JP2003176769A - 内燃機関駆動用ブラシレス回転電機の始動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータの位置検出素子を使用しない場合でも
大きな始動トルクが得られ、また強制転流から通常運転
への切替を簡単かつ滑らかに行えるブラシレス回転電機
の始動方法を提供すること。 【解決手段】 始動時に、初期励磁（ステップＳ１，Ｓ
２）として、前記第１、第２、第３の固定子巻線のいず
れか二つの巻線間にのみ通電して前記磁石回転子の位置
を固定し、次いで、強制転流（ステップＳ３）として、
通電量を徐々に増しながら前記各相の巻線間に順次強制
的に通電して前記磁石回転子を強制的に回転させる。こ
の強制転流時に、通電していない巻線に誘起される電圧
信号で回転位置検出信号を形成し、該形成された回転位
置検出信号に基づいて磁石回転子を駆動して内燃機関の
出力軸を駆動すると共に、該回転位置検出信号から内燃
機関の回転回数または回転数を検出して所定回転回数ま
たは回転数に到達した時点で通電を停止するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシレス回転電機
の始動方法に関し、特に、始動時に大きいトルクを発生
させるのに好適なブラシレス回転電機の始動方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】回転電機としてのブラシレスモータにお
いては、３相固定子巻線への通電を、回転子（以下、
「ロータ」という）が電気角で１２０°回転する毎に順
次切り換えてロータに回転を与えている。従来のブラシ
レスモータは、ロータの回転位置を検出するためのホー
ル素子等の位置検出素子を備えるのが一般的である。近
年、ブラシレスモータの小型化の要請に応えるため、位
置検出素子を使用しないブラシレスモータが提案されて
いる。

【０００３】例えば、特公平５−２４７６０号公報に記
載されたブラシレスモータでは、通電が３相固定子巻線
のうち順次異なる２相間で行われるのに鑑み、通電され
ていない相に誘起される電圧を検出し、この検出された
電圧に基づいてロータの位置を算出している。このブラ
シレスモータでは、始動時にはロータの位置を算出する
基準となる誘起電圧が得られないため、まず、ロータを
わずかに回転させる強制転流を行う。強制転流とは、ロ
ータの位置にかかわらず、ステータの各相間の任意のも
の、例えばＵ相およびＶ相間に通電する（以下、「１相
通電」という）ことをいう。そして、このときの誘起電
圧に基づいてロータの位置を検出し、その後は、この検
出位置を基準として通常の通電に移行する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】モータが通電されてい
ないフリーな状態で停止するときのロータと固定子（以
下、「ステータ」という）との相対位置関係は、磁石の
吸引力および反発力の関係で規定される。例えば、３相
の固定巻線を有するアウタロータ型のブラシレスモータ
の場合、ロータおよびステータの相対位置としての停止
位置は、図１３に示されている６形態、すなわち停止位
置ｐ１〜ｐ６が存在する。なお、図１３は前記モータが
フリーな状態で停止するときのロータとステータの相対
位置関係を示すと共に、ブラシレスモータの要部の構成
を示すものである。

【０００５】図１３において、ロータの回転方向は図中
反時計方向回転を正転Ｒｓ、時計方向回転を逆転Ｒｒと
いう。ブラシレスモータの内周側にはステータ１００が
外周にはロータ２００が配置される。ステータ１００は
Ｕ，Ｖ，Ｗ相の磁極３００を有する。磁極３００には、
図示しない巻線が巻回されている。ロータ２００には円
周方向に交互にＮ極およびＳ極の極性を有する永久磁石
ｍ１，ｍ２，ｍ３，…が設けられる。

【０００６】これらの各停止位置ｐ１〜ｐ６から初期励
磁をしないでＵ相からＷ相に強制転流した場合のロータ
の動きを、以下に図に従って説明する。なお、Ｕ相から
Ｗ相に通電するとＵ相の極性はＮ極、Ｗ相はＳ極とな
る。

【０００７】停止位置ｐ１では、Ｕ相のＮ極に磁石ｍ２
のＳ極が吸引され、Ｗ相のＳ極に磁石ｍ２のＳ極が反発
されて、ロータ２００は最大のトルクで正転方向Ｒｓに
回転する。同様に、停止位置ｐ２では、Ｕ相のＮ極に磁
石ｍ２のＳ極が吸引されると共に、磁石ｍ３のＮ極が反
発されてロータ２００は最大のトルクで正転方向Ｒｓに
回転する。また、停止位置ｐ３では、Ｕ相のＮ極および
磁石ｍ２のＳ極間の吸引力と、Ｗ相のＳ極および磁石ｍ
１のＮ極間の吸引力とが互いにバランスするのでロータ
２００に対する回転力が発生しない。

【０００８】さらに、停止位置ｐ４では、Ｗ相のＳ極に
磁石ｍ２のＮ極が吸引されると共に、磁石ｍ１のＳ極が
反発されて、ロータ２００は逆転方向Ｒｒに回転する。
同様に、停止位置ｐ５では、Ｕ相のＮ極に磁石ｍ３のＳ
極が吸引されると共に、磁石ｍ２のＮ極が反発されて、
ロータ２００は逆転方向Ｒｒに回転する。また、停止位
置ｐ６では、Ｕ相のＮ極および磁石ｍ２のＮ極間の反発
力と、Ｗ相のＳ極および磁石ｍ１のＳ極間の反発力とが
互いにバランスするのでロータ２００に対する回転力は
発生しない。

【０００９】このように、停止位置ｐ３，ｐ６では始動
トルクが発生しないか、発生しても小さいため、ブラシ
レスモータを始動できないことがある。特に、ブラシレ
スモータにつながれている負荷が大きくて、大きい始動
トルクが要求される場合に問題となりやすい。例えば、
内燃機関（エンジン）始動用のモータではエンジンのフ
リクションが大きいため、大きい能力のモータを使用し
たとしても、始動トルクが十分に得られない場合が多く
発生する。また、停止位置ｐ４，ｐ５ではロータが逆転
するので、ロータ位置検出のための必要な誘起電圧が得
られず、通常の通電に移行できない。このように、モー
タがフリーな状態に停止している状態から強制転流を行
うと、モータを正転させることのできる確率は、６回の
うちわずかに２回しか達成することができない。

【００１０】本発明の目的は、上記課題を解消し、ロー
タの位置検出素子を使用しない場合でも大きな始動トル
クが得られるブラシレス回転電機の始動方法を提供する
ことにある。また、他の目的は、強制転流から通常運転
への切替を簡単かつ滑らかに行えるブラシレス回転電機
の始動方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、内燃機関の出力軸に連結される磁石
回転子と、電気角で１２０°の位相差をもたせて配置さ
れた第１、第２、第３相の固定子巻線とを有し、前記回
転子の回転位置検出信号に基づいて前記各固定子巻線に
順次通電して強制転流を行うように構成した内燃機関駆
動用ブラシレス回転電機の始動方法において、始動時
に、初期励磁として、前記第１、第２、第３の固定子巻
線のいずれか二つの巻線間にのみ通電して前記磁石回転
子の位置を固定し、次いで、前記強制転流として、通電
量を徐々に増しながら前記各相の巻線間に順次強制的に
通電して前記磁石回転子を強制的に回転させ、この時、
通電していない巻線に誘起される電圧信号で回転位置検
出信号を形成し、該形成された回転位置検出信号に基づ
いて前記磁石回転子を駆動して前記内燃機関の出力軸を
駆動すると共に、該回転位置検出信号から前記内燃機関
の回転回数または回転数を検出して所定回転回数または
回転数に到達した時点で通電を停止するようにした点に
第１の特徴がある。

【００１２】この特徴によれば、位置検出素子を設ける
ことなく始動トルクの大きな内燃機関の始動を行うこと
ができるようになる。したがって、ブラシレス回転電機
をブラシレススタータモータと兼用することが容易にな
る。

【００１３】また、本発明は、前記強制転流から通常通
電に移行するタイミングを、前記回転位置検出信号から
算出した回転回数または回転数が所定値に達したことで
判断するようにした点に第２の特徴がある。

【００１４】この特徴によれば、内燃機関の回転回数ま
たは回転数が所定値に達したとき、すなわち転流動作と
回転との関係がある程度安定した後に自動的に通常運転
に切り替わるため、切替を簡単かつ滑らかに行うことが
できるようになる。

【００１５】さらに、本発明は、前記初期励磁終了後の
通電は、通電電流を所定値に制限するリミッタを設けた
状態でＰＷＭのデューティを徐々に増加させるようにし
た点に第３の特徴がある。

【００１６】この特徴によれば、始動回転数の滑らかな
立ち上がりを確保しつつ、通電用ドライバの容量を小さ
く抑えることができるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図１はブラシレス回転電機
の一実施形態であるエンジン発電装置の側面図、図２は
図１のＶ−Ｖ断面図である。

【００１８】エンジン発電装置１はエンジン２と発電機
３とを備える。発電機３は、磁石式多極発電機である。
エンジン２のクランク軸４は、クランクケース５の側壁
５ａに設けられる軸受６で支持された状態でエンジン２
の外部に引き出される。クランク軸４を囲むクランクケ
ース５の側壁５ａの周縁ボス部には環状星型鉄心７がボ
ルト８によって固着される。鉄心７は環状の継鉄部７ａ
とそれから放射状に突出せられる２７個の突極部７ｂと
からなる。

【００１９】前記突極部７ａには、３相の巻線が順次交
互に巻回されてステータ８を構成する。鉄心７はこのよ
うに多極化することによって大出力が取り出せるように
なるとともに、環状の継鉄部７ａおよび突極部７ｂの半
径方向の寸法を短くすることが可能となり、軽量化に寄
与する。

【００２０】クランク軸４の先端には鍛造品のハブ９が
嵌着され、このハブ９にロータヨークを兼ねるフライホ
イール１０が結合される。フライホイール１０は高張力
鋼板をカップ状にプレス成形して形成されたディスク部
１０ａと円筒部１０ｂとからなる。ディスク部１０ａが
ハブ９に固着され、円筒部１０ｂが鉄心７の突極部７ｂ
外側を覆うように取り付けられる。

【００２１】フライホイール１０の円筒部１０ｂの内周
面には高い磁力を有するネオジウム系の磁石１１が周方
向に亘って１８個固着されてアウタロータ型磁石ロータ
１２を構成する。このようなロータ１２は磁石１１を円
筒部１０ｂの内周面に敷き詰めて形成されることで十分
なマスを確保され、これによってフライホイールとして
の機能を果たすことができる。

【００２２】フライホイール１０のディスク部１０ａに
は冷却ファン１３が取り付けられる。冷却ファン１３
は、円環状の基板１３ａの一方の側面に複数の羽根１３
ｂが周方向に亘り立設されたもので、基板１３ａはフラ
イホイール１０のディスク部１０ａの外表面に固着され
る。冷却ファン１３を覆うファンカバー１４は、フライ
ホイール１０の側方からエンジン２に至る冷却風の導風
路１４ａを形成する。

【００２３】図３は、エンジン発電装置１のシステム図
である。発電機３は（内燃）エンジン２で駆動されて３
相交流を発生する。発電機３の出力交流は半導体整流素
子をブリッジに組んだ整流回路からなるコンバータ１５
で全波整流されて直流に変換される。コンバータ１５か
ら出力される直流はコンデンサ平滑回路１６で平滑化さ
れてインバータ１７に入力され、インバータ１７を構成
するＦＥＴのブリッジ回路で所定周波数の交流に変換さ
れる。インバータ１７から出力される交流は復調フィル
タ１８に入力され、低周波成分（例えば商用周波数）の
みが通過する。復調フィルタ１８を通過した交流は、リ
レー１９およびヒューズ２０を介して出力端子２１に接
続される。リレー１９はエンジン２の始動時には「開」
になり、エンジン２が所定程度まで始動されると「閉」
になる。

【００２４】エンジン発電装置１の発電機３は、エンジ
ン２を始動するためのスタータとして使用することがで
きる。発電機３はそのためのスタータドライバ２２を有
する。スタータドライバ２２にエンジン２の始動のため
の電流を供給するため、整流回路２３と平滑回路２４と
が設けられる。整流回路２３は高調波フィルタ２３１と
コンバータ２３２から構成される。高調波フィルタ２３
１は出力端子２１に接続される。発電機３の出力側は、
例えば、交流２００Ｖの単相電源２５に接続されてい
て、この電源２５から始動のための交流が供給される。
この交流は高調波フィルタ２３１に入力されて高調波が
除去され、コンバータ２３２で直流に変換された後、さ
らに平滑回路２４を介してスタータドライバ２２に供給
され、その電源として用いられる。

【００２５】スタータドライバ２２は、エンジン２を始
動させるため、発電機３の３相巻線の各相に予定の順序
で順次電流を供給する。各相の巻線に電流を順次供給す
るためのスイッチング素子（ＦＥＴ）２２１と、ＣＰＵ
２２２と、ロータ１２の位置を検出するためのセンサ
（磁極検出センサ）を使用しないセンサレス駆動部２２
３とが設けられる。該センサレス駆動部２２３は、ロー
タの回転に伴って、電気角で１２０°の位相差をもたせ
て配置された第１、第２、第３の固定子巻線に誘起され
る電圧信号に基づいて、ロータの位置を検出し、該固定
子巻線への通電を決定する。

【００２６】図４はエンジン発電装置１の始動制御のフ
ローチャートである。発電機３がフリーに回転を停止し
た状態から起動しようとすると、ロータ・ステータの相
互位置関係により強制転流時に大きい始動トルクが得ら
れないことがある。また、正転されないことがある。そ
こで、ステップＳ１、Ｓ２では、強制転流により最も大
きいトルクが得られ、かつ正転されるようなロータ・ス
テータの相互関係位置に、ロータ１２を変位させるため
の第１、第２の初期励磁を行う。これらの初期励磁によ
って、最大トルクが得られる所定の位置へロータ１２を
変位させることができるようになる。第１および第２初
期励磁は互いに通電する相は異なるが処理は同様である
（後述する）。後述のように、２回の初期励磁により、
ロータ・ステータが前記フリーの停止状態にある時、す
なわちどのような相互位置関係（図１３の停止位置ｐ１
〜ｐ６）で停止しているときでも、前記所定の位置へロ
ータ１２を変位させることができるようになる。なお、
初期励磁時間は、短すぎるとロータの動きが安定せず、
停止すべき位置で揺動するため、初期励磁の通電時間
は、ロータの位置が安定するまでの時間、例えば１秒程
度が好適である。

【００２７】ステップＳ３では、強制転流を行う。強制
転流は前記第２初期励磁を終えた前記最大トルクが得ら
れるロータ・ステータの位置関係から１相通電を行う。
強制転流によって、通電していない相から誘起電圧を検
出し、この誘起電圧に基づいてロータ１２の位置を検出
する。誘起電圧が検出されてロータ１２の位置が検出さ
れると、ステップＳ４に進んで通常の通電、すなわち通
常通電を行う。

【００２８】図５は初期励磁（第１および第２初期励磁
共通）の処理を示すフローチャートである。ステップＳ
１０では、前記ＦＥＴ２２１を制御して、予め定められ
た相に通電する。第１初期励磁ではＶ相からＵ相へ通電
し、第２初期励磁ではＶ相からＷ相へ通電する。ステッ
プＳ１１では通電デューティの初期値を予め定められた
増量値（例えば１％）増大させる。ステップＳ１２で
は、逆起電力が発生した後にロータ・ステータのイニシ
ャル位置（後述のｐ１'〜ｐ６'）にロータ１２が停止し
たか否かを判断する。停止していれば逆起電力が「０」
であるので、逆起電力が「０」か否かによって、イニシ
ャル位置にロータ１２が停止しているか否かを判断でき
る。なお、この判断ステップでは、逆起電力が一旦発生
した後の逆起電力が「０」か否かを判断するものであ
り、一度も逆起電力を発生しない場合は「否」と判断さ
れる。ステップＳ１２が肯定ならば、初期励磁は終了し
たと判断され、第１初期励磁のときは第２初期励磁に、
第２初期励磁のときは強制転流に移行する。

【００２９】ステップＳ１２が否定のときは、ステップ
Ｓ１３に進んで、ＦＥＴ２２１の通電デューティが予定
の上限値（例えば５０％）以上か否かを判断する。上限
値以上でなければ、現デューティで通電して（ステップ
Ｓ１４）ステップＳ１１に進む。デューティが上限値に
達してもロータ１２がイニシャル位置に停止しない、も
しくは一度も逆起電力を発生しないときは、ステップＳ
１３は肯定となり、ロック状態もしくは過負荷状態にあ
ると判断してステップＳ１５でデューティを「０」にし
て、フェイル終了する（ステップＳ１６）。

【００３０】ここで、前記第１初期励磁および第２初期
励磁の動作を、図６および図７を参照して具体的に説明
する。図６、図７の一番左側の停止位置ｐ１〜ｐ６は、
発電機が自然停止したときのステータ１００に対するロ
ータ２００の初期停止位置を示し、これは図１３のｐ１
〜ｐ６と同じである。いま、第１初期励磁のために、Ｖ
相からＵ相への通電をすると、Ｖ相の極性はＮ極、Ｕ相
の極性はＳ極となる。このため、初期停止位置ｐ１にあ
るロータ２００の永久磁石ｍ２はＶ相Ｎ極に吸引され、
永久磁石ｍ３はＵ相Ｓ極に吸引されて、ステータ１００
とロータ２００の磁極とのバランスが取れるため、ロー
タ２００は動かず、停止位置ｐ１'となる。初期停止位
置ｐ２〜ｐ６の場合のステータ１００とロータ２００の
相互位置関係も、同様の理由により、それぞれ、停止位
置ｐ２'〜ｐ６'になる。明らかなように、停止位置ｐ
１'〜ｐ６'のうち、停止位置ｐ４'だけが他の停止位置
と異なることになる。

【００３１】次に、第２初期励磁のために、Ｖ相からＷ
相へ通電すると、Ｖ相の極性はＮ極、Ｗ相の極性はＳ極
となる。これにより、Ｗ相Ｓ極にロータ２００のＳ極が
反発、Ｎ極が吸引されて、Ｖ相Ｎ極の位置にＳ極の永久
磁石ｍ２、Ｗ相Ｓ極の位置にＮ極の永久磁石ｍ１がきた
状態で、ロータ２００は停止する。この停止位置ｐ１''
は、前記第１初期励磁の結果得られた全ての停止位置ｐ
１'〜ｐ６'に第２初期励磁を施すと得られることは明ら
かである。つまり、最初の停止位置ｐ１〜ｐ６に第１、
第２の初期励磁を施すと、一つの停止位置ｐ１''に収斂
させることができる。このステータとロータの位置関係
は、次の強制転流であるＵ相からＷ相への通電によりＵ
相Ｎ極、Ｗ相Ｓ極となった時に、正転時に最も大きな起
動トルクを出す位置である。

【００３２】したがって、前記停止位置ｐ１''の状態に
ある発電機に強制転流を施すと、発電機は、最も大きな
トルクがでるロータ、ステータの位置関係から起動され
るため、発電機は滑らかに正転側に回転を開始するよう
になる。

【００３３】次に、前記第１、第２初期励磁の励磁時間
について、図１１を参照して説明する。図１１は、前記
初期停止位置ｐ１〜ｐ６にあるステータとロータに１相
励磁をしたときに、ロータの動きが安定するまでに要す
る時間を示すものである。初期励磁時間が短すぎるとロ
ータの動きが安定せず、停止すべき位置で揺動する。図
から明らかなように、初期励磁を開始してからロータの
動きが安定するまでの時間は、初期停止位置ｐ５の時に
一番大きい、すなわち約０．７秒になることが分かる。
したがって、安全を見越すと、ロータの動きが安定する
までの初期励磁の通電時間は、例えば１秒程度にするの
が好適である。

【００３４】図８は強制転流の処理を示すフローチャー
トである。ステップＳ２０では、予め定められた相、例
えばＵ相からＷ相への通電を行う。ステップＳ２１で
は、ＰＷＭのデューティを徐々に、例えば１％ずつ増加
させる。ステップＳ２２では、エンジンを始動させるに
必要なトルク、例えば特に大きなトルクが必要な乗り越
しトルクを得るときの電流が通電許容値を基準にして設
定した上限値を越える値（＝過電流）になったか否かの
判断がなされる。

【００３５】このステップＳ２２の判断が肯定になった
場合、すなわち上限値になった場合には、ドライバのス
イッチング素子などの保護のためにステップＳ２４に進
んでデューティを、例えば１％減少させる。そして、ス
テップＳ２５では、この１％減少したデューティで強制
転流を実行／継続する。

【００３６】また、このステップＳ２２の判断が否定の
時には、内燃機関の回転数が予め設定された回転回数、
例えば１０回転以上になったか否かの判断がなされ、こ
の判断が肯定になると、強制転流による回転が安定域に
至ったと判断して強制転流は終了し、図１０の通常通電
に移行する。なお、該回転回数に代えて、回転数にして
も良い。

【００３７】前記の動作中、前記センサレス駆動部２２
３は通電していない巻線に誘起される電圧信号で回転位
置検出信号を形成し、該回転位置検出信号に基づいて前
記ロータを駆動する。また、前記内燃機関の回転回数ま
たは回転数は、該回転位置検出信号から検出することが
できる。

【００３８】上記のように、通電電流を所定値に制限す
るリミッタを設け、予め設定した上限値になるまで、Ｐ
ＷＭのデューティを徐々に増加させるため、無駄な大電
流通電がなくなり各巻線への通電を効率良く行わせるこ
とができる。また、上限値となった場合には、デューテ
ィを減少させるため、各巻線への通電を過電流にならな
いデューティで継続できるようになる。

【００３９】図９は、強制転流の変形例を示すフローチ
ャートである。エンジン発電装置１のスイッチング素子
およびドライバ等の能力から、実際には上限値を越えた
過電流状態でも何回か強制転流を実行し、前記乗り越し
トルクを乗り越える必要が生じる場合がある。この変形
例は、このような場合に好適な処理であり、図８の処理
と同じまたは同等の処理には同じステップ番号を付し
て、説明を省略する。

【００４０】ステップＳ２２で過電流であると判定され
た時には、ステップＳ３１に進みカウンタ値を１カウン
トアップする。ステップＳ３２では、該カウンタ値が例
えば１０より大きくなったか否かの判断がなされ、否定
の場合には、ステップＳ２５に進んで該過電流のデュー
ティで強制転流を実行する。該過電流による強制転流を
カウンタ値が１０になるまで続け、それでも過電流が継
続する場合に（ステップＳ３２の判断が否定）、デュー
ティを１％減じるようにする。

【００４１】図１０は通常通電の処理を示すフローチャ
ートである。ステップＳ４１では、デューティを１％増
量し、ステップＳ４２では、予め設定した上限値である
か、すなわち過電流であるか否かの判断をし、この判断
が否定の時にはステップＳ４３に進んで回転数が設定回
転数（例えば、８００ｒｐｍ）以上になったか否かの判
断がなされる。この判断が肯定になると、エンジンは始
動したと判定し、スタータの働きを終了する。すなわ
ち、ステップＳ４４に進んで、デューティを０％にす
る。一方、前記ステップＳ４２の判断が肯定の時には、
過電流を解消するためにステップＳ４５に進んで、デュ
ーティを１％減量し、ステップＳ４６ではその時のデュ
ーティで動作を実行する。

【００４２】図１２は、初期励磁終了後の強制転流から
通常通電に至るまでの通電電流の変化、ＰＷＭデューテ
ィの変化、およびエンジンのクランク回転数の変化の一
例を示すグラフである。このグラフから、エンジンの始
動時の強制転流から通常転流へ移行する過程において、
エンジンの回転数が滑らかに立ち上がるのがわかる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項３の発明によれば、始動トルクの大きな内燃
機関の始動を、ホール素子などの位置検出素子を設けて
いないブラシレス回転電機を用いて行うことができるよ
うになる。また、ブラシレス発電機をブラシレススター
タモータとして兼用することが容易になる。

【００４４】また、請求項２の発明によれば、さらに、
通電していない巻線に誘起される電圧信号を基に形成さ
れた回転位置検出信号に基づいて内燃機関の回転回数ま
たは回転数を検出し、該内燃機関の回転回数または回転
数が所定値に達した時に自動的に通常運転に切り替わる
ようにしたので、強制転流から通常通電への切替が簡単
かつ滑らかに行えるようになる。

【００４５】また、請求項３の発明によれば、初期励磁
終了後の通電は、通電電流を所定値に制限するリミッタ
を設けた状態でＰＷＭのデューティを徐々に増加させる
ようにしたので、始動回転数の立ち上がりを滑らかに確
保しつつ、通電用ドライバの容量を小さく抑えることが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用されるブラシレス回転電機の一
実施形態であるエンジン発電装置の側面図である。

【図２】 図１のＶ−Ｖ断面図である。

【図３】 エンジン発電装置のシステム図である。

【図４】 エンジン発電装置の始動制御のフローチャー
トである。

【図５】 初期励磁の制御のフローチャートである。

【図６】 第１、第２初期励磁の動作の説明図である。

【図７】 第１、第２初期励磁の動作の説明図である。

【図８】 強制転流の第１実施例の制御のフローチャー
トである。

【図９】 強制転流の第２実施例の制御のフローチャー
トである。

【図１０】 通常通電の制御のフローチャートである。

【図１１】 初期停止位置ｐ１〜ｐ６において、１相励
磁した場合のロータの安定時間を示す図である。

【図１２】 初期励磁終了後の強制転流から通常通電に
至るまでの通電電流の変化、ＰＷＭデューティの変化、
およびエンジンのクランク回転数の変化を示す図であ
る。

【図１３】 フリーな状態で停止させた時のステータと
ロータの相対位置関係を示す図である。

【符号の説明】

３・・・発電機、１５・・・コンバータ、１７・・・インバー
タ、１８・・・復調フィルタ、１９・・・リレー、２２・・・ス
タータドライバ、２３・・・整流回路、２５・・・電源、１０
０・・・ステータ、２００・・・ロータ、３００・・・Ｕ，Ｖ，
Ｗ相の磁極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 満 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 脇谷 勉 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA13 DB20 EB01 HA04 HA09 SS07 UA06 XA12 5H607 AA12 BB01 BB09 BB14 BB17 BB26 BB27 CC01 DD01 DD19 FF02 GG08 HH01 HH06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の出力軸に連結される磁石回転
   子と、電気角で１２０°の位相差をもたせて配置された
   第１、第２、第３相の固定子巻線とを有し、前記回転子
   の回転位置検出信号に基づいて前記各固定子巻線に順次
   通電して強制転流を行うように構成した内燃機関駆動用
   ブラシレス回転電機の始動方法において、 始動時に、初期励磁として、前記第１、第２、第３相の
   固定子巻線のいずれか二つの巻線間にのみ通電して前記
   磁石回転子の位置を固定し、 次いで、前記強制転流として、通電量を徐々に増しなが
   ら前記各相の巻線間に順次強制的に通電して前記磁石回
   転子を強制的に回転させ、 この時、通電していない巻線に誘起される電圧信号で回
   転位置検出信号を形成し、該形成された回転位置検出信
   号に基づいて前記磁石回転子を駆動して前記内燃機関の
   出力軸を駆動すると共に、該回転位置検出信号から前記
   内燃機関の回転回数または回転数を検出して所定回転回
   数または回転数に到達した時点で通電を停止するように
   したことを特徴とする内燃機関駆動用ブラシレス回転電
   機の始動方法。
2. 【請求項２】 前記強制転流から通常通電に移行するタ
   イミングは、前記回転位置検出信号から算出した回転回
   数または回転数が所定値に達したことで判断するように
   したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関駆動用
   ブラシレス回転電機の始動方法。
3. 【請求項３】 前記初期励磁終了後の通電は、通電電流
   を所定値に制限するリミッタを設けた状態でＰＷＭのデ
   ューティを徐々に増加させるようにしたことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の内燃機関駆動用ブラシレス
   回転電機の始動方法。