JP2022098407A - 統合型スタータージェネレーターの始動に適用される発電機制御装置及びその発電機の始動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】統合型スタータージェネレーター（電動発電機）の発電機始動方法を提供する。【解決手段】位置センサレスの電動発電機（２）を駆動することによってエンジン（３）を始動させる電動発電機（２）の発電機始動方法であって、速度開ループ制御モードにおいて周波数と振幅を有する駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）を入力して電動発電機（２）が反転するように駆動し、電動発電機（２）の駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に基づいて負荷情報（Ｖｉ）を取得するステップ（ａ）と、負荷情報（Ｖｉ）が重負荷条件を満たしたか否かを確認するステップ（ｂ）と、負荷情報（Ｖｉ）が重負荷条件を満たしたと判断した場合、電動発電機（２）の反転を停止させるステップ（ｃ）と、電動発電機（２）を正転させてエンジン（３）を始動させるステップ（ｄ）と、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は電動発電機の発電機制御装置及びその発電機の始動方法に関し、特にセンサレス発電機制御装置及びその発電機の始動方法に関する。

従来のポータブル発電機システムは、通常、プルバルブでエンジンを始動するが、近年、ボタンで始動するポータブル発電機が徐々に主流になり、市場ではブラシ付き直流モータを動力の始動システムとして使用することが一般的である。但し、ブラシ付き直流モータはノイズが大きく、損傷しやすいながらスペースを占める等の欠点があるため、ポータブル発電機システムのメーカは、統合型スタータージェネレーター（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、ＩＳＧ）システムを使用する傾向がある。つまり、従来の直流モータの始動システムの代わりに、始動時に電動発電機をモータとしてエンジンを始動し、エンジンが始動した後に発電機として使用する。ＩＳＧを如何に効果的に実現し、従来の発電機の電気システムと統合するかということは、各メーカー間の技術競争の方向になっている。

図１はエンジンのシリンダ圧力を示す図である。エンジンピストンＰが圧縮上死点Ｃｐ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｔｏｐ）に位置する場合、シリンダ内の圧力は非常に大きく、従って、エンジンを駆動して回転させるのに必要なトルクは非常に大きい。通常、エンジンをスムーズに始動させるために、電動発電機の回転子が抵抗の小さい領域Ｒｌに正転することによってエンジンを駆動し、電動発電機の回転慣性付加を利用して圧縮上死点を超えることに協力しなければならない。しかしながら、従来の始動方式は、１．エンジンのクランク位置又は電動発電機のフライホイール位置を検出すること、２．固定的なアークを継続的に反転させること、３．電動発電機の回転速度が低下したか否かを検出することにすぎない。ここで、上記１点目と３点目において、電動発電機の回転子の位置及び回転速度を知るために、制御システムは位置又は回転速度のセンサを有する必要があり、そのため、センサレス制御システムに適用されない。上記２点目において、回転子の開始位置が毎回異なるため、固定的なアークを継続的に回転した後停止すると、時間の浪費及び過剰な電力消費をもたらす。

このため、如何に統合型スタータージェネレーターの始動に適用される発電機制御装置及びその発電機始動方法を設計し、センサレス発電機制御装置を介して回路のコストを低減させ、エンジンが始動する時間を短縮するかということは、本願の発明者が研究する重要な課題である。

本発明の目的は、従来技術の課題を解決するために、統合型スタータージェネレーターの発電機始動方法を提供することである。

本発明により提供される発電機の始動方法は、位置センサレスの電動発電機を駆動することによってエンジンを始動させ、発電機の始動方法は、速度開ループ制御モードにおいて第１周波数と第１振幅を有する第１駆動電流を入力して電動発電機を反転させるように駆動し、電動発電機の駆動電圧と第１駆動電流に基づいて第１負荷情報を取得するステップ（ａ）と、第１負荷情報が重負荷条件を満たしたか否かを確認するステップ（ｂ）と、第１負荷情報が重負荷条件を満たすと判断した場合、電動発電機の反転を停止させるステップ（ｃ）と、電動発電機を正転させてエンジンを駆動して始動させるステップ（ｄ）と、を含む。

本発明の他の目的は、従来技術の課題を解決するために、統合型スタータージェネレーターの始動に適用される発電機制御装置を提供することである。

本発明により提供される発電機制御装置は、位置センサレスの電動発電機に結合され、電動発電機はエンジンを駆動して始動させ、発電機制御装置は、直流電圧を受信し、電動発電機に結合されるインバータと、インバータと電動発電機に結合され、インバータが直流電圧を駆動電圧と駆動電流に変換し、該電動発電機を駆動するように、インバータにパルス幅変調信号を提供する制御モジュールと、を含む。ここで、電動発電機の始動によってエンジンを駆動して作動させる始動モードにおいて、制御モジュールは速度開ループ制御モードを採用し、即ち、制御モジュールが電動発電機の回転速度を参照しない状況において、電動発電機の正転又は反転を制御してエンジンを駆動して始動させるように、駆動電圧と駆動電流が対応する重負荷条件を満たしたか否かに基づいてパルス幅変調信号を調整する。

本発明の主な目的及び効果は、本発明の発電機制御装置は電動発電機の始動モードにおいて速度開ループ制御モードを採用し、即ち、電動発電機の回転速度を参照しない状況において、振幅及び周波数を有する駆動電流を提供して電動発電機の正転又は反転を制御し、そのため、電動発電機の始動モードの後続の制御を容易にするように、位置センサ又は回転速度の情報を必要せず電動発電機の反転過程において電動発電機の負荷の大きさを推定することができ、従来技術における回転速度の情報で電動発電機の負荷の大きさを判断する方法に比べて、電動発電機の回転子の初期位置が負荷の死点に近接する時にさらに優れた負荷推定精度を有し、発電機制御装置は第１負荷情報と対応する重負荷条件を利用して反転を停止する判断の根拠とするため、位置センサを使用してモータの回転子を継続的に予め設定されたアークに回転する従来技術に比べて、エンジン始動の時間と電力消費を大幅に低減させることができる。

本発明が予め設定された目的を達成するために採用される技術、手段及び効果をさらに理解することができるように、以下の本発明の詳細な説明及び図面を参照する。添付の図面は参照と説明のみに提供され、本発明を限定するものではない。

エンジンのシリンダ圧力を示す図である。 本発明の統合型スタータージェネレーターに適用される発電機制御装置の回路ブロック図である。 本発明の電動発電機の単相等価回路を示す図である。 本発明の駆動電圧と駆動電流がｄｑ軸座標に投影される第１実施例のベクトルを示す図である。 本発明の駆動電圧と駆動電流がｄｑ軸座標に投影される第２実施例のベクトルを示す図である。 本発明の電動発電機の発電機始動方法を示す図である。 本発明の電動発電機がエンジンを始動させる時の過程を示す図である。 本発明の電動発電機がエンジンを始動させる時の第１波形を示す図である。 本発明の電動発電機がエンジンを始動させる時の第２波形を示す図である。 本発明の始動モードにおける波形図である。

本発明の技術的内容及び詳細な説明について、図面に合わせて説明する。

図２は統合型スタータージェネレーターに適用される発電機制御装置の回路ブロック図であり、図２を参照する。発電機制御装置１は統合型スタータージェネレーター２（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、ＩＳＧ、この後、電動発電機と略称する）に結合され、電動発電機２はエンジン３を駆動して始動させる。始動モードにおいて、電動発電機２はモータの形態で作動してエンジン３を始動し、エンジン３が爆発始動した後、発電機モードに入り、エンジン３は電動発電機２を駆動して発電機の形態で作動して電力を生成する。発電機制御装置１がエンジン３を始動する始動モードである場合、直流電圧Ｖｄｃによって電力供給され電動発電機２を駆動し、電動発電機２を作動させてエンジン３を始動する。発電機制御装置１がエンジン３を始動した後の発電モードである場合、エンジン３は電動発電機２を駆動し、電動発電機２が発電機制御装置１に駆動電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３（それぞれ電動発電機２が対応する相順を代表する）の情報を提供する。

発電機制御装置１は、インバータ１０と制御モジュール１２を含み、インバータ１０の一端は直流電圧Ｖｄｃを受信し、他端は電動発電機２に結合される。制御モジュール１２はインバータ１０に結合され、始動モードである場合、制御モジュール１２は、駆動電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３と駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３を提供して電動発電機２を駆動するように、パルス幅変調信号ＰＷＭを提供し、直流電圧Ｖｄｃを交流の駆動電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３に変換するようにインバータ１０を制御する。制御モジュール１２はパルス幅変調ユニット１２２、駆動ユニット１２４、負荷検出ユニット１２６及びループ制御ユニット１２８を含む。パルス幅変調ユニット１２２はインバータ１０に結合され、パルス幅変調ユニットは制御信号Ｓｃ１～Ｓｃ３に基づいてパルス幅変調信号ＰＷＭを変調するのに用いられる。駆動ユニット１２４はパルス幅変調ユニット１２２と電動発電機２に結合され、電動発電機を静止状態から反転するように駆動する過程において、駆動電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３と駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３（それぞれ電動発電機２が対応する相順を代表する）に基づいて第１負荷情報Ｖｉ１を提供する。

負荷検出ユニット１２６は駆動ユニット１２４に結合され、第１負荷情報Ｖｉ１の値が重負荷条件を満たしたか否かを判断し、判断結果に基づいて負荷信号Ｓｌを提供する。ここで、本発明の実施例において、重負荷条件は以下のような４種類の可能な態様を有することができるが、これに限定されず、後でさらに説明する。始動モードで電動発電機２を反転させる過程において、負荷検出ユニット１２６が、第１負荷情報Ｖｉ１が上記重負荷条件を満たしたと判断する場合、電動発電機２の回転子の反転を停止させて正転を開始することを代表する負荷信号Ｓｌを提供し、そうでなければ、電動発電機２の回転子を反転させることを代表する負荷信号Ｓｌを提供する。ループ制御ユニット１２８は該負荷検出ユニットと該駆動ユニットに結合され、速度開ループ制御モードにおいて、該負荷信号Ｓｌに基づいて電動発電機２が正転又は反転するように駆動する制御コマンドＣｃを駆動ユニット１２４に提供する。制御コマンドＣｃは、電動発電機２の回転速度を調整する電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑと、電動発電機２の角度を調整する角度コマンドθｒと、を含む。駆動ユニット１２４は、駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３と制御コマンドＣｃに基づいて制御信号Ｓｃ１～Ｓｃ３（それぞれ電動発電機２が対応する相順を代表する）を生成し、パルス幅変調ユニット１２２は対応して、電動発電機２を制御するのに適用されるパルス幅変調信号ＰＷＭを変調させる。

駆動ユニット１２４は、第１変換ユニット１２４Ａ、ｑ軸電流制御器１２４Ｂ、ｄ軸電流制御器１２４Ｃ及び第２変換ユニット１２４Ｄを含み、第１変換ユニット１２４Ａはインバータ１０の出力端とループ制御ユニット１２８に結合される。第１変換ユニット１２４Ａは、駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３の情報とループ制御ユニット１２８からの角度コマンドθｒを受信し、駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３と角度コマンドθｒに基づいてｄｑ軸方向のｄ軸電流信号Ｓｉｄとｑ軸電流信号Ｓｉｑを提供する。ｑ軸電流制御器１２４Ｂは第１変換ユニット１２４Ａ、第２変換ユニット１２４Ｄ及びループ制御ユニット１２８に結合され、ｑ軸電流信号Ｓｉｑとｑ軸電流コマンドＣｉｑに基づいてｑ軸電圧信号Ｓｖｑを生成するｑ軸電圧信号Ｓｖｑは駆動電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３のベクトル和であり、ｄｑ軸座標の水平軸（ｑ軸）成分に対応する。ｄ軸電流制御器１２４Ｃはｑ軸電流制御器１２４Ｂと同じように、ｄｑ軸座標の垂直軸（ｄ軸）成分に対応するｄ軸電圧信号Ｓｖｄを生成する。第２変換ユニット１２４Ｄはパルス幅変調ユニット１２２とループ制御ユニット１２８に結合され、ｑ軸電圧信号Ｓｖｑ、ｄ軸電圧信号Ｓｖｄ及び角度コマンドθｒに基づいて制御信号Ｓｃ１～Ｓｃ３をパルス幅変調ユニット１２２に提供する。

負荷検出ユニット１２６は、第１負荷情報Ｖｉ１に基づいて電動発電機２の回転子が既にエンジン３の圧縮上死点の前の位置に反転されたか否かを判断し、対応する負荷信号Ｓｌをループ制御ユニット１２８に提供する。第１負荷情報Ｖｉ１はｑ軸電圧信号Ｓｖｑ（点線で表示する）又はｄ軸電圧信号Ｓｖｄ（実線で表示する）であってもよい。具体的には、回転子が圧縮上死点に近接するように反転されば、負荷が重くなる。そのため、毎回の正転始動が最も長い始動ストローク（圧縮上死点を超える最大回転慣性を有する）を有することを確保するように、負荷量の大きさを利用して電動発電機２の回転子が適切な位置に反転されたか否かを判断することができる。さらに、負荷が重くなる場合、電動発電機が出力する機械的動力において、有効電力の比率が高くなり、即ち、駆動電圧をｄｑ軸に投影する場合、それと水平軸のｑ軸との夾角が小さくなり、対応する負荷情報Ｖｉ１を代表するｄ軸電圧信号Ｓｖｄが小さくなり、負荷情報Ｖｉ１を代表するｑ軸電圧信号Ｓｖｑが大きくなる。即ち、負荷検出ユニット１２６を利用して第１負荷情報Ｖｉ１の値の変化が上記重負荷条件を満たしたか否かを判断し、第１負荷情報Ｖｉ１の値の変化が上記重負荷条件を満たした場合、電動発電機２の回転子が既にエンジンの圧縮死点に近接し、適切な始動位置に反転したことを代表する。これによって、従来技術において電動発電機の始動モードである場合、モータの初期位置に関係なくモータの回転子を一定のアークで回転させ、無駄なエネルギを消費し又は騒音を生成する可能性がある課題を避けることができ、そのため、始動時の消費電力を削減し及びハードウェア仕様を低減することができ、また、位置センサ又は回転速度情報に頼らず電動発電機の現在の負荷をより正確に推定することができ、負荷状況に基づいて反転時間を自動的に調製し、余分な始動時間を節約する。

ループ制御ユニット１２８は開ループ制御ユニット１２８Ａと閉ループ制御ユニット１２８Ｂを含む。開ループ制御ユニット１２８Ａは駆動ユニット１２４と負荷検出ユニット１２６に結合される。始動モードである場合、開ループ制御ユニット１２８Ａは推定した回転速度情報を参照せず、負荷信号Ｓｌに基づいて電動発電機２の正転又は反転を制御する第１制御コマンドＣｃ１と第２制御コマンドＣｃ２を提供し、第１制御コマンドＣｃ１と第２制御コマンドＣｃ２は電動発電機２を駆動する電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑも含む。始動モードにおいて、開ループ制御ユニット１２８Ａが負荷信号Ｓｌに基づいて第１負荷情報Ｖｉ１の値が上記重負荷条件を満たさないことを知る場合、回転子が完全に適切な始動位置に反転されていないことを代表し、開ループ制御ユニット１２８Ａは電動発電機２の反転を制御する第１制御コマンドＣｃ１を提供する。第１制御コマンドＣｃ１は、制御モジュール１２により提供される第１周波数と第１振幅を有する第１駆動電流である駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３を使用し、電動発電機２を反転するように駆動する。ここで、第１駆動電流の第１周波数と第１振幅は、継続時間を経過した後、最終的には、基本的に固定値である第１固定周波数と第１固定振幅を維持する。第１制御コマンドＣｃ１が電動発電機２の回転速度を制御の根拠として参照していないため、制御方法は速度開ループ制御（Ｉ／Ｆ制御）モードと呼ぶことができる。

開ループ制御ユニット１２８Ａが負荷信号Ｓｌに基づいて第１負荷情報Ｖｉ１の値が上記重負荷条件を満たしたことを知る場合、回転子が既に適切な始動位置に反転したことを代表する。開ループ制御ユニット１２８Ａは電動発電機２を停止して正転を開始するように制御する第２制御コマンドＣｃ２を提供する。第２制御コマンドＣｃ２は、制御モジュール１２により提供される第２周波数と第２振幅を有する第２駆動電流である駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３を使用し、電動発電機２を正転するように駆動する。第１駆動電流に類似し、第２駆動電流の第２周波数と第２振幅は、継続時間を経過した後、基本的に固定値である第２固定周波数と第２固定振幅を維持する。そして、第２制御コマンドＣｃ２は第１制御コマンドＣｃ１と同様に、電動発電機２の回転速度を制御の根拠として参照していないため、同様に速度開ループ制御（Ｉ／Ｆ制御）モードでもある。ここで、第１制御コマンドＣｃ１と第２制御コマンドＣｃ２は電動発電機２の角度を調整する角度コマンドθｒも含み、電動発電機２の正転と反転の角度を制御するように駆動ユニット１２４に提供する。

電動発電機２に対して励起アラインメントを実行するように、開ループ制御ユニット１２８Ａはさらに始動コマンドＣｓを駆動ユニット１２４に提供する。具体的には、発電機制御装置１が電動発電機２に対して始動モードを実行する前、後続の始動モードである場合、回転子に対する作動制御をよりスムーズになるように、まず電動発電機２の回転子に対して直流の励起アラインメントを実行することができる。そのため、開ループ制御ユニット１２８Ａは始動コマンドＣｓを駆動ユニット１２４に提供し、駆動ユニット１２４が予め設定された角度を有する電流成分を入力して電動発電機２の回転子をこの予め設定された角度にさせる。

制御モジュール１２はさらに、開ループ制御ユニット１２８Ａが第１制御コマンドＣｃ１を提供することと、該第２制御コマンドＣｃ２を提供することとの間に、予め設定された待ち時間を設定することができる。予め設定された待ち時間を設定する目的は、電動発電機２が完全に静止してから正転の制御を実行することであり、エンジン３がスムーズに始動する確率を向上させるように、電動発電機２がエンジン３を駆動して始動させる過程をより安定且つスムーズにさせることができる。

閉ループ制御ユニット１２８Ｂは駆動ユニット１２４と負荷検出ユニット１２６に結合され、電動発電機２の回転速度が予め設定された回転速度に達したか否かに基づいて電動発電機２に対して正転閉ループ制御を実行する。具体的には、開ループ制御ユニット１２８Ａは第２制御コマンドＣｃ２を提供し、電動発電機２が正転するように駆動した後、且つ電動発電機２の回転速度が予め設定された回転速度に達した場合、電動発電機２の電気角度θｅを正確に見積もることができることを代表する。この後、電動発電機２を安定的に動作させるように、フィードバック制御（即ち、閉ループ制御コマンドＣｃｌｏｓｅを提供して電動発電機２に対して正転閉ループ制御を実行し、例えば、ＰＩ制御があるが、これに限定されない）を採用して駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３の情報をフィードバックして制御根拠として回転速度情報を推定する必要がある。ここで、閉ループ制御コマンドＣｃｌｏｓｅは電動発電機２の回転速度を調整する電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑと、電動発電機２の角度を調整する角度コマンドθｒと、を含む。

本発明の発電機制御装置１はセンサレスの制御装置（位置センサがない）であるため、モータの正転速度が予め設定された回転速度に達したか否かを判断する場合、速度開ループ制御モードから閉ループ制御モードに切り替える場合、又は閉ループ制御モードにおいて、いずれも電動発電機２の回転速度及び回転子の位置を推定する必要がある。そのため、制御モジュール１２はさらに制御ユニット１３０を含み、制御ユニット１３０は駆動ユニット１２４とループ制御ユニット１２８に結合される。制御ユニット１３０は推定ユニット１３０Ａと、切り替えユニット１３０Ｂと、を含む。推定ユニット１３０Ａは駆動ユニット１２４と切り替えユニット１３０Ｂに結合され、且つ切り替えユニット１３０Ｂはループ制御ユニット１２８に結合される。推定ユニット１３０Ａは、駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３に対応するｄ軸電流信号Ｓｉｄ、ｑ軸電流信号Ｓｉｑ、ｄ軸電圧信号Ｓｖｄ及びｑ軸電圧信号Ｓｖｑに基づいて電動発電機２の角速度ωと電気角度θｅを推定し、角速度ωは電動発電機２の回転速度に対応することができる。ループ制御ユニット１２８が電動発電機２の動作状況に基づいて対応する制御コマンドＣｃを提供するように、切り替えユニット１３０Ｂは角速度ωを受信し、角速度ωに基づいて選択的に駆動ユニット１２４を開ループ制御ユニット１２８Ａ又は閉ループ制御ユニット１２８Ｂに切り替えて結合する。ループ制御ユニット１２８が電気角度θｅに基づいて対応する角度コマンドθｒを提供するように、電気角度θｅをループ制御ユニット１２８に提供する。さらに、本発明の一実施例では、始動モードにおいて、電動発電機２が静止する初期状態である場合、電動発電機２に対して速度開ループの反転と正転の制御を実行するように、駆動ユニット１２４は開ループ制御ユニット１２８Ａに結合されるように予め設定され、上記電動発電機２の反転と正転の速度開ループ制御フローが完了し、電動発電機２の回転速度が予め設定された回転速度に達した場合、電動発電機２に対して後続の閉ループ制御を実行するように、切り替えユニット１３０Ｂは駆動ユニット１２４を閉ループ制御ユニット１２８Ｂに切り替えて結合する。ここで、本発明の発電機制御装置１は高価なセンサ（例えば、ホールセンサがあるが、これに限定されない）の回路コストを節約するため、本発明の発電機制御装置１は回路コストを削減させる効果を達成することができる。

制御モジュール１２はさらにローパスフィルタユニット１４０を含む。ローパスフィルタユニット１４０は駆動ユニット１２４と負荷検出ユニット１２６に結合され、駆動ユニット１２４により提供される第２負荷情報Ｖｉ２（即ち、ｑ軸電圧信号Ｓｖｑ又はｄ軸電圧信号Ｓｖｄである）を第１負荷情報Ｖｉ１にローパスフィルタリングする。具体的には、ｑ軸電圧信号Ｓｖｑとｄ軸電圧信号Ｓｖｄは高周波成分を有する直流信号であり、その高周波成分は負荷検出ユニット１２６を干渉して信号の誤判断のリスクを引き起こす可能性があるため、負荷検出ユニット１２６の判断精度を向上させるように、ローパスフィルタユニット１４０によって第２負荷情報Ｖｉ２の高周波ノイズをフィルタリングする。

図３Ａ、図３Ｂと図３Ｃを参照する。図３Ａは本発明の電動発電機の単相等価回路を示す図であり、図３Ｂは本発明の駆動電圧と駆動電流がｄｑ軸座標に投影される第１実施例のベクトルを示す図であり、図３Ｃは本発明の駆動電圧と駆動電流がｄｑ軸座標に投影される第２実施例のベクトルを示す図であり、それに合わせて図２を参照する。図３Ａにおいて、Ｖｄｒ１は単相電圧であり、Ｉｄｒ１は対応する単相電流であり、Ｖｒｓは電動発電機２の内部に対応する相の等価抵抗Ｒｓのクロス電圧であり、Ｖｌｓは電動発電機２の内部に対応する相の等価インダクタンスＬｓのクロス電圧であり、Ｖｅｍｆは対応する相の逆起電力電圧であり、Ｖｚは電動発電機２のインピーダンス電圧（即ち、ＶｒｓとＶｌｓの位相の和である）である。電動発電機２の機械的出力動力は式１に示すとおりである。

ここで、Ｐｍは電動発電機２の機械的出力動力であり、ωは角速度であり、Ｔｅは電動発電機２の出力トルクであり、それは電動発電機２の速度を維持する場合、電動発電機２の回転子の軸端が負担する負荷量に従って決定される。電動発電機２の軸端負荷が増加した場合、電動発電機２の一定の速度の需要を維持するように、電動発電機２の出力トルクＴｅも増加し、電動発電機２の機械的出力動力Ｐｍを上昇させる。また、電動発電機２の電気入力電力は式２に示すとおりである。

ここで、Ｐｅは電動発電機２の回転子の軸端の機械的出力動力に正比例し、「３」は３相（各相の駆動電圧が各相の駆動電流に等しいと仮定する）であり、Ｖｅｍｆは逆起電力電圧であり、θ１は駆動電圧Ｖｄｒ１と駆動電流Ｉｄｒ１との夾角であり、θ２は逆起電力電圧Ｖｅｍｆと駆動電流Ｉｄｒ１との夾角である。そして、電動発電機２の機械的出力動力と電気入力電力との間の関係は式３に示すとおりである。

ここで、ηは電動発電機２の効率である。式２の単相等価電圧と電流の関係式は、電動発電機２の３相電圧と電流の軽負荷と重負荷に応用される状況において、電圧と電流成分の相対的な関係はそれぞれ図３Ｂと３Ｃに示される。図３Ｂは電動発電機２の負荷が軽負荷である状況に対応し、図３Ｃは電動発電機２の負荷が重負荷である状況に対応する。入力された駆動電流Ｉｄｒ（各相の電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３のベクトルの和である）が第１固定周波数と第１固定振幅を有する第１駆動電流（Ｉ／Ｆ制御）である場合、インバータ１０により提供される駆動電圧Ｖｄｒ（各相の電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３のベクトルの和である）のベクトルの大きさと位相は負荷の増加に従って変化される。ここで、特に駆動電圧Ｖｄｒと駆動電流Ｉｄｒとの夾角θは負荷の特性を明確に反応する。即ち、機械的動力は負荷の上昇により増加すると同時に電気動力から負荷の変化特性を観測することができる。例えば、これに限定されないが、軸端（ｄ軸）の負荷が増加する時、｜Ｖｉ１｜＝｜Ｖｄｒ・ｓｉｎθ｜はそれに従って低減される（逆も同様である）。そのため、図３Ｂと３Ｃを比較し、第１負荷情報Ｖｉ１は電動発電機２のｄ軸電圧信号又はｑ軸電圧信号であり、ｄ軸電圧信号は駆動電圧Ｖｄｒと駆動電流Ｉｄｒとの間の夾角θに対応する垂直軸（ｄ軸）成分（即ち、ｄ軸に投影される成分）であり、ｑ軸電圧信号は駆動電圧Ｖｄｒに対応する水平軸（ｑ軸）成分である。図３Ｂにおいて、駆動電圧Ｖｄｒの垂直軸成分は図３Ｃにおける駆動電圧Ｖｄｒの垂直軸成分より大きいため、図３Ｃの負荷量は図３Ｂより重い（水平軸成分は逆である）。そのため、電動発電機２の機械的出力動力によって電動発電機２の負荷情報Ｖｉ及び対応する負荷量を逆に推定することができ、さらに負荷検出ユニット１２６により設定される重負荷条件を比較すれば、電動発電機２の回転子の位置が既に重負荷条件を満たしたか否かを知ることができる（即ち、負荷量が既に圧縮上死点Ｃｐの予め設定された閾値に近接することを代表する）。

さらに、ｄ軸電圧信号Ｓｖｄは駆動電圧Ｖｄｒが垂直水平軸（即ち、ｄｑ軸である）に対応する垂直軸成分である。そのため、ｄ軸電圧信号を第１負荷情報Ｖｉ１として使用する場合、第１負荷情報Ｖｉ１は第１閾値以上から第１閾値より小まで変化し、又は、継続的に第１閾値より小さく予め設定された時間が経過した場合、重負荷条件を満たしたことを代表する（即ち、電動発電機２の回転子は既にエンジンの圧縮死点に近接している）。逆に、ｑ軸電圧信号Ｓｖｑは駆動電圧Ｖｄｒが垂直水平軸（即ち、ｄｑ軸である）に対応する水平軸成分である。そのため、ｑ軸電圧信号を第１負荷情報Ｖｉ１として使用する場合、第１負荷情報Ｖｉ１は第２閾値以下から第２閾値より大まで変化し、又は、継続的に第２閾値より大きく予め設定された時間が経過した場合、重負荷条件を満たしたことを代表する（即ち、電動発電機２の回転子は既にエンジンの圧縮死点に近接している）。

図４は本発明の電動発電機の発電機始動方法であり、図４を参照し、それに合わせて図２～３Ｃを参照する。電動発電機２の発電機始動方法は、先ず、始動コマンドを受信する（Ｓ１００）ことを含む。開ループ制御ユニット１２８Ａは始動コマンドＣｓを駆動ユニット１２４に提供する。そして、開ループは電動発電機の反転を制御する（Ｓ１２０）。負の開ループ制御ユニット１２８Ａは速度開ループ制御（即ち、反転Ｉ／Ｆ制御）モードによって電動発電機２の反転を駆動する。

そして、第１負荷情報が重負荷条件を満たしたことを確認する（Ｓ１４０）。開ループ制御ユニット１２８Ａが負荷信号Ｓｌに基づいて第１負荷情報Ｖｉ１の値が重負荷条件を満たしたことを知る場合、回転子が既に適切な始動位置に反転したことを代表する。逆に、回転子が完全に適切な始動位置に反転していないことを代表し、ステップ（Ｓ１２０）に戻る必要がある。回転子が既に適切な始動位置に反転した場合、電動発電機が静止になることを待つ（Ｓ１６０）。ここで、電動発電機２を静止にさせる方式は時計回りで回転することによって静止させ又は制御の方式でブレーキすることを含む。

そして、開ループは電動発電機の正転を制御する（Ｓ１８０）。開ループ制御ユニット１２８Ａは速度開ループ制御（即ち、正転Ｉ／Ｆ制御）モードによって電動発電機２の正転を駆動する。最後に、電動発電機の回転速度が予め設定された回転速度に達した場合、閉ループに切り替えて電動発電機の正転を制御する（Ｓ２００）。電動発電機２の回転速度が予め設定された回転速度に達した場合、電動発電機２を安定的に動作させるように、フィードバック制御（例えば、ＰＩ制御があるが、これに限定されない）を採用してモータの回転速度又はトルクをフィードバックする。ここで、電動発電機２の回転速度は制御ユニット１３０が駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３（この時の駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３は第２駆動電流である）のｄ軸電流信号Ｓｉｄ、ｑ軸電流信号Ｓｉｑ、ｄ軸電圧信号Ｓｖｄ及びｑ軸電圧信号Ｓｖｑをフィードバックすることによって電動発電機２の角速度ωと電気角度θｅを推定して取得される。

図５Ａは本発明の電動発電機がエンジンを始動させる時の過程を示す図であり、図５Ｂは本発明の電動発電機がエンジンを始動させる時の第１波形を示す図であり、図５Ｃは本発明の電動発電機がエンジンを始動させる時の第２波形を示す図であり、図５Ａ、図５Ｂと図５Ｃを参照し、それに合わせて図２～４を参照する。図５Ａにおいて、シリンダ圧力が最も大きいのは圧縮上死点Ｃｐであり、圧縮上死点Ｃｐは、通常、負荷が最も重いポイントでもある。エンジン３が完全に始動していない場合、電動発電機２の回転子は、通常、２つの圧縮上死点Ｃｐの間のボトム位置に停止する（仮にポイントＰ１とＰ２に停止する）。制御モジュール１２は、先ず、インバータ１０を制御することによって電動発電機２の反転を駆動し、次に、電動発電機２の駆動電圧Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３と駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３を検出することにより、電動発電機２の回転子が既にエンジン３の圧縮上死点の前の位置（ポイントＰ３）に反転されたか否かを判断し、その検出方式は第１負荷情報Ｖｉ１が重負荷条件を満たしたか否かを利用することである。制御モジュール１２は電動発電機２の回転子が既にポイントＰ３に反転したことを知った場合、制御モジュール１２は電動発電機２が静止することを待つ。電動発電機２が静止した後、正転始動が最も長い始動ストローク（即ち、圧縮上死点Ｃｐを超えるための最も大きい回転慣性を有する）を有することを確保するように、制御モジュール１２はインバータ１０を制御することによって電動発電機２の正転を駆動する。

図５Ｂの波形は図５ＡにおけるポイントＰ１に対応し、点線は第１負荷情報Ｖｉ１であり、実線は駆動電流Ｉｄｒであり、水平線は第１閾値Ｖｔｈである。期間Ｔ１である場合、発電機制御装置１は電動発電機２に対して励起アラインメントを実行し、電動発電機２の回転子をポイントＰ１に位置決めさせる。期間Ｔ２である場合、発電機制御装置１は速度開ループ制御モードを採用し、第１周波数と第１振幅を有する第１駆動電流を電動発電機２に提供し、電動発電機２の反転を駆動する。図５Ｂから分かるように、第１駆動電流の第１周波数と第１振幅は、短い継続時間を経過した後、最終的に、基本的に固定値である第１固定周波数と第１固定振幅を維持する。この場合、第１負荷情報Ｖｉ１は第１閾値Ｖｔｈより小から第１閾値Ｖｔｈ以上まで向上し、期間Ｔ２とＴ３との間、第１負荷情報Ｖｉ１は第１閾値Ｖｔｈ以上から閾値Ｖｔｈより小まで低下し、電動発電機２の回転子はポイントＰ３に回転する。期間Ｔ３である場合、発電機制御装置１は予め設定された待ち時間を待ち、電動発電機２の回転子が静止することを待つ。期間Ｔ４である場合、発電機制御装置１は速度開ループ制御モードを採用し、第２周波数と第２振幅を有する第２駆動電流を電動発電機２に提供し、電動発電機２の正転を駆動する。第１駆動電流に類似し、第２駆動電流の第２周波数と第２振幅は、短い継続時間を経過した後、最終的に、基本的に固定値である第２固定周波数と第２固定振幅を維持する。期間Ｔ４とＴ５との間、電動発電機２の回転速度が既に予め設定された回転速度に達し、電動発電機２に対して正転閉ループ制御を実行することができる。期間Ｔ５である場合、発電モードに入るように、発電機制御装置１は電動発電機２を制御して正転閉ループ制御を実行する。

図５Ｃの波形は図５ＡにおけるポイントＰ２に対応し、それは短い反転距離を有し、電動発電機２の反転時間も比較的に短い（図５Ｂに比べる）。残りの期間は、ほぼ図５Ｂに類似し、ここで、詳細な説明を省略する。注意すべきことは、電動発電機２の回転子の開始ポイントが偶然にポイントＰ３にある場合、第１負荷情報Ｖｉ１は、期間Ｔ２において、最初から最後まで、常に第１閾値Ｖｔｈより小さい。そのため、第１負荷情報Ｖｉ１は開始時に既に第１閾値Ｖｔｈより小さく、駆動電流Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３が継続時間を経過して第１固定周波数と第１固定振幅を有する第１駆動電流になった後、第１負荷情報Ｖｉ１が依然として第１閾値Ｖｔｈより小さい場合、電動発電機２の反転を停止させて期間Ｔ３に入る。そのため、予め設定された時間は継続時間とほぼ同じであることができる。図６は本発明の始動モードにおける波形図である。図６を参照し、それに合わせて図２～５Ｃを参照する。ここで、本実施例の波形図は図５Ｂの電動発電機がエンジンを始動させる時の過程を例として、図５Ｃ又は電動発電機２の回転子の開始ポイントが偶然にポイントＰ３にある波形は図６の波形に基づいて類推することができ、ここで、詳細な説明を省略する。期間Ｔ１である場合、発電機制御装置１は電動発電機２に対して直流励起アラインメントを実行する。期間Ｔ２である場合、ループ制御ユニット１２８により提供される電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑは発電機制御装置１が第１周波数と第１振幅を有する第１駆動電流を提供するように制御するので、電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑの電流ピーク値Ｉｐｅａｋ（負の値）は固定値になるまで低下し、周波数ｆは固定周波数になるまで上昇する。第１負荷情報Ｖｉ１（この実施例は駆動電圧の垂直軸成分Ｓｖｄを使用することを例とする）は閾値Ｖｔｈより小から第１閾値Ｖｔｈ以上まで上昇する。

期間Ｔ２とＴ３との間、第１負荷情報Ｖｉ１は第１閾値Ｖｔｈ以上から第１閾値Ｖｔｈより小まで低下し、重負荷条件に適合する。期間Ｔ４である場合、ループ制御ユニット１２８により提供される電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑは発電機制御装置１が第２周波数と第２振幅を有する第２駆動電流を提供するように制御するので、電流コマンドＣｉｄ、Ｃｉｑの電流ピーク値Ｉｐｅａｋ（正の値）は固定値になるまで上昇し、周波数ｆは固定周波数になるまで上昇する。期間Ｔ５である場合、電動発電機２の回転速度Ｓｐが既に予め設定された回転速度に達したので、電動発電機２に対して正転閉ループ制御を実行する。

注意すべきことは、本発明の一実施例において、図５Ｂ～６の波形はｄ軸電圧信号Ｓｖｄを第１負荷情報Ｖｉ１として示し、それは第１負荷情報Ｖｉ１が第１閾値Ｖｔｈより小さいか否かを比較する。ｑ軸電圧信号Ｓｖｑを第１負荷情報Ｖｉ１として使用する場合、図５Ｂ～６の波形及び判断しる閾値（第２閾値）の条件は逆であり、ここで、詳細な説明及び図示を省略する。

以上、本発明の好ましい具体的な実施例の詳細な説明と図面に過ぎず、しかしながら、本発明の特徴はこれに限定されず、本発明を限定するものではなく、本発明の全ての範囲は下記特許請求の範囲に従う。

Ｐ エンジンピストン
Ｃｐ 圧縮上死点
１ 発電機制御装置
１０ インバータ
１２ 制御モジュール
１２２ パルス幅変調ユニット

１２４ 駆動ユニット
１２４Ａ 第１変換ユニット
１２４Ｂ ｑ軸電流制御器
１２４Ｃ ｄ軸電流制御器
１２４Ｄ 第２変換ユニット
１２６ 負荷検出ユニット

１２８ ループ制御ユニット
１２８Ａ 開ループ制御ユニット
１２８Ｂ 閉ループ制御ユニット
１３０ 制御ユニット

１３０Ａ 推定ユニット
１３０Ｂ 切り替えユニット
１４０ ローパスフィルタユニット
２ 電動発電機（統合型スタータージェネレーター）
３ エンジン
Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３ 駆動電圧

Ｖｄｃ 直流電圧
Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～ Ｉｄｒ３ 駆動電流
ＰＷＭ パルス幅変調信号
Ｓｃ１～Ｓｃ３ 制御信号
Ｓｌ 負荷信号
Ｓｉｄ ｄ軸電流信号
Ｓｉｑ ｑ軸電流信号
Ｓｖｄ ｄ軸電圧信号
Ｓｖｑ ｑ軸電圧信号
Ｖｉ１ 第１負荷情報
Ｖｉ２ 第２負荷情報
Ｖｔｈ 第１閾値
Ｃｃ 制御コマンド
Ｃｃ１ 第１制御コマンド
Ｃｃ２ 第２制御コマンド
Ｃｉｄ、Ｃｉｑ 電流コマンド
θｒ 角度コマンド
Ｃｓ 始動コマンド
Ｃｃｌｏｓｅ 閉ループ制御コマンド
Ｉｐｅａｋ 電流ピーク値
ｆ 周波数
Ｓｐ 回転速度
ω 角速度
θｅ 電気角度
Ｒｓ 等価抵抗
Ｌｓ 等価インダクタンス
Ｖｒｓ、Ｖｌｓ クロス電圧

Ｖｚ インピーダンス電圧
Ｖｅｍｆ 逆起電力電圧
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ ポイント
（Ｓ１００）～（Ｓ２００）、Ｉ～ＩＩ ステップ
Ｔ１～Ｔ５ 期間

Claims (20)

1. 回転子位置センサレスの電動発電機（２）を駆動することによってエンジン（３）を始動させる該電動発電機（２）の発電機始動方法であって、
   速度開ループ制御モードにおいて第１周波数と第１振幅を有する第１駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）を入力して該電動発電機（２）を反転するように駆動し、該電動発電機（２）の駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と該第１駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に基づいて第１負荷情報（Ｖｉ１）を取得するステップ（ａ）と、
   該第１負荷情報（Ｖｉ１）が重負荷条件を満たしたか否かを確認するステップ（ｂ）と、
   該第１負荷情報（Ｖｉ１）が重負荷条件を満たしたと判断した場合、該電動発電機（２）の反転を停止させるステップ（ｃ）と、
   該電動発電機（２）を正転させて該エンジン（３）を始動させるように駆動するステップ（ｄ）と、
   を含む、ことを特徴とする発電機始動方法。
2. 該ステップ（ｄ）は、
   第２周波数と第２振幅を有する第２駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）を入力して該電動発電機（２）の反転を駆動するステップ（ｄ１）と、
   該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と該第２駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に基づいて該電動発電機（２）の回転速度（Ｓｐ）を推定するステップ（ｄ２）と、
   該回転速度（Ｓｐ）が予め設定された回転速度に達した後、該電動発電機（２）に対して正転閉ループ制御を実行するステップ（ｄ３）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
3. 始動コマンド（Ｃｓ）に基づいて予め設定された角度の電流成分を入力して該電動発電機（２）の回転子を該予め設定された角度にするステップ（ａ０）をステップ（ａ）の前にさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
4. 該ステップ（ｃ）は、
   該電動発電機（２）が静止することを待つ予め設定された待ち時間を提供するステップ（ｃ１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
5. 該ステップ（ａ）は、
   該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と該第１駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に基づいて第２負荷情報（Ｖｉ２）を取得するステップ（ａ１）と、
   該第２負荷情報（Ｖｉ２）に対してローパスフィルタリングを実行して該第１負荷情報（Ｖｉ１）を取得するステップ（ａ２）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
6. 該第１負荷情報（Ｖｉ１）は該電動発電機（２）の負荷量に対応することを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
7. 該第１負荷情報（Ｖｉ１）は該電動発電機（２）のｄ軸電圧信号（Ｓｖｄ）であり、該ｄ軸電圧信号（Ｓｖｄ）は該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）が垂直水平軸に対応する垂直軸成分であり、ステップ（ｃ）は、
   該第１負荷情報（Ｖｉ１）が第１閾値（Ｖｔｈ）以上から該第１閾値（Ｖｔｈ）より小まで変化するか、又は、該第１負荷情報（Ｖｉ１）が継続的に該第１閾値（Ｖｔｈ）より小さく予め設定された時間が経過した場合、該重負荷条件を満たしたことを代表するステップ（ｃ２－１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
8. 該第１負荷情報（Ｖｉ１）は該電動発電機（２）のｑ軸電圧信号（Ｓｖｑ）であり、該ｑ軸電圧信号（Ｓｖｑ）は該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）が垂直水平軸に対応する水平軸成分であり、ステップ（ｃ）は、
   該第１負荷情報（Ｖｉ１）が第２閾値以下から該第２閾値より大まで変化するか、又は、該第１負荷情報（Ｖｉ１）が継続的に該第２閾値より小さく予め設定された時間が経過した場合、該重負荷条件を満たしたことを代表するステップ（ｃ２－２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機始動方法。
9. 回転子位置センサレスの電動発電機（２）に結合され、該電動発電機（２）がエンジン（３）を始動させるように駆動する該電動発電機（２）の始動に適用される発電機制御装置（１）であって、
   直流電圧（Ｖｄｃ）を受信し、該電動発電機（２）に結合されるインバータ（１０）と、
   該インバータ（１０）と該電動発電機（２）に結合され、該インバータ（１０）が該直流電圧（Ｖｄｃ）を駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に変換させ、該電動発電機（２）を駆動するように、該インバータ（１０）にパルス幅変調信号（ＰＷＭ）を提供する制御モジュール（１２）と、
   を含み、
   該電動発電機（２）の正転又は反転を制御して該エンジン（３）を駆動して始動させるように、該制御モジュール（１２）は、速度開ループ制御モードにおいて該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）が対応する重負荷条件を満たしたか否かに基づいて該パルス幅変調信号（ＰＷＭ）を制御する、
   ことを特徴とする発電機制御装置（１）。
10. 該制御モジュール（１２）は、
    制御信号（Ｓｃ１～Ｓｃ３）に基づいて該パルス幅変調信号（ＰＷＭ）を変調するパルス幅変調ユニット（１２２）と、
    該パルス幅変調ユニット（１２２）と該電動発電機（２）に結合され、該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）と該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に基づいて第１負荷情報（Ｖｉ１）を提供する駆動ユニット（１２４）と、
    該駆動ユニット（１２４）に結合され、該第１負荷情報（Ｖｉ１）が該重負荷条件を満たしたか否かを判断し、判断結果に基づいて負荷信号（Ｓｌ）を提供する負荷検出ユニット（１２６）と、
    該負荷検出ユニット（１２６）と該駆動ユニット（１２４）に結合され、該負荷信号（Ｓｌ）に基づいて該電動発電機（２）が正転又は反転するように駆動する制御コマンド（Ｃｃ）を該駆動ユニット（１２４）に提供するループ制御ユニット（１２８）と、
    を含み、
    ここで、該駆動ユニット（１２４）は該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）と該制御コマンド（Ｃｃ）に基づいて該制御信号（Ｓｃ１～Ｓｃ３）を生成することを特徴とする請求項９に記載の発電機制御装置（１）。
11. 該ループ制御ユニット（１２８）は、
    該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）が第１周波数と第１振幅である第１駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）を制御するように、該電動発電機（２）が反転するように制御する第１制御コマンド（Ｃｃ１）を提供し、該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）が第２周波数と第２振幅である第２駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）を制御するように、該電動発電機（２）が正転するように制御する第２制御コマンド（Ｃｃ２）を提供する開ループ制御ユニット（１２８Ａ）と、
    該電動発電機（２）の回転速度（Ｓｐ）が予め設定された回転速度に達したか否かに基づいて該電動発電機（２）に対して正転閉ループ制御を実行する閉ループ制御ユニット（１２８Ｂ）と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の発電機制御装置（１）。
12. 該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）に対応するｄ軸電流信号（Ｓｉｄ）、ｑ軸電流信号（Ｓｉｑ）、ｄ軸電圧信号及びｑ軸電圧信号に基づいて該回転速度（Ｓｐ）を推定する推定ユニット（１３０Ａ）と、
    該回転速度（Ｓｐ）に基づいて該駆動ユニット（１２４）を切り替えて該開ループ制御ユニット（１２８Ａ）又は該閉ループ制御ユニット（１２８Ｂ）に結合される切り替えユニット（１３０Ｂ）と、を含み、該駆動ユニット（１２４）と該ループ制御ユニット（１２８）に結合される制御ユニット（１３０）をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の発電機制御装置（１）。
13. 該開ループ制御ユニット（１２８Ａ）は、さらに、該電動発電機（２）の回転子を予め設定された角度にする始動コマンド（Ｃｓ）を提供することを特徴とする請求項１１に記載の発電機制御装置（１）。
14. 該制御モジュール（１２）は該開ループ制御ユニット（１２８Ａ）が該第１制御コマンド（Ｃｃ１）を提供することと、該第２制御コマンド（Ｃｃ２）を提供することとの間に該電動発電機（２）が静止することを待つ予め設定された待ち時間を設定することを特徴とする請求項１１に記載の発電機制御装置（１）。
15. 該駆動ユニット（１２４）と該負荷検出ユニット（１２６）に結合され、該駆動ユニット（１２４）により提供される第２負荷情報（Ｖｉ２）を該第１負荷情報（Ｖｉ１）にローパスフィルタリングするローパスフィルタユニット（１４０）をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の発電機制御装置（１）。
16. 該駆動ユニット（１２４）は該駆動電流（Ｉｄｒ、Ｉｄｒ１～Ｉｄｒ３）と該制御コマンド（Ｃｃ）に基づいてｄ軸電圧信号（Ｓｖｄ）とｑ軸電圧信号（Ｓｖｑ）を生成し、該ｄ軸電圧信号（Ｓｖｄ）と該ｑ軸電圧信号（Ｓｖｑ）を該制御信号（Ｓｃ１～Ｓｃ３）に変換することを特徴とする請求項１０に記載の発電機制御装置（１）。
17. 該第１負荷情報（Ｖｉ１）は該ｄ軸電圧信号（Ｓｖｄ）であり、該ｄ軸電圧信号（Ｓｖｄ）は該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）が垂直水平軸に対応する垂直軸成分であることを特徴とする請求項１６に記載の発電機制御装置（１）。
18. 該重負荷条件は、該第１負荷情報（Ｖｉ１）が該重負荷条件を満たしたか否かを判断するための第１閾値以上から該第１閾値より小まで変化し該負荷信号（Ｓｌ）を提供するか否か、又は該第１負荷情報（Ｖｉ１）が継続的に該第１閾値より小さく予め設定された時間が経過したか否かであることを特徴とする請求項１７に記載の発電機制御装置（１）。
19. 該第１負荷情報（Ｖｉ１）は該ｑ軸電圧信号（Ｓｖｑ）であり、該ｑ軸電圧信号（Ｓｖｑ）は該駆動電圧（Ｖｄｒ、Ｖｄｒ１～Ｖｄｒ３）が垂直水平軸に対応する水平軸成分であることを特徴とする請求項１６に記載の発電機制御装置（１）。
20. 該重負荷条件は、該第１負荷情報（Ｖｉ１）が第２閾値以下から該第２閾値より大まで変化するか、又は、該第１負荷情報（Ｖｉ１）が継続的に該第２閾値より小さく予め設定された時間が経過したことであることを特徴とする請求項１９に記載の発電機制御装置（１）。

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