JP2002305891A - Drive for brushless dc motor for electric vehicle drive - Google Patents
Drive for brushless dc motor for electric vehicle driveInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動スクータや、
電気自動車等の電動車両の駆動源として用いる電動車両
用ブラシレス直流電動機の駆動装置に関するものであ
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric scooter,
The present invention relates to a drive device for a brushless DC motor for an electric vehicle used as a drive source for an electric vehicle such as an electric vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、ブラシレス直流電動機
は、磁石界磁を有するロータと、3相以上の多相の電機
子コイルを有するステータとを備えていて、ロータのス
テータに対する回転角度位置に応じて電機子コイルの励
磁相を切り換えていくことにより、ロータを回転させ
る。2. Description of the Related Art As is well known, a brushless DC motor includes a rotor having a magnet field and a stator having three or more phased armature coils. The rotor is rotated by switching the excitation phase of the armature coil accordingly.
【0003】この種の電動機を駆動する駆動装置は、ロ
ータのステータに対する回転角度位置を検出する位置検
出器と、直流電源から電機子コイルに駆動電流を流す相
を切り換えるために直流電源と電機子コイルとの間に設
けられたスイッチ回路と、電動機の回転速度を調節する
際に操作される速度調節部材と、速度調節部材の変位量
をスロットル開度として検出して該スロットル開度に相
応した大きさのスロットル信号を出力するスロットルセ
ンサと、ロータを回転させるべく位置検出器の出力に応
じて駆動電流を流す相を切り換えるようにスイッチ回路
を制御するコントローラとにより構成される。コントロ
ーラは、駆動電流をスロットル信号に対して演算された
デューティ比を有するPWM波形の電流とするようにス
イッチ回路を制御するPWM制御手段と、駆動電流を流
す相の切換角度をスロットル信号に対して演算された制
御進み角だけ位置検出器の出力により決まる基準の切換
角度に対してシフトさせるように制御する制御進み角制
御手段とを備えている。A driving device for driving this type of motor includes a position detector for detecting a rotational angle position of a rotor with respect to a stator, and a DC power source and an armature for switching a phase in which a driving current flows from a DC power source to an armature coil. A switch circuit provided between the coil, a speed adjusting member operated when adjusting the rotation speed of the electric motor, and a displacement amount of the speed adjusting member detected as a throttle opening to correspond to the throttle opening. It is composed of a throttle sensor that outputs a throttle signal of a magnitude, and a controller that controls a switch circuit to switch a phase in which a drive current flows according to the output of the position detector to rotate the rotor. The controller includes a PWM control unit that controls the switch circuit so that the drive current is a PWM waveform current having a duty ratio calculated with respect to the throttle signal, and a switching angle of a phase through which the drive current flows with respect to the throttle signal. Control lead angle control means for performing control so as to shift by the calculated control lead angle with respect to a reference switching angle determined by the output of the position detector.
【0004】ここで駆動電流のデューティ比は、駆動電
流のオンオフの周期に対するオン時間の割合を示すもの
で、駆動電流が流れる時間をton、駆動電流が零になる
時間をtoff 、オンオフの周期をT(=ton+toff )
とした場合、デューティ比DFは、DF=(ton/T)
×100[%]で定義される。Here, the duty ratio of the drive current indicates the ratio of the ON time to the ON / OFF cycle of the drive current. The time when the drive current flows is ton, the time when the drive current is zero is toff, and the on / off cycle is T (= ton + toff)
, The duty ratio DF is DF = (ton / T)
× 100 [%] is defined.
【0005】電動車両においては、アクセルグリップや
アクセルペダル等の速度調節部材を変位させることによ
り電動機の回転速度を調節するが、車両の運転感覚を良
好にし、スムースな運転を行わせるためには、速度調節
部材の変位量(スロットル開度)αに対してのみ駆動電
流のデューティ比DFを制御するのではなく、速度調節
部材に対するデューティ比DFの変化率を電動機の回転
速度N[rpm]に応じて変化させるように、デューテ
ィ比DFをスロットル開度αと回転速度Nとの双方に対
して制御している。[0005] In an electric vehicle, the rotational speed of the electric motor is adjusted by displacing a speed adjusting member such as an accelerator grip or an accelerator pedal. However, in order to improve the driving feeling of the vehicle and perform smooth driving, Rather than controlling the duty ratio DF of the drive current only for the displacement amount (throttle opening) α of the speed adjusting member, the rate of change of the duty ratio DF for the speed adjusting member depends on the rotation speed N [rpm] of the motor. The duty ratio DF is controlled with respect to both the throttle opening α and the rotation speed N so as to change the rotation speed.
【0006】上記のようにデューティ比DFをスロット
ル開度αと回転速度Nとに対して制御する場合には、ス
ロットル開度αと回転速度Nと駆動電流のデューティ比
DFとの間の関係を与える3次元マップをROMに記憶
させておいて、このマップを用いて、CPUにより回転
速度N及びスロットル開度αに対してデューティ比DF
を演算し、演算されたデューティ比DFで駆動電流を断
続させるように、スイッチ回路のスイッチ素子をオンオ
フ制御する手法がとられる。When the duty ratio DF is controlled with respect to the throttle opening α and the rotation speed N as described above, the relationship between the throttle opening α, the rotation speed N, and the duty ratio DF of the driving current is determined. The given three-dimensional map is stored in the ROM, and using this map, the CPU uses the duty ratio DF for the rotation speed N and the throttle opening α.
Is calculated, and on / off control of the switch element of the switch circuit is performed so that the drive current is intermittently operated at the calculated duty ratio DF.
【0007】またブラシレス直流電動機においては、駆
動電流を流す電機子コイルの相を切り換える切換角度
(電気角)を、電動機の機械的な構成により決まる理論
的な切換角度に対して所定の角度だけシフトさせてい
る。駆動電流を流す相の切換角度と理論的な切換角度と
の位相差を制御進み角γと呼んでおり、この制御進み角
γは一般には、進み側に設定される。In a brushless DC motor, a switching angle (electric angle) for switching a phase of an armature coil through which a driving current flows is shifted by a predetermined angle with respect to a theoretical switching angle determined by a mechanical configuration of the motor. Let me. The phase difference between the switching angle of the phase through which the drive current flows and the theoretical switching angle is called a control advance angle γ, and the control advance angle γ is generally set to the advance side.
【0008】ブラシレス直流電動機においては、上記制
御進み角γにより発生トルク及び最高回転速度が変化
し、トルクを大きくするように制御進み角γを設定する
と最高回転速度が低くなり、制御進み角γを進角させて
いくと最高回転速度が高くなるが発生トルクは小さくな
っていく。In the brushless DC motor, the generated torque and the maximum rotational speed change according to the control advance angle γ. When the control advance angle γ is set so as to increase the torque, the maximum rotational speed decreases, and the control advance angle γ decreases. As the angle is advanced, the maximum rotation speed increases, but the generated torque decreases.
【0009】通常、電動車両の駆動源としてブラシレス
直流電動機を用いる場合には、低速時に十分に大きなト
ルクを得ることができる制御進み角γを正規の制御進み
角γo として設定しておいて、回転速度が設定値を超え
る領域で回転速度の上昇に応じて制御進み角γを正規の
制御進み角γo に対して進角させ、回転速度が設定され
た進角終了回転速度を超える領域では制御進み角の進角
量を最大値に保持するようにしている。Normally, when a brushless DC motor is used as a drive source of an electric vehicle, a control advance angle γ at which a sufficiently large torque can be obtained at a low speed is set as a normal control advance angle γo, and rotation is performed. In the region where the speed exceeds the set value, the control advance angle γ is advanced with respect to the normal control advance angle γo in accordance with the increase in the rotational speed, and in the region where the rotational speed exceeds the set advance end rotational speed, the control advance proceeds. The angle advance amount is kept at the maximum value.
【0010】上記のような、制御進み角制御を行う場合
には、速度調節部材の変位量(スロットル開度)αと回
転速度Nと制御進み角γとの間の関係を与える3次元マ
ップをROMに記憶させておいて、このマップを用いて
スロットル開度の検出値と回転速度の検出値とに対して
制御進み角γを演算し、電動機の制御進み角を演算され
た制御進み角に等しくするように制御する。In the case of performing the control advance angle control as described above, a three-dimensional map giving the relationship between the displacement amount (throttle opening) α of the speed adjusting member, the rotational speed N, and the control advance angle γ is used. The control advance angle γ is calculated for the detected value of the throttle opening and the detected value of the rotational speed using this map, and the control advance angle of the electric motor is calculated as the calculated control advance angle. Control to make them equal.
【0011】上記のように、回転速度が設定値を超える
領域で制御進み角γを正規の制御進み角γo よりも進角
させる制御を行う場合、上り坂等で速度調節部材の増速
側への変位量を最大にした状態(フルスロットルの状
態)で運転しているときに、制御進み角γの進角量が最
大値に保たれた状態になり、電動機の駆動電流は定格値
を超えた状態になる。このような状態が長時間続くと、
電機子コイルやスイッチ回路の半導体スイッチ素子の温
度が上昇して許容値を超え、これらが破損するおそれが
ある。As described above, when the control is performed such that the control advance angle γ is advanced beyond the normal control advance angle γo in the region where the rotational speed exceeds the set value, the speed advancement of the speed adjusting member is performed on an uphill or the like. When the motor is operated with the maximum displacement (full throttle), the control lead angle γ is maintained at the maximum value, and the drive current of the motor exceeds the rated value. State. If this condition continues for a long time,
The temperature of the armature coil and the semiconductor switch element of the switch circuit rises and exceeds an allowable value, which may be damaged.
【0012】そのため、駆動装置や電機子コイルの温度
を検出する温度センサを設けて、該温度センサにより異
常な温度上昇が検出されたときに、駆動電流のデューテ
ィ比の上限値を減少させて駆動電流を制限することによ
り、温度上昇を抑制する温度上昇抑制制御を行なわせて
いる。Therefore, a temperature sensor for detecting the temperature of the driving device or the armature coil is provided, and when an abnormal temperature rise is detected by the temperature sensor, the drive current is reduced by reducing the upper limit value of the duty ratio of the drive current. By limiting the current, temperature rise suppression control for suppressing the temperature rise is performed.
【0013】ところが、温度上昇時に駆動電流を制限し
ても、制御進み角が進角したままであると、無効電流が
多く流れるため回転速度が大幅に低下し、走行速度が制
限されるという問題が生じる。実用上、温度上昇抑制制
御を行なう際の回転速度の落ち込みはできるだけ小さく
することが望ましい。However, even if the drive current is limited when the temperature rises, if the control advance angle is still advanced, a large amount of reactive current flows, so that the rotational speed is greatly reduced and the travel speed is limited. Occurs. In practice, it is desirable to minimize the decrease in the rotation speed when performing the temperature rise suppression control.
【0014】そこで、特開平8−265919号に示さ
れているように、電機子コイルの温度や、電機子コイル
に流す駆動電流をオンオフするスイッチ回路の構成素子
の温度を検出して、温度の異常上昇が検出されたときに
制御進み角を遅角させる制御と駆動電流のデューティ比
を減少させる制御とを行うことが提案されている。Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-265919, the temperature of an armature coil and the temperature of a component of a switch circuit for turning on / off a drive current flowing through the armature coil are detected to detect the temperature. It has been proposed to perform control for retarding the control advance angle and control for reducing the duty ratio of the drive current when an abnormal rise is detected.
【0015】異常な温度上昇が生じたときに制御進み角
を遅角させると、駆動電流が減少するため、電機子コイ
ルやスイッチ回路のスイッチ素子の温度上昇を抑制する
ことができる。また制御進み角を遅角させることにより
駆動電流を減少させる方法をとると、制御進み角を遅角
させることなく、駆動電流のデューティ比のみを減少さ
せる方法をとった場合に比べて、回転速度の落ち込みを
少なくすることができるため、温度抑制制御時に運転の
フィーリングが悪くなるのを防ぐことができる。If the control advance angle is retarded when an abnormal temperature rise occurs, the drive current decreases, so that the temperature rise of the armature coil and the switch element of the switch circuit can be suppressed. In addition, the method of reducing the drive current by retarding the control advance angle takes a smaller rotational speed than the method of reducing only the duty ratio of the drive current without delaying the control advance angle. Can be reduced, so that it is possible to prevent the feeling of operation from being deteriorated during the temperature suppression control.
【0016】また制御進み角の遅角量が余り大きくなる
と、無効電流が過大になって好ましくないが、制御進み
角を遅角させる制御と、駆動電流のデューティ比を減少
させる制御とを併用するようにすると、制御進み角の遅
角量をそれほど大きくする必要がないため、無効電流が
過大になるのを防ぐことができる。If the retard amount of the control advance angle is too large, the reactive current becomes excessively large, which is not preferable. However, the control for retarding the control advance angle and the control for reducing the duty ratio of the drive current are used together. By doing so, it is not necessary to increase the retard amount of the control advance angle so much, and it is possible to prevent the reactive current from becoming excessive.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、電動車
両用のブラシレス直流電動機においては、電機子コイル
の温度や、電機子コイルの励磁相を切り換えるスイッチ
回路のスイッチ素子の温度が異常に上昇するのを防ぐた
めに、温度の異常上昇が検出されたときに制御進み角を
遅角させるとともに、駆動電流のデューティ比を減少さ
せる制御を行うのが好ましい。As described above, in a brushless DC motor for an electric vehicle, the temperature of an armature coil and the temperature of a switch element of a switch circuit for switching an excitation phase of the armature coil abnormally rise. In order to prevent this, it is preferable to perform control to retard the control advance angle and reduce the duty ratio of the drive current when an abnormal rise in temperature is detected.
【0018】このような制御を行うには、電機子コイル
やスイッチ回路のスイッチ素子の温度の検出値と、スロ
ットル開度と、電動機の回転速度との3つの変数に対し
てデューティ比及び制御進み角を定める必要がある。こ
の場合、温度の検出値と、スロットル開度と、電動機の
回転速度と、デューティ比との間の関係を与える4次元
マップ、及び温度の検出値と、スロットル開度と、電動
機の回転速度と、制御進み角との間の関係を与える4次
元マップを用いて、デューティ比及び制御進み角を演算
することが考えられるが、4次元マップを用いたのでは
演算に時間がかかり、応答性がよい制御を行うことは困
難である。In order to perform such control, the duty ratio and the control progress are made with respect to three variables of the detected value of the temperature of the armature coil and the switch element of the switch circuit, the throttle opening, and the rotation speed of the motor. It is necessary to determine the corner. In this case, a four-dimensional map that gives a relationship between the detected value of the temperature, the throttle opening, the rotation speed of the motor, and the duty ratio, and the detected value of the temperature, the throttle opening, the rotation speed of the motor, It is conceivable to calculate the duty ratio and the control lead angle using a four-dimensional map that gives a relationship between the control lead angle and the control lead angle. It is difficult to perform good control.
【0019】本発明の目的は、電機子コイルやスイッチ
素子の温度上昇を抑制する制御を容易に行うことができ
る実用性が高い電動車両用ブラシレス直流電動機の駆動
装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a highly practical drive device for a brushless DC motor for an electric vehicle, which can easily perform a control for suppressing a temperature rise of an armature coil and a switch element.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は、磁石界磁を有
するロータと多相の電機子コイルを有するステータとを
備えた電動車両駆動用ブラシレス直流電動機のロータの
ステータに対する回転角度位置を検出する位置検出器
と、直流電源から電機子コイルに駆動電流を流す相を切
り換えるために直流電源と電機子コイルとの間に設けら
れたスイッチ回路と、電動機の回転速度を調節する際に
操作される速度調節部材と、速度調節部材の変位量をス
ロットル開度として検出して該スロットル開度に相応し
た大きさのスロットル信号を出力するスロットルセンサ
と、ロータを回転させるべく位置検出器の出力に応じて
駆動電流を流す相を切り換えるようにスイッチ回路を制
御するコントローラとを備えた電動車両駆動用ブラシレ
ス直流電動機の駆動装置を対象とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention detects the rotational angular position of a rotor of a brushless DC motor for driving an electric vehicle having a rotor having a magnet field and a stator having a multi-phase armature coil. A position detector, a switch circuit provided between the DC power supply and the armature coil for switching a phase in which a drive current flows from the DC power supply to the armature coil, and a switch circuit operated when adjusting the rotation speed of the motor. A speed adjusting member, a throttle sensor that detects a displacement amount of the speed adjusting member as a throttle opening and outputs a throttle signal of a magnitude corresponding to the throttle opening, and an output of a position detector to rotate the rotor. A brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a controller that controls a switch circuit to switch a phase through which a drive current flows according to the driving. To target location.
【0021】上記コントローラは、駆動電流をスロット
ル信号に対して演算されたデューティ比を有するPWM
波形の電流とするようにスイッチ回路を制御するPWM
制御手段と、駆動電流を流す相の切換角度を、スロット
ル信号に対して演算された制御進み角だけ位置検出器の
出力により決まる基準の切換角度に対してシフトさせる
ように制御する制御進み角制御手段とを備えている。[0021] The controller may control the drive current by a PWM having a duty ratio calculated with respect to the throttle signal.
PWM for controlling a switch circuit to generate a waveform current
Control means and control advance angle control for controlling the phase change angle of the phase in which the drive current flows to be shifted by a control advance angle calculated for the throttle signal with respect to a reference change angle determined by the output of the position detector. Means.
【0022】本発明においては、駆動電流が流れること
により発熱が生じる部品の中から選定された要監視部品
の温度を検出する温度検出器と、温度検出器により検出
された温度が設定値未満のときにはスロットルセンサが
出力するスロットル信号の値をそのままとし、検出され
た温度が設定値以上になったときには、検出された温度
が高い場合程スロットルセンサから得られるスロットル
信号の値を小さい値に修正するように、検出された温度
に応じてスロットル信号の値を修正するスロットル信号
修正手段とを設ける。In the present invention, a temperature detector for detecting the temperature of a component requiring monitoring selected from components that generate heat when a drive current flows, and a temperature detected by the temperature detector being lower than a set value Sometimes, the value of the throttle signal output from the throttle sensor is kept as it is, and when the detected temperature exceeds the set value, the value of the throttle signal obtained from the throttle sensor is corrected to a smaller value as the detected temperature is higher. Thus, the throttle signal correcting means for correcting the value of the throttle signal according to the detected temperature is provided.
【0023】そして、PWM制御手段及び制御進み角制
御手段はそれぞれスロットル信号修正手段により修正さ
れたスロットル信号の値に対してデューティ比及び制御
進み角を演算するように構成する。The PWM control means and the control lead angle control means are configured to calculate the duty ratio and the control lead angle with respect to the value of the throttle signal corrected by the throttle signal correction means, respectively.
【0024】上記のようにスロットル信号の値を温度検
出器により検出された温度に対して修正して、修正後の
スロットル信号を用いてPWM制御におけるデューティ
比の演算と制御進み角制御における制御進み角の演算と
を行うようにすると、きわめて簡単な演算を行うだけで
検出された温度に対してデューティ比と制御進み角とを
制御することができるため、温度抑制制御を容易に行う
ことができる。As described above, the value of the throttle signal is corrected with respect to the temperature detected by the temperature detector, the duty ratio is calculated in the PWM control using the corrected throttle signal, and the control advance in the control advance angle control is performed. If the calculation of the angle is performed, the duty ratio and the control lead angle can be controlled with respect to the detected temperature only by performing a very simple calculation, so that the temperature suppression control can be easily performed. .
【0025】上記要監視部品が複数個ある場合には、複
数の要監視部品の温度をそれぞれ検出する複数の温度検
出器を設けて、該複数の温度検出器により検出された複
数の要監視部品の温度のすべてが複数の要監視部品のそ
れぞれに対して設定された設定値よりも低いときにはス
ロットルセンサから得られるスロットル信号の値をその
ままとし、いずれかの要監視部品の温度がその要監視部
品に対して設定された設定値以上になったことが検出さ
れたときには検出された温度が高い場合程スロットル信
号の値を小さい値に修正するようにスロットル信号修正
手段を構成するのが好ましい。When there are a plurality of the above-mentioned monitored parts, a plurality of the temperature detectors for detecting the temperatures of the plurality of the monitored parts are provided, and the plurality of the monitored parts detected by the plurality of the temperature detectors are provided. If all of the temperatures of the components requiring monitoring are lower than the set values set for each of the components requiring monitoring, the value of the throttle signal obtained from the throttle sensor remains unchanged, and the temperature of any component requiring monitoring becomes It is preferable that the throttle signal correcting means is configured to correct the value of the throttle signal to a smaller value as the detected temperature is higher when it is detected that the set value becomes equal to or more than the set value set for the throttle signal.
【0026】上記要監視部品としては、少なくとも電機
子コイルとスイッチ回路とを選定するのが好ましい。It is preferable to select at least an armature coil and a switch circuit as the above-mentioned monitored parts.
【0027】電機子コイルとスイッチ回路とを要監視部
品として選定する場合には、電機子コイルの温度を検出
する電機子コイル用温度検出器と、スイッチ回路の温度
を検出するスイッチ回路用温度検出器とを設ける。この
場合スロットル信号修正手段は、電機子コイル用温度検
出器により検出された温度が電機子コイルに対して設定
された設定値よりも低く、かつスイッチ回路用温度検出
器により検出された温度がスイッチ回路に対して設定さ
れた設定値よりも低いときにはスロットルセンサから得
られるスロットル信号の値をそのままとし、電機子コイ
ル用温度検出器により検出された温度が電機子コイルに
対して設定された設定値以上になったとき、またはスイ
ッチ回路用温度検出器により検出された温度がスイッチ
回路に対して設定された設定値以上になったときに、検
出された温度が高い場合程スロットル信号の値を小さい
値に修正するように構成するのが好ましい。When the armature coil and the switch circuit are selected as components requiring monitoring, a temperature detector for the armature coil for detecting the temperature of the armature coil and a temperature detector for the switch circuit for detecting the temperature of the switch circuit And a container. In this case, the throttle signal correcting means determines that the temperature detected by the armature coil temperature detector is lower than a set value set for the armature coil, and that the temperature detected by the switch circuit temperature detector is a switch. When the value is lower than the set value set for the circuit, the value of the throttle signal obtained from the throttle sensor is kept as it is, and the temperature detected by the armature coil temperature detector is set to the set value set for the armature coil. When the temperature becomes higher than the above, or when the temperature detected by the switch circuit temperature detector becomes equal to or higher than a set value set for the switch circuit, the value of the throttle signal becomes smaller as the detected temperature becomes higher. It is preferable to configure to correct the value.
【0028】この場合、電機子コイル用温度検出器は、
各相の電機子コイルの温度を検出するように設けられた
相数分の感温抵抗素子を並列に接続した構成として、該
相数分の感温抵抗素子の並列合成抵抗値から多相の電機
子コイルの平均温度を検出するようにしておくのが好ま
しい。In this case, the armature coil temperature detector is
As a configuration in which the temperature-sensitive resistance elements of the number of phases provided to detect the temperature of the armature coil of each phase are connected in parallel, the multi-phase It is preferable to detect the average temperature of the armature coil.
【0029】特定の相の電機子コイルの温度のみを検出
するように電機子コイル用温度検出器を構成した場合に
は、電動機がロック状態になって特定の電機子コイルの
温度が異常に上昇する状態になったときに、その温度の
異常上昇を検出することができないおそれがあるが、上
記のように、相数分の感温抵抗素子を設けて、該相数分
の感温抵抗素子の並列合成抵抗値から多相の電機子コイ
ルの平均温度を検出するようにすると、特定の電機子コ
イルの温度が異常に上昇した場合でも、その温度の異常
上昇が反映した温度検出信号を得ることができるので、
電機子コイルの保護を適確に図ることができる。When the armature coil temperature detector is configured to detect only the temperature of the armature coil of a specific phase, the motor is locked and the temperature of the specific armature coil rises abnormally. However, when the temperature rises, it may not be possible to detect an abnormal rise in the temperature. However, as described above, the temperature-sensitive resistance elements for the number of phases are provided, and If the average temperature of the multi-phase armature coil is detected from the parallel combined resistance value, even if the temperature of a specific armature coil rises abnormally, a temperature detection signal reflecting the abnormal rise in temperature is obtained. So you can
The armature coil can be properly protected.
【0030】スイッチ回路の温度を検出するには、スイ
ッチ回路を構成するスイッチ素子が取り付けられている
ヒートシンクの温度を検出すればよい。スイッチ回路用
温度検出器も感温抵抗素子により構成することができ
る。In order to detect the temperature of the switch circuit, the temperature of the heat sink to which the switch elements constituting the switch circuit are attached may be detected. The temperature detector for the switch circuit can also be constituted by a temperature-sensitive resistance element.
【0031】上記スロットル信号修正手段は、スロット
ルセンサが出力するスロットル信号の値Vhtと、直流電
動機の始動を開始する際のスロットル信号の値Vmin
と、修正率d(<100)[%]とを用いて、スロット
ル信号の修正値Vth´を演算式Vth´=(Vth−Vmin
)×d/100+Vmin により演算するように構成す
ることができる。The throttle signal correcting means includes a throttle signal value Vht output from the throttle sensor and a throttle signal value Vmin when starting the DC motor.
And the correction rate d (<100) [%], the correction value Vth ′ of the throttle signal is calculated by the following equation: Vth ′ = (Vth−Vmin)
) × d / 100 + Vmin.
【0032】この場合修正率dは、検出された温度が設
定値未満の値を示す範囲では該修正率dを100[%]
とし、検出された温度が設定値以上になる範囲では該修
正率dを温度の上昇に伴って減少させるように温度と修
正率との間の関係を定めた修正率演算用マップを用いて
演算することができる。In this case, the correction rate d is set to 100 [%] in a range where the detected temperature indicates a value lower than the set value.
In the range where the detected temperature is equal to or higher than the set value, the correction rate d is calculated using the correction rate calculation map that defines the relationship between the temperature and the correction rate so as to decrease as the temperature increases. can do.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図5を参照して
本発明の一実施形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0034】図1において、1はロータ2とステータ3
とからなるアウタロータ型のブラシレス直流電動機であ
る。ロータ2は、強磁性材料によりほぼカップ状に形成
されたフライホイール201と、フライホイール201
の周壁部の内周に取り付けられた永久磁石202とから
なっていて、永久磁石202が径方向に着磁されて、2
極の磁石界磁203が構成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotor 2 and a stator 3
And an outer rotor type brushless DC motor. The rotor 2 includes a flywheel 201 formed of a substantially cup-shaped ferromagnetic material, and a flywheel 201.
And a permanent magnet 202 attached to the inner periphery of the peripheral wall portion.
A pole magnet field 203 is configured.
【0035】なお磁石界磁は、2極に限られるものでは
なく、一般には2m極(mは1以上の整数)に構成する
ことができる。The magnet field is not limited to two poles, but can be generally formed as 2 m poles (m is an integer of 1 or more).
【0036】図示の例では、ロータ2の正規の回転方向
を図示の矢印CCL方向(図1において反時計方向)と
している。In the illustrated example, the normal rotation direction of the rotor 2 is the direction of the arrow CCL (counterclockwise in FIG. 1).
【0037】ステータ3は、環状の継鉄部から3個の歯
部Pu〜Pwを放射状に突出させたステータ鉄心301
と、該ステータ鉄心の歯部Pu〜Pwにそれぞれ巻回さ
れた3相の電機子コイルLu〜Lwとからなっており、
電機子コイルLu〜Lwは3相星形結線されている。ス
テータ鉄心301の歯部Pu〜Pwのそれぞれの先端の
外周部がステータ磁極302となっていて、これらのス
テータ磁極が磁石界磁203に所定のギャップを介して
対向させられている。The stator 3 has a stator core 301 having three teeth Pu to Pw radially protruding from an annular yoke.
And three-phase armature coils Lu to Lw wound around tooth portions Pu to Pw of the stator core, respectively.
The armature coils Lu to Lw are connected in a three-phase star connection. An outer peripheral portion of each tip of the teeth Pu to Pw of the stator core 301 is a stator magnetic pole 302, and these stator magnetic poles are opposed to the magnet field 203 via a predetermined gap.
【0038】なお図示の例ではステータ鉄心を3極に構
成しているが、ステータに設ける電機子コイルの相数を
3とする場合、一般にはステータ鉄心に3n(nは1以
上の整数)個の歯部を設けて、該3n個の歯部に3相の
電機子コイルを巻回する構成をとることができる。In the illustrated example, the stator core has three poles. However, when the number of phases of the armature coils provided on the stator is three, the stator core generally has 3n (n is an integer of 1 or more) pieces. , And a configuration in which a three-phase armature coil is wound around the 3n teeth.
【0039】フライホイール201は、その底壁部の中
央にボス(図示せず。)を備えていて、該ボスが電動車
両の駆動輪に直接または減速機を介して結合される。The flywheel 201 is provided with a boss (not shown) at the center of the bottom wall thereof, and the boss is connected to the driving wheel of the electric vehicle directly or via a reduction gear.
【0040】ロータ2のステータ3に対する回転角度位
置を検出するため、ステータ鉄心301に3相の位置検
出器hu〜hwが取り付けられている。In order to detect the rotational angle position of the rotor 2 with respect to the stator 3, three-phase position detectors hu to hw are attached to the stator core 301.
【0041】各位置検出器は、各相の電機子コイルに流
す駆動電流の通電角(電気角)に応じて適宜の位置に配
置される。例えば、ロータ2の回転に伴って電機子コイ
ルLu〜Lwにそれぞれ誘起する無負荷誘起電圧がピー
クに達する位置(磁石界磁203から各相の電機子コイ
ルが巻回された歯部を通してながれる磁束が零点を通過
する位置)の前後90度(電気角)の区間各相の電機子
コイルに駆動電流を流す「180度スイッチング制御」
を行って電動機を回転させる場合には、3相の電機子コ
イルLu〜Lwがそれぞれ巻回されている歯部Pu〜P
wの先端の磁極部の中心位置がロータ2の磁石界磁の各
磁極の中心位置に一致するときのロータの回転角度位置
を検出するように、各相の位置検出器が取り付けられ
る。Each position detector is arranged at an appropriate position according to the conduction angle (electrical angle) of the drive current flowing through the armature coil of each phase. For example, the position where the no-load induced voltage induced in each of the armature coils Lu to Lw with the rotation of the rotor 2 reaches a peak (the magnetic flux flowing from the magnet field 203 through the teeth around which the armature coils of each phase are wound). "180-degree switching control" in which a drive current flows through the armature coil of each phase in a section of 90 degrees (electrical angle) before and after the position where the zero passes through the zero point.
Is performed to rotate the motor, the tooth portions Pu to P around which the three-phase armature coils Lu to Lw are wound, respectively.
Position detectors for each phase are mounted so as to detect the rotation angle position of the rotor when the center position of the magnetic pole portion at the tip of w coincides with the center position of each magnetic pole of the magnet field of the rotor 2.
【0042】図示のように、3つの歯部Pu〜Pwにそ
れぞれ電機子コイルLu〜Lwが巻回されていて、位置
検出器hu〜hwとしてホールICが用いられる場合に
は、歯部Pu,Pv及びPwのそれぞれの磁極の中心に
対して電気角で90度位相が進んだ位置に位置検出器h
w,hu及びhvを配置して、これらの位置検出器の出
力により決まる駆動相(駆動電流を流す電機子コイルの
相)の切換角度を基準の切換角度とし、この基準の切換
角度に対して実際の切換角度を進角または遅角させるよ
うに制御進み角を演算する。As shown, when armature coils Lu to Lw are wound around three tooth portions Pu to Pw, respectively, and Hall ICs are used as the position detectors hu to hw, the tooth portions Pu and Pw are used. The position detector h is located at a position advanced by 90 degrees in electrical angle with respect to the center of each magnetic pole of Pv and Pw.
w, hu, and hv are arranged, and a switching angle of a driving phase (a phase of an armature coil through which a driving current flows) determined by outputs of these position detectors is set as a reference switching angle. The control advance angle is calculated so that the actual switching angle is advanced or retarded.
【0043】10は電機子コイルLu〜Lwと直流電源
11との間に設けられて電機子コイルの励磁相を切り換
えるスイッチ回路である。このスイッチ回路は、一端が
共通接続された上段のスイッチ素子10uないし10w
と、これらの上段のスイッチ素子の他端にそれぞれ一端
が接続され、他端が共通接続された下段のスイッチ素子
10x〜10zとからなるスイッチ素子のブリッジ回路
からなっていて、上段のスイッチ素子10u〜10wの
一端の共通接続点及び下段のスイッチ素子10x〜10
wの他端の共通接続点がそれぞれ直流電源11の正極端
子及び負極端子に接続されている。Reference numeral 10 denotes a switch circuit provided between the armature coils Lu to Lw and the DC power supply 11 for switching the excitation phase of the armature coils. This switch circuit is composed of upper-stage switch elements 10u to 10w each having one end commonly connected.
And an upper switch element 10u having one end connected to the other end of each of the upper switch elements and a lower switch element 10x to 10z commonly connected to the other end. And a common connection point at one end of the switch element and lower switch elements 10x to 10w.
The common connection point at the other end of w is connected to the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply 11, respectively.
【0044】スイッチ回路を構成するスイッチ素子とし
ては、MOSFET、電力用トランジスタ,IGBT等
のオンオフ制御が可能な任意のスイッチ素子を用いるこ
とができるが、図示の例では、各スイッチ素子がMOS
FETからなっている。As the switch elements constituting the switch circuit, any switch elements that can be controlled to be on and off, such as MOSFETs, power transistors, and IGBTs, can be used. In the illustrated example, each switch element is a MOS.
It consists of FET.
【0045】電動車両の制動時に回生電流を流すため、
上段のスイッチ素子10u〜10w及び下段のスイッチ
素子10x〜10zにそれぞれ帰還用ダイオード12u
〜12w及び12x〜12zが接続される。図示のよう
に各スイッチ素子としてMOSFETを用いる場合に
は、これらの帰還用ダイオードとしてFETのドレイン
ソース間に形成されている寄生ダイオードを用いること
ができる。Since a regenerative current flows during braking of the electric vehicle,
A feedback diode 12u is connected to each of the upper switch elements 10u to 10w and the lower switch elements 10x to 10z.
To 12w and 12x to 12z are connected. When MOSFETs are used as the switch elements as shown in the figure, a parasitic diode formed between the drain and source of the FET can be used as these feedback diodes.
【0046】図示の直流電源11は、バッテリBと、該
バッテリの両端に接続されたコンデンサC1 とからなっ
ている。The illustrated DC power supply 11 comprises a battery B and capacitors C1 connected to both ends of the battery.
【0047】スイッチ回路10を制御するため、マイク
ロコンピュータと入出力インターフェースとを備えたコ
ントローラ13と、コントローラ13から与えられる信
号に応じてスイッチ回路のスイッチ素子10u〜10w
及び10x〜10zにそれぞれ駆動信号(スイッチ素子
をオン状態にするための信号)Su〜Sw及びSx〜S
zを与えるドライバ回路14とが設けられ、位置検出器
hu〜hwからそれぞれ得られる位置検出信号Hu〜H
wがコントローラ13に入力されている。In order to control the switch circuit 10, a controller 13 having a microcomputer and an input / output interface, and switch elements 10u to 10w of the switch circuit in accordance with a signal given from the controller 13.
And 10x to 10z drive signals (signals for turning on the switch elements) Su to Sw and Sx to S, respectively.
and a driver circuit 14 for providing position detection signals Hu to Hw obtained from the position detectors hu to hw, respectively.
w is input to the controller 13.
【0048】15は電動車両の速度を調節するアクセル
グリップやアグセルペタル等の速度調節部材の変位量を
スロットル開度αとして検出するスロットルセンサであ
る。図示のスロットルセンサ15は、速度調節部材に可
動接触子15aが連結されたポテンショメータからなっ
ている。スロットルセンサ15を構成するポテンショメ
ータの両端には、図示しない定電圧直流電源回路から得
られる直流定電圧Eが印加されていて、該ポテンショメ
ータの可動接触子15aと接地間にスロットル開度αに
比例したスロットル信号Vαが得られるようになってい
る。スロットルセンサ15から得られるスロットル信号
はコントローラ13に入力されている。スロットル信号
はコントローラ13内に設けられたA/D変換器により
デジタル値Vthに変換されてマイクロコンピュータのC
PUに読み込まれる。Reference numeral 15 denotes a throttle sensor for detecting a displacement amount of a speed adjusting member such as an accelerator grip or an axel petal for adjusting the speed of the electric vehicle as a throttle opening α. The illustrated throttle sensor 15 includes a potentiometer in which a movable contact 15a is connected to a speed adjusting member. A DC constant voltage E obtained from a constant voltage DC power supply circuit (not shown) is applied to both ends of a potentiometer constituting the throttle sensor 15, and is proportional to the throttle opening α between the movable contact 15a of the potentiometer and the ground. The throttle signal Vα is obtained. A throttle signal obtained from the throttle sensor 15 is input to the controller 13. The throttle signal is converted into a digital value Vth by an A / D converter provided in the controller 13 and is converted into a digital signal Vth.
Read by PU.
【0049】本発明においてはまた、駆動電流が流れる
ことにより発熱が生じる部品の中から選定された要監視
部品の温度を検出するために温度検出器が設けられる。
通常は、要監視部品として、少くとも電機子コイルとス
イッチ回路10の構成部品(スイッチ素子)とを選定す
る。図示の例では、3相の電機子コイルLu〜Lwのそ
れぞれの温度を検出するように負の温度係数または正の
温度係数を有する感温抵抗素子Rtu〜Rtwがそれぞれの
相の電機子コイルに熱的に結合されている。感温抵抗素
子Rtu〜Rtwは互いに並列に接続され、これらの感温抵
抗素子により電機子コイル用温度検出器が構成されてい
る。In the present invention, a temperature detector is provided for detecting the temperature of a component requiring monitoring selected from components that generate heat when a drive current flows.
Usually, at least the armature coil and the components (switch elements) of the switch circuit 10 are selected as the monitoring required components. In the illustrated example, the temperature-sensitive resistance elements Rtu to Rtw having a negative temperature coefficient or a positive temperature coefficient are detected so as to detect the respective temperatures of the three-phase armature coils Lu to Lw. Thermally coupled. The temperature-sensitive resistance elements Rtu to Rtw are connected in parallel with each other, and these temperature-sensitive resistance elements constitute a temperature detector for an armature coil.
【0050】またスイッチ回路10の温度(スイッチ素
子の温度)を検出するため、スイッチ回路10の構成素
子が取り付けられているヒートシンクに感温抵抗素子R
tsが熱的に結合され、この感温抵抗素子Rtsによりスイ
ッチ回路用温度検出器が構成されている。スイッチ回路
用温度検出器から得られる検出信号(この例では抵抗値
の変化)は、電機子コイル用温度検出器から得られる検
出信号とともにコントローラ13に入力されている。In order to detect the temperature of the switch circuit 10 (the temperature of the switch element), a heat-sensitive resistor R is attached to a heat sink on which the constituent elements of the switch circuit 10 are mounted.
ts are thermally coupled, and the temperature-sensitive resistance element Rts forms a switch circuit temperature detector. A detection signal (change in resistance value in this example) obtained from the switch circuit temperature detector is input to the controller 13 together with a detection signal obtained from the armature coil temperature detector.
【0051】コントローラ13には、電機子コイル用温
度検出器を構成する感温抵抗素子Rtu〜Rtwの並列回路
の両端に定電圧を印加する電圧印加回路が設けられてい
て、感温抵抗素子Rtu〜Rtwの並列回路の両端の電圧
(感温抵抗素子Rtu〜Rtwの並列合成値に比例した電
圧)が温度検出信号としてA/D変換器を通してマイク
ロコンピュータのCPUに読み込まれる。The controller 13 is provided with a voltage application circuit for applying a constant voltage to both ends of a parallel circuit of the temperature-sensitive resistance elements Rtu to Rtw constituting the armature coil temperature detector. To Rtw (voltage in proportion to the parallel composite value of the temperature-sensitive resistance elements Rtu to Rtw) is read into the CPU of the microcomputer through the A / D converter as a temperature detection signal.
【0052】同様に、スイッチ回路の温度を検出する感
温抵抗素子Rtsの両端に定電圧を印加する電圧印加回路
がコントローラ内に設けられていて、感温抵抗素子Rts
の両端の電圧が温度検出信号としてA/D変換器を通し
てCPUに読み込まれる。Similarly, a voltage application circuit for applying a constant voltage to both ends of the temperature-sensitive resistance element Rts for detecting the temperature of the switch circuit is provided in the controller.
Is read into the CPU through the A / D converter as a temperature detection signal.
【0053】コントローラ13は、マイクロコンピュー
タに所定のプログラムを実行させることにより、電動機
を制御するために必要な各種の手段を構成する。コント
ローラ13がマイクロコンピュータに所定のプログラム
を実行させることにより実現する各種の機能実現手段の
構成を含めた図1の実施形態の全体的な構成を図2に示
した。The controller 13 configures various means necessary for controlling the motor by causing a microcomputer to execute a predetermined program. FIG. 2 shows the overall configuration of the embodiment of FIG. 1 including the configuration of various function realizing means realized by the controller 13 causing the microcomputer to execute a predetermined program.
【0054】コントローラ13は、例えば、位置検出器
hu〜hwがそれぞれ発生する矩形波状の位置検出信号
の発生間隔を計測することにより電動機の回転速度Nを
演算し、この回転速度Nと、スロットル信号の値(デジ
タル値)Vthから得られるスロットル開度情報とに基づ
いてブラシレス直流電動機1の電機子コイルに供給する
駆動電流のデューティ比DFと、制御進み角(駆動電流
を流す電機子コイルの相を切り換える実際の切換角度と
位置検出器の配置により決まる基準の切換角度との位相
差)γとを演算する。デューティ比DF及び制御進み角
γの演算は、それぞれ回転速度Nとスロットル開度とデ
ューティ比DFとの間の関係を与えるデューティ比演算
用3次元マップ及び回転速度Nとスロットル開度と制御
進み角γとの間の関係を与える制御進み角演算用3次元
マップ(いずれのマップもROMに記憶されている)を
用いて補間法により行われる。The controller 13 calculates the rotation speed N of the electric motor by measuring, for example, the intervals of generation of the rectangular wave-like position detection signals generated by the position detectors hu to hw, and calculates the rotation speed N and the throttle signal. (Digital value) Vth, the duty ratio DF of the drive current supplied to the armature coil of the brushless DC motor 1 based on the throttle opening information obtained from the throttle opening information, and the control lead angle (phase of the armature coil flowing the drive current) Is calculated, and a phase difference (γ) between the actual switching angle at which the switching is performed and the reference switching angle determined by the arrangement of the position detector is calculated. The calculation of the duty ratio DF and the control advance angle γ are performed by a three-dimensional map for calculating the duty ratio, which gives the relationship between the rotation speed N, the throttle opening, and the duty ratio DF, and the rotation speed N, the throttle opening, and the control advance angle, respectively. This is performed by an interpolation method using a three-dimensional map for calculating a control lead angle which gives a relationship with γ (all maps are stored in the ROM).
【0055】コントローラ13を構成するマイクロコン
ピュータが実行するプログラムのうち、上記回転速度を
演算する過程により電動機の回転速度を検出する回転速
度検出手段13aが実現される。また上記デューティ比
演算用マップを用いてデューティ比を演算する過程によ
り、スロットル信号の値と回転速度とに対して駆動電流
のデューティ比を演算するデューティ比演算手段13b
が構成される。The rotation speed detecting means 13a for detecting the rotation speed of the electric motor by the process of calculating the rotation speed among the programs executed by the microcomputer constituting the controller 13 is realized. The duty ratio calculating means 13b calculates the duty ratio of the drive current with respect to the value of the throttle signal and the rotational speed by the process of calculating the duty ratio using the duty ratio calculation map.
Is configured.
【0056】更に、上記制御進み角演算用マップを用い
てスロットル信号に対して制御進み角を演算する過程に
より、制御進み角演算手段13cが構成される。Further, the control lead angle calculating means 13c is formed by calculating the control lead angle with respect to the throttle signal using the control lead angle calculation map.
【0057】コントローラ13はまた、位置検出器hu
〜hwの出力信号に基づいて駆動電流を流す相を決定す
る励磁相決定手段13dを有している。この励磁相決定
手段13dは、決定した相の電機子コイルに、制御進み
角演算手段13cにより演算された制御進み角を有する
タイミングで、スイッチ回路10の所定のスイッチ素子
に駆動信号を与えることを指令する指令信号をドライバ
回路14に与える。ドライバ回路14は、この指令信号
に応じて所定のスイッチ素子に駆動信号を与える。The controller 13 also has a position detector hu.
, The excitation phase determining means 13d for determining the phase in which the drive current flows based on the output signals of the values .about.hw. The excitation phase determining means 13d provides a drive signal to a predetermined switch element of the switch circuit 10 to the armature coil of the determined phase at a timing having the control advance angle calculated by the control advance angle calculating means 13c. A command signal for giving a command is given to the driver circuit 14. The driver circuit 14 supplies a drive signal to a predetermined switch element according to the command signal.
【0058】また電動機1に供給される駆動電流の波形
を、デューティ比演算手段13bにより演算されたデュ
ーティ比で断続するPWM波形とするために、ドライバ
回路14からスイッチ回路10のスイッチ素子に与える
駆動信号をPWM変調する変調手段13eが設けられて
いる。In order to make the waveform of the drive current supplied to the electric motor 1 a PWM waveform that is intermittent at the duty ratio calculated by the duty ratio calculation means 13b, the drive circuit 14 supplies a drive signal to the switch element of the switch circuit 10 Modulation means 13e for PWM-modulating the signal is provided.
【0059】図3(A)ないし(I)は、図1に示した
ブラシレス直流電動機を、180度スイッチング制御を
行って駆動する場合の位置検出信号の波形と、スイッチ
回路10の各スイッチ素子のオンオフ動作波形とを示し
た波形図である。図3(A)ないし(C)はそれぞれ位
置検出器hu〜hwが発生する位置検出信号Hu〜Hw
の一例を示し、図3(D)ないし(F)はそれぞれ、駆
動電流を流す電機子コイルの相を切り換える角度を基準
の切換角度とした場合の、スイッチ回路10の上段のス
イッチ素子10uないし10wのオンオフ動作を示して
いる。また図3(G)ないし(I)はそれぞれスイッチ
回路10の下段のスイッチ素子10x〜10zのオンオ
フ動作を示している。FIGS. 3A to 3I show waveforms of a position detection signal when the brushless DC motor shown in FIG. 1 is driven by performing a 180-degree switching control, and each switch element of the switch circuit 10. FIG. 4 is a waveform diagram showing on / off operation waveforms. 3A to 3C show position detection signals Hu to Hw generated by the position detectors hu to hw, respectively.
FIGS. 3D to 3F respectively show the upper switch elements 10 u to 10 w of the switch circuit 10 when the angle at which the phase of the armature coil for flowing the drive current is switched is set as a reference switching angle. Of FIG. FIGS. 3G to 3I show the on / off operations of the lower switch elements 10x to 10z of the switch circuit 10, respectively.
【0060】励磁相決定手段13dは、図3(A)ない
し(C)に示された位置検出信号に論理演算を施すこと
により、スイッチ回路10の各スイッチ素子をオン状態
にする区間とオフ状態にする区間とを決定し、各スイッ
チ素子をオン状態にする区間そのスイッチ素子に駆動信
号を与える。The excitation phase determining means 13d performs a logical operation on the position detection signals shown in FIGS. 3 (A) to 3 (C) so that each switch element of the switch circuit 10 is turned on and off. Is determined, and a drive signal is applied to each switch element in a section where each switch element is turned on.
【0061】変調手段13eは、駆動電流をPWM制御
するため、図示の例では、ドライバ回路14から下段の
スイッチ素子10x〜10zに与える駆動信号を、デュ
ーティ比演算手段13bにより演算されたデューティ比
で断続するPW波形に変調して、下段のスイッチ素子を
所定のデューティ比でオンオフさせる。In the example shown in the figure, the modulating means 13e performs a PWM control of the driving current. In the illustrated example, the driving signal supplied from the driver circuit 14 to the lower switch elements 10x to 10z is converted by the duty ratio calculated by the duty ratio calculating means 13b. The signal is modulated into an intermittent PW waveform, and the lower switch element is turned on and off at a predetermined duty ratio.
【0062】図3に示した例では、コントローラのCP
Uが実行するプログラムのうち、前記デューティ比演算
手段13bを実現する過程と、スイッチ素子10x〜1
0zに与える駆動信号をデューティ比演算手段により演
算されたデューティ比で断続させる変調手段13eを実
現する過程とにより、駆動電流をスロットル信号に対し
て演算されたデューティ比を有するPWM波形の電流と
するようにスイッチ回路10を制御するPWM制御手段
が構成される。In the example shown in FIG. 3, the controller CP
Of the program executed by the U, the process of realizing the duty ratio calculating means 13b, and the switching elements 10x-1
The step of realizing the modulation means 13e for intermittently driving the drive signal given to 0z at the duty ratio calculated by the duty ratio calculation means makes the drive current a PWM waveform current having the duty ratio calculated for the throttle signal. Thus, the PWM control means for controlling the switch circuit 10 is configured.
【0063】ブラシレス直流電動機においては、制御進
み角γによって最大発生トルク及び最高回転速度が変化
する。一般には、電動機の用途や要求されるトルク特
性、或いは必要とされる最高回転速度等に応じて制御進
み角の大きさを設定している。電動車両を駆動するブラ
シレス直流電動機の場合は、電動機の回転速度が設定値
以下であるときに制御進み角γを正規の制御進み角γo
に固定し、電動機の回転速度が設定された進角開始回転
速度を超える範囲で制御進み角γを回転速度の上昇に伴
って正規の制御進み角γo よりも進角させ、電動機の回
転速度が設定された進角終了回転速度以上になる範囲で
は制御進み角の進角量を設定された最大値に固定するよ
うに、制御進み角γを制御することが多い。In the brushless DC motor, the maximum generated torque and the maximum rotation speed change depending on the control advance angle γ. Generally, the magnitude of the control advance angle is set according to the use of the electric motor, the required torque characteristics, the required maximum rotational speed, and the like. In the case of a brushless DC motor that drives an electric vehicle, when the rotation speed of the motor is equal to or less than a set value, the control advance angle γ is changed to the normal control advance angle γo.
The control advance angle γ is advanced from the regular control advance angle γo with the increase in the rotation speed in a range where the rotation speed of the motor exceeds the set advance start rotation speed, so that the rotation speed of the motor is The control advance angle γ is often controlled so that the advance amount of the control advance angle is fixed at the set maximum value in a range where the rotation speed is equal to or higher than the set advance end rotation speed.
【0064】制御進み角γを制御する場合には、駆動電
流を流す相を切り換える切換角度をスロットル信号に対
して演算された制御進み角だけ位置検出器の出力により
決まる基準の切換角度に対してシフトさせるように制御
する制御進み角制御手段がコントローラ13に設けられ
る。When the control advance angle γ is controlled, the switching angle for switching the phase through which the drive current flows is determined by the control advance angle calculated for the throttle signal with respect to the reference switching angle determined by the output of the position detector. Control lead angle control means for controlling the shift is provided in the controller 13.
【0065】この制御進み角制御手段は、コントローラ
13のCPUが実行するプログラムの一連の過程のう
ち、前記制御進み角演算手段13cを実現する過程と、
制御進み角演算手段13cにより演算された制御進み角
と励磁相決定手段13dにより決定される基準の切換角
度とから、駆動電流を流す相を切換えるタイミングを決
定する過程とにより構成される。The control lead angle control means includes a step of realizing the control lead angle calculation means 13c in a series of steps of a program executed by the CPU of the controller 13,
A step of determining the timing for switching the phase in which the drive current flows is determined from the control advance angle calculated by the control advance angle calculation means 13c and the reference switching angle determined by the excitation phase determination means 13d.
【0066】正規の制御進み角γo をどのように設定す
るかは任意であるが、一般には、電動車両の発進時のト
ルクを大きくするために、最大トルクが得られる制御進
み角を正規の制御進み角γo とする。How to set the normal control advance angle γo is arbitrary, but generally, in order to increase the torque at the start of the electric vehicle, the control advance angle at which the maximum torque is obtained is set to the normal control advance angle γo. The lead angle is γo.
【0067】回転速度Nが設定値を超える領域で制御進
み角γを正規の制御進み角γo よりも進角させる制御を
行う場合、上り坂等で速度調節部材の増速側への変位量
を最大にした状態(フルスロットルの状態)で運転して
いるときに、制御進み角γの進角量が最大値に保たれた
状態になり、電動機の駆動電流は定格値を超えた状態に
なる。このような状態が長時間続くと、電機子コイルや
スイッチ回路のスイッチ素子の温度が上昇して許容値を
超え、これらが破損するおそれがある。When the control is performed such that the control advance angle γ is advanced beyond the normal control advance angle γo in a region where the rotational speed N exceeds the set value, the amount of displacement of the speed adjusting member to the speed increasing side on an uphill or the like is reduced. When operating at the maximum state (full throttle state), the advance amount of the control advance angle γ is maintained at the maximum value, and the drive current of the electric motor exceeds the rated value . If such a state continues for a long time, the temperature of the armature coil and the switch element of the switch circuit rises and exceeds an allowable value, which may be damaged.
【0068】そこで、本発明においては、電機子コイル
Lu〜Lwの温度を検出する電機子コイル用温度検出器
(図示の例では感温抵抗素子Rtu〜Rtwにより構成され
る。)と、スイッチ回路10の温度を検出するスイッチ
回路用温度検出器(感温抵抗素子Rtsにより構成され
る。)とを設けて、電機子コイル用温度検出器により検
出された温度及びスイッチ回路用温度検出器により検出
された温度のうちのいずれかが設定値を超えたとき(温
度の異常上昇時)に、スロットル信号の値を実際の値よ
りも小さい値に修正して、温度の異常上昇時にコントロ
ーラに与えるスロットル開度情報を見掛上小さくするこ
とにより電機子コイルに流す駆動電流を制限して、電機
子コイル及びスイッチ回路の温度上昇を抑制する。Therefore, in the present invention, an armature coil temperature detector for detecting the temperatures of the armature coils Lu to Lw (in the illustrated example, constituted by the temperature sensitive resistance elements Rtu to Rtw), and a switch circuit. A temperature detector for the switch circuit (constituted by a temperature-sensitive resistance element Rts) for detecting the temperature of 10 and a temperature detected by the temperature detector for the armature coil and detected by the temperature detector for the switch circuit. When one of the set temperatures exceeds a set value (abnormal temperature rise), the value of the throttle signal is corrected to a value smaller than the actual value, and the throttle signal given to the controller when the temperature rises abnormally By making the opening degree information apparently small, the drive current flowing through the armature coil is limited, and the temperature rise of the armature coil and the switch circuit is suppressed.
【0069】上記の制御を行わせるため、本発明におい
ては、電機子コイル用温度検出器(Rtu〜Rtw)から検
出された温度が電機子コイルに対して設定された設定値
よりも低く、かつスイッチ回路用温度検出器Rtsにより
検出された温度がスイッチ回路に対して設定された設定
値よりも低いときにスロットルセンサから得られるスロ
ットル信号の値Vthをそのままとし、電機子コイル用温
度検出器により検出された温度が電機子コイルに対して
設定された設定値以上になったとき、またはスイッチ回
路用温度検出器により検出された温度がスイッチ回路に
対して設定された設定値以上になったときに、検出され
た温度が高い場合程スロットル信号の値を小さい値に修
正するように、検出された温度に応じてスロットル信号
の値を修正するスロットル信号修正手段13fを設け
て、このスロットル信号修正手段13fにより修正され
たスロットル信号の値に対してデューティ比及び制御進
み角を演算するようにPWM制御手段のデューティ比演
算手段13b及び制御進み角制御手段の制御進み角演算
手段13cを構成する。In order to perform the above control, in the present invention, the temperature detected from the armature coil temperature detectors (Rtu to Rtw) is lower than the set value set for the armature coil, and When the temperature detected by the switch circuit temperature detector Rts is lower than the set value set for the switch circuit, the value Vth of the throttle signal obtained from the throttle sensor is left as it is, and the armature coil temperature detector When the detected temperature is higher than the set value set for the armature coil, or when the temperature detected by the switch circuit temperature detector is higher than the set value set for the switch circuit In addition, the throttle signal value is corrected according to the detected temperature so that the value of the throttle signal is corrected to a smaller value as the detected temperature is higher. And a duty ratio calculating means 13b and a control lead angle of the PWM control means so as to calculate a duty ratio and a control advance angle with respect to the value of the throttle signal corrected by the throttle signal correcting means 13f. The control lead angle calculating means 13c of the control means is constituted.
【0070】上記スロットル信号修正手段13fは、例
えば、スロットルセンサが出力するスロットル信号のデ
ジタル変換値をVth、直流電動機の始動を開始する際の
スロットル信号のデジタル変換値をVmin 、修正率をd
(<100)[%]として、下記の式によりスロットル
信号の修正値Vth´を演算するように構成される。The throttle signal correcting means 13f outputs, for example, Vth the digitally converted value of the throttle signal output from the throttle sensor, Vmin the digitally converted value of the throttle signal when starting the DC motor, and d the correction rate.
(<100) [%], the correction value Vth ′ of the throttle signal is calculated by the following equation.
【0071】 Vth´=(Vth−Vmin )×d/100+Vmin …(1) 上記修正率dは、検出された温度に対して例えば図5に
示すように変化させる。即ち、検出された温度が設定値
(温度上昇抑制制御開始温度)未満の値を示す範囲では
修正率dを100[%]とし、検出された温度が設定値
以上になる範囲では修正率dを温度の上昇に伴って減少
させて、検出された温度が限界値tmaxに達したときに
零にする。Vth ′ = (Vth−Vmin) × d / 100 + Vmin (1) The correction rate d is changed with respect to the detected temperature, for example, as shown in FIG. That is, the correction rate d is set to 100 [%] in a range where the detected temperature is less than the set value (temperature increase suppression control start temperature), and the correction rate d is set in a range where the detected temperature is equal to or higher than the set value. The temperature is decreased as the temperature rises, and becomes zero when the detected temperature reaches the limit value tmax.
【0072】修正率dの演算は、検出された温度と修正
率dとの間に図5に示すような関係を与える修正率演算
用マップを用いて行う。この修正率演算用マップは、電
機子コイル及びスイッチ回路のそれぞれに対して設けて
おき、温度上昇抑制制御開始温度は、電機子コイルの場
合とスイッチ回路の場合とで異ならせておく。そして電
機子コイルの温度が電機子コイルに対して設定された設
定値(温度上昇抑制制御開始温度)以上になったことが
検出されたときには、電機子コイルに対して設けた修正
率演算用マップを用いて、修正率dを演算して(1)式
によりスロットル信号の修正値Vth´を演算し、スイッ
チ回路の温度がスイッチ回路に対して設定された設定値
(温度上昇抑制制御開始温度)以上になったことが検出
されたときには、スイッチ回路に対して設けた修正率演
算用マップを用いて、修正率dを演算して(1)式によ
りスロットル信号の修正値Vth´を演算する。The calculation of the correction rate d is performed using a correction rate calculation map that gives a relationship as shown in FIG. 5 between the detected temperature and the correction rate d. This correction rate calculation map is provided for each of the armature coil and the switch circuit, and the temperature rise suppression control start temperature is different between the case of the armature coil and the case of the switch circuit. When it is detected that the temperature of the armature coil has become equal to or higher than a set value (temperature increase suppression control start temperature) set for the armature coil, a correction rate calculation map provided for the armature coil is provided. And the correction value dth of the throttle signal is calculated according to the equation (1), and the temperature of the switch circuit is set to the set value (temperature rise suppression control start temperature) set for the switch circuit. When this is detected, the correction rate d is calculated using the correction rate calculation map provided for the switch circuit, and the correction value Vth 'of the throttle signal is calculated by equation (1).
【0073】図4はスロットル信号(デジタル変換値)
の修正値Vth´と、修正前のスロットル信号(デジタル
変換値)Vthとの関係の一例を示したもので、同図の
a,b,c及びdはそれぞれ検出された温度がt1 ℃、
t2 ℃,t3 ℃及びt4 ℃(t1 <t2 <t3 <t4 )
の場合を示している。FIG. 4 shows a throttle signal (digitally converted value).
Shows an example of the relationship between the corrected value Vth 'of FIG. 7 and the throttle signal (digitally converted value) Vth before the correction, wherein a, b, c and d in FIG.
t2 ° C, t3 ° C and t4 ° C (t1 <t2 <t3 <t4)
Is shown.
【0074】上記のようにスロットル信号の値を温度検
出器により検出された温度に対して修正して、修正後の
スロットル信号を用いてPWM制御におけるデューティ
比の演算と制御進み角制御における制御進み角の演算と
を行うようにすると、温度上昇時には、検出されるスロ
ットル開度を見掛上小さくして駆動電流の大きさを抑え
ることができるため、電機子コイルやスイッチ回路の温
度上昇を抑制することができる。As described above, the value of the throttle signal is corrected with respect to the temperature detected by the temperature detector, the duty ratio is calculated in the PWM control using the corrected throttle signal, and the control advance in the control advance angle control is performed. By calculating the angle, when the temperature rises, the detected throttle opening can be reduced apparently to suppress the magnitude of the drive current, so that the temperature rise of the armature coil and the switch circuit is suppressed. can do.
【0075】スロットル信号の修正演算は、きわめて簡
単な演算であるので、複雑なマップ演算を行うことな
く、温度抑制制御を容易に行うことができる。Since the correction calculation of the throttle signal is a very simple calculation, the temperature suppression control can be easily performed without performing a complicated map calculation.
【0076】上記の例では、温度検出器を感温抵抗素子
により構成しているが、熱電対等の他の温度センサを用
いて温度検出器を構成することもできる。In the above example, the temperature detector is constituted by a temperature-sensitive resistance element. However, the temperature detector can be constituted by using another temperature sensor such as a thermocouple.
【0077】上記の例では、スイッチ回路の下段のスイ
ッチ素子をオンオフさせることによりPWM波形の駆動
電流を得るようにしているが、スイッチ回路の上段のス
イッチ素子をオンオフさせることによりPWM波形の駆
動電流を得るようにしてもよく、上段のスイッチ素子と
下段のスイッチ素子との双方をオンオフさせることによ
りPWM波形の駆動電流を得るようにしてもよい。In the above example, the drive current of the PWM waveform is obtained by turning on and off the lower switch element of the switch circuit. However, the drive current of the PWM waveform is obtained by turning on and off the upper switch element of the switch circuit. May be obtained, and a drive current having a PWM waveform may be obtained by turning on and off both the upper switching element and the lower switching element.
【0078】上記の例では、位置検出器を構成するホー
ルICを各相の電機子コイルが巻回された歯部の中心に
対して電機角で90度進んだ位置に配置したが、位置検
出器はロータのステータに対する回転角度位置を検出す
れば良く、その配設位置は上記の例に限定されない。In the above example, the Hall IC constituting the position detector is disposed at a position advanced by 90 degrees in the armature angle with respect to the center of the tooth around which the armature coil of each phase is wound. It is sufficient that the detector detects the rotational angle position of the rotor with respect to the stator, and the arrangement position is not limited to the above example.
【0079】上記の例では、180度スイッチング制御
を行わせているが、ブラシレス直流電動機の駆動の仕方
は上記の例に限られるものではなく、例えば各相の電機
子コイルが巻回された歯部を通してながれる磁束が零点
を通過する位置の前後60度(電気角)の区間各相の電
機子コイルに駆動電流を流す「120度スイッチング制
御」を行って電動機を回転させる場合にも本発明を適用
することができる。In the above example, the 180-degree switching control is performed. However, the driving method of the brushless DC motor is not limited to the above example, and for example, the teeth around which the armature coils of each phase are wound. The present invention is also applicable to the case where the motor is rotated by performing "120-degree switching control" in which a drive current is applied to the armature coil of each phase in a section of 60 degrees (electrical angle) before and after the position where the magnetic flux flowing through the section passes through the zero point. Can be applied.
【0080】また上記の例では、位置検出器としてホー
ルICを用いているが、ホールICに代えて、フォトエ
ンコーダ等の位置検出器を用いるようにしてもよい。Although the Hall IC is used as the position detector in the above example, a position detector such as a photo encoder may be used instead of the Hall IC.
【0081】上記の例では、3相の電機子コイルのそれ
ぞれに対して感温抵抗素子Rtu〜Rtw(温度センサ)を
熱的に結合して、これらの感温抵抗素子を並列に接続す
ることにより電機子コイル用温度検出器を構成したが、
このように電機子コイル用温度検出器を構成すると、そ
の並列合成抵抗値から3相の電機子コイルの温度の平均
値を検出することができるため、電動機がロック状態に
なったときのように、特定の相の電機子コイルの温度が
異常に上昇した場合でも、その温度の異常上昇が反映し
た温度検出信号を得ることができるため、電機子コイル
の保護を適確に図ることができる。In the above example, the temperature-sensitive resistance elements Rtu to Rtw (temperature sensors) are thermally coupled to each of the three-phase armature coils, and these temperature-sensitive resistance elements are connected in parallel. Configured the temperature detector for the armature coil,
When the temperature detector for the armature coil is configured in this manner, the average value of the temperatures of the three-phase armature coils can be detected from the parallel combined resistance value. Even when the temperature of the armature coil of a specific phase rises abnormally, a temperature detection signal reflecting the abnormal rise in temperature can be obtained, so that the armature coil can be properly protected.
【0082】また上記のように3相の電機子コイルにそ
れぞれ取り付けた感温抵抗素子を並列に接続して、その
並列合成抵抗値から3相の電機子コイルの温度の平均値
に相当する温度を検出するようにすると、電機子コイル
の温度を読み込むために割り当てるコントローラ13の
CPUの入力ポートが一つだけで済むため、ポート数が
少いCPUを用いてコストの低減を図ることができる。The temperature-sensitive resistance elements respectively attached to the three-phase armature coils are connected in parallel as described above, and the temperature corresponding to the average value of the temperatures of the three-phase armature coils is calculated from the parallel combined resistance value. Is detected, only one input port of the CPU of the controller 13 to be allocated for reading the temperature of the armature coil is required, so that the cost can be reduced by using a CPU having a small number of ports.
【0083】しかしながら、本発明は、このように3相
の電機子コイルにそれぞれ取り付けた感温抵抗素子を並
列に接続する場合に限定されるものではなく、3相の電
機子コイルにそれぞれ取り付けた感温抵抗素子から得ら
れる温度検出信号をそれぞれ個別にコントローラ13の
CPUに入力するようにしてもよい。このように構成す
る場合には、CPUにより3相の電機子コイルの温度を
個別に監視して、いずれかの相の電機子コイルの温度が
設定値以上になったときにスロットル信号の値の修正を
行わせるようにしてもよい。However, the present invention is not limited to the case where the temperature-sensitive resistance elements respectively attached to the three-phase armature coils are connected in parallel as described above. Temperature detection signals obtained from the temperature-sensitive resistance elements may be individually input to the CPU of the controller 13. In such a configuration, the temperatures of the three-phase armature coils are individually monitored by the CPU, and when the temperature of any one of the armature coils exceeds a set value, the value of the throttle signal is reduced. The correction may be performed.
【0084】また本発明は、すべての相の電機子コイル
に温度センサを取り付ける場合に限定されるものではな
く、電動機がロック状態になるおそれがなく、特定の相
の電機子コイルの温度が異常上昇するおそれがない場合
には、いずれか1相の電機子コイルの温度のみを検出す
るように温度検出器を構成してもよい。Further, the present invention is not limited to the case where the temperature sensors are attached to the armature coils of all the phases. There is no possibility that the electric motor is locked, and the temperature of the armature coils of the specific phase is abnormal. If there is no possibility of rising, the temperature detector may be configured to detect only the temperature of any one of the armature coils.
【0085】本発明を適用する電動車両は、電動機の出
力を車両の駆動輪に直接伝達する構造のものでもよく、
電動機の出力を減速機を介して駆動輪に伝達するように
したものでもよい。The electric vehicle to which the present invention is applied may have a structure in which the output of the electric motor is directly transmitted to the drive wheels of the vehicle.
The output of the electric motor may be transmitted to the drive wheels via a reduction gear.
【0086】上記の例では、3相のブラシレス電動機を
例にとったが、本発明において電機子コイルの相数は任
意である。In the above example, a three-phase brushless motor is taken as an example, but the number of armature coils in the present invention is arbitrary.
【0087】[0087]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スロッ
トル信号の値を温度検出器により検出された温度に対し
て修正して、修正後のスロットル信号を用いてPWM制
御におけるデューティ比の演算と制御進み角制御におけ
る制御進み角の演算とを行うようにしたので、きわめて
簡単な演算を行うだけで検出された温度に対してデュー
ティ比と制御進み角とを制御して、温度抑制制御を容易
に行うことができる利点がある。As described above, according to the present invention, the value of the duty ratio in the PWM control is corrected by correcting the value of the throttle signal with respect to the temperature detected by the temperature detector and using the corrected throttle signal. Calculation and calculation of the control lead angle in the control lead angle control are performed, so that the duty ratio and the control lead angle are controlled with respect to the detected temperature only by performing a very simple calculation, and the temperature suppression control is performed. Can be easily performed.
【図1】本発明の実施形態の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】コントローラがマイクロコンピュータに所定の
プログラムを実行させることにより実現する各種の機能
実現手段の構成を含めた図1の実施形態の全体的な構成
を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of the embodiment of FIG. 1 including a configuration of various function realizing means realized by causing a microcomputer to execute a predetermined program by a controller;
【図3】図1のブラシレス直流電動機における位置検出
信号の波形と、スイッチ回路の各スイッチ素子のオンオ
フ動作波形とを示した波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing a waveform of a position detection signal in the brushless DC motor of FIG. 1, and an ON / OFF operation waveform of each switch element of a switch circuit.
【図4】スロットル信号の修正値と修正前のスロットル
信号との関係を示した線図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a corrected value of a throttle signal and a throttle signal before correction.
【図5】スロットル信号の修正値を演算するために用い
る修正率と温度との関係の一例を示した線図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a relationship between a correction rate and a temperature used for calculating a correction value of a throttle signal.
1…ブラシレス直流電動機、2…ロータ、3…ステー
タ、Lu〜Lw…電機子コイル、hu〜hw…位置検出
器、10…スイッチ回路、13…コントローラ、15…
スロットルセンサ、Rtu〜Rtw,Rts…感温抵抗素子。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless DC motor, 2 ... Rotor, 3 ... Stator, Lu-Lw ... Armature coil, hu-hw ... Position detector, 10 ... Switch circuit, 13 ... Controller, 15 ...
Throttle sensor, Rtu-Rtw, Rts ... temperature-sensitive resistance element.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PU01 PU21 PV09 PV23 QN02 QN04 RB22 SE03 TO05 TO21 TU12 5H560 AA08 BB04 BB07 BB12 DA02 DC05 DC13 EB01 EB05 EC10 GG01 GG04 JJ06 SS02 UA06 XA02 XA03 XA12 XA15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PU01 PU21 PV09 PV23 QN02 QN04 RB22 SE03 TO05 TO21 TU12 5H560 AA08 BB04 BB07 BB12 DA02 DC05 DC13 EB01 EB05 EC10 GG01 GG04 JJ06 XA02 XA02 XA02 XA02 XA02
Claims (5)
コイルを有するステータとを備えた電動車両駆動用ブラ
シレス直流電動機の前記ロータのステータに対する回転
角度位置を検出する位置検出器と、直流電源から前記電
機子コイルに駆動電流を流す相を切り換えるために前記
直流電源と電機子コイルとの間に設けられたスイッチ回
路と、電動機の回転速度を調節する際に操作される速度
調節部材と、前記速度調節部材の変位量をスロットル開
度として検出して該スロットル開度に相応した大きさの
スロットル信号を出力するスロットルセンサと、前記ロ
ータを回転させるべく前記位置検出器の出力に応じて前
記駆動電流を流す相を切り換えるように前記スイッチ回
路を制御するコントローラとを備え、前記コントローラ
は、前記駆動電流をスロットル信号に対して演算された
デューティ比を有するPWM波形の電流とするように前
記スイッチ回路を制御するPWM制御手段と、前記駆動
電流を流す相の切換角度を前記スロットル信号に対して
演算された制御進み角だけ前記位置検出器の出力により
決まる基準の切換角度に対してシフトさせるように制御
する制御進み角制御手段とを備えている電動車両駆動用
ブラシレス直流電動機の駆動装置において、 前記駆動電流が流れることにより発熱が生じる部品の中
から選定された要監視部品の温度を検出する温度検出器
と、前記温度検出器により検出された温度が設定値未満
のときには前記スロットルセンサが出力するスロットル
信号の値をそのままとし、前記検出された温度が設定値
以上になったときには、該温度が高い場合程前記スロッ
トルセンサから得られるスロットル信号の値を小さい値
に修正するように、検出された温度に応じて前記スロッ
トル信号の値を修正するスロットル信号修正手段とを具
備し、 前記PWM制御手段及び制御進み角制御手段はそれぞれ
前記スロットル信号修正手段により修正されたスロット
ル信号の値に対して前記デューティ比及び制御進み角を
演算するように構成されていることを特徴とする電動車
両駆動用ブラシレス直流電動機の駆動装置。A brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a rotor having a magnet field and a stator having a multi-phase armature coil; a position detector for detecting a rotation angle position of the rotor with respect to the stator; A switch circuit provided between the DC power supply and the armature coil to switch a phase in which a drive current flows from the power supply to the armature coil, and a speed adjusting member operated when adjusting the rotation speed of the motor. A throttle sensor that detects a displacement amount of the speed adjusting member as a throttle opening and outputs a throttle signal of a magnitude corresponding to the throttle opening, and an output of the position detector to rotate the rotor. A controller that controls the switch circuit so as to switch a phase in which the drive current flows, wherein the controller controls the drive current PWM control means for controlling the switch circuit so as to obtain a PWM waveform current having a duty ratio calculated for the throttle signal, and a switching angle of a phase in which the drive current flows is calculated for the throttle signal. A drive device for a brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a control lead angle control means for controlling the shift by a control lead angle with respect to a reference switching angle determined by the output of the position detector. A temperature detector for detecting the temperature of a monitoring-required component selected from the components that generate heat by flowing, and a throttle signal output by the throttle sensor when the temperature detected by the temperature detector is lower than a set value. When the detected temperature is equal to or higher than the set value, the higher the temperature, the higher the temperature. Throttle signal correction means for correcting the value of the throttle signal according to the detected temperature so as to correct the value of the throttle signal obtained from the throttle sensor to a small value; and the PWM control means and the control advance angle. The control means is configured to calculate the duty ratio and the control advance angle with respect to the value of the throttle signal corrected by the throttle signal correction means, and the brushless DC motor for driving an electric vehicle is driven. apparatus.
コイルを有するステータとを備えた電動車両駆動用ブラ
シレス直流電動機の前記ロータのステータに対する回転
角度位置を検出する位置検出器と、直流電源から前記電
機子コイルに駆動電流を流す相を切り換えるために前記
直流電源と電機子コイルとの間に設けられたスイッチ回
路と、電動機の回転速度を調節する際に操作される速度
調節部材と、前記速度調節部材の変位量をスロットル開
度として検出して該スロットル開度に相応した大きさの
スロットル信号を出力するスロットルセンサと、前記ロ
ータを回転させるべく前記位置検出器の出力に応じて前
記駆動電流を流す相を切り換えるように前記スイッチ回
路を制御するコントローラとを備え、前記コントローラ
は、前記駆動電流をスロットル信号に対して演算された
デューティ比を有するPWM波形の電流とするように前
記スイッチ回路を制御するPWM制御手段と、前記駆動
電流を流す相の切換角度を前記スロットル信号に対して
演算された制御進み角だけ前記位置検出器の出力により
決まる基準の切換角度に対してシフトさせるように制御
する制御進み角制御手段とを備えている電動車両駆動用
ブラシレス直流電動機の駆動装置において、 前記駆動電流が流れることにより発熱が生じる部品の中
から選定された複数の要監視部品の温度をそれぞれ検出
する複数の温度検出器と、 前記複数の温度検出器により検出された複数の要監視部
品の温度のすべてが前記複数の要監視部品のそれぞれに
対して設定された設定値よりも低いときには前記スロッ
トルセンサから得られるスロットル信号の値をそのまま
とし、いずれかの要監視部品の温度がその要監視部品に
対して設定された設定値以上になったことが検出された
ときには検出された温度が高い場合程前記スロットル信
号の値を小さい値に修正するように、検出された温度に
応じて前記スロットル信号の値を修正するスロットル信
号修正手段とを具備し、 前記PWM制御手段及び制御進み角制御手段はそれぞれ
前記スロットル信号修正手段により修正されたスロット
ル信号の値に対して前記デューティ比及び制御進み角を
演算するように構成されていることを特徴とする電動車
両駆動用ブラシレス直流電動機の駆動装置。2. A brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a rotor having a magnet field and a stator having a multi-phase armature coil; a position detector for detecting a rotation angle position of the rotor with respect to the stator; A switch circuit provided between the DC power supply and the armature coil to switch a phase in which a drive current flows from the power supply to the armature coil, and a speed adjusting member operated when adjusting the rotation speed of the motor. A throttle sensor that detects a displacement amount of the speed adjusting member as a throttle opening and outputs a throttle signal of a magnitude corresponding to the throttle opening, and an output of the position detector to rotate the rotor. A controller that controls the switch circuit so as to switch a phase in which the drive current flows, wherein the controller controls the drive current PWM control means for controlling the switch circuit so as to obtain a PWM waveform current having a duty ratio calculated for the throttle signal, and a switching angle of a phase in which the drive current flows is calculated for the throttle signal. A drive device for a brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a control lead angle control means for controlling the shift by a control lead angle with respect to a reference switching angle determined by the output of the position detector. A plurality of temperature detectors each detecting a temperature of a plurality of monitoring required components selected from components that generate heat due to the flow of, a temperature of the plurality of monitoring required components detected by the plurality of temperature detectors. When all of them are lower than the set values set for each of the plurality of monitored parts, the values obtained from the throttle sensor are obtained. When it is detected that the temperature of any of the monitored components has become equal to or higher than the set value set for the monitored component, the higher the detected temperature is, the more the throttle signal becomes. Throttle signal correcting means for correcting the value of the throttle signal in accordance with the detected temperature so as to correct the value of the signal to a small value. The PWM control means and the control lead angle control means each comprise the throttle A driving device for a brushless DC motor for driving an electric vehicle, wherein the duty ratio and the control advance angle are calculated with respect to the value of the throttle signal corrected by the signal correcting means.
コイルと前記スイッチ回路を構成するスイッチ素子であ
る請求項2に記載の電動車両駆動用ブラシレス直流電動
機の駆動装置。3. The drive device for a brushless DC motor for driving an electric vehicle according to claim 2, wherein the plurality of monitored parts are switch elements constituting the armature coil and the switch circuit.
コイルを有するステータとを備えた電動車両駆動用ブラ
シレス直流電動機の前記ロータのステータに対する回転
角度位置を検出する位置検出器と、直流電源から前記電
機子コイルに駆動電流を流す相を切り換えるために前記
直流電源と電機子コイルとの間に設けられたスイッチ回
路と、電動機の回転速度を調節する際に操作される速度
調節部材と、前記速度調節部材の変位量をスロットル開
度として検出して該スロットル開度に相応した大きさの
スロットル信号を出力するスロットルセンサと、前記ロ
ータを回転させるべく前記位置検出器の出力に応じて前
記駆動電流を流す相を切り換えるように前記スイッチ回
路を制御するコントローラとを備え、前記コントローラ
は、前記駆動電流をスロットル信号に対して演算された
デューティ比を有するPWM波形の電流とするように前
記スイッチ回路を制御するPWM制御手段と、前記駆動
電流を流す相の切換角度を前記スロットル信号に対して
演算された制御進み角だけ前記位置検出器の出力により
決まる基準の切換角度に対してシフトさせるように制御
する制御進み角制御手段とを備えている電動車両駆動用
ブラシレス直流電動機の駆動装置において、 前記多相の電機子コイルの温度を検出するように設けら
れた電機子コイル用温度検出器と、 前記スイッチ回路の温度を検出するスイッチ回路用温度
検出器と、 前記電機子コイル用温度検出器により検出された温度が
前記電機子コイルに対して設定された設定値よりも低
く、かつ前記スイッチ回路用温度検出器により検出され
た温度が前記スイッチ回路に対して設定された設定値よ
りも低いときには前記スロットルセンサから得られるス
ロットル信号の値をそのままとし、前記電機子コイル用
温度検出器により検出された温度が前記電機子コイルに
対して設定された設定値以上になったとき、または前記
スイッチ回路用温度検出器により検出された温度が前記
スイッチ回路に対して設定された設定値以上になったと
きに、検出された温度が高い場合程前記スロットル信号
の値を小さい値に修正するように、検出された温度に応
じて前記スロットル信号の値を修正するスロットル信号
修正手段とを具備し、 前記PWM制御手段及び制御進み角制御手段はそれぞれ
前記スロットル信号修正手段により修正されたスロット
ル信号の値に対して前記デューティ比及び制御進み角を
演算するように構成されていることを特徴とする電動車
両駆動用ブラシレス直流電動機の駆動装置。4. A brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a rotor having a magnet field and a stator having a multi-phase armature coil; a position detector for detecting a rotation angle position of the rotor with respect to the stator; A switch circuit provided between the DC power supply and the armature coil to switch a phase in which a drive current flows from the power supply to the armature coil, and a speed adjusting member operated when adjusting the rotation speed of the motor. A throttle sensor that detects a displacement amount of the speed adjusting member as a throttle opening and outputs a throttle signal of a magnitude corresponding to the throttle opening, and an output of the position detector to rotate the rotor. A controller that controls the switch circuit so as to switch a phase in which the drive current flows, wherein the controller controls the drive current PWM control means for controlling the switch circuit so as to obtain a PWM waveform current having a duty ratio calculated for the throttle signal, and a switching angle of a phase in which the drive current flows is calculated for the throttle signal. A driving device for a brushless DC motor for driving an electric vehicle, comprising: a control advance angle control means for performing control so as to shift by a control advance angle with respect to a reference switching angle determined by an output of the position detector. An armature coil temperature detector provided to detect the temperature of the armature coil, a switch circuit temperature detector for detecting the temperature of the switch circuit, and a temperature detected by the armature coil temperature detector. Temperature is lower than a set value set for the armature coil, and is detected by the switch circuit temperature detector. When the temperature is lower than the set value set for the switch circuit, the value of the throttle signal obtained from the throttle sensor is kept as it is, and the temperature detected by the armature coil temperature detector is applied to the armature coil. When the temperature detected by the switch circuit temperature detector is equal to or higher than the set value set for the switch circuit, or when the temperature detected by the switch circuit temperature detector is equal to or higher than the set value set for the switch circuit. Throttle signal correcting means for correcting the value of the throttle signal in accordance with the detected temperature so as to correct the value of the throttle signal to a smaller value as the value is higher; the PWM control means and the control lead angle control Means for controlling the duty ratio and the control advance angle with respect to the value of the throttle signal corrected by the throttle signal correcting means, respectively. Electric vehicle driving brushless DC motor of the driving apparatus characterized by being configured to calculate.
ロットルセンサが出力するスロットル信号の値Vthと、
前記直流電動機の始動を開始する際の前記スロットル信
号の値Vmin と、修正率d(<100)[%]とを用い
て、演算式Vth´=(Vth−Vmin )×d/100+V
min によりスロットル信号の修正値Vth´を演算するよ
うに構成され、 前記修正率dは、検出された温度が前記設定値未満の値
を示す範囲では前記修正率dを100[%]とし、検出
された温度が前記設定値以上になる範囲では前記修正率
dを温度の上昇に伴って減少させるように温度と修正率
との間の関係を定めた修正率演算用マップを用いて演算
されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一
つに記載の電動車両駆動用ブラシレス直流電動機の駆動
装置。5. The throttle signal correcting means includes: a throttle signal value Vth output by the throttle sensor;
Using the value Vmin of the throttle signal at the start of starting the DC motor and a correction rate d (<100) [%], an arithmetic expression Vth ′ = (Vth−Vmin) × d / 100 + V
A correction value Vth 'of the throttle signal is calculated by min. The correction rate d is set to 100 [%] in a range where the detected temperature indicates a value less than the set value. In a range in which the corrected temperature is equal to or more than the set value, the correction rate d is calculated using a correction rate calculation map that defines a relationship between the temperature and the correction rate so as to decrease as the temperature increases. The driving device for a brushless DC motor for driving an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2005025923A1 (en) * | 2003-09-16 | 2006-11-16 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Control device for motor for driving vehicle |
JP2007049785A (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Kokusan Denki Co Ltd | Controller for motor of electric vehicle |
JP2007166830A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | Motor controller |
WO2011104553A3 (en) * | 2010-02-25 | 2012-09-27 | Enercycle Limited | Control system for electrically powered vehicles |
CN106994906A (en) * | 2017-02-09 | 2017-08-01 | 湖南时代矿山机械制造有限责任公司 | A kind of permanent-magnet brushless DC electric machine stringing formula bi-motor car |
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2002
- 2002-01-24 JP JP2002015723A patent/JP4110784B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2011104553A3 (en) * | 2010-02-25 | 2012-09-27 | Enercycle Limited | Control system for electrically powered vehicles |
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