(57)【要約】  車両用制御装置は、発電電動機と、前記発電電動機に接続されたインバータと、第一及び第二の蓄電手段と、前記第一の蓄電手段及び前記第二の蓄電手段と、前記インバータとの接続状態を第一の接続態様と第二の接続態様とで切り替える切替手段と、を備える。前記第一の接続態様では、並列に接続された前記第一の蓄電手段及び前記第二の蓄電手段が前記インバータに接続され、かつ、前記第一の蓄電手段の負極と前記第二の蓄電手段の負極とがグランドを介して接続され、前記第二の接続態様では、直列に接続された前記第一の蓄電手段及び前記第二の蓄電手段が前記インバータに接続され、かつ、前記第一の蓄電手段の負極と前記第二の蓄電手段の正極とが前記グランドを介して接続される。
2019064817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両(1)のエンジン(E)のクランク軸(51)を回転駆動するモータとして機能するとともに、前記クランク軸(51)の回転から回生起電力を生成するジェネレータとして機能する発電電動機(70)と、
ブリッジ接続された複数のスイッチング素子(91a-91c,92a-92c)を備え、前記発電電動機(70)に接続されたインバータ(90)と、
第一の蓄電手段(46)と、
第二の蓄電手段(47)と、
前記第一の蓄電手段(46)及び前記第二の蓄電手段(47)と、前記インバータ(90)との接続状態を第一の接続態様と第二の接続態様とで切り替える切替手段(100)と、を備え、
前記第一の接続態様では、並列に接続された前記第一の蓄電手段(46)及び前記第二の蓄電手段(47)が前記インバータ(90)に接続され、かつ、前記第一の蓄電手段(46)の負極と前記第二の蓄電手段(47)の負極とがグランド(G)を介して接続され、
前記第二の接続態様では、直列に接続された前記第一の蓄電手段(46)及び前記第二の蓄電手段(47)が前記インバータ(90)に接続され、かつ、前記第一の蓄電手段(46)の負極と前記第二の蓄電手段(47)の正極とが前記グランド(G)を介して接続される、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
前記発電電動機(70)を駆動するために前記接続状態を前記第二の接続態様とした場合、所定時間の経過後に前記接続状態を前記第一の接続態様とする、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
前記エンジン(E)の始動を条件として、前記接続状態を前記第二の接続態様とする、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
アクセル開度の加速側の変化量が規定値以上となったことを条件として、前記接続状態を前記第二の接続態様とする、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
前記第一の蓄電手段(46)はバッテリであり、
前記第二の蓄電手段(47)はコンデンサであり、
前記コンデンサの定格電圧は前記バッテリの公称電圧以上であり、
前記第一の接続態様によって、前記バッテリと前記コンデンサとが同電位とされる、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
前記第一の蓄電手段(46)は、前記車両の電装部品(81)に電力を供給可能である、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
前記第二の蓄電手段(47)はコンデンサであって、前記インバータ(90)の平滑コンデンサを兼用する、
ことを特徴とする車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の発電機をエンジンの始動モータやアシストモータとして利用する技術が提案されている。特許文献１には、このような発電電動機に対するバッテリとキャパシタの電気的な接続態様を切り替え、発電電動機をモータとして機能させる場合の電力供給量を変化させるシステムが開示されている。このシステムはエンジンの始動時にはバッテリとキャパシタを並列に接続して相対的に低電圧の駆動としている。一方、車両走行後の加速時においてはバッテリとキャパシタとを直列に接続して相対的に高電圧の駆動とし、加速をアシストしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１１２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、バッテリとキャパシタとを直列に接続した場合、発電電動機に接続されたインバータを構成するスイッチング素子のうち、特に、ハイサイドアームのスイッチング素子に高電圧がかかり、そのＯＮ／ＯＦＦ電圧を上げる必要がある。そのため、スイッチング素子の入れ替え等、専用部品を必要とする場合があり、従来回路の利用や他のスイッチング素子との共通化を図れず、コストが増加する場合がある。【０００５】
本発明の目的は、コストアップを抑制しつつ、電動発電機の電力供給量を切り替えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の本発明による車両用制御装置は、
車両(1)のエンジン(E)のクランク軸(51)を回転駆動するモータとして機能するとともに、前記クランク軸(51)の回転から回生起電力を生成するジェネレータとして機能する発電電動機(70)と、
ブリッジ接続された複数のスイッチング素子(91a-91c,92a-92c)を備え、前記発電電動機(70)に接続されたインバータ(90)と、
第一の蓄電手段(46)と、
第二の蓄電手段(47)と、
前記第一の蓄電手段(46)及び前記第二の蓄電手段(47)と、前記インバータ(90)との接続状態を第一の接続態様と第二の接続態様とで切り替える切替手段(100)と、を備え、
前記第一の接続態様では、並列に接続された前記第一の蓄電手段(46)及び前記第二の蓄電手段(47)が前記インバータ(90)に接続され、かつ、前記第一の蓄電手段(46)の負極と前記第二の蓄電手段(47)の負極とがグランド(G)を介して接続され、
前記第二の接続態様では、直列に接続された前記第一の蓄電手段(46)及び前記第二の蓄電手段(47)が前記インバータ(90)に接続され、かつ、前記第一の蓄電手段(46)の負極と前記第二の蓄電手段(47)の正極とが前記グランド(G)を介して接続される、
ことを特徴とする。【０００７】
請求項２の本発明による車両用制御装置は、
前記発電電動機(70)を駆動するために前記接続状態を前記第二の接続態様とした場合、所定時間の経過後に前記接続状態を前記第一の接続態様とする、
ことを特徴とする。【０００８】
請求項３の本発明による車両用制御装置は、
前記エンジン(E)の始動を条件として、前記接続状態を前記第二の接続態様とする、
ことを特徴とする。【０００９】
請求項４の本発明による車両用制御装置は、
アクセル開度の加速側の変化量が規定値以上となったことを条件として、前記接続状態を前記第二の接続態様とする、
ことを特徴とする。【００１０】
請求項５の本発明による車両用制御装置は、
前記第一の蓄電手段(46)はバッテリであり、
前記第二の蓄電手段(47)はコンデンサであり、
前記コンデンサの定格電圧は前記バッテリの公称電圧以上であり、
前記第一の接続態様によって、前記バッテリと前記コンデンサとが同電位とされる、
ことを特徴とする。【００１１】
請求項６の本発明による車両用制御装置は、
前記第一の蓄電手段(46)は、前記車両の電装部品(81)に電力を供給可能である、
ことを特徴とする。【００１２】
請求項７の本発明による車両用制御装置は、
前記第二の蓄電手段(47)はコンデンサであって、前記インバータ(90)の平滑コンデンサを兼用する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の本発明によれば、前記接続状態を切り替えることで前記電動発電機の電力供給量を切り替えることができる。前記第二の接続態様においては、前記第一の蓄電手段及び前記第二の蓄電手段が直列に接続されるのでより大きな電力を前記電動発電機に供給することができる。前記第二の接続態様では、前記第一の蓄電手段の負極と前記第二の蓄電手段の正極とがグランド電位となるので、前記第二の蓄電手段の負極がグランド電位となる構成よりも、グランド電位から見てハイサイドアームの前記スイッチング素子に対する電圧を低く抑えることができ、専用部品を必須としない。このため、コストアップを抑制しつつ、電動発電機の電力供給量を切り替えることができる。【００１４】
請求項２の本発明によれば、前記第二の蓄電手段が過放電し、該第二の蓄電手段が逆充電されることを防止することができる。【００１５】
請求項３の本発明によれば、前記エンジンの始動性を向上することができる。【００１６】
請求項４の本発明によれば、前記車両の加速性能を向上することができる。【００１７】
請求項５の本発明によれば、前記第二の接続態様において、前記バッテリの公称電圧の倍の電圧を前記発電電動機に供給することができる。【００１８】
請求項６の本発明によれば、前記第一の蓄電手段を前記電装部品の電源としても利用することができる。【００１９】
請求項７の本発明によれば、部品数の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用した車両の例の側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１の車両の制御系のブロック図。
【図４】発電電動機等の制御回路の回路図。
【図５】図４の制御回路の動作説明図。
【図６】図４の制御回路の動作説明図。
【図７】図４の制御回路の動作説明図。
【図８】ＥＣＵが実行する処理例を示すフローチャート。
【図９】ＥＣＵが実行する処理例を示すフローチャート。
【図１０】発電電動機等の制御回路の他の構成例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明を適用した車両の一例として、スクータ型自動二輪車１の側面図を示す。車体前部と車体後部とは低床フロア部４を介して連結されている。車体フレームは、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とから構成されている。メインパイプ７の上方には、シート８が配置されている。
【００２２】
ハンドル１１は、ヘッドパイプ５に軸支されて上方に延ばされており、一方の下方側には、前輪ＷＦを回転自在に軸支するフロントフォーク１２が取り付けられている。ハンドル１１の上部には、計器盤を兼ねたハンドルカバー１３が取り付けられている。また、ヘッドパイプ５の前方には、自動二輪車１の制御装置としてのＥＣＵ８０が配設されている。
【００２３】
ダウンチューブ６の後端で、メインパイプ７の立ち上がり部には、ブラケット１５が突設されている。ブラケット１５には、スイングユニット２のハンガーブラケット１８がリンク部材１６を介して揺動自在に支持されている。
【００２４】
スイングユニット２の前部には、４サイクル単気筒のエンジンＥが配設されている。エンジンＥの後方には無段変速機１０が配設されており、減速機構９の出力軸には後輪ＷＲが軸支されている。減速機構９の上端とメインパイプ７の屈曲部との間には、リヤショックユニット３が介装されている。スイングユニット２の上方には、エンジンＥから延出した吸気管１９に接続される燃料噴射装置のスロットルボディ２０およびエアクリーナ１４が配設されている。
【００２５】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。スイングユニット２は、車幅方向右側の右ケース７５および車幅方向左側の左ケース７６なるクランクケース７４を有する。クランク軸５１は、クランクケース７０に固定された軸受５３、５４により回転自在に支持されている。クランク軸５１には、クランクピン５２を介してコンロッド７３が連結されている。
【００２６】
左ケース７６は変速室ケースを兼ねており、クランク軸５１の左端部には、可動側プーリ半体６０と固定側プーリ半体６１とからなるベルト駆動プーリが取り付けられている。固定側プーリ半体６１は、クランク軸５１の左端部にナット７７によって締結されている。また、可動側プーリ半体６０は、クランク軸５１にスプライン嵌合されて軸方向に摺動可能とされる。両プーリ半体６０、６１の間には、Ｖベルト６２が巻き掛けられている。
【００２７】
可動側プーリ半体６０の右側では、ランププレート５７がクランク軸５１に固定されている。ランププレート５７の外周端部に取り付けられたスライドピース５８は、可動側プーリ半体６０の外周端で軸方向に形成されたランププレート摺動ボス部５９に係合されている。また、ランププレート５７の外周部には、径方向外側に向かうにつれて可動側プーリ半体６０寄りに傾斜するテーパ面が形成されており、このテーパ面と可動側プーリ半体６０との間に複数のウェイトローラ６３が収容されている。
【００２８】
クランク軸５１の回転速度が増加すると、遠心力によってウェイトローラ６３が径方向外側に移動する。これにより、可動側プーリ半体６０が図示左方に移動して固定側プーリ半体６１に接近し、その結果、両プーリ半体６０、６１間に挟まれたＶベルト６２が径方向外側に移動してその巻き掛け径が大きくなる。スイングユニット２の後方側には、両プーリ半体６０、６１に対応してＶベルト６２の巻き掛け径が可変する被動プーリ（不図示）が設けられている。エンジンＥの駆動力は、上記ベルト伝達機構によって自動調整され、不図示の遠心クラッチおよび減速機構９（図１参照）を介して後輪ＷＲに伝達される。
【００２９】
右ケース７５の内部には、発電電動機７０が配設されている。発電電動機７０はエンジンＥの始動時や加速アシスト時にクランク軸５１を回転駆動するモータとして機能するとともに、エンジンＥの運転中にクランク軸５１の回転から回生起電力を生成するジェネレータとして機能する。
【００３０】
発電電動機７０は、クランク軸５１の先端テーパ部に取付ボルト１２０で固定されたアウタロータ７１と、アウタロータ７１の内側に配設されて右ケース７５に取付ボルト１２１で固定されるステータ７２とから構成されている。アウタロータ７１に対して取付ボルト６７で固定される送風ファン６５の図示右方側には、ラジエータ６８および複数のスリットが形成されたカバー部材６９が取り付けられている。
【００３１】
クランク軸５１には、発電電動機７０と軸受５４との間に、スプロケット５５が固定されている。スプロケット５５には、不図示のカムシャフトを駆動するカムチェーンが巻き掛けられる。また、スプロケット５５は、エンジンオイルを循環させるオイルポンプ（不図示）に動力を伝達するギヤ５６と一体的に形成されている。
【００３２】
図３は自動二輪車１の制御系の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ８０はＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶デバイス、外部デバイスとの間で信号の送信、受信を行うインタフェースを含む。ＥＣＵ８０には、ライダが操作するスイッチ３０、各種のセンサＳＲが接続され、それらの検知結果に基づいて、燃料噴射装置４０、点火装置４１、発電電動機７０、灯火器４２、表示器４３、リレー４４等を制御する。
【００３３】
スイッチ３０には、例えば、自動二輪車１の主電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるメインスイッチやエンジンＥの始動を指示するスタータスイッチ、アイドルストップ制御を許可するか否かを指示するアイドルストップ制御許可スイッチ等が含まれる。
【００３４】
センサＳＲには、ライダのアクセル操作を検知するスロットルセンサ３１、クランク軸５１の回転角を検知するクランク角センサ３２、エンジンＥの冷却水温度を検知する水温センサ３３、自動二輪車１の車速を検知する車速センサ３４、発電電動機７０の回転角を検知する回転角センサ３５、ライダがシート８に着座しているか否かを検知する着座センサ３６等が含まれる。
【００３５】
自動二輪車１は、信号待ち等の停車時に所定条件を満たすとエンジンＥを一旦停止させるアイドルストップ制御が実行されてもよい。ＥＣＵ８０はアイドルストップ制御許可スイッチや着座センサ３６の検知結果によりアイドルストップ制御を実行するか否かを判定してもよい。アイドルストップを開始する所定条件は、例えば、アイドルストップ制御許可スイッチがオン（許可）で、かつ着座スセンサ３６でライダの着座が検知され、車速センサ３４で検知される車速が所定値（例えば、５ｋｍ／ｈ）以下で、かつクランク角センサ３２で検知されるエンジン回転数が所定値（例えば、２０００ｒｐｍ）以下で、かつスロットルセンサ３１で検知されるスロットル開度が所定値（例えば、５度）以下の状態において所定時間が経過した場合である。アイドルストップ後のエンジンＥの再始動条件は、例えば、スロットル開度が所定値以上の場合である。
【００３６】
燃料噴射装置４０はエンジンＥの吸入空気に燃料を噴射する。点火装置４１はエンジンＥ内の混合気を点火する。灯火器４２は例えばヘッドライトである。表示器４３はメータ、各種インジケータ等、ライダに情報を表示する装置である。リレー４４は例えばエンジンＥを始動する際にＯＮにされるスタータリレーである。
【００３７】
図４を参照して発電電動機７０及びその駆動回路について説明する。本実施形態の場合、発電電動機７０は三相巻線が巻きまわされたステータを備える三相ブラシレスモータ発電機である。発電電動機７０にはこれを駆動するインバータ９０が接続されている。インバータ９０はインバータ９０はブリッジ接続された複数のスイッチング素子９１ａ〜９１ｃ（総称するときはスイッチング素子９１という。）及びスイッチング素子９２ａ〜９２ｃ（総称するときはスイッチング素子９２という。）を備え、全波整流ブリッジ回路を構成する。
【００３８】
スイッチング素子９１及び９２は、本実施形態の場合、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴであり、ドレインＤ、ソースＳ、ゲートＧ及び寄生ダイオードＤｉを有する。スイッチング素子９１ａとスイッチング素子９２ａの組は、ハイ側の配線９０ａとロー側の配線９０ｂとの間で直列に接続されて、レグを構成する。スイッチング素子９１ｂとスイッチング素子９２ｂの組及びスイッチング素子９１ｃとスイッチング素子９２ｃの組も同様であり、それぞれレグを構成する。このようにインバータ９０は、スイッチング素子９１をハイサイドアーム、スイッチング素子９２をローサイドアームとする、並列接続された３組のレグを有しており、スイッチング素子９１とスイッチング素子９２との各接続点に、発電電動機７０の対応する相のコイルが接続されている。
【００３９】
配線９０ａと配線９０ｂとの間には、直列に接続された平滑コンデンサ９３及びスイッチング素子９４が設けられている。スイッチング素子９４は、本実施形態の場合、スイッチング素子９１及び９２と同様にＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子９４は、例えば、発電電動機７０をジェネレータとして機能させる場合にＯＮとされ、平滑コンデンサ９３によって発電電圧が平滑化される。
【００４０】
スイッチング素子９１、９２及び９４の各ゲートＧにはＥＣＵ８０から送出される制御信号が入力され、これら各素子のＯＮ／ＯＦＦ制御が実行される。
【００４１】
自動二輪車１は、その主電源として蓄電素子４６を備える。蓄電素子４６は本実施形態の場合、公称電圧が１２Ｖの鉛バッテリである。蓄電素子４６は、モータとして機能させる場合の発電電動機７０、ＥＣＵ８０、負荷８１等、自動二輪車１の各電気部品に電力を供給する。負荷８１は例えば灯火器４２等の、自動二輪車１の電装部品が含まれる。蓄電素子４６の正極は、配線１１２ｂ及びリレー１１０を介してインバータ９０の配線９０ａに接続されている。蓄電素子４６の負極はグランドに接続されている。ＥＣＵ８０及び負荷８１は、ヒューズ１１３ａ、スイッチ１１１及びヒューズ１１３ｂを介して蓄電素子４６に並列に接続されている。なお、ＥＣＵ８０と切替回路１００を有するドライバーには蓄電素子４６の電圧を変換して供給するコンバータ等が設けられる。スイッチ１１１は、ライダが操作するメインスイッチ、或いは、メインスイッチに連動してＯＮ／ＯＦＦされるリレースイッチである。スイッチ１１１がＯＮの状態で、エンジンＥの始動操作が行われると、ＥＣＵ８０はリレー１１０を制御して接点１１０ｂ側をＯＮとし、エンジンＥの始動後には接点１１０ａ側をＯＮとする。
【００４２】
自動二輪車１は、蓄電素子４６とは別に、モータとして機能させる場合の発電電動機７０の補助的な電源として機能する蓄電素子４７を備える。蓄電素子４７は本実施形態の場合、コンデンサであって、例えば、リチウムイオンキャパシタ、導電性高分子コンデンサ、電気二重層キャパシタ等を利用できる。コンデンサの定格電圧は蓄電素子４６の公称電圧（ここでは１２Ｖ）以上である。
【００４３】
切替回路１００は、蓄電素子４６及び４７と、インバータ９０との接続状態を切り替える回路である。本実施形態の場合、切替回路１００は複数のスイッチング素子１０１〜１０３を備える。本実施形態の場合、スイッチング素子１０１〜１０３はスイッチング素子９１及び９２と同様にＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子１０１とスイッチング素子１０２は配線１１２ｂとグランドの間に直列に接続されている。蓄電素子４７の正極は、スイッチング素子１０１とスイッチング素子１０２との接続点に接続され、負極が配線９０ｂに接続されている。スイッチング素子１０３は、蓄電素子４７の負極とグランドＧに接続され、ソースＳが蓄電素子４７の負極に、ドレインＤがグランドＧに接続されている。
【００４４】
スイッチング素子１０１〜１０３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、蓄電素子４６及び４７と、インバータ９０との接続状態を、大別すると二つの接続態様に切り替えることができる。スイッチング素子１０１〜１０３の各ゲートＧにはＥＣＵ８０から送出される制御信号が入力され、これら各素子のＯＮ／ＯＦＦ制御が実行される。
【００４５】
接続態様の一つは並列接続態様である。この接続態様では、並列に接続された蓄電素子４６及び４７がインバータ９０に並列に接続され、かつ、蓄電素子４６及び４７の各負極がグランドＧを介して接続される。なお、この場合、各負極はグランドＧに直接接続されてもよいし、スイッチや抵抗を介して接続されてもよい。接続態様の他の一つは直列接続態様である。この接続態様では、直列に接続された蓄電素子４６及び４７がインバータ９０に並列に接続され、かつ、蓄電素子４６の負極と蓄電素子４７の正極とがグランドＧを介して接続される。なお、この場合、蓄電素子４６の負極と蓄電素子４７の正極はグランドＧに直接接続されてもよいし、スイッチや抵抗を介して接続されてもよい。
【００４６】
図５は並列接続態様の例を示している。スイッチング素子１０１がＯＮ、スイッチング素子１０２及び１０３がＯＦＦとされる。この接続態様の場合、蓄電素子４６で蓄電素子４７を充電することができ、太線矢印はその場合の電流の流れを例示している。スイッチング素子１０３では寄生ダイオードＤｉを電流が流れる。蓄電素子４７が蓄電素子４６と同電位に充電される。蓄電素子４７の容量は蓄電素子４６によって数十msで満充電できる程度の容量であってもよい。この接続態様は、また、蓄電素子４６の電圧（ここでは１２Ｖ）で発電電動機７０を駆動することもできる。
【００４７】
図６は並列接続態様の別の例を示している。スイッチング素子１０１及びスイッチング素子１０３がＯＮ、スイッチング素子１０２がＯＦＦとされる。この接続態様の場合、発電電動機７０をジェネレータとして機能させて蓄電素子４６及び４７を充電することができ、太線矢印はその場合の電流の流れを例示している。
【００４８】
図７は直列接続態様の例を示している。スイッチング素子１０１及び１０３がＯＦＦ、スイッチング素子１０２がＯＮとされる。この接続態様の場合、直列に接続された蓄電素子４６及び４７の電圧で発電電動機７０を駆動することができ、発電電動機７０により大きな電力を供給できる。本実施形態の場合、図５の並列接続態様において蓄電素子４７が充電されると、蓄電素子４７の電位が蓄電素子４６の電位と同電位とされ、これを直列に接続することで、蓄電素子４６の二倍の電位差の電圧を発電電動機７０に供給できる。
【００４９】
このとき、蓄電素子４６の負極と蓄電素子４７の正極とがグランドに接続されているので、蓄電素子４６の正極は＋１２Ｖ、蓄電素子４７の負極は−１２Ｖである。したがって、インバータ９０には、−１２Ｖ〜＋１２Ｖの電圧が印加される。同じ電位差（２４Ｖ）で、０Ｖ〜２４Ｖの電圧をインバータ９０に印加する構成では、ハイサイドアームを構成するスイッチング素子９１に高電圧がかかり、そのＯＮ／ＯＦＦに必要なゲートＧの電圧が高くなる。そのため、高いゲート電圧を得る為の専用部品を必要とする場合があり、インバータ９０を新規に設計、製造しなければならない場合がある。これはコストアップの要因となる。
【００５０】
一方、本実施形態の構成によると、インバータ９０には−１２Ｖ〜＋１２Ｖの電圧が印加されるので、グランド電位から見てハイサイドアームのスイッチング素子９１に対する電圧を低く抑えることができ、専用部品を必須としない。このため、コストアップを抑制しつつ、電動発電機の電力供給量を切り替えることができる。
【００５１】
＜制御例＞
ＥＣＵ８０による切替回路１００の切替制御例について図８を参照して説明する。図８は自動二輪車１のメインスイッチがＯＮとされた場合に実行される処理例を示しており、特に、エンジンＥを始動する場合の処理を例示している。
【００５２】
Ｓ１では切替回路１００を図５の並列接続態様に制御する。これにより蓄電素子４７を蓄電素子４６で充電できる。自動二輪車１の停車中に蓄電素子４７は放電して空になっている場合が想定される。そこで本実施形態では、まず、蓄電素子４７を充電するようにしている。
【００５３】
Ｓ２ではスタータスイッチがＯＮとされたか否かを判定する。ＯＮとされた場合、Ｓ３へ進む。Ｓ３では切替回路１００を図７の直列接続態様に制御する。これにより、発電電動機７０に対してより大きな電力を供給可能となる。なお、スタータスイッチがＯＮとされたときに蓄電素子４７の充電量が不十分な場合がある。その場合、蓄電素子４７の充電量が規定量に達するまで、Ｓ１の並列接続態様を維持してもよい。蓄電素子４７の充電量が規定量に達したか否かは、並列接続態様の経過時間が規定時間に達したか否かを基準としてもよいし、蓄電素子４７の充電量を検知するセンサを設け、そのセンサの検知結果を基準としてもよい。
【００５４】
Ｓ４ではインバータ９０を制御して発電電動機７０を回転駆動しつつ、エンジンＥを始動する。発電電動機７０にはより大きな電力が供給されるので、エンジンＥをよりスムーズに始動させることが可能となる。特に本実施形態のように単気筒エンジンでは、エンジンＥが圧縮工程で停止していて始動する場合、クランク軸５１の回転により大きなトルクが必要となる。しかし、蓄電素子４６の電圧の倍の電圧を発電電動機７０に印加することで、エンジンＥの始動性を向上できる。Ｓ４ではまた、インバータ９０による発電電動機７０の駆動開始からの時間を計時する。これは蓄電素子４７の放電時間の計時である。
【００５５】
Ｓ５ではエンジンＥの始動に成功したか否かを判定する。エンジンＥの始動に成功したか否かは例えばクランク角センサ３２の検知結果から判定することができる。始動に成功したと判定した場合はＳ６へ進み、始動していないと判定した場合はＳ７へ進む。Ｓ７ではＳ４で計時を開始した蓄電素子４７の放電時間が規定時間に達したか否かを判定する。規定時間に達した場合はＳ１へ戻り、切替回路１００を図５の並列接続態様に制御する。これにより、蓄電素子４７が過放電することを防止でき、その逆充電や劣化を回避することができる。規定時間は、例えば、コンマ数秒（例えば数十ｍｓ〜数百ｍｓ）から１秒の範囲内の時間とすることができる。規定時間に達していない場合はＳ５へ戻ってエンジンＥの始動を待つ。
【００５６】
Ｓ６では切替回路１００を図６の並列接続態様に制御する。発電電動機７０はジェネレータとして機能させ、その発電により蓄電素子４６を充電しつつ、負荷８１に電力を供給することができる。以上により一回の処理が終了する。
【００５７】
なお、図８の制御例はアイドルストップ制御後にエンジンＥを再始動する場合にも適用できる。この場合、例えば、アイドルストップ制御中はＳ１の処理を行い、Ｓ２の始動操作の判定に代えて、再始動条件の成立判定（例えば加速操作があるか否か）を行えばよく、他の処理は同様である。
【００５８】
図９は自動二輪車１のエンジンＥの始動後における切替回路１００の切替制御例を示しており、主に走行中での制御例である。ライダが急加速操作を行った場合に直列接続態様とし、自動二輪車１の加速をアシストする。この処理はエンジンＥの回転数が規定回転数以上の場合に実行することができる。規定回転数は、遠心クラッチが接続するエンジン回転数より低くてもよいし、高くてもよい。つまり、エンジンＥの駆動中であれば、自動二輪車１が停止していてもよいし、車速が出ている状態であってもよい。
【００５９】
Ｓ１１では、スロットルセンサ３１の検知結果からアクセル開度の加速側の変化量を演算する。Ｓ１２ではＳ１１で演算した変化量が規定値以上であるか否かを判定する。規定値以上であると判定した場合、急加速が要求されたと判断してＳ１３へ進む。規定値未満の場合は一回の処理を終了する。
【００６０】
Ｓ１３では切替回路１００を図７の直列接続態様に制御する。これにより、発電電動機７０に対してより大きな電力を供給可能となる。Ｓ１４ではインバータ９０を制御して発電電動機７０を回転駆動しつつ、エンジンＥの出力をアップして加速する。これにより、自動二輪車１の加速性能が一時的に向上し、ドライバビリティを向上できる。また、蓄電素子４７の放電時間の計時を開始する。
【００６１】
Ｓ１５では蓄電素子４７の放電時間が規定時間に達したか否かを判定する。規定時間に達した場合はＳ１６へ進み、切替回路１００を図６の並列接続態様に制御する。これにより、蓄電素子４７が逆充電されることを防止でき、その劣化を回避することができる。規定時間は、蓄電素子４７の容量を大きくした場合、例えば、コンマ数秒（例えば０．１秒）から数秒の範囲内の時間とすることができる。以上により一回の処理を終了する。
【００６２】
なお、本実施形態の場合、図８のＳ６の処理によりエンジンＥの始動後は基本的に切替回路１００が図６の並列接続態様に維持され、蓄電素子４６及び４７が充電される。したがって、Ｓ１３の処理において切替回路１００を図７の直列接続態様へ切り替えるにあたり、図８のＳ１のように蓄電素子４７を充電することはしていない。図８のＳ１のように蓄電素子４７を充電する処理を行ってもよいが、この処理を省略する方が加速操作に対する反応がよくなりドライバビリティを向上できる。一方、Ｓ１３の処理において切替回路１００を図７の直列接続態様へ切り替えるにあたり、蓄電素子４７の蓄電量を確認し、十分な充電量が確認できた場合に切り替えてもよい。その場合、蓄電素子４７の充電量を検知するセンサを設け、そのセンサの検知結果を基準としてもよい。
【００６３】
＜他の実施形態＞
平滑コンデンサ９３と蓄電素子４７とを兼用してもよい。これにより部品数の増加を抑制することができる。図１０はその一例を示す回路図である。上記実施形態の回路と異なる点について説明する。
【００６４】
図１０の例の切替回路１００は、複数のスイッチング素子１０４〜１０７を備える。本実施形態の場合、スイッチング素子１０４〜１０７はスイッチング素子９１及び９２と同様にＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子１０４は、配線９０ａと蓄電素子４７の正極との間に位置してこれらに接続されている。スイッチング素子１０６は、配線９０ｂと蓄電素子４７の負極との間に位置してこれらに接続されている。配線９０ｂにはダイオード１１４が設けられている。
【００６５】
スイッチング素子１０５は蓄電素子４７の正極と配線９０ｃとの間に位置してこれらに接続されている。配線９０ｃはグランドに接続されている。スイッチング素子１０７は蓄電素子４７の負極と配線９０ｃとの間に位置してこれらに接続されている。スイッチング素子１０４〜１０７のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、蓄電素子４６及び４７と、インバータ９０との接続状態を切り替えることができる。
【００６６】
図５の並列接続態様（蓄電素子４６による蓄電素子４７の充電）と等価な回路とする場合、スイッチング素子１０４をＯＮとし、スイッチング素子１０５〜１０７をＯＦＦとする。図６の並列接続態様（発電電動機７０による蓄電素子４６及び４７の充電）と等価な回路とする場合、スイッチング素子１０４、１０７をＯＮとし、スイッチング素子１０５、１０６をＯＦＦとする。図７の直列接続態様と等価な回路とする場合、スイッチング素子１０５及び１０６をＯＮとし、スイッチング素子１０４及び１０７をＯＦＦとする。
【００６７】
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【図１】
2019064817.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月10日(2020.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の目的は、コストアップを抑制しつつ、発電電動機の電力供給量を切り替えることにある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項１の本発明によれば、前記接続状態を切り替えることで前記発電電動機の電力供給量を切り替えることができる。前記第二の接続態様においては、前記第一の蓄電手段及び前記第二の蓄電手段が直列に接続されるのでより大きな電力を前記発電電動機に供給することができる。前記第二の接続態様では、前記第一の蓄電手段の負極と前記第二の蓄電手段の正極とがグランド電位となるので、前記第二の蓄電手段の負極がグランド電位となる構成よりも、グランド電位から見てハイサイドアームの前記スイッチング素子に対する電圧を低く抑えることができ、専用部品を必須としない。このため、コストアップを抑制しつつ、発電電動機の電力供給量を切り替えることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。スイングユニット２は、車幅方向右側の右ケース７５および車幅方向左側の左ケース７６なるクランクケース７４を有する。クランク軸５１は、クランクケース７４に固定された軸受５３、５４により回転自在に支持されている。クランク軸５１には、クランクピン５２を介してコンロッド７３が連結されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図４を参照して発電電動機７０及びその駆動回路について説明する。本実施形態の場合、発電電動機７０は三相巻線が巻きまわされたステータを備える三相ブラシレスモータ発電機である。発電電動機７０にはこれを駆動するインバータ９０が接続されている。インバータ９０はブリッジ接続された複数のスイッチング素子９１ａ〜９１ｃ（総称するときはスイッチング素子９１という。）及びスイッチング素子９２ａ〜９２ｃ（総称するときはスイッチング素子９２という。）を備え、全波整流ブリッジ回路を構成する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
一方、本実施形態の構成によると、インバータ９０には−１２Ｖ〜＋１２Ｖの電圧が印加されるので、グランド電位から見てハイサイドアームのスイッチング素子９１に対する電圧を低く抑えることができ、専用部品を必須としない。このため、コストアップを抑制しつつ、発電電動機の電力供給量を切り替えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2019064817.tif 000013
【国際調査報告】
2019064817.tif 000014
2019064817.tif 000015