JP4851184B2 - 回転電機システム - Google Patents

回転電機システム Download PDF

Info

Publication number
JP4851184B2
JP4851184B2 JP2005379052A JP2005379052A JP4851184B2 JP 4851184 B2 JP4851184 B2 JP 4851184B2 JP 2005379052 A JP2005379052 A JP 2005379052A JP 2005379052 A JP2005379052 A JP 2005379052A JP 4851184 B2 JP4851184 B2 JP 4851184B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
relay
unit
switch
phase
coils
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005379052A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007181364A5 (ja
JP2007181364A (ja
Inventor
毅 柳沢
広幸 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2005379052A priority Critical patent/JP4851184B2/ja
Priority to TW095140452A priority patent/TW200732553A/zh
Priority to KR1020060116704A priority patent/KR100839883B1/ko
Priority to MXPA06014370A priority patent/MXPA06014370A/es
Priority to CN2006101656526A priority patent/CN1992469B/zh
Priority to ES06127016T priority patent/ES2344573T3/es
Priority to EP06127016A priority patent/EP1804373B1/en
Priority to BRPI0605520-6A priority patent/BRPI0605520B1/pt
Priority to MYPI20064763A priority patent/MY145284A/en
Publication of JP2007181364A publication Critical patent/JP2007181364A/ja
Publication of JP2007181364A5 publication Critical patent/JP2007181364A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4851184B2 publication Critical patent/JP4851184B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K47/00Dynamo-electric converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P31/00Arrangements for regulating or controlling electric motors not provided for in groups H02P1/00 - H02P5/00, H02P7/00 or H02P21/00 - H02P29/00
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02Details of the control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

本発明は、車載等の用途に用いられる回転電機システムに関し、特に、スタータ及び発電機に兼用として好適に用いられる回転電機システムに関する。
車両用の主な回転電機としては、エンジンを始動するためのスタータと、エンジン回転により発電を行う発電機が挙げられる。また、これらのスタータと発電機が兼用となったACGスタータも開発されており、コストの低廉化、軽量化及び搭載スペースの有効利用が図られている。
このようなACGスタータにおいて、必要とされる回転駆動力は適用するエンジンの大きさに基づいて設定される。これに対して、必要とされる発電容量は車載負荷やバッテリ容量に基づいて設定されることから、回転駆動力と発電容量が一致しない場合もある。特に、大型エンジンを搭載する車両では、必要な発電容量と比較して回転駆動力が過大である場合があり、回転駆動力に見合った結線構成で発電を行うと、バッテリに対する過充電等の不都合が発生する懸念がある。
そこで、特許文献1に記載された始動発電機では、エンジン始動時には4組のY結線部によりクランクシャフトを回転させ、エンジン始動後には1組のY結線部により発電を行うように相毎に設けられたリレーを操作し、エンジン始動に必要なモータ性能を確保するとともに、過剰充電の防止を両立させている。
特開2003−83209号公報
ところで、前記特許文献1に記載された始動発電機では、少なくとも2相に対応した個別のリレーが必要であって、リレー毎に独立した接点を有していなければならず、部品点数が多く構成が複雑である。
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、モータとして用いるときの駆動力と、発電機として用いるときの発電量がそれぞれ適正となるように切り換えられ、しかも簡便な構成の回転電機システムを提供することを目的とする。
本発明に係る回転電機システム(10)は、ロータ(72)とステータ(74)とを備える回転電機(70)と、各相毎に一端が入出力部(164U、164V、164W)として接続された複数のコイル163a〜163c)から構成され、前記ステータ(74)に設けられた結線部(160)と、各相毎の前記複数のコイル(163a〜163c)の一部の開閉により相互に短絡及び開放させるリレー(162)と、前記入出力部(164U、164V、164W)及び前記リレー(162)の操作部(162a)に接続された制御部(100)とを有し、前記制御部(100)は、前記ロータ(72)駆動させて回転させるときには前記リレー(162)の接点(161a〜161c)を短絡させるとともに前記入出力部(164U、164V、164W)に電力を供給し、前記ロータ(72)の回転によって発電をするときには前記リレー(162)の接点(161a〜161c)を開放させるとともに前記入出力部(164U、164V、164W)から得られる電力を所定負荷又は蓄電部(97)に供給し、前記結線部(160)は三相であって、前記リレー(162)は第1スイッチ部(202、216)及び第2スイッチ部(204、218)を有し、前記結線部(160)の第1相の所定数の前記コイル(163a、163c)の他端は前記第1スイッチ部(202、216)及び前記第2スイッチ部(204、218)の一方の接点に接続され、前記結線部(160)の第2相の所定数の前記コイル(163a、163b)の他端は前記第1スイッチ部(202、216)の他方の接点に接続され、前記結線部(160)の第3相の所定数の前記コイル(163a、163c)の他端は前記第2スイッチ部(204、218)の他方の接点に接続されていることを第1の特徴とする。
前記制御部(100)は、前記第1スイッチ部(202、216)及び前記第2スイッチ部(204、218)を同期して短絡及び開放動作するように操作することを第の特徴とする。前記制御部(100)は、前記リレー(162)に接続される前記コイル(163a〜163c)の他端の各電圧を計測し、電位差に基づいて所定の警報信号を出力することを第の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、回転電機をモータとして用いるときには、全てのコイルが磁力を発生させて大きな駆動が得られ、例えば大きいエンジンのクランクシャフトを回転させて確実に始動させることができる。また、回転電機を発電機として用いるときには、各相毎の所定数のコイルは他端がリレーによって開放されるため発電に供されず、発電容量が抑制される。したがって、負荷や蓄電部に対して過剰な電力が供給されることを防止できる。また、第1スイッチ部と第2スイッチ部とにより開閉操作をすることにより、2接点型の汎用性あるスイッチ部を用いることができる。
本発明の第の特徴によれば、同期させることにより、制御手順が簡便化するとともに、結線部のコイルの有効、無効を確実に切り換えることができる。
本発明の第の特徴によれば、警報信号により、操作者は所定の対応処理を行うことができる。
以下、本発明に係る回転電機システムについて実施の形態を挙げ、添付の図1〜図8を参照しながら説明する。本実施の形態に係る回転電機システム10は、図1に示す車両11に搭載されている。
図1に示すように、車両11はスクータ式の自動二輪車であって、車体前方に前輪WFを軸支するフロントフォーク12を有し、該フロントフォーク12はヘッドパイプ14を介してハンドル16の操作によって操舵される。ハンドル16における右グリップ部は回動可能なアクセルとなっている。
ヘッドパイプ14には後方且つ下方に向けてダウンパイプ18が取り付けられており、該ダウンパイプ18の下端には中間フレーム20が略水平に延設されている。中間フレーム20の後端には後方且つ上方に向けて後部フレーム22が設けられている。
中間フレーム20の後端部には動力源を含むスイングユニット24の一部が接続されており、該スイングユニット24は、その後方の端部側に駆動輪である後輪WRが回転可能に取り付けられるとともに、後部フレーム22に取り付けられたリヤサスペンション25により吊り下げられている。
ダウンパイプ18、中間フレーム20及び後部フレーム22の外周は、車体カバー26で覆われており、該車体カバー26の後方上部には、搭乗者が着座するシート28が固定されている。該シート28とダウンパイプ18との間における中間フレーム20の上部には、搭乗者が足を置くステップフロア30が設けられている。
車両11は、停止時エンジン40を自動停止させ、その後、スロットルグリップが開かれるか、あるいはスタータスイッチがオン操作される等の発進操作がなされると、スタータモータを自動的に駆動させてエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動(ストップ&ゴー能を有する。
スイングユニット24には、その前部に単気筒で4サイクルのエンジン40が搭載されている。このエンジン40から後方にかけてベルト式無段変速機44が構成され、その後部に遠心クラッチを介して設けられた減速機構45に後輪RWが軸支されている。この減速機構45の上端と後部フレーム22の上部屈曲部との間にはリヤサスペンション25が介装されている。スイングユニット24の前部にはエンジン40から延出した吸気管に接続された気化器及び該気化器に連結されるエアクリーナが配設されている。
図2は、前記スイングユニット24をクランクシャフト52に沿って切断した断面図、図3は、その一部拡大断面平面図であり、前記と同一の符号は同一又は同等部分を表している。
スイングユニット24は、ハンガーブラケット19aに対して所定のリンク部材を介して揺動自在に連結支持されている。スイングユニット24は、左右のクランクケース54L、54Rを合体して構成されるクランクケース54に覆われ、クランクシャフト52は、右クランクケース54Rに固定された軸受け56により回転自在に支持されている。クランクシャフト52には、クランクピン58を介してコンロッド(図示せず)が連結されている。
左クランクケース54Lは、ベルト式無段変速室ケースを兼ねており、左クランクケース54Lまで延びたクランクシャフト52にはベルト駆動プーリ60が回転可能に設けられている。ベルト駆動プーリ60は、固定側プーリ半体60Lと可動側プーリ半体60Rとからなり、固定側プーリ半体60Lはクランクシャフト52の左端部にボス62を介して固着され、その右側に可動側プーリ半体60Rがクランクシャフト52にスプライン嵌合され、固定側プーリ半体60Lに接近・離反することができる。両プーリ半体60L、60R間にはVベルト64が巻き掛けられている。
可動側プーリ半体60Rの右側ではカムプレート66がクランクシャフト52に固着されており、その外周端に設けたスライドピース66aが、可動側プーリ半体60Rの外周端で軸方向に形成したカムプレート摺動ボス部60Raに摺動自在に係合している。カムプレート66は外周寄りがカムプレート66側に傾斜したテーパ面を有しており、該テーパ面と可動側プーリ半体60Rとの間の空所にドライウェイトボール68が収容されている。
クランクシャフト52の回転速度が増加すると、可動側プーリ半体60Rとカムプレート66との間にあって共に回転する前記ドライウェイトボール68が、遠心力により遠心方向に移動し、可動側プーリ半体60Rはドライウェイトボール68に押圧されて左方に移動して固定側プーリ半体60Lに接近する。その結果、両プーリ半体60L、60R間に挟まれたVベルト64は遠心方向に移動し、その巻き掛け径が大きくなる。
車両の後部には前記ベルト駆動プーリ60に対応する被動プーリ(図示せず)が設けられ、Vベルト64はこの被動プーリに巻き掛けられている。このベルト伝達機構により、エンジン40の動力は自動調整されて遠心クラッチに伝えられ、前記減速機構45等を介して後輪RWを駆動する。
右クランクケース54R内には、スタータモータとACジェネレータとを組み合わせたACGスタータ(回転電機)70が配設されている。ACGスタータ70は、クランクシャフト52の一方の端部を囲むように設けられたステータ74と、該ステータ74を囲むように設けられたアウタロータ72とを有する回転電機である。ステータ74はクランクケース54に固定されており、アウタロータ72は、クランクシャフト52の先端テーパ部に固定されている。
アウタロータ72の内周面には等間隔に複数のマグネット72aが設けられており、ステータ74が発生する磁力によって回転し、ACGスタータ70はスタータモータとしても作用する。また、アウタロータ72はクランクシャフト52とともに回転してステータ74に対して変化する磁束を与えて発電させることができ、ACGスタータ70はACジェネレータとして作用する。
アウタロータ72にはボルトによって固定されたファン80が設けられる。ファン80に隣接してラジエータ82が設けられ、ラジエータ82はファンカバー84によって覆われる。
図3に拡大して示したように、ステータ74の内周にはセンサケース86が嵌め込められている。このセンサケース86内には、アウタロータ72のボス72bの外周に沿って等間隔でロータ角度センサ(磁極センサ)88及びパルサセンサ(点火パルサ)90が設けられている。ロータ角度センサ88は、ACGスタータ70のステータコイル163a〜163cに対する通電制御を行うためのものであり、ACGスタータ70のU相、V相、W相のそれぞれに対応して1つずつ設けられる。点火パルサ90はエンジンの点火制御のためのものであり、1つだけ設けられる。ロータ角度センサ88及び点火パルサ90は、いずれもホールIC又は磁気抵抗(MR)素子で構成することができる。
ロータ角度センサ88及び点火パルサ90のリード線は基板92に接続され、さらに基板92にはワイヤハーネス94が結合される。アウタロータ72のボス72bの外周には、ロータ角度センサ88及び点火パルサ90のそれぞれに磁気作用を及ぼすよう2段着磁されたマグネットリング96が嵌め込まれる。
ロータ角度センサ88に対応するマグネットリング96の一方の着磁帯には、ステータ74の磁極に対応して、円周方向に30°幅間隔で交互に配列されたN極とS極が形成され、点火パルサ90に対応するマグネットリング96の他方の着磁帯には、円周方向の1か所に15°ないし40°の範囲で着磁部が形成される。
前記ACGスタータ70は、エンジン始動時にはスタータモータ(同期モータ)として機能し、バッテリ(蓄電部、図4参照)97から供給される電流で駆動されてクランクシャフト52を回動させてエンジン40を始動させる。エンジン始動後は同期発電機として機能し、発電した電流でバッテリ97を充電し、且つ各電装部に電流を供給する。
図2に戻り、クランクシャフト52上には、前記ACGスタータ70と軸受け56との間にスプロケット98が固定されており、このスプロケット98にはクランクシャフト52からカムシャフト(図示せず)を駆動するためのチェーンが巻き掛けられている。なお、前記スプロケット98は、潤滑オイルを循環させるポンプに動力を伝達するためのギヤ99と一体的に形成されている。
図4に示すように、ECU100は、ACGスタータ70が発電した三相交流を全波整流する全波整流ブリッジ回路102と、全波整流ブリッジ回路102の出力を予定のレギュレート電圧(例えば、14.5V)に制限するレギュレータ104と、車両が停止するとエンジンを自動停止させ、所定の発進条件が成立するとエンジンを自動的に再始動するストップ&ゴー制御部106とを有する。またECU100は、スタータスイッチ108によるエンジン始動時にクランクシャフト52を所定の位置まで逆転させ、その後、正転させる始動時逆転制御部110と、ストップ&ゴー制御によるエンジン自動停止後に、クランクシャフト52を所定の位置まで逆転させる停止時逆転制御部112と、点火抑制制御部114と、中性点形成線165U〜165Wの電圧を監視する電圧監視部116と、リレー162の操作部162aを介して開閉動作させるリレー制御部118とを有する。リレー制御部118は、アウタロータ72及びクランクシャフト52を回転させるときには操作部162aを介してリレー162のスイッチ部162bを駆動して接点161a、161b、161cを短絡させ、クランクシャフト52の回転によって発電をするときにはスイッチ部162bの接点161a、161b、161cを開放させる。点火抑制制御部114は、エンジン40の始動時の点火タイミングで所定回数だけ失火させる機能と、エンジン40の回転数Nを所定値に制限する機能とを有する。
全波整流ブリッジ回路102は、ドライバ102aと、該ドライバ102aの作用下に開閉動作する6つの半導体スイッチング素子102bとを有するブリッジ回路である。全波整流ブリッジ回路102によれば、結線部160で発電した電力を直流に変換して所定負荷に供給し又はバッテリ97に充電することができるとともに、バッテリ97の電力を交流に変換して結線部160に供給することにより、アウタロータ72及びクランクシャフト52を回転させることができる。半導体スイッチング素子102bとしては、例えば、FET(Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又はサイリスタ等が挙げられる。
ECU100には、点火コイル117が接続され、該点火コイル117の二次側には点火プラグ119が接続されている。また、ECU100にはスロットルセンサ130、フューエルセンサ132、着座スイッチ134、アイドルスイッチ136、冷却水温センサ138、スロットルスイッチ140、アラームブザー142、ロータ角度センサ88及び点火パルサ90が接続され、各部から検出信号がECU100に入力される。
さらに、ECU100には、スタータリレー144、スタータスイッチ108、前輪ストップスイッチ146、後輪ストップスイッチ147、スタンバイインジケータ150、フューエルインジケータ152、アラームインジケータ153、スピードセンサ154、オートバイスタ156、及び前照灯158が接続されている。また、ACGスタータ70のステータコイルの端子は、リレー162に接続されている。ストップランプ148は、前輪ストップスイッチ146又は後輪ストップスイッチ147の少なくとも一方がオンとなっているときに点灯するように接続されている。ECU100には、バッテリ97からメインヒューズ166及びメインスイッチ167を介して電力が供給される。また、エンジン40を始動させる際には、スタータスイッチ108の操作下にスタータリレー144を介して全波整流ブリッジ回路102に電力が供給される。
図4及び図5に示すように、本実施の形態に係る回転電機システム10は、ECU100と、ACGスタータ70と、リレー162とを有する。前記の通り、ACGスタータ70はアウタロータ72と、ステータ74とを有する。
リレー162は、通電により励磁される操作部162aと、該操作部162aによって接点が開閉するスイッチ部162bとを有する。スイッチ部162bは接点161a、161b、161cを有し、操作部162aに通電して励磁されたときにそれぞれ相互に短絡し、非励磁時には相互に開放されて絶縁される。つまり、リレー162はノーマルオープン型である。
ステータ74は三相Y型の結線部160を有する。結線部160は、U、V、Wの各相がそれぞれ3つのステータコイル163a、163b及び163cから構成され、各相毎にステータコイル163a、163b及び163cの一端が入出力部164U、164V、164Wとして接続されている。(添え字U、V、Wは各相に対応して示している。以下、同様。)入出力部164U〜164Wは、全波整流ブリッジ回路102に接続されている。
各相のステータコイル163bの他端は、相互に接続され第1中性点O1を形成している。U相のステータコイル163a及び163cの他端は相互に接続された中性点形成線165Uとなっており、リレー162の接点161aに接続されている。V相のステータコイル163a及び163cの他端は相互に接続された中性点形成線165Vとなっており、リレー162の接点161bに接続されている。W相のステータコイル163a及び163cの他端は相互に接続された中性点形成線165Wとなっており、リレー162の接点161cに接続されている。
また、中性点形成線165U〜165Wは電圧監視部116にも接続されている。該電圧監視部116はこれらの各電圧を計測し、リレー162がオフとなっている場合で、交流の電位差が所定閾値(例えば、5V程度)以下となったときに所定の警報信号を出力する。
次に、このように構成される車両11の回転電機システム10の作用について図6を参照しながら説明する。
先ず、ステップS1において、車両11を運転する際に、運転者はメインスイッチ167をオンにし、ECU100を起動させる。この初期状態においては、リレー制御部118はリレー162を非励磁にしており、スイッチ部162bの各接点は開放されている。
ステップS2において、運転者はスタータスイッチ108を操作してエンジン40を始動させる。このとき、リレー制御部118は、スタータスイッチ108の操作に基づく信号を検出して、リレー162の操作部162aを励磁させ、スイッチ部162bの各接点を短絡させる。これにより、各相のステータコイル163a、163bの他端は相互に接続され、Y結線の中性点を形成する。以下、この中性点を、第2中性点O2として前記の第1中性点O1と区別する。
一方、全波整流ブリッジ回路102のドライバ102aはスタータスイッチ108の操作下に動作するスタータリレー144から電力を受け、該電力を半導体スイッチング素子102bを開閉制御しながら交流に変成して結線部160に供給する。これにより、ACGスタータ70は、スタータモータとして作用して、クランクシャフト52を回転させることができる。
このとき、第2中性点O2が形成されていることにより、U〜W相はそれぞれステータコイル163a〜163cが実質的に並列接続された構成となり、各ステータコイル163bが第1中性点O1のみで接続されて構成される状態のY結線と比較して、約3倍のトルクを発生することができる。このようにACGスタータ70は大きいトルクを発生させることができるため、減速機を介すことなくクランクシャフト52を直接的に回転させることができる。
クランクシャフト52が回転することに伴って、パルサセンサ90の信号に基づいて、所定の点火タイミングにより点火プラグ119から火花を発生させる。燃焼室内の気化燃料は点火により膨張し、コンロッドを介してクランクシャフト52を駆動することになり、エンジン40が始動する。
ステップS3において、運転者はエンジン40が始動したことをエンジン音や、タコメータ等で認識した後、スタータスイッチ108を開放する。リレー制御部118は、スタータスイッチ108が開放されたことを検出して、リレー162の操作部162aを非励磁とし、スイッチ部162bを開放させる。これにより、第2中性点O2はなくなり、ステータコイル163a、163cには通電されなくなる一方、第1中性点O1は存続しており、ステータコイル163bは有効にY結線を構成している。なお、リレー162の開閉タイミングは、エンジン40を始動させるタイミングに合っていれば、必ずしもスタータスイッチ108の操作に同期させる必要はなく、例えば、所定の手段でエンジン40が完爆状態に移行したことを検出したときに、リレー162を開放してもよい。
また、リレー162はノーマルオープン型であって、しかも、励磁されるのは基本的にエンジン40の始動時のみであることから、励磁電流が通電されるのは短時間であり、リレー162で消費される電力は極めて小さい。
全波整流ブリッジ回路102のドライバ102aはスタータスイッチ108が開放されたことを検出して、半導体スイッチング素子102bを制御して電流の通電方向を切り換え、クランクシャフト52及びアウタロータ72の回転によってステータコイル163bで発電する交流の電力を直流に変換し、負荷に対して電力を供給するとともに、メインスイッチ167及びヒューズ166を介してバッテリ97を充電する。
このように、ACGスタータ70による発電時(つまり、エンジン40の始動時以外のとき)には、結線部160はステータコイル163a及び163cは無効であって、ステータコイル163bのみが発電をすることから発電量が抑制され、バッテリ97に対して過充電することがない。
ステップS4において、エンジン40が始動してリレー162が開放されたことを条件として電圧監視部116が動作を開始する。電圧監視部116は、中性点形成線165U〜165Wに生じる交流電圧(例えば実効値や最大値)を計測し、各端子間の電位差が所定閾値以下となったときに警報信号を出力する。該警報信号の出力に基づいて、アラームインジケータ153を点灯させるとともに、アラームブザー142を吹鳴させ、運転者に注意喚起を行う。
前記の通り、発電時には結線部160の発電量を抑制させるためにスイッチ部162bはオフとなるように制御しているが、不測の事態により、操作部162aを非励磁としてもスイッチ部162bが短絡したままとなっているときには、中性点形成線165U、165V、165W間の電位差は0又は微小値となる。したがって、電圧監視部116の作用下にこのような状態を検出し、警報信号を出力することにより運転者に注意喚起をすることができる。
また、警報信号を点火抑制制御部114にも供給して、所定のタイマーと連動させてエンジン40の回転数Nを段階的に制限してもよい。例えば、点火抑制制御部114は、警報信号が供給されたときから所定時間までは回転数Nを6500rpmで制限し、その後さらに所定時間が経過したときには4500rpmで制限する。この後さらに所定時間が経過したときには、点火抑制制御部114はエンジン40を停止させる。
これにより、運転者は異常が発生していることを回転数Nの低下によって認識することができ、エンジン40が停止するまでに時間的余裕があることから車両11を適当な箇所に停止させ、又は所定の修理工場まで走行させる等の対応処理を行うことができる。
なお、リレー162は、図7及び図8に示すような変形例に係るリレー対200又はリレー210等に置き換えてもよい。
図7に示すように、第1の変形例に係るリレー対200は第1リレー(第1スイッチ部)202及び第2リレー(第2スイッチ部)204とからなる。第1リレー202及び第2リレー204は、同構造であって、一対の接点206a、206bと、該接点206aと206bとを短絡及び開放させるスイッチ部208と、該スイッチ部208を動作させる操作部209とを有する。
第1リレー202及び第2リレー204の接点206aは、それぞれ中性点形成線165Uに接続されている。第1リレー202の接点206bは中性点形成線165Vに接続されており、第2リレー204の接点206bは中性点形成線165Wに接続されている。また、各操作部209はリレー制御部118に対して並列に接続されていて、第1リレー202及び第2リレー204は同期動作し、リレー対200は実質的に1つのリレーとして機能し、前記のリレー162と同じように作用する。第1リレー202と第2リレー204とは、一つのパッケージに組み込まれているものであってもよい。
第1リレー202及び第2リレー204の各スイッチ部208は同期動作をさせることから、1つの信号線で制御をすることができ、リレー毎に制御手順を区別する必要がなく簡便である。また、第1リレー202及び第2リレー204を同期動作させることにより各相のステータコイル163a、163cは通電状態が同時、且つ確実に切り換わる。
図8に示すように、第2の変形例に係るリレー210は、2対の接点212a、212b及び214a、214bと、接点212aと212bとを短絡及び開放させる第1スイッチ部216と、接点214aと214bとを短絡及び開放させる第2スイッチ部218と、第1スイッチ部216及び第2スイッチ部218を同期動作させる1つの操作部220とを有する。操作部220はリレー制御部118によって通電制御される。
接点212a及び214aは中性点形成線165Uに接続されている。接点212bは中性点形成線165Vに接続されており、接点214bは中性点形成線165Wに接続されている。このような結線によりリレー210は前記のリレー162と同様の作用を奏する。
また、リレー210、第1リレー202及び第2リレー204は、前記のリレー162よりも汎用的で広汎に用いられており、廉価である。
上述したように、本実施の形態に係る回転電機システム10によれば、ACGスタータ70をモータとして用いるときには、全てのステータコイル163a〜163cが磁力を発生させて大きな駆動が得られ、エンジン40のクランクシャフト52を確実に始動させることができる。また、ACGスタータ70を発電機として用いるときには、各相毎の2つのステータコイル163a、163cは他端がリレー162によって開放されるため発電に供されず、発電容量が抑制される。したがって、負荷やバッテリ97に対して過剰な電力が供給されることを防止できる。
また、リレー162は結線部160の第2中性点O2となる箇所を短絡及び開放するため、相毎に区別した独立的なものでなく、実質的に1つのリレーで足り、構成が簡便である。
なお、上記の例では、ステータコイル163a〜163cのうち、ステータコイル163bを第1中性点O1に接続し、ステータコイル163a及び163cが第2中性点O2を構成するようにリレー162に接続しているが、設計条件によって第1中性点O1と第2中性点O2に接続するコイルの数の比は適宜設定すればよい。
また、本実施の形態では、コイルの接点開閉手段としてリレーを用いた例を示したが、接点開閉手段はこれに限定されない。
本発明に係る回転電機システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
自動二輪車の側面図である。 スイングユニットの断面平面図である。 スイングユニットの一部拡大断面平面図である。 自動二輪車における電気回路のブロック構成図である。 本実施の形態に係る回転電気システムのブロック構成図である。 回転電機システムの動作手順を示すフローチャートである。 第1の変形例に係るリレー及びその結線を示す図である。 第2の変形例に係るリレー及びその結線を示す図である。
符号の説明
10…回転電機システム 11…車両
40…エンジン 70…ACGスタータ(回転電機)
72…アウタロータ 74…ステータ
97…バッテリ 100…ECU
102…全波整流ブリッジ回路 102b…半導体スイッチング素子
108…スタータスイッチ 114…点火抑制制御部
116…電圧監視部 153…アラームインジケータ
160…結線部
161a〜161c、206a、206b、212a、212b、214a、214b…接点
162、202、204、210…リレー 162a、209、220…操作部
162b、208、216、218…スイッチ部
163a〜163c…ステータコイル 164U〜164W…入出力部
165U〜16W…中性点形成線 200…リレー対
O1…第1中性点 O2…第2中性点

Claims (3)

  1. ロータ(72)とステータ(74)とを備える回転電機(70)と、
    各相毎に一端が入出力部(164U、164V、164W)として接続された複数のコイル(163a〜163c)から構成され、前記ステータ(74)に設けられた結線部(160)と、
    各相毎の前記複数のコイル(163a〜163c)の一部の開閉により相互に短絡及び開放させるリレー(162)と、
    前記入出力部(164U、164V、164W)及び前記リレー(162)の操作部(162a)に接続された制御部(100)と、
    を有し、
    前記制御部(100)は、前記ロータ(72)駆動させて回転させるときには前記リレー(162)の接点(161a〜161c)を短絡させるとともに前記入出力部(164U、164V、164W)に電力を供給し、前記ロータ(72)の回転によって発電をするときには前記リレー(162)の接点(161a〜161c)を開放させるとともに前記入出力部(164U、164V、164W)から得られる電力を所定負荷又は蓄電部(97)に供給し、
    前記結線部(160)は三相であって、前記リレー(162)は第1スイッチ部(202、216)及び第2スイッチ部(204、218)を有し、
    前記結線部(160)の第1相の所定数の前記コイル(163a、163c)の他端は前記第1スイッチ部(202、216)及び前記第2スイッチ部(204、218)の一方の接点に接続され、
    前記結線部(160)の第2相の所定数の前記コイル(163a、163b)の他端は前記第1スイッチ部(202、216)の他方の接点に接続され、
    前記結線部(160)の第3相の所定数の前記コイル(163a、163c)の他端は前記第2スイッチ部(204、218)の他方の接点に接続されていることを特徴とする回転電機システム(10)
  2. 請求項記載の回転電機システム(10)において、
    前記制御部(100)は、前記第1スイッチ部(202、216)及び前記第2スイッチ部(204、218)を同期して短絡及び開放動作するように操作することを特徴とする回転電機システム(10)
  3. 請求項1又は2に記載の回転電機システム(10)において、
    前記制御部(100)は、前記リレー(162)に接続される前記コイル(163a〜163c)の他端の各電圧を計測し、電位差に基づいて所定の警報信号を出力することを特徴とする回転電機システム(10)
JP2005379052A 2005-12-28 2005-12-28 回転電機システム Expired - Fee Related JP4851184B2 (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005379052A JP4851184B2 (ja) 2005-12-28 2005-12-28 回転電機システム
TW095140452A TW200732553A (en) 2005-12-28 2006-11-01 System of rotary electric machine
KR1020060116704A KR100839883B1 (ko) 2005-12-28 2006-11-24 회전 전기 시스템
MXPA06014370A MXPA06014370A (es) 2005-12-28 2006-12-08 Sistema de maquina electrica giratoria.
CN2006101656526A CN1992469B (zh) 2005-12-28 2006-12-11 旋转电机系统
EP06127016A EP1804373B1 (en) 2005-12-28 2006-12-22 Rotary electric machine system
ES06127016T ES2344573T3 (es) 2005-12-28 2006-12-22 Sistema de maquina electrica rotativa.
BRPI0605520-6A BRPI0605520B1 (pt) 2005-12-28 2006-12-22 Sistema de máquina elétrica rotativa
MYPI20064763A MY145284A (en) 2005-12-28 2006-12-22 Rotary electric machine system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005379052A JP4851184B2 (ja) 2005-12-28 2005-12-28 回転電機システム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007181364A JP2007181364A (ja) 2007-07-12
JP2007181364A5 JP2007181364A5 (ja) 2008-12-25
JP4851184B2 true JP4851184B2 (ja) 2012-01-11

Family

ID=37909814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005379052A Expired - Fee Related JP4851184B2 (ja) 2005-12-28 2005-12-28 回転電機システム

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1804373B1 (ja)
JP (1) JP4851184B2 (ja)
KR (1) KR100839883B1 (ja)
CN (1) CN1992469B (ja)
BR (1) BRPI0605520B1 (ja)
ES (1) ES2344573T3 (ja)
MX (1) MXPA06014370A (ja)
MY (1) MY145284A (ja)
TW (1) TW200732553A (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2081276A1 (en) 2008-01-21 2009-07-22 Marco Cipriani Electro-magnetical device with reversible generator-motor operation
TWI399484B (zh) * 2010-04-20 2013-06-21 Kwang Yang Motor Co Locomotive engine starting circuit system and its engine starting method
DE102010041976B4 (de) * 2010-10-05 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, elektrische Maschine einer Brennkraftmaschine und Motorsteuergerät zum Steuern und/oder Regeln einer Brennkraftmaschine
US8723385B2 (en) * 2011-10-07 2014-05-13 General Electric Company Generator
TWI476320B (zh) * 2012-03-21 2015-03-11 Kwang Yang Motor Co Reduce the engine starting torque control method
TWI492518B (zh) 2013-12-10 2015-07-11 Ind Tech Res Inst 一種電動機之輸出控制裝置及控制器之控制方法
MY178901A (en) * 2014-08-01 2020-10-22 Piaggio & C Spa A water-cooled internal combustion engine
DE102015200742A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-21 Zf Friedrichshafen Ag Steuerung einer Drehfeldmaschine
JP2016171641A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 本田技研工業株式会社 多極三相式回転電機
TWI613363B (zh) * 2015-04-17 2018-02-01 三陽工業股份有限公司 啓動兼發電裝置控制引擎起動之方法
JP2019052538A (ja) * 2016-01-20 2019-04-04 ヤマハ発動機株式会社 ビークル
JP6610415B2 (ja) * 2016-04-28 2019-11-27 アイシン精機株式会社 三相同期機およびその製造方法
EP3901447A4 (en) * 2018-12-21 2022-09-07 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha SADDLE VEHICLE

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5821660A (en) * 1997-03-05 1998-10-13 Mts Systems Corporation Brushless direct current motor having adjustable motor characteristics
DE19829442C2 (de) * 1998-07-01 2002-07-11 Bayerische Motoren Werke Ag Motor zur Verwendung als Starter und Generator in einem Kraftfahrzeug
CN1384584A (zh) * 2001-04-30 2002-12-11 许俊甫 高效能的定子装置
JP2003083209A (ja) * 2001-09-07 2003-03-19 Mitsuba Corp 始動発電機
JP4248400B2 (ja) * 2001-10-10 2009-04-02 株式会社ミツバ 回転電機の巻線構造

Also Published As

Publication number Publication date
ES2344573T3 (es) 2010-08-31
MY145284A (en) 2012-01-13
MXPA06014370A (es) 2008-10-16
KR20070070059A (ko) 2007-07-03
CN1992469A (zh) 2007-07-04
EP1804373A1 (en) 2007-07-04
KR100839883B1 (ko) 2008-06-20
BRPI0605520A (pt) 2007-10-30
TW200732553A (en) 2007-09-01
CN1992469B (zh) 2010-08-25
JP2007181364A (ja) 2007-07-12
EP1804373B1 (en) 2010-04-14
TWI320823B (ja) 2010-02-21
BRPI0605520B1 (pt) 2018-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4851184B2 (ja) 回転電機システム
US8498801B2 (en) Engine start control system and method
JP3824132B2 (ja) エンジン始動制御装置
JP6216672B2 (ja) 三相交流発電スタータ装置
JP6802378B2 (ja) ビークル
TW544490B (en) Engine start control apparatus
JP2023171528A (ja) 鞍乗型電動車両
JP7215950B2 (ja) エンジン始動装置
JP5373449B2 (ja) 三相モータ制御装置
KR100521861B1 (ko) 브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치
JP5765108B2 (ja) 電力ライン制御装置
JP3758077B2 (ja) 車両用発電制御装置
JP6434707B2 (ja) 三相交流発電スタータ装置
JP6783948B2 (ja) 車両用制御装置
JP6749501B2 (ja) 始動制御装置
KR100455229B1 (ko) 차량용 발전제어장치
TW201814148A (zh) 車輛
JP6216671B2 (ja) 三相交流発電スタータ装置
JP4315267B2 (ja) 車両用発電制御装置
JP2019161743A (ja) 鞍乗型車両用エンジンユニットおよび鞍乗型車両

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081106

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081106

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111018

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111020

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4851184

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees