CN106921318A - 开关磁阻电动机的控制装置 - Google Patents

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CN106921318A CN201611191869.4A CN201611191869A CN106921318A CN 106921318 A CN106921318 A CN 106921318A CN 201611191869 A CN201611191869 A CN 201611191869A CN 106921318 A CN106921318 A CN 106921318A
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星伸一
涩谷圭
涩谷圭一
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Abstract

本发明提供一种考虑开关磁阻电动机的效率、振动·噪音、转矩变动,既抑制效率下降又降低振动·噪音及转矩变动的开关磁阻电动机的控制装置。开关磁阻电动机的控制装置的特征在于,具备:切换控制单元,基于电动机转速来执行将电动机驱动控制切换为用于降低转矩变动的第一控制模式和用于抑制径向力的变动的第二控制模式的切换控制;第一控制单元(步骤S5),执行转矩变动降低控制;及第二控制单元(步骤S6),执行径向力变动降低控制,转矩变动降低控制包括使励磁电流流向线圈的励磁区间成为比第二控制模式的励磁区间宽的旋转角度范围的控制。

Description

开关磁阻电动机的控制装置
技术领域
本发明涉及开关磁阻电动机的控制装置。
背景技术
专利文献1公开了一种为了改善开关磁阻电动机的运转效率和能量密度而在低负载时、中负载时、高负载时的各控制模式下切换励磁开始角及励磁结束角的控制装置。
专利文献2公开了一种为了降低以磁吸引力为起因的噪音·振动而执行使向三相线圈的某相的线圈的励磁电流的通断相对于向其他相的线圈的励磁电流的通断错开规定的旋转角度或时间的控制的控制装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-240200号公报
专利文献2:日本特开平8-205581号公报
发明内容
发明要解决的课题
关于开关磁阻电动机,已知有多个课题。具体而言,存在效率、噪音·振动(NV)、转矩变动(转矩波动)这三个课题。
然而,专利文献1的结构未考虑噪音·振动和转矩变动。在专利文献1中,在励磁区间内,励磁电流的变化斜度变得陡峭,起振力的变化增大,因此噪音·振动及转矩变动可能会恶化。
在开关磁阻电动机中,若仅以上述课题中的一个课题为优先,则例如会产生如下的背反:即使能够改善效率,振动·噪音也会恶化,或者即使能够改善振动·噪音,效率也会下降,等等。因此,仅仅在专利文献1的结构上组合专利文献2的结构的话,对于效率、振动·噪音、转矩变动这三个课题无法得到希望的结果。
本发明鉴于上述情况而完成,目的在于提供一种考虑效率、噪音·振动、转矩变动这三者的平衡,既能抑制效率的下降,又能降低振动·噪音及转矩变动的开关磁阻电动机的控制装置。
用于解决课题的方案
本发明提供一种开关磁阻电动机的控制装置,是通过励磁电流流向线圈而驱动的开关磁阻电动机的控制装置,其特征在于,具备:切换控制单元,基于所述开关磁阻电动机的转速及转矩,执行将所述开关磁阻电动机的驱动控制在第一控制模式与第二控制模式之间切换的切换控制,所述第一控制模式用于降低转矩变动,所述第二控制模式用于降低磁吸引力的径向分量即径向力的变动;第一控制单元,执行使降低所述转矩变动的电流波形的励磁电流流向所述线圈的第一控制作为所述第一控制模式的控制;及第二控制单元,执行使降低所述径向力的变动的电流波形的励磁电流流向所述线圈的第二控制作为所述第二控制模式的控制,在所述转矩为规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速小于规定转速的情况下,所述切换控制单元选择所述第一控制模式,在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速为所述规定转速以上的情况下,所述切换控制单元选择所述第二控制模式,所述第一控制模式包括使所述励磁电流流向所述线圈的励磁区间成为比所述第二控制模式的所述励磁区间宽的旋转角度范围的控制。
根据本发明,根据开关磁阻电动机的转速,将驱动控制在用于降低转矩变动的第一控制模式与用于降低径向力变动的第二控制模式之间切换。在开关磁阻电动机驱动时,开关磁阻电动机的转速处于低转速侧的情况下,与高转速侧相比,以磁吸引力为起因的径向力的变动小,但会产生比高转速侧大的转矩变动。因此,本发明的控制装置在开关磁阻电动机的转速小于规定转速的情况下,与振动·噪音的降低相比优先降低转矩变动,执行第一控制模式。另一方面,在效率的观点上,第一控制模式的励磁区间由于设定为比第二控制模式的励磁区间宽的旋转角度范围,因此会包括效率相对低的旋转角度范围。然而,在第二控制模式下,由于与第一控制模式相比励磁区间窄,因此能够设定为与重视效率的情况下的励磁区间接近的励磁区间。即,若关于效率将第一控制模式的电流波形与第二控制模式的电流波形进行比较,则第二控制模式的效率比第一控制模式的效率高。由此,第二控制模式实现效率比第一控制模式高的运转状态,既能抑制效率的下降又能降低径向力变动。而且,在开关磁阻电动机驱动时,在开关磁阻电动机的转速处于高转速侧的情况下,转矩变动比低转速侧小。因此,本发明的控制装置在开关磁阻电动机的转速为规定转速以上的情况下,与转矩变动的降低相比优先降低振动·噪音,执行第二控制模式。因此,根据本发明的控制装置,通过根据开关磁阻电动机的转速而分开使用第一控制模式和第二控制模式,能够执行与该转速对应的合适的控制,既能抑制效率的下降,又能降低振动·噪音及转矩变动。
在上述发明中,优选的是,所述规定转速随着所述转矩增加而增加。
根据本发明,能够在更准确地检测了开关磁阻电动机的运转状态的基础上,将驱动控制在第一控制模式与第二控制模式之间切换。由此,根据开关磁阻电动机的运转状态,既能抑制效率的下降,又能降低噪音·振动及转矩变动。
在上述发明中,优选的是,所述规定转速包括从所述第二控制模式向所述第一控制模式切换的第一转速和从所述第一控制模式向所述第二控制模式切换的第二转速,所述第二转速在所述转矩为规定值的状态下为比所述第一转速高的转速,在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从比所述第二转速靠高转速侧的转速下降到了小于所述第一转速时,所述切换控制单元执行从所述第二控制模式向所述第一控制模式的切换控制,在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从比所述第一转速靠低转速侧的转速上升到了所述第二转速以上时,所述切换控制单元执行从所述第一控制模式向所述第二控制模式的切换控制。
根据本发明,规定转速包括切换为第一控制模式的第一转速和切换为第二控制模式的第二转速,由于具有迟滞宽度,因此能够抑制在第一控制模式与第二控制模式之间频繁进行切换的忙碌感。此外,能够抑制因频繁执行该切换控制而引起的效率、振动·噪音、转矩变动的变化。
在上述发明中,优选的是,所述规定转速包括从所述第二控制模式向所述第一控制模式切换的第一转速和从所述第一控制模式向所述第二控制模式切换的第二转速,所述第二转速在所述转矩为规定值的状态下为比所述第一转速低的转速,在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从低于所述第一转速起到达所述第二转速为止的期间,所述切换控制单元执行从所述第二控制模式向所述第一控制模式逐渐切换的控制,在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从超过所述第二转速起到达所述第一转速为止的期间,所述切换控制单元执行从所述第一控制模式向所述第二控制模式逐渐切换的控制。
根据本发明,规定转速包括切换为第一控制模式的第一转速和切换为第二控制模式的第二转速,由于具有迟滞宽度,因此能够抑制因频繁进行第一控制模式与第二控制模式的切换而造成的忙碌感。此外,能够抑制因频繁执行切换控制而引起的效率、振动·噪音、转矩变动的变化。而且,由于逐渐进行第一控制模式与第二控制模式的切换,因此在执行切换控制时能够抑制效率、振动·噪音、转矩变动急剧变化。
在上述发明中,优选的是,降低所述转矩变动的电流波形与降低所述径向力的变动的电流波形相比,所述励磁区间宽且最大电流值小。
发明效果
在本发明中,根据开关磁阻电动机的转速,将驱动控制在用于降低转矩变动的第一控制模式与用于降低径向力变动的第二控制模式之间切换。在电动机转速处于低转速域时,需要降低转矩变动,因此在电动机转速小于规定转速的情况下执行降低转矩变动的控制。而且,在电动机转速为规定转速以上的情况下,能够执行降低径向力的变动的控制。由此,既能抑制效率的下降,又能降低噪音·振动及转矩变动。
附图说明
图1是表示实施方式的系统结构例的概略图。
图2是开关磁阻电动机的N-T线图。
图3是表示切换控制的一例的流程图。
图4(a)是表示第一控制模式的电压波形及电流波形的图。图4(b)是表示比较例的电压波形及电流波形的图。
图5(a)是表示第一控制模式的转矩变动的图。图5(b)是表示比较例的转矩变动的图。
图6是表示转矩变动降低控制的一例的流程图。
图7是表示第二控制模式的电压波形及电流波形的图。
图8是表示第二控制模式的径向力变动的图。
图9是表示变形例1的切换映射的图。
图10是用于说明变形例1的切换动作的图。
图11是用于说明变形例2的切换映射及切换动作的图。
图12是用于说明变形例2的切换区间内的动作的图。
图13(a)是表示第二控制模式的电压波形的图。图13(b)是表示渐变模式的电压波形的图。图13(c)是表示第一控制模式的电压波形的图。图13(d)是表示各模式的电流波形的图。
图14是表示切换控制的变形例的流程图。
图15是表示适用车辆的一例的骨架图。
标号说明
1 开关磁阻电动机(SR电动机)
2 变换器
3 蓄电池
10 定子
11 定子齿
12 线圈
20 转子
21 转子齿
51 转速传感器
100 控制装置
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式的开关磁阻电动机的控制装置进行说明。
[1.系统结构]
图1是表示包含本发明的一实施方式的开关磁阻电动机的控制装置的系统结构例的概略图。本实施方式的系统结构包括开关磁阻电动机(SRM)1、变换器2、蓄电池3和控制装置100。
开关磁阻电动机(以下称为“SR电动机”)1是旋转件不使用永磁体的电动机,具备突极构造的定子10和突极构造的转子20。图1所示的SR电动机1是具有六极的定子10和四极的转子20的三相感应电动机。
定子10在环状构造的内周部具备多个作为突极的定子齿11。在各定子齿11卷绕有与变换器2连接的线圈12。在定子10中,配置于在径向上相对的位置的一对定子齿11a、11a构成一个相。在定子10的径向内侧配置转子20。转子20在环状构造的外周部具备多个作为突极的转子齿21。需要说明的是,转子20与未图示的转子轴一体旋转。
SR电动机1是三相交流式,因此包括由一对定子齿11a、11a和线圈12a形成的A相、由一对定子齿11b、11b和线圈12b形成的B相、由一对定子齿11c、11c和线圈12c形成的C相。转子20具备一对转子齿21x、21x和一对转子齿21y、21y。
SR电动机1经由变换器2与蓄电池3电连接。SR电动机1和变换器2由线圈12电连接。而且,SR电动机1作为电动机及发电机发挥功能。需要说明的是,在变换器2与蓄电池3之间也可以设置将向SR电动机1施加的电压升压的升压转换器。
变换器2包括以能够向线圈12通入三相交流的方式具备六个开关元件的电路(变换器电路)。变换器2针对每个相使电流流向与变换器电路连接的各线圈12。图1所示的变换器电路具有作为开关元件的晶体管,各相都包括两个晶体管和两个二极管。变换器2在各相中通过将两个晶体管同时接通或切断,来变更流向线圈12的电流值。在A相中,具备晶体管Tra1、Tra2和二极管Da1、Da2。在B相中,具备晶体管Trb1、Trb2和二极管Db1、Db2。在C相中,具备晶体管Trc1、Trc2和二极管Dc1、Dc2。
控制装置100是控制SR电动机1的电子控制装置(ECU)。控制装置100具有CPU和存储有各种程序等数据的存储部,CPU包括进行用于控制SR电动机1的各种运算的控制部。控制部的运算的结果是,从控制装置100向变换器2输出用于控制SR电动机1的指令信号。控制装置100通过控制变换器2来控制向SR电动机1施加的电压及励磁电流。
从检测SR电动机1的转速的转速传感器51向控制装置100输入旋转变压器信号。控制装置100根据转速传感器51的旋转变压器信号,执行基于旋转方向上的定子齿11与转子齿21的相对位置关系来针对每个相反复进行成为通电对象的线圈12的切换的驱动控制。通过控制装置100执行驱动控制,而使转子20旋转。在驱动控制时,控制装置100使励磁电流流向某相的线圈12而使定子齿11励磁,在定子齿11与该定子齿11附近的转子齿21之间产生磁吸引力。磁吸引力能够分解为周向和径向的分力。周向的分力是旋转力,径向的分力是径向力。通过磁吸引力的周向分量即旋转力作用于转子20,而产生SR电动机1的转矩。磁吸引力的径向分量即径向力成为噪音·振动(NV)的主要原因。在驱动中的SR电动机1产生的声压随着径向力增大而升高。若作用于SR电动机1的径向力变大,则定子10和/或转子20的位移变大,振动变大。
需要说明的是,在定子齿11与转子齿21成为在周向上完全重叠的位置的情况下(定子齿11和转子齿21成为在径向上完全对向的位置的情况下),磁吸引力仅在径向上作用。在该转子齿21上不作用旋转力而仅作用径向力。因此,控制装置100在通过使电流流向线圈12而成为了励磁对象的定子齿11成为了与转子齿21在径向上对向而完全重叠的位置时,或者在完全重叠前后,作为停止向线圈12通电的非励磁对象。而且,控制装置100在下一转子齿21接近至规定的位置时,将该转子齿21作为励磁对象。
[2.切换映射]
图2是表示SR电动机1的特性的N-T线图。图2的N-T线图是横轴为SR电动机1的转速且纵轴为SR电动机1的转矩的映射。SR电动机1在图2所示的映射的运转区域内进行驱动。根据该映射,SR电动机1的最大转矩在低转速侧为额定转矩,但随着电动机转速上升而减小。
控制装置100使用图2所示的映射来执行将SR电动机1的驱动控制切换为第一控制模式和第二控制模式的切换控制。即,在切换控制时,控制装置100使用SR电动机1的转速和SR电动机1的要求转矩(目标电动机转矩)作为参数。
第一控制模式是用于降低转矩变动的控制模式。控制装置100执行使降低转矩变动的电流波形的励磁电流流动的第一控制(转矩变动降低控制)作为第一控制模式的控制。降低转矩变动的电流波形是指存在不同相的励磁区间彼此重叠的两相励磁区间的波形。
第二控制模式是用于降低磁吸引力的径向分量即径向力的控制模式。控制装置100执行使降低径向力的电流波形的励磁电流流动的第二控制(径向力变动降低控制)作为第二控制模式的控制。降低径向力的电流波形是指在励磁区间中的径向力相对小的区域内(旋转角度范围内)励磁电流上升至最大电流值的波形。
如图2所示,切换映射内的运转区域以切换线L为界而分为第一区域和第二区域。第一区域是应该优先降低转矩变动的运转区域,是选择执行转矩变动降低控制的第一控制模式的区域。第二区域是与转矩变动的降低相比能够优先降低振动·噪音的运转区域,是选择执行径向力变动降低控制的第二控制模式的区域。切换线L以在规定转速的范围内随着转矩增加而转速增大的方式设定。该规定转速被设定在SR电动机1驱动时产生大的转矩变动的低转速域。如图2所示,在SR电动机1的可输出转矩成为额定转矩的转速范围(低转速域)设定作为切换控制模式的基准值的规定转速。需要说明的是,该低转速域不包括转速0。而且,第一区域被设定为比第二区域靠低转速侧的运转区域。即,第一区域与第二区域的交界线即切换线L也可以说是设定于规定转速。控制装置100具备判定SR电动机1的运转状态包含于第一区域和第二区域中的哪个区域的判定部。
[3.切换控制]
图3是表示切换控制的一例的流程图。控制装置100读入SR电动机1的驱动控制所使用的各种信息(步骤S1)。该信息包括从转速传感器51输入的旋转变压器信号和SR电动机1的要求转矩。然后,控制装置100基于旋转变压器信号来运算SR电动机1的转速(步骤S2)。而且,控制装置100导出与要求转矩对应的电动机转矩指令值(步骤S3)。
控制装置100判定是否需要执行降低转矩变动的第一控制(转矩变动降低控制)作为电动机驱动控制(步骤S4)。在步骤S4中,判定是否将电动机驱动控制设定为第一控制模式。
具体而言,控制装置100可以使用来自转速传感器51的实际的SR电动机1的转速、与要求转矩对应的电动机转矩指令值以及图2所示的切换映射,来执行步骤S4的判定处理。这种情况下,控制装置100判定通过电动机转速和电动机转矩指令值而确定的动作点是否处于切换映射的第一区域内。在SR电动机1的动作点从第二区域内跨过切换线L而移动到了第一区域内的情况下,控制装置100在步骤S4中作出肯定判定,将电动机驱动控制设定为第一控制模式。需要说明的是,在该处理中,也可以取代电动机转矩指令值而使用要求转矩值。即,也可以基于SR电动机1的转速和SR电动机1的要求转矩值来确定动作点。
或者,控制装置100可以仅使用电动机转速作为参数来执行步骤S4的判定处理。这种情况下,控制装置100判定电动机转速是否比规定转速低。规定转速是预先设定的值。例如,在图2所示的切换映射的运转区域中,可以将从SR电动机1能够输出的最大转矩成为额定转矩的电动机转速设定为规定转速。在电动机转速处于低转速侧时,与高转速侧相比以磁吸引力为起因的径向力的变动小,因此能够优先降低转矩变动。因此,在SR电动机1的转矩为规定值的状态(运转状态)下电动机转速比规定转速低的情况下,控制装置100在步骤S4中判定为需要执行转矩变动降低控制。另一方面,在SR电动机1的转矩为上述规定值的状态下电动机转速为上述规定转速以上的情况下,控制装置100判定为需要执行径向力变动降低控制。需要说明的是,在该判定处理中使用的SR电动机1的转矩可以是要求转矩,也可以是电动机转矩指令值。
在步骤S4中作出了肯定判断的情况下,控制装置100设定为第一控制模式而执行转矩变动降低控制(第一控制)(步骤S5)。转矩变动降低控制(第一控制)是使降低转矩变动的电流波形的励磁电流流动的控制。执行步骤S5的功能性处理单元是第一控制单元。控制装置100的控制部包括执行步骤S5的第一控制单元。该第一控制模式(转矩变动降低控制)的详情将参照图4~图6在后文叙述。
在步骤S4中作出了否定判断的情况下,控制装置100设定为第二控制模式而执行径向力变动降低控制(第二控制)(步骤S6)。径向力变动降低控制(第二控制)是使降低磁吸引力的径向分量即径向力的变动的电流波形的励磁电流流动的控制。执行步骤S6的功能性处理单元是第二控制单元。控制装置100的控制部包括执行步骤S6的第二控制单元。该第二控制模式(径向力变动降低控制)的详情将参照图7、8在后文叙述。
执行步骤S6的情况是由于电动机转速相对为高转速而在步骤S4中作出了否定判断的情况。在电动机转速处于高转速侧时,与低转速侧相比以磁吸引力为起因的径向力的变动大,因此与降低转矩变动相比优先降低径向力。即,与振动·噪音(NV)相比,使转矩变动优先。
[4.第一控制模式的电流波形]
参照图4,说明第一控制模式的电流波形。图4(a)是表示第一控制模式的电压波形及电流波形的图。图4(b)是表示比较例的电压波形及电流波形的图。比较例是执行了重视效率的驱动控制的情况。
如图4(a)所示,控制装置100在某转子齿21的旋转角度进入了励磁区间A的情况下,即成为了励磁开始角θ1(ON角)的情况下,开始使电流向成为励磁对象的线圈12流动。在转子齿21的旋转角度处于电流上升区间A1内的情况下,控制装置100对成为励磁对象的定子齿11的线圈12进行电流的上升控制。在电流上升区间A1中,控制成施加正的电压的模式(正电压模式),使电流上升至最大电流值Imax。在迟滞区间A2中,执行反复成为正电压模式和使电压为0的模式(回流模式)的控制,以使电流成为最大电流值Imax附近的大小的方式进行控制。回流模式是指不向线圈12施加电压而经由线圈12使电流在变换器电路内回流的控制模式。具体而言,控制装置100在迟滞区间A2内以使励磁电流值在以最大电流值Imax为上限值的规定电流宽度的范围内推移的方式进行控制。这种情况下,在励磁电流值到达了最大电流值Imax的情况下执行回流模式,然后,在励磁电流值到达了规定电流宽度的下限值的情况下执行正电压模式。或者,控制装置100在励磁电流的瞬时电流值I比限制电流值Iα小的情况下执行正电压模式,在瞬时电流值I为限制电流值Iα以上的情况下执行回流模式。限制电流值Iα被预先设定为比最大电流值Imax小的值。然后,在转子齿21的旋转角度进入了电流下降区间A3时(成为了OFF角时),使正对励磁对象的定子齿11的线圈12通入的电流开始下降。在电流下降区间A3中,控制装置100控制成施加负的电压的模式(负电压模式)。然后,在励磁结束角θ4下,在线圈12中流动的电流成为0。在第一控制模式下,在从励磁开始角θ1至励磁结束角θ4的旋转角度范围内,励磁电流持续流动。即,第一控制模式的励磁区间A是从励磁开始角θ1至励磁结束角θ4的旋转角度范围(励磁宽度)。励磁区间是指使励磁电流流向线圈12的区间。
并且,若将第一控制模式与重视效率的比较例进行比较,则比较例的励磁区间B如图4(b)所示那样是从励磁开始角θ2至励磁结束角θ3的旋转角度范围。比较例的励磁开始角θ2比第一控制模式的励磁开始角θ1大。此外,比较例的励磁结束角θ3比第一控制模式的励磁结束角θ4小。概括而言,旋转角度按照励磁开始角θ1、励磁开始角θ2、励磁结束角θ3、励磁结束角θ4的顺序变大。第一控制模式的励磁区间A成为比比较例的励磁区间B宽的旋转角度范围。而且,第一控制模式的励磁区间A被设定为比后述的第二控制模式的励磁区间E宽的旋转角度范围。在图4(a)、(b)所示的情况下,在第一控制模式下,与重视效率的电流波形相比,进行ON角的提前且励磁结束角的延后。需要说明的是,在第一控制模式下,与重视效率的电流波形相比,只要执行ON角的提前及励磁结束角的延后中的至少任一方即可。而且,SR电动机1的效率基于转子齿21的旋转角度(相对于励磁对象的定子齿11的相对位置)与线圈12的电感之间的关系。
图5(a)是表示第一控制模式的转矩变动的图。图5(b)是表示比较例的转矩变动的图。若关于转矩变动将第一控制模式与比较例进行比较,则第一控制模式的转矩宽度C比比较例的转矩宽度D窄。转矩宽度表示转矩变动的大小。根据第一控制模式,实现与重视效率的电流波形相比能够降低转矩变动的电流波形。这是因为,第一控制模式的励磁区间A成为了比比较例的励磁区间B宽的旋转角度范围。由此,如图5(a)所示,在某相的线圈12的励磁电流成为0之前,向其他相的线圈12的励磁电流开始上升。即,原因在于,通过扩大励磁区间A的旋转角度范围,不同相的励磁区间A彼此重叠。另一方面,如图5(b)所示,在重视效率的电流波形中,由于励磁区间B窄,所以不同相的励磁区间B彼此不重叠。即,在比较例中,在某相的励磁电流成为0之后,其他相的励磁电流才上升,因此转矩变动的斜度变得陡峭,并且其转矩宽度D也会变大。
[4-1.转矩变动降低控制]
图6是表示转矩变动降低控制的一例的流程图。控制装置100在第一控制模式下执行图6所示的控制流程。需要说明的是,图6所示的步骤S11~步骤S13与上述的图3所示的步骤S1~步骤S3是同样的。因此,步骤S11~步骤S13的说明省略。
控制装置100决定ON角、OFF角、最大电流值Imax作为第一控制模式的励磁条件(步骤S14)。而且,控制装置100基于来自未图示的电流传感器的检测信号,读入实际正向某相的线圈12流动的瞬时电流I(步骤S15)。电流传感器是检测在线圈12中流动的电流值的传感器,构成为能够针对各相的线圈12检测瞬时电流I。
然后,控制装置100基于转子20的旋转角度,判定是否处于励磁区间A中的电流上升区间A1内或迟滞区间A2内(步骤S16)。
在由于处于电流上升区间A1内或迟滞区间A2内而在步骤S16中作出了肯定判断的情况下,控制装置100判定瞬时电流值I是否小于限制电流Iα(步骤S17)。
在由于瞬时电流值I小于限制电流值Iα而在步骤S17中作出了肯定判断的情况下,控制装置100执行正电压模式,向线圈12施加正电压(步骤S18)。例如,在电流上升区间A1内的情况下,朝向最大电流值Imax上升的励磁电流未到达最大电流值Imax,控制装置100通过步骤S18而使正电压模式继续。而且,在迟滞区间A2内的情况下,从最大电流值Imax下降的励磁电流值低于限制电流值Iα,控制装置100通过步骤S18而结束回流模式,开始正电压模式。然后,控制装置100在执行了步骤S18之后,返回步骤S16。
在由于瞬时电流值I为限制电流Iα以上而在步骤S17中作出了否定判定的情况下,控制装置100执行回流模式,使向线圈12施加的电压为0(步骤S19)。例如,在电流上升区间A1内的情况下,朝向最大电流值Imax上升的励磁电流到达了最大电流值Imax,控制装置100通过步骤S18而结束正电压模式,开始回流模式。这种情况下,从电流上升区间A1向迟滞区间A2转移。而且,在迟滞区间A2内的情况下,朝向最大电流值Imax上升的励磁电流值超过了限制电流值Iα,控制装置100结束正电压模式而开始回流模式。然后,控制装置100在执行了步骤S19之后,返回步骤S16。
另外,在步骤S16中由于不处于电流上升区间A1内或迟滞区间A2内而作出了否定判断的情况下,控制装置100判定是否需要减小电流(步骤S20)。在步骤S20中,在转子齿21的旋转角度处于电流下降区间A3内的情况下,判定是否需要执行积极地降低电流的控制。
在由于需要减小电流而在步骤S20中作出了肯定判断的情况下,控制装置100执行负电压模式,向线圈12施加负电压(步骤S21)。然后,控制装置100结束该控制例程。
在由于不需要减小电流而在步骤S20中作出了否定判断的情况下,控制装置100执行回流模式,使线圈12的施加电压为0(步骤S22)。然后,控制装置100结束该控制例程。
在上述的步骤S16中作出了否定判定的情况下,作为使流向线圈12的电流下降的控制,控制装置100基于转子20的转速和对于线圈12的电流指令值(或电流传感器的检测值)而选择回流模式或负电压模式。SR电动机1在负电压模式下比在回流模式下效率高。因此,控制装置100在判断为通过回流模式能够充分使电流下降,即通过回流模式能够实现电流下降时的目标电流波形的情况下,与负电压模式相比优先选择回流模式。另一方面,控制装置100在判断为在回流模式下无法实现电流下降时的目标电流波形即电流下降时的目标电流指令值的情况下,选择负电压模式来使电流比回流模式时急速地下降。
[5.第二控制模式的电流波形]
参照图7,说明第二控制模式的电流波形。图7是表示第二控制模式的电压波形及电流波形的图。需要说明的是,在图7中,用虚线来记载比较例的电流波形。比较例与在第一控制模式下进行了比较的例子同样,是执行了重视效率的驱动控制的情况。
如图7所示,在第二控制模式和比较例中,最大电流值的大小不同。在第二控制模式下,与使效率优先的比较例相比,使最大电流值Imax更大的电流波形的励磁电流流动。即,第二控制(径向力变动降低控制)包括将最大电流值Imax设定为比比较例大的值的控制。此外,在图7所示的例子中,第二控制模式的励磁区间E被设定为比比较例的励磁区间B宽的旋转角度范围。
详细而言,转子齿21一边缩短与被切换成了励磁对象的定子齿11的相对距离,一边从电流的上升区间向高效率且径向力小的区域B1移动。在第二控制模式下,在比高效率且径向力小的区域B1靠前的旋转角度θ5下,开始使电流流向线圈12。旋转角度θ5是第二控制模式的励磁开始角,被设定为比比较例的励磁开始角θ2靠前的旋转角度。即,在第二控制模式下,执行与重视效率的比较例相比将励磁开始角提前的控制。
另外,第二控制模式的最大电流值Imax是比比较例的最大电流值Imax大的值,但在第二控制模式的电流上升区间中,在比比较例靠前的旋转角度下,励磁电流上升至最大电流值Imax。该励磁电流到达了最大电流值Imax时的旋转角度θ6是第二控制模式的回流开始角。第二控制模式下的电流上升区间成为从旋转角度θ5至旋转角度θ6之间。即,第二控制模式的电流上升区间在比比较例的电流上升区间(B1)靠前的旋转角度下结束。此外,在第二控制模式下,与比较例不同,在高效率且径向力小的区域B1内,使施加电压为0而使电流值开始下降。即,第二控制模式的回流开始角(θ6)包含在高效率且径向力小的区域B1内。
然后,转子齿21一边缩短其相对距离,一边向高效率且径向力大的区域B2移动。在第二控制模式下的高效率且径向力大的区域B2中,电流值被控制为比比较例的电流值低的值。在图7所示的例子中,从高效率且径向力小的区域B1到高效率且径向力大的区域B2,控制装置100执行回流模式,使施加电压为0。由此,该角度范围内的第二控制模式的电流波形在到达了最大电流值Imax之后持续下降。当然,第二控制模式的电流值为在高效率且径向力大的区域B2中比在高效率且径向力小的区域B1中小的值。例如,对于线圈12的电流值只要以使径向力成为目标值以下的方式设定即可。而且,在图7所示的例子中,第二控制模式的电流值成为0的励磁结束角与重视效率的比较例中的励磁结束角θ3相同。需要说明的是,第二控制模式的励磁区间E也可以设定为与比较例的励磁区间B相同的励磁宽度。例如,在第二控制模式下,执行使电流开始上升的励磁开始角及电流成为0的励磁结束角在两个方向上都比比较例提前的控制。
概括而言,在第二控制模式下,在从电流的上升区间至高效率且径向力小的区域B1的一部分之间,使对于励磁对象的定子齿11的线圈12的电流值比比较例的电流值高,并且在从高效率且径向力小的区域B1的一部分至高效率且径向力大的区域B2之间,使对于励磁对象的定子齿11的线圈12的电流值比比较例的电流值低。由此,在执行第二控制模式的SR电动机1中,能够与比较例相比降低径向力。
图8是表示第二控制模式的径向力变动的图。图8所示的虚线的波形是比较例的径向力。如图8所示,第二控制模式的径向力的峰值成为比比较例小的值。这样,通过在第二控制模式时产生的径向力的峰值比重视效率的比较例小,能够降低径向力的变动。
另外,若关于效率将上述的第一控制模式的电流波形与第二控制模式的电流波形进行比较,则第二控制模式的效率比第一控制模式的效率高。在第一控制模式下,由于设定为比重视效率的电流波形宽的励磁区间A,因此会将效率相对低的旋转角度范围包含于励磁区间。在第二控制模式下,能够设定比第一控制模式接近重视效率的励磁区间B的励磁区间E。即,第二控制包括使励磁区间E成为比第一控制模式的励磁区间A接近重视效率的电流波形的励磁区间B的旋转角度范围的控制。因此,第二控制模式实现效率比第一控制模式高的运转状态,既能抑制效率的下降又能降低径向力变动。
如以上说明那样,根据本实施方式的控制装置100,由于执行根据电动机转速和电动机转矩而使不同的电流波形的励磁电流流动的控制,因此既能抑制效率的下降,又能降低噪音·振动及转矩变动。
[6.变形例1]
在变形例1中,切换映射与上述的具体例不同。图9是表示变形例1的切换映射的图。控制装置100使用图9所示的切换映射来将电动机驱动控制切换为第一控制模式和第二控制模式。
如图9所示,在变形例1的切换映射中,设置具有规定的迟滞宽度的切换区间,以免第一控制模式与第二控制模式的切换频繁发生。切换区间由第一切换线L1和第二切换线L2规定。第一切换线L1是执行从第二控制模式向第一控制模式的切换时使用的切换线。第二切换线L2是执行从第一控制模式向第二控制模式的切换时使用的切换线。在变形例1中,第一切换线L1被设定在比第二切换线L2靠低旋转侧处。
图10是用于说明变形例1的切换动作的图。图10中,从第二控制模式向第一控制模式切换时的动作由黑色箭头表示,从第一控制模式向第二控制模式切换时的动作由白色箭头表示。
在控制装置100选择第一控制模式的情况下,如图10的黑色箭头所示,通过由SR电动机1的转速和要求转矩(电动机转矩指令值)而确定的动作点从处于第二区域内的运转状态跨过第一切换线L1而移动到第一区域内,从而控制装置100执行从第二控制模式向第一控制模式的切换。即,即使第二区域侧的动作点因电动机转速的下降而跨过了第二切换线L2,也不执行控制模式的切换。
另一方面,在控制装置100选择第二控制模式的情况下,如图10的白色箭头所示,通过动作点从处于第一区域内的运转状态跨过第二切换线L2而移动到第二区域内,从而控制装置100执行从第一控制模式向第二控制模式的切换。即,即使第一区域侧的动作点因电动机转速的上升而跨过了第一切换线L1,也不执行控制模式的切换。
第一切换线L1上的转速是从第二控制模式向第一控制模式切换的规定转速(第一转速)。第二切换线L2上的转速是从第一控制模式切换为第二控制模式的规定转速(第二转速)。在图10所示的例子中,在SR电动机1的转矩为规定值的状态下,第二转速是比第一转速高的转速。而且,在SR电动机1的转矩为规定值的状态下,第一转速与第二转速为不同的值,由此,成为切换控制时的基准值的第一转速与第二转速之间具有迟滞宽度。即,切换控制模式的规定转速具有迟滞宽度。这种情况下,在规定转矩下SR电动机1的转速从比第二转速靠高转速侧的转速下降为了小于第一转速时,控制装置100从第二控制模式向第一控制模式切换。另一方面,在规定转矩下SR电动机1的转速从比第一转速靠低旋转侧的转速上升为了第二转速以上时,控制装置100从第一控制模式向第二控制模式切换。
如以上说明那样,根据变形例1,通过在切换区间设置迟滞宽度,能够抑制因第一及第二控制模式的切换频繁进行而造成的忙碌感。而且,能够抑制因频繁执行切换控制而引起的效率、振动·噪音、转矩变动的变化。
[7.变形例2]
在变形例2中,切换映射和控制模式的切换动作与变形例1不同。图11是用于说明变形例2的切换映射及切换动作的图。
控制装置100使用图11所示的切换映射来将电动机驱动控制切换为第一控制模式和第二控制模式。如图11所示,在变形例2的切换映射中,第一切换线L1设定在比第二切换线L2靠高旋转侧处。控制装置100在切换区间内执行逐渐切换控制模式的控制(渐变模式)。
在从第二控制模式切换为第一控制模式的情况下,如图11的黑色箭头所示,动作点从第二区域侧跨过第一切换线L1而移动到切换区间内。控制装置100在动作点跨过了第一切换线L1时开始执行向第一控制模式的切换控制。即,在因电动机转速下降等而导致该动作点在切换区间内朝向第二切换线L2侧移动时,控制装置100执行从第二控制模式向第一控制模式逐渐切换的控制(渐变模式)。然后,在动作点从切换区间跨过了第二切换线L2时,从第二控制模式向第一控制模式的切换完成。
在从第一控制模式切换为第二控制模式时,如图11的白色箭头所示,动作点从第一区域侧跨过第二切换线L2而移动到切换区间内。控制装置100在动作点跨过了第二切换线L2时开始执行向第二控制模式的切换控制。即,在因电动机转速上升等而导致该动作点在切换区间内朝向第一切换线L1侧移动时,控制装置100执行从第一控制模式向第二控制模式逐渐切换的控制(渐变模式)。然后,在动作点从切换区间跨过了第一切换线L1时,从第一控制模式向第二控制模式的切换完成。
在图11所示的例子中,在规定转矩下,第二切换线L2上的第二转速是比第一切换线L1上的第一转速低的转速。这种情况下,在规定转矩下SR电动机1的转速低于第一转速而到达第二转速为止的期间,控制装置100从第二控制模式向第一控制模式逐渐切换。另一方面,在规定转矩下SR电动机1的转速超过第二转速而到达第一转速为止的期间,控制装置100从第一控制模式向第二控制模式逐渐切换。
图12是用于说明切换区间内的切换动作的图。图12示出施加电压的ON角θON、施加电压的OFF角θOFF、励磁电流的最大电流值Imax、回流开始角θS。需要说明的是,图12示出执行第一控制即转矩变动降低控制时的励磁条件(第一励磁条件)和执行第二控制即径向力变动降低控制时的励磁条件(第二励磁条件)。
ON角θON被设定为第一控制模式的ON角θON1小于第二控制模式的ON角θON2。若以ON角θON为例来说明从第一控制模式向第二控制模式的切换动作,则在切换区间内是第一控制模式的ON角θON1与第二控制模式的ON角θON2之间的大小,且该大小以逐渐增大的方式变化。这样,使ON角θON逐渐变大。需要说明的是,在从第二控制模式向第一控制模式的切换动作中,ON角θON以从第二控制模式的ON角θON2朝向第一控制模式的ON角θON1逐渐减小的方式变化。
OFF角θOFF被设定为第一控制模式的OFF角θOFF1大于第二控制模式的OFF角θOFF2。若以OFF角θOFF为例来说明从第二控制模式向第一控制模式的切换动作,则在切换区间内为第二控制模式的OFF角θOFF2与第一控制模式的OFF角θOFF1之间的大小,且该大小以逐渐增大的方式变化。这样,使OFF角θOFF逐渐变大。另一方面,在从第一控制模式向第二控制模式的切换动作中,以从第一控制模式的OFF角θOFF1朝向第二控制模式的OFF角θOFF2逐渐减小的方式变化。
最大电流值Imax被设定为第一控制模式的最大电流值Imax1小于第二控制模式的最大电流值Imax2。若以最大电流值Imax为例来说明从第一控制模式向第二控制模式的切换动作,则在切换区间内为第一控制模式的最大电流值Imax1与第二控制模式的最大电流值Imax2之间的大小,且该大小以逐渐增大的方式变化。另一方面,在从第二控制模式向第一控制模式的切换动作中,以从第二控制模式的最大电流值Imax2朝向第一控制模式的最大电流值Imax1逐渐减小的方式变化。
回流开始角θS被设定为第一控制模式的回流开始角θS1大于第二控制模式的回流开始角θS2。若以回流开始角θS为例来说明从第二控制模式向第一控制模式的切换动作,则在切换区间内为第二控制模式的回流开始角θS2与第一控制模式的回流开始角θS1之间的大小,且该大小以逐渐增大的方式变化。这样,使回流开始角θS逐渐变大。另一方面,在从第一控制模式向第二控制模式的切换动作中,以从第一控制模式的回流开始角θS1朝向第二控制模式的回流开始角θS2逐渐减小的方式变化。
[7-1.渐变模式的电流波形]
参照图13,说明渐变模式的电流波形。图13(a)是表示第二控制模式的电压波形的图。图13(b)是表示渐变模式的电压波形的图。图13(c)是表示第一控制模式的电压波形的图。图13(d)是表示各模式的电流波形的图。需要说明的是,在图13(d)中,第一控制模式的电流波形由单点划线表示,第二控制模式的电流波形由双点划线表示,渐变模式的电流波形由实线表示。
如图13(d)所示,渐变模式的电流波形具有第一控制模式的电流波形与第二控制模式的电流波形之间的形状。渐变模式的励磁区间比第一控制模式的励磁区间窄且比第二控制模式的励磁区间宽。此外,渐变模式的最大电流值Imax3比第一控制模式的最大电流值Imax1大且比第二控制模式的最大电流值Imax2小。而且,第一控制模式的电流波形与第二控制模式的电流波形相比,励磁区间宽且最大电流值小。例如,在从第一控制模式切换为第二控制模式时,从第一控制模式的电流波形经由渐变模式的电流波形向第二控制模式的电流波形变化。另一方面,在从第二控制模式切换为第一控制模式时,从第二控制模式的电流波形经由渐变模式的电流波形向第一控制模式的电流波形变化。这样,通过在切换控制模式时经由渐变模式,能够使电流波形逐渐变化。
具体而言,渐变模式的ON角θON3(励磁开始角)比第一控制模式的ON角θON1(励磁开始角)大且比第二控制模式的ON角θON2(励磁开始角)小。渐变模式的励磁结束角θend3比第二控制模式的励磁结束角θend2大且比第一控制模式的励磁结束角θend1小。而且,渐变模式的回流开始角θS3比第二控制模式的回流开始角θS2大且比第一控制模式的回流开始角θS1小。并且,渐变模式的OFF角θOFF3比第一控制模式的OFF角θOFF1小且比第二控制模式的OFF角θOFF2大。在第一控制模式下,从正电压模式不经由回流模式地向负电压模式转移,因此OFF角θOFF1与回流开始角θS1成为同一角度。并且,渐变模式的回流开始角θS3与OFF角θOFF3的间隔(旋转角度差)比第二控制模式的回流开始角θS2与OFF角θOFF2的间隔窄。因此,在渐变模式下执行回流模式的旋转角度范围被设定得比第二控制模式窄且比第一控制模式宽。此外,渐变模式的迟滞区间被设定得比第一控制模式窄,且在该迟滞区间内执行正电压模式的次数被设定得比第一控制模式少。即,通过经由渐变模式,迟滞区间变化,并且迟滞区间的电流波形的波峰的数量(波谷的数量)变化。
在从第一控制模式经由渐变模式切换为第二控制模式的情况下,励磁区间逐渐变窄,并且最大电流值逐渐变大。这种情况下,通过将ON角θON3(励磁开始角)延后且将回流开始角θS3提前,来使励磁区间逐渐变窄。详细而言,将渐变模式的ON角θON3相比于第一控制模式的ON角θON1(励磁开始角)向第二控制模式的ON角θON2(励磁开始角)侧延后,且将渐变模式的回流开始角θS3相比于第一控制模式的回流开始角θS1向第二控制模式的回流开始角θS2侧提前。通过这样将回流开始角θS提前,渐变模式的励磁结束角θend3相比于第一控制模式的励磁结束角θend1向第二控制模式的励磁结束角θend2侧减小。而且,由于在第一控制模式下回流开始角θS1与OFF角θOFF1为同一角度,因此通过从第一控制模式经由渐变模式向第二控制模式转移,回流开始角θS与OFF角θOFF的间隔逐渐变宽。此外,最大电流值从第一控制模式的最大电流值Imax1经由渐变模式的最大电流值Imax3向第二控制模式的最大电流值Imax2逐渐变大。
在从第二控制模式经由渐变模式切换为第一控制模式的情况下,励磁区间逐渐变宽并且最大电流值逐渐变小。这种情况下,通过将ON角θON3(励磁开始角)提前且将回流开始角θS3延后,来使励磁区间逐渐变宽。即,将渐变模式的ON角θON3相比于第二控制模式的ON角θON2(励磁开始角)向第一控制模式的ON角θON1(励磁开始角)侧提前,且将渐变模式的回流开始角θS3相比于第二控制模式的回流开始角θS2向第一控制模式的回流开始角θS1侧延后。通过这样将回流开始角θS延后,渐变模式的励磁结束角θend3相比于第二控制模式的励磁结束角θend2向第一控制模式的励磁结束角θend1侧变大。而且,由于第二控制模式的回流开始角θS2与OFF角θOFF2的间隔比渐变模式宽,因此通过从第二控制模式经由渐变模式向第一控制模式转移,回流开始角θS与OFF角θOFF的间隔逐渐变窄。此外,最大电流值从第二控制模式的最大电流值Imax2经由渐变模式的最大电流值Imax3向第一控制模式的最大电流值Imax1逐渐变小。
如以上说明那样,根据变形例2,在控制模式的切换时,能够使其励磁条件(电流波形)逐渐变化。由此,在控制模式切换时,能够抑制因励磁条件(电流波形)的差异而产生的振动·噪音及转矩变动的急剧变化。
[8.变形例3]
在变形例3中,控制装置100构成为在第一控制模式用的励磁条件映射与第二控制模式用的励磁条件映射之间进行切换。图14是表示变形例3的控制装置100执行的切换控制即切换控制的变形例的流程图。需要说明的是,图14所示的步骤S31~步骤S34与上述的图3的步骤S1~步骤S4是同样的。
如图14所示,在由于需要转矩变动降低控制而在步骤S34中作出了肯定判断的情况下,控制装置100读入转矩变动降低控制用的励磁条件映射(步骤S35)。在步骤S35中,读入上述的第一励磁条件的映射。然后,控制装置100结束该控制例程。
在由于不需要转矩变动降低控制而在步骤S34中作出了否定判断的情况下,控制装置100读入径向力变动降低控制用的励磁条件映射(步骤S36)。在步骤S36中,读入上述的第二励磁条件的映射。然后,控制装置100结束该控制例程。
[9.适用车辆]
SR电动机1能够作为行驶用动力源而搭载于车辆。在SR电动机1搭载于车辆的情况下,在上述的图3的步骤S1中,读入从加速器开度传感器输入的加速器开度信号、从车速传感器输入的车速信号等信息。而且,在图3的步骤S3中,使用加速器开度信号、车速信号和规定的要求转矩用映射来运算要求转矩,并导出与该要求转矩对应的电动机转矩指令值。
图15是表示适用车辆的一例的骨架图。图15所示的车辆200具备发动机201、车轮202、变速器(T/M)203、差动齿轮204、驱动轴205和作为行驶用动力源的SR电动机1。车辆200是四轮驱动车,发动机201驱动左右的前轮202FL、202FR,作为后电动机的SR电动机1驱动左右的后轮202RL、202RR。
发动机201是周知的内燃机。在车辆200的前侧驱动装置中,发动机201经由变速器203及差动齿轮204与左右的驱动轴205、205连接。变速器203例如是有级或无级的自动变速器或手动变速器。左右的驱动轴205、205中的一方与左前轮202FL连接,另一方与右前轮202FR连接。前轮202FL、202FR由发动机201的输出转矩(发动机转矩)来驱动。需要说明的是,车辆200也可以除了发动机201之外还具备驱动前轮202FL、202FR的电动发电机(MG)。
SR电动机1是所谓的轮毂电动机,在左右的后轮202RL、202RR分别各设置一个。在车辆200的后侧驱动装置中,左后轮202RL连接左后SR电动机1RL,且右后轮202RR连接右后SR电动机1RR。后轮202RL、202RR能够相互独立地旋转。通过左后SR电动机1RL的输出转矩(电动机转矩)来驱动左后轮202RL。通过右后SR电动机1RR的输出转矩(电动机转矩)来驱动右后轮202RR。各SR电动机1RL、1RR经由变换器2与蓄电池(B)3连接。SR电动机1通过从蓄电池3供给的电力而作为电动机发挥功能,并且作为将从后轮202RL、202RR传递的转矩(外力)转换成电力的发电机发挥功能。需要说明的是,变换器2包括左后SR电动机1RL用的电路和右后SR电动机1RR用的电路。
控制装置100控制各SR电动机1RL、1RR和发动机201。例如,控制装置100包括SR电动机用控制部(SR电动机用ECU)和发动机用控制部(发动机ECU)。这种情况下,发动机ECU通过进气控制、燃料喷射控制、点火控制等来执行将发动机201的输出转矩调节成目标转矩值的发动机转矩控制。而且,SR电动机用ECU基于从转速传感器51输入的信号来执行关于各SR电动机1RL、1RR的电动机控制。转速传感器51包括检测左后SR电动机1RL的转速的左后转速传感器51RL和检测右后SR电动机1RR的转速的右后转速传感器51RR。
需要说明的是,以SR电动机1为行驶用动力源的车辆例不限定于图15所示的例子。例如,也可以是将图15所示的前侧驱动装置与后侧驱动装置对调,作为前电动机的SR电动机1驱动左右的前轮202FL、202FR,发动机201驱动左右的后轮202RL、202RR的车辆。而且,作为图15所示的后侧驱动装置的变形例,也可以是一个SR电动机1经由差动齿轮及左右的驱动轴与左右的后轮202RL、202RR连接的车辆。作为另一适用车辆例,可举出未搭载发动机的车辆(电动机动车)。在电动机动车的情况下,可以是在前后左右的车轮202都设有作为轮毂电动机的SR电动机1的四轮驱动车。作为电动机动车的另一例,也可以是作为前侧轮毂电动机的两个SR电动机1驱动左右的前轮202FL、202FR的前轮驱动的电动机动车,或者还可以是作为后电动机的SR电动机1驱动左右的后轮202RL、202RR的后轮驱动的电动机动车。在后轮驱动的电动机动车的情况下,可以是通过一个SR电动机1来驱动左右的后轮202RL、202RR的车辆,也可以是在左右的后轮202RL、202RR分别设有作为轮毂电动机的SR电动机1的车辆。

Claims (5)

1.一种开关磁阻电动机的控制装置,是通过励磁电流流向线圈而驱动的开关磁阻电动机的控制装置,其特征在于,具备:
切换控制单元,基于所述开关磁阻电动机的转速及转矩,执行将所述开关磁阻电动机的驱动控制在第一控制模式与第二控制模式之间切换的切换控制,所述第一控制模式用于降低转矩变动,所述第二控制模式用于降低磁吸引力的径向分量即径向力的变动;
第一控制单元,执行使降低所述转矩变动的电流波形的励磁电流流向所述线圈的第一控制作为所述第一控制模式的控制;及
第二控制单元,执行使降低所述径向力的变动的电流波形的励磁电流流向所述线圈的第二控制作为所述第二控制模式的控制,
在所述转矩为规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速小于规定转速的情况下,所述切换控制单元选择所述第一控制模式,
在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速为所述规定转速以上的情况下,所述切换控制单元选择所述第二控制模式,
所述第一控制模式包括使所述励磁电流流向所述线圈的励磁区间成为比所述第二控制模式的所述励磁区间宽的旋转角度范围的控制。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电动机的控制装置,其特征在于,
所述规定转速随着所述转矩增加而增加。
3.根据权利要求1或2所述的开关磁阻电动机的控制装置,其特征在于,
所述规定转速包括从所述第二控制模式向所述第一控制模式切换的第一转速和从所述第一控制模式向所述第二控制模式切换的第二转速,所述第二转速在所述转矩为规定值的状态下为比所述第一转速高的转速,
在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从比所述第二转速靠高转速侧的转速下降到了小于所述第一转速的情况下,所述切换控制单元执行从所述第二控制模式向所述第一控制模式的切换控制,
在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从比所述第一转速靠低转速侧的转速上升到了所述第二转速以上的情况下,所述切换控制单元执行从所述第一控制模式向所述第二控制模式的切换控制。
4.根据权利要求1或2所述的开关磁阻电动机的控制装置,其特征在于,
所述规定转速包括从所述第二控制模式向所述第一控制模式切换的第一转速和从所述第一控制模式向所述第二控制模式切换的第二转速,所述第二转速在所述转矩为规定值的状态下为比所述第一转速低的转速,
在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从低于所述第一转速起到达所述第二转速为止的期间,所述切换控制单元执行从所述第二控制模式向所述第一控制模式逐渐切换的控制,
在所述转矩为所述规定值的状态下所述开关磁阻电动机的转速从超过所述第二转速起到达所述第一转速为止的期间,所述切换控制单元执行从所述第一控制模式向所述第二控制模式逐渐切换的控制。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的开关磁阻电动机的控制装置,其特征在于,
降低所述转矩变动的电流波形与降低所述径向力的变动的电流波形相比,所述励磁区间宽且最大电流值小。
CN201611191869.4A 2015-12-24 2016-12-21 开关磁阻电动机的控制装置 Withdrawn CN106921318A (zh)

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