JPH0779588A - SR motor controller - Google Patents

SR motor controller

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Publication number
JPH0779588A
JPH0779588A JP5247400A JP24740093A JPH0779588A JP H0779588 A JPH0779588 A JP H0779588A JP 5247400 A JP5247400 A JP 5247400A JP 24740093 A JP24740093 A JP 24740093A JP H0779588 A JPH0779588 A JP H0779588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
energization
torque
rotation speed
torque ripple
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5247400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Aso
剛 麻生
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 SRモータの制御装置を、駆動効率がよく、
しかも低トルクリップルで制御する。 【構成】 SRモータ1にロータの回転角度を検出する
角度センサ2が取り付けられ、その検出値はトルク指令
発生部6からのトルク指令信号とともに制御部3に入力
される。制御部でそれらの信号を基にSRモータへの通
電位相及び印加電圧を決定する。決定された通電指令値
に従い、パワーヘッド駆動部5を動作させ、電源4から
の電力がSRモータのステータ巻線に供給される。この
ときステータ巻線に流れている電流が電流検出センサ7
により検出され、検出された電流の変化パターンにより
トルクリップルを推定し、トルクリップルが大きいと推
定されたら、しかも感じやすい運転域においては、通電
位相及び印加電圧に対して、トルクリップルが小さくす
るように補正を行なう。これにより、高駆動効率と低ト
ルクリップルのもとに所望のトルクを発生させることが
できる。
(57) [Abstract] [Purpose] The SR motor control device is
Moreover, it is controlled with low torque ripple. [Structure] An angle sensor 2 for detecting a rotation angle of a rotor is attached to an SR motor 1, and the detected value is input to a control unit 3 together with a torque command signal from a torque command generation unit 6. The control unit determines the energization phase and applied voltage to the SR motor based on these signals. The power head drive unit 5 is operated according to the determined energization command value, and the power from the power supply 4 is supplied to the stator winding of the SR motor. At this time, the current flowing in the stator winding is the current detection sensor 7
The torque ripple is estimated from the detected current change pattern, and if the torque ripple is estimated to be large, then in the operation range where it is easy to feel, the torque ripple should be reduced with respect to the energization phase and applied voltage. Make corrections. Thereby, a desired torque can be generated with high driving efficiency and low torque ripple.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、SRモータの制御装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SR motor controller.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、SR(Switched Re
luctance)モータは、励磁巻線に励磁電流を通
電することにより磁界を作り、この磁界の作用でロータ
に磁気を及ぼし、そしてこれらの間に発生する磁気力に
よりロータの突部に生ずる吸引力ないしは反発力を利用
して、回転トルクを発生させる構成である。従って、出
力を制御するときには励磁巻線へのそれと対応する励磁
電流を制御すれば良い。ところが、実際にSRモータ
は、励磁巻線に一定の励磁電流を与えたとき、ロータに
発生するトルクは一定とならず、ロータの回転角度に応
じて変化する。特にロータの突部とステータの磁極が接
近しているところでは、出力トルクは殆ど発生せず、励
磁電流は励磁巻線の発熱の原因になってしまう。従っ
て、所定の出力を要求されるときに一定の励磁電流を励
磁巻線に与えた場合には、一部の励磁電流が無駄に消費
されると共に、ロータにトルクリップルが生じて、安定
な出力トルクが得られないのみでなく、駆動効率が低下
する。
2. Description of the Related Art Generally, SR (Switched Re)
A luctance motor produces a magnetic field by passing an exciting current through an exciting winding, exerts magnetism on a rotor by the action of this magnetic field, and an attractive force or a magnetic force generated between them causes a magnetic force to be generated on a protrusion of the rotor. This is a configuration in which the repulsive force is used to generate the rotational torque. Therefore, when controlling the output, it suffices to control the exciting current corresponding to the exciting winding. However, in the SR motor, when a constant exciting current is applied to the exciting winding, the torque generated in the rotor is not constant and changes according to the rotation angle of the rotor. Particularly, when the protrusion of the rotor and the magnetic pole of the stator are close to each other, almost no output torque is generated, and the exciting current causes heat generation in the exciting winding. Therefore, when a constant exciting current is applied to the exciting winding when a predetermined output is required, a part of the exciting current is wastefully consumed and a torque ripple is generated in the rotor, resulting in stable output. Not only torque cannot be obtained, but also drive efficiency is reduced.

【0003】これに対して、駆動効率を向上させ、安定
な出力トルクを得るためのSRモータの制御装置とし
て、出願人は特願平5−214992で提案しているも
のがある。これは、SRモータに電源電圧のまま印加
し、通電開始角度と、通電幅などの通電位相により制御
する装置である。
On the other hand, as an SR motor control device for improving the driving efficiency and obtaining a stable output torque, there is one proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 5-214992. This is a device in which the power supply voltage is applied to the SR motor as it is and is controlled by the energization start angle and the energization phase such as the energization width.

【0004】ここで、通電開始角度と通電幅とは図11
に示すように、ロータが時計方向に回転している間に、
C突極の巻線に通電を開始した際、B点に対するロータ
のA点の角度を通電開始角とし、この通電開始から終了
までに点Aが動く角度を通電幅とする。SRモータを駆
動するには、モータに印加する電圧を高く保ち、出力ト
ルクは巻線に通電位相即ち通電開始角度と通電する時間
である通電幅を用いて制御するのが効率が高い。このた
め上記提案したSRモータの制御装置にあっては、SR
モータの効率を最大とする制御パラメータの特性は、印
加電圧を高くするようにPWMのデューティ比を100
%とし、発生トルクは通電開始角度、通電幅により変化
させる。例えば通電幅を広げると巻線に電圧を印加する
時間が多くなるのでその巻線に流れる電流実効値が大き
くなり、また、通電開始をステータ突極とロータ突極が
重なり始める角度以前よりにすると巻線インダクタンス
が小さいうちに電圧を印加することになるので電流の立
ち上がりが早くなり結局電流の実効値が大きくなり大き
なトルクが得られる。
Here, the energization start angle and the energization width are shown in FIG.
As shown in, while the rotor is rotating clockwise,
When the energization of the winding of the C salient pole is started, the angle of the point A of the rotor with respect to the point B is the energization start angle, and the angle at which the point A moves from the start to the end of the energization is the energization width. In order to drive the SR motor, it is highly efficient to keep the voltage applied to the motor high and control the output torque by using the energization phase, that is, the energization start angle and the energization width that is the time for energizing the winding. Therefore, in the SR motor controller proposed above, the SR
The characteristic of the control parameter that maximizes the efficiency of the motor is that the PWM duty ratio is 100 so that the applied voltage is high.
%, And the generated torque is changed by the energization start angle and the energization width. For example, if the energization width is widened, the time to apply the voltage to the winding increases, so the effective value of the current flowing in that winding increases, and if the energization start is made before the angle at which the stator salient poles and rotor salient poles begin to overlap. Since the voltage is applied while the winding inductance is small, the current rises quickly, and eventually the effective value of the current increases and a large torque can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低トル
ク出力域では印加電圧を高く保つと、通電幅を狭くしな
ければならないのでロータの回転速度の低いところでは
低回転速度になるに連れてトルクリップルが増してく
る。これに対し、トルクリップル量を小さくするために
例えば通電幅を広げ、印加電圧により制御することが考
えられる。しかしながら、前述のようにSRモータに印
加する電圧を高く保ち、出力トルクは巻線に通電する時
間すなわち通電幅を用いて制御するのが効率が高いた
め、印加電圧により制御を行なうと、高トルク出力域あ
るいは高回転速度域では効率が低下することになる。従
って、この発明はトルクリップルの発生しにくい域では
高効率の駆動状態が得られ、トルクリップルの発生しや
すい域では円滑な駆動ができ、総じて広範囲の回転速度
と出力トルク域で効率のよい且つ低トルクリップルのS
Rモータの制御装置を提供することを目的とする。
However, if the applied voltage is kept high in the low torque output region, the energization width must be narrowed, so that the torque ripple becomes lower as the rotation speed becomes lower at the low rotation speed of the rotor. Is increasing. On the other hand, in order to reduce the amount of torque ripple, for example, the energization width may be widened and controlled by the applied voltage. However, as described above, it is efficient to keep the voltage applied to the SR motor high and control the output torque by using the time during which the winding is energized, that is, the energization width. In the output range or high rotation speed range, the efficiency will decrease. Therefore, according to the present invention, a highly efficient drive state can be obtained in a region where torque ripple is unlikely to occur, smooth driving can be performed in a region where torque ripple is likely to occur, and efficiency is generally high in a wide range of rotation speed and output torque. Low torque ripple S
An object is to provide a control device for an R motor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明は、SRモータのトルク指令発生手段と、前記
SRモータのロータの回転角度を検出する回転角度検出
手段と、前記回転角度検出手段の検出値により前記ロー
タの回転速度を演算する演算手段と、前記SRモータの
回転速度と該SRモータの出力トルクとに対応して前記
SRモータのステータ巻線への励磁電流を制御する通電
開始角度や通電幅等の通電位相及び印加電圧のデータを
予め記憶させた通電データ記憶手段を備え、前記演算手
段により演算された回転速度と前記トルク指令発生手段
によるトルク指令とに応じて前記通電データ記憶手段か
ら励磁電流の制御指令を読み出し出力する制御手段と、
前記制御手段により出力された制御指令に基づいて前記
SRモータを駆動する駆動手段とを有するものとした。
Therefore, the present invention according to claim 1 is to provide a torque command generating means for an SR motor, a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of a rotor of the SR motor, and the rotation angle. Computation means for computing the rotation speed of the rotor based on the detection value of the detection means, and controlling the exciting current to the stator winding of the SR motor corresponding to the rotation speed of the SR motor and the output torque of the SR motor. An energization data storage means for storing in advance data of energization phase such as energization start angle and energization width, and applied voltage is provided, and the energization data storage means stores the data according to the rotation speed calculated by the calculation means and the torque command by the torque command generation means. Control means for reading and outputting a control command for the exciting current from the energization data storage means,
Drive means for driving the SR motor based on the control command output by the control means.

【0007】また、請求項2記載の発明は、SRモータ
のトルク指令発生手段と、前記SRモータのロータの回
転角度を検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検
出手段の検出値により前記ロータの回転速度を演算する
演算手段と、前記SRモータの負荷トルクを検出するト
ルク検出手段と、前記SRモータのステータ巻き線への
電流を検出する電流検出手段と、前記SRモータの回転
速度と該SRモータの出力トルクとに対応して前記SR
モータのステータ巻線への励磁電流を制御する通電開始
角度や通電幅等の通電位相及び印加電圧のデータを予め
記憶させた通電データ記憶手段を備え、前記演算手段に
より演算された回転速度と前記トルク指令発生手段によ
るトルク指令とに応じて前記通電データ記憶手段から励
磁電流の制御指令を読み出し出力する制御手段と、前記
トルク検出手段と前記電流検出手段の検出値及び前記演
算された回転速度とに応じて前記通電データ記憶手段よ
り読み出された制御指令を補正する補正手段と、前記補
正された制御指令に基づいて前記SRモータを駆動する
駆動手段とを有するものとした。
According to a second aspect of the invention, the torque command generating means for the SR motor, the rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the rotor of the SR motor, and the rotor based on the detection value of the rotation angle detecting means. Calculating means for calculating the rotation speed of the SR motor, torque detecting means for detecting the load torque of the SR motor, current detecting means for detecting the current to the stator winding of the SR motor, and the rotation speed of the SR motor. The SR according to the output torque of the SR motor
An energization data storage unit that stores in advance data of energization phase such as energization start angle and energization width for controlling the excitation current to the stator winding of the motor and energization width and applied voltage is provided, and the rotation speed calculated by the calculation unit and the Control means for reading out and outputting an excitation current control command from the energization data storage means in response to a torque command from the torque command generation means, detection values of the torque detection means and the current detection means, and the calculated rotational speed. According to the above, a correction unit that corrects the control command read from the energization data storage unit and a drive unit that drives the SR motor based on the corrected control command are provided.

【0008】[0008]

【作用】請求項1記載の発明では、制御手段において、
予め最大の効率が得られる通電データと最小のトルクリ
ップルが得られる通電データの2種類を記憶手段に記憶
させ、SRモータの回転速度とトルク指令値とに基づい
てトルクリップルの発生しやすい域では記憶された低ト
ルクリップルの制御指令を読み出し、トルクリップルの
発生しにくい域では高効率の制御指令を読み出し出力さ
れるから、広駆動域にわたって高駆動効率と低トルクリ
ップルの下にSRモータが駆動される。請求項2記載の
発明では、ステータ巻線に流れる電流を検出し、その検
出した電流の変化からトルクリップル量を推定し、駆動
状態が判断され、その判断結果に応じて高トルクリプル
の場合通電データ記憶手段により読み出された通電指令
に対して補正を行なうため、トルクリップルが最小とな
り、効率がよくSRモータが駆動される。また駆動状態
が急激に変化しても駆動は滑らかにされる。
In the invention according to claim 1, in the control means,
Two types of energization data for which maximum efficiency is obtained and energization data for which minimum torque ripple is obtained are stored in the storage means in advance in a range where torque ripple is likely to occur based on the rotation speed of the SR motor and the torque command value. The stored low torque ripple control command is read and the high efficiency control command is read and output in the region where torque ripple is less likely to occur, so the SR motor is driven under high drive efficiency and low torque ripple over a wide drive range. To be done. According to the second aspect of the invention, the current flowing in the stator winding is detected, the torque ripple amount is estimated from the change in the detected current, the drive state is determined, and the energization data in the case of high torque ripple is determined according to the determination result. Since the energization command read by the storage means is corrected, the torque ripple is minimized and the SR motor is driven efficiently. Further, even if the driving state changes suddenly, the driving is smoothed.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を示す。SR
モータ1は図に示していないステータ巻線とロータなど
から構成され、ステータ巻線に与えられる励磁電流に応
じてロータが回転するようになっている。ロータの回転
角度を検出する検出手段として角度センサ2が取り付け
られ、回転角度に応じて回転角度信号を出力するように
なっている。この回転角度信号はトルク指令発生部6か
らのトルク指令信号とともに制御部3に入力される。制
御部3でそれらの信号を基に制御部内に設けられた内部
メモリからSRモータへの通電開始角度と通電幅などの
通電位相及び印加電圧の値を読み出し励磁電流を制御す
る通電指令を決定する。決定された通電指令値に従い制
御部3内の出力装置によりパワーヘッド駆動部5を動作
させ、電源4からの電力はこのパワーヘッド駆動部5の
動作に応じてSRモータのステータ巻線に供給される。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. SR
The motor 1 is composed of a stator winding, a rotor, and the like, which are not shown in the figure, and the rotor rotates according to the exciting current applied to the stator winding. An angle sensor 2 is attached as detection means for detecting the rotation angle of the rotor, and outputs a rotation angle signal according to the rotation angle. This rotation angle signal is input to the controller 3 together with the torque command signal from the torque command generator 6. Based on these signals, the control unit 3 reads the energization start angle and energization width of the SR motor from the internal memory provided in the control unit, the energization phase such as the energization width, and the value of the applied voltage, and determines the energization command for controlling the excitation current. . The output device in the control unit 3 operates the power head drive unit 5 in accordance with the determined energization command value, and the power from the power supply 4 is supplied to the stator winding of the SR motor according to the operation of the power head drive unit 5. It

【0010】1極の巻線に一定の電流を流したときロー
タに発生するトルクはこのロータの回転に伴ない変化す
る。このロータの回転角度と出力トルクの関係は図2に
示されているように、通電開始角が零のとき出力トルク
は零で、通電開始角の増大に伴なって出力トルクが大き
くなってくる。最大値を超えたら、出力トルクが次第に
小さくなっていき、ステータの突極の中心点とロータの
突極の中心点が一致しているとき出力トルクは再び零と
なる。このためステータの各突極の巻線に対し、通電開
始角が零のときから通電し、また次の突極の通電開始角
度が零となったら電源をその突極の巻線に切り替え順次
に通電すると、図3に示されているようにトルクリップ
ル量が大きくなる。これに対し、ステータの突極とロー
タ突極が重なり始めてから即ち通電開始角度がある程度
過ぎてから通電を開始し、また通電幅も各相の巻線が若
干重なる程度の幅に通電すると、トルクリップル量は図
4に示されているように小さくなることがわかる。従っ
て、トルクリップル量は通電開始角度と通電幅などの通
電位相に係わり、これにより、トルクリップルを小さく
するためには予め通電位相を決めておいてSRモータの
発生トルクを制御するとき印加電圧を変化させる必要が
ある。
The torque generated in the rotor when a constant current is applied to the one-pole winding changes with the rotation of the rotor. As shown in FIG. 2, the relationship between the rotation angle of the rotor and the output torque is zero when the energization start angle is zero, and the output torque increases as the energization start angle increases. . When the maximum value is exceeded, the output torque gradually decreases, and when the center point of the salient poles of the stator and the center point of the salient poles of the rotor match, the output torque becomes zero again. Therefore, the winding of each salient pole of the stator is energized when the energization start angle is zero, and when the energization start angle of the next salient pole becomes zero, the power source is switched to the winding of that salient pole in sequence. When energized, the torque ripple amount increases as shown in FIG. On the other hand, when the salient poles of the stator and the salient poles of the rotor start to overlap with each other, that is, the energization starts after the energization start angle has passed to some extent, and the energization width is such that the windings of each phase are slightly overlapped, It can be seen that the amount of ripple becomes small as shown in FIG. Therefore, the torque ripple amount is related to the energization start angle and the energization phase such as the energization width. Therefore, in order to reduce the torque ripple, the energization phase is determined in advance and the applied voltage is controlled when the torque generated by the SR motor is controlled. Need to change.

【0011】従って、これにより最も効率がよく、しか
もトルクリップルの小さい制御を行なうため、制御部3
に内部メモリを有し、適当な区分に区切った回転数、ト
ルクに対応させて通電開始角度、通電幅及び印加電圧を
計算し、その結果を2種類のマップとして記憶させてあ
る。即ち図5、6、7は効率を最高とする2次元形式の
マップである。図5は通電開始角度、トルク、回転数の
関係である。図6は通電幅、トルク、回転数の関係を、
そして図7は印加電圧、トルク、回転数の関係を示す。
同様にしてトルクリップルが最小となる通電開始角度、
通電幅及び印加電圧を計算しておき、その結果を2次元
マップとして記憶させてある。
Therefore, in order to perform the most efficient control with a small torque ripple, the control unit 3
Has an internal memory, calculates the energization start angle, the energization width, and the applied voltage corresponding to the rotation speed and torque divided into appropriate sections, and stores the results as two types of maps. That is, FIGS. 5, 6, and 7 are maps in a two-dimensional format that maximizes efficiency. FIG. 5 shows the relationship between the energization start angle, the torque, and the rotation speed. Fig. 6 shows the relationship between the energization width, torque, and rotation speed.
FIG. 7 shows the relationship among applied voltage, torque, and rotation speed.
Similarly, the energization start angle that minimizes the torque ripple,
The energization width and the applied voltage are calculated, and the result is stored as a two-dimensional map.

【0012】角度センサ2の検出値が制御部3に入力さ
れると、この角度センサの検出値に基づいて制御部内の
演算部により実際の回転速度と回転加速度が演算され、
この回転加速度の変化によりトルクリップルを検出し、
予め決められた量以上に達した場合、内部メモリに記憶
させてあるトルクリップル量を最小とするマップに切り
替える。そして、先の回転数の演算値に基づいて、トル
ク指令発生部6からのトルク指令値に応じて通電電圧、
通電開始角度、通電幅などの通電指令が読み出されて、
パワーヘッド駆動部5へ出力され、SRモータを駆動す
る。
When the detection value of the angle sensor 2 is input to the control unit 3, the actual rotation speed and rotation acceleration are calculated by the calculation unit in the control unit based on the detection value of the angle sensor.
The torque ripple is detected by this change in rotational acceleration,
When the amount reaches a predetermined amount or more, the map is switched to a map that minimizes the torque ripple amount stored in the internal memory. Then, based on the previous calculated value of the rotation speed, the energization voltage according to the torque command value from the torque command generator 6,
The energization command such as energization start angle and energization width is read,
It is output to the power head drive unit 5 and drives the SR motor.

【0013】この実施例は以上のように構成され、効率
を最大とするマップとトルクリップル量を最小とするマ
ップの2種類を内部メモリに記憶させてある。通電指令
を決定する際、トルクリップルの大小によりマップを選
択するものとしたから、効率最高、トルクリップル最小
の通電指令が決定される。これにより、例えば下だり坂
を降りているときのように回転速度と負荷ともに小さい
ためトルクリップルがそれほど顕著とはなりにくいとき
には効率を最高とするマップに従って制御するから、高
効率、低トルクリップルの制御ができる。従って、広範
囲の回転周波数と出力トルクにわたって高効率でしかも
低トルクリップルの駆動が維持されるという効果が得ら
れる。
This embodiment is constructed as described above, and two types of maps, a map for maximizing efficiency and a map for minimizing torque ripple amount, are stored in the internal memory. Since the map is selected according to the magnitude of the torque ripple when determining the energization command, the energization command with the highest efficiency and the minimum torque ripple is determined. As a result, when both the rotation speed and the load are small such that the torque ripple is not so noticeable when the vehicle is descending a downhill slope, the control is performed according to the map that maximizes the efficiency. You can control. Therefore, it is possible to obtain the effect that the driving with high efficiency and low torque ripple is maintained over a wide range of rotation frequency and output torque.

【0014】なお、トルクリップルの顕著となる低回転
域においての制御パラメータのマップをトルクリップル
量最小となるようにし、それ以上の回転域では効率最大
となるように記憶させておいてもよい。
The map of the control parameters in the low rotation range where the torque ripple is remarkable may be stored so as to minimize the torque ripple amount and maximize the efficiency in the rotation range beyond that.

【0015】図8は、第2の実施例を示す。この実施例
は、図1に示した第1の実施例にさらに励磁巻線の発生
する励磁電流の電流検出部7を設けたものである。この
電流検出部で検出された励磁巻線に発生する励磁電流が
角度センサ2からの角度信号及びトルク指令発生部6か
らのトルク指令信号とともに制御部13に入力される。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
FIG. 8 shows a second embodiment. In this embodiment, a current detector 7 for the exciting current generated by the exciting winding is further provided in the first embodiment shown in FIG. The exciting current generated in the exciting winding detected by the current detector is input to the controller 13 together with the angle signal from the angle sensor 2 and the torque command signal from the torque command generator 6.
The other structure is the same as that of the first embodiment.

【0016】この実施例は先の図5、6、7に示すよう
な効率を最大とする制御パラメータマップにより駆動
し、トルクリップルの発生が検出されたときには制御パ
ラメータをトルクリップル最小になるように補正するこ
とでトルクリップルを低減する方式である。またトルク
リップル量の検出はステータの巻線に流れる電流の変化
により推定を行なう。
This embodiment is driven by a control parameter map that maximizes the efficiency as shown in FIGS. 5, 6 and 7, and when the occurrence of torque ripple is detected, the control parameter is set to the minimum torque ripple. This is a method of reducing the torque ripple by making a correction. The amount of torque ripple is detected by the change in the current flowing through the stator winding.

【0017】SRモータのステータ巻線に流れる電流の
変化パターンの1つを図9に示す。方形波電圧を加える
のでこのように電流が変化しながら1極の巻線に流れ
る。図9のように波高値をh、幅をAのようにパターン
を定義するとする。トルクリップルが大きくなるのは波
高値hの幅Aに対する割合Qが大きい場合であるが、そ
の割合Qは回転数や路面などの負荷状況によりトルクリ
ップルの目立ちやすさが異なるので、それに応じて割合
Qを変化させる必要がある。回転数はSRモータに設け
られたロータ角度センサ2からの信号を例えばある時間
当たりの増加量などから演算し、また路面の勾配などの
負荷状況は例えばアクセルなどのトルク指令発生手段か
ら得られるモータへのトルク指令値と実際の車両加速度
から推定する。なお、この車両加速度はモータ回転数の
変化量からも知ることができる。
FIG. 9 shows one variation pattern of the current flowing through the stator winding of the SR motor. Since a square wave voltage is applied, the current flows through the one pole winding while changing. As shown in FIG. 9, the pattern is defined such that the peak value is h and the width is A. The torque ripple becomes large when the ratio Q of the peak value h to the width A is large, but the ratio Q is different depending on the load condition such as the rotation speed and the road surface. It is necessary to change Q. The rotation speed is obtained by calculating a signal from the rotor angle sensor 2 provided in the SR motor from, for example, an increase amount per unit time, and the load condition such as a road gradient is obtained from a torque command generating means such as an accelerator. Estimate from the torque command value to the vehicle and the actual vehicle acceleration. The vehicle acceleration can also be known from the amount of change in the motor rotation speed.

【0018】ステータ電流の波高値と幅の割合Qを変え
るための補正は上記のようにして得られた回転数、負荷
状況に応じて図10のようにするとよい。ある程度以上
の回転数であればトルクリップルは顕著に感じられない
ので効率を最大にする制御パラメータの組み合わせで駆
動する。よって波高値が幅に対して大きい場合でも補正
せずに駆動する。回転数が低くトルクリップルを感じや
すい領域では電流波形の波高値が幅よりある割合Q以上
大きくなる場合に制御パラメータに補正をかけるように
する。その補正は、波高値を下げる目的で、印加する電
圧を下げるために例えばPWMのデューティ比を下げ、
その分通電幅を広げ、通電開始角度を遅らせる。但し、
下だり坂などのように路面負荷の小さいときにはトルク
リップルを感じにくいので補正は不要かあるいはわずか
でよい。
The correction for changing the peak value of the stator current and the ratio Q of the width may be made as shown in FIG. 10 according to the rotational speed and the load condition obtained as described above. If the rotation speed is above a certain level, the torque ripple is not noticeable, so drive with a combination of control parameters that maximizes efficiency. Therefore, even if the crest value is larger than the width, it is driven without correction. In a region where the rotation speed is low and torque ripple is easily felt, the control parameter is corrected when the peak value of the current waveform is larger than the width by a certain ratio Q or more. The correction is, for the purpose of lowering the peak value, lowering the applied voltage, for example, lowering the duty ratio of PWM,
The energization width is widened correspondingly and the energization start angle is delayed. However,
When the road surface load is small, such as downhill, torque ripple is less likely to be felt, so correction is unnecessary or slight.

【0019】本実施例は以上のように構成され、トルク
リップルの検出を巻線電流の変化パターンから推定する
ため、新たにトルクリップル検出手段を設ける必要がな
い。また電流変化パターンと、推定される負荷状況によ
り制御パラメータの補正を行なうため制御パラメータを
スムーズに切り替えることができる。なお、本発明は上
記実施例に限らず、モータに加速度センサを設け直接ト
ルクリップルによる振動を検知しそれにより制御パラメ
ータを補正してもよい。また、車両側に加速度センサを
設けたり、速度センサの信号を処理することでモータの
トルクリップルを検知することにより制御パラメータを
補正しても同じ結果が得られる。
Since this embodiment is constructed as described above and the torque ripple is estimated from the change pattern of the winding current, it is not necessary to additionally provide a torque ripple detecting means. Further, since the control parameter is corrected according to the current change pattern and the estimated load condition, the control parameter can be smoothly switched. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and an acceleration sensor may be provided in the motor to directly detect vibration due to torque ripple and correct the control parameter accordingly. The same result can be obtained even if the control parameter is corrected by providing the acceleration sensor on the vehicle side or detecting the torque ripple of the motor by processing the signal of the speed sensor.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の通り、本発明は、制御手段におい
て、SRモータの回転数と、要求されるトルク指令値と
に基づいて、予め通電データが記憶された記憶手段より
読み出された通電位相及び印加電圧の値から制御信号を
出力するようにしたため、トルクリップルの顕著となり
やすい運転域では、効率を最大にする制御パラメータの
設定からトルクリップルを最小にする制御パラメータの
設定に切り替わり、低トルクリップルと高駆動効率下で
SRモータが駆動されるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, in the control means, the energization read out from the storage means in which the energization data is stored in advance based on the rotation speed of the SR motor and the required torque command value. Since the control signal is output from the value of the phase and the applied voltage, in the operating range where the torque ripple tends to be remarkable, the setting of the control parameter that maximizes the efficiency switches to the setting of the control parameter that minimizes the torque ripple. The effect that the SR motor is driven under the torque ripple and the high driving efficiency is obtained.

【0021】さらに ステータ巻線に流れる電流の波形
を検出し、その検出された波形からトルクリップル量を
推定し、通電データ記憶手段より読み出された通電位相
及び印加電圧の値に対して補正を行なうようにしたもの
では、トルクリップルを最小にし、効率よくSRモータ
が駆動されるという効果が得られる。これにより、駆動
効率がよく、広範囲出力トルクにおいてトルクリップル
が最小限に保つことができるという効果が得られる。
Further, the waveform of the current flowing through the stator winding is detected, the torque ripple amount is estimated from the detected waveform, and the values of the energization phase and the applied voltage read from the energization data storage means are corrected. With this configuration, the effect of minimizing the torque ripple and efficiently driving the SR motor can be obtained. As a result, the drive efficiency is good, and the effect that the torque ripple can be kept to a minimum in a wide range of output torque is obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】SRモータ発生トルクとロータ角度の関係を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an SR motor generated torque and a rotor angle.

【図3】通電開始角度が零のときのSRモータ発生トル
クとロータ角度の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the SR motor generated torque and the rotor angle when the energization start angle is zero.

【図4】通電開始角度が零でなく、他の巻線との通電幅
が重なっているときのSRモータ発生トルクとロータ角
度の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the SR motor generated torque and the rotor angle when the energization start angle is not zero and the energization widths of other windings overlap.

【図5】最大効率を得るためのトルク、回転数と通電開
始角度の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a torque, a rotation speed, and an energization start angle for obtaining maximum efficiency.

【図6】最大効率を得るためのトルク、回転数と通電幅
の関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between torque, rotation speed and energization width for obtaining maximum efficiency.

【図7】最大効率を得るためのトルク、回転数と印加電
圧の関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between torque, rotation speed and applied voltage for obtaining maximum efficiency.

【図8】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図9】ステータ巻線に流れる電流の変化パターンの例
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a change pattern of a current flowing through a stator winding.

【図10】補正の程度とロータの回転数および負荷の関
係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the degree of correction, the rotational speed of the rotor, and the load.

【図11】ステータ巻線に一定電流を流したときロータ
に発生するトルクとロータの回転角度の関係を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a torque generated in the rotor and a rotation angle of the rotor when a constant current is applied to the stator winding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 SRモータ 2 角度センサ 3、13 制御部 4 電源 5 パワーヘッド駆動部 6 トルク指令発生部 7 電流センサ 1 SR motor 2 angle sensor 3, 13 control unit 4 power supply 5 power head drive unit 6 torque command generation unit 7 current sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SRモータのトルク指令発生手段と、前
記SRモータのロータの回転角度を検出する回転角度検
出手段と、前記回転角度検出手段の検出値により前記ロ
ータの回転速度を演算する演算手段と、前記SRモータ
の回転速度と該SRモータの出力トルクとに対応して前
記SRモータのステータ巻線への励磁電流を制御する通
電開始角度や通電幅等の通電位相及び印加電圧のデータ
を予め記憶させた通電データ記憶手段を備え、前記演算
手段により演算された回転速度と前記トルク指令発生手
段によるトルク指令とに応じて前記通電データ記憶手段
から励磁電流の制御指令を読み出し出力する制御手段
と、前記制御手段により出力された制御指令に基づいて
前記SRモータを駆動する駆動手段とを有することを特
徴とするSRモータの制御装置。
1. An SR motor torque command generation means, a rotation angle detection means for detecting a rotation angle of a rotor of the SR motor, and a calculation means for calculating a rotation speed of the rotor based on a detection value of the rotation angle detection means. And data of energization phase and applied voltage such as energization start angle and energization width for controlling the exciting current to the stator winding of the SR motor corresponding to the rotation speed of the SR motor and the output torque of the SR motor. Control means which comprises energization data storage means stored in advance, and which reads out and outputs an excitation current control command from the energization data storage means in accordance with the rotation speed calculated by the calculation means and the torque command by the torque command generation means. And a drive unit for driving the SR motor based on a control command output by the control unit. Control device.
【請求項2】 SRモータのトルク指令発生手段と、前
記SRモータのロータの回転角度を検出する回転角度検
出手段と、前記回転角度検出手段の検出値により前記ロ
ータの回転速度を演算する演算手段と、前記SRモータ
の負荷トルクを検出するトルク検出手段と、前記SRモ
ータのステータ巻き線への電流を検出する電流検出手段
と、前記SRモータの回転速度と該SRモータの出力ト
ルクとに対応して前記SRモータのステータ巻線への励
磁電流を制御する通電開始角度や通電幅等の通電位相及
び印加電圧のデータを予め記憶させた通電データ記憶手
段を備え、前記演算手段により演算された回転速度と前
記トルク指令発生手段によるトルク指令とに応じて前記
通電データ記憶手段から励磁電流の制御指令を読み出し
出力する制御手段と、前記トルク検出手段と前記電流検
出手段の検出値及び前記演算された回転速度とに応じて
前記通電データ記憶手段により読み出された制御指令を
補正する補正手段と、補正された制御指令に基づいて前
記SRモータを駆動する駆動手段とを有することを特徴
とするSRモータの制御装置。
2. A SR motor torque command generating means, a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of a rotor of the SR motor, and a calculating means for calculating a rotation speed of the rotor based on a detection value of the rotation angle detecting means. Corresponding to the torque detection means for detecting the load torque of the SR motor, the current detection means for detecting the current to the stator winding of the SR motor, the rotation speed of the SR motor and the output torque of the SR motor. Then, an energization data storage means for storing in advance data of energization phase such as energization start angle and energization width and applied voltage for controlling the exciting current to the stator winding of the SR motor is provided, and is calculated by the calculation means. Control means for reading out and outputting an excitation current control command from the energization data storage means in response to a rotation speed and a torque command from the torque command generation means; Correction means for correcting the control command read by the energization data storage means according to the detected values of the torque detection means and the current detection means and the calculated rotation speed, and based on the corrected control command And a drive unit that drives the SR motor.
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