JP7363553B2 - motor control device - Google Patents

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Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

前記制御装置は、少なくとも1つの前記磁極と少なくとも1つの前記コイルとが対向し、かつ、当該磁極の軸線と当該コイルの軸線とが近接するように、前記駆動電流制御部が、前記ロータを回転させる位置合わせ制御を実行し、前記位置合わせ制御がなされた状態で、前記磁化電流制御部が、前記磁化電流を制御することによって前記磁石の磁力を変更する磁力変更制御を実行するように構成されている。 The control device is configured such that the drive current control section rotates the rotor such that at least one of the magnetic poles and at least one of the coils face each other, and an axis of the magnetic pole and an axis of the coil are close to each other. and in a state where the alignment control is performed, the magnetizing current control section is configured to execute magnetic force change control that changes the magnetic force of the magnet by controlling the magnetizing current. ing.

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

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

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

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

そこで、このモータ制御装置では、磁力変更する磁極と、その磁極に強い磁力を印加するコイルとが対向して、その磁極の軸線とそのコイルの軸線とが近接するように、これら磁極およびコイルの双方の位置を合わせる位置合わせ制御が実行される。そして、磁極とコイルとが位置合わせされた状態で、磁力を変更する磁力変更制御が実行される。 Therefore, in this motor control device, a magnetic pole that changes magnetic force and a coil that applies a strong magnetic force to the magnetic pole face each other, and these magnetic poles and coils are arranged so that the axis of the magnetic pole and the axis of the coil are close to each other. Positioning control is performed to align both positions. Then, with the magnetic poles and the coils aligned, magnetic force change control is executed to change the magnetic force.

そうすることにより、制御対象の磁極とコイルとが最適な位置に保持されるので、着磁のタイミングのずれが抑制され、制御対象のコイルに磁化電流が流れることによって形成される磁界は、制御対象の磁極に対してバランスよく印加される。従って、制御対象の磁極を略均一に磁化できる。その結果、モータは、適切な回転動力を安定して出力できるようになるので、モータ出力を十分に高出力化できる。 By doing so, the magnetic poles to be controlled and the coil are held in the optimal position, so the deviation in the timing of magnetization is suppressed, and the magnetic field formed by the magnetizing current flowing through the coil to be controlled is It is applied in a well-balanced manner to the target magnetic pole. Therefore, the magnetic poles to be controlled can be magnetized substantially uniformly. As a result, the motor can stably output appropriate rotational power, so the motor output can be made sufficiently high.

前記モータ制御装置はまた、自動車に搭載されており、前記自動車が停止しているときに、前記位置合わせ制御および前記磁力変更制御が実行される、としてもよい。 The motor control device may also be installed in an automobile, and the positioning control and the magnetic force change control may be executed when the automobile is stopped.

自動車が移動していると、モータは、常に大きく揺れ動くし、その姿勢も常に変化する。従って、その状態で磁力の変更を行うと、磁界が大きく乱れて、磁極の磁化分布がよりいっそう不均一になり易い。一方、自動車が停止しているときであれば、モータの揺れや姿勢は比較的安定しているので、磁極とコイルとの位置合わせの精度が向上する。従って、磁極の磁化分布の均一性が高まるので、モータ出力をより安定して高出力化できる。 When a car is moving, the motor constantly swings and its position changes constantly. Therefore, if the magnetic force is changed in this state, the magnetic field will be greatly disturbed and the magnetization distribution of the magnetic poles will likely become even more non-uniform. On the other hand, when the car is stopped, the vibration and posture of the motor are relatively stable, so the accuracy of alignment between the magnetic poles and the coils is improved. Therefore, since the uniformity of the magnetization distribution of the magnetic poles is increased, the motor output can be made more stable and high.

しかも、上述したように、磁石の磁力を変更するためには、コイルで強い磁界を発生させる必要があり、そのためには、コイルに大きな磁化電流を流す必要がある。従って、磁力変更制御は、電力の消耗が激しいという問題がある。 Moreover, as described above, in order to change the magnetic force of the magnet, it is necessary to generate a strong magnetic field in the coil, and for this purpose, it is necessary to flow a large magnetizing current in the coil. Therefore, the magnetic force change control has a problem in that it consumes a large amount of electric power.

そして、自動車が停止しているときには、発電したり外部電源を用いたりしなければ、電源を充電できない。それに対し、このモータ制御装置では、位置合わせにより、最適な状態で磁力の変更が行えるので、必要かつ最小限の大きさの磁化電流により、1回の磁力変更制御で、磁力の変更を適切に行える。従って、電力の消費量を最小限にできる。 When the vehicle is stopped, the power source cannot be charged unless it generates electricity or uses an external power source. On the other hand, with this motor control device, the magnetic force can be changed in the optimal state by positioning, so the magnetic force can be changed appropriately with a single magnetic force change control using the necessary and minimum size magnetizing current. I can do it. Therefore, power consumption can be minimized.

前記モータ制御装置はまた、前記複数のコイルは、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群で構成されていて、前記制御装置が、前記位置合わせ制御の開始時に、前記複数の磁極のうち、前記磁力変更制御の対象とされる制御対象磁極に最も近接して位置している前記コイル群に対して前記位置合わせ制御を実行し、その後、当該コイル群に流れる前記磁化電流を制御することによって前記制御対象磁極に対して前記磁力変更制御を実行する、としてもよい。 In the motor control device, the plurality of coils are configured of a plurality of coil groups having different phases of flowing currents, and the control device is configured to select one of the plurality of magnetic poles from among the plurality of magnetic poles at the start of the alignment control. By performing the alignment control on the coil group located closest to the controlled magnetic pole that is the target of magnetic force change control, and then controlling the magnetizing current flowing through the coil group, The magnetic force change control may be performed on the magnetic pole to be controlled.

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

更に、磁力の変更が開始される時点では、磁力変更制御の対象とされる磁極(制御対象磁極)の位置は、様々であり一定していない。それに対し、このモータ制御装置では、位置合わせ制御の開始時に、複数の磁極のうち、制御対象磁極に最も近接して位置しているコイル群に対して位置合わせ制御が実行される。従って、最短の時間で位置合わせ制御が行えるので、磁力の変更を短時間で行える。 Furthermore, at the time when changing the magnetic force is started, the positions of the magnetic poles that are subject to magnetic force change control (controlled magnetic poles) vary and are not constant. In contrast, in this motor control device, at the start of positioning control, positioning control is executed for the coil group located closest to the controlled magnetic pole among the plurality of magnetic poles. Therefore, since alignment control can be performed in the shortest time, the magnetic force can be changed in a short time.

前記モータ制御装置はまた、前記制御装置が、前記位置合わせ制御の実行前に、前記自動車の車輪と前記モータとの間に介在しているクラッチを切り離す、としてもよい。 The motor control device may also be configured such that the control device disengages a clutch interposed between a wheel of the automobile and the motor before executing the positioning control.

すなわち、モータは、クラッチを介して車輪に連結されている。クラッチを連結したり切り離したりすることにより、車輪に対するモータの回転動力の出力が調整される。そして、このモータ制御装置では、位置合わせ制御の実行前に、そのクラッチが切り離される。そうすることにより、位置合わせ制御および磁力変更制御の実行時には、モータが独立した状態、つまりロータがフリーで回転する状態になる。その結果、位置合わせ制御および磁力変更制御の精度が向上するので、モータ出力を十分に高出力化できる。 That is, the motor is connected to the wheels via the clutch. By engaging and disengaging the clutch, the output of the motor's rotational power to the wheels is adjusted. In this motor control device, the clutch is disengaged before positioning control is performed. By doing so, when the positioning control and the magnetic force change control are executed, the motor becomes independent, that is, the rotor rotates freely. As a result, the accuracy of positioning control and magnetic force change control is improved, so that the motor output can be sufficiently increased.

前記モータ制御装置はまた、いずれかの前記磁極に対して前記磁力変更制御の実行が開始された場合に、全ての前記磁極に対して前記磁力変更制御の実行が終了するまで、前記クラッチの連結を禁止する、としてもよい。 The motor control device also controls engagement of the clutch when execution of the magnetic force change control is started for any of the magnetic poles until execution of the magnetic force change control is finished for all the magnetic poles. It may be prohibited.

磁力変更制御を開始した後に、全ての磁極に対して磁力変更制御の実行が終了する前に、クラッチを連結すると、ロータに外力が作用するので、位置合わせ制御が不安定になり、高精度な磁力変更制御が行えない。また、磁力変更制御を中断し、その状態でモータを駆動すると、磁力の異なる磁極が混在することになるので、モータは適切に機能しない。 If the clutch is engaged after magnetic force change control has started but before the execution of magnetic force change control has finished for all magnetic poles, external force will be applied to the rotor, making positioning control unstable and preventing high-precision control. Magnetic force change control cannot be performed. Furthermore, if the magnetic force change control is interrupted and the motor is driven in that state, magnetic poles with different magnetic forces will coexist, and the motor will not function properly.

それに対し、このモータ制御装置によれば、全ての磁極に対して磁力変更制御の実行が終了するまではクラッチを連結しないので、全ての磁極に対して、安定した磁力の変更が行える。そして、クラッチが連結可能なったときには、全ての磁極の磁力が適切に変更されているので、モータは適切に機能する。 On the other hand, according to this motor control device, the clutch is not engaged until execution of the magnetic force change control is completed for all magnetic poles, so that the magnetic force can be stably changed for all magnetic poles. Then, when the clutch can be engaged, the magnetic forces of all the magnetic poles have been appropriately changed, so the motor functions properly.

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

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

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

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

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

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

開示する技術を適用した自動車の主な構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the main configuration of an automobile to which the disclosed technology is applied. モータの構成を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a motor. MCUおよびこれに関連する主な入出力装置を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an MCU and main input/output devices related thereto. モータ制御装置の構成を簡略化して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a simplified configuration of a motor control device. MCUが行うモータの制御の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of motor control performed by the MCU. 静的な磁力変更制御を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining static magnetic force change control. 動的な磁力変更制御を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining dynamic magnetic force change control. 動的な磁力変更制御を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining dynamic magnetic force change control. 磁力変更制御の主な処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of main processing of magnetic force change control. 位置合わせ制御の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of alignment control. 静的な磁力変更制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of static magnetic force change control. 動的な磁力変更制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of dynamic magnetic force change control. 磁化実行制限制御の一例を示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating an example of magnetization execution restriction control.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

モータ3の力率を上限まで高めるためには、コイル36で発生する電磁力と、永久磁石の磁力とを略一致させる必要がある(電磁力と磁力とが略一致すれば、力率は略1となる)。それに対し、通常の永久磁石型モータの場合、永久磁石の磁力が不変であるため、そのモータが出力する最も使用頻度の高い領域で、力率が略1となる磁力の永久磁石が用いられている。 In order to increase the power factor of the motor 3 to the upper limit, it is necessary to make the electromagnetic force generated by the coil 36 substantially match the magnetic force of the permanent magnet (if the electromagnetic force and the magnetic force substantially match, the power factor will be approximately 1). On the other hand, in the case of a normal permanent magnet motor, the magnetic force of the permanent magnet does not change, so in the most frequently used area where the motor outputs, a permanent magnet with a magnetic force that has a power factor of approximately 1 is used. There is.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

また、MCU21が、マグネット35の磁力の変更は不要と判定した場合でも、出力するトルクが、モータ3が空運転するトルクT1以下と判定した場合には(ステップS7でNo)、磁化電流制御部21bによって磁力変更制御が実行される(ステップS11)。 Furthermore, even if the MCU 21 determines that it is not necessary to change the magnetic force of the magnet 35, if the output torque is determined to be less than or equal to the torque T1 at which the motor 3 runs idle (No in step S7), the magnetizing current control unit 21b executes magnetic force change control (step S11).

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

<磁力変更制御>
上述したように、このモータ3には、磁力を変更できるマグネット35が用いられている。そして、MCU21(磁化電流制御部21b)が、マグネット35の磁力を変更する制御(磁力変更制御)を実行する。マグネット35の磁力を変更するためには、短時間ではあるが、マグネット35の各磁極35aとコイル36との間に、通常の駆動時よりも大きな磁界が形成されるように、強い磁力(磁化磁力)を印加する必要がある。
<Magnetic force change control>
As mentioned above, this motor 3 uses a magnet 35 whose magnetic force can be changed. Then, the MCU 21 (magnetizing current control unit 21b) executes control to change the magnetic force of the magnet 35 (magnetic force change control). In order to change the magnetic force of the magnet 35, a strong magnetic force (magnetization magnetic force) must be applied.

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

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

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

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

すなわち、制御対象磁極と制御対象コイルとの位置関係は、ロータ33が回転していると、その回転に伴って刻々と変化する。従って、その場合、制御対象コイルに強い磁界を発生させた時に形成される磁界分布も刻々と変化する。そのため、制御対象コイルに強い磁界を発生させる着磁のタイミングがずれて、磁極の磁気分布が不均一になり易い。その結果、モータ3は、回転動力を適切に出力できなくなって、モータ出力が低下する。 That is, when the rotor 33 rotates, the positional relationship between the controlled magnetic poles and the controlled coil changes every moment as the rotor 33 rotates. Therefore, in that case, the magnetic field distribution formed when a strong magnetic field is generated in the coil to be controlled also changes from moment to moment. Therefore, the timing of magnetization that generates a strong magnetic field in the coil to be controlled is shifted, and the magnetic distribution of the magnetic poles tends to become non-uniform. As a result, the motor 3 is unable to output rotational power appropriately, and the motor output decreases.

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

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

具体的には、MCU21は、モータ3を駆動システムから分離した状態で行うのに適した磁力変更制御(静的な磁力変更制御)と、モータ3を駆動システムから分離していない状態で行うのに適した磁力変更制御(動的な磁力変更制御)とが実行可能に構成されている。そして、MCU21は、これら制御のいずれか1つを選択して実行する。 Specifically, the MCU 21 performs magnetic force change control (static magnetic force change control) suitable for performing with the motor 3 separated from the drive system, and magnetic force change control suitable for performing with the motor 3 separated from the drive system. The magnetic force change control (dynamic magnetic force change control) suitable for this is configured to be executable. Then, the MCU 21 selects and executes any one of these controls.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

すなわち、MCU21は、GCU24が、第1クラッチ5および/または第2クラッチ7を連結する指示を出力しても、磁極35aの磁力の変更を開始した後は、全ての磁極35aの磁力の変更が終了するまでは、その処理を優先して実行する。 That is, even if the GCU 24 outputs an instruction to connect the first clutch 5 and/or the second clutch 7, the MCU 21 does not change the magnetic force of all the magnetic poles 35a after starting to change the magnetic force of the magnetic poles 35a. Priority is given to the processing until it is completed.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

すなわち、MCU21(磁化電流制御部21b)は、磁力センサ53から入力される信号に基づいて、マグネット35が要求される磁力(磁力最適値)になったか否かを判定する。そうして、マグネット35が要求される磁力になるまで、MCU21(磁化電流制御部21b)は、同じ制御対象磁極に対して、複数回、動的な磁力変更制御を実行する。 That is, the MCU 21 (magnetizing current control unit 21b) determines whether the magnetic force of the magnet 35 has reached the required magnetic force (optimum magnetic force value) based on the signal input from the magnetic force sensor 53. Then, the MCU 21 (magnetizing current control unit 21b) performs dynamic magnetic force change control multiple times on the same controlled magnetic pole until the magnet 35 reaches the required magnetic force.

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

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

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

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

[磁力変更制御の具体例]
図9に、磁力変更制御の主な処理を例示する。MCU21は、GCU24を介して、自動車1が停止しているか否かを判定する(ステップS20)。この例の場合、MCU21は、自動車1が停止している時には、静的な磁力変更制御を実行し、自動車1が走行している時には、動的な磁力変更制御を実行する。
[Specific example of magnetic force change control]
FIG. 9 illustrates the main processing of magnetic force change control. The MCU 21 determines whether the automobile 1 is stopped via the GCU 24 (step S20). In this example, the MCU 21 executes static magnetic force change control when the car 1 is stopped, and executes dynamic magnetic force change control when the car 1 is running.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

そうして、磁化時間が経過し、制御対象磁極が、制御対象コイルを通過すると、磁化電流の印加および待機制御を終了する(ステップS54)。MCU21は、磁力センサ53から入力される信号に基づいて、マグネット35が、要求される磁力(磁力最適値)になったか否かを判定する(ステップS55)。そうして、マグネット35の磁力が磁力最適値になるまで、MCU21は、動的な磁力変更制御を繰り返し実行する(ステップS55でNo)。 Then, when the magnetization time has elapsed and the controlled magnetic pole passes through the controlled coil, the application of the magnetizing current and the standby control are ended (step S54). Based on the signal input from the magnetic force sensor 53, the MCU 21 determines whether the magnetic force of the magnet 35 has reached the required magnetic force (optimum value of magnetic force) (step S55). Then, the MCU 21 repeatedly executes dynamic magnetic force change control until the magnetic force of the magnet 35 reaches the optimum magnetic force value (No in step S55).

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

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

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

図13に、その磁化実行制限制御の一例を示す。自動車1の運転中、MCU21は、常時、バッテリ10の電圧が第1下限値V1以上であるか否かを判定する(ステップS60)。そして、バッテリ10が満充電状態であるなど、バッテリ10の電圧が第1下限値V1以上である場合には、電力消費が大きい動的な磁力変更制御でも、支障無く実行できるので、磁化実行制限制御は行われない。 FIG. 13 shows an example of the magnetization execution restriction control. While driving the automobile 1, the MCU 21 always determines whether the voltage of the battery 10 is equal to or higher than the first lower limit value V1 (step S60). When the voltage of the battery 10 is equal to or higher than the first lower limit value V1, such as when the battery 10 is fully charged, even dynamic magnetic force change control that consumes a large amount of power can be executed without any problem, so that magnetization execution is limited. There is no control.

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

更にバッテリ10の電圧が低下すると、静的な磁力変更制御でも電圧異常が頻発するおそれがある。従って、MCU21は、バッテリ10の電圧が第2下限値V2以上であるか否かについても判定する(ステップS62)。そして、バッテリ10の電圧が第2下限値V2未満である場合には、静的な磁力変更制御についても、その実行を制限する(ステップS63)。例えば、静的な磁力変更制御の実行禁止や、その実行回数の制限などが行われる。 Furthermore, if the voltage of the battery 10 decreases, there is a risk that voltage abnormalities will occur frequently even with static magnetic force change control. Therefore, the MCU 21 also determines whether the voltage of the battery 10 is equal to or higher than the second lower limit value V2 (step S62). Then, when the voltage of the battery 10 is less than the second lower limit value V2, the execution of static magnetic force change control is also restricted (step S63). For example, execution of static magnetic force change control is prohibited or the number of times it is executed is limited.

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

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

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

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

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

Claims (6)

複数の磁極が周方向に並ぶように磁石が設置されていて、回転動力を出力するロータ、および、前記磁石とギャップを隔てて対向するとともに流れる電流の位相が異なる複数のコイル群を構成する複数のコイルが周方向に並ぶように設置されているステータを有するモータと、
前記コイルに流れる駆動電流を制御して、前記ロータに発生するトルクを変更する駆動電流制御部、および、前記コイルに流れる磁化電流を制御して、当該コイルに発生する磁力を変更する磁化電流制御部を有する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
少なくとも1つの前記磁極と少なくとも1つの前記コイルとが対向し、かつ、当該磁極の軸線と当該コイルの軸線とが近接するように、前記駆動電流制御部が、前記ロータを回転させる位置合わせ制御を実行し、前記位置合わせ制御がなされた状態で、前記磁化電流制御部が、前記磁化電流を制御することによって前記磁石の磁力を変更する磁力変更制御を実行するように構成されていて、
前記位置合わせ制御の開始時に、前記複数の磁極のうち、前記磁力変更制御の対象とされる制御対象磁極に最も近接して位置している前記コイル群に対して前記位置合わせ制御を実行し、その後、当該コイル群に流れる前記磁化電流を制御することによって前記制御対象磁極に対して前記磁力変更制御を実行するモータ制御装置。
A rotor in which a plurality of magnets are installed so that a plurality of magnetic poles are arranged in a circumferential direction and outputs rotational power, and a plurality of coils that face the magnets across a gap and have different phases of flowing currents. a motor having a stator in which coils are arranged circumferentially;
a drive current control unit that controls a drive current flowing through the coil to change the torque generated in the rotor; and a magnetization current control unit that controls a magnetization current that flows through the coil to change the magnetic force generated in the coil. a control device having a section;
Equipped with
The control device includes:
The drive current control unit performs alignment control to rotate the rotor so that at least one of the magnetic poles and at least one of the coils face each other, and the axis of the magnetic pole and the axis of the coil are close to each other. and in a state where the positioning control is performed, the magnetizing current control unit is configured to execute magnetic force change control that changes the magnetic force of the magnet by controlling the magnetizing current,
At the start of the alignment control, performing the alignment control on the coil group that is located closest to the controlled magnetic pole that is the target of the magnetic force change control among the plurality of magnetic poles, Thereafter, the motor control device executes the magnetic force change control on the controlled magnetic pole by controlling the magnetizing current flowing through the coil group .
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は自動車に搭載されており、
前記自動車が停止しているときに、前記位置合わせ制御および前記磁力変更制御が実行されるモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The motor control device is installed in an automobile,
A motor control device that performs the positioning control and the magnetic force change control when the automobile is stopped.
自動車に搭載されているモータ制御装置であって、
複数の磁極が周方向に並ぶように磁石が設置されていて、回転動力を出力するロータ、および、前記磁石とギャップを隔てて対向する複数のコイルが周方向に並ぶように設置されているステータを有するモータと、
前記コイルに流れる駆動電流を制御して、前記ロータに発生するトルクを変更する駆動電流制御部、および、前記コイルに流れる磁化電流を制御して、当該コイルに発生する磁力を変更する磁化電流制御部を有する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
少なくとも1つの前記磁極と少なくとも1つの前記コイルとが対向し、かつ、当該磁極の軸線と当該コイルの軸線とが近接するように、前記駆動電流制御部が、前記ロータを回転させる位置合わせ制御を実行し、前記位置合わせ制御がなされた状態で、前記磁化電流制御部が、前記磁化電流を制御することによって前記磁石の磁力を変更する磁力変更制御を実行するように構成されていて、
前記自動車が停止しているときに、前記位置合わせ制御および前記磁力変更制御が実行され、前記位置合わせ制御の実行前に、前記制御装置が、前記自動車の車輪と前記モータとの間に介在しているクラッチを切り離すモータ制御装置。
A motor control device installed in a car,
A rotor in which a plurality of magnets are arranged so that a plurality of magnetic poles are arranged in a circumferential direction and outputs rotational power, and a stator in which a plurality of coils facing the magnets across a gap are arranged in a circumferential direction. a motor having
a drive current control unit that controls a drive current flowing through the coil to change the torque generated in the rotor; and a magnetization current control unit that controls a magnetization current that flows through the coil to change the magnetic force generated in the coil. a control device having a section;
Equipped with
The control device includes:
The drive current control unit performs alignment control to rotate the rotor so that at least one of the magnetic poles and at least one of the coils face each other, and the axis of the magnetic pole and the axis of the coil are close to each other. and in a state where the positioning control is performed, the magnetizing current control unit is configured to execute magnetic force change control that changes the magnetic force of the magnet by controlling the magnetizing current,
The alignment control and the magnetic force change control are executed while the automobile is stopped, and before the alignment control is executed, the control device is interposed between the wheels of the automobile and the motor. A motor control device that disengages the clutch .
請求項3に記載のモータ制御装置において、
いずれかの前記磁極に対して前記磁力変更制御の実行が開始された場合に、全ての前記磁極に対して前記磁力変更制御の実行が終了するまで、前記クラッチの連結を禁止するモータ制御装置。
The motor control device according to claim 3,
A motor control device that prohibits engagement of the clutch when execution of the magnetic force change control is started for any of the magnetic poles until execution of the magnetic force change control is finished for all the magnetic poles.
請求項3または4に記載のモータ制御装置において、
前記モータの電源を構成し、前記コイルに前記駆動電流および前記磁化電流を通電させるバッテリを更に備え、
前記バッテリの電圧が所定の下限値未満の場合には、前記磁力変更制御の実行を制限するモータ制御装置。
The motor control device according to claim 3 or 4,
further comprising a battery that constitutes a power source for the motor and causes the driving current and the magnetizing current to flow through the coil,
A motor control device that limits execution of the magnetic force change control when the voltage of the battery is less than a predetermined lower limit value.
請求項5に記載のモータ制御装置において、
前記自動車がエンジンを備え、
アクセルの操作に基づいて、前記モータおよび前記エンジンが協働して前記自動車を駆動するように構成されていて、
前記バッテリの定格電圧が50V以下であるモータ制御装置。
The motor control device according to claim 5,
the vehicle includes an engine;
The motor and the engine are configured to work together to drive the vehicle based on operation of an accelerator,
A motor control device in which the rated voltage of the battery is 50V or less.
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