发电电动单元、以及发电电动机的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发电电动单元、以及发电电动机的控制方法。
[0002] 本申请基于在2013年3月21日申请的日本特愿2013 - 058438号主张优先权， 此处引用其内容。
【背景技术】
[0003] 以往，三相驱动的电机（三相电机）被广泛使用。一般的三相电机中，各相的线圈 通过中立点而接线，不能对各相的线圈独立通电。
[0004] 相对于此，具备具有能够独立驱动各相的线圈的接线关系的电机的电动助力转向 装置的发明被公开（例如，参照专利文献1)。只要能够独立驱动各相的线圈，就能够输出与 各相的线圈被接线的电机相比更大的转矩。
[0005] 另一方面，电机的使用场景广泛，例如、在引擎起动时作为起动电机而发挥作用， 在引擎起动后作为发电机而发挥作用的电动发电机的发明被公开（参照专利文献2)。这 样的方式的发电电动机有时被称为ACG(交流发电机，AlternatingCurrentGenerator) 起动机。通过使用ACG起动机，不需要具备以往的起动电动机式起动机。因此，能够降低重 量、成本，能够使得不会产生连结起动电动机式起动机和曲轴的减速齿轮所带来的噪声。特 别是，在近年增加的进行怠速停止的车辆中，引擎起动时的机械噪声被抑制，因此优选使用 ACG起动机。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2011 - 25872号
[0009] 专利文献2 :日本专利第4410680号
【发明内容】
[0010] 发明要解决的课题
[0011] ACG起动机不经由减速齿轮而与曲轴连结。因此，怎样在曲轴上作用在引擎起动时 足够超过压缩上死点的转矩成为课题。
[0012] 如专利文献1中记载的电机那样，考虑将能够独立驱动各相的线圈的电机作为 ACG起动机来使用。但是，若将能够独立驱动各相的线圈的电机与引擎连接而进行发电，则 作为起动电机而高输出的反面，存在作为发电机而发电量变得过大的情况。并且，其结果， 存在摩擦变大，车辆的加速性能降低的情况。像这样，在以往的电机中，根据所要求的转矩 输出性能而固定摩擦的状态。
[0013] 本发明的方式是考虑了这样的情况而完成的，其目的之一在于，提供能够抑制摩 擦的增大且提高转矩输出性能的发电电动单元、以及发电电动机的控制方法。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] (1)本发明所涉及的发电电动单元具备发电电动机以及驱动控制部，该发电电动 机具有：具有磁铁的转子、以及具有以多个相而被驱动的线圈且各相的线圈没有被相互接 线的定子；该驱动控制部控制所述定子的各相的线圈，使其成为使所述转子产生转矩的第 一状态、线圈的两端被电开放的第二状态、线圈的两端短路的第三状态中的其中一个。
[0016] 在此，"使所述转子产生转矩的第一状态"包含向转子（转子）的旋转方向输出转 矩的状态（牵引）、和取出伴随转子（转子）的旋转的感应电流而进行发电的状态（再生） 这双方。
[0017] (2)在上述（1)的方式中，也可以在输出行驶驱动力的内燃机的旋转输出轴上连 接所述转子，所述驱动控制部在利用所述内燃机的输出而使所述发电电动机发电时，将所 述多个相的线圈之中的一部分设为所述第二状态或者所述第三状态。
[0018] (3)在上述（2)的方式中，也可以是所述驱动控制部在所述转子的转速小于规定 转速的情况下，将所述多个相的线圈之中的一部分设为所述第二状态，在所述转子的转速 为规定转速以上的情况下，将所述多个相的线圈之中的一部分设为所述第三状态。
[0019] (4)在上述⑵或者（3)的方式中，也可以是所述驱动控制部在通过对所述旋转输 出轴赋予转矩而使所述内燃机起动时，将所述多个相的线圈全部设为所述第一状态。
[0020] (5)在上述⑴至⑷的方式中，也可以是所述驱动控制部具有多个开关元件将所 述线圈夹在其间的桥电路，在所述第二状态下将所述桥电路的多个开关元件全部设为断开 状态，在所述第三状态下将所述桥电路的多个开关元件之中与该发电电动单元连接的电池 的阴极侧的开关元件设为接通状态，且将阳极侧的开关元件设为断开状态。
[0021] (6)在上述（1)至（5)的方式中，也可以是所述多个相的线圈的匝数分别不同，并 且以相互不同的发电电压来进行发电。
[0022] (7)在上述（1)至（6)的方式中，也可以是所述驱动控制部通过使对于所述各相的 开关元件的开关定时不同，从而使所述多个相的线圈以相互不同的发电电压来发电。
[0023] (8)在上述（6)或者（7)的方式中，也可以是所述多个相的线圈之中的一部分的线 圈发电的电力被用于对车载电池进行充电，所述多个相的线圈之中另一部分的线圈发电的 电力被用于对照明设备（HL)进行驱动。
[0024] (9)在上述⑴至⑶的方式中，也可以在输出行驶驱动力的内燃机的旋转输出轴 上连接所述转子，所述驱动控制部在车载电池的充电状态为规定程度以上的情况下，利用 所述内燃机的旋转力而使所述多个相的线圈之中的一部分发电，通过该发电了的电力对所 述车载电池进行充电，且将所述多个相的线圈之中另一部分设为所述第二状态或者所述第 三状态，在所述车载电池的充电状态小于规定程度的情况下，利用所述内燃机的旋转力而 使比在所述车载电池的充电状态为规定程度以上的情况更多的相发电。
[0025] (10)在上述（1)至（8)的方式中，也可以在输出行驶驱动力的内燃机的旋转输出 轴上连接所述转子，在对所述车辆进行了加速指示时，所述驱动控制部在车载电池的充电 状态为规定程度以上的情况下，将所述多个相的线圈全部设为所述第二状态或者所述第三 状态，在所述车载电池的充电状态小于规定程度的情况下，利用所述内燃机的旋转力而使 所述多个相的线圈之中的一部分发电，通过该发电了的电力对所述车载电池进行充电，且 将所述多个相的线圈之中另一部分设为所述第二状态或者所述第三状态。
[0026] (11)在上述（1)至（10)的方式中，也可以在输出行驶驱动力的内燃机的旋转输出 轴上连接所述转子，所述驱动控制部从在所述车辆为停止或低速行驶的状态下对所述车辆 进行加速指示起、至所述内燃机的转速成为规定转速以上为止，将所述多个相的线圈之中 至少一部分设为所述第一状态而对所述发电电动机进行牵引控制。
[0027] (12)在上述⑴至（11)的方式中，也可以是所述定子具有以三相而被驱动的线 圈，所述驱动控制部在利用驱动源的旋转力进行发电时，将以所述三相而被驱动的线圈之 中一相的线圈设为所述第一状态，将剩余的二相的线圈设为所述第二状态或者所述第三状 〇
[0028] (13)本发明所涉及的发电电动机的控制方法中，该发电电动机具有：具有磁铁的 转子、以及具有以多个相而被驱动的线圈且各相的线圈没有被相互接线的定子，其中，在所 述转子的转速处于低旋转域的情况下，将所述多个相的线圈之中的一部分设为线圈的两端 被电开放的状态，在所述转子的转速处于高旋转域的情况下，将所述多个相的线圈之中的 一部分设为线圈的两端短路的状态。
[0029] 发明效果
[0030] 根据上述（1)、（2)的方式，具备各相的线圈没有被相互接线的定子，各相的线圈 被控制成为包含使转子产生转矩的第一状态、线圈的两端被电开放的第二状态、线圈的两 端短路的第三状态在内的多个状态的其中一个。因此，能够抑制摩擦的增大，且提高转矩输 出性能。
[0031] 根据上述（3)、（13)的方式，在转子的转速处于低旋转域的情况下，将一部分的相 的线圈设为线圈的两端被电开放的第二状态，在处于高旋转域的情况下，将该一部分的相 的线圈设为线圈的两端短路的第三状态。因此，能够进一步降低摩擦。
[0032] 根据上述（4)的方式，将多个相的线圈的全部设为所述第一状态而进行内燃机的 起动。因此，能够输出用于超过内燃机的压缩上死点的转矩。
[0033] 根据上述（9)的方式，在车载电池的充电状态小于规定程度的情况下，利用内燃 机的旋转力而使与在车载电池的充电状态为规定程度以上的情况相比更多的相发电。因 此，能够快速地对车载电池进行充电。
[0034] 根据上述（10)的方式，在对车辆进行了加速指示时，车载电池的充电状态为规定 程度以上的情况下，将多个相的线圈全部设为第二状态或者第三状态。因此，能够进一步降 低摩擦，提高摩托车1的加速性能。
[0035] 根据上述（11)的方式，从在车辆为停止或低速行驶的状态下对车辆进行加速指 示起、至内燃机的转速成为规定转速以上为止，将多个相的线圈之中至少一部分设为第一 状态而对所述发电电动机进行牵引控制。因此，能够提高在车辆出发时的加速性能。
【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的各实施方式所涉及的搭载了ACG起动机（发电电动机）的摩 托车的整体结构的一例的结构图。
[0037] 图2是对应于图1的A-A截面的引擎单元的展开剖面图。
[0038]图3是第一实施方式所涉及的ACG起动机的剖面图的一例。
[0039]图4是表示ACG起动机的控制关系的结构的一例的图。
[0040] 图5是例示了ACG起动机的线圈绕组和驱动部之间的关系的图。
[0041] 图6是表示三相的线圈被相互接线的一般的电机的驱动构造的图。
[0042] 图7是表示在发电电动单元进行牵引控制时的各开关元件的状态变化的一例的 图。
[0043]图8是表示与转子的转速相应的摩擦转矩的特性的图。
[0044] 图9是表示第一实施方式的由控制部执行的处理的流程的流程图的一例。
[0045] 图10是表示V相以及W相的状态转移的图。
[0046] 图11是表示V相和W相的线圈被设为开路状态的情况下的各开关元件的状态变 化的一例的图。
[0047] 图12是表示V相和W相的线圈被设为短路状态的情况下的各开关元件的状态变 化的一例的