WO2016203596A1

WO2016203596A1 - 車両用電力供給システム、および車両用電力供給システムの制御方法

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Publication number: WO2016203596A1
Application number: PCT/JP2015/067540
Authority: WO
Inventors: 達也新井
Original assignee: 新電元工業株式会社
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-12-22
Also published as: CN107250529A; JPWO2016203596A1; EP3312410A1; EP3312410A4; JP6130063B1; CN107250529B; EP3312410B1

Abstract

車両用電力供給システムは、一端が三相ブリッジ回路の一端に接続され、他端が出力端子に接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第１の制御用ボディダイオードと、一端が出力端子に接続され、他端がバッテリの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第２の制御用ボディダイオードと、を備える。　

Description

車両用電力供給システム、および車両用電力供給システムの制御方法

　本発明は、車両用電力供給システム、および車両用電力供給システムの制御方法に関する。

　従来、例えば、自動二輪車等のエンジンを始動し又はバッテリを充電する車両用電力供給システムが提案されている（例えば、特許第５２８３７８４号参照。）。

　この従来の車両用電力供給システムは、例えば、車両のエンジンに接続されたバッテリＢと、２つのリレー回路ＲＹ１Ａ、ＲＹ２Ａと、２つのヒューズＦ１、Ｆ２と、三相ブリッジ回路Ｑ１～Ｑ６及びモータ仕様と発電仕様のアンバランスによる発電損失を改善するために付加したトランジスタＱ７Ａ～Ｑ９Ａを含む電力変換部と、この電力変換部とリレー回路ＲＹ１Ａ、ＲＹ２Ａを制御する制御回路ＣＯＮＡと、ユーザにより制御されるメインスイッチＳＷ１Ａ及びスタータスイッチＳＷ２Ａと、ダイオードＤ１Ａ、Ｄ２Ａと、平滑化コンデンサＣと、を備える（図４）。

　上記従来の車両用電力供給システム１００Ａにおいて、モータＭをモータ駆動する場合、スイッチ回路を構成するトランジスタＱ７Ａ～Ｑ９Ａによる電力損失を発生しエンジン始動時のトルクが低下する問題がある。

　また、バッテリ充電時にトランジスタＱ７Ａ～Ｑ９Ａによる電力損失が発生し充電効率が悪化する問題がある。

　また、キック駆動時の始動性確保のために、劣化したバッテリＢに発電電力を吸収されないように２つのリレー回路ＲＹ１Ａ、ＲＹ２Ａを用いて、個別に制御する必要がある。すなわち、これらのリレー回路ＲＹ１Ａ、ＲＹ２Ａの作動回路が２つ必要となり、また、リレー回路ＲＹ１Ａは、発電時は常時オンする必要があり消費電力が増加する問題がある。

　そこで、本発明は、バッテリの充電経路に配置されるスイッチ回路による電力損失を削減しつつ、リレー回路を１つに削減することが可能な車両用電力供給システムを提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用電力供給システムは、
　車両のエンジンに接続されたモータと、
　オン又はオフに制御されるメインスイッチと、
　オン又はオフに制御され、前記エンジンを始動させるためのスタータスイッチと、
　正極が前記スタータスイッチの一端に接続され、負極が接地線に接続されたバッテリと、
　オンすることにより、第１の接点と、前記正極に接続された第２の接点と、の間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と、前記第２の接点と、の間を遮断するリレー回路と、
　一端が出力端子に接続され、他端が前記バッテリの負極に接続された平滑化コンデンサと、
　一端が前記第１の接点及び前記メインスイッチの一端に接続され、他端が前記接地線に接続され、前記モータから供給される交流電力を整流制御又は位相制御して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、前記バッテリの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給することにより前記モータをモータ駆動する三相ブリッジ回路と、
　一端が前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第１の制御用ボディダイオードと、
　一端が前記出力端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第２の制御用ボディダイオードと、
　前記メインスイッチの他端と前記接地線との間に接続され、前記メインスイッチの他端から電力が供給され、前記三相ブリッジ回路、前記リレー回路、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタ、及び前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタを制御する制御回路と、を備える
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチ及び前記スタータスイッチがオンしていると判定した場合には、前記リレー回路をオンし、
　前記リレー回路をオンした後、前記三相ブリッジ回路を制御してモータ駆動し、
　モータ駆動しているとき、前記モータの回転数が予め設定された切換回転数以上であるか否かを判定し、
　前記モータの回転数が前記切換回転数以上である場合には、前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフし、
　前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記三相ブリッジ回路によるモータ駆動を停止させ、
　前記モータ駆動を停止した後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させ、
　前記エンジンが駆動し且つ前記三相ブリッジ回路で整流制御している第１の状態において、前記バッテリの充電電圧が予め設定された目標電圧以上であるか否かを判定し、　
　前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧以上である場合には、前記リレー回路をオフし、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧に近づくように、前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタのオンとオフとを切り換えるように制御する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチがオンしていると判定した場合には、前記第２の制御用ボディダイオードのカソードの検知電圧を取得し、
　取得した前記検知電圧に基づいて、前記バッテリの電圧を検出し、又は、前記バッテリがオープン状態であるか否かを検出し、
　前記バッテリの電圧が予め設定された下限値未満であることを検出し、又は、前記バッテリがオープン状態であることを検出した後、前記モータが回転している場合には、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし、
　前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし、
　前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフした後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させる
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチがオンしていると判定した場合には、前記第２の制御用ボディダイオードのカソードの検知電圧を取得し、
　取得した前記検知電圧に基づいて、前記バッテリの電圧を検出し、又は、前記バッテリがオープン状態であるか否かを検出し、
　前記バッテリの電圧が予め設定された下限値以上であり且つ前記バッテリがオープン状態ではないことを検出した後、前記モータが回転している場合には、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし、
　前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし、
　前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフした後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させる
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記第１の状態において、前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧未満である場合には、前記リレー回路をオンし、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を位相制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンする
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチがオンしたか否かを判定し、前記メインスイッチがオンしている場合には、前記スタータスイッチがオンしたか否かを判定する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記モータの回転数を検出可能であり、前記モータの回転数が前記切換回転数よりも高い予め設定された始動回転数以上である場合には、前記モータに接続されたエンジンが始動完了していると判定し、
　一方、前記モータの回転数が前記始動回転数未満である場合には、前記エンジンが始動途中であると判定する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記平滑化コンデンサの一端の電圧を検出し、この検出した電圧に基づいて、前記バッテリの充電電圧を取得する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　ベースが前記メインスイッチの他端に接続され、エミッタが前記接地線に接続された　第１の検出用バイポーラトランジスタと、
　ベースが前記第１の検出用バイポーラトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第２の制御用ボディダイオードのカソードに接続され、コレクタが前記制御回路に接続された第２の検出用バイポーラトランジスタと、をさらに備え、
　前記制御回路は、前記第２の検出用バイポーラトランジスタのエミッタの電圧に基づいて、前記バッテリの電圧を検出し、又は、バッテリがオープン状態であるか否かを検出する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　一端が前記バッテリの正極に接続されたリレー用コイルと、
　一端が前記リレー用コイルの他端に接続され、他端が前記接地線に接続されたリレー用スイッチ素子をさらに備え、
　前記制御回路は、
　前記リレー用スイッチ素子をオンすることにより、前記リレー用コイルを通電させ、
　一方、前記リレー用スイッチ素子をオフすることにより、前記リレー用コイルを通電させない
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記スタータスイッチの他端は、前記制御回路に接続され、前記スタータスイッチの一端は、前記バッテリの正極に接続され、
　前記制御回路は、
　前記スタータスイッチがオンすることにより、前記バッテリの正極の電圧に応じた信号が前記スタータスイッチの他端から入力された場合に、前記スタータスイッチがオンしていると判定し、
　一方、前記スタータスイッチがオフすることにより、前記バッテリの正極の電圧に応じた信号が前記スタータスイッチの他端から入力されない場合に、前記スタータスイッチがオフしていると判定する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチの他端から電力が供給されることにより、前記メインスイッチがオンしていると判定し、
　一方、前記メインスイッチの他端から電力が供給されないことにより、前記メインスイッチがオフしていると判定する
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記出力端子と前記接地線との間に負荷が接続され、前記負荷は、前記エンジンのフュエルポンプ、前記エンジンのインジェクタ、または、前記エンジンのイグニッションコイルの何れかである
　ことを特徴とする。

　前記車両用電力供給システムにおいて、
　前記三相ブリッジ回路は、
　ドレインが前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、ソースが前記モータのＵ相コイルの一端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第１のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第１のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第１のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第１のダイオードと、
　ドレインが前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、ソースが前記モータのＶ相コイルの一端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第２のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第２のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第２のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第２のダイオードと、
　ドレインが前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、ソースが前記モータのＷ相コイルの一端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第３のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第３のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第３のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第３のダイオードと、
　ドレインが前記モータのＵ相コイルの一端に接続され、ソースが前記三相ブリッジ回路の他端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第４のＭＯＳトランジスタと、カソードが前記第４のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第４のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第４のダイオードと、
　ドレインが前記モータのＶ相コイルの一端に接続され、ソースが前記三相ブリッジ回路の他端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第５のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第５のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第５のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第５のダイオードと、
　ドレインが前記モータのＷ相コイルの一端に接続され、ソースが前記三相ブリッジ回路の他端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第６のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第６のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第６のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第６のダイオードと、を有する
　ことを特徴とする。

　本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用電力供給システムの制御方法は、車両のエンジンに接続されたモータと、オン又はオフに制御されるメインスイッチと、オン又はオフに制御され、前記エンジンを始動させるためのスタータスイッチと、正極が前記スタータスイッチの一端に接続され、負極が接地線に接続されたバッテリと、オンすることにより、第１の接点と、前記正極に接続された第２の接点と、の間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と、前記第２の接点と、の間を遮断するリレー回路と、一端が出力端子に接続され、他端が前記バッテリの負極に接続された平滑化コンデンサと、一端が前記第１の接点及び前記メインスイッチの一端に接続され、他端が前記接地線に接続され、前記モータから供給される交流電力を整流制御又は位相制御して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、前記バッテリの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給することにより前記モータをモータ駆動する三相ブリッジ回路と、一端が前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第１の制御用ボディダイオードと、一端が前記出力端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第２の制御用ボディダイオードと、前記メインスイッチの他端と前記接地線との間に接続され、前記メインスイッチの他端から電力が供給され、前記三相ブリッジ回路、前記リレー回路、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタ、及び前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタを制御する制御回路と、を備えた車両用電力供給システムの制御方法であって、　
　前記制御回路により、
　前記メインスイッチ及び前記スタータスイッチがオンしていると判定した場合には、前記リレー回路をオンし、
　前記リレー回路をオンした後、前記三相ブリッジ回路を制御してモータ駆動し、
　モータ駆動しているとき、前記モータの回転数が予め設定された切換回転数以上であるか否かを判定し、
　前記モータの回転数が前記切換回転数以上である場合には、前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフし、
　前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記三相ブリッジ回路によるモータ駆動を停止させ、
　前記モータ駆動を停止した後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させ、
　前記エンジンが駆動し且つ前記三相ブリッジ回路で整流制御している第１の状態において、前記バッテリの充電電圧が予め設定された目標電圧以上であるか否かを判定し、　
　前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧以上である場合には、前記リレー回路をオフし、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧に近づくように、前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタのオンとオフとを切り換えるように制御する
　ことを特徴とする。

　本発明の一態様に係る車両用電力供給システムは、車両のエンジンに接続されたモータと、オン又はオフに制御されるメインスイッチと、オン又はオフに制御され、エンジンを始動させるためのスタータスイッチと、正極がスタータスイッチの一端に接続され、負極が接地線に接続されたバッテリと、オンすることにより、第１の接点と、正極に接続された第２の接点と、の間を導通し、一方、オフすることにより、第１の接点と、第２の接点と、の間を遮断するリレー回路と、一端が出力端子に接続され、他端がバッテリの負極に接続された平滑化コンデンサと、一端が第１の接点及びメインスイッチの一端に接続され、他端が接地線に接続され、モータから供給される交流電力を整流制御又は位相制御して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータに供給することによりモータをモータ駆動する三相ブリッジ回路と、一端が三相ブリッジ回路の一端に接続され、他端が出力端子に接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第１の制御用ボディダイオードと、一端が出力端子に接続され、他端がバッテリの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続され、アノードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続された第２の制御用ボディダイオードと、メインスイッチの他端と接地線との間に接続され、メインスイッチの他端から電力が供給され、三相ブリッジ回路、リレー回路、第１の制御用ＭＯＳトランジスタ、及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタを制御する制御回路と、を備える。

　これにより、車両用電力供給システムでは、必要なリレー回路が、バッテリの正極と三相ブリッジ回路の一端との間に接続された１つのリレー回路だけになり、リレー回路を１つに削減することができる。

　さらに、整流制御時（同期整流又はオープン制御時）の充電経路にはスイッチ回路（第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタ）が配置され、三相ブリッジ回路の位相制御時の充電経路には１個のリレー回路が配置されている。これにより、位相制御時のバッテリ充電におけるスイッチ回路による電力損失を削減することができる。

　特に、制御回路は、バッテリの充電電圧が目標電圧未満である場合には、リレー回路をオンし、三相ブリッジ回路を制御して、モータから供給される交流電力を位相制御して三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフする。

　一方、制御回路は、バッテリの充電電圧が目標電圧以上である場合には、リレー回路をオフし、三相ブリッジ回路を制御して、モータから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、バッテリの充電電圧が目標電圧に近づくように、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ第１の制御用ＭＯＳトランジスタのオンとオフとを切り換えるように制御する。

　このように、バッテリの充電電圧が目標電圧未満である場合には、三相ブリッジ回路を位相制御してリレー回路を介してバッテリを充電する。そして、充電電圧が目標電圧に達した後は、三相ブリッジ回路の位相制御を停止し、整流制御を開始してスイッチ回路で充電電圧を制御することができる。

　以上のように、本発明に係る車両用電力供給システムによれば、バッテリの充電経路に配置されるスイッチ回路による電力損失を削減しつつ、リレー回路を１つに削減することができる。

図１は、本発明の一態様である第１の実施形態に係る車両用電力供給システム１００の構成の一例を示す図である。図２は、図１に示す車両用電力供給システム１００のセル駆動の場合の動作の一例を示すフローチャートである。図３は、図１に示す車両用電力供給システム１００のキック駆動の場合の動作の一例を示すフローチャートである。図４は、従来の車両用電力供給システム１００Ａの構成の一例を示す図である。

　以下、本発明に係る各実施形態について図面に基づいて説明する。

第１の実施形態

　図１は、本発明の一態様である第１の実施形態に係る車両用電力供給システム１００の構成の一例を示す図である。

　図１に示すように、車両用電力供給システム１００は、モータ（三相ブラシレスモータ）Ｍと、メインスイッチＳＷ１と、スタータスイッチＳＷ２と、バッテリＢと、リレー回路ＲＹ１と、リレー用コイルＬと、リレー用スイッチ素子Ｑ９と、第１の検出用バイポーラトランジスタ（ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ）Ｑ１０と、第２の検出用バイポーラトランジスタ（ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ）Ｑ１１と、平滑化コンデンサＣと、三相ブリッジ回路１０と、スイッチ回路２０と、制御回路ＣＯＮと、出力端子ＴＯＵＴと、負荷端子ＴＲと、ヒューズＦと、接地線Ｇと、を備えている。

　この車両用電力供給システム１００は、図示しない車両（例えば、二輪車）に搭載される。

　そして、モータＭは、既述の車両のエンジン（図示せず）に接続されている。モータＭは、該エンジンを始動する動力源であるスタータモータとして機能するとともに、該エンジンの始動後には、該エンジンの動力から発電する発電機として機能するようになっている。

　メインスイッチＳＷ１の一端は、第１の接点Ｃ１及び三相ブリッジ回路の一端１０ａに接続され、メインスイッチＳＷ１の他端は、制御回路ＣＯＮに接続されている。

　このメインスイッチＳＷ１は、ユーザによりオン又はオフに制御されるようになっている。このメインスイッチＳＷ１は、オンすることにより、その一端と他端との間を導通し、一方、オフすることにより、その一端と他端との間を遮断する。

　スタータスイッチＳＷ２の一端は、バッテリＢの正極に接続され、スタータスイッチＳＷ２の他端は、制御回路ＣＯＮに接続されている。

　このスタータスイッチＳＷ２は、ユーザによりオン又はオフに制御されるようになっている。このスタータスイッチＳＷ２は、オンすることにより、その一端と他端との間を導通し、一方、オフすることにより、その一端と他端との間を遮断する。

　このスタータスイッチＳＷ２がオンすることにより、該エンジンを始動させるようになっている。

　また、バッテリＢは、正極がスタータスイッチＳＷ２の一端に接続され、負極が接地線Ｇに接続されている。なお、接地線Ｇは、接地されている。

　また、ヒューズＦは、出力端子ＴＯＵＴと、負荷端子ＴＲとの間に接続されている。

　なお、負荷端子ＴＲ（出力端子ＴＯＵＴ）と、接地線Ｇとの間に負荷（図示せず）が接続されている。この負荷は、例えば、該エンジンのフュエルポンプ、該エンジンのインジェクタ、または、該エンジンのイグニッションコイルの何れか、又は、ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ、又はウィンカランプ等である。

　なお、出力端子ＴＯＵＴの出力電圧が、ヒューズＦ及び負荷端子ＴＲを介して、該負荷に供給される。

　また、平滑化コンデンサＣは、一端が出力端子ＴＯＵＴに接続され、他端がバッテリＢの負極（接地線Ｇ）に接続されている。

　制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１の他端と接地線Ｇとの間に接続されている。この制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１の他端から電力が供給される。この制御回路ＣＯＮは、三相ブリッジ回路１０、リレー回路ＲＹ１、スイッチ回路２０、（第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８）第１の検出用バイポーラトランジスタＱ１０、及び第２の検出用バイポーラトランジスタ（ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ）Ｑ１１を制御するようになっている。

　また、制御回路ＣＯＮは、モータＭの回転数を検出可能になっている。

　そして、制御回路ＣＯＮは、検出したモータＭの回転数が予め設定された始動回転数（例えば、２０００ｒｐｍ）以上である場合には、モータＭに接続されたエンジンが始動完了していると判定する。

　一方、制御回路ＣＯＮは、検出したモータＭの回転数が該始動回転数未満である場合には、エンジンが始動途中であると判定する。

　また、制御回路ＣＯＮは、平滑化コンデンサＣの一端の電圧を検出し、この検出した電圧に基づいて、バッテリＢの充電電圧（バッテリＢの正極の電圧）を取得するようになっている。

　また、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１の他端から電力が供給されることにより、メインスイッチＳＷ１がオンしていると判定する。

　一方、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１の他端から電力が供給されないことにより、メインスイッチＳＷ１がオフしていると判定する。

　また、制御回路ＣＯＮは、スタータスイッチＳＷ２がオンすることにより、バッテリＢの正極の電圧に応じた信号がスタータスイッチＳＷ２の他端から入力された場合に、スタータスイッチＳＷ２がオンしていると判定する。

　一方、制御回路ＣＯＮは、スタータスイッチＳＷ２がオフすることにより、バッテリＢの正極の電圧に応じた信号がスタータスイッチＳＷ２の他端から入力されない場合に、スタータスイッチＳＷ２がオフしていると判定する。

　また、図１に示すように、リレー回路ＲＹ１は、オンすることにより、第１の接点Ｃ１と、バッテリＢの正極に接続された第２の接点Ｃ２と、の間を導通する。一方、リレー回路ＲＹ１は、オフすることにより、第１の接点Ｃ１と、第２の接点Ｃ２と、の間を遮断する。

　また、リレー用コイルＬは、一端がバッテリＢの正極に接続されている。

　そして、リレー用スイッチ素子Ｑ９は、一端がリレー用コイルＬの他端に接続され、他端が接地線Ｇに接続されている。このリレー用スイッチ素子Ｑ９は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　例えば、このリレー用スイッチ素子Ｑ９は、図１に示すように、コレクタが第１のリレー用コイルＬの他端に接続され、エミッタが接地線Ｇに接続され、ベース電流が制御回路ＣＯＮにより制御されるＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。

　ここで、制御回路ＣＯＮは、リレー用コイルＬを通電させることにより、リレー回路ＲＹ１をオンする。この図１の例では、制御回路ＣＯＮは、リレー用スイッチ素子Ｑ９をオンすることにより、リレー用コイルＬを通電させる。

　そして、リレー回路ＲＹ１は、リレー用コイルＬが通電して、オンすることにより、三相ブリッジ回路の一端１０ａとバッテリＢの正極との間を導通するようになっている。

　一方、制御回路ＣＯＮは、リレー用コイルＬを通電させないことにより、リレー回路ＲＹ１をオフする。この図１の例では、制御回路ＣＯＮは、リレー用スイッチ素子Ｑ９をオフすることにより、リレー用コイルＬを通電させない。

　そして、リレー回路ＲＹ１は、リレー用コイルＬが通電しないことで、オフすることにより、三相ブリッジ回路の一端１０ａとバッテリＢの正極との間を遮断するようになっている。

　また、三相ブリッジ回路１０は、一端が第１の接点Ｃ１及びメインスイッチＳＷ１の一端に接続され、他端が接地線Ｇに接続されている。

　この三相ブリッジ回路１０は、モータＭから供給される交流電力を整流制御（同期整流又はオープン制御）又は位相制御（遅角制御）して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、バッテリＢの直流電力を交流電力に変換してモータＭに供給することにより、モータＭをモータ駆動する。

　この三相ブリッジ回路１０は、例えば、図１に示すように、第１のＭＯＳトランジスタＱ１と、第２のＭＯＳトランジスタＱ２と、第３のＭＯＳトランジスタＱ３と、第４のＭＯＳトランジスタＱ４と、第５のＭＯＳトランジスタＱ５と、第６のＭＯＳトランジスタＱ６と、第１のダイオード（寄生ダイオード）Ｐ１と、第２のダイオード（寄生ダイオード）Ｐ２と、第３のダイオード（寄生ダイオード）Ｐ３と、第４のダイオード（寄生ダイオード）Ｐ４と、第５のダイオード（寄生ダイオード）Ｐ５と、第６のダイオード（寄生ダイオード）Ｐ６と、を有する。

　第１のＭＯＳトランジスタＱ１は、ドレインが三相ブリッジ回路１０の一端１０ａに接続され、ソースがモータＭのＵ相コイルＵＬの一端に接続されている。この第１のＭＯＳトランジスタＱ１は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御されるようになっている。すなわち、第１のＭＯＳトランジスタＱ１は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　第１のダイオードＰ１は、カソードが第１のＭＯＳトランジスタＱ１のドレインに接続され、アノードが第１のＭＯＳトランジスタＱ１のソースに接続されている。

　また、第２のＭＯＳトランジスタＱ２は、ドレインが三相ブリッジ回路１０の一端１０ａに接続され、ソースがモータＭのＶ相コイルＶＬの一端に接続されている。この第２のＭＯＳトランジスタＱ２は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御されるようになっている。すなわち、第２のＭＯＳトランジスタＱ２は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　第２のダイオードＰ２は、カソードが第２のＭＯＳトランジスタＱ２のドレインに接続され、アノードが第２のＭＯＳトランジスタＱ２のソースに接続されている。

　また、第３のＭＯＳトランジスタＱ３は、ドレインが三相ブリッジ回路１０の一端１０ａに接続され、ソースがモータＭのＷ相コイルＷＬの一端に接続されている。この第３のＭＯＳトランジスタＱ３は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御されるようになっている。すなわち、第３のＭＯＳトランジスタＱ３は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　第３のダイオードＰ３は、カソードが第３のＭＯＳトランジスタＱ３のドレインに接続され、アノードが第３のＭＯＳトランジスタＱ３のソースに接続されている。

　また、第４のＭＯＳトランジスタＱ４は、ドレインがモータＭのＵ相コイルＵＬの一端に接続され、ソースが三相ブリッジ回路１０の他端１０ｂに接続されている。この第４のＭＯＳトランジスタＱ４は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御されるようになっている。すなわち、第４のＭＯＳトランジスタＱ４は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　第４のダイオードＰ４は、カソードが第４のＭＯＳトランジスタＱ４のドレインに接続され、アノードが第４のＭＯＳトランジスタＱ４のソースに接続されている。

　また、第５のＭＯＳトランジスタＱ５は、ドレインがモータＭのＶ相コイルＶＬの一端に接続され、ソースが三相ブリッジ回路１０の他端１０ｂに接続されている。この第５のＭＯＳトランジスタＱ５は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御されるようになっている。すなわち、第５のＭＯＳトランジスタＱ５は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　第５のダイオードＰ５は、カソードが第５のＭＯＳトランジスタＱ５のドレインに接続され、アノードが第５のＭＯＳトランジスタＱ５のソースに接続されている。

　また、第６のＭＯＳトランジスタＱ６は、ドレインがモータＭのＷ相コイルＷＬの一端に接続され、ソースが三相ブリッジ回路１０の他端１０ｂに接続されている。この第６のＭＯＳトランジスタＱ６は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御される。すなわち、第６のＭＯＳトランジスタＱ６は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　第６のダイオードＰ６は、カソードが第６のＭＯＳトランジスタＱ６のドレインに接続され、アノードが第６のＭＯＳトランジスタＱ６のソースに接続されている。

　なお、図１に示すように、Ｕ相コイルＵＬの他端は、Ｖ相コイルＶＬ及びＷ相コイルＷＬの他端に接続されている。

　また、スイッチ回路２０は、一端が三相ブリッジ回路１０の一端１０ａに接続され、他端が出力端子ＴＯＵＴに接続されている。このスイッチ回路２０は、制御回路ＣＯＮにより、制御されるようになっている。

　このスイッチ回路２０は、例えば、図１に示すように、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７と、第１の制御用ボディダイオード（寄生ダイオード）Ｐ７と、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８と、第２の制御用ボディダイオード（寄生ダイオード）Ｐ８と、を備える。

　第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７は、一端（ドレイン）が三相ブリッジ回路１０の一端１０ａに接続され、他端（ソース）が出力端子ＴＯＵＴに接続されている。この第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御される。すなわち、この第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　そして、第１の制御用ボディダイオードＰ７は、カソードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７の一端（ドレイン）に接続され、アノードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７の他端（ソース）に接続されている。

　また、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８は、一端（ドレイン）が出力端子ＴＯＵＴ（第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７の他端（ソース））に接続され、他端（ソース）がバッテリＢの正極（第２の接点Ｃ２）に接続されている。この第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８は、ゲート電圧が制御回路ＣＯＮにより制御される。すなわち、この第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８は、制御回路ＣＯＮにより、オン／オフが制御される。

　そして、第２の制御用ボディダイオードＰ８は、カソードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８の一端（ドレイン）に接続され、アノードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８の他端（ソース）に接続されている。

　また、第１の検出用バイポーラトランジスタ（ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ）Ｑ１０は、ベースがメインスイッチＳＷ１の他端に接続され、エミッタが接地線Ｇに接続されている。　
　また、第２の検出用バイポーラトランジスタ（ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ）Ｑ１１は、ベースが第１の検出用バイポーラトランジスタＱ１０のコレクタに接続され、エミッタが第２の制御用ボディダイオードＰ８のカソード（出力端子ＴＯＵＴ）に接続され、コレクタが制御回路ＣＯＮに接続されている。

　ここで、制御回路ＣＯＮは、第２の検出用バイポーラトランジスタＱ１１のエミッタの電圧に基づいて、バッテリＢの電圧を検出し、又は、バッテリがオープン状態であるか否かを検出する。

　例えば、メインスイッチＳＷ１がオンすると、バッテリＢから、第２、第１の制御用ボディダイオードＰ８、Ｐ７、メインスイッチＳＷ１を介して、第１の検出用バイポーラトランジスタＱ１０のベースに電流が供給される。これにより、第１の検出用バイポーラトランジスタＱ１０がオンする。この第１の検出用バイポーラトランジスタＱ１０がオンすると、第２の検出用バイポーラトランジスタＱ１１は、ベースに電流が流れて、オンする。これにより、制御回路ＣＯＮは、第２の検出用バイポーラトランジスタＱ１１を介して、第２の制御用ボディダイオードのカソードと電気的に導通する。

　このとき、制御回路ＣＯＮは、第２の制御用ボディダイオードのカソードの検知電圧（第２の検出用バイポーラトランジスタＱ１１のエミッタの電圧）を検出することにより、バッテリＢの電圧を検出することができる。

　なお、後述のキック駆動時において、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１を介して、三相ブリッジ回路１０から電力が供給される。この場合、制御回路ＣＯＮは、第２の検出用バイポーラトランジスタＱ１１のコレクタの電圧が、バッテリがオープン状態である場合の電圧に対応する場合（電流が流れていない場合）は、バッテリがオープン状態であると判定する。　
　ここで、例えば、該エンジンのセル駆動の場合には、ユーザによりメインスイッチＳＷ１がオンされると、バッテリＢの電圧（電力）が、このバッテリＢの正極から、第２の制御用ボディダイオードＰ８、第１の制御用ボディダイオードＰ７及びオンしたメインスイッチＳＷ１を介して、制御回路ＣＯＮに供給される。

　そして、スタータスイッチＳＷ２がオンされると、制御回路ＣＯＮは、リレー用スイッチ素子Ｑ９をオンして、リレー回路ＲＹ１をオンする。これにより、バッテリＢから、オンしたリレー回路ＲＹ１を介して、三相ブリッジ回路１０に直流電力が入力される。

　そして、制御回路ＣＯＮは、三相ブリッジ回路１０の第１から第６のＭＯＳトランジスタＱ１からＱ６を制御して、三相ブリッジ回路１０に入力された直流電力を、交流電力に変換してモータＭをモータ駆動する。これにより、モータＭに接続された該エンジンが回転する。

　このモータ駆動で該エンジンが回転する状態で、バッテリＢの電圧が、出力端子ＴＯＵＴ、ヒューズＦ、負荷端子ＴＲを介して、該負荷に供給されることで、該エンジンが始動開始することとなる。

　また、例えば、ユーザによる該エンジンのキック駆動の場合には、メインスイッチＳＷ１がオンされ、キックによりモータＭが回転すると、三相ブリッジ回路１０の第１から第６のダイオードＰ１からＰ６で整流された電圧（電力）が、オンしたメインスイッチＳＷ１を介して、制御回路ＣＯＮに供給される。

　このキック駆動でモータＭが回転するとともに該エンジンが回転する状態で、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７がオンされると、三相ブリッジ回路１０で整流された電圧が、出力端子ＴＯＵＴ、ヒューズＦ、及び負荷端子ＴＲを介して、該負荷に供給され、該エンジンが始動開始することとなる。

　なお、このキック駆動の例は、例えば、バッテリＢの充電電圧が低い場合やバッテリＢが劣化している場合を想定している。

　ここで、以上のような構成を有する車両用電力供給システム１００の動作（車両用電力供給システム１００の制御方法）の一例について説明する。

　先ず、車両用電力供給システム１００のエンジンのセル駆動の場合の動作の一例について説明する。図２は、図１に示す車両用電力供給システム１００のエンジンのセル駆動の場合の動作の一例を示すフローチャートである。

　先ず、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１がオンしたか否かを判定する（ステップＳ１）。既述のように、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１の他端から電力が供給されることにより、メインスイッチＳＷ１がオンしていると判定する。

　次に、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１がオンしていると判定した場合には、スタータスイッチＳＷ２がオンしたか否かを判定する（ステップＳ２）。

　なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、スタータスイッチＳＷ２がオンすることにより、バッテリＢの正極の電圧に応じた信号がスタータスイッチＳＷ２の他端から入力された場合に、スタータスイッチＳＷ２がオンしていると判定する。一方、制御回路ＣＯＮは、スタータスイッチＳＷ２がオフすることにより、バッテリＢの正極の電圧に応じた信号がスタータスイッチＳＷ２の他端から入力されない場合に、スタータスイッチＳＷ２がオフしていると判定する。

　そして、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ１、Ｓ２の後、メインスイッチＳＷ１及びスタータスイッチＳＷ２がオンしていると判定した場合には、リレー回路ＲＹ１をオンする（ステップＳ３）。

　なお、ステップＳ１においてメインスイッチＳＷ１がオンしていないと判定した場合及びステップＳ２においてスタータスイッチＳＷ２がオンしていないと判定した場合は、ステップＳ１に戻る。

　そして、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ３においてリレー回路ＲＹ１をオンした後、三相ブリッジ回路１０を制御してモータＭをモータ駆動する（ステップＳ４）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、モータＭをモータ駆動しているとき、モータＭの回転数が予め設定された切換回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する（ステップＳＸ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、モータＭの回転数が既述の切換回転数以上である場合には、第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８をオンし且つリレー回路ＲＹ１をオフする（ステップＳＹ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８をオンし且つリレー回路ＲＹ１をオフした後、モータＭに接続されたエンジンが始動完了しているか否かを判定する（ステップＳ５）。

　なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、検出したモータＭの回転数が切換回転数よりも高い該始動回転数（例えば、２０００ｒｐｍ）以上である場合には、モータＭに接続されたエンジンが始動完了していると判定する。一方、制御回路ＣＯＮは、検出したモータＭの回転数が該始動回転数未満である場合には、エンジンが始動途中であると判定する。

　そして、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ５において該エンジンが始動完了していると判定した場合には、三相ブリッジ回路１０によるモータ駆動を停止させる（ステップＳ６）。

　なお、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ５において該エンジンが始動完了していない（エンジンが始動途中である）と判定した場合には、ステップＳ４に戻り、モータＭを継続してモータ駆動することとなる。

　そして、制御回路ＣＯＮは、モータ駆動を停止した後、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から直流電力を出力させることにより、モータＭの発電を開始する（ステップＳ７）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、該エンジンが駆動し且つ三相ブリッジ回路１０で整流制御している第１の状態において、バッテリＢの充電電圧が予め設定された目標電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、平滑化コンデンサＣの一端の電圧を検出し、この検出した電圧に基づいて、バッテリＢの充電電圧を間接的に取得する。

　そして、制御回路ＣＯＮは、バッテリＢの充電電圧が該目標電圧以上である場合には、リレー回路ＲＹ１をオフする。さらに、制御回路ＣＯＮは、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を整流制御（同期整流又はオープン制御）して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から直流電力を出力させる。

　さらに、このステップＳ９において、制御回路ＣＯＮは、バッテリＢの充電電圧が該目標電圧に近づくように、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８をオンし且つ第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７のオンとオフとを切り換えるように制御する（ステップＳ９）。これにより、バッテリＢを充電する。例えば、制御回路ＣＯＮは、バッテリＢの充電電圧が該目標値よりも高くなると、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオフする。一方、制御回路ＣＯＮは、バッテリＢの充電電圧が該目標値よりも低くなると、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオンする。

　一方、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ８の第１の状態において、バッテリＢの充電電圧が目標電圧未満である場合には、リレー回路ＲＹ１をオンし、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を位相制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から直流電力を出力させるとともに、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオフし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８をオンする（ステップＳ１０）。

　これにより、モータＭの発電効率が高い状態で、リレー回路ＲＹ１を介して、バッテリＢを充電することができる。

　これらのステップＳ１～Ｓ１０により、車両用電力供給システム１００のエンジンのセル駆動の動作が実行される。

　次に、図１に示す車両用電力供給システム１００のエンジンのキック駆動の場合の動作の一例について説明する。図３は、図１に示す車両用電力供給システム１００のエンジンのキック駆動の場合の動作の一例を示すフローチャートである。

　先ず、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１がオンしたか否かを判定する（ステップＳ１ａ）。このとき、リレー回路ＲＹ１はオフしている。

　そして、制御回路ＣＯＮは、メインスイッチＳＷ１がオンしていると判定した場合には、第２の制御用ボディダイオードＰ８のカソードの検知電圧（第２の検出用バイポーラトランジスタＱ１１のエミッタの電圧）を取得する（ステップＳ２ａ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、取得した該検知電圧に基づいて、バッテリＢの電圧を検出し、又は、バッテリＢがオープン状態であるか否かを検出する（ステップＳ３ａ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ３ａにおいてバッテリＢの電圧が予め設定された下限値未満である（バッテリＢが劣化している）ことを検出し、又は、バッテリＢがオープン状態であることを検出した後、キックによりエンジンが回転（モータＭが回転）すると、制御回路ＣＯＮは、モータＭが回転していることを検出する（ステップＳ４ａ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、このモータＭが回転している場合には、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオンし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフする（ステップＳ５ａ）。

　これにより、三相ブリッジ回路１０を制御して、キックで回転するモータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から出力された直流電力が、出力端子ＴＯＵＴ、ヒューズＦ、負荷端子ＴＲを介して、該負荷に供給される（ステップＳ６ａ）。これにより、該エンジンが始動開始することとなる。

　このとき、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８がオフしているため、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から出力された直流電力は、該負荷のみに供給されるが、劣化したバッテリＢには供給されない。すなわち、キックで生成された電力を効率良くエンジン始動のために用いることができる。

　その後、制御回路ＣＯＮは、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオンし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８をオフした後、モータＭに接続された該エンジンが始動完了しているか否かを判定する（ステップＳ７ａ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ７ａにおいてエンジンが始動完了していると判定した場合には、第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８をオフする（ステップＳ８ａ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８をオフした後、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端１０ｂとの間から直流電力を出力させることにより、モータＭの発電を開始する（ステップＳ９ａ）。

　以降の動作は、図１のステップＳ８に進み、既述のステップＳ８以降の動作が実行される。

　一方、制御回路ＣＯＮは、既述のステップＳ３ａにおいて、バッテリＢの電圧が予め設定された下限値以上であり且つバッテリＢがオープン状態ではないことを検出した後、キックによりエンジンが回転（モータＭが回転）すると、制御回路ＣＯＮは、モータＭが回転していることを検出する（ステップＳ４ｂ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、モータＭが回転している場合には、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオンし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８をオンする（ステップＳ５ｂ）。

　これにより、三相ブリッジ回路１０を制御して、キックで回転するモータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から出力された直流電力が、出力端子ＴＯＵＴ、ヒューズＦ、負荷端子ＴＲを介して、該負荷に供給される（ステップＳ６ｂ）。これにより、該エンジンが始動開始することとなる。

　このとき、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８がオンしているため、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端１０ａと他端との間から出力された直流電力は、該負荷及びバッテリＢに供給される。

　そして、制御回路ＣＯＮは、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７をオンし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８をオンした後、モータＭに接続された該エンジンが始動完了しているか否かを判定する（ステップＳ７ｂ）。

　そして、制御回路ＣＯＮは、ステップＳ７ｂにおいて該エンジンが始動完了していると判定した場合には、第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８をオフする（ステップＳ８ｂ）。

　これらのステップＳ１ａ～Ｓ９ａ（バッテリＢが劣化又はオープンしている場合）、Ｓ４ｂ～Ｓ８ｂ（バッテリＢが正常の場合）により、車両用電力供給システム１００のエンジンのキック駆動の動作が実行される。

　以上の図２、図３に示すステップにより、本発明の一態様に係る車両用電力供給システム１００において、バッテリＢの充電経路に配置されるスイッチ回路による電力損失を削減しつつ、リレー回路を１つに削減することができる。

　以上のように、本発明の一態様に係る車両用電力供給システム１００は、車両のエンジンに接続されたモータＭと、オン又はオフに制御されるメインスイッチＳＷ１と、オン又はオフに制御され、エンジンを始動させるためのスタータスイッチＳＷ２と、正極がスタータスイッチＳＷ２の一端に接続され、負極が接地線Ｇに接続されたバッテリＢと、オンすることにより、第１の接点Ｃ１と、正極に接続された第２の接点Ｃ２と、の間を導通し、一方、オフすることにより、第１の接点Ｃ１と、第２の接点Ｃ２と、の間を遮断するリレー回路ＲＹ１と、一端が出力端子ＴＯＵＴに接続され、他端がバッテリＢの負極に接続された平滑化コンデンサＣと、一端が第１の接点Ｃ１及びメインスイッチＳＷ１の一端に接続され、他端が接地線Ｇに接続され、モータＭから供給される交流電力を整流制御又は位相制御して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータＭに供給することによりモータＭをモータ駆動する三相ブリッジ回路１０と、一端が三相ブリッジ回路１０の一端に接続され、他端が出力端子ＴＯＵＴに接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７と、カソードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７の一端に接続され、アノードが第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７の他端に接続された第１の制御用ボディダイオードＰ７と、一端が出力端子ＴＯＵＴに接続され、他端がバッテリＢの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８と、カソードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８の他端に接続され、アノードが第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８の一端に接続された第２の制御用ボディダイオードＰ８と、メインスイッチＳＷ１の他端と接地線Ｇとの間に接続され、メインスイッチＳＷ１の他端から電力が供給され、三相ブリッジ回路１０、リレー回路ＲＹ１、第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８を制御する制御回路ＣＯＮと、を備える。

　これにより、車両用電力供給システム１００では、必要なリレー回路が、バッテリの正極と三相ブリッジ回路１０の一端１０ａとの間に接続された１つのリレー回路だけになり、リレー回路を１つに削減することができる。

　さらに、整流制御時（同期整流又はオープン制御時）の充電経路にはスイッチ回路２０（第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８）が配置され、三相ブリッジ回路１０の位相制御時の充電経路には１個のリレー回路ＲＹ１が配置されている。これにより、位相制御時のバッテリ充電におけるスイッチ回路２０による電力損失を削減することができる。

　特に、制御回路ＣＯＮは、バッテリＢの充電電圧が目標電圧未満である場合には、リレー回路ＲＹ１をオンし、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を位相制御して三相ブリッジ回路１０の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７、Ｑ８をオフする。

　一方、制御回路ＣＯＮは、バッテリＢの充電電圧が目標電圧以上である場合には、リレー回路ＲＹ１をオフし、三相ブリッジ回路１０を制御して、モータＭから供給される交流電力を整流制御して三相ブリッジ回路１０の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、バッテリの充電電圧が目標電圧に近づくように、第２の制御用ＭＯＳトランジスタＱ８をオンし且つ第１の制御用ＭＯＳトランジスタＱ７のオンとオフとを切り換えるように制御する。

　このように、バッテリＢの充電電圧が目標電圧未満である場合には、三相ブリッジ回路１０を位相制御してリレー回路ＲＹ１を介してバッテリＢを充電する。そして、充電電圧が目標電圧に達した後は、三相ブリッジ回路１０の位相制御を停止し、整流制御を開始してスイッチ回路２０で充電電圧を制御することができる。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims

　車両のエンジンに接続されたモータと、
　オン又はオフに制御されるメインスイッチと、
　オン又はオフに制御され、前記エンジンを始動させるためのスタータスイッチと、
　正極が前記スタータスイッチの一端に接続され、負極が接地線に接続されたバッテリと、
　オンすることにより、第１の接点と、前記正極に接続された第２の接点と、の間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と、前記第２の接点と、の間を遮断するリレー回路と、
　一端が出力端子に接続され、他端が前記バッテリの負極に接続された平滑化コンデンサと、
　一端が前記第１の接点及び前記メインスイッチの一端に接続され、他端が前記接地線に接続され、前記モータから供給される交流電力を整流制御又は位相制御して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、前記バッテリの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給することにより前記モータをモータ駆動する三相ブリッジ回路と、
　一端が前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第１の制御用ボディダイオードと、
　一端が前記出力端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第２の制御用ボディダイオードと、
　前記メインスイッチの他端と前記接地線との間に接続され、前記メインスイッチの他端から電力が供給され、前記三相ブリッジ回路、前記リレー回路、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタ、及び前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタを制御する制御回路と、を備える
　ことを特徴とする車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチ及び前記スタータスイッチがオンしていると判定した場合には、前記リレー回路をオンし、
　前記リレー回路をオンした後、前記三相ブリッジ回路を制御してモータ駆動し、
　モータ駆動しているとき、前記モータの回転数が予め設定された切換回転数以上であるか否かを判定し、
　前記モータの回転数が前記切換回転数以上である場合には、前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフし、
　前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記三相ブリッジ回路によるモータ駆動を停止させ、
　前記モータ駆動を停止した後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させ、
　前記エンジンが駆動し且つ前記三相ブリッジ回路で整流制御している第１の状態において、前記バッテリの充電電圧が予め設定された目標電圧以上であるか否かを判定し、　
　前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧以上である場合には、前記リレー回路をオフし、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧に近づくように、前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタのオンとオフとを切り換えるように制御する
　ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチがオンしていると判定した場合には、前記第２の制御用ボディダイオードのカソードの検知電圧を取得し、
　取得した前記検知電圧に基づいて、前記バッテリの電圧を検出し、又は、前記バッテリがオープン状態であるか否かを検出し、
　前記バッテリの電圧が予め設定された下限値未満であることを検出し、又は、前記バッテリがオープン状態であることを検出した後、前記モータが回転している場合には、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし、
　前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし、
　前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフした後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させる
　ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチがオンしていると判定した場合には、前記第２の制御用ボディダイオードのカソードの検知電圧を取得し、
　取得した前記検知電圧に基づいて、前記バッテリの電圧を検出し、又は、前記バッテリがオープン状態であるか否かを検出し、
　前記バッテリの電圧が予め設定された下限値以上であり且つ前記バッテリがオープン状態ではないことを検出した後、前記モータが回転している場合には、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし、
　前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし、
　前記第１及び第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオフした後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させる
　ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記第１の状態において、前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧未満である場合には、前記リレー回路をオンし、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を位相制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタをオフし且つ第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンする
　ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチがオンしたか否かを判定し、前記メインスイッチがオンしている場合には、前記スタータスイッチがオンしたか否かを判定する
　ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記モータの回転数を検出可能であり、前記モータの回転数が前記切換回転数よりも高い予め設定された始動回転数以上である場合には、前記モータに接続されたエンジンが始動完了していると判定し、
　一方、前記モータの回転数が前記始動回転数未満である場合には、前記エンジンが始動途中であると判定する
　ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記平滑化コンデンサの一端の電圧を検出し、この検出した電圧に基づいて、前記バッテリの充電電圧を取得する
　ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
　ベースが前記メインスイッチの他端に接続され、エミッタが前記接地線に接続された第１の検出用バイポーラトランジスタと、
　ベースが前記第１の検出用バイポーラトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第２の制御用ボディダイオードのカソードに接続され、コレクタが前記制御回路に接続された第２の検出用バイポーラトランジスタと、をさらに備え、
　前記制御回路は、前記第２の検出用バイポーラトランジスタのエミッタの電圧に基づいて、前記バッテリの電圧を検出し、又は、バッテリがオープン状態であるか否かを検出する
　ことを特徴とする請求項３に記載の車両用電力供給システム。
　一端が前記バッテリの正極に接続されたリレー用コイルと、
　一端が前記リレー用コイルの他端に接続され、他端が前記接地線に接続されたリレー用スイッチ素子をさらに備え、
　前記制御回路は、
　前記リレー用スイッチ素子をオンすることにより、前記リレー用コイルを通電させ、
　一方、前記リレー用スイッチ素子をオフすることにより、前記リレー用コイルを通電させない
　ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
　前記スタータスイッチの他端は、前記制御回路に接続され、前記スタータスイッチの一端は、前記バッテリの正極に接続され、
　前記制御回路は、
　前記スタータスイッチがオンすることにより、前記バッテリの正極の電圧に応じた信号が前記スタータスイッチの他端から入力された場合に、前記スタータスイッチがオンしていると判定し、
　一方、前記スタータスイッチがオフすることにより、前記バッテリの正極の電圧に応じた信号が前記スタータスイッチの他端から入力されない場合に、前記スタータスイッチがオフしていると判定する
　ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
　前記制御回路は、
　前記メインスイッチの他端から電力が供給されることにより、前記メインスイッチがオンしていると判定し、
　一方、前記メインスイッチの他端から電力が供給されないことにより、前記メインスイッチがオフしていると判定する
　ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
　前記出力端子と前記接地線との間に負荷が接続され、前記負荷は、前記エンジンのフュエルポンプ、前記エンジンのインジェクタ、または、前記エンジンのイグニッションコイルの何れかである
　ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
　前記三相ブリッジ回路は、
　ドレインが前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、ソースが前記モータのＵ相コイルの一端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第１のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第１のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第１のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第１のダイオードと、
　ドレインが前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、ソースが前記モータのＶ相コイルの一端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第２のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第２のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第２のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第２のダイオードと、
　ドレインが前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、ソースが前記モータのＷ相コイルの一端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第３のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第３のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第３のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第３のダイオードと、
　ドレインが前記モータのＵ相コイルの一端に接続され、ソースが前記三相ブリッジ回路の他端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第４のＭＯＳトランジスタと、カソードが前記第４のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第４のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第４のダイオードと、
　ドレインが前記モータのＶ相コイルの一端に接続され、ソースが前記三相ブリッジ回路の他端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第５のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第５のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第５のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第５のダイオードと、
　ドレインが前記モータのＷ相コイルの一端に接続され、ソースが前記三相ブリッジ回路の他端に接続され、ゲート電圧が前記制御回路により制御される第６のＭＯＳトランジスタと、
　カソードが前記第６のＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、アノードが前記第６のＭＯＳトランジスタのソースに接続された第６のダイオードと、を有する
　ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
　車両のエンジンに接続されたモータと、オン又はオフに制御されるメインスイッチと、オン又はオフに制御され、前記エンジンを始動させるためのスタータスイッチと、正極が前記スタータスイッチの一端に接続され、負極が接地線に接続されたバッテリと、オンすることにより、第１の接点と、前記正極に接続された第２の接点と、の間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と、前記第２の接点と、の間を遮断するリレー回路と、一端が出力端子に接続され、他端が前記バッテリの負極に接続された平滑化コンデンサと、一端が前記第１の接点及び前記メインスイッチの一端に接続され、他端が前記接地線に接続され、前記モータから供給される交流電力を整流制御又は位相制御して一端と他端との間から直流電力を出力し、又は、前記バッテリの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給することにより前記モータをモータ駆動する三相ブリッジ回路と、一端が前記三相ブリッジ回路の一端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第１の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第１の制御用ボディダイオードと、一端が前記出力端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第２の制御用ＭＯＳトランジスタと、カソードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの一端に接続され、アノードが前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタの他端に接続された第２の制御用ボディダイオードと、前記メインスイッチの他端と前記接地線との間に接続され、前記メインスイッチの他端から電力が供給され、前記三相ブリッジ回路、前記リレー回路、前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタ、及び前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタを制御する制御回路と、を備えた車両用電力供給システムの制御方法であって、　
　前記制御回路により、
　前記メインスイッチ及び前記スタータスイッチがオンしていると判定した場合には、前記リレー回路をオンし、
　前記リレー回路をオンした後、前記三相ブリッジ回路を制御してモータ駆動し、
　モータ駆動しているとき、前記モータの回転数が予め設定された切換回転数以上であるか否かを判定し、
　前記モータの回転数が前記切換回転数以上である場合には、前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフし、
　前記第１、第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記リレー回路をオフした後、前記モータに接続された前記エンジンが始動完了しているか否かを判定し、
　前記エンジンが始動完了していると判定した場合には、前記三相ブリッジ回路によるモータ駆動を停止させ、
　前記モータ駆動を停止した後、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させ、
　前記エンジンが駆動し且つ前記三相ブリッジ回路で整流制御している第１の状態において、前記バッテリの充電電圧が予め設定された目標電圧以上であるか否かを判定し、　
　前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧以上である場合には、前記リレー回路をオフし、前記三相ブリッジ回路を制御して、前記モータから供給される交流電力を整流制御して前記三相ブリッジ回路の一端と他端との間から直流電力を出力させるとともに、前記バッテリの充電電圧が前記目標電圧に近づくように、前記第２の制御用ＭＯＳトランジスタをオンし且つ前記第１の制御用ＭＯＳトランジスタのオンとオフとを切り換えるように制御する
　ことを特徴とする車両用電力供給システムの制御方法。