JP2022166775A - Motor or linear motor output control system - Google Patents

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Abstract

To provide a motor or a linear motor output control system that improves the efficiency of the mechanical output of the motor or linear motor by configuring the mechanical output of the motor or linear motor to be small in the low speed range and large in the high speed range.SOLUTION: The connection of a switching element that can independently control rotating pole pairs 15, 15 of a rotor 11 constituting a motor and fixed pole pairs 17, 17 of a stator 12 is performed, and the switching elements are numbered. Same as the plurality of rotating pole pairs, the plurality of fixed pole pairs are controlled so as to be divided into a first fixed pole group or a first rotating pole group indicated by a solid line and a second fixed pole group or a second rotating pole group indicated by a dotted line. The efficiency of the mechanical output can be improved by dividing the control into a full operation pattern in which both the first group and the second group are operated and an intermittent operation pattern in which only the first group is operated.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータ又はリニアモータの出力を制御する制御システムに関するものである。 The present invention relates to a control system for controlling the output of a motor or linear motor.

近年、モータを動力源とする乗り物は、電車のみならず、ハイブリッド自動車、電気自動車、電動バイク等が広く知られており、モータは、ガソリンエンジンをはじめとした内燃機関と比べて有害な排出ガスが無く、環境に対する負担が小さいため、それらの乗り物に広く利用されつつある。 In recent years, vehicles powered by motors have become widely known not only for electric trains, but also for hybrid cars, electric cars, and electric motorcycles. It is widely used in such vehicles because it does not require any energy and has a small burden on the environment.

引用なしno quotes

しかしながら、従来、モータの電気入力に対する機械出力は、コイル電流の大きさに比例する巻線の銅損、鉄心の磁化の際生じる鉄損、回転に伴う軸受抵抗、風損等による機械損の損失が大きく影響を及ぼし、電気入力に対して、機械出力は小さくなってしまう。
そこで、十分な機械出力を得るため、たとえば、電車のように高電圧を印加して電気入力を大きくしたり、逆に電気自動車又はハイブリッド自動車のように、コイル電流を小さくして銅損を抑えるようにして、小さな機械出力を変速機で大きくしたりといった方法がとられている。
ここで、上記のように駆動機関のモータを構成した電気自動車の場合では、コイル電流を大きくし、モータの機械出力を上げて速度を上げる場合、コイル電流を大きくするにつれて損失が大きくなり、十分な機械出力を得ることができなくなる問題がある。そのため、機械出力の増大にしたがって、損失が大きくなり、高速度域では駆動部にエンジンを備えた従来の自動車、ハイブリッド自動車に対して機械出力に係る効率が悪化している。この問題について、ハイブリッド自動車では、高速度域になるとモータの補助がなくなり、エンジンのみを使用して走行させることで解決を図っているが、モータのみで駆動する電気自動車では、そのように切り替えることができない。
However, conventionally, the mechanical output to the electrical input of the motor is the copper loss of the winding proportional to the magnitude of the coil current, the iron loss generated when the iron core is magnetized, the bearing resistance accompanying rotation, and the mechanical loss due to windage loss. has a large effect, and the mechanical output becomes smaller with respect to the electrical input.
Therefore, in order to obtain sufficient mechanical output, for example, a high voltage is applied to increase the electrical input, as in a train, or conversely, as in an electric or hybrid vehicle, the coil current is reduced to suppress copper loss. In this way, methods such as increasing a small mechanical output with a transmission are adopted.
Here, in the case of an electric vehicle in which the motor of the driving engine is configured as described above, when the coil current is increased to increase the mechanical output of the motor to increase the speed, the loss increases as the coil current increases. There is a problem that it becomes impossible to obtain a sufficient mechanical output. Therefore, as the mechanical output increases, the loss increases, and in the high-speed range, the efficiency of the mechanical output deteriorates compared to conventional vehicles and hybrid vehicles having an engine in the drive unit. This problem is solved in hybrid vehicles by using only the engine to run as the motor assistance disappears at high speeds. can't

したがって、本発明が解決しようとする課題は、モータ又はリニアモータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成して、モータ又はリニアモータの機械出力に係る効率を向上させたモータ又はリニアモータの出力制御システムを提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to configure the mechanical output of the motor or linear motor to be small in the low speed range and large in the high speed range, thereby improving the efficiency of the mechanical output of the motor or linear motor. It is an object of the present invention to provide an improved motor or linear motor output control system.

請求項1に記載のモータの出力制御システムは、中心軸を挟んで対向配置された回転極対を、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して形成されたロータを備えた出力軸と、
前記中心軸を挟んで対向配置された固定極対を、前記回転極対と対向するように、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して、前記ロータを囲繞するように形成されたステータを備え、前記出力軸を回動自在に軸支する筒体状のモータ本体と、
前記出力軸から出力される回転動力を制御する制御部と、
から構成されるモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記ロータの回転数を制御して、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記モータ本体内壁の周方向に沿って配置された前記固定極対を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記回転極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記回転極対を前記出力軸の周方向に沿って所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の回転極群を形成して、
前記回転動力に係る出力に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群又は一の前記回転極群を動作させて、他の前記固定極群又は他の前記回転極群を休止させて、前記固定極対又は前記回転極対が間引かれて動作するようにし、
出力を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群の数を増減する制御を行って、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたことを特徴とする。
An output control system for a motor according to claim 1 is provided with an output shaft having a rotor formed by arranging a plurality of rotating pole pairs facing each other across a central axis in a radial manner around the central axis. ,
A stator formed so as to surround the rotor by radially arranging a plurality of fixed pole pairs arranged opposite to each other with the central axis interposed therebetween so as to face the rotating pole pairs. a cylindrical motor body that rotatably supports the output shaft;
a control unit that controls rotational power output from the output shaft;
In a motor consisting of
A motor output control system in which the control unit controls the rotational speed of the rotor with respect to the stator to control the output related to the rotational power of the output shaft,
The fixed pole pairs are numbered sequentially from a predetermined position,
forming a plurality of sets of fixed pole groups by dividing the fixed pole pairs arranged along the circumferential direction of the inner wall of the motor body into a plurality of groups according to a given number,
Numbering the rotating pole pairs in order from a predetermined position,
dividing the rotating pole pairs into a plurality of groups according to predetermined conditions along the circumferential direction of the output shaft according to the assigned numbers to form a plurality of sets of rotating pole groups,
According to the output related to the rotational power,
The control unit selects the fixed pole group or the rotating pole group to operate,
When the power is low, the selected one of the fixed pole groups or one of the rotating pole groups is operated, and the other of the fixed pole groups or the other of the rotating pole groups is stopped, and the fixed pole pairs or the rotating pole groups are operated. so that the pole pairs are thinned to operate,
As the output is increased, the number of the fixed pole groups or the rotating pole groups to be operated is increased,
It is characterized in that the control unit performs control to increase or decrease the number of the fixed pole group or the rotating pole group to be operated, thereby controlling the output related to the rotational power of the output shaft.

請求項2に記載のモータの出力制御システムは、請求項1に記載の発明において、前記出力軸に、当該出力軸の回転を慣性で維持するフライホイールを設け、
前記出力軸に係る前記回転動力が所定時間、略一定の状態が維持される定常状態となったとき、
前記固定極群、又は前記回転極群の稼働組数を減らすと共に、
前記フライホイールが、前記回転動力に慣性力を加えて、前記回転動力の前記定常状態を維持するようにしたことを特徴とする。
A motor output control system according to claim 2 is the motor output control system according to claim 1, wherein the output shaft is provided with a flywheel that maintains the rotation of the output shaft by inertia,
When the rotational power associated with the output shaft reaches a steady state in which a substantially constant state is maintained for a predetermined period of time,
While reducing the number of working sets of the fixed pole group or the rotating pole group,
It is characterized in that the flywheel applies an inertial force to the rotational power to maintain the steady state of the rotational power.

請求項3に記載のモータの出力制御システムは、請求項1に記載の発明において、前記モータを、駆動機関として電気自動車又は電車に搭載したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor output control system according to the first aspect of the invention, wherein the motor is mounted on an electric vehicle or an electric train as a drive engine.

請求項4に記載のリニアモータの制御システムは、所定の移動経路に沿って複数個並設した固定極からなるステータと、
前記固定極と対向配置された少なくとも一つの移動極からなるスライダを備え、前記移動経路に沿って移動可能に形成された移動体と、
当該移動体の動作を制御する制御部と、
から構成されるリニアモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記スライダの動作を制御して、前記移動体の移動速度を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記移動経路に沿って配置された前記固定極を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記移動体の前記移動速度に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群を動作させて、他の前記固定極群を休止させて、前記固定極が間引かれて動作するようにし、
前記移動速度を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群の組数を増減する制御を行って、前記移動体の前記移動速度を制御するようにしたことを特徴とする。
A linear motor control system according to claim 4 comprises a stator composed of a plurality of fixed poles arranged side by side along a predetermined movement path,
a moving body having a slider composed of at least one moving pole arranged opposite to the fixed pole and formed to be movable along the moving path;
a control unit that controls the operation of the moving object;
In a linear motor composed of
A motor output control system in which the control unit controls the movement of the slider with respect to the stator to control the moving speed of the moving body,
Numbering the fixed poles in order from a predetermined position,
forming a plurality of sets of fixed pole groups by dividing the fixed poles arranged along the movement path into a plurality of groups according to predetermined conditions according to the assigned numbers;
According to the moving speed of the moving object,
The control unit selects the fixed pole group to be operated,
When the output is low, one of the selected fixed pole groups is operated and the other fixed pole groups are stopped so that the fixed poles are thinned out and operated;
increasing the number of fixed pole groups to be operated as the moving speed is increased,
The controller controls the moving speed of the moving body by increasing or decreasing the number of sets of the fixed pole groups to be operated.

請求項5に記載のリニアモータの制御システムは、請求項4に記載の発明において、前記移動体が所定の巡航速度で巡航しているとき、
前記移動経路に沿った前記固定極群の稼働組数を減らすと共に、
前記移動体の移動速度に、当該移動体の慣性に係る移動速度を加えて、前記巡航速度を維持するようにしたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a linear motor control system according to the fourth aspect of the invention, wherein when the moving body is cruising at a predetermined cruising speed,
reducing the number of working sets of the fixed pole groups along the movement path;
The cruising speed is maintained by adding a moving speed related to the inertia of the moving body to the moving speed of the moving body.

請求項6に記載のリニアモータの制御システムは、請求項4に記載の発明において、前記移動体が、前記リニアモータを駆動機関に備える列車であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a linear motor control system according to the fourth aspect of the invention, wherein the moving body is a train having a driving engine equipped with the linear motor.

本発明に係るモータの出力制御システムによれば、モータのステータを構成する複数の固定極対と、ロータの構成する複数の回転極対にそれぞれ番号を付し、付された番号にしたがって、それぞれを組分けして、複数個の固定極対が含まれた固定極群、或いは、複数個の回転極対が含まれた回転極群を複数組形成した。そして、低出力時には、一の固定極群又は一の回転極群を動作させ、他の固定極群又は他の回転極群を休止させて、固定極対又は回転極対を間引くように動作させるようにし、出力が増大するにつれて、動作させる固定極群又は回転極群を増やすようにした。
これによって、モータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成することができ、モータ又はリニアモータの機械出力に係る効率を向上させることができる。
According to the motor output control system according to the present invention, the plurality of fixed pole pairs forming the stator of the motor and the plurality of rotating pole pairs forming the rotor of the motor are each numbered, and according to the numbered numbers, each are grouped to form a plurality of fixed pole groups containing a plurality of fixed pole pairs or a plurality of rotating pole groups containing a plurality of rotating pole pairs. When the output is low, one fixed pole group or one rotating pole group is operated, the other fixed pole group or other rotating pole group is stopped, and the fixed pole pairs or the rotating pole pairs are thinned out. , and as the output increases, the number of fixed pole groups or rotating pole groups to be operated is increased.
As a result, the mechanical output of the motor can be reduced in the low speed range and increased in the high speed range, and the efficiency of the mechanical output of the motor or linear motor can be improved.

また好ましくは、モータの出力軸にフライホイールを設け、慣性を維持するように構成し、モータの回転動力に慣性力を加えて、定常状態における出力を維持すると共に、固定極対又は回転極対を間引いて動作させるようにした。これによって、モータの出力が定常状態、すなわち、電気自動車等が巡航しているとき、通電され動作している固定極対又は回転極対を減らすことができるので、電力消費を抑え、省エネ効果を向上させることができる。 Also preferably, a flywheel is provided on the output shaft of the motor to maintain inertia, and inertia is added to the rotational power of the motor to maintain the output in a steady state, and the fixed pole pair or the rotating pole pair was thinned out to make it work. As a result, when the output of the motor is in a steady state, that is, when an electric vehicle or the like is cruising, it is possible to reduce the number of stationary pole pairs or rotating pole pairs that are energized and operating, thereby suppressing power consumption and achieving an energy-saving effect. can be improved.

一方、本発明に係るリニアモータの制御システムによれば、所定の移動経路に沿って配置した固定極を備えたステータと、移動経路に沿って移動可能な移動体が備える少なくとも一つの移動極からなるスライダから構成されるリニアモータにおいて、ステータを構成する所定の位置の固定極から順に番号を付し、当該番号に基づいて所定数おきに組分けして、複数組の固定極群を構成した。そして、低出力時には、一の固定極群を動作させ、他の固定極群を休止させて、固定極を間引くように動作させるようにし、出力が増大するにつれて、動作させる固定極を増やすようにした。
これによって、リニアモータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成することができ、リニアモータの機械出力に係る効率を向上させることができる。
また、リニアモーターカーに適用した場合、徐行時、巡航時に動作させる固定極を減らすことができるので、電力消費を抑え、省エネ効果を向上させることができる。
さらに、移動体の形状を走行抵抗が小さくなるように構成することによって慣性を長時間維持できるようにした。これによって、巡航時には、リニアモータに基づく移動速度に加えて慣性力に基づく移動速度を加え、通電して動作させる固定極を減らすようにした。これによって、巡航時に動作させる固定極を減らすことができるので、電力消費を抑え、省エネ効果を向上させることができる。
On the other hand, according to the linear motor control system according to the present invention, the stator provided with the fixed poles arranged along the predetermined movement path and the at least one moving pole provided on the moving body movable along the movement path In a linear motor composed of a slider, a number is assigned in order from the fixed poles at predetermined positions that constitute the stator, and based on the numbers, the fixed pole groups are grouped by a predetermined number to form a plurality of sets of fixed pole groups. . When the output is low, one fixed pole group is operated and the other fixed pole group is stopped so that the fixed poles are thinned out, and as the output increases, the number of fixed poles to be operated is increased. did.
As a result, the mechanical output of the linear motor can be configured to be small in the low speed range and large in the high speed range, and the efficiency of the mechanical output of the linear motor can be improved.
In addition, when applied to a linear motor car, it is possible to reduce the number of fixed poles to be operated when slowing down or cruising, so power consumption can be suppressed and the energy saving effect can be improved.
In addition, inertia can be maintained for a long period of time by configuring the shape of the moving body so as to reduce running resistance. As a result, during cruising, in addition to the moving speed based on the linear motor, the moving speed based on the inertial force is added to reduce the number of fixed poles to be energized and operated. As a result, it is possible to reduce the number of fixed poles that are operated during cruising, thereby suppressing power consumption and improving the energy saving effect.

第1実施例に係るモータの構成の概略を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a motor according to a first embodiment; FIG. 第1実施例に係るモータの構成の概略を示す説明図である。It is an explanatory view showing an outline of composition of a motor concerning a 1st example. 第1実施例に係るモータに係る制御部の構成の概略を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the outline of the configuration of a control unit related to the motor according to the first embodiment; 第1実施例に係るモータを適用した電気自動車の構成の概略を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle to which a motor according to a first embodiment is applied; FIG. 第1実施例に係るモータを適用した電気自動車の制御部の構成の概略を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the outline of the configuration of a control unit of an electric vehicle to which a motor according to a first embodiment is applied; FIG. 第1実施例に係るモータを適用した電気自動車のアクセルペダル及びアクセル装置の構成の概略を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an accelerator pedal and an accelerator device of an electric vehicle to which the motor according to the first embodiment is applied; 第1実施例に係るモータを適用した電気自動車の巡航制御システムの概略を示すタイミングチャート図である。1 is a timing chart diagram showing an outline of a cruise control system for an electric vehicle to which a motor according to a first embodiment is applied; FIG. 第2実施例に係るリニアモータの構成の概略を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an outline of the configuration of a linear motor according to a second embodiment; FIG. 第2実施例に係るリニアモータに係る制御部の構成の概略を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the outline of the configuration of a control unit related to the linear motor according to the second embodiment; 第2実施例に係るリニアモータを適用した列車の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the train to which the linear motor which concerns on 2nd Example is applied. 第2実施例に係るリニアモータを適用した列車の制御部の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the control part of the train to which the linear motor which concerns on 2nd Example is applied. 第2実施例に係るリニアモータを適用した列車のマスコン及びアクセル装置の構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the master control of a train to which the linear motor which concerns on 2nd Example is applied, and an accelerator apparatus. 第2実施例に係るリニアモータを適用した列車の巡航制御システムの概略を示すタイミングチャート図である。It is a timing chart figure showing the outline of the cruise control system of the train to which the linear motor concerning the 2nd example is applied.

本発明のモータの出力制御システムに係る実施例を添付した図面にしたがって説明する。図1及び図2は、本実施例に係るモータの構成の概略を示す説明図である。 An embodiment of a motor output control system according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. 1 and 2 are explanatory diagrams showing the outline of the configuration of the motor according to this embodiment.

本実施例に係るモータ10は、図1に示すように、略円柱状のロータ11と、当該ロータ11を囲繞するように形成されたステータ12とを有する筒体状のモータ本体10aと、当該モータ本体10aの動作を制御する制御部13とから構成されている。モータ10へ入力される所定の大きさの電流を制御部13が制御することによって、ステータ12に対して回転するロータ11の回転数を制御して、ロータ11と同軸の出力軸11aから所定の回転動力が出力されるようにモータ10は構成されている。
なお、本実施例に係るモータ10は、電動車両又はハイブリッド型車両に適用可能なものである。本実施例では、電動車両、特に電気自動車を例示して以下説明する。ただし、電気自動車に限定されるものでは無く、電車、客車または貨物車を牽引する機関車、さらに、船舶、航空機、自動二輪等、少なくとも動力源としてモータを備えるものであれば良い。
As shown in FIG. 1, a motor 10 according to this embodiment includes a cylindrical motor body 10a having a substantially cylindrical rotor 11, a stator 12 formed so as to surround the rotor 11, and a cylindrical motor body 10a. and a control unit 13 for controlling the operation of the motor body 10a. The controller 13 controls the current of a predetermined magnitude input to the motor 10, thereby controlling the number of rotations of the rotor 11 rotating with respect to the stator 12. The motor 10 is configured to output rotational power.
Note that the motor 10 according to this embodiment can be applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle. In this embodiment, an electric vehicle, particularly an electric vehicle, will be exemplified below. However, it is not limited to electric vehicles, and may be trains, locomotives that pull passenger or freight cars, ships, aircraft, motorcycles, etc., as long as they have at least a motor as a power source.

ロータ11は、図2及び図3に示すように、出力軸11aと、電磁石からなる複数個の回転極15と、当該回転極へ流す電流のオン・オフ及び当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる複数個のロータ側スイッチング素子16とから構成されている。
複数個の回転極15は、図2に示すように、出力軸11aを中心として放射状に配置されている。それら放射状に配置された回転極15のうち、出力軸11aを挟んで互いに対向する一対の回転極15,15と、一のロータ側スイッチング素子16とを接続して図3に示すような回転極対15,15が構成されている。回転極対15,15は、図2に示すように、両端に極性が相反する磁極を備えた回転極15,15を有し、図3に示すように、対毎に別個独立してロータ側スイッチング素子16を介して給電可能に構成されている。
これによって、制御部13は、図3に示すように、ロータ11を構成する各回転極対15,15に対して別個独立に給電し、各回転極対15,15を別個独立に励磁させることができる。
なお、図2は、説明を容易にするため、10組の回転極対15,15を図示しているが、回転極対15,15の数はこれに限定されるものでは無く、ロータ11は、モータ10の大きさ、定格出力等に合わせて、任意の数の回転極対15,15を有することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the rotor 11 has an output shaft 11a, a plurality of rotating poles 15 made up of electromagnets, and can switch on/off and the direction of the current flowing through the rotating poles. It is composed of a plurality of rotor-side switching elements 16 made of semiconductors.
As shown in FIG. 2, the plurality of rotating poles 15 are arranged radially around the output shaft 11a. Among the radially arranged rotating poles 15, a pair of rotating poles 15, 15 facing each other across the output shaft 11a are connected to one rotor-side switching element 16 to form a rotating pole as shown in FIG. A pair 15,15 is configured. As shown in FIG. 2, the rotating pole pairs 15, 15 have rotating poles 15, 15 having magnetic poles with opposite polarities at both ends, and as shown in FIG. Power can be supplied through the switching element 16 .
As a result, as shown in FIG. 3, the control unit 13 separately and independently supplies power to each of the rotating pole pairs 15, 15 constituting the rotor 11, and independently excites each of the rotating pole pairs 15, 15. can be done.
Although FIG. 2 shows ten rotating pole pairs 15, 15 for ease of explanation, the number of rotating pole pairs 15, 15 is not limited to this. , depending on the size of the motor 10, the rated power, etc., it may have any number of rotating pole pairs 15,15.

ステータ12は、図2及び図3に示すように、モータ10の外装を構成する筒体状のモータ本体10aに設けられた電磁石からなる複数個の固定極17と、当該固定極17へ流す電流のオン・オフ及び当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる複数個のステータ側スイッチング素子18とから構成されている。
複数個の固定極17は、図2に示すように、モータ本体10aの内壁に沿って並設されている。それら固定極17のうち、モータ本体10aを構成する筒体の軸を挟んで互いに対向する一対の固定極17,17と、一のステータ側スイッチング素子18とを接続して図3に示すように、固定極対17,17が構成されている。固定極対17,17は、図2に示すように、両端に極性が相反する磁極を備えた固定極17,17を有し、図3に示すように、対毎に別個独立してロータ側スイッチング素子18を介して給電可能に構成されている。
これによって、制御部13は、ステータ12を構成する各固定極対17,17に対して別個独立に給電して、各固定極対17,17を別個独立に励磁させることができる。
なお、図2は、説明を容易にするため、10組の固定極対17,17を図示しているが、固定極対17,17の数はこれに限定されるものでは無く、ステータ12は、モータ10の大きさ、定格出力等に合わせて、任意の数の固定極対17,17を有することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the stator 12 includes a plurality of fixed poles 17 made of electromagnets provided on a cylindrical motor main body 10a that constitutes the exterior of the motor 10, and a current flowing through the fixed poles 17. and a plurality of stator-side switching elements 18 made of a semiconductor capable of switching the on/off of the current and the direction of the current.
A plurality of fixed poles 17 are arranged side by side along the inner wall of the motor body 10a, as shown in FIG. Of these fixed poles 17, a pair of fixed poles 17, 17 facing each other across the axis of the cylindrical body constituting the motor main body 10a is connected to one stator-side switching element 18 as shown in FIG. , a fixed pole pair 17, 17 is formed. As shown in FIG. 2, the fixed pole pairs 17, 17 have fixed poles 17, 17 provided with magnetic poles of opposite polarities at both ends, and as shown in FIG. Power can be supplied through the switching element 18 .
Thereby, the control unit 13 can separately and independently supply power to each of the fixed pole pairs 17 , 17 constituting the stator 12 and independently excite each of the fixed pole pairs 17 , 17 .
Although FIG. 2 shows ten sets of fixed pole pairs 17, 17 for ease of explanation, the number of fixed pole pairs 17, 17 is not limited to this. , according to the size of the motor 10, the rated power, etc., it can have any number of fixed pole pairs 17, 17. FIG.

そして、図1及び図2に示すように、ロータ11をモータ本体10aに収容すると、モータ本体10a内で、ロータ11がステータ12に所定の間隔を開けて囲繞されて、モータ10が構成される。そして、ロータ側スイッチング素子16とステータ側スイッチング素子18に通電して、回転極15または固定極17を構成するそれぞれの電磁石を励磁することによって、ステータ12に対してロータ11が回転し、モータ10が動作して出力軸11aから回転動力が出力される。 As shown in FIGS. 1 and 2, when the rotor 11 is accommodated in the motor main body 10a, the rotor 11 is surrounded by the stator 12 with a predetermined gap in the motor main body 10a, thereby forming the motor 10. . By energizing the rotor-side switching element 16 and the stator-side switching element 18 to excite the respective electromagnets constituting the rotating pole 15 or the fixed pole 17, the rotor 11 rotates with respect to the stator 12, and the motor 10 operates to output rotational power from the output shaft 11a.

制御部13はモータ10の出力を制御するように構成されている。制御部13は、図3に示すように、スイッチング素子管理手段20と、スイッチング制御手段21を備えている。 The control section 13 is configured to control the output of the motor 10 . As shown in FIG. 3, the control unit 13 includes switching element management means 20 and switching control means 21 .

スイッチング素子管理手段20は、複数個のロータ側スイッチング素子16、又はステータ側スイッチング素子18をそれぞれ別個独立に管理して、それらスイッチング素子16,18に接続された回転極対15,15又は固定極対17,17の位置を識別可能に構成されている。
具体的には、図3に示すように、ロータ11側、ステータ12側それぞれのスイッチング素子16,18に対して識別番号を付すナンバリング処理を行う。これによって、ロータ側スイッチング素子16に接続されている回転極対15,15、又はステータ側スイッチング素子18に接続されている固定極対17,17は、図3に示すように各スイッチング素子16,18に紐づけられているので、容易に識別することができる。
続いて、スイッチング素子管理手段20は、図3に示すように、スイッチング素子16,18に付された各番号と、所定の条件に基づいて、回転極対15,15又は固定極対17,17を複数のグループに分ける処理を行う。以下、複数の回転極対15,15からなるグループを回転極群と称し、固定極対17,17からなるグループを固定極群と称する。
図2に示した回転極群は、各回転極対15,15に振られた番号が奇数であるものを第1回転極群として実線で示し、偶数であるものを第2回転極群として点線で示している。
また、図2に示した固定極群は、各固定極対17,17に振られた番号が奇数であるものを第1固定極群として実線で示し、偶数であるものを第2固定極群として点線で示している。
なお、本実施例において、スイッチング素子管理手段20は、スイッチング素子16,18に付された各番号に基づいて、説明を簡略化するため、奇数と偶数の2グループに振り分けた例を図2に示したが、これに限定されるものでは無く、各番号に基づいて、たとえばABCの3つのグループに振り分けたり、またABCDの4つのグループに振り分けたりと、任意の複数のグループに分けることができる。
The switching element managing means 20 separately and independently manages a plurality of rotor-side switching elements 16 or stator-side switching elements 18, and rotates pole pairs 15, 15 or fixed poles connected to the switching elements 16, 18. The positions of the pair 17, 17 are configured to be identifiable.
Specifically, as shown in FIG. 3, a numbering process is performed to assign identification numbers to the switching elements 16 and 18 on the rotor 11 side and the stator 12 side, respectively. As a result, the rotating pole pairs 15, 15 connected to the rotor-side switching element 16 or the fixed pole pairs 17, 17 connected to the stator-side switching element 18 are connected to the respective switching elements 16, 17 as shown in FIG. 18, so it can be easily identified.
Subsequently, as shown in FIG. 3, the switching element management means 20 selects the rotating pole pairs 15, 15 or the fixed pole pairs 17, 17 based on the respective numbers assigned to the switching elements 16, 18 and predetermined conditions. are divided into multiple groups. Hereinafter, a group consisting of a plurality of rotating pole pairs 15, 15 will be referred to as rotating pole group, and a group consisting of stationary pole pairs 17, 17 will be referred to as stationary pole group.
In the rotating pole groups shown in FIG. 2, odd-numbered rotating pole pairs 15, 15 are indicated by solid lines as the first rotating pole group, and even-numbered rotating pole groups are indicated by dotted lines. is shown.
In the fixed pole groups shown in FIG. 2, odd-numbered fixed pole pairs 17, 17 are indicated by solid lines as the first fixed pole group, and even-numbered second fixed pole groups are indicated by solid lines. is indicated by a dotted line.
In this embodiment, the switching element managing means 20 divides the switching elements 16 and 18 into two groups of odd numbers and even numbers for the sake of simplification of explanation. Although shown, it is not limited to this, and can be divided into any number of groups based on each number, for example, three groups of ABC or four groups of ABCD. .

スイッチング制御手段21は、図3に示すように、電源スイッチング手段22と、極性スイッチング手段23とを有している。
電源スイッチング手段22は、電源をオンにして電磁石を励磁し、また電源をオフにして電磁者を消磁する処理を行うように構成されている。
これによって、各回転極15又は各固定極17は、電源がオンにされたとき励磁し、またはオフにされたとき消磁することができる。
極性スイッチング手段23は、各回転極対15,15、又は各固定極対17,17毎に、電源スイッチング手段22で励磁された各回転極15又は固定極17を、互いに対向するN極又はS極へ振り分けると共に、電流の向きによって各回転極対15,15又は各固定極対17,17毎に極性を切替可能に構成されている。
スイッチング制御手段21は、電源スイッチング手段22と極性スイッチング手段23を協働させて、上記の第1回転極群、第2回転極群、又は第1固定極群、第2固定極群のグループごとにまとめて、極性を振り分け、電磁石の励磁または消磁を自在に処理可能に構成されている。
図2(1)は、極性の向きを大きくまとめて、ロータ11又はステータ12を1対の回転極対と1対の固定極対とみなせるように振り分けた例を示し、図2(2)は、極性の向きを二組ごとに互い違いになるように振り分けて、ロータ11又はステータ12を5つの回転極対と5つの固定極対とみなせるように振り分けた例を示したものである。
このように回転極対15,15を回転極群ごとに、また固定極対17,17を固定極群ごとに振り分けて、回転極群に含まれている回転極対15,15又は固定極群に含まれている固定極対17,17のN極又はS極の並びを組み替え、極性の向きを設定することによって、ロータ11を構成する回転極対又はステータ12を構成する固定極対を小さな磁極で細かく分けるのではなく大きくまとめて振り分けることができる。これによって、モータの回転数、出力に応じて、回転極群ごとにロータ11を構成する回転極対15,15の数または磁力の大きさを自在に調整することができ、また固定極群ごとにステータ12を構成する固定極対17,17の数又は磁力の大きさを自在に調整することができる。そのため、モータ10の機械損、銅損、エネルギー損等の損失を抑制すると共に、電力消費を抑え、高効率でモータ10から回転動力を取り出すことができる。
なお、本実施例において、スイッチング制御手段21は、説明を簡略化するため、第1回転極群、第2回転極群、又は第1固定極群、第2固定極群のそれぞれ2つのグループごとにまとめて切り替え制御する例を示したが、これに限定されるものでは無く、各番号に基づいて、2以上の複数個の回転極群、固定極群任意に分けて、電源又は極性を切り替える制御を行うことができる。
The switching control means 21 has power switching means 22 and polarity switching means 23, as shown in FIG.
The power switching means 22 is configured to turn on the power to excite the electromagnet and turn off the power to demagnetize the electromagnet.
This allows each rotating pole 15 or each stationary pole 17 to be energized when the power is turned on or demagnetized when the power is turned off.
The polarity switching means 23 switches the rotating poles 15 or fixed poles 17 excited by the power supply switching means 22 to opposite N poles or S In addition to distributing the current to the poles, the polarities can be switched for each rotating pole pair 15, 15 or each fixed pole pair 17, 17 depending on the direction of the current.
The switching control means 21 causes the power supply switching means 22 and the polarity switching means 23 to cooperate with each other for each group of the first rotating pole group, the second rotating pole group, or the first fixed pole group and the second fixed pole group. , and the polarities are sorted so that the excitation or demagnetization of the electromagnet can be freely processed.
FIG. 2(1) shows an example in which the directions of the polarities are roughly summarized and the rotor 11 or the stator 12 is divided so as to be regarded as one pair of rotating pole pairs and one pair of fixed pole pairs, and FIG. 3 shows an example in which the directions of the polarities are alternately assigned to every two sets, and the rotor 11 or the stator 12 is assigned so as to be regarded as five rotating pole pairs and five fixed pole pairs.
In this way, the rotating pole pairs 15, 15 are distributed to each rotating pole group and the fixed pole pairs 17, 17 are distributed to each fixed pole group, and the rotating pole pairs 15, 15 or the fixed pole groups included in the rotating pole group are arranged. By rearranging the arrangement of the N poles or S poles of the fixed pole pairs 17, 17 included in the , and setting the direction of the polarities, the rotating pole pairs constituting the rotor 11 or the fixed pole pairs constituting the stator 12 can be made smaller. Instead of finely dividing by the magnetic pole, it can be distributed in large batches. As a result, the number of rotating pole pairs 15, 15 constituting the rotor 11 or the magnitude of the magnetic force can be freely adjusted for each rotating pole group according to the rotation speed and output of the motor. Also, the number of fixed pole pairs 17, 17 constituting the stator 12 or the magnitude of the magnetic force can be freely adjusted. Therefore, mechanical loss, copper loss, energy loss, and other losses of the motor 10 can be suppressed, power consumption can be suppressed, and rotational power can be extracted from the motor 10 with high efficiency.
In this embodiment, in order to simplify the explanation, the switching control means 21 is divided into two groups each of the first rotating pole group, the second rotating pole group, or the first fixed pole group and the second fixed pole group. However, it is not limited to this, and based on each number, a plurality of rotating pole groups and fixed pole groups are arbitrarily divided into two or more, and the power supply or polarity is switched. can be controlled.

スイッチング制御手段21は、第1回転極群、第2回転極群、第1固定極群、又は第2固定極群を、ぞれぞれ別個独立に所定の処理を実行可能に構成されている。
スイッチング制御手段21が、第1回転極群、第2回転極群、第1固定極群、又は第2固定極群のすべてを選択して制御した場合、図2(1)及び(2)において実線で示した第1回転極群及び第1固定極群と、点線で示した第2回転極群及び第2固定極群の全てが励磁され、動作する。
一方、スイッチング制御手段21が、第1回転極群、又は第1固定極群を選択して制御した場合、図2(1)及び(2)において、一方では実線で示した第1回転極群及び第1固定極群が励磁され、動作するが、他方では点線で示した第2回転極群及び第2固定極群が消磁され、動作しない。
このようにして、スイッチング制御手段21は、ロータ11を構成する回転極対15,15を回転極群ごとに、またステータ12を構成する固定極17,17を固定極群ごとに選択して動作させるすることができる。
これによって、モータ10の出力を低くする場合には、励磁させる電磁石を少なく、すなわち、回転極群又は固定極群のグループを間引くように制御する、すなわち、ロータ11において動作させる回転極対15,15が間欠的に配置され、またステータにおいて動作させる固定極対17,17が間欠的に配置される。このように、モータ10の出力に応じて動作させる回転極対15,15又は固定極対17,17を間欠的に間引きつつ増減させることによって、出力が低い場合、また回転力が維持されているとき、励磁させる電磁石の数を減らして電力の消費を抑えることができる。
また、上記のように間欠的に間引いて出力を絞ることによって、モータ10が発生するトルクを低回転時には低く、高回転時には大きくする制御を行うことができる。そのため、電気自動車に適用した場合には、当該電気自動車の出力を、あたかもガソリンエンジン等の内燃機関を搭載しているかのように近似させた制御処理を行うことができる。
The switching control means 21 is configured to be capable of executing predetermined processing independently for each of the first rotating pole group, the second rotating pole group, the first fixed pole group, or the second fixed pole group. .
When the switching control means 21 selects and controls all of the first rotating pole group, the second rotating pole group, the first fixed pole group, or the second fixed pole group, in FIGS. All of the first rotating pole group and first fixed pole group indicated by solid lines and the second rotating pole group and second fixed pole group indicated by dotted lines are excited and operated.
On the other hand, when the switching control means 21 selects and controls the first rotating pole group or the first fixed pole group, the first rotating pole group indicated by the solid line in FIGS. and the first fixed pole group are energized and operated, while the second rotating pole group and the second fixed pole group indicated by dotted lines are demagnetized and are not operated.
In this manner, the switching control means 21 selects the rotating pole pairs 15, 15 constituting the rotor 11 for each rotating pole group and the fixed poles 17, 17 constituting the stator 12 for each fixed pole group. be able to
As a result, when the output of the motor 10 is reduced, the number of electromagnets to be excited is reduced, that is, the rotating pole pairs 15 and 15 are controlled so as to thin out the groups of the rotating pole group or the fixed pole group, that is, to operate in the rotor 11. 15 are intermittently arranged, and fixed pole pairs 17, 17 are intermittently arranged to operate on the stator. In this manner, by intermittently thinning out and increasing or decreasing the rotating pole pairs 15, 15 or the fixed pole pairs 17, 17 that are operated according to the output of the motor 10, the torque is maintained even when the output is low. In some cases, the number of electromagnets to be excited can be reduced to reduce power consumption.
Further, by intermittently thinning out the output as described above, it is possible to control the torque generated by the motor 10 to be low at low rotation and high at high rotation. Therefore, when applied to an electric vehicle, it is possible to perform control processing that approximates the output of the electric vehicle as if it were equipped with an internal combustion engine such as a gasoline engine.

制御部13がモータ10の出力を上げ又は下げる制御を行う場合、スイッチング制御手段21は、電源スイッチング手段22と極性スイッチング手段23を協働させて、上記のように、所定の回転極群に含まれる回転極対15,15、又は所定の固定極群に含まれる固定極対17,17をそれぞれ構成する電磁石を瞬時に励磁し、励磁された回転極対15,15又は固定極対17,17の磁極の向きを瞬時に切り替えて適宜振り分けるように構成されている。
この切り替えるタイミングは、たとえば、ステータ12側で隣り合う固定極17のN極とS極の中間地点を、対向するロータ11側の回転極15が通過する瞬間が好ましい。当該タイミングで切り替えることによって、磁束密度が小さく、隣り合うN極とS極の磁力線が打ち消しあう部分で電磁石を励磁し、又は極性を切り替えることができるので、モータ10の出力に対する影響を小さくすることができる。
When the control unit 13 controls to increase or decrease the output of the motor 10, the switching control means 21 cooperates with the power supply switching means 22 and the polarity switching means 23 to cause the poles included in the predetermined rotating pole group as described above. The electromagnets constituting the rotating pole pairs 15, 15 included in the fixed pole group or the fixed pole pairs 17, 17 included in the predetermined fixed pole group are instantaneously excited, and the excited rotating pole pairs 15, 15 or the fixed pole pairs 17, 17 The direction of the magnetic poles of the magnetic poles is switched instantaneously and distributed as appropriate.
The switching timing is preferably, for example, the moment when the opposing rotating pole 15 on the rotor 11 side passes the midpoint between the N and S poles of the adjacent fixed poles 17 on the stator 12 side. By switching at this timing, the magnetic flux density is small, and the electromagnet can be excited or the polarity can be switched at the portion where the magnetic force lines of the adjacent N and S poles cancel each other, so that the influence on the output of the motor 10 can be reduced. can be done.

ここで、本実施例に係るモータ10は、図2に示すように、ロータ11を構成する二つの回転極群のうち、一方の回転極群を動作させ、他方の回転極群を停止させて、回転極対15,15を間欠的に間引いて動作させ、また、ステータ12を構成する二つの固定極群のうち、一方の固定極群を動作させ、他方の固定極群を停止させて、固定極対17,17を間欠的に間引いて動作させることができるように構成したことは、上記のとおりである。これによって、モータ10の出力を半分に制限することができる。これは、車両の走行開始時等の低出力で十分な場合は、間欠的に間引く態様でモータ10を動作させ、スピードが上がって大出力が必要になったときは、停止させていた回転極群又は固定極群を起動させて動作させる回転極対15,15又は固定極対17,17の数を増やすことによって、容易に出力の増大に対処させることができる。
そのため、従来走行開始当初から最大トルクで動作するモータの出力を段階的に調整することが容易にできるので、電気自動車に適用した場合、複雑な機構を組み込まなくとも、踏み間違いによる急発進、急加速を防止することができる。
Here, as shown in FIG. 2, the motor 10 according to the present embodiment operates one of the two rotating pole groups forming the rotor 11 and stops the other rotating pole group. , the rotating pole pairs 15, 15 are intermittently thinned out and operated, and one of the two fixed pole groups constituting the stator 12 is operated and the other fixed pole group is stopped, As described above, the fixed pole pairs 17, 17 are intermittently thinned out and operated. This allows the output of the motor 10 to be limited to half. When a low output is sufficient, such as when the vehicle starts running, the motor 10 is operated in an intermittently thinned manner, and when the speed increases and a large output is required, the rotating poles are stopped. Increased power can be easily accommodated by increasing the number of rotating pole pairs 15, 15 or fixed pole pairs 17, 17 that are activated to activate the group or fixed pole group.
Therefore, it is easy to adjust step by step the output of the motor that operates at the maximum torque from the start of conventional driving. Acceleration can be prevented.

また、当該電気自動車が巡航するとき、たとえば、高速道路又はバイパス道路を一定の巡航速度で走行するとき、当該電気自動車のドライブトレイン上に設けたフライホイールの回転によって、モータ10の出力軸11aに慣性力が働き、その慣性力の分だけモータ10からの出力を抑えることができる。この場合にスイッチング制御手段21が、動作している双方の回転極群のうちの一方、又は動作している双方の固定極群の一方の電源をオフにして消磁することによって、巡航時におけるモータ10の電力消費を抑えることができる。
このような、モータ10を、電気自動車に適用した場合に行われる出力制御システムに係る実施例を以下説明する。
Further, when the electric vehicle is cruising, for example, when traveling on a highway or a bypass road at a constant cruising speed, the rotation of the flywheel provided on the drive train of the electric vehicle causes the output shaft 11a of the motor 10 to rotate. An inertial force works, and the output from the motor 10 can be suppressed by the inertial force. In this case, the switching control means 21 turns off the power to one of the rotating pole groups in operation or one of the fixed pole groups in operation to demagnetize the motor during cruising. 10 power consumption can be suppressed.
An embodiment relating to an output control system performed when such a motor 10 is applied to an electric vehicle will be described below.

本実施例に係るモータ10を搭載した電気自動車50は、図4に示すように、駆動機関51と、ドライブトレイン52と、駆動輪53、及び駆動機関51とドライブトレイン52を制御する制御部54とから構成される駆動系を有し、さらに、制御部54、スロットル装置55、アクセル装置56が接続された車内通信網54aを有している。 As shown in FIG. 4, an electric vehicle 50 equipped with the motor 10 according to this embodiment includes a driving engine 51, a drive train 52, driving wheels 53, and a control unit 54 for controlling the driving engine 51 and the drive train 52. and an in-vehicle communication network 54a to which a control unit 54, a throttle device 55, and an accelerator device 56 are connected.

駆動機関51は、図4に示すように、モータ10を有し、ドライブトレイン52へ連結される出力軸11aから回転動力を出力可能に構成されている。
出力軸11aは、同軸上で回転可能に構成された円盤状のフライホイール62を有している。当該フライホイール62は、出力軸11aの回転が急激に変化しないように慣性力で当該出力軸11aの回転を維持するように構成されている。
As shown in FIG. 4 , the drive engine 51 has a motor 10 and is configured to be capable of outputting rotational power from an output shaft 11 a connected to the drive train 52 .
The output shaft 11a has a disk-shaped flywheel 62 that is coaxially rotatable. The flywheel 62 is configured to maintain the rotation of the output shaft 11a by inertial force so that the rotation of the output shaft 11a does not change abruptly.

モータ10は、上記のように構成されており、駆動機関51に設けたバッテリ61から給電可能に構成されている。
なお、本実施例に係るモータ10は、バッテリ61から給電される態様に限定されず、燃料電池から給電されるものであったり、架線から給電されるものであったりしても良い。
The motor 10 is configured as described above, and is configured to be able to receive power from the battery 61 provided in the drive engine 51 .
It should be noted that the motor 10 according to the present embodiment is not limited to being powered from the battery 61, and may be powered from a fuel cell or from an overhead wire.

ドライブトレイン52は、図4に示すように、駆動機関51側から順にクラッチ装置65と変速装置66、及びドライブシャフト52aが配置されて構成されている。これによって、駆動機関51で発生した回転動力は、ドライブシャフト52aを通じて駆動輪53へ伝達される。
クラッチ装置65は、駆動機関51側の主ロータ67と変速装置66側の従ロータ68を有している。主ロータ67と従ロータ68は互いに接離自在に形成されている。
これによって、主ロータ67と従ロータ68が圧接されたとき、駆動機関51で発生した動力が変速装置66側へ伝達され、主ロータ67と従ロータ68が離隔されたとき、駆動機関51側から変速機66側へ伝達される動力は遮断されるように構成されている。
なお、クラッチ装置65は、上記のように機械的に主ロータ67と従ロータ68を互いに接離させる構造に限定されず、たとえば、粘性の高いオイルを封入したケース内で主ロータ67と従ロータ68を対向配置し、主ロータ67を回転させたときに、その回転にしたがって従ロータ68が回転するいわゆるトルクコンバータ装置であっても良い。
As shown in FIG. 4, the drive train 52 is constructed by arranging a clutch device 65, a transmission device 66, and a drive shaft 52a in this order from the drive engine 51 side. Thereby, the rotational power generated by the drive engine 51 is transmitted to the drive wheels 53 through the drive shaft 52a.
The clutch device 65 has a main rotor 67 on the drive engine 51 side and a follower rotor 68 on the transmission 66 side. The main rotor 67 and the follower rotor 68 are formed so as to be able to contact and separate from each other.
As a result, when the main rotor 67 and the follower rotor 68 are pressed against each other, the power generated by the drive engine 51 is transmitted to the transmission 66 side, and when the main rotor 67 and the follower rotor 68 are separated, the power is transmitted from the drive engine 51 side. The power transmitted to the transmission 66 side is cut off.
Note that the clutch device 65 is not limited to the structure in which the main rotor 67 and the follower rotor 68 are mechanically brought into contact with each other as described above. 68 are arranged opposite to each other, and when the main rotor 67 is rotated, the follower rotor 68 is rotated in accordance with the rotation of the main rotor 67, which is a so-called torque converter device.

変速装置66は、複数本の軸に大小様々な複数個の歯車を配置し、当該歯車を組み合わせて構成した歯車群(図示略)を有している。当該歯車群内の歯車は互いに離合自在に形成されている。変速装置66は、歯車群内の歯車を適宜組み合わせて駆動機関51の出力軸11aの回転動力に係る回転速度を低速から高速まで調節して、駆動輪53側へ回転動力を伝達する変速機能を有している。当該変速機能は、低速から高速まで複数段に分割しても良いし、無段階であっても良い。そして、変速装置66内で適宜組み合わされている複数個の歯車のうち、少なくとも一の歯車が離隔したとき、ドライブシャフト52aへ伝達される回転動力が遮断される、いわゆるニュートラルシフトとなり、ドライブトレイン52上を伝達する動力を遮断することができる。 The transmission 66 has a gear group (not shown) formed by arranging a plurality of gears of various sizes on a plurality of shafts and combining the gears. Gears in the gear group are formed so as to be separable from each other. The transmission 66 adjusts the rotational speed associated with the rotational power of the output shaft 11a of the drive engine 51 from low speed to high speed by appropriately combining gears in the gear group, and has a speed change function of transmitting the rotational power to the drive wheels 53 side. have. The speed change function may be divided into a plurality of steps from low speed to high speed, or may be stepless. Then, when at least one of the gears appropriately combined in the transmission 66 is separated, the rotational power transmitted to the drive shaft 52a is cut off, which is a so-called neutral shift. It is possible to cut off the power transmitted above.

駆動輪53は、図4に示すように、ドライブトレイン52を介して駆動機関51から出力された動力によって駆動可能に構成されている。 The drive wheels 53 are configured to be driven by power output from the drive engine 51 via the drive train 52, as shown in FIG.

制御部54は、車内通信網54aを備えている。車内通信網54aには、駆動機関51をはじめとして、スロットル装置55、アクセル装置56、ドライブトレイン52のクラッチ装置65、変速装置66等、電気自動車10が備える各装置が接続され、互いに通信可能に構成されている。これによって、たとえば、制御部54が、スロットル装置55から送信された開度信号を、車内通信網54aを介して受信し、当該開度信号に基づいて形成した出力制御信号を車内通信網54aへ出力して、駆動機関51を処理操作して出力軸11aを制御することができる。 The control unit 54 has an in-vehicle communication network 54a. The in-vehicle communication network 54a is connected to each device provided in the electric vehicle 10, such as the drive engine 51, the throttle device 55, the accelerator device 56, the clutch device 65 of the drive train 52, the transmission device 66, etc., so that they can communicate with each other. It is configured. As a result, for example, the control unit 54 receives an opening signal transmitted from the throttle device 55 via the in-vehicle communication network 54a, and transmits an output control signal formed based on the opening signal to the in-vehicle communication network 54a. It is possible to output and process the drive engine 51 to control the output shaft 11a.

スロットル装置55は、スロットル本体55aと、当該スロットル本体55aの開き具合をスロットル開度として検出可能な開度センサ71を有している。当該開度センサ71は、検出したスロットル本体55aのアナログ的なスロットル開度の大きさをデジタル変換して、電子的な開度信号を形成するように構成されている。形成された当該開度信号は、スロットル装置55から車内通信網54aへ出力される。 The throttle device 55 has a throttle main body 55a and an opening sensor 71 capable of detecting the degree of opening of the throttle main body 55a as a throttle opening. The opening sensor 71 is configured to digitally convert the detected analog throttle opening of the throttle body 55a to form an electronic opening signal. The formed opening degree signal is output from the throttle device 55 to the in-vehicle communication network 54a.

制御部54は、モータ10の制御部13をその構成の中に含み、車内通信網54a上を伝送している開度信号を取り込み、当該開度信号に基づいて駆動機関51のモータ10の出力を制御する出力制御信号を形成するように構成されている。形成された出力制御信号は、制御部54から車内通信網54aへ出力される。 The control unit 54 includes the control unit 13 of the motor 10 in its configuration, takes in the opening signal transmitted on the in-vehicle communication network 54a, and outputs the output of the motor 10 of the drive engine 51 based on the opening signal. is configured to form an output control signal for controlling the The formed output control signal is output from the control unit 54 to the in-vehicle communication network 54a.

アクセル装置56は、ドライバーによる入力操作に応じて起倒自在なアクセルペダル70を有している。
ここで、アクセルペダル70が踏み込まれる操作を、アクセル装置56の開操作とし、これによってアクセルペダル70が進む方向を順方向とする。一方、アクセルペダル70が戻される操作を、アクセル装置56の閉操作とし、これによってアクセルペダル70が戻る逆方向とする。
アクセル装置56は、上記のアクセルペダル70に係る開閉操作に応じて入力信号を形成するように構成されている。形成された入力信号は、車内通信網54aへ随時出力される。
The accelerator device 56 has an accelerator pedal 70 that can be raised and lowered according to an input operation by the driver.
Here, the operation of depressing the accelerator pedal 70 is defined as the opening operation of the accelerator device 56, and the direction in which the accelerator pedal 70 advances due to this is defined as the forward direction. On the other hand, the operation of returning the accelerator pedal 70 is defined as the closing operation of the accelerator device 56, and the direction in which the accelerator pedal 70 is returned is defined as the opposite direction.
The accelerator device 56 is configured to form an input signal according to the opening and closing operation of the accelerator pedal 70 described above. The formed input signal is output to the in-vehicle communication network 54a at any time.

スロットル装置55は、車内通信網上を伝送している入力信号を取り込み、当該入力信号に基づいて、スロットル本体55aを所定のスロットル開度で開閉するように構成されている。当該スロットル開度を検出した開度センサ71は上記のように適切な開度信号を形成し、当該開度信号に基づいて制御部54は上記のように駆動機関51に対する出力制御信号を形成する。
このようにして、アクセルペダル70が踏み込まれ、又は戻された操作量に応じて、入力信号が形成され、当該入力信号に基づいて開閉するスロットル本体55aの開度信号が形成され、制御部54は当該開度信号に基づいて駆動機関51の出力の増減に係る出力制御信号を形成するように構成されている。
The throttle device 55 is configured to receive an input signal transmitted over the in-vehicle communication network, and open and close the throttle main body 55a at a predetermined throttle opening based on the input signal. The opening sensor 71 that detects the throttle opening forms an appropriate opening signal as described above, and based on the opening signal, the control unit 54 forms an output control signal for the drive engine 51 as described above. .
In this way, an input signal is formed according to the amount of operation of the accelerator pedal 70 being depressed or released, and an opening degree signal for the throttle body 55a that opens and closes based on the input signal is formed. is configured to form an output control signal for increasing or decreasing the output of the drive engine 51 based on the opening signal.

駆動機関51は、車内通信網54a上を伝送する出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいてモータ10へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は駆動機関51から車内通信網54aへ出力される。車内通信網54a上を伝送している当該要求信号を取り込んだ電力供給装置(図示略)は、要求信号に応じてバッテリ61から所定量の電力を駆動機関51へ供給するように構成されている。 The drive engine 51 is configured to receive an output control signal transmitted over the in-vehicle communication network 54a and form a request signal requesting a predetermined amount of power to be supplied to the motor 10 based on the output control signal. . The formed request signal is output from the driving engine 51 to the in-vehicle communication network 54a. A power supply device (not shown) that receives the request signal transmitted over the in-vehicle communication network 54a is configured to supply a predetermined amount of power from the battery 61 to the driving engine 51 in response to the request signal. .

要求信号が供給量を増やすものであった場合は、モータ10へ供給される電力が増やされる。これによって、駆動機関51の出力を上げる処理が行われ、出力軸11aの回転出力を上げることができる。
要求信号が供給量を減らすものであった場合は、モータ10へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、駆動機関51の出力を下げる処理が行われ、出力軸11aの回転出力を下げることができる。
このように、本実施例に係る電気自動車50は、制御部54が備える車内通信網54a上で様々な信号を伝送させて、各装置は目的に合った信号を取り込み、また信号を出力する世に構成されており、制御部54は、各種信号に基づいて総合的に各装置を制御することによって、車両の走行を制御するように構成されている。
If the request signal is to increase the supply amount, the power supplied to the motor 10 is increased. As a result, processing for increasing the output of the drive engine 51 is performed, and the rotational output of the output shaft 11a can be increased.
If the request signal is to reduce the supply, the power supplied to the motor 10 is reduced or cut. As a result, processing for reducing the output of the drive engine 51 is performed, and the rotational output of the output shaft 11a can be reduced.
As described above, the electric vehicle 50 according to the present embodiment transmits various signals over the in-vehicle communication network 54a provided in the control unit 54, and each device receives and outputs a signal suitable for its purpose. The control unit 54 is configured to control the travel of the vehicle by comprehensively controlling each device based on various signals.

また、制御部54は、図5に示すように、モータ10に係る制御部13と共に走行制御手段105と、巡航制御手段110を有している。
走行制御手段105は、通常の走行を制御する走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網54aへ出力して、電気自動車50の走行を制御するように構成されている。
このとき、電気自動車50の走行モードを通常モードとする。
巡航制御手段110は、所定時間、一定の速度を維持しながら走行する巡航を制御する巡航制御信号を形成し、当該巡航制御信号を車内通信網54aへ出力して、電気自動車50の巡航を制御するように構成されている。このとき、電気自動車50の走行モードを巡航モードとする。
さらに、制御部54は、判定手段100を有している。
判定手段100は、制御部54が車内通信網54a上を伝送している開度信号を取り込んだとき、当該開度信号に含まれているスロットル開度の大きさに係る情報に基づいて、巡航であるか否かを判定するように構成されている。当該判定手段100の判定結果に基づいて、通常モードと巡航モードが切り替えられるように構成されている。
In addition, as shown in FIG. 5, the control unit 54 has a control unit 13 related to the motor 10, a running control means 105, and a cruise control means 110. As shown in FIG.
The travel control means 105 is configured to form a travel control signal for controlling normal travel, output the travel control signal to the in-vehicle communication network 54a, and control the travel of the electric vehicle 50. FIG.
At this time, the running mode of the electric vehicle 50 is set to the normal mode.
The cruise control means 110 forms a cruise control signal for controlling the cruise while maintaining a constant speed for a predetermined time, outputs the cruise control signal to the in-vehicle communication network 54a, and controls the cruise of the electric vehicle 50. is configured to At this time, the traveling mode of the electric vehicle 50 is set to the cruising mode.
Further, the control unit 54 has determination means 100 .
When the control unit 54 acquires the opening signal transmitted over the in-vehicle communication network 54a, the determination means 100 determines whether or not the control unit 54 is cruising on the basis of information relating to the magnitude of the throttle opening included in the opening signal. It is configured to determine whether or not. Based on the determination result of the determining means 100, the normal mode and the cruise mode are switched.

上記の構成を有する電気自動車50の駆動機関51の制御システムについて、添付した図面にしたがって以下説明する。図6は当該制御システムの際のアクセルペダル70の操作例を示した説明図であり、図7は当該制御システムに基づく駆動機関の動作と電気自動車50の速度との相関関係を示す説明図である。 A control system for the driving engine 51 of the electric vehicle 50 having the above configuration will be described below with reference to the attached drawings. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation example of the accelerator pedal 70 during the control system, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the correlation between the operation of the drive engine and the speed of the electric vehicle 50 based on the control system. be.

電気自動車50が走行しているとき、スロットル装置55は、随時変化するスロットル本体55aのアナログ的なスロットル開度を開度センサ71でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置55は、形成した当該開度信号を車内通信網54aへ出力する処理行う。
制御部54は、車内通信網54a上を伝送している開度信号を取り込むように構成されている。走行制御手段105は、当該開度信号に基づいて走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網54aへ出力する。車内通信網54a上を伝送している走行制御信号は、駆動機関51、ドライブトレイン52、クラッチ装置65、変速装置66等の車内各装置へ入力されて操作処理が行われる。この走行制御信号に基づいて行われる操作処理による走行を通常走行とし、この時の走行モードを通常モードとする。
When the electric vehicle 50 is running, the throttle device 55 contains information indicating the magnitude of the throttle opening, which is digitally converted by the opening sensor 71, which is an analog throttle opening of the throttle body 55a which changes at any time. A process for forming an opening degree signal is performed at any time. Further, the throttle device 55 performs processing for outputting the formed opening degree signal to the in-vehicle communication network 54a.
The control unit 54 is configured to receive the opening degree signal transmitted over the in-vehicle communication network 54a. The travel control means 105 forms a travel control signal based on the opening degree signal, and outputs the travel control signal to the in-vehicle communication network 54a. The traveling control signal transmitted over the in-vehicle communication network 54a is input to each in-vehicle device such as the drive engine 51, the drive train 52, the clutch device 65, the transmission device 66, etc., and is operated and processed. Driving by operation processing performed based on this driving control signal is referred to as normal driving, and the driving mode at this time is referred to as normal mode.

ここで、電気自動車50が所定時間、一定の速度を維持して走行しているとき、スロットル装置55は、所定時間一定の開度が維持されるスロットル本体55aのアナログ的なスロットル開度を開度センサ71でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置55は、形成した当該開度信号を車内通信網54aへ出力する処理行う。
スロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を含んだ開度信号は、車内通信網54aを経由して制御部54へ入力される。
判定手段100は、当該開度信号からスロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を読み取り、巡航状態にあると判定したとき、走行制御手段105から巡航制御手段110へ切り替える処理を行う。
巡航制御手段110へ切り替えたときの速度を巡航速度とし、このとき、制御部54へ入力された開度信号を第1開度信号とする。巡航速度で電気自動車50が巡航する走行モードを巡航モードとする。
図6に示すアクセル装置56では、所定時間点aでアクセルペダル70を止めたときに通常モードから巡航モードへ切り替えられるものとする。このモード切替は、アクセルペダル70の停止位置に依存するものでは無く、停止時間が所定時間以上であるかによって行われるものであるから、点aの位置は第1開度信号に含まれるスロットル開度の大きさによるものであって、巡航速度に応じて位置が異なっている。
Here, when the electric vehicle 50 is traveling while maintaining a constant speed for a predetermined time, the throttle device 55 opens the analog throttle opening of the throttle body 55a, which maintains a constant opening for a predetermined time. A process for forming an opening signal including information indicating the magnitude of the throttle opening by digital conversion by the throttle opening sensor 71 is performed at any time. Further, the throttle device 55 performs processing for outputting the formed opening degree signal to the in-vehicle communication network 54a.
An opening signal containing information that the throttle opening is kept constant for a predetermined time is input to the control unit 54 via the in-vehicle communication network 54a.
The judging means 100 reads information indicating that the throttle opening is kept constant for a predetermined time from the opening signal, and when judging that the vehicle is in the cruising state, performs processing for switching from the traveling control means 105 to the cruising control means 110 .
The speed when switching to the cruise control means 110 is defined as the cruise speed, and the opening signal input to the control unit 54 at this time is defined as the first opening signal. A traveling mode in which the electric vehicle 50 cruises at a cruising speed is referred to as a cruising mode.
In the accelerator device 56 shown in FIG. 6, it is assumed that the normal mode is switched to the cruise mode when the accelerator pedal 70 is stopped at a predetermined time point a. This mode switching does not depend on the stop position of the accelerator pedal 70, but is performed depending on whether the stop time is equal to or longer than a predetermined time. It depends on the magnitude of the degree and the position is different depending on the cruising speed.

巡航モード中に、アクセルペダル70を逆方向へ戻す閉操作を行ったとき、スロットル装置55は、第1開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第2開度信号を車内通信網54aへ出力する。このとき、第2開度信号に係るスロットル開度でスロットル本体55aを開かせているアクセル装置56のアクセルペダル70の位置は、点bである。
点bの位置は、第1開度信号に係る点aの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第1開度信号に係るスロットル開度に対して80%のスロットル開度となる位置を点bとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
When the accelerator pedal 70 is closed in the reverse direction during the cruise mode, the throttle device 55 outputs a second signal indicating that the throttle opening has become smaller than the throttle opening according to the first opening signal. An opening signal is output to the in-vehicle communication network 54a. At this time, the position of the accelerator pedal 70 of the accelerator device 56 that opens the throttle body 55a at the throttle opening according to the second opening signal is the point b.
The position of point b is a position determined at a predetermined ratio from the position of point a related to the first opening signal, and for example, the throttle opening is 80% of the throttle opening related to the first opening signal. It is a position that can be arbitrarily set on the control program, such as the position where the point is set to the point b.

当該第2開度信号を車内通信網54aから取り込んだ制御部54は、巡航制御手段100が、巡航モードを間欠巡航モードへ切り替える処理を行う。
間欠巡航モードとは、図2(1)又は(2)において点線で示したモータ10の第2回転極群と第2固定極群を周期的に励磁し、モータ10を第1及び第2回転極群、並びに第1及び第2固定極群のすべてを用いる全稼働パターンと、第1回転極群及び第1固定極群だけ用いて出力を半分にする間欠稼働パターンとを交互に繰り返して巡航速度を維持するモードをいう。
The control unit 54, which receives the second opening signal from the in-vehicle communication network 54a, causes the cruise control means 100 to switch the cruise mode to the intermittent cruise mode.
The intermittent cruise mode periodically excites the second rotating pole group and the second fixed pole group of the motor 10 indicated by dotted lines in FIG. Cruise alternately between a full operation pattern using all of the pole groups and the first and second fixed pole groups and an intermittent operation pattern using only the first rotating pole group and the first fixed pole group to halve the output. A mode that maintains speed.

当該間欠巡航モード中、巡航制御手段110は、巡航制御信号に替わって間欠巡航制御信号を車内通信網54aへ出力する。間欠巡航制御信号には、所定時間ごとにモータ10を全稼働パターンで動作させる情報と間欠稼働パターンで動作させる情報が交互に含まれるように形成されている。
これによって、間欠巡航制御信号を車内通信網54aから取り込んだ駆動機関51は、モータ10を全稼働パターンと間欠稼働パターンで交互に動作させる処理操作を行う。
これによって、モータ10は、その出力を周期的に変化させ、全稼働パターンと間欠稼働パターンとが、交互に周期的な動作を繰り返し、またそれぞれ交互に間欠的な動作を繰り返すことができる。
During the intermittent cruise mode, the cruise control means 110 outputs an intermittent cruise control signal to the in-vehicle communication network 54a instead of the cruise control signal. The intermittent cruise control signal is formed so as to alternately include information for operating the motor 10 in the full operation pattern and information for operating the motor 10 in the intermittent operation pattern at predetermined time intervals.
As a result, the driving engine 51, which receives the intermittent cruise control signal from the in-vehicle communication network 54a, performs a processing operation to alternately operate the motor 10 in the full operation pattern and the intermittent operation pattern.
As a result, the motor 10 can periodically change its output, and the full operation pattern and the intermittent operation pattern alternately repeat periodic operations, and alternately repeat intermittent operations.

ここで、電気自動車50の駆動機関51を構成するモータ10において、第1回転極群及び第1固定極群だけを用いる間欠稼働パターンとしたとき、全稼働パターンと比べてモータ10単体では巡航速度を長時間にわたって維持することが困難である。
この問題に対して、本実施例では、図4に示すように、出力軸11a上にフライホイール62を設けて解決している。当該フライホイール62は、出力軸11a及びドライブシャフト52aを慣性で回し続けようとするので、間欠稼働パターンであっても、フライホイール62の慣性出力によって、急激な速度低下を招くことなく巡航速度を維持することができる。しかし、維持することができるとはいえ、走行抵抗等を原因として、車速は緩やかに減少する。
そこで、図7に示すように、全稼働パターンをオフとしたとき、巡航制御手段110は、間欠巡航制御信号によって、フライホイール62の出力が漸減するにしたがって、ハープ出力パターンに切り替わったモータ10の出力を漸増する処理を行う。
これによって、間欠巡航制御信号が入力された駆動機関51は、出力軸11aから出力される回転動力を一定に保持することができ、電気自動車50は、図7に示すように、巡航速度を長時間に亘って一定に保持することができる。
Here, in the motor 10 constituting the drive engine 51 of the electric vehicle 50, when the intermittent operation pattern using only the first rotating pole group and the first fixed pole group is used, the cruising speed of the motor 10 alone is lower than that of the full operation pattern. is difficult to maintain for a long period of time.
This problem is solved in this embodiment by providing a flywheel 62 on the output shaft 11a, as shown in FIG. Since the flywheel 62 continues to rotate the output shaft 11a and the drive shaft 52a by inertia, even in an intermittent operation pattern, the inertial output of the flywheel 62 allows the cruising speed to be increased without causing a sudden speed reduction. can be maintained. However, although it can be maintained, the vehicle speed gradually decreases due to running resistance and the like.
Therefore, as shown in FIG. 7, when all operation patterns are turned off, the cruise control means 110 controls the motor 10 to switch to the harp output pattern according to the intermittent cruise control signal as the output of the flywheel 62 gradually decreases. Perform the process of gradually increasing the output.
As a result, the driving engine 51 to which the intermittent cruising control signal is input can keep the rotational power output from the output shaft 11a constant, and the electric vehicle 50 can maintain the cruising speed for a long time as shown in FIG. It can be held constant over time.

間欠巡航モード中に、アクセルペダル70を順方向へ踏み込む開操作を行った場合、スロットル装置55は、第2開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が大きくなったことを示す第3開度信号を車内通信網54aへ出力する。
当該第3開度信号を車内通信網54aから取り込んだ制御部54は、判定手段100が、第1開度信号と第3開度信号を比較判定する処理を行う。
第3開度信号に係るスロットル開度が、第1開度信号に係るスロットル開度と同じかそれ以下の場合、判定手段100は、図6に示す点aよりも逆方向手前側にアクセルペダル70が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル70の位置が点a-点b間である場合は、巡航制御手段110は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第3開度信号に係るスロットル開度が、第1開度信号に係るスロットル開度以上の場合、判定手段100は、図3に示す点aよりも順方向奥側にアクセルペダル70が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル70の位置が点aよりも奥にある場合、判定手段100は、巡航制御手段110から走行制御手段105に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられて電気自動車50は、全稼働パターンのモータ10によって加速される。
In the intermittent cruise mode, when the accelerator pedal 70 is depressed in the forward direction to open the throttle device 55, the throttle device 55 outputs a second signal indicating that the throttle opening has become larger than the throttle opening according to the second opening signal. 3 An opening signal is output to the in-vehicle communication network 54a.
In the control unit 54 that receives the third opening signal from the in-vehicle communication network 54a, the determination means 100 performs a process of comparing and determining the first opening signal and the third opening signal.
If the throttle opening associated with the third opening signal is equal to or less than the throttle opening associated with the first opening signal, the judging means 100 moves the accelerator pedal to the front side in the opposite direction from the point a shown in FIG. 70 is located. In this case, that is, when the position of the accelerator pedal 70 is between points a and b, the cruise control means 110 performs processing to maintain the intermittent cruise mode.
On the other hand, when the throttle opening according to the third opening signal is greater than or equal to the throttle opening according to the first opening signal, the judging means 100 determines that the accelerator pedal 70 is positioned further back in the forward direction than the point a shown in FIG. determined to be located. In this case, that is, when the position of the accelerator pedal 70 is behind the point a, the determination means 100 performs processing for switching from the cruise control means 110 to the cruise control means 105, and the intermittent cruise mode is switched to the normal mode. . As a result, the cruising mode is switched to the normal mode, and the electric vehicle 50 is accelerated by the motor 10 in all operating patterns.

一方、間欠巡航モード中に、アクセルペダル70を逆方向へ戻す閉操作を行った場合、スロットル装置55は、第2開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第4開度信号を車内通信網54aへ出力する。
当該第4開度信号を車内通信網54aから取り込んだ制御部54は、判定手段100が、第4開度信号に係るスロットル開度が図6に示すアクセルペダルの位置が点cに対してどこに位置しているか判定する処理を行う。
ここで、点cの位置は、点bと同様に、第1開度信号に係る点aの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第1開度信号に係るスロットル開度に対して50%のスロットル開度となる位置を点cとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
第4開度信号に係るスロットル開度が、アクセルペダル70が点cの位置のときスロットル開度と同じかそれ以上の場合、判定手段100は、図6に示す点cよりも順方向奥側にアクセルペダル70が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル70の位置が点b-点c間である場合は、巡航制御手段110は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第4開度信号に係るスロットル開度が、アクセルペダル70が点cの位置のときスロットル開度以下の場合、判定手段100は、図6に示す点cよりも逆方向手前側にアクセルペダル70が位置していると判定する。この場合、判定手段100は、巡航制御手段110から走行制御手段105に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられ、電気自動車50は、全稼働パターンに切り替えられたモータ10の回生ブレーキによって減速される。
On the other hand, when the accelerator pedal 70 is closed in the reverse direction during the intermittent cruise mode, the throttle device 55 detects that the throttle opening has become smaller than the throttle opening according to the second opening signal. is output to the in-vehicle communication network 54a.
The control unit 54, which has received the fourth opening signal from the in-vehicle communication network 54a, determines whether the accelerator pedal position shown in FIG. Perform processing to determine whether it is located.
Here, like the point b, the position of the point c is a position determined at a predetermined ratio from the position of the point a related to the first opening signal. On the other hand, it is a position that can be arbitrarily set on the control program such that the position where the throttle opening is 50% is defined as point c.
If the throttle opening related to the fourth opening signal is equal to or greater than the throttle opening when the accelerator pedal 70 is at the point c, the judging means 100 determines that the throttle opening is further forward than the point c shown in FIG. It is determined that the accelerator pedal 70 is positioned at . In this case, that is, when the position of the accelerator pedal 70 is between points b and c, the cruise control means 110 performs processing to maintain the intermittent cruise mode.
On the other hand, if the throttle opening related to the fourth opening signal is equal to or less than the throttle opening when the accelerator pedal 70 is at the point c, the judging means 100 moves the accelerator to the front side in the opposite direction from the point c shown in FIG. It is determined that the pedal 70 is positioned. In this case, the determination means 100 performs processing for switching from the cruise control means 110 to the travel control means 105, and the intermittent cruise mode is switched to the normal mode. This switches from cruising to normal running, and the electric vehicle 50 is decelerated by the regenerative braking of the motor 10 switched to the full operation pattern.

このように、巡航モード又は間欠巡航モードは、図6に示すアクセルペダル70の点a-点c間で維持されるように構成されており、巡航中であってもアクセルペダル70をある程度動かすことができる遊びが設けられている。
これによって、アクセルペダル70の点a-点c間に、いわゆる遊びの状態を設け、アクセルペダル70の操作に余裕を持たせることができ、巡航中にアクセルペダル70を動かすことができるようにすることで、たとえば、オートクルーズのように、長時間に亘って運転操作が簡略化されることによる注意力の低下を防止することができ、居眠り運転、わき見運転等を防止することができる。
Thus, the cruise mode or the intermittent cruise mode is configured to be maintained between points a and c of the accelerator pedal 70 shown in FIG. There is a play that can be done.
As a result, a so-called idle state is provided between the point a and the point c of the accelerator pedal 70, allowing the operation of the accelerator pedal 70 to have a margin, so that the accelerator pedal 70 can be moved during cruising. As a result, for example, it is possible to prevent a decrease in attention due to simplified driving operations over a long period of time, such as auto-cruising, and it is possible to prevent drowsy driving, inattentive driving, and the like.

アクセルペダル70の点a-点c間を外れて、巡航モード又は間欠巡航モードが解除されたときは、新たにアクセルペダル70の踏み込み量を一定にして、スロットル装置55におけるスロットル開度を一定にする操作を行ったとき、再び上記の第1開度信号に係る処理を経て制御部54は、通常モードから巡航モードへ切り替える処理を行う。
このように、アクセル装置56のアクセルペダル70の開操作又は閉操作によって、車両の加減速を操作するだけにとどまらず、通常の動力走行に係る通常モードと、速度を一定に保って巡航する巡航モードを切り替え可能に構成し、さらには巡航モード中に、モータ10の全稼働パターンと間欠稼働パターンを互い違いに動作させる間欠巡航モードへ切り替え可能に構成した。
そして、間欠稼働パターンにおいては、モータ10に係るロータ11を構成する二つの回転極群のうち、一の回転極群を休止させて、図2に示すように回転極対15,15を間欠的に励磁し、また、ステータ12を構成する二つの固定極群のうち、一の固定極群を休止させて、図2に示すように、固定極対17,17を間欠的に励磁するようにも構成している。
このようなモード切り替え、またパターン切り替えは特別な装置を組み込んだりすることなく、従来の制御部54にインストールされている制御プログラムへ追加インストールすることで容易に実現させることができ、間欠巡航モードにおいては、巡航中の電力消費を抑えてバッテリ21aの持ちを良くして航続距離を延ばすことができる。
なお、本実施例においては、説明を簡略化するため、回転極対15,15と固定極対17,17を二つのグループに分けて説明したが、これに限定するものでは無く、2つ以上の回転極群又は固定極群に分けて制御するようしても良い。その場合は、モータ10の出力をより一層細かく段階的に制御することができ、巡航中の電力消費をより効果的に抑制することができる。
When the accelerator pedal 70 moves out of the range between points a and c and the cruising mode or the intermittent cruising mode is canceled, the amount of depression of the accelerator pedal 70 is made constant again, and the throttle opening of the throttle device 55 is kept constant. When the operation is performed, the control unit 54 performs the processing for switching from the normal mode to the cruise mode after performing the processing related to the first opening signal again.
In this way, by opening or closing the accelerator pedal 70 of the accelerator device 56, not only is the acceleration and deceleration of the vehicle operated, but also the normal mode for normal power running and the cruising mode for cruising at a constant speed. The mode is configured to be switchable, and furthermore, it is configured to be switchable to an intermittent cruise mode in which the full operation pattern and the intermittent operation pattern of the motor 10 are alternately operated during the cruise mode.
In the intermittent operation pattern, one of the two rotating pole groups constituting the rotor 11 of the motor 10 is stopped, and the rotating pole pair 15, 15 is intermittently operated as shown in FIG. , one of the two fixed pole groups forming the stator 12 is stopped, and the fixed pole pair 17, 17 is intermittently excited as shown in FIG. also constitutes.
Such mode switching and pattern switching can be easily realized by additionally installing a control program installed in the conventional control unit 54 without incorporating a special device. can extend the cruising distance by suppressing the power consumption during cruising and improving the durability of the battery 21a.
In this embodiment, the rotating pole pairs 15, 15 and the fixed pole pairs 17, 17 are divided into two groups for the sake of simplicity. may be divided into a rotating pole group or a fixed pole group and controlled. In this case, the output of the motor 10 can be controlled step by step more finely, and power consumption during cruising can be suppressed more effectively.

続いて、本発明のリニアモータの出力制御システムに係る実施例を添付した図面にしたがって説明する。図8は、第2実施例に係るリニアモータの構成の概略を示す説明図である。 Next, an embodiment of a linear motor output control system according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the outline of the configuration of the linear motor according to the second embodiment.

本実施例に係るリニアモータ150は、図8に示すように、移動体151と、移動経路152を有している。
移動経路152は、ガイドレール153を備え、当該ガイドレール153に沿ったステータ154を有している。ステータ154は、複数個の電磁石を並設してなる固定極155から構成されている。
移動体151は、ステータ154と対向配置されたスライダ156を有している。スライダ156は、少なくとも一つの電磁石からなる移動極157から構成されている。
また、リニアモータ150は、図9に示すように、ステータ側制御部160と、スライダ側制御部165を有している。ステータ側制御部160は、固定極155を構成する電磁石を励磁しまたは消磁する制御を行うと共に、固定極155の極性を切り替える制御を行うように構成されている。また、スライダ側制御部165は、移動極157を構成する電磁石を励磁しまたは消磁する制御を行うと共に、移動極157の極性を切り替える制御を行うように構成されている。
ステータ側制御部160とスライダ側制御部165が協働することによって、ガイドレール153に沿ってステータ155に対向配置されたスライダ156を移動させることができる。これによって、移動体151は、ガイドレール153に沿って前進又は後退させる制御を行うことができる。
なお、本実施例に係るリニアモータ150は、車両に適用可能な規模を想定しているが、これに限定意されるものではなく、たとえば、所定の搬送経路を備えた産業機械又は製造ライン、或いは電車、家屋の出入り口等の引き戸を備えた自動ドア等に適用することもできる。
A linear motor 150 according to this embodiment has a moving body 151 and a moving path 152, as shown in FIG.
The movement path 152 has a guide rail 153 and a stator 154 along the guide rail 153 . The stator 154 is composed of fixed poles 155 having a plurality of electromagnets arranged side by side.
The moving body 151 has a slider 156 facing the stator 154 . The slider 156 is composed of a moving pole 157 consisting of at least one electromagnet.
Further, the linear motor 150 has a stator-side control section 160 and a slider-side control section 165, as shown in FIG. The stator-side control unit 160 is configured to perform control to excite or demagnetize the electromagnets forming the fixed pole 155 and to perform control to switch the polarity of the fixed pole 155 . Further, the slider-side control section 165 is configured to perform control to excite or demagnetize the electromagnet forming the moving pole 157 and to perform control to switch the polarity of the moving pole 157 .
By cooperation between the stator-side control section 160 and the slider-side control section 165 , the slider 156 arranged to face the stator 155 can be moved along the guide rail 153 . Thereby, the moving body 151 can be controlled to move forward or backward along the guide rail 153 .
Although the linear motor 150 according to this embodiment is assumed to be applicable to a vehicle, it is not limited to this. Alternatively, it can also be applied to automatic doors with sliding doors such as entrances and exits of trains and houses.

ステータ154は、図9に示すように、複数個の固定極155と、当該固定極155へ流す電流のオン・オフと当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる複数個のステータ側スイッチング素子161とから構成されており、ステータ側スイッチング素子161は、別個独立にステータ側制御部160と接続されている。
固定極155は、図8に示すように、ガイドレール153を備えた所定の移動経路152に沿って並設されている。一の固定極155に対して、図9に示すように、一のステータ側スイッチング素子161が接続され、固定極155毎に別個独立してステータ側スイッチング素子161を介して給電可能に構成されている。
これによって、ステータ側制御部160は、ステータ154を構成する各固定極155に対して別個独立に給電して、各固定極155の電磁石を別個独立に励磁させることができる。
As shown in FIG. 9, the stator 154 includes a plurality of fixed poles 155, and a plurality of stator-side switching elements made of a semiconductor capable of switching on/off and direction of the current flowing through the fixed poles 155. 161 , and the stator-side switching element 161 is independently connected to the stator-side control section 160 .
The fixed poles 155 are arranged side by side along a predetermined moving path 152 provided with a guide rail 153, as shown in FIG. As shown in FIG. 9, one stator-side switching element 161 is connected to one fixed pole 155 so that each fixed pole 155 can be supplied with power through the stator-side switching element 161 independently. there is
As a result, the stator-side control unit 160 can individually and independently supply power to the fixed poles 155 that constitute the stator 154 and independently excite the electromagnets of the fixed poles 155 .

スライダ156は、図9に示すように、少なくとも一つの移動極157と、当該移動極157へ流す電流のオン・オフと当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる少なくとも一つのスライダ側スイッチング素子166とから構成されており、スライダ側スイッチング素子166は、別個独立にスライダ側制御部165と接続されている。
移動極157は、図8に示すように、ステータ154の固定極155と対向配置され、移動極157はスライダ側スイッチング素子166に接続されている。移動極157は、スライダ側スイッチング素子166を介して給電可能に構成されている。
これによって、スライダ側制御部165は、スライダ156を構成する移動極157に対して給電して、移動極157の電磁石を励磁させることができる。
As shown in FIG. 9, the slider 156 has at least one moving pole 157 and at least one slider-side switching element made of a semiconductor capable of switching on/off and direction of the current flowing through the moving pole 157. 166 , and the slider-side switching element 166 is independently connected to the slider-side control section 165 .
As shown in FIG. 8, the moving pole 157 is arranged to face the fixed pole 155 of the stator 154 and is connected to the slider-side switching element 166 . The movable pole 157 is configured to be able to receive power through the slider-side switching element 166 .
As a result, the slider-side control unit 165 can supply power to the moving pole 157 constituting the slider 156 to excite the electromagnet of the moving pole 157 .

そして、移動体151を移動経路152にセットし、通電して固定極155又は移動極157を構成する電磁石を励磁させたとき、固定極155と移動極157が互いに相反する磁極を備えるようにスイッチング素子161,166が極性を割り当てて、移動体151側のスライダ156と移動経路側のステータ154の、互いに反発することによって、移動体151は、移動経路152に対して所定の間隔を開けて浮揚するリニアモータ150が構成される。
そして、ステータ側スイッチング素子161が、固定極の磁極を次々に切り替えることで、スライダ156の移動極157の電磁石と、固定極155の電磁石が、互いに引き合い、反発することによって、ステータ154に対してスライダ156を滑動させることができ、リニアモータ150は、移動経路152に沿って移動体151を移動させることができる。
Then, when the moving body 151 is set on the moving path 152 and the electromagnets constituting the fixed pole 155 or the moving pole 157 are energized to excite, switching is performed so that the fixed pole 155 and the moving pole 157 have opposite magnetic poles. Polarity is assigned to the elements 161 and 166, and the slider 156 on the moving body 151 side and the stator 154 on the moving path side repel each other, so that the moving body 151 is levitated with a predetermined distance from the moving path 152. A linear motor 150 is constructed.
Then, the stator-side switching element 161 switches the magnetic poles of the fixed pole one after another, so that the electromagnet of the movable pole 157 of the slider 156 and the electromagnet of the fixed pole 155 attract and repel each other, thereby causing the stator 154 to The slider 156 can be slid, and the linear motor 150 can move the movable body 151 along the movement path 152 .

ステータ側制御部160とスライダ側制御部165は、図9に示すように、それぞれスイッチング素子管理手段170,175と、スイッチング制御手段171,176を備えている。 As shown in FIG. 9, the stator-side control section 160 and the slider-side control section 165 are provided with switching element management means 170, 175 and switching control means 171, 176, respectively.

ステータ側スイッチング素子管理手段170は、複数個のステータ側スイッチング素子161をそれぞれ別個独立に管理して、それらステータ側スイッチング素子161に接続された固定極155の位置を識別可能に構成されている。
スライダ側スイッチング素子管理手段175は、複数個のスライダ側スイッチング素子166をそれぞれ別個独立に管理して、それらスライダ側スイッチング素子166に接続された移動極157の位置を識別可能に構成されている。
具体的には、図9に示すように、ステータ154側、スライダ156側それぞれのスイッチング素子161,166に対して識別番号を付すナンバリング処理を行う。これによって、ステータ側スイッチング素子161に接続されている固定極155と、スライダ側スイッチング素子166に接続されている移動極157は、図9に示すように各スイッチング素子161,166に紐づけられているので、それらを容易に識別することができる。
The stator-side switching element management means 170 is configured to manage the plurality of stator-side switching elements 161 separately and independently and to identify the positions of the fixed poles 155 connected to the stator-side switching elements 161 .
The slider-side switching element management means 175 is configured to manage the plurality of slider-side switching elements 166 separately and independently so that the positions of the moving poles 157 connected to the slider-side switching elements 166 can be identified.
Specifically, as shown in FIG. 9, a numbering process is performed to assign identification numbers to the switching elements 161 and 166 on the stator 154 side and the slider 156 side, respectively. As a result, the fixed pole 155 connected to the stator-side switching element 161 and the moving pole 157 connected to the slider-side switching element 166 are associated with the respective switching elements 161 and 166 as shown in FIG. so you can easily identify them.

続いて、ステータ側スイッチング素子管理手段170は、図9に示すように、スイッチング素子161に付された各番号と、所定の条件に基づいて、固定極155を複数のグループに分ける処理を行う。以下、複数の固定極155からなるグループを固定極群と称する。
図2に示した固定極群は、各固定極155に振られた番号が奇数であるものを第1固定極群として実線で示し、偶数であるものを第2固定極群として点線で示している。
また、図2に示した移動極157は、スライダ側スイッチング素子管理手段175によって先頭から1番乃至4番の番号が振られ、後述するスイッチング制御手段でそれら移動極157のうち、任意の移動極157を励磁可能に構成されている。
なお、本実施例において、ステータ側スイッチング素子管理手段170は、スイッチング素子161に付された各番号に基づいて、奇数と偶数の2グループに振り分けた例を図8に示したが、これに限定されるものでは無く、各番号に基づいて、たとえばABCの3つのグループに振り分けたり、またABCDの4つのグループに振り分けたりと、任意の複数のグループに分けることができる。
Subsequently, the stator-side switching element managing means 170 performs a process of dividing the fixed poles 155 into a plurality of groups based on the numbers assigned to the switching elements 161 and predetermined conditions, as shown in FIG. A group consisting of a plurality of fixed poles 155 is hereinafter referred to as a fixed pole group.
In the fixed pole group shown in FIG. 2, odd-numbered fixed poles 155 are indicated by solid lines as the first fixed pole group, and even-numbered fixed pole groups are indicated by dotted lines as the second fixed pole group. there is
The moving poles 157 shown in FIG. 2 are assigned numbers 1 to 4 from the top by the slider-side switching element management means 175, and any of the moving poles 157 can be selected by the switching control means, which will be described later. 157 can be excited.
In this embodiment, the stator-side switching element managing means 170 is shown in FIG. 8 as an example in which the switching elements 161 are divided into two groups of odd numbers and even numbers based on the respective numbers assigned to the switching elements 161. However, the present invention is limited to this. However, it is possible to arbitrarily divide into a plurality of groups based on each number, for example, into 3 groups of ABC or into 4 groups of ABCD.

スイッチング制御手段171,176は、図9に示すように、電源スイッチング手段172,177と、極性スイッチング手段173,178とを有している。
電源スイッチング手段172,177は、電源をオンにして電磁石を励磁し、また電源をオフにして電磁者を消磁する処理を行うように構成されている。
これによって、ステータ側電源スイッチング手段172に制御される各固定極155と、スライダ側電源スイッチング手段177に制御される各移動極157は、電源がオンにされたとき励磁し、またはオフにされたとき消磁することができる。
極性スイッチング手段173,178は、各固定極155、又は各移動極157毎に、電源スイッチング手段172,177で励磁された各固定極155又は移動極157を、N極又はS極のいずれかへ振り分けると共に、電流の向きによって各固定極155又は各移動極157毎に極性を切替可能に構成されている。
The switching control means 171 and 176 have power switching means 172 and 177 and polarity switching means 173 and 178, as shown in FIG.
The power switching means 172 and 177 are configured to turn on the power to excite the electromagnet and turn off the power to demagnetize the electromagnet.
As a result, each fixed pole 155 controlled by the stator-side power switching means 172 and each movable pole 157 controlled by the slider-side power switching means 177 are excited or turned off when the power is turned on. When can be demagnetized.
Polarity switching means 173 and 178 switch each fixed pole 155 or moving pole 157 excited by power supply switching means 172 and 177 to either the N pole or the S pole. In addition to distributing, the polarity can be switched for each fixed pole 155 or each moving pole 157 depending on the direction of the current.

ステータ側スイッチング制御手段171は、ステータ側電源スイッチング手段172とステータ側極性スイッチング手段173を協働させて、上記の第1固定極群、第2固定極群のグループごとにまとめて、極性を振り分け、電磁石の励磁または消磁を自在に処理可能に構成されている。
図8に示した固定極155は、実線で示した第1固定極群が動作しているときは、一つおきにN極とS極が互い違いに極性が振り分けられて励磁されれ、点線で示した第2固定極群も動作するときは、隣り合う固定極で互い違いになるように、たとえば、第1固定極群をN極に、第2固定極群をS極に振り分ける処理操作が行われる。
このように固定極155を第1又は第2固定極群に振り分けて、各固定極群に含まれている固定極155のN極又はS極の並びを組み替え、極性の向きを設定することによって、ステータ154を構成する固定極155をグループごとに瞬時に制御することができる。
これによって、ステータ154上で励磁されている固定極155の個数を調整して磁力の大きさを自在に調整することができる。そのため、リニアモータ150の機械損、銅損、エネルギー損等の損失を抑制すると共に、電力消費を抑え、高効率でリニアモータ150を動作させることができる。
なお、本実施例においては、説明を簡略化するため、第1固定極群、第2固定極群の2グループを例示したが、これに限定されるものではなく、2以上の複数個の固定極群を形成して制御するようにしても良い。
The stator-side switching control means 171 causes the stator-side power supply switching means 172 and the stator-side polarity switching means 173 to work together to group the first fixed pole group and the second fixed pole group into groups and distribute the polarities. , the electromagnet can be excited or demagnetized freely.
The fixed poles 155 shown in FIG. 8 are excited by alternately assigning polarities to alternate N poles and S poles when the first fixed pole group shown by solid lines is in operation. When the illustrated second fixed pole group is also operated, a processing operation is performed so that adjacent fixed poles are alternated, for example, the first fixed pole group is assigned to the N poles and the second fixed pole group to the S poles. will be
By sorting the fixed poles 155 into the first or second fixed pole groups in this way, rearranging the arrangement of the N poles or S poles of the fixed poles 155 included in each fixed pole group, and setting the direction of the polarities, , the fixed poles 155 constituting the stator 154 can be instantaneously controlled for each group.
Accordingly, it is possible to freely adjust the magnitude of the magnetic force by adjusting the number of fixed poles 155 excited on the stator 154 . Therefore, the mechanical loss, copper loss, energy loss, and other losses of the linear motor 150 can be suppressed, power consumption can be suppressed, and the linear motor 150 can be operated with high efficiency.
In the present embodiment, two groups, the first fixed pole group and the second fixed pole group, were exemplified in order to simplify the explanation. A pole group may be formed and controlled.

また上記のように、固定極155を固定極群のグループごとにまとめて瞬時に制御するようにしたことによって、ステータ側スイッチング制御手段171は、リニアモータ150の出力を低くする場合には、励磁させる電磁石を少なく、すなわち、固定極群のグループを間引くように制御する、すなわち、ステータ154において動作させる固定極155がガイドレール153に沿って間欠的に配置される。このように、リニアモータ150の出力に応じて動作させる固定極155を間欠的に間引くことによって、出力が低い場合、また移動体151が慣性で移動しているとき、励磁させる電磁石の数を減らして電力の消費を抑えることができる。
また、上記のように間欠的に間引いて出力を自在に絞ることによって、リニアモータ150の移動体151が走り始める過渡状態ときのトルクを一時的に大きくして、その後走行が安定して定常状態に至ったときにはトルク抑える制御を行うことができる。
In addition, as described above, the stator-side switching control means 171 controls the stator-side switching control means 171 so that when the output of the linear motor 150 is reduced, the excitation Fixed poles 155 are arranged intermittently along the guide rail 153 to control the number of electromagnets to be activated, that is, to thin out groups of the fixed pole group, that is, to operate on the stator 154 . In this way, by intermittently thinning out the fixed poles 155 that are operated according to the output of the linear motor 150, the number of electromagnets to be excited can be reduced when the output is low or when the moving body 151 is moving due to inertia. power consumption can be reduced.
In addition, by intermittently thinning out the output as described above, the torque of the linear motor 150 is temporarily increased when the moving body 151 starts running, and then the running is stabilized and is in the steady state. When it reaches , torque suppression control can be performed.

ステータ側制御部160がリニアモータ150の出力を上げ又は下げる制御を行う場合、ステータ側スイッチング制御手段171は、ステータ側電源スイッチング手段172とステータ側極性スイッチング手段173を協働させて、上記のように、所定の固定極群に含まれる固定極155を構成する電磁石を瞬時に励磁し、励磁された固定極155の磁極の向きを瞬時に切り替えて適宜振り分けるように構成されている。
この切り替えるタイミングは、たとえば、ステータ154側で隣り合う固定極155のN極とS極の中間地点を、対向するスライダ156側の移動極157が通過する瞬間が好ましい。当該タイミングで切り替えることによって、磁束密度が小さく、隣り合うN極とS極の磁力線が打ち消しあう部分で電磁石を励磁し、又は極性を切り替えることができるので、リニアモータ150の出力に対する影響を小さくすることができる。
When the stator-side control unit 160 controls to increase or decrease the output of the linear motor 150, the stator-side switching control means 171 causes the stator-side power supply switching means 172 and the stator-side polarity switching means 173 to work together to perform the above-described control. In addition, the electromagnets forming the fixed poles 155 included in a predetermined fixed pole group are excited instantaneously, and the direction of the magnetic poles of the excited fixed poles 155 is instantaneously switched to distribute them appropriately.
The switching timing is preferably, for example, the moment when the opposing moving pole 157 on the side of the slider 156 passes through the midpoint between the N and S poles of the adjacent fixed poles 155 on the stator 154 side. By switching at this timing, the magnetic flux density is small, and the electromagnet can be excited or the polarity can be switched at the portion where the magnetic force lines of the adjacent N and S poles cancel each other, so the influence on the output of the linear motor 150 can be reduced. be able to.

一方、スライダ側スイッチング制御手段176は、スライダ側電源スイッチング手段177とスライダ側極性スイッチング手段178を協働させて、移動極157の極性を振り分け、電磁石の励磁または消磁を自在に処理可能に構成されている。
図8に示した移動極157は、実線で示した第1移動極が少なくとも必ず動作する少なくとも一つの基準移動極として設定されている。当該基準移動極に基に、図8に示す移動体151においてはかかる負荷に応じて、動作させる移動極を最大4つまで増加させ、又は減少させることができるように構成されている。このとき、移動体151にかかる負荷に応じて、移動極157のN極又はS極の並びを組み替え、極性の向きを設定することによって、スライダ156を構成する移動極157をそれぞれ別個独立して瞬時に制御することができる。
これによって、スライダ156上で励磁されている移動極157の個数を調整して磁力の大きさを自在に調整することができる。そのため、リニアモータ150の機械損、銅損、エネルギー損等の損失を抑制すると共に、電力消費を抑え、高効率でリニアモータ150を動作させることができる。
上記に示した、リニアモータ150を、列車に適用した場合に行われる出力制御システムに係る実施例を以下説明する。
On the other hand, the slider-side switching control means 176 cooperates with the slider-side power supply switching means 177 and the slider-side polarity switching means 178 to distribute the polarity of the moving pole 157 and freely process the excitation or demagnetization of the electromagnet. ing.
The moving pole 157 shown in FIG. 8 is set as at least one reference moving pole in which at least the first moving pole indicated by the solid line always operates. Based on the reference moving pole, the moving body 151 shown in FIG. 8 is configured so that the moving poles to be operated can be increased or decreased up to a maximum of four according to the applied load. At this time, by rearranging the arrangement of the N poles or S poles of the moving poles 157 according to the load applied to the moving body 151 and setting the direction of the polarities, the moving poles 157 constituting the slider 156 can be individually and independently controlled. It can be controlled instantly.
This makes it possible to freely adjust the magnitude of the magnetic force by adjusting the number of moving poles 157 excited on the slider 156 . Therefore, the mechanical loss, copper loss, energy loss, and other losses of the linear motor 150 can be suppressed, power consumption can be suppressed, and the linear motor 150 can be operated with high efficiency.
An embodiment relating to an output control system performed when the above-described linear motor 150 is applied to a train will be described below.

本実施例に係るリニアモータ150を適用した列車200は、図4に示すように、駆動機関201と、当該駆動機関201を制御する制御部204、スロットル装置205、アクセル装置206、制動装置207が接続された車内通信網204aを有している。
また列車200は、ガイドレール153、及びステータ154を備えた線路210に沿って移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 4, a train 200 to which the linear motor 150 according to this embodiment is applied includes a driving engine 201, a control unit 204 for controlling the driving engine 201, a throttle device 205, an accelerator device 206, and a braking device 207. It has a connected in-vehicle communication network 204a.
The train 200 is also configured to be movable along a track 210 having guide rails 153 and stators 154 .

駆動機関201は、図10に示すように、スライダ156を有し、線路210上のステータ154と対向配置されている。
スライダ156とステータ154から上記したようにリニアモータ150が構成されている。
As shown in FIG. 10, the drive engine 201 has a slider 156 and is arranged to face the stator 154 on the line 210 .
The linear motor 150 is composed of the slider 156 and the stator 154 as described above.

制御部204は、車内通信網204aを備えている。車内通信網204aには、駆動機関201をはじめとして、スロットル装置205、アクセル装置206等、列車200が備える各装置が接続され、互いに通信可能に構成されている。これによって、たとえば、制御部204が、スロットル装置205から送信された開度信号を、車内通信網204aを介して受信し、当該開度信号に基づいて形成した出力制御信号を車内通信網204aへ出力して、駆動機関201を処理操作することによって、列車200を走行させることができる。 The control unit 204 has an in-vehicle communication network 204a. The driving engine 201, throttle device 205, accelerator device 206, and other devices provided in the train 200 are connected to the in-vehicle communication network 204a so as to be able to communicate with each other. As a result, for example, the control unit 204 receives an opening signal transmitted from the throttle device 205 via the in-vehicle communication network 204a, and transmits an output control signal formed based on the opening signal to the in-vehicle communication network 204a. By outputting and operating the drive engine 201, the train 200 can be run.

スロットル装置205は、スロットル本体205aと、当該スロットル本体205aの開き具合をスロットル開度として検出可能な開度センサ221を有している。当該開度センサ221は、検出したスロットル本体205aのアナログ的なスロットル開度の大きさをデジタル変換して、電子的な開度信号を形成するように構成されている。形成された当該開度信号は、スロットル装置205から車内通信網204aへ出力される。 The throttle device 205 has a throttle main body 205a and an opening sensor 221 capable of detecting the degree of opening of the throttle main body 205a as a throttle opening. The opening sensor 221 is configured to digitally convert the detected analog throttle opening of the throttle body 205a to form an electronic opening signal. The formed opening degree signal is output from the throttle device 205 to the in-vehicle communication network 204a.

制御部204は、リニアモータ150のスライダ側制御部165をその構成の中に含み、車内通信網204a上を伝送している開度信号を取り込み、当該開度信号に基づいて駆動機関201のリニアモータ150の出力を制御する出力制御信号を形成するように構成されている。形成された出力制御信号は、制御部204から車内通信網204aへ出力される。
一方、図10に示すように、線路210の沿線上、所定の拠点に列車200の運行を制御する制御局250が設けられている。当該制御局内には列車200の運行制御システム251に加えて、リニアモータ150のステータ側制御部160が設けられている。
そして、スライダ側制御部165とステータ側制御部160によって、リニアモータ150の走行を制御するように構成されている。
The control unit 204 includes the slider-side control unit 165 of the linear motor 150 in its configuration, takes in the opening signal transmitted on the in-vehicle communication network 204a, and based on the opening signal, drives the driving engine 201 linearly. It is configured to form an output control signal for controlling the output of motor 150 . The formed output control signal is output from the control unit 204 to the in-vehicle communication network 204a.
On the other hand, as shown in FIG. 10, a control station 250 that controls the operation of the train 200 is provided at a predetermined base along the track 210 . In addition to the operation control system 251 of the train 200, the stator side control section 160 of the linear motor 150 is provided in the control station.
The travel of the linear motor 150 is controlled by the slider-side control section 165 and the stator-side control section 160 .

アクセル装置206は、図12に示すように、運転手による入力操作によって動作可能なマスコン220を有している。
ここで、マスコン220を奥側へ押す操作を、アクセル装置206の開操作とし、このとき押されたマスコン220が進む方向を順方向とする。一方、マスコン220を手前側へ引く操作を、アクセル装置206の閉操作とし、このとき引かれたマスコン220が戻る方向を逆方向とする。
アクセル装置206は、上記のマスコン220に係る開閉操作に応じて入力信号を形成するように構成されている。形成された入力信号は、車内通信網204aへ随時出力される。
The accelerator device 206, as shown in FIG. 12, has a master controller 220 that can be operated by a driver's input operation.
Here, the operation of pushing the master controller 220 to the rear side is defined as the opening operation of the accelerator device 206, and the direction in which the master controller 220 pushed at this time moves forward is defined as the forward direction. On the other hand, the operation of pulling the master controller 220 forward is the closing operation of the accelerator device 206, and the direction in which the pulled master controller 220 returns is the opposite direction.
The accelerator device 206 is configured to form an input signal according to the opening/closing operation of the master controller 220 described above. The formed input signal is output to the in-vehicle communication network 204a at any time.

スロットル装置205は、車内通信網204a上を伝送している入力信号を取り込み、当該入力信号に基づいて、スロットル本体205aを所定のスロットル開度で開閉するように構成されている。当該スロットル開度を検出した開度センサ221は上記のように適切な開度信号を形成し、当該開度信号に基づいて制御部204は上記のように駆動機関201に対する出力制御信号を形成する。
このようにして、マスコン220が押され、又は引かれた操作量に応じて、入力信号が形成され、当該入力信号に基づいて開閉するスロットル本体205aの開度信号が形成され、制御部204は当該開度信号に基づいて駆動機関201の出力の増減に係る出力制御信号を形成するように構成されている。
The throttle device 205 is configured to receive an input signal transmitted over the in-vehicle communication network 204a and open and close the throttle body 205a at a predetermined throttle opening based on the input signal. The opening sensor 221 that detects the throttle opening forms an appropriate opening signal as described above, and based on the opening signal, the control unit 204 forms an output control signal for the driving engine 201 as described above. .
In this manner, an input signal is formed according to the amount of operation by which the master controller 220 is pushed or pulled, and an opening degree signal for the throttle body 205a that opens and closes is formed based on the input signal. It is configured to form an output control signal for increasing or decreasing the output of the driving engine 201 based on the opening degree signal.

制動装置207は、列車200が有するブレーキ等の制動機構を制御可能に構成されている。
ここで、制動装置207は、車内通信網204a上を伝送している出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいて、制動信号を形成して、車内通信網204aへ出力する。ブレーキ等の制動機構は、車内通信網204aから取り込んだ制動信号に基づいて、列車200を制動する。
このようにして、マスコン220を押す操作量に応じてスロットル開度を大きくして加速させる制御を行うことができる一方で、マスコン220を引く操作量に応じて制動機構による制動力を大きくして減速させる制御を行うことができる。
The braking device 207 is configured to be able to control braking mechanisms such as brakes that the train 200 has.
Here, the braking device 207 takes in the output control signal transmitted on the in-vehicle communication network 204a, forms a braking signal based on the output control signal, and outputs it to the in-vehicle communication network 204a. A braking mechanism such as a brake brakes the train 200 based on a braking signal received from the in-vehicle communication network 204a.
In this way, it is possible to control the acceleration by increasing the throttle opening in accordance with the amount of operation to push the master controller 220, while increasing the braking force of the braking mechanism in accordance with the amount of operation to pull the master controller 220. Control for deceleration can be performed.

駆動機関201は、車内通信網204a上を伝送する出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいてスライダ156へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は駆動機関201から車内通信網204aへ出力される。車内通信網204a上を伝送している当該要求信号を取り込んだ電力供給装置(図示略)は、要求信号に応じて架線または線路210から所定量の電力を駆動機関201へ供給するように構成されている。 The drive engine 201 is configured to receive an output control signal transmitted over the in-vehicle communication network 204a and form a request signal requesting a predetermined amount of power to be supplied to the slider 156 based on the output control signal. . The formed request signal is output from the driving engine 201 to the on-board communication network 204a. A power supply device (not shown) that receives the request signal transmitted over the in-vehicle communication network 204a is configured to supply a predetermined amount of power to the driving engine 201 from the overhead wire or railroad track 210 in response to the request signal. ing.

要求信号が供給量を増やすものであった場合は、スライダ156へ供給される電力が増やされる。これによって、駆動機関201の出力を上げる処理が行われ、スライダ156を構成する移動極157のうち、動作させる移動極157の個数を増やしたり、磁力を増大させたりする処理が行われる。
これによって、列車200にかかる負荷が大きくなった場合であっても、一定の高さで浮揚させることができる。
要求信号が供給量を減らすものであった場合は、スライダ156へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、駆動機関201の出力を下げる処理が行われ、スライダ156を構成する移動極157のうち、停止させる移動極157の個数を減らしたり、磁力を減少させたりする処理が行われる。
これによって、列車200にかかる負荷が小さい場合であっても、一定の高さで浮揚させることができ、また列車200が停車し、乗客が乗降しているときは接地させて車体を安定させることができる。
このように、本実施例に係る列車200は、制御部204が備える車内通信網204a上で様々な信号を伝送させて、各装置は目的に合った信号を取り込み、また信号を出力する世に構成されており、制御部204は、各種信号に基づいて総合的に各装置を制御することによって、車両の走行を制御するように構成されている。
If the request signal is to increase the supply, the power supplied to slider 156 is increased. As a result, processing for increasing the output of the driving engine 201 is performed, and processing for increasing the number of moving poles 157 to be operated among the moving poles 157 constituting the slider 156 and increasing the magnetic force is performed.
As a result, even when the load applied to the train 200 increases, the train 200 can be levitated at a constant height.
If the request signal is to reduce the supply, the power supplied to slider 156 is reduced or cut. As a result, processing for reducing the output of the driving engine 201 is performed, and processing for reducing the number of moving poles 157 to stop among the moving poles 157 constituting the slider 156 and reducing the magnetic force is performed.
As a result, even when the load applied to the train 200 is small, the train 200 can be levitated at a constant height, and when the train 200 is stopped and passengers are getting on and off, the vehicle body can be stabilized by being grounded. can be done.
In this way, the train 200 according to the present embodiment transmits various signals on the in-vehicle communication network 204a provided in the control unit 204, and each device receives a signal suitable for the purpose and outputs the signal. The control unit 204 is configured to control the running of the vehicle by comprehensively controlling each device based on various signals.

一方、車内通信網204aへ出力された上記の各種信号は、列車200の運行制御システム251が有する運行通信網251aに対しても同様に出力される。各種信号のうち、出力制御信号は、運行通信網251aを介して、制御局内のステータ側制御部160へ取り込まれる。 On the other hand, the above various signals output to the onboard communication network 204a are also output to the operation communication network 251a of the operation control system 251 of the train 200 in the same manner. Among various signals, the output control signal is taken into the stator-side control unit 160 in the control station via the operation communication network 251a.

ステータ側制御部160は、運行通信網251aから取り込んだ出力制御信号に基づいてステータ154へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は制御局から運行通信網251aへ出力される。運行通信網251a上を伝送している当該要求信号を取り込んだ電力供給装置(図示略)は、要求信号に応じて線路210からガイドレール153を介して、所定量の電力をステータ154へ供給するように構成されている。 The stator-side control unit 160 is configured to form a request signal requesting a predetermined amount of power to be supplied to the stator 154 based on the output control signal received from the transportation communication network 251a. The formed request signal is output from the control station to the operating communication network 251a. A power supply device (not shown) that receives the request signal transmitted on the operation communication network 251a supplies a predetermined amount of power from the track 210 to the stator 154 via the guide rail 153 in response to the request signal. is configured as

要求信号が供給量を増やすものであった場合は、ステータ154へ供給される電力が増やされる。これによって、ステータ154の出力を上げる処理が行われ、ステータ154を構成する第1固定極群と第2固定極群の双方を動作させたり、固定極155の磁力を増大させたりする処理が行われる。
これによって、列車200を加速させたり、全稼働パターンで動作させたりすることができる。
要求信号が供給量を減らすものであった場合は、ステータ154へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、ステータ154の出力を下げる処理が行われ、ステータ154を構成する第2固定極群を停止させたり、第1固定極群に属している固定極155の磁力を減少させたりする処理が行われる。
これによって、列車200を減速させたり、間欠稼働パターンで動作させたりすることができる。
If the request signal is to increase the supply, the power supplied to the stator 154 is increased. As a result, processing for increasing the output of the stator 154 is performed, and processing for operating both the first fixed pole group and the second fixed pole group constituting the stator 154 and increasing the magnetic force of the fixed pole 155 is performed. will be
This allows the train 200 to be accelerated or operated in a full working pattern.
If the request signal is to reduce the supply, the power supplied to stator 154 is reduced or cut. As a result, the output of the stator 154 is reduced, the second fixed pole group forming the stator 154 is stopped, and the magnetic force of the fixed pole 155 belonging to the first fixed pole group is reduced. done.
This allows the train 200 to slow down or operate in an intermittent operation pattern.

また、制御部204は、図11に示すように、スライダ156に係るスライダ側制御部165と共に走行制御手段105と、巡航制御手段110を有している。
走行制御手段105は、通常の走行を制御する走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網204aへ出力して、列車200の走行を制御するように構成されている。
このとき、列車200の走行モードを通常モードとする。
巡航制御手段110は、所定時間、一定の速度を維持しながら走行する巡航を制御する巡航制御信号を形成し、当該巡航制御信号を車内通信網204aへ出力して、列車200の巡航を制御するように構成されている。このとき、列車200の走行モードを巡航モードとする。
さらに、制御部204は、判定手段100を有している。
判定手段100は、制御部204が車内通信網204a上を伝送している開度信号を取り込んだとき、当該開度信号に含まれているスロットル開度の大きさに係る情報に基づいて、巡航であるか否かを判定するように構成されている。当該判定手段100の判定結果に基づいて、通常モードと巡航モードが切り替えられるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 11, the control section 204 has a travel control means 105 and a cruise control means 110 together with a slider-side control section 165 related to the slider 156 .
The running control means 105 is configured to form a running control signal for controlling normal running, output the running control signal to the in-vehicle communication network 204a, and control the running of the train 200. FIG.
At this time, the running mode of the train 200 is set to the normal mode.
The cruise control means 110 forms a cruise control signal for controlling the cruise that runs while maintaining a constant speed for a predetermined time, outputs the cruise control signal to the in-vehicle communication network 204a, and controls the cruise of the train 200. is configured as At this time, the travel mode of the train 200 is set to the cruise mode.
Furthermore, the control unit 204 has a determination means 100 .
When the control unit 204 acquires the opening signal transmitted over the in-vehicle communication network 204a, the determination means 100 determines whether or not the control unit 204 is cruising based on the information regarding the magnitude of the throttle opening included in the opening signal. It is configured to determine whether or not. Based on the determination result of the determining means 100, the normal mode and the cruise mode are switched.

上記の構成を有する列車200の駆動機関201の制御システムについて、添付した図面にしたがって以下説明する。図12は当該制御システムの際のマスコン220の操作例を示した説明図であり、図13は当該制御システムに基づく駆動機関の動作と列車200の速度との相関関係を示す説明図である。 A control system for the driving engine 201 of the train 200 having the above configuration will be described below with reference to the attached drawings. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an operation example of the master controller 220 during the control system, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing the correlation between the operation of the driving engine and the speed of the train 200 based on the control system.

列車200が走行しているとき、スロットル装置205は、随時変化するスロットル本体205aのアナログ的なスロットル開度を開度センサ221でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置205は、形成した当該開度信号を車内通信網204aへ出力する処理行う。
制御部204は、車内通信網204a上を伝送している開度信号を取り込むように構成されている。走行制御手段105は、当該開度信号に基づいて走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網204aへ出力する。車内通信網204a上を伝送している走行制御信号は、駆動機関201、ドライブトレイン202、クラッチ装置215、変速装置216等の車内各装置へ入力されて操作処理が行われる。この走行制御信号に基づいて行われる操作処理による走行を通常走行とし、この時の走行モードを通常モードとする。
When the train 200 is running, the throttle device 205 converts the analog throttle opening of the throttle main body 205a, which changes at any time, into a digital value by the opening sensor 221 to obtain an opening including information indicating the magnitude of the throttle opening. A process for forming a degree signal as needed is performed. Further, the throttle device 205 performs processing for outputting the formed opening degree signal to the in-vehicle communication network 204a.
The control unit 204 is configured to receive the opening degree signal transmitted over the in-vehicle communication network 204a. The travel control means 105 forms a travel control signal based on the opening signal, and outputs the travel control signal to the in-vehicle communication network 204a. The traveling control signal transmitted over the in-vehicle communication network 204a is input to each in-vehicle device such as the driving engine 201, the drive train 202, the clutch device 215, the transmission device 216, etc., and operation processing is performed. Driving by operation processing performed based on this driving control signal is referred to as normal driving, and the driving mode at this time is referred to as normal mode.

ここで、列車200が所定時間、一定の速度を維持して走行しているとき、スロットル装置205は、所定時間一定の開度が維持されるスロットル本体205aのアナログ的なスロットル開度を開度センサ221でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置205は、形成した当該開度信号を車内通信網204aへ出力する処理行う。
スロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を含んだ開度信号は、車内通信網204aを経由して制御部204へ入力される。
判定手段100は、当該開度信号からスロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を読み取り、巡航状態にあると判定したとき、走行制御手段105から巡航制御手段110へ切り替える処理を行う。
巡航制御手段110へ切り替えたときの速度を巡航速度とし、このとき、制御部204へ入力された開度信号を第1開度信号とする。巡航速度で列車200が巡航する走行モードを巡航モードとする。
図12に示すアクセル装置206では、所定時間点aでマスコン220を止めたときに通常モードから巡航モードへ切り替えられるものとする。このモード切替は、マスコン220の停止位置に依存するものでは無く、停止時間が所定時間以上であるかによって行われるものであるから、点aの位置は第1開度信号に含まれるスロットル開度の大きさによるものであって、巡航速度に応じて位置が異なっている。
Here, when the train 200 is running while maintaining a constant speed for a predetermined time, the throttle device 205 has an analog throttle opening of the throttle body 205a that maintains a constant opening for a predetermined time. The sensor 221 performs digital conversion to form an opening signal including information indicating the magnitude of the throttle opening at any time. Further, the throttle device 205 performs processing for outputting the formed opening degree signal to the in-vehicle communication network 204a.
An opening signal containing information that the throttle opening is kept constant for a predetermined time is input to the control unit 204 via the in-vehicle communication network 204a.
The judging means 100 reads information indicating that the throttle opening is kept constant for a predetermined time from the opening signal, and when judging that the vehicle is in the cruising state, performs processing for switching from the traveling control means 105 to the cruising control means 110 .
The speed when switching to the cruise control means 110 is defined as the cruise speed, and the opening signal input to the control unit 204 at this time is defined as the first opening signal. A traveling mode in which the train 200 cruises at a cruising speed is referred to as a cruising mode.
In the accelerator device 206 shown in FIG. 12, it is assumed that the normal mode is switched to the cruise mode when the master controller 220 is stopped at a predetermined time point a. This mode switching does not depend on the stop position of the master controller 220, but is performed depending on whether the stop time is equal to or longer than the predetermined time. The position is different depending on the cruising speed.

巡航モード中に、マスコン220を逆方向へ戻す閉操作を行ったとき、スロットル装置205は、第1開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第2開度信号を車内通信網204aへ出力する。このとき、第2開度信号に係るスロットル開度でスロットル本体205aを開かせているアクセル装置206のマスコン220の位置は、点bである。
点bの位置は、第1開度信号に係る点aの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第1開度信号に係るスロットル開度に対して80%のスロットル開度となる位置を点bとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
During the cruise mode, when the master controller 220 is closed in the reverse direction, the throttle device 205 outputs a second opening signal indicating that the throttle opening has become smaller than the throttle opening according to the first opening signal. and outputs the speed signal to the in-vehicle communication network 204a. At this time, the position of the master controller 220 of the accelerator device 206 that opens the throttle body 205a at the throttle opening according to the second opening signal is point b.
The position of point b is a position determined at a predetermined ratio from the position of point a related to the first opening signal, and for example, the throttle opening is 80% of the throttle opening related to the first opening signal. It is a position that can be arbitrarily set on the control program, such as the position where the point is set to the point b.

当該第2開度信号を車内通信網204aから取り込んだ制御部204は、巡航制御手段100が、巡航モードを間欠巡航モードへ切り替える処理を行う。
間欠巡航モードとは、図10において点線で示したステータ154の第2固定極群を周期的に励磁し、ステータ154を第1及び第2固定極群のすべてを用いる全稼働パターンと、第1固定極群だけ用いて出力を半分にする間欠稼働パターンとを交互に繰り返して、列車200の巡航速度を維持するモードをいう。
また、このとき、図10に示したスライダ156の移動極157のうち、隣り合う移動極157の一方を励磁し、他方を消磁して、スライダ156内で間欠的に配置された移動極157で動作させるようにしても良い。
The control unit 204, which receives the second opening signal from the in-vehicle communication network 204a, causes the cruise control means 100 to switch the cruise mode to the intermittent cruise mode.
The intermittent cruise mode includes a full operation pattern in which the second fixed pole group of the stator 154 indicated by the dotted line in FIG. A mode in which the cruising speed of the train 200 is maintained by alternately repeating an intermittent operation pattern in which only the fixed pole group is used and the output is halved.
At this time, one of the adjacent moving poles 157 of the moving poles 157 of the slider 156 shown in FIG. You can make it work.

当該間欠巡航モード中、巡航制御手段110は、巡航制御信号に替わって間欠巡航制御信号を車内通信網204a及び運行通信網251aへ出力する。間欠巡航制御信号には、所定時間ごとにステータ154を全稼働パターンで動作させる情報と間欠稼働パターンで動作させる情報が交互に含まれるように形成されている。
これによって、間欠巡航制御信号を運行通信網251aから取り込んだステータ側制御手段160は、ステータ154を全稼働パターンと間欠稼働パターンで交互に動作させる処理操作を行う。
これによって、ステータ154は、その出力を周期的に変化させ、全稼働パターンと間欠稼働パターンとが、交互に周期的な動作を繰り返し、またそれぞれ交互に間欠的な動作を繰り返すことができる。
During the intermittent cruise mode, the cruise control means 110 outputs an intermittent cruise control signal instead of the cruise control signal to the in-vehicle communication network 204a and the service communication network 251a. The intermittent cruise control signal is formed so as to alternately include information for operating the stator 154 in the full operation pattern and information for operating the stator 154 in the intermittent operation pattern at predetermined time intervals.
As a result, the stator-side control means 160, which receives the intermittent cruise control signal from the operation communication network 251a, performs a processing operation to alternately operate the stator 154 in the full operation pattern and the intermittent operation pattern.
As a result, the stator 154 can periodically change its output so that the full operation pattern and the intermittent operation pattern alternately repeat periodic operations and alternately repeat intermittent operations.

ここで、列車200が、ステータ154の出力を半分にする間欠稼働パターンで走行しているとき、全稼働パターンと比べて巡航速度を長時間にわたって維持することが困難である。
この問題に対して、列車200は、線路210上を慣性で走行するので、間欠稼働パターンであっても、急激な速度低下を招くことなく巡航速度を維持することができる。しかし、維持することができるとはいえ、空気抵抗、走行抵抗等を原因として、列車200の速度は緩やかに減少する。
そこで、図13に示すように、全稼働パターンをオフとしたとき、巡航制御手段110は、間欠巡航制御信号に基づいて、慣性が漸減するにしたがって、ハープ出力パターンに切り替わったステータ154の出力を漸増する処理を行う。
これによって、列車200は、図13に示すように、巡航速度を長時間に亘って一定に保持することができる。
Here, when the train 200 is running in an intermittent operation pattern that halves the output of the stator 154, it is difficult to maintain the cruising speed for a long time compared to the full operation pattern.
To solve this problem, the train 200 runs on the track 210 by inertia, so even if it is an intermittent operation pattern, the cruising speed can be maintained without causing a sudden speed decrease. However, even though it can be maintained, the speed of the train 200 gradually decreases due to air resistance, running resistance, and the like.
Therefore, as shown in FIG. 13, when all operation patterns are turned off, the cruise control means 110 controls the output of the stator 154, which is switched to the harp output pattern, according to the intermittent cruise control signal as the inertia gradually decreases. Perform incremental processing.
As a result, the train 200 can maintain a constant cruising speed for a long period of time, as shown in FIG.

間欠巡航モード中に、マスコン220を順方向へ押す開操作を行った場合、スロットル装置205は、第2開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が大きくなったことを示す第3開度信号を車内通信網204aと運行通信網251aへ出力する。
当該第3開度信号を車内通信網204aから取り込んだ制御部204は、判定手段100が、第1開度信号と第3開度信号を比較判定する処理を行う。
第3開度信号に係るスロットル開度が、第1開度信号に係るスロットル開度と同じかそれ以下の場合、判定手段100は、図12に示す点aよりも逆方向手前側にマスコン220が位置していると判定する。この場合、すなわち、マスコン220の位置が点a-点b間である場合は、巡航制御手段110は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第3開度信号に係るスロットル開度が、第1開度信号に係るスロットル開度以上の場合、判定手段100は、図12に示す点aよりも順方向奥側にマスコン220が位置していると判定する。この場合、すなわち、マスコン220の位置が点aよりも奥にある場合、判定手段100は、巡航制御手段110から走行制御手段105に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられて列車200は、全稼働パターンのリニアモータ150によって加速される。
In the intermittent cruising mode, when the opening operation of pushing the master controller 220 in the forward direction is performed, the throttle device 205 outputs a third signal indicating that the throttle opening has become larger than the throttle opening according to the second opening signal. An opening degree signal is output to the in-vehicle communication network 204a and the service communication network 251a.
In the control unit 204 that receives the third opening signal from the in-vehicle communication network 204a, the determination means 100 performs processing for comparing and determining the first opening signal and the third opening signal.
If the throttle opening associated with the third opening signal is equal to or less than the throttle opening associated with the first opening signal, the judging means 100 determines that the master computer 220 is located in front of the point a shown in FIG. 12 in the opposite direction. is located. In this case, that is, when the position of the master controller 220 is between points a and b, the cruise control means 110 performs processing to maintain the intermittent cruise mode.
On the other hand, if the throttle opening associated with the third opening signal is greater than or equal to the throttle opening associated with the first opening signal, the judging means 100 determines that the master computer 220 is positioned farther back in the forward direction than the point a shown in FIG. It is determined that In this case, that is, when the position of the master controller 220 is deeper than the point a, the determination means 100 performs processing for switching from the cruise control means 110 to the cruise control means 105, and the intermittent cruise mode is switched to the normal mode. As a result, the train 200 is switched from cruising to normal running and is accelerated by the linear motors 150 in all operating patterns.

一方、間欠巡航モード中に、マスコン220を逆方向へ引く閉操作を行った場合、スロットル装置205は、第2開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第4開度信号を車内通信網204aと運行通信網251aへ出力する。
当該第4開度信号を車内通信網204aから取り込んだ制御部204は、判定手段100が、第4開度信号に係るスロットル開度が図12に示すマスコン220の位置が点cに対してどこに位置しているか判定する処理を行う。
ここで、点cの位置は、点bと同様に、第1開度信号に係る点aの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第1開度信号に係るスロットル開度に対して50%のスロットル開度となる位置を点cとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
第4開度信号に係るスロットル開度が、マスコン220が点cの位置のときスロットル開度と同じかそれ以上の場合、判定手段100は、図12に示す点cよりも順方向奥側にマスコン220が位置していると判定する。この場合、すなわち、マスコン220の位置が点b-点c間である場合は、巡航制御手段110は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第4開度信号に係るスロットル開度が、マスコン220が点cの位置のときスロットル開度以下の場合、判定手段100は、図12に示す点cよりも逆方向手前側にマスコン220が位置していると判定する。この場合、判定手段100は、巡航制御手段110から走行制御手段105に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられ、列車200は、たとえば、全稼働パターンに切り替えられたリニアモータ150の回生ブレーキによって減速される。
On the other hand, when the master controller 220 is pulled in the opposite direction to close during the intermittent cruise mode, the throttle device 205 indicates that the throttle opening has become smaller than the throttle opening according to the second opening signal. The fourth opening signal is output to the in-vehicle communication network 204a and the operation communication network 251a.
The controller 204, which has received the fourth opening signal from the in-vehicle communication network 204a, determines whether the throttle opening associated with the fourth opening signal is the position of the master controller 220 shown in FIG. Perform processing to determine whether it is located.
Here, like the point b, the position of the point c is a position determined at a predetermined ratio from the position of the point a related to the first opening signal. On the other hand, it is a position that can be arbitrarily set on the control program such that the position where the throttle opening is 50% is defined as point c.
If the throttle opening related to the fourth opening signal is equal to or greater than the throttle opening when the master controller 220 is at the point c, the judging means 100 moves forward from the point c shown in FIG. It is determined that the master controller 220 is located. In this case, that is, when the position of the master controller 220 is between points b and c, the cruise control means 110 performs processing to maintain the intermittent cruise mode.
On the other hand, if the throttle opening related to the fourth opening signal is equal to or less than the throttle opening when the master control 220 is at the point c, the judging means 100 determines that the master control 220 is located in front of the point c shown in FIG. is located. In this case, the determination means 100 performs processing for switching from the cruise control means 110 to the travel control means 105, and the intermittent cruise mode is switched to the normal mode. This switches from cruising to normal running, and the train 200 is decelerated, for example, by regenerative braking of the linear motors 150 switched to a full operating pattern.

このように、巡航モード又は間欠巡航モードは、図12に示すマスコン220の点a-点c間で維持されるように構成されており、巡航中であってもマスコン220をある程度動かすことができる遊びが設けられている。
これによって、マスコン220の点a-点c間に、いわゆる遊びの状態を設け、マスコン220の操作に余裕を持たせることができ、巡航中にマスコン220を動かすことができるようにすることで、たとえば、オートクルーズのように、長時間に亘って運転操作が簡略化されることによる注意力の低下を防止することができ、居眠り運転、わき見運転等を防止することができる。
In this way, the cruise mode or intermittent cruise mode is configured to be maintained between points a and c of the master controller 220 shown in FIG. 12, and the master controller 220 can be moved to some extent even during the cruise. play is provided.
As a result, a so-called play state is provided between points a and c of the master controller 220, allowing the master controller 220 to be operated with a margin, and enabling the master controller 220 to be moved during cruising. For example, it is possible to prevent a decrease in attention due to simplified driving operations over a long period of time, such as auto-cruising, and it is possible to prevent drowsy driving, inattentive driving, and the like.

マスコン220の点a-点c間を外れて、巡航モード又は間欠巡航モードが解除されたときは、新たにマスコン220の位置を一定にして、スロットル装置205におけるスロットル開度を一定にする操作を行ったとき、再び上記の第1開度信号に係る処理を経て制御部204は、通常モードから巡航モードへ切り替える処理を行う。
このように、アクセル装置206のマスコン220の開操作又は閉操作によって、車両の加減速を操作するだけにとどまらず、通常の動力走行に係る通常モードと、速度を一定に保って巡航する巡航モードを切り替え可能に構成し、さらには巡航モード中に、ステータ154の全稼働パターンと間欠稼働パターンを互い違いに動作させる間欠巡航モードへ切り替え可能に構成した。
そして、間欠稼働パターンにおいては、ステータ154を構成する二つの固定極群のうち、一の固定極群を休止させて、図13に示すように、固定極155を間欠的に励磁するようにも構成している。
このようなモード切り替え、またパターン切り替えは、特別な装置を列車200又は線路210へ組み込んだりすることなく、従来の制御部204にインストールされている制御プログラムへ追加インストールすることで容易に実現させることができ、間欠巡航モードにおいては、巡航中の電力消費を抑えることができる。
When the cruising mode or the intermittent cruising mode is canceled by deviating from the point a-point c of the master controller 220, the position of the master controller 220 is newly made constant and the throttle opening of the throttle device 205 is made constant. When done, the control unit 204 performs the process of switching from the normal mode to the cruise mode after performing the process related to the first opening signal again.
In this way, by opening or closing the master controller 220 of the accelerator device 206, not only the acceleration and deceleration of the vehicle are operated, but also the normal mode for normal power running and the cruising mode for cruising at a constant speed. can be switched, and furthermore, it is configured to be switchable to an intermittent cruise mode in which the full operation pattern and the intermittent operation pattern of the stator 154 are alternately operated during the cruise mode.
In the intermittent operation pattern, one fixed pole group out of the two fixed pole groups forming the stator 154 is stopped, and as shown in FIG. 13, the fixed pole 155 is intermittently excited. Configure.
Such mode switching and pattern switching can be easily realized by additionally installing a control program installed in the conventional control unit 204 without incorporating a special device into the train 200 or the track 210. In the intermittent cruise mode, power consumption during cruise can be suppressed.

10…モータ、10a…モータ本体、
11…ロータ、11a…出力軸、12…ステータ、13…制御部、
15…回転極、16…ロータ側スイッチング素子、17…固定極、18…ステータ側スイッチング素子、
20…スイッチング素子管理手段、21…スイッチング制御手段、23…電源スイッチング手段、24…極性スイッチング手段、

50…電気自動車、51…駆動機関、52…ドライブトレイン、52a…ドライブシャフト、53…駆動輪、54…制御部、54a…車内通信網、55…スロットル装置、55a…スロットル本体、56…アクセル装置、
60…エンジン、61…モータ、61a…バッテリ、62…フライホイール、
65…クラッチ装置、66…変速装置、67…主ロータ、68…従ロータ、
70…アクセルペダル、71…開度センサ、
100…判定手段、105…走行制御手段、110…巡航制御手段。

150…リニアモータ、151…移動体、152…移動経路、153…ガイドレール、
154…ステータ、155…固定極、
156…スライダ、157…移動極、

200…列車、210…線路、
201…駆動機関、204…制御部、204a…車内通信網、205…スロットル装置、205a…スロットル本体、206…アクセル装置、207…制動装置、
220…マスコン、221…開度センサ、
250…制御局、251…運行制御システム、251a…運行通信網。

10... Motor, 10a... Motor main body,
11... rotor, 11a... output shaft, 12... stator, 13... control part,
15 Rotating poles 16 Rotor-side switching elements 17 Fixed poles 18 Stator-side switching elements
20 Switching element management means 21 Switching control means 23 Power supply switching means 24 Polarity switching means

DESCRIPTION OF SYMBOLS 50... Electric vehicle, 51... Drive engine, 52... Drive train, 52a... Drive shaft, 53... Drive wheel, 54... Control part, 54a... In-vehicle communication network, 55... Throttle device, 55a... Throttle body, 56... Accelerator device ,
60... Engine, 61... Motor, 61a... Battery, 62... Flywheel,
65... Clutch device, 66... Transmission, 67... Main rotor, 68... Slave rotor,
70 ... accelerator pedal, 71 ... opening sensor,
100... Determination means, 105... Driving control means, 110... Cruising control means.

150... linear motor, 151... moving body, 152... moving path, 153... guide rail,
154... Stator, 155... Fixed pole,
156...Slider, 157...Moving pole,

200... Train, 210... Track,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 201... Driving engine, 204... Control part, 204a... In-vehicle communication network, 205... Throttle device, 205a... Throttle body, 206... Accelerator device, 207... Braking device,
220... Master controller, 221... Opening sensor,
250... Control station, 251... Operation control system, 251a... Operation communication network.

Claims (6)

中心軸を挟んで対向配置された回転極対を、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して形成されたロータを備えた出力軸と、
前記中心軸を挟んで対向配置された固定極対を、前記回転極対と対向するように、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して、前記ロータを囲繞するように形成されたステータを備え、前記出力軸を回動自在に軸支する筒体状のモータ本体と、
前記出力軸から出力される回転動力を制御する制御部と、
から構成されるモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記ロータの回転数を制御して、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記モータ本体内壁の周方向に沿って配置された前記固定極対を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記回転極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記回転極対を前記出力軸の周方向に沿って所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の回転極群を形成して、
前記回転動力に係る出力に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群又は一の前記回転極群を動作させて、他の前記固定極群又は他の前記回転極群を休止させて、前記固定極対又は前記回転極対が間引かれて動作するようにし、
出力を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群の数を増減する制御を行って、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたことを特徴とするモータの出力制御システム。
an output shaft provided with a rotor formed by radially arranging a plurality of rotating pole pairs arranged opposite to each other with a central axis interposed therebetween;
A stator formed so as to surround the rotor by radially arranging a plurality of fixed pole pairs arranged opposite to each other with the central axis interposed therebetween so as to face the rotating pole pairs. a cylindrical motor body that rotatably supports the output shaft;
a control unit that controls rotational power output from the output shaft;
In a motor consisting of
A motor output control system in which the control unit controls the rotational speed of the rotor with respect to the stator to control the output related to the rotational power of the output shaft,
The fixed pole pairs are numbered sequentially from a predetermined position,
forming a plurality of sets of fixed pole groups by dividing the fixed pole pairs arranged along the circumferential direction of the inner wall of the motor body into a plurality of groups according to a given number,
Numbering the rotating pole pairs in order from a predetermined position,
dividing the rotating pole pairs into a plurality of groups according to predetermined conditions along the circumferential direction of the output shaft according to the assigned numbers to form a plurality of sets of rotating pole groups,
According to the output related to the rotational power,
The control unit selects the fixed pole group or the rotating pole group to operate,
When the power is low, the selected one of the fixed pole groups or one of the rotating pole groups is operated, and the other of the fixed pole groups or the other of the rotating pole groups is stopped, and the fixed pole pairs or the rotating pole groups are operated. so that the pole pairs are thinned to operate,
As the output is increased, the number of the fixed pole groups or the rotating pole groups to be operated is increased,
The output of the motor, wherein the control unit performs control to increase or decrease the number of the fixed pole group or the rotating pole group to be operated, thereby controlling the output related to the rotational power of the output shaft. control system.
前記出力軸に、当該出力軸の回転を慣性で維持するフライホイールを設け、
前記出力軸に係る前記回転動力が所定時間、略一定の状態が維持される定常状態となったとき、
前記固定極群、又は前記回転極群の稼働組数を減らすと共に、
前記フライホイールが、前記回転動力に慣性力を加えて、前記回転動力の前記定常状態を維持するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のモータの出力制御システム。
The output shaft is provided with a flywheel that maintains the rotation of the output shaft by inertia,
When the rotational power associated with the output shaft reaches a steady state in which a substantially constant state is maintained for a predetermined period of time,
While reducing the number of working sets of the fixed pole group or the rotating pole group,
2. The motor output control system according to claim 1, wherein said flywheel applies an inertial force to said rotational power to maintain said steady state of said rotational power.
前記モータを、駆動機関として電気自動車又は電車に搭載したことを特徴とする請求項1に記載のモータの出力制御システム。 2. A motor output control system according to claim 1, wherein said motor is mounted on an electric vehicle or a train as a driving engine. 所定の移動経路に沿って複数個並設した固定極からなるステータと、
前記固定極と対向配置された少なくとも一つの移動極からなるスライダを備え、前記移動経路に沿って移動可能に形成された移動体と、
当該移動体の動作を制御する制御部と、
から構成されるリニアモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記スライダの動作を制御して、前記移動体の移動速度を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記移動経路に沿って配置された前記固定極を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記移動体の前記移動速度に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群を動作させて、他の前記固定極群を休止させて、前記固定極が間引かれて動作するようにし、
前記移動速度を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群の組数を増減する制御を行って、前記移動体の前記移動速度を制御するようにしたことを特徴とするリニアモータの出力制御システム。
a stator composed of a plurality of fixed poles arranged side by side along a predetermined movement path;
a moving body having a slider composed of at least one moving pole arranged opposite to the fixed pole and formed to be movable along the moving path;
a control unit that controls the operation of the moving object;
In a linear motor composed of
A motor output control system in which the controller controls the movement of the slider with respect to the stator to control the moving speed of the moving body,
Numbering the fixed poles in order from a predetermined position,
forming a plurality of sets of fixed pole groups by dividing the fixed poles arranged along the movement path into a plurality of groups according to predetermined conditions according to the assigned numbers;
According to the moving speed of the moving object,
The control unit selects the fixed pole group to be operated,
When the output is low, one of the selected fixed pole groups is operated and the other fixed pole groups are stopped so that the fixed poles are thinned out and operated;
increasing the number of fixed pole groups to be operated as the moving speed is increased,
1. An output control system for a linear motor, wherein the control unit controls the moving speed of the moving body by increasing or decreasing the number of sets of the fixed pole groups to be operated.
前記移動体が所定の巡航速度で巡航しているとき、
前記移動経路に沿った前記固定極群の稼働組数を減らすと共に、
前記移動体の移動速度に、当該移動体の慣性に係る移動速度を加えて、前記巡航速度を維持するようにしたことを特徴とする請求項4に記載のリニアモータの出力制御システム。
When the moving body is cruising at a predetermined cruising speed,
reducing the number of working sets of the fixed pole groups along the movement path;
5. The linear motor output control system according to claim 4, wherein the cruising speed is maintained by adding a moving speed related to inertia of the moving body to the moving speed of the moving body.
前記移動体が、前記リニアモータを駆動機関に備える列車であることを特徴とする請求項4に記載のリニアモータの出力制御システム。 5. The output control system for a linear motor according to claim 4, wherein the moving object is a train having a drive engine equipped with the linear motor.
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