JP2008072868A - Motor controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行用モーターを制御する車両用モーター制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle motor control device that controls a vehicle driving motor.
モーターのステーターに対するローターの回転角度(位置)を回転角センサーにより検出し、回転角度に応じてインバーターからモーターへ流れる電流を制御するようにした車両用モーター制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この装置では、モーターの回転速度と出力トルクとに応じて、モーターへの供給電力の電圧波形を正弦波PWM制御モードと矩形波制御モードとの間で切り換えており、モーターが低速で高トルクの運転領域にあるときは正弦波PWM制御モードとし、高速の運転領域にあるときは矩形波制御モードとしている。
2. Description of the Related Art A vehicle motor control device is known in which a rotation angle (position) of a rotor with respect to a motor stator is detected by a rotation angle sensor, and a current flowing from the inverter to the motor is controlled according to the rotation angle (for example, a patent Reference 1).
In this device, the voltage waveform of the power supplied to the motor is switched between the sine wave PWM control mode and the rectangular wave control mode in accordance with the rotation speed and output torque of the motor, and the motor operates at low speed and high torque. When in the operating region, the sine wave PWM control mode is set, and when in the high speed operating region, the rectangular wave control mode is set.
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
しかしながら、上述した従来の車両用モーター制御装置では、波状路走行時にトランスアクスルに共振による大きな振動が発生すると、その振動の振幅と周波数が大きいほど走行用モーターの回転速度変化量が大きくなり、回転角センサーにより検出したモーター回転角度に応じてインバーターからモーターへ流す電流制御が正常に行われず、過電流が流れるという問題がある。 However, in the conventional vehicle motor control device described above, when a large vibration due to resonance occurs in the transaxle during traveling on a wavy road, the amount of change in the rotational speed of the traveling motor increases as the amplitude and frequency of the vibration increase. There is a problem that current control from the inverter to the motor is not normally performed according to the motor rotation angle detected by the angle sensor, and overcurrent flows.
走行用モーターの回転角を検出し、インバーターによりモータートルク指令値とモーター回転角に応じた電流をモーターへ供給して駆動する車両用モーター制御装置において、モーター回転角に基づいてモーターの回転速度変化量を検出するとともに、回転速度変化量に基づいて車体共振発生の有無を判定し、車体共振が発生していると判定されるとモータートルク指令値を低減する。 In the vehicle motor control device that detects the rotation angle of the motor for driving and supplies the motor with the motor torque command value and the current corresponding to the motor rotation angle by the inverter, the motor rotation speed changes based on the motor rotation angle. In addition to detecting the amount, the presence / absence of vehicle body resonance is determined based on the amount of change in rotational speed. If it is determined that vehicle body resonance is occurring, the motor torque command value is reduced.
本発明によれば、車体共振に起因するインバーターの過電流を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent overcurrent of the inverter due to vehicle body resonance.
本願発明の車両用モーター制御装置をエンジン、モーターおよびジェネレーターを備えたパラレル・ハイブリッド車両PHEVに適用した一実施の形態を説明する。なお、本願発明の車両用モーター制御装置はパラレル・ハイブリッド車両に限定されず、例えば純電気自動車EV、シリーズ・ハイブリッド車両SHEV、エンジンとモーターのみを備えたパラレル・ハイブリッド車両、燃料電池車両FCVにも適用することができる。 An embodiment in which the vehicle motor control device of the present invention is applied to a parallel hybrid vehicle PHEV having an engine, a motor and a generator will be described. The vehicle motor control device of the present invention is not limited to a parallel hybrid vehicle. For example, a pure electric vehicle EV, a series hybrid vehicle SHEV, a parallel hybrid vehicle having only an engine and a motor, and a fuel cell vehicle FCV are also included. Can be applied.
図1は一実施の形態の構成を示す図である。モーター1、ジェネレーター2およびエンジン3の各出力軸はトランスアクスル4に連結されており、モーター1、ジェネレーター2およびエンジン3のいずれか1つまたは複数の駆動力によりトランスアクスル4を介して車輪5を走行駆動する。モーター1とジェネレーター2にはそれぞれ回転角センサー6、7が連結されており、モーター1とジェネレーター2のローター(不図示)の回転角度(回転位置)を検出する。回転角センサー6、7にはレゾルバーやパルスジェネレーターなどを用いることができる。なお、回転角センサー6、7の回転角度を積分することによってモーター1とジェネレーター2の回転速度(毎分回転数;以下では単に回転数という)[r/m]を求めることができる。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment. The output shafts of the
モーター1とジェネレーター2はそれぞれインバーター8、9により駆動される。インバーター8、9はPWM制御または矩形波制御によりバッテリー10の直流電力を交流電力に変換する。インバーター8、9はまた、モーター1とジェネレーター2により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリー10を充電する。モーターコントローラー10はマイクロコンピューターを備え、車両コントローラー11からのモータートルク指令値Tm*と回転角センサー6、7により検出したモーター回転角θmおよびジェネレーター回転角θgとに基づいて回転角θm、θgに応じた電流指令値Im*、Ig*を演算し、インバーター8、9を制御する。
The
車両コントローラー11はマイクロコンピューターを備え、車速センサー12により検出した車速Vs、アクセルセンサー13により検出したアクセルペダル(不図示)の踏み込み量Accとに基づいてユーザー要求トルク指令値T*を求め、走行駆動力を得るためのエンジントルク指令値Te*とモータートルク指令値Tm*とに分配する。なお、車両コントローラー11には共振継続時間に対するトルク制限率マップ(詳細後述)などを記憶するメモリ14が接続される。エンジンコントローラー15は、エンジン3の出力トルクがエンジントルク指令値Te*に一致するようにスロットルバルブ開度θvを制御する。
The
車両コントローラー11、モーターコントローラー10およびエンジンコントローラー15は通信回線を介して互いに情報の授受を行い、互いに情報を共有する。
The
なお、シリーズ・ハイブリッド車両SHEVでは、エンジンとジェネレーターが連結され、モーターのみがトランスアクスルに連結される。そして、エンジンでジェネレーターを駆動して発電し、発電電力をインバーターを介してモーターへ供給する。また、燃料電池車両FCVでは、図1の構成に加え、燃料電池スタック(不図示)がバッテリーに接続されている。 In the series / hybrid vehicle SHEV, the engine and the generator are connected, and only the motor is connected to the transaxle. Then, the generator is driven by the engine to generate power, and the generated power is supplied to the motor via the inverter. Further, in the fuel cell vehicle FCV, in addition to the configuration of FIG. 1, a fuel cell stack (not shown) is connected to the battery.
図2〜図3は、一実施の形態の車体共振発生時のトルク制限プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。車両コントローラー11のマイクロコンピューターは、所定時間ごとにこのトルク制限プログラムを実行する。
2 to 3 are flowcharts showing a torque limiting program at the time of occurrence of vehicle body resonance according to one embodiment. The operation of the embodiment will be described with reference to this flowchart. The microcomputer of the
ステップ1においてモーターコントローラー10を介して入力したモーター回転角センサー6の出力にバンドパスフィルター処理を施し、車体共振が発生する特定の周波数領域、例えば8〜15Hzの回転数変化量(回転速度変化量)を検出する。通常、波状路を走行するとモーター1に回転数変化が生じるが、車体共振によるトランスアクスル4の振動によるモーター回転数変化量の方がはるかに大きく、上述したように、回転角センサー6により検出したモーター回転角度に応じてインバーター8からモーター1へ流す電流制御が正常に行われず(インバーターフェールという)、過電流が流れる。なお、ジェネレーター2においても同様な問題が発生するが、ここではモーター1の場合を代表して説明する。また、エンジン3がトランスアクスル4に連結されているハイブリッド車両では、エンジン3の失火等による回転変動があるとトランスアクスル4が振動し、インバーターフェールが発生する。
In
車体共振によりモーター回転数変化量が増大すると上述したインバーターフェールが発生するが、モーターに正弦波PWMの電圧を印加して駆動する正弦波PWM制御モード時よりも、モーターに矩形波電圧を印加して駆動する矩形波制御モード時の方が発生確率が高くなる。これは、PWM制御により短時間間隔でスイッチングを行う正弦波PWM制御モードの方が、モーター回転数変化量の増大によりモーター回転角度に応じた電流制御に失敗しても、すぐに復旧して過電流に至るのを防止できる可能性が高いからである。なお、上述したように、モーターが低速で高トルクの運転領域にあるときは正弦波PWM制御モードで運転を行い、高速の運転領域にあるときは矩形波制御モードで運転を行う。 When the amount of change in the motor speed increases due to vehicle body resonance, the above-mentioned inverter failure occurs. However, a rectangular wave voltage is applied to the motor more than in the sine wave PWM control mode, which is driven by applying a sine wave PWM voltage to the motor. The probability of occurrence is higher in the rectangular wave control mode that is driven in this manner. This is because the sinusoidal PWM control mode, in which switching is performed at short time intervals by PWM control, immediately recovers even if current control corresponding to the motor rotation angle fails due to an increase in the motor rotation speed variation. This is because there is a high possibility that the current can be prevented. As described above, when the motor is in the low torque and high torque operation region, the operation is performed in the sine wave PWM control mode, and when the motor is in the high speed operation region, the operation is performed in the rectangular wave control mode.
この一実施の形態では、モーター回転数変化量に基づいて車体共振を検出し、共振の継続時間に応じてモータートルク指令値Tm*とユーザー要求トルク指令値T*を制限する。共振継続時間は共振継続カウンターを用いて計時するが、矩形波制御モードで運転している場合、もしくは矩形波制御モードに近い運転状態にある場合には、上記インバーターフェールを発生する確率が高いから、共振継続カウンターのカウントアップ量を多くして早くトルク制限を実施する。また、共振によるモーター回転数変化量が大きいほどインバーターフェールを発生する確率が高いから、共振継続カウンターのカウントアップ量を多くして早くかつ大きなトルク制限を実施する。 In this embodiment, the vehicle body resonance is detected based on the amount of change in the motor speed, and the motor torque command value Tm * and the user requested torque command value T * are limited according to the duration of the resonance. The resonance duration is measured using the resonance continuation counter, but when operating in the rectangular wave control mode or in an operation state close to the rectangular wave control mode, there is a high probability that the inverter will fail. Increase the count of the resonance continuation counter and limit the torque quickly. Also, the greater the amount of change in the motor rotation speed due to resonance, the higher the probability of generating an inverter failure.
ステップ2〜9において矩形波制御モードで運転している場合、または矩形波制御モードに近い運転状態にある場合には、大きなカウントアップ量を設定する。まず、インバーター8のキャリア周波数に応じてカウントアップ量CU1を設定する。この一実施の形態では、モーターの回転数(回転速度)とトルクに応じて3段階にキャリア周波数を変える。すなわち、低速で高トルクの運転を行う場合は、インバーター8およびモーター1の発熱を抑制するために、キャリア周波数を低い1.25kHzとする。一方、高速で低トルクの運転を行う場合は、耳障りな低周波数での運転を避けるためにキャリア周波数を5kHzと高くする。さらに、中速で中トルクの運転を行う場合は、キャリア周波数を中間的な2.5kHzとする。
When the operation is performed in the rectangular wave control mode in
キャリア周波数が高いほどモーター回転数(回転速度)が高い状態にあり、モーター回転数が高い場合は矩形波制御モードで運転することになるので、キャリア周波数が高いほど矩形波制御モードで運転される可能性が高い。したがって、キャリア周波数が高いほどインバーターフェールが発生する可能性が高くなる。そこで、キャリア周波数が高いほど共振継続カウンターのカウントアップ量を多くして早くかつ大きくトルク制限を行い、インバーターフェールの発生を防止する。 The higher the carrier frequency, the higher the motor speed (rotational speed). When the motor speed is high, the motor operates in the rectangular wave control mode. Therefore, the higher the carrier frequency, the more the motor operates in the rectangular wave control mode. Probability is high. Therefore, the higher the carrier frequency, the higher the possibility of inverter failure. Therefore, the higher the carrier frequency, the faster and greatly restricts the torque by increasing the count-up amount of the resonance continuation counter, thereby preventing the occurrence of inverter failure.
ステップ2においてインバーター8の現在のキャリア周波数を確認する。キャリア周波数が高い場合(ここでは5kHz)はステップ3へ進み、カウントアップ量CU1に5を設定する。また、キャリア周波数が中位の場合(ここでは2.5kHz)はステップ4へ進み、カウントアップ量CU1に3を設定する。さらに、キャリア周波数が低い場合(ここでは1.25kHz)はステップ5へ進み、カウントアップ量CU1に1を設定する。
In
次に、モーター1の現在の制御モードに応じてカウントアップ量CU2を設定する。この一実施の形態では、図4に示すように、モーター1の回転数(回転速度)とトルクに応じて3種類の制御モードを設定する。領域(a)は、モーター1に正弦波PWMの電圧を印加して駆動する正弦波PWM制御モードの運転領域である。領域(c)は、モーターに矩形波電圧を印加して駆動する矩形波制御モードの運転領域である。また、正弦波PWM制御モードと矩形波制御モードの間の中間領域(b)は過変調PWM制御モードであり、正弦波PWM波形の一部を矩形波とする運転領域である。正弦波PWM制御、過変調PWM制御、矩形波制御の順に少ないスイッチング回数で大電流を流すことができる。
Next, the count-up amount CU2 is set according to the current control mode of the
正弦波PWM制御、過変調PWM制御、矩形波制御の順にスイッチング回数が少なくなるので、モーター回転数変化量の増大によりモーター回転角度に応じた電流制御に失敗すると、すぐに復旧して過電流に至るのを防止できる可能性が低くなる。つまり、正弦波PWM制御、過変調PWM制御、矩形波制御の順にインバーターフェールの発生確率が高くなる。そこで、正弦波PWM制御、過変調PWM制御、矩形波制御の順に共振継続カウンターのカウントアップ量を多くし、早くかつ大きくトルク制限を行ってインバーターフェールの発生を防止する。 Since the number of times of switching decreases in the order of sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave control, if current control according to the motor rotation angle fails due to an increase in the motor rotation speed change amount, it immediately recovers and overcurrent occurs. The possibility that it can be prevented is reduced. That is, the probability of occurrence of inverter failure increases in the order of sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave control. Therefore, the count-up amount of the resonance continuation counter is increased in the order of sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave control, and the torque limit is performed quickly and largely to prevent the occurrence of inverter failure.
ステップ6で現在のモーター制御モードを確認する。矩形波制御モードで運転されている場合はステップ7へ進み、カウントアップ量CU2に6を設定する。また、過変調PWM制御モードで運転されている場合はステップ8へ進み、カウントアップ量CU2に4を設定する。さらに、正弦波PWM制御モードで運転されている場合はステップ9へ進み、カウントアップ量CU2に2を設定する。
In
ステップ10〜12では、共振によるモーター回転数変化量に基づいて共振継続カウンターのカウントアップ量CU3を設定する。ステップ10でモーター回転数変化量が予め設定したしきい値Δ1より大きいか否かを判別し、しきい値Δ1を超えている場合はステップ11へ進み、インバーターフェールを発生する確率が高いからカウントアップ量CU3に大きな値7を設定する。一方、しきい値Δ1を超えていない場合はステップ12へ進み、カウントアップ量CU3に0を設定する。なお、しきい値Δ1には、速やかにトルク制限を実行する必要があるモーター回転数変化量を設定する。
In
以上ではキャリアー周波数、モーター制御モードおよびモーター回転数変化量の各パラメーターに基づいて、それぞれ共振継続カウンターのカウントアップ量CU1、CU2およびCU3を設定したが、インバーターフェールを発生する確率はキャリアー周波数、モーター制御モード、モーター回転数変化量の順に高くなるので、インバーターフェールの発生確率が高いパラメーターには大きなカウントアップ量を設定している。 In the above, the count-up amounts CU1, CU2, and CU3 of the resonance continuation counter are set based on the parameters of the carrier frequency, motor control mode, and motor rotation speed change amount, respectively, but the probability of generating an inverter failure is the carrier frequency, motor Since the control mode and the motor speed change amount increase in this order, a large count-up amount is set for a parameter having a high probability of inverter failure.
キャリアー周波数、モーター制御モードおよびモーター回転数変化量に基づいて共振継続カウンターのカウントアップ量CU1、CU2、CU3を設定した後、ステップ13へ進み、設定したカウントアップ量CU1、CU2、CU3の中の最大値を最終的なカウントアップ量CUとする。 After setting the count-up amounts CU1, CU2, and CU3 of the resonance continuation counter based on the carrier frequency, the motor control mode, and the motor rotation speed change amount, the process proceeds to step 13, and the count-up amounts CU1, CU2, and CU3 are set. The maximum value is set as the final count-up amount CU.
ステップ14において、モーター回転数変化量が予め設定したしきい値Δ2を超えているか否かを判別する。ここで、しきい値Δ2は、車体共振が発生しているか否かを判定するためのしきい値であり、車種ごとに実機テストを行って最適値を設定する。モーター回転数変化量が共振判定しきい値Δ2を超えている場合はステップ15へ進み、共振継続カウンターをカウントアップ量CUだけインクリメントする。一方、モーター回転数変化量が共振判定しきい値Δ2を超えていない場合はステップ16へ進み、共振継続カウンターを所定のカウントダウン量C0だけデクリメントする。なお、カウントアップ量CU1、CU2、CU3およびカウントダウン量C0には、インバーターフェールを確実に回避できるような最適値を実機テストあるいはシュミレーションにより設定する。
In
ステップ17において共振継続カウンターの値に応じてモータートルク制限率を設定し、続くステップ18では共振継続カウンターの値に応じてユーザー要求トルク制限率を設定する。ここで、共振継続カウンター値に対するモータートルク制限率とユーザー要求トルク制限率は、図5に示すように、共振継続カウンター値が大きいほどトルク制限率を小さくする。この一実施の形態では、トルクを制限しないときの制限率を100%とし、トルクを0に制限するときの制限率を0%としてトルク制限率を定義する。モータートルクの制限率は、モーター1の運転領域が図4に示す矩形波制御領域(c)に入らないような値に設定する。なお、モータートルク制限率とユーザー要求トルク制限率は、それぞれ別個のマップデータとして予めメモリ14に記憶される。
In step 17, the motor torque limit rate is set according to the value of the resonance continuation counter, and in the subsequent step 18, the user request torque limit rate is set according to the value of the resonance continuation counter. Here, as shown in FIG. 5, the motor torque limit rate and the user request torque limit rate with respect to the resonance continuation counter value decrease the torque limit rate as the resonance continuation counter value increases. In this embodiment, the torque limiting rate is defined by setting the limiting rate when the torque is not limited to 100% and the limiting rate when limiting the torque to 0 as 0%. The motor torque limiting rate is set to a value such that the operating range of the
ユーザー要求トルク制限率は、車速Vsとアクセルペダルの踏み込み量Accに基づいて決定したユーザー要求トルク指令値T*を制限するためのものである。インバーターフェールを防止するためには共振発生時にモータートルク指令値Tm*を制限すればよいが、ジェネレーター2で発電した電力をモーター1へ供給して運転しているときに、モータートルク指令値Tm*のみを制限すると、ジェネレーター2の発電電力がバッテリー10へ供給されてバッテリー10が過充電になったり、あるいはインバーター8、9とバッテリー10との間のDCリンク電圧が過電圧になるおそれがある。そこで、この一実施の形態では、共振発生時にモータートルク指令値Tm*を制限すると同時にユーザー要求トルク指令値T*を制限し、バッテリー10の過充電やDCリンク電圧の過電圧を防止する。
The user request torque limit rate is for limiting the user request torque command value T * determined based on the vehicle speed Vs and the accelerator pedal depression amount Acc. In order to prevent inverter failure, the motor torque command value Tm * may be limited at the time of resonance. However, when the electric power generated by the
次に、ステップ19で、図6に示すように、モーター1の最大定格トルク(実線で示す)に上述したモータートルク制限率を乗じてモータートルク制限値(破線で示す)を設定する。続くステップ20で、図7に示すように、ユーザー要求最大トルク(実線で示す)に上述したユーザー要求トルク制限率を乗じてユーザー要求トルク制限値(破線で示す)を設定する。
Next, at step 19, as shown in FIG. 6, a motor torque limit value (shown by a broken line) is set by multiplying the maximum rated torque (shown by a solid line) of the
ステップ21において、モータートルク指令値Tm*が現在のモーター回転数に対応する上記モータートルク制限値以下になるように制御する。続くステップ22では、ユーザー要求トルク指令値T*が現在の車速に対応する上記ユーザー要求トルク制限値以下となるように、モータートルク指令値値Tm*とエンジントルク指令値Te*を制御する。 In step 21, control is performed so that the motor torque command value Tm * is equal to or less than the motor torque limit value corresponding to the current motor rotation speed. In the following step 22, the motor torque command value Tm * and the engine torque command value Te * are controlled so that the user request torque command value T * is equal to or less than the user request torque limit value corresponding to the current vehicle speed.
図8は、一実施の形態の車両用モーター制御装置による共振発生時のトルク制限結果を示す図である。モーター回転数にバンドパスフィルター処理を施して算出したモーター回転数変化量がしきい値Δ2を超え、車体共振の発生が検出されると、共振継続カウンター値が共振継続時間が長くなるにつれて増加し、モータートルク指令値Tm*とユーザー要求トルク指令値T*の制限率が低下し、モータートルク指令値Tm*とユーザー要求トルク指令値T*が低下していく。これにより、車両共振領域においてモーターが矩形波制御モードで運転されることがなくなり(図中の破線円参照)、インバーターフェールが発生せず、モーターの運転が継続される。そして、車両共振が収まると共振継続カウンター値が減少し、モータートルク指令値Tm*およびユーザー要求トルク指令値T*の制限率が増加し、モータートルク指令値Tm*とユーザー要求トルク指令値T*が増加する。 FIG. 8 is a diagram illustrating a torque limit result when resonance is generated by the vehicle motor control device according to the embodiment. When the amount of motor speed change calculated by applying band-pass filter processing to the motor speed exceeds the threshold Δ2, and the occurrence of vehicle body resonance is detected, the resonance continuation counter value increases as the resonance continuation time increases. , the motor torque command value Tm * and user requested torque command value T * of the limit ratio is decreased, the motor torque command value Tm * and user requested torque command value T * is lowered. As a result, the motor is not operated in the rectangular wave control mode in the vehicle resonance region (see the broken line circle in the figure), the inverter failure does not occur, and the operation of the motor is continued. When the vehicle resonance is settled, the resonance continuation counter value is decreased, the motor torque command value Tm * and the user request torque command value T * are increased, and the motor torque command value Tm * and the user request torque command value T * are increased . Will increase.
このように、一実施の形態によれば、走行駆動用モーターの回転角を検出し、インバーターによりモータートルク指令値とモーター回転角に応じた電流をモーターへ供給して駆動する車両用モーター制御装置において、モーター回転角に基づいてモーターの回転速度変化量を検出するとともに、モーター回転速度変化量に基づいて車体共振発生の有無を判定し、車体共振が発生していると判定されるとモータートルク指令値を低減するようにしたので、誤った電流指令によりインバーターに過電流が発生してインバーターフェールになるのを防止することができる。 Thus, according to one embodiment, the vehicle motor control device that detects the rotation angle of the driving motor and supplies the motor with the motor torque command value and the current corresponding to the motor rotation angle by the inverter. , The amount of change in the rotation speed of the motor is detected based on the motor rotation angle, the presence / absence of the vehicle body resonance is determined based on the amount of change in the motor rotation speed, and if it is determined that the vehicle body resonance has occurred, the motor torque Since the command value is reduced, it is possible to prevent an inverter from failing due to an overcurrent generated in the inverter due to an erroneous current command.
また、一実施の形態によれば、車体共振が発生していると判定されると、インバーターの運転領域が矩形波制御モードの運転領域に入らないようにモータートルク指令値を低減するようにした。誤った電流指令によりインバーターに過電流が流れるインバーターフェールは、矩形波制御モードでモーターを運転しているときに発生する確率が高いことから、車体共振発生時に矩形波制御モードの運転領域に入らないようにすることによって、インバーターフェールの発生を抑制できる上に、無用にモータートルク指令値を低減してドライバビリティが悪化するのを避けることができる。 Further, according to one embodiment, when it is determined that vehicle body resonance has occurred, the motor torque command value is reduced so that the inverter operating region does not enter the operating region of the rectangular wave control mode. . An inverter failure in which an overcurrent flows to the inverter due to an incorrect current command has a high probability of occurring when the motor is operated in the rectangular wave control mode, and therefore does not enter the operation region of the rectangular wave control mode when a vehicle body resonance occurs. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of inverter failure and to avoid unnecessary deterioration of the drivability by reducing the motor torque command value unnecessarily.
一実施の形態によれば、車体共振発生時のインバーターのキャリア周波数に応じてモータートルク指令値の低減量を決定するようにした。キャリア周波数が高いほどインバーターフェールの発生確率が高くなるので、車体共振発生時にインバーターフェールの発生確率の高い運転領域から効果的に脱することができ、インバーターフェールの発生を抑制できる上に、無用にモータートルク指令値を低減してドライバビリティが悪化するのを避けることができる。 According to one embodiment, the reduction amount of the motor torque command value is determined according to the carrier frequency of the inverter when the vehicle body resonance occurs. The higher the carrier frequency, the higher the probability of inverter failure, so it is possible to effectively escape from the operating region where the probability of inverter failure is high when vehicle body resonance occurs. It is possible to avoid deterioration of drivability by reducing the motor torque command value.
一実施の形態によれば、車体共振発生時のインバーターの制御モードに応じてモータートルク指令値の低減量を決定するようにした。正弦波PWM制御モード、過変調PWM制御モード、矩形波制御モードの順にインバーターフェールの発生確率が高くなるので、車体共振発生時にインバーターフェールの発生確率の高い制御モードから効果的に脱することができ、インバーターフェールの発生を抑制できる上に、無用にモータートルク指令値を低減してドライバビリティが悪化するのを避けることができる。 According to one embodiment, the reduction amount of the motor torque command value is determined according to the control mode of the inverter when the vehicle body resonance occurs. Since the probability of occurrence of inverter failure increases in the order of sine wave PWM control mode, overmodulation PWM control mode, and rectangular wave control mode, it is possible to effectively escape from the control mode with high probability of inverter failure when vehicle body resonance occurs. In addition, the occurrence of inverter failure can be suppressed, and the motor torque command value can be reduced unnecessarily, thereby preventing drivability from deteriorating.
一実施の形態によれば、車体共振発生時のモーター回転速度変化量に応じてモータートルク指令値の低減量を決定するようにした。モーター回転速度変化量が大きいほどインバーターフェールの発生確率が高くなるので、車体共振発生時にインバーターフェールの発生確率の高いモーターの運転領域から効果的に脱することができ、インバーターフェールの発生を抑制できる上に、無用にモータートルク指令値を低減してドライバビリティが悪化するのを避けることができる。 According to one embodiment, the reduction amount of the motor torque command value is determined according to the amount of change in the motor rotation speed when the vehicle body resonance occurs. The greater the amount of change in the motor rotation speed, the higher the probability of inverter failure occurrence. Therefore, when vehicle body resonance occurs, it is possible to effectively escape from the motor operating area where the probability of inverter failure occurrence is high, and the occurrence of inverter failure can be suppressed. In addition, it is possible to avoid deterioration of drivability by reducing the motor torque command value unnecessarily.
一実施の形態によれば、車体共振発生の継続時間が長いほどモータートルク指令値の低減量を多くするようにした。車体共振にともなうモーター回転速度変化量が小さくても、その継続時間が長いほどインバーターフェールの発生確率が高くなるから、インバーターフェールの発生を抑制できる。 According to one embodiment, the reduction amount of the motor torque command value is increased as the duration of occurrence of vehicle body resonance is longer. Even if the amount of change in the motor rotation speed due to the vehicle body resonance is small, the longer the duration, the higher the probability of occurrence of inverter failure, so that the occurrence of inverter failure can be suppressed.
一実施の形態によれば、車体共振発生時のインバーターの制御モードが矩形波制御モードおよび過変調PWM制御モードの場合には、車体共振発生の継続時間が短くてもモータートルク指令値の低減量を多くするようにしたので、インバーターフェールの発生確率が高い矩形波制御モードおよび過変調PWM制御モードにおいて早めにモータートルク指令値を低減することができ、インバーターフェールの発生を確実に抑制できる上に、無用にモータートルク指令値を低減してドライバビリティが悪化するのを避けることができる。 According to one embodiment, when the control mode of the inverter when the vehicle body resonance occurs is the rectangular wave control mode and the overmodulation PWM control mode, the reduction amount of the motor torque command value even if the duration of the vehicle body resonance occurrence is short As a result, the motor torque command value can be reduced early in the rectangular wave control mode and overmodulation PWM control mode, which have a high probability of inverter failure, and the occurrence of inverter failure can be reliably suppressed. Unnecessarily reducing the motor torque command value can prevent the drivability from deteriorating.
一実施の形態によれば、車体共振発生の継続時間が短くてもインバーターのキャリア周波数が高いほどモータートルク指令値の低減量を多くするようにしたので、インバーターフェールの発生確率の高い高キャリア周波数の運転状態において早めにモータートルク指令値を低減することができ、インバーターフェールの発生を確実に抑制できる上に、無用にモータートルク指令値を低減してドライバビリティが悪化するのを避けることができる。 According to one embodiment, the amount of reduction in the motor torque command value is increased as the inverter carrier frequency is higher even if the duration of vehicle body resonance occurrence is short. It is possible to reduce the motor torque command value early in the driving state, and to reliably suppress the occurrence of inverter failure, and to avoid unnecessary deterioration of the drivability by reducing the motor torque command value unnecessarily. .
一実施の形態によれば、回転角センサーによるモーター回転角検出値に所定の周波数特性を有するバンドパスフィルター処理を施し、フィルター処理後の回転角に基づいてモーターの回転速度変化量を検出するようにしたので、車体共振を確実に検出することができる。 According to one embodiment, the detected value of the motor rotation angle by the rotation angle sensor is subjected to a bandpass filter process having a predetermined frequency characteristic, and the amount of change in the rotation speed of the motor is detected based on the rotation angle after the filter process. Therefore, the vehicle body resonance can be reliably detected.
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、モーター1およびジェネレーター2がモーターを、回転角センサー6、7が回転角検出手段を、インバーター8、9がインバーターを、車両コントローラー11が回転速度変化量検出手段、共振判定手段およびトルク低減手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。
The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the
なお、上述した一実施の形態ではインバーターの制御モードとして正弦波PWM制御モード、過変調PWM制御モード、矩形波制御モードを例に上げて説明したが、制御モードは一実施の形態の制御モードに限定されるものではない。また、キャリア周波数、制御モードおよびモーター回転速度変化量に応じた共振継続カウンターのカウントアップ量は上述した一実施の形態の数値に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the sine wave PWM control mode, the overmodulation PWM control mode, and the rectangular wave control mode are described as examples of the inverter control mode. However, the control mode is the control mode of the embodiment. It is not limited. Further, the count-up amount of the resonance continuation counter according to the carrier frequency, the control mode, and the motor rotation speed change amount is not limited to the numerical values of the above-described embodiment.
1 モーター
2 ジェネレーター
6、7 回転角センサー
8、9 インバーター
11 車両コントローラー
1
Claims (9)
モータートルク指令値と前記回転角に応じた電流を前記モーターへ供給して駆動するインバーターと、
前記回転角に基づいて前記モーターの回転速度変化量を検出する回転速度変化量検出手段と、
前記回転速度変化量に基づいて車体共振発生の有無を判定する共振判定手段と、
車体共振が発生していると判定されると前記モータートルク指令値を低減するトルク低減手段とを備えることを特徴とする車両用モーター制御装置。 A rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the traveling motor;
An inverter that drives the motor by supplying a current corresponding to the motor torque command value and the rotation angle to the motor;
A rotational speed change amount detecting means for detecting a rotational speed change amount of the motor based on the rotational angle;
Resonance determining means for determining the presence or absence of vehicle body resonance based on the amount of change in rotational speed;
A vehicle motor control device comprising: torque reduction means for reducing the motor torque command value when it is determined that vehicle body resonance has occurred.
前記インバーターは、前記モーターの高速領域では矩形波制御モードで前記モーターを運転し、
前記トルク低減手段は、車体共振が発生していると判定されると、前記インバーターの運転領域が前記矩形波制御モードの運転領域に入らないように前記モータートルク指令値を低減することを特徴とする車両用モーター制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The inverter operates the motor in a rectangular wave control mode in the high speed region of the motor,
The torque reducing means reduces the motor torque command value so that the operation region of the inverter does not enter the operation region of the rectangular wave control mode when it is determined that vehicle body resonance has occurred. A motor control device for a vehicle.
前記インバーターは、前記モーターの回転速度に応じてキャリアー周波数を可変とし、
前記トルク低減手段は、車体共振発生時の前記インバーターのキャリア周波数に応じて前記モータートルク指令値の低減量を決定することを特徴とする車両用モーター制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The inverter has a variable carrier frequency according to the rotation speed of the motor,
The vehicle motor control apparatus, wherein the torque reduction means determines a reduction amount of the motor torque command value according to a carrier frequency of the inverter when a vehicle body resonance occurs.
前記インバーターは、少なくとも正弦波PWM制御モードと矩形波制御モードを含む複数の制御モードを切り替えて前記モーターを駆動し、
前記トルク低減手段は、車体共振発生時の前記インバーターの制御モードに応じて前記モータートルク指令値の低減量を決定することを特徴とする車両用モーター制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The inverter switches the plurality of control modes including at least a sine wave PWM control mode and a rectangular wave control mode to drive the motor,
The vehicle motor control apparatus according to claim 1, wherein the torque reduction means determines a reduction amount of the motor torque command value in accordance with a control mode of the inverter when a vehicle body resonance occurs.
前記トルク低減手段は、車体共振発生時の前記モーターの回転速度変化量に応じて前記モータートルク指令値の低減量を決定することを特徴とする車両用モーター制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The vehicle motor control apparatus according to claim 1, wherein the torque reduction means determines a reduction amount of the motor torque command value in accordance with an amount of change in the rotation speed of the motor when a vehicle body resonance occurs.
前記トルク低減手段は、車体共振発生の継続時間が長いほど前記モータートルク指令値の低減量を多くすることを特徴とする車両用モーター制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The vehicle motor control apparatus according to claim 1, wherein the torque reduction means increases the reduction amount of the motor torque command value as the duration of occurrence of vehicle body resonance is longer.
前記インバーターは、前記モーターの回転速度が高くなるにしたがって正弦波PWM制御モード、過変調PWM制御モード、矩形波制御モードの順に切り替えて前記モーターを駆動し、
前記トルク低減手段は、車体共振発生時の前記インバーターの制御モードが前記矩形波制御モードおよび前記過変調PWM制御モードの場合には、車体共振発生の継続時間が短くても前記モータートルク指令値の低減量を多くすることを特徴とする車両用モーター制御装置。 In the vehicle motor control device according to claim 6,
The inverter switches the sine wave PWM control mode, overmodulation PWM control mode, rectangular wave control mode in order as the rotational speed of the motor increases, and drives the motor,
When the inverter control mode at the time of occurrence of vehicle body resonance is the rectangular wave control mode and the overmodulation PWM control mode, the torque reduction means is configured to set the motor torque command value even if the vehicle body resonance occurrence time is short. A vehicle motor control device characterized by increasing the amount of reduction.
前記インバーターは、前記モーターの回転速度が高くなるほどキャリア周波数を高くし、
前記トルク低減手段は、車体共振発生の継続時間が短くても前記インバーターのキャリア周波数が高いほど前記モータートルク指令値の低減量を多くすることを特徴とする車両用モーター制御装置。 In the vehicle motor control device according to claim 6,
The inverter increases the carrier frequency as the rotational speed of the motor increases,
The vehicle motor control apparatus according to claim 1, wherein the torque reduction means increases the motor torque command value reduction amount as the carrier frequency of the inverter increases even if the duration of occurrence of vehicle body resonance is short.
前記回転速度変化量検出手段は、前記回転角検出手段による前記モーターの回転角検出値に所定の周波数特性を有するバンドパスフィルター処理を施し、フィルター処理後の回転角に基づいて前記モーターの回転速度変化量を検出することを特徴とする車両用モーター制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The rotation speed change amount detection means performs a bandpass filter process having a predetermined frequency characteristic on the rotation angle detection value of the motor by the rotation angle detection means, and the rotation speed of the motor based on the rotation angle after the filter process A vehicle motor control device for detecting a change amount.
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