WO2016174772A1 - 始動発電制御装置、始動発電制御方法および始動発電機 - Google Patents

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WO2016174772A1
WO2016174772A1 PCT/JP2015/062998 JP2015062998W WO2016174772A1 WO 2016174772 A1 WO2016174772 A1 WO 2016174772A1 JP 2015062998 W JP2015062998 W JP 2015062998W WO 2016174772 A1 WO2016174772 A1 WO 2016174772A1
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terminal
circuit
battery
edlc
control unit
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PCT/JP2015/062998
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達也 新井
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新電元工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a starting power generation control device, a starting power generation control method, and a starting generator.
  • Some vehicle power supply devices use both a battery and a capacitor as power storage means (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • the vehicle power supply device described in Patent Document 1 uses a capacitor as an auxiliary power supply when the battery is abnormal.
  • the vehicle power supply device described in Patent Document 2 uses a battery and a capacitor in combination in order to cope with an idling stop function and the like.
  • Patent Document 3 describes an example of an idling stop system using a motor generator for a vehicle.
  • the motor generator is configured using field windings. Therefore, in order to prevent the battery from being discharged by the field current at the time of idling stop, the field current is cut off after a predetermined time has elapsed from the start of the idle stop.
  • Patent Document 3 does not show a configuration in which a battery and a capacitor are used in combination.
  • An object of the present invention is to provide a starter power generation control device, a starter power generation control method, and a starter generator that perform processing suitable when a battery and a capacitor are used in combination, and suppress an increase in the size of the battery.
  • a starter power generation control device controls a motor generator having a field portion made of a permanent magnet, a first multiphase winding, and a second multiphase winding.
  • a starting power generation control device having a first DC terminal connected to a battery and a plurality of first AC terminals connected to the first multiphase winding, and bidirectionally between DC and AC
  • Two circuits, a third circuit for connecting or blocking between the first DC terminal and the second DC terminal, and a connection or blocking for connection between the third DC terminal connected to the capacitor and the second DC terminal And a fourth circuit.
  • the fourth circuit is composed of a MOSFET in which a cathode of a parasitic diode is connected to the second DC terminal.
  • the battery or the power storage state of the battery connected to the first DC terminal or the storage state of the capacitor connected to the third DC terminal is determined.
  • AC power is output from the one circuit and the second circuit to the first multiphase winding and the second multiphase winding by using both or one of the capacitors as a power source.
  • one aspect of the starting power generation control method is a starting power generation control method for controlling a motor generator having a field portion made of a permanent magnet, a first multiphase winding, and a second multiphase winding.
  • a first DC terminal connected to the battery and a plurality of first AC terminals connected to the first multiphase winding, wherein the power is bidirectionally converted between DC and AC.
  • a second circuit that has one circuit, a second DC terminal, and a plurality of second AC terminals connected to the second multiphase winding, and that converts power bidirectionally between DC and AC;
  • a third circuit for connecting or blocking between the first DC terminal and the second DC terminal; and a fourth circuit for connecting or blocking between the third DC terminal connected to a capacitor and the second DC terminal; Using or to connect or disconnect the third circuit and the fourth circuit.
  • An aspect of the starter generator according to the present invention includes a motor generator having a field portion made of a permanent magnet, a first multiphase winding, and a second multiphase winding, and a battery connected to a battery.
  • a first circuit that has one DC terminal and a plurality of first AC terminals connected to the first multiphase winding, and that converts power bidirectionally between DC and AC; a second DC terminal;
  • a second circuit that has a plurality of second AC terminals connected to the second multiphase winding and converts power bidirectionally between DC and AC; the first DC terminal; and the second DC terminal
  • a fourth circuit for connecting or blocking between the third DC terminal connected to the capacitor and the second DC terminal.
  • the battery and the capacitor when the battery and the capacitor are used as power supply destinations in accordance with the capacity stored in the battery, the battery consumption is minimized and the battery capacity is insufficient because the battery and the capacitor are switched over timely.
  • the engine is reliably started from the idle stop by the electric power stored in the capacitor. As described above, it is possible to perform processing suitable for the case where a battery and a capacitor are used in combination, and it is not necessary to mount a large battery with a sufficient capacity, and the battery can be reduced in size compared to the conventional one.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining an engine start control flow in the starter power generation system 1 shown in FIG. 1.
  • 3 is a flowchart for explaining a kick engine start control flow in the starter power generation system 1 shown in FIG. 1.
  • It is a flowchart for demonstrating the electric double layer capacitor charge control flow in the starting electric power generation system 1 shown in FIG.
  • It is a flowchart for demonstrating the battery charge control flow in the starting electric power generation system 1 shown in FIG.
  • FIG. 1 is a flowchart for demonstrating the electric double layer capacitor quick charge control flow in the starting electric power generation system 1 shown in FIG.
  • FIG. 4 It is a flowchart for demonstrating the battery quick charge control flow in the starting electric power generation system 1 shown in FIG. 4 is a flowchart for explaining a high torque start control flow in the starter power generation system 1 shown in FIG. 1. It is a schematic circuit diagram for demonstrating the structural example of other embodiment of this invention. 10 is a flowchart for explaining a high torque start control flow in the starter power generation system 1a shown in FIG. 9;
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram for explaining a configuration example of one embodiment of the present invention.
  • the starting power generation system 1 shown in FIG. 1 includes a starting power generation control device 10, a battery Ba, a fuse Fs, a relay Ry1, a relay Ry2, an ignition switch IGNs, and a starter switch STs.
  • Battery Ba is a secondary battery rated for DC 12V.
  • the positive electrode of the battery Ba is connected to one terminal of the fuse Fs and to the terminal 2 of the relay Ry2.
  • the negative electrode of the battery Ba is grounded.
  • the other terminal of the fuse Fs is connected to one terminal of the relay Ry1.
  • the other terminal of the relay Ry1 is connected to the terminal 1 of the relay Ry2 and the electrical load.
  • the relay Ry1 is an a contact (make contact) relay that is open when the coil is not energized and closed when the coil is energized.
  • the relay Ry2 is a c-contact relay, and the terminal 1 and the terminal C are closed when the coil is not energized, and the terminal 2 and the terminal C are closed when the coil is energized.
  • the terminal C of the relay Ry2 is connected to the DC terminal 111.
  • the coil of the relay Ry1 and the coil of the relay Ry2 are energized and controlled by the control unit 15 in the starting power generation control device 10.
  • One terminal of the ignition switch IGNs is connected to a connection point between the fuse Fs and the relay Ry1 via a diode D1 in the starting power generation control device 10, and is electrically connected via a diode D3 in the starting power generation control device 10. It is connected to a multilayer capacitor EDLC (hereinafter referred to as EDLC).
  • One terminal of the ignition switch IGNs is connected to the cathode of the diode D1 and the cathode of the diode D3.
  • the other terminal of the ignition switch IGNs is connected to the power supply terminal Vcc of the control unit 15 and one terminal of the starter switch STs.
  • the other terminal of the starter switch STs is connected to the control unit 15.
  • the ignition switch IGNs is a switch for turning on / off electrical components of the automobile, and the starter switch STs is a switch for starting the engine.
  • the starting power generation control device 10 includes a first circuit 11, a second circuit 12, a third circuit 13, a fourth circuit 15, diodes D1 to D3, transistors Tr1 and Tr2, resistors R1 to R4, A generator ACG1, a motor generator ACG2, and an EDLC are provided.
  • the starting power generation control device 10 may have a configuration including a motor generator ACG1, a motor generator ACG2, and an EDLC, as shown in FIG.
  • the structure which does not contain motor generator ACG1, motor generator ACG2, and EDLC may be sufficient.
  • the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 have a common field part and an armature core, and are configured as one body, and can be regarded as one motor generator.
  • excluding EDLC from the starter generation control apparatus 10 shown in FIG. 1 is called a starter generator.
  • the starter generator includes the motor generator ACG1, the motor generator ACG2, the first circuit 11, the second circuit 12, the third circuit 13, and the first circuit 13 for controlling the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2.
  • the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 include a common field portion made of a permanent magnet (not shown) and a common armature core (not shown).
  • the field portion (not shown) is composed of a plurality of sets of N-pole permanent magnets and S-pole permanent magnets.
  • a multi-phase winding ACG1-C included in the motor generator ACG1 and a multi-phase winding ACG2-C included in the motor generator ACG2 are wound around the common armature core. That is, the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 are provided with a field portion and an armature core in common, and are provided with the multiphase winding ACG1-C or the multiphase winding ACG2-C independently.
  • the field portion is directly connected to an engine crankshaft (not shown), and rotates in synchronization with the rotation of the engine.
  • the multiphase winding ACG1-C is a three-phase winding in which the winding U1, the winding V1, and the winding W1 are star-connected or delta-connected.
  • the multiphase winding ACG2-C is a three-phase winding in which the winding U2, the winding V2, and the winding W2 are star-connected or delta-connected.
  • the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 operate as a starter motor (starting motor) or operate as an ACG (alternator) under the control of the control unit 15.
  • the motor generator ACG1 (or the motor generator ACG2) includes a plurality of hall sensors Hs for detecting the angle of the field part. The output of the hall sensor Hs is input to the control unit 15.
  • the first circuit 11 includes six n-channel MOSFETs (metal oxide field effect transistors) (hereinafter referred to as MOSFETs) (Q1) to (Q6) to constitute a three-phase bridge orthogonal transformation circuit.
  • MOSFETs metal oxide field effect transistors
  • the drains of the MOSFETs (Q1) to (Q3) are connected to the DC terminal 111 on the positive side (high side).
  • the sources of the MOSFETs (Q4) to (Q6) are connected to the DC terminal 112 on the negative side (low side).
  • DC terminal 111 is connected to battery Ba via relay Ry2 or via relay Ry2 and relay Ry1.
  • the DC terminal 112 is grounded.
  • the source of the MOSFET (Q1) and the drain of the MOSFET (Q4) are connected to the AC terminal 113.
  • the source of the MOSFET (Q2) and the drain of the MOSFET (Q5) are connected to the AC terminal 114. Further, the source of the MOSFET (Q3) and the drain of the MOSFET (Q6) are connected to the AC terminal 115.
  • the AC terminals 113, 114, and 115 of the first circuit 11 are connected to the ends of the windings U1, V1, and W1 of the multiphase winding ACG1-C.
  • the gates of the MOSFETs (Q1) to (Q6) are connected to the control unit 15.
  • the first circuit 11 is controlled to be turned on or off at a predetermined timing by the control unit 15 in accordance with the output of the Hall sensor Hs, thereby converting power bidirectionally between alternating current and direct current.
  • the second circuit 12 includes six MOSFETs (Q7) to (Q12) and constitutes a three-phase bridge orthogonal transformation circuit.
  • the drains of the MOSFETs (Q7) to (Q9) are connected to the high-side DC terminal 121.
  • the sources of the MOSFETs (Q10) to (Q12) are connected to the low-side DC terminal 122.
  • the DC terminal 122 is grounded.
  • the source of the MOSFET (Q7) and the drain of the MOSFET (Q10) are connected to the AC terminal 123.
  • the source of the MOSFET (Q8) and the drain of the MOSFET (Q11) are connected to the AC terminal 124.
  • the source of the MOSFET (Q9) and the drain of the MOSFET (Q12) are connected to the AC terminal 125.
  • the AC terminals 123, 124, and 125 of the second circuit 12 are connected to the ends of the windings U2, V2, and W2 of the multiphase winding ACG2-C.
  • the gates of the MOSFETs (Q7) to (Q12) are connected to the control unit 15.
  • the second circuit 12 is controlled to be turned on or off at a predetermined timing according to the output of the hall sensor Hs by the control unit 15, thereby converting electric power bidirectionally between alternating current and direct current.
  • the third circuit 13 includes a MOSFET (Q13) and a MOSFET (Q14).
  • the source of the MOSFET (Q13) is connected to the DC terminal 111, and the drain is connected to the drain of the MOSFET (Q14).
  • the source of the MOSFET (Q14) is connected to the DC terminal 121.
  • the third circuit 13 is connected in series so that the parasitic diode of the MOSFET (Q13) and the parasitic diode of the MOSFET (Q14) face each other, so that when the MOSFET (Q13) and the MOSFET (Q14) are turned off, Can be blocked in both directions.
  • the gates of the MOSFETs (Q13) and (Q14) are connected to the control unit 15.
  • the third circuit 13 connects the DC terminal 111 and the DC terminal 121 by turning on the MOSFETs (Q13) and (Q14), and turns off the MOSFETs (Q13) and (Q14). The connection with the DC terminal 121 is cut off.
  • the fourth circuit 14 includes a MOSFET (Q15).
  • the drain of the MOSFET (Q15) is connected to the DC terminal 121, and the source is connected to the DC terminal 131.
  • the cathode of the parasitic diode of the MOSFET (Q15) By connecting the cathode of the parasitic diode of the MOSFET (Q15) to the DC terminal 121, the current from the DC terminal 121 to the DC terminal 131 can be cut off when the MOSFET (Q15) is turned off.
  • One terminal of the EDLC is connected to the DC terminal 131.
  • the gate of the MOSFET (Q15) is connected to the control unit 15.
  • the fourth circuit 14 connects the DC terminal 131 and the DC terminal 121 connected to the EDLC by turning on the MOSFET (Q15), and turns off the MOSFET (Q15) to connect the DC terminal 121 and the DC terminal 131. Current from the DC terminal 121 to the DC terminal 131 is cut off.
  • the 4th circuit 14 is good also as a circuit which connects or interrupts
  • the control unit 15 includes a power supply circuit, a MOSFET drive circuit, a microcomputer, and the like, and controls each unit by executing a predetermined program by a CPU (Central Processing Unit) such as a microcomputer.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the diode D1 has an anode connected to a connection portion between the relay Ry1 and the fuse Fs, and a cathode connected to one terminal of the ignition switch IGNs, a cathode of the diode D2, and a cathode of the diode D3.
  • the anode of the diode D2 is connected to the terminal C of the relay Ry2, the DC terminal 111, and the source of the MOSFET (Q13).
  • the diode D3 has an anode connected to the DC terminal 131, one terminal of the EDLC, and the source of the MOSFET (Q15).
  • the diode D1 is configured to prevent the electric power generated by the motor generator ACG1 and the like from being used to charge the battery Ba via the wiring that supplies power from the battery Ba to the ignition switch IGNs at the time of kick start.
  • the current flowing from the direct current terminal 111 to the battery Ba is cut off.
  • the diode D2 is inserted in a wiring for supplying power from the DC terminal 111 to the ignition switch IGNs, and limits the direction of current to the direction from the DC terminal 111 to the ignition switch IGNs.
  • a voltage higher than the rated voltage of the electrical load charged in the EDLC is prevented from being applied to the electrical load in an operation corresponding to high torque described later.
  • the diode D3 is configured to prevent a charging current from flowing from the battery Ba to the EDLC via the wiring that supplies power from the EDLC to the ignition switch IGNs when the battery Ba is in a charged state and the EDLC is in an uncharged state.
  • the current from the battery Ba to the EDLC is cut off via the wiring.
  • the transistor Tr1 is a pnp transistor, and has an emitter connected to the connection portion of the relay Ry1, the fuse Fs, and the diode D1, a collector connected to one end of the resistor R1, and a base connected to the control portion 15.
  • the other end of the resistor R1 is connected to one end of the resistor R2 and the control unit 15.
  • the other end of the resistor R2 is grounded.
  • the control unit 15 turns on the transistor Tr1 during a period in which the terminal voltage of the battery Ba is detected, and reads a voltage value divided by the resistors R1 and R2 as a signal vb (hereinafter also referred to as a voltage value vb). By turning off the transistor Tr1 during a period in which no voltage is detected, the discharge current from the battery Ba via the resistor R1 and the resistor R2 is cut off.
  • the transistor Tr2 is a pnp transistor, and has an emitter connected to a connection portion between the DC terminal 131, the MOSFET (Q15) and the diode D3, a collector connected to one end of the resistor R3, and a base connected to the control portion 15.
  • the other end of the resistor R3 is connected to one end of the resistor R4 and the control unit 15.
  • the other end of the resistor R4 is grounded.
  • the control unit 15 turns on the transistor Tr2 during a period in which the terminal voltage of the EDLC is detected, and reads a voltage value divided by the resistors R3 and R4 as a signal sc (hereinafter also referred to as a voltage value sc). By turning off the transistor Tr2 during a period in which no voltage is detected, the discharge current from the EDLC via the resistor R3 and the resistor R4 is cut off.
  • the ignition switch IGNs is a switch for turning on the power of the control unit 15.
  • the user turns on the ignition switch IGNs, power is supplied from the battery Ba to the control unit 15 via the diode D1.
  • the ignition switch IGNs is turned on, the electric power generated by the motor generator ACG1 is supplied to the control unit 15 via the first circuit 11 and the diode D2.
  • the ignition switch IGNs is turned on, the electric power generated by the motor generator ACG2 is supplied to the control unit 15 via the second circuit 12 and the diode D3.
  • the ignition switch IGNs is turned on, power is supplied from the EDLC to the control unit 15 via the diode D3.
  • the EDLC is an electric double layer capacitor as described above, and has one end connected to the DC terminal 131 and the other end grounded.
  • the EDLC is configured, for example, in a form in which a plurality of identical electric double layer capacitors are connected in series.
  • FIG. 2 shows an engine start control flow in the starter power generation system 1.
  • FIG. 3 shows a kick engine start control flow in the starter power generation system 1.
  • FIG. 4 shows an EDLC charge control flow in the starter power generation system 1.
  • FIG. 5 shows a charging control flow of the battery Ba in the starting power generation system 1.
  • FIG. 6 shows an EDLC quick charge control flow in the starter power generation system 1.
  • FIG. 7 shows a quick charge control flow of the battery Ba in the starting power generation system 1.
  • FIG. 8 shows a high torque start control flow in the starter power generation system 1.
  • the starter switch STs is a switch for starting the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 as a cell motor.
  • Electric loads are connected between the relay Ry1 and the terminal 1 of the relay Ry2, thereby supplying power from the battery Ba (turning on the relay Ry1) or supplying power from the EDLC (third).
  • the circuit 13 and the fourth circuit 14 can be turned on), and the selection of both is determined by the amount of charge of each.
  • the electrical load is operated by a control signal from the control unit 15 to operate the engine.
  • the control unit 15 performs predetermined initial processing after the power source Vcc rises, and then turns on the battery storage amount detection transistor Tr1 in step S101 of FIG. 2 and also detects the EDLC storage amount detection transistor. Turn on Tr2.
  • step S101 the control unit 15 reads the signal vb and the signal sc.
  • step S101 the control unit 15 calculates the charged amount of the battery Ba based on the read value of the signal vb, and calculates the charged amount of EDLC based on the read value of the signal sc (step S101).
  • control unit 15 puts the processing shown in FIG. 2 into a standby state until the starter switch STs is turned on (repeat “N” in step S102).
  • the control unit 15 determines which stage (stage) the position of the field part, that is, the rotor, is based on the output signal of the Hall sensor Hs. (Step S103).
  • step S104 to S111 the control unit 15 executes any one of the following processes (2) to (4) based on the charged amount of battery Ba and the charged amount of EDLC calculated in step S101. .
  • step S104 The control unit 15 determines whether or not the amount of power stored in the battery Ba is sufficient in step S104. If the control unit 15 determines that the storage amount is sufficient (in the case of “Y” in step S104), the control unit 15 performs the following process. That is, the control part 15 switches the contact of relay Ry2 to the terminal 2 side by step S105. In step S105, the control unit 15 turns on the third circuit 13 and turns off the fourth circuit 14 (OFF).
  • control unit 15 supplies power to the first circuit 11 and the second circuit 12 based on the rotor position information calculated based on the output signal of the Hall sensor Hs of the motor generator ACG1, and the motor generator ACG1 and the motor
  • the generator ACG2 is started to rotate (step S106).
  • Step S107 The control unit 15 determines whether or not the charged amount of the battery Ba is sufficient in step S104, and determines that the charged amount of EDLC is sufficient when it is determined that it is not sufficient (in the case of “N” in step S104). (Step S107). When it is determined that the amount of power stored in the EDLC is sufficient (in the case of “Y” in step S107), the control unit 15 performs the following process. That is, in step S108, the control unit 15 turns off the relay Ry1 and switches the contact of the relay Ry2 to the terminal 1 side. In addition, the control unit 15 turns on the third circuit 13 and turns on the fourth circuit 14 in step S108.
  • control unit 15 supplies power to the first circuit 11 and the second circuit 12 based on the rotor position information calculated based on the output signal of the Hall sensor Hs of the motor generator ACG1, and the motor generator ACG1 and the motor
  • the generator ACG2 is started to rotate (step S109).
  • the control unit 15 determines whether or not the charged amount of the battery Ba is sufficient in step S104, and determines that the charged amount of EDLC is sufficient when it is determined that it is not sufficient (in the case of “N” in step S104). (Step S107). If the control unit 15 determines that the amount of electricity stored in the EDLC is not sufficient (in the case of “N” in step S107), the control unit 15 performs the following process. That is, the control part 15 switches the contact of relay Ry2 to the terminal 2 side by step S110. In addition, the control unit 15 turns off the third circuit 13 and turns on the fourth circuit 14 in step S110.
  • control unit 15 supplies power to the first circuit 11 and the second circuit 12 based on the rotor position information calculated based on the output signal of the Hall sensor Hs of the motor generator ACG1, and the motor generator ACG1 and the motor
  • the generator ACG2 is started to rotate (step S109).
  • step S201 After the ignition switch IGNs is turned on (after “Y” in step S201), the controller 15 recognizes that the kick has been kicked (“Y” in step S202) by a signal from the hall sensor Hs.
  • the control unit 15 turns on the third circuit 13 and turns off the fourth circuit 14, and the electric power generated by the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 is passed through the first circuit 11 and the second circuit 12.
  • Supply to the electrical load step S203.
  • the relay Ry1 is open, the contact of the relay Ry2 is on the terminal 1 side, and the output of the first circuit 11 and the output of the second circuit 12 do not charge the battery Ba.
  • the control when the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 operate as generators is as follows.
  • the battery Ba and the EDLC can be charged by normal charging and quick charging.
  • the control unit 15 turns off the third circuit 13, charges the battery Ba with the output of the first circuit 11, and charges the EDLC with the output of the second circuit 12.
  • the fourth circuit 14 is turned off and the third circuit 13 is turned on.
  • the battery Ba is charged by adding the output of the first circuit 11 and the output of the second circuit 12.
  • the relay Ry1 is turned off, the third circuit 13 and the fourth circuit 14 are turned on, and the EDLC is charged by adding the outputs of the first circuit 11 and the second circuit 12 together. To do.
  • step S301 the control unit 15 determines whether or not the engine is operating.
  • the control unit 15 ends the flow of FIG. 4 without charging the EDLC.
  • step S301 the control unit 15 retards the ON / OFF control of the second circuit 12 from the EDLC voltage value sc so that the voltage value sc becomes a constant voltage. The amount is calculated (step S302).
  • step S303 the control unit 15 turns off the third circuit 13 and turns on the fourth circuit 14 (step S303).
  • control unit 15 controls the output of the motor generator ACG2 by performing on / off control of the second circuit 12 with the retardation pattern obtained in step S302 (step S304).
  • control unit 15 determines whether or not charging of the EDLC is completed based on the voltage value sc (step S305). When it is determined that the charging of the EDLC is completed (in the case of “Y” in step S305), the control unit 15 turns off the third circuit 13 and the fourth circuit 14 (step S306) and ends the process. When it is not determined that the charging of the EDLC is completed (in the case of “N” in step S305), the control unit 15 executes the process of step S301 again.
  • the third circuit 13 and the fourth circuit 14 are turned off to open the motor generator ACG2, thereby reducing friction.
  • the controller 15 does not perform constant voltage control by phase control of the second circuit 12 after the charging is completed.
  • the control unit 15 first determines whether or not the engine is operating (step S401). When not operating (in the case of “N” in step S401), the control unit 15 does not charge the battery Ba and ends the flow of FIG. On the other hand, when it is in operation (in the case of “Y” in step S401), the control unit 15 turns on the relay Ry1, connects the relay Ry2 to the terminal 1, and further the voltage value vb is determined from the battery voltage value vb.
  • the retardation amount in the on / off control of the first circuit 11 is calculated so as to be a constant voltage (step S402).
  • the control unit 15 turns off the third circuit 13 (step S403).
  • the control unit 15 controls the output of the motor generator ACG1 by performing on / off control of the first circuit 11 with the retardation pattern obtained in step S402 (step S404).
  • the control part 15 performs the process of step S401 again.
  • the control unit 15 determines whether or not the engine is operating (step S601). When not operating (in the case of “N” in step S601), the control unit 15 ends the flow of FIG. 6 without performing the quick charging of the EDLC. On the other hand, when it is operating (in the case of “Y” in step S601), the control unit 15 turns on / off the first circuit 11 and the second circuit 12 so that the voltage value sc becomes a constant voltage from the EDLC voltage value sc. A retardation amount in the control is calculated (step S602).
  • control unit 15 turns off the relay Ry1, connects the contact point of the relay Ry2 to the terminal 1, turns on the third circuit 13, and turns on the fourth circuit 14 (step S603).
  • control unit 15 controls the outputs of the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 by performing on / off control of the first circuit 11 and the second circuit 12 with the retardation pattern obtained in step S602 ( Step S604).
  • control unit 15 determines whether or not the charging of the EDLC is completed based on the voltage value sc (step S605).
  • step S605 When it is determined that charging of the EDLC is completed (in the case of “Y” in step S605), the control unit 15 turns on the relay Ry1, connects the contact of the relay Ry2 to the terminal 1 side, and the third circuit 13 and The fourth circuit 14 is turned off (step S606), and the process ends.
  • the control unit 15 executes the process of step S601 again.
  • the control unit 15 determines whether or not the engine is operating (step S701). When not operating (in the case of “N” in step S701), the control unit 15 does not perform rapid charging of the battery Ba and ends the flow of FIG. On the other hand, when it is operating (in the case of “Y” in step S701), the control unit 15 turns on and off the first circuit 11 and the second circuit 12 so that the voltage value vb becomes a constant voltage from the battery voltage value vb. A retard amount in the control is calculated (step S702).
  • control unit 15 turns on the relay Ry1, connects the contact of the relay Ry2 to the terminal 1 side, turns on the third circuit 13, and turns off the fourth circuit 14 (step S703).
  • control unit 15 controls the outputs of the motor generator ACG1 and the motor generator ACG2 by performing on / off control of the first circuit 11 and the second circuit 12 with the retardation pattern obtained in step S702 ( Step S704).
  • the control unit 15 determines whether or not the charging of the battery Ba is completed based on the voltage value vb (step S705). When it is determined that the charging of the battery Ba is completed (in the case of “Y” in step S705), the control unit 15 turns off the third circuit 13 (step S706) and ends the process. When it is not determined that the charging of the battery Ba is completed (in the case of “N” in step S705), the control unit 15 executes the process of step S701 again.
  • the torque of the motor is proportional to the current flowing through the winding, that is, the voltage applied to the winding.
  • the third circuit 13 is turned off, the motor generator ACG1 is fed from the battery Ba, and the motor generator ACG2 is fed from the EDLC.
  • the starting torque of the motor generator ACG2 is increased by 50%. According to this, for example, it is possible to cope with a motorcycle with a large displacement without increasing the size of the motor generator ACG.
  • FIG. 8 shows a high torque starting control flow in the starting power generation system 1.
  • the EDLC voltage is set to a value higher than the rated voltage of the battery Ba in the EDLC charging control flow shown in FIG.
  • the control unit 15 puts the processing shown in FIG. 8 into a standby state until the starter switch STs is turned on (repeat “N” in step S501).
  • the control unit 15 determines which stage the rotor is in based on the output signal of the hall sensor Hs (step S502).
  • the control unit 15 turns off the third circuit 13 and turns on the fourth circuit 14 in step S503.
  • the control unit 15 switches the contact of the relay Ry2 to the terminal 2 side.
  • control unit 15 supplies power to the first circuit 11 and the second circuit 12 based on the rotor position information calculated based on the output signal of the Hall sensor Hs of the motor generator ACG1, and the motor generator ACG1 and the motor
  • the generator ACG2 is started to rotate (step S504).
  • the motor generator ACG1 is supplied with power from the battery Ba via the first circuit 11
  • the motor generator ACG2 is supplied with power from the EDLC via the second circuit 121.
  • the starting power generation control device which is a control device for a motor generator having both the function of an engine starter and the function of a generator and having a plurality of windings. That is, the starting power generation control device 10 of the present embodiment includes a motor generator ACG1 and a first circuit 11 for engine start and battery charging, and a motor generator ACG2 and a second circuit 11 for engine starting and EDLC charging.
  • the circuit 12, the first circuit 11 and the second circuit 12 are electrically disconnected from each other, and the third circuit 13 for the purpose of electrically connecting and disconnecting from each other and the direction from the second circuit 12 toward the EDLC are electrically disconnected.
  • a fourth circuit 14 for the purpose.
  • the battery and EDLC are switched from time to time based on the operation status of the vehicle and the amount of charge of the battery to minimize battery consumption and to reliably start the engine from the idle stop.
  • the capacity of the battery is determined for the purpose of supplying the necessary energy when starting the engine, and EDLC supplements a part of it, so the battery capacity can be reduced compared to the case where EDLC is not used. It is easy to secure a place for mounting the battery.
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram for explaining a configuration example of another embodiment of the present invention, and shows only a changed portion from the starting power generation system 1 shown in FIG.
  • the starting power generation system 1a shown in FIG. 9 differs from the starting power generation system 1 shown in FIG. 1 in the following points. That is, the EDLC is divided into an electric double layer capacitor EDLC-1 and an electric double layer capacitor EDLC-2 each having an independent pair of terminals (hereinafter referred to as EDLC-1 and EDLC-2). Also, relays Ry3 and Ry4 are newly provided.
  • the same reference numerals are used for the same components as in FIG.
  • the relay Ry3 is a c-contact relay, and the terminal 1 and the terminal C are closed when the coil is not energized, and the terminal 2 and the terminal C are closed when the coil is energized.
  • the terminal C of the relay Ry3 is connected to the terminal 142 of the EDLC-1.
  • the terminal 2 of the relay Ry3 is connected to the terminal 2 of the relay Ry4.
  • the terminal 1 of the relay Ry3 is grounded.
  • the relay Ry4 is a c-contact relay, and the terminal 1 and the terminal C are closed when the coil is not energized, and the terminal 2 and the terminal C are closed when the coil is energized.
  • Terminal C of relay Ry4 is connected to terminal 143 of EDLC-2.
  • Terminal 1 of relay Ry4 is connected to terminal 141 and DC terminal 131 of EDLC-1.
  • the coil of the relay Ry3 and the coil of the relay Ry4 are energized and controlled by the control unit 15.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining a high torque start control flow in the starter power generation system 1a shown in FIG.
  • the high torque start control flow described with reference to FIG. 8 is different from the processing in step S503a. That is, in step S503a shown in FIG. 10, a process of setting the contact point of the relay Ry3 to the terminal 2 side and a process of setting the contact point of the relay Ry4 to the terminal 2 side are added.
  • the relay Ry3 and the relay Ry4 and the wiring connected thereto are newly added, but the processing for charging the EDLC to 24V in advance is not required when the high torque is supported.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the above.
  • the multiphase winding ACG1-C and the multiphase winding ACG2-C may be delta connection without a neutral point.
  • the voltage value at the time of high torque correspondence is not restricted to 24V, It is good also as voltages, such as 36V and 48V.

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Abstract

永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機を制御する装置であって、バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路とを備える。

Description

始動発電制御装置、始動発電制御方法および始動発電機
　本発明は、始動発電制御装置、始動発電制御方法および始動発電機に関する。
　車両用電源装置には、蓄電手段としてバッテリとキャパシタとを併用するものがある（例えば特許文献１および特許文献２）。特許文献１に記載されている車両用電源装置は、バッテリ異常時の補助電源としてキャパシタを使用する。また、特許文献２に記載されている車両用電源装置は、アイドリングストップ機能等に対応するため、バッテリとキャパシタとを併用する。
　また、特許文献３には、車両用の電動発電機を用いたアイドリングストップシステムの一例が記載されている。特許文献３に記載されているシステムでは、電動発電機が界磁巻線を用いて構成されている。そのため、アイドリングストップ時に界磁電流によってバッテリが放電してしまうのを防止するため、アイドルストップ開始から所定時間経過後に界磁電流が遮断される。しかしながら、特許文献３には、バッテリとキャパシタとを併用する場合の構成は示されていない。
特開２００９－２２５５３０号公報 特開２００９－１２７２８号公報 特開２００４－１４０９３０号公報
　しかしながら、従来においては、エンジン始動の際にバッテリとキャパシタとの併用が十分なされていない、あるいはキャパシタが用いられていないため、アイドルストップが頻繁に行われ、バッテリの容量が低下することを見込んで、容量を大きなバッテリを車両に搭載することが行われている。このため、バッテリが大型化することで車両によっては、このバッテリを搭載する場所の確保が困難となる。
本発明は、バッテリとキャパシタとを併用する場合に適した処理を行い、バッテリの大型化を抑制する始動発電制御装置、始動発電制御方法および始動発電機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明による始動発電制御装置の一態様は、永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機を制御する始動発電制御装置であって、バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路とを備える。
　また、本発明による始動発電制御装置の一態様は、前記第４回路が、寄生ダイオードのカソードを前記第２直流端子に接続したＭＯＳＦＥＴからなる。
　また、本発明による始動発電制御装置の一態様は、前記第１直流端子に接続された前記バッテリの蓄電状態または前記第３直流端子に接続された前記キャパシタの蓄電状態に応じて、前記バッテリまたは前記キャパシタの両方またはいずれか一方を電源として前記１回路および前記第２回路から前記第１多相巻線および前記第２多相巻線に対して交流電力を出力する。
　また、本発明による始動発電制御方法の一態様は、永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機を制御する始動発電制御方法であって、バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路とを用いて、前記第３回路および前記第４回路を接続または遮断するステップを含む。
　また、本発明による始動発電機の一態様は、永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機と、バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路とを備える。
　本発明によれば、バッテリに蓄積されている容量に従い、バッテリとキャパシタとを電力の供給先として、適時切換えて使用するため、バッテリの消費を最小限に抑え、かつバッテリの容量が十分でない場合、コンデンサに蓄積された電力によりアイドルストップからのエンジン始動を確実に行う。上述したように、バッテリとキャパシタとを併用した場合に適した処理が行うことができ、容量に余裕をもたせて大きなバッテリを搭載する必要が無く、バッテリを従来に比較して小型化できる。
本発明の一実施形態の構成例を説明するための概略回路図である。 図１に示した始動発電システム１におけるエンジン始動制御フローを説明するためのフローチャートである。 図１に示した始動発電システム１におけるキックエンジン始動制御フローを説明するためのフローチャートである。 図１に示した始動発電システム１における電気二重層キャパシタ充電制御フローを説明するためのフローチャートである。 図１に示した始動発電システム１におけるバッテリ充電制御フローを説明するためのフローチャートである。 図１に示した始動発電システム１における電気二重層キャパシタ急速充電制御フローを説明するためのフローチャートである。 図１に示した始動発電システム１におけるバッテリ急速充電制御フローを説明するためのフローチャートである。 図１に示した始動発電システム１における高トルク始動制御フローを説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態の構成例を説明するための概略回路図である。 図９に示した始動発電システム１ａにおける高トルク始動制御フローを説明するためのフローチャートである。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態の構成例を説明するための概略回路図である。図１に示した始動発電システム１は、始動発電制御装置１０と、バッテリＢａと、ヒューズＦｓと、リレーＲｙ１と、リレーＲｙ２と、イグニッションスイッチＩＧＮｓと、スタータスイッチＳＴｓとを備える。
　バッテリＢａは直流１２Ｖ定格の二次電池である。バッテリＢａの正極は、ヒューズＦｓの一方の端子に接続されるとともに、リレーＲｙ２の端子２に接続されている。バッテリＢａの負極は、接地されている。ヒューズＦｓの他方の端子はとリレーＲｙ１の一方の端子に接続されている。リレーＲｙ１の他方の端子はリレーＲｙ２の端子１と電装負荷とに接続されている。
　リレーＲｙ１はａ接点（メーク接点）のリレーであり、コイル無通電時に開路であり、コイル通電時に閉路である。リレーＲｙ２はｃ接点のリレーであり、コイル無通電時に端子１と端子Ｃとが閉路であり、コイル通電時に端子２と端子Ｃとが閉路である。リレーＲｙ２の端子Ｃは直流端子１１１に接続されている。リレーＲｙ１のコイルとリレーＲｙ２のコイルとは始動発電制御装置１０内の制御部１５によって通電制御される。
　イグニッションスイッチＩＧＮｓの一方の端子は、始動発電制御装置１０内のダイオードＤ１を介してヒューズＦｓとリレーＲｙ１との接続点に接続されるとともに、始動発電制御装置１０内のダイオードＤ３を介して電気二重層キャパシタＥＤＬＣ（以下、ＥＤＬＣと呼称）に接続されている。イグニッションスイッチＩＧＮｓのその一方の端子は、ダイオードＤ１のカソードおよびダイオードＤ３のカソードに接続されている。イグニッションスイッチＩＧＮｓの他方の端子は、制御部１５の電源端子ＶｃｃとスタータスイッチＳＴｓの一方の端子に接続されている。スタータスイッチＳＴｓの他方の端子は制御部１５に接続されている。イグニッションスイッチＩＧＮｓは自動車の電装品をオンまたはオフするためのスイッチであり、スタータスイッチＳＴｓはエンジンを始動するためのスイッチである。
　始動発電制御装置１０は、第１回路１１と、第２回路１２と、第３回路１３と、第４回路１５と、ダイオードＤ１～Ｄ３と、トランジスタＴｒ１およびＴｒ２と、抵抗Ｒ１～Ｒ４と、電動発電機ＡＣＧ１と、電動発電機ＡＣＧ２と、ＥＤＬＣとを備える。なお、始動発電制御装置１０は、図１に示したように、電動発電機ＡＣＧ１と、電動発電機ＡＣＧ２と、ＥＤＬＣとを含む構成であってもよいし、図１に示したものと異なり、電動発電機ＡＣＧ１と、電動発電機ＡＣＧ２と、ＥＤＬＣとを含まない構成であってもよい。また、電動発電機ＡＣＧ１と、電動発電機ＡＣＧ２とは、界磁部および電機子鉄心を共通とし、一体として構成されたものであり、１つの電動発電機としてとらえることができる。また、本願では、図１に示した始動発電制御装置１０から、ＥＤＬＣを除いた構成を始動発電機と呼ぶ。この場合、始動発電機は、電動発電機ＡＣＧ１と、電動発電機ＡＣＧ２と、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２を制御するための第１回路１１、第２回路１２、第３回路１３、第４回路１４、制御部１５等とを備えている。
　電動発電機ＡＣＧ１と電動発電機ＡＣＧ２とは、図示していない永久磁石からなる共通の界磁部と、図示していない共通の電機子鉄心とを備える。図示していない界磁部は、複数組のＮ極の永久磁石およびＳ極の永久磁石から構成されている。また、共通の電機子鉄心には、電動発電機ＡＣＧ１が備える多相巻線ＡＣＧ１－Ｃと、電動発電機ＡＣＧ２が備える多相巻線ＡＣＧ２－Ｃとが巻かれている。すなわち、電動発電機ＡＣＧ１と電動発電機ＡＣＧ２とは、界磁部と、電機子鉄心とを共通に備え、多相巻線ＡＣＧ１－Ｃまたは多相巻線ＡＣＧ２－Ｃを独立に備えている。また、界磁部は、図示していないエンジンのクランクシャフトに直結されていて、エンジンの回転に同期して回転する。多相巻線ＡＣＧ１－Ｃは、巻線Ｕ１と巻線Ｖ１と巻線Ｗ１とをスター結線またはデルタ結線した３相巻線である。多相巻線ＡＣＧ２－Ｃは、巻線Ｕ２と巻線Ｖ２と巻線Ｗ２とをスター結線またはデルタ結線した３相巻線である。電動発電機ＡＣＧ１と電動発電機ＡＣＧ２とは、制御部１５の制御によって、スタータモータ（始動電動機）として動作したり、ＡＣＧ（交流発電機）として動作したりする。また、電動発電機ＡＣＧ１（あるいは電動発電機ＡＣＧ２）は、界磁部の角度を検知するために複数のホールセンサＨｓを備えている。ホールセンサＨｓの出力は制御部１５へ入力される。
　第１回路１１は、６個のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トランジスタ）（以下、ＭＯＳＦＥＴと記す）（Ｑ１）～（Ｑ６）を備え、３相ブリッジ直交変換回路を構成する。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）～（Ｑ３）の各ドレインが、正側（ハイサイド）の直流端子１１１に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ４）～（Ｑ６）の各ソースが、負側（ローサイド）の直流端子１１２に接続されている。直流端子１１１は、リレーＲｙ２を介してまたはリレーＲｙ２およびリレーＲｙ１を介してバッテリＢａに接続される。直流端子１１２は、接地されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）のソースとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ４）のドレインとが交流端子１１３に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ２）のソースとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ５）のドレインとが交流端子１１４に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ３）のソースとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ６）のドレインとが交流端子１１５に接続されている。そして、第１回路１１の各交流端子１１３、１１４および１１５には、多相巻線ＡＣＧ１－Ｃの巻線Ｕ１、Ｖ１およびＷ１の各端部が接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）～（Ｑ６）の各ゲートは、制御部１５に接続されている。第１回路１１は、制御部１５によって、ホールセンサＨｓの出力に応じて所定のタイミングでオンまたはオフに制御されることで、交流および直流間で双方向に電力を変換する。
　第２回路１２は、６個のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ７）～（Ｑ１２）を備え、３相ブリッジ直交変換回路を構成する。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ７）～（Ｑ９）の各ドレインが、ハイサイドの直流端子１２１に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１０）～（Ｑ１２）の各ソースが、ローサイドの直流端子１２２に接続されている。直流端子１２２は、接地されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ７）のソースとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１０）のドレインとが交流端子１２３に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ８）のソースとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１１）のドレインとが交流端子１２４に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ９）のソースとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１２）のドレインとが交流端子１２５に接続されている。そして、第２回路１２の各交流端子１２３、１２４および１２５には、多相巻線ＡＣＧ２－Ｃの巻線Ｕ２、Ｖ２およびＷ２の各端部が接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ７）～（Ｑ１２）の各ゲートは、制御部１５に接続されている。第２回路１２は、制御部１５によって、ホールセンサＨｓの出力に応じて所定のタイミングでオンまたはオフに制御されることで、交流および直流間で双方向に電力を変換する。
　第３回路１３は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）とＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１４）とを備える。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）のソースは直流端子１１１に接続され、ドレインはＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１４）のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１４）のソースは直流端子１２１に接続されている。第３回路１３は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）の寄生ダイオードとＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１４）の寄生ダイオードとが対向するように直列接続することで、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）とＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１４）とをオフした場合に、電流を双方向で遮断することができる。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）および（Ｑ１４）の各ゲートは制御部１５に接続されている。第３回路１３は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）および（Ｑ１４）をオンすることで直流端子１１１と直流端子１２１との間を接続し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）および（Ｑ１４）をオフすることで直流端子１１１と直流端子１２１との間を遮断する。
　第４回路１４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）を備える。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）のドレインは直流端子１２１に接続され、ソースは直流端子１３１に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）の寄生ダイオードのカソードを直流端子１２１に接続することで、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）をオフした場合に、直流端子１２１から直流端子１３１へ向かう電流を遮断することができる。この直流端子１３１にはＥＤＬＣの一方の端子が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）のゲートは制御部１５に接続されている。第４回路１４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）をオンすることでＥＤＬＣに接続される直流端子１３１と直流端子１２１との間を接続し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）をオフすることで直流端子１２１と直流端子１３１との間で直流端子１２１から直流端子１３１へ向かう電流を遮断する。なお、第４回路１４は、第３回路１３と同様に２個のＭＯＳＦＥＴを備えることで、電流を双方向で接続または遮断する回路としてもよい。
　制御部１５は、電源回路、ＭＯＳＦＥＴの駆動回路、マイクロコンピュータ等を備えて構成されていて、マイクロコンピュータ等のＣＰＵ（中央処理装置）によって所定のプログラムを実行することで各部を制御する。
　ダイオードＤ１は、アノードをリレーＲｙ１とヒューズＦｓとの接続部に接続し、カソードをイグニッションスイッチＩＧＮｓの一方の端子とダイオードＤ２のカソードとダイオードＤ３のカソードとに接続する。ダイオードＤ２のアノードは、リレーＲｙ２の端子Ｃと直流端子１１１とＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１３）のソースとに接続する。ダイオードＤ３は、アノードを直流端子１３１とＥＤＬＣの一方の端子とＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）のソースとに接続する。
　ダイオードＤ１は、キックスタート時にバッテリＢａからイグニッションスイッチＩＧＮｓへ電源を供給する配線を介して、電動発電機ＡＣＧ１等が発電した電力がバッテリＢａを充電するために使われないようにするため、当該配線を介して直流端子１１１からバッテリＢａへ向かう電流を遮断する。
　ダイオードＤ２は、直流端子１１１からイグニッションスイッチＩＧＮｓへ電源を供給する配線に挿入されていて、電流の向きを直流端子１１１からイグニッションスイッチＩＧＮｓへの向きに限定する。ダイオードＤ２が無い場合、後述する高トルク対応動作において、ＥＤＬＣに充電された電装負荷の定格電圧より高い電圧が、電装負荷に印加してしまうことを防止する。
　ダイオードＤ３は、バッテリＢａが充電状態でＥＤＬＣが未充電状態のとき、ＥＤＬＣからイグニッションスイッチＩＧＮｓへ電源を供給する配線を介して、バッテリＢａからＥＤＬＣに対して充電電流が流れ込まないようにするため、当該配線を介してバッテリＢａからＥＤＬＣへ向かう電流を遮断する。
　トランジスタＴｒ１はｐｎｐトランジスタであり、エミッタをリレーＲｙ１とヒューズＦｓとダイオードＤ１との接続部に接続し、コレクタを抵抗Ｒ１の一端に接続し、そして、ベースを制御部１５に接続する。抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２の一端と制御部１５とに接続されている。抵抗Ｒ２の他端は接地されている。制御部１５は、バッテリＢａの端子電圧を検知する期間にトランジスタＴｒ１をオンし、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とによって分圧された電圧値を信号ｖｂ（以下、電圧値ｖｂとも記す）として読み込む。電圧検出をしない期間にトランジスタＴｒ１をオフすることで、バッテリＢａからの抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を介した放電電流を遮断する。
　トランジスタＴｒ２はｐｎｐトランジスタであり、エミッタを直流端子１３１とＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１５）とダイオードＤ３との接続部に接続し、コレクタを抵抗Ｒ３の一端に接続し、そして、ベースを制御部１５に接続する。抵抗Ｒ３の他端は、抵抗Ｒ４の一端と制御部１５とに接続されている。抵抗Ｒ４の他端は接地されている。制御部１５は、ＥＤＬＣの端子電圧を検知する期間にトランジスタＴｒ２をオンし、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分圧された電圧値を信号ｓｃ（以下、電圧値ｓｃとも記す）として読み込む。電圧検出をしない期間にトランジスタＴｒ２をオフすることで、ＥＤＬＣからの抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４を介した放電電流を遮断する。
　イグニッションスイッチＩＧＮｓは、制御部１５の電源をオンするためのスイッチである。ユーザがイグニッションスイッチＩＧＮｓをオンすると、ダイオードＤ１を介してバッテリＢａから制御部１５へ電力が供給される。また、イグニッションスイッチＩＧＮｓがオンすると、第１回路１１およびダイオードＤ２を介して電動発電機ＡＣＧ１が発電した電力が制御部１５へ供給される。また、イグニッションスイッチＩＧＮｓがオンすると、第２回路１２およびダイオードＤ３を介して電動発電機ＡＣＧ２が発電した電力が制御部１５へ供給される。また、イグニッションスイッチＩＧＮｓがオンすると、ダイオードＤ３を介してＥＤＬＣから制御部１５へ電力が供給される。
　ＥＤＬＣは、上述したように電気二重層キャパシタであり、一端を直流端子１３１に接続し、他端を接地している。ＥＤＬＣは、例えば、同一の電気二重層キャパシタを複数直列接続した形態で構成されている。
　次に、図１と、図２～図８に示したフローチャートを参照して、始動発電システム１の動作について、制御項目毎に（１）～（７）の処理に場合分けして説明する。図２は、始動発電システム１におけるエンジン始動制御フローを示す。図３は、始動発電システム１におけるキックエンジン始動制御フローを示す。図４は、始動発電システム１におけるＥＤＬＣの充電制御フローを示す。図５は、始動発電システム１におけるバッテリＢａの充電制御フローを示す。図６は、始動発電システム１におけるＥＤＬＣの急速充電制御フローを示す。そして、図７は、始動発電システム１におけるバッテリＢａの急速充電制御フローを示す。図８は、始動発電システム１における高トルク始動制御フローを示す。
　（１）リレーＲｙ１およびリレーＲｙ２の初期状態と制御部１５および電装負荷への給電について（イグニッションスイッチＩＧＮｓをオンした場合）：
　リレーＲｙ１およびリレーＲｙ２は非動作状態（コイル無通電）における接点位置はリレーＲｙ１は開、リレーＲｙ２は端子１側である。イグニッションスイッチＩＧＮｓをオンすることでバッテリＢａまたはＥＤＬＣからダイオードＤ１またはダイオードＤ３経由で制御部１５へ給電される。よってバッテリオープン時やバッテリＢａの蓄電量が不足している場合はＥＬＤＣからダイオードＤ３を経由して制御部１５へ給電される。またキックスタートの場合は第１回路１１からダイオードＤ２を経由して電動発電機ＡＣＧ１の発電電力により制御部１５へ給電され動作を開始する。スタータスイッチＳＴｓは電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２をセルモータとして始動するためのスイッチである。電装負荷（点火、燃料噴射等）へは、リレーＲｙ１とリレーＲｙ２の端子１との間に接続することで、バッテリＢａから給電する（リレーＲｙ１をオンする）ことやＥＤＬＣから給電する（第３回路１３および第４回路１４をオンする）ことが可能で、両者の選択は各々の蓄電量により決定される。電装負荷は制御部１５からの制御信号によって作動しエンジンを始動するよう動作する。
　制御部１５は、電源Ｖｃｃの立ち上がり後、所定の初期処理を行った後、図２のステップＳ１０１で、バッテリ蓄電量検出用のトランジスタＴｒ１をオン（ＯＮ）するとともに、ＥＤＬＣ蓄電量検出用のトランジスタＴｒ２をオンする。そして、ステップＳ１０１で、制御部１５は、信号ｖｂと信号ｓｃとを読み込む。次に、制御部１５は、読み込んだ信号ｖｂの値に基づきバッテリＢａの蓄電量を算出するとともに、読み込んだ信号ｓｃの値に基づきＥＤＬＣの蓄電量を算出する（ステップＳ１０１）。
　次に、制御部１５は、スタータスイッチＳＴｓがオンされるまで、図２に示した処理を待機状態とする（ステップＳ１０２で「Ｎ」の繰り返し）。スタータスイッチＳＴｓがオンされた場合（ステップＳ１０２で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、ホールセンサＨｓの出力信号に基づき界磁部すなわちロータの位置がどのステージ（段階）にあるのかを判別する（ステップＳ１０３）。次に、制御部１５は、ステップＳ１０４～Ｓ１１１においてステップＳ１０１で算出されたバッテリＢａの蓄電量とＥＤＬＣの蓄電量とに基づいて次の（２）～（４）のいずれかの処理を実行する。
　（２）バッテリからのエンジン始動（バッテリ蓄電量が十分な場合）：
　制御部１５は、ステップＳ１０４でバッテリＢａの蓄電量が十分か否かを判定し、十分であると判定した場合（ステップＳ１０４で「Ｙ」の場合）、次の処理を実行する。すなわち、制御部１５は、ステップＳ１０５で、リレーＲｙ２の接点を端子２側に切り換える。また、制御部１５は、ステップＳ１０５で、第３回路１３をオン、第４回路１４はオフ（ＯＦＦ）する。次に、制御部１５は、電動発電機ＡＣＧ１のホールセンサＨｓの出力信号に基づいて算出したロータ位置情報に基づいて、第１回路１１および第２回路１２に給電し、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２を回転始動する（ステップＳ１０６）。
　（３）ＥＤＬＣからのエンジン始動（バッテリ蓄電量が不足しＥＤＬＣの蓄電量が十分な場合）：
　制御部１５は、ステップＳ１０４でバッテリＢａの蓄電量が十分か否かを判定し、十分でないと判定した場合（ステップＳ１０４で「Ｎ」の場合）、ＥＤＬＣの蓄電量が十分か否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御部１５は、ＥＤＬＣの蓄電量が十分であると判定した場合（ステップＳ１０７で「Ｙ」の場合）、次の処理を実行する。すなわち、制御部１５は、ステップＳ１０８で、リレーＲｙ１をオフするとともに、リレーＲｙ２の接点を端子１側に切り換える。また、制御部１５は、ステップＳ１０８で、第３回路１３をオンし、第４回路１４をオンする。次に、制御部１５は、電動発電機ＡＣＧ１のホールセンサＨｓの出力信号に基づいて算出したロータ位置情報に基づいて、第１回路１１および第２回路１２に給電し、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２を回転始動する（ステップＳ１０９）。
　（４）バッテリ、ＥＤＬＣ各々からのエンジン始動（バッテリ、ＥＤＬＣ単独でのエンジン始動が出来ない場合）：
　制御部１５は、ステップＳ１０４でバッテリＢａの蓄電量が十分か否かを判定し、十分でないと判定した場合（ステップＳ１０４で「Ｎ」の場合）、ＥＤＬＣの蓄電量が十分か否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御部１５は、ＥＤＬＣの蓄電量が十分でないと判定した場合（ステップＳ１０７で「Ｎ」の場合）、次の処理を実行する。すなわち、制御部１５は、ステップＳ１１０で、リレーＲｙ２の接点を端子２側に切り換える。また、制御部１５は、ステップＳ１１０で、第３回路１３をオフし、第４回路１４をオンする。次に、制御部１５は、電動発電機ＡＣＧ１のホールセンサＨｓの出力信号に基づいて算出したロータ位置情報に基づいて、第１回路１１および第２回路１２に給電し、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２を回転始動する（ステップＳ１０９）。
　次に、図３を参照して、キックスタート時の動作について説明する。
　（５）キックからのエンジン始動：
　イグニッションスイッチＩＧＮｓがオンされた後（ステップＳ２０１で「Ｙ」の後）、キックされるとホールセンサＨｓの信号により制御部１５はキックされたことを認識する（ステップＳ２０２で「Ｙ」）。制御部１５は、第３回路１３をオンするとともに、第４回路１４をオフし、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２が発電した電力を、第１回路１１および第２回路１２を介して、電装負荷へ供給する（ステップＳ２０３）。この場合、リレーＲｙ１は開、リレーＲｙ２の接点は端子１側であり、第１回路１１の出力および第２回路１２の出力はバッテリＢａを充電しない。
　（６）発電：
　エンジン始動後、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２が発電機として動作する際の制御は次の通りである。バッテリＢａおよびＥＤＬＣの充電の仕方には、通常の充電と急速充電とがある。通常の充電では、制御部１５は、第３回路１３をオフして第１回路１１の出力によりバッテリＢａを充電し、第２回路１２の出力によりＥＤＬＣを充電する。一方、例えば、バッテリ充電が第１回路１１の出力のみでは必要量が満たされない場合（つまりバッテリＢａへの急速充電の場合）、第４回路１４をオフして第３回路１３をオンすることで第１回路１１の出力と第２回路１２の出力の合算でバッテリＢａを充電する。またＥＤＬＣへの急速充電が必要な場合はリレーＲｙ１をオフし、第３回路１３および第４回路１４をオンして、第１回路１１の出力と第２回路１２の出力の合算でＥＤＬＣを充電する。
　ＥＤＬＣの通常の充電制御は、図４に示したように、まず、制御部１５は、エンジンが作動中か否かを判定する（ステップＳ３０１）。作動中でない場合（ステップＳ３０１で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、ＥＤＬＣの充電を行わず図４のフローを終了する。一方、作動中の場合（ステップＳ３０１で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、ＥＤＬＣ電圧値ｓｃより、電圧値ｓｃが一定電圧となるように第２回路１２のオン・オフ制御における遅角量を計算する（ステップＳ３０２）。次に、制御部１５は、第３回路１３をオフし、第４回路１４をオンする（ステップＳ３０３）。次に、制御部１５は、第２回路１２をステップＳ３０２で求めた遅角パターンでオン・オフ制御することで、電動発電機ＡＣＧ２の出力を制御する（ステップＳ３０４）。次に、制御部１５は、電圧値ｓｃに基づき、ＥＤＬＣの充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ＥＤＬＣの充電が完了したと判定した場合（ステップＳ３０５で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、第３回路１３および第４回路１４をオフし（ステップＳ３０６）、処理を終了する。ＥＤＬＣの充電が完了したと判定しなかった場合（ステップＳ３０５で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、ステップＳ３０１の処理を再度実行する。
　ＥＤＬＣ充電制御では、ＥＤＬＣが規定電圧に充電完了後は第３回路１３および第４回路１４をオフして電動発電機ＡＣＧ２を開放状態にすることで、フリクションの低減を図る。制御部１５は、充電完了後は、第２回路１２の位相制御による一定電圧制御は行わない。
　バッテリＢａの通常の充電制御は、図５に示したように、まず、制御部１５は、エンジンが作動中か否かを判定する（ステップＳ４０１）。作動中でない場合（ステップＳ４０１で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、バッテリＢａの充電を行わず図５のフローを終了する。一方、作動中の場合（ステップＳ４０１で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、リレーＲｙ１をオンし、リレーＲｙ２を端子１側に接続し、さらに、バッテリ電圧値ｖｂより、電圧値ｖｂが一定電圧となるように第１回路１１のオン・オフ制御における遅角量を計算する（ステップＳ４０２）。次に、制御部１５は、第３回路１３をオフする（ステップＳ４０３）。次に、制御部１５は、ステップＳ４０２で求めた遅角パターンで第１回路１１をオン・オフ制御することで、電動発電機ＡＣＧ１の出力を制御する（ステップＳ４０４）。次に、制御部１５は、ステップＳ４０１の処理を再度実行する。
　ＥＤＬＣの急速充電制御は、図６に示したように、まず、制御部１５は、エンジンが作動中か否かを判定する（ステップＳ６０１）。作動中でない場合（ステップＳ６０１で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、ＥＤＬＣの急速充電を行わず図６のフローを終了する。一方、作動中の場合（ステップＳ６０１で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、ＥＤＬＣ電圧値ｓｃより、電圧値ｓｃが一定電圧となるよう第１回路１１および第２回路１２のオン・オフ制御における遅角量を計算する（ステップＳ６０２）。次に、制御部１５は、リレーＲｙ１をオフし、リレーＲｙ２の接点を端子１側に接続し、第３回路１３をオンし、そして、第４回路１４をオンする（ステップＳ６０３）。次に、制御部１５は、第１回路１１および第２回路１２をステップＳ６０２で求めた遅角パターンでオン・オフ制御することで、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２の出力を制御する（ステップＳ６０４）。次に、制御部１５は、電圧値ｓｃに基づき、ＥＤＬＣの充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ＥＤＬＣの充電が完了したと判定した場合（ステップＳ６０５で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、リレーＲｙ１をオン、リレーＲｙ２の接点を端子１側に接続し、そして、第３回路１３および第４回路１４をオフし（ステップＳ６０６）、処理を終了する。ＥＤＬＣの充電が完了したと判定しなかった場合（ステップＳ６０５で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、ステップＳ６０１の処理を再度実行する。
　バッテリＢａの急速充電制御は、図７に示したように、まず、制御部１５は、エンジンが作動中か否かを判定する（ステップＳ７０１）。作動中でない場合（ステップＳ７０１で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、バッテリＢａの急速充電を行わず図７のフローを終了する。一方、作動中の場合（ステップＳ７０１で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、バッテリ電圧値ｖｂより、電圧値ｖｂが一定電圧となるよう第１回路１１および第２回路１２のオン・オフ制御における遅角量を計算する（ステップＳ７０２）。次に、制御部１５は、リレーＲｙ１をオンし、リレーＲｙ２の接点を端子１側に接続し、第３回路１３をオンし、そして、第４回路１４をオフする（ステップＳ７０３）。次に、制御部１５は、第１回路１１および第２回路１２をステップＳ７０２で求めた遅角パターンでオン・オフ制御することで、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２の出力を制御する（ステップＳ７０４）。次に、制御部１５は、電圧値ｖｂに基づき、バッテリＢａの充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。バッテリＢａの充電が完了したと判定した場合（ステップＳ７０５で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、第３回路１３をオフし（ステップＳ７０６）、処理を終了する。バッテリＢａの充電が完了したと判定しなかった場合（ステップＳ７０５で「Ｎ」の場合）、制御部１５は、ステップＳ７０１の処理を再度実行する。
　（７）高トルク対応：
　モータのトルクは巻線に流れる電流即ち巻線に印加される電圧に比例する。電動発電機ＡＣＧ２に接続される第２回路１２でＥＤＬＣを２４Ｖに充電することにより、例えば第３回路１３をオフし電動発電機ＡＣＧ１はバッテリＢａから給電し、電動発電機ＡＣＧ２はＥＤＬＣから給電することにより電動発電機ＡＣＧ２の始動トルクは５０％増加する。これによれば、例えば、排気量の大きな二輪車に対し、電動発電機ＡＣＧを大型化することなく対応が可能となる。　
　図８は、始動発電システム１における高トルク始動制御フローを示す。なお、図８に示すフローを実行する場合、図４に示したＥＤＬＣの充電制御フローにおいてＥＤＬＣの電圧規定値をバッテリＢａの定格電圧よりも高い値に設定してＥＤＬＣを充電しておく。
　制御部１５は、スタータスイッチＳＴｓがオンされるまで、図８に示した処理を待機状態とする（ステップＳ５０１で「Ｎ」の繰り返し）。スタータスイッチＳＴｓがオンされた場合（ステップＳ５０１で「Ｙ」の場合）、制御部１５は、ホールセンサＨｓの出力信号に基づきロータの位置がどのステージにあるのかを判別する（ステップＳ５０２）。次に、制御部１５は、ステップＳ５０３で、第３回路１３をオフし、第４回路１４をオンする。制御部１５は、ステップＳ５０３で、リレーＲｙ２の接点を端子２側に切り換える。次に、制御部１５は、電動発電機ＡＣＧ１のホールセンサＨｓの出力信号に基づいて算出したロータ位置情報に基づいて、第１回路１１および第２回路１２に給電し、電動発電機ＡＣＧ１および電動発電機ＡＣＧ２を回転始動する（ステップＳ５０４）。この場合、電動発電機ＡＣＧ１はバッテリＢａから第１回路１１を介して給電され、また、電動発電機ＡＣＧ２はＥＤＬＣから第２回路１２１を介して給電される。
　本実施形態では、エンジンスタータの機能と発電機の機能とを兼備えかつ巻線を複数もった電動発電機の制御装置である始動発電制御装置に、次の構成を設けた。すなわち、本実施形態の始動発電制御装置１０は、エンジン始動とバッテリ充電を目的とした電動発電機ＡＣＧ１および第１回路１１と、エンジン始動とＥＤＬＣの充電を目的とした電動発電機ＡＣＧ２および第２回路１２と、第１回路１１と第２回路１２とを電気的に相互に接続、切り離しすることを目的とした第３回路１３と、第２回路１２からＥＤＬＣに向かう方向を電気的に切り離しすることを目的とした第４回路１４とを備える。
　一般に、二輪用アイドルストップシステムでは、渋滞時の頻繁なエンジン再始動はバッテリの蓄電容量の低下を招く。極端な場合、エンジン始動が困難な状況に至って、ユーザはキックでエンジン始動せねばならず利便性を損なう可能性があった。それにともなってバッテリは大型化が進み車両レイアウト上，設置場所の確保が課題もあった。また排気量１２５ｃｃ以上の２輪車の場合エンジン始動時のクランキングに大きなトルクを必要とし、エンジンにデコンプ（デコンプレッション）を取付け圧縮トップを乗り越しできるよう特別な装置が必要であった。
　これに対し、本実施形態によれば、例えば車両の運行状況とバッテリの蓄電量とからバッテリとＥＤＬＣを適時切換えてバッテリの消費を最小限に抑えかつアイドルストップからのエンジン始動が確実に行われることで、ユーザの利便性の向上を図ることができる。またバッテリの容量はエンジン始動時に必要なエネルギーを供給する目的から決定されており、ＥＤＬＣがその一部を補うことでバッテリ容量は、ＥＤＬＣを用いない場合と比べて少なく済むため小型化が可能となり、バッテリを搭載する場所の確保が容易となる。また第２回路１２の出力を例えば２４Ｖに設定することで始動トルクの増大を図ることも可能でありエンジンピストンが圧縮上死点付近にあってもデコンプなしでのエンジン始動が容易に行えるメリットもある。
　次に、図９および図１０を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。図９は、本発明の他の実施形態の構成例を説明するための概略回路図であり、図１に示した始動発電システム１からの変更部分のみを示している。図９に示した始動発電システム１ａは、図１に示した始動発電システム１と比較して次の点が異なる。すなわち、ＥＤＬＣが、独立した１対の端子を有する電気二重層キャパシタＥＤＬＣ－１と電気二重層キャパシタＥＤＬＣ－２とに分けて構成されている（以下、ＥＤＬＣ－１およびＥＤＬＣ－２と呼称）。また、リレーＲｙ３とリレーＲｙ４とが新たに設けられている。なお、図９において、図１と同一の構成には同一の符号を用いている。
　図９において、リレーＲｙ３はｃ接点のリレーであり、コイル無通電時に端子１と端子Ｃとが閉路であり、コイル通電時に端子２と端子Ｃとが閉路である。リレーＲｙ３の端子ＣはＥＤＬＣ－１の端子１４２に接続されている。リレーＲｙ３の端子２はリレーＲｙ４の端子２に接続されている。リレーＲｙ３の端子１は接地されている。リレーＲｙ４はｃ接点のリレーであり、コイル無通電時に端子１と端子Ｃとが閉路であり、コイル通電時に端子２と端子Ｃとが閉路である。リレーＲｙ４の端子ＣはＥＤＬＣ－２の端子１４３に接続されている。リレーＲｙ４の端子１はＥＤＬＣ－１の端子１４１および直流端子１３１に接続されている。また、リレーＲｙ３のコイルとリレーＲｙ４のコイルとは制御部１５によって通電制御される。
　図９に示した構成では、リレーＲｙ３の接点とリレーＲｙ４の接点とをともに端子１側に接続した場合に、ＥＤＬＣ－１とＥＤＬＣ－２とが直流端子１３１と接地間に並列に接続される。一方、リレーＲｙ３の接点とリレーＲｙ４の接点とをともに端子２側に接続した場合に、ＥＤＬＣ－１とＥＤＬＣ－２とが直流端子１３１と接地間に直列に接続される。したがって、リレーＲｙ３の接点とリレーＲｙ４の接点とをともに端子１側に接続した状態で、ＥＤＬＣ－１とＥＤＬＣ－２とを１２Ｖで充電しておき、始動時にリレーＲｙ３の接点とリレーＲｙ４の接点とをともに端子２側に接続することで、直流端子１３１と接地間に２４Ｖの電圧を発生させることができる。
　図１０は、図９に示した始動発電システム１ａにおける高トルク始動制御フローを説明するためのフローチャートである。図８を参照して説明した高トルク始動制御フローと、ステップＳ５０３ａの処理が異なる。すなわち、図１０に示したステップＳ５０３ａでは、リレーＲｙ３の接点を端子２側とする処理とリレーＲｙ４の接点を端子２側とする処理とが追加されている。
　なお、本実施形態では、リレーＲｙ３およびリレーＲｙ４とそれに接続される配線とが新たに追加されるが、高トルク対応とする際にＥＤＬＣを前もって２４Ｖに充電する処理が不要となる。
　なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されない。例えば、多相巻線ＡＣＧ１－Ｃや多相巻線ＡＣＧ２－Ｃは中性点の無いデルタ結線としてもよい。また、高トルク対応時の電圧値は、２４Ｖに限らず、３６Ｖ、４８Ｖ等の電圧としてもよい。
　なお、本発明の実施形態は上記のものに限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１、１ａ　始動発電制御システム
１０　始動発電制御装置
１１　第１回路
１２　第２回路
１３　第３回路
１４　第４回路
１５　制御部
１１１　直流端子（第１直流端子）
１２１　直流端子（第２直流端子）
１３１　直流端子（第３直流端子）
１１３～１１５　交流端子（第１交流端子）
１２３～１２５　交流端子（第２交流端子）
ＡＣＧ１、ＡＣＧ２　電動発電機
ＡＣＧ１－Ｃ　多相巻線（第１多相巻線）
ＡＣＧ２－Ｃ　多相巻線（第２多相巻線）
ＥＤＬＣ　ＥＤＬＣ（電気二重層キャパシタ）

Claims (5)

  1. 　永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機を制御する始動発電制御装置であって、
    　バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、
    　第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、
    　前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、
    　キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路と
    　を備える始動発電制御装置。
  2. 　前記第４回路が、寄生ダイオードのカソードを前記第２直流端子に接続したＭＯＳＦＥＴからなる
    　請求項１に記載の始動発電制御装置。
  3. 　前記第１直流端子に接続されたバッテリの蓄電状態または前記第３直流端子に接続された前記キャパシタの蓄電状態に応じて、前記バッテリまたは前記キャパシタの両方またはいずれか一方を電源として前記１回路および前記第２回路から前記第１多相巻線および前記第２多相巻線に対して交流電力を出力する
    　請求項１または２に記載の始動発電制御装置。
  4. 　永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機を制御する始動発電制御方法であって、
    　バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、
    　第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、
    　前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、
    　キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路と
    　を用いて、
    　前記第３回路および前記第４回路を接続または遮断するステップを
    　含む始動発電制御方法。
  5. 　永久磁石からなる界磁部と、第１多相巻線と、第２多相巻線とを有する電動発電機と、
    　バッテリに接続される第１直流端子と、前記第１多相巻線に接続された複数の第１交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第１回路と、
    　第２直流端子と、前記第２多相巻線に接続された複数の第２交流端子とを有し、直流および交流間で双方向に電力を変換する第２回路と、
    　前記第１直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第３回路と、
    　キャパシタに接続される第３直流端子と前記第２直流端子との間を接続または遮断する第４回路と
    　を備える始動発電制御装置と
    　を備える始動発電機。
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