JP2007236135A - Regenerative controller for switched reluctance motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve control that enables constant braking torque in regenerative braking of an SR motor. <P>SOLUTION: A control unit 1 for executing the drive and regenerative control of the switched reluctance motor is composed so as to set a map for desired braking torque by providing a map storage 9 for storing a map, in which a supply current value to a rotating speed is set for allowing the braking torque to be almost constant during the regenerative braking, a plurality of the maps corresponding to differences in braking torque values, and a setting switch 10 for selecting one arbitrary map. When executing the regenerative braking, it is switched to a regeneration mode if a current detection value reaches a current value read out from the map on the basis of a rotating speed detection value. It is possible to achieve the almost constant braking torque by executing the control of the regenerative braking in the regenerative state or, in some cases, in a state of combining the regenerative state with a reflux state. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチトリラクタンスモータに発電させる回生モードを行うスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置に関するものである。   The present invention relates to a regeneration control device for a switched reluctance motor that performs a regeneration mode in which a switched reluctance motor generates power.

従来、ロータに複数の磁性体からなる突極部を設け、ロータを外囲するように同軸的に配設されたステータの複数の内向突極部を設け、各内向突極部にそれぞれ巻線して励磁コイルを形成し、各励磁コイルに選択的に通電することにより、ステータの内向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。このスイッチトリラクタンスモータにあっては、マグネットを必要としないため構造が簡単であることから、悪環境に対処し易くかつ安価に小型高出力化が可能であるなどの利点があり、種々のモータ装置への適用が考えられ、例えば電動カートなどの電動車両としての駆動モータに利用することも考えられている。   Conventionally, a salient pole portion made of a plurality of magnetic bodies is provided on a rotor, and a plurality of inward salient pole portions of a stator arranged coaxially so as to surround the rotor are provided, and windings are respectively wound on the inward salient pole portions. In this way, a switched reluctance is formed by forming a magnetizing coil and selectively energizing each magnetizing coil to magnetically attract the salient pole part of the rotor to the inward salient pole part of the stator to generate rotational torque in the rotor. A motor is known. Since this switched reluctance motor does not require a magnet and has a simple structure, it has advantages such as being easy to cope with adverse environments and being able to reduce the size and output at low cost. Application to an apparatus is conceivable, and for example, it is also considered to be used for a drive motor as an electric vehicle such as an electric cart.

スイッチトリラクタンスモータを電動車両に用いて、内燃機関を用いた車両におけるアクセル操作と同様の運転を行うようにした場合には、アクセルオフ操作時にはエンジンブレーキに相当する回生制動を行うと良い。例えばステータの巻線にバッテリからの電力を供給する供給モードと、ロータ回転中に巻線に生じる起電力をバッテリに回収する回生モードとを切り換えて制御するものがある(例えば特許文献1参照)。
特開2001−57795号公報
When the switched reluctance motor is used for an electric vehicle and the same operation as the accelerator operation in the vehicle using the internal combustion engine is performed, regenerative braking corresponding to the engine brake may be performed during the accelerator off operation. For example, there is a control that switches between a supply mode in which electric power from a battery is supplied to a winding of a stator and a regenerative mode in which an electromotive force generated in the winding during rotor rotation is collected in the battery (see, for example, Patent Document 1). .
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-57795

一方、従来の回生制動制御において電源から巻線への供給電流が一定にしているものがある。その場合であっても、回転速度が低く回生時の通電電流が少ない場合には回転速度にかかわらず一定の制動トルクが得られていた。   On the other hand, there is a conventional regenerative braking control in which the supply current from the power source to the winding is constant. Even in that case, when the rotational speed is low and the energization current during regeneration is small, a constant braking torque is obtained regardless of the rotational speed.

しかしながら、上記巻線への供給電流を一定にする制御では回転速度が高い場合には高回転速度域で制動トルクが大きく増大してしまうため、回転速度にかかわらず一定となる所望の制動トルクを得ることができない。このような制御を行うスイッチトリラクタンスモータを用いた電動車両にあっては、アクセルオフの内燃機関搭載車両におけるエンジンブレーキに相当する操作を行った時に、速度低下(回転速度の低下)の過程において制動トルクが一定するようなフィーリングの良い制動感覚が得られないという問題がある。   However, in the control for keeping the current supplied to the winding constant, if the rotational speed is high, the braking torque greatly increases in the high rotational speed region. Therefore, a desired braking torque that is constant regardless of the rotational speed is set. Can't get. In an electric vehicle using a switched reluctance motor that performs such control, when an operation corresponding to an engine brake in an accelerator-equipped internal combustion engine-equipped vehicle is performed, in the process of speed reduction (rotation speed reduction) There is a problem that a feeling of braking with a good feeling that the braking torque is constant cannot be obtained.

さらに、走行性能の向上のために低回転速度域での大きな制動トルクを得たいという要望に応えるべく供給電流を多くすると、高回転速度域での回生制動時に発電量が多くなり過ぎて、回転速度の変化に対するトルク変動がより一層大きくなるばかりでなく、パワー素子の破損にもなり得る虞がある。   Furthermore, if the supply current is increased to meet the desire to obtain a large braking torque in the low rotational speed range in order to improve the running performance, the amount of power generated will be excessive during regenerative braking in the high rotational speed range, resulting in rotation. There is a possibility that not only torque fluctuations with respect to speed changes will become even larger, but also power elements may be damaged.

このような課題を解決して、スイッチトリラクタンスモータの回生制動において制動トルクが一定となり得る制御を実現するために本発明に於いては、回生制動指令信号が入力された場合に、スイッチトリラクタンスモータに電源から電流を流す供給モードの後に、前記スイッチトリラクタンスモータに発電させる回生モードを行う制御回路を有するスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置であって、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記回転速度の所定の範囲で制動トルクが略一定となるように設定された前記回転速度と前記電流との関係を示すマップとを有し、前記制御回路が、前記供給モードにおいて前記検出された電流が前記検出された回転速度に基づき前記マップから読み出された電流値に達したら前記回生モードに切り換えて前記スイッチトリラクタンスモータを制御するものとした。   In order to solve such a problem and realize a control in which the braking torque can be constant in the regenerative braking of the switched reluctance motor, in the present invention, when the regenerative braking command signal is input, the switched reluctance motor A regenerative control device for a switched reluctance motor having a control circuit for performing a regenerative mode for causing the switched reluctance motor to generate power after a supply mode in which a current is supplied from a power source to the motor, wherein the rotational speed detects the rotational speed of the motor Detection means; current detection means for detecting a current flowing through the motor; and a map showing a relationship between the rotation speed and the current set so that a braking torque is substantially constant within a predetermined range of the rotation speed. And the control circuit has the detected current based on the detected rotation speed in the supply mode. Upon reaching the current value read from came the map was assumed that switching to the regeneration mode controlling the switched reluctance motor.

特に、前記制御回路が、前記回生制動指令信号が入力された時に検出された前記回転速度が所定の低回転速度域の場合には前記回生モードでは前記回転速度に基づき前記マップから読み出された電流値となるように前記スイッチトリラクタンスモータに流れる電流を制御すると良い。また、前記マップが、前記制動トルクの複数の値に対応して複数設けられ、前記複数のマップの任意の1つを選択するスイッチ手段を有すると良く、また、前記供給モードにおいて還流モードを逐次行い、また前記回生モードにおいて還流モードを逐次行うと良い。   In particular, when the rotational speed detected when the regenerative braking command signal is input is within a predetermined low rotational speed range, the control circuit is read from the map based on the rotational speed in the regenerative mode. It is preferable to control the current flowing through the switched reluctance motor so as to obtain a current value. The map may include a plurality of maps corresponding to a plurality of values of the braking torque, and may have switch means for selecting an arbitrary one of the plurality of maps. In addition, the reflux mode may be sequentially performed in the regeneration mode.

このように本発明によれば、回生モードにおいて回転速度の変化にかかわらず制動トルクが略一定となるように、回転速度に応じて電流を設定したマップを用い、回生モードを行う時には回転速度検出値に基づきマップから読み出された電流値に電流検出値が達したら回生モードに切り換えることから、回転速度の違いに応じて回生モードに切り換える電流値を変えることができ、例えば高回転速度側では低回転速度側よりも小さな電流値で回生モードに切り換えることにより回生制動時に電流が増大し過ぎることを防止できる。回転速度に応じて回生モードに切り換える電流値をマップにより適切に設定することができ、回転速度の違いにかかわらず略一定の制動トルクに制御することを実現し得る。   As described above, according to the present invention, the rotation speed is detected when the regeneration mode is performed using the map in which the current is set according to the rotation speed so that the braking torque becomes substantially constant regardless of the change in the rotation speed in the regeneration mode. When the current detection value reaches the current value read from the map based on the value, the mode is switched to the regeneration mode, so that the current value to be switched to the regeneration mode can be changed according to the difference in the rotational speed. By switching to the regenerative mode with a current value smaller than that on the low rotational speed side, it is possible to prevent the current from excessively increasing during regenerative braking. The current value for switching to the regeneration mode can be appropriately set according to the rotational speed by using the map, and it is possible to achieve control to a substantially constant braking torque regardless of the rotational speed.

特に、低回転速度域ではマップから読み出された電流値となるように電流を制御することにより、低回転速度域における制動トルク一定制御を正確に行うことができる。また、制動トルクの値別にマップを複数設け、スイッチにより選択することができることにより、例えば電動カートにおいて回生制動による制動トルクを運転技量や好みに応じて容易に調整することができ、電動カートの取り扱い性が大幅に向上し得る。また、供給モードや回生モードにおいて還流モードを逐次行うことにより、制動トルク一定制御となる電流制御を容易に行うことができる。   In particular, the braking torque constant control in the low rotation speed range can be accurately performed by controlling the current so that the current value read from the map is in the low rotation speed range. In addition, by providing a plurality of maps for each braking torque value and selecting them with a switch, for example, in an electric cart, the braking torque by regenerative braking can be easily adjusted according to the driving skill and preference. Can be greatly improved. In addition, current control that is constant braking torque control can be easily performed by sequentially performing the reflux mode in the supply mode and the regeneration mode.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明が適用された電動カートに搭載される駆動モータ制御装置の概略ブロック図である。図示されないアクセルペダルの踏み込み量であって良いアクセル操作信号が制御回路としての制御ユニット1に入力し、それに応じて制御ユニット1から出力される駆動制御信号に応じて本発明の対象となるスイッチトリラクタンスモータ(以下、SRモータとする)2が駆動制御される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of a drive motor control device mounted on an electric cart to which the present invention is applied. An accelerator operation signal, which may be the amount of depression of an accelerator pedal (not shown), is input to the control unit 1 as a control circuit, and the switch which is the subject of the present invention is corresponding to the drive control signal output from the control unit 1 accordingly. A reluctance motor (hereinafter referred to as an SR motor) 2 is driven and controlled.

制御ユニット1には、アクセル操作信号が入力されるCPU3と、SRモータ2に通電するためのドライバ回路4と、SRモータ2の各相(U相・V相・W相)に流れる電流をそれぞれ検出する電流検出手段としての各電流検出センサ5u・5v・5wとが設けられている。また、SRモータ2にはそのロータの回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転センサ6が設けられ、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信号と、回転センサ6により検出された回転検出信号とが入力するようになっている。   The control unit 1 includes a CPU 3 to which an accelerator operation signal is input, a driver circuit 4 for energizing the SR motor 2, and currents flowing in the phases (U phase, V phase, W phase) of the SR motor 2, respectively. Current detection sensors 5u, 5v, and 5w are provided as current detection means for detection. Further, the SR motor 2 is provided with a rotation sensor 6 as a rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the rotor, and each current detection signal detected by each of the current detection sensors 5u, 5v, 5w, The rotation detection signal detected by the rotation sensor 6 is input.

本発明に基づくSRモータ2にあっては、図2で示される3相構造のものであって良い。例えば、ロータ7には4つの半径方向外向き突極部が設けられ、ロータ7を同軸に外囲する円環状のステータ8には6つの半径方向内向き突極部が設けられていると共に、ステータ8の各突極部にはU相・V相・W相の各励磁コイルLu・Lv・Lwが巻回されかつ対向位置同士で連結されている。この図示例のものにあっては、ステータ8の各対向する一対の突極部の一方が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。   The SR motor 2 according to the present invention may have a three-phase structure shown in FIG. For example, the rotor 7 is provided with four radially outward salient pole portions, the annular stator 8 coaxially surrounding the rotor 7 is provided with six radially inward salient pole portions, U-phase, V-phase, and W-phase exciting coils Lu, Lv, and Lw are wound around the salient pole portions of the stator 8 and connected to each other at opposing positions. In the illustrated example, the winding is performed such that one of a pair of opposed salient pole portions of the stator 8 is an N pole and the other is an S pole.

上記SRモータ2を回転駆動する場合には、通常のSRモータの転流制御であって良く、その詳しい説明は省略するが、ドライバ回路4の一例を図2に示す。図2にあっては、電源としての図示されないバッテリからの電源ライン(電圧Vb)に並列接続された各トランジスタQ1・Q2・Q3を介して各相の一方の励磁コイルLu・Lv・Lwが接続され、各相の他方の励磁コイルLu・Lv・Lwが各トランジスタQ4・Q5・Q6を介して接地されている。なお、各ダイオードD1・D2・D3・D4・D5・D6は還流用である。   When the SR motor 2 is rotationally driven, the commutation control of the normal SR motor may be performed, and a detailed description thereof is omitted, but an example of the driver circuit 4 is shown in FIG. In FIG. 2, one excitation coil Lu, Lv, and Lw of each phase is connected through each transistor Q1, Q2, and Q3 connected in parallel to a power supply line (voltage Vb) from a battery (not shown) as a power source. The other exciting coils Lu, Lv, and Lw of each phase are grounded through the transistors Q4, Q5, and Q6. The diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 are for reflux.

各トランジスタQ1〜Q6は、例えばU相励磁コイルLu・V相励磁コイルLv・W相励磁コイルLwの順にロータ7の回転に合わせて電流を流すコイルを切り換えるように、CPU3からの制御信号に応じてオン・オフする。さらに、本駆動制御にあってはPWM制御を行うものであり、CPU3から各トランジスタQ1〜Q6にはPWM制御信号が出力され、SRモータ2をデューティ制御することができるようになっている。   Each of the transistors Q1 to Q6 responds to a control signal from the CPU 3 so as to switch a coil through which a current flows in accordance with the rotation of the rotor 7 in the order of, for example, the U-phase exciting coil Lu, the V-phase exciting coil Lv, and the W-phase exciting coil Lw. Turn on and off. Further, in this drive control, PWM control is performed, and a PWM control signal is output from the CPU 3 to each of the transistors Q1 to Q6, so that the SR motor 2 can be duty controlled.

そして、電動カートにおいて内燃機関搭載車両と同様にエンジンブレーキの効果を出すべく、例えば回生制御開始の条件をアクセルオフ(アクセル操作量が0)の信号入力として、その場合にはCPU3により回生制御を実行する。その回生制御での制御要領について以下に示す。   In order to obtain the effect of engine braking in the electric cart in the same manner as the vehicle equipped with the internal combustion engine, for example, the condition for starting the regenerative control is set as a signal input of accelerator-off (accelerator operation amount is 0). Execute. The control procedure for regenerative control is shown below.

回生制御が選択された場合には図3に示される制御ルーチンを実行する。まずステップST1では上記した回転センサ6により検出された回転検出信号に基づいてCPU3で回転速度を算出する。次のステップST2ではステップST1で求められた回転速度に基づきマップから読み出された電流値としての基準供給電流値Iaの決定を行う。この基準供給電流値Iaは、回生モードに切り換えるための基準である。   When regenerative control is selected, the control routine shown in FIG. 3 is executed. First, in step ST1, the CPU 3 calculates the rotation speed based on the rotation detection signal detected by the rotation sensor 6 described above. In the next step ST2, the reference supply current value Ia as the current value read from the map is determined based on the rotation speed obtained in step ST1. This reference supply current value Ia is a reference for switching to the regeneration mode.

本実施例にあっては、上記基準供給電流値Iaの決定をマップにより求める。図1に示されるように、制御ユニット1には例えば予めメモリに記憶する形態のマップ記憶部9が設けられている。そのマップ記憶部9には例えば図4(a)に示される波形となるマップが設定されている。また、図では例えば1Nm・2Nm・3Nm・4Nmの4段階に分けた場合を示している。   In this embodiment, the determination of the reference supply current value Ia is obtained from a map. As shown in FIG. 1, the control unit 1 is provided with a map storage unit 9 that is stored in advance in a memory, for example. For example, a map having a waveform shown in FIG. 4A is set in the map storage unit 9. Further, in the figure, for example, a case where four stages of 1Nm, 2Nm, 3Nm, and 4Nm are divided is shown.

図4(b)は、図4(a)のように電流を変化させた場合の回転速度に対する制動トルクを示す波形である。このように、図4(a)に示されるように供給電流の変化に基づいてSRモータ2に流す供給電流を制御することにより、電動カートにおいてエンジンブレーキ効果が望まれる回転速度範囲DRのほぼ全範囲で回生による制動トルクが図4(b)に示されるように略一定となるようにすることができる。なお、低回転速度域ではフィーリングを考慮して、図に示されるように制動トルクが徐々に低減するように設定すると良い。   FIG. 4B is a waveform showing the braking torque with respect to the rotational speed when the current is changed as shown in FIG. As described above, as shown in FIG. 4A, by controlling the supply current flowing to the SR motor 2 based on the change in the supply current, almost the entire rotational speed range DR in which the engine braking effect is desired in the electric cart. In the range, the braking torque due to regeneration can be made substantially constant as shown in FIG. In the low rotation speed range, it is preferable to set the braking torque to be gradually reduced as shown in the drawing in consideration of feeling.

また、図1に示されるようにマップ記憶部9に設定スイッチ10を接続しておき、設定スイッチ10により上記図示例のように4段階の設定トルクを任意に選択できるようにしている。ユーザは運転前に設定スイッチ10により任意の設定トルクを選択して設定することができ、回生制動時にはその設定された略一定の制動トルクで減速させることができる。このようにすることにより、例えば、初級者の段階では比較的小さな制動トルクを設定し、上級になるにつれて大きな制動トルクを設定することができ、1台の電動カートで上記したような要求に対応することができ、初級者から上級者までの幅広いユーザに適用可能な電動カートを提供し得る。   Further, as shown in FIG. 1, a setting switch 10 is connected to the map storage unit 9, and the setting switch 10 can arbitrarily select four stages of setting torque as in the above-described example. The user can select and set an arbitrary set torque with the setting switch 10 before driving, and can decelerate with the set substantially constant braking torque during regenerative braking. In this way, for example, a relatively small braking torque can be set at the beginner's stage, and a large braking torque can be set as the player becomes advanced. The electric cart applicable to a wide range of users from beginners to advanced users can be provided.

上記したように、ユーザが予め選択した制動トルクに応じて図4(a)のマップに基づき基準供給電流値Iaを決定したら、ステップST3で供給(供給・還流)モードを実行する。供給(供給・還流)モードにあっては、供給電流を連続して流す供給モードであっても良く、図示例(図5〜7)のように供給電流を流す状態とモータを介して電流を還流させる状態とを行う供給・還流モードであっても良い。その供給・還流モードについて図5を参照して説明する。図5ではロータ7の1つの突極部と対応するステータ8の半径方向内向き突極部との間における回転方向変位に応じたインダクタンスの変化と、対応する相の励磁コイルに対する印加電圧パターン及びそれに伴う電流の変化とを示す。この図5にあっては、図4における比較的低速走行域に該当する範囲(低回転速度域)DR1における一例である。   As described above, when the reference supply current value Ia is determined based on the map shown in FIG. 4A according to the braking torque selected in advance by the user, the supply (supply / reflux) mode is executed in step ST3. In the supply (supply / reflux) mode, a supply mode in which the supply current is continuously supplied may be used. As shown in the examples (FIGS. 5 to 7), the supply current is supplied and the current is supplied via the motor. It may be a supply / reflux mode that performs a reflux state. The supply / reflux mode will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the change in inductance according to the rotational displacement between one salient pole part of the rotor 7 and the radially inward salient pole part of the corresponding stator 8, the applied voltage pattern to the excitation coil of the corresponding phase, and The change of the current accompanying it is shown. FIG. 5 is an example in a range (low rotational speed range) DR1 corresponding to a relatively low speed traveling range in FIG.

図5に示されるように、インダクタンスはロータ7の回転に応じて最低値から最高値まで増大した後最低値まで減少する三角波状に変化する。また、本実施例では還流も併せて行う供給・還流モードの例であり、その制御の一例としてはPWM制御がある。なお、電流供給状態と還流状態とを行わせることができるものであれば良く、PWM制御に限られない。図示例の場合には、電圧波形は、図に示されるようにキャリア周波数に応じかつデューティに応じた連続的な矩形パルス波となって出力される。インダクタンスが上昇する範囲で電圧波形が正の場合には供給電流となり、それによりSRモータ2の駆動状態となる(図の駆動範囲)。また、インダクタンスが下降する範囲で電流が流れる場合には制動トルクが発生する制動状態となる(図の制動範囲)。なお、それぞれにおいて電圧が印加されない状態(電圧が0)では還流状態となる。駆動範囲での還流状態にあっては電流は増加せず、制動範囲では電流が増加する。   As shown in FIG. 5, the inductance changes in a triangular wave shape that increases from the lowest value to the highest value and then decreases to the lowest value according to the rotation of the rotor 7. Further, in this embodiment, an example of a supply / reflux mode in which recirculation is also performed, and an example of the control is PWM control. In addition, what is necessary is just to be able to perform a current supply state and a recirculation | reflux state, and it is not restricted to PWM control. In the case of the illustrated example, the voltage waveform is output as a continuous rectangular pulse wave according to the carrier frequency and according to the duty as shown in the figure. When the voltage waveform is positive in the range where the inductance rises, a supply current is generated, thereby driving the SR motor 2 (drive range in the figure). Further, when a current flows in a range where the inductance decreases, a braking state in which a braking torque is generated is set (braking range in the figure). It should be noted that in a state where no voltage is applied (voltage is 0) in each case, a reflux state is established. In the reflux state in the driving range, the current does not increase, and the current increases in the braking range.

上記ステップST3の次のステップST4では電流Iの検出を行い、次のステップST5ではその検出電流値IがステップST2で決定された基準供給電流値Iaに達したか否かを判別する。図5の場合には基準供給電流値IaはI1となる。   In step ST4 following step ST3, the current I is detected, and in the next step ST5, it is determined whether or not the detected current value I has reached the reference supply current value Ia determined in step ST2. In the case of FIG. 5, the reference supply current value Ia is I1.

そして、ステップST5で検出電流値Iが基準供給電流値Ia(=I1)に達したと判断された場合にはステップST6に進み、そこで回生(還流・回生)モードを実行する。この回生(還流・回生)モードにあっては、回生電流を連続して流す回生モード(図6・7)であっても良く、回生電流を流す状態とモータを介して電流を還流させる状態とを行う還流・回生モード(図5)であっても良い。なお、ステップST5で未だ検出電流値Iが基準供給電流値Ia(=I1)に達していないと判断された場合にはステップST3に戻る。   If it is determined in step ST5 that the detected current value I has reached the reference supply current value Ia (= I1), the process proceeds to step ST6, where the regeneration (reflux / regeneration) mode is executed. The regenerative (reflux / regenerative) mode may be a regenerative mode (FIGS. 6 and 7) in which a regenerative current is continuously flowed, a state in which a regenerative current is passed and a state in which a current is recirculated through a motor. The reflux / regeneration mode (FIG. 5) may be used. When it is determined in step ST5 that the detected current value I has not yet reached the reference supply current value Ia (= I1), the process returns to step ST3.

ステップST6では、通電していたトランジスタ(例えばU相の場合にはQ1・Q4)をオフにする。それにより励磁コイル(例えばLu)には逆起電力が生じて、発電電力が発生し、電源Vbに向けて電流を流す回生状態になる。この時も図に示されるようにPWM制御することにより、そのデューティに応じた略一定の電流値I1を流すことができる。   In step ST6, the energized transistors (for example, Q1 and Q4 in the case of the U phase) are turned off. As a result, a back electromotive force is generated in the exciting coil (for example, Lu), and generated power is generated, and a regenerative state in which a current flows toward the power source Vb is established. Also at this time, by performing PWM control as shown in the figure, a substantially constant current value I1 corresponding to the duty can be passed.

なお、回生制動を行うには一定以上の電流が、インダクタンスが減少する際に励磁コイルに流れている必要がある。しかしながら、低速走行(低回転速度)域では回生モード時には電流が減少してしまう。そのため、還流モードを用いて電流を略一定値に保つ必要がある。また、インダクタンスが最小値に近づき回生制動がまもなく終了する場合には、電流を一定に保つ必要がなくなり、還流モードを用いず回生モードのみを行う。この回生制動場合には、図5に示される電流波形におけるハッチング範囲が制動トルクに寄与する。   In order to perform regenerative braking, a certain current or more must flow through the exciting coil when the inductance decreases. However, the current decreases in the regenerative mode in the low-speed traveling (low rotational speed) region. Therefore, it is necessary to keep the current at a substantially constant value using the reflux mode. Also, when the inductance approaches the minimum value and the regenerative braking is finished soon, there is no need to keep the current constant, and only the regenerative mode is performed without using the return mode. In the case of this regenerative braking, the hatched range in the current waveform shown in FIG. 5 contributes to the braking torque.

次に図4に示される比較的中速走行域に該当する範囲DR2での一例について図6を参照して以下に示す。なお、図6は上記図5に対応する図であり、図示で同様の部分についての説明を省略する。この範囲DR2では範囲DR1よりも回転速度が高いことから供給電流値がI1のままだと回生時の電流が大きくなる。図4(a)に示されるように、範囲DR1よりも回転速度の高い範囲DR2では電流値が下がるようにマップが作成されている。そこで図4(a)に示されるマップから回転速度に応じた基準供給電流値Ia(図6のI2)を決定し、ステップST5で検出電流Iがその基準供給電流値Ia(=I2)に達したと判断されたらステップST6で回生(還流・回生)モードを実行する。   Next, an example in the range DR2 corresponding to the relatively medium speed traveling region shown in FIG. 4 will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 5 described above, and a description of the same parts is omitted in the drawing. In this range DR2, since the rotational speed is higher than that in the range DR1, if the supply current value remains I1, the current during regeneration increases. As shown in FIG. 4A, a map is created so that the current value decreases in the range DR2 where the rotational speed is higher than the range DR1. Therefore, a reference supply current value Ia (I2 in FIG. 6) corresponding to the rotational speed is determined from the map shown in FIG. 4A, and the detected current I reaches the reference supply current value Ia (= I2) in step ST5. If it is determined that regeneration has been performed, the regeneration (reflux / regeneration) mode is executed in step ST6.

この場合には、図6に示されるように供給電流値I2が上記範囲DR1の場合の供給電流値I1よりも低く、図5に比較して早い段階で回生モードに切り換わることになる。また中回転速度範囲DR2においては、回生モードに切り換わっても励磁コイルを流れる電流がインダクタンスの減少とともに減少しないので還流モードを用いる必要がない。またさらに図6では、供給電流値I2が低く抑えられているため、所望の回生制動に必要な電流値を維持するとともに、その最大値を低く抑えられていることが示されている。これにより、図4(b)に示されるように中回転速度範囲DR2においても制動トルクが略一定となる。なお、図は一例であり、この範囲DR2では常に回生時に還流モードを行わないことを示すものではない。   In this case, as shown in FIG. 6, the supply current value I2 is lower than the supply current value I1 in the above range DR1, and the regeneration mode is switched at an earlier stage compared to FIG. In the middle rotation speed range DR2, the current flowing through the exciting coil does not decrease with the decrease in inductance even when the regeneration mode is switched, so that it is not necessary to use the reflux mode. Furthermore, FIG. 6 shows that the supply current value I2 is kept low, so that the current value necessary for the desired regenerative braking is maintained and the maximum value is kept low. As a result, as shown in FIG. 4B, the braking torque is substantially constant even in the middle rotational speed range DR2. In addition, the figure is an example, and this range DR2 does not always indicate that the reflux mode is not performed during regeneration.

次に図4に示される比較的高速走行域に該当する範囲DR3での一例について図7を参照して以下に示す。この図7においても上記と同様に図5に対応するものであり、図示で同様の部分についての説明を省略する。この範囲DR3では範囲DR2よりもさらに回転速度が高いことから、図4(a)に示されるように、より小さな基準供給電流値Ia(図7のI3)が決定される。この供給電流値I3がステップST5の基準供給電流値Iaとなるため、図6よりも早い段階で回生モードに切り換わることになる。   Next, an example in the range DR3 corresponding to the relatively high speed traveling region shown in FIG. 4 will be described below with reference to FIG. 7 also corresponds to FIG. 5 in the same manner as described above, and the description of the same parts is omitted in the drawing. Since the rotational speed is higher in this range DR3 than in the range DR2, a smaller reference supply current value Ia (I3 in FIG. 7) is determined as shown in FIG. Since this supply current value I3 becomes the reference supply current value Ia of step ST5, the regeneration mode is switched at an earlier stage than in FIG.

この場合も図6と同様に回生モードに切り換わっても励磁コイルを流れる電流がインダクタンスの減少とともに減少しないので還流モードを用いる必要がない。さらに、供給電流値I3がより低く抑えられているため、所望の回生制動に必要な電流値を維持するとともに、その最大値を低く抑えられ、図7ではその場合が示されている。そして、図4(b)に示されるように高回転速度範囲DR3においても制動トルクが略一定となる。このようにして、使用全回転速度範囲DRにおいて図4(b)に示されるように略一定の制動トルクとなる回生制御が実現でき、内燃機関搭載車両のエンジンブレーキと同様の制動フィーリングが得られる。   In this case as well, even if the regeneration mode is switched as in FIG. 6, the current flowing through the exciting coil does not decrease with a decrease in inductance, so that it is not necessary to use the reflux mode. Furthermore, since the supply current value I3 is kept lower, the current value necessary for the desired regenerative braking can be maintained and the maximum value can be kept low. FIG. 7 shows such a case. As shown in FIG. 4B, the braking torque is substantially constant even in the high rotational speed range DR3. In this way, regenerative control that achieves a substantially constant braking torque as shown in FIG. 4B can be realized in the entire rotational speed range DR used, and a braking feeling similar to the engine brake of a vehicle equipped with an internal combustion engine can be obtained. It is done.

そして、例えば高速走行状態でアクセルオフとして低速域まで減速する場合には、上記範囲DR3で示した状態から範囲DR2で示した状態を経て範囲DR1で示した状態に至る。その場合には、制御サイクル毎に、検出される回転速度値に基づきマップから供給電流値を読み出し、原則に応じて時々刻々変化する供給電流値に基づく回生制御が連続的に行われる。   For example, when the accelerator is off and the vehicle is decelerated to a low speed range in a high-speed traveling state, the state indicated by the range DR3 is changed from the state indicated by the range DR3 to the state indicated by the range DR1. In that case, for each control cycle, the supply current value is read from the map based on the detected rotation speed value, and regenerative control based on the supply current value that changes momentarily according to the principle is continuously performed.

すなわち、予め設定スイッチ10で選択された制動トルクに対応して図4(a)の電流波形から回転速度に応じた供給電流値が読み出されるため、図4(b)の制動トルク波形に示されるように範囲DRにあっては回転速度の違いにかかわらず略一定の制動トルクが得られることになる。また、制動トルクの選択を図示例のように4段階で選択できるようにすることにより、ユーザにあっては簡単に好みの制動トルクに調整することができ、電動カートにおける利便性が大となる。なお、制動トルクの選択数は図示例の4段階に限られるものではなく、適用車両に応じて固定であっても良く、さらに使用状態から考えられる数の複数段の設定であっても良く、さらにメモリ容量や処理能力に応じてダイアル操作による無段階状態の設定とするようにしても良い。   That is, since the supply current value corresponding to the rotational speed is read out from the current waveform in FIG. 4A corresponding to the braking torque selected in advance by the setting switch 10, it is shown in the braking torque waveform in FIG. Thus, in the range DR, a substantially constant braking torque can be obtained regardless of the difference in rotational speed. In addition, by making it possible to select the braking torque in four stages as shown in the figure, the user can easily adjust the braking torque to a desired level, and the convenience of the electric cart is increased. . Note that the number of selections of the braking torque is not limited to the four stages in the illustrated example, may be fixed according to the applied vehicle, and may be a multi-stage setting of a number that can be considered from the use state, Furthermore, a stepless state may be set by a dial operation according to the memory capacity and processing capability.

本発明にかかるSRモータは、回生制動による制動トルクを回転速度にかかわらず略一定にすることができ、電動車両だけでなく、モータ駆動装置において回生制動による制動トルクを一定にした制御を行う場面を有する機械装置等にも適用できる。   The SR motor according to the present invention can make the braking torque due to regenerative braking substantially constant regardless of the rotational speed, and performs a control in which the braking torque due to regenerative braking is made constant not only in the electric vehicle but also in the motor drive device. It can also be applied to mechanical devices having

本発明が適用された電動カートに搭載される駆動モータ制御回路の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the drive motor control circuit mounted in the electric cart to which this invention was applied. ドライバ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a driver circuit. 本発明に基づく制御を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control based on this invention. (a)は回転速度に対する供給電流の変化を示すマップであり、(b)は回転速度に対する制動トルクの変化を示す(a)に対応する図である。(A) is a map which shows the change of the supply current with respect to rotational speed, (b) is a figure corresponding to (a) which shows the change of the braking torque with respect to rotational speed. 低速走行域における回生制動の制御波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control waveform of the regenerative braking in a low-speed driving | running | working area. 中速走行域における回生制動の制御波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control waveform of the regenerative braking in a medium speed driving | running | working area. 高速走行域における回生制動の制御波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control waveform of the regenerative braking in a high-speed driving | running | working area.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御ユニット
2 スイッチトリラクタンスモータ(SRモータ)
3 CPU
4 ドライバ回路
5u・5v・5w 電流検出センサ
6 回転センサ
9 マップ記憶部
10 設定スイッチ
1 Control unit 2 Switched reluctance motor (SR motor)
3 CPU
4 Driver circuit 5 u, 5 v, 5 w Current detection sensor 6 Rotation sensor 9 Map storage unit 10 Setting switch

Claims (5)

回生制動指令信号が入力された場合に、スイッチトリラクタンスモータに電源から電流を流す供給モードの後に、前記スイッチトリラクタンスモータに発電させる回生モードを行う制御回路を有するスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置であって、
前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記回転速度の所定の範囲で制動トルクが略一定となるように設定された前記回転速度と前記電流との関係を示すマップとを有し、
前記制御回路が、前記供給モードにおいて前記検出された電流が前記検出された回転速度に基づき前記マップから読み出された電流値に達したら前記回生モードに切り換えて前記スイッチトリラクタンスモータを制御することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置。
Switch reluctance motor regenerative control device having a control circuit for performing a regenerative mode for generating electric power in the switched reluctance motor after a supply mode in which current is supplied from the power source to the switched reluctance motor when a regenerative braking command signal is input Because
Rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the motor, current detecting means for detecting the current flowing through the motor, and the rotational speed set so that the braking torque is substantially constant within a predetermined range of the rotational speed. And a map showing the relationship between the current and
The control circuit switches to the regeneration mode to control the switched reluctance motor when the detected current in the supply mode reaches a current value read from the map based on the detected rotation speed. A regenerative control device for a switched reluctance motor.
前記制御回路が、前記回生制動指令信号が入力された時に検出された前記回転速度が所定の低回転速度域の場合には前記回生モードでは前記回転速度に基づき前記マップから読み出された電流値となるように前記スイッチトリラクタンスモータに流れる電流を制御す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回生制御装置。   When the rotational speed detected when the regenerative braking command signal is input is within a predetermined low rotational speed range, the control circuit reads the current value read from the map based on the rotational speed in the regenerative mode. The regenerative control device for a switched reluctance motor according to claim 1, wherein a current flowing through the switched reluctance motor is controlled so that 前記マップが、前記制動トルクの複数の値に対応して複数設けられ、
前記複数のマップの任意の1つを選択するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置。
A plurality of the maps are provided corresponding to a plurality of values of the braking torque,
The regenerative control device for a switched reluctance motor according to claim 1 or 2, further comprising switch means for selecting any one of the plurality of maps.
前記供給モードにおいて還流モードを逐次行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置。   The regeneration control device for a switched reluctance motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflux mode is sequentially performed in the supply mode. 前記回生モードにおいて還流モードを逐次行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のスイッチトリラクタンスモータの回生制御装置。   The regeneration control device for a switched reluctance motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the recirculation mode is sequentially performed in the regeneration mode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015231323A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 株式会社ミツバ Motor regeneration control device and motor regeneration control system
EP3723275A4 (en) * 2017-12-07 2021-08-18 Mitsuba Corporation Motor control device
CN113437902B (en) * 2021-06-10 2022-06-28 湖南科技大学 Active heave compensation regenerative braking optimization control method for marine winch driven by switched reluctance motor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10174213A (en) * 1996-12-06 1998-06-26 Toyota Motor Corp Control apparatus for electric vehicle
JP2002247889A (en) * 2001-02-22 2002-08-30 Aisin Seiki Co Ltd Drive controller for motor
WO2004034562A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Mitsuba Corporation Control method of generator
JP2005020888A (en) * 2003-06-26 2005-01-20 Mitsuba Corp Control method for rotating electric machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10174213A (en) * 1996-12-06 1998-06-26 Toyota Motor Corp Control apparatus for electric vehicle
JP2002247889A (en) * 2001-02-22 2002-08-30 Aisin Seiki Co Ltd Drive controller for motor
WO2004034562A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Mitsuba Corporation Control method of generator
JP2005020888A (en) * 2003-06-26 2005-01-20 Mitsuba Corp Control method for rotating electric machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015231323A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 株式会社ミツバ Motor regeneration control device and motor regeneration control system
EP3723275A4 (en) * 2017-12-07 2021-08-18 Mitsuba Corporation Motor control device
CN113437902B (en) * 2021-06-10 2022-06-28 湖南科技大学 Active heave compensation regenerative braking optimization control method for marine winch driven by switched reluctance motor

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