WO2019111606A1 - 機械スロットル制御型ビークル - Google Patents

機械スロットル制御型ビークル Download PDF

Info

Publication number
WO2019111606A1
WO2019111606A1 PCT/JP2018/040665 JP2018040665W WO2019111606A1 WO 2019111606 A1 WO2019111606 A1 WO 2019111606A1 JP 2018040665 W JP2018040665 W JP 2018040665W WO 2019111606 A1 WO2019111606 A1 WO 2019111606A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
generator
engine
crankshaft
rotational speed
mechanical
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/040665
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠吾 高橋
真史 増田
大賀 石丸
翔平 石田
木村　康人
秀樹 古田
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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 ヤマハ発動機株式会社 filed Critical ヤマハ発動機株式会社
Publication of WO2019111606A1 publication Critical patent/WO2019111606A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00—Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/02—Tricycles
    • B62K5/027—Motorcycles with three wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M7/00—Motorcycles characterised by position of motor or engine
    • B62M7/12—Motorcycles characterised by position of motor or engine with the engine beside or within the driven wheel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical throttle control type vehicle provided with an engine having a mechanical connection type throttle valve.
  • an engine provided in a vehicle and having a mechanical connection type throttle valve for example, an internal combustion engine provided with a throttle valve connected to a wire (throttle wire) and a carburetor has been developed (see, for example, Patent Document 1) ).
  • the wire is a throttle operation transmission member connected to the throttle operation unit.
  • an engine having a mechanical connection type throttle valve for example, an engine provided with a throttle valve rotationally driven by a wire and a fuel injection valve as a fuel supply device has also been developed (see, for example, Patent Document 2) ).
  • An object of the present invention is to provide a hybrid mechanical throttle control type vehicle while maintaining the traveling characteristics in accordance with the operation.
  • the inventors examined in detail the hybridizing of the mechanical throttle control type vehicle and the traveling characteristic matched to the operation.
  • the hybrid vehicle includes an engine, and further includes an electric motor (hereinafter simply referred to as a motor) as a drive source for the vehicle to travel.
  • a motor an electric motor
  • This point is different from a vehicle equipped with only an engine as a drive source for traveling.
  • a motor that is a drive source different from the engine, it is not easy to obtain traveling characteristics tailored to the operation, unlike a vehicle that travels by the power of the engine alone.
  • a vehicle is added with an electronically controlled throttle system having a throttle valve driven by a motor or an actuator, it is easy to maintain the traveling characteristics adapted to the driver's operation even if it is hybridized.
  • the vehicle to which the electronically controlled throttle system is added can adjust the size of the engine power independently of the driver's operation of the accelerator according to, for example, the state of drive by the motor or the state of charge of the storage device. It is from.
  • a mechanical throttle control type vehicle provided with an engine having a mechanical connection type throttle valve
  • the amount of air supplied to the engine is determined by the operation of the accelerator. That is, in the mechanical throttle control type vehicle, the degree of freedom in adjusting the power of the engine with respect to the operation of the accelerator is restricted. For this reason, in mechanical throttle control type vehicles, it has been considered difficult to maintain travel characteristics in accordance with the operation of the accelerator.
  • an engine driven generator usually generates electricity.
  • the opening degree of the throttle valve is constant and the amount of air supplied to the engine is constant, the torque output from the engine changes when control is performed to change the rotational speed of the generator. .
  • the degree of opening of the throttle valve is constant, the amount of current output from the generator is different.
  • the degree of freedom in control of the traveling characteristic is increased by the control by the generator.
  • the inventors of the present invention use the increase in the degree of freedom in control of the travel characteristics by the addition of control by the generator, and maintain the travel characteristics in accordance with the operation even in the hybrid mechanical throttle control type vehicle. I found out what I could do.
  • the vehicle according to each aspect of the present invention completed based on the above findings has the following configuration.
  • a mechanical throttle type vehicle is A mechanical throttle control vehicle comprising an engine having a mechanically connected throttle valve, comprising:
  • the mechanical throttle control type vehicle is Vehicle body, A traveling speed detection device for detecting the traveling speed of the vehicle body; An accelerator operator operated to instruct increase or decrease of the power for the vehicle body to move;
  • a mechanical connection type throttle which changes the opening degree of the intake passage according to the operation amount of the accelerator operation element mechanically connected by the intake passage, the accelerator operation element and the operation transmission member and transmitted via the operation transmission member
  • the engine having a valve and a crankshaft for outputting power; It has a rotor connected to the crankshaft so that power can be transmitted between the crankshaft and the clutch without a clutch, and a stator disposed to face the rotor, and is driven by the engine
  • a generator that generates electricity
  • a generator control unit for controlling the load of the generator with respect to the power output from the engine;
  • a drive motor driven by the power output from the generator via the generator control device;
  • a driven member configured to
  • the generator control device changes the load of the generator based on an opening degree of the mechanically connected throttle valve mechanically connected by the accelerator operator and the operation transmission member and a traveling speed of the vehicle body.
  • the rotational speed of the crankshaft of the engine is controlled, and power for driving the driven member is supplied to the drive motor without the use of a power storage device.
  • the mechanical throttle control type vehicle of (1) is a hybrid vehicle in which a driven member configured to perform an operation of advancing the vehicle is driven by a drive motor.
  • the driven member receives no mechanical power transmission from either the engine crankshaft or the generator.
  • the drive motor is driven by the power output from the generator via the generator controller.
  • the generator is driven by the engine to generate power.
  • the mechanically connected throttle valve that changes the opening degree of the intake passage according to the operation amount of the accelerator operator is mechanically connected with the accelerator operator and the operation transmission member such as wire. There is. Therefore, controlling the output of the engine in accordance with the operation is realized with a simple configuration.
  • the generator control device controls the rotational speed of the engine crankshaft by changing the load of the generator based on the opening degree of the throttle valve mechanically connected by the accelerator operator and the operation transmission member and the traveling speed of the vehicle body. Do. For this reason, it is possible to maintain, for example, traveling characteristics such as a vehicle that mechanically transmits the power of the engine to the wheels.
  • the power for driving the driven member is supplied to the drive motor without passing through the power storage device. Therefore, for example, when the opening degree of the intake passage changes according to the amount of operation of the accelerator operator, the energy output from the engine and supplied to the driven member is absorbed by the power storage device halfway and decreases. It is suppressed. Therefore, the response of the rotational speed of the crankshaft is high with respect to the opening degree of the throttle valve mechanically connected to the accelerator operation element by the operation transmission member and the traveling speed of the vehicle body. Therefore, in the mechanical throttle control type vehicle of (1) advanced by the driven member, the traveling characteristic matched to the power of the engine is easily maintained even if it is hybridized. Moreover, the mechanical throttle control type vehicle of (1) is easy to maintain the power characteristics of the engine according to the operation of the manipulator even if it is hybridized. Therefore, the mechanical throttle control type vehicle can be hybridized while maintaining the traveling characteristics in accordance with the operation.
  • the generator control device includes an inverter that is electrically connected to a winding provided to the generator and controls switching of the current flowing through the winding to control the load of the generator.
  • the mechanical throttle control type vehicle of (2) it is possible to control the load of the generator in a wider rotational speed range of the rotor of the generator, for example, as compared with the control by the voltage regulator. Therefore, the mechanical throttle control type vehicle can be hybridized while maintaining the traveling characteristics in accordance with the operation in the wider rotational speed range of the crankshaft.
  • a mechanical throttle control type vehicle has a converter that receives a DC voltage output from the inverter and controls switching of the current flowing through the winding of the drive motor.
  • the generator control device controls the switching of the current by the converter so that the magnitude of the DC voltage output from the inverter approaches a predetermined target voltage.
  • the magnitude of the DC voltage output from the inverter is maintained near the predetermined target voltage. Since the control of the drive motor by the converter is performed under the condition that the voltage fluctuation input to the converter is suppressed, it is possible to maintain the traveling characteristics in accordance with the operation by the simple control. Further, it is possible to directly drive an electric device other than the drive motor mounted on the mechanical throttle control type vehicle by the DC voltage output from the inverter.
  • a mechanical throttle control type vehicle according to any one of (1) to (3),
  • the generator control device responds to a change in the opening degree of the mechanically-connected throttle valve when the opening degree of the mechanically-connected throttle valve mechanically connected by the accelerator operator and the operation transmission member changes.
  • the load of the generator is changed so that the change of the load of the generator is more gradual than the change of the opening degree of the mechanically connected throttle valve.
  • the load on the generator changes so that the change in the load of the generator according to the change in the opening of the throttle valve is more gradual than the change in the opening of the throttle valve. Do.
  • the change in rotational speed of the crankshaft of the engine approaches the change in rotational speed of the crankshaft without hybridization. Therefore, the mechanical throttle control type vehicle can be hybridized while maintaining the traveling characteristics in accordance with the operation at a more detailed level.
  • a mechanical throttle control type vehicle according to any one of (1) to (4),
  • the generator controller loads the generator at least in part during a high rotational speed period in which the rotational speed of the crankshaft is higher than the average rotational speed of the crankshaft in one combustion cycle in each combustion cycle of the engine.
  • Control is performed to increase the load on the generator at least in part during a low rotational speed period in which the rotational speed of the crankshaft is lower than the average rotational speed of the crankshaft in one combustion cycle.
  • the load on the generator decreases in the high rotation speed period, and the load on the generator increases in the low rotation speed period.
  • the load decrease and increase are performed regardless of the operation timing of the accelerator operator by the driver. Thereby, the fluctuation in the combustion cycle of the power output from the generator is suppressed.
  • the load on the generator is reduced during a high rotational speed period in which the rotational speed of the crankshaft is relatively high, an increase in the rotational speed of the crankshaft in the combustion stroke of each combustion cycle is emphasized. For this reason, it is possible to emphasize engine vibration and engine noise while performing hybridisation that proceeds with the power of the drive motor.
  • a mechanical throttle control type vehicle is a vehicle equipped with an engine having a mechanical connection type throttle valve.
  • the mechanically connected throttle valve is a throttle valve mechanically connected to an accelerator operator.
  • the mechanically connected throttle valve is mechanically connected to the accelerator operating element by the operation transmission member.
  • a throttle valve driven by a motor or an actuator is different from a mechanically connected throttle valve.
  • the mechanically connected throttle valve changes the opening degree of the intake passage according to the operation of the accelerator operating element, using the operating force at which the accelerator operating element is operated as a power.
  • the mechanically connected throttle valve is, for example, a butterfly valve.
  • the mechanically connected throttle valve is disposed, for example, in the middle of the intake passage.
  • the operation transmission member is not particularly limited, and examples thereof include a linear member such as a wire and a rod-like member.
  • the operation transmission member does not necessarily have to be a single member, and may be composed of a plurality of members.
  • the rotor connected to the crankshaft so that power can be transmitted between the crankshaft and the clutch without interposing a clutch may be directly connected to the crankshaft, for example. Also, the rotor may be connected to the crankshaft, for example, via a gear with a fixed speed ratio.
  • the clutch is a device that switches power transmission and disconnection.
  • the drive motor is, for example, a brushless motor.
  • the drive motor is, for example, a permanent magnet motor.
  • the drive motor is not limited to this, and may be, for example, an induction motor or a brush motor.
  • the drive motor includes, for example, an outer rotor motor, an inner rotor motor, and an axial gap motor.
  • the stator is disposed to face the rotor. In this case, only the nonmagnetic material intervenes between the stator and the rotor. For example, at least air is present between the stator and the rotor.
  • the generator is, for example, a brushless generator.
  • the generator is, for example, a permanent magnet generator.
  • the generator is not limited to this, and may be, for example, an induction generator or a brush generator.
  • the generator includes, for example, an outer rotor generator, an inner rotor generator, and an axial gap generator.
  • the accelerator operator is, for example, an accelerator grip.
  • the accelerator operating element is not limited to this, and may be, for example, an accelerator pedal or an accelerator lever.
  • the operation amount of the accelerator operating element is, for example, a displacement amount of the accelerator operating element according to the operation.
  • the operation transmission member transmits the displacement amount of the accelerator operation element by the movement of the operation transmission member itself.
  • the operation amount of the accelerator operating element is not limited to this, and may include, for example, an operating force applied to the accelerator operating element.
  • the operation transmission member transmits a force.
  • the engine includes, for example, an engine having a single cylinder engine and two or more cylinders.
  • the engine is preferably, for example, a four-stroke engine having a high load area and a low load area in four strokes.
  • a four-stroke engine having a high load area and a low load area between four strokes is a single cylinder engine, a two cylinder engine, a nonuniform combustion type three cylinder engine, or a nonuniform combustion type four cylinder engine.
  • a four-stroke engine having a high load area and a low load area between four strokes has lower rotational stability at low rotational speeds than other types of engines. Therefore, it is difficult to reduce the rotational speed of the crankshaft in order to cause the driven member to start advancing the vehicle body.
  • the vehicle according to the aspect of the present invention can easily improve the response of the progress of the vehicle to the operation of acceleration even in a 4-stroke engine having a high load area and a low load area in 4 strokes.
  • the engine may be, for example, a four-stroke engine (for example, an equidistant combustion four-cylinder engine) that does not have a high load area and a low load area in four strokes.
  • the engine may be a gasoline engine or a diesel engine.
  • Vehicles are transport agencies.
  • the vehicle is a manned vehicle or an unmanned transport.
  • the vehicle is, for example, a vehicle having wheels.
  • the vehicle is, for example, a straddle-type vehicle.
  • a straddle-type vehicle is a type of vehicle in which a driver sits on a saddle.
  • a straddle-type vehicle is a vehicle provided with a saddle-type seat.
  • a straddle-type vehicle is, for example, a vehicle that turns in a lean position.
  • the vehicle is, for example, a motorcycle.
  • a motorcycle is an example of a vehicle that leans into turns.
  • a motorcycle is an example of a straddle-type vehicle.
  • the straddle-type vehicle is not limited to a motorcycle, and may be, for example, an ATV (All-Terrain Vehicle).
  • the vehicle is not limited to a straddle-type vehicle, and may be a four-wheeled vehicle having a compartment.
  • the vehicle according to the present invention is not limited to a wheeled vehicle, but may be, for example, a ship having a screw.
  • the driven member is, for example, a wheel.
  • the driven member may be, for example, a screw.
  • the travel characteristic can be represented, for example, as a characteristic of the force output from the driven member.
  • the travel characteristics in accordance with the operation of the accelerator operator include the response of acceleration to the operation and the amount of change in travel speed to the amount of operation.
  • the generator control device supplies power for driving the driven member to the drive motor without passing through the power storage device.
  • the power storage device is, for example, a device that stores power that drives a driven member to advance a mechanical throttle control type vehicle.
  • the power storage device is, for example, a battery or a capacitor.
  • the power storage device does not include a smoothing capacitor for smoothing the current controlled by turning on / off the switching element included in the inverter.
  • Such a smoothing capacitor does not store power that drives the driven member to advance the mechanical throttle control type vehicle. That is, the generator controller may supply power to the drive motor via a smoothing capacitor that does not store power to drive the mechanical throttle control vehicle.
  • the generator controller changes the generator load by changing the current output from the generator.
  • the generator controller includes, for example, an inverter.
  • the generator control device is not limited to this, and for example, a diode rectifier and a voltage regulator may be provided instead of the inverter.
  • the generator control device may further include a converter.
  • the generator is, for example, a brushless generator or an induction generator
  • the magnitude and direction of the current output from the generator fluctuate with the rotation.
  • the generator controller comprises an inverter connected to the generator windings
  • the generator load corresponds to the direct current output from the inverter.
  • the mechanical throttle control type vehicle may include a rotor rotational speed detector that detects the rotational speed of the generator's rotor.
  • the generator control device controls the load of the generator such that the rotational speed of the rotor detected by the rotor rotational speed detector approaches a target rotational speed determined based on the opening degree of the throttle valve and the advancing speed .
  • the change of the load of the generator according to the change of the opening of the throttle valve and the change of the opening of the throttle valve can be compared, for example, by comparing the time required for the corresponding change.
  • the change amount of the opening degree of the throttle valve by a certain operation is set to 100.
  • the change amount of the load of the generator according to the change of the opening degree of the throttle valve is set to 100. In this case, if the time taken for the generator load to change by 100 equivalents is longer than the time required for the throttle valve opening to change by 100, the change in the generator load is It can be determined that it is more gradual than the change in the opening of the valve.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a mechanical throttle control type vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an energy transfer path of the mechanical throttle control type vehicle shown in FIG. 1; It is a block diagram explaining the composition of a generator control device. It is a graph which shows the relationship between the throttle opening degree, the advancing speed of a vehicle body, and the rotational speed of a crankshaft. It is a block diagram explaining the composition of the generator control device with which the mechanical throttle control type vehicle concerning a second embodiment of the present invention was equipped. It is a side view showing an outline of a mechanical throttle control type vehicle concerning a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a mechanical throttle control type vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • a mechanical throttle control type vehicle V1 shown in FIG. 1 includes a vehicle body 1, an engine 4, a driven member 3, and an accelerator operating element 8.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 shown in FIG. 1 is a three-wheeled vehicle.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 may be referred to as, for example, an auto rischer and a tuk-tuk.
  • the vehicle body 1 is provided with a handlebar 11.
  • the vehicle body 1 also includes the seats 12a and 12b.
  • the vehicle body 1 has a ceiling but does not have a closed cabin.
  • the driven member 3 is provided on the vehicle body 1.
  • the driven member 3 is a wheel.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 includes a front wheel 2 and two rear wheels as a driven member 3.
  • the driven member 3 is configured to perform an operation of advancing the mechanical throttle control type vehicle V1.
  • the wheel as the driven member 3 travels the mechanical throttle control type vehicle V1 by rotating.
  • the orientation of the front wheel 2 of the mechanical throttle control type vehicle V1 is interlocked with the orientation of the handlebar 11.
  • the driver sitting on the seat 12 a controls the direction of the handlebar 11 to control the traveling direction of the mechanical throttle control type vehicle V1.
  • An accelerator operator 8 is provided on the handlebar 11.
  • the accelerator operator 8 is operated to indicate an increase or decrease of the power for the vehicle body 1 to move.
  • the vehicle body 1 is also provided with a light 17.
  • the engine 4 is provided in the vehicle body 1.
  • the engine 4 is, for example, a gasoline engine.
  • the engine 4 has an intake passage 41, a mechanically connected throttle valve 42, and a crankshaft 43. Air used for combustion is taken into the engine 4 through the intake passage 41.
  • the mechanically connected throttle valve 42 is disposed in the intake passage 41.
  • the mechanically connected throttle valve 42 is a valve that opens and closes the intake passage 41.
  • the mechanically connected throttle valve 42 is mechanically connected to the accelerator operator 8 by the operation transmission member 8 a.
  • the mechanically connected throttle valve 42 and the accelerator operator 8 are connected by an operation transmission member 8 a.
  • the operation transmission member 8a is, for example, a mechanical wire.
  • the operation transmission member 8a transmits the operation amount of the accelerator operation element 8 to the mechanically connected throttle valve 42 without using electricity, for example.
  • the operation amount of the accelerator operating element 8 is, for example, a displacement amount corresponding to the operation of the accelerator operating element 8.
  • the operation transmission member 8 a transmits the operation force of the accelerator operator 8 to the mechanically connected throttle valve 42.
  • the mechanically connected throttle valve 42 changes the degree of opening of the intake passage 41 in accordance with the amount of operation of the accelerator operating element 8 transmitted through the operation transmission member 8 a.
  • the mechanical connection type throttle valve 42 makes the sectional area of the intake passage 41 a sectional area corresponding to the amount of operation of the accelerator operation element 8.
  • the mechanically connected throttle valve 42 changes the opening degree of the intake passage 41 by the operation force at which the accelerator operation element is operated. Since the mechanically connected throttle valve 42 is mechanically connected by the operation transmission member 8 a of the accelerator operator 8, the configuration for controlling the output of the engine 4 by the operation includes, for example, an electric throttle valve. It is easier than.
  • the power generated by the combustion operation of the engine 4 is output to the outside by the crankshaft 43.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 is a hybrid vehicle.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 includes a traveling speed detection device 9, a generator 5, a generator control device 7, and a drive motor 6.
  • the traveling speed detection device 9 detects the traveling speed of the vehicle body 1. That is, the traveling speed detection device 9 detects the traveling speed of the mechanical throttle control type vehicle V1.
  • the traveling speed detection device 9 is, for example, a sensor that detects the rotational speed of the rear wheel that is the driven member 3.
  • the traveling speed detection device 9 detects the traveling speed of the vehicle main body 1 by detecting the rotational speed of the driven member 3.
  • the generator 5 is driven by the engine 4 to generate power.
  • the generator 5 has a rotor 5a and a stator 5b.
  • the rotor 5 a is connected to the crankshaft 43 so that power can be transmitted between the rotor 5 a and the crankshaft 43 without passing through a clutch.
  • the stator 5b is disposed to face the rotor 5a. Air is disposed between the stator 5b and the rotor 5a.
  • the generator control device 7 converts the current and voltage output from the generator 5 and supplies the converted current and voltage to the drive motor 6.
  • the generator control device 7 supplies the power for driving the driven member 3 to the drive motor 6 without passing through a power storage device such as a battery.
  • the drive motor 6 is driven by the power output from the generator 5 via the generator control device 7.
  • the driven member 3 of the mechanical throttle control type vehicle V1 is driven by a drive motor 6.
  • the driven member 3 is driven by the drive motor 6 without receiving mechanical power from either the engine 4 or the generator 5.
  • the generator control device 7 controls the load of the generator 5 on the power output from the engine 4.
  • the generator control device 7 controls the load of the generator 5 on the engine 4 by controlling the current output from the generator 5.
  • the generator control device 7 changes the load of the generator 5 based on the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42 mechanically connected to the accelerator operator 8 by the operation transmission member 8 a and the traveling speed of the vehicle body 1.
  • the generator control device 7 controls the rotational speed of the crankshaft 43 of the engine 4.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 can maintain, for example, a traveling characteristic such as a vehicle in which power is transmitted from the engine to the driven member. Further, the generator control device 7 supplies the power for driving the driven member 3 to the drive motor 6 without using the power storage device. Therefore, the load of the generator 5 on the engine 4 is not affected by, for example, charging of the power storage device. Therefore, the rotational speed of the crankshaft 43 can easily correspond to the operation of the operation transmission member 8 a and the traveling speed of the vehicle body 1.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 is a hybrid type vehicle equipped with both the engine 4 and the drive motor 6 which is an electric motor. However, in the mechanical throttle control type vehicle V1, the traveling characteristic matched to the power of the engine 4 can be easily maintained. In addition, the power characteristic of the engine 4 matched to the operation of the accelerator operator 8 can be easily maintained.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an energy transfer path of the mechanical throttle control type vehicle V1 shown in FIG.
  • the engine 4 the generator 5, the generator control device 7, the drive motor 6, the driven member 3, and the accelerator operator 8 are shown.
  • the engine 4 is provided with a piston 44 and a fuel supply device 45.
  • the fuel supply device 45 is provided in the intake passage 41.
  • the fuel supply device 45 injects fuel into the intake passage 41.
  • the fuel supply device 45 supplies an amount of fuel according to the amount of air flowing in through the intake passage 41. Therefore, the fuel supply device 45 supplies the amount of fuel according to the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42.
  • the mechanically connected throttle valve 42 is mechanically connected to the accelerator operator 8 by the operation transmission member 8 a.
  • the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42 is determined in accordance with the amount of operation of the accelerator operator 8.
  • the opening degree of the mechanical connection type throttle valve 42 uniquely corresponds to the operation amount of the accelerator operator 8.
  • the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42 does not change as well.
  • the engine 4 is provided with a throttle opening degree detecting device 46 for detecting the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42.
  • crankshaft 43 rotates as the piston 44 reciprocates due to the combustion of the air-fuel mixture containing the air and the fuel in the engine 4.
  • the engine 4 is provided with a crank speed detection device 47 that detects the rotational speed of the crankshaft 43.
  • the generator 5 is, for example, a brushless generator.
  • the generator 5 is a permanent magnet generator.
  • the rotor 5 a of the generator 5 is connected to the crankshaft 43 so that power can be transmitted to the crankshaft 43 without passing through a clutch.
  • the generator 5 includes, for example, three-phase windings (not shown).
  • the generator control device 7 includes an inverter 71, a converter 72, and a control unit 73.
  • Each of the inverter 71 and the converter 72 is configured by a bridge circuit composed of a plurality of switching elements (not shown).
  • Each of the inverter 71 and the converter 72 is formed of, for example, a three-phase full bridge circuit consisting of six transistors.
  • the control unit 73 is configured by a computer.
  • the control unit 73 includes a processor 731 that executes a program, a storage device 732 that stores the program and data, and an I / O unit 733 that inputs and outputs data.
  • the processor 731 of the generator control device 7 controls the inverter 71 and the converter 72 via the I / O unit 733 by executing the program stored in the storage device 732.
  • the generator control device 7 controls the generator 5 and the drive motor 6.
  • a throttle opening detection device 46, a crank speed detection device 47, and a traveling speed detection device 9 are connected to the generator control device 7.
  • the generator control device 7 also controls the engine 4. That is, the generator control device 7 functions as an engine control unit (ECU).
  • a fuel supply device 45 is connected to the generator control device 7.
  • the generator control device 7 controls the fuel supply operation of the fuel supply device 45.
  • a device that controls the engine 4 may be provided separately from the generator control device 7.
  • a device for controlling the drive motor 6 may be provided separately from the generator control device 7.
  • the inverter 71, the converter 72, and the control part 73 may be provided integrally, and may be provided separately from each other.
  • the drive motor 6 is electrically connected to the generator control device 7.
  • the drive motor 6 is, for example, a brushless motor.
  • the drive motor 6 is a permanent magnet type motor.
  • the drive motor 6 includes, for example, three-phase windings (not shown).
  • the drive motor 6 is electrically connected to the generator control device 7.
  • the drive motor 6 is electrically connected to the converter 72 of the generator control device 7. Further, the drive motor 6 is mechanically connected to the driven member 3 via the reduction gear 3a.
  • the generator control device 7 controls the current output from the generator 5 via the inverter 71 by controlling the current flowing to each phase of the generator 5.
  • the generator control device 7 controls the load on the engine 4 by controlling the current output from the generator 5.
  • the generator control device 7 controls the rotational speed of the crankshaft 43 of the engine 4.
  • the generator control device 7 increases the load on the engine 4 by increasing the current output from the generator 5.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 is reduced.
  • the generator control device 7 reduces the load on the engine 4 by reducing the current output from the generator 5.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 is increased.
  • the inverter 71 controls the load of the generator 5 by controlling the switching of the current flowing through the winding (not shown) of the generator 5. For example, the inverter 71 controls on / off of a switching element (not shown) with a pulse width modulated signal.
  • the generator control device 7 controls the current output from the generator 5 by, for example, vector controlling the inverter 71.
  • the vector control is a method of controlling the current of the generator 5 separately into the current Igd of the d-axis component corresponding to the magnetic flux direction of the magnet and the current Igq of the q-axis component perpendicular to the magnetic flux direction in electrical angle.
  • the q-axis component is a component that affects the torque of the generator 5.
  • Vector control is control which performs electricity supply to each phase of the winding of a plurality of phases which is not illustrated, without an electricity supply stop period.
  • Vector control is control that performs energization so that a sinusoidal current flows in each phase of a plurality of phase windings.
  • a plurality of switching units (not shown) included in the inverter 71 are turned on and off at timing by vector control, a sinusoidal current flows in each of the windings of the plurality of phases.
  • the application of rotational load by vector control is realized, for example, by causing a current to flow in the direction of the induced electromotive voltage so as to synchronize with the sine wave of the induced electromotive voltage of the winding of the generator 5.
  • an increase in load due to vector control is realized, for example, by drawing current in the direction of the induced voltage.
  • the current output from the generator 5 via the inverter 71 increases.
  • the generator can have a wider rotational speed range than in the case of controlling the DC current after rectification by the diode and the rectification.
  • the load of 5 is controlled.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the generator control device 7.
  • the control unit 73 of the generator control device 7 includes a shift characteristic acquisition unit 701, a delay addition unit 702, a torque estimation unit 703, a target torque acquisition unit 704, a target current acquisition unit 705, a power generation modulation unit 706, and a target motor current acquisition unit 707. , And a motor modulation unit 708.
  • the generator control device 7 also includes an engine control unit (not shown) that controls the engine 4.
  • Each unit of the control unit 73 is realized by the processor 731 shown in FIG. 2 executing a program stored in the storage device 732. Therefore, shift characteristic acquisition unit 701, delay addition unit 702, torque estimation unit 703, target torque acquisition unit 704, target current acquisition unit 705, power generation modulation unit 706, target motor current acquisition unit 707, and motor modulation unit, which will be described later.
  • the operation 708 can be restated as the operation of the control unit 73.
  • the operations of the shift characteristic acquisition unit 701, the delay addition unit 702, the torque estimation unit 703, the target torque acquisition unit 704, the target current acquisition unit 705, the power generation modulation unit 706, the target motor current acquisition unit 707, and the motor modulation unit 708 In other words, the operation of the generator control device 7 can be reworded.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 acquires the target rotational speed Rt of the crankshaft 43 based on the throttle opening degree Op of the mechanically connected throttle valve 42 and the traveling speed Vc of the vehicle body 1.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 acquires the traveling speed Vc from the traveling speed detection device 9.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 acquires the throttle opening degree Op from the throttle opening degree detection device 46.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 acquires a target rotation speed Rt according to the throttle opening degree Op and the advancing speed Vc.
  • the target rotational speed Rt associated with the throttle opening degree Op and the traveling speed Vc is stored as a map.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 reads the target rotation speed Rt associated with the throttle opening degree Op and the advancing speed Vc from the map stored in advance in the storage device 732.
  • the map of the target rotational speed Rt used in the shift characteristic acquisition unit 701 is created, for example, based on the measurement result of the actual travel of the vehicle having the transmission or the calculation result of the simulation of the model.
  • a map is configured based on the measurement results of the throttle opening degree Op, the traveling speed Vc, and the target rotational speed Rt.
  • CVT continuously variable transmission
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the throttle opening degree, the traveling speed of the vehicle body, and the rotational speed of the crankshaft.
  • the horizontal axis in FIG. 4 indicates the traveling speed of the vehicle body.
  • the vertical axis represents the rotational speed of the crankshaft.
  • the solid line C1 in FIG. 4 indicates the characteristic based on the measurement result of the operation simulation of the continuously variable transmission as the operation target.
  • a plurality of solid lines C1 indicate characteristics corresponding to representative values of a plurality of throttle openings.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 shown in FIG. 3 refers to a map based on the data shown by the solid line C1 in FIG. As a result, the rotational speed characteristic similar to that of the vehicle equipped with the continuously variable transmission is reproduced by the mechanical throttle control type vehicle V1.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 refers to the characteristics of the upper solid line among the plurality of solid lines C1 shown in FIG. 4 as the throttle opening degree increases. Therefore, under the same traveling speed condition, the shift characteristic acquisition unit 701 acquires a larger target rotational speed Rt as the throttle opening degree becomes larger. That is, the generator control device 7 of the present embodiment controls the load of the generator 5 so as to increase the rotational speed of the crankshaft 43 as the throttle opening degree increases under the same traveling speed conditions. For example, in the configuration in which power is supplied to the motor via the storage device, the power of the storage device is consumed when the operation amount of the accelerator operator is increased, and thus the load of the generator is increased to charge the storage device. There is. As a result, the rotational speed of the crankshaft is reduced.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 is increased as the throttle opening degree is increased under the same traveling speed condition. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to achieve hybridization while having the response characteristic and the traveling characteristic of the engine close to the vehicle that transmits the power of the engine to the wheels via the transmission.
  • the broken line C2 in FIG. 4 shows the characteristic based on the continuously variable transmission different from C1.
  • the broken line C2 represents, for example, the characteristics of the continuously variable transmission mounted on a sport type vehicle.
  • the storage unit 732 of the generator control device 7 stores a plurality of maps corresponding to a plurality of types of transmissions.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 of the generator control device 7 selects a map used to acquire the target rotational speed Rt from among a plurality of maps, for example, in accordance with the driver's operation. That is, the shift characteristic acquisition unit 701 switches the map used to acquire the target rotational speed Rt in accordance with the operation of the driver.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 reads the target rotational speed Rt from, for example, a map indicated by the solid line C1 or the map indicated by the broken line C2 in accordance with the driver's operation.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 can be equipped with different types of transmissions, and can have travel characteristics such that the transmissions are switched to another type only by the driver's operation.
  • the mechanical throttle control vehicle V1 has a wide range of travel characteristics in line with changes in the driver's preferences.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 shown in FIG. 3 is not limited to the map readout, and can also acquire the target rotational speed Rt, for example, by calculating an equation that models the characteristics of the transmission.
  • the object in the case of acquiring a map or a modeled expression is not limited to the continuously variable transmission, and may be, for example, a stepped transmission represented by AMT and DCT.
  • the shift characteristic acquisition unit 701 acquires the target rotational speed Rt based on the characteristics of the continuously variable transmission, smooth acceleration and deceleration are realized according to changes in the throttle opening degree Op and the advancing speed Vc.
  • the delay adding unit 702 adds a delay to the target rotational speed Rt acquired by the shift characteristic acquiring unit 701. Specifically, the delay addition unit 702 outputs a target rotation speed Rt ′ including a delay component of a change in the target rotation speed Rt by temporally integrating the target rotation speed Rt sequentially output from the shift characteristic acquisition unit 701. Do. Specifically, the target rotational speed Rt 'includes a first-order delay with respect to the change of the input target rotational speed Rt. As a result, the load on the generator 5 is changed so that the change in the load on the generator 5 according to the change in the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42 is more gradual than the change on the opening degree of the mechanically connected throttle valve 42. Change.
  • the change with the lapse of time of the rotational speed of the crankshaft 43 of the engine 4 approaches, for example, the change of the rotational speed of the crankshaft in the vehicle that mechanically transmits the power of the engine to the wheels.
  • the change of the target rotational speed of the crankshaft 43 of the mechanical throttle control type vehicle V1 of this embodiment becomes smooth like a vehicle equipped with a continuously variable transmission.
  • the torque estimation unit 703 estimates an engine torque Tc output from the engine 4 of the current mechanical throttle control type vehicle V1 from the throttle opening degree Op and the current rotational speed Rc of the crankshaft 43.
  • the torque estimation unit 703 acquires the rotational speed Rc from the crank speed detection device 47.
  • the target torque acquisition unit 704 acquires a target torque Tt based on the target rotation speed Rt ′ output from the delay addition unit 702, the engine torque Tc estimated by the torque estimation unit 703, and the rotation speed Rc of the crankshaft 43. .
  • the target torque acquisition unit 704 acquires the target torque Tt by calculation, for example.
  • the target torque Tt is a torque required to change the current rotational speed Rc to the target rotational speed Rt.
  • the target torque acquisition unit 704 can also acquire the target torque Tt based on the target rotation speed Rt acquired by the transmission characteristic acquisition unit 701 and the engine torque Tc.
  • the target current acquisition unit 705 acquires the output currents Igq and Igd of the generator 5 corresponding to the target torque Tt.
  • the storage device 732 stores a map in which the target torque Tt and the output currents Igq and Igd are associated with each other.
  • the target current acquisition unit 705 reads the output currents Igq and Igd corresponding to the target torque Tt from the map stored in the storage device 732.
  • the target current acquisition unit 705 can also acquire the output currents Igq and Igd, for example, by calculation of an equation that models the characteristics.
  • the power generation modulation unit 706 outputs a signal for operating each of the switching elements (not shown) of the inverter 71 according to the output currents Igq and Igd.
  • the power generation modulation unit 706 performs calculation of vector control based on the current flowing in each phase of the generator 5, and outputs a pulse width modulation signal of each phase corresponding to the output currents Igq and Igd.
  • the inverter 71 is operated by the signal output from the power generation modulation unit 706, whereby the generator 5 outputs the currents Igq and Igd. As a result, a direct current obtained by combining the currents Igq and Igd is output from the inverter 71 as the output current of the generator 5.
  • the inverter 71 outputs a DC voltage and a DC current.
  • the inverter 71 is also connected to an electric device provided in the vehicle body 1.
  • the electrical device is, for example, the light 17 (see FIG. 1).
  • the target motor current acquisition unit 707 acquires the currents Imq and Imd to be supplied to the drive motor 6 according to the DC voltage output from the inverter 71.
  • the motor modulation unit 708 outputs a signal for operating each of the switching elements (not shown) of the converter 72 according to the currents Imq and Imd. Thereby, the currents Imq and Imd are supplied to the drive motor 6.
  • the target motor current acquisition unit 707 of the generator control device 7 controls the switching of the current by the converter 72 so that the magnitude of the DC voltage output from the inverter 71 approaches a predetermined target voltage.
  • the target voltage refers to a voltage predetermined as a voltage input to converter 72.
  • the target motor current acquisition unit 707 controls the currents Imq and Imd supplied to the drive motor 6 so that the voltage output from the inverter 71, that is, the voltage input to the converter 72 falls within a predetermined range.
  • the target motor current acquisition unit 707 controls the currents Imq and Imd such that the voltage input to the converter 72 is in the range of 12 V +/- ⁇ .
  • the target motor current acquisition unit 707 controls the DC voltage upstream of the converter 72 within a predetermined range by controlling the current flowing downstream from the converter 72 toward the drive motor 6. Therefore, simple control of the drive motor 6 realizes control of the drive motor 6 by the current output from the generator 5. Further, since the magnitude of the DC voltage output from the inverter 71 is controlled to approach the target voltage, an electrical device such as the light 17 (see FIG. 1) is driven by the DC from the inverter 71. In the present embodiment, the drive motor 6 is driven by the current output from the generator 5 via the inverter 71. Therefore, a substantial portion of the energy output from the engine 4 is supplied to the drive motor 6 via the inverter 71 and the converter 72. That is, a substantial part of the energy output from the engine 4 is supplied to the drive motor 6 without being dispersed or stored in the storage device.
  • the generator control device 7 of the present embodiment controls the engine 4 by controlling the currents Igq and Igd output from the generator 5 based on the opening degree Op of the mechanical connection type throttle valve 42 and the traveling speed Vc of the vehicle body 1. Control the load on Thus, the generator control device 7 controls the rotational speed of the crankshaft 43 of the engine 4. For this reason, the mechanical throttle control type vehicle V1 can maintain, for example, engine rotation characteristics and traveling characteristics such as a vehicle in which power from the engine is directly transmitted to the driven member via the continuously variable transmission. . Further, the load of the generator 5 on the engine 4 is not affected by, for example, charging by the power storage device.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 is reduced due to charging when the charge amount of the power storage device is small, and the rotational speed of the crankshaft 43 is increased when fully charged. There is. According to the generator control device 7 of the present embodiment, such a change in rotational speed can be suppressed. Therefore, the response of the rotational speed of the crankshaft 43 to the operation of the accelerator operator 8 and the advancing speed of the vehicle body 1 is high.
  • the mechanical throttle control vehicle V1 is a hybrid vehicle, in particular a series hybrid vehicle.
  • the mechanical throttle control vehicle V1 transfers the energy of the engine in the form of electrical power.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 has high energy transmission efficiency as compared with the configuration in which the force is transmitted via a continuously variable transmission having, for example, a pulley on which a belt is wound. Therefore, the fuel efficiency is high.
  • the mechanical connection type throttle valve 42 of the mechanical throttle control type vehicle V1 is mechanically connected to the accelerator operating element 8 by the operation transmission member 8a, for example, compared with the configuration having the electric throttle and its control device,
  • the engine 4 can be controlled with a simple configuration.
  • the output of the engine 4 provided with the mechanically connected throttle valve 42 changes in accordance with the driver's operation.
  • the output of the engine 4 can not change independently of the driver's operation.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 can change the rotational speed of the crankshaft 43 independently of the driver's operation by changing the load of the generator 5 on the engine 4.
  • the main load of the engine 4 is a generator 5.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 may fluctuate rapidly due to the driver's opening operation, as compared with the case where a large load resulting from the inertia of the wheels and the vehicle body 1 is normally applied to the engine 4.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 of this embodiment since the load of the generator 5 is controlled, it is possible to obtain, for example, a rotational speed characteristic like a vehicle in which engine power is transmitted to wheels via a transmission. . Further, the mechanical throttle control type vehicle V1 of the present embodiment actively controls the torque and the output of the engine 4 not mechanically connected to the wheels by controlling the rotational speed of the crankshaft 43 with the generator 5 can do. Moreover, in the mechanical throttle control type vehicle V1 of the present embodiment, as described above, the response of the rotational speed of the crankshaft 43 to the operation of the accelerator operation element 8 and the traveling speed of the vehicle main body 1 is high. The rotational speed of the crankshaft 43 responds quickly, as in the case of transmitting power through the transmission. According to the mechanical throttle control type vehicle V1, it is possible to perform hybridization while maintaining the traveling characteristic matched to the operation.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the generator control device provided in the mechanical throttle control type vehicle V1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the generator control device 7 in the present embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 3 in that a fluctuation emphasizing processing unit 709 is provided between the target current acquisition unit 705 and the power generation modulation unit 706.
  • the other points in this embodiment are the same as the first embodiment. Therefore, in the description of the present embodiment, the drawings for the first embodiment are diverted, and the same reference numerals as in the first embodiment are used.
  • the generator control device 7 in this embodiment performs at least a part of a high rotational speed period in which the rotational speed of the crankshaft 43 is higher than the average rotational speed of the crankshaft 43 in one combustion cycle.
  • the load on the generator 5 is reduced.
  • the generator control device 7 controls the load of the generator 5 to increase at least a part of the low rotational speed period in which the rotational speed of the crankshaft 43 is lower than the average rotational speed of the crankshaft 43 in one combustion cycle.
  • the variation emphasis processing unit 709 calculates, for the rotation speed Rc of the crankshaft 43, the average of the rotation speeds of the immediately preceding combustion cycle.
  • the variation emphasis processing unit 709 stores the rotational speed for one past combustion cycle in the storage device 732.
  • the variation emphasis processing unit 709 adds the values of the currents Igq and Igd acquired by the target current acquisition unit 705 and outputs the result.
  • the variation emphasis processing unit 709 subtracts the values of the currents Igq and Igd acquired by the target current acquisition unit 705 and outputs the result.
  • the load decrease and increase are performed regardless of the operation timing of the accelerator operator 8 by the driver.
  • the mechanical throttle control type vehicle V1 of the present embodiment since the load of the generator 5 is reduced during the high rotational speed period in which the rotational speed of the crankshaft 43 is relatively high, the crankshaft in the combustion stroke of each combustion cycle An increase in the rotational speed of 43 is emphasized. That is, the fluctuation of the rotational speed in each combustion cycle is emphasized. Therefore, it is possible to emphasize the vibration and the engine noise of the engine 4 while hybridizing the mechanical throttle control type vehicle V1 to proceed with the power of the drive motor 6. Further, according to the mechanical throttle control type vehicle V1 of the present embodiment, the fluctuation of the power output from the generator 5 in the combustion cycle can be suppressed.
  • the rate of increase or decrease in the currents Igq, Igd be smaller than the rate of fluctuation in the rotational speed in the combustion cycle.
  • the rate of increase or decrease in the currents Igq, Igd is not limited to this, and may be larger than the rate of variation in the rotational speed in the combustion cycle.
  • FIG. 6 is a side view schematically showing a mechanical throttle control type vehicle according to a third embodiment of the present invention.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 shown in FIG. 6 is a straddle type vehicle.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 is specifically a motorcycle.
  • the mechanical throttle control type vehicle V 2 includes a front wheel 2 and one rear wheel as a driven member 3.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 of this embodiment is different from the mechanical throttle control type vehicle V1 according to the first embodiment in the number of driven members 3 and the shape of the vehicle main body 1.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 of this embodiment does not have a ceiling, and has one seat 12a.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 of this embodiment turns in a lean attitude.
  • the present embodiment and the first embodiment share the configuration and configuration of each part involved in energy transfer. Therefore, in the description of this embodiment, the drawings other than FIG. 1 referred to in the first embodiment are diverted, and the same reference numerals as in the first embodiment are used.
  • the vehicle body 1 is provided with a handlebar 11 as in the case of the mechanical throttle control type vehicle V1 shown in FIG.
  • the vehicle body 1 also includes a seat 12a.
  • the vehicle body 1 does not have a cabin.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 also has a generator control unit 7.
  • the generator control device 7 controls the load on the engine 4 by controlling the currents Igq and Igd output from the generator 5 based on the opening degree Op of the machine-connected throttle valve 42 and the traveling speed Vc of the vehicle body 1. Do.
  • the generator control device 7 controls the rotational speed of the crankshaft 43 of the engine 4.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 can maintain, for example, a traveling characteristic such as a vehicle in which the power from the engine is directly transmitted to the driven member via the continuously variable transmission.
  • the load of the generator 5 on the engine 4 is not affected by, for example, charging of the power storage device.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 decreases because of charging, and a change such as an increase in the rotational speed of the crankshaft 43 when full charge is achieved is suppressed. Therefore, the response of the rotational speed of the crankshaft 43 to the operation of the accelerator operator 8 and the advancing speed of the vehicle body 1 is high.
  • the mechanical throttle control vehicle V2 transmits energy of the engine in the form of electric power by hybridization. For this reason, the mechanical throttle control type vehicle V1 has high energy transfer efficiency as compared with the configuration in which the force is transmitted through the continuously variable transmission having, for example, a configuration in which a belt is wound around a pulley. Therefore, the fuel efficiency is high. Further, since the mechanical connection type throttle valve 42 of the mechanical throttle control type vehicle V2 is mechanically connected to the accelerator operating element 8 by the operation transmission member 8a, for example, compared with the configuration having the electric throttle and its control device, The engine 4 can be controlled with a simple configuration.
  • the response of the rotational speed of the crankshaft 43 is high with respect to the operation of the accelerator operator 8 and the traveling speed of the vehicle main body 1, for example, as in the case of transmitting force via a continuously variable transmission.
  • the rotational speed of the crankshaft 43 responds.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 it is possible to achieve hybridization while maintaining the traveling characteristics matched to the operation.
  • the generator control apparatus 7 which concerns on 2nd embodiment is applicable also to the mechanical throttle control type
  • the load on the generator 5 decreases in the high rotational speed period during which the rotational speed is high in the combustion cycle, and the load on the generator 5 increases in the low rotational speed period.
  • the load decrease and increase are performed regardless of the operation timing of the accelerator operator 8 by the driver.
  • the mechanical throttle control type vehicle V2 of the present embodiment fluctuation of the power output from the generator 5 in the combustion cycle can be suppressed.
  • V1, V2 Mechanical throttle control type vehicle 1 Vehicle body 3 Driven member 4 Engine 5 Generator 5a Rotor 5b Stator 6 Drive motor 7 Generator control device 8 Accelerator control 8a Operation transmission member 42 Mechanically connected throttle valve 43 Crankshaft

Abstract

本発明は、操作に合わせた走行特性を維持しつつハイブリッド化した機械スロットル制御型ビークルを提供する。機械スロットル制御型ビークルは、ビークル本体と、進行速度検出装置と、アクセル操作子と、アクセル操作子と操作伝達部材で機械的に接続され機械接続式スロットル弁と、クランクシャフトとを有するエンジンと、クランクシャフトと接続されたロータ及びステータを有しエンジンに駆動されて発電する発電機と、発電機の負荷を制御する発電機制御装置と、駆動モータと、被駆動部材と、を備え、発電機制御装置は、アクセル操作子と操作伝達部材で機械的に接続されたスロットル弁の開度及びビークル本体の進行速度に基づき発電機の負荷を変えることによってエンジンのクランクシャフトの回転速度を制御し、且つ、被駆動部材を駆動するための電力を、蓄電装置を介さず駆動モータに供給する。

Description

機械スロットル制御型ビークル
　本発明は、機械接続式スロットル弁を有するエンジンを備えた機械スロットル制御型ビークルに関する。
　ビークルに備えられ、機械接続式スロットル弁を有するエンジンとして、例えば、ワイヤ（スロットルワイヤ）と接続されたスロットル弁と、気化器とを備えた内燃機関が開発されている（例えば、特許文献１参照）。ワイヤは、スロットル操作部に連結されたスロットル操作伝達部材である。
　また、機械接続式スロットル弁を有するエンジンとして、例えば、ワイヤで回転駆動されるスロットル弁と、燃料供給装置としての燃料噴射弁とが設けられたエンジンも開発されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１６－１８３６３９号公報 特開２０１６－６８８１８号公報
　このような機械接続式スロットル弁を有するエンジンを備えた機械スロットル制御型ビークルについて、アクセルの操作に合わせた走行特性を維持しつつ、電気的な動力を利用できるようハイブリッド化したいという要望がある。
　本発明の目的は、操作に合わせた走行特性を維持しつつハイブリッド化した機械スロットル制御型ビークルを提供することである。
　本発明者らは、機械スロットル制御型ビークルのハイブリッド化と、操作に合わせた走行特性について詳細に検討した。
　ハイブリッド化されたビークルは、エンジンを備えており、さらに、ビークルが進行するための駆動源として電気モータ（以降単にモータと称する）を備えている。この点が、進行するための駆動源としてエンジンのみを備えたビークルと異なる。
　エンジンに加えて、エンジンと異なる駆動源であるモータを備えたビークルでは、エンジンのみの動力によって進行するビークルとは異なり、操作に合わせた走行特性を得ることが容易でない。
　例えば、モータ又はアクチュエータで駆動するスロットル弁を有する電子制御スロットルシステムが追加されたビークルであれば、ハイブリッド化されても、運転者の操作に合わせた走行特性を維持しやすい。なぜなら、電子制御スロットルシステムが追加されたビークルは、例えばモータによる駆動の状態、又は蓄電装置の充電状態に応じて、運転者によるアクセルの操作とは独立してエンジンの動力の大きさを調整できるからである。
　しかし、機械接続式スロットル弁を有するエンジンを備えた機械スロットル制御型ビークルでは、エンジンに供給される空気の量が、アクセルの操作によって定まる。つまり、機械スロットル制御型ビークルでは、アクセルの操作に対するエンジンの動力の調整の自由度が制約されている。
　このため、機械スロットル制御型ビークルでは、アクセルの操作に合わせた走行特性を維持することが困難であると考えられていた。
　そこで本発明者らは、機械スロットル制御型ビークルのハイブリッド化と、操作に合わせた走行特性についてさらに検討した。
　ハイブリッド化されたビークルでは、通常、エンジンによって駆動される発電機が発電を行う。例えば、スロットル弁の開度が一定であり、エンジンに供給される空気の量が一定である場合、発電機の回転速度を変化させるような制御を行うと、エンジンから出力されるトルクが変化する。この場合、スロットル弁の開度が一定でも発電機から出力される電流の量が異なる。
　従って、ハイブリッド化されたビークルでは、アクセルの操作によるエンジンへの空気量の制御に加えて、発電機による回転の負荷の制御も可能である。このため、エンジンに供給される空気の量が、アクセルの操作によって一意に定まる機械スロットル制御型ビークルであっても、発電機による制御が加わることによって、走行特性の制御の自由度が増大する。
　本発明者らは、発電機による制御を加えたことによる、走行特性の制御の自由度の増大を利用して、ハイブリッド化された機械スロットル制御型ビークルにおいても、操作に合わせた走行特性が維持できることを見出した。
　以上の知見に基づいて完成した本発明の各観点によるビークルは、次の構成を備える。
　（１）本発明の、ひとつの観点によれば、機械スロットル型ビークルは、
　機械接続式スロットル弁を有するエンジンを備えた機械スロットル制御型ビークルであって、
　前記機械スロットル制御型ビークルは、
　ビークル本体と、
　前記ビークル本体の進行速度を検出する進行速度検出装置と、
　前記ビークル本体が進行するための動力の増加又は減少を指示するよう操作されるアクセル操作子と、
　吸気通路と、前記アクセル操作子と操作伝達部材で機械的に接続され前記操作伝達部材を介して伝達される前記アクセル操作子の操作量に応じて前記吸気通路の開度を変える機械接続式スロットル弁と、動力を出力するクランクシャフトとを有する前記エンジンと、
　前記クランクシャフトとの間でクラッチを介さずに動力が伝達されるように前記クランクシャフトと接続されたロータ、及び、前記ロータと対向するように配置されたステータを有し、前記エンジンに駆動されて発電する発電機と、
　前記エンジンから出力された動力に対する前記発電機の負荷を制御する発電機制御装置と、
　前記発電機制御装置を介して前記発電機から出力された電力で駆動される駆動モータと、
　前記エンジン及び前記発電機のいずれからも機械的な動力の伝達を受けず前記駆動モータに駆動され、前記ビークル本体を進行させる動作を行うように構成された被駆動部材と、を備え、
　前記発電機制御装置は、前記アクセル操作子と前記操作伝達部材で機械的に接続された前記機械接続式スロットル弁の開度及び前記ビークル本体の進行速度に基づき前記発電機の負荷を変えることによって前記エンジンの前記クランクシャフトの回転速度を制御し、且つ、前記被駆動部材を駆動するための電力を、蓄電装置を介さず前記駆動モータに供給する。
　（１）の機械スロットル制御型ビークルは、ビークルを進行させる動作を行うように構成された被駆動部材が駆動モータに駆動されたハイブリッドビークルである。被駆動部材は、エンジンのクランクシャフト及び発電機のいずれからも機械的な動力の伝達を受けない。駆動モータは、発電機制御装置を介して発電機から出力された電力で駆動する。発電機は、エンジンに駆動されて発電する。
　（１）の機械スロットル制御型ビークルでは、アクセル操作子の操作量に応じて吸気通路の開度を変える機械接続式スロットル弁がアクセル操作子とワイヤ等の操作伝達部材で機械的に接続されている。このため、エンジンの出力を操作に合わせて制御することが、簡単な構成で実現される。
　エンジンに駆動されて発電する発電機のロータは、クランクシャフトとの間でクラッチを介さずに動力が伝達されるようにクランクシャフトと接続されているため、発電機のロータとエンジンのクランクシャフトとの間で動力の伝達が途切れない。このため、アクセル操作子の操作に基づいて発電機へ供給される動力が制御しやすい。また、発電機からの負荷も、途切れることなくエンジンに伝達されやすい。
　発電機制御装置は、アクセル操作子と操作伝達部材で機械的に接続されたスロットル弁の開度及びビークル本体の進行速度に基づき発電機の負荷を変えることによってエンジンのクランクシャフトの回転速度を制御する。このため、例えば、エンジンの動力を車輪に機械的に伝達するビークルのような走行特性を維持することが可能である。
　さらに、被駆動部材を駆動するための電力は、蓄電装置を介さず駆動モータに供給される。このため、例えば、アクセル操作子の操作量に応じて吸気通路の開度が変わった場合に、エンジンから出力され被駆動部材に供給されるエネルギーが蓄電装置に途中で吸収され減少するといった事態が抑えられる。従って、操作伝達部材でアクセル操作子と機械的に接続されたスロットル弁の開度及びビークル本体の進行速度に対し、クランクシャフトの回転速度の応答性が高い。従って、被駆動部材によって進行する（１）の機械スロットル制御型ビークルでは、ハイブリッド化しても、エンジンの動力に合わせた走行特性が維持されやすい。また、（１）の機械スロットル制御型ビークルは、ハイブリッド化しても操作子の操作に合わせたエンジンの動力特性が維持されやすい。従って、機械スロットル制御型ビークルを、操作に合わせた走行特性を維持しつつハイブリッド化することができる。
　（２）本発明の、別の観点によれば、（１）の機械スロットル制御型ビークルであって、
　前記発電機制御装置は、前記発電機に設けられた巻線と電気的に接続され、前記巻線に流れる電流の断続の切換えを制御することによって前記発電機の負荷を制御するインバータを備える。
　（２）の機械スロットル制御型ビークルによれば、例えば電圧レギュレータによる制御と比べて、発電機のロータのより広い回転速度範囲で、発電機の負荷を制御することができる。従って、機械スロットル制御型ビークルを、操作に合わせた走行特性をより広いクランクシャフトの回転速度範囲において維持しつつハイブリッド化することができる。
　（３）本発明の、別の観点によれば、（２）の機械スロットル制御型ビークルであって、
　前記発電機制御装置は、前記インバータが出力する直流電圧を受け、前記駆動モータが有する巻線に流れる電流の断続の切換えを制御するコンバータを有し、
　前記発電機制御装置は、前記インバータから出力される直流電圧の大きさが、所定の目標電圧に近づくよう、前記コンバータによる電流の断続の切換えを制御する。
　（３）の機械スロットル制御型ビークルによれば、インバータから出力される直流電圧の大きさが、所定の目標電圧の近くに保たれる。コンバータに入力される電圧変動が抑えられている条件の下、コンバータによる駆動モータの制御が実施されるので、簡潔な制御によって操作に合わせた走行特性を維持することができる。また、機械スロットル制御型ビークルに搭載された駆動モータ以外の電気機器を、インバータから出力される直流電圧によって直接駆動することが可能である。
　（４）本発明の、別の観点によれば、（１）から（３）いずれか１の機械スロットル制御型ビークルであって、
　前記発電機制御装置は、前記アクセル操作子と前記操作伝達部材で機械的に接続された前記機械接続式スロットル弁の開度が変化する時、前記機械接続式スロットル弁の開度の変化に応じた前記発電機の負荷の変化が、前記機械接続式スロットル弁の開度の変化よりも緩やかになるよう、前記発電機の負荷を変化させる。
　（４）の機械スロットル制御型ビークルでは、スロットル弁の開度の変化に応じた発電機の負荷の変化が、スロットル弁の開度の変化よりも緩やかになるように、発電機の負荷が変化する。これにより、エンジンのクランクシャフトの回転速度の変化が、ハイブリッド化しない場合のクランクシャフトの回転速度の変化に近づく。従って、操作に合わせた走行特性をより詳細なレベルで維持しつつ、機械スロットル制御型ビークルをハイブリッド化することができる。
　（５）本発明の、別の観点によれば、（１）から（４）いずれか１の機械スロットル制御型ビークルであって、
　前記発電機制御装置は、前記エンジンの各燃焼サイクルにおいて、クランクシャフトの回転速度が１つの燃焼サイクルにおけるクランクシャフトの平均回転速度よりも高い高回転速度期間の少なくとも一部に前記発電機の負荷を減少し、クランクシャフトの回転速度が１つの燃焼サイクルにおけるクランクシャフトの平均回転速度よりも低い低回転速度期間の少なくとも一部に前記発電機の負荷を増大するよう制御する。
　（５）の機械スロットル制御型ビークルでは、高回転速度期間に発電機の負荷が減少し、低回転速度期間に前記発電機の負荷が増大する。この負荷の減少及び増大は、運転者によるアクセル操作子の操作タイミングに関らず実行される。これにより、発電機から出力される電力の、燃焼サイクル内における変動が抑えられる。しかも、クランクシャフトの回転速度が相対的に高い高回転速度期間に発電機の負荷が減少するので、各燃焼サイクルの燃焼行程でのクランクシャフトの回転速度の増大が強調される。このため、駆動モータの動力で進行するハイブリッド化を行いつつ、エンジンの振動及びエンジン音を強調することができる。
　本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。
　本明細書にて使用される用語「および/または」はひとつの、または複数の関連した列挙された構成物のあらゆるまたはすべての組み合わせを含む。
　本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える（including）」「含む、備える（comprising）」または「有する（having）」およびその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分および/またはそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。
　本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」および/またはそれらの等価物は広く使用され、直接的および間接的な取り付け、接続および結合の両方を包含する。
　他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
　一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
　本発明の説明においては、技術および工程の数が開示されていると理解される。
　これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。
　したがって、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。
　それにもかかわらず、明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明および請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
　本明細書では、新しいビークルについて説明する。
　以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。
　しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。
　本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
　機械スロットル制御型ビークルは、機械接続式スロットル弁を有するエンジンを備えたビークルである。
　機械接続式スロットル弁は、アクセル操作子と機械的に接続されたスロットル弁である。機械接続式スロットル弁は、操作伝達部材でアクセル操作子と機械的に接続されている。例えば、モータ又はアクチュエータで駆動されるスロットル弁は、機械接続式スロットル弁と異なる。機械接続式スロットル弁は、アクセル操作子が操作された操作力を動力として、アクセル操作子の操作に応じて吸気通路の開度を変える。機械接続式スロットル弁は、例えばバタフライ弁である。機械接続式スロットル弁は、例えば、吸気通路の途中に配置されている。操作伝達部材としては、特に限定されず、例えば、ワイヤ等の線状部材、棒状部材が挙げられる。操作伝達部材は、必ずしも、単一の部材である必要はなく、複数の部材から構成されていてもよい。
　クランクシャフトとの間でクラッチを介さずに動力が伝達されるようにクランクシャフトと接続されたロータは、例えば、クランクシャフトに対し直結されていてもよい。また、ロータは、例えば、固定速度比のギアを介してクランクシャフトと接続されていてもよい。クラッチは、動力の伝達及び切断を切替える装置である。
　また、駆動モータは、例えば、ブラシレスモータである。駆動モータは、例えば、永久磁石式モータである。但し、駆動モータは、これに限られず、例えば、誘導型モータ、ブラシモータでもよい。駆動モータは、例えば、アウタロータ型モータ、インナロータ型モータ、及び、アキシャルギャップ型モータを含む。ステータはロータと対向するように配置されている。この場合、ステータとロータとの間には非磁性体のみが介在している。例えばステータとロータとの間には少なくとも空気が介在している。
　発電機は、例えば、ブラシレス発電機である。発電機は、例えば、永久磁石式発電機である。但し、発電機は、これに限られず、例えば、誘導発電機、ブラシ発電機でもよい。発電機は、例えば、アウタロータ型発電機、インナロータ型発電機、及び、アキシャルギャップ型発電機を含む。
　アクセル操作子は、例えば、アクセルグリップである。但し、アクセル操作子はこれに限られず、例えば、アクセルペダル又はアクセルレバーであってもよい。
　アクセル操作子の操作量は、例えば、操作に応じたアクセル操作子の変位量である。操作伝達部材は、操作伝達部材自体の移動によって、アクセル操作子の変位量を伝達する。但し、アクセル操作子の操作量は、これに限られず、例えば、アクセル操作子に加えられる操作力を含んでもよい。操作伝達部材は、力を伝達する。
　エンジンは、例えば、単気筒エンジン及び２以上の気筒を有するエンジンを含む。
　エンジンは、例えば、４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンであることが好ましい。４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンは、単気筒エンジン、２気筒エンジン、不等間隔燃焼型３気筒エンジン、又は、不等間隔燃焼型４気筒エンジンである。
　４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンは、低い回転速度における回転の安定性が、他のタイプのエンジンと比べ低い。このため、被駆動部材にビークル本体の進行を開始させるために、クランクシャフトの回転速度を低下させることが困難であった。本発明の観点によるビークルは、４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンでも、加速の操作に対するビークルの進行の応答性が高めやすい。
　ただし、エンジンは、例えば、４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有さない４ストロークエンジン（例えば、等間隔燃焼型４気筒エンジン）でもよい。エンジンは、ガソリンエンジンでもよく、ディーゼルエンジンでもよい。
　ビークルは移送機関である。ビークルは、有人の乗物、又は無人の輸送機関である。ビークルは、例えば車輪を有する車両である。ビークルは例えば鞍乗型車両である。鞍乗型車両とは、運転者がサドルに跨って着座する形式の車両をいう。鞍乗型車両は、サドル型のシートを備える車両である。鞍乗型車両は、例えば、リーン姿勢で旋回する車両である。ビークルは例えば自動二輪車である。自動二輪車は、リーン姿勢で旋回する車両の一例である。また、自動二輪車は、鞍乗型車両の一例である。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、ＡＴＶ（Ａｌｌ－Ｔｅｒｒａｉｎ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）等であってもよい。また、ビークルは、鞍乗型車両に限定されず、車室を有する４輪車両等であってもよい。本発明に係るビークルは、車輪付きビークルに限定されず、例えばスクリューを有する船舶でもよい。
　被駆動部材は、例えば車輪である。被駆動部材は、例えばスクリューでもよい。
　走行特性は、例えば被駆動部材から出力される力の特性として表すことができる。アクセル操作子の操作に合わせた走行特性には、操作に対する加速の応答及び操作量に対する走行速度の変化量が含まれる。
　発電機制御装置は、被駆動部材を駆動するための電力を、蓄電装置を介さずに駆動モータに供給する。蓄電装置は、例えば被駆動部材を駆動して機械スロットル制御型ビークルを進行させるような電力を蓄える装置である。蓄電装置は、例えばバッテリ、又はキャパシタである。但し、蓄電装置は、インバータが備えるスイッチング素子のオン／オフによって制御された電流を平滑化するための平滑用キャパシタを含まない。このような、平滑用キャパシタは、被駆動部材を駆動して機械スロットル制御型ビークルを進行させるような電力を蓄えない。即ち、発電機制御装置は、機械スロットル制御型ビークルを進行させるような電力を蓄えない平滑用キャパシタを介して、電力を駆動モータに供給してもよい。
　発電機制御装置は、発電機から出力される電流を変えることによって発電機の負荷を変える。発電機制御装置は、例えば、インバータを備える。但し、発電機制御装置はこれに限られず、インバータの代わりに例えばダイオードによる整流器と電圧レギュレータを備えてもよい。また、発電機制御装置は、更に、コンバータを備えていてもよい。発電機が例えばブラシレス発電機又は誘導発電機の場合、発電機から出力される電流の大きさ及び向きが回転に応じて変動する。例えば、発電機制御装置が、発電機の巻線に接続されるインバータを備える場合、発電機の負荷は、インバータから出力される直流電流に対応する。
　機械スロットル制御型ビークルは、発電機のロータの回転速度を検出するロータ回転速度検出器を備えてもよい。例えば、発電機制御装置は、ロータ回転速度検出器で検出されるロータの回転速度を、スロットル弁の開度及び進行速度に基づいて決定した目標回転速度に近づけるよう、発電機の負荷を制御する。
　スロットル弁の開度の変化に応じた発電機の負荷の変化と、スロットル弁の開度の変化は、例えば、互いに対応する変化に要する時間を比較することによって比較できる。例えば、ある操作によるスロットル弁の開度の変化量を１００とする。また、このスロットル弁の開度の変化に応じた発電機の負荷の変化量を１００とする。この場合に、スロットル弁の開度が１００相当分変化することに要した時間よりも、発電機の負荷が１００相当分変化することに要した時間が長ければ、発電機の負荷の変化がスロットル弁の開度の変化より緩やかであると判別できる。
　本発明によれば、操作に合わせた走行特性を維持しつつハイブリッド化した機械スロットル制御型ビークルを提供できる。
本発明の第一実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルの概略を示す側面図である。 図１に示す機械スロットル制御型ビークルのエネルギー伝達経路を示すブロック図である。 発電機制御装置の構成を説明するブロック図である。 スロットル開度、ビークル本体の進行速度、クランクシャフトの回転速度の関係を示すグラフである。 本発明の第二実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルに備えられた発電機制御装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第三実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルの概略を示す側面図である。
　以下、本発明を、実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。
　［第一実施形態］
　図１は、本発明の第一実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルの概略を示す側面図である。
　図１に示す機械スロットル制御型ビークルＶ１は、ビークル本体１と、エンジン４と、被駆動部材３と、アクセル操作子８とを備えている。
　図１に示す機械スロットル制御型ビークルＶ１は、三輪自動車である。機械スロットル制御型ビークルＶ１は、例えばオート・リクシャー、及びトゥクトゥクなどと称されることがある。ビークル本体１は、ハンドルバー１１を備えている。また、ビークル本体１は、シート１２ａ，１２ｂを備えている。ビークル本体１は、天井を有するが、閉じた車室を有さない。
　被駆動部材３は、ビークル本体１に設けられている。被駆動部材３は、車輪である。機械スロットル制御型ビークルＶ１は、前輪２と、被駆動部材３としての２つの後輪を備えている。被駆動部材３は、機械スロットル制御型ビークルＶ１を進行させる動作を行うように構成されている。被駆動部材３としての車輪は、回転することによって機械スロットル制御型ビークルＶ１を走行させる。
　機械スロットル制御型ビークルＶ１の前輪２の向きは、ハンドルバー１１の向きと連動している。例えば、シート１２ａに着座した運転者がハンドルバー１１の向きを操作することにより、機械スロットル制御型ビークルＶ１の進行方向を制御する。
　アクセル操作子８は、ハンドルバー１１に設けられている。アクセル操作子８は、ビークル本体１が進行するための動力の増加又は減少を指示するよう操作される。例えば、シート１２ａに着座した運転者がハンドルバー１１に設けられたアクセル操作子８を操作することにより、機械スロットル制御型ビークルＶ１の加速及び減速を制御する。ビークル本体１には、ライト１７も備えられている。
　エンジン４は、ビークル本体１に設けられている。エンジン４は、例えばガソリンエンジンである。エンジン４は、吸気通路４１と、機械接続式スロットル弁４２と、クランクシャフト４３とを有する。燃焼に用いられる空気は吸気通路４１を通って、エンジン４に取り込まれる。機械接続式スロットル弁４２は、吸気通路４１に配置されている。機械接続式スロットル弁４２は、吸気通路４１を開閉する弁である。機械接続式スロットル弁４２は、操作伝達部材８ａによってアクセル操作子８と機械的に接続されている。機械接続式スロットル弁４２とアクセル操作子８は、操作伝達部材８ａによって連結されている。
　操作伝達部材８ａは、例えば機械式ワイヤである。操作伝達部材８ａは、例えば電気によらずアクセル操作子８の操作量を機械接続式スロットル弁４２に伝達する。アクセル操作子８の操作量は、例えばアクセル操作子８の操作に応じた変位量である。また、操作伝達部材８ａは、アクセル操作子８の操作力を機械接続式スロットル弁４２に伝達する。
　機械接続式スロットル弁４２は、操作伝達部材８ａを介して伝達されたアクセル操作子８の操作量に応じて吸気通路４１の開度を変える。詳細には、機械接続式スロットル弁４２は、吸気通路４１の断面積を、アクセル操作子８の操作量に応じた断面積にする。機械接続式スロットル弁４２は、アクセル操作子が操作される操作力によって吸気通路４１の開度を変える。機械接続式スロットル弁４２は、アクセル操作子８の操作伝達部材８ａで機械的に接続されているため、操作によってエンジン４の出力を制御するための構成が、例えば電動式スロットル弁を備えた構成と比べて簡単である。
　エンジン４の燃焼動作によって生じた動力は、クランクシャフト４３によって外部に出力される。
　機械スロットル制御型ビークルＶ１は、ハイブリッドビークルである。機械スロットル制御型ビークルＶ１は、進行速度検出装置９と、発電機５と、発電機制御装置７と、駆動モータ６とを備えている。進行速度検出装置９は、ビークル本体１の進行速度を検出する。つまり、進行速度検出装置９は、機械スロットル制御型ビークルＶ１の進行速度を検出する。進行速度検出装置９は、例えば、被駆動部材３である後輪の回転速度を検出するセンサである。進行速度検出装置９は、被駆動部材３の回転速度を検出することにより、ビークル本体１の進行速度を検出する。
　発電機５は、エンジン４に駆動されて発電する。発電機５は、ロータ５ａ及びステータ５ｂを有する。ロータ５ａは、クランクシャフト４３との間でクラッチを介さずに動力が伝達されるようにクランクシャフト４３と接続されている。ステータ５ｂは、ロータ５ａと対向するように配置されている。ステータ５ｂとロータ５ａの間には空気が配置されている。
　発電機制御装置７は、発電機５から出力された電流及び電圧を変換して駆動モータ６に供給する。発電機制御装置７は、被駆動部材３を駆動するための電力を、例えばバッテリといった蓄電装置を介さず駆動モータ６に供給する。
　駆動モータ６は、発電機制御装置７を介して発電機５から出力された電力で駆動される。機械スロットル制御型ビークルＶ１の被駆動部材３は、駆動モータ６によって駆動される。被駆動部材３は、エンジン４及び発電機５のいずれからも機械的な動力の伝達を受けず駆動モータ６に駆動される。
　発電機制御装置７は、エンジン４から出力された動力に対する発電機５の負荷を制御する。発電機制御装置７は、発電機５から出力された電流を制御することによって、エンジン４に対する発電機５の負荷を制御する。発電機制御装置７は、操作伝達部材８ａによってアクセル操作子８と機械的に接続された機械接続式スロットル弁４２の開度及びビークル本体１の進行速度に基づき発電機５の負荷を変える。これによって、発電機制御装置７は、エンジン４のクランクシャフト４３の回転速度を制御する。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、例えば、エンジンから被駆動部材に動力が伝達されるビークルのような走行特性を維持することが可能である。また、発電機制御装置７は、被駆動部材３を駆動するための電力を、蓄電装置を介さず駆動モータ６に供給する。このため、エンジン４に対する発電機５の負荷が例えば蓄電装置の充電の影響を受けない。従って、クランクシャフト４３の回転速度が、操作伝達部材８ａの操作及びビークル本体１の進行速度に対応しやすい。
　機械スロットル制御型ビークルＶ１は、エンジン４と、電気モータである駆動モータ６の双方を搭載したハイブリッド型のビークルである。しかし、機械スロットル制御型ビークルＶ１では、エンジン４の動力に合わせた走行特性が維持されやすい。また、アクセル操作子８の操作に合わせたエンジン４の動力特性が維持されやすい。
　図２は、図１に示す機械スロットル制御型ビークルＶ１のエネルギー伝達経路を示すブロック図である。
　図２には、エンジン４、発電機５、発電機制御装置７、駆動モータ６、被駆動部材３、及びアクセル操作子８が示されている。
　エンジン４には、ピストン４４及び燃料供給装置４５が備えられている。燃料供給装置４５は、吸気通路４１に設けられている。燃料供給装置４５は吸気通路４１内に燃料を噴射する。燃料供給装置４５は、吸気通路４１を通って流入した空気の量に応じた量の燃料を供給する。従って、燃料供給装置４５は、機械接続式スロットル弁４２の開度に応じた量の燃料を供給する。
　機械接続式スロットル弁４２は、操作伝達部材８ａによってアクセル操作子８と機械的に接続されている。機械接続式スロットル弁４２の開度は、アクセル操作子８の操作量に応じて決まる。機械接続式スロットル弁４２の開度は、アクセル操作子８の操作量と一意に対応する。例えば、アクセル操作子８の操作量が変動しない場合に、機械接続式スロットル弁４２の開度も変動しない。また、エンジン４には、機械接続式スロットル弁４２の開度を検出するスロットル開度検出装置４６が備えられている。
　エンジン４内で空気と燃料を含む混合気の燃焼によってピストン４４が往復動することに伴い、クランクシャフト４３が回転する。エンジン４には、クランクシャフト４３の回転速度を検出するクランク速度検出装置４７が備えられている。
　発電機５は、例えば、ブラシレス発電機である。詳細には、発電機５は、永久磁石式発電機である。発電機５のロータ５ａは、クランクシャフト４３との間でクラッチを介さずに動力が伝達されるようにクランクシャフト４３と接続されている。発電機５は、例えば図示しない３相の巻線を備えている。
　発電機制御装置７は、インバータ７１、コンバータ７２、及び制御部７３を備えている。インバータ７１及びコンバータ７２のそれぞれは、図示しない複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成されている。インバータ７１及びコンバータ７２のそれぞれは、例えば６つのトランジスタからなる３相フルブリッジ回路で構成されている。
　制御部７３は、コンピュータで構成されている。制御部７３は、プログラムを実行するプロセッサ７３１と、プログラム及びデータを記憶する記憶装置７３２と、データの入出力を行うＩ／Ｏ部７３３とを備えている。発電機制御装置７のプロセッサ７３１は、記憶装置７３２に記憶されたプログラムを実行することにより、Ｉ／Ｏ部７３３を介してインバータ７１及びコンバータ７２を制御する。
　発電機制御装置７は、発電機５の制御、及び駆動モータ６の制御を行う。例えば、発電機制御装置７には、スロットル開度検出装置４６、クランク速度検出装置４７、及び進行速度検出装置９が接続されている。また、発電機制御装置７は、エンジン４の制御も行う。つまり、発電機制御装置７は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）として機能する。例えば、発電機制御装置７には、燃料供給装置４５が接続される。発電機制御装置７は、燃料供給装置４５による燃料の供給動作を制御する。
　但し、エンジン４の制御を行う装置は、発電機制御装置７と別体として設けられてもよい。また、駆動モータ６を制御する装置も、発電機制御装置７と別体として設けられてもよい。また、インバータ７１、コンバータ７２、及び制御部７３は、一体として設けられてもよく、また、互いに別体として設けられてもよい。
　駆動モータ６は、発電機制御装置７に電気的に接続されている。駆動モータ６は、例えば、ブラシレスモータである。詳細には、駆動モータ６は、永久磁石式モータである。駆動モータ６は、例えば図示しない３相の巻線を備えている。駆動モータ６は、発電機制御装置７と電気的に接続されている。詳細には、駆動モータ６は、発電機制御装置７のコンバータ７２と電気的に接続されている。
　また、駆動モータ６は、減速機３ａを介して被駆動部材３と機械的に接続されている。
　発電機制御装置７は、発電機５の各相に流れる電流を制御することによって、インバータ７１を介して発電機５から出力される電流を制御する。発電機制御装置７は、発電機５から出力される電流を制御することによって、エンジン４に対する負荷を制御する。これによって、発電機制御装置７は、エンジン４のクランクシャフト４３の回転速度を制御する。
　例えば、発電機制御装置７は、発電機５から出力される電流を増加することによってエンジン４に対する負荷を増加する。この結果、クランクシャフト４３の回転速度が減少する。また逆に、発電機制御装置７は、発電機５から出力される電流を減少することによって、エンジン４に対する負荷を減少する。この結果、クランクシャフト４３の回転速度が増加する。
　インバータ７１は、発電機５の図示しない巻線に流れる電流の断続の切換えを制御することによって発電機５の負荷を制御する。例えば、インバータ７１は、図示しないスイッチング素子のオン／オフをパルス幅変調された信号で制御する。発電機制御装置７は、例えば、インバータ７１をベクトル制御することによって、発電機５から出力される電流を制御する。ベクトル制御は、発電機５の電流を、磁石の磁束方向に対応するｄ軸成分の電流Ｉｇｄと、電気角において磁束方向と垂直なｑ軸成分の電流Ｉｇｑに分離して制御する方法である。ｑ軸成分は、発電機５のトルクに影響する成分である。
　ベクトル制御は、図示しない複数相の巻線の各相に対し、通電休止期間なしに通電を行う制御である。ベクトル制御は、複数相の巻線の各相に正弦波の電流が流れるよう通電を行う制御である。インバータ７１が備える図示しない複数のスイッチング部がベクトル制御によるタイミングでオン・オフ動作することにより、複数相の巻線のそれぞれに正弦波の電流が流れる。
　ベクトル制御による回転の負荷の付与は、例えば、発電機５の巻線の誘導起電圧の正弦波に同期するように、誘導起電圧の向きに電流を流すことにより実現される。言い換えれば、ベクトル制御による負荷の増加は、例えば、誘導起電圧の向きに、電流を引き出すことにより実現される。この結果、インバータ７１を介して発電機５から出力される電流が増加する。
　インバータ７１が発電機５の図示しない巻線に流れる電流の断続の切換えを制御することによって、例えばダイオードによる整流と整流後の直流電流を制御する場合と比べて、より広い回転速度範囲で発電機５の負荷が制御される。
　図３は、発電機制御装置７の構成を説明するブロック図である。
　発電機制御装置７の制御部７３は、変速特性取得部７０１、遅延付加部７０２、トルク推定部７０３、目標トルク取得部７０４、目標電流取得部７０５、発電変調部７０６、目標モータ電流取得部７０７、及びモータ変調部７０８を備えている。なお、発電機制御装置７は、エンジン４を制御する図示しないエンジン制御部も備えている。
　制御部７３が有する各部は、図２に示すプロセッサ７３１が、記憶装置７３２に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。従って、以降に説明する変速特性取得部７０１、遅延付加部７０２、トルク推定部７０３、目標トルク取得部７０４、目標電流取得部７０５、発電変調部７０６、目標モータ電流取得部７０７、及びモータ変調部７０８の動作は、すべて制御部７３の動作と言い換えることができる。また、変速特性取得部７０１、遅延付加部７０２、トルク推定部７０３、目標トルク取得部７０４、目標電流取得部７０５、発電変調部７０６、目標モータ電流取得部７０７、及びモータ変調部７０８の動作は、発電機制御装置７の動作と言い換えることができる。
　変速特性取得部７０１は、機械接続式スロットル弁４２のスロットル開度Ｏｐ、及びビークル本体１の進行速度Ｖｃに基づき、クランクシャフト４３の目標回転速度Ｒｔを取得する。変速特性取得部７０１は、進行速度検出装置９から進行速度Ｖｃを取得する。変速特性取得部７０１は、スロットル開度検出装置４６からスロットル開度Ｏｐを取得する。
　詳細には、変速特性取得部７０１は、スロットル開度Ｏｐ及び進行速度Ｖｃに応じた目標回転速度Ｒｔを取得する。例えば、記憶装置７３２（図２参照）には、スロットル開度Ｏｐ及び進行速度Ｖｃに対応付けられた目標回転速度Ｒｔがマップとして記憶されている。
　変速特性取得部７０１は、記憶装置７３２に予め記憶されたマップから、スロットル開度Ｏｐ及び進行速度Ｖｃに対応付けられた目標回転速度Ｒｔを読み出す。変速特性取得部７０１に用いられる目標回転速度Ｒｔのマップは、例えば、変速装置を有するビークルの実際の走行での測定結果又はモデルのシミュレーションでの計算結果に基づいて作成される。例えば、スロットル開度Ｏｐ、進行速度Ｖｃ、及び目標回転速度Ｒｔの測定結果に基づいてマップが構成される。例えば、無段変速装置（ＣＶＴ）の動作シミュレーションの測定結果に基づいて作成されたマップを用いることによって、無段変速装置を搭載したビークルと近似した走行特性が機械スロットル制御型ビークルＶ１で再現できる。
　図４は、スロットル開度、ビークル本体の進行速度、クランクシャフトの回転速度の関係を示すグラフである。
　図４の横軸はビークル本体の進行速度を示す。縦軸はクランクシャフトの回転速度を示す。図４の実線Ｃ１は、動作の目標となる無段変速装置の動作シミュレーションの測定結果に基づく特性を示している。複数の実線Ｃ１は、複数のスロットル開度の代表値に対応した特性を示している。図３に示す変速特性取得部７０１は、図４の実線Ｃ１に示すデータに基づいたマップを参照する。これによって、無段変速装置を搭載したビークルと近似した回転速度特性が、機械スロットル制御型ビークルＶ１で再現される。
　変速特性取得部７０１は、スロットル開度が大きくなるに従い、図４に示す複数の実線Ｃ１のうちの、より上の実線の特性を参照する。従って、変速特性取得部７０１は、進行速度が同じ条件で、スロットル開度が大きくなるほど、大きな目標回転速度Ｒｔを取得する。つまり、本実施形態の発電機制御装置７は、進行速度が同じ条件で、スロットル開度が大きくなるほど、クランクシャフト４３の回転速度を大きくするように発電機５の負荷を制御する。
　例えば、蓄電装置を介してモータに電力を供給する構成では、アクセル操作子の操作量を増大した場合に蓄電装置の電力を消費するので、蓄電装置に充電するため発電機の負荷を増大する場合がある。この結果、クランクシャフトの回転速度が減少する。
　本実施形態によれば、進行速度が同じ条件で、スロットル開度が大きくなるほど、クランクシャフト４３の回転速度が増大する。従って、本実施形態によれば、変速装置を介してエンジンの動力を車輪に伝える車両に近いエンジンの応答特性及び走行特性を有しつつ、ハイブリッド化することが可能である。
　図４の破線Ｃ２は、Ｃ１とは異なる無段変速装置に基づく特性を示している。破線Ｃ２は、例えば、スポーツタイプの車両に搭載される無段変速装置の特性を表している。
　発電機制御装置７の記憶装置７３２は、複数種類の変速装置に対応した複数のマップを記憶している。発電機制御装置７の変速特性取得部７０１は、例えば運転者の操作に応じて、複数のマップの中から目標回転速度Ｒｔを取得するために用いるマップを選択する。つまり、変速特性取得部７０１は、目標回転速度Ｒｔを取得するために用いるマップを運転者の操作に応じて切換える。変速特性取得部７０１は、例えば、運転者の操作に応じて実線Ｃ１で示すマップ又は破線Ｃ２で示すマップのいずれか選択されたマップから目標回転速度Ｒｔを読み出す。
　これによって、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、種類の異なる変速装置が搭載され、運転者の操作のみによって、変速装置が別の種類に切換えられたような走行特性を有することができる。従って、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、運転者の嗜好の変化に合わせた幅広い走行特性を有する。
　なお、図３に示す変速特性取得部７０１は、マップの読み出しに限られず、例えば、変速装置の特性をモデル化した式を計算することにより、目標回転速度Ｒｔを取得することも可能である。また、マップ又はモデル化した式を取得する場合の対象は無段変速装置に限られず、例えば、ＡＭＴ及びＤＣＴに代表される有段変速装置であってもよい。但し、変速特性取得部７０１が無段変速装置の特性に基づいて目標回転速度Ｒｔを取得することにより、スロットル開度Ｏｐ及び進行速度Ｖｃの変化に応じて滑らかな加速及び減速が実現する。
　遅延付加部７０２は、変速特性取得部７０１で取得された目標回転速度Ｒｔに遅延を付加する。遅延付加部７０２は、具体的には、変速特性取得部７０１から順次出力された目標回転速度Ｒｔを時間積分することによって、目標回転速度Ｒｔの変化の遅れ成分を含む目標回転速度Ｒｔ’を出力する。詳細には、目標回転速度Ｒｔ’に、入力された目標回転速度Ｒｔの変化に対し１次遅れが含まれる。これによって、機械接続式スロットル弁４２の開度の変化に応じた発電機５の負荷の変化が機械接続式スロットル弁４２の開度の変化よりも緩やかになるように、発電機５の負荷が変化する。これにより、エンジン４のクランクシャフト４３の回転速度の時間経過に伴う変化が、例えばエンジンの動力を車輪に機械的に伝達するビークルにおけるクランクシャフトの回転速度の変化に近づく。例えば、本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ１のクランクシャフト４３の目標回転速度の変化が、無段変速装置を搭載した車両のように滑らかになる。
　トルク推定部７０３は、スロットル開度Ｏｐ及び現在のクランクシャフト４３の回転速度Ｒｃから、現在の機械スロットル制御型ビークルＶ１のエンジン４が出力するエンジントルクＴｃを推定する。トルク推定部７０３は、クランク速度検出装置４７から回転速度Ｒｃを取得する。
　目標トルク取得部７０４は、遅延付加部７０２から出力された目標回転速度Ｒｔ’とトルク推定部７０３で推定されたエンジントルクＴｃと、クランクシャフト４３の回転速度Ｒｃに基づいて目標トルクＴｔを取得する。目標トルク取得部７０４は、例えば計算によって目標トルクＴｔを取得する。目標トルクＴｔは、現在の回転速度Ｒｃが目標回転速度Ｒｔに変化するために必要なトルクである。
　ただし、目標トルク取得部７０４は、変速特性取得部７０１で取得された目標回転速度Ｒｔと、エンジントルクＴｃとに基づいて目標トルクＴｔを取得することも可能である。
　目標電流取得部７０５は、目標トルクＴｔに対応する発電機５の出力電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを取得する。例えば、記憶装置７３２には、目標トルクＴｔと出力電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄとが対応づけられたマップが記憶されている。目標電流取得部７０５は、記憶装置７３２に記憶されたマップから、目標トルクＴｔに応じた出力電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを読み出す。但し、目標電流取得部７０５は、例えば、特性をモデル化した式の計算によって出力電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを取得することも可能である。
　発電変調部７０６は、出力電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄに応じて、インバータ７１が有する図示しないスイッチング素子のそれぞれを動作させる信号を出力する。発電変調部７０６は、発電機５の各相を流れる電流に基づきベクトル制御の演算を行い、出力電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄに対応した、各相のパルス幅変調信号を出力する。発電変調部７０６から出力された信号によってインバータ７１が動作することにより、発電機５が電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを出力する。
　この結果、電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを合成した直流電流が、インバータ７１から発電機５の出力電流として出力される。インバータ７１は、直流電圧及び直流電流を出力する。インバータ７１には、ビークル本体１に設けられた電気機器も接続される。電気機器は、例えばライト１７（図１参照）である。
　目標モータ電流取得部７０７は、インバータ７１から出力される直流電圧に応じて、駆動モータ６に供給する電流Ｉｍｑ及びＩｍｄを取得する。
　モータ変調部７０８は、電流Ｉｍｑ及びＩｍｄに応じて、コンバータ７２が有する図示しないスイッチング素子のそれぞれを動作させる信号を出力する。これにより、駆動モータ６に電流Ｉｍｑ及びＩｍｄが供給される。
　発電機制御装置７の目標モータ電流取得部７０７は、インバータ７１から出力される直流電圧の大きさが、所定の目標電圧に近づくよう、コンバータ７２による電流の断続の切換えを制御する。目標電圧とは、コンバータ７２へ入力される電圧として予め定められた電圧をいう。詳細には、目標モータ電流取得部７０７は、インバータ７１から出力される電圧、即ちコンバータ７２に入力される電圧が所定の範囲に収まるよう、駆動モータ６に供給する電流Ｉｍｑ及びＩｍｄを制御する。例えば、目標モータ電流取得部７０７は、コンバータ７２に入力される電圧が１２Ｖ＋／－αの範囲となるよう電流Ｉｍｑ及びＩｍｄを制御する。目標モータ電流取得部７０７は、コンバータ７２から駆動モータ６に向かって下流へ流れる電流を制御することによって、コンバータ７２の上流の直流電圧を所定の範囲に制御する。従って、駆動モータ６に対する簡潔な制御によって、発電機５から出力される電流による駆動モータ６の制御が実現する。また、インバータ７１から出力される直流電圧の大きさが目標電圧に近づくよう制御されているので、ライト１７（図１参照）のような電気機器がインバータ７１からの直流によって駆動される。
　本実施形態では、インバータ７１を介して発電機５から出力される電流によって、駆動モータ６が駆動される。従って、エンジン４から出力されるエネルギーの実質的な部分が、インバータ７１及びコンバータ７２を介して駆動モータ６に供給される。つまり、エンジン４から出力されるエネルギーの実質的な部分が、途中で分散したり蓄電装置に蓄えられたりすることなく駆動モータ６に供給される。
　本実施形態の発電機制御装置７は、機械接続式スロットル弁４２の開度Ｏｐ及びビークル本体１の進行速度Ｖｃに基づき発電機５から出力される電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを制御することによって、エンジン４に対する負荷を制御する。これによって、発電機制御装置７は、エンジン４のクランクシャフト４３の回転速度を制御する。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、例えばエンジンからの動力が無段変速装置を介して被駆動部材に直接伝達されるビークルのようなエンジン回転特性及び走行特性を維持することが可能である。
　また、エンジン４に対する発電機５の負荷は、例えば蓄電装置による充電の影響を受けない。例えば蓄電装置が設けられている場合、蓄電装置の充電量が小さい場合には充電のため、クランクシャフト４３の回転速度が低くなり、満充電の場合になるとクランクシャフト４３の回転速度が増加する場合がある。本実施形態の発電機制御装置７によれば、このような回転速度の変化が抑えられる。従って、アクセル操作子８の操作及びビークル本体１の進行速度に対し、クランクシャフト４３の回転速度の応答性が高い。
　機械スロットル制御型ビークルＶ１は、ハイブリッドビークル、詳細には、シリーズハイブリッドビークルである。機械スロットル制御型ビークルＶ１は、電力の形式でエンジンのエネルギーを伝達する。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、例えばベルトが巻き掛けられたプーリを有する無段変速装置を介して力を伝達する構成と比べ、エネルギー伝達効率が高い。従って、燃料効率が高い。また、機械スロットル制御型ビークルＶ１の機械接続式スロットル弁４２は、操作伝達部材８ａによってアクセル操作子８と機械的に接続されているため、例えば、電動スロットル及びその制御装置を有する構成と比べ、簡単な構成でエンジン４の制御が行える。
　機械接続式スロットル弁４２を備えるエンジン４の出力は、運転者の操作に応じて変化する。エンジン４の出力は、運転者の操作と独立して変化することができない。しかし、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、エンジン４に対する発電機５の負荷を変えることによって、クランクシャフト４３の回転速度を運転者の操作と独立して変化させることができる。
　エンジン４の主な負荷は発電機５である。このような構成では、通常、車輪及びビークル本体１の慣性に起因する大きな負荷がエンジン４に掛かる場合と比べ、運転者の開操作によってクランクシャフト４３の回転速度が急速に変動する場合がある。本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ１では、発電機５の負荷が制御されるため、例えば変速装置を介してエンジンの動力が車輪に伝達されるビークルのような回転速度特性を得ることができる。また、本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ１は、発電機５でクランクシャフト４３の回転速度を制御することによって、車輪と機械的に接続されていないエンジン４のトルク及び出力を積極的に制御することができる。
　しかも、本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ１では、上述したように、アクセル操作子８の操作及びビークル本体１の進行速度に対し、クランクシャフト４３の回転速度の応答性が高く、例えば無段変速装置を介して力を伝達する場合のように、クランクシャフト４３の回転速度が速く応答する。機械スロットル制御型ビークルＶ１によれば、操作に合わせた走行特性を維持しつつハイブリッド化することが可能である。
　［第二実施形態］
　図５は、本発明の第二実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルＶ１に備えられた発電機制御装置の構成を説明するブロック図である。
　本実施形態における発電機制御装置７は、目標電流取得部７０５と発電変調部７０６の間に、変動強調処理部７０９が設けられた点において、図３に示す第一実施形態と異なる。本実施形態におけるこの他の点は、第一実施形態と同じである。従って、本実施形態の説明では、第一実施形態についての図面を流用し、第一実施形態と同じ符号を用いる。
　本実施形態における発電機制御装置７は、エンジン４の各燃焼サイクルにおいて、クランクシャフト４３の回転速度が１つの燃焼サイクルにおけるクランクシャフト４３の平均回転速度よりも高い高回転速度期間の少なくとも一部に発電機５の負荷を減少する。また、発電機制御装置７は、クランクシャフト４３の回転速度が１つの燃焼サイクルにおけるクランクシャフト４３の平均回転速度よりも低い低回転速度期間の少なくとも一部に発電機５の負荷を増大するよう制御する。
　詳細には、変動強調処理部７０９は、クランクシャフト４３の回転速度Ｒｃについて、直前の１燃焼サイクル分の回転速度の平均を計算する。つまり、変動強調処理部７０９は、過去の１燃焼サイクル分の回転速度を記憶装置７３２に記憶させている。変動強調処理部７０９は、計算した平均よりも現在の（瞬間）回転速度が高い場合には、目標電流取得部７０５で取得された電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄの値を加算して出力する。変動強調処理部７０９は、計算した平均よりも現在の（瞬間）回転速度が低い場合には、目標電流取得部７０５で取得された電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄの値を減算して出力する。
　この結果、機械スロットル制御型ビークルＶ１では、燃焼サイクルのうち回転速度が高い高回転速度期間に発電機５の負荷が減少し、低回転速度期間に発電機５の負荷が増加する。負荷の減少及び増加は、運転者によるアクセル操作子８の操作タイミングに拘わらず実行される。本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ１によれば、クランクシャフト４３の回転速度が相対的に高い高回転速度期間に発電機５の負荷が減少するので、各燃焼サイクルの燃焼行程でのクランクシャフト４３の回転速度の増大が強調される。つまり、各燃焼サイクル内における回転速度の変動が強調される。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ１を駆動モータ６の動力で進行するようにハイブリッド化しつつ、エンジン４の振動及びエンジン音を強調することができる。
　また、本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ１によれば、発電機５から出力される電力の、燃焼サイクル内における変動が抑えられる。発電機５から出力される電力の変動を抑えるため、電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄにおける増減の割合は、燃焼サイクル内の回転速度における変動の割合より小さいことが好ましい。ただし、電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄにおける増減の割合は、これに限られず、燃焼サイクル内の回転速度における変動の割合より大きい場合があってもよい。
　［第三実施形態］
　図６は、本発明の第三実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルの概略を示す側面図である。
　図６に示す機械スロットル制御型ビークルＶ２は、鞍乗型車両である。機械スロットル制御型ビークルＶ２は、詳細には自動二輪車である。機械スロットル制御型ビークルＶ２は、前輪２と、被駆動部材３としての１つの後輪を備えている。
　本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ２は、第一実施形態に係る機械スロットル制御型ビークルＶ１に対し、被駆動部材３の数と、ビークル本体１の形状が異なる。例えば、本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ２は、天井を有さず、１つのシート１２ａを有する。また、本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ２は、リーン姿勢で旋回する。本実施形態と第一実施形態とは、エネルギーの伝達に関わる各部の構成及び構成が共通する。従って、本実施形態の説明では、第一実施形態で参照された図１以外の図面を流用し、第一実施形態と同じ符号を用いる。
　ビークル本体１は、図１に示す機械スロットル制御型ビークルＶ１の場合と同じく、ハンドルバー１１を備えている。また、ビークル本体１は、シート１２ａを備えている。ビークル本体１は車室を有さない。
　また、機械スロットル制御型ビークルＶ２は、発電機制御装置７を有する。発電機制御装置７は、機械接続式スロットル弁４２の開度Ｏｐ及びビークル本体１の進行速度Ｖｃに基づき発電機５から出力される電流Ｉｇｑ，Ｉｇｄを制御することによって、エンジン４に対する負荷を制御する。これによって、発電機制御装置７は、エンジン４のクランクシャフト４３の回転速度を制御する。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ２は、例えばエンジンからの動力が無段変速装置を介して被駆動部材に直接伝達されるビークルのような走行特性を維持することが可能である。また、エンジン４に対する発電機５の負荷は、例えば蓄電装置の充電の影響を受けない。例えば、蓄電装置の充電量が小さい場合には充電のため、クランクシャフト４３の回転速度が低くなり、満充電の場合になるとクランクシャフト４３の回転速度が増加するといった変化が抑えられる。従って、アクセル操作子８の操作及びビークル本体１の進行速度に対し、クランクシャフト４３の回転速度の応答性が高い。
　機械スロットル制御型ビークルＶ２は、ハイブリッド化によって電力の形式でエンジンのエネルギーを伝達する。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ１は、例えばプーリにベルトが巻き掛けられた構成を有する無段変速装置を介して力を伝達する構成と比べ、エネルギー伝達効率が高い。従って、燃料効率が高い。また、機械スロットル制御型ビークルＶ２の機械接続式スロットル弁４２は、操作伝達部材８ａによってアクセル操作子８と機械的に接続されているため、例えば、電動スロットル及びその制御装置を有する構成と比べ、簡単な構成でエンジン４の制御が行える。しかも、上述したように、アクセル操作子８の操作及びビークル本体１の進行速度に対し、クランクシャフト４３の回転速度の応答性が高く、例えば無段変速装置を介して力を伝達する場合のように、クランクシャフト４３の回転速度が応答する。機械スロットル制御型ビークルＶ２によれば、操作に合わせた走行特性を維持しつつハイブリッド化が可能である。
　また、第二実施形態に係る発電機制御装置７（図５参照）は、第三実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ２にも適用することができる。
　この場合、機械スロットル制御型ビークルＶ２でも、燃焼サイクルのうち回転速度が高い高回転速度期間に発電機５の負荷が減少し、低回転速度期間に発電機５の負荷が増加する。負荷の減少及び増加は、運転者によるアクセル操作子８の操作タイミングに関らず実行される。本実施形態の機械スロットル制御型ビークルＶ２によれば、発電機５から出力される電力の、燃焼サイクル内における変動が抑えられる。しかも、クランクシャフト４３の回転速度が相対的に高い高回転速度期間に発電機５の負荷が減少するので、各燃焼サイクルの燃焼行程でのクランクシャフト４３の回転速度の増大が強調される。つまり、各燃焼サイクル内における回転速度の変動が強調される。このため、機械スロットル制御型ビークルＶ２を駆動モータ６の動力で進行するようにハイブリッド化しつつ、エンジン４の振動及びエンジン音を強調することができる。
　Ｖ１，Ｖ２　　機械スロットル制御型ビークル
　１　　ビークル本体
　３　　被駆動部材
　４　　エンジン
　５　　発電機
　５ａ　　ロータ
　５ｂ　　ステータ
　６　　駆動モータ
　７　　発電機制御装置
　８　　アクセル操作子
　８ａ　　操作伝達部材
　４２　　機械接続式スロットル弁
　４３　　クランクシャフト

Claims (5)

  1. 　機械接続式スロットル弁を有するエンジンを備えた機械スロットル制御型ビークルであって、
    　前記機械スロットル制御型ビークルは、
    　ビークル本体と、
    　前記ビークル本体の進行速度を検出する進行速度検出装置と、
    　前記ビークル本体が進行するための動力の増加又は減少を指示するよう操作されるアクセル操作子と、
    　吸気通路と、前記アクセル操作子と操作伝達部材で機械的に接続され前記操作伝達部材を介して伝達される前記アクセル操作子の操作量に応じて前記吸気通路の開度を変える機械接続式スロットル弁と、動力を出力するクランクシャフトとを有する前記エンジンと、
    　前記クランクシャフトとの間でクラッチを介さずに動力が伝達されるように前記クランクシャフトと接続されたロータ、及び、前記ロータと対向するように配置されたステータを有し、前記エンジンに駆動されて発電する発電機と、
    　前記エンジンから出力された動力に対する前記発電機の負荷を制御する発電機制御装置と、
    　前記発電機制御装置を介して前記発電機から出力された電力で駆動される駆動モータと、
    　前記エンジン及び前記発電機のいずれからも機械的な動力の伝達を受けず前記駆動モータに駆動され、前記ビークル本体を進行させる動作を行うように構成された被駆動部材と、を備え、
    　前記発電機制御装置は、前記アクセル操作子と前記操作伝達部材で機械的に接続された前記機械接続式スロットル弁の開度及び前記ビークル本体の進行速度に基づき前記発電機の負荷を変えることによって前記エンジンの前記クランクシャフトの回転速度を制御し、且つ、前記被駆動部材を駆動するための電力を、蓄電装置を介さず前記駆動モータに供給する。
  2. 　請求項１記載の機械スロットル制御型ビークルであって、
    　前記発電機制御装置は、前記発電機に設けられた巻線と電気的に接続され、前記巻線に流れる電流の断続の切換えを制御することによって前記発電機の負荷を制御するインバータを備える。
  3. 　請求項２記載の機械スロットル制御型ビークルであって、
    　前記発電機制御装置は、前記インバータが出力する直流電圧を受け、前記駆動モータが有する巻線に流れる電流の断続の切換えを制御するコンバータを有し、
    　前記発電機制御装置は、前記インバータから出力される直流電圧の大きさが、所定の目標電圧に近づくよう、前記コンバータによる電流の断続の切換えを制御する。
  4. 　請求項１から３いずれか１項に記載の機械スロットル制御型ビークルであって、
    　前記発電機制御装置は、前記アクセル操作子と前記操作伝達部材で機械的に接続された前記機械接続式スロットル弁の開度が変化する時、前記機械接続式スロットル弁の開度の変化に応じた前記発電機の負荷の変化が、前記機械接続式スロットル弁の開度の変化よりも緩やかになるよう、前記発電機の負荷を変化させる。
  5. 　請求項１から４いずれか１項に記載の機械スロットル制御型ビークルであって、
    　前記発電機制御装置は、前記エンジンの各燃焼サイクルにおいて、クランクシャフトの回転速度が１つの燃焼サイクルにおけるクランクシャフトの平均回転速度よりも高い高回転速度期間の少なくとも一部に前記発電機の負荷を減少し、クランクシャフトの回転速度が１つの燃焼サイクルにおけるクランクシャフトの平均回転速度よりも低い低回転速度期間の少なくとも一部に前記発電機の負荷を増大するよう制御する。
PCT/JP2018/040665 2017-12-07 2018-11-01 機械スロットル制御型ビークル WO2019111606A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-234952 2017-12-07
JP2017234952A JP2021028181A (ja) 2017-12-07 2017-12-07 機械スロットル制御型ビークル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019111606A1 true WO2019111606A1 (ja) 2019-06-13

Family

ID=66751432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/040665 WO2019111606A1 (ja) 2017-12-07 2018-11-01 機械スロットル制御型ビークル

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2021028181A (ja)
WO (1) WO2019111606A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN214728144U (zh) 2021-03-15 2021-11-16 赛格威科技有限公司 混合动力全地形车

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004312944A (ja) * 2003-04-10 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 車両の駆動制御装置
JP2013172565A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Toyota Central R&D Labs Inc 電力制御システム
JP2014034243A (ja) * 2012-08-07 2014-02-24 Aisin Seiki Co Ltd 自動変速機の変速制御装置および変速制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004312944A (ja) * 2003-04-10 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 車両の駆動制御装置
JP2013172565A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Toyota Central R&D Labs Inc 電力制御システム
JP2014034243A (ja) * 2012-08-07 2014-02-24 Aisin Seiki Co Ltd 自動変速機の変速制御装置および変速制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021028181A (ja) 2021-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI611952B (zh) 車輛
US7145261B2 (en) Electric generator control method and apparatus, and vehicle equipped with such apparatus
JP4573298B2 (ja) 内燃機関の回転変動制御装置
CN111749827B (zh) 发动机起动装置
WO2019111606A1 (ja) 機械スロットル制御型ビークル
JP7118159B2 (ja) エンジン式鞍乗型車両
WO2017126165A1 (ja) エンジン搭載ビークル
JP2017131042A (ja) ビークル
EP3640080A1 (en) Vehicle
JP7260647B2 (ja) シリーズハイブリッド式ビークル
JP2011509874A (ja) 過渡負荷用補助装置を備えた複合エンジンシステム
WO2021014489A1 (ja) ビークル
TWI748195B (zh) 跨坐型車輛
CN110914124B (zh) 车辆
TWI660118B (zh) vehicle
JP2017129065A (ja) ビークル
EP3453859A1 (en) Engine control device, engine unit, and vehicle
JP5293218B2 (ja) 車両用モータ制御装置及びその方法
JP2010239748A (ja) 三相モータ制御装置
JP2018012347A (ja) 駆動システム、制御装置、及びビークル
TWI599714B (zh) 引擎系統及跨坐型車輛
CN113260784A (zh) 具有手动变速式换挡踏板的发动机单元和包括其的骑乘式车辆

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18885406

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18885406

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP