JP5274587B2 - Control device for electric motor for vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、電動機の制御、特に車両に搭載され、エンジンに連結された電動機の駆動を制御する車両用電動機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a motor for a vehicle that controls the control of the motor, in particular, the drive of a motor mounted on a vehicle and connected to an engine.
エンジンに連結された車両用電動機の駆動を制御する従来の制御装置として、特許文献1に示されたものがある。特許文献1に示された従来の車両用電動機の制御装置は、電力変換部の駆動アームの上スイッチ素子により固定子巻線端子の1端子に通電し、下スイッ
チ素子により上スイッチ素子と異なる固定子巻線端子の1端子に通電する第1の通電状態
と、駆動アームの上スイッチ素子により固定子巻線端子の1端子または2端子に通電し、下スイッチ素子により上スイッチ素子が通電していない残り全ての固定子巻線端子(2端子または1端子)に通電する第2の通電状態とを有し、前記第1の通電状態と第2の通電
状態とを、電動機の回転子の回転により変化する電気角一周期内で交互に切り替えるように制御するものである。
As a conventional control device for controlling the driving of a vehicle electric motor connected to an engine, there is one disclosed in
このように構成された従来の車両用電動機の制御装置によれば、電動機のトルクリップルを低減させることができるため、停止したエンジンを始動する際にエンジンを高速回転まで回転させることが可能となり、迅速かつ滑らかにエンジンを始動することができるとともに、騒音も低減することができる。 According to the conventional vehicular electric motor control apparatus configured as described above, since the torque ripple of the electric motor can be reduced, it is possible to rotate the engine to a high speed rotation when starting the stopped engine, The engine can be started quickly and smoothly, and noise can be reduced.
特許文献1に示された従来の車両用電動機の制御装置によれば、第1の通電状態と第2の通電状態の切り替えを、回転センサの回転子角度位置情報に基づいて行うようにしているため、回転センサが必要となり、その分、装置が大型となり、かつ制御回路の規模も拡大し、コスト増大、および部品の信頼性低下の要因となるなどの課題があった。
According to the conventional vehicle motor control device disclosed in
この発明は、前記のような従来の装置の課題を解消するためになされたもので、回転センサを用いることなく、コンパクトで安価、かつ信頼性の高い車両用電動機の制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional apparatus, and an object of the present invention is to obtain a compact, inexpensive, and highly reliable control apparatus for a vehicle motor without using a rotation sensor. And
この発明による車両電動機の制御装置は、直列接続された上スイッチング素子と下スイッチング素子を備えた複数の駆動アームがそれぞれ直流電源の正負端子間に接続され、前記駆動アームの前記上スイッチング素子と前記下スイッチング素子との直列接続点が車両用電動機の固定子巻線の複数の巻線端子にそれぞれ接続された電力変換部を備え、前記駆動アームの前記上スイッチング素子と前記下スイッチング素子のオン、オフを制御して前記車両用電動機の前記固定子巻線の通電を制御して前記車両用電動機の回転子を駆動するようにした車両用電動機の制御装置であって、前記固定子巻線は、それぞれ三相巻線からなり所定の電気角位相分ずらされて配置された第1の固定子巻線と第2の固定子巻線とを備え、前記電力変換部は、前記第1の固定子巻線の通電を制御する第1の電力変換部と、前記第2の固定子巻線の通電を制御する第2の電力変換部とを備え、前記第1の固定子巻線と前記第2の固定子巻線は、前記所定の角度電気角位相分ずらされて同一の通電パターンとなるように、前記第1の電力変換部と前記第2の電力変換部によりそれぞれ制御され、前記通電パターンは、第1の通電状態と第2の通電状態とからなり、前記第1の通電状態は、前記駆動アームの前記上スイッチング素子により前記固定子巻線の1つの巻線端子に通電し、前記下スイッチング素子により前記巻線端子とは異なる1つの巻線端子に通電し、残りの巻線端子は前記上スイッチング素子と前記下スイッチング素子の何れからも通電されない通電状態であり、前記第2の通電状態は、前記駆動アームの前記上スイッチング素子により前記固定子巻線の1つまたは2つの巻線端子に通電し、前記下スイッチング素子により前記1つまたは2つの巻線端子以外の全ての巻線端子に通電する通電状態であり、前記第1の通電状態と第2の通電状態とは、前記電動機の回転子の回転により変化する電気角一周期内で交互に切り替えるように、前記第1の電力変換部と前記第2の電力変換部により制御され、前記第1の通電状態と前記第2の通電状態との切り替えは、前記第1の通電状態にある前記第1の固定子巻線または前記第2の固定子巻線における前記残りの巻線端子の電圧に基づいて行なわれることを特徴とするものである。 In the vehicle motor control device according to the present invention, a plurality of drive arms each having an upper switching element and a lower switching element connected in series are connected between positive and negative terminals of a DC power source, and the upper switching element of the drive arm and the A series connection point with the lower switching element includes a power conversion unit connected to each of a plurality of winding terminals of the stator winding of the vehicle motor, and the upper switching element and the lower switching element of the drive arm are turned on, A control device for a motor for a vehicle that controls turning off to control energization of the stator winding of the motor for a vehicle to drive a rotor of the motor for the vehicle, wherein the stator winding is , Each comprising a three-phase winding and a first stator winding and a second stator winding arranged to be shifted by a predetermined electrical angle phase, and the power converter comprises the A first power converter that controls energization of one stator winding; and a second power converter that controls energization of the second stator winding, the first stator winding And the second stator winding are controlled by the first power conversion unit and the second power conversion unit, respectively, so that they are shifted by the predetermined angle electrical angle phase and have the same energization pattern. The energization pattern includes a first energization state and a second energization state, and the first energization state is applied to one winding terminal of the stator winding by the upper switching element of the drive arm. Energized, energized to one winding terminal different from the winding terminal by the lower switching element, the remaining winding terminals are energized state that is not energized from either the upper switching element and the lower switching element, In the second energized state, the drive Energizing one or two winding terminals of the stator winding by the upper switching element of the arm and energizing all winding terminals other than the one or two winding terminals by the lower switching element The first power conversion unit and the second energization state are switched so that the first energization state and the second energization state are alternately switched within one cycle of an electrical angle that is changed by rotation of a rotor of the electric motor. Switching between the first energized state and the second energized state is controlled by a second power converter, and the first stator winding or the second fixed state in the first energized state This is performed based on the voltage of the remaining winding terminal in the child winding.
この発明による車両用電動機の制御装置によれば、従来必要とした回転センサが不要となるため、製品サイズをコンパクトにすることができ、また、回路規模も縮小できるため、安価、高信頼性な車両用電動の制御装置を得ることができる。 According to the control apparatus for a motor for a vehicle according to the present invention, since the conventionally required rotation sensor is not required, the product size can be made compact, and the circuit scale can be reduced, so that it is inexpensive and highly reliable. An electric control device for a vehicle can be obtained.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置について説明する。図1は、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置の固定子ドライブ回路の概念図である。図示していない回転子は、永久磁石からなる磁極を備えた回転子、あるいは界磁巻線による磁極を備えた回転子であり得る。図1において、車両用電動機の固定子は、三相Δ結線された巻線U、巻線V、巻線Wからなる第1の固定子巻線13と、三相Δ結線された巻線X、巻線Y、巻線Zからなる第2の固定子巻線14とを有する。第1の固定子巻線13の巻線UとV、VとW、WとUの相互の角度間隔はそれぞれ120[deg]であり、第2の固定子巻線14の各巻線XとY、YとZ、ZとXの相互の角度間隔はそれぞれ120[deg]である。
A vehicle motor control apparatus according to
また、第1の固定子巻線13と第2の固定子巻線14とは、相互に角度30[deg]だけシフトされて配置されており、巻線UとX、VとY、WとZの相互の角度間隔はそれぞれ30[deg]となる。この実施の形態1に係る固定子巻線は、6相固定子巻線と等
価である。前記第1の固定子巻線13と第2の固定子巻線14とは、互いに電気角位相30[rad]ずらされて、後述するように同じ通電パターンで制御される。
Further, the first stator winding 13 and the second stator winding 14 are arranged so as to be shifted from each other by an angle of 30 [deg], and the windings U and X, V, Y, W, and The mutual angle interval of Z is 30 [deg]. The stator winding according to the first embodiment is equivalent to a six-phase stator winding. The first stator winding 13 and the second stator winding 14 are controlled by the same energization pattern as will be described later, with an electrical angle phase of 30 [rad] shifted from each other.
第1の電力変換部130は、上スイッチング素子1と下スイッチング素子2とにより構成された第1駆動アームと、上スイッチング素子3と下スイッチング素子4とにより構成された第2駆動アームと、上スイッチング素子5と下スイッチング素子6とにより構成された第3駆動アームを備えている。
The first
第1の電力変換部130の直流側端子P、Nは、図示していない車載バッテリの正極側端子および負極側端子に接続される。また、第1駆動アーム乃至第3駆動アームの上スイッチング素子と下スイッチング素子との直列接続点からそれぞれ導出された交流側端子131、132、133は、第1の固定子巻線13の巻線端子(1)、(2)、(3)にそれぞれ接続されている。
The DC side terminals P and N of the first
同様に、第2の電力変換部140は、上スイッチング素子7と下スイッチング素子8とにより構成された第4駆動アームと、上スイッチング素子9と下スイッチング素子10とにより構成された第5駆動アームと、上スイッチング素子11と下スイッチング素子12とにより構成された第6駆動アームを備えている。
Similarly, the second
第2の電力変換部140の直流側端子P、Nは、図示していない車載バッテリの正極側端子および負極側端子に接続される。また、第4駆動アーム乃至第6駆動アームの上スイッチング素子と下スイッチング素子との直列接続点からそれぞれ導出された交流側端子141、142、143は、第2の固定子巻線14の巻線端子(4)、(5)、(6)にそれぞれ接続されている。
The DC side terminals P and N of the second
図1において、例えば、第1の電力変換部130における第1駆動アームの上スイッチング素子1がオンで、下スイッチング素子2がオフのときは、交流側端子131の電圧はハイレベル電圧(以下、H電圧と称する)となり、下スイッチング素子2がオンで、上スイッチング素子1がオフのときは、交流側端子131の電圧はローレベル電圧(以下、L電圧と称する)となり、上スイッチング素子1、および下スイッチング素子2が共にオフのときは、交流側端子131の電圧は中間電位となる。第1の電力変換部130の他の駆動アーム、および第2の電力変換部140の各駆動アームも同様である
In FIG. 1, for example, when the
図2は、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置の回転子および固定子の磁化状態を表す説明図で、最も効率良く回転力を得るための固定子の磁化状態を表している。図2に於いて、(A)は第1の固定子巻線13と回転子15との磁化状態を示し、(B)は第2の固定子巻線14と回転子15の磁化状態を示す。そして、図2の(A)および(B)の何れも、回転子15の30[deg]毎の回転位置a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、lにおける第1の固定子巻線13と回転子磁極15、および第2の固定子巻線14と回転子15との磁化状態を示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the magnetized state of the rotor and the stator of the control device for a vehicle electric motor according to
また、図2の(A)、(B)において、巻線端子(1)乃至(6)のうち黒丸はL電圧、白丸はH電圧、灰色丸は中間電位を示し、第1の固定子巻線13におけるU、V、Wの各巻線、および第2の固定子巻線14におけるX、Y、Zの各巻線に近接して表示している斜線部はN極、白抜き部はS極を示し、それらを実線で囲んだ表示は破線で囲んだ表示よりも磁化状態が強力であることを示している。さらに、破線で囲む白抜き部は磁化されていないことを示している。
2A and 2B, among the winding terminals (1) to (6), the black circle indicates the L voltage, the white circle indicates the H voltage, and the gray circle indicates the intermediate potential, and the first stator winding The hatched portions displayed in proximity to the U, V, W windings on the
図3は、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置の回転子および固定子の通電状態を示す説明図である。図3において、縦軸の左側上欄には、第1の固定子巻線13である「UVW側」の各巻線端子(1)、(2)、(3)にそれぞれ接続された第1駆動アーム、第2駆動アーム、第3駆動アームの上スイッチング素子および下スイッチング素子のスイッチ状態を3態様に区分して表示している。また、縦軸の左側下欄には、第2の固定子巻線14である「XYZ側」の各巻線端子(4)、(5)、(6)にそれぞれ接続された第4駆動アーム、第5駆動アーム、第6駆動アームの上スイッチング素子および下スイッチング素子のスイッチ状態を3態様に区分して表示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing energized states of the rotor and the stator of the control device for a vehicle motor according to
一方、横軸には、回転子の回転位置a〜lに相当する「a状態0(0deg)」〜「l状態11(330deg)」までの12段階の状態に対応させて、第1の固定子巻線13と第2の固定子巻線14の磁化状態、および各巻線端子(1)〜(6)の電圧の状態を表示している。 On the other hand, the horizontal axis indicates the first fixed state corresponding to 12 states from “a state 0 (0 deg)” to “l state 11 (330 deg)” corresponding to the rotational positions a to l of the rotor. The magnetization states of the child winding 13 and the second stator winding 14 and the voltage states of the winding terminals (1) to (6) are displayed.
図1、図2、図3において、「a状態0(0deg)」のとき、第1の電力変換部130の第1駆動アームの上スイッチング素子1はオン、下イッチング素子2はオフであり、巻線端子(1)はH電圧、第2駆動アームの上スイッチング素子3はオフ、下スイッチング素子4はオンであり、巻線端子(2)はL電圧、第3駆動アームの上スイッチング素子5はオフ、下スイッチング素子6はオンであり、巻線端子(3)はL電圧となっている。
1, 2, and 3, in the “a state 0 (0 deg)”, the
このとき、第1の固定子巻線13の巻線端子(1)から巻線U、Wを介して巻線端子(2)、(3)へ電流が流れ、模式的に述べれば、巻線Uに流れる電流により図の右側がN極、左側がS極の磁極を形成する磁束が発生し、巻線Wに流れる電流により図の右側がN極、左側がS極の磁極を形成する磁束が発生するが、巻線Vには電流が流れず磁束は形成されない。このとき、回転子15は図の上側がN極、下側がS極の位置にあり、回転子15は、第1の固定子巻線13による磁束の作用により矢印に示す方向の回転力を発生する。
At this time, current flows from the winding terminal (1) of the first stator winding 13 through the windings U and W to the winding terminals (2) and (3). The current flowing through U generates a magnetic flux that forms a magnetic pole with the N pole on the right side and the S pole on the left side, and the magnetic flux that forms the magnetic pole with the N pole on the right side and the S pole on the left side by the current flowing through the winding W. However, no current flows through the winding V and no magnetic flux is formed. At this time, the
一方、「a状態0(0deg)」のとき、第2の電力変換部140の第4駆動アームの上スイッチング素子7はオン、下イッチング素子8はオフであり、巻線端子(4)はH電圧、第5駆動アームの上スイッチング素子9はオフ、下スイッチング素子10はオフであり、巻線端子(5)は中間電位、第6駆動アームの上スイッチング素子11はオフ、下スイッチング素子12はオンであり、巻線端子(6)はL電圧となっている。
On the other hand, in the “a state 0 (0 deg)”, the upper switching element 7 of the fourth drive arm of the second
このとき、第2の固定子巻線14の巻線端子(4)から巻線Zを介して巻線端子(6)へ電流が流れ、模式的に述べれば、巻線Zに流れる電流により図の右側がN極、左側がS極の磁極を形成する磁束が発生する。また、巻線端子(4)から巻線Xを介して巻線端子(5)に流れる電流により図の下側がN極、上側がS極の磁極を形成する磁束が発生し、巻線端子(5)から巻線Yを介して巻線端子(6)に流れる電流により図の上側がN極、下側がS極の磁極を形成する磁束が発生するが、巻線X、Yに流れる電流は巻線Zに流れる電流より小さく、それらの電流により発生する磁束は巻線Zに流れる電流による磁束よりも小さいものとなる。このとき、回転子15は図の上側がN極、下側がS極の位置にあり、回転子15は、第2の固定子巻線14による磁束の作用により矢印に示す方向の回転力を発生する。
At this time, a current flows from the winding terminal (4) of the second stator winding 14 via the winding Z to the winding terminal (6). A magnetic flux is generated that forms a magnetic pole with the N pole on the right side and the S pole on the left side. Also, the current flowing from the winding terminal (4) through the winding X to the winding terminal (5) generates a magnetic flux that forms a magnetic pole having an N pole on the lower side and an S pole on the upper side. 5) A magnetic flux that forms a magnetic pole having an N pole on the upper side and an S pole on the lower side is generated by the current that flows from the winding Y to the winding terminal (6). The magnetic flux generated by these currents is smaller than the current flowing in the winding Z, and the magnetic flux generated by these currents is smaller than the magnetic flux generated by the current flowing in the winding Z. At this time, the
回転子15は、第1の固定子巻線13による回転力と第2の固定子巻線14による回転力とが加算された回転力により矢印方向に回転し、「a状態0(0[deg])」の位置から「b状態1(30deg)」の位置へ至ることとなる。
The
以降、「b状態1(30deg)」〜「l状態11(330deg)」を順次経由して再び「a状態0(0geg)」に戻る。回転子15は、それぞれの状態における第1の固定子巻線13と第2の固定子巻線14が発生する磁束と自身の磁極の磁束との相互作用に
よる駆動力を受けて矢印方向に回転する。
Thereafter, the state returns to “a state 0 (0 geg)” via “b state 1 (30 deg)” to “l state 11 (330 deg)” sequentially. The
次に、「a状態0(30deg)」〜「l状態11(330deg)」について、第1の電力変換部130における第1駆動アーム〜第3駆動アームの上スイッチング素子と下スイッチング素子のオン/オフの状態、第1の固定子巻線13の各巻線端子(1)〜(3)の電圧の状態、並びに、第2の電力変換部140における第4駆動アーム〜第6駆動アームの上スイッチング素子と下スイッチング素子のオン/オフの状態、第2の固定子巻線14の各巻線端子(4)〜(6)の電圧の状態について説明する。
Next, for “a state 0 (30 deg)” to “l state 11 (330 deg)”, the upper switching element and the lower switching element of the first driving arm to the third driving arm in the first
以下述べる「a状態0(deg)」〜「i状態330(deg)」における通電パターンは、大別すれば、駆動アームの上スイッチ素子により固定子巻線の1つの巻線端子に通電し、下スイッチ素子により前記1つの巻線端子とは異なる他の1つの巻線端子に通電する「第1の通電状態」と、駆動アームの上スイッチ素子により固定子巻線の1つまたは2つの巻線端子に通電し、下スイッチ素子により上記1つまたは2つの巻線端子以外の残り全ての巻線端子(2つ又は1つ)に通電する「第2の通電状態」とに分けることができる。 The energization patterns in “a state 0 (deg)” to “i state 330 (deg)” described below are energized to one winding terminal of the stator winding by the upper switch element of the drive arm, A “first energized state” in which the lower switch element energizes another coil terminal different from the one coil terminal, and one or two windings of the stator winding by the upper switch element of the drive arm. It can be divided into a “second energization state” in which the line terminal is energized and all the remaining winding terminals (two or one) other than the one or two winding terminals are energized by the lower switch element. .
「a状態0(0deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
1→オン、2→オフ、3→オフ、4→オン、5→オフ、6→オン
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→H電圧、(2)→L電圧、(3)→L電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
7→オン、8→オフ、9→オフ、10→オフ、11→オフ、12→オン
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→H電圧、(5)→中間電位、(6)→L電圧
"A state 0 (0 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... second energized state
1 → on, 2 → off, 3 → off, 4 → on, 5 → off, 6 → on [winding terminal of the first stator winding] (1) → H voltage, (2) → L voltage, (3) → L voltage [upper / lower switching element of second power conversion unit]... First energization state
7 → on, 8 → off, 9 → off, 10 → off, 11 → off, 12 → on [winding terminal of second stator winding] (4) → H voltage, (5) → intermediate potential, (6) → L voltage
「b状態1(30deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
1→オン、2→オフ、3→オフ、4→オン、5→オフ、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→H電圧、(2)→L電圧、(3)→中間電位
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
7→オン、8→オフ、9→オフ、10→オン、11→オフ、12→オン
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→H電圧、(5)→L電圧、(6)→L電圧
"B state 1 (30 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... first energized state
1 → on, 2 → off, 3 → off, 4 → on, 5 → off, 6 → off [winding terminal of first stator winding] (1) → H voltage, (2) → L voltage, (3) → Intermediate potential [Upper / lower switching element of second power conversion unit]...
7 → on, 8 → off, 9 → off, 10 → on, 11 → off, 12 → on [winding terminal of second stator winding] (4) → H voltage, (5) → L voltage, (6) → L voltage
「c状態2(60deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
1→オン、2→オフ、3→オフ、4→オン、5→オン、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→H電圧、(2)→L電圧、(3)→H電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
7→オン、8→オフ、9→オフ、10→オン、11→オフ、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→H電圧、(5)→L電圧、(6)→中間電位
"C state 2 (60 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... second energized state
1 → on, 2 → off, 3 → off, 4 → on, 5 → on, 6 → off [winding terminal of first stator winding] (1) → H voltage, (2) → L voltage, (3) → H voltage [upper / lower switching element of second power conversion unit]... First energization state
7 → on, 8 → off, 9 → off, 10 → on, 11 → off, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → H voltage, (5) → L voltage, (6) → Intermediate potential
「d状態3(90deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
1→オフ、2→オフ、3→オフ、4→オン、5→オン、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→中間電位、(2)→L電圧、(3)→H電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
7→オン、8→オフ、9→オフ、10→オン、11→オン、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→H電圧、(5)→L電圧、(6)→H電圧
"D state 3 (90deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... first energized state
1 → off, 2 → off, 3 → off, 4 → on, 5 → on, 6 → off [winding terminal of the first stator winding] (1) → intermediate potential, (2) → L voltage, (3) → H voltage [second power conversion unit upper / lower switching element]... Second energization state
7 → on, 8 → off, 9 → off, 10 → on, 11 → on, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → H voltage, (5) → L voltage, (6) → H voltage
「e状態4(120deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
1→オフ、2→オン、3→オフ、4→オン、5→オン、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→L電圧、(2)→L電圧、(3)→H電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
7→オフ、8→オフ、9→オフ、10→オン、11→オン、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→中間電位、(5)→L電圧、(6)→H電圧
"E state 4 (120 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... second energized state
1 → off, 2 → on, 3 → off, 4 → on, 5 → on, 6 → off [winding terminal of the first stator winding] (1) → L voltage, (2) → L voltage, (3) → H voltage [upper / lower switching element of second power conversion unit]... First energization state
7 → off, 8 → off, 9 → off, 10 → on, 11 → on, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → intermediate potential, (5) → L voltage, (6) → H voltage
「f状態5(150deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
1→オフ、2→オン、3→オフ、4→オフ、5→オン、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→L電圧、(2)→中間電位、(3)→H電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
7→オフ、8→オン、9→オフ、10→オン、11→オン、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→L電圧、(5)→L電圧、(6)→H電圧
"F state 5 (150 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... first energized state
1 → off, 2 → on, 3 → off, 4 → off, 5 → on, 6 → off [winding terminal of the first stator winding] (1) → L voltage, (2) → intermediate potential, (3) → H voltage [second power conversion unit upper / lower switching element]... Second energization state
7 → off, 8 → on, 9 → off, 10 → on, 11 → on, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → L voltage, (5) → L voltage, (6) → H voltage
「g状態6(180deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
1→オフ、2→オン、3→オン、4→オフ、5→オン、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→L電圧、(2)→H電圧、(3)→H電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
7→オフ、8→オン、9→オフ、10→オフ、11→オン、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→L電圧、(5)→中間電位、(6)→H電圧
"G state 6 (180 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... second energized state
1 → off, 2 → on, 3 → on, 4 → off, 5 → on, 6 → off [winding terminal of the first stator winding] (1) → L voltage, (2) → H voltage, (3) → H voltage [upper / lower switching element of second power conversion unit]... First energization state
7 → off, 8 → on, 9 → off, 10 → off, 11 → on, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → L voltage, (5) → intermediate potential, (6) → H voltage
「h状態7(210deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
1→オフ、2→オン、3→オン、4→オフ、5→オフ、6→オフ
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→L電圧、(2)→H電圧、(3)→中間電位
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
7→オフ、8→オン、9→オン、10→オフ、11→オン、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→L電圧、(5)→H電圧、(6)→H電圧
"H state 7 (210 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... first energized state
1 → off, 2 → on, 3 → on, 4 → off, 5 → off, 6 → off [winding terminal of first stator winding] (1) → L voltage, (2) → H voltage, (3) → Intermediate potential [Upper / lower switching element of second power conversion unit]...
7 → off, 8 → on, 9 → on, 10 → off, 11 → on, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → L voltage, (5) → H voltage, (6) → H voltage
「i状態8(240deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
1→オフ、2→オン、3→オン、4→オフ、5→オフ、6→オン
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→L電圧、(2)→H電圧、(3)→L電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
7→オフ、8→オン、9→オン、10→オフ、11→オフ、12→オフ
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→L電圧、(5)→H電圧、(6)→中間電位
"I-state 8 (240deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... second energized state
1 → off, 2 → on, 3 → on, 4 → off, 5 → off, 6 → on [winding terminal of first stator winding] (1) → L voltage, (2) → H voltage, (3) → L voltage [upper / lower switching element of second power conversion unit]... First energization state
7 → off, 8 → on, 9 → on, 10 → off, 11 → off, 12 → off [winding terminal of second stator winding] (4) → L voltage, (5) → H voltage, (6) → Intermediate potential
「j状態9(270deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
1→オフ、2→オフ、3→オン、4→オフ、5→オフ、6→オン
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→中間電位、(2)→H電圧、(3)→L電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
7→オフ、8→オン、9→オン、10→オフ、11→オフ、12→オン
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→L電圧、(5)→H電圧、(6)→L電圧
“J State 9 (270 deg)”
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... first energized state
1 → off, 2 → off, 3 → on, 4 → off, 5 → off, 6 → on [winding terminal of the first stator winding] (1) → intermediate potential, (2) → H voltage, (3) → L voltage [Upper / lower switching element of second power conversion unit]... Second energization state
7 → off, 8 → on, 9 → on, 10 → off, 11 → off, 12 → on [winding terminal of second stator winding] (4) → L voltage, (5) → H voltage, (6) → L voltage
「k状態10(300deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
1→オン、2→オフ、3→オン、4→オフ、5→オフ、6→オン
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→H電圧、(2)→H電圧、(3)→L電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
7→オフ、8→オフ、9→オン、10→オフ、11→オフ、12→オン
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→中間電位、(5)→H電圧、(6)→L電圧
"K state 10 (300 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... second energized state
1 → on, 2 → off, 3 → on, 4 → off, 5 → off, 6 → on [winding terminal of first stator winding] (1) → H voltage, (2) → H voltage, (3) → L voltage [upper / lower switching element of second power conversion unit]... First energization state
7 → off, 8 → off, 9 → on, 10 → off, 11 → off, 12 → on [winding terminal of second stator winding] (4) → intermediate potential, (5) → H voltage, (6) → L voltage
「l状態11(330deg)」
[第1の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第1の通電状態
1→オン、2→オフ、3→オフ、4→オフ、5→オフ、6→オン
[第1の固定子巻線の巻線端子](1)→H電圧、(2)→中間電位、(3)→L電圧
[第2の電力変換部の上/下スイッチング素子]・・・第2の通電状態
7→オン、8→オフ、9→オン、10→オフ、11→オフ、12→オン
[第2の固定子巻線の巻線端子](4)→H電圧、(5)→H電圧、(6)→L電圧
"1 state 11 (330 deg)"
[Upper / lower switching element of first power conversion unit] ... first energized state
1 → on, 2 → off, 3 → off, 4 → off, 5 → off, 6 → on [winding terminal of first stator winding] (1) → H voltage, (2) → intermediate potential, (3) → L voltage [Upper / lower switching element of second power conversion unit]... Second energization state
7 → on, 8 → off, 9 → on, 10 → off, 11 → off, 12 → on [winding terminal of second stator winding] (4) → H voltage, (5) → H voltage, (6) → L voltage
前述から明らかなように、「第1の通電状態」とは、図3にも示すように、UVW側およびXYZ側の何れも、3個の駆動アームのうち何れかの駆動アームの上スイッチング素子と下スイッチング素子の双方が共にオフとなり、その駆動アームの交流側端子に接続された巻線端子の電圧が中間電位となる通電状態であるということもできる。また、「第2の通電状態」とは、3個の駆動アームのうち何れの駆動アームも上スイッチング素子と下スイッチング素子の双方が共にオフであることがなく、何れの巻線端子にも中間電位が発生しない通電状態であるということもできる。 As is apparent from the above, the “first energized state” means, as shown in FIG. 3, the upper switching element of any one of the three drive arms on both the UVW side and the XYZ side. It can also be said that both the lower switching element and the lower switching element are turned off, and the winding terminal connected to the AC side terminal of the drive arm is in an energized state where the voltage is an intermediate potential. Also, the “second energized state” means that none of the three switching arms has both the upper switching element and the lower switching element turned off, and any winding terminal is in the middle. It can also be said that it is an energized state in which no potential is generated.
「第1の通電状態」と「第2の通電状態」とは、30(deg)毎に交互に繰り返して発生するが、UVW側とXYZ側に同一の通電状態が同時に発生することはない。従って、「a状態0(0deg)」〜「l状態11(330deg)」の夫々において、UVW側かXYZ側かの何れか一方に必ず中間電位となる「第1の通電状態」が発生する。 The “first energized state” and the “second energized state” occur alternately every 30 (deg), but the same energized state does not occur simultaneously on the UVW side and the XYZ side. Therefore, in each of “a state 0 (0 deg)” to “l state 11 (330 deg)”, a “first energization state” that is necessarily an intermediate potential occurs on either the UVW side or the XYZ side.
前述したように従来の車両用電動機の制御装置によれば、回転センサの回転子角度位置情報に基づいて、電力変換部のスイッチング素子のスイッチングを制御するようにしているが、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置は、「a状態0(0deg)」〜「l状態11(330deg)」の夫々において、UVW側かXYZ側かの何れか一方に必ず発生する「第1の通電状態」に着目して、第1の電力変換部130と第2の電力変換部140の、各駆動アームの上スイッチング素子および下スイッチング素子のスイッチングを制御するものである。
As described above, according to the conventional vehicle motor control device, the switching of the switching element of the power conversion unit is controlled based on the rotor angular position information of the rotation sensor. The control device for a vehicle electric motor according to the first aspect is provided with a “first state” that always occurs on either the UVW side or the XYZ side in each of “a state 0 (0 deg)” to “l state 11 (330 deg)”. Focusing on the “energized state”, the switching of the upper switching element and the lower switching element of each drive arm of the first
以下、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置における、スイッチング素子の制御について説明する。図4は、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置における通電状態変更タイミング検出手段の構成図である。図4に於いて、第1の比較器16は、そのマイナス側端子に第1の固定子コイル13若しくは第2の固定子コイル14の巻線端子に発生する中間電位Vinが入力され、プラス側端子に所定のH電圧側判定値Vh_Hが入力され、出力端子に中間電位VinとH電圧側判定値Vh_Hとの偏差に対応する第1の比較出力comp_Hを出力する。
Hereinafter, control of the switching element in the control apparatus for a vehicle motor according to
第2の比較器17は、そのプラス側端子に第1の固定子コイル13若しくは第2の固定子コイル14の巻線端子に発生する中間電位Vinが入力され、マイナス側端子に所定のL電圧側判定値Vh_Lが入力され、出力端子に中間電位VinとL電圧側判定値Vh_Lとの偏差に対応する第2の比較出力comp_Lを出力する。
The
判定器18は、第1の比較器16からの第1の比較出力comp_H、又は第2の比較器17からの第2の比較出力comp_Lが、所定値以下、例えば「0」以下、となったときに第1の電力変換部130および第2の電力変換部140の各スイッチング素子の導通状態を制御して、前述の第1の通電状態から第2の通電状態へ、若しくは第2の通電状態から第1の通電状態への切り替え指令を発生する。
In the
UVW側通電状態変更手段19は、判定器18からの切り替え指令に基づいて、第1の電力変換部130の第1駆動アーム〜第3駆動アームの上スイッチング素子および下スイッチング素子のスイッチングのオン/オフ状態を切り替えて、前述の第1の通電状態から
第2の通電状態に変更し、若しくは第2の通電状態から第1の通電状態に変更する。XYZ側通電状態変更手段20は、判定器18からの切り替え指令に基づいて第2の電力変換部140の第4駆動アーム〜第6駆動アームの上スイッチング素子および下スイッチング素子のスイッチングのオン/オフ状態を切り替えて、前述の第2の通電状態から第1の通電状態に変更し、若しくは第1の通電状態から第2の通電状態に変更する。
The UVW-side energization
ここで、車載バッテリの出力電圧が12[V]であるとすれば、第1の比較器16のH電圧側判定値Vh_Hは、例えば11[V]に設定され、第2の比較器17のL電圧側判定値Vh_Hは、例えば1[V]に設定される。
Here, if the output voltage of the in-vehicle battery is 12 [V], the H voltage side determination value Vh_H of the
図1乃至図4において、いま、「a状態0(0deg)」にあるとする。このとき、XYZ側の巻線端子(5)が中間電位、例えば6[V]の状態にある。回転子15が回転位置aから矢印方向に回転して回転位置bに近づくに伴い、回転子15の磁極と固定子巻線との相対位置変化による磁束変化により、巻線端子(5)の電圧が中間電位の6[V]から次第に低下し、L電圧側判定値Vh_Lに等しい1[V]に達するようになる。このとき、第2の比較器17の第2の比較出力comp_Lは、中間電位VinとL電圧側判定値Vh_Lとの偏差「0」に対応する値となる。
In FIG. 1 to FIG. 4, it is assumed that the state is “a state 0 (0 deg)”. At this time, the winding terminal (5) on the XYZ side is in an intermediate potential, for example, 6 [V]. As the
判定器18は、第2の比較器17からの第2の比較出力comp_Lが所定値「0」以下に対応した値になったことを判定し、XYZ側状態変更手段20に第1の通電状態から第2の通電状態への切り替え指令を与えると同時にUVW側状態変更手段19に第2の通電状態から第1の通電状態への切り替え指令を与える。これによりXYZ側状態変更手段20は、XYZ側を第1の通電状態から第2の通電状態へ変更し、UVW側状態変更手段19は、IVW側を第2の通電状態から第1の通電状態へ変更するように、それぞれ対応する電力変換部のスイッチング素子のオン/オフ状態を切り替える。これにより、固定子および回転子は「b状態1(30deg)」へと移行する。このように切り替えタイミングが中間電位とL電圧側判定値Vh_Lとの偏差が所定値以下となることより、固定子巻線内の電流が少ないタイミングでの切り替えが達成される。
The
「b状態1(30deg)」に至ると、UVW側の巻線端子(3)が中間電位となる。この状態において、回転子15が回転位置bから矢印方向に更に回転して回転位置cに近づくに伴い、回転子15の磁極と固定子巻線との相対位置変化による磁束変化により、巻線端子(3)の電圧が中間電位の6[V]から次第に上昇し、H電圧側判定値Vh_Hに等しい11[V]に達するようになる。このとき、第1の比較器16の第1の比較出力comp_Hは、中間電位VinとH電圧側判定値Vh_Hとの偏差「0」に対応する値となる。
When “b state 1 (30 deg)” is reached, the winding terminal (3) on the UVW side becomes an intermediate potential. In this state, as the
判定器18は、第1の比較器16からの第1の比較出力comp_Hが「0」に対応した値になったことを判定し、UVW側状態変更手段19に第1の通電状態から第2の通電状態への切り替え指令を与えると同時にXYZ側状態変更手段20に第2の通電状態から第1の通電状態への切り替え指令を与える。これによりUVW側状態変更手段19は、UVW側を第1の通電状態から第2の通電状態へ変更し、XYZ側状態変更手段20は、XYZ側を第2の通電状態から第1の通電状態へ変更するように、それぞれ対応する電力変換部のスイッチング素子のオン/オフ状態を切り替える。これにより、固定子および回転
子は「c状態1(30deg)」へと移行する。これにより、固定子および回転子は「b状態1(30deg)」へと移行する。このように切り替えタイミングが中間電位とH電圧側判定値Vh_Hとの偏差が所定値以下となることより、固定子巻線内の電流が少ないタイミングでの切り替えが達成される。
The
以降、前述と同様にして、回転子15の回転に伴う回転子の磁極と固定子巻線との相対位置変化による中間電位の電圧変化に基づいて回転子15の回転位置を検出し、それぞれの回転位置に対応した前述の通電状態となるようにUVW側、およびXYZ側のスイッチング素子のスイッチングを制御するものである。このように、各スイッチング素子の切り替わりタイミングは、「第1の通電状態」側の上スイッチング素子と下スイッチング素子の何れも通電していない駆動アームに接続された固定子巻線の巻線端子の電圧により決定される。
Thereafter, in the same manner as described above, the rotational position of the
図5は、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置における通電状態の切り替えタイミングを示す説明図である。図4に示すように、UVW側とXYZ側における「第1の通電状態」と「第2の通電状態」との切り替えタイミングは同時である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the switching timing of the energized state in the control device for a vehicle motor according to
図6は、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置における電力変換部の各駆動アームの通電状態を示すタイムチャートである。「a状態(0deg)」から「l状態(330deg)」に至るまでの各状態において、巻線端子(1)乃至(6)の電圧は、図6に示すように周期的に変化する。
FIG. 6 is a time chart showing energization states of the drive arms of the power conversion unit in the control apparatus for a vehicle motor according to
前述したように、UVW側、または、XYZ側の第1の通電状態終了とほぼ同時に、第1の固定子巻線13および第2の固定子巻線14の通電状態を更新する。このように通電状態を変更させるタイミングが一定である場合は、回転子15の起磁力を回転数に応じて制御することにより回転数を制御することができる。
As described above, the energization states of the first stator winding 13 and the second stator winding 14 are updated almost simultaneously with the end of the first energization state on the UVW side or the XYZ side. Thus, when the timing which changes an electricity supply state is constant, a rotation speed can be controlled by controlling the magnetomotive force of the
以上述べたようにこの発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置によれば、回転子が1回転する際、UVW相コイル、XYZ相コイルのうち1箇所は中間電位となる箇所があり、この中間電位の電圧をモニターすることにより回転状態をモニターすることが出来るため、回転センサを廃止することが出来、コンパクトで安価、高信頼性な電動機を得ることができる。 As described above, according to the control apparatus for a vehicle motor according to the first embodiment of the present invention, when the rotor rotates once, one of the UVW phase coil and the XYZ phase coil has an intermediate potential. Since the rotation state can be monitored by monitoring the voltage of the intermediate potential, the rotation sensor can be eliminated, and a compact, inexpensive and highly reliable electric motor can be obtained.
また、この発明の実施の形態1による車両用電動機の制御装置における通電状態変更タイミング検出手段によれば、切り替えタイミングが中間電位とH側またはL側の偏差が所定値以下となることより、コイル内の電流が少ないタイミングでの切り替えとなるため、切り替え時に発生するサージ電流を抑制することができ、発熱抑制による効率向上、および、サージ電流抑制によるスイッチ部の信頼性を向上することができる。 Further, according to the energization state change timing detection means in the control device for a vehicle motor according to the first embodiment of the present invention, since the deviation of the switching timing between the intermediate potential and the H side or L side is equal to or less than the predetermined value, the coil Therefore, the surge current generated at the time of switching can be suppressed, the efficiency can be improved by suppressing the heat generation, and the reliability of the switch unit can be improved by suppressing the surge current.
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2による車両用電動機の制御装置における通電状態の切り替えタイミングを示す説明図であり、(A)は、加速時の切り替えタイミング、(B)は減速時の切り替えタイミングをそれぞれ示している。実施の形態1では、前述したように、UVW側(または、XYZ側)の第1の通電状態終了とほぼ同時に同相側、他相側の両相とも通電状態を更新している。このように通電状態を変更させるタイミングが一定である場合は、回転子の起磁力を回転数に応じて制御することにより回転数を制御することができるが、回転子の起磁力を変えるだけでは、回転子起磁力を介して回転数を制御するため、急な回転の変動に追従できないことがある。
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing the switching timing of the energized state in the vehicle motor control apparatus according to
そこで、この発明の実施の形態2による車両用電動機の制御装置では、急な回転の変動
に対応できるように、UVW側とXYZ側の通電状態の切り替えタイミングをずらせるようにしたものである。即ち、電動機を加速させる場合は、回転子15の起磁力を増大させるとともに、図7の(A)に示すように、回転子の起磁力増大が安定するまで、UVW側(またはXYZ側)の第1の通電状態から、他相側であるXYZ側(またはUVW側)の第1の通電状態に移行するタイミングを早めに切り替える。これにより電動機の回転数を急激に増大させて急加速させることができる。
Therefore, in the control apparatus for a vehicle motor according to the second embodiment of the present invention, the switching timing of the energized states on the UVW side and the XYZ side is shifted so as to cope with a sudden change in rotation. That is, when accelerating the electric motor, the magnetomotive force of the
電動機の加速時に回転子の起磁力増大が安定するまで、UVW側(またはXYZ側)の第1の通電状態から、他相側であるXYZ側(またはUVW側)の第1の通電状態に移行するタイミングの早めに切り替えは、判定器18から他相側であるXYZ側状態変更手段20(またはUVW側状態変更手段19)への切り替え指令を、同相側であるUVW側(またはXYZ側)の切り替え指令より所定のタイミングだけ早めることで達成することができる。
Transition from the first energized state on the UVW side (or XYZ side) to the first energized state on the XYZ side (or UVW side), which is the other phase side, until the increase in magnetomotive force of the rotor is stabilized during acceleration of the electric motor The switching is performed at an earlier timing by issuing a switching command from the
また、逆に、電動機を減速する場合は、回転子の起磁力を減少させるとともに、第5図の(B)に示すように、回転子の起磁力減少が安定するまで、UVW側(またはXYZ側)の第1の通電状態から同相側であるUVW側(またはXYZ側)の第2の通電状態に移行するタイミングを、他相側であるXYZ側(またはUVW側)の第1の通電状態に移行するタイミングより遅らせて切り替える。これにより電動機の回転数を急激に減少させて急減速させることができる。 Conversely, when the motor is decelerated, the magnetomotive force of the rotor is reduced and, as shown in FIG. 5B, the UVW side (or XYZ side) until the decrease of the magnetomotive force of the rotor is stabilized. The first energized state on the XYZ side (or UVW side) which is the other phase side, the timing for shifting from the first energized state on the side) to the second energized state on the UVW side (or XYZ side) which is the same phase side. Switch later than the timing of transition to. As a result, the number of rotations of the electric motor can be suddenly reduced and suddenly decelerated.
電動機の減速時に回転子の起磁力減少が安定するまで、UVW側(またはXYZ側)の第1の通電状態から同相側であるUVW側(またはXYZ側)の第2の通電状態に移行するタイミングを、他相側であるXYZ側(またはUVW側)の第1の通電状態に移行するタイミングより遅らせての切り替えは、判定器18から同相側であるUVW側状態変更手段19(またはXYZ側状態変更手段20)への切り替え指令を、他相側であるXYZ側(またはUVW側)の切り替え指令より所定のタイミングだけ遅らせることで達成することができる。
Timing of transition from the first energized state on the UVW side (or XYZ side) to the second energized state on the UVW side (or XYZ side) that is the in-phase side until the magnetomotive force decrease of the rotor is stabilized when the motor is decelerated. Is delayed from the timing of shifting to the first energized state on the XYZ side (or UVW side) which is the other phase side, the UVW side state changing means 19 (or XYZ side state) which is the in-phase side from the
その他の構成は、実施の形態1の場合と同様である。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
以上述べたこの発明の実施の形態2による車両用電動機の制御装置によれば、第2の通電状態から第1の通電状態への切り替えを、通常時より早いタイミングで行なうことにより、車両用電動機を加速することができ、また、第1の通電状態から第2の通電状態への切り替えを、通常時より遅いタイミングで行なうことにより、車両用電動機を減速することができる。これにより、急加速、若しくは急減速も可能である、更に速度制御も容易に行うことができる。 According to the control device for a vehicle motor according to the second embodiment of the present invention described above, the vehicle motor is obtained by switching from the second energized state to the first energized state at a timing earlier than normal. The vehicle electric motor can be decelerated by switching from the first energized state to the second energized state at a timing later than the normal time. Thereby, rapid acceleration or rapid deceleration is possible, and further speed control can be easily performed.
1、3、5、7、9、11 上スイッチング素子
2、4、6、8、10、12 下スイッチング素子
13 第1の固定子巻線 14 第2の固定子巻線
130 第1の電力変換部 140 第2の電力変換部
15 回転子 16 第1の比較器
17 第2の比較器 18判定器
19 UVW側状態変更手段 20 XYZ側状態変更手段
131、132、133、141、143 交流側端子
P、N 直流側端子
(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6) 巻線端子
1, 3, 5, 7, 9, 11
Claims (4)
前記固定子巻線は、それぞれ三相巻線からなり所定の電気角位相分ずらされて配置された第1の固定子巻線と第2の固定子巻線とを備え、
前記電力変換部は、前記第1の固定子巻線の通電を制御する第1の電力変換部と、前記第2の固定子巻線の通電を制御する第2の電力変換部とを備え、
前記第1の固定子巻線と前記第2の固定子巻線は、前記所定の電気角位相分ずらされて同一の通電パターンとなるように、前記第1の電力変換部と前記第2の電力変換部によりそれぞれ制御され、
前記通電パターンは、第1の通電状態と第2の通電状態とからなり、
前記第1の通電状態は、前記駆動アームの前記上スイッチング素子により前記固定子巻線の1つの巻線端子に通電し、前記下スイッチング素子により前記巻線端子とは異なる1つの巻線端子に通電し、残りの巻線端子は前記上スイッチング素子と前記下スイッチング素子の何れからも通電されない通電状態であり、
前記第2の通電状態は、前記駆動アームの前記上スイッチング素子により前記固定子巻線の1つまたは2つの巻線端子に通電し、前記下スイッチング素子により前記1つまたは2つの巻線端子以外の全ての巻線端子に通電する通電状態であり、
前記第1の通電状態と第2の通電状態とは、前記車両用電動機の回転子の回転により変化する電気角一周期内で交互に切り替えるように、前記第1の電力変換部と前記第2の電力変換部により制御され、
前記第1の通電状態と前記第2の通電状態との切り替えは、前記第1の通電状態にある前記第1の固定子巻線または前記第2の固定子巻線における前記残りの巻線端子の電圧に基づいて行なわれる、
ことを特徴とする車両用電動機の制御装置。 A plurality of drive arms each having an upper switching element and a lower switching element connected in series are connected between positive and negative terminals of a DC power source, and a series connection point between the upper switching element and the lower switching element of the drive arm is a vehicle. A power conversion unit connected to each of a plurality of winding terminals of a stator winding of the motor for an electric motor, and controlling on and off of the upper switching element and the lower switching element of the drive arm to control the vehicle motor A control device for a vehicle motor that controls energization of the stator winding to drive a rotor of the vehicle motor,
Each of the stator windings includes a first stator winding and a second stator winding, each of which includes a three-phase winding and is arranged with a predetermined electrical angular phase shift.
The power conversion unit includes a first power conversion unit that controls energization of the first stator winding, and a second power conversion unit that controls energization of the second stator winding,
The first power converter and the second stator winding are arranged such that the first stator winding and the second stator winding are shifted by the predetermined electrical angle phase to have the same energization pattern. Each controlled by the power converter,
The energization pattern consists of a first energization state and a second energization state,
In the first energization state, the upper switching element of the drive arm energizes one winding terminal of the stator winding, and the lower switching element applies one winding terminal different from the winding terminal. Energized, and the remaining winding terminals are energized from neither the upper switching element nor the lower switching element,
In the second energization state, one or two winding terminals of the stator winding are energized by the upper switching element of the drive arm, and other than the one or two winding terminals by the lower switching element. It is an energized state to energize all winding terminals of
The first power conversion unit and the second energization state are switched between the first energization state and the second energization state so as to be alternately switched within one cycle of an electrical angle that is changed by rotation of a rotor of the vehicle motor. Controlled by the power converter
Switching between the first energization state and the second energization state is performed by switching the remaining winding terminals in the first stator winding or the second stator winding in the first energization state. Based on the voltage of
A control apparatus for an electric motor for a vehicle.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用電動機の制御装置。 Switching between the first energization state and the second energization state is performed by switching the remaining winding terminals in the first stator winding or the second stator winding in the first energization state. The deviation between the voltage value and the predetermined determination value is less than the predetermined value,
The vehicle motor control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用電動機の制御装置。 During acceleration of the vehicular motor, switching from the second energized state to the first energized state is performed at an earlier timing than normal.
The control device for a motor for a vehicle according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れか一項に記載の車両用電動機の制御装置。 When the vehicle motor is decelerated, switching from the first energized state to the second energized state is performed at a timing later than normal.
The control apparatus for a motor for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein
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