JP2016144266A - Motor drive device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact motor drive device having a satisfactory conversion efficiency.SOLUTION: The motor drive device includes: coils 6A-6C for acquiring AC power transmitted by radio, using a resonance phenomenon using a magnetic field; and conversion circuits 9A-9C for switching between a first mode, in which an AC current based on the AC power is made to flow through the coils and capacitors 11A-11C provided in parallel with the coils, and a second mode, in which an AC current is made to flow through the coils without passing through the capacitors, to generate the drive signal of a motor (in-wheel motor 10) on the basis of the inter-terminal voltage of the capacitors.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ駆動装置、特に電気自動車等のホイール内部に駆動源を配置するインホイールモータのモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor drive device for an in-wheel motor in which a drive source is arranged inside a wheel of an electric vehicle or the like.

電気自動車等において、ホイール内部に駆動源を配置するインホイールモータを備えることは、機械損失を生じるドライブシャフトを不要にし、駆動力をタイヤに直接伝達できるため望ましい。従来、インホイールモータは車体側からワイヤ(有線)により電力が供給されることが一般的であった。   In an electric vehicle or the like, it is desirable to provide an in-wheel motor in which a drive source is disposed inside a wheel because a drive shaft that causes mechanical loss is unnecessary and the drive force can be transmitted directly to the tire. Conventionally, in-wheel motors are generally supplied with electric power from the vehicle body side by wires.

電力の供給をワイヤレス(無線)化することで、ワイヤの切断リスクがないことによる信頼性の向上や路面からの給電への応用が期待できる。例えば、特許文献1は非接触式電磁給電部を備える車輪給電装置の技術について開示する。   By making the power supply wireless (wireless), it can be expected to improve reliability and eliminate the risk of cutting wires, and to apply power to the road surface. For example, Patent Document 1 discloses a technique of a wheel power feeding device including a non-contact electromagnetic power feeding unit.

特開2013−5544号公報JP 2013-5544 A

一次側(車体側)から無線給電を受ける二次側(車輪側)のモータ駆動装置は、2つの変換部を備えることが一般的である。つまり、一般に、モータ駆動装置はコイルで受け取った交流電力を直流電力に変換する第1の変換部と、その直流電力を交流のモータの駆動信号へと変換する第2の変換部とを備える。   In general, a secondary (wheel side) motor driving apparatus that receives wireless power feeding from a primary side (vehicle body side) includes two conversion units. That is, generally, the motor drive device includes a first converter that converts AC power received by the coil into DC power, and a second converter that converts the DC power into an AC motor drive signal.

ここで、直流電力を介してモータの駆動信号へと変換する場合、大容量のコンデンサ(例えば、電解コンデンサ)が必要になる。しかし、インホイールモータのモータ駆動装置は、設置できるスペースがホイール内部に限定されており、さらなる小型化が求められている。   Here, when converting into the drive signal of a motor via direct-current power, a large capacity | capacitance capacitor | condenser (for example, electrolytic capacitor) is needed. However, the motor drive device for the in-wheel motor has a space for installation limited to the inside of the wheel, and further downsizing is required.

前記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、小型で変換効率のよいモータ駆動装置を提供することにある。   An object of the present invention made in view of the above problems is to provide a small-sized motor drive device with high conversion efficiency.

前記課題を解決するため、本発明に係るモータ駆動装置は、磁界を用いた共振現象を利用して無線で伝送された交流電力を取得するコイルと、前記交流電力に基づく交流電流が、前記コイルおよび前記コイルと並列に設けられたコンデンサを流れるようにする第1のモードと、前記交流電流が、前記コンデンサを介さずに前記コイルを流れるようにする第2のモードと、を切り替えて、前記コンデンサの端子間電圧に基づいてモータの駆動信号を生成する変換回路と、を備える。   In order to solve the above problems, a motor driving apparatus according to the present invention includes a coil that acquires AC power transmitted wirelessly using a resonance phenomenon using a magnetic field, and an AC current based on the AC power is the coil. And switching between a first mode in which a capacitor provided in parallel with the coil flows and a second mode in which the alternating current flows through the coil without passing through the capacitor, A conversion circuit that generates a motor drive signal based on the voltage across the terminals of the capacitor.

また、本発明に係るモータ駆動装置において、前記交流電流の向きおよび前記コンデンサの端子間電圧を検出して、前記変換回路を前記第1のモードまたは前記第2のモードで動作させる制御回路を、更に備えることが好ましい。   Further, in the motor driving device according to the present invention, a control circuit that detects the direction of the alternating current and the voltage across the capacitor and operates the conversion circuit in the first mode or the second mode. It is preferable to further provide.

また、本発明に係るモータ駆動装置において、前記変換回路は、
前記コイルと前記コンデンサとの間に直列に設けられた第1のスイッチと、前記コイルの端子間に設けられた第2のスイッチと、を備え、前記第1のモードで動作する場合に、前記第1のスイッチがオン状態で前記第2のスイッチがオフ状態となり、前記第2のモードで動作する場合に、前記第1のスイッチがオフ状態で前記第2のスイッチがオン状態となることが好ましい。
In the motor drive device according to the present invention, the conversion circuit includes:
A first switch provided in series between the coil and the capacitor, and a second switch provided between the terminals of the coil, and when operating in the first mode, When the first switch is turned on and the second switch is turned off, and when operating in the second mode, the first switch is turned off and the second switch is turned on. preferable.

また、本発明に係るモータ駆動装置において、前記モータは多相モータであって、前記モータの相と同じ数の前記変換回路を備えることが好ましい。   In the motor drive device according to the present invention, it is preferable that the motor is a multi-phase motor and includes the same number of conversion circuits as the number of phases of the motor.

また、本発明に係るモータ駆動装置において、前記モータはインホイールモータであることが好ましい。   In the motor drive device according to the present invention, it is preferable that the motor is an in-wheel motor.

本発明に係るモータ駆動装置によれば、小型で変換効率のよいモータ駆動装置を実現できる。   According to the motor driving device of the present invention, a small motor driving device with high conversion efficiency can be realized.

本実施形態のモータ駆動装置を備えるインホイールモータシステムの構成図である。It is a block diagram of an in-wheel motor system provided with the motor drive device of this embodiment. インホイールモータシステムが実行可能な電力伝送を示す図である。It is a figure which shows the electric power transmission which an in-wheel motor system can perform. インホイールモータシステムの実装例を示す図である。It is a figure which shows the example of mounting of an in-wheel motor system. 図4(a)、図4(b)は変換回路の第1のモードを説明する図である。FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams illustrating the first mode of the conversion circuit. 図5(a)、図5(b)は変換回路の第2のモードを説明する図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a second mode of the conversion circuit. 図6(a)、図6(b)はシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams illustrating simulation results. 比較例のモータ駆動装置を備えるインホイールモータシステムの構成図である。It is a block diagram of an in-wheel motor system provided with the motor drive device of a comparative example.

(全体構成)
まず、本実施形態に係るモータ駆動装置を備えるインホイールモータシステム1について、図面を参照して説明する。インホイールモータシステム1は車輪を備える様々な移動体で使用可能であるが、本実施形態では道路を走行する車両に使用されているとして以下に説明する。図1は、インホイールモータシステム1の構成を示す図である。
(overall structure)
First, the in-wheel motor system 1 provided with the motor drive device which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to drawings. The in-wheel motor system 1 can be used in various moving bodies including wheels. In the present embodiment, the in-wheel motor system 1 will be described below as being used in a vehicle traveling on a road. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an in-wheel motor system 1.

インホイールモータシステム1は、車輪に内蔵されたモータであるインホイールモータ10を備え、インホイールモータ10を回転させることで車両を移動させる。インホイールモータシステム1は車両の車体側および車輪側に実装される。そして、インホイールモータシステム1は、車体側と車輪側との間で電力Pを無線で伝送(送受信)する。   The in-wheel motor system 1 includes an in-wheel motor 10 that is a motor built in a wheel, and moves the vehicle by rotating the in-wheel motor 10. The in-wheel motor system 1 is mounted on the vehicle body side and wheel side of the vehicle. The in-wheel motor system 1 wirelessly transmits (transmits / receives) the electric power P between the vehicle body side and the wheel side.

電力Pは、車体側コイル5A,5B,5Cと車輪側コイル6A,6B,6Cの間で、磁界を用いた共振現象を利用した方式で無線伝送される。インホイールモータ10が力行動作をしている時には、必要な電力Pが車体側から車輪側へ無線伝送される。また、インホイールモータ10が回生動作をしている時(例えば車両の減速時等)には、回生電力が車輪側から車体側へと無線伝送される。インホイールモータシステム1は、車両の車体側と車輪側との電力Pの伝送を、ワイヤ(有線)を使わずに無線で行う。そのため、インホイールモータシステム1は、ワイヤが切断されて電力Pが伝送できなくなるというリスクがなく、信頼性を向上させることができる。   The electric power P is wirelessly transmitted between the vehicle body side coils 5A, 5B, 5C and the wheel side coils 6A, 6B, 6C by a method using a resonance phenomenon using a magnetic field. When the in-wheel motor 10 is performing a power running operation, the necessary power P is wirelessly transmitted from the vehicle body side to the wheel side. Further, when the in-wheel motor 10 is performing a regenerative operation (for example, when the vehicle is decelerated), regenerative power is wirelessly transmitted from the wheel side to the vehicle body side. The in-wheel motor system 1 wirelessly transmits electric power P between the vehicle body side and the wheel side of the vehicle without using a wire. Therefore, the in-wheel motor system 1 can improve the reliability without the risk that the wire P is cut and the power P cannot be transmitted.

ここで、電力の伝送の方式としては、車輪がサスペンションの動きにより車体と相対変位しても十分な給電が可能であるものが好ましい。例えば、一般に電磁共鳴方式または磁界共振結合方式と呼ばれる方式を選択することができる。磁界共振結合は、電磁誘導とは異なり、一次側(車体側)と二次側(車輪側)の共振周波数を同じにした回路トポロジーである。少しの位置ずれでも十分な電力Pの伝送ができなくなる電磁誘導方式とは異なり、磁界共振結合方式は、コイルのQ(図1の例では車体側コイル5A,5B,5C、車輪側コイル6A,6B,6CのQ)が高ければ、結合係数が低下しても高い伝送効率で電力Pを伝送できることが知られている。   Here, it is preferable that the power transmission system is capable of sufficient power supply even if the wheel is displaced relative to the vehicle body by the movement of the suspension. For example, a method generally called an electromagnetic resonance method or a magnetic field resonance coupling method can be selected. Unlike electromagnetic induction, magnetic resonance coupling is a circuit topology in which the resonance frequencies of the primary side (vehicle body side) and the secondary side (wheel side) are the same. Unlike the electromagnetic induction method in which sufficient power P cannot be transmitted even with a slight displacement, the magnetic field resonance coupling method uses the coil Q (the vehicle body side coils 5A, 5B, 5C, the wheel side coil 6A, It is known that if Q) of 6B and 6C is high, the power P can be transmitted with high transmission efficiency even if the coupling coefficient decreases.

また、磁界共振結合方式を用いることにより、図2に示されるように、路面から車輪側への電力Pの無線伝送(路面からの給電)が可能である。図2では、電源21とコイル20は路面に埋め込まれている。なお、図2では、車体側コイル5A,5B,5Cのうちの1つを車体側コイル5として示し、車輪側コイル6A,6B,6Cのうちの1つを車輪側コイル6として示している。ここで、図2の電源21、コイル20の構成は、それぞれ後述するバッテリ2、車体側コイル5と同じであってもよい。また、図2の他の要素については図1と同じ符号を付しており、後に図1を参照して説明するので、ここでは言及しない。   Further, by using the magnetic field resonance coupling method, as shown in FIG. 2, it is possible to wirelessly transmit electric power P (power feeding from the road surface) from the road surface to the wheel side. In FIG. 2, the power source 21 and the coil 20 are embedded in the road surface. In FIG. 2, one of the vehicle body side coils 5 </ b> A, 5 </ b> B, 5 </ b> C is shown as the vehicle body side coil 5, and one of the wheel side coils 6 </ b> A, 6 </ b> B, 6 </ b> C is shown as the wheel side coil 6. 2 may be the same as the battery 2 and the vehicle body side coil 5 described later. The other elements in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and will be described later with reference to FIG.

再び図1を参照して、インホイールモータシステム1の構成について説明する。以下では、インホイールモータ10が力行動作をすることを前提に説明する。図1に示されるように、インホイールモータシステム1は、インホイールモータ10と、変換回路9A,9B,9Cと、車輪側共振コンデンサ7A,7B,7Cと、車輪側コイル6A,6B,6Cと、車体側コイル5A,5B,5Cと、車体側共振コンデンサ4A,4B,4Cと、車体側変換部3と、コンデンサ12と、バッテリ2と、制御回路13A,13B,13Cと、を備える。   With reference to FIG. 1 again, the configuration of the in-wheel motor system 1 will be described. Below, it demonstrates on the assumption that the in-wheel motor 10 carries out a power running operation | movement. As shown in FIG. 1, an in-wheel motor system 1 includes an in-wheel motor 10, conversion circuits 9A, 9B, and 9C, wheel-side resonance capacitors 7A, 7B, and 7C, and wheel-side coils 6A, 6B, and 6C. The vehicle body side coils 5A, 5B, 5C, the vehicle body side resonance capacitors 4A, 4B, 4C, the vehicle body side conversion unit 3, the capacitor 12, the battery 2, and the control circuits 13A, 13B, 13C are provided.

ここで、インホイールモータシステム1は、車体側コイル5A,5B,5Cと車輪側コイル6A,6B,6Cとの間にある仮想境界線BDを境に、車体側(一次側)と車輪側(二次側)とに分かれる。本実施形態のモータ駆動装置は、インホイールモータシステム1を構成する要素のうち、インホイールモータ10を除く車輪側(二次側)の要素で構成される。つまり、本実施形態のモータ駆動装置は、変換回路9A,9B,9Cと、車輪側共振コンデンサ7A,7B,7Cと、車輪側コイル6A,6B,6Cと、制御回路13A,13B,13Cと、を備える。   Here, the in-wheel motor system 1 is configured such that the vehicle body side (primary side) and the wheel side (on the virtual boundary line BD between the vehicle body side coils 5A, 5B, 5C and the wheel side coils 6A, 6B, 6C ( Secondary side). The motor drive device according to the present embodiment is composed of elements on the wheel side (secondary side) excluding the in-wheel motor 10 among the elements constituting the in-wheel motor system 1. That is, the motor drive device of this embodiment includes conversion circuits 9A, 9B, and 9C, wheel-side resonance capacitors 7A, 7B, and 7C, wheel-side coils 6A, 6B, and 6C, and control circuits 13A, 13B, and 13C. Is provided.

図1に示されるように、変換回路9A,9B,9C、車輪側共振コンデンサ7A,7B,7C、車輪側コイル6A,6B,6C、車体側コイル5A,5B,5C、車体側共振コンデンサ4A,4B,4C、制御回路13A,13B,13Cは、それぞれ同じ構成の要素が3つ並列に配置されている。本実施形態において、インホイールモータ10は多相モータ(具体的には三相モータ)であって、インホイールモータ10は各相の駆動信号を、変換回路9A,9B,9Cのそれぞれから受け取る。そのため、3つの変換回路9A,9B,9Cが並列に配置されており、変換回路9A,9B,9Cが駆動信号を生成するために必要な機能ブロックも同じく並列に配置されている。つまり、インホイールモータシステム1は、インホイールモータ10の相と同じ数だけ、インホイールモータ10の駆動信号を生成するために必要な機能ブロックを並列に備える。本実施形態のモータ駆動装置のこのような構成は、接続するモータの種類の変化に柔軟に対応可能である。例えば、二相モータと接続する場合には、必要な機能ブロックを2つ並列に備えることで対応可能である。   As shown in FIG. 1, conversion circuits 9A, 9B, 9C, wheel side resonance capacitors 7A, 7B, 7C, wheel side coils 6A, 6B, 6C, vehicle body side coils 5A, 5B, 5C, vehicle body side resonance capacitors 4A, Each of 4B and 4C and control circuits 13A, 13B, and 13C has three elements having the same configuration arranged in parallel. In the present embodiment, the in-wheel motor 10 is a multiphase motor (specifically, a three-phase motor), and the in-wheel motor 10 receives a drive signal for each phase from each of the conversion circuits 9A, 9B, and 9C. For this reason, the three conversion circuits 9A, 9B, and 9C are arranged in parallel, and the functional blocks necessary for the conversion circuits 9A, 9B, and 9C to generate drive signals are also arranged in parallel. That is, the in-wheel motor system 1 includes the same number of functional blocks necessary for generating the drive signals for the in-wheel motor 10 in parallel, as many as the in-wheel motor 10 phases. Such a configuration of the motor drive device of the present embodiment can flexibly cope with a change in the type of motor to be connected. For example, when connecting to a two-phase motor, it can be handled by providing two necessary functional blocks in parallel.

以下では、車体側コイル5および車輪側コイル6だけでなく、変換回路9A,9B,9Cのうちの1つを変換回路9、車輪側共振コンデンサ7A,7B,7Cのうちの1つを車輪側共振コンデンサ7、車体側共振コンデンサ4A,4B,4Cのうちの1つを車体側共振コンデンサ4、制御回路13A,13B,13Cのうちの1つを制御回路13として説明する。このとき、制御回路13によって制御される変換回路9と、車輪側共振コンデンサ7と、車輪側コイル6とが、車輪側で接続されているとする。また、車体側コイル5と、車体側共振コンデンサ4とが車体側で接続されているとする。なお、インホイールモータシステム1が備える変換回路9A,9B,9Cの全てを含む上位の機能ブロックを変換部として適宜説明で用いる。変換部は、インホイールモータ10が有する相の数の変換回路9を備えて構成される。また、インホイールモータシステム1が備える制御回路13A,13B,13Cの全てを含む上位の機能ブロックを制御部として適宜説明で用いる。制御部は、変換回路9と同数の制御回路13を備えて構成される。   Hereinafter, not only the vehicle body side coil 5 and the wheel side coil 6 but also one of the conversion circuits 9A, 9B, 9C is converted to the conversion circuit 9, and one of the wheel side resonance capacitors 7A, 7B, 7C is set to the wheel side. One of the resonance capacitor 7 and the vehicle body side resonance capacitors 4A, 4B, and 4C will be described as the vehicle body side resonance capacitor 4, and one of the control circuits 13A, 13B, and 13C will be described as the control circuit 13. At this time, it is assumed that the conversion circuit 9 controlled by the control circuit 13, the wheel-side resonance capacitor 7, and the wheel-side coil 6 are connected on the wheel side. Further, it is assumed that the vehicle body side coil 5 and the vehicle body side resonance capacitor 4 are connected on the vehicle body side. Note that upper functional blocks including all of the conversion circuits 9A, 9B, and 9C included in the in-wheel motor system 1 are used as appropriate in the description. The conversion unit includes a conversion circuit 9 having the number of phases of the in-wheel motor 10. Further, upper functional blocks including all of the control circuits 13A, 13B, and 13C included in the in-wheel motor system 1 will be used as appropriate in the description. The control unit includes the same number of control circuits 13 as the conversion circuits 9.

インホイールモータ10は、車輪のハブ内部に設けられたモータである。本実施形態において、インホイールモータ10は三相モータである。   The in-wheel motor 10 is a motor provided inside the hub of the wheel. In this embodiment, the in-wheel motor 10 is a three-phase motor.

変換回路9は、スイッチとコンデンサで構成された交流−交流変換器であって、インホイールモータ10の交流の駆動信号を生成する。本実施形態において、変換回路9は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)をスイッチとして備える。図1に示されるように、例えば変換回路9Aは、車輪側コイル6A(本発明のコイルに対応)と車輪側コンデンサ11A(本発明のコンデンサに対応)との間に直列に設けられたスイッチQ1A,Q4A(本発明の第1のスイッチに対応)と、車輪側コイル6Aの端子間に設けられたスイッチQ2A,Q3A(本発明の第2のスイッチに対応)と、を備える。変換回路9B,9Cも変換回路9Aと構成は同じである。そこで、以下では、変換回路9A,9B,9Cを特に区別せずに、スイッチQ1〜Q4と車輪側コンデンサ11を備える変換回路9として説明する。なお、変換回路9の制御の詳細については後述する。 The conversion circuit 9 is an AC-AC converter composed of a switch and a capacitor, and generates an AC drive signal for the in-wheel motor 10. In the present embodiment, the conversion circuit 9 includes an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switch. As shown in FIG. 1, for example, the conversion circuit 9A includes a switch Q provided in series between a wheel side coil 6A (corresponding to the coil of the present invention) and a wheel side capacitor 11A (corresponding to the capacitor of the present invention). 1A and Q 4A (corresponding to the first switch of the present invention) and switches Q 2A and Q 3A (corresponding to the second switch of the present invention) provided between the terminals of the wheel side coil 6A. The conversion circuits 9B and 9C have the same configuration as the conversion circuit 9A. In the following, conversion circuit 9A, 9B, without particularly distinguishing 9C, described as converting circuit 9 comprising a switch Q 1 to Q 4 and the wheel-side capacitor 11. Details of the control of the conversion circuit 9 will be described later.

車輪側共振コンデンサ7、車体側共振コンデンサ4は、それぞれ車輪側コイル6、車体側コイル5を共振させるために挿入される。車輪側コイル6、車体側コイル5は、無線で電力Pを伝送するアンテナとして機能する。   The wheel side resonance capacitor 7 and the vehicle body side resonance capacitor 4 are inserted to resonate the wheel side coil 6 and the vehicle body side coil 5, respectively. The wheel side coil 6 and the vehicle body side coil 5 function as antennas that transmit power P wirelessly.

車体側変換部3は、バッテリ2からの直流電圧を交流電圧に変換して車体側コイル5に出力する。コンデンサ12は直流電圧の安定化のために設けられる。また、バッテリ2は車両に備えられた二次電池であって、本実施形態では鉛蓄電池である。ここで、車体側変換部3では、3レベル(例えば、+E[V]、0[V]、−E[V])をとる波形を生成してもよい。   The vehicle body side conversion unit 3 converts the DC voltage from the battery 2 into an AC voltage and outputs it to the vehicle body side coil 5. The capacitor 12 is provided for stabilizing the DC voltage. The battery 2 is a secondary battery provided in the vehicle, and is a lead storage battery in this embodiment. Here, the vehicle body side conversion unit 3 may generate a waveform having three levels (for example, + E [V], 0 [V], and −E [V]).

本実施形態において、インホイールモータシステム1は、制御回路13の前記の制御に用いるために、電流検出器、電圧検出器を備える。電流検出器は、例えば電流センサーであって、車輪側コイル6の電流(本発明の交流電流に対応)を検出し、検出値を制御回路13に出力する。つまり、制御回路13は、車輪側コイル6の電流の大きさ、および向きを取得することができる。電圧検出器は、例えば電圧センサーであって、車輪側コンデンサ11の端子間電圧を検出し、検出値を制御回路13に出力する。つまり、制御回路13は、車輪側コンデンサ11の端子間電圧を取得することができる。   In the present embodiment, the in-wheel motor system 1 includes a current detector and a voltage detector for use in the control of the control circuit 13. The current detector is, for example, a current sensor, detects the current of the wheel side coil 6 (corresponding to the AC current of the present invention), and outputs the detected value to the control circuit 13. That is, the control circuit 13 can acquire the magnitude and direction of the current of the wheel side coil 6. The voltage detector is, for example, a voltage sensor, detects a voltage between terminals of the wheel side capacitor 11, and outputs a detection value to the control circuit 13. That is, the control circuit 13 can acquire the voltage across the terminals of the wheel side capacitor 11.

また、制御回路13は、信号MRTに含まれるインホイールモータ10の回転数等の情報も取得する。制御回路13は、例えばインホイールモータ10の回転数等の情報から、適切なインホイールモータ10の駆動信号(後述する所望するインホイールモータ10の駆動信号)を演算で求めてもよい。そして、取得した情報の少なくとも一部に基づいて、制御回路13は、変換回路9のスイッチQ1〜Q4がオン状態またはオフ状態であるように制御する。本実施形態において、制御回路13は、スイッチQ1,Q4がオン状態のときには、スイッチQ2,Q3をオフ状態とし、スイッチQ2,Q3がオン状態のときには、スイッチQ1,Q4をオフ状態とするが、制御の詳細については後述する。本実施形態に係るモータ駆動装置は、制御回路13を車輪側に備えることにより、例えばコイル6の交流電流の向きおよびコンデンサ11の端子間電圧に基づいて、大きなタイムラグ(例えば車体−車輪間の信号の伝送遅延等)を生じることなく、変換回路9のスイッチQ1〜Q4を制御することができる。 The control circuit 13 also acquires information such as the number of revolutions of the in-wheel motor 10 included in the signal MRT. The control circuit 13 may obtain an appropriate drive signal for the in-wheel motor 10 (a drive signal for a desired in-wheel motor 10 to be described later) by calculation from information such as the number of rotations of the in-wheel motor 10, for example. Then, based on at least a part of the acquired information, the control circuit 13 performs control so that the switches Q 1 to Q 4 of the conversion circuit 9 are in an on state or an off state. In the present embodiment, the control circuit 13, when the switch Q 1, Q 4 is ON, the switch Q 2, Q 3 is turned off, when the switch Q 2, Q 3 is ON, the switch Q 1, Q Although 4 is turned off, details of the control will be described later. The motor drive device according to the present embodiment is provided with the control circuit 13 on the wheel side, so that a large time lag (for example, a signal between the vehicle body and the wheel, based on the direction of the alternating current of the coil 6 and the voltage between the terminals of the capacitor 11). The switches Q 1 to Q 4 of the conversion circuit 9 can be controlled without causing any transmission delay.

さらに、インホイールモータシステム1では、車体側と車輪側との間でインホイールモータ10の駆動に関する信号を無線で通信してもよい。例えば、制御回路13から、インホイールモータ10の回転数を含む信号MRTが、車体側の制御部に無線で送信されてもよい。このとき、車体側の制御部は、例えば車輪側のインホイールモータ10の回転数およびトルク指令値に応じて、車体側の変換器を制御できる。なお、無線通信の方式としては、例えばブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、や無線LANの規格等を用いることが可能である。   Further, in the in-wheel motor system 1, a signal related to driving of the in-wheel motor 10 may be communicated wirelessly between the vehicle body side and the wheel side. For example, the signal MRT including the rotation speed of the in-wheel motor 10 may be wirelessly transmitted from the control circuit 13 to the control unit on the vehicle body side. At this time, the control unit on the vehicle body side can control the converter on the vehicle body side in accordance with, for example, the rotational speed of the in-wheel motor 10 on the wheel side and the torque command value. As a wireless communication method, for example, Bluetooth (registered trademark), a wireless LAN standard, or the like can be used.

以上に説明したインホイールモータシステム1の構成要素は、例えば図3に示すような態様で車両に実装される。図3は、車両の内部の一部を拡大した図であり、金属の枠で覆われた車体部分(紙面左側)と1つの車輪(紙面右側)とが示されている。車体部分には、ほぼ中央部分にユニットP1が配置され、ユニットP1より車輪側にユニットP2が配置されている。また、車輪側には、車体に近い部分にユニットP3が配置され、車輪に近い部分にユニットP4が配置されている。なお、図3ではバッテリ2の図示を省略している。   The components of the in-wheel motor system 1 described above are mounted on the vehicle in a manner as shown in FIG. 3, for example. FIG. 3 is an enlarged view of a part of the inside of the vehicle, and shows a vehicle body portion (left side of the paper) covered with a metal frame and one wheel (right side of the paper). In the vehicle body portion, a unit P1 is disposed at a substantially central portion, and a unit P2 is disposed on the wheel side of the unit P1. Further, on the wheel side, a unit P3 is disposed in a portion close to the vehicle body, and a unit P4 is disposed in a portion close to the wheel. In FIG. 3, the battery 2 is not shown.

ここで、図3のユニットP2は車体側コイル5であり、ユニットP1は車体側コイル5とバッテリ2を除く車体側の構成要素(コンデンサ12、車体側変換部3、車体側共振コンデンサ4)を含む。また、図3のユニットP3は車輪側コイル6であり、ユニットP4は車輪側コイル6を除く車輪側の構成要素(インホイールモータ10、変換回路9、車輪側共振コンデンサ7、制御回路13)を含む。なお、ユニットP1、ユニットP4は例示した全ての構成要素を含まないといけないわけではなく、少なくとも一部を含めばよい。   Here, the unit P2 in FIG. 3 is the vehicle body side coil 5, and the unit P1 includes vehicle body side components (capacitor 12, vehicle body side conversion unit 3, vehicle body side resonance capacitor 4) excluding the vehicle body side coil 5 and the battery 2. Including. 3 is a wheel side coil 6, and the unit P4 includes wheel side components (in-wheel motor 10, conversion circuit 9, wheel side resonance capacitor 7, control circuit 13) excluding the wheel side coil 6. Including. Note that the units P1 and P4 do not have to include all the constituent elements illustrated, but may include at least a part.

(制御手法の詳細)
図4(a)、図4(b)、図5(a)、および図5(b)は、一部を等価回路に置き換えたインホイールモータシステム1の車輪側(二次側)の部分構成図であって、電流の向きを示す矢印が示されている。このうち図4(a)、図4(b)は変換回路の動作モードのうち第1のモードを説明する図である。また、図5(a)、図5(b)は変換回路の動作モードのうち第2のモードを説明する図である。なお、電流ILはインホイールモータ10に流れる電流を模式的に示している。
(Details of control method)
4 (a), FIG. 4 (b), FIG. 5 (a), and FIG. 5 (b) are partial configurations on the wheel side (secondary side) of the in-wheel motor system 1 in which a part is replaced with an equivalent circuit. It is a figure and the arrow which shows the direction of an electric current is shown. Among these, FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the first mode among the operation modes of the conversion circuit. FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the second mode among the operation modes of the conversion circuit. The current IL schematically shows the current flowing through the in-wheel motor 10.

インホイールモータ10が力行動作をしている時には、車輪側(二次側)は車輪側コイル6によって電力を受け取る。このとき、車輪側コイル6および車輪側共振コンデンサ7を電流源Isとして扱うことが可能である。ただし、電流源Isからの電流は交流であって、電流は図4(a)の向き(以下、第1の向きとする)と、第1の向きとは反対の図4(b)の向き(以下、第2の向きとする)がある。   When the in-wheel motor 10 is performing a power running operation, the wheel side (secondary side) receives power by the wheel side coil 6. At this time, the wheel side coil 6 and the wheel side resonance capacitor 7 can be handled as the current source Is. However, the current from the current source Is is an alternating current, and the current is the direction of FIG. 4A (hereinafter referred to as the first direction) and the direction of FIG. 4B opposite to the first direction. (Hereinafter referred to as the second orientation).

図4(a)のように、制御回路13が制御信号によって変換回路9のスイッチQ1,Q4(本発明の第1のスイッチに対応)をオン状態に、スイッチQ2,Q3(本発明の第2のスイッチに対応)をオフ状態にする。すると、車輪側コンデンサ11が充電または放電されて、端子間電圧Vcが変化する。図4(b)でも、制御回路13が図4(a)と同じようにスイッチQ1,Q4をオン状態に、スイッチQ2,Q3をオフ状態にすると、車輪側コンデンサ11が充電または放電されて、端子間電圧Vcが変化する。ただし、図4(b)の端子間電圧Vcの変化は、図4(a)の端子間電圧Vcの変化と符号が逆になる。図4(a)および図4(b)では、電流源Isからの電流、すなわち車輪側コイル6に伝送された交流電力に基づく交流電流は、車輪側コイル6および車輪側コンデンサ11を流れており、変換回路9は第1のモードで動作している。このとき、車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcを変化させることができる。 As shown in FIG. 4A, the control circuit 13 turns on the switches Q 1 and Q 4 (corresponding to the first switch of the present invention) of the conversion circuit 9 according to the control signal, and switches Q 2 and Q 3 (present (Corresponding to the second switch of the invention) is turned off. Then, the wheel side capacitor 11 is charged or discharged, and the terminal voltage Vc changes. Also in FIG. 4B, when the control circuit 13 turns on the switches Q 1 and Q 4 and turns off the switches Q 2 and Q 3 as in FIG. 4A, the wheel side capacitor 11 is charged or As a result of the discharge, the inter-terminal voltage Vc changes. However, the change in the inter-terminal voltage Vc in FIG. 4B is opposite in sign to the change in the inter-terminal voltage Vc in FIG. 4 (a) and 4 (b), the current from the current source Is, that is, the AC current based on the AC power transmitted to the wheel side coil 6, flows through the wheel side coil 6 and the wheel side capacitor 11. The conversion circuit 9 operates in the first mode. At this time, the inter-terminal voltage Vc of the wheel side capacitor 11 can be changed.

一方、図5(a)のように、制御回路13が制御信号によって変換回路9のスイッチQ2,Q3(本発明の第2のスイッチに対応)をオン状態に、スイッチQ1,Q4(本発明の第1のスイッチに対応)をオフ状態にする。すると、電流源Isからの電流が短絡する経路ができて、端子間電圧Vcが維持される。図5(b)でも、制御回路13が図5(a)と同じようにスイッチQ2,Q3をオン状態に、スイッチQ1,Q4をオフ状態にすると、電流源Isからの電流が短絡する経路ができて、端子間電圧Vcが維持される。ただし、図5(b)の電流の向きは、図5(a)の電流の向きと反対である。図5(a)および図5(b)では、電流源Isからの電流、すなわち車輪側コイル6に伝送された交流電力に基づく交流電流は、車輪側コンデンサ11を介さずに車輪側コイル6を流れており、変換回路9は第2のモードで動作している。このとき、車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcを維持することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 5A, the control circuit 13 turns on the switches Q 2 and Q 3 (corresponding to the second switch of the present invention) of the conversion circuit 9 by the control signal, and switches Q 1 and Q 4. (Corresponding to the first switch of the present invention) is turned off. As a result, a path for short-circuiting the current from the current source Is is created, and the inter-terminal voltage Vc is maintained. Also in FIG. 5B, when the control circuit 13 turns the switches Q 2 and Q 3 on and the switches Q 1 and Q 4 off as in FIG. 5A, the current from the current source Is is A short-circuiting path is created and the inter-terminal voltage Vc is maintained. However, the direction of the current in FIG. 5B is opposite to the direction of the current in FIG. 5A and 5B, the current from the current source Is, that is, the AC current based on the AC power transmitted to the wheel-side coil 6 is applied to the wheel-side coil 6 without passing through the wheel-side capacitor 11. The conversion circuit 9 is operating in the second mode. At this time, the inter-terminal voltage Vc of the wheel side capacitor 11 can be maintained.

ここで、変換回路9は、インホイールモータ10の駆動信号を、車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcに基づいて生成する。上述のように、制御回路13は、車輪側コイル6の電流の大きさ、および向き、車輪側コンデンサ11の端子間電圧、信号MRTに含まれるインホイールモータ10の回転数を取得する。そして、取得した情報の少なくとも一部に基づいて、制御回路13は、変換回路9の動作モードである第1のモードと第2のモードとを切り替える。制御回路13は、端子間電圧Vcを変化させるまたは変化させない(維持する)ことで、所望するインホイールモータ10の駆動信号を生成することが可能である。   Here, the conversion circuit 9 generates a drive signal for the in-wheel motor 10 based on the inter-terminal voltage Vc of the wheel side capacitor 11. As described above, the control circuit 13 acquires the magnitude and direction of the current of the wheel side coil 6, the voltage across the terminals of the wheel side capacitor 11, and the rotation speed of the in-wheel motor 10 included in the signal MRT. Then, based on at least a part of the acquired information, the control circuit 13 switches between the first mode and the second mode, which are the operation modes of the conversion circuit 9. The control circuit 13 can generate a desired drive signal for the in-wheel motor 10 by changing or not (maintaining) the inter-terminal voltage Vc.

例えば、車輪側コイル6の電流の向きが第1の向きであるとする。そして、第1のモード(スイッチQ1,Q4がオン状態)にすると(図4(a)参照)、車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcが大きくなるとする。制御回路13は、車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcが所望の電圧よりも小さいと判定する場合、第1のモードに切り替えることで、端子間電圧Vcを所望の電圧に近づける。また、制御回路13は、端子間電圧Vcが所望の電圧となったと判定する場合、第2のモード(スイッチQ2,Q3がオン状態)に切り替えることで(図5(a)参照)、端子間電圧Vcを維持する。また、制御回路13は、車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcが所望の電圧よりも大きい判定する場合、車輪側コイル6の電流の向きが第2の向きとなってから第1のモードに切り替えることで(図4(b)参照)、端子間電圧Vcを所望の電圧に近づける。このように、制御回路13は、車輪側コイル6の電流の向きおよび車輪側コンデンサ11の端子間電圧Vcに基づいて、変換回路9の2つの動作モードを切り替えるという簡単な制御によって端子間電圧Vcを所望の電圧として、変換回路9に所望のモータ駆動装置を生成させることが可能である。このとき、例えば複雑な演算処理等を行うための演算回路が必要とされるわけではなく、制御回路13の回路規模が抑えられる。 For example, it is assumed that the current direction of the wheel side coil 6 is the first direction. When the first mode (switches Q 1 and Q 4 are turned on) (see FIG. 4A), it is assumed that the voltage Vc between the terminals of the wheel side capacitor 11 is increased. When determining that the inter-terminal voltage Vc of the wheel-side capacitor 11 is smaller than the desired voltage, the control circuit 13 switches the inter-terminal voltage Vc to the desired voltage by switching to the first mode. When the control circuit 13 determines that the inter-terminal voltage Vc has reached a desired voltage, the control circuit 13 switches to the second mode (switches Q 2 and Q 3 are in the on state) (see FIG. 5A). The terminal voltage Vc is maintained. When determining that the inter-terminal voltage Vc of the wheel side capacitor 11 is larger than a desired voltage, the control circuit 13 switches to the first mode after the direction of the current of the wheel side coil 6 becomes the second direction. (See FIG. 4B), the inter-terminal voltage Vc is brought close to a desired voltage. As described above, the control circuit 13 performs the simple control of switching the two operation modes of the conversion circuit 9 based on the current direction of the wheel side coil 6 and the voltage Vc between the terminals of the wheel side capacitor 11. It is possible to cause the conversion circuit 9 to generate a desired motor drive device with the desired voltage as the desired voltage. At this time, for example, an arithmetic circuit for performing complicated arithmetic processing or the like is not required, and the circuit scale of the control circuit 13 can be suppressed.

そして、本実施形態において、変換回路9は、スイッチQ1〜Q4と車輪側コンデンサ11で構成された交流−交流変換器である。したがって、インホイールモータ10の駆動信号の生成に、直流電力を介さないため、大容量のコンデンサ(例えば、電解コンデンサ)は不要である。 In the present embodiment, the conversion circuit 9 is an AC-AC converter including switches Q 1 to Q 4 and a wheel side capacitor 11. Therefore, since no direct-current power is passed through the generation of the drive signal for the in-wheel motor 10, a large-capacity capacitor (for example, an electrolytic capacitor) is unnecessary.

図6(a)、図6(b)は変換回路9が生成したインホイールモータ10の駆動信号についてのシミュレーション結果の例を示すものである。図6(a)では、トルク電流iq(q軸電流)と磁化電流id(d軸電流)の時間変化が示されている。図6(a)によると、約0.005秒経過後に磁化電流idがほぼゼロになり、id=0制御に従った効率的なインホイールモータ10の運転が実行されている。また、図6(b)では、三相のインホイールモータ10の各相の電流iu,iv,iwの時間変化が示されている。図6(b)によると、制御回路13が変換回路9を第1のモード、または第2のモードで動作させることにより、適切な相電流を得られることがわかる。   6A and 6B show examples of simulation results for the drive signal of the in-wheel motor 10 generated by the conversion circuit 9. In FIG. 6A, the time change of torque current iq (q-axis current) and magnetizing current id (d-axis current) is shown. According to FIG. 6A, the magnetizing current id becomes almost zero after about 0.005 seconds, and the efficient operation of the in-wheel motor 10 according to id = 0 control is executed. Further, FIG. 6B shows temporal changes of the currents iu, iv, iw of each phase of the three-phase in-wheel motor 10. According to FIG. 6B, it can be seen that an appropriate phase current can be obtained by the control circuit 13 operating the conversion circuit 9 in the first mode or the second mode.

ここで、図7を参照して、比較例のモータ駆動装置を備えるインホイールモータシステム1Aを示しながら、本実施形態のモータ駆動装置の効果について説明する。なお、図1と同じ要素には同じ符号を付して説明を省略する。   Here, with reference to FIG. 7, the effect of the motor drive device of the present embodiment will be described while showing an in-wheel motor system 1A including a motor drive device of a comparative example. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.

比較例のモータ駆動装置を備えるインホイールモータシステム1Aは、モータ用変換部39を除けば、モータの相ごとに並列配置された構成をとらない。例えば、車体側コイル5と車輪側コイル6は1組だけである。そして、比較例のモータ駆動装置は、車輪側コイル6からの交流電力を直流電力に変換する車輪側変換部8と、その直流電力から三相のインホイールモータ10の駆動信号へと変換するモータ用変換部39を備える。そのため、比較例のモータ駆動装置は、大容量の平滑コンデンサ31を備える。   The in-wheel motor system 1A including the motor drive device of the comparative example does not take a configuration in which the motor conversion unit 39 is arranged in parallel for each phase of the motor. For example, the vehicle body side coil 5 and the wheel side coil 6 are only one set. The motor driving device of the comparative example includes a wheel side conversion unit 8 that converts AC power from the wheel side coil 6 into DC power, and a motor that converts the DC power into a driving signal for the three-phase in-wheel motor 10. Conversion section 39 is provided. Therefore, the motor driving device of the comparative example includes a large-capacity smoothing capacitor 31.

ここで、比較例のモータ駆動装置の制御回路13は、本実施形態のモータ駆動装置の制御部(制御回路13A,13B,13Cの全てを含む上位の機能ブロック)に対応する。また、比較例のモータ駆動装置の車輪側変換部8、平滑コンデンサ31、およびモータ用変換部39を含む部分が、本実施形態の変換部(変換回路9A,9B,9Cの全てを含む上位の機能ブロック)に対応する。   Here, the control circuit 13 of the motor driving device of the comparative example corresponds to the control unit (the upper functional block including all of the control circuits 13A, 13B, and 13C) of the motor driving device of the present embodiment. In addition, the part including the wheel side conversion unit 8, the smoothing capacitor 31, and the motor conversion unit 39 of the motor drive device of the comparative example is the upper part including all of the conversion units (conversion circuits 9A, 9B, 9C) of the present embodiment. Corresponds to the functional block).

本実施形態のモータ駆動装置では、上述の通り、変換回路9が交流−交流変換を行うため、大容量のコンデンサ(比較例のモータ駆動装置の平滑コンデンサ31)は不要である。また、本実施形態のモータ駆動装置は、スイッチ(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の数が比較例よりも多くなるが、大容量のコンデンサが不要であることから、全体としての回路面積の削減効果が期待できる。さらに、本実施形態のモータ駆動装置の変換回路9は、交流電力を直流電力に変換することがないため、変換効率がよい。このように、本実施形態のモータ駆動装置によれば、小型で変換効率のよいモータ駆動装置を実現することができる。そして、小型であるため、本実施形態のモータ駆動装置は、設置できるスペースがホイール内部に限定されているインホイールモータのモータ駆動装置に適している。   In the motor drive device of this embodiment, since the conversion circuit 9 performs AC-AC conversion as described above, a large-capacitance capacitor (smoothing capacitor 31 of the motor drive device of the comparative example) is unnecessary. In addition, the motor drive device of this embodiment has more switches (insulated gate bipolar transistors) than the comparative example, but since a large-capacitance capacitor is not required, an overall circuit area reduction effect is expected. it can. Furthermore, since the conversion circuit 9 of the motor drive device of this embodiment does not convert AC power into DC power, the conversion efficiency is good. Thus, according to the motor drive device of the present embodiment, it is possible to realize a small and high conversion efficiency motor drive device. And since it is small, the motor drive device of this embodiment is suitable for the motor drive device of the in-wheel motor in which the space which can be installed is limited inside the wheel.

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、上述の実施形態において、モータ駆動装置はインホイールモータ10を駆動するが、インホイールモータ10に限られず各種のモータに適用可能である。また、上述の実施形態において、モータ駆動装置は、変換回路9と、車輪側共振コンデンサ7と、車輪側コイル6と、制御回路13と、を備えるが、このうち変換回路9以外の一部(例えば制御回路13)を含まない構成であってもよい。   Although the present invention has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the motor driving device drives the in-wheel motor 10, but is not limited to the in-wheel motor 10, and can be applied to various motors. In the above-described embodiment, the motor drive device includes the conversion circuit 9, the wheel-side resonance capacitor 7, the wheel-side coil 6, and the control circuit 13, of which a part other than the conversion circuit 9 ( For example, the control circuit 13) may not be included.

1,1A インホイールモータシステム
2 バッテリ
3 車体側変換部
4,4A,4B,4C 車体側共振コンデンサ
5,5A,5B,5C 車体側コイル
6,6A,6B,6C 車輪側コイル
7,7A,7B,7C 車輪側共振コンデンサ
8 車輪側変換部
9,9A,9B,9C 変換回路
10 インホイールモータ
11,11A,11B,11C 車輪側コンデンサ
12 コンデンサ
13,13A,13B,13C 制御回路
20 コイル
21 電源
31 平滑コンデンサ
39 モータ用変換部
1, 1A In-wheel motor system 2 Battery 3 Car body side conversion part 4, 4A, 4B, 4C Car body side resonance capacitor 5, 5A, 5B, 5C Car body side coil 6, 6A, 6B, 6C Wheel side coil 7, 7A, 7B , 7C Wheel side resonance capacitor 8 Wheel side conversion unit 9, 9A, 9B, 9C Conversion circuit 10 In-wheel motor 11, 11A, 11B, 11C Wheel side capacitor 12 Capacitor 13, 13A, 13B, 13C Control circuit 20 Coil 21 Power supply 31 Smoothing capacitor 39 Conversion part for motor

Claims (5)

磁界を用いた共振現象を利用して無線で伝送された交流電力を取得するコイルと、
前記交流電力に基づく交流電流が、前記コイルおよび前記コイルと並列に設けられたコンデンサを流れるようにする第1のモードと、前記交流電流が、前記コンデンサを介さずに前記コイルを流れるようにする第2のモードと、を切り替えて、前記コンデンサの端子間電圧に基づいてモータの駆動信号を生成する変換回路と、
を備える、モータ駆動装置。
A coil for acquiring AC power transmitted wirelessly using a resonance phenomenon using a magnetic field;
A first mode in which an alternating current based on the alternating current flows through the coil and a capacitor provided in parallel with the coil; and the alternating current flows through the coil without passing through the capacitor. A conversion circuit that switches between the second mode and generates a motor drive signal based on the voltage across the capacitor;
A motor drive device comprising:
前記交流電流の向きおよび前記コンデンサの端子間電圧を検出して、前記変換回路を前記第1のモードまたは前記第2のモードで動作させる制御回路を、更に備える、請求項1に記載のモータ駆動装置。   2. The motor drive according to claim 1, further comprising: a control circuit that detects a direction of the alternating current and a voltage between terminals of the capacitor and operates the conversion circuit in the first mode or the second mode. apparatus. 前記変換回路は、
前記コイルと前記コンデンサとの間に直列に設けられた第1のスイッチと、前記コイルの端子間に設けられた第2のスイッチと、を備え、
前記第1のモードで動作する場合に、前記第1のスイッチがオン状態で前記第2のスイッチがオフ状態となり、
前記第2のモードで動作する場合に、前記第1のスイッチがオフ状態で前記第2のスイッチがオン状態となる、請求項1または2に記載のモータ駆動装置。
The conversion circuit includes:
A first switch provided in series between the coil and the capacitor, and a second switch provided between the terminals of the coil,
When operating in the first mode, the first switch is on and the second switch is off;
3. The motor drive device according to claim 1, wherein when operating in the second mode, the first switch is in an off state and the second switch is in an on state.
前記モータは多相モータであって、前記モータの相と同じ数の前記変換回路を備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。   4. The motor driving device according to claim 1, wherein the motor is a multiphase motor and includes the same number of the conversion circuits as the number of phases of the motor. 5. 前記モータはインホイールモータである、請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。   The motor driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein the motor is an in-wheel motor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019034696A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 株式会社インターフェイス Power receiving device for railway vehicle and non-contact power supply device
US10381901B2 (en) 2017-05-12 2019-08-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wireless in-wheel electric assemblies with integrated in-wheel cooling and vehicles incorporating the same
CN111867870A (en) * 2018-03-20 2020-10-30 马自达汽车株式会社 Vehicle drive device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001333551A (en) * 2000-05-22 2001-11-30 Hitachi Kiden Kogyo Ltd Non-contact feeder system
JP2012005245A (en) * 2010-06-17 2012-01-05 Toyota Motor Corp Electric propulsion system and electric vehicle with the same
WO2013084285A1 (en) * 2011-12-05 2013-06-13 パイオニア株式会社 Vehicle drive system
EP2783900A1 (en) * 2011-11-25 2014-10-01 IHI Corporation Mobile vehicle and non-contact power transmission device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001333551A (en) * 2000-05-22 2001-11-30 Hitachi Kiden Kogyo Ltd Non-contact feeder system
JP2012005245A (en) * 2010-06-17 2012-01-05 Toyota Motor Corp Electric propulsion system and electric vehicle with the same
EP2783900A1 (en) * 2011-11-25 2014-10-01 IHI Corporation Mobile vehicle and non-contact power transmission device
WO2013084285A1 (en) * 2011-12-05 2013-06-13 パイオニア株式会社 Vehicle drive system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10381901B2 (en) 2017-05-12 2019-08-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wireless in-wheel electric assemblies with integrated in-wheel cooling and vehicles incorporating the same
JP2019034696A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 株式会社インターフェイス Power receiving device for railway vehicle and non-contact power supply device
CN111867870A (en) * 2018-03-20 2020-10-30 马自达汽车株式会社 Vehicle drive device
CN111867870B (en) * 2018-03-20 2023-09-29 马自达汽车株式会社 Vehicle driving device

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