(57)【要約】【課題】安全機器等の電気負荷の動作電圧を確保しつつ、アシストを実行することのできる回転電機の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン（１０１）と、エンジンの駆動力をアシスト可能な回転電機（１７）と、回転電機に供給される電力を調節することで回転電機を駆動する駆動回路（１３）と、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷（２４）と、バッテリ（２２）と、を備える車両に適用され、回転電機を制御する制御装置であって、車両の走行開始後に駆動回路を制御して回転電機を駆動させて、エンジンの駆動力をアシストするアシスト制御部（１４）と、バッテリの電圧を取得する電圧取得部（４１、４１Ａ）と、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が所定電圧以上になるように、アシスト制御部により駆動回路を制御させて回転電機を継続駆動させる電圧制御部（１４、２０）と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生するエンジン（１０１）と、前記エンジンの駆動力をアシスト可能な回転電機（１７）と、前記回転電機に供給される電力を調節することで前記回転電機を駆動する駆動回路（１３）と、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷（２４）と、前記駆動回路及び前記電気負荷に電力を供給するバッテリ（２２）と、を備える車両に適用され、前記回転電機を制御する制御装置であって、
前記車両の走行開始後に前記駆動回路を制御して前記回転電機を駆動させて、前記エンジンの駆動力をアシストするアシスト制御部（１４）と、
前記バッテリの電圧を取得する電圧取得部（４１、４１Ａ）と、
前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧以上になるように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる電圧制御部（１４、２０）と、
を備えることを特徴とする回転電機の制御装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧よりも高く設定した下限電圧以上である場合は、前記アシスト制御部による前記駆動回路の制御を制限しない請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧よりも高く設定した下限電圧まで低下した場合に前記下限電圧で維持されるように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧未満になった場合に前記所定電圧以上になるように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧未満になると予測した場合に前記所定電圧未満にならないように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
前記車両は、前記エンジンの運転状態を制御するエンジンＥＣＵ（２０）と、前記回転電機の駆動状態を制御する回転電機ＥＣＵ（１４）とを備え、
前記アシスト制御部及び前記電圧制御部は、前記回転電機ＥＣＵにより構成され、
前記回転電機ＥＣＵは、前記エンジンＥＣＵから前記回転電機に発生させる駆動力の指令値を入力し、前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧以上になるように、前記指令値に基づいて前記駆動回路を制御して前記回転電機を継続駆動させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
前記車両は、前記エンジンの運転状態を制御するエンジンＥＣＵ（２０）と、前記回転電機の駆動状態を制御する回転電機ＥＣＵ（１４）とを備え、
前記アシスト制御部は、前記回転電機ＥＣＵにより構成され、
前記電圧制御部は、前記エンジンＥＣＵにより構成され、
前記回転電機ＥＣＵは、前記エンジンＥＣＵから前記回転電機に発生させる駆動力の指令値を入力し、前記車両の走行開始後に前記指令値に基づいて前記駆動回路を制御して前記回転電機を駆動させて、前記エンジンの駆動力をアシストし、
前記エンジンＥＣＵは、前記回転電機ＥＣＵによる前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧以上になるように前記指令値を制御して、前記回転電機ＥＣＵにより前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行開始後にモータジェネレータ（回転電機）を駆動して、車両を駆動させる駆動力源の駆動力をアシストするトルクアシスト制御部を備えるものがある（特許文献１参照）。この特許文献１に記載のものでは、バッテリの電気的接続が切断していることを検出した場合に、トルクアシスト制御部の動作を禁止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バッテリの電気的接続が切断している場合に限らず、アシスト時にモータジェネレータで大電力が消費されることでバッテリの電圧が低下すると、電子制御ブレーキシステムや電動パワーステアリング等の安全機器の性能が低下するおそれがある。これに対して、バッテリの電圧が安全機器の動作電圧よりも低くなるおそれがある場合に、アシストを禁止すると車両の加速性能が低下することとなる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、安全機器等の電気負荷の動作電圧を確保しつつ、アシストを実行することのできる回転電機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用した。
【０００７】
第１の手段は、駆動力を発生するエンジン（１０１）と、前記エンジンの駆動力をアシスト可能な回転電機（１７）と、前記回転電機に供給される電力を調節することで前記回転電機を駆動する駆動回路（１３）と、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷（２４）と、前記駆動回路及び前記電気負荷に電力を供給するバッテリ（２２）と、を備える車両に適用され、前記回転電機を制御する制御装置であって、前記車両の走行開始後に前記駆動回路を制御して前記回転電機を駆動させて、前記エンジンの駆動力をアシストするアシスト制御部（１４）と、前記バッテリの電圧を取得する電圧取得部（４１、４１Ａ）と、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧以上になるように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる電圧制御部（１４、２０）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、車両は、駆動力を発生するエンジンと、エンジンの駆動力をアシスト可能な回転電機とを備えている。また、回転電機に供給される電力を調節することで回転電機を駆動する駆動回路と、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷とに、バッテリから電力が供給される。動作電圧は、電気負荷が規定の性能を発揮可能な電圧であり、電気負荷の保証電圧や定格電圧等である。
【０００９】
ここで、アシスト制御部は、車両の走行開始後に駆動回路を制御して回転電機を駆動させて、エンジンの駆動力をアシストする。このとき、回転電機の駆動により大電力が消費されると、バッテリの電圧が低下して所定電圧未満となり、電気負荷の動作電圧を確保できなくなるおそれがある。そこで、電圧制御部は、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧取得部により取得されるバッテリの電圧が所定電圧以上になるように、アシスト制御部により駆動回路を制御させて回転電機を継続駆動させる。したがって、電気負荷の動作電圧を確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００１０】
第２の手段では、前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧よりも高く設定した下限電圧以上である場合は、前記アシスト制御部による前記駆動回路の制御を制限しない。
【００１１】
上記構成によれば、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が所定電圧よりも高く設定した下限電圧以上である場合は、記アシスト制御部による駆動回路の制御が制限されない。このため、バッテリの電圧が下限電圧以上である場合は、通常のアシストを実行することができる。
【００１２】
第３の手段では、前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧よりも高く設定した下限電圧まで低下した場合に前記下限電圧で維持されるように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる。
【００１３】
上記構成によれば、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が所定電圧よりも高く設定した下限電圧まで低下した場合に下限電圧で維持されるように、アシスト制御部により駆動回路が制御されて回転電機が継続駆動される。このため、アシストの実行中にバッテリの電圧が低下した場合でも、バッテリの電圧を所定電圧よりも高く設定した下限電圧で維持することができる。その結果、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷の動作を安定させることができる。
【００１４】
第４の手段では、前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧未満になった場合に前記所定電圧以上になるように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる。
【００１５】
上記構成によれば、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が所定電圧未満になった場合に所定電圧以上になるように、アシスト制御部により駆動回路が制御されて回転電機が継続駆動される。このため、バッテリの電圧が所定電圧未満になった場合に所定電圧以上になるようにする簡易な制御により、電気負荷の動作電圧を概ね確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００１６】
第５の手段では、前記電圧制御部は、前記アシスト制御部による前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧未満になると予測した場合に前記所定電圧未満にならないように、前記アシスト制御部により前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる。
【００１７】
上記構成によれば、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が前記所定電圧未満になると予測された場合に所定電圧未満にならないように、アシスト制御部により駆動回路が制御されて回転電機が継続駆動される。このため、アシストの実行中にバッテリの電圧が急激に低下する場合であっても、バッテリの電圧を予測して所定電圧未満にならないようにすることができる。
【００１８】
第６の手段では、前記車両は、前記エンジンの運転状態を制御するエンジンＥＣＵ（２０）と、前記回転電機の駆動状態を制御する回転電機ＥＣＵ（１４）とを備え、前記アシスト制御部及び前記電圧制御部は、前記回転電機ＥＣＵにより構成され、前記回転電機ＥＣＵは、前記エンジンＥＣＵから前記回転電機に発生させる駆動力の指令値を入力し、前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧以上になるように、前記指令値に基づいて前記駆動回路を制御して前記回転電機を継続駆動させる。
【００１９】
上記構成によれば、アシスト制御部及び電圧制御部は、回転電機ＥＣＵにより構成されている。そして、回転電機ＥＣＵは、エンジンＥＣＵから回転電機に発生させる駆動力の指令値を入力し、アシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が所定電圧以上になるように、指令値に基づいて駆動回路を制御して回転電機を継続駆動させる。このため、エンジンＥＣＵの制御を変更する必要がなく、回転電機ＥＣＵの制御により、電気負荷の動作電圧を確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００２０】
第７の手段では、前記車両は、前記エンジンの運転状態を制御するエンジンＥＣＵ（２０）と、前記回転電機の駆動状態を制御する回転電機ＥＣＵ（１４）とを備え、前記アシスト制御部は、前記回転電機ＥＣＵにより構成され、前記電圧制御部は、前記エンジンＥＣＵにより構成され、前記回転電機ＥＣＵは、前記エンジンＥＣＵから前記回転電機に発生させる駆動力の指令値を入力し、前記車両の走行開始後に前記指令値に基づいて前記駆動回路を制御して前記回転電機を駆動させて、前記エンジンの駆動力をアシストし、前記エンジンＥＣＵは、前記回転電機ＥＣＵによる前記アシストの実行中に、前記電圧取得部により取得される前記電圧が前記所定電圧以上になるように前記指令値を制御して、前記回転電機ＥＣＵにより前記駆動回路を制御させて前記回転電機を継続駆動させる。
【００２１】
上記構成によれば、アシスト制御部は、回転電機ＥＣＵにより構成されている。そして、回転電機ＥＣＵは、エンジンＥＣＵから回転電機に発生させる駆動力の指令値を入力し、車両の走行開始後に指令値に基づいて駆動回路を制御して回転電機を駆動させて、エンジンの駆動力をアシストする。また、電圧制御部は、エンジンＥＣＵにより構成されている。そして、エンジンＥＣＵは、回転電機ＥＣＵによるアシストの実行中に、電圧取得部により取得される電圧が所定電圧以上になるように指令値を制御して、回転電機ＥＣＵにより駆動回路を制御させて回転電機を継続駆動させる。このため、回転電機ＥＣＵの制御を変更する必要がなく、エンジンＥＣＵの制御により、電気負荷の動作電圧を確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車載回転電機システムの構成を示す回路図。
【図２】回転電機ユニットの断面図。
【図３】アシスト制御の手順を示すフローチャート。
【図４】アシスト制御の手順の変更例を示すフローチャート。
【図５】アシスト制御の手順の他の変更例を示すフローチャート。
【図６】アシスト制御の手順の他の変更例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、車両に搭載された回転電機システムとして具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１に示すように、車載回転電機システム１００は、回転電機ユニット１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０、バッテリ２２、第２コンデンサ２３、電気負荷２４等を備えている。回転電機ユニット１０は、回転電機１７、インバータ１３、回転電機ＥＣＵ１４等を備えている。回転電機ユニット１０は、モータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。回転電機１７は、３相電機子巻線としてのＸ，Ｙ、Ｚ相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚ、界磁巻線１２を備えている。バッテリ２２は、例えば１２Ｖの電圧を出力するＰｂバッテリである。なお、バッテリ２２として、Ｐｂバッテリと異なる種類のバッテリで１２Ｖを出力するバッテリや、１２Ｖ以外の電圧を出力するバッテリ等を採用することもできる。
【００２５】
Ｘ，Ｙ、Ｚ相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚは、図示しない固定子鉄心に巻回されて固定子を構成している。本実施形態において、Ｘ，Ｙ、Ｚ相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚのそれぞれの第１端同士は、中性点にて接続されている。すなわち、回転電機ユニット１０は、Ｙ結線されたものである。
【００２６】
界磁巻線１２は、固定子鉄心の内周側に対向配置された図示しない界磁極に巻回されて回転子を構成している。界磁巻線１２に励磁電流を流すことにより、界磁極が磁化される。界磁極が磁化されたときに発生する回転磁界によって各相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚから交流電圧が出力される。本実施形態において、回転子は、車載エンジン１０１（図１では車載エンジンのボディを模式的に表示）のクランク軸から回転動力を得て回転する。エンジン１０１は、例えばガソリンを燃料とするエンジンであり、燃料の燃焼により駆動力を発生する。なお、エンジン１０１は、ガソリンエンジンに限らず、軽油を燃料として用いるディーゼルエンジンや、その他の燃料を用いるエンジンであってもよい。
【００２７】
インバータ１３は、各相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚから出力された交流電圧を直流電圧に変換する。また、インバータ１３は、バッテリ２２から供給される直流電圧を交流電圧に変換して各相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚへ出力する。インバータ１３（整流回路及び駆動回路に相当）は、電機子巻線の相数と同数の上下アームを有するブリッジ回路である。詳しくは、インバータ１３は、Ｘ相モジュール１３Ｘ、Ｙ相モジュール１３Ｙ、及びＺ相モジュール１３Ｚを備え、３相全波整流回路を構成している。また、インバータ１３は、回転電機１７に供給される電力を調節することで回転電機１７を駆動する駆動回路を構成している。
【００２８】
Ｘ，Ｙ，Ｚ相モジュール１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚのそれぞれは、上アームスイッチＳｐ、及び下アームスイッチＳｎを備えている。本実施形態では、各スイッチＳｐ，Ｓｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。上アームスイッチＳｐには、上アームダイオードＤｐが逆並列に接続され、下アームスイッチＳｎには、下アームダイオードＤｎが逆並列に接続されている。本実施形態では、各ダイオードＤｐ，Ｄｎとして、各スイッチＳｐ，Ｓｎのボディダイオードを用いている。なお、各ダイオードＤｐ，Ｄｎとしては、ボディダイオードに限らず、例えば各スイッチＳｐ，Ｓｎとは別部品のダイオードであってもよい。
【００２９】
Ｘ相モジュール１３ＸのＸ端子ＰＸには、Ｘ相巻線１１Ｘの第２端が接続されている。Ｘ端子ＰＸには、上アームスイッチＳｐ低電位側端子（ソース）と下アームスイッチＳｎの高電位側端子（ドレイン）とが接続されている。上アームスイッチＳｐのドレインには、回転電機ユニット１０のＢ端子（出力端子に相当）が接続され、下アームスイッチＳｎのソースには、回転電機ユニット１０のＥ端子を介して接地部位（グランドＧＮＤ）としてのエンジン１０１のボディが接続されている。Ｂ端子は、上記バッテリ２２の正極に接続される端子であり、着脱自在のコネクタ状に形成されている。
【００３０】
Ｙ相モジュール１３ＹのＹ端子ＰＹには、Ｙ相巻線１１Ｙの第２端が接続されている。Ｙ端子ＰＹには、上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの接続点が接続されている。上アームスイッチＳｐのドレインには、Ｂ端子が接続され、下アームスイッチＳｎのソースには、Ｅ端子を介してグランドＧＮＤとしてのエンジン１０１のボディが接続されている。
【００３１】
Ｚ相モジュール１３ＺのＺ端子ＰＺには、Ｚ相巻線１１Ｚの第２端が接続されている。Ｚ端子ＰＺには、上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの接続点が接続されている。上アームスイッチＳｐのドレインには、Ｂ端子が接続され、下アームスイッチＳｎのソースには、Ｅ端子を介してグランドＧＮＤとしてのエンジン１０１のボディが接続されている。各下アームスイッチＳｎのソース（低圧側接続点Ｐ２）を、エンジン１０１のボディに接続する構造については後述する。
【００３２】
各相モジュール１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚのそれぞれを構成する各スイッチＳｐ，Ｓｎの直列接続体には、第１コンデンサ１５と、ツェナーダイオード１６とが並列接続されている。インバータ１３の高圧側接続点Ｐ１と低圧側接続点Ｐ２との間の電圧を検出する電圧センサ４１（電圧検出部及び電圧取得部に相当）が設けられている。なお、高圧側接続点Ｐ１とＢ端子とを接続する配線１８が第１導電部材に相当し、低圧側接続点Ｐ２からエンジン１０１のボディまでを接続する導電性の各部材が第２導電部材に相当する。配線１８は、導電性の金属により棒状に形成されたバスバー、及び回転電機ＥＣＵ１４を搭載する制御基板上に導電性の金属膜により形成されたパターン配線を含んでいる。
【００３３】
回転電機ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンとして構成されている。回転電機ＥＣＵ１４は、その内部の図示しないＩＣレギュレータにより、界磁巻線１２に流す励磁電流を調整する。これにより、回転電機ユニット１０の発電電圧（Ｂ端子の電圧）を制御する。また、回転電機ＥＣＵ１４は、車両の走行開始後にインバータ１３を制御して回転電機１７を駆動させて、エンジン１０１の駆動力をアシストする。なお、回転電機１７は、エンジン１０１の始動時にクランク軸に回転を付与可能であり、スタータとしての機能も有している。回転電機ＥＣＵ１４は、通信端子であるＬ端子及び通信線を介して、回転電機ユニット１０外部の制御装置であるエンジンＥＣＵ２０と接続されている。エンジンＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンとして構成されており、エンジン１０１の運転状態を制御する。回転電機ＥＣＵ１４は、エンジンＥＣＵ２０との間で双方向通信（例えば、ＬＩＮプロトコルを用いたシリアル通信）を行い、エンジンＥＣＵ２０と情報のやりとりをする。
【００３４】
本実施形態において、回転電機ＥＣＵ１４は、エンジンＥＣＵ２０から送信されたシリアル通信信号に基づいて目標発電電圧を把握し、発電電圧（Ｂ端子の電圧）がこの目標発電電圧になるように界磁巻線１２に印加するＰＷＭ電圧を制御する。これにより、励磁電流を調整し、回転電機ユニット１０の発電状態を制御する。また、回転電機ＥＣＵ１４は、上記シリアル通信信号に基づいて目標トルク（駆動力の指令値に相当）を把握し、回転電機１７が発生するトルクがこの目標トルクになるように、界磁巻線１２に印加するＰＷＭ電圧及びインバータ１３から各相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚへ供給される交流電圧を制御する。
【００３５】
Ｂ端子には、リレー２１を介して、エンジンＥＣＵ２０とバッテリ２２の正極端子とが接続されている。バッテリ２２の負極端子には、グランドＧＮＤとしてのエンジン１０１のボディが接続されている。Ｂ端子には、第２コンデンサ２３と、電気負荷２４とが接続されている。電気負荷２４は、例えば車両の電子制御ブレーキシステムや電動パワーステアリング等、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷を含んでいる。動作電圧は、電気負荷が規定の性能を発揮可能な電圧であり、電気負荷の保証電圧や定格電圧等である。電気負荷２４は、エアコンディショナーや、車載オーディオ、ヘッドランプ等を含んでいてもよい。なお、リレー２１は、イグニッションスイッチのオンによってオン状態とされる。
【００３６】
次に、図２の断面図を参照して、回転電機ユニット１０の機械的構造を説明する。
【００３７】
回転電機ユニット１０において、フロントボディ５２およびリヤボディ５３は、上記回転電機１７のステータ５５を回転軸方向に挟み込んだ状態で、締付ボルト５４により連結されている。フロントボディ５２およびリヤボディ５３は、アルミニウム合金等の熱伝導性及び導電性に優れた材料によって形成されている。フロントボディ５２およびリヤボディ５３を包括した構成は、ハウジングに相当する。ステータ５５は、フロントボディ５２およびリヤボディ５３に固定されたステータコア５５ａと、ステータコア５５ａに巻回された上記各相巻線１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚとを備えている。
【００３８】
一方、フロントボディ５２およびリヤボディ５３には、軸受５７ａ、５７ｂによって、回転軸５６が回転可能に取り付けられている。回転軸５６には、ロータ５８が固定されている。回転軸５６は、ロータ５８を形成する一対のロータコア５８ａ、５８ｂに圧入されている。ロータコア５８ａ、５８ｂは、上記界磁巻線１２を挟み込んで互いに結合されている。ロータ５８はステータ５５に対して半径方向内方に対向しており、ロータコア５８ａ、５８ｂの外周面とステータコア５５ａの内周面との間には、僅かな隙間が形成されている。
【００３９】
さらに、回転軸５６の前端部（図２における左端部）には、プーリ６０が一体回転可能に取り付けられている。プーリ６０には、エンジン１０１からの駆動力を伝達するベルト（図示せず）が張架されている。
【００４０】
回転軸５６の後端部（図２における右端部）には、一対のスリップリング５６ａ、５６ｂが、回転軸５６の全周にわたって形成されている。スリップリング５６ａ、５６ｂには、それぞれロータ５８のワイヤーハーネス５８ｄが接続されており、ワイヤーハーネス５８ｄによってスリップリング５６ａ、５６ｂは、前述した界磁巻線１２に接続されている。
【００４１】
各々のスリップリング５６ａ、５６ｂには、一対の給電ブラシ６１ａ、６１ｂが当接している。給電ブラシ６１ａ、６１ｂは、合成樹脂材料によって形成されたブラシホルダ６２を介して、リヤボディ５３に取り付けられている。給電ブラシ６１ａ、６１ｂは、上記バッテリ２２に接続されている。バッテリ２２は、給電ブラシ６１ａ、６１ｂ、スリップリング５６ａ、５６ｂおよびワイヤーハーネス５８ｄを介して界磁巻線１２と電気的に接続している。給電ブラシ６１ａ、６１ｂは、ロータ５８が回転することにより、スリップリング５６ａ、５６ｂに対して摺接し、界磁巻線１２へ電力を供給する。
【００４２】
さらに、回転軸５６の後端部には、センサ磁極５６ｃが形成されており、センサ磁極５６ｃは、複数の磁極を有している。センサ磁極５６ｃは、非磁性材料により形成された磁石ホルダ５６ｄを介して、回転軸５６に保持されている。
【００４３】
リヤボディ５３よりも回転軸５６の後端部側（図２における右側）には、放熱板６３（第２部材及び放熱部材に相当）が配置されている。放熱板６３は、アルミニウム合金等の熱伝導性及び導電性に優れた材料によって一体成形されており、略平板状に形成されている。放熱板６３は、半径方向に延びた平板状の底面部６３ａを備えており、底面部６３ａの一面６３ｃ（以下、前面６３ｃという）が、リヤボディ５３の後端部と対向するように前方を向き、他面６３ｂ（以下、後面６３ｂという）が後方を向くように、リヤボディ５３の外周面に取り付けられている。放熱板６３は、中央部を回転軸５６が貫通するように、略Ｃ形状を呈しており、回転軸５６および給電ブラシ６１ａ、６１ｂを半径方向外方において取り囲んでいる。
【００４４】
底面部６３ａの後面６３ｂには、上記インバータ１３が取り付けられている。放熱板６３の後面６３ｂにおいて、インバータ１３は上記各相モジュール１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚに分割された形態で取り付けられている。
【００４５】
放熱板６３の後面６３ｂには、基板ケース６５が取り付けられている。基板ケース６５は、合成樹脂材料によって容器状に一体成形されている。基板ケース６５内には、後方に位置するように、制御基板６６が取り付けられている。換言すれば、基板ケース６５を介して、制御基板６６は放熱板６３の後面６３ｂ側に配置されている。制御基板６６は、絶縁性の樹脂が含浸した基材上に、銅箔等によってパターン配線（図示せず）が設けられることにより形成されている。制御基板６６上には、図１に示した回転電機ＥＣＵ１４を含んだ複数の電子要素が配置されている。
【００４６】
また、制御基板６６上には、回転センサ６７が設けられている。回転センサ６７は、ホールＩＣ等の磁電変換素子によって形成されており、前述のセンサ磁極５６ｃと回転軸方向に対向している。回転センサ６７は、回転軸５６の回転による磁束変化を検出し、ロータ５８の回転角度、回転速度、回転加速度等を検出している。
【００４７】
リヤボディ５３の後端面には、リヤエンドカバー６８が取り付けられている。リヤエンドカバー６８は、放熱板６３とともに制御基板６６を挟む位置に配置されている。リヤエンドカバー６８は合成樹脂材料にて器状に形成され、制御基板６６と対向した平面部６８ａと、平面部６８ａに連結して外周部において前方に延びた筒状部６８ｂとを有している。リヤエンドカバー６８は、リヤボディ５３との間において、制御基板６６、スリップリング５６ａ、５６ｂ、給電ブラシ６１ａ、６１ｂを覆うように取り付けられている。また、筒状部６８ｂの前端とリヤボディ５３の後端面とは、回転軸方向に対向している。
【００４８】
ここで、図１で示した各下アームスイッチＳｎのソース（低圧側接続点Ｐ２）を、エンジン１０１のボディに接続する構造について説明する。
【００４９】
上述したように、インバータ１３は、放熱板６３の底面部６３ｂに取り付けられている。そして、各下アームスイッチＳｎのソースは、放熱板６３に電気的に接続されている。放熱板６３は、リヤボディ５３及びフロントボディ５２に電気的に接続されている。リヤボディ５３及びフロントボディ５２は、スチール製の連結部材６９を介してエンジン１０１のボディに電気的に接続されている。
【００５０】
そして、低圧側接続点Ｐ２からエンジン１０１のボディまでの第２導電部材の電気抵抗は、予め測定されている。また、高圧側接続点Ｐ１からＢ端子までの第１導電部材の電気抵抗は、予め測定されている。
【００５１】
［アシスト制御］
次に、車両の走行開始後に回転電機１７を駆動させて、エンジン１０１の駆動力をアシストするアシスト制御について説明する。このアシスト制御は、回転電機ＥＣＵ１４（アシスト制御部及び電圧制御部に相当）により実行される。
【００５２】
アシスト制御部は、車両の走行開始後にインバータ１３を制御して回転電機１７を駆動させて、エンジン１０１の駆動力をアシストする。このとき、回転電機１７の駆動により大電力が消費されると、バッテリ２２の電圧が低下する。電気負荷２４は、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷を含んでいる。このため、バッテリ２２の電圧が低下して所定電圧未満となり、電気負荷２４の動作電圧を確保できなくなるおそれがある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、電圧制御部は、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧センサ４１により検出される電圧（バッテリ２２の電圧に相当）が所定電圧以上になるように、アシスト制御部によりインバータ１３を制御させて回転電機１７を継続駆動させる。すなわち、回転電機ＥＣＵ１４は、エンジンＥＣＵ２０から回転電機１７に発生させる目標トルクを入力し、アシストの実行中に、電圧センサ４１により検出される電圧が所定電圧以上になるように、目標トルクに基づいてインバータ１３を制御して回転電機１７を継続駆動させる。
【００５４】
詳しくは、電圧制御部は、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧センサ４１により検出される電圧が所定電圧よりも高く設定した下限電圧以上である場合は、アシスト制御部によるインバータ１３の制御を制限しない。そして、電圧制御部は、電圧センサ４１により検出される電圧が下限電圧まで低下した場合に下限電圧で維持されるように、アシスト制御部によりインバータ１３を制御させて回転電機１７を継続駆動させる。具体的には、電圧センサ４１により検出される電圧が下限電圧になるように、インバータ１３をフィードバック制御すればよい。
【００５５】
図３は、上記アシスト制御の手順を示すフローチャートである。回転電機ＥＣＵ１４は、電圧センサ４１により検出される電圧が下限電圧以上であるか否か判定する（Ｓ１１）。回転電機ＥＣＵ１４は、検出される電圧が下限電圧以上であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、目標トルクを発生するように回転電機１７を駆動させる（Ｓ１２）。一方、回転電機ＥＣＵ１４は、検出される電圧が下限電圧以上でないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、検出される電圧が下限電圧になるように回転電機１７を駆動させる（Ｓ１３）。なお、検出される電圧が下限電圧になるように回転電機１７を駆動させる場合は、回転電機１７が発生するトルクは目標トルク以下となる。
【００５６】
上記アシスト制御は、以下の利点を有する。
【００５７】
・電気負荷２４の動作電圧を確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００５８】
・バッテリ２２の電圧が下限電圧以上である場合は、回転電機１７による駆動力が制限されず、通常のアシストを実行することができる。
【００５９】
・アシストの実行中にバッテリ２２の電圧が低下した場合でも、バッテリ２２の電圧を所定電圧よりも高く設定した下限電圧で維持することができる。その結果、所定電圧以上を動作電圧とする電気負荷２４の動作を安定させることができる。
【００６０】
・回転電機１７による駆動力を制限しない場合と比較して、エンジンＥＣＵ２０の制御を変更する必要がなく、回転電機ＥＣＵ１４の制御により、電気負荷２４の動作電圧を確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００６１】
なお、上記アシスト制御を、以下のように変更して実行することもできる。
【００６２】
・電圧制御部は、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧センサ４１により取得される電圧が所定電圧未満になった場合に所定電圧以上になるように、アシスト制御部によりインバータ１３を制御させて回転電機１７を継続駆動させてもよい。具体的には、電圧センサ４１により検出される電圧が所定電圧未満になった場合に、回転電機１７へ供給する電圧を所定量減少させるようにインバータ１３を制御させればよい。こうした構成によれば、バッテリ２２の電圧が所定電圧未満になった場合に所定電圧以上になるようにする簡易な制御により、電気負荷２４の動作電圧を概ね確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００６３】
図４は、上記アシスト制御の手順を示すフローチャートである。回転電機ＥＣＵ１４は、電圧センサ４１により検出される電圧が所定電圧未満であるか否か判定する（Ｓ２１）。回転電機ＥＣＵ１４は、検出される電圧が所定電圧未満でないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、目標トルクを発生するように回転電機１７を駆動させる（Ｓ２２）。一方、回転電機ＥＣＵ１４は、検出される電圧が所定電圧未満であると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、回転電機１７へ供給する電圧を所定量減少させて、検出される電圧が所定電圧以上になるように回転電機１７を駆動させる（Ｓ２３）。所定量は、任意に設定することができ、大きな値に設定して回転電機１７へ供給する電圧を一度で減少させてもよいし、小さな値に設定して回転電機１７へ供給する電圧を繰り返し減少させてもよい。なお、検出される電圧が所定電圧以上になるように回転電機１７を駆動させる場合は、回転電機１７が発生するトルクは目標トルク以下となる。
【００６４】
・電圧制御部は、アシスト制御部によるアシストの実行中に、電圧センサ４１により検出される電圧が所定電圧未満になると予測した場合に所定電圧未満にならないように、アシスト制御部によりインバータ１３を制御させて回転電機１７を継続駆動させてもよい。具体的には、電圧センサ４１により検出される電圧の低下速度からバッテリ２２の電圧を予測し、回転電機１７へ供給する電圧を予め減少させればよい。また、検出される電圧の低下速度に基づいて、供給する電圧を予め減少させる量を可変としてもよい。また、検出される電圧と所定電圧との差に基づいて、供給する電圧を予め減少させる量を可変としてもよい。こうした構成によれば、アシストの実行中にバッテリ２２の電圧が急激に低下する場合であっても、バッテリ２２の電圧を予測して所定電圧未満にならないようにすることができる。
【００６５】
図５は、上記アシスト制御の手順を示すフローチャートである。回転電機ＥＣＵ１４は、電圧センサ４１により検出される電圧が所定電圧未満になるか否か予測する（Ｓ３１）。回転電機ＥＣＵ１４は、検出される電圧が所定電圧未満になると予測しなかった場合（Ｓ３１：ＮＯ）、目標トルクを発生するように回転電機１７を駆動させる（Ｓ３２）。一方、回転電機ＥＣＵ１４は、検出される電圧が所定電圧未満になると予測した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、回転電機１７へ供給する電圧を予め減少させて、検出される電圧が所定電圧未満にならないように回転電機１７を駆動させる（Ｓ３３）。なお、検出される電圧が所定電圧未満にならないように回転電機１７を駆動させる場合は、回転電機１７が発生するトルクは目標トルク以下となる。
【００６６】
・アシスト制御部を回転電機ＥＣＵ１４により構成し、電圧制御部をエンジンＥＣＵ２０により構成することもできる。この場合、回転電機ＥＣＵ１４は、エンジンＥＣＵ２０から回転電機１７に発生させる目標トルク（駆動力の指令値に相当）を入力し、車両の走行開始後に目標トルクに基づいてインバータ１３を制御して回転電機１７を駆動させて、エンジン１０１の駆動力をアシストする。エンジンＥＣＵ２０は、回転電機ＥＣＵ１４によるアシストの実行中に、電圧センサ４１により取得される電圧が所定電圧以上になるように目標トルクを制御して、回転電機ＥＣＵ１４によりインバータ１３を制御させて回転電機１７を継続駆動させればよい。こうした構成によれば、回転電機１７の駆動力を制限しない場合と比較して、回転電機ＥＣＵ１４の制御を変更する必要がなく、エンジンＥＣＵ２０の制御により、電気負荷２４の動作電圧を確保しつつ、アシストを継続して実行することができる。
【００６７】
図６は、上記アシスト制御の手順を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ２０は、電圧センサ４１により検出される電圧が下限電圧以上であるか否か判定する（Ｓ４１）。エンジンＥＣＵ２０は、検出される電圧が下限電圧以上であると判定した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ドライバの要求に基づいて目標トルクを設定する（Ｓ４２）。一方、エンジンＥＣＵ２０は、検出される電圧が下限電圧以上でないと判定した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、検出される電圧が下限電圧になるように目標トルクを設定する（Ｓ４３）。なお、検出される電圧が下限電圧になるように目標トルクを設定する場合は、回転電機１７が発生するトルクはドライバの要求に基づいて設定する目標トルク以下となる。
【００６８】
・電圧センサ４１により、インバータ１３の高圧側接続点Ｐ１と低圧側接続点Ｐ２との間の電圧が検出される。高圧側接続点Ｐ１とＢ端子とは、第１導電部材（配線１８）により接続されている。このため、Ｂ端子から高圧側接続点Ｐ１まで電圧が供給される際に、第１導電部材の電気抵抗により電圧低下が生じる。また、低圧側接続点Ｐ２と接地部位としてのエンジン１０１とは、第２導電部材（放熱板６３、リヤボディ５３及びフロントボディ５２、連結部材６９）により電気的に接続されている。このため、低圧側接続点Ｐ２の電位と接地部位の電位とには、第２導電部材の電気抵抗によりずれが生じる。したがって、電圧センサ４１により検出されるインバータ１３の高圧側接続点Ｐ１と低圧側接続点Ｐ２との間の電圧と、Ｂ端子と接地部位との間の電圧とにはずれが生じる。
【００６９】
ここで、上述したように、第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗は、予め測定されている。このため、電圧制御部は、Ｂ端子の電圧が目標供給電圧になるように、電圧センサ４１により検出される電圧と第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗とに基づいて、回転電機１７の駆動を制御してもよい。例えば、第１導電部材及び第２導電部材に流れる電流を電流センサにより検出し、検出された電流に第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗を掛けることで電圧低下分を算出する。なお、第１導電部材及び第２導電部材に流れる電流を推定し、推定された電流を用いて電圧低下分を算出してもよい。目標供給電圧としては、上記下限電圧や上記所定電圧を採用することができる。具体的には、電圧制御部は、電圧センサ４１により検出される電圧が、目標供給電圧から第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗による電圧低下分を引いた電圧となるように、インバータ１３により回転電機１７の駆動を制御するといった構成を採用することができる。こうした構成によれば、Ｂ端子の電圧を正確に把握した上で、Ｂ端子に接続された電気負荷２４の動作電圧を確保することができる。
【００７０】
・図１に破線で示すように、バッテリ２２の端子電圧を直接検出する電圧センサ４１Ａ（電圧取得部に相当）を設けてもよい。そして、電圧制御部は、アシスト制御部によるアシストの実行中に、この電圧センサ４１Ａにより検出される電圧が所定電圧以上になるように、アシスト制御部によりインバータ１３を制御させて回転電機１７を継続駆動させてもよい。
【００７１】
・電圧制御部は、インバータ１３に供給される電圧が指令電圧になるように、上記電圧センサ４１Ａにより検出される電圧と第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗とに基づいて、回転電機１７の駆動を制御してもよい。こうした構成によれば、バッテリ２２の端子電圧を直接検出する電圧センサ４１Ａの検出値に基づいて、回転電機１７を駆動する場合であっても、第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗による電圧低下を考慮して、回転電機１７により目標トルクを発生させることができる。
【００７２】
［発電制御］
次に、エンジン１０１により回転電機１７を駆動して交流発電させて、インバータ１３により交流電圧を直流電圧に変換してＢ端子へ出力する発電制御について説明する。この発電制御は、車両の減速時に回生発電として行われるものであってもよいし、エンジン運転中に行われるものであってもよい。この発電制御は、回転電機ＥＣＵ１４（電圧制御部に相当）により実行される。
【００７３】
上述したように、電圧センサ４１により検出されるインバータ１３の高圧側接続点Ｐ１と低圧側接続点Ｐ２との間の電圧と、Ｂ端子と接地部位との間の電圧とにはずれが生じる。そこで、本実施形態では、電圧制御部は、Ｂ端子の電圧が目標発電電圧になるように、電圧センサ４１により検出される電圧と第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗とに基づいて、回転電機１７による発電電圧を制御する。具体的には、電圧制御部は、電圧センサ４１により検出される電圧が、目標発電電圧に第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗による電圧低下分を加えた電圧となるように、インバータ１３の制御に基づき回転電機１７による発電電圧を制御する。例えば、第１導電部材及び第２導電部材に流れる電流を電流センサにより検出し、検出された電流に第１導電部材及び第２導電部材の電気抵抗を掛けることで電圧低下分を算出する。なお、第１導電部材及び第２導電部材に流れる電流を推定し、推定された電流を用いて電圧低下分を算出してもよい。
【００７４】
上記発電制御は、以下の利点を有する。
【００７５】
・回転電機ユニット１０から大電流が流れる場合であっても、第１導電部材及び第２導電部材による電圧低下を考慮して、Ｂ端子の電圧を目標発電電圧に制御することができる。
【００７６】
・インバータ１３が取り付けられた放熱板６３を第２導電部材として利用する構成において、放熱板６３による電圧低下を考慮して、Ｂ端子の電圧を目標電圧に制御することができる。
【００７７】
・回転電機１７を収容するハウジング（フロントボディ５２及びリヤボディ５３）を第２導電部材として利用する構成において、ハウジングによる電圧低下を考慮して、Ｂ端子の電圧を目標電圧に制御することができる。
【００７８】
・回転電機１７を収容するハウジングとエンジン１０１とを連結する連結部材６９を第２導電部材として利用する構成において、連結部材６９による電圧低下を考慮して、Ｂ端子の電圧を目標電圧に制御することができる。
【００７９】
・高圧側接続点Ｐ１とＢ端子とを配線１８により接続する構成において、配線１８による電圧低下を考慮して、Ｂ端子の電圧を目標電圧に制御することができる。
【００８０】
なお、上記実施形態を以下のように変更して実施することもできる。
【００８１】
・電圧センサ４１が回転電機ＥＣＵ１４内に設けられていてもよい。その場合、高圧側接続点Ｐ１及び低圧側接続点Ｐ２も回転電機ＥＣＵ１４内に位置することとなる。
【００８２】
・第１導電部材及び第２導電部材として、それらに含まれる部材の数を適宜変更可能であり、上記の各部材以外の部材を採用することもできる。
【００８３】
・回転電機１７として、多相多重巻線を有する回転電機を採用することもできる。回転電機１７として、界磁巻線１２に代えて、ロータ５８に磁石を備えるものを採用することもできる。その場合は、回転電機１７の構成に応じて、インバータ１３の制御を変更すればよい。なお、インバータ１３の構成も、Ｘ，Ｙ，Ｚ相モジュール１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ全体を一体のモジュールとして構成したり、Ｘ，Ｙ，Ｚ相モジュール１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚのうち２つを一体のモジュールとして構成したりしてもよい。また、回転電機１７として、車両を駆動することが可能な駆動力を発生するＭＧ（Motor Generator）を採用することもできる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…回転電機ユニット、１３…インバータ、１７…回転電機、２２…バッテリ、２４…電気負荷、４１…電圧センサ、４１Ａ…電圧センサ、１０１…エンジン。
【図１】
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【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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