JP4974988B2 - Field winding type synchronous generator motor - Google Patents

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Description

この発明は、主に車両に搭載され、エンジンの始動時には電動機として動作するとともに、始動後には発電機としても動作する電機子巻線及び界磁巻線を有する界磁巻線式回転発電電動機に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field winding type rotary generator motor that is mounted on a vehicle and operates as an electric motor when starting an engine and also operates as a generator after starting, and has an armature winding and a field winding. Is.

近年、環境保護や燃費向上を目的として、エンジンとそれ以外の動力源、例えば回転発電電動機などを備えたいわゆるハイブリッド車と呼ばれるものの開発・実用化が進んでいる。このような車両においては、走行状況に応じてエンジンとそれ以外の動力源の使い分けを行う。   In recent years, for the purpose of environmental protection and fuel efficiency improvement, what is called a hybrid vehicle equipped with an engine and other power sources such as a rotary generator motor has been developed and put into practical use. In such a vehicle, the engine and other power sources are selectively used in accordance with the driving situation.

例えば、アイドリング時の不必要な燃料消費を抑制するため、信号にて停車した場合などに内燃機関を停止させ、アクセルオンやブレーキオフなどの運転者による発進の意思を感知した場合、回転発電電動機にて内燃機関の再始動を行ったりするアイドルストップと呼ばれる技術がある。   For example, in order to suppress unnecessary fuel consumption during idling, the internal combustion engine is stopped when the vehicle is stopped by a signal, etc., and when a driver's intention to start such as accelerator on or brake off is detected, the rotary generator motor There is a technology called idling stop that restarts the internal combustion engine.

このような車両に搭載される回転発電電動機は、エンジンにトルクを授受可能な形態で搭載されるため、運転者のアクセル操作やエンジンのフリクションの影響などにより回転速度が大きく変化する。そのため、エンジンの回転速度によらず回転発電電動機の誘起電圧を制御可能な形態として、回転子に永久磁石を内蔵したものではなく、界磁電流にて制御可能な界磁巻線式が採用されてきた。   Since the rotary generator motor mounted on such a vehicle is mounted in a form capable of transmitting and receiving torque to the engine, the rotational speed changes greatly due to the driver's accelerator operation and the influence of engine friction. Therefore, as a form that can control the induced voltage of the rotary generator motor regardless of the rotational speed of the engine, a field winding type that can be controlled by a field current is adopted instead of a permanent magnet built in the rotor. I came.

車両に搭載した回転発電電動機を発電機として使用する場合、結合しているエンジンには発電量に応じた負荷トルクが発生し、発電量が大きいほど負荷トルクも増大する。そのため、急激に発電量を増加させると、発生する負荷トルクも急激に増加してしまう。この負荷トルクの急変が、例えばアイドリング時に発生すると、エンジンストールを引き起こしてしまう。そのため、発電時にはエンジンストールを防止するためにも、エンジンに対してどの程度の負荷トルクが発生しているかを把握することが必要となる。   When a rotary generator motor mounted on a vehicle is used as a generator, a load torque corresponding to the amount of power generation is generated in the coupled engine, and the load torque increases as the power generation amount increases. Therefore, if the amount of power generation is suddenly increased, the generated load torque is also suddenly increased. If this sudden change in load torque occurs during idling, for example, engine stall will occur. Therefore, in order to prevent engine stall during power generation, it is necessary to know how much load torque is generated for the engine.

そこで、発電時の負荷トルクを把握する手段として、例えば、特許文献１では、車両用発電機の回転速度、界磁電流、バッテリ電圧などに基づいて、発電時に発生する負荷トルクを推定している。   Therefore, as means for grasping the load torque at the time of power generation, for example, in Patent Document 1, the load torque generated at the time of power generation is estimated based on the rotational speed, field current, battery voltage, and the like of the vehicular generator. .

特開２００７−３００７５０号公報JP 2007-30070 A

一般に、車両に搭載された発電機は、発電機と電気的に接続された電源の電圧に基づいて、発電量を制御している。しかし、この場合、何らかの要因により電源電圧が急変すると、発電量も急変してしまうため、その結果、負荷トルクも大きく変動してしまう。そして、急激な発電量の増加、つまり負荷トルクの急激な増加が、アイドリング時などエンジン出力が低い状態のときに起こると、エンジンストールを引き起こしてしまう。   Generally, a generator mounted on a vehicle controls the amount of power generation based on the voltage of a power source electrically connected to the generator. However, in this case, if the power supply voltage changes suddenly for some reason, the power generation amount also changes suddenly, and as a result, the load torque also fluctuates greatly. If a sudden increase in power generation amount, that is, a sudden increase in load torque occurs when the engine output is low, such as during idling, engine stall will occur.

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、界磁巻線を有した界磁巻線式同期発電電動機において、発電時のエンジンへの負荷トルクを推定し、その負荷トルク推定値が所定の値となるように制御することができる界磁巻線式同期発電電動機を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to estimate a load torque to an engine during power generation in a field winding type synchronous generator motor having field windings. An object of the present invention is to provide a field winding type synchronous generator motor that can be controlled so that its estimated load torque value becomes a predetermined value.

この発明に係る界磁巻線式同期発電電動機は、界磁巻線を有し、エンジンの始動時には電動機として動作するとともに、始動後には発電電動機として動作する回転電機と、前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出手段と、前記界磁電流を所定の値に制御する界磁電流制御手段と、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記界磁電流検出手段により検出した界磁電流と前記回転速度検出手段により検出した回転速度とに基づいて前記回転電機の発電時の前記エンジンへの負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記負荷トルク推定手段により推定した負荷トルク推定値が所定の負荷トルク値になるように前記界磁電流を制御するとを特徴とする。 A field winding type synchronous generator motor according to the present invention has a field winding, and operates as a motor when the engine is started, and operates as a generator motor after the start, and the field winding. Field current detection means for detecting a flowing field current, field current control means for controlling the field current to a predetermined value, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the rotating electrical machine, and the field Load torque estimating means for estimating a load torque to the engine during power generation of the rotating electrical machine based on a field current detected by the current detecting means and a rotational speed detected by the rotational speed detecting means, The magnetic current control means controls the field current so that the estimated load torque value estimated by the load torque estimation means becomes a predetermined load torque value.

この発明の界磁巻線式同期発電電動機によれば、発電時のエンジンへの負荷トルクを所定の値に制御することができるため、エンジンに対して過剰な負荷トルクが生じないように発電量を制御することができる。   According to the field winding type synchronous generator motor of the present invention, since the load torque to the engine during power generation can be controlled to a predetermined value, the amount of power generation is prevented so that excessive load torque does not occur to the engine. Can be controlled.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における界磁巻線式同期発電電動機を車両に搭載した場合の構成図である。駆動源として、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関１０１と回転電機１０２とを含んでいる。これらは、直接結合あるいはベルトやプーリーなどの結合手段１０４を介して互いにトルクの授受可能な状態で配置されている。また、回転電機１０２は、蓄電池１０３と電気的に接続されている。この蓄電池１０３は、他の車両用負荷とともに共用する蓄電池でも、本回転電機１０２専用であっても良い。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram when the field winding type synchronous generator motor according to the first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle. As a drive source, for example, an internal combustion engine 101 such as a gasoline engine or a diesel engine and a rotating electrical machine 102 are included. These are arranged in a state where torque can be exchanged with each other via direct coupling or coupling means 104 such as a belt or a pulley. The rotating electrical machine 102 is electrically connected to the storage battery 103. The storage battery 103 may be a storage battery shared with other vehicle loads or dedicated to the rotating electrical machine 102.

次に、回転電機１０２の電気的な接続図を図２に示す。図２に示すように、回転電機１０２は、モータ・ジェネレータ部２００、電力変換部３００、制御部４００により構成されている。   Next, an electrical connection diagram of the rotating electrical machine 102 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the rotating electrical machine 102 includes a motor / generator unit 200, a power conversion unit 300, and a control unit 400.

モータ・ジェネレータ部２００は、３相のＹ型もしくはΔ型結線された電機子巻線２０１と、界磁巻線２０２により構成されている。なお、モータ・ジェネレータ部２００は３相以外の結線をしたものでも良い。   The motor / generator unit 200 includes a three-phase Y-type or Δ-type armature winding 201 and a field winding 202. Note that the motor / generator unit 200 may be connected other than three phases.

電力変換部３００は、いわゆる３相インバータであり、モータ・ジェネレータ部２００の電機子巻線２０１の各相に接続された６個の電力変換用スイッチング素子３０３ａ〜３０３ｃ、３０４ａ〜３０４ｃと、モータ・ジェネレータ部２００の界磁巻線２０２に接続された界磁巻線電流用スイッチング素子３０１およびフライホイールダイオード３０２から構成される。   The power conversion unit 300 is a so-called three-phase inverter, and includes six power conversion switching elements 303 a to 303 c and 304 a to 304 c connected to each phase of the armature winding 201 of the motor generator unit 200, A field winding current switching element 301 and a flywheel diode 302 are connected to the field winding 202 of the generator unit 200.

制御部４００は、電力変換部３００の各スイッチング素子の駆動を行うゲート駆動部４１０と、回転電機１０２を駆動するときの電力変換用スイッチング素子のオン・オフのタイミングを制御する駆動制御部４２０と、回転電機１０２の発電時に同期整流を行うときの電力変換用スイッチング素子のオン・オフのタイミングを制御する発電制御部４３０と、モータ・ジェネレータ部２００の界磁巻線２０２に流す界磁電流を制御する界磁電流制御部４４０とを備えている。   The control unit 400 includes a gate drive unit 410 that drives each switching element of the power conversion unit 300, and a drive control unit 420 that controls the on / off timing of the power conversion switching element when driving the rotating electrical machine 102. , A power generation control unit 430 that controls the on / off timing of the switching element for power conversion when performing synchronous rectification during power generation of the rotating electrical machine 102, and a field current that flows through the field winding 202 of the motor / generator unit 200. And a field current control unit 440 for controlling.

ここで、ゲート駆動部４１０では、駆動制御部４２０、発電制御部４３０、界磁電流制御部４４０から送られてくる３相電機子巻線２０１及び界磁巻線２０２へのオン・オフ指令に基づいて、電力変換用スイッチング素子３０３ａ〜３０３ｃ、３０４ａ〜３０４ｃおよび界磁巻線電流用スイッチング素子３０１を駆動し、モータ・ジェネレータ部２００の駆動及び発電などの制御を行う構成となっている。   Here, in the gate drive unit 410, on / off commands to the three-phase armature winding 201 and the field winding 202 sent from the drive control unit 420, the power generation control unit 430, and the field current control unit 440 are used. Based on this, the power conversion switching elements 303a to 303c, 304a to 304c and the field winding current switching element 301 are driven to control the drive and power generation of the motor / generator unit 200.

また、制御部４００は、界磁巻線２０２に流れる界磁電流Ｉｆを検出する界磁電流検出部４５０と、回転電機１０２の回転速度Ｎｍｇを検出する回転速度検出部４５１と、界磁電流Ｉｆと回転速度Ｎｍｇと負荷トルクＴｒｑの関係をマップ化した負荷トルク特性マップを予め記憶している負荷トルク特性記憶部４６０と、負荷トルク特性記憶部４６０に記憶されている負荷トルク特性マップから発電時の負荷トルクＴｒｑを推定する負荷トルク推定部４７０と、界磁電流制御部４４０に対して制御したい負荷トルクＴｒｑの値である負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊を送信する負荷トルク指令部４８０とを備えている。ここで、負荷トルク指令部４８０が送信する負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊は、例えば外部のコントローラから送信されてくる指令値でも良いし、負荷トルク指令値４８０の内部で算出、設定したものでも良い。 In addition, the control unit 400 includes a field current detection unit 450 that detects a field current If flowing in the field winding 202, a rotation speed detection unit 451 that detects the rotation speed N mg of the rotating electrical machine 102, and a field magnet. A load torque characteristic storage unit 460 that stores in advance a load torque characteristic map obtained by mapping the relationship between the current If , the rotational speed N mg, and the load torque Trq, and the load torque characteristic stored in the load torque characteristic storage unit 460 A load torque estimating unit 470 that estimates the load torque Trq during power generation from the map, and a load torque command unit 480 that transmits a load torque command value Trq * that is the value of the load torque Trq to be controlled to the field current control unit 440. And. Here, the load torque command value Trq * transmitted by the load torque command unit 480 may be a command value transmitted from an external controller, for example, or may be calculated and set within the load torque command value 480.

負荷トルク推定部４７０では、界磁電流検出部４５０から界磁電流Ｉｆ、回転速度検出部４５１から回転速度Ｎｍｇを取得し、取得した界磁電流Ｉｆ、回転速度Ｎｍｇに基づいて負荷トルク特性記憶部４６０に記憶されている負荷トルク特性マップを参照することにより、発電時の負荷トルク推定値Ｔｒｑ＾を算出する。 In the load torque estimation unit 470 acquires the rotational speed N mg from the field current detection unit 450 the field current I f, the rotational speed detection unit 451, the obtained field current I f, on the basis of the rotational speed N mg load By referring to a load torque characteristic map stored in the torque characteristic storage unit 460, a load torque estimated value Trq ^ during power generation is calculated.

次に、負荷トルクＴｒｑを所定の値（負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊）に制御する方法について説明する。負荷トルクＴｒｑの制御は、負荷トルク推定部４７０が算出した負荷トルク推定値Ｔｒｑ＾が、負荷トルク指令部４８０から送られてくる負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊に一致するように、界磁電流Ｉｆを調整することにより行う。界磁電流Ｉｆの調整は、界磁電流制御部４４０により行う。以下に、負荷トルクＴｒｑを制御する場合の動作を示す。 Next, a method for controlling the load torque Trq to a predetermined value (load torque command value Trq * ) will be described. Control of the load torque Trq, the load torque estimating unit 470 has calculated load torque estimated value Trq ^ is, to match the sent from the load torque command section 480 load torque command value Trq *, field current I f This is done by adjusting. Adjusting the field current I f is performed by the field current control unit 440. The operation for controlling the load torque Trq will be described below.

まず、図３に示すように、負荷トルク推定部４７０は、回転速度検出部４５１から回転速度Ｎｍｇ、負荷トルク指令部４８０から負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊を取得する。次に、取得した回転速度Ｎｍｇと負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊に基づき、負荷トルク特性記憶部４６０に記憶されている負荷トルク特性マップを参照し、負荷トルク推定値Ｔｒｑ＾が負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊と一致するような界磁電流指令値Ｉｆ ＊を算出する。そして、界磁電流制御部４４０は、負荷トルク推定部４８０から界磁電流指令値Ｉｆ ＊を取得し、界磁電流指令値Ｉｆ ＊に従って、ゲート駆動部４１０を介して界磁電流Ｉｆを制御する。このように、界磁電流Ｉｆを負荷トルク推定値Ｔｒｑ＾が負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊となるように制御することにより、負荷トルクＴｒｑを所定の値（トルク指令値Ｔｒｑ＊）に制御することができる。 First, as shown in FIG. 3, the load torque estimation unit 470 acquires the rotation speed N mg from the rotation speed detection unit 451 and the load torque command value Trq * from the load torque command unit 480. Next, based on the acquired rotation speed N mg and the load torque command value Trq * , the load torque characteristic map stored in the load torque characteristic storage unit 460 is referred to, and the load torque estimated value Trq ^ is determined as the load torque command value Trq. * and calculates a field current command value I f * to conform. The field current control unit 440 acquires from the load torque estimator 480 field current command value I f *, in accordance with the field current command value I f *, the field current through the gate driver 410 I f To control. Thus, by controlling the field current I f so that the load torque estimated value Trq ^ is the load torque command value Trq *, to control the load torque Trq to a predetermined value (torque command value Trq *) Can do.

以上のように、実施の形態１によれば、界磁電流Ｉｆと回転速度Ｎｍｇと負荷トルクＴｒｑの関係をマップ化し、記憶しておくことにより、負荷トルクＴｒｑが所定の値となる界磁電流Ｉｆを算出することができるため、簡単に負荷トルクＴｒｑを制御することができる。 As described above, according to the first embodiment, by the field current I f to map the relationship between the rotational speed N mg and the load torque Trq, stored, field load torque Trq becomes a predetermined value Since the magnetic current If can be calculated, the load torque Trq can be easily controlled.

なお、この実施の形態１では、負荷トルク特性記憶部４６０に記憶した負荷トルク特性マップの参照値に従って界磁電流Ｉｆを制御したが、例えば、負荷トルク推定部４７０で算出する負荷トルク推定値Ｔｒｑ＾と、負荷トルク指令部４８０で設定される負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊の差分に基づいて界磁電流指令値Ｉｆ ＊を増減させ、負荷トルク推定値Ｔｒｑ＾と負荷トルク指令値Ｔｒｑ＊が一致するように界磁電流Ｉｆを制御しても良い。 In the first embodiment, the field current If is controlled according to the reference value of the load torque characteristic map stored in the load torque characteristic storage unit 460. For example, the load torque estimation value calculated by the load torque estimation unit 470 is used. The field current command value If * is increased or decreased based on the difference between Trq ^ and the load torque command value Trq * set by the load torque command unit 480, and the load torque estimated value Trq ^ and the load torque command value Trq * are obtained. The field current If may be controlled to match.

実施の形態２．
実施の形態１では、負荷トルク特性記憶部４６０に、界磁電流Ｉｆと回転速度Ｎｍｇと負荷トルクＴｒｑの関係をマップ化したものを記憶したが、実施の形態２では、さらに負荷トルク特性記憶部４６０に記憶する情報を増やすことにより、より高精度な負荷トルクＴｒｑの制御を行えるようにする。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the load torque characteristic storage unit 460 has been stored that maps the relationship between the field current I f the rotational speed N mg and the load torque Trq, in the second embodiment, further the load torque characteristic By increasing the information stored in the storage unit 460, the load torque Trq can be controlled with higher accuracy.

図４に、実施の形態２における回転電機１０２の電気的な接続図を示す。図４に示す通り、図２に示す実施の形態１の回転電機１０２の構成と比べて、回転電機１０２のＰＮ間電圧Ｖｐを検出する直流電圧検出部４５２が付加されている。また、負荷トルク特性記憶部４６０では、界磁電流Ｉｆ、回転速度Ｎｍｇ、負荷トルクＴｒｑに加えて、ＰＮ間電圧Ｖｐとの関係もマップ化した負荷トルク特性マップを記憶しておく。これにより、ＰＮ間電圧Ｖｐが変化した場合においても、推定精度を低下させることなく、負荷トルクＴｒｑの推定が行うことができるため、より高精度な負荷トルクＴｒｑの制御を行うことができる。 FIG. 4 shows an electrical connection diagram of rotating electric machine 102 in the second embodiment. As shown in FIG. 4, a DC voltage detection unit 452 for detecting the PN voltage Vp of the rotating electrical machine 102 is added as compared with the configuration of the rotating electrical machine 102 of the first embodiment shown in FIG. Further, the load torque characteristic storage unit 460, the field current I f, the rotational speed N mg, in addition to the load torque Trq, stores the load torque characteristic map related were also mapped with PN voltage Vp. Thereby, even when the inter-PN voltage Vp changes, the load torque Trq can be estimated without reducing the estimation accuracy, so that the load torque Trq can be controlled with higher accuracy.

また、図５のように、電機子温度やスイッチング素子温度など回転電機１０２の温度情報Ｔｍｇを検出する温度検出部４５３を付加し、負荷トルク特性記憶部４６０に、界磁電流Ｉｆ、回転速度Ｎｍｇ、負荷トルクＴｒｑに加えて、温度情報Ｔｍｇ、の関係をマップ化したもの記憶するようにしても良い。このように、回転電機１０２の温度情報Ｔｍｇを負荷することにより、回転電機１０２の温度変化による負荷トルク特性の変化にも対応することができるため、より高精度な負荷トルクＴｒｑの制御が実現できる。 Further, as shown in FIG. 5, a temperature detection unit 453 that detects temperature information T mg of the rotating electrical machine 102 such as the armature temperature and the switching element temperature is added, and the field current I f , rotation is stored in the load torque characteristic storage unit 460. In addition to the speed N mg and the load torque Trq, a map of the relationship between the temperature information T mg may be stored. Thus, by loading the temperature information T mg of the rotary electric machine 102, since the can corresponding to the change in load torque characteristics due to the temperature change of the electric rotating machine 102, the control more accurate load torque Trq is realized it can.

さらには、図６のように、直流電圧検出部４５２と温度検出部４５３とを共に付加し、負荷トルク特性記憶部４６０に、界磁電流Ｉｆ、回転速度Ｎｍｇ、ＰＮ間電圧Ｖｐ、温度情報Ｔｍｇ、負荷トルクＴｒｑの関係をマップ化したもの記憶するようにすれば、さらに高精度な負荷トルクＴｒｑの制御を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 6, a DC voltage detection unit 452 and a temperature detection unit 453 are both added, and the field torque If , the rotation speed N mg , the PN voltage Vp, the temperature are added to the load torque characteristic storage unit 460. By storing a map of the relationship between the information T mg and the load torque Trq, the load torque Trq can be controlled with higher accuracy.

また、負荷トルクＴｒｑはダイオード整流行った場合と同期整流を行った場合では異なるため、負荷トルク特性記憶部４６０にダイオード整流時の負荷トルク特性と同期整流時の負荷トルク特性マップを記憶しておけば、何れの整流方法においても高精度な負荷トルクＴｒｑの制御を行うことができる。   Also, since the load torque Trq differs between when diode rectification is performed and when synchronous rectification is performed, the load torque characteristic storage unit 460 can store the load torque characteristic during diode rectification and the load torque characteristic map during synchronous rectification. For example, in any rectification method, the load torque Trq can be controlled with high accuracy.

この発明の実施の形態１における界磁巻線式同期発電電動機の制御装置を車両に搭載した場合の構成図である。It is a block diagram at the time of mounting the control apparatus of the field winding type synchronous generator motor in Embodiment 1 of this invention in a vehicle. この発明の実施の形態１における回転電機の電気的な接続図である。It is an electrical connection diagram of the rotary electric machine in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における負荷トルクの制御方法を示した図である。It is the figure which showed the control method of the load torque in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２における回転電機の制御部に直流電圧検出部を付加した場合の電気的な接続図である。It is an electrical connection figure at the time of adding a direct-current voltage detection part to the control part of the rotary electric machine in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２における回転電機の制御部に温度検出部を付加した場合の電気的な接続図である。It is an electrical connection figure at the time of adding a temperature detection part to the control part of the rotary electric machine in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２における回転電機の制御部に直流電圧検出部と温度検出部を付加した場合の電気的な接続図である。It is an electrical connection figure at the time of adding a DC voltage detection part and a temperature detection part to the control part of the rotary electric machine in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ 内燃機関、１０２ 回転電機、１０３ 蓄電池、１０４ 内燃機関−回転電機結合部、２００ モータ・ジェネレータ部、２０１ 電機子巻線、２０２ 界磁巻線、３００ 電力変換部、３０１ 界磁巻線電流用スイッチング素子、３０２ フライホイールダイオード、３０３ａ Ｕ相上アームスイッチング素子、３０３ｂ Ｖ相上アームスイッチング素子、３０３ｃ Ｗ相上アームスイッチング素子、３０４ａ Ｕ相下アームスイッチング素子、３０４ｂ Ｖ相下アームスイッチング素子、３０４ｃ Ｗ相下アームスイッチング素子、４００ 制御部、４１０ ゲート駆動部、４２０ 駆動制御部、４３０ 発電制御部、４４０ 界磁電流制御部、４５０ 界磁電流検出部、４５１ 回転速度検出部、４５２ 直流電圧検出部、４５３ 温度検出部、４６０ 負荷トルク特性記憶部、４７０ 負荷トルク推定部、４８０ 負荷トルク指令部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Internal combustion engine, 102 Rotary electric machine, 103 Storage battery, 104 Internal combustion engine-rotary electric machine coupling | bond part, 200 Motor generator part, 201 Armature winding, 202 Field winding, 300 Power conversion part, 301 For field winding current Switching element, 302 flywheel diode, 303a U-phase upper arm switching element, 303b V-phase upper arm switching element, 303c W-phase upper arm switching element, 304a U-phase lower arm switching element, 304b V-phase lower arm switching element, 304c W Phase lower arm switching element, 400 control unit, 410 gate drive unit, 420 drive control unit, 430 power generation control unit, 440 field current control unit, 450 field current detection unit, 451 rotation speed detection unit, 452 DC voltage detection unit , 453 Temperature detector 460 load torque characteristic storage unit, 470 load torque estimating unit, 480 load torque command section.

Claims (6)

界磁巻線を有し、エンジンの始動時には電動機として動作するとともに、始動後には発電電動機として動作する回転電機と、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出手段と、
前記界磁電流を所定の値に制御する界磁電流制御手段と、
前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記界磁電流検出手段により検出した界磁電流と前記回転速度検出手段により検出した回転速度とに基づいて前記回転電機の発電時の前記エンジンへの負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段と
を備え、
前記界磁電流制御手段は、前記負荷トルク推定手段により推定した負荷トルク推定値が所定の負荷トルク値になるように前記界磁電流を制御する
ことを特徴とする界磁巻線式同期発電電動機。 A rotating electrical machine having a field winding and operating as an electric motor when starting the engine, and operating as a generator motor after starting ,
A field current detecting means for detecting a field current flowing in the field winding;
Field current control means for controlling the field current to a predetermined value;
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the rotating electrical machine;
Load torque estimating means for estimating a load torque to the engine during power generation of the rotating electrical machine based on the field current detected by the field current detecting means and the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. ,
The field current control means controls the field current so that the estimated load torque value estimated by the load torque estimation means becomes a predetermined load torque value. . 請求項１に記載の界磁巻線式同期発電電動機において、
前記界磁電流と前記回転速度と前記負荷トルクとの関係をマップ化した負荷トルク特性マップを記憶している負荷トルク特性記憶手段をさらに備え、
前記負荷トルク推定手段は、前記界磁電流検出手段により検出した界磁電流と前記回転速度検出手段により検出した回転速度とに基づいて、前記負荷トルク特性記憶手段に記憶されている負荷トルク特性マップを参照することにより、負荷トルクを推定し、
前記回転速度と制御目標である所定の負荷トルクとから、前記負荷トルク特性記憶手段に記憶されている負荷トルク特性マップを参照することにより、前記負荷トルク推定値が所定の負荷トルク値になるような界磁電流指令値を取得し、
前記界磁電流制御手段は、前記負荷トルク推定手段からの界磁電流指令値に基づいて界磁電流を制御する
ことを特徴とする界磁巻線式同期発電電動機。 In the field winding type synchronous generator motor according to claim 1,
Load torque characteristic storage means for storing a load torque characteristic map in which the relationship between the field current, the rotation speed, and the load torque is mapped;
The load torque estimation means is a load torque characteristic map stored in the load torque characteristic storage means based on the field current detected by the field current detection means and the rotation speed detected by the rotation speed detection means. To estimate the load torque,
By referring to a load torque characteristic map stored in the load torque characteristic storage means from the rotation speed and a predetermined load torque which is a control target, the load torque estimated value becomes a predetermined load torque value. To obtain the correct field current command value,
The field winding type synchronous generator motor characterized in that the field current control means controls a field current based on a field current command value from the load torque estimation means. 請求項１に記載の界磁巻線式同期発電電動機において、
前記界磁電流制御部は、前記負荷トルク推定部により推定した負荷トルク推定値と、制御目標である所定の負荷トルク値との差分に基づいて前記界磁電流を増減させて、負荷トルク推定値と所定の負荷トルク値とが一致するように前記界磁電流を制御する
ことを特徴とする界磁巻線式同期発電電動機。 In the field winding type synchronous generator motor according to claim 1,
The field current control unit increases or decreases the field current based on a difference between a load torque estimated value estimated by the load torque estimating unit and a predetermined load torque value that is a control target, thereby obtaining a load torque estimated value. The field winding type synchronous generator motor is characterized in that the field current is controlled so as to match a predetermined load torque value. 請求項１に記載の界磁巻線式同期発電電動機において、
前記回転電機が出力する直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記界磁電流と前記回転速度と前記直流電圧と前記負荷トルクとの関係をマップ化した負荷トルク特性マップを記憶している負荷トルク特性記憶手段と
をさらに備え、
前記負荷トルク推定手段は、前記界磁電流と前記回転速度と前記直流電圧とから前記負荷トルクを推定し、
前記界磁電流制御手段は、前記負荷トルク推定手段により推定した負荷トルク推定値が所定の値になるように前記界磁電流を制御する
ことを特徴とする界磁巻線式同期発電電動機。 In the field winding type synchronous generator motor according to claim 1,
DC voltage detection means for detecting a DC voltage output by the rotating electrical machine;
Load torque characteristic storage means for storing a load torque characteristic map that maps the relationship between the field current, the rotation speed, the DC voltage, and the load torque;
The load torque estimating means estimates the load torque from the field current, the rotation speed, and the DC voltage,
The field winding type synchronous generator motor characterized in that the field current control means controls the field current so that the estimated load torque value estimated by the load torque estimating means becomes a predetermined value. 請求項１に記載の界磁巻線式同期発電電動機において、
前記回転電機の温度情報を検出する温度検出手段と、
前記界磁電流と前記回転速度と前記温度情報と前記負荷トルクとの関係をマップ化した負荷トルク特性マップを記憶している負荷トルク特性記憶手段と
をさらに備え、
前記負荷トルク推定手段は、前記界磁電流と前記回転速度と前記温度情報とから前記負荷トルクを推定し、
前記界磁電流制御手段は、前記負荷トルク推定手段により推定した負荷トルク推定値が所定の値になるように前記界磁電流を制御する
ことを特徴とする界磁巻線式同期発電電動機。 In the field winding type synchronous generator motor according to claim 1,
Temperature detecting means for detecting temperature information of the rotating electrical machine;
Load torque characteristic storage means for storing a load torque characteristic map that maps the relationship between the field current, the rotation speed, the temperature information, and the load torque;
The load torque estimating means estimates the load torque from the field current, the rotation speed, and the temperature information,
The field winding type synchronous generator motor characterized in that the field current control means controls the field current so that the estimated load torque value estimated by the load torque estimating means becomes a predetermined value. 請求項１に記載の界磁巻線式同期発電電動機において、
前記回転電機が出力する直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記回転電機の温度情報を検出する温度検出手段と、
前記界磁電流と前記回転速度と前記直流電圧と前記温度情報と前記負荷トルクとの関係をマップ化した負荷トルク特性マップを記憶している負荷トルク特性記憶手段と
をさらに備え、
前記負荷トルク推定手段は、前記界磁電流と前記回転速度と前記直流電圧と前記温度情報とから前記負荷トルクを推定し、
前記界磁電流制御手段は、前記負荷トルク推定手段により推定した負荷トルク推定値が所定の値になるように前記界磁電流を制御する
ことを特徴とする界磁巻線式同期発電電動機。 In the field winding type synchronous generator motor according to claim 1,
DC voltage detection means for detecting a DC voltage output by the rotating electrical machine;
Temperature detecting means for detecting temperature information of the rotating electrical machine;
Load torque characteristic storage means for storing a load torque characteristic map that maps the relationship between the field current, the rotation speed, the DC voltage, the temperature information, and the load torque;
The load torque estimating means estimates the load torque from the field current, the rotation speed, the DC voltage, and the temperature information,
The field winding type synchronous generator motor characterized in that the field current control means controls the field current so that the estimated load torque value estimated by the load torque estimating means becomes a predetermined value.
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