WO2024004442A1 - 駆動装置及び駆動制御装置 - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/028—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the motor continuing operation despite the fault condition, e.g. eliminating, compensating for or remedying the fault
-
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- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
Definitions
- the disclosure in this specification relates to a drive device and a drive control device.
- Patent Document 1 describes an electric aircraft that flies by rotating a propeller.
- a plurality of motors are provided for one propeller.
- the plurality of motors are connected to one propeller via a power shaft. This propeller rotates as multiple motors drive.
- the load on the motors will increase if the output of the motors varies among the multiple motors.
- the electrical load tends to increase on the motor with a larger output among the two motors.
- the thermal load tends to increase for the motor with a smaller output.
- the main purpose of the present disclosure is to provide a drive device and a drive control device that can reduce the burden on each of a plurality of motors.
- the disclosed aspects include: A drive device that is provided on a moving body that moves due to the rotation of a rotary body and drives the rotary body to rotate, A first motor and a second motor driven by electricity; an output shaft unit that connects the rotating body to the first motor and the second motor and rotates the rotating body according to the outputs of the first motor and the second motor; a motor control unit that controls each of the first motor and the second motor so that the output of the first motor and the output of the second motor are the same; This is a drive device equipped with.
- the first motor and the second motor are controlled so that the output of the first motor and the output of the second motor are the same.
- a difference is unlikely to occur between the output of the first motor and the output of the second motor.
- the disclosed aspects include: A drive device that is provided on a movable body that moves due to the rotation of a rotary body and drives the rotary body to rotate the rotary body, the drive device comprising a first motor and a second motor that are driven by energization, and a rotary body, the first motor, and a second motor.
- a drive control device that controls a drive device comprising: an output shaft portion that is connected to a motor and rotates a rotating body according to outputs of a first motor and a second motor; a first control unit that controls the first motor so that the output of the first motor is the same as the output of the second motor; a second control unit that controls the second motor so that the output of the second motor is the same as the output of the first motor;
- This is a drive control device equipped with:
- the load on each of the first motor and the second motor can be reduced, similar to the drive device described above.
- FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an eVTOL in the first embodiment.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration regarding a power path of a flight system.
- FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of an eVTOL.
- FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of a first DS and a second DS.
- FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of a first inverter control section and a second inverter control section. Flowchart showing the procedure of flight control processing.
- FIG. 3 is a schematic perspective view of an EPU in a second embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of an eVTOL.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration regarding a power path of a flight system.
- FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of an eVTOL.
- FIG. 2 is a block
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first DS and a second DS in a third embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first DS and a second DS in a fourth embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first DS and a second DS in a fifth embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first DS and a second DS in a sixth embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first DS and a second DS in a seventh embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first inverter control section and a second inverter control section in an eighth embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first inverter control section and a second inverter control section in an eighth embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first inverter control section and a second inverter control section in a ninth embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a first inverter control section and a second inverter control section in a tenth embodiment.
- 12 is a flowchart showing the procedure of flight control processing in the eleventh embodiment.
- FIG. 7 is a diagram showing the electrical configuration of a common DS in a twelfth embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of a current sum control section.
- FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of a current sum control section and a current difference control section.
- 12 is a flowchart showing the procedure of flight control processing in the thirteenth embodiment. 12 is a flowchart showing the procedure of flight control processing in the fourteenth embodiment.
- eVTOL10 is an electric vertical takeoff and landing aircraft.
- An electric vertical take-off and landing aircraft is an electric vertical take-off and landing aircraft that can take off and land vertically.
- eVTOL is an abbreviation for electric Vertical Take-Off and Landing aircraft.
- the eVTOL 10 is an electric flying vehicle that flies in the atmosphere.
- the eVTOL 10 is also an electric aircraft and is sometimes referred to as an electric aircraft.
- the eVTOL 10 is a manned aircraft on which a crew member rides.
- the crew of the eVTOL 10 includes an operator and a pilot as a pilot.
- the flight system 30 is a system that drives the eVTOL 10 to fly. Flight system 30 is sometimes referred to as a propulsion system.
- the eVTOL 10 has a fuselage 11 and a propeller 20.
- the fuselage 11 has a fuselage main body 12 and wings 13.
- the fuselage main body 12 is the fuselage of the fuselage 11, and has a shape that extends from front to back, for example.
- the fuselage main body 12 has a crew compartment for a crew member to ride.
- the wings 13 extend from the fuselage main body 12, and a plurality of wings 13 are provided in the fuselage main body 12.
- Wing 13 is a fixed wing.
- the plurality of wings 13 include a main wing, a tail wing, and the like.
- the main body 12 extends along the roll axis AX.
- a roll axis AX extends in the longitudinal direction of the fuselage 11
- a pitch axis AY extends in the width direction of the fuselage 11
- a yaw axis AZ extends in the vertical direction of the fuselage 11.
- the roll axis AX, pitch axis AY, and yaw axis AZ are orthogonal to each other, and all pass through the center of gravity Gp of the aircraft.
- the center of gravity Gp is the center of gravity of the eVTOL 10, for example, the center of gravity of the eVTOL 10 at empty weight.
- a plurality of propellers 20 are provided in the aircraft body 11.
- the eVTOL 10 is a multicopter having at least three propellers 20.
- at least four propellers 20 are provided in the aircraft body 11.
- the propeller 20 is provided on each of the fuselage main body 12 and the wings 13.
- the propeller 20 rotates around the propeller axis.
- the propeller axis is, for example, the centerline of the propeller 20.
- the propeller 20 is capable of generating thrust and lift on the eVTOL 10. Note that the force generated when the eVTOL 10 rises is sometimes referred to as thrust. Further, the propeller 20 is sometimes referred to as a rotor or a rotating blade.
- the propeller 20 has, for example, a blade, a boss, and a propeller shaft.
- a plurality of blades are arranged in the circumferential direction of the propeller axis.
- the boss connects multiple blades.
- the propeller shaft is a rotating shaft of the propeller 20, and extends from the boss along the propeller axis.
- a propeller shaft is sometimes referred to as a propeller shaft.
- Flight modes of the eVTOL 10 include vertical takeoff, vertical landing, cruise, hovering, etc.
- the eVTOL 10 can take off from a takeoff point by vertical takeoff, for example, by climbing vertically without taxiing.
- the eVTOL 10 can perform vertical landing, for example, by descending in the vertical direction and landing at a landing site without sliding.
- the eVTOL 10 can fly as a cruise, for example, moving in the horizontal direction.
- the eVTOL 10 can hover, for example, fly as if it were stopped at a predetermined position in the air.
- the plurality of propellers 20 include a lift propeller 21 and a cruise propeller 22.
- the lift propeller 21 is provided with the propeller axis extending in the vertical direction.
- the lift propeller 21 can generate lift on the eVTOL 10.
- the eVTOL 10 is capable of ascending, descending, hovering, etc. by driving rotation of a lift propeller 21.
- the cruise propeller 22 is provided with a propeller axis extending in the front-rear direction.
- the cruise propeller 22 is capable of generating thrust in the eVTOL 10.
- the eVTOL 10 is capable of cruising by driving rotation of a cruising propeller 22.
- the eVTOL 10 may be a tilt rotor machine.
- the tilt angle of the propeller 20 is adjustable.
- one propeller 20 can function as both a lift propeller and a cruise propeller.
- the eVTOL 10 has an EPU 50.
- the EPU 50 is a device that drives the propeller 20 to drive and rotate it, and corresponds to a drive device.
- EPU is an abbreviation for Electric Propulsion Unit.
- EPU 50 is sometimes referred to as an electric drive device and an electric drive system.
- the EPU 50 is provided individually for each of the plurality of propellers 20.
- the EPUs 50 are arranged on the propeller 20 along the propeller axis. All of the plurality of EPUs 50 are fixed to the aircraft body 11.
- the EPU 50 rotatably supports the propeller 20.
- EPU 50 is connected to propeller 20.
- the propeller 20 is fixed to the aircraft body 11 via the EPU 50.
- the propeller 20 rotates as the EPU 50 is driven.
- the propeller 20 corresponds to a rotating body.
- the eVTOL 10 flies by rotation of the propeller 20. That is, the eVTOL 10 moves by the rotation of the propeller 20.
- the eVTOL 10 corresponds to a mobile object.
- the EPU 50 has a plurality of motor devices and a plurality of inverter devices.
- EPU 50 has a first motor device 60 and a second motor device 70.
- the first motor device 60 has a first motor 61
- the second motor device 70 has a second motor 71 .
- motors 61, 71 are housed in motor housings.
- the motors 61 and 71 are multi-phase AC motors, for example, three-phase AC rotating electric machines.
- the motors 61 and 71 are flight drive sources for the eVTOL 10 and function as electric motors.
- the motors 61 and 71 can fly the eVTOL 10 by driving and rotating the propeller 20.
- the motors 61 and 71 are flight motors for making the eVTOL 10 fly.
- the EPU 50 drives and rotates the propeller 20 by driving the motors 61 and 71.
- As the motors 61 and 71 for example, brushless motors are used.
- the motors 61 and 71 have a motor stator and a motor rotor 63 and 73.
- the motors 61 and 71 have motor coils 62 and 72.
- Motor coils 62 and 72 are included in motor stators of motors 61 and 71.
- the motor coils 62 and 72 are multi-phase coils.
- the motor coils 62 and 72 are instrumented in a stator core included in the motor stator, and each has one winding system.
- the motors 61 and 71 are three-phase motors, and the motor coils 62 and 72 are three-phase coils.
- the motor rotors 63 and 73 rotate relative to the motor stator and motor coils 62 and 72.
- the first motor 61 has a first motor coil 62 and a first motor rotor 63.
- the first motor rotor 63 rotates relative to the first motor coil 62.
- the first motor rotor 63 rotates when the first motor coil 62 is energized.
- the second motor 71 has a second motor coil 72 and a second motor rotor 73.
- the second motor rotor 73 rotates relative to the second motor coil 72.
- the second motor rotor 73 rotates when the second motor coil 72 is energized.
- the motors 61 and 71 have motor shafts 65 and 75.
- the first motor 61 has a first motor shaft 65
- the second motor 71 has a second motor shaft 75 .
- the first motor shaft 65 is connected to the first motor rotor 63 and rotates together with the first motor rotor 63.
- the second motor shaft 75 is connected to the second motor rotor 73 and rotates together with the second motor rotor 73.
- the motor devices 60 and 70 can drive and rotate the propeller 20 as the motors 61 and 71 are driven.
- the first motor shaft 65 rotates around the first motor axis Cm1.
- the first motor shaft 65 rotates according to the output of the first motor 61.
- the second motor shaft 75 rotates around the second motor axis Cm2.
- the second motor shaft 75 rotates according to the output of the second motor 71.
- the outputs of the motors 61 and 71 are sometimes referred to as motor outputs.
- Motor axes Cm1 and Cm2 are center lines of the motors 61 and 71.
- Motor axes Cm1 and Cm2 are, for example, center lines of motor shafts 65 and 75.
- Motor axes Cm1 and Cm2 extend in the axial direction AD.
- the axial direction AD, the radial direction RD, and the circumferential direction CD are orthogonal to each other.
- the motor shafts 65, 75 rotate in the circumferential direction CD.
- the EPU 50 has a first inverter device 80 and a second inverter device 90.
- the first inverter device 80 has a first inverter circuit 85
- the second inverter device 90 has a second inverter circuit 95 .
- inverter circuits 85, 95 are housed in an inverter housing. Inverter circuits 85 and 95 are sometimes referred to as power circuits.
- Inverter circuits 85 and 95 drive motors 61 and 71.
- the first inverter circuit 85 drives the first motor 61 and the second inverter circuit 95 drives the second motor 71.
- Inverter circuits 85 and 95 convert electric power supplied to motors 61 and 71 in order to drive motors 61 and 71.
- Inverter circuits 85 and 95 convert the power supplied to motors 61 and 71 from direct current to alternating current.
- Inverter circuits 85 and 95 are power converters that convert power.
- the inverter circuits 85 and 95 are multi-phase power converters, and perform power conversion for each of the plural phases. Inverter circuits 85 and 95 are sometimes referred to as inverters. In this embodiment, three-phase inverters are used as the inverter circuits 85 and 95.
- Motors 61 and 71 are driven according to voltage and current supplied from inverter circuits 85 and 95.
- the first propeller 20A is shown as PP1, the second propeller 20B as PP2, the first battery 31A as BAT1, and the second battery 31B as BAT2.
- the first motor 61 is shown as MOT1, the first motor coil 62 as Coil1, and the first inverter circuit 85 as INV1.
- the second motor 71 is shown as MOT2, the second motor coil 72 is shown as Coil2, and the second inverter circuit 95 is shown as INV2.
- the EPU 50 includes a first DS 100 and a second DS 110.
- the first DS 100 includes a first motor device 60 and a first inverter device 80.
- the first motor device 60 and the first inverter device 80 are arranged in the axial direction AD along the first motor axis Cm1.
- the first motor device 60 and the first inverter device 80 are formed in a cylindrical shape and extend in the axial direction AD.
- the first motor device 60 and the first inverter device 80 are fixed to each other.
- the first DS 100 is sometimes referred to as a first motor unit.
- the second DS 110 includes a second motor device 70 and a second inverter device 90.
- the second motor device 70 and the second inverter device 90 are arranged in the axial direction AD along the second motor axis Cm2.
- the second motor device 70 and the second inverter device 90 are formed in a cylindrical shape and extend in the axial direction AD.
- the second motor device 70 and the second inverter device 90 are fixed to each other.
- the second DS 110 is sometimes referred to as a second motor unit.
- the EPU 50 has an EPU shaft 51 and a gear 53.
- EPU shaft 51 connects motor shafts 65, 75 and propeller 20 via gear 53.
- the EPU shaft 51 rotates around the EPU axis Cepu.
- the EPU axis Cepu is the center line of the EPU shaft 51.
- the EPU axis Cepu extends in the axial direction AD.
- the EPU shaft 51 rotates as the motor shafts 65 and 75 rotate.
- EPU shaft 51 rotates according to the output of motors 61 and 71.
- EPU shaft 51 is connected to propeller 20.
- the EPU shaft 51 rotates the propeller 20 according to the outputs of the motors 61 and 71.
- the EPU shaft 51 corresponds to an output shaft portion.
- the EPU shaft 51 is sometimes referred to as a gear output shaft.
- the gear 53 mechanically connects the motor shafts 65, 75 and the EPU shaft 51.
- Gear 53 transmits the rotation of motor shafts 65 and 75 to EPU shaft 51.
- Gear 53 has a reduction gear.
- the reduction ratio of the gear 53 can be set so that the propeller rotation is smaller than the motor rotation.
- the propeller rotation is the number of revolutions of the propeller 20, and the motor rotation is the number of revolutions of the motors 61 and 71.
- the gear 53 sets a reduction ratio so that the EPU shaft 51 is reduced in speed relative to the motor shafts 65 and 75.
- the gear 53 can change the reduction ratio in at least two stages.
- Gear 53 is sometimes referred to as a transmission gear and gearbox.
- the gear 53 may be capable of changing the reduction ratio in a stepless manner.
- the first DS 100 and the second DS 110 are arranged in the axial direction AD along the EPU axis Cepu.
- the first motor axis Cm1, the second motor axis Cm2, and the EPU axis Cepu are arranged in the axial direction AD and coincide with each other.
- the first motor shaft 65 and the second motor shaft 75 are arranged in the axial direction AD and are connected to each other.
- the first DS 100 and the second DS 110 are fixed to each other.
- the gears 53 are arranged in the axial direction AD along the EPU axis Cepu with respect to the DSs 100 and 110.
- the gear 53 is fixed to one of the first DS 100 and the second DS 110.
- the gear 53 connects one of the first motor shaft 65 and the second motor shaft 75 to the EPU shaft 51 .
- the eVTOL 10 has a battery 31 and a power path 32.
- the battery 31 is electrically connected to the EPU 50 via a power path 32 .
- the battery 31 supplies power to the EPU 50.
- the battery 31 is sometimes referred to as a power supply unit or a power supply unit.
- Battery 31 supplies power to motors 61 and 71 via inverter circuits 85 and 95.
- the battery 31 is a DC voltage source that applies DC voltage to the inverter circuits 85 and 95.
- the battery 31 has a secondary battery that can be charged and discharged. Examples of this secondary battery include a lithium ion battery and a nickel hydride battery. Note that, in addition to or in place of the battery 31, a fuel cell, a generator, or the like may be used as the power supply section.
- the battery 31 is a power storage device that can store electric power.
- the power path 32 is a path that supplies power from the battery 31 to the EPU 50.
- the power path 32 is formed by a power cable or the like.
- the power path 32 connects the battery 31 and the motors 61, 71 via inverter circuits 85, 95 so that they can be energized.
- a plurality of batteries 31 and a plurality of power paths 32 are provided in the eVTOL 10.
- the plurality of batteries 31 include a first battery 31A and a second battery 31B.
- the plurality of power paths 32 include a first power path 32A and a second power path 32B.
- the first battery 31A is electrically connected to the first inverter circuit 85 and the first motor 61 via the first power path 32A.
- the second battery 31B is electrically connected to the second inverter circuit 95 and the second motor 71 via a second power path 32B.
- the plurality of EPUs 50 include a first EPU 50A and a second EPU 50B.
- the first EPU 50A drives and rotates the first propeller 20A.
- the second EPU 50B drives and rotates the second propeller 20B.
- the first propeller 20A and the second propeller 20B are included in the plurality of propellers 20.
- the first battery 31A supplies power to the first inverter circuit 85 and the first motor 61 in each of the first EPU 50A and the second EPU 50B.
- the first inverter circuit 85 and the first motor 61 are electrically connected to the first battery 31A via the first power path 32A.
- the second battery 31B supplies power to the second inverter circuit 95 and the second motor 71 in each of the first EPU 50A and the second EPU 50B.
- the second inverter circuit 95 and the second motor 71 are electrically connected to the second battery 31B via the second power path 32B.
- the EPU 50 includes a first clutch 105 and a second clutch 115.
- the clutches 105 and 115 can interrupt transmission of the rotation of the motors 61 and 71 to the propeller 20.
- Clutches 105 and 115 are provided, for example, on motor shafts 65 and 75.
- the clutches 105 and 115 are capable of blocking rotation of the motor rotors 63 and 73 from being transmitted to the motor shafts 65 and 75.
- Clutches 105 and 115 can shift between a transmission state and a disconnection state.
- the driving force of the motors 61 and 71 is transmitted to the EPU shaft 51.
- the EPU shaft 51 and propeller 20 are driven to rotate by the driving force of the motors 61 and 71.
- the driving force is determined according to the outputs of the motors 61 and 71.
- the clutches 105 and 115 are in the disconnected state, the driving force of the motors 61 and 71 is not transmitted to the EPU shaft 51. In this case, the EPU shaft 51 and propeller 20 do not rotate with the driving force of the motors 61 and 71 due to the clutch idling.
- Clutch slipping means that the clutches 105 and 115 spin idly. When the clutch idles, the motors 61 and 71 become idle relative to the EPU shaft 51.
- the clutches 105, 115 include, for example, one-way clutches. Note that the clutches 105 and 115 may include an electromagnetic clutch or the like.
- the first clutch 105 is included in the first DS100, and the second clutch 115 is included in the second DS110.
- the driving force of the first motor 61 and the second motor 71 with the larger output is transmitted to the EPU shaft 51, and the output is smaller.
- the driving force on the other side is not transmitted to the EPU shaft 51.
- the first clutch 105 will be in the transmitting state and the second clutch 115 will be in the disengaged state.
- the EPU shaft 51 is driven to rotate according to each output of the first motor 61 and the second motor 71.
- the outputs of the motors 61 and 71 include, for example, the torque, amount of work, and rotational speed of the motors 61 and 71.
- the output of the motors 61 and 71 is calculated using at least one of motor rotation speed, motor current, motor voltage, and motor temperature.
- the motor rotation speed, motor current, motor voltage, and motor temperature are the rotation speed, current, voltage, and temperature of the motors 61 and 71.
- torque is used as the output of the motors 61 and 71, for example.
- the output difference between the first motor 61 and the second motor 71 is larger than the allowable range, and when the speed difference between the first motor 61 and the second motor 71 is larger than the allowable range.
- the speed difference is the difference between the rotation speed of the first motor 61 and the rotation speed of the second motor 71. If the speed difference is larger than the allowable range, the slower motor of the first motor 61 and the second motor 71 will idle due to clutch idle rotation.
- the EPU 50 has a first cooling section 101 and a second cooling section 111.
- the cooling units 101 and 111 are capable of cooling the EPU 50.
- the first cooling unit 101 is included in the first DS100
- the second cooling unit 111 is included in the second DS110.
- Cooling units 101 and 111 include cooling fins, cooling devices, and the like.
- the cooling fin is a radiation fin that releases heat from the EPU 50 to the outside air.
- the cooling fins protrude from the outer surface of the EPU 50 in a fin shape, for example.
- the cooling fin is a cooling mechanism that realizes the air-cooled cooling units 101 and 111.
- the cooling device is a device that releases heat from the EPU 50 to the outside using a coolant such as cooling water.
- the cooling device is a cooling mechanism that realizes liquid-cooled cooling units 101 and 111.
- the eVTOL 10 has a control ECU 40.
- the supervisory ECU 40 performs flight control for causing the eVTOL 10 to fly.
- the supervisory ECU 40 centrally controls various devices such as the EPU 50 mounted on the eVTOL 10.
- the flight control includes EPU control for driving the EPU 50.
- EPU control is sometimes referred to as drive control.
- EPU control includes motor control for driving motors 61 and 71.
- ECU is an abbreviation for Electronic Control Unit.
- the supervisory ECU 40 is sometimes referred to as a flight control device.
- the supervising ECU 40 is mainly composed of a computer.
- This computer includes a processor 40a, a memory 40b, an input/output interface, a bus connecting these, and the like.
- the supervisory ECU 40 executes various processes such as flight control processing for performing flight control by causing the processor 40a to execute a control program stored in the memory 40b.
- the processor 40a is hardware for arithmetic processing coupled to the memory 40b.
- the processor 40a executes various processes such as flight control processing by accessing the memory 40b.
- the memory 40b is a storage medium that stores control programs and the like.
- the memory 40b is a non-transitory physical storage medium that non-temporarily stores computer-readable programs and data.
- the non-transitory tangible storage medium is a non-transitory tangible storage medium, and is realized by a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like.
- the memory 40b stores control programs for performing flight control and the like.
- a control program for the processor 40a to control the EPU 50 corresponds to a drive control program.
- the overall ECU 40 has an overall control section 41.
- the overall control unit 41 controls the EPU 50.
- the overall control unit 41 controls the driving of the plurality of EPUs 50 in an integrated manner.
- the overall control unit 41 controls the motor control performed by each of the plurality of EPUs 50.
- the overall control unit 41 is sometimes referred to as an integrated control unit.
- the overall control unit 41 is a function block that executes EPU control and motor control in the overall ECU 40.
- the EPU 50 has a first inverter control section 81 and a second inverter control section 91.
- Inverter control units 81 and 91 control motors 61 and 71 via inverter circuits 85 and 95.
- the inverter control units 81 and 91 perform motor control by performing inverter control.
- Inverter control is control for driving the inverter circuits 85 and 95.
- Inverter control units 81 and 91 use detection results from various sensors for motor control.
- the first inverter control section 81 is included in the first DS100, and the second inverter control section 91 is included in the second DS110.
- the first inverter control section 81 is included in the first inverter device 80
- the second inverter control section 91 is included in the second inverter device 90 .
- the first inverter control section 81 corresponds to a motor control section and a first control section.
- the second inverter control section 91 corresponds to a motor control section and a second control section.
- the inverter control units 81 and 91 are, for example, ECUs.
- the inverter control units 81 and 91 are mainly composed of computers. This computer includes processors 81a and 91a, memories 81b and 91b, an input/output interface, a bus connecting these, and the like.
- Inverter control units 81 and 91 execute various processes for motor control, EPU control, etc. by executing control programs stored in memories 81b and 91b using processors 81a and 91a.
- the processors 81a and 91a are hardware for arithmetic processing coupled to the memories 81b and 91b.
- the processors 81a and 91a execute various processes such as flight control processing by accessing the memories 81b and 91b.
- the memories 81b and 91b are storage media that store control programs and the like.
- the memories 81b and 91b are non-transitory physical storage media that non-temporarily store computer-readable programs and data.
- the memories 81b and 91b store control programs and the like for performing flight control.
- a control program for the processors 81a and 91a to control the EPU 50 corresponds to a drive control program.
- the eVTOL 10 has a central path 33.
- the central route 33 is a communication route, and is sometimes referred to as a communication bus.
- the supervisory path 33 connects the supervisory ECU 40 and the EPU 50 in a communicable manner.
- the supervisory ECU 40 and the EPU 50 transmit and receive various signals and various information via the supervisory path 33.
- the central path 33 is formed by a communication cable or the like.
- the supervisory ECU 40 and the EPU 50 are connected by a plurality of supervisory paths 33.
- the plurality of overall routes 33 include a first overall route 33A and a second overall route 33B.
- the first overall path 33A connects the overall control section 41 and the first inverter control section 81 in a communicable manner.
- the second overall path 33B connects the overall control section 41 and the second inverter control section 91 in a communicable manner.
- the first overall route 33A corresponds to a first route
- the second overall route 33B corresponds to
- the EPU 50 has an EPU path 55.
- the EPU path 55 is a communication path and is sometimes referred to as a communication bus.
- the EPU path 55 connects the first DS 100 and the second DS 110 in a communicable manner.
- the EPU path 55 communicably connects, for example, the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 transmit and receive various signals and various information via the EPU path 55.
- the EPU path 55 is formed by a communication cable or the like.
- the EPU path 55 is provided inside the EPU 50.
- the EPU path 55 extends across the first DS 100 and the second DS 110 in the axial direction AD.
- the EPU path 55 extends between the first inverter device 80 and the second inverter device 90 so as to straddle one of the first motor device 60 and the second motor device 70 .
- the EPU path 55 directly connects the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 without going through the central ECU 40.
- EPU path 55 corresponds to a direct path.
- the path length of the EPU path 55 is shorter than that in a configuration in which the EPU path 55 connects the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 via the central ECU 40. Therefore, the time required for communication between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 can be easily shortened.
- the DSs 100 and 110 have direct interfaces.
- the direct interface is an interface through which the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 directly exchange state-related data.
- the direct interface of the first DS 100 and the direct interface of the second DS 110 are communicably connected via an EPU path 55.
- the state-related data is data related to the state of the DS 100, 110.
- the state-related data includes motor information, output commands, etc., which will be described later.
- the general ECU 40 and inverter control units 81 and 91 perform flight control, EPU control, motor control, etc.
- Supervisory ECU 40 outputs command signals to inverter control units 81 and 91.
- Inverter control units 81 and 91 control motors 61 and 71 according to command signals from central ECU 40.
- the command signal includes command values, target values, and the like regarding the outputs of the motors 61 and 71.
- the command signal is calculated according to the manner in which the pilot operates the operating section.
- the operating section is an object to be operated, such as an operating lever operated by a pilot.
- the overall ECU 40 and the inverter control units 81 and 91 correspond to a drive control device.
- the overall ECU 40 is illustrated as an ECU, the overall control unit 41 as an FCD, the processor 40a as a PRO, and the memory 40b as an MEM.
- the first DS 100 is shown as DS1
- the second DS 110 is shown as Gear
- the gear 53 is shown as Gear
- the propeller 20 is shown as PP.
- the first inverter device 80 is illustrated as INVD1, the first inverter control unit 81 as ICD1, the processor 81a as PRO, and the memory 81b as MEM.
- the first motor device 60 is illustrated as MOT1, the first motor coil 62 as Coil1, the first cooling unit 101 as CU1, and the first clutch 105 as CL1.
- the second inverter device 90 is shown as INVD2, the second inverter control unit 91 as ICD2, the processor 91a as PRO, and the memory 91b as MEM.
- the second motor device 70 is illustrated as MOT2, the second motor coil 72 as Coil2, the second cooling unit 111 as CU2, and the second clutch 115 as CL2.
- the eVTOL 10 includes a first rotation sensor 64, a second rotation sensor 74, a first current sensor 86, and a second current sensor 96 as various sensors.
- the rotation sensors 64 and 74 detect the rotation speed of the motors 61 and 71 as the motor rotation speed.
- the rotation sensors 64 and 74 include, for example, encoders and resolvers.
- the first rotation sensor 64 is included in the first DS 100 and detects the motor rotation speed of the first motor 61.
- the second rotation sensor 74 is included in the second DS 110 and detects the motor rotation speed of the second motor 71.
- the rotation sensors 64 and 74 detect the rotation states of the motor shafts 65 and 75 by detecting the rotation states of the motors 61 and 71.
- the current sensors 86 and 96 detect the current flowing through the motors 61 and 71.
- the current sensors 86 and 96 detect current for each of the plurality of phases, for example.
- the first current sensor 86 is included in the first DS 100 and detects the current of the first motor 61.
- the first current sensor 86 detects, for example, a current flowing between the first inverter circuit 85 and the first motor 61 in the first power path 32A.
- the second current sensor 96 is included in the second DS 110 and detects the current of the second motor 71.
- the second current sensor 96 detects, for example, a current flowing between the second inverter circuit 95 and the second motor 71 in the second power path 32B.
- the first rotation sensor 64 and the first current sensor 86 are communicably connected to the first inverter control section 81 and output detection signals to the first inverter control section 81.
- the second rotation sensor 74 and the second current sensor 96 are communicably connected to the second inverter control section 91 and output detection signals to the second inverter control section 91.
- the rotation sensors 64 and 74 and the current sensors 86 and 96 are communicably connected to the control ECU 40 via inverter control units 81 and 91.
- the inverter control units 81 and 91 have a function for controlling the motor.
- the first inverter control section 81 has a first speed control section 82, a first current command section 83, and a first current control section 84 as functional blocks.
- the second inverter control section 91 has a second speed control section 92, a second current command section 93, and a second current control section 94 as functional blocks.
- the first current sensor 86 is shown as CS1, the second current sensor 96 as CS2, the first rotation sensor 64 as RS1, and the second rotation sensor 74 as RS2.
- the first speed control section 82 is illustrated as SCU1, the first current command section 83 as CCU1, and the first current control section 84 as FBU1.
- the second speed control section 92 is illustrated as SCU2, the second current command section 93 as CCU2, and the second current control section 94 as FBU2.
- the supervisory ECU 40 outputs the first command speed Sr1* to the first speed control section 82 as a command signal.
- the first command speed Sr1* is a command value for the rotation speed of the first motor 61.
- the rotation speed is the number of motor rotations per unit time.
- the first command speed Sr1* is a command value for the output of the first motor 61.
- the supervising ECU 40 calculates the first command speed Sr1* according to the pilot's operation mode on the operation unit.
- the first command speed Sr1* is calculated by the overall control section 41.
- the first command speed Sr1* is input from the overall ECU 40 to the first speed control section 82 via the first overall path 33A.
- the first rotation sensor 64 detects the state of the first motor 61 by detecting the number of rotations of the first motor 61.
- the first rotation sensor 64 corresponds to a first detection section.
- the first rotation sensor 64 outputs the first motor speed Sr1 to the first speed control section 82.
- the first motor speed Sr1 is a detection result of the first rotation sensor 64, and is a detection value indicating the rotation speed of the first motor 61.
- the first motor speed Sr1 is information indicating the state of the first motor 61.
- the first motor speed Sr1 is included in the detection signal of the first rotation sensor 64.
- the first speed control unit 82 acquires the first motor speed Sr1.
- the first motor speed Sr1 corresponds to first motor information
- the first speed control section 82 corresponds to a first information acquisition section.
- the first motor information is a value related to the state of the first motor 61, and is sometimes referred to as a first state related value.
- the first speed control section 82 performs speed control using feedback control or the like.
- the first speed control unit 82 controls the rotational speed of the first motor 61 as speed control.
- the first command speed Sr1* and the first motor speed Sr1 are input to the first speed control section 82.
- the first speed control unit 82 calculates the first command torque Tr1* using the first command speed Sr1* and the first motor speed Sr1.
- the first speed control unit 82 calculates the first command torque Tr1* so that the first motor speed Sr1 becomes the first command speed Sr1*, for example.
- the first command torque Tr1* is a command value for the torque of the first motor 61.
- the first command torque Tr1* is a command value for the output of the first motor 61, and corresponds to the first command output.
- the first command output is a value related to the state of the first motor 61, and is sometimes referred to as a first state-related value.
- the first speed control section 82 corresponds to a first command section.
- the first speed control section 82 outputs the first command speed Sr1* to the first current command section 83.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the first command torque Tr1*.
- the first command torque Tr1* is input to the first current command section 83.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* from the first command torque Tr1* using a predetermined function, arithmetic expression, map, etc.
- the first command current Im1* is a command value for the current of the first motor 61.
- the first command current Im1* is a command value for the output of the first motor 61, and corresponds to the first command output.
- the first current command section 83 outputs the first command current Im1* to the first current control section 84.
- a d-axis command current and a q-axis command current are calculated as command currents in the dq coordinate system using the first command torque Tr1*. Then, the d-axis command current and the q-axis command current are used as the first command current Im1*.
- the first current sensor 86 detects the state of the first motor 61 by detecting the current of the first motor 61.
- the first current sensor 86 corresponds to a first detection section.
- the first current sensor 86 outputs the first motor current Im1 to the first current control section 84.
- the first motor current Im1 is a detection result of the first current sensor 86, and is a detection value indicating the current of the first motor 61.
- the first motor current Im1 is information indicating the state of the first motor 61.
- the first motor current Im1 is included in the detection signal of the first current sensor 86.
- the first current control unit 84 obtains the first motor current Im1.
- the first motor current Im1 corresponds to first motor information
- the first current control section 84 corresponds to a first information acquisition section.
- the first current control section 84 performs current control using feedback control or the like.
- the first current control unit 84 controls the motor current of the first motor 61 as current control.
- the first command current Im1* and the first motor current Im1 are input to the first current control section 84.
- the first current control unit 84 calculates the first command voltage Vm1* using the first command current Im1* and the first motor current Im1.
- the first current control unit 84 calculates the first command voltage Vm1* so that the first motor current Im1 becomes the first command current Im1*, for example.
- the first command voltage Vm1* is a command value for the motor voltage of the first motor 61.
- the first command voltage Vm1* is a command value for the output of the first motor 61.
- the first current control section 84 outputs the first command voltage Vm1* to the first inverter circuit 85.
- a phase current in a three-phase coordinate system is input to the first current control unit 84 as the first motor current Im1.
- the phase current is coordinate-transformed into a dq coordinate system, and a d-axis current and a q-axis current are calculated.
- the d-axis command current and the q-axis command current are used as the first command current Im1*
- the d-axis current and the q-axis current are used as the d-axis command current and the q-axis command current in the first current control section 84.
- the d-axis command voltage and the q-axis command voltage are calculated so that the command current becomes the command current.
- the d-axis command voltage and the q-axis command voltage are coordinate-transformed into a three-phase coordinate system to calculate the phase command voltage.
- the phase command voltage include a U-phase command voltage, a V-phase command voltage, and a W-phase command voltage.
- the first current control section 84 outputs the phase command voltage to the first inverter circuit 85 as the first command voltage Vm1*.
- the first inverter control section 81 has a first drive command section (not shown) as a functional block.
- the first drive command section generates a drive command according to the first command voltage Vm1*, and outputs a command signal including this drive command to the first inverter circuit 85.
- the first drive command section generates a pulsed drive command from the first command voltage Vm1* using a carrier or the like.
- the first inverter circuit 85 converts electric power according to a drive command from the first drive command section.
- the first DS 100 is provided with an inner loop that performs inner loop control.
- the inner loop has a path for the first speed control unit 82 to obtain the first motor speed Sr1 from the first rotation sensor 64.
- the inner loop is provided in the first DS100.
- the inner loop does not include the supervisory ECU 40 and the second DS 110.
- the inner loop control controls the first motor speed Sr1 by outputting the first command voltage Vm1*.
- the output of the first motor 61 is controlled by inner loop control.
- motor control in the second DS 110 will be explained.
- the motor control in the second DS 110 is performed in the same way as the motor control in the first DS 100.
- the supervising ECU 40 outputs the second command speed Sr2* to the second speed control section 92 as a command signal.
- the second command speed Sr2* is a command value for the rotation speed of the second motor 71.
- the second command speed Sr2* is a command value for the output of the second motor 71.
- the supervising ECU 40 calculates the second command speed Sr2* according to the pilot's operation mode on the operation unit.
- the second command speed Sr2* is manually calculated by the overall control section 41.
- the second command speed Sr2* is input from the general control section 41 to the second speed control section 92 via the second general path 33B.
- the second rotation sensor 74 detects the state of the second motor 71 by detecting the number of rotations of the second motor 71.
- the second rotation sensor 74 corresponds to a second detection section.
- the second rotation sensor 74 outputs the second motor speed Sr2 to the second speed control section 92.
- the second motor speed Sr2 is a detection result of the second rotation sensor 74, and is a detection value indicating the rotation speed of the second motor 71.
- the second motor speed Sr2 is information indicating the state of the second motor 71.
- the second motor speed Sr2 is included in the detection signal of the second rotation sensor 74.
- the second speed control unit 92 acquires the second motor speed Sr2.
- the second motor speed Sr2 corresponds to second motor information
- the second speed control section 92 corresponds to a second information acquisition section.
- the second motor information is a value related to the state of the second motor 71, and is sometimes referred to as a second state-related value.
- the second speed control section 92 performs speed control using feedback control or the like.
- the second speed control section 92 controls the rotational speed of the second motor 71 as speed control.
- the second command speed Sr2* and the second motor speed Sr2 are input to the second speed control section 92.
- the second speed control unit 92 calculates the second command torque Tr2* using the second command speed Sr2* and the second motor speed Sr2.
- the second speed control unit 92 calculates the second command torque Tr2* so that the second motor speed Sr2 becomes the second command speed Sr2*, for example.
- the second command torque Tr2* is a command value for the torque of the second motor 71.
- the second command torque Tr2* is a command value for the output of the second motor 71, and corresponds to the second command output.
- the second command output is a value related to the state of the second motor 71, and is sometimes referred to as a second state-related value.
- the second speed control section 92 corresponds to a second command section.
- the second speed control section 92 outputs the second command speed Sr2* to the second current command section 93.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the second command torque Tr2*.
- the second command torque Tr2* is input to the second current command section 93.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* from the second command torque Tr2* using a predetermined function, calculation formula, map, etc.
- the second command current Im2* is a command value for the motor current of the second motor 71.
- the second command current Im2* is a command value for the output of the second motor 71, and corresponds to a second command output.
- the second current command section 93 outputs the second command current Im2* to the second current control section 94.
- the second command torque Tr2* is used to calculate the d-axis command current and the q-axis command current as command currents in the dq coordinate system. Then, the d-axis command current and the q-axis command current are used as the second command current Im2*.
- the second current sensor 96 detects the state of the second motor 71 by detecting the current of the second motor 71.
- the second current sensor 96 corresponds to a second detection section.
- the second current sensor 96 outputs the second motor current Im2 to the second current control section 94.
- the second motor current Im2 is a detection result of the second current sensor 96, and is a detection value indicating the motor current of the second motor 71.
- the second motor current Im2 is information indicating the state of the second motor 71.
- the second motor current Im2 is included in the detection signal of the second current sensor 96.
- the second current control unit 94 obtains the second motor current Im2.
- the second motor current Im2 corresponds to second motor information
- the second current control section 94 corresponds to a second information acquisition section.
- the second current control section 94 performs current control using feedback control or the like.
- the second current control unit 94 controls the motor current of the second motor 71 as current control.
- the second command current Im2* and the second motor current Im2 are input to the second current control section 94.
- the second current control unit 94 calculates the second command voltage Vm2* using the second command current Im2* and the second motor current Im2.
- the second current control unit 94 calculates the second command voltage Vm2* so that the second motor current Im2 becomes the second command current Im2*, for example.
- the second command voltage Vm2* is a command value for the motor voltage of the second motor 71.
- the second command voltage Vm2* is a command value for the output of the second motor 71.
- the second current control section 94 outputs the second command voltage Vm2* to the second inverter circuit 95.
- the phase current of the three-phase coordinate system is input to the second current control unit 94 as the second motor current Im2.
- the phase current is coordinate-transformed into a dq coordinate system, and a d-axis current and a q-axis current are calculated.
- the d-axis command current and the q-axis command current are used as the second command current Im2*
- the d-axis current and the q-axis current are used as the d-axis command current and the q-axis command current in the second current control section 94.
- the d-axis command voltage and the q-axis command voltage are calculated so that the command current becomes the command current.
- the d-axis command voltage and the q-axis command voltage are coordinate-transformed into a three-phase coordinate system to calculate a phase command voltage.
- the second current control section 94 outputs the phase command voltage to the second inverter circuit 95 as a second command voltage Vm2*.
- the second inverter control section 91 has a second drive command section (not shown) as a functional block.
- the second drive command unit generates a drive command according to the second command voltage Vm2*, and outputs a command signal including this drive command to the second inverter circuit 95.
- the second drive command section generates a pulsed drive command from the second command voltage Vm2* using a carrier or the like.
- the second inverter circuit 95 converts electric power according to a drive command from the second drive command section.
- the second DS 110 is provided with an inner loop that performs inner loop control.
- the inner loop has a path for the second speed control unit 92 to obtain the second motor speed Sr2 from the second rotation sensor 74.
- the inner loop is provided in the second DS 110.
- the inner loop does not include the supervisory ECU 40 and the first DS 100.
- the inner loop control controls the second motor speed Sr2 by outputting the second command voltage Vm2*.
- the output of the second motor 71 is controlled by inner loop control.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 can perform cooperative control. Cooperative control is control for causing the first motor 61 and the second motor 71 to cooperate. In the cooperative control, the inverter control units 81 and 91 control the motors so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 become the same.
- the first inverter control unit 81 controls the first motor 61 so that the output of the first motor 61 becomes the same as the output of the second motor 71.
- the second inverter control unit 91 controls the second motor 71 so that the output of the second motor 71 becomes the same as the output of the first motor 61.
- Cooperative control of the inverter control units 81 and 91 is performed using, for example, command speeds Sr1* and Sr2*.
- the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* are made common.
- the overall control unit 41 sets the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* to the same command value.
- the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* are common command values and correspond to a common command.
- This cooperative control makes the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* the same, so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 are easily equalized.
- the supervising ECU 40 corresponds to a common command section that calculates common commands.
- Cooperative control of the inverter control units 81 and 91 is performed using, for example, command torques Tr1* and Tr2*.
- Command torques Tr1* and Tr2* are exchanged between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91.
- the first speed control section 82 outputs the first command torque Tr1* to the second current command section 93 in addition to the first current command section 83.
- the first command torque Tr1* is input from the first speed control section 82 to the second current command section 93 via the EPU path 55.
- the second speed control section 92 outputs the second command torque Tr2* to the first current command section 83 in addition to the second current command section 93.
- the second command torque Tr2* is input from the second speed control section 92 to the first current command section 83 via the EPU path 55.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the second command torque Tr2* in addition to the first command torque Tr1*.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the first command torque Tr1* in addition to the second command torque Tr2*.
- Cooperative control using command torques Tr1* and Tr2* is performed for inner loop control in each of the first DS 100 and the second DS 110.
- the first DS 100 and the second DS 110 exchange command values in inner loop control.
- the first command torque Tr1* used in the inner loop control of the first DS 100 is input to the inner loop control of the second DS 110.
- the second command torque Tr2* used in the inner loop control in the second DS 110 is input to the inner loop control in the first DS 100.
- the first speed control section 82 outputs the first command torque Tr1* to the second current command section 93 in addition to the first current command section 83.
- the second speed control section 92 outputs a second command torque Tr2* to the second current command section 93 in addition to the first current command section 83.
- the first current command section 83 has a first torque coordination section 83a and a first coordination command section 83b. Both the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* are input to the first torque coordination section 83a.
- the first torque coordination unit 83a calculates the first coordination torque Tr1C using the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*.
- the first torque coordination section 83a outputs the first coordination torque Tr1C to the first coordination command section 83b.
- the first cooperative torque Tr1C is a command torque, and is calculated by cooperation between the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*.
- the first torque coordination unit 83a calculates, for example, the average value of the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* as the first coordination torque Tr1C. Equation 1 holds true for the first cooperative torque Tr1C.
- Tr1C (Tr1*+Tr2*)/2...Formula 1 In Equation 1, the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* have the same contribution to the first cooperative torque Tr1C. That is, the ratio at which the first command torque Tr1* contributes to the first cooperative torque Tr1C is the same as the ratio at which the second command torque Tr2* contributes to the first cooperative torque Tr1C. Note that the first cooperative torque Tr1C corresponds to an average command, and the first torque cooperation section 83a corresponds to a command average section.
- the first coordination command unit 83b calculates the first command current Im1* using the first coordination torque Tr1C.
- the first cooperation torque Tr1C is input to the first cooperation command section 83b.
- the first cooperation command unit 83b calculates the first command current Im1* from the first cooperation torque Tr1C using a predetermined function, calculation formula, map, etc.
- the first coordination command section 83b outputs the first command current Im1* to the first current command section 83.
- the second current command section 93 includes a second torque coordination section 93a and a second coordination command section 93b. Both the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* are input to the second torque coordination section 93a.
- the second torque coordination unit 93a calculates the second coordination torque Tr2C using the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*.
- the second torque coordination section 93a outputs the second coordination torque Tr2C to the second coordination command section 93b.
- the second cooperative torque Tr2C is a command torque, and is calculated by coordinating the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*.
- the second torque coordination unit 93a calculates, for example, the average value of the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* as the second coordination torque Tr2C. Equation 2 holds true for the second cooperative torque Tr2C.
- Tr2C (Tr1*+Tr2*)/2...Formula 2 In Equation 2, the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* have the same contribution to the second cooperative torque Tr2C. That is, the ratio at which the first command torque Tr1* contributes to the second cooperative torque Tr2C is the same as the ratio at which the second command torque Tr2* contributes to the second cooperative torque Tr2C.
- the second cooperative torque Tr2C corresponds to an average command
- the second torque cooperation section 93a corresponds to a command average section.
- the second coordination command section 93b calculates the second command current Im2* using the second coordination torque Tr2C.
- the second cooperation torque Tr2C is input to the second cooperation command section 93b.
- the second cooperation command unit 93b calculates the second command current Im2* from the second cooperation torque Tr2C using a predetermined function, arithmetic expression, map, etc.
- the second coordination command section 93b outputs the second command current Im2* to the second current command section 93.
- Equation 1 is illustrated in the first torque coordination section 83a
- Equation 2 is illustrated in the second torque coordination section 93a
- the first cooperation command section 83b is shown as ICU1
- the second cooperation command section 93b is shown as ICU2.
- the supervising ECU 40 performs EPU control.
- the EPU control includes processing for setting the operation mode of the DS 100, 110.
- the operation modes of the DSs 100 and 110 include a startup mode, a steady mode, and an abnormal mode.
- the rising mode is a mode for starting driving of the DSs 100 and 110. In the rising mode, a situation before speed tracking is likely to occur. In the situation before speed tracking, one of the motors 61, 71 cannot follow the other immediately after the DS 100, 110 starts driving, and clutch slippage is likely to occur. After that, when one becomes able to follow the other, the operation mode is switched to steady mode. In steady mode, clutch slippage is eliminated.
- the operation mode is switched to the abnormal mode.
- the abnormal mode the driving of the motors 61 and 71 is stopped, causing clutch slippage.
- the supervising ECU 40 performs flight control processing.
- the flight control process will be explained with reference to the flowchart in FIG.
- the supervising ECU 40 repeatedly executes flight control processing at a predetermined control cycle.
- the supervisory ECU 40 has a function of executing each step of the flight control process.
- the flight control process includes a drive control process for driving the EPU 50.
- the control method executed by the drive control process corresponds to the drive control method.
- the processing in steps S101 to S110 shown in FIG. 7 is processing for performing drive control for one EPU 50.
- the supervisory ECU 40 performs drive control for each of the plurality of EPUs 50 in steps S101 to S110.
- the supervisory ECU 40 determines whether an abnormality has occurred in the first DS 100 and the second DS 110. For example, the supervisory ECU 40 determines whether an abnormality has occurred in the first DS 100 in step S101. If an abnormality occurs in the first DS 100, the supervisory ECU 40 proceeds to step S102 and determines whether or not an abnormality occurs in the second DS 110. On the other hand, if no abnormality has occurred in the first DS 100, the supervisory ECU 40 proceeds to step S103 and determines whether or not an abnormality has occurred in the second DS 110.
- steps S101 and S103 it is determined whether an abnormality has occurred in the first DS 100.
- the supervising ECU 40 acquires the state of the first DS 100 and uses this state to determine whether the first DS 100 is abnormal.
- the abnormality determination of the first DS 100 includes the abnormality determination of the first motor 61.
- the state of the first DS 100 includes, for example, the state of the first motor 61 and the state of the first inverter circuit 85.
- the supervisory ECU 40 acquires the state of the first DS 100 using, for example, detection signals from the first current sensor 86 and the first rotation sensor 64.
- the first DS 100 acquires detection signals from the first current sensor 86 and the first rotation sensor 64 via the first inverter control unit 81 .
- the first inverter control unit 81 may acquire the state of the first DS 100 using the detection signals of the first current sensor 86 and the first rotation sensor 64. Further, the first inverter control unit 81 may determine whether or not an abnormality has occurred in the first DS 100. In these configurations, it is preferable that the state of the first DS 100 and the abnormality determination result be inputted from the first inverter control section 81 to the supervisory ECU 40. Thereby, the supervisory ECU 40 can determine whether the first DS 100 is abnormal.
- step S102 it is determined whether an abnormality has occurred in the second DS 110.
- the supervisory ECU 40 performs abnormality determination of the second DS 110 in the same manner as the abnormality determination of the first DS 100.
- the supervising ECU 40 acquires the state of the second DS 110 and uses this state to determine whether the second DS 110 is abnormal.
- the abnormality determination of the second DS 110 includes the abnormality determination of the second motor 71.
- the state of the second DS 110 includes, for example, the state of the second motor 71 and the state of the second inverter circuit 95.
- the supervisory ECU 40 acquires the state of the second DS 110 using, for example, detection signals from the second current sensor 96 and the second rotation sensor 74.
- the second DS 110 acquires detection signals from the second current sensor 96 and the second rotation sensor 74 via the second inverter control section 91 .
- the second inverter control unit 91 may acquire the state of the second DS 110 using the detection signals of the second current sensor 96 and the second rotation sensor 74. Further, the second inverter control unit 91 may determine whether or not an abnormality has occurred in the second DS 110. In these configurations, it is preferable that the state of the second DS 110 and the abnormality determination result be inputted from the second inverter control unit 91 to the overall ECU 40. Thereby, the supervisory ECU 40 can determine whether the second DS 110 is abnormal.
- the supervisory ECU 40 proceeds to step S106 and performs a stop process. In this stopping process, both the first DS 100 and the second DS 110 are stopped.
- the supervising ECU 40 performs a first stop process and a second stop process.
- the first stop process is a process for stopping driving of the first DS 100.
- the second stop process is a process for stopping driving of the second DS 110.
- the first stop process is also a process for stopping the drive of the first motor 61.
- a command signal for stopping the drive of the first motor 61 is output to the first inverter control section 81 .
- the supervising ECU 40 generates a first command speed Sr1* so that the first motor speed Sr1 becomes zero, for example, and outputs the first command speed Sr1* to the first speed control section 82.
- the second stop process is also a process for stopping the drive of the second motor 71.
- the overall ECU 40 outputs a command signal to the second inverter control unit 91 to stop driving the second motor 71 .
- the supervising ECU 40 calculates the second command speed Sr2* so that the second motor speed Sr2 becomes zero, for example, and outputs the second command speed Sr2* to the second speed control section 92.
- step S107 the supervisory ECU 40 performs processing for independently driving the second DS 110.
- This process includes a first stop process and a second independent process.
- the second independent process is a process for driving the second DS 110 independently so that the second DS 110 does not cooperate with the first DS 100.
- the second independent process is also a process for driving the second motor 71 independently so that the second motor 71 does not cooperate with the first motor 61.
- the second command torque Tr2* is used to control the second motor 71 by the second inverter control unit 91, while the first command torque Tr1* is not used.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using only the second command torque Tr2* of the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*. That is, the second current command unit 93 does not use the first command torque Tr1* to calculate the second command current Im2*.
- the first speed control section 82 does not output the first command torque Tr1* to the second current command section 93. Note that if the first command torque Tr1* is not used to calculate the second command current Im2*, the first command torque Tr1* may be output from the first speed control section 82, and the second current command The information may be input to the section 93.
- step S108 the supervisory ECU 40 performs processing for independently driving the first DS 100.
- This process includes a second stop process and a first independent process.
- the first independent process is a process for driving the first DS 100 independently so that the first DS 100 does not cooperate with the second DS 110.
- the first independent process is also a process for driving the first motor 61 independently so that the first motor 61 does not cooperate with the second motor 71.
- the first command torque Tr1* is used for the control of the first motor 61 by the first inverter control unit 81, while the second command torque Tr2* is not used.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using only the first command torque Tr1* among the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*. That is, the first current command unit 83 does not use the second command torque Tr2* to calculate the first command current Im1*.
- the second speed control section 92 does not output the second command torque Tr2* to the first current command section 83.
- the second command torque Tr2* may be output from the second speed control section 92, and the second command torque Tr2* may be output from the second speed control section 92, The information may also be input to the section 83.
- the DS state difference is the difference between the state of the first DS 100 and the state of the second DS 110.
- the DS state difference includes a motor state difference.
- the motor state difference is the difference between the state of the first motor 61 and the state of the second motor 71.
- the motor state difference includes a speed difference between the first motor speed Sr1 and the second motor speed Sr2, a current difference between the first motor current Im1 and the second motor current Im2, and the like.
- the speed difference is the difference between the detected values of motor speeds Sr1 and Sr2.
- the current difference is the difference between detected values of motor currents Im1 and Im2.
- the motor state difference is also a difference in state-related values.
- step S104 at least the speed difference is acquired as the motor state difference.
- step S105 the supervising ECU 40 determines whether the speed difference is too large.
- the supervising ECU 40 determines whether the speed difference is larger than a predetermined speed reference value, and determines that the speed difference is too large if the speed difference is larger than the speed reference value. If the speed difference is not larger than the speed reference value, the supervising ECU 40 determines that the speed difference is not too large.
- the speed reference value is, for example, the upper limit of the allowable range for speed differences. When the speed difference is larger than the speed reference value, clutch slippage is likely to occur in the slower motor of the first motor 61 and the second motor 71. In other words, the motor with the slower speed is more likely to idle.
- the supervising ECU 40 determines whether the motor state difference is within an allowable range by determining whether the speed difference is greater than a speed reference value.
- step S109 the supervisory ECU 40 performs processing for independently driving each of the first DS 100 and the second DS 110. This processing includes a first individual processing and a second individual processing. In this process, the outputs of the first motor 61 and the second motor 71 are not equalized. Note that the supervising ECU 40 may determine that clutch slippage has occurred when the speed difference is too large, and may determine that clutch slippage has not occurred when the speed difference is not too large.
- step S110 If the speed difference is not too large, the supervising ECU 40 determines that clutch slippage is unlikely to occur, and proceeds to step S110.
- the supervisory ECU 40 performs cooperative control processing in step S110.
- cooperative control of the inverter control units 81 and 91 is performed.
- the inverter control units 81 and 91 perform motor control so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 are the same.
- step S105 it may be determined whether a communication abnormality has occurred in the EPU 50.
- Examples of communication abnormalities in the EPU 50 include abnormalities in communication between the central ECU 40 and the inverter control units 81 and 91 due to an abnormality in the central path 33, and the like.
- examples of communication abnormalities in the EPU 50 include abnormalities occurring in communication between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 due to an abnormality in the EPU path 55 or the like.
- the supervisory ECU 40 proceeds to step S109 and performs the first independent process and the second independent process, regardless of the speed difference.
- step S105 it may be determined which mode the driving mode is. For example, if it is determined that the driving mode is the start-up mode, the overall ECU 40 proceeds to step S109 and performs a first independent process and a second independent process. Further, if it is determined that the driving mode is the steady mode, the supervisory ECU 40 proceeds to step S110 and performs cooperative control processing. Furthermore, if it is determined in steps S101 to S103 that an abnormality has occurred in the DSs 100 and 110, the supervisory ECU 40 determines that the operating mode is the abnormal mode and performs the processes in steps S106 to S109.
- the inverter control units 81 and 91 control the motors 61 and 71 so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 are the same.
- a difference is unlikely to occur between the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71. Therefore, it is unlikely that the respective outputs are exchanged between the first motor 61 and the second motor 71 via the EPU shaft 51. Therefore, it is possible to suppress an increase in the electrical burden on the first motor 61 and the second motor 71 with the higher output, and an increase in the thermal burden on the one with the lower output. Thereby, the burden on each of the first motor 61 and the second motor 71 can be reduced.
- the first motor 61 rotates the second motor 71 via the EPU shaft 51.
- the first motor 61 powers the second motor 71 to rotate it.
- the second motor 71 regenerates so that regenerated power is generated.
- the second motor 71 becomes a load on the first motor 61, and the electrical load increases by the amount of regeneration of the second motor 71.
- the second motor 71 may easily generate heat by generating regenerative power, and the thermal burden may increase.
- both the first motor 61 and the second motor 71 are in a thermally severe state.
- the regenerative power generated by the second motor 71 can be reduced. Therefore, for the first motor 61, the electrical burden of regenerating the second motor 71 can be reduced. Regarding the second motor 71, the thermal burden of heat generated due to regeneration can be reduced. Further, by equalizing the output of the first motor 61 and the second motor 71 that are driven simultaneously, the output performance and thermal design of the DSs 100 and 110 can be optimized. Thereby, the weight and physique of the DS100 and DS110 can be reduced.
- the inverter control units 81 and 91 control the motors 61 and 71, respectively, using the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 can share command torques Tr1* and Tr2* for controlling the motors 61 and 71. Therefore, the method by which the first inverter control section 81 controls the first motor 61 and the method by which the second inverter control section 91 controls the second motor 71 can be made common by using the command torques Tr1* and Tr2*.
- inverter control units 81 and 91 can adjust the outputs of motors 61 and 71 using the same control method by using command torques Tr1* and Tr2*. Therefore, when manufacturing the EPU 50, there is no need to individually design the inverter control sections 81, 91, and the burden of designing the inverter control sections 81, 91 can be reduced.
- the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* are exchanged between the first DS 100 and the second DS 110 as command values in inner loop control. Therefore, in each of the first DS 100 and the second DS 110, output adjustment of inner loop control becomes easy. That is, by exchanging the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2*, the first command voltage Vm1* and the second command voltage Vm2* can be easily adjusted.
- inverter control units 81 and 91 control motors 61 and 71 using cooperative torques Tr1C and Tr2C, which are average values of command torques Tr1* and Tr2*.
- the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* can have the same contribution to the output of the motors 61 and 71.
- the contribution of the first command torque Tr1* and the contribution of the second command torque Tr2* the same in this way, the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 tend to be the same. .
- the first motor 61 For example, if the output of the first motor 61 is larger than the output of the second motor 71 and the contribution of the first command torque Tr1* is made larger than the contribution of the second command torque Tr2*, the first motor 61 There is a concern that the output will become even larger. Further, in this state, if the contribution of the first command torque Tr1* is made smaller than the contribution of the second command torque Tr2*, there is a concern that the output of the second motor 71 will become even smaller. In either case, the difference in the contribution of the command torques Tr1* and Tr21* increases the output difference between the motors 61 and 71, which increases the load on the motors 61 and 71.
- the first cooperative torque Tr1C and the second cooperative torque Tr2C are both average values of the command torques Tr1* and Tr2*, so they have the same value. In this way, since the first cooperative torque Tr1C and the second cooperative torque Tr2C are the same, the first motor speed Sr1 and the second motor speed Sr2 tend to be the same. Therefore, in each of the first DS 100 and the second DS 110, it is possible to optimize the output performance and thermal design using the cooperative torques Tr1C and Tr2C.
- the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* calculated by the central ECU 40 are a common command value.
- the first command torque Tr1* calculated using the first command speed Sr1* and the second command torque Tr2* calculated using the second command speed Sr2* tend to have the same value. . Therefore, compared to a configuration in which the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* are not shared, for example, it is easier to equalize the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71.
- the supervisory ECU 40 uses the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* in common.
- control of the motors 61 and 71 by the supervisory ECU 40 can be simplified. Even if the motor control by the central ECU 40 is simplified, the control accuracy of the motors 61, 71 is unlikely to deteriorate because the inverter control units 81, 91 individually control the motors. Furthermore, with this configuration, it is not necessary for the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 to exchange the common command speeds Sr1* and Sr2*.
- the command values for the output amounts of the motors 61, 71 include command torques Tr1*, Tr2* and command currents Im1*, Im2*.
- the command torques Tr1*, Tr2* and the command currents Im1*, Im2* are state quantities that have a strong correlation with the outputs of the DSs 100, 110 and the motors 61, 71. Therefore, by controlling the motors 61, 71 using command torques Tr1*, Tr2* and command currents Im1*, Im2*, the output distribution of the motors 61, 71 is adjusted between the first DS 100 and the second DS 110. It becomes easier.
- speed control of the motors 61 and 71 is performed by inverter control units 81 and 91.
- the speed information such as the detection signals of the rotation sensors 64 and 74 only needs to be input to the inverter control units 81 and 91, and does not need to be input to the overall ECU 40. For this reason, there is no need to provide the overall ECU 40 with an interface for inputting speed information. Therefore, in the supervisory ECU 40, the physique and weight can be reduced by eliminating the interface for speed information.
- the EPU path 55 connects the first speed control section 82 and the second speed control section 92 in a communicable manner without going through the overall control section 41.
- the time required for communication between the first speed control section 82 and the second speed control section 92 can be shortened. Therefore, the timing at which the command torques Tr1* and Tr2* are input to the current command units 83 and 93 through the EPU path 55 is relative to the timing at which the command currents Im1* and Im2* are calculated by the current command units 83 and 93. is unlikely to be delayed.
- the driving of the one with the abnormality is stopped, while the driving of the one without the abnormality continues. Therefore, the operating time of the EPU 50 can be ensured by driving the one of the DSs 100 and 110 in which no abnormality has occurred.
- the motors 61 and 71 are mounted on the eVTOL 10 that flies due to the rotation of the propeller 20. Optimizing the output performance and thermal design of the motors 61 and 71 is effective in reducing the weight and size of the motors 61 and 71 mounted on the eVTOL 10. In this way, it is important to obtain a weight reduction effect by optimizing the output performance and thermal design of the DSs 100 and 110 in designing electric aircraft such as the eVTOL 10.
- the first DS 100 and the second DS 110 are arranged along the EPU axis Cepu.
- the first DS 100 and the second DS 110 are not arranged along the EPU axis Cepu. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the second embodiment are the same as those in the first embodiment. The second embodiment will be explained mainly on points different from the first embodiment.
- the first DS 100 and the second DS 110 are arranged in the radial direction RD.
- the first motor shaft 65 and the second motor shaft 75 are arranged in the radial direction RD.
- the first motor shaft 65 and the second motor shaft 75 are provided at positions apart from the EPU shaft 51 in the radial direction RD.
- the EPU shaft 51 is located between the first motor shaft 65 and the second motor shaft 75 in the radial direction RD.
- the gears 53 are arranged in the axial direction AD with respect to the DSs 100 and 110.
- the gear 53 is in a state where it spans between the first DS 100 and the second DS 110 in the radial direction RD.
- the gear 53 is fixed to both the first DS 100 and the second DS 110.
- the gear 53 connects each of the first motor shaft 65 and the second motor shaft 75 to the EPU shaft 51.
- the gear 53 can set a reduction ratio for each of the first DS 100 and the second DS 110 individually.
- the gear 53 has a first gear part and a second gear part.
- the first gear section can set the reduction ratio of the first motor 61 with respect to the propeller 20.
- the second gear section can set the reduction ratio of the second motor 71 with respect to the propeller 20.
- the first DS 100 and the second DS 110 are communicably connected via central paths 33A and 33B.
- the EPU 50 does not have an EPU path 55. Therefore, the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 are communicably connected via the overall paths 33A, 33B and the overall ECU 40.
- a signal output from the first inverter control unit 81 is input to the second inverter device 90 via the overall paths 33A, 33B and the overall ECU 40.
- the gear 53 is communicably connected to the overall ECU 40 via the overall path 33.
- the overall ECU 40 controls the operation of the gear 53 by outputting a command signal.
- the supervising ECU 40 changes the reduction ratio of the gear 53 according to the thermal margin of the DSs 100 and 110.
- the supervisory ECU 40 controls the gear 53 so that the reduction ratio of the DSs 100 and 110 in the motor heat state is lowered.
- the motor thermal state is such that the motors 61 and 71 have a smaller thermal margin than the inverter circuits 85 and 95.
- the motor thermal state includes, for example, a state in which the temperature of motor devices 60 and 70 is higher than the temperature of inverter devices 80 and 90.
- the reduction ratio of the gear 53 is lowered, so that the rotational speeds of the motors 61 and 71 are suppressed.
- the rotational speed decreases while the torque increases.
- the supervising ECU 40 controls the gear 53 to increase the reduction ratio of the DSs 100 and 110 in the inverter heat state.
- the inverter thermal state is such that the inverter circuits 85 and 95 have smaller thermal margins than the motors 61 and 71.
- the inverter thermal state is, for example, a state where the temperature of the inverter devices 80, 90 is higher than the temperature of the motor devices 60, 70.
- the current of the motors 61 and 71 is suppressed by increasing the reduction ratio of the gear 53.
- the rotational speed increases while the torque decreases. Note that when the torque of the motors 61, 71 is suppressed by increasing the reduction ratio of the gear 53, the current in the motors 61, 71 decreases.
- the inverter circuits 85, 95 depend on the current flowing through the inverter circuits 85, 95, and the larger the current, the more severe the thermal state becomes.
- the EPU 50 provided with an air cooling fan rotated by the motors 61, 71, the higher the rotational speed of the motors 61, 71, the more advantageous the inverter circuits 85, 95 will be thermally.
- the air cooling fan is connected to the motor shafts 65 and 75 and can blow air so that cooling air flows along the outer surface of the EPU 50.
- the thermal conditions of the DSs 100 and 110 tend to vary depending on the arrangement of the DSs 100 and 110. For example, in a parallel arrangement in which the DSs 100 and 110 are arranged in the radial direction RD as in this embodiment, and in a series arrangement in which the DSs 100 and 110 are arranged in the axial direction AD as in the first embodiment, Even though the thermal conditions are different. In particular, in the configuration in which the DSs 100 and 110 are stacked as in the first embodiment, differences in thermal conditions are likely to occur between the DSs 100 and 110. For example, a difference tends to occur where one of the DSs 100 and 110 has better cooling conditions than the other.
- the EPU 50 since the EPU 50 does not have the EPU path 55, a direct interface for exchanging information between the inverter control units 81 and 91 is not required. That is, there is no need to provide a direct interface to the first DS 100 and the second DS 110. Therefore, in the DS 100, 110, the size and weight can be reduced by eliminating the direct interface.
- ⁇ Third embodiment> In the first embodiment described above, the cooperative control of the inverter control units 81 and 91 was performed using the command torques Tr1* and Tr2*. On the other hand, in the third embodiment, cooperative control of inverter control units 81 and 91 is performed using command currents Im1* and Im2*. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the third embodiment are the same as those in the first embodiment. The third embodiment will be mainly described with respect to the points that are different from the first embodiment.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 send and receive command currents Im1* and Im2* as command outputs.
- the first current command section 83 outputs the first command current Im1* to the second current command section 93 in addition to the first current control section 84.
- the first command current Im1* is input from the first current command section 83 to the second current command section 93 via the EPU path 55.
- the second current command section 93 outputs the second command current Im2* to the first current command section 83 in addition to the second current control section 94.
- the second command current Im2* is input from the second current command section 93 to the first current command section 83 via the EPU path 55.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the second command current Im2* in addition to the first command torque Tr1*.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the first command current Im1* in addition to the second command torque Tr2*.
- the first current command unit 83 calculates a first coordination current using the first command torque Tr1*, and outputs this first coordination current to the second current command unit 93.
- the second current command unit 93 calculates a second coordination current using the second command torque Tr2*, and outputs this second coordination current to the first current command unit 83.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the first coordination current and the second coordination current.
- the first current command unit 83 calculates the average value of the first coordination current and the second coordination current as the first command current Im1*.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the first coordination current and the second coordination current.
- the second current command unit 93 calculates the average value of the first coordination current and the second coordination current as the second command current Im2*.
- current command units 83 and 93 calculate command currents Im1* and Im2* using motor currents Im1 and Im2 in addition to command torques Tr1* and Tr2*.
- the first current sensor 86 outputs the first motor current Im1 to the first current command unit 83 in addition to the first current control unit 84.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the first motor current Im1 in addition to the first command torque Tr1*.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* from the first command torque Tr1* and the first motor current Im1 using a function or the like.
- the second current sensor 96 outputs the second motor current Im2 to the second current command unit 93 in addition to the second current control unit 94.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the second motor current Im2 in addition to the second command torque Tr2*.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* from the second command torque Tr2* and the second motor current Im2 using a function or the like.
- the inverter control units 81 and 91 perform cooperative control using motor currents Im1 and Im2 as motor information.
- the motor currents Im1 and Im2 used in this cooperative control are detection values obtained by detecting the states of the motors 61 and 71.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 exchange motor currents Im1 and Im2 as motor information.
- the inverter control units 81 and 91 perform cooperative control so that the first motor current Im1, which is the output of the first motor 61, and the second motor current Im2, which is the output of the second motor 71, become the same. That is, the inverter control units 81 and 91 perform cooperative control so that the difference between the first motor current Im1 and the second motor current Im2 is minimized.
- the first current sensor 86 outputs the first motor current Im1 to the second current command section 93 in addition to the first current command section 83.
- the first motor current Im1 is input from the first current sensor 86 to the second current command section 93 via the EPU path 55.
- the second current sensor 96 outputs the second motor current Im2 to the first current command section 83 in addition to the second current command section 93.
- the second motor current Im2 is input from the second current sensor 96 to the first current command unit 83 via the EPU path 55.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the second motor current Im2 in addition to the first command torque Tr1* and the first motor current Im1.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the first motor current Im1 in addition to the second command torque Tr2* and the second motor current Im2.
- the first current command unit 83 calculates the first detected current using the first motor current Im1 and the second motor current Im2. For example, the first current command unit 83 calculates the average value of the first motor current Im1 and the second motor current Im2 as the first detected current. The first current command unit 83 then calculates the first calculated torque from the first detected current using a function or the like. The first calculated torque is an estimated value indicating the torque of the motors 61 and 71. The first current command unit 83 calculates the first command current Im1* by feedback control or the like using the first calculated torque. For example, the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* so that the first calculated torque becomes the first command torque Tr1*.
- the second current command unit 93 calculates the second detected current using the first motor current Im1 and the second motor current Im2. For example, the second current command unit 93 calculates the average value of the first motor current Im1 and the second motor current Im2 as the second detected current. Then, the second current command unit 93 calculates the second calculated torque from the second detected current using a function or the like. The second calculated torque is an estimated value indicating the torque of the motors 61 and 71.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* by feedback control or the like using the second calculated torque. For example, the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* so that the second calculated torque becomes the second command torque Tr2*.
- the inverter control units 81 and 91 control the motors 61 and 71 using the first motor current Im1 and the second motor current Im2.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 can share motor currents Im1 and Im2 for controlling the motors 61 and 71. Therefore, the method by which the first inverter control section 81 controls the first motor 61 and the method by which the second inverter control section 91 controls the second motor 71 can be made common by using the motor currents Im1 and Im2. That is, inverter control units 81 and 91 can adjust the outputs of motors 61 and 71 using the same control method by using motor currents Im1 and Im2.
- the first motor current Im1 and the second motor current Im2 are exchanged between the first DS 100 and the second DS 110 as detected values indicating the output states of the motors 61 and 71. Therefore, in the first DS 100, the accuracy of adjusting the first motor current Im1 can be increased by the second motor current Im2. Similarly, in the second DS 110, the accuracy of adjusting the second motor current Im2 can be increased by the first motor current Im1. That is, the adjustment precision of motor currents Im1 and Im2, which are the outputs of motors 61 and 71, can be improved.
- the inverter control units 81 and 91 control the motors 71 and 71 so that the first motor current Im1 and the second motor current Im2 are the same.
- the first motor current Im1 and the second motor current Im2 are made equal, so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 are made equal. In this way, the burden on each of the first motor 61 and the second motor 71 can be reduced by the motor currents Im1 and Im2.
- the first inverter control section 81 includes a first torque estimation section 87.
- the second inverter control section 91 has a second torque estimation section 97.
- the first torque estimating section 87 is shown as TEU1
- the second torque estimating section 97 is shown as TEU2.
- the first current sensor 86 outputs the first motor current Im1 to the first torque estimation unit 87 in addition to the first current control unit 84.
- the first torque estimation unit 87 calculates the first motor torque Tr1 using the first motor current Im1.
- the first motor torque Tr1 is an estimated value of the torque of the first motor 61.
- the first motor torque Tr1 is information indicating information about the first motor 61, and corresponds to first motor information.
- the first torque estimation unit 87 calculates the first motor torque Tr1 from the first motor current Im1 using a predetermined function, arithmetic expression, map, etc.
- the first torque estimation section 87 outputs the first motor torque Tr1 to the first current command section 83 and the second current command section 93.
- the first current command section 83 and the first current control section 84 obtain the first motor torque Tr1.
- the first current command section 83 and the first current control section 84 correspond to a first information acquisition section.
- the second current sensor 96 outputs the second motor current Im2 to the second torque estimation unit 97 in addition to the second current control unit 94.
- the second torque estimation unit 97 calculates the second motor torque Tr2 using the second motor current Im2.
- the second motor torque Tr2 is an estimated value of the torque of the second motor 71.
- the second motor torque Tr2 is information indicating information about the second motor 71, and corresponds to second motor information.
- the second torque estimation unit 97 calculates the second motor torque Tr2 from the second motor current Im2 using a predetermined function, arithmetic expression, map, etc.
- the second torque estimation section 97 outputs the second motor torque Tr2 to the first current command section 83 and the second current command section 93.
- the second current command section 93 and the second current control section 94 obtain the second motor torque Tr2.
- the second current command section 93 and the second current control section 94 correspond to a second information acquisition section.
- the inverter control units 81 and 91 perform cooperative control using motor torques Tr1 and Tr2 as motor information.
- the motor torques Tr1 and Tr2 used in this cooperative control are estimated values obtained by estimating the states of the motors 61 and 71.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 exchange motor torques Tr1 and Tr2 as motor information.
- the inverter control units 81 and 91 perform cooperative control so that the first motor torque Tr1, which is the output of the first motor 61, and the second motor torque Tr2, which is the output of the second motor 71, are the same. That is, the inverter control units 81 and 91 perform cooperative control so that the difference between the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2 is minimized.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2 in addition to the first command torque Tr1*.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2 in addition to the second command torque Tr2*.
- the first current command unit 83 calculates the first estimated torque using the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2. For example, the first current command unit 83 calculates the average value of the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2 as the first estimated torque. Then, the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* by feedback control or the like using the first estimated torque. For example, the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* so that the first estimated torque becomes the first command torque Tr1*.
- the second current command unit 93 calculates the second estimated torque using the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2. For example, the second current command unit 93 calculates the average value of the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2 as the second estimated torque. Then, the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* by feedback control or the like using the second estimated torque. For example, the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* so that the second estimated torque becomes the second command torque Tr2*.
- the inverter control units 81 and 91 control the motors 61 and 71 using the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 can share motor torques Tr1 and Tr2 for controlling the motors 61 and 71. Therefore, the method by which the first inverter control section 81 controls the first motor 61 and the method by which the second inverter control section 91 controls the second motor 71 can be made common by using the motor torques Tr1 and Tr2. That is, the inverter control units 81 and 91 can adjust the outputs of the motors 61 and 71 using the same control method by using the motor torques Tr1 and Tr2.
- the first DS 100 and the second DS 110 exchange the first motor torque Tr1 and the second motor torque Tr2 as estimated values indicating the output states of the motors 61 and 71. Therefore, in the first DS 100, the accuracy of adjusting the first motor torque Tr1 can be increased by the second motor torque Tr2. Similarly, in the second DS 110, the accuracy of adjusting the second motor torque Tr2 can be increased by the first motor torque Tr1. That is, the adjustment precision of motor torques Tr1 and Tr2, which are the outputs of the motors 61 and 71, can be improved.
- the inverter control units 81 and 91 estimate the motor torques Tr1 and Tr2, there is no need to detect the motor torques Tr1 and Tr2. That is, there is no need to provide the DS100, 110 with a sensor for detecting the motor torques Tr1, Tr2. By reducing the number of sensors for detecting torque in this way, the weight and size of the DSs 100 and 110 can be reduced.
- the inverter control units 81 and 91 calculated the command torques Tr1* and Tr2* as command values for the torques of the motors 61 and 71.
- the overall ECU 40 calculates command values for the torques of the motors 61 and 71. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the sixth embodiment are the same as those in the first embodiment. The sixth embodiment will be described with a focus on points that are different from the first embodiment.
- the overall ECU 40 has an overall speed unit 42 in addition to an overall control unit 41.
- the overall control unit 41 does not calculate the first command speed Sr1* and the second command speed Sr2* as in the first embodiment, but calculates the overall command speed Sr*.
- the general command speed Sr* is a common command speed for the first motor 61 and the second motor 71.
- the overall control unit 41 calculates the overall command speed Sr* according to the pilot's operation mode with respect to the operating unit.
- the general command speed Sr* is input to the general speed section 42.
- the overall speed unit 42 is shown as SCU.
- the overall ECU 40 has the overall speed section 42, while the inverter control sections 81 and 91 do not have the speed control sections 82 and 92.
- the rotation sensors 64 and 74 output motor speeds Sr1 and Sr2 to the general speed section 42.
- the motor speeds Sr1 and Sr2 are input from the rotation sensors 64 and 74 to the general speed section 42 via the general paths 33A and 33B.
- the overall speed section 42 performs speed control using feedback control or the like.
- the overall speed section 42 controls the rotation speeds of the motors 61 and 71 as speed control.
- the general speed section 42 calculates the general command torque Tr*.
- the overall command torque Tr* is a common command value for the torques of the motors 61 and 71.
- the overall command torque Tr* is a common command output for adjusting the outputs of the motors 61 and 71.
- the general speed section 42 calculates the general command torque Tr* using the general command speed Sr* and the motor speeds Sr1 and Sr2.
- the overall speed unit 42 calculates the cooperative speed using the first motor speed Sr1 and the second motor speed Sr2. For example, the overall speed section 42 calculates the average value of the first motor speed Sr1 and the second motor speed Sr2 as the cooperative speed. Then, the overall speed unit 42 calculates the overall command torque Tr* by feedback control or the like using the coordinated speed. For example, the general speed section 42 calculates the general command torque Tr* so that the cooperative speed becomes the general command speed Sr*.
- the general speed section 42 outputs the general command torque Tr* to each of the first current command section 83 and the second current command section 93.
- the overall command torque Tr* is input from the overall ECU 40 to the first inverter control unit 81 via the first overall path 33A. Further, the overall command torque Tr* is input from the overall ECU 40 to the second inverter control unit 91 via the second overall path 33B.
- the first current command unit 83 calculates the first command current Im1* using the overall command torque Tr*.
- the second current command unit 93 calculates the second command current Im2* using the overall command torque Tr*.
- the overall command torque Tr* is used for both the output adjustment of the first motor 61 and the output adjustment of the second motor 71 as cooperative control of the inverter control units 81 and 91.
- the overall command torque Tr* is a common command value for the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91, and corresponds to a common command.
- the overall command torque Tr* is used as a common command value for both the output adjustment of the first motor 61 and the output adjustment of the second motor 71.
- the first command current Im1* and the second command current Im2* tend to have the same value. Therefore, compared to a configuration in which the parameters used to calculate the first command current Im1* and the parameters used to calculate the second command current Im2* are different, for example, the output of the first motor 61 and the parameter used to calculate the second command current Im2* are different. Easy to equalize output values.
- the overall ECU 40 uses a common command torque for the first motor 61 and a command torque for the second motor 71 as the general command torque Tr*.
- the overall ECU 40 only needs to output a common overall command torque Tr* to both the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91. Therefore, the overall command torque Tr* can both simplify the control of the motors 61 and 71 by the overall ECU 40 and increase the control precision of the motors 61 and 71.
- the overall ECU 40 controls the output of the motors 61, 71 according to the motor speeds Sr1, Sr2 indicating the rotational states of the motors 61, 71.
- the supervisory ECU 40 controls the outputs of the motors 61 and 71 according to the rotational state of the EPU shaft 51. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the seventh embodiment are the same as those in the sixth embodiment. The seventh embodiment will be described with a focus on points that are different from the sixth embodiment.
- the EPU 50 has an EPU rotation sensor 54.
- the EPU rotation sensor 54 detects the rotation speed of the EPU shaft 51 as the EPU rotation speed.
- the EPU rotation sensor 54 includes, for example, an encoder and a resolver.
- the EPU rotation sensor 54 is provided on the gear 53, for example.
- the EPU rotation sensor 54 is communicably connected to the supervisory ECU 40 and outputs a detection signal to the supervisory ECU 40.
- the EPU rotation sensor 54 is connected to the control ECU 40 via the control path 33.
- the EPU rotation sensor 54 is shown as RS.
- the EPU rotation sensor 54 detects the state of the EPU 50 by detecting the EPU rotation speed.
- EPU rotation sensor 54 outputs EPU speed Sr to supervising ECU 40.
- the EPU speed Sr is a detection result of the EPU rotation sensor 54, and is a detection value indicating the rotation speed of the EPU shaft 51.
- EPU speed Sr is information indicating the states of EPU 50 and motors 61 and 71.
- the EPU speed Sr is included in the detection signal of the EPU rotation sensor 54.
- the EPU speed Sr is input from the EPU rotation sensor 54 to the general speed section 42 via the general path 33.
- the general speed unit 42 calculates the general command torque Tr* using the general command speed Sr* and the EPU speed Sr. For example, the general speed section 42 calculates the general command torque Tr* so that the EPU speed Sr becomes the general command speed Sr*.
- the first inverter control section 81 includes a first averaging section 141 and a first signal section 145.
- the first command value C1 is input to the first averaging section 141.
- the second inverter control section 91 includes a second averaging section 151 and a second signal section 155.
- the second command value C2 is input to the second averaging section 151.
- the first command value C1 and the second command value C2 are, for example, the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* of the first embodiment.
- the first averaging section 141 and the second averaging section 151 are, for example, the first current command section 83 and the second current command section 93.
- the inverter control units 81 and 91 cooperative control is performed using the first command value C1 and the second command value C2.
- the second command value C2 is input to the first averaging section 141 in addition to the first command value C1.
- the first averaging unit 141 calculates the average value of the first command value C1 and the second command value C2 as the first average command C1a.
- the first averaging section 141 outputs the first averaging command C1a to the first signal section 145.
- the first average command C1a is, for example, the first command current Im1* of the first embodiment. Equation 3 holds true for the first average command C1a.
- Equation 3 the contribution to the first average command C1a is the same for the first command value C1 and the second command value C2. That is, the ratio at which the first command value C1 contributes to the first average command C1a and the ratio at which the second command value C2 contributes to the first average command C1a are the same.
- the first averaging command C1a corresponds to an averaging command
- the first averaging section 141 corresponds to a command averaging section.
- the first signal unit 145 calculates the first motor command using the first average command C1a.
- the first average command C1a is input to the first signal section 145.
- the first signal unit 145 calculates a first motor command from the first average command C1a using a predetermined function, arithmetic expression, map, etc.
- the first signal unit 145 outputs a first motor command to the first inverter circuit 85, for example.
- the first motor command and first signal section 145 is, for example, the first command voltage Vm1* and the first current control section 84.
- the second command value C2 is input to the second averaging section 151 in addition to the first command value C1.
- the second averaging unit 151 calculates the average value of the first command value C1 and the second command value C2 as a second average command C2a.
- the second averaging section 151 outputs the second averaging command C2a to the second signal section 155.
- the second average command C2a is, for example, the second command current Im2* of the first embodiment. Equation 4 holds for the second average command C2a.
- Equation 3 the degree of contribution to the second average command C2a is the same for the first command value C1 and the second command value C2. That is, the ratio at which the first command value C1 contributes to the second average command C2a and the ratio at which the second command value C2 contributes to the second average command C2a are the same.
- the second averaging command C2a corresponds to an averaging command
- the second averaging section 151 corresponds to a command averaging section.
- the second signal unit 155 calculates the second motor command using the second average command C2a.
- the second average command C2a is input to the second signal section 155.
- the second signal unit 155 calculates a second motor command from the second average command C2a using a predetermined function, arithmetic expression, map, etc.
- the second signal section 155 outputs a second motor command to the second inverter circuit 95, for example.
- the second motor command and second signal unit 155 is, for example, the second command voltage Vm2* and the second current control unit 94.
- Equation 3 is illustrated in the first averaging section 141
- Equation 4 is illustrated in the second averaging section 151.
- first signal section 145 is illustrated as SS1
- second signal section 155 is illustrated as SS2.
- the average commands C1a and C2a used by the inverter control units 81 and 91 to control the motors 61 and 71 are the average values of the command values C1 and C2.
- the first command value C1 and the second command value C2 can have the same contribution to the output of the motors 61 and 71.
- the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 tend to be the same.
- the output of the first motor 61 is larger than the output of the second motor 71 and the contribution of the first command value C1 is made larger than the contribution of the second command value C2, the output of the first motor 61 There are concerns that this will become even larger. Further, in this state, if the contribution of the first command value C1 is made smaller than the contribution of the second command value C2, there is a concern that the output of the second motor 71 will become even smaller. In either case, the difference in the contribution of the command values C1 and C2 increases the output difference between the motors 61 and 71, increasing the load on the motors 61 and 71.
- the first average command C1a and the second average command C2a are both the average value of the command values C1 and C2, so they have the same value. In this way, since the first average command C1a and the second average command C2a are the same, the outputs of the motor speeds Sr1, Sr2, etc. of the motors 61, 71 tend to be the same. Therefore, in each of the first DS 100 and the second DS 110, it is possible to optimize the output performance and thermal design using the average commands C1a and C2a.
- command values such as command torques Tr1*, Tr2*, etc. are corrected using detected values of motor currents Im1, Im2, etc.
- Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the ninth embodiment are the same as those in the fourth and eighth embodiments.
- the ninth embodiment will be described with a focus on points that are different from the fourth and eighth embodiments.
- the first inverter control section 81 has a first ratio section 142 and a first signal section 145.
- the first command value C1 and the first detected value S1 are input to the first ratio section 142.
- the second inverter control section 91 has a second ratio section 152 and a second signal section 155.
- the second ratio section 152 receives the second command value C2 and the second detected value S2.
- the first detected value S1 and the second detected value S2 are, for example, the first motor current Im1 and the second motor current Im2 of the fourth embodiment.
- the first ratio section 142 and the second ratio section 152 are, for example, the first current command section 83 and the second current command section 93.
- the first detected value S1 and the second detected value S2 are control amounts controlled by the inverter control sections 81 and 91.
- the inverter control units 81 and 91 cooperative control is performed using the first detection value S1 and the second detection value S2.
- the second motor current Im2 is input to the first ratio section 142 in addition to the first motor current Im1.
- the first ratio unit 142 calculates the first ratio command C1b from the first command value C1 using the ratio between the first motor current Im1 and the second motor current Im2.
- the first ratio section 142 outputs the first ratio command C1b to the first signal section 145.
- the first ratio command C1b is a value obtained by correcting the first command value C1 based on the ratio of motor currents Im1 and Im2.
- the first ratio unit 142 calculates a value obtained by multiplying the first command value C1 by the ratio of the second motor current Im2 to the first motor current Im1 as the first ratio command C1b.
- the first ratio command C1b is, for example, the first command current Im1* of the fourth embodiment. Equation 5 holds for the first ratio command C1b.
- Equation 5 the degree of contribution of the first command value C1 to the first ratio command C1b changes depending on the ratio of the second motor current Im2 to the first motor current Im1. For example, the larger the second motor current Im2 is with respect to the first motor current Im1, the larger the first ratio command C1b is set with respect to the first command value C1.
- the first signal unit 145 calculates a first motor command using the first ratio command C1b.
- the first motor current Im1 is input to the second ratio section 152 in addition to the second motor current Im2.
- the second ratio unit 152 calculates a second ratio command C2b from the second command value C2 using the ratio between the first motor current Im1 and the second motor current Im2.
- the second ratio section 152 outputs the second ratio command C2b to the second signal section 155.
- the second ratio command C2b is a value obtained by correcting the second command value C2 based on the ratio of motor currents Im1 and Im2.
- the second ratio unit 152 calculates, as the second ratio command C2b, a value obtained by multiplying the second command value C2 by the ratio of the first motor current Im1 to the second motor current Im2.
- the second ratio command C2b is, for example, the second command current Im2* of the fourth embodiment. Equation 6 holds true for the second ratio command C2b.
- Equation 6 the degree of contribution of the second command value C2 to the second ratio command C2b changes depending on the ratio of the first motor current Im1 to the second motor current Im2. For example, the larger the first motor current Im1 is with respect to the second motor current Im2, the larger the second ratio command C2b is set with respect to the second command value C2.
- the second signal unit 155 calculates a second motor command using the second ratio command C2b.
- ⁇ Tenth embodiment> In the tenth embodiment, feedback control is performed so that the detected values of motor currents Im1, Im2, etc. are the same between the first motor 61 and the second motor 71. Configurations, operations, and effects not particularly described in the tenth embodiment are the same as those in the first and ninth embodiments. The tenth embodiment will be mainly described with respect to the points that are different from the first and ninth embodiments.
- the first inverter control section 81 includes a first signal section 145, a first detection difference section 146, a first zero difference section 147, a first calculation section 148, and a first addition section 149.
- the second inverter control section 91 includes a second signal section 155, a second detection difference section 156, a second zero difference section 157, a second calculation section 158, and a second addition section 159.
- the inverter control units 81 and 91 cooperative control is performed using the first detection value S1 and the second detection value S2, similarly to the ninth embodiment.
- the first detection value S1 and the second detection value S2 are input to the first detection difference section 146.
- the second detection value S2 is input from the second DS 110 to the first DS 100 via the EPU path 55.
- the first detection difference unit 146 calculates the difference between the first detection value S1 and the second detection value S2 as a first detection difference value S1a.
- the first zero difference unit 147 calculates the difference between zero and the first detected difference value S1a as a first zero difference value S1b.
- the first calculation unit 148 calculates the first calculation value C1c by feedback control such as PI control.
- the first calculation unit 148 calculates the first calculation value C1c so that the first zero difference value S1b becomes zero, for example.
- the first addition unit 149 adds the first command value C1 and the first calculated value C1c to calculate a first added value C1d.
- the first signal unit 145 calculates a first motor command using the first added value C1d.
- the first detection value S1 and the second detection value S2 are input to the second detection difference section 156.
- the first detection value S1 is input from the first DS 100 to the second DS 110 via the EPU path 55.
- the second detection difference unit 156 calculates the difference between the first detection value S1 and the second detection value S2 as a second detection difference value S2a.
- the second zero difference unit 157 calculates the difference between zero and the second detected difference value S2a as a second zero difference value S2b.
- the second calculation unit 158 calculates the second calculation value C2c by feedback control such as PI control.
- the second calculation unit 158 calculates the second calculation value C2c so that the second zero difference value S2b becomes zero, for example.
- the second adder 159 adds the second command value C2 and the second calculated value C2c to calculate a second added value C2d.
- the second signal unit 155 calculates a second motor command using the second added value C2d.
- the overall ECU 40 selectively performs first cooperative control and second cooperative control as cooperative control. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the eleventh embodiment are the same as those in the first embodiment.
- the eleventh embodiment will be described with a focus on points that are different from the first embodiment.
- the flight control processing performed by the supervisory ECU 40 will be explained with reference to the flowchart in FIG. 18.
- the supervisory ECU 40 performs steps S101 to S109 in the same manner as in the first embodiment.
- step S105 if it is determined in step S105 that the speed difference is not too large, the supervising ECU 40 proceeds to step S201.
- step S201 the supervising ECU 40 determines whether a DS abnormality has occurred.
- the DS abnormality is an abnormality that occurs in the DS 100, 110, and is a change that occurs in the DS 100, 110 within a range that does not result in an abnormality.
- the supervising ECU 40 determines whether the DS state difference is included in a predetermined abnormality range. Since the determination as to whether the speed difference is too large has been made in step S105, in step S201, it is determined whether a DS state difference other than the speed difference is included in the abnormality range.
- the supervising ECU 40 determines that a DS abnormality has occurred. If the DS state difference other than the speed difference is not included in the abnormality range, the supervising ECU 40 determines that no DS abnormality has occurred.
- the DS abnormalities include temperature abnormalities, deterioration abnormalities, and partial abnormalities. Examples of cases where a temperature change occurs include a case where the DS temperature difference reaches an abnormal range.
- the DS temperature difference is the difference between the temperature of the first DS 100 and the temperature of the second DS 110. As the temperature of the DSs 100 and 110, the temperatures of thermally weak parts and components, such as the thermally weakest part, are detected. The temperature of the DS 100, 110 is, for example, the motor temperature. If the DS temperature difference is abnormal by a predetermined difference, the supervising ECU 40 determines that the DS temperature difference is not included in the abnormal range.
- a cooling temperature may be used as the temperature of the DSs 100 and 110. Examples of the cooling temperature include the refrigerant temperature of the cooling units 101 and 111 and the temperature of the cooling fins.
- An example of a case where a deterioration abnormality occurs is a case where the deterioration state of the DS 100, 110 reaches the abnormality range.
- the supervising ECU 40 obtains the deterioration states of the DSs 100 and 110 using the deterioration index.
- the supervisory ECU 40 calculates a deterioration index as an index indicating the deterioration state of the DS 100, 110, for example, and acquires the deterioration state using this deterioration index.
- the supervisory ECU 40 calculates a deterioration index using at least one of the current, voltage, and rotational speed of the motors 61 and 71, for example.
- the supervisory ECU 40 uses control commands such as command torques Tr1*, Tr2*, etc. to calculate the deterioration index.
- the supervising ECU 40 may use the temperature of the DS 100, 110 or the degree to which the temperature of the DS 100, 110 increases to calculate the deterioration index.
- the supervising ECU 40 may use the number of times an abnormality is detected in the DS 100, 110 in steps S101 to S103 or the abnormality detection frequency to calculate the deterioration index.
- the supervising ECU 40 may use the resistance value of the power path 32, the loss occurring in the power path 32, and the efficiency of the motors 61 and 71 to calculate the deterioration index.
- Examples of cases where a partial abnormality occurs include a case where a partial abnormality occurs in the DS 100, 110 within the range in which the DS 100, 110 can be driven.
- the partial abnormality includes a partial failure of the DS 100, 110, such as a partial loss of the output performance of the DS 100, 110.
- Partial failures of the DSs 100 and 110 include one-phase failures and power supply limitations. A one-phase failure occurs when one phase out of multiple phases included in the motors 61 and 71 fails.
- the power supply limitation occurs when an abnormality occurs in the battery 31 and the input power input from the battery 31 to the DSs 100 and 110 is limited.
- step S202 the supervisory ECU 40 proceeds to step S202 and performs the first cooperative control. If a DS abnormality occurs, the supervisory ECU 40 proceeds to step S203 and performs second cooperative control.
- step S201 the supervisory ECU 40 determines which of the first cooperative control and the second cooperative control is used to cause the inverter control units 81 and 91 to cooperate. The function of executing the process of step S201 in the supervisory ECU 40 corresponds to an execution determination section.
- step S202 the first cooperative control is the same control as the cooperative control performed in step S110 of the first embodiment.
- the inverter control units 81 and 91 control the motors so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 are the same.
- the function of executing the process of step S202 in the supervisory ECU 40 corresponds to the first execution unit.
- step S203 in the second cooperative control, the inverter control units 81 and 91 control the motors so that there is an output difference between the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71.
- the function of executing the process of step S203 in the supervisory ECU 40 corresponds to the second execution unit.
- the contribution ratio is set so that the contribution to the output of the motors 61 and 71 is different between the first state-related value and the second state-related value.
- the output distribution of the motors 61 and 71 is controlled by adjusting the contribution ratio.
- the ratio of the contribution is set so that the contribution to the output of the motors 61 and 71 is different between the first command output and the second command output.
- the contribution ratio is set according to the magnitude relationship between the first state-related value and the second state-related value. For example, in a configuration where the temperatures of DS100 and 110 are used as state-related values, when the DS temperature difference reaches the abnormal range, the motor output of the higher temperature of DS100 and 110 is reduced, and the output of the motor with lower temperature is reduced. The contribution ratio is set so that the output becomes larger. Further, the contribution ratio is set such that the larger the DS temperature difference, the larger the difference in motor output.
- the contribution ratio is set. For the one of the DSs 100 and 110 whose deterioration has not progressed, the contribution ratio is set so that the motor output becomes larger. Further, the contribution ratio is set such that the larger the difference in the deterioration state, the larger the difference in motor output.
- the contribution ratio is set in consideration of the operation modes of the DSs 100 and 110. For example, when the operation mode is in the steady mode, the contribution ratio is set so that the difference in output between the motors 61 and 71 is as small as possible. Furthermore, when the operation mode is in the start-up mode, the contribution ratio is set so that the output of the leading motor 61 and 71 is smaller and the output of the lagging motor is larger. Ru.
- the distribution of the control amount is adjusted between the first DS 100 and the second DS 110. That is, the outputs of the motors 61 and 71 are adjusted by the state-related values exchanged between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91.
- the cooperative torques Tr1C and Tr2C are calculated from the command torques Tr1* and Tr2* using the contribution ratio, rather than the average value of the command torques Tr1* and Tr2*. It is preferable.
- the cooperative torques Tr1C and Tr2C are calculated by multiplying the sum of the first command torque Tr1* and the second command torque Tr2* by the contribution ratio.
- the first coordinated torque Tr1C and the second coordinated torque Tr2C have different values, and the distribution of the motor currents Im1 and Im2, which are controlled variables, is adjusted.
- the ratio commands C1b and C2b use the contribution ratio. It is preferable to calculate it from the command values C1 and C2. For example, the ratio commands C1b and C2b are calculated by multiplying the sum of the first detection value S1 and the second detection value S2 by the contribution ratio. As a result, the first ratio command C1b and the second ratio command C2b become different values, and the distribution of the detected values S1 and S2, which are control variables, is adjusted.
- the supervisory ECU 40 can selectively execute the first cooperative control and the second cooperative control.
- the outputs of the motors 61 and 71 can be equalized and the outputs of the motors 61 and 71 can be made to differ. Therefore, the load on the motors 61, 71 can be reduced by coordinating the motors 61, 71 according to the states of the motors 61, 71.
- the output difference between the motors 61 and 71 is adjusted according to the states of the motors 61 and 71.
- the load on the motors 61, 71 is reduced by adjusting the output difference between the motors 61, 71 so that the output of one of the motors 61, 71 becomes smaller and the output of the other becomes larger. can.
- the distribution of the control amount is adjusted between the first DS 100 and the second DS 110 according to the state-related value. For example, when an overheating state occurs in DS100, 110, command outputs such as command torques Tr1*, Tr2*, motor currents Im1, Im2, etc. The distribution of motor information is adjusted. In this case, the overheating state of the DSs 100 and 110 can be quickly eliminated. Further, when the deterioration of the DSs 100 and 110 is progressing, the distribution of command output and motor information is adjusted according to state-related values including the deterioration states of the DSs 100 and 110. In this case, the load on the motors 61, 71 can be reduced so that deterioration of the DSs 100, 110 is less likely to progress.
- the distribution of the control amount is adjusted between the first DS 100 and the second DS 110 according to the operation mode of the DS 100, 110.
- this configuration it is possible to optimize the control amount distribution depending on the operation mode.
- This allows more effective design optimization regarding the design of the EPU 50.
- the configuration related to thermal design the configuration that can secure operating time in the event of an abnormality, and the configuration related to deterioration suppression.
- the outputs of the motors 61 and 71 are adjusted according to the difference between the first state-related value for the first DS 100 and the second state-related value for the second DS 110. If the difference in state-related values has a large influence on the DSs 100 and 110, more effective design optimization is possible by not equalizing the outputs of the motors 61 and 71. For example, by performing cooperative control so that a difference in output between the motors 61 and 71 occurs, it is possible to optimize the configuration related to thermal design, the configuration that can secure operating time in the event of an abnormality, and the configuration related to deterioration suppression. .
- ⁇ Twelfth embodiment> In the first embodiment described above, one motor had only one multi-phase motor coil. For example, the first motor 61 had only one three-phase first motor coil 62. On the other hand, in the twelfth embodiment, one motor has a plurality of multi-phase motor coils. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the twelfth embodiment are the same as those in the first embodiment. The twelfth embodiment will be described with a focus on points that are different from the first embodiment.
- the EPU 50 has a common coil 172 instead of the motor coils 62 and 72.
- the common coil 172 is a multi-phase coil.
- the common coil 172 can be electrically divided into multiple coils.
- the plurality of coils in which the common coil 172 can be divided include a first coil 172A and a second coil 172B.
- the first coil 172A and the second coil 172B are each multi-phase coils.
- one six-phase coil called the common coil 172 is formed by two three-phase coils, the first coil 172A and the second coil 172B.
- a first coil 172A and a second coil 172B are arranged in the circumferential direction CD.
- a plurality of coil parts forming the first coil 172A and a plurality of coil parts forming the second coil 172B are arranged alternately in the circumferential direction CD.
- the common coil 172 is included in the common motor 171.
- the motor stator has a common core.
- the common core is a stator core common to the first coil 172A and the second coil 172B. Since the first coil 172A and the second coil 172B are instrumented in the common core, the common coil 172 has two winding systems.
- the common motor 171 has a common rotor 173 in addition to a common coil 172.
- the common rotor 173 rotates when the common motor 171 is energized.
- the common rotor 173 is provided to rotate when at least one of the first coil 172A and the second coil 172B is energized.
- the common rotor 173 is in a state where it is extended between the first coil 172A and the second coil 172B.
- the common motor 171 is driven in six phases. In the 6-phase drive, the common motor 171 is driven as a 6-phase motor, and the common rotor 173 rotates as a rotor of the 6-phase motor. In FIG. 19, the common rotor 173 is shown as Rot.
- the common motor 171 includes a first motor 171A and a second motor 171B.
- the first motor 171A has a first coil 172A.
- the second motor 171B has a second coil 172B.
- the common motor 171 is driven in six phases by the first motor 171A and the second motor 171B.
- the common motor 171 is driven in three phases. In this case, the common motor 171 is driven as a three-phase motor by the first motor 171A. Even when only the second coil 172B is energized, the common motor 171 is driven in three phases. In this case, the common motor 171 is driven as a three-phase motor by the second motor 171B.
- the common rotor 173 is included in both the first motor 171A and the second motor 171B.
- the first motor current Im1 flows to the first coil 172A
- the second motor current Im2 flows to the second coil 172B.
- the first motor current Im1 flows through the first coil 172A regardless of whether the common motor 171 is driven as a six-phase motor or a three-phase motor.
- the first motor current Im1 corresponds to the first coil current.
- the second motor current Im2 flows to the second coil 172B regardless of whether the common motor 171 is driven as a six-phase motor or a three-phase motor.
- the second motor current Im2 corresponds to the second coil current.
- the common motor 171 is included in the common motor device 170.
- Common motor device 170 has a housing that accommodates common motor 171.
- a common coil 172 is housed in this housing. That is, the first coil 172A and the second coil 172B are housed together in this housing.
- the common motor device 170 is included in the common DS 160.
- the common DS 160 includes a first inverter device 80 and a second inverter device 90.
- a common motor device 170 and inverter devices 80 and 90 are arranged in the axial direction AD.
- the first inverter device 80 and the second inverter device 90 may be arranged in the radial direction RD.
- the common motor device 170 may be provided across the first inverter device 80 and the second inverter device 90 in the radial direction RD.
- the common DS 160 includes a first DS 160A and a second DS 160B.
- the first DS 160A includes a first inverter device 80 and a first coil 172A.
- the second DS 160B includes a second inverter device 90 and a second coil 172B.
- the common DS 160 is driven as a 6-phase DS by the first DS 160A and the second DS 160B when the common motor 171 is driven in 6 phases.
- the common motor 171 is driven in three phases by energizing the first coil 172A
- the common DS 160 is driven as a three-phase first DS 160A.
- the common DS 160 is driven as a three-phase second DS 160B.
- the common rotor 173 is connected to the EPU shaft 51.
- EPU shaft 51 connects common rotor 173 and propeller 20.
- cooperative control is performed so that the output of the first motor 171A and the output of the second motor 171B become the same.
- the output of the first motor 171A is, for example, a first motor current Im1 flowing through the first coil 172A.
- the output of the second motor 171B is, for example, a second motor current Im2 flowing through the second coil 172B.
- the inverter control units 81 and 91 When driving the common motor 171 in six phases, the inverter control units 81 and 91 exchange data related to the first state of the first motor 171A and data related to the second state of the second motor 171B.
- the inverter control units 81 and 91 drive the common motor 171 in six phases using the motors 171A and 171B using both the first state related data and the second state related data.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 mutually transmit detected values of the d-axis current Id and the q-axis current Iq as motor information.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may mutually transmit the detected value of the phase current as motor information.
- the inverter control units 81 and 91 mutually transmit a synchronization signal Ss for synchronizing the first DS 160A and the second DS 160B.
- the synchronization signal Ss is transmitted via the EPU path 55, for example. In this way, it is preferable that the synchronization signal Ss be transmitted in a manner that does not cause or has little delay associated with transmission.
- the synchronization signal Ss is transmitted between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 in one direction or in both directions.
- control constants are set so as to suppress P gain. This suppresses the P gain, which tends to be affected by mutual inductance, and as a result, oscillation is suppressed.
- the overall ECU 40 and inverter control units 81 and 91 perform current sum control and current difference control for the two systems of windings of the common motor 171.
- the current flowing through the common motor 171 is controlled as the current sum Ia of the two windings.
- the current sum Ia is the sum of the first motor current Im1 flowing through the first coil 172A and the second motor current Im2 flowing through the second coil 172B.
- the current difference control the difference between the currents flowing through the two windings is controlled as the current difference Ic.
- the current difference Ic is the difference between the first motor current Im1 and the second motor current Im2.
- the current difference control performs cooperative control by controlling the motor currents Im1 and Im2 so that the current difference Ic becomes zero.
- the flight system 30 includes a current sum control section 180.
- Current sum control section 180 controls motor currents Im1 and Im2 by controlling current sum Ia.
- Current sum control section 180 is included in at least one of central ECU 40 and inverter control sections 81 and 91.
- the current sum control section 180 includes a sum calculation section 181, a command difference section 182, and a sum calculation section 183.
- the sum calculation unit 181 receives the first motor current Im1 and the second motor current Im2.
- the sum calculation unit 181 calculates the sum of the first motor current Im1 and the second motor current Im2 as the current sum Ia.
- Command difference section 182 receives command current I* and current sum Ia.
- Command current I* is a command value for the output of motors 61 and 71.
- Command current I* is a command value for motor currents Im1 and Im2, and is calculated using command torque or the like.
- the command difference unit 182 calculates the difference between the command current I* and the current sum Ia as the command current difference Ib.
- the sum calculation unit 183 calculates the command voltage Va by feedback control such as PI control.
- the sum calculation unit 183 calculates the command voltage Va so that the command current difference Ib becomes zero, for example.
- Sum calculation section 183 outputs command voltage Va to each of inverter circuits 85 and 95. Inverter circuits 85 and 95 perform power conversion according to command voltage Va and drive motors 61 and 71. In FIG. 20, the sum calculation unit 183 is shown as PI.
- the flight system 30 includes, in addition to the current sum control section 180, a current difference control section 190 and comprehensive command sections 200A and 200B.
- Current difference control section 190 is included in at least one of central ECU 40 and inverter control sections 81 and 91.
- the current difference control section 190 includes a difference calculation section 191, a zero difference section 192, and a difference calculation section 193.
- the first motor current Im1 and the second motor current Im2 are input to the difference calculation unit 191.
- the difference calculation unit 191 calculates the difference between the first motor current Im1 and the second motor current Im2 as a current difference Ic.
- the zero difference unit 192 calculates the difference between zero and the current difference Ic as a zero current difference Iz.
- the difference calculation unit 193 calculates the command voltage Vb by feedback control such as PI control.
- the difference calculation unit 193 calculates the command voltage Vb so that the zero current difference Iz becomes zero, for example.
- the current difference control unit 190 makes the zero current difference Iz become zero means making the first motor current Im1 and the second motor current Im2 the same. Therefore, the current difference control unit 190 controls the motors 61 and 71 so that the output of the first motor 171A and the output of the second motor 171B become the same.
- the current difference control section 190 corresponds to a motor control section. In FIG. 21, the difference calculation unit 193 is shown as PI.
- the comprehensive command units 200A and 200B calculate comprehensive voltages Vab1 and Vab2 using the command voltages Va and Vb.
- the command voltage Va is input from the current sum control section 180 and the command voltage Vb is input from the current difference control section 190 to the general command sections 200A and 200B.
- the comprehensive command units 200A and 200B calculate, for example, the average value of the command voltages Va and Vb as the comprehensive voltages Vab1 and Vab2.
- the first overall command unit 200A calculates a first overall voltage Vab1 and outputs it to the first inverter circuit 85.
- the second overall command unit 200B calculates a second overall voltage Vab2 and outputs it to the second inverter circuit 95.
- the comprehensive command units 200A and 200B may variably set the ratio at which the command voltages Va and Vb contribute to the total voltages Vab1 and Vab2.
- the overall ECU 40 selectively uses the current sum control section 180 and the current difference control section 190 depending on the motor state and the like. Further, the supervisory ECU 40 selectively uses six-phase drive and three-phase drive of the common motor 171 depending on the motor state and the like. For example, if an abnormality occurs in the first coil 172A, the supervisory ECU 40 stops energizing the first coil 172A and energizes the second coil 172B. In this case, the supervisory ECU 40 drives the common motor 171 in three phases by independently driving the second motor 171B.
- the supervisory ECU 40 drives the common motor 171 in six phases by independently driving the first motor 171A and the second motor 171B. In this case, the overall ECU 40 controls the common motor 171 using the current sum control section 180 without using the current difference control section 190. The supervisory ECU 40 does not perform cooperative control of the first motor 171A and the second motor 171B by the current difference control unit 190. Examples of abnormalities in the communication system include abnormalities occurring in information transmission between systems in the common motor 171 and abnormalities due to failures occurring in interfaces.
- the supervisory ECU 40 controls the common motor 171 using both the current sum control section 180 and the current difference control section 190.
- the supervisory ECU 40 controls the current sum Ia of the two systems, the first coil 172A and the second coil 172B, and controls the current difference Ic between the two systems.
- the supervising ECU 40 performs cooperative control of the first motor 171A and the second motor 171B using the current difference control section 190.
- the current difference control unit 190 controls the motors 61 and 71 so that the output of the first motor 61 and the output of the second motor 71 are the same. Therefore, the current difference control unit 190 can reduce the burden on each of the first motor 61 and the second motor 71, similarly to the first embodiment.
- the common rotor 173 is included in both the first motor 171A and the second motor 171B. Therefore, by selectively driving the first motor 171A and the second motor 171B, the common motor 171 can be selectively driven into six-phase drive and three-phase drive. Moreover, each of the first motor 61 and the second motor 71 is controlled so that the first motor current Im1 and the second motor current Im2 are the same. Therefore, when the common motor 171 is driven in six phases by the first motor 171A and the second motor 171B, the output of the first motor 171A and the output of the second motor 171B can be equalized.
- the burden on each of the first motor 171A and the second motor 171B can be reduced in a situation where the first motor 171A and the second motor 171B are driven in three phases. This makes it possible to stabilize the control of the motors 171A and 171B regarding the six-phase drive of the common motor 171.
- ⁇ 13th embodiment> In the twelfth embodiment described above, cooperative control is performed so that the current difference Ic, which is the difference between the motor currents Im1 and Im2, becomes zero.
- the thirteenth embodiment when an abnormality occurs in the current difference Ic, an abnormality resolving process is performed to eliminate the abnormality. Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the thirteenth embodiment are the same as those in the twelfth embodiment. The thirteenth embodiment will be described with a focus on points different from the twelfth embodiment.
- the common rotor 173 is included in both the first motor 171A and the second motor 171B, as in the twelfth embodiment. Therefore, in this embodiment, the speed difference among the speed difference and the current difference Ic does not occur as a state difference between the first motor 171A and the second motor 171B. In this embodiment, when an abnormality in the current difference Ic occurs, energization of at least one of the first motor current Im1 and the second motor current Im2 is restricted.
- step S301 of the flight control process the supervisory ECU 40 determines whether or not over-rotation of the propeller 20 has occurred. For example, the supervisory ECU 40 determines whether the rotation speed of the propeller 20 is greater than a propeller threshold value.
- the propeller threshold value is a value determined in advance according to the rated values of the EPU 50 and the common motor device 170, and is stored in, for example, the memory 40b. Note that the propeller threshold value may be variably set depending on the flight mode of the eVTOL 10 and the like.
- the supervising ECU 40 determines whether the rotation of the propeller 20 is abnormal by determining whether over-rotation of the propeller 20 has occurred. If over-rotation of the propeller 20 occurs, the supervisory ECU 40 determines that an abnormal rotation of the propeller 20 has occurred.
- the supervising ECU 40 may use the motor rotation speed and the rotation speed of the EPU shaft 51 to determine whether or not a rotation abnormality has occurred in the propeller 20 as a rotating body. For example, the supervisory ECU 40 determines whether the rotation speed of the common motor 171 is greater than a motor threshold value, and if so, determines that an abnormality has occurred in the rotating body.
- the supervising ECU 40 determines whether the rotational speed of the EPU shaft 51 is greater than the EPU threshold value, and if so, determines that an abnormality has occurred in the rotating body.
- the motor threshold and the EPU threshold may be predetermined values or may be set variably.
- step S320 the supervisory ECU 40 proceeds to step S320 and performs cooperative control processing.
- cooperative control is performed so that the output of the first motor 171A and the output of the second motor 171B become the same.
- the supervisory ECU 40 controls the motor currents Im1 and In2 so that the first motor current Im1 and the second motor current Im2 are the same.
- the supervising ECU 40 determines in steps S302 and S311 whether or not an abnormality has occurred in the current difference Ic. For example, the supervisory ECU 40 determines whether the current difference Ic is larger than the current threshold value ⁇ . The supervising ECU 40 determines that an abnormality in the current difference Ic has occurred when the current difference Ic is larger than the current threshold value ⁇ . In a state where the first motor current Im1 is larger than the second motor current Im2, it is determined in step S302 whether the current difference Ic is larger than the current threshold value ⁇ . In a state where the second motor current Im2 is larger than the first motor current Im1, it is determined in step S311 whether the current difference Ic is larger than the current threshold value ⁇ .
- step S302 the supervisory ECU 40 determines whether the first current difference Ic1 is larger than the first threshold ⁇ 1.
- the first current difference Ic1 is a value obtained by subtracting the second motor current Im2 from the first motor current Im1.
- the first current difference Ic1 is a current difference Ic in a state where the first motor current Im1 is larger than the second motor current Im2.
- the first current difference Ic1 and the current difference Ic correspond to a motor current difference.
- the first threshold ⁇ 1 is a predetermined value and is stored in the memory 40b or the like.
- the first threshold value ⁇ 1 is the upper limit value of the allowable range in a state where the first motor current Im1 is larger than the second motor current Im2.
- the first threshold value ⁇ 1 is set according to the rated current of the inverter devices 80, 90 and the common motor device 170, etc. For example, the first threshold value ⁇ 1 is set to a value that is 10% or less of the rated values of the first motor current Im1 and the second motor current Im2. Note that the first threshold value ⁇ 1 may be variably set depending on the flight mode and the like.
- step S303 the supervisory ECU 40 performs processing for the second inverter device 90 to independently drive the common motor 171.
- the supervisory ECU 40 performs processing for the second inverter device 90 to independently drive the common motor 171.
- the supervisory ECU 40 performs processing for the second inverter device 90 to independently drive the common motor 171.
- the second inverter device 90 supplies power to the common motor device 170, so that the common motor 171 is driven in three phases by the second inverter device 90.
- the common motor 171 is driven in three phases by the second motor current Im2.
- the supervising EPU 50 causes the second inverter device 90 to continue driving, while stopping the first inverter device 80 from driving. That is, the supervisory ECU 40 continues to supply the second motor current Im2 to the common motor 171, while stopping the supply of the first motor current Im1.
- the second motor current Im2 may or may not increase or decrease before and after the second inverter device 90 starts driving the common motor 171 independently.
- the function of executing the process of step S303 in the supervisory ECU 40 corresponds to a large stop section.
- step S304 the supervisory ECU 40 determines whether the over-rotation of the propeller 20 has been resolved. For example, the supervisory ECU 40 determines whether the rotation speed of the propeller 20 has become smaller than a propeller threshold value. If the excessive rotation of the propeller 20 is resolved by stopping the supply of the first motor current Im1 to the common motor 171, the supervisory ECU 40 proceeds to step S305.
- the supervisory ECU 40 performs first inverter abnormality processing in step S305.
- the supervisory ECU 40 determines that at least the first inverter device 80 is the cause of the abnormal rotation of the propeller 20 .
- the cause of over-rotation of the propeller 20 is at least the first motor current Im1.
- a process is performed to allow the eVTOL 10 to continue flying while the first inverter device 80 is stopped.
- the pilot and the like are notified that an abnormality has occurred in the first inverter device 80 or that the driving of the first inverter device 80 has been stopped.
- step S306 the supervisory ECU 40 performs processing for the first inverter device 80 to independently drive the common motor 171. In this process, only the first inverter device 80 supplies power to the common motor device 170, so that the common motor 171 is driven in three phases by the first inverter device 80. In this case, the common motor 171 is driven in three phases by the first motor current Im1.
- the supervising EPU 50 causes the first inverter device 80 to continue driving, while stopping the second inverter device 90 from driving. That is, the supervisory ECU 40 continues to supply the first motor current Im1 to the common motor 171, while stopping the supply of the second motor current Im2.
- the first motor current Im1 may or may not increase or decrease before and after the first inverter device 80 starts driving the common motor 171 independently.
- the function of executing the process of step S308 in the supervisory ECU 40 corresponds to a small stop section.
- step S307 the supervisory ECU 40 determines whether the over-rotation of the propeller 20 has been resolved. If the over-rotation of the propeller 20 is resolved by stopping the supply of the second motor current Im2 to the common motor 171, the supervisory ECU 40 proceeds to step S308.
- the supervising ECU 40 performs second inverter abnormality processing in step S308.
- the supervisory ECU 40 determines that at least the second inverter device 90 is the cause of the abnormal rotation of the propeller 20 .
- the cause of over-rotation of the propeller 20 is at least the second motor current Im2.
- a process is performed to allow the eVTOL 10 to continue flying while the drive of the second inverter device 90 is stopped.
- the pilot and the like are notified that an abnormality has occurred in the second inverter device 90, that driving of the second inverter device 90 has been stopped, and so on.
- step S309 The supervisory ECU 40 performs processing to stop the common motor 171 in step S309. In this process, power supply from the first inverter device 80 and the second inverter device 90 to the common motor device 170 is stopped.
- the supervisory ECU 40 stops supplying both the first motor current Im1 and the second motor current Im2 to the common motor 171. That is, the supervisory ECU 40 stops the rotation of the propeller 20 by stopping the driving of the EPU 50.
- the function of executing the process of step S309 in the supervisory ECU 40 corresponds to the both stop section.
- the supervising ECU 40 performs EPU abnormality processing in step S310.
- the supervising ECU 40 determines that the abnormal rotation of the propeller 20 cannot be resolved. For example, in the EPU abnormality processing, it is determined that at least the EPU 50 is the cause of the abnormal rotation of the propeller 20.
- processing is performed to continue the flight of the eVTOL 10 using the remaining propellers 20 while the rotation of the propeller 20 is stopped. Furthermore, in the EPU abnormality processing, the pilot and the like are notified that an abnormality has occurred in the EPU 50, that the drive of the EPU 50 has been stopped, that the rotation of the propeller 20 has been stopped, and so on.
- step S302 if the first current difference Ic1 is not larger than the first threshold value ⁇ 1, the supervising ECU 40 proceeds to step S311.
- the supervisory ECU 40 determines whether the second current difference Ic2 is larger than the second threshold value ⁇ 2.
- the second current difference Ic2 is a value obtained by subtracting the first motor current Im1 from the second motor current Im2.
- the second current difference Ic2 is a current difference Ic in a state where the second motor current Im2 is larger than the first motor current Im1.
- the second current difference Ic2 corresponds to the motor current difference.
- the second threshold ⁇ 2 is a predetermined value and is stored in the memory 40b or the like.
- the second threshold value ⁇ 2 is the upper limit value of the allowable range in a state where the second motor current Im2 is larger than the first motor current Im1.
- the second threshold value ⁇ 2 is set according to the rated current of the inverter devices 80, 90, the common motor device 170, etc. For example, the second threshold value ⁇ 2 is set to a value that is 10% or less of the rated values of the first motor current Im1 and the second motor current Im2. Note that the second threshold value ⁇ 2 may be variably set depending on the flight mode and the like.
- step S312 the supervisory ECU 40 performs processing for the first inverter device 80 to independently drive the common motor 171, similar to step S306 above.
- step S312 the supervisory EPU 50 continues to drive the first inverter device 80 while stopping the drive of the second inverter device 90.
- the function of executing the process of step S312 in the supervisory ECU 40 corresponds to a large stop section.
- step S313 the supervisory ECU 40 determines whether the over-rotation of the propeller 20 has been resolved. If the over-rotation of the propeller 20 is resolved by stopping the supply of the second motor current Im2 to the common motor 171, the supervisory ECU 40 proceeds to step S314. In step S314, the supervisory ECU 40 performs second inverter abnormality processing in the same manner as in step S308.
- step S315 the supervisory ECU 40 performs processing for the second inverter device 90 to independently drive the common motor 171, similarly to step S303 above.
- step S315 the supervisory EPU 50 continues driving the first inverter device 80, while stopping the driving of the second inverter device 90.
- the function of executing the process of step S315 in the supervisory ECU 40 corresponds to the small stop section.
- step S316 the supervisory ECU 40 determines whether the over-rotation of the propeller 20 has been resolved. If the over-rotation of the propeller 20 is resolved by stopping the supply of the first motor current Im1 to the common motor 171, the supervisory ECU 40 proceeds to step S317. In step S317, the supervisory ECU 40 performs first inverter abnormality processing in the same manner as in step S305.
- step S318 the supervisory ECU 40 performs processing for stopping the common motor 171, similar to step S309 described above.
- the supervisory ECU 40 stops the rotation of the propeller 20 by stopping the drive of the EPU 50.
- the function of executing the process of step S318 in the supervisory ECU 40 corresponds to the both stop section.
- step S319 the supervisory ECU 40 performs EPU abnormality processing similarly to step S310 above.
- step S311 if the second current difference Ic2 is not larger than the second threshold value ⁇ 2, the supervisory ECU 40 performs the processes of steps S318 and S319.
- the inverter control unit 81 continues to energize the larger one of the first motor current Im1 and the second motor current Im2, and stops energizing the smaller one, and continues to energize the smaller one. It is possible to perform both of the following: and stopping the energization of the larger one.
- the propeller 20 rotates both when the larger motor current Im1 and Im2 continues to be energized and when only the smaller motor current continues to energize in a state where an abnormal rotation of the propeller 20 has occurred. You can check whether the abnormality is resolved or not. Therefore, by continuing to supply the motor currents Im1 and Im2 in a manner in which the abnormal rotation of the propeller 20 is resolved, it is possible to continue the rotation of the propeller 20. In this way, it is possible to realize a configuration in which the propeller 20 does not need to be stopped even if the propeller 20 rotates abnormally.
- the EPU 50 adjusts the first motor current Im1 and the second motor current Im2. The larger one will be stopped first. Since the excessive rotation of the propeller 20 is a state in which the EPU 50 outputs an excessive output, there is a high possibility that an abnormality such as a failure has occurred in the one of the inverter devices 80 and 90 that draws a larger current. Therefore, by stopping the larger one of the first motor current Im1 and the second motor current Im2 first, it is more likely that the over-rotation of the propeller 20 can be quickly dealt with.
- a method is searched for that does not stop the rotation of the propeller 20 even if the propeller 20 over-rotates, so it is possible to prevent the safety of the eVTOL 10 from decreasing.
- the supervisory ECU 40 stops the energization of only the smaller one of the motor currents Im1 and Im2.
- the abnormal rotation of the propeller 20 is not resolved even if the smaller one of the motor currents Im1 and Im2 is stopped, the abnormal rotation of the propeller 20 will not be resolved even if the smaller one of the motor currents Im1 and Im2 is stopped. It can be determined that the problem is not resolved. In other words, it can be determined that the excessive rotation of the propeller 20 does not subside even if the drive inverter that is driving the propeller 20 is replaced.
- the supervisory ECU 40 controls the propeller 20 regardless of whether only the larger one of the motor currents Im1 and Im2 is stopped, or when only the smaller motor current is stopped. If the rotational abnormality is not resolved, power supply to both is stopped. In this configuration, since the rotation of the propeller 20 is stopped when the motor currents Im1 and Im2 are stopped, over-rotation of the propeller 20 can be quickly resolved. Therefore, it is possible to prevent the safety of the eVTOL 10 from decreasing due to the inability of the supervisory ECU 40 to control the rotation of the propeller 20.
- ⁇ Fourteenth embodiment> In the thirteenth embodiment, it is possible to stop only the larger one of the motor currents Im1 and Im2, and to stop only the smaller one of the motor currents Im1 and Im2. On the other hand, in the fourteenth embodiment, only one of the larger one of the motor currents Im1 and Im2 is stopped, and the smaller one is stopped. . Configurations, operations, and effects that are not particularly described in the fourteenth embodiment are the same as those in the fourteenth embodiment described above. The 14th embodiment will be described with a focus on points that are different from the 14th embodiment described above.
- the inverter control unit 81 can stop only the larger one of the motor currents Im1 and Im2, stop only the smaller one, or stop only the larger one of the motor currents Im1 and Im2. It is possible.
- the inverter control unit 81 has a function of stopping only the larger one of the motor currents Im1 and Im2, but does not have a function of stopping only the smaller one.
- the flight control process of this embodiment will be explained with reference to the flowchart of FIG. 23.
- the supervisory ECU 40 can execute the processes of steps S301 to S305, S309 to S314, and S318 to S320, as in the thirteenth embodiment.
- the supervising ECU 40 does not execute steps S306 to S308 and S315 to S317, unlike the thirteenth embodiment.
- the control ECU 40 has a large stop section and both stop sections, but does not have a small stop section.
- step S304 if the over-rotation of the propeller 20 is not resolved even after stopping the driving of the first inverter device 80, the supervisory ECU 40 performs the processing in steps S309 and S310. That is, when the first motor current Im1 is abnormally larger than the second motor current Im2, the supervisory ECU 40 determines whether or not the over-rotation of the propeller 20 is resolved by stopping the drive of the second inverter device 90. No confirmation.
- step S309 the supervisory ECU 40 determines that the overspeed of the propeller 20 is not likely to be stopped even if the second motor current Im2, which is the smaller of the motor currents Im1 and Im2, is cut off, Stop both drives.
- step S313 if the over-rotation of the propeller 20 is not resolved even after stopping the driving of the second inverter device 90, the supervisory ECU 40 performs the processing of steps S318 and S319. That is, if the second motor current Im2 is abnormally larger than the first motor current Im1, the supervisory ECU 40 determines whether or not the over-rotation of the propeller 20 is resolved by stopping the driving of the first inverter device 80. No confirmation.
- step S309 the supervising ECU 40 controls the inverter devices 80 and 90 because it is not likely that the overspeed of the propeller 20 will stop even if the first motor current Im1, which is the smaller of the motor currents Im1 and Im2, is cut off. Stop both drives.
- the command output exchanged between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may be a different parameter from the command torques Tr1* and Tr2*.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may exchange command speeds Sr1*, Sr2*, command currents Im1*, Im2*, etc. as command outputs.
- the first current command unit 83 corresponds to the first command unit
- the second current command unit 93 corresponds to the second command unit. .
- the motor information exchanged between the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may be a different parameter from the motor currents Im1 and Im2.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may exchange detected values such as motor speeds Sr1 and Sr2 and motor temperature as motor information.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may exchange estimated values such as motor temperature and motor voltage as motor information.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may exchange multiple types of parameters among the state-related data.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may exchange both command output and motor information.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 may exchange a plurality of types of parameters regarding at least one of command output and motor information.
- the parameters used as the command output may include torque, current, duty, output power, etc.
- the first inverter control section 81 and the second inverter control section 91 exchange the command duty.
- the overall ECU 40 may output a command duty to the inverter control units 81 and 91.
- the inverter control units 81, 91 give and receive the command power.
- the supervisory ECU 40 may output command power to the inverter control units 81 and 91.
- the supervisory ECU 40 may output command currents Im1* and Im2* to the inverter control units 81 and 91.
- the parameters used as motor information may include torque, current, voltage, input power, output power, motor temperature, motor speed, etc.
- the detected values detected as motor information include a torque detected value, a current detected value, a voltage detected value, an input power detected value, an output power detected value, a temperature detected value, a speed detected value, and the like.
- the estimated value parameters detected as motor information include torque, current, etc., similar to the detected value parameters.
- a failure state or a deterioration state may be used as the motor information.
- the distribution of motor currents Im1 and Im2 may be set depending on the failure state. For example, with respect to motor currents Im1 and Im2, the distribution for the one of the motors 61 and 71 that has a failure is set lower than the distribution for the one that does not have a failure. That is, the current of the one of the motors 61 and 71 with a failure is made smaller than the current of the one with no failure. Furthermore, the distribution of motor currents Im1 and Im2 for the motor 61 and 71 that is more deteriorated is set lower than the distribution for the motor that is not deteriorated. That is, the current of one of the motors 61 and 71 that is more deteriorated is made smaller than the current of one of the motors 61 and 71 that is less deteriorated.
- the overall ECU 40 may use any parameters as parameters for controlling the motor.
- the supervisory ECU 40 calculates the motor current difference using the command value for the first motor 171A and the first inverter device 80, and the command value for the second motor 171B and the second inverter device 90. You may.
- the supervisory ECU 40 calculates a first command current and a second command current as command values for the first inverter device 80 and the second inverter device 90.
- the supervising ECU 40 calculates the difference between the first command current and the second command current as a motor current difference, and uses this motor current difference to cause the large stop portion and the small stop portion to continue energizing and stop energizing.
- the EPU 50 does not need to have the clutches 105 and 115.
- the current difference Ic may tend to increase because there is no speed difference between the first motor 61 and the second motor 71.
- the supervisory ECU 40 may limit the energization of the motor currents Im1 and Im2 in any manner. For example, in the thirteenth embodiment described above, the supervisory ECU 40 may stop the energization of only the smaller one of the motor currents Im1 and Im2 before stopping the energization of the larger one. In addition, if the over-rotation of the propeller 20 does not subside even after stopping the energization of only the smaller one of the motor currents Im1 and Im2, the control ECU 40 stops the energization of both of the motor currents Im1 and Im2 without stopping the energization of the larger one. Alternatively, the rotation of the propeller 20 may be stopped.
- the supervisory ECU 40 may be able to perform at least one of stopping only the larger one of the motor currents Im1 and Im2, and stopping only the smaller one. . That is, the supervisory ECU 40 only needs to have at least one of the large stop section and the small stop section. For example, out of the large stop section and the small stop section, the supervisory ECU 40 may have only the large stop section or only the small stop section as in the fourteenth embodiment.
- the vertical take-off and landing aircraft on which the supervisory ECU 40 is mounted may be an electric vertical take-off and landing aircraft in which at least one propeller 20 is driven by at least one EPU 50.
- one propeller 20 may be driven by a plurality of EPUs 50, or a plurality of propellers 20 may be driven by one EPU 50.
- the aircraft on which the EPU 50 is mounted does not need to be a vertical takeoff and landing aircraft as long as it is electrically powered.
- the flying object may be an electric aircraft capable of taking off and landing while gliding.
- the flying vehicle may be a rotary wing aircraft or a fixed wing aircraft.
- the flying vehicle may be an unmanned flying vehicle with no humans on board.
- the moving body on which the EPU 50 is mounted does not have to be a flying body as long as it can be moved by rotation of a rotating body.
- the mobile object may be a vehicle, a ship, a construction machine, or an agricultural machine.
- the rotating body is a moving wheel or the like, and the output shaft is an axle or the like.
- the rotating body is a propeller, such as a screw propeller, and the output shaft is a propeller shaft.
- the overall ECU 40 is provided by a control system including at least one computer.
- the control system includes at least one processor that is hardware. If this processor is referred to as a hardware processor, the hardware processor can be provided by (i), (ii), or (iii) below.
- a hardware processor may be a hardware logic circuit.
- the computer is provided by a digital circuit containing a large number of programmed logic units (gate circuits).
- Digital circuits may include memory that stores at least one of programs and data.
- Computers may be provided by analog circuits. Computers may be provided with a combination of digital and analog circuits.
- a hardware processor may be at least one processor core that executes a program stored in at least one memory.
- the computer is provided by at least one memory and at least one processor core.
- a processor core is called, for example, a CPU.
- Memory is also referred to as a storage medium. Memory is a non-transitory and tangible storage medium that non-temporarily stores "at least one of a program and data" readable by a processor.
- the hardware processor may be a combination of (i) and (ii) above. (i) and (ii) are placed on different chips or on a common chip.
- At least one of the means and functions provided by the supervisory ECU 40 can be provided only by hardware, only software, or a combination thereof.
- a drive device (50) provided on a movable body (10) that moves by rotation of a rotary body (20) and driven to rotate the rotary body, A first motor (61, 171A) and a second motor (71, 171B) that are driven by energization; an output shaft portion (51) that connects the rotating body to the first motor and the second motor and rotates the rotating body according to outputs of the first motor and the second motor; a motor control unit (81, 91, 190) that controls each of the first motor and the second motor so that the output of the first motor and the output of the second motor are the same; A drive device equipped with.
- a first command unit (82) that calculates a first command output (Tr1*) as a command value for the output of the first motor
- a second command unit (92) that calculates a second command output (Tr2*) as a command value for the output of the second motor
- the motor control unit controls each of the first motor and the second motor using the first command output and the second command output.
- a command averaging unit (83a, 93a, 141, 151) that calculates the average of the first command output and the second command output as an average command (Tr1C, Tr2C, C1a, C2a);
- the drive device according to technical idea 2, wherein the motor control unit controls each of the first motor and the second motor using the command averaging unit.
- a common command unit (40) that calculates common commands (Sr1*, Sr2*, Tr*) as common command values for the outputs of the first motor and the second motor;
- the first command unit calculates the first command output using the common command,
- the drive device according to technical idea 2 or 3, wherein the second command unit calculates the second command output using the common command.
- Technical thought 5 a first path (33A) that communicably connects the first command unit and the common command unit; a second path (33B) connecting the second command unit and the common command unit in a communicable manner; a direct path (55) that connects the first command unit and the second command unit in a communicable manner without going through the common command unit;
- the drive device according to technical idea 4 comprising:
- a first information acquisition unit (83, 84) that acquires first motor information (Im1, Tr1) indicating the state of the first motor; a second information acquisition unit (93, 94) that acquires second motor information (Im2, Tr2) indicating the state of the second motor; Equipped with The drive according to any one of technical ideas 1 to 5, wherein the motor control unit controls each of the first motor and the second motor using the first motor information and the second motor information.
- first motor information Im1, Tr1
- second motor information acquisition unit (93, 94) that acquires second motor information (Im2, Tr2) indicating the state of the second motor
- Technical thought 8 a first execution unit (S202) that causes the motor control unit to control the first motor and the second motor so that the output of the first motor and the output of the second motor are the same; a second execution unit that causes the motor control unit to control the first motor and the second motor so that an output difference is generated between the output of the first motor and the output of the second motor (S203); and, an execution determination unit (S201) that determines which of the first execution unit and the second execution unit is to execute control of the first motor and the second motor;
- the drive device according to any one of Technical Ideas 1 to 7, comprising:
- the second execution unit causes the motor control unit to control the first motor and the second motor so as to adjust the output difference according to a state of the first motor and a state of the second motor.
- a common motor included in both the first motor and the second motor which rotates when at least one of the first coil (172A) of the first motor and the second coil (172B) of the second motor is energized.
- a rotor (173) The motor control unit controls the first motor and the second motor so that a first coil current (Im1) flowing through the first coil and a second coil current (Im2) flowing through the second coil become the same.
- the drive device according to any one of Technical Ideas 1 to 10, which controls each of the following.
- the motor control section includes: The rotation of the rotating body is abnormal, and the motor current difference (Ic, Ic1, Ic2) between the first motor current (Im1) flowing to the first motor and the second motor current (Im2) flowing to the second motor.
- a large stop section (S303, S312) that continues energization of the smaller one of the first motor current and the second motor current and stops the energization of the larger one when the motor current is abnormal; If the rotation of the rotating body is abnormal and the motor current difference is abnormal, the larger one of the first motor current and the second motor current is continued to be energized, and the smaller one is stopped.
- a small stop part (S306, S315), The drive device according to any one of Technical Ideas 1 to 11, having at least one of the following.
- the large stop section stops the first motor current and the second motor current before the small stop section continues and stops the energization when an abnormality occurs in the rotation of the rotating body.
- the drive device according to Technical Idea 12 which continues energization of the smaller one and stops energization of the larger one.
- the small stop section controls the current flow, whichever is larger of the first motor current and the second motor current, when the abnormal rotation of the rotating body is not resolved even if the large stop section continues and stops the energization.
- the motor control section includes: If the abnormal rotation of the rotating body is not resolved even if the energization is continued and stopped by the large stop portion and the small stop portion, both the first motor current and the second motor current.
- the drive device according to any one of technical ideas 12 to 14, which includes both stop portions (S309, S318) that stop energization.
- a drive device that is provided on a movable body (10) that moves by rotation of a rotary body (20) and drives the rotary body to rotate the rotary body, the drive device comprising a first motor (61, 171A) and a second motor (61, 171A) that are driven by energization.
- a motor (71, 171B), an output shaft portion (51) that connects the rotary body, the first motor, and the second motor and rotates the rotary body according to the outputs of the first motor and the second motor; ), and a drive control device (40, 81, 91) that controls a drive device (50) comprising: a first control unit (81) that controls the first motor so that the output of the first motor is the same as the output of the second motor; a second control unit (91) that controls the second motor so that the output of the second motor is the same as the output of the first motor; A drive control device equipped with
- a drive device that is provided on a movable body (10) that moves by rotation of a rotary body (20) and drives the rotary body to rotate the rotary body, the drive device comprising a first motor (61, 171A) and a second motor (61, 171A) that are driven by energization.
- a motor (71, 171B), an output shaft portion (51) that connects the rotary body, the first motor, and the second motor and rotates the rotary body according to the outputs of the first motor and the second motor; ), and a drive control program that controls a drive device (50) comprising: At least one processor (40a, 81a, 91a), a first control unit (81) that controls the first motor so that the output of the first motor is the same as the output of the second motor; a second control unit (91) that controls the second motor so that the output of the second motor is the same as the output of the first motor; A drive control program that functions as
- a drive device that is provided on a movable body (10) that moves by rotation of a rotary body (20) and drives the rotary body to rotate the rotary body, the drive device comprising a first motor (61, 171A) and a second motor (61, 171A) that are driven by energization.
- a drive control method for controlling a drive device (50) comprising: The process executed by at least one processor (40a, 81a, 91a) includes a first control unit (81) that controls the first motor so that the output of the first motor is the same as the output of the second motor; a second control unit (91) that controls the second motor so that the output of the second motor is the same as the output of the first motor; A drive control method including the steps.
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Abstract
EPU(50)は、第1DS(100)及び第2DS(110)を有している。第1DS(100)は、第1モータ(61)及び第1インバータ制御部(81)を有している。第2DS(110)は、第2モータ(71)及び第2インバータ制御部(91)を有している。第1モータ(61)及び第2モータ(71)は、EPUシャフト(51)を介してプロペラ(20)に接続されている。EPUシャフト(51)は、モータ(61,71)の出力に応じてプロペラ(20)を駆動回転させる。第1インバータ制御部(81)は、第1モータ(61)の出力と第2モータ(71)の出力とが同じになるように第1モータ(61)を制御する。第2インバータ制御部(91)は、第1モータ(61)の出力と第2モータ(71)の出力とが同じになるように第2モータ(71)を制御する。
Description
この出願は、2022年6月27日に日本に出願された特許出願第2022-102987号、および、2023年5月17日に日本に出願された特許出願第2023-81860号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。
この明細書における開示は、駆動装置及び駆動制御装置に関する。
特許文献1には、プロペラの回転により飛行する電動化航空機について記載されている。この電動化航空機においては、1つのプロペラに対して複数のモータが設けられている。複数のモータは、動力軸を介して1つのプロペラに接続されている。このプロペラは、複数のモータの駆動に伴って回転する。
しかしながら、複数のモータがプロペラ等の回転体を駆動回転させる構成では、モータの出力が複数のモータでばらつくと、モータにかかる負担が増加することが懸念される。例えば、2つのモータのうち、出力が大きい方のモータにとっては電気的な負担が増加しやすい。また、出力が小さい方のモータにとっては熱的な負担が増加しやすい。
本開示の主な目的は、複数のモータのそれぞれの負担を低減することができる駆動装置及び駆動制御装置を提供することである。
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
上記目的を達成するため、開示された態様は、
回転体の回転により移動する移動体に設けられ、回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、
通電により駆動する第1モータ及び第2モータと、
回転体と第1モータ及び第2モータとを接続し、第1モータ及び第2モータの出力に応じて回転体を回転させる出力軸部と、
第1モータの出力と第2モータの出力とが同じになるように、第1モータ及び第2モータのそれぞれを制御するモータ制御部と、
を備えている駆動装置である。
回転体の回転により移動する移動体に設けられ、回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、
通電により駆動する第1モータ及び第2モータと、
回転体と第1モータ及び第2モータとを接続し、第1モータ及び第2モータの出力に応じて回転体を回転させる出力軸部と、
第1モータの出力と第2モータの出力とが同じになるように、第1モータ及び第2モータのそれぞれを制御するモータ制御部と、
を備えている駆動装置である。
上記駆動装置によれば、第1モータの出力と第2モータの出力とが同じになるように第1モータ及び第2モータが制御される。この構成では、第1モータの出力と第2モータの出力とに差が生じにくい。このため、第1モータと第2モータとの間でそれぞれの出力が出力軸部を介してやりとりされるということが生じにくい。したがって、第1モータ及び第2モータのうち、出力が大きい方の電気的な負担が増加すること、及び出力が小さい方の熱的な負担が増加すること、を抑制できる。これにより、第1モータ及び第2モータのそれぞれの負担を低減することができる。
開示された態様は、
回転体の回転により移動する移動体に設けられ、回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ及び第2モータと、回転体と第1モータ及び第2モータとを接続し第1モータ及び第2モータの出力に応じて回転体を回転させる出力軸部と、を備えている駆動装置、を制御する駆動制御装置であって、
第1モータの出力が第2モータの出力に同じになるように第1モータを制御する第1制御部と、
第2モータの出力が第1モータの出力に同じになるように第2モータを制御する第2制御部と、
を備えている駆動制御装置である。
回転体の回転により移動する移動体に設けられ、回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ及び第2モータと、回転体と第1モータ及び第2モータとを接続し第1モータ及び第2モータの出力に応じて回転体を回転させる出力軸部と、を備えている駆動装置、を制御する駆動制御装置であって、
第1モータの出力が第2モータの出力に同じになるように第1モータを制御する第1制御部と、
第2モータの出力が第1モータの出力に同じになるように第2モータを制御する第2制御部と、
を備えている駆動制御装置である。
上記駆動制御装置によれば、上記駆動装置と同様に、第1モータ及び第2モータのそれぞれの負担を低減することができる。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
<第1実施形態>
図1に示す飛行システム30は、eVTOL10に搭載されている。eVTOL10は、電動垂直離着陸機である。電動垂直離着陸機は、電動式の垂直離着陸機であり、垂直離着陸することが可能である。eVTOLは、electric Vertical Take-Off and Landing aircraftの略称である。eVTOL10は、大気中を飛行する電動式の飛行体である。eVTOL10は、電動式の航空機でもあり、電動航空機と称されることがある。eVTOL10は、乗員が乗る有人飛行体である。eVTOL10の乗員には、操縦者及び操縦士としてのパイロットが含まれる。飛行システム30は、eVTOL10を飛行させるために駆動するシステムである。飛行システム30は、推進システムと称されることがある。
図1に示す飛行システム30は、eVTOL10に搭載されている。eVTOL10は、電動垂直離着陸機である。電動垂直離着陸機は、電動式の垂直離着陸機であり、垂直離着陸することが可能である。eVTOLは、electric Vertical Take-Off and Landing aircraftの略称である。eVTOL10は、大気中を飛行する電動式の飛行体である。eVTOL10は、電動式の航空機でもあり、電動航空機と称されることがある。eVTOL10は、乗員が乗る有人飛行体である。eVTOL10の乗員には、操縦者及び操縦士としてのパイロットが含まれる。飛行システム30は、eVTOL10を飛行させるために駆動するシステムである。飛行システム30は、推進システムと称されることがある。
eVTOL10は、機体11及びプロペラ20を有している。機体11は、機体本体12、翼13を有している。機体本体12は、機体11の胴体であり、例えば前後に延びた形状になっている。機体本体12は、乗員が乗るための乗員室を有している。翼13は、機体本体12から延びており、機体本体12に複数設けられている。翼13は固定翼である。複数の翼13には、主翼、尾翼などが含まれている。
eVTOL10においては、機体本体12がロール軸AXに沿って延びている。eVTOL10においては、ロール軸AXが機体11の前後方向に延び、ピッチ軸AYが機体11の幅方向に延び、ヨー軸AZが機体11の上下方向に延びている。ロール軸AXとピッチ軸AYとヨー軸AZとは互いに直交しており、いずれも機体重心Gpを通っている。機体重心Gpは、eVTOL10の重心であり、例えば空虚重量時でのeVTOL10の重心である。
プロペラ20は、機体11に複数設けられている。eVTOL10は、少なくとも3つのプロペラ20を有するマルチコプタである。例えばプロペラ20は、機体11に少なくとも4つ設けられている。プロペラ20は、機体本体12及び翼13のそれぞれに設けられている。プロペラ20は、プロペラ軸線を中心に回転する。プロペラ軸線は、例えばプロペラ20の中心線である。プロペラ20は、eVTOL10に推力及び揚力を生じさせることが可能である。なお、eVTOL10が上昇する際に生じる力が推力と称されることがある。また、プロペラ20は、ロータ及び回転翼と称されることがある。
プロペラ20は、例えばブレード、ボス及びプロペラシャフトを有している。ブレードは、プロペラ軸線の周方向に複数並べられている。ボスは、複数のブレードを連結している。プロペラシャフトは、プロペラ20の回転軸であり、ボスからプロペラ軸線に沿って延びている。プロペラシャフトは、プロペラ軸と称されることがある。
eVTOL10の飛行態様には、垂直離陸、垂直着陸、クルーズ及びホバリング等が含まれている。eVTOL10は、垂直離陸として、例えば滑走を行わずに垂直方向に上昇することで離陸地点から離陸することが可能である。eVTOL10は、垂直着陸として、例えば垂直方向に下降することで滑走せずに着陸地点に着地することが可能である。eVTOL10は、クルーズとして、例えば水平方向に移動するように飛行することが可能である。eVTOL10は、ホバリングとして、例えば空中の所定位置に停止したかのように飛行することが可能である。
複数のプロペラ20には、リフト用プロペラ21及びクルーズ用プロペラ22が含まれている。リフト用プロペラ21は、プロペラ軸線が上下方向に延びる向きで設けられている。リフト用プロペラ21は、eVTOL10に揚力を生じさせることが可能である。eVTOL10は、リフト用プロペラ21の駆動回転により上昇、下降及びホバリングなどが可能になっている。クルーズ用プロペラ22は、プロペラ軸線が前後方向に延びる向きで設けられている。クルーズ用プロペラ22は、eVTOL10に推力を生じさせることが可能である。eVTOL10は、クルーズ用プロペラ22の駆動回転によりクルーズなどが可能になっている。
なお、eVTOL10は、チルトロータ機であってもよい。チルトロータ機においては、プロペラ20のチルト角が調整可能になっている。チルトロータ機においては、1つのプロペラ20をリフト用プロペラ及びクルーズ用プロペラの両方として機能させることが可能になっている。
eVTOL10は、EPU50を有している。EPU50は、プロペラ20を駆動回転させるために駆動する装置であり、駆動装置に相当する。EPUは、Electric Propulsion Unitの略称である。EPU50は、電駆動装置及び電駆動システムと称されることがある。EPU50は、複数のプロペラ20のそれぞれに対して個別に設けられている。EPU50は、プロペラ軸線に沿ってプロペラ20に並べられている。複数のEPU50はいずれも、機体11に固定されている。EPU50は、プロペラ20を回転可能に支持している。EPU50は、プロペラ20に接続されている。プロペラ20は、EPU50を介して機体11に固定されている。
プロペラ20は、EPU50の駆動に伴って回転する。プロペラ20は回転体に相当する。eVTOL10は、プロペラ20の回転により飛行する。すなわち、eVTOL10は、プロペラ20の回転により移動する。eVTOL10は、移動体に相当する。
図2に示すように、EPU50は、モータ装置及びインバータ装置を複数ずつ有している。EPU50は、第1モータ装置60及び第2モータ装置70を有している。第1モータ装置60は第1モータ61を有しており、第2モータ装置70は第2モータ71を有している。モータ装置60,70においては、モータ61,71がモータハウジングに収容されている。
モータ61,71は、複数相の交流モータであり、例えば3相交流方式の回転電機である。モータ61,71は、eVTOL10の飛行駆動源であり、電動機として機能する。モータ61,71は、プロペラ20を駆動回転させることでeVTOL10を飛行させることが可能である。モータ61,71は、eVTOL10を飛行させるための飛行用モータである。EPU50は、モータ61,71の駆動によりプロペラ20を駆動回転させる。モータ61,71としては、例えばブラシレスモータが用いられている。
モータ61,71は、モータステータ及びモータロータ63,73を有している。モータ61,71は、モータコイル62,72を有している。モータコイル62,72は、モータ61,71のモータステータに含まれている。モータコイル62,72は、複数相のコイルである。モータコイル62,72は、モータステータが有するステータコアに計装されており、それぞれ1系統巻線である。本実施形態では、モータ61,71が3相モータであり、モータコイル62,72が3相コイルである。
モータロータ63,73は、モータステータ及びモータコイル62,72に対して相対的に回転する。第1モータ61は、第1モータコイル62及び第1モータロータ63を有している。第1モータロータ63は、第1モータコイル62に対して相対的に回転する。第1モータロータ63は、第1モータコイル62への通電が行われることで回転する。第2モータ71は、第2モータコイル72及び第2モータロータ73を有している。第2モータロータ73は、第2モータコイル72に対して相対的に回転する。第2モータロータ73は、第2モータコイル72への通電が行われることで回転する。
図3に示すように、モータ61,71はモータシャフト65,75を有している。第1モータ61は第1モータシャフト65を有しており、第2モータ71は第2モータシャフト75を有している。第1モータシャフト65は、第1モータロータ63に接続されており、第1モータロータ63と共に回転する。第2モータシャフト75は、第2モータロータ73に接続されており、第2モータロータ73と共に回転する。モータ装置60,70は、モータ61,71の駆動に伴ってプロペラ20を駆動回転させることが可能である。
第1モータ装置60では、第1モータシャフト65が第1モータ軸線Cm1を中心に回転する。第1モータシャフト65は、第1モータ61の出力に応じて回転する。第2モータ装置70では、第2モータシャフト75が第2モータ軸線Cm2を中心に回転する。第2モータシャフト75は、第2モータ71の出力に応じて回転する。モータ61,71の出力は、モータ出力と称されることがある。モータ軸線Cm1,Cm2は、モータ61,71の中心線である。モータ軸線Cm1,Cm2は、例えばモータシャフト65,75の中心線である。モータ軸線Cm1,Cm2は、軸方向ADに延びている。モータ軸線Cm1,Cm2については、軸方向ADと径方向RDと周方向CDとが互いに直交している。モータシャフト65,75は、周方向CDに回転する。
EPU50は、第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90を有している。第1インバータ装置80は第1インバータ回路85を有しており、第2インバータ装置90は第2インバータ回路95を有している。インバータ装置80,90においては、インバータ回路85,95がインバータハウジングに収容されている。インバータ回路85,95は、パワー回路と称されることがある。
インバータ回路85,95は、モータ61,71を駆動する。第1インバータ回路85が第1モータ61を駆動し、第2インバータ回路95が第2モータ71を駆動する。インバータ回路85,95は、モータ61,71を駆動するために、モータ61,71に供給される電力を変換する。インバータ回路85,95は、モータ61,71に供給される電力を直流から交流に変換する。インバータ回路85,95は、電力を変換する電力変換部である。インバータ回路85,95は、複数相の電力変換部であり、複数相のそれぞれについて電力変換を行う。インバータ回路85,95は、インバータと称されることがある。本実施形態では、インバータ回路85,95として3相インバータが用いられている。モータ61,71は、インバータ回路85,95から供給される電圧及び電流に応じて駆動する。
図2においては、第1プロペラ20AをPP1、第2プロペラ20BをPP2、第1バッテリ31AをBAT1、第2バッテリ31BをBAT2と図示している。第1モータ61をMOT1、第1モータコイル62をCoil1、第1インバータ回路85をINV1と図示している。第2モータ71をMOT2、第2モータコイル72をCoil2、第2インバータ回路95をINV2と図示している。
図3に示すように、EPU50は、第1DS100及び第2DS110を有している。第1DS100は、第1モータ装置60及び第1インバータ装置80を有している。第1DS100においては、第1モータ装置60と第1インバータ装置80とが第1モータ軸線Cm1に沿って軸方向ADに並べられている。第1モータ装置60及び第1インバータ装置80は、円柱状に形成されており、軸方向ADに延びている。第1DS100においては、第1モータ装置60と第1インバータ装置80とが互いに固定されている。第1DS100は、第1モータユニットと称されることがある。
第2DS110は、第2モータ装置70及び第2インバータ装置90を有している。第2DS110においては、第2モータ装置70と第2インバータ装置90とが第2モータ軸線Cm2に沿って軸方向ADに並べられている。第2モータ装置70及び第2インバータ装置90は、円柱状に形成されており、軸方向ADに延びている。第2DS110においては、第2モータ装置70と第2インバータ装置90とが互いに固定されている。第2DS110は、第2モータユニットと称されることがある。
EPU50は、EPUシャフト51及びギア53を有している。EPUシャフト51は、ギア53を介してモータシャフト65,75とプロペラ20とを接続している。EPUシャフト51は、EPU軸線Cepuを中心に回転する。EPU軸線Cepuは、EPUシャフト51の中心線である。EPU軸線Cepuは、軸方向ADに延びている。EPUシャフト51は、モータシャフト65,75の回転に伴って回転する。EPUシャフト51は、モータ61,71の出力に応じて回転する。EPUシャフト51は、プロペラ20に接続されている。EPUシャフト51は、モータ61,71の出力に応じてプロペラ20を回転させる。EPUシャフト51は、出力軸部に相当する。EPUシャフト51は、ギア出力軸と称されることがある。
ギア53は、モータシャフト65,75とEPUシャフト51とを機械的に接続している。ギア53は、モータシャフト65,75の回転をEPUシャフト51に伝達する。ギア53は、減速機を有している。ギア53は、プロペラ回転がモータ回転よりも小さくなるように減速比を設定可能である。プロペラ回転はプロペラ20の回転数であり、モータ回転はモータ61,71の回転数である。例えば、ギア53は、モータシャフト65,75に対してEPUシャフト51が減速するように減速比を設定する。ギア53は、少なくとも2段階で減速比を変更可能である。ギア53は、変速ギア及びギアボックスと称されることがある。なお、ギア53は、無段階変速で減速比を変更可能であってもよい。
第1DS100と第2DS110とは、EPU軸線Cepuに沿って軸方向ADに並べられている。第1モータ軸線Cm1と第2モータ軸線Cm2とEPU軸線Cepuとは、軸方向ADに並べられており、互いに一致している。第1モータシャフト65と第2モータシャフト75とは、軸方向ADに並べられており、互いに接続されている。第1DS100と第2DS110とは、互いに固定されている。ギア53は、DS100,110に対してEPU軸線Cepuに沿って軸方向ADに並べられている。ギア53は、第1DS100及び第2DS110のうち一方に固定されている。ギア53は、第1モータシャフト65及び第2モータシャフト75のうち一方とEPUシャフト51とを接続している。
図2に示すように、eVTOL10は、バッテリ31及び電力経路32を有している。バッテリ31は、電力経路32によりEPU50に通電可能に接続されている。バッテリ31は、EPU50に電力を供給する。バッテリ31は、電力供給部及び電源部と称されることがある。バッテリ31は、インバータ回路85,95を介してモータ61,71に電力を供給する。バッテリ31は、インバータ回路85,95に直流電圧を印加する直流電圧源である。バッテリ31は、充放電可能な2次電池を有している。この2次電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などがある。なお、電源部としては、バッテリ31に加えて又は代えて、燃料電池や発電機などが用いられてもよい。バッテリ31は、電力を蓄えることが可能な蓄電装置である。
電力経路32は、バッテリ31からEPU50に電力を供給する経路である。電力経路32は、電力ケーブル等により形成されている。電力経路32は、インバータ回路85,95を介してバッテリ31とモータ61,71とを通電可能に接続している。
バッテリ31及び電力経路32は、eVTOL10に複数ずつ設けられている。複数のバッテリ31には、第1バッテリ31A及び第2バッテリ31Bが含まれている。複数の電力経路32には、第1電力経路32A及び第2電力経路32Bが含まれている。第1バッテリ31Aは、第1電力経路32Aにより第1インバータ回路85及び第1モータ61に通電可能に接続されている。第2バッテリ31Bは、第2電力経路32Bにより第2インバータ回路95及び第2モータ71に通電可能に接続されている。
複数のEPU50には、第1EPU50A及び第2EPU50Bが含まれている。第1EPU50Aは、第1プロペラ20Aを駆動回転させる。第2EPU50Bは、第2プロペラ20Bを駆動回転させる。第1プロペラ20A及び第2プロペラ20Bは、複数のプロペラ20に含まれている。
第1バッテリ31Aは、第1EPU50A及び第2EPU50Bのそれぞれにおいて第1インバータ回路85及び第1モータ61に電力を供給する。第1EPU50A及び第2EPU50Bでは、第1インバータ回路85及び第1モータ61が第1電力経路32Aにより第1バッテリ31Aに通電可能に接続されている。第2バッテリ31Bは、第1EPU50A及び第2EPU50Bのそれぞれにおいて第2インバータ回路95及び第2モータ71に電力を供給する。第1EPU50A及び第2EPU50Bでは、第2インバータ回路95及び第2モータ71が第2電力経路32Bにより第2バッテリ31Bに通電可能に接続されている。
図4に示すように、EPU50は、第1クラッチ105及び第2クラッチ115を有している。クラッチ105,115は、モータ61,71の回転がプロペラ20に伝わることを遮断可能である。クラッチ105,115は、例えばモータシャフト65,75に設けられている。クラッチ105,115は、モータロータ63,73の回転がモータシャフト65,75に伝わることを遮断可能になっている。
クラッチ105,115は、伝達状態と遮断状態とに移行可能である。クラッチ105,115が伝達状態にある場合、モータ61,71の駆動力がEPUシャフト51に伝わる。この場合、モータ61,71の駆動力によりEPUシャフト51及びプロペラ20が駆動回転する。駆動力は、モータ61,71の出力に応じて決まる。クラッチ105,115が遮断状態にある場合、モータ61,71の駆動力がEPUシャフト51に伝わらない。この場合、クラッチ空転により、モータ61,71の駆動力ではEPUシャフト51及びプロペラ20が回転しない。クラッチ空転は、クラッチ105,115が空転することである。クラッチ空転が生じると、モータ61,71がEPUシャフト51に対して空転した状態になる。クラッチ105,115は、例えばワンウェイクラッチを有している。なお、クラッチ105,115は、電磁クラッチなどを有していてもよい。
第1クラッチ105は第1DS100に含まれており、第2クラッチ115は第2DS110に含まれている。第1モータ61と第2モータ71との出力差が許容範囲よりも大きい場合、第1モータ61及び第2モータ71のうち出力が大きい方の駆動力がEPUシャフト51に伝えられ、出力が小さい方の駆動力がEPUシャフト51に伝えられない。例えば、第1モータ61の出力が第2モータ71の出力よりも大きく、且つ出力差が許容範囲を超えた場合、第1クラッチ105が伝達状態になり、第2クラッチ115が遮断状態になる。
第1モータ61と第2モータ71との出力差が許容範囲に含まれている場合、第1モータ61及び第2モータ71の各出力に応じてEPUシャフト51が駆動回転する。モータ61,71の出力は、例えばモータ61,71のトルク、仕事量及び回転速度などである。モータ61,71の出力は、モータ回転数、モータ電流、モータ電圧及びモータ温度の少なくとも1つを用いて算出される。モータ回転数、モータ電流、モータ電圧及びモータ温度は、モータ61,71の回転数、電流、電圧及び温度である。EPU50においては、例えばモータ61,71の出力としてトルクが用いられる。
第1モータ61と第2モータ71との出力差が許容範囲よりも大きい場合としては、第1モータ61と第2モータ71との速度差が許容範囲よりも大きい場合がある。速度差は、第1モータ61の回転速度と第2モータ71の回転速度との差である。速度差が許容範囲よりも大きい場合、第1モータ61及び第2モータ71のうち速度が遅い方のモータは、クラッチ空転により空転する。
EPU50は、第1冷却部101及び第2冷却部111を有している。冷却部101,111は、EPU50を冷却することが可能である。第1冷却部101は第1DS100に含まれており、第2冷却部111は第2DS110に含まれている。冷却部101,111としては、冷却フィン、冷却装置などがある。冷却フィンは、EPU50の熱を外気に放出する放熱フィンである。冷却フィンは、例えばEPU50の外面からフィン状に突出している。冷却フィンは、空冷式の冷却部101,111を実現する冷却機構である。冷却装置は、冷却水等の冷媒によりEPU50の熱を外部に放出する装置である。冷却装置は、液冷式の冷却部101,111を実現する冷却機構である。
eVTOL10は、統括ECU40を有している。統括ECU40は、eVTOL10を飛行させるための飛行制御を行う。統括ECU40は、eVTOL10に搭載されたEPU50等の各種装置を統括して制御する。飛行制御には、EPU50を駆動させるためのEPU制御が含まれている。EPU制御は駆動制御と称されることがある。EPU制御には、モータ61,71を駆動させるためのモータ制御が含まれている。ECUは、Electronic Control Unitの略称である。統括ECU40は、飛行制御装置と称されることがある。
統括ECU40は、コンピュータを主体として構成されている。このコンピュータは、プロセッサ40a、メモリ40b、入出力インターフェース、これらを接続するバス等を有している。統括ECU40は、メモリ40bに記憶された制御プログラムをプロセッサ40aにより実行することで、飛行制御を行うための飛行制御処理等の各種処理を実行する。
プロセッサ40aは、メモリ40bに結合された演算処理のためのハードウェアである。プロセッサ40aは、メモリ40bへのアクセスにより飛行制御処理等の各種処理を実行する。メモリ40bは、制御プログラム等を記憶した記憶媒体である。例えば、メモリ40bは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。非遷移的実体的記憶媒体は、non-transitory tangible storage mediumであり、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。メモリ40bには、飛行制御を行うための制御プログラムなどが記憶されている。プロセッサ40aがEPU50を制御するための制御プログラムが駆動制御プログラムに相当する。
統括ECU40は、統括制御部41を有している。統括制御部41は、EPU50の制御を行う。統括制御部41は、複数のEPU50の駆動を統括して制御する。統括制御部41は、複数のEPU50のそれぞれにて行われるモータ制御を統括する。統括制御部41は、統合制御部と称されることがある。統括制御部41は、統括ECU40におけるEPU制御及びモータ制御を実行する機能であり、機能ブロックである。
EPU50は、第1インバータ制御部81及び第2インバータ制御部91を有している。インバータ制御部81,91は、インバータ回路85,95を介してモータ61,71の制御を行う。インバータ制御部81,91は、インバータ制御を行うことでモータ制御を行う。インバータ制御は、インバータ回路85,95を駆動させるための制御である。インバータ制御部81,91は、モータ制御に各種センサの検出結果を用いる。第1インバータ制御部81は第1DS100に含まれており、第2インバータ制御部91は第2DS110に含まれている。例えば、第1インバータ制御部81は第1インバータ装置80に含まれており、第2インバータ制御部91は第2インバータ装置90に含まれている。第1インバータ制御部81は、モータ制御部及び第1制御部に相当する。第2インバータ制御部91は、モータ制御部及び第2制御部に相当する。
インバータ制御部81,91は、例えばECUである。インバータ制御部81,91は、コンピュータを主体として構成されている。このコンピュータは、プロセッサ81a,91a、メモリ81b,91b、入出力インターフェース、これらを接続するバス等を有している。インバータ制御部81,91は、メモリ81b,91bに記憶された制御プログラムをプロセッサ81a,91aにより実行することで、モータ制御及びEPU制御などを行うための各種処理を実行する。
プロセッサ81a,91aは、メモリ81b,91bに結合された演算処理のためのハードウェアである。プロセッサ81a,91aは、メモリ81b,91bへのアクセスにより飛行制御処理等の各種処理を実行する。メモリ81b,91bは、制御プログラム等を記憶した記憶媒体である。例えば、メモリ81b,91bは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。メモリ81b,91bには、飛行制御を行うための制御プログラムなどが記憶されている。プロセッサ81a,91aがEPU50を制御するための制御プログラムが駆動制御プログラムに相当する。
eVTOL10は、統括経路33を有している。統括経路33は、通信経路であり、通信バスと称されることがある。統括経路33は、統括ECU40とEPU50とを通信可能に接続している。統括ECU40とEPU50とは、統括経路33を介して各種信号及び各種情報などを送受信している。統括経路33は、通信ケーブル等により形成されている。統括ECU40とEPU50とは、複数の統括経路33により接続されている。複数の統括経路33には、第1統括経路33A及び第2統括経路33Bが含まれている。第1統括経路33Aは、統括制御部41と第1インバータ制御部81とを通信可能に接続している。第2統括経路33Bは、統括制御部41と第2インバータ制御部91とを通信可能に接続している。第1統括経路33Aが第1経路に相当し、第2統括経路33Bが第2経路に相当する。
EPU50は、EPU経路55を有している。EPU経路55は、通信経路であり、通信バスと称されることがある。EPU経路55は、第1DS100と第2DS110とを通信可能に接続している。EPU経路55は、例えば第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とを通信可能に接続している。第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、EPU経路55を介して各種信号及び各種情報などを送受信している。EPU経路55は、通信ケーブル等により形成されている。EPU経路55は、EPU50の内部に設けられている。EPU経路55は、軸方向ADにおいて第1DS100と第2DS110とにかけ渡されるように延びている。例えば、EPU経路55は、第1モータ装置60及び第2モータ装置70のうち一方を跨ぐようにして、第1インバータ装置80と第2インバータ装置90とにかけ渡されている。
EPU経路55は、統括ECU40を経由せずに第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とを直接的に接続している。EPU経路55は直接経路に相当する。例えば、EPU経路55が統括ECU40を経由して第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とを接続した構成に比べて、EPU経路55の経路長が短い。したがって、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91との通信に要する時間を短縮しやすい。
DS100,110は、直接インターフェースを有している。直接インターフェースは、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが状態関連データの授受を直接的に行うためのインターフェースである。第1DS100の直接インターフェースと第2DS110の直接インターフェースとは、EPU経路55により通信可能に接続されている。状態関連データは、DS100,110の状態に関連するデータである。状態関連データには、後述するモータ情報、出力指令などが含まれている。
eVTOL10においては、統括ECU40及びインバータ制御部81,91が飛行制御、EPU制御及びモータ制御等を行う。統括ECU40は、インバータ制御部81,91に対して指令信号を出力する。インバータ制御部81,91は、統括ECU40からの指令信号に応じてモータ61,71を制御する。指令信号には、モータ61,71の出力についての指令値及び目標値などが含まれている。指令信号は、操作部に対するパイロットの操作態様などに応じて算出される。操作部は、パイロットにより操作される操作レバー等の操作対象である。統括ECU40及びインバータ制御部81,91が駆動制御装置に相当する。
図4においては、統括ECU40をECU、統括制御部41をFCD、プロセッサ40aをPRO,メモリ40bをMEM、と図示している。また、第1DS100をDS1、第2DS110、ギア53をGear、プロペラ20をPP、と図示している。第1DS100では、第1インバータ装置80をINVD1、第1インバータ制御部81をICD1、プロセッサ81aをPRO、メモリ81bをMEM、と図示している。第1モータ装置60をMOT1、第1モータコイル62をCoil1、第1冷却部101をCU1、第1クラッチ105をCL1、と図示している。第2DS110では、第2インバータ装置90をINVD2、第2インバータ制御部91をICD2、プロセッサ91aをPRO、メモリ91bをMEMと図示している。第2モータ装置70をMOT2、第2モータコイル72をCoil2、第2冷却部111をCU2、第2クラッチ115をCL2、と図示している。
図5に示すように、eVTOL10は、各種センサとして、第1回転センサ64、第2回転センサ74、第1電流センサ86、第2電流センサ96を有している。回転センサ64,74は、モータ61,71の回転数をモータ回転数として検出する。回転センサ64,74は、例えばエンコーダやレゾルバなどを含んで構成されている。第1回転センサ64は、第1DS100に含まれており、第1モータ61のモータ回転数を検出する。第2回転センサ74は、第2DS110に含まれており、第2モータ71のモータ回転数を検出する。回転センサ64,74は、モータ61,71の回転状態を検出することで、モータシャフト65,75の回転状態を検出する。
電流センサ86,96は、モータ61,71に流れる電流を検出する。電流センサ86,96は、例えば複数相のそれぞれについて電流を検出する。第1電流センサ86は、第1DS100に含まれており、第1モータ61の電流を検出する。第1電流センサ86は、例えば第1電力経路32Aにおいて第1インバータ回路85と第1モータ61との間を流れる電流を検出する。第2電流センサ96は、第2DS110に含まれており、第2モータ71の電流を検出する。第2電流センサ96は、例えば第2電力経路32Bにおいて第2インバータ回路95と第2モータ71との間を流れる電流を検出する。
第1回転センサ64及び第1電流センサ86は、第1インバータ制御部81に通信可能に接続されており、第1インバータ制御部81に対して検出信号を出力する。第2回転センサ74及び第2電流センサ96は、第2インバータ制御部91に通信可能に接続されており、第2インバータ制御部91に対して検出信号を出力する。回転センサ64,74及び電流センサ86,96は、インバータ制御部81,91を介して統括ECU40に通信可能に接続されている。
インバータ制御部81,91は、モータ制御を行うための機能を有している。第1インバータ制御部81は、機能ブロックとして、第1速度制御部82、第1電流指令部83及び第1電流制御部84を有している。第2インバータ制御部91は、機能ブロックとして、第2速度制御部92、第2電流指令部93及び第2電流制御部94を有している。
図5においては、第1電流センサ86をCS1、第2電流センサ96をCS2、第1回転センサ64をRS1、第2回転センサ74をRS2、と図示している。第1速度制御部82をSCU1、第1電流指令部83をCCU1、第1電流制御部84をFBU1、と図示している。第2速度制御部92をSCU2、第2電流指令部93をCCU2、第2電流制御部94をFBU2、と図示している。
まず、第1DS100でのモータ制御について説明する。統括ECU40は、指令信号として第1指令速度Sr1*を第1速度制御部82に対して出力する。第1指令速度Sr1*は、第1モータ61の回転速度に対する指令値である。回転速度は、単位時間当たりのモータ回転数である。第1指令速度Sr1*は、第1モータ61の出力に対する指令値である。統括ECU40は、操作部に対するパイロットの操作態様などに応じて第1指令速度Sr1*を算出する。第1指令速度Sr1*は、統括制御部41にて算出される。第1指令速度Sr1*は、統括ECU40から第1統括経路33Aを介して第1速度制御部82に入力される。
第1回転センサ64は、第1モータ61の回転数を検出することで、第1モータ61の状態を検出する。第1回転センサ64は、第1検出部に相当する。第1回転センサ64は、第1モータ速度Sr1を第1速度制御部82に対して出力する。第1モータ速度Sr1は、第1回転センサ64の検出結果であり、第1モータ61の回転速度を示す検出値である。第1モータ速度Sr1は、第1モータ61の状態を示す情報である。第1モータ速度Sr1は、第1回転センサ64の検出信号に含まれている。第1速度制御部82は、第1モータ速度Sr1を取得する。第1モータ速度Sr1が第1モータ情報に相当し、第1速度制御部82が第1情報取得部に相当する。第1モータ情報は、第1モータ61の状態に関連する値であり、第1状態関連値と称されることがある。
第1速度制御部82は、フィードバック制御等により速度制御を行う。第1速度制御部82は、速度制御として、第1モータ61の回転速度を制御する。第1速度制御部82には、第1指令速度Sr1*及び第1モータ速度Sr1が入力される。第1速度制御部82は、第1指令速度Sr1*及び第1モータ速度Sr1を用いて、第1指令トルクTr1*を算出する。第1速度制御部82は、例えば第1モータ速度Sr1が第1指令速度Sr1*になるように第1指令トルクTr1*を算出する。第1指令トルクTr1*は、第1モータ61のトルクに対する指令値である。第1指令トルクTr1*は、第1モータ61の出力に対する指令値であり、第1指令出力に相当する。第1指令出力は、第1モータ61の状態に関連する値であり、第1状態関連値と称されることがある。第1速度制御部82は第1指令部に相当する。第1速度制御部82は、第1指令速度Sr1*を第1電流指令部83に対して出力する。
第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第1電流指令部83には、第1指令トルクTr1*が入力される。第1電流指令部83は、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第1指令トルクTr1*から第1指令電流Im1*を演算する。第1指令電流Im1*は、第1モータ61の電流に対する指令値である。第1指令電流Im1*は、第1モータ61の出力に対する指令値であり、第1指令出力に相当する。第1電流指令部83は、第1指令電流Im1*を第1電流制御部84に対して出力する。
なお、例えば第1電流指令部83においては、第1指令トルクTr1*を用いて、dq座標系の指令電流としてd軸指令電流及びq軸指令電流が算出される。そして、d軸指令電流及びq軸指令電流が第1指令電流Im1*として用いられる。
第1電流センサ86は、第1モータ61の電流を検出することで、第1モータ61に状態を検出する。第1電流センサ86は、第1検出部に相当する。第1電流センサ86は、第1モータ電流Im1を第1電流制御部84に対して出力する。第1モータ電流Im1は、第1電流センサ86の検出結果であり、第1モータ61の電流を示す検出値である。第1モータ電流Im1は、第1モータ61の状態を示す情報である。第1モータ電流Im1は、第1電流センサ86の検出信号に含まれている。第1電流制御部84は、第1モータ電流Im1を取得する。第1モータ電流Im1が第1モータ情報に相当し、第1電流制御部84が第1情報取得部に相当する。
第1電流制御部84は、フィードバック制御等により電流制御を行う。第1電流制御部84は、電流制御として、第1モータ61のモータ電流を制御する。第1電流制御部84には、第1指令電流Im1*及び第1モータ電流Im1が入力される。第1電流制御部84は、第1指令電流Im1*及び第1モータ電流Im1を用いて、第1指令電圧Vm1*を算出する。第1電流制御部84は、例えば第1モータ電流Im1が第1指令電流Im1*になるように第1指令電圧Vm1*を算出する。第1指令電圧Vm1*は、第1モータ61のモータ電圧に対する指令値である。第1指令電圧Vm1*は、第1モータ61の出力に対する指令値である。第1電流制御部84は、第1指令電圧Vm1*を第1インバータ回路85に対して出力する。
なお、第1電流制御部84には、第1モータ電流Im1として3相座標系の相電流が入力される。第1電流制御部84では、相電流がdq座標系に座標変換されてd軸電流及びq軸電流が算出される。上述したように、第1指令電流Im1*としてd軸指令電流及びq軸指令電流が用いられる構成では、第1電流制御部84において、d軸電流及びq軸電流がd軸指令電流及びq軸指令電流になるようにd軸指令電圧及びq軸指令電圧が算出される。第1電流制御部84では、d軸指令電圧及びq軸指令電圧が3相座標系に座標変換されて相指令電圧が算出される。相指令電圧としては、例えばU相指令電圧、V相指令電圧、W相指令電圧などがある。第1電流制御部84は、相指令電圧を第1指令電圧Vm1*として第1インバータ回路85に対して出力する。
第1インバータ制御部81は、機能ブロックとして、図示しない第1駆動指令部を有している。第1駆動指令部は、第1指令電圧Vm1*に応じた駆動指令を生成し、この駆動指令を含む指令信号を第1インバータ回路85に対して出力する。例えば、第1駆動指令部は、キャリアを用いるなどして第1指令電圧Vm1*からパルス状の駆動指令を生成する。第1インバータ回路85は、第1駆動指令部からの駆動指令に応じて電力を変換する。
第1DS100には、インナーループ制御を行うインナーループが設けられている。インナーループは、第1速度制御部82が第1回転センサ64から第1モータ速度Sr1を取得するための経路を有している。インナーループは、第1DS100に設けられている。インナーループは、統括ECU40及び第2DS110を含んでいない。インナーループ制御は、第1指令電圧Vm1*を出力することなどにより第1モータ速度Sr1を制御する。第1DS100では、インナーループ制御により第1モータ61の出力が制御される。
次に、第2DS110でのモータ制御について説明する。第2DS110でのモータ制御は、第1DS100でのモータ制御と同様に行われる。
統括ECU40は、指令信号として、第2指令速度Sr2*を第2速度制御部92に対して出力する。第2指令速度Sr2*は、第2モータ71の回転速度に対する指令値である。第2指令速度Sr2*は、第2モータ71の出力に対する指令値である。統括ECU40は、操作部に対するパイロットの操作態様などに応じて第2指令速度Sr2*を算出する。第2指令速度Sr2*は、統括制御部41に手算出される。第2指令速度Sr2*は、統括制御部41から第2統括経路33Bを介して第2速度制御部92に入力される。
第2回転センサ74は、第2モータ71の回転数を検出することで、第2モータ71の状態を検出する。第2回転センサ74は、第2検出部に相当する。第2回転センサ74は、第2モータ速度Sr2を第2速度制御部92に対して出力する。第2モータ速度Sr2は、第2回転センサ74の検出結果であり、第2モータ71の回転速度を示す検出値である。第2モータ速度Sr2は、第2モータ71の状態を示す情報である。第2モータ速度Sr2は、第2回転センサ74の検出信号に含まれている。第2速度制御部92は、第2モータ速度Sr2を取得する。第2モータ速度Sr2が第2モータ情報に相当し、第2速度制御部92が第2情報取得部に相当する。第2モータ情報は、第2モータ71の状態に関連する値であり、第2状態関連値と称されることがある。
第2速度制御部92は、フィードバック制御等により速度制御を行う。第2速度制御部92は、速度制御として、第2モータ71の回転速度を制御する。第2速度制御部92には、第2指令速度Sr2*及び第2モータ速度Sr2が入力される。第2速度制御部92は、第2指令速度Sr2*及び第2モータ速度Sr2を用いて、第2指令トルクTr2*を算出する。第2速度制御部92は、例えば第2モータ速度Sr2が第2指令速度Sr2*になるように第2指令トルクTr2*を算出する。第2指令トルクTr2*は、第2モータ71のトルクに対する指令値である。第2指令トルクTr2*は、第2モータ71の出力に対する指令値であり、第2指令出力に相当する。第2指令出力は、第2モータ71の状態に関連する値であり、第2状態関連値と称されることがある。第2速度制御部92は第2指令部に相当する。第2速度制御部92は、第2指令速度Sr2*を第2電流指令部93に対して出力する。
第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*を用いて第2指令電流Im2*を算出する。第2電流指令部93には、第2指令トルクTr2*が入力される。第2電流指令部93は、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第2指令トルクTr2*から第2指令電流Im2*を演算する。第2指令電流Im2*は、第2モータ71のモータ電流に対する指令値である。第2指令電流Im2*は、第2モータ71の出力に対する指令値であり、第2指令出力に相当する。第2電流指令部93は、第2指令電流Im2*を第2電流制御部94に対して出力する。
なお、例えば第2電流指令部93においては、第2指令トルクTr2*を用いて、dq座標系の指令電流としてd軸指令電流及びq軸指令電流が算出される。そして、d軸指令電流及びq軸指令電流が第2指令電流Im2*として用いられる。
第2電流センサ96は、第2モータ71の電流を検出することで、第2モータ71の状態を検出する。第2電流センサ96は、第2検出部に相当する。第2電流センサ96は、第2モータ電流Im2を第2電流制御部94に対して出力する。第2モータ電流Im2は、第2電流センサ96の検出結果であり、第2モータ71のモータ電流を示す検出値である。第2モータ電流Im2は、第2モータ71の状態を示す情報である。第2モータ電流Im2は、第2電流センサ96の検出信号に含まれている。第2電流制御部94は、第2モータ電流Im2を取得する。第2モータ電流Im2が第2モータ情報に相当し、第2電流制御部94が第2情報取得部に相当する。
第2電流制御部94は、フィードバック制御等により電流制御を行う。第2電流制御部94は、電流制御として、第2モータ71のモータ電流を制御する。第2電流制御部94には、第2指令電流Im2*及び第2モータ電流Im2が入力される。第2電流制御部94は、第2指令電流Im2*及び第2モータ電流Im2を用いて、第2指令電圧Vm2*を算出する。第2電流制御部94は、例えば第2モータ電流Im2が第2指令電流Im2*になるように第2指令電圧Vm2*を算出する。第2指令電圧Vm2*は、第2モータ71のモータ電圧に対する指令値である。第2指令電圧Vm2*は、第2モータ71の出力に対する指令値である。第2電流制御部94は、第2指令電圧Vm2*を第2インバータ回路95に対して出力する。
なお、第2電流制御部94には、第2モータ電流Im2として3相座標系の相電流が入力される。第2電流制御部94では、相電流がdq座標系に座標変換されてd軸電流及びq軸電流が算出される。上述したように、第2指令電流Im2*としてd軸指令電流及びq軸指令電流が用いられる構成では、第2電流制御部94において、d軸電流及びq軸電流がd軸指令電流及びq軸指令電流になるようにd軸指令電圧及びq軸指令電圧が算出される。第2電流制御部94では、d軸指令電圧及びq軸指令電圧が3相座標系に座標変換されて相指令電圧が算出される。第2電流制御部94は、相指令電圧を第2指令電圧Vm2*として第2インバータ回路95に対して出力する。
第2インバータ制御部91は、機能ブロックとして、図示しない第2駆動指令部を有している。第2駆動指令部は、第2指令電圧Vm2*に応じた駆動指令を生成し、この駆動指令を含む指令信号を第2インバータ回路95に対して出力する。例えば、第2駆動指令部は、キャリアを用いるなどして第2指令電圧Vm2*からパルス状の駆動指令を生成する。第2インバータ回路95は、第2駆動指令部からの駆動指令に応じて電力を変換する。
第2DS110には、インナーループ制御を行うインナーループが設けられている。インナーループは、第2速度制御部92が第2回転センサ74から第2モータ速度Sr2を取得するための経路を有している。インナーループは、第2DS110に設けられている。インナーループは、統括ECU40及び第1DS100を含んでいない。インナーループ制御は、第2指令電圧Vm2*を出力することなどにより第2モータ速度Sr2を制御する。第2DS110では、インナーループ制御により第2モータ71の出力が制御される。
第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、協調制御を行うことが可能である。協調制御は、第1モータ61と第2モータ71とを協調させるための制御である。協調制御では、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになるように、インバータ制御部81,91がモータ制御を行う。第1インバータ制御部81は、第1モータ61の出力が第2モータ71の出力に同じになるように第1モータ61を制御する。第2インバータ制御部91は、第2モータ71の出力が第1モータ61の出力に同じになるように第2モータ71を制御する。
インバータ制御部81,91の協調制御は、例えば指令速度Sr1*,Sr2*を用いて行われる。この協調制御では、第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とが共通化される。統括制御部41は、第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とを同じ指令値に設定する。第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とは、共通の指令値であり、共通指令に相当する。この協調制御により、第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とが同じにされるため、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが均等化されやすい。統括ECU40は、共通指令を算出する共通指令部に相当する。
インバータ制御部81,91の協調制御は、例えば指令トルクTr1*,Tr2*を用いて行われる。指令トルクTr1*,Tr2*は、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91との間で授受される。第1インバータ制御部81では、第1速度制御部82が、第1電流指令部83に加えて第2電流指令部93に対して第1指令トルクTr1*を出力する。第1指令トルクTr1*は、第1速度制御部82からEPU経路55を介して第2電流指令部93に入力される。第2インバータ制御部91では、第2速度制御部92が、第2電流指令部93に加えて第1電流指令部83に対して第2指令トルクTr2*を出力する。第2指令トルクTr2*は、第2速度制御部92からEPU経路55を介して第1電流指令部83に入力される。
第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*に加えて第2指令トルクTr2*を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*に加えて第1指令トルクTr1*を用いて第2指令電流Im2*を算出する。このようにインバータ制御部81,91で指令トルクTr1*,Tr2*が共有されることで、第1指令電流Im1*と第2指令電流Im2*とが同じになりやすい。
指令トルクTr1*,Tr2*を用いた協調制御は、第1DS100及び第2DS110のそれぞれにおいてインナーループ制御に対して行われる。第1DS100と第2DS110とでは、インナーループ制御での指令値の交換が行われる。例えば、第1DS100でのインナーループ制御で用いられる第1指令トルクTr1*が、第2DS110でのインナーループ制御に対して入力される。第2DS110でのインナーループ制御で用いられる第2指令トルクTr2*が、第1DS100でのインナーループ制御に対して入力される。
協調制御では、図6に示すように、第1速度制御部82は、第1電流指令部83に加えて第2電流指令部93に対して第1指令トルクTr1*を出力する。第2速度制御部92は、第1電流指令部83に加えて第2電流指令部93に対して第2指令トルクTr2*を出力する。
第1電流指令部83は、第1トルク協調部83a及び第1協調指令部83bを有している。第1トルク協調部83aには、第1指令トルクTr1*及び第2指令トルクTr2*の両方が入力される。第1トルク協調部83aは、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とを用いて第1協調トルクTr1Cを算出する。第1トルク協調部83aは、第1協調トルクTr1Cを第1協調指令部83bに対して出力する。第1協調トルクTr1Cは、指令トルクであり、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*との協調により算出される。第1トルク協調部83aは、例えば第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*との平均値を第1協調トルクTr1Cとして算出する。第1協調トルクTr1Cについては、式1が成り立つ。
Tr1C=(Tr1*+Tr2*)/2・・・式1
式1では、第1協調トルクTr1Cに対する寄与度が、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とで同じになっている。すなわち、第1指令トルクTr1*が第1協調トルクTr1Cに寄与する比率と、第2指令トルクTr2*が第1協調トルクTr1Cに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第1協調トルクTr1Cが平均指令に相当し、第1トルク協調部83aが指令平均部に相当する。
式1では、第1協調トルクTr1Cに対する寄与度が、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とで同じになっている。すなわち、第1指令トルクTr1*が第1協調トルクTr1Cに寄与する比率と、第2指令トルクTr2*が第1協調トルクTr1Cに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第1協調トルクTr1Cが平均指令に相当し、第1トルク協調部83aが指令平均部に相当する。
第1協調指令部83bは、第1協調トルクTr1Cを用いて第1指令電流Im1*を算出する。第1協調指令部83bには、第1協調トルクTr1Cが入力される。第1協調指令部83bは、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第1協調トルクTr1Cから第1指令電流Im1*を演算する。第1協調指令部83bは、第1指令電流Im1*を第1電流指令部83に対して出力する。
第2電流指令部93は、第2トルク協調部93a及び第2協調指令部93bを有している。第2トルク協調部93aには、第1指令トルクTr1*及び第2指令トルクTr2*の両方が入力される。第2トルク協調部93aは、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とを用いて第2協調トルクTr2Cを算出する。第2トルク協調部93aは、第2協調トルクTr2Cを第2協調指令部93bに対して出力する。第2協調トルクTr2Cは、指令トルクであり、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とを協調させて算出される。第2トルク協調部93aは、例えば第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*との平均値を第2協調トルクTr2Cとして算出する。第2協調トルクTr2Cについては、式2が成り立つ。
Tr2C=(Tr1*+Tr2*)/2・・・式2
式2では、第2協調トルクTr2Cに対する寄与度が、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とで同じになっている。すなわち、第1指令トルクTr1*が第2協調トルクTr2Cに寄与する比率と、第2指令トルクTr2*が第2協調トルクTr2Cに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第2協調トルクTr2Cが平均指令に相当し、第2トルク協調部93aが指令平均部に相当する。
式2では、第2協調トルクTr2Cに対する寄与度が、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とで同じになっている。すなわち、第1指令トルクTr1*が第2協調トルクTr2Cに寄与する比率と、第2指令トルクTr2*が第2協調トルクTr2Cに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第2協調トルクTr2Cが平均指令に相当し、第2トルク協調部93aが指令平均部に相当する。
第2協調指令部93bは、第2協調トルクTr2Cを用いて第2指令電流Im2*を算出する。第2協調指令部93bには、第2協調トルクTr2Cが入力される。第2協調指令部93bは、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第2協調トルクTr2Cから第2指令電流Im2*を演算する。第2協調指令部93bは、第2指令電流Im2*を第2電流指令部93に対して出力する。
図6においては、第1トルク協調部83aに式1を図示し、第2トルク協調部93aに式2を図示している。また、第1協調指令部83bをICU1、第2協調指令部93bをICU2、と図示している。
統括ECU40は、EPU制御を行う。EPU制御には、DS100,110の運転モードを設定する処理が含まれている。DS100,110の運転モードとしては、立上りモード、定常モード及び異常モードなどがある。立上りモードは、DS100,110の駆動を開始するためのモードである。立上りモードでは、速度追従前の状況が生じやすい。速度追従前の状況では、DS100,110の駆動開始直後からモータ61,71の一方が他方に追従できず、クラッチ空転が生じやすい。その後、一方が他方に追従できるようになると、運転モードが定常モードに切り替えられる。定常モードでは、クラッチ空転が解消されている。
DS100,110のうち少なくとも一方が停止した場合、運転モードが異常モードに切り替えられる。異常モードでは、モータ61,71の駆動が停止されることでクラッチ空転が生じる。
統括ECU40は、飛行制御処理を行う。飛行制御処理について、図7のフローチャートを参照しつつ説明する。統括ECU40は、飛行制御処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。統括ECU40は、飛行制御処理の各ステップの処理を実行する機能を有している。飛行制御処理には、EPU50を駆動させるための駆動制御処理が含まれている。駆動制御処理により実行される制御方法が駆動制御方法に相当する。
図7に示すステップS101~S110の処理は、1つのEPU50について駆動制御を行うための処理である。統括ECU40は、複数のEPU50のそれぞれについて、ステップS101~S110により駆動制御を行う。
統括ECU40は、ステップS101~S103にて、第1DS100及び第2DS110に異常が発生したか否かを判定する。例えば、統括ECU40は、ステップS101にて第1DS100に異常が発生したか否かを判定する。第1DS100に異常が発生した場合、統括ECU40は、ステップS102に進み、第2DS110に異常が発生したか否かを判定する。一方、第1DS100に異常が発生していない場合、統括ECU40は、ステップS103に進み、第2DS110に異常が発生したか否かを判定する。
ステップS101,S103では、第1DS100に異常が発生したか否かの判定が行われる。統括ECU40は、第1DS100の状態を取得し、この状態を用いて第1DS100の異常判定を行う。第1DS100の異常判定には、第1モータ61の異常判定が含まれている。第1DS100の状態としては、例えば第1モータ61の状態や第1インバータ回路85の状態がある。統括ECU40は、例えば第1電流センサ86及び第1回転センサ64の検出信号を用いて、第1DS100の状態を取得する。第1DS100は、第1インバータ制御部81を介して第1電流センサ86及び第1回転センサ64の検出信号を取得する。
なお、第1インバータ制御部81が、第1電流センサ86及び第1回転センサ64の検出信号を用いて、第1DS100の状態を取得してもよい。また、第1インバータ制御部81が、第1DS100に異常が発生したか否かの判定を行ってもよい。これらの構成では、第1DS100の状態や異常判定結果が、第1インバータ制御部81から統括ECU40に入力されることが好ましい。これにより、統括ECU40が、第1DS100の異常判定を行うことができる。
ステップS102では、第2DS110異常が発生したか否かの判定が行われる。統括ECU40は、第1DS100の異常判定と同様に、第2DS110の異常判定を行う。統括ECU40は、第2DS110の状態を取得し、この状態を用いて第2DS110の異常判定を行う。第2DS110の異常判定には、第2モータ71の異常判定が含まれている。第2DS110の状態としては、例えば第2モータ71の状態や第2インバータ回路95の状態がある。統括ECU40は、例えば第2電流センサ96及び第2回転センサ74の検出信号を用いて、第2DS110の状態を取得する。第2DS110は、第2インバータ制御部91を介して第2電流センサ96及び第2回転センサ74の検出信号を取得する。
なお、第2インバータ制御部91が、第2電流センサ96及び第2回転センサ74の検出信号を用いて、第2DS110の状態を取得してもよい。また、第2インバータ制御部91が、第2DS110に異常が発生したか否かの判定を行ってもよい。これらの構成では、第2DS110の状態や異常判定結果が、第2インバータ制御部91から統括ECU40に入力されることが好ましい。これにより、統括ECU40が、第2DS110の異常判定を行うことができる。
第1DS100及び第2DS110の両方にて異常が発生した場合、統括ECU40は、ステップS106に進み、停止処理を行う。この停止処理では、第1DS100及び第2DS110の両方を停止させる。統括ECU40は、第1停止処理及び第2停止処理を行う。第1停止処理は、第1DS100の駆動を停止させるための処理である。第2停止処理は、第2DS110の駆動を停止させるための処理である。
第1停止処理は、第1モータ61の駆動を停止させるための処理でもある。第1停止処理では、第1モータ61の駆動を停止させるための指令信号が第1インバータ制御部81に対して出力される。統括ECU40は、例えば第1モータ速度Sr1がゼロになるように第1指令速度Sr1*を生成し、この第1指令速度Sr1*を第1速度制御部82に対して出力する。第2停止処理は、第2モータ71の駆動を停止させるための処理でもある。第2停止処理では、統括ECU40が、第2モータ71の駆動を停止させるための指令信号を第2インバータ制御部91に対して出力する。統括ECU40は、例えば第2モータ速度Sr2がゼロになるように第2指令速度Sr2*を算出し、この第2指令速度Sr2*を第2速度制御部92に対して出力する。
第1DS100に異常が発生した一方で、第2DS110に異常が発生していない場合、統括ECU40は、ステップS107に進む。統括ECU40は、ステップS107にて、第2DS110を単独で駆動させるための処理を行う。この処理には、第1停止処理及び第2単独処理が含まれる。第2単独処理は、第2DS110が第1DS100に協調しないように、第2DS110を単独で駆動させるための処理である。第2単独処理は、第2モータ71が第1モータ61に協調しないように、第2モータ71を単独で駆動させるための処理でもある。
第2単独処理では、第2インバータ制御部91による第2モータ71の制御に、第2指令トルクTr2*が用いられる一方で、第1指令トルクTr1*が用いられない。第2電流指令部93は、第1指令トルクTr1*及び第2指令トルクTr2*のうち、第2指令トルクTr2*だけを用いて第2指令電流Im2*を算出する。すなわち、第2電流指令部93は、第2指令電流Im2*の算出に第1指令トルクTr1*を用いない。例えば第1速度制御部82は、第1指令トルクTr1*を第2電流指令部93に対して出力しない。なお、第2指令電流Im2*の算出に第1指令トルクTr1*が用いられないのであれば、第1指令トルクTr1*は、第1速度制御部82から出力されてもよく、第2電流指令部93に入力されてもよい。
第2DS110に異常が発生した一方で、第1DS100に異常が発生していない場合、統括ECU40は、ステップS108に進む。統括ECU40は、ステップS108にて、第1DS100を単独で駆動させるための処理を行う。この処理には、第2停止処理及び第1単独処理が含まれる。第1単独処理は、第1DS100が第2DS110に協調しないように、第1DS100を単独で駆動させるための処理である。第1単独処理は、第1モータ61が第2モータ71に協調しないように、第1モータ61を単独で駆動させるための処理でもある。
第1単独処理では、第1インバータ制御部81による第1モータ61の制御に、第1指令トルクTr1*が用いられる一方で、第2指令トルクTr2*が用いられない。第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*及び第2指令トルクTr2*のうち、第1指令トルクTr1*だけを用いて第1指令電流Im1*を算出する。すなわち、第1電流指令部83は、第1指令電流Im1*の算出に第2指令トルクTr2*を用いない。例えば第2速度制御部92は、第2指令トルクTr2*を第1電流指令部83に対して出力しない。なお、第1指令電流Im1*の算出に第2指令トルクTr2*が用いられないのであれば、第2指令トルクTr2*は、第2速度制御部92から出力されてもよく、第1電流指令部83に入力されてもよい。
第1DS100及び第2DS110のいずれでも異常が発生していない場合、統括ECU40は、ステップS104に進み、DS状態差を取得する。DS状態差は、第1DS100の状態と第2DS110の状態との差である。DS状態差としては、モータ状態差などがある。モータ状態差は、第1モータ61の状態と第2モータ71の状態との差である。モータ状態差には、第1モータ速度Sr1と第2モータ速度Sr2との速度差や、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との電流差などが含まれている。速度差は、モータ速度Sr1,Sr2という検出値の差である。電流差は、モータ電流Im1,Im2という検出値の差である。モータ状態差は、状態関連値の差分でもある。ステップS104では、少なくとも速度差がモータ状態差として取得される。
統括ECU40は、ステップS105にて、速度差が大きすぎるか否かの判定を行う。統括ECU40は、速度差が所定の速度基準値よりも大きいか否かを判定し、速度差が速度基準値よりも大きい場合に速度差が大きすぎると判断する。速度差が速度基準値よりも大きくない場合、統括ECU40は、速度差が大きすぎないと判断する。速度基準値は、例えば速度差についての許容範囲の上限値である。速度差が速度基準値より大きい場合、第1モータ61及び第2モータ71のうち速度が遅い方のモータに対してクラッチ空転が生じやすい。すなわち、速度が遅い方のモータが空転しやすい。統括ECU40は、速度差が速度基準値よりも大きいか否かを判定することで、モータ状態差が許容範囲に含まれているか否かを判定する。
速度差が大きすぎる場合、統括ECU40は、クラッチ空転が生じやすいとして、ステップS109に進む。統括ECU40は、ステップS109にて、第1DS100及び第2DS110のそれぞれを単独で駆動させるための処理を行う。この処理には、第1単独処理及び第2単独処理が含まれる。この処理では、第1モータ61と第2モータ71とで出力の均等化が行われない。なお、統括ECU40は、速度差が大きすぎる場合にクラッチ空転が生じていると判断し、速度差が大きすぎない場合にクラッチ空転が生じていないと判断してもよい。
速度差が大きすぎない場合、統括ECU40は、クラッチ空転が生じにくいとして、ステップS110に進む。統括ECU40は、ステップS110にて、協調制御処理を行う。協調制御処理では、インバータ制御部81,91の協調制御が行われる。協調制御処理では、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになるように、インバータ制御部81,91によりモータ制御が行われる。
なお、ステップS105では、EPU50に通信異常が発生したか否かの判定が行われてもよい。EPU50の通信異常としては、統括経路33の異常などにより統括ECU40とインバータ制御部81,91との通信に異常が発生したこと、などがある。また、EPU50の通信異常としては、EPU経路55の異常などにより第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91との通信に異常が発生したこと、などがある。EPU50に通信異常が発生した場合、統括ECU40は、速度差に関係なく、ステップS109に進み、第1単独処理及び第2単独処理を行うことが好ましい。
さらに、ステップS105では、運転モードがいずれのモードであるかの判定が行われてもよい。例えば、運転モードが立上りモードであると判断された場合、統括ECU40は、ステップS109に進み、第1単独処理及び第2単独処理を行う。また、運転モードが定常モードであると判断された場合、統括ECU40は、ステップS110に進み、協調制御処理を行う。さらに、ステップS101~S103にて、DS100,110に異常が発生したと判断された場合、統括ECU40は、運転モードが異常モードであるとして、ステップS106~S109の処理を行う。
ここまで説明した本実施形態によれば、インバータ制御部81,91は、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになるようにモータ61,71を制御する。この構成では、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とに差が生じにくい。このため、第1モータ61と第2モータ71との間でそれぞれの出力がEPUシャフト51を介してやりとりされるということが生じにくい。したがって、第1モータ61及び第2モータ71のうち、出力が大きい方の電気的な負担が増加すること、及び出力が小さい方の熱的な負担が増加すること、を抑制できる。これにより、第1モータ61及び第2モータ71のそれぞれの負担を低減することができる。
例えば、第1モータ61の出力が第2モータ71の出力よりも大きく、且つモータ61,71のいずれでもクラッチ空転が生じていない場合を想定する。この場合、第1モータ61がEPUシャフト51を介して第2モータ71を回転させた状態になる。第1モータ61は、第2モータ71を回転させるように力行する。第2モータ71は、回生電力が生じるように回生する。第1モータ61にとっては、第2モータ71が負荷になり、第2モータ71を回生させる分だけ電気的な負担が大きくなることが懸念される。第2モータ71にとっては、回生電力を発生させることで熱が発生しやすくなり、熱的な負担が大きくなることが懸念される。また、第1モータ61及び第2モータ71のいずれにとっても、熱的に厳しい状態になる。
これに対して、本実施形態では、モータ61,71の出力差を小さくすることで、第2モータ71にて生じる回生電力を小さくできる。このため、第1モータ61については、第2モータ71を回生させるという電気的な負担を低減できる。第2モータ71については、回生に伴う発熱という熱的な負担を低減できる。また、同時に駆動する第1モータ61と第2モータ71とで出力を均一化することで、DS100,110の出力性能及び熱設計を最適化できる。これにより、DS100,110について、重量及び体格を低減できる。
本実施形態によれば、インバータ制御部81,91は、第1指令トルクTr1*及び第2指令トルクTr2*を用いてモータ61,71のそれぞれを制御する。この構成では、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とで、モータ61,71を制御するための指令トルクTr1*,Tr2*を共有できる。このため、第1インバータ制御部81が第1モータ61を制御する方法と、第2インバータ制御部91が第2モータ71を制御する方法と、を指令トルクTr1*,Tr2*により共通化できる。すなわち、インバータ制御部81,91は、指令トルクTr1*,Tr2*を用いることで同じ制御方式でモータ61,71の出力を調整できる。したがって、EPU50の製造に際して、インバータ制御部81,91を個別に設計する必要がなく、インバータ制御部81,91の設計負担を低減できる。
本実施形態では、第1DS100と第2DS110とでは、インナーループ制御での指令値として第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とが交換される。このため、第1DS100及び第2DS110のそれぞれでは、インナーループ制御の出力調整が容易になる。すなわち、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とを交換することにより、第1指令電圧Vm1*及び第2指令電圧Vm2*の調整が容易になる。
本実施形態によれば、インバータ制御部81,91は、指令トルクTr1*,Tr2*の平均値である協調トルクTr1C,Tr2Cを用いて、モータ61,71を制御する。この構成では、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*とで、モータ61,71の出力に対する寄与度を同じにできる。このように第1指令トルクTr1*の寄与度と第2指令トルクTr2*の寄与度とが同じにされることで、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになりやすい。
例えば、第1モータ61の出力が第2モータ71の出力より大きい状態で、第1指令トルクTr1*の寄与度が第2指令トルクTr2*の寄与度よりも大きくされた場合、第1モータ61の出力が更に大きくなることが懸念される。また、この状態で、第1指令トルクTr1*の寄与度が第2指令トルクTr2*の寄与度よりも小さくされた場合、第2モータ71の出力が更に小さくなることが懸念される。いずれの場合でも、指令トルクTr1*,Tr21*の寄与度が異なることで、モータ61,71の出力差が大きくなり、モータ61,71の負担が増加してしまう。
第1協調トルクTr1C及び第2協調トルクTr2Cは、いずれも指令トルクTr1*,Tr2*の平均値であるため、互いに同じ値になる。このように、第1協調トルクTr1Cと第2協調トルクTr2Cとが同じであるため、第1モータ速度Sr1と第2モータ速度Sr2とが同じになりやすい。したがって、第1DS100及び第2DS110のそれぞれにおいて、協調トルクTr1C,Tr2Cにより出力性能及び熱設計を最適化することが可能である。
本実施形態によれば、統括ECU40により算出される第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とが、共通の指令値になっている。この構成では、第1指令速度Sr1*を用いて算出される第1指令トルクTr1*と、第2指令速度Sr2*を用いて算出される第2指令トルクTr2*とが、同じ値になりやすい。このため、例えば第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とが共通化されない構成に比べて、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とを均一化しやすい。
本実施形態では、統括ECU40が第1指令速度Sr1*と第2指令速度Sr2*とを共通化している。この構成では、統括ECU40によるモータ61,71の制御を単純化できる。統括ECU40によるモータ制御を単純化しても、インバータ制御部81,91がモータ制御を個別に行っているため、モータ61,71の制御精度が低下しにくい。また、この構成では、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが、共通化された指令速度Sr1*,Sr2*を授受する必要がない。このため、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが指令速度Sr1*,Sr2*を授受するためのインターフェースが必要ない。したがって、DS100,110では、指令速度用のインターフェースを削減することにより体格及び重量を低減できる。
本実施形態では、モータ61,71の出力量に対する指令値に、指令トルクTr1*,Tr2*及び指令電流Im1*,Im2*が含まれている。指令トルクTr1*,Tr2*及び指令電流Im1*,Im2*は、DS100,110及びモータ61,71の出力との相関が強い状態量である。このため、指令トルクTr1*,Tr2*及び指令電流Im1*,Im2*を用いてモータ61,71を制御することで、第1DS100と第2DS110との間で、モータ61,71の出力分配を調整しやすくなる。
本実施形態では、モータ61,71の速度制御がインバータ制御部81,91にて行われる。この構成では、回転センサ64,74の検出信号等の速度情報は、インバータ制御部81,91に入力されればよく、統括ECU40に入力される必要がない。このため、速度情報を入力するためのインターフェースを統括ECU40に設ける必要がない。したがって、統括ECU40では、速度情報用のインターフェースを削除することにより体格及び重量を低減できる。
本実施形態によれば、EPU経路55は、統括制御部41を経由せずに第1速度制御部82と第2速度制御部92とを通信可能に接続している。この構成では、第1速度制御部82と第2速度制御部92との通信に要する時間を短縮できる。このため、電流指令部83,93にて指令電流Im1*,Im2*が算出されるタイミングに対して、指令トルクTr1*,Tr2*がEPU経路55を通じて電流指令部83,93に入力されるタイミングが遅れる、ということが生じにくい。したがって、指令電流Im1*,Im2*の算出に指令トルクTr1*,Tr2*の通信が間に合わないことに起因してモータ出力の制御精度が低下する、ことを抑制できる。すなわち、モータ61,71について、出力調整の精度を高めることができる。
本実施形態では、DS100,110のうち一方に異常が発生した場合、異常が発生した方の駆動が停止される一方で、異常が発生していない方の駆動が継続される。このため、DS100,110のうち異常が発生していない方の駆動により、EPU50の動作時間を確保することができる。
本実施形態によれば、モータ61,71は、プロペラ20の回転により飛行するeVTOL10に搭載されている。モータ61,71の出力性能及び熱設計を最適化することは、eVTOL10に搭載されるモータ61,71の重量及び体格を低減する上で効果的である。このように、DS100,110の出力性能及び熱設計を最適化することで重量低減効果を得ることは、eVTOL10等の電動飛行体を設計する上で重要である。
<第2実施形態>
上記第1実施形態では、第1DS100と第2DS110とがEPU軸線Cepuに沿って並べられていた。これに対して、第2実施形態では、第1DS100と第2DS110とがEPU軸線Cepuに沿って並べられていない。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第2本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1実施形態では、第1DS100と第2DS110とがEPU軸線Cepuに沿って並べられていた。これに対して、第2実施形態では、第1DS100と第2DS110とがEPU軸線Cepuに沿って並べられていない。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第2本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図8に示すEPU50では、第1DS100と第2DS110とが径方向RDに並べられている。第1モータシャフト65と第2モータシャフト75とは、径方向RDに並べられている。第1モータシャフト65及び第2モータシャフト75は、EPUシャフト51から径方向RDに離れた位置に設けられている。EPUシャフト51は、径方向RDにおいて第1モータシャフト65と第2モータシャフト75との間にある。
ギア53は、DS100,110に対して軸方向ADに並べられている。ギア53は、径方向RDにおいて第1DS100と第2DS110とにかけ渡された状態になっている。ギア53は、第1DS100及び第2DS110の両方に固定されている。ギア53は、第1モータシャフト65及び第2モータシャフト75のそれぞれとEPUシャフト51とを接続している。
ギア53は、第1DS100及び第2DS110のそれぞれに対して個別に減速比を設定可能である。ギア53は、第1ギア部及び第2ギア部を有している。第1ギア部は、プロペラ20に対する第1モータ61の減速比を設定可能である。第2ギア部は、プロペラ20に対する第2モータ71の減速比を設定可能である。
図9に示すように、第1DS100と第2DS110とは、統括経路33A,33Bを介して通信可能に接続されている。本実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、EPU50がEPU経路55を有していない。このため、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、統括経路33A,33B及び統括ECU40を介して通信可能に接続されている。例えば、第1インバータ制御部81から出力された信号は、統括経路33A,33B及び統括ECU40を経由して第2インバータ装置90に入力される。
ギア53は、統括経路33を介して統括ECU40に通信可能に接続されている。統括ECU40は、指令信号を出力することでギア53の動作制御を行う。統括ECU40は、DS100,110の熱的な余裕度に応じてギア53の減速比を変更する。
例えば、統括ECU40は、モータ熱状態のDS100,110について、減速比が下がるようにギア53を制御する。モータ熱状態は、インバータ回路85,95よりもモータ61,71の方が熱的な余裕が小さい状態である。モータ熱状態としては、例えば、インバータ装置80,90の温度よりもモータ装置60,70の温度が高くなっている状態がある。モータ熱状態のDS100,110では、ギア53の減速比が下がることで、モータ61,71の回転速度が抑制される。このモータ61,71においては、回転速度が低下する一方で、トルクは増加する。
統括ECU40は、インバータ熱状態のDS100,110について、減速比が上がるようにギア53を制御する。インバータ熱状態は、モータ61,71よりもインバータ回路85,95の方が熱的な余裕が小さい状態である。インバータ熱状態としては、例えば、モータ装置60,70の温度よりもインバータ装置80,90の温度が高くなっている状態である。インバータ熱状態のDS100,110では、ギア53の減速比が上がることで、モータ61,71の電流が抑制される。このモータ61,71においては、回転速度が増加する一方で、トルクは低下する。なお、ギア53の減速比が上がることでモータ61,71のトルクが抑制された場合、このモータ61,71においては、電流が減少する。
モータ61,71は、モータ61,71の回転速度が高いほど熱的に厳しい状態になる。DS100,110では、モータ61,71の回転速度が増加しても、インバータ回路85,95への熱的な影響はない。インバータ回路85,95は、インバータ回路85,95に流れる電流に依存しており、この電流が大きいほど熱的に厳しい状態になる。ただし、モータ61,71により回転する空冷ファンが設けられたEPU50では、モータ61,71の回転速度が高いほどインバータ回路85,95が熱的に有利になる。空冷ファンは、モータシャフト65,75に接続されており、EPU50の外面に沿って冷却風が流れるように空気を送風可能である。
EPU50では、DS100,110の配置によってDS100,110の熱条件が異なりやすい。例えば、本実施形態のようにDS100,110が径方向RDに並べられた並列配置と、上記第1実施形態のようにDS100,110が軸方向ADに並べられた直列配置とでは、EPU50の内部であっても熱条件が異なる。特に、上記第1実施形態のようにDS100,110がスタックするように重ねられた構成では、DS100,110の間に熱的な条件の差が生じやすい。例えば、DS100,110のうち一方が他方に比べて冷却条件が良い、という差が生じやすい。
本実施形態では、EPU50がEPU経路55を有していないため、インバータ制御部81,91で情報を授受するための直接インターフェースが必要ない。すなわち、直接インターフェースを第1DS100及び第2DS110に設ける必要がない。したがって、DS100,110では、直接インターフェースを削除することにより体格及び重量を低減できる。
<第3実施形態>
上記第1実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が指令トルクTr1*,Tr2*を用いて行われていた。これに対して、第3実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が指令電流Im1*,Im2*を用いて行われる。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第3本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が指令トルクTr1*,Tr2*を用いて行われていた。これに対して、第3実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が指令電流Im1*,Im2*を用いて行われる。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第3本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図10に示すように、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、指令出力として指令電流Im1*,Im2*を授受する。第1インバータ制御部81では、第1電流指令部83が、第1電流制御部84に加えて第2電流指令部93に対して第1指令電流Im1*を出力する。第1指令電流Im1*は、第1電流指令部83からEPU経路55を介して第2電流指令部93に入力される。第2インバータ制御部91では、第2電流指令部93が、第2電流制御部94に加えて第1電流指令部83に対して第2指令電流Im2*を出力する。第2指令電流Im2*は、第2電流指令部93からEPU経路55を介して第1電流指令部83に入力される。
第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*に加えて第2指令電流Im2*を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*に加えて第1指令電流Im1*を用いて第2指令電流Im2*を算出する。このようにインバータ制御部81,91で指令電流Im1*,Im2*が共有されることで、第1指令電流Im1*と第2指令電流Im2*とが同じになりやすい。
例えば、第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*を用いて第1協調電流を算出し、この第1協調電流を第2電流指令部93に対して出力する。第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*を用いて第2協調電流を算出し、この第2協調電流を第1電流指令部83に対して出力する。第1電流指令部83は、第1協調電流と第2協調電流とを用いて第1指令電流Im1*を算出する。例えば、第1電流指令部83は、第1協調電流と第2協調電流との平均値を第1指令電流Im1*として算出する。第2電流指令部93は、第1協調電流と第2協調電流とを用いて第2指令電流Im2*を算出する。例えば、第2電流指令部93は、第1協調電流と第2協調電流との平均値を第2指令電流Im2*として算出する。
<第4実施形態>
上記第1実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が指令出力を用いて行われていた。これに対して、第4実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御がモータ情報を用いて行われる。第4実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第4本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が指令出力を用いて行われていた。これに対して、第4実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御がモータ情報を用いて行われる。第4実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第4本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図11に示すように、電流指令部83,93は、指令トルクTr1*,Tr2*に加えてモータ電流Im1,Im2を用いて指令電流Im1*,Im2*を算出する。第1インバータ装置80では、第1電流センサ86が、第1電流制御部84に加えて第1電流指令部83に対して第1モータ電流Im1を出力する。第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*に加えて第1モータ電流Im1を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第1電流指令部83は、関数などを用いて、第1指令トルクTr1*及び第1モータ電流Im1から第1指令電流Im1*を算出する。
第2インバータ装置90では、第2電流センサ96が、第2電流制御部94に加えて第2電流指令部93に対して第2モータ電流Im2を出力する。第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*に加えて第2モータ電流Im2を用いて第2指令電流Im2*を算出する。第2電流指令部93は、関数などを用いて、第2指令トルクTr2*及び第2モータ電流Im2から第2指令電流Im2*を算出する。
インバータ制御部81,91は、モータ情報としてモータ電流Im1,Im2を用いて協調制御を行う。この協調制御にて用いられるモータ電流Im1,Im2は、モータ61,71の状態を検出した検出値である。第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、モータ情報としてモータ電流Im1,Im2を授受する。インバータ制御部81,91は、第1モータ61の出力である第1モータ電流Im1と、第2モータ71の出力である第2モータ電流Im2と、が同じになるように協調制御を行う。すなわち、インバータ制御部81,91は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との差が最小になるように協調制御を行う。
第1電流センサ86は、第1電流指令部83に加えて第2電流指令部93に対して第1モータ電流Im1を出力する。第1モータ電流Im1は、第1電流センサ86からEPU経路55を介して第2電流指令部93に入力される。第2電流センサ96は、第2電流指令部93に加えて第1電流指令部83に対して第2モータ電流Im2を出力する。第2モータ電流Im2は、第2電流センサ96からEPU経路55を介して第1電流指令部83に入力される。
第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*及び第1モータ電流Im1に加えて第2モータ電流Im2を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*及び第2モータ電流Im2に加えて第1モータ電流Im1を用いて第2指令電流Im2*を算出する。このようにインバータ制御部81,91でモータ電流Im1,Im2が共有されることで、第1指令電流Im1*と第2指令電流Im2*とが同じになりやすい。
例えば、第1電流指令部83は、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2を用いて第1検出電流を算出する。例えば、第1電流指令部83は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との平均値を第1検出電流として算出する。そして、第1電流指令部83は、関数などを用いて、第1検出電流から第1算出トルクを算出する。第1算出トルクは、モータ61,71のトルクを示す推定値である。第1電流指令部83は、第1算出トルクを用いてフィードバック制御等により第1指令電流Im1*を算出する。例えば、第1電流指令部83は、第1算出トルクが第1指令トルクTr1*になるように第1指令電流Im1*を算出する。
第2電流指令部93は、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2を用いて第2検出電流を算出する。例えば、第2電流指令部93は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との平均値を第2検出電流として算出する。そして、第2電流指令部93は、関数などを用いて、第2検出電流から第2算出トルクを算出する。第2算出トルクは、モータ61,71のトルクを示す推定値である。第2電流指令部93は、第2算出トルクを用いてフィードバック制御等により第2指令電流Im2*を算出する。例えば、第2電流指令部93は、第2算出トルクが第2指令トルクTr2*になるように第2指令電流Im2*を算出する。
本実施形態によれば、インバータ制御部81,91は、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2を用いてモータ61,71を制御する。この構成では、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とで、モータ61,71を制御するためのモータ電流Im1,Im2を共有できる。このため、第1インバータ制御部81が第1モータ61を制御する方法と、第2インバータ制御部91が第2モータ71を制御する方法と、をモータ電流Im1,Im2により共通化できる。すなわち、インバータ制御部81,91は、モータ電流Im1,Im2を用いることで同じ制御方式でモータ61,71の出力を調整できる。
本実施形態によれば、第1DS100と第2DS110とで、モータ61,71の出力状態を示す検出値として第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2とが交換される。このため、第1DS100では、第1モータ電流Im1を調整する精度を第2モータ電流Im2により高めることができる。同様に、第2DS110では、第2モータ電流Im2を調整する精度を第1モータ電流Im1により高めることができる。すなわち、モータ61,71の出力であるモータ電流Im1,Im2の調整精度を高めることができる。
本実施形態によれば、インバータ制御部81,91は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2とが同じになるようにモータ71,71を制御する。この構成では、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との均一化が図られることで、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力との均一化が図られる。このように、モータ電流Im1,Im2により、第1モータ61及び第2モータ71のそれぞれの負担を低減できる。
<第5実施形態>
上記第4実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御がモータ情報として検出値を用いて行われていた。これに対して、第5実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が推定値を用いて行われる。第5実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第4実施形態と同様である。第5本実施形態では、上記第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第4実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御がモータ情報として検出値を用いて行われていた。これに対して、第5実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御が推定値を用いて行われる。第5実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第4実施形態と同様である。第5本実施形態では、上記第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
図12に示すように、第1インバータ制御部81は、第1トルク推定部87を有している。第2インバータ制御部91は、第2トルク推定部97を有している。図12においては、第1トルク推定部87をTEU1、第2トルク推定部97をTEU2、と図示している。
第1インバータ装置80では、第1電流センサ86が第1電流制御部84に加えて第1トルク推定部87に対して第1モータ電流Im1を出力する。第1トルク推定部87は、第1モータ電流Im1を用いて第1モータトルクTr1を算出する。第1モータトルクTr1は、第1モータ61のトルクを推定した推定値である。第1モータトルクTr1は、第1モータ61の情報を示す情報であり、第1モータ情報に相当する。第1トルク推定部87は、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第1モータ電流Im1から第1モータトルクTr1を算出する。第1トルク推定部87は、第1電流指令部83及び第2電流指令部93に対して第1モータトルクTr1を出力する。第1電流指令部83及び第1電流制御部84は、第1モータトルクTr1を取得する。第1電流指令部83及び第1電流制御部84は、第1情報取得部に相当する。
第2インバータ装置90では、第2電流センサ96が第2電流制御部94に加えて第2トルク推定部97に対して第2モータ電流Im2を出力する。第2トルク推定部97は、第2モータ電流Im2を用いて第2モータトルクTr2を算出する。第2モータトルクTr2は、第2モータ71のトルクを推定した推定値である。第2モータトルクTr2は、第2モータ71の情報を示す情報であり、第2モータ情報に相当する。第2トルク推定部97は、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第2モータ電流Im2から第2モータトルクTr2を算出する。第2トルク推定部97は、第1電流指令部83及び第2電流指令部93に対して第2モータトルクTr2を出力する。第2電流指令部93及び第2電流制御部94は、第2モータトルクTr2を取得する。第2電流指令部93及び第2電流制御部94は、第2情報取得部に相当する。
インバータ制御部81,91は、モータ情報としてモータトルクTr1,Tr2を用いて協調制御を行う。この協調制御にて用いられるモータトルクTr1,Tr2は、モータ61,71の状態を推定した推定値である。第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、モータ情報としてモータトルクTr1,Tr2を授受する。インバータ制御部81,91は、第1モータ61の出力である第1モータトルクTr1と、第2モータ71の出力である第2モータトルクTr2と、が同じになるように協調制御を行う。すなわち、インバータ制御部81,91は、第1モータトルクTr1と第2モータトルクTr2との差分が最小になるように協調制御を行う。
第1電流指令部83は、第1指令トルクTr1*に加えて第1モータトルクTr1及び第2モータトルクTr2を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第2電流指令部93は、第2指令トルクTr2*に加えて第1モータトルクTr1及び第2モータトルクTr2を用いて第2指令電流Im2*を算出する。このようにインバータ制御部81,91でモータトルクTr1,Tr2が共有されることで、第1指令電流Im1*と第2指令電流Im2*とが同じになりやすい。
例えば、第1電流指令部83は、第1モータトルクTr1及び第2モータトルクTr2を用いて第1推定トルクを算出する。例えば、第1電流指令部83は、第1モータトルクTr1と第2モータトルクTr2との平均値を第1推定トルクとして算出する。そして、第1電流指令部83は、第1推定トルクを用いてフィードバック制御等により第1指令電流Im1*を算出する。例えば、第1電流指令部83は、第1推定トルクが第1指令トルクTr1*になるように第1指令電流Im1*を算出する。
第2電流指令部93は、第1モータトルクTr1及び第2モータトルクTr2を用いて第2推定トルクを算出する。例えば、第2電流指令部93は、第1モータトルクTr1と第2モータトルクTr2との平均値を第2推定トルクとして算出する。そして、第2電流指令部93は、第2推定トルクを用いてフィードバック制御等により第2指令電流Im2*を算出する。例えば、第2電流指令部93は、第2推定トルクが第2指令トルクTr2*になるように第2指令電流Im2*を算出する。
本実施形態によれば、インバータ制御部81,91は、第1モータトルクTr1及び第2モータトルクTr2を用いてモータ61,71を制御する。この構成では、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とで、モータ61,71を制御するためのモータトルクTr1,Tr2を共有できる。このため、第1インバータ制御部81が第1モータ61を制御する方法と、第2インバータ制御部91が第2モータ71を制御する方法と、をモータトルクTr1,Tr2により共通化できる。すなわち、インバータ制御部81,91は、モータトルクTr1,Tr2を用いることで同じ制御方式でモータ61,71の出力を調整できる。
本実施形態では、第1DS100と第2DS110とが、モータ61,71の出力状態を示す推定値として第1モータトルクTr1と第2モータトルクTr2とを交換する。このため、第1DS100では、第1モータトルクTr1を調整する精度を第2モータトルクTr2により高めることができる。同様に、第2DS110では、第2モータトルクTr2を調整する精度を第1モータトルクTr1により高めることができる。すなわち、モータ61,71の出力であるモータトルクTr1,Tr2の調整精度を高めることができる。
インバータ制御部81,91では、モータトルクTr1,Tr2が推定されるため、モータトルクTr1,Tr2を検出する必要がない。すなわち、モータトルクTr1,Tr2を検出するためのセンサをDS100,110に設ける必要がない。このようにトルクを検出するためのセンサを削減することで、DS100,110の重量及び体格を低減できる。
<第6実施形態>
上記第1実施形態では、インバータ制御部81,91が、モータ61,71のトルクに対する指令値として指令トルクTr1*,Tr2*を算出していた。これに対して、第6実施形態では、統括ECU40がモータ61,71のトルクに対する指令値を算出する。第6実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第6本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1実施形態では、インバータ制御部81,91が、モータ61,71のトルクに対する指令値として指令トルクTr1*,Tr2*を算出していた。これに対して、第6実施形態では、統括ECU40がモータ61,71のトルクに対する指令値を算出する。第6実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第6本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図13に示すように、統括ECU40は、統括制御部41に加えて統括速度部42を有している。統括制御部41は、上記第1実施形態のように第1指令速度Sr1*及び第2指令速度Sr2*を算出するのではなく、統括指令速度Sr*を算出する。統括指令速度Sr*は、第1モータ61及び第2モータ71に対する共通の指令速度である。統括制御部41は、操作部に対するパイロットの操作態様などに応じて統括指令速度Sr*を算出する。統括指令速度Sr*は、統括速度部42に入力される。図13においては、統括速度部42をSCUと図示している。
本実施形態では、統括ECU40が統括速度部42を有している一方で、インバータ制御部81,91が速度制御部82,92を有していない。回転センサ64,74は、統括速度部42に対してモータ速度Sr1,Sr2を出力する。モータ速度Sr1,Sr2は、回転センサ64,74から統括経路33A,33Bを介して統括速度部42に入力される。
統括速度部42は、フィードバック制御等により速度制御を行う。統括速度部42は、速度制御として、モータ61,71の回転速度を制御する。統括速度部42は、統括指令トルクTr*を算出する。統括指令トルクTr*は、モータ61,71のトルクに対する共通の指令値である。統括指令トルクTr*は、モータ61,71の出力を調整するための共通の指令出力である。
統括速度部42は、統括指令速度Sr*及びモータ速度Sr1,Sr2を用いて統括指令トルクTr*を算出する。統括速度部42は、第1モータ速度Sr1及び第2モータ速度Sr2を用いて協調速度を算出する。例えば、統括速度部42は、第1モータ速度Sr1と第2モータ速度Sr2との平均値を協調速度として算出する。そして、統括速度部42は、協調速度を用いてフィードバック制御等により統括指令トルクTr*を算出する。例えば、統括速度部42は、協調速度が統括指令速度Sr*になるように統括指令トルクTr*を算出する。
統括速度部42は、統括指令トルクTr*を第1電流指令部83及び第2電流指令部93のそれぞれに対して出力する。統括指令トルクTr*は、統括ECU40から第1統括経路33Aを介して第1インバータ制御部81に入力される。また、統括指令トルクTr*は、統括ECU40から第2統括経路33Bを介して第2インバータ制御部91に入力される。第1電流指令部83は、統括指令トルクTr*を用いて第1指令電流Im1*を算出する。第2電流指令部93は、統括指令トルクTr*を用いて第2指令電流Im2*を算出する。
本実施形態では、インバータ制御部81,91の協調制御として、第1モータ61の出力調整と第2モータ71の出力調整との両方に統括指令トルクTr*が用いられる。統括指令トルクTr*は、第1インバータ制御部81及び第2インバータ制御部91にとって共通の指令値であり、共通指令に相当する。このように統括指令トルクTr*が協調制御に用いられることで、第1モータ61に出力と第2モータ71の出力とが均等化されやすい。
本実施形態によれば、統括指令トルクTr*が共通の指令値として、第1モータ61の出力調整と第2モータ71の出力調整との両方に用いられる。この構成では、指令電流Im1*,Im2*が統括指令トルクTr*を用いて算出されるため、第1指令電流Im1*と第2指令電流Im2*とが同じ値になりやすい。このため、例えば第1指令電流Im1*の算出に用いられるパラメータと、第2指令電流Im2*の算出に用いられるパラメータとが異なる構成に比べて、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力値を均一化しやすい。
本実施形態では、統括ECU40は、第1モータ61に対する指令トルクと、第2モータ71に対する指令トルクとを、統括指令トルクTr*として共通化している。この構成では、統括ECU40が第1インバータ制御部81及び第2インバータ制御部91の両方に対して共通の統括指令トルクTr*を出力すればよい。このため、統括ECU40によるモータ61,71の制御を単純化すること、及びモータ61,71の制御精度を高めること、の両方を統括指令トルクTr*により実現できる。また、この構成では、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91との間で指令トルクを授受する必要がない。このため、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91との間で指令トルクを授受するためのインターフェースを削減することができる。
<第7実施形態>
上記第6実施形態では、統括ECU40が、モータ61,71の回転状態を示すモータ速度Sr1,Sr2に応じてモータ61,71の出力を制御していた。これに対して、第7実施形態では、統括ECU40が、EPUシャフト51の回転状態に応じてモータ61,71の出力を制御する。第7実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第6実施形態と同様である。第7本実施形態では、上記第6実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第6実施形態では、統括ECU40が、モータ61,71の回転状態を示すモータ速度Sr1,Sr2に応じてモータ61,71の出力を制御していた。これに対して、第7実施形態では、統括ECU40が、EPUシャフト51の回転状態に応じてモータ61,71の出力を制御する。第7実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第6実施形態と同様である。第7本実施形態では、上記第6実施形態と異なる点を中心に説明する。
図14に示すように、EPU50は、EPU回転センサ54を有している。EPU回転センサ54は、EPUシャフト51の回転数をEPU回転数として検出する。EPU回転センサ54は、例えばエンコーダやレゾルバなどを含んで構成されている。EPU回転センサ54は、例えばギア53に設けられている。EPU回転センサ54は、統括ECU40に通信可能に接続されており、統括ECU40に対して検出信号を出力する。EPU回転センサ54は、統括経路33を介して統括ECU40に接続されている。図14においては、EPU回転センサ54をRSと図示している。
EPU回転センサ54は、EPU回転数を検出することで、EPU50の状態を検出する。EPU回転センサ54は、統括ECU40に対してEPU速度Srを出力する。EPU速度Srは、EPU回転センサ54の検出結果であり、EPUシャフト51の回転速度を示す検出値である。EPU速度Srは、EPU50及びモータ61,71の状態を示す情報である。EPU速度Srは、EPU回転センサ54の検出信号に含まれている。EPU速度Srは、EPU回転センサ54から統括経路33を介して統括速度部42に入力される。
統括速度部42は、統括指令速度Sr*及びEPU速度Srを用いて統括指令トルクTr*を算出する。例えば、統括速度部42は、EPU速度Srが統括指令速度Sr*になるように統括指令トルクTr*を算出する。
<第8実施形態>
第8実施形態では、指令トルクTr1*,Tr2*等の指令値について平均値が算出される。第8実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第8本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
第8実施形態では、指令トルクTr1*,Tr2*等の指令値について平均値が算出される。第8実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第8本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図15に示すように、第1インバータ制御部81は、第1平均部141及び第1信号部145を有している。第1平均部141には、第1指令値C1が入力される。第2インバータ制御部91は、第2平均部151及び第2信号部155を有している。第2平均部151には、第2指令値C2が入力される。第1指令値C1及び第2指令値C2は、例えば上記第1実施形態の第1指令トルクTr1*及び第2指令トルクTr2*である。第1平均部141及び第2平均部151は、例えば第1電流指令部83及び第2電流指令部93である。
インバータ制御部81,91では、第1指令値C1及び第2指令値C2を用いて協調制御が行われる。第1インバータ制御部81では、第1指令値C1に加えて第2指令値C2が第1平均部141に入力される。第1平均部141は、第1指令値C1と第2指令値C2との平均値を第1平均指令C1aとして算出する。第1平均部141は、第1平均指令C1aを第1信号部145に対して出力する。第1平均指令C1aは、例えば上記第1実施形態の第1指令電流Im1*である。第1平均指令C1aについては、式3が成り立つ。
C1a=(C1+C2)/2・・・式3
式3では、第1平均指令C1aに対する寄与度が、第1指令値C1と第2指令値C2とで同じになっている。すなわち、第1指令値C1が第1平均指令C1aに寄与する比率と、第2指令値C2が第1平均指令C1aに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第1平均指令C1aが平均指令に相当し、第1平均部141が指令平均部に相当する。
式3では、第1平均指令C1aに対する寄与度が、第1指令値C1と第2指令値C2とで同じになっている。すなわち、第1指令値C1が第1平均指令C1aに寄与する比率と、第2指令値C2が第1平均指令C1aに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第1平均指令C1aが平均指令に相当し、第1平均部141が指令平均部に相当する。
第1信号部145は、第1平均指令C1aを用いて第1モータ指令を算出する。第1信号部145には、第1平均指令C1aが入力される。第1信号部145は、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第1平均指令C1aから第1モータ指令を演算する。第1信号部145は、例えば第1インバータ回路85に対して第1モータ指令を出力する。第1モータ指令及び第1信号部145は、例えば第1指令電圧Vm1*及び第1電流制御部84である。
第2インバータ制御部91では、第1指令値C1に加えて第2指令値C2が第2平均部151に入力される。第2平均部151は、第1指令値C1と第2指令値C2との平均値を第2平均指令C2aとして算出する。第2平均部151は、第2平均指令C2aを第2信号部155に対して出力する。第2平均指令C2aは、例えば上記第1実施形態の第2指令電流Im2*である。第2平均指令C2aについては、式4が成り立つ。
C2a=(C1+C2)/2・・・式4
式3では、第2平均指令C2aに対する寄与度が、第1指令値C1と第2指令値C2とで同じになっている。すなわち、第1指令値C1が第2平均指令C2aに寄与する比率と、第2指令値C2が第2平均指令C2aに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第2平均指令C2aが平均指令に相当し、第2平均部151が指令平均部に相当する。
式3では、第2平均指令C2aに対する寄与度が、第1指令値C1と第2指令値C2とで同じになっている。すなわち、第1指令値C1が第2平均指令C2aに寄与する比率と、第2指令値C2が第2平均指令C2aに寄与する比率と、が同じになっている。なお、第2平均指令C2aが平均指令に相当し、第2平均部151が指令平均部に相当する。
第2信号部155は、第2平均指令C2aを用いて第2モータ指令を算出する。第2信号部155には、第2平均指令C2aが入力される。第2信号部155は、所定の関数や演算式、マップなどを用いて、第2平均指令C2aから第2モータ指令を演算する。第2信号部155は、例えば第2インバータ回路95に対して第2モータ指令を出力する。第2モータ指令及び第2信号部155は、例えば第2指令電圧Vm2*及び第2電流制御部94である。
図15においては、第1平均部141に式3を図示し、第2平均部151に式4を図示している。また、第1信号部145をSS1、第2信号部155をSS2、と図示している。
本実施形態によれば、インバータ制御部81,91がモータ61,71の制御に用いる平均指令C1a,C2aは、指令値C1,C2の平均値である。この構成では、第1指令値C1と第2指令値C2とで、モータ61,71の出力に対する寄与度を同じにできる。このように第1指令値C1の寄与度と第2指令値C2の寄与度とが同じにされることで、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになりやすい。
例えば、第1モータ61の出力が第2モータ71の出力より大きい状態で、第1指令値C1の寄与度が第2指令値C2の寄与度よりも大きくされた場合、第1モータ61の出力が更に大きくなることが懸念される。また、この状態で、第1指令値C1の寄与度が第2指令値C2の寄与度よりも小さくされた場合、第2モータ71の出力が更に小さくなることが懸念される。いずれの場合でも、指令値C1,C2の寄与度が異なることで、モータ61,71の出力差が大きくなり、モータ61,71の負担が増加してしまう。
第1平均指令C1a及び第2平均指令C2aは、いずれも指令値C1,C2の平均値であるため、互いに同じ値になる。このように、第1平均指令C1aと第2平均指令C2aとが同じであるため、モータ61,71ではモータ速度Sr1,Sr2等の出力が同じになりやすい。したがって、第1DS100及び第2DS110のそれぞれにおいて、平均指令C1a,C2aにより出力性能及び熱設計を最適化することが可能である。
<第9実施形態>
第9実施形態では、モータ電流Im1,Im2等の検出値を用いて指令トルクTr1*,Tr2*等の指令値が補正される。第9実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第4、第8実施形態と同様である。第9本実施形態では、上記第4、第8実施形態と異なる点を中心に説明する。
第9実施形態では、モータ電流Im1,Im2等の検出値を用いて指令トルクTr1*,Tr2*等の指令値が補正される。第9実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第4、第8実施形態と同様である。第9本実施形態では、上記第4、第8実施形態と異なる点を中心に説明する。
図16に示すように、第1インバータ制御部81は、第1比率部142及び第1信号部145を有している。第1比率部142には、第1指令値C1及び第1検出値S1が入力される。第2インバータ制御部91は、第2比率部152及び第2信号部155を有している。第2比率部152には、第2指令値C2及び第2検出値S2が入力される。第1検出値S1及び第2検出値S2は、例えば上記第4実施形態の第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2である。第1比率部142及び第2比率部152は、例えば第1電流指令部83及び第2電流指令部93である。第1検出値S1及び第2検出値S2は、インバータ制御部81,91により制御される制御量である。
インバータ制御部81,91では、第1検出値S1及び第2検出値S2を用いて協調制御が行われる。第1インバータ制御部81では、第1モータ電流Im1に加えて第2モータ電流Im2が第1比率部142に入力される。第1比率部142は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との比率を用いて、第1指令値C1から第1比率指令C1bを算出する。第1比率部142は、第1比率指令C1bを第1信号部145に対して出力する。第1比率指令C1bは、モータ電流Im1,Im2の比率により第1指令値C1を補正した値である。例えば、第1比率部142は、第1モータ電流Im1に対する第2モータ電流Im2の割合を第1指令値C1に掛けた値を、第1比率指令C1bとして算出する。第1比率指令C1bは、例えば上記第4実施形態の第1指令電流Im1*である。第1比率指令C1bについては、式5が成り立つ。
C1b=C1×S2/S1・・・式5
式5では、第1比率指令C1bに対する第1指令値C1の寄与度が、第1モータ電流Im1に対する第2モータ電流Im2の割合に応じて変化する。例えば、第1モータ電流Im1に対して第2モータ電流Im2が大きいほど、第1比率指令C1bが第1指令値C1に対して大きい値に設定される。第1信号部145は、第1比率指令C1bを用いて第1モータ指令を算出する。
式5では、第1比率指令C1bに対する第1指令値C1の寄与度が、第1モータ電流Im1に対する第2モータ電流Im2の割合に応じて変化する。例えば、第1モータ電流Im1に対して第2モータ電流Im2が大きいほど、第1比率指令C1bが第1指令値C1に対して大きい値に設定される。第1信号部145は、第1比率指令C1bを用いて第1モータ指令を算出する。
第2インバータ制御部91では、第2モータ電流Im2に加えて第1モータ電流Im1が第2比率部152に入力される。第2比率部152は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との比率を用いて、第2指令値C2から第2比率指令C2bを算出する。第2比率部152は、第2比率指令C2bを第2信号部155に対して出力する。第2比率指令C2bは、モータ電流Im1,Im2の比率により第2指令値C2を補正した値である。例えば、第2比率部152は、第2モータ電流Im2に対する第1モータ電流Im1の割合を第2指令値C2に掛けた値を、第2比率指令C2bとして算出する。第2比率指令C2bは、例えば上記第4実施形態の第2指令電流Im2*である。第2比率指令C2bについては、式6が成り立つ。
C2b=C2×S1/S2・・・式6
式6では、第2比率指令C2bに対する第2指令値C2の寄与度が、第2モータ電流Im2に対する第1モータ電流Im1の割合に応じて変化する。例えば、第2モータ電流Im2に対して第1モータ電流Im1が大きいほど、第2比率指令C2bが第2指令値C2に対して大きい値に設定される。第2信号部155は、第2比率指令C2bを用いて第2モータ指令を算出する。
式6では、第2比率指令C2bに対する第2指令値C2の寄与度が、第2モータ電流Im2に対する第1モータ電流Im1の割合に応じて変化する。例えば、第2モータ電流Im2に対して第1モータ電流Im1が大きいほど、第2比率指令C2bが第2指令値C2に対して大きい値に設定される。第2信号部155は、第2比率指令C2bを用いて第2モータ指令を算出する。
<第10実施形態>
第10実施形態では、第1モータ61と第2モータ71とでモータ電流Im1,Im2等の検出値が同じになるようにフィードバック制御が行われる。第10実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1、第9実施形態と同様である。第10本実施形態では、上記第1、第9実施形態と異なる点を中心に説明する。
第10実施形態では、第1モータ61と第2モータ71とでモータ電流Im1,Im2等の検出値が同じになるようにフィードバック制御が行われる。第10実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1、第9実施形態と同様である。第10本実施形態では、上記第1、第9実施形態と異なる点を中心に説明する。
図17に示すように、第1インバータ制御部81は、第1信号部145、第1検出差分部146、第1ゼロ差分部147、第1演算部148及び第1加算部149を有している。第2インバータ制御部91は、第2信号部155、第2検出差分部156、第2ゼロ差分部157、第2演算部158及び第2加算部159を有している。
インバータ制御部81,91では、上記第9実施形態と同様に、第1検出値S1及び第2検出値S2を用いて協調制御が行われる。第1インバータ制御部81では、第1検出値S1及び第2検出値S2が第1検出差分部146に入力される。第2検出値S2は、第2DS110からEPU経路55を介して第1DS100に入力される。第1検出差分部146は、第1検出値S1と第2検出値S2との差分を第1検出差分値S1aとして算出する。第1ゼロ差分部147は、ゼロと第1検出差分値S1aとの差分を第1ゼロ差分値S1bとして算出する。第1演算部148は、PI制御等のフィードバック制御により第1演算値C1cを算出する。第1演算部148は、例えば第1ゼロ差分値S1bがゼロになるように第1演算値C1cを算出する。第1加算部149は、第1指令値C1と第1演算値C1cとを加算して第1加算値C1dを算出する。第1信号部145は、第1加算値C1dを用いて第1モータ指令を算出する。
第2インバータ制御部91では、第1検出値S1及び第2検出値S2が第2検出差分部156に入力される。第1検出値S1は、第1DS100からEPU経路55を介して第2DS110に入力される。第2検出差分部156は、第1検出値S1と第2検出値S2との差分を第2検出差分値S2aとして算出する。第2ゼロ差分部157は、ゼロと第2検出差分値S2aとの差分を第2ゼロ差分値S2bとして算出する。第2演算部158は、PI制御等のフィードバック制御により第2演算値C2cを算出する。第2演算部158は、例えば第2ゼロ差分値S2bがゼロになるように第2演算値C2cを算出する。第2加算部159は、第2指令値C2と第2演算値C2cとを加算して第2加算値C2dを算出する。第2信号部155は、第2加算値C2dを用いて第2モータ指令を算出する。
<第11実施形態>
第11実施形態では、統括ECU40が、協調制御として第1協調制御と第2協調制御とを選択的に行う。第11実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第11本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
第11実施形態では、統括ECU40が、協調制御として第1協調制御と第2協調制御とを選択的に行う。第11実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第11本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
統括ECU40が行う飛行制御処理について、図18のフローチャートを参照しつつ説明する。統括ECU40は、上記第1実施形態と同様に、ステップS101~S109の処理を行う。
本実施形態では、ステップS105にて速度差が大きすぎないと判断された場合、統括ECU40は、ステップS201に進む。統括ECU40は、ステップS201にて、DS異変が発生したか否かを判定する。DS異変は、DS100,110にて発生した異変であり、異常にはならない範囲でDS100,110に生じた変化である。例えば、統括ECU40は、DS状態差が所定の異変範囲に含まれているか否かを判定する。速度差が大きすぎるか否かの判定はステップS105にて行われているため、ステップS201では、速度差以外のDS状態差が異変範囲に含まれているかの判定が行われる。DS状態が異変範囲に含まれている場合、統括ECU40は、DS異変が発生したと判断する。速度差以外のDS状態差が異変範囲に含まれていない場合、統括ECU40は、DS異変が発生していないと判断する。
DS異変としては、温度異変や劣化異変、部分的異変などがある。温度異変が発生した場合としては、DS温度差が異変範囲に達した場合などがある。DS温度差は、第1DS100の温度と第2DS110の温度との差である。DS100,110の温度としては、熱的な最弱部位など、熱的に弱い部位や部品の温度が検出される。DS100,110の温度としては、例えばモータ温度がある。DS温度差が所定差異常の場合、統括ECU40は、DS温度差が異変範囲に含まれていないと判断する。なお、DS100,110の温度としては、冷却温度が用いられてもよい。冷却温度としては、冷却部101,111の冷媒温度や冷却フィンの温度などがある。
劣化異変が発生した場合としては、DS100,110の劣化状態が異変範囲に達した場合などがある。統括ECU40は、劣化指標を用いてDS100,110の劣化状態を取得する。統括ECU40は、例えばDS100,110の劣化状態を示す指標として劣化指標を算出し、この劣化指標を用いて劣化状態を取得する。統括ECU40は、例えばモータ61,71の電流、電圧及び回転速度の少なくとも1つを用いて劣化指標を算出する。また、統括ECU40は、劣化指標の算出に、指令トルクTr1*,Tr2*等の制御指令を用いる。統括ECU40は、劣化指標の算出に、DS100,110の温度や、DS100,110の温度が上昇する度合い、を用いてもよい。統括ECU40は、劣化指標の算出に、ステップS101~S103にてDS100,110の異常を検出する回数や異常検出頻度、を用いてもよい。統括ECU40は、劣化指標の算出に、電力経路32の抵抗値や、電力経路32にて生じる損失、モータ61,71の効率、を用いてもよい。
部分的異変が発生した場合としては、DS100,110が駆動可能な範囲で、DS100,110に部分的な異変が生じた場合などがある。部分的異変としては、DS100,110の出力性能が一部喪失するような、DS100,110の部分的な故障などがある。DS100,110の部分的な故障としては、1相故障や給電制限などがある。1相故障は、モータ61,71が有する複数相のうち1相が故障することで生じる。給電制限は、バッテリ31の異常が発生することでバッテリ31からDS100,110に入力される入力電力が制限されることで生じる。
DS異変が発生していない場合、統括ECU40は、ステップS202に進み、第1協調制御を行う。DS異変が発生した場合、統括ECU40は、ステップS203に進み、第2協調制御を行う。統括ECU40は、第1協調制御及び第2協調制御のいずれによりインバータ制御部81,91を協調させるのかの判定をステップS201にて行う。統括ECU40におけるステップS201の処理を実行する機能が実行判定部に相当する。
ステップS202において、第1協調制御は、上記第1実施形態のステップS110にて行われる協調制御と同じ制御である。第1協調制御では、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになるように、インバータ制御部81,91によるモータ制御が行われる。統括ECU40におけるステップS202の処理を実行する機能が第1実行部に相当する。
ステップS203において、第2協調制御では、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とに出力差が生じるように、インバータ制御部81,91によるモータ制御が行われる。統括ECU40におけるステップS203の処理を実行する機能が第2実行部に相当する。
第2協調制御では、モータ61,71の出力に対する寄与度が第1状態関連値と第2状態関連値とで異なるように、寄与度の比率が設定される。第2協調制御では、寄与度の比率が調整されることで、モータ61,71の出力分配が制御される。状態関連値として指令出力が用いられる場合、モータ61,71の出力に対する寄与度が第1指令出力と第2指令出力とで異なるように、寄与度の比率が設定される。
寄与度の比率は、第1状態関連値と第2状態関連値との大小関係に応じて設定される。例えば、状態関連値としてDS100,110の温度が用いられる構成では、DS温度差が異変範囲に達すると、DS100,110のうち温度が高い方のモータ出力が小さくなるように、且つ低い方のモータ出力が大きくなるように、寄与度の比率が設定される。さらに、DS温度差が大きいほどモータ出力の差が大きくなるように、寄与度の比率が設定される。
また、状態関連値としてDS100,110の劣化指数が用いられる構成では、DS100,110の劣化状態が異変範囲に達すると、DS100,110のうち劣化が進んでいる方のモータ出力が小さくなるように、寄与度の比率が設定される。DS100,110のうち劣化が進んでいない方については、モータ出力が大きくなるように寄与度の比率が設定される。さらに、劣化状態の差が大きいほどモータ出力の差が大きくなるように、寄与度の比率が設定される。
第2協調制御では、DS100,110の運転モードを考慮して寄与度の比率が設定される。例えば運転モードが定常モードにある場合、モータ61,71の出力差が極力小さくなるように、寄与度の比率が設定される。また、運転モードが立上りモードにある場合、モータ61,71のうち先行している方の出力が小さくなるように、且つ遅れている方の出力が大きくなるように、寄与度の比率が設定される。
第2協調制御では、第1DS100と第2DS110との間で制御量の分配が調整される。すなわち、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが交換する状態関連値により、モータ61,71の出力が調整される。例えば、第2協調制御において、協調トルクTr1C,Tr2Cは、指令トルクTr1*,Tr2*の平均値とされるのではなく、寄与度の比率を用いて指令トルクTr1*,Tr2*から算出されることが好ましい。例えば、協調トルクTr1C,Tr2Cは、第1指令トルクTr1*と第2指令トルクTr2*との和に寄与度の比率を掛けて算出される。この結果、第1協調トルクTr1Cと第2協調トルクTr2Cとが異なる値になり、制御量であるモータ電流Im1,Im2の配分が調整される。
また、上記第9実施形態のように、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが検出値S1,S2を交換する構成では、比率指令C1b,C2bは、寄与度の比率を用いて指令値C1,C2から算出されることが好ましい。例えば、比率指令C1b,C2bは、第1検出値S1と第2検出値S2との和に寄与度の比率を掛けて算出される。この結果、第1比率指令C1bと第2比率指令C2bが異なる値になり、制御量である検出値S1,S2の分配が調整される。
本実施形態によれば、統括ECU40は、第1協調制御及び第2協調制御を選択的に実行可能である。この構成では、モータ61,71の出力を均一化する場合と、モータ61,71の出力に差を生じさせる場合とを、使い分けることができる。このため、モータ61,71の状態に合わせてモータ61,71を協調させることで、モータ61,71の負担を低減できる。
本実施形態によれば、第2協調制御では、モータ61,71の状態に応じてモータ61,71の出力差が調整される。この構成では、モータ61,71のうち一方の出力が小さくなるように且つ他方の出力が大きくなるように、モータ61,71の出力差が調整されることで、モータ61,71の負担を低減できる。
本実施形態では、第1DS100と第2DS110とでは、状態関連値に応じて制御量の分配が調整される。例えば、DS100,110の過熱状態が発生した場合には、DS100,110の温度情報を含む状態関連値に応じて、指令トルクTr1*,Tr2*等の指令出力や、モータ電流Im1,Im2等のモータ情報、の分配が調整される。この場合、DS100,110の過熱状態を早期に解消することができる。また、DS100,110の劣化が進んでいる場合には、DS100,110の劣化状態を含む状態関連値に応じて、指令出力やモータ情報の分配が調整される。この場合、DS100,110の劣化が進行しにくくなるようにモータ61,71の負担を低減できる。
本実施形態では、DS100,110の運転モードに応じて、第1DS100と第2DS110との間で制御量の分配が調整される。この構成では、運転モードに依存する制御量分配を最適化することができる。これにより、EPU50の設計に関して、より効果的な設計最適化が可能である。例えば、EPU50において、熱設計に関する構成、異常時の動作時間を確保できる構成、及び劣化抑制に関する構成、について最適化を図ることができる。
本実施形態では、第1DS100に関する第1状態関連値と第2DS110に関する第2状態関連値との差分に応じて、モータ61,71の出力が調整される。DS100,110に対して状態関連値の差分による影響が大きい場合には、モータ61,71の出力均等化が行われないことで、より効果的な設計最適化が可能である。例えば、モータ61,71の出力差が生じるように協調制御が行われることで、熱設計に関する構成、異常時の動作時間を確保できる構成、及び劣化抑制に関する構成、について最適化を図ることができる。
<第12実施形態>
上記第1実施形態では、1つのモータが複数相のモータコイルを1つだけ有していた。例えば、第1モータ61が3相の第1モータコイル62を1つだけ有していた。これに対して、第12実施形態では、1つのモータが複数相のモータコイルを複数有している。第12実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第12本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1実施形態では、1つのモータが複数相のモータコイルを1つだけ有していた。例えば、第1モータ61が3相の第1モータコイル62を1つだけ有していた。これに対して、第12実施形態では、1つのモータが複数相のモータコイルを複数有している。第12実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第12本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図19に示すように、EPU50は、モータコイル62,72に代えて、共通コイル172を有している。共通コイル172は、複数相のコイルである。共通コイル172は、電気的に複数のコイルに分割可能である。例えば、共通コイル172が分割可能な複数のコイルには、第1コイル172A及び第2コイル172Bが含まれている。第1コイル172A及び第2コイル172Bは、それぞれ複数相のコイルである。例えば、第1コイル172A及び第2コイル172Bという2つの3相コイルにより、共通コイル172という1つの6相コイルが形成されている。共通コイル172では、第1コイル172Aと第2コイル172Bとが周方向CDに並べられている。例えば、第1コイル172Aを形成する複数のコイル部と、第2コイル172Bを形成する複数のコイル部とが、周方向CDに交互に並べられている。
共通コイル172は、共通モータ171に含まれている。共通モータ171では、モータステータが共通コアを有している。共通コアは、第1コイル172A及び第2コイル172Bにとって共通のステータコアである。第1コイル172A及び第2コイル172Bが共通コアに計装されていることで、共通コイル172が2系統巻線になっている。
共通モータ171は、共通コイル172に加えて、共通ロータ173を有している。共通ロータ173は、共通モータ171への通電により回転する。共通ロータ173は、第1コイル172A及び第2コイル172Bの少なくとも一方への通電により回転するように設けられている。例えば、共通ロータ173は、第1コイル172Aと第2コイル172Bとにかけ渡された状態になっている。第1コイル172A及び第2コイル172Bの両方に通電された場合、共通モータ171は6相駆動する。6相駆動では、共通モータ171が6相モータとして駆動し、共通ロータ173は6相モータのロータとして回転する。図19では、共通ロータ173をRotと図示している。
共通モータ171は、第1モータ171A及び第2モータ171Bを有している。第1モータ171Aは、第1コイル172Aを有している。第2モータ171Bは、第2コイル172Bを有している。第1コイル172A及び第2コイル172Bの両方に通電された場合、共通モータ171は、第1モータ171A及び第2モータ171Bにより6相駆動する。一方、第1コイル172Aだけに通電された場合、共通モータ171は3相駆動する。この場合、共通モータ171は、第1モータ171Aにより3相モータとして駆動する。第2コイル172Bだけに通電された場合も、共通モータ171は3相駆動する。この場合、共通モータ171は、第2モータ171Bにより3相モータとして駆動する。共通ロータ173は、第1モータ171A及び第2モータ171Bの両方に含まれている。
共通モータ171では、第1モータ電流Im1が第1コイル172Aに流れ、第2モータ電流Im2が第2コイル172Bに流れる。第1モータ電流Im1は、共通モータ171が6相モータ及び3相モータのいずれとして駆動している場合でも、第1コイル172Aに流れる。第1モータ電流Im1は、第1コイル電流に相当する。第2モータ電流Im2は、共通モータ171が6相モータ及び3相モータのいずれとして駆動している場合でも、第2コイル172Bに流れる。第2モータ電流Im2は、第2コイル電流に相当する。
共通モータ171は、共通モータ装置170に含まれている。共通モータ装置170は、共通モータ171を収容したハウジングを有している。このハウジングには、共通コイル172が収容されている。すなわち、このハウジングには、第1コイル172A及び第2コイル172Bがまとめて収容されている。
共通モータ装置170は、共通DS160に含まれている。共通DS160は、共通モータ装置170に加えて、第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90を有している。共通DS160では、例えば共通モータ装置170とインバータ装置80,90とが軸方向ADに並べられている。なお、共通DS160では、第1インバータ装置80と第2インバータ装置90とが径方向RDに並べられていてもよい。この構成では、共通モータ装置170が、第1インバータ装置80と第2インバータ装置90とに径方向RDにかけ渡された状態で設けられていてもよい。
共通DS160は、第1DS160A及び第2DS160Bを有している。第1DS160Aは、第1インバータ装置80及び第1コイル172Aを有している。第2DS160Bは、第2インバータ装置90及び第2コイル172Bを有している。共通DS160は、共通モータ171が6相駆動した場合に、第1DS160A及び第2DS160Bにより6相のDSとして駆動する。第1コイル172Aへの通電により共通モータ171が3相駆動した場合、共通DS160は3相の第1DS160Aとして駆動する。また、第2コイル172Bへの通電により共通モータ171が3相駆動した場合、共通DS160は3相の第2DS160Bとして駆動する。
共通DS160では、共通ロータ173がEPUシャフト51に接続されている。EPUシャフト51は、共通ロータ173とプロペラ20とを接続している。共通DS160では、共通モータ171が6相駆動している場合に、第1モータ171Aの出力と第2モータ171Bの出力とが同じになるように協調制御が行われる。第1モータ171Aの出力は、例えば第1コイル172Aを流れる第1モータ電流Im1である。第2モータ171Bの出力は、例えば第2コイル172Bを流れる第2モータ電流Im2である。
共通モータ171の6相駆動に際して、インバータ制御部81,91は、第1モータ171Aの第1状態関連データと第2モータ171Bの第2状態関連データとを授受する。インバータ制御部81,91は、第1状態関連データ及び第2状態関連データの両方を用いて、モータ171A,171Bにより共通モータ171を6相駆動させる。例えば、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、d軸電流Id及びq軸電流Iqの検出値をモータ情報として相互伝達する。第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、相電流の検出値をモータ情報として相互伝達してもよい。
共通モータ171の6相駆動に際して、インバータ制御部81,91は、第1DS160Aと第2DS160Bとを同期させるための同期信号Ssを相互伝達する。同期信号Ssは、例えばEPU経路55を介して伝達される。このように、同期信号Ssは、伝達に伴う遅れが生じない又は少ない方法で伝達されることが好ましい。同期信号Ssは、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91との間で、1方向又は双方向で伝達される。共通モータ171の6相駆動に際しては、第1DS160Aと第2DS160Bとの間でインバータ回路85,95のスイッチングを同期させることが好ましい。これにより、第1DS160Aと第2DS160Bとの間で生じる磁気干渉を抑制できる。
共通DS160では、コイル172A,172Bにより共通コイル172の2系統巻線が実現されたことに起因して、相互インダクタンスによる発振が生じやすい。インバータ制御部81,91では、P制御を含むフィードバック制御において、Pゲインを押さえるように制御定数が設定されることが好ましい。これにより、相互インダクタンスで左右されやすいPゲインが抑制され、その結果、発振が抑制される。
統括ECU40及びインバータ制御部81,91は、共通モータ171の2系統巻線について、電流和制御及び電流差制御を行う。電流和制御は、共通モータ171に流れる電流を2系統巻線の電流和Iaとして制御する。電流和Iaは、第1コイル172Aに流れる第1モータ電流Im1と第2コイル172Bに流れる第2モータ電流Im2との和である。電流差制御は、2系統巻線に流れる電流の差を電流差Icとして制御する。電流差Icは、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との差である。電流差制御は、電流差Icがゼロになるようにモータ電流Im1,Im2を制御することで協調制御を行う。
図20に示すように、飛行システム30は、電流和制御部180を有している。電流和制御部180は、電流和Iaを制御することでモータ電流Im1,Im2を制御する。電流和制御部180は、統括ECU40及びインバータ制御部81,91の少なくとも1つに含まれている。
電流和制御部180は、和算出部181、指令差分部182及び和演算部183を有している。和算出部181には、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2が入力される。和算出部181は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との和を電流和Iaとして算出する。指令差分部182には、指令電流I*及び電流和Iaが入力される。指令電流I*は、モータ61,71の出力に対する指令値である。指令電流I*は、モータ電流Im1,Im2に対する指令値であり、指令トルク等を用いて算出される。指令差分部182は、指令電流I*と電流和Iaとの差分を指令電流差分Ibとして算出する。
和演算部183は、PI制御等のフィードバック制御により指令電圧Vaを算出する。和演算部183は、例えば指令電流差分Ibがゼロになるように指令電圧Vaを算出する。和演算部183は、指令電圧Vaをインバータ回路85,95のそれぞれに対して出力する。インバータ回路85,95は、指令電圧Vaに応じて電力変換を行い、モータ61,71を駆動させる。図20では、和演算部183をPIと図示している。
図21に示すように、飛行システム30は、電流和制御部180に加えて、電流差制御部190及び総合指令部200A,200Bを有している。電流差制御部190は、統括ECU40及びインバータ制御部81,91の少なくとも1つに含まれている。
電流差制御部190は、差算出部191、ゼロ差分部192及び差演算部193を有している。差算出部191には、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2が入力される。差算出部191は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2との差を電流差Icとして算出する。ゼロ差分部192には、ゼロと電流差Icとの差分をゼロ電流差分Izとして算出する。差演算部193は、PI制御等のフィードバック制御により指令電圧Vbを算出する。差演算部193は、例えばゼロ電流差分Izがゼロになるように指令電圧Vbを算出する。
電流差制御部190では、ゼロ電流差分Izがゼロになるようにすることが、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2とが同じになるようにすることである。このため、電流差制御部190は、第1モータ171Aの出力と第2モータ171Bの出力とが同じになるようにモータ61,71を制御することになる。電流差制御部190は、モータ制御部に相当する。図21では、差演算部193をPIと図示している。
総合指令部200A,200Bは、指令電圧Va,Vbを用いて総合電圧Vab1,Vab2を算出する。総合指令部200A,200Bには、電流和制御部180から指令電圧Vaが入力され、且つ電流差制御部190から指令電圧Vbが入力される。総合指令部200A,200Bは、例えば指令電圧Va,Vbの平均値を総合電圧Vab1,Vab2として算出する。第1総合指令部200Aは、第1総合電圧Vab1を算出して第1インバータ回路85に対して出力する。第2総合指令部200Bは、第2総合電圧Vab2を算出して第2インバータ回路95に対して出力する。なお、総合指令部200A,200Bは、指令電圧Va,Vbが総合電圧Vab1,Vab2に寄与する比率を可変設定してもよい。
統括ECU40は、モータ状態などに応じて、電流和制御部180と電流差制御部190とを選択的に使う。また、統括ECU40は、モータ状態などに応じて、共通モータ171の6相駆動と3相駆動とを選択的に使う。例えば、第1コイル172Aに異常が発生した場合、統括ECU40は、第1コイル172Aへの通電を停止し、第2コイル172Bへの通電を行う。この場合、統括ECU40は、第2モータ171Bを単独駆動させることで共通モータ171を3相駆動させる。
EPU50の通信系に異常が発生した場合、統括ECU40は、第1モータ171A及び第2モータ171Bを単独駆動させることで、共通モータ171を6相駆動させる。この場合、統括ECU40は、電流差制御部190を用いずに、電流和制御部180を用いて共通モータ171の制御を行う。統括ECU40は、電流差制御部190による第1モータ171Aと第2モータ171Bとの協調制御を行わない。通信系の異常としては、共通モータ171にて系統間の情報伝達に発生した異常や、インターフェースに発生した故障による異常、などがある。
EPU50に異常が発生していない場合、統括ECU40は、電流和制御部180及び電流差制御部190の両方を用いて共通モータ171の制御を行う。この場合、統括ECU40は、第1コイル172A及び第2コイル172Bという2系統の電流和Iaを制御しつつ、2系統の電流差Icを制御する。統括ECU40は、電流差制御部190により第1モータ171Aと第2モータ171Bとの協調制御を行う。
本実施形態によれば、電流差制御部190は、第1モータ61の出力と第2モータ71の出力とが同じになるようにモータ61,71を制御する。このため、電流差制御部190により、上記第1実施形態と同様に、第1モータ61及び第2モータ71のそれぞれの負担を低減することができる。
本実施形態によれば、共通モータ171では、共通ロータ173が第1モータ171A及び第2モータ171Bの両方に含まれている。このため、第1モータ171Aと第2モータ171Bとを選択的に駆動させることで、共通モータ171の6相駆動と3相駆動とを選択的に行わせることができる。しかも、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2とが同じになるように、第1モータ61及び第2モータ71のそれぞれが制御される。このため、第1モータ171A及び第2モータ171Bにより共通モータ171を6相駆動させる場合に、第1モータ171Aの出力と第2モータ171Bの出力とを均等化できる。したがって、共通モータ171の6相駆動に際して、第1モータ171A及び第2モータ171Bが3相駆動している状況で、第1モータ171A及び第2モータ171Bのそれぞれの負担を低減できる。これにより、共通モータ171の6相駆動について、モータ171A,171Bの制御を安定化できる。
<第13実施形態>
上記第12実施形態では、モータ電流Im1,Im2との差である電流差Icがゼロになるように協調制御が行われる。これに対して、第13実施形態では、電流差Icの異常が生じた場合にその異常を解消するための異常解消処理が行われる。第13実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第12実施形態と同様である。第13本実施形態では、上記第12実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第12実施形態では、モータ電流Im1,Im2との差である電流差Icがゼロになるように協調制御が行われる。これに対して、第13実施形態では、電流差Icの異常が生じた場合にその異常を解消するための異常解消処理が行われる。第13実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第12実施形態と同様である。第13本実施形態では、上記第12実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、上記第12実施形態と同様に、共通ロータ173が第1モータ171A及び第2モータ171Bの両方に含まれている。このため、本実施形態では、第1モータ171Aと第2モータ171Bとの状態差として、速度差及び電流差Icのうち速度差が生じない。本実施形態では、電流差Icの異常が生じた場合に、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2の少なくとも一方について通電が制限される。
本実施形態の飛行制御処理について、図22のフローチャートを参照しつつ説明する。統括ECU40は、飛行制御処理のステップS301において、プロペラ20の過回転が生じたか否かを判定する。例えば、統括ECU40は、プロペラ20の回転数がプロペラ閾値より大きいか否かを判定する。プロペラ閾値は、EPU50や共通モータ装置170の定格値などに応じてあらかじめ定められた値であり、例えばメモリ40b等に記憶されている。なお、プロペラ閾値は、eVTOL10の飛行態様等に応じて可変設定されてもよい。
統括ECU40は、プロペラ20の過回転が生じたか否かを判定することで、プロペラ20の回転が異常であるか否かを判定する。プロペラ20の過回転が生じた場合、統括ECU40は、プロペラ20の回転異常が生じたと判断する。統括ECU40は、モータ回転数やEPUシャフト51の回転数を用いて、回転体としてのプロペラ20に回転異常が生じたか否かを判定してもよい。例えば、統括ECU40は、共通モータ171の回転数がモータ閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合に回転体に異常が生じたと判断する。統括ECU40は、EPUシャフト51の回転数がEPU閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合に回転体に異常が生じたと判断する。モータ閾値やEPU閾値は、プロペラ閾値と同様に、あらかじめ定められた値でもよく、可変設定されてもよい。
プロペラ20の過回転が生じていない場合、統括ECU40は、ステップS320に進み、協調制御処理を行う。協調制御処理では、上記第12実施形態と同様に、第1モータ171Aの出力と第2モータ171Bの出力とが同じになるように協調制御が行われる。例えば、統括ECU40は、第1モータ電流Im1と第2モータ電流Im2とが同じになるようにモータ電流Im1,In2を制御する。
プロペラ20の過回転が生じた場合、統括ECU40は、ステップS302,S311にて、電流差Icに異常が生じたか否かを判定する。例えば、統括ECU40は、電流差Icが電流閾値αより大きいか否かを判定する。統括ECU40は、電流差Icが電流閾値αより大きい場合に、電流差Icの異常が生じたと判断する。第1モータ電流Im1が第2モータ電流Im2よりも大きい状態では、電流差Icが電流閾値αより大きいか否かの判定がステップS302にて行われる。第2モータ電流Im2が第1モータ電流Im1よりも大きい状態では、電流差Icが電流閾値αより大きいか否かの判定がステップS311にて行われる。
統括ECU40は、ステップS302において、第1電流差Ic1が第1閾値α1より大きいか否かを判定する。第1電流差Ic1は、第1モータ電流Im1から第2モータ電流Im2を引いた値である。第1電流差Ic1は、第1モータ電流Im1が第2モータ電流Im2より大きい状態での電流差Icである。第1電流差Ic1及び電流差Icは、モータ電流差に相当する。
第1閾値α1は、あらかじめ定められた値であり、メモリ40b等に記憶されている。第1閾値α1は、第1モータ電流Im1が第2モータ電流Im2よりも大きい状態についての許容範囲の上限値である。第1閾値α1は、インバータ装置80,90や共通モータ装置170の定格電流等に応じて設定されている。例えば、第1閾値α1は、第1モータ電流Im1や第2モータ電流Im2の定格値の10%以下の値に設定されている。なお、第1閾値α1は、飛行態様等に応じて可変設定されてもよい。
第1電流差Ic1が第1閾値α1より大きい場合、統括ECU40は、ステップS303に進む。統括ECU40は、ステップS303において、第2インバータ装置90が単独で共通モータ171を駆動するための処理を行う。この処理では、第2インバータ装置90だけが共通モータ装置170に電力を供給することで、第2インバータ装置90により共通モータ171が3相駆動される。この場合、第2モータ電流Im2により共通モータ171が3相駆動される。
統括EPU50は、第2インバータ装置90の駆動を継続させる一方で、第1インバータ装置80の駆動を停止させる。すなわち、統括ECU40は、共通モータ171に対する第2モータ電流Im2の通電を継続する一方で、第1モータ電流Im1の通電を停止する。第2モータ電流Im2は、第2インバータ装置90が単独で共通モータ171を駆動開始する前後で、増減してもよく増減しなくてもよい。統括ECU40におけるステップS303の処理を実行する機能が大停止部に相当する。
統括ECU40は、ステップS304において、プロペラ20の過回転が解消したか否かを判定する。例えば、統括ECU40は、プロペラ20の回転数がプロペラ閾値よりも小さくなったか否かを判定する。共通モータ171への第1モータ電流Im1の通電が停止されることでプロペラ20の過回転が収束した場合、統括ECU40は、ステップS305に進む。
統括ECU40は、ステップS305において第1インバータ異常処理を行う。統括ECU40は、第1インバータ異常処理において、プロペラ20の回転異常が生じた原因が少なくとも第1インバータ装置80にあると判断する。例えば、第1インバータ異常処理では、プロペラ20の過回転が発生した原因が少なくとも第1モータ電流Im1にあると判断される。そして、第1インバータ異常処理では、第1インバータ装置80の駆動が停止された状態で、eVTOL10の飛行を継続させるための処理が行われる。また、第1インバータ異常処理では、第1インバータ装置80の異常が発生したことや、第1インバータ装置80の駆動が停止されたことが、パイロット等に報知される。
第2インバータ装置90が単独で共通モータ171を駆動してもプロペラ20の過回転が解消しない場合、統括ECU40は、ステップS306に進む。統括ECU40は、ステップS306において、第1インバータ装置80が単独で共通モータ171を駆動するための処理を行う。この処理では、第1インバータ装置80だけが共通モータ装置170に電力を供給することで、第1インバータ装置80により共通モータ171が3相駆動される。この場合、第1モータ電流Im1により共通モータ171が3相駆動される。
統括EPU50は、第1インバータ装置80の駆動を継続させる一方で、第2インバータ装置90の駆動を停止させる。すなわち、統括ECU40は、共通モータ171に対する第1モータ電流Im1の通電を継続する一方で、第2モータ電流Im2の通電を停止する。第1モータ電流Im1は、第1インバータ装置80が単独で共通モータ171を駆動開始する前後で、増減してもよく増減しなくてもよい。統括ECU40におけるステップS308の処理を実行する機能が小停止部に相当する。
統括ECU40は、ステップS307において、プロペラ20の過回転が解消したか否かを判定する。共通モータ171への第2モータ電流Im2の通電が停止されることでプロペラ20の過回転が解消した場合、統括ECU40は、ステップS308に進む。
統括ECU40は、ステップS308において第2インバータ異常処理を行う。統括ECU40は、第2インバータ異常処理において、プロペラ20の回転異常が生じた原因が少なくとも第2インバータ装置90にあると判断する。例えば、第2インバータ異常処理では、プロペラ20の過回転が発生した原因が少なくとも第2モータ電流Im2にあると判断される。そして、第2インバータ異常処理では、第2インバータ装置90の駆動が停止された状態で、eVTOL10の飛行を継続させるための処理が行われる。また、第2インバータ異常処理では、第2インバータ装置90の異常が発生したことや、第2インバータ装置90の駆動が停止されたことなどが、パイロット等に報知される。
第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90のいずれが単独で共通モータ171を駆動させてもプロペラ20の過回転が解消しない場合、統括ECU40は、ステップS309に進む。統括ECU40は、ステップS309において共通モータ171を停止させるための処理を行う。この処理では、第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90から共通モータ装置170への電力供給が停止される。統括ECU40は、共通モータ171への第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2の両方の通電を停止する。すなわち、統括ECU40は、EPU50の駆動を停止させることで、プロペラ20の回転を停止させる。統括ECU40におけるステップS309の処理を実行する機能が両停止部に相当する。
統括ECU40は、ステップS310においてEPU異常処理を行う。統括ECU40は、EPU異常処理において、プロペラ20の回転異常を解消することができないと判断する。例えば、EPU異常処理では、プロペラ20の回転異常が生じた原因が少なくともEPU50にあると判断される。そして、EPU異常処理では、プロペラ20の回転が停止された状態で、残りのプロペラ20によりeVTOL10の飛行を継続させるための処理が行われる。また、EPU異常処理では、EPU50に異常が発生したことや、EPU50の駆動が停止されたこと及びプロペラ20の回転が停止されたことなどが、パイロット等に報知される。
ステップS302について、第1電流差Ic1が第1閾値α1より大きくない場合、統括ECU40は、ステップS311に進む。統括ECU40は、ステップS311において、第2電流差Ic2が第2閾値α2より大きいか否かを判定する。第2電流差Ic2は、第2モータ電流Im2から第1モータ電流Im1を引いた値である。第2電流差Ic2は、第2モータ電流Im2が第1モータ電流Im1より大きい状態での電流差Icである。第2電流差Ic2は、モータ電流差に相当する。
第2閾値α2は、あらかじめ定められた値であり、メモリ40b等に記憶されている。第2閾値α2は、第2モータ電流Im2が第1モータ電流Im1よりも大きい状態についての許容範囲の上限値である。第2閾値α2は、インバータ装置80,90や共通モータ装置170の定格電流等に応じて設定されている。例えば、第2閾値α2は、第1モータ電流Im1や第2モータ電流Im2の定格値の10%以下の値に設定されている。なお、第2閾値α2は、飛行態様等に応じて可変設定されてもよい。
第2電流差Ic2が第2閾値α2より大きい場合、統括ECU40は、ステップS312に進む。統括ECU40は、ステップS312において、上記ステップS306と同様に、第1インバータ装置80が単独で共通モータ171を駆動するための処理を行う。このステップS312において、統括EPU50は、第1インバータ装置80の駆動を継続させる一方で、第2インバータ装置90の駆動を停止させる。統括ECU40におけるステップS312の処理を実行する機能が大停止部に相当する。
統括ECU40は、ステップS313において、プロペラ20の過回転が解消したか否かを判定する。共通モータ171への第2モータ電流Im2の通電が停止されることでプロペラ20の過回転が解消した場合、統括ECU40は、ステップS314に進む。統括ECU40は、ステップS314において、上記ステップS308と同様に、第2インバータ異常処理を行う。
第1インバータ装置80が単独で共通モータ171を駆動してもプロペラ20の過回転が解消しない場合、統括ECU40は、ステップS315に進む。統括ECU40は、ステップS315において、上記ステップS303と同様に、第2インバータ装置90が単独で共通モータ171を駆動するための処理を行う。このステップS315において、統括EPU50は、第1インバータ装置80の駆動を継続させる一方で、第2インバータ装置90の駆動を停止させる。統括ECU40におけるステップS315の処理を実行する機能が小停止部に相当する。
統括ECU40は、ステップS316において、プロペラ20の過回転が解消したか否かを判定する。共通モータ171への第1モータ電流Im1の通電が停止されることでプロペラ20の過回転が解消した場合、統括ECU40は、ステップS317に進む。統括ECU40は、ステップS317において、上記ステップS305と同様に、第1インバータ異常処理を行う。
第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90のいずれが単独で共通モータ171を駆動させてもプロペラ20の過回転が解消しない場合、統括ECU40は、ステップS318に進む。統括ECU40は、ステップS318において、上記ステップS309と同様に、共通モータ171を停止させるための処理を行う。このステップS318において、統括ECU40は、EPU50の駆動を停止させることで、プロペラ20の回転を停止させる。統括ECU40におけるステップS318の処理を実行する機能が両停止部に相当する。
統括ECU40は、ステップS319において、上記ステップS310と同様に、EPU異常処理を行う。ステップS311について、第2電流差Ic2が第2閾値α2より大きくない場合、統括ECU40は、ステップS318,S319の処理を行う。
本実施形態によれば、インバータ制御部81は、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2のうち大きい方の通電を継続し且つ小さい方の通電を停止すること、及び小さい方の通電を継続し且つ大きい方の通電を停止すること、の両方を実行可能である。この構成では、プロペラ20の回転異常が発生した状態で、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを継続した場合、及び小さい方の通電だけを継続した場合、の両方についてプロペラ20の回転異常が解消するか否かを確認することができる。このため、プロペラ20の回転異常が解消した態様でモータ電流Im1,Im2の通電が継続されることにより、プロペラ20の回転を継続させることが可能である。このように、プロペラ20の回転異常が生じてもプロペラ20を停止させずに済む構成を実現できる。
プロペラ20に過回転が生じた場合、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2のうち大きい方に過回転の原因がある可能性が高い。そこで、本実施形態では、プロペラ20に過回転が生じた場合に、モータ電流Im1,Im2のうち小さい方の通電だけが停止されるよりも先に、大きい方の通電だけが停止される。この構成では、例えば、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけが停止されるよりも先に、小さい方の通電だけが停止される構成に比べて、プロペラ20の過回転を早いタイミングで解消できる可能性が高い。このため、プロペラ20の回転異常が継続することでeVTOL10の安全性が低下する、ということをいち早く解消できる。
プロペラ20がオーバースピードで過回転している場合、第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90のいずれに原因があるのか分からないときは、EPU50において第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2のうち大きな方が先に停止される。プロペラ20の過回転は、EPU50において過度な出力が出ている状態であるため、インバータ装置80,90のうち電流の大きな方にて故障等の異常が発生している可能性が高い。このため、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2のうち大きな方が先に停止されることで、プロペラ20の過回転に迅速に対応できる可能性が高くなる。
プロペラ20が過回転した場合に、そのプロペラ20が即座に停止されると、eVTOL10の安全性が低下することなどが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、プロペラ20の過回転が生じてもそのプロペラ20の回転を停止させない方法が探られるため、eVTOL10の安全性が低下することなどを抑制できる。
本実施形態によれば、統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを停止してもプロペラ20の回転異常が解消されない場合に、小さい方の通電だけを停止する。この構成では、プロペラ20の回転異常をモータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電停止では解消できない場合に、小さい方の通電停止でプロペラ20の回転異常を解消できるか否かを特定することができる。すなわち、プロペラ20を回転させるために駆動している駆動インバータを入れ替えることで、プロペラ20の過回転が収束するか否かを特定することができる。
また、モータ電流Im1,Im2のうち小さい方の通電が停止されてもプロペラ20の回転異常が解消されない場合には、モータ電流Im1,Im2のいずれの通電が停止されてもプロペラ20の回転異常が解消されない、ということを特定することができる。すなわち、プロペラ20を回転させるために駆動している駆動インバータを入れ替えても、プロペラ20の過回転が収束しない、ということを特定することができる。
プロペラ20の過回転が生じた場合、eVTOL10では、統括ECU40がプロペラ20の回転をコントロールできない状況になりやすい。このため、プロペラ20の過回転によってeVTOL10の安全性が低下することが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを停止した場合、及び小さい方の通電だけを停止した場合、のいずれでもプロペラ20の回転異常が解消されない場合、両方の通電が停止される。この構成では、モータ電流Im1,Im2の通電停止に伴ってプロペラ20の回転が停止されるため、プロペラ20の過回転を速やかに解消できる。このため、統括ECU40がプロペラ20の回転をコントロールできずにeVTOL10の安全性が低下する、ということを抑制できる。
<第14実施形態>
上記第13実施形態では、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけが停止されること、及び小さい方の通電だけが停止されること、の両方が実行可能である。これに対して、第14実施形態では、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけが停止されること、及び小さい方の通電だけが停止されること、のうち一方だけが実行可能である。第14実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第14実施形態と同様である。第14本実施形態では、上記第14実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第13実施形態では、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけが停止されること、及び小さい方の通電だけが停止されること、の両方が実行可能である。これに対して、第14実施形態では、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけが停止されること、及び小さい方の通電だけが停止されること、のうち一方だけが実行可能である。第14実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第14実施形態と同様である。第14本実施形態では、上記第14実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、インバータ制御部81が、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを停止すること、小さい方の通電だけを停止すること、のうち大きい方の通電だけを停止することが可能である。インバータ制御部81は、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを停止する機能を有している一方で、小さい方の通電だけを停止する機能を有していない。
本実施形態の飛行制御処理について、図23のフローチャートを参照しつつ説明する。統括ECU40は、上記第13実施形態と同様に、ステップS301~S305,S309~S314,S318~S320の処理を実行可能である。一方で、統括ECU40は、上記第13実施形態と異なり、ステップS306~S308,S315~S317の処理を実行しない。統括ECU40は、大停止部及び両停止部を有している一方で、小停止部を有していない。
例えば、ステップS304について、第1インバータ装置80の駆動を停止させてもプロペラ20の過回転が解消しない場合、統括ECU40は、ステップS309,S310の処理を行う。すなわち、第1モータ電流Im1が第2モータ電流Im2よりも異常に大きい場合には、統括ECU40は、第2インバータ装置90の駆動を停止させることでプロペラ20の過回転が解消するか否かの確認を行わない。統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち小さい方である第2モータ電流Im2を遮断してもプロペラ20の過回転が収束する可能性が高くないとして、ステップS309にてインバータ装置80,90の両方の駆動を停止させる。
また、ステップS313について、第2インバータ装置90の駆動を停止させてもプロペラ20の過回転が解消しない場合、統括ECU40は、ステップS318,S319の処理を行う。すなわち、第2モータ電流Im2が第1モータ電流Im1よりも異常に大きい場合には、統括ECU40は、第1インバータ装置80の駆動を停止させることでプロペラ20の過回転が解消するか否かの確認を行わない。統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち小さい方である第1モータ電流Im1を遮断してもプロペラ20の過回転が収束する可能性が高くないとして、ステップS309にてインバータ装置80,90の両方の駆動を停止させる。
<他の実施形態>
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
上記各実施形態において、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが授受する指令出力は、指令トルクTr1*,Tr2*とは異なるパラメータでもよい。例えば、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、指令速度Sr1*,Sr2*や指令電流Im1*,Im2*などを指令出力として授受してもよい。例えば、インバータ制御部81,91が指令電流Im1*,Im2*を授受する構成では、第1電流指令部83が第1指令部に相当し、第2電流指令部93が第2指令部相当する。
上記各実施形態において、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが授受するモータ情報は、モータ電流Im1,Im2とは異なるパラメータでもよい。例えば、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、モータ速度Sr1,Sr2やモータ温度などの検出値をモータ情報として授受してもよい。また、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、モータ温度やモータ電圧などの推定値をモータ情報として授受してもよい。
上記各実施形態において、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、状態関連データのうち複数種類のパラメータを授受してもよい。例えば、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、指令出力及びモータ情報の両方を授受してもよい。また、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とは、指令出力及びモータ情報の少なくとも一方について複数種類のパラメータを授受してもよい。
上記各実施形態において、指令出力として用いられるパラメータには、トルクや電流、デューティ、出力パワーなどがあってもよい。例えば、ディーティに対する指令値として指令デューティが用いられる構成では、第1インバータ制御部81と第2インバータ制御部91とが指令デューティを授受する。また、統括ECU40がインバータ制御部81,91に対して指令デューティを出力してもよい。また、モータ61,71の出力パワー[W]に対する指令値として指令パワーが用いられる構成では、インバータ制御部81,91が指令パワーを授受する。また、統括ECU40がインバータ制御部81,91に対して指令パワーを出力してもよい。さらに、統括ECU40は、インバータ制御部81,91に対して指令電流Im1*,Im2*を出力してもよい。
上記各実施形態において、モータ情報として用いられるパラメータには、トルクや電流、電圧、入力電力、出力パワー、モータ温度、モータ速度などがあってもよい。例えば、モータ情報として検出される検出値には、トルク検出値、電流検出値、電圧検出値、入力電力検出値、出力パワー検出値、温度検出値、速度検出値などがある。また、モータ情報として検出される推定値のパラメータには、検出値のパラメータと同様に、トルクや電流などがある。
上記各実施形態において、モータ情報として故障状態や劣化状態が用いられてもよい。例えば上記第11実施形態において、モータ電流Im1,Im2の配分が故障状態に応じて設定されてもよい。例えば、モータ電流Im1,Im2について、モータ61,71のうち故障がある方についての配分が、故障がない方の配分よりも低く設定される。すなわち、モータ61,71のうち故障がある方の電流は、故障がない方の電流よりも小さくされる。また、モータ電流Im1,Im2について、モータ61,71のうち劣化状態が進んでいる方の配分が、劣化状態が進んでいない方の配分よりも低く設定される。すなわち、モータ61,71のうち劣化状態が進んでいる方の電流は、劣化状態が進んでいない方の電流よりも小さくされる。
上記各実施形態において、統括ECU40は、モータ制御を行うためのパラメータとしてどのようなパラメータを用いてもよい。例えば上記第13実施形態において、統括ECU40は、第1モータ171Aや第1インバータ装置80に対する指令値と、第2モータ171Bや第2インバータ装置90に対する指令値と、を用いてモータ電流差を算出してもよい。例えば、統括ECU40は、第1インバータ装置80及び第2インバータ装置90に対する指令値として第1指令電流及び第2指令電流を算出する。そして、統括ECU40は、第1指令電流と第2指令電流との差をモータ電流差として算出し、このモータ電流差を用いて大停止部や小停止部に通電継続及び通電停止を実行させる。
上記各実施形態において、EPU50は、クラッチ105,115を有していなくてもよい。例えば、上記第1実施形態において、EPU50がクラッチ105,115を有していない構成では、第1モータ61と第2モータ71との間に速度差が生じにくい。この構成では、上記第13実施形態と同様に、第1モータ61と第2モータ71との間に速度差が生じないことに起因して、電流差Icが増加しやすくなることがある。これに対して、上記第13実施形態と同様に、電流差Icの異常が生じた場合に、第1モータ電流Im1及び第2モータ電流Im2の少なくとも一方について通電が制限されることが好ましい。
上記各実施形態において、統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2に対する通電の制限はどのように行ってもよい。例えば上記第13実施形態において、統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを停止するよりも先に、小さい方の通電だけを停止してもよい。また、統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち小さい方の通電だけを停止してもプロペラ20の過回転が収束しない場合に、大きい方の通電だけを停止することなく、両方の通電を停止してプロペラ20の回転を停止させてもよい。
上記各実施形態において、統括ECU40は、モータ電流Im1,Im2のうち大きい方の通電だけを停止すること、及び小さい方の通電だけを停止すること、の少なくとも一方を実行可能になっていてもよい。すなわち、統括ECU40は、大停止部及び小停止部の少なくとも一方を有していればよい。例えば、統括ECU40は、大停止部及び小停止部のうち、上記第14実施形態と同様に大停止部だけを有していてもよく、小停止部だけを有していてもよい。
上記各実施形態において、統括ECU40が搭載される垂直離着陸機は、少なくとも1つのプロペラ20を少なくとも1つのEPU50が駆動するという電動式の垂直離着陸機であればよい。例えば、1つのプロペラ20を複数のEPU50が駆動する構成でもよく、複数のプロペラ20を1つのEPU50が駆動する構成でもよい。
上記各実施形態において、EPU50が搭載される飛行体は、電動式であれば、垂直離着陸機でなくてもよい。例えば、飛行体は、電動航空機として、滑走を伴う離着陸が可能な飛行体でもよい。さらに、飛行体は、回転翼機又は固定翼機でもよい。飛行体は、人が乗らない無人飛行体でもよい。
上記各実施形態において、EPU50が搭載される移動体は、回転体の回転により移動可能であれば、飛行体でなくてもよい。例えば、移動体は、車両、船舶、建設機械、農業機械であってもよい。例えば、移動体が車両や建設機械などである場合、回転体は移動用の車輪などであり、出力軸部は車軸などである。移動体が船舶である場合、回転体は推進用のスクリュープロペラなどであり、出力軸部はプロペラ軸などである。
上記各実施形態において、統括ECU40は、少なくとも1つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくとも1つのプロセッサを含む。このプロセッサをハードウェアプロセッサと称すると、ハードウェアプロセッサは、下記(i)、(ii)、又は(iii)により提供することができる。
(i)ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット(ゲート回路)を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラム及びデータの少なくとも一方を格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。
(ii)ハードウェアプロセッサは、少なくとも1つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも1つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも1つのメモリと、少なくとも1つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、例えばCPUと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラム及びデータの少なくとも一方」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。
(iii)ハードウェアプロセッサは、上記(i)と上記(ii)との組み合わせである場合がある。(i)と(ii)とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。
すなわち、統括ECU40が提供する手段及び機能の少なくとも一方は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。
技術的思想の開示
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式(a multiple dependent form)により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式(a multiple dependent form referring to another multiple dependent form)により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式(a multiple dependent form)により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式(a multiple dependent form referring to another multiple dependent form)により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
技術的思想1
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置(50)であって、
通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、
前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し、前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力とが同じになるように、前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御するモータ制御部(81,91,190)と、
を備えている駆動装置。
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置(50)であって、
通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、
前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し、前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力とが同じになるように、前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御するモータ制御部(81,91,190)と、
を備えている駆動装置。
技術的思想2
前記第1モータの出力に対する指令値として第1指令出力(Tr1*)を算出する第1指令部(82)と、
前記第2モータの出力に対する指令値として第2指令出力(Tr2*)を算出する第2指令部(92)と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記第1指令出力及び前記第2指令出力を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想1に記載の駆動装置。
前記第1モータの出力に対する指令値として第1指令出力(Tr1*)を算出する第1指令部(82)と、
前記第2モータの出力に対する指令値として第2指令出力(Tr2*)を算出する第2指令部(92)と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記第1指令出力及び前記第2指令出力を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想1に記載の駆動装置。
技術的思想3
前記第1指令出力と前記第2指令出力との平均を平均指令(Tr1C,Tr2C,C1a,C2a)として算出する指令平均部(83a,93a,141,151)、を備え、
前記モータ制御部は、前記指令平均部を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想2に記載の駆動装置。
前記第1指令出力と前記第2指令出力との平均を平均指令(Tr1C,Tr2C,C1a,C2a)として算出する指令平均部(83a,93a,141,151)、を備え、
前記モータ制御部は、前記指令平均部を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想2に記載の駆動装置。
技術的思想4
前記第1モータ及び前記第2モータの出力に対する共通の指令値として共通指令(Sr1*、Sr2*,Tr*)を算出する共通指令部(40)、を備え、
前記第1指令部は、前記共通指令を用いて前記第1指令出力を算出し、
前記第2指令部は、前記共通指令を用いて前記第2指令出力を算出する、技術的思想2又は3に記載の駆動装置。
前記第1モータ及び前記第2モータの出力に対する共通の指令値として共通指令(Sr1*、Sr2*,Tr*)を算出する共通指令部(40)、を備え、
前記第1指令部は、前記共通指令を用いて前記第1指令出力を算出し、
前記第2指令部は、前記共通指令を用いて前記第2指令出力を算出する、技術的思想2又は3に記載の駆動装置。
技術的思想5
前記第1指令部と前記共通指令部とを通信可能に接続した第1経路(33A)と、
前記第2指令部と前記共通指令部とを通信可能に接続した第2経路(33B)と、
前記共通指令部を経由せずに前記第1指令部と前記第2指令部とを通信可能に接続した直接経路(55)と、
を備えている技術的思想4に記載の駆動装置。
前記第1指令部と前記共通指令部とを通信可能に接続した第1経路(33A)と、
前記第2指令部と前記共通指令部とを通信可能に接続した第2経路(33B)と、
前記共通指令部を経由せずに前記第1指令部と前記第2指令部とを通信可能に接続した直接経路(55)と、
を備えている技術的思想4に記載の駆動装置。
技術的思想6
前記第1モータの状態を示す第1モータ情報(Im1,Tr1)を取得する第1情報取得部(83,84)と、
前記第2モータの状態を示す第2モータ情報(Im2,Tr2)を取得する第2情報取得部(93,94)と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記第1モータ情報及び前記第2モータ情報を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想1~5のいずれか1つに記載の駆動装置。
前記第1モータの状態を示す第1モータ情報(Im1,Tr1)を取得する第1情報取得部(83,84)と、
前記第2モータの状態を示す第2モータ情報(Im2,Tr2)を取得する第2情報取得部(93,94)と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記第1モータ情報及び前記第2モータ情報を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想1~5のいずれか1つに記載の駆動装置。
技術的思想7
前記モータ制御部は、前記第1モータ情報と前記第2モータ情報とが同じになるように前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想6に記載の駆動装置。
前記モータ制御部は、前記第1モータ情報と前記第2モータ情報とが同じになるように前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想6に記載の駆動装置。
技術的思想8
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力とが同じになるように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる第1実行部(S202)と、
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力との間に出力差が生じるように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる第2実行部(S203)と、
前記第1実行部及び前記第2実行部のいずれに前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させるのかを判定する実行判定部(S201)と、
を備えている技術的思想1~7のいずれか1つに記載の駆動装置。
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力とが同じになるように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる第1実行部(S202)と、
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力との間に出力差が生じるように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる第2実行部(S203)と、
前記第1実行部及び前記第2実行部のいずれに前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させるのかを判定する実行判定部(S201)と、
を備えている技術的思想1~7のいずれか1つに記載の駆動装置。
技術的思想9
前記第2実行部は、前記第1モータの状態及び前記第2モータの状態に応じて前記出力差を調整するように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる、技術的思想8に記載の駆動装置。
前記第2実行部は、前記第1モータの状態及び前記第2モータの状態に応じて前記出力差を調整するように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる、技術的思想8に記載の駆動装置。
技術的思想10
前記移動体は、前記回転体の回転により飛行する飛行体(10)である、技術的思想1~9のいずれか1つに記載の駆動装置。
前記移動体は、前記回転体の回転により飛行する飛行体(10)である、技術的思想1~9のいずれか1つに記載の駆動装置。
技術的思想11
前記第1モータ及び前記第2モータの両方に含まれ、前記第1モータが有する第1コイル(172A)及び前記第2モータが有する第2コイル(172B)の少なくとも一方への通電により回転する共通ロータ(173)、を備え、
前記モータ制御部は、前記第1コイルに流れる第1コイル電流(Im1)と前記第2コイルに流れる第2コイル電流(Im2)とが同じになるように、前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想1~10のいずれか1つに記載の駆動装置。
前記第1モータ及び前記第2モータの両方に含まれ、前記第1モータが有する第1コイル(172A)及び前記第2モータが有する第2コイル(172B)の少なくとも一方への通電により回転する共通ロータ(173)、を備え、
前記モータ制御部は、前記第1コイルに流れる第1コイル電流(Im1)と前記第2コイルに流れる第2コイル電流(Im2)とが同じになるように、前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、技術的思想1~10のいずれか1つに記載の駆動装置。
技術的思想12
前記モータ制御部は、
前記回転体の回転が異常であり、且つ前記第1モータに流れる第1モータ電流(Im1)と前記第2モータに流れる第2モータ電流(Im2)とのモータ電流差(Ic,Ic1,Ic2)が異常である場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち小さい方の通電を継続し、大きい方の通電を停止する大停止部(S303,S312)と、
前記回転体の回転が異常であり、且つ前記モータ電流差が異常である場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち大きい方の通電を継続し、小さい方の通電を停止する小停止部(S306,S315)と、
の少なくとも1つを有している技術的思想1~11のいずれか1つに記載の駆動装置。
前記モータ制御部は、
前記回転体の回転が異常であり、且つ前記第1モータに流れる第1モータ電流(Im1)と前記第2モータに流れる第2モータ電流(Im2)とのモータ電流差(Ic,Ic1,Ic2)が異常である場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち小さい方の通電を継続し、大きい方の通電を停止する大停止部(S303,S312)と、
前記回転体の回転が異常であり、且つ前記モータ電流差が異常である場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち大きい方の通電を継続し、小さい方の通電を停止する小停止部(S306,S315)と、
の少なくとも1つを有している技術的思想1~11のいずれか1つに記載の駆動装置。
技術的思想13
前記大停止部は、前記回転体の回転に異常が生じた場合に、前記小停止部による前記通電の継続及び停止が行われるよりも先に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち小さい方の通電を継続し、大きい方の通電を停止する、技術的思想12に記載の駆動装置。
前記大停止部は、前記回転体の回転に異常が生じた場合に、前記小停止部による前記通電の継続及び停止が行われるよりも先に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち小さい方の通電を継続し、大きい方の通電を停止する、技術的思想12に記載の駆動装置。
技術的思想14
前記小停止部は、前記大停止部による前記通電の継続及び停止が行われても、前記回転体の回転異常が解消されない場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち大きい方の通電を継続し、小さい方の通電を停止する、技術的思想12又は13に記載の駆動装置。
前記小停止部は、前記大停止部による前記通電の継続及び停止が行われても、前記回転体の回転異常が解消されない場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち大きい方の通電を継続し、小さい方の通電を停止する、技術的思想12又は13に記載の駆動装置。
技術的思想15
前記モータ制御部は、
前記大停止部及び前記小停止部のそれぞれにより前記通電の継続及び停止が行われても、前記回転体の回転異常が解消されない場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流の両方の通電を停止する両停止部(S309,S318)、を有している技術的思想12~14のいずれか1つに記載の駆動装置。
前記モータ制御部は、
前記大停止部及び前記小停止部のそれぞれにより前記通電の継続及び停止が行われても、前記回転体の回転異常が解消されない場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流の両方の通電を停止する両停止部(S309,S318)、を有している技術的思想12~14のいずれか1つに記載の駆動装置。
技術的思想16
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御装置(40,81,91)であって、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
を備えている駆動制御装置。
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御装置(40,81,91)であって、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
を備えている駆動制御装置。
技術的思想17
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御プログラムであって、
少なくとも1つのプロセッサ(40a,81a,91a)を、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
として機能させる駆動制御プログラム。
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御プログラムであって、
少なくとも1つのプロセッサ(40a,81a,91a)を、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
として機能させる駆動制御プログラム。
技術的思想18
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御方法であって、
少なくとも1つのプロセッサ(40a,81a,91a)にて実行される処理に、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
というステップを含む駆動制御方法。
回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御方法であって、
少なくとも1つのプロセッサ(40a,81a,91a)にて実行される処理に、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
というステップを含む駆動制御方法。
Claims (16)
- 回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置(50)であって、
通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、
前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し、前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力とが同じになるように、前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御するモータ制御部(81,91,190)と、
を備えている駆動装置。 - 前記第1モータの出力に対する指令値として第1指令出力(Tr1*)を算出する第1指令部(82)と、
前記第2モータの出力に対する指令値として第2指令出力(Tr2*)を算出する第2指令部(92)と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記第1指令出力及び前記第2指令出力を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、請求項1に記載の駆動装置。 - 前記第1指令出力と前記第2指令出力との平均を平均指令(Tr1C,Tr2C,C1a,C2a)として算出する指令平均部(83a,93a,141,151)、を備え、
前記モータ制御部は、前記指令平均部を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、請求項2に記載の駆動装置。 - 前記第1モータ及び前記第2モータの出力に対する共通の指令値として共通指令(Sr1*、Sr2*,Tr*)を算出する共通指令部(40)、を備え、
前記第1指令部は、前記共通指令を用いて前記第1指令出力を算出し、
前記第2指令部は、前記共通指令を用いて前記第2指令出力を算出する、請求項2又は3に記載の駆動装置。 - 前記第1指令部と前記共通指令部とを通信可能に接続した第1経路(33A)と、
前記第2指令部と前記共通指令部とを通信可能に接続した第2経路(33B)と、
前記共通指令部を経由せずに前記第1指令部と前記第2指令部とを通信可能に接続した直接経路(55)と、
を備えている請求項4に記載の駆動装置。 - 前記第1モータの状態を示す第1モータ情報(Im1,Tr1)を取得する第1情報取得部(83,84)と、
前記第2モータの状態を示す第2モータ情報(Im2,Tr2)を取得する第2情報取得部(93,94)と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記第1モータ情報及び前記第2モータ情報を用いて前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。 - 前記モータ制御部は、前記第1モータ情報と前記第2モータ情報とが同じになるように前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、請求項6に記載の駆動装置。
- 前記第1モータの出力と前記第2モータの出力とが同じになるように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる第1実行部(S202)と、
前記第1モータの出力と前記第2モータの出力との間に出力差が生じるように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる第2実行部(S203)と、
前記第1実行部及び前記第2実行部のいずれに前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させるのかを判定する実行判定部(S201)と、
を備えている請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。 - 前記第2実行部は、前記第1モータの状態及び前記第2モータの状態に応じて前記出力差を調整するように、前記モータ制御部に前記第1モータ及び前記第2モータの制御を実行させる、請求項8に記載の駆動装置。
- 前記移動体は、前記回転体の回転により飛行する飛行体(10)である、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
- 前記第1モータ及び前記第2モータの両方に含まれ、前記第1モータが有する第1コイル(172A)及び前記第2モータが有する第2コイル(172B)の少なくとも一方への通電により回転する共通ロータ(173)、を備え、
前記モータ制御部は、前記第1コイルに流れる第1コイル電流(Im1)と前記第2コイルに流れる第2コイル電流(Im2)とが同じになるように、前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれを制御する、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。 - 前記モータ制御部は、
前記回転体の回転が異常であり、且つ前記第1モータに流れる第1モータ電流(Im1)と前記第2モータに流れる第2モータ電流(Im2)とのモータ電流差(Ic,Ic1,Ic2)が異常である場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち小さい方の通電を継続し、大きい方の通電を停止する大停止部(S303,S312)と、
前記回転体の回転が異常であり、且つ前記モータ電流差が異常である場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち大きい方の通電を継続し、小さい方の通電を停止する小停止部(S306,S315)と、
の少なくとも1つを有している請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。 - 前記大停止部は、前記回転体の回転に異常が生じた場合に、前記小停止部による前記通電の継続及び停止が行われるよりも先に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち小さい方の通電を継続し、大きい方の通電を停止する、請求項12に記載の駆動装置。
- 前記小停止部は、前記大停止部による前記通電の継続及び停止が行われても、前記回転体の回転異常が解消されない場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流のうち大きい方の通電を継続し、小さい方の通電を停止する、請求項12に記載の駆動装置。
- 前記モータ制御部は、
前記大停止部及び前記小停止部のそれぞれにより前記通電の継続及び停止が行われても、前記回転体の回転異常が解消されない場合に、前記第1モータ電流及び前記第2モータ電流の両方の通電を停止する両停止部(S309,S318)、を有している請求項12に記載の駆動装置。 - 回転体(20)の回転により移動する移動体(10)に設けられ、前記回転体を回転させるために駆動する駆動装置であって、通電により駆動する第1モータ(61,171A)及び第2モータ(71,171B)と、前記回転体と前記第1モータ及び前記第2モータとを接続し前記第1モータ及び前記第2モータの出力に応じて前記回転体を回転させる出力軸部(51)と、を備えている駆動装置(50)、を制御する駆動制御装置(40,81,91)であって、
前記第1モータの出力が前記第2モータの出力に同じになるように前記第1モータを制御する第1制御部(81)と、
前記第2モータの出力が前記第1モータの出力に同じになるように前記第2モータを制御する第2制御部(91)と、
を備えている駆動制御装置。
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2023
- 2023-05-23 WO PCT/JP2023/019113 patent/WO2024004442A1/ja unknown
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