JP2009106069A - Motor controller - Google Patents

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JP2009106069A
JP2009106069A JP2007275323A JP2007275323A JP2009106069A JP 2009106069 A JP2009106069 A JP 2009106069A JP 2007275323 A JP2007275323 A JP 2007275323A JP 2007275323 A JP2007275323 A JP 2007275323A JP 2009106069 A JP2009106069 A JP 2009106069A
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torque
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Application number
JP2007275323A
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Inventor
Takeshi Takeda
健 武田
Nobuhiro Hosoi
宣宏 細井
Masami Ishikawa
雅美 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Equos Research Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Equos Research Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of motor efficiency, by reducing a torque ripple inducing a mechanical resonance in a system to be driven, and to decrease the resources required for a motor controller. <P>SOLUTION: A target torque Tref*, which adds a ripple suppression value Tsup to a torque command value Tref, is generated so as to offset the torque ripples in resonance-speed regions 0 to N0 rpm, and the torque command value is used as the target torque, in regions other than the resonance-speed regions. The target torque adding the ripple suppression value to the torque command value is generated so as to offset the torque ripples, when there is motor operation in low-torque regions -T0 to +T0 Nm, or the resonance-speed regions capable of maintaining speed regions having a possibility of resonance continuation; and the torque command value is used as the target torque in regions, other than the resonance-torque and resonance-speed regions. A linear function representing the amplitude value Th of the low torque regions by an approximate straight line is used in a ripple-amplitude operation expression, and a linear function, representing a phase value α in the low-torque regions by the approximate straight line, is used in a ripple-phase operation expression. Alternatively, a quadratic or higher polynomial is used in both the operation expressions. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータから電動機に給電する電動機制御装置に関し、特に、機械的な共振を生ずるトルクリプルを抑制する電動機制御に関する。本発明の電動機制御装置は例えば、これに限定する意図ではないが、電動機で車輪を駆動する電気自動車に用いることが出来る。   The present invention relates to an electric motor control device that supplies electric power to an electric motor from an inverter, and more particularly to electric motor control that suppresses torque ripple that causes mechanical resonance. Although the electric motor control device of the present invention is not intended to be limited to this, for example, the electric motor control device can be used for an electric vehicle in which wheels are driven by an electric motor.

特開平11−299277号公報JP 11-299277 A 特開2007−267465号公報。JP 2007-267465 A.

特許文献1は、モータに設けたメモリ上のトルクリプルデータを駆動装置のメモリに読み込んで記憶し、モータの出力トルクと回転角度に対応するトルクリプルデータを読み出して、読み出したトルクリプルデータを相殺する値に、トルク指令を補正するモータ駆動装置が記載されている。特許文献2は、インバータが永久磁石電動機に印加する駆動電圧の周波数の6倍の周波数(6次高調波)のトルクリプルを抑制するモータ制御装置を提案している。その実施形態3(図3)は、6f成分補償用テーブル5Aにトルクリプルの振幅A6fと位相φ6fのデータを持ち、補償信号演算5cによって、出力トルクまたはトルク指令に対応する振幅A6fと位相φ6fをテーブル5Aから読み出し、モータの回転角θのトルクリプル抑制値Tcrを算出する。   In Patent Document 1, torque ripple data on a memory provided in a motor is read and stored in a memory of a driving device, torque ripple data corresponding to the output torque and rotation angle of the motor is read, and the read torque ripple data is offset. A motor drive device for correcting a torque command is described. Patent Document 2 proposes a motor control device that suppresses torque ripple at a frequency (sixth harmonic) that is six times the frequency of the drive voltage that the inverter applies to the permanent magnet motor. In the third embodiment (FIG. 3), the torque ripple amplitude A6f and phase φ6f data are stored in the 6f component compensation table 5A, and the amplitude A6f and phase φ6f corresponding to the output torque or torque command are tabled by the compensation signal calculation 5c. The torque ripple suppression value Tcr of the rotation angle θ of the motor is calculated by reading from 5A.

従来の、モータトルクおよび回転角対応のトルクリプル抑制値を、メモリから読み出す態様(例えば特許文献1)およびメモリからモータトルク対応のトルクリプルパラメータを読み出して回転角対応のトルクリプル抑制値を演算する態様(例えば特許文献2)のいずれにおいても、指令トルクにトルクリプル抑制値を加えて(抑制値が+であると加算を、−であると減算を、意味する)、目標トルクとし、モータ制御回路によって、モータ出力トルクが目標トルクに合致するように、インバータを制御する。このモータ制御に、ベクトル制御が用いられることが多い。   A conventional mode of reading torque ripple suppression values corresponding to motor torque and rotation angle from a memory (for example, Patent Document 1) and a mode of reading torque ripple parameters corresponding to motor torque from a memory to calculate a torque ripple suppression value corresponding to a rotation angle (for example, In any of Patent Documents 2), a torque ripple suppression value is added to the command torque (addition is indicated when the suppression value is +, and subtraction is indicated when-), and the target torque is set by the motor control circuit. The inverter is controlled so that the output torque matches the target torque. Vector control is often used for this motor control.

ところが、トルクリプル抑制値によって、電力損失が増えて1回のバッテリ充電での走行距離が短くなる。トルクリプルが機械的に問題になるのは、被駆動系がトルクリプルと共振する、モータ動作の特定領域である。例えば車輪駆動では、該共振を搭乗者が不快に感じたり、あるいは共振音が可聴ノイズとなるときのモータ動作領域である。本発明者の確認テストによれば、モータ回転速度の特定領域およびモータ出力トルクの特定領域において、不快な共振を生ずることがある。しかし、該特定領域を外れると該共振はない。従って機械的な共振を生ずる領域の外での、トルクリプル抑制は、不要であるばかりか、余分な電流が流れ、モータ効率が低下する。また、トルクリプル抑制値導出又は算出のためのモータ制御装置の資源、すなわちメモリ容量或いは演算機能が、トルクリプルが機械的な共振を生ずる動作領域の外の領域での、トルクリプル抑制値のメモリ保持あるいは演算を含むので、高コストになる。   However, the torque ripple suppression value increases power loss and shortens the distance traveled by one battery charge. Torque ripple is a mechanical problem in a specific region of motor operation where the driven system resonates with torque ripple. For example, in wheel drive, this is a motor operating area when the passenger feels uncomfortable or the resonance sound becomes audible noise. According to the inventor's confirmation test, an unpleasant resonance may occur in a specific region of the motor rotation speed and a specific region of the motor output torque. However, the resonance does not occur outside the specific region. Therefore, torque ripple suppression outside the region where mechanical resonance occurs is not only unnecessary, but excess current flows and motor efficiency decreases. In addition, the resource of the motor control device for deriving or calculating the torque ripple suppression value, that is, the memory capacity or the calculation function, the memory retention or calculation of the torque ripple suppression value in the region outside the operation region where the torque ripple causes mechanical resonance. As a result, the cost becomes high.

本発明は、被駆動系に機械的な共振をもたらすトルクリプルを有効に低減ししかもモータ効率低下を防止することを第1の目的とし、加えてモータ制御装置の所要資源は低減することを第2の目的とする。   The first object of the present invention is to effectively reduce torque ripple that causes mechanical resonance in the driven system and to prevent a reduction in motor efficiency, and in addition, to reduce the required resources of the motor control device. The purpose.

第1の目的を達成するために本発明においては、トルクリプルが機械的な共振をもたらす共振速度領域(0〜N0)では、トルクリプルを相殺するように、リプル抑制値をトルク指令値(Tref)に加えた目標トルク(Tref*)を生成し、共振速度領域の外ではトルク指令値(Tref)を目標トルク(Tref*)とする。これを実施する本発明の電動機制御装置は、次の(1)項のものである。第2の目的を達成するために本発明の好ましい実施例においては、電動機動作が、トルクリプルが被駆動系に機械的な共振速度領域を維持させる所定トルク領域(-T0〜+T0)、又は、前記共振速度領域にあるときに、トルクリプルを相殺するようにリプル抑制値(Tsup)をトルク指令値(Tref)に加えた目標トルク(Tref*)を生成し、該所定トルク領域の外又は共振速度領域の外にあるときはトルク指令値(Tref)を目標トルク(Tref*)とし;第1多項式は、該所定トルク領域(-T0〜+T0)の前記振幅値(Th)を近似直線で表す一次関数とし;第2多項式は、該所定トルク領域(-T0〜+T0)の位相値(α)を近似直線で表す一次関数とする。これを実施する本発明の電動機制御装置は、後記(5)〜(7)項のものである。   In order to achieve the first object, in the present invention, in the resonance speed region (0 to N0) where the torque ripple causes mechanical resonance, the ripple suppression value is set to the torque command value (Tref) so as to cancel the torque ripple. The added target torque (Tref *) is generated, and the torque command value (Tref) is set as the target torque (Tref *) outside the resonance speed region. The electric motor control apparatus of the present invention for carrying out this is the following item (1). In a preferred embodiment of the present invention to achieve the second object, the motor operation is performed in a predetermined torque region (-T0 to + T0) in which the torque ripple maintains the mechanical resonance speed region in the driven system, or A target torque (Tref *) is generated by adding a ripple suppression value (Tsup) to a torque command value (Tref) so as to cancel the torque ripple when in the resonance speed region, and outside the predetermined torque region or at a resonance speed When outside the region, the torque command value (Tref) is set as the target torque (Tref *); the first polynomial expresses the amplitude value (Th) of the predetermined torque region (-T0 to + T0) as an approximate straight line The second polynomial is a linear function representing the phase value (α) of the predetermined torque region (−T0 to + T0) with an approximate straight line. The motor control device of the present invention that implements this is the one described in items (5) to (7) below.

(1)直流電源(18,19);該直流電源と電動機(10)との間の電力のやり取りを制御するインバータ(20);および、前記電動機の目標トルク(Tref*)および回転速度(ω)に基づいて、該電動機の出力トルクを前記目標トルクにするように、前記インバータを制御するモータ制御手段(21);を備える電動機制御装置において、
前記電動機のトルクリプルの、電動機トルク対応の振幅値(Th)および位相値(α)、ならびに前記電動機の回転角(θ)、に対応するリプル抑制値(Tsup)を導出する手段(41〜47,52);および、
前記トルクリプルが被駆動系に機械的な共振をもたらす共振速度領域(0〜N0)では、前記トルクリプルを相殺するように前記リプル抑制値をトルク指令値(Tref)に加えた前記目標トルク(Tref*)を生成し、前記共振速度領域(0〜N)の外ではトルク指令値(Tref)を前記目標トルク(Tref*)とする目標トルク補正手段(48〜51);
を備えることを特徴とする、電動機制御装置。
(1) DC power supply (18, 19); inverter (20) for controlling the exchange of power between the DC power supply and the motor (10); and the target torque (Tref *) and rotational speed (ω The motor control means (21) for controlling the inverter so that the output torque of the motor becomes the target torque based on
Means for deriving a ripple suppression value (Tsup) corresponding to an amplitude value (Th) and a phase value (α) corresponding to the motor torque of the torque ripple of the motor, and a rotation angle (θ) of the motor (41 to 47, 52); and
In the resonance speed region (0 to N0) in which the torque ripple causes mechanical resonance in the driven system, the target torque (Tref *) obtained by adding the ripple suppression value to the torque command value (Tref) so as to cancel the torque ripple. ) And outside the resonance speed region (0 to N), target torque correction means (48 to 51) using the torque command value (Tref) as the target torque (Tref *);
An electric motor control device comprising:

なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素又は事項の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。   In addition, in order to make an understanding easy, the code | symbol of the response | compatibility of an Example shown in drawing or an equivalent element or a matter, or an equivalent element or matter was added as reference for reference. The same applies to the following.

これによれば、リプル抑制値(Tsup)をトルク指令値(Tref)に加えるのは、トルクリプルが機械的な共振をもたらす共振速度領域(0〜N0)だけであるので、該共振速度領域の外では目標トルクがトルク指令そのものであってモータ効率の低下はない。機械的な共振をもたらすトルクリプルは有効に低減され、しかも無駄なモータ効率低下はなくなる。   According to this, the ripple suppression value (Tsup) is added to the torque command value (Tref) only in the resonance speed region (0 to N0) where the torque ripple causes mechanical resonance. Then, the target torque is the torque command itself and there is no reduction in motor efficiency. Torque ripples that cause mechanical resonance are effectively reduced, and there is no unnecessary reduction in motor efficiency.

(2)前記リプル抑制値を導出する手段は、
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の振幅値(Th)を近似表現する第1多項式に基づいて該振幅値(Th)を算出する、振幅値算出手段(45〜47);
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の位相値(α)を近似表現する第2多項式に基づいて該位相値(α)を算出し、前記電動機の回転の電気角(θ)での、算出した位相値(α)を持つ前記トルクリプルの振動値[sin(nθ−α)]を算出する振動値算出手段(41〜44);および、
該振動値と前記振幅値との積を因数とするリプル抑制値(Tsup)を算出する抑制値算出手段(52);
を備える上記(1)に記載の電動機制御装置(図3/図8)。
(2) The means for deriving the ripple suppression value is:
Amplitude value calculation means (45 to 47) for calculating the amplitude value (Th) based on a first polynomial that approximates the torque-corresponding amplitude value (Th) of the torque ripple of the electric motor;
The phase value (α) is calculated based on a second polynomial that approximates the torque-corresponding phase value (α) of the torque ripple of the motor, and the calculated phase at the electrical angle (θ) of the rotation of the motor Vibration value calculation means (41 to 44) for calculating a vibration value [sin (nθ−α)] of the torque ripple having a value (α);
Suppression value calculation means (52) for calculating a ripple suppression value (Tsup) having a factor of a product of the vibration value and the amplitude value;
An electric motor control device according to (1) above (FIG. 3 / FIG. 8).

(3)前記リプル抑制値を導出する手段は、
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の振幅値(Th)を近似表現する第1多項式に基づいて算出した振幅値群でなる、メモリ手段上の振幅テーブル(62);
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の位相値(α)を近似表現する第2多項式に基づいて算出した位相値群でなる、メモリ手段上の位相テーブル(61);
前記電動機のトルクに対応する位相値(α)および振幅値(Th)を前記位相テーブルおよび振幅テーブルから読み出し、前記電動機の回転の電気角(θ)での、算出した位相値(α)を持つ前記トルクリプルの振動値[sin(nθ−α)]を算出する振動値算出手段(42〜44);および、
該振動値および前記振幅値を因数とするリプル抑制値(Tsup)を算出する抑制値算出手段(52);
を備える上記(1)に記載の電動機制御装置(図7/図10)。
(3) The means for deriving the ripple suppression value is
An amplitude table (62) on the memory means, comprising an amplitude value group calculated on the basis of a first polynomial that approximates an amplitude value (Th) corresponding to torque of the torque ripple of the electric motor;
A phase table (61) on the memory means, which is composed of a phase value group calculated based on a second polynomial that approximates the torque-corresponding phase value (α) of the torque ripple of the motor;
A phase value (α) and an amplitude value (Th) corresponding to the torque of the motor are read from the phase table and the amplitude table, and have a calculated phase value (α) at an electrical angle (θ) of rotation of the motor. Vibration value calculating means (42 to 44) for calculating a vibration value [sin (nθ−α)] of the torque ripple;
Suppression value calculation means (52) for calculating a ripple suppression value (Tsup) with the vibration value and the amplitude value as factors;
The electric motor control device according to (1) above (FIG. 7 / FIG. 10).

(4)前記リプル抑制値を導出する手段は、電動機動作が前記共振速度領域(0〜40 rpm)の外では、前記リプル抑制値(Tsup)の算出は実行しない;上記(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の電動機制御装置(S21,S22,S28:図8)。これによれば、無駄になるリプル抑制値の算出は行われない。   (4) The means for deriving the ripple suppression value does not execute the calculation of the ripple suppression value (Tsup) when the motor operation is outside the resonance speed range (0 to 40 rpm); ) The motor control device according to any one of (S21, S22, S28: FIG. 8). According to this, the calculation of the useless ripple suppression value is not performed.

(5)前記目標トルク補正手段(48〜51)は、電動機動作が、前記トルクリプルが被駆動系に機械的な共振速度領域を維持させる所定トルク領域(-T0〜+T0)および前記共振速度領域(0〜N0)にあるときに前記トルクリプルを相殺するように前記リプル抑制値をトルク指令値(Tref)に加えた前記目標トルク(Tref*)を生成し、前記所定トルク領域の外かつ前記共振速度領域の外にあるときはトルク指令値(Tref)を前記目標トルク(Tref*)とする;上記(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の電動機制御装置(図3/図7)。   (5) The target torque correction means (48 to 51) is configured so that the motor operation is performed in a predetermined torque region (-T0 to + T0) in which the torque ripple maintains a mechanical resonance speed region in the driven system and the resonance speed region. The target torque (Tref *) is generated by adding the ripple suppression value to the torque command value (Tref) so as to cancel the torque ripple when it is at (0 to N0), and outside the predetermined torque region and the resonance When outside the speed region, the torque command value (Tref) is set as the target torque (Tref *); the motor control device according to any one of (1) to (3) (FIGS. 3 and 7) ).

(6)第1多項式は、前記所定トルク領域(-T0〜+T0)の前記振幅値(Th)を近似直線で表す一次関数である;上記(5)に記載の電動機制御装置(図3/図7)。   (6) The first polynomial is a linear function representing the amplitude value (Th) of the predetermined torque region (−T0 to + T0) with an approximate line; the motor control device according to (5) above (FIG. 3 / Fig. 7).

これによれば、該近似直線が前記共振トルク領域内の短い範囲であり、しかも一次関数であるので演算処理が簡素である。よって、モータ制御装置の所要資源は低減することが出来る。直線近似の範囲が狭いので、精度よく振幅値(Th)を算出することが出来る。   According to this, since the approximate straight line is a short range in the resonance torque region and is a linear function, the calculation process is simple. Therefore, the required resources of the motor control device can be reduced. Since the range of linear approximation is narrow, the amplitude value (Th) can be calculated with high accuracy.

(7)第2多項式は、前記所定トルク領域(-T0〜+T0)の前記位相値(α)を近似直線で表す一次関数である;上記(5)に記載の電動機制御装置(図3/図7)。   (7) The second polynomial is a linear function representing the phase value (α) of the predetermined torque region (−T0 to + T0) by an approximate line; the motor control device according to (5) above (FIG. 3 / Fig. 7).

これによれば、該近似直線が前記共振トルク領域内の短い範囲であり、しかも一次関数であるので演算処理が簡素である。よって、モータ制御装置の所要資源は低減することが出来る。直線近似の範囲が狭いので、精度よく位相値(α)を算出することが出来る。   According to this, since the approximate straight line is a short range in the resonance torque region and is a linear function, the calculation process is simple. Therefore, the required resources of the motor control device can be reduced. Since the range of linear approximation is narrow, the phase value (α) can be calculated with high accuracy.

(8)第1多項式は、トルク対応の振幅値(Th)を近似表現する2次以上の多項式である;上記(2)又は(3)に記載の電動機制御装置(S23:図8/図10)。   (8) The first polynomial is a second or higher order polynomial that approximates the amplitude value (Th) corresponding to torque; the motor control device (S23: FIG. 8 / FIG. 10) described in (2) or (3) above. ).

(9)第2多項式は、トルク対応の位相値(α)を近似表現する2次以上の多項式である(S24:図8/図10);上記(2)又は(3)に記載の電動機制御装置(S24:図8/図10)。   (9) The second polynomial is a second or higher order polynomial that approximates the torque-corresponding phase value (α) (S24: FIG. 8 / FIG. 10); the motor control described in (2) or (3) above Apparatus (S24: FIG. 8 / FIG. 10).

(10)前記所定トルク領域は、所定の低トルク領域(-T0〜+T0)である;上記(5),(6)又は(7)に記載の電動機制御装置。   (10) The electric motor control device according to (5), (6), or (7), wherein the predetermined torque region is a predetermined low torque region (-T0 to + T0).

(11)前記共振速度領域は、所定の低速度領域(0〜N0)である;上記(1)又は(4)に記載の電動機制御装置。   (11) The resonance speed region is a predetermined low speed region (0 to N0); the motor control device according to (1) or (4) above.

(12)前記トルクリプルは、前記電動機に対する前記インバータの出力周波数の6次高調波の周波数である;上記(1)に記載の電動機制御装置。   (12) The torque ripple is a frequency of a sixth harmonic of an output frequency of the inverter with respect to the motor; the motor control device according to (1) above.

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。   Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

図1に、本発明の第1実施例の概要を示す。制御対象電動機である電気モータ10は、この実施例では、安楽椅子を3輪(前2輪、後1輪)で支持する形態の電動車椅子の、前輪の一つに組み込まれ該前輪を回転駆動するホィールインモータであり、永久磁石形同期電動機であって、ロータに永久磁石を内蔵したものであり、ステータにはU相,V相及びW相の3相コイル11〜13がある。前輪のもう一つにも、同様な電動機が組み込まれている。しかし後輪は非駆動輪であり、ステアリング機構によって輪全体がステアリング駆動される。   FIG. 1 shows an outline of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the electric motor 10 that is the motor to be controlled is incorporated in one of the front wheels of an electric wheelchair that supports an easy chair with three wheels (two front wheels and one rear wheel), and the front wheels are driven to rotate. This is a wheel-in motor that is a permanent magnet type synchronous motor and has a rotor with a built-in permanent magnet. The stator has U-phase, V-phase, and W-phase three-phase coils 11 to 13. A similar motor is built into the other front wheel. However, the rear wheels are non-driven wheels, and the entire wheels are steered by the steering mechanism.

電気モータ10には、電圧型インバータ20が、車両上のバッテリ18の電力を供給する。電気モータ10のロータに、ロータの磁極位置を検出するためのレゾルバ17のロータが連結されている。レゾルバ17は、そのロータの回転角を表すアナログ電圧(回転角信号)SG θを発生し、モータ制御装置21に与える。   A voltage type inverter 20 supplies electric power of the battery 18 on the vehicle to the electric motor 10. The rotor of the resolver 17 for detecting the magnetic pole position of the rotor is connected to the rotor of the electric motor 10. The resolver 17 generates an analog voltage (rotation angle signal) SGθ representing the rotation angle of the rotor and supplies it to the motor control device 21.

車両上の蓄電池であるバッテリ18には、車両上の電装部が電源オンのときには、コンバータ19内の1次側コンデンサが接続されて、バッテリ18と共に1次側直流電源を構成する。コンバータ19内の1次電圧センサが、1次側コンデンサの電圧(車両上バッテリ18の電圧)を表わす電圧検出信号Vdcをモータ制御装置21に与える。この実施例では、電圧センサに、分圧抵抗を用いた。コンバータ19内において、1次側の正極(+ライン)には、リアクトルの一端が接続されている。   A battery 18 that is a storage battery on the vehicle is connected to a primary side capacitor in the converter 19 when the power supply unit on the vehicle is turned on, and constitutes a primary side DC power source together with the battery 18. A primary voltage sensor in converter 19 provides voltage detection signal Vdc representing the voltage of the primary side capacitor (voltage of on-vehicle battery 18) to motor control device 21. In this embodiment, a voltage dividing resistor is used for the voltage sensor. In the converter 19, one end of the reactor is connected to the positive electrode (+ line) on the primary side.

コンバータ19には更に、該リアクトルの他端と1次側の負極(−ライン)の間をオン,オフする昇圧用スイッチング素子,コンバータ19内の2次側コンデンサの正極と前記リアクトルの他端との間をオン,オフする回生用スイッチング素子、および、各スイッチング素子に逆並列に接続された各ダイオードがある。昇圧用スイッチング素子をオン(導通)にすると1次側からリアクトルを介して昇圧用スイッチング素子に電流が流れ、これによりリアクトルが蓄電し、昇圧用スイッチング素子がオフ(非導通)に切換るとリアクトルが昇圧通流用のダイオードを通して2次側コンデンサに高圧放電する。すなわち1次側直流電源の電圧よりも高い電圧を誘起して2次側コンデンサを充電する。昇圧用スイッチング素子のオン,オフを繰り返すことにより、2次側コンデンサの高圧充電が継続する。すなわち、高い電圧で2次側コンデンサが充電される。一定周期でこのオン,オフを繰り返すと、オン期間の長さに応じてリアクトルが蓄積する電力が上昇するので、該一定周期の間のオン時間(オンデューティ:該一定周期に対するオン時間比)を調整することによって、すなわちPWM制御によって、1次側電源18からコンバータ19を介して2次側コンデンサに給電する速度(力行用の給電速度)を調整することが出来る。回生用スイッチング素子をオンにすると、2次側コンデンサの蓄積電力が、回生用スイッチング素子およびリアクトルを通して、1次側の電源18に与えられる(逆給電:回生)。この場合も、一定周期の間の回生用スイッチング素子のオン時間を調整することによって、すなわちPWM制御によって、2次側コンデンサから1次側の電源18に逆給電する速度(回生用の給電速度)を調整することができる。   The converter 19 further includes a step-up switching element for turning on and off between the other end of the reactor and the negative electrode (−line) on the primary side, the positive electrode of the secondary capacitor in the converter 19, and the other end of the reactor. There are regenerative switching elements that are turned on and off, and diodes connected in antiparallel to each switching element. When the step-up switching element is turned on (conductive), a current flows from the primary side to the step-up switching element via the reactor, whereby the reactor accumulates, and when the step-up switching element is turned off (non-conducting), the reactor Discharges to the secondary capacitor through a diode for boosting current. That is, a voltage higher than the voltage of the primary side DC power supply is induced to charge the secondary side capacitor. By repeatedly turning on and off the step-up switching element, high-voltage charging of the secondary side capacitor is continued. That is, the secondary capacitor is charged with a high voltage. If this ON / OFF is repeated at a constant cycle, the power stored in the reactor increases according to the length of the ON period, so the ON time (ON duty: ON time ratio with respect to the fixed cycle) during the fixed cycle is By adjusting, that is, by PWM control, the speed at which power is supplied from the primary power supply 18 to the secondary capacitor via the converter 19 (powering speed for powering) can be adjusted. When the regenerative switching element is turned on, the accumulated power of the secondary side capacitor is supplied to the primary side power supply 18 through the regenerative switching element and the reactor (reverse feeding: regenerative). Also in this case, the speed at which power is reversely fed from the secondary capacitor to the primary power source 18 by adjusting the ON time of the regenerative switching element during a certain period, that is, by PWM control (power feed speed for regeneration). Can be adjusted.

電圧型インバータ20は、ドライブ回路および6個のスイッチングトランジスタを備え、ドライブ回路が並行して発生する6連の駆動信号の各連によって各トランジスタをオン(導通)駆動して、コンバータ19内の2次側コンデンサの直流電圧(コンバータの出力電圧すなわち2次電圧)を3連の、位相差が2π/3の交流電圧、すなわち3相交流電圧に変換して、電気モータ10の3相(U相,V相,W相)のステータコイル11〜13のそれぞれに印加する。これにより電気モータ10のステータコイル11〜13のそれぞれに各相電流iU,iV,iWが流れ、電気モータ10のロータが回転する。PWMパルスによる6個のトランジスタのオン/オフ駆動(スイッチング)に対する電力供給能力を高くしかつ電圧サージを抑制するために、インバータ20の入力ラインである、コンバータ19の2次側出力ラインには、大容量の2次側コンデンサ(コンバータ19内)が接続されている。これに対してコンバータ19内の1次側コンデンサは、小型かつ低コストの小容量のものであり、1次側コンデンサの容量は、2次側コンデンサの容量よりもかなり小さい。コンバータ19内の2次電圧センサが、コンバータ19の2次電圧Vucを検出してモータ制御装置21に与える。電気モータ10のステータコイル11〜13に接続した給電線には、ホールICを用いた電流センサ14〜16が装着されており、それぞれ、各相電流iU,iV,iWを検出し電流検出信号(アナログ電圧)を発生し、モータ制御装置21に与える。   Voltage type inverter 20 includes a drive circuit and six switching transistors, and each transistor is turned on (conducted) by each series of six series of drive signals generated in parallel by the drive circuit. The DC voltage of the secondary capacitor (converter output voltage or secondary voltage) is converted into a triple AC voltage having a phase difference of 2π / 3, that is, a three-phase AC voltage. , V-phase, W-phase) stator coils 11-13. As a result, the respective phase currents iU, iV, iW flow through the stator coils 11 to 13 of the electric motor 10, and the rotor of the electric motor 10 rotates. In order to increase the power supply capability for the on / off drive (switching) of the six transistors by the PWM pulse and suppress the voltage surge, the secondary output line of the converter 19, which is the input line of the inverter 20, A large-capacity secondary capacitor (in the converter 19) is connected. On the other hand, the primary side capacitor in the converter 19 has a small size and low cost, and the capacity of the primary side capacitor is considerably smaller than that of the secondary side capacitor. A secondary voltage sensor in the converter 19 detects the secondary voltage Vuc of the converter 19 and supplies it to the motor control device 21. Current sensors 14 to 16 using Hall ICs are attached to the power supply lines connected to the stator coils 11 to 13 of the electric motor 10. The current sensors 14 to 16 detect the phase currents iU, iV, and iW, respectively. Analog voltage) is generated and applied to the motor controller 21.

図2に、モータ制御装置21の機能構成を示す。モータ制御装置21は、本実施例では、マイクロコンピュータ(以下マイコンと言う)MPUを主体とする電子制御装置であり、マイコンMPUと、インバータ20内のドライブ回路,各相電流センサ,レゾルバ17,コンバータ19内の1次電圧センサおよび2次電圧センサとの間の、図示しないインターフェイス(信号処理回路)を含み、さらに、マイコンと、前記車両上の図示しない車両走行制御システムのメインコントローラとの間の、図示しないインターフェイス(通信回路)も含む。   FIG. 2 shows a functional configuration of the motor control device 21. In this embodiment, the motor control device 21 is an electronic control device mainly composed of a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) MPU, and the microcomputer MPU, a drive circuit in the inverter 20, each phase current sensor, the resolver 17, and a converter. 19 includes an interface (signal processing circuit) (not shown) between the primary voltage sensor and the secondary voltage sensor in 19, and further between the microcomputer and a main controller of the vehicle travel control system (not shown) on the vehicle. Also, an interface (communication circuit) not shown is included.

図2を参照すると、レゾルバ17が与える回転角信号SG θに基づいて、モータ制御装置21内のマイコンMPUが、電気モータ10のロータの回転角度(電気角)θおよび回転速度(角速度)ωを算出する。なお、正確にいうと、電気モータ10のロータの回転角度と電気角とは同一ではないが、両者は比例関係にあり比例係数が電気モータ10の磁極数pによって定まる。また、回転速度と角速度とは同一ではないが、両者も比例関係にあり比例係数が電気モータ10の磁極数pによって定まる。本書においては、回転角度θは電気角を意味する。回転速度ωは角速度を意味するが、回転速度(rpm)を意味する場合もある。   Referring to FIG. 2, based on the rotation angle signal SG θ given by the resolver 17, the microcomputer MPU in the motor control device 21 calculates the rotation angle (electric angle) θ and the rotation speed (angular velocity) ω of the rotor of the electric motor 10. calculate. To be precise, the rotation angle and the electrical angle of the rotor of the electric motor 10 are not the same, but they are in a proportional relationship, and the proportionality coefficient is determined by the number of magnetic poles p of the electric motor 10. Further, although the rotational speed and the angular speed are not the same, both are in a proportional relationship, and the proportionality coefficient is determined by the number of magnetic poles p of the electric motor 10. In this document, the rotation angle θ means an electrical angle. The rotational speed ω means an angular speed, but sometimes means a rotational speed (rpm).

図示しない車両走行制御システムのメインコントローラが、モータ指令トルクTM*をモータ制御装置21のマイコンに与える。なお、該メインコントローラは、前記車両の車速及びアクセル開度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*に対応してモータ指令トルクTM*を発生して、マイコンMPUに与える。マイコンMPUは、電気モータ10の回転速度ωrpmをメインコントローラに出力する。   A main controller of the vehicle travel control system (not shown) gives a motor command torque TM * to the microcomputer of the motor control device 21. The main controller calculates a vehicle request torque TO * based on the vehicle speed and the accelerator opening of the vehicle, generates a motor command torque TM * corresponding to the vehicle request torque TO *, and sends it to the microcomputer MPU. give. The microcomputer MPU outputs the rotation speed ω rpm of the electric motor 10 to the main controller.

モータ制御装置21のマイコンMPUは、トルク指令制限24によって、2次電圧Vucおよび回転速度ωに対応する制限トルクTM*maxを制限トルクテーブル(ルックアップテーブル)から読み出して、指令トルクTM*がTM*maxを超えていると、TM*maxを指令トルクT*に定める。TM*max以下のときには、モータ指令トルクTM*を指令トルクTrefに定める。このような制限を加えて生成した指令トルクTrefが、トルクリプル抑制値演算25および2次目標電圧算出31に与えられる。   The microcomputer MPU of the motor control device 21 reads the limit torque TM * max corresponding to the secondary voltage Vuc and the rotational speed ω from the limit torque table (lookup table) by the torque command limit 24, and the command torque TM * is TM. If * max is exceeded, TM * max is determined as the command torque T *. When it is equal to or less than TM * max, the motor command torque TM * is set to the command torque Tref. The command torque Tref generated by adding such a restriction is given to the torque ripple suppression value calculation 25 and the secondary target voltage calculation 31.

なお、制限トルクテーブルは、2次電圧Vucおよび回転速度の各値をアドレスとし、該各値で電気モータ10に生起させることができる最大トルクを制限トルクTM*maxとして書込んだメモリ領域であり、本実施例ではマイコンMPU内の図示しないRAMの1メモリ領域を意味する。制限トルクTM*maxは、2次電圧Vucが高いほど大きく、低いほど小さい。また、回転速度ωが低いほど大きく、高いほど小さい。   The limit torque table is a memory area in which each value of the secondary voltage Vuc and the rotation speed is used as an address, and the maximum torque that can be generated in the electric motor 10 with each value is written as the limit torque TM * max. In this embodiment, it means one memory area of a RAM (not shown) in the microcomputer MPU. The limit torque TM * max is larger as the secondary voltage Vuc is higher, and is smaller as the secondary voltage Vuc is lower. Further, the lower the rotation speed ω, the larger the value, and the smaller the rotation speed ω.

上記マイコン内には、該制限トルクテーブルのデータTM*maxを書込んだ不揮発性メモリがあり、マイコンに動作電圧が印加されてマイコンが、自身および図1に示すモータ駆動システムを初期化する過程で、不揮発性メモリから読み出してRAMに書き込む。マイコンにはその他の同様なルックアップテーブルが複数あり後に言及するが、これらも、制限トルクテーブルと同様に、不揮発性メモリにあった参照データが書き込まれた、RAM上のメモリ領域を意味する。   In the microcomputer, there is a non-volatile memory in which the limit torque table data TM * max is written, and the microcomputer initializes itself and the motor drive system shown in FIG. 1 when an operating voltage is applied to the microcomputer. Then, the data is read from the nonvolatile memory and written to the RAM. There are a plurality of other similar look-up tables in the microcomputer, which will be described later. These, like the limit torque table, also mean a memory area on the RAM in which the reference data in the nonvolatile memory is written.

トルクリプル抑制値演算25は、トルク指令Tref,回転角度θおよび回転速度ωに対応するトルクリプル抑制値Tsupを算出する。減算26を介して、トルク指令Trefよりトルクリプル抑制値Tsupを減算した値、すなわちトルク指令Trefにトルクリプル抑制値Tsup分の補正を加えた値が、目標トルクTref*として出力演算27に与えられる。トルクリプル抑制値演算25の内容は、図3を参照して後述する。   The torque ripple suppression value calculation 25 calculates a torque ripple suppression value Tsup corresponding to the torque command Tref, the rotation angle θ, and the rotation speed ω. A value obtained by subtracting the torque ripple suppression value Tsup from the torque command Tref, that is, a value obtained by adding a correction for the torque ripple suppression value Tsup to the torque command Tref is given to the output calculation 27 via the subtraction 26 as the target torque Tref *. The contents of the torque ripple suppression value calculation 25 will be described later with reference to FIG.

モータ制御装置21のマイコンMPUは、2次目標電圧算出31において、トルク指令Trefと回転速度ωに基づいて「力行」か「回生」かを判定して、「力行」であると「力行」グループ内の、「回生」であると「回生」グループ内の、トルク指令Trefに割り当てられた2次目標電圧テーブルから、電動機10mの回転速度ωに割り当てられた2次目標電圧Vuc*を読み出す。   In the secondary target voltage calculation 31, the microcomputer MPU of the motor control device 21 determines “powering” or “regeneration” based on the torque command Tref and the rotational speed ω, and if it is “powering”, the “powering” group The secondary target voltage Vuc * assigned to the rotational speed ω of the electric motor 10m is read from the secondary target voltage table assigned to the torque command Tref in the “regeneration” group.

マイコンMPUは、2次目標電圧Vuc*と現在の2次電圧Vucに基づいて、フィードバック制御演算23により、2次電圧Vucを2次目標電圧Vuc*とするための制御出力Pvcを、PWMパルス発生器34に与える。該パルス発生器34は、制御信号Pvcを、力行のときには、コンバータ19の昇圧用(力行用)のスイッチング素子をオン,オフ駆動するPWMパルスPvfに変換して、回生用のスイッチング素子はオフに拘束する信号Pvrと共に、コンバータ19内のドライブ回路に出力する。回生のときには、コンバータ19の回生用のスイッチング素子をオン,オフ駆動するPWMパルスPvrに変換して、昇圧用(力行用)のスイッチング素子はオフに拘束する信号Pvfと共に、ドライブ回路に出力する。ドライブ回路が、信号Pvf,Pvrに基づいてスイッチング素子をオン,オフ又はオフ拘束する。これにより、2次電圧Vucが目標値Vuc*になる。   Based on the secondary target voltage Vuc * and the current secondary voltage Vuc, the microcomputer MPU generates a PWM pulse as a control output PVC for setting the secondary voltage Vuc to the secondary target voltage Vuc * by feedback control calculation 23. Is supplied to the vessel 34. The pulse generator 34 converts the control signal Pvc into a PWM pulse Pvf that drives the boosting (powering) switching element of the converter 19 to be turned on and off during power running, and the regeneration switching element is turned off. The signal is output to the drive circuit in the converter 19 together with the signal Pvr to be restrained. At the time of regeneration, the switching element for regeneration of the converter 19 is converted to a PWM pulse Pvr for driving on and off, and the boosting (powering) switching element is output to the drive circuit together with the signal Pvf constrained to be turned off. The drive circuit turns on, off, or turns off the switching element based on the signals Pvf and Pvr. Thereby, the secondary voltage Vuc becomes the target value Vuc *.

モータ制御装置21のマイコンは、「出力演算」27において、電気モータ10の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、公知のd−q軸モデル上のベクトル制御演算、によるフィードバック制御を行う。そこで該マイコンは、各相電流検出信号iU,iV,iWをデジタル変換して読込み、電流帰還演算にて、公知の固定/回転座標変換である3相/2相変換を用いて、固定座標上の3相電流値iU,iV,iWを、回転座標上のd軸およびq軸の2相電流値id,iqに変換する。   In the “output calculation” 27, the microcomputer of the motor control device 21 uses a d-axis in the direction of the magnetic pole pair in the rotor of the electric motor 10 and a q-axis in the direction perpendicular to the d-axis, respectively. Performs feedback control by vector control calculation on the axis model. Therefore, the microcomputer digitally converts and reads each phase current detection signal iU, iV, iW, and uses a three-phase / two-phase conversion, which is a known fixed / rotating coordinate conversion, in a current feedback calculation to obtain a fixed coordinate. The three-phase current values iU, iV, and iW are converted into the d-phase and q-axis two-phase current values id and iq on the rotation coordinates.

1つのルックアップテーブルである第1高効率トルク曲線テーブルAが出力演算27にあり、この第1高効率トルク曲線テーブルAには、モータ速度ωおよびトルク指令Trefに対応付けられた、各モータ速度で各トルク指令Trefを発生するための各d軸電流値idが書き込まれている。   The first high-efficiency torque curve table A, which is one look-up table, is included in the output calculation 27, and each motor speed associated with the motor speed ω and the torque command Tref is included in the first high-efficiency torque curve table A. Each d-axis current value id for generating each torque command Tref is written.

d軸電流idおよびq軸電流iqの各値に対応して電気モータの出力トルクが定まるが、1つの回転速度値に対して、すなわち同一のモータ回転速度において、同一トルクを出力するためのid,iqの組合せが無数にあり、定トルクカーブ上にある。定トルクカーブ上に、最も電力使用効率が高い(最低電力消費の)id,iqの組合せがあり、そこが高効率トルク点である。複数のトルクカーブ上の高効率トルク点を連ねる曲線が、高効率トルク曲線であって各回転速度に対して存在する。モータの回転速度宛ての高効率トルク曲線上の、与えられたモータ指令トルクTrefの位置のd軸電流idおよびq軸電流iqを目標電流値として電気モータ10の付勢を行うことにより、トルク指令Trefを電気モータ10が出力し、しかもモータ付勢の電力使用効率が高い。   The output torque of the electric motor is determined corresponding to each value of the d-axis current id and the q-axis current iq, but id for outputting the same torque for one rotation speed value, that is, at the same motor rotation speed. , Iq are innumerable and are on a constant torque curve. On the constant torque curve, there is a combination of id and iq with the highest power usage efficiency (lowest power consumption), which is the high efficiency torque point. A curve connecting high efficiency torque points on a plurality of torque curves is a high efficiency torque curve and exists for each rotation speed. By energizing the electric motor 10 with the d-axis current id and the q-axis current iq at the position of the given motor command torque Tref on the high-efficiency torque curve addressed to the rotation speed of the motor as target current values, The electric motor 10 outputs Tref, and the power usage efficiency of the motor energization is high.

本実施例では、高効率トルク曲線を、d軸の値を表す第1高効率トルク曲線Aと、q軸の値を表わす第2高効率トルク曲線Bの、2系統に分け、しかも、第1高効率トルク曲線Aは、力行領域に適用するものと回生領域に適用するものを対にしたものとし、いずれもモータ回転速度と目標トルクに対するd軸目標電流を表すものである。   In this embodiment, the high-efficiency torque curve is divided into two systems: a first high-efficiency torque curve A that represents the d-axis value and a second high-efficiency torque curve B that represents the q-axis value. The high-efficiency torque curve A is a pair of the one applied to the power running region and the one applied to the regeneration region, and both represent the d-axis target current with respect to the motor rotation speed and the target torque.

第1高効率トルク曲線テーブルAは、指令トルクTrefに宛てられた、最低電力消費で目標トルクを発生するためのd軸目標電流を書込んだメモリ領域であり、力行用の力行テーブルA1と、回生用の回生テーブルA2をあわせた1対で構成されている。力行用と回生用のいずれのテーブルを用いるかは、電気モータの回転速度ωと与えられるトルク指令Trefに基づいて、力行か回生かを判定し、判定結果にしたがって決定する。   The first high-efficiency torque curve table A is a memory area in which a d-axis target current for generating a target torque with minimum power consumption, which is addressed to the command torque Tref, is written, and a power running table A1 for power running, It consists of a pair of regeneration tables A2 for regeneration. Whether to use the table for power running or regeneration is determined according to the determination result by determining whether the table is power running or regeneration based on the rotational speed ω of the electric motor and the given torque command Tref.

ただし、電気モータ10の回転速度ωが上昇するのに伴ってステータコイル11〜13に発生する逆起電力が上昇し、コイル11〜13の端子電圧が上昇する。これにともなってインバータ20からコイル11〜13への目標電流の供給が難しくなり、目標とするトルク出力が得られなくなる。この場合、与えられたトルク指令Trefの定トルク曲線上で、曲線に沿ってΔid,Δiq分、d軸電流idおよびq軸電流iqを下げることにより、電力使用効率は低下するが、トルク指令Trefを出力することができる。これが弱め界磁制御といわれている。d軸弱め界磁電流Δidは、界磁調整代演算により生成して、d軸電流指令を算出し、q軸電流指令を算出する。d軸弱め界磁電流Δidは、弱め界磁電流演算28が算出する。その内容は後に説明する。   However, as the rotational speed ω of the electric motor 10 increases, the counter electromotive force generated in the stator coils 11 to 13 increases, and the terminal voltages of the coils 11 to 13 increase. Accordingly, it becomes difficult to supply the target current from the inverter 20 to the coils 11 to 13, and a target torque output cannot be obtained. In this case, on the constant torque curve of the given torque command Tref, by reducing Δid, Δiq, d-axis current id and q-axis current iq along the curve, the power usage efficiency is reduced, but the torque command Tref Can be output. This is called field weakening control. The d-axis field weakening current Δid is generated by field adjustment allowance calculation, calculates a d-axis current command, and calculates a q-axis current command. The d-axis field weakening current Δid is calculated by the field weakening current calculation 28. The contents will be described later.

マイコンMPUは、「出力演算」27の中のd軸電流指令の算出では、トルク指令制限によって決定した指令トルクTrefmに対応して第1高効率トルク曲線テーブルAから読出したd軸電流値idから、d軸弱め界磁電流Δidを減算して、d軸目標電流id*を、id*=−id−Δid、と算出する。   The microcomputer MPU calculates the d-axis current command in the “output calculation” 27 from the d-axis current value id read from the first high efficiency torque curve table A corresponding to the command torque Trefm determined by the torque command limitation. The d-axis field weakening current Δid is subtracted to calculate the d-axis target current id * as id * = − id−Δid.

q軸電流指令の算出では、出力演算27にある第2高効率トルク曲線テーブルBを用いる。第2高効率トルク曲線テーブルBは、高効率トルク曲線の、q軸の値を表わす第2高効率トルク曲線Bを更に、d軸弱め界磁電流Δidと対のq軸弱め界磁電流Δiqを減算したq軸目標電流を表わす曲線に補正し、補正後の第2高効率トルク曲線Bのデータ、を格納したものである。第2高効率トルク曲線テーブルBは、トルク指令Trefおよびd軸弱め界磁電流Δidに宛てられた、最低電力消費で目標トルクを発生するためのd軸目標電流、すなわち、補正後の第2高効率トルク曲線Bの目標電流値、を書込んだメモリ領域であり、これも、力行用の力行テーブルB1と、回生用の回生テーブルB2をあわせた1対で構成されている。力行用と回生用のいずれを用いるかは、電気モータの回転速度ωと指令トルクTrefmに基づいて、力行か回生かを判定し、判定結果にしたがって決定する。   In the calculation of the q-axis current command, the second high efficiency torque curve table B in the output calculation 27 is used. The second high-efficiency torque curve table B further includes a second high-efficiency torque curve B representing the q-axis value of the high-efficiency torque curve, and a d-axis field weakening current Δid and a pair of q-axis field weakening current Δiq. The data is corrected to a curve representing the subtracted q-axis target current, and the data of the corrected second high efficiency torque curve B is stored. The second high-efficiency torque curve table B is a d-axis target current for generating a target torque with minimum power consumption, which is addressed to the torque command Tref and the d-axis field weakening current Δid, that is, a corrected second high This is a memory area in which the target current value of the efficiency torque curve B is written, and this is also composed of a pair of a power running table B1 for power running and a regeneration table B2 for regeneration. Whether to use powering or regenerative power is determined based on the determination result by determining whether it is powering or regenerating based on the rotational speed ω of the electric motor and the command torque Trefm.

q軸電流指令の算出では、指令トルクTrefおよびd軸弱め界磁電流Δidに宛てられたq軸目標電流iq*を、第2高効率トルク曲線テーブルBから読み出してq軸電流指令とする。   In calculating the q-axis current command, the q-axis target current iq * addressed to the command torque Tref and the d-axis field weakening current Δid is read from the second high-efficiency torque curve table B and used as the q-axis current command.

モータ制御装置21のマイコンは、出力演算27にて、d軸目標電流id*とd軸電流idとの電流偏差δid、及びq軸目標電流iq*とq軸電流iqとの電流偏差δiqを算出し、各電流偏差δid,δiqに基づいて、比例制御及び積分制御(フィードバック制御のPI演算)を行い、出力電圧としてのd軸電圧指令値vd*およびq軸電圧指令値vq*を算出する。   In the output calculation 27, the microcomputer of the motor control device 21 calculates a current deviation δid between the d-axis target current id * and the d-axis current id and a current deviation δiq between the q-axis target current iq * and the q-axis current iq. Then, proportional control and integral control (PI calculation of feedback control) are performed based on the current deviations δid and δiq to calculate the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * as output voltages.

次に、回転/固定座標変換である2相/3相変換29にて、回転座標上の目標電圧vd*及びvq*を、2相/3相変換に従って固定座標上の各相目標電圧VU*,VV*,VW*に変換する。これは、電圧制御モードが3相変調であるときには、変調30を介してPWMパルス発生器33に送る。電圧制御モードが3相変調であるときには、変調30の2相変調38で3相変調モードの各相目標電圧VU*,VV*,VW*を2相変調のものに変換してPWMパルス発生器33に送る。電圧モードが、全相を矩形波通電とする1pulseモードであるときには、変調30の1pulse変換で、3相変調モードの各相目標電圧VU*,VV*,VW*を各相矩形波通電とするものに変換してPWMパルス発生器33に与える。   Next, in the two-phase / three-phase conversion 29 that is the rotation / fixed coordinate conversion, the target voltages vd * and vq * on the rotation coordinates are changed to the phase target voltages VU * on the fixed coordinates according to the two-phase / three-phase conversion. , VV *, VW *. This is sent to the PWM pulse generator 33 via the modulation 30 when the voltage control mode is three-phase modulation. When the voltage control mode is a three-phase modulation, the PWM pulse generator converts the phase target voltages VU *, VV * and VW * of the three-phase modulation mode into those of the two-phase modulation by the two-phase modulation 38 of the modulation 30. Send to 33. When the voltage mode is a 1 pulse mode in which all phases are energized with rectangular waves, each phase target voltage VU *, VV *, VW * in the 3-phase modulation mode is energized with each phase rectangular wave by 1 pulse conversion of modulation 30. The signal is converted into a signal and supplied to the PWM pulse generator 33.

PWMパルス発生器33は、3相目標電圧VU*,VV*,VW*が与えられると、それら各値の電圧を出力するための、PWMパルスMU,MV,MWに変換して、電圧型インバータ20内のドライブ回路に出力する。ドライブ回路は、PWMパルスMU,MV,MWに基づいて6連の駆動信号を並行して発生し、各連の駆動信号で、インバータ20の6個のトランジスタのそれぞれをオン/オフする。これにより、電気モータ10のステータコイル11〜13のそれぞれに、VU*,VV*およびVW*が印加され、相電流iU,iVおよびIWが流れる。2相変調モードの各相目標電圧が与えられると、PWMパルス発生器は、2相はPWMパルスを発生し残りの1相はオン又はオフ(定電圧出力)信号とする。1pulse変調モードの各相目標電圧が与えられると、各相を矩形波通電とする通電区間信号を出力する。   The PWM pulse generator 33, when given the three-phase target voltages VU *, VV *, VW *, converts them into PWM pulses MU, MV, MW for outputting the respective voltage values, and a voltage type inverter 20 is output to the drive circuit in 20. The drive circuit generates six series of drive signals in parallel based on the PWM pulses MU, MV, and MW, and turns on / off each of the six transistors of the inverter 20 with each series of drive signals. Thereby, VU *, VV * and VW * are applied to each of the stator coils 11 to 13 of the electric motor 10, and the phase currents iU, iV and IW flow. When each phase target voltage in the two-phase modulation mode is given, the PWM pulse generator generates a PWM pulse for two phases and an on or off (constant voltage output) signal for the remaining one phase. When each phase target voltage in the 1 pulse modulation mode is given, an energization section signal for making each phase a rectangular wave energization is output.

弱め界磁電流演算28は、弱め界磁制御のためのパラメータである電圧飽和指標を算出する。すなわち、d軸電圧指令値vd*及びq軸電圧指令値vq*に基づいて、電圧飽和の程度を表す値として、電圧飽和算定値ΔVを算出し、界磁調整代を算出する。   The field weakening current calculation 28 calculates a voltage saturation index that is a parameter for field weakening control. That is, based on the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq *, the voltage saturation calculation value ΔV is calculated as a value representing the degree of voltage saturation, and the field adjustment allowance is calculated.

界磁調整代の算出では、ΔVを積算し、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弱め界磁制御を行うためのd軸弱め界磁電流Δidを算出し、正の値に設定し、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Δidおよび積算値ΣΔVを零にする。調整値Δidは、d軸電流指令の算出およびq軸電流指令の算出において使用する。   In the calculation of the field adjustment allowance, when ΔV is integrated and the integrated value ΣΔV takes a positive value, the integrated value ΣΔV is multiplied by a proportional constant to calculate a d-axis field weakening current Δid for performing field weakening control. When the voltage saturation calculation value ΔV or the integrated value ΣΔV takes a value less than or equal to zero, the adjustment value Δid and the integrated value ΣΔV are set to zero. The adjustment value Δid is used in the calculation of the d-axis current command and the q-axis current command.

「2相/3相変換」29は、2相/3相変換の過程で電動機目標電圧Vm*を算出する。Vm*=√(Vd*2+Vq*2)、である。この電動機目標電圧Vm*とコンバータ19の2次電圧Vucとから、変調30が、変調比 Mi=Vm*/Vuc* を算出する。変調30は、電動機10のトルク指令Tref,回転速度ωおよび変調比Miに基いて、変調モードを決定し、決定した変調モードに応じて、該変調モードの各相目標電圧を出力する。図2に示し上述した機能の組合せによる電動機制御は、いわゆるベクトル制御である。   “2-phase / 3-phase conversion” 29 calculates the motor target voltage Vm * in the process of 2-phase / 3-phase conversion. Vm * = √ (Vd * 2 + Vq * 2). From the motor target voltage Vm * and the secondary voltage Vuc of the converter 19, the modulation 30 calculates the modulation ratio Mi = Vm * / Vuc *. The modulation 30 determines a modulation mode based on the torque command Tref, the rotation speed ω, and the modulation ratio Mi of the electric motor 10, and outputs each phase target voltage of the modulation mode according to the determined modulation mode. The motor control by the combination of the functions shown in FIG. 2 and described above is so-called vector control.

ここで図2の「トルクリプル抑制値演算」25を採用するに至った経緯を説明する。上述のベクトル制御により、モータトルクに図11に示すトルクリプルを生じこれに車輪が共振することがある。また、微速発進(スロースタート)のときの0〜4Nmの低トルク領域で、トルクリプルが搭乗者(運転者)に不快感又は不安感を与えることがあることが分かった。図11に示すトルクリプルは、モータコイルに印加する駆動電圧の周波数すなわち駆動周波数(基本波)の6次高調波に相当し、しかも、モータトルクの値によって振幅と位相が変化することが分かった。図11上には、位相ゼロ点に楕円丸を付加した。この楕円丸の位置(リプル位相0の点)がモータトルクごとに異なっていることは、モータトルクの値によってリプル位相が変化することを意味する。図12には上記6次高調波のトルクリプルの、トルク指令Tref対応の位相αを示し、図13にはトルク指令Tref対応の振幅Thを示す。上述のベクトル制御で高効率トルク曲線を用いて、トルク指令Trefのトルクを発生するid値とiq値との各種組合せの中で、モータ投与電力が最小となる組合せ(1点)を選択するので、トルク指令Trefの値ごとに、図14に右上がりの太い曲線で示すように、高効率トルク点の界磁角が出力トルク値ごとに変化する。これがトルク指令Tref対応で位相αを変化させていると推察する。   Here, the background to the adoption of the “torque ripple suppression value calculation” 25 of FIG. 2 will be described. Due to the vector control described above, the torque ripple shown in FIG. 11 is generated in the motor torque, and the wheel may resonate with this. Further, it has been found that the torque ripple may give an unpleasant feeling or anxiety to the occupant (driver) in a low torque range of 0 to 4 Nm at the time of slow start (slow start). The torque ripple shown in FIG. 11 corresponds to the frequency of the drive voltage applied to the motor coil, that is, the sixth harmonic of the drive frequency (fundamental wave), and the amplitude and phase change depending on the value of the motor torque. In FIG. 11, an elliptical circle is added to the phase zero point. The position of this elliptical circle (the point of ripple phase 0) being different for each motor torque means that the ripple phase changes depending on the value of the motor torque. FIG. 12 shows the phase α of the sixth harmonic torque ripple corresponding to the torque command Tref, and FIG. 13 shows the amplitude Th corresponding to the torque command Tref. Since a high-efficiency torque curve is used in the vector control described above, a combination (one point) that minimizes the motor administration power is selected from various combinations of the id value and iq value that generate torque of the torque command Tref. For each value of the torque command Tref, the field angle at the high-efficiency torque point changes for each output torque value, as shown by a thick curve rising to the right in FIG. It is assumed that this changes the phase α in response to the torque command Tref.

トルクリプルは図13に示すように、低トルク領域で小さく高トルク領域で大きいが、低トルク領域でのトルク指令Trefに対するトルクリプルの振幅の比は、高トルク領域での同様な比よりも格段に大きいので、低トルク領域でトルクリプルが搭乗者に感じられやすい。また、該低トルク領域は、トルクリプルが被駆動系にもたらした機械的な共振が継続する速度領域を維持するトルク領域でもある。
そこで本実施例では、トルク指令Trefが−T0〜+T0 Nm或いはそれよりやや広い低トルク領域の6次高調波のトルクリプルを抑制するために、トルク指令Tref対応のリプル振幅Th値(図13)を、トルク指令Trefの0〜T1 Nmの範囲で、
Th=k1・Tref+k0、
k1,k0定数、
と直線近似し、これと同様に、トルク指令Tref対応のリプル位相α値(図12)を、トルク指令Trefの−T1〜+T1 Nmの範囲で、
α=α1・Tref、
α1:定数、
と直線近似した。上記範囲の外では直線近似の誤差が拡大するので、これを抑制し、しかもトルクリプル抑制が不要な高トルク指令の領域では、モータ効率低下を回避するためにリプル抑制量を0とするように、トルクリプル抑制量Tsupの演算因数に、図4の(a)に示す、トルク指令対応の制限比Rtを加える。これにより、トルク指令Trefの−T1〜+T1 Nmの範囲では、Thおよびαをパラメータとするリプル抑制量Tsup
Tsup=Th・sin(nθ−α)、
n=6、
が算出されるが、トルク指令Trefの−T0〜+T0 Nmの外側の−T1 Nm以内および+T1 Nm以内の領域ではRtにより近似演算値が次第に抑えられてついには0になり、−T1〜+T1 Nmの外では、リプル抑制量Tsupが0となる。
As shown in FIG. 13, the torque ripple is small in the low torque region and large in the high torque region, but the ratio of the amplitude of the torque ripple to the torque command Tref in the low torque region is much larger than a similar ratio in the high torque region. Therefore, the torque ripple is easily felt by the passenger in the low torque region. The low torque region is also a torque region that maintains a speed region in which the mechanical resonance caused by the torque ripple in the driven system continues.
Therefore, in this embodiment, in order to suppress the torque ripple of the sixth harmonic in the low torque region where the torque command Tref is −T0 to + T0 Nm or slightly wider than that, the ripple amplitude Th value corresponding to the torque command Tref (FIG. 13) is set. In the range of 0 to T1 Nm of the torque command Tref,
Th = k1 · Tref + k0,
k1, k0 constants,
Similarly, the ripple phase α value corresponding to the torque command Tref (FIG. 12) is set in the range of −T1 to + T1 Nm of the torque command Tref.
α = α1 · Tref,
α1: constant,
And a linear approximation. Since the error of the linear approximation increases outside the above range, this is suppressed, and in the region of the high torque command where torque ripple suppression is unnecessary, the ripple suppression amount is set to 0 in order to avoid motor efficiency reduction. A limiting ratio Rt corresponding to the torque command shown in FIG. 4A is added to the calculation factor of the torque ripple suppression amount Tsup. As a result, in the range of -T1 to + T1 Nm of the torque command Tref, the ripple suppression amount Tsup using Th and α as parameters.
Tsup = Th · sin (nθ−α),
n = 6,
Is calculated, but in the regions within −T1 Nm and within + T1 Nm outside −T0 to + T0 Nm of the torque command Tref, the approximate calculation value is gradually suppressed by Rt and finally becomes 0, and −T1 to + T1 Nm Outside of, the ripple suppression amount Tsup is zero.

一方本実施例の電動機制御によれば、電動機10が、N0rpm程度以下の低速度領域でトルクリプルに車輪が共振する可能性があるが、高速度回転では共振する可能性がなくなる。そこで本発明では、トルクリプル抑制量Tsupの演算因数に、図4の(b)に示す回転速度対応の制限比Rnを加える。これにより、回転速度がN0rpm以下の低速度領域ではリプル抑制量Tsupが算出されるが、その外側のN1rpm以内の速度領域では、Rnにより近似演算値Tsupが次第に抑えられてついには0になり、N1rpm以上の高速度領域では、リプル抑制量Tsupが0となる。   On the other hand, according to the motor control of the present embodiment, the motor 10 may resonate with the torque ripple in a low speed region of about N0 rpm or less, but the possibility of resonating at high speed rotation disappears. Therefore, in the present invention, the limiting ratio Rn corresponding to the rotational speed shown in FIG. 4B is added to the calculation factor of the torque ripple suppression amount Tsup. Thereby, the ripple suppression amount Tsup is calculated in the low speed region where the rotational speed is N0 rpm or less, but in the outer speed region within N1 rpm, the approximate calculation value Tsup is gradually suppressed by Rn and finally becomes zero. In the high speed region of N1 rpm or more, the ripple suppression amount Tsup is zero.

図3に、図2上に示した「トルクリプル抑制値算出」25の機能構成を示す。トルク指令Trefに増幅(乗算)41が、上述の位相近似直線の勾配であるα1を乗算して、積すなわちトルクリプルの位相αを出力し、増幅(乗算)42が、回転角度θに、抑制対象のトルクリプルの次数n(本実施例ではn=6)を乗算して、積すなわち位相角nθを出力する。減算43がトルクリプルの瞬時位相角(nθ−α)を算出し、sin関数演算44が、位相角(nθ−α)のsin値 sin(nθ−α) を算出する。   FIG. 3 shows a functional configuration of “torque ripple suppression value calculation” 25 shown in FIG. Amplification (multiplication) 41 multiplies torque command Tref by α1, which is the gradient of the phase approximation line, and outputs a product, that is, torque ripple phase α. Amplification (multiplication) 42 is subject to suppression at rotation angle θ. Is multiplied by the order n of the torque ripple (n = 6 in this embodiment), and the product, that is, the phase angle nθ is output. The subtraction 43 calculates the instantaneous phase angle (nθ−α) of the torque ripple, and the sin function calculation 44 calculates the sin value sin (nθ−α) of the phase angle (nθ−α).

一方、トルク指令Trefに増幅(乗算)45が、上述の振幅近似直線の勾配であるk1を乗算し、その積に加算47が、レジスタ46にある定数k0を加え、トルクリプルの振幅値Thを出力する。メモリに格納した、図4の(a)に示すトルク指令対応の制限比Rt群であるトルク指令対応制限比テーブル48が、トルク指令Tref対応の制限比Rtを出力し、同様な、メモリに格納した、図4の(b)に示す回転速度対応の制限比Rn群である回転速度対応制限比テーブル49が、電動機の回転速度ω対応の制限比Rnを出力し、乗算50が両制限比Rt,Rnの積であるRtn=Rt・Rnを算出し、乗算51がTh・Rtnを算出して、乗算52が、sin(nθ−α)とTh・Rtnとの積を算出し、この積をリプル抑制値Tsupとして、図2の減算26に出力する。
Tsup=Rt・Rn・Th・sin(nθ−α)
であるので、RtおよびRnは、Tsupの因数である。
On the other hand, the amplification (multiplication) 45 multiplies the torque command Tref by k1 which is the gradient of the above-mentioned amplitude approximation line, and the addition 47 adds the constant k0 in the register 46 to output the torque ripple amplitude value Th. To do. The torque command corresponding limit ratio table 48, which is the torque command corresponding limit ratio Rt group shown in FIG. 4A, stored in the memory outputs the limit ratio Rt corresponding to the torque command Tref and stored in the same memory. The rotation speed corresponding limit ratio table 49, which is the rotation speed corresponding limit ratio Rn group shown in FIG. 4B, outputs the limit ratio Rn corresponding to the rotation speed ω of the motor, and the multiplication 50 is the both limit ratio Rt. , Rn, Rtn = Rt · Rn is calculated, Multiply 51 calculates Th · Rtn, Multiply 52 calculates the product of sin (nθ−α) and Th · Rtn, The ripple suppression value Tsup is output to the subtraction 26 in FIG.
Tsup = Rt.Rn.Th.sin (n.theta .-. Alpha.)
Therefore, Rt and Rn are factors of Tsup.

図2に示すマイコンMPUには、CPUの他に、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およびフラッシュメモリが備わっており、ROM又はフラッシュメモリに格納されたプログラム,参照データおよびルックアップテーブルをRAMに書き込んで、該プログラムに基づいて、図2に2点鎖線ブロックで囲んで示す入力処理,演算および出力処理を行う。   In addition to the CPU, the microcomputer MPU shown in FIG. 2 includes RAM, ROM, and flash memory for recording data and various programs, and programs stored in the ROM or flash memory. , The reference data and the lookup table are written in the RAM, and input processing, calculation and output processing shown in FIG. 2 surrounded by a two-dot chain line block are performed based on the program.

図5に、該プログラムに基づいてマイコンMPU(のCPU)が実行するモータ駆動制御MDCの概要を示す。動作電圧が印加されるとマイコンMPUは、自身およびPWMパルス発生器33,34,インバータ20およびコンバータ19の初期化をおこなって、電動機10を駆動するインバータ20を停止待機状態に設定する。そして図示しない車両走行制御システムのメインコントローラからのモータ駆動スタート指示を待つ。モータ駆動スタート指示が与えられると、マイコンMPUは、「開始処理」(ステップS1)によって、内部レジスタに電動機制御の初期値を設定して、「入力読込み」(ステップS2)で、入力信号又はデータを読み込む。すなわち、メインコントローラが与える第1指令トルクTM*,各相電流センサが検出した各相電流値iU,iV,iW、および、レゾルバ17の回転角信号SG θ、をデジタル変換により読込む。   FIG. 5 shows an outline of the motor drive control MDC executed by the microcomputer MPU (or its CPU) based on the program. When the operating voltage is applied, the microcomputer MPU initializes itself, the PWM pulse generators 33 and 34, the inverter 20 and the converter 19, and sets the inverter 20 that drives the motor 10 to a stop standby state. Then, it waits for a motor drive start instruction from a main controller of a vehicle travel control system (not shown). When the motor drive start instruction is given, the microcomputer MPU sets the initial value of the motor control in the internal register by the “start process” (step S1), and the input signal or data by the “input read” (step S2). Is read. That is, the first command torque TM * provided by the main controller, the phase current values iU, iV, iW detected by the phase current sensors, and the rotation angle signal SGθ of the resolver 17 are read by digital conversion.

なお、以下においては、括弧内には、ステップという語を省略して、ステップ番号のみを記す。   In the following, the word “step” is omitted, and only the step number is written in parentheses.

次にマイコンMPUは、読込んだ回転角信号SGθ(回転角データSGθ)に基づいて回転角度θおよび回転速度ωを算出する(S3)。この機能を図2上には、角度,速度演算23として示した。次にマイコンMPUは、読込んだ3相の電流検出信号iU,IV,iWを、3相/2相変換により、2相のd軸電流値idおよびq軸電流値に変換する(S4)。この機能を図2上には、電流帰還22として示した。次にマイコンMPUは、d軸弱め界磁制御を行うためのd軸弱め界磁電流Δidを算出する(S5)。この機能を図2上には、弱め界磁電流演算28として示した。次にマイコンMPUは、読み込んだモータ指令トルクTM*,2次電圧Vucおよび算出した回転速度ωに対応する制限トルクTM*maxを制限トルクテーブルから読み出して、読み込んだモータ指令トルクTM*がTM*maxを超えていると、TM*maxをトルク指令Trefに定める。TM*max以下のときには、読み込んだモータ指令トルクTM*をトルク指令Trefに定める(S6)。この機能を図2上には、トルク指令制限24として示した。   Next, the microcomputer MPU calculates the rotation angle θ and the rotation speed ω based on the read rotation angle signal SGθ (rotation angle data SGθ) (S3). This function is shown as an angle / speed calculation 23 in FIG. Next, the microcomputer MPU converts the read three-phase current detection signals iU, IV, iW into a two-phase d-axis current value id and a q-axis current value by three-phase / two-phase conversion (S4). This function is shown as current feedback 22 in FIG. Next, the microcomputer MPU calculates a d-axis field weakening current Δid for performing d-axis field weakening control (S5). This function is shown as field weakening current calculation 28 in FIG. Next, the microcomputer MPU reads the read motor command torque TM *, the secondary voltage Vuc and the limit torque TM * max corresponding to the calculated rotation speed ω from the limit torque table, and the read motor command torque TM * is TM *. If it exceeds max, TM * max is set in the torque command Tref. When it is equal to or less than TM * max, the read motor command torque TM * is determined as the torque command Tref (S6). This function is shown as a torque command limit 24 in FIG.

次にマイコンMPUは、「2次目標電圧算出」(S7)で、電動機10が「力行」運転か「回生」運転かを判定し、判定結果に対応してグループを選択し、その中の、指令トルクTrefに対応付けられている2次目標電圧テーブルから、現在の回転速度ωに割り当てられている2次目標電圧Vuc*を読み出す。「2次目標電圧算出」(S7)の内容は、上述の、図2に示す2次目標電圧算出31の内容と同様である。次の「2次電圧制御演算」(S8)では、コンバータ19の2次電圧Vucを、2次目標電圧Vuc*とするための制御出力Pvcを生成し、PWMパルス発生器34に与える。この内容は、図2に示すフィードバック制御演算23の内容と同様である。   Next, in the “secondary target voltage calculation” (S7), the microcomputer MPU determines whether the electric motor 10 is in “power running” operation or “regenerative” operation, selects a group corresponding to the determination result, The secondary target voltage Vuc * assigned to the current rotational speed ω is read from the secondary target voltage table associated with the command torque Tref. The content of the “secondary target voltage calculation” (S7) is the same as the content of the secondary target voltage calculation 31 shown in FIG. In the next “secondary voltage control calculation” (S 8), a control output Pvc for setting the secondary voltage Vuc of the converter 19 to the secondary target voltage Vuc * is generated and supplied to the PWM pulse generator 34. This content is the same as the content of the feedback control calculation 23 shown in FIG.

「トルクリプル抑制」(S9)では、図3に示すトルクリプル抑制演算25内のリプル抑制値Tsupの算出と、図2に示す減算26を行って、目標トルクTref*を算出する。「出力演算」(S10)の内容は、上述の、図2に示す出力演算27の内容と同様である。該「出力演算」(S10)で算出したd−q軸の電圧目標値Vd*,Vq*を、3相変調モードの各相目標電圧VU*,VV*,VW*に変換する(S11)。このとき電動機目標電圧Vm*も算出する。つぎの「変調制御」(S12)で、変調比Miを算出し(S13)、変調比Mi,指令トルクTrefおよび回転速度ωに基いて、変調モードを決定する(S14)。変調モードを決定するために参照するパラメータには、トルク指令Tref,回転速度ωおよび変調比Miがある。マイコンMPUには、変調モード(3相変調,2相変調,1pulse)および変調比に対応付けた変調閾値テーブル(ルックアップテーブル)があり、各変調閾値テーブルには、変調モード境界の閾値(目標トルク値および回転速度値)が格納されている。「変調領域判定」(S14)では、マイコンMPUは、現在の変調モード(3相変調,2相変調又は1pulse)と変調比に対応する変調閾値テーブルを選択してそれから、閾値を読み出して、トルク指令Trefおよび回転速度を閾値と対比して、次に採用すべき変調モードを決定する。   In “torque ripple suppression” (S9), the target torque Tref * is calculated by calculating the ripple suppression value Tsup in the torque ripple suppression calculation 25 shown in FIG. 3 and the subtraction 26 shown in FIG. The contents of the “output calculation” (S10) are the same as the contents of the output calculation 27 shown in FIG. The dq-axis voltage target values Vd * and Vq * calculated in the “output calculation” (S10) are converted into the phase target voltages VU *, VV * and VW * in the three-phase modulation mode (S11). At this time, the motor target voltage Vm * is also calculated. In the next “modulation control” (S12), the modulation ratio Mi is calculated (S13), and the modulation mode is determined based on the modulation ratio Mi, the command torque Tref and the rotational speed ω (S14). Parameters referred to for determining the modulation mode include the torque command Tref, the rotational speed ω, and the modulation ratio Mi. The microcomputer MPU has a modulation threshold table (look-up table) associated with a modulation mode (three-phase modulation, two-phase modulation, 1 pulse) and a modulation ratio, and each modulation threshold table has a threshold (target) at the modulation mode boundary. Torque value and rotation speed value) are stored. In the “modulation area determination” (S14), the microcomputer MPU selects a modulation threshold table corresponding to the current modulation mode (three-phase modulation, two-phase modulation, or 1 pulse) and the modulation ratio, and then reads the threshold value to determine the torque. The command Tref and the rotation speed are compared with a threshold value to determine a modulation mode to be adopted next.

次の「出力更新」(S15)では、変調制御(S12)で決定した変調モードの各相目標電圧をPWMパルス発生器33に出力する。次に、次の繰返し処理タイミングになるのを待ってから(S16)、再度「入力読込み」(S2)に進む。そして上述の「入力読込み」(S2)以下の処理を実行する。次の繰返し処理タイミングになるのを待っている間に、システムコントローラから停止指示があると、マイコンMPUはそこでモータ回転付勢のための出力を停止する(S17,S18)。   In the next “output update” (S 15), each phase target voltage in the modulation mode determined in the modulation control (S 12) is output to the PWM pulse generator 33. Next, after waiting for the next repetitive processing timing (S16), the process proceeds to "input reading" (S2) again. Then, the above-described “input reading” (S2) and subsequent processes are executed. If there is a stop instruction from the system controller while waiting for the next repetitive processing timing, the microcomputer MPU stops the output for energizing the motor rotation (S17, S18).

図6に、第1実施例(実施例1)を適用した場合の、トルクリプル低減効果を示す。第1実施例により、−T1〜+T1 Nmのトルク領域の、特に低トルク領域−T0〜+T0 Nmでトルクリプルが大きく抑制されている。−T1〜+T1 Nmの外ではRt=0(図4の(a))により、リプル抑制効果はないが、この外領域ではトルク指令が大きいので、車輪はトルクリプルには共振しない。すなわち、第1実施例は、車輪の共振が継続する可能性が高い低トルク領域のトルクリプルを抑制している。   FIG. 6 shows the torque ripple reduction effect when the first embodiment (embodiment 1) is applied. According to the first embodiment, torque ripple is largely suppressed in the torque region of -T1 to + T1 Nm, particularly in the low torque region -T0 to + T0 Nm. Outside of -T1 to + T1 Nm, Rt = 0 ((a) of FIG. 4) has no ripple suppression effect, but since the torque command is large in this outside region, the wheel does not resonate with the torque ripple. In other words, the first embodiment suppresses torque ripple in the low torque region where there is a high possibility that wheel resonance will continue.

この第1実施例では、回転速度対応の制限比Rnがリプル抑制値Tsupの因数であって、Rnが、図4の(b)に示すように、回転速度がN0rpm以下の低速度領域では1(100%)、その外側のN1rpm以内の速度領域では、1未満で順次に小さくなってついにはN1rpmで0となり、N1rpm以上の高速度領域では0となるので、実効があるリプル抑制値Tsupをトルク指令値Trefに加えるのは、トルクリプルが機械的な共振をもたらす共振速度領域(N0rpm程度以内)だけとなる。該共振速度領域の外では目標トルクTref*がトルク指令Trefそのものであってモータ効率低下はない。すなわち、機械的な共振をもたらすトルクリプルは有効に低減され、しかも無駄なモータ効率低下はなくなる。   In the first embodiment, the limiting ratio Rn corresponding to the rotational speed is a factor of the ripple suppression value Tsup, and Rn is 1 in the low speed region where the rotational speed is N0 rpm or less as shown in FIG. (100%), the speed region within N1 rpm on the outer side thereof becomes smaller in the order of less than 1 and finally becomes 0 at N1 rpm, and becomes 0 in the high speed region above N1 rpm. What is added to the torque command value Tref is only a resonance speed region (within about N0 rpm) in which the torque ripple causes mechanical resonance. Outside the resonance speed region, the target torque Tref * is the torque command Tref itself and there is no reduction in motor efficiency. That is, the torque ripple that causes mechanical resonance is effectively reduced, and there is no unnecessary reduction in motor efficiency.

また、トルク指令対応の制限比Rtがリプル抑制値Tsupの因数であって、Rtが、図4の(a)に示すように、T0 Nm以下のトルク指令Trefでは1(100%)、その外側のT1 Nm以内のトルク領域では、1未満で順次に小さくなってついにはT1 Nmで0となり、T1 Nm以上のトルク領域では0となるので、実効があるリプル抑制値Tsupをトルク指令値Trefに加えるのは、トルクリプルが被駆動系にもたらした機械的な共振が継続する可能性がある速度領域を維持する低トルク領域(T0 Nm程度以内)だけとなる。該低トルク領域の外では目標トルクTref*がトルク指令Trefそのものであってモータ効率低下はない。すなわち、トルクリプルによる機械的な振動或いは共振は有効に低減され、しかも無駄なモータ効率低下はなくなる。   Further, the limit ratio Rt corresponding to the torque command is a factor of the ripple suppression value Tsup, and Rt is 1 (100%) when the torque command Tref is equal to or less than T0 Nm, as shown in FIG. In the torque region within T1 Nm, the value gradually decreases below 1 and finally becomes 0 at T1 Nm, and becomes 0 in the torque region above T1 Nm. Therefore, the effective ripple suppression value Tsup is changed to the torque command value Tref. What is added is only a low torque region (within about T0 Nm) that maintains a speed region in which the mechanical resonance brought about by the torque ripple in the driven system may continue. Outside the low torque region, the target torque Tref * is the torque command Tref itself and there is no reduction in motor efficiency. That is, mechanical vibration or resonance due to torque ripple is effectively reduced, and unnecessary motor efficiency reduction is eliminated.

上述の制限比RnおよびRtをリプル抑制値Tsupの因数とするので、電動機動作が、トルクリプルがドライバに感じられやすく、また、トルクリプルが被駆動系にもたらした機械的な共振が継続する可能性がある速度領域を維持する、低トルク領域(−T0〜+T0 Nm)、又は、前記共振速度領域(0〜N0rpm)にあるときに、トルクリプルを相殺するように、実効があるリプル抑制値がトルク指令値に加えた目標トルクTref*が生成され、該低トルク領域の外かつ共振速度領域の外にあるときは、トルク指令値Trefが目標トルクTref*となる。   Since the above-described limiting ratios Rn and Rt are factors of the ripple suppression value Tsup, the motor operation is likely to cause the torque ripple to be felt by the driver, and the mechanical resonance caused by the torque ripple in the driven system may continue. An effective ripple suppression value is a torque command so as to cancel the torque ripple when maintaining a certain speed region, in a low torque region (-T0 to + T0 Nm), or in the resonance speed region (0 to N0 rpm). When the target torque Tref * added to the value is generated and is outside the low torque region and the resonance speed region, the torque command value Tref becomes the target torque Tref *.

更に本実施例では、トルクリプルの振幅値Thを算出する第1多項式は、前記低トルク領域のトルクリプル振幅値(図13)を近似直線で表す一次関数であり、同様に、トルクリプルの位相αを算出する第2多項式は、前記低トルク領域のトルクリプル位相(図12)を近似直線で表す一次関数であるので、すなわち狭い範囲の直線近似であるので、演算処理が簡素である。よって、モータ制御装置の所要資源を低減することが出来る。直線近似の範囲が狭いので、精度よく振幅値Thおよび位相αを算出することが出来る。   Furthermore, in the present embodiment, the first polynomial for calculating the torque ripple amplitude value Th is a linear function that represents the torque ripple amplitude value in the low torque region (FIG. 13) as an approximate straight line. Similarly, the torque ripple phase α is calculated. Since the second polynomial is a linear function that represents the torque ripple phase (FIG. 12) in the low torque region by an approximate line, that is, a linear approximation of a narrow range, the calculation process is simple. Therefore, the required resources of the motor control device can be reduced. Since the range of linear approximation is narrow, the amplitude value Th and the phase α can be calculated with high accuracy.

なお、「トルクリプル抑制値演算」25には、トルク指令Trefを与えているが、電動機10の出力トルク又は出力トルク推定値を、トルク指令Trefに代えて与えるようにしてもよい。また、電動機10は永久磁石同期電動機であるが、リラクタンス同期電動機にも、本発明を同様に実施できる。   The torque command Tref is given to the “torque ripple suppression value calculation” 25, but the output torque of the electric motor 10 or the estimated output torque value may be given instead of the torque command Tref. Moreover, although the electric motor 10 is a permanent magnet synchronous motor, the present invention can be similarly applied to a reluctance synchronous motor.

第2実施例のハードウエアは上述の第1実施例と同一であり、機能の大要も同様である。しかし第2実施例の「トルクリプル抑制値演算」は、図7に示す「トルクリプル抑制値演算」25aに変更したものである。この「トルクリプル抑制値演算」25aのリプル位相テーブル61は、前述のリプル位相αの近似演算式
α=α1・Tref、
α1:定数、
で算出しメモリに格納した、−T1〜+T1 Nmの領域のトルク指令Tref対応のリプル位相値群であり、与えられたトルク指令Trefに対応付けられているリプル位相値αを出力する。リプル振幅テーブル62は、前述のリプル振幅Thの近似演算式
Th=k1・Tref+k0、
k1,k0:定数、
で算出しメモリに格納した、0〜T1 Nmの領域のトルク指令Tref対応のリプル振幅値群であり、与えられたトルク指令Trefに対応付けられているリプル振幅値Thを出力する。「トルクリプル抑制値演算」25aのその他の機能は、第1実施例の「トルクリプル抑制値演算」25と同様であり、第1実施例と実質的に同一のリプル抑制値Tsupを出力する。第2実施例のその他の構成および機能は、第1実施例と同じである。
The hardware of the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and the functions are the same. However, “torque ripple suppression value calculation” of the second embodiment is changed to “torque ripple suppression value calculation” 25a shown in FIG. The ripple phase table 61 of this “torque ripple suppression value calculation” 25a has the above approximate calculation formula of the ripple phase α α = α1 · Tref,
α1: constant,
The ripple phase value α corresponding to the torque command Tref in the region of −T1 to + T1 Nm calculated in step S1 and stored in the memory, and the ripple phase value α associated with the given torque command Tref is output. The ripple amplitude table 62 is an approximation formula for the ripple amplitude Th described above Th = k1 · Tref + k0,
k1, k0: constants,
The ripple amplitude value Th corresponding to the torque command Tref in the range of 0 to T1 Nm calculated in step S1 and stored in the memory is output, and the ripple amplitude value Th associated with the given torque command Tref is output. Other functions of the “torque ripple suppression value calculation” 25a are the same as the “torque ripple suppression value calculation” 25 of the first embodiment, and output the ripple suppression value Tsup substantially the same as that of the first embodiment. Other configurations and functions of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

第3実施例のハードウエアは上述の第1実施例と同一であり、機能の大要も同様である。しかし第3実施例の「トルクリプル抑制」は、6次のリプル近似関数を用いてトルク指令Trefの全領域でリプル振幅Thおよび位相αを算出する、図8に示す「トルクリプル抑制」S9aに変更し、トルク指令対応制限比テーブル48は省略したものである。第3実施例の「トルクリプル抑制」S9aは、図5に示す「トルクリプル抑制」(S9)に置換されるものである。すなわち第3実施例のモータ駆動制御MDCは、図5に示す第1実施例のモータ駆動制御MDCの中の「トルクリプル抑制」S9を、図8に示す「トルクリプル抑制」S9aに変更したものである。   The hardware of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the outline of the function is the same. However, the “torque ripple suppression” of the third embodiment is changed to “torque ripple suppression” S9a shown in FIG. 8 in which the ripple amplitude Th and the phase α are calculated in the entire region of the torque command Tref using a sixth-order ripple approximation function. The torque command corresponding limit ratio table 48 is omitted. “Torque ripple suppression” S9a of the third embodiment is replaced with “torque ripple suppression” (S9) shown in FIG. That is, the motor drive control MDC of the third embodiment is obtained by changing “torque ripple suppression” S9 in the motor drive control MDC of the first embodiment shown in FIG. 5 to “torque ripple suppression” S9a shown in FIG. .

図8を参照する。「トルクリプル抑制」S9aに進むと第2実施例のモータ制御装置のマイコンMPUは、回転速度対応制限比テーブル49からトルク指令Tref対応の制限比Rn(図4の(b))を読み出す(S21)。読み出したRnが0以下であると、目標トルクTref*をトルク指令Trefとする(S22,S28)。   Please refer to FIG. When the process proceeds to "torque ripple suppression" S9a, the microcomputer MPU of the motor control device of the second embodiment reads the limit ratio Rn (FIG. 4B) corresponding to the torque command Tref from the rotation speed corresponding limit ratio table 49 (S21). . If the read Rn is 0 or less, the target torque Tref * is set as the torque command Tref (S22, S28).

読み出したRnが0を超える値であると、リプル振幅(図6の参考例1)を近似した6次関数
Th=k6・Tref6+k5・Tref5+k4・Tref4+k3・Tref3+k2・Tref2+k1・Tref1+k0
k6〜k0:定数
を用いてトルク指令Tref対応のリプル振幅値Thを算出し(S22,S23)、同様に、リプル位相(図12の曲線)を近似した6次関数
α=α6・Tref6+α5・Tref5+α4・Tref4+α3・Tref3+α2・Tref2+α1・Tref1+α0
α6〜α0:定数
を用いてトルク指令Tref対応のリプル位相値αを算出する(S24)。算出したリプル位相値αを用いて、sin(nθ−α)を算出する(S25)。nは抑制対象のトルクリプルの次数であり、本実施例ではn=6である。そしてリプル抑制値Tsupを次のように算出し(S26)、目標トルクTref*を次のように算出する(S27):
Tsup=Rn・Th・sin(nθ−α)
Tref*=Tref−Tsup
本実施例では、トルク指令Trefの全領域でリプル抑制値Tsupを算出するが、回転速度対応の制限比Rnがリプル抑制値Tsupの因数であり、Rnが、図4の(b)に示すように、回転速度がN0rpm以下の低速度領域では1(100%)、その外側の100rpm以内の速度領域では、1未満で順次に小さくなってついにはN1rpmで0となり、N1rpm以上の高速度領域では0となるので、実効があるリプル抑制値Tsupをトルク指令値Trefに加えるのは、トルクリプルが機械的な共振をもたらす共振速度領域(N0rpm程度以内)だけとなる。該共振速度領域の外では目標トルクTref*がトルク指令Trefそのものであってモータ効率低下はない。すなわち、機械的な共振をもたらすトルクリプルは有効に低減され、しかも無駄なモータ効率低下はなくなる。また、Rnが0となるN1rpm以上の回転速度では、前記6次関数を用いるThおよびαの算出は実行しないので、高速領域での演算処理負荷は低い。
If the read Rn is greater than 0, the sixth-order function Th = k6 · Tref6 + k5 · Tref5 + k4 · Tref4 + k3 · Tref3 + k2 · Tref2 + k1 · Tref1 + k0 approximating the ripple amplitude (reference example 1 in FIG. 6)
k6 to k0: A ripple amplitude value Th corresponding to the torque command Tref is calculated using a constant (S22, S23), and similarly, a sixth-order function α = α6 · Tref6 + α5 · Tref5 + α4 approximating the ripple phase (curve in FIG. 12)・ Tref4 + α3 ・ Tref3 + α2 ・ Tref2 + α1 ・ Tref1 + α0
α6 to α0: A ripple phase value α corresponding to the torque command Tref is calculated using a constant (S24). Using the calculated ripple phase value α, sin (nθ−α) is calculated (S25). n is the order of the torque ripple to be suppressed. In this embodiment, n = 6. Then, the ripple suppression value Tsup is calculated as follows (S26), and the target torque Tref * is calculated as follows (S27):
Tsup = Rn, Th, sin (nθ-α)
Tref * = Tref−Tsup
In the present embodiment, the ripple suppression value Tsup is calculated in the entire range of the torque command Tref, but the limiting ratio Rn corresponding to the rotational speed is a factor of the ripple suppression value Tsup, and Rn is as shown in FIG. In addition, 1 (100%) in the low speed region where the rotational speed is N0 rpm or less, and in the outer speed region within 100 rpm, it gradually decreases below 1 and finally becomes 0 at N1 rpm, and in the high speed region above N1 rpm. Therefore, the effective ripple suppression value Tsup is added to the torque command value Tref only in the resonance speed region (within about N0 rpm) where the torque ripple causes mechanical resonance. Outside the resonance speed region, the target torque Tref * is the torque command Tref itself and there is no reduction in motor efficiency. That is, the torque ripple that causes mechanical resonance is effectively reduced, and there is no unnecessary reduction in motor efficiency. Further, at the rotational speed of N1 rpm or higher where Rn is 0, Th and α are not calculated using the sixth-order function, so the calculation processing load in the high speed region is low.

図9に、上記第3実施例によるトルクリプル低減効果を示す。なお、本発明者のシミュレーション(机上計算)によれば、2次の近似関数を用いても、第3実施例よりはリプル抑制効果はやや劣るが、低トルク領域、特に−T0〜+T0Nm、においては第3実施例と同様な、十分なリプル抑制効果が得られる。すなわち、2次以上の近似関数を用いれば、車輪の共振を防止するに十分なリプル抑制効果が得られる。   FIG. 9 shows the torque ripple reduction effect of the third embodiment. According to the inventor's simulation (desktop calculation), even if a quadratic approximate function is used, the ripple suppression effect is slightly inferior to that of the third embodiment, but in the low torque region, particularly in −T0 to + T0Nm. As in the third embodiment, a sufficient ripple suppressing effect can be obtained. That is, if a second-order or higher approximation function is used, a ripple suppression effect sufficient to prevent the resonance of the wheel can be obtained.

第4実施例のハードウエアは上述の第3実施例と同一であり、機能の大要も同様である。しかし第4実施例の「トルクリプル抑制」は、図10に示す「トルクリプル抑制値演算」25bに変更したものである。この「トルクリプル抑制値演算」25bのリプル位相テーブル61aは、前述のリプル位相αの6次の近似演算式
α=α6・Tref6+α5・Tref5+α4・Tref4+α3・Tref3+α2・Tref2+α1・Tref1+α0
で算出しメモリに格納した、トルク指令全領域のトルク指令Tref対応のリプル位相値群であり、与えられたトルク指令Trefに対応付けられているリプル位相値αを出力する。リプル振幅テーブル62aは、前述のリプル振幅Thの6次の近似演算式
Th=k6・Tref6+k5・Tref5+k4・Tref4+k3・Tref3+k2・Tref2+k1・Tref1+k0
で算出しメモリに格納した、トルク指令全領域のトルク指令Tref対応のリプル振幅値群であり、与えられたトルク指令Trefに対応付けられているリプル振幅値Thを出力する。「トルクリプル抑制値演算」25bのその他の機能は、第3実施例の「トルクリプル抑制」S9aと同様であり、第3実施例と実質的に同一のリプル抑制値Tsupを出力する。第4実施例のその他の構成および機能は、第1実施例と同じである。
The hardware of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment described above, and the functions are the same. However, “torque ripple suppression” in the fourth embodiment is changed to “torque ripple suppression value calculation” 25b shown in FIG. The ripple phase table 61a of the “torque ripple suppression value calculation” 25b has a sixth-order approximation formula α = α6 · Tref6 + α5 · Tref5 + α4 · Tref4 + α3 · Tref3 + α2 · Tref2 + α1 · Tref1 + α0
The ripple phase value α corresponding to the torque command Tref of the entire torque command region calculated and stored in the memory and outputting the ripple phase value α associated with the given torque command Tref is output. The ripple amplitude table 62a is a sixth-order approximation formula Th = k6 · Tref6 + k5 · Tref5 + k4 · Tref3 + k3 · Tref3 + k2 · Tref2 + k1 · Tref1 + k0.
The ripple amplitude value Th corresponding to the torque command Tref of the entire torque command region calculated in step S1 and stored in the memory is output and the ripple amplitude value Th associated with the given torque command Tref is output. Other functions of the “torque ripple suppression value calculation” 25b are the same as those of the “torque ripple suppression” S9a of the third embodiment, and output substantially the same ripple suppression value Tsup as that of the third embodiment. Other configurations and functions of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment.

本発明の第1実施例の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of 1st Example of this invention. 図1に示すモータ制御装置21の機能構成の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of a function structure of the motor control apparatus 21 shown in FIG. 図2に示すトルクリプル抑制値演算25の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the torque ripple suppression value calculation 25 shown in FIG. (a)および(b)は、図3に示すトルク対応の制限比テーブル48および回転速度対応の制限比テーブルに格納した制限比RtおよびRnを示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the limiting ratios Rt and Rn stored in the limiting ratio table 48 for torque and the limiting ratio table for rotational speed shown in FIG. 図2に示すマイコンMPUのモータ制御の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the motor control of the microcomputer MPU shown in FIG. 第1実施例(実施例1)のトルク抑制効果を示すグラフである。It is a graph which shows the torque suppression effect of 1st Example (Example 1). 第2実施例のトルクリプル抑制値演算25aの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the torque ripple suppression value calculation 25a of 2nd Example. 第3実施例の「トルクリプル抑制」(S9a)の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of "torque ripple suppression" (S9a) of 3rd Example. 第3実施例(実施例3)のトルク抑制効果を示すグラフである。It is a graph which shows the torque suppression effect of 3rd Example (Example 3). 第4実施例のトルクリプル抑制値演算25bの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the torque ripple suppression value calculation 25b of 4th Example. 図1に示す電動機10の、トルクリプル抑制がないときのトルクリプルを示すグラフである。It is a graph which shows a torque ripple when there is no torque ripple suppression of the electric motor 10 shown in FIG. 図1に示す電動機10の、トルクリプル抑制がないときのリプル位相と近似直線を示すグラフである。It is a graph which shows a ripple phase and an approximate line when there is no torque ripple suppression of the electric motor 10 shown in FIG. 図1に示す電動機10の、トルクリプル抑制がないときのリプル振幅と近似直線を示すグラフである。It is a graph which shows a ripple amplitude and an approximate line when there is no torque ripple suppression of the electric motor 10 shown in FIG. 図2に示すマイコンMPUが実効するベクトル制御で用いる高効率トルク曲線(右上がりの太い実線)と界磁角との関係を示すグラフである。におけるIt is a graph which shows the relationship between the high efficiency torque curve (thick solid line which goes up to the right) used in vector control which microcomputer MPU shown in FIG. In

符号の説明Explanation of symbols

10:電気モータ
11〜13:3相のステータコイル
17:レゾルバ
18:車両上のバッテリ
Vdc:1次電圧(バッテリ電圧)
Vuc:2次電圧(昇圧電圧)
10: Electric motors 11-13: Three-phase stator coil 17: Resolver 18: Battery Vdc on vehicle: Primary voltage (battery voltage)
Vuc: secondary voltage (boost voltage)

Claims (12)

直流電源;該直流電源と電動機との間の電力のやり取りを制御するインバータ;および、前記電動機の目標トルクおよび回転速度に基づいて、該電動機の出力トルクを前記目標トルクにするように、前記インバータを制御するモータ制御手段;を備える電動機制御装置において、
前記電動機のトルクリプルの、電動機トルク対応の振幅値および位相値、ならびに前記電動機の回転角、に対応するリプル抑制値を導出する手段;および、
前記トルクリプルが被駆動系に機械的な共振をもたらす共振速度領域では、前記トルクリプルを相殺するように前記リプル抑制値をトルク指令値に加えた前記目標トルクを生成し、前記共振速度領域の外ではトルク指令値を前記目標トルクとする目標トルク補正手段;
を備えることを特徴とする、電動機制御装置。
A DC power supply; an inverter that controls the exchange of electric power between the DC power supply and the motor; and the inverter so that the output torque of the motor becomes the target torque based on the target torque and rotation speed of the motor. A motor control means for controlling the motor;
Means for deriving a ripple suppression value corresponding to an amplitude value and a phase value of the torque ripple of the motor corresponding to the motor torque, and a rotation angle of the motor; and
In the resonance speed region where the torque ripple causes mechanical resonance in the driven system, the target torque is generated by adding the ripple suppression value to the torque command value so as to cancel the torque ripple, and outside the resonance speed region. Target torque correction means using the torque command value as the target torque;
An electric motor control device comprising:
前記リプル抑制値を導出する手段は、
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の振幅値を近似表現する第1多項式に基づいて該振幅値を算出する、振幅値算出手段;
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の位相値を近似表現する第2多項式に基づいて該位相値を算出し、前記電動機の回転の電気角での、算出した位相値を持つ前記トルクリプルの振動値を算出する振動値算出手段;および、
該振動値と前記振幅値との積を因数とするリプル抑制値を算出する抑制値算出手段;
を備える請求項1に記載の電動機制御装置。
The means for deriving the ripple suppression value is
An amplitude value calculating means for calculating the amplitude value based on a first polynomial that approximates an amplitude value corresponding to the torque of the torque ripple of the electric motor;
The phase value of the torque ripple of the motor is calculated based on a second polynomial that approximates the phase value corresponding to the torque, and the vibration value of the torque ripple having the calculated phase value at the electrical angle of rotation of the motor is calculated. Vibration value calculating means for calculating; and
Suppression value calculation means for calculating a ripple suppression value whose factor is the product of the vibration value and the amplitude value;
An electric motor control device according to claim 1.
前記リプル抑制値を導出する手段は、
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の振幅値を近似表現する第1多項式に基づいて算出した振幅値群でなる、メモリ手段上の振幅テーブル;
前記電動機のトルクリプルの、トルク対応の位相値を近似表現する第2多項式に基づいて算出した位相値群でなる、メモリ手段上の位相テーブル;
前記電動機のトルクに対応する位相値および振幅値を前記位相テーブルおよび振幅テーブルから読み出し、前記電動機の回転の電気角での、算出した位相値を持つ前記トルクリプルの振動値を算出する振動値算出手段;および、
該振動値および前記振幅値を因数とするリプル抑制値を算出する抑制値算出手段;
を備える請求項1に記載の電動機制御装置。
The means for deriving the ripple suppression value is
An amplitude table on the memory means, comprising amplitude value groups calculated based on a first polynomial that approximates an amplitude value corresponding to torque of the torque ripple of the motor;
A phase table on a memory means comprising a phase value group calculated based on a second polynomial that approximates a phase value corresponding to torque of the torque ripple of the motor;
A vibration value calculation means for reading a phase value and an amplitude value corresponding to the torque of the motor from the phase table and the amplitude table, and calculating a vibration value of the torque ripple having the calculated phase value at an electrical angle of rotation of the motor. ;and,
Suppression value calculation means for calculating a ripple suppression value with the vibration value and the amplitude value as factors;
An electric motor control device according to claim 1.
前記リプル抑制値を導出する手段は、電動機動作が前記共振速度領域の外では、前記リプル抑制値の算出は実行しない;請求項1乃至3のいずれか1つに記載の電動機制御装置。   The motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the means for deriving the ripple suppression value does not execute the calculation of the ripple suppression value when the motor operation is outside the resonance speed region. 前記目標トルク補正手段は、電動機動作が、前記トルクリプルが被駆動系に機械的な共振速度領域を維持させる所定トルク領域、又は、前記共振速度領域にあるときに、前記トルクリプルを相殺するように前記リプル抑制値をトルク指令値に加えた前記目標トルクを生成し、前記所定トルク領域の外かつ前記共振速度領域の外にあるときはトルク指令値を前記目標トルクとする;請求項1乃至3のいずれか1つに記載の電動機制御装置。   The target torque correction means is configured to cancel the torque ripple when the motor operation is in a predetermined torque region in which the torque ripple is maintained in a mechanical resonance speed region in the driven system or in the resonance speed region. 4. The target torque is generated by adding a ripple suppression value to a torque command value. When the target torque is outside the predetermined torque region and outside the resonance speed region, the torque command value is set as the target torque. The electric motor control device according to any one of the above. 第1多項式は、前記所定トルク領域の前記振幅値を近似直線で表す一次関数である;請求項5に記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 5, wherein the first polynomial is a linear function that represents the amplitude value of the predetermined torque region by an approximate line. 第2多項式は、前記所定トルク領域の前記位相値を近似直線で表す一次関数である;請求項5に記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 5, wherein the second polynomial is a linear function that represents the phase value of the predetermined torque region by an approximate line. 第1多項式は、トルク対応の振幅値を近似表現する2次以上の多項式である;請求項2又は3に記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 2 or 3, wherein the first polynomial is a second or higher order polynomial that approximates an amplitude value corresponding to torque. 第2多項式は、トルク対応の位相値を近似表現する2次以上の多項式である;請求項2又は3に記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 2 or 3, wherein the second polynomial is a second or higher order polynomial that approximates a phase value corresponding to torque. 前記所定トルク領域は、低トルク領域である;請求項5,6又は7に記載の電動機制御装置。   The electric motor control device according to claim 5, 6 or 7, wherein the predetermined torque region is a low torque region. 前記共振速度領域は、所定の低速度領域である;請求項1又は4に記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 1 or 4, wherein the resonance speed region is a predetermined low speed region. 前記トルクリプルは、前記電動機に対する前記インバータの出力周波数の6次高調波の周波数である;請求項1に記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the torque ripple is a sixth harmonic frequency of an output frequency of the inverter with respect to the motor.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011050118A (en) * 2009-08-25 2011-03-10 Meidensha Corp System for suppressing torque ripple of electric motor
JP2011135645A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Fanuc Ltd Motor control unit including cogging torque correction amount calculation function
JP2012110111A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Toyo Electric Mfg Co Ltd Motor controller
WO2012133220A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Control device
US8766578B2 (en) 2012-02-27 2014-07-01 Canadian Space Agency Method and apparatus for high velocity ripple suppression of brushless DC motors having limited drive/amplifier bandwidth
WO2014119492A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-07 Ntn株式会社 Synchronous motor control device for electric automobile
JP2015077066A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 現代自動車株式会社 System for controlling motor of environmentally-friendly vehicle
WO2015059784A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-30 三菱電機株式会社 Motor control device and motor control method
JP2015204649A (en) * 2014-04-11 2015-11-16 三菱電機株式会社 Motor control device for electric vehicle
WO2017119432A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Ntn株式会社 Motor drive device
CN111108680A (en) * 2017-08-04 2020-05-05 邦奇动力有限责任公司 Controller system and method for operating a polyphase switched reluctance machine and a correction unit
US20220227239A1 (en) * 2021-01-19 2022-07-21 GM Global Technology Operations LLC Open-loop vehicle propulsion control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002223582A (en) * 2001-01-26 2002-08-09 Hitachi Ltd Apparatus and method for controlling permanent magnet type synchronous motor
JP2004215399A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Yaskawa Electric Corp Motor control method and controlling equipment
JP2007274779A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Aisin Aw Co Ltd Electromotive drive control device, and electromotive drive control method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002223582A (en) * 2001-01-26 2002-08-09 Hitachi Ltd Apparatus and method for controlling permanent magnet type synchronous motor
JP2004215399A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Yaskawa Electric Corp Motor control method and controlling equipment
JP2007274779A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Aisin Aw Co Ltd Electromotive drive control device, and electromotive drive control method

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011050118A (en) * 2009-08-25 2011-03-10 Meidensha Corp System for suppressing torque ripple of electric motor
JP2011135645A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Fanuc Ltd Motor control unit including cogging torque correction amount calculation function
US8058827B2 (en) 2009-12-22 2011-11-15 Fanuc Ltd Motor control apparatus having a function to calculate amount of cogging torque compensation
JP2012110111A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Toyo Electric Mfg Co Ltd Motor controller
US9018870B2 (en) 2011-03-25 2015-04-28 Aisin Aw Co., Ltd. Control device
WO2012133220A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Control device
CN103339004A (en) * 2011-03-25 2013-10-02 爱信艾达株式会社 Control device
CN103339004B (en) * 2011-03-25 2016-06-15 爱信艾达株式会社 Control device
JP5590428B2 (en) * 2011-03-25 2014-09-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Control device
US8766578B2 (en) 2012-02-27 2014-07-01 Canadian Space Agency Method and apparatus for high velocity ripple suppression of brushless DC motors having limited drive/amplifier bandwidth
CN104937834B (en) * 2013-01-31 2018-03-27 Ntn株式会社 The control device of synchronous motor used for electric vehicle
US9787230B2 (en) 2013-01-31 2017-10-10 Ntn Corporation Synchronous motor control device for electric automobile
CN104937834A (en) * 2013-01-31 2015-09-23 Ntn株式会社 Synchronous motor control device for electric automobile
WO2014119492A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-07 Ntn株式会社 Synchronous motor control device for electric automobile
JP2014150604A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Ntn Corp Synchronous motor controller for electric vehicle
JP2015077066A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 現代自動車株式会社 System for controlling motor of environmentally-friendly vehicle
US10116241B2 (en) 2013-10-23 2018-10-30 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device and motor control method
JP6037364B2 (en) * 2013-10-23 2016-12-07 三菱電機株式会社 Motor control device and motor control method
CN105723610A (en) * 2013-10-23 2016-06-29 三菱电机株式会社 Motor control device and motor control method
WO2015059784A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-30 三菱電機株式会社 Motor control device and motor control method
JP2015204649A (en) * 2014-04-11 2015-11-16 三菱電機株式会社 Motor control device for electric vehicle
WO2017119432A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Ntn株式会社 Motor drive device
JP2017123726A (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Ntn株式会社 Electric motor device
CN108432125A (en) * 2016-01-07 2018-08-21 Ntn株式会社 Motor drive
US10457157B2 (en) 2016-01-07 2019-10-29 Ntn Corporation Motor drive device
CN111108680A (en) * 2017-08-04 2020-05-05 邦奇动力有限责任公司 Controller system and method for operating a polyphase switched reluctance machine and a correction unit
US20220227239A1 (en) * 2021-01-19 2022-07-21 GM Global Technology Operations LLC Open-loop vehicle propulsion control
US11964567B2 (en) * 2021-01-19 2024-04-23 GM Global Technology Operations LLC Open-loop vehicle propulsion control

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