JP2012135103A - Motor drive control device - Google Patents

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Hirochika Shimonagayoshi
裕親 下永吉
Raita Nakanishi
雷太 中西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a delay of control in cases where a CPU is used to control electric conduction of a switched reluctance motor (SR motor), or the object to be controlled, thereby increasing the torque of the SR motor at low cost to ensure that there will be no lack of torque in a high rotation range.SOLUTION: A control timing and a control content determined by a rotation position of an SR motor, or the object to be controlled, when its state is transitioned to PWM control by letting currents in at lease energization phase stator coils Lu, Lv and Lw go high are calculated using a CPU by an arithmetic unit 41a, and when the position detected by a position sensor 2 reaches a position of the control timing stored in a data map 12, an interrupt signal is generated by an encoder 14. Based on this interrupt signal, a control command signal of the control content is sent to a drive control unit by an input/output controller 13, whereby an inverter, or a drive unit of the SR motor, is controlled through direct memory access.

Description

本発明は、PWM制御で制御対象のスイッチトリラクタンスモータの通電相のコイルを通電するモータ駆動制御装置に関し、詳しくは、CPUを用いた通電制御に関する。   The present invention relates to a motor drive control device for energizing a coil of an energized phase of a switched reluctance motor to be controlled by PWM control, and more particularly to energization control using a CPU.

従来、電気自動車やハイブリッド車の駆動モータとして、ロータ側に永久磁石やコイルが不要で安価かつ構造が簡単なスイッチトリラクタンスモータ(以下、SRモータという)が注目されている。なお、SRモータはスイッチドリラクタンスモータとも呼ばれる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a switched reluctance motor (hereinafter referred to as an SR motor) has attracted attention as a drive motor for an electric vehicle or a hybrid vehicle. The SR motor is also called a switched reluctance motor.

図9はU、V、Wの3相駆動のラジアルギャップ構成のSRモータ100の一例の概略の構造を示し、SRモータ100は、モータ軸101に取り付けられたロータ200と、その外側に同軸状に設けれたステータ300とを備える。そして、ロータ200は外周面側に複数の突極201が等間隔に配設される。ステータ300は内周面側にステータ磁極としての各相の突極301が突極201に対向する向きに等間隔に相順に配設され、さらに、各突極301には各相のコイル(コイル)302が集中巻される。なお、ロータ200の突極201の個数(図9では8個)と、ステータ300の突極301の個数(図9では12個)とは異なり、ステータ300の12個(=3(相)×4(突極数))の突極301は、集中巻きされたコイル302の通電により、U、V、W、U、V、W…の順の磁極を形成する。   FIG. 9 shows a schematic structure of an example of an SR motor 100 having a radial gap configuration of U, V, and W three-phase driving. The SR motor 100 is coaxial with a rotor 200 attached to a motor shaft 101 and outside thereof. And a stator 300 provided in the above. The rotor 200 has a plurality of salient poles 201 arranged at equal intervals on the outer peripheral surface side. In the stator 300, salient poles 301 of each phase as stator magnetic poles are arranged on the inner peripheral surface side in order in a direction facing the salient pole 201, and each salient pole 301 has a coil (coil) of each phase. ) 302 is concentrated. Unlike the number of salient poles 201 of the rotor 200 (eight in FIG. 9) and the number of salient poles 301 of the stator 300 (12 in FIG. 9), twelve of the stator 300 (= 3 (phase) × 4 (the number of salient poles)) forms a magnetic pole in the order of U, V, W, U, V, W.

そして、SRモータ100は、モータ駆動制御装置により、ステータ300の駆動相のコイル302の通電をPWM(パルス幅変調)制御して駆動され、ステータ300に対し、ロータ200が非対向になる毎、すなわち、ロータ200の所定回転角度毎に、駆動相が切り替わり、PWM制御により、アクセル開度等から演算されたトルク指令値に応じた目標電流Ikに制御された駆動電流が駆動相のコイル302に流れ、ロータ200とステータ300の電磁作用でロータ200が回転して駆動される(例えば、特許文献1(段落[0004]、[0011]−[0014]、図1、図3、図5等)参照)。   The SR motor 100 is driven by PWM (pulse width modulation) control of energization of the coil 302 of the driving phase of the stator 300 by the motor drive control device, and every time the rotor 200 is not opposed to the stator 300, In other words, the drive phase is switched at every predetermined rotation angle of the rotor 200, and the drive current controlled to the target current Ik according to the torque command value calculated from the accelerator opening degree by the PWM control is applied to the coil 302 of the drive phase. The rotor 200 is rotated and driven by the electromagnetic action of the rotor 200 and the stator 300 (for example, Patent Document 1 (paragraphs [0004], [0011]-[0014], FIG. 1, FIG. 3, FIG. 5, etc.)). reference).

なお、SRモータは、上記のSRモータ100のようにステータ300の外周側に同心状に回転自在にロータ200を配置したラジアルギャップ構造に形成されるだけでなく、ステータと回転自在のロータをモータ軸の方向に対向するように配置したアキシャルギャップ構造にも形成される。そして、アキシャルギャップ構造の方がラジアルギャップ構造より対向する突極面積を広くすることができ、小型で高トルクである利点がある。   The SR motor is not only formed in a radial gap structure in which the rotor 200 is disposed concentrically and rotatably on the outer peripheral side of the stator 300 as in the SR motor 100 described above, but the stator and the rotatable rotor are motorized. It is also formed in an axial gap structure arranged so as to face the axial direction. The axial gap structure has an advantage that the salient pole area opposed to the radial gap structure can be widened, and is small and has high torque.

特開平9−182490号公報JP-A-9-182490

特許文献1に記載のようにSRモータのステータの通電相のコイルの通電制御をCPUを用いたPWM制御で行なう場合、少なくとも通電相のコイルの通電を開始する際の発生トルクを極力大きくするため、通電開始時にはインバータ等の駆動部の通電相のスイッチング素子を連続的にオンし、通電相のコイルを連続的に通電して迅速に立上げてPWM制御に移行する。また、通電終了時には前記駆動部の通電相のスイッチング素子を直ちにオフしてPWM制御を終了し、前記コイルの電流を迅速に0に立下げて通電相を迅速に切替えることが考えられる。   When energization control of the energization phase coil of the SR motor stator is performed by PWM control using a CPU as described in Patent Document 1, at least the generated torque when starting energization of the energization phase coil is maximized. At the start of energization, the energized phase switching element of the drive unit such as an inverter is continuously turned on, the energized phase coil is energized continuously to quickly start up and shift to PWM control. Further, at the end of energization, it is conceivable to immediately turn off the energization phase switching element of the drive unit to end the PWM control, and to quickly reduce the current of the coil to 0 to quickly switch the energization phase.

この場合、通電開始時の連続的なオンの制御や通電終了時の連続的なオフの制御をCPUにより行なうとすれば、通電開始、目標電流到達、通電終了の回転角度(制御タイミング)や制御内容(通電相のスイッチング素子のオンやオフの指令)を、要求されるトルク指令値やSRモータの各相の電流の検出結果等に基づいてCPUにより算出し、位置センサで検出されたSRモータの回転角度が算出された通電開始、目標電流到達、通電終了の回転角度に達したときに、算出された制御内容に基づき、SRモータのインバータ等の駆動部の通電相のスイッチング素子の駆動制御をCPUによって切替え、通電開始から目標電流に立ち上がるまでは連続的なオン制御、目標電流に到達してから通電終了まではPWM制御、通電終了からつぎの通電開始までは連続的なオフ制御が行なわれる。   In this case, if the CPU performs continuous ON control at the start of energization and continuous OFF control at the end of energization, the rotation angle (control timing) and control of the start of energization, the arrival of the target current, and the end of energization are controlled. The SR motor detected by the position sensor is calculated by the CPU based on the required torque command value and the detection result of the current of each phase of the SR motor. Drive control of the switching element of the energized phase of the drive unit such as the inverter of the SR motor based on the calculated control content when the rotation angle of the motor reaches the rotation angle at the start of energization, the arrival of the target current, and the end of energization Is switched by the CPU, continuous on-control from the start of energization to the rise to the target current, PWM control from the end of the target current to the end of energization, Until the start is performed continuously off control.

CPUを用いて上記のように制御する場合、通電相のコイルの通電を開始する際や終了する際には、制御の切替えに先立ってPWM制御等に必要な制御内容をメモリに退避するなどの前処理が必要になり、その分、制御の切替えに時間がかかって切替タイミングが遅れる。しかも、CPUが優先度の高い他の処理を実行中であれば、その処理が終わるのを待ってから制御の切替えが行なわれるので制御の切替えが一層遅れる。   When controlling using the CPU as described above, when starting or ending energization of the coil in the energized phase, the control content necessary for PWM control or the like is saved in the memory prior to control switching. Pre-processing is required, and accordingly, switching of control takes time and the switching timing is delayed. In addition, if the CPU is executing another process with a high priority, the control is switched after waiting for the completion of the process, so that the control is further delayed.

そして、制御の切替えが遅れると、通電開始の際には通電相のコイルの電流の立上がりが遅れて発生するトルクが減少する。しかも、コイルの電流が目標電流に到達する前にその回転角度に達してPWM制御に移行し、PWM制御中のコイルの電流が目標電流より小さくなってトルク不足になる可能性があり、制御の切替えが速くなる高回転域で問題となる。なお、通電終了の際も、CPUによる上記のような前処理が必要になるため、その分、時間がかかって制御の切替えが遅れる。   When the switching of the control is delayed, the torque generated due to a delay in the rise of the current in the energized phase coil at the start of energization decreases. Moreover, before the coil current reaches the target current, the rotation angle is reached and the control shifts to PWM control, and the coil current during PWM control becomes smaller than the target current and torque may become insufficient. This is a problem at high rotation speeds where switching is fast. In addition, since the pre-processing as described above by the CPU is required even when the energization is ended, it takes time and control switching is delayed.

図10はCPUを用いた場合の上記の制御の切替えの遅れを模式的に示し、同図(a)はPWM制御のキャリア周期Tcを設定する例えば10kHzのパルス信号、同図(b)の実線iaは制御の切替えに遅れがない場合の通電相のコイルの電流波形例、同図(b)の実線ibは制御の切替えに遅れがある場合の通電相のコイルの電流波形例である。   FIG. 10 schematically shows a delay in switching the control when the CPU is used. FIG. 10A shows a pulse signal of, for example, 10 kHz for setting the carrier cycle Tc of the PWM control, and a solid line in FIG. ia is an example of the current waveform of the coil in the energized phase when there is no delay in control switching, and the solid line ib in FIG. 5B is an example of the current waveform of the coil in the energized phase when there is a delay in control switching.

実線iaの電流波形の場合は、制御の切替えに遅れがないので、通電相のコイルの電流は、通電開始の回転角度のタイミングから遅れなく迅速に立上り、目標電流Ikに立上がってからPWM制御に切替わり、通電終了の回転角度のタイミングで迅速に立下る。そのため、通電開始の立上りやPWM制御の間に十分なトルクが発生する。一方、実線ibの電流波形の場合は、制御の切替えの遅れ(通電開始時の遅れτa、目標電流到達によるPWM制御の遅れτb、通電終了時の遅れτc)が発生し、通電相のコイルの電流は、立上りが遅れて目標電流Ikに到達する前にPWM制御に移行するので、電流の立上りやPWM制御の間のトルクが小さくなる。   In the case of the current waveform of the solid line ia, since there is no delay in switching the control, the current of the coil in the energized phase rises quickly without delay from the timing of the rotation angle at the start of energization, and PWM control is performed after rising to the target current Ik. To quickly fall at the timing of the rotation angle after the end of energization. Therefore, sufficient torque is generated during the start of energization and during PWM control. On the other hand, in the case of the current waveform indicated by the solid line ib, control switching delays (delay τa at the start of energization, PWM control delay τb due to the arrival of the target current, delay τc at the end of energization) occur, Since the current shifts to the PWM control before the rising edge is delayed and reaches the target current Ik, the torque during the rising of the current and the PWM control becomes small.

本発明は、制御対象のSRモータの通電をCPUを用いて制御する場合の制御の遅れを防止して低コストにSRモータのトルクアップを図り、高回転域でもトルクの不足が生じないようにすることを目的とする。   The present invention prevents a delay in control when energization of the SR motor to be controlled is controlled using a CPU to increase the torque of the SR motor at a low cost, so that a shortage of torque does not occur even in a high rotation range. The purpose is to do.

上記した目的を達成するために、本発明のモータ駆動制御装置は、キャリア周期に同期した駆動部のPWM御制により、制御対象のSRモータの通電相のコイルの通電を制御するモータ駆動制御装置であって、少なくとも前記通電相のコイルの電流を立上げてPWM制御に移行する際の前記SRモータの回転位置で決まる制御タイミングと制御内容をCPUにより算出する演算処理手段と、前記制御タイミングおよび前記制御内容を記憶する記憶手段と、前記SRモータの回転位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出位置が前記制御タイミングの位置に達したときに割込信号を発生する割込信号発生手段と、前記割込信号の入力により、前記記憶手段の前記制御内容の制御指令信号を前記CPUを介さずに前記駆動部を制御する駆動制御部に送り、前記駆動部をダイレクトメモリアクセスで制御する制御出力手段とを備えたことを特徴としている(請求項1)。   In order to achieve the above-described object, a motor drive control device according to the present invention controls the energization of a coil in the energization phase of an SR motor to be controlled by PWM control of a drive unit synchronized with a carrier cycle. Computation processing means for calculating, by the CPU, control timing and control content determined by the rotational position of the SR motor when at least the current of the energized phase coil is raised to shift to PWM control, and the control timing and Storage means for storing the control content, detection means for detecting the rotational position of the SR motor, and interrupt signal generation for generating an interrupt signal when the detection position of the detection means reaches the control timing position And a drive for controlling the drive unit without passing the control command signal of the control content of the storage means by the input of the interrupt signal Feeding the control unit is characterized in that a control output unit for controlling the driving unit in a direct memory access (claim 1).

請求項1に係る本発明のモータ駆動制御装置の場合、少なくとも通電相のコイルの電流を立上げてPWM制御に移行する通電相の通電開始の際に、検出手段の検出角度のタイミング(回転位置)が、CPUにより算出されて記憶手段に記憶された通電開始角のタイミングに達すると、割込信号発生手段が割込信号を発生する。   In the motor drive control device according to the first aspect of the present invention, the timing of the detection angle of the detection means (rotational position) at the start of energization of the energized phase where at least the current of the energized phase coil is raised to shift to PWM control. ) Reaches the timing of the energization start angle calculated by the CPU and stored in the storage means, the interrupt signal generating means generates an interrupt signal.

そして、この割込信号に基づき、制御出力手段が、記憶手段に通電開始角の制御タイミングとともに記憶されている制御内容の制御指令信号をCPUを介さずに駆動制御部に送り、駆動部をダイレクトメモリアクセスで制御するので、CPUによる制御の切替えが不要になり、制御の切替えに必要なCPUのメモリ待避等の前処理や優先度の高い他の処理の終了を待つことなく、通電開始の電流の立上げやその後のPWM制御への移行等がタイミングの遅れなく行なえ、CPUを用いた場合の制御の遅れを防止して低コストにSRモータのトルクアップを図り、高回転域でもトルクの不足が生じないようにすることができる。   Based on this interrupt signal, the control output means sends the control command signal of the control content stored in the storage means together with the control timing of the energization start angle to the drive control section without going through the CPU, and directs the drive section. Since it is controlled by memory access, it is not necessary to switch the control by the CPU, and the energization start current can be obtained without waiting for the end of the pre-processing such as CPU memory saving and other high-priority processes necessary for the control switching. Start-up and subsequent transition to PWM control without delay in timing, prevent control delay when using a CPU, increase SR motor torque at a low cost, and lack of torque even in high speed range Can be prevented from occurring.

本発明の第1の実施形態の全体構成を示す回路結線図である。1 is a circuit connection diagram illustrating an overall configuration of a first embodiment of the present invention. 図1の一部の詳細な構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a part of FIG. 1. 図2の制御によるSRモータの電流変化例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of an electric current change of SR motor by control of FIG. 図2の制御の説明図である。It is explanatory drawing of control of FIG. 本発明の第2の実施形態の制御によるSRモータの電流変化例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of an electric current change of SR motor by control of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の一部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a part of detailed structure of the 3rd Embodiment of this invention. 図7の制御によるSRモータの電流変化例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of an electric current change of SR motor by control of FIG. 本発明の第4の実施形態のSRモータの電流変化例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of an electric current change of the SR motor of the 4th Embodiment of this invention. 3相駆動のSRモータの構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the structural example of SR motor of 3 phase drive. 制御タイミングが遅れた場合のSRモータの電流変化の明図である。It is a clear figure of the current change of SR motor when control timing is delayed.

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図1〜図8を参照して詳述する。   Next, in order to describe the present invention in more detail, embodiments will be described in detail with reference to FIGS.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は本実施形態のモータ駆動制御装置の全体構成を示し、制御対象のSRモータは、例えば電気自動車やハイブリッド車の駆動モータとしての3相駆動のSRモータ1である。SRモータ1は、ラジアルギャップ構成、アキシャルギャップ構成のいずれであってもよいが、例えば図8のSRモータ100と同様のラジアルギャップ構成であり、その回転位置が周知のレゾルバやエンコーダ等の位置センサ(本発明の検出手段)2により検出される。   FIG. 1 shows the overall configuration of the motor drive control device of this embodiment, and the SR motor to be controlled is a three-phase drive SR motor 1 as a drive motor of an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example. The SR motor 1 may have either a radial gap configuration or an axial gap configuration. For example, the SR motor 1 has a radial gap configuration similar to that of the SR motor 100 of FIG. 8, and its rotational position is a known position sensor such as a resolver or encoder. (Detection means of the present invention) 2 is detected.

そして、本実施形態のモータ駆動制御装置は、概略、SRモータ1を駆動する3相のインバータ3及びその制御部4を備える。   The motor drive control device of the present embodiment generally includes a three-phase inverter 3 that drives the SR motor 1 and its control unit 4.

インバータ3の入力電源は、車載のバッテリ等の電源5と、電源5に並列に接続されたキャパシタ6とからなり、その電源電圧は電圧センサ7により検出される。   The input power source of the inverter 3 includes a power source 5 such as an in-vehicle battery and a capacitor 6 connected in parallel to the power source 5, and the power source voltage is detected by a voltage sensor 7.

インバータ3においては、電源5の正負の電源端子p、n間に、SRモータ1のU相のステータコイルLuを挟んでU相の上下アームのスイッチング素子Sua、Subが直列に設けられ、同様に、SRモータ1のV相のステータコイルLvを挟んでV相の上下アームのスイッチング素子Sva、Svbが直列に設けられ、SRモータ1のW相のステータコイルLwを挟んでW相の上下アームのスイッチング素子Swa、Swbが直列に設けられる。各スイッチング素子Sua〜Swbは、IGBT、FET等で形成され、図1ではIGBTからなる。また、ステータコイルLu、Lv、Lwは、図9の各相それぞれの各コイル302を直列又は並列に接続したものである。   In the inverter 3, switching elements Sua and Sub of U-phase upper and lower arms are provided in series between the positive and negative power supply terminals p and n of the power supply 5 with the U-phase stator coil Lu of the SR motor 1 interposed therebetween. The switching elements Sva and Svb of the V-phase upper and lower arms are provided in series across the V-phase stator coil Lv of the SR motor 1, and the W-phase upper and lower arms of the SR motor 1 are sandwiched between the W-phase stator coils Lw. Switching elements Swa and Swb are provided in series. Each of the switching elements Sua to Swb is formed of an IGBT, an FET, or the like, and is made of an IGBT in FIG. The stator coils Lu, Lv, and Lw are obtained by connecting the coils 302 of the respective phases in FIG. 9 in series or in parallel.

さらに、正の電源端子pと、各相のステータコイルLu、Lv、Lwの下アーム側の端部との間に、カソードが電源端子pに接続された還流・回生用のダイオードDua、Dva、Dwaが設けられ、負の電源端子nと各相のステータコイルLu、Lv、Lwの上アーム側の端部との間に、アノードが電源端子nに接続された還流・回生用のダイオードDub、Dvb、Dwbが設けられる。   Further, between the positive power supply terminal p and the lower arm side ends of the stator coils Lu, Lv, Lw of each phase, the reflux / regeneration diodes Dua, Dva, whose cathode is connected to the power supply terminal p, Dwa is provided, and between the negative power supply terminal n and the upper arm side end of each phase of the stator coils Lu, Lv, Lw, an anode connected to the power supply terminal n, a reflux / regeneration diode Dub, Dvb and Dwb are provided.

また、SRモータ1の各相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流は、各相の電流センサ8u、8v、8wにより検出される。   Further, the currents of the stator coils Lu, Lv, and Lw of each phase of the SR motor 1 are detected by the current sensors 8u, 8v, and 8w of the respective phases.

制御部4は、演算処理部41と、この演算処理部41から出力される制御指令にしたがってインバータ3の各相のスイッチング素子Sua〜SwbにPWM制御信号等を供給する駆動制御部42を有し、演算処理部41は、つぎに説明するように構成されている。   The control unit 4 includes an arithmetic processing unit 41 and a drive control unit 42 that supplies a PWM control signal and the like to the switching elements Sua to Swb of each phase of the inverter 3 in accordance with a control command output from the arithmetic processing unit 41. The arithmetic processing unit 41 is configured as described below.

図2は演算処理部41の構成を示し、マイクロコンピュータ等で構成される演算処理部41は、概略、CPUのソフトウェア処理で形成される演算部41a及び同期通電制御部(PWM信号部)41bと、非同期通電制御部41c、出力(出力ポート)部41dとを備える。   FIG. 2 shows a configuration of the arithmetic processing unit 41. The arithmetic processing unit 41 composed of a microcomputer or the like is roughly composed of an arithmetic unit 41a and a synchronous energization control unit (PWM signal unit) 41b formed by CPU software processing. , An asynchronous energization control unit 41c, and an output (output port) unit 41d.

演算部41aは、アクセルペダルの踏み込み等に基づいて図示省略した上位装置から送られてくるトルク指令値、位置センサ2の回転位置から得られるSRモータ1の回転角度θの時間変化から算出した回転数ω、電圧センサ7の電源電圧、電流センサ8u、8v、8wの各相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流等を取り込み、(1)目標電流算出部9によりトルク指令値に応じた目標電流Ikの指令値(より正確には換算された電圧指令値)の信号Skを形成する。(2)SRモータ1の回転角度ωに基づき、角度算出部10によりSRモータ1の回転速度等に応じた各相の通電開始角、電流立上角(目標電流Ikに到達する角度)、PWM移行角(還流期間の角度)、通電終了角を算出する。また、通電開始の際(通電開始角から電流立上角の間)のスイッチング素子Sua〜Swbの連続的なオン制御及び、還流のオフ制御、通電終了(通電終了角からつぎの電流立上角の間)のスイッチング素子Sua〜Swbの連続的なオフ制御を行なうため、上記各相の通電開始角、電流立上角、PWM移行角、通電終了角の算出された回転角のタイミングに対応させて通電相のスイッチング素子Sua〜Swbの制御内容(オン指令、オフ指令)を形成する。(3)キャリア信号生成部11により、例えば装置クロック(動作クロック)を分周してPWMの所定のキャリア周期(一定周波数、具体的には例えば10kHz)Tcの三角波(あるいは鋸波)の信号Scを形成する。   The calculation unit 41a rotates based on a torque command value sent from a host device (not shown) based on depression of an accelerator pedal or the like, and a time change of the rotation angle θ of the SR motor 1 obtained from the rotation position of the position sensor 2. The number ω, the power supply voltage of the voltage sensor 7, the currents of the stator coils Lu, Lv, Lw of each phase of the current sensors 8 u, 8 v, 8 w, etc. are captured, and (1) the target corresponding to the torque command value by the target current calculation unit 9 A signal Sk of a command value of current Ik (more accurately, a converted voltage command value) is formed. (2) Based on the rotation angle ω of the SR motor 1, the angle calculation unit 10 causes the energization start angle, current rise angle (angle to reach the target current Ik) of each phase according to the rotation speed of the SR motor 1, PWM The transition angle (the angle of the reflux period) and the energization end angle are calculated. Further, when the energization is started (between the energization start angle and the current rise angle), the continuous ON control of the switching elements Sua to Swb, the reflux off control, the energization end (the next current rise angle from the energization end angle) In order to perform continuous OFF control of the switching elements Sua to Swb, the timing of the energization start angle, current rise angle, PWM transition angle, and energization end angle of each phase is made to correspond to the calculated rotation angle timing. Thus, the control contents (on command, off command) of the switching elements Sua to Swb in the energized phase are formed. (3) The carrier signal generator 11 divides the device clock (operation clock), for example, to generate a triangular wave (or sawtooth) signal Sc having a predetermined PWM carrier cycle (constant frequency, specifically, for example, 10 kHz) Tc. Form.

同期通電制御部41bは、相毎にキャリア周期Tcの信号Scと目標電流Ikの信号Skとを比較して得られるPWM信号を形成し、各相のPWM信号を出力切替部41dから駆動制御部42に出力する。   The synchronous energization control unit 41b forms a PWM signal obtained by comparing the signal Sc of the carrier cycle Tc and the signal Sk of the target current Ik for each phase, and outputs the PWM signal of each phase from the output switching unit 41d to the drive control unit Output to 42.

非同期通電制御部41cは、RAMやフラッシュメモリ等の書換え自在の不揮発性のメモリが形成するデータマップ12及び、ロジックIC等で形成された入出力コントローラ13(本発明の出力制御部に相当)と、比較器を形成するエンコーダ(本発明の割込信号発生手段に相当)15を有する。   The asynchronous energization control unit 41c includes a data map 12 formed by a rewritable nonvolatile memory such as a RAM or a flash memory, and an input / output controller 13 (corresponding to the output control unit of the present invention) formed by a logic IC or the like. And an encoder (corresponding to the interrupt signal generating means of the present invention) 15 forming a comparator.

データマップ12は、角度算出部10により算出された通電相の通電開始角、電流立上角、通電終了角が書き込まれて順次に読み出され、それらに対応付けて角度算出部10により算出された通電相のスイッチング素子Sua〜Swbの制御内容(オン指令、オフ指令)も書き込まれて順次に読み出される。   In the data map 12, the energization start angle, the current rise angle, and the energization end angle of the energized phase calculated by the angle calculation unit 10 are written and read sequentially, and are calculated by the angle calculation unit 10 in association with them. The control contents (ON command, OFF command) of the switching elements Sua to Swb in the energized phase are also written and read sequentially.

図3は回転に伴うSRモータ1の通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流変化と、この電流変化に対応してデータマップ12から読み出される回転角のタイミング(検出するタイミング)、制御内容(つぎの制御内容)の変化及び、実際の制御の変化例を示し、図中のθon、θk、θpwm、θoffは通電開始角、電流立上角、PWM移行角、通電終了角のタイミングであり、実際の制御の「オン」は連続的なオンの制御、「オフ」、「還流オフ」は連続的なオフの制御であり、「PWM」はPWM制御である。また、「還流オフ」の制御は、図1のU相回路を例にすると、スイッチング素子Sua、Subのうち、いずれか一方のみオンする制御で電流をほぼ一定に保つ制御である。   FIG. 3 shows the current change of the stator coils Lu, Lv, Lw in the energized phase of the SR motor 1 with rotation, the timing of the rotation angle read from the data map 12 corresponding to this current change (timing to detect), and the control contents (Next control content) change and actual control change example are shown, and θon, θk, θpwm, and θoff in the figure are timings of energization start angle, current rise angle, PWM transition angle, and energization end angle. The actual control “ON” is continuous ON control, “OFF” and “reflux OFF” are continuous OFF control, and “PWM” is PWM control. Further, the “reflux off” control is a control that keeps the current substantially constant by controlling only one of the switching elements Sua and Sub, taking the U-phase circuit of FIG. 1 as an example.

エンコーダ14は、データマップ12から順に読み出される通電相の通電開始角θon、電流立上角θk、PWM移行角θpwm、通電終了角θoffのタイミングが入力され、位置センサ2の回転位置がデータマップ12の通電開始角θon、電流立上角θk、PWM移行角θpwm、通電終了角θoffに達して一致することにより、割込信号Sintを入出力コントローラ13に送る。   The encoder 14 receives the energization start angle θon, the current rise angle θk, the PWM transition angle θpwm, and the energization end angle θoff of the energized phase sequentially read from the data map 12, and the rotational position of the position sensor 2 is the data map 12. When an energization start angle θon, a current rising angle θk, a PWM transition angle θpwm, and an energization end angle θoff are reached and matched, an interrupt signal Sint is sent to the input / output controller 13.

入出力コントローラ13は、割込信号Sintの入力により、データマップ12の前記角度と一致したタイミングでそれぞれの制御内容(具体的には、電流立上期間には連続的なオン制御の指令信号Son、通電終了期間には連続的なオフ制御の指令信号Soff)を出力切替部41dに出力する。   In response to the input of the interrupt signal Sint, the input / output controller 13 receives each control content (specifically, a continuous ON control command signal Son during the current rising period at a timing coincident with the angle of the data map 12. In the energization end period, a continuous OFF control command signal Soff) is output to the output switching unit 41d.

なお、指令信号Son、Soffは、本発明の制御内容の制御指令信号を形成し、例えば、指令信号Son、Soffがそれぞれハイレベル(以下、Highという)の場合は、連続的にオン/オフする指令を意味し、ローレベル(以下、Lowという)の場合は上記指令がない状態を意味する。また、指令信号Son、Soffは、SRモータ1の相数だけ生成され、例えばSRモータ1が3相モータの場合は、3組の指令信号Son、Soffが生成される。   The command signals Son and Soff form a control command signal of the control content of the present invention. For example, when the command signals Son and Soff are each at a high level (hereinafter referred to as “High”), they are continuously turned on / off. This means a command, and a low level (hereinafter referred to as “Low”) means that there is no command. The command signals Son and Soff are generated for the number of phases of the SR motor 1. For example, when the SR motor 1 is a three-phase motor, three sets of command signals Son and Soff are generated.

出力切替部41dは、同期通電制御部41bのPWM信号及び、入出力コントローラ13の指令信号Son、Soffの入力に対し、指令信号Son、SoffがHighの場合には、PWM信号より優先して強制的にオン/オフ指令を図1の駆動制御部42に出力する。出力切替部41dの構成をより具体的に説明すると、出力切替部41dは、例えば、PWM信号と指令信号Sonとが入力されるNORゲート、その出力信号と指令信号Soffとが入力されるNORゲートで構成され、この出力を駆動制御部42に出力する。なお、指令信号Son、Soffが互いにHighの場合には指令信号Soffを優先して出力する。   The output switching unit 41d forcibly gives priority to the PWM signal when the command signals Son and Soff are High with respect to the PWM signal of the synchronous energization control unit 41b and the command signals Son and Soff of the input / output controller 13. Thus, an on / off command is output to the drive control unit 42 in FIG. The configuration of the output switching unit 41d will be described more specifically. The output switching unit 41d includes, for example, a NOR gate to which a PWM signal and a command signal Son are input, and a NOR gate to which the output signal and the command signal Soff are input. The output is output to the drive control unit 42. When the command signals Son and Soff are High, the command signal Soff is output with priority.

そして、出力切替部41dの出力信号に基づく駆動制御部42の制御にしたがって、通電相のスイッチング素子Sua〜Swbがオン、オフし、指令信号Sonが出力される前記電流立上期間には、通電相のスイッチング素子Sua〜Swbが連続的にオンに維持される。そのため、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwは、通電開始の電流立上期間に途切れなく連続的に電流が流れて迅速に目標電流Ikに立上がる。   Then, according to the control of the drive control unit 42 based on the output signal of the output switching unit 41d, the energization phase switching elements Sua to Swb are turned on and off, and during the current rising period in which the command signal Son is output, The phase switching elements Sua to Swb are continuously kept on. For this reason, the energized phase stator coils Lu, Lv, and Lw rapidly rise to the target current Ik through the continuous flow of current without interruption during the energization start current rising period.

電流立上期間が終了して電流立上角θkのタイミングになると、オン制御の指令信号Sonのうち一方(例えばスイッチング素子Sua、Sva、Swaの指令信号Son)のマスクが解除される。そして、解除直後の電流立上角θkからPWM移行角θpwmの期間は、キャリア周期Tcに同期して終了するように設定しており、出力切替部41dを介してインバータ3に、還流オフ、すなわち、電流をほぼ一定に保つような指令が出力される。さらにPWM移行角θpwmのタイミングになると、さらに他方(例えばスイッチング素子Sub、Svb、Swbの指令信号Son)のマスクが解除され、同期通電制御部41bから出力切替部41dを介してインバータ3に、キャリア周期TcでHigh/Lowに変化する通常のPWM信号が出力され、このPWM信号によって通電相のスイッチング素子Sua〜Swbがキャリア周期のPWM制御でオン/オフする。   When the current rising period ends and the current rising angle θk is reached, the masking of one of the on-control command signals Son (for example, the command signal Son of the switching elements Sua, Sva, and Swa) is released. Then, the period from the current rising angle θk to the PWM transition angle θpwm immediately after the release is set to end in synchronization with the carrier cycle Tc, and the inverter 3 is turned off to the inverter 3 via the output switching unit 41d. A command that keeps the current substantially constant is output. Further, at the timing of the PWM transition angle θpwm, the masking of the other (for example, the command signal Son of the switching elements Sub, Svb, Swb) is released, and the carrier is transferred from the synchronous energization control unit 41b to the inverter 3 via the output switching unit 41d. A normal PWM signal that changes to High / Low at the period Tc is output, and the switching elements Sua to Swb in the energized phase are turned on / off by PWM control of the carrier period by this PWM signal.

さらに、通電終了角θoffのタイミングに達して入出力コントローラ13からオフ制御のLowの指令信号Soffが出力されると、この指令信号Soffに基づいて駆動制御部42が通電相のスイッチング素子Sua〜Swbを連続的にオフに維持し、迅速に電流を消失してトルクを0にする。   Further, when the timing of the energization end angle θoff is reached and the I / O controller 13 outputs a low command signal Soff of the off control, the drive control unit 42 switches the energized phase switching elements Sua to Swb based on the command signal Soff. Is continuously turned off, and the current disappears quickly and the torque becomes zero.

したがって、本実施形態の場合、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流を立上げてPWM制御に移行する際のSRモータ1の制御タイミングと制御内容を、通電開始角θon、電流立上角θkとオン制御に設定し、少なくともSRモータ1の通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流を立上げてPWM制御に移行する通電開始の際に、位置センサ2の検出角度(回転位置)のタイミングが、演算部41aのCPUにより算出されてデータマップ12に記憶された通電開始角θonのタイミングに達すると、それから電流立上角θkのタイミングに達するまで、エンコーダ14が割込信号Sintを発生する。   Therefore, in the case of this embodiment, the control timing and the control content of the SR motor 1 when the current of the stator coils Lu, Lv, Lw of the energized phase is raised and shifted to the PWM control are represented by the energization start angle θon and the current rise. The angle θk and the on-control are set, and at the time of starting energization at which at least the current of the stator coils Lu, Lv, and Lw in the energized phase of the SR motor 1 is raised to shift to PWM control, the detection angle (rotational position) of the position sensor 2 ) Is reached by the CPU of the calculation unit 41a and reaches the timing of the energization start angle θon stored in the data map 12, then the encoder 14 receives the interrupt signal Sint until the timing of the current rising angle θk is reached. Is generated.

そして、この割込信号Sintに基づき、入出力コントローラ13が、データマップ12に通電開始角θonの制御タイミングとともに記憶されているオン制御の指令信号SonをCPUを介さずに出力するダイレクトメモリアクセス(以下、DMAという)で遅れなく出力切替部41dから駆動制御部42に送るので、遅れなく通電相のスイッチング素子Sua〜Swbを連続的にオンし、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流を立ち上げることができる。なお、通電終了の際には、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの通電を終了する際のSRモータ1の制御タイミングと制御内容を、通電終了角θoffとオフ制御に設定することで、位置センサ2の検出角度のタイミングが、通電終了角θoffのタイミングに達したときに、オフ制御の指令信号SoffがCPUを介さずにDMAで出力切替部41dから駆動制御部42に送られ、遅れなく通電相のスイッチング素子Sua〜Swbを連続的にオフし、通電相の通電を迅速に終了することができる。   Then, based on the interrupt signal Sint, the input / output controller 13 outputs the on-control command signal Son stored in the data map 12 together with the control timing of the energization start angle θon without passing through the CPU ( (Hereinafter referred to as “DMA”) from the output switching unit 41d to the drive control unit 42 without delay, so that the energized phase switching elements Sua to Swb are continuously turned on without delay, and the currents of the energized phase stator coils Lu, Lv, Lw. Can be launched. At the end of energization, by setting the control timing and control content of the SR motor 1 when energization of the stator coils Lu, Lv, and Lw in the energized phase to the energization end angle θoff and off control, When the timing of the detection angle of the position sensor 2 reaches the timing of the energization end angle θoff, the OFF control command signal Soff is sent from the output switching unit 41d to the drive control unit 42 by DMA without passing through the CPU, and is delayed. The energized phase switching elements Sua to Swb can be continuously turned off, and energization of the energized phase can be quickly terminated.

図4は本実施形態のDMAによる通電開始の電流立上げ、PWM制御への移行の処理と、CPUによる通電開始の電流立上げ、PWM制御への移行の処理とを模式的に比較して示す。   FIG. 4 schematically shows a process for starting energization by DMA and shifting to PWM control, and a process for starting current energization and shifting to PWM control by the CPU according to the present embodiment. .

図4(a)の本実施形態のDMAの場合は、通電開始角θonのタイミングになると、データマップ12に予め格納していた指令値を、CPUを介さないで出力部41dに出力することでオフ制御a1から直ちに電流立上げの連続的なオン制御a2を実行する。   In the case of the DMA of this embodiment shown in FIG. 4A, when the energization start angle θon is reached, the command value stored in advance in the data map 12 is output to the output unit 41d without going through the CPU. Immediately after the turn-off control a1, a continuous turn-on control a2 of current rise is executed.

これに対して、図4(b)のCPUを介した一例の場合は、通電開始角θonのタイミングになると、CPUが割込処理に必要なメモリの待避処理を実行するb2。その後、電流立上げの連続的なオン制御の処理b3を実行し、出力はオフ制御b1からオン制御b5に切り替わる。その後CPUにより、メモリに待避していたデータを呼び出す処理b4を行なって割込処理を終了する。この場合、本実施形態のDMAの場合に比して、概略、前記b2の時間ταの遅れが生じる。   On the other hand, in the case of an example via the CPU of FIG. 4B, when the energization start angle θon is reached, the CPU executes a memory saving process necessary for the interrupt process b2. Thereafter, a continuous ON control process b3 of current rise is executed, and the output is switched from the OFF control b1 to the ON control b5. Thereafter, the CPU performs the process b4 for calling the data saved in the memory and ends the interrupt process. In this case, as compared with the case of the DMA of the present embodiment, a delay of the time τα of the b2 occurs.

また、図4(c)のCPUを介した他の例の場合は、通電開始角θonのタイミングで優先的に行なう処理が発生しているので、その処理を先に実行するために図4(b)の処理b2〜b4と同様の待避、実行、データ呼び出し処理c2〜c4を実行する。その後、電流立上げの制御を行なうため、PWM制御のデータ(PWM信号)等を再びメモリに待避しc5、連続的なオンの制御c6を実行し、出力はオフ制御c1からオン制御c8に切り替わる。さらにCPUにより、メモリに待避していたデータ(PWM信号)を呼び出してc7、割込処理が終了する。この場合、本実施形態の場合に比して、概略、時間ταより長い前記c2〜c5の時間τβの遅れが生じる。   In the case of another example via the CPU of FIG. 4 (c), since the process preferentially performed at the timing of the energization start angle θon has occurred, the process shown in FIG. The same save, execution, and data call processing c2 to c4 as the processing b2 to b4 of b) are executed. Thereafter, in order to carry out current rise control, PWM control data (PWM signal) and the like are again saved in the memory, c5 and continuous ON control c6 are executed, and the output is switched from OFF control c1 to ON control c8. . Further, the CPU calls the data (PWM signal) saved in the memory, and c7, the interrupt process is completed. In this case, as compared with the case of the present embodiment, the delay of the time τβ of c2 to c5 longer than the time τα occurs.

図4(a)と同図(b)、(c)との比較からも明らかなように、本実施形態のDMA制御の場合、遅れ時間τα、τβがないので、制御の切替えに必要なCPUのメモリ待避等の前処理や優先度の高い他の処理の終了を待つことなく、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流立上げやその後のPWM制御への移行がタイミングの遅れなく迅速に行なえ、通電相の通電制御の遅れを防止して低コストにSRモータ1のトルクアップを図り、高回転域でもトルクの不足が生じないようにすることができる。   As is clear from comparison between FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C, in the case of the DMA control of this embodiment, there is no delay time τα, τβ, so the CPU required for switching the control Without waiting for the end of pre-processing such as memory saving and other high-priority processing, the current startup of the energized phase stator coils Lu, Lv, Lw and the subsequent shift to PWM control can be performed quickly without delay in timing. Therefore, it is possible to prevent a delay in energization control of the energization phase and increase the torque of the SR motor 1 at low cost, so that a shortage of torque does not occur even in a high rotation range.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について、図1、図2、図5を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5. FIG.

本実施形態の場合、PWM制御の先頭の還流の制御を省いて制御の簡略化を図る。   In the case of this embodiment, the control of the reflux at the head of the PWM control is omitted to simplify the control.

そのため、図2の構成における電流立上げ角θkのタイミングは不要であり、データマップ12から読み出されるタイミング(検出するタイミング)は、通電開始角θon、PWM移行角θpwm、通電終了角θoffのタイミングになる。   Therefore, the timing of the current rising angle θk in the configuration of FIG. 2 is not necessary, and the timing read from the data map 12 (detection timing) is the timing of the energization start angle θon, the PWM transition angle θpwm, and the energization end angle θoff. Become.

そして、同期通電制御部41cは、PWM移行角θpwmのタイミングになってオン制御の指令信号Sonのマスクが解除されると、直ちにキャリア周期TcでHigh/Lowに変化する通常のPWM信号を出力し、このPWM信号により、インバータ3は、通電相のスイッチング素子Sua〜Swbがキャリア周期のPWM制御でオン/オフする。   Then, when the masking of the ON control command signal Son is released at the timing of the PWM transition angle θpwm, the synchronous energization control unit 41c immediately outputs a normal PWM signal that changes to High / Low in the carrier cycle Tc. The PWM signal causes the inverter 3 to turn on / off the energized phase switching elements Sua to Swb by PWM control of the carrier cycle.

図5は、本実施形態の通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流変化と、この電流変化に対応してデータマップ12から読み出されるタイミング(検出するタイミング)、制御内容(つぎの制御内容)の時間変化及び、実際の制御の変化例を示し、図3に対応する。   FIG. 5 shows current changes in the energized phase stator coils Lu, Lv, and Lw of this embodiment, timings read from the data map 12 corresponding to the current changes (detection timings), and control details (next control details). ) And a change example of actual control are shown and correspond to FIG.

本実施形態の場合、第1の実施形態の場合と同様、少なくともSRモータ1の通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流を立上げてPWM制御に移行する通電開始の際に、エンコーダ14の割込信号Sintに基づき、駆動部としてのインバータ3をDMAで制御して通電相のスイッチング素子Sua〜Swbを連続的にオンし、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流を立ち上げることができる。また、位置センサ2の検出角度のタイミングが、通電終了角θoffのタイミングに達したときにも、インバータ3をDMAで制御して通電相のスイッチング素子Sua〜Swbを連続的にオフし、通電相の通電を終了することができる。さらに、PWM移行角θpwmのタイミングに達すると、DMAで直ちにPWM制御に移行するので、前記還流のキャリア同期制御等を省くことができ、前記第1の実施形態の効果を奏するのは勿論、同期通電制御部41bの処理を少なくして制御を簡略化できる利点がある。   In the case of the present embodiment, as in the case of the first embodiment, at the time of starting energization at which the current of at least the energized phase stator coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 1 is raised to shift to PWM control, the encoder 14 On the basis of the interrupt signal Sint, the inverter 3 as the drive unit is controlled by DMA to continuously turn on the switching elements Sua to Swb in the energized phase, and the currents of the stator coils Lu, Lv, and Lw in the energized phase are raised. be able to. Further, when the timing of the detection angle of the position sensor 2 reaches the timing of the energization end angle θoff, the inverter 3 is controlled by DMA to continuously turn off the energized phase switching elements Sua to Swb, Can be energized. Further, when the timing of the PWM transition angle θpwm is reached, the DMA immediately shifts to the PWM control, so that the carrier synchronization control of the reflux can be omitted, and of course the effect of the first embodiment is achieved. There is an advantage that the processing can be simplified by reducing the processing of the energization control unit 41b.

(第3の実施形態)
第3の実施形態について、図1、図6、図7を参照して説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 6, and FIG.

本実施形態の場合、例えば第1の実施形態の構成にタイマを追加した構成により、通電開始角θonのタイミングからの電流立上期間をSRモータ1の回転角度(回転位置)で設定するのでなく、電流立上時間Triseで設定するようにして、SRモータ1の回転数のゆらぎ(変動)の影響を受けないようにする。   In the case of the present embodiment, for example, by adding a timer to the configuration of the first embodiment, the current rising period from the timing of the energization start angle θon is not set by the rotation angle (rotation position) of the SR motor 1. The current rise time Trise is set so as not to be affected by fluctuation (variation) in the rotational speed of the SR motor 1.

図6は図1の演算処理部41の本実施形態の場合の詳細なブロック構成を示し、本実施形態の場合、非同期通電制御部41cは、概略、図2の構成にタイマ15を追加し、タイマ15の電流立上時間Triseの出力信号を入出力コントローラ13に割込信号として与えるように構成されている。   FIG. 6 shows a detailed block configuration of the arithmetic processing unit 41 of FIG. 1 in the case of the present embodiment. In the case of the present embodiment, the asynchronous energization control unit 41c schematically adds a timer 15 to the configuration of FIG. An output signal of the current rise time Trise of the timer 15 is provided to the input / output controller 13 as an interrupt signal.

そして、タイマ15は、データマップ12の通電開始角θon、電流立上角θk、SRモータ1の回転数ωに基づき、SRモータ1が通電開始角θonから電流立上角θkまで回転するのに要する時間を電流立上時間Triseとして事前に求め、通電開始角θonのタイミングになると、このタイミングから電流立上時間Triseをカウントし、その間に割込信号Sintの代わりに電流立上時間Triseに達したことを通知する割込信号を入出力コントローラ13に出力する。   The timer 15 then rotates the SR motor 1 from the energization start angle θon to the current rise angle θk based on the energization start angle θon, the current rise angle θk, and the rotation speed ω of the SR motor 1 in the data map 12. The required time is obtained in advance as the current rise time Trise, and when the energization start angle θon is reached, the current rise time Trise is counted from this timing, and during that time, the current rise time Trise is reached instead of the interrupt signal Sint. An interrupt signal notifying that it has been output is output to the input / output controller 13.

なお、本実施形態の場合、エンコーダ14は通電開始角θonから電流立上角θkまでの間の割込信号Sintの出力が禁止される。   In the present embodiment, the encoder 14 is prohibited from outputting the interrupt signal Sint between the energization start angle θon and the current rise angle θk.

そして、入出力コントローラ13は、通電開始角θonのタイミングからの電流立上期間が、SRモータ1の電流立上角θkの検出に基づいてSRモータ1の回転角度から設定されるのではなく、タイマ15の電流立上時間Triseのカウントで設定される。   In the input / output controller 13, the current rising period from the timing of the energization start angle θon is not set from the rotation angle of the SR motor 1 based on the detection of the current rising angle θk of the SR motor 1. It is set by the count of the current rising time Trise of the timer 15.

図7は図3と同様のSRモータ1の通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流変化と、この電流変化に対応してデータマップ12から読み出されるタイミング、制御内容の変化例、実際の制御の時間変化例と、タイマ15による電流立上時間Triseの制御例とを示し、通電開始角θonからの電流立上げが、タイマ15による電流立上時間Triseの制御により、時間管理で安定して行なわれる。   FIG. 7 shows current changes in the energized phase stator coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 1 as in FIG. 3, timings read from the data map 12 corresponding to these current changes, examples of changes in control contents, An example of control time change and a control example of the current rise time Trise by the timer 15 are shown, and the current rise from the energization start angle θon is stabilized by time management by the control of the current rise time Trise by the timer 15. It is done.

したがって、本実施形態の場合、通電開始角θonのタイミングからの電流立上期間を電流立上時間Triseで設定することにより、さらに、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流の立上げがSRモータ1の回転数のゆらぎ(変動)の影響を受けることがない利点も有する。   Therefore, in the case of the present embodiment, the current rise period from the timing of the energization start angle θon is set by the current rise time Trise, so that the current of the stator coils Lu, Lv, Lw in the energized phase can be further increased. There is also an advantage that it is not affected by fluctuation (variation) in the rotational speed of the SR motor 1.

(第4の実施形態)
第4の実施形態について、図1、図2、図8を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 8. FIG.

本実施形態の場合、第2の実施形態の構成において、図1のSRモータ1が高回転域で回転するときに、図2の演算処理部41の制御を変えてCPUの一層の負担軽減を図る。   In the case of this embodiment, in the configuration of the second embodiment, when the SR motor 1 in FIG. 1 rotates in a high rotation range, the control of the arithmetic processing unit 41 in FIG. 2 is changed to further reduce the burden on the CPU. Plan.

すなわち、SRモータ1が高回転域で回転するときには、PWM制御中に通電相のスイッチング素子Sua〜Swbが、実際には、連続的にオン制御される。   That is, when the SR motor 1 rotates in the high rotation range, the switching elements Sua to Swb in the energized phase are actually continuously controlled to be on during the PWM control.

そこで、SRモータ1が一定速度以上の高回転域の状態になると、図5の非同期通電制御部41cのデータマップ12から読み出されるタイミング(検出するタイミング)を、通電開始角θon、通電終了角θoffのタイミングだけに変更する。   Therefore, when the SR motor 1 is in a high rotational speed range of a certain speed or higher, the timing (detection timing) read from the data map 12 of the asynchronous energization control unit 41c in FIG. 5 is the energization start angle θon and the energization end angle θoff. Change only to the timing.

図8は、本実施形態の通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流変化と、この電流変化に対応してデータマップ12から読み出されるタイミング(検出するタイミング)、制御内容(つぎの制御内容)の時間変化及び、実際の制御の変化例を示す。   FIG. 8 shows current changes in the energized phase stator coils Lu, Lv, and Lw of this embodiment, timings to be read from the data map 12 corresponding to the current changes (detection timings), and control contents (next control contents). ) Of time change and an example of actual control change.

図8からも明らかなように、通電開始角θonのタイミングからのオン制御の指令信号SonによるDMAの連続的なオン制御の後、電流立上角θkのタイミングになってPWM制御に切替わる期間になっても、オン制御の指令信号Sonを維持して通電相のスイッチング素子Sua〜SwbをDMAで連続的にオンする。そして、通電終了角θoffのタイミングに達すると、指令信号Sonに代えてオフ制御の指令信号SoffによるDMAの連続的なオフ制御に移行する。   As can be seen from FIG. 8, after the DMA is continuously turned on by the command signal Son of the turn-on control from the timing of the energization start angle θon, the period is switched to PWM control at the timing of the current rising angle θk. In this case, the on-control command signal Son is maintained, and the energized phase switching elements Sua to Swb are continuously turned on by DMA. Then, when the timing of the energization end angle θoff is reached, the DMA shifts to continuous off control by the off control command signal Soff instead of the command signal Son.

一方、SRモータ1が一定速度以上の高回転域の状態になると、図2の同期通電制御部41bのPWM信号の形成等の処理を停止し、CPUの負担を軽減する。   On the other hand, when the SR motor 1 is in a high rotational speed range of a certain speed or higher, processing such as the formation of the PWM signal of the synchronous energization control unit 41b in FIG. 2 is stopped, and the burden on the CPU is reduced.

したがって、本実施形態の場合、電流誘起電圧が大きくなって、PWM制御中に通電相のスイッチング素子Sua〜Swbが連続的にオン制御されるようになるSRモータ1の高回転域において、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流を立上げてPWM制御に移行する際のSRモータ1の制御タイミングと制御内容を、通電開始角θonとオン制御に設定し、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの通電を終了する際のSRモータ1の制御タイミングと制御内容を、通電終了角θoffとオフ制御に設定し、通電開始角θonと通電終了角θoffの2つの設定パラメータに基づき、通電相のステータコイルLu、Lv、Lwの電流をDMA制御することにより、さらにCPUの負荷を大幅に軽減することができる利点がある。   Therefore, in the case of the present embodiment, in the high rotation region of the SR motor 1 in which the current-induced voltage increases and the switching elements Sua to Swb of the energized phase are continuously controlled during PWM control, the energized phase The control timing and control content of the SR motor 1 when the current of the stator coils Lu, Lv, and Lw is raised and shifted to PWM control are set to the energization start angle θon and on control, and the energized phase stator coils Lu, The control timing and control content of the SR motor 1 at the end of energization of Lv and Lw are set to energization end angle θoff and off control, and energization is performed based on two setting parameters of energization start angle θon and energization end angle θoff. By controlling the currents of the phase stator coils Lu, Lv, and Lw by DMA, there is an advantage that the load on the CPU can be greatly reduced.

そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、インバータ3や制御部4の各構成等は前記実施形態と異なる構成であってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, the inverter 3 and the control unit 4 Each configuration and the like may be different from the above-described embodiment.

また、SRモータ1が4相以上の多相の場合にも、インバータ3のアーム数、スイッチング素子数が3相の場合より多くなるだけであり、本発明を同様に適用できる。   Also, when the SR motor 1 is a multi-phase of four or more phases, the number of arms of the inverter 3 and the number of switching elements are only increased compared to the case of three phases, and the present invention can be similarly applied.

さらに、本発明は、例えばアキシャルギャップ型のSRモータのモータ駆動装置にも同様に適用することができる。   Furthermore, the present invention can be similarly applied to, for example, a motor driving device of an axial gap SR motor.

また、SRモータ1の回転位置は、位置センサによる検出に限らず、種々のモータ回転位置推定方法によって検出してもよい。   Further, the rotational position of the SR motor 1 is not limited to being detected by the position sensor, but may be detected by various motor rotational position estimation methods.

そして、本発明は、電気自動車、ハイブリッド車の駆動モータだけでなく、種々の用途のモータのモータ駆動装置に適用することができる。   The present invention can be applied not only to drive motors for electric vehicles and hybrid vehicles, but also to motor drive devices for motors for various purposes.

1 SRモータ
2 位置センサ
3 インバータ
4 制御部
12 データマップ
13 入出力コントローラ
14 エンコーダ
41a 演算部
41b 同期通電制御部
41c 非同期通電制御部
42 駆動制御部
Lu〜Lw ステータコイル
Sua〜Swa、Sub〜Swb スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 SR motor 2 Position sensor 3 Inverter 4 Control part 12 Data map 13 Input / output controller 14 Encoder 41a Operation part 41b Synchronous energization control part 41c Asynchronous energization control part 42 Drive control part Lu-Lw Stator coil Sua-Swa, Sub-Swb switching element

Claims (1)

キャリア周期に同期した駆動部のPWM御制により、制御対象のスイッチトリラクタンスモータの通電相のコイルの通電を制御するモータ駆動制御装置であって、
少なくとも前記通電相のコイルの電流を立上げてPWM制御に移行する際の前記スイッチトリラクタンスモータの回転位置で決まる制御タイミングと制御内容をCPUにより算出する演算処理手段と、
前記制御タイミング及び前記制御内容を記憶する記憶手段と、
前記スイッチトリラクタンスモータの回転位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出位置が前記制御タイミングの位置に達したときに割込信号を発生する割込信号発生手段と、
前記割込信号の入力により、前記記憶手段の前記制御内容の制御指令信号を前記CPUを介さずに前記駆動部の駆動制御部に送り、前記駆動部をダイレクトメモリアクセスで制御する制御出力手段とを備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
A motor drive control device that controls energization of a coil in an energized phase of a switched reluctance motor to be controlled by PWM control of a drive unit synchronized with a carrier cycle,
Arithmetic processing means for calculating a control timing and control content determined by the rotational position of the switched reluctance motor when at least raising the current of the coil of the energized phase and shifting to PWM control;
Storage means for storing the control timing and the control content;
Detecting means for detecting a rotational position of the switched reluctance motor;
An interrupt signal generating means for generating an interrupt signal when the detection position of the detection means reaches the position of the control timing;
A control output means for controlling the drive section by direct memory access by sending a control command signal of the control content of the storage means to the drive control section of the drive section without passing through the CPU in response to the input of the interrupt signal; A motor drive control device comprising:
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