JP2003079197A - 車両用回転電機装置 - Google Patents
車両用回転電機装置Info
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【課題】装置構成の複雑化及び回転電機本来のパーフォ
ーマンスへの悪影響を抑止しつつ磁気騒音の低減により
車室静粛性を向上した車両用回転電機装置を提供するこ
と。 【解決手段】目標値（たとえば出力）及び回転数ごと
に、効率モードに好適な電機子電流と界磁電流とのペア
と、磁気騒音低減運転モードに好適な電機子電流と界磁
電流とのペアとを記憶し、磁気騒音低減運転モードが選
択された場合は、それに好適な電機子電流と界磁電流と
のペアで運転して必要な出力（電動出力、発電出力）を
発生する（Ｓ１０６）。
ーマンスへの悪影響を抑止しつつ磁気騒音の低減により
車室静粛性を向上した車両用回転電機装置を提供するこ
と。 【解決手段】目標値（たとえば出力）及び回転数ごと
に、効率モードに好適な電機子電流と界磁電流とのペア
と、磁気騒音低減運転モードに好適な電機子電流と界磁
電流とのペアとを記憶し、磁気騒音低減運転モードが選
択された場合は、それに好適な電機子電流と界磁電流と
のペアで運転して必要な出力（電動出力、発電出力）を
発生する（Ｓ１０６）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用回転電機装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
車両用発電機としていわゆるランデルポール型の界磁巻
線型同期発電機が広く車両用発電機として採用されてい
る。
車両用発電機としていわゆるランデルポール型の界磁巻
線型同期発電機が広く車両用発電機として採用されてい
る。
【０００３】また、近年、エンジン始動、発電、アイド
ルストップ時の車載機器駆動、さらには回生制動やトル
クアシストなど種々の機能を一台の車両用発電電動機で
行う技術が開発されており、この車両用発電電動機とし
て通常は構造が簡単で効率が高い同期機の採用が一般的
である。
ルストップ時の車載機器駆動、さらには回生制動やトル
クアシストなど種々の機能を一台の車両用発電電動機で
行う技術が開発されており、この車両用発電電動機とし
て通常は構造が簡単で効率が高い同期機の採用が一般的
である。
【０００４】この車両用発電電動機用の同期機として
は、磁石界磁型、界磁巻線型、磁石界磁と界磁巻線の併
用型などの形式のものが提案されているが、減磁制御が
不要で高速時の制御不調によるバッテリなどへの悪影響
が容易に回避できる界磁巻線型（本明細書では併用型を
含むものとする）の同期機が好適と言われている。
は、磁石界磁型、界磁巻線型、磁石界磁と界磁巻線の併
用型などの形式のものが提案されているが、減磁制御が
不要で高速時の制御不調によるバッテリなどへの悪影響
が容易に回避できる界磁巻線型（本明細書では併用型を
含むものとする）の同期機が好適と言われている。
【０００５】その他、この種の車両用同期機は、通常の
エンジン自動車やハイブリッド車のみならずバッテリ駆
動型の電気自動車や燃料電池車においては走行動力発生
用回転機として有望視されている。
エンジン自動車やハイブリッド車のみならずバッテリ駆
動型の電気自動車や燃料電池車においては走行動力発生
用回転機として有望視されている。
【０００６】しかしながら、このオルタネータなど常時
運転する車両用回転電機ではその磁気騒音が従来より問
題となっていた。すなわち、エンジン騒音などが種々の
改善策により低減され車室静粛性が向上しているにもか
かわらず、オルタネータなどの車両用回転電機の磁気騒
音はその原理上低減が困難であると考えられていたた
め、たとえば車両の停止時や低速走行中などの風切り音
やタイヤ騒音などが小さい環境下では、車室感知騒音中
に占める磁気騒音の割合が無視できないレベルとなって
いた。
運転する車両用回転電機ではその磁気騒音が従来より問
題となっていた。すなわち、エンジン騒音などが種々の
改善策により低減され車室静粛性が向上しているにもか
かわらず、オルタネータなどの車両用回転電機の磁気騒
音はその原理上低減が困難であると考えられていたた
め、たとえば車両の停止時や低速走行中などの風切り音
やタイヤ騒音などが小さい環境下では、車室感知騒音中
に占める磁気騒音の割合が無視できないレベルとなって
いた。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、装置構成の複雑化及び回転電機本来のパーフォー
マンスへの悪影響を抑止しつつ磁気騒音の低減により車
室静粛性を向上した車両用回転電機装置を提供すること
を、その解決すべき課題としている。することを、その
目的としている。
あり、装置構成の複雑化及び回転電機本来のパーフォー
マンスへの悪影響を抑止しつつ磁気騒音の低減により車
室静粛性を向上した車両用回転電機装置を提供すること
を、その解決すべき課題としている。することを、その
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の車両用回
転電機装置は、界磁巻線及び電機子巻線を有して車両に
搭載される車両用同期機と、前記車両用同期機とバッテ
リとの間に配置されて直交双方向電力変換を行うととも
に前記車両用同期機の電機子電流を制御するインバータ
と、前記界磁巻線に流す界磁電流を制御する界磁電流ス
イッチと、要求される目標値に合わせて前記インバータ
及び界磁電流スイッチを通じて前記界磁電流及び電機子
電流を調整する制御部とを備える車両用回転電機装置に
おいて、前記制御部は、前記目標値を達成できる前記電
機子電流及び前記界磁電流の組み合わせのうちで、前記
車両用同期機の最高効率を達成する電機子電流値及び界
磁電流値の組み合わせにおける磁気騒音値よりも小さい
磁気騒音値をもつ低磁気騒音域内の電機子電流値及び界
磁電流値の組み合わせに前記界磁電流及び電機子電流を
設定する磁気騒音低減運転モードを有することを特徴と
している。
転電機装置は、界磁巻線及び電機子巻線を有して車両に
搭載される車両用同期機と、前記車両用同期機とバッテ
リとの間に配置されて直交双方向電力変換を行うととも
に前記車両用同期機の電機子電流を制御するインバータ
と、前記界磁巻線に流す界磁電流を制御する界磁電流ス
イッチと、要求される目標値に合わせて前記インバータ
及び界磁電流スイッチを通じて前記界磁電流及び電機子
電流を調整する制御部とを備える車両用回転電機装置に
おいて、前記制御部は、前記目標値を達成できる前記電
機子電流及び前記界磁電流の組み合わせのうちで、前記
車両用同期機の最高効率を達成する電機子電流値及び界
磁電流値の組み合わせにおける磁気騒音値よりも小さい
磁気騒音値をもつ低磁気騒音域内の電機子電流値及び界
磁電流値の組み合わせに前記界磁電流及び電機子電流を
設定する磁気騒音低減運転モードを有することを特徴と
している。
【０００９】上記車両用同期機としては界磁巻線をもつ
同期機であればよく発電専用形式でも良く、発電と電動
とを切り替え可能なものでもよく、電動専用のものでも
よい。上記目標値としては、発電動作においては車載電
源系が要求スイッチする電力、電流に対応する電気信号
であればよく、電動動作においては要求される回転数、
要求される出力動力、電機子電流などでもよい。
同期機であればよく発電専用形式でも良く、発電と電動
とを切り替え可能なものでもよく、電動専用のものでも
よい。上記目標値としては、発電動作においては車載電
源系が要求スイッチする電力、電流に対応する電気信号
であればよく、電動動作においては要求される回転数、
要求される出力動力、電機子電流などでもよい。
【００１０】本構成によれば、車両用同期機に要求され
る発電性能又は電動性能を確保しつつ磁気騒音を低減す
ることができる。以下、更に説明する。
る発電性能又は電動性能を確保しつつ磁気騒音を低減す
ることができる。以下、更に説明する。
【００１１】従来の界磁巻線型同期機からなる発電電動
機（現時点ではハイブリッド車のみが実用化されてい
る）では外部のコントローラなどが決定する必要な出力
（電動出力又は発電出力、本明細書では目標値とも言う
ものとする）を得るために界磁電流と電機子電流とを制
御している。更に詳しく説明すると、界磁電流の制御は
界磁巻線のレスポンスが悪いために主に電機子電流の制
御を主とし、高速走行モードでは発電電圧の過大化を防
止するために界磁電流を低減し、エンジン始動モードや
大トルク走行モードやバッテリ大充電モードなど界磁電
流を増加して出力不足を防止する必要があるモードにお
いてのみ界磁電流を増大する制御を行うのが通常であ
る。
機（現時点ではハイブリッド車のみが実用化されてい
る）では外部のコントローラなどが決定する必要な出力
（電動出力又は発電出力、本明細書では目標値とも言う
ものとする）を得るために界磁電流と電機子電流とを制
御している。更に詳しく説明すると、界磁電流の制御は
界磁巻線のレスポンスが悪いために主に電機子電流の制
御を主とし、高速走行モードでは発電電圧の過大化を防
止するために界磁電流を低減し、エンジン始動モードや
大トルク走行モードやバッテリ大充電モードなど界磁電
流を増加して出力不足を防止する必要があるモードにお
いてのみ界磁電流を増大する制御を行うのが通常であ
る。
【００１２】また、損失を低減するために、必要な出力
が得られるという条件下で、車両用同期機又は車両用同
期機を含む装置全体の効率向上を目的として車両用同期
機効率（又は装置全体の効率）が最高となる電機子電流
値と界磁電流値との組み合わせを決定（演算又はマップ
から選択）し、電機子電流及び界磁電流をこれらの決定
値に制御すること（以下、効率モードともいう）も考え
られる。
が得られるという条件下で、車両用同期機又は車両用同
期機を含む装置全体の効率向上を目的として車両用同期
機効率（又は装置全体の効率）が最高となる電機子電流
値と界磁電流値との組み合わせを決定（演算又はマップ
から選択）し、電機子電流及び界磁電流をこれらの決定
値に制御すること（以下、効率モードともいう）も考え
られる。
【００１３】しかし、本出願人は、運転者に与える運転
満足感を考慮すると車両用同期機をわずかの効率向上を
求めて上記効率モードで運転した場合、車両用同期機の
磁気騒音が増大してかえって運転者の運転満足感を損な
う場合があることに気がついた。すなわち、車両用同期
機の磁気騒音は上記目標値達成のための制御パラメータ
である界磁電流と電機子電流とのうち電機子電流の方に
大きな正相関を有している。本発明は上記着眼を基礎と
してなされたものであり、車両用回転電機装置が、磁気
騒音低減を目的とした磁気騒音低減運転モードをも点を
その特徴としている。
満足感を考慮すると車両用同期機をわずかの効率向上を
求めて上記効率モードで運転した場合、車両用同期機の
磁気騒音が増大してかえって運転者の運転満足感を損な
う場合があることに気がついた。すなわち、車両用同期
機の磁気騒音は上記目標値達成のための制御パラメータ
である界磁電流と電機子電流とのうち電機子電流の方に
大きな正相関を有している。本発明は上記着眼を基礎と
してなされたものであり、車両用回転電機装置が、磁気
騒音低減を目的とした磁気騒音低減運転モードをも点を
その特徴としている。
【００１４】すなわち、この車両用回転電機装置は、損
失低減、燃費改善を目的とした電機子電流及び界磁電流
の調整を行う効率モードの他に磁気騒音の低減を目的と
した磁気騒音低減運転モードをもち、これら両モードは
電機子電流及び界磁電流を次元パラメータとする二次元
平面上で重なることはない。これにより、運転者又は制
御装置は車両走行環境に応じて必要な場合に必要な出力
を確保しつつ（目標値を達成しつつ）磁気騒音を低減し
て運転満足感を向上することができる。なお、出力Ｐは
界磁電流Ｉｆと電機子電流Ｉａの積に略比例することが
知られている。
失低減、燃費改善を目的とした電機子電流及び界磁電流
の調整を行う効率モードの他に磁気騒音の低減を目的と
した磁気騒音低減運転モードをもち、これら両モードは
電機子電流及び界磁電流を次元パラメータとする二次元
平面上で重なることはない。これにより、運転者又は制
御装置は車両走行環境に応じて必要な場合に必要な出力
を確保しつつ（目標値を達成しつつ）磁気騒音を低減し
て運転満足感を向上することができる。なお、出力Ｐは
界磁電流Ｉｆと電機子電流Ｉａの積に略比例することが
知られている。
【００１５】請求項２記載の構成は請求項１記載の車両
用回転電機装置において更に、前記制御部は、前記磁気
騒音低減運転モードにて、前記最高効率における電機子
電流値よりも小さく前記電機子電流を小さく、前記最高
効率における界磁電流値よりも前記界磁電流を大きく設
定することを特徴としている。
用回転電機装置において更に、前記制御部は、前記磁気
騒音低減運転モードにて、前記最高効率における電機子
電流値よりも小さく前記電機子電流を小さく、前記最高
効率における界磁電流値よりも前記界磁電流を大きく設
定することを特徴としている。
【００１６】上述したように、磁気騒音は電機子電流に
強い正相関を有する（図２参照）。これに対して、界磁
巻線型同期機の効率は所定の界磁電流値と電機子電流値
の組み合わせでピークとなる単峰特性を有し、このピー
クを超えて界磁電流を増加しそれに合わせて電機子電流
を低減すると効率は低下する（図３参照）。なお、図
２、図３は界磁巻線型同期機からなる発電電動機を出力
１．５ＫＷ、回転数１５００ｒｐｍで運転した場合を示
す。したがって、本構成によれば、出力を確保しつつ環
境上の必要に応じて効率の多少の犠牲の上に確実に磁気
騒音低減を実現することができる。
強い正相関を有する（図２参照）。これに対して、界磁
巻線型同期機の効率は所定の界磁電流値と電機子電流値
の組み合わせでピークとなる単峰特性を有し、このピー
クを超えて界磁電流を増加しそれに合わせて電機子電流
を低減すると効率は低下する（図３参照）。なお、図
２、図３は界磁巻線型同期機からなる発電電動機を出力
１．５ＫＷ、回転数１５００ｒｐｍで運転した場合を示
す。したがって、本構成によれば、出力を確保しつつ環
境上の必要に応じて効率の多少の犠牲の上に確実に磁気
騒音低減を実現することができる。
【００１７】請求項３記載の構成は請求項１又は２記載
の車両用回転電機装置において更に、前記制御部は、前
記磁気騒音低減運転モードにおいて、前記目標値を達成
可能な条件で前記低磁気騒音域内の電機子電流値及び界
磁電流値の組み合わせのうちで前記車両用同期機の効率
が相対的に優れている前記界磁電流及び前記電機子電流
の組み合わせを選択することを特徴としている。
の車両用回転電機装置において更に、前記制御部は、前
記磁気騒音低減運転モードにおいて、前記目標値を達成
可能な条件で前記低磁気騒音域内の電機子電流値及び界
磁電流値の組み合わせのうちで前記車両用同期機の効率
が相対的に優れている前記界磁電流及び前記電機子電流
の組み合わせを選択することを特徴としている。
【００１８】これにより、目標値（出力や回転数）を達
成しつつ運転環境に応じて効率モードと磁気騒音低減運
転モードとを切り替えることができる。好適には、各目
標値ごとに効率モードにおける電機子電流値と界磁電流
値のペアと磁気騒音低減運転モードにおける電機子電流
値と界磁電流値のペアとを予めマップに記憶し、入力さ
れる目標値と選択された運転モードに応じて上記ペアの
一方が選択される。なお、効率の具体的な数値は目標値
が変化すれば当然変化し、目標値（出力）が増大するほ
ど電機子電流と界磁電流との組み合わせの選択幅はそれ
ぞれ縮小されて、最大出力では電機子電流及び界磁電流
はそれぞれ最大値となって選択の余地がなくなることは
明らかである。
成しつつ運転環境に応じて効率モードと磁気騒音低減運
転モードとを切り替えることができる。好適には、各目
標値ごとに効率モードにおける電機子電流値と界磁電流
値のペアと磁気騒音低減運転モードにおける電機子電流
値と界磁電流値のペアとを予めマップに記憶し、入力さ
れる目標値と選択された運転モードに応じて上記ペアの
一方が選択される。なお、効率の具体的な数値は目標値
が変化すれば当然変化し、目標値（出力）が増大するほ
ど電機子電流と界磁電流との組み合わせの選択幅はそれ
ぞれ縮小されて、最大出力では電機子電流及び界磁電流
はそれぞれ最大値となって選択の余地がなくなることは
明らかである。
【００１９】請求項４記載の構成は請求項１乃至３のい
ずれか記載の車両用回転電機装置において更に、前記制
御部は、発生する磁気騒音が所定値以下の場合に、前記
車両用同期機が略最高効率を達成する前記電機子電流値
及び界磁電流値の組み合わせに前記界磁電流及び電機子
電流を設定することを特徴としている。
ずれか記載の車両用回転電機装置において更に、前記制
御部は、発生する磁気騒音が所定値以下の場合に、前記
車両用同期機が略最高効率を達成する前記電機子電流値
及び界磁電流値の組み合わせに前記界磁電流及び電機子
電流を設定することを特徴としている。
【００２０】なお、目標値が小さい場合すなわち小出力
時には効率モードでも電機子電流の絶対値は比較的小さ
く、磁気騒音の絶対レベルは問題となるレベル以下に低
下する。そこで、この態様では磁気騒音が所定値以下と
なる運転状態ではわずかの磁気騒音低減を求めて効率を
低下させることなく、効率モードでの運転を優先して効
率を向上させる。このような小出力モードでは損失の絶
対値は小さくとも長期間あるいは常時運転されるために
トータルの損失が大きくなるので効率改善に有効とな
る。本明細書では、この制御モードを小出力効率優先モ
ードと称するものとする。
時には効率モードでも電機子電流の絶対値は比較的小さ
く、磁気騒音の絶対レベルは問題となるレベル以下に低
下する。そこで、この態様では磁気騒音が所定値以下と
なる運転状態ではわずかの磁気騒音低減を求めて効率を
低下させることなく、効率モードでの運転を優先して効
率を向上させる。このような小出力モードでは損失の絶
対値は小さくとも長期間あるいは常時運転されるために
トータルの損失が大きくなるので効率改善に有効とな
る。本明細書では、この制御モードを小出力効率優先モ
ードと称するものとする。
【００２１】請求項５記載の構成は請求項４記載の車両
用回転電機装置において更に、前記制御部は、電機子電
流が所定値以下の場合に、前記車両用同期機が略最高効
率を達成する前記電機子電流値及び界磁電流値の組み合
わせに前記界磁電流及び電機子電流を設定することを特
徴としている。
用回転電機装置において更に、前記制御部は、電機子電
流が所定値以下の場合に、前記車両用同期機が略最高効
率を達成する前記電機子電流値及び界磁電流値の組み合
わせに前記界磁電流及び電機子電流を設定することを特
徴としている。
【００２２】すなわち、この態様では請求項５の小出力
効率優先モードを電機子電流が所定値未満で実行するの
で、小出力効率優先モードにおける磁気騒音の顕著な増
大を確実に防止することができる。
効率優先モードを電機子電流が所定値未満で実行するの
で、小出力効率優先モードにおける磁気騒音の顕著な増
大を確実に防止することができる。
【００２３】請求項６記載の構成は請求項１乃至３のい
ずれか記載の車両用回転電機装置において更に、前記制
御部は、車両走行速度が所定値以上の場合に、前記磁気
騒音低減運転モードを中断することを特徴としている。
ずれか記載の車両用回転電機装置において更に、前記制
御部は、車両走行速度が所定値以上の場合に、前記磁気
騒音低減運転モードを中断することを特徴としている。
【００２４】車両走行速度が所定値以上の場合には磁気
騒音よりも風切り音やタイヤ騒音などが優勢となるの
で、効率モードを追求することにより運転満足感を損な
うことなく損失を低減することができる。
騒音よりも風切り音やタイヤ騒音などが優勢となるの
で、効率モードを追求することにより運転満足感を損な
うことなく損失を低減することができる。
【００２５】請求項７記載の構成は請求項１乃至３のい
ずれか記載の車両用回転電機装置において更に、前記制
御部は、界磁巻線型同期機の温度が所定値以上と想定可
能な状況下において前記磁気騒音低減運転モードを中断
することを特徴としている。
ずれか記載の車両用回転電機装置において更に、前記制
御部は、界磁巻線型同期機の温度が所定値以上と想定可
能な状況下において前記磁気騒音低減運転モードを中断
することを特徴としている。
【００２６】すなわち、界磁巻線型同期機が直前の大出
力運転などで高温となっている場合や外部温度が高い場
合には、界磁巻線型同期機内部の温度上昇の更なる増大
による悪影響を防止するために、その内部損失（界磁巻
線型同期機内部の発熱による温度上昇を招く）の増大を
極力防止するために効率モードでの運転を優先的に選択
する。これにより、界磁巻線型同期機の内部の異常な温
度上昇を抑止してその耐久性を向上することができる。
力運転などで高温となっている場合や外部温度が高い場
合には、界磁巻線型同期機内部の温度上昇の更なる増大
による悪影響を防止するために、その内部損失（界磁巻
線型同期機内部の発熱による温度上昇を招く）の増大を
極力防止するために効率モードでの運転を優先的に選択
する。これにより、界磁巻線型同期機の内部の異常な温
度上昇を抑止してその耐久性を向上することができる。
【００２７】なお、上記各制御モードに加えて、界磁巻
線型同期機がエンジンと直結されるハイブリッド車やエ
ンジン車などでは、高速走行時には界磁巻線型同期機の
回転数が増大し、界磁電流が大きいと発電電圧が望まし
くないレベルに増大するため、これを防止するために発
電電圧（電機子巻線の起電圧）が所定値以下に抑止する
ために界磁電流を低減する減磁モードや、エンジン始動
時などにおいて強制的に電機子電流、界磁電流を最大値
として大きな始動トルクを得る大トルクモードなどを設
定可能である。
線型同期機がエンジンと直結されるハイブリッド車やエ
ンジン車などでは、高速走行時には界磁巻線型同期機の
回転数が増大し、界磁電流が大きいと発電電圧が望まし
くないレベルに増大するため、これを防止するために発
電電圧（電機子巻線の起電圧）が所定値以下に抑止する
ために界磁電流を低減する減磁モードや、エンジン始動
時などにおいて強制的に電機子電流、界磁電流を最大値
として大きな始動トルクを得る大トルクモードなどを設
定可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施
例により説明する。
例により説明する。
【００２９】（全体構成）図１は本実施例の車両用発電
電動機装置を装備した車両駆動系を示すブロック図であ
る。
電動機装置を装備した車両駆動系を示すブロック図であ
る。
【００３０】１は車両用発電電動機をなす界磁巻線型同
期機、２は電流制御回路、３はコントローラ、４は高圧
バッテリ、５は低圧バッテリである。
期機、２は電流制御回路、３はコントローラ、４は高圧
バッテリ、５は低圧バッテリである。
【００３１】界磁巻線型同期機１は、ステータコアに巻
装された三相の電機子巻線１１、ロータコアに巻装され
た界磁巻線１２、ロータ角度位置を検出する磁極位置セ
ンサ１３、界磁巻線１１と逆並列接続されたフライホイ
ルダイオード１４を有するが、構成自体は通常の界磁巻
線型同期機であるので更なる詳細説明は省略する。
装された三相の電機子巻線１１、ロータコアに巻装され
た界磁巻線１２、ロータ角度位置を検出する磁極位置セ
ンサ１３、界磁巻線１１と逆並列接続されたフライホイ
ルダイオード１４を有するが、構成自体は通常の界磁巻
線型同期機であるので更なる詳細説明は省略する。
【００３２】電流制御回路２は、６個のパワーＭＯＳト
ランジスタで構成された三相のインバータ２１、ハイサ
イドスイッチ構成をもつ界磁電流スイッチ２２、電機子
電流を検出する電流センサ２３、高圧バッテリ４と並列
接続された平滑コンデンサ２４をもつが、回路構成自体
はもはや周知であるので更なる詳細説明は省略する。
ランジスタで構成された三相のインバータ２１、ハイサ
イドスイッチ構成をもつ界磁電流スイッチ２２、電機子
電流を検出する電流センサ２３、高圧バッテリ４と並列
接続された平滑コンデンサ２４をもつが、回路構成自体
はもはや周知であるので更なる詳細説明は省略する。
【００３３】コントローラ３は、マイコン内蔵の制御装
置３１と、制御装置からの界磁電流及び電機子電流の各
指令値に対応する各デューテイのＰＷＭ電圧を各パワー
ＭＯＳトランジスタ及び界磁電流スイッチ２２に変換す
る駆動回路であるが、回路構成自体はもはや周知である
ので更なる詳細説明は省略する。
置３１と、制御装置からの界磁電流及び電機子電流の各
指令値に対応する各デューテイのＰＷＭ電圧を各パワー
ＭＯＳトランジスタ及び界磁電流スイッチ２２に変換す
る駆動回路であるが、回路構成自体はもはや周知である
ので更なる詳細説明は省略する。
【００３４】また、コントローラ３により行われるイン
バータ２１の制御による三相電機子電流の制御及び界磁
電流スイッチ２２の制御自体は従来のブラシレスＤＣモ
ータの電機子電流制御及びオルタネータの界磁電流制御
と本質的に同じであり周知であるので説明を省略する。
バータ２１の制御による三相電機子電流の制御及び界磁
電流スイッチ２２の制御自体は従来のブラシレスＤＣモ
ータの電機子電流制御及びオルタネータの界磁電流制御
と本質的に同じであり周知であるので説明を省略する。
【００３５】（モード制御）次に、この実施例の特徴を
なす運転モードの変更制御について図４に示すフローチ
ャートを参照して以下に説明する。
なす運転モードの変更制御について図４に示すフローチ
ャートを参照して以下に説明する。
【００３６】制御装置３１は、外部指令から受信した出
力値（ＫＷ）と選択するべき運転モードとを受信する
（Ｓ１００）。この運転モードとしては既述した効率モ
ードと磁気騒音低減運転モードとがある。
力値（ＫＷ）と選択するべき運転モードとを受信する
（Ｓ１００）。この運転モードとしては既述した効率モ
ードと磁気騒音低減運転モードとがある。
【００３７】次に、電流センサ２３から電機子電流及び
界磁電流の検出値を読み込み（Ｓ１０２）、受信した運
転モードに基づいて今後実施すべき運転モードを決定す
る（Ｓ１０４）。
界磁電流の検出値を読み込み（Ｓ１０２）、受信した運
転モードに基づいて今後実施すべき運転モードを決定す
る（Ｓ１０４）。
【００３８】次に、各運転モード、出力及び回転数ごと
予め記憶する電機子電流と界磁電流のペアのマップ（テ
ーブル）に、磁極位置センサ１３の信号から演算した回
転数、外部指令から受信した出力値及び運転モードを代
入して選択すべき電機子電流と界磁電流のペアを選択す
る（Ｓ１０６）。
予め記憶する電機子電流と界磁電流のペアのマップ（テ
ーブル）に、磁極位置センサ１３の信号から演算した回
転数、外部指令から受信した出力値及び運転モードを代
入して選択すべき電機子電流と界磁電流のペアを選択す
る（Ｓ１０６）。
【００３９】次に、電機子電流と界磁電流の選択値と、
ステップＳ１０２で読み込んだ検出値とをそれぞれ比較
して、それらの差が０となるように、インバータ２１の
各平均デューテイ及び界磁電流スイッチ２２のデューテ
イを増減するべく駆動回路３２に指令し、駆動回路３２
は、上記指令及び磁極位置センサ１３の位置信号に基づ
いて必要な周波数及び位相をもつ三相ＰＷＭ電圧をイン
バータ２１に出力し、かつ単相ＰＷＭ電圧を界磁電流ス
イッチ２２に出力する。
ステップＳ１０２で読み込んだ検出値とをそれぞれ比較
して、それらの差が０となるように、インバータ２１の
各平均デューテイ及び界磁電流スイッチ２２のデューテ
イを増減するべく駆動回路３２に指令し、駆動回路３２
は、上記指令及び磁極位置センサ１３の位置信号に基づ
いて必要な周波数及び位相をもつ三相ＰＷＭ電圧をイン
バータ２１に出力し、かつ単相ＰＷＭ電圧を界磁電流ス
イッチ２２に出力する。
【００４０】これにより、界磁巻線型同期機１は、必要
に応じて効率モードあるいは磁気騒音低減運転モードで
運転されることができる。
に応じて効率モードあるいは磁気騒音低減運転モードで
運転されることができる。
【００４１】（変形態様）なお上記実施例では、フィー
ドバック制御により電機子電流及び界磁電流を制御した
が、外部指令値（出力）及び磁極位置センサ１３から演
算した回転数に基づいて選択した電機子電流及び界磁電
流のペアに相当するデューテイをインバータ２１及び界
磁電流スイッチ２２に直接与えることも当然可能であ
る。
ドバック制御により電機子電流及び界磁電流を制御した
が、外部指令値（出力）及び磁極位置センサ１３から演
算した回転数に基づいて選択した電機子電流及び界磁電
流のペアに相当するデューテイをインバータ２１及び界
磁電流スイッチ２２に直接与えることも当然可能であ
る。
【００４２】（変形態様）また、界磁巻線型同期機１の
内部温度に相当する電気信号を読み込み、読み込んだ電
気信号に基づいて内部温度が所定値以上と判断した場合
には、外部指令にかかわらず効率モードを優先して内部
温度の上昇を抑止することができる。
内部温度に相当する電気信号を読み込み、読み込んだ電
気信号に基づいて内部温度が所定値以上と判断した場合
には、外部指令にかかわらず効率モードを優先して内部
温度の上昇を抑止することができる。
【００４３】（変形態様）また、電機子電流の検出値が
小さい場合や外部から受信した出力値が小さい場合に
は、磁気騒音はそれほどひどくないので外部指令にかか
わらず効率モードを優先して内部温度の上昇を抑止する
ことができる。
小さい場合や外部から受信した出力値が小さい場合に
は、磁気騒音はそれほどひどくないので外部指令にかか
わらず効率モードを優先して内部温度の上昇を抑止する
ことができる。
【００４４】（変形態様）また、車両速度が所定値以上
の場合には磁気騒音の影響は相対的に小さくなるので外
部指令にかかわらず効率モードを優先して内部温度の上
昇を抑止することができる。
の場合には磁気騒音の影響は相対的に小さくなるので外
部指令にかかわらず効率モードを優先して内部温度の上
昇を抑止することができる。
【図１】本発明の車両用回転電機装置の回路構成を示す
ブロック回路図である。
ブロック回路図である。
【図２】界磁巻線型同期機の磁気騒音（磁気音）と電機
子電流と界磁電流との関係を示す特性図である。
子電流と界磁電流との関係を示す特性図である。
【図３】界磁巻線型同期機の効率と電機子電流と界磁電
流との関係を示す特性図である。
流との関係を示す特性図である。
【図４】図１の装置の制御動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
１ 界磁巻線型同期機
２１ インバータ
２２ 界磁電流スイッチ
３１ 制御装置（制御部）
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H115 PA05 PA11 PC06 PG04 PI16
PI18 PO02 PO09 PU10 PU21
PV09 PV23 QE01 QE20 QN03
QN05 QN09 RB22 RB27 SE04
SF05 SJ01 TB07 TD19 TO05
TO12 TU11
5H560 AA08 BB04 BB07 BB16 DA01
DC05 DC12 EB01 HB02 JJ12
RR04 SS02 TT15 UA05 XA02
XA12 XA17
5H590 AA02 AA06 CA07 CA23 CC01
CC24 CD03 CE05 DD32 EA10
EA20 EB21 FB03 HA04 HA05
HA18 HA19 JA02 JB02
Claims (7)
- 【請求項１】界磁巻線及び電機子巻線を有して車両に搭
載される車両用同期機と、 前記車両用同期機とバッテリとの間に配置されて直交双
方向電力変換を行うとともに前記車両用同期機の電機子
電流を制御するインバータと、 前記界磁巻線に流す界磁電流を制御する界磁電流スイッ
チと、 要求される目標値に合わせて前記インバータ及び界磁電
流スイッチを通じて前記界磁電流及び電機子電流を調整
する制御部と、 を備える車両用回転電機装置において、 前記制御部は、 前記目標値を達成できる前記電機子電流及び前記界磁電
流の組み合わせのうちで、前記車両用同期機の最高効率
を達成する電機子電流値及び界磁電流値の組み合わせに
おける磁気騒音値よりも小さい磁気騒音値をもつ低磁気
騒音域内の電機子電流値及び界磁電流値の組み合わせに
前記界磁電流及び電機子電流を設定する磁気騒音低減運
転モードを有することを特徴とする車両用回転電機装
置。 - 【請求項２】請求項１記載の車両用回転電機装置におい
て、 前記制御部は、 前記磁気騒音低減運転モードにて、前記最高効率におけ
る電機子電流値よりも小さく前記電機子電流を小さく、
前記最高効率における界磁電流値よりも前記界磁電流を
大きく設定することを特徴とする車両用回転電機装置。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の車両用回転電機装置
において、 前記制御部は、 前記磁気騒音低減運転モードにおいて、前記目標値を達
成可能な条件で前記低磁気騒音域内の電機子電流値及び
界磁電流値の組み合わせのうちで前記車両用同期機の効
率が相対的に優れている前記界磁電流及び前記電機子電
流の組み合わせを選択することを特徴とする車両用回転
電機装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか記載の車両用回
転電機装置において、 前記制御部は、 発生する磁気騒音が所定値以下の場合に、前記車両用同
期機が略最高効率を達成する前記電機子電流値及び界磁
電流値の組み合わせに前記界磁電流及び電機子電流を設
定することを特徴とする車両用回転電機装置。 - 【請求項５】請求項４記載の車両用回転電機装置におい
て、 前記制御部は、 電機子電流が所定値以下の場合に、前記車両用同期機が
略最高効率を達成する前記電機子電流値及び界磁電流値
の組み合わせに前記界磁電流及び電機子電流を設定する
ことを特徴とする車両用回転電機装置。 - 【請求項６】請求項１乃至３のいずれか記載の車両用回
転電機装置において、 前記制御部は、 車両走行速度が所定値以上の場合に前記磁気騒音低減運
転モードを中断することを特徴とする車両用回転電機装
置。 - 【請求項７】請求項１乃至３のいずれか記載の車両用回
転電機装置において、 前記制御部は、 界磁巻線型同期機の温度が所定値以上と想定可能な状況
下において前記磁気騒音低減運転モードを中断すること
を特徴とする車両用回転電機装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001261835A JP4534114B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 車両用回転電機装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001261835A JP4534114B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 車両用回転電機装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003079197A true JP2003079197A (ja) | 2003-03-14 |
| JP4534114B2 JP4534114B2 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=19088817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001261835A Expired - Fee Related JP4534114B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 車両用回転電機装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4534114B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005318753A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Hitachi Ltd | 交流回転電機の制御方法及び車載電機システム並びに移動体 |
| JP2008086161A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Denso Corp | 回転電機装置 |
| JP5971663B1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-08-17 | 三菱電機株式会社 | 車両用発電電動機の制御装置 |
| JP2017192184A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06296400A (ja) * | 1993-04-08 | 1994-10-21 | Toyota Motor Corp | 電気自動車用エンジン駆動発電機の制御装置 |
| JPH08294298A (ja) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Nippondenso Co Ltd | 車両用交流発電装置及びその制御方法 |
| JPH104699A (ja) * | 1996-03-08 | 1998-01-06 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関の発電装置 |
-
2001
- 2001-08-30 JP JP2001261835A patent/JP4534114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4662119B2 (ja) * | 2004-04-30 | 2011-03-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 交流回転電機の制御方法及び車載電機システム並びに移動体 |
| JP2008086161A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Denso Corp | 回転電機装置 |
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| JP2017192184A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4534114B2 (ja) | 2010-09-01 |
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