CN110446848A - 车辆的马达控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种车辆的马达控制装置，其能够以额定电压不同的电池和电容器作为电源来驱动ACG起动马达。将电容器(E1、E2)的第二额定电压(V2)设为比电池(3)的第一额定电压(V1)大的值。在电池(3)和电容器(E1、E2)并联连接的状态下，设以第一额定电压(V1)对电池(3)和电容器(E1、E2)进行充电的第一充电单元(7a)和以第二额定电压(V2)对电容器(E1、E2)进行充电的第二充电单元(7b)能够切换。电荷泵电路(9)中设置有用于切换电路以使第二额定电压(V2)不被施加到电池(3)上的电池保护开关(9a)。控制电荷泵电路(9)的开关，将电池(3)和电容器(E1、E2)串联连接而向ACG起动马达(8)供电。

Description

车辆的马达控制装置

技术领域

本发明涉及车辆的马达控制装置，特别地，涉及对在发动机起动时作为电池马达(cell motor)发挥功能并在发动机起动后用作发电机发挥功能的ACG起动马达进行控制的车辆的马达控制装置。

背景技术

以往已知一种在发动机起动时作为由从电池供给的电流驱动而转动(cranking)曲轴的电动机发挥功能并在发动机起动后作为同步发电机发挥功能的ACG起动马达。

专利文献1公开了一种马达控制装置，其具备电池和电容器(condenser)作为向ACG起动马达供电的电源，所述马达控制装置在发动机起动时，将电池和电容器并联连接而向ACG起动马达供电，并在发动机起动后存在加速请求的情况下将电池和电容器串联连接而向ACG起动马达供电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2017-2893号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1的技术中，关于通过使用额定电压大于电池的额定电压(12V)的电容器从而使电池和电容器串联连接时的电压进一步升高来驱动ACG起动马达这一点，没有进行研究。

本发明的目的在于，解决上述现有技术的课题，并提供一种能够将额定电压不同的电池和电容器作为电源来驱动ACG起动马达的车辆的马达控制装置。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种车辆的马达控制装置，包括：ACG起动马达8，与发动机E同步旋转而作为马达或发电机发挥功能；控制部5，控制所述ACG起动马达8的发电；以及第一蓄电单元3和第二蓄电单元E1、E2，累积发电所产生的电荷，其第一特征在于，所述ACG起动马达8具有与三相全波整流器4连接的定子线圈35，作为所述第二蓄电单元E1、E2的额定电压的第二额定电压V2被设定为比作为所述第一蓄电单元3的额定电压的第一额定电压V1大的值，所述第一蓄电单元3和所述三相全波整流器4与包括所述第二蓄电单元E1、E2的电荷泵电路9连接，所述控制部5被构成为能够在所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2并联连接的状态下，切换第一充电单元7a和第二充电单元7b，所述第一充电单元7a对所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2进行充电以使所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2达到所述第一额定电压V1，所述第二充电单元7b对所述第二蓄电单元E1、E2进行充电以使所述第二蓄电单元E1、E2达到所述第二额定电压V2，所述电荷泵电路9设置有用于切换电路以使所述第二额定电压V2不施加到所述第一蓄电单元3的第一蓄电单元保护开关9a，所述控制部5被构成为能够控制所述电荷泵电路9所包含的各个开关，将在所述第一额定电压V1下充电的所述第一蓄电单元3和在所述第二额定电压V2下充电的所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电。

此外，其第二特征在于，所述第二充电单元7b是在所述发动机E运转的过程中，将所述ACG起动马达8的发电电压从所述第一额定电压V1切换到所述第二额定电压V2的单元，所述控制部5在用于对所述发动机E的输出进行调整的节气门操作器47进行关闭操作时，通过应用所述第二充电单元7b，将所述第二蓄电单元E1、E2充电至所述第二额定电压V2，所述控制部5根据所述节气门操作器47的打开操作，执行用于将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而对所述ACG起动马达8供电的加速辅助控制。

此外，其第三特征在于，所述第二充电单元7b是在所述发动机E运转的过程中，将所述ACG起动马达8的发电电压从所述第一额定电压V1切换到所述第二额定电压V2的单元，所述控制部5在用于调整所述发动机E的输出的节气门操作器47以一定开度经过规定时间时，通过应用所述第二充电单元7b，将所述第二蓄电单元E1、E2充电至所述第二额定电压V2，所述控制部5根据所述节气门操作器47的打开操作，执行用于将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而对所述ACG起动马达8供电的加速辅助控制。

此外，其第四特征在于，所述第二充电单元7b是在所述发动机E停止的期间，通过对所述三相全波整流器4进行升压斩波控制，以所述第二额定电压V2对所述第二蓄电单元E1、E2进行充电的单元，所述控制器5在所述发动机E起动时，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电装置E1、E2串联连接而对所述ACG起动马达8供电的起动辅助控制。

此外，其第五特征在于，即使在所述第二蓄电单元E1、E2未升压到所述第二额定电压V2的情况下，所述控制部5也根据节气门操作器47的打开操作，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电的起动辅助控制。

此外，其第六特征在于，所述控制部5执行若满足规定的停止条件则停止所述发动机E、且若满足规定的再起动条件则再起动发动机E的怠速停止控制，所述控制部5被构成为在通过所述怠速停止控制再起动时，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电的起动辅助控制，并且在接通车辆电源并操作起动开关而执行的正常的起动时，从所述第一蓄电单元3向所述ACG起动马达8供电。

此外，其第七特征在于，即使在所述第二蓄电单元E1、E2未升压到所述第二额定电压V2的情况下，所述控制部5也根据所述节气门操作器47的打开操作，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电的加速辅助控制。

此外，其第八特征在于，所述电荷泵电路9是具有2个所述第二蓄电单元E1、E2的两级电荷泵电路。

进一步地，其第九特征在于，所述第一蓄电单元3是电池，所述第二蓄电单元E1、E2是电容器。

发明效果

根据第一特征，一种车辆的马达控制装置，包括：ACG起动马达8，与发动机E同步旋转而作为马达或发电机发挥功能；控制部5，控制所述ACG起动马达8的发电；以及第一蓄电单元3和第二蓄电单元E1、E2，累积发电所产生的电荷，所述ACG起动马达8具有与三相全波整流器4连接的定子线圈35，作为所述第二蓄电单元E1、E2的额定电压的第二额定电压V2被设定为比作为所述第一蓄电单元3的额定电压的第一额定电压V1大的值，所述第一蓄电单元3和所述三相全波整流器4与包括所述第二蓄电单元E1、E2的电荷泵电路9连接，所述控制部5被构成为能够在所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2并联连接的状态下，切换第一充电单元7a和第二充电单元7b，所述第一充电单元7a对所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2进行充电以使所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2达到所述第一额定电压V1，所述第二充电单元7b对所述第二蓄电单元E1、E2进行充电以使所述第二蓄电单元E1、E2达到所述第二额定电压V2，所述电荷泵电路9设置有用于切换电路以使所述第二额定电压V2不施加到所述第一蓄电单元3的第一蓄电单元保护开关9a，所述控制部5被构成为能够控制所述电荷泵电路9所包含的各个开关，将在所述第一额定电压V1下充电的所述第一蓄电单元3和在所述第二额定电压V2下充电的所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电，因而仅通过借用作为普通车辆所具备的第一蓄电单元的铅酸电池、电气部件等，并添加例如被设为电容器的第二蓄电单元和电荷泵电路，即能够以串联连接第一蓄电单元和第二蓄电单元而获得的高电压来驱动ACG起动马达。由此，能够大幅提高发动机的起动性，并在车辆行驶的过程中进行强力的加速辅助。此外，通过设置第一蓄电单元保护开关，即使在第二蓄电单元升压到第二额定电压的情况下，也能够防止例如被设为铅酸电池的第一额定电压的第一蓄电单元受到影响。

根据第二特征，所述第二充电单元7b是在所述发动机E运转的过程中，将所述ACG起动马达8的发电电压从所述第一额定电压V1切换到所述第二额定电压V2的单元，所述控制部5在用于对所述发动机E的输出进行调整的节气门操作器47进行关闭操作时，通过应用所述第二充电单元7b，将所述第二蓄电单元E1、E2充电至所述第二额定电压V2，所述控制部5根据所述节气门操作器47的打开操作，执行用于将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而对所述ACG起动马达8供电的加速辅助控制，因而，能够不使用升压转换器而以第二额定电压对第二蓄电单元进行充电，并能够防止部件数量、成本的增加。通过将节气门操作器的关闭操作作为触发而应用第二充电单元，从而在对第二蓄电单元进行充电的同时通过再生制动器使减速变得容易，并且在通过节气门装置的打开操作进行加速请求的情况下，能够以串联连接第一蓄电单元和第二蓄电单元而获得的高电压来驱动ACG起动马达。由此，能够在节气门关闭后进行加速时进行高响应性的加速辅助，并能够大幅提高节气门响应性。

根据第三特征，所述第二充电单元7b是在所述发动机E运转的过程中，将所述ACG起动马达8的发电电压从所述第一额定电压V1切换到所述第二额定电压V2的单元，所述控制部5在用于调整所述发动机E的输出的节气门操作器47以一定开度经过规定时间时，通过应用所述第二充电单元7b，将所述第二蓄电单元E1、E2充电至所述第二额定电压V2，所述控制部5根据所述节气门操作器47的打开操作，执行用于将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而对所述ACG起动马达8供电的加速辅助控制，因而通过将节气门操作器将以一定开度经过规定时间的事件作为触发而应用第二充电单元，能够在例如节气门开度一定的高速巡航行驶的过程中以第二额定电压对第二蓄电单元充电，在通过节气门操作器的打开操作进行加速请求的情况下，能够以串联连接第一蓄电单元和第二蓄电单元而获得的高电压来驱动ACG起动马达，并在高速巡航行驶的过程中进行超车加速时获得辅助。

根据第四特征，所述第二充电单元7b是在所述发动机E停止的期间，通过对所述三相全波整流器4进行升压斩波控制，以所述第二额定电压V2对所述第二蓄电单元E1、E2进行充电的单元，所述控制器5在所述发动机E起动时，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电装置E1、E2串联连接而对所述ACG起动马达8供电的起动辅助控制，因而能够不使用升压转换器而将第二蓄电单元充电到第二额定电压，并能够防止部件数量、成本的增加。另外，通过以串联连接第一蓄电单元和第二蓄电单元而获得的高电压来驱动ACG起动马达，能够提高发动机的起动性。

根据第五特征，即使在所述第二蓄电单元E1、E2未升压到所述第二额定电压V2的情况下，所述控制部5也根据节气门操作器47的打开操作，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电的起动辅助控制，因而即使第二蓄电单元未升压到第二额定电压，也能够优先让驾驶员进行发动机起动的操作来执行起动辅助控制。

根据第六特征，所述控制部5执行若满足规定的停止条件则停止所述发动机E、且若满足规定的再起动条件则再起动发动机E的怠速停止控制，所述控制部5被构成为在通过所述怠速停止控制再起动时，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电的起动辅助控制，并且在接通车辆电源并操作起动开关而执行的正常的起动时，从所述第一蓄电单元3向所述ACG起动马达8供电，因而若交通拥堵行驶等导致发动机反复停止和再起动，则从怠速停止状态再起步时会容易感觉到时滞，对此，通过仅当该再起动进行时执行将第一蓄电单元和第二蓄电单元串联连接的起动辅助，能够提高节气门响应。

根据第七特征，即使在所述第二蓄电单元E1、E2未升压到所述第二额定电压V2的情况下，所述控制部5也根据所述节气门操作器47的打开操作，执行将所述第一蓄电单元3和所述第二蓄电单元E1、E2串联连接而向所述ACG起动马达8供电的加速辅助控制，因而即使第二蓄电单元未升压到第二额定电压，也能够优先让驾驶员进行发动机起动的操作来执行加速辅助控制。

根据第八特征，所述电荷泵电路9是具有2个所述第二蓄电单元E1、E2的两级电荷泵电路，因而例如在第一蓄电单元的额定电压为12伏、第二蓄电单元的额定电压为18伏的情况下，能够以总计48伏的高电压来驱动ACG起动马达。由此，能够获得良好的起动性和加速响应。

根据第九特征，所述第一蓄电单元3是电池，所述第二蓄电单元E1、E2是电容器，因而能够使用作为标准产品或通用产品的电池或电容器，以将它们串联连接而获得的高电压来驱动ACG起动马达。

附图说明

图1是应用了本发明的一实施方式所涉及的车辆的发动机控制装置的机动二轮车的左侧视图。

图2是示出本实施方式所涉及的车辆的马达控制装置及其外围设备的结构的框图。

图3是全波整流器和电荷泵电路的电路结构图。

图4是在电源接通且发动机停止的期间利用电池的电力对电容器充电至12伏的情况的动作说明图。

图5是在发动机运转的过程中利用ACG起动马达的发电电力对电池和电容器充电至12伏的情况的动作说明图。

图6是在电源接通且发动机停止的期间通过升压斩波控制将电容器升压充电到18伏的状态(1)的动作说明图。

图7是在电源接通且发动机停止的期间通过升压斩波控制将电容器升压充电到18伏的状态(2)的动作说明图。

图8是在发动机运转的过程中，为了执行加速辅助而将ACG起动马达的发电电压切换到18伏并将电容器升压充电到18伏的情况的动作说明图。

图9是在发动机起动的过程中或加速辅助的过程中，将电池和2个电容器串联连接而以总计48伏驱动ACG起动马达的情况的动作说明图。

图10是在发动机运转的过程中，在辅助控制之后等待电容器充电的状态的动作说明图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。图1是应用了本发明的一实施方式所涉及的车辆的发动机控制装置的机动二轮车1的左侧视图。机动二轮车1具有由转向把手60以可转向的的方式支撑的前轮WF、支撑于由发动机E和变速器一体构成的摆动单元70的后部的后轮WR、以及设置在前轮WF和后轮WR之间的座椅62，是一种乘坐人员跨坐在座椅62上的踏板型跨乘式车辆。发动机E的曲轴2上安装有ACG起动马达8，ACG起动马达8通过供电使曲轴2旋转，并在发动机E起动之后作为发电机发挥功能。

机动二轮车1具备车身框架63，连杆机构65经由作为轴部件的连杆枢轴64从该车身框架63向车辆后方延伸设置。摆动单元70以相对于车身框架63能够摆动的方式由该连杆机构65支撑。转向把手60被固定于转向柱69的上端部，且转向柱69的下端部固定有以旋转自如的方式轴支撑前轮WF的左右一对前叉71。

摆动单元70被设为发动机E的气缸轴线朝向车身前侧大幅倾斜，且在曲轴2的车身后侧配设了变速器的传动箱的细长形状。机械式离心离合器C被配设于传动箱的车身后侧。发动机转速传感器45被配设于ACG起动马达8的附近，且车速传感器46被配设于后轮WR的车轴附近。

车身框架63包括：头管85，其在前端部轴支撑转向柱69；下延框架86，其从头管85向车辆的后下方延伸；以及左右一对的底部框架87，其从下延框架86的下部向车辆的后方延伸；以及座椅框架88，其从底部框架87的后端部向车辆后上方延伸并支撑座椅62。缓冲单元66介入设置于兼有摆臂功能的摆动单元70的后部与座椅框架88之间。空气滤清器箱68设置于摆动单元70的上表面。

指向车辆宽度方向的横向框架91架于左右一对的底部框架87之间，在横向框架91的车辆前方，指向车辆宽度方向的前横向框架92架于左右一对的底部框架87之间，下延框架86的下端连接于前横向框架92的前表面。

在车身框架63的外侧，配设有：覆盖车身前方的前盖73、以从前盖73的后方覆盖转向柱69的方式安装的底板74、从前盖73的端部向车身后方延伸的左右一对的侧盖75、在座椅62的前方架于左右的侧盖75之间的通道部件76、形成有用于供驾驶员放脚的踏板77的左右一对的下盖78、以及从座椅62的下部延伸到车身后方的左右的后侧盖79。挡风玻璃80安装在前盖73的上端。前挡泥板81配置于前轮WF的上方，后挡泥板83配置于后轮WR的后上方。

在转向把手60的右侧配设有节气门开度传感器50，节气门开度传感器50用于检测作为由驾驶员操作的节气门操作器的节气门手柄的开度。在头管85的前方，配设有作为控制部的ECU5。在座椅62的下方，配设有作为用于向ACG起动马达8供电的第一蓄电单元的电池3、以及作为第二蓄电单元的第一电容器E1和第二电容器E2。第一电容器E1和第二电容器E2比作为一般的铅蓄电池的电池3更小且更轻，将设置空间的增大控制在最小限度。

机动二轮车1具有若满足规定的停止条件则停止发动机E、且若满足规定的再起动条件则再起动发动机E的怠速停止功能。例如，ECU 5以节气门开度为零、从机动二轮车1变为停车状态起经过规定时间且驾驶员坐在座椅62上为条件，暂停发动机E，并且若在该暂停期间进行节气门手柄的打开操作，则驱动ACG起动马达8而再起动发动机E。

图2是示出本实施方式涉及的车辆的马达控制装置及其外围设备的结构的框图。来自用于检测节气门操作器47的开度的节气门开度传感器50、车速传感器46和Ne传感器45的输出信号被输入至ECU 5。ECU 5包括马达驱动控制部6和充电控制部7。马达驱动控制部6包括马达辅助控制部6a，充电控制部7包括通常充电控制部7a和电容器升压充电控制部7b。

连接于发动机E的曲轴(Crankshaft)2的ACG起动马达具备由U、V、W相构成的定子线圈35，且定子线圈35与全波整流器4连接。电荷泵电路9与全波整流器4连接。电荷泵电路9包括第一电容器E1、第二电容器E2和作为第一蓄电单元保护开关的电池保护开关9a。电池3连接于电荷泵电路9，且电池余量传感器10的输出信号被输入至ECU 5。

在本实施方式中，构成为将电池3的额定电压设为第一额定电压V1＝12伏，而将第一电容器E1和第二电容器E2的额定电压设为第二额定电压V2＝18伏，在对其分别进行适当的充电的基础上，以电池3、第一电容器E1和第二电容器E2的输出电压来驱动ACG起动马达8。

全波整流器4和电荷泵电路9由ECU 5控制。充电控制部7的通常充电控制部7a作为用于分别对电池3、第一电容器E1和第二电容器E2以12伏进行充电的第一充电单元发挥功能。此外，充电控制部7的电容器升压充电控制部7b作为用于对第一电容器E1和第二电容器E2以18伏进行充电的第二充电单元发挥功能。充电控制部7能够根据状况切换第一充电单元7a和第二充电单元7b而使其发挥功能。

马达驱动控制部6在发动机E起动时控制全波整流器4，并且能够以来自电池3的12伏的供电来驱动ACG起动马达8。此外，马达驱动控制部6的马达辅助控制部6a能够串联连接以12伏充电的电池3、以12伏充电的第一电容器E1和第二电容器E2，以总计36伏的电压来驱动ACG起动马达8。此外，马达辅助控制部6a能够串联连接以12伏充电的电池3、以18伏充电的第一电容器E1和第二电容器E2，以总计48伏的电压来驱动ACG起动马达8。进一步地，即使在第一电容器E1和第二电容器E2的升压充电开始但未达到18伏的情况下，马达辅助控制部6a也能够将电池3、第一电容器E1和第二电容器E2串联连接以总计36～48伏(不足48伏)的电压驱动ACG起动马达8。

图3是全波整流器4和电荷泵电路9的电路结构图。全波整流器4包括分别与ACG起动马达8的定子线圈35的U、V、W相连接的FET 4a、4b、4c、4d、4e、4f和平滑电容器12。

电池断开继电器13连接于全波整流器4的正极侧端子。电池断开继电器13构成为能够切换经由熔断器14a与燃料喷射和点火系统的开关15a连接的线A、和构成电荷泵电路9的正极侧的线B。线A设置有防回流二极管10a，防回流二极管10h设置在对于线B的线A的连接部的上游侧。用于照明装置等的电气负载的开关15b经由熔断器14b连接于二极管10h的下游侧。与电池3的负侧端子相连的线C连接于全波整流器4的负侧端子。

构成于线B和线C之间的电荷泵电路9包括作为开关元件的7个FET(9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g)、6个二极管(10b、10c、10d、10e、10f、10g)、2个电容器(E1、E2)和2个电阻器(11)，构成为能够分别将2个电容器E1、E2升压充电到18伏。能够将可流过大电流且输出时间长的双电层电容器或锂离子电容器等应用于2个电容器E1和E2。尽管在本实施例中应用了电容器(capacitor)，但是也能够应用各种蓄电装置，可以是蓄电器(condenser)，也可以是锂离子电池。

设置在线B上的第一FET 9a是用于切换的电池保护开关，以使升压充电的18伏电力不会到达电池3，并且在第一FET 9a的下游设置有用于防止并联连接的第三二极管10b。

第一电容器E1设置于从第一FET 9a的上游侧分支的线上，第二EFT9b和第三FET9c通过并联连接而配设于第一电容器E1的上方和下方。在第三FET 9c的下游侧，配设有用于防止对ACG起动马达8的充电电流的回流的第二二极管10c。

在第一电容器E1和线C之间，设置有第四FET 9d、用于防止大电流流过的第一电阻器11a、以及用于防止第一电容器E1放电的第七二极管10d。第二电容器E2配设于第二EFT9b和第三FET 9c的下游侧，第五EFT 9e和第六FET 9f通过并联连接而配设于第二电容器E2的上方和下方。在第二电容器E2和线C之间，设置有第七FET 9g、用于防止大电流流动的第二电阻器11b、以及用于防止第二电容器E2放电的第六二极管10g。

第五EFT 9e的下游侧配设有用于使升压的18伏电力不被施加到照明装置等电气设备的第四二极管10e，第六FET 9f的下游侧配设有用于防止ACG起动马达8的发电电流的回流的第五二极管10f。第四二极管10e和第五二极管10f的下游侧在第三二极管10b的下游侧与线B连接

需要注意的是，在本实施方式中，使用了具有2个电容器的两级电荷泵电路，但是根据车辆的车型和用途，级数可以增加到三级或四级。

图2所示的充电控制部7在发动机E起动之后通过全波整流器4对ACG起动马达8的交流发电电力进行整流，并在通过发动机驱动进行发电时，切换各个FET 4a～4f来增大或减小发电量，以对定子线圈35进行延迟(遅角)通电或提前(進角)通电。此外，充电控制部7能够将发动机运转过程中的ACG起动马达8的发电电压切换到12伏或18伏。

通常充电控制部7a通过ACG起动马达8的12伏发电电力对电池3和电容器E1、E2充电至12伏(第一充电单元)。此外，电容器升压充电控制部7b利用ACG起动马达8的18伏发电电力将电容器E1、E2升压充电至18伏(第二充电单元)。进一步地，电容器升压充电控制部7b能够通过在发动机停止期间对全波整流器4进行升压斩波控制，从而将电容器E1、E2升压充电至18伏(第二充电单元)。

换言之，在发动机E运转时，通过改变ACG起动马达8的发电电压将电容器E1、E2升压充电至18伏，在发动机E停止时，将电池3作为电源而通过全波整流器4的升压斩波控制将电容器E1、E2升压充电至18伏。以下，将参照图4～图10说明机动二轮车1的行驶状态与电路的工作之间的关系。

图4是在电源接通且发动机停止期间，利用电池3的电力对电容器充电至12伏的情况的动作说明图。通电且发动机停止期间是指将点火开关从电源断开切换到接通的状态、或通过怠速停止控制暂停发动机E的状态。

此时，通常充电控制部7a能够利用电池3的电力将第一电容器E1和第二电容器E2充电至12伏。更具体地，通过导通第二FET 9b和第五FET 9e并且关断第三FET 9c和第六FET9f，从而将第一电容器E1和第二电容器E2并联连接，进一步地，通过导通第四FET 9d和第七FET 9g，向第一电容器E1和第二电容器E2提供电池3的电力。

图5是在发动机运转的过程中，利用ACG起动马达8的发电电力将电池和电容器充电至12伏的情况(第一充电单元)的动作说明图。如上所述，通常充电控制部7a能够将发动机运转过程中的ACG起动马达8的发电电压设定为12伏。随之，使作为电池保护开关的第一FET9a导通，将ACG起动马达8的发电电力提供给电池3。此外，通过将第二FET 9b和第五FET9e导通，并将第三FET 9c和第六FET 9f关断，使第一电容器E1和第二电容器E2并联连接，进一步地，通过将第四FET 9d和第七FET 9g导通，从而向第一电容器E1和第二电容器E2供给ACG起动马达8的发电电力。

图6是在电源接通且发动机停止期间，通过升压斩波控制将电容器升压充电至18伏的状态(1)的动作说明图。此外，图7是在电源接通且发动机停止期间，通过升压斩波控制将电容器升压充电到18伏的状态(2)的动作说明图。具体地，在电源接通且发动机停止期间，通过交替地切换图6和图7所示的状态的斩波控制，将第一电容器E1和第二电容器E2升压充电到18伏(第二充电单元)。

如图6、7中任一图所示，通过使作为电池保护开关的第一FET 9a关断、第二FET 9b和第五FET 9e导通，并且使第三FET 9c和第六FET 9f关断，将第一电容器E1和第二电容器E2并联连接，进一步地，通过将第四FET 9d和第七FET 9g导通，使第一电容器E1和第二电容器E2的充电准备完成。

在图6中，全波整流器4的FET 4b、4c、4e导通，定子线圈35的V相和U相为正。此处，如图7所示，若将全波整流器4的所有FET都切换到关断，则V相和U相变为负，并且在W相中产生大的正电动势。通过反复进行全波整流器4的切换，将第一电容器E1和第二电容器E2升压充电至18伏。

通过上述升压斩波控制对第一电容器E1和第二电容器E2进行的升压充电能够设定为在发动机通过怠速停止控制暂停时执行。

图8是在发动机运转的过程中，为了执行加速辅助而使ACG起动马达的发电电压切换到18伏并将电容器升压充电到18伏的情况(第二充电单元)的动作说明图。如上所述，充电控制部7能够将发动机运转过程中的ACG起动马达8的发电电压切换到18伏。

通过使作为电池保护开关的第一FET 9a关断，第二FET 9b和第五FET 9e导通，并且将第三FET 9c和第六FET 9f关断，从而并联连接第一电容器E1和第二电容器E2，进一步地，通过导通第四FET 9d和第七FET 9g，第一电容器E1和第二电容器E2被升压充电至18伏。此时，由于第一FET 9a已关断，因而能够防止18伏的发电电力被供给至电池3。

在本实施方式中，将行驶过程中从12伏发电切换到18伏发电的触发设为节气门开度减小。由此，能够顺利地执行用于再加速时的加速辅助的充电，并且关闭节气门时的再生制动器所产生的制动力增加，能够仅通过节气门操作而获得有张有弛的行驶感。另外，可以将行驶过程中从12伏发电切换到18伏发电的触发设定为节气门开度一定的状态在规定时间内持续的事件等。根据该设定，能够在从高速巡航行驶进入超车加速时获得ACG起动马达的加速辅助。此外，也可以将节气门开度被设为零或者规定开度以下的事件作为触发。

另外，通过ACG起动马达8的18伏发电使第一电容器E1和第二电容器E2充满电为止的时间可以根据电容器容量和充电开始时的容量任意地设定。

图9是在发动机起动时或在加速辅助过程中，通过串联连接电池和2个电容器以总计48伏来驱动ACG起动电动机8的情况的动作说明图。如上所述，马达驱动控制部6在发动机起动时，能够切换控制FET 4a～4f而利用电池3的电力将ACG起动马达8作为同步电动机来进行驱动。进一步地，在通过怠速停止控制而临时停车后的再起动时以及行驶过程中需要加速辅助的情况下，电动机辅助控制部6a能够将电池3、第一电容器E1和第二电容器E2串联连接，以总计48伏的电压来驱动ACG起动马达8。

此时，就电荷泵电路9而言，作为电池保护开关的第一FET 9a被关断，而通过将第二FET 9b和第五FET 9e切换到关断，并将第三FET 9c和第六FET 9f切换到导通，使电池3、第一电容器E1和第二电容器E2被串联连接。连接于C线的第四FET 9d和第七FET 9g被关断。

接着，就全波整流器4而言，FET 4b、4c和4e被导通，ACG起动电动机8由总计48伏的电压驱动。能够从第一电容器E1和第二电容器E2供电的时间取决于电容器的容量或各种条件，但可以任意地设定，根据在拐角出口处提升加速或在高速公路上超车加速等加速请求来设定。

另外，如上所述，在行驶过程中总是以12伏对第一电容器E1和第二电容器E2充电，以节气门关闭作为触发而执行升压充电至18伏，但若在升压至18伏完成之前执行节气门操作，则能够利用该时间点的电压执行通过串联连接进行的加速辅助。同样地，即使不经过升压充电到18伏，也可以例如将节气门开度的变化率超过预定值的事件作为触发，以总计36伏的电压进行加速辅助。此外，执行加速辅助的触发也可以是节气门开度超过规定的阈值的情况。

图10是在发动机运转过程中，在辅助控制之后等待电容器充电的状态的动作说明图。发动机再起动时的辅助控制或行驶过程中的加速辅助之后即刻，发动机E处于运转中，通过ACG起动马达8的12伏发电，第一电容器E1和第二电容器E2的12伏充电迅速开始。此外，通过将第二FET 9b和第五FET 9e导通，并将第三FET 9c和第六FET 9f关断，使第一电容器E1和第二电容器E2并联连接，进一步地，通过将第四FET 9d和第七FET 9g导通，向第一电容器E1和第二电容器E2供给ACG起动马达8的发电电力。此时，优先对第一电容器E1和第二电容器E2充电，作为电池保护开关的第一FET9a被关断。从电池3向燃料喷射、点火系统等电气负载供给电力。并且，若第一电容器E1和第二电容器E2被充满电，则将第一FET 9a切换到导通，并进入图5所示的12伏充电。

如上所述，根据本实施方式所涉及的车辆的马达控制装置，具备额定电压为12伏的电池3、以及额定电压为大于12伏的18伏的第一电容器E1和第二电容器E2，在正常行驶过程中，其中任一个均通过ACG起动马达8的发电电力充电至12伏，能够以节气门关闭作为触发而将ACG起动马达8切换到18伏发电，从而对第一电容器E1和第二电容器E2升压充电至18伏，并根据节气门操作将电池3、第一电容器E1和第二电容器E2串联连接，进行总计48伏的加速辅助。此外，能够在通过怠速停止控制使发动机停止期间，通过全波整流器4的升压斩波控制将第一电容器E1和第二电容器E2升压充电至18伏，在再起动时将第一电容器E1和第二电容器E2串联连接，进行总计48伏的起动辅助。根据能够起到的这种效果的本申请发明，能够对现有的系统进行如下改良。

首先，已知为了使发动机容易起动而根据起动开关操作利用ACG起动马达使曲轴反向旋转至压缩上的死点前的回绕控制、和在通过怠速停止控制使发动机暂停时利用ACG起动马达使曲轴反向旋转至压缩上的死点前的回摆控制。对此相对，若应用上述串联连接电池和电容器的辅助控制，则发动机的起动性将大幅提高，从而能够废止回绕控制和回摆控制。由此，能够压缩起动时和再起动时的时滞并简化控制。

此外，如果在发动机起动时使第一电容器E1和第二E2电容器串联连接而进行起动辅助，则能够在可确保充足的发电容量的范围内使ACG起动马达小型化，从而实现车身的轻量化。

进一步地，在将离心式离合器应用于起动离合器、并执行怠速停止控制的车辆中，已知以下结构：若因交通拥堵行驶等使发动机反复地暂停和再起动，则在从怠速停止状态再起步时，容易感觉到离心式离合器被连接为止的时滞，因而在提升到一定程度以上的速度的正常行驶后的等待交通信号等情况下，在短时间内使发动机停止，与此相对，在反复低速行驶和停车的交通拥堵行驶中，对直至发动机停止的时间进行延长。对此，如果应用上述串联连接电池和电容器的辅助控制，则能够缩短离心式离合器被连接为止的时间，因而无需对直至发动机停止的时间进行延长，能够减少燃料消耗量。

需要注意的是，电池和电容器的形状或构造、额定电压或容量、电荷泵电路的结构、电容器的个数、FET的个数或构造等不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。例如，可以以点火开关的开启作为触发来执行通过升压斩波控制进行的电容器的升压充电，并根据起动开关的操作将电池和电容器串联连接来驱动ACG起动马达。本发明所涉及的车辆的马达控制装置不仅限定于机动二轮车，还能够应用于三轮车、四轮车辆等各种车辆。

附图标记说明

1···机动二轮车(车辆)；2···曲轴；3···电池(第一蓄电单元)；4···全波整流器；5···ECU(控制部)；6···马达驱动控制部；7···充电控制部；8···ACG起动马达；35···定子线圈；9···电荷泵电路；9a···电池保护开关(第一蓄电单元保护开关)；9b～9g···FET；50···节气门开度传感器；E1···第一电容器(第二蓄电单元)；E2···第二电容器(第二蓄电单元)；V1···第一额定电压；V2···第二额定电压。

Claims (9)

1.一种车辆的马达控制装置，包括：ACG起动马达(8)，与发动机(E)同步旋转而作为马达或发电机发挥功能；控制部(5)，控制所述ACG起动马达(8)的发电；以及第一蓄电单元(3)和第二蓄电单元(E1、E2)，累积发电所产生的电荷，其特征在于，

所述ACG起动马达(8)具有与三相全波整流器(4)连接的定子线圈(35)，

作为所述第二蓄电单元(E1、E2)的额定电压的第二额定电压(V2)被设定为比作为所述第一蓄电单元(3)的额定电压的第一额定电压(V1)大的值，

所述第一蓄电单元(3)和所述三相全波整流器(4)与包含所述第二蓄电单元(E1、E2)的电荷泵电路(9)连接，

所述控制部(5)被构成为能够在所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)并联连接的状态下，切换第一充电单元(7a)和第二充电单元(7b)，所述第一充电单元(7a)，对所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)进行充电以使所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)达到所述第一额定电压(V1)，所述第二充电单元(7b)对所述第二蓄电单元(E1、E2)进行充电以使所述第二蓄电单元(E1、E2)达到所述第二额定电压(V2)，

所述电荷泵电路(9)设置有用于切换电路以使所述第二额定电压(V2)不被施加到所述第一蓄电单元(3)的第一蓄电单元保护开关(9a)，

所述控制部(5)被构成为能够控制所述电荷泵电路(9)所包含的各个开关，将在所述第一额定电压(V1)下充电的所述第一蓄电单元(3)和在所述第二额定电压(V2)下充电的所述第二蓄电单元(E1、E2)串联连接而向所述ACG起动马达(8)供电。

2.如权利要求1所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

所述第二充电单元(7b)是在所述发动机(E)运转的过程中，将所述ACG起动马达(8)的发电电压从所述第一额定电压(V1)切换到所述第二额定电压(V2)的单元，

所述控制部(5)在用于对所述发动机(E)的输出进行调整的节气门操作器(47)进行关闭操作时，通过应用所述第二充电单元(7b)，将所述第二蓄电单元(E1、E2)充电至所述第二额定电压(V2)，

所述控制部(5)根据所述节气门操作器(47)的打开操作，执行用于将所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)串联连接而对所述ACG起动马达(8)供电的加速辅助控制。

3.如权利要求1所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

所述第二充电单元(7b)是在所述发动机(E)运转的过程中，将所述ACG起动马达(8)的发电电压从所述第一额定电压(V1)切换到所述第二额定电压(V2)的单元，

所述控制部(5)在用于对所述发动机(E)的输出进行调整的节气门操作器(47)以一定开度经过规定时间时，通过应用所述第二充电单元(7b)，将所述第二蓄电单元(E1、E2)充电至所述第二额定电压(V2)，

所述控制部(5)根据所述节气门操作器(47)的打开操作，执行用于将所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)串联连接而对所述ACG起动马达(8)供电的加速辅助控制。

4.如权利要求1所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

所述第二充电单元(7b)是在所述发动机(E)停止期间，通过对所述三相全波整流器(4)进行升压斩波控制，以所述第二额定电压(V2)对所述第二蓄电单元(E1、E2)进行充电的单元，

所述控制器(5)在所述发动机(E)起动时，执行将所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电装置(E1、E2)串联连接而对所述ACG起动马达(8)供电的起动辅助控制。

5.如权利要求4所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

即使在所述第二蓄电单元(E1、E2)未被升压到所述第二额定电压(V2)的情况下，所述控制部(5)也根据节气门操作器(47)的打开操作，执行将所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)串联连接而向所述ACG起动马达(8)供电的起动辅助控制。

6.如权利要求4或权利要求5所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

所述控制部(5)执行若满足规定的停止条件则停止所述发动机(E)、且若满足规定的再起动条件则再起动发动机(E)的怠速停止控制，所述控制部(5)被构成为在通过所述怠速停止控制再起动时，执行将所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)串联连接而向所述ACG起动马达(8)供电的起动辅助控制，并且在接通车辆电源并操作起动开关而执行的正常的起动时，从所述第一蓄电单元(3)向所述ACG起动马达(8)供电。

7.如权利要求2或权利要求3所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

即使在所述第二蓄电单元(E1、E2)未被升压到所述第二额定电压(V2)的情况下，所述控制部(5)也根据所述节气门操作器(47)的打开操作，执行将所述第一蓄电单元(3)和所述第二蓄电单元(E1、E2)串联连接而向所述ACG起动马达(8)供电的加速辅助控制。

8.如权利要求1至权利要求7中任一项所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

所述电荷泵电路(9)是具有2个所述第二蓄电单元(E1、E2)的两级电荷泵电路。

9.如权利要求1至权利要求8中任一项所述的车辆的马达控制装置，其特征在于，

所述第一蓄电单元(3)是电池，

所述第二蓄电单元(E1、E2)是电容器。