JP2007259650A - Apparatus and method for electric drive control - Google Patents

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Masaru Ishida
大 石田
Isao Fujiwara
勲 藤原
Zhiqian Chen
志謙 陳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely determine whether an abnormality occurs in an electric drive controller or not. <P>SOLUTION: The electric drive controller includes a current command value calculating/processing means calculating first and second current command values based on electric machine target torque, a voltage command value calculating/processing means for calculating first and second voltage command values to drive the electric machine based on the first and the second current command values, an estimated command value calculating means for calculating the estimated command value of the electric machine target torque based on output variables generated in an electric machine controller, and a fail determination/processing means for determining whether an abnormality occurs in the electric machine controller or not based on the electric machine target torque and the estimated command value. Whether the abnormality occurs in the electric machine controller or not is determined based on the electric machine target torque and the estimated command value, resulting in enabling the sure determination of the abnormality in the controller. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法に関するものである。   The present invention relates to an electric drive control device and an electric drive control method.

従来、電動機械として配設された駆動モータ又は発電機には、回転自在に配設され、N極及びS極の永久磁石から成る磁極対を備えたロータ、該ロータより径方向外方に配設され、U相、V相及びW相のステータコイルを備えたステータ等が配設される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a drive motor or a generator provided as an electric machine includes a rotor that is rotatably provided and has a magnetic pole pair made up of N-pole and S-pole permanent magnets, and is arranged radially outward from the rotor. And a stator or the like having U-phase, V-phase, and W-phase stator coils.

そして、駆動モータ又は発電機を駆動し、駆動モータのトルクである駆動モータトルク、又は発電機のトルクである発電機トルクを発生させるために、電動駆動装置が配設される。駆動モータを駆動するために駆動モータ制御装置が、発電機を駆動するために発電機制御装置が、電動機械制御装置として配設され、前記駆動モータ制御装置及び発電機制御装置において発生させられたU相、V相及びW相のパルス幅変調信号をインバータに送り、該インバータにおいて発生させられた相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流を前記各ステータコイルに供給することによって、前記駆動モータトルクを発生させたり、発電機トルクを発生させたりするようになっている。   An electric drive device is disposed to drive the drive motor or the generator and generate a drive motor torque that is the torque of the drive motor or a generator torque that is the torque of the generator. A drive motor control device for driving the drive motor and a generator control device for driving the generator are arranged as an electric machine control device, and are generated in the drive motor control device and the generator control device. By sending U-phase, V-phase and W-phase pulse width modulation signals to the inverter, and supplying phase currents generated in the inverter, ie, U-phase, V-phase and W-phase currents, to the respective stator coils The drive motor torque is generated or the generator torque is generated.

前記駆動モータ制御装置においては、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われる。そのために、前記駆動モータ制御装置は、各ステータコイルに供給される電流、ロータの磁極位置、インバータの入口の直流電圧等を検出し、検出された電流、すなわち、検出電流を磁極位置に基づいてd軸電流及びq軸電流に変換し、続いて、電流指令値マップを参照してd軸電流及びq軸電流の目標値を表すd軸電流指令値及びq軸電流指令値を算出し、前記d軸電流とd軸電流指令値との偏差、q軸電流とq軸電流指令値との偏差、及び駆動モータのパラメータに基づいてd軸電圧指令値及びq軸電圧指令値を算出するようにしている。   In the drive motor control device, feedback control is performed by vector control calculation on a dq axis model in which the d axis is taken in the direction of the magnetic pole pair in the rotor and the q axis is taken in a direction perpendicular to the d axis. For this purpose, the drive motor control device detects the current supplied to each stator coil, the magnetic pole position of the rotor, the DC voltage at the inlet of the inverter, etc., and the detected current, that is, the detected current is based on the magnetic pole position. The d-axis current and the q-axis current are converted into the d-axis current and the q-axis current, and the d-axis current command value and the q-axis current command value representing the target values of the d-axis current and the q-axis current are calculated with reference to the current command value map, The d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value are calculated based on the deviation between the d-axis current and the d-axis current command value, the deviation between the q-axis current and the q-axis current command value, and the parameters of the drive motor. ing.

そして、前記電流指令値マップには、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルク、前記直流電圧及び角速度に対応させて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値が記録される。なお、前記パラメータは、逆起電圧定数MIf、各ステータコイルの巻線抵抗Ra、インダクタンスLd、Lq等から成る(例えば、特許文献1参照。)。   In the current command value map, a d-axis current command value and a q-axis current command value are recorded in association with the drive motor target torque representing the target value of the drive motor torque, the DC voltage, and the angular velocity. The parameters include a back electromotive force constant MIf, a winding resistance Ra of each stator coil, inductances Ld, Lq, and the like (see, for example, Patent Document 1).

また、同様に、発電機制御装置においても、d−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われる。   Similarly, also in the generator control device, feedback control by vector control calculation is performed on the dq axis model.

ところで、例えば、前記駆動モータ制御装置を構成するCPUに異常が発生すると、適正なd軸電流指令値及びq軸電流指令値を算出することができず、適正なd軸電圧指令値及びq軸電圧指令値を算出することができない。   By the way, for example, if an abnormality occurs in the CPU constituting the drive motor control device, it is not possible to calculate the proper d-axis current command value and q-axis current command value, and the proper d-axis voltage command value and q-axis. The voltage command value cannot be calculated.

そこで、CPUに接続されるROMを二重化し、各ROMに対して同時にデータの記録を行い、同時にデータの読出しを行い、各ROMに記録されたデータを比較することによってCPUに異常が発生したかどうかを判断するようにしている。
特開2001−161099号公報
Therefore, whether or not an abnormality has occurred in the CPU by duplicating the ROM connected to the CPU, simultaneously recording data to each ROM, simultaneously reading the data, and comparing the data recorded in each ROM I try to judge whether.
JP 2001-161099 A

しかしながら、前記従来の駆動モータ制御装置において、駆動モータ制御装置を構成するチップにROMが外付けされる場合は、ROMを容易に二重化することができるが、チップにROMが外付けされない場合、ROMを二重化することができず、CPUに異常が発生したかどうかを判断することができない。   However, in the conventional drive motor control device, when the ROM is externally attached to the chip constituting the drive motor control device, the ROM can be easily duplicated, but when the ROM is not externally attached to the chip, the ROM Cannot be duplicated, and it cannot be determined whether or not an abnormality has occurred in the CPU.

本発明は、前記従来の駆動モータ制御装置の問題点を解決して、電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法を提供することを目的とする。   The present invention provides an electric drive control device and an electric drive control method capable of solving the problems of the conventional drive motor control device and reliably determining whether an abnormality has occurred in the electric machine control device. For the purpose.

そのために、本発明の電動駆動制御装置においては、電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクに基づいて第1、第2の電流指令値を算出する電流指令値算出処理手段と、前記第1、第2の電流指令値に基づいて、電動機械を駆動するための第1、第2の電圧指令値を算出する電圧指令値算出処理手段と、電動機械制御装置内で発生させられる出力変数に基づいて電動機械目標トルクの推定指令値を算出する推定指令値算出処理手段と、電動機械目標トルク及び推定指令値に基づいて電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを判断するフェール判定処理手段とを有する。   Therefore, in the electric drive control device of the present invention, current command value calculation processing means for calculating the first and second current command values based on the electric machine target torque representing the target value of the torque of the electric machine, Voltage command value calculation processing means for calculating the first and second voltage command values for driving the electric machine based on the first and second current command values, and an output generated in the electric machine control device Estimated command value calculation processing means for calculating an estimated command value of the electric machine target torque based on the variable, and fail determination for determining whether an abnormality has occurred in the electric machine control device based on the electric machine target torque and the estimated command value And processing means.

本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記第1の電流指令値はd軸電流指令値であり、第2の電流指令値はq軸電流指令値である。そして、前記出力変数はd軸電流指令値及びq軸電流指令値にされる。   In another electric drive control device of the present invention, the first current command value is a d-axis current command value, and the second current command value is a q-axis current command value. The output variable is set to a d-axis current command value and a q-axis current command value.

本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記フェール判定処理手段は、電動機械目標トルクと推定指令値との差があらかじめ設定された閾値より大きい場合に、電動機械制御装置に異常が発生したと判断する。   In still another electric drive control device of the present invention, the fail determination processing means may cause an error in the electric machine control device when the difference between the electric machine target torque and the estimated command value is larger than a preset threshold value. Is determined to have occurred.

本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記推定指令値算出処理手段は、前記電流指令値算出処理手段と別に配設される。   In still another electric drive control device of the present invention, the estimated command value calculation processing means is arranged separately from the current command value calculation processing means.

本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電動機械目標トルクに基づいてd軸電流指令値及びq軸電流指令値を算出する電流指令値算出処理手段と、弱め界磁電流を発生させ、該弱め界磁電流に基づいてd軸電流指令値及びq軸電流指令値を調整する弱め界磁制御処理手段とを有する。   In still another electric drive control device of the present invention, a current command value calculation processing means for calculating a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the electric machine target torque, and a field weakening current. Field-weakening control processing means for generating and adjusting the d-axis current command value and the q-axis current command value based on the field-weakening current.

そして、前記推定指令値算出処理手段は、弱め界磁制御処理手段によって調整されたd軸電流指令値及びq軸電流指令値に基づいて前記推定指令値を算出する。   Then, the estimated command value calculation processing means calculates the estimated command value based on the d-axis current command value and the q-axis current command value adjusted by the field weakening control processing means.

本発明の電動駆動制御方法においては、電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクに基づいて第1、第2の電流指令値を算出し、該第1、第2の電流指令値に基づいて、電動機械を駆動するための第1、第2の電圧指令値を算出し、電動機械制御装置内で発生させられる出力変数に基づいて電動機械目標トルクの推定指令値を算出し、電動機械目標トルク及び推定指令値に基づいて電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを判断する。   In the electric drive control method of the present invention, the first and second current command values are calculated based on the electric machine target torque that represents the target value of the torque of the electric machine, and the first and second current command values are calculated. Based on the first and second voltage command values for driving the electric machine, an estimated command value for the electric machine target torque is calculated based on an output variable generated in the electric machine control device. It is determined whether an abnormality has occurred in the electric machine control device based on the machine target torque and the estimated command value.

本発明によれば、電動駆動制御装置においては、電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクに基づいて第1、第2の電流指令値を算出する電流指令値算出処理手段と、前記第1、第2の電流指令値に基づいて、電動機械を駆動するための第1、第2の電圧指令値を算出する電圧指令値算出処理手段と、電動機械制御装置内で発生させられる出力変数に基づいて電動機械目標トルクの推定指令値を算出する推定指令値算出処理手段と、電動機械目標トルク及び推定指令値に基づいて電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを判断するフェール判定処理手段とを有する。   According to the present invention, in the electric drive control device, the current command value calculation processing means for calculating the first and second current command values based on the electric machine target torque representing the target value of the torque of the electric machine; Voltage command value calculation processing means for calculating the first and second voltage command values for driving the electric machine based on the first and second current command values, and an output generated in the electric machine control device Estimated command value calculation processing means for calculating an estimated command value of the electric machine target torque based on the variable, and fail determination for determining whether an abnormality has occurred in the electric machine control device based on the electric machine target torque and the estimated command value And processing means.

この場合、電動機械目標トルク及び推定指令値に基づいて電動機械制御装置に異常が発生したかどうかが判断されるので、電動機械制御装置を構成するチップにROMを外付けすることなく、電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。   In this case, since it is determined whether an abnormality has occurred in the electric machine control device based on the electric machine target torque and the estimated command value, the electric machine can be operated without attaching a ROM to the chip constituting the electric machine control device. It is possible to reliably determine whether or not an abnormality has occurred in the control device.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両としての電気自動車、ハイブリッド型車両等に搭載された電動駆動装置、及び該電動駆動装置を作動させるための電動駆動制御装置について説明する。また、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, an electric drive device mounted on an electric vehicle as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, and an electric drive control device for operating the electric drive device will be described. A drive motor control device as an electric machine control device will be described.

図1は本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置のブロック図、図2は本発明の実施の形態における電動駆動装置の概念図、図3は本発明の実施の形態における第1の電流指令値マップを示す図、図4は本発明の実施の形態における第2の電流指令値マップを示す図、図5は本発明の実施の形態における電流制限マップを示す図である。なお、図3において、横軸に電動機械としての駆動モータ31のトルクである駆動モータトルクTMの目標値を表す駆動モータ目標トルクTM* を、縦軸にd軸電流指令値id* を、図4において、横軸にd軸電流指令値id* を、縦軸にq軸電流指令値iq* を、図5において、横軸に電流制限パラメータVdc/ωを、縦軸にd軸電流指令値id* の最大値を表す最大電流指令値idmax* を採ってある。 FIG. 1 is a block diagram of a drive motor control device in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of an electric drive device in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a first current command in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a value map, FIG. 4 is a diagram showing a second current command value map in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a current limit map in the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis represents the drive motor target torque TM * representing the target value of the drive motor torque TM which is the torque of the drive motor 31 as the electric machine, the vertical axis represents the d-axis current command value id * , 4, the horizontal axis represents the d-axis current command value id * , the vertical axis represents the q-axis current command value iq * , the horizontal axis represents the current limiting parameter Vdc / ω, and the vertical axis represents the d-axis current command value. The maximum current command value idmax * representing the maximum value of id * is taken.

図において、31は駆動モータであり、該駆動モータ31は、例えば、電気自動車の駆動軸等に取り付けられ、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設されたステータを備える。前記ロータは、ロータコア、及びロータコアの円周方向における複数箇所に等ピッチで配設された永久磁石を備え、該永久磁石のS極及びN極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成されたステータコア、並びに前記ティースに巻装されたU相、V相及びW相のコイルとしてのステータコイル11〜13を備える。   In the figure, reference numeral 31 denotes a drive motor. The drive motor 31 is attached to, for example, a drive shaft of an electric vehicle and is rotatably arranged, and is arranged radially outward from the rotor. Provided with a stator. The rotor includes a rotor core and permanent magnets arranged at equal pitches at a plurality of locations in the circumferential direction of the rotor core, and a magnetic pole pair is configured by the S pole and the N pole of the permanent magnet. In addition, the stator includes a stator core in which teeth are formed by projecting radially inward at a plurality of locations in the circumferential direction, and U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the teeth. Stator coils 11-13.

前記ロータの出力軸に、ロータの磁極位置を検出するための磁極位置検出部として磁極位置センサ21が配設され、該磁極位置センサ21は、センサ出力として磁極位置信号SGθを発生させ、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置45に送る。なお、磁極位置検出部として前記磁極位置センサ21に代えてレゾルバを配設し、該レゾルバによって磁極位置信号を発生させることができる。   A magnetic pole position sensor 21 is disposed on the output shaft of the rotor as a magnetic pole position detector for detecting the magnetic pole position of the rotor. The magnetic pole position sensor 21 generates a magnetic pole position signal SGθ as a sensor output, and the electric machine It is sent to a drive motor control device 45 as a control device. Note that a resolver can be provided as a magnetic pole position detection unit in place of the magnetic pole position sensor 21, and a magnetic pole position signal can be generated by the resolver.

そして、前記駆動モータ31を駆動して電気自動車を走行させるために、バッテリ14からの直流電流が、電流発生装置としてのインバータ40によって相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwに変換され、各相の電流Iu、Iv、Iwはそれぞれ各ステータコイル11〜13に供給される。   In order to drive the drive motor 31 and drive the electric vehicle, a direct current from the battery 14 is converted into a phase current, that is, a U-phase, V-phase, and W-phase current Iu by an inverter 40 as a current generator. , Iv, and Iw, and the currents Iu, Iv, and Iw of the respective phases are supplied to the stator coils 11 to 13, respectively.

そのために、前記インバータ40は、6個のスイッチング素子としてのトランジスタTr1〜Tr6を備え、ドライブ回路51において発生させられた駆動信号を各トランジスタTr1〜Tr6に送り、各トランジスタTr1〜Tr6を選択的にオン・オフさせることによって、前記各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させることができるようになっている。前記インバータ40として、2〜6個のスイッチング素子を一つのパッケージに組み込むことによって形成されたIGBT等のパワーモジュールを使用したり、IGBTにドライブ回路等を組み込むことによって形成されたIPMを使用したりすることができる。   For this purpose, the inverter 40 includes transistors Tr1 to Tr6 as six switching elements, sends the drive signals generated in the drive circuit 51 to the transistors Tr1 to Tr6, and selectively selects the transistors Tr1 to Tr6. By turning on and off, the currents Iu, Iv, and Iw of each phase can be generated. As the inverter 40, a power module such as an IGBT formed by incorporating 2 to 6 switching elements into one package, or an IPM formed by incorporating a drive circuit or the like in the IGBT is used. can do.

前記バッテリ14からインバータ40に電流を供給する際の入口側に電圧検出部としての電圧センサ15が配設され、該電圧センサ15は、インバータ40の入口側の直流電圧Vdcを検出し、駆動モータ制御装置45に送る。なお、直流電圧Vdcとしてバッテリ電圧を使用することもでき、その場合、前記バッテリ14に電圧検出部としてバッテリ電圧センサが配設される。   A voltage sensor 15 serving as a voltage detection unit is disposed on the inlet side when supplying current from the battery 14 to the inverter 40. The voltage sensor 15 detects the DC voltage Vdc on the inlet side of the inverter 40, and drives the motor. Send to control device 45. In addition, a battery voltage can also be used as the DC voltage Vdc, and in this case, a battery voltage sensor is disposed in the battery 14 as a voltage detection unit.

そして、前記駆動モータ31、インバータ40、ドライブ回路51、図示されない駆動輪等によって電動駆動装置が構成される。また、17はコンデンサである。   The drive motor 31, the inverter 40, the drive circuit 51, drive wheels (not shown), and the like constitute an electric drive device. Reference numeral 17 denotes a capacitor.

ところで、前記ステータコイル11〜13はスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、各相の電流Iu、Iv、Iwを制御するために、例えば、U相及びV相のステータコイル11、12のリード線に、U相及びV相の電流Iu、Ivを検出する電流検出部としての電流センサ33、34が配設され、該電流センサ33、34は、検出された電流を検出電流iu、ivとして駆動モータ制御装置45に送る。   By the way, since the stator coils 11 to 13 are star-connected, when the current values of two phases of each phase are determined, the current values of the remaining one phase are also determined. Therefore, in order to control the currents Iu, Iv, Iw of each phase, for example, current detection for detecting the U-phase and V-phase currents Iu, Iv on the lead wires of the U-phase and V-phase stator coils 11, 12. Current sensors 33 and 34 are arranged, and the current sensors 33 and 34 send detected currents to the drive motor controller 45 as detected currents iu and iv.

該駆動モータ制御装置45には、コンピュータとして機能する図示されないCPUのほかに、データを記録したり、各種のプログラムを記録したりするためのRAM、ROM等の図示されない記録装置が配設され、該記録装置に第1、第2の電流指令値マップが設定される。なお、CPUに代えてMPUを使用することができる。   In addition to a CPU (not shown) that functions as a computer, the drive motor control device 45 is provided with a recording device (not shown) such as a RAM and a ROM for recording data and various programs. First and second current command value maps are set in the recording device. Note that an MPU can be used instead of the CPU.

そして、前記ROMには、各種のプログラム、データ等が記録されるようになっているが、プログラム、データ等を、外部記憶装置として配設されたハードディスク等の他の記録媒体に記録することもできる。その場合、例えば、前記駆動モータ制御装置45にフラッシュメモリを配設し、前記記録媒体から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに記録する。したがって、外部の記録媒体を交換することによって、前記プログラム、データ等を更新することができる。   Various programs, data, and the like are recorded in the ROM, but the programs, data, and the like may be recorded on other recording media such as a hard disk provided as an external storage device. it can. In this case, for example, a flash memory is provided in the drive motor control device 45, and the program, data, etc. are read from the recording medium and recorded in the flash memory. Therefore, the program, data, etc. can be updated by exchanging an external recording medium.

次に、前記駆動モータ制御装置45の動作について説明する。   Next, the operation of the drive motor control device 45 will be described.

まず、前記駆動モータ制御装置45の図示されない位置検出処理手段は、位置検出処理を行い、前記磁極位置センサ21から送られた磁極位置信号SGθを読み込み、該磁極位置信号SGθに基づいて磁極位置θを検出する。また、前記位置検出処理手段の回転速度算出処理手段は、回転速度算出処理を行い、前記磁極位置信号SGθに基づいて駆動モータ31の角速度ωを算出する。なお、前記回転速度算出処理手段は、磁極数をpとしたとき、前記角速度ωに基づいて駆動モータ31の回転速度である駆動モータ回転速度NM
NM=60・(2/p)・ω/2π
も算出する。該駆動モータ回転速度NMによって電動機械回転速度が構成される。
First, a position detection processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a position detection process, reads the magnetic pole position signal SGθ sent from the magnetic pole position sensor 21, and based on the magnetic pole position signal SGθ, reads the magnetic pole position θ. Is detected. The rotational speed calculation processing means of the position detection processing means performs rotational speed calculation processing, and calculates the angular speed ω of the drive motor 31 based on the magnetic pole position signal SGθ. The rotational speed calculation processing means has a drive motor rotational speed NM that is the rotational speed of the drive motor 31 based on the angular speed ω, where p is the number of magnetic poles.
NM = 60 · (2 / p) · ω / 2π
Is also calculated. The electric motor rotation speed is constituted by the drive motor rotation speed NM.

また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない検出電流取得処理手段は、検出電流取得処理を行い、前記検出電流iu、ivを読み込んで取得するとともに、前記検出電流iu、ivに基づいて検出電流iw
iw=−iu−iv
を算出することによって取得する。
A detection current acquisition processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a detection current acquisition process, reads and acquires the detection currents iu and iv, and detects a detection current iw based on the detection currents iu and iv.
iw = -iu-iv
Is obtained by calculating.

次に、前記駆動モータ制御装置45の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* 、検出電流iu、iv、iw、磁極位置θ、直流電圧Vdc等に基づいて駆動モータ31を駆動する。なお、駆動モータトルクTMによって電動機械トルクが、駆動モータ目標トルクTM* によって電動機械目標トルクが構成される。また、本実施の形態においては、前記駆動モータ制御装置45において、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われるようになっている。 Next, a drive motor control processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a drive motor control process to obtain a drive motor target torque TM * , detected currents iu, iv, iw, a magnetic pole position θ, a DC voltage Vdc, and the like. Based on this, the drive motor 31 is driven. The electric motor torque is constituted by the drive motor torque TM, and the electric machine target torque is constituted by the drive motor target torque TM * . Further, in the present embodiment, in the drive motor control device 45, a vector on a dq axis model in which the d axis is taken in the direction of the magnetic pole pair in the rotor and the q axis is taken in the direction perpendicular to the d axis. Feedback control by control calculation is performed.

そのために、前記駆動モータ制御装置45の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度NMに基づいて、駆動モータ回転速度NMに対応する車速Vを検出し、検出された車速Vを、電気自動車の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。そして、該車両制御装置の車両用指令値算出処理手段は、車両用指令値算出処理を行い、前記車速V及びアクセル開度αを読み込み、車速V及びアクセル開度αに基づいて車両要求トルクTO* を算出し、該車両要求トルクTO* に対応させて駆動モータ目標トルクTM* を発生させ、前記駆動モータ制御装置45に送る。 For this purpose, vehicle speed detection processing means (not shown) of the drive motor control device 45 performs vehicle speed detection processing, and detects and detects a vehicle speed V corresponding to the drive motor rotation speed NM based on the drive motor rotation speed NM. The vehicle speed V is sent to a vehicle control device (not shown) that controls the entire electric vehicle. Then, the vehicle command value calculation processing means of the vehicle control device performs the vehicle command value calculation processing, reads the vehicle speed V and the accelerator opening α, and based on the vehicle speed V and the accelerator opening α, the vehicle required torque TO * Is calculated, a drive motor target torque TM * is generated corresponding to the vehicle required torque TO * , and is sent to the drive motor controller 45.

そして、該駆動モータ制御装置45において、駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクTM* に基づいて駆動モータ31を駆動するために、電流指令値算出・調整処理手段としての電流指令値算出部46、弱め界磁制御処理手段としての弱め界磁制御処理部47、電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値算出部48、第1の相変換処理手段としての三相二相変換部49、及び出力信号発生処理手段としてのPWM発生器50を備える。 In the drive motor control device 45, the drive motor control processing means drives the drive motor 31 based on the drive motor target torque TM * , so that a current command value calculation section as current command value calculation / adjustment processing means. 46, field weakening control processing section 47 as field weakening control processing means, voltage command value calculation section 48 as voltage command value calculation processing means, three-phase two-phase conversion section 49 as first phase conversion processing means, and output signal generation A PWM generator 50 as processing means is provided.

前記電流指令値算出部46は、電流指令値算出・調整処理を行うために、第1の電流指令値設定処理手段として、d軸電流指令値算出部(最大トルク制御部)53、減算器55及びd軸電流制限部(電流リミッタ)65を、第2の電流指令値設定処理手段として、q軸電流指令値算出部(等トルク制御部)54、減算器66及びq軸電流制限部(電流リミッタ)71を備え、前記d軸電流指令値算出部53及び減算器55は、第1の電流指令値設定処理を行い、d軸電流idの目標値を表す第1の電流指令値としてのd軸電流指令値id* を算出し、前記q軸電流指令値算出部54及び減算器66は、第2の電流指令値設定処理を行い、q軸電流iqの目標値を表す第2の電流指令値としてのq軸電流指令値iq* を算出する。なお、前記d軸電流指令値算出部53によって第1の電流指令値算出処理手段、及び最大トルク制御処理手段が、q軸電流指令値算出部54によって第2の電流指令値算出処理手段、及び等トルク制御処理手段が、前記減算器55、66によって第1、第2の電流指令値調整処理手段が、d軸電流制限部65及びq軸電流制限部71によって電流制限処理手段が構成される。 The current command value calculation unit 46, as a first current command value setting processing unit, performs a current command value calculation / adjustment process as a d-axis current command value calculation unit (maximum torque control unit) 53, a subtractor 55. And d-axis current limiter (current limiter) 65 as second current command value setting processing means, q-axis current command value calculation unit (equal torque control unit) 54, subtractor 66 and q-axis current limiter (current) The d-axis current command value calculation unit 53 and the subtractor 55 perform a first current command value setting process, and d as a first current command value representing a target value of the d-axis current id. The axis current command value id * is calculated, and the q-axis current command value calculation unit 54 and the subtractor 66 perform the second current command value setting process, and the second current command representing the target value of the q-axis current iq. A q-axis current command value iq * is calculated as a value. The d-axis current command value calculation unit 53 uses the first current command value calculation processing unit and the maximum torque control processing unit. The q-axis current command value calculation unit 54 uses the second current command value calculation processing unit, and The equal torque control processing means, the subtracters 55 and 66 constitute first and second current command value adjustment processing means, and the d-axis current limiting unit 65 and the q-axis current limiting unit 71 constitute current limiting processing means. .

また、前記弱め界磁制御処理部47は、弱め界磁制御処理を行うために、切換処理手段としてのスイッチSW1、電圧飽和算定値算出処理手段としての減算器58、第1の電圧飽和判定処理手段としての、かつ、第1の調整値算出処理手段としてのd軸電流調整制御部59、及び第2の電圧飽和判定処理手段としての、かつ、第2の調整値算出処理手段としてのq軸電流調整制御部67を備え、弱め界磁電流制限処理を行い、直流電圧Vdc(又はバッテリ電圧)が低くなったり、角速度ω(又は駆動モータ回転速度NM)が高くなると、自動的に弱め界磁制御を行う。なお、前記d軸電流調整制御部59及びq軸電流調整制御部67は、いずれも積分器によって構成される。   The field weakening control processing unit 47 performs the field weakening control processing by using the switch SW1 as the switching processing means, the subtractor 58 as the voltage saturation calculation value calculation processing means, and the first voltage saturation determination processing means. In addition, the d-axis current adjustment control unit 59 as the first adjustment value calculation processing unit, and the q-axis current adjustment control unit as the second voltage saturation determination processing unit and as the second adjustment value calculation processing unit 67, field weakening current limiting processing is performed, and field weakening control is automatically performed when the DC voltage Vdc (or battery voltage) decreases or the angular velocity ω (or drive motor rotational speed NM) increases. The d-axis current adjustment control unit 59 and the q-axis current adjustment control unit 67 are both configured by an integrator.

そして、前記三相二相変換部49は、三相/二相変換を行い、磁極位置θを読み込み、検出電流iu、iv、iwをd軸電流id及びq軸電流iqに変換し、d軸電流id及びq軸電流iqを実電流として算出し、電圧指令値設定部48に送る。   The three-phase / two-phase converter 49 performs three-phase / two-phase conversion, reads the magnetic pole position θ, converts the detected currents iu, iv, and iw into the d-axis current id and the q-axis current iq, and the d-axis The current id and the q-axis current iq are calculated as actual currents and sent to the voltage command value setting unit 48.

該電圧指令値算出部48は、電圧指令値算出処理を行うために、電流制御処理手段としての電流制御部61、及び電圧制御処理手段としての電圧制御部62を備え、電流制御部61は電流制御処理を行い、第1、第2の軸電圧指令値としてのd軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を算出し、電圧制御部62は電圧制御処理を行い、第1〜第3の相電圧指令値としての電圧指令値vu* 、vv* 、vw* を算出する。なお、前記d軸電圧指令値vd* 、q軸電圧指令値vq* 及び電圧指令値vu* 、vv* 、vw* によって電圧指令値が構成される。 The voltage command value calculation unit 48 includes a current control unit 61 as current control processing means and a voltage control unit 62 as voltage control processing means in order to perform voltage command value calculation processing. The control process is performed to calculate the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * as the first and second axis voltage command values, and the voltage control unit 62 performs the voltage control process. Voltage command values vu * , vv * , vw * as third phase voltage command values are calculated. The d-axis voltage command value vd * , the q-axis voltage command value vq *, and the voltage command values vu * , vv * , vw * constitute a voltage command value.

また、前記PWM発生器50は、出力信号発生処理を行い、パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを出力信号として発生させ、前記ドライブ回路51に送る。   The PWM generator 50 performs output signal generation processing, generates pulse width modulation signals Mu, Mv, and Mw as output signals and sends them to the drive circuit 51.

該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて6個の駆動信号を発生させ、該各駆動信号をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwに基づいて、トランジスタTr1〜Tr6をスイッチングして各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させ、該各相の電流Iu、Iv、Iwを前記駆動モータ31の各ステータコイル11〜13に供給する。   The drive circuit 51 receives the pulse width modulation signals Mu, Mv, Mw of each phase, generates six drive signals, and sends the drive signals to the inverter 40. The inverter 40 switches the transistors Tr1 to Tr6 to generate currents Iu, Iv, Iw of the respective phases based on the pulse width modulation signals Mu, Mv, Mw, and the currents Iu, Iv, Iw of the respective phases. Is supplied to the stator coils 11 to 13 of the drive motor 31.

このように、駆動モータ目標トルクTM* に基づいてトルク制御が行われ、駆動モータ31が駆動されて電気自動車が走行させられる。 In this manner, torque control is performed based on the drive motor target torque TM * , and the drive motor 31 is driven to run the electric vehicle.

次に、前記駆動モータ制御処理手段の動作について説明する。   Next, the operation of the drive motor control processing means will be described.

まず、前記駆動モータ制御装置45の図示されない運転条件算出処理手段は、運転条件算出処理を行い、直流電圧Vdcを角速度ωで除算することによって、d軸電流指令値id* を制限するための運転条件を表す電流制限パラメータ(電圧速度比)Vdc/ωを算出する。 First, an operating condition calculation processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs an operating condition calculation process and divides the DC voltage Vdc by the angular velocity ω to limit the d-axis current command value id *. A current limiting parameter (voltage / speed ratio) Vdc / ω representing a condition is calculated.

そして、前記電流指令値算出部46は、駆動モータ目標トルクTM* 及び電流制限パラメータVdc/ωを読み込み、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を算出する。 Then, the current command value calculation unit 46 reads the drive motor target torque TM * and the current limit parameter Vdc / ω, and calculates the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * .

そのために、前記d軸電流指令値算出部53は、第1の電流指令値算出処理及び最大トルク制御処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、前記記録装置に設定され、図3に示される第1の電流指令値マップを参照し、前記駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を読み込み、該d軸電流指令値id* を減算器55に送る。 For this purpose, the d-axis current command value calculation unit 53 performs the first current command value calculation process and the maximum torque control process, reads the drive motor target torque TM * , is set in the recording device, and is shown in FIG. the first reference current command value map, the reading drive motor target torque TM * corresponding to the d-axis current command value id *, and sends to the d-axis current command value id * of the subtractor 55.

この場合、前記第1の電流指令値マップにおいて、d軸電流指令値id* は、駆動モータ目標トルクTM* を達成するために電流振幅指令値の絶対値が最も小さくなるように設定される。 In this case, in the first current command value map, the d-axis current command value id * is set so that the absolute value of the current amplitude command value is minimized in order to achieve the drive motor target torque TM * .

そして、前記第1の電流指令値マップにおいて、駆動モータ目標トルクTM* が正の値を採るのに対して、d軸電流指令値id* は負の値を採る。また、駆動モータ目標トルクTM* が零(0)である場合、d軸電流指令値id* は零にされ、駆動モータ目標トルクTM* が大きくなるに伴ってd軸電流指令値id* は負の方向に大きくなるように設定される。 In the first current command value map, the drive motor target torque TM * takes a positive value, whereas the d-axis current command value id * takes a negative value. When the drive motor target torque TM * is zero (0), the d-axis current command value id * is set to zero, and the d-axis current command value id * becomes negative as the drive motor target torque TM * increases. It is set to increase in the direction of.

ところで、前記駆動モータ31においては、ロータが回転するのに伴って逆起電力が発生するが、直流電圧Vdc(又はバッテリ電圧)及び角速度ω(又は駆動モータ回転速度NM)によって決まる駆動モータ31の端子電圧が閾(しきい)値を超えると、電圧飽和が発生し、駆動モータ31による出力が不可能になってしまう。   By the way, in the drive motor 31, a counter electromotive force is generated as the rotor rotates, but the drive motor 31 is determined by the DC voltage Vdc (or battery voltage) and the angular velocity ω (or drive motor rotation speed NM). When the terminal voltage exceeds the threshold value, voltage saturation occurs and output by the drive motor 31 becomes impossible.

そこで、前記電圧制御部62の図示されない変調率算出処理手段は、変調率算出処理を行い、前記d軸電圧指令値vd* 、q軸電圧指令値vq* 、直流電圧Vdc及び磁極位置θを読み込み、電圧振幅|v| Therefore, a modulation factor calculation processing means (not shown) of the voltage controller 62 performs a modulation factor calculation process, and reads the d-axis voltage command value vd * , the q-axis voltage command value vq * , the DC voltage Vdc, and the magnetic pole position θ. , Voltage amplitude | v |

Figure 2007259650
Figure 2007259650

を、理論上の最大の電圧Vmax
Vmax=0.78×Vdc
によって除算することによって、変調率m
Is the theoretical maximum voltage Vmax.
Vmax = 0.78 × Vdc
By dividing by the modulation factor m

Figure 2007259650
Figure 2007259650

を算出して減算器58に送る。なお、前記変調率mは、電圧飽和の程度を表す値であり、電圧飽和判定指標を構成する。 Is sent to the subtractor 58. The modulation factor m is a value representing the degree of voltage saturation and constitutes a voltage saturation determination index.

前記減算器58は、電圧飽和指標算出処理を行い、前記変調率mを読み込むとともに、あらかじめ算出された変調率mの指令値、すなわち、変調率指令値kを読み込み、電圧飽和の程度を表す指標である電圧飽和指標Δm
Δm=m−k
を算出し、電圧飽和指標Δmをd軸電流調整制御部59に送る。
The subtractor 58 performs a voltage saturation index calculation process, reads the modulation factor m, reads a command value of the modulation factor m calculated in advance, that is, a modulation factor command value k, and indicates an index indicating the degree of voltage saturation. Voltage saturation index Δm
Δm = m−k
And the voltage saturation index Δm is sent to the d-axis current adjustment control unit 59.

続いて、該d軸電流調整制御部59は、電圧飽和判定処理及び弱め界磁電流算出処理を行い、制御タイミングごとに前記電圧飽和指標Δmを積算し、積算値ΣΔmを算出し、該積算値ΣΔmが正の値を採るかどうかによって電圧飽和が生じているかどうかを判断し、積算値ΣΔmが正の値を採り、電圧飽和が生じている場合、積算値ΣΔmに比例定数を乗算して弱め界磁制御を行うための、調整値としての弱め界磁電流Δidを算出して設定し、積算値ΣΔmが零以下の値を採り、電圧飽和が生じていない場合、前記弱め界磁電流Δidを零にする。   Subsequently, the d-axis current adjustment control unit 59 performs voltage saturation determination processing and field weakening current calculation processing, integrates the voltage saturation index Δm at each control timing, calculates an integrated value ΣΔm, and calculates the integrated value. It is determined whether voltage saturation has occurred depending on whether ΣΔm takes a positive value. If the integrated value ΣΔm takes a positive value and voltage saturation has occurred, it is weakened by multiplying the integrated value ΣΔm by a proportional constant. The field weakening current Δid as an adjustment value for performing field control is calculated and set, and when the integrated value ΣΔm takes a value of zero or less and no voltage saturation occurs, the field weakening current Δid is set to zero. To do.

そして、減算器55は、電流指令値調整処理を行い、弱め界磁電流Δidを受け、前記d軸電流指令値id* から弱め界磁電流Δidを減算することによってd軸電流指令値id* を調整し、弱め界磁電流Δidをd軸電流制限部65に送る。 The subtractor 55 performs a current command value adjustment process, receives the field weakening current Δid, and subtracts the field weakening current Δid from the d-axis current command value id * to obtain the d-axis current command value id * . The field weakening current Δid is adjusted and sent to the d-axis current limiting unit 65.

この場合、弱め界磁電流Δidが零の値を採るとき、実質的にd軸電流指令値id* の調整は行われず、弱め界磁制御も行われない。一方、弱め界磁電流Δidが正の値を採るとき、d軸電流指令値id* は調整されて値が負の方向に大きくされ、弱め界磁制御が行われる。 In this case, when the field weakening current Δid takes a zero value, the d-axis current command value id * is not substantially adjusted, and field weakening control is not performed. On the other hand, when the field weakening current Δid takes a positive value, the d-axis current command value id * is adjusted to increase the value in the negative direction, and field weakening control is performed.

したがって、図4に示されるように、減算器55に送られたd軸電流指令値id* の値がida* であるときに、弱め界磁電流Δidが零であって弱め界磁制御が行われない場合、q軸電流指令値算出部54において、値ida* に対応するq軸電流指令値iq* の値iqa* が読み出される。これに対して、弱め界磁電流Δidが正の値を採り、弱め界磁制御が行われる場合、例えば、減算器55及びq軸電流指令値算出部54において、d軸電流指令値id* は、負の方向に弱め界磁電流Δidだけ大きい値idb* にされる。したがって、q軸電流指令値算出部54においてq軸電流指令値iq* は値iqa* より正の方向に小さくされて、値iqb* になる。 Therefore, as shown in FIG. 4, when the value of the d-axis current command value id * sent to the subtractor 55 is ida * , the field weakening current Δid is zero and field weakening control is not performed. If, in the q-axis current command value calculating section 54, values ida * to the corresponding q-axis current command value iq * value iqa * is read. On the other hand, when the field weakening current Δid takes a positive value and field weakening control is performed, for example, in the subtractor 55 and the q-axis current command value calculation unit 54, the d-axis current command value id * is negative. In this direction, the value idb * is increased by the field weakening current Δid. Therefore, q-axis current command value iq * is set to be smaller in value iqa * more positive direction in the q-axis current command value calculating section 54, a value Iqb *.

このように、電圧飽和が発生するようになると、前記d軸電流指令値id* は、弱め界磁電流Δidの分だけ負の方向に大きくされ、弱め界磁制御領域で駆動モータ31を駆動することができ、駆動モータ31の運転領域を拡大することができる。 Thus, when voltage saturation occurs, the d-axis current command value id * is increased in the negative direction by the field weakening current Δid, and the drive motor 31 can be driven in the field weakening control region. The operation area of the drive motor 31 can be expanded.

ところで、前記d軸電流指令値id* を負の方向に大きくしすぎると、弱め界磁制御の効果を十分に利用することができなくなってしまう。 By the way, if the d-axis current command value id * is too large in the negative direction, the effect of field weakening control cannot be fully utilized.

そこで、減算器55と電流制御部61との間に前記d軸電流制限部65が配設され、該d軸電流制限部65は、d軸電流指令値id* の限界値として最大電流指令値idmax* を設定し、前記減算器55において調整されたd軸電流指令値id* が最大電流指令値idmax* を超えて大きくなった場合に、電流制御部61に送られるd軸電流指令値id* が最大電流指令値idmax* になるように、前記d軸電流制限部65において減算器55から出力されたd軸電流指令値id* が制限される。 Therefore, the d-axis current limiting unit 65 is disposed between the subtractor 55 and the current control unit 61, and the d-axis current limiting unit 65 has a maximum current command value as a limit value of the d-axis current command value id *. When idmax * is set and the d-axis current command value id * adjusted by the subtractor 55 becomes larger than the maximum current command value idmax * , the d-axis current command value id sent to the current control unit 61 is set. The d-axis current command value id * output from the subtractor 55 is limited in the d-axis current limiting unit 65 so that * becomes the maximum current command value idmax * .

そのために、前記記録装置に図5に示されるような電流制限マップが形成され、前記d軸電流制限部65は、電流制限処理を行い、前記電流制限パラメータVdc/ωを読み込み、前記電流制限マップを参照し、電流制限パラメータVdc/ωに対応する最大電流指令値idmax* を読み込み、d軸電流指令値id* が最大電流指令値idmax* を超えないように制限する。 Therefore, a current limit map as shown in FIG. 5 is formed in the recording apparatus, and the d-axis current limiter 65 performs a current limit process, reads the current limit parameter Vdc / ω, and reads the current limit map. , The maximum current command value idmax * corresponding to the current limit parameter Vdc / ω is read, and the d-axis current command value id * is limited so as not to exceed the maximum current command value idmax * .

なお、前記電流制限マップにおいて、電流制限パラメータVdc/ωが所定の値η1以下である場合、電流制限パラメータVdc/ωが大きくなるにつれて最大電流指令値idmax* は曲線状に負の方向に大きくされ、電流制限パラメータVdc/ωが前記値η1より大きくなると、最大電流指令値idmax* は一定にされる。 In the current limit map, when the current limit parameter Vdc / ω is equal to or less than the predetermined value η1, the maximum current command value idmax * is increased in a negative direction in a curved line as the current limit parameter Vdc / ω increases. When the current limiting parameter Vdc / ω becomes larger than the value η1, the maximum current command value idmax * is made constant.

このように、前記減算器55において調整されたd軸電流指令値id* が最大電流指令値idmax* を超えて大きくなると、前記d軸電流制限部65において、d軸電流指令値id* が制限され、最大電流指令値idmax* にされるので、弱め界磁制御を効果的に行うことができ、駆動モータトルクTMを十分に発生させることができる。 As described above, when the d-axis current command value id * adjusted by the subtractor 55 becomes larger than the maximum current command value idmax * , the d-axis current command value id * is limited by the d-axis current limiter 65. Since the maximum current command value idmax * is set, field-weakening control can be performed effectively, and the drive motor torque TM can be sufficiently generated.

ところで、この場合、q軸電流指令値算出部54においては、d軸電流指令値id* だけが制限された状態になってしまう。そこで、d軸電流制限部65の図示されない電流制限判定処理手段は、電流制限判定処理を行い、d軸電流指令値id* の制限が行われているかどうかを、減算器55において調整されたd軸電流指令値id* が最大電流指令値idmax* より大きいかどうかによって判断し、減算器55において調整されたd軸電流指令値id* が最大電流指令値idmax* より大きい場合、電流制限が行われていると判断し、電流制限判定信号をスイッチSW1に送る。 In this case, in the q-axis current command value calculation unit 54, only the d-axis current command value id * is limited. Therefore, a current limit determination processing unit (not shown) of the d-axis current limiter 65 performs a current limit determination process, and the subtractor 55 adjusts whether or not the limit of the d-axis current command value id * is performed. axis current command value id * is determined by whether or larger than the maximum current command value idmax *, when adjusted d-axis current command value id * is greater than the maximum current command value idmax * in the subtracter 55, the current limit line The current limit determination signal is sent to the switch SW1.

該スイッチSW1は、切換処理を行い、前記電流制限判定信号を受けると、その時点の弱め界磁電流Δidを保持したまま、切り換えられ、減算器58とd軸電流調整制御部59とを遮断し、減算器58とq軸電流調整制御部67とを接続する。これに伴って、減算器55はスイッチSW1が切り換えられた時点の弱め界磁電流Δidに従ってd軸電流指令値id* を調整し、q軸電流指令値算出部54及びd軸電流制限部65に送る。 When the switch SW1 performs a switching process and receives the current limit determination signal, the switch SW1 is switched while holding the field weakening current Δid at that time, and the subtractor 58 and the d-axis current adjustment control unit 59 are cut off. The subtractor 58 and the q-axis current adjustment control unit 67 are connected. Along with this, the subtractor 55 adjusts the d-axis current command value id * according to the field weakening current Δid at the time when the switch SW1 is switched, and sends it to the q-axis current command value calculation unit 54 and the d-axis current limiting unit 65. send.

そして、前記q軸電流調整制御部67は、第2の電圧飽和判定処理及び第2の調整値算出処理を行い、スイッチSW1を介して減算器58から前記電圧飽和算定値ΔVを受けると、該電圧飽和算定値ΔVを制御タイミングごとに積算し、積算値ΣΔVを算出し、該積算値ΣΔVが正の値を採る場合、積算値ΣΔVに比例定数を乗算して調整値Δiqを算出し、正の値に設定し、前記電圧飽和算定値ΔV又は積算値ΣΔVが零以下の値を採る場合、前記調整値Δiqを零にする。   The q-axis current adjustment control unit 67 performs a second voltage saturation determination process and a second adjustment value calculation process, and receives the voltage saturation calculation value ΔV from the subtractor 58 via the switch SW1, The voltage saturation calculation value ΔV is integrated at each control timing to calculate an integration value ΣΔV. When the integration value ΣΔV takes a positive value, the adjustment value Δiq is calculated by multiplying the integration value ΣΔV by a proportional constant. When the voltage saturation calculation value ΔV or the integrated value ΣΔV takes a value less than or equal to zero, the adjustment value Δiq is set to zero.

そして、減算器66は、第2の電流指令値調整処理を行い、調整値Δiqを受け、前記q軸電流指令値iq* から調整値Δiqを減算することによってq軸電流指令値iq* を調整する。 The subtractor 66 performs a second current command value adjustment process, receives the adjustment value Δiq, and adjusts the q-axis current command value iq * by subtracting the adjustment value Δiq from the q-axis current command value iq * . To do.

この場合、調整値Δiqが零の値を採るとき、実質的にq軸電流指令値iq* の調整は行われない。一方、調整値Δiqが正の値を採るとき、q軸電流指令値iq* は調整されて値が正の方向に小さくされる。 In this case, when the adjustment value Δiq takes a zero value, the q-axis current command value iq * is not substantially adjusted. On the other hand, when the adjustment value Δiq takes a positive value, the q-axis current command value iq * is adjusted to decrease the value in the positive direction.

そして、減算器66と電流制御部61との間に前記q軸電流制限部71が配設され、q軸電流指令値iq* の限界値として最大電流指令値iqmax* が設定される。そして、前記減算器66において調整されたq軸電流指令値iq* が最大電流指令値iqmax* を超えて大きくなった場合、電流制御部61に送られるq軸電流指令値iq* が最大電流指令値iqmax* になるように、前記q軸電流制限部71において減算器66から出力されたq軸電流指令値iq* が制限される。 The q-axis current limiting unit 71 is disposed between the subtractor 66 and the current control unit 61, and the maximum current command value iqmax * is set as the limit value of the q-axis current command value iq * . When the q-axis current command value iq * adjusted by the subtractor 66 becomes larger than the maximum current command value iqmax * , the q-axis current command value iq * sent to the current control unit 61 becomes the maximum current command. The q-axis current command value iq * output from the subtractor 66 is limited in the q-axis current limiter 71 so as to be the value iqmax * .

ところで、例えば、前記駆動モータ制御装置45を構成するCPUに異常が発生すると、適正なd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を算出することができず、適正なd軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を算出することができない。 By the way, for example, when an abnormality occurs in the CPU constituting the drive motor control device 45, the proper d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * cannot be calculated, and the proper d-axis voltage is not calculated. The command value vd * and the q-axis voltage command value vq * cannot be calculated.

そこで、駆動モータ制御装置45の推定指令値算出処理手段としての、かつ、トルク推定処理手段としてのトルク推定部72は、推定指令値算出処理及びトルク推定処理を行い、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を出力変数として読み込み、記録装置に配設された指令値推定マップとしてのトルク推定マップを参照し、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に対応する駆動モータ目標トルクTM* を読み出し、該駆動モータ目標トルクTM* を推定駆動モータ目標トルクTMe* として推定し、車両制御装置に送る。なお、前記トルク推定部72は、電流指令値算出部46とは別に配設され、電流リミッタ65、71と電流制御部61との間に接続される。 Therefore, the torque estimation unit 72 as the estimated command value calculation processing means and the torque estimation processing means of the drive motor control device 45 performs the estimated command value calculation processing and the torque estimation processing, and the d-axis current command value id. * And q-axis current command value iq * are read as output variables, and a torque estimation map as a command value estimation map provided in the recording device is referred to, and d-axis current command value id * and q-axis current command value iq * The drive motor target torque TM * corresponding to is read, the drive motor target torque TM * is estimated as the estimated drive motor target torque TMe * , and sent to the vehicle control device. The torque estimation unit 72 is disposed separately from the current command value calculation unit 46 and is connected between the current limiters 65 and 71 and the current control unit 61.

この場合、駆動モータ目標トルクTM* によって実指令値が、推定駆動モータ目標トルクTMe* によって推定指令値が構成される。 In this case, the actual command value by the driving motor target torque TM * is the estimated command value is constructed by the estimated target drive motor torque TMe *.

続いて、前記車両制御装置のフェール判定処理手段としてのフェール判定部73は、フェール判定処理を行い、前記車両用指令値算出処理手段によって算出された駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、前記推定駆動モータ目標トルクTMe* を読み込み、前記駆動モータ目標トルクTM* と推定駆動モータ目標トルクTMe* とが等しいかどうかに基づいて、CPUに異常が発生したかどうかを判断する。 Subsequently, a failure determination unit 73 as a failure determination processing unit of the vehicle control device performs a failure determination process, reads the drive motor target torque TM * calculated by the vehicle command value calculation processing unit, and performs the estimated driving. The motor target torque TMe * is read, and whether or not an abnormality has occurred in the CPU is determined based on whether or not the drive motor target torque TM * and the estimated drive motor target torque TMe * are equal.

そのために、前記フェール判定部73の図示されない推定偏差算出処理手段は、推定偏差算出処理を行い、前記駆動モータ目標トルクTM* 及び推定駆動モータ目標トルクTMe* を読み込み、駆動モータ目標トルクTM* と推定駆動モータ目標トルクTMe* との差ΔTM*
ΔTM* =|TM* −TMe*
を算出する。続いて、前記フェール判定部73の図示されない推定偏差判定処理手段は、推定偏差判定処理を行い、前記差ΔTM* があらかじめ設定された閾値ΔTMth* より大きいかどうかを判断し、差ΔTM* が閾値ΔTMth* より大きい場合、CPUに異常が発生したと判断し、差ΔTM* が閾値ΔTMth* 以下である場合、CPUは正常であると判断する。
Therefore, the estimated differential calculation processing means (not shown) of the fail decision unit 73 performs the estimated differential calculation processing, reads the drive motor target torque TM * and the estimated driving motor target torque TMe *, a driving motor target torque TM * estimated driving motor target torque TMe * difference between .DELTA.TM *
ΔTM * = | TM * -TMe * |
Is calculated. Subsequently, the estimated differential determination processing means (not shown) of the fail decision unit 73 performs the estimated differential determination process, the difference .DELTA.TM * is determined whether greater than preset threshold DerutaTMth *, difference .DELTA.TM * threshold If it is greater than ΔTMth * , it is determined that an abnormality has occurred in the CPU, and if the difference ΔTM * is less than or equal to the threshold value ΔTMth *, it is determined that the CPU is normal.

そして、CPUに異常が発生した場合、前記車両制御装置の駆動停止処理手段は、駆動停止処理を行い、駆動モータ31の駆動を停止させる。   When an abnormality occurs in the CPU, the drive stop processing unit of the vehicle control device performs a drive stop process to stop the drive motor 31 from being driven.

このように、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて推定駆動モータ目標トルクTMe* を推定し、駆動モータ目標トルクTM* と推定駆動モータ目標トルクTMe* とが等しいかどうかに基づいて、CPUに異常が発生したかどうかを判断するようになっているので、駆動モータ制御装置45を構成するチップにROMを外付けすることなく、CPUに異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。 Thus, the estimated drive motor target torque TMe * is estimated based on the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * , and the drive motor target torque TM * and the estimated drive motor target torque TMe * are equal. Whether or not an abnormality has occurred in the CPU is determined based on whether or not an abnormality has occurred in the CPU without externally attaching a ROM to the chip constituting the drive motor control device 45. Can be reliably determined.

なお、本実施の形態において、前記トルク推定部72は、トルク推定マップを参照して推定駆動モータ目標トルクTMe* を推定するようになっているが、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて所定の式で駆動モータ目標トルクTM* を逆算し、逆算された駆動モータ目標トルクTM* を推定駆動モータ目標トルクTMe* として推定することができる。 In the present embodiment, the torque estimation unit 72 estimates the estimated drive motor target torque TMe * with reference to the torque estimation map, but the d-axis current command value id * and the q-axis current Based on the command value iq * , the drive motor target torque TM * can be back-calculated by a predetermined formula, and the back-calculated drive motor target torque TM * can be estimated as the estimated drive motor target torque TMe * .

また、本実施の形態においては、d軸電流制限部65から出力されたd軸電流指令値id* 、及びq軸電流制限部71から出力されたq軸電流指令値iq* を出力変数とするようになっているが、d軸電流指令値算出部53、減算器55等から出力されたd軸電流指令値id* 、及びq軸電流指令値算出部54、減算器66等から出力されたq軸電流指令値iq* を出力変数とすることができる。さらに、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に代えて、d軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を出力変数とすることができる。 In the present embodiment, the d-axis current command value id * output from the d-axis current limiting unit 65 and the q-axis current command value iq * output from the q-axis current limiting unit 71 are used as output variables. The d-axis current command value id * output from the d-axis current command value calculation unit 53, the subtractor 55, and the like, and the q-axis current command value calculation unit 54, the subtractor 66, and the like output. The q-axis current command value iq * can be used as an output variable. Furthermore, instead of the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * , the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * can be used as output variables.

そして、本実施の形態においては、駆動モータ31を駆動する場合について説明しているが、本発明を、電動機械としての発電機を駆動する場合、並びに第1の電動機械としての駆動モータ、及び第2の電動機械としての発電機を駆動する場合に適用することができる。   And in this Embodiment, although the case where the drive motor 31 is driven is demonstrated, when driving the generator as an electric machine, and the drive motor as a 1st electric machine, This can be applied when driving a generator as a second electric machine.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a drive motor control device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における電動駆動装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the electric drive device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第1の電流指令値マップを示す図である。It is a figure which shows the 1st electric current command value map in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第2の電流指令値マップを示す図である。It is a figure which shows the 2nd electric current command value map in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における電流制限マップを示す図である。It is a figure which shows the current limiting map in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

31 駆動モータ
48 電圧指令値算出処理部
53 d軸電流指令値算出部
54 q軸電流指令値算出部
72 トルク推定部
73 フェール判定部
31 drive motor 48 voltage command value calculation processing unit 53 d-axis current command value calculation unit 54 q-axis current command value calculation unit 72 torque estimation unit 73 fail determination unit

Claims (6)

電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクに基づいて第1、第2の電流指令値を算出する電流指令値算出処理手段と、前記第1、第2の電流指令値に基づいて、電動機械を駆動するための第1、第2の電圧指令値を算出する電圧指令値算出処理手段と、電動機械制御装置内で発生させられる出力変数に基づいて電動機械目標トルクの推定指令値を算出する推定指令値算出処理手段と、電動機械目標トルク及び推定指令値に基づいて電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを判断するフェール判定処理手段とを有することを特徴とする電動駆動制御装置。   On the basis of the current command value calculation processing means for calculating the first and second current command values based on the electric machine target torque representing the target value of the torque of the electric machine, on the basis of the first and second current command values, Based on voltage command value calculation processing means for calculating the first and second voltage command values for driving the electric machine, and an output variable generated in the electric machine control device, an estimated command value of the electric machine target torque is obtained. Electric drive control comprising: estimated command value calculation processing means for calculating; and fail determination processing means for determining whether an abnormality has occurred in the electric machine control device based on the electric machine target torque and the estimated command value apparatus. 前記第1の電流指令値はd軸電流指令値であり、第2の電流指令値はq軸電流指令値であり、前記出力変数はd軸電流指令値及びq軸電流指令値にされる請求項1に記載の電動駆動制御装置。   The first current command value is a d-axis current command value, the second current command value is a q-axis current command value, and the output variable is a d-axis current command value and a q-axis current command value. Item 4. The electric drive control device according to Item 1. 前記フェール判定処理手段は、電動機械目標トルクと推定指令値との差があらかじめ設定された閾値より大きい場合に、電動機械制御装置に異常が発生したと判断する請求項1に記載の電動駆動制御装置。   2. The electric drive control according to claim 1, wherein the fail determination processing unit determines that an abnormality has occurred in the electric machine control device when a difference between the electric machine target torque and the estimated command value is larger than a preset threshold value. apparatus. 前記推定指令値算出処理手段は、前記電流指令値算出処理手段と別に配設される請求項1に記載の電動駆動制御装置。   The electric drive control device according to claim 1, wherein the estimated command value calculation processing means is provided separately from the current command value calculation processing means. 前記電動機械目標トルクに基づいてd軸電流指令値及びq軸電流指令値を算出する電流指令値算出処理手段と、弱め界磁電流を発生させ、該弱め界磁電流に基づいてd軸電流指令値及びq軸電流指令値を調整する弱め界磁制御処理手段とを有するとともに、前記推定指令値算出処理手段は、弱め界磁制御処理手段によって調整されたd軸電流指令値及びq軸電流指令値に基づいて前記推定指令値を算出する請求項2に記載の電動駆動制御装置。   Current command value calculation processing means for calculating a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the electric machine target torque; and a field weakening current is generated, and a d-axis current command is generated based on the field weakening current. And an estimated command value calculation processing unit based on the d-axis current command value and the q-axis current command value adjusted by the field weakening control processing unit. The electric drive control device according to claim 2, wherein the estimated command value is calculated. 電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクに基づいて第1、第2の電流指令値を算出し、該第1、第2の電流指令値に基づいて、電動機械を駆動するための第1、第2の電圧指令値を算出し、電動機械制御装置内で発生させられる出力変数に基づいて電動機械目標トルクの推定指令値を算出し、電動機械目標トルク及び推定指令値に基づいて電動機械制御装置に異常が発生したかどうかを判断することを特徴とする電動駆動制御方法。
A first and second current command values are calculated based on an electric machine target torque representing a target value of the torque of the electric machine, and the electric machine is driven based on the first and second current command values. First and second voltage command values are calculated, an estimated command value of the electric machine target torque is calculated based on an output variable generated in the electric machine control device, and based on the electric machine target torque and the estimated command value An electric drive control method comprising: determining whether an abnormality has occurred in an electric machine control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009261103A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Jtekt Corp Motor controller
JP2010064544A (en) * 2008-09-09 2010-03-25 Honda Motor Co Ltd Electric power steering device
JP2014017924A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Shimadzu Corp Motor control device

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