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JP2015223033A - Switched reluctance motor controller - Google Patents

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JP2015223033A
JP2015223033A JP2014106335A JP2014106335A JP2015223033A JP 2015223033 A JP2015223033 A JP 2015223033A JP 2014106335 A JP2014106335 A JP 2014106335A JP 2014106335 A JP2014106335 A JP 2014106335A JP 2015223033 A JP2015223033 A JP 2015223033A
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石川 智一
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智一 石川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller of the SR (Switched Reluctance) motor which can estimate a position detection error of a rotor.SOLUTION: A controller of SR (Switched Reluctance) motor comprises: a rotational position sensor 60 which detects rotational position of a rotor 26; voltage impression means which switches voltage applied to the coil when a rotational position detected by the rotational position sensor 60 becomes a control position according to a request torque; current integration means 32 which starts detection of current and integration of current in synchronization with a state transition timing changing current state of the coil, and integrates the detected current for a prescribed period to acquire the detected integration value; and estimation means 34 which estimates an error amount of the rotational position detected by the rotational position sensor 60 on the basis of a difference between the reference integrated value that integrates reference current estimated in advance according to the request torque for a prescribed period and the detected integration value.

Description

本発明は、スイッチトリラクタンスモータの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a switched reluctance motor.

近年、永久磁石を用いないタイプのモータとしてSR(スイッチトリラクタンス)モータが知られている。SRモータの制御では、巻線に印加する電圧のオンオフタイミングを調整することで、所望のトルクを発生させることが行われている。このようなSRモータの制御では、実際に巻線を流れる電流波形が想定した電流波形と異なった波形になると、所望のトルクを発生させることができない。   In recent years, SR (switched reluctance) motors are known as motors that do not use permanent magnets. In the control of the SR motor, a desired torque is generated by adjusting the on / off timing of the voltage applied to the winding. In such control of the SR motor, if the current waveform that actually flows through the windings is different from the assumed current waveform, a desired torque cannot be generated.

特許文献1に記載のSRモータの制御装置では、電源電圧の変動が生じて、電流波形が想定した電流波形と異なった波形になる場合に、印加電圧のオンタイミングを補正している。詳しくは、電流センサにより検出した電流の所定期間の積分値と、予め想定している基準の電流の所定期間の積分値とが一致するように、印加電圧のオンタイミングを補正している。そして、巻線を流れる電流波形の面積と基準の電流波形の面積とを同一にして、所望のトルクを確保している。   In the SR motor control device described in Patent Document 1, when the power supply voltage fluctuates and the current waveform is different from the assumed current waveform, the on-timing of the applied voltage is corrected. Specifically, the on-timing of the applied voltage is corrected so that the integral value of the current detected by the current sensor for a predetermined period and the integral value of the reference current assumed in advance match each other. The area of the current waveform flowing through the winding is the same as the area of the reference current waveform to ensure a desired torque.

特開2003−319691号公報JP 2003-319691 A

上述したような実際の電流波形と基準の電流波形とのずれは、回転子の位置検出誤差がある場合に、本来通電開始及び消磁開始すべき回転子位置と異なる回転子位置で、通電開始及び消磁開始してしまうことによっても生じる。   The deviation between the actual current waveform and the reference current waveform as described above indicates that when there is a rotor position detection error, energization starts and starts at a rotor position different from the rotor position where the current energization start and demagnetization start should be started. It also occurs when degaussing starts.

本発明は、上記実情に鑑み、回転子の位置検出誤差を推定可能なSRモータの制御装置を提供することを主たる目的とする。   In view of the above circumstances, it is a primary object of the present invention to provide an SR motor control device capable of estimating a rotor position detection error.

本発明は、上記課題を解決するため、径方向に突極を有する回転子と、前記回転子の突極と対向する突極を有する固定子と、前記固定子の突極に巻回された巻線と、を備えるスイッチトリラクタンスモータを制御する制御装置であって、前記回転子の回転位置を検出する回転位置センサと、前記回転位置センサにより検出された前記回転位置が、要求トルクに応じた制御位置となった時に、前記巻線に印加する電圧をオン又はオフする電圧印加手段と、前記巻線の電流の状態が遷移する状態遷移タイミングに同期して、前記電流の検出及び電流の積分を開始し、前記検出された電流を所定期間積分して検出積分値を取得する電流積分手段と、前記要求トルクに応じて予め想定している基準電流を前記所定期間積分した基準積分値と、前記電流積分手段により算出された前記検出積分値との差分に基づいて、前記回転位置センサにより検出された前記回転位置の誤差量を推定する推定手段と、を備える。   In order to solve the above problems, the present invention is wound around a rotor having a salient pole in the radial direction, a stator having a salient pole opposed to the salient pole of the rotor, and a salient pole of the stator. And a rotation position sensor for detecting a rotation position of the rotor, and the rotation position detected by the rotation position sensor according to a required torque. When the control position is reached, the voltage application means for turning on or off the voltage applied to the winding, and the detection of the current and the current in synchronization with the state transition timing at which the current state of the winding makes a transition Current integration means for starting integration, integrating the detected current for a predetermined period to obtain a detection integral value, and a reference integration value for integrating a reference current assumed in advance according to the required torque for the predetermined period; The current Based on a difference between the detected integral value calculated by the partial unit, and a estimation means for estimating the error amount of the detected the rotational position by the rotational position sensor.

本発明によれば、回転位置センサにより検出された回転位置が、要求トルクに応じた制御位置となった時に、巻線の印加電圧がオン又はオフされる。そして、巻線の電流の状態遷移タイミングに同期して電流の検出及び積分が開始され、所定期間電流が積分された検出積分値が取得される。   According to the present invention, when the rotational position detected by the rotational position sensor becomes the control position corresponding to the required torque, the applied voltage of the winding is turned on or off. Then, detection and integration of current are started in synchronization with the state transition timing of the winding current, and a detection integration value obtained by integrating the current for a predetermined period is acquired.

回転位置センサの取り付け精度や回転位置センサの検出精度が低く、検出された回転位置と実際の回転位置とに誤差がある場合、実際には要求トルクに応じた制御位置で巻線の印加電圧がオン及びオフされない。そのため、巻線に流れる電流は、要求トルクに応じて想定している基準電流と異なる電流になり、基準電流を所定期間積分した基準積分値と検出積分値とには、検出された回転位置の誤差量に応じた差分が生じる。よって、基準積分値と検出積分値との差分に基づいて、検出された回転位置の誤差量を推定できる。   If the rotational position sensor mounting accuracy or rotational position sensor detection accuracy is low and there is an error between the detected rotational position and the actual rotational position, the applied voltage of the winding is actually at the control position according to the required torque. Not turned on and off. Therefore, the current flowing through the winding is different from the assumed reference current according to the required torque, and the reference integrated value obtained by integrating the reference current for a predetermined period and the detected integrated value include the detected rotational position. A difference corresponding to the amount of error occurs. Therefore, the error amount of the detected rotational position can be estimated based on the difference between the reference integral value and the detected integral value.

SRモータの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of SR motor. 第1実施形態に係るSRモータの制御システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the control system of SR motor which concerns on 1st Embodiment. SRモータの駆動回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the drive circuit of SR motor. SRモータの巻線への通電態様を示す図。The figure which shows the electricity supply mode to the coil | winding of SR motor. スイッチングパターンを示す表。The table | surface which shows a switching pattern. 通常駆動時の駆動電流、電流積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of normal drive, a current integration area, and a drive voltage. 中速駆動時の駆動電流、電流積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of medium speed drive, an electric current integration area, and a drive voltage. 高速駆動時の駆動電流、電流積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of high-speed drive, a current integration area, and a drive voltage. 高速駆動時の駆動電流、電流積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of high-speed drive, a current integration area, and a drive voltage. 電圧印加タイミングを補正する前と後の駆動電流及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current and drive voltage before and after correcting a voltage application timing. 通電角指令値を補正する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which correct | amends a conduction angle command value. 通常駆動時の駆動電流、積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of normal drive, an integration area, and a drive voltage. 通常駆動時の駆動電流、積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of normal drive, an integration area, and a drive voltage. 中速駆動時の駆動電流、積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of medium speed drive, an integration area, and a drive voltage. 高速駆動時の駆動電流、積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of high speed drive, an integration area, and a drive voltage. 高速駆動時の駆動電流、積分区間、及び駆動電圧を示す図。The figure which shows the drive current at the time of high speed drive, an integration area, and a drive voltage. 第2実施形態に係るSRモータの制御システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the control system of SR motor which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るSRモータの制御システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the control system of SR motor which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るSRモータの制御システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the control system of SR motor which concerns on 4th Embodiment.

以下、スイッチトリラクタンスモータ(以下、SRモータ)の制御装置を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各実施形態に係るSRモータは、車両に搭載された車載主機としてのモータを想定している。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。   Hereinafter, each embodiment which implement | achieved the control apparatus of the switched reluctance motor (henceforth, SR motor) is described, referring drawings. The SR motor according to each embodiment is assumed to be a motor as an in-vehicle main unit mounted on a vehicle. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.

(第1実施形態)
まず、図1を参照して、SRモータ20の構成について説明する。SRモータ20は、径方向に突出する4個の突極26aを有する回転子26と、突極26aと対向する6個の突極25aを有する筒状の固定子25と、突極25aに巻回された巻線10a〜12a,10b〜12bを有する3相モータとして構成されている。回転子26と固定子25とは、同軸上に配置されている。巻線10aと10b、巻線11aと11b、巻線12aと12bは、それぞれ電気角360°離れた位置に配置されて直列接続されている。U相、V相、W相は、それぞれ巻線10aと10b、巻線11aと11b、巻線12aと12bから構成されている。
(First embodiment)
First, the configuration of the SR motor 20 will be described with reference to FIG. The SR motor 20 is wound around a rotor 26 having four salient poles 26a projecting in the radial direction, a cylindrical stator 25 having six salient poles 25a facing the salient poles 26a, and salient poles 25a. It is configured as a three-phase motor having the wound windings 10a to 12a and 10b to 12b. The rotor 26 and the stator 25 are arranged coaxially. The windings 10a and 10b, the windings 11a and 11b, and the windings 12a and 12b are arranged in series at positions separated from each other by an electrical angle of 360 °. The U-phase, V-phase, and W-phase are composed of windings 10a and 10b, windings 11a and 11b, and windings 12a and 12b, respectively.

回転子26の突極26aと固定子25の突極25aとは、互いに倍数関係にない偶数個に設定されているため、巻線12a,bが巻回された突極25aと、一対の突極26aとが対向すると、他の突極25aと他の突極26aとの位置にはずれが生じる。したがって、逐次ずれた突極25aを選んでその相に通電すれば、回転子の突極26aを連続的に引き付け、トルクを発生させて回転子26を回転させることができる。発生するトルクの大きさは、固定子25と回転子26との相対位置、巻線10a〜12a,10b〜12bの巻数、及び巻線10a〜12a,10b〜12bに流れる電流に応じて決まる。回転子26の回転位置は、回転位置センサ60(図2参照)により検出される。   Since the salient poles 26a of the rotor 26 and the salient poles 25a of the stator 25 are set to an even number that is not in a multiple relationship with each other, the salient poles 25a around which the windings 12a and 12b are wound and a pair of salient poles. When the pole 26a opposes, the position of the other salient pole 25a and the other salient pole 26a is displaced. Therefore, if the sequentially shifted salient poles 25a are selected and the current is supplied to the phases, the rotor salient poles 26a can be continuously attracted to generate torque and rotate the rotor 26. The magnitude of the generated torque is determined according to the relative position between the stator 25 and the rotor 26, the number of turns of the windings 10a to 12a and 10b to 12b, and the current flowing through the windings 10a to 12a and 10b to 12b. The rotational position of the rotor 26 is detected by a rotational position sensor 60 (see FIG. 2).

回転位置センサ60は、レゾルバ、ホールセンサを用いたエンコーダ等のセンサである。ホールセンサのような簡易で低分解能なセンサは検出精度が低いため、検出された回転位置に誤差が含まれることがある。また、レゾルバのような検出精度の高いセンサでも、取り付け精度の不良により、検出された回転位置に誤差が含まれることがある。本実施形態では、回転位置センサ60が車両に搭載されているため、振動等により取り付け精度が悪化することもある。   The rotational position sensor 60 is a sensor such as an encoder using a resolver or a hall sensor. A simple and low-resolution sensor such as a hall sensor has low detection accuracy, and thus an error may be included in the detected rotational position. Even in a sensor with high detection accuracy such as a resolver, an error may be included in the detected rotational position due to poor mounting accuracy. In this embodiment, since the rotational position sensor 60 is mounted on the vehicle, the mounting accuracy may be deteriorated due to vibration or the like.

次に、図2を参照して、第1実施形態に係るSRモータの制御システムについて説明する。SRモータ20には、SRモータ20を駆動する駆動回路40が接続されている。駆動回路40には、コントローラ30と直流電源50とが接続されている。直流電源50は、端子間電圧が例えば100V以上となる2次電池である。具体的には、直流電源50として、リチウムイオン2次電池やニッケル水素2次電池が採用される。なお、コントローラ30、駆動回路40、電源50、電流センサ37、及び回転位置センサ60から、本実施形態に係るSRモータの制御装置が構成される。   Next, an SR motor control system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. A drive circuit 40 that drives the SR motor 20 is connected to the SR motor 20. A controller 30 and a DC power supply 50 are connected to the drive circuit 40. The DC power supply 50 is a secondary battery whose terminal voltage is, for example, 100 V or more. Specifically, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery is employed as the DC power source 50. The controller 30, the drive circuit 40, the power source 50, the current sensor 37, and the rotational position sensor 60 constitute the SR motor control device according to the present embodiment.

駆動回路40は、直流電源50から出力された電力を3相に変換して、SRモータ20へ供給する。詳しくは、駆動回路40は、コントローラ30から受信した操作信号g1a〜c,g2a〜cに基づいて、駆動回路40のスイッチング素子SW1a〜c,SW2a〜cを操作し、巻線10a,b、巻線11a,b、巻線12a,bに印加する電圧をオン又はオフする(図3参照)。操作信号g1a〜c,g2a〜cは、電圧指令値Var,Vbr,Vcr、及び通電角指令値θon,θoffに基づいて生成される信号である。電圧指令値Var,Vbr,Vcrは、要求トルクTrを発生させるために、それぞれ巻線10a,b、11a,b、12a,bに印加する電圧の指令値である。また、通電角指令値θon,θoff(制御位置)は、要求トルクTrを発生させるために、巻線10a,b、11a,b、12a,bに印加する電圧を、オンするタイミング及びオフするタイミングである。   The drive circuit 40 converts the electric power output from the DC power supply 50 into three phases and supplies it to the SR motor 20. Specifically, the drive circuit 40 operates the switching elements SW1a to c and SW2a to c of the drive circuit 40 based on the operation signals g1a to c and g2a to c received from the controller 30, and the windings 10a and b, windings The voltage applied to the wires 11a, b and the windings 12a, b is turned on or off (see FIG. 3). The operation signals g1a to c and g2a to c are signals generated based on the voltage command values Var, Vbr, and Vcr and the energization angle command values θon and θoff. The voltage command values Var, Vbr, and Vcr are command values for voltages applied to the windings 10a, b, 11a, b, 12a, and b, respectively, in order to generate the required torque Tr. The energization angle command values θon and θoff (control positions) are used to turn on and off the voltages applied to the windings 10a, b, 11a, b, 12a, and b in order to generate the required torque Tr. It is.

図3に、駆動回路40の構成を示す。U相の駆動回路は、上アームのスイッチング素子SW1a及びダイオードD2aと、下アームのスイッチング素子SW2a及びダイオードD1aを備える。同様に、V相の駆動回路は、上アームのスイッチング素子SW1b及びダイオードD2bと、下アームのスイッチング素子SW2b及びダイオードD1bを備える。また、W相の駆動回路は、上アームのスイッチング素子SW1c及びダイオードD2cと、下アームのスイッチング素子SW2c及びダイオードD1cを備える。本実施形態では、スイッチング素子SW1a〜c,SW2a〜cとして、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いている。スイッチング素子SW1a〜c,SW2a〜cは、MOSFETや、バイポーラトランジスタ等でもよい。   FIG. 3 shows the configuration of the drive circuit 40. The U-phase driving circuit includes an upper arm switching element SW1a and a diode D2a, and a lower arm switching element SW2a and a diode D1a. Similarly, the V-phase drive circuit includes an upper arm switching element SW1b and a diode D2b, and a lower arm switching element SW2b and a diode D1b. The W-phase drive circuit includes an upper arm switching element SW1c and a diode D2c, and a lower arm switching element SW2c and a diode D1c. In the present embodiment, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) are used as the switching elements SW1a to c and SW2a to c. The switching elements SW1a-c and SW2a-c may be MOSFETs, bipolar transistors, or the like.

各相の駆動回路は同様の構成をしているため、以下、U相の駆動回路についてのみ説明し、V相及びW相の駆動回路の説明は省略する。スイッチング素子SW1aのエミッタ端子とダイオードD1aのカソードとが直列に接続されており、ダイオードD2aのアノードとスイッチング素子SW2aのコレクタ端子とが接続されている。そして、スイッチング素子SW1aとダイオードD1aとの接続点T1と、ダイオードD2aとスイッチング素子SW2aとの接続点T2との間に、巻線10が接続されている。巻線10は、巻線10aと10bが直列に接続された巻線である。   Since the drive circuit of each phase has the same configuration, only the U-phase drive circuit will be described below, and description of the V-phase and W-phase drive circuits will be omitted. The emitter terminal of the switching element SW1a and the cathode of the diode D1a are connected in series, and the anode of the diode D2a and the collector terminal of the switching element SW2a are connected. A winding 10 is connected between a connection point T1 between the switching element SW1a and the diode D1a and a connection point T2 between the diode D2a and the switching element SW2a. The winding 10 is a winding in which the windings 10a and 10b are connected in series.

また、スイッチング素子SW1aのコレクタ端子、及びダイオードD2aのカソードは、平滑用コンデンサ51の第1端及び直流電源50の正極側に接続されている。ダイオードD1aのアノード、及びスイッチング素子SW2aのエミッタ端子は、平滑用コンデンサ51の第2端及び直流電源50の負極側に接続されている。すなわち、U相の駆動回路は、いわゆる非対称Hブリッジ回路となっている。   The collector terminal of the switching element SW1a and the cathode of the diode D2a are connected to the first end of the smoothing capacitor 51 and the positive side of the DC power supply 50. The anode of the diode D1a and the emitter terminal of the switching element SW2a are connected to the second end of the smoothing capacitor 51 and the negative side of the DC power supply 50. That is, the U-phase drive circuit is a so-called asymmetric H-bridge circuit.

次に、図4及び5を参照して、U相の駆動回路のスイッチング素子SW1a,SW2aの操作について説明する。各相の駆動回路のスイッチング素子に対する操作は、コントローラ30から送信された操作信号により実行される。本実施形態において、SRモータの各相は独立しているため、各相の駆動回路のスイッチング素子に対する操作は、同様の操作となる。そこで、以下の説明では、U相を例として説明し、V相及びW相の説明は省略する。SRモータ20の通常駆動時には、巻線10を流れる電流の状態に応じて、電力供給モード、定電流モード、消磁モード、休止モードの4モードがある。   Next, the operation of the switching elements SW1a and SW2a of the U-phase drive circuit will be described with reference to FIGS. The operation on the switching element of the drive circuit of each phase is executed by an operation signal transmitted from the controller 30. In this embodiment, since each phase of the SR motor is independent, the operation on the switching element of the drive circuit of each phase is the same operation. Therefore, in the following description, the U phase is described as an example, and descriptions of the V phase and the W phase are omitted. During normal driving of the SR motor 20, there are four modes according to the state of the current flowing through the winding 10: a power supply mode, a constant current mode, a demagnetization mode, and a pause mode.

電力供給モードでは、スイッチング素子SW1a及びSW2aをオンにする。このモードでは、図4(a)に示すように、直流電源50、スイッチング素子SW1a、巻線10、及びスイッチング素子SW2aを含む閉回路が形成され、この閉回路に電流が流れる。巻線10には直流電源50の電圧VEが印加され、巻線10が励磁されて、巻線10に磁気エネルギが蓄えられる。電力供給モードでは、方形波状の電圧を印加し続け、駆動電流を立ち上げ、要求トルクTrに応じた電流値まで駆動電流を上昇させる。回転位置センサ60により検出された回転子の回転位置(位相)が通電角指令値θonとなった時点で、スイッチング素子SW1a及びSW2aをオンにし、電流供給モードを開始する。すなわち、通電角指令値θonは、電力供給モードの開始タイミング(通電開始タイミング)となっている。図6(a)及び(b)に示す駆動電流波形及び駆動電圧波形の期間Aが、電流供給モードに相当する。   In the power supply mode, the switching elements SW1a and SW2a are turned on. In this mode, as shown in FIG. 4A, a closed circuit including the DC power supply 50, the switching element SW1a, the winding 10, and the switching element SW2a is formed, and a current flows through the closed circuit. A voltage VE of the DC power supply 50 is applied to the winding 10, the winding 10 is excited, and magnetic energy is stored in the winding 10. In the power supply mode, a square wave voltage is continuously applied, the drive current is raised, and the drive current is increased to a current value corresponding to the required torque Tr. When the rotational position (phase) of the rotor detected by the rotational position sensor 60 reaches the energization angle command value θon, the switching elements SW1a and SW2a are turned on and the current supply mode is started. That is, the energization angle command value θon is the start timing (energization start timing) of the power supply mode. A period A of the drive current waveform and the drive voltage waveform shown in FIGS. 6A and 6B corresponds to the current supply mode.

定電流モードでは、スイッチング素子SW1a及びSW2aのオン、オフを繰り返し、巻線10に流れる駆動電流を一定に保持する。詳しくは、電力供給モードと同様に、スイッチング素子SW1a及びSW2aをオンする。続いて、スイッチング素子SW1aをオン、スイッチング素子SW2aをオフにする。この場合、図4(b)に示すように、スイッチング素子SW1a、巻線10、及びダイオードD2aを含む閉回路が形成され、電流が循環する。ダイオードD2aはフリーホイールダイオードとして機能する。   In the constant current mode, the switching elements SW1a and SW2a are repeatedly turned on and off, and the drive current flowing through the winding 10 is kept constant. Specifically, the switching elements SW1a and SW2a are turned on as in the power supply mode. Subsequently, the switching element SW1a is turned on and the switching element SW2a is turned off. In this case, as shown in FIG. 4B, a closed circuit including the switching element SW1a, the winding 10, and the diode D2a is formed, and the current circulates. The diode D2a functions as a freewheel diode.

続いて、スイッチング素子SW1aをオフ、スイッチング素子SW2aをオンにする。この場合、図4(c)に示すように、ダイオードD1a、巻線10、及びスイッチング素子SW2aを含む閉回路が形成され、電流が循環する。ダイオードD1aはフリーホイールダイオードとして機能する。続いて、スイッチング素子SW1a及びSW2aをオフにする。この場合、図4(d)に示すように、ダイオードD1a、巻線10、ダイオードD2a、及び直流電源50を含む閉回路が形成される。この閉回路には、巻線10に蓄積された磁気エネルギを電力供給源として、直流電源50を充電する方向に回生電流が流れる。そして、巻線10に逆起電力が発生する前に、定電流モードの最初のスイッチングパターンに切り替える。   Subsequently, the switching element SW1a is turned off and the switching element SW2a is turned on. In this case, as shown in FIG. 4C, a closed circuit including the diode D1a, the winding 10, and the switching element SW2a is formed, and the current circulates. The diode D1a functions as a free wheel diode. Subsequently, the switching elements SW1a and SW2a are turned off. In this case, as shown in FIG. 4D, a closed circuit including the diode D1a, the winding 10, the diode D2a, and the DC power supply 50 is formed. In this closed circuit, a regenerative current flows in the direction of charging the DC power supply 50 using the magnetic energy accumulated in the winding 10 as a power supply source. And before back electromotive force generate | occur | produces in the coil | winding 10, it switches to the first switching pattern of a constant current mode.

定電流モードでは、上記4つのスイッチングパターンを繰り返して、方形波状の電圧を繰り返し印加し、巻線10に流れる駆動電流を所定の上限値と所定の下限値との範囲内に収める。図6(a)及び(b)において、期間Bが定電流モードに相当する。   In the constant current mode, the above four switching patterns are repeated, and a square-wave voltage is repeatedly applied so that the drive current flowing through the winding 10 falls within the range between a predetermined upper limit value and a predetermined lower limit value. In FIGS. 6A and 6B, the period B corresponds to the constant current mode.

消磁モードでは、定電流モードの4番目のパターンと同様に、スイッチング素子SW1a及びSW2aをオフにする。ダイオードD1a、巻線10、ダイオードD2a、及び直流電源50を含む閉回路に回生電流が流れ、その結果、巻線10に負の直流電源である−VEの逆起電力が発生する。回生電流は、巻線10に蓄積された磁気エネルギがなくなるまで流れ続ける。回転位置センサ60により検出された回転子の回転位置(位相)が通電角指令値θoffとなった時点で、スイッチング素子SW1a及びSW2aをオフにし、消磁モードを開始する。すなわち、通電角指令値θoffは、消磁モードの開始タイミングとなっている。図6(a)及び(b)において、期間Cが消磁モードに相当する。   In the degaussing mode, the switching elements SW1a and SW2a are turned off as in the fourth pattern in the constant current mode. A regenerative current flows through a closed circuit including the diode D1a, the winding 10, the diode D2a, and the DC power supply 50. As a result, a negative electromotive force of -VE, which is a negative DC power supply, is generated in the winding 10. The regenerative current continues to flow until the magnetic energy accumulated in the winding 10 is exhausted. When the rotational position (phase) of the rotor detected by the rotational position sensor 60 becomes the conduction angle command value θoff, the switching elements SW1a and SW2a are turned off and the demagnetization mode is started. That is, the energization angle command value θoff is the demagnetization mode start timing. In FIGS. 6A and 6B, the period C corresponds to the degaussing mode.

休止モードは、消磁モードが終了してから電力供給モードを再度開始するまでの期間である。休止モードでは、スイッチング素子SW1a及びSW2aはオフのままにする。巻線10に蓄積された磁気エネルギは消磁モードでなくなり、休止モードでは回生電流は流れない。よって、巻線10に印加される電圧は0になる。図6(a)及び(b)において、期間Dが休止モードに相当する。   The sleep mode is a period from the end of the degaussing mode to the restart of the power supply mode. In the sleep mode, the switching elements SW1a and SW2a are kept off. The magnetic energy accumulated in the winding 10 is not in the demagnetization mode, and no regenerative current flows in the rest mode. Therefore, the voltage applied to the winding 10 becomes zero. In FIGS. 6A and 6B, the period D corresponds to the pause mode.

次に、図2に戻り、コントローラ30について説明する。コントローラ30は、CPU、ROM、RAM、及びI/O等を備えたマイクロコンピュータであって、駆動回路40のスイッチング素子SW1a〜c,SW2a〜cを制御し、ひいてはSRモータ20の動作を制御する。コントローラ30は、ROMに記憶されている各種プログラムを実行することにより、操作信号生成部31、電流積分部32及び回転位置誤差量推定部34の機能を実現するとともに、メモリに記憶された電流積分値情報33を備えている。   Next, returning to FIG. 2, the controller 30 will be described. The controller 30 is a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like, and controls the switching elements SW1a to SW and SW2a to c of the drive circuit 40, and thus controls the operation of the SR motor 20. . The controller 30 executes the various programs stored in the ROM, thereby realizing the functions of the operation signal generation unit 31, the current integration unit 32, and the rotational position error amount estimation unit 34, and the current integration stored in the memory. Value information 33 is provided.

操作信号生成部31は、要求トルクTrに対応して、最適な電圧指令値Var及び通電角指令値θon,θoffを最適マップから取得する。さらに、操作信号生成部31は、電圧指令値Var及び通電角指令値θon,θoffを満たす電圧が、巻線10に印加されるように、スイッチング素子SW1a,SW2aに対する操作信号g1a,g2aを生成する。そして、操作信号生成部31は、生成した操作信号g1a,g2aを駆動回路40へ送信する。また、操作信号生成部31は、電圧指令値Varを電流積分部32へ送信する。要求トルクTrは、車両の負荷状態に応じて他の制御装置により算出されて、コントローラ30へ入力される。なお、操作信号生成部31及び駆動回路40から電圧印加手段が構成される。   The operation signal generation unit 31 acquires an optimum voltage command value Var and energization angle command values θon and θoff from the optimum map corresponding to the required torque Tr. Further, the operation signal generation unit 31 generates operation signals g1a and g2a for the switching elements SW1a and SW2a so that a voltage satisfying the voltage command value Var and the conduction angle command values θon and θoff is applied to the winding 10. . Then, the operation signal generation unit 31 transmits the generated operation signals g1a and g2a to the drive circuit 40. In addition, the operation signal generation unit 31 transmits the voltage command value Var to the current integration unit 32. The required torque Tr is calculated by another control device according to the load state of the vehicle and is input to the controller 30. The operation signal generator 31 and the drive circuit 40 constitute voltage application means.

電流積分部32(電流積分手段)は、巻線10を流れる駆動電流の状態が遷移する状態遷移タイミング、すなわち動作モードの切替え時に同期して、電流センサ35により検出された電流の取得を開始するとともに、取得した電流を所定期間積分して検出積分値を取得する。   The current integration unit 32 (current integration means) starts acquiring the current detected by the current sensor 35 in synchronization with the state transition timing at which the state of the drive current flowing through the winding 10 changes, that is, when the operation mode is switched. At the same time, the detected current value is acquired by integrating the acquired current for a predetermined period.

具体的には、電流積分部32は、電力供給モードの開始タイミング、すなわち巻線10に電流が通電開始するタイミングに同期して、電流の取得及び積分を開始し、通電開始するタイミングの次の状態遷移タイミングに同期して、電流の積分を終了する。図6に示すように、通常駆動時の場合は、電流積分部32は、電流供給モード(期間A)の開始に同期して電流の取得及び積分を開始し、電流供給モードから定電流モード(期間B)に遷移するタイミングで積分を終了する。また、図7に示すように、中速駆動時の場合は、巻線10のインダクタンスLの影響により電流応答性が低下し、定電流モードが省略されることがある。この場合、電流積分部32は、電流供給モードの開始に同期して電流の取得及び積分を開始し、電流供給モードから消磁モード(期間C)に遷移するタイミングで積分を終了する。   Specifically, the current integration unit 32 starts acquisition and integration of the current in synchronization with the start timing of the power supply mode, that is, the timing at which the current starts to flow through the winding 10, and the timing next to the timing at which the power supply starts. The current integration is finished in synchronization with the state transition timing. As shown in FIG. 6, in the case of normal driving, the current integration unit 32 starts acquiring and integrating current in synchronization with the start of the current supply mode (period A), and from the current supply mode to the constant current mode ( Integration ends at the timing of transition to period B). Further, as shown in FIG. 7, in the case of medium speed driving, the current responsiveness may be reduced due to the influence of the inductance L of the winding 10, and the constant current mode may be omitted. In this case, the current integration unit 32 starts acquiring and integrating current in synchronization with the start of the current supply mode, and ends the integration at the timing of transition from the current supply mode to the demagnetization mode (period C).

また、図8に示すように、高速駆動時の場合は、電流応答性が更に低下し、回生電流が流れなくなる前に電圧が印加されて、定電流モード及び休止モード(期間D)が省略されることがある。この場合、電流積分部32は、電流供給モードの開始に同期して電流の取得及び積分を開始し、電流供給モードから消磁モードに遷移するタイミングで積分を終了する。また、図9に示すように、高速駆動時の場合、電流積分部32は、消磁モードから電力供給モードに遷移した際に増加した分の電流を積分して、検出積分値を算出してもよい。すなわち、消磁モードの終了時に残っている電流は積分値に含めなくてもよい。本実施形態では、電流積分部32は、いずれの駆動時においても、電力供給モードの期間検出電流を積分して検出積分値を取得する。   In addition, as shown in FIG. 8, in the case of high-speed driving, the current responsiveness is further lowered, voltage is applied before the regenerative current stops flowing, and the constant current mode and the rest mode (period D) are omitted. Sometimes. In this case, the current integration unit 32 starts acquisition and integration of the current in synchronization with the start of the current supply mode, and ends the integration at the timing of transition from the current supply mode to the demagnetization mode. Further, as shown in FIG. 9, in the case of high-speed driving, the current integration unit 32 integrates the current increased when the demagnetization mode is changed to the power supply mode, and calculates the detection integrated value. Good. That is, the current remaining at the end of the degaussing mode may not be included in the integrated value. In the present embodiment, the current integration unit 32 integrates the period detection current in the power supply mode to obtain a detection integration value at any driving time.

電流積分値情報33は、要求トルクTrに対応した通電角指令値θon,θoff及び基準電圧VEにおいて、予め想定している基準電流を電流供給モードの期間積分した基準積分値が、メモリに記憶されているものである。電流積分値情報33は、通電角指令値、基準電圧、電流初期値をパラメータとする基準積分値のマップである。電流初期値は、積分値を算出し始める時の基準電流の値である。電流供給モードの期間積分する場合は、電流初期値は0となる。   The current integral value information 33 is stored in the memory as a reference integral value obtained by integrating a presumed reference current during the current supply mode with respect to the energization angle command values θon and θoff corresponding to the required torque Tr and the reference voltage VE. It is what. The current integration value information 33 is a map of reference integration values using the conduction angle command value, reference voltage, and current initial value as parameters. The current initial value is the value of the reference current when starting to calculate the integral value. When integration is performed during the current supply mode, the current initial value is zero.

詳しくは、予め電圧方程式V=Ri+L(di/dt)を用いて、要求トルクTrに対応した基準積分値を算出しておく。Rは基準温度における巻線10の抵抗値、Lは巻線10のインダクタンス値、iは基準電流を表す。本実施形態では、巻線10の印加電圧は、基準電圧VEで一定とする。インダクタンスLは、FEM(Finite Element Method)等で解析した磁束情報マップを用意しておき、磁束情報マップから算出する。または、実機を用いて実験的に測定したインダクタンスLのデータを用意し、そのデータを用いる。   Specifically, a reference integral value corresponding to the required torque Tr is calculated in advance using the voltage equation V = Ri + L (di / dt). R represents the resistance value of the winding 10 at the reference temperature, L represents the inductance value of the winding 10, and i represents the reference current. In the present embodiment, the voltage applied to the winding 10 is constant at the reference voltage VE. The inductance L is calculated from a magnetic flux information map prepared by a magnetic flux information map analyzed by FEM (Finite Element Method) or the like. Or the data of the inductance L measured experimentally using the actual machine are prepared and the data is used.

上記電圧方程式とインダクタンスLの情報とを用いて、電流初期値における電流の変化量di/dtを算出できる。さらに、算出した電流の変化量di/dtを用いて、Δt時間後の基準電流i及びdi/dtを算出できる。このように、電流供給モードの期間、基準電流i及びdi/dtを順次算出して、基準積分値を算出できる。   Using the voltage equation and the inductance L information, the current change amount di / dt at the current initial value can be calculated. Further, the reference current i and di / dt after Δt time can be calculated using the calculated current change amount di / dt. In this way, the reference integration value can be calculated by sequentially calculating the reference current i and di / dt during the current supply mode.

あるいは、電流積分値情報33は、磁束情報マップ又は磁束情報データがメモリに記憶されているものであってもよい。この場合は、磁束情報マップ又は磁束情報データと、上記電圧方程式とを用いて、回転位置の誤差量を推定する都度、要求トルクTrに対応した基準積分値を算出する。このようにすると、基準積分値のデータを用意しておく場合よりも、データを格納しておくメモリ領域を小さくできる。   Alternatively, the current integral value information 33 may be information in which a magnetic flux information map or magnetic flux information data is stored in a memory. In this case, a reference integral value corresponding to the required torque Tr is calculated each time the rotational position error amount is estimated using the magnetic flux information map or magnetic flux information data and the voltage equation. In this way, the memory area for storing data can be made smaller than when preparing the data of the reference integration value.

回転位置誤差量推定部34(推定手段)は、電流積分値情報33から取得された基準積分値と、電流積分部32により取得された検出積分値との差分に基づいて、回転位置センサ60により検出された回転位置の誤差量を推定する。図10(a)に、巻線10に印加する電圧を最適なタイミングでオンオフした場合に、想定される基準電流波形を実線で示す。また、回転位置センサ60の検出誤差により、巻線10に印加する電圧を最適なタイミングとずれたタイミングでオンオフした場合に、検出される検出電流波形を破線で示す。   The rotational position error amount estimating unit 34 (estimating means) is operated by the rotational position sensor 60 based on the difference between the reference integrated value acquired from the current integrated value information 33 and the detected integrated value acquired by the current integrating unit 32. An error amount of the detected rotational position is estimated. FIG. 10A shows a reference current waveform assumed by a solid line when the voltage applied to the winding 10 is turned on and off at an optimum timing. A broken line indicates a detected current waveform that is detected when the voltage applied to the winding 10 is turned on and off at a timing shifted from the optimum timing due to a detection error of the rotational position sensor 60.

印加電圧をオンオフするタイミングがずれると、巻線10に流れる駆動電流の波形が、基準電流波形とは異なる波形になる。そのため、同じ期間電流を積分しても、基準積分値と検出積分値とには差が生じる。巻線10に電圧を印加するタイミングが、要求トルクTrに応じた最適なタイミングよりも遅くなるほど、巻線10に流れる駆動電流が一定値で保持される期間が短くなり、検出積分値は基準積分値よりも小さくなる。巻線10に電圧を印加するタイミングが最適なタイミングよりも早くなると、検出積分値は基準積分値よりも大きくなる。よって、検出積分値が基準積分値よりも小さい場合は、回転位置センサ60により検出された回転位置には、遅角側にずれた誤差量が含まれる。また、検出積分値が基準積分値よりも大きい場合は、回転位置センサ60により検出された回転位置には、進角側にずれた誤差量が含まれる。   When the timing for turning on and off the applied voltage is shifted, the waveform of the drive current flowing through the winding 10 becomes a waveform different from the reference current waveform. Therefore, even if the current is integrated for the same period, a difference occurs between the reference integrated value and the detected integrated value. As the timing at which the voltage is applied to the winding 10 is later than the optimum timing according to the required torque Tr, the period during which the drive current flowing through the winding 10 is held at a constant value becomes shorter, and the detected integral value is the reference integral. Smaller than the value. When the timing at which the voltage is applied to the winding 10 is earlier than the optimum timing, the detected integral value becomes larger than the reference integral value. Therefore, when the detected integral value is smaller than the reference integral value, the rotational position detected by the rotational position sensor 60 includes an error amount shifted to the retard side. When the detected integral value is larger than the reference integral value, the rotational position detected by the rotational position sensor 60 includes an error amount shifted to the advance side.

詳しくは、予めシミュレーションや実機を用いた実験を行い、積分値の差分と対応する回転位置の誤差量とのマップを用意しておく。回転位置誤差量推定部34は、用意したマップを用いて、積分値の差分に対応する回転位置の誤差量Δθを算出する。   In detail, a simulation or an experiment using an actual machine is performed in advance, and a map of the difference between the integral values and the error amount of the corresponding rotational position is prepared. The rotational position error amount estimation unit 34 calculates the rotational position error amount Δθ corresponding to the difference between the integral values using the prepared map.

あるいは、回転位置誤差量推定部34は、基準積分値が、電流積分部32により算出された検出積分値と等しい値となるときの通電角指令値θon,θoffを、電流積分値情報33から取得する。取得した通電角指令値θon,θoffは、実際に巻線10に印加する電圧をオン及びオフしたタイミングとなる。そして、回転位置誤差量推定部34は、進角側を正として、要求トルクTrに対応した通電角指令値θon,θoffから、検出積分値と基準積分値とが等しくなるときの通電角指令値θon,θoffを差し引いた、誤差量Δθon,θoffを算出する。   Alternatively, the rotational position error amount estimation unit 34 acquires, from the current integration value information 33, the conduction angle command values θon and θoff when the reference integration value is equal to the detected integration value calculated by the current integration unit 32. To do. The acquired energization angle command values θon and θoff are timings when the voltage actually applied to the winding 10 is turned on and off. Then, the rotational position error amount estimating unit 34 sets the advance angle side as positive, and from the conduction angle command values θon and θoff corresponding to the required torque Tr, the conduction angle command value when the detected integral value and the reference integral value are equal. Error amounts Δθon and θoff are calculated by subtracting θon and θoff.

Δθ=Δθon=Δθoffであり、誤差量は、進角側にずれている場合は正の値となり、遅角側にずれている場合は負の値となる。回転位置誤差量推定部34は、推定した誤差量Δθon,θoffを、操作信号生成部31へ送信する。なお、操作信号生成部31が制御位置補正手段に相当する。   Δθ = Δθon = Δθoff, and the error amount is a positive value when it is shifted to the advance side, and is a negative value when it is shifted to the retard side. The rotational position error amount estimation unit 34 transmits the estimated error amounts Δθon and θoff to the operation signal generation unit 31. The operation signal generation unit 31 corresponds to a control position correction unit.

次に、通電角指令値θon,θoffを補正する処理手順について、図11のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、コントローラ30が、SRモータ20の駆動中に実行する。   Next, a processing procedure for correcting the energization angle command values θon and θoff will be described with reference to the flowchart of FIG. This processing procedure is executed by the controller 30 while the SR motor 20 is being driven.

まず、回転位置センサ60により検出された回転子26の回転位置を取得する(S10)。そして、取得した回転子26の回転位置が通電角指令値θonとなった時点で、巻線10に電圧を印加し始め、電流供給モードの期間における検出積分値及び基準積分値を取得する。   First, the rotational position of the rotor 26 detected by the rotational position sensor 60 is acquired (S10). Then, when the acquired rotational position of the rotor 26 becomes the energization angle command value θon, a voltage is started to be applied to the winding 10, and the detected integral value and the reference integral value during the current supply mode period are obtained.

続いて、基準積分値と検出積分値との差分に基づいて、回転位置の誤差量Δθon,θoffを推定する(S11)。   Subsequently, the rotational position error amounts Δθon, θoff are estimated based on the difference between the reference integral value and the detected integral value (S11).

続いて、S11で推定された誤差量Δθon,θoffが0か否か判定する(S12)。詳しくは、誤差量Δθon,θoffが0と見なせるほど、十分に小さい値か否か判定する。誤差量Δθon,θoffが0ではないと判定された場合は(S12:NO)、回転位置センサ60により検出された回転位置に誤差が含まれている。そこで、通電角指令値θon,θoffを、誤差量Δθon,θoffの分補正する(S13)。具体的には、通電角指令値θon−Δθonを補正後の通電角指令値θonとし、通電角指令値θoff−Δθoffを補正後の通電角指令値θoffとする。これにより、図10(b)に示すように、巻線10に電圧を印加するタイミングが相対的にずれ、要求トルクTrに対応した最適なタイミングとなる。その結果、補正後の駆動電流波形は基準電流波形と一致するようになる。   Subsequently, it is determined whether or not the error amounts Δθon and θoff estimated in S11 are 0 (S12). Specifically, it is determined whether or not the error amounts Δθon and θoff are sufficiently small to be regarded as zero. When it is determined that the error amounts Δθon and θoff are not 0 (S12: NO), the rotational position detected by the rotational position sensor 60 includes an error. Therefore, the energization angle command values θon and θoff are corrected by the error amounts Δθon and θoff (S13). Specifically, the conduction angle command value θon−Δθon is the corrected conduction angle command value θon, and the conduction angle command value θoff−Δθoff is the corrected conduction angle command value θoff. Thereby, as shown in FIG. 10B, the timing for applying the voltage to the winding 10 is relatively shifted, and the optimum timing corresponding to the required torque Tr is obtained. As a result, the corrected drive current waveform matches the reference current waveform.

一方、誤差量Δθon,θoffが0と判定された場合は(S12:YES)、回転位置センサ60により検出された回転位置には誤差が含まれないため、通電角指令値θon,θoffを補正する必要はない。よって、このまま本処理を終了する。   On the other hand, when the error amounts Δθon and θoff are determined to be 0 (S12: YES), the rotation position detected by the rotation position sensor 60 does not include an error, and thus the energization angle command values θon and θoff are corrected. There is no need. Therefore, this process is terminated as it is.

通電角指令値θon,θoffを一度補正すると、回転位置センサ60の劣化による検出誤差や取り付け位置のずれ等が生じるまでは、要求トルクTrに対応した最適なタイミングで巻線10に電圧が印加されるようになる。よって、図11のフローチャートに示す処理は、SRモータ20を駆動する都度実行する必要はなく、SRモータ20を所定時間駆動した都度や、所定距離走行した都度などに実行すればよい。   Once the energization angle command values θon and θoff are corrected, the voltage is applied to the winding 10 at an optimal timing corresponding to the required torque Tr until a detection error due to deterioration of the rotational position sensor 60 or a displacement of the mounting position occurs. Become so. Therefore, the process shown in the flowchart of FIG. 11 does not need to be executed every time the SR motor 20 is driven, and may be executed every time the SR motor 20 is driven for a predetermined time, or every time the vehicle travels a predetermined distance.

(第1実施形態の変形例)
・巻線10に電流が通電開始するタイミングに同期して、電流の検出及び積分を開始し、制御周期に同期して電流の積分を終了してもよい。制御周期は、巻線10に流れる電流を検出する周期、及びスイッチング素子SW1a,SW2aを操作する周期である。図12は、通電開始するタイミングからN(Nは1以上の整数)回目の制御周期で積分を終了する態様を示している。この場合、基準積分値も、通電開始タイミングからN制御周期の期間における基準電流を積分して算出する。
(Modification of the first embodiment)
The detection and integration of the current may be started in synchronization with the timing when the current starts to flow through the winding 10, and the integration of the current may be ended in synchronization with the control cycle. The control period is a period for detecting the current flowing through the winding 10 and a period for operating the switching elements SW1a and SW2a. FIG. 12 shows a mode in which the integration is terminated at the Nth (N is an integer of 1 or more) control cycle from the timing of starting energization. In this case, the reference integral value is also calculated by integrating the reference current in the N control period from the energization start timing.

・検出電流及び基準電流を積分する期間は、電力供給モードの期間(期間A)に限らない。例えば、図13〜16に示すように、消磁モードの期間(期間C)でもよい。この場合、消磁モードの開始に同期して電流の検出及び積分を開始し、消磁モードから次のモードに遷移するタイミングで電流の積分を終了する。あるいは、消磁モードの開始に同期して電流の検出及び積分を開始し、制御周期に同期して電流の積分を終了する。   The period for integrating the detection current and the reference current is not limited to the period (period A) in the power supply mode. For example, as shown in FIGS. 13 to 16, a demagnetization mode period (period C) may be used. In this case, current detection and integration are started in synchronization with the start of the degaussing mode, and the current integration is completed at the timing of transition from the degaussing mode to the next mode. Alternatively, current detection and integration are started in synchronization with the start of the demagnetization mode, and current integration is ended in synchronization with the control cycle.

以上説明した第1実施形態及び変形例によれば、以下の効果を奏する。   According to 1st Embodiment and the modification which were demonstrated above, there exist the following effects.

・基準電流を所定期間積分した基準積分値と、巻線10に流れる電流を所定時間積分した検出積分値とには、回転位置センサ60により検出された回転位置の誤差量Δθon,θoffに応じた差分が生じる。よって、基準積分値と検出積分値との差分に基づいて、検出された回転位置の誤差量Δθon,θoffを推定することができる。   The reference integrated value obtained by integrating the reference current for a predetermined period and the detected integrated value obtained by integrating the current flowing through the winding 10 for a predetermined time correspond to the rotational position errors Δθon and θoff detected by the rotational position sensor 60. A difference occurs. Therefore, the detected rotational position error amounts Δθon, θoff can be estimated based on the difference between the reference integral value and the detected integral value.

・通電角指令値θon,θoffを、推定された回転位置の誤差量Δθon,θoffの分補正することにより、最適なタイミングで巻線10に電圧を印加し、要求トルクTrを発生させることができる。また、最適なタイミングで巻線10に電圧を印加してSRモータ20を駆動するため、SRモータ20の効率を向上させることができる。   By correcting the energization angle command values θon and θoff by the estimated rotational position error amounts Δθon and θoff, a voltage can be applied to the winding 10 at an optimal timing, and the required torque Tr can be generated. . In addition, since the SR motor 20 is driven by applying a voltage to the winding 10 at an optimal timing, the efficiency of the SR motor 20 can be improved.

・巻線10に電流が通電開始するタイミングに同期して、電流の検出及び積分を開始する場合、基準積分値は基準電流が0の時点から演算された値となる。電流初期値が0となるため、電圧方程式から基準積分値を算出しやすい。   When the detection and integration of the current is started in synchronization with the timing when the current starts to flow through the winding 10, the reference integration value is a value calculated from the time when the reference current is zero. Since the current initial value is 0, it is easy to calculate the reference integral value from the voltage equation.

・状態遷移タイミングに同期して検出電流の積分を終了することにより、電圧方程式から基準積分値を算出しやすい。   -It is easy to calculate the reference integral value from the voltage equation by terminating the integration of the detected current in synchronization with the state transition timing.

・巻線10に流れる電流を検出するタイミングに同期して電流の積分を終了することにより、検出積分値を精度よく取得できる。   The detection integration value can be obtained with high accuracy by terminating the integration of the current in synchronization with the timing of detecting the current flowing through the winding 10.

(第2実施形態)
次に、図17を参照して、第2実施形態に係るSRモータの制御システムについて、第1実施形態と異なる点について説明する。第2実施形態に係るSRモータの制御システムは、直流電源50の端子間電圧を検出する電圧センサ36を備え、コントローラ30は電圧補正部38(電圧補正手段)の機能を実現する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 17, an SR motor control system according to the second embodiment will be described while referring to differences from the first embodiment. The control system for the SR motor according to the second embodiment includes a voltage sensor 36 that detects a voltage between terminals of the DC power supply 50, and the controller 30 realizes the function of a voltage correction unit 38 (voltage correction means).

第1実施形態では、直流電源50の電圧を一定の基準電圧VEとしたが、二次電池の電源電圧は変動するおそれがある。そこで、電圧補正部38は、電圧センサ36により検出された電圧を取得し、取得した電圧に基づいて基準積分値を補正する。   In the first embodiment, the voltage of the DC power supply 50 is set to the constant reference voltage VE, but the power supply voltage of the secondary battery may vary. Therefore, the voltage correction unit 38 acquires the voltage detected by the voltage sensor 36, and corrects the reference integral value based on the acquired voltage.

詳しくは、電圧補正部38は、基準電圧を、取得した電圧に補正し、補正した基準電圧に対応する基準積分値を、基準積分値のマップから取得する。あるいは、電圧補正部38は、電圧方程式のVに補正した基準電圧を代入して、基準積分値を算出する。   Specifically, the voltage correction unit 38 corrects the reference voltage to the acquired voltage, and acquires the reference integration value corresponding to the corrected reference voltage from the map of the reference integration value. Alternatively, the voltage correction unit 38 calculates a reference integral value by substituting the corrected reference voltage into V of the voltage equation.

第2実施形態によれば、検出された電源電圧に基づいて基準積分値を補正するため、回転位置の誤差量Δθon,θoffを、第1実施形態よりもさらに高精度に推定できる。   According to the second embodiment, since the reference integral value is corrected based on the detected power supply voltage, the rotational position error amounts Δθon and θoff can be estimated with higher accuracy than in the first embodiment.

(第3実施形態)
次に、図18を参照して、第3実施形態に係るSRモータの制御システムについて、第1実施形態と異なる点について説明する。第3実施形態に係るSRモータの制御システムは、巻線10〜12の温度をそれぞれ検出する温度センサ37を備え、コントローラ30は温度補正部39(温度補正手段)の機能を実現する。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 18, the SR motor control system according to the third embodiment will be described while referring to differences from the first embodiment. The control system for the SR motor according to the third embodiment includes temperature sensors 37 that detect the temperatures of the windings 10 to 12, respectively, and the controller 30 realizes the function of the temperature correction unit 39 (temperature correction means).

第1実施形態では、抵抗値Rを基準温度における巻線10の抵抗値としたが、巻線10の温度は変動するおそれがある。そして、巻線10の温度が変動すると、抵抗値Rも変動する。そこで、温度補正部39は、温度センサ37により検出された温度を取得し、取得した温度に基づいて、基準積分値を補正する。   In the first embodiment, the resistance value R is the resistance value of the winding 10 at the reference temperature, but the temperature of the winding 10 may vary. When the temperature of the winding 10 varies, the resistance value R also varies. Therefore, the temperature correction unit 39 acquires the temperature detected by the temperature sensor 37, and corrects the reference integral value based on the acquired temperature.

詳しくは、温度補正部39は、抵抗値Rを、取得した温度に応じた抵抗値Rに補正する。そして、温度補正部39は、基準温度に対応する抵抗値Rと補正後の抵抗値Rとの差分ΔRと、想定している基準電流との積を、基準温度からのずれに対応する電圧降下分とする。さらに、温度補正部39は、基準電圧を電圧降下分補正し、補正した基準電圧に対応する基準積分値を、基準積分値のマップから取得する。あるいは、温度補正部39は、電圧方程式のRに補正した抵抗値Rを代入して、基準積分値を算出する。   Specifically, the temperature correction unit 39 corrects the resistance value R to a resistance value R corresponding to the acquired temperature. Then, the temperature correction unit 39 calculates the product of the difference ΔR between the resistance value R corresponding to the reference temperature and the corrected resistance value R and the assumed reference current as a voltage drop corresponding to the deviation from the reference temperature. Minutes. Further, the temperature correction unit 39 corrects the reference voltage by a voltage drop, and acquires a reference integration value corresponding to the corrected reference voltage from the map of the reference integration value. Alternatively, the temperature correction unit 39 substitutes the corrected resistance value R for R in the voltage equation, and calculates the reference integral value.

第3実施形態によれば、検出された巻線10の温度に基づいて基準積分値を補正するため、回転位置の誤差量Δθon,θoffを、第1実施形態よりもさらに高精度に推定できる。   According to the third embodiment, since the reference integral value is corrected based on the detected temperature of the winding 10, the rotational position error amounts Δθon and θoff can be estimated with higher accuracy than in the first embodiment.

(第4実施形態)
次に、図19を参照して、第4実施形態に係るSRモータの制御システムについて、第1実施形態と異なる点について説明する。第4実施形態に係るSRモータの制御システムは、直流電源50の端子間電圧を検出する電圧センサ36、及び巻線10〜12の温度をそれぞれ検出する温度センサ37を備え、コントローラ30は電圧補正部38及び温度補正部39の機能を実現する。すなわち、第4実施形態に係るSRモータの制御システムは、第2実施形態及び第3実施形態に係るSRモータの制御システムを組み合わせたシステムとなる。
(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 19, the SR motor control system according to the fourth embodiment will be described while referring to differences from the first embodiment. The control system for the SR motor according to the fourth embodiment includes a voltage sensor 36 that detects a voltage between terminals of the DC power supply 50, and a temperature sensor 37 that detects the temperatures of the windings 10 to 12, respectively. The functions of the unit 38 and the temperature correction unit 39 are realized. That is, the SR motor control system according to the fourth embodiment is a system that combines the SR motor control systems according to the second and third embodiments.

第4実施形態によれば、検出された電源電圧及び検出された巻線10の温度に基づいて基準積分値を補正するため、回転位置の誤差量Δθon,θoffを、第1〜3実施形態よりもさらに高精度に推定できる。   According to the fourth embodiment, in order to correct the reference integral value based on the detected power supply voltage and the detected temperature of the winding 10, the rotational position error amounts Δθon and θoff are set according to the first to third embodiments. Can be estimated with higher accuracy.

(他の実施形態)
・コントローラ30は回転位置補正手段の機能を実現し、通電角指令値θon,θoffを補正する代わりに、回転位置センサ60により検出された回転位置を、推定された誤差量Δθon(Δθoff)の分補正してもよい。このようにしても、最適なタイミングで巻線10に電圧を印加し、要求トルクTrを発生させることができる。また、最適なタイミングで巻線10に電圧を印加してSRモータ20を駆動するため、SRモータ20の効率を向上させることができる。
(Other embodiments)
The controller 30 realizes the function of the rotational position correction means, and instead of correcting the energization angle command values θon and θoff, the controller 30 converts the rotational position detected by the rotational position sensor 60 by an estimated error amount Δθon (Δθoff). It may be corrected. Even in this case, the required torque Tr can be generated by applying a voltage to the winding 10 at an optimal timing. In addition, since the SR motor 20 is driven by applying a voltage to the winding 10 at an optimal timing, the efficiency of the SR motor 20 can be improved.

・制御周期がずれて、巻線10に印加する電圧をオンするタイミング及びオフするタイミングの一方が、適正なタイミングからずれるおそれがある。そのため、SRモータ20の駆動中に、所定時間間隔で基準積分値及び検出積分値を算出し、基準積分値と検出積分値が一致するように、通電角指令値θon及びθoffの一方を補正するようにしてもよい。   -There is a possibility that one of the timing for turning on and off the voltage applied to the winding 10 may deviate from the proper timing because the control cycle is shifted. Therefore, during the driving of the SR motor 20, the reference integral value and the detected integral value are calculated at predetermined time intervals, and one of the energization angle command values θon and θoff is corrected so that the reference integral value and the detected integral value match. You may do it.

・電圧方程式は上記実施形態で述べたものに限らない。他の電圧方程式を用いて基準積分値を算出してもよい。   The voltage equation is not limited to that described in the above embodiment. The reference integral value may be calculated using another voltage equation.

10…巻線、25…固定子、25a…突極、26…回転子、26a…突極、30…コントローラ、35…電流センサ、40…駆動回路、60…回転位置センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Winding | winding, 25 ... Stator, 25a ... Salient pole, 26 ... Rotor, 26a ... Salient pole, 30 ... Controller, 35 ... Current sensor, 40 ... Drive circuit, 60 ... Rotation position sensor

Claims (8)

径方向に突極(26a)を有する回転子(26)と、前記回転子の突極と対向する突極(25a)を有する固定子(25)と、前記固定子の突極に巻回された巻線(10〜12)と、を備えるスイッチトリラクタンスモータを制御する制御装置であって、
前記回転子の回転位置を検出する回転位置センサ(60)と、
前記回転位置センサにより検出された前記回転位置が、要求トルクに応じた制御位置となった時に、前記巻線に印加する電圧をオン又はオフする電圧印加手段(31,40)と、
前記巻線の電流の状態が遷移する状態遷移タイミングに同期して、前記電流の検出及び電流の積分を開始し、前記検出された電流を所定期間積分して検出積分値を取得する電流積分手段(32)と、
前記要求トルクに応じて予め想定している基準電流を前記所定期間積分した基準積分値と、前記電流積分手段により算出された前記検出積分値との差分に基づいて、前記回転位置センサにより検出された前記回転位置の誤差量を推定する推定手段(34)と、を備えるスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
A rotor (26) having a salient pole (26a) in the radial direction, a stator (25) having a salient pole (25a) opposed to the salient pole of the rotor, and a salient pole of the stator. A control device that controls a switched reluctance motor comprising:
A rotational position sensor (60) for detecting the rotational position of the rotor;
Voltage application means (31, 40) for turning on or off a voltage applied to the winding when the rotational position detected by the rotational position sensor becomes a control position corresponding to a required torque;
Current integration means for starting detection of the current and integration of the current in synchronization with a state transition timing at which the state of the current of the winding transitions, and integrating the detected current for a predetermined period to obtain a detection integral value (32),
Detected by the rotational position sensor based on a difference between a reference integrated value obtained by integrating a reference current assumed in advance according to the required torque for the predetermined period and the detected integrated value calculated by the current integrating means. And an estimation means (34) for estimating an error amount of the rotational position.
前記制御位置を、前記推定手段により推定された前記誤差量の分補正する制御位置補正手段を備える請求項1に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   The control apparatus for a switched reluctance motor according to claim 1, further comprising control position correction means for correcting the control position by the amount of error estimated by the estimation means. 前記回転位置センサにより検出された前記回転位置を、前記推定手段により推定された前記誤差量の分補正する回転位置補正手段を備える請求項1に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   2. The control device for a switched reluctance motor according to claim 1, further comprising: a rotational position correction unit that corrects the rotational position detected by the rotational position sensor by an amount of the error estimated by the estimation unit. 前記電流積分手段は、前記巻線に電流が通電開始するタイミングに同期して、前記電流の検出及び積分を開始する請求項1〜3のいずれかに記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   4. The switched reluctance motor control device according to claim 1, wherein the current integration unit starts detecting and integrating the current in synchronization with a timing at which a current starts to flow through the winding. 前記電流積分手段は、前記通電開始するタイミングの次の前記状態遷移タイミングに同期して、前記電流の積分を終了する請求項4に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   5. The switched reluctance motor control device according to claim 4, wherein the current integration unit finishes the integration of the current in synchronization with the state transition timing next to the timing of starting the energization. 前記電流積分手段は、制御周期ごとに前記電流を検出し、前記制御周期に同期して前記電流の積分を終了する請求項4に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   5. The switched reluctance motor control device according to claim 4, wherein the current integration unit detects the current for each control cycle and ends the integration of the current in synchronization with the control cycle. 前記電圧印加手段に供給される電源電圧を検出し、検出した前記電源電圧に基づいて、前記基準積分値を補正する電圧補正手段(38)を備える請求項1〜6のいずれかに記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   The switch according to any one of claims 1 to 6, further comprising voltage correction means (38) for detecting a power supply voltage supplied to the voltage application means and correcting the reference integral value based on the detected power supply voltage. Control device for trilactance motor. 前記巻線の温度を検出し、検出した温度に基づいて、前記基準積分値を補正する温度補正手段(39)を備える請求項1〜6のいずれかに記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。   The control device for a switched reluctance motor according to any one of claims 1 to 6, further comprising temperature correction means (39) for detecting the temperature of the winding and correcting the reference integral value based on the detected temperature.
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