図
６は図５で示した回路のタイミングチャートである。

【０００９】先ず図１において、この電動機兼発電機５
は、天然ガス等の燃料ガスを燃料として作動するととも
に廃熱を暖房用等として利用するようにしたエンジン６
に連結されることで、コージェネレーションシステムの
一部を構成するものであり、エンジン６の始動後には３
相の磁石式同期発電機として機能し、またエンジン６の
始動前にはブラシレス直流電動機として機能する。

【００１０】電動機兼発電機５のステータ７は、エンジ
ン６のエンジン本体（図示せず）に連なる連なるスリー
ブ９に複数本のボルト１０…で固定、支持されており、
前記エンジン６のクランクシャフト１１がステータ７を
同軸に貫通するようにしてスリーブ９内に同軸に配置さ
れ、クランクシャフト１１の端部にロータ８が同軸に連
結される。

【００１１】ステータ７は、外周に複数の突極１２ａ…
を有するステータコア１２と、各突極１２ａ…の先端部
およびステータコア１２の一部内周面を露出するように
してステータコア１２を覆う合成樹脂製のボビン１３
と、同一複数個ずつであるＵ相、Ｖ相およびＷ相コイル
１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…とを備え、各相のコイル
１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…は、ボビン１３の各突極
１２ａ…に対応する部分にそれぞれ巻装される。

【００１２】図２を併せて参照して、それぞれ複数個ず
つ直列に接続された各相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，
１４Ｗ…の一端は導線１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗに個別に
接続され、各相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…
の他端は中性点として導線１５Ｎに共通に接続される。

【００１３】再び図１において、ロータ８は、ステータ
７を覆うようにして椀状に形成されるとともに前記クラ
ンクシャフト１１の端部に同軸に締結されるロータヨー
ク１６と、ステータ７との間にわずかなエアギャップを
形成するようにしてロータヨーク１６の内周に固着され
る永久磁石１７とを備える。

【００１４】またロータヨーク１６の開放端側を覆うよ
うに形成されるカバー１８が前記スリーブ９に固着され
る。

【００１５】図３において、電動機兼発電機５が備える
各コイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…の一端にそれぞ
れ連なる導線１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗはインバータ回路
１９に共通に接続されており、電動機兼発電機５がエン
ジン６で駆動されて３相の磁石式同期発電機として機能
する際には、インバータ回路１９から交流電力が出力さ
れる。

【００１６】電動機兼発電機５をエンジン６の始動前に
ブラシレス直流電動機として機能させるための制御装置
は、電動機兼発電機５が備えるロータ８の回転位置を検
出する回転位置検出手段２０と、電動機兼発電機５が備
える３相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…に商用
電源２２からの交流電力の整流により得られる直流電力
を回転位置検出手段２０の出力に基づいて制御して供給
する制御ユニット２１とを備え、制御ユニット２１に
は、起動スイッチ２３の導通時に商用電源２２から交流
電力が供給される。

【００１７】回転位置検出手段２０は、電動機兼発電機
５が備える各相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…
の誘起電圧を検出するとともにその誘起電圧に基づいて
ロータ８の回転位置を検出すべく構成されるものであ
り、各相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…にそれ
ぞれ個別に対応したコンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４
Ｗを備える。

【００１８】Ｕ相のコイル１４Ｕ…に対応したコンパレ
ータ２４Ｕの非反転入力端子には、Ｕ相のコイル１４Ｕ
…の一端に接続される導線１５Ｕから出力される電圧が
分圧抵抗２５，２６で分圧されて入力され、Ｖ相のコイ
ル１４Ｖ…およびＷ相のコイル１４Ｗ…に対応したコン
パレータ２４Ｖ，２４Ｗの非反転入力端子には、Ｖ相の
コイル１４Ｖ…およびＷ相のコイル１４Ｗ…の一端に接
続される導線１５Ｖ，１５Ｗから出力される電圧が上記
コンパレータ２４Ｕと同様に分圧されて入力される。

【００１９】また各コンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４
Ｗの反転入力端子には、各相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ
…，１４Ｗ…の他端に共通に接続される導線１５Ｎから
出力される電圧が、分圧抵抗２７，２８で分圧されて入
力される。

【００２０】すなわち各コンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，
２４Ｗは、ロータ８が備える永久磁石１７の通過によっ
て各コイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…の誘起電圧が
大きくなったときにハイレベルの信号を出力することに
なる。

【００２１】このような各コンパレータ２４Ｕ，２４
Ｖ，２４Ｗからの出力電圧は、分圧抵抗２９…，３０…
でさらに分圧され、分圧電圧が制御ユニット２１の一部
を構成するセンサレスモータ制御ＩＣ３６に入力され
る。

【００２２】ところでセンサレスモータ制御ＩＣ３６の
電源電圧は低電圧たとえば５Ｖであり、回転位置検出手
段２０からセンサレスモータ制御ＩＣ３６に入力される
電圧もセンサレスモータ制御ＩＣ３６の電源電圧以下の
低電圧でなければならないが、回転位置検出手段２０が
備える各コンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの電源電
圧を低く設定すると、分圧抵抗２７…，２８…による分
圧比が大きくなり、検出誤差が大きくなってしまうこと
になる。そこで各コンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗ
の電源電圧を高電圧たとえば１５Ｖに設定し、各コンパ
レータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの出力電圧を分圧抵抗２
９…，３０…で分圧することにより、検出精度を高める
ことが可能となる。

【００２３】また各コンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４
Ｗの入力側において、分圧抵抗２５，２６の接続点は、
ダイオード３１…を介して電源電圧ラインに接続される
とともにダイオード３２…を介して接地されており、分
圧抵抗２７，２８の接続点は、ダイオード３３…を介し
て電源電圧ラインに接続されるとともにダイオード３４
…を介して接地されており、このような構成により、各
コンパレータ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの保護および誤作
動防止を図ることができる。

【００２４】制御ユニット２１は、インテリジェントパ
ワーモジュール（以下、ＩＰＭと略称する）３５と、前
記回転位置検出手段２０からの信号を受けて各相のコイ
ル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…のドライブ信号を出力
するセンサレスモータ制御ＩＣ３６と、センサレスモー
タ制御ＩＣ３６からのドライブ信号をＩＰＭ３５に対応
したドライブ信号に分割するドライブ信号分割回路３７
とを備える。

【００２５】図４において、ＩＰＭ３５は、起動スイッ
チ２３の導通時に商用電源２２から入力される交流電力
を直流電力に変換してコンデンサ４０に印加する整流回
路３８と、コンデンサ４０からの直流電圧を交流電圧に
変換するインバータ回路３９とを備える。

【００２６】整流回路３８は、一対ずつ直列に接続され
る２組のダイオード４１，４２；４３，４４で構成され
るものであり、商用電源２２が、ダイオード４１，４２
の接続点に起動スイッチ２３を介して接続されるととも
にダイオード４３，４４の接続点に接続される。

【００２７】ＩＰＭ３５外のコンデンサ４０には抵抗４
７を介して整流回路３８が接続され、抵抗４７には第１
リレースイッチ４８が並列に接続される。またコンデン
サ４０には制御回路用電源回路４９（図３参照）が接続
される。

【００２８】ところで第１リレースイッチ４８は、整流
回路３８から出力される直流電圧が低い状態では遮断し
ているものであり、起動スイッチ２３の導通初期には、
整流回路３８からの直流電流は抵抗４７を介してコンデ
ンサ４０に流れ込むことになる。したがって起動スイッ
チ２３の導通に応じてコンデンサ４０に整流回路３８か
らの直流電流が急激に流れこむことはない。

【００２９】インバータ回路３９は、前記コンデンサ４
０および接地間で一対ずつ直列に接続される３組のＩＧ
ＢＴ５０，５１；５２，５３；５４，５５と、それらの
ＩＧＢＴ５０〜５５にそれぞれ並列接続される６個のダ
イオード５６…とで構成されるものであり、各ＩＧＢＴ
５０〜５５のゲートにドライブ信号分割回路３７からの
ドライブ信号がそれぞれ入力される。また対をなすＩＧ
ＢＴ５０，５１の接続点は、電動機兼発電機５のＵ相コ
イル１４Ｕ…に第２リレースイッチ５７および導線１５
Ｕを介して接続され、対をなすＩＧＢＴ５２，５３の接
続点は、電動機兼発電機５のＶ相コイル１４Ｖ…に第３
リレースイッチ５８および導線１５Ｖを介して接続さ
れ、対をなすＩＧＢＴ５４，５５の接続点は、電動機兼
発電機５のＷ相コイル１４Ｗ…に導線１５Ｗを介して接
続される。

【００３０】而して各ＩＧＢＴ５０〜５５の導通・遮断
をそれらのゲートに入力されるドライブ信号で制御する
ことにより、電動機兼発電機５の各相コイル１４Ｕ…，
１４Ｖ…，１４Ｗ…の励磁電流が制御されて、電動機兼
発電機５がブラシレス直流電動機として機能することに
なる。

【００３１】第１〜第３リレースイッチ４８，５７，５
８は、前記コンデンサ４０に接続されるリレーコイル５
９と共働してリレー６０を構成するものであり、リレー
コイル５９はＦＥＴ６１を介して接地され、ＦＥＴ６１
のゲートにはＯＲ回路６２の出力が入力される。またＯ
Ｒ回路６２には、ＤＣ電圧検出回路６３、回転数検出回
路６４および誤動作保護回路６５の出力が並列に入力さ
れる。

【００３２】而して前記各回路６３，６４，６５の少な
くとも１つから出力される信号がハイレベルとなるのに
応じてＯＲ回路６２の出力がハイレベルとなると、ＦＥ
Ｔ６１が遮断し、第１〜第３リレースイッチ４８，５
７，５８が遮断することになる。

【００３３】ＤＣ電圧検出回路６３は、コンデンサ４０
からＩＰＭ３５に入力される直流電圧が設定圧以上とな
るのに応じてハイレベルの信号を出力するものであり、
エンジン６の起動により電動機兼発電機５が磁石式同期
発電機として機能するのに応じて磁石式同期発電機から
の電圧がインバータ回路３９のダイオード６０…を介し
て前記直流電圧を押上げる状態となったときに、ＤＣ電
圧検出回路６３からハイレベルの信号が出力される。

【００３４】回転数検出回路６４は、センサレスモータ
制御ＩＣ３６から入力される電動機兼発電機５の回転数
が設定回転数Ｎｃ以上になるのに応じてハイレベルの信
号を出力するものであり、センサレスモータ制御ＩＣ３
６は、回転位置検出手段２０からの信号を受けて電動機
兼発電機５の回転数を演算する。

【００３５】しかも前記設定回転数Ｎｃは、エンジン６
が起動する起動回転数をＮａとし、前記起動回転数Ｎａ
を超えて電動機兼発電機５が回転してもエンジン６が起
動しないようなエンジン６の異常状態を判別するために
前記起動回転数Ｎａよりも大きく設定される異常回転数
をＮｂとしたときに、それらの回転数Ｎａ，Ｎｂとの間
に、（Ｎａ＜Ｎｃ≦Ｎｂ）の関係を有するように設定さ
れる。

【００３６】このように設定回転数Ｎｃを定めておく
と、正常であるエンジン６が設定回転数Ｎｃ以下の回転
数で起動してしまった場合には、エンジン６の起動から
遅れて回転数検出回路６４からハイレベルの信号が出力
されることになるが、エンジン６の起動に応じてＤＣ電
圧検出回路６３からハイレベルの信号が速やかに出力さ
れるので、第２および第３リレースイッチ５７，５８が
エンジン６の起動に応じ速やかに遮断し、ＩＰＭ３５で
故障が生じることはない。

【００３７】また電動機兼発電機５の回転数が起動回転
数Ｎａを超えて増大してもエンジン６が起動しないよう
な異常時には、ＤＣ電圧検出回路６３からハイレベルの
信号が出力されることはないが、電動機兼発電機５の回
転数が異常回転数をＮｂよりも大幅に小さい設定回転数
Ｎｃ以上となるのに応じて回転数検出回路６４からハイ
レベルの信号が出力され、第２および第３リレースイッ
チ５７，５８が遮断するので、電動機兼発電機５がブラ
シレス直流電動機として機能することがなくなり、電動
機兼発電機５が備える各相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ
…，１４Ｗ…や、ＩＰＭ３５のインバータ回路３９等の
温度が上昇して壊れてしまうようなことを防止すること
ができる。

【００３８】ＩＰＭ３５は、入力される直流電流を検出
する機能を有しており、この検出直流電流は過電流検出
回路６６に入力される。この過電流検出回路６６は、Ｉ
ＰＭ３５に入力される直流電流が設定値以上であるか否
かを判断し、設定値以上であるときには、その旨を示す
信号をセンサレスモータ制御ＩＣ３６に入力する。而し
てセンサレスモータ制御ＩＣ３６は、ＩＰＭ３５に入力
される直流電流が設定値以上であるときには、ドライブ
信号分割回路３７に付与するドライブ信号のパルス幅を
狭めるようにして、ブラシレス直流電動機として機能し
ている電動機兼発電機５が備えるコイル１４Ｕ…，１４
Ｖ…，１４Ｗ…の励磁電流を制限することになる。

【００３９】図５において、ドライブ信号分割回路３７
は、電動機兼発電機５のＵ相コイル１４Ｕ…に対応した
部分では、抵抗６８，７１，７４，７５、ＮＰＮトラン
ジスタ６９、ＰＮＰトランジスタ７０、バッファ７６お
よびインバータ７７を備える。

【００４０】抵抗６８、ＮＰＮトランジスタ６９、ＰＮ
Ｐトランジスタ７０および抵抗７１から成る直列回路
と、抵抗７２，７３から成る直列回路とは、電源および
接地間に並列接続される。またＮＰＮトランジスタ６９
およびＰＮＰトランジスタ７０のベースには抵抗７２，
７３の接続点が接続され、その接続点には、ＮＰＮトラ
ンジスタ６９およびＰＮＰトランジスタ７０の接続点が
抵抗７５を介して接続される。またセンサレスモータ制
御ＩＣ３６からＵ相のコイル１４Ｕ…に対応して出力さ
れるドライブ信号は、抵抗７４を介してＮＰＮトランジ
スタ６９およびＰＮＰトランジスタ７０の接続点に入力
され、抵抗６８およびＮＰＮトランジスタ６９の接続点
がバッファ７６に、またＰＮＰトランジスタ７０および
抵抗７１の接続点がインバータ７７にそれぞれ接続され
る。

【００４１】バッファ７６の出力は、ＩＰＭ３５のイン
バータ回路３９においてＵ相のコイル１４Ｕ…に対応し
た一対のＩＧＢＴ５０，５１のうち一方のＩＧＢＴ５１
のゲートに、またインバータ７７の出力は、前記Ｕ相の
コイル１４Ｕ…に対応した一対のＩＧＢＴ５０，５１の
うち他方のＩＧＢＴ５０のゲートにそれぞれ入力され
る。

【００４２】このような回路において、図５のＡ，Ｂ，
Ｃで示す部分の信号は、図６で示すように変化するもの
であり、Ｕ相のコイル１４Ｕ…に対応してセンサレスモ
ータ制御ＩＣ３６からドライブ信号分割回路３７に付与
される信号（Ａ）が、ＩＰＭ３５のインバータ回路３９
がＵ相のコイル１４Ｕ…に対応して備える一対のＩＧＢ
Ｔ５０，５１に対応して２つの信号（Ｃ，Ｂ）に分割さ
れてドライブ信号分割回路３７から出力されることにな
る。

【００４３】電動機兼発電機５のＶ相コイル１４Ｖ…に
対応した部分、ならびにＷ相コイル１４Ｗ…に対応した
部分のドライブ信号分割回路３７の構成は、図５で示し
た回路と同一に構成されており、Ｖ相のコイル１４Ｖ…
およびＷ相のコイル１４Ｗ…に対応してセンサレスモー
タ制御ＩＣ３６からドライブ信号分割回路３７に付与さ
れる信号は、ＩＰＭ３５のインバータ回路３９がＶ相の
コイル１４Ｖ…に対応して備える一対のＩＧＢＴ５３，
５２、ならびにインバータ回路３９がＷ相のコイル１４
Ｗ…に対応して備える一対のＩＧＢＴ５５，５４に対応
してそれぞれ２つの信号に分割されることになる。

【００４４】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、エンジン６の始動前には電動機兼発電機５をブラ
シレス直流電動機として機能させるための制御装置が備
える回転位置検出手段２０は、電動機兼発電機５が備え
る３相のコイル１４Ｕ…，１４Ｖ…，１４Ｗ…の誘起電
圧を検出するとともにその誘起電圧に基づいてロータ８
の回転位置を検出するように構成されており、電動機兼
発電機５の組立作業を簡略化することができる。

【００４５】すなわちホール素子やフォトカプラ等のセ
ンサを用いてロータ８の回転位置を検出するようにした
従来のものでは、電動機兼発電機５のロータ８に近接さ
せてセンサを精度良く固定配置することが難しく、セン
サから信号を取出す配線が多く複雑であるので、組立作
業が煩雑となっていたのに対し、センサを用いることな
くロータ８の回転位置を検出するようにして、電動機兼
発電機５の組立作業を簡略化することが可能となる。

【００４６】図７は本発明の第２実施例を示すものであ
り、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号
を付す。

【００４７】ＩＰＭ３５′は、インバータ回路３９およ
び三相整流回路９０を備えるものであり、インバータ回
路３９において相互に対をなすＩＧＢＴ５０，５１；５
２，５３；５４，５５の接続点は、出力端子８１Ｕ，８
１Ｖ，８１Ｗに開閉スイッチ８２Ｕ，８２Ｖ，８２Ｗを
介して接続されるとともに、切換スイッチ８３Ｕ，８３
Ｖ，８３Ｗに接続される。これらの切換スイッチ８３
Ｕ，８３Ｖ，８３Ｗは、ＩＧＢＴ５０，５１；５２，５
３；５４，５５の接続点を電動機兼発電機５の各相コイ
ルに個別に連なる導線１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗに導通さ
せる第１の状態と、前記各導線１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ
を導線８４Ｕ，８４Ｖ，８４Ｗに導通させる第２の状態
とを択一的に切換可能である。

【００４８】三相整流回路９０は、一対ずつ直列に接続
される３組のサイリスタ９１，９２；９３，９４，；９
５，９６で構成されるものであり、各サイリスタ９１，
９２；９３，９４，；９５，９６のゲート電流・電圧
は、制御回路用電源回路４９から電源電圧が供給される
制御回路１００により制御され、制御回路１００には、
ＤＣ電圧検出回路６３、回転数検出回路６４および誤動
作保護回路６５からの信号が入力される。

【００４９】三相整流回路９０において、相互に対をな
すサイリスタ９１，９２；９３，９４；９５，９６の接
続点は切換スイッチ８５Ｕ，８５Ｖ，８５Ｗの共通接点
に接続される。また商用電源２２の両端には開閉スイッ
チ８６，８７がそれぞれ接続される。

【００５０】而して切換スイッチ８５Ｕは、サイリスタ
９１，９２の接続点を開閉スイッチ８６の一方の接点に
導通させる第１の状態と、導線８４Ｕに導通させる第２
の状態とを択一的に切換可能であり、切換スイッチ８５
Ｗは、サイリスタ９５，９６の接続点を開閉スイッチ８
７の一方の接点に導通させる第１の状態と、導線８４Ｗ
に導通させる第２の状態とを択一的に切換可能である。
また切換スイッチ８５Ｖは、サイリスタ９３，９４の接
続点を導線８４Ｖから遮断する第１の状態と、導線８４
Ｖに導通させる第２の状態とを択一的に切換可能であ
る。

【００５１】この第２実施例によれば、電動機兼発電機
５をブラシレス直流電動機として機能させる際には、開
閉スイッチ８２Ｕ，８２Ｖ，８２Ｗを遮断し、開閉スイ
ッチ８６，８７を導通し、切換スイッチ８３Ｕ，８３
Ｖ，８３Ｗ；８５Ｕ，８５Ｖ，８５Ｗのスイッチング態
様を図５で示すように第１の状態とし、三相整流回路９
０の各サイリスタ９１，９２；９３，９４；９５，９６
を全導通状態としてダイオード機能として動作させるべ
く制御回路１００で各サイリスタ９１〜９６のゲート電
流・電圧を制御すればよい。そうすればＩＰＭ３５′の
インバータ回路３９からの出力により、電動機兼発電機
５の各相コイルが順次励磁され、電動機兼発電機５がエ
ンジン６を起動するように回転作動することになる。

【００５２】一方、エンジン６の始動後に、電動機兼発
電機５を磁石式同期発電機として機能させる際には、開
閉スイッチ８２Ｕ，８２Ｖ，８２Ｗを導通し、開閉スイ
ッチ８６，８７を遮断し、切換スイッチ８３Ｕ，８３
Ｖ，８３Ｗ；８５Ｕ，８５Ｖ，８５Ｗのスイッチング態
様を第２の状態とし、コンデンサ４０の直流電圧が一定
となるように三相整流回路９０における各サイリスタ９
１，９２；９３，９４；９５，９６のゲート電流・電圧
を制御すればよい。そうすればＩＰＭ３５′のインバー
タ回路３９が電動機兼発電機５から切り離され、電動機
兼発電機５からのエンジン回転変化による電圧変動を伴
なう三相交流出力が三相整流回路９０で一定の直流電圧
に変換され、さらにインバータ回路３９により交流電力
に変換され、出力端子８１Ｕ，８１Ｖ，８１Ｗから出力
されることになる。

【００５３】このようにして開閉スイッチ８２Ｕ，８２
Ｖ，８２Ｗ，８６，８７および切換スイッチ８３Ｕ，８
３Ｖ，８３Ｗ；８５Ｕ，８５Ｖ，８５Ｗを設けることに
より、第１実施例では必要であったインバータ回路１９
を不要とすることができ、コスト低減を図ることができ
る。

【００５４】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行うことが可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動機兼
発電機をエンジンの始動前にブラシレス直流電動機とし
て機能させるにあたり、従来必要であったホール素子や
フォトカプラ等のセンサを不要とし、電動機兼発電機の
組立作業を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の電動機兼発電機の縦断面図であ
る。

【図２】電動機兼発電機のステータが備えるコイルの結
線図である。

【図３】制御装置の構成を示す回路図である。

【図４】インテリジェントパワーモジュールの内部構成
の一部を示す回路図である。

【図５】ドライブ信号分割回路の一部構成を示す回路図
である。

【図６】図５で示した回路のタイミングチャートであ
る。

【図７】第２実施例の制御装置の一部構成を示す回路図
である。

【符号の説明】

５・・・電動機兼発電機 ６・・・エンジン ８・・・ロータ １４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ・・・コイル ２０・・・回転位置検出手段 ２１・・・制御ユニット ２２・・・商用電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン（６）の始動後に３相の磁石式
   同期発電機として機能するようにしてエンジン（６）に
   連結される電動機兼発電機（５）が備えるロータ（８）
   の回転位置を検出する回転位置検出手段（２０）と、前
   記電動機兼発電機（５）が備える３相のコイル（１４
   Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ）に商用電源（２２）からの交流電
   力の整流により得られる直流電力を前記回転位置検出手
   段（２０）の出力に基づいて制御して供給する制御ユニ
   ット（２１）とを含み、エンジン（６）の始動前には前
   記電動機兼発電機（５）をブラシレス直流電動機として
   機能させ得る電動機兼発電機の制御装置において、前記
   回転位置検出手段（２０）は、前記電動機兼発電機
   （５）が備える３相のコイル（１４Ｕ，１４Ｖ，１４
   Ｗ）の誘起電圧を検出するとともにその誘起電圧に基づ
   いてロータ（８）の回転位置を検出すべく構成されるこ
   とを特徴とする電動機兼発電機の制御装置。