JP2017129065A - Vehicle - Google Patents

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JP2017129065A JP2016009151A JP2016009151A JP2017129065A JP 2017129065 A JP2017129065 A JP 2017129065A JP 2016009151 A JP2016009151 A JP 2016009151A JP 2016009151 A JP2016009151 A JP 2016009151A JP 2017129065 A JP2017129065 A JP 2017129065A
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日野 陽至
Haruyoshi Hino
陽至 日野
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a drive property while suppressing the use and generation of high voltage, without complicating a structure, in a vehicle.SOLUTION: A vehicle includes: an acceleration instructing portion; an engine which has a crank shaft; a driving member which drives the vehicle; a start generator; a battery; an inverter; and a control device which controls the inverter so as to make an engine output adjusting portion increase rotation power, and to make the start generator to drive the crank shaft with the power of the battery while carrying out slightly weak field control to the start generator, when the acceleration of the vehicle is instructed, and controls the inverter so as to make the engine output adjusting portion decrease the rotation power, and to make the start generator decrease the driving force of the crank shaft without applying voltage due to rotations of the crank shaft which is higher than the voltage of the battery from the start generator to a plurality of switching portions, when the acceleration instruction of the vehicle is stopped.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ビークルに関する。   The present invention relates to a vehicle.

例えば、特許文献1には、車両等に搭載されるエンジンの始動発電装置が示されている。特許文献1の始動発電装置は、始動発電機を備えている。始動発電機は、エンジンを始動させるエンジン始動機能、及びエンジンの回転により発電する発電機能を有する。また、特許文献1の始動発電装置では、始動発電機が、エンジンの回転中、モータとして機能することにより、エンジンの回転をアシストするアシスト機能を有する。
特許文献1に示すようなエンジンの始動発電機には、例えばエンジンの始動又はエンジンのアシストに十分なトルクを出力することが求められる。
特許文献1の始動発電装置にはバッテリ及び蓄電手段(バッテリ又はコンデンサ)が設けられている。特許文献1の始動発電装置は、エンジンの始動時又はアシスト時に、バッテリ及び蓄電手段を直列接続状態に切換える。これによって、始動発電機に高い電圧が供給される。特許文献1の始動発電装置は、始動発電機をモータとして機能させる場合の、モータのトルクを増大させている。特許文献1の始動発電装置では、始動発電機を発電機能で動作させるときには、始動発電機に対してバッテリ及び蓄電手段を並列に接続させる。
For example, Patent Document 1 discloses an engine starter generator mounted on a vehicle or the like. The starting power generator of Patent Literature 1 includes a starting generator. The starter generator has an engine start function for starting the engine and a power generation function for generating electric power by rotating the engine. Moreover, in the starting power generator of patent document 1, a starting generator has an assist function which assists rotation of an engine by functioning as a motor during rotation of an engine.
An engine starter / generator as disclosed in Patent Document 1 is required to output a torque sufficient for starting the engine or assisting the engine, for example.
The starting power generation device of Patent Document 1 is provided with a battery and power storage means (battery or capacitor). The starting power generation device of Patent Document 1 switches the battery and the power storage means to a serial connection state when starting or assisting the engine. As a result, a high voltage is supplied to the starter generator. The starting power generator of Patent Document 1 increases the torque of the motor when the starting generator functions as a motor. In the starting power generator of Patent Document 1, when the starting generator is operated with the power generation function, a battery and power storage means are connected in parallel to the starting generator.

特開2015−68297号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-68297

特許文献1の構成において、バッテリ及び蓄電手段の接続状態を切換える装置は、複雑である。また、バッテリ及び蓄電手段の接続状態を切換える場合、車両内の他の部品(例えばバッテリ、インバータ内のスイッチング素子)に不用意に高い電圧が印加される可能性がある。特許文献1の始動発電装置では、バッテリ及び蓄電手段の接続状態を切換える際における高い電圧の印加の抑制を図るため、モータドライバによって始動発電機の各相の接続状態を変えることが必要である。   In the configuration of Patent Document 1, the device for switching the connection state between the battery and the power storage means is complicated. Moreover, when switching the connection state of a battery and an electrical storage means, a high voltage may be inadvertently applied to other components in the vehicle (for example, a battery or a switching element in an inverter). In the starting power generator of Patent Document 1, it is necessary to change the connection state of each phase of the starting generator by a motor driver in order to suppress application of a high voltage when switching the connection state between the battery and the power storage means.

バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルは、エンジンに加え、バッテリを備える。そのようなビークルでは、バッテリの重さや大きさが、ビークルの走行性能になるべく影響を及ぼさないことが望ましい。従って、ビークルには、なるべく小型化及び軽量化されたバッテリが搭載されることが望ましい。このようなバッテリのサイズ及び重量の制約のため、始動発電機を駆動するためのバッテリとしては、通常、電圧が比較的低いバッテリが用いられる。そのようなバッテリの電圧は、例えば、商用電源の電圧に比べて低い。バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルでは、始動発電機になるべく高い電圧を供給せずに、エンジンのクランクシャフトを大きなトルクで駆動することが望まれている。   A vehicle including a starter / generator that rotates a crankshaft of an engine with electric power from a battery includes a battery in addition to the engine. In such a vehicle, it is desirable that the weight and size of the battery do not affect the running performance of the vehicle as much as possible. Therefore, it is desirable to mount a battery that is as small and light as possible in the vehicle. Due to the restrictions on the size and weight of the battery, a battery having a relatively low voltage is usually used as the battery for driving the starter / generator. The voltage of such a battery is low compared with the voltage of a commercial power source, for example. In a vehicle equipped with a starter / generator that rotates the crankshaft of an engine with battery power, it is desired to drive the crankshaft of the engine with a large torque without supplying as high a voltage as possible to the starter / generator.

また、バッテリの電力でクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルにおいて、バッテリが駆動する対象は、クランクシャフトを回転させる始動発電機である。始動発電機を駆動するためのバッテリ(即ち比較的電圧が低いバッテリ)にとって、クランクシャフトは重量物である。クランクシャフトを回転させるためには大きなパワーが必要である。始動発電機を駆動するためのバッテリのように電圧が低いバッテリが一般的な駆動対象に対して出力するパワーと比べると、クランクシャフトを回転させる始動発電機に対して出力しなければならないパワーは大きい。また、クランクシャフトはエンジンの燃焼動作又は慣性により回転するという、バッテリの電力でクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルに特有の事情もある。バッテリの電力でクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルにとって、このような重量物であるクランクシャフトの回転を、電圧が比較的低いバッテリにより如何に制御するかが問題である。   In addition, in a vehicle including a starter / generator that rotates the crankshaft with the electric power of the battery, a target driven by the battery is a starter / generator that rotates the crankshaft. The crankshaft is heavy for a battery for driving the starter generator (ie, a battery having a relatively low voltage). A large amount of power is required to rotate the crankshaft. The power that must be output to the starter generator that rotates the crankshaft is compared to the power that a battery with a low voltage, such as a battery for driving the starter generator, outputs to a general drive target. large. In addition, there is a situation peculiar to a vehicle equipped with a starter / generator that rotates the crankshaft with electric power of the battery, in which the crankshaft is rotated by the combustion operation or inertia of the engine. For a vehicle equipped with a starter / generator that rotates the crankshaft with the electric power of the battery, the problem is how to control the rotation of the crankshaft, which is such a heavy object, with a battery having a relatively low voltage.

本発明の目的は、バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルにおいて、構造を複雑化することなく、高い電圧の使用及び発生を抑制しつつ、駆動性を向上させることである。   An object of the present invention is to improve drivability while suppressing the use and generation of a high voltage without complicating the structure in a vehicle including a starter / generator that rotates a crankshaft of an engine with battery power. That is.

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。   The present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems.

(1) ビークルであって、
前記ビークルは、
前記ビークルの加速を指示する加速指示部と、
燃焼動作で生じる回転パワーを出力するように構成されたエンジンであって、前記回転パワーを前記エンジンの外部に出力するクランクシャフトと、前記回転パワーを調整するように構成されたエンジン出力調整部とを有するエンジンと、
前記クランクシャフトを介して前記エンジンから出力される回転パワーを受けることによって前記ビークルを駆動する駆動部材と、
前記クランクシャフトに対し固定された速度比で回転するよう前記クランクシャフトと接続されたロータを有し、前記エンジンを始動させる場合に前記クランクシャフトを駆動し、前記エンジンが燃焼動作する場合に前記エンジンに駆動されて発電する、三相ブラシレスモータである始動発電機と、
前記始動発電機に対し電流の授受を行うバッテリと、
前記始動発電機と前記バッテリとの間に配置され、前記始動発電機と前記バッテリとの間を流れる電流を調整する複数のスイッチング部を備えたインバータと、
前記加速指示部により前記ビークルの加速が指示された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを増大させるとともに、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行いながら前記始動発電機に前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動させるように前記インバータを制御し、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記クランクシャフトの回転に起因する前記バッテリの電圧より高い電圧を印加させずに前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させるように前記インバータを制御する制御装置と
を備える。
(1) A vehicle,
The vehicle is
An acceleration instruction unit for instructing acceleration of the vehicle;
An engine configured to output rotational power generated by a combustion operation, the crankshaft outputting the rotational power to the outside of the engine, and an engine output adjusting unit configured to adjust the rotational power An engine having
A drive member that drives the vehicle by receiving rotational power output from the engine via the crankshaft;
A rotor connected to the crankshaft for rotation at a fixed speed ratio with respect to the crankshaft; the crankshaft is driven when the engine is started; and the engine is operated when the engine is combusted A starter generator, which is a three-phase brushless motor, driven by
A battery for transferring current to the starter generator;
An inverter that is disposed between the starter generator and the battery and includes a plurality of switching units that adjust a current flowing between the starter generator and the battery;
When acceleration of the vehicle is instructed by the acceleration instructing unit, the engine output adjusting unit increases rotational power and performs field weakening control on the starting generator with the power of the battery to the starting generator. When the inverter is controlled to drive a crankshaft and the acceleration instruction unit stops the vehicle acceleration instruction, the engine output adjustment unit reduces the rotational power, and the starter generator And a control device for controlling the inverter so as to reduce the driving force of the crankshaft to the starter generator without applying a voltage higher than the voltage of the battery due to the rotation of the crankshaft to the switching unit. .

(1)のビークルでは、ビークルの加速が指示される場合、制御装置は、エンジン出力調整部に回転パワーを増大させるとともに、始動発電機に対し弱め界磁制御を行いながら始動発電機にバッテリの電力でクランクシャフトを駆動させるようにインバータを制御する。このため、始動発電機は、例えば弱め界磁制御が行われない場合と比べ、高い回転速度において、大きなトルクを出力する。従って、クランクシャフトが始動発電機によってより強く駆動される。その結果、バッテリの電力でクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルの駆動性が向上する。   In the vehicle of (1), when the acceleration of the vehicle is instructed, the control device increases the rotational power to the engine output adjustment unit and performs the field weakening control on the starter generator with the electric power of the battery. The inverter is controlled to drive the crankshaft. For this reason, the starter / generator outputs a large torque at a higher rotational speed than when the field weakening control is not performed, for example. Therefore, the crankshaft is driven more strongly by the starter generator. As a result, the drivability of the vehicle including the starter / generator that rotates the crankshaft with the electric power of the battery is improved.

ビークルの加速の指示が停止されると、始動発電機によるクランクシャフトの駆動力とエンジンの回転パワーとが減少する。このとき、クランクシャフトの回転は直ちに停止しない。例えば、エンジンが、減少した回転パワーにより、クランクシャフトを回転させ続ける場合がある。また、クランクシャフトが慣性により回転を継続する場合もある。そのため、少なくともビークルの加速の指示が停止された後ある期間、クランクシャフトの回転は継続する。制御装置がインバータを制御する時に始動発電機を駆動するためのバッテリにとって重量物であるクランクシャフトが継続的に回転すると、始動発電機に生じる誘導起電圧がスイッチング部に印加される。スイッチング部に印加される電圧がバッテリの電圧よりも高いと、スイッチング部を備えたインバータが始動発電機から出力される電流を適切に制御できなくなるおそれがある。バッテリの電力でクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルでは、バッテリの許容電流が低い。このため、インバータが電流を適切に制御できないと、バッテリに出力される電流が、バッテリにとって過度に大きくなるおそれがある。
(1)の構成では、制御装置が、始動発電機から複数のスイッチング部にクランクシャフトの回転に起因するバッテリ電圧より高い電圧を印加させずに始動発電機にクランクシャフトの駆動力を減少させるようにインバータを制御するので、クランクシャフトの継続的な回転に起因する誘導起電圧がバッテリ及び複数のスイッチング部に影響を及ぼす事態の発生を抑制できる。また、インバータにより、上述した始動発電機の制御を実現するので、構造を複雑化することがない。
When the vehicle acceleration instruction is stopped, the driving force of the crankshaft by the starter generator and the rotational power of the engine are reduced. At this time, the rotation of the crankshaft does not stop immediately. For example, the engine may continue to rotate the crankshaft with reduced rotational power. In addition, the crankshaft may continue to rotate due to inertia. Therefore, the rotation of the crankshaft continues at least for a certain period after the vehicle acceleration instruction is stopped. When the crankshaft, which is heavy for the battery for driving the starter / generator when the control device controls the inverter, continuously rotates, an induced electromotive voltage generated in the starter / generator is applied to the switching unit. If the voltage applied to the switching unit is higher than the voltage of the battery, the inverter provided with the switching unit may not be able to properly control the current output from the starter generator. In a vehicle including a starter / generator that rotates the crankshaft with the electric power of the battery, the allowable current of the battery is low. For this reason, if the inverter cannot properly control the current, the current output to the battery may become excessively large for the battery.
In the configuration of (1), the control device reduces the driving force of the crankshaft to the starter generator without applying a voltage higher than the battery voltage due to the rotation of the crankshaft from the starter generator to the plurality of switching units. Therefore, the occurrence of a situation in which the induced electromotive voltage caused by the continuous rotation of the crankshaft affects the battery and the plurality of switching units can be suppressed. Moreover, since the control of the starter generator described above is realized by the inverter, the structure is not complicated.

以上により、(1)の構成によれば、バッテリの電力でクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルにおいて、構造を複雑化することなく、高い電圧の使用及び発生を抑制しつつ、駆動性を向上させることができる。   As described above, according to the configuration of (1), in the vehicle including the starter generator that rotates the crankshaft with the electric power of the battery, it is possible to drive while suppressing the use and generation of a high voltage without complicating the structure. Can be improved.

(2) (1)のビークルであって、
前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を継続しながら前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させることにより前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記バッテリ電圧より高い前記クランクシャフトの回転に起因する電圧が印加されないように前記インバータを制御する。
(2) The vehicle of (1),
When the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle, the control device decreases the rotational power to the engine output adjustment unit and continues the field weakening control on the starter generator while continuing the field weakening control. The inverter is controlled so that a voltage caused by rotation of the crankshaft higher than the battery voltage is not applied from the starter generator to the plurality of switching units by reducing the driving force of the crankshaft.

(2)の構成によれば、始動発電機に対する弱め界磁制御が継続した状態で、始動発電機がクランクシャフトの駆動力を減少させる。従って、始動発電機において誘導起電圧が抑制される。これにより、複数のスイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧が印加される事態の発生が抑制される。   According to the configuration of (2), the starter generator decreases the driving force of the crankshaft while the field weakening control for the starter generator is continued. Therefore, the induced electromotive voltage is suppressed in the starter generator. Thereby, the occurrence of a situation where a voltage higher than the battery voltage is applied to the plurality of switching units is suppressed.

(3) (2)のビークルであって、
少なくとも前記加速指示部により前記ビークルの加速が指示された場合及び前記ビークルの加速の指示が停止された場合の両方において、前記制御装置は、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行いながら前記始動発電機に前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動させた場合にクランクシャフトを回転させることが可能な最大駆動速度が、前記クランクシャフトの実際の回転速度よりも大きくなるように、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行う。
(3) The vehicle of (2)
At least in the case where acceleration of the vehicle is instructed by the acceleration instruction unit and in the case where the instruction of acceleration of the vehicle is stopped, the control device performs the field generation control while performing field weakening control on the starter generator. When the crankshaft is driven by the power of the battery in the machine, the starter / generator is set so that the maximum drive speed at which the crankshaft can be rotated is larger than the actual rotation speed of the crankshaft. On the other hand, field weakening control is performed.

(3)の構成によれば、クランクシャフトの実際の回転速度に対し、過大な電圧及び電流の発生が抑えられるように弱め界磁制御が行われる。このため、スイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧がかかる事態がさらに抑えられやすい。   According to the configuration of (3), the field-weakening control is performed so that the generation of excessive voltage and current is suppressed with respect to the actual rotational speed of the crankshaft. For this reason, the situation where a voltage higher than the battery voltage is applied to the switching unit is further easily suppressed.

(4) (2)又は(3)のビークルであって、
前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記クランクシャフトの回転速度の減少に応じて、弱め界磁制御を弱める。
(4) The vehicle according to (2) or (3),
The control device weakens the field-weakening control in accordance with the decrease in the rotation speed of the crankshaft when the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle.

(4)の構成によれば、クランクシャフトの回転速度の減少に応じて、弱め界磁制御が弱まる。従って、弱め界磁制御のための電流消費が抑えられるとともに、複数のスイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧がかかる事態が抑えられやすい。   According to the configuration of (4), the field-weakening control is weakened as the rotational speed of the crankshaft decreases. Therefore, current consumption for field weakening control is suppressed, and a situation where a voltage higher than the battery voltage is applied to the plurality of switching units is easily suppressed.

(5) (1)のビークルであって、
前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機の各相を短絡しながら前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させることにより前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記バッテリ電圧より高い前記クランクシャフトの回転に起因する電圧が印加されないように前記インバータを制御する。
(5) The vehicle of (1),
When the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle, the control device reduces the rotational power to the engine output adjustment unit and short-circuits each phase of the starter generator. Further, the inverter is controlled such that a voltage resulting from rotation of the crankshaft higher than the battery voltage is not applied from the starter generator to the plurality of switching units by reducing the driving force of the crankshaft.

(5)の構成によれば、始動発電機の各相を短絡しながら始動発電機にクランクシャフトの駆動力を減少させる。従って、始動発電機で生じた誘導起電圧が複数のスイッチング部に印加されることが抑制される。これにより、始動発電機から複数のスイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧が印加される事態の発生が抑制される。始動発電機の各相の短絡は、クランクシャフトの回転速度の低下に寄与するので、速やかな減速が可能となる。   According to the configuration of (5), the driving power of the crankshaft is reduced in the starter generator while short-circuiting each phase of the starter generator. Therefore, application of the induced electromotive voltage generated in the starter generator to the plurality of switching units is suppressed. Thereby, occurrence of a situation where a voltage higher than the battery voltage is applied from the starter generator to the plurality of switching units is suppressed. A short circuit of each phase of the starter generator contributes to a decrease in the rotational speed of the crankshaft, so that quick deceleration is possible.

(6) (1)から(5)のいずれか1のビークルであって、
少なくとも、前記クランクシャフトの実際の回転速度が、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行わない場合に前記始動発電機が前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動させることが可能な最大駆動トルクと前記エンジンの回転パワーが前記クランクシャフトを回転させるトルクとが等しくなる前記クランクシャフトの回転速度より大きい時に、前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記バッテリ電圧より高い前記クランクシャフトの回転に起因する電圧が印加されないように前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させる。
(6) The vehicle according to any one of (1) to (5),
At least the maximum drive torque that allows the starter generator to drive the crankshaft with the power of the battery when the actual rotational speed of the crankshaft does not perform field weakening control on the starter generator, and When the rotational power of the engine is greater than the rotational speed of the crankshaft at which the torque for rotating the crankshaft is equal, the control device, when the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle, The rotating power is reduced in the output adjustment unit, and the crankshaft of the crankshaft is applied to the starter generator so that a voltage caused by rotation of the crankshaft higher than the battery voltage is not applied to the plurality of switching units from the starter generator. Reduce driving force.

(6)の構成によれば、始動発電機において比較的高い誘導起電圧が生じ易い状況において加速指示部によりビークルの加速の指示が停止された場合、制御装置が、エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、始動発電機から複数のスイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧が印加されないように始動発電機にクランクシャフトの駆動力を減少させる。比較的高い誘導起電圧が生じ易い状況において、スイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧が印加される事態の発生が抑制される。   According to the configuration of (6), when the acceleration instruction unit stops the vehicle acceleration instruction in a situation where a relatively high induced electromotive voltage is likely to be generated in the starter / generator, the control device sends the rotational power to the engine output adjustment unit. And the driving force of the crankshaft is reduced in the starting generator so that a voltage higher than the battery voltage is not applied to the plurality of switching units from the starting generator. In a situation where a relatively high induced electromotive voltage is likely to occur, occurrence of a situation where a voltage higher than the battery voltage is applied to the switching unit is suppressed.

(7) (1)から(6)いずれか1のビークルであって、
前記始動発電機は、
周方向にスロットを空けて設けられた複数のティースを備えるステータコアと前記ティースに巻回された巻線とを有し、前記複数のティースの全ては、前記巻線が巻回された部分を有する、ステータと、
永久磁石部と、前記永久磁石部により形成され前記ステータと対向する面に設けられた、前記複数のティースの数より多い数の複数の磁極部とを有するロータとを備える。
(7) The vehicle according to any one of (1) to (6),
The starting generator is
A stator core having a plurality of teeth provided with slots in the circumferential direction and a winding wound around the teeth, all of the plurality of teeth having a portion around which the winding is wound. The stator,
And a rotor having a permanent magnet portion and a plurality of magnetic pole portions formed by the permanent magnet portion and provided on a surface facing the stator, the number of which is greater than the number of the plurality of teeth.

(7)の構成によれば、例えば、ティースの数以下の数の磁極部を有する構成と比べて、磁極部が小さい。このため、巻線が巻回されたティースからの磁界を利用した弱め界磁制御による、磁極部での界磁の弱めの程度を増大することができる。
また、磁極部の数がティースの数より多いので、始動発電機の電気角を基準とした回転速度が大きい。このため、過大な電流及び電圧が、弱め界磁制御によって大きく抑制される。逆に、電流及び電圧の抑制の程度を維持する場合、巻線抵抗を低く設定することができる。このため、始動発電機がクランクシャフトを駆動するトルクを増大することができる。
According to the structure of (7), a magnetic pole part is small compared with the structure which has the number of magnetic pole parts below the number of teeth, for example. For this reason, it is possible to increase the degree of field weakening at the magnetic pole portion by field weakening control using the magnetic field from the tooth around which the winding is wound.
Further, since the number of magnetic pole portions is larger than the number of teeth, the rotation speed based on the electrical angle of the starting generator is large. For this reason, an excessive current and voltage are largely suppressed by the field weakening control. Conversely, when maintaining the degree of current and voltage suppression, the winding resistance can be set low. For this reason, the torque by which the starter / generator drives the crankshaft can be increased.

本発明によれば、バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルにおいて、構造を複雑化することなく、高い電圧の使用及び発生を抑制しつつ、駆動性を向上させることができる。   According to the present invention, in a vehicle equipped with a starter / generator that rotates a crankshaft of an engine with battery power, the drivability is improved while suppressing the use and generation of a high voltage without complicating the structure. be able to.

本発明の一実施形態に係るビークルを示す外観図である。1 is an external view showing a vehicle according to an embodiment of the present invention. 図1に示すエンジンユニットの概略構成を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows typically the schematic structure of the engine unit shown in FIG. 図2に示す始動発電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a cross section perpendicular | vertical to the rotating shaft of the starting generator shown in FIG. 図1に示すビークルの電気的な概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical schematic structure of the vehicle shown in FIG. ビークルの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a vehicle. (A)は、始動発電機の駆動特性を模式的に示す説明図であり、(B)は、発電特性を模式的に示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows typically the drive characteristic of a starter generator, (B) is explanatory drawing which shows typically a power generation characteristic. ベクトル制御の概要を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the outline | summary of vector control. (A)は、弱め界磁制御時の始動発電機の駆動特性を模式的に示す説明図であり、(B)は、弱め界磁制御時の発電特性を模式的に示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows typically the drive characteristic of the starter generator at the time of field weakening control, (B) is explanatory drawing which shows typically the power generation characteristic at the time of field weakening control. (A)は、加速の指示が停止された場合の始動発電機の駆動特性を模式的に示す説明図であり、(B)は、加速の指示が停止された場合の発電特性を模式的に示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows typically the drive characteristic of the starter generator when the instruction | indication of acceleration is stopped, (B) is typical about the electric power generation characteristic when the instruction | indication of acceleration is stopped. It is explanatory drawing shown. 本発明の第二実施形態に係るビークルの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the vehicle which concerns on 2nd embodiment of this invention.

本発明者は、始動発電機について検討した。始動発電機は、エンジンの始動及びエンジンのアシストを行う。また、始動発電機は、エンジンに駆動されて発電を行う。
三相ブラシレスモータである始動発電機は、一般に、エンジンの回転速度すなわちクランクシャフトの回転速度が高いほど大きな電力を出力する。このため、ビークルが走行中に、エンジンの回転速度が高い場合には、始動発電機から大きな電流が出力される。バッテリの充電能力を超える電流は充電に寄与しない。バッテリの充電能力を超える電流は、損失の要因の一つである。
従って、始動発電機には、特に回転速度が高い場合における出力電流の抑制が望まれている。
The inventor has studied a starter generator. The starter generator starts the engine and assists the engine. The starter generator is driven by the engine to generate power.
A starter generator, which is a three-phase brushless motor, generally outputs larger electric power as the rotational speed of the engine, that is, the rotational speed of the crankshaft becomes higher. For this reason, when the rotational speed of the engine is high while the vehicle is traveling, a large current is output from the starter generator. Current that exceeds the charging capacity of the battery does not contribute to charging. A current exceeding the charging capacity of the battery is one of the causes of the loss.
Therefore, the starter generator is desired to suppress the output current especially when the rotational speed is high.

しかし、始動発電機では、エンジン始動時の出力トルクの向上と、エンジン始動後の発電電流の抑制との間に、トレードオフの関係がある。従って、トルク向上及び発電電流抑制のうち、一方を優先すると、他方の特性が低下する。このため、始動発電機は、発電電流を抑制しようとすると、出力トルクが小さくなってしまうという問題を有している。   However, in the starter / generator, there is a trade-off relationship between the improvement in output torque when starting the engine and the suppression of the generated current after starting the engine. Therefore, if one of the torque improvement and the generation current suppression is prioritized, the other characteristic is degraded. For this reason, the starter generator has a problem that the output torque is reduced when the generated current is suppressed.

特許文献1の始動発電装置は、バッテリ及び蓄電手段を直列接続状態に切り替えることによって、始動発電機に高い電圧を供給する。
しかし、始動発電機に電力を供給する電源の接続状態を切換える回路は、例えば信号線を切換える回路と比べ、複雑であり大型化する。
また、特許文献1で説明されるように、始動発電機に対するバッテリ及び蓄電手段の接続を、単純に、並列接続から直列接続に切り替え、又は、直列接続から並列接続に切り替えると次のような問題が生じる。すなわち、バッテリ又は蓄電手段から供給される電力によって駆動する車両内の他の部品に不用意に高い電圧が印加される可能性がある。
特許文献1の始動発電装置は、接続状態の切替時の制御をさらに複雑にすることによって、接続の切り替えのスムーズ化を図っている。
The starting power generator of Patent Document 1 supplies a high voltage to the starting generator by switching the battery and the power storage means to a serial connection state.
However, a circuit that switches the connection state of a power source that supplies power to the starter generator is more complicated and larger than a circuit that switches signal lines, for example.
Further, as described in Patent Document 1, when the connection of the battery and the power storage means to the starter / generator is simply switched from parallel connection to series connection, or switched from series connection to parallel connection, the following problems occur: Occurs. That is, there is a possibility that a high voltage is inadvertently applied to other components in the vehicle that are driven by power supplied from the battery or the power storage means.
The starting power generation device disclosed in Patent Literature 1 makes connection switching smooth by further complicating the control at the time of switching the connection state.

本発明者は、バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる始動発電機としての三相ブラシレスモータを備えたビークルにおいて、電源の接続状態を切換えずに三相ブラシレスモータのトルクを増大することについて検討した。本発明者は、バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる三相ブラシレスモータを備えたビークルにおいて、三相ブラシレスモータを弱め界磁制御することが、トルクを増大することに有効であることに気づいた。
弱め界磁制御によれば、界磁を弱めることによって、誘導起電圧を抑えることができる。誘導起電圧は、三相ブラシレスモータの回転速度の増大に応じて増大する。誘導起電圧が抑えられることによって、特に高い回転速度の領域において、バッテリから三相ブラシレスモータに供給される電流が増大する。
従って、電源の接続状態を切換えたりすること無く、特に高い回転速度の領域において、三相ブラシレスモータである始動発電機のトルクを増大することができる。
The inventor of the present invention relates to increasing the torque of a three-phase brushless motor without switching the connection state of a power source in a vehicle including a three-phase brushless motor as a starter generator that rotates an engine crankshaft with battery power. investigated. The present inventor has realized that, in a vehicle including a three-phase brushless motor that rotates the crankshaft of the engine with battery power, it is effective to increase the torque to weaken the three-phase brushless motor and perform field control. .
According to the field weakening control, the induced electromotive voltage can be suppressed by weakening the field. The induced electromotive voltage increases as the rotational speed of the three-phase brushless motor increases. By suppressing the induced electromotive voltage, the current supplied from the battery to the three-phase brushless motor increases, particularly in the region of a high rotational speed.
Therefore, it is possible to increase the torque of the starter generator, which is a three-phase brushless motor, without switching the connection state of the power source, particularly in the high rotational speed region.

しかし、始動発電機は、クランクシャフトに対し固定された速度比で回転するよう前記クランクシャフトと接続されたロータを有している。すなわち、始動発電機は、クラッチや可変トランスミッションを介すること無しにエンジンと接続されている。
このため、制御によって始動発電機の駆動が停止しても、始動発電機が、エンジンによって駆動されるか又は慣性で回転してしまう。
エンジンの回転パワーが減少した後、クランクシャフトの回転は少なくともある期間継続する。従って、エンジンの回転パワーが減少する場合でも始動発電機は、エンジンによって駆動されてしまう。
制御によって始動発電機による駆動が停止される場合に、駆動時に行われていた弱め界磁制御が停止すると、界磁が増大する。始動発電機が回転している場合、増大した界磁によって、バッテリの電圧より高い誘導起電圧がスイッチング部にかかる場合がある。この場合、インバータが電流を適切に制御できなくなり、バッテリに過大な電流が流れる。
However, the starter generator has a rotor connected to the crankshaft for rotation at a fixed speed ratio relative to the crankshaft. That is, the starter generator is connected to the engine without using a clutch or a variable transmission.
For this reason, even if the drive of the starter / generator is stopped by the control, the starter / generator is driven by the engine or rotates with inertia.
After the rotational power of the engine has decreased, the crankshaft rotation continues for at least a certain period. Therefore, even when the rotational power of the engine decreases, the starter generator is driven by the engine.
When the driving by the starter / generator is stopped by the control, the field increases when the field weakening control performed at the time of driving stops. When the starting generator is rotating, an induced electromotive voltage higher than the voltage of the battery may be applied to the switching unit due to the increased field. In this case, the inverter cannot properly control the current, and an excessive current flows through the battery.

本発明者は、バッテリの電力でエンジンのクランクシャフトを回転させる始動発電機を備えたビークルにおいて、制御によって始動発電機による駆動が停止される場合に、スイッチング部にバッテリ電圧より高い電圧がかからないようにすることによって、バッテリに過大な電流が流れる事態を抑制できることを見いだした。
本発明は、上述した知見に基づいて完成した発明である。
In the vehicle having a starter / generator that rotates the crankshaft of the engine with the electric power of the battery, the inventor does not apply a voltage higher than the battery voltage to the switching unit when driving by the starter / generator is stopped by the control. By doing so, it was found that the situation where an excessive current flows through the battery can be suppressed.
The present invention has been completed based on the above-described findings.

以下、本発明を、好ましい実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings.

[第一実施形態]
図1は、本発明の一実施形態に係るビークルを示す外観図である。
図1に示すビークル1は、車輪付きビークルである。ビークル1は、車体2及び車輪3a,3bを備えている。詳細には、ビークル1は、鞍乗型車両である。ビークル1は、自動二輪車である。
ビークル1は、エンジンユニットEUを備えている。エンジンユニットEUは、エンジン10と始動発電機20(図2参照)とを備えている。即ち、ビークル1は、エンジン10と始動発電機20とを備えている。
後ろの車輪3bは、エンジン10から出力される回転パワーを受けることによってビークル1を駆動する。車輪3bは、本発明にいう駆動部材の一例に相当する。
[First embodiment]
FIG. 1 is an external view showing a vehicle according to an embodiment of the present invention.
A vehicle 1 shown in FIG. 1 is a vehicle with wheels. The vehicle 1 includes a vehicle body 2 and wheels 3a and 3b. Specifically, the vehicle 1 is a saddle type vehicle. The vehicle 1 is a motorcycle.
The vehicle 1 includes an engine unit EU. The engine unit EU includes an engine 10 and a starter generator 20 (see FIG. 2). That is, the vehicle 1 includes an engine 10 and a starter generator 20.
The rear wheel 3b receives the rotational power output from the engine 10 to drive the vehicle 1. The wheel 3b corresponds to an example of a drive member according to the present invention.

ビークル1は、メインスイッチ5を備えている。メインスイッチ5は、ビークル1の各部に電力を供給するためのスイッチである。ビークル1は、スタータスイッチ6を備えている。スタータスイッチ6は、エンジン10を始動するためのスイッチである。ビークル1は、アクセル操作子8を備えている。アクセル操作子8は、ビークル1の加速を指示するための操作子である。アクセル操作子8は、加速指示部の一例である。
ビークル1は、前照灯7を備えている。ビークル1は、電力を蓄えるバッテリ4を備えている。ビークル1は、ビークル1の各部を制御する制御装置60を備えている。
The vehicle 1 includes a main switch 5. The main switch 5 is a switch for supplying power to each part of the vehicle 1. The vehicle 1 includes a starter switch 6. The starter switch 6 is a switch for starting the engine 10. The vehicle 1 includes an accelerator operation element 8. The accelerator operation element 8 is an operation element for instructing acceleration of the vehicle 1. The accelerator operation element 8 is an example of an acceleration instruction unit.
The vehicle 1 includes a headlamp 7. The vehicle 1 includes a battery 4 that stores electric power. The vehicle 1 includes a control device 60 that controls each part of the vehicle 1.

図2は、図1に示すエンジンユニットEUの概略構成を模式的に示す部分断面図である。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the engine unit EU shown in FIG.

エンジン10は、クランクケース11と、シリンダ12と、ピストン13と、コネクティングロッド14と、クランクシャフト15とを備えている。ピストン13は、シリンダ12内に往復移動自在に設けられている。
クランクシャフト15は、クランクケース11内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド14は、ピストン13とクランクシャフト15を接続している。シリンダ12の上部には、シリンダヘッド16が取り付けられている。シリンダ12とシリンダヘッド16とピストン13とによって、燃焼室が形成される。クランクシャフト15は、クランクケース11に、一対のベアリング17を介して、回転自在な態様で支持されている。クランクシャフト15の一端部15aには、始動発電機20が取り付けられている。クランクシャフト15の他端部15bには、無段変速機CVTが取り付けられている。
The engine 10 includes a crankcase 11, a cylinder 12, a piston 13, a connecting rod 14, and a crankshaft 15. The piston 13 is provided in the cylinder 12 so as to be reciprocally movable.
The crankshaft 15 is rotatably provided in the crankcase 11. The connecting rod 14 connects the piston 13 and the crankshaft 15. A cylinder head 16 is attached to the upper portion of the cylinder 12. A combustion chamber is formed by the cylinder 12, the cylinder head 16, and the piston 13. The crankshaft 15 is supported on the crankcase 11 via a pair of bearings 17 in a rotatable manner. A starter / generator 20 is attached to one end 15 a of the crankshaft 15. A continuously variable transmission CVT is attached to the other end 15 b of the crankshaft 15.

エンジン10には、スロットルバルブSVと、燃料噴射装置18が設けられている。スロットルバルブSVは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。スロットルバルブSVの開度は、アクセル操作子8(図1参照)の操作に応じて調整される。燃料噴射装置18は、燃料を噴射することによって、燃焼室に燃料を供給する。また、エンジン10には、点火プラグ19が設けられている。   The engine 10 is provided with a throttle valve SV and a fuel injection device 18. The throttle valve SV adjusts the amount of air supplied to the combustion chamber. The opening degree of the throttle valve SV is adjusted according to the operation of the accelerator operator 8 (see FIG. 1). The fuel injection device 18 supplies fuel to the combustion chamber by injecting fuel. The engine 10 is provided with a spark plug 19.

エンジン10は、内燃機関である。エンジン10は、燃料の供給を受ける。エンジン10は、燃料を燃焼する燃焼動作によって回転パワーを出力する。回転パワーは、クランクシャフト15を介してエンジン10の外部に出力される。
スロットルバルブSVは、燃焼室に供給される空気の量を調整することによって、エンジン10の回転パワーを調整する。燃焼室に供給される空気の量は、スロットルバルブSVの開度に応じて調整される。スロットルバルブSVの開度は、アクセル操作子8(図1参照)の操作に応じて調整される。
燃料噴射装置18は、供給燃料の量を調整することによって、エンジン10から出力される回転パワーを調節する。燃料噴射装置18は、制御装置60によって制御される。制御装置60は、スロットルバルブSVの開度を検出する図示しないスロットルセンサの検出結果に基づいて、燃料噴射装置18を制御する。燃料噴射装置18は、スロットルバルブSVの開度に基づいた量の燃料を供給するよう制御される。
つまり、燃料噴射装置18は、アクセル操作子8に入力された指示に応じて、エンジン10から出力される回転パワーを調節する。燃料噴射装置18は、エンジン10から出力される回転パワーを調整する回転パワー調整装置として機能する。
エンジン10は、クランクシャフト15を介して回転パワーを出力する。クランクシャフト15の回転パワーは、無段変速機CVT及び図示しないクラッチを介して、車輪3bに伝達される。ビークル1は、クランクシャフト15を介してエンジン10から出力される回転パワーを受ける車輪3bによって駆動される。
The engine 10 is an internal combustion engine. The engine 10 is supplied with fuel. The engine 10 outputs rotational power by a combustion operation for burning fuel. The rotational power is output to the outside of the engine 10 via the crankshaft 15.
The throttle valve SV adjusts the rotational power of the engine 10 by adjusting the amount of air supplied to the combustion chamber. The amount of air supplied to the combustion chamber is adjusted according to the opening of the throttle valve SV. The opening degree of the throttle valve SV is adjusted according to the operation of the accelerator operator 8 (see FIG. 1).
The fuel injection device 18 adjusts the rotational power output from the engine 10 by adjusting the amount of supplied fuel. The fuel injection device 18 is controlled by the control device 60. The control device 60 controls the fuel injection device 18 based on the detection result of a throttle sensor (not shown) that detects the opening of the throttle valve SV. The fuel injection device 18 is controlled to supply an amount of fuel based on the opening of the throttle valve SV.
That is, the fuel injection device 18 adjusts the rotational power output from the engine 10 in accordance with the instruction input to the accelerator operator 8. The fuel injection device 18 functions as a rotational power adjustment device that adjusts the rotational power output from the engine 10.
The engine 10 outputs rotational power via the crankshaft 15. The rotational power of the crankshaft 15 is transmitted to the wheel 3b via the continuously variable transmission CVT and a clutch (not shown). The vehicle 1 is driven by wheels 3 b that receive rotational power output from the engine 10 via the crankshaft 15.

本実施形態のエンジン10は、単気筒の4ストロークエンジンである。本実施形態のエンジン10は、空冷型エンジンである。なお、エンジン10は、水冷型エンジンであってもよい。   The engine 10 of this embodiment is a single-cylinder four-stroke engine. The engine 10 of this embodiment is an air-cooled engine. The engine 10 may be a water-cooled engine.

エンジン10は、4ストロークの間に、クランクシャフト15を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランクシャフト15を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。クランクシャフト15の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は高負荷領域よりも広い。より詳細には、エンジン10は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の4行程を繰返しながら正回転する。圧縮行程は、高負荷領域に含まれ、低負荷領域に含まれない。   The engine 10 has a high load region where the load for rotating the crankshaft 15 is large and a low load region where the load for rotating the crankshaft 15 is smaller than the load in the high load region during four strokes. Looking at the rotation angle of the crankshaft 15 as a reference, the low load region is wider than the high load region. More specifically, the engine 10 rotates forward while repeating four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. The compression stroke is included in the high load region and is not included in the low load region.

図3は、図2に示す始動発電機20の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。図2及び図3を参照して始動発電機20を説明する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the rotation axis of the starting generator 20 shown in FIG. The starter / generator 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

始動発電機20は、永久磁石式三相ブラシレス型モータである。始動発電機20は、永久磁石式三相ブラシレス型発電機としても機能する。   The starter generator 20 is a permanent magnet type three-phase brushless motor. The starter generator 20 also functions as a permanent magnet type three-phase brushless generator.

始動発電機20は、ロータ30と、ステータ40とを有する。本実施形態の始動発電機20は、ラジアルギャップ型である。始動発電機20は、アウターロータ型である。即ち、ロータ30はアウターロータである。ステータ40はインナーステータである。
ロータ30は、ロータ本体部31を有する。ロータ本体部31は、例えば強磁性材料からなる。ロータ本体部31は、有底筒状を有する。ロータ本体部31は、筒状ボス部32と、円板状の底壁部33と、筒状のバックヨーク部34とを有する。底壁部33及びバックヨーク部34は一体的に形成されている。なお、底壁部33とバックヨーク部34とは別体に構成されていてもよい。底壁部33及びバックヨーク部34は筒状ボス部32を介してクランクシャフト15に固定されている。ロータ30には、電流が供給される巻線が設けられていない。
The starter generator 20 includes a rotor 30 and a stator 40. The starter generator 20 of the present embodiment is a radial gap type. The starter generator 20 is an outer rotor type. That is, the rotor 30 is an outer rotor. The stator 40 is an inner stator.
The rotor 30 has a rotor main body 31. The rotor main body 31 is made of, for example, a ferromagnetic material. The rotor main body 31 has a bottomed cylindrical shape. The rotor main body 31 includes a cylindrical boss portion 32, a disk-shaped bottom wall portion 33, and a cylindrical back yoke portion 34. The bottom wall portion 33 and the back yoke portion 34 are integrally formed. The bottom wall portion 33 and the back yoke portion 34 may be configured separately. The bottom wall portion 33 and the back yoke portion 34 are fixed to the crankshaft 15 via the cylindrical boss portion 32. The rotor 30 is not provided with a winding to which current is supplied.

ロータ30は、永久磁石部37を有する。ロータ30は、複数の磁極部37aを有する。複数の磁極部37aは永久磁石部37により形成されている。複数の磁極部37aは、バックヨーク部34の内周面に、設けられている。本実施形態において、永久磁石部37は、複数の永久磁石を有する。複数の磁極部37aは、複数の永久磁石のそれぞれに設けられている。
なお、永久磁石部37は、1つの環状の永久磁石によって形成されることも可能である。この場合、1つの永久磁石は、複数の磁極部37aが内周面に並ぶように着磁される。
The rotor 30 has a permanent magnet part 37. The rotor 30 has a plurality of magnetic pole portions 37a. The plurality of magnetic pole portions 37 a are formed by permanent magnet portions 37. The plurality of magnetic pole portions 37 a are provided on the inner peripheral surface of the back yoke portion 34. In the present embodiment, the permanent magnet portion 37 has a plurality of permanent magnets. The plurality of magnetic pole portions 37a are provided in each of the plurality of permanent magnets.
The permanent magnet part 37 can also be formed by one annular permanent magnet. In this case, one permanent magnet is magnetized such that a plurality of magnetic pole portions 37a are arranged on the inner peripheral surface.

複数の磁極部37aは、始動発電機20の周方向にN極とS極とが交互に配置されるように設けられている。本実施形態では、ステータ40と対向するロータ30の磁極数が24個である。ロータ30の磁極数とは、ステータ40と対向する磁極数をいう。磁極部37aとステータ40との間には磁性体が設けられていない。
磁極部37aは、始動発電機20の径方向におけるステータ40の外側に設けられている。バックヨーク部34は、径方向における磁極部37aの外側に設けられている。始動発電機20は、歯部43の数よりも多い磁極部37aを有している。
なお、ロータ30は、磁極部37aが磁性材料に埋め込まれた埋込磁石型(IPM型)であってもよいが、本実施形態のように、磁極部37aが磁性材料から露出した表面磁石型(SPM型)であることが好ましい。
The plurality of magnetic pole portions 37 a are provided so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction of the starting generator 20. In the present embodiment, the number of magnetic poles of the rotor 30 facing the stator 40 is 24. The number of magnetic poles of the rotor 30 refers to the number of magnetic poles facing the stator 40. No magnetic material is provided between the magnetic pole part 37a and the stator 40.
The magnetic pole portion 37 a is provided outside the stator 40 in the radial direction of the starting generator 20. The back yoke portion 34 is provided outside the magnetic pole portion 37a in the radial direction. The starter generator 20 has more magnetic pole portions 37 a than the number of tooth portions 43.
The rotor 30 may be an embedded magnet type (IPM type) in which the magnetic pole portion 37a is embedded in a magnetic material. However, as in this embodiment, the rotor 30 is a surface magnet type in which the magnetic pole portion 37a is exposed from the magnetic material. (SPM type) is preferable.

ロータ30を構成する底壁部33には、冷却ファンFが設けられている。   A cooling fan F is provided on the bottom wall 33 constituting the rotor 30.

ステータ40は、ステータコアSTと複数のステータ巻線Wとを有する。ステータコアSTは、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部43を有する。複数の歯部43は、ステータコアSTから径方向外側に向かって一体的に延びている。本実施形態においては、合計18個の歯部43が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコアSTは、周方向に間隔を空けて形成された合計18個のスロットSLを有する。歯部43は周方向に等間隔で配置されている。   The stator 40 has a stator core ST and a plurality of stator windings W. Stator core ST has a plurality of teeth 43 provided at intervals in the circumferential direction. The plurality of tooth portions 43 integrally extend from the stator core ST toward the radially outer side. In the present embodiment, a total of 18 tooth portions 43 are provided at intervals in the circumferential direction. In other words, the stator core ST has a total of 18 slots SL formed at intervals in the circumferential direction. The tooth portions 43 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

ロータ30は、歯部43の数より多い数の磁極部37aを有する。磁極部37aの数は、スロット数の4/3である。   The rotor 30 has a larger number of magnetic pole portions 37 a than the number of tooth portions 43. The number of magnetic pole portions 37a is 4/3 of the number of slots.

各歯部43の周囲には、ステータ巻線Wが巻回している。つまり、複数相のステータ巻線Wは、スロットSLを通るように設けられている。図3には、ステータ巻線Wが、スロットSLの中にある状態が示されている。複数相のステータ巻線Wのそれぞれは、U相、V相、W相の何れかに属する。ステータ巻線Wは、例えば、U相、V相、W相の順に並ぶように配置される。ステータ巻線Wの巻き方は、集中巻きであっても、分布巻きであってもよく、特に限定されないが、集中巻きであることが好ましい。   A stator winding W is wound around each tooth portion 43. That is, the multiple-phase stator winding W is provided so as to pass through the slot SL. FIG. 3 shows a state in which the stator winding W is in the slot SL. Each of the multi-phase stator windings W belongs to one of the U phase, the V phase, and the W phase. For example, the stator windings W are arranged in the order of the U phase, the V phase, and the W phase. The winding method of the stator winding W may be concentrated winding or distributed winding, and is not particularly limited, but concentrated winding is preferable.

ロータ30の外面には、ロータ30の回転位置を検出させるための複数の被検出部38が備えられている。複数の被検出部38は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部38は、周方向に間隔を空けてロータ30の外面に設けられている。被検出部38は、強磁性体で形成されている。   A plurality of detected parts 38 for detecting the rotational position of the rotor 30 are provided on the outer surface of the rotor 30. The plurality of detected parts 38 are detected by a magnetic action. The plurality of detected portions 38 are provided on the outer surface of the rotor 30 at intervals in the circumferential direction. The detected portion 38 is made of a ferromagnetic material.

ロータ位置検出装置50は、ロータ30の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置50は、複数の被検出部38と対向する位置に設けられている。   The rotor position detection device 50 is a device that detects the position of the rotor 30. The rotor position detection device 50 is provided at a position facing the plurality of detected parts 38.

始動発電機20は、エンジン10のクランクシャフト15と接続されている。詳細には、ロータ30が、クランクシャフト15に対し固定された速度比で回転するようクランクシャフト15と接続されている。
本実施形態では、ロータ30が、クランクシャフト15に、動力伝達機構(例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機等)を介さずに取り付けられている。ロータ30は、クランクシャフト15に対し1:1の速度比で回転する。始動発電機20が、エンジン10の正回転によりクランクシャフト15を正回転させるように構成されている。
The starter generator 20 is connected to the crankshaft 15 of the engine 10. Specifically, the rotor 30 is connected to the crankshaft 15 so as to rotate at a fixed speed ratio with respect to the crankshaft 15.
In this embodiment, the rotor 30 is attached to the crankshaft 15 without a power transmission mechanism (for example, a belt, a chain, a gear, a speed reducer, a speed increaser, etc.). The rotor 30 rotates with respect to the crankshaft 15 at a speed ratio of 1: 1. The starter / generator 20 is configured to rotate the crankshaft 15 in the forward direction by the forward rotation of the engine 10.

なお、始動発電機20は、クランクシャフト15に、動力伝達機構を介して取り付けられていてもよい。ただし、始動発電機20は、速度比可変の変速機又はクラッチのいずれも介することなく、クランクシャフト15に接続される。即ち、始動発電機20は、入出力の速度比が可変の装置を介することなく、クランクシャフト15に接続される。
なお、本発明においては、始動発電機20の回転軸線と、クランクシャフト15の回転軸線とが略一致していることが好ましい。また、本実施形態のように、始動発電機20が動力伝達機構を介さずにクランクシャフト15に取り付けられていることが好ましい。
Note that the starter generator 20 may be attached to the crankshaft 15 via a power transmission mechanism. However, the starter generator 20 is connected to the crankshaft 15 without any speed variable transmission or clutch. That is, the starter / generator 20 is connected to the crankshaft 15 without a device having a variable input / output speed ratio.
In the present invention, it is preferable that the rotation axis of the starter generator 20 and the rotation axis of the crankshaft 15 substantially coincide. Moreover, it is preferable that the starter generator 20 is attached to the crankshaft 15 without using a power transmission mechanism as in the present embodiment.

始動発電機20は、エンジン始動時には、クランクシャフト15を正回転させてエンジン10を始動させる。また、始動発電機20は、エンジン10が燃焼動作する場合に、エンジン10に駆動されて発電する。即ち、始動発電機20は、クランクシャフト15を正回転させてエンジン10を始動させる機能と、エンジン10が燃焼動作する場合に、エンジン10に駆動されて発電する機能の双方を兼ね備えている。始動発電機20は、エンジン10の始動後の期間の少なくとも一部には、クランクシャフト15により正回転されてジェネレータとして機能する。即ち、始動発電機20がジェネレータとして機能する場合において、始動発電機20は、エンジン10の燃焼開始後、必ずしも、常にジェネレータとして機能する必要はない。また、エンジン10の燃焼開始後に、始動発電機20がジェネレータとして機能する期間と始動発電機20が車両駆動用モータとして機能する期間とが含まれていてもよい。
本実施形態のビークル1において、エンジン10から車輪3bに回転パワーを伝達する部材には、車輪3bの駆動に関わる回転パワーと電力との間の変換を行う機器として、始動発電機20のみが備えられている。ただし、本発明のビークルはこれに限られず、始動発電機以外の、回転パワーと電力との間の変換を行う機器が、エンジンから駆動部材に回転パワーを伝達する部材に接続されていてもよい。
The starter generator 20 starts the engine 10 by rotating the crankshaft 15 forward when the engine is started. The starter generator 20 is driven by the engine 10 to generate power when the engine 10 performs a combustion operation. That is, the starter / generator 20 has both a function of starting the engine 10 by rotating the crankshaft 15 forward and a function of generating power by being driven by the engine 10 when the engine 10 performs a combustion operation. The starter / generator 20 is rotated forward by the crankshaft 15 and functions as a generator during at least a part of the period after the engine 10 is started. That is, when the starter / generator 20 functions as a generator, the starter / generator 20 need not always function as a generator after the combustion of the engine 10 is started. Further, after the start of combustion of the engine 10, a period in which the starter / generator 20 functions as a generator and a period in which the starter / generator 20 functions as a vehicle drive motor may be included.
In the vehicle 1 of the present embodiment, the member that transmits the rotational power from the engine 10 to the wheel 3b includes only the starter generator 20 as a device that performs conversion between the rotational power and the electric power related to the driving of the wheel 3b. It has been. However, the vehicle of the present invention is not limited to this, and a device other than the starter generator that performs conversion between rotational power and electric power may be connected to a member that transmits rotational power from the engine to the driving member. .

始動発電機20は、エンジン始動時は、クランクシャフト15を正回転させてエンジン10を始動させる。始動発電機20は、エンジン10が始動した後、エンジン10の燃焼動作が停止した状態で、クランクシャフト15を正回転させる。これらの場合、始動発電機20は、出力可能なトルクが大きい方が有利である。出力可能な出力トルクが大きいほど、大きな負荷を有するクランクシャフト15を正回転させることができる。出力可能なトルクが大きい場合には、エンジン始動時に高負荷領域の負荷を超える能力が高い。
しかし、一般に、始動発電機をジェネレータとして機能させる場合、始動発電機の出力トルクの向上を図ると、始動発電機の発電電流が大きくなるおそれがある。例えば、始動発電機が有する磁石の磁力を強くすると、出力可能なトルクは増大する。また、隣り合う歯部のうち、ステータと対向する先端部どうしの間隔を比較的広くすることによっても、出力可能な出力トルクは増大する。しかし、これらの場合、始動発電機をエンジンで駆動した時の、始動発電機の発電電流が大きくなる。この結果、エンジン始動後、始動発電機に接続されたバッテリへの充電電流が過剰になるおそれがある。この場合、例えば、インバータを制御することによって、バッテリへ流れる電流が抑えられる。このとき、電流の一部が熱に変換される。
このように、始動発電機では、出力トルクの向上と、発電電流の抑制との間には、トレードオフの関係がある。トルク向上及び発電電流抑制のうち、一方を優先すると、他方の特性が低下する。
The starter / generator 20 starts the engine 10 by rotating the crankshaft 15 forward when the engine is started. The starter / generator 20 rotates the crankshaft 15 in a forward direction in a state where the combustion operation of the engine 10 is stopped after the engine 10 is started. In these cases, it is advantageous that the starter / generator 20 has a larger outputable torque. As the output torque that can be output is larger, the crankshaft 15 having a larger load can be rotated forward. When the torque that can be output is large, the ability to exceed the load in the high load region when the engine is started is high.
However, in general, when the starter generator functions as a generator, if the output torque of the starter generator is improved, the generated current of the starter generator may increase. For example, when the magnetic force of the magnet included in the starter / generator is increased, the torque that can be output increases. Moreover, the output torque which can be output increases also by making comparatively wide the space | interval of the front-end | tip parts which oppose a stator among adjacent tooth parts. However, in these cases, the generated current of the starter generator becomes large when the starter generator is driven by the engine. As a result, after the engine is started, the charging current to the battery connected to the starter generator may become excessive. In this case, for example, the current flowing to the battery can be suppressed by controlling the inverter. At this time, a part of the current is converted into heat.
Thus, in the starter generator, there is a trade-off relationship between the improvement of the output torque and the suppression of the generated current. If one of the torque improvement and the generation current suppression is prioritized, the other characteristic is degraded.

本実施形態の始動発電機20は、歯部43の数よりも多い磁極部37aを有している。
このため、始動発電機20は、歯部の数より少ない磁極部を有する始動発電機と比べて角速度が大きい。角速度は、巻線のインピーダンスに寄与する。
即ち、巻線のインピーダンスは、概略的に下式で表される。
(R1/2
ここで、R:直流抵抗、ω:電気角についての角速度、L:インダクタンス
The starter generator 20 of the present embodiment has more magnetic pole portions 37 a than the number of tooth portions 43.
For this reason, the starter generator 20 has a higher angular velocity than a starter generator having fewer magnetic poles than the number of teeth. Angular velocity contributes to the winding impedance.
That is, the winding impedance is roughly expressed by the following equation.
(R 2 + ω 2 L 2 ) 1/2
Where R: DC resistance, ω: angular velocity with respect to electrical angle, L: inductance

電気角についての角速度ωは、下式で表される。
ω=(P/2)×(N/60)×2π
ここで、P:磁極数、N:回転速度[rpm]
The angular velocity ω for the electrical angle is expressed by the following equation.
ω = (P / 2) × (N / 60) × 2π
Where P: number of magnetic poles, N: rotational speed [rpm]

始動発電機20は、歯部43の数よりも多い磁極部37aを有しているので、歯部の数より少ない磁極部を有する始動発電機と比べて角速度ωが大きい。従って、回転しているときのインピーダンスが大きい。しかも、回転速度Nが高くなるほど、角速度ωが大きくなり、インピーダンスが大きくなる。
従って、始動発電機20は、ジェネレータとして使用される回転領域において、インピーダンスを大きく確保して発電電流を抑制できる。
Since the starter generator 20 has more magnetic pole portions 37a than the number of teeth 43, the angular velocity ω is higher than that of a starter generator having fewer magnetic poles than the number of teeth. Therefore, the impedance when rotating is large. In addition, as the rotational speed N increases, the angular speed ω increases and the impedance increases.
Therefore, the starting generator 20 can suppress the generated current by ensuring a large impedance in the rotation region used as the generator.

図4は、図1に示すビークル1の電気的な概略構成を示すブロック図である。
ビークル1には、インバータ61が備えられている。制御装置60は、インバータ61を含むビークル1の各部を制御する。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic electrical configuration of the vehicle 1 shown in FIG.
The vehicle 1 is provided with an inverter 61. The control device 60 controls each part of the vehicle 1 including the inverter 61.

インバータ61には、始動発電機20及びバッテリ4が接続されている。バッテリ4は、始動発電機20に対し電流の授受を行う。インバータ61及びバッテリ4には、前照灯7も接続されている。前照灯7は、電力を消費しながら動作する、ビークル1に搭載された補機である。以降、前照灯7を補機7とも称する。   The starter generator 20 and the battery 4 are connected to the inverter 61. The battery 4 sends and receives current to the starter generator 20. A headlamp 7 is also connected to the inverter 61 and the battery 4. The headlamp 7 is an auxiliary device mounted on the vehicle 1 that operates while consuming electric power. Hereinafter, the headlamp 7 is also referred to as an auxiliary machine 7.

バッテリ4は、メインスイッチ5を介して、インバータ61及び前照灯7と接続されている。
バッテリ4とインバータ61とを接続するラインには、電流センサ64が設けられている。電流センサ64は、バッテリ4に流れる電流を検出する。電流センサ64は、バッテリ4とインバータ61とを接続するラインのうち、前照灯7への分岐点とバッテリ4との間に設けられている。
The battery 4 is connected to the inverter 61 and the headlamp 7 via the main switch 5.
A current sensor 64 is provided on a line connecting the battery 4 and the inverter 61. The current sensor 64 detects the current flowing through the battery 4. The current sensor 64 is provided between the battery 4 and the branch point to the headlamp 7 in the line connecting the battery 4 and the inverter 61.

インバータ61は、複数のスイッチング部611〜616を備えている。本実施形態のインバータ61は、6個のスイッチング部611〜616を有する。
スイッチング部611〜616は、三相ブリッジインバータを構成している。
複数のスイッチング部611〜616は、複数相のステータ巻線Wの各相と接続されている。
より詳細には、複数のスイッチング部611〜616のうち、直列に接続された2つのスイッチング部がハーフブリッジを構成している。各相のハーフブリッジを構成するスイッチング部611〜616は、複数相のステータ巻線Wの各相とそれぞれ接続されている。
スイッチング部611〜616は、複数相のステータ巻線Wとバッテリ4との間の電流の通過/遮断を切替える。
The inverter 61 includes a plurality of switching units 611 to 616. The inverter 61 of the present embodiment includes six switching units 611 to 616.
The switching units 611 to 616 constitute a three-phase bridge inverter.
The plurality of switching units 611 to 616 are connected to each phase of the stator winding W having a plurality of phases.
More specifically, of the plurality of switching units 611 to 616, two switching units connected in series constitute a half bridge. Switching units 611 to 616 constituting the half-bridge of each phase are connected to each phase of a plurality of phases of stator winding W, respectively.
Switching units 611 to 616 switch current passing / cutting between the plurality of stator windings W and the battery 4.

詳細には、始動発電機20がモータとして機能する場合、スイッチング部611〜616のオン・オフ動作によって複数相のステータ巻線Wのそれぞれに対する通電及び通電停止が切替えられる。
また、始動発電機20がジェネレータとして機能する場合、スイッチング部611〜616のオン・オフ動作によって、ステータ巻線Wのそれぞれとバッテリ4との間の電流の通過/遮断が切替えられる。スイッチング部611〜616のオン・オフが順次切替えられることによって、始動発電機20から出力される三相交流の整流及び電圧の制御が行われる。
Specifically, when the starter generator 20 functions as a motor, energization and deenergization of each of the plurality of phases of the stator winding W are switched by the on / off operations of the switching units 611 to 616.
Further, when the starter generator 20 functions as a generator, on / off operation of the switching units 611 to 616 switches between current passing / breaking between each of the stator windings W and the battery 4. By sequentially switching on and off the switching units 611 to 616, rectification of three-phase alternating current output from the starter generator 20 and voltage control are performed.

スイッチング部611〜616のそれぞれは、スイッチング素子を有する。スイッチング素子は、例えばトランジスタであり、より詳細にはFET(Field Effect Transistor)である。ただし、スイッチング部611〜616には、FET以外に、例えばサイリスタ及びIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)も採用可能である。   Each of the switching units 611 to 616 includes a switching element. The switching element is, for example, a transistor, and more specifically, an FET (Field Effect Transistor). However, in addition to the FET, for example, a thyristor and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can also be used for the switching units 611 to 616.

インバータ61とステータ巻線Wとを接続するラインには、電流センサ65u,65wが設けられている。電流センサ65u,65wは、始動発電機20における2相の電流を検出する。電流センサ65u,65wは、制御装置60に接続されている。   Current sensors 65 u and 65 w are provided on a line connecting the inverter 61 and the stator winding W. The current sensors 65u and 65w detect a two-phase current in the starter generator 20. The current sensors 65u and 65w are connected to the control device 60.

制御装置60には、燃料噴射装置18、点火プラグ19、及びバッテリ4が接続されている。
制御装置60は、始動発電制御部62と、燃焼制御部63とを備えている。
A fuel injection device 18, a spark plug 19, and a battery 4 are connected to the control device 60.
The control device 60 includes a starting power generation control unit 62 and a combustion control unit 63.

始動発電制御部62は、スイッチング部611〜616のそれぞれのオン・オフ動作を制御することによって、始動発電機20の動作を制御する。始動発電制御部62は、開始制御部621、及びアシスト制御部622を含む。
燃焼制御部63は、点火プラグ19及び燃料噴射装置18を制御することによって、エンジン10の燃焼動作を制御する。燃焼制御部63は、点火プラグ19及び燃料噴射装置18を制御することによって、エンジン10の回転パワーを制御する。
制御装置60は、図示しない中央処理装置と、図示しない記憶装置とを有するコンピュータで構成されている。中央処理装置は、制御プログラムに基づいて演算処理を行う。記憶装置は、プログラム及び演算に関するデータを記憶する。
開始制御部621、及びアシスト制御部622を含む始動発電制御部62と、燃焼制御部63とは、図示しないコンピュータとコンピュータで実行される制御プログラムとによって実現される。従って、以降説明する、開始制御部621及びアシスト制御部622を含む始動発電制御部62と、燃焼制御部63とのそれぞれによる動作は、制御装置60の動作と言うことができる。なお、始動発電制御部62及び燃焼制御部63は、例えば互いに別の装置として互いに離れた位置に構成されてもよく、また、一体に構成されるものであってもよい。
The starting power generation control unit 62 controls the operation of the starting generator 20 by controlling the on / off operations of the switching units 611 to 616. The start power generation control unit 62 includes a start control unit 621 and an assist control unit 622.
The combustion control unit 63 controls the combustion operation of the engine 10 by controlling the spark plug 19 and the fuel injection device 18. The combustion control unit 63 controls the rotational power of the engine 10 by controlling the spark plug 19 and the fuel injection device 18.
The control device 60 is composed of a computer having a central processing unit (not shown) and a storage device (not shown). The central processing unit performs arithmetic processing based on the control program. The storage device stores data relating to programs and operations.
The start power generation control unit 62 including the start control unit 621 and the assist control unit 622, and the combustion control unit 63 are realized by a computer (not shown) and a control program executed by the computer. Therefore, the operations of the starting power generation control unit 62 including the start control unit 621 and the assist control unit 622 and the combustion control unit 63, which will be described later, can be said to be operations of the control device 60. The starting power generation control unit 62 and the combustion control unit 63 may be configured as separate devices, for example, at positions separated from each other, or may be configured integrally.

制御装置60には、スタータスイッチ6が接続されている。スタータスイッチ6は、エンジン10の始動の際、運転者によって操作される。制御装置60の始動発電制御部62は、バッテリ4の充電レベルを検出する。始動発電制御部62は、バッテリ4の電圧及び電流を検出することによってバッテリ4の充電レベルを検出する。
メインスイッチ5は、操作に応じて制御装置60に電力を供給する。
A starter switch 6 is connected to the control device 60. The starter switch 6 is operated by the driver when the engine 10 is started. The starting power generation control unit 62 of the control device 60 detects the charge level of the battery 4. The starting power generation control unit 62 detects the charge level of the battery 4 by detecting the voltage and current of the battery 4.
The main switch 5 supplies power to the control device 60 according to the operation.

制御装置60の始動発電制御部62及び燃焼制御部63は、エンジン10及び始動発電機20を制御する。始動発電制御部62は、インバータ61を制御する。   The starting power generation control unit 62 and the combustion control unit 63 of the control device 60 control the engine 10 and the starting generator 20. The starting power generation control unit 62 controls the inverter 61.

図5は、ビークル1の動作を説明するフローチャートである。
図4及び図5を参照して、ビークル1の動作を説明する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the vehicle 1.
The operation of the vehicle 1 will be described with reference to FIGS.

ビークル1の動作は、制御装置60によって制御される。   The operation of the vehicle 1 is controlled by the control device 60.

制御装置60は、エンジン10を始動させた後(S11)、加速指示が入力されているか否か判別する(S12)。詳細には、ステップS11のエンジン始動において、始動発電制御部62の開始制御部621が、エンジン10を始動させる。
具体的には、開始制御部621は、始動発電機20にクランクシャフト15を駆動させる。開始制御部621は、複数相のステータ巻線Wに、ロータ30が正回転するような電流が供給されるよう、インバータ61が有する複数のスイッチング部611〜616をオン・オフ動作する。これによって、始動発電機20がクランクシャフト15を駆動する。また、制御装置60の燃焼制御部63は、燃料噴射装置18に燃料供給を行わせる。燃焼制御部63は、点火プラグ19に点火を行わせる。
開始制御部621は、エンジン10始動を、例えば、クランクシャフト15の回転速度によって判別する。開始制御部621は、例えば、ロータ位置検出装置50の検出結果からクランクシャフト15の回転速度を取得する。
After starting the engine 10 (S11), the control device 60 determines whether or not an acceleration instruction is input (S12). Specifically, at the start of the engine in step S <b> 11, the start control unit 621 of the start power generation control unit 62 starts the engine 10.
Specifically, the start control unit 621 causes the starter generator 20 to drive the crankshaft 15. The start control unit 621 turns on / off the plurality of switching units 611 to 616 included in the inverter 61 so that a current that causes the rotor 30 to rotate forward is supplied to the plurality of stator windings W. As a result, the starter / generator 20 drives the crankshaft 15. Further, the combustion control unit 63 of the control device 60 causes the fuel injection device 18 to supply fuel. The combustion control unit 63 causes the spark plug 19 to ignite.
The start control unit 621 determines whether the engine 10 is started based on, for example, the rotational speed of the crankshaft 15. For example, the start control unit 621 acquires the rotational speed of the crankshaft 15 from the detection result of the rotor position detection device 50.

ステップS12の加速指示の判別で、制御装置60は、アクセル操作子8によりビークル1の加速が指示されたか否かを判別する。
制御装置60は、ビークル1の加速が指示された場合(S12でYes)、エンジン出力調整部としての燃料噴射装置18に、エンジン10の回転パワーを増大させる(S13)。これとともに、制御装置60は、始動発電機20にバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させるようにインバータ61を制御する(S15)。これによって、エンジン10が、始動発電機20によってアシストされる。
In the determination of the acceleration instruction in step S12, the control device 60 determines whether or not the acceleration of the vehicle 1 is instructed by the accelerator operation element 8.
When the acceleration of the vehicle 1 is instructed (Yes in S12), the control device 60 increases the rotational power of the engine 10 to the fuel injection device 18 as the engine output adjusting unit (S13). At the same time, the control device 60 controls the inverter 61 so that the starter / generator 20 drives the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 (S15). As a result, the engine 10 is assisted by the starter generator 20.

より詳細には、アクセル操作子8によりビークル1の加速が指示された場合、制御装置60は、予め定められたアシスト期間で、始動発電機20にクランクシャフト15を駆動させる。アシスト期間は、ビークル1の加速が指示された場合、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動を開始させてからの期間である。アシスト期間は、バッテリ4の充電レベルが低下しすぎないよう、バッテリ4の容量に応じて設定される。   More specifically, when acceleration of the vehicle 1 is instructed by the accelerator operator 8, the control device 60 causes the starter generator 20 to drive the crankshaft 15 during a predetermined assist period. The assist period is a period after the starter / generator 20 starts driving the crankshaft 15 when the vehicle 1 is instructed to accelerate. The assist period is set according to the capacity of the battery 4 so that the charge level of the battery 4 does not decrease too much.

ビークル1の加速が指示された場合(S12でYes)、且つ、アシスト期間である場合(S14)、制御装置60は、始動発電機20にバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させるようにインバータ61を制御する(S15)。詳細には、始動発電制御部62のアシスト制御部622が、始動発電機20にクランクシャフト15を駆動させるようにインバータ61を制御する。   When the acceleration of the vehicle 1 is instructed (Yes in S12) and during the assist period (S14), the control device 60 causes the starter generator 20 to drive the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4. 61 is controlled (S15). Specifically, the assist control unit 622 of the starter power generation control unit 62 controls the inverter 61 so that the starter generator 20 drives the crankshaft 15.

始動発電機20は、バッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動することによって、エンジン10をアシストする。このため、エンジン10の回転パワー増大に伴うクランクシャフト15の加速が、さらに促進される。   The starter generator 20 assists the engine 10 by driving the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4. For this reason, acceleration of the crankshaft 15 accompanying the increase in the rotational power of the engine 10 is further promoted.

上記ステップS15において、アシスト制御部622は、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行うようにインバータ61を制御する。
制御装置60によるインバータ61の制御について説明する。
磁極部37aを有するロータ30がクランクシャフト15とともに回転する場合、ステータ巻線Wと鎖交する磁極部37aの磁束の変化によって、始動発電機20のステータ巻線Wに誘導起電圧が生じる。誘導起電圧は、バッテリ4から始動発電機20への電流の供給を妨げる。誘導起電圧は、クランクシャフト15の回転速度が高いほど大きい。一方、ビークル1に搭載されるバッテリ4の電圧は、例えば商用電源の電圧と比べて低い。このため、クランクシャフト15の回転速度が増大するに従い、バッテリ4から始動発電機20に流れる電流が減少する。従って、クランクシャフト15の回転速度が増大するに従い、始動発電機20の出力トルクが減少する。
In step S15, the assist control unit 622 controls the inverter 61 so as to perform field weakening control on the starter generator 20.
Control of the inverter 61 by the control device 60 will be described.
When the rotor 30 having the magnetic pole portion 37 a rotates together with the crankshaft 15, an induced electromotive voltage is generated in the stator winding W of the starting generator 20 due to a change in magnetic flux of the magnetic pole portion 37 a interlinked with the stator winding W. The induced electromotive voltage hinders supply of current from the battery 4 to the starter generator 20. The induced electromotive voltage increases as the rotational speed of the crankshaft 15 increases. On the other hand, the voltage of the battery 4 mounted on the vehicle 1 is lower than the voltage of the commercial power source, for example. For this reason, as the rotational speed of the crankshaft 15 increases, the current flowing from the battery 4 to the starter generator 20 decreases. Therefore, as the rotational speed of the crankshaft 15 increases, the output torque of the starter generator 20 decreases.

本実施形態のビークル1において、アシスト制御部622は、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行いながら始動発電機20にクランクシャフト15を駆動させるようにインバータ61を制御する。アシスト制御部622は、弱め界磁制御において、誘導起電圧を生じさせる磁極部37aの磁束の向きとは逆向きの磁束が発生するよう、ステータ巻線Wに電流を流す。   In the vehicle 1 of the present embodiment, the assist control unit 622 controls the inverter 61 so that the starter generator 20 drives the crankshaft 15 while performing field weakening control on the starter generator 20. In the field-weakening control, the assist control unit 622 causes a current to flow through the stator winding W so that a magnetic flux in a direction opposite to the direction of the magnetic flux of the magnetic pole portion 37a that generates the induced electromotive force is generated.

図6(A)は、始動発電機の駆動特性を模式的に示す説明図である。図6(B)は、発電特性を模式的に示す説明図である。   FIG. 6A is an explanatory diagram schematically showing the drive characteristics of the starter generator. FIG. 6B is an explanatory diagram schematically showing power generation characteristics.

図6(A)及び(B)の横軸は、クランクシャフト15の回転速度を示す。図6(A)の縦軸はトルクTである。実線Taは、弱め界磁制御が実施された場合の始動発電機20の出力トルク特性を示す。破線Tbは、弱め界磁制御が実施されない場合の出力トルク特性を示す。図6(B)の縦軸は電流である。   The horizontal axis in FIGS. 6A and 6B indicates the rotational speed of the crankshaft 15. The vertical axis in FIG. A solid line Ta indicates an output torque characteristic of the starting generator 20 when the field weakening control is performed. A broken line Tb indicates an output torque characteristic when the field weakening control is not performed. The vertical axis | shaft of FIG. 6 (B) is an electric current.

詳細には、出力トルク特性Tbは、弱め界磁制御が実施されない場合に、ある回転速度において、バッテリ4の電圧で始動発電機20が出力可能な最大駆動トルクを示している。始動発電機20は、制御に応じて、斜線で示す範囲の駆動トルクを出力することが可能である。
クランクシャフト15の回転速度の増大に伴い誘導起電圧が増大する。このため、バッテリ4から始動発電機20に供給可能な最大電流は減少する。従って、出力トルク特性Tbが示すように、クランクシャフト15の回転速度の増大に伴い、出力可能な最大駆動トルクは減少する。なお、出力トルク特性Tbは、バッテリ4又はインバータ61の定格電流等による制約も受ける。ただし、図6(A)では、誘導起電圧の影響を分かりやすく示すため、定格電流等による制約は無視している。
図6(A)において、トルクが0より大きい場合、即ちトルクが正である場合、始動発電機20は、クランクシャフト15を正回転方向に駆動している。この場合、始動発電機20は、バッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動することによって、エンジン10をアシストしている。
エンジン10がアシストされる状況では、例えば燃料供給の増大により、エンジン10の回転パワーが増大している(図5のS13参照)。従って、エンジン10の回転パワーがクランクシャフト15を回転させるトルクは、回転速度とともに増大していく。
これに対し、始動発電機20の出力トルクTa,Tbは、クランクシャフト15の回転速度の増大に従い減少する。
Specifically, the output torque characteristic Tb indicates the maximum drive torque that can be output by the starter / generator 20 at the voltage of the battery 4 at a certain rotational speed when the field weakening control is not performed. The starter / generator 20 can output drive torque in a range indicated by hatching in accordance with control.
As the rotational speed of the crankshaft 15 increases, the induced electromotive voltage increases. For this reason, the maximum current that can be supplied from the battery 4 to the starter generator 20 decreases. Therefore, as the output torque characteristic Tb indicates, the maximum drive torque that can be output decreases as the rotational speed of the crankshaft 15 increases. The output torque characteristic Tb is also restricted by the rated current of the battery 4 or the inverter 61. However, in FIG. 6A, in order to show the influence of the induced electromotive voltage in an easy-to-understand manner, the restrictions due to the rated current and the like are ignored.
In FIG. 6A, when the torque is larger than 0, that is, when the torque is positive, the starting generator 20 drives the crankshaft 15 in the forward rotation direction. In this case, the starter / generator 20 assists the engine 10 by driving the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4.
In a situation where the engine 10 is assisted, for example, the rotational power of the engine 10 is increased due to an increase in fuel supply (see S13 in FIG. 5). Therefore, the torque with which the rotational power of the engine 10 rotates the crankshaft 15 increases with the rotational speed.
On the other hand, the output torques Ta and Tb of the starting generator 20 decrease as the rotational speed of the crankshaft 15 increases.

例えば、弱め界磁制御が実施されず、クランクシャフト15の回転速度が増大するとき、始動発電機20がバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動するトルクと、エンジン10の回転パワーがクランクシャフト15を回転させるトルクとは、回転速度Nbで等しくなる。回転速度Nbで、始動発電機20がクランクシャフト15を駆動するトルクはゼロである。
弱め界磁制御が実施されない場合に、始動発電機20がバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動するトルクと、エンジン10の回転パワーがクランクシャフト15を回転させるトルクとが等しくなる回転速度Nbを、通常力行上限速度Nbとも称する。通常力行上限速度Nbは、予め、測定及びシミュレーション等によって得られる値である。通常力行上限速度Nbは、例えば図示しない記憶装置に記憶されている。
For example, when the field-weakening control is not performed and the rotation speed of the crankshaft 15 increases, the torque at which the starter generator 20 drives the crankshaft 15 with the power of the battery 4 and the rotation power of the engine 10 rotate the crankshaft 15. The torque to be applied is equal at the rotational speed Nb. The torque at which the starter / generator 20 drives the crankshaft 15 at the rotational speed Nb is zero.
When the field weakening control is not performed, the rotational speed Nb at which the torque at which the starter / generator 20 drives the crankshaft 15 with the power of the battery 4 is equal to the torque at which the rotational power of the engine 10 rotates the crankshaft 15 is normally Also referred to as the power running upper limit speed Nb. The normal power running upper limit speed Nb is a value obtained in advance by measurement, simulation, or the like. The normal power running upper limit speed Nb is stored in a storage device (not shown), for example.

例えば、弱め界磁制御が実施されない場合、クランクシャフト15の回転速度が通常力行上限速度Nbより大きい状況において、始動発電機20の出力トルクは負になる。即ち、この場合、始動発電機20はエンジン10に駆動される。この場合、始動発電機20の発電電力によって、バッテリ4が充電される。図6(B)の破線は、弱め界磁制御が実施されない場合に、インバータ61を介して始動発電機20からバッテリ4に供給され得る電流が示されている。ただし、始動発電機20からバッテリ4に実際に供給される電流は、インバータ61によって制御される。
インバータ61が正常に発電制御に移行することによって、始動発電機20からバッテリ4に実際に供給される電流が、バッテリ4の定格電流以下に制限される。なお、インバータ61が昇圧動作するよう制御される場合、通常力行上限速度Nbより低い回転速度でも、始動発電機20の発電電力によってバッテリ4の充電が可能である。
For example, when the field weakening control is not performed, the output torque of the starter generator 20 becomes negative in a situation where the rotational speed of the crankshaft 15 is larger than the normal power running upper limit speed Nb. That is, in this case, the starter generator 20 is driven by the engine 10. In this case, the battery 4 is charged by the power generated by the starter generator 20. A broken line in FIG. 6B indicates a current that can be supplied from the starter / generator 20 to the battery 4 via the inverter 61 when the field weakening control is not performed. However, the current actually supplied from the starting generator 20 to the battery 4 is controlled by the inverter 61.
When the inverter 61 normally shifts to power generation control, the current that is actually supplied from the starter generator 20 to the battery 4 is limited to the rated current of the battery 4 or less. When the inverter 61 is controlled to perform a boost operation, the battery 4 can be charged by the generated power of the starter generator 20 even at a rotational speed lower than the normal power running upper limit speed Nb.

本実施形態のビークル1では、インバータ61が、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行うように制御されている。従って、実線Taに示すように、始動発電機20は、弱め界磁制御を行わない場合と比べて高い速度において、トルクを出力可能である。つまり、バッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させることが可能な最大駆動速度Naが、弱め界磁制御を実施しない場合の通常力行上限速度Nbと比べて高い。   In the vehicle 1 of the present embodiment, the inverter 61 is controlled to perform field-weakening control on the starter generator 20. Therefore, as indicated by the solid line Ta, the starter generator 20 can output torque at a higher speed than when the field weakening control is not performed. That is, the maximum driving speed Na that can drive the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 is higher than the normal power running upper limit speed Nb when the field-weakening control is not performed.

例えば、弱め界磁制御が実施されない場合、図6(A)の破線Tbに示すように、回転速度Nbにおける出力トルクはゼロである。弱め界磁制御が実施されない場合、回転速度Nbにおいて、バッテリ4の電圧によってステータ巻線Wに電流を流すことができない大きさの誘導起電圧が生じている。
弱め界磁制御が実施されると、始動発電機20の磁極部37aの磁束が弱められる。このことは、磁極部37aの磁力が減少したこと等価といえる。この結果、最大駆動速度Na以下の回転速度では、トルクに寄与する電流をステータ巻線Wに流すことができる。
弱め界磁が行われる場合のトルク特性Ta及び最大駆動速度Naは、弱め界磁の程度に対応する。例えば、トルク特性Ta及び最大駆動速度Naは、後述するd軸電流の大きさに対応する。最大駆動速度Naと弱め界磁の程度の関係とは、測定又はシミュレーション等により予め得ることができる。例えば、最大駆動速度Naと弱め界磁の程度とは、互いに対応付けられて、図示しない記憶装置に記憶されている。
For example, when the field weakening control is not performed, the output torque at the rotation speed Nb is zero as shown by the broken line Tb in FIG. When field-weakening control is not performed, an induced electromotive voltage having a magnitude that prevents current from flowing through the stator winding W is generated by the voltage of the battery 4 at the rotational speed Nb.
When the field weakening control is performed, the magnetic flux of the magnetic pole portion 37a of the starting generator 20 is weakened. This can be said to be equivalent to a decrease in the magnetic force of the magnetic pole portion 37a. As a result, a current that contributes to torque can flow through the stator winding W at a rotational speed that is equal to or lower than the maximum drive speed Na.
The torque characteristics Ta and the maximum drive speed Na when the field weakening is performed correspond to the degree of field weakening. For example, the torque characteristic Ta and the maximum drive speed Na correspond to the magnitude of the d-axis current described later. The relationship between the maximum driving speed Na and the degree of field weakening can be obtained in advance by measurement or simulation. For example, the maximum driving speed Na and the degree of field weakening are associated with each other and stored in a storage device (not shown).

始動発電機20は、弱め界磁制御を行いながら始動発電機20にバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させる場合、最大駆動速度Naでクランクシャフト15を回転させることが可能である。弱め界磁制御によって、始動発電機20は、より高い回転速度においてバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動することができる。このため、エンジン10の回転パワーが増大する際のクランクシャフト15の加速が、さらに促進される。従って、ビークル1の駆動性が向上する。   The starter generator 20 can rotate the crankshaft 15 at the maximum drive speed Na when the starter generator 20 drives the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 while performing field-weakening control. By the field weakening control, the starter generator 20 can drive the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 at a higher rotational speed. For this reason, acceleration of the crankshaft 15 when the rotational power of the engine 10 increases is further promoted. Therefore, the drivability of the vehicle 1 is improved.

本実施形態における制御装置60は、ベクトル制御によって、クランクシャフト15を駆動させるようインバータ61を制御する。   The control device 60 in the present embodiment controls the inverter 61 so as to drive the crankshaft 15 by vector control.

ベクトル制御は、始動発電機20の電流を、d軸成分(d軸電流)と、q軸成分(q軸電流)に分離して制御する方法である。d軸成分は、磁極部37a(図3)が形成する磁極対における磁束方向に対応する成分である。q軸成分は、電気角において磁束方向と垂直な成分である。q軸成分は、始動発電機20のトルク負荷に影響する。q軸成分は、界磁、即ち磁極部37aによる磁界に影響する。q軸成分によって、弱め界磁が行われる。
ベクトル制御は、複数相のステータ巻線Wの各相に対し、通電休止期間なしに通電を行う制御である。ベクトル制御は、複数相のステータ巻線Wの各相に正弦波の電流が流れるよう通電を行う制御である。複数のスイッチング部611〜616がベクトル制御によるタイミングでオン・オフ動作することにより、複数相のステータ巻線Wのそれぞれに正弦波の電流が流れる。ベクトル制御による発電は、例えば、ステータ巻線Wの誘導起電圧の正弦波に同期するように、この誘導起電圧の向きに電流を引き出すことにより実現される。なお、正弦波の電流及び正弦波の電圧は、正弦波状の電流及び電圧を意味する。正弦波の電流には、例えば、スイッチング部611〜616のオン・オフ動作に伴うリップル、及び歪みが含まれる。
ベクトル制御では、複数のスイッチング部611〜616のそれぞれがパルス幅変調(PWM)された信号で制御される。パルス幅変調におけるパルスの周期は、ステータ巻線Wの各相の誘導起電圧の周期よりも短い。つまり、制御装置60は、始動発電機20のステータ巻線Wの誘導起電圧の周期よりも短い周期のパルス信号に応じて複数のスイッチング部611〜616のオン・オフを制御する。
Vector control is a method of controlling the current of the starting generator 20 by separating it into a d-axis component (d-axis current) and a q-axis component (q-axis current). The d-axis component is a component corresponding to the magnetic flux direction in the magnetic pole pair formed by the magnetic pole portion 37a (FIG. 3). The q-axis component is a component perpendicular to the magnetic flux direction in the electrical angle. The q-axis component affects the torque load of the starting generator 20. The q-axis component affects the field, that is, the magnetic field generated by the magnetic pole portion 37a. The field weakening is performed by the q-axis component.
The vector control is a control for energizing each phase of the plurality of phases of the stator winding W without energization pause. The vector control is a control in which energization is performed so that a sine wave current flows in each phase of the stator winding W of a plurality of phases. When the plurality of switching units 611 to 616 are turned on / off at the timing of vector control, a sine wave current flows through each of the plurality of stator windings W. Power generation by vector control is realized, for example, by drawing a current in the direction of the induced electromotive voltage so as to synchronize with the sine wave of the induced electromotive voltage of the stator winding W. The sine wave current and the sine wave voltage mean a sine wave current and voltage. The sine wave current includes, for example, ripple and distortion associated with the on / off operation of the switching units 611 to 616.
In the vector control, each of the plurality of switching units 611 to 616 is controlled by a signal subjected to pulse width modulation (PWM). The period of the pulse in the pulse width modulation is shorter than the period of the induced electromotive voltage of each phase of the stator winding W. That is, the control device 60 controls on / off of the plurality of switching units 611 to 616 according to a pulse signal having a cycle shorter than the cycle of the induced electromotive voltage of the stator winding W of the starter generator 20.

アシスト制御部622は、ベクトル制御において、電流センサ65u,65wで検知した複数相のステータ巻線Wの電流Ufb、Wfbと、ロータ位置検出装置50で検知したロータ30の位置θとから、d軸成分とq軸成分を得る。制御装置60は、目標値に応じて補正した成分に基づいて、複数のスイッチング部611〜616のオン・オフのタイミングを制御する。
なお、制御においては、3相のステータ巻線の電流を検出する方法も採用可能である。また、制御においては、ロータ位置検出装置50による位置検出を省略する方法も採用可能である。また、制御においては、いずれの相のステータ巻線の電流も直接検知することなく複数のスイッチング部611〜616を制御する方法も採用可能である。
オン・オフのタイミングの制御には、例えば、入力された情報を用いて式を算出する方法、又は、記憶部に記憶されたマップ(設定表)を読出して参照する方法が採用可能である。式、又はマップは、プログラムに含まれていてもよい。
In the vector control, the assist control unit 622 calculates the d axis based on the currents Ufb and Wfb of the stator windings W of the plurality of phases detected by the current sensors 65u and 65w and the position θ of the rotor 30 detected by the rotor position detection device 50. Get the component and q-axis component. The control device 60 controls the on / off timings of the plurality of switching units 611 to 616 based on the component corrected according to the target value.
In the control, a method of detecting the current of the three-phase stator winding can also be employed. In the control, a method of omitting position detection by the rotor position detection device 50 can be employed. Moreover, in control, the method of controlling the some switching parts 611-616 is also employable, without detecting the electric current of the stator winding of any phase directly.
For the on / off timing control, for example, a method of calculating an expression using input information or a method of reading and referring to a map (setting table) stored in a storage unit can be employed. Expressions or maps may be included in the program.

図7は、ベクトル制御の概要を説明するブロック図である。
ベクトル制御において、始動発電制御部62は、d軸成分とq軸成分に変換された電流を用いてフィードバック制御を行う。
より詳細には、始動発電制御部62は、電流センサ65u,65wで検出された各相のステータ巻線Wに流れる電流Ufb、Wfbに基づいて、各相のステータ巻線Wの電流を求める。始動発電制御部62は、各相のステータ巻線Wの電流を、ロータ位置検出装置50で検出されたロータ30の位置θについて3相−2相変換する。3相−2相変換では、回転座標から直交座標への変換も行われる。これによって、d−q軸モデル上における、現在の電流を表すd軸変換電流id_fb、及びq軸変換電流iq_fbが求められる。d軸変換電流id_fb、及びq軸変換電流iq_fbは、制御に対するフィードバック値である。
始動発電制御部62は、d軸目標電流idに対するd軸変換電流id_fbの偏差、及び、q軸目標電流iqに対するq軸変換電流iq_fbの偏差を算出する。これによって、始動発電制御部62は、各偏差をゼロとするためのd軸目標電圧及びq軸目標電圧を算出する。始動発電制御部62は、d軸目標電圧及びq軸目標電圧を2相−3相変換してU相、V相、及びW相の電圧指令U*,V*,W*を求める。2相−3相変換では、直交座標から回転座標への変換も行われる。始動発電制御部62は、電圧指令U*,V*,W*に応じてPWM信号を生成する。始動発電制御部62は、PWM信号をインバータ61に出力する。詳細には、始動発電制御部62は、生成されたPWM信号でインバータ61のスイッチング部611〜616部(図4)を制御する。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an outline of vector control.
In the vector control, the starting power generation control unit 62 performs feedback control using the current converted into the d-axis component and the q-axis component.
More specifically, the starting power generation control unit 62 obtains the current of the stator winding W of each phase based on the currents Ufb and Wfb flowing in the stator winding W of each phase detected by the current sensors 65u and 65w. The starting power generation control unit 62 performs three-phase to two-phase conversion of the current of the stator winding W of each phase with respect to the position θ of the rotor 30 detected by the rotor position detection device 50. In the three-phase to two-phase conversion, the rotation coordinates are also converted into orthogonal coordinates. Thereby, the d-axis conversion current id_fb and the q-axis conversion current iq_fb representing the current current on the dq axis model are obtained. The d-axis conversion current id_fb and the q-axis conversion current iq_fb are feedback values for control.
The starting power generation control unit 62 calculates a deviation of the d-axis conversion current id_fb from the d-axis target current id and a deviation of the q-axis conversion current iq_fb from the q-axis target current iq. Thereby, the starting power generation control unit 62 calculates the d-axis target voltage and the q-axis target voltage for making each deviation zero. The starting power generation control unit 62 obtains U-phase, V-phase, and W-phase voltage commands U *, V *, and W * by performing two-phase to three-phase conversion on the d-axis target voltage and the q-axis target voltage. In the two-phase to three-phase conversion, conversion from orthogonal coordinates to rotational coordinates is also performed. The starting power generation control unit 62 generates a PWM signal according to the voltage commands U *, V *, and W *. The starting power generation control unit 62 outputs a PWM signal to the inverter 61. Specifically, the starting power generation control unit 62 controls the switching units 611 to 616 (FIG. 4) of the inverter 61 with the generated PWM signal.

ベクトル制御によって、三相ブラシレス型モータである始動発電機20の電流を、直流であるd軸目標電流id及びq軸目標電流iqの形式で設定することができる。
図5のステップS15において、アシスト制御部622は、アクセル操作子8によって指示されたビークル1の加速の量に応じて、q軸目標電流を設定する。これによって、q軸電流が制御される。
また、アシスト制御部622は、クランクシャフト15の速度に基づいて、d軸目標電流を設定する。これによって、d軸電流が制御される。d軸目標電流が設定されることによって、弱め界磁制御が実施される。d軸電流の大きさによって、弱め界磁制御の強さが制御される。
By the vector control, the current of the starter generator 20 that is a three-phase brushless motor can be set in the form of a d-axis target current id and a q-axis target current iq that are direct currents.
In step S15 of FIG. 5, the assist control unit 622 sets the q-axis target current according to the acceleration amount of the vehicle 1 instructed by the accelerator operator 8. As a result, the q-axis current is controlled.
Further, the assist control unit 622 sets the d-axis target current based on the speed of the crankshaft 15. As a result, the d-axis current is controlled. Field weakening control is performed by setting the d-axis target current. The strength of field weakening control is controlled by the magnitude of the d-axis current.

図6(A)において、実線Taは、弱め界磁制御における始動発電機20の出力トルク特性を示している。Naは、バッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させることが可能な最大駆動速度を示している。
出力トルクTaの傾き、及び、最大駆動速度Naの大きさは、d軸電流の大きさに応じて異なる。
In FIG. 6A, a solid line Ta indicates an output torque characteristic of the starter generator 20 in field weakening control. Na indicates the maximum drive speed at which the crankshaft 15 can be driven by the electric power of the battery 4.
The inclination of the output torque Ta and the magnitude of the maximum drive speed Na differ depending on the magnitude of the d-axis current.

図5のステップS15において、アシスト制御部622は、最大駆動速度Naがクランクシャフト15の実際の回転速度よりも大きくなるようにd軸目標電流を設定する。つまり、アシスト制御部622は、最大駆動速度Naがクランクシャフト15の実際の回転速度よりも大きくなるように弱め界磁制御を行う。
このように、ステップS15において、アシスト制御部622は、始動発電機20に対し弱め界磁を行いながら、始動発電機20にバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させるようにインバータ61を制御する。
このため、エンジン10の回転パワー増大に伴うクランクシャフト15の加速が、より高い回転速度において大きなトルクで補助される。
In step S <b> 15 of FIG. 5, the assist control unit 622 sets the d-axis target current so that the maximum drive speed Na is larger than the actual rotational speed of the crankshaft 15. That is, the assist control unit 622 performs field-weakening control so that the maximum drive speed Na is higher than the actual rotation speed of the crankshaft 15.
In this manner, in step S15, the assist control unit 622 controls the inverter 61 so that the starter generator 20 drives the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 while performing field weakening on the starter generator 20. .
For this reason, the acceleration of the crankshaft 15 accompanying the increase in the rotational power of the engine 10 is assisted by a large torque at a higher rotational speed.

図5のステップS12で、制御装置60は、加速指示の有無を判別する。加速の指示がない場合(S12でNo)、制御装置60は、加速指示の停止を判別する(S16)。
加速指示が停止された場合(S16でYes)、制御装置60は、燃料噴射装置18に回転パワーを減少させる(S17)。詳細には、制御装置60は、燃料噴射装置18に燃料の供給量を減少させる。また、本実施形態では、加速指示を停止するようアクセル操作子8(図1参照)が操作されると、スロットルバルブSVによる空気の量も減少する。
In step S12 of FIG. 5, the control device 60 determines whether or not there is an acceleration instruction. When there is no instruction for acceleration (No in S12), the control device 60 determines stop of the acceleration instruction (S16).
When the acceleration instruction is stopped (Yes in S16), the control device 60 causes the fuel injection device 18 to reduce the rotational power (S17). Specifically, the control device 60 reduces the amount of fuel supplied to the fuel injection device 18. Further, in the present embodiment, when the accelerator operator 8 (see FIG. 1) is operated so as to stop the acceleration instruction, the amount of air by the throttle valve SV also decreases.

加速指示が停止された場合(S16でYes)、制御装置60は、クランクシャフト15の回転速度が通常力行上限速度Nb(図6)を超えているか否か判別する(S18)。
図6(A)における斜線の領域は、弱め界磁制御を行わない場合に、始動発電機20がバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動可能な駆動力を示している。破線Tbは、弱め界磁制御を行わない場合に、始動発電機20がバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動可能な最大駆動力を示している。つまり、破線Tbは、弱め界磁制御を行わない場合に、対応する回転速度で始動発電機20がクランクシャフト15を駆動可能な最大駆動力を示している。
クランクシャフト15の回転速度が増大する途中、通常力行上限速度Nbにおいて、始動発電機20による最大駆動力と、エンジン10の回転パワーがクランクシャフト15を回転させる回転力とが実質的に等しくなる。
ステップS18において、制御装置60は、クランクシャフト15の実際の回転速度が、通常力行上限速度Nbよりも大きいか否かを判別する。
When the acceleration instruction is stopped (Yes in S16), the control device 60 determines whether or not the rotational speed of the crankshaft 15 exceeds the normal power running upper limit speed Nb (FIG. 6) (S18).
The shaded area in FIG. 6A indicates the driving force that allows the starter generator 20 to drive the crankshaft 15 with the power of the battery 4 when field-weakening control is not performed. A broken line Tb indicates the maximum driving force with which the starter / generator 20 can drive the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 when the field weakening control is not performed. That is, the broken line Tb indicates the maximum driving force with which the starter generator 20 can drive the crankshaft 15 at the corresponding rotational speed when the field weakening control is not performed.
While the rotational speed of the crankshaft 15 is increasing, at the normal power running upper limit speed Nb, the maximum driving force by the starter generator 20 and the rotational power that causes the rotational power of the engine 10 to rotate the crankshaft 15 become substantially equal.
In step S18, the control device 60 determines whether or not the actual rotational speed of the crankshaft 15 is greater than the normal power running upper limit speed Nb.

クランクシャフト15の実際の回転速度が、通常力行上限速度Nbを超えている場合(S18でYes)、制御装置60は、過電圧防止の制御を行いつつ、始動発電機20による駆動力の減少を行う(S21)。ここで、実際の回転速度が、通常力行上限速度Nbを超えている場合は、図6(A)において、実際の回転速度が、線NBよりも右の領域にあることを意味する。
ステップS21において、アシスト制御部622は、クランクシャフト15の回転に起因する過電圧が印加されないようにインバータ61を制御する。詳細には、制御装置60は、クランクシャフト15の回転に起因する過電圧がスイッチング部611〜616に印加されないように弱め界磁制御を継続しながら、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動力を減少させる。過電圧は、バッテリ4の電圧よりも高い電圧である。本実施形態において、制御装置60は、d軸電流を維持しながら、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動力を減少させる。制御装置60は、q軸電流を減少させることによって、駆動力を減少させる。
例えば、制御装置60は、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動を停止させる。制御装置60は、d軸電流を維持しながら、q軸電流を減少させる。
ステップS21において、アシスト制御部622は、最大駆動速度Naがクランクシャフト15の実際の回転速度よりも大きくなるようにd軸目標電流を設定する。つまり、アシスト制御部622は、最大駆動速度Naがクランクシャフト15の実際の回転速度よりも大きくなるように弱め界磁制御を行う。
詳細には、アシスト制御部622は、クランクシャフト15の回転速度の減少に応じて、弱め界磁制御を弱める。より詳細には、アシスト制御部622は、クランクシャフト15の回転速度の減少に応じてd軸電流を減少させる。これによって、弱め界磁制御が弱められる。d軸電流は、本来トルクに寄与しない電流である。d軸電流が減少することによって、電力効率が向上する。
When the actual rotational speed of the crankshaft 15 exceeds the normal power running upper limit speed Nb (Yes in S18), the control device 60 reduces the driving force by the starter generator 20 while controlling overvoltage prevention. (S21). Here, when the actual rotational speed exceeds the normal power running upper limit speed Nb, it means that the actual rotational speed is in the region to the right of the line NB in FIG.
In step S <b> 21, the assist control unit 622 controls the inverter 61 so that an overvoltage due to the rotation of the crankshaft 15 is not applied. Specifically, the control device 60 reduces the driving force of the crankshaft 15 to the starter generator 20 while continuing field-weakening control so that an overvoltage resulting from the rotation of the crankshaft 15 is not applied to the switching units 611 to 616. . The overvoltage is a voltage higher than the voltage of the battery 4. In the present embodiment, the control device 60 causes the starter generator 20 to reduce the driving force of the crankshaft 15 while maintaining the d-axis current. The controller 60 decreases the driving force by decreasing the q-axis current.
For example, the control device 60 causes the starter generator 20 to stop driving the crankshaft 15. The control device 60 decreases the q-axis current while maintaining the d-axis current.
In step S <b> 21, the assist control unit 622 sets the d-axis target current so that the maximum drive speed Na is larger than the actual rotation speed of the crankshaft 15. That is, the assist control unit 622 performs field-weakening control so that the maximum drive speed Na is higher than the actual rotation speed of the crankshaft 15.
Specifically, the assist control unit 622 weakens the field weakening control as the rotational speed of the crankshaft 15 decreases. More specifically, the assist control unit 622 decreases the d-axis current according to the decrease in the rotation speed of the crankshaft 15. This weakens field weakening control. The d-axis current is a current that originally does not contribute to torque. By reducing the d-axis current, power efficiency is improved.

上記ステップS18において、クランクシャフト15の実際の回転速度が、回転速度Nbを超えていない場合(S18でNo)、アシスト制御部622は、過電圧防止を行うことなく始動発電機20による駆動力の減少を行う(S22)。
詳細には、アシスト制御部622は、弱め界磁制御を中止して、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動力を減少させる。より詳細には、アシスト制御部622は、d軸電流をゼロにするとともに、q軸電流を減少させることによって、駆動力を減少させる。
In step S18, when the actual rotational speed of the crankshaft 15 does not exceed the rotational speed Nb (No in S18), the assist control unit 622 reduces the driving force by the starter generator 20 without preventing overvoltage. (S22).
Specifically, the assist control unit 622 stops the field weakening control and causes the starter generator 20 to reduce the driving force of the crankshaft 15. More specifically, the assist control unit 622 reduces the driving force by setting the d-axis current to zero and decreasing the q-axis current.

上記ステップS16で加速指示が停止されていない場合(S16でNo)、制御装置60は、基本制御を行う(S23)。基本制御では、制御装置60は、始動発電機20の回転状態に応じた発電を行うようインバータ61を制御する。   When the acceleration instruction is not stopped in step S16 (No in S16), the control device 60 performs basic control (S23). In the basic control, the control device 60 controls the inverter 61 to perform power generation according to the rotation state of the starter generator 20.

上述したように、本実施形態のビークル1では、ビークル1の加速が指示される場合、制御装置60が、燃料噴射装置18にエンジン10の回転パワーを増大させる(S13)。これとともに、制御装置60は、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行いながら始動発電機20にバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させるようにインバータ61を制御する(S15)。このため、始動発電機20は、例えば弱め界磁制御が行われない場合と比べ高い回転速度において、大きなトルクを出力する。従って、クランクシャフト15が、高い回転速度において、始動発電機20によってより強く駆動される。つまり、高い回転速度において、エンジン10が始動発電機20によってアシストされる。この結果、ビークル1の駆動性が向上する。   As described above, in the vehicle 1 of the present embodiment, when the acceleration of the vehicle 1 is instructed, the control device 60 causes the fuel injection device 18 to increase the rotational power of the engine 10 (S13). At the same time, the control device 60 controls the inverter 61 so that the starter generator 20 drives the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 while performing field weakening control on the starter generator 20 (S15). For this reason, the starter / generator 20 outputs a large torque at a higher rotational speed than when the field weakening control is not performed, for example. Therefore, the crankshaft 15 is driven more strongly by the starter generator 20 at a high rotational speed. That is, the engine 10 is assisted by the starter / generator 20 at a high rotational speed. As a result, the drivability of the vehicle 1 is improved.

始動発電機20によるエンジン10のアシストは、加速指示の入力に応じて実施される。加速指示の入力は、運転者によるアクセル操作子8の操作によって行われる。
始動発電機20によるアシスト中に、アクセル操作子8の操作によって加速の指示が停止される場合がある。
The engine 10 is assisted by the starter / generator 20 in response to an input of an acceleration instruction. The acceleration instruction is input by operating the accelerator operation element 8 by the driver.
During the assist by the starter / generator 20, the acceleration instruction may be stopped by the operation of the accelerator operator 8.

本実施形態のビークル1では、加速の指示が停止された場合(図5のS16でYes)、制御装置60が、燃料噴射装置18にエンジン10の回転パワーを減少させるとともに(S17)、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動力を減少させるようにインバータ61を制御する(S21)。   In the vehicle 1 of the present embodiment, when the acceleration instruction is stopped (Yes in S16 of FIG. 5), the control device 60 causes the fuel injection device 18 to reduce the rotational power of the engine 10 (S17), and the starting power generation The inverter 61 is controlled so that the driving force of the crankshaft 15 is reduced in the machine 20 (S21).

始動発電機20の駆動力を減少させるため、例えば、インバータ61から始動発電機20への電流の供給を停止することが考えられる。具体的には、始動発電機20に供給されるd軸電流及びq軸電流をゼロにすることが考えられる。
始動発電機20は、エンジン10のクランクシャフト15に接続されている。エンジン10のクランクシャフト15は大きな慣性を有している。このため、燃料噴射装置18によって回転パワーが減少し、始動発電機20に供給される電流がゼロになっても、クランクシャフト15の回転は直ちに停止しない。クランクシャフト15の回転は、慣性によって継続する。つまり、少なくともビークルの加速の指示が停止された後のある期間、クランクシャフト15の回転は継続する。
クランクシャフト15が回転することによって、始動発電機20では、誘導起電圧が発生している。始動発電機20によるアシスト中、誘導起電圧の影響は、弱め界磁制御によって、ビークル1のバッテリ4の電圧でインバータ61を制御することができる程度に抑えられている。しかし、加速の指示の停止によって、例えば始動発電機20への電流の供給が停止すると、誘導起電圧の影響が急激に増大する。
In order to reduce the driving force of the starter generator 20, for example, it is conceivable to stop supplying current from the inverter 61 to the starter generator 20. Specifically, it can be considered that the d-axis current and the q-axis current supplied to the starter generator 20 are made zero.
The starter generator 20 is connected to the crankshaft 15 of the engine 10. The crankshaft 15 of the engine 10 has a large inertia. For this reason, even if the rotational power is reduced by the fuel injection device 18 and the current supplied to the starter generator 20 becomes zero, the rotation of the crankshaft 15 does not stop immediately. The rotation of the crankshaft 15 continues due to inertia. That is, the rotation of the crankshaft 15 continues at least for a certain period after the vehicle acceleration instruction is stopped.
As the crankshaft 15 rotates, an induced electromotive voltage is generated in the starter generator 20. During the assist by the starter / generator 20, the influence of the induced electromotive voltage is suppressed to such an extent that the inverter 61 can be controlled by the voltage of the battery 4 of the vehicle 1 by field weakening control. However, when the supply of current to the starter generator 20 is stopped, for example, by stopping the acceleration instruction, the influence of the induced electromotive voltage increases rapidly.

図8(A)は、弱め界磁制御時の始動発電機20の駆動特性を模式的に示す説明図である。図8(B)は、弱め界磁制御時の発電特性を模式的に示す説明図である。
本実施形態のビークル1では、エンジン10のアシスト中、インバータ61が、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行うように制御されている。従って、実線Taに示すように、始動発電機20は、トルクを出力可能である。
図8(A)には、例えば、クランクシャフト15の回転速度がNcの場合のトルクの位置が示されている。また、図8(A)には、クランクシャフト15の回転速度Ncにおける電圧の関係が電圧ベクトル図として示されている。
Vは、バッテリ4の電圧の大きさを示す。Eは、誘導起電圧を示す。Idは、d軸電流を示す。Iqは、q軸電流を示す。ωは電気角における角速度を示す。Rは、ステータ巻線Wの抵抗を示す。Lは、ステータ巻線Wのインダクタンスを示す。
回転速度Ncは、通常力行上限速度Nbより大きい。始動発電機20のステータ巻線Wには、バッテリ4の電圧よりも高い誘導起電圧Eが生じる。ただし、弱め界磁制御によって、インバータ61のスイッチング部611〜616にかかる電圧Vtの大きさは、バッテリ4の電圧Vの大きさと等しくなっている。インバータ61のスイッチング部611〜616にかかる電圧Vtは、ステータ巻線Wの端子電圧Vtの大きさと等しい。詳細には、誘導起電圧Eに、q軸電流Iqの電圧降下Iq・R,Iq・ωL、及びd軸電流Idの電圧降下Id・R,Id・ωLを合成した電圧Vtの大きさが、バッテリ4の電圧Vの大きさと等しい。この場合、インバータ61が始動発電機20に流れる電流を制御可能である。インバータ61は、回転速度Ncにおいて、始動発電機20がバッテリ4の電力で、クランクシャフト15を回転させるトルクを出力するよう制御されている。
FIG. 8A is an explanatory diagram schematically illustrating the drive characteristics of the starter generator 20 during field-weakening control. FIG. 8B is an explanatory diagram schematically showing power generation characteristics during field-weakening control.
In the vehicle 1 of the present embodiment, the inverter 61 is controlled to perform field-weakening control on the starter generator 20 while the engine 10 is assisting. Therefore, as indicated by the solid line Ta, the starter generator 20 can output torque.
FIG. 8A shows the position of torque when the rotational speed of the crankshaft 15 is Nc, for example. In FIG. 8A, the voltage relationship at the rotational speed Nc of the crankshaft 15 is shown as a voltage vector diagram.
V indicates the magnitude of the voltage of the battery 4. E represents an induced electromotive voltage. Id indicates a d-axis current. Iq indicates a q-axis current. ω represents an angular velocity in electrical angle. R represents the resistance of the stator winding W. L indicates the inductance of the stator winding W.
The rotational speed Nc is larger than the normal power running upper limit speed Nb. An induced electromotive voltage E higher than the voltage of the battery 4 is generated in the stator winding W of the starting generator 20. However, the magnitude of the voltage Vt applied to the switching units 611 to 616 of the inverter 61 by field weakening control is equal to the magnitude of the voltage V of the battery 4. The voltage Vt applied to the switching units 611 to 616 of the inverter 61 is equal to the terminal voltage Vt of the stator winding W. Specifically, the magnitude of the voltage Vt obtained by combining the induced voltage E with the voltage drops Iq · R, Iq · ωL of the q-axis current Iq and the voltage drops Id · R, Id · ωL of the d-axis current Id, It is equal to the voltage V of the battery 4. In this case, the current flowing through the starter generator 20 by the inverter 61 can be controlled. The inverter 61 is controlled so that the starter / generator 20 outputs torque for rotating the crankshaft 15 with the electric power of the battery 4 at the rotational speed Nc.

図9(A)は、加速の指示が停止された場合の始動発電機20の駆動特性を模式的に示す説明図である。図9(B)は、加速の指示が停止された場合の発電特性を模式的に示す説明図である。図9(A)には、d軸電流及びq軸電流がゼロになった場合の電圧関係が示されている。
例えば、クランクシャフト15が回転速度Ncまで加速された状況において、始動発電機20への電流の供給が停止されると、スイッチング部611〜616にかかる電圧は、誘導起電圧Eとなる。スイッチング部611〜616にかかる電圧は、バッテリ4の電圧Vよりも大きい。つまり、ステータ巻線Wの端子電圧は、バッテリ4の電圧Vよりも高い誘導起電圧Eとなる。これは、弱め界磁による磁極部37aの磁力の減少が、解消されたことと等価と言える。この場合、インバータ61が、始動発電機20を制御不能な状態になる。この場合、インバータ61は、始動発電機20からバッテリ4に流れる電流を適切に制限することができない。バッテリ4には、図9(B)に示す電流Icが流れる可能性がある。バッテリ4に流れる電流Icの大きさは、ビークル1に搭載されるバッテリ4の許容電流を超える可能性がある。また、始動発電機20への電流の供給が停止される時、磁束が急激に変化する。このため、ステータ巻線Wには、図9(A)のEで示す電圧よりも大きな誘導起電圧が生じる可能性がある。つまり、大きな誘導起電圧がインバータ61及びバッテリ4に印加される可能性がある。磁束の急激な変化による大きな誘導起電圧に伴い、バッテリ4に大きな電流が流れる可能性がある。
この結果、バッテリ4の許容電流を超える電流がバッテリ4に流れる可能性がある。また、インバータ61のスイッチング部611〜616に定格電圧を超える電圧が印加される可能性がある。また、スイッチング部611〜616に流れる電流によるスイッチング部611〜616の電力が定格電力をこえる可能性がある。
FIG. 9A is an explanatory diagram schematically showing the drive characteristics of the starter generator 20 when the acceleration instruction is stopped. FIG. 9B is an explanatory diagram schematically showing power generation characteristics when the acceleration instruction is stopped. FIG. 9A shows the voltage relationship when the d-axis current and the q-axis current become zero.
For example, in the situation where the crankshaft 15 is accelerated to the rotational speed Nc, when the supply of current to the starter generator 20 is stopped, the voltage applied to the switching units 611 to 616 becomes the induced electromotive voltage E. The voltage applied to the switching units 611 to 616 is greater than the voltage V of the battery 4. That is, the terminal voltage of the stator winding W becomes an induced electromotive voltage E higher than the voltage V of the battery 4. This can be said to be equivalent to the elimination of the decrease in the magnetic force of the magnetic pole portion 37a due to the field weakening. In this case, the inverter 61 cannot control the starter generator 20. In this case, the inverter 61 cannot appropriately limit the current flowing from the starting generator 20 to the battery 4. There is a possibility that the current Ic shown in FIG. The magnitude of the current Ic flowing through the battery 4 may exceed the allowable current of the battery 4 mounted on the vehicle 1. Further, when the supply of current to the starting generator 20 is stopped, the magnetic flux changes abruptly. Therefore, an induced electromotive voltage larger than the voltage indicated by E in FIG. 9A may be generated in the stator winding W. That is, a large induced electromotive voltage may be applied to the inverter 61 and the battery 4. A large current may flow through the battery 4 due to a large induced electromotive voltage due to a sudden change in magnetic flux.
As a result, a current exceeding the allowable current of the battery 4 may flow through the battery 4. In addition, a voltage exceeding the rated voltage may be applied to the switching units 611 to 616 of the inverter 61. In addition, the power of the switching units 611 to 616 due to the current flowing through the switching units 611 to 616 may exceed the rated power.

本実施形態のビークル1では、加速の指示が停止された場合に、制御装置60が、過電圧防止の制御を行いつつ、始動発電機20による駆動力の減少を行う(図5のS21)。詳細には、ビークル1では、制御装置60は、図8の電圧ベクトル図におけるd軸電流Idを維持しながらq軸電流Iqを減少させる。つまり、制御装置60は、クランクシャフトの回転に起因するバッテリ4の電圧Vよりも高い電圧Vがスイッチング部611〜616に印加されないように弱め界磁制御を継続しながら、始動発電機20にクランクシャフト15の駆動力を減少させる。このため、クランクシャフト15の継続的な回転に起因する誘導起電圧がバッテリ4及び複数のスイッチング部611〜616に影響を及ぼす事態の発生を抑制できる。
詳細には、図8の電圧ベクトル図において、d軸電流Idが維持されるので、q軸電流Iqが減少しても、スイッチング部611〜616にかかる電圧が、バッテリ4の電圧Vよりも小さく維持される。従って、スイッチング部611〜616が、始動発電機20からバッテリ4に流れる電流の制御状態を維持することができる。スイッチング部611〜616の適切な制御によって、始動発電機20からバッテリ4に流れる電流をバッテリ4の定格電流以下に調整することができる。
In the vehicle 1 of the present embodiment, when the acceleration instruction is stopped, the control device 60 reduces the driving force by the starter / generator 20 while controlling overvoltage prevention (S21 in FIG. 5). Specifically, in the vehicle 1, the control device 60 decreases the q-axis current Iq while maintaining the d-axis current Id in the voltage vector diagram of FIG. That is, the control device 60 causes the starter generator 20 to transmit the crankshaft 15 while continuing the field weakening control so that the voltage V higher than the voltage V of the battery 4 due to the rotation of the crankshaft is not applied to the switching units 611 to 616. Reduce the driving force. For this reason, generation | occurrence | production of the situation where the induced electromotive voltage resulting from continuous rotation of the crankshaft 15 affects the battery 4 and the some switching parts 611-616 can be suppressed.
Specifically, since the d-axis current Id is maintained in the voltage vector diagram of FIG. 8, the voltage applied to the switching units 611 to 616 is smaller than the voltage V of the battery 4 even when the q-axis current Iq is decreased. Maintained. Therefore, the switching units 611 to 616 can maintain the control state of the current flowing from the starter generator 20 to the battery 4. By appropriate control of the switching units 611 to 616, the current flowing from the starting generator 20 to the battery 4 can be adjusted to be equal to or lower than the rated current of the battery 4.

また、制御装置60は、始動発電機20による駆動力の減少を行う場合、クランクシャフト15の回転速度の減少に応じて、弱め界磁制御を弱める。このため、弱め界磁制御が弱められた分、電力消費が抑えられる。   Further, when reducing the driving force by the starter / generator 20, the control device 60 weakens the field weakening control according to the decrease in the rotational speed of the crankshaft 15. For this reason, the power consumption can be suppressed by the amount that the field weakening control is weakened.

また、制御装置60は、クランクシャフト15の回転速度が通常力行上限速度Nbを超えている場合に(図5のS18でYes)、過電圧防止の制御を行いつつ、始動発電機20による駆動力の減少を行う(図5のS21)。制御装置60は、始動発電機20において比較的高い誘導起電圧が生じ易い状況において、過電圧防止の制御を行う。従って、弱め界磁制御のための電流消費が抑えられる。   In addition, when the rotational speed of the crankshaft 15 exceeds the normal power running upper limit speed Nb (Yes in S18 in FIG. 5), the control device 60 controls the overvoltage prevention and controls the driving force generated by the starter generator 20. Reduction is performed (S21 in FIG. 5). The control device 60 performs overvoltage prevention control in a situation where a relatively high induced electromotive voltage is likely to be generated in the starting generator 20. Therefore, current consumption for field weakening control can be suppressed.

図8(A)には、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行いながら始動発電機20にバッテリ4の電力でクランクシャフト15を駆動させた場合に、クランクシャフト15を回転させることが可能な最大駆動速度Naが示されている。最大駆動速度Naは、弱め界磁の程度に応じて変化する。
制御装置60は、図5のステップS21において、最大駆動速度Naが、クランクシャフト15の実際の回転速度よりも大きくなるように、始動発電機20に対し弱め界磁制御を行う。詳細には、アシスト制御部が、図示しない記憶装置に記憶された最大駆動速度Naと弱め界磁の程度との関係を参照する。アシスト制御部は、実際の回転速度よりも大きい最大駆動速度Naに対応する程度の弱め界磁を行う。これにより、過大な電圧発生が抑えられるように弱め界磁制御が行われる。
FIG. 8A shows the maximum possible rotation of the crankshaft 15 when the crankshaft 15 is driven by the power of the battery 4 while the field weakening control is performed on the starter generator 20. The driving speed Na is shown. The maximum drive speed Na changes according to the degree of field weakening.
In step S21 of FIG. 5, the control device 60 performs field weakening control on the starter generator 20 so that the maximum drive speed Na becomes larger than the actual rotational speed of the crankshaft 15. Specifically, the assist control unit refers to the relationship between the maximum drive speed Na stored in a storage device (not shown) and the degree of field weakening. The assist control unit performs field weakening to the extent corresponding to the maximum drive speed Na that is higher than the actual rotation speed. Thus, field weakening control is performed so that excessive voltage generation is suppressed.

本実施形態のビークル1が有する始動発電機20は、図3に示すように、歯部43の数よりも多い磁極部37aを有している。このため、例えば、歯部の数以下の磁極部を有する構成と比べて、磁極部37aが小さい。従って、弱め界磁制御による、磁極部37aでの弱め界磁の影響が大きい。即ち、d軸電流が流れるステータ巻線Wの磁界によって、磁極部37aの磁束が弱められやすい。
始動発電機20は、歯部43の数よりも多い磁極部37aを有しているため、歯部の数以下の磁極部を有する構成と比べて、始動発電機の電気角を基準とした角速度ωが大きい。従って、過大な電流及び電圧が、弱め界磁制御によって大きく抑制される。
As shown in FIG. 3, the starter generator 20 included in the vehicle 1 of the present embodiment has more magnetic pole portions 37 a than the number of teeth 43. For this reason, the magnetic pole part 37a is small compared with the structure which has the magnetic pole part below the number of teeth, for example. Therefore, the influence of the field weakening at the magnetic pole portion 37a by the field weakening control is large. That is, the magnetic flux of the magnetic pole portion 37a is easily weakened by the magnetic field of the stator winding W through which the d-axis current flows.
Since the starter generator 20 has more magnetic pole portions 37a than the number of tooth portions 43, the angular velocity based on the electrical angle of the starter generator is compared with a configuration having magnetic pole portions equal to or less than the number of tooth portions. ω is large. Therefore, excessive current and voltage are greatly suppressed by field weakening control.

[第二実施形態]
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。以下の第二実施形態の説明にあたっては、第一実施形態で参照した符号を流用し、上述した第一実施形態との相違点を主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description of the second embodiment, the reference numerals referred to in the first embodiment are used, and differences from the first embodiment described above will be mainly described.

図10は、本発明の第二実施形態に係るビークルの動作を説明するフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the vehicle according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態における制御装置60のステップS21の内容が、上述した第一実施形態と異なる。
本実施形態の制御装置60は、ステップS21において、始動発電機20の各相を短絡しながら始動発電機20にクランクシャフト15の駆動力を減少させる。これによって、制御装置60は、始動発電機20からバッテリ4及び複数のスイッチング部611〜616にクランクシャフト15の回転に起因する過電圧が印加されないようにインバータ61を制御する。詳細には、制御装置60は、図4に示すスイッチング部611〜616のうち、グランドラインに接続されている、スイッチング部612,614,616をオン状態にする。これによって、始動発電機20の三相のステータ巻線Wが短絡される。従って、ステータ巻線Wの誘導機電圧が、バッテリ4に印加されない。詳細には、スイッチング部611〜616にかかる電圧は、オン状態のスイッチング部612,614,616を流れる電流による電圧降下に等しい。つまり、始動発電機20からスイッチング部611〜616にかかる電圧は、実質ゼロである。
また、三相のステータ巻線Wが短絡されることによって、始動発電機20による駆動力が減少する。
The content of step S21 of the control device 60 in the present embodiment is different from that in the first embodiment described above.
In step S21, the control device 60 of the present embodiment causes the starter generator 20 to reduce the driving force of the crankshaft 15 while short-circuiting each phase of the starter generator 20. Thereby, the control device 60 controls the inverter 61 so that the overvoltage resulting from the rotation of the crankshaft 15 is not applied from the starter / generator 20 to the battery 4 and the plurality of switching units 611 to 616. Specifically, the control device 60 turns on the switching units 612, 614, and 616 connected to the ground line among the switching units 611 to 616 illustrated in FIG. As a result, the three-phase stator winding W of the starter generator 20 is short-circuited. Therefore, the induction machine voltage of the stator winding W is not applied to the battery 4. Specifically, the voltage applied to the switching units 611 to 616 is equal to the voltage drop caused by the current flowing through the switching units 612, 614, and 616 in the on state. That is, the voltage applied to the switching units 611 to 616 from the starting generator 20 is substantially zero.
Further, when the three-phase stator winding W is short-circuited, the driving force by the starter generator 20 is reduced.

このように、本実施形態によれば、三相のステータ巻線Wが短絡されることによって、複数のスイッチング部611〜616に、バッテリ4の電圧より大きいクランクシャフト15の回転に起因する電圧が印加されない。また三相のステータ巻線Wが短絡されることによって、始動発電機20がクランクシャフト15の駆動力を減少させる。   As described above, according to the present embodiment, when the three-phase stator winding W is short-circuited, a voltage caused by the rotation of the crankshaft 15 greater than the voltage of the battery 4 is applied to the plurality of switching units 611 to 616. Not applied. In addition, when the three-phase stator winding W is short-circuited, the starting generator 20 reduces the driving force of the crankshaft 15.

なお、上述した第一実施形態では、クランクシャフトの回転に起因する過電圧を印加させずに始動発電機にクランクシャフトの駆動力を減少させる制御として、始動発電機に対する弱め界磁制御の例を説明した。また、第二実施形態では、ステータ巻線を短絡する例を説明した。本発明における制御装置は、弱め界磁制御及びステータ巻線の短絡の両方を実施してもよい。例えば、制御装置は、クランクシャフトの回転速度に応じて、弱め界磁制御及びステータ巻線の短絡のいずれかを選択してもよい。   In the first embodiment described above, an example of field weakening control for the starter generator has been described as control for reducing the drive force of the crankshaft to the starter generator without applying an overvoltage resulting from rotation of the crankshaft. Moreover, 2nd embodiment demonstrated the example which short-circuits a stator winding. The controller in the present invention may perform both field weakening control and stator winding short-circuiting. For example, the control device may select one of field weakening control and stator winding short-circuiting according to the rotational speed of the crankshaft.

また、上述した第一実施形態では、始動発電機に対する弱め界磁制御として、ベクトル制御を用いてd軸電流を供給する制御の例を説明した。インバータを制御する方式はベクトル制御に限られず、例えばいわゆる120度通電方式であってもよい。
120度通電方式は、電気角における120度の期間の通電と、60度の期間の通電休止とが繰り返される方式である。制御装置は、例えば120度通電方式の制御において、インバータのスイッチング部をパルス幅変調(PWM)制御する。制御装置は、三相のそれぞれにおいて、通電期間と非通電期間とを繰り返す。制御装置は、通電期間に対応するスイッチング部をパルス幅変調された信号でオン動作させる。パルスの周期は、通電期間及び非通電期間の繰り返し周期よりも短い。制御装置は、PWMにおけるデューティ比を調整することによって、ステータ巻線に流れる電流を制御する。これによって、始動発電機が出力するトルクが主に制御される。
制御装置は、120度通電方式による制御において、進角制御を行うことによって、弱め界磁制御を行う。制御装置は、進角制御において、通電期間及び非通電期間のタイミングを進める。これによって、弱め界磁制御が行われる。弱め界磁制御によって、ステータ巻線に生じる誘導起電圧が抑えられる。このため、制御装置は、進角制御を行わない場合と比べて高回転速度領域で、クランクシャフトを回転させることができる。主に、通電期間及び非通電期間のタイミングを進める程度によって、誘導起電圧を抑える程度が制御される。
アクセル操作子の操作によって加速の指示が停止される場合、制御装置は、例えば、進角制御を行いつつ、デューティ比を減少させる。即ち、制御装置は、通電期間及び非通電期間の早いタイミングを維持しつつ、デューティ比を減少させる。
進角制御を維持することによって、加速の指示の停止の際に、クランクシャフトの継続的な回転に起因する誘導起電圧が、バッテリ及び複数のスイッチング部に影響を及ぼす事態の発生を抑制できる。
Further, in the first embodiment described above, the example of the control for supplying the d-axis current using the vector control as the field weakening control for the starter generator has been described. The method for controlling the inverter is not limited to vector control, and may be a so-called 120-degree energization method, for example.
The 120-degree energization method is a method in which energization for a period of 120 degrees in electrical angle and energization stop for a period of 60 degrees are repeated. The control device performs, for example, pulse width modulation (PWM) control of the switching unit of the inverter in the 120-degree energization control. The control device repeats the energization period and the non-energization period in each of the three phases. The control device turns on the switching unit corresponding to the energization period with a pulse width modulated signal. The period of the pulse is shorter than the repetition period of the energization period and the non-energization period. The control device controls the current flowing through the stator winding by adjusting the duty ratio in PWM. As a result, the torque output from the starter generator is mainly controlled.
The control device performs the field weakening control by performing the advance angle control in the control by the 120-degree energization method. The control device advances the timing of the energization period and the non-energization period in the advance angle control. Thus, field weakening control is performed. By the field weakening control, an induced electromotive voltage generated in the stator winding is suppressed. For this reason, the control device can rotate the crankshaft in a higher rotation speed region than in the case where the advance angle control is not performed. The extent to which the induced electromotive voltage is suppressed is mainly controlled by the extent to which the timing of the energization period and the non-energization period is advanced.
When the acceleration instruction is stopped by the operation of the accelerator operation element, for example, the control device decreases the duty ratio while performing advance angle control. That is, the control device decreases the duty ratio while maintaining the early timing of the energization period and the non-energization period.
By maintaining the advance angle control, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the induced electromotive voltage caused by the continuous rotation of the crankshaft affects the battery and the plurality of switching units when the acceleration instruction is stopped.

また、上述した第一実施形態では、制御装置60が、クランクシャフト15の回転速度の減少に応じて、弱め界磁制御を弱める例を説明した。ただし、本発明はこれに限られず、制御装置が、例えば、クランクシャフトの回転速度が、所定の速度に減少するまで、d軸電流の大きさを一定に維持してもよい。   In the first embodiment described above, the example in which the control device 60 weakens the field weakening control according to the decrease in the rotation speed of the crankshaft 15 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the control device may maintain the magnitude of the d-axis current constant until, for example, the rotational speed of the crankshaft decreases to a predetermined speed.

また、上述した第一実施形態では、ビークル1の加速が指示された場合、予め定められたアシスト期間、始動発電機20がクランクシャフト15を駆動する例を説明した。ただし、本発明はこれに限られず、ビークル1の加速が指示された場合常に、始動発電機20がクランクシャフト15を駆動してもよい。   In the first embodiment described above, the example in which the starter generator 20 drives the crankshaft 15 during a predetermined assist period when the acceleration of the vehicle 1 is instructed has been described. However, the present invention is not limited to this, and the starter generator 20 may drive the crankshaft 15 whenever the acceleration of the vehicle 1 is instructed.

また、上述した実施形態では、歯部の数より多い数の複数の磁極部を有するロータを備えた例を説明した。ただし、本発明は、これに限定されず、ロータがティースの数以下の磁極部を有してもよい。   In the above-described embodiment, an example in which a rotor having a plurality of magnetic pole portions larger than the number of tooth portions has been described. However, this invention is not limited to this, A rotor may have a magnetic pole part below the number of teeth.

また、上述した実施形態では、エンジン10が単気筒エンジンである場合について説明した。しかし、本発明のエンジンは、高負荷領域と低負荷領域とを有するエンジンであれば、特に限定されない。即ち、多気筒エンジンであってもよい。多気筒エンジンとしては、例えば、直列二気筒、並列二気筒、V型二気筒、水平対向二気筒等のエンジンが挙げられる。多気筒エンジンの気筒数は特に限定されず、多気筒エンジンは、例えば、四気筒エンジンであってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the engine 10 is a single cylinder engine has been described. However, the engine of the present invention is not particularly limited as long as the engine has a high load region and a low load region. That is, a multi-cylinder engine may be used. Examples of the multi-cylinder engine include in-line two-cylinder, parallel two-cylinder, V-type two-cylinder, and horizontally opposed two-cylinder engines. The number of cylinders of the multi-cylinder engine is not particularly limited, and the multi-cylinder engine may be, for example, a four-cylinder engine.

また、上述した実施形態では、ビークルとして自動二輪車の例を説明した。ビークルとしては、特に限定されず、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、ATV(All−Terrain Vehicle)等であってもよい。また、ビークルは、鞍乗型車両に限定されず、車室を有する4輪車両等であってもよい。本発明に係るビークルは、車輪付きビークルに限定されず、例えばスクリューを有する船舶であってもよい。   In the above-described embodiment, an example of a motorcycle as a vehicle has been described. The vehicle is not particularly limited, and examples thereof include scooter type, moped type, off-road type, and on-road type motorcycles. Further, the vehicle is not limited to a motorcycle, and may be, for example, an ATV (All-Train Vehicle). Further, the vehicle is not limited to a saddle-ride type vehicle, and may be a four-wheel vehicle having a passenger compartment. The vehicle according to the present invention is not limited to a vehicle with wheels, and may be a ship having a screw, for example.

上記実施形態に用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示されかつ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ/又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、実施形態がここに記載されている。ここに記載した実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ、改良及び/又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。本発明は、クレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきである。   The terms and expressions used in the above embodiments are used for explanation and are not used for limited interpretation. It should be recognized that any equivalents of the features shown and described herein are not excluded and that various modifications within the claimed scope of the invention are permitted. The present invention can be embodied in many different forms. This disclosure should be regarded as providing embodiments of the principles of the invention. The embodiments are described herein with the understanding that the embodiments are not intended to limit the invention to the preferred embodiments described and / or illustrated herein. It is not limited to the embodiment described here. The present invention also encompasses any embodiment that includes equivalent elements, modifications, deletions, combinations, improvements and / or changes that may be recognized by those skilled in the art based on this disclosure. Claim limitations should be construed broadly based on the terms used in the claims and should not be limited to the embodiments described herein or in the process of this application. The present invention should be construed broadly based on the terms used in the claims.

1 ビークル
3a,3b 車輪
4 バッテリ
5 メインスイッチ
10 エンジン
15 クランクシャフト
20 始動発電機
30 ロータ
37a 磁極部
40 ステータ
43 歯部
60 制御装置
61 インバータ
611〜616 スイッチング部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 3a, 3b Wheel 4 Battery 5 Main switch 10 Engine 15 Crankshaft 20 Starter generator 30 Rotor 37a Magnetic pole part 40 Stator 43 Tooth part 60 Control apparatus 61 Inverters 611-616 Switching part

Claims (7)

ビークルであって、
前記ビークルは、
前記ビークルの加速を指示する加速指示部と、
燃焼動作で生じる回転パワーを出力するように構成されたエンジンであって、前記回転パワーを前記エンジンの外部に出力するクランクシャフトと、前記回転パワーを調整するように構成されたエンジン出力調整部とを有するエンジンと、
前記クランクシャフトを介して前記エンジンから出力される回転パワーを受けることによって前記ビークルを駆動する駆動部材と、
前記クランクシャフトに対し固定された速度比で回転するよう前記クランクシャフトと接続されたロータを有し、前記エンジンを始動させる場合に前記クランクシャフトを駆動し、前記エンジンが燃焼動作する場合に前記エンジンに駆動されて発電する、三相ブラシレスモータである始動発電機と、
前記始動発電機に対し電流の授受を行うバッテリと、
前記始動発電機と前記バッテリとの間に配置され、前記始動発電機と前記バッテリとの間を流れる電流を調整する複数のスイッチング部を備えたインバータと、
前記加速指示部により前記ビークルの加速が指示された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを増大させるとともに、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行いながら前記始動発電機に前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動させるように前記インバータを制御し、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記クランクシャフトの回転に起因する前記バッテリの電圧より高い電圧を印加させずに前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させるように前記インバータを制御する制御装置と
を備える。
A vehicle,
The vehicle is
An acceleration instruction unit for instructing acceleration of the vehicle;
An engine configured to output rotational power generated by a combustion operation, the crankshaft outputting the rotational power to the outside of the engine, and an engine output adjusting unit configured to adjust the rotational power An engine having
A drive member that drives the vehicle by receiving rotational power output from the engine via the crankshaft;
A rotor connected to the crankshaft for rotation at a fixed speed ratio with respect to the crankshaft; the crankshaft is driven when the engine is started; and the engine is operated when the engine is combusted A starter generator, which is a three-phase brushless motor, driven by
A battery for transferring current to the starter generator;
An inverter that is disposed between the starter generator and the battery and includes a plurality of switching units that adjust a current flowing between the starter generator and the battery;
When acceleration of the vehicle is instructed by the acceleration instructing unit, the engine output adjusting unit increases rotational power and performs field weakening control on the starting generator with the power of the battery to the starting generator. When the inverter is controlled to drive a crankshaft and the acceleration instruction unit stops the vehicle acceleration instruction, the engine output adjustment unit reduces the rotational power, and the starter generator And a control device for controlling the inverter so as to reduce the driving force of the crankshaft to the starter generator without applying a voltage higher than the voltage of the battery due to the rotation of the crankshaft to the switching unit. .
請求項1に記載のビークルであって、
前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を継続しながら前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させることにより前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記クランクシャフトの回転に起因する前記バッテリの電圧より高い過電圧が印加されないように前記インバータを制御する。
The vehicle of claim 1,
When the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle, the control device decreases the rotational power to the engine output adjustment unit and continues the field weakening control on the starter generator while continuing the field weakening control. The inverter is controlled so that an overvoltage higher than the voltage of the battery due to rotation of the crankshaft is not applied from the starter generator to the plurality of switching units by reducing the driving force of the crankshaft.
請求項2に記載のビークルであって、
少なくとも前記加速指示部により前記ビークルの加速が指示された場合及び前記ビークルの加速の指示が停止された場合の両方において、前記制御装置は、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行いながら前記始動発電機に前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動させた場合にクランクシャフトを回転させることが可能な最大駆動速度が、前記クランクシャフトの実際の回転速度よりも大きくなるように、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行う。
The vehicle according to claim 2,
At least in the case where acceleration of the vehicle is instructed by the acceleration instruction unit and in the case where the instruction of acceleration of the vehicle is stopped, the control device performs the field generation control while performing field weakening control on the starter generator. When the crankshaft is driven by the power of the battery in the machine, the starter / generator is set so that the maximum drive speed at which the crankshaft can be rotated is larger than the actual rotation speed of the crankshaft. On the other hand, field weakening control is performed.
請求項2又は3に記載のビークルであって、
前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記クランクシャフトの回転速度の減少に応じて、弱め界磁制御を弱める。
The vehicle according to claim 2 or 3,
The control device weakens the field-weakening control in accordance with the decrease in the rotation speed of the crankshaft when the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle.
請求項1に記載のビークルであって、
前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機の各相を短絡しながら前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させることにより前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記バッテリ電圧より高い前記クランクシャフトの回転に起因する電圧が印加されないように前記インバータを制御する。
The vehicle of claim 1,
When the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle, the control device reduces the rotational power to the engine output adjustment unit and short-circuits each phase of the starter generator. Further, the inverter is controlled such that a voltage resulting from rotation of the crankshaft higher than the battery voltage is not applied from the starter generator to the plurality of switching units by reducing the driving force of the crankshaft.
請求項1から5のいずれか1項に記載のビークルであって、
少なくとも、前記クランクシャフトの実際の回転速度が、前記始動発電機に対し弱め界磁制御を行わない場合に前記始動発電機が前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動させることが可能な最大駆動トルクと前記エンジンの回転パワーが前記クランクシャフトを回転させるトルクとが等しくなる前記クランクシャフトの回転速度より大きい時に、前記制御装置は、前記加速指示部により前記ビークルの加速の指示が停止された場合、前記エンジン出力調整部に回転パワーを減少させるとともに、前記始動発電機から前記複数のスイッチング部に前記バッテリ電圧より高い前記クランクシャフトの回転に起因する電圧が印加されないように前記始動発電機に前記クランクシャフトの駆動力を減少させる。
A vehicle according to any one of claims 1 to 5,
At least the maximum drive torque that allows the starter generator to drive the crankshaft with the power of the battery when the actual rotational speed of the crankshaft does not perform field weakening control on the starter generator, and When the rotational power of the engine is greater than the rotational speed of the crankshaft at which the torque for rotating the crankshaft is equal, the control device, when the acceleration instruction unit stops the acceleration instruction of the vehicle, The rotating power is reduced in the output adjustment unit, and the crankshaft of the crankshaft is applied to the starter generator so that a voltage caused by rotation of the crankshaft higher than the battery voltage is not applied to the plurality of switching units from the starter generator. Reduce driving force.
請求項1から6のいずれか1項に記載のビークルであって、
前記始動発電機は、
周方向にスロットを空けて設けられた複数のティースを備えるステータコアと前記ティースに巻回された巻線とを有し、前記複数のティースの全ては、前記巻線が巻回された部分を有する、ステータと、
永久磁石部と、前記永久磁石部により形成され前記ステータと対向する面に設けられた、前記複数のティースの数より多い数の複数の磁極部とを有するロータとを備える。
The vehicle according to any one of claims 1 to 6,
The starting generator is
A stator core having a plurality of teeth provided with slots in the circumferential direction and a winding wound around the teeth, all of the plurality of teeth having a portion around which the winding is wound. The stator,
And a rotor having a permanent magnet portion and a plurality of magnetic pole portions formed by the permanent magnet portion and provided on a surface facing the stator, the number of which is greater than the number of the plurality of teeth.
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