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JP2019146383A - Motor control device - Google Patents

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JP2019146383A
JP2019146383A JP2018029087A JP2018029087A JP2019146383A JP 2019146383 A JP2019146383 A JP 2019146383A JP 2018029087 A JP2018029087 A JP 2018029087A JP 2018029087 A JP2018029087 A JP 2018029087A JP 2019146383 A JP2019146383 A JP 2019146383A
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JP
Japan
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phase
switching element
current
motor
winding
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Pending
Application number
JP2018029087A
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Japanese (ja)
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知明 仁田原
Tomoaki Nitahara
知明 仁田原
宏昭 岡田
Hiroaki Okada
宏昭 岡田
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Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
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Publication date
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Abstract

To improve performance of a four-phase SR motor.SOLUTION: The motor control device, which rotationally drives a four-phase SR motor by switching energization to winding corresponding to respective phases of the four-phase SR motor from a power supply part, comprises: a pair of three-phase inverters connected to two-phase winding of an A-phase and a B-phase and two-phase winding of a C-phase and a D-phase respectively; and a control part that controls phase currents flowing into the winding by controlling a plurality of switching elements in each three-phase inverter into an on-state or an off-state. The control part makes the power supply part to regenerate phase currents without refluxing phase currents flowing into a non-energizing phase.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、四相のスイッチトリラクタンスモータのモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device for a four-phase switched reluctance motor.

フリクションレスという特徴を持つスイッチトリラクタンスモータ(以下、「SRモータ」という。)が多相である場合では、そのSRモータの駆動回路は一般的には相独立の駆動となるため、駆動回路の部品コストが高くなる。そのため、四相のSRモータの場合には、三相ブラシレスモータ用駆動などの汎用性がある三相インバータを一対で用いる構成が考案されている(特許文献1参照)。   When a switched reluctance motor (hereinafter referred to as “SR motor”) having a frictionless characteristic is multi-phase, the driving circuit of the SR motor is generally phase-independent driving. The cost of parts increases. Therefore, in the case of a four-phase SR motor, a configuration has been devised in which a pair of three-phase inverters having versatility such as driving for a three-phase brushless motor is used (see Patent Document 1).

特開2002−369580号公報JP 2002-369580 A

ところで、四相のSRモータの場合には、基本通電角を90度通電として、各回転数やトルクに応じて適切な通電角を設定することで特性向上が行われている。そのため、二相通電が行われることにより、通電相における一方の相の磁束の影響を受け、他方の相の相電流が不安定になり、結果として性能が悪化する場合がある。   By the way, in the case of a four-phase SR motor, the characteristic is improved by setting the basic energization angle to 90 ° energization and setting an appropriate energization angle according to each rotation speed and torque. Therefore, when two-phase energization is performed, the phase current of the other phase becomes unstable due to the influence of the magnetic flux of one phase in the energized phase, and as a result, the performance may deteriorate.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、四相のSRモータの性能を向上させることができるモータ制御装置を提供することである。   This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the motor control apparatus which can improve the performance of a four-phase SR motor.

本発明の一態様は、電源部から四相のSRモータの各相に対応する巻線への通電を切り替えることにより、前記SRモータを回転駆動するモータ制御装置であって、A相及びB相の二相の巻線と、C相及びD相の二相の巻線とのそれぞれに接続された一対の三相インバータと、前記各三相インバータにおける複数のスイッチング素子をオン状態又はオフ状態に制御することで前記巻線に流れる相電流を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、非通電相に流れている相電流を還流させることなく前記電源部に回生させることを特徴とするモータ制御装置である。   One aspect of the present invention is a motor control device that rotationally drives an SR motor by switching energization from a power supply unit to a winding corresponding to each phase of a four-phase SR motor, and includes an A phase and a B phase. A pair of three-phase inverters connected to each of the two-phase windings of C phase and D-phase, and a plurality of switching elements in each of the three-phase inverters in an on state or an off state A control unit that controls the phase current flowing in the winding by controlling, and the control unit regenerates the power source unit without recirculating the phase current flowing in the non-conduction phase. This is a motor control device.

本発明の一態様は、上述のモータ制御装置であって、前記制御部は、少なくとも前記二相のうち、通電相である一方の相に対する通電をPWM制御する場合に、当該PWM制御のオフ期間において、非通電相である他方の相に流れる相電流を前記電源部に回生させる。   One aspect of the present invention is the above-described motor control device, in which the control unit performs PWM control of energization of at least one of the two phases that is an energized phase, and the PWM control off period The phase current flowing in the other phase which is a non-energized phase is regenerated in the power supply unit.

本発明の一態様は、上述のモータ制御装置であって、前記制御部は、前記複数のスイッチング素子のうち、下アームのスイッチング素子をPWM制御し上アームのスイッチング素子をオン状態に制御することで、通電相に流れる相電流をPWM制御するとともに、非通電相に流れている相電流を前記電源部に回生させる。   One aspect of the present invention is the above-described motor control device, wherein the control unit performs PWM control of the switching element of the lower arm and controls the switching element of the upper arm to the on state among the plurality of switching elements. Thus, the phase current flowing in the energized phase is PWM controlled, and the phase current flowing in the non-energized phase is regenerated in the power supply unit.

本発明の一態様は、上述のモータ制御装置であって、前記PWM制御する下アームのスイッチング素子は、前記二相の巻線の接続点に接続されている下アームのスイッチング素子である。   One aspect of the present invention is the above-described motor control device, wherein the switching element of the lower arm that performs PWM control is a switching element of the lower arm that is connected to a connection point of the two-phase winding.

以上説明したように、本発明によれば、四相のSRモータの性能を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, the performance of a four-phase SR motor can be improved.

本発明の一実施形態に係るモータ制御装置2を備えたモータシステム1の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the motor system 1 provided with the motor control apparatus 2 which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るモータ制御装置2の制御対象であるSRモータMの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of SR motor M which is the control object of the motor control apparatus 2 which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態に係る三相インバータ4−1のスイッチング素子に対する通電パターンについて説明する図である。It is a figure explaining the electricity supply pattern with respect to the switching element of the three-phase inverter 4-1 which concerns on this embodiment. 本発明の一実施形態に係る通電パターン#1について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 1 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る通電パターン#2について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 2 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る通電パターン#3について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 3 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る通電パターン#4について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 4 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る三相インバータ4−1,4−2のスイッチング素子に対する通電パターンについて説明する図である。It is a figure explaining the electricity supply pattern with respect to the switching element of the three-phase inverter 4-1 and 4-2 which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention. In the drawings, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In addition, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer description.

以下、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置2を、図面を用いて説明する。   Hereinafter, a motor control device 2 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置2を備えたモータシステム1の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、モータシステム1は、モータ制御装置2、SRモータM、及び回転角センサKを備える。このモータ制御装置2は、四相のスイッチトリラクタンスモータ(SRモータ)Mを回転駆動する。このSRモータMは、例えば、車両の車輪を駆動するモータに用いられる。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a motor system 1 including a motor control device 2 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the motor system 1 includes a motor control device 2, an SR motor M, and a rotation angle sensor K. The motor control device 2 rotationally drives a four-phase switched reluctance motor (SR motor) M. The SR motor M is used, for example, as a motor that drives a vehicle wheel.

図2は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置2の制御対象であるSRモータMの概略構成の一例を示す図である。
図2に示すように、SRモータMは、ロータR及びステータSを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the SR motor M that is a control target of the motor control device 2 according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the SR motor M includes a rotor R and a stator S.

ロータRは、円周上に等間隔に配置された6つの突極部RP1〜RP6を備える。
ステータSは、ロータRを外囲するように設けられている。また、ステータSは、内側のロータRに向かって8つの突極部SP1〜SP8を有する。
The rotor R includes six salient pole portions RP1 to RP6 arranged at equal intervals on the circumference.
The stator S is provided so as to surround the rotor R. Further, the stator S has eight salient pole portions SP1 to SP8 toward the inner rotor R.

8つの突極部SP1〜SP8には、それぞれ巻線が巻回されている。具体的には、突極部SP1及び突極部SP5には、A相の巻線(以下、「A相巻線」という。)Laが巻回されている。突極部SP3及び突極部SP7には、B相の巻線(以下、「B相巻線」という。)Lbが巻回されている。突極部SP2及び突極部SP6には、C相の巻線(以下、「C相巻線」という。)Lcが巻回されている。突極部SP4及び突極部SP8には、D相の巻線(以下、「D相巻線」という。)Ldが巻回されている。   Windings are wound around the eight salient pole portions SP1 to SP8. Specifically, an A-phase winding (hereinafter referred to as “A-phase winding”) La is wound around the salient pole part SP1 and the salient pole part SP5. A B-phase winding (hereinafter referred to as “B-phase winding”) Lb is wound around the salient pole part SP3 and the salient pole part SP7. A C-phase winding (hereinafter referred to as “C-phase winding”) Lc is wound around the salient pole part SP2 and the salient pole part SP6. A D-phase winding (hereinafter referred to as “D-phase winding”) Ld is wound around the salient pole part SP4 and the salient pole part SP8.

モータ制御装置2は、A相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、及びD相巻線Ldに対して選択的に通電することにより、ステータSの突極部SP1〜SP8がロータRの突極部RP1〜RP6を磁気吸引して、ロータRに駆動トルク及び制動トルクを発生させる。これにより、SRモータMは回転駆動する。
図1に戻り、以下に、モータ制御装置2の具体的な構成について説明する。
The motor control device 2 selectively energizes the A-phase winding La, the B-phase winding Lb, the C-phase winding Lc, and the D-phase winding Ld, whereby salient pole portions SP1 to SP8 of the stator S. Magnetically attracts the salient pole portions RP1 to RP6 of the rotor R to generate a driving torque and a braking torque in the rotor R. Thereby, the SR motor M is rotationally driven.
Returning to FIG. 1, a specific configuration of the motor control device 2 will be described below.

モータ制御装置2は、電源部3、一対の三相インバータ4−1,4−2、電流センサ5及び制御部6を備える。   The motor control device 2 includes a power supply unit 3, a pair of three-phase inverters 4-1 and 4-2, a current sensor 5, and a control unit 6.

電源部3は、例えば、車両に搭載されるバッテリである。電源部3が、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)を用いることもできる。   The power supply unit 3 is, for example, a battery mounted on the vehicle. The power supply unit 3 can use a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. Moreover, an electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery.

この一対の三相インバータ4−1,4−2は、A相巻線La及びB相巻線Lbと、C相巻線Lc及びD相巻線Ldとのそれぞれに接続されている。   The pair of three-phase inverters 4-1 and 4-2 are connected to the A-phase winding La and the B-phase winding Lb, and the C-phase winding Lc and the D-phase winding Ld, respectively.

三相インバータ4−1は、3相ブリッジ接続された6つのスイッチング素子AH,AL,NABH,NABL,BH,BLを備えている。本実施形態では、スイッチング素子AH,AL,NABH,NABL,BH,BLがn型チャネルのFET(Field Effective Transistor)である場合について説明するが、これに限定されず、例えば、IGBT(Insulated gate bipolar transistor)、及びBJT(bipolar junction transistor)であってもよい。 The three-phase inverter 4-1 includes six switching elements AH, AL, N AB H, N AB L, BH, and BL connected in a three-phase bridge. In the present embodiment, the case where the switching elements AH, AL, N AB H, N AB L, BH, and BL are n-type channel FETs (Field Effective Transistors) will be described. However, the present invention is not limited to this. (Insulated gate bipolar transistor) and BJT (bipolar junction transistor) may be used.

スイッチング素子AH,ALは、互いに直列接続されており、一のスイッチングレグを構成している。スイッチング素子AHは、上アームのスイッチング素子(以下、「上アームスイッチング素子」という。)である。一方、スイッチング素子ALは、下アームのスイッチング素子(以下、「下アームスイッチング素子」という。)である。   The switching elements AH and AL are connected in series to each other and constitute one switching leg. The switching element AH is an upper arm switching element (hereinafter referred to as “upper arm switching element”). On the other hand, the switching element AL is a lower arm switching element (hereinafter referred to as “lower arm switching element”).

スイッチング素子AHは、ドレインが電源部3の正極に接続され、ソースがスイッチング素子ALのドレインに接続される。スイッチング素子ALのソースは、電源部3の負極に接続される。スイッチング素子AH,ALの各ゲートは、制御部6に接続されている。また、スイッチング素子AHのソースとスイッチング素子ALのドレインとの接続点である中性点はA相巻線Laの一端に接続されている。   Switching element AH has a drain connected to the positive electrode of power supply unit 3 and a source connected to the drain of switching element AL. The source of the switching element AL is connected to the negative electrode of the power supply unit 3. Each gate of the switching elements AH and AL is connected to the control unit 6. Further, a neutral point that is a connection point between the source of the switching element AH and the drain of the switching element AL is connected to one end of the A-phase winding La.

スイッチング素子BH,BLは、互いに直列接続されており、一のスイッチングレグを構成している。スイッチング素子BHは、上アームスイッチング素子である。一方、スイッチング素子BLは、下アームスイッチング素子である。   The switching elements BH and BL are connected in series to each other and constitute one switching leg. The switching element BH is an upper arm switching element. On the other hand, the switching element BL is a lower arm switching element.

スイッチング素子BHは、ドレインが電源部3の正極に接続され、ソースがスイッチング素子BLのドレインに接続される。スイッチング素子BLのソースは、電源部3の負極に接続される。スイッチング素子BH,BLの各ゲートは、制御部6に接続されている。また、スイッチング素子BHのソースとスイッチング素子BLのドレインとの接続点である中性点はB相巻線Lbの一端に接続されている。   The switching element BH has a drain connected to the positive electrode of the power supply unit 3 and a source connected to the drain of the switching element BL. The source of the switching element BL is connected to the negative electrode of the power supply unit 3. Each gate of the switching elements BH and BL is connected to the control unit 6. A neutral point that is a connection point between the source of the switching element BH and the drain of the switching element BL is connected to one end of the B-phase winding Lb.

スイッチング素子NABH,NABLは、互いに直列接続されており、一のスイッチングレグを構成している。スイッチング素子NABHは、上アームスイッチング素子である。一方、スイッチング素子NABLは、下アームスイッチング素子である。 The switching elements N AB H and N AB L are connected in series to each other and constitute one switching leg. The switching element N AB H is an upper arm switching element. On the other hand, the switching element N AB L is a lower arm switching element.

スイッチング素子NABHは、ドレインが電源部3の正極に接続され、ソースがスイッチング素子NABLのドレインに接続される。スイッチング素子NABLのソースは、電源部3の負極に接続される。スイッチング素子NABH,NABLの各ゲートは、制御部6に接続されている。また、スイッチング素子NABHのソースとスイッチング素子NABLのドレインとの接続点である中性点は、A相巻線Laの他端とB相巻線Lbの他端との接続点に接続されている。 The switching element N AB H has a drain connected to the positive electrode of the power supply unit 3 and a source connected to the drain of the switching element N AB L. The source of the switching element N AB L is connected to the negative electrode of the power supply unit 3. Each gate of the switching elements N AB H and N AB L is connected to the control unit 6. The neutral point that is the connection point between the source of the switching element N AB H and the drain of the switching element N AB L is the connection point between the other end of the A-phase winding La and the other end of the B-phase winding Lb. It is connected.

三相インバータ4−2は、3相ブリッジ接続された6つのスイッチング素子CH,CL,NCDH,NCDL,DH,DLを備えている。本実施形態では、スイッチング素子CH,CL,NCDH,NCDL,DH,DLがn型チャネルのFETである場合について説明するが、これに限定されず、例えば、IGBT、及びBJTであってもよい。 The three-phase inverter 4-2 includes six switching elements CH, CL, N CD H, N CD L, DH, and DL connected in a three-phase bridge. In the present embodiment, the case where the switching elements CH, CL, N CD H, N CD L, DH, and DL are n-type channel FETs will be described. However, the present invention is not limited to this, and is, for example, IGBT or BJT. May be.

スイッチング素子CH,CLは、互いに直列接続されており、一のスイッチングレグを構成している。スイッチング素子CHは、上アームスイッチング素子である。一方、スイッチング素子CLは、下アームスイッチング素子である。   The switching elements CH and CL are connected in series to each other and constitute one switching leg. The switching element CH is an upper arm switching element. On the other hand, the switching element CL is a lower arm switching element.

スイッチング素子CHは、ドレインが電源部3の正極に接続され、ソースがスイッチング素子CLのドレインに接続される。スイッチング素子CLのソースは、電源部3の負極に接続される。スイッチング素子CH,CLの各ゲートは、制御部6に接続されている。また、スイッチング素子CHのソースとスイッチング素子CLのドレインとの接続点である中性点はC相巻線Lcの一端に接続されている。   The switching element CH has a drain connected to the positive electrode of the power supply unit 3 and a source connected to the drain of the switching element CL. The source of the switching element CL is connected to the negative electrode of the power supply unit 3. Each gate of the switching elements CH and CL is connected to the control unit 6. Further, a neutral point that is a connection point between the source of the switching element CH and the drain of the switching element CL is connected to one end of the C-phase winding Lc.

スイッチング素子DH,DLは、互いに直列接続されており、一のスイッチングレグを構成している。スイッチング素子DHは、上アームスイッチング素子である。一方、スイッチング素子DLは、下アームスイッチング素子である。   The switching elements DH and DL are connected in series with each other and constitute one switching leg. The switching element DH is an upper arm switching element. On the other hand, the switching element DL is a lower arm switching element.

スイッチング素子DHは、ドレインが電源部3の正極に接続され、ソースがスイッチング素子DLのドレインに接続される。スイッチング素子DLのソースは、電源部3の負極に接続される。スイッチング素子DH,DLの各ゲートは、制御部6に接続されている。また、スイッチング素子DHのソースとスイッチング素子DLのドレインとの接続点である中性点はD相巻線Ldの一端に接続されている。   The switching element DH has a drain connected to the positive electrode of the power supply unit 3 and a source connected to the drain of the switching element DL. The source of the switching element DL is connected to the negative electrode of the power supply unit 3. Each gate of the switching elements DH and DL is connected to the control unit 6. Further, a neutral point that is a connection point between the source of the switching element DH and the drain of the switching element DL is connected to one end of the D-phase winding Ld.

スイッチング素子NCDH,NCDLは、互いに直列接続されており、一のスイッチングレグを構成している。スイッチング素子NCDHは、上アームスイッチング素子である。一方、スイッチング素子NCDLは、下アームスイッチング素子である。 The switching elements N CD H and N CD L are connected in series to each other and constitute one switching leg. The switching element N CD H is an upper arm switching element. On the other hand, the switching element N CD L is a lower arm switching element.

スイッチング素子NCDHは、ドレインが電源部3の正極に接続され、ソースがスイッチング素子NCDLのドレインに接続される。スイッチング素子NCDLのソースは、電源部3の負極に接続される。スイッチング素子NCDH,NCDLの各ゲートは、制御部6に接続されている。また、スイッチング素子NCDHのソースとスイッチング素子NCDLのドレインとの接続点である中性点は、C相巻線Lcの他端とD相巻線Ldの他端との接続点に接続されている。 The switching element N CD H has a drain connected to the positive electrode of the power supply unit 3 and a source connected to the drain of the switching element N CD L. The source of the switching element N CD L is connected to the negative electrode of the power supply unit 3. Each gate of the switching elements N CD H and N CD L is connected to the control unit 6. The neutral point that is the connection point between the source of the switching element N CD H and the drain of the switching element N CD L is the connection point between the other end of the C-phase winding Lc and the other end of the D-phase winding Ld. It is connected.

電流センサ5は、SRモータMが有するA相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、及びD相巻線Ldのそれぞれに流れる電流(以下、「相電流」という。)を検出して制御部6に出力する。   The current sensor 5 includes currents (hereinafter referred to as “phase currents”) flowing through the A phase winding La, B phase winding Lb, C phase winding Lc, and D phase winding Ld of the SR motor M, respectively. Detect and output to the control unit 6.

制御部6は、三相インバータ4−1のスイッチング素子AH,AL,NABH,NABL,BH,BLと、三相インバータ4−2のスイッチング素子CH,CL,NCDH,NCDL,DH,DLとのそれぞれのスイッチング素子のゲートに制御信号を送信する。これにより、三相インバータ4−1,4−2の各スイッチング素子は、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。これにより、電源部3からの電流が、A相巻線La及びB相巻線Lbと、C相巻線Lc及びD相巻線Ldとのそれぞれの巻線に通電される。すなわち、制御部6は、SRモータMの各相に対応する巻線の通電を切り替えることにより、SRモータMを回転駆動する。
以下に、本発明の一実施形態に係る制御部6の構成について、説明する。
The control unit 6 includes switching elements AH, AL, N AB H, N AB L, BH, BL of the three-phase inverter 4-1, and switching elements CH, CL, N CD H, N CD of the three-phase inverter 4-2. Control signals are transmitted to the gates of the switching elements L, DH, and DL. Thereby, each switching element of the three-phase inverters 4-1 and 4-2 is switched between an on state and an off state. Thereby, the current from the power supply unit 3 is energized to each of the A-phase winding La and B-phase winding Lb, and the C-phase winding Lc and D-phase winding Ld. That is, the control unit 6 rotationally drives the SR motor M by switching energization of the windings corresponding to each phase of the SR motor M.
Below, the structure of the control part 6 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.

制御部6は、電流指令値生成部7、電流検出部8、位置検出部9、回転速度検出部10、進角・通電角設定部11、通電タイミング出力部12、電流制御部13、及び駆動制御部14を備える。   The control unit 6 includes a current command value generation unit 7, a current detection unit 8, a position detection unit 9, a rotation speed detection unit 10, an advance / energization angle setting unit 11, an energization timing output unit 12, a current control unit 13, and a drive. A control unit 14 is provided.

電流指令値生成部7は、例えば、車両のアクセルペダルの操作量(踏力量)を示すアクセル信号に応じて、SRモータMのA相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、D相巻線Ldのそれぞれに流す電流の目標値(以下、「電流指令値」という。)を取得する。そして、電流指令値生成部7は、取得した電流指令値を進角・通電角設定部11及び電流制御部13に出力する。例えば、電流指令値生成部7は、アクセルペダルの操作量と、電流指令値とが関連付けられたテーブルを備え、アクセル信号が示すアクセルペダルの操作量に対応する電流指令値をそのテーブルから取得することで、電流指令値を算出する。また、電流指令値生成部7は、アクセル信号が示すアクセルペダルの操作量から、実験的に電流指令値を決定してもよい。   The current command value generation unit 7, for example, responds to an accelerator signal indicating the operation amount (depression force amount) of the accelerator pedal of the vehicle, and the A phase winding La, B phase winding Lb, and C phase winding Lc of the SR motor M. , A target value (hereinafter referred to as “current command value”) of a current flowing through each of the D-phase windings Ld is acquired. Then, the current command value generation unit 7 outputs the acquired current command value to the advance / energization angle setting unit 11 and the current control unit 13. For example, the current command value generation unit 7 includes a table in which an accelerator pedal operation amount and a current command value are associated with each other, and acquires a current command value corresponding to the accelerator pedal operation amount indicated by the accelerator signal from the table. Thus, the current command value is calculated. Further, the current command value generation unit 7 may experimentally determine the current command value from the operation amount of the accelerator pedal indicated by the accelerator signal.

電流検出部8は、電流センサ5より出力されるSRモータMのA相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、及びD相巻線Ldのそれぞれに流れる相電流値を検出する。そして、電流検出部8は、検出した各相の相電流値を電流制御部13に出力する。例えば、電流検出部8は、各電流センサ5から出力される各相電流の検出信号に基づき、SRモータMに通電されている相電流を検出し、この相電流値を電流制御部13に出力する。   The current detector 8 detects the phase current value flowing through each of the A phase winding La, B phase winding Lb, C phase winding Lc, and D phase winding Ld of the SR motor M output from the current sensor 5. To do. Then, the current detection unit 8 outputs the detected phase current value of each phase to the current control unit 13. For example, the current detection unit 8 detects the phase current that is energized in the SR motor M based on the detection signal of each phase current output from each current sensor 5, and outputs this phase current value to the current control unit 13. To do.

位置検出部9は、回転角センサKが出力する信号に基づいて、ロータRの回転角(ロータRの回転位置)を検出して、その検出結果を回転速度検出部10及び通電タイミング出力部12に出力する。   The position detection unit 9 detects the rotation angle of the rotor R (rotation position of the rotor R) based on the signal output from the rotation angle sensor K, and uses the detection result as the rotation speed detection unit 10 and the energization timing output unit 12. Output to.

回転速度検出部10は、位置検出部9が出力するロータRの回転角を示す信号の単位時間あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータRの回転速度(回転数)を算出する。そして、回転速度検出部10は、算出した回転速度を進角・通電角設定部11に出力する。   The rotation speed detection unit 10 detects the amount of change per unit time of the signal indicating the rotation angle of the rotor R output from the position detection unit 9, and calculates the rotation speed (number of rotations) of the rotor R from the detected change amount. . Then, the rotation speed detection unit 10 outputs the calculated rotation speed to the advance / energization angle setting unit 11.

進角・通電角設定部11は、電流指令値生成部7から出力された電流指令値と、回転速度検出部10から出力された回転速度とに応じた進角及び通電角を、通電タイミング出力部12に出力する。例えば、進角・通電角設定部11は、進角マップ部11a及び通電角マップ部11bを含み構成される。   The advance angle / energization angle setting unit 11 outputs an advance angle and an energization angle according to the current command value output from the current command value generation unit 7 and the rotation speed output from the rotation speed detection unit 10. To the unit 12. For example, the advance / energization angle setting unit 11 includes an advance angle map unit 11a and an energization angle map unit 11b.

進角マップ部11aは、電流指令値生成部7が出力する電流指令値と、回転速度検出部10が出力する回転速度とに基づいて進角を決定する。そして、進角マップ部11aは、その決定した進角を通電タイミング出力部12に出力する。例えば、進角マップ部11aは、電流指令値とロータRの回転速度との組み合わせごとに進角の値を対応付けたマップである。ここで、進角は、SRモータMの各相の巻線それぞれに対する通電開始位相及び通電終了位相を各相のインダクタンス変化に応じた所定位置(例えば、インダクタンスの増大開始位相及び減少開始位相等)から通電角を進角側に変化させる角度を表す。なお、進角は、電流指令値と回転数の増加に対して増加傾向にある。なお、例えば、進角マップ部11aは、シミュレーションや、実機による測定結果などから設定される。   The advance angle map unit 11a determines the advance angle based on the current command value output from the current command value generation unit 7 and the rotation speed output from the rotation speed detection unit 10. Then, the advance angle map unit 11 a outputs the determined advance angle to the energization timing output unit 12. For example, the advance angle map unit 11a is a map in which the advance value is associated with each combination of the current command value and the rotation speed of the rotor R. Here, the advance angle refers to the energization start phase and the energization end phase for each winding of each phase of the SR motor M at predetermined positions (for example, an inductance increase start phase and a decrease start phase) according to the inductance change of each phase. Represents the angle at which the energization angle is changed to the advance side. Note that the advance angle tends to increase with increasing current command value and rotation speed. For example, the advance angle map unit 11a is set from a simulation, a measurement result by an actual machine, or the like.

通電角マップ部11bは、電流指令値生成部7が出力する電流指令値と、回転速度検出部10が出力する回転速度とに基づいて通電角を決定する。そして、通電角マップ部11bは、決定した通電角を通電タイミング出力部12に出力する。例えば、通電角マップ部11bは、電流指令値とロータRの回転速度との組み合わせごとに通電角の値を対応付けたマップである。ここで、通電角は、SRモータMのA相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、及びD相巻線Ldのそれぞれに対して対応付けられる。なお、通電角マップ部11bは、シミュレーションや、実機による測定結果などから設定される。   The energization angle map unit 11b determines the energization angle based on the current command value output by the current command value generation unit 7 and the rotation speed output by the rotation speed detection unit 10. Then, the energization angle map unit 11 b outputs the determined energization angle to the energization timing output unit 12. For example, the conduction angle map unit 11b is a map in which the value of the conduction angle is associated with each combination of the current command value and the rotation speed of the rotor R. Here, the energization angle is associated with each of the A-phase winding La, the B-phase winding Lb, the C-phase winding Lc, and the D-phase winding Ld of the SR motor M. The conduction angle map unit 11b is set from a simulation or a measurement result by an actual machine.

通電タイミング出力部12は、位置検出部9から出力されるロータRの回転位置と、進角・通電角設定部11から出力される進角及び通電角とを取得する。そして、通電タイミング出力部12は、取得したロータRの回転位置と、進角及び通電角とに基づいて、A相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、D相巻線Ldに通電する通電タイミングを決定する。そして、通電タイミング出力部12は、決定した各相の巻線への通電タイミングを示すタイミング信号をPWM出力部に出力する。   The energization timing output unit 12 acquires the rotational position of the rotor R output from the position detection unit 9 and the advance angle and energization angle output from the advance / energization angle setting unit 11. Then, the energization timing output unit 12 generates the A-phase winding La, the B-phase winding Lb, the C-phase winding Lc, and the D-phase winding based on the acquired rotational position of the rotor R, the advance angle, and the energization angle. The energization timing for energizing Ld is determined. And the energization timing output part 12 outputs the timing signal which shows the energization timing to the determined winding of each phase to a PWM output part.

電流制御部13は、電流指令値生成部7から供給される電流指令値と電流検出部8から供給される相電流値との偏差(以下、「電流差分値」という。)を算出する。電流制御部13は、算出した電流差分値を駆動制御部14に出力する。   The current control unit 13 calculates a deviation between the current command value supplied from the current command value generation unit 7 and the phase current value supplied from the current detection unit 8 (hereinafter referred to as “current difference value”). The current control unit 13 outputs the calculated current difference value to the drive control unit 14.

駆動制御部14は、電流値の差に基づいて、一般的に公知のPI(Proportional Integral)制御、又は、PID(Proportional Integral Derivative)制御を用いてデューティ比を算出する。
そして、駆動制御部14は、算出したデューティ比と、通電タイミング出力部12から出力されたタイミング信号とに基づいて、制御信号を生成する。そして、駆動制御部14は、生成した制御信号を、予め設定されている複数の通電パターンに従って三相インバータ4−1,三相インバータ4−2の各スイッチング素子のゲートに送信する。
The drive control unit 14 calculates the duty ratio based on the difference between the current values using generally known PI (Proportional Integral) control or PID (Proportional Integral Derivative) control.
Then, the drive control unit 14 generates a control signal based on the calculated duty ratio and the timing signal output from the energization timing output unit 12. Then, the drive control unit 14 transmits the generated control signal to the gates of the switching elements of the three-phase inverter 4-1 and the three-phase inverter 4-2 according to a plurality of preset energization patterns.

通電パターンとは、三相インバータ4−1,4−2におけるスイッチング素子をオン状態又はオフ状態にするスイッチングパターンであって、継続的にオンされた状態(「ON」)もしくは継続的にオフ「OFF」された状態(「ON」または「PWM(Pulse Width Modulation)」以外の期間)または一定の周期でオンまたはオフに制御された状態(PWM制御された状態)(「PWM」)のいずれかの組み合わせである。   The energization pattern is a switching pattern for turning on or off the switching elements in the three-phase inverters 4-1 and 4-2, and is continuously turned on (“ON”) or continuously turned off. Either "OFF" state (period other than "ON" or "PWM (Pulse Width Modulation)") or a state controlled to be turned on or off at a constant cycle (PWM controlled state) ("PWM") It is a combination.

したがって、換言すれば、駆動制御部14は、三相インバータ4−1,4−2におけるスイッチング素子のオン状態とオフ状態とを制御することで、A相巻線La及びB相巻線Lbと、C相巻線Lc及びD相巻線Ldに通電する通電パターンを切り替える。   Therefore, in other words, the drive control unit 14 controls the ON state and the OFF state of the switching elements in the three-phase inverters 4-1 and 4-2, so that the A-phase winding La and the B-phase winding Lb The energization pattern for energizing the C-phase winding Lc and the D-phase winding Ld is switched.

これにより、駆動制御部14は、各三相インバータ4−1,4−2における複数のスイッチング素子のそれぞれを複数の通電パターンでオン状態又はオフ状態に制御することで各相の巻線(A相巻線La、B相巻線Lb、C相巻線Lc、D相巻線Ld)に流れる相電流を制御する。   Accordingly, the drive control unit 14 controls each of the plurality of switching elements in each of the three-phase inverters 4-1 and 4-2 to be in an on state or an off state with a plurality of energization patterns, thereby winding each phase winding (A The phase current flowing in the phase winding La, the B phase winding Lb, the C phase winding Lc, and the D phase winding Ld) is controlled.

ここで、本実施形態の特徴の一つは、通電パターンを順に切り替えることでA相及びB相を交互に励磁させる場合において、通電する相(通電相)ではない非通電相に流れている相電流を還流させることなく電源部3に回生させることである。例えば、駆動制御部14は、B相を通電相とした場合には、非通電相であるA相に流れる相電流(残留電流)を電源部3に回生させる。
同様に、駆動制御部14は、通電パターンを順に切り替えることでC相及びD相を交互に励磁させる場合において、通電する相(通電相)ではない非通電相に流れている相電流を還流させることなく電源部3に回生させる。例えば、駆動制御部14は、D相を通電相とした場合には、非通電相であるC相に流れる相電流(残留電流)を電源部3に回生させる。
Here, one of the features of the present embodiment is that when the A phase and the B phase are alternately excited by sequentially switching the energization pattern, the phase is flowing in the non-energized phase that is not the energized phase (energized phase). The current is regenerated in the power supply unit 3 without refluxing the current. For example, when the B phase is an energized phase, the drive control unit 14 causes the power source unit 3 to regenerate a phase current (residual current) flowing in the A phase that is a non-energized phase.
Similarly, the drive control unit 14 recirculates the phase current flowing in the non-energized phase that is not the energized phase (energized phase) when the C phase and the D phase are alternately excited by sequentially switching the energization pattern. The power supply unit 3 is regenerated without any trouble. For example, when the D phase is the energized phase, the drive control unit 14 causes the power source unit 3 to regenerate the phase current (residual current) flowing in the C phase that is the non-energized phase.

以下に、三相インバータ4−1のスイッチング素子に対する通電パターンについて図3〜図7を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る三相インバータ4−1のスイッチング素子に対する通電パターンについて説明する図である。図4は、本実施形態に係る通電パターン#1について説明する図である。図5は、本実施形態に係る通電パターン#2について説明する図である。図6は、本実施形態に係る通電パターン#3について説明する図である。図7は、本実施形態に係る通電パターン#4について説明する図である。   Below, the energization pattern with respect to the switching element of the three-phase inverter 4-1 is demonstrated using FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining energization patterns for the switching elements of the three-phase inverter 4-1 according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating the energization pattern # 1 according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating the energization pattern # 2 according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating the energization pattern # 3 according to the present embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating the energization pattern # 4 according to the present embodiment.

図3に示すように、本実施形態に係る駆動制御部14は、三相インバータ4−1において、A相巻線La及びB相巻線Lbとを交互に励磁させる4つの通電パターン(通電パターン#1〜#4)を備える、そして、駆動制御部14は、三相インバータ4−1において、通電パターン#1,#2,#3,#4の順に通電パターンを切り替えることを繰り返す。   As shown in FIG. 3, the drive control unit 14 according to this embodiment includes four energization patterns (energization patterns) that alternately excite the A-phase winding La and the B-phase winding Lb in the three-phase inverter 4-1. The drive control unit 14 repeatedly switches the energization patterns in the order of the energization patterns # 1, # 2, # 3, and # 4 in the three-phase inverter 4-1.

(通電パターン#1)
駆動制御部14は、通電パターン#1において、スイッチング素子BH(上アームスイッチング素子)をオン状態に制御し、スイッチング素子NABL(下アームスイッチング素子)をPWM制御する。これにより、B相巻線Lbに対して負方向に励磁電流として相電流Iが流れる。すなわち、通電パターン#1では、通電相はB相となり、非通電相はA相となる。なお、負方向とは、A相巻線La又はB相巻線Lbの一端側から他端側(中性点側)へ相電流が流れる方向である。一方、正方向とは、A相巻線La又はB相巻線Lbの他端側(中性点側)から一端側へ相電流が流れる方向である。
(Energization pattern # 1)
In the energization pattern # 1, the drive control unit 14 controls the switching element BH (upper arm switching element) to be in an ON state, and performs PWM control of the switching element N AB L (lower arm switching element). Thus, the phase current I B flows as an excitation current in the negative direction with respect to the B phase winding Lb. That is, in energization pattern # 1, the energized phase is the B phase and the non-energized phase is the A phase. The negative direction is a direction in which a phase current flows from one end side of the A-phase winding La or B-phase winding Lb to the other end side (neutral point side). On the other hand, the positive direction is a direction in which a phase current flows from the other end side (neutral point side) of the A phase winding La or the B phase winding Lb to one end side.

したがって、図4に示すように、スイッチング素子BH及びスイッチング素子NABLが共にオン状態である場合には、スイッチング素子BH、B相巻線Lb、スイッチング素子NABLの順に電源部3からの電流が流れ、B相巻線Lbが励磁される(図4(a):供給モード)。 Therefore, as shown in FIG. 4, when both the switching element BH and the switching element N AB L are in the on state, the switching element BH, the B-phase winding Lb, and the switching element N AB L are sequentially supplied from the power supply unit 3. A current flows and the B-phase winding Lb is excited (FIG. 4 (a): supply mode).

また、PWM制御中にスイッチング素子NABLがオフ状態である場合には、B相巻線Lbを流れる相電流Iは、スイッチング素子NABH、スイッチング素子BLを通り、B相巻線Lbに対して負方向に還流する。すなわち、B相巻線Lb、スイッチング素子NABH及びスイッチング素子BLで閉ループが形成される(図4(b):還流モード)。これにより、B相巻線Lbの励磁は継続する。一方、A相巻線Laを流れる相電流Iは、スイッチング素子NABHの還流ダイオードを介して電源部3に回生される。すなわち、駆動制御部14は、スイッチング素子NABLのPWM制御中において、スイッチング素子AL、A相巻線La、スイッチング素子NABHの還流ダイオード、及び電源部3からなる回路を形成することで、A相巻線Laを流れる相電流Iを三相インバータ4−1内で還流させることなく電源部3に回生させる。この電源部3に回生される相電流IはA相からB相に通電相を切り替えた場合にA相に残っている、いわゆる残留電流である。 When the switching element N AB L is in the OFF state during PWM control, the phase current I B flowing through the B-phase winding Lb passes through the switching element N AB H and the switching element BL and passes through the B-phase winding Lb. Reflux in the negative direction. That is, a closed loop is formed by the B-phase winding Lb, the switching element N AB H, and the switching element BL (FIG. 4B: reflux mode). Thereby, the excitation of the B-phase winding Lb is continued. On the other hand, the phase current I A flowing through the A-phase winding La is regenerated to the power supply unit 3 via the freewheeling diode of the switching element N AB H. That is, the drive control unit 14 forms a circuit including the switching element AL, the A-phase winding La, the freewheeling diode of the switching element N AB H, and the power supply unit 3 during the PWM control of the switching element N AB L. , is regenerated to the power supply unit 3 without recirculating phase current I a flowing through the a-phase winding La in the three-phase inverter within 4-1. Phase current I A regenerated to the power supply unit 3 remains in the A-phase when switching the current supply phase to the B phase from the A-phase, a so-called residual current.

駆動制御部14は、通電パターン#1から通電パターン#2に切り替える場合には、スイッチング素子BH及びスイッチング素子NABLが共にオフ状態する。これにより、B相巻線Lbの逆起電力により発生する相電流Iがスイッチング素子NABHの還流ダイオードを通り電源部3に回生される(図4(c):回生モード)。 When the drive control unit 14 switches from the energization pattern # 1 to the energization pattern # 2, both the switching element BH and the switching element N AB L are turned off. Thus, the phase current I B generated by the counter electromotive force of the B phase winding Lb is regenerated as power source 3 to the reflux diode of the switching element N AB H (FIG. 4 (c): regeneration mode).

(通電パターン#2)
駆動制御部14は、通電パターン#2において、スイッチング素子AL(下アームスイッチング素子)をオン状態に制御し、スイッチング素子NABH(上アームスイッチング素子)をPWM制御する。これにより、A相巻線Laに対して正方向に相電流Iが流れる。すなわち、通電パターン#2では、通電相はA相となり、非通電相はB相となる。
(Energization pattern # 2)
In the energization pattern # 2, the drive control unit 14 controls the switching element AL (lower arm switching element) to be in an ON state, and performs PWM control of the switching element N AB H (upper arm switching element). Thereby, the phase current I A flows in the positive direction with respect to the A-phase winding La. That is, in energization pattern # 2, the energized phase is the A phase and the non-energized phase is the B phase.

したがって、図5に示すように、スイッチング素子AL及びスイッチング素子NABHが共にオン状態である場合には、スイッチング素子NABH、A相巻線La、スイッチング素子ALの順に電源部3からの電流が流れ、A相巻線Laが励磁される(図5(a):供給モード)。 Therefore, as shown in FIG. 5, when both the switching element AL and the switching element N AB H are in the ON state, the switching element N AB H, the A-phase winding La, and the switching element AL are sequentially supplied from the power supply unit 3. Current flows and the A-phase winding La is excited (FIG. 5A: supply mode).

また、スイッチング素子NABHがPWM制御している際、スイッチング素子ALがオン状態であり、スイッチング素子NABHがオフ状態である場合には、A相巻線Laを流れる相電流Iは、スイッチング素子AL、スイッチング素子NABLの還流ダイオードを通り、A相巻線Laに対して正方向に還流する。すなわち、A相巻線La、スイッチング素子AH、及びスイッチング素子NABLの還流ダイオードで閉ループが形成される(図5(b):還流モード)。これにより、A相巻線Laの励磁は継続する。一方、B相巻線Lbを流れる相電流Iは、スイッチング素子NABHの還流ダイオードを介して電源部3に回生される。すなわち、駆動制御部14は、スイッチング素子NABHのPWM制御中において、スイッチング素子BL、B相巻線Lb、スイッチング素子NABHの還流ダイオード、及び電源部3からなる回路を形成することで、B相巻線Lbを流れる相電流Iを三相インバータ4−1内で還流させることなく電源部3に回生させる。この電源部3に回生される相電流IはB相からA相に通電相を切り替えた場合にB相に残っている、いわゆる残留電流である。 Further, when the switching element N AB H is under PWM control, when the switching element AL is in the on state and the switching element N AB H is in the off state, the phase current I A flowing through the A phase winding La is , Through the return diodes of the switching element AL and switching element N AB L, and return to the A-phase winding La in the positive direction. That is, a closed loop is formed by the A-phase winding La, the switching element AH, and the return diode of the switching element N AB L (FIG. 5B: return mode). Thereby, the excitation of the A-phase winding La is continued. On the other hand, the phase current I B flowing through the B-phase winding Lb is regenerated to the power supply unit 3 via the freewheeling diode of the switching element N AB H. That is, the drive control unit 14, during the PWM control of the switching element N AB H, the switching element BL, B phase winding Lb, by forming a freewheeling diode of the switching element N AB H, and the circuit composed of the power supply unit 3 , it is regenerated to the power supply unit 3 without the phase current I B flowing through the B-phase winding Lb refluxed in a three-phase inverter within 4-1. The power supply unit phase current I B which is regenerated in 3 remains in phase B when switch the energized phase to A phase from the B phase, the so-called residual current.

駆動制御部14は、通電パターン#2から通電パターン#3に切り替える場合には、スイッチング素子AL及びスイッチング素子NABHを共にオフ状態する。これにより、A相巻線Laの逆起電力により発生する相電流Iが、スイッチング素子AHの還流ダイオードを通り電源部3に回生される(図5(c):回生モード)。 When switching from the energization pattern # 2 to the energization pattern # 3, the drive control unit 14 turns off both the switching element AL and the switching element N AB H. Thereby, the phase current I A generated by the back electromotive force of the A-phase winding La is regenerated to the power supply unit 3 through the free wheel diode of the switching element AH (FIG. 5 (c): regeneration mode).

(通電パターン#3)
駆動制御部14は、通電パターン#3において、スイッチング素子BL(下アームスイッチング素子)をオン状態に制御し、スイッチング素子NABH(上アームスイッチング素子)をPWM制御する。これにより、B相巻線Lbに対して正方向に励磁電流として相電流Iが流れる。すなわち、通電パターン#3では、通電相はB相となり、非通電相はA相となる。
(Energization pattern # 3)
In the energization pattern # 3, the drive control unit 14 controls the switching element BL (lower arm switching element) to be in an ON state, and performs PWM control of the switching element N AB H (upper arm switching element). Thus, through the phase current I B as an excitation current in the positive direction with respect to the B phase winding Lb. That is, in energization pattern # 3, the energized phase is the B phase and the non-energized phase is the A phase.

したがって、図6に示すように、スイッチング素子BL及びスイッチング素子NABHが共にオン状態である場合には、スイッチング素子NABH、B相巻線Lb、スイッチング素子BLの順に電源部3からの相電流Iが流れ、B相巻線Lbが励磁される(図6(a):供給モード)。 Therefore, as shown in FIG. 6, when both the switching element BL and the switching element N AB H are in the ON state, the switching element N AB H, the B-phase winding Lb, and the switching element BL are sequentially supplied from the power supply unit 3. flow phase current I B, B phase winding Lb is excited (Fig. 6 (a): supply mode).

また、スイッチング素子NABHがPWM制御している際、スイッチング素子BLがオン状態であり、スイッチング素子NABHがオフ状態である場合には、B相巻線Lbに流れる相電流Iは、スイッチング素子BL、スイッチング素子NABLの還流ダイオードを通り、B相巻線Lbに対して正方向に還流する。すなわち、B相巻線Lb、スイッチング素子BL、及びスイッチング素子NABLの還流ダイオードで閉ループが形成される(図6(b):還流モード)。これにより、B相巻線Lbの励磁は継続する。一方、A相巻線Laを流れる相電流Iは、スイッチング素子AHの還流ダイオードを介して電源部3に回生される。すなわち、駆動制御部14は、スイッチング素子NABHのPWM制御中において、スイッチング素子NABLの還流ダイオード、A相巻線La、スイッチング素子AHの還流ダイオード、及び電源部3からなる回路を形成することで、A相巻線Laを流れる相電流Iを三相インバータ4−1内で還流させることなく電源部3に回生させる。この電源部3に回生される相電流IはA相からB相に通電相を切り替えた場合にA相に残っている、いわゆる残留電流である。 Further, when the switching element N AB H performs PWM control, when the switching element BL is in the on state and the switching element N AB H is in the off state, the phase current I B flowing through the B phase winding Lb is , Through the return diodes of the switching element BL and the switching element N AB L, and return to the B-phase winding Lb in the positive direction. That is, a closed loop is formed by the B-phase winding Lb, the switching element BL, and the return diode of the switching element N AB L (FIG. 6B: return mode). Thereby, the excitation of the B-phase winding Lb is continued. On the other hand, the phase current I A flowing through the A-phase winding La is regenerated to the power supply unit 3 via the free wheel diode of the switching element AH. That is, the drive control unit 14 forms a circuit including the free wheel diode of the switching device N AB L, the A phase winding La, the free wheel diode of the switching device AH, and the power supply unit 3 during the PWM control of the switching device N AB H. by, it is regenerated to the power supply unit 3 without recirculating phase current I a flowing through the a-phase winding La in the three-phase inverter within 4-1. Phase current I A regenerated to the power supply unit 3 remains in the A-phase when switching the current supply phase to the B phase from the A-phase, a so-called residual current.

駆動制御部14は、通電パターン#3から通電パターン#4に切り替える場合には、スイッチング素子BL及びスイッチング素子NABHを共にオフ状態する。これにより、B相巻線Lbの逆起電力により発生する相電流Iが、スイッチング素子BHの還流ダイオードを通り電源部3に回生される(回生モード)。 When switching from the energization pattern # 3 to the energization pattern # 4, the drive control unit 14 turns off both the switching element BL and the switching element N AB H. Thus, the phase current I B generated by the counter electromotive force of the B phase winding Lb is regenerated as power source 3 a reflux diode of switch BH (regeneration mode).

(通電パターン#4)
駆動制御部14は、通電パターン#4において、スイッチング素子AH(上アームスイッチング素子)をPWM制御し、スイッチング素子NABL(下アームスイッチング素子)をオン状態に制御する。これにより、A相巻線Laに対して負方向に励磁電流として相電流Iが流れる。すなわち、通電パターン#4では、通電相はA相となり、非通電相はB相となる。
(Energization pattern # 4)
In the energization pattern # 4, the drive control unit 14 performs PWM control of the switching element AH (upper arm switching element) and controls the switching element N AB L (lower arm switching element) to be in the ON state. Thus, the phase current I A as an excitation current in the negative direction flows to the A phase winding La. That is, in energization pattern # 4, the energized phase is the A phase and the non-energized phase is the B phase.

したがって、図7に示すように、スイッチング素子AH及びスイッチング素子NABLが共にオン状態である場合には、スイッチング素子AH、A相巻線La、スイッチング素子NABLの順に電源部3からの相電流Iが流れ、A相巻線Laが励磁される(図7(a):供給モード)。 Therefore, as shown in FIG. 7, when both the switching element AH and the switching element N AB L are in the ON state, the switching element AH, the A-phase winding La, and the switching element N AB L are sequentially supplied from the power supply unit 3. flow phase current I A, A-phase winding La is excited (Fig. 7 (a): supply mode).

また、スイッチング素子AHがPWM制御している際、スイッチング素子AHがオフ状態であり、スイッチング素子NABLがオン状態である場合には、A相巻線Laを流れる相電流Iは、スイッチング素子NABL、スイッチング素子ALの還流ダイオードを通り、A相巻線Laに対して負方向に還流する。すなわち、A相巻線La、スイッチング素子ALの還流ダイオード及びスイッチング素子NABLで閉ループが形成される(図7(b):還流モード)。これにより、A相巻線Laの励磁は継続する。一方、B相巻線Lbを流れる相電流Iは、スイッチング素子BLの還流ダイオードを介して電源部3に回生される。すなわち、駆動制御部14は、スイッチング素子AHのPWM制御中において、スイッチング素子ALの還流ダイオード、A相電線La、B相巻線Lb、スイッチング素子BHの還流ダイオード、及び電源部3からなる回路を形成することで、B相巻線Lbを流れる相電流Iを三相インバータ4−1内で還流させることなく電源部3に回生させる。この電源部3に回生される相電流IはB相からA相に通電相を切り替えた場合にB相に残っている、いわゆる残留電流である。 Further, when the switching element AH is under PWM control, when the switching element AH is in the off state and the switching element N AB L is in the on state, the phase current I A flowing through the A-phase winding La is It passes through the return diode of the element N AB L and the switching element AL and returns in the negative direction with respect to the A-phase winding La. That is, a closed loop is formed by the A-phase winding La, the return diode of the switching element AL, and the switching element N AB L (FIG. 7B: return mode). Thereby, the excitation of the A-phase winding La is continued. On the other hand, the phase current I B flowing through the B-phase winding Lb is regenerated to the power source 3 through the reflux diode of the switching element BL. That is, the drive control unit 14 includes a circuit composed of the return diode of the switching element AL, the A-phase wire La, the B-phase winding Lb, the return diode of the switching element BH, and the power supply unit 3 during PWM control of the switching element AH. by forming, it is regenerated to the power supply unit 3 without the phase current I B flowing through the B-phase winding Lb refluxed in a three-phase inverter within 4-1. The power supply unit phase current I B which is regenerated in 3 remains in phase B when switch the energized phase to A phase from the B phase, the so-called residual current.

駆動制御部14は、通電パターン#4から通電パターン#1に切り替える場合には、スイッチング素子AH及びスイッチング素子NABLが共にオフ状態する。これにより、A相巻線Laの逆起電力により発生する相電流Iがスイッチング素子NABHの還流ダイオードを通り電源部3に回生される(図7(c):回生モード)。 When the drive control unit 14 switches from the energization pattern # 4 to the energization pattern # 1, both the switching element AH and the switching element N AB L are turned off. Thereby, the phase current I A generated by the back electromotive force of the A-phase winding La passes through the free wheel diode of the switching element N AB H and is regenerated to the power supply unit 3 (FIG. 7 (c): regeneration mode).

以上のように、駆動制御部14は、三相インバータ4−1において、非通電相に流れている相電流を還流させることなく電源部3に回生させる。これにより、駆動制御部14は、還流モードにおいて非通電相に流れている相電流を低減することができる。したがって、通電角の広角化による出力向上や、回生区間での相電流による制動トルクを低減することができ、四相のSRモータの性能を向上させることができる。   As described above, the drive control unit 14 causes the power supply unit 3 to regenerate the three-phase inverter 4-1 without causing the phase current flowing in the non-energized phase to flow back. Thereby, the drive control unit 14 can reduce the phase current flowing in the non-energized phase in the reflux mode. Therefore, the output can be improved by widening the conduction angle, and the braking torque due to the phase current in the regeneration section can be reduced, and the performance of the four-phase SR motor can be improved.

より具体的には、従来の方法では、上記通電パターン#1に対応する通電パターンとして、スイッチング素子BH(上アームスイッチング素子)をPWM制御し、スイッチング素子NABL(下アームスイッチング素子)をオン状態に制御する。このため、還流モードにおいて、非通電相であるA相の相電流(A相巻線Laを流れる相電流I)は、スイッチング素子NABL、スイッチング素子ALの還流ダイオードを通り、A相巻線Laに対して還流する。したがって、電源部3からA相巻線La及びB相巻線Lbに電流が流れていない非通電区間において、非通電相であるA相の相電流が還流するため、このA相の相電流により制動トルクが発生し、SRモータMの出力が低下する。 More specifically, in the conventional method, as the energization pattern corresponding to the energization pattern # 1, the switching element BH (upper arm switching element) is PWM-controlled and the switching element N AB L (lower arm switching element) is turned on. Control to the state. For this reason, in the return mode, the A phase current (phase current I a flowing through the A phase winding La) that is a non-energized phase passes through the switching element N AB L, the return diode of the switching element AL, and the A phase winding. Reflux to line La. Accordingly, in the non-energized section in which no current flows from the power supply unit 3 to the A-phase winding La and the B-phase winding Lb, the A-phase phase current that is a non-energized phase recirculates. A braking torque is generated, and the output of the SR motor M decreases.

一方、本実施形態では、駆動制御部14は、非通電区間において、非通電相に流れている相電流を還流させることなく電源部3に回生させる。より具体的には、駆動制御部14は、(A相及びB相、又はC相及びD相)二相のうち、通電相である一方の相に対する通電をPWM制御する場合に、当該PWM制御のオフ期間(非通電区間)において、非通電相である他方の相に流れる相電流を電源部3に回生させる。   On the other hand, in the present embodiment, the drive control unit 14 causes the power source unit 3 to regenerate the phase current flowing in the non-energized phase without refluxing in the non-energized section. More specifically, when the drive control unit 14 performs PWM control of energization of one of the two phases (A phase and B phase, or C phase and D phase) that is the energized phase, the drive control unit 14 performs the PWM control. In the off period (non-energized period), the phase current flowing in the other phase that is the non-energized phase is regenerated in the power supply unit 3.

例えば、駆動制御部14は、上記通電パターン#1において、下アームのスイッチング素子をPWM制御し上アームのスイッチング素子をオン状態に制御する。これにより、還流モードにおいて、非通電相に流れる相電流が還流することなく電源部3に回生される。したがって、非通電相であるA相の相電流が低減し、制動トルクの発生が抑制される。したがって、SRモータMの出力の低下を抑制することができる。   For example, in the energization pattern # 1, the drive control unit 14 performs PWM control of the switching element of the lower arm and controls the switching element of the upper arm to the on state. Thereby, in the reflux mode, the phase current flowing in the non-energized phase is regenerated in the power supply unit 3 without being refluxed. Accordingly, the phase current of the A phase that is a non-energized phase is reduced, and the generation of braking torque is suppressed. Therefore, a decrease in the output of the SR motor M can be suppressed.

なお、三相インバータ4−1のスイッチング素子に対して図3〜図7に示す通電パターン#1〜4を実行する場合について説明したが、三相インバータ4−2のスイッチング素子に対しても同様の制御を行ってもよい。すなわち、図8に示すように、駆動制御部14は、三相インバータ4−2においても、非通電区間において、非通電相の相電流を電源部3に回生してもよい。   In addition, although the case where energization pattern # 1-4 shown in FIGS. 3-7 was performed with respect to the switching element of the three-phase inverter 4-1 was demonstrated, it is the same also about the switching element of the three-phase inverter 4-2. You may control. That is, as shown in FIG. 8, the drive control unit 14 may regenerate the non-energized phase current to the power supply unit 3 in the non-energized section also in the three-phase inverter 4-2.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態の通電パターン#2において、駆動制御部14は、スイッチング素子AL(下アームスイッチング素子)をPWM制御し、スイッチング素子NABH(上アームスイッチング素子)をオン状態に制御してもよい。これにより、還流モードにおいて、より効率的に、B相巻線Lbを流れる相電流Iを電源部3に回生させることができる。すなわち、還流モードの場合には、スイッチング素子ALがオフ状態となるので、B相巻線Lbを流れる相電流Iのうち、スイッチング素子ALを介してB相巻線Lbに還流する成分を無くすことができる。これにより、駆動制御部14は、スイッチング素子ALのPWM制御中において、スイッチング素子BL、B相巻線Lb、A相巻線La、スイッチング素子AHの還流ダイオード、及び電源部3からなる回路を形成することで、B相巻線Lbを流れる相電流Iを還流させることなく電源部3に回生させることができる。 For example, in the energization pattern # 2 of the above embodiment, the drive control unit 14 performs PWM control of the switching element AL (lower arm switching element) and controls the switching element N AB H (upper arm switching element) to be in the on state. Also good. Thus, in the reflux mode, more efficiently, thereby regenerating the phase current I B flowing through the B-phase winding Lb in the power supply unit 3. That is, in the return mode, the switching element AL is turned off, so that the component that returns to the B phase winding Lb via the switching element AL is eliminated from the phase current I B flowing through the B phase winding Lb. be able to. Accordingly, the drive control unit 14 forms a circuit including the switching element BL, the B-phase winding Lb, the A-phase winding La, the free-wheeling diode of the switching element AH, and the power supply unit 3 during the PWM control of the switching element AL. by, it can be regenerated to the power supply unit 3 without recirculating phase current I B flowing through the B-phase winding Lb.

1 モータシステム
2 モータ制御装置
4 三相インバータ
6 制御部
14 駆動制御部
M SRモータ
La A相巻線
Lb B相巻線
Lc C相巻線
Ld D相巻線
AH,AL,NABH,NABL,BH,BL スイッチング素子
CH,CL,NCDH,NCDL,DH,DL スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor system 2 Motor control apparatus 4 Three-phase inverter 6 Control part 14 Drive control part M SR motor La A phase winding Lb B phase winding Lc C phase winding Ld D phase winding AH, AL, N AB H, N AB L, BH, BL Switching element CH, CL, N CD H, N CD L, DH, DL Switching element

Claims (4)

電源部から四相のSRモータの各相に対応する巻線への通電を切り替えることにより、前記SRモータを回転駆動するモータ制御装置であって、
A相及びB相の二相の巻線と、C相及びD相の二相の巻線とのそれぞれに接続された一対の三相インバータと、
前記各三相インバータにおける複数のスイッチング素子をオン状態又はオフ状態に制御することで前記巻線に流れる相電流を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、非通電相に流れている相電流を還流させることなく前記電源部に回生させることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that rotationally drives the SR motor by switching energization from the power source to the windings corresponding to each phase of the four-phase SR motor,
A pair of three-phase inverters connected to the A-phase and B-phase two-phase windings and the C-phase and D-phase two-phase windings;
A control unit for controlling a phase current flowing in the winding by controlling a plurality of switching elements in each of the three-phase inverters in an on state or an off state;
With
The said control part makes the said power supply part regenerate without recirculating the phase current which is flowing into the non-energized phase.
前記制御部は、少なくとも前記二相のうち、通電相である一方の相に対する通電をPWM制御する場合に、当該PWM制御のオフ期間において、非通電相である他方の相に流れる相電流を前記電源部に回生させることを特徴とする、請求項1に記載のモータ制御装置。   In the PWM control of energization of at least one of the two phases that is the energized phase, the control unit supplies the phase current that flows to the other phase that is the non-energized phase during the off period of the PWM control. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is regenerated by a power supply unit. 前記制御部は、前記複数のスイッチング素子のうち、下アームのスイッチング素子をPWM制御し上アームのスイッチング素子をオン状態に制御することで、通電相に流れる相電流をPWM制御するとともに、非通電相に流れている相電流を前記電源部に回生させることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。   The control unit performs PWM control of the switching element of the lower arm among the plurality of switching elements and controls the switching element of the upper arm to be in the ON state, thereby performing PWM control of the phase current flowing in the energized phase and de-energizing. The motor control device according to claim 1, wherein a phase current flowing in a phase is regenerated in the power supply unit. 前記PWM制御する下アームのスイッチング素子は、前記二相の巻き線の接続点に接続されている下アームのスイッチング素子であることを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 3, wherein the switching element of the lower arm that performs PWM control is a switching element of the lower arm that is connected to a connection point of the two-phase winding.
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