JP6298233B2 - Motor control method and motor control system - Google Patents

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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Description

本発明は、モータ制御方法及びモータ制御システムに関する。   The present invention relates to a motor control method and a motor control system.

例えば特許文献１に開示されているように、自動車のハイブリッドシステムが知られている。ハイブリッドシステムは、駆動源としてエンジンの他にモータを備えている。そして、ハイブリッドシステムは、エンジンに燃料が供給されることによってクランクシャフトが低回転域で回転している際に、モータでクランクシャフトの回転をアシストする。エンジンは、低回転域でのトルクが小さい傾向にある一方、モータは低回転域から大きなトルクを発生することができる。このため、モータは、クランクシャフトが低回転域で回転する際にクランクシャフトの回転を効率良くアシストすることができる。また、ハイブリッドシステムは、クランクシャフトの減速時にモータを発電機として機能させ、モータから回生電力を回収する。また、ハイブリッドシステムは、自動車の停車時にアイドルストップを行い、その後、モータを用いてエンジンの再始動を行う。   For example, as disclosed in Patent Document 1, a hybrid system for an automobile is known. The hybrid system includes a motor as a drive source in addition to the engine. The hybrid system assists the rotation of the crankshaft with a motor when the crankshaft rotates in a low rotation range by supplying fuel to the engine. While the engine tends to have a small torque in the low rotation range, the motor can generate a large torque from the low rotation range. For this reason, the motor can efficiently assist the rotation of the crankshaft when the crankshaft rotates in a low rotation range. The hybrid system also causes the motor to function as a generator when the crankshaft is decelerated, and recovers regenerative power from the motor. The hybrid system performs idle stop when the automobile is stopped, and then restarts the engine using a motor.

特開２００１−３３９８０４号公報JP 2001-339804 A

しかし、従来のハイブリッドシステムで使用されるモータは、ロータの回転数の上昇に伴って逆起電圧（逆起電力）が非常に大きくなるという問題があった。バッテリとモータとを連結するインバータが何らかの原因で故障した場合、モータから発生した逆起電圧はバッテリに作用する。このため、バッテリの耐電圧が低い場合、モータから発生した逆起電圧によってバッテリが故障する場合がある。   However, the motor used in the conventional hybrid system has a problem that the back electromotive force (back electromotive force) becomes very large as the rotational speed of the rotor increases. When the inverter connecting the battery and the motor fails for some reason, the counter electromotive voltage generated from the motor acts on the battery. For this reason, when the withstand voltage of the battery is low, the battery may break down due to the counter electromotive voltage generated from the motor.

このため、一部のハイブリッドシステム（具体的には、モータだけで自動車の発進加速が可能なストロングハイブリッドシステム、モータをエンジン駆動のアシストのみに使うマイルドハイブリッドシステム）では、バッテリの耐電圧を大きくしている。これらのハイブリッドシステムでは、バッテリの耐電圧が大きいので、モータを高回転域まで回転させることができる。言い換えれば、これらのハイブリッドシステムは、クランクシャフトの高回転域でも、モータをクランクシャフトの回転に同期させて駆動することができる。しかし、これらのハイブリッドシステムでは、バッテリが大型化、高コスト化し、バッテリの取り扱いが難しくなるという別の問題があった。   For this reason, in some hybrid systems (specifically, strong hybrid systems that can start and accelerate automobiles using only motors, mild hybrid systems that use motors only for engine drive assistance), the battery withstand voltage is increased. ing. In these hybrid systems, since the withstand voltage of the battery is large, the motor can be rotated to a high rotation range. In other words, these hybrid systems can drive the motor in synchronism with the rotation of the crankshaft even in the high rotation range of the crankshaft. However, these hybrid systems have another problem that the battery becomes larger and more expensive, and the handling of the battery becomes difficult.

一方、近年、ストロングハイブリッド及びマイルドハイブリッド以外のハイブリッドシステムとして、マイクロハイブリッドシステムが提案されている。マイクロハイブリッドシステムでは、低電圧バッテリ（例えば電圧が３０〜６０Ｖ程度のバッテリ）を使用してモータを駆動する。   On the other hand, in recent years, a micro hybrid system has been proposed as a hybrid system other than the strong hybrid and the mild hybrid. In the micro hybrid system, the motor is driven using a low voltage battery (for example, a battery having a voltage of about 30 to 60 V).

しかし、マイクロハイブリッドシステムでは、耐電圧の低い低電圧バッテリを使用するため、ストロングハイブリッドシステム等で使用されるモータよりも出力が小さいモータを使用せざるを得なかった。例えば、ストロングハイブリッドシステムでは、モータの最高出力は例えば６０ｋＷとなるのに対し、マイクロハイブリッドシステムでは、モータの最高出力は例えば１．８ｋＷ程度となる。その上で、マイクロハイブリッドシステムでは、モータの用途がエンジン始動（アイドルストップ後のエンジン再始動含む）、クランクシャフトが中回転域または高回転域で減速する際の回生電力回収に限定されていた。すなわち、マイクロハイブリッドシステムでは、逆起電圧によるバッテリの故障を防止するために、クランクシャフトが高回転域で回転する際にモータによるアシストを行わなかった。言い換えれば、従来のマイクロハイブリッドシステムは、クランクシャフトが高回転域で回転する際に、モータをクランクシャフトの回転に同期させて駆動することができなかった。   However, since the micro hybrid system uses a low voltage battery having a low withstand voltage, a motor having a smaller output than the motor used in the strong hybrid system or the like has to be used. For example, in the strong hybrid system, the maximum output of the motor is, for example, 60 kW, whereas in the micro hybrid system, the maximum output of the motor is, for example, about 1.8 kW. In addition, in the micro-hybrid system, the use of the motor is limited to engine start (including engine restart after idle stop) and regenerative power recovery when the crankshaft is decelerated in the middle rotation range or high rotation range. That is, in the micro hybrid system, in order to prevent a battery failure due to the counter electromotive voltage, the assist by the motor is not performed when the crankshaft rotates in a high rotation range. In other words, the conventional micro-hybrid system cannot drive the motor in synchronization with the rotation of the crankshaft when the crankshaft rotates in a high rotation range.

さらに、マイクロハイブリッドシステムでは、モータの出力が小さい（すなわちトルクが小さい）ので、クランクシャフトが低回転域で回転する際にもモータによるアシストを行うことができなかった。   Further, in the micro hybrid system, since the output of the motor is small (that is, the torque is small), the assist by the motor cannot be performed even when the crankshaft rotates in a low rotation range.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、低電圧バッテリを使用した場合であっても、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することが可能な、新規かつ改良されたモータ制御方法及びモータ制御システムを提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high torque driving assist and high torque in a low rotation range even when a low voltage battery is used. It is an object of the present invention to provide a new and improved motor control method and motor control system capable of achieving both synchronous driving in the rotation range.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータを制御することを特徴とする、モータ制御方法が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, the reluctance torque when the maximum torque is generated is connected to a low-voltage battery, and the rotor is coupled to the output shaft of the engine. There is provided a motor control method characterized by controlling a motor.

この観点によるモータ制御方法は、低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータを制御する。これにより、本観点に係るモータ制御方法は、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することが可能となる。   The motor control method according to this aspect controls a motor that is connected to a low voltage battery, the reluctance torque when the maximum torque is generated is equal to or greater than the magnetic torque, and the rotor is coupled to the output shaft of the engine. As a result, the motor control method according to the present aspect can achieve both driving assist with high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

ここで、低電圧バッテリの電圧は６０Ｖ以下であってもよい。   Here, the voltage of the low voltage battery may be 60 V or less.

この観点によれば、低電圧バッテリの電圧は６０Ｖ以下であるので、低電圧バッテリの取り扱いが容易となり、かつ、システム構成が簡略化される。なお、この場合であっても、モータは上記の構成を有するので、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動とが両立可能となる。   According to this aspect, since the voltage of the low voltage battery is 60 V or less, handling of the low voltage battery is facilitated, and the system configuration is simplified. Even in this case, since the motor has the above-described configuration, it is possible to achieve both driving assist with high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

また、エンジンに燃料が供給されることによって出力軸が低回転域で回転している際、及び、エンジンに燃料が供給されることによって出力軸が高回転域で回転している際に、低電圧バッテリからモータに電力を供給することで、出力軸に出力軸の回転方向と同一方向のトルクを付与するようにしてもよい。   Also, when the output shaft rotates in the low rotation range by supplying fuel to the engine and when the output shaft rotates in the high rotation range by supplying fuel to the engine, By supplying electric power from the voltage battery to the motor, torque in the same direction as the rotation direction of the output shaft may be applied to the output shaft.

この観点によるモータ制御方法は、出力軸が低回転域で回転している際、及び高回転域で回転している際のいずれにおいても、出力軸の回転をアシストすることができる。   The motor control method according to this aspect can assist the rotation of the output shaft both when the output shaft rotates in the low rotation range and when the output shaft rotates in the high rotation range.

また、出力軸が低回転域で回転している際に出力軸に供給するトルクを、出力軸が高回転域で回転している際に出力軸に供給するトルクよりも大きくするようにしてもよい。   Further, the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in the low rotation range may be made larger than the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in the high rotation range. Good.

この観点によるモータ制御方法は、出力軸が低回転域で回転している際には、出力軸が高回転域で回転している際に出力軸に供給するトルクよりも大きなトルクを出力軸に供給する。したがって、本観点では、低回転域でより力強いアシストを行うことができる。   The motor control method according to this viewpoint is such that when the output shaft rotates in the low rotation range, a torque larger than the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in the high rotation range is applied to the output shaft. Supply. Therefore, from this viewpoint, more powerful assistance can be performed in the low rotation range.

また、出力軸が低回転域で減速している際、及び出力軸が高回転域で減速している際に、モータから回生電力を回収し、低電圧バッテリに供給するようにしてもよい。   Further, when the output shaft is decelerating in the low rotation range and when the output shaft is decelerating in the high rotation range, the regenerative power may be collected from the motor and supplied to the low voltage battery.

この観点によるモータ制御方法は、出力軸が低回転域で減速している際、高回転域で減速している際のいずれにおいても、モータから回生電力を回収することができる。   The motor control method according to this aspect can recover the regenerative power from the motor when the output shaft is decelerating in the low rotation range and when the output shaft is decelerating in the high rotation range.

また、出力軸が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、モータから回生電力を回収し、低電圧バッテリに供給するようにしてもよい。   Further, when the output shaft is decelerating in the low rotation range by a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range, the regenerative power may be collected from the motor and supplied to the low voltage battery.

この観点によるモータ制御方法は、出力軸が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、モータから回生電力を回収する。したがって、モータ制御方法は、低回転域でより効率良く回生電力を回収することができる。   The motor control method according to this aspect collects regenerative electric power from the motor when the output shaft is decelerated in the low rotation range by a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range. Therefore, the motor control method can recover the regenerative power more efficiently in the low rotation range.

また、ロータは出力軸に直結されていてもよい。   The rotor may be directly connected to the output shaft.

この観点によれば、ロータは出力軸に直結されているので、この観点によるモータ制御方法は、ロータから出力軸に効率良くトルクを供給することができ、かつ、回生電力を効率良く回収することができる。   According to this aspect, since the rotor is directly connected to the output shaft, the motor control method according to this aspect can efficiently supply torque from the rotor to the output shaft and efficiently recover the regenerative power. Can do.

また、ロータは、出力軸の両端部のうち、ギアボックスが連結される端部と反対側の端部に直結されていてもよい。   Moreover, the rotor may be directly connected to the end part on the opposite side to the end part to which the gear box is connected, among the both end parts of the output shaft.

この観点では、ロータは、出力軸の両端部のうち、ギアボックスが連結される端部と反対側の端部に直結されるので、エンジンとギアボックスとの既存の連結機構に大きな変更を加えることなく、本観点に係るシステムを自動車に導入することができる。   From this point of view, the rotor is directly connected to the end opposite to the end to which the gearbox is connected, at both ends of the output shaft, so that the existing connection mechanism between the engine and the gearbox is greatly changed. The system according to this aspect can be introduced into an automobile without any problem.

また、エンジンが停止している際に、低電圧バッテリからモータに電力を供給することで、出力軸を回転させるようにしてもよい。   Further, when the engine is stopped, the output shaft may be rotated by supplying electric power from the low voltage battery to the motor.

したがって、この観点によるモータ制御方法は、エンジン始動を行う。ここで、上述したように、ロータと出力軸とは直結されているので、モータ制御方法は、エンジン始動時にモータのトルクを効率良く出力軸に伝達することができる。すなわち、モータ制御方法は、より小さい電流で大きなトルクを出力軸に伝達することができる。これにより、モータ制御方法は、例えばコールドクランキング時のエンジン始動を安定して行うことができる。   Therefore, the motor control method according to this aspect starts the engine. Here, as described above, since the rotor and the output shaft are directly connected, the motor control method can efficiently transmit the torque of the motor to the output shaft when the engine is started. That is, the motor control method can transmit a large torque to the output shaft with a smaller current. Thereby, the motor control method can stably start the engine at the time of cold cranking, for example.

本発明の他の観点によれば、低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータと、モータを制御する制御部と、を備えることを特徴とする、モータ制御システムが提供される。   According to another aspect of the present invention, a motor connected to a low-voltage battery, having a reluctance torque at the time of generating a maximum torque equal to or greater than a magnetic torque, and having a rotor coupled to an output shaft of the engine, and controlling the motor And a control unit. A motor control system is provided.

この観点によるモータ制御システムは、低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータを制御する。これにより、本観点に係るモータ制御システムは、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することが可能となる。   A motor control system according to this aspect is connected to a low-voltage battery, controls a motor in which a reluctance torque when a maximum torque is generated is equal to or greater than a magnetic torque, and a rotor is connected to an output shaft of an engine. As a result, the motor control system according to this aspect can achieve both driving assistance by high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

ここで、低電圧バッテリの電圧は６０Ｖ以下であってもよい。   Here, the voltage of the low voltage battery may be 60 V or less.

この観点によれば、低電圧バッテリの電圧は６０Ｖ以下であるので、低電圧バッテリの取り扱いが容易となり、かつ、システム構成が簡略化される。なお、この場合であっても、モータは上記の構成を有するので、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動とが両立可能となる。   According to this aspect, since the voltage of the low voltage battery is 60 V or less, handling of the low voltage battery is facilitated, and the system configuration is simplified. Even in this case, since the motor has the above-described configuration, it is possible to achieve both driving assist with high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

また、制御部は、エンジンに燃料が供給されることによって出力軸が低回転域で回転している際、及び、エンジンに燃料が供給されることによって出力軸が高回転域で回転している際に、低電圧バッテリからモータに電力を供給することで、出力軸に出力軸の回転方向と同一方向のトルクを付与するようにしてもよい。   In addition, the control unit rotates the output shaft in the low rotation range when the fuel is supplied to the engine, and rotates in the high rotation range by supplying the fuel to the engine. At this time, the torque in the same direction as the rotation direction of the output shaft may be applied to the output shaft by supplying electric power from the low voltage battery to the motor.

この観点によるモータ制御システムは、出力軸が低回転域で回転している際、及び高回転域で回転している際のいずれにおいても、出力軸の回転をアシストすることができる。   The motor control system according to this aspect can assist the rotation of the output shaft when the output shaft rotates in the low rotation range and when the output shaft rotates in the high rotation range.

また、制御部は、出力軸が低回転域で回転している際に出力軸に供給するトルクを、出力軸が高回転域で回転している際に出力軸に供給するトルクよりも大きくするようにしてもよい。   Further, the control unit makes the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in the low rotation range larger than the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in the high rotation range. You may do it.

この観点によるモータ制御システムは、出力軸が低回転域で回転している際には、出力軸が高回転域で回転している際に出力軸に供給するトルクよりも大きなトルクを出力軸に供給する。したがって、本観点では、低回転域でより力強いアシストを行うことができる。   The motor control system according to this aspect is configured such that when the output shaft rotates in the low rotation range, a torque larger than the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in the high rotation range is applied to the output shaft. Supply. Therefore, from this viewpoint, more powerful assistance can be performed in the low rotation range.

また、制御部は、出力軸が低回転域で減速している際、及び出力軸が高回転域で減速している際に、モータから回生電力を回収し、低電圧バッテリに供給するようにしてもよい。   The control unit collects regenerative power from the motor and supplies it to the low-voltage battery when the output shaft is decelerating in the low rotation range and when the output shaft is decelerating in the high rotation range. May be.

この観点によるモータ制御システムは、出力軸が低回転域で減速している際、高回転域で減速している際のいずれにおいても、モータから回生電力を回収することができる。   The motor control system according to this aspect can recover the regenerative power from the motor when the output shaft is decelerating in the low rotation range and when the output shaft is decelerating in the high rotation range.

また、制御部は、出力軸が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、モータから回生電力を回収し、低電圧バッテリに供給するようにしてもよい。   In addition, the control unit collects regenerative power from the motor and supplies it to the low-voltage battery when the output shaft is decelerating in the low-rotation range with a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high-rotation range. Also good.

この観点によるモータ制御システムは、出力軸が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、モータから回生電力を回収する。したがって、モータ制御システムは、低回転域での大トルクによる減速時、及び高回転域での減速時のいずれであっても回生電流を回収できる。   The motor control system according to this aspect collects regenerative electric power from the motor when the output shaft is decelerated in the low rotation range by a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range. Therefore, the motor control system can recover the regenerative current at any time during deceleration due to a large torque in the low rotation range and deceleration during the high rotation range.

また、ロータは出力軸に直結されていていてもよい。   Further, the rotor may be directly connected to the output shaft.

この観点によれば、ロータは出力軸に直結されているので、この観点によるモータ制御システムは、ロータから出力軸に効率良くトルクを供給することができ、かつ、回生電力を効率良く回収することができる。   According to this aspect, since the rotor is directly connected to the output shaft, the motor control system according to this aspect can efficiently supply torque from the rotor to the output shaft and efficiently recover regenerative power. Can do.

また、ロータは、出力軸の両端部のうち、ギアボックスが連結される端部と反対側の端部に直結されていてもよい。   Moreover, the rotor may be directly connected to the end part on the opposite side to the end part to which the gear box is connected, among the both end parts of the output shaft.

この観点では、ロータは、出力軸の両端部のうち、ギアボックスが連結される端部と反対側の端部に直結されるので、エンジンとギアボックスとの既存の連結機構に大きな変更を加えることなく、本観点に係るシステムを自動車に導入することができる。   From this point of view, the rotor is directly connected to the end opposite to the end to which the gearbox is connected, at both ends of the output shaft, so that the existing connection mechanism between the engine and the gearbox is greatly changed. The system according to this aspect can be introduced into an automobile without any problem.

また、制御部は、エンジンが停止している際に、低電圧バッテリからモータに電力を供給することで、出力軸を回転させるようにしてもよい。   The control unit may rotate the output shaft by supplying electric power from the low voltage battery to the motor when the engine is stopped.

したがって、この観点によるモータ制御システムは、エンジン始動を行う。ここで、上述したように、ロータと出力軸とは直結されているので、モータ制御システムは、エンジン始動時にモータのトルクを効率良く出力軸に伝達することができる。すなわち、モータ制御システムは、より小さい電流で大きなトルクを出力軸に伝達することができる。これにより、モータ制御システムは、例えばコールドクランキング時のエンジン始動を安定して行うことができる。   Therefore, the motor control system according to this aspect starts the engine. Here, as described above, since the rotor and the output shaft are directly connected, the motor control system can efficiently transmit the torque of the motor to the output shaft when the engine is started. That is, the motor control system can transmit a large torque to the output shaft with a smaller current. Accordingly, the motor control system can stably start the engine at the time of cold cranking, for example.

本発明の他の観点によれば、上記に記載のモータ制御システムを備えることを特徴とする、自動車が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided an automobile comprising the motor control system described above.

この観点によれば、自動車を効率良く駆動することができる。   According to this viewpoint, the automobile can be driven efficiently.

以上説明したように本発明によれば、低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータを制御する。これにより、本発明は、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the motor connected to the low voltage battery, the reluctance torque when the maximum torque is generated is equal to or greater than the magnetic torque, and the rotor is connected to the output shaft of the engine is controlled. As a result, the present invention can achieve both driving assistance by high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

本発明の実施形態に係るモータ制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control system which concerns on embodiment of this invention. モータとエンジンとの連結構造を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the connection structure of a motor and an engine. モータのロータとクランクシャフトとの連結構造を詳細に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection structure of the rotor and crankshaft of a motor in detail. 本実施形態に係るモータの特性（回転数とトルクとの対応関係）を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic (correspondence relationship between a rotation speed and a torque) of the motor concerning this embodiment. 永久磁石リラクタンスモータと他のモータとの特性（回転数と逆起電圧との対応関係）を対比して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the characteristic (correspondence relationship between a rotation speed and a counter electromotive voltage) of a permanent magnet reluctance motor and another motor.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本実施形態では、本発明の一態様として、自動車用のハイブリッドシステム（モータ制御システム）１０を説明するが、他のシステムに本発明を適用しても良いことはもちろんである。なお、本実施形態では、低回転域は例えば０以上３０００ｒｐｍ未満の回転領域を示し、中回転域は３０００ｒｐｍ以上４５００ｒｐｍ未満の回転領域を示し、高回転域は４５００ｒｐｍ以上の回転領域を示す。もちろん、各回転域はこれらの数値範囲に限定されない。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. In the present embodiment, a hybrid system (motor control system) 10 for an automobile will be described as one aspect of the present invention, but the present invention may be applied to other systems. In the present embodiment, the low rotation area indicates a rotation area of, for example, 0 or more and less than 3000 rpm, the middle rotation area indicates a rotation area of 3000 rpm or more and less than 4500 rpm, and the high rotation area indicates a rotation area of 4500 rpm or more. Of course, each rotation range is not limited to these numerical ranges.

＜１．背景技術の検討＞
本発明者は、背景技術、特にマイクロハイブリッドシステムに使用されるモータについて鋭意検討した結果、本実施形態に係るモータ制御システムに想到した。以下、本発明者が行った検討について説明する。 <1. Review of background technology>
As a result of earnest studies on the motor used in the background art, particularly the micro hybrid system, the present inventor has conceived the motor control system according to the present embodiment. Hereinafter, the study conducted by the present inventor will be described.

マイクロハイブリッドシステムでは、上述したように、低電圧バッテリ（例えば３０〜６０Ｖ）を使用する。これにより、バッテリを小型化、低コスト化することができる。さらに、例えば自動車に６０Ｖよりも大きい電圧のバッテリを搭載する場合、ユーザがバッテリに簡単に触れることができないように、バッテリを十分に覆うことが義務付けられている。したがって、自動車に６０Ｖよりも大きい電圧のバッテリを搭載する場合、バッテリの取り扱いが難しくなり、かつ、ハイブリッドシステムの構成が複雑になるという問題があった。   In the micro hybrid system, as described above, a low voltage battery (for example, 30 to 60 V) is used. Thereby, a battery can be reduced in size and cost. Further, for example, when a battery having a voltage higher than 60V is mounted on an automobile, it is obliged to sufficiently cover the battery so that the user cannot easily touch the battery. Therefore, when a battery having a voltage higher than 60V is mounted on an automobile, there is a problem that handling of the battery becomes difficult and the configuration of the hybrid system becomes complicated.

しかし、バッテリの電圧が６０Ｖ以下であれば、このような構造は必要ない。したがって、ハイブリッドシステムのバッテリの電圧を６０Ｖ以下とすることで、バッテリの取り扱いが容易となり、ハイブリッドシステムの構成を簡略化することができる。したがって、マイクロハイブリッドシステムは、システム構成を簡略化することができるという点でも有利である。   However, such a structure is not necessary if the battery voltage is 60 V or less. Therefore, by setting the voltage of the battery of the hybrid system to 60 V or less, handling of the battery becomes easy, and the configuration of the hybrid system can be simplified. Therefore, the micro hybrid system is advantageous in that the system configuration can be simplified.

しかし、上述したように、従来のマイクロハイブリッドシステムは、モータからの逆起電圧によりバッテリが故障することを防止するために、低出力のモータを使用し、かつ、モータによる駆動アシストを行わなかった。このため、従来のマイクロハイブリッドシステムでは、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することができなかった。   However, as described above, the conventional micro-hybrid system uses a low-power motor and does not perform drive assist by the motor in order to prevent the battery from being damaged due to the counter electromotive voltage from the motor. . For this reason, in the conventional micro hybrid system, it has been impossible to achieve both driving assist by high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

そこで、本発明者は、ロータの低回転域で大トルクを実現でき、かつ、ロータの高回転域での逆起電圧が低くなるモータについて鋭意検討した結果、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上となるモータは、このような条件をみたすことを見出した。ここで、リラクタンストルクは、ステータの回転磁界による極とロータの突極との吸引力だけによって生ずるトルクである。一方、磁気トルクは、ステータの回転磁界の極とロータの永久磁石の磁極との吸引及び反発によって発生するトルクである。最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上となるモータは、例えば永久磁石リラクタンスモータ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ−ｍａｇｎｅｔ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）が挙げられる。以下、永久磁石リラクタンスモータを単に「ＰＲＭ」とも称する。ＰＲＭでは、最大トルク発生時のリラクタンストルクと磁気トルクとの比は例えば６：４〜５：５となる。   Therefore, as a result of intensive studies on a motor that can achieve a large torque in the low rotation range of the rotor and has a low back electromotive voltage in the high rotation range of the rotor, the inventor has found that the reluctance torque at the time of maximum torque generation is It has been found that a motor having a torque or more satisfies such conditions. Here, the reluctance torque is a torque generated only by the attractive force between the pole caused by the rotating magnetic field of the stator and the salient pole of the rotor. On the other hand, the magnetic torque is a torque generated by attraction and repulsion between the pole of the rotating magnetic field of the stator and the magnetic pole of the permanent magnet of the rotor. Examples of the motor in which the reluctance torque at the time of generating the maximum torque is equal to or greater than the magnetic torque include a permanent-magnet reluctance motor (Permanent-Magnet Reluctance Motor). Hereinafter, the permanent magnet reluctance motor is also simply referred to as “PRM”. In PRM, the ratio between the reluctance torque and the magnetic torque when the maximum torque is generated is, for example, 6: 4 to 5: 5.

図５は、ＰＲＭと他のモータとの特性を対比して示すグラフである。具体的には、図５に示すグラフＬ１０は、ＰＲＭの回転数と逆起電圧との対応関係を定性的に示すグラフである。グラフＬ１１は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータの回転数と逆起電圧との対応関係を示すグラフである。グラフＬ１２は、ＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータの回転数と逆起電圧との対応関係を対比して示す。   FIG. 5 is a graph showing characteristics of PRM and other motors in comparison. Specifically, a graph L10 illustrated in FIG. 5 is a graph qualitatively showing the correspondence between the PRM rotation speed and the back electromotive force. A graph L11 is a graph showing a correspondence relationship between the rotational speed of the IPM (Interior Permanent Magnet) motor and the back electromotive voltage. The graph L12 shows the correspondence between the rotational speed of the SPM (Surface Permanent Magnet) motor and the back electromotive voltage in comparison.

ここで、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータは、従来のハイブリッドシステムに汎用されるモータである。ＳＰＭモータは、磁気トルクのみによってロータを回転させるモータであり、ＩＰＭモータは、最大トルク発生時のリラクタンストルクと磁気トルクとの比が３：７程度となるモータである。すなわち、いずれのモータも、最大トルク発生時にリラクタンストルクが発生しないか、またはリラクタンストルクよりも磁気トルクの方が大きくなる。   Here, the SPM motor and the IPM motor are motors that are widely used in conventional hybrid systems. An SPM motor is a motor that rotates a rotor only by magnetic torque, and an IPM motor is a motor in which the ratio of reluctance torque to magnetic torque when maximum torque is generated is about 3: 7. That is, in any motor, reluctance torque is not generated when maximum torque is generated, or magnetic torque is larger than reluctance torque.

ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータは、低回転域で大トルクを実現できる。しかし、図５に示すように、これらのモータは、高回転域での逆起電圧が非常に高くなる。この逆起電圧は、これらのモータに含まれる永久磁石によるものである。   The SPM motor and the IPM motor can realize a large torque in a low rotation range. However, as shown in FIG. 5, these motors have a very high counter electromotive voltage in a high rotation range. This counter electromotive voltage is due to a permanent magnet included in these motors.

一方、ＰＲＭは、低回転域で大トルクを実現することができる。さらに、ＰＲＭは、低回転域での大トルクを、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータよりも小さい電流で実現することができる。さらに、ＰＲＭは、高回転域での逆起電圧がＳＰＭモータ及びＩＰＭモータに比べて非常に低い。この理由として、ＰＲＭでは、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上となることが挙げられる。すなわち、ＰＲＭでは、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上となるので、高回転域であっても永久磁石による磁気トルクの影響が少ない。このため、ＰＲＭは、高回転域での逆起電圧がＳＰＭモータ及びＩＰＭモータに比べて非常に低くなると考えられる。   On the other hand, the PRM can realize a large torque in a low rotation range. Further, the PRM can realize a large torque in a low rotation range with a smaller current than the SPM motor and the IPM motor. Furthermore, the PRM has a very low counter electromotive voltage in the high rotation range compared to the SPM motor and the IPM motor. This is because, in PRM, the reluctance torque when the maximum torque is generated is greater than or equal to the magnetic torque. That is, in the PRM, the reluctance torque when the maximum torque is generated is equal to or greater than the magnetic torque, so that the influence of the magnetic torque by the permanent magnet is small even in the high rotation range. For this reason, PRM is considered that the back electromotive voltage in a high rotation region becomes very low compared with an SPM motor and an IPM motor.

したがって、例えば耐電圧がＶ１となるバッテリ及びＳＰＭモータを有するハイブリッドシステムは、ＳＰＭモータのロータを回転数ｒ１までしか回転させることができない。ＳＰＭモータをそれ以上回転させると逆起電圧がバッテリの耐電圧を超えるからである。同様に、耐電圧がＶ１となるバッテリ及びＩＰＭモータを有するハイブリッドシステムは、ＩＰＭモータのロータを回転数ｒ２までしか回転させることができない。これに対し、耐電圧がＶ１となるバッテリ及びＰＲＭを有するハイブリッドシステムは、ＰＲＭのロータを回転数ｒ３まで回転させることができる。したがって、ＰＲＭは、バッテリの耐電圧が低い場合であっても、低回転域での大トルクを実現でき、かつ、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータよりも高回転域までロータを回転させることができる。 Therefore, for example, a hybrid system having a battery and an SPM motor with a withstand voltage V 1 can only rotate the rotor of the SPM motor up to the rotational speed r 1 . This is because the counter electromotive voltage exceeds the withstand voltage of the battery when the SPM motor is further rotated. Similarly, a hybrid system having a battery and an IPM motor with a withstand voltage V 1 can only rotate the rotor of the IPM motor up to a rotational speed r 2 . On the other hand, a hybrid system having a battery and a PRM with a withstand voltage of V 1 can rotate the PRM rotor to a rotational speed r 3 . Therefore, even when the withstand voltage of the battery is low, the PRM can realize a large torque in the low rotation range, and can rotate the rotor to a higher rotation range than the SPM motor and the IPM motor.

さらに、ＰＲＭは、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータに比べて小型、軽量であるという特性も有する。すなわち、ＰＲＭは、単位体積及び単位質量当りのトルク及び出力（すなわちトルク密度及び出力密度）が大きい。また、ＰＲＭは、エンジンの出力軸（本実施形態ではクランクシャフト）の減速時に発電機としても機能する。すなわち、ＰＲＭを有するハイブリッドシステムは、ＰＲＭから回生電力を回収することもできる。ＰＲＭは、クランクシャフトが低回転域で減速する際、高回転域で減速する際のいずれにおいても、発電機として機能する。   Further, the PRM has a characteristic that it is smaller and lighter than the SPM motor and the IPM motor. That is, the PRM has a large torque and output (that is, torque density and output density) per unit volume and unit mass. The PRM also functions as a generator during deceleration of the engine output shaft (crankshaft in this embodiment). That is, a hybrid system having a PRM can also recover regenerative power from the PRM. The PRM functions as a generator both when the crankshaft is decelerated in the low rotation range and when it is decelerated in the high rotation range.

このように、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上となるモータ（以下、「高リラクタンストルクモータ」とも称する）は、低回転域での大トルクを実現でき、かつ、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータよりも高回転域までロータを回転させることができる。さらに、高リラクタンストルクモータは、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータに比べて非常に小さい。さらに、高リラクタンストルクモータを有するハイブリッドシステムは、クランクシャフトの減速時に回生電力を回収することができる。   As described above, a motor in which the reluctance torque at the time of generating the maximum torque is greater than or equal to the magnetic torque (hereinafter also referred to as “high reluctance torque motor”) can realize a large torque in a low rotation range, and an SPM motor and an IPM motor. It is possible to rotate the rotor to a higher rotation range. Furthermore, the high reluctance torque motor is much smaller than the SPM motor and the IPM motor. Furthermore, a hybrid system having a high reluctance torque motor can recover regenerative power when the crankshaft is decelerated.

なお、自動車に適用されるモータとして、ＳＲＭ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）、及びＩＭ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒ）が知られているが、これらのモータは回生を行うことができない。   As motors applied to automobiles, SRM (Switched Reluctance Motor) and IM (Induction Motor) are known, but these motors cannot perform regeneration.

本発明者は、上記の知見に基づき、高リラクタンストルクモータに着目し、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０に想到した。以下、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０について説明する。   Based on the above findings, the present inventor has focused on the high reluctance torque motor and arrived at the hybrid system 10 according to the present embodiment. Hereinafter, the hybrid system 10 according to the present embodiment will be described.

＜２．ハイブリッドシステムの構成＞
次に、図１〜図３に基づいて、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０の構成について説明する。 <2. Hybrid system configuration>
Next, based on FIGS. 1-3, the structure of the hybrid system 10 which concerns on this embodiment is demonstrated.

図１及び図２に示すように、ハイブリッドシステム１０は、自動車に搭載されるいわゆるマイクロハイブリッドシステムであり、バッテリ２０と、モータ３０と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）（制御部）４０〜４３と、インバータ５０と、エンジン６０と、ギアボックス７０と、燃料タンク１００と、ブレーキ１２０とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the hybrid system 10 is a so-called micro-hybrid system mounted on an automobile, and includes a battery 20, a motor 30, an ECU (Engine Control Unit) (control unit) 40 to 43, The inverter 50, the engine 60, the gear box 70, the fuel tank 100, and the brake 120 are provided.

エンジン６０、ギアボックス７０、燃料タンク１００、及びブレーキ１２０は特に制限されず、従来のものを任意に適用できる。概略的には、エンジン６０は、クランクシャフト（出力軸）６１と、クランクシャフトを保持するベアリング６２と、クランクシャフトを回転させる駆動機構（例えばシリンダ、ピストン、コンロッド、点火プラグ、カムシャフト等）とを備える。ギアボックス７０は、クランクシャフト６１の一方の端部に連結され、カムシャフトから伝達されるトルク及び回転数を内部のギア７１によって変換し、車輪１３０に伝達する。燃料タンク１００は、ＥＣＵ４１による制御により、エンジン６０に燃料を供給する。ブレーキ１２０は、ＥＣＵ４３による制御により、車輪１３０を制動する。   The engine 60, the gear box 70, the fuel tank 100, and the brake 120 are not particularly limited, and conventional ones can be arbitrarily applied. Schematically, the engine 60 includes a crankshaft (output shaft) 61, a bearing 62 that holds the crankshaft, and a drive mechanism (for example, a cylinder, a piston, a connecting rod, a spark plug, a camshaft, etc.) that rotates the crankshaft. Is provided. The gear box 70 is connected to one end of the crankshaft 61, converts the torque and rotational speed transmitted from the camshaft by the internal gear 71, and transmits it to the wheel 130. The fuel tank 100 supplies fuel to the engine 60 under the control of the ECU 41. The brake 120 brakes the wheel 130 under the control of the ECU 43.

バッテリ２０は、いわゆる低電圧バッテリである。バッテリ２０の電圧は例えば３０〜６０Ｖである。バッテリ２０の電圧を６０Ｖ以下とすることで、上述したように、バッテリ２０を小型化、低コスト化することができ、かつ、ハイブリッドシステム１０全体の構成も簡略化される。バッテリ２０の耐電圧は、バッテリ２０の電圧と略同一である。したがって、バッテリ２０の耐電圧は低い。   The battery 20 is a so-called low voltage battery. The voltage of the battery 20 is, for example, 30 to 60V. By setting the voltage of the battery 20 to 60 V or less, as described above, the battery 20 can be reduced in size and cost, and the overall configuration of the hybrid system 10 is simplified. The withstand voltage of the battery 20 is substantially the same as the voltage of the battery 20. Therefore, the withstand voltage of the battery 20 is low.

モータ３０は、高リラクタンストルクモータである。高リラクタンストルクモータとしては、例えばＰＲＭが挙げられる。上述したように、モータ３０は、低回転域で大トルクを実現でき、かつ、高回転域での逆起電圧が小さい。したがって、モータ３０は、バッテリ２０のような低電圧バッテリと接続された場合であっても、低回転域で大トルクを実現でき、かつ、ロータを高回転域まで回転させることができる。すなわち、モータ３０は、低回転域での大トルク及び高回転域でのエンジンとの同期運転とを両立することができる。また、モータ３０は、低回転域での減速時には、クランクシャフト６１から大きな減速トルクが作用した場合であっても、回生電力をバッテリ２０に供給することができる。   The motor 30 is a high reluctance torque motor. An example of the high reluctance torque motor is a PRM. As described above, the motor 30 can achieve a large torque in the low rotation range, and the back electromotive voltage in the high rotation range is small. Therefore, even when the motor 30 is connected to a low voltage battery such as the battery 20, a large torque can be realized in the low rotation range, and the rotor can be rotated to the high rotation range. That is, the motor 30 can achieve both a large torque in the low rotation range and a synchronous operation with the engine in the high rotation range. Further, the motor 30 can supply regenerative power to the battery 20 even when a large deceleration torque is applied from the crankshaft 61 during deceleration in the low rotation range.

モータ３０は、このような特性を有するので、ＥＣＵ４０による制御により以下に列挙する仕事を行う。すなわち、モータ３０は、エンジン６０が停止している際に、クランクシャフト６１を回転させることで、エンジンを始動させる。このようなエンジン始動には、アイドルストップ後のエンジン再始動も含まれる。また、モータ３０は、クランクシャフト６１が低回転域で回転する際に大トルクによりクランクシャフト６１の回転をアシストする（すなわち、クランクシャフト６１の回転方向と同一方向のトルクをクランクシャフト６１に供給する）。   Since the motor 30 has such characteristics, the following work is performed under the control of the ECU 40. That is, the motor 30 starts the engine by rotating the crankshaft 61 when the engine 60 is stopped. Such engine start includes engine restart after idle stop. Further, the motor 30 assists the rotation of the crankshaft 61 with a large torque when the crankshaft 61 rotates in a low rotation range (that is, supplies the torque in the same direction as the rotation direction of the crankshaft 61 to the crankshaft 61). ).

また、モータ３０は、クランクシャフト６１が中回転域及び高回転域で回転する際にクランクシャフト６１の回転をアシストする。ただし、クランクシャフト６１に与えるトルクは低回転域でのトルクよりも小さい。したがって、モータ３０は、クランクシャフト６１の中回転域及び高回転域での回転時にクランクシャフト６１と同期して駆動する。また、モータ３０は、クランクシャフト６１が低回転域、中回転域、及び高回転域のいずれの領域で減速する場合であっても、発電機として機能し、回生電力をバッテリ２０に供給する。ここで、モータ３０は、低回転域での減速時には、クランクシャフト６１から大きな減速トルクが作用した場合であっても、回生電力をバッテリ２０に供給する。   The motor 30 assists the rotation of the crankshaft 61 when the crankshaft 61 rotates in the middle rotation range and the high rotation range. However, the torque applied to the crankshaft 61 is smaller than the torque in the low rotation range. Therefore, the motor 30 is driven in synchronism with the crankshaft 61 when rotating in the middle rotation range and high rotation range of the crankshaft 61. Further, the motor 30 functions as a generator and supplies regenerative power to the battery 20 even when the crankshaft 61 decelerates in any of the low rotation range, the medium rotation range, and the high rotation range. Here, the motor 30 supplies regenerative power to the battery 20 even when a large deceleration torque is applied from the crankshaft 61 during deceleration in the low rotation range.

モータ３０は、図２及び図３に示すように、ロータ３１と、ステータ３２とを備える。ロータ３１は、突極及び永久磁石を有する円筒状の部材である。ステータ３２は、ロータ３１の周面を覆う円筒状の部材であり、コイルを備える。モータ３０では、ステータ３２のコイルに電流が流れることによってリラクタンストルク及び磁気トルクが発生し、これらのトルクによってロータ３１が回転する。最大トルク発生時のリラクタンストルクは磁気トルク以上となる。例えば、最大トルク発生時のリラクタンストルクと磁気トルクとの比は６：４〜５：５となる。また、モータ３０の出力は、例えば７ｋＷ程度となる。なお、モータ３０は、低回転域での大トルクと高回転域での同期運転とが両立可能であれば、その出力は特に制限されない。   As shown in FIGS. 2 and 3, the motor 30 includes a rotor 31 and a stator 32. The rotor 31 is a cylindrical member having salient poles and permanent magnets. The stator 32 is a cylindrical member that covers the circumferential surface of the rotor 31 and includes a coil. In the motor 30, reluctance torque and magnetic torque are generated when current flows through the coil of the stator 32, and the rotor 31 is rotated by these torques. The reluctance torque when the maximum torque is generated is greater than the magnetic torque. For example, the ratio between the reluctance torque and the magnetic torque when the maximum torque is generated is 6: 4 to 5: 5. Further, the output of the motor 30 is about 7 kW, for example. Note that the output of the motor 30 is not particularly limited as long as the large torque in the low rotation range and the synchronous operation in the high rotation range can be compatible.

また、ロータ３１は、クランクシャフト６１に直結されている。具体的には、クランクシャフト６１の他方の端部（ギアボックス７０が連結されていない端部）にはクランクシャフトプーリ６３が設けられており、このクランクシャフトプーリ６３にロータ３１が連結されている。より具体的には、図３に示すように、クランクシャフトプーリ６３にはボルト貫通用のネジ穴６３ａが複数形成され、ロータ３１のうち、ネジ穴６３ａに対向する位置にボルト貫通用のネジ穴３１ａが形成されている。そして、クランクシャフトプーリ６３及びロータ３１は、ボルト８０によって連結されている。これにより、ロータ３１はクランクシャフト６１に直結されている。また、ロータ３１の回転軸はクランクシャフト６１の回転軸に一致する。もちろん、ロータ３１とクランクシャフト６１とを直結剃る方法はこれに限られない。例えば、ロータ３１は、クランクシャフトプーリ６３を介さずにクランクシャフト６１に連結されてもよい。同様に、ステータ３２も、ボルト８０によりエンジン６０に連結されている。   The rotor 31 is directly connected to the crankshaft 61. Specifically, a crankshaft pulley 63 is provided at the other end of the crankshaft 61 (the end where the gear box 70 is not connected), and the rotor 31 is connected to the crankshaft pulley 63. . More specifically, as shown in FIG. 3, the crankshaft pulley 63 is formed with a plurality of screw holes 63a for penetrating bolts, and screw holes for penetrating bolts are formed in the rotor 31 at positions facing the screw holes 63a. 31a is formed. The crankshaft pulley 63 and the rotor 31 are connected by a bolt 80. Thereby, the rotor 31 is directly connected to the crankshaft 61. The rotation axis of the rotor 31 coincides with the rotation axis of the crankshaft 61. Of course, the method of directly connecting the rotor 31 and the crankshaft 61 is not limited to this. For example, the rotor 31 may be coupled to the crankshaft 61 without using the crankshaft pulley 63. Similarly, the stator 32 is also connected to the engine 60 by a bolt 80.

したがって、モータ３０によりクランクシャフト６１の回転をアシストするためには、モータ３０に大トルクを発生させる必要がある。特に、エンジン始動時には非常に大きなトルクが必要になる。これに対し、モータ３０は、いわゆる高リラクタンストルクモータなので、低回転域でのトルクが大きい。したがって、モータ３０は、クランクシャフト６１に直結された場合であっても、クランクシャフト６１の回転を十分にアシストすることができる。   Therefore, in order to assist the rotation of the crankshaft 61 by the motor 30, it is necessary to generate a large torque in the motor 30. In particular, a very large torque is required when starting the engine. In contrast, since the motor 30 is a so-called high reluctance torque motor, the torque in the low rotation range is large. Therefore, even when the motor 30 is directly coupled to the crankshaft 61, the motor 30 can sufficiently assist the rotation of the crankshaft 61.

また、モータ３０はクランクシャフト６１に直結されているので、トルクを効率良くクランクシャフト６１に供給することができる。これにより、モータ３０は、例えばコールドクランキング時であってもより安定してエンジンを始動させることができる。すなわち、コールドクランキング時は、バッテリ２０の温度が極めて低くなっている（例えば氷点下３０℃程度）となっているので、バッテリ２０は非常に弱くなっている）。したがって、バッテリ２０から取り出す電流はなるべく小さいことが好ましい。これに対し、モータ３０は、低回転域での大トルクを小さい電流で実現でき、かつ、モータ３０のトルクは効率良くクランクシャフト６１に伝達される。したがって、モータ３０は、少量の電流しか供給されない場合であっても大トルクをクランクシャフト６１に伝達することができるので、コールドクランキング時であっても、安定してエンジンを始動させることができる。   Further, since the motor 30 is directly connected to the crankshaft 61, torque can be efficiently supplied to the crankshaft 61. Thereby, the motor 30 can start the engine more stably even during cold cranking, for example. That is, at the time of cold cranking, the temperature of the battery 20 is extremely low (for example, about 30 ° C. below freezing point), so the battery 20 is very weak). Therefore, it is preferable that the current taken out from the battery 20 is as small as possible. On the other hand, the motor 30 can realize a large torque in a low rotation range with a small current, and the torque of the motor 30 is efficiently transmitted to the crankshaft 61. Therefore, since the motor 30 can transmit a large torque to the crankshaft 61 even when only a small amount of current is supplied, the engine can be started stably even during cold cranking. .

なお、モータ３０のロータ３１は、ベルト及びギアを介してクランクシャフト６１に連結されてもよい。従来のマイクロハイブリッドシステムは、モータのロータとクランクシャフトとをベルト及びギアを介して接続していた。モータの出力が小さいので、モータのロータとクランクシャフトとを直結しても、例えばエンジン始動に必要なトルクをクランクシャフトに供給することができないからである。したがって、モータ３０のロータ３１をベルト及びギアを介してクランクシャフト６１に連結することによって、従来のマイクロハイブリッドシステムを容易に本実施形態に係るハイブリッドシステム１０に置き換えることができる。   Note that the rotor 31 of the motor 30 may be coupled to the crankshaft 61 via a belt and a gear. In the conventional micro hybrid system, the rotor of the motor and the crankshaft are connected via a belt and a gear. This is because, since the output of the motor is small, even when the rotor of the motor and the crankshaft are directly connected, for example, torque necessary for starting the engine cannot be supplied to the crankshaft. Therefore, the conventional micro hybrid system can be easily replaced with the hybrid system 10 according to the present embodiment by connecting the rotor 31 of the motor 30 to the crankshaft 61 via the belt and the gear.

ただし、この場合、ベルトによる伝達ロスが発生しうるので、特にコールドクランキング時の安定性が落ちる可能性がある。また、トルクの伝達速度も落ちる。したがって、モータ３０のロータ３１はクランクシャフト６１に直結されていることが好ましい。直結によって、モータ３０により生じる振動を抑える制振制御も可能になる。   However, in this case, a transmission loss due to the belt may occur, and stability during cold cranking may be deteriorated. Moreover, the transmission speed of torque also falls. Therefore, it is preferable that the rotor 31 of the motor 30 is directly connected to the crankshaft 61. By direct connection, vibration suppression control that suppresses vibration generated by the motor 30 is also possible.

さらに、図２に示すように、モータ３０は、ギアボックス７０とは反対側に設けられている。したがって、本実施形態では、エンジン６０及びギアボックス７０の連結機構を大きく改変することなく、モータ３０をエンジン６０に取り付けることができる。すなわち、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、既存の自動車に容易に適用することができる。   Further, as shown in FIG. 2, the motor 30 is provided on the side opposite to the gear box 70. Therefore, in this embodiment, the motor 30 can be attached to the engine 60 without greatly changing the coupling mechanism of the engine 60 and the gear box 70. That is, the hybrid system 10 according to the present embodiment can be easily applied to existing automobiles.

なお、ロータ３１はクランクシャフト６１に直結されているため、ロータ３１の永久磁石はクランクシャフト６１からの熱が伝わりやすい。しかし、モータ３０のロータ３１は、高回転域での回転時に永久磁石が熱を持ちにくいという特性を有する。この理由として、モータ３０への電流の流し方が他のモータ（例えばＳＰＭモータ及びＩＰＭモータ）と異なるということが挙げられる。したがって、ロータ３１の永久磁石は、仮にクランクシャフト６１からの熱が伝達されても、それによってクリティカルな温度（永久磁石としての特性が変動してしまう温度）になりにくい。   Since the rotor 31 is directly connected to the crankshaft 61, heat from the crankshaft 61 is easily transmitted to the permanent magnet of the rotor 31. However, the rotor 31 of the motor 30 has a characteristic that the permanent magnet is less likely to have heat when rotating in a high rotation range. The reason for this is that the current flow to the motor 30 is different from other motors (for example, SPM motor and IPM motor). Therefore, even if heat from the crankshaft 61 is transmitted, the permanent magnet of the rotor 31 is unlikely to reach a critical temperature (temperature at which the characteristics as a permanent magnet fluctuate).

一方、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータは、高回転域での回転時に永久磁石が熱を持ちやすいので、仮にこれらのモータをクランクシャフト６１に直結した場合、永久磁石がクランクシャフト６１から伝わる熱によってクリティカルな温度になりやすい。したがって、これらのモータをクランクシャフト６１に直結することは容易でない。   On the other hand, in the SPM motor and the IPM motor, the permanent magnets are likely to have heat when rotating in a high rotation range. Therefore, if these motors are directly connected to the crankshaft 61, the permanent magnets are critical due to the heat transmitted from the crankshaft 61. It tends to become temperature. Therefore, it is not easy to connect these motors directly to the crankshaft 61.

さらに、モータ３０は軽量なので、ロータ３１が回転する際にクランクシャフト６１に伝わる振動が低減される。このため、ベアリング６２の強度も抑えることができる。したがって、本実施形態では、ベアリング６２のコストも低減することができる。なお、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータはモータ３０よりも重いので、仮にこれらのモータをクランクシャフト６１に直結する場合、ベアリング６２の強度を大きくする必要がある。すなわち、ベアリング６２のコストが高くなる。したがって、この点においても、これらのモータをクランクシャフト６１に直結することは容易でない。   Furthermore, since the motor 30 is lightweight, vibration transmitted to the crankshaft 61 when the rotor 31 rotates is reduced. For this reason, the strength of the bearing 62 can also be suppressed. Therefore, in this embodiment, the cost of the bearing 62 can also be reduced. Since the SPM motor and the IPM motor are heavier than the motor 30, if these motors are directly connected to the crankshaft 61, it is necessary to increase the strength of the bearing 62. That is, the cost of the bearing 62 increases. Therefore, it is not easy to directly connect these motors to the crankshaft 61 in this respect.

さらに、モータ３０は小型なので、クランクシャフト６１への直結が可能になる。すなわち、エンジン６０周辺の空間は非常に狭い。しかし、モータ３０は小型なので、このような狭い空間内であっても、容易に配置することができる。これに対し、ＳＰＭモータ及びＩＰＭモータは大型なので、エンジン６０周辺の狭い空間に配置することは容易でない。したがって、この点においても、これらのモータをクランクシャフト６１に直結することは容易でない。   Furthermore, since the motor 30 is small, it can be directly connected to the crankshaft 61. That is, the space around the engine 60 is very narrow. However, since the motor 30 is small, it can be easily arranged even in such a narrow space. On the other hand, since the SPM motor and the IPM motor are large, it is not easy to arrange them in a narrow space around the engine 60. Therefore, it is not easy to directly connect these motors to the crankshaft 61 in this respect.

ＥＣＵ４１は、ハイブリッドシステム１０全体の制御を行う。例えば、ＥＣＵ４１は、ユーザからエンジン始動要求があった場合（例えば、イグニッションスイッチが操作された場合、アイドルストップ後にアクセルペダルが踏まれた場合）には、ＥＣＵ４０にエンジン始動要求を行う。また、ＥＣＵ４１は、エンジン始動後は、燃料タンク１００からエンジン６０に燃料を供給することでエンジン６０を駆動する。さらに、ＥＣＵ４１は、エンジン駆動中は、エンジン回転数（クランクシャフト６１の回転数）をモニタし、その結果に関するエンジン駆動情報をＥＣＵ４０に出力する。また、ＥＣＵ４１は、車速をモニタし、車速がゼロ、すなわち自動車が停止した場合には、エンジン６０を停止する（すなわち、アイドルストップを行う）。さらに、ＥＣＵ４１は、ＥＣＵ４３からブレーキ駆動情報が与えられた場合には、燃料タンク１００からの燃料供給をストップするとともに、ＥＣＵ４０に回生要求を行う。   The ECU 41 controls the entire hybrid system 10. For example, when there is a request for starting the engine from the user (for example, when the ignition switch is operated, or when the accelerator pedal is depressed after the idle stop), the ECU 41 requests the ECU 40 to start the engine. Further, after the engine is started, the ECU 41 drives the engine 60 by supplying fuel from the fuel tank 100 to the engine 60. Further, the ECU 41 monitors the engine speed (the number of revolutions of the crankshaft 61) while the engine is being driven, and outputs engine drive information related to the result to the ECU 40. Further, the ECU 41 monitors the vehicle speed, and when the vehicle speed is zero, that is, when the automobile stops, stops the engine 60 (that is, performs idle stop). Further, when the brake drive information is given from the ECU 43, the ECU 41 stops the fuel supply from the fuel tank 100 and makes a regeneration request to the ECU 40.

ＥＣＵ４０は、ＥＣＵ４１による制御により、インバータ５０を介してモータ３０の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ４０は、ＥＣＵ４１からエンジン始動要求を受けた際に、モータ３０を用いてエンジンを始動させる。さらに、ＥＣＵ４０は、エンジン駆動情報に基づいてモータ３０を制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、クランクシャフト６１が低回転域で回転する際にバッテリ２０からモータ３０に電力を供給することで、モータ３０に大トルク（クランクシャフト６１の回転方向と同一方向のトルク）を発生させる。そして、ＥＣＵ４０は、この大トルクによりクランクシャフト６１の回転をアシストする。   The ECU 40 controls the motor 30 via the inverter 50 under the control of the ECU 41. Specifically, the ECU 40 uses the motor 30 to start the engine when receiving an engine start request from the ECU 41. Further, the ECU 40 controls the motor 30 based on the engine drive information. Specifically, the ECU 40 supplies electric power from the battery 20 to the motor 30 when the crankshaft 61 rotates in a low rotation range, so that a large torque (torque in the same direction as the rotation direction of the crankshaft 61) is supplied to the motor 30. ). The ECU 40 assists the rotation of the crankshaft 61 with this large torque.

さらに、ＥＣＵ４０は、クランクシャフト６１が中回転域、及び高回転域で回転する際に、バッテリ２０からモータ３０に電力を供給することで、モータ３０にトルク（クランクシャフト６１の回転方向と同一方向のトルク）を発生させる。そして、ＥＣＵ４０は、このトルクによりクランクシャフト６１の回転をアシストする。すなわち、ＥＣＵ４０は、クランクシャフト６１が高回転域で回転している際にも、モータ３０をクランクシャフト６１に同期して駆動させることができる。   Further, the ECU 40 supplies torque from the battery 20 to the motor 30 when the crankshaft 61 rotates in the middle rotation range and the high rotation range, thereby providing torque to the motor 30 (the same direction as the rotation direction of the crankshaft 61). Torque). The ECU 40 assists the rotation of the crankshaft 61 with this torque. That is, the ECU 40 can drive the motor 30 in synchronism with the crankshaft 61 even when the crankshaft 61 rotates in the high rotation range.

さらに、ＥＣＵ４０は、クランクシャフト６１が低回転域、中回転域、及び高回転域のいずれの領域で回転する場合であっても、モータ３０を発電機として機能させる。すなわち、ＥＣＵ４０は、ＥＣＵ４１から回生要求が与えられた際に、クランクシャフト６１の回転数にかかわらず、モータ３０を発電機として機能させ、モータ３０から発生した回生電力をバッテリ２０に供給する。   Further, the ECU 40 causes the motor 30 to function as a generator even when the crankshaft 61 rotates in any of the low rotation range, the middle rotation range, and the high rotation range. That is, when a regeneration request is given from the ECU 41, the ECU 40 causes the motor 30 to function as a generator regardless of the rotation speed of the crankshaft 61, and supplies the regenerative power generated from the motor 30 to the battery 20.

ＥＣＵ４２は、ギア７１の動作を制御する。ＥＣＵ４３は、ユーザがブレーキペダルを踏んだ際に、ブレーキ１２０を駆動させるとともに、ブレーキ駆動情報をＥＣＵ４１に出力する。   The ECU 42 controls the operation of the gear 71. The ECU 43 drives the brake 120 and outputs brake drive information to the ECU 41 when the user steps on the brake pedal.

＜３．モータの特性＞
次に、図４に基づいて、本実施形態で使用されるモータ３０の特性について詳細に説明する。グラフＬ１は、ロータ３１の回転数とその回転数で出力可能な最大トルクを示す。Ｔｍａｘはロータ３１が１０秒間連続して出力可能な最大トルクを示す。グラフＬ２は、ロータ３１の回転数とその回転数でロータ３１に入力可能な減速トルクの最大値を示す。−Ｔｍａｘはロータ３１に１０秒間連続して入力可能な最大減速トルクを示す。なお、図４では、減速トルクを負の値で示した。ｒｍａｘは、ロータ３１の最大回転数を示す。最大回転数は、クランクシャフト６１の最大回転数以上であることが好ましい。これにより、クランクシャフト６１の全回転域に対してモータ３０が仕事をすることができる。 <3. Motor characteristics>
Next, the characteristics of the motor 30 used in this embodiment will be described in detail with reference to FIG. The graph L1 shows the rotation speed of the rotor 31 and the maximum torque that can be output at the rotation speed. T max indicates the maximum torque that the rotor 31 can output continuously for 10 seconds. The graph L2 shows the rotation speed of the rotor 31 and the maximum value of the deceleration torque that can be input to the rotor 31 at the rotation speed. -T max indicates the maximum deceleration torque that can be continuously input to the rotor 31 for 10 seconds. In FIG. 4, the deceleration torque is shown as a negative value. r max indicates the maximum number of rotations of the rotor 31. The maximum rotational speed is preferably equal to or higher than the maximum rotational speed of the crankshaft 61. Thereby, the motor 30 can work for the entire rotation region of the crankshaft 61.

領域Ｂ１は、エンジン始動時のモータ特性を示す。すなわち、モータ３０は、エンジン始動時には、クランクシャフト６１に対してＴｍａｘよりも大きなトルクを０．５〜２秒程度供給することができる。領域Ｂ２は中回転域及び高回転域で回生を行う領域である。 Region B1 shows the motor characteristics when starting the engine. That is, the motor 30 can supply a torque larger than Tmax to the crankshaft 61 for about 0.5 to 2 seconds when the engine is started. Region B2 is a region where regeneration is performed in the middle rotation region and the high rotation region.

モータ３０は、グラフＬ１〜Ｌ２で囲まれる領域Ａ内のあらゆる領域、及び領域Ｂ１で仕事をすることができる。すなわち、領域Ａのうち、トルクが０以上となる領域では、モータ３０のロータ３１は、クランクシャフト６１と同期して回転することができ、かつ、クランクシャフト６１の回転をアシストすることができる。すなわち、ロータ３１は、クランクシャフト６１の回転方向と同一方向のトルクをクランクシャフト６１に供給することができる。   The motor 30 can work in any region in the region A surrounded by the graphs L1 and L2 and the region B1. That is, in the region A where the torque is 0 or more, the rotor 31 of the motor 30 can rotate in synchronization with the crankshaft 61 and can assist the rotation of the crankshaft 61. That is, the rotor 31 can supply torque in the same direction as the rotation direction of the crankshaft 61 to the crankshaft 61.

また、領域Ａのうち、トルクが０未満となる領域では、モータ３０のロータ３１は、クランクシャフト６１と同期して回転することができ、かつ、発電機として機能することができる。すなわち、モータ３０は、回生電力を回収し、バッテリ２０に供給することができる。   In the region A where the torque is less than 0, the rotor 31 of the motor 30 can rotate in synchronization with the crankshaft 61 and can function as a generator. That is, the motor 30 can recover the regenerative power and supply it to the battery 20.

なお、領域Ｂ１、Ｂ２は、従来のマイクロハイブリッドシステムにおいてモータが仕事を行う領域でもある。すなわち、従来のマイクロハイブリッドシステムでは、上述したように、モータは、エンジン始動、及び中回転域及び高回転域での回生電力回収しか行うことができなかった。   The regions B1 and B2 are also regions where the motor performs work in the conventional micro hybrid system. That is, in the conventional micro-hybrid system, as described above, the motor can only perform engine start and regenerative power recovery in the middle rotation range and high rotation range.

これに対し、モータ３０は、グラフＬ１〜Ｌ２で囲まれる領域Ａ内のあらゆる領域、及び領域Ｂ１で仕事をすることができる。したがって、モータ３０は、エンジンを始動することができ、クランクシャフト６１が低回転域で回転する際に大トルクでクランクシャフト６１の回転をアシストすることができる（領域Ａ１及び領域Ａ１よりも大トルクの領域を参照）。さらに、モータ３０は、クランクシャフト６１が中回転域及び高回転域で回転する際に、クランクシャフト６１の回転をアシストすることができる。すなわち、モータ３０は、クランクシャフト６１が中回転域及び高回転域で回転する際であってもクランクシャフト６１と同期して駆動することができる。さらに、モータ３０は、低回転域、中回転域、及び高回転域のあらゆる領域において発電機として機能する。さらに、モータ３０は、クランクシャフト６１が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際にも、発電機として機能する（領域Ａ２参照）。   On the other hand, the motor 30 can work in any region in the region A surrounded by the graphs L1 and L2 and the region B1. Therefore, the motor 30 can start the engine, and can assist the rotation of the crankshaft 61 with a large torque when the crankshaft 61 rotates in the low rotation range (a larger torque than the region A1 and the region A1). See area). Further, the motor 30 can assist the rotation of the crankshaft 61 when the crankshaft 61 rotates in the middle rotation range and the high rotation range. That is, the motor 30 can be driven in synchronization with the crankshaft 61 even when the crankshaft 61 rotates in the middle rotation range and the high rotation range. Further, the motor 30 functions as a generator in all regions of a low rotation region, a medium rotation region, and a high rotation region. Furthermore, the motor 30 also functions as a generator when the crankshaft 61 is decelerating in the low rotation range with a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range (see region A2).

以上により、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、低電圧のバッテリ２０に接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータ３１がエンジン６０のクランクシャフト６１に連結されたモータ３０を制御する。これにより、ハイブリッドシステム１０は、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することが可能となる。   As described above, the hybrid system 10 according to the present embodiment is connected to the low-voltage battery 20, the reluctance torque when the maximum torque is generated is equal to or greater than the magnetic torque, and the rotor 31 is coupled to the crankshaft 61 of the engine 60. The motor 30 is controlled. As a result, the hybrid system 10 can achieve both driving assistance with high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

さらに、ハイブリッドシステム１０では、バッテリ２０の電圧は６０Ｖ以下であるので、バッテリ２０の取り扱いが容易となり、かつ、ハイブリッドシステム１０の構成が簡略化される。なお、この場合であっても、モータ３０は上記の構成を有するので、低回転域での高トルクによる駆動アシストと高回転域での同期駆動を両立することが可能となる。   Furthermore, in the hybrid system 10, since the voltage of the battery 20 is 60V or less, handling of the battery 20 becomes easy and the configuration of the hybrid system 10 is simplified. Even in this case, since the motor 30 has the above-described configuration, it is possible to achieve both driving assist by high torque in the low rotation range and synchronous driving in the high rotation range.

さらに、ハイブリッドシステム１０は、クランクシャフト６１が低回転域で回転している際、及び高回転域で回転している際のいずれにおいても、クランクシャフト６１の回転をアシストすることができる。   Furthermore, the hybrid system 10 can assist the rotation of the crankshaft 61 both when the crankshaft 61 rotates in the low rotation range and when the crankshaft 61 rotates in the high rotation range.

さらに、ハイブリッドシステム１０は、クランクシャフト６１が低回転域で回転している際には、クランクシャフト６１が高回転域で回転している際にクランクシャフト６１に供給するトルクよりも大きなトルクをクランクシャフト６１に供給する。したがって、ハイブリッドシステム１０は、低回転域でより力強いアシストを行うことができる。   Further, when the crankshaft 61 rotates in the low rotation range, the hybrid system 10 cranks a torque larger than the torque supplied to the crankshaft 61 when the crankshaft 61 rotates in the high rotation range. Supply to the shaft 61. Therefore, the hybrid system 10 can perform more powerful assist in the low rotation range.

さらに、ハイブリッドシステム１０は、クランクシャフト６１が低回転域で減速している際、高回転域で減速している際のいずれにおいても、モータ３０から回生電力を回収することができる。   Furthermore, the hybrid system 10 can recover the regenerative power from the motor 30 when the crankshaft 61 is decelerating in the low rotation range and when the crankshaft 61 is decelerating in the high rotation range.

さらに、ハイブリッドシステム１０は、クランクシャフト６１が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、モータ３０から回生電力を回収する。したがって、ハイブリッドシステム１０は、低回転域でより効率良く回生電力を回収することができる。   Further, the hybrid system 10 collects regenerative electric power from the motor 30 when the crankshaft 61 is decelerated in the low rotation range by a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range. Therefore, the hybrid system 10 can recover the regenerative power more efficiently in the low rotation range.

さらに、ロータ３１はクランクシャフト６１に直結されているので、ハイブリッドシステム１０は、ロータ３１からクランクシャフト６１に効率良くトルクを供給することができ、かつ、回生電力を効率良く回収することができる。   Furthermore, since the rotor 31 is directly connected to the crankshaft 61, the hybrid system 10 can efficiently supply torque from the rotor 31 to the crankshaft 61 and can efficiently recover regenerative power.

さらに、ロータ３１は、クランクシャフト６１の両端部のうち、ギアボックス７０が連結される端部と反対側の端部に直結されるので、既存のシステムに大きな変更を加えることなく、ハイブリッドシステム１０を自動車に導入することができる。   Furthermore, since the rotor 31 is directly connected to the end opposite to the end to which the gear box 70 is connected, of the both ends of the crankshaft 61, the hybrid system 10 can be used without greatly changing the existing system. Can be introduced into the car.

さらに、ハイブリッドシステム１０は、エンジン始動を行う。ここで、上述したように、ロータ３１とクランクシャフト６１とは直結されているので、エンジン始動時にモータ３０のトルクを効率良くクランクシャフト６１に伝達することができる。すなわち、ハイブリッドシステム１０は、より小さい電流で大きなトルクをクランクシャフト６１に伝達することができる。これにより、ハイブリッドシステム１０は、例えばコールドクランキング時のエンジン始動を安定して行うことができる。   Further, the hybrid system 10 starts the engine. Here, since the rotor 31 and the crankshaft 61 are directly connected as described above, the torque of the motor 30 can be efficiently transmitted to the crankshaft 61 when the engine is started. That is, the hybrid system 10 can transmit a large torque to the crankshaft 61 with a smaller current. Thereby, the hybrid system 10 can stably start the engine at the time of cold cranking, for example.

さらに、ハイブリッドシステム１０は自動車に搭載されるので、ハイブリッドシステム１０は、自動車を効率良く駆動することができる。   Furthermore, since the hybrid system 10 is mounted on an automobile, the hybrid system 10 can drive the automobile efficiently.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、本発明に係るモータ制御システムを自動車のハイブリッドシステムに適用したが、エンジンとモータとを併用するシステムであれば、どのようなシステムにも本発明を適用することができる。   For example, in the above embodiment, the motor control system according to the present invention is applied to a hybrid system of an automobile. However, the present invention can be applied to any system as long as the system uses an engine and a motor together. .

１０ ハイブリッドシステム
２０ バッテリ
３０ モータ
３１ ロータ
３２ ステータ
４０〜４３ ＥＣＵ
５０ インバータ
６０ エンジン
６１ クランクシャフト
７０ ギアボックス
１００ 燃料タンク
１２０ ブレーキ
１３０ 車輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hybrid system 20 Battery 30 Motor 31 Rotor 32 Stator 40-43 ECU
50 Inverter 60 Engine 61 Crankshaft 70 Gearbox 100 Fuel tank 120 Brake 130 Wheel

Claims (11)

低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータを制御し、
前記ロータは前記出力軸に直結されており、
前記低電圧バッテリの電圧は６０Ｖ以下であり、
前記出力軸が低回転域で減速している際、及び前記出力軸が高回転域で減速している際に、前記モータから回生電力を回収し、前記低電圧バッテリに供給し、
前記出力軸が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、前記モータから回生電力を回収し、前記低電圧バッテリに供給することを特徴とする、モータ制御方法。 Connected to a low voltage battery, the reluctance torque at the time of maximum torque generation is greater than or equal to the magnetic torque, and the rotor controls the motor connected to the engine output shaft,
The rotor is directly connected to the output shaft ;
The voltage of the low voltage battery is 60V or less,
When the output shaft is decelerating in the low rotation range, and when the output shaft is decelerating in the high rotation range, the regenerative power is recovered from the motor and supplied to the low voltage battery,
When the output shaft is decelerating in the low rotation range by a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range, the regenerative power is collected from the motor and supplied to the low voltage battery , Motor control method. 前記エンジンに燃料が供給されることによって前記出力軸が低回転域で回転している際、及び、前記エンジンに燃料が供給されることによって前記出力軸が高回転域で回転している際に、前記低電圧バッテリから前記モータに電力を供給することで、前記出力軸に前記出力軸の回転方向と同一方向のトルクを付与することを特徴とする、請求項１記載のモータ制御方法。 When the output shaft rotates in a low rotation range by supplying fuel to the engine, and when the output shaft rotates in a high rotation range by supplying fuel to the engine the by supplying the electric power from the low voltage battery to the motor, characterized by applying a torque of the same direction as the rotation direction of the output shaft to the output shaft, the motor control method according to claim 1, wherein. 前記出力軸が低回転域で回転している際に前記出力軸に供給するトルクを、前記出力軸が高回転域で回転している際に前記出力軸に供給するトルクよりも大きくすることを特徴とする、請求項２記載のモータ制御方法。 The torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in a low rotation range is made larger than the torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in a high rotation range. The motor control method according to claim 2 , wherein the motor control method is characterized. 前記ロータは、前記出力軸の両端部のうち、ギアボックスが連結される端部と反対側の端部に直結されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ制御方法。 The said rotor is directly connected to the edge part on the opposite side to the edge part to which a gear box is connected among the both ends of the said output shaft, The said any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Motor control method. 前記エンジンが停止している際に、前記低電圧バッテリから前記モータに電力を供給することで、前記出力軸を回転させることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のモータ制御方法。 The said output shaft is rotated by supplying electric power to the said motor from the said low voltage battery when the said engine has stopped, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Motor control method. 低電圧バッテリに接続され、最大トルク発生時のリラクタンストルクが磁気トルク以上であり、かつ、ロータがエンジンの出力軸に連結されたモータと、
前記モータを制御する制御部と、を備え、
前記ロータは前記出力軸に直結されており、
前記低電圧バッテリの電圧は６０Ｖ以下であり、
前記制御部は、前記出力軸が低回転域で減速している際、及び前記出力軸が高回転域で減速している際に、前記モータから回生電力を回収し、前記低電圧バッテリに供給し、
前記出力軸が高回転域での減速トルクよりも大きな減速トルクにより低回転域で減速している際に、前記モータから回生電力を回収し、前記低電圧バッテリに供給することを特徴とする、モータ制御システム。 A motor connected to a low-voltage battery, wherein the reluctance torque when the maximum torque is generated is equal to or greater than the magnetic torque, and the rotor is coupled to the output shaft of the engine;
A control unit for controlling the motor,
The rotor is directly connected to the output shaft ;
The voltage of the low voltage battery is 60V or less,
The control unit collects regenerative power from the motor and supplies it to the low-voltage battery when the output shaft is decelerating in a low rotation region and when the output shaft is decelerating in a high rotation region. And
When the output shaft is decelerating in the low rotation range by a deceleration torque larger than the deceleration torque in the high rotation range, the regenerative power is collected from the motor and supplied to the low voltage battery , Motor control system. 前記制御部は、前記エンジンに燃料が供給されることによって前記出力軸が低回転域で回転している際、及び、前記エンジンに燃料が供給されることによって前記出力軸が高回転域で回転している際に、前記低電圧バッテリから前記モータに電力を供給することで、前記出力軸に前記出力軸の回転方向と同一方向のトルクを付与することを特徴とする、請求項６記載のモータ制御システム。 The control unit is configured to rotate the output shaft in a high rotation range when the output shaft rotates in a low rotation range by supplying fuel to the engine and in a high rotation range by supplying fuel to the engine. when you are the by supplying the electric power from the low voltage battery to the motor, characterized by applying a torque of the same direction as the rotation direction of the output shaft to the output shaft, according to claim 6, wherein Motor control system. 前記制御部は、前記出力軸が低回転域で回転している際に前記出力軸に供給するトルクを、前記出力軸が高回転域で回転している際に前記出力軸に供給するトルクよりも大きくすることを特徴とする、請求項７記載のモータ制御システム。 The control unit uses a torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in a low rotation range, and a torque supplied to the output shaft when the output shaft rotates in a high rotation range. The motor control system according to claim 7 , wherein the motor control system is also increased. 前記ロータは、前記出力軸の両端部のうち、ギアボックスが連結される端部と反対側の端部に直結されることを特徴とする、請求項６〜８の何れか１項に記載のモータ制御システム。 The said rotor is directly connected to the edge part on the opposite side to the edge part to which a gear box is connected among the both ends of the said output shaft, The any one of Claims 6-8 characterized by the above-mentioned. Motor control system. 前記制御部は、前記エンジンが停止している際に、前記低電圧バッテリから前記モータに電力を供給することで、前記出力軸を回転させることを特徴とする、請求項６〜９の何れか１項に記載のモータ制御システム。 The said control part rotates the said output shaft by supplying electric power to the said motor from the said low voltage battery, when the said engine has stopped, The any one of Claims 6-9 characterized by the above-mentioned. The motor control system according to item 1. 請求項６〜１０のいずれか１項に記載のモータ制御システムを備えることを特徴とする、自動車。 An automobile comprising the motor control system according to any one of claims 6 to 10 .
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