JP2002354867A - スイッチトリラクタンスモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リラクタンスモータの応答性及び回転の安定
性を良くする。 【解決手段】 通電タイミング信号Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗ
で、対応する相の励磁コイルに最大電流を流す最大電流
指令を出力すると共に、所定のタイミングの電流指令出
力タイミング信号Ｔａの発生毎に、その時のモータに対
する電流指令値に応じてＰＩ制御する際の電流値を算出
しかつそれに応じてモータに対する電流制御を行う。 【効果】 通電切り換えタイミング毎に電流制御値を算
出するための長い処理時間を要することがなく、即座に
電流を流すことができ、応答性が良くなると共に、所定
のタイミングで出力される電流指令信号にて、その時の
回転制御に基づいて算出される電流制御値に応じて通電
する制御に切り換えることにより、所定の電流制御を行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチトリラク
タンスモータの制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータに複数の磁性体からなる突
極部を設け、ロータと同軸的に配設されたステータの複
数の突極部に巻線し、それら巻線されて形成された励磁
コイルに選択的に通電することにより、ステータの突極
部にロータの突極部を磁気吸引してロータに回転トルク
を発生させるようにしたスイッチトリラクタンスモータ
が知られている。

【０００３】上記スイッチトリラクタンスモータにおい
て例えば３相モータ型のものにあっては、図３に示され
ようにロータ１１に４つの半径方向外向き突極部１１ａ
を設け、ステータ１２に６つの半径方向内向き突極部１
２ａを設けると共に、ステータ１２の各突極部１２ａに
集中巻きの巻線を行ってＵ相・Ｖ相・Ｗ相の各励磁コイ
ルを形成したものがある。この図示例のものにあって
は、ステータ１２の各対向する一対の突極部１２ａの一
方がＮ極となって、他方がＳ極となるように上記巻線が
行われている。

【０００４】このようなスイッチトリラクタンスモータ
における制御要領を示す。図に示される位置関係にあっ
ては、Ｗ相の一対の励磁コイルに通電すると、ロータ１
１の磁気抵抗変化によりリラクタンストルクが発生し、
Ｗ相の突極部１２ａに直近のロータ１１の突極部１１ａ
が磁気的に引き寄せられる。このようにしてモータの回
転トルクが発生し、例えば図示されないモータ位置セン
サにより検出したロータ１１の位置に応じて通電する相
を切り換えることにより、ロータ１１が連続的に回転し
得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなスイッ
チトリラクタンスモータを電動カートの駆動モータとし
て使うことが考えられ、その場合には、モータの機能を
向上するべく速度・電流制御をコンピュータで制御する
ことことが考えられる。その電流制御にあっては、図４
に示されるように、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の各相に流す電流
を、ＰＩ制御により算出された各相に対する電流制御値
にて、ロータ１１の位置に応じた通電タイミングＴｕ・
Ｔｖ・Ｔｗで対応する相の各励磁コイルに通電する。

【０００６】しかしながら、通電タイミングＴｕ・Ｔｖ
・Ｔｗで通電量を算出してから通電を開始する制御を行
うことから、図に示されるように通電タイミングＴｕ・
Ｔｖ・Ｔｗに対して実際に相に流れ始める電流に処理時
間の遅れ（Δｔ）やインダクタンスによる遅れ（Δｔ
１）が生じていた。そのため、トルクの立ち上がりに遅
れが生じて応答性が悪いという問題があった。

【０００７】また、速度変化が生じて図に示されるよう
に両通電タイミングＴｕ・Ｔｖ間が長くなった場合に
は、電流ＰＩ制御を行うことにより比較的安定した電流
出力が得られるため、それにより速度が安定し得る。こ
れは、Ｕ相への切り換え直後に小さい電流検出値に対し
て大きい電流指令が出力されるが、図に示されるように
Ｕ相への通電時間が長い場合にはＵ相の電流検出値も徐
々に指令値に追いつくようになり、その結果、切り換え
直後に大きかった差分（電流指令値と検出値との差）が
減少するためである。しかしながら、転流が通電タイミ
ング毎に行われるため、上記速度変化に対する応答性は
悪いという問題は残る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、応答性が良くかつ回転の安定性が良いスイッチトリ
ラクタンスモータを実現するために、本発明に於いて
は、複数の突極部を備えるロータと、巻線された複数の
突極部を備えるステータとを有するスイッチトリラクタ
ンスモータの制御方法において、前記ステータの各相へ
の通電切り換えタイミング毎に対応する相へ最大電流を
流し、電流指令信号を所定のタイミング毎に出力すると
共に、前記通電切り換えタイミング間にあって前記電流
指令信号が出力された場合には、その時の回転制御に基
づいて算出される電流制御値に応じて通電する制御に切
り換えるものとした。

【０００９】これによれば、スイッチトリラクタンスモ
ータにおける通電制御において、各相への通電切り換え
タイミング時に最大電流を流すことから、通電切り換え
タイミング毎に電流制御値を算出するための長い処理時
間を要することなく、即座に電流を流すことができ、応
答性が良くなる。そして、所定のタイミングで出力され
る電流指令信号にて、その時の回転制御に基づいて算出
される電流制御値に応じて通電する制御に切り換えるこ
とにより、所定の電流制御を行うことができる。

【００１０】また、前記回転制御に基づいて算出される
電流制御値に応じて通電する制御が電流ＰＩ制御である
ことによれば、負荷変動が起きた場合にも安定した回転
制御を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明が適用された電動カートに
おける駆動モータ制御回路の概略ブロック図である。電
動カートのアクセル（図示せず）からのアクセル信号が
制御ユニット１内のＣＰＵ２に入力し、制御ユニット１
内のドライバ回路３によりスイッチトリラクタンスモー
タ４が駆動されるようになっている。本発明が適用可能
なスイッチトリラクタンスモータ４にあっては、従来例
の図３で示された３相構造のものであって良く、その図
示及びその詳しい説明を省略する。

【００１３】制御ユニット１内には、スイッチトリラク
タンスモータ４の各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）に流れる電
流をそれぞれ検出するための各電流検出センサ５ｕ・５
ｖ・５ｗが設けられている。また、スイッチトリラクタ
ンスモータ４にはロータの回転位置を検出するためのモ
ータ位置センサ６が設けられている。そして、ＣＰＵ２
に、各電流検出センサ５ｕ・５ｖ・５ｗにより検出され
た各電流検出値信号と、モータ位置センサ６により検出
された位置検出信号とが入力するようになっている。

【００１４】本発明によるスイッチトリラクタンスモー
タに対する通電制御にあっては、図２に示されるように
通電切り換え信号としての各通電タイミング信号Ｔｕ・
Ｔｖ・ＴｗでＵ相・Ｖ相・Ｗ相の各相に対する通電を切
り換える。なお、各通電タイミング信号Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔ
ｗは、上記モータ位置センサ６による位置検出信号によ
るものであって良い。そして、各通電タイミング信号Ｔ
ｕ・Ｔｖ・Ｔｗでは、対応する相の励磁コイルに最大電
流を流す最大電流指令を出力する。これにより、各相に
対する通電切り換えタイミング毎に先ず最大電流が流れ
ることになる。

【００１５】また、上記通電タイミング信号Ｔｕ・Ｔｖ
・Ｔｗとは別に、所定のタイミング（例えば１００μｓ
間隔の割り込み処理）で定められた電流指令信号として
の電流指令出力タイミング信号Ｔａを発生し、その発生
毎に、その時のモータに対する電流指令値（カートの場
合にはスロットル開度に基づく速度指令値を維持するた
めの電流指令値）に応じてＰＩ制御する際の電流値を算
出する。そして、電流指令出力タイミング信号Ｔａが発
生したら、モータ４に対する電流制御を上記電流ＰＩ制
御指令に基づいて行う。

【００１６】このように、通電タイミング信号Ｔｕ・Ｔ
ｖ・Ｔｗになったら上記したように最大電流指令に応じ
て最大電流を流す電流制御を行い、次の通電タイミング
信号Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗが発生する前に電流出力タイミン
グ信号Ｔａが発生したらそれに応じて出力される電流Ｐ
Ｉ制御指令に基づいた電流制御を行う。

【００１７】これにより、相への通電切り換えのタイミ
ング（Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗ）では計算を行わずに最大電流
指令を出力することから、処理時間の早い速やかな通電
を行うことができ、通電切り換え時の応答性が極めて良
い。また、その時に通電する電流値は最大電流値であ
り、それにより応答性を最大限に向上し得る。

【００１８】そして、本来の電流指令に応じた通電を、
処理時間が長いが安定した電流値を出力し得る電流ＰＩ
制御により行うことから、負荷の変動に充分対処し得る
安定した回転速度制御を行うことができる。したがっ
て、本スイッチトリラクタンスモータをカートに用いた
場合には、加速時の応答性が良く、負荷変動に影響され
ずに安定した回転速度を実現し得るため、取り扱い性の
良いカートを提供することができる。

【００１９】

【発明の効果】このように本発明によれば、スイッチト
リラクタンスモータの各相への通電を、その通電切り換
えタイミング時に最大電流を流すことから、通電切り換
えタイミング毎に電流制御値を算出するための長い処理
時間を要することがなく、即座に電流を流すことがで
き、応答性が良くなると共に、所定のタイミングで出力
される電流指令信号にて、その時の回転制御に基づいて
算出される電流制御値に応じて通電する制御に切り換え
ることにより、所定の電流制御を行うことができる。

【００２０】また、回転制御に基づいて算出される電流
制御値に応じて通電する制御が電流ＰＩ制御であること
によれば、負荷変動が起きた場合にも安定した回転制御
を行うことができ、特にカートなどの駆動モータに用い
た場合に、加速時の応答性が良く、負荷変動により回転
速度が変化することを防止できるため、好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された駆動モータ制御回路の概略
ブロック図。

【図２】本発明に基づく通電制御要領を示す図。

【図３】スイッチトリラクタンスモータの一例を示す模
式的要部正面図。

【図４】従来の通電制御要領を示す図。

【符号の説明】

１ 制御ユニット ２ ＣＰＵ ３ ドライバ回路 ４ モータ ５ｕ・５ｖ・５ｗ 電流検出センサ ６ モータ位置センサ １１ ロータ、１１ａ 突極部 １２ ステータ、１２ａ 突極部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H550 AA16 BB10 CC01 DD09 FF02 GG01 GG05 HB07 HB16 JJ03 LL22 LL35

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の突極部を備えるロータと、巻線さ
   れた複数の突極部を備えるステータとを有するスイッチ
   トリラクタンスモータの制御方法において、 前記ステータの各相への通電切り換えタイミング毎に対
   応する相へ最大電流を流し、 電流指令信号を所定のタイミング毎に出力すると共に、 前記通電切り換えタイミング間にあって前記電流指令信
   号が出力された場合には、その時の回転制御に基づいて
   算出される電流制御値に応じて通電する制御に切り換え
   ることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの制
   御方法。
2. 【請求項２】 前記回転制御に基づいて算出される電流
   制御値に応じて通電する制御が電流ＰＩ制御であること
   を特徴とする請求項１に記載のスイッチトリラクタンス
   モータの制御方法。