JP2005233109A - Starter for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】 内燃機関の始動時の始動不良を回避する。
【解決手段】 内燃機関は、モータジェネレータ104により始動される。モータジェネレータ104は、電力の供給を受けて回転力を発生させるための磁界を形成するステータ208と、回転力を制御する制御用電力が供給されるロータ210とを含む。始動装置は、ステータ208に電力を供給するためのバッテリ120と、ロータ210に制御用電力を供給するためのBBC112とを含む。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid a starting failure when starting an internal combustion engine.
An internal combustion engine is started by a motor generator. Motor generator 104 includes a stator 208 that forms a magnetic field for generating a rotational force upon receiving power supply, and a rotor 210 that is supplied with control power for controlling the rotational force. The starter includes a battery 120 for supplying power to the stator 208 and a BBC 112 for supplying control power to the rotor 210.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、内燃機関の始動装置に関し、特に、内燃機関を始動するための電力を電動機に供給する技術に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine starter, and more particularly to a technique for supplying electric power for starting an internal combustion engine to an electric motor.
地球温暖化の防止や省資源化の観点から、交差点等において赤信号で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると(たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みをやめたりするなどの操作を行なうと)、エンジンが再始動するアイドリングストップシステム(エコノミーランニングシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。)が実用化されている。 From the viewpoint of global warming prevention and resource saving, when the vehicle stops at a red light at an intersection, etc., the engine is automatically stopped and the driver operates to start again (for example, by depressing the accelerator pedal) In addition, an idling stop system (also called an economy running system or an engine automatic stop-and-start system) that restarts the engine has been put into practical use.
このようなアイドリングストップシステムが搭載された車両においては、エンジンの始動時にクランキングを行なう電動機に対して電力を供給するバッテリを別途設ける場合がある。 In a vehicle equipped with such an idling stop system, a battery that supplies electric power to an electric motor that performs cranking when the engine is started may be provided separately.
たとえば、特開2003−254208号公報(特許文献1)は、車両起動に伴うエンジン始動およびアイドリングストップ制御に伴うエンジン始動の双方を、バッテリの劣化を促進させることなく確実に行なう車両の電源制御装置を開示する。この車両の電源制御装置は、運転状態に応じてエンジンの停止・始動を自動的に行なうアイドリングストップ制御を実行する車両の電源制御装置である。車両の電源制御装置は、第1のバッテリと、第1のバッテリに比して、エネルギ密度が高くかつ出力密度が低い第2のバッテリとを備える。車両の電源制御装置は、車両起動に伴ってエンジンを始動させる際には第1のバッテリから始動装置に電力を供給させる。一方、車両の電源制御装置は、アイドリングストップ制御に伴ってエンジンを始動させる際には第2のバッテリから始動装置に電力を供給させる。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2003-254208 (Patent Document 1) discloses a vehicle power supply control device that reliably performs both engine start associated with vehicle start-up and engine start associated with idling stop control without promoting battery deterioration. Is disclosed. This vehicle power supply control device is a vehicle power supply control device that executes idling stop control that automatically stops and starts the engine in accordance with the driving state. A power supply control device for a vehicle includes a first battery and a second battery having a higher energy density and a lower output density than the first battery. The vehicle power supply control device supplies power to the starter from the first battery when starting the engine as the vehicle starts. On the other hand, the vehicle power supply control device supplies power to the starter from the second battery when starting the engine in accordance with the idling stop control.
特許文献1によると、通常始動時には第1のバッテリから始動装置に電力が供給され、また、再始動時には第1のバッテリに比してエネルギ密度が高くかつ出力密度が低い第2のバッテリから電力が始動装置に供給される。このため、通常始動時および再始動時の双方でエンジン始動の確実性が確保される。また、負荷の比較的大きい通常始動時には、出力密度の比較的低い第2のバッテリが始動装置に電力を供給しないので、その際のエンジンの始動性は確実に確保される。さらに、比較的頻繁に行われる再始動時には、エネルギ密度の比較的低い第1のバッテリが始動装置に電力を供給しないので、そのバッテリの劣化が促進されることは回避される。
しかしながら、特許文献1においては、車両の起動時および始動時ともに電動機への電力の供給源は第1のバッテリおよび第2のバッテリのうちのいずれか一方である。
However, in
たとえば、エンジンを始動する電動機としてロータおよびステータにそれぞれ電力を供給することにより磁界が形成されて回転力を生じる界磁巻線型同期電動機を用いる場合を想定する。ロータおよびステータには、同じ供給源から電力が供給されるため、ステータに大電流が流れると、バッテリの電圧が降下する場合がある。バッテリの電圧が降下すると、ロータに供給される制御用電力に基づく励磁電流が瞬断または低下する可能性がある。励磁電流が瞬断または低下すると、十分な励磁電流を流すことができないため、電動機の動作の制御が確実に行なわれない。電動機の制御が確実に行なわれないと、エンジンの始動不良となる問題がある。 For example, it is assumed that a field winding type synchronous motor that generates a rotational force by generating a magnetic field by supplying electric power to a rotor and a stator as an electric motor for starting an engine is assumed. Since electric power is supplied to the rotor and the stator from the same supply source, the battery voltage may drop when a large current flows through the stator. When the voltage of the battery drops, the exciting current based on the control power supplied to the rotor may be momentarily interrupted or lowered. When the excitation current is momentarily interrupted or reduced, a sufficient excitation current cannot be flowed, so that the operation of the motor cannot be reliably controlled. If the electric motor is not reliably controlled, there is a problem that the engine starts poorly.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の始動時の始動不良を回避できる内燃機関の始動装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a starting device for an internal combustion engine that can avoid a starting failure when starting the internal combustion engine.
第1の発明に係る内燃機関の始動装置は、内燃機関を始動する電動機を含む。電動機は、電力の供給を受けて回転力を発生させるための磁界を形成する第1の巻線と、回転力を制御する制御用電力が供給される第2の巻線とを含む。始動装置は、第1の巻線に電力を供給するための蓄電手段と、第2の巻線に制御用電力を供給するための電力供給手段とをさらに含む。 An internal combustion engine starter according to a first aspect of the invention includes an electric motor that starts the internal combustion engine. The electric motor includes a first winding that forms a magnetic field for generating a rotational force when supplied with electric power, and a second winding that is supplied with control power for controlling the rotational force. The starter further includes power storage means for supplying power to the first winding and power supply means for supplying control power to the second winding.
第1の発明によると、電動機は、電力の供給を受けて回転力を発生させるための磁界を形成する第1の巻線(たとえば、ステータの巻線)と、回転力を制御する制御用電力が供給される第2の巻線(たとえば、ロータの巻線)とを含む。始動装置は、ステータの巻線に電力を供給するための蓄電手段と、ロータの巻線に制御用電力を供給するための電力供給手段とをさらに含む。電力供給手段(たとえば、BBC(バックアップブーストコンバータ))は、たとえば、蓄電手段から電力が供給されると、供給された電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換して、ロータの巻線に制御用電力に基づく励磁電流を供給する。これにより、エンジンの始動時にステータに対して大電流が流れることにより蓄電手段において電圧降下が生じても、ロータの巻線には、電力供給手段から予め定められた電圧値に変換される電力に基づく励磁電流が供給される。そのため、ロータの巻線に対して瞬断または低下することなく励磁電流を安定して供給することができる。その結果、十分に励磁電流を流すことができるため、電動機の動作を確実に制御することができる。したがって、内燃機関の始動時の始動不良を回避できる内燃機関の始動装置を提供することができる。 According to the first aspect of the invention, the electric motor includes a first winding (for example, a stator winding) that forms a magnetic field for receiving a supply of electric power to generate a rotational force, and a control power for controlling the rotational force. And a second winding (e.g., a rotor winding). The starting device further includes power storage means for supplying power to the stator windings and power supply means for supplying control power to the rotor windings. The power supply means (for example, BBC (backup boost converter)), for example, when electric power is supplied from the power storage means, converts the voltage value of the supplied electric power into a predetermined voltage value and turns the rotor winding Is supplied with an excitation current based on the control power. Thus, even when a voltage drop occurs in the power storage means due to a large current flowing to the stator when the engine is started, the rotor windings are supplied with electric power converted to a predetermined voltage value from the power supply means. Based on the excitation current is supplied. For this reason, the exciting current can be stably supplied to the winding of the rotor without instantaneous interruption or reduction. As a result, a sufficient excitation current can flow, so that the operation of the electric motor can be reliably controlled. Therefore, it is possible to provide a starting device for an internal combustion engine that can avoid a starting failure when starting the internal combustion engine.
第2の発明に係る内燃機関の始動装置においては、第1の発明の構成に加えて、電力供給手段は、蓄電手段から電力が供給され、供給された電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換して、制御用電力を供給するための手段を含む。 In the internal combustion engine starter according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the power supply means is supplied with power from the power storage means, and the voltage value of the supplied power is a predetermined voltage. Means for converting to a value and supplying control power.
第2の発明によると、電力供給手段は、蓄電手段から電力が供給され、供給された電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換して、制御用電力を供給する。これにより、エンジンの始動時にステータに大電流が流れることにより蓄電手段において電圧降下が生じても、ロータの巻線への制御用電力として、電力供給手段(たとえば、BBC)から予め定められた電圧値の電力に基づく励磁電流をロータの巻線に安定して供給することができる。そのため、電動機の動作を確実に制御することができる。 According to the second invention, the power supply means is supplied with power from the power storage means, converts the voltage value of the supplied power to a predetermined voltage value, and supplies control power. Thus, even when a voltage drop occurs in the power storage means due to a large current flowing through the stator when the engine is started, a predetermined voltage is supplied from the power supply means (for example, BBC) as control power to the rotor windings. An exciting current based on the power of the value can be stably supplied to the winding of the rotor. Therefore, the operation of the electric motor can be reliably controlled.
第3の発明に係る内燃機関の始動装置においては、第1の発明の構成に加えて、車両には、第1の蓄電機構および第2の蓄電機構が搭載される。蓄電手段は、第1の蓄電機構である。電力供給手段は、第2の蓄電機構である。 In the internal combustion engine starter according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the vehicle is equipped with the first power storage mechanism and the second power storage mechanism. The power storage means is a first power storage mechanism. The power supply means is a second power storage mechanism.
第3の発明によると、車両には、第1の蓄電機構(たとえば、始動用バッテリ)および第2の蓄電機構(たとえば、補機用バッテリ)が搭載される。蓄電手段は、始動用バッテリである。電力供給手段は、補機用バッテリである。これにより、エンジンの始動時にステータに大電流が流れることにより始動用バッテリにおいて電圧降下が生じても、ロータの巻線への制御用電力として、補機用バッテリから予め定められた電圧値の電力に基づく励磁電流をロータの巻線に安定して供給することができる。そのため、電動機の動作を確実に制御することができる。 According to the third invention, the vehicle is equipped with a first power storage mechanism (for example, a starter battery) and a second power storage mechanism (for example, an auxiliary battery). The power storage means is a starting battery. The power supply means is an auxiliary battery. As a result, even if a voltage drop occurs in the starter battery due to a large current flowing through the stator when the engine is started, power of a predetermined voltage value is supplied from the auxiliary battery as control power to the rotor windings. Can be stably supplied to the rotor windings. Therefore, the operation of the electric motor can be reliably controlled.
第4の発明に係る内燃機関の始動装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、電動機は、界磁巻線型同期電動機である。 In the internal combustion engine starter according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the electric motor is a field winding type synchronous motor.
第4の発明によると、電動機として、界磁巻線型同期電動機を用いる。界磁巻線型同期電動機は、エンジンを始動する電動機としてロータの巻線およびステータの巻線にそれぞれ電力を供給することにより磁界が形成されて回転力を生じる。そこで、蓄電手段によりステータの巻線に電力を供給して、電力供給手段(たとえば、BBC)によりロータの巻線に制御用電力を供給する。そのため、エンジンの始動時にステータに大電流が流れることにより蓄電手段において電圧降下が生じても、ロータの巻線への制御用電力として、電力供給手段から予め定められた電圧値の電力に基づく励磁電流を安定して供給することができる。そのため、電動機の動作を確実に制御することができる。 According to the fourth invention, a field winding type synchronous motor is used as the electric motor. In the field winding type synchronous motor, as a motor for starting an engine, electric power is supplied to the winding of the rotor and the winding of the stator to form a magnetic field and generate a rotational force. Accordingly, power is supplied to the stator windings by the power storage means, and control power is supplied to the rotor windings by the power supply means (for example, BBC). Therefore, even if a voltage drop occurs in the power storage means due to a large current flowing through the stator when the engine is started, excitation based on power of a predetermined voltage value from the power supply means as control power to the rotor windings. A current can be supplied stably. Therefore, the operation of the electric motor can be reliably controlled.
第5の発明に係る内燃機関の始動装置においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、電力供給手段は、車両に搭載される補機に電力を供給する。 In the internal combustion engine starter according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects of the invention, the power supply means supplies power to an auxiliary machine mounted on the vehicle.
第5の発明によると、電力供給手段(たとえば、BBC)は、車両に搭載される補機に電力を供給する。電力供給手段は、たとえば、蓄電手段から電力が供給されると、供給された電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換して、電力を供給する。電力供給手段から補機(たとえば、ECU等)に電力を供給することにより、エンジンの始動時にステータに大電流が流れることにより蓄電手段において電圧降下が生じても、電力供給手段から補機に対して予め定められた電圧値の電力が安定して供給される。そのため、補機に供給される電流の瞬断または低下等による動作が不安定となることを回避することができる。 According to the fifth invention, the power supply means (for example, BBC) supplies power to the auxiliary machine mounted on the vehicle. For example, when power is supplied from the power storage means, the power supply means converts the voltage value of the supplied power into a predetermined voltage value and supplies the power. Even if a voltage drop occurs in the power storage means due to a large current flowing through the stator when the engine is started by supplying power from the power supply means to the auxiliary equipment (for example, ECU, etc.), Thus, power having a predetermined voltage value is stably supplied. Therefore, it is possible to avoid an unstable operation due to a momentary interruption or reduction in the current supplied to the auxiliary machine.
第6の発明に係る内燃機関の始動装置においては、第1〜5のいずれかの発明の構成に加えて、第1の巻線は、電動機のステータの巻線である。第2の巻線は、電動機のロータの巻線である。 In the internal combustion engine starter according to the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth aspects, the first winding is a winding of the stator of the motor. The second winding is a winding of the rotor of the electric motor.
第6の発明によると、第1の巻線は、電動機のステータの巻線である。第2の巻線は、電動機のロータの巻線である。ステータの巻線には、蓄電手段から電力が供給され、ロータの巻線に対しては、電力供給手段(たとえば、BBC)から制御用電力に基づく励磁電流が安定して供給される。これにより、電動機の動作を確実に制御することができる。 According to the sixth invention, the first winding is a winding of the stator of the electric motor. The second winding is a winding of the rotor of the electric motor. Electric power is supplied from the power storage means to the stator winding, and an excitation current based on control power is stably supplied from the power supply means (for example, BBC) to the rotor winding. Thereby, operation | movement of an electric motor can be controlled reliably.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る内燃機関の始動装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, an internal combustion engine starter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る内燃機関の始動装置を有する車両100について説明する。
<First Embodiment>
With reference to FIG. 1, a
車両100は、ECU(Electronic Control Unit)102と、エンジン106と、変速機116と、モータジェネレータ104とを含む。エンジン106は、出力軸であるクランクシャフト118を含む。クランクシャフト118の一方端は、変速機116に連結されている。クランクシャフト118の他方端は、プーリおよびベルト110を介してモータジェネレータ104に接続される。
モータジェネレータ104は、エンジン106の始動時にはクランクシャフト118をクランキングする電動機として、制動時には発電機として機能する。本実施の形態に係るモータジェネレータ104は、ロータ(図示せず)と、ステータ(図示せず)とから構成される巻線界磁型同期電動機である。
The
本実施の形態に係る巻線界磁型同期電動機において、ステータの巻線には、三相交流電力が供給され、ロータの巻線には、制御用電力に基づく励磁電流が供給されるが、特に限定されない。たとえば、ステータの巻線に制御用電力に基づく励磁電流を供給し、ロータの巻線に三相交流電力を供給してもよい。 In the wound field type synchronous motor according to the present embodiment, three-phase AC power is supplied to the stator winding, and excitation current based on the control power is supplied to the rotor winding. There is no particular limitation. For example, an exciting current based on the control power may be supplied to the stator winding, and three-phase AC power may be supplied to the rotor winding.
ロータの巻線に励磁電流が供給されると、磁極を形成する。一方、ステータの巻線に三相交流電力が供給されると回転磁界を形成する。ロータに形成される磁極は、回転磁界により回転力を生じる。このとき、励磁電流およびステータへの交流電力を制御することにより、モータジェネレータ104の回転力の制御ができる。なお、本実施の形態において、モータジェネレータ104は電動機および発電機としての機能を有するが、本発明においては、少なくとも電動機としての機能があればよい。
When an exciting current is supplied to the rotor winding, a magnetic pole is formed. On the other hand, when three-phase AC power is supplied to the winding of the stator, a rotating magnetic field is formed. The magnetic poles formed on the rotor generate a rotational force by the rotating magnetic field. At this time, the rotational force of the
また、エンジン106には、スタータ108が設けられる。イグニッションキー(図示せず)がオンにされた時に、すなわち、エンジン106の起動時に、バッテリ120からスタータ108に電力が供給される。そして、スタータ108がクランクシャフト118を回転させることにより、エンジン106が始動される。
The
なお、エンジン106の起動時においては、スタータ108によるエンジン106の始動に特に限定されるものではない、たとえば、イグニッションキーがオンにされた時にモータジェネレータ104を動作させてエンジン106を始動してもよい。
When
変速機116は、自動変速機であれば、特に限定されるものではないが、たとえば、有段式の自動変速機であってもよいし、無段式の自動変速機であってもよい。変速機116の出力側は、プロペラシャフト、ディファレンシャル機構およびドライブシャフトを介してタイヤ134に連結する。すなわち、変速機116の出力側の回転駆動によりタイヤ134が駆動する。
The
ECU102は、各種データやプログラムが記憶されたメモリ(図示せず)と、メモリに記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)とから構成される。
The
本実施の形態に係る制御装置を有する車両100には、エンジン106の自動始動・停止システム、いわゆるアイドリングストップシステムが搭載される。
The
車両100において、車両の状態が予め定められた停止条件を満足すると、ECU102は、アイドリングストップシステムを実行する。アイドリングストップシステムは、ECU102に入力された条件が予め定められた停止条件を満足すると、エンジン106を停止させるように制御するシステムである。そして、エンジン106の停止条件が満足しなくなると、ECU102はモータジェネレータ104にバッテリ120から電力を供給するように制御する。そして、モータジェネレータ104を駆動させてエンジン106のクランクシャフト118を回転させる。これにより、エンジン106を再始動(クランキング)させる。
When vehicle state satisfies a predetermined stop condition in
車両100に搭載されるバッテリ120は、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、出力電圧が12ボルトの鉛蓄電池である。バッテリ120は、パワーモジュール114に接続される。パワーモジュール114は、モータジェネレータ104のステータに接続される。そして、バッテリ120からパワーモジュール114に電力が供給される。バッテリ120から供給された電力は、パワーモジュール114において、所望の交流電力に変換されて、ステータに供給される。
The
さらに、バッテリ120は、BBC112に接続される。BBC112は、バッテリ120から電力が供給される。BBC112は、供給された電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換する。BBC112は、変換された電力を、励磁駆動回路116に供給する。励磁駆動回路116は、モータジェネレータ104のロータの巻線に接続される。励磁駆動回路116は、BBC112から制御用電力として供給された電力とECU102からの制御信号とに基づいて、励磁電流をロータの巻線に供給する。本発明は、BBC112からロータの巻線に対して制御用電力を供給する点に特徴を有する。
Further, the
図2に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の始動装置において、ECU102は、アイドルストップコンピュータ200と、MGコントローラ202とを含む。モータジェネレータ104は、ステータ208と、ロータ210とを含む。
As shown in FIG. 2, in the internal combustion engine starter according to the present embodiment,
アイドルストップコンピュータ200は、アイドルストップシステムを制御しており、車両100に設けられる各種センサからの入力が予め定められたエンジン106の停止条件を満足すると、エンジン106を停止させるように制御する。そして、アイドルストップコンピュータ200は、エンジン106の停止条件を満足しないと、MGコントローラ202に対して、モータジェネレータ104の始動制御信号を送信する。
The
MGコントローラ202は、始動制御信号を受信すると、モータジェネレータ104を動作させるように制御する。具体的には、MGコントローラ202は、パワーモジュール駆動回路204に対してステータ駆動制御信号を送信する。そして、MGコントローラ202は、励磁駆動回路116対してロータ駆動制御信号を送信する。
When receiving the start control signal, the
パワーモジュール駆動回路204は、ステータ駆動制御信号に応じて、バッテリ120から供給される直流の電力を、パワーモジュール114において、所望の交流電力に変換してステータ208に対して電力を供給する。
In response to the stator drive control signal, the power
パワーモジュール114は、本実施の形態において、たとえば、6個のパワートランジスタからなる三相ブリッジ回路により構成されるが特に限定されない。パワーモジュール114の構成、作用については、周知の技術であるため詳細な説明はここでは繰り返さない。
In the present embodiment, the
励磁駆動回路116は、ロータ駆動制御信号とBBC112から供給される制御用電力とに基づいて、ロータ210に対して励磁電流を供給する。
The
また、モータジェネレータ104には、磁極センサ206が設けられる。磁極センサ206は、ロータ210の回転角度および回転速度を検知する。そして、パワーモジュール114とモータジェネレータ104との間には電流センサ212が設けられる。電流センサ212は、パワーモジュール114からモータジェネレータ104に供給される電流を検知する。磁極センサ206および電流センサ212は、それぞれの検知信号をMGコントローラ202に送信する。
The
MGコントローラ202は、受信した検知信号に基づいて、モータジェネレータ104の回転状態および電力の供給状態を把握して、所望の制御を行なう。
The
BBC112は、バッテリ120から供給される電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換して、励磁駆動回路116に対して電力を供給する。このとき、BBC112の出力特性は、特に限定されるものではないが、たとえば、BBC112は、図3に示すように、V(1)〜V(2)までの範囲の入力電圧に対して、出力電圧がV(OUT)になるように変換する特性を有する。BBC112は、たとえば昇圧コンバータ等から構成される。
The
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る内燃機関の始動装置の動作について説明する。 The operation of the starting device for the internal combustion engine according to the present embodiment based on the above structure will be described.
アイドルストップコンピュータ200からMGコントローラ202にエンジン106の始動制御信号が送信されると、MGコントローラ202は、モータジェネレータ104を動作させるように制御する。
When a start control signal for the
すなわち、MGコントローラ202は、ステータ駆動制御信号をパワーモジュール駆動回路204に送信する。パワーモジュール駆動回路204は、ステータ駆動制御信号とバッテリ120から供給される電力とに基づいて、パワーモジュール114において、所望の交流電力に変換してステータ208に供給する。
That is, the
そして、MGコントローラ202は、ロータ駆動制御信号を励磁駆動回路116に送信する。励磁駆動回路116は、ロータ駆動制御信号とBBC112から供給される制御用電力とに基づいて、ロータ210に励磁電流を供給する。
Then, the
これにより、モータジェネレータ104において、励磁駆動回路116からロータ210に励磁電流が供給されると、ロータ210において磁界が形成される。そして、ロータ210において磁極が形成される。
Thereby, in
また、パワーモジュール114からステータ208に三相交流電力が供給されると、ステータ208において回転磁界が発生する。このとき、ロータ210に形成された磁極は、発生した回転磁界により回転力を生じる。そして、MGコントローラ202は、交流電力および励磁電流を制御することによりモータジェネレータ104の所望の制御を行なうことができる。
When three-phase AC power is supplied from the
このとき、エンジン106の始動時において、ステータ208には大電流が流れる。大電流が流れることによりバッテリ120は、電圧降下する場合がある。このとき、励磁駆動回路116に制御用電力を供給するBBC112は、バッテリ120の電圧降下に関わらず、予め定められた電圧値V(OUT)を励磁駆動回路116に供給する。
At this time, a large current flows through the
以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の始動装置によると、モータジェネレータは、電力の供給を受けて回転力を発生させるための磁界を形成するステータの巻線と、回転力を制御する制御用電力が供給されるロータの巻線とを含む。始動装置は、ステータの巻線に電力を供給するためのバッテリと、ロータの巻線に制御用電力を供給するためのBBCとをさらに含む。BBCは、バッテリから電力が供給されると、供給された電力の電圧値を予め定められた電圧値に変換して、ロータの巻線に制御用電力に基づく励磁電流を供給する。これにより、エンジンの始動時にステータに対して大電流が流れることによりバッテリにおいて電圧降下が生じても、ロータの巻線には、BBCから予め定められた電圧値に変換される電力に基づく励磁電流が供給される。そのため、ロータの巻線に対して瞬断または低下することなく励磁電流を安定して供給することができる。その結果、十分に励磁電流を流すことができるため、電動機の動作を確実に制御することができる。したがって、内燃機関の始動時の始動不良を回避できる内燃機関の始動装置を提供することができる。 As described above, according to the starter for an internal combustion engine according to the present embodiment, the motor generator receives the rotation of the stator windings that form a magnetic field for receiving the supply of electric power and generating a rotational force. And a rotor winding to which control power to be controlled is supplied. The starter further includes a battery for supplying power to the stator windings and a BBC for supplying control power to the rotor windings. When electric power is supplied from the battery, the BBC converts the voltage value of the supplied electric power into a predetermined voltage value, and supplies an excitation current based on the electric power for control to the winding of the rotor. As a result, even if a voltage drop occurs in the battery due to a large current flowing to the stator when the engine is started, the rotor winding has an exciting current based on power converted from the BBC to a predetermined voltage value. Is supplied. For this reason, the exciting current can be stably supplied to the winding of the rotor without instantaneous interruption or reduction. As a result, a sufficient excitation current can flow, so that the operation of the electric motor can be reliably controlled. Therefore, it is possible to provide a starting device for an internal combustion engine that can avoid a starting failure when starting the internal combustion engine.
また、BBC112は、ECU等の補機に接続されてもよい。すなわち、BBC112からECU等の補機に電力を供給してもよい。これにより、エンジン106の始動時にステータ208に大電流が流れることによりバッテリ120において電圧降下が生じても、BBC112から補機に対して予め定められた電圧値V(OUT)を供給する。これにより、補機に対して安定した電力を供給することができるため、補機に供給される電流の瞬断または低下等による動作が不安定となることを回避することができる。
Moreover, BBC112 may be connected to auxiliary machines, such as ECU. That is, electric power may be supplied from the
<第2の実施の形態>
以下、図4を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の始動装置について説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a starter for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施の形態に係る内燃機関の始動装置は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の始動装置の構成と比較して、始動装置は、バッテリ120とBBC112とに代えて始動用バッテリ304と、補機用バッテリ300と、DC/DCコンバータ302とを含む。それら以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の始動装置の構成と同じである。同じ構成については同じ参照符号を付している。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
Compared to the configuration of the starter for the internal combustion engine according to the first embodiment, the starter for the internal combustion engine according to the present embodiment is different from the
始動用バッテリ304は、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、リチウムイオン電池である。また、補機用バッテリ300も、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、12ボルトの鉛蓄電池である。補機用バッテリ300は、ECU(図示せず)等の補機に接続される。
The starting
そして、始動用バッテリ304と補機用バッテリ300との間には、DC/DCコンバータ302が設けられる。DC/DCコンバータ302は、始動用バッテリ304と補機用バッテリ300との間で充電を行なう際の双方向の昇降圧コンバータとして機能する。
A DC /
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る内燃機関の始動装置の動作について説明する。 The operation of the starting device for the internal combustion engine according to the present embodiment based on the above structure will be described.
アイドルストップコンピュータ200からMGコントローラ202にエンジン106の始動制御信号が送信されると、MGコントローラ202は、モータジェネレータ104を動作させるように制御する。
When a start control signal for the
すなわち、MGコントローラ202は、ステータ駆動制御信号をパワーモジュール駆動回路204に送信する。パワーモジュール駆動回路204は、ステータ駆動制御信号と始動用バッテリ304から供給される電力とに基づいて、パワーモジュール114において、所望の交流電力に変換してステータ208に供給する。
That is, the
そして、MGコントローラ202は、ロータ駆動制御信号を励磁駆動回路116に送信する。励磁駆動回路116は、ロータ駆動制御信号と補機用バッテリから供給される制御用電力とに基づいて、ロータ210に励磁電流を供給する。
Then, the
これにより、モータジェネレータ104において、励磁駆動回路116からロータ210に励磁電流が供給されると、ロータ210において磁界が形成される。そして、ロータ210において磁極が形成される。
Thereby, in
また、パワーモジュール114からステータ208に三相交流電力が供給されると、ステータ208において回転磁界が発生する。このとき、ロータ210に形成された磁極は、発生した回転磁界に引かれて回転力を生じる。そして、MGコントローラ202は、交流電力および励磁電流を制御することによりモータジェネレータ104の所望の制御を行なうことができる。
When three-phase AC power is supplied from the
このとき、エンジン106の始動時において、ステータ208には大電流が流れる。大電流が流れることにより始動用バッテリ304は、電圧降下する場合がある。このとき、励磁駆動回路116に制御用電力を供給する補機用バッテリ300は、始動用バッテリ304の電圧降下に関わらず、予め定められた電圧値を励磁駆動回路116に供給する。
At this time, a large current flows through the
以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の始動装置によると、車両には、始動用バッテリおよび補機用バッテリが搭載される。これにより、エンジンの始動時に電動機に大電流が流れて、始動用バッテリにおいて電圧降下が生じても、ロータに供給される制御用電力は、補機用バッテリから供給されるため、予め定められた電圧値を安定して供給することができる。その結果、ロータに十分に励磁電流を流すことができるため、電動機の動作を確実に制御することができる。したがって、内燃機関の始動時に始動不良が回避できる内燃機関の始動装置を提供することができる。 As described above, according to the internal combustion engine starter according to the present embodiment, the starter battery and the auxiliary battery are mounted on the vehicle. As a result, even if a large current flows through the electric motor when the engine is started and a voltage drop occurs in the starting battery, the control power supplied to the rotor is supplied from the auxiliary battery. A voltage value can be supplied stably. As a result, since an exciting current can be sufficiently passed through the rotor, the operation of the electric motor can be reliably controlled. Therefore, it is possible to provide a starter for an internal combustion engine that can avoid a start failure when starting the internal combustion engine.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 車両、102 ECU、104 モータジェネレータ、106 エンジン、108 スタータ、110 ベルト、112 BBC、114 パワーモジュール、116 励磁駆動回路、118 クランクシャフト、120 バッテリ、134 タイヤ、200 アイドルストップコンピュータ、202 MGコントローラ、204 パワーモジュール駆動回路、206 磁極センサ、208 ステータ、210 ロータ、212 電流センサ、300 補機用バッテリ、302 DC/DCコンバータ、304 始動用バッテリ。 100 vehicle, 102 ECU, 104 motor generator, 106 engine, 108 starter, 110 belt, 112 BBC, 114 power module, 116 excitation drive circuit, 118 crankshaft, 120 battery, 134 tires, 200 idle stop computer, 202 MG controller, 204 Power module drive circuit, 206 Magnetic pole sensor, 208 Stator, 210 Rotor, 212 Current sensor, 300 Auxiliary battery, 302 DC / DC converter, 304 Start-up battery
Claims (6)
前記内燃機関を始動する電動機を含み、
前記電動機は、電力の供給を受けて回転力を発生させるための磁界を形成する第1の巻線と、前記回転力を制御する制御用電力が供給される第2の巻線とを含み、
前記始動装置は、
前記第1の巻線に電力を供給するための蓄電手段と、
前記第2の巻線に制御用電力を供給するための電力供給手段とをさらに含む、内燃機関の始動装置。 A starter for an internal combustion engine,
Including an electric motor for starting the internal combustion engine,
The electric motor includes a first winding that forms a magnetic field for generating a rotational force when supplied with electric power, and a second winding that is supplied with a control electric power for controlling the rotational force,
The starter is
Power storage means for supplying power to the first winding;
A starting device for an internal combustion engine, further comprising power supply means for supplying control power to the second winding.
前記蓄電手段は、第1の蓄電機構であって、
前記電力供給手段は、第2の蓄電機構である、請求項1に記載の内燃機関の始動装置。 The vehicle is equipped with a first power storage mechanism and a second power storage mechanism,
The power storage means is a first power storage mechanism,
The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the power supply means is a second power storage mechanism.
前記第2の巻線は、前記電動機のロータの巻線である、請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。 The first winding is a winding of a stator of the electric motor,
The starter for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the second winding is a winding of a rotor of the electric motor.
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2004
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