JP2021129438A - Motor control device - Google Patents

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Abstract

To provide a motor control device that can avoid high battery voltage and increase in motor size.SOLUTION: Provided are a motor 3 and a control unit 21, the motor 3 having a stator 34 on which a plurality of coils 36 are installed facing magnets 35 of a rotor 33 with a gap therebetween, and the control unit 21 having a magnetizing current control unit 21b that changes the magnetic force generated in the coils 36. When the rotor 33 rotates, and a predetermined coil 36 passes from one end Epf to the other end Epr in the circumferential direction of a predetermined magnetic pole 35a, the magnetic force change control to change the magnetic force of the magnets 35 by controlling the magnetizing current is executed.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

開示する技術は、モータ制御装置に関する。 The technology to be disclosed relates to a motor control device.

近年、モータは、電気自動車やハイブリッド車などへの利用も増えつつある。例えば、特許文献1には、そのような駆動モータ(発電機としても利用)とエンジンとを搭載したハイブリッド車が開示されている。そのハイブリッド車には、駆動モータの電源として、充電スタンドや家庭用電源に接続して充電できる、定格電圧が数百Vの強電バッテリが備えられている。 In recent years, the use of motors in electric vehicles and hybrid vehicles is increasing. For example, Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle equipped with such a drive motor (also used as a generator) and an engine. The hybrid vehicle is equipped with a high-power battery having a rated voltage of several hundred volts that can be charged by connecting to a charging station or a household power source as a power source for the drive motor.

開示する技術に関し、洗濯機用であるが、マグネットの磁力を増磁および減磁できるモータが、特許文献2に開示されている。 Regarding the technique to be disclosed, Patent Document 2 discloses a motor for a washing machine, which can increase and demagnetize the magnetic force of a magnet.

洗濯機では、洗いや濯ぎの工程で、高トルク低回転のモータ出力が要求され、脱水工程で、低トルク高回転のモータ出力が要求される。そのため、洗濯機には、変速機が備えられていて、その変速機で、これら両工程に合わせてモータの出力が2段階に切り替えられる。特許文献2の洗濯機では更に、変速機で切り替えられた各モータ出力を、マグネットの磁力を通常の磁力から、増磁または減磁させることにより、モータの出力特性を変化させ、負荷に応じて最適化できるようにしている。 In a washing machine, a high torque and low rotation motor output is required in the washing and rinsing process, and a low torque and high rotation motor output is required in the dehydration process. Therefore, the washing machine is provided with a transmission, and the output of the motor can be switched in two stages according to both of these steps. In the washing machine of Patent Document 2, the output characteristics of the motor are changed according to the load by increasing or demagnetizing the magnetic force of the magnet from the normal magnetic force for each motor output switched by the transmission. I am trying to optimize it.

特開2014−231290号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-231290 特開2011−200545号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-200545

上述したように、洗濯機では、モータに要求される高頻度な出力は、2つの出力範囲に限られている。そのため、変速機でいずれか一方に切り替えるとともに、各出力範囲で通常の磁力を基準に、負荷の大小に応じてマグネットを増磁または減磁するだけで、モータ出力の最適化を図ることができる。 As mentioned above, in a washing machine, the high frequency output required of a motor is limited to two output ranges. Therefore, it is possible to optimize the motor output by simply switching to either one with the transmission and energizing or demagnetizing the magnet according to the magnitude of the load based on the normal magnetic force in each output range. ..

ところが、自動車などに搭載される駆動モータでは、負荷方向および回転方向の双方において、非常に広い範囲で駆動できる、極めて高度な出力が要求される。しかも、それ自体が移動するため、その電源には、バッテリを使用するしかない。 However, a drive motor mounted on an automobile or the like is required to have an extremely high output capable of driving in a very wide range in both the load direction and the rotation direction. Moreover, since it moves by itself, there is no choice but to use a battery as its power source.

そのような制約下で、高出力な駆動モータを実現するには、特許文献1のハイブリッド車のように高電圧のバッテリを搭載することや、大型のモータを搭載することが考えられる。しかし、いずれの場合も、装備が大型化、高重量化する。 Under such restrictions, in order to realize a high-output drive motor, it is conceivable to mount a high-voltage battery as in the hybrid vehicle of Patent Document 1 or to mount a large motor. However, in either case, the equipment becomes larger and heavier.

そこで開示する技術の主たる目的は、バッテリの高電圧化やモータの大型化を回避できるモータ制御装置を提供することにある。 The main purpose of the technology disclosed therein is to provide a motor control device that can avoid increasing the voltage of the battery and increasing the size of the motor.

開示する技術は、モータ制御装置に関する。 The technology to be disclosed relates to a motor control device.

前記モータ制御装置は、複数の磁極が周方向に並ぶように磁石が設置されていて、回転動力を出力するロータ、および、前記磁石とギャップを隔てて対向する複数のコイルが周方向に並ぶように設置されているステータを有するモータと、前記コイルに流れる磁化電流を制御して、当該コイルに発生する磁力を変更する磁化電流制御部を有する制御装置と、を備える。 In the motor control device, magnets are installed so that a plurality of magnetic poles are arranged in the circumferential direction, and a rotor for outputting rotational power and a plurality of coils facing the magnet with a gap are arranged in the circumferential direction. A motor having a stator installed in the coil and a control device having a magnetization current control unit that controls a magnetization current flowing through the coil to change the magnetic force generated in the coil.

前記制御装置は、前記複数のコイルにおける所定のコイルが、前記複数の磁極における所定の磁極の前記周方向における一端から他端まで通過するように、前記ロータが回転している時に、前記磁化電流制御部が、前記磁化電流を制御することによって前記磁石の磁力を変更する磁力変更制御を実行するように構成されている。 The control device receives the magnetization current when the rotor is rotating so that a predetermined coil in the plurality of coils passes from one end to the other end in the circumferential direction of the predetermined magnetic poles in the plurality of magnetic poles. The control unit is configured to execute magnetic force change control that changes the magnetic force of the magnet by controlling the magnetization current.

すなわち、このモータ制御装置によれば、制御装置は、コイルに流れる磁化電流を制御して、そのコイルに発生する磁力を変更する磁化電流制御部を有している。そして、その磁化電流制御部が、その磁化電流を制御することによって磁石の磁力を変更する。すなわち、ロータの磁石の磁力は、大小に変化させることができる。 That is, according to this motor control device, the control device has a magnetization current control unit that controls the magnetization current flowing through the coil and changes the magnetic force generated in the coil. Then, the magnetization current control unit changes the magnetic force of the magnet by controlling the magnetization current. That is, the magnetic force of the rotor magnet can be changed to a large or small size.

それにより、モータの負荷に合わせて、磁極の磁力を変更できるので、モータの力率を高めることができる。モータの力率が高まれば、少ない電力で高い出力が得られるので、モータを軽量かつコンパクトにできるし、広い範囲で適切な出力を発揮できるようになる。従って、バッテリの高電圧化やモータの大型化を回避できる。 As a result, the magnetic force of the magnetic poles can be changed according to the load of the motor, so that the power factor of the motor can be increased. If the power factor of the motor is increased, a high output can be obtained with a small amount of electric power, so that the motor can be made lightweight and compact, and an appropriate output can be exhibited in a wide range. Therefore, it is possible to avoid increasing the voltage of the battery and increasing the size of the motor.

ところが、磁石の磁力を変更するためには、磁力を変更する磁極と所定のコイルとを対向させ、そのコイルで強い磁界を発生させる必要がある。その際、磁極に印加される磁界に偏りが生じると、磁極の磁化分布が不均一になるおそれがある。 However, in order to change the magnetic force of the magnet, it is necessary to make the magnetic pole that changes the magnetic force and a predetermined coil face each other and generate a strong magnetic field in the coil. At that time, if the magnetic field applied to the magnetic poles is biased, the magnetization distribution of the magnetic poles may become non-uniform.

すなわち、磁極とコイルとの位置関係は、ロータの回転に伴い刻々と変化するため、コイルに強い磁界を発生させた時に形成される磁界分布も刻々と変化する。そのため、コイルに強い磁界を発生させる着磁のタイミングが、磁界の偏りが小さくなる最適なタイミングからずれて、磁極の磁気分布が不均一になり易い。その結果、モータは、回転動力を適切に出力できなくなって、モータ出力が低下する。 That is, since the positional relationship between the magnetic pole and the coil changes every moment as the rotor rotates, the magnetic field distribution formed when a strong magnetic field is generated in the coil also changes every moment. Therefore, the timing of magnetization that generates a strong magnetic field in the coil deviates from the optimum timing at which the bias of the magnetic field becomes small, and the magnetic distribution of the magnetic poles tends to be non-uniform. As a result, the motor cannot properly output the rotational power, and the motor output decreases.

そこで、このモータ制御装置では、ロータが回転していて、所定のコイルが所定の磁極の周方向における一端から他端まで通過する時に、そのコイルに流れる磁化電流を制御することによって磁石の磁力を変更する磁力変更制御が実行される。 Therefore, in this motor control device, when the rotor is rotating and a predetermined coil passes from one end to the other end in the circumferential direction of a predetermined magnetic pole, the magnetic force of the magnet is controlled by controlling the magnetization current flowing through the coil. The magnetic force change control to be changed is executed.

このモータ制御装置によれば、ロータが回転しているので、周方向に並ぶようにそのロータに設置されている磁極も、それに伴って周回している。そして、所定のコイル(制御対象コイル)が、所定の磁極、つまり磁力変更制御の対象とする磁極(制御対象磁極)の周方向における一端から他端まで通過する時に、制御対象コイルに流れる磁化電流を制御することによって、制御対象磁極の磁力の変更が行われる。 According to this motor control device, since the rotor is rotating, the magnetic poles installed in the rotor so as to be aligned in the circumferential direction are also rotated accordingly. Then, when the predetermined coil (control target coil) passes from one end to the other end in the circumferential direction of the predetermined magnetic pole, that is, the magnetic pole subject to magnetic force change control (control target magnetic pole), the magnetization current flowing through the control target coil By controlling the above, the magnetic force of the magnetic pole to be controlled is changed.

すなわち、制御対象磁極が、制御対象コイルを通過している間は、制御対象コイルから、制御対象磁極を磁化する強い磁力が、制御対象磁極に印加される。そして、制御対象コイルの回転によってその磁界が変化しても、絶えず移動しながら制御対象磁極に磁界が印加される。その結果、特定の部位に偏って磁界が作用することが抑制され、制御対象磁極の磁化分布の不均一化を抑制できる。 That is, while the control target magnetic pole passes through the control target coil, a strong magnetic force that magnetizes the control target magnetic pole is applied to the control target magnetic pole from the control target coil. Then, even if the magnetic field changes due to the rotation of the coil to be controlled, the magnetic field is applied to the magnetic pole to be controlled while constantly moving. As a result, it is possible to suppress the action of the magnetic field biased to a specific portion, and it is possible to suppress the non-uniformity of the magnetization distribution of the magnetic pole to be controlled.

従って、このモータ制御装置によれば、モータが、適切な回転動力を安定して出力できるようになるので、モータ出力を十分に高出力化できる。 Therefore, according to this motor control device, the motor can stably output an appropriate rotational power, so that the motor output can be sufficiently increased.

前記モータ制御装置はまた、自動車に搭載されており、前記自動車が移動しているときに、前記磁力変更制御が実行される、としてもよい。 The motor control device may also be mounted on an automobile, and the magnetic force change control may be executed while the automobile is moving.

自動車が移動していると、モータは、常に大きく揺れ動くし、その姿勢も常に変化する。従って、その状態で磁力の変更を行うと、磁界が大きく乱れて、磁極の磁化分布がよりいっそう不均一になり易い。それに対し、このモータ制御装置によれば、ロータが回転している状態で磁力変更制御を行うので、上述したように、揺れ動きや姿勢の不安定があっても、特定の部位に偏って磁界が作用することを抑制でき、その影響を効果的に緩和できる。従って、制御対象磁極の磁化分布の不均一化を抑制できる。 When the car is moving, the motor always sways greatly and its posture changes constantly. Therefore, if the magnetic force is changed in that state, the magnetic field is greatly disturbed, and the magnetization distribution of the magnetic poles tends to become more non-uniform. On the other hand, according to this motor control device, magnetic field change control is performed while the rotor is rotating. Therefore, as described above, even if there is shaking or unstable posture, the magnetic field is biased to a specific part. The action can be suppressed and the effect can be effectively mitigated. Therefore, it is possible to suppress the non-uniformity of the magnetization distribution of the magnetic pole to be controlled.

しかも、ロータは回転しているので、磁力変更制御の実行中でも、モータから回転動力を出力することが可能になる。従って、モータで自動車を移動させる回転動力を出力しながら、磁力変更制御も行えるので、自動車の移動を大きく妨げることもない。 Moreover, since the rotor is rotating, it is possible to output rotational power from the motor even while the magnetic force change control is being executed. Therefore, the magnetic force change control can be performed while outputting the rotational power for moving the automobile by the motor, so that the movement of the automobile is not significantly hindered.

更に、上述したように、磁石の磁力を変更するためには、コイルで強い磁界を発生させる必要があり、そのためには、コイルに大きな磁化電流を流す必要がある。特に、このモータ制御装置では、磁極が回転している状態でその磁力の変更を行うので、磁化効率は高くない。従って、磁力変更制御を行うと、電力の消耗が激しいという問題がある。 Further, as described above, in order to change the magnetic force of the magnet, it is necessary to generate a strong magnetic field in the coil, and for that purpose, it is necessary to pass a large magnetization current through the coil. In particular, in this motor control device, the magnetic force is changed while the magnetic pole is rotating, so that the magnetization efficiency is not high. Therefore, there is a problem that power consumption is severe when the magnetic force change control is performed.

それに対し、自動車が移動しているときには、回生によって発電することが可能である。従って、磁力変更制御によって電力が低下しても、充電により、電源の電力を容易に回復させることができる。 On the other hand, when the car is moving, it is possible to generate electricity by regeneration. Therefore, even if the electric power is reduced by the magnetic force change control, the electric power of the power source can be easily restored by charging.

前記モータ制御装置はまた、前記ロータの回転が、前記制御装置に設定されている所定の回転数未満の時に前記磁力変更制御を実行し、前記所定の回転数以上の時に前記磁力変更制御を実行しない、としてもよい。 The motor control device also executes the magnetic force change control when the rotation of the rotor is less than a predetermined rotation speed set in the control device, and executes the magnetic force change control when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed. You may not.

ロータの回転数が高くなるほど、磁化時間が短くなるので、一回の磁化では、要求された磁力まで変更できないおそれがある。また、磁極の磁化分布も不均一になり易い。対して、ロータの回転数が低くなるほど、磁化時間が長くなるので、一回の磁力変更制御で変更できる磁力量が増加するし、磁極の磁化分布も均一になり易い。従って、磁力変更制御の精度が向上する。 As the rotation speed of the rotor increases, the magnetization time becomes shorter, so that the required magnetic force may not be changed by one magnetization. In addition, the magnetization distribution of the magnetic poles tends to be non-uniform. On the other hand, as the rotation speed of the rotor decreases, the magnetization time becomes longer, so that the amount of magnetic force that can be changed by one magnetic force change control increases, and the magnetization distribution of the magnetic poles tends to be uniform. Therefore, the accuracy of magnetic force change control is improved.

それに対し、このモータ制御装置によれば、所定の回転数未満の低回転時に磁力変更制御を実行し、所定の回転数以上の高回転時に磁力変更制御を実行しないので、磁力変更制御の精度が向上する。また、高回転時には、磁化効率が低下するので、不必要な磁化電流が増加する。高回転時に磁力変更制御を実行しないことで、不必要な磁化電流の印加を抑制できる。 On the other hand, according to this motor control device, the magnetic force change control is executed at a low rotation speed of less than a predetermined rotation speed, and the magnetic force change control is not executed at a high rotation speed of a predetermined rotation speed or more, so that the accuracy of the magnetic force change control is improved. improves. Further, at high rotation, the magnetization efficiency decreases, so that an unnecessary magnetization current increases. By not executing the magnetic force change control at high rotation speed, it is possible to suppress the application of unnecessary magnetization current.

前記モータ制御装置はまた、前記複数のコイルは、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群で構成されていて、前記制御装置が、複数の前記コイル群を用いて前記磁力変更制御を実行することにより、全ての前記磁極の磁力を一括して変更する、としてもよい。 In the motor control device, the plurality of coils are composed of a plurality of coil groups having different phases of flowing currents, and the control device executes the magnetic force change control using the plurality of the coil groups. Therefore, the magnetic forces of all the magnetic poles may be changed at once.

すなわち、このモータ制御装置によれば、複数のコイルは、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群で構成されているので、いずれかのコイル群のコイルに磁化電流を流すことで、同時に複数のコイルで磁力の変更が行える。従って、磁力変更制御の実行回数を少なくできる。 That is, according to this motor control device, since a plurality of coils are composed of a plurality of coil groups having different phases of flowing currents, by passing a magnetization current through the coils of any of the coil groups, a plurality of coils can be simultaneously flown. The magnetic force can be changed with the coil. Therefore, the number of times the magnetic force change control is executed can be reduced.

更に、このモータ制御装置では、ロータが回転している状態で磁力の変更を行う。そのため、いずれかのコイル群でいずれかの磁極の磁力の変更を行っている最中に、他の磁極が他のコイル群を通過し始める場合がある。従って、複数のコイル群を用いて磁力変更制御を実行することにより、同時並行して複数の磁極の磁力変更ができる。そして、全ての磁極の磁力を一括して変更すれば、短時間で全ての磁極の磁力を変更できるようになる。 Further, in this motor control device, the magnetic force is changed while the rotor is rotating. Therefore, while the magnetic force of one of the magnetic poles is being changed by any of the coil groups, the other magnetic poles may start to pass through the other coil group. Therefore, by executing the magnetic force change control using a plurality of coil groups, it is possible to change the magnetic force of a plurality of magnetic poles in parallel at the same time. Then, if the magnetic forces of all the magnetic poles are changed at once, the magnetic forces of all the magnetic poles can be changed in a short time.

前記モータ制御装置はまた、前記制御装置が、同じ前記磁極に対して、複数回、前記磁力変更制御を実行することによって前記磁極の磁力を変更する、としてもよい。 The motor control device may also change the magnetic force of the magnetic pole by executing the magnetic force change control a plurality of times with respect to the same magnetic pole.

上述したように、ロータの回転数が高くなるほど、磁化時間が短くなるので、一回の磁化では、要求された磁力まで変更できないおそれがある。また、磁極の磁化分布も不均一になり易い。それに対し、このモータ制御装置によれば、同じ磁極に対して、複数回、磁力変更制御を実行することによって磁極の磁力を変更する。そうすることにより、ロータの回転数が高くなったりばらついたりしても、磁極を要求された磁力まで変更できる。 As described above, the higher the rotation speed of the rotor, the shorter the magnetization time. Therefore, there is a possibility that the required magnetic force cannot be changed by one magnetization. In addition, the magnetization distribution of the magnetic poles tends to be non-uniform. On the other hand, according to this motor control device, the magnetic force of the magnetic pole is changed by executing the magnetic force change control a plurality of times with respect to the same magnetic pole. By doing so, even if the rotation speed of the rotor becomes high or fluctuates, the magnetic pole can be changed to the required magnetic force.

更に、ロータの回転に起因する高調波の影響により、磁化分布が不均一になり易いが、、複数回、磁化すれば、その影響も低減されるので、磁極の磁化分布の均一性をよりいっそう向上できる。 Further, the magnetization distribution tends to be non-uniform due to the influence of harmonics caused by the rotation of the rotor, but if the magnetization is performed multiple times, the influence is also reduced, so that the uniformity of the magnetization distribution of the magnetic poles is further improved. Can be improved.

前記モータ制御装置はまた、前記制御装置が、前記モータを駆動して、前記自動車の車輪に前記回転動力を出力しながら前記磁力変更制御を実行する、としてもよい。 The motor control device may also be such that the control device drives the motor and executes the magnetic force change control while outputting the rotational power to the wheels of the automobile.

すなわち、このモータ制御装置は、モータを駆動して、その回転動力を車輪に出力することによって自動車を走行させることができる。そして、このモータ制御装置では、車輪に回転動力を出力しながら磁力変更制御を実行するので、自動車の走行を大きく妨げることがなく、走行しながら磁石の磁力変更ができる。 That is, this motor control device can drive the motor and output the rotational power to the wheels to drive the automobile. Since this motor control device executes magnetic force change control while outputting rotational power to the wheels, it is possible to change the magnetic force of the magnet while traveling without significantly hindering the traveling of the automobile.

通常、自動車の運転中は、停止している時よりも走行している時の方が多いので、走行しながら磁石の磁力変更ができれば、モータを効果的に利用できる。従って、自動車の性能を向上できる。 Normally, when a car is driving, it is more often when it is running than when it is stopped. Therefore, if the magnetic force of the magnet can be changed while driving, the motor can be effectively used. Therefore, the performance of the automobile can be improved.

前記モータ制御装置はまた、前記モータの電源を構成し、前記コイルに前記磁化電流を通電させるバッテリを更に備え、前記バッテリの電圧が所定の下限値未満の場合には、前記磁力変更制御の実行を制限する、としてもよい。 The motor control device also comprises a battery that constitutes a power source for the motor and energizes the coil with the magnetization current, and executes the magnetic force change control when the voltage of the battery is less than a predetermined lower limit value. May be restricted.

すなわち、このモータ制御装置では、モータの電源にバッテリが用いられていて、磁力の変更に用いられる磁化電流も、そのバッテリから通電されるようになっている。上述したように、磁石の磁力を変更するためには、コイルに大きな磁化電流を流す必要がある。従って、磁力変更制御を行うと、バッテリの急激な消耗を招き、電圧異常が発生するおそれがある。 That is, in this motor control device, a battery is used as a power source for the motor, and the magnetization current used for changing the magnetic force is also energized from the battery. As described above, in order to change the magnetic force of the magnet, it is necessary to pass a large magnetization current through the coil. Therefore, if the magnetic force change control is performed, the battery may be rapidly consumed and a voltage abnormality may occur.

それに対し、このモータ制御装置によれば、バッテリの電圧が所定の下限値未満の場合には、磁力変更制御の実行が制限されるので、電圧異常の発生を抑制することができる。 On the other hand, according to this motor control device, when the voltage of the battery is less than a predetermined lower limit value, the execution of the magnetic force change control is restricted, so that the occurrence of voltage abnormality can be suppressed.

前記モータ制御装置はまた、前記自動車がエンジンを備え、アクセルの操作に基づいて、前記モータおよび前記エンジンが協働して前記自動車を駆動するように構成されていて、前記バッテリの定格電圧が50V以下である、としてもよい。 The motor control device is also configured such that the vehicle includes an engine and the motor and the engine cooperate to drive the vehicle based on the operation of the accelerator, and the rated voltage of the battery is 50 V. It may be as follows.

すなわち、このモータ制御装置は、エンジンとモータで駆動する自動車に搭載されている。そして、バッテリには、いわゆる低電圧バッテリが用いられているので、バッテリの高電圧化を回避できる。更に、上述したように、モータ出力を十分に高出力化できるモータ制御装置が搭載されていて、これらが効果的に組み合わされているので、モータを含めた装備の大型化、高重量化を回避できる。 That is, this motor control device is mounted on an automobile driven by an engine and a motor. Since a so-called low-voltage battery is used as the battery, it is possible to avoid increasing the voltage of the battery. Furthermore, as described above, a motor control device that can sufficiently increase the motor output is installed, and since these are effectively combined, it is possible to avoid increasing the size and weight of the equipment including the motor. can.

開示する技術によれば、バッテリの高電圧化やモータの大型化を回避できるモータ制御装置を実現できる。 According to the disclosed technology, it is possible to realize a motor control device that can avoid increasing the voltage of the battery and increasing the size of the motor.

開示する技術を適用した自動車の主な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main composition of the automobile to which the disclosed technology is applied. モータの構成を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the structure of a motor. MCUおよびこれに関連する主な入出力装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the MCU and the main input / output device related thereto. モータ制御装置の構成を簡略化して示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor control device in a simplified manner. MCUが行うモータの制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control of a motor performed by MCU. 静的な磁力変更制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating static magnetic force change control. 動的な磁力変更制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating dynamic magnetic force change control. 動的な磁力変更制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating dynamic magnetic force change control. 磁力変更制御の主な処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the main processing of a magnetic force change control. 位置合わせ制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the alignment control. 静的な磁力変更制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of static magnetic force change control. 動的な磁力変更制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of dynamic magnetic force change control. 磁化実行制限制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the magnetization execution limit control.

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments of the disclosed technology will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is essentially merely an example and does not limit the present invention, its application or its use.

<自動車>
図1に、開示する技術を適用した4輪の自動車1を示す。この自動車1は、ハイブリッド車である。自動車1の駆動源に、エンジン2およびモータ3が搭載されている。これらが協働して、4つの車輪4F,4F,4R,4Rのうち、左右対称状に位置する2輪(駆動輪4R)を回転駆動する。それにより、自動車1は移動(走行)する。
<Car>
FIG. 1 shows a four-wheeled vehicle 1 to which the disclosed technology is applied. This automobile 1 is a hybrid vehicle. The engine 2 and the motor 3 are mounted on the drive source of the automobile 1. These work together to rotationally drive two of the four wheels 4F, 4F, 4R, and 4R (driving wheels 4R) that are symmetrically located. As a result, the automobile 1 moves (runs).

この自動車1の場合、エンジン2は車体の前側に配置されており、駆動輪4Rは車体の後側に配置されている。すなわち、この自動車1は、いわゆるFR車である。更にこの自動車1の場合、駆動源としては、モータ3よりもエンジン2が主体となっており、モータ3は、エンジン2の駆動をアシストする形で利用される(いわゆるマイルドハイブリット)。モータ3はまた、駆動源としてだけでなく、回生時には発電機としても利用される。 In the case of the automobile 1, the engine 2 is arranged on the front side of the vehicle body, and the drive wheels 4R are arranged on the rear side of the vehicle body. That is, this automobile 1 is a so-called FR vehicle. Further, in the case of the automobile 1, the engine 2 is mainly used as the drive source rather than the motor 3, and the motor 3 is used in a form of assisting the drive of the engine 2 (so-called mild hybrid). The motor 3 is also used not only as a drive source but also as a generator during regeneration.

自動車1には、エンジン2、モータ3の他、駆動系の装置として、第1クラッチ5、インバータ6、第2クラッチ7、変速機8、デファレンシャルギア9、バッテリ10などが備えられている。これら装置の複合体(駆動システム)の作用により、自動車1は走行する。 In addition to the engine 2 and the motor 3, the automobile 1 is provided with a first clutch 5, an inverter 6, a second clutch 7, a transmission 8, a differential gear 9, a battery 10, and the like as drive system devices. The automobile 1 runs by the action of the complex (drive system) of these devices.

自動車1にはまた、制御系の装置として、エンジンコントロールユニット(ECU)20、モータコントロールユニット(MCU)21、変速機コントロールユニット(TCU)22、ブレーキコントロールユニット(BCU)23、総合コントロールユニット(GCU)24などが備えられている。 The automobile 1 also has an engine control unit (ECU) 20, a motor control unit (MCU) 21, a transmission control unit (TCU) 22, a brake control unit (BCU) 23, and a comprehensive control unit (GCU) as control system devices. ) 24 and the like are provided.

エンジン回転センサ50、モータ回転センサ51、電流センサ52、磁力センサ53、アクセルセンサ54なども、制御系の装置に付随して自動車1に設置されている。 The engine rotation sensor 50, the motor rotation sensor 51, the current sensor 52, the magnetic force sensor 53, the accelerator sensor 54, and the like are also installed in the automobile 1 along with the control system device.

[駆動系の装置]
エンジン2は、例えばガソリンを燃料にして燃焼を行う内燃機関である。エンジン2はまた、吸気、圧縮、膨張、排気の各サイクルを繰り返すことで回転動力を発生させる、いわゆる4サイクルエンジンである。エンジン2には、ディーゼルエンジン等、様々な種類や形態があるが、開示する技術では、特にエンジンの種類や形態は限定しない。
[Drive system device]
The engine 2 is, for example, an internal combustion engine that burns using gasoline as fuel. The engine 2 is also a so-called four-cycle engine that generates rotational power by repeating each cycle of intake, compression, expansion, and exhaust. The engine 2 has various types and forms such as a diesel engine, but the disclosed technology does not particularly limit the type and form of the engine.

この自動車1では、エンジン2は、回転動力を出力する出力軸を、車体の前後方向に向けた状態で、車幅方向の略中央部に配置されている。自動車1には、吸気システム、排気システム、燃量供給システムなど、エンジン2に付随した様々な装置や機構が設置されているが、これらの図示および説明は省略する。 In the automobile 1, the engine 2 is arranged at a substantially central portion in the vehicle width direction with the output shaft for outputting the rotational power directed in the front-rear direction of the vehicle body. Various devices and mechanisms associated with the engine 2, such as an intake system, an exhaust system, and a fuel supply system, are installed in the automobile 1, but the illustration and description thereof will be omitted.

(モータ)
モータ3は、第1クラッチ5を介してエンジン2の後方に直列に配置されている。モータ3は、三相の交流によって駆動する永久磁石型の同期モータである。図2に示すように、モータ3は、大略、モータケース31、シャフト32、ロータ33、ステータ34などで構成されている。
(motor)
The motors 3 are arranged in series behind the engine 2 via the first clutch 5. The motor 3 is a permanent magnet type synchronous motor driven by three-phase alternating current. As shown in FIG. 2, the motor 3 is roughly composed of a motor case 31, a shaft 32, a rotor 33, a stator 34, and the like.

モータケース31は、その内部に、前端面および後端面が封止された円筒状のスペースを有する容器からなり、自動車1の車体に固定されている。ロータ33およびステータ34は、モータケース31に収容されている。シャフト32は、その前端部および後端部の各々をモータケース31から突出させた状態で、モータケース31に回転自在に軸支されている。 The motor case 31 is formed of a container having a cylindrical space in which the front end surface and the rear end surface are sealed, and is fixed to the vehicle body of the automobile 1. The rotor 33 and the stator 34 are housed in the motor case 31. The shaft 32 is rotatably supported by the motor case 31 with its front end and rear end protruding from the motor case 31.

シャフト32の前端部と、エンジン2の出力軸との間に介在するように、第1クラッチ5が設置されている。第1クラッチ5は、出力軸とシャフト32とが連結された状態(第1クラッチ5が連結された状態、連結状態)と、出力軸とシャフト32とが分離した状態(第1クラッチ5が切り離された状態、解放状態)との間で切り替え可能に構成されている。 The first clutch 5 is installed so as to be interposed between the front end portion of the shaft 32 and the output shaft of the engine 2. The first clutch 5 has a state in which the output shaft and the shaft 32 are connected (a state in which the first clutch 5 is connected and a connected state) and a state in which the output shaft and the shaft 32 are separated (the first clutch 5 is disconnected). It is configured to be switchable between the clutched state and the released state.

シャフト32の後端部と、変速機8の入力軸との間に介在するように、第2クラッチ7が設置されている。第2クラッチ7は、シャフト32と変速機8の入力軸とが連結された状態(第2クラッチ7が連結された状態、連結状態)と、シャフト32と変速機8の入力軸とが分離した状態(第2クラッチ7が切り離された状態、解放状態)とに切り替え可能に構成されている。なお、これら第1クラッチ5および第2クラッチ7の各々では、連結状態と解放状態との間の状態(部分連結状態)において、伝達される動力の大きさの調整が可能に構成されている。 The second clutch 7 is installed so as to be interposed between the rear end portion of the shaft 32 and the input shaft of the transmission 8. In the second clutch 7, the state in which the shaft 32 and the input shaft of the transmission 8 are connected (the state in which the second clutch 7 is connected, the connected state) and the state in which the shaft 32 and the input shaft of the transmission 8 are connected are separated. It is configured to be switchable to a state (a state in which the second clutch 7 is disengaged, a state in which the second clutch 7 is released). Each of the first clutch 5 and the second clutch 7 is configured to be able to adjust the magnitude of the transmitted power in a state (partially connected state) between the connected state and the released state.

(ロータ)
ロータ33は、中心に軸孔を有する複数の金属板を積層して構成された円柱状の部材からなる。ロータ33の軸孔にシャフト32の中間部分を固定することで、ロータ33はシャフト32と一体化されている。
(Rotor)
The rotor 33 is composed of a columnar member formed by laminating a plurality of metal plates having a shaft hole in the center. The rotor 33 is integrated with the shaft 32 by fixing the intermediate portion of the shaft 32 to the shaft hole of the rotor 33.

ロータ33の外周部分には、全周にわたってマグネット(磁石)35が設置されている。マグネット35は、S極とN極とからなる複数(この図例では8個)の磁極35aが周方向に等間隔で交互に並ぶように構成されている。マグネット35は、複数の磁極35aを有する1つの円筒状の磁石で構成してもよいし、各磁極35aを構成する複数の弧状の磁石で構成してもよい(図例では、複数の弧状の磁石で構成されている)。 A magnet 35 is installed on the outer peripheral portion of the rotor 33 over the entire circumference. The magnet 35 is configured such that a plurality of (8 in this example) magnetic poles 35a composed of S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. The magnet 35 may be composed of one cylindrical magnet having a plurality of magnetic poles 35a, or may be composed of a plurality of arc-shaped magnets constituting each magnetic pole 35a (in the illustrated example, a plurality of arc-shaped magnets). Consists of magnets).

このモータ3では、更に、マグネット35が、磁力の大きさを大小に可変できるように構成されている(磁力可変マグネット)。通常、この種のモータ3には、保磁力(抗磁力)が大きく、磁力が長期にわたって保持できる磁石(永久磁石)が使用される。このモータ3では、磁力を比較的容易に変更できるように、保持力の小さい永久磁石がマグネット35として使用される。 Further, in the motor 3, the magnet 35 is configured so that the magnitude of the magnetic force can be changed to a large or small amount (magnetic force variable magnet). Usually, a magnet (permanent magnet) having a large coercive force (coercive force) and capable of holding the magnetic force for a long period of time is used for this type of motor 3. In the motor 3, a permanent magnet having a small holding force is used as the magnet 35 so that the magnetic force can be changed relatively easily.

永久磁石には、例えば、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石など様々な種類があり、保持力も様々である。マグネット35の種類や素材は、仕様に応じて選択可能であり、特に限定されない。 There are various types of permanent magnets, such as ferrite magnets, neodymium magnets, samarium-cobalt magnets, and alnico magnets, and their holding powers are also various. The type and material of the magnet 35 can be selected according to the specifications and is not particularly limited.

この自動車1では、このマグネット35を利用して、モータ3を軽量かつコンパクトにできるように、モータ制御装置が構成されている。モータ制御装置の詳細については後述する。 In the automobile 1, a motor control device is configured so that the motor 3 can be made lightweight and compact by using the magnet 35. Details of the motor control device will be described later.

(ステータ)
ロータ33の周囲には、僅かな隙間(ギャップ)を隔てて円筒状のステータ34が設置されている(インナーロータ型)。ステータ34は、複数の金属板を積層して構成されたステータコア34aと、そのステータコア34aに電線を巻回して構成された複数のコイル36とを有している。
(Stator)
A cylindrical stator 34 is installed around the rotor 33 with a slight gap (inner rotor type). The stator 34 has a stator core 34a formed by laminating a plurality of metal plates, and a plurality of coils 36 formed by winding an electric wire around the stator core 34a.

ステータコア34aには、内側に放射状に張り出す複数のティース34bが設けられていて、これらティース34bの間に形成されている空間(スロット)に電線を所定の順序で巻き掛けることで複数(この図例では12個)のコイル36が形成されている(いわゆる集中巻き)。これらコイル36は、流れる電流の位相が異なるU相、V相、およびW相からなる三相のコイル群を構成している。各相のコイルは、周方向に順番に配置されている。 The stator core 34a is provided with a plurality of teeth 34b that project radially inward, and a plurality of electric wires are wound in a predetermined order in a space (slot) formed between the teeth 34b (this figure). In the example, 12 coils 36 are formed (so-called concentrated winding). These coils 36 form a three-phase coil group composed of U-phase, V-phase, and W-phase having different phases of flowing currents. The coils of each phase are arranged in order in the circumferential direction.

なお、本実施形態では、8極12スロットのモータ3を例示したが、モータ3の構成は、これに限るものでない。モータ3は、より多くの極数およびスロット数で構成してもよい。例えば、2のN倍の磁極35aと、3のN倍のスロット(Nは整数)とで、モータ3を構成することができる。 In the present embodiment, the motor 3 having 8 poles and 12 slots has been illustrated, but the configuration of the motor 3 is not limited to this. The motor 3 may be configured with a larger number of poles and slots. For example, the motor 3 can be configured by 2 N times the magnetic pole 35a and 3 N times the slot (N is an integer).

コイル36に通電するため、モータケース31の外側に、これらコイル36から3本の接続ケーブル36a,36a,36aが導出されている。これら接続ケーブル36a,36a,36aは、インバータ6を介して、車載されているバッテリ10と接続されている。この自動車1の場合、バッテリ10は、定格電圧が50V以下、具体的には48Vの直流バッテリ(低電圧バッテリ)10が用いられている。 In order to energize the coils 36, three connection cables 36a, 36a, 36a are led out from these coils 36 on the outside of the motor case 31. These connection cables 36a, 36a, 36a are connected to the battery 10 mounted on the vehicle via the inverter 6. In the case of the automobile 1, as the battery 10, a DC battery (low voltage battery) 10 having a rated voltage of 50 V or less, specifically 48 V, is used.

そのため、上述した特許文献1のハイブリッド車のように、高電圧ではないので、バッテリ10自体を軽量かつコンパクトにできる。しかも、高度な感電対策が不要なため、絶縁部材等も簡素化でき、よりいっそう軽量かつコンパクトに構成できる。従って、自動車1の車両重量を抑制できるので、燃費や電力消費を抑制できる。 Therefore, unlike the hybrid vehicle of Patent Document 1 described above, the voltage is not high, so that the battery 10 itself can be made lightweight and compact. Moreover, since advanced measures against electric shock are not required, the insulating member and the like can be simplified, and the structure can be made even lighter and more compact. Therefore, since the vehicle weight of the automobile 1 can be suppressed, fuel consumption and power consumption can be suppressed.

バッテリ10は、インバータ6に直流電力を供給する。インバータ6は、その直流電力を3相の交流に変換してモータ3に通電する。それにより、各コイル36に電磁力が発生する。その電磁力と、マグネット35の磁力との間に作用する吸引力と反発力により、ロータ33が回転駆動され、シャフト32および第2クラッチ7を通じて変速機8にその回転動力が出力される。 The battery 10 supplies DC power to the inverter 6. The inverter 6 converts the DC power into three-phase alternating current and energizes the motor 3. As a result, an electromagnetic force is generated in each coil 36. The rotor 33 is rotationally driven by the attractive force and the repulsive force acting between the electromagnetic force and the magnetic force of the magnet 35, and the rotational power is output to the transmission 8 through the shaft 32 and the second clutch 7.

この自動車1の場合、変速機8は、多段式自動変速機(いわゆるAT)である。変速機8は、一方の端部に入力軸を有し、他方の端部に出力軸を有している。これら入力軸と出力軸との間に、複数の遊星歯車機構、クラッチ、ブレーキなどの変速機構が組み込まれている。 In the case of the automobile 1, the transmission 8 is a multi-stage automatic transmission (so-called AT). The transmission 8 has an input shaft at one end and an output shaft at the other end. A plurality of planetary gear mechanisms, clutches, brakes, and other transmission mechanisms are incorporated between these input shafts and output shafts.

これら変速機構を切り替えることにより、前進または後進の切り替えや、変速機8の入力と出力との間で、異なる回転数に変更できるように構成されている。変速機8の出力軸は、車体の前後方向に延びて出力軸と同軸に配置されているプロペラシャフト11を介してデファレンシャルギア9に連結されている。 By switching these transmission mechanisms, it is possible to switch between forward and reverse movements and to change the rotation speed between the input and output of the transmission 8 to be different. The output shaft of the transmission 8 is connected to the differential gear 9 via a propeller shaft 11 that extends in the front-rear direction of the vehicle body and is arranged coaxially with the output shaft.

デファレンシャルギア9には、車幅方向に延びて、左右の駆動輪4R,4Rに連結された一対の駆動シャフト13,13が連結されている。プロペラシャフト11を通じて出力される回転動力は、デファレンシャルギア9で振り分けられた後、これら一対の駆動シャフト13,13を通じて各駆動輪4Rに伝達される。各車輪4F,4F,4R,4Rには、その回転を制動するために、ブレーキ14が取り付けられている。 A pair of drive shafts 13, 13 extending in the vehicle width direction and connected to the left and right drive wheels 4R, 4R are connected to the differential gear 9. The rotational power output through the propeller shaft 11 is distributed by the differential gear 9 and then transmitted to each drive wheel 4R through the pair of drive shafts 13 and 13. A brake 14 is attached to each of the wheels 4F, 4F, 4R, and 4R in order to brake the rotation thereof.

[制御系の装置]
自動車1には、運転者の操作に応じて、その走行をコントロールするために、上述した、ECU20、MCU21、TCU22、BCU23、およびGCU24の各ユニットが設置されている。これらユニットの各々は、CPUやメモリ、インターフェースなどのハードウエアと、データベースや制御プログラムなどのソフトウエアとで構成されている。
[Control system equipment]
In the automobile 1, each unit of the ECU 20, the MCU 21, the TCU 22, the BCU 23, and the GCU 24 described above is installed in order to control the traveling thereof according to the operation of the driver. Each of these units is composed of hardware such as a CPU, memory, and interface, and software such as a database and a control program.

ECU20は、エンジン2の作動を主に制御するユニットである。MCU21は、モータ3の作動を主に制御するユニットである。TCU22は、第1クラッチ5、第2クラッチ7、および変速機8の作動を主に制御するユニットである。BCU23、ブレーキ14の作動を主に制御するユニットである。GCU24は、これらECU20、MCU21、TCU22、BCU23と電気的に接続されていて、これらを総合的に制御する上位ユニットである。MCU21は、「制御装置」の主体を構成している。GCU24等のユニットは、MCU21と協働することによって「制御装置」を構成している。 The ECU 20 is a unit that mainly controls the operation of the engine 2. The MCU 21 is a unit that mainly controls the operation of the motor 3. The TCU 22 is a unit that mainly controls the operation of the first clutch 5, the second clutch 7, and the transmission 8. It is a unit that mainly controls the operation of the BCU 23 and the brake 14. The GCU 24 is an upper unit that is electrically connected to the ECU 20, the MCU 21, the TCU 22, and the BCU 23, and controls them comprehensively. The MCU 21 constitutes the main body of the "control device". Units such as the GCU 24 constitute a "control device" in cooperation with the MCU 21.

エンジン回転センサ50は、エンジン2に取り付けられており、エンジン2の回転数を検出してECU20に出力する。モータ回転センサ51は、モータ3に取り付けられており、ロータ33の回転数や回転位置を検出してMCU21に出力する。電流センサ52は接続ケーブル36aに取り付けられており、各コイル36に通電される電流値を検出してMCU21に出力する。 The engine rotation sensor 50 is attached to the engine 2, detects the rotation speed of the engine 2, and outputs it to the ECU 20. The motor rotation sensor 51 is attached to the motor 3, detects the rotation speed and the rotation position of the rotor 33, and outputs the rotation speed sensor 51 to the MCU 21. The current sensor 52 is attached to the connection cable 36a, detects the current value applied to each coil 36, and outputs the current value to the MCU 21.

磁力センサ53は、モータ3に取り付けられており、マグネット35の磁力を検出してMCU21に出力する。アクセルセンサ54は、運転者が自動車1を駆動する時に踏み込むアクセルのペダル(アクセルペダル15)に取り付けられており、自動車1の駆動に要求される出力に相当するアクセル開度を検出してECU20に出力する。 The magnetic force sensor 53 is attached to the motor 3 and detects the magnetic force of the magnet 35 and outputs the magnetic force to the MCU 21. The accelerator sensor 54 is attached to an accelerator pedal (accelerator pedal 15) that the driver depresses when driving the automobile 1, and detects an accelerator opening corresponding to an output required for driving the automobile 1 to the ECU 20. Output.

これらセンサから入力される検出値の信号に基づいて、各ユニットが協働して駆動システムを制御することで、自動車1が走行する。例えば、自動車1がエンジン2の駆動力で走行する時には、アクセルセンサ54およびエンジン回転センサ50の検出値に基づいて、ECU20がエンジン2の運転を制御する。 Based on the signals of the detected values input from these sensors, each unit cooperates to control the drive system, so that the automobile 1 travels. For example, when the automobile 1 travels with the driving force of the engine 2, the ECU 20 controls the operation of the engine 2 based on the detected values of the accelerator sensor 54 and the engine rotation sensor 50.

そして、TCU22は、第1クラッチ5および第2クラッチ7が連結状態になるように制御する。自動車1の制動時には、BCU23が各ブレーキ14を制御する。回生による制動時には、TCU22は、第1クラッチ5は解放状態ないし部分連結状態となるように制御し、第2クラッチ7は連結状態となるように制御する。そうして、MCU21は、モータ3で発電し、その電力がバッテリ10に回収されるように制御する。 Then, the TCU 22 controls so that the first clutch 5 and the second clutch 7 are in the connected state. When braking the automobile 1, the BCU 23 controls each brake 14. At the time of braking by regeneration, the TCU 22 controls the first clutch 5 to be in the released state or the partially engaged state, and controls the second clutch 7 to be in the engaged state. Then, the MCU 21 generates electricity with the motor 3 and controls so that the electric power is recovered by the battery 10.

<モータ制御装置>
MCU21は、モータ3が単独で出力する状態で、あるいは、必要に応じてエンジン2の出力をアシストする状態で、モータ3の回転動力によって自動車1が走行するように制御する。
<Motor control device>
The MCU 21 controls the automobile 1 to run by the rotational power of the motor 3 in a state where the motor 3 outputs independently or assists the output of the engine 2 as needed.

具体的には、アクセルセンサ54、エンジン回転センサ50等の検出値に基づいて、ECU20が、エンジン2の回転動力を設定する。それに伴って、予め設定されたエンジン2とモータ3との間での出力の分配比率に従って、GCU24が、所定の出力範囲でモータ3の回転動力の要求量を設定する。MCU21は、その要求量が出力されるようにモータ3を制御する。 Specifically, the ECU 20 sets the rotational power of the engine 2 based on the detected values of the accelerator sensor 54, the engine rotation sensor 50, and the like. Along with this, the GCU 24 sets the required amount of rotational power of the motor 3 in a predetermined output range according to the output distribution ratio between the engine 2 and the motor 3 set in advance. The MCU 21 controls the motor 3 so that the required amount is output.

図3に、MCU21およびこれに関連する主な入出力装置を示す。MCU21には、駆動電流制御部21aおよび磁化電流制御部21bが設けられている。駆動電流制御部21aは、モータ3の駆動を制御する機能を有し、コイル36に流れる駆動電流を制御することにより、ロータ33に発生するトルクを変更する。それによって、モータ3に、回転動力の要求量を出力させる。 FIG. 3 shows the MCU 21 and its related main input / output devices. The MCU 21 is provided with a drive current control unit 21a and a magnetization current control unit 21b. The drive current control unit 21a has a function of controlling the drive of the motor 3, and changes the torque generated in the rotor 33 by controlling the drive current flowing through the coil 36. As a result, the motor 3 is made to output the required amount of rotational power.

一方、磁化電流制御部21bは、モータ3の力率を高める機能を有し、コイル36に流れる磁化電流を制御することにより、コイル36に発生する磁力を変更する。そうすることにより、マグネット35の磁力を変更する。具体的には、マグネット35の磁力が、駆動電流によってコイル36に発生する電磁力と略一致するように、マグネット35の磁力を変更する。 On the other hand, the magnetization current control unit 21b has a function of increasing the power factor of the motor 3, and changes the magnetic force generated in the coil 36 by controlling the magnetization current flowing through the coil 36. By doing so, the magnetic force of the magnet 35 is changed. Specifically, the magnetic force of the magnet 35 is changed so that the magnetic force of the magnet 35 substantially matches the electromagnetic force generated in the coil 36 by the driving current.

力率とは、皮相電力(モータ3に供給される電力)に対する有効電力(実際に消費される電力)の割合である。力率が低いと、同じ出力を得るのに大きな電流を通電する必要があるため、それだけモータが大型化する。従って、モータ3の力率を高めることで、モータ3を軽量かつコンパクトにできる。また、力率が高まれば、回生時の発電力も高めることができる。 The power factor is the ratio of active power (power actually consumed) to apparent power (power supplied to the motor 3). If the power factor is low, a large current must be applied to obtain the same output, which increases the size of the motor. Therefore, by increasing the power factor of the motor 3, the motor 3 can be made lightweight and compact. In addition, if the power factor is increased, the power generation during regeneration can also be increased.

モータ3の力率を上限まで高めるためには、コイル36で発生する電磁力と、永久磁石の磁力とを略一致させる必要がある(電磁力と磁力とが略一致すれば、力率は略1となる)。それに対し、通常の永久磁石型モータの場合、永久磁石の磁力が不変であるため、そのモータが出力する最も使用頻度の高い領域で、力率が略1となる磁力の永久磁石が用いられている。 In order to increase the power factor of the motor 3 to the upper limit, it is necessary to make the electromagnetic force generated by the coil 36 and the magnetic force of the permanent magnet substantially match (if the electromagnetic force and the magnetic force are substantially the same, the power factor is omitted. 1). On the other hand, in the case of a normal permanent magnet type motor, since the magnetic force of the permanent magnet is invariant, a permanent magnet having a power factor of about 1 is used in the most frequently used region output by the motor. There is.

すなわち、永久磁石の種類や素材、構造などが、仕様に合わせて設計されていて、製造工場から出荷される初期状態では、その磁力に着磁された状態になっている。 That is, the type, material, structure, etc. of the permanent magnet are designed according to the specifications, and in the initial state of being shipped from the manufacturing factory, the permanent magnet is magnetized by the magnetic force.

家電などの用途では、モータの出力が要求される範囲は比較的限られているので、このようなモータ特性であっても、それほど大きな問題にはならない。ところが、自動車1を駆動する場合には、非常に広い範囲で高頻度な出力が要求される。そのため、このようなモータ特性では、バッテリの高電圧化やモータの大型化が必要になるなどの不具合がある。 In applications such as home appliances, the range in which the output of the motor is required is relatively limited, so even such motor characteristics do not pose a big problem. However, when driving the automobile 1, high frequency output is required in a very wide range. Therefore, such motor characteristics have problems such as high voltage of the battery and large size of the motor.

それに対し、このモータ制御装置では、磁力の変更が可能なマグネット35が用いられ、MCU21に磁化電流制御部21bが設けられているので、力率の向上が図れ、そのような不具合が解消できるようになっている。 On the other hand, in this motor control device, a magnet 35 capable of changing the magnetic force is used, and the MCU 21 is provided with the magnetization current control unit 21b, so that the power factor can be improved and such a problem can be solved. It has become.

すなわち、モータ3に対する負荷が変化した場合に、マグネット35の磁力がその負荷に合わせて変更される。例えば、中負荷では、力率が略1となるように、低負荷での磁力に対して、マグネット35の磁力が増大される(増磁)。低負荷では、力率が略1となるように、中負荷での磁力に対して、マグネット35の磁力が減少される(減磁)。 That is, when the load on the motor 3 changes, the magnetic force of the magnet 35 is changed according to the load. For example, at a medium load, the magnetic force of the magnet 35 is increased (enhanced) with respect to the magnetic force at a low load so that the power factor becomes approximately 1. At a low load, the magnetic force of the magnet 35 is reduced (demagnetization) with respect to the magnetic force at a medium load so that the power factor becomes approximately 1.

具体的には、MCU21には、モータ3の負荷および回転数に基づいて、モータ3の回転動力の出力範囲を画定したマップやテーブルなどのデータが予め設定されている。その出力範囲が、複数の領域に区画されている。そして、これら領域の各々では、その領域に適した力率となるように、磁化電流制御部21bがマグネット35の磁力を変更する。すなわち、モータ3の回転動力の出力範囲は、マグネット35の磁力が異なる複数の領域(磁化領域)に区画されている。 Specifically, data such as a map or a table that defines the output range of the rotational power of the motor 3 is preset in the MCU 21 based on the load and the rotation speed of the motor 3. The output range is divided into a plurality of areas. Then, in each of these regions, the magnetization current control unit 21b changes the magnetic force of the magnet 35 so that the power factor is suitable for that region. That is, the output range of the rotational power of the motor 3 is divided into a plurality of regions (magnetization regions) in which the magnetic force of the magnet 35 is different.

なお、マグネット35の磁力は、その初期状態において、モータ3の出力範囲の負荷上限領域で発生する電磁力と略一致する磁力(負荷上限磁力)に設定するのが好ましい。そうすれば、高負荷でも、力率を略1にして高めることができる。従って、この場合、高負荷でもモータ3を効率よく駆動させることができるので、軽量かつコンパクトなモータ3であっても出力不足が抑制でき、安定した走行を実現できる。 The magnetic force of the magnet 35 is preferably set to a magnetic force (load upper limit magnetic force) that substantially matches the electromagnetic force generated in the load upper limit region of the output range of the motor 3 in the initial state. Then, even with a high load, the power factor can be reduced to approximately 1 and increased. Therefore, in this case, since the motor 3 can be efficiently driven even with a high load, insufficient output can be suppressed even with a lightweight and compact motor 3, and stable running can be realized.

そして、中負荷や低負荷では、その負荷に応じて電磁力は小さくなるが、マグネット35であれば、その電磁力に合わせて減磁することで力率を略1にできる。従って、この場合、モータの出力範囲の略全域で、力率を高めることができ、モータ3を効率よく駆動させることができる。 Then, at a medium load or a low load, the electromagnetic force becomes smaller according to the load, but with the magnet 35, the power factor can be reduced to approximately 1 by demagnetizing according to the electromagnetic force. Therefore, in this case, the power factor can be increased in substantially the entire output range of the motor, and the motor 3 can be driven efficiently.

このように、このモータ制御装置では、マグネット35の磁力を変更することにより、モータ3の力率が高まるように構成されているので、バッテリの高電圧化やモータの大型化を回避できる。 As described above, in this motor control device, the power factor of the motor 3 is increased by changing the magnetic force of the magnet 35, so that it is possible to avoid increasing the voltage of the battery and increasing the size of the motor.

本実施形態のモータ制御装置では、このマグネット35の磁力を変更する制御(磁力変更制御)が、自動車1が停止している状態、自動車1が走行している状態のいずれの状態においても、精度高く実行できるように工夫されている。これらの詳細については後述する。 In the motor control device of the present embodiment, the control for changing the magnetic force of the magnet 35 (magnetic force change control) is accurate regardless of whether the vehicle 1 is stopped or the vehicle 1 is running. It is devised so that it can be executed at a high price. Details of these will be described later.

<モータ制御装置によるモータの制御>
図4に、簡略化したモータ制御装置のシステム図を示す。図5に、MCU21が行うモータ3の制御の一例を示す。これらを参照しながら、モータ3の具体的な制御の流れについて説明する。なお、モータ3は、駆動電流に対応したトルク電流指令Iqと、磁化電流に対応した励磁電流指令Idと、を用いたベクトル制御によって制御されている。
<Motor control by motor control device>
FIG. 4 shows a simplified system diagram of the motor control device. FIG. 5 shows an example of the control of the motor 3 performed by the MCU 21. A specific control flow of the motor 3 will be described with reference to these. The motor 3 is controlled by vector control using a torque current command Iq * corresponding to the drive current and an exciting current command Id * corresponding to the magnetization current.

MCU21は、自動車1が走行可能な状態になると、電流センサ52、モータ回転センサ51、磁力センサ53から、常時、検出値が入力されるようになる(ステップS1)。また、ECU20でも同様に、アクセルセンサ54やエンジン回転センサ50から、常時、検出値が入力されるようになる。 When the automobile 1 is in a state where the vehicle 1 can travel, the MCU 21 always inputs a detected value from the current sensor 52, the motor rotation sensor 51, and the magnetic force sensor 53 (step S1). Similarly, in the ECU 20, the detected value is constantly input from the accelerator sensor 54 and the engine rotation sensor 50.

GCU24は、ECU20からアクセルセンサ54の検出値を取得し、予め設定されているエンジン2とモータ3との間での出力の分配比率に従って、モータ3の回転動力の要求量を設定する。GCU24は、MCU21に、その要求量に相当するトルクを出力するコマンド(トルク指令値T)を出力する。 The GCU 24 acquires the detected value of the accelerator sensor 54 from the ECU 20 and sets the required amount of the rotational power of the motor 3 according to the preset distribution ratio of the output between the engine 2 and the motor 3. The GCU 24 outputs a command (torque command value T * ) to output the torque corresponding to the required amount to the MCU 21.

MCU21(駆動電流制御部21a)は、トルク指令値Tが入力されると(ステップS2でYes)、そのトルクを発生させる駆動電流(トルク電流成分)の変化量を出力するコマンド(駆動電流指令値Idq)の演算処理を実行する(ステップS3)。また、MCU21(磁化電流制御部21b)は、トルク指令値Tおよびモータ3の回転数に基づいて、その磁化領域に対応した磁力最適値を出力するコマンド(磁化状態指令値Φ)の演算処理を実行する(ステップS4)。そして、磁化電流制御部21bは、マグネット35の磁力および磁化状態指令値Φに基づいて、マグネット35の磁力の変化量に相当するトルク電流成分を出力するコマンド(磁力電流指令値Idq)の演算処理を実行する(ステップS5)。 When the torque command value T * is input (Yes in step S2), the MCU 21 (drive current control unit 21a) outputs a command (drive current command) that outputs the amount of change in the drive current (torque current component) that generates the torque. The arithmetic processing of the value Idq * ) is executed (step S3). Further, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) calculates a command (magnetization state command value Φ * ) that outputs an optimum magnetic force value corresponding to the magnetization region based on the torque command value T * and the rotation speed of the motor 3. The process is executed (step S4). Then, the magnetization current control unit 21b is a command (magnetic current command value Idq * ) that outputs a torque current component corresponding to the amount of change in the magnetic force of the magnet 35 based on the magnetic force of the magnet 35 and the magnetization state command value Φ *. Arithmetic processing is executed (step S5).

MCU21は、演算した駆動電流指令値Idqと磁力電流指令値Idqとに基づいて、マグネット35の磁力の変更が必要か否かを判定する(ステップS6)。例えば、要求されたトルクを出力すると、異なる磁化領域に移行する場合には、マグネット35の磁力の変更が必要と判定する。要求されたトルクを出力しても、同じ磁化領域に位置する場合には、マグネット35の磁力の変更は不要と判定する。 The MCU 21 determines whether or not it is necessary to change the magnetic force of the magnet 35 based on the calculated drive current command value Idq * and the magnetic force current command value Idq * (step S6). For example, when the required torque is output and the magnet is shifted to a different magnetization region, it is determined that the magnetic force of the magnet 35 needs to be changed. Even if the required torque is output, if it is located in the same magnetization region, it is determined that the change in the magnetic force of the magnet 35 is unnecessary.

そして、MCU21は、マグネット35の磁力の変更は不要と判定した場合、出力するトルクが、モータ3が空運転するトルクT1より大きいか否かを判定する(ステップS7)。そして、MCU21は、出力するトルクがトルクT1より大きい場合には、通常のベクトル制御によってモータ3を制御する。 Then, when it is determined that the change of the magnetic force of the magnet 35 is unnecessary, the MCU 21 determines whether or not the output torque is larger than the torque T1 in which the motor 3 runs idle (step S7). Then, when the output torque is larger than the torque T1, the MCU 21 controls the motor 3 by ordinary vector control.

すなわち、駆動電流制御部21aが、電流制御により、電流センサ52およびモータ回転センサ51の検出値に基づいて、PWM制御を行うために出力するコマンド(電圧指令値Vuvw)の演算処理を実行する(ステップS8)。そして、PWM制御により、スイッチング指令値が演算される(ステップS9)。 That is, the drive current control unit 21a executes arithmetic processing of a command (voltage command value Vuvw * ) output for performing PWM control based on the detected values of the current sensor 52 and the motor rotation sensor 51 by current control. (Step S8). Then, the switching command value is calculated by the PWM control (step S9).

そのスイッチング指令値が、ドライバ回路を通じてインバータ6に出力されることにより、インバータ6の内部で、複数のスイッチング素子がオンオフ制御される。それにより、所定の3相の交流(駆動電流)が各コイル群に通電されて、モータ3が回転し、要求されたトルクを出力する(ステップS10)。 By outputting the switching command value to the inverter 6 through the driver circuit, a plurality of switching elements are on / off controlled inside the inverter 6. As a result, a predetermined three-phase alternating current (driving current) is energized in each coil group, the motor 3 rotates, and the required torque is output (step S10).

一方、MCU21が、マグネット35の磁力の変更が必要と判定した場合には(ステップS6でNo)、磁化電流制御部21bによって磁力変更制御が実行される(ステップS11)。 On the other hand, when the MCU 21 determines that it is necessary to change the magnetic force of the magnet 35 (No in step S6), the magnetization current control unit 21b executes the magnetic force change control (step S11).

また、MCU21が、マグネット35の磁力の変更は不要と判定した場合でも、出力するトルクが、モータ3が空運転するトルクT1以下と判定した場合には(ステップS7でNo)、磁化電流制御部21bによって磁力変更制御が実行される(ステップS11)。 Further, even if the MCU 21 determines that the change of the magnetic force of the magnet 35 is unnecessary, if the output torque is determined to be equal to or less than the torque T1 in which the motor 3 runs idle (No in step S7), the magnetization current control unit The magnetic force change control is executed by 21b (step S11).

モータ3が空運転、すなわち、モータ3の回転動力の要求量が、ほとんど0(ゼロ)となった場合には、マグネット35は、その磁力がリセットされて、初期状態の磁力(負荷上限磁力)に変更される。自動車1の場合、例えば、アイドリング状態や停止状態から、一気にアクセルペダル15が踏み込まれて急加速するような場合がある。空運転時に負荷上限磁力に変更すれば、そのような急加速が行われた場合でも、モータ3を適切に駆動することができる。 When the motor 3 is idle, that is, when the required amount of rotational power of the motor 3 becomes almost 0 (zero), the magnetic force of the magnet 35 is reset and the magnetic force in the initial state (load upper limit magnetic force). Is changed to. In the case of the automobile 1, for example, the accelerator pedal 15 may be depressed at once from an idling state or a stopped state to accelerate suddenly. If the load upper limit magnetic force is changed during idle operation, the motor 3 can be appropriately driven even when such sudden acceleration is performed.

<磁力変更制御>
上述したように、このモータ3には、磁力を変更できるマグネット35が用いられている。そして、MCU21(磁化電流制御部21b)が、マグネット35の磁力を変更する制御(磁力変更制御)を実行する。マグネット35の磁力を変更するためには、短時間ではあるが、マグネット35の各磁極35aとコイル36との間に、通常の駆動時よりも大きな磁界が形成されるように、強い磁力(磁化磁力)を印加する必要がある。
<Magnetic force change control>
As described above, a magnet 35 capable of changing the magnetic force is used in the motor 3. Then, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) executes control for changing the magnetic force of the magnet 35 (magnetic force change control). In order to change the magnetic force of the magnet 35, although it is a short time, a strong magnetic force (magnetism) is formed between each magnetic pole 35a of the magnet 35 and the coil 36 so that a magnetic field larger than that during normal driving is formed. Magnetic force) needs to be applied.

磁化磁力は、マグネット35の性能によって異なるが、例えば、マグネット35が保持している磁力の数倍から数十倍の磁力が用いられる。そして、一度、そのような強い磁力でマグネット35の磁力が変更されると、多少強い磁力がマグネット35に作用しても、その影響はほとんど受けない。従って、モータ3が普通に駆動している程度では、変更後の磁極35aの磁力は保持される。 The magnetizing magnetic force varies depending on the performance of the magnet 35, but for example, a magnetic force several to several tens of times the magnetic force held by the magnet 35 is used. Then, once the magnetic force of the magnet 35 is changed by such a strong magnetic force, even if a slightly strong magnetic force acts on the magnet 35, it is hardly affected by the magnetic force. Therefore, the magnetic force of the changed magnetic pole 35a is maintained to the extent that the motor 3 is normally driven.

磁力変更制御では、磁力変更制御の対象とされる磁極35a(制御対象磁極)と、磁力変更制御の対象とされるコイル36(制御対象コイル)とが、互いに対向するように配置される。そうして、制御対象コイルに流れる電流のうち、径方向に向かう磁力を制御対象コイルに発生させる電流成分(磁化電流)の調整が行われる。 In the magnetic force change control, the magnetic pole 35a (control target magnetic pole) that is the target of the magnetic force change control and the coil 36 (control target coil) that is the target of the magnetic force change control are arranged so as to face each other. Then, among the currents flowing through the control target coil, the current component (magnetization current) that generates a magnetic force in the radial direction in the control target coil is adjusted.

例えば、増磁する場合には、制御対象磁極の磁束と同じ方向に強力な磁束が発生するように、制御対象コイルに大きなパルス状の磁化電流が流される。減磁する場合には、制御対象磁極の磁束とは逆の方向に強力な磁束が発生するように、制御対象コイルに大きなパルス状の磁化電流が流される。 For example, in the case of magnetizing, a large pulse-shaped magnetization current is passed through the control target coil so that a strong magnetic flux is generated in the same direction as the magnetic flux of the control target magnetic pole. In the case of demagnetization, a large pulse-shaped magnetization current is passed through the control target coil so that a strong magnetic flux is generated in the direction opposite to the magnetic flux of the control target magnetic pole.

その際、制御対象磁極に印加される磁界に偏りが生じると、磁極35aの各部位の磁化にばらつきが発生し、磁極35aの磁化分布が不均一になるおそれがある。 At that time, if the magnetic field applied to the control target magnetic pole is biased, the magnetization of each portion of the magnetic pole 35a may vary, and the magnetization distribution of the magnetic pole 35a may become non-uniform.

すなわち、制御対象磁極と制御対象コイルとの位置関係は、ロータ33が回転していると、その回転に伴って刻々と変化する。従って、その場合、制御対象コイルに強い磁界を発生させた時に形成される磁界分布も刻々と変化する。そのため、制御対象コイルに強い磁界を発生させる着磁のタイミングがずれて、磁極の磁気分布が不均一になり易い。その結果、モータ3は、回転動力を適切に出力できなくなって、モータ出力が低下する。 That is, the positional relationship between the control target magnetic pole and the control target coil changes every moment as the rotor 33 rotates. Therefore, in that case, the magnetic field distribution formed when a strong magnetic field is generated in the controlled coil also changes every moment. Therefore, the timing of magnetization that generates a strong magnetic field in the coil to be controlled is shifted, and the magnetic distribution of the magnetic poles tends to be non-uniform. As a result, the motor 3 cannot properly output the rotational power, and the motor output decreases.

自動車1の場合、移動しない家電製品とは異なり、常にモータが安定した状態で磁力変更制御が行えるとは限らない。走行中であればモータは揺れ動くし、停止中であってもエンジンが作動していたり乗員が動いたりすればモータは揺れ動く。また、モータの姿勢も一定ではない。モータが揺れ動いた状態や姿勢が不安定な状態で磁力変更制御を実行すると、制御対象磁極に印加される磁界が乱れ易くなるので、磁力変更の精度が低下する。従って、自動車1に搭載されているモータ3の場合、磁極35aの磁力を均一に変更するのは難しい。 In the case of the automobile 1, unlike home appliances that do not move, it is not always possible to control the magnetic force change while the motor is stable. The motor sways when it is running, and even when it is stopped, the motor sways if the engine is running or the occupants move. Also, the posture of the motor is not constant. If the magnetic field change control is executed in a state where the motor is swaying or the posture is unstable, the magnetic field applied to the control target magnetic pole is likely to be disturbed, so that the accuracy of the magnetic force change is lowered. Therefore, in the case of the motor 3 mounted on the automobile 1, it is difficult to uniformly change the magnetic force of the magnetic pole 35a.

それに対し、このモータ制御装置では、磁力変更制御が、自動車1が停止している状態、自動車1が走行している状態のいずれの状態においても、精度高く実行できるように工夫されている。 On the other hand, in this motor control device, the magnetic force change control is devised so that the magnetic force change control can be executed with high accuracy in both the state where the automobile 1 is stopped and the state where the automobile 1 is running.

具体的には、MCU21は、モータ3を駆動システムから分離した状態で行うのに適した磁力変更制御(静的な磁力変更制御)と、モータ3を駆動システムから分離していない状態で行うのに適した磁力変更制御(動的な磁力変更制御)とが実行可能に構成されている。そして、MCU21は、これら制御のいずれか1つを選択して実行する。 Specifically, the MCU 21 performs magnetic force change control (static magnetic force change control) suitable for performing the motor 3 in a state of being separated from the drive system, and performing the motor 3 in a state of not being separated from the drive system. Magnetic force change control (dynamic magnetic force change control) suitable for the above is configured to be feasible. Then, the MCU 21 selects and executes any one of these controls.

静的な磁力変更制御は、主に自動車1が停止している状態で実行される。その状態は、エンジン2が作動していない状態だけでなく、アイドリング状態など、エンジン2が作動している状態であってもよい。また、自動車1が惰性で走行している場合などでは、自動車1が停止していない状態でも実行可能である。 The static magnetic force change control is mainly executed in a state where the automobile 1 is stopped. The state may be not only a state in which the engine 2 is not operating, but also a state in which the engine 2 is operating, such as an idling state. Further, when the automobile 1 is traveling by inertia, the execution can be performed even when the automobile 1 is not stopped.

動的な磁力変更制御は、主に自動車1が走行している状態で実行される。自動車1が停止している状態でも、動的な磁力変更制御は実行できる。ただし、後述するように、磁力変更の精度やバッテリ10の電力消費などの点から、自動車1が停止している状態では、静的な磁力変更制御を実行する方が好ましい。 The dynamic magnetic force change control is mainly executed in a state where the automobile 1 is running. Dynamic magnetic force change control can be executed even when the automobile 1 is stopped. However, as will be described later, it is preferable to execute static magnetic force change control when the automobile 1 is stopped from the viewpoints of accuracy of magnetic force change and power consumption of the battery 10.

[静的な磁力変更制御]
静的な磁力変更制御では、磁極35aとコイル36とを位置合わせし、ロータ33の回転を実質的に停止させた状態で磁力変更制御が実行される。具体的には、MCU21(駆動電流制御部21a)が、制御対象磁極および制御対象コイルの双方の位置を合わせる制御(位置合わせ制御)を実行し、制御対象磁極と制御対象コイルとが位置合わせされた状態で、MCU21(磁化電流制御部21b)が磁力変更制御を実行する。
[Static magnetic force change control]
In the static magnetic force change control, the magnetic force change control is executed in a state where the magnetic pole 35a and the coil 36 are aligned and the rotation of the rotor 33 is substantially stopped. Specifically, the MCU 21 (drive current control unit 21a) executes control (alignment control) to align the positions of both the control target magnetic pole and the control target coil, and the control target magnetic pole and the control target coil are aligned. In this state, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) executes the magnetic force change control.

位置合わせ制御を実行する前に、モータ3は、駆動システムから分離するのが好ましい。すなわち、TCU22によって第1クラッチ5および第2クラッチ7を切り離す。そうすることにより、モータ3を、エンジン2および変速機8の双方から独立した状態にする。それにより、ロータ33およびシャフト32はフリーな状態、つまり回転自在な状態となる。その結果、制御対象磁極と制御対象コイルとの位置合わせが容易になり、位置合わせ制御の精度を向上できる。 Prior to performing the alignment control, the motor 3 is preferably separated from the drive system. That is, the TCU 22 disconnects the first clutch 5 and the second clutch 7. By doing so, the motor 3 is made independent of both the engine 2 and the transmission 8. As a result, the rotor 33 and the shaft 32 are in a free state, that is, in a rotatable state. As a result, the alignment between the control target magnetic pole and the control target coil becomes easy, and the accuracy of the alignment control can be improved.

位置合わせ制御では、制御対象磁極と制御対象コイルとが対向して、制御対象磁極の軸線と制御対象コイルの軸線とが近接するように、ロータ33を回転させる。なお、同時に位置合わせ制御される制御対象磁極および制御対象コイルの数は、モータ3の構成によって異なる場合がある。 In the alignment control, the rotor 33 is rotated so that the control target magnetic pole and the control target coil face each other and the axis of the control target magnetic pole and the axis of the control target coil are close to each other. The number of control target magnetic poles and control target coils that are simultaneously aligned and controlled may differ depending on the configuration of the motor 3.

図6を参照して、静的な磁力変更制御について説明する。説明の便宜上、構成を簡略化した4極6スロットのモータを示す。符号Jpは、磁極35aの軸線を示しており、符号Jcは、コイル36の軸線を示している。磁極35aの軸線Jpは、シャフト32が延びる方向(回転軸方向)から見た時に、回転中心を通って磁極35aを二等分する線である。コイルの軸線Jcは、回転軸方向から見て、回転中心を通ってコイル36を二等分する線である。 The static magnetic force change control will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, a 4-pole 6-slot motor with a simplified configuration is shown. Reference numeral Jp indicates the axis of the magnetic pole 35a, and reference numeral Jc indicates the axis of the coil 36. The axis Jp of the magnetic pole 35a is a line that bisects the magnetic pole 35a through the center of rotation when viewed from the direction in which the shaft 32 extends (rotational axis direction). The axis Jc of the coil is a line that bisects the coil 36 through the center of rotation when viewed from the direction of the rotation axis.

例えば、静的な磁力変更制御を開始する時に、図6の上図に示す位置に、ロータ33があった場合を想定する。ロータ33は停止していても回転していてもよい。そして、U相のコイル群のコイル36を制御対象コイルとし、N極の磁極35aを制御対象磁極とした場合、MCU21(駆動電流制御部21a)は、モータ回転センサ51から入力される信号(ロータ33の回転位置情報)に基づいて、所定角度分だけロータ33を回転させる。そうすることにより、MCU21は、図6の中図に示すように、制御対象コイルの軸線Jcと、制御対象磁極の軸線Jpとが近接するように、制御対象磁極および制御対象コイルの双方の位置を合わせる。 For example, it is assumed that the rotor 33 is located at the position shown in the upper part of FIG. 6 when the static magnetic force change control is started. The rotor 33 may be stopped or rotating. When the coil 36 of the U-phase coil group is used as the control target coil and the N pole magnetic pole 35a is used as the control target magnetic pole, the MCU 21 (drive current control unit 21a) receives a signal (rotor) input from the motor rotation sensor 51. The rotor 33 is rotated by a predetermined angle based on the rotation position information of the 33). By doing so, as shown in the middle figure of FIG. 6, the MCU 21 positions both the controlled magnetic pole and the controlled coil so that the axis Jc of the controlled coil and the axis Jp of the controlled magnetic pole are close to each other. To match.

好ましくは、両軸線Jc,Jpが略一致するように位置を合わせる。それにより、制御対象磁極と制御対象コイルとの位置関係のずれが防止でき、制御対象磁極に印加される磁界の偏りを小さくできる、最適な着磁のタイミングを確保できる。このとき、モータ3が駆動システムから分離していれば、安定して位置合わせができるし、振動などの外因の影響を抑制できる。従って、位置合わせ制御の精度が向上する。 Preferably, the positions are aligned so that the two axes Jc and Jp substantially coincide with each other. As a result, the displacement of the positional relationship between the control target magnetic pole and the control target coil can be prevented, the deviation of the magnetic field applied to the control target magnetic pole can be reduced, and the optimum magnetizing timing can be secured. At this time, if the motor 3 is separated from the drive system, stable positioning can be achieved and the influence of external factors such as vibration can be suppressed. Therefore, the accuracy of the alignment control is improved.

またこのとき、位置合わせ制御の開始時において、複数の磁極35aのうち、制御対象磁極の軸線Jpに、軸線Jcが最も近接して位置している位相のコイル36に対して位置合わせ制御を実行するのが好ましい。ロータ33が回転している場合には、その回転方向において、制御対象磁極の軸線Jpに、最も軸線Jcが近接して位置している位相のコイル36に対して位置合わせ制御を実行するのがより好ましい。そうすれば、ロータ33の回転を最小限にできる。従って、位置合わせ制御に要する時間を短縮できるし、位置合わせ制御に要する電力も低減できる。 At this time, at the start of the alignment control, the alignment control is executed for the coil 36 having the phase in which the axis Jc is closest to the axis Jp of the control target magnetic pole among the plurality of magnetic poles 35a. It is preferable to do so. When the rotor 33 is rotating, the alignment control is executed for the coil 36 having the phase in which the axis Jc is closest to the axis Jp of the control target magnetic pole in the rotation direction. More preferred. Then, the rotation of the rotor 33 can be minimized. Therefore, the time required for the alignment control can be shortened, and the power required for the alignment control can also be reduced.

例えば、位置合わせ制御の開始時において、回転していないロータ33が、図6の上図に示す位置にあったとする。その場合に、N極の磁極35aが制御対象磁極とされると、U相のコイル群のコイル36の軸線Jcが最も制御対象磁極の軸線Jpに近接して位置している。従って、この場合は、図例のように、ロータ33を回転して位置合わせ制御を実行するのが好ましい。 For example, it is assumed that the rotor 33 that is not rotating is at the position shown in the upper figure of FIG. 6 at the start of the alignment control. In that case, when the north pole 35a of the N pole is set as the control target magnetic pole, the axis Jc of the coil 36 of the U-phase coil group is located closest to the axis Jp of the control target magnetic pole. Therefore, in this case, it is preferable to rotate the rotor 33 to execute the alignment control as shown in the illustrated example.

また、それと同じ場合に、S極の磁極35aが制御対象磁極とされると、V相のコイル群のコイル36の軸線Jcが最も制御対象磁極の軸線Jpに近接して位置している。従って、この場合は、時計回りに、ロータ33を回転して位置合わせ制御を実行するのが好ましい。 Further, in the same case, when the magnetic pole 35a of the S pole is set as the control target magnetic pole, the axis Jc of the coil 36 of the V-phase coil group is located closest to the axis Jp of the control target magnetic pole. Therefore, in this case, it is preferable to rotate the rotor 33 clockwise to execute the alignment control.

そして、このように制御対象磁極と制御対象コイルとが位置合わせされた状態で、MCU21(磁化電流制御部21b)が、制御対象コイルであるU相のコイル群に、所定の強度でパルス状の磁化電流が流れるように制御する。制御対象磁極の軸線Jpと制御対象コイルの軸線Jcとが近接(略一致)しているので、制御対象コイルに磁化電流が流れることによって形成される磁界は、図6の中図に破線で模式的に示すように、制御対象磁極に対してバランスよく印加される。従って、制御対象磁極を略均一に磁化できる。 Then, in a state where the control target magnetic pole and the control target coil are aligned in this way, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) is pulsed to the U-phase coil group, which is the control target coil, with a predetermined strength. Control so that the magnetization current flows. Since the axis Jp of the control target magnetic pole and the axis Jc of the control target coil are close to each other (substantially coincide with each other), the magnetic field formed by the magnetization current flowing through the control target coil is represented by a broken line in the middle figure of FIG. As shown in the above, it is applied in a well-balanced manner with respect to the control target magnetic pole. Therefore, the magnetic pole to be controlled can be magnetized substantially uniformly.

図例のモータの場合、2つの磁極(N極)35a,35aが、同時に、U相のコイル群と位置合わされて磁力変更制御が実行される。そして、図例のモータの場合、残り2つの磁極(S極)35a,35aについて磁力の変更が必要である。従って、これら2つの磁極35a,35aが新たな制御対象磁極となる。 In the case of the motor of the example, the two magnetic poles (N poles) 35a and 35a are simultaneously aligned with the U-phase coil group, and the magnetic force change control is executed. Then, in the case of the motor shown in the figure, it is necessary to change the magnetic force of the remaining two magnetic poles (S poles) 35a and 35a. Therefore, these two magnetic poles 35a and 35a become new control target magnetic poles.

MCU21(駆動電流制御部21a)は、モータ回転センサ51から入力される信号に基づいて、所定角度、更にロータ33を回転させる。そうすることにより、MCU21は、図6の下図に示すように、新たな制御対象磁極の軸線Jpと、制御対象コイル(新たな制御対象磁極に最も近接して位置している位相のコイル36、図例ではW相またはV相のコイル36)の軸線Jcとが近接(略一致)するように、制御対象磁極および制御対象コイルの双方の位置を合わせる。 The MCU 21 (drive current control unit 21a) further rotates the rotor 33 by a predetermined angle based on the signal input from the motor rotation sensor 51. By doing so, as shown in the lower figure of FIG. 6, the MCU 21 has the axis Jp of the new control target magnetic pole and the control target coil (the coil 36 having the phase closest to the new control target magnetic pole). In the illustrated example, the positions of both the control target magnetic pole and the control target coil are aligned so that the axes Jc of the W phase or V phase coil 36) are close to each other (substantially coincide with each other).

そうして、MCU21(磁化電流制御部21b)は、先と同様に、図例ではW相のコイル36を用いて磁力変更制御を実行し、これら新たな制御対象磁極の磁力についても変更する。磁極数が更に多い場合には、全ての磁極35aに対して位置合わせ制御および磁力変更制御を実行し、全ての磁極35aの磁力が変更されるまで、MCU21は、このような一連の処理を繰り返し実行する。 Then, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) executes the magnetic force change control using the W-phase coil 36 in the illustrated example, and also changes the magnetic force of these new controlled magnetic poles. When the number of magnetic poles is larger, the alignment control and the magnetic force change control are executed for all the magnetic poles 35a, and the MCU 21 repeats such a series of processes until the magnetic forces of all the magnetic poles 35a are changed. Run.

このような一連の処理は、いずれかの磁極35aに対して磁力変更制御の実行が開始された場合、全ての磁極35aに対して磁力変更制御の実行が終了するまで、クラッチの連結を禁止するのが好ましい。 In such a series of processes, when the execution of the magnetic force change control is started for any of the magnetic poles 35a, the clutch engagement is prohibited until the execution of the magnetic force change control for all the magnetic poles 35a is completed. Is preferable.

すなわち、MCU21は、GCU24が、第1クラッチ5および/または第2クラッチ7を連結する指示を出力しても、磁極35aの磁力の変更を開始した後は、全ての磁極35aの磁力の変更が終了するまでは、その処理を優先して実行する。 That is, even if the GCU 24 outputs an instruction to connect the first clutch 5 and / or the second clutch 7, the MCU 21 changes the magnetic force of all the magnetic poles 35a after the change of the magnetic force of the magnetic poles 35a is started. Until the end, the process is prioritized and executed.

全ての磁極35aに対して磁力変更制御の実行が終了する前に、第1クラッチ5および/または第2クラッチ7を連結すると、ロータ33に外力が作用するので、位置合わせ制御が不安定になり、高精度な磁力変更制御が行えない。また、磁力変更制御を中断し、その状態でモータ3を駆動すると、磁力の異なる磁極35aが混在することになるので、モータ3は適切に機能しない。従って、MCU21が求める回転動力をモータ3が出力できないおそれがある。 If the first clutch 5 and / or the second clutch 7 is engaged before the execution of the magnetic force change control for all the magnetic poles 35a is completed, an external force acts on the rotor 33, so that the alignment control becomes unstable. , High-precision magnetic force change control cannot be performed. Further, if the magnetic force change control is interrupted and the motor 3 is driven in that state, the magnetic poles 35a having different magnetic forces are mixed, so that the motor 3 does not function properly. Therefore, there is a possibility that the motor 3 cannot output the rotational power required by the MCU 21.

それに対し、全ての磁極35aの磁力の変更が終了すれば、モータ3は、適切に機能する。従って、モータ3は、MCU21が求める回転動力を安定して出力できるようになる。 On the other hand, when the change of the magnetic force of all the magnetic poles 35a is completed, the motor 3 functions properly. Therefore, the motor 3 can stably output the rotational power required by the MCU 21.

このような静的な磁力変更制御は、自動車1が停止しているときに有効ある。自動車1の場合、商用電源から常に一定電力の供給を受けられる家電製品とは異なり、その電源はバッテリ10に限られる。しかも、この自動車1のバッテリ10は、低電圧バッテリである。磁力変更制御では大電流が求められるので、自動車1の場合、バッテリ10の急激な消耗を招くという問題がある。 Such static magnetic force change control is effective when the automobile 1 is stopped. In the case of the automobile 1, unlike home appliances that can always receive a constant power supply from a commercial power source, the power source is limited to the battery 10. Moreover, the battery 10 of the automobile 1 is a low voltage battery. Since a large current is required in the magnetic force change control, in the case of the automobile 1, there is a problem that the battery 10 is rapidly consumed.

自動車1が停止しているときには、走行を利用した回生ができないので、エンジン2を用いて発電したり外部電源を用いたりしなければ、バッテリ10を充電できない。その点、静的な磁力変更制御では、各磁極35aに対して、最適な状態で磁力の変更が行えるので、必要かつ最小限の大きさの磁化電流により、1回の磁力変更制御で、磁力の変更を適切に行える。従って、電力の消費量を最小限にできるので、バッテリ10の急激な消耗を抑制できる。 When the automobile 1 is stopped, regeneration using traveling is not possible, so that the battery 10 cannot be charged unless the engine 2 is used to generate electricity or an external power source is used. In that respect, in the static magnetic force change control, the magnetic force can be changed in the optimum state for each magnetic pole 35a, so that the magnetic force can be changed by one magnetic force change control with the necessary and minimum magnitude of the magnetization current. Can be changed appropriately. Therefore, since the power consumption can be minimized, the sudden consumption of the battery 10 can be suppressed.

[動的な磁力変更制御]
動的な磁力変更制御では、ロータ33の回転中に所定のコイル36が磁極35aを通過する過程で磁力変更制御が実行される。具体的には、ロータ33が回転していて、制御対象コイルが制御対象磁極の周方向における一端から他端まで通過する時に、MCU21(磁化電流制御部21b)が磁力変更制御を実行する。
[Dynamic magnetic force change control]
In the dynamic magnetic force change control, the magnetic force change control is executed in the process in which the predetermined coil 36 passes through the magnetic pole 35a while the rotor 33 is rotating. Specifically, when the rotor 33 is rotating and the coil to be controlled passes from one end to the other end in the circumferential direction of the magnetic pole to be controlled, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) executes magnetic force change control.

動的な磁力変更制御は、ロータ33が回転している状態で行われるので、自動車1が走行している状態でも実行できる。従って、静的な磁力変更制御に比べて、実行するのに制約が少ない利点がある。例えば、エンジン2のみの駆動で自動車1が走行している場合、エンジン2の駆動をモータ3がアシストした状態で自動車1が走行している場合、モータ3のみの駆動で自動車1が走行している場合、のいずれの場合でも、動的な磁力変更制御は実行できる。また、自動車1が停止している状態でも、ロータ33を回転させれば実行できる。 Since the dynamic magnetic force change control is performed in the state where the rotor 33 is rotating, it can be executed even in the state where the automobile 1 is running. Therefore, there is an advantage that there are few restrictions on execution as compared with static magnetic force change control. For example, when the automobile 1 is traveling by driving only the engine 2, when the automobile 1 is traveling with the motor 3 assisting the driving of the engine 2, the automobile 1 is traveling by driving only the motor 3. In any case, dynamic magnetic force change control can be performed. Further, even when the automobile 1 is stopped, it can be executed by rotating the rotor 33.

特に、動的な磁力変更制御の場合、モータ3で車輪に回転動力を出力しながら、マグネット35の磁力の変更ができるので、モータ3を駆動システムから分離するなど、モータ3の通常の制御を大きく制限しないでよい利点がある。従って、制御の複雑化を回避できる。 In particular, in the case of dynamic magnetic force change control, the magnetic force of the magnet 35 can be changed while the motor 3 outputs rotational power to the wheels, so that normal control of the motor 3 such as separating the motor 3 from the drive system can be performed. There is an advantage that it does not have to be greatly restricted. Therefore, it is possible to avoid complication of control.

図7を参照して、動的な磁力変更制御について説明する。例えば、動的な磁力変更制御を開始する時に、図7の上図に示すように、ロータ33が、反時計回りに回転している場合を想定する。そして、U相のコイル群のコイル36を制御対象コイルとし、磁極35a(N極)を制御対象磁極とすると、MCU21(磁化電流制御部21b)は、モータ回転センサ51から入力される信号(ロータ33の回転位置情報および回転数)に基づいて、制御対象磁極が、制御対象コイル1つ分を通過するのに要する時間(磁化時間)を演算する。 The dynamic magnetic force change control will be described with reference to FIG. 7. For example, it is assumed that the rotor 33 is rotating counterclockwise as shown in the upper part of FIG. 7 when the dynamic magnetic force change control is started. When the coil 36 of the U-phase coil group is the control target coil and the magnetic pole 35a (N pole) is the control target magnetic pole, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) receives a signal (rotor) input from the motor rotation sensor 51. Based on the rotation position information and the number of rotations of 33), the time (magnetization time) required for the control target magnetic pole to pass through one control target coil is calculated.

そして、図7の中図に示すように、ロータ33が回転して、制御対象磁極の周方向における一方の端部(回転方向の進行側に位置する端部、進角側端部Epf)が、制御対象コイル(実質的にはティース34bの突端)の周方向における一方の端部(回転方向の反進行側に位置する端部、遅角側端部Ecr)と、径方向に一致する位置に達すると、MCU21(磁化電流制御部21b)は、制御対象コイルであるU相のコイル群に、所定の強度で磁化電流が流れ始めるように制御し、時間計測を開始する。 Then, as shown in the middle figure of FIG. 7, the rotor 33 rotates, and one end portion in the circumferential direction of the control target magnetic pole (the end portion located on the traveling side in the rotation direction, the advance angle side end portion Epf) becomes , A position that coincides with one end (substantially the tip of the teeth 34b) in the circumferential direction (the end located on the opposite side of the rotation direction, the retard side end Ecr) in the radial direction. When it reaches, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) controls the U-phase coil group, which is the control target coil, so that the magnetization current starts to flow at a predetermined intensity, and starts time measurement.

そうして、磁化時間が経過すると、図7の下図に示すように、ロータ33が更に回転して、制御対象磁極の周方向における他方の端部(遅角側端部Epr)が、制御対象コイルの周方向における他方の端部(進角側端部Ecf)と、径方向に一致する位置に達する。つまり、制御対象磁極が、制御対象コイルを通過する。 Then, when the magnetization time elapses, as shown in the lower figure of FIG. 7, the rotor 33 further rotates, and the other end (retard side end Epr) in the circumferential direction of the control target magnetic pole is controlled. It reaches a position that coincides with the other end (advance side end Ecf) in the circumferential direction of the coil in the radial direction. That is, the control target magnetic pole passes through the control target coil.

その間、MCU21(磁化電流制御部21b)は、所定の強度の磁化電流が継続して制御対象コイルに流れるように制御し、制御対象磁極が、制御対象コイルを通過した時点でその制御を終了する。 During that time, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) controls so that the magnetization current of a predetermined intensity continuously flows to the control target coil, and ends the control when the control target magnetic pole passes through the control target coil. ..

制御対象磁極が、制御対象コイルを通過している間は、制御対象コイルから一定の磁化磁力が、制御対象磁極に印加される。従って、ロータ33の回転によって磁界が変化しても、制御対象磁極の磁化分布の不均一化を抑制することができる。 While the controlled magnetic pole passes through the controlled coil, a constant magnetizing magnetic force is applied to the controlled magnetic pole from the controlled coil. Therefore, even if the magnetic field changes due to the rotation of the rotor 33, it is possible to suppress the non-uniformity of the magnetization distribution of the magnetic poles to be controlled.

なお、制御対象コイルに磁化電流を印加している間も、MCU21(駆動電流制御部21a)は、各コイル群に所定の駆動電流が流れるように制御できる。従って、動的な磁力変更制御の実行中でも、モータ3から回転動力を出力できる。ただし、その間は、制御対象磁極の磁力の変化に伴って、モータ3から出力される回転動力も変化する。 While the magnetization current is applied to the coil to be controlled, the MCU 21 (drive current control unit 21a) can control so that a predetermined drive current flows through each coil group. Therefore, the rotational power can be output from the motor 3 even during the execution of the dynamic magnetic force change control. However, during that time, the rotational power output from the motor 3 also changes with the change in the magnetic force of the magnetic pole to be controlled.

動的な磁力変更制御を実行する時には、ロータ33の回転数は一定になるように制御するのが好ましい。例えば、MCU21(駆動電流制御部21a)が、一定期間、所定の回転数でロータ33が回転するように制御する(一定回転制御)。そして、ロータ33が一定の回転数で回転している間に、動的な磁力変更制御を実行する。ロータ33の回転数が一定であれば、磁化時間の演算が簡略になる。制御対象磁極に印加される磁界の乱れもよりいっそう抑制できる。従って、磁力変更制御の精度が更に向上する。 When performing dynamic magnetic force change control, it is preferable to control the rotation speed of the rotor 33 to be constant. For example, the MCU 21 (drive current control unit 21a) controls the rotor 33 to rotate at a predetermined rotation speed for a certain period of time (constant rotation control). Then, while the rotor 33 is rotating at a constant rotation speed, dynamic magnetic force change control is executed. If the rotation speed of the rotor 33 is constant, the calculation of the magnetization time becomes simple. Disturbance of the magnetic field applied to the controlled magnetic pole can be further suppressed. Therefore, the accuracy of magnetic force change control is further improved.

また、動的な磁力変更制御は、極力、ロータ33の回転数が低い時に実行するのが好ましい。すなわち、動的な磁力変更制御は、ロータ33の回転が、所定の回転数未満の時に実行し、所定の回転数以上の時に実行しないのが好ましい。ロータ33の回転数が高くなるほど、磁化時間が短くなるので、一回の磁化では、要求された磁力まで変更できないおそれがある。また、磁極35aの磁化分布も不均一になり易い。対して、ロータ33の回転数が低くなるほど、磁化時間が長くなるので、一回の磁力変更制御で変更できる磁力量が増加するし、磁極35aの磁化分布も均一になり易い。従って、磁力変更制御の精度が向上する。 Further, it is preferable to execute the dynamic magnetic force change control when the rotation speed of the rotor 33 is as low as possible. That is, it is preferable that the dynamic magnetic force change control is executed when the rotation of the rotor 33 is less than a predetermined rotation speed and is not executed when the rotation speed is equal to or more than a predetermined rotation speed. Since the magnetization time becomes shorter as the rotation speed of the rotor 33 increases, there is a possibility that the required magnetic force cannot be changed by one magnetization. In addition, the magnetization distribution of the magnetic pole 35a tends to be non-uniform. On the other hand, as the rotation speed of the rotor 33 decreases, the magnetization time becomes longer, so that the amount of magnetic force that can be changed by one magnetic force change control increases, and the magnetization distribution of the magnetic pole 35a tends to be uniform. Therefore, the accuracy of magnetic force change control is improved.

判断基準となる所定の回転数は、モータ3の仕様等に応じて適宜設定すればよい。例えば、モータ3の出力可能な回転数の領域を低中高に三等分し、その中領域における任意の回転数を所定の回転数としてもよい。また、その低領域における任意の回転数を所定の回転数としてもよい。 The predetermined number of rotations, which is a determination standard, may be appropriately set according to the specifications of the motor 3. For example, the region of the outputable rotation speed of the motor 3 may be divided into three equal parts of low, medium and high, and an arbitrary rotation speed in the middle region may be set as a predetermined rotation speed. Further, an arbitrary rotation speed in the low region may be set as a predetermined rotation speed.

図例のモータ3の場合、2つの磁極(N極)35a,35aが、同時に、U相のコイル群と位置合わされて磁力変更制御が実行される。そして、図例のモータ3の場合、残り2つの磁極(S極)35a,35aについて磁力の変更が必要である。従って、これら2つの磁極35aが新たな制御対象磁極となる。 In the case of the motor 3 of the illustrated example, the two magnetic poles (N poles) 35a and 35a are simultaneously aligned with the U-phase coil group, and the magnetic force change control is executed. Then, in the case of the motor 3 in the illustrated example, it is necessary to change the magnetic force of the remaining two magnetic poles (S poles) 35a and 35a. Therefore, these two magnetic poles 35a become new control target magnetic poles.

U相のコイル群のコイル36を制御対象コイルとして、新たな制御対象磁極についても、同様の処理によって磁力変更制御を行うことができる。すなわち、S極の磁極35aが、U相のコイル群のコイル36を通過する過程で、U相のコイル群に磁化電流を通電する。しかし、動的な磁力変更制御の場合、別のコイル群を利用して、全ての磁極35aの磁力を一括して変更するのが好ましい。 Using the coil 36 of the U-phase coil group as the control target coil, the magnetic force change control can be performed for the new control target magnetic pole by the same processing. That is, in the process in which the magnetic pole 35a of the S pole passes through the coil 36 of the U-phase coil group, a magnetization current is applied to the U-phase coil group. However, in the case of dynamic magnetic force change control, it is preferable to collectively change the magnetic force of all the magnetic poles 35a by using another coil group.

図8の上図に、磁極35a(N極)に対して磁力変更制御を実行している途中の状態を示す。制御対象コイル(U相)が制御対象磁極を通過している時に、S極の磁極35aは、W相のコイル群のコイル36を通過し始める。すなわち、W相のコイル群のコイル36を制御対象コイルとし、磁極35a(S極)を制御対象磁極とすることができる。 The upper figure of FIG. 8 shows a state in which magnetic force change control is being executed for the magnetic pole 35a (N pole). When the coil to be controlled (U phase) is passing through the magnetic pole to be controlled, the magnetic pole 35a of the S pole starts to pass through the coil 36 of the coil group of the W phase. That is, the coil 36 of the W-phase coil group can be used as the control target coil, and the magnetic pole 35a (S pole) can be used as the control target magnetic pole.

従って、MCU21(磁化電流制御部21b)は、その制御対象磁極(S極)の進角側端部Epfが、制御対象コイル(W相のコイル36)の遅角側端部Ecrと、径方向に一致する位置に達すると、U相のコイル群と同様に、W相のコイル群にも、所定の強度で磁化電流が流れ始めるように制御し、時間計測を開始する。 Therefore, in the MCU 21 (magnetization current control unit 21b), the advance angle side end Epf of the control target magnetic pole (S pole) is radial to the retard side end Ecr of the control target coil (W phase coil 36). When the position corresponding to the above is reached, the magnetization current is controlled to start flowing at a predetermined intensity in the W phase coil group as well as the U phase coil group, and the time measurement is started.

そうして、磁化時間が経過し、図8の下図に示すように、制御対象磁極(S極)の遅角側端部Eprが、制御対象コイル(W相のコイル36)の進角側端部Ecfと、径方向に一致する位置に達するまで、MCU21(磁化電流制御部21b)は、所定の強度の磁化電流が継続して制御対象コイル(W相のコイル36)に流れるように制御する。 Then, the magnetization time elapses, and as shown in the lower figure of FIG. 8, the retard side end Epr of the control target magnetic pole (S pole) becomes the advance side end of the control target coil (W phase coil 36). The MCU 21 (magnetization current control unit 21b) controls the magnetization current of a predetermined intensity to continuously flow through the control target coil (W-phase coil 36) until it reaches a position that coincides with the part Ecf in the radial direction. ..

このように、2つの異なるコイル群を用いて磁力変更制御を実行することで、全ての磁極35aの磁力を一括して変更できる。短時間で全ての磁極35aの磁力を変更できるので、時間的に有利である。磁化時間も共用できるので、演算処理も簡略化できる。 In this way, by executing the magnetic force change control using two different coil groups, the magnetic force of all the magnetic poles 35a can be changed at once. Since the magnetic forces of all the magnetic poles 35a can be changed in a short time, it is advantageous in terms of time. Since the magnetization time can be shared, the arithmetic processing can be simplified.

動的な磁力変更制御の場合、制御対象磁極に磁化磁力を印加する磁化時間は、ロータ33の回転数によって変化する。そして、上述したように、回転数が高いと、一回の磁化では、要求された磁力まで変更できないおそれがある。従って、そのような場合、MCU21(磁化電流制御部21b)は、同じ制御対象磁極に対して、複数回、動的な磁力変更制御を実行するのが好ましい。 In the case of dynamic magnetic force change control, the magnetization time for applying the magnetizing magnetic force to the controlled magnetic pole changes depending on the rotation speed of the rotor 33. And, as described above, when the rotation speed is high, there is a possibility that the required magnetic force cannot be changed by one magnetization. Therefore, in such a case, it is preferable that the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) executes dynamic magnetic force change control a plurality of times with respect to the same controlled magnetic pole.

すなわち、MCU21(磁化電流制御部21b)は、磁力センサ53から入力される信号に基づいて、マグネット35が要求される磁力(磁力最適値)になったか否かを判定する。そうして、マグネット35が要求される磁力になるまで、MCU21(磁化電流制御部21b)は、同じ制御対象磁極に対して、複数回、動的な磁力変更制御を実行する。 That is, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) determines whether or not the magnet 35 has the required magnetic force (optimal magnetic force value) based on the signal input from the magnetic force sensor 53. Then, the MCU 21 (magnetization current control unit 21b) executes dynamic magnetic force change control a plurality of times with respect to the same controlled magnetic pole until the magnet 35 reaches the required magnetic force.

そうすることにより、ロータ33の回転数のばらつきにより、磁化される磁極35aの磁力がばらついても、要求される磁力に変更できる。特に、動的な磁力変更制御の場合、静的な磁力変更制御と異なり、高調波の影響を受けるため、磁化分布が不均一になり易い。それに対し、複数回、磁化すれば、高調波の影響を低減できるので、磁極35aの磁化分布の均一性も向上できる。 By doing so, even if the magnetic force of the magnetized magnetic pole 35a varies due to the variation in the rotation speed of the rotor 33, it can be changed to the required magnetic force. In particular, in the case of dynamic magnetic force change control, unlike static magnetic force change control, the magnetization distribution tends to be non-uniform because it is affected by harmonics. On the other hand, if it is magnetized a plurality of times, the influence of harmonics can be reduced, so that the uniformity of the magnetization distribution of the magnetic pole 35a can be improved.

U,V,Wの各相のコイル群を用いて動的な磁力変更制御を連続的に実行し、全ての磁極35aの磁力を一括して変更すれば、複数回であっても、短時間で行える。 If dynamic magnetic force change control is continuously executed using the coils of each phase of U, V, and W and the magnetic forces of all the magnetic poles 35a are changed at once, even if it is multiple times, it will be a short time. You can do it with.

動的な磁力変更制御は、静的な磁力変更制御よりも磁化効率が低下するので、電力消費は、静的な磁力変更制御よりも大きくなる。そのため、バッテリ10は、急激に限界以下まで電力が低下し、電力トラブルを生じるおそれがある。従って、自動車1が停止している時は、静的な磁力変更制御を実行するのが好ましい。 Since the dynamic magnetic force change control has a lower magnetization efficiency than the static magnetic force change control, the power consumption is larger than that of the static magnetic force change control. Therefore, the power of the battery 10 suddenly drops below the limit, which may cause a power trouble. Therefore, when the automobile 1 is stopped, it is preferable to execute static magnetic force change control.

それに対し、動的な磁力変更制御の場合は、自動車1の走行中やエンジン2の駆動中に実行できるので、エンジン2の動力や制動時の回生によってバッテリ10を充電できる。従って、電力消費が大きくても、充電によってバッテリ10の電力を補充できるので、バッテリ10の電力低下を防止できる。 On the other hand, in the case of dynamic magnetic force change control, since it can be executed while the automobile 1 is running or the engine 2 is being driven, the battery 10 can be charged by the power of the engine 2 or the regeneration during braking. Therefore, even if the power consumption is large, the power of the battery 10 can be replenished by charging, so that the power reduction of the battery 10 can be prevented.

[磁力変更制御の具体例]
図9に、磁力変更制御の主な処理を例示する。MCU21は、GCU24を介して、自動車1が停止しているか否かを判定する(ステップS20)。この例の場合、MCU21は、自動車1が停止している時には、静的な磁力変更制御を実行し、自動車1が走行している時には、動的な磁力変更制御を実行する。
[Specific example of magnetic force change control]
FIG. 9 illustrates the main processing of magnetic force change control. The MCU 21 determines whether or not the automobile 1 is stopped via the GCU 24 (step S20). In the case of this example, the MCU 21 executes static magnetic force change control when the automobile 1 is stopped, and executes dynamic magnetic force change control when the automobile 1 is traveling.

自動車1が停止していると判定された場合、MCU21は、制御対象磁極を決定する(ステップS21)。そして、制御対象磁極が決定すると、MCU21は、位置合わせ制御を実行する(ステップS22)。 When it is determined that the automobile 1 is stopped, the MCU 21 determines the control target magnetic pole (step S21). Then, when the control target magnetic pole is determined, the MCU 21 executes the alignment control (step S22).

図10に示すように、MCU21が位置合わせ制御を開始すると、GCU24は、TCU22を通じて、クラッチを切り離す制御を実行する(ステップS31)。具体的には、第1クラッチ5および第2クラッチ7を解放状態に切り換える。それにより、モータ3は、駆動システムから分離され、独立した状態になる。 As shown in FIG. 10, when the MCU 21 starts the alignment control, the GCU 24 executes the control to disengage the clutch through the TCU 22 (step S31). Specifically, the first clutch 5 and the second clutch 7 are switched to the released state. As a result, the motor 3 is separated from the drive system and becomes an independent state.

MCU21は、続いて、制御対象コイルの判定を行う(ステップS32)。具体的には、位置合わせ制御の開始時に、制御対象磁極の軸線Jpに、軸線Jcが最も近接しているコイル36を制御対象コイルに選択する。そして、制御対象コイルが選択されると、MCU21は、モータ回転センサ51から入力される信号に基づいて、位置合わせに必要となる角度分だけロータ33を回転させる電流の指令値(位置合わせ電流指令Iuvw)の演算を行う(ステップS33)。 The MCU 21 subsequently determines the coil to be controlled (step S32). Specifically, at the start of the alignment control, the coil 36 whose axis Jc is closest to the axis Jp of the control target magnetic pole is selected as the control target coil. Then, when the coil to be controlled is selected, the MCU 21 receives a command value (positioning current command) of a current that rotates the rotor 33 by an angle required for alignment based on the signal input from the motor rotation sensor 51. The calculation of Iuvw * ) is performed (step S33).

MCU21は、位置合わせ電流指令Iuvwに基づいてインバータ6を制御し、モータ3に位置合わせ電流Iuvwを出力して、所定の角度分だけロータ33を回転させる(ステップS34)。そうして、MCU21は、モータ回転センサ51から入力される信号に基づいて、ロータ33の位置は適正であるか否か、つまり制御対象磁極の軸線Jpと制御対象コイルの軸線Jcとが略一致した状態(位置合わせされた状態)になっているか否かを判定する(ステップS35)。ロータ33の位置が適正と判定されるまで、MCU21は、モータ3に位置合わせ電流Iuvwを出力する(ステップS35でNo)。 The MCU 21 controls the inverter 6 based on the alignment current command Iuvw * , outputs the alignment current Iuvw to the motor 3, and rotates the rotor 33 by a predetermined angle (step S34). Then, in the MCU 21, whether or not the position of the rotor 33 is appropriate based on the signal input from the motor rotation sensor 51, that is, the axis Jp of the control target magnetic pole and the axis Jc of the control target coil substantially match. It is determined whether or not the state is in the aligned state (aligned state) (step S35). The MCU 21 outputs the alignment current Iuvw to the motor 3 until the position of the rotor 33 is determined to be appropriate (No in step S35).

ロータ33の位置が適正と判定されると、MCU21は、静的な磁力変更制御の実行が可能になる。その後、MCU21は、静的な磁力変更制御が終了したか否かを判定し(ステップS36)、静的な磁力変更制御が終了するまで、位置合わせされた状態が保持されるように制御する(ステップS36でNo)。 When the position of the rotor 33 is determined to be appropriate, the MCU 21 can execute static magnetic force change control. After that, the MCU 21 determines whether or not the static magnetic force change control is completed (step S36), and controls so that the aligned state is maintained until the static magnetic force change control is completed (step S36). No in step S36).

そして、静的な磁力変更制御が終了すれば、GCU24は、TCU22を通じて、クラッチを連結する制御を実行する(ステップS37)。具体的には、全ての磁極35aに対して静的な磁力変更制御の実行が終了すれば、第1クラッチ5および第2クラッチ7を連結状態に切り換える。それにより、モータ3は、駆動システムに連結される。 Then, when the static magnetic force change control is completed, the GCU 24 executes the control to engage the clutch through the TCU 22 (step S37). Specifically, when the execution of the static magnetic force change control for all the magnetic poles 35a is completed, the first clutch 5 and the second clutch 7 are switched to the connected state. Thereby, the motor 3 is connected to the drive system.

図9に示すように、位置合わせ制御が実行されて、制御対象磁極と制御対象コイルとが位置合わせされた状態になると、MCU21は、静的な磁力変更制御を実行する(ステップS23)。 As shown in FIG. 9, when the alignment control is executed and the control target magnetic pole and the control target coil are aligned, the MCU 21 executes static magnetic force change control (step S23).

図11に示すように、静的な磁力変更制御が開始されると、MCU21は、磁化電流制御を実行する(ステップS40)。具体的には、MCU21は、制御対象磁極に求められる増磁量または減磁量のいずれかに応じて、インバータ6を通じて制御対象コイルに所定のパルス状の磁化電流を印加する。その結果、制御対象磁極の磁力が、求められた値(磁力最適値)になれば、静的な磁力変更制御は終了となる。なお、制御対象磁極の磁力が求められた値になったか否かは、磁力センサ53から入力される信号に基づいて判定できる。 As shown in FIG. 11, when the static magnetic force change control is started, the MCU 21 executes the magnetization current control (step S40). Specifically, the MCU 21 applies a predetermined pulsed magnetization current to the control target coil through the inverter 6 according to either the magnetizing amount or the demagnetizing amount required for the controlled magnetic pole. As a result, when the magnetic force of the magnetic force to be controlled reaches the obtained value (optimum magnetic force value), the static magnetic force change control is completed. Whether or not the magnetic force of the control target magnetic pole has reached the required value can be determined based on the signal input from the magnetic force sensor 53.

図9に示すように、全ての磁極35aの磁力の変更が完了するまで、このような静的な磁力変更制御が繰り返し実行される(ステップS24)。 As shown in FIG. 9, such static magnetic force change control is repeatedly executed until the magnetic force changes of all the magnetic poles 35a are completed (step S24).

一方、図9において、自動車1が停止していない、つまり自動車1が走行していると判定された場合、MCU21は、動的な磁力変更制御を実行する。例えば、モータ3が駆動システムに連結された状態で回転しており、エンジン2をアシストしながら、あるいは単独で、モータ3が回転動力を出力しているような状況が想定される。 On the other hand, in FIG. 9, when it is determined that the automobile 1 is not stopped, that is, the automobile 1 is traveling, the MCU 21 executes the dynamic magnetic force change control. For example, it is assumed that the motor 3 is rotating while being connected to the drive system, and the motor 3 is outputting rotational power while assisting the engine 2 or independently.

図12に、動的な磁力変更制御の一例を示す。MCU21は、モータ回転センサ51から入力される信号に基づいて、ロータ33の回転数を特定し、磁化時間を指示する指令値を演算する(ステップS50)。MCU21はまた、モータ回転センサ51から入力される信号に基づいて、ロータ33の回転位置を特定し、制御対象磁極の進角側端部Epfが、制御対象コイルの遅角側端部Ecrと径方向に一致する位置に達するまで待機する制御(待機制御)を実行する(ステップS51)。なお、制御対象磁極および制御対象コイルは、動的な磁力変更制御が開始された時に、回転方向において最も近接して位置している磁極35aおよびコイルを選択するのが好ましい。 FIG. 12 shows an example of dynamic magnetic force change control. The MCU 21 specifies the rotation speed of the rotor 33 based on the signal input from the motor rotation sensor 51, and calculates a command value indicating the magnetization time (step S50). The MCU 21 also identifies the rotation position of the rotor 33 based on the signal input from the motor rotation sensor 51, and the advance angle side end Epf of the control target magnetic pole has a diameter with the retard side end Ecr of the control target coil. The control (standby control) that waits until the position corresponding to the direction is reached is executed (step S51). As the control target magnetic pole and the control target coil, it is preferable to select the magnetic pole 35a and the coil that are closest to each other in the rotation direction when the dynamic magnetic force change control is started.

そして、制御対象磁極の進角側端部Epfが、制御対象コイルの遅角側端部Ecrと径方向に一致する位置に達すると、MCU21は、制御対象コイルを構成しているコイル群に、所定の強度で磁化電流が流れ始めるように制御し、時間計測を開始する(ステップS52)。そうして、磁化時間が経過するまで、磁化電流の印加を継続する。 Then, when the advance angle side end Epf of the control target magnetic pole reaches a position that coincides with the retard side end Ecr of the control target coil in the radial direction, the MCU 21 sends the coil group constituting the control target coil to the coil group. The time measurement is started by controlling the magnetization current to start flowing at a predetermined intensity (step S52). Then, the application of the magnetization current is continued until the magnetization time elapses.

このとき、MCU21は、複数の異なるコイル群を用いて、このような動的な磁力変更制御を連続的に実行する。そうすることで、MCU21は全ての磁極35aの磁力を一括して変更する。 At this time, the MCU 21 continuously executes such dynamic magnetic force change control using a plurality of different coil groups. By doing so, the MCU 21 changes the magnetic forces of all the magnetic poles 35a at once.

磁化電流の印加により、制御対象磁極の磁力は変化する。それに伴って、ロータ33に発生するトルクも変化する。その結果、モータ3から出力される回転動力も変化するので、自動車1の走行が乱れるおそれがある。 The magnetic force of the magnetic pole to be controlled changes by applying the magnetization current. Along with this, the torque generated in the rotor 33 also changes. As a result, the rotational power output from the motor 3 also changes, so that the traveling of the automobile 1 may be disturbed.

それに対し、この自動車1の場合、そのようなトルク変化の影響を抑制できるように、エンジン2、ブレーキ14、および/または、クラッチ5,7を利用して、トルクを調整する制御(トルク調整制御)を実行する(ステップS53)。例えば、磁極35aを減磁する時には、ロータ33のトルクが小さく変化するので、それに応じた回転動力をエンジン2で出力する制御を実行する。磁極35aを増磁する時には、ロータ33のトルクが大きく変化するので、それに応じた回転動力をブレーキ14で制動する制御を実行する。そして、これら制御と共に、または、これら制御とは別に、第1クラッチ5および第2クラッチ7の各々を部分連結状態にして、伝達される動力の大きさを調整することで、トルク変化の影響を抑制できる。 On the other hand, in the case of the automobile 1, control for adjusting the torque by using the engine 2, the brake 14, and / or the clutches 5 and 7 so as to suppress the influence of such a torque change (torque adjustment control). ) Is executed (step S53). For example, when the magnetic pole 35a is demagnetized, the torque of the rotor 33 changes slightly, so that the engine 2 is controlled to output the rotational power corresponding to the torque. When the magnetic pole 35a is magnetized, the torque of the rotor 33 changes significantly, so that the brake 14 controls the rotational power corresponding to the change. Then, with or separately from these controls, the influence of the torque change is affected by adjusting the magnitude of the transmitted power by making each of the first clutch 5 and the second clutch 7 partially connected. It can be suppressed.

そうして、磁化時間が経過し、制御対象磁極が、制御対象コイルを通過すると、磁化電流の印加および待機制御を終了する(ステップS54)。MCU21は、磁力センサ53から入力される信号に基づいて、マグネット35が、要求される磁力(磁力最適値)になったか否かを判定する(ステップS55)。そうして、マグネット35の磁力が磁力最適値になるまで、MCU21は、動的な磁力変更制御を繰り返し実行する(ステップS55でNo)。 Then, when the magnetization time elapses and the magnetic pole to be controlled passes through the coil to be controlled, the application of the magnetization current and the standby control are terminated (step S54). The MCU 21 determines whether or not the magnet 35 has a required magnetic force (optimal magnetic force value) based on the signal input from the magnetic force sensor 53 (step S55). Then, the MCU 21 repeatedly executes the dynamic magnetic force change control until the magnetic force of the magnet 35 reaches the optimum magnetic force value (No in step S55).

このような磁力変更制御の実行には、大電流が求められる。そのため、自動車1の場合、バッテリ10の急激な消耗を招くという問題がある。特に、低電圧バッテリの場合、満充電の状態でも電圧が低いので、電圧異常を頻発するおそれがある。 A large current is required to execute such magnetic force change control. Therefore, in the case of the automobile 1, there is a problem that the battery 10 is rapidly consumed. In particular, in the case of a low-voltage battery, since the voltage is low even in a fully charged state, voltage abnormalities may occur frequently.

そこで、この自動車1では、バッテリ10の電圧値に基づいて、静的な磁力変更制御および動的な磁力変更制御の各々の実行が制限されるように構成されている(磁化実行制限制御)。具体的には、MCU21に、予め、動的な磁力変更制御に対応した第1下限値V1と、静的な磁力変更制御に対応した第2下限値V2とが設定されている。 Therefore, in this automobile 1, the execution of each of the static magnetic force change control and the dynamic magnetic force change control is restricted based on the voltage value of the battery 10 (magnetization execution limit control). Specifically, the MCU 21 is set in advance with a first lower limit value V1 corresponding to dynamic magnetic force change control and a second lower limit value V2 corresponding to static magnetic force change control.

静的な磁力変更制御は、動的な磁力変更制御よりも、マグネット35を効率的に磁化できるので、電力の消費量を少なくできる。従って、第1下限値V1は、第2下限値V2よりも高い値となっている(V1>V2)。なお、第1下限値V1および第2下限値V2の値は、モータ3の仕様や制限の内容に応じて適宜選択できる。 Since the static magnetic force change control can magnetize the magnet 35 more efficiently than the dynamic magnetic force change control, the power consumption can be reduced. Therefore, the first lower limit value V1 is higher than the second lower limit value V2 (V1> V2). The values of the first lower limit value V1 and the second lower limit value V2 can be appropriately selected according to the specifications of the motor 3 and the contents of the restrictions.

図13に、その磁化実行制限制御の一例を示す。自動車1の運転中、MCU21は、常時、バッテリ10の電圧が第1下限値V1以上であるか否かを判定する(ステップS60)。そして、バッテリ10が満充電状態であるなど、バッテリ10の電圧が第1下限値V1以上である場合には、電力消費が大きい動的な磁力変更制御でも、支障無く実行できるので、磁化実行制限制御は行われない。 FIG. 13 shows an example of the magnetization execution limitation control. While driving the automobile 1, the MCU 21 constantly determines whether or not the voltage of the battery 10 is equal to or higher than the first lower limit value V1 (step S60). When the voltage of the battery 10 is equal to or higher than the first lower limit value V1 such as when the battery 10 is fully charged, even dynamic magnetic force change control with large power consumption can be executed without any problem, so that the magnetization execution is limited. No control is taken.

一方、バッテリ10の電圧が第1下限値V1未満である場合には、動的な磁力変更制御の実行を制限する(ステップS61)。例えば、動的な磁力変更制御の実行禁止や、その実行回数の制限などが行われる。ただし、静的な磁力変更制御は、電力消費が少ないので、その実行は制限しない。 On the other hand, when the voltage of the battery 10 is less than the first lower limit value V1, the execution of the dynamic magnetic force change control is restricted (step S61). For example, execution of dynamic magnetic force change control is prohibited, and the number of times of execution is limited. However, static magnetic force change control does not limit its execution because it consumes less power.

更にバッテリ10の電圧が低下すると、静的な磁力変更制御でも電圧異常が頻発するおそれがある。従って、MCU21は、バッテリ10の電圧が第2下限値V2以上であるか否かについても判定する(ステップS62)。そして、バッテリ10の電圧が第2下限値V2未満である場合には、静的な磁力変更制御についても、その実行を制限する(ステップS63)。例えば、静的な磁力変更制御の実行禁止や、その実行回数の制限などが行われる。 Further, when the voltage of the battery 10 drops, a voltage abnormality may occur frequently even in static magnetic force change control. Therefore, the MCU 21 also determines whether or not the voltage of the battery 10 is equal to or higher than the second lower limit value V2 (step S62). Then, when the voltage of the battery 10 is less than the second lower limit value V2, the execution of the static magnetic force change control is also restricted (step S63). For example, execution of static magnetic force change control is prohibited, and the number of times of execution is limited.

バッテリ10が充電されることによって、その電圧が高まれば、その程度に応じて、各磁力変更制御の制限は、解除される。従って、このモータ制御装置によれば、電圧異常の発生を抑制できるので、自動車1を安定して走行できる。 If the voltage of the battery 10 is increased by charging the battery 10, the restriction of each magnetic force change control is released according to the degree of the voltage increase. Therefore, according to this motor control device, the occurrence of voltage abnormality can be suppressed, so that the automobile 1 can be stably driven.

なお、開示する技術にかかるモータ制御装置は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。 The motor control device according to the disclosed technology is not limited to the above-described embodiment, and includes various other configurations.

例えば、上述した実施形態では、ハイブリッド車への適用を例に説明したが、モータのみで走行する電気自動車であってもよいし、バイクや電動自転車等の2輪車であってもよい。なお、開示する技術は、このような移動するものだけでなく、移動しないものにも適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the application to a hybrid vehicle has been described as an example, but it may be an electric vehicle traveling only by a motor, or a two-wheeled vehicle such as a motorcycle or an electric bicycle. The disclosed technology can be applied not only to such moving objects but also to non-moving objects.

制御装置の構成は仕様に応じて変更できる。例えば、1つのユニットだけで制御装置を構成してもよいし、実施形態のように複数のユニットを組み合わせて制御装置を構成してもよい。モータの構成も同様である。 The configuration of the control device can be changed according to the specifications. For example, the control device may be configured by only one unit, or a plurality of units may be combined to form the control device as in the embodiment. The configuration of the motor is the same.

1 自動車
2 エンジン
3 モータ
4 車輪
4R 駆動輪
5 第1クラッチ
6 インバータ
7 第2クラッチ
8 変速機
10 バッテリ
20 エンジンコントロールユニット(ECU)
21 モータコントロールユニット(MCU)
21a 駆動電流制御部
21b 磁化電流制御部
22 変速機コントロールユニット(TCU)
23 ブレーキコントロールユニット(BCU)
24 総合コントロールユニット(GCU)
33 ロータ
34 ステータ
35 マグネット(磁力可変マグネット)
35a 磁極
36 コイル
1 Automobile 2 Engine 3 Motor 4 Wheel 4R Drive wheel 5 1st clutch 6 Inverter 7 2nd clutch 8 Transmission 10 Battery 20 Engine control unit (ECU)
21 Motor control unit (MCU)
21a Drive current control unit 21b Magnetization current control unit 22 Transmission control unit (TCU)
23 Brake control unit (BCU)
24 Comprehensive Control Unit (GCU)
33 Rotor 34 Stator 35 Magnet (Variable magnetic force magnet)
35a magnetic pole 36 coil

Claims (8)

複数の磁極が周方向に並ぶように磁石が設置されていて、回転動力を出力するロータ、および、前記磁石とギャップを隔てて対向する複数のコイルが周方向に並ぶように設置されているステータを有するモータと、
前記コイルに流れる磁化電流を制御して、当該コイルに発生する磁力を変更する磁化電流制御部を有する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記複数のコイルにおける所定のコイルが、前記複数の磁極における所定の磁極の前記周方向における一端から他端まで通過するように、前記ロータが回転している時に、前記磁化電流制御部が、前記磁化電流を制御することによって前記磁石の磁力を変更する磁力変更制御を実行するモータ制御装置。
A magnet is installed so that a plurality of magnetic poles are lined up in the circumferential direction, and a rotor that outputs rotational power and a stator in which a plurality of coils facing the magnet with a gap are arranged so as to be lined up in the circumferential direction. With a motor and
A control device having a magnetization current control unit that controls the magnetization current flowing through the coil and changes the magnetic force generated in the coil.
With
The control device is
When the rotor is rotating so that a predetermined coil in the plurality of coils passes from one end to the other end in the circumferential direction of the predetermined magnetic poles in the plurality of magnetic poles, the magnetization current control unit causes the magnetization current control unit to pass. A motor control device that executes magnetic force change control that changes the magnetic force of the magnet by controlling the magnetization current.
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は自動車に搭載されており、
前記自動車が移動しているときに、前記磁力変更制御が実行されるモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 1,
The motor control device is mounted on an automobile and
A motor control device that executes the magnetic force change control when the automobile is moving.
請求項1または請求項2に記載のモータ制御装置において、
前記ロータの回転が、前記制御装置に設定されている所定の回転数未満の時に前記磁力変更制御を実行し、前記所定の回転数以上の時に前記磁力変更制御を実行しないモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 1 or 2.
A motor control device that executes the magnetic force change control when the rotation of the rotor is less than a predetermined rotation speed set in the control device, and does not execute the magnetic force change control when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のモータ制御装置において、
前記複数のコイルは、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群で構成されていて、
前記制御装置が、複数の前記コイル群を用いて前記磁力変更制御を実行することにより、全ての前記磁極の磁力を一括して変更するモータ制御装置。
In the motor control device according to any one of claims 1 to 3.
The plurality of coils are composed of a plurality of coil groups having different phases of flowing currents.
A motor control device in which the control device collectively changes the magnetic forces of all the magnetic poles by executing the magnetic force change control using a plurality of the coil groups.
請求項1〜4のいずれか1つに記載のモータ制御装置において、
前記制御装置が、同じ前記磁極に対して、複数回、前記磁力変更制御を実行することによって前記磁極の磁力を変更するモータ制御装置。
In the motor control device according to any one of claims 1 to 4.
A motor control device in which the control device changes the magnetic force of the magnetic pole by executing the magnetic force change control a plurality of times with respect to the same magnetic pole.
請求項2に記載のモータ制御装置において、
前記制御装置が、前記モータを駆動して、前記自動車の車輪に前記回転動力を出力しながら前記磁力変更制御を実行するモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 2,
A motor control device in which the control device drives the motor and executes the magnetic force change control while outputting the rotational power to the wheels of the automobile.
請求項6に記載のモータ制御装置において、
前記モータの電源を構成し、前記コイルに前記磁化電流を通電させるバッテリを更に備え、
前記バッテリの電圧が所定の下限値未満の場合には、前記磁力変更制御の実行を制限するモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 6,
A battery that constitutes a power source for the motor and energizes the coil with the magnetization current is further provided.
A motor control device that limits the execution of the magnetic force change control when the voltage of the battery is less than a predetermined lower limit value.
請求項7に記載のモータ制御装置において、
前記自動車がエンジンを備え、
アクセルの操作に基づいて、前記モータおよび前記エンジンが協働して前記自動車を駆動するように構成されていて、
前記バッテリの定格電圧が50V以下であるモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 7,
The car has an engine
Based on the operation of the accelerator, the motor and the engine are configured to cooperate to drive the automobile.
A motor control device in which the rated voltage of the battery is 50 V or less.
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