JP2008199737A - Motor controller, and drive force controller of vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration of motor torque while heat generation of an invertor when a motor is in a locked state is suppressed. <P>SOLUTION: A motor controller conducts supplied power from a power supply source to an armature of the motor 4 through the invertor and controls current flowing to a field coil 4a of the motor 4. When it is decided that a rotor of the motor 4 is in the mechanically restrained locked state, a direction of field current Ifm of the motor 4 is inverted at a prescribed period and an on/off state of switching elements 9a in respective phases of the invertor 9 is switched in synchronizing with inversion of field current Ifm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハイブリッド車両などに適用されて、車輪を駆動するモータの制御装置、及びそのモータ制御装置を備えた車両の駆動力制御装置に関する。   The present invention is applied to a hybrid vehicle or the like, and relates to a motor control device that drives wheels and a vehicle driving force control device including the motor control device.

従来の車両のモータ制御装置としては、例えば特許文献1に記載の装置がある。この装置では、電力供給源であるバッテリからの電力をインバータで3相交流に変換してモータに供給することで当該モータを駆動している。
上記インバータは、複数のスイッチング素子のスイッチング動作で電力を変換するが、故障時におけるスイッチング素子の加熱を防止する手段として、所定以上の温度に達したらモータのトルク指令値を小さくしたり、モータの駆動を停止したりしてインバータを保護している。
特開平10−210790号公報
As a conventional vehicle motor control device, for example, there is a device described in Patent Document 1. In this apparatus, the motor is driven by converting electric power from a battery, which is a power supply source, into three-phase alternating current by an inverter and supplying it to the motor.
The inverter converts electric power by switching operations of a plurality of switching elements. However, as a means for preventing heating of the switching elements at the time of failure, when the temperature reaches a predetermined temperature or more, the motor torque command value is reduced, The drive is stopped and the inverter is protected.
JP-A-10-210790

インバータの保護という観点からは、モータのトルクを小さくしたりモータの駆動を停止したりすることは好ましいことである。
しかし、例えば、モータで駆動される車輪側からの負荷によって駆動中のモータが機械的に拘束されてロック状態になった場合も、インバータの一部のスイッチング素子がオン状態となるスイッチング相で固定されることで、オン状態で固定されたスイッチング素子の発熱が大きくなる。
このようなロック状態が例えば坂道で停止した際に発生した場合、モータトルク指令値を小さくしたり、駆動していたモータを停止したりすると、車両が不用意にロールバックしたり、そのロールバックが大きくなったりする。
From the viewpoint of protecting the inverter, it is preferable to reduce the torque of the motor or stop driving the motor.
However, for example, even when the motor being driven is mechanically constrained by a load from the wheel driven by the motor and locked, the inverter is fixed in the switching phase in which some switching elements are turned on. As a result, the heat generated by the switching element fixed in the ON state increases.
If such a locked state occurs when the vehicle stops on a slope, for example, if the motor torque command value is reduced or the motor that was being driven is stopped, the vehicle will roll inadvertently or its rollback may occur. Or become bigger.

また、ロック状態であると判定して、モータトルク指令を小さくしてロック時のスイッチング素子への通電電流を抑えても、通電されるスイッチング素子は固定されたままなので、温度が上昇して通電を停止するまでの時間(モータロック状態の持続可能な時間)は短く制限される。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、モータがロック状態となった場合におけるインバータの発熱を抑えつつモータトルクの低下を抑えることを可能とすることを課題としている。
Even if it is determined that the motor is locked and the motor torque command is reduced to reduce the energization current to the switching element when locked, the energized switching element remains fixed. The time until stoppage (sustainable time in the motor lock state) is limited to a short time.
The present invention has been made paying attention to the above points, and it is an object of the present invention to make it possible to suppress a decrease in motor torque while suppressing heat generation of the inverter when the motor is locked.

上記課題を解決するために、本発明は、電力供給源からの供給電力をインバータを介してモータの電機子に電流を流すと共に、モータの界磁コイルに流す電流を制御するモータ制御装置において、
モータのロータが機械的に拘束されたロック状態であると判定すると、モータの界磁電流の向きを反転させると共に、その界磁電流の反転に同期をとって、インバータの各相における上下アームのスイッチング素子のオン−オフ状態を切り替えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a motor control device that controls the current supplied to the motor armature and the current supplied from the power supply source to the armature of the motor via the inverter.
When it is determined that the rotor of the motor is in a mechanically constrained locked state, the direction of the field current of the motor is reversed, and the upper and lower arms in each phase of the inverter are synchronized with the reversal of the field current. The on / off state of the switching element is switched.

本発明によれば、モータにおける界磁電流の向きと電機子電流の向きとを、同期をとって共に反転させる(向きを切り替える)ことで、オン状態のスイッチング素子をオフ状態にして、モータのトルクを維持可能な状態とすることができる。さらに、各相において通電しているオン状態のスイッチング素子を上下アームで周期的に切り替えることで、各相のオンするスイッチング素子が固定された状態と比較して、1個あたりのスイッチング素子のオン時間を半分とすることができる。つまり、モータロック状態の持続可能な時間を、各相のオン状態のスイッチング素子が固定された状態と比較して、長くすることができる。   According to the present invention, the direction of the field current and the direction of the armature current in the motor are reversed together (switching the direction) in synchronization, thereby turning off the switching element in the on state, The torque can be maintained. Further, by switching periodically the switching elements that are energized in each phase with the upper and lower arms, the switching elements that are turned on in each phase are turned on in comparison with the state in which the switching elements that are turned on in each phase are fixed. Time can be halved. That is, the sustainable time of the motor lock state can be made longer compared to the state where the switching elements in the ON state of each phase are fixed.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明を適用した四輪駆動車両の概略構成図である。また図2は、そのモータ駆動制御に関するパワーエレクトロニクス部の構成図である。
(構成)
図1に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪1L、1Rが、内燃機関であるエンジン2によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪3L、3Rが、モータ4によって駆動可能な従駆動輪である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle to which the present invention is applied. FIG. 2 is a configuration diagram of a power electronics unit related to the motor drive control.
(Constitution)
As shown in FIG. 1, in the vehicle of this embodiment, left and right front wheels 1L and 1R are main drive wheels driven by an engine 2 that is an internal combustion engine, and left and right rear wheels 3L and 3R can be driven by a motor 4. Is a secondary driven wheel.

上記エンジン2の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。従って、エンジン制御部からの指令によって、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下などに調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作(アクセル開度)とは独立して、エンジン2の出力トルクを調整することができる。   For example, a main throttle valve and a sub-throttle valve are interposed in the intake pipe line of the engine 2. The throttle opening of the main throttle valve is adjusted and controlled according to the amount of depression of the accelerator pedal. The sub-throttle valve uses a step motor or the like as an actuator, and the opening degree is adjusted and controlled by a rotation angle corresponding to the number of steps. Therefore, by adjusting the throttle opening of the sub-throttle valve to be less than or equal to the opening of the main throttle valve by a command from the engine control unit, independent of the driver's accelerator pedal operation (accelerator opening), The output torque of the engine 2 can be adjusted.

上記エンジン2の出力トルクTeは、トランスミッション及びデファレンスギヤ5を通じて左右前輪1L、1Rに伝達される。また、エンジン2の出力トルクTeの一部は、無端ベルト6を介して発電機7に伝達されることで、発電機7は、エンジン2の回転数Neにプーリ比を乗じた回転数Ngで回転する。
上記発電機7は、4WD制御部20によって調整される界磁電流Ifgに応じてエンジン2に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機7の発電電力の大きさは、回転数Ngと界磁電流Ifgとの大きさにより決定される。なお、発電機7の回転数Ngは、エンジン2の回転数Neからプーリ比に基づき演算することができる。
The output torque Te of the engine 2 is transmitted to the left and right front wheels 1L and 1R through the transmission and the reference gear 5. Further, a part of the output torque Te of the engine 2 is transmitted to the generator 7 via the endless belt 6, so that the generator 7 has a rotation speed Ng obtained by multiplying the rotation speed Ne of the engine 2 by the pulley ratio. Rotate.
The generator 7 becomes a load on the engine 2 according to the field current Ifg adjusted by the 4WD control unit 20, and generates power according to the load torque. The magnitude of the power generated by the generator 7 is determined by the magnitude of the rotational speed Ng and the field current Ifg. The rotational speed Ng of the generator 7 can be calculated from the rotational speed Ne of the engine 2 based on the pulley ratio.

発電機7が発電した電力は、ジャンクションボックス10及びインバータ9を介して交流モータ4に供給可能となっている。すなわち、インバータ9によって直流を三相交流に変換して交流モータ4に供給して当該モータ4を駆動する。なお、入力回路と並列に小型キャパシタ15を設置したコンデンサインプット形としている。
モータ4は、図3のように、界磁巻線型同期モータであり、界磁コイル4aを有したロ一タと回転磁界を発生するための3相巻線(電機子コイル4b)が巻かれたステータを備える。モータ4はロータの界磁コイル3aに電流を流すことで発生する磁界とステータの電機子コイル4bから発生する磁界との相互作用により回転運動する。また、ロータが外力により回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用により電機子コイル4bの両端に起電力を発生し発電動作する。モータ4は、モータ制御部21によって指令値に制御される。
The electric power generated by the generator 7 can be supplied to the AC motor 4 via the junction box 10 and the inverter 9. That is, the inverter 9 converts direct current into three-phase alternating current and supplies it to the alternating current motor 4 to drive the motor 4. In addition, it is set as the capacitor | condenser input type which installed the small capacitor 15 in parallel with the input circuit.
As shown in FIG. 3, the motor 4 is a field winding type synchronous motor, in which a rotor having a field coil 4a and a three-phase winding (armature coil 4b) for generating a rotating magnetic field are wound. A stator is provided. The motor 4 rotates by the interaction between a magnetic field generated by passing a current through the field coil 3a of the rotor and a magnetic field generated by the armature coil 4b of the stator. Further, when the rotor is rotated by an external force, an electromotive force is generated at both ends of the armature coil 4b due to the interaction of these magnetic fields, and a power generation operation is performed. The motor 4 is controlled to a command value by the motor control unit 21.

上記モータ4の駆動軸は、減速機11及びクラッチ12を介して後輪3L、3Rに接続可能となっている。
ジャンクションボックス10内には、インバータ9と発電機7とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態で、発電機7から整流器12を介して供給された直流の電力は、インバータ9内で三相交流に変換されてモータ4を駆動する。
また、ジャンクションボックス10内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサ13と、インバータ9の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサ14とが設けられ、これらの検出信号は4WD制御部20に出力される。また、モータ4の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ4の磁極位置信号θを出力する。
The drive shaft of the motor 4 can be connected to the rear wheels 3L and 3R via the speed reducer 11 and the clutch 12.
In the junction box 10, a relay for connecting and disconnecting the inverter 9 and the generator 7 is provided. Then, the DC power supplied from the generator 7 via the rectifier 12 with this relay connected is converted into three-phase AC in the inverter 9 to drive the motor 4.
Further, in the junction box 10, a generator voltage sensor 13 for detecting a generated voltage and a generator current sensor 14 for detecting a generated current that is an input current of the inverter 9 are provided. These detection signals are controlled by 4WD. Is output to the unit 20. Further, a resolver is connected to the drive shaft of the motor 4 and outputs a magnetic pole position signal θ of the motor 4.

上記インバータ9は、図3のように、6個のスイッチング素子9a(MOSFET)を備える。すなわち、6個のスイッチング素子9aは、モータ4の電機子コイル4bの三相に対応して3組の上下アームのスイッチング素子9aに分けられ、その3組の各スイッチング素子9aをそれぞれスイッチング制御することで3相交流をモータ4に供給する。そのスイッチング制御は、モータ制御部21からの指令によって行われる。また、インバータ9で変換された各相の電流値を検出、つまり電機子電流Iaの電流を検出する電流センサが設けられ、検出された電流信号はモータ制御部に出力される。   As shown in FIG. 3, the inverter 9 includes six switching elements 9 a (MOSFETs). That is, the six switching elements 9a are divided into three sets of upper and lower arm switching elements 9a corresponding to the three phases of the armature coil 4b of the motor 4, and each of the three sets of switching elements 9a is subjected to switching control. Thus, three-phase alternating current is supplied to the motor 4. The switching control is performed by a command from the motor control unit 21. Further, a current sensor for detecting the current value of each phase converted by the inverter 9, that is, detecting the current of the armature current Ia is provided, and the detected current signal is output to the motor control unit.

また、上記モータ4の界磁コイル4aに界磁電流Ifmを流す界磁駆動回路22を備える。界磁駆動回路22は、2組の組を成す4個のスイッチング素子22a(MOSFET)から構成され、モータ制御部21からの指令に応じてスイッチングして、界磁電流Ifmの向き及び界磁電流Ifmの大きさが制御される。また、界磁コイル4aの電流を検出する電流センサを備え、その電流センサが検出した電流信号がモータ制御部21に供給される。   In addition, a field drive circuit 22 is provided for flowing a field current Ifm to the field coil 4 a of the motor 4. The field drive circuit 22 is composed of four switching elements 22a (MOSFETs) that form two sets, and switches in accordance with a command from the motor control unit 21 to change the direction of the field current Ifm and the field current. The magnitude of Ifm is controlled. In addition, a current sensor that detects the current of the field coil 4 a is provided, and a current signal detected by the current sensor is supplied to the motor control unit 21.

なお、補助バッテリの電力が、界磁駆動回路22を介してモータ4の界磁コイル4aへ通電される場合であっても良いし、インバータ9で変換された電力が、界磁駆動回路22を介してモータ4の界磁コイル4aに通電されるようになっていても良い。
また、上記クラッチ12は、例えば湿式多板クラッチであって、4WD制御部20からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
The power of the auxiliary battery may be supplied to the field coil 4a of the motor 4 via the field drive circuit 22, or the power converted by the inverter 9 may be supplied to the field drive circuit 22. The field coil 4a of the motor 4 may be energized via the via.
The clutch 12 is a wet multi-plate clutch, for example, and performs fastening and releasing according to a command from the 4WD control unit 20. In this embodiment, the clutch as the fastening means is a wet multi-plate clutch. However, for example, a powder clutch or a pump-type clutch may be used.

また、各車輪1L、1R、3L、3Rには、車輪速センサが設けられている。各車輪速センサは、対応する車輪1L、1R、3L、3Rの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として4WD制御部20に出力する。
上記4WD制御部20は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、上記各車輪速度センサ27FL〜27RRで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス10内の電圧センサ13及び電流センサ14の出力信号、モータ4に連結されたレゾルバの出力信号及び駆動力指示子であるアクセルペダル(不図示)の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。
Each wheel 1L, 1R, 3L, 3R is provided with a wheel speed sensor. Each wheel speed sensor outputs a pulse signal corresponding to the rotation speed of the corresponding wheel 1L, 1R, 3L, 3R to the 4WD control unit 20 as a wheel speed detection value.
The 4WD control unit 20 includes an arithmetic processing unit such as a microcomputer, for example, and includes wheel speed signals detected by the wheel speed sensors 27FL to 27RR, a voltage sensor 13 in the junction box 10, and a current sensor 14. An output signal, an output signal of a resolver connected to the motor 4, an accelerator opening corresponding to an amount of depression of an accelerator pedal (not shown) which is a driving force indicator, and the like are input.

4WD制御部20は、図4に示すように、モータ指令演算部30、発電機制御部31、及びクラッチ制御部32を備える。
モータ指令演算部30は、ブロック図である図5のように、前後回転数差演算部30a、車速演算部30b、第1モータ4駆動力演算部30c、第2モータ4駆動力演算部30d、セレクトハイ部30e、及び後輪TCS制御部30fからなり、4輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ttを算出する。
As shown in FIG. 4, the 4WD control unit 20 includes a motor command calculation unit 30, a generator control unit 31, and a clutch control unit 32.
As shown in FIG. 5 which is a block diagram, the motor command calculation unit 30 includes a front / rear rotation speed difference calculation unit 30a, a vehicle speed calculation unit 30b, a first motor 4 driving force calculation unit 30c, a second motor 4 driving force calculation unit 30d, The motor torque command value Tt is calculated from the wheel speed difference between the front and rear wheels calculated based on the wheel speed signal of the four wheels and the accelerator pedal opening signal, which includes the select high unit 30e and the rear wheel TCS control unit 30f. .

すなわち、先ず、前後回転数差演算部30aで、4輪の車輪速度信号Vfr〜Vrrに基づいて次式をもとに前後回転差ΔVを算出する。
ΔV=(Vfr+Vfl)/2−(Vrr−Vrl)/2
そして、前後回転差ΔVに基づいて、第1モータ4駆動力演算部30cで予め格納されたマップを参照し、第1モータ4駆動力TΔVを算出して後述するセレクトハイ部30eに出力する。この第1モータ4駆動力TΔVは、前後回転差ΔVが大きくなると共に比例的に大きく算出されるように設定されている。
That is, first, the front-rear rotation speed difference calculation unit 30a calculates the front-rear rotation difference ΔV based on the following equation based on the wheel speed signals Vfr to Vrr of the four wheels.
ΔV = (Vfr + Vfl) / 2− (Vrr−Vrl) / 2
Based on the forward / backward rotation difference ΔV, the map stored in advance by the first motor 4 driving force calculation unit 30c is calculated, and the first motor 4 driving force TΔV is calculated and output to the select high unit 30e described later. The first motor 4 driving force TΔV is set such that the front-rear rotation difference ΔV is increased and proportionally larger.

一方、車速演算部30bでは、4輪の車輪速度信号と車両が発生する総駆動力Fとをセレクトローして車速信号Vを算出する。ここで、総駆動力Fは、トルクコンバータ滑り比から推定される前輪駆動力とモータトルク指令値Ttから推定される後輪駆動力との和によって求められる。
第2モータ4駆動力演算部30dでは、第2モータ4駆動力Tvを算出する。具体的には、車速演算部30bから出力された車速Vとアクセル開度Accとに基づいて、予め格納されたマップを参照して、算出する。この第2モータ4駆動力Tvは、アクセル開度Accが大きくなるほど大きく、車速Vが大きくなるほど小さく算出されるように設定されている。
On the other hand, the vehicle speed calculation unit 30b calculates the vehicle speed signal V by selecting low the wheel speed signal of the four wheels and the total driving force F generated by the vehicle. Here, the total driving force F is obtained by the sum of the front wheel driving force estimated from the torque converter slip ratio and the rear wheel driving force estimated from the motor torque command value Tt.
The second motor 4 driving force calculation unit 30d calculates the second motor 4 driving force Tv. Specifically, calculation is performed with reference to a map stored in advance based on the vehicle speed V and the accelerator opening Acc output from the vehicle speed calculation unit 30b. The second motor 4 driving force Tv is set so as to increase as the accelerator opening Acc increases and to decrease as the vehicle speed V increases.

次にセレクトハイ部30eで、上記第1モータ4駆動力演算部30cから出力された第1モータ4駆動力TΔVと、上記第2モータ4駆動力演算部30dから出力された第2モータ4駆動力Tvとをセレクトハイした値を目標トルクTttとして後輪TCS制御部30fに出力する。
そして、後輪速Vrl,Vrr、車速Vに基づいて、公知の方法により後輪トラクションコントロール制御を行って、モータ4のモータトルク指令値Ttを出力する。
また、発電機制御部31は、ブロック図である図6のように、要求電力演算部31A及び発電機制御部本体31Bを備える。
要求電力演算部31Aは、ブロック図である図7のように、モータ指令演算部30で算出されたモータトルク指令値Ttとモータ4回転速度Vmとに基づいて、次式をもとにモータ4に必要な電力Pmを算出する。
Pm=Tt×Vm
Next, in the select high unit 30e, the first motor 4 driving force TΔV output from the first motor 4 driving force calculating unit 30c and the second motor 4 driving output from the second motor 4 driving force calculating unit 30d. A value obtained by selecting high the force Tv is output to the rear wheel TCS control unit 30f as the target torque Ttt.
Then, based on the rear wheel speeds Vrl and Vrr and the vehicle speed V, rear wheel traction control control is performed by a known method, and a motor torque command value Tt of the motor 4 is output.
Moreover, the generator control unit 31 includes a required power calculation unit 31A and a generator control unit main body 31B, as shown in FIG. 6 which is a block diagram.
Based on the motor torque command value Tt calculated by the motor command calculation unit 30 and the motor 4 rotation speed Vm, the required power calculation unit 31A, as shown in FIG. The power Pm necessary for the calculation is calculated.
Pm = Tt × Vm

さらに、モータ必要電力Pmに基づいて、次式をもとに発電機7が出力すべき発電機必要電力Pgを算出する。発電機必要電力Pgは、モータ・インバータ効率分だけ、モータ必要電力Pmより多く出力しなければならない。
Pg=Pm/Иm
ここで、Иmはモータ・インバータ効率である。モータ・インバータ効率Иmは、モータトルク指令値Ttとモータ4回転速度Vmに基づき、効率マップを使用して算出される。
Furthermore, based on the required motor power Pm, the required generator power Pg to be output by the generator 7 is calculated based on the following equation. The generator required power Pg must be output more than the motor required power Pm by the motor / inverter efficiency.
Pg = Pm / Иm
Here, Иm is the motor / inverter efficiency. The motor / inverter efficiency Иm is calculated using an efficiency map based on the motor torque command value Tt and the motor 4 rotational speed Vm.

発電機制御部本体31Bでは、図8のようなブロック図の処理が行われる。すなわち、要求電力演算部31Aで算出した要求電力を発電機電流で除算することで発電機電圧指令Vgを算出する。このとき、電圧リミッタ部31Baを通して、発電機電圧指令が上限電圧Vmax(フェイル電圧)よりも大きい場合には、上限電圧Vmaxに制限する。この上限電圧Vmaxは、例えば60Vなどに設定され、インバータ9のスイッチング素子9aの定格や発電機7・モータ4の設計から設定されている。
さらに、その発電機電圧指令と発電機電圧を比較し電圧偏差を求めPI制御を施して発電機電圧指令にする界磁電流Ifgを求め出力する。
In the generator control part main body 31B, the process of a block diagram as shown in FIG. 8 is performed. That is, the generator voltage command Vg is calculated by dividing the required power calculated by the required power calculator 31A by the generator current. At this time, if the generator voltage command is larger than the upper limit voltage Vmax (fail voltage) through the voltage limiter 31Ba, the voltage is limited to the upper limit voltage Vmax. The upper limit voltage Vmax is set to 60 V, for example, and is set based on the rating of the switching element 9 a of the inverter 9 and the design of the generator 7 and the motor 4.
Further, the generator voltage command and the generator voltage are compared to determine a voltage deviation, and PI control is performed to determine and output a field current Ifg to be a generator voltage command.

上記PI制御のゲインは、発電機回転数をパラメータとしたPゲインマップ及びIゲインマップを予め求めておき変化させる。また、FF(フィードフォワード)項は、発電機電圧の上記電圧差分と発電機回転数をパラメータとしたFFマップを予め求めておきPI出力値に加算する。なお、図8には発電電圧をコントロールする例を示したが、発電界磁電流を検出(または推定)して界磁電流Ifgを求めコントロールしても良い。   The gain of the PI control is changed by previously obtaining a P gain map and an I gain map using the generator speed as a parameter. In addition, the FF (feed forward) term is obtained in advance as an FF map using the voltage difference of the generator voltage and the generator rotational speed as parameters, and is added to the PI output value. Although FIG. 8 shows an example in which the generated voltage is controlled, the field current Ifg may be obtained and controlled by detecting (or estimating) the generated field magnetic current.

また、クラッチ制御部32は、図6のように、上記クラッチ12の状態を制御し、4輪駆動状態と判定している間はクラッチ12を接続状態に制御する。例えば、クラッチ制御部32は、下記のように制御する。
・4WDスイッチオン時に車両停止時はクラッチオン
・モータ目標トルクが0でない時はクラッチオン
・モータ目標トルクが0のときはクラッチオフ
・モータ4の回転数が許容回転数を越えた場合には保護の為、クラッチオフ
・4WDスイッチオフ時はクラッチオフ
また、モータ制御部21は、図9に示すように、モータロック判定部21A、通常インバータ駆動制御部21B、通常モータ界磁制御部21C、ロック時処理部21Dと、を備える。
Moreover, the clutch control part 32 controls the state of the said clutch 12 like FIG. 6, and controls the clutch 12 to a connection state, while determining with the four-wheel drive state. For example, the clutch control unit 32 controls as follows.
・ Clutch on when the vehicle is stopped when the 4WD switch is on ・ Clutch on when the motor target torque is not 0 ・ Clutch off when the motor target torque is 0 ・ Protection when the motor 4 speed exceeds the allowable speed Therefore, the clutch is turned off. · The clutch is turned off when the 4WD switch is turned off. As shown in FIG. 9, the motor control unit 21 includes a motor lock determination unit 21A, a normal inverter drive control unit 21B, a normal motor field control unit 21C, and a lock process. Part 21D.

モータロック判定部21Aの処理を、図10を参照して説明する。モータロック判定部21Aは、モータ4の駆動制御中に所定のサンプリング周期で実行され、まずステップS10にて、モータ4の回転角度(電気角などを使用)を検出してステップS20に移行する。ステップS20では、前回の回転角度と今回の回転角度とが等しいか否かを判定し、等しいと判定した場合には、ロック状態と判定してステップS30に移行し、等しくない場合にはステップS40に移行する。   The processing of the motor lock determination unit 21A will be described with reference to FIG. The motor lock determination unit 21A is executed at a predetermined sampling period during drive control of the motor 4. First, in step S10, the rotation angle (using an electrical angle or the like) of the motor 4 is detected, and the process proceeds to step S20. In step S20, it is determined whether or not the previous rotation angle is equal to the current rotation angle. If it is determined that the rotation angle is equal, the lock state is determined and the process proceeds to step S30. Migrate to

このステップS10及びS20は、ロック状態検出手段を構成して、モータ4のロック状態を検出するもので、モータ4の駆動時に所定時間モータ4が回転していない場合にはロック状態と判定するものである。上記処理では、モータ4の回転速度Vmに基づいてロック状態か否かを判定しているが、モータ4回転数が所定時間ゼロか否かで判定しても良い。
ステップS30では、ロックフラグLKFLGをオンにして処理を終了する。
また、ステップS40では、ロックフラグLKFLGをオフにして処理を終了する。なお、ロックフラグLKFLGの初期値はオフとする。
Steps S10 and S20 constitute a lock state detection means for detecting the lock state of the motor 4. When the motor 4 is not rotating for a predetermined time when the motor 4 is driven, the lock state is determined. It is. In the above processing, it is determined whether or not the lock state is established based on the rotation speed Vm of the motor 4, but it may be determined whether or not the rotation speed of the motor 4 is zero for a predetermined time.
In step S30, the lock flag LKFLG is turned on and the process ends.
In step S40, the lock flag LKFLG is turned off and the process is terminated. Note that the initial value of the lock flag LKFLG is off.

また、通常、インバータ駆動制御部21Bは、ロックフラグLKFLGがオフの場合にのみ作動して、モータトルク指令値Ttとモータ4の回転速度Vmとから、図11に示す公知のベクトル制御を行う。そして、インバータ9に3相パワー素子のスイッチング制御信号を出力して3相交流電流を制御する。同様に、通常モータ界磁制御部21Cも、ロックフラグLKFLGがオフの場合にのみ作動して、モータ4の回転速度Vmに基づき求めた目標モータ界磁電流となるように界磁駆動回路22にスイッチング制御信号を出力してモータ界磁電流を制御する。   Further, normally, the inverter drive control unit 21B operates only when the lock flag LKFLG is OFF, and performs known vector control shown in FIG. 11 from the motor torque command value Tt and the rotational speed Vm of the motor 4. Then, the switching control signal of the three-phase power element is output to the inverter 9 to control the three-phase alternating current. Similarly, the normal motor field control unit 21C also operates only when the lock flag LKFLG is off, and performs switching control to the field drive circuit 22 so that the target motor field current obtained based on the rotational speed Vm of the motor 4 is obtained. A signal is output to control the motor field current.

なお、上記通常インバータ駆動制御部21B及び通常モータ界磁制御部21Cの処理は、公知の目標モータトルクに制御する制御方法であれば適用可能である。
また、ロック時処理部21Dは、図9に示すように、界磁切替部41と、インバータ反転部42とからなる。
界磁切替部41は、ロックフラグLKFLGがオンの場合に作動して、一定周期たとえば所定時間(例えば数10ms)だけ経過するたびに、界磁電流Ifmの向きを強制的に切り替える。すなわち、界磁コイル4aの前回のスイッチングパターンを記憶しておき、所定時間経過すると、オン状態のスイッチング素子9aをオフ状態に、オフ状態のスイッチング素子9aをオン状態に切り替えるスイッチング制御信号を界磁駆動回路22に出力する。界磁切替部41は、界磁電流切替手段を構成する。
In addition, the process of the said normal inverter drive control part 21B and the normal motor field control part 21C is applicable if it is a control method controlled to a well-known target motor torque.
Further, the lock processing unit 21D includes a field switching unit 41 and an inverter inverting unit 42 as shown in FIG.
The field switching unit 41 operates when the lock flag LKFLG is on, and forcibly switches the direction of the field current Ifm every time a predetermined period, for example, a predetermined time (for example, several tens of milliseconds) elapses. That is, the previous switching pattern of the field coil 4a is stored, and when a predetermined time elapses, the switching control signal for switching the switching element 9a in the on state to the off state and the switching element 9a in the off state to the on state Output to the drive circuit 22. The field switching unit 41 constitutes a field current switching unit.

インバータ反転部42は、ロックフラグLKFLGがオンの場合に作動して、界磁切替部41が界磁電流Ifmの向きを切り替えるのと同期をとってインバータ9のスイッチングパターンを強制的に反転させる。すなわち、記憶していた前回のスイッチングパターンに基づき、各スイッチング素子9aのオン・オフ状態を検出し、界磁電流Ifmの向きの切替に同期をとって、オン状態のスイッチング素子9aをオフ状態に、オフ状態のスイッチング素子9aをオン状態に切り替えるスイッチング制御信号をインバータ9に出力する。   The inverter inverting unit 42 operates when the lock flag LKFLG is on, and forcibly inverts the switching pattern of the inverter 9 in synchronization with the field switching unit 41 switching the direction of the field current Ifm. That is, based on the previous switching pattern stored, the on / off state of each switching element 9a is detected, and the on-state switching element 9a is turned off in synchronization with the switching of the direction of the field current Ifm. The switching control signal for switching the switching element 9a in the off state to the on state is output to the inverter 9.

ここで、一般に、界磁コイル4aのL値は電機子コイル4bのL値よりも大きい。この結果、電流のターンオン時間及びターンオフ時間が、インバータ9で制御される電機子電流Iaに比べて、界磁駆動回路22で制御される界磁電流Ifmの方が大きい。
これに鑑みて、インバータ反転部42では、界磁切替部41によるスイッチングパターンの反転と同時には、インバータ9のスイッチングパターンの反転を行わずに、次のような反転処理をしている。
Here, generally, the L value of the field coil 4a is larger than the L value of the armature coil 4b. As a result, the current turn-on time and the turn-off time of the field current Ifm controlled by the field drive circuit 22 are greater than the armature current Ia controlled by the inverter 9.
In view of this, the inverter inverting unit 42 performs the following inversion processing without inverting the switching pattern of the inverter 9 simultaneously with the inversion of the switching pattern by the field switching unit 41.

すなわち、界磁切替部41がスイッチングパターンの反転のためのスイッチング制御信号を出力したことを入力すると、図12に示すように、界磁電流Ifmをモニターする(ステップS100)、界磁電流Ifmの絶対値が所定閾値Ifth以下となったことを検出すると、前回のスイッチパターンを記憶すると共に(ステップS110)、インバータ9の全スイッチング素子9aをオフ状態にするスイッチング制御信号をインバータ9に出力する(ステップS120)。続いて、界磁電流Ifmをモニターして(ステップS130)、界磁電流Ifmの絶対値が所定閾値Ifth以上となったことを検出すると、記憶していた前回のスイッチパターンを反転したスイッチパターンとなるスイッチング制御信号をインバータ9に出力する(ステップS140)。この処理を、界磁切替部41がスイッチングパターンの反転のためのスイッチング制御信号を出力するたびに実施する。なお、途中でモータ4ロック状態が解除したら、上記処理は中止される。ここで、ステップS140がスイッチング反転手段を構成する。   That is, when the fact that the field switching unit 41 outputs a switching control signal for switching the switching pattern is input, the field current Ifm is monitored (step S100), as shown in FIG. When it is detected that the absolute value is equal to or less than the predetermined threshold Ifth, the previous switch pattern is stored (step S110), and a switching control signal for turning off all the switching elements 9a of the inverter 9 is output to the inverter 9 ( Step S120). Subsequently, the field current Ifm is monitored (step S130), and when it is detected that the absolute value of the field current Ifm is equal to or greater than a predetermined threshold value Ifth, a switch pattern obtained by inverting the stored previous switch pattern is The switching control signal is output to the inverter 9 (step S140). This process is performed every time the field switching unit 41 outputs a switching control signal for switching the switching pattern. If the motor 4 locked state is released halfway, the above process is stopped. Here, step S140 constitutes a switching inversion means.

(作用効果)
モータ4が駆動制御される4駆状態では、発電機7からの発電電力がインバータ9を介してモータ4の電機子コイル4bに供給されると共に、モータ4の界磁電流Ifmにも電流が供給される。
そして、車両が通常に走行中や発進時において、モータ4がロック状態でない場合には、通常の制御(通常インバータ駆動制御部21B、通常モータ界磁制御部21Cの処理)によってモータトルク指令値となるようにモータ4が回転駆動され、モータ4で駆動される後輪(従駆動輪)が回転する。
一方、坂道発進などにおいて、後輪側からの負荷によってモータ4が機械的に拘束されたロック状態(モータ4が駆動されているにも関わらずモータ4が回転していない状態)になると、ロックフラグLKFLGがオンとなって、通常制御が停止してロック時処理部21Dが作動する。
(Function and effect)
In the four-wheel drive state in which the motor 4 is driven and controlled, the generated power from the generator 7 is supplied to the armature coil 4b of the motor 4 via the inverter 9, and the current is also supplied to the field current Ifm of the motor 4. Is done.
If the motor 4 is not in a locked state while the vehicle is running or starting normally, the motor torque command value is obtained by normal control (processing of the normal inverter drive control unit 21B and normal motor field control unit 21C). Then, the motor 4 is rotationally driven, and the rear wheel (sub driven wheel) driven by the motor 4 rotates.
On the other hand, when starting on a slope, the motor 4 is mechanically constrained by a load from the rear wheel side (when the motor 4 is driven but the motor 4 is not rotating) The flag LKFLG is turned on, the normal control is stopped, and the lock time processing unit 21D is activated.

すなわち、モータ4が駆動制御状態であるにも関わらず、一定時間、モータ4の回転角度に変化がないため、モータ4がロック状態であると判断されてロック時処理部21Dが作動し、所定時間毎に、界磁駆動回路22およびインバータ9のスイッチングパターンが反転する。この反転させる一定時間は、ロック状態でスイッチング素子9aの温度が上昇する時間よりも十分に早い時間T(オーダーとしては数10ms程度)に設定する。   That is, although the motor 4 is in the drive control state, the rotation angle of the motor 4 does not change for a certain period of time. Therefore, it is determined that the motor 4 is in the locked state, and the lock time processing unit 21D is activated, The switching pattern of the field drive circuit 22 and the inverter 9 is reversed every time. The predetermined time for reversal is set to a time T (about several tens of milliseconds as an order) that is sufficiently earlier than the time during which the temperature of the switching element 9a rises in the locked state.

例えば、モータ4がロックした際のスイッチング素子9a、モータ電機子コイル4b、界磁コイル4a、界磁駆動回路22の通電パターンが例えば図3に示す状態であったとする。この状態での通電をそのまま続けると、特定のスイッチング素子9aがオンしっぱなしとなるため、そのスイッチング素子9a温度が急激に上昇していく。そこでロック状態でスイッチング素子9aの温度が上昇するのに対し十分に早い時間だけ経過すると、スイッチング素子9a、モータ4電機子コイル4b、界磁コイル4a、界磁駆動回路22の通電状態を図13の状態に切り替わる。以下、ロック状態が解除されるまで図3⇔図13の切り替えの動作を繰り返されることになる。   For example, assume that the energization patterns of the switching element 9a, the motor armature coil 4b, the field coil 4a, and the field drive circuit 22 when the motor 4 is locked are in the state shown in FIG. If energization in this state is continued, the specific switching element 9a remains on, and the temperature of the switching element 9a rapidly increases. Therefore, when the temperature of the switching element 9a rises in the locked state and a sufficiently early time elapses, the energization states of the switching element 9a, the motor 4 armature coil 4b, the field coil 4a, and the field drive circuit 22 are shown in FIG. Switch to the state. Thereafter, the switching operation shown in FIGS. 3 to 13 is repeated until the locked state is released.

このとき、図3と図13の状態の関係のように、スイッチングパターンを反転させた状態では、界磁コイル4aと電機子コイル4bに流れる電流の向きの相対関係は変わっていないため、同一のトルクを出力することができる。この結果、坂道発進時などでモータ4がロック状態となっても、ロールバックを抑制できるか、そのロールバックを小さくすることが可能となる。
さらに、インバータ9のスイッチング素子9aのオン状態を周期的に上下アームで切り替えることで、特定のスイッチング素子9aだけが温度上昇してしまうことを防ぐことができて、保護温度に到達するための時間も長くすることができる。
At this time, in the state where the switching pattern is reversed as in the relationship between the states in FIGS. 3 and 13, the relative relationship between the directions of the currents flowing through the field coil 4a and the armature coil 4b is not changed. Torque can be output. As a result, even when the motor 4 is in a locked state when starting on a slope, the rollback can be suppressed or the rollback can be reduced.
Further, by periodically switching the ON state of the switching element 9a of the inverter 9 with the upper and lower arms, it is possible to prevent the temperature of only the specific switching element 9a from increasing, and the time for reaching the protection temperature Can also be long.

すなわち、モータ4の界磁電流Ifmと電機子電流の向きを同期をとって反転することで、モータ4としての特性を維持したまま、すなわちロック時におけるロックトルクを維持したままで、インバータ9のオンしているスイッチング素子9aを各相において周期的に上下アームで切り替えるだけであるので、各相のオンするスイッチング素子9aが固定の状態に制御されてしまう場合と比較して、1個あたりのスイッチング素子9aのオン時間を半分とすることができる。よってロック持続可能な時間を従来例に比べ長くすることができる。   That is, by reversing the direction of the field current Ifm and the armature current of the motor 4 in synchronization, the characteristics of the motor 4 are maintained, that is, the lock torque at the time of locking is maintained, and the inverter 9 Since the switching element 9a that is turned on is only periodically switched by the upper and lower arms in each phase, the switching element 9a that is turned on for each phase is controlled in a fixed state. The on-time of the switching element 9a can be halved. Therefore, the lock sustainable time can be made longer than in the conventional example.

また、界磁電流Ifmは、電気子電流に比べて、ターンオン時間及びターンオフ時間が大きいことから、インバータ反転部42で、界磁駆動回路22のスイッチングパターンの反転と同時にインバータ9のスイッチパターンの反転を実施せず、界磁電流Ifmの向きと電機子電流の向きとが常に同じ相対関係となるように、インバータ9のスイッチングパターン反転処理を行っている。   Since the field current Ifm has a larger turn-on time and turn-off time than the electric current, the inverter inverting unit 42 inverts the switching pattern of the field drive circuit 22 and the switching pattern of the inverter 9 at the same time. The switching pattern inversion process of the inverter 9 is performed so that the direction of the field current Ifm and the direction of the armature current always have the same relative relationship.

すなわち、界磁駆動回路22のスイッチングパターンを反転させることで、界磁電流Ifmがゼロに向けて変化するが、界磁電流Ifmがゼロとなるまえに電機子電流がゼロとなるようにインバータ9の全スイッチング素子9aをオフにし、続けて、界磁電流Ifmが反転したことを検知してからインバータ9のスイッチングパターンを前回と反対となるように切り替えることで、スイッチングパターンを反転している。これによって、電機子電流がゼロとなっている時間だけトルク抜けはあるものの、界磁電流Ifmと電機子電流の向きの相対関係が一時的に逆になってモータ4の駆動方向とは反対向きのトルクが発生することを防止することが出来る。   That is, by inverting the switching pattern of the field drive circuit 22, the field current Ifm changes toward zero, but the inverter 9 is set so that the armature current becomes zero before the field current Ifm becomes zero. All the switching elements 9a are turned off, and subsequently, the switching pattern of the inverter 9 is switched so as to be opposite to the previous one after detecting that the field current Ifm has been reversed, thereby inverting the switching pattern. As a result, although there is a torque loss only during the time when the armature current is zero, the relative relationship between the direction of the field current Ifm and the armature current is temporarily reversed to be opposite to the driving direction of the motor 4. Generation of torque can be prevented.

図14に切替動作のタイムチャート例を示す。なお、ロック状態になったときのスイッチパターンを図3の状態であるとする。
このタイムチャートでは、まずt0の時点において、界磁切替部41からのスイッチ制御信号によって、界磁駆動回路22のオンパターンを図13の状態に切り替えられる。すると、界磁電流Ifmは界磁コイル4aの時定数により徐々に電流値が下がり始める。この界磁電流Ifmがモニタリングされ、界磁電流Ifmが所定閾値Ifthとなったt1の時点で、インバータ反転部42からのスイッチング制御信号によって、インバータ9のスイッチング素子9aを全部オフに切り替えて、電機子電流をオフにする。このとき電機子電流も電機子コイル4bの時定数により電流値が下がり始める。t2において電機子電流はゼロとなり、モータ4の出力トルクもゼロとなる。その後t3において界磁電流Ifmがゼロとなる。t0の時点で界磁回路のスイッチング素子9aのオン状態は切り替わっているので、t3経過後は界磁電流Ifmが逆転して流れ始める。更に、界磁電流Ifmが所定閾値−Ifthとなったt4の時点で、インバータ反転部42からのスイッチング制御信号によって、インバータ9側のスイッチング状態を図2(b)の状態に切り替えることにより電機子電流も逆に流れ始め、t5の時点でスイッチング素子9aを切り替える前の状態と同じ電機子電流値に達する。遅れてt6の時点で界磁電流Ifmも切り替える前と同じ値となり、切り替え動作を完了する。このような動作を行うことで界磁電流Ifmが切り替わるt3の時点で確実に電機子電流をゼロとすることができるため、モータ4の出力トルクが逆方向に出力されるのを防ぐことができる。以下、切り替え周期Tごとに同じ動作をロック状態が解除されるまで継続する。
FIG. 14 shows a time chart example of the switching operation. It is assumed that the switch pattern when in the locked state is the state shown in FIG.
In this time chart, first, at time t0, the on pattern of the field drive circuit 22 is switched to the state of FIG. 13 by the switch control signal from the field switching unit 41. Then, the current value of the field current Ifm begins to gradually decrease due to the time constant of the field coil 4a. The field current Ifm is monitored, and at time t1 when the field current Ifm reaches a predetermined threshold value Ifth, the switching elements 9a of the inverter 9 are all turned off by the switching control signal from the inverter inverting unit 42. Turn off the child current. At this time, the current value of the armature current starts to decrease due to the time constant of the armature coil 4b. At t2, the armature current becomes zero and the output torque of the motor 4 also becomes zero. Thereafter, the field current Ifm becomes zero at t3. Since the on state of the switching element 9a of the field circuit is switched at the time point t0, the field current Ifm starts to reverse and flow after the elapse of t3. Further, at time t4 when the field current Ifm becomes the predetermined threshold value -Ifth, the switching state on the inverter 9 side is switched to the state shown in FIG. Current also starts to flow in reverse, reaching the same armature current value as before switching the switching element 9a at time t5. The field current Ifm becomes the same value as before the switching at the time of t6 with a delay, and the switching operation is completed. By performing such an operation, the armature current can be surely made zero at the time t3 when the field current Ifm switches, so that the output torque of the motor 4 can be prevented from being output in the reverse direction. . Thereafter, the same operation is continued every switching cycle T until the locked state is released.

ここで、電機子電流をオフとするためにインバータ反転部42からのスイッチング制御信号を出力する時期を決定する、界磁電流閾値Ifthの決め方について、次に説明する。
一般的に界磁コイル4aのL値は電機子コイル4bのL値よりも大きいため、電機子電流Iaがゼロとなる時間は、界磁コイル4aの界磁電流Ifmがゼロになるよりも早い。よって、まずロック状態における電機子電流Ia0を検出し、Ia0と電機子コイル4bのL値Laにより電機子電流をオフとなるようにスイッチ素子を変更してから、実際にゼロとなるまでの時間ta0を演算する。このときの演算式は電機子コイル4bの抵抗とインバータ部の合成抵抗値をRaとして下式となる。
0=exp(−ta0/(La/Ra))
そして、上の式から時間ta0を決定する。もっとも、一般的にt=3×(La/Ra)程度の時間で電流値はほぼゼロになるので、ta0=3×(La/Ra)とすればよい。
Here, how to determine the field current threshold Ifth for determining the timing for outputting the switching control signal from the inverter inverting unit 42 to turn off the armature current will be described.
Since the L value of the field coil 4a is generally larger than the L value of the armature coil 4b, the time when the armature current Ia becomes zero is earlier than the time when the field current Ifm of the field coil 4a becomes zero. . Therefore, first, the armature current Ia0 in the locked state is detected, and the time from when the switch element is changed so that the armature current is turned off by the L value La of Ia0 and the armature coil 4b until it actually becomes zero. ta0 is calculated. The arithmetic expression at this time is represented by the following expression where Ra is the combined resistance value of the armature coil 4b and the inverter unit.
0 = exp (-ta0 / (La / Ra))
Then, the time ta0 is determined from the above equation. However, in general, the current value becomes almost zero in a time of about t = 3 × (La / Ra), and therefore ta0 = 3 × (La / Ra) may be set.

また、モータ界磁電流Ifmがゼロの状態から通電を開始した時のta0後の界磁電流閾値Ifta0を求める。Ifta0は、界磁コイル4aの抵抗値と界磁回路の合成抵抗をRf、界磁電源電圧をVfとして、
Ifta0=Vf/Rf[1−exp{−t/(Lf/Rf)}]
により求められる。
そして、Ifta0に対し安全率を掛け、電機子電流Iaが必ず先にゼロになるように調整した値を界磁電流閾値Ifthとする。
ここで、電機子電流がオフとなる期間はトルクが抜けるが、その間は駆動トルク伝達機構のねじれにより吸収される期間内とすれば、ねじれ分だけ、完全に後輪の駆動力がゼロとなることを低減することが出来る。
Further, a field current threshold value Ifta0 after ta0 when energization is started from a state where the motor field current Ifm is zero is obtained. Ifta0 is Rf as the combined resistance of the field coil 4a and the field circuit, and Vf as the field power supply voltage.
Ifta0 = Vf / Rf [1-exp {-t / (Lf / Rf)}]
Is required.
A value adjusted by multiplying Ifta0 by a safety factor so that the armature current Ia always becomes zero first is defined as a field current threshold Ifth.
Here, the torque is released during the period when the armature current is off, but if the period is within the period absorbed by the torsion of the drive torque transmission mechanism, the driving force of the rear wheels becomes completely zero by the amount of torsion. This can be reduced.

なお、電機子電流がゼロの時間は短い方が望ましいので、界磁電流Ifmが反転したことを検知したら、界磁電流Ifmの絶対値が界磁電流閾値Ifth以上となる前に、前回のスイッチングパターンを反転したスイッチング制御信号をインバータ9に出力するようにしても良い。
また、上記実施形態では、一定周期で、界磁電流Ifmの向きを強制的に切り替えるようにしているが、ロック状態に応じて、周期を徐々に短くするなど、周期不等間部とすることも出来る。
また、上記実施形態では、ハイブリッド車両に本発明のモータ制御装置を適用した例であるが、電気自動車など他の装置に本発明のモータ制御装置を適用しても構わない。
Since it is desirable that the time when the armature current is zero is short, when it is detected that the field current Ifm is reversed, the switching of the previous time before the absolute value of the field current Ifm becomes equal to or greater than the field current threshold Ifth. A switching control signal having an inverted pattern may be output to the inverter 9.
Further, in the above embodiment, the direction of the field current Ifm is forcibly switched at a constant period. However, the period is set to be inequalities such that the period is gradually shortened according to the lock state. You can also.
In the above embodiment, the motor control device of the present invention is applied to a hybrid vehicle. However, the motor control device of the present invention may be applied to other devices such as an electric vehicle.

本発明に基づく実施形態に係る概略構成図である。It is a schematic structure figure concerning an embodiment based on the present invention. 本発明に基づく実施形態に係るパワーエレクトロニクスの概要図である。It is a schematic diagram of power electronics concerning an embodiment based on the present invention. 本発明に基づく実施形態に係るインバータ及び界磁駆動回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the inverter and field drive circuit which concern on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係る4WD制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 4WD control part which concerns on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係るモータ指令演算部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor command calculating part which concerns on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係る発電機制御のブロック図である。It is a block diagram of the generator control which concerns on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係る要求電力演算部のブロック図である。It is a block diagram of the required power calculating part which concerns on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係る発電機制御部本体のブロック図である。It is a block diagram of the generator control part main body which concerns on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係るモータ制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor control part which concerns on embodiment based on this invention. 本発明に基づく実施形態に係るモータロック判定部の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the motor lock determination part which concerns on embodiment based on this invention. 通常インバータ駆動制御部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a normal inverter drive control part. 本発明に基づく実施形態に係るインバータ反転部の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the inverter inversion part which concerns on embodiment based on this invention. インバータ及び界磁駆動回路の反転後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after inversion of an inverter and a field drive circuit. 本発明に基づく実施形態に係るタイムチャート例を示す図である。It is a figure which shows the example of a time chart which concerns on embodiment based on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

4 モータ
4a 界磁コイル
7 発電機
9 インバータ
9a スイッチング素子
21 モータ制御部
21A モータロック判定部
21B インバータ駆動制御部
21C 通常モータ界磁制御部
21D ロック時処理部
22 界磁駆動回路
22a スイッチング素子
30 モータ指令演算部
31 発電機制御部
41 界磁切替部
42 インバータ反転部
Ia 電機子電流
Ifm 界磁電流
Ifth 界磁電流閾値
LKFLG ロックフラグ
4 Motor 4a Field coil 7 Generator 9 Inverter 9a Switching element 21 Motor control unit 21A Motor lock determination unit 21B Inverter drive control unit 21C Normal motor field control unit 21D Lock time processing unit 22 Field drive circuit 22a Switching element 30 Motor command calculation Unit 31 Generator Control Unit 41 Field Switching Unit 42 Inverter Inversion Unit Ia Armature Current Ifm Field Current Ifth Field Current Threshold LKFLG Lock Flag

Claims (4)

モータの各相に対応する各上下アームのスイッチング素子をスイッチングすることで電力供給源から供給された供給電力を交流電力に変換しモータの電機子に通電するインバータと、モータの界磁コイルに流す電流を制御する界磁駆動回路とを備えるモータ制御装置において、
モータのロータが機械的に拘束された状態であるロック状態を検出するロック状態検出手段と、モータの界磁電流の向きを反転させる界磁電流切替手段と、インバータの全アームのスイッチング素子のオン−オフ状態を同期をとって切り替えるスイッチング反転手段と、を備え、
ロック状態検出手段の検出によりモータがロック状態と判定すると、界磁電流切替手段によって、モータの界磁電流の向きを反転させると共に、スイッチング反転手段によって、インバータの各相における上下アームのスイッチング素子のオン−オフ状態を、上記界磁電流の反転に同期をとって切り替えることを特徴とするモータ制御装置。
By switching the switching elements of the upper and lower arms corresponding to each phase of the motor, the supply power supplied from the power supply source is converted into AC power and supplied to the motor armature, and is supplied to the motor field coil In a motor control device comprising a field drive circuit for controlling current,
Lock state detecting means for detecting a locked state in which the rotor of the motor is mechanically constrained, field current switching means for reversing the direction of the field current of the motor, and switching elements of all the arms of the inverter being turned on -Switching inversion means for switching the OFF state in synchronization,
When the motor is determined to be in the locked state by the detection of the lock state detection means, the field current switching means reverses the direction of the field current of the motor, and the switching inversion means causes the switching elements of the upper and lower arms in each phase of the inverter to be reversed. A motor control device, wherein the on-off state is switched in synchronization with the reversal of the field current.
上記界磁電流の向きを反転させる際に、当該界磁電流の向きが逆転する前であって当該界磁電流の絶対値が所定閾値以下に下がったことを検出するとインバータの全アームのスイッチング素子をオフにしてモータ電機子電流を停止し、さらに、界磁電流の向きが逆転したことを検出すると、各相の上下のアームのスイッチング素子のオン−オフ状態を反転した状態に切り替えることを特徴とする請求項1に記載したモータ制御装置。   When reversing the direction of the field current, if it is detected that the absolute value of the field current has dropped below a predetermined threshold before the direction of the field current is reversed, the switching elements of all the arms of the inverter The motor armature current is stopped by turning off the motor, and when the direction of the field current is reversed, the on / off state of the switching elements of the upper and lower arms of each phase is switched to the inverted state. The motor control device according to claim 1. 上記所定閾値とは、停止したモータ電機子電流がゼロとなった時点で、界磁電流の向きが逆転しない電流値とすることを特徴とする請求項2に記載したモータ制御装置。   3. The motor control device according to claim 2, wherein the predetermined threshold value is a current value that does not reverse the direction of the field current when the stopped motor armature current becomes zero. 上記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載したモータ制御装置を備え、上記電力供給源は、駆動輪を駆動する内燃機関のトルクで駆動される発電機であり、上記モータのトルクで従駆動輪を駆動することを特徴とする車両の駆動力制御装置。   The motor control device according to any one of claims 1 to 3 is provided, wherein the power supply source is a generator driven by torque of an internal combustion engine that drives drive wheels, and the torque of the motor A driving force control device for a vehicle, characterized in that the driven wheels are driven.
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