JPH06217596A - Control device for winding switching permanent magnet motor - Google Patents

Control device for winding switching permanent magnet motor

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JPH06217596A
JPH06217596A JP5006763A JP676393A JPH06217596A JP H06217596 A JPH06217596 A JP H06217596A JP 5006763 A JP5006763 A JP 5006763A JP 676393 A JP676393 A JP 676393A JP H06217596 A JPH06217596 A JP H06217596A
Authority
JP
Japan
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switching
motor
permanent magnet
winding
torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP5006763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumikazu Shiyamoto
純和 社本
Toshiyuki Sekimori
俊幸 関森
Hideki Furuyabu
秀樹 古薮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH06217596A publication Critical patent/JPH06217596A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 永久磁石モータにおいて巻線切替を行う場合
に切替に伴うショックを防止する。 【構成】 モータA及びBをディファレンシャルギア1
0により連結したダブルモータ12を構成する。ダブル
モータ12の出力軸24の回転数が低速回転域から高速
回転域へ、あるいは高速回転域から低速回転域へ移行し
た場合に、ECU30はコンタクタ32A及び32Bを
制御してモータA及びBの巻線切替を行う。モータAの
巻線切替のタイミングとモータBの巻線切替のタイミン
グは異なるタイミングとする。巻線切替を行う際、EC
U30はインバータ28A及び28Bを制御して、巻線
切替を行うモータA又はBの出力トルクを0に制御す
る。 【効果】 出力トルクが0となっている状態で巻線切替
が行われるため巻線切替に伴うショックが生じない。
(57) [Summary] [Purpose] To prevent a shock when switching windings in a permanent magnet motor. [Configuration] Motors A and B are set to a differential gear 1
A double motor 12 connected by 0 is configured. When the rotation speed of the output shaft 24 of the double motor 12 shifts from the low speed rotation range to the high speed rotation range or from the high speed rotation range to the low speed rotation range, the ECU 30 controls the contactors 32A and 32B to wind the motors A and B. Switch lines. The winding switching timing of the motor A and the winding switching timing of the motor B are different. EC when switching windings
U30 controls the inverters 28A and 28B to control the output torque of the motor A or B for switching windings to zero. [Effect] Since the winding switching is performed in a state where the output torque is 0, no shock occurs due to the winding switching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、巻線切替式永久磁石モ
ータを制御する装置、すなわち巻線切替式永久磁石モー
タの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for controlling a winding-switching permanent magnet motor, that is, a controller for a winding-switching permanent magnet motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気自動車の走行用モータとして交流モ
ータを使用する場合には、車載のバッテリから供給され
る直流電力をインバータを用いて交流電力に変換し、こ
れを走行用モータに供給するシステム構成が採られる。
このようなシステム構成とすると、インバータを構成す
る各スイッチング素子のスイッチングを制御することに
よりモータの出力トルクを好適に制御することができ
る。
2. Description of the Related Art When an AC motor is used as a running motor for an electric vehicle, a system for converting DC power supplied from a vehicle battery into AC power using an inverter and supplying the AC power to the running motor. The composition is adopted.
With such a system configuration, the output torque of the motor can be suitably controlled by controlling the switching of each switching element that constitutes the inverter.

【0003】また、走行用モータとしては、装置の小型
化等のため永久磁石モータの採用が検討されている。永
久磁石モータは、ロータ及びステータの一方を永久磁石
から構成したモータであり、界磁起磁力を界磁コイルの
みによって発生させる構成に比べ、少ない体積で同程度
の界磁起磁力を発生することができ、従って構成を小型
化できるという利点を有している。
Further, as a traveling motor, adoption of a permanent magnet motor is being considered for downsizing of the device. A permanent magnet motor is a motor in which one of a rotor and a stator is composed of a permanent magnet, and is capable of generating a similar field magnetomotive force with a smaller volume than a configuration in which the field magnetomotive force is generated only by a field coil. Therefore, there is an advantage that the structure can be miniaturized.

【0004】このような永久磁石モータを電気自動車の
走行用モータ等として用いる場合には、その回転数範囲
ができるだけ広いことが望ましい。永久磁石モータの回
転数範囲を拡張するためには、例えば特開昭61−73
591号公報等に誘導モータについて開示されている巻
線切替の技術を応用すればよい。すなわち、永久磁石モ
ータの各巻線間の結線を、高速回転時にY結線からΔ結
線に切替えることにより、高速回転域で出力トルクを得
ることができる。
When such a permanent magnet motor is used as a motor for running an electric vehicle or the like, it is desirable that its rotational speed range be as wide as possible. To extend the rotational speed range of the permanent magnet motor, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-73
The winding switching technique disclosed for the induction motor in Japanese Patent No. 591 or the like may be applied. That is, the output torque can be obtained in the high speed rotation range by switching the connection between the windings of the permanent magnet motor from the Y connection to the Δ connection during high speed rotation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな巻線切替式永久磁石モータにおいて、Y結線からΔ
結線へ、あるいはΔ結線からY結線へそれぞれ切替える
に当たっては、当該モータへの給電を一旦遮断する必要
がある。例えば、低速回転域から高速回転域に移行する
際、Y結線からΔ結線に切替えるに当たってまず給電を
断ち、その後巻線の切替えを行い、再び給電を開始す
る、といった手順を踏まなければならない。このような
手順により結線の切替えを行うと、モータへの給電が一
旦断たれるため、いわゆる切替ショックが発生してしま
う。
However, in such a winding switching type permanent magnet motor, Δ from Y connection.
When switching to the connection or from the Δ connection to the Y connection, it is necessary to temporarily cut off the power supply to the motor. For example, when shifting from the low speed rotation range to the high speed rotation range, when switching from the Y connection to the Δ connection, the power supply must first be cut off, then the windings switched, and the power supply started again. If the connection is switched by such a procedure, the power supply to the motor is temporarily cut off, so that a so-called switching shock occurs.

【0006】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、巻線切替式永久磁
石モータにおいて、巻線の結線等を切替える際に発生す
る切替ショックを低減もしくは防止することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and in a winding switching type permanent magnet motor, a switching shock generated when switching winding connection or the like is reduced or The purpose is to prevent.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る巻線切替式永久磁石モータの制
御装置は、ダブルモータ構造を形成するよう出力軸がデ
ィファレンシャルギアにより連結された第1及び第2の
永久磁石モータの出力軸の回転数又は当該ダブルモータ
構造の出力軸の回転数を検出する回転数検出手段と、検
出された回転数が所定の巻線切替回転数をよぎった場合
に第1の永久磁石モータの出力トルクを0に制御すると
共に、第2の永久磁石モータの出力トルクを要求される
出力トルクに制御する第1の切替時トルク制御手段と、
第1の永久磁石モータの巻線間の結線又は各巻線の巻数
を出力トルクが0に制御されている状態で切替える第1
の巻線切替制御手段と、第1の巻線切替制御手段により
切替が行われた後、第1の永久磁石モータの出力トルク
を要求される出力トルクに制御すると共に、第2の永久
磁石モータの出力トルクを0に制御する第2の切替時ト
ルク制御手段と、第2の永久磁石モータの巻線間の結線
又は各巻線の巻数を出力トルクが0に制御されている状
態で切替える第2の巻線切替制御手段と、第1及び第2
の巻線切替制御手段により切替が行われた後、第1及び
第2の永久磁石モータの出力トルクを要求される出力ト
ルクに応じて配分決定するトルク配分手段と、を備える
ことを特徴とする。
In order to achieve such an object, a controller for a winding switching type permanent magnet motor according to the present invention has an output shaft connected by a differential gear so as to form a double motor structure. Rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the output shaft of the first and second permanent magnet motors or the rotation speed of the output shaft of the double motor structure, and the detected rotation speed is a predetermined winding switching rotation speed. A first switching torque control means for controlling the output torque of the first permanent magnet motor to 0 when crossing, and controlling the output torque of the second permanent magnet motor to the required output torque;
First connection for switching the windings of the first permanent magnet motor or the number of turns of each winding while the output torque is controlled to 0
Of the second permanent magnet motor while controlling the output torque of the first permanent magnet motor to the required output torque after the switching is performed by the winding switching control means and the first winding switching control means. Second switching torque control means for controlling the output torque of the second permanent magnet motor to zero, and second connection for switching the windings of the second permanent magnet motor or the number of turns of each winding in a state where the output torque is controlled to zero. Winding switching control means, and first and second
Torque distribution means for determining distribution of the output torques of the first and second permanent magnet motors in accordance with the required output torque after switching is performed by the winding switching control means. .

【0008】[0008]

【作用】本発明の制御装置が制御対象とする巻線切替式
永久磁石モータは、第1及び第2の永久磁石モータを備
えている。これら第1及び第2の永久磁石モータの出力
軸は、ダブルモータ構造を形成するよう、ディファレン
シャルギア(デフ)により連結されている。本発明にお
いては、まず、このような永久磁石モータの出力軸の回
転数又はダブルモータ構造の出力軸の回転数が回転数検
出手段によって検出される。検出された回転数が所定の
巻線切替回転数をよぎった場合、第1の切替時トルク制
御手段により、第1の永久磁石モータの出力トルクが0
に、第2の永久磁石モータの出力トルクが要求されるト
ルクに、それぞれ制御される。この状態では、要求され
る出力トルクが専ら第2の永久磁石モータのみによって
担われる。この状態で、第1の巻線切替制御手段によ
り、第1の永久磁石モータの巻線間の結線又は各巻線の
巻数が切替えられる。この切替が行われた後、第2の切
替時トルク制御手段により、第1の永久磁石モータの出
力トルクが要求される出力トルクに、第2の永久磁石モ
ータの出力トルクが0に、それぞれ制御される。この状
態では、専ら、切替が行われた第1の永久磁石モータの
みにより、要求される出力トルクが担われる。第2の巻
線切替制御手段は、この状態で、第2の永久磁石モータ
の巻線間の結線又は各巻線の巻数を切替える。このよう
にして、第1及び第2の巻線切替制御手段により切替が
行われた後、第1及び第2の永久磁石モータの出力トル
クが、要求される出力トルクに応じて配分決定される。
従って、本発明においては、要求される出力トルクを発
生させる永久磁石モータとして第1及び第2の永久磁石
モータの2個が用いられると共に、巻線間の結線又は各
巻線の巻数の切替が、出力トルクが0に制御されている
永久磁石モータについて行われ、かつこの切替が第1及
び第2の永久磁石モータについて交互に行われるため、
切替時のショック発生が防止される。
The winding switching permanent magnet motor to be controlled by the control device of the present invention includes the first and second permanent magnet motors. The output shafts of the first and second permanent magnet motors are connected by a differential gear (differential gear) so as to form a double motor structure. In the present invention, first, the rotational speed of the output shaft of such a permanent magnet motor or the rotational speed of the output shaft of the double motor structure is detected by the rotational speed detection means. When the detected rotation speed exceeds a predetermined winding switching rotation speed, the output torque of the first permanent magnet motor is set to 0 by the first switching torque control means.
In addition, the output torque of the second permanent magnet motor is controlled to the required torque. In this state, the required output torque is exclusively carried by the second permanent magnet motor. In this state, the connection between windings of the first permanent magnet motor or the number of windings of each winding is switched by the first winding switching control means. After this switching is performed, the second switching torque control means controls the output torque of the first permanent magnet motor to the required output torque and the output torque of the second permanent magnet motor to 0, respectively. To be done. In this state, the required output torque is exclusively carried by the switched first permanent magnet motor. In this state, the second winding switching control means switches the connection between the windings of the second permanent magnet motor or the number of turns of each winding. In this way, after switching is performed by the first and second winding switching control means, the output torques of the first and second permanent magnet motors are distributed and determined according to the required output torque. .
Therefore, in the present invention, two permanent magnet motors, the first and second permanent magnet motors, are used as the permanent magnet motors that generate the required output torque, and connection between windings or switching of the number of turns of each winding is performed. Since it is performed for the permanent magnet motor whose output torque is controlled to 0, and this switching is alternately performed for the first and second permanent magnet motors,
The occurrence of shocks when switching is prevented.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1には、本発明の一実施例に係る制御装
置を電気自動車の駆動システムにおいて実現した場合の
システム構成の一例が示されている。この図に示される
システムは、2個のモータA及びBの出力軸をディファ
レンシャルギア(デフ)10によって差動連結したダブ
ルモータ12を駆動及び制御の対象としている。
FIG. 1 shows an example of a system configuration when a control device according to an embodiment of the present invention is realized in a drive system for an electric vehicle. The system shown in this figure drives and controls a double motor 12 in which the output shafts of two motors A and B are differentially connected by a differential gear (differential gear) 10.

【0011】図2には、ダブルモータ12の概略構造が
示されている。この図においては、モータA及びB並び
にデフ10は、単一のケース14内に収納されている。
モータAは、永久磁石から構成されるロータ16Aと、
ステータヨーク18A及び巻線20Aから構成されるス
テータとを有している。同様に、モータBは、永久磁石
から構成されるロータ18Bと、ステータヨーク18B
及び巻線20Bから構成されるステータとを有してい
る。ロータ16A及び16Bのシャフト22A及び22
Bは、いずれも、デフ10に連結されている。デフ10
は、シャフト26A及び26Bを図1に示される出力軸
24に連結する機構である。デフ10としては、公知の
構造を用いることができるため、図2においてはデフ1
0の構造を省略している。
FIG. 2 shows a schematic structure of the double motor 12. In this figure, the motors A and B and the differential 10 are housed in a single case 14.
The motor A includes a rotor 16A composed of a permanent magnet,
It has a stator composed of a stator yoke 18A and a winding wire 20A. Similarly, the motor B includes a rotor 18B composed of permanent magnets and a stator yoke 18B.
And a stator composed of the winding wire 20B. Shafts 22A and 22 of rotors 16A and 16B
Both B are connected to the differential 10. Differential 10
Is a mechanism for connecting the shafts 26A and 26B to the output shaft 24 shown in FIG. Since a known structure can be used as the diff 10, the diff 1 in FIG.
The structure of 0 is omitted.

【0012】図1に示されるシステムは、電力源とし
て、充放電可能な鉛電池等のバッテリ26を備えてい
る。インバータ28A及び28Bは、バッテリ26から
供給される直流電力をECU30の制御の下に3相交流
電力に変換し、対応するコンタクタ32A又は32Bを
介して、対応するモータA又はBに供給する。ECU3
0は、インバータ28A及び28Bを制御するに当たっ
て、操縦者のアクセル操作やブレーキ操作を示す車両信
号を入力し、かつ、ダブルモータ12の出力軸24の回
転数を回転数センサ34によって検出しつつ、トルク指
令を発生させる。ECU30は、トルク指令に基づきイ
ンバータ28A及び28Bに対しそれぞれPWM(パル
ス幅変調)信号を与え、各インバータ28A及び28B
を構成するスイッチング素子のスイッチング動作を制御
する。このような制御を行うことにより、モータA及び
Bの出力トルクを車両信号として指令されるトルク指令
に基づき制御することができ、従って、ダブルモータ2
2の出力トルク(モータAの出力トルクとモータBの出
力トルクの合成トルク)を、例えば操縦者のアクセルペ
ダルの踏み込みに応じた出力トルクとすることができ
る。
The system shown in FIG. 1 includes a battery 26 such as a chargeable / dischargeable lead battery as a power source. The inverters 28A and 28B convert the DC power supplied from the battery 26 into three-phase AC power under the control of the ECU 30 and supply the three-phase AC power to the corresponding motor A or B via the corresponding contactor 32A or 32B. ECU3
In controlling the inverters 28A and 28B, 0 inputs a vehicle signal indicating an accelerator operation or a brake operation of a driver, and detects the rotation speed of the output shaft 24 of the double motor 12 by the rotation speed sensor 34, Generate a torque command. The ECU 30 gives a PWM (pulse width modulation) signal to each of the inverters 28A and 28B based on the torque command so that each of the inverters 28A and 28B can receive the PWM signal.
It controls the switching operation of the switching element constituting the. By performing such control, the output torques of the motors A and B can be controlled based on the torque command commanded as the vehicle signal.
The output torque of 2 (the combined torque of the output torque of the motor A and the output torque of the motor B) can be set as the output torque corresponding to the depression of the accelerator pedal by the operator, for example.

【0013】コンタクタ32A及び32Bは、対応する
モータA及びBの巻線切替を行うためのコンタクタであ
り、それぞれ、ECU30の制御の下に切替動作を実行
し、ECU30に対して巻線の状態を報知する。
The contactors 32A and 32B are contactors for switching the windings of the corresponding motors A and B. The contactors 32A and 32B execute the switching operation under the control of the ECU 30 and indicate the state of the windings to the ECU 30. Notify me.

【0014】コンタクタ32A及び32Bは、対応する
モータA及びBの各巻線20間の結線をΔ結線とY結線
とで切替える構成とすることができる。図3には、Δ結
線とY結線とで切替を行うよう構成されたコンタクタ3
2A及び32Bの一例構成が示されている。
The contactors 32A and 32B can be configured so that the connection between the windings 20 of the corresponding motors A and B is switched between a Δ connection and a Y connection. FIG. 3 shows a contactor 3 configured to switch between Δ connection and Y connection.
An example configuration of 2A and 32B is shown.

【0015】この図に示されるように、モータA及びB
はそれぞれ巻線20U、20V及び20Wを備えてお
り、対応するコンタクタ32A又は32Bに対し、U〜
Zの6本の線により接続されている。コンタクタ32A
及び32Bは、それぞれ、巻線20U、20V及び20
W間の結線を切替えるため、例えばパワーリレー等とし
て実現されるスイッチ36X、36Y及び36Zを備え
ている。スイッチ36X、36Y及び36Zは、それぞ
れ、接点a及びa、b及びb並びにc1及びc
2を有している。各スイッチ36X、36Y及び36Z
は、接点a、b及びc側に投入された場合に、図
4(a)に示されるように巻線20U、20V及び20
W間の結線をΔ結線とし、かつ、接点a、b及びc
側に接続された場合に図4(b)に示されるようにY
結線とするよう、設けられている。
As shown in this figure, motors A and B
Are provided with windings 20U, 20V and 20W, respectively, and U to the corresponding contactor 32A or 32B.
It is connected by 6 lines of Z. Contactor 32A
And 32B are windings 20U, 20V and 20 respectively.
The switches 36X, 36Y, and 36Z, which are realized as, for example, power relays, are provided to switch the connection between the Ws. The switches 36X, 36Y and 36Z have contacts a 1 and a 2 , b 1 and b 2 and c 1 and c, respectively.
Have two. Each switch 36X, 36Y and 36Z
When the contacts a 1 , b 1 and c 1 are turned on, the windings 20U, 20V and 20 are turned on as shown in FIG. 4 (a).
The connection between W is a Δ connection, and the contacts a 2 , b 2 and c
When connected to the 2 side, Y as shown in FIG.
It is provided to be connected.

【0016】従って、図1のシステムにおいて図3に示
される構成を有するコンタクタ32A及び32Bを用い
た場合、ECU30の制御の下に、例えば回転数センサ
34の検出値が高速回転域に属するか低速回転域に属す
るかに応じ、モータA及びBの各巻線20U、20V及
び20W間の結線をΔ結線とするか、Y結線とするかを
制御することができる。
Therefore, when the contactors 32A and 32B having the configuration shown in FIG. 3 are used in the system of FIG. 1, under control of the ECU 30, for example, the detection value of the rotation speed sensor 34 belongs to a high speed rotation range or low speed. It is possible to control whether the connection between the windings 20U, 20V, and 20W of the motors A and B is Δ connection or Y connection, depending on whether they belong to the rotation range.

【0017】また、コンタクタ32A及び32Bは、図
5に示されるように、対応するモータA又はBの各巻線
20U、20V及び20Wの巻数を切替える構成とする
ことができる。この場合、スイッチ36X、36Y及び
36Zは、接点a、b及びc側に接続された場合
に図6(a)に示されるように巻線20U、20V及び
20Wの巻数をnとし、接点a、b及びcに接
続された場合にn+nとするよう、設けられる。従
って、このような構成を有するコンタクタ32A及び3
2Bを図1のシステム構成において用いる場合、モータ
A及びBの各巻線20U、20V及び20Wの巻数を、
例えば回転数センサ34の検出値が高速回転域に属する
か低速回転域に属するかに応じ、nとするかn+n
とするかを制御することができる。
Further, the contactors 32A and 32B can be configured to switch the winding numbers of the respective windings 20U, 20V and 20W of the corresponding motor A or B as shown in FIG. In this case, when the switches 36X, 36Y and 36Z are connected to the contacts a 1 , b 1 and c 1 side, the number of turns of the windings 20U, 20V and 20W is n 1 as shown in FIG. 6 (a). , N 1 + n 2 when connected to the contacts a 2 , b 2 and c 2 . Therefore, the contactors 32A and 3 having such a configuration are provided.
When 2B is used in the system configuration of FIG. 1, the winding numbers of the windings 20U, 20V and 20W of the motors A and B are
For example, n 1 or n 1 + n depending on whether the detection value of the rotation speed sensor 34 belongs to the high speed rotation range or the low speed rotation range.
2 can be controlled.

【0018】図7には、コンタクタ32A及び32Bに
おける巻線切替とトルク特性の関係が示されている。こ
の図に示されるように、回転数センサ34によって検出
されるダブルモータ12の出力軸24の回転数Nが所定
値Nを越えた場合に、モータA及びBをY結線又は巻
数n+nからΔ結線又は巻数nに切替えると、線
間の巻数が小さくなるためトルク特性が実線で示される
特性から破線で示される特性に移行し、最大回転数N
maxが大きくなり、回転数範囲が拡がる。
FIG. 7 shows a relationship between winding switching and torque characteristics in the contactors 32A and 32B. As shown in this figure, when the rotation speed N of the output shaft 24 of the double motor 12 detected by the rotation speed sensor 34 exceeds a predetermined value N 0 , the motors A and B are Y-connected or the number of turns n 1 + n. When switching from 2 to Δ connection or the number of turns n 1 , the number of turns between the lines becomes smaller, so the torque characteristic shifts from the characteristic indicated by the solid line to the characteristic indicated by the broken line, and the maximum rotation speed N
The max value increases and the rotation speed range expands.

【0019】図8には、本実施例におけるECU30の
動作の流れが示されている。
FIG. 8 shows a flow of the operation of the ECU 30 in this embodiment.

【0020】この図に示されるように、ECU30は、
車両信号等に基づき、ダブルモータ12に要求されるト
ルク指令Tを演算し、これに基づきモータA及びBの
出力トルクを制御する(100)。すなわち、ダブルモ
ータ12に対し要求される出力トルクを示すトルク指令
を演算し、このトルク指令Tに係る出力トルクが
ダブルモータ12から得られるよう、モータAに係るト
ルク指令T 及びBに対するトルク指令T を演算
する。ECU30は、求めたトルク指令T に基づき
インバータ28Aに対しPWM信号を供給し、トルク指
令T に基づきインバータ28Bに対しPWM信号を
供給する。この結果、モータA及びモータBの出力トル
クは対応するトルク指令T 及びT となり、ダブ
ルモータ12の出力はトルク指令Tに対応する値とな
る。
As shown in this figure, the ECU 30 is
The torque command T * required for the double motor 12 is calculated based on the vehicle signal and the like, and the output torques of the motors A and B are controlled based on this (100). In other words, calculates a torque command T * that indicates the output torque required to double the motor 12, so that the output torque according to the torque command T * is obtained from the double-motor 12, the torque command T A * and according to the motor A A torque command T B * for B is calculated. The ECU 30 supplies a PWM signal to the inverter 28A based on the obtained torque command T A * and a PWM signal to the inverter 28B based on the torque command T B * . As a result, the output torques of the motor A and the motor B become corresponding torque commands T A * and T B * , and the output of the double motor 12 becomes a value corresponding to the torque command T * .

【0021】ECU30は、更に、回転数センサ34に
よって検出されるダブルモータ12の出力軸24の回転
数Nが所定の巻線切替ポイントをよぎったか否かを判定
する(102)。巻線切替ポイントとは、図7において
で示されるように、モータA及びBの各巻線20
U、20V及び20W間の結線をY結線とするかΔ結線
とするか、あるいは巻数をn+nとするかnとす
るかを切り替える回転数である。例えば、図1に示され
るシステムを搭載する車両が加速するのに伴いダブルモ
ータ12の出力軸24の回転数が上昇し巻線切替ポイン
トNをよぎった場合、ステップ102においては、条
件が成立したとして続くステップ104に移行する。同
様に、車両の減速に伴いダブルモータ12の出力軸24
の回転数が低下し巻線切替ポイントNをよぎった場合
も、ステップ104に移行する。ステップ102におい
て、巻線切替ポイントをよぎっていないと判定された場
合には、ステップ104〜112の動作を実行せず、図
示しない動作に移行する。
The ECU 30 further determines whether the rotation speed N of the output shaft 24 of the double motor 12 detected by the rotation speed sensor 34 has crossed a predetermined winding switching point (102). The winding switching point refers to each winding 20 of the motors A and B, as indicated by N 0 in FIG. 7.
It is the number of rotations for switching between the connection between U, 20V and 20W, Y connection or Δ connection, or the number of turns n 1 + n 2 or n 1 . For example, if the rotation speed of the output shaft 24 of the double motor 12 rises and crosses the winding switching point N 0 as the vehicle equipped with the system shown in FIG. 1 accelerates, the condition is satisfied in step 102. If so, the process proceeds to the subsequent step 104. Similarly, as the vehicle decelerates, the output shaft 24 of the double motor 12
When the number of rotations of No. 2 decreases and the winding switching point N 0 is crossed, the process proceeds to step 104. When it is determined in step 102 that the winding switching point is not crossed, the operations of steps 104 to 112 are not executed and the operation shifts to an operation (not shown).

【0022】ステップ102において巻線切替ポイント
をよぎったと判定された場合、続くステップ104にお
いて、ECU30は、モータAに対するトルク指令T
を0に、モータBに対するトルク指令T をT
に、それぞれ設定する。すなわち、ECU30は、要
求される出力トルクに係るトルク指令TをモータBに
対して与え、要求される出力トルクをモータBによって
発生させると共に、モータAを慣性で回転させる状態に
移行させる。
If it is determined in step 102 that the winding switching point has been crossed, in the following step 104, the ECU 30 causes the torque command T A for the motor A to pass.
* Is set to 0 and torque command T B * for motor B is set to T
Set to * respectively. That is, the ECU 30 gives a torque command T * relating to the required output torque to the motor B, causes the motor B to generate the required output torque, and shifts the motor A to a state of inertia.

【0023】次に、ECU30は、巻線切替を行うべ
く、コンタクタ32Aに対し、巻線切替信号を供給する
(106)。すなわち、慣性で回転しているモータAに
ついては、巻線切替を行っても切替ショックが生じない
と見なせるため、ECU30は、ステップ104実行後
にモータAに係る巻線切替を実行する。コンタクタ32
Aは、ECU30から巻線切替信号が供給されるのに伴
い、巻線切替(ΔからYへ、YからΔへ、あるいはn
+nからnへ、nからn+nへの切替)を行
う。
Next, the ECU 30 supplies a winding switching signal to the contactor 32A to switch the winding (106). That is, with respect to the motor A rotating by inertia, it can be considered that switching shock does not occur even if the winding switching is performed, and therefore the ECU 30 executes the winding switching related to the motor A after the execution of step 104. Contactor 32
When A is supplied with a winding switching signal from the ECU 30, the winding switching (Δ to Y, Y to Δ, or n 1
Switching from + n 2 to n 1 and from n 1 to n 1 + n 2 ).

【0024】続くステップ108においては、ECU3
0は、モータAに対しトルク指令T =Tを与え、
モータBに対しトルクT =0を与える。すなわち、
ECU30は、巻線の切替が済んだモータAにより要求
される出力トルクが得られるよう、トルク指令T
設定し、これに基づきインバータ28AをPWM制御す
る。また、巻線切替が済んでいないモータBについて
は、慣性で回転する状態となるよう、トルク指令T
を0に設定し、これに基づきインバータ28BをPWM
制御する。
In the following step 108, the ECU 3
0 gives a torque command T A * = T * to the motor A,
Torque T B * = 0 is given to the motor B. That is,
The ECU 30 sets the torque command T A * so as to obtain the output torque required by the motor A whose winding has been switched, and PWM-controls the inverter 28A based on the torque command T A * . Further, regarding the motor B whose winding has not been switched, the torque command T B * is set so that the motor B is rotated by inertia .
Is set to 0, and based on this, the inverter 28B is PWM
Control.

【0025】このようにモータBが慣性で回転する状態
となった時点で、ECU30は、コンタクタ32Bに対
し巻線切替信号を与え、モータBの巻線切替を実行させ
る(110)。すなわち、コンタクタ32Bは、ステッ
プ108においてECU30から供給される巻線切替信
号に応じ、ステップ106と同様の巻線切替を実行す
る。
When the motor B is inertially rotated in this way, the ECU 30 gives a winding switching signal to the contactor 32B to execute the winding switching of the motor B (110). That is, the contactor 32B executes the same winding switching as in step 106 in response to the winding switching signal supplied from the ECU 30 in step 108.

【0026】ECU30は、このようにモータA及びB
双方について巻線切替が終了した後、要求される出力ト
ルクに係るトルク指令TをモータAとBに配分する
(112)。すなわち、ダブルモータ12の出力トルク
が要求される出力トルクとなるよう、モータA及びBに
対するトルク指令T 及びT を設定し、インバー
タ28A及び28BをPWM制御する。
The ECU 30 thus operates the motors A and B.
After the switching of the windings of both is completed, the torque command T * relating to the required output torque is distributed to the motors A and B (112). That is, the torque commands T A * and T B * for the motors A and B are set so that the output torque of the double motor 12 becomes the required output torque, and the inverters 28A and 28B are PWM-controlled.

【0027】このように、本実施例によれば、出力トル
クが0となるよう制御されている状態で永久磁石モータ
A又はBの巻線切替を実行するようにしたため、例えば
低速回転域から高速回転域へ、あるいは高速回転域から
低速回転域へ移行する際に、巻線切替に伴う切替ショッ
クが発生することがなくなる。また、この切替動作が実
行されている期間においても、ダブルモータ12の出力
トルクが保持されるため、トルク抜け感やトルクハンチ
ングも生じない。更に、巻線切替は数百msec程度で
終了するため、図8に示される動作は1秒程度で終了す
ることができる。加えて、モータA及びBに対するトル
ク指令値を変更する動作を、徐々に実行させるようにす
ることもできる。
As described above, according to the present embodiment, since the winding switching of the permanent magnet motor A or B is executed in the state where the output torque is controlled to be 0, for example, from the low speed rotation range to the high speed. A switching shock due to winding switching does not occur at the time of shifting to the rotation range or from the high speed rotation range to the low speed rotation range. Further, even during the period when this switching operation is being executed, the output torque of the double motor 12 is held, so that the feeling of torque loss or torque hunting does not occur. Further, since the winding switching is completed in about several hundred msec, the operation shown in FIG. 8 can be completed in about 1 second. In addition, the operation of changing the torque command value for the motors A and B can be gradually executed.

【0028】なお、以上の説明においては、ECU30
が回転するセンサ32によってダブルモータ12の出力
軸24の回転数を検出するようにしていたが、これは、
モータA及びBの回転数を検出するようにしても構わな
い。
In the above description, the ECU 30
The rotation speed of the output shaft 24 of the double motor 12 was detected by the sensor 32 that rotates.
The number of rotations of the motors A and B may be detected.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダブルモータ構造を形成する第1及び第2の永久磁石モ
ータの出力トルクを交互に0に制御すると共に、出力ト
ルクが0に制御されている状態で巻線切替を行うように
したため、切替ショックを発生させることなくスムーズ
に巻線切替を実行することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Since the output torques of the first and second permanent magnet motors forming the double motor structure are alternately controlled to 0 and the winding switching is performed while the output torque is controlled to 0, switching shock is prevented. It is possible to smoothly switch the windings without generating them.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るシステムの構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例において制御対象とするダブルモータ
の概略構造を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic structure of a double motor to be controlled in the present embodiment.

【図3】本実施例において用いるコンタクタの一例構成
を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example configuration of a contactor used in this embodiment.

【図4】図3に示される構成のコンタクタを用いた場合
の巻線切替を説明するための図であり、図4(a)は各
巻線間の結線をΔ結線とした状態を、図4(b)はY結
線とした状態を、それぞれ示す回路図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining winding switching when the contactor having the configuration shown in FIG. 3 is used, and FIG. 4A shows a state in which the wiring between the windings is Δ connection. (B) is a circuit diagram showing a Y connection state.

【図5】本実施例において用いるコンタクタの一例構成
を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example configuration of a contactor used in this embodiment.

【図6】図5に示される構成のコンタクタを用いた場合
の巻線切替を説明するための図であり、図6(a)は各
巻線の巻数をnとした場合を、図6(b)はn+n
とした場合を、それぞれ示す回路図である。
6 is a diagram for explaining winding switching when the contactor having the configuration shown in FIG. 5 is used, and FIG. 6A shows a case where the number of turns of each winding is n 1 . b) is n 1 + n
The case of a 2, a circuit diagram illustrating, respectively.

【図7】本実施例における巻線切替とトルク特性の関係
を示すトルク特性図である。
FIG. 7 is a torque characteristic diagram showing a relationship between winding switching and torque characteristics in the present embodiment.

【図8】本実施例におけるECUの動作の流れを示すフ
ローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of operation of an ECU in the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ディファレンシャルギア(デフ) 12 ダブルモータ 16A,16B ロータ 18A,18B ステータヨーク 20A,20B,20U,20V,20W 巻線 22A,22B シャフト 24 ダブルモータの出力軸 26 バッテリ 28A,28B インバータ 30 ECU 32A,32B コンタクタ 34 回転数センサ 36X,36Y,36Z スイッチ A,B モータ T ダブルモータに対するトルク指令 T モータAに対するトルク指令 T モータBに対するトルク指令10 Differential Gear (Differential) 12 Double Motor 16A, 16B Rotor 18A, 18B Stator Yoke 20A, 20B, 20U, 20V, 20W Winding 22A, 22B Shaft 24 Double Motor Output Shaft 26 Battery 28A, 28B Inverter 30 ECU 32A, 32B Contactor 34 Rotation speed sensor 36X, 36Y, 36Z Switch A, B Motor T * Torque command for double motor T A * Torque command for motor A T B * Torque command for motor B

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ダブルモータ構造を形成するよう出力軸
がディファレンシャルギアにより連結された第1及び第
2の永久磁石モータの出力軸の回転数又は当該ダブルモ
ータ構造の出力軸の回転数を検出する回転数検出手段
と、 検出された回転数が所定の巻線切替回転数をよぎった場
合に第1の永久磁石モータの出力トルクを0に制御する
と共に、第2の永久磁石モータの出力トルクを要求され
る出力トルクに制御する第1の切替時トルク制御手段
と、 第1の永久磁石モータの巻線間の結線又は各巻線の巻数
を出力トルクが0に制御されている状態で切り替える第
1の巻線切替制御手段と、 第1の巻線切替制御手段により切替が行われた後、第1
の永久磁石モータの出力トルクを要求される出力トルク
に制御すると共に、第2の永久磁石モータの出力トルク
を0に制御する第2の切替時トルク制御手段と、 第2の永久磁石モータの巻線間の結線又は各巻線の巻数
を出力トルクが0に制御されている状態で切り替える第
2の巻線切替制御手段と、 第1及び第2の巻線切替制御手段により切替が行われた
後、第1及び第2の永久磁石モータの出力トルクを要求
される出力トルクに応じて配分決定するトルク配分手段
と、 を備えることを特徴とする巻線切替式永久磁石モータの
制御装置。
1. The number of revolutions of the output shaft of the first and second permanent magnet motors whose output shafts are connected by a differential gear to form a double motor structure or the number of revolutions of the output shaft of the double motor structure is detected. When the detected rotation speed crosses a predetermined winding switching rotation speed, the output torque of the first permanent magnet motor is controlled to 0, and the output torque of the second permanent magnet motor is adjusted. First switching torque control means for controlling to a required output torque, and first switching for switching the connection between windings of the first permanent magnet motor or the number of turns of each winding while the output torque is controlled to zero. After the switching is performed by the first winding switching control means and the first winding switching control means,
Second switching torque control means for controlling the output torque of the permanent magnet motor to the required output torque and controlling the output torque of the second permanent magnet motor to 0, and the winding of the second permanent magnet motor. After switching is performed by the second winding switching control means and the first and second winding switching control means for switching the connection between the wires or the number of turns of each winding while the output torque is controlled to 0. A winding switching permanent magnet motor control device, comprising: a torque distribution unit that determines distribution of output torques of the first and second permanent magnet motors according to required output torques.
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