JP2012125096A - Motor drive controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御対象のスイッチトリラクタンスモータをＰＷＭ制御するモータ駆動制御装置に関し、詳しくは、通電相のコイルの通電開始のトルク改善に関する。 The present invention relates to a motor drive control device that performs PWM control of a switched reluctance motor to be controlled, and more particularly, to torque improvement at the start of energization of an energized phase coil.
従来、電気自動車やハイブリッド車の駆動モータとして、ロータ側に永久磁石やコイルが不要で安価かつ構造が簡単なスイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータという）が注目されている。なお、ＳＲモータはスイッチドリラクタンスモータとも呼ばれる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a switched reluctance motor (hereinafter referred to as an SR motor) has attracted attention as a drive motor for an electric vehicle or a hybrid vehicle. The SR motor is also called a switched reluctance motor.
図７はＵ、Ｖ、Ｗの３相駆動のラジアルギャップ構成のＳＲモータ１００の一例の概略の構造を示し、ＳＲモータ１００は、モータ軸１０１に取り付けられたロータ２００と、その外側に同軸状に設けれたステータ３００とを備える。そして、ロータ２００は外周面側に複数の突極２０１が等間隔に配設される。ステータ３００は内周面側にステータ磁極としての各相の突極３０１が突極２０１に対向する向きに等間隔に相順に配設され、さらに、各突極３０１には各相のコイル（コイル）３０２が集中巻される。なお、ロータ２００の突極２０１の個数（図７では８個）と、ステータ３００の突極３０１の個数（図７では１２個）とは異なり、ステータ３００の１２個（＝３（相）×４（突極数））の突極３０１は、集中巻きされたコイル３０２の通電により、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ、Ｗ…の順の磁極を形成する。
FIG. 7 shows a schematic structure of an example of an
そして、ＳＲモータ１００は、モータ駆動制御装置により、ステータ３００の駆動相のコイル３０２の通電をＰＷＭ（パルス幅変調）制御して駆動され、ステータ３００に対してロータ２００が非対向の状態になる毎、すなわち、ロータ２００の所定回転角度毎に、駆動相が切り替わり、ＰＷＭ制御により、アクセル開度等から演算されたトルク指令値に応じた目標電流Ｉｋに制御された駆動電流が駆動相のコイル３０２に流れ、ロータ２００とステータ３００の電磁作用でロータ２００が回転して駆動される（例えば、特許文献１（段落［０００４］、［００１１］−［００１４］、図１、図３、図５等）参照）。
The SR
なお、ＳＲモータは、上記のＳＲモータ１００のようにステータ３００の外周側に同心状に回転自在にロータ２００を配置したラジアルギャップ構造に形成されるだけでなく、ステータと回転自在のロータをモータ軸の方向に対向するように配置したアキシャルギャップ構造にも形成される。そして、アキシャルギャップ構造の方がラジアルギャッップ構造より対向する突極面積を広くすることができ、小型で高トルクである利点がある。
The SR motor is not only formed in a radial gap structure in which the
特許文献１に記載のようにＳＲモータのステータの通電相のコイルの通電制御をＰＷＭ制御で行なう場合、ＰＷＭ制御のキャリア周期は所定周波数（例えば１０ｋＨｚ）の信号によって設定される。また、目標電流Ｉｋの信号（制御指令値の信号）と、キャリア周期の三角波または鋸波の信号との比較により、キャリア周期のパルス波形のＰＷＭ信号が形成される。
When energization control of the coil of the energization phase of the stator of the SR motor is performed by PWM control as described in
そして、位置センサにより検出されたＳＲモータの回転位置等に基づき、通電相の通電開始角、通電終了角のタイミングが検出されて通電開始から通電終了の信号幅のタイミング信号（ゲート信号）が形成され、このタイミング信号の立ち上がりから立ち下がりまでの間に前記ＰＷＭ信号によって通電相のスイッチング素子がオン、オフする。 Then, based on the rotational position of the SR motor detected by the position sensor, the timing of the energization start angle and energization end angle of the energization phase is detected, and a timing signal (gate signal) of the signal width from energization start to energization end is formed. The energized phase switching element is turned on and off by the PWM signal between the rise and fall of the timing signal.
図８（ａ）はＰＷＭ信号の一例、同図（ｂ）はモータ励磁のタイミング信号の一例を示し、同図（ｃ）はタイミング信号によって切り取られたＰＷＭ信号であり、この信号によって通電相のスイッチング素子がオン、オフし、通電相のコイルが通電励磁される。 8A shows an example of a PWM signal, FIG. 8B shows an example of a timing signal for motor excitation, and FIG. 8C shows a PWM signal cut out by the timing signal. The switching element is turned on and off, and the energized phase coil is energized and excited.
この場合、通電開始から通電相のコイルの電流が目標電流Ｉｋに到達するまでの立ち上がりの際に、ＰＷＭ制御で通電が断続（オン、オフ）するため、立ち上がりに時間を要し、特に回転周期が短くなるＳＲモータの高回転域でトルクが不足する問題がある。 In this case, energization is interrupted (ON / OFF) by PWM control during the rise from the start of energization until the current of the energized phase coil reaches the target current Ik. There is a problem that the torque becomes insufficient in the high rotation range of the SR motor.
図９（ａ）の実線ｉａはＳＲモータの通電相のコイルの通電開始から通電終了に至る間の理想的な電流波形、同図（ａ）の実線ｉｂは図８（ｃ）のＰＷＭ信号によるＳＲモータの通電相のコイルの通電開始から通電終了に至る間の電流波形例である。実線ｉｂの電流はＰＷＭ制御のオン、オフにより鋸波状に変化しながら目標電流値Ｉｋに立ち上がるので、立ち上がりに時間を要する。 The solid line ia in FIG. 9 (a) is an ideal current waveform from the start of energization to the end of energization of the SR motor energization phase, and the solid line ib in FIG. 9 (a) is due to the PWM signal in FIG. 8 (c). It is an example of a current waveform from energization start to energization end of the coil of the energization phase of the SR motor. Since the current of the solid line ib rises to the target current value Ik while changing in a sawtooth shape when the PWM control is turned on and off, it takes time to rise.
図９（ｂ）の実線τａ、τｂは同図（ａ）の実線ｉａ、ｉｂの電流によりＳＲモータに発生するトルクを示し、実線τａの理想的なトルクに対して、実線τｂのトルクは電流が立ち上がる際のトルク値が小さくなって不足する。 The solid lines τa and τb in FIG. 9B show the torque generated in the SR motor by the currents in the solid lines ia and ib in FIG. 9A, and the torque in the solid line τb is the current compared to the ideal torque in the solid line τa. The torque value when starting up becomes small and insufficient.
本発明は、制御対象のＳＲモータをＰＷＭ制御するモータ駆動制御装置において、低コストの構成で、所定の通電開始タイミングからの通電相のコイルの電流の立上げが迅速に行なえるようにして、高回転域でもＳＲモータのトルクの不足が生じないようにすることを目的とする。 The present invention is a motor drive control device that PWM-controls an SR motor to be controlled, and is capable of rapidly raising the current of a coil in an energized phase from a predetermined energization start timing with a low-cost configuration. An object is to prevent the SR motor from having a shortage of torque even in a high rotation range.
上記した目的を達成するために、本発明のモータ駆動制御装置は、キャリア周期に同期したＰＷＭ制御制により御対象のＳＲモータの通電相のコイルの通電を制御するモータ駆動制御装置であって、所定の通電開始タイミングから前記通電相のコイルの電流を立上げる際に、前記通電相のコイルの通電路のスイッチング素子を連続的にオンに維持する非同期通電制御手段を備えたことを特徴としている（請求項１）。 In order to achieve the above-described object, the motor drive control device of the present invention is a motor drive control device that controls energization of a coil of a current-carrying phase of an SR motor to be controlled by PWM control that is synchronized with a carrier cycle. Asynchronous energization control means is provided for continuously switching on the switching elements of the energization paths of the energized phase coils when the current of the energized phase coils is raised from a predetermined energization start timing. (Claim 1).
請求項１に係る本発明のモータ駆動制御装置の場合、所定の通電開始タイミングからＳＲモータの通電相のコイルの電流を立上げる際に、通電相のコイルの通電路のスイッチング素子をＰＷＭ制御でオン、オフするのではなく、非同期通電制御手段により、キャリア周期と無関係に通電相のコイルの通電路のスイッチング素子を連続的にオンに維持し、通電相のコイルを連続通電する。そして、通電相のコイルの電流が目標電流に到達すると、ＰＷＭ制御に移行する。 In the motor drive control device according to the first aspect of the present invention, when the current of the energization phase coil of the SR motor is raised from the predetermined energization start timing, the switching element of the energization path of the energization phase coil is controlled by PWM control. Instead of turning on and off, the switching element of the energization path of the energized phase coil is continuously kept on by the asynchronous energization control means regardless of the carrier cycle, and the energized phase coil is energized continuously. When the current of the energized phase coil reaches the target current, the control shifts to PWM control.
この場合、通電相のスイッチング素子をオンに維持する簡単でコスト低減を図った安価な構成により、通電相のコイルの電流が目標電流Ｉｋに到達するまでの立ち上がりの際に、ＰＷＭ制御のような通電のオフ期間なく、通電相のコイルの電流の立ち上がりを迅速に行なうことができる。その結果、特に回転周期が短くなるＳＲモータの高回転域でのトルク不足の発生を防止することができる。 In this case, with a simple and cost-effective configuration that keeps the energized phase switching element on, at the time of startup until the current of the energized phase coil reaches the target current Ik, PWM control or the like is performed. The current rise of the coil in the energized phase can be rapidly performed without the energization off period. As a result, it is possible to prevent a shortage of torque particularly in the high rotation range of the SR motor whose rotation cycle is shortened.
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。 Next, in order to describe the present invention in more detail, embodiments will be described in detail with reference to FIGS.
（一実施形態）
一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
(One embodiment)
An embodiment will be described with reference to FIGS.
図１は本実施形態のモータ駆動制御装置の全体構成を示し、制御対象のＳＲモータは、例えば電気自動車やハイブリッド車の駆動モータとしての３相駆動のＳＲモータ１である。ＳＲモータ１は、ラジアルギャップ構成、アキシャルギャップ構成のいずれであってもよいが、例えば図７のＳＲモータ１００と同様のラジアルギャップ構成であり、その回転位置が周知のレゾルバやエンコーダ等の位置センサ２により検出される。
FIG. 1 shows the overall configuration of the motor drive control device of this embodiment, and the SR motor to be controlled is a three-phase
そして、本実施形態のモータ駆動制御装置は、概略、ＳＲモータ１を駆動する３相のインバータ３およびその制御部４を備える。
The motor drive control device of the present embodiment generally includes a three-phase inverter 3 that drives the SR
インバータ３の入力電源は、車載のバッテリ等の電源５と、電源５に並列に接続されたキャパシタ６とからなり、その電源電圧は電圧センサ７により検出される。
The input power source of the inverter 3 includes a power source 5 such as an in-vehicle battery and a capacitor 6 connected in parallel to the power source 5, and the power source voltage is detected by a
インバータ３においては、電源５の正負の電源端子ｐ、ｎ間に、ＳＲモータ１のＵ相のステータコイルＬｕを挟んでＵ相の上下アームのスイッチング素子Ｓｕａ、Ｓｕｂが直列に設けられ、同様に、ＳＲモータ１のＶ相のステータコイルＬｖを挟んでＶ相の上下アームのスイッチング素子Ｓｖａ、Ｓｖｂが直列に設けられ、ＳＲモータ１のＷ相のステータコイルＬｗを挟んでＷ相の上下アームのスイッチング素子Ｓｗａ、Ｓｗｂが直列に設けられる。各スイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂは、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等で形成され、図１ではＩＧＢＴからなる。また、ステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗは、図７の各相それぞれの各コイル３０２を直列又は並列に接続したものである。
In the inverter 3, switching elements Sua and Sub of U-phase upper and lower arms are provided in series between the positive and negative power supply terminals p and n of the power supply 5 with the U-phase stator coil Lu of the SR
さらに、正の電源端子ｐと、各相のステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの下アーム側の端部との間に、カソードが電源端子ｐに接続された還流・回生用のダイオードＤｕａ、Ｄｖａ、Ｄｗａが設けられ、負の電源端子ｎと各相のステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの上アーム側の端部との間に、アノードが電源端子ｎに接続された還流・回生用のダイオードＤｕｂ、Ｄｖｂ、Ｄｗｂが設けられる。 Further, between the positive power supply terminal p and the lower arm side ends of the stator coils Lu, Lv, Lw of each phase, the reflux / regeneration diodes Dua, Dva, whose cathode is connected to the power supply terminal p, Dwa is provided, and between the negative power supply terminal n and the upper arm side end of each phase of the stator coils Lu, Lv, Lw, an anode connected to the power supply terminal n, a reflux / regeneration diode Dub, Dvb and Dwb are provided.
また、ＳＲモータ１の各相のステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの電流は、各相の電流センサ８ｕ、８ｖ、８ｗにより検出される。
Further, the currents of the stator coils Lu, Lv, and Lw of each phase of the
制御部４は、演算制御部４１と、この演算制御部４１の制御にしたがってインバータ３の各相のスイッチング素子Ｓｕａ〜ＳｗｂにＰＷＭ制御信号等を供給する駆動制御部４２を有し、演算制御部４１は、つぎに説明するように構成されている。
The control unit 4 includes a
図２は演算制御部４１の構成を示し、マイクロコンピュータ構成の演算制御部４１は、例えば、演算部４１ａ、同期通電制御部（ＰＷＭ信号部）４１ｂ、非同期通電制御部（本発明の非同期通電制御手段に相当）４１ｃ、出力切替部４１ｄで構成される。
FIG. 2 shows a configuration of the
演算部４１ａは、アクセルペダルの踏み込み等に基づいて図示省略した上位装置から送られてくるトルク指令値、位置センサ２の回転位置から得られるＳＲモータ１の回転角度θから算出した回転数ω、電圧センサ７の電源電圧、電流センサ８ｕ、８ｖ、８ｗの各相のステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの電流等を取り込み、（１）目標電流算出部９によりトルク指令値に応じた目標電流Ｉｋの指令値（より正確には換算された電圧指令値）の信号Ｓｋを形成する。（２）ＳＲモータ１の回転数ωに基づき、角度算出部１０によりＳＲモータ１の回転速度等に応じた各相の通電開始角、電流立上角（目標電流Ｉｋに到達する角度）、通電終了角を算出する。（３）キャリア信号生成部１１により、例えば装置クロック（動作クロック）を分周してＰＷＭの所定のキャリア周期（一定周波数、具体的には例えば１０ｋＨｚ）Ｔｃの三角波（あるいは鋸波）の信号Ｓｃを形成する。
The calculation unit 41a is a torque command value sent from a host device (not shown) based on depression of an accelerator pedal, the rotational speed ω calculated from the rotational angle θ of the
同期通電制御部４１ｂは、キャリア周期Ｔｃの信号Ｓｃと目標電流Ｉｋの信号Ｓｋとを比較して得られる各相のＰＷＭ信号を出力切替部４１ｄから駆動制御部４２に出力する。
The synchronous energization control unit 41b outputs a PWM signal of each phase obtained by comparing the signal Sc of the carrier cycle Tc and the signal Sk of the target current Ik from the
非同期通電制御部４１ｃは、（１）角度算出部１０の算出に基づき、各相の通電開始角、電流立上角、通電終了角のタイミングデータをデータマップ１２から読み出し、通電開始角から電流立上角の間及び通電終了角から通電開始角の間（換言すれば各相のＰＷＭ制御期間以外の期間）に、ＰＷＭ信号をマスクして通電のオン又はオフの連続の指令値を入出力コントローラ１３ａに出力する。（２）エンコーダ１４により、位置センサ２の回転位置とデータマップ２の通電開始角、電流立上角、通電終了角の規定タイミングとからＳＲモータ１の回転角が実際に通電開始角、電流立上角、通電終了角に達するタイミングを検出し、それぞれのタイミングで割込信号Ｓｉｎｔを入出力コントローラ１３ａに送る。（３）割込信号Ｓｉｎｔに基づき、入出力コントローラ１３ａにより、キャリア周期Ｔｃに非同期に、通電開始角から電流センサ８ｕ、８ｖ、８ｗの検出電流が目標電流に立ち上がる電流立上角までの電流立上期間Ｔｏｎのパルス幅のオン（通電指令）の指令指令信号Ｓｏｎ、通電終了角からつぎの通電開始までの停止期間Ｔｏｆｆのパルス幅のオフ（停止指令）の指令信号Ｓｏｆｆを発生する。
The asynchronous energization control unit 41c reads (1) the timing data of the energization start angle, current rise angle, and energization end angle of each phase from the data map 12 based on the calculation of the
出力切替部４１ｄは同期通電制御部４１ｂのＰＷＭ信号と入出力コントローラ１３ａの指令信号Ｓｏｎ、Ｓｏｆｆの論理ゲート処理により、オンの指令信号Ｓｏｎが入力される電流立上期間ＴｏｎにはＰＷＭ信号の代わりにハイレベル（以下、Ｈｉｇｈという）の指令信号Ｓｏｎを図１の駆動制御部４２に出力し、オフの指令信号Ｓｏｆｆが入力される通電停止期間ＴｏｆｆにはＰＷＭ信号の代わりにローレベル（以下、Ｌｏｗという）に反転した指令信号Ｓｏｆｆを図１の駆動制御部４２に出力する。
The
ところで、出力切替部４１ｄはソフトウェア処理、ハードウェア回路のいずれで形成してもよい。
Incidentally, the
図３は出力切替部４１ｄをハードウェア回路で実現した一例を示す。図３の場合、出力切替部４１ｄはＰＷＭ信号とオンの指令信号Ｓｏｎとが入力されるＮＯＲゲートＧａと、その出力信号とオフの指令信号Ｓｏｆｆとが入力されるＮＯＲゲートＧｂとの組み合わせの構成であり、ＰＷＭ信号のオン／オフ（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ）と、指令信号Ｓｏｎ、Ｓｏｆｆの有（Ｈｉｇｈ）／無（Ｌｏｗ）に基づき、出力切替部４１ｄの出力信号は下記表１に示すようになる。なお、表１中の×はＨｉｇｈ／Ｌｏｗのいずれであってもよいことを示す。
FIG. 3 shows an example in which the
出力切替部４１ｄは図３に示すハードウェア回路構成に限らず、同様の論理ロジックをソフトウェアで構成することもできる。この場合、図３のハードウェアを不要とできるため、コスト面で望ましい構成となる。
The
図３の構成の場合、（１）割込信号であるオフの指令信号ＳｏｆｆがＨｉｇｈであれば、ＰＷＭ信号、オンの指令信号ＳｏｎのＨｉｇｈ／Ｌｏｗに係わらず、オフの指令信号Ｓｏｆｆが出力される。そのため、フェイル時のモータ停止が容易かつ確実に行なえる。（２）オンの指令信号ＳｏｎがＨｉｇｈ、オフの指令信号ＳｏｆｆがＬｏｗであれば、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ／Ｌｏｗに係わらず、オンの指令信号Ｓｏｎが出力される。（３）オンの指令信号Ｓｏｎ、オフの指令信号ＳｏｆｆがともにＬｏｗであれば、ＰＷＭ信号が出力される。言い換えれば、ＰＷＭ信号は、オンの指令信号Ｓｏｎ、オフの指令信号Ｓｏｆｆでマスクされる。 In the case of the configuration of FIG. 3, (1) if the off command signal Soff, which is an interrupt signal, is High, the off command signal Soff is output regardless of the PWM signal and the High / Low of the on command signal Son. The Therefore, the motor can be easily and reliably stopped during a failure. (2) If the ON command signal Son is High and the OFF command signal Soff is Low, the ON command signal Son is output regardless of the High / Low of the PWM signal. (3) If both the on command signal Son and the off command signal Soff are Low, a PWM signal is output. In other words, the PWM signal is masked by the on command signal Son and the off command signal Soff.
そのため、図３の構成の場合は、電流立上げからＰＷＭ制御への切替タイミングを決める電流立上角のタイミングをＰＷＭ制御のキャリア周期に同期したタイミングに設定することにより、オンの指令信号Ｓｏｎのマスクを解除して電流立上からＰＷＭ制御へのキャリア周期に同期した切替が簡単に実現し、キャリア同期のタイミングで、オンの指令信号ＳｏｎとＰＷＭ信号の両方を同時に切り替えたりする必要がない利点がある。 Therefore, in the case of the configuration of FIG. 3, by setting the timing of the current rising angle that determines the switching timing from the current rising to the PWM control to the timing synchronized with the carrier cycle of the PWM control, the ON command signal Son An advantage that the switching from the current rising to the PWM control in synchronization with the carrier cycle is easily realized by releasing the mask, and it is not necessary to simultaneously switch both the ON command signal Son and the PWM signal at the timing of the carrier synchronization. There is.
そして、出力切替部４１ｄの出力信号に基づく演算制御部４１の制御にしたがって、オンの指令信号Ｓｏｎが出力される電流立上期間には、駆動制御部４２が通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂを連続的にオンに維持する。そのため、通電相のステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗは、前記電流立上期間にＰＷＭ制御の場合のオフ期間の途切れなく連続的に電流が流れて迅速に目標電流Ｉｋに立上がり、目標電流Ｉｋに到達すると、オンの指令信号Ｓｏｎのマスクが解除され、キャリア周期に同期してＰＷＭ信号が出力切替部４１ｄから駆動制御部４２に出力されて通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜ＳｗｂがＰＷＭ制御でオン／オフする。
Then, according to the control of the
なお、オフの指令信号Ｓｏｆｆが出力される電流立下期間には、通電期間の終了と同時に駆動制御部４２が通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂを連続的にオフに維持する。この場合もＰＷＭ制御で電流を立ち下げる場合のようなオフ期間がなく、迅速に電流が消失してトルクが０になる。
In the current falling period in which the off command signal Soff is output, the
図４（ａ）はＰＷＭ信号のキャリア周期Ｔｃを示し、（ｂ）はそれに同期したＳＲモータ１の通電相のステータコイルＬｕ（又はＬｖ又はＬｗ）の電流変化を示す。
4A shows the carrier period Tc of the PWM signal, and FIG. 4B shows the current change of the stator coil Lu (or Lv or Lw) in the energized phase of the
図４からも明らかなように、本実施形態の場合、通電相のステータコイルＬｕ（又はＬｖ又はＬｗ）の電流は、通電開始角のタイミングからのキャリア周期Ｔｃに同期した電流立上期間Ｔｏｎに、直線的に速やかに目標電流Ｉｋに立ち上がってＰＷＭ制御に切り替わる。その後、ＰＷＭ制御期間Ｔｐｗｍが終了して通電終了角のタイミングになると、このタイミングからの通電停止期間Ｔｏｆｆに、通電相のステータコイルＬｕ（又はＬｖ又はＬｗ）の電流は直線的に速やかに０に立ち下がる。 As is apparent from FIG. 4, in the case of this embodiment, the current of the energized phase stator coil Lu (or Lv or Lw) is in the current rising period Ton synchronized with the carrier cycle Tc from the timing of the energization start angle. Then, it quickly rises to the target current Ik linearly and switches to PWM control. After that, when the PWM control period Tpwm ends and the energization end angle is reached, the current of the energized phase stator coil Lu (or Lv or Lw) linearly and quickly becomes 0 during the energization stop period Toff from this timing. Fall down.
したがって、本実施形態の場合、図３の簡単なスイッチ回路の追加又は、部品追加のないソフトウェア処理により、通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂを連続的にオンに維持し、簡単でコスト低減を図った安価な構成により、通電相のコイルの電流が目標電流Ｉｋに到達するまでの立ち上がりの際に、ＰＷＭ制御で立ち上げる場合のような通電のオフ期間なく、通電相のコイルの電流の立ち上がりを迅速に行なうことができ、その結果、特に回転周期が短くなるＳＲモータの高回転域でのトルク不足の発生を防止することができる。 Therefore, in the case of the present embodiment, the switching elements Sua to Swb in the energized phase are continuously kept on by software processing without adding a simple switch circuit or adding components in FIG. Due to the low-cost configuration, when the current of the energized phase coil reaches the target current Ik, the current of the energized phase coil can be increased without the energized off period as in the case of starting up by PWM control. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a shortage of torque particularly in the high rotation range of the SR motor in which the rotation cycle is shortened.
（他の実施形態）
他の実施形態について、図１、図５、図６を参照して説明する。
(Other embodiments)
Another embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 5, and 6.
本実施形態のモータ駆動制御装置が前記一実施形態のモータ駆動制御装置と異なる点は、演算制御部４１の非同期通電制御部４１ｃの構成をつぎに説明するように変更し、図２の出力切替部４１ｄに代えて後述する出力切替部４１ｅを備えた点である。
The motor drive control device of this embodiment is different from the motor drive control device of the above-described embodiment in that the configuration of the asynchronous energization control unit 41c of the
図５は本実施形態の演算制御部４１の構成を示し、非同期通電制御部４１ｃは図２の入出力コントローラ１３ａに代えて入出力コントローラ１３ｂを有し、入出力コントローラ１３ｂは、データマップ１２から読み出した各相の通電開始角、電流立上角、通電終了角のタイミングデータ及びエンコーダ１４の割込信号Ｓｉｎｔに基づき、前記一実施形態のオンの指令信号Ｓｏｎ、オフの指令信号Ｓｏｆｆに代えて、タイミング信号Ｓｔと選択信号Ｓｓを発生する。
FIG. 5 shows a configuration of the
タイミング信号Ｓｔは、電流立上期間ＴｏｎにＨｉｇｈ、停止期間ＴｏｆｆにＬｏｗになる信号であり、選択信号Ｓｓは電流立上期間Ｔｏｎ及び停止期間ＴｏｆｆにＨｉｇｈ、ＰＷＭ制御の期間にＬｏｗになる信号である。 The timing signal St is a signal that is high during the current rising period Ton and is low during the stop period Toff, and the selection signal Ss is a signal that is high during the current rising period Ton and the stop period Toff, and is low during the PWM control period. is there.
つぎに、本実施形態の出力切替部４１ｅは、同期通電制御部４１ｂのＰＷＭ信号と入出力コントローラ１３のタイミング信号Ｓｔ、選択信号Ｓｓとの論理ゲート処理により、電流立上期間Ｔｏｎ、通電停止期間Ｔｏｆｆに、ＰＷＭ信号の代わりに指令信号Ｓｏｎ、Ｌｏｗに反転したＳｏｆｆそれぞれを図１の駆動制御部４２に出力する。
Next, the
本実施形態の出力切替部４１ｅも、ソフトウェア処理、ハードウェア回路のいずれで形成することも可能である。
The
図６は出力切替部４１ｅをハードウェア回路で実現した一例を示す。図６の場合、出力切替部４１ｅは、ＰＷＭ信号とインバータゲートＧｃで反転した選択信号Ｓｓとが入力されるＮＡＮＤゲートＧｄと、選択信号Ｓｓとタイミング信号Ｓｔとが入力されるＮＡＮＤゲートＧｅと、さらにＮＡＮＤゲートＧｄ、Ｇｅの出力信号が入力されるＮＡＮＤゲートＧｆとの組み合わせの構成であり、ＰＷＭ信号のオン（Ｈｉｇｈ）／オフ（Ｌｏｗ）と、タイミング信号Ｓｔ、選択信号Ｓｓの有（Ｈｉｇｈ）／無（Ｌｏｗ）に基づき、出力切替部４１ｅの出力信号は下記表２に示すようになる。なお、表２中の×はＨｉｇｈ／Ｌｏｗいずれであってもよいことを示す。
FIG. 6 shows an example in which the
ところで、インバータゲートＧｃはタイミング信号Ｓｔが２つの入力端子に入力されるＮＡＮＤゲートに置き換えてもよい。この場合、出力切替部４１ｅをＮＡＮＤゲートのみで構成できるため、例えば４回路入りＮＡＮＤロジックＩＣ１個の追加で出力切替部４１ｅを構成できる。
By the way, the inverter gate Gc may be replaced by a NAND gate in which the timing signal St is input to the two input terminals. In this case, since the
また、図６の出力切替部４１ｅは、一実施形態の出力切替部４１ｅと同様にソフトウェアで構成してもよい。
Further, the
そして、図６の構成の場合、図３の構成の場合と同様のＰＷＭ信号のマスクが行なえるだけでなく、通電開始後、目標電流Ｉｋに立ち上がったときに、選択信号をＨｉｇｈからＬｏｗにレベル変化することで、電流立上げの制御からＰＷＭ制御への切換が極めて簡単に実現する。また、ＰＷＭ制御の終了時にも選択信号をＬｏｗからＨｉｇｈにレベル変化して、ＰＷＭ制御から通電終了制御への切換が極めて簡単に実現する。割込信号であるオフ指令のゲート信号ＳｏｆｆがＨｉｇｈであれば、ＰＷＭ信号、オン指令のゲート信号ＳｏｎのＨｉｇｈ／Ｌｏｗに係わらず、Ｈｉｇｈのオフ指令のゲート信号Ｓｏｆｆが出力される。そのため、フェイル時のモータ停止が容易かつ確実に行なえる。（２）オン指令のゲート信号ＳｏｎがＨｉｇｈ、オフ指令のゲート信号ＳｏｆｆがＬｏｗであれば、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ／Ｌｏｗに係わらず、Ｈｉｇｈのオン指令のゲート信号Ｓｏｎが出力される。（３）オン指令のゲート信号Ｓｏｎ、オフ指令のゲート信号ＳｏｆｆがともにＬｏｗであれば、ＰＷＭ信号が出力される。言い換えれば、ＰＷＭ信号は、オン指令のゲート信号Ｓｏｎ、オフ指令のゲート信号Ｓｏｆｆでマスクされる。 In the case of the configuration of FIG. 6, not only can the PWM signal be masked as in the case of the configuration of FIG. 3, but also when the current rises to the target current Ik after the start of energization, the selection signal is changed from High to Low. By changing, switching from current rise control to PWM control can be realized very easily. Also, at the end of the PWM control, the level of the selection signal is changed from Low to High, and switching from the PWM control to the energization end control can be realized very easily. When the off command gate signal Soff, which is an interrupt signal, is high, the high off command gate signal Soff is output regardless of the PWM signal and the on command gate signal Son high / low. Therefore, the motor can be easily and reliably stopped during a failure. (2) If the ON command gate signal Son is High and the OFF command gate signal Soff is Low, the High ON command gate signal Son is output regardless of the PWM signal High / Low. (3) If both the ON command gate signal Son and the OFF command gate signal Soff are Low, a PWM signal is output. In other words, the PWM signal is masked by the ON command gate signal Son and the OFF command gate signal Soff.
そのため、図６の構成の場合も、電流立上げからＰＷＭ制御への切替タイミングを決める電流立上角のタイミングをＰＷＭ制御のキャリア周期Ｔｃに同期したタイミングに設定することにより、電流立上からＰＷＭ制御へのキャリア周期Ｔｃに同期した切替が簡単に実現し、キャリア同期のタイミングで、オンの指令信号ＳｏｎとＰＷＭ信号の両方を同時に切り替えたりする必要がない利点がある。 Therefore, also in the configuration of FIG. 6, by setting the timing of the current rising angle that determines the switching timing from the current rising to the PWM control to the timing synchronized with the carrier cycle Tc of the PWM control, Switching in synchronism with the carrier cycle Tc for control is easily realized, and there is an advantage that it is not necessary to simultaneously switch both the ON command signal Son and the PWM signal at the timing of carrier synchronization.
そして、出力切替部４１ｅの出力信号に基づく演算制御部４１の制御にしたがって、Ｈｉｇｈの指令信号Ｓｏｎが出力される電流立上期間には、駆動制御部４２が通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂを連続的にオンに維持する。そのため、通電相のステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗは、前記電流立上期間にＰＷＭ制御の場合のオフ期間の途切れなく連続的に電流が流れて迅速に目標電流Ｉｋに立上がり、目標電流Ｉｋに到達すると、オン指令のゲート信号Ｓｏｎのマスクが解除され、キャリア周期に同期してＰＷＭ信号が出力切替部４１ｄから駆動制御部４２に出力されて通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜ＳｗｂがＰＷＭ制御でオン／オフする。
Then, according to the control of the
したがって、図６の簡単なスイッチ回路の追加又は、部品追加のないソフトウェア処理により、通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂを連続的にオンに維持し、簡単でコスト低減を図った安価な構成により、通電相のコイルの電流が目標電流Ｉｋに到達するまでの立ち上がりの際に、ＰＷＭ制御で立ち上げる場合のような通電のオフ期間なく、通電相のコイルの電流の立ち上がりを迅速に行なうことができ、その結果、特に回転周期が短くなるＳＲモータの高回転域でのトルク不足の発生を防止することができる。 Therefore, by the addition of the simple switch circuit of FIG. 6 or the software processing without the addition of parts, the switching elements Sua to Swb of the energized phases are continuously kept on, and the simple and low-cost configuration aiming at cost reduction. During the rise until the current of the energized phase coil reaches the target current Ik, the current of the energized phase coil can be quickly raised without the energization off period as in the case of the startup by PWM control. As a result, it is possible to prevent the occurrence of torque shortage particularly in the high rotation range of the SR motor in which the rotation cycle is shortened.
なお、選択信号ＳｓがＨｉｇｈになってタイミング信号ＳｔがＬｏｗになる電流立下期間には、通電期間の終了と同時に駆動制御部４２が通電相のスイッチング素子Ｓｕａ〜Ｓｗｂを連続的にオフに維持するので、ＰＷＭ制御で電流を立ち下げる場合のようなオフ期間がなく、迅速に電流が消失してトルクが０になる。
In the current falling period when the selection signal Ss becomes High and the timing signal St becomes Low, the
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、インバータ３や制御部４の構成等は前記実施形態と異なっていてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, the configuration of the inverter 3 and the control unit 4 Etc. may be different from those of the previous embodiment.
また、ＳＲモータ１が４相以上の多相の場合にも、インバータ３のアーム数、スイッチング素子数が３相の場合より多くなるだけであり、本発明を同様に適用できる。
Also, when the
さらに、本発明は、例えばアキシャルギャップ型のＳＲモータのモータ駆動装置にも同様に適用することができる。 Furthermore, the present invention can be similarly applied to, for example, a motor driving device of an axial gap SR motor.
そして、本発明は、電気自動車、ハイブリッド車の駆動モータだけでなく、種々の用途のモータのモータ駆動装置に適用することができる。 The present invention can be applied not only to drive motors for electric vehicles and hybrid vehicles, but also to motor drive devices for motors for various purposes.
１ ＳＲモータ
３ インバータ
４ 制御部
４１ｃ 非同期通電制御部
Ｌｕ〜Ｌｗ ステータコイル
Ｓｕａ〜Ｓｗａ、Ｓｕｂ〜Ｓｗｂ スイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (1)
所定の通電開始タイミングから前記通電相のコイルの電流を立上げる際に、前記通電相のコイルの通電路のスイッチング素子を連続的にオンに維持する非同期通電制御手段を備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。 A motor drive control device for controlling energization of a coil in a current phase of a target switched reluctance motor by PWM control in synchronization with a carrier cycle,
Asynchronous energization control means is provided for continuously turning on the switching element of the energization path of the energized phase coil when the current of the energized phase coil is raised from a predetermined energization start timing. Motor drive control device.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103326653A (en) * | 2013-06-24 | 2013-09-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | Switched reluctance motor and control method thereof |
| CN103684130A (en) * | 2013-12-29 | 2014-03-26 | 西安科技大学 | PWM (pulse-width modulation) voltage regulation control method of direct instantaneous torque of switched reluctance motor |
| CN105897101A (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-24 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for generating electric rotating field in stator of motor, and device for implementing method |
| JP2018019496A (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 株式会社東芝 | Device for motor control |
| JPWO2019225486A1 (en) * | 2018-05-22 | 2021-05-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Motor drive and refrigerator using this |
| DE102021108778A1 (en) | 2020-04-15 | 2021-10-21 | Denso Corporation | DEVICE FOR CONTROLLING A MOTOR |
-
2010
- 2010-12-10 JP JP2010275666A patent/JP2012125096A/en not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103326653A (en) * | 2013-06-24 | 2013-09-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | Switched reluctance motor and control method thereof |
| CN103684130A (en) * | 2013-12-29 | 2014-03-26 | 西安科技大学 | PWM (pulse-width modulation) voltage regulation control method of direct instantaneous torque of switched reluctance motor |
| CN103684130B (en) * | 2013-12-29 | 2017-09-01 | 西安科技大学 | The PWM Regulation Control methods of the direct instantaneous torque of switched reluctance machines |
| CN105897101A (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-24 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for generating electric rotating field in stator of motor, and device for implementing method |
| CN105897101B (en) * | 2015-02-16 | 2020-06-05 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for generating an electric rotating field and device for carrying out said method |
| US10630221B2 (en) | 2016-07-27 | 2020-04-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Motor control device |
| CN107666265A (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-06 | 株式会社东芝 | Motor control equipment |
| CN107666265B (en) * | 2016-07-27 | 2020-05-05 | 株式会社东芝 | Motor control device |
| JP2018019496A (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 株式会社東芝 | Device for motor control |
| JPWO2019225486A1 (en) * | 2018-05-22 | 2021-05-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Motor drive and refrigerator using this |
| DE102021108778A1 (en) | 2020-04-15 | 2021-10-21 | Denso Corporation | DEVICE FOR CONTROLLING A MOTOR |
| JP2021170873A (en) * | 2020-04-15 | 2021-10-28 | 株式会社デンソー | Motor drive device |
| JP7302519B2 (en) | 2020-04-15 | 2023-07-04 | 株式会社デンソー | motor drive |
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