CN107148742B - 电流推测装置 - Google Patents

Abstract

以启动发电机为控制对象的控制装置具备电流推测部和施加电压计算部。电流推测部基于启动发电机的预先设定的d轴电感，推测流到电池与变换器之间的电流。施加电压计算部以dq坐标系中的d轴电流变得比0大为条件，操作作为电压向量的相位的电压相位δ、操作作为电压向量的振幅的电压振幅Vamp或在操作电压相位δ后操作电压振幅Vamp，以使变换器的电压向量的q轴成分“Vamp×cosδ”追随于启动发电机的感应电压成分“ωc×Ψa”。

Description

电流推测装置

技术领域

本发明涉及在具备电力变换电路及通过对上述电力变换电路的通电操作与直流电源进行电力传递的旋转电机的系统中使用的电流推测装置。

背景技术

以往，如下述专利文献1可见，已知有基于旋转电机的电压方程式计算dq坐标系中的d、q轴电流的控制装置。详细地讲，在该控制装置中，基于d轴电感计算d、q轴电流。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特许第5396906号公报

发明内容

发明要解决的课题

此外，在具备电力变换电路、以及通过对上述电力变换电路的通电操作与直流电源进行电力传递的旋转电机的系统中，有对流经直流电源与电力变换电路之间的电流进行推测的技术。在该技术中，基于预先设定的d轴电感计算d、q轴电流，基于计算的d、q轴电流推测流到直流电源与电力变换电路之间的电流。

这里，d轴电感因受到在d轴电流变得比0大的情况下发生的急剧的磁饱和的影响而变化。在此情况下，有可能实际的d轴电感从预先设定的d轴电感较大地偏离、流经直流电源与电力变换电路之间的电流的推测误差变大。另外，也可以考虑正确地掌握发生上述急剧的磁饱和的情况下的d轴电感的特性。但是，难以正确地掌握该特性。

本发明的主要目的是提供一种能够适当地抑制流到直流电源与电力变换电路之间的电流的推测误差的电流推测装置。

用来解决课题的手段

以下，说明用来解决上述课题的手段及其作用效果。

有关本发明的电流推测装置使用于具备电力变换电路、以及通过对于上述电力变换电路的通电操作来与直流电源进行电力传递的旋转电机的系统中。电流推测装置的特征在于，具备：电流推测机构，基于上述旋转电机的预先设定的d轴电感，推测流到上述直流电源与上述电力变换电路之间的电流；相位操作机构，以上述旋转电机的dq坐标系中的d轴电流成为比0大的规定的值为条件，操作作为上述电压向量的相位的电压相位，以使上述电力变换电路的电压向量的q轴成分追随于上述旋转电机的感应电压成分。

在电压向量的q轴成分与感应电压成分一致的状态下，d轴电流为0。鉴于这一点，在有关上述发明的电流推测装置中，以d轴电流成为比0大的规定的值为条件，通过电压相位的操作，使电压向量的q轴成分追随于旋转电机的感应电压成分。因此，能够避免实际的d轴电感从在电流推测中使用的预先设定的d轴电感较大地偏离。由此，能够适当地抑制电流推测机构的电流的推测误差。

有关本发明的另一电流推测装置在具备电力变换电路、以及通过对于上述电力变换电路的通电操作与直流电源进行电力传递的旋转电机的系统中使用。该电流推测装置的特征在于，具备：电流推测机构，基于上述旋转电机的预先设定的d轴电感，推测流到上述直流电源与上述电力变换电路之间的电流；振幅操作机构，以上述旋转电机的dq坐标系的d轴电流成为比0大的规定的值为条件，操作作为上述电压向量的振幅的电压振幅，以使上述电力变换电路的电压向量的q轴成分追随于上述旋转电机的感应电压成分。

在电压向量的q轴成分与感应电压成分一致的状态下，d轴电流为0。鉴于这一点，在有关本发明的电流推测装置中，以d轴电流成为比0大的规定的值为条件，通过电压振幅的操作，使电压向量的q轴成分追随于旋转电机的感应电压成分。因此，能够避免实际的d轴电感从在电流推测中使用的预先设定的d轴电感较大地偏离。由此，能够适当地抑制电流推测机构的电流的推测误差。

有关本发明的另一电流推测装置在具备电力变换电路、以及通过对于上述电力变换电路的通电操作来与直流电源进行电力传递的旋转电机的系统中使用。该电流推测装置的特征在于，设上述电力变换电路的电压向量的振幅为电压振幅，设上述电压向量的相位为电压相位；该电流推测装置具备：电流推测机构，基于上述旋转电机的预先设定的d轴电感，推测流到上述直流电源与上述电力变换电路之间的电流；相位操作机构，以上述旋转电机的dq坐标系的d轴电流成为比0大的规定的值为条件，将上述电压相位向使上述电压向量以正q轴为基准顺时针旋转的方向操作，直到上述电压向量的q轴成分与上述旋转电机的感应电压成分的偏差成为不到比0大的规定值的值；以及振幅操作机构，以上述d轴电流成为上述规定的值为条件，操作上述电压振幅，以在上述q轴成分与上述感应电压成分的偏差成为不到上述规定值的区域中，使上述q轴成分追随于上述感应电压成分。

在电压向量的q轴成分与感应电压成分一致的状态下，d轴电流为0。鉴于这一点，在上述发明中，首先，以d轴电流成为比0大的规定的值为条件，将电压相位向使电压向量以正q轴为基准顺时针旋转的方向操作，直到q轴成分与感应电压成分的偏差成为不到规定值的值。此外，通过电压振幅的操作，使q轴成分追随于感应电压成分。因此，能够避免实际的d轴电感从在电流推测中使用的预先设定的d轴电感较大地偏差。由此，能够适当地抑制电流推测机构的电流的推测误差。

进而，上述电流推测装置在q轴成分与感应电压成分的偏差不到规定值的区域中，操作电压振幅以使q轴成分追随于感应电压成分。向使电压向量顺时针旋转的方向的电压相位的操作使旋转电机的发电电力增大。相对于此，如果在电压相位的操作之前进行用来使q轴成分追随于感应电压成分的电压振幅的操作，则有使发电电力减少的情况。因此，在抑制发电电力的减少方面，电压振幅的操作量优选的是较小。所以，通过在q轴成分与感应电压成分的偏差不到规定值的区域中操作电压振幅，不使发电电力减少而使q轴成分接近于感应电压成分。由此，能够抑制伴随着抑制电流的推测误差的发电电力的减少。

这里，在上述系统中，也可以是，具备按照每规定周期检测上述旋转电机的磁极位置的磁极位置检测机构；还具备：相位计算机构，以使上述电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算用来控制上述旋转电机的上述电压相位；电压控制机构，基于由上述相位计算机构计算出的上述电压相位和由上述磁极位置检测机构检测到的上述磁极位置，控制上述旋转电机的施加电压；上述相位操作机构以上述规定周期为控制周期，操作由上述相位计算机构计算出的上述电压相位直到上述偏差成为不到上述规定值的值；上述振幅操作机构通过以比上述规定周期短的周期为控制周期调整上述施加电压，来进行用来使上述q轴成分追随于上述感应电压成分的上述电压振幅的操作。

由于使磁极位置检测机构进行的磁极位置的检测周期为规定周期，所以相位操作机构的控制周期也被设定为规定周期。另一方面，不需要电压相位的信息的振幅操作机构的控制周期被设定为比相位操作机构的控制周期短的周期。因此，由振幅操作机构带来的q轴成分向感应电压成分的追随精度比由相位操作机构带来的追随精度高。因而，通过在q轴成分与感应电压成分的偏差不到规定值的区域中操作追随精度较高的电压振幅，能够使q轴成分迅速且高精度地追随于感应电压成分。结果，能够更适当地抑制电流的推测误差。

附图说明

图1是具备有关本发明的实施方式的电流推测装置的自动两轮车的整体结构图。

图2是启动发电机的控制系统的整体结构图。

图3是表示磁极位置检测传感器的输出信号的时间图。

图4是表示施加电压计算部的处理的框图。

图5是表示有关第1实施方式的电流推测装置的电流推测部的处理的框图。

图6是表示空转(怠速)状态下的电流推测误差的增大方式的一例的图。

图7是表示通过使q轴电压追随于感应电压从而d轴电流成为0的dq坐标系。

图8是表示感应电压追随控制处理的次序的流程图。

图9中(a)、(b)是表示1个燃烧循环中的旋转变动的时间图。

图10是表示电压相位的保护处理方式的图。

图11是表示Duty100％的情况下的180°通电控制方式的图。

图12是表示有关第2实施方式的电流推测装置中的施加电压计算部的处理的框图。

图13是表示通过使q轴电压追随于感应电压从而d轴电流成为0的dq坐标系。

图14是表示有关第2实施方式的感应电压追随控制处理的次序的流程图。

图15是表示Duty不到100％的情况下的感应电压追随控制时的180°通电控制方式的图。

图16是表示电压相位与时间比率修正量的关系的图。

图17是表示变形例的120°通电控制方式的图。

图18是表示变形例的感应电压追随控制时的120°通电控制方式的图。

图19是表示有关第3实施方式的电流推测装置的施加电压计算部的处理的框图。

图20是表示电流推测部的处理的框图。

图21是表示感应电压追随控制处理的次序的流程图。

图22是表示有关第3实施方式的电流推测装置的电压相位操作处理的次序的流程图。

图23中(a)、(b)、(c)是表示感应电压追随控制的一例的图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照附图对将有关第1实施方式的电流推测装置应用到作为车载主机而搭载有引擎的自动两轮车(摩托车)中的情况进行说明。

如图1所示，自动两轮车10具备引擎11、作为旋转电机的启动发电机12、作为电力变换电路的变换器13、作为直流电源的电池14、变速装置15、离合器16、驱动轮17及控制装置20。引擎11是自动两轮车10的车载主机，在本实施方式中是单汽缸4冲程引擎。另外，引擎11的燃烧控制既可以由与控制装置20不同的其他控制装置(未图示)进行，也可以由控制装置20进行。

在引擎11的输出轴(以下称作曲柄轴11a)的第1端上，连结着变速装置15的输入侧(具体而言，例如是引擎侧滑轮)。在本实施方式中，作为变速装置15而使用自动变速装置(具体而言是无级变速装置)。在变速装置15的输出侧(具体而言，例如是驱动轮侧滑轮)，经由离合器16和未图示的2次减速机构连结着驱动轮17。

离合器16构成为，能够切换为能够传递变速装置15的输出侧与驱动轮17之间的动力的状态(以下，称作离合器结合状态)、以及变速装置15的输出侧与驱动轮17之间的动力被切断的状态(以下，称作离合器切断状态)中的某个状态。在本实施方式中，使用自动离心离合器作为离合器16。有关本实施方式的自动离心离合器具备连接在变速装置15的输出侧的离合器瓦、离合器弹簧、以及连接在驱动轮17侧的离合器外套。在该结构中，在引擎11的低旋转时，由于离合器弹簧的弹性力，离合器瓦缩径，使离合器瓦和离合器外套成为非接触状态。由此，成为离合器切断状态。另一方面，如果引擎11的旋转速度上升而作用在离合器瓦上的离心力增大，则胜过离合器弹簧的弹性力而使离合器瓦扩径，成为离合器瓦接触在离合器外套上的状态。由此，成为离合器结合状态。特别在本实施方式中，将离合器16构成为，使得在曲柄轴11a的旋转速度成为规定旋转速度(>0)以上的情况下成为离合器结合状态。在本实施方式中，上述规定旋转速度被设定为比引擎11的空转(怠速)旋转速度高的旋转速度。

在曲柄轴11a的第2端上，直接连结着构成启动发电机12的转子的旋转轴。因此，启动发电机12的转子与曲柄轴11a一体地旋转。启动发电机12能够作为电动机(引擎启动用的启动器)及发电机动作，安装在引擎块上。在本实施方式中，启动发电机12是3相交流的永久磁铁型同步机，具备设有永久磁铁的上述转子和卷绕着各相绕线的定子。

接着，使用图2对启动发电机12的控制系统进行说明。启动发电机12经由变换器13电连接在电池14上。变换器13具备上臂开关Sup、Svp、Swp和下臂开关Sun、Svn、Swn的串联连接体。在U相上、下臂开关Sup、Sun的连接点上，连接着启动发电机12的未图示的U相绕线的第1端，在V相上、下臂开关Svp、Svn的连接点上连接着未图示的V相绕线的第1端，在W相上、下臂开关Swp、Swn的连接点上连接着未图示的W相绕线的第1端。U、V、W相绕线的第2端彼此被短接。即，在本实施方式中，使用Y形连线的结构作为启动发电机12。在各上臂开关Sup、Svp、Swp的高电位侧的端子上连接着电池14的正极端子，在各下臂开关Sun、Svn、Swn的低电位侧的端子上连接着电池14的负极端子。

也就是说，例如可以使用MOS－FET或IGBT等的电压控制形的半导体开关元件作为各开关Sup～Swn。此外，在各开关Sup～Swn上，反向并联连接着各续流二极管Dup～Dwn。另外，各续流二极管Dup～Dwn在各开关例如是MOS－FET的情况下，既可以是体二极管，也可以是外装的二极管。

控制系统具备电压传感器18和磁极位置检测传感器19。在本实施方式中，电压传感器18检测电池14的端子间电压。此外，磁极位置检测传感器19(例如是霍尔传感器，更具体地讲是霍尔IC)对应于各相而设置，对应于转子的旋转而输出图3所示那样的输出信号。由此，能够将启动发电机12的旋转角度(电角度θ)以电角度60°间隔掌握。另外，在图3中，将与U、V、W相对应的输出信号用SigU、SigV、SigW表示。

回到之前的图2的说明，电压传感器18及磁极位置检测传感器19的输出信号被向控制装置20输入。控制装置20以微型计算机为主体构成。在本实施方式中，控制装置20在使启动发电机12作为发电机而进行动作的情况下，操作变换器13，以将由电压传感器18检测到的电池14的端子间电压(以下称作电池电压VDC)控制为目标电压Vtgt。详细地讲，控制装置20基于上述各种传感器的检测值，计算用来使启动发电机12以周知的3相180°通电方式驱动的U、V、W相施加电压Vu、Vv、Vw。控制装置20基于计算出的施加电压，将各开关Sup～Swn进行导通断开操作。由此，以对于各相分别使上臂开关和下臂开关每隔电角度180°交替地成为导通状态、并且上臂开关向断开状态的切换按照相在电角度上相互错开120°的方式进行开关。

这里，图2所示的有关本发明的实施方式的控制系统不具备检测流到将电池14与变换器13连接的电气路径中的直流电流IDC的电流传感器。因此，在本实施方式中，控制装置20进行推测直流电流IDC的电流推测处理。以下，在对启动发电机12的控制进行说明后，对电流推测处理进行说明。

控制装置20具备速度计算部21、施加电压计算部22、电流推测部23(相当于“电流推测机构”)及SOC计算部24(相当于“充电率计算机构”)。速度计算部21基于磁极位置检测传感器19的输出信号(具体而言，例如是输出信号的逻辑反转定时的间隔)，计算启动发电机12的旋转速度ω(电角度速度)。

施加电压计算部22计算作为对于各相绕线的施加电压的指令值的各相施加电压Vu、Vv、Vw。以下，使用图4对施加电压计算部22进行说明。在施加电压计算部22中，电压偏差计算部22a(相当于“电压偏差计算机构”)通过从电池14的目标电压Vtgt减去电池电压VDC，计算电压偏差ΔV。相位计算部22b(相当于“相位计算机构”)基于电压偏差ΔV，计算作为变换器13的输出电压向量Vn的相位的电压相位δ。在本实施方式中，计算电压相位δ作为用来将电压偏差ΔV反馈控制为0的操作量。具体而言，例如只要通过以电压偏差ΔV为输入的比例控制或比例积分控制来计算电压相位δ就可以。这里，在本实施方式中，以dq坐标系的正的q轴为基准，将电压向量Vn顺时针旋转的情况下的电压相位δ用正值定义。特别在本实施方式中，将使电压向量Vn顺时针旋转称作使电压相位δ拥有滞后角，将使电压向量Vn逆时针旋转称作使电压相位δ拥有超前角。另外，设作为电压向量Vn的振幅的电压振幅为“Vamp”。

相位计算部22b在使启动发电机12作为发电机动作的情况下，在从0°到规定相位的范围内计算电压相位δ。规定相位被设定为比0°大且比90°小的值。另外，在本实施方式中，因为磁极位置检测传感器19向定子齿的安装位置的制约等，将规定相位设定为30°。但是，作为规定相位，并不限于30°，只要是比0°大且不到90°的值，也可以设定为其他的值。

由相位计算部22b计算出的电压相位δ被向追随控制部220c输入。追随控制部220c对输入的电压相位δ实施规定的处理并输出。关于追随控制部220c在后面详细叙述。

从追随控制部220c输出的电压相位δ被向矩形波信号生成部22d输入。矩形波信号生成部22d基于被输入的电压相位δ、电池电压VDC和未图示的磁极位置检测传感器19的输出信号，计算作为矩形波信号的各相施加电压Vu、Vv、Vw。详细地讲，首先，通过对电池电压VDC乘以电压利用率，计算电压振幅Vamp。这里，所谓电压利用率，是电压振幅Vamp的指令值相对于电池电压VDC的比率。在本实施方式中，电压利用率被设定为其上限值为“0.78”。并且，基于计算出的电压振幅Vamp和电压相位δ，计算用于180°通电的各相施加电压Vu、Vv、Vw。矩形波信号生成部22d将计算出的各相施加电压Vu、Vv、Vw对变换器13输出。

此外，矩形波信号生成部22d基于电压相位δ和电压振幅Vamp，计算作为电压向量Vn的d轴成分的d轴电压Vd、和作为电压向量Vn的q轴成分的q轴电压Vq。

回到之前的图2的说明，电流推测部23基于由速度计算部21计算出的旋转速度ω、电池电压VDC、以及由矩形波信号生成部22d计算出的d、q轴电压Vd、Vq，推测直流电流IDC。以下，使用图5说明电流推测部23进行的电流推测处理。在电流推测部23中，dq轴电流推测部23a以旋转速度ω为输入，基于以下的式(eq1)推测d、q轴电流id、iq。

[数式1]

在式(eq1)中，“Ra”表示电枢绕线电阻，“Ld”、“Lq”表示d、q轴电感，“Ψa”表示感应电压常数。式(eq1)可以通过对于表示永久磁铁型同步机的电压方程式的以下的式(eq2)加以将过渡现象忽视的条件、通过进行变形来导出d、q轴电流id、iq。另外，在以下的式(eq2)中，“p”表示微分运算符。

[数式2]

在式(eq1)中，d、q轴电感Ld、Lq、绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa是根据作为控制对象的旋转电机的规格及实验数据等预先设定的固定值，被存储在作为存储机构的机器常数存储部23b(例如，非易失性存储器)中。另外，由于绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa具有温度依存性，所以也可以预先制作将绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa与温度建立了关系的表或映射表，使用表或映射表来设定绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa。

直流电流推测部23c以电池电压VDC、由dq轴电流推测部23a推测出的d、q轴电流id、iq、以及由矩形波信号生成部22d计算出的d、q轴电压Vd、Vq为输入，基于以下的式(eq3)推测直流电流IDC。

[数式3]

回到之前的图2的说明、SOC计算部24基于由直流电流推测部23c推测出的直流电流IDC的累计值，计算电池14的充电率SOC。将计算出的充电率SOC用于例如车辆的各种处理。

此外，在d轴电流为正值的情况下，如图6所示，直流电流IDC的推测误差ΔIerr变大。这里，图6表示直流电流IDC的推测值、直流电流的实测值、d轴电流id及引擎旋转速度N的推移。在图6中表示，在时刻t1以后，引擎11的运转状态转移为空转运转状态，d轴电流从负值转移为正值，推测误差ΔIerr增大。在d轴电流为正值的情况下推测误差ΔIerr增大是因为，由于急剧的磁饱和的影响而实际的d轴电感变小，实际的d轴电感从存储在机器常数存储部23b中的d轴电感Ld较大地偏离。特别是，在引擎旋转速度(曲柄轴11a的旋转速度)是空转旋转速度附近的情况下，当电压相位δ达到规定相位时，启动发电机12的旋转速度ω较低而启动发电机12的感应电压较小，所以d轴电流成为正值，推测误差ΔIerr容易增大。

所以，在本实施方式中，在正进行电流推测处理的状况中，在d轴电流为正值的情况下，在追随控制部220c中进行使d轴电流成为0的处理。以下，在使用图7说明能够使d轴电流成为0的理由后，说明追随控制部220c进行的处理。

在图7中，将电压相位δ为规定相位(30°)的情况下的电压向量用“Vn0”表示，将q轴电压Vq与感应电压“ω×Ψa”一致的情况下的电压向量用“Vn1”表示，将电压相位δ比电压向量Vn1大的情况下的电压向量用“Vn2”表示。此外，将与各电压向量Vn0、Vn1、Vn2对应的各电流向量用“In0、In1、In2”表示。

如图示那样，根据感应电压向量与电压向量的位置关系，发生d、q轴电枢反作用。详细地讲，在电压向量Vn0的q轴成分比感应电压大的情况下，电流向量通过d轴电枢反作用而成为流过正的d轴电流那样的电流向量In0。这里，如果使电压向量Vn1的q轴成分与感应电压一致，则d轴电枢反作用消失，所以电流向量成为d轴电流为0那样的电流向量In1。在电压相位比电压向量Vn1大的电压向量Vn2中，d轴电流的符号反转，电流向量成为流过负的d轴电流那样的电流向量In2。这样，对应于电压向量的q轴成分与感应电压的偏差而电流向量的相位变化。利用该特点，在进行电流推测处理的状况下，使d轴电流为0。

在图8中，说明由追随控制部220c进行的处理。该处理例如以规定的处理周期被反复执行。

在该一系列的处理中，首先，在步骤S10中判断是否是离合器结合状态。在步骤S10中判断为不是离合器结合状态(是离合器切断状态)的情况下，向步骤S11前进，使计算用旋转速度ωc如图9所示那样成为引擎11的1次燃烧循环(720℃A)中的旋转速度ω的最小值ωmin。该处理是鉴于在离合器切断状态下容易发生直流电流IDC的推测误差而设置的处理。即，在是离合器结合状态的情况下，由于启动发电机12的旋转轴与驱动轮17连结，所以旋转惯性变大，启动发电机12的旋转变动被抑制。相对于此，在离合器切断状态下，由于启动发电机12的旋转轴没有与驱动轮17连结，所以旋转惯性变小，伴随着引擎11的燃烧控制的启动发电机12的旋转变动变大。因此，如果使用每次的旋转速度ω在后述的步骤S13中计算感应电压“ωc×Ψa”，则有计算出的感应电压变得比实际的感应电压大的情况。在此情况下，即使使q轴电压Vq追随于计算出的感应电压，也不能使d轴电流成为0以下。

所以，在本实施方式中，在是离合器切断状态的情况下，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环中的旋转速度的最小值ωmin。

另一方面，在步骤S10中判断为是离合器结合状态的情况下，向步骤S12前进，使计算用旋转速度ωc成为根据磁极位置检测传感器19的输出信号掌握的最新的旋转速度ωi。

在步骤S11、S12的处理的完成后，向步骤S13前进。在步骤S13中，以电压振幅Vamp、计算用旋转速度ωc、由相位计算部22b计算出的电压相位δ、以及存储在机器常数存储部23b中的感应电压常数Ψa为输入，基于以下的式(eq4)计算感应电压偏差INDEX。

[数式4]

INDEX＝Vamp·cosδ-ωc·Ψa...(eq4)

在式(eq4)中，电压振幅Vamp只要通过对电池电压VDC乘以电压利用率的上限值“0.78”来计算就可以。并且，判断感应电压偏差INDEX是否比0大。该处理是用来判断d轴电流是否比0大的处理。

在步骤S13中做出了肯定判断的情况下，判断为d轴电流比0大，向步骤S14前进。在步骤S14中，以将规定相位从30°扩大为90°、并使电压相位δ成为规定相位以下为条件，计算电压相位δ作为用来将感应电压偏差INDEX反馈控制为0的操作量。这里，感应电压偏差INDEX越大，将电压相位δ计算得越大。即，将由相位计算部22b计算出的电压相位δ修正，以将q轴电压Vq控制为感应电压。另外，将上限扩大后的规定相位设为90°是为了避免如果过度地使电压相位δ拥有滞后角则q轴电流减小而发电量减少、或d轴电流增大而损失增大的情况。此外，在本实施方式中，本步骤的处理包括“感应电压计算机构”及“相位变更机构”。

在步骤S13中做出了否定判断的情况、或步骤S14的处理完成的情况下，向步骤S15前进。在步骤S15中，在电压相位δ超过保护值α的情况下，进行将电压相位δ用保护值α限制的保护处理。在本实施方式中，保护值α如图10所示，设定得比q轴电压与感应电压一致的情况下的电压相位大，并且计算用旋转速度ωc越高则被设定得越小。此外，保护值α被设定为90°以下的值。该处理是用来避免因使电压相位δ过度地拥有滞后角而q轴电流增大、启动发电机12的发电电力过度地变大的处理。在图10中，表示了虽然通过步骤S14的处理将电压向量从Vn1变更为Vn2、但通过保护处理使电压向量成为Vn3的例子。另外，在本实施方式中，本步骤的处理包括“保护值计算机构”。

此外，在步骤S13中做出了否定判断的情况下，判断为d轴电流是0以下。

根据以上详述的有关第1实施方式的电流推测装置，能得到以下的效果。

(1)在感应电压偏差INDEX变得比0大的情况下，使q轴电压Vq追随于感应电压“ωc×Ψa”。因此，能够避免实际的d轴电感从用于电流推测的预先设定的d轴电感Ld较大地偏离。由此，能够适当地抑制直流电流IDC的推测误差。因而，能够避免电池14的充电率SOC的计算精度的下降。

(2)在感应电压偏差INDEX变得比0大的情况下，一边将规定相位扩大到90°、一边将由相位计算部22b计算出的电压相位δ变更，以使q轴电压Vq追随于感应电压。如果加以使电压相位为规定相位以下的限制，则在d轴电流变得比0大的情况下，有通过电压相位δ的操作不能使q轴电压Vq追随于感应电压的情况。因此，在d轴电流变得比0大的状况下，将规定相位扩大到90度。由此，能够避免追随被妨碍。这里，如果使规定相位超过90°而扩大，则通过由q轴电流的减少带来的发电量的减少、和由d轴电流的增大带来的损失增大，由此有可能使启动发电机12的发电效率下降。所以，通过将上限设为90°，能够抑制发电效率的下降。

(3)在是离合器切断状态的情况下，将引擎11的1次燃烧循环中的旋转速度的最小值ωmin应用于感应电压的计算中。在本实施方式中，由于在引擎11的空转运转状态时为离合器切断状态，所以离合器切断状态是感应电压较低而且旋转速度的变动较大的状况。在该状况下，也能够可靠地使q轴电压Vq成为感应电压以下，能够使d轴电流成为0以下。由此，在离合器结合前也能够可靠地抑制直流电流IDC的推测误差。

(4)用保护值α限制了电压相位δ。因此，能够防止电压相位δ的过度的滞后，进而能够避免发电电力过度增大。

(第1实施方式的变形例)

另外，上述的有关第1实施方式的上述电流推测装置也可以如以下这样变更而实施。

在有关第1实施方式的电流推测装置中，在追随控制部220c中计算感应电压偏差INDEX，根据计算出的感应电压偏差INDEX比0大来判断为d轴电流比0大，但并不限于此。例如，在追随控制部220c中，也可以判断由dq轴电流推测部23a推测出的d轴电流id是否比0大，也可以判断上述感应电压偏差INDEX或d轴电流id是否比超过0的值大。

作为启动发电机12，并不限于永久磁铁型同步机，例如也可以是在转子上具备磁场绕阻的磁场绕阻型同步机。此外，作为启动发电机12，并不限于Y形连线的结构，例如也可以是Δ形连线的结构。

作为离合器16，并不限于自动离心离合器，例如也可以是通过用户的离合器杠杆操作能够切换为离合器结合状态及离合器切断状态的某种而构成的断续式离合器。

作为启动发电机12的驱动方式，并不限于3相180°通电方式，也可以是3相120°通电方式等其他的通电方式。

作为在图4的矩形波信号生成部22d中使用的电压利用率，并不限于其上限值，也可以是不到上限值的值。

在图8的步骤S14中，也可以将电压相位δ变更，以将感应电压偏差INDEX反馈控制为不是0的规定值。即，也可以将电压相位δ变更以使d轴电流成为不到规定值的规定电流。

在图8的步骤S13中做出了否定判断的情况下，也可以将由相位计算部22b计算出的电压相位δ向矩形波信号生成部22d输入。

在有关第1实施方式的电流推测装置中，也可以如以下这样计算在感应电压的计算中使用的旋转速度。详细地讲，按照引擎11的每1次燃烧循环(720℃A)，计算曲柄轴11a的旋转角度位置成为预先设定的旋转角度位置时的旋转速度(以下称作规定角度位置的旋转速度)。并且，也可以基于计算出的规定角度位置的旋转速度、和预先通过实验等设定的1次燃烧循环的旋转速度的最小值，来计算在感应电压的计算中使用的旋转速度的最小值ωmin。具体而言，例如计算规定角度位置的旋转速度与预先通过实验等设定的旋转速度的最小值的差或偏差值，通过用计算出的差或偏差值对规定角度位置的旋转速度进行修正，来计算上述最小值ωmin。

此外，在上述实施方式中，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环的旋转速度的最小值ωmin，但并不限于此，例如也可以使用上述最小值ωmin的紧接着之前或紧接着之后的旋转速度ω等，比上述最小值ωmin稍高的旋转速度ω。

作为电力变换电路，并不限于3相变换器。总之，只要是能够将从启动发电机12输出的交流电压变换为直流电压而向电池14施加的电力变换电路，也可以是其他的电力变换电路。

作为有关本发明的第1实施方式的电流推测装置的应用对象，并不限于自动两轮车，也可以是汽车等其他车辆。

(第2实施方式)

以下，参照附图对将有关本发明的第2实施方式的电流推测装置应用到作为车载主机而搭载有引擎的自动两轮车(摩托车)中的情况进行说明。这里，图2所示的有关本发明的各实施方式的控制系统不具备对流到将电池14与变换器13连接的电气路径中的直流电流IDC进行检测的电流传感器。因此，在第2实施方式中，控制装置20也进行推测直流电流IDC的电流推测处理。另外，在有关第2实施方式的电流推测装置中，如图2所示，将从上臂开关Sup、Svp、Swp的高电位侧的端子向电池14的正极端子流动的直流电流IDC(充电电流)用正值定义，将从电池14的正极端子向上臂开关Sup、Svp、Swp的高电位侧的端子流动的直流电流IDC(放电电流)用负值定义。此外，如也在第1实施方式中说明那样，能够将启动发电机12的旋转角度(电角度θ)以电角度60°的间隔来掌握。在图3中，将与U、V、W相对应的输出信号用SigU、SigV、SigW表示。

第2实施方式的控制装置20具备速度计算部21、施加电压计算部22、电流推测部23(相当于“电流推测机构”)及SOC计算部24(相当于“充电率计算机构”)。速度计算部21基于磁极位置检测传感器19的输出信号(具体而言，例如是输出信号的逻辑反转定时的间隔)，计算启动发电机12的旋转速度ω(电角度速度)。

施加电压计算部22计算作为对于各相绕线的施加电压的指令值的上述各相施加电压Vu、Vv、Vw。以下，使用图12对施加电压计算部22进行说明。在施加电压计算部22中，电压偏差计算部22a(相当于“电压偏差计算机构”)通过从电池14的目标电压Vtgt减去电池电压VDC，计算电压偏差ΔV。相位计算部22b(相当于“相位计算机构”)基于电压偏差ΔV，计算作为变换器13的输出电压向量Vn的相位的电压相位δ。在本实施方式中，计算电压相位δ作为用来将电压偏差ΔV反馈控制为0的操作量。具体而言，例如只要通过以电压偏差ΔV为输入的比例控制或比例积分控制来计算电压相位δ就可以。这里，在本实施方式中，以dq坐标系中的正q轴为基准，将电压向量Vn顺时针旋转的情况下的电压相位δ用正值定义。特别在本实施方式中，将使电压向量Vn顺时针旋转称作使电压相位δ拥有滞后角，将使电压向量Vn逆时针旋转称作使电压相位δ拥有超前角。此外，将作为电压向量Vn的振幅的电压振幅设为“Vamp”。

相位计算部22b在使启动发电机12作为发电机动作的情况下，将电压相位δ在从0°到规定相位的范围内计算。规定相位被设定为比0°大且比90°小的值。另外，在本实施方式中，根据磁极位置检测传感器19向定子齿的安装位置的制约等，将规定相位设定为30°。但是，作为规定相位，并不限于30°，只要是比0°大且不到90°的值，也可以设定为其他的值。

相位计算部22b所计算出的电压相位δ被向矩形波信号生成部22c输入。矩形波信号生成部22c基于被输入的电压相位δ、电池电压VDC和未图示的磁极位置检测传感器19的输出信号，计算作为矩形波信号的各相施加电压Vu、Vv、Vw。详细地讲，首先，通过对电池电压VDC乘以电压利用率Mr，计算电压振幅Vamp。这里，所谓电压利用率Mr，是电压振幅Vamp的指令值相对于电池电压VDC的比率。在本实施方式中，电压利用率Mr基本上被设定为其上限值为Mlimit(0.78)。并且，基于计算出的电压振幅Vamp和电压相位δ，计算用于180°通电的各相施加电压Vu、Vv、Vw。矩形波信号生成部22c将计算出的各相施加电压Vu、Vv、Vw对变换器13输出。

此外，矩形波信号生成部22c基于电压相位δ和电压振幅Vamp，计算作为电压向量Vn的d轴成分的d轴电压Vd、和作为电压向量Vn的q轴成分的q轴电压Vq。此外，在本实施方式中，矩形波信号生成部22c包括“电压控制机构”。

回到图2的说明，电流推测部23基于由速度计算部21计算出的旋转速度ω、电池电压VDC、以及由矩形波信号生成部22c计算出的d、q轴电压Vd、Vq，推测直流电流IDC。以下，使用图5说明电流推测部23进行的电流推测处理。在电流推测部23中，dq轴电流推测部23a以旋转速度ω为输入，基于在第1实施方式的说明中使用的式(eq1)，推测d、q轴电流id、iq。另外，在式(eq1)中，“Ra”表示电枢绕线电阻，“Ld”、“Lq”表示d、q轴电感，“Ψa”表示感应电压常数。式(eq1)可以通过对表示永久磁铁型同步机的电压方程式的式(eq2)加以将过渡现象忽视的条件、通过进行变形来导出d、q轴电流id、iq。另外，在第1实施方式的说明中使用的式(eq2)中，“p”表示微分运算符。

在式(eq1)中，d、q轴电感Ld、Lq、绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa是根据作为控制对象的旋转电机的规格或实验数据等预先设定的固定值，存储在作为存储机构的机器常数存储部23b(例如非易失性存储器)中。另外，由于绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa具有温度依存性，所以也可以预先制作将绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa与温度建立了关系的表或映射表，使用表或映射表来设定绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa。

直流电流推测部23c以电池电压VDC、由dq轴电流推测部23a推测出的d、q轴电流id、iq、以及由矩形波信号生成部22c计算出的d、q轴电压Vd、Vq为输入，基于在第1实施方式的说明中使用的式(eq3)推测直流电流IDC。

回到图2的说明，SOC计算部24基于由直流电流推测部23c推测出的直流电流IDC的累计值来计算电池14的充电率SOC。所计算出的充电率SOC例如被应用在车辆的各种处理中。

此外，在d轴电流为正值的情况下，如在图6中表示那样，直流电流IDC的推测误差ΔIerr变大。这里，图6表示直流电流IDC的推测值、直流电流的实测值、d轴电流id及引擎旋转速度N的推移。在图6中，表示了在时刻t1以后引擎11的运转状态转移到空转运转状态、d轴电流从负值转移为正值而推测误差ΔIerr增大。在d轴电流为正值的情况下推测误差ΔIerr增大是因为，由于急剧的磁饱和的影响而实际的d轴电感变小，实际的d轴电感从存储在机器常数存储部23b中的d轴电感Ld较大地偏离。特别是，在引擎旋转速度(曲柄轴11a的旋转速度)是空转旋转速度附近的情况下，当电压相位δ达到了规定相位时，启动发电机12的旋转速度ω较低而启动发电机12的感应电压较小，所以d轴电流成为正值，推测误差ΔIerr容易增大。

所以，在第2实施方式中，在进行了电流推测处理的状况下，在d轴电流为正值的情况下，在矩形波信号生成部22c中进行使d轴电流为0的处理。以下，在使用图13说明能够使d轴电流成为0的理由后，说明矩形波信号生成部22c进行的处理。

在图13中表示电压相位δ为规定相位(30°)的情况下的电压向量Vn0、Vn1、Vn2。这里，电压向量Vn0表示其q轴成分变得比感应电压“ω×Ψa”高的情况下的电压向量，电压向量Vn1表示q轴成分与感应电压一致的情况下的电压向量。此外，电压向量Vn2表示q轴成分变得比感应电压低的情况下的电压向量。此外，将与各电压向量Vn0、Vn1、Vn2对应的各电流向量用“In0、In1、In2”表示。

如图示那样，通过感应电压向量与电压向量的位置关系，发生d、q轴电枢反作用。详细地讲，在电压向量Vn0的q轴成分比感应电压大的情况下，电流向量通过d轴电枢反作用而成为流过正的d轴电流那样的电流向量In0。这里，如果使电压向量Vn1的q轴成分与感应电压一致，则d轴电枢反作用消失，所以电流向量成为d轴电流为0那样的电流向量In1。对于与电压向量Vn1相比电压相位大的电压向量Vn2，d轴电流的符号反转，电流向量成为流过负的d轴电流那样的电流向量In2。这样，对应于电压向量的q轴成分与感应电压的偏差而电流向量的相位变化。利用该情况，在进行电流推测处理的状况下使d轴电流成为0。

以下，参照图14的流程图说明有关第2实施方式的电流推测装置的矩形波信号生成部22c所进行的处理。该处理被以例如规定的处理周期反复执行。

在该一系列的处理中，首先，在步骤S140中，判断是否是离合器结合状态。在步骤S140中判断为不是离合器结合状态(是离合器切断状态)的情况下，向步骤S141前进，将计算用旋转速度ωc如图9中(a)、(b)所示那样设为引擎11的1次燃烧循环(720℃A)中的旋转速度ω的最小值ωmin。该处理是鉴于在离合器切断状态下容易发生直流电流IDC的推测误差而设置的处理。即，在是离合器结合状态的情况下，由于启动发电机12的旋转轴被与驱动轮17连结，所以旋转惯性变大，启动发电机12的旋转变动被抑制。相对于此，在离合器切断状态下，由于启动发电机12的旋转轴没有与驱动轮17连结，所以旋转惯性变小，伴随着引擎11的燃烧控制的启动发电机12的旋转变动变大。因此，如果使用每次的旋转速度ω在后述的步骤S143中计算感应电压“ωc×Ψa”，则有计算出的感应电压变得比实际的感应电压大的情况。在此情况下，即使使q轴电压Vq追随于计算出的感应电压，也不能使d轴电流成为0以下。

所以，在有关第2实施方式的电流推测装置中，在是离合器切断状态的情况下，将引擎11的1次燃烧循环中的旋转速度的最小值ωmin用于感应电压的计算。

另一方面，在步骤S140中判断为是离合器结合状态的情况下，向步骤S142前进，使计算用旋转速度ωc成为根据磁极位置检测传感器19的输出信号掌握的最新的旋转速度ωi。

在步骤S141、S142的处理的完成后，向步骤S143前进。在步骤S143中，以电压振幅Vamp、计算用旋转速度ωc、由相位计算部22b计算出的电压相位δ及存储在机器常数存储部23b中的感应电压常数Ψa为输入，基于在第1实施方式的说明中使用的式(eq4)计算感应电压偏差INDEX。

在式(eq4)中，电压振幅Vamp只要通过对电池电压VDC乘以电压利用率的上限值Mlimit(0.78)来计算就可以。并且，判断感应电压偏差INDEX是否比0大。该处理是用来判断d轴电流是否比0大的处理。此外，在本实施方式中，步骤S143的处理包括“感应电压计算机构”。

在步骤S143相互做出了肯定判断的情况下，判断为d轴电流比0大，向步骤S144前进。在步骤S144中，计算时间比率修正量ΔDuty(≧0)作为用来将感应电压偏差INDEX反馈控制为0的操作量。这里，感应电压偏差INDEX越大，将时间比率修正量ΔDuty计算得越大。在第2实施方式中，步骤S144的处理包括“时间比率设定机构”。以下，对步骤S144的处理进行说明。

步骤S144的处理如图15所示，是用来通过以180°通电控制为基础、并且对180°通电控制组合Duty控制(也称作PWM控制)组合、使q轴电压追随于感应电压的处理。这里，图15的时间图对应于图11的时间图。在第2实施方式中，关于下臂开关Sun、Svn、Swn(相当于“对象开关”)，将由180°通电控制规定的导通期间作为能够导通操作期间，在该能够导通操作期间内反复进行导通断开操作。这里，通过调整作为导通操作时间Ton相对于导通断开操作1周期(1开关周期Tsw)的比例的时间比率Duty(＝Ton/Tsw)，能够调整电压振幅Vamp。详细地讲，时间比率Duty越小，电压振幅Vamp越小。

在第2实施方式中，设电压利用率为其上限值Mlimit的情况下的时间比率Duty为100％(参照图11)。并且，将从100％减去在步骤S144中计算出的时间比率修正量ΔDuty后的值设定为最终的时间比率“100－ΔDuty”，计算各相施加电压Vu、Vv、Vw。

另外，在图16中表示电压振幅Vamp的调整方式的一例。如图示那样，在q轴电压相互相同的电压向量Vn1、Vn2中，越是电压相位δ较大的电压向量，将用来使q轴电压与感应电压一致的时间比率修正量ΔDuty设定得越大。另外，在图16中，为了方便，将电压向量Vn2以电压相位超过规定相位(30°)的状态记载。

回到图14的说明，在步骤S144的处理完成的情况、或在步骤S143中做出了否定判断的情况下(判断为d轴电流是0以下的情况下)，向步骤S145前进。在步骤S145中，基于电压相位δ、时间比率修正量ΔDuty、电池电压VDC、未图示的磁极位置检测传感器19的输出信号，通过矩形波信号生成部22c的上述方法计算各相施加电压Vu、Vv、Vw。这里，只要例如通过以下的式(eq5)计算用来计算电压振幅Vamp的电压利用率Mr就可以。另外，在本实施方式中，在步骤S143中做出了否定判断的情况下，使时间比率修正量ΔDuty为0。

[数式5]

根据以上详细说明的有关第2实施方式的电流推测装置，能得到以下的效果。

(1)在感应电压偏差INDEX变得比0大的情况下，通过使电压振幅Vamp下降，使q轴电压Vq追随于感应电压“ωc×Ψa”。这里，通过以180°通电控制为基础并进行Duty控制，使电压振幅Vamp下降。因此，能够避免实际的d轴电感从在电流推测中使用的预先设定的d轴电感Ld较大地偏差。由此，能够适当地抑制直流电流IDC的推测误差。因而，能够避免电池14的充电率SOC的计算精度的下降。

(2)在是离合器切断状态的情况下，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环的旋转速度的最小值ωmin。在本实施方式中，由于在引擎11的空转运转状态时为离合器切断状态，所以离合器切断状态是感应电压较低而且旋转速度的变动较大的状况。在该状况下，也能够可靠地使q轴电压Vq成为感应电压以下，能够使d轴电流成为0以下。由此，在离合器结合前，也能够可靠地抑制直流电流IDC的推测误差。

(第2实施方式的变形例)

另外，第2实施方式也可以如以下这样变更来实施。

在第2实施方式中，在矩形波信号生成部22c中计算感应电压偏差INDEX，根据计算出的感应电压偏差INDEX比0大来判断为d轴电流比0大，但并不限于此。例如，也可以在矩形波信号生成部22c中判断由dq轴电流推测部23a推测出的d轴电流id是否比0大，也可以判断上述感应电压偏差INDEX或d轴电流id是否比超过0的值大。

作为启动发电机12，并不限于永久磁铁型同步机，例如也可以是在转子上具备磁场绕阻的磁场绕阻型同步机。此外，作为启动发电机12，并不限于Y形连线的结构，例如也可以是Δ形连线的结构。

作为离合器16，并不限于自动离心离合器，例如也可以是能够通过用户的离合器杠杆操作来切换为离合器结合状态及离合器切断状态的某个状态而构成的断续式离合器。

在第2实施方式中，在上臂开关的能够导通操作期间中，通过将上臂开关按照时间比率导通断开操作，使电压振幅Vamp下降，以使q轴电压追随于感应电压，但并不限于此。例如，也可以在下臂开关的能够导通操作期间中通过将下臂开关按照时间比率进行导通断开操作而使电压振幅Vamp下降。

此外，作为使q轴电压追随于感应电压的方法，并不限于使时间比率Duty下降的方法。例如，在系统中具备能够改变电池14的端子间电压的结构的情况下，也可以通过使电池14的端子间电压降低来使电压振幅Vamp降低。

作为启动发电机12的驱动方式，并不限于3相180°通电方式，也可以是3相120°通电方式等其他的通电方式。这里，在图17中表示作为基础的120°通电控制，在图18中表示对120°通电控制组合了Duty控制的控制。

作为在矩形波信号生成部22c中使用的基础的电压利用率，并不限于其上限值Mlimit，也可以是小于上限值的值。

在图14的流程图的步骤S144中，也可以计算时间比率修正量ΔDuty以将感应电压偏差INDEX反馈控制为非0的规定值。即，也可以操作电压振幅Vamp以使d轴电流成为小于规定值的规定电流。

在上述的第2实施方式及其变形例中，也可以如以下这样计算在感应电压的计算中使用的旋转速度。详细地讲，按照引擎11的每1个燃烧循环(720℃A)，计算曲柄轴11a的旋转角度位置为预先设定的旋转角度位置时的旋转速度(以下称作规定角度位置的旋转速度)。并且，也可以基于计算出的规定角度位置的旋转速度和预先通过实验等设定的1个燃烧循环的旋转速度的最小值，来计算在感应电压的计算中使用的旋转速度的最小值ωmin。具体而言，例如也可以计算规定角度位置的旋转速度与预先通过实验等设定的旋转速度的最小值的差或偏差值，通过用计算出的差或偏差值将规定角度位置的旋转速度修正，从而计算上述最小值ωmin。

此外，在上述的第2实施方式及其变形例中，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环中的旋转速度的最小值ωmin，但并不限于此，例如也可以使用上述最小值ωmin的刚刚之前或刚刚之后的旋转速度ω等，比上述最小值ωmin稍高的旋转速度ω。

作为电力变换电路，并不限于3相变换器。总之，只要是能够将从启动发电机12输出的交流电压变换为直流电压而向电池14施加的电力变换电路，也可以是其他的电力变换电路。

与有关本发明的第1实施方式的电流推测装置同样，作为有关第2实施方式的电流推测装置的適用对象，并不限于自动两轮车，也可以是汽车等其他车辆。

(第3实施方式)

以下，参照附图对将有关本发明的第3实施方式的电流推测装置应用到作为车载主机而搭载有引擎的自动两轮车(摩托车)中的情况进行说明。

如在第1实施方式及第2实施方式中也说明那样，图1所示的自动两轮车10具备引擎11、作为旋转电机的启动发电机12、作为电力变换电路的变换器13、作为直流电源的电池14、变速装置15、离合器16、驱动轮17及控制装置20。引擎11是自动两轮车10的车载主机，在各实施方式中是单汽缸4冲程引擎。另外，引擎11的燃烧控制既可以由与控制装置20不同的其他的控制装置(未图示)进行，也可以由控制装置20进行。

此外，如在第1实施方式及第2实施方式中也说明那样，参照图2对启动发电机12的控制系统进行说明。启动发电机12经由变换器13电气地连接在电池14上。变换器13具备上臂开关Sup、Svp、Swp和下臂开关Sun、Svn、Swn的串联连接体。在U相上、下臂开关Sup、Sun的连接点上，连接着启动发电机12的未图示的U相绕线的第1端，在V相上、下臂开关Svp、Svn的连接点上，连接着未图示的V相绕线的第1端，在W相上、下臂开关Swp、Swn的连接点上，连接着未图示的W相绕线的第1端。U、V、W相绕线的第2端彼此被短接。即，在本实施方式中，使用Y形连线的结构作为启动发电机12。在各上臂开关Sup、Svp、Swp的高电位侧的端子上连接着电池14的正极端子，在各下臂开关Sun、Svn、Swn的低电位侧的端子上连接着电池14的负极端子。

此外，例如可以使用MOS－FET或IGBT等的电压控制型的半导体开关元件作为各开关Sup～Swn。此外，在各开关Sup～Swn上，反向并联地连接着各续流二极管Dup～Dwn。另外，各续流二极管Dup～Dwn在各开关例如是MOS－FET的情况下，既可以是体二极管，也可以是外装的二极管。

控制系统具备电压传感器18和磁极位置检测传感器19。在本实施方式中，电压传感器18检测电池14的端子间电压。此外，磁极位置检测传感器19(例如是霍尔传感器，更具体地讲是霍尔IC)对应于各相而设置，对应于转子的旋转而输出由图3表示那样的输出信号。由此，能够将启动发电机12的磁极位置(电角度θ)以电角度60°间隔掌握。另外，如在第1实施方式中也说明那样，在图3中表示了与U、V、W相对应的输出信号SigU、SigV、SigW。

如图2所示，电压传感器18及磁极位置检测传感器19的输出信号被向控制装置20输入。控制装置20以微型计算机为主体构成。在本实施方式中，控制装置20在使启动发电机12作为发电机动作的情况下，操作变换器13以将由电压传感器18检测到的电池14的端子间电压(以下称作电池电压VDC)控制为目标电压Vtgt。详细地讲，控制装置20基于上述各种传感器的检测值，计算用来使启动发电机12以周知的3相180°通电方式驱动的U、V、W相施加电压Vu、Vv、Vw。控制装置20基于计算出的施加电压将各开关Sup～Swn导通断开操作。

这里，有关第3实施方式的控制系统不具备检测流到将电池14与变换器13连接的电气路径中的直流电流IDC的电流传感器。因此，在本实施方式中，控制装置20进行推测直流电流IDC的电流推测处理。以下，在对启动发电机12的控制说明后，对电流推测处理进行说明。

控制装置20具备速度计算部21、施加电压计算部22、电流推测部23(相当于“电流推测机构”)及SOC计算部24(相当于“充电率计算机构”)。速度计算部21基于磁极位置检测传感器19的输出信号(具体而言，例如是输出信号的逻辑反转定时的间隔)，计算启动发电机12的旋转速度ω(电角度速度)。

施加电压计算部22计算作为对于各相绕线的施加电压的指令值的各相施加电压Vu、Vv、Vw。以下，使用图19对施加电压计算部22进行说明。在施加电压计算部22中，电压偏差计算部22a(相当于“电压偏差计算机构”)通过从电池14的目标电压Vtgt减去电池电压VDC，计算电压偏差ΔV。相位计算部22b(相当于“相位计算机构”)基于电压偏差ΔV，计算作为变换器13的输出电压向量Vn的相位的电压相位δ。在本实施方式中，计算电压相位δ作为用来将电压偏差ΔV反馈控制为0的操作量。具体而言，例如只要通过以电压偏差ΔV为输入的比例控制或比例积分控制来计算电压相位δ就可以。这里，在本实施方式中，以dq坐标系中的正q轴为基准，将电压向量Vn顺时针旋转的情况下的电压相位δ用正值定义。特别在本实施方式中，将使电压向量Vn顺时针旋转称作使电压相位δ拥有滞后角，将使电压向量Vn逆时针旋转称作使电压相位δ拥有超前角。此外，设作为电压向量Vn的振幅的电压振幅为“Vamp”。

相位计算部22b在使启动发电机12作为发电机动作的情况下，在从0°到规定相位的范围内计算电压相位δ。规定相位被设定为比0°大且比90°小的值。另外，在本实施方式中，因为磁极位置检测传感器19向定子齿的安装位置的制约等，将规定相位设定为30°。但是，作为规定相位，并不限于30°，只要是比0°大且不到90°的值，也可以设定为其他的值。

由相位计算部22b计算出的电压相位δ被向矩形波信号生成部22c输入。矩形波信号生成部22c基于被输入的电压相位δ、电池电压VDC和磁极位置检测传感器19的输出信号，计算作为矩形波信号的各相施加电压Vu、Vv、Vw。详细地讲，首先，通过对电池电压VDC乘以电压利用率Mr，计算电压振幅Vamp。这里，所谓电压利用率Mr，是电压振幅Vamp的指令值相对于电池电压VDC的比率。并且，基于计算出的电压振幅Vamp和电压相位δ，计算用于180°通电的各相施加电压Vu、Vv、Vw。矩形波信号生成部22c将计算出的各相施加电压Vu、Vv、Vw对变换器13输出。

在本实施方式中，将上述各相施加电压Vu、Vv、Vw(各开关Sup～Swn的导通断开操作状态)遍及电角度60°的期间维持。即，将各相施加电压Vu、Vv、Vw以电角度60°间隔更新。这是因为，磁极位置检测传感器19的电角度θ的检测周期如上述那样是60°。

在第3实施方式中，上述电压利用率Mr被设定为其基本利用率Mb，基本利用率Mb被设定为比0大且不到上限利用率Mlimit(0.78)的值。以下，使用图11及图15对各相施加电压Vu、Vv、Vw的计算方式进行说明。

图11表示电压利用率Mr被设定为上限利用率Mlimit的情况下的各开关Sup～Swn的操作状态(对应于各相施加电压Vu、Vv、Vw)。在本实施方式中，设电压利用率Mr为上限利用率Mlimit的情况下的时间比率Duty为100％。时间比率Duty是导通操作时间Ton相对于各开关的导通断开操作1周期(1开关周期Tsw)的比率(Ton/Tsw)。

在第3实施方式中，电压利用率Mr被设定为不到上限利用率Mlimit的基本利用率Mb。因此，各开关Sup～Swn的操作状态实际上如图15所示，为以180°通电控制为基础并对180°通电控制组合了Duty控制(也称作PWM控制)的状态。在本实施方式中，关于下臂开关Sun、Svn、Swn(相当于“对象开关”)，设由180°通电控制规定的导通期间为能够导通操作期间，在该能够导通操作期间内重复导通断开操作。这里，通过调整时间比率Duty，能够调整电压振幅Vamp。详细地讲，时间比率Duty越小，电压振幅Vamp越小。此外，本实施方式的基本利用率Mb为与时间比率Duty90％对应的值。

矩形波信号生成部22c还基于电压相位δ和电压振幅Vamp，计算作为电压向量Vn的d轴成分的d轴电压Vd、和作为电压向量Vn的q轴成分的q轴电压Vq。另外，在d、q轴电压Vd、Vq的计算中使用的电压相位δ，在进行后述的电压相位操作处理的情况下是由该处理修正后的值。此外，在d、q轴电压Vd、Vq的计算中使用的电压振幅Vamp，在进行后述的电压振幅操作处理下是由该处理修正后的值。

回到图2的说明，电流推测部23基于由速度计算部21计算出的旋转速度ω、电池电压VDC、以及由矩形波信号生成部22c计算出的d、q轴电压Vd、Vq，推测直流电流IDC。以下，使用图20说明电流推测部23进行的电流推测处理。在电流推测部23中，dq轴电流推测部23a以旋转速度ω为输入，基于在第1及第2实施方式的说明中使用的式(eq1)推测d、q轴电流id、iq。

在式(eq1)中，“Ra”表示电枢绕线电阻，“Ld”、“Lq”表示d、q轴电感，“Ψa”表示感应电压常数。式(eq1)可以通过对表示永久磁铁型同步机的电压方程式的式(eq2)课以将过渡现象忽视的条件、对d、q轴电流id、iq进行变形来导出。另外，在第1实施方式及第2实施方式的说明中使用的式(eq2)中，“p”表示微分运算符。

在式(eq1)中，d、q轴电感Ld、Lq、绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa是根据作为控制对象的旋转电机的规格或实验数据等预先设定的固定值，存储在作为存储机构的机器常数存储部23b(例如非易失性存储器)中。另外，由于绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa具有温度依存性，所以也可以预先制作将绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa与温度建立关系的表或映射表，使用表或映射表设定绕线电阻Ra及感应电压常数Ψa。

直流电流推测部23c以电池电压VDC、由dq轴电流推测部23a推测的d、q轴电流id、iq、以及由矩形波信号生成部22c计算出的d、q轴电压Vd、Vq为输入，基于在第1实施方式及第2实施方式的说明中使用的式(eq3)推测直流电流IDC。

回到图2的说明，SOC计算部24基于由直流电流推测部23c推测出的直流电流IDC的累计值，计算电池14的充电率SOC。计算出的充电率SOC被用于例如车辆的各种处理。

此外，在d轴电流为正值的情况下，如图6所示，直流电流IDC的推测误差ΔIerr变大。这里，图6表示直流电流IDC的推测值、直流电流的实测值、d轴电流id及引擎旋转速度N的推移。在图6中，表示在时刻t1以后引擎11的运转状态转移到空转运转状态、d轴电流从负值转移为正值而推测误差ΔIerr增大。在d轴电流为正值的情况下推测误差ΔIerr增大是因为，由于急剧的磁饱和的影响而实际的d轴电感变小，实际的d轴电感从存储在机器常数存储部23b中的d轴电感Ld较大地偏差。特别是，在引擎旋转速度(曲柄轴11a的旋转速度)是空转旋转速度附近的情况下，当电压相位δ达到规定相位时，启动发电机12的旋转速度ω较低而启动发电机12的感应电压较小，所以d轴电流成为正值，推测误差ΔIerr容易增大。

所以，在第3实施方式中，在进行电流推测处理的状况下，在d轴电流为正值的情况下，在矩形波信号生成部22c中进行使d轴电流成为0的处理。以下，使用图7及图13说明能够使d轴电流成为0的理由后，说明矩形波信号生成部22c进行的处理。

使用图7，说明通过电压相位δ的操作能够使d轴电流成为0的理由。在图7中，将电压相位δ为规定相位(30°)的情况下的电压向量用“Vn0”表示，将q轴电压Vq与感应电压“ω×Ψa”一致的情况下的电压向量用“Vn1”表示，将电压相位δ比电压向量Vn1大的情况下的电压向量用“Vn2”表示。此外，将与各电压向量Vn0、Vn1、Vn2对应的各电流向量用“In0、In1、In2”表示。

如图示那样，根据感应电压向量与电压向量的位置关系，发生d、q轴电枢反作用。详细地讲，在电压向量Vn0的q轴成分比感应电压大的情况下，电流向量通过d轴电枢反作用而成为流过正的d轴电流那样的电流向量In0。这里，如果使电压向量Vn1的q轴成分与感应电压一致，则d轴电枢反作用消失，所以电流向量成为d轴电流为0那样的电流向量In1。在电压相位比电压向量Vn1大的电压向量Vn2中，d轴电流的符号反转，电流向量成为流过负的d轴电流那样的电流向量In2。

接着，使用图13，对通过电压振幅Vamp的操作能够使d轴电流成为0的理由进行说明。在图13中表示电压相位δ为规定相位(30°)的情况下的电压向量Vn0、Vn1、Vn2。这里，电压向量Vn0是其q轴成分比感应电压“ω×Ψa”高的情况下的电压向量，电压向量Vn1是q轴成分与感应电压一致的情况下的电压向量。此外，电压向量Vn2是q轴成分比感应电压低的情况下的电压向量。此外，将与各电压向量Vn0、Vn1、Vn2对应的各电流向量用“In0、In1、In2”表示。

如图示那样，通过感应电压向量与电压向量的位置关系，发生d、q轴电枢反作用。详细地讲，在电压向量Vn0的q轴成分比感应电压大的情况下，电流向量通过d轴电枢反作用，成为流过正的d轴电流那样的电流向量In0。这里，如果使电压向量Vn1的q轴成分与感应电压一致，则d轴电枢反作用消失，所以电流向量成为d轴电流为0那样的电流向量In1。在电压振幅比电压向量Vn1小的电压向量Vn2中，d轴电流的符号反转，电流向量成为流过负的d轴电流那样的电流向量In2。这样，对应于电压向量的q轴成分与感应电压的偏差而电流向量的相位变化。这样，通过电压相位δ及电压振幅Vamp的操作，能够使d轴电流成为0。利用该特点，在进行电流推测处理的状况下使d轴电流成为0。

在图21中说明由矩形波信号生成部22c进行的处理。该处理以进行电流推测处理为条件被反复执行。

在该一系列的处理中，首先，在步骤S210中，判断由dq轴电流推测部23a推测出的d轴电流id是否比0大。该处理是用来判断是否是电流的推测精度下降的状况的处理。

在步骤S210中做出了否定判断的情况下，判断为不是电流的推测精度下降的状况，向步骤S211前进。在步骤S211中，进行基于由相位计算部22b计算出的电压相位δ、电池电压VDC及磁极位置检测传感器19的输出信号计算各相施加电压Vu、Vv、Vw的通常时电压反馈控制。另外，在本实施方式中，在步骤S210中做出了否定判断的情况下，在各相施加电压Vu、Vv、Vw的计算中使用的电压利用率Mr被设定为上述基本利用率Mb，在各相施加电压Vu、Vv、Vw的计算中使用的电压相位δ被设定为由相位计算部22b计算出的值。

在步骤S210中做出了肯定判断的情况下，判断为处于电流的推测精度下降的状况，向步骤S212前进。在步骤S212中，判断是否是离合器结合状态。在步骤S212中判断为不是离合器结合状态(是离合器切断状态)的情况下，向步骤S213前进，将计算用旋转速度ωc如图9中(a)、(b)所示，设为引擎11的1次燃烧循环(720℃A)中的旋转速度ω的最小值ωmin。该处理是鉴于在离合器切断状态下容易发生直流电流IDC的推测误差而设置的处理。即，在是离合器结合状态的情况下，由于启动发电机12的旋转轴与驱动轮17连结，所以旋转惯性变大，启动发电机12的旋转变动被抑制。相对于此，在离合器切断状态下，由于启动发电机12的旋转轴没有与驱动轮17连结，所以旋转惯性变小，伴随着引擎11的燃烧控制的启动发电机12的旋转变动变大。因此，如果使用每次的旋转速度ω在后述的步骤S215中计算感应电压“ωc×Ψa”，则有计算出的感应电压变得比实际的感应电压大的情况。在此情况下，即使使q轴电压Vq追随于计算出的感应电压，也不能使d轴电流成为0以下。

所以，在第3实施方式中，在是离合器切断状态的情况下，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环中的旋转速度的最小值ωmin。

另一方面，在步骤S212中判断为是离合器结合状态的情况下，向步骤S214前进，将计算用旋转速度ωc设为根据磁极位置检测传感器19的输出信号掌握的最新的旋转速度ωi。

在步骤S213、S214的处理的完成后，向步骤S215前进。在步骤S215中，以电压振幅Vamp、计算用旋转速度ωc、由相位计算部22b计算出的电压相位δ、以及存储在机器常数存储部23b中的感应电压常数Ψa为输入，基于在第1实施方式及第2实施方式的说明中使用的式(eq4)，计算感应电压偏差INDEX。

在式(eq4)中，电压振幅Vamp只要通过对电池电压VDC乘以基本利用率Mb来计算就可以。此外，在本实施方式中，本步骤S215的处理包括“感应电压计算机构”及“感应偏差计算机构”。

在接着的步骤S216中，判断电池电压VDC是否不到规定电压Vth(>0)。该处理是用来判断电池14是否充电不足的处理。

在步骤S216中做出了肯定判断的情况下，判断为充电不足，向步骤S217前进。在步骤S217中，判断感应电压偏差INDEX是否比负的规定值“－K”大。该处理是用来判断q轴电压是否下降至不到感应电压的值的处理。

在步骤S217中做出了肯定判断的情况下，向步骤S218前进，判断计算用旋转速度ωc是否是下限速度ω0以上。这里，下限速度ω0被设定为作为引擎11的燃烧控制中的自动两轮车能够取的旋转速度(例如100rpm)。该处理是用来避免电压相位δ过度地拥有滞后角的处理。即，在旋转速度过低的情况下，电压相位δ的滞后角量过度地变大。在此情况下，即使通过后述的电压振幅操作处理使电压振幅Vamp增大到其最大值，也有可能不能使q轴电压达到感应电压。因此，在旋转速度过低的情况下，即使是d轴电流比0大的情况，通过禁止后述的电压相位操作处理，也避免电压相位δ的滞后角量过度地变大。

在步骤S218中做出了否定判断的情况下，将电压相位操作处理禁止，向步骤S211前进，进行通常时电压反馈控制。另一方面，在步骤S218中做出了肯定判断的情况下，向步骤S219前进，进行电压相位操作处理。以下，使用图22对该处理进行说明。

在该一系列的处理中，在图22的步骤S2191中，以一边将规定相位从30°扩大至90°、一边使电压相位δ成为规定相位以下为条件，计算电压相位δ作为用来将感应电压偏差INDEX反馈控制为0的操作量。这里，感应电压偏差INDEX越大，将电压相位δ计算得越大。即，将由相位计算部22b计算出的电压相位δ修正，以将q轴电压控制为感应电压。另外，使上限扩大后的规定相位成为90°，是为了避免如果过度地使电压相位δ拥有滞后角、则q轴电流减小而发电量、或d轴电流增大而损失增大。

在接着的步骤S2192中，在电压相位δ超过保护值α的情况下，进行将电压相位δ用保护值α限制的保护处理。在本实施方式中，保护值α如图10所示，被设定为比q轴电压与感应电压一致的情况下的电压相位大、并且计算用旋转速度ωc越高则越小。此外，保护值α被设定为90°以下的值。该处理是用来避免因使电压相位δ过度地拥有滞后角而q轴电流增大、启动发电机12的发电电力过度变大的处理。在图10中，表示了虽然通过步骤S2191的处理而电压向量被从Vn1变更为Vn2、但通过保护处理使电压向量成为Vn3的例子。另外，在本实施方式中，本步骤的处理包括“保护值计算机构”。

回到图21的说明，在步骤S219的处理完成后，向步骤S211前进，计算各相施加电压Vu、Vv、Vw。详细地讲，基于将由相位计算部22b计算出的电压相位δ通过电压相位操作处理修正后的值、电池电压VDC、以及磁极位置检测传感器19的输出信号，计算各相施加电压Vu、Vv、Vw。

另一方面，在步骤S216、S217中做出了否定判断的情况下，向步骤S220前进，进行电压振幅操作处理。详细地讲，计算时间比率修正量ΔDuty(≧0)作为用来将感应电压偏差INDEX反馈控制为0的操作量。这里，感应电压偏差INDEX是负值且其绝对值越大，将时间比率修正量ΔDuty计算得越大。在本实施方式中，本步骤S220的处理包括“时间比率设定机构”。

本步骤S220的处理如之前的图15所示，是通过以180°通电控制为基础并对180°通电控制组合Duty控制、用来使q轴电压追随于感应电压的处理。通过对与基本利用率Mb对应的时间比率Duty90％加上在步骤S220中计算出的时间比率修正量ΔDuty而修正，设定最终的时间比率“90％+ΔDuty”。

在接着的步骤S211中，基于通过电压相位操作处理修正后的电压相位δ、最终的时间比率“90％+ΔDuty”、电池电压VDC及磁极位置检测传感器19的输出信号，计算各相施加电压Vu、Vv、Vw。这里，只要例如通过以下的式(eq6)计算为了计算电压振幅Vamp而使用的电压利用率Mr就可以。

[数式6]

接着，将在图21中说明的处理使用图23中(a)、(b)、(c)所示的向量图进一步说明。

图23中(a)是电压相位操作处理及电压振幅操作处理的执行前的图。这里，电压相位δ1被设为规定相位(30°)。然后，如图23中(b)所示，通过由电压相位操作处理使电压相位拥有滞后角到δ2，使感应电压偏差INDEX成为不到负的规定值“－K”，即使q轴电压成为不到感应电压的值。然后，如图23中(c)所示，通过电压振幅操作处理，使q轴电压追随于感应电压。

如上述那样，在第3实施方式中，当使q轴电压追随于感应电压时，首先，通过电压相位δ的滞后角，使q轴电压接近于感应电压。电压相位δ的滞后角操作使启动发电机12的发电电力增大。相对于此，如果在电压相位δ的滞后角操作之前进行用来使q轴电压追随于感应电压的电压振幅Vamp的操作，则通过电压振幅Vamp的下降而使发电电力减小。因此，在抑制发电电力的减小方面，电压振幅Vamp的操作量较小就可以。所以，首先，通过电压相位δ的操作，不使发电电力减小而使q轴电压接近于感应电压。由此，能够抑制伴随着抑制电流的推测误差的发电电力的减小。

此外，在第3实施方式中，由于通过磁极位置检测传感器19仅能够以60°间隔掌握电角度θ，所以电压相位操作处理的控制周期ΔT1也被设定为电角度60°间隔。另一方面，电压振幅操作处理的控制周期ΔT2由于在该处理中不需要电压相位δ，所以被设定为比电压相位操作处理的控制周期ΔT1短的周期。特别是在本实施方式中，电压振幅操作处理的控制周期ΔT2被设定为控制装置20的1个控制周期。因此，由电压振幅操作处理带来的电压振幅Vamp的更新频度比由电压相位操作处理带来的电压相位δ的更新频度多。

因而，由电压振幅操作处理带来的q轴电压向感应电压的追随精度比由电压相位操作处理带来的追随精度高。因此，首先，通过在由电压相位δ的滞后角使d轴电流接近于0后，操作追随精度较高的电压振幅Vamp，能够使q轴电压迅速且高精度地追随于感应电压。

根据以上详述的有关第3实施方式的电流推测装置，能得到以下的效果。

(1)在感应电压偏差INDEX比0大的情况下，使由相位计算部22b计算出的电压相位δ拥有滞后角，直到感应电压偏差INDEX成为规定值“－K”以下。并且，使电压振幅Vamp变大，以使q轴电压追随于感应电压。因此，能够避免实际的d轴电感从在电流推测中使用的预先设定的d轴电感Ld较大地偏差。由此，能够适当地抑制直流电流IDC的推测误差。因而，能够避免电池14的充电率SOC的计算精度的下降。

进而，当通过电压振幅Vamp的增大使q轴电压追随于感应电压时，在电压振幅Vamp的操作之前，通过电压相位δ的滞后角使q轴电压接近于感应电压。由此，也能够抑制伴随着抑制电流的推测误差的启动发电机12的发电电力的减小。

(2)将电压振幅操作处理的控制周期设定得比电压相位操作处理的控制周期短。因此，能够使q轴电压迅速且高精度地追随于感应电压，进而能够更适当地抑制电流的推测误差。

(3)以电池电压VDC不到规定电压Vth为条件，进行电压相位操作处理。电压相位操作处理使启动发电机12的发电电力增大。因此，在应抑制电流的推测误差的状况下，能够将电池14的充电不足迅速地消除。

(4)即使是d轴电流比0大的情况，也以计算用旋转速度ωc不到下限速度ω0为条件，禁止电压相位操作处理的执行。由此，能够避免电压相位δ的滞后角量过度地变大。

(5)使电压相位操作处理为一边将规定相位扩大到90°、一边将相位计算部22b所计算出的电压相位δ变更的处理。如果课以使电压相位为规定相位以下的限制，则在d轴电流比0大的情况下，有发生不能通过电压相位δ的操作使q轴电压成为不到感应电压的值的不良状况的情况。因此，在d轴电流变得比0大的状况下，将规定相位扩大到90度。由此，能够避免上述不良状况。这里，如果使规定相位超过90°而扩大，则通过由q轴电流的减少带来的发电量的减少、和由d轴电流的增大带来的损失增大，启动发电机12的发电效率有可能下降。所以，通过将上限设为90°，能够抑制发电效率的下降。

(6)用保护值α将电压相位δ限制。因此，能够防止电压相位δ的过度的滞后角，进而能够避免发电电力过度增大。

(7)在是离合器切断状态的情况下，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环中的旋转速度的最小值ωmin。在本实施方式中，由于在引擎11的空转运转状态时为离合器切断状态，所以离合器切断状态是感应电压较低而且旋转速度的变动较大的状况。在该状况下，也能够可靠地使q轴电压追随于感应电压，能够使d轴电流成为0。由此，在离合器结合前也能够可靠地抑制直流电流IDC的推测误差。

(第3实施方式的变形例)

另外，上述第3实施方式也可以通过以下这样的变形例实施。

也可以将图21的步骤S210的处理替换为判断d轴电流id是否比超过0的值大的处理、判断感应电压偏差INDEX是否比0大的处理、或判断感应电压偏差INDEX是否比超过0的值大的处理。

也可以将图21的步骤S217的处理替换为判断由dq轴电流推测部23a推测出的d轴电流id是否比负的规定值大的处理。

也可以将图22的步骤S2192的保护处理除去。

在上述第3实施方式中，在使电压向量旋转为滞后角方向直到q轴电压成为不到感应电压后，使电压振幅Vamp增大而使q轴电压追随于感应电压，但并不限于此。也可以在使电压向量旋转为滞后角方向直到q轴电压成为比感应电压大的值后，使电压振幅Vamp减小而使q轴电压追随于感应电压。在此情况下，也可以将基本利用率Mb设定为例如上限利用率Mlimit。

进而，也可以将图21的步骤S216的处理替换为判断由SOC计算部24计算出的电池14的充电率SOC是否不到规定SOC的处理。

在图22的步骤S2191中，也可以将电压相位δ变更以将感应电压偏差INDEX反馈控制为非0的值Ith。即，也可以将电压相位δ变更以使d轴电流成为不到上述非0的值Ith的规定电流。

此外，在图21的步骤S220中，也可以计算时间比率修正量ΔDuty以将感应电压偏差INDEX反馈控制为非0的值Ith。即，也可以操作电压振幅Vamp以使d轴电流成为不到上述非0的值Ith的规定电流。

在上述第3实施方式中，通过在下臂开关的能够导通操作期间中，将下臂开关按照时间比率进行导通断开操作，使电压振幅Vamp下降以使q轴电压追随于感应电压，但并不限于此。例如，也可以在上臂开关的能够导通操作期间中，通过将上臂开关按照时间比率进行导通断开操作，使电压振幅Vamp下降。

此外，作为用来使q轴电压追随于感应电压的电压振幅Vamp的增大方法，并不限于使时间比率Duty增大。例如，在系统中具备能够改变电池14的端子间电压的结构的情况下，也可以通过使电池14的端子间电压上升来使电压振幅Vamp增大。

作为启动发电机12，并不限于永久磁铁型同步机，例如也可以是在转子上具备磁场绕阻的磁场绕阻型同步机。此外，作为启动发电机12，并不限于Y形连线的结构，例如也可以是Δ形连线的结构。

作为启动发电机12的驱动方式，并不限于3相180°通电方式，也可以是3相120°通电方式等其他的通电方式。这里，在图17中表示作为基础的120°通电控制，在图18中表示对120°通电控制组合了Duty控制的控制。

作为磁极位置检测传感器，只要磁极位置能够检测，并不限于霍尔传感器，也可以是其他的传感器。

在上述第3实施方式及其变形例中，也可以如以下这样计算在感应电压的计算中使用的旋转速度。详细地讲，按照引擎11的1次燃烧循环(720℃A)，计算曲柄轴11a的旋转角度位置成为预先设定的旋转角度位置时的旋转速度(以下称作规定角度位置的旋转速度)。并且，也可以基于计算出的规定角度位置的旋转速度和预先通过实验等决定的1次燃烧循环的旋转速度的最小值，来计算在感应电压的计算中使用的旋转速度的最小值ωmin。具体而言，例如也可以计算规定角度位置的旋转速度与预先通过实验等决定的旋转速度的最小值的差或偏差值，通过根据计算出的差或偏差值将规定角度位置的旋转速度修正，来计算上述最小值ωmin。

此外，在第3实施方式及其变形例中，在感应电压的计算中使用引擎11的1次燃烧循环的旋转速度的最小值ωmin，但并不限于此，例如也可以使用上述最小值ωmin的刚刚之前或刚刚之后的旋转速度ω等比上述最小值ωmin稍高的旋转速度ω。

作为电力变换电路，并不限于3相变换器。总之，只要是能够将从启动发电机12输出的交流电压变换为直流电压而向电池14施加的电力变换电路，也可以是其他的电力变换电路。

作为离合器16，并不限于自动离心离合器，例如也可以是通过用户的离合器杠杆操作可切换为离合器结合状态及离合器切断状态的某个而构成的断续式离合器。

与有关本发明的第1实施方式及第2实施方式的电流推测装置同样，作为有关第3实施方式的电流推测装置的应用对象，并不限于自动两轮车，也可以是汽车等其他车辆。

标号说明

12 启动发电机；13 变换器；14 电池；20 控制装置。

Claims (27)

1.一种电流推测装置，其特征在于，

被应用于具备电力变换电路(13)、以及通过针对上述电力变换电路的通电操作而与直流电源(14)进行电力传递的旋转电机(12)的系统中，

该电流推测装置具备：

电流推测机构，基于旋转速度、上述旋转电机的预先设定的d轴电感、q轴电感、电枢绕线电阻及感应电压常数来推测d轴电流、q轴电流，并基于上述直流电源的电压、上述推测的d轴电流、q轴电流、以及计算出的d轴电压、q轴电压来推测流经上述直流电源与上述电力变换电路之间的电流；以及

相位操作机构，以上述旋转电机的dq坐标系中的d轴电流成为比0大的规定的值为条件，操作作为电压向量的相位的电压相位，以使上述电力变换电路的上述电压向量的q轴成分追随于上述旋转电机的感应电压成分。

2.如权利要求1所述的电流推测装置，其特征在于，

以dq坐标系中的正q轴为基准，将上述电压向量顺时针旋转的情况下的上述电压相位用正值定义；

上述相位操作机构包括：

相位计算机构，以使上述电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算用来控制上述旋转电机的上述电压相位；以及

相位变更机构，以上述d轴电流成为上述规定的值为条件，一边将上述规定相位扩大到90°一边将由上述相位计算机构计算出的上述电压相位变更，以使上述电压向量的q轴成分追随于上述感应电压成分。

3.如权利要求2所述的电流推测装置，其特征在于，

还具备计算保护值的保护值计算机构，所述保护值是被设定为比上述规定相位大且90°以下的值，并且与上述旋转电机的旋转速度高的情况相比在上述旋转电机的旋转速度低的情况下被设定得大；

上述相位变更机构以上述保护值为上限对上述电压相位进行变更。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电流推测装置，其特征在于，

上述系统被搭载在车辆(10)上，该车辆(10)具备：作为车载主机的引擎(11)；连结在上述引擎的输出轴(11a)上的驱动轮(17)；以及离合器(16)，该离合器构成为能够切换为，能够传递上述引擎的输出轴与上述驱动轮之间的动力的状态、及上述引擎的输出轴与上述驱动轮之间的动力被切断的状态中的任一状态；

上述旋转电机的旋转轴直接连结在上述引擎的输出轴上；

上述相位操作机构包括感应电压计算机构，该感应电压计算机构以上述离合器成为上述被切断的状态为条件，基于作为上述旋转轴的旋转速度、且为上述引擎的1次燃烧循环中的上述旋转速度的最小值附近的旋转速度，计算上述感应电压成分，上述相位操作机构操作上述电压相位，以使上述电压向量的q轴成分追随于所计算出的上述感应电压成分。

5.如权利要求4所述的电流推测装置，其特征在于，

上述车辆是自动两轮车。

6.如权利要求1所述的电流推测装置，其特征在于，

上述相位操作机构包括：电压偏差计算机构，计算上述直流电源的电压与其目标电压的偏差；以及相位计算机构，以使上述电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算上述电压相位作为用来将上述电压偏差反馈控制为0的操作量；

上述电流推测装置还具备充电率计算机构，该充电率计算机构基于上述电流推测机构所推测出的电流，计算上述直流电源的充电率。

7.如权利要求2或3所述的电流推测装置，其特征在于，

上述相位操作机构还包括：电压偏差计算机构，计算上述直流电源的电压与其目标电压的偏差，

上述相位计算机构以使上述电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算上述电压相位作为用来将上述电压偏差反馈控制为0的操作量，

上述电流推测装置还具备充电率计算机构，该充电率计算机构基于上述电流推测机构所推测出的电流，计算上述直流电源的充电率。

8.一种电流推测装置，其特征在于，

被应用于具备电力变换电路(13)、以及通过针对上述电力变换电路的通电操作而与直流电源(14)进行电力传递的旋转电机(12)的系统中，

该电流推测装置具备：

电流推测机构，基于旋转速度、上述旋转电机的预先设定的d轴电感、q轴电感、电枢绕线电阻及感应电压常数来推测d轴电流、q轴电流，并基于上述直流电源的电压、上述推测的d轴电流、q轴电流、以及计算出的d轴电压、q轴电压来推测流经上述直流电源与上述电力变换电路之间的电流；以及

振幅操作机构，以上述旋转电机的dq坐标系中的d轴电流成为比0大的规定的值为条件，操作作为电压向量的振幅的电压振幅，以使上述电力变换电路的上述电压向量的q轴成分追随于上述旋转电机的感应电压成分。

9.如权利要求8所述的电流推测装置，其特征在于，

设上述电压向量的相位为电压相位；

以dq坐标系中的正q轴为基准，将上述电压向量顺时针旋转的情况下的上述电压相位用正值定义；

上述电流推测装置还具备：

相位计算机构，以使上述电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算用来控制上述旋转电机的上述电压相位；以及

电压控制机构，基于由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，控制上述旋转电机的施加电压；

上述振幅操作机构通过调整上述施加电压，进行用来使上述q轴成分追随于上述感应电压成分的上述电压振幅的操作。

10.如权利要求9所述的电流推测装置，其特征在于，

上述电力变换电路具备上臂开关(Sup、Svp、Swp)及下臂开关(Sun、Svn、Swn)的串联连接体；

上述电压控制机构基于由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，通过180°通电控制或120°通电控制对上述上臂开关及上述下臂开关进行导通断开操作，从而控制上述施加电压；

将上述上臂开关及上述下臂开关中的某一方的开关作为对象开关(Sun、Svn、Swn)；

上述振幅操作机构在通过上述180°通电控制或上述120°通电控制所规定的上述对象开关的能够导通操作期间中，按照时间比率对上述对象开关进行导通断开操作，从而进行用来使上述q轴成分追随于上述感应电压成分的上述电压振幅的操作。

11.如权利要求10所述的电流推测装置，其特征在于，

还具备时间比率设定机构，上述电压向量的q轴成分相对于上述感应电压成分越大，则该时间比率设定机构将上述时间比率设定得越小。

12.如权利要求8～11中任一项所述的电流推测装置，其特征在于，

上述系统被搭载在车辆(10)上，该车辆(10)具备：作为车载主机的引擎(11)；连结在上述引擎的输出轴(11a)上的驱动轮(17)；以及离合器(16)，该离合器构成为能够切换为，能够传递上述引擎的输出轴与上述驱动轮之间的动力的状态、及上述引擎的输出轴与上述驱动轮之间的动力被切断的状态中的任一状态；

上述旋转电机的旋转轴直接连结在上述引擎的输出轴上；

上述振幅操作机构包括感应电压计算机构，该感应电压计算机构以上述离合器成为上述被切断的状态为条件，基于作为上述旋转轴的旋转速度、且为上述引擎的1次燃烧循环中的上述旋转速度的最小值附近的旋转速度，计算上述感应电压成分，上述振幅操作机构操作上述电压振幅，以使上述电压向量的q轴成分追随于所计算出的上述感应电压成分。

13.如权利要求12所述的电流推测装置，其特征在于，

上述车辆是自动两轮车。

14.如权利要求8所述的电流推测装置，其特征在于，

设上述电压向量的相位为电压相位；

上述电流推测装置还具备：

电压偏差计算机构，计算上述直流电源的电压与其目标电压的偏差；

相位计算机构，以使作为上述电压向量的相位的电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算上述电压相位作为用来将上述电压偏差反馈控制为0的操作量；

电压控制机构，基于由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，控制上述旋转电机的施加电压；以及

充电率计算机构，基于由上述电流推测机构推测的电流，计算上述直流电源的充电率。

15.如权利要求9～11中任一项所述的电流推测装置，其特征在于，

设上述电压向量的相位为电压相位；

上述电流推测装置还具备：

电压偏差计算机构，计算上述直流电源的电压与其目标电压的偏差；以及

充电率计算机构，基于由上述电流推测机构推测的电流，计算上述直流电源的充电率，

上述相位计算机构以使作为上述电压向量的相位的电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算上述电压相位作为用来将上述电压偏差反馈控制为0的操作量。

16.一种电流推测装置，其特征在于，

被应用于具备电力变换电路(13)、以及通过针对上述电力变换电路的通电操作而与直流电源(14)进行电力传递的旋转电机(12)的系统中，

设上述电力变换电路的电压向量的振幅为电压振幅，设上述电压向量的相位为电压相位；

上述电流推测装置具备：

电流推测机构，基于旋转速度、上述旋转电机的预先设定的d轴电感、q轴电感、电枢绕线电阻及感应电压常数来推测d轴电流、q轴电流，并基于上述直流电源的电压、上述推测的d轴电流、q轴电流、以及计算出的d轴电压、q轴电压来推测流经上述直流电源与上述电力变换电路之间的电流；

相位操作机构，以上述旋转电机的dq坐标系中的d轴电流成为比0大的规定的值为条件，将上述电压相位向使上述电压向量以正q轴为基准顺时针旋转的方向进行操作，直到上述电压向量的q轴成分与上述旋转电机的感应电压成分的偏差成为不到比0大的规定值的值；以及

振幅操作机构，以上述d轴电流成为上述规定的值为条件，操作上述电压振幅，以在上述q轴成分与上述感应电压成分的偏差成为不到上述规定值的区域中，使上述q轴成分追随于上述感应电压成分。

17.如权利要求16所述的电流推测装置，其特征在于，

以dq坐标系中的正q轴为基准，将上述电压向量顺时针旋转的情况下的上述电压相位用正值定义；

上述电流推测装置还具备：

相位计算机构，以使上述电压相位成为比0°大且比90°小的规定相位以下为条件，计算用来控制上述旋转电机的上述电压相位；以及

电压控制机构，基于由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，控制上述旋转电机的施加电压；

上述相位操作机构操作由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，直到上述q轴成分与上述感应电压成分的偏差成为不到上述规定值的值；

上述振幅操作机构通过调整上述施加电压，进行用来使上述q轴成分追随于上述感应电压成分的上述电压振幅的操作。

18.如权利要求17所述的电流推测装置，其特征在于，

上述系统具备磁极位置检测机构(19)，该磁极位置检测机构(19)按每规定周期检测上述旋转电机的磁极位置；

上述电压控制机构不仅基于上述电压相位，还基于由上述磁极位置检测机构检测出的上述磁极位置来控制上述施加电压；

上述相位操作机构以上述规定周期为控制周期，操作上述电压相位；

上述振幅操作机构以比上述规定周期短的周期为控制周期，调整上述施加电压。

19.如权利要求17或18所述的电流推测装置，其特征在于，

上述电压控制机构将上述电压振幅设定为不到其最大值的值，控制上述施加电压；

上述相位操作机构一边将上述规定相位扩大到90°，一边操作由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，直到上述q轴成分成为不到上述感应电压成分的值；

上述振幅操作机构通过调整上述施加电压以使上述电压振幅朝向上述最大值增大，来进行上述电压振幅的操作。

20.如权利要求19所述的电流推测装置，其特征在于，

上述电力变换电路具备上臂开关(Sup、Svp、Swp)及下臂开关(Sun、Svn、Swn)的串联连接体；

上述电压控制机构基于由上述相位计算机构计算出的上述电压相位，通过180°通电控制或120°通电控制对上述上臂开关及上述下臂开关进行导通断开操作，从而控制上述施加电压；

将上述上臂开关及上述下臂开关中的某一方的开关作为对象开关(Sun、Svn、Swn)；

上述振幅操作机构在通过上述180°通电控制或上述120°通电控制所规定的上述对象开关的能够导通操作期间中，按照时间比率对上述对象开关进行导通断开操作，从而进行用来使上述q轴成分追随于上述感应电压成分的上述电压振幅的操作。

21.如权利要求20所述的电流推测装置，其特征在于，

还具备时间比率设定机构，上述q轴成分相对于上述感应电压成分越小，则该时间比率设定机构将上述时间比率设定得越大。

22.如权利要求17或18所述的电流推测装置，其特征在于，

还具备计算保护值的保护值计算机构，所述保护值是被设定为比上述规定相位大且90°以下的值，并且与上述旋转电机的旋转速度高的情况相比在上述旋转电机的旋转速度低的情况下被设定得大；

上述相位操作机构以上述保护值为上限，操作上述电压相位。

23.如权利要求17或18所述的电流推测装置，其特征在于，

上述相位计算机构包括计算上述直流电源的电压与其目标电压的偏差的电压偏差计算机构，计算上述电压相位作为用来将上述电压偏差计算机构所计算出的偏差反馈控制为0的操作量；

上述电流推测装置还具备充电率计算机构，该充电率计算机构基于上述电流推测机构所推测出的电流，计算上述直流电源的充电率。

24.如权利要求16～18中任一项所述的电流推测装置，其特征在于，

上述相位操作机构以上述直流电源的充电量不到比0大的规定量为条件，操作上述电压相位。

25.如权利要求16～18中任一项所述的电流推测装置，其特征在于，

还具备禁止机构，该禁止机构在即使是上述d轴电流比上述规定的值大的情况下，也以上述旋转电机的旋转速度不到比0高的下限速度为条件，禁止上述相位操作机构进行的上述电压相位的操作。

26.如权利要求16～18中任一项所述的电流推测装置，其特征在于，

上述系统被搭载在车辆(10)上，该车辆(10)具备：作为车载主机的引擎(11)；连结在上述引擎的输出轴(11a)上的驱动轮(17)；以及离合器(16)，该离合器构成为能够切换为，能够传递上述引擎的输出轴与上述驱动轮之间的动力的状态、及上述引擎的输出轴与上述驱动轮之间的动力被切断的状态中的任一状态；

上述旋转电机的旋转轴直接连结在上述引擎的输出轴上；

上述电流推测装置还具备：

感应电压计算机构，以上述离合器成为上述被切断的状态为条件，基于作为上述旋转轴的旋转速度、且为上述引擎的1次燃烧循环中的上述旋转速度的最小值附近的旋转速度，计算上述感应电压成分；以及

感应偏差计算机构，通过将上述感应电压计算机构所计算出的上述感应电压成分从上述q轴成分减去，从而计算感应电压偏差；

上述相位操作机构操作上述电压相位，直到上述感应电压偏差成为不到0的值；

上述振幅操作机构操作上述电压振幅，以使上述q轴成分追随于由上述感应电压计算机构计算出的上述感应电压成分。

27.如权利要求26所述的电流推测装置，其特征在于，

上述车辆是自动两轮车。