JP2020036417A - Control apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a winding switching apparatus in which an adjustment time period required for winding switching can be shortened.SOLUTION: A control apparatus 30 is applied to a system 100 including a rotary electric machine 10 in which any one of multiple winding patterns can be switched to a conduction target winding, and an inverter 20 that achieves conduction to the conduction target winding. The control apparatus includes: a parameter acquisition unit that acquires a parameter having correlation with the amplitude of an induction voltage of the rotary electric machine 10; a control unit that controls the inverter 20 so as to satisfy a switching condition that an equalized waveform of an application voltage applied from the inverter 20 to the conduction target winding has an amplitude and a phase the same as those of an induction voltage generated in the conduction target winding; a winding switching unit that switches the conduction target winding when the switching condition is satisfied; and a storage unit 32 that stores a map in which the duty ratio of a switch is associated with the parameter. The control unit controls the inverter 20 on the basis of the map and the parameter.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、回転電機とインバータとを備えるシステムに適用される制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device applied to a system including a rotating electric machine and an inverter.

従来、回転電機において、その巻線を適宜切り替えるようにした技術が提案されている。例えば特許文献1に記載の技術では、星形結線された3相巻線の相ごとに、上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を含むインバータが設けられるとともに、3相巻線に巻線切替スイッチが接続されている。そして、回転電機の巻線切替時に、回転電機の巻線に流れる電流がゼロとなるように、つまり、インバータが回転電機に印加する印加電圧が、回転電機の誘起電圧と同位相及び同振幅となるようにインバータの各スイッチをフィードバック制御する。所定の調整期間後に印加電圧と誘起電圧とが同位相及び同振幅となると、巻線切替スイッチを用いて回転電機の巻線を切り替える。これにより、回転電機の巻線を切り替える際に、インバータにサージ電圧が印加されないようにしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique has been proposed in which a winding is appropriately switched in a rotating electric machine. For example, in the technology described in Patent Literature 1, an inverter including a series connection of an upper arm switch and a lower arm switch is provided for each phase of a star-connected three-phase winding, and the winding is wound around the three-phase winding. The changeover switch is connected. Then, when the winding of the rotating electric machine is switched, the current flowing through the winding of the rotating electric machine becomes zero, that is, the applied voltage applied to the rotating electric machine by the inverter has the same phase and the same amplitude as the induced voltage of the rotating electric machine. Feedback control of each switch of the inverter is performed so that When the applied voltage and the induced voltage have the same phase and the same amplitude after a predetermined adjustment period, the winding of the rotating electric machine is switched using the winding switch. This prevents a surge voltage from being applied to the inverter when switching the windings of the rotating electric machine.

特開2013−62888号公報JP 2013-62888 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、回転電機の巻線切替時に、インバータの各スイッチをフィードバック制御するため、巻線切替に必要な調整期間が長期化してしまう。そのため、例えば調整期間中に誘起電圧の振幅が印加電圧の振幅調整範囲を超えて増大した場合には、巻線を切り替えることができない問題が生じる。このため、巻線切替に必要な調整期間を短縮できる技術が望まれている。   However, in the technology described in Patent Document 1, when the winding of the rotating electric machine is switched, each switch of the inverter is feedback-controlled, so that the adjustment period required for the winding switching is lengthened. Therefore, for example, when the amplitude of the induced voltage increases beyond the amplitude adjustment range of the applied voltage during the adjustment period, there is a problem that the winding cannot be switched. For this reason, a technique that can shorten the adjustment period required for winding switching is desired.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、巻線切替に必要な調整期間を短縮できる巻線切替装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and has as its object to provide a winding switching device capable of shortening an adjustment period required for winding switching.

本発明は、巻数が互いに異なる複数の巻線パターンのいずれかを通電対象巻線に切替可能な回転電機と、直流電源に接続され、相ごとに設けられたスイッチをオンオフさせることにより前記通電対象巻線に通電させるインバータと、を備えるシステムに適用される制御装置であって、前記回転電機の誘起電圧の振幅と相関を有するパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記インバータから前記通電対象巻線に印加される印加電圧の等価波形の振幅及び位相が前記通電対象巻線に発生する誘起電圧の振幅及び位相と同一であるとの切替条件を満たすように、前記インバータを制御する制御部と、前記切替条件が満たされた場合に前記通電対象巻線を切り替える巻線切替部と、前記スイッチのオン時間を規定するデューティ比と前記パラメータとが対応付けられたマップが記憶される記憶部と、を備え、前記制御部は、前記マップと、取得された前記パラメータとに基づいて、前記デューティ比を決定し、決定した前記デューティ比に基づいて、前記インバータを制御する。   The present invention provides a rotating electrical machine that can switch any one of a plurality of winding patterns having different numbers of windings to a winding to be energized, and a rotary electric machine connected to a DC power supply, and turning on and off a switch provided for each phase, so that An inverter that energizes the winding, a control device applied to a system including: a parameter acquisition unit that acquires a parameter having a correlation with an amplitude of an induced voltage of the rotating electric machine; and the energization target winding from the inverter. A control unit that controls the inverter so as to satisfy a switching condition that an amplitude and a phase of an equivalent waveform of an applied voltage to be applied to the winding are the same as an amplitude and a phase of an induced voltage generated in the winding to be energized; A winding switching unit that switches the winding to be energized when the switching condition is satisfied; a duty ratio that defines an ON time of the switch; And a storage unit for storing a map in which the duty ratio is associated with the data. The control unit determines the duty ratio based on the map and the acquired parameter, and determines the determined duty ratio. The inverter is controlled based on.

印加電圧の等価波形の振幅及び位相が誘起電圧の振幅及び位相と同一である、との切替条件を満たすように通電対象巻線を切り替えるため、各相の巻線に流れる電流をゼロとした状態で通電対象巻線を切り替えることができ、サージ電圧の発生を抑制することができる。一方、各相の巻線に流れる電流をゼロとするために、スイッチのデューティ比がフィードバック制御されると、巻線切替に必要な調整期間が長期化し、通電対象巻線を適切に切り替えることができない等の問題が生じる。   A state in which the current flowing through the winding of each phase is zero, since the winding to be energized is switched so as to satisfy the switching condition that the amplitude and phase of the equivalent waveform of the applied voltage are the same as the amplitude and phase of the induced voltage. Can switch the winding to be energized, and can suppress generation of a surge voltage. On the other hand, when the duty ratio of the switch is feedback-controlled in order to reduce the current flowing through the winding of each phase to zero, the adjustment period required for winding switching is lengthened, and the winding to be energized can be appropriately switched. There are problems such as inability to do so.

本発明における制御装置では、スイッチのデューティ比と、誘起電圧の振幅と相関を有するパラメータとが対応付けられたマップが記憶部に記憶されている。そのため、回転電機の巻線切替時に、このマップと、取得された上記パラメータとに基づいて、スイッチのデューティ比を決定することができる。この結果、スイッチのデューティ比をフィードバック制御する必要がなくなり、フィードバック制御する場合に比べて巻線切替に必要な調整期間を短縮することができる。   In the control device according to the present invention, a map in which the duty ratio of the switch and a parameter having a correlation with the amplitude of the induced voltage are stored in the storage unit. Therefore, when the winding of the rotating electric machine is switched, the duty ratio of the switch can be determined based on this map and the acquired parameter. As a result, it is not necessary to perform feedback control of the duty ratio of the switch, and the adjustment period required for winding switching can be reduced as compared with the case of performing feedback control.

車載モータ制御システムの全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of a vehicle-mounted motor control system. インバータの制御における印加電圧の変化を示す図。The figure which shows the change of the applied voltage in control of an inverter. 制御処理を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a control process. 第1実施形態に係る巻線切替処理を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a winding switching process according to the first embodiment. 回転速度と電源電圧との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a rotation speed and a power supply voltage. 調整期間を示す図。The figure which shows an adjustment period. 二輪自動車の駆動時における回転速度等の推移を示す図。The figure which shows transition of the rotation speed etc. at the time of driving of a two-wheeled vehicle. 第2実施形態に係る巻線切替処理を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a winding switching process according to the second embodiment. エンジンの燃焼サイクルにおける回転速度の変動を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a change in rotation speed in a combustion cycle of the engine.

(第1実施形態)
以下、本発明に係る制御装置を、車載モータの制御システム100に適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a control device according to the present invention is applied to an in-vehicle motor control system 100 will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態に係る制御システム100は、自動二輪車の回転電機10を制御するためのものであり、回転電機10、インバータ(電力変換器)20、制御装置30、及び巻線切替回路50を備えている。本実施形態において、制御システム100が「システム」に相当する。   As shown in FIG. 1, a control system 100 according to the present embodiment is for controlling a rotating electric machine 10 of a motorcycle, and includes a rotating electric machine 10, an inverter (power converter) 20, a control device 30, and a winding machine. A line switching circuit 50 is provided. In the present embodiment, the control system 100 corresponds to a “system”.

回転電機10は、例えばMG(Motor Generator)である。回転電機10のロータ11(回転子)は、エンジン70のクランク軸72に対して動力伝達可能に連結されており、クランク軸72の回転によって回転電機10が回転する一方、回転電機10の回転によってクランク軸72が回転する。つまり、回転電機10は、クランク軸72の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、クランク軸72に回転力を付与する力行機能とを備えている。   The rotating electric machine 10 is, for example, an MG (Motor Generator). The rotor 11 (rotor) of the rotating electric machine 10 is connected to a crankshaft 72 of the engine 70 so as to be able to transmit power. The rotating electric machine 10 rotates by the rotation of the crankshaft 72, and The crankshaft 72 rotates. That is, the rotating electric machine 10 has a power generation function of generating power (regenerative power generation) by rotation of the crankshaft 72 and a powering function of applying a rotating force to the crankshaft 72.

回転電機10は、ロータ11とステータ13(固定子)とを備える。ロータ11には、界磁を行う永久磁石12が設けられている。つまり、回転電機10は、永久磁石界磁型回転電機である。永久磁石12は、具体的にはネオジム磁石やフェライト磁石である。   The rotating electric machine 10 includes a rotor 11 and a stator 13 (stator). The rotor 11 is provided with a permanent magnet 12 for performing a magnetic field. That is, the rotating electric machine 10 is a permanent magnet field type rotating electric machine. The permanent magnet 12 is specifically a neodymium magnet or a ferrite magnet.

回転電機10のステータ13には、U相、V相、及びW相の各相に対応した多相巻線である固定子巻線14が設けられている。これらの固定子巻線14は、Y結線(星形結線)されており、各固定子巻線14は、例えば波巻にて構成され、第1巻線15と第2巻線16とを含む。   The stator 13 of the rotating electric machine 10 is provided with a stator winding 14 which is a multi-phase winding corresponding to each of the U-phase, V-phase, and W-phase. These stator windings 14 are Y-connected (star connection), and each stator winding 14 is configured by, for example, a wave winding, and includes a first winding 15 and a second winding 16. .

各相において、第1巻線15の一端は、インバータ20に電気的に接続(以下、単に接続という)されている。第1巻線15の他端は、巻線切替回路50を介して、第2巻線16の一端又は第2中性点Np2に接続される。第2巻線16の他端は、第2中性点Np2と異なる第1中性点Np1に接続される。   In each phase, one end of the first winding 15 is electrically connected to the inverter 20 (hereinafter simply referred to as connection). The other end of the first winding 15 is connected to one end of the second winding 16 or the second neutral point Np2 via the winding switching circuit 50. The other end of the second winding 16 is connected to a first neutral point Np1 different from the second neutral point Np2.

巻線切替回路50は、第1,第2,第3スイッチ51a,51b,51cにより構成されている。本実施形態では、各スイッチ51a〜51cとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いることができ、具体的には例えば、MOSFET、IGBT、SiCスイッチング素子や、メカリレーを用いることができる。   The winding switching circuit 50 includes first, second, and third switches 51a, 51b, and 51c. In the present embodiment, voltage-controlled semiconductor switching elements can be used as the switches 51a to 51c. Specifically, for example, MOSFETs, IGBTs, SiC switching elements, and mechanical relays can be used.

各スイッチ51a〜51cは、第1,第2切替端子52,53と、これらの切替端子52、53の一方に選択的に接続される接続端子54と、を有する。接続端子54は、第1巻線15の他端に接続されている。第1切替端子52は、第2巻線16の一端に接続されており、第2切替端子53は、第2中性点Np2に接続されている。   Each of the switches 51a to 51c has first and second switching terminals 52 and 53, and a connection terminal 54 selectively connected to one of the switching terminals 52 and 53. The connection terminal 54 is connected to the other end of the first winding 15. The first switching terminal 52 is connected to one end of the second winding 16, and the second switching terminal 53 is connected to the second neutral point Np2.

回転電機10の固定子巻線14は、インバータ20を介して、直流電源であるバッテリ40に接続されている。バッテリ40の電圧は、例えば補機類と同様の12Vでもよく、またそれ以上の高電圧でもよい。バッテリ40は、具体的には例えば、複数のリチウムイオン蓄電池が直列接続された組電池である。なお、バッテリ40は、ニッケル水素蓄電池等、他の種類の蓄電池であってもよい。   The stator winding 14 of the rotating electric machine 10 is connected via an inverter 20 to a battery 40 which is a DC power supply. The voltage of the battery 40 may be, for example, 12 V, which is similar to that of the accessories, or may be a higher voltage. The battery 40 is, for example, an assembled battery in which a plurality of lithium ion storage batteries are connected in series. The battery 40 may be another type of storage battery such as a nickel-metal hydride storage battery.

インバータ20は、高電位側のスイッチング素子22a,22b,22c(上アームスイッチ22)、及び低電位側のスイッチング素子23a,23b,23c(下アームスイッチ23)の直列接続体が、3つ並列に接続されて構成されている。各相において、上アームスイッチ22と下アームスイッチ23の接続点には、回転電機10の対応する相の固定子巻線14が接続されている。なお、本実施形態では、上,下アームスイッチ22,23として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはMOSFETを用いている。   The inverter 20 includes three series-connected bodies of a high-potential side switching element 22a, 22b, 22c (upper arm switch 22) and a low-potential side switching element 23a, 23b, 23c (lower arm switch 23). Connected and configured. In each phase, a stator winding 14 of a corresponding phase of the rotating electric machine 10 is connected to a connection point between the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23. In the present embodiment, voltage-controlled semiconductor switching elements are used as the upper and lower arm switches 22 and 23, and more specifically, MOSFETs are used.

インバータ20は、相ごとに設けられた上アームスイッチ22及び下アームスイッチ23をオンオフさせることにより、各相の固定子巻線14を通電させる。具体的には、インバータ20は、上アームスイッチ22及び下アームスイッチ23をオンオフさせることにより、バッテリ40の電源電圧VDから印加電圧VIを生成し、この印加電圧VIを各相の固定子巻線14に印加する。   The inverter 20 energizes the stator winding 14 of each phase by turning on and off the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23 provided for each phase. Specifically, the inverter 20 generates an applied voltage VI from the power supply voltage VD of the battery 40 by turning on and off the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23, and applies the applied voltage VI to the stator winding of each phase. 14.

制御システム100は、電圧検出部21及び磁極位置センサ60を備えている。電圧検出部21は、バッテリ40の電圧を電源電圧VDとして検出する。例えば、レゾルバや、エンコーダ、ホールセンサである。磁極位置センサ60は、回転電機10の回転角に応じて変化する角度信号を出力する。本実施形態において、磁極位置センサ60は、ロータ11の磁極の極性に応じて、2値の信号を出力するホールセンサである。制御装置30は、電圧検出部21及び磁極位置センサ60等の検出値を取得する。なお、制御装置30が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。   The control system 100 includes a voltage detection unit 21 and a magnetic pole position sensor 60. Voltage detector 21 detects the voltage of battery 40 as power supply voltage VD. For example, it is a resolver, an encoder, and a Hall sensor. The magnetic pole position sensor 60 outputs an angle signal that changes according to the rotation angle of the rotating electric machine 10. In the present embodiment, the magnetic pole position sensor 60 is a Hall sensor that outputs a binary signal according to the polarity of the magnetic pole of the rotor 11. The control device 30 acquires the detection values of the voltage detection unit 21, the magnetic pole position sensor 60, and the like. The function provided by the control device 30 can be provided by, for example, software recorded in a substantial memory device and a computer or hardware executing the software, or a combination thereof.

制御装置30は、磁極位置センサ60の出力信号に基づいて、ロータ11の磁極位置Lm(電気角)及びロータ11の回転速度Neを算出する。また、制御装置30は、磁極位置センサ60の出力信号に基づいて、エンジン70のクランク軸72の基準位置からの回転角度位置であるクランク角CAを算出する。   The control device 30 calculates the magnetic pole position Lm (electrical angle) of the rotor 11 and the rotation speed Ne of the rotor 11 based on the output signal of the magnetic pole position sensor 60. Further, control device 30 calculates a crank angle CA, which is a rotation angle position of crankshaft 72 of engine 70 from a reference position, based on an output signal of magnetic pole position sensor 60.

制御装置30は、算出された磁極位置Lm等に基づいて、インバータ20を構成する上,下アームスイッチ22,23をオンオフ操作すべく、上,下アームスイッチ22,23の操作信号を生成し、生成した操作信号を上,下アームスイッチ22,23に出力する。これにより、インバータ20は、各相の固定子巻線14に通電させる。ここで、上アーム側の操作信号と、対応する下アーム側の操作信号とは、互いに相補的な信号となっている。すなわち、上アームスイッチ22と、対応する下アームスイッチ23とは、交互にオン状態とされる。   The control device 30 generates operation signals for the upper and lower arm switches 22 and 23 to configure the inverter 20 and to turn on and off the lower arm switches 22 and 23 based on the calculated magnetic pole position Lm and the like. The generated operation signal is output to the upper and lower arm switches 22 and 23. Thereby, the inverter 20 energizes the stator windings 14 of each phase. Here, the operation signal of the upper arm and the corresponding operation signal of the lower arm are complementary to each other. That is, the upper arm switch 22 and the corresponding lower arm switch 23 are turned on alternately.

また、制御装置30は、算出された磁極位置Lm及び回転速度Neに基づいて、回転電機10の固定子巻線14に発生する誘起電圧VYの位相と振幅を算出する。制御装置30は、磁極位置Lmから誘起電圧VYの位相を算出し、回転速度Neから誘起電圧VYの振幅を算出する。回転速度Neが誘起電圧VYの振幅の算出に用いられるのは、誘起電圧VYの振幅が回転速度Neに比例するためである。そして、制御装置30は、算出された誘起電圧VYに基づいて、巻線切替回路50を構成する各スイッチ51a〜51cを切替操作すべく、各切替信号を生成し、生成した各切替信号を各スイッチ51a〜51cに出力する。これにより、相ごとに通電対象巻線が切り替えられる。   Further, control device 30 calculates the phase and amplitude of induced voltage VY generated in stator winding 14 of rotating electrical machine 10 based on the calculated magnetic pole position Lm and rotation speed Ne. Control device 30 calculates the phase of induced voltage VY from magnetic pole position Lm, and calculates the amplitude of induced voltage VY from rotation speed Ne. The rotation speed Ne is used to calculate the amplitude of the induced voltage VY because the amplitude of the induced voltage VY is proportional to the rotation speed Ne. Then, the control device 30 generates each switching signal based on the calculated induced voltage VY in order to switch each of the switches 51a to 51c included in the winding switching circuit 50, and generates each of the generated switching signals. Output to the switches 51a to 51c. Thereby, the winding to be energized is switched for each phase.

切替信号により、各スイッチ51a〜51cの接続端子54が同時に第1切替端子52に接続されると、第1巻線15と第2巻線16とが通電対象となり、中性点が第1中性点Np1となる。以下、第1巻線15と第2巻線16とが通電対象となる巻線パターンを、第1巻線パターンPM1という。また、切替信号により、各スイッチ51a〜51cの接続端子54が同時に第2切替端子53に接続されると、第1巻線15のみが通電対象となり、中性点が第2中性点Np2となる。以下、第1巻線15のみが通電対象となる巻線パターンを、第2巻線パターンPM2という。そのため、第1巻線パターンPM1と第2巻線パターンPM2とでは、通電対象巻線の巻数が異なる。本実施形態において、第1巻線パターンPM1及び第2巻線パターンPM2が「複数の巻線パターン」に相当する。   When the connection terminal 54 of each of the switches 51a to 51c is simultaneously connected to the first switching terminal 52 by the switching signal, the first winding 15 and the second winding 16 are to be energized, and the neutral point is set to the first neutral position. The characteristic point is Np1. Hereinafter, a winding pattern in which the first winding 15 and the second winding 16 are energized is referred to as a first winding pattern PM1. When the connection terminal 54 of each of the switches 51a to 51c is simultaneously connected to the second switching terminal 53 by the switching signal, only the first winding 15 is to be energized, and the neutral point is set to the second neutral point Np2. Become. Hereinafter, a winding pattern in which only the first winding 15 is energized is referred to as a second winding pattern PM2. Therefore, the first winding pattern PM1 and the second winding pattern PM2 have different numbers of windings of the winding to be energized. In the present embodiment, the first winding pattern PM1 and the second winding pattern PM2 correspond to “plurality of winding patterns”.

そして、制御装置30は、通電対象巻線を切り替える際に、まず、インバータ20から通電対象巻線への印加電圧VIの等価波形の振幅及び位相が誘起電圧VYの振幅及び位相と同一である、との切替条件を満たすように、操作信号を生成してインバータ20を制御する。インバータ20の制御において、制御装置30は、上記切替条件を満たすように、回転電機10の1電気角周期Tdwにおける上アームスイッチ22及び下アームスイッチ23それぞれのデューティ比Dutyを制御する。詳しくは、デューティ比Dutyは、1電気角周期Tdwよりも短い規定期間Tsw(図2参照)に対する上,下アームスイッチ22,23のオン時間Tonの比率(=Ton/Tsw)を示す。制御装置30は、1電気角周期Tdwを2等分した前半期間TAにおいて、同相の上,下アームスイッチ22,23を同時にオンさせないことを条件として、デューティ比Dutyに従って上アームスイッチ22をオンオフする。また、制御装置30は、1電気角周期Tdwを2等分した後半期間TBにおいて、同相の上,下アームスイッチ22,23を同時にオンさせないことを条件として、デューティ比Dutyに従って下アームスイッチ23をオンオフする。本実施形態において、デューティ比Dutyは、1電気角周期Tdw毎に制御装置30により更新される。制御装置30は、上記切替条件が満たされた場合に、切替信号を生成して通電対象巻線を切り替える。   Then, when switching the winding to be energized, the control device 30 first has the amplitude and the phase of the equivalent waveform of the voltage VI applied from the inverter 20 to the winding to be energized are the same as the amplitude and the phase of the induced voltage VY. An operation signal is generated and the inverter 20 is controlled so as to satisfy the switching condition of. In the control of the inverter 20, the control device 30 controls the duty ratio Duty of each of the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23 in one electrical angle cycle Tdw of the rotating electric machine 10 so as to satisfy the above switching condition. Specifically, the duty ratio Duty indicates a ratio (= Ton / Tsw) of the ON time Ton of the upper and lower arm switches 22 and 23 to a specified period Tsw (see FIG. 2) shorter than one electrical angle period Tdw. The control device 30 turns on and off the upper arm switch 22 in accordance with the duty ratio Duty in the first half period TA obtained by dividing one electrical angle period Tdw into two equal parts, on condition that the upper and lower arm switches 22 and 23 are not turned on simultaneously. . Further, the control device 30 controls the lower arm switch 23 in accordance with the duty ratio Duty on the condition that the upper and lower arm switches 22 and 23 of the same phase are not simultaneously turned on in the latter half period TB obtained by dividing one electrical angle period Tdw into two equal parts. Turn on and off. In the present embodiment, the control unit 30 updates the duty ratio Duty every one electrical angle cycle Tdw. When the switching condition is satisfied, the control device 30 generates a switching signal to switch the winding to be energized.

通電対象巻線の切り替えにおけるインバータ20の制御について、図2を用いて説明する。このインバータ20の制御では、位相制御と振幅制御とが実施される。ここで、位相制御は、印加電圧VIの等価波形と誘起電圧VYとを同一位相とするための制御である。また、振幅制御は、印加電圧VIの等価波形と誘起電圧VYとを同一振幅とするための制御である。本実施形態において、印加電圧VIの等価波形とは、1電気角周期Tdwを1周期とし、矩形波としての印加電圧VI(図2(A)の時間軸表現の欄を参照)に含まれる基本波成分が支配的な波形のことである。基本波成分は、印加電圧VIをフーリエ級数展開した場合における1次の成分である。   Control of the inverter 20 in switching of the winding to be energized will be described with reference to FIG. In the control of the inverter 20, phase control and amplitude control are performed. Here, the phase control is control for making the equivalent waveform of the applied voltage VI and the induced voltage VY have the same phase. The amplitude control is a control for making the equivalent waveform of the applied voltage VI and the induced voltage VY have the same amplitude. In the present embodiment, the equivalent waveform of the applied voltage VI refers to a basic waveform included in the applied voltage VI as a rectangular wave with one electrical angle period Tdw as one cycle (see the column of time axis expression in FIG. 2A). A wave component is a dominant waveform. The fundamental wave component is a first-order component when the applied voltage VI is subjected to Fourier series expansion.

図2は、インバータ20の制御における印加電圧VIの変化を示す。図2(A)は、位相制御及び振幅制御それぞれが実行される前の印加電圧VIと誘起電圧VYとを示す図である。図2(B)は、位相制御後であって振幅制御前の印加電圧VIと誘起電圧VYとを示す図である。図2(C)は、位相制御及び振幅制御それぞれが実行された後の印加電圧VIと誘起電圧VYとを示す図である。また、図2(A),(B),(C)において、(a)は磁極位置センサ60の出力信号の波形を示し、(b)は印加電圧VIの波形を示し、(c)は印加電圧VIの等価波形及び誘起電圧VYの波形を示し、(d)は、dq座標系において印加電圧VIと誘起電圧VYとをベクトル表示したものである。なお、図2には、誘起電圧VYの位相及び磁極位置センサ60の出力信号の位相が同位相とされている例を示す。ただし、誘起電圧及び磁極位置センサ60の出力信号それぞれの位相関係は、回転電機10により一意に定まるため、位相関係が把握できていれば、必ずしも同位相である必要はない。   FIG. 2 shows a change in the applied voltage VI in the control of the inverter 20. FIG. 2A is a diagram showing the applied voltage VI and the induced voltage VY before each of the phase control and the amplitude control is executed. FIG. 2B is a diagram illustrating the applied voltage VI and the induced voltage VY after the phase control and before the amplitude control. FIG. 2C is a diagram illustrating the applied voltage VI and the induced voltage VY after each of the phase control and the amplitude control is executed. 2A, 2B and 2C, (a) shows the waveform of the output signal of the magnetic pole position sensor 60, (b) shows the waveform of the applied voltage VI, and (c) shows the applied voltage. The equivalent waveform of the voltage VI and the waveform of the induced voltage VY are shown, and (d) is a vector representation of the applied voltage VI and the induced voltage VY in the dq coordinate system. FIG. 2 shows an example in which the phase of the induced voltage VY and the phase of the output signal of the magnetic pole position sensor 60 are the same. However, since the phase relationship between the induced voltage and the output signal of the magnetic pole position sensor 60 is uniquely determined by the rotating electric machine 10, it is not always necessary to have the same phase if the phase relationship can be grasped.

図2(A)に示すように、位相制御及び振幅制御それぞれが実行される前において、インバータ20を構成する各スイッチ22,23は矩形波制御されており、矩形波制御により生成される印加電圧VIの位相は、磁極位置センサ60の出力信号の位相に比べて、位相差δだけ進角している。そのため、印加電圧VIの等価波形の位相は、誘起電圧VYの位相に比べて、位相差δだけ進角している。また、印加電圧VIの電圧ベクトルVivの大きさは、誘起電圧VYの電圧ベクトルωΦの大きさに比べて大きい。そのため、印加電圧VIの等価波形の振幅は、誘起電圧VYの振幅に比べて大きくなっている。   As shown in FIG. 2A, before each of the phase control and the amplitude control is performed, each of the switches 22 and 23 included in the inverter 20 is subjected to the rectangular wave control, and the applied voltage generated by the rectangular wave control is controlled. The phase of VI is advanced by a phase difference δ compared to the phase of the output signal of the magnetic pole position sensor 60. Therefore, the phase of the equivalent waveform of the applied voltage VI is advanced by the phase difference δ as compared with the phase of the induced voltage VY. The magnitude of the voltage vector Viv of the applied voltage VI is larger than the magnitude of the voltage vector ωΦ of the induced voltage VY. Therefore, the amplitude of the equivalent waveform of the applied voltage VI is larger than the amplitude of the induced voltage VY.

図2(B)に示すように、位相制御では、印加電圧VIと磁極位置センサ60の出力信号とが同位相となるように、インバータ20を構成する各スイッチ22,23がオンオフ操作される。これにより、印加電圧VIの等価波形の位相が、誘起電圧VYの位相と等しくなる。   As shown in FIG. 2B, in the phase control, the switches 22 and 23 constituting the inverter 20 are turned on and off so that the applied voltage VI and the output signal of the magnetic pole position sensor 60 have the same phase. Accordingly, the phase of the equivalent waveform of the applied voltage VI becomes equal to the phase of the induced voltage VY.

また、図2(C)に示すように、振幅制御では、印加電圧VIの等価波形と誘起電圧VYとが同振幅となるように、インバータ20の制御が矩形波制御からPWM制御に切り替えられるとともに、インバータ20を構成する各スイッチ22,23のデューティ比Dutyが制御される。そして、このデューティ比Dutyが適切に調整されることにより、印加電圧VIの電圧ベクトルVivの大きさが誘起電圧VYの電圧ベクトルωΦの大きさと等しくなり、印加電圧VIの等価波形の振幅が、誘起電圧VYの振幅と等しくなる。   Further, as shown in FIG. 2C, in the amplitude control, the control of the inverter 20 is switched from the rectangular wave control to the PWM control so that the equivalent waveform of the applied voltage VI and the induced voltage VY have the same amplitude. The duty ratio Duty of each of the switches 22 and 23 constituting the inverter 20 is controlled. By appropriately adjusting the duty ratio Duty, the magnitude of the voltage vector Viv of the applied voltage VI becomes equal to the magnitude of the voltage vector ωΦ of the induced voltage VY, and the amplitude of the equivalent waveform of the applied voltage VI is reduced. It becomes equal to the amplitude of the voltage VY.

ところで、振幅制御において、デューティ比Dutyを適切に調整するために、デューティ比Dutyがフィードバック制御(例えばPI制御)されると、巻線切替を開始してから、巻線切替が完了するまでに所定の調整期間TW(図6参照)が必要となる。この調整期間TWが長くなると、回転変動や運転状態の変化により印加電圧VIと誘起電圧VYとを同振幅にできなくなる状況が発生することがあり、通電対象巻線を切り替えることができなくなるおそれがある。   By the way, in the amplitude control, when the duty ratio Duty is feedback-controlled (for example, PI control) in order to appropriately adjust the duty ratio Duty, a predetermined time is required from the start of winding switching to the completion of winding switching. Requires the adjustment period TW (see FIG. 6). If the adjustment period TW becomes long, a situation may occur in which the applied voltage VI and the induced voltage VY cannot be set to the same amplitude due to rotation fluctuations or changes in the operation state, and there is a possibility that the winding to be energized cannot be switched. is there.

そこで、本実施形態では、上記問題を解決するために、回転電機10の巻線切替時において、制御装置30の記憶部32に予め記憶された第1、第2マップMP1、MP2を参照することによってインバータ20を制御する制御処理を実施する。なお、記憶部32は、例えば、ROM、書き換え可能な不揮発性メモリ等によって構成されている。   Therefore, in the present embodiment, in order to solve the above-described problem, the first and second maps MP1 and MP2 stored in advance in the storage unit 32 of the control device 30 when the winding of the rotating electric machine 10 is switched are referred to. A control process for controlling the inverter 20 is performed by the control unit. The storage unit 32 is configured by, for example, a ROM, a rewritable nonvolatile memory, and the like.

第1、第2マップMP1、MP2は、回転速度Ne、つまり誘起電圧VYの振幅に対応してデューティ比Dutyが予め規定されたマップ情報である。具体的には、第1、第2マップMP1、MP2では、誘起電圧VYの振幅が大きいほど、上アームスイッチ22及び下アームスイッチ23のオン時間Tonが長くなるように、デューティ比Dutyが定められている。そのため、制御処理では、第1、第2マップMP1、MP2を参照することによって、インバータ20のデューティ比Dutyがフィードフォワード制御される。これにより、デューティ比Dutyがフィードバック制御される場合に比べて、巻線切替に必要な調整期間TWを短縮することができる。   The first and second maps MP1 and MP2 are map information in which the duty ratio Duty is defined in advance corresponding to the rotation speed Ne, that is, the amplitude of the induced voltage VY. Specifically, in the first and second maps MP1 and MP2, the duty ratio Duty is determined such that the ON time Ton of the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23 increases as the amplitude of the induced voltage VY increases. ing. Therefore, in the control process, the duty ratio Duty of the inverter 20 is feedforward controlled by referring to the first and second maps MP1 and MP2. This makes it possible to shorten the adjustment period TW required for winding switching as compared with the case where the duty ratio Duty is feedback-controlled.

なお、第1マップMP1は、第1巻線パターンPM1に対応するマップであり、通電対象巻線を第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2に切り替える場合に参照される。また、第2マップMP2は、第2巻線パターンPM2に対応するマップであり、通電対象巻線を第2巻線パターンPM2から第1巻線パターンPM1に切り替える場合に参照される。つまり、制御装置30には、各巻線パターンPM1、PM2にそれぞれ対応する複数のマップMP1、MP2が記憶されている。そして、制御装置30は、現在の切替前の巻線パターンPM1、PM2に対応するマップMP1、MP2を参照することによってインバータ20を制御する。   The first map MP1 is a map corresponding to the first winding pattern PM1, and is referred to when the current-carrying winding is switched from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2. The second map MP2 is a map corresponding to the second winding pattern PM2, and is referred to when the current-carrying winding is switched from the second winding pattern PM2 to the first winding pattern PM1. That is, the control device 30 stores a plurality of maps MP1, MP2 respectively corresponding to the winding patterns PM1, PM2. Then, the control device 30 controls the inverter 20 by referring to the maps MP1, MP2 corresponding to the current winding patterns PM1, PM2 before switching.

図3に本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。この制御処理は、例えばエンジン70の駆動中、制御装置30により所定時間毎に繰り返し実施される。   FIG. 3 shows a flowchart of the control processing according to the present embodiment. This control process is repeatedly performed at predetermined time intervals by the control device 30 while the engine 70 is driving, for example.

制御処理を開始すると、まずステップS10において、現在の通電対象巻線が第1巻線パターンPM1であるかを判定する。具体的には、巻線切替回路50に出力している切替信号により現在の通電対象巻線を判定する。   When the control process is started, first, in step S10, it is determined whether the current winding to be energized is the first winding pattern PM1. Specifically, the current energization target winding is determined based on the switching signal output to the winding switching circuit 50.

ステップS10で肯定判定すると、ステップS12において、巻線切替要求フラグFDがオン(有効)であるかを判定する。巻線切替要求フラグFDは、具体的には例えば、回転速度Neが所定値Nkよりも大きいと判定された場合にオンされる。また、巻線切替要求フラグFDは、具体的には例えば、トルクアシスト要求が生じた場合にオンされる。制御装置30は、第1巻線パターンPM1では二輪自動車の駆動に必要なトルクが不足する場合には、トルクアシスト要求を生じさせ、第2巻線パターンPM2によりトルクを増加させるようにする。ステップS12で否定判定すると、ステップS20に示すように、通電対象巻線が第1巻線パターンPM1に維持された状態で、制御処理を終了する。   If an affirmative determination is made in step S10, it is determined in step S12 whether the winding switching request flag FD is on (valid). The winding switching request flag FD is specifically turned on, for example, when it is determined that the rotation speed Ne is higher than a predetermined value Nk. Further, the winding switching request flag FD is specifically turned on, for example, when a torque assist request occurs. When the torque required for driving the two-wheeled vehicle is insufficient in the first winding pattern PM1, the control device 30 generates a torque assist request and increases the torque by the second winding pattern PM2. If a negative determination is made in step S12, as shown in step S20, the control process ends in a state where the winding to be energized is maintained in the first winding pattern PM1.

ステップS12で肯定判定すると、ステップS13において、回転速度Neを算出する。続くステップS14において、ステップS13で算出した回転速度Neが第1閾値Ntg1以下であるかを判定する。図5に示すように、第1閾値Ntg1は、電源電圧VDに基づいて設定され、具体的には、通電対象巻線が第1巻線パターンPM1である場合において、誘起電圧VYの振幅が電源電圧VDと等しくなる場合の回転速度Neである。電源電圧VDと第1閾値Ntg1とは比例し、電源電圧VDが大きいほど第1閾値Ntg1が大きくなる関係を有する。   If an affirmative determination is made in step S12, the rotational speed Ne is calculated in step S13. In the following step S14, it is determined whether or not the rotation speed Ne calculated in step S13 is equal to or less than a first threshold value Ntg1. As shown in FIG. 5, the first threshold value Ntg1 is set based on the power supply voltage VD. Specifically, when the winding to be energized is the first winding pattern PM1, the amplitude of the induced voltage VY is determined by the power supply voltage VD. This is the rotation speed Ne when it becomes equal to the voltage VD. The power supply voltage VD is proportional to the first threshold value Ntg1, and the higher the power supply voltage VD, the larger the first threshold value Ntg1.

ステップS14で肯定判定すると、つまり、回転速度Neが第1閾値Ntg1以下である場合、ステップS16において、巻線切替処理を実施し、通電対象巻線を第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2に切り替える。続くステップS18において、通電対象巻線が第2巻線パターンPM2に切り替えられたことを確認し、制御処理を終了する。   If an affirmative determination is made in step S14, that is, if the rotation speed Ne is equal to or less than the first threshold value Ntg1, in step S16, a winding switching process is performed, and the winding to be energized is switched from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern. Switch to pattern PM2. In the following step S18, it is confirmed that the current-carrying winding has been switched to the second winding pattern PM2, and the control process ends.

一方、ステップS14で否定判定すると、つまり、回転速度Neが第1閾値Ntg1よりも大きい場合、通電対象巻線の切り替えを禁止する。これにより、ステップS20に示すように、通電対象巻線が第1巻線パターンPM1に維持された状態で、制御処理を終了する。   On the other hand, if a negative determination is made in step S14, that is, if the rotation speed Ne is higher than the first threshold value Ntg1, the switching of the winding to be energized is prohibited. Thus, as shown in step S20, the control process ends in a state where the winding to be energized is maintained in the first winding pattern PM1.

図4に本実施形態の巻線切替処理のフローチャートを示す。巻線切替処理では、通電対象巻線を切り替えるべく、印加電圧VIの位相制御及び振幅制御が実施される。巻線切替処理を開始すると、まずステップS50において、印加電圧VIの位相制御を実施する。続くステップS52において、第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2への巻線切替であるかを判定する。具体的には、現在の通電対象巻線が第1巻線パターンPM1であるかを判定する。   FIG. 4 shows a flowchart of the winding switching processing of the present embodiment. In the winding switching process, phase control and amplitude control of the applied voltage VI are performed to switch the winding to be energized. When the winding switching process is started, first, in step S50, the phase of the applied voltage VI is controlled. In a succeeding step S52, it is determined whether or not the winding is switched from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2. Specifically, it is determined whether the current winding to be energized is the first winding pattern PM1.

ステップS52で肯定判定すると、つまり、第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2への巻線切替である場合、ステップS54において、第1マップMP1を参照してデューティ比Dutyを決定する。具体的には、第1マップMP1において、ステップS13で算出された回転速度Neに対応付けられたデューティ比Dutyを特定し、このデューティ比Dutyに決定する。   If an affirmative determination is made in step S52, that is, if the winding is switched from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2, the duty ratio Duty is determined with reference to the first map MP1 in step S54. Specifically, in the first map MP1, the duty ratio Duty associated with the rotation speed Ne calculated in step S13 is specified, and the duty ratio Duty is determined.

一方、ステップS52で否定判定すると、つまり、第2巻線パターンPM2から第1巻線パターンPM1への巻線切替である場合、ステップS56において、第2マップMP2を参照してデューティ比Dutyを決定する。具体的には、第2マップMP2において、ステップS13で算出された回転速度Neに対応付けられたデューティ比Dutyを特定し、このデューティ比Dutyに決定する。   On the other hand, if a negative determination is made in step S52, that is, if the winding is switched from the second winding pattern PM2 to the first winding pattern PM1, in step S56, the duty ratio Duty is determined with reference to the second map MP2. I do. Specifically, in the second map MP2, the duty ratio Duty associated with the rotation speed Ne calculated in step S13 is specified, and the duty ratio Duty is determined.

続くステップS58において、印加電圧VIの振幅制御を実施する。具体的には、ステップS54、56で決定したデューティ比Dutyに基づいて、インバータ20を制御する。この結果、切替条件が満たされる。続くステップS60において、巻線切替回路50に出力している切替信号を切り替えることで、通電対象巻線を切り替え、巻線切替制御を終了する。本実施形態において、ステップS50からステップS58までの処理が「制御部」に相当し、ステップS60の処理が「巻線切替部」に相当する。   In a succeeding step S58, amplitude control of the applied voltage VI is performed. Specifically, the inverter 20 is controlled based on the duty ratio Duty determined in steps S54 and S56. As a result, the switching condition is satisfied. In the following step S60, by switching the switching signal output to the winding switching circuit 50, the winding to be energized is switched, and the winding switching control ends. In the present embodiment, the processing from step S50 to step S58 corresponds to a “control unit”, and the processing in step S60 corresponds to a “winding switching unit”.

図3に示す制御処理に戻り、ステップS10で否定判定すると、つまり、現在の通電対象巻線が第2巻線パターンPM2である場合、ステップS22において、巻線切替要求フラグFDがオンであるかを判定する。巻線切替要求フラグFDは、具体的には例えば、回転速度Neが所定値Nkよりも小さいと判定された場合にオンされる。また、巻線切替要求フラグFDは、具体的には例えば、回生要求が生じたと判定された場合にオンされる。制御装置30は、バッテリ40の残容量が下限閾値よりも小さいと判定した場合に回生要求が生じたと判定し、第1巻線パターンPM1により回生発電による発電量を増加させるようにする。ステップS22で否定判定すると、ステップS40に示すように、通電対象巻線が第1巻線パターンPM1に維持された状態で、制御処理を終了する。   Returning to the control process shown in FIG. 3, if a negative determination is made in step S10, that is, if the current energization target winding is the second winding pattern PM2, in step S22, is the winding switching request flag FD on? Is determined. The winding switching request flag FD is specifically turned on, for example, when it is determined that the rotation speed Ne is lower than the predetermined value Nk. Further, the winding switching request flag FD is specifically turned on, for example, when it is determined that a regeneration request has occurred. When determining that the remaining capacity of battery 40 is smaller than the lower threshold, control device 30 determines that a regenerative request has occurred, and increases the amount of power generated by regenerative power generation using first winding pattern PM1. If a negative determination is made in step S22, as shown in step S40, the control process ends with the winding to be energized maintained in the first winding pattern PM1.

ステップS22で肯定判定すると、ステップS23において、回転速度Neを算出する。続くステップS24において、ステップS23で算出した回転速度Neが第2閾値Ntg2以下であるかを判定する。図5に示すように、第2閾値Ntg2は、電源電圧VDに基づいて設定され、具体的には、通電対象巻線が第2巻線パターンPM2である場合において、誘起電圧VYの振幅が電源電圧VDと等しくなる場合の回転速度Neである。電源電圧VDと第2閾値Ntg2とは比例し、電源電圧VDが大きいほど第2閾値Ntg2が大きくなる関係を有する。本実施形態において、ステップS13,S23の処理が「パラメータ取得部」に相当する。   If an affirmative determination is made in step S22, the rotational speed Ne is calculated in step S23. In the following step S24, it is determined whether or not the rotation speed Ne calculated in step S23 is equal to or less than a second threshold value Ntg2. As shown in FIG. 5, the second threshold value Ntg2 is set based on the power supply voltage VD. Specifically, when the winding to be energized is the second winding pattern PM2, the amplitude of the induced voltage VY is determined by the power supply voltage VD. This is the rotation speed Ne when it becomes equal to the voltage VD. The power supply voltage VD is proportional to the second threshold value Ntg2, and has a relationship in which the second threshold value Ntg2 increases as the power supply voltage VD increases. In the present embodiment, the processing of steps S13 and S23 corresponds to a “parameter acquisition unit”.

なお、第2巻線パターンPM2は、第1巻線パターンPM1に比べて、通電対象巻線の巻線数が少なく、インダクタンスが小さいため、誘起電圧の振幅が小さい。そのため、同一の電源電圧VDに対応する第1閾値Ntg1と第2閾値Ntg2とを比較すると、第2閾値Ntg2は第1閾値Ntg1よりも大きい。   Note that the second winding pattern PM2 has a smaller number of windings and a smaller inductance of the winding to be energized than the first winding pattern PM1, and thus has a smaller induced voltage amplitude. Therefore, when comparing the first threshold Ntg1 and the second threshold Ntg2 corresponding to the same power supply voltage VD, the second threshold Ntg2 is larger than the first threshold Ntg1.

ステップS24で肯定判定すると、つまり、回転速度Neが第2閾値Ntg2以下である場合、ステップS26において、図4に示した巻線切替制御を実施し、通電対象巻線を切り替える。続くステップS28において、通電対象巻線が第1巻線パターンPM1に切り替えられたことを確認し、制御処理を終了する。   If an affirmative determination is made in step S24, that is, if the rotation speed Ne is equal to or lower than the second threshold value Ntg2, in step S26, the winding switching control illustrated in FIG. In the following step S28, it is confirmed that the current-carrying winding has been switched to the first winding pattern PM1, and the control process is terminated.

一方、ステップS24で否定判定すると、つまり、回転速度Neが第2閾値Ntg2よりも大きい場合、通電対象巻線の切り替えを禁止する。これにより、ステップS40に示すように、通電対象巻線が第2巻線パターンPM2に維持された状態で、制御処理を終了する。   On the other hand, if a negative determination is made in step S24, that is, if the rotation speed Ne is higher than the second threshold value Ntg2, the switching of the winding to be energized is prohibited. Thus, as shown in step S40, the control process ends in a state where the winding to be energized is maintained in the second winding pattern PM2.

続いて、図6を用いて、制御処理の一例を示す。図6は、比較例における巻線切替に必要な調整期間TWを示し、特に第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2への巻線切替に必要な調整期間TWを示す。比較例とは、上述したように、フィードバック制御によりデューティ比Dutyを調整する構成のことである。図6(a)は、巻線切替要求フラグFDの推移を示し、図6(b)は、デューティ比Dutyの推移を示し、図6(c)は、通電対象巻線の推移を示す。なお、図6(b)、(c)において、実線は、本実施形態の制御処理における各値の推移を示し、破線は、比較例の制御処理における各値の推移を示す。   Next, an example of the control process will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an adjustment period TW required for winding switching in the comparative example, and particularly shows an adjustment period TW required for winding switching from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2. The comparative example has a configuration in which the duty ratio Duty is adjusted by feedback control, as described above. 6A illustrates a transition of the winding switching request flag FD, FIG. 6B illustrates a transition of the duty ratio Duty, and FIG. 6C illustrates a transition of the winding to be energized. 6 (b) and 6 (c), the solid lines indicate the transition of each value in the control processing of the present embodiment, and the broken lines indicate the transition of each value in the control processing of the comparative example.

まず、比較例について説明する。図6(a)に示すように、時刻taにおいて巻線切替要求フラグFDがオンとなると、回転速度Neが第1閾値Ntg1よりも小さい場合、その時刻taにおいて位相制御が実施される。比較例では、振幅制御において、デューティ比Dutyがフィードバック制御される。そのため、図6(b)に示すように、デューティ比Dutyが決定されるタイミングが、時刻taから調整期間TW経過後の時刻tbとなる。その後、図6(c)に示すように、通電対象巻線が切り替えられる。つまり、比較例では、巻線切替が開始されてから巻線切替が完了するまでの調整期間TWが長くなってしまう。   First, a comparative example will be described. As shown in FIG. 6A, when the winding switching request flag FD is turned on at the time ta, if the rotation speed Ne is smaller than the first threshold value Ntg1, the phase control is performed at the time ta. In the comparative example, in the amplitude control, the duty ratio Duty is feedback-controlled. Therefore, as shown in FIG. 6B, the timing at which the duty ratio Duty is determined is time tb after the elapse of the adjustment period TW from time ta. Thereafter, as shown in FIG. 6C, the winding to be energized is switched. That is, in the comparative example, the adjustment period TW from the start of the winding switching to the completion of the winding switching becomes long.

一方、本実施形態では、図6(b)に示すように、時刻taにおいて第1マップMP1を参照してデューティ比Dutyが決定され、振幅制御が実施される。この結果、図6(c)に示すように、迅速に通電対象巻線が切り替えられる。つまり、本実施形態では、比較例に比べて調整期間TWが大幅に短縮される。具体的には、本実施形態では、調整期間TWがほぼゼロとされる。このため、回転電機10の巻線切替を適切に実施することができる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the duty ratio Duty is determined at time ta with reference to the first map MP1, and the amplitude control is performed. As a result, as shown in FIG. 6C, the winding to be energized is quickly switched. That is, in the present embodiment, the adjustment period TW is significantly reduced as compared with the comparative example. Specifically, in the present embodiment, the adjustment period TW is substantially zero. For this reason, the winding switching of the rotating electric machine 10 can be appropriately performed.

図7は、二輪自動車の駆動時における回転速度Ne等の推移を示す。図7(a)は、回転速度Neの推移を示し、図7(b)は、第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2への切り替えの可否を示し、図7(c)は、第2巻線パターンPM2から第1巻線パターンPM1への切り替えの可否を示す。   FIG. 7 shows changes in the rotation speed Ne and the like when the two-wheeled vehicle is driven. 7A shows the transition of the rotation speed Ne, FIG. 7B shows whether the switching from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2 is possible, and FIG. This indicates whether switching from the second winding pattern PM2 to the first winding pattern PM1 is possible.

図7に示すように、二輪自動車では運転挙動の変化が激しく、これに伴って回転速度Neが大きく変化する。そのため、時刻tcにおいて回転速度Neが第1閾値Ntg1以上となるものの、その後時刻tdにおいて回転速度Neが第1閾値Ntg1よりも小さくなる。そして、その直後の時刻teにおいて回転速度Neが第1閾値Ntg1よりも大きくなる。   As shown in FIG. 7, the driving behavior of the two-wheeled vehicle changes drastically, and accordingly, the rotation speed Ne greatly changes. Therefore, at time tc, the rotation speed Ne becomes equal to or higher than the first threshold value Ntg1, but thereafter, at time td, the rotation speed Ne becomes lower than the first threshold value Ntg1. Then, at time te immediately after that, the rotation speed Ne becomes higher than the first threshold value Ntg1.

時刻tdから時刻teまでの期間TXに、通電対象巻線を第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2に切り替えることを考える。この場合に、比較例の制御処理では、巻線切替に調整期間TWが必要とされる。そのため、調整期間TWが期間TXよりも短い場合には、通電対象巻線を、第1巻線パターンPM1から第2巻線パターンPM2に切り替えることができない。この結果、その後の時刻tjまで、通電対象巻線が第1巻線パターンPM1に維持されてしまい、二輪自動車の駆動に必要なトルクが不足する問題が懸念される。   It is considered that the winding to be energized is switched from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2 during a period TX from time td to time te. In this case, in the control processing of the comparative example, the adjustment period TW is required for winding switching. Therefore, when the adjustment period TW is shorter than the period TX, the winding to be energized cannot be switched from the first winding pattern PM1 to the second winding pattern PM2. As a result, the winding to be energized is maintained in the first winding pattern PM1 until time tj, and there is a concern that the torque required for driving the two-wheeled vehicle is insufficient.

時刻tfにおいて回転速度Neが第2閾値Ntg2以上となるものの、その後時刻tgにおいて回転速度Neが第2閾値Ntg2よりも小さくなる。そして、その直後の時刻thにおいて回転速度Neが第2閾値Ntg2よりも大きくなる。   At time tf, the rotation speed Ne becomes equal to or higher than the second threshold value Ntg2, but thereafter, at time tg, the rotation speed Ne becomes lower than the second threshold value Ntg2. Then, at time th immediately after that, the rotation speed Ne becomes higher than the second threshold value Ntg2.

時刻tgから時刻thまでの期間TYに、通電対象巻線を第2巻線パターンPM2から第1巻線パターンPM1に切り替えることを考える。この場合に、比較例の制御処理では、調整期間TWが期間TYよりも短い場合には、通電対象巻線を、第2巻線パターンPM2から第1巻線パターンPM1に切り替えることができない。この結果、その後の時刻tiまで、通電対象巻線が第2巻線パターンPM2に維持されてしまい、二輪自動車の発電量が不足する問題が懸念される。   It is assumed that the winding to be energized is switched from the second winding pattern PM2 to the first winding pattern PM1 during a period TY from time tg to time th. In this case, in the control process of the comparative example, when the adjustment period TW is shorter than the period TY, the winding to be energized cannot be switched from the second winding pattern PM2 to the first winding pattern PM1. As a result, the winding to be energized is maintained in the second winding pattern PM2 until time ti thereafter, and there is a concern that the power generation amount of the two-wheeled vehicle is insufficient.

本実施形態では、調整期間TWがほぼゼロに短縮される。そのため、通電対象巻線を切替可能な期間TX、TYが短い場合であっても、通電対象巻線を切り替えることができる。これにより、回転電機10の巻線切替を確実に実施することができる。   In the present embodiment, the adjustment period TW is reduced to almost zero. Therefore, even if the periods TX and TY in which the energized winding can be switched are short, the energized winding can be switched. Thereby, the winding switching of the rotating electric machine 10 can be reliably performed.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

回転電機10の巻線切替では、切替条件が満たされた場合に通電対象巻線を切り替えるため、固定子巻線14の各相に流れる電流をゼロとした状態で通電対象巻線を切り替えることができ、サージ電圧の発生を抑制することができる。一方、固定子巻線14の各相に流れる電流をゼロとするために、デューティ比Dutyがフィードバック制御されると、巻線切替に必要な調整期間TWが長期化し、通電対象巻線を適切に切り替えることができない等の問題が生じる。   In the winding switching of the rotating electrical machine 10, the current-carrying winding is switched when the switching condition is satisfied, so that the current-carrying winding is switched with the current flowing through each phase of the stator winding 14 being zero. Therefore, generation of a surge voltage can be suppressed. On the other hand, if the duty ratio Duty is feedback-controlled in order to reduce the current flowing through each phase of the stator winding 14 to zero, the adjustment period TW required for winding switching becomes longer, and the winding to be energized is appropriately adjusted. Problems such as being unable to switch occur.

本実施形態の制御システム100は、制御装置30の記憶部32に、回転速度Ne、つまり誘起電圧VYの振幅に対応してデューティ比Dutyが予め規定されたマップ情報である第1,第2マップMP1,MP2が記憶されている。そのため、回転電機10の巻線切替時に、この第1,第2マップMP1,MP2を参照することによって、デューティ比Dutyを決定することができる。この結果、デューティ比Dutyをフィードフォワード制御することができ、フィードバック制御する場合に比べて巻線切替に必要な調整期間TWを短縮することができる。   The control system 100 of the present embodiment stores, in the storage unit 32 of the control device 30, the first and second maps, which are map information in which the duty ratio Duty is defined in advance corresponding to the rotation speed Ne, that is, the amplitude of the induced voltage VY. MP1 and MP2 are stored. Therefore, when the winding of the rotary electric machine 10 is switched, the duty ratio Duty can be determined by referring to the first and second maps MP1 and MP2. As a result, the duty ratio Duty can be subjected to feedforward control, and the adjustment period TW required for winding switching can be reduced as compared with the case of performing feedback control.

特に本実施形態では、デューティ比Dutyをフィードバック制御しないため、フィードバック制御のために固定子巻線14の各相に流れる電流を検出する必要がない。そのため、固定子巻線14の各相に流れる電流を検出する電流センサを設ける必要がなく、制御システム100の構成を簡略化することができる。   In particular, in the present embodiment, since the duty ratio Duty is not feedback-controlled, it is not necessary to detect the current flowing in each phase of the stator winding 14 for feedback control. Therefore, there is no need to provide a current sensor for detecting a current flowing through each phase of the stator winding 14, and the configuration of the control system 100 can be simplified.

回転電機10では、回転電機10の駆動中に誘起電圧VYを直接検出することができない。一方、回転速度Neは誘起電圧VYの振幅に比例するため、回転速度Neを算出することにより誘起電圧VYの振幅を間接的に取得することができる。そして、第1,第2マップMP1,MP2では、この回転速度Neに対応してデューティ比Dutyが予め規定されている。そのため、誘起電圧VYの振幅として回転速度Neを算出することで、この算出された回転速度Neを用いて、デューティ比Dutyを迅速に決定することができる。   The rotating electric machine 10 cannot directly detect the induced voltage VY while the rotating electric machine 10 is being driven. On the other hand, since the rotation speed Ne is proportional to the amplitude of the induced voltage VY, the amplitude of the induced voltage VY can be obtained indirectly by calculating the rotation speed Ne. In the first and second maps MP1 and MP2, the duty ratio Duty is defined in advance corresponding to the rotation speed Ne. Therefore, by calculating the rotation speed Ne as the amplitude of the induced voltage VY, the duty ratio Duty can be quickly determined using the calculated rotation speed Ne.

誘起電圧VYの振幅として回転速度Neを算出する場合、回転速度Neに対応する誘起電圧VYの振幅は、第1,第2巻線パターンPM1,PM2、つまり通電対象巻線の数により変化する。そのため、第1,第2巻線パターンPM1,PM2が異なると、デューティ比Dutyの適正値が異なる。   When calculating the rotation speed Ne as the amplitude of the induced voltage VY, the amplitude of the induced voltage VY corresponding to the rotation speed Ne changes according to the first and second winding patterns PM1 and PM2, that is, the number of windings to be energized. Therefore, when the first and second winding patterns PM1 and PM2 are different, the appropriate value of the duty ratio Duty is different.

本実施形態では、各巻線パターンPM1,PM2にそれぞれ対応する複数のマップMP1,MP2を有する。そのため、各マップMP1,MP2には、対応する巻線パターンPM1,PM2に応じたデューティ比Dutyを記憶しておくことができる。これにより、誘起電圧VYの振幅として回転速度Neを検出した場合でも、誘起電圧VYの振幅を適正値とすることができる。   In the present embodiment, there are a plurality of maps MP1 and MP2 corresponding to the respective winding patterns PM1 and PM2. Therefore, each map MP1, MP2 can store the duty ratio Duty corresponding to the corresponding winding pattern PM1, PM2. Thus, even when the rotation speed Ne is detected as the amplitude of the induced voltage VY, the amplitude of the induced voltage VY can be set to an appropriate value.

本実施形態では、算出された回転速度Neを第1,第2閾値Ntg1,Ntg2と比較し、回転速度Neが第1,第2閾値Ntg1,Ntg2よりも小さい場合に、通電対象巻線を切り替える。   In the present embodiment, the calculated rotation speed Ne is compared with the first and second thresholds Ntg1 and Ntg2, and when the rotation speed Ne is lower than the first and second thresholds Ntg1 and Ntg2, the winding to be energized is switched. .

例えば増幅することなく電源電圧VDから印加電圧VIを生成する場合、印加電圧VIの振幅は、電源電圧VDよりも小さくなる。このように、印加電圧VIの振幅は、電源電圧VDにより制限を受けており、この制限内において誘起電圧VYと印加電圧VIとを同一振幅とする必要がある。   For example, when the applied voltage VI is generated from the power supply voltage VD without amplification, the amplitude of the applied voltage VI is smaller than the power supply voltage VD. As described above, the amplitude of the applied voltage VI is limited by the power supply voltage VD, and the induced voltage VY and the applied voltage VI need to have the same amplitude within this limit.

本実施形態では、この電源電圧VDによる制限を回転電機10の回転速度Neに換算した第1,第2閾値Ntg1,Ntg2を有し、この第1,第2閾値Ntg1,Ntg2により通電対象巻線を切り替えるか否かを判定する。そのため、電源電圧VDの制限内において誘起電圧VYと印加電圧VIとを同一振幅とすることができる。   In the present embodiment, there are first and second threshold values Ntg1 and Ntg2 obtained by converting the limitation by the power supply voltage VD into the rotation speed Ne of the rotary electric machine 10. Is determined. Therefore, the induced voltage VY and the applied voltage VI can have the same amplitude within the limit of the power supply voltage VD.

また、本実施形態では、回転速度Neが第1,第2閾値Ntg1,Ntg2よりも大きい場合に、通電対象巻線の切り替えを禁止する。つまり、電源電圧VDの制限内において誘起電圧VYと印加電圧VIとを同一振幅とできない場合には、通電対象巻線の切り替えを禁止する。これにより、通電対象巻線の切り替えにおいて、サージ電圧が発生することを好適に抑制することができる。   In the present embodiment, when the rotation speed Ne is higher than the first and second thresholds Ntg1 and Ntg2, the switching of the winding to be energized is prohibited. That is, if the induced voltage VY and the applied voltage VI cannot have the same amplitude within the limit of the power supply voltage VD, the switching of the winding to be energized is prohibited. This makes it possible to preferably suppress generation of a surge voltage when switching the winding to be energized.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(2nd Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態では、図8に示すように、巻線切替処理が異なる。なお、図8には、本実施形態に係る巻線切替処理のフローチャートを示す。図8において、先の図4に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the winding switching process is different. FIG. 8 shows a flowchart of the winding switching processing according to the present embodiment. 8, the same processes as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals for the sake of convenience, and description thereof will be omitted.

第2実施形態の巻線切替処理が、第1実施形態の巻線切替処理と異なる点は、クランク軸72のクランク角CAに基づいて、参照するデューティ比Dutyを補正する点である。   The difference between the winding switching process of the second embodiment and the winding switching process of the first embodiment is that the referred duty ratio Duty is corrected based on the crank angle CA of the crankshaft 72.

上述したように、クランク角CAは、磁極位置センサ60の出力信号に基づいて算出される。そして、制御装置30は、算出されたクランク角CAから、エンジン70が、その燃焼サイクルを構成する1燃焼サイクル(吸気、圧縮、燃焼、排気)のどの行程であるかを判定することができる。   As described above, the crank angle CA is calculated based on the output signal of the magnetic pole position sensor 60. Then, control device 30 can determine which stroke of one combustion cycle (intake, compression, combustion, exhaust) of engine 70 is based on the calculated crank angle CA.

図9に示すように、エンジン70の燃焼サイクルでは、吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程が繰り返し行われており、クランク軸72の回転速度が変動する。これに伴って、回転電機10では回転速度Neが変動する。具体的には、1燃焼サイクルにおける回転速度Neの時間平均値を平均回転速度Navとすると、吸気及び圧縮行程では、回転速度Neが平均回転速度Navよりも減少する傾向にあり、燃焼及び排気行程では、回転速度Neが平均回転速度Navよりも増加する傾向にある。   As shown in FIG. 9, in the combustion cycle of the engine 70, the intake, compression, combustion, and exhaust strokes are repeatedly performed, and the rotation speed of the crankshaft 72 fluctuates. Accordingly, the rotating speed Ne of the rotating electric machine 10 fluctuates. Specifically, assuming that the time average value of the rotation speed Ne in one combustion cycle is the average rotation speed Nav, the rotation speed Ne tends to be lower than the average rotation speed Nav in the intake and compression strokes, and the combustion and exhaust strokes In this case, the rotation speed Ne tends to be higher than the average rotation speed Nav.

制御装置30は、磁極位置センサ60の出力信号に基づいて、ロータ11の平均回転速度Navを算出し、算出された平均回転速度Navに基づいてデューティ比Dutyを決定する。そのため、図9に示すように、算出されたクランク角CAが圧縮行程に属する第1クランク角CA1である場合、平均回転速度Navが実際の回転速度Neよりも大きいため、実際の回転速度Neに対して比較的大きいデューティ比Dutyに決定されてしまう。   The control device 30 calculates the average rotation speed Nav of the rotor 11 based on the output signal of the magnetic pole position sensor 60, and determines the duty ratio Duty based on the calculated average rotation speed Nav. Therefore, as shown in FIG. 9, when the calculated crank angle CA is the first crank angle CA1 belonging to the compression stroke, the average rotation speed Nav is higher than the actual rotation speed Ne. On the other hand, the duty ratio Duty is determined to be relatively large.

また、算出されたクランク角CAが排気行程に属する第2クランク角CA2である場合、平均回転速度Navが実際の回転速度Neよりも小さいため、実際の回転速度Neに対して比較的小さいデューティ比Dutyに制御されてしまう。そのため、誘起電圧VYと印加電圧VIとを同一振幅とすることができず、サージ電圧の抑制効果が低減し得る。   Further, when the calculated crank angle CA is the second crank angle CA2 belonging to the exhaust stroke, the average rotation speed Nav is smaller than the actual rotation speed Ne, so that the duty ratio is relatively small with respect to the actual rotation speed Ne. It is controlled to Duty. Therefore, the induced voltage VY and the applied voltage VI cannot be made to have the same amplitude, and the effect of suppressing the surge voltage can be reduced.

そこで、本実施形態では、クランク角CAに基づいて決定したデューティ比Dutyを補正する。クランク角CAと1燃焼サイクルにおける各行程は一対一で対応するため、このクランク角CAから、平均回転速度Navに対する実際の回転速度Neの第1,第2変動量RE1,RE2を予想することができる。本実施形態では、平均回転速度Navから実際の回転速度Neを差し引いた値を変動量とする。そして、この第1,第2変動量RE1,RE2に基づいて、第1,第2マップMP1,MP2を用いて決定されたデューティ比Dutyを補正することで、サージ電圧の発生を抑制することができる。具体的には例えば、第1クランク角CA1では、平均回転速度Navが実際の回転速度Neよりも大きいため、第1変動量RE1が正の値となる。そのため、制御装置30は、デューティ比Dutyが小さくなるようにデューティ比Dutyを補正する。また、具体的には例えば、第2クランク角CA2では、平均回転速度Navが実際の回転速度Neよりも小さいため、第2変動量RE2が負の値となる。そのため、制御装置30は、デューティ比Dutyが大きくなるようにデューティ比Dutyを補正する。   Therefore, in the present embodiment, the duty ratio Duty determined based on the crank angle CA is corrected. Since the crank angle CA and each stroke in one combustion cycle correspond one-to-one, it is possible to predict the first and second fluctuations RE1, RE2 of the actual rotation speed Ne with respect to the average rotation speed Nav from the crank angle CA. it can. In the present embodiment, a value obtained by subtracting the actual rotation speed Ne from the average rotation speed Nav is set as a variation. Then, by correcting the duty ratio Duty determined using the first and second maps MP1 and MP2 based on the first and second fluctuation amounts RE1 and RE2, it is possible to suppress generation of a surge voltage. it can. Specifically, for example, at the first crank angle CA1, since the average rotation speed Nav is higher than the actual rotation speed Ne, the first fluctuation amount RE1 becomes a positive value. Therefore, control device 30 corrects duty ratio Duty so that duty ratio Duty decreases. Further, specifically, for example, at the second crank angle CA2, since the average rotation speed Nav is smaller than the actual rotation speed Ne, the second fluctuation amount RE2 has a negative value. Therefore, control device 30 corrects duty ratio Duty so that duty ratio Duty increases.

次に、図8に示す本実施形態の巻線切替処理について説明する。巻線切替処理では、ステップS54,S56においてデューティ比Dutyを決定すると、ステップS70において、クランク角CAを算出する。続くステップS72において、ステップS70で算出されたクランク角CAに基づいて、デューティ比Dutyを補正する。本実施形態において、ステップS70の処理が「位置情報取得部」に相当する。   Next, the winding switching processing of the present embodiment shown in FIG. 8 will be described. In the winding switching process, when the duty ratio Duty is determined in steps S54 and S56, the crank angle CA is calculated in step S70. In a succeeding step S72, the duty ratio Duty is corrected based on the crank angle CA calculated in the step S70. In the present embodiment, the process in step S70 corresponds to a “position information acquisition unit”.

以上説明したように、本実施形態では、回転電機10の巻線切替時におけるクランク角CAを算出し、この算出されたクランク角CAに基づいて、第1,第2マップMP1,MP2に基づいて決定されたデューティ比Dutyを補正する。クランク角CAとエンジン70の1燃焼サイクルにおける各行程は一対一で対応するため、このクランク角CAから、平均回転速度Navに対する実際の回転速度Neの第1,第2変動量RE1,RE2を予想することができる。そして、この第1,第2変動量RE1,RE2に基づいて、デューティ比Dutyを補正することで、サージ電圧の発生を好適に抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the crank angle CA at the time of winding switching of the rotary electric machine 10 is calculated, and based on the calculated crank angle CA, based on the first and second maps MP1 and MP2. The determined duty ratio Duty is corrected. Since the crank angle CA and each stroke in one combustion cycle of the engine 70 correspond one-to-one, the first and second fluctuations RE1, RE2 of the actual rotation speed Ne with respect to the average rotation speed Nav are predicted from the crank angle CA. can do. Then, by correcting the duty ratio Duty based on the first and second fluctuation amounts RE1 and RE2, it is possible to appropriately suppress the generation of the surge voltage.

(その他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows.

上記各実施形態では、固定子巻線14が2つの巻線15,16を備える例を示したが、これに限られず、3つ以上の巻線を備えており、3つ以上の巻線パターンのいずれかが通電対象巻線に切り替えられてもよい。   In each of the above embodiments, the example in which the stator winding 14 includes the two windings 15 and 16 has been described. However, the present invention is not limited thereto. May be switched to the winding to be energized.

上記各実施形態では、固定子巻線14を構成する第1,第2巻線15,16が、それぞれ単独の巻線により構成される例を示したが、これに限られない。例えば、第1巻線15は、各第1巻線15を構成する3つの単位巻線が並列に接続されて構成されていてもよい。また、第2巻線16は、各第2巻線16を構成する3つの単位巻線が直列に接続されて構成されていてもよい。   In each of the above embodiments, the first and second windings 15 and 16 constituting the stator winding 14 have been described as being constituted by independent windings, however, the invention is not limited thereto. For example, the first winding 15 may be configured by connecting three unit windings constituting each first winding 15 in parallel. Further, the second winding 16 may be configured by connecting three unit windings constituting each second winding 16 in series.

上記実施形態では、固定子巻線14がY結線されている例を示したが、これに限られず、Δ結線されていてもよい。   In the above embodiment, the example in which the stator windings 14 are Y-connected is shown, but the present invention is not limited to this, and the stator windings 14 may be Δ-connected.

上記実施形態では、通電巻線を間引く巻線切替制御を例示したが、これに限られず、Y結線とΔ結線とを切り替える巻線切替制御が実施されてもよい。   In the above embodiment, the winding switching control for thinning out the energized windings has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the winding switching control for switching between the Y connection and the Δ connection may be performed.

上記各実施形態では、誘起電圧VYの振幅として回転速度Neを取得する際に、磁極位置センサ60の出力信号に基づいて回転速度Neを算出する例を示したが、これに限られない。例えば、自動二輪車の車速から回転速度Neを取得してもよい。また、自動二輪車が変速機を有している場合には、自動二輪車の車速と変速機のギア比とから回転速度Neを取得してもよい。具体的には、自動二輪車の車速から算出される車軸の回転速度から、又はこの車軸の回転速度をギア比で除算することによって、回転速度Neを算出することができる。本実施形態において、自動二輪車の車速と変速機のギア比とが「相関値」に相当する。   In each of the above-described embodiments, an example has been described in which the rotation speed Ne is calculated based on the output signal of the magnetic pole position sensor 60 when the rotation speed Ne is acquired as the amplitude of the induced voltage VY, but is not limited thereto. For example, the rotation speed Ne may be obtained from the vehicle speed of the motorcycle. When the motorcycle has a transmission, the rotation speed Ne may be acquired from the vehicle speed of the motorcycle and the gear ratio of the transmission. Specifically, the rotation speed Ne can be calculated from the rotation speed of the axle calculated from the vehicle speed of the motorcycle, or by dividing the rotation speed of the axle by the gear ratio. In the present embodiment, the vehicle speed of the motorcycle and the gear ratio of the transmission correspond to a “correlation value”.

上記各実施形態では、第1、第2マップMP1、MP2において、デューティ比Dutyが回転速度Neにのみ対応付けられている例を示したが、これに限られない。例えば、第1,第2マップMP1,MP2において、デューティ比Dutyが回転速度Neと電源電圧VDとに対応付けられていてもよい。電源電圧VDはバッテリ40の残容量により変動し、電源電圧VDが変動すると回転速度Neが変動する。第1,第2マップMP1,MP2において、デューティ比Dutyが回転速度Neと電源電圧VDとに対応付けられていることで、バッテリ40の残容量の変動に起因してサージ電圧が発生することを好適に抑制することができる。   In each of the above embodiments, an example is shown in which the duty ratio Duty is associated only with the rotation speed Ne in the first and second maps MP1 and MP2, but the present invention is not limited to this. For example, in the first and second maps MP1 and MP2, the duty ratio Duty may be associated with the rotation speed Ne and the power supply voltage VD. The power supply voltage VD fluctuates according to the remaining capacity of the battery 40. When the power supply voltage VD fluctuates, the rotation speed Ne fluctuates. Since the duty ratio Duty is associated with the rotation speed Ne and the power supply voltage VD in the first and second maps MP1 and MP2, it is possible to prevent a surge voltage from being generated due to a change in the remaining capacity of the battery 40. It can be suppressed suitably.

上記各実施形態では、巻線切替要求フラグFDとして、回転速度Ne、回生要求、トルクアシスト要求によるものを例示したが、これに限られない。例えば、ユーザから切替指示があったか否かを判定してもよい。また、自動二輪車の車速が所定速度よりも小さいか否かを判定してもよい。   In each of the above embodiments, the winding switching request flag FD is exemplified by the rotation speed Ne, the regeneration request, and the torque assist request, but the invention is not limited thereto. For example, it may be determined whether or not there is a switching instruction from the user. Further, it may be determined whether or not the speed of the motorcycle is lower than a predetermined speed.

上記各実施形態では、回転電機10が、ロータ11に永久磁石12が設けられた永久磁石界磁型回転電機である例を示したが、これに限られず、例えばロータ11に磁極部として界磁巻線が設けられた界磁巻線型回転電機であってもよい。この場合、第1,第2マップMP1,MP2のパラメータとして界磁巻線に流す界磁電流(界磁磁束)を追加すればよい。   In the above embodiments, the rotating electric machine 10 is an example of a permanent magnet field type rotating electric machine in which a permanent magnet 12 is provided on a rotor 11, but the present invention is not limited thereto. A field winding type rotary electric machine provided with a winding may be used. In this case, a field current (field magnetic flux) flowing through the field winding may be added as a parameter of the first and second maps MP1 and MP2.

PWM制御として、1電気角周期Tdw内においてデューティ比Dutyが一定ではなく、誘起電圧VYの振幅にあわせてデューティ比Dutyを変化させる制御が実施されてもよい。この制御は、例えば、印加電圧VIの等価波形とキャリア信号との大小関係に基づくPWM制御である。   As the PWM control, a control in which the duty ratio Duty is not constant within one electrical angle period Tdw and the duty ratio Duty is changed in accordance with the amplitude of the induced voltage VY may be performed. This control is, for example, PWM control based on the magnitude relationship between the equivalent waveform of the applied voltage VI and the carrier signal.

10…回転電機、14…固定子巻線、20…インバータ、22…上アームスイッチ、23…下アームスイッチ、30…制御装置、40…バッテリ、60…磁極位置センサ、100…車載モータ制御システム、MP1…第1マップ、MP2…第2マップ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotating electric machine, 14 ... Stator winding, 20 ... Inverter, 22 ... Upper arm switch, 23 ... Lower arm switch, 30 ... Control device, 40 ... Battery, 60 ... Magnetic pole position sensor, 100 ... In-vehicle motor control system, MP1: first map, MP2: second map.

Claims (6)

巻数が互いに異なる複数の巻線パターン(PM1,PM2)のいずれかを通電対象巻線に切替可能な回転電機(10)と、
直流電源(40)に接続され、相ごとに設けられたスイッチ(22,23)をオンオフさせることにより前記通電対象巻線に通電させるインバータ(20)と、を備えるシステム(100)に適用される制御装置(30)であって、
前記回転電機の誘起電圧の振幅と相関を有するパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記インバータから前記通電対象巻線に印加される印加電圧の等価波形の振幅及び位相が前記通電対象巻線に発生する誘起電圧の振幅及び位相と同一であるとの切替条件を満たすように前記インバータを制御する制御部と、
前記切替条件が満たされた場合に前記通電対象巻線を切り替える巻線切替部と、
前記スイッチのオン時間を規定するデューティ比(Duty)と前記パラメータとが対応付けられたマップ(MP1,MP2)が記憶される記憶部(32)と、を備え、
前記制御部は、前記マップと、取得された前記パラメータとに基づいて、前記デューティ比を決定し、決定した前記デューティ比に基づいて、前記インバータを制御する制御装置。
A rotating electric machine (10) capable of switching any of a plurality of winding patterns (PM1, PM2) having different numbers of windings to a winding to be energized;
An inverter (20) connected to a DC power supply (40) and energizing the winding to be energized by turning on and off switches (22, 23) provided for each phase. A control device (30),
A parameter acquisition unit that acquires a parameter having a correlation with the amplitude of the induced voltage of the rotating electrical machine,
The inverter so as to satisfy a switching condition that an amplitude and a phase of an equivalent waveform of an applied voltage applied to the winding to be energized from the inverter are the same as an amplitude and a phase of an induced voltage generated in the winding to be energized. A control unit for controlling
A winding switching unit that switches the winding to be energized when the switching condition is satisfied,
A storage unit (32) for storing a map (MP1, MP2) in which a duty ratio (Duty) for defining the ON time of the switch and the parameter are associated;
The control device, wherein the control unit determines the duty ratio based on the map and the acquired parameter, and controls the inverter based on the determined duty ratio.
前記パラメータ取得部は、前記パラメータとして、前記回転電機の回転速度(Ne)又はその相関値を取得し、
前記記憶部には、前記回転電機の回転速度と対応付けられた前記デューティ比が記憶されている請求項1に記載の制御装置。
The parameter acquisition unit acquires a rotation speed (Ne) of the rotating electric machine or a correlation value thereof as the parameter,
The control device according to claim 1, wherein the storage unit stores the duty ratio associated with a rotation speed of the rotating electric machine.
前記回転電機のロータと、エンジン(70)のクランク軸(72)とは動力伝達可能とされており、
前記クランク軸の基準位置からの回転角度位置であるクランク角(CA)の情報を取得する位置情報取得部を備え、
前記制御部は、取得された前記クランク角に基づいて、決定した前記デューティ比を補正し、補正した前記デューティ比に基づいて、前記インバータを制御する請求項2に記載の制御装置。
Power can be transmitted between the rotor of the rotating electric machine and the crankshaft (72) of the engine (70).
A position information acquisition unit that acquires information on a crank angle (CA) that is a rotation angle position of the crankshaft from a reference position,
The control device according to claim 2, wherein the control unit corrects the determined duty ratio based on the acquired crank angle, and controls the inverter based on the corrected duty ratio.
前記記憶部には、前記各巻線パターンに対応する複数の前記マップが記憶されており、
前記制御部は、現在の前記巻線パターンに対応する前記マップに基づいて、前記インバータを制御する請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の制御装置。
The storage unit stores a plurality of the maps corresponding to the respective winding patterns,
The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the inverter based on the map corresponding to the current winding pattern.
前記巻線切替部は、前記回転電機の回転速度が前記直流電源の電源電圧に基づいて設定される閾値(Ntg1,Ntg2)以下である場合に、前記通電対象巻線を切り替える請求項4に記載の制御装置。   5. The winding switching unit according to claim 4, wherein when the rotation speed of the rotary electric machine is equal to or less than a threshold value (Ntg <b> 1, Ntg <b> 2) set based on the power supply voltage of the DC power supply, the winding target switching unit. Control device. 前記巻線切替部は、前記回転電機の回転速度が前記閾値よりも大きい場合に、前記通電対象巻線の切り替えを禁止する請求項5に記載の制御装置。   The control device according to claim 5, wherein the winding switching unit prohibits switching of the winding to be energized when the rotation speed of the rotating electric machine is higher than the threshold value.
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