JP6369205B2 - Control device - Google Patents

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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
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Description

本発明は、モータの制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device.

特許文献１に示されるように、電動機のロータ位置を推定するロータ位置推定装置が知られている。このロータ位置推定装置は、電動機の停止中にｄ軸電圧を印加する電圧印加手段と、ｄ軸電圧を印加した時に電動機に流れるｑ軸電流を検出する電流検出手段を有する。またロータ位置推定装置は、電流検出手段によって検出されたｑ軸電流に基づいて電動機の停止中におけるロータ位置を推定する推定手段も有する。この推定手段によってロータ位置を推定することで、電動機と回転位置センサとの取り付け位置誤差に起因する回転位置センサのオフセット誤差を補正している。   As shown in Patent Document 1, a rotor position estimation device that estimates a rotor position of an electric motor is known. The rotor position estimation device includes a voltage application unit that applies a d-axis voltage while the motor is stopped, and a current detection unit that detects a q-axis current that flows through the motor when the d-axis voltage is applied. The rotor position estimation device also has estimation means for estimating the rotor position when the electric motor is stopped based on the q-axis current detected by the current detection means. By estimating the rotor position by this estimation means, the offset error of the rotational position sensor due to the attachment position error between the electric motor and the rotational position sensor is corrected.

特開２０１４−５０１２３号公報JP 2014-50123 A

特許文献１に示されるロータ位置推定装置では、推定手段が電流検出手段（電流センサ）によって検出されたｑ軸電流に基づいて、停止中におけるロータ位置を推定している。通常、電流センサを処理する回路はＡＤ変換回路やアンプと抵抗などを有する。したがってＡＤ変換値、アンプ出力、および、抵抗の抵抗値のバラツキのために電流の検出精度が低くなる虞がある。このため、停止中のロータ位置（ロータの基準角度）の検出精度が低下する虞がある。   In the rotor position estimation device disclosed in Patent Document 1, the estimation means estimates the rotor position during stoppage based on the q-axis current detected by the current detection means (current sensor). Usually, a circuit for processing a current sensor includes an AD conversion circuit, an amplifier, a resistor, and the like. Therefore, current detection accuracy may be reduced due to variations in the AD conversion value, the amplifier output, and the resistance value of the resistor. For this reason, there is a possibility that the detection accuracy of the stopped rotor position (the reference angle of the rotor) may decrease.

そこで本発明は上記問題点に鑑み、ロータの基準角度の検出精度の低下が抑制された制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a control device in which a decrease in detection accuracy of a reference angle of a rotor is suppressed.

上記した目的を達成するための第１発明は、１組の磁極対を有するロータ（２３０）、および、ロータの周囲に設けられる複数のステータコイル（２４１〜２４６）を有するモータ（２００）の制御装置であって、ロータから発せられる被測定磁束に基づいて、ロータの回転角度を検出する角度検出部（３０）と、角度検出部によって検出されたロータの回転角度に基づいて、複数のステータコイルに流れる電流を制御する制御部（１０，４０）と、を有し、制御部は、ロータの停止中において、複数のステータコイルに基準電流を流させることで基準磁束を発生し、基準磁束によってロータの磁極対の一方が複数のステータコイルの１つと対向するようにロータを回転させてその回転角度を固定し、固定された回転角度をロータの基準角度として角度検出部によって検出させ、基準電流と基準角度の相関関係を記憶するメモリ（４１）を有しており、制御部は、モータの発電時において角度検出部によって検出されたロータの回転角度が基準角度と同一の場合、ステータコイルに流れる電流が基準電流とは異なるか否かを検出することを特徴とする。 The first invention for achieving the above object is to control a rotor (230) having a pair of magnetic pole pairs and a motor (200) having a plurality of stator coils (241 to 246) provided around the rotor. An angle detection unit (30) for detecting a rotation angle of the rotor based on a measured magnetic flux emitted from the rotor, and a plurality of stator coils based on the rotation angle of the rotor detected by the angle detection unit And a control unit (10, 40) for controlling a current flowing in the rotor, and the control unit generates a reference magnetic flux by causing a plurality of stator coils to pass a reference current while the rotor is stopped. The rotor is rotated so that one of the magnetic pole pairs of the rotor faces one of the plurality of stator coils, and the rotation angle is fixed. The fixed rotation angle is set as the reference angle of the rotor. And is detected by the angle detection unit has a memory (41) for storing a correlation between the reference current and the reference angle, the control unit, the rotation angle of the rotor detected by the angle detector at the time of power generation of the motor Is equal to the reference angle, it is detected whether the current flowing through the stator coil is different from the reference current .

本発明では基準電流をステータコイル（２４１〜２４６）に流すことでロータ（２３０）の回転角度を固定し、この固定された回転角度をロータ（２３０）の基準角度として角度検出部（３０）によって検出している。これによればロータの回転角度に対する角度検出部の取り付け位置の誤差を電流センサによって検出する構成と比べて、ロータ（２３０）の基準となる角度（基準角度）の検出精度の低下が抑制される。この結果、ロータ（２３０）の回転角度の検出精度の低下が抑制される。   In the present invention, the rotation angle of the rotor (230) is fixed by flowing a reference current through the stator coils (241 to 246), and the angle detection unit (30) uses the fixed rotation angle as the reference angle of the rotor (230). Detected. According to this, compared with the structure which detects the error of the attachment position of the angle detection part with respect to the rotation angle of a rotor with an electric current sensor, the fall of the detection precision of the angle (reference angle) used as the reference | standard of a rotor (230) is suppressed. . As a result, a decrease in detection accuracy of the rotation angle of the rotor (230) is suppressed.

なお、第１発明においてロータの磁極対の一方が複数のステータコイルの１つと対向する、と記載しているが、この対向とは、磁極対の一方の中心と１つのステータコイルの中心とが１つの直線状で並ぶことだけを示しているわけではない。この対向とは、磁極対の一方と１つのステータコイルの少なくとも一部が１つの直線状で並ぶことも含んでいる。   In the first invention, it is described that one of the magnetic pole pairs of the rotor faces one of the plurality of stator coils. This facing means that one center of the magnetic pole pair and the center of one stator coil are the same. It does not show that they are arranged in a single straight line. The term “opposite” includes that one of the magnetic pole pairs and at least a part of one stator coil are arranged in one straight line.

特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけているが、この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。   The elements described in the claims and the means for solving the problems are labeled with parentheses, and the parenthesized numerals are connected to each component described in the embodiment. The elements described in the embodiments themselves are not necessarily shown. The description of the reference numerals with parentheses does not unnecessarily narrow the scope of the claims.

回転機の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a rotary machine. 回転機の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a rotary machine. ステータコイルとロータとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of a stator coil and a rotor. Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for explaining U phase current, V phase current, and W phase current. Ｕ相ステータコイルとロータとの基準角度を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reference angle of a U-phase stator coil and a rotor. Ｖ相ステータコイルとロータとの基準角度を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reference | standard angle of a V-phase stator coil and a rotor. Ｗ相ステータコイルとロータとの基準角度を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reference angle of a W-phase stator coil and a rotor. 相関関係の検出を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detection of a correlation. ステータの変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of a stator.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図８に基づいて本実施形態に係るモータの制御装置を説明する。図１に示すように制御装置１００はモータ２００のハウジング２１０に固定されており、車両のボンネットによって開閉される収納空間に設けられている。モータ２００と制御装置１００とによって回転機が構成されており、回転機はエンジンの駆動時に発電部としての機能を果たし、エンジンの停止時にスタータとしての機能を果たす。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A motor control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the control device 100 is fixed to a housing 210 of a motor 200, and is provided in a storage space that is opened and closed by a hood of a vehicle. The motor 200 and the control device 100 constitute a rotating machine, and the rotating machine functions as a power generation unit when the engine is driven, and functions as a starter when the engine is stopped.

モータ２００は上記したハウジング２１０の他に、回転軸２２０と、ロータ２３０と、ステータ２４０と、プーリー２５０と、を有する。回転軸２２０は上記したハウジング２１０に対して回転可能に取り付けられ、ロータ２３０は回転軸２２０に固定されている。そしてステータ２４０は回転軸２２０に固定されたロータ２３０の周囲に設けられ、プーリー２５０は回転軸２２０の先端に固定されている。図示しないがプーリー２５０はベルトを介してエンジンのクランク軸と連結されており、クランク軸の回転力がプーリー２５０に伝達される構成となっている。この回転力によって回転軸２２０とともにロータ２３０が回転すると、ステータ２４０を透過するロータ２３０の磁束の透過方向が時間的に変動し、ステータ２４０に電流が流れる。制御装置１００によってステータ２４０を流れる電流が車両の蓄電部３００に供給され、これによって蓄電部３００が充電される。またエンジンを始動する際、制御装置１００によってステータ２４０に電流が流されることでロータ２３０に回転するためのトルクが発生する。これによってロータ２３０とともに回転軸２２０とプーリー２５０が回転し、この回転力がベルトを介してエンジンのクランク軸に伝達される。このようにモータ２００と制御装置１００によって構成される回転機は発電機とスタータとしての機能を果たす。   The motor 200 includes a rotation shaft 220, a rotor 230, a stator 240, and a pulley 250 in addition to the housing 210 described above. The rotating shaft 220 is rotatably attached to the housing 210 described above, and the rotor 230 is fixed to the rotating shaft 220. The stator 240 is provided around the rotor 230 fixed to the rotating shaft 220, and the pulley 250 is fixed to the tip of the rotating shaft 220. Although not shown, the pulley 250 is connected to the crankshaft of the engine via a belt, and the rotational force of the crankshaft is transmitted to the pulley 250. When the rotor 230 rotates together with the rotating shaft 220 by this rotational force, the transmission direction of the magnetic flux of the rotor 230 that passes through the stator 240 varies with time, and a current flows through the stator 240. The current flowing through the stator 240 is supplied by the control device 100 to the power storage unit 300 of the vehicle, whereby the power storage unit 300 is charged. Further, when the engine is started, a current is passed through the stator 240 by the control device 100 to generate torque for rotating the rotor 230. As a result, the rotary shaft 220 and the pulley 250 rotate together with the rotor 230, and this rotational force is transmitted to the crankshaft of the engine via the belt. Thus, the rotating machine constituted by the motor 200 and the control device 100 functions as a generator and a starter.

図示しないが上記したロータ２３０は永久磁石と電磁石を有している。この永久磁石はロータ２３０の回転角度を検出するためのものであり、永久磁石から発せられる磁束が特許請求の範囲に記載の被測定磁束に相当する。また電磁石は電流が流れることで、図３に示すように１組の磁極対を有するように帯磁するものである。この電磁石にて発生する磁束がステータ２４０を透過することでステータ２４０に電流が流れ、蓄電部３００にて蓄電がなされる。また電磁石の磁束とステータ２４０に電流が流れることで発生する磁束とによってロータ２３０にトルクが生じ、このトルクによってロータ２３０が回転する。   Although not shown, the rotor 230 has a permanent magnet and an electromagnet. The permanent magnet is for detecting the rotation angle of the rotor 230, and the magnetic flux generated from the permanent magnet corresponds to the measured magnetic flux described in the claims. The electromagnet is magnetized so as to have one pair of magnetic pole pairs as shown in FIG. When the magnetic flux generated by the electromagnet passes through the stator 240, a current flows through the stator 240, and power is stored in the power storage unit 300. A torque is generated in the rotor 230 by the magnetic flux of the electromagnet and the magnetic flux generated by the current flowing through the stator 240, and the rotor 230 is rotated by this torque.

ステータ２４０は、ステータコア（図示略）、および、ステータコアに設けられるＵ相ステータコイル２４１、Ｖ相ステータコイル２４２、Ｗ相ステータコイル２４３を有する。これら３つのステータコイル２４１〜２４３はロータ２３０の周囲に設けられており、ロータ２３０との相対位置が３つのステータコイル２４１〜２４３それぞれにおいて異なっている。したがってロータ２３０が回転すると、上記した電磁石の帯磁領域（Ｎ極とＳ極）とステータコイル２４１〜２４３との対向位置がそれぞれにおいて異なるように変動し、ステータコイル２４１〜２４３を透過する磁束の透過方向が変動する。したがって上記したようにロータ２３０の回転によってステータコイル２４１〜２４３を流れる電流を蓄電部３００に供給するためには、ロータ２３０の回転角度に応じてステータコイル２４１〜２４３に流れる電流の流動タイミングを順次切り換えることが必要である。またステータコイル２４１〜２４３に電流を流すことでロータ２３０に回転するためのトルクを発生するためには、ロータ２３０の回転角度に応じてステータコイル２４１〜２４３に流す電流の流動タイミングを順次切り換えることが必要である。ステータコイル２４１〜２４３それぞれは後述する第１切り換え部１０によって蓄電部３００との電気的な接続が制御され、第１切り換え部１０によってステータコイル２４１〜２４３に流す電流の流動タイミングが切り換えられる。   Stator 240 has a stator core (not shown), and U-phase stator coil 241, V-phase stator coil 242, and W-phase stator coil 243 provided on the stator core. These three stator coils 241 to 243 are provided around the rotor 230, and the relative positions of the three stator coils 241 to 243 are different from each other. Therefore, when the rotor 230 rotates, the facing positions of the magnetized regions (N pole and S pole) of the electromagnet and the stator coils 241 to 243 vary so as to be different from each other, and the transmission of magnetic flux that passes through the stator coils 241 to 243. The direction changes. Therefore, as described above, in order to supply the current flowing through the stator coils 241 to 243 to the power storage unit 300 by the rotation of the rotor 230, the flow timing of the currents flowing through the stator coils 241 to 243 is sequentially changed according to the rotation angle of the rotor 230. It is necessary to switch. In addition, in order to generate torque for rotating the rotor 230 by flowing current through the stator coils 241 to 243, the flow timing of the current flowing through the stator coils 241 to 243 is sequentially switched according to the rotation angle of the rotor 230. is necessary. Each of the stator coils 241 to 243 is electrically connected to the power storage unit 300 by the first switching unit 10 described later, and the flow timing of the current flowing through the stator coils 241 to 243 is switched by the first switching unit 10.

図３に示すように３つのステータコイル２４１〜２４３は隣接角度が１２０°になっている。したがってロータ２３０から発せられる磁束の透過方向は３つのステータコイル２４１〜２４３において位相が１２０°ずれている。図４に示すようにロータ２３０の回転のためにステータコイル２４１〜２４３それぞれに流れる電流をＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流とすると、Ｖ相電流はＵ相電流と位相が１２０°異なり、Ｗ相電流はＵ相電流と位相が２４０°異なる。これら３つの電流の流動方向はロータ２３０の回転角度（電磁石の帯磁領域とステータコイル２４１〜２４３の対向位置）に応じて変動する。上記したように電磁石は１組の磁極対を有するように帯磁するので、上記した３つの電流は流動方向が１８０°周期で切り変わる。図４では電流の流動方向の切り変わる境界を破線で示しており、この境界線よりも電流値が高い場合、Ｎ極の磁束が生じるように電流が流動し、境界線よりも電流値が低い場合、Ｓ極の磁束が生じるように電流が流動する。以下においてはＮ極の磁束が生じる電流の流動方向を正方向、Ｓ極の磁束が生じる電流の流動方向を負方向と示す。   As shown in FIG. 3, the three stator coils 241 to 243 have an adjacent angle of 120 °. Therefore, the transmission direction of the magnetic flux generated from the rotor 230 is shifted by 120 ° in the three stator coils 241 to 243. As shown in FIG. 4, when the currents flowing through the stator coils 241 to 243 for rotation of the rotor 230 are U-phase current, V-phase current, and W-phase current, the phase of the V-phase current differs from that of the U-phase current by 120 °. The W phase current is 240 ° out of phase with the U phase current. The direction of flow of these three currents varies according to the rotation angle of the rotor 230 (positions facing the magnetized region of the electromagnet and the stator coils 241 to 243). As described above, since the electromagnet is magnetized so as to have one pair of magnetic pole pairs, the flow direction of the above three currents is switched at a cycle of 180 °. In FIG. 4, the boundary where the flow direction of current is switched is indicated by a broken line. When the current value is higher than this boundary line, the current flows so as to generate a magnetic flux of N pole, and the current value is lower than the boundary line. In this case, the current flows so as to generate the south pole magnetic flux. In the following, the flow direction of the current in which the N pole magnetic flux is generated is indicated as a positive direction, and the current flow direction in which the S pole magnetic flux is generated is indicated as a negative direction.

例えば図４に示すようにロータ２３０の回転角度が０°から１８０°の場合にＵ相電流が正方向に流動する場合、１８０°から３６０°においてその流動方向が逆転して負方向となる。またＶ相電流はＵ相電流と位相が１２０°異なるので、ロータ２３０の回転角度が１２０°から３００°の場合にＶ相電流は正方向に流動し、３００°から１２０°において負方向に流動する。そしてＷ相電流はＵ相電流と位相が２４０°異なるので、ロータ２３０の回転角度が２４０°から６０°の場合にＷ相電流が正方向に流動し、６０°から２４０°において負方向に流動する。なお、上記したようにロータ２３０に回転するためのトルクを発生するためにステータコイル２４１〜２４３に電流を流すが、その電流は上記したようにステータコイル２４１〜２４３それぞれにおいて位相が１２０°異なり流動方向が１８０°周期で切り変わる。   For example, as shown in FIG. 4, when the U-phase current flows in the positive direction when the rotation angle of the rotor 230 is 0 ° to 180 °, the flow direction is reversed and becomes the negative direction from 180 ° to 360 °. Further, since the phase of the V-phase current is 120 ° different from that of the U-phase current, the V-phase current flows in the positive direction when the rotation angle of the rotor 230 is 120 ° to 300 °, and flows in the negative direction from 300 ° to 120 °. To do. Since the phase of the W-phase current is 240 ° different from that of the U-phase current, the W-phase current flows in the positive direction when the rotation angle of the rotor 230 is 240 ° to 60 °, and flows in the negative direction at 60 ° to 240 °. To do. As described above, in order to generate torque for rotating the rotor 230, a current is passed through the stator coils 241 to 243. However, the current flows through the stator coils 241 to 243 with a phase difference of 120 ° as described above. The direction changes at a cycle of 180 °.

制御装置１００は図２に示すように、切り換え部１０，２０、角度検出部３０、および、制御部４０を有し、車両に搭載された蓄電部３００を電力源としてモータ２００を駆動するものである。第１切り換え部１０はステータコイル２４１〜２４３に流れる電流の流動タイミングを制御するためのものであり、第２切り換え部２０はロータ２３０の電磁石に電流を流すか否かを決定するためのものである。角度検出部３０は永久磁石から発せられる磁束に基づいてロータ２３０の回転角度を検出し、制御部４０は角度検出部３０によって検出された回転角度に基づいて切り換え部１０，２０の駆動を制御して、ステータコイル２４１〜２４３と電磁石に流れる電流を制御する。制御部４０の一部と第１切り換え部１０とによって特許請求の範囲に記載の制御部が構成されている。   As shown in FIG. 2, the control device 100 has switching units 10 and 20, an angle detection unit 30, and a control unit 40, and drives the motor 200 using the power storage unit 300 mounted on the vehicle as a power source. is there. The first switching unit 10 is for controlling the flow timing of the current flowing through the stator coils 241 to 243, and the second switching unit 20 is for determining whether or not to flow current to the electromagnet of the rotor 230. is there. The angle detection unit 30 detects the rotation angle of the rotor 230 based on the magnetic flux emitted from the permanent magnet, and the control unit 40 controls the driving of the switching units 10 and 20 based on the rotation angle detected by the angle detection unit 30. Thus, the current flowing through the stator coils 241 to 243 and the electromagnet is controlled. A part of the control unit 40 and the first switching unit 10 constitute a control unit described in the claims.

切り換え部１０，２０はそれぞれ複数のＭＯＳＦＥＴを有する。制御部４０によって第１切り換え部１０のＭＯＳＦＥＴの駆動が制御されることで、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が蓄電部３００へと流動される。また、制御部４０によって第１切り換え部１０のＭＯＳＦＥＴの駆動が制御されることで、ロータ２３０が回転するためのトルクを発生するための電流をステータコイル２４１〜２４３に流す流動タイミングが制御される。最後に、制御部４０によって第２切り換え部２０のＭＯＳＦＥＴの駆動が制御されることで、電磁石に電流が流れて帯磁される、若しくは、電磁石への電流の流動が停止される。電磁石に流れる電流は一定であり、電磁石から発せられる磁束は一定である。   The switching units 10 and 20 each have a plurality of MOSFETs. By controlling the driving of the MOSFET of the first switching unit 10 by the control unit 40, the current flowing through the stator coils 241 to 243 flows to the power storage unit 300. Further, the control of the driving of the MOSFET of the first switching unit 10 by the control unit 40 controls the flow timing at which a current for generating a torque for rotating the rotor 230 flows through the stator coils 241 to 243. . Finally, the control unit 40 controls the driving of the MOSFET of the second switching unit 20, so that a current flows in the electromagnet and becomes magnetized, or the current flow to the electromagnet is stopped. The current flowing through the electromagnet is constant, and the magnetic flux generated from the electromagnet is constant.

角度検出部３０は具体的にはレゾルバやロータリエンコーダなどの回転位置センサであり、ホール素子を有する回転位置センサよりもロータ２３０の回転角度の検出精度の高いものである。このように角度検出部３０として検出精度の高い位置検出センサを採用するのは、後述するように角度検出部３０によってロータ２３０の基準角度を検出するためである。ただし、ロータ２３０の回転角度の検出精度が高い、多数のホール素子を有する回転位置センサであれば、角度検出部３０として採用することも可能である。   Specifically, the angle detection unit 30 is a rotational position sensor such as a resolver or a rotary encoder, and has higher detection accuracy of the rotational angle of the rotor 230 than a rotational position sensor having a Hall element. The reason why the position detection sensor with high detection accuracy is employed as the angle detection unit 30 is to detect the reference angle of the rotor 230 by the angle detection unit 30 as described later. However, any rotation position sensor having a large number of Hall elements that has high detection accuracy of the rotation angle of the rotor 230 can be employed as the angle detection unit 30.

図４に示すようにロータ２３０の回転角度が６０°進む毎にＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流のいずれか１つの流動方向が変化する。制御部４０はこの電流の流動方向に合わせてステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が蓄電部３００へと流れるように切り換え部１０のＭＯＳＦＥＴの駆動を制御する。こうすることで蓄電部３００へと電流を供給する。上記したように電磁石にて発生する磁束がステータコイル２４１〜２４３を透過することでステータコイル２４１〜２４３に電流が流れるが、電磁石から発せられる磁束は一定なので、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流はロータ２３０の回転角度によって定まる。なお、上記したようにロータ２３０に回転するためのトルクを発生するためにステータコイル２４１〜２４３に流す電流の位相は１２０°異なっている。そのため制御部４０は上記したトルクを発生させる場合、蓄電部３００へと電流を供給する場合と同様にして、第１切り換え部１０によってＵ相電流、Ｖ相電流、および、Ｗ相電流の流動タイミングを６０°ずらして制御する。こうすることでロータ２３０を回転させる。蓄電部３００の電力によってステータコイル２４１〜２４３に電流が流される。   As shown in FIG. 4, every time the rotation angle of the rotor 230 advances by 60 °, the flow direction of any one of the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current changes. The control unit 40 controls the driving of the MOSFET of the switching unit 10 so that the current flowing through the stator coils 241 to 243 flows to the power storage unit 300 in accordance with the flow direction of the current. In this way, current is supplied to the power storage unit 300. As described above, current flows through the stator coils 241 to 243 when the magnetic flux generated by the electromagnet passes through the stator coils 241 to 243. However, since the magnetic flux generated from the electromagnet is constant, the current flowing through the stator coils 241 to 243 is It is determined by the rotation angle of the rotor 230. As described above, the phases of the currents that flow through the stator coils 241 to 243 to generate torque for rotating the rotor 230 are different by 120 °. Therefore, when generating the torque, the control unit 40 causes the first switching unit 10 to flow the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current in the same manner as when the current is supplied to the power storage unit 300. Is controlled by shifting by 60 °. In this way, the rotor 230 is rotated. A current flows through the stator coils 241 to 243 by the electric power of the power storage unit 300.

以上示したように制御部４０はロータ２３０の回転角度に基づいて第１切り換え部１０の駆動を制御するが、回転角度を検出するためには以下に示す信号が必要となる。すなわち、ロータ２３０の回転時に角度検出部３０から出力される検出信号と、ロータ２３０が基準となる角度（基準角度）に位置する時に角度検出部３０から出力される検出信号が必要となる。この基準角度を示す検出信号を得るために制御部４０は、ロータ２３０の停止中において、第１切り換え部１０によってステータコイル２４１〜２４３に時間的に一定の直流の基準電流を流す。こうすることで時間的に一定の基準磁束を発生し、ロータ２３０を回転させてその回転角度を固定する。例えば図５に示すようにＵ相ステータコイル２４１から時間的に一定のＮ極の磁束が生じ、残りのステータコイル２４２，２４３から時間的に一定のＳ極の磁束が生じるように直流の基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流し、時間的に一定の基準磁束を発生させる。これによりロータ２３０のＳ極（電磁石におけるＳ極に帯磁した領域）がＵ相ステータコイル２４１と対向するようにロータ２３０が回転し、ロータ２３０の回転角度が固定される。このように基準電流が流動している際に角度検出部３０から出力される検出信号（回転角度）を制御部４０は基準角度として検出する。そして制御部４０は基準電流と基準角度の相関関係をメモリ４１に記憶させる。このように基準角度を検出することで、ロータ２３０に対する角度検出部３０の取り付け誤差があったとしても、それを解消することができる。なお、上記した基準電流（Ｕ相基準電流）は、図４で言えば発電時においてロータ２３０の回転角度が９０°の時にステータコイル２４１〜２４３それぞれに流れるＵ相電流、Ｖ相電流、および、Ｗ相電流である。   As described above, the control unit 40 controls the driving of the first switching unit 10 based on the rotation angle of the rotor 230, but the following signal is required to detect the rotation angle. That is, a detection signal output from the angle detection unit 30 when the rotor 230 rotates and a detection signal output from the angle detection unit 30 when the rotor 230 is positioned at a reference angle (reference angle) are required. In order to obtain a detection signal indicating the reference angle, the control unit 40 causes a constant DC reference current to flow through the stator coils 241 to 243 by the first switching unit 10 while the rotor 230 is stopped. In this way, a constant reference magnetic flux is generated in time, and the rotor 230 is rotated to fix the rotation angle. For example, as shown in FIG. 5, a DC reference current is generated so that a constant N-pole magnetic flux is generated from the U-phase stator coil 241 and a fixed S-pole magnetic flux is generated from the remaining stator coils 242 and 243. Is passed through the stator coils 241 to 243 to generate a reference magnetic flux that is constant over time. As a result, the rotor 230 rotates so that the south pole of the rotor 230 (the region magnetized to the south pole in the electromagnet) faces the U-phase stator coil 241, and the rotation angle of the rotor 230 is fixed. In this way, the control unit 40 detects the detection signal (rotation angle) output from the angle detection unit 30 when the reference current is flowing as the reference angle. The control unit 40 stores the correlation between the reference current and the reference angle in the memory 41. By detecting the reference angle in this way, even if there is an attachment error of the angle detection unit 30 with respect to the rotor 230, it can be eliminated. Note that the above-described reference current (U-phase reference current) is the U-phase current, the V-phase current flowing through the stator coils 241 to 243 when the rotation angle of the rotor 230 is 90 ° during power generation, in FIG. W-phase current.

上記したようにロータ２３０のＳ極がＵ相ステータコイル２４１と対向するように直流の基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流すだけではなく、例えば図６および図７に示すように直流の基準電流を流してもよい。すなわち図６に示すようにＶ相ステータコイル２４２から時間的に一定のＮ極の磁束が生じ、残りのステータコイル２４１，２４３から時間的に一定のＳ極の磁束が生じるように直流の基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流す。この時の基準電流（Ｖ相基準電流）は、図４で言えば回転角度が２１０°の時のＵ相電流、Ｖ相電流、および、Ｗ相電流である。若しくは図７に示すようにＷ相ステータコイル２４３から時間的に一定のＮ極の磁束が生じ、残りのステータコイル２４１，２４２から時間的に一定のＳ極の磁束が生じるように直流の基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流す。この時の基準電流（Ｗ相基準電流）は、図４で言えば回転角度が３３０°の時のＵ相電流、Ｖ相電流、および、Ｗ相電流である。いずれにおいてもロータ２３０が回転して回転角度が固定される。そのため基準電流と基準角度とが一意的に定まる。   As described above, not only does the DC reference current flow through the stator coils 241 to 243 so that the S pole of the rotor 230 faces the U-phase stator coil 241, but for example, as shown in FIGS. May be used. That is, as shown in FIG. 6, a DC reference current is generated so that a constant N-pole magnetic flux is generated from the V-phase stator coil 242 and a fixed S-pole magnetic flux is generated from the remaining stator coils 241 and 243. Is passed through the stator coils 241 to 243. The reference current (V-phase reference current) at this time is the U-phase current, V-phase current, and W-phase current when the rotation angle is 210 ° in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 7, a DC reference current is generated so that a constant N-pole magnetic flux is generated from the W-phase stator coil 243 and a fixed S-pole magnetic flux is generated from the remaining stator coils 241 and 242. Is passed through the stator coils 241 to 243. The reference current (W-phase reference current) at this time is the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current when the rotation angle is 330 ° in FIG. In either case, the rotor 230 rotates and the rotation angle is fixed. Therefore, the reference current and the reference angle are uniquely determined.

なお、図５〜図７に示すいずれか１つの基準電流を流すことで、１つの基準電流と基準角度の相関関係を得る場合、制御部４０は回転角度３６０°に対して１つの基準角度を得ることになる。しかしながら図５〜図７に示す基準電流を流すことで、３つの基準電流と基準角度の相関関係を得る場合、制御部４０は回転角度３６０°に対して３つの基準角度を得ることになる。換言すれば、制御部４０は回転角度１２０°に対して１つの基準角度を得ることになる。このように基準電流と基準角度の相関関係を、ステータコイルの数だけ検出してもよい。ロータ２３０の回転角度の検出精度を高める場合、上記したように１つだけではなく複数の相関関係を得てもよい。例えば３６０°に対して３つの基準角度を得る場合、１２０°を１周期と見做して第１切り換え部１０のＭＯＳＦＥＴの駆動を制御してもよい。   When obtaining the correlation between one reference current and a reference angle by flowing any one reference current shown in FIGS. 5 to 7, the control unit 40 sets one reference angle with respect to the rotation angle of 360 °. Will get. However, when the correlation between the three reference currents and the reference angle is obtained by flowing the reference current shown in FIGS. 5 to 7, the control unit 40 obtains three reference angles with respect to the rotation angle of 360 °. In other words, the control unit 40 obtains one reference angle with respect to the rotation angle of 120 °. Thus, the correlation between the reference current and the reference angle may be detected by the number of stator coils. When increasing the detection accuracy of the rotation angle of the rotor 230, a plurality of correlations may be obtained instead of only one as described above. For example, when three reference angles are obtained with respect to 360 °, the driving of the MOSFET of the first switching unit 10 may be controlled by regarding 120 ° as one cycle.

上記したように制御部４０は基準電流と基準角度の相関関係をメモリ４１に記憶させる。回転機（制御装置１００とモータ２００）が製品出荷された後に制御部４０は、上記した相関関係が成立するか否かを判定する。すなわち制御部４０は、回転機が発電時において角度検出部３０によって検出されたロータ２３０の回転角度が基準角度を示す場合、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流の電流値が基準電流の電流値とは異なるか否かを判定する。ステータコイル２４１〜２４３に基準電流が流れていないと判定した場合、制御部４０はロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれ、および、電磁石や永久磁石の位置ずれの少なくとも一方が発生したと判定する。そして制御部４０はロータ２３０の回転を停止し、ステータコイル２４１〜２４３に基準電流を流させる。こうすることで制御部４０はロータ２３０の回転角度を固定し、この際に角度検出部３０によって検出されるロータ２３０の回転角度を新たな基準角度として改める。そして制御部４０は基準電流と基準角度の新たな相関関係をメモリ４１に記憶する。   As described above, the control unit 40 stores the correlation between the reference current and the reference angle in the memory 41. After the rotating machine (the control device 100 and the motor 200) is shipped, the control unit 40 determines whether or not the above-described correlation is established. That is, when the rotation angle of the rotor 230 detected by the angle detection unit 30 when the rotating machine is generating power indicates the reference angle, the control unit 40 determines that the current value of the current flowing through the stator coils 241 to 243 is the current value of the reference current. Determine whether they are different. When it is determined that the reference current does not flow through the stator coils 241 to 243, the control unit 40 determines that at least one of the positional deviation between the rotor 230 and the angle detection unit 30 and the positional deviation between the electromagnet and the permanent magnet has occurred. To do. Then, the control unit 40 stops the rotation of the rotor 230 and causes a reference current to flow through the stator coils 241 to 243. By doing so, the control unit 40 fixes the rotation angle of the rotor 230, and changes the rotation angle of the rotor 230 detected by the angle detection unit 30 at this time as a new reference angle. Then, the control unit 40 stores a new correlation between the reference current and the reference angle in the memory 41.

本実施形態における制御部４０はメモリ４１における異なるアドレスそれぞれに相関関係を記憶させる。メモリ４１に記憶された相関関係のすべてが消失した場合、制御部４０は上記したように位置ずれが発生したと判定した場合と同様にして、ステータコイル２４１〜２４３に基準電流を流し、新たな基準角度を検出する。そして制御部４０は基準電流と基準角度の新たな相関関係をメモリ４１に記憶する。   The control unit 40 in the present embodiment stores the correlation at each different address in the memory 41. When all of the correlations stored in the memory 41 are lost, the control unit 40 supplies a reference current to the stator coils 241 to 243 in the same manner as in the case where it is determined that the positional deviation has occurred as described above, and a new one is generated. A reference angle is detected. Then, the control unit 40 stores a new correlation between the reference current and the reference angle in the memory 41.

なお、上記した基準電流と基準角度との相関関係の算出は、具体的に言えば図７に示すフローチャートを行うことで成される。すなわち図７に示すようにステップＳ１０において制御部４０は自身が出荷検査モードであるのか否かを判定する。制御部４０の駆動モードとしては、通常モード、出荷検査モード、再検査モードがある。通常モードは、上記したように蓄電部３００の蓄電、若しくは、ロータ２３０の回転を行うモードであり、出荷検査モードは制御装置１００とモータ２００とが出荷前の検査を行うモードである。そして再検査モードは下記に示すように、相関関係の再検査を行うモードである。制御部４０は自身が出荷検査モードではないと判定した場合、ステップＳ２０へと進む。これとは異なり制御部４０は自身が出荷検査モードであると判定した場合、ステップＳ３０へと進む。   Note that the calculation of the correlation between the reference current and the reference angle described above is specifically performed by performing the flowchart shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7, in step S10, the control unit 40 determines whether or not it is in the shipping inspection mode. The drive mode of the control unit 40 includes a normal mode, a shipping inspection mode, and a re-inspection mode. As described above, the normal mode is a mode in which the power storage unit 300 is charged or the rotor 230 is rotated, and the shipping inspection mode is a mode in which the control device 100 and the motor 200 perform a pre-shipment inspection. The re-inspection mode is a mode for re-inspecting the correlation as described below. If the controller 40 determines that it is not in the shipping inspection mode, it proceeds to step S20. On the other hand, when it is determined that the control unit 40 is in the shipping inspection mode, the process proceeds to step S30.

ステップＳ２０へ進むと制御部４０は自身が再検査モードであるか否かを判定する。上記した相関関係を再度検出しなくともよく自身が再検査モードではないと判定した場合、制御部４０は図８のフローチャートに示す処理を一度終了し、再びステップＳ１０へと戻る。これとは異なり相関関係を再度検出しなくてはならず自身が再検査モードであると判定した場合、制御部４０はステップＳ３０へと進む。   In step S20, the control unit 40 determines whether or not the control unit 40 is in the reinspection mode. When it is determined that the above correlation does not need to be detected again and is not in the reexamination mode, the control unit 40 once ends the process shown in the flowchart of FIG. 8 and returns to step S10 again. On the other hand, if the correlation must be detected again and it is determined that it is in the reinspection mode, the control unit 40 proceeds to step S30.

制御部４０は以下に示す再検査条件のいずれかが満たされた場合に再検査モードに移行する。再検査条件としては、以下に示す条件がある。すなわち、発電時における角度検出部３０によって検出されたロータ２３０の回転角度が基準角度と同一の場合において、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が基準電流とは異なる。メモリ４１に記憶された相関関係の全てが消失した。車両に搭載されたエンジンコントロールユニット（図示略）から再検査が要求された。このような再検査条件の少なくとも１つが満たされたと判定した場合、制御部４０は再検査モードへと移行する。したがって換言すると、ステップＳ２０において再検査条件が満たされていないと判定した場合、制御部４０は図８のフローチャートに示す処理を一度終了し、再びステップＳ１０へと戻る。これとは異なり再検査条件が満たされたと判定した場合、制御部４０はステップＳ３０へと進む。なお、上記したようにロータ２３０の回転角度が基準角度と同一の場合において、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が基準電流とは異なることが起こる理由は、ロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれ、電磁石や永久磁石の位置ずれなどが考えられる。   The control unit 40 shifts to the reinspection mode when any of the following reinspection conditions is satisfied. The reinspection conditions include the following conditions. That is, when the rotation angle of the rotor 230 detected by the angle detection unit 30 during power generation is the same as the reference angle, the current flowing through the stator coils 241 to 243 is different from the reference current. All the correlations stored in the memory 41 have disappeared. A re-inspection was requested from an engine control unit (not shown) mounted on the vehicle. When it is determined that at least one of such reinspection conditions is satisfied, the control unit 40 shifts to the reinspection mode. Therefore, in other words, when it is determined in step S20 that the reexamination condition is not satisfied, the control unit 40 once ends the process shown in the flowchart of FIG. 8 and returns to step S10 again. On the other hand, if it is determined that the reinspection condition is satisfied, the control unit 40 proceeds to step S30. In addition, when the rotation angle of the rotor 230 is the same as the reference angle as described above, the reason why the current flowing through the stator coils 241 to 243 is different from the reference current is that the position of the rotor 230 and the angle detection unit 30 is Misalignment, misalignment of electromagnet or permanent magnet, etc. are conceivable.

ステップＳ３０へ進むと制御部４０は相関関係の検出を実行し始める。そして制御部４０はステップＳ４０へと進む。この相関関係の検出は、上記したように基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流すことでロータ２３０を基準角度に固定することで成される。   In step S30, the control unit 40 starts executing correlation detection. Then, the control unit 40 proceeds to step S40. The correlation is detected by fixing the rotor 230 at the reference angle by flowing the reference current through the stator coils 241 to 243 as described above.

ステップＳ４０へ進むと制御部４０は検出禁止条件が満たされるか否かを判定する。検出禁止条件を満たし、相関関係の検出禁止であると判定した場合、制御部４０は図８のフローチャートに示す処理を一度終了し、再びステップＳ１０へと戻る。これとは異なり検出禁止条件が満たされず、相関関係の検出禁止ではないと判定した場合、制御部４０はステップＳ５０へと進む。   If it progresses to step S40, the control part 40 will determine whether detection prohibition conditions are satisfy | filled. When it is determined that the detection prohibition condition is satisfied and the correlation detection is prohibited, the control unit 40 once ends the process shown in the flowchart of FIG. 8 and returns to step S10 again. On the other hand, if the detection prohibition condition is not satisfied and it is determined that the correlation detection is not prohibited, the control unit 40 proceeds to step S50.

上記した検出禁止条件としては、以下に示す条件がある。すなわち、蓄電部３００の電源電圧が車両の走行に影響がでるほどに低い。車両が走行可能状態である。ボンネットが開いている。エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと示す）との交信が途絶えている。ＥＣＵが回転角度の検出を指示していない。モータ２００の温度、電圧、電流の少なくとも１つが作動限界を超えている。ロータ２３０が回転しない。このような検出禁止条件の少なくとも１つが満たされると判定した場合、制御部４０は図８のフローチャートに示す処理を終了する。なお、上記した車両が走行可能状態であるとは、具体的には以下に示す状態である。すなわち、車両のキーポジションがオフ若しくはアクセサリ以外の状態（イグニッションポジション若しくはオンの状態）、クランクキング信号がＯＮの状態、エンジン完爆信号がＯＮの状態、エンジン動力が車輪に伝達可能な状態である。   The above-described detection prohibition conditions include the following conditions. That is, the power supply voltage of the power storage unit 300 is low enough to affect the running of the vehicle. The vehicle is ready to travel. The bonnet is open. Communication with the engine control unit (hereinafter referred to as ECU) has been interrupted. The ECU does not instruct the detection of the rotation angle. At least one of the temperature, voltage, and current of the motor 200 exceeds the operating limit. The rotor 230 does not rotate. If it is determined that at least one of the detection prohibition conditions is satisfied, the control unit 40 ends the process illustrated in the flowchart of FIG. Note that the above-described vehicle being in a travelable state is specifically the following state. That is, the vehicle key position is off or in a state other than the accessory (ignition position or on state), the cranking signal is on, the engine complete explosion signal is on, or the engine power can be transmitted to the wheels. .

ステップＳ５０へ進むと制御部４０は相関関係の検出が終了したか否かを判定する。相関関係の検出が終了したと判定した場合、制御部４０は図８のフローチャートに示す処理を一度終了し、再びステップＳ１０へと戻る。これとは異なり相関関係の検出が終了していないと判定した場合、再びステップＳ３０へと戻る。そして制御部４０は上記したステップＳ３０〜Ｓ５０を順次繰り返すことで相関関係を検出する。   In step S50, the control unit 40 determines whether or not the correlation has been detected. If it is determined that the detection of the correlation has been completed, the control unit 40 once ends the process shown in the flowchart of FIG. 8 and returns to step S10 again. On the other hand, if it is determined that the correlation detection has not ended, the process returns to step S30. And the control part 40 detects a correlation by repeating above-described step S30-S50 sequentially.

次に、本実施形態に係る制御装置１００の作用効果を説明する。本実施形態では基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流すことでロータ２３０の回転角度を固定し、この固定された回転角度を基準角度として角度検出部３０によって検出している。これによればロータの回転角度に対する角度検出部の取り付け位置の誤差を電流センサによって検出する構成と比べて、ロータ２３０の基準となる角度（基準角度）の検出精度の低下が抑制される。この結果、ロータ２３０の回転角度の検出精度の低下が抑制される。さらに言えば、上記したようにロータ２３０の回転角度を固定して基準角度を定めるので、ロータ２３０と角度検出部３０との取り付け位置を考慮しなくともよくなる。   Next, the function and effect of the control device 100 according to this embodiment will be described. In the present embodiment, the rotation angle of the rotor 230 is fixed by flowing a reference current through the stator coils 241 to 243, and the angle detection unit 30 detects the fixed rotation angle as a reference angle. According to this, compared with the structure which detects the error of the attachment position of the angle detection part with respect to the rotation angle of a rotor with an electric current sensor, the fall of the detection precision of the angle (reference angle) used as the reference | standard of the rotor 230 is suppressed. As a result, a decrease in detection accuracy of the rotation angle of the rotor 230 is suppressed. Furthermore, since the reference angle is determined by fixing the rotation angle of the rotor 230 as described above, it is not necessary to consider the attachment position between the rotor 230 and the angle detection unit 30.

制御部４０はロータ２３０の回転角度に基づいて第１切り換え部１０のＭＯＳＦＥＴの駆動を制御することで、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が蓄電部３００へと流動する流動タイミングを制御する。上記したようにロータ２３０の回転角度の検出精度の低下が抑制されている。そのために回転角度に基づいてＭＯＳＦＥＴの駆動を切り換えることでステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が蓄電部３００へと流動する流動タイミングがずれることが抑制される。この結果、電流の取り出し効率（発電効率）の低下が抑制される。   The control unit 40 controls the flow timing at which the current flowing through the stator coils 241 to 243 flows to the power storage unit 300 by controlling the driving of the MOSFET of the first switching unit 10 based on the rotation angle of the rotor 230. As described above, a decrease in the detection accuracy of the rotation angle of the rotor 230 is suppressed. Therefore, by switching the driving of the MOSFET based on the rotation angle, the flow timing at which the current flowing in the stator coils 241 to 243 flows to the power storage unit 300 is suppressed. As a result, a decrease in current extraction efficiency (power generation efficiency) is suppressed.

制御部４０はロータ２３０の回転角度に基づいて第１切り換え部１０のＭＯＳＦＥＴの駆動を制御することで、ロータ２３０が回転するためのトルクを発生するための電流をステータコイル２４１〜２４３に流す流動タイミングを制御する。上記したようにロータ２３０の回転角度の検出精度の低下が抑制されている。そのため回転角度に基づいてＭＯＳＦＥＴの駆動を切り換えることで複数のステータコイル２４１〜２４３それぞれに流す電流の流動タイミングがずれることが抑制される。この結果、ロータ２３０が回転するためのトルクの方向や量がずれることが抑制され、ロータ２３０を低消費電力で回転することができる。   The control unit 40 controls the driving of the MOSFET of the first switching unit 10 based on the rotation angle of the rotor 230, thereby causing a current to flow through the stator coils 241 to 243 to generate torque for rotating the rotor 230. Control timing. As described above, a decrease in the detection accuracy of the rotation angle of the rotor 230 is suppressed. Therefore, by switching the driving of the MOSFET based on the rotation angle, the flow timing of the current flowing through each of the plurality of stator coils 241 to 243 is suppressed. As a result, the direction and amount of torque for rotating the rotor 230 is suppressed from shifting, and the rotor 230 can be rotated with low power consumption.

制御部４０は発電時に角度検出部３０によって検出された回転角度が基準角度の場合において、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が基準電流とは異なると判定した場合、以下に示す判定を行う。すなわち制御部４０は、ロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれ、および、電磁石や永久磁石の位置ずれの少なくとも一方が発生した、と判定する。これによれば基準角度のずれに起因するロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれおよび電磁石や永久磁石の位置ずれを検出するための素子を別に有する構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。   When it is determined that the current flowing through the stator coils 241 to 243 is different from the reference current when the rotation angle detected by the angle detection unit 30 during power generation is the reference angle, the control unit 40 performs the following determination. That is, the control unit 40 determines that at least one of the positional deviation between the rotor 230 and the angle detection unit 30 and the positional deviation between the electromagnet and the permanent magnet has occurred. According to this, an increase in the number of parts is suppressed as compared with a configuration having separate elements for detecting the positional deviation between the rotor 230 and the angle detection unit 30 and the positional deviation of the electromagnet or the permanent magnet due to the deviation of the reference angle. Is done.

また制御部４０はロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれ、および、電磁石や永久磁石の位置ずれの少なくとも一方が発生したと判定した場合に再検査モードに移行し、基準電流と基準角度の相関関係を検出する。これによればロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれ、若しくは、電磁石や永久磁石の位置ずれに起因する基準角度のずれを改めることができる。   In addition, when it is determined that at least one of the positional deviation between the rotor 230 and the angle detection unit 30 and the positional deviation of the electromagnet or the permanent magnet has occurred, the control unit 40 shifts to the reinspection mode, and the reference current and the reference angle are set. Detect correlation. According to this, it is possible to correct the deviation of the reference angle caused by the positional deviation between the rotor 230 and the angle detection unit 30 or the positional deviation of the electromagnet or the permanent magnet.

制御部４０は、蓄電部３００の電源電圧が車両の走行に影響がでるほどに低いという検出禁止条件が満たされた場合、相関関係の算出を中止する。これによれば、相関関係の算出のために、蓄電部３００の電源電圧が相関関係の算出によって車両の走行に支障が生じるほどに低下することが抑制される。   When the detection prohibition condition that the power supply voltage of the power storage unit 300 is low enough to affect the traveling of the vehicle is satisfied, the control unit 40 stops calculating the correlation. According to this, for the calculation of the correlation, the power supply voltage of the power storage unit 300 is suppressed from decreasing to the extent that the vehicle travels due to the calculation of the correlation.

制御部４０は、車両が走行可能状態であるという検出禁止条件が満たされた場合、相関関係の算出を中止する。これによれば、車両が走行可能状態であるにも関わらず、エンジンと連結されたロータ２３０が停止することが抑制される。   When the detection prohibition condition that the vehicle is ready to travel is satisfied, the control unit 40 stops calculating the correlation. According to this, although the vehicle is in a travelable state, the rotor 230 connected to the engine is prevented from stopping.

制御部４０は、ボンネットが開いているという検出禁止条件が満たされた場合、相関関係の算出を中止する。これによれば、ボンネットを開いている際に、ユーザーが駆動状態のロータ２３０に触れることが抑制される。   When the detection prohibition condition that the hood is open is satisfied, the control unit 40 stops calculating the correlation. According to this, when the hood is opened, the user is prevented from touching the driven rotor 230.

メモリ４１における異なるアドレスそれぞれに相関関係が記憶されている。これによれば、１つのアドレスに相関関係が記憶された構成と比べて、相関関係の消失が抑制される。   A correlation is stored in each different address in the memory 41. According to this, the disappearance of the correlation is suppressed as compared with the configuration in which the correlation is stored in one address.

制御部４０は、メモリ４１における異なるアドレスそれぞれに記憶された相関関係の全てが消失したと判定した場合に再検査モードに移行し、基準電流と基準角度の相関関係を検出する。これによれば相関関係が消失したとしても、相関関係を再度検出（算出）することができる。   When it is determined that all the correlations stored in the different addresses in the memory 41 have disappeared, the control unit 40 shifts to the re-inspection mode and detects the correlation between the reference current and the reference angle. According to this, even if the correlation disappears, the correlation can be detected (calculated) again.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本実施形態ではモータ２００と制御装置１００とによって回転機が構成された例を示した。しかしながらモータ２００と制御装置１００とによって発電機が構成されてもよい。   In the present embodiment, an example in which a rotating machine is configured by the motor 200 and the control device 100 is shown. However, the motor 200 and the control device 100 may constitute a generator.

本実施形態ではロータ２３０が永久磁石と電磁石を有する例を示した。しかしながらロータ２３０は永久磁石のみを有してもよい。   In this embodiment, the rotor 230 has shown the example which has a permanent magnet and an electromagnet. However, the rotor 230 may have only permanent magnets.

本実施形態では、３つのステータコイル２４１〜２４３の内の１つにＮ極の磁束が生じ、残り２つのステータにＳ極の磁束が生じるように基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流す例を示した。そして図４に示すように、Ｕ相基準電流は回転角度が９０°、Ｖ相基準電流は回転角度が２１０°、Ｗ相基準電流は回転角度が３３０°の時のＵ相電流、Ｖ相電流、および、Ｗ相電流である例を示した。しかしながら３つの基準電流としては上記例に限定されない。図４で言えば、Ｕ相基準電流としては回転角度が６０°から１２０°、Ｖ相基準電流としては回転角度が１８０°から２４０°、Ｗ相基準電流としては３００°から３３０°を採用することもできる。   In this embodiment, an example in which a reference current is supplied to the stator coils 241 to 243 so that an N pole magnetic flux is generated in one of the three stator coils 241 to 243 and an S pole magnetic flux is generated in the remaining two stators. Indicated. As shown in FIG. 4, the U-phase reference current has a rotation angle of 90 °, the V-phase reference current has a rotation angle of 210 °, and the W-phase reference current has a rotation angle of 330 °. And an example of a W-phase current is shown. However, the three reference currents are not limited to the above example. In FIG. 4, the rotation angle is 60 ° to 120 ° as the U-phase reference current, the rotation angle is 180 ° to 240 ° as the V-phase reference current, and the rotation angle is 300 ° to 330 ° as the W-phase reference current. You can also.

本実施形態では基準電流と初期角度の相関関係を検出する際のステータコイル２４１〜２４３の結線の態様について述べていなかった。しかしながらステータコイル２４１〜２４３の結線としては三角結線でもＹ結線でもよい。   In the present embodiment, the manner of connection of the stator coils 241 to 243 when detecting the correlation between the reference current and the initial angle is not described. However, the connection of the stator coils 241 to 243 may be a triangular connection or a Y connection.

上記したように本実施形態では、３つのステータコイル２４１〜２４３の内の１つにＮ極の磁束が生じ、残り２つのステータにＳ極の磁束が生じるように基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流す例を示した。しかしながら、３つのステータコイル２４１〜２４３の内の１つにＮ極の磁束が生じ、残り２つのステータにＮ極よりも磁束密度の低いｎ極の磁束が生じるように基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流してもよい。これによってもロータ２３０のＳ極がＮ極の磁束を生じるステータと対向するようにロータ２３０が回転し、ロータ２３０の回転角度が固定される。若しくは、３つのステータコイル２４１〜２４３の内の１つにＳ極の磁束が生じ、残り２つのステータにＳ極よりも磁束密度の低いｓ極の磁束が生じるように基準電流をステータコイル２４１〜２４３に流してもよい。これによってもロータ２３０のＮ極がＳ極の磁束を生じるステータと対向するようにロータ２３０が回転し、ロータ２３０の回転角度が固定される。   As described above, in this embodiment, the reference current is applied to the stator coils 241 to 243 so that an N pole magnetic flux is generated in one of the three stator coils 241 to 243 and an S pole magnetic flux is generated in the remaining two stators. An example was given. However, the reference current is applied to the stator coils 241 to 241 so that an N pole magnetic flux is generated in one of the three stator coils 241 to 243 and an n pole magnetic flux having a lower magnetic flux density than the N pole is generated in the remaining two stators. You may flow to 243. This also rotates the rotor 230 so that the south pole of the rotor 230 faces the stator that generates the north pole magnetic flux, and the rotation angle of the rotor 230 is fixed. Alternatively, the reference current is applied to the stator coils 241 to 241 so that an S pole magnetic flux is generated in one of the three stator coils 241 to 243 and an s pole magnetic flux having a lower magnetic flux density than the S pole is generated in the remaining two stators. You may flow to 243. This also rotates the rotor 230 so that the north pole of the rotor 230 faces the stator that generates the magnetic flux of the south pole, and the rotation angle of the rotor 230 is fixed.

本実施形態ではステータコイルとしてＵ相ステータコイル２４１、Ｖ相ステータコイル２４２、Ｗ相ステータコイル２４３を有する例を示した。しかしながら図９に示すように、ステータコイル２４１〜２４３の他に、Ｘ相ステータコイル２４４、Ｙ相ステータコイル２４５、Ｚ相ステータコイル２４６を有しても良い。図９に示す構成では、３つのステータコイル２４４〜２４６の隣接角度が１２０°になっている。そしてステータコイル２４１，２４２の間にＸ相ステータコイル２４４が位置し、ステータコイル２４２，２４３の間にＹ相ステータコイル２４５が位置し、ステータコイル２４１，２４３の間にＺ相ステータコイル２４６が位置している。したがって直流の基準電流をステータコイル２４１〜２４６に流すことでロータ２３０を回転させ、そのＳ極（電磁石におけるＳ極に帯磁した領域）をＶ相ステータコイル２４２と対向させる場合、以下に示す基準電流をステータコイル２４１〜２４６に流す。すなわち、Ｖ相ステータコイル２４２に時間的に一定のＮ極の磁束が生じ、ステータコイル２４１，２４３に時間的に一定のＳ極の磁束が生じるようにステータコイル２４１〜２４３に直流の基準電流を流す。それとともに、ステータコイル２４４，２４５にＮ極よりも磁束密度の低い、時間的に一定のｎ極の磁束が生じ、Ｚステータコイル２４６にＳ極よりも磁束密度の低い、時間的に一定のｓ極の磁束が生じるようにステータコイル２４４〜２４６に電流を流す。これにより、図９に示すようにＶ相ステータコイル２４２において最もＮ極の磁束が強くなり、ロータ２３０のＳ極がＶ相ステータコイル２４２と対向するようにロータ２３０が回転する。この結果、ロータ２３０の回転角度が固定される。   In this embodiment, the example which has the U-phase stator coil 241, the V-phase stator coil 242, and the W-phase stator coil 243 as a stator coil was shown. However, as shown in FIG. 9, in addition to the stator coils 241 to 243, an X-phase stator coil 244, a Y-phase stator coil 245, and a Z-phase stator coil 246 may be included. In the configuration shown in FIG. 9, the adjacent angle of the three stator coils 244 to 246 is 120 °. An X-phase stator coil 244 is positioned between the stator coils 241 and 242, a Y-phase stator coil 245 is positioned between the stator coils 242 and 243, and a Z-phase stator coil 246 is positioned between the stator coils 241 and 243. doing. Therefore, when the rotor 230 is rotated by passing a DC reference current through the stator coils 241 to 246 and the S pole (region magnetized to the S pole in the electromagnet) is opposed to the V-phase stator coil 242, the reference current shown below Is passed through the stator coils 241 to 246. That is, a DC reference current is applied to the stator coils 241 to 243 so that a constant N-pole magnetic flux is generated in the V-phase stator coil 242 and a fixed S-pole magnetic flux is generated in the stator coils 241 and 243 over time. Shed. At the same time, a constant n-pole magnetic flux having a lower magnetic flux density than the N pole is generated in the stator coils 244 and 245, and a fixed s s constant in the Z stator coil 246 having a lower magnetic flux density than the S pole. A current is passed through the stator coils 244 to 246 so as to generate magnetic flux of poles. As a result, as shown in FIG. 9, the magnetic flux of the N pole is the strongest in the V-phase stator coil 242, and the rotor 230 rotates so that the S pole of the rotor 230 faces the V-phase stator coil 242. As a result, the rotation angle of the rotor 230 is fixed.

切り換え部１０，２０はそれぞれ複数のＭＯＳＦＥＴを有する例を示した。しかしながら切り換え部１０，２０はスイッチング素子を複数有すればよく、例えばＩＧＢＴを有してもよい。   The switching units 10 and 20 have shown the example which has several MOSFET, respectively. However, the switching units 10 and 20 need only have a plurality of switching elements, and may have, for example, IGBTs.

本実施形態において制御部４０は、ロータ２３０と角度検出部３０との位置ずれ、および、電磁石と永久磁石との位置ずれの少なくとも一方が発生したと判定した場合、基準電流と基準角度の新たな相関関係を検出する例を示した。しかしながら制御部４０は基準電流と基準角度の新たな相関関係を検出しなくとも良い。   In the present embodiment, when the control unit 40 determines that at least one of the positional deviation between the rotor 230 and the angle detection unit 30 and the positional deviation between the electromagnet and the permanent magnet has occurred, a new reference current and reference angle are obtained. An example of detecting correlation was given. However, the control unit 40 may not detect a new correlation between the reference current and the reference angle.

本実施形態では制御部４０がメモリ４１における異なるアドレスそれぞれに相関関係を記憶させる例を示した。しかしながら制御部４０はメモリ４１の１つのアドレスに相関関係を記憶してもよい。この場合、この１つのアドレスに記憶された相関関係が消失すると、制御部４０はステータコイル２４１〜２４３に基準電流を流し、新たな基準角度を検出する。そして制御部４０は基準電流と基準角度の新たな相関関係をメモリ４１に記憶する。   In this embodiment, the control part 40 showed the example which memorize | stores a correlation in each different address in the memory 41. FIG. However, the control unit 40 may store the correlation at one address of the memory 41. In this case, when the correlation stored in this one address disappears, the control unit 40 sends a reference current to the stator coils 241 to 243 and detects a new reference angle. Then, the control unit 40 stores a new correlation between the reference current and the reference angle in the memory 41.

本実施形態において制御部４０は、メモリ４１に記憶された相関関係のすべてが消失した場合、基準電流と基準角度の新たな相関関係を検出する例を示した。しかしながら制御部４０は基準電流と基準角度の新たな相関関係を検出しなくとも良い。   In this embodiment, the control part 40 showed the example which detects the new correlation of a reference current and a reference angle, when all the correlation memorize | stored in the memory 41 lose | disappears. However, the control unit 40 may not detect a new correlation between the reference current and the reference angle.

本実施形態では、再検査条件として以下に示す条件がある例を示した。すなわち、発電時の角度検出部３０によって検出された回転角度が基準角度と同一の場合において、ステータコイル２４１〜２４３に流れる電流が基準電流とは異なる。メモリ４１に記憶された相関関係の全てが消失した。車両に搭載されたＥＣＵから再検査が要求された。再検査条件としては上記した３つの条件の内の少なくとも１つを有すれば良い。   In this embodiment, the example which has the conditions shown below as re-inspection conditions was shown. That is, when the rotation angle detected by the angle detection unit 30 during power generation is the same as the reference angle, the current flowing through the stator coils 241 to 243 is different from the reference current. All the correlations stored in the memory 41 have disappeared. A re-inspection was requested from the ECU mounted on the vehicle. As the re-inspection condition, it is sufficient to have at least one of the above three conditions.

本実施形態では、検出禁止条件として以下に示す条件がある例を示した。すなわち、蓄電部３００の電源電圧が車両の走行に影響がでるほどに低い。車両が走行可能状態である。ボンネットが開いている。ＥＣＵとの交信が途絶えている。ＥＣＵが回転角度の検出を指示していない。モータ２００の温度、電圧、電流の少なくとも１つが作動限界を超えている。ロータ２３０が回転しない。検出禁止条件としては上記した７つの条件の内の少なくとも１つを有すればよい。   In the present embodiment, an example in which there is the following condition as the detection prohibition condition is shown. That is, the power supply voltage of the power storage unit 300 is low enough to affect the running of the vehicle. The vehicle is ready to travel. The bonnet is open. Communication with the ECU has been interrupted. The ECU does not instruct the detection of the rotation angle. At least one of the temperature, voltage, and current of the motor 200 exceeds the operating limit. The rotor 230 does not rotate. The detection prohibition condition may be at least one of the above seven conditions.

１０…第１切り換え部、３０…角度検出部、４０…制御部、１００…制御装置、２００…モータ、２３０…ロータ、Ｕ相ステータコイル…２４１、Ｖ相ステータコイル…２４２、Ｗ相ステータコイル…２４３、Ｘ相ステータコイル…２４４、Ｙ相ステータコイル…２４５、Ｚ相ステータコイル…２４６、１００…制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st switching part, 30 ... Angle detection part, 40 ... Control part, 100 ... Control apparatus, 200 ... Motor, 230 ... Rotor, U-phase stator coil ... 241, V-phase stator coil ... 242, W-phase stator coil ... 243, X phase stator coil 244, Y phase stator coil 245, Z phase stator coil 246, 100 ... Control device

Claims (9)

１組の磁極対を有するロータ（２３０）、および、前記ロータの周囲に設けられる複数のステータコイル（２４１〜２４６）を有するモータ（２００）の制御装置であって、
前記ロータから発せられる被測定磁束に基づいて、前記ロータの回転角度を検出する角度検出部（３０）と、
前記角度検出部によって検出された前記ロータの回転角度に基づいて、複数の前記ステータコイルに流れる電流を制御する制御部（１０，４０）と、を有し、
前記制御部は、
前記ロータの停止中において、複数の前記ステータコイルに基準電流を流させることで基準磁束を発生し、前記基準磁束によって前記ロータの前記磁極対の一方が複数の前記ステータコイルの１つと対向するように前記ロータを回転させてその回転角度を固定し、
固定された前記回転角度を前記ロータの基準角度として前記角度検出部によって検出させ、
前記基準電流と前記基準角度の相関関係を記憶するメモリ（４１）を有しており、
前記制御部は、前記モータの発電時において前記角度検出部によって検出された前記ロータの回転角度が前記基準角度と同一の場合、前記ステータコイルに流れる電流が前記基準電流とは異なるか否かを検出することを特徴とする制御装置。 A control device for a motor (200) having a rotor (230) having a pair of magnetic pole pairs and a plurality of stator coils (241 to 246) provided around the rotor,
An angle detector (30) for detecting a rotation angle of the rotor based on a measured magnetic flux emitted from the rotor;
A control unit (10, 40) for controlling the current flowing in the plurality of stator coils based on the rotation angle of the rotor detected by the angle detection unit;
The controller is
While the rotor is stopped, a reference magnetic flux is generated by causing a reference current to flow through the plurality of stator coils, and one of the magnetic pole pairs of the rotor faces one of the stator coils by the reference magnetic flux. To rotate the rotor to fix the rotation angle,
The fixed rotation angle is detected by the angle detection unit as a reference angle of the rotor ,
A memory (41) for storing a correlation between the reference current and the reference angle;
The control unit determines whether the current flowing through the stator coil is different from the reference current when the rotation angle of the rotor detected by the angle detection unit during power generation of the motor is the same as the reference angle. A control device characterized by detecting . 前記モータが発電する際に前記制御部は、前記角度検出部によって検出された前記ロータの回転角度と前記基準角度に基づいて複数の前記ステータコイルそれぞれに流れる電流の流動タイミングを制御し、前記ステータコイルに流れる電流を車両に搭載された蓄電部（３００）に供給することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。   When the motor generates power, the control unit controls the flow timing of the current flowing through each of the plurality of stator coils based on the rotation angle of the rotor and the reference angle detected by the angle detection unit, and the stator The control device according to claim 1, wherein a current flowing through the coil is supplied to a power storage unit (300) mounted on the vehicle. 前記ロータを回転させる際に前記制御部は、前記角度検出部によって検出された前記ロータの回転角度と前記基準角度に基づいて複数の前記ステータコイルそれぞれに流す電流の流動タイミングを制御し、前記ロータが回転するためのトルクを前記ロータに発生することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。   When the rotor is rotated, the control unit controls a flow timing of a current flowing through each of the plurality of stator coils based on the rotation angle of the rotor and the reference angle detected by the angle detection unit, and the rotor The control device according to claim 1, wherein torque for rotating the motor is generated in the rotor. 前記制御部は、前記ステータコイルに流れる電流が前記基準電流とは異なると判定した場合、前記ロータの停止中において、複数の前記ステータコイルに前記基準電流を流し、この際に前記角度検出部によって検出される前記ロータの回転角度を新たな前記基準角度に改めることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の制御装置。 When it is determined that the current flowing through the stator coil is different from the reference current, the control unit causes the reference current to flow through the plurality of stator coils while the rotor is stopped. The control device according to claim 1, wherein the detected rotation angle of the rotor is changed to the new reference angle. 前記モータは車両に搭載された蓄電部（３００）によって駆動しており、
前記制御部は、前記蓄電部の電源電圧が前記車両の走行に影響がでるほどに低い場合、前記ステータコイルに流れる電流が前記基準電流とは異なるか否かの判定を行わないことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の制御装置。 The motor is driven by a power storage unit (300) mounted on a vehicle,
The control unit does not determine whether or not a current flowing through the stator coil is different from the reference current when a power supply voltage of the power storage unit is low enough to affect the running of the vehicle. The control device according to any one of claims 1 to 4 . 前記モータは車両に搭載され、エンジンと連結されており、
前記制御部は、前記車両が走行可能状態の場合、前記ステータコイルに流れる電流が前記基準電流とは異なるか否かの判定を行わないことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の制御装置。 The motor is mounted on a vehicle and connected to an engine;
Wherein, the case where the vehicle is traveling state, to any one of claims 1 to 5, characterized in that the current flowing through the stator coil does not perform determination of whether different from said reference current The control device described. 前記モータは車両に搭載されており、
前記制御部は、ボンネットが開いている場合、前記ステータコイルに流れる電流が前記基準電流とは異なるか否かの判定を行わないことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の制御装置。 The motor is mounted on a vehicle;
The said control part does not determine whether the electric current which flows into the said stator coil differs from the said reference current when the bonnet is open, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. Control device. 前記メモリにおける異なるアドレスそれぞれに前記相関関係が記憶されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の制御装置。 The control device according to claim 1 , wherein the correlation is stored in each of different addresses in the memory. 前記制御部は、異なる前記アドレスそれぞれに記憶された前記相関関係の全てが消失した場合、前記ロータの停止中において、複数の前記ステータコイルに前記基準電流を流し、前記ロータの前記基準角度を前記角度検出部によって検出させることで、前記基準電流と前記基準角度の前記相関関係を再計算することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。 When all of the correlations stored in the different addresses are lost, the control unit causes the reference current to flow through the plurality of stator coils and stops the reference angle of the rotor while the rotor is stopped. The control device according to claim 8 , wherein the correlation between the reference current and the reference angle is recalculated by being detected by an angle detection unit.
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