JP2011067010A - Motor drive of vehicle - Google Patents

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堅滋 山田
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隼史 山川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive of a vehicle having improved energy efficiency while maintaining stability of motor control. <P>SOLUTION: The motor drive of a vehicle is provided with a voltage converter 12, and a controller 30 controlling an inverter 14 by using rectangular wave control mode and overmodulation control mode and switching a control mode from the rectangular wave control mode to the overmodulation control mode based on whether a relation between an actual current value of a motor M1 and a current command value when the overmodulation control mode is applied satisfies a switching condition or not. The controller 30 changes the switching condition so that the control mode is easily switched just after the voltage converter 12 starts a boosting operation, as compared to a normal state. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は車両のモータ駆動装置に関し、より特定的には、切替可能な複数の制御モードを有する車両のモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a vehicle motor drive device, and more particularly to a vehicle motor drive device having a plurality of switchable control modes.

直流電圧をインバータによって交流電圧に変換して車両のモータを駆動制御する構成が一般的に用いられている。このような構成では、モータを高効率に駆動するために、一般的にはベクトル制御に基づくパルス幅変調(PWM)に従ってモータ電流が制御される。また、モータ出力を向上するために、矩形波電圧をモータに印加して駆動制御する矩形波電圧位相制御モードとPWM制御に従ったPWM電流制御モードとを切り替えてモータを制御する構成が、たとえば特開2007−306699号公報に示すように知られている。   A configuration in which a DC motor is driven and controlled by converting a DC voltage into an AC voltage by an inverter is generally used. In such a configuration, in order to drive the motor with high efficiency, the motor current is generally controlled according to pulse width modulation (PWM) based on vector control. In addition, in order to improve the motor output, a configuration in which the motor is controlled by switching between a rectangular wave voltage phase control mode in which a rectangular wave voltage is applied to the motor for driving control and a PWM current control mode in accordance with the PWM control, for example, It is known as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-306699.

この文献に開示されたモータの駆動制御装置では、基本的に、モータの状態、より具体的にはその電圧振幅や電流位相に基づいてPWM電流制御モード(以下、単にPWM制御モードとも称する)および矩形波電圧位相制御モード(以下、単に矩形波電圧制御モードとも称する)の間のモード切替判定が実行される。   In the motor drive control device disclosed in this document, basically, a PWM current control mode (hereinafter also simply referred to as a PWM control mode) and a motor state, more specifically, based on the voltage amplitude and current phase thereof, and Mode switching determination during the rectangular wave voltage phase control mode (hereinafter also simply referred to as a rectangular wave voltage control mode) is executed.

特開2007−306699号公報JP 2007-306699 A 特開2007−020383号公報JP 2007-020383 A 特開2008−253000号公報JP 2008-253000 A

モータを駆動する場合、直流電源の電圧を電圧コンバータで昇圧してインバータに供給する構成も知られている。このようなインバータの電圧を可変に制御する構成では、矩形波電圧制御モード実行中にインバータの電圧を変化させると、矩形波が歪んでしまい三相コイルに印加される電圧にアンバランスが生じる。するとモータのU,V,W相の電流にオフセットが発生してしまう。そのため、矩形波制御モードでは、インバータの電圧を最大昇圧電圧に固定することが一般的であった。この場合、電圧コンバータを用いてインバータの電圧を変更するときにはPWM制御モードで行なう。   When driving a motor, a configuration is also known in which the voltage of a DC power supply is boosted by a voltage converter and supplied to an inverter. In such a configuration in which the voltage of the inverter is variably controlled, if the voltage of the inverter is changed during execution of the rectangular wave voltage control mode, the rectangular wave is distorted and an imbalance occurs in the voltage applied to the three-phase coil. Then, an offset occurs in the currents of the U, V, and W phases of the motor. Therefore, in the rectangular wave control mode, the inverter voltage is generally fixed at the maximum boosted voltage. In this case, when the voltage of the inverter is changed using the voltage converter, it is performed in the PWM control mode.

近年、技術の進歩に伴いインバータに対する細かな制御も可能となってきている。そこで、電圧コンバータでインバータ電圧の変更中であっても矩形波制御モードを適用し、スイッチング損を低減させエネルギ効率をさらに向上させることについても可能性がある。これは、ハイブリッド自動車では燃費向上につながり、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車では、充電電力による航続距離の拡大につながる。   In recent years, fine control over inverters has become possible as technology advances. Therefore, there is a possibility that the rectangular wave control mode is applied even when the inverter voltage is being changed by the voltage converter to reduce the switching loss and further improve the energy efficiency. This leads to improved fuel efficiency in hybrid vehicles, and extended cruising distance by charging power in electric vehicles and plug-in hybrid vehicles.

しかしながら、インバータ電圧を電圧コンバータで昇圧開始する直後は、モータ電流のdq軸電流値は正方向に大きく変化する。この変化が大きい場合には、矩形波制御モードではトルク乱れ(トルク不足)が発生しバッテリ電流が大きく乱れてしまう。したがって速やかに矩形波制御モードから制御性の良いPWM制御モードに制御モードの切り替えを行なう必要がある。すなわち、従来の仕様では、矩形波制御モードから過変調PWM制御モードへの切替条件の設定は、「矩形波制御モードでは、インバータの電圧を最大昇圧電圧に固定する」ことを前提として設定されていた。このため、矩形波制御モードを適用する範囲を拡大してエネルギ効率を向上させるには、切替条件の見直しを行なう必要がある。   However, immediately after the boosting of the inverter voltage is started by the voltage converter, the dq axis current value of the motor current greatly changes in the positive direction. When this change is large, torque disturbance (torque shortage) occurs in the rectangular wave control mode, and the battery current is greatly disturbed. Therefore, it is necessary to quickly switch the control mode from the rectangular wave control mode to the PWM control mode with good controllability. In other words, in the conventional specification, the setting of the switching condition from the rectangular wave control mode to the overmodulation PWM control mode is set on the premise that “in the rectangular wave control mode, the inverter voltage is fixed at the maximum boosted voltage”. It was. For this reason, it is necessary to review the switching conditions in order to increase the energy efficiency by expanding the range in which the rectangular wave control mode is applied.

この発明の目的は、モータ制御の安定性を維持しつつ、エネルギ効率が向上した車両のモータ駆動装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a motor drive device for a vehicle with improved energy efficiency while maintaining stability of motor control.

この発明は、要約すると、車両のモータ駆動装置であって、直流電源の電圧を昇圧する電圧コンバータと、電圧コンバータから電圧が供給され、モータを駆動するインバータと、インバータを矩形波制御モードと過変調制御モードとを用いて制御し、モータの実電流値と過変調制御モードを適用した場合の電流指令値との関係が切替条件を満たすか否かに基づいて矩形波制御モードから過変調制御モードに制御モードを切替える制御装置とを備える。制御装置は、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、電圧コンバータが昇圧動作をしていない時および電圧コンバータが昇圧動作を開始して所定時間経過した時を含む通常時よりも、制御モードの切替が発生しやすいように切替条件を変更する。   In summary, the present invention relates to a motor drive device for a vehicle, which includes a voltage converter that boosts the voltage of a DC power supply, an inverter that is supplied with a voltage from the voltage converter, and that drives the motor. Overmodulation control from the rectangular wave control mode based on whether the relationship between the actual current value of the motor and the current command value when the overmodulation control mode is applied satisfies the switching condition. And a control device for switching the control mode to the mode. Immediately after the voltage converter starts the boosting operation, the control device is in a control mode more than the normal mode including when the voltage converter is not performing the boosting operation and when the voltage converter starts the boosting operation and a predetermined time has elapsed. The switching condition is changed so that the switching is likely to occur.

好ましくは、切替条件は、実電流値の電流指令値からの逸脱を示す逸脱量がしきい値よりも大きい場合に切替を発生させるという条件を含む。制御装置は、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には通常時よりも、制御モードの切替が発生しやすいようにしきい値を変更する。   Preferably, the switching condition includes a condition that the switching is generated when the deviation amount indicating the deviation of the actual current value from the current command value is larger than the threshold value. The control device changes the threshold value immediately after the voltage converter starts the step-up operation so that switching of the control mode is more likely to occur than during normal operation.

より好ましくは、しきい値は、モータ電流のd軸電流の差を判定する第1のしきい値と、モータ電流のdq平面における位相角の差を判定する第2のしきい値とを含む。制御装置は、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には通常時よりも第1または第2のしきい値を制御モードの切替が発生しやすいように変更する。   More preferably, the threshold value includes a first threshold value for determining a difference in d-axis current of the motor current and a second threshold value for determining a difference in phase angle of the motor current in the dq plane. . The control device changes the first or second threshold value so that the switching of the control mode is more likely to occur than usual, immediately after the voltage converter starts the boosting operation.

好ましくは、切替条件は、通常時には、モータ電流のd軸電流の差とモータ電流のdq平面における位相角の差のいずれか一方が所定の条件を満たす場合に切替を発生させるという第1の条件を含み、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、位相角の差のみに基づいて切替を発生させる第2の条件を含む。   Preferably, the switching condition is a first condition that the switching is generated when either one of the difference between the d-axis current of the motor current and the difference between the phase angles of the motor current in the dq plane satisfies a predetermined condition. Immediately after the voltage converter starts the step-up operation, the second condition for generating the switching based only on the phase angle difference is included.

より好ましくは、過変調制御モードを適用した場合の電流指令値の位相角からモータの実電流値の位相角を引いた値をΔIφとし、正のしきい値をIφt1とすると、第1の条件は、ΔIφ>Iφt1が成立するという条件を含み、第2の条件は、ΔIφ>0が成立するという条件を含む。   More preferably, when the value obtained by subtracting the phase angle of the actual current value of the motor from the phase angle of the current command value when the overmodulation control mode is applied is ΔIφ and the positive threshold is Iφt1, the first condition Includes a condition that ΔIφ> Iφt1 is satisfied, and the second condition includes a condition that ΔIφ> 0 is satisfied.

好ましくは、切替条件は、通常時には、モータ電流のd軸電流の差とモータ電流のdq平面における位相角の差のいずれか一方が所定の条件を満たす場合に切替を発生させるという第1の条件を含み、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、モータ電流のd軸電流の差とモータ電流のq軸電流の差とに基づいて切替を発生させる第2の条件を含む。   Preferably, the switching condition is a first condition that the switching is generated when either one of the difference between the d-axis current of the motor current and the difference between the phase angles of the motor current in the dq plane satisfies a predetermined condition. Immediately after the voltage converter starts the step-up operation, a second condition for generating a switch based on the difference between the d-axis current of the motor current and the difference of the q-axis current of the motor current is included.

より好ましくは、過変調制御モードを適用した場合の電流指令値のd軸電流値からモータの実電流値のd軸電流値を引いた値をΔIdとし、過変調制御モードを適用した場合の電流指令値のq軸電流値からモータの実電流値のq軸電流値を引いた値をΔIqとすると、第2の条件は、ΔId<0またはΔIq>0が成立するという条件を含む。   More preferably, a value obtained by subtracting the d-axis current value of the actual current value of the motor from the d-axis current value of the current command value when the overmodulation control mode is applied is ΔId, and the current when the overmodulation control mode is applied Assuming that a value obtained by subtracting the q-axis current value of the actual motor current value from the q-axis current value of the command value is ΔIq, the second condition includes a condition that ΔId <0 or ΔIq> 0 is satisfied.

本発明によれば、ハイブリッド自動車、電気自動車または燃料電池自動車等のモータを搭載する車両において、モータ制御の安定性を維持しつつ、エネルギ効率を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in vehicles which mount motors, such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle, energy efficiency can be improved, maintaining the stability of motor control.

本発明の実施の形態に従うモータの駆動制御装置によって制御されるモータ駆動制御システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a motor drive control system controlled by a motor drive control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態によるモータ駆動制御システムにおけるモータM1の制御モードを概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates schematically the control mode of the motor M1 in the motor drive control system by embodiment of this invention. モータM1の動作状態と上述の制御モードとの対応関係を説明する図である。It is a figure explaining the correspondence of the operation state of motor M1, and the above-mentioned control mode. 図1の制御装置30によって実現されるモータの駆動制御装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the drive control apparatus of the motor implement | achieved by the control apparatus 30 of FIG. 図4のモード切替判定部において実行される処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process performed in the mode switching determination part of FIG. 矩形波電圧制御モードから過変調制御モードへの切り替わり時の電流値について説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the electric current value at the time of switching from a rectangular wave voltage control mode to an overmodulation control mode. 図5のステップS4の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of the process of FIG.5 S4. ΔIφ,ΔIdについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating (DELTA) Iphi and (DELTA) Id. ステップS4の変形例であるステップS4Aの内容を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the content of step S4A which is a modification of step S4. 実施の形態2における制御モード切替判定について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for describing control mode switching determination in a second embodiment. ステップS4の変形例であるステップS4Bの内容を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the content of step S4B which is a modification of step S4. 実施の形態3における制御モード切替判定について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for describing control mode switching determination in a third embodiment.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一の符号を付してその詳細な説明は原則的には繰返さないものとする。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will not be repeated in principle.

[全体システム構成]
図1は、本発明の実施の形態に従うモータの駆動制御装置によって制御されるモータ駆動制御システムの全体構成図である。
[Overall system configuration]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor drive control system controlled by a motor drive control device according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、モータ駆動制御システム100は、直流電圧発生部10♯と、平滑コンデンサC0と、インバータ14と、モータM1と、制御装置30とを備える。   Referring to FIG. 1, motor drive control system 100 includes a DC voltage generation unit 10 #, a smoothing capacitor C0, an inverter 14, a motor M1, and a control device 30.

モータM1は、たとえば、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動用電動機である。あるいは、このモータM1は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成されてもよく、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成されてもよい。さらに、モータM1は、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。すなわち、本実施の形態において、「モータ」は、交流駆動の電動機、発電機および電動発電機(モータジェネレータ)を含み得る。   The motor M1 is, for example, a drive motor for generating torque for driving drive wheels of a hybrid vehicle or an electric vehicle. Or this motor M1 may be comprised so that it may have the function of the generator driven with an engine, and may be comprised so that it may have the function of an electric motor and a generator together. Furthermore, the motor M1 may operate as an electric motor for the engine, and may be incorporated in a hybrid vehicle so that the engine can be started, for example. That is, in the present embodiment, the “motor” may include an AC-driven motor, a generator, and a motor generator (motor generator).

直流電圧発生部10♯は、直流電源Bと、システムリレーSR1,SR2と、平滑コンデンサC1と、電圧コンバータ12とを含む。   DC voltage generation unit 10 # includes a DC power supply B, system relays SR1 and SR2, a smoothing capacitor C1, and a voltage converter 12.

直流電源Bは、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置により構成される。直流電源Bが出力する直流電圧Vbおよび入出力される直流電流Ibは、電圧センサ10および電流センサ11によってそれぞれ検知される。   The DC power supply B is typically constituted by a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion, or a power storage device such as an electric double layer capacitor. The DC voltage Vb output from the DC power supply B and the input / output DC current Ib are detected by the voltage sensor 10 and the current sensor 11, respectively.

システムリレーSR1は、直流電源Bの正極端子および正極母線6の間に接続され、システムリレーSR1は、直流電源Bの負極端子および負極母線5の間に接続される。システムリレーSR1,SR2は、制御装置30からの信号SEによりオン/オフされる。   System relay SR1 is connected between the positive terminal of DC power supply B and positive electrode bus 6, and system relay SR1 is connected between the negative terminal of DC power supply B and negative electrode bus 5. System relays SR1 and SR2 are turned on / off by signal SE from control device 30.

電圧コンバータ12は、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子Q1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。電力用スイッチング素子Q1およびQ2は、正極母線7および負極母線5の間に直列に接続される。電力用スイッチング素子Q1およびQ2のオン・オフは、制御装置30からのスイッチング制御信号S1およびS2によって制御される。   Voltage converter 12 includes a reactor L1, power semiconductor switching elements Q1, Q2, and diodes D1, D2. Power switching elements Q 1 and Q 2 are connected in series between positive electrode bus 7 and negative electrode bus 5. On / off of power switching elements Q1 and Q2 is controlled by switching control signals S1 and S2 from control device 30.

この発明の実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」と称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Q1,Q2に対しては、逆並列ダイオードD1,D2が配置されている。リアクトルL1は、スイッチング素子Q1およびQ2の接続ノードと正極母線6の間に接続される。また、平滑コンデンサC0は、正極母線7および負極母線5の間に接続される。   In the embodiment of the present invention, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, or a power bipolar transistor is used as a power semiconductor switching element (hereinafter simply referred to as “switching element”). Etc. can be used. Anti-parallel diodes D1, D2 are arranged for switching elements Q1, Q2. Reactor L1 is connected between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and positive electrode bus 6. Smoothing capacitor C 0 is connected between positive electrode bus 7 and negative electrode bus 5.

インバータ14は、U相アーム15と、V相アーム16と、W相アーム17とを含む。U相アーム15と、V相アーム16と、W相アーム17は、正極母線7および負極母線5の間に互いに並列に設けられる。各相アームは、正極母線7および負極母線5の間に直列接続されたスイッチング素子を含む。U相アーム15は、スイッチング素子Q3,Q4を含む。V相アーム16は、スイッチング素子Q5,Q6を含む。W相アーム17は、スイッチング素子Q7,Q8を含む。また、スイッチング素子Q3〜Q8に対して、逆並列ダイオードD3〜D8がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Q3〜Q8のオン・オフは、制御装置30からのスイッチング制御信号S3〜S8によって制御される。   Inverter 14 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16, and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16, and W-phase arm 17 are provided in parallel with each other between positive electrode bus 7 and negative electrode bus 5. Each phase arm includes a switching element connected in series between positive electrode bus 7 and negative electrode bus 5. U-phase arm 15 includes switching elements Q3 and Q4. V-phase arm 16 includes switching elements Q5 and Q6. W-phase arm 17 includes switching elements Q7 and Q8. Further, antiparallel diodes D3 to D8 are connected to switching elements Q3 to Q8, respectively. Switching elements Q3 to Q8 are turned on / off by switching control signals S3 to S8 from control device 30.

代表的には、モータM1は、3相の永久磁石モータである。U,V,W相の3つのコイルの一方端は中性点に共通接続されている。さらに、各相コイルの他方端は、各相アーム15〜17のスイッチング素子の中間点と接続されている。   Typically, the motor M1 is a three-phase permanent magnet motor. One ends of the three coils of the U, V, and W phases are commonly connected to the neutral point. Furthermore, the other end of each phase coil is connected to the midpoint of the switching elements of each phase arm 15-17.

電圧コンバータ12は、昇圧動作時には、直流電源Bから供給された直流電圧Vbを昇圧した直流電圧VH(インバータ14への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」または「インバータ電圧」とも称する)をインバータ14へ供給する。より具体的には、制御装置30からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1のオン期間およびQ2のオン期間が交互に設けられ、昇圧比は、これらのオン期間の比に応じたものとなる。   During the boost operation, the voltage converter 12 boosts the DC voltage Vb supplied from the DC power supply B (hereinafter referred to as “system voltage” or “inverter voltage”). Also referred to as an inverter 14. More specifically, in response to switching control signals S1 and S2 from control device 30, an ON period of switching element Q1 and an ON period of Q2 are alternately provided, and the step-up ratio is equal to the ratio of these ON periods. It will be a response.

また、電圧コンバータ12は、降圧動作時には、平滑コンデンサC0を介してインバータ14から供給された直流電圧VH(システム電圧)を降圧して直流電源Bを充電する。より具体的には、制御装置30からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1のみがオンする期間と、スイッチング素子Q1,Q2の両方がオフする期間とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。   Further, during the step-down operation, the voltage converter 12 steps down the DC voltage VH (system voltage) supplied from the inverter 14 via the smoothing capacitor C0 and charges the DC power supply B. More specifically, in response to switching control signals S1 and S2 from control device 30, a period in which only switching element Q1 is turned on and a period in which both switching elements Q1 and Q2 are turned off are alternately provided, The step-down ratio is in accordance with the duty ratio during the ON period.

平滑コンデンサC0は、電圧コンバータ12からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ14へ供給する。電圧センサ13は、平滑コンデンサC0の両端の電圧、すなわち、システム電圧VHを検出し、その検出値を制御装置30へ出力する。   Smoothing capacitor C 0 smoothes the DC voltage from voltage converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 14. The voltage sensor 13 detects the voltage across the smoothing capacitor C 0, that is, the system voltage VH, and outputs the detected value to the control device 30.

インバータ14は、モータM1のトルク指令値が正(Trqcom>0)の場合には、平滑コンデンサC0から直流電圧が供給されると制御装置30からのスイッチング制御信号S3〜S8に応答した、スイッチング素子Q3〜Q8のスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータM1を駆動する。また、インバータ14は、モータM1のトルク指令値が零の場合(Trqcom=0)には、スイッチング制御信号S3〜S8に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータM1を駆動する。これにより、モータM1は、トルク指令値Trqcomによって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。   When the torque command value of the motor M1 is positive (Trqcom> 0), the inverter 14 is a switching element that responds to the switching control signals S3 to S8 from the control device 30 when a DC voltage is supplied from the smoothing capacitor C0. The motor M1 is driven so as to convert a DC voltage into an AC voltage and output a positive torque by the switching operation of Q3 to Q8. Further, when the torque command value of the motor M1 is zero (Trqcom = 0), the inverter 14 converts the DC voltage into the AC voltage and makes the torque zero by the switching operation in response to the switching control signals S3 to S8. The motor M1 is driven so that Thereby, motor M1 is driven to generate zero or positive torque specified by torque command value Trqcom.

さらに、モータ駆動制御システム100が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時には、モータM1のトルク指令値Trqcomは負に設定される(Trqcom<0)。この場合には、インバータ14は、スイッチング制御信号S3〜S8に応答したスイッチング動作により、モータM1が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧(システム電圧)を平滑コンデンサC0を介して電圧コンバータ12へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Furthermore, during regenerative braking of a hybrid vehicle or electric vehicle equipped with motor drive control system 100, torque command value Trqcom of motor M1 is set to a negative value (Trqcom <0). In this case, the inverter 14 converts the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage by a switching operation in response to the switching control signals S3 to S8, and converts the converted DC voltage (system voltage) to the smoothing capacitor C0. To the voltage converter 12. Note that regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver driving a hybrid vehicle or electric vehicle performs foot braking, or turning off the accelerator pedal while driving, although the foot brake is not operated. This includes decelerating the vehicle (or stopping acceleration) while generating regenerative power.

電流センサ24は、モータM1に流れるモータ電流MCRTを検出し、その検出したモータ電流を制御装置30へ出力する。なお、三相電流iu,iv,iwの瞬時値の和は零であるので、図1に示すように電流センサ24は2相分のモータ電流(たとえば、V相電流ivおよびW相電流iw)を検出するように配置すれば足りる。   Current sensor 24 detects motor current MCRT flowing through motor M1 and outputs the detected motor current to control device 30. Since the sum of instantaneous values of the three-phase currents iu, iv, and iw is zero, the current sensor 24 has a motor current for two phases (for example, a V-phase current iv and a W-phase current iw) as shown in FIG. It is sufficient to arrange it so as to detect.

回転角センサ(レゾルバ)25は、モータM1のロータ回転角θを検出し、その検出した回転角θを制御装置30へ送出する。制御装置30では、回転角θに基づきモータM1の回転数(回転速度)および角速度ω(rad/s)を算出できる。なお、回転角センサ25については、回転角θを制御装置30にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。   The rotation angle sensor (resolver) 25 detects the rotor rotation angle θ of the motor M1 and sends the detected rotation angle θ to the control device 30. The control device 30 can calculate the rotational speed (rotational speed) and angular speed ω (rad / s) of the motor M1 based on the rotational angle θ. Note that the rotation angle sensor 25 may be omitted by directly calculating the rotation angle θ from the motor voltage or current by the control device 30.

本発明の実施の形態における駆動制御装置に対応する制御装置30は、電子制御ユニット(ECU)により構成され、予め記憶されたプログラムに従うソフトウェア処理および/または電子回路によるハードウェア処理により、モータ駆動制御システム100の動作を制御する。   Control device 30 corresponding to the drive control device in the embodiment of the present invention is configured by an electronic control unit (ECU), and performs motor drive control by software processing according to a program stored in advance and / or hardware processing by an electronic circuit. Control the operation of the system 100.

代表的な機能として、制御装置30は、入力されたトルク指令値Trqcom、電圧センサ10によって検出された直流電圧Vb、電流センサ11によって検出された直流電流Ib、電圧センサ13によって検出されたシステム電圧VHおよび電流センサ24からのモータ電流iv,iw、回転角センサ25からの回転角θ等に基づいて、後述する制御方式によりモータM1がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するように、電圧コンバータ12およびインバータ14の動作を制御する。すなわち、電圧コンバータ12およびインバータ14を上記のように制御するためのスイッチング制御信号S1〜S8を生成して、電圧コンバータ12およびインバータ14へ出力する。   As a representative function, the control device 30 includes the input torque command value Trqcom, the DC voltage Vb detected by the voltage sensor 10, the DC current Ib detected by the current sensor 11, and the system voltage detected by the voltage sensor 13. Based on VH, the motor currents iv and iw from the current sensor 24, the rotation angle θ from the rotation angle sensor 25, etc., the voltage is set so that the motor M1 outputs a torque according to the torque command value Trqcom by a control method described later. The operations of the converter 12 and the inverter 14 are controlled. That is, switching control signals S1 to S8 for controlling voltage converter 12 and inverter 14 as described above are generated and output to voltage converter 12 and inverter 14.

電圧コンバータ12の昇圧動作時には、制御装置30は、平滑コンデンサC0側に出力されるシステム電圧VHをフィードバック制御し、システム電圧VHが電圧指令値となるようにスイッチング制御信号S1,S2を生成する。   During the boosting operation of voltage converter 12, control device 30 feedback-controls system voltage VH output to smoothing capacitor C0, and generates switching control signals S1 and S2 so that system voltage VH becomes a voltage command value.

また、制御装置30は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号RGEを他のECUから受けると、モータM1で発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号S3〜S8を生成してインバータ14へ出力する。これにより、インバータ14は、モータM1で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ12へ供給する。   Further, when receiving a signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from another ECU, the control device 30 performs switching control so as to convert the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage. Signals S3 to S8 are generated and output to inverter 14. Thus, the inverter 14 converts the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage and supplies the DC voltage to the voltage converter 12.

さらに、制御装置30は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号RGEを外部ECUから受けると、インバータ14から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号S1,S2を生成し、電圧コンバータ12へ出力する。これにより、モータM1が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Bに供給される。   Further, when receiving a signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from the external ECU, the control device 30 switches the switching control signals S1, S2 so as to step down the DC voltage supplied from the inverter 14. Is output to the voltage converter 12. As a result, the AC voltage generated by the motor M1 is converted to a DC voltage, stepped down, and supplied to the DC power source B.

[制御モードの説明]
制御装置30によるモータM1の制御についてさらに詳細に説明する。
[Description of control mode]
The control of the motor M1 by the control device 30 will be described in further detail.

図2は、本発明の実施の形態によるモータ駆動制御システムにおけるモータM1の制御モードを概略的に説明する図である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a control mode of the motor M1 in the motor drive control system according to the embodiment of the present invention.

図2に示すように、本発明の実施の形態によるモータ駆動制御システム100では、モータM1の制御、すなわち、インバータ14における電力変換について、3つの制御モードを切替えて使用する。   As shown in FIG. 2, in the motor drive control system 100 according to the embodiment of the present invention, three control modes are switched and used for control of the motor M1, that is, power conversion in the inverter.

正弦波PWM制御は、一般的なPWM制御として用いられるものであり、各相アーム素子のオン・オフを、正弦波状の電圧指令と搬送波(代表的には三角波)との電圧比較に従って制御する。この結果、上アーム素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アーム素子のオン期間に対応するローレベル期間との集合について、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるようにデューティ比が制御される。周知のように、電圧指令の相関波形が正弦波となる正弦波PWM制御モードでは、この基本波成分振幅をインバータ入力電圧の約0.61倍程度までしか高めることができない。   The sine wave PWM control is used as a general PWM control, and on / off of each phase arm element is controlled according to a voltage comparison between a sine wave voltage command and a carrier wave (typically a triangular wave). As a result, for a set of a high level period corresponding to the on period of the upper arm element and a low level period corresponding to the on period of the lower arm element, the duty is set so that the fundamental wave component becomes a sine wave within a certain period. The ratio is controlled. As is well known, in the sine wave PWM control mode in which the correlation waveform of the voltage command is a sine wave, the amplitude of the fundamental wave component can be increased only to about 0.61 times the inverter input voltage.

一方、矩形波電圧制御では、上記一定期間内で、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が1:1の矩形波1パルス分をモータに印加する。これにより、変調率は0.78まで高められる。   On the other hand, in the rectangular wave voltage control, one pulse of a rectangular wave whose ratio between the high level period and the low level period is 1: 1 is applied to the motor within the predetermined period. As a result, the modulation rate is increased to 0.78.

過変調PWM制御は、上記電圧指令の振幅を歪ませた上で上記正弦波PWM制御と同様のPWM制御を行なうものである。この結果、基本波成分を歪ませることができ、変調率を正弦波PWM制御モードでの最高変調率から0.78の範囲まで高めることができる。   The overmodulation PWM control performs PWM control similar to the sine wave PWM control after distorting the amplitude of the voltage command. As a result, the fundamental wave component can be distorted, and the modulation rate can be increased from the maximum modulation rate in the sine wave PWM control mode to a range of 0.78.

モータM1では、回転数や出力トルクが増加すると誘起電圧が高くなるため、必要となる駆動電圧(モータ必要電圧)が高くなる。電圧コンバータ12による昇圧電圧すなわち、システム電圧VHはこのモータ必要電圧よりも高く設定する必要がある。その一方で、電圧コンバータ12による昇圧電圧すなわち、システム電圧VHには限界値(VH最大電圧)が存在する。   In the motor M1, the induced voltage increases as the rotational speed and output torque increase, and therefore the required drive voltage (motor required voltage) increases. The boosted voltage by the voltage converter 12, that is, the system voltage VH needs to be set higher than this motor required voltage. On the other hand, the boosted voltage by the voltage converter 12, that is, the system voltage VH has a limit value (VH maximum voltage).

従来は、モータ必要電圧がVH最大電圧より低い領域では、正弦波PWM制御または過変調PWM制御によるPWM制御モードが適用されて、ベクトル制御に従ったモータ電流のフィードバック制御によって出力トルクがトルク指令値Trqcomに制御されていた。その一方で、モータ必要電圧がVH最大電圧に達すると、システム電圧VHをVH最大電圧に設定した上で矩形波電圧制御モードが適用されていた。矩形波電圧制御では、基本波成分の振幅が固定されるため、トルク実績値とトルク指令値との偏差に基づく、矩形波電圧パルスの位相制御によってトルク制御が実行される。   Conventionally, in the region where the required motor voltage is lower than the VH maximum voltage, the PWM control mode by the sine wave PWM control or the overmodulation PWM control is applied, and the output torque is the torque command value by the feedback control of the motor current according to the vector control. It was controlled by Trqcom. On the other hand, when the required motor voltage reaches the VH maximum voltage, the rectangular wave voltage control mode is applied after setting the system voltage VH to the VH maximum voltage. In the rectangular wave voltage control, since the amplitude of the fundamental wave component is fixed, the torque control is executed by the phase control of the rectangular wave voltage pulse based on the deviation between the actual torque value and the torque command value.

[実施の形態1]
本実施の形態のモータ制御装置は、モータ必要電圧がVH最大電圧に達する以前であっても、変調率に基づいて正弦波PWM制御モード→過変調PWM制御モード→矩形波制御モードを行なう。そして、電圧を変更するときには通常よりもモード切り替えが早く発生するように、電圧変更直後は制御モードの切替判定方式を変更する。
[Embodiment 1]
The motor control device of the present embodiment performs a sine wave PWM control mode → overmodulation PWM control mode → rectangular wave control mode based on the modulation rate even before the required motor voltage reaches the VH maximum voltage. Then, the control mode switching determination method is changed immediately after the voltage change so that the mode change occurs earlier than usual when the voltage is changed.

図3は、モータM1の動作状態と上述の制御モードとの対応関係を説明する図である。
図3に示されるように、概略的には、低回転数域R1ではトルク変動を小さくするために正弦波PWM制御モードが用いられ、中回転数域R2では過変調PWM制御モード、高回転数域R3では、矩形波電圧制御モードが適用される。特に、過変調PWM制御モードおよび矩形波電圧制御モードの適用により、モータM1の出力向上が実現される。このように、図2に示した制御モードのいずれを用いるかについては、実現可能な変調率の範囲内で決定される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the correspondence between the operation state of the motor M1 and the above-described control mode.
As shown in FIG. 3, generally, the sine wave PWM control mode is used in the low rotational speed range R1 to reduce the torque fluctuation, and the overmodulation PWM control mode and the high rotational speed are used in the middle rotational speed range R2. In the region R3, the rectangular wave voltage control mode is applied. In particular, the output of the motor M1 is improved by applying the overmodulation PWM control mode and the rectangular wave voltage control mode. In this way, which of the control modes shown in FIG. 2 is used is determined within the range of the realizable modulation rate.

図4は、図1の制御装置30によって実現されるモータの駆動制御装置を説明するためのブロック図である。図4に示されたモータ制御のための各ブロックは、制御装置30によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。   FIG. 4 is a block diagram for explaining a motor drive control device realized by the control device 30 of FIG. Each block for motor control shown in FIG. 4 is realized by hardware or software processing by the control device 30.

図4を参照して、PWM制御部200は、PWM制御モードの選択時に、モータM1がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するように、パルス幅変調(PWM)制御に従ってインバータ14のスイッチング制御信号S3〜S8を生成する。PWM制御部200は、電流指令生成部210と、電流制御部220と、PWM回路230とを含む。   Referring to FIG. 4, PWM control unit 200 performs switching control of inverter 14 according to pulse width modulation (PWM) control so that motor M1 outputs torque according to torque command value Trqcom when PWM control mode is selected. Signals S3 to S8 are generated. The PWM control unit 200 includes a current command generation unit 210, a current control unit 220, and a PWM circuit 230.

矩形波電圧制御部300は、矩形波電圧制御モードの選択時に、モータM1がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するような電圧位相の矩形波電圧が発生されるように、インバータ14のスイッチング制御信号S3〜S8を生成する。矩形波電圧制御部300は、演算部305と、トルク検出部310と、電圧位相制御部320と、矩形波発生部330とを含む。   When the rectangular wave voltage control mode is selected, the rectangular wave voltage control unit 300 performs switching of the inverter 14 so that a rectangular wave voltage having a voltage phase such that the motor M1 outputs a torque according to the torque command value Trqcom is generated. Control signals S3 to S8 are generated. The rectangular wave voltage control unit 300 includes a calculation unit 305, a torque detection unit 310, a voltage phase control unit 320, and a rectangular wave generation unit 330.

モード切替判定部400は、図3に示したPWM制御モードおよび矩形波電圧制御モード間のモード切替を判定する。さらに、モード切替判定部400は、PWM制御モード中でも、正弦波PWM制御モードおよび過変調PWM制御の切替を判定する機能を有する。過変調PWM制御の選択時には、制御信号OMがオン状態にされる。   Mode switching determination unit 400 determines mode switching between the PWM control mode and the rectangular wave voltage control mode shown in FIG. Further, the mode switching determination unit 400 has a function of determining switching between the sine wave PWM control mode and the overmodulation PWM control even in the PWM control mode. When overmodulation PWM control is selected, the control signal OM is turned on.

切替スイッチ410は、モード切替判定部400によって選択される制御モードに従って、I側およびII側のいずれかに設定される。   The changeover switch 410 is set to either the I side or the II side according to the control mode selected by the mode change determination unit 400.

PWM制御モードの選択時には、切替スイッチ410はI側に設定されており、PWM制御部200によって設定されたスイッチング制御信号S3〜S8に従い、擬似的な正弦波電圧がモータM1に印加される。一方、矩形波電圧制御モードの選択時には、切替スイッチ410はII側に設定されており、矩形波電圧制御部300によって設定されたスイッチング制御信号S3〜S8に従い、インバータ14により矩形波電圧がモータM1に印加される。   When the PWM control mode is selected, the changeover switch 410 is set to the I side, and a pseudo sine wave voltage is applied to the motor M1 in accordance with the switching control signals S3 to S8 set by the PWM control unit 200. On the other hand, when the rectangular wave voltage control mode is selected, the changeover switch 410 is set to the II side, and the rectangular wave voltage is set to the motor M1 by the inverter 14 in accordance with the switching control signals S3 to S8 set by the rectangular wave voltage control unit 300. To be applied.

次に、各ブロックの機能の詳細を説明する。
PWM制御部200において、電流指令生成部210は、トルク指令値Trqcomに基づき、電流振幅|I|および電流位相φiを生成する。電流制御部220は、たとえば比例積分(PI)制御に基づき、電流センサ24によって検出されたモータ電流MCRTと、電流指令生成部210によって生成された電流振幅|I|および電流位相φiとの差に応じて、モータM1への印加電圧の指令値(以下、単に電圧指令とも称する)を生成する。電圧指令は、その電圧振幅|V|および電圧位相φvによって表わされる。ここで電圧位相φvはq軸を基準とした電圧ベクトルの角度である。
Next, the details of the function of each block will be described.
In PWM control unit 200, current command generation unit 210 generates current amplitude | I | and current phase φi based on torque command value Trqcom. Current controller 220 is based on, for example, proportional-integral (PI) control to determine the difference between motor current MCRT detected by current sensor 24 and current amplitude | I | and current phase φi generated by current command generator 210. In response, a command value (hereinafter also simply referred to as a voltage command) for the voltage applied to the motor M1 is generated. The voltage command is represented by its voltage amplitude | V | and voltage phase φv. Here, the voltage phase φv is an angle of a voltage vector with respect to the q axis.

電流制御部220は、制御信号OMがオンされる過変調制御モードの選択時には、電圧指令の電圧振幅|V|を歪ませることにより、変調率が0.61よりも大きくなるように電圧指令を生成する。   When the overmodulation control mode in which the control signal OM is turned on is selected, the current control unit 220 distorts the voltage amplitude | V | of the voltage command so that the modulation rate becomes larger than 0.61. Generate.

PWM回路230は、電流制御部220からの電圧振幅|V|および電圧位相φvによって示される電圧指令と搬送波との比較に基づき、インバータ14の各相アームの素子のオン・オフを制御することによって、モータM1の各相に疑似正弦波電圧を生成する。   The PWM circuit 230 controls on / off of the elements of each phase arm of the inverter 14 based on the comparison between the voltage command indicated by the voltage amplitude | V | and the voltage phase φv from the current control unit 220 and the carrier wave. The pseudo sine wave voltage is generated for each phase of the motor M1.

このようにして、PWM制御部200によって、モータM1のモータ電流MCRTを電流指令生成部210によって設定されたモータ電流と合致させるためのフィードバック制御が実行されることになる。   In this manner, the PWM control unit 200 performs feedback control for making the motor current MCRT of the motor M1 coincide with the motor current set by the current command generation unit 210.

一方、矩形波電圧制御部300において、トルク検出部310は、モータM1の出力トルクを検出する。トルク検出部310は、公知のトルクセンサを用いて構成することもできるが、下記(1)式に示す演算に従って出力トルクTqを検出するように構成することもできる。
Tq=Pm/ω
=(iu・vu+iv・vv+iw・vw)/ω …(1)
ここで、PmはモータM1に供給される電力を表わし、ωはモータM1の角速度を表わす。また、iu,iv,iwはモータM1の各相電流値を示し、vu,vv,vwはモータM1に供給される各相電圧を表わす。vu,vv,vwにはインバータ14に設定される電圧指令を用いてもよいし、インバータ14からモータM1に供給される実際の値を電圧センサにより検出して用いてもよい。また、出力トルクTqは、モータM1の設計値で決まるものなので、電流の振幅および位相から推定してもよい。
On the other hand, in the rectangular wave voltage control unit 300, the torque detection unit 310 detects the output torque of the motor M1. The torque detection unit 310 can be configured using a known torque sensor, but can also be configured to detect the output torque Tq according to the calculation shown in the following equation (1).
Tq = Pm / ω
= (Iu · vu + iv · vv + iw · vw) / ω (1)
Here, Pm represents the electric power supplied to the motor M1, and ω represents the angular velocity of the motor M1. Further, iu, iv, and iw represent respective phase current values of the motor M1, and vu, vv, and vw represent respective phase voltages supplied to the motor M1. For vu, vv, and vw, a voltage command set in the inverter 14 may be used, or an actual value supplied from the inverter 14 to the motor M1 may be detected by a voltage sensor. Further, since the output torque Tq is determined by the design value of the motor M1, it may be estimated from the current amplitude and phase.

演算部305は、トルク指令値Trqcomに対する、トルク検出部310によって検出された出力トルクTqの偏差であるトルク偏差ΔTqを演算する。演算部305により生成されたトルク偏差ΔTqは、電圧位相制御部320へ供給される。   The calculation unit 305 calculates a torque deviation ΔTq that is a deviation of the output torque Tq detected by the torque detection unit 310 with respect to the torque command value Trqcom. Torque deviation ΔTq generated by calculation unit 305 is supplied to voltage phase control unit 320.

電圧位相制御部320では、トルク偏差ΔTqに応じて電圧位相φvを生成する。この電圧位相φvはモータM1に印加されるべき矩形波電圧の位相を示す。具体的には、電圧位相制御部320は、電圧位相φvを生成する際のパラメータとして、トルク偏差ΔTqとともにインバータ14に入力されるシステム電圧VHやモータM1の角速度ωを用い、それらを所定の演算式に代入して、あるいは等価の処理を施して、必要な電圧位相φvを生成する。   Voltage phase control unit 320 generates voltage phase φv in accordance with torque deviation ΔTq. This voltage phase φv indicates the phase of a rectangular wave voltage to be applied to the motor M1. Specifically, the voltage phase control unit 320 uses the system voltage VH input to the inverter 14 and the angular velocity ω of the motor M1 together with the torque deviation ΔTq as parameters when generating the voltage phase φv, and performs a predetermined calculation on them. A necessary voltage phase φv is generated by substituting it into the equation or performing equivalent processing.

矩形波発生部330は、電圧位相制御部320からの電圧位相φvに従った矩形波電圧を発生するように、インバータ14のスイッチング制御信号S3〜S8を生成する。このようにして、矩形波電圧制御部300によって、モータM1のトルク偏差に応じて矩形波電圧の位相を調整するフィードバック制御が実行されることになる。   The rectangular wave generator 330 generates the switching control signals S3 to S8 of the inverter 14 so as to generate a rectangular wave voltage according to the voltage phase φv from the voltage phase controller 320. In this manner, the rectangular wave voltage control unit 300 performs feedback control that adjusts the phase of the rectangular wave voltage in accordance with the torque deviation of the motor M1.

図5は、図4のモード切替判定部において実行される処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。   FIG. 5 is a flowchart for explaining processing executed in the mode switching determination unit of FIG. The processing of this flowchart is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.

図5を参照して、まず、ステップS1において、現在の制御モードがPWM制御モードか否かが判断される。ステップS1において、現在の制御モードがPWM制御モードであった場合にはステップS2に処理が進み、制御モードがPWM制御モードでない、すなわち矩形波制御モードであった場合にはステップS4に処理が進む。   Referring to FIG. 5, first, in step S1, it is determined whether or not the current control mode is a PWM control mode. In step S1, if the current control mode is the PWM control mode, the process proceeds to step S2, and if the control mode is not the PWM control mode, that is, the rectangular wave control mode, the process proceeds to step S4. .

ステップS2においては、電圧指令|V|,φvに基づいて変調率が計算される。そしてステップS3においてPWM制御モードから矩形波制御モードへの切替条件が成立するか否かが判断される。切り替えが発生する条件は、たとえばステップS2で計算された変調率が0.78以上である場合とすることができる。   In step S2, the modulation factor is calculated based on the voltage command | V |, φv. In step S3, it is determined whether a switching condition from the PWM control mode to the rectangular wave control mode is satisfied. The condition for switching can be, for example, the case where the modulation factor calculated in step S2 is 0.78 or more.

ステップS3において、切替条件が成立した場合にはステップS6に処理が進み矩形波制御モードが選択される。一方、切替条件が成立しなかった場合にはステップS5に処理が進みPWM制御モードが選択される。   If the switching condition is satisfied in step S3, the process proceeds to step S6, and the rectangular wave control mode is selected. On the other hand, if the switching condition is not satisfied, the process proceeds to step S5 and the PWM control mode is selected.

ステップS5においてPWM制御モードが選択された場合には、さらにステップS7において変調率が正弦波PWM制御を選択する条件を満たすか否かが判断される。この条件は、たとえば、変調率が0.61以下であることとすることができる。ステップS7において条件が成立している場合には、ステップS9において正弦波PWM制御モードが選択され、成立していなかった場合には、ステップS8において過変調PWM制御モードが選択される。   If the PWM control mode is selected in step S5, it is further determined in step S7 whether or not the modulation rate satisfies the condition for selecting the sine wave PWM control. For example, the modulation rate may be 0.61 or less. If the condition is satisfied in step S7, the sine wave PWM control mode is selected in step S9, and if not satisfied, the overmodulation PWM control mode is selected in step S8.

ステップS1において、現在の制御モードが矩形波制御モードであった場合には、ステップS4に処理が進み、矩形波制御モードからPWM制御モードへの切替条件が成立するか否かが判断される。この矩形波制御モードからPWM制御モードへの切替条件については、後に図6以降で詳しく説明することとする。   In step S1, if the current control mode is the rectangular wave control mode, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not a switching condition from the rectangular wave control mode to the PWM control mode is satisfied. The switching condition from the rectangular wave control mode to the PWM control mode will be described in detail later with reference to FIG.

ステップS4において切替条件が成立した場合には、ステップS8に処理が進み過変調PWM制御モードが選択される。一方、ステップS4において切替条件が成立しなかった場合には、ステップS6に処理がすすみ矩形波電圧制御モードが維持される。   If the switching condition is satisfied in step S4, the process proceeds to step S8, and the overmodulation PWM control mode is selected. On the other hand, if the switching condition is not satisfied in step S4, the process proceeds to step S6 and the rectangular wave voltage control mode is maintained.

ステップS6,S8,S9のいずれかにおいて、制御モードが確定した場合には、ステップS10に処理が進み制御はメインルーチンに移される。   If the control mode is determined in any of steps S6, S8, and S9, the process proceeds to step S10 and the control is transferred to the main routine.

図6は、矩形波電圧制御モードから過変調制御モードへの切り替わり時の電流値について説明するための波形図である。   FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a current value at the time of switching from the rectangular wave voltage control mode to the overmodulation control mode.

図6において、電圧指令値VH*と電圧値VH、Vbとが重ね合わせて示され、その下に昇圧開始指令のタイミングと本実施の形態の切替条件が適用される前(改善前)と適用後(改善後)の制御モードの切り替わりタイミングが示されている。さらにその下には、電流値Idと電流指令値Id*、電流値Iqと電流指令値Iq*がそれぞれ重ねあわされて示されている。   In FIG. 6, the voltage command value VH * and the voltage values VH and Vb are shown in an overlapping manner, below which the timing of the boost start command and the switching condition of the present embodiment are applied (before improvement) and applied. The switching timing of the later (after improvement) control mode is shown. Further below, a current value Id and a current command value Id *, and a current value Iq and a current command value Iq * are shown superimposed.

まず、時刻t0〜t1においては、各電圧、電流値は指令値と一致した状態にある。時刻t1において、昇圧指令値がバッテリ電圧Vbに対して増加し始める。しかし、ただちに電圧コンバータ12は昇圧動作を開始しない。したがって、時刻t1〜t2の間は電流指令値Id*、Iq*に対して電流値Id,Iqが低下した状態となる。   First, at times t0 to t1, each voltage and current value is in a state that matches the command value. At time t1, the boost command value starts to increase with respect to battery voltage Vb. However, the voltage converter 12 does not immediately start the boosting operation. Therefore, during times t1 to t2, the current values Id and Iq are reduced with respect to the current command values Id * and Iq *.

ここで、時刻t2において電圧指令値VH*とバッテリ電圧値Vbとの偏差がしきい値ΔVtより大きくなったことに応じて、昇圧開始指令がオフ状態からオン状態に変化する。これに応じて時刻t2〜t3では電圧コンバータ12が昇圧動作電圧を開始しシステム電圧VHが急に増加して指令値VH*に一致するようになる。   Here, in response to the deviation between voltage command value VH * and battery voltage value Vb becoming larger than threshold value ΔVt at time t2, the boost start command changes from the off state to the on state. In response to this, at time t2 to t3, voltage converter 12 starts the boost operation voltage, and system voltage VH suddenly increases to coincide with command value VH *.

時刻t1〜t4の電圧指令値VH*の増加量は急激な電圧増加によるモータ電流の乱れを防止するため、一定のレートで制限されている。しかし、電圧コンバータ12の動作開始については、しきい値ΔVtを超えないと発生しない。したがって、時刻t2〜t3のシステム電圧VHの増加は制限された電圧指令値VH*の増加速度よりもかなり早い速度で発生している。従来は、制御モードの切替速度が遅く、時刻t2〜t3の間は追従性の悪い矩形波制御モードでモータ制御が実行されていた。そしてその間、電流Id1,Iq1は急激に増加して大きなピークが発生していた。時刻t3で制御モードが矩形波制御モードから過変調制御モードに変更されると電流フィードバック制御がかかり、その結果時刻t3〜t4においては電流値が減少し、時刻t4以降は電流値Id1,Iq1は電流指令値Id*,Iq*にそれぞれ一致するようになる。   The amount of increase in voltage command value VH * at times t1 to t4 is limited at a constant rate in order to prevent disturbance of the motor current due to a rapid voltage increase. However, the operation of the voltage converter 12 does not occur unless the threshold value ΔVt is exceeded. Therefore, the increase in the system voltage VH from the time t2 to the time t3 occurs at a speed much faster than the increase speed of the limited voltage command value VH *. Conventionally, the switching speed of the control mode is slow, and the motor control is executed in the rectangular wave control mode with poor followability between times t2 and t3. During that time, the currents Id1 and Iq1 increased rapidly and a large peak was generated. When the control mode is changed from the rectangular wave control mode to the overmodulation control mode at time t3, current feedback control is applied. As a result, the current value decreases at times t3 to t4, and the current values Id1 and Iq1 after time t4 are The current command values coincide with the current command values Id * and Iq *, respectively.

本実施の形態においては昇圧開始直後での矩形波モードから過変調モードへの切替条件を変更したので、図6に示すように矩形モードから過変調モードに切り替わるタイミングが時刻t4とt3の中間に早められる。その結果、電流値Id2,Iq2に示すように電流ピークが小さくなる。   In the present embodiment, since the switching condition from the rectangular wave mode to the overmodulation mode immediately after the start of boosting is changed, the timing for switching from the rectangular mode to the overmodulation mode is between time t4 and t3 as shown in FIG. It is expedited. As a result, the current peak becomes small as indicated by the current values Id2 and Iq2.

図7は、図5のステップS4の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
図7を参照して、まずステップS21において、昇圧開始直後か否かが判断される。具体的には、図6の時刻t2において昇圧開始指令がオフ状態からオン状態に変化した時点から所定の時間内は昇圧直後であると判断される。
FIG. 7 is a flowchart for explaining details of the process in step S4 of FIG.
Referring to FIG. 7, first, in step S21, it is determined whether or not it is immediately after the start of boosting. Specifically, it is determined that the pressure increase start command is immediately after the pressure increase within a predetermined time from the time when the pressure increase start command changes from the OFF state to the ON state at time t2 in FIG.

ステップS21において昇圧開始直後でないと判断された場合はステップS22において通常の切替判定条件が適用される。ステップS22では、電流位相角の差ΔIφ、Id電流値の差ΔIdに対して、以下の条件が成立するか否かが判断される。
ΔIφ>Iφt1 …(2)
ΔId<Idt1 …(3)
図8は、ΔIφ,ΔIdについて説明するための図である。
If it is determined in step S21 that it is not immediately after the start of boosting, normal switching determination conditions are applied in step S22. In step S22, it is determined whether or not the following conditions are satisfied for the current phase angle difference ΔIφ and the Id current value difference ΔId.
ΔIφ> Iφt1 (2)
ΔId <Idt1 (3)
FIG. 8 is a diagram for explaining ΔIφ and ΔId.

図8を参照して、矢印A1は過変調制御モードが適用された場合に算出される電流指令値I*を示し、矢印A2は矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替わる時点での実電流値Iを示す。そして、ΔIφ,ΔIdは、次式(4)、(5)で定義することとする。
ΔIφ=Iφ*−Iφ …(4)
ΔId=Id*−Id …(5)
ラインL1は過変調制御が実行される場合の電流指令値の制御線を示し、ラインL2は、矩形波制御から過変調制御に切り替わったときに実電流値がdq平面上で移動した軌跡を示している。
Referring to FIG. 8, arrow A1 indicates a current command value I * calculated when the overmodulation control mode is applied, and arrow A2 indicates an actual current at the time when the rectangular wave control mode is switched to the overmodulation control mode. The value I is indicated. ΔIφ and ΔId are defined by the following equations (4) and (5).
ΔIφ = Iφ * −Iφ (4)
ΔId = Id * −Id (5)
A line L1 indicates a control line for a current command value when overmodulation control is executed, and a line L2 indicates a locus on which the actual current value moves on the dq plane when switching from rectangular wave control to overmodulation control. ing.

図8に示した状態において、ラインL1よりもIqがプラス側、Idがプラス側に向けての領域では電流が乱れて制御はずれが発生し、矩形波制御が実行できなくなる領域である。ただしラインL1を少しくらいは外れていても矩形波制御は維持することができる。   In the state shown in FIG. 8, in the region where Iq is on the plus side and Id is on the plus side with respect to the line L1, the current is disturbed and the control is lost, and the rectangular wave control cannot be executed. However, the rectangular wave control can be maintained even if the line L1 is slightly off.

式(4)、(5)に示した定義から、図8の場合はΔId<0、ΔIφ>0の状態である。   From the definitions shown in the equations (4) and (5), the case of FIG. 8 is in a state of ΔId <0 and ΔIφ> 0.

そして、特にラインL2に示した軌跡の移動方向では、矩形波制御が実行できなくなる領域に実電流値があることを示すには、しきい値Idt1、Iφt1とすると上記の式(2)または(3)の少なくともいずれかが成立することで判断できる。   In order to indicate that there is an actual current value in the region where the rectangular wave control cannot be performed, particularly in the movement direction of the locus indicated by the line L2, when the thresholds Idt1 and Iφt1 are used, the above formula (2) or ( This can be determined when at least one of 3) holds.

再び、図7を参照してステップS22において式(2)または(3)の少なくともいずれかが成立した場合には、ステップS23に処理が進み、いずれも成立しなかった場合にはステップS24に処理が進む。ステップS23では制御モードとして過変調PWM制御が選択され、ステップS24では制御モードとして矩形制御が維持される。   Referring to FIG. 7 again, if at least one of equations (2) or (3) is established in step S22, the process proceeds to step S23, and if none is established, the process proceeds to step S24. Advances. In step S23, overmodulation PWM control is selected as the control mode, and in step S24, rectangular control is maintained as the control mode.

ステップS21において昇圧開始直後と判断された場合にはステップS25に処理が進む。ステップS25の判定条件は次式(6)、(7)のいずれかが成立するか否かである。
ΔIφ>Iφt2 …(6)
ΔId>Idt2 …(7)
ステップS25の処理は、ステップS22としきい値が異なっている。ステップS25で用いられるしきい値Iφt2、Idt2は、ステップS22のしきい値よりも切り替えが発生しやすいように設定されている。
If it is determined in step S21 that the boosting has just started, the process proceeds to step S25. The determination condition in step S25 is whether or not any of the following expressions (6) and (7) is satisfied.
ΔIφ> Iφt2 (6)
ΔId> Idt2 (7)
The threshold value of step S25 is different from that of step S22. The threshold values Iφt2 and Idt2 used in step S25 are set so that switching is more likely to occur than the threshold value in step S22.

具体的には、図8と式(4)、(5)で説明したようにΔIφとΔIdは符号が異なるので、Iφt2<Iφt1、Idt2>Idt1となるようにしきい値が設定されている。ただしΔIdが負の値である関係から|Idt2|<|Idt1|である。   Specifically, since ΔIφ and ΔId have different signs as described in FIG. 8 and equations (4) and (5), the threshold values are set so that Iφt2 <Iφt1 and Idt2> Idt1. However, from the relationship that ΔId is a negative value, | Idt2 | <| Idt1 |.

ステップS25において式(6)または(7)の少なくともいずれかが成立した場合には、ステップS26に処理が進み、いずれも成立しなかった場合にはステップS27に処理が進む。ステップS26では制御モードとして過変調PWM制御が選択され、ステップS27では制御モードとして矩形制御が維持される。   If at least one of the expressions (6) and (7) is established in step S25, the process proceeds to step S26, and if none is established, the process proceeds to step S27. In step S26, overmodulation PWM control is selected as the control mode, and in step S27, rectangular control is maintained as the control mode.

ステップS23,S24,S26,S27のいずれかの処理が終了し制御モードが決定された後にはステップS28に処理が進み、制御は図5のフローチャートに移される。   After any one of steps S23, S24, S26, and S27 is completed and the control mode is determined, the process proceeds to step S28, and the control is transferred to the flowchart of FIG.

以上説明したように、実施の形態1においてはしきい値が昇圧開始直後しばらくの間は矩形波制御から過変調PWM制御への切り替えが発生しやすくなるように変更されるので、図6に示すように切り替えが早く発生しId2,Iq2のピーク(電流乱れ)を小さく抑えることができる。   As described above, in the first embodiment, the threshold value is changed so that the switching from the rectangular wave control to the overmodulation PWM control is likely to occur for a while immediately after the start of boosting. In this way, switching occurs early and the peaks (current disturbance) of Id2 and Iq2 can be suppressed to a small level.

[実施の形態2]
実施の形態1では矩形波制御モードから過変調PWM制御に切り替えが発生しやすくなるように、昇圧開始直後は判定条件のしきい値を変更する(しきい値の大きさを小さくする)ことを述べた。しかし、モード切り替えを発生しやすくするには他の変形例も考えられる。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the threshold value of the determination condition is changed (the threshold value is reduced) immediately after the start of boosting so that the switching from the rectangular wave control mode to the overmodulation PWM control is likely to occur. Stated. However, other modifications are also conceivable to facilitate mode switching.

図9は、ステップS4の変形例であるステップS4Aの内容を説明するためのフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the content of step S4A, which is a modification of step S4.

図9のフローチャートは、実施の形態1の切替条件を説明する図7のフローチャートのステップS25に代えてステップS25Aを含む。図9のフローチャートの他の部分は、図7と同様であり説明は繰返さない。   The flowchart in FIG. 9 includes step S25A instead of step S25 in the flowchart in FIG. 7 for explaining the switching condition of the first embodiment. The other parts of the flowchart of FIG. 9 are the same as those of FIG. 7, and description thereof will not be repeated.

ステップS25Aでは次式(8)が成立するか否かが判断される。
ΔIφ>0 …(8)
実施の形態1では、ΔIφおよびΔIdのいずれかが式(2)または(3)の条件を満たす場合に矩形波制御から過変調制御に制御モードを切替えていた。これに対し、実施の形態2では、判定条件をもっと簡単にするとともに、式(2)のしきい値Iφtとして最も厳しい判定値となるゼロを採用する。
In step S25A, it is determined whether or not the following equation (8) is satisfied.
ΔIφ> 0 (8)
In the first embodiment, the control mode is switched from the rectangular wave control to the overmodulation control when either ΔIφ or ΔId satisfies the condition of the expression (2) or (3). On the other hand, in the second embodiment, the determination condition is further simplified, and zero, which is the strictest determination value, is adopted as the threshold value Iφt in Expression (2).

図10は、実施の形態2における制御モード切替判定について説明するための図である。   FIG. 10 is a diagram for describing control mode switching determination according to the second embodiment.

図10を参照して、矢印B1は過変調制御モードが適用された場合に算出される電流指令値I*を示し、矢印B2は矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替わる時点での実電流値Iを示す。図10に示すように、過変調制御モードが適用された場合に算出される電流指令値の軌跡L1と、矩形波制御中の実電流値の軌跡L3とが交差した直後には、ΔIφ>0となる。これにより電流が大きく乱れる前に速やかに過変調制御モードに移行する。このため、実施の形態1よりも簡単な判定条件でも同様な効果を得ることができる。   Referring to FIG. 10, arrow B1 indicates a current command value I * calculated when the overmodulation control mode is applied, and arrow B2 indicates an actual current at the time of switching from the rectangular wave control mode to the overmodulation control mode. The value I is indicated. As shown in FIG. 10, immediately after the locus L1 of the current command value calculated when the overmodulation control mode is applied and the locus L3 of the actual current value during the rectangular wave control, ΔIφ> 0. It becomes. As a result, the mode immediately shifts to the overmodulation control mode before the current is greatly disturbed. For this reason, similar effects can be obtained even with simpler determination conditions than in the first embodiment.

[実施の形態3]
実施の形態3では切替判定条件のさらに他の変形例について述べる。
[Embodiment 3]
In the third embodiment, still another modification example of the switching determination condition will be described.

図11は、ステップS4の変形例であるステップS4Bの内容を説明するためのフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart for explaining the contents of step S4B, which is a modification of step S4.

図11のフローチャートは、実施の形態1の切替条件を説明する図7のフローチャートのステップS25に代えてステップS25Bを含む。図9のフローチャートの他の部分は、図7と同様であり説明は繰返さない。   The flowchart in FIG. 11 includes step S25B instead of step S25 in the flowchart in FIG. 7 for explaining the switching condition of the first embodiment. The other parts of the flowchart of FIG. 9 are the same as those of FIG. 7, and description thereof will not be repeated.

ステップS25Bでは次式(9)、(10)が成立するか否かが判断される。
ΔId<0 …(9)
ΔIq>0 …(10)
図12は、実施の形態3における制御モード切替判定について説明するための図である。
In step S25B, it is determined whether or not the following expressions (9) and (10) are satisfied.
ΔId <0 (9)
ΔIq> 0 (10)
FIG. 12 is a diagram for describing control mode switching determination according to the third embodiment.

図12を参照して、矢印C1は過変調制御モードが適用された場合に算出される電流指令値I*を示し、矢印C2は矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替わる時点での実電流値Iを示す。図12に示すように、過変調制御モードが適用された場合に算出される電流指令値の軌跡L1と、矩形波制御中の実電流値の軌跡L4とが交差した直後には、ΔId<0、ΔIq>0となる。これにより電流が大きく乱れる前に速やかに過変調制御モードに移行する。このため、実施の形態1、2と同様な効果を得ることができる。   Referring to FIG. 12, arrow C1 indicates a current command value I * calculated when the overmodulation control mode is applied, and arrow C2 indicates an actual current at the time of switching from the rectangular wave control mode to the overmodulation control mode. The value I is indicated. As shown in FIG. 12, immediately after the locus L1 of the current command value calculated when the overmodulation control mode is applied and the locus L4 of the actual current value during the rectangular wave control, ΔId <0. , ΔIq> 0. As a result, the mode immediately shifts to the overmodulation control mode before the current is greatly disturbed. For this reason, the same effect as Embodiment 1 and 2 can be acquired.

最後に、再び図1等を参照して本実施の形態について総括する。
車両のモータ駆動装置は、直流電源(バッテリB)の電圧を昇圧する電圧コンバータ12と、電圧コンバータ12から電圧が供給され、モータM1を駆動するインバータ14と、インバータ14を矩形波制御モードと過変調制御モードとを用いて制御し、モータM1の実電流値と過変調制御モードを適用した場合の電流指令値との関係が切替条件を満たすか否かに基づいて矩形波制御モードから過変調制御モードに制御モードを切替える制御装置30とを備える。制御装置30は、電圧コンバータ12が昇圧動作を開始した直後には、電圧コンバータ12が昇圧動作をしていない時および電圧コンバータ12が昇圧動作を開始して所定時間経過した時を含む通常時よりも、制御モードの切替が発生しやすいように切替条件を変更する。
Finally, this embodiment will be summarized with reference to FIG. 1 again.
The motor drive device for a vehicle includes a voltage converter 12 that boosts the voltage of a DC power supply (battery B), an inverter 14 that is supplied with a voltage from the voltage converter 12 and that drives a motor M1, and an inverter 14 that has a rectangular wave control mode. Overmodulation from the rectangular wave control mode based on whether the relationship between the actual current value of the motor M1 and the current command value when the overmodulation control mode is applied satisfies the switching condition. And a control device 30 that switches the control mode to the control mode. The control device 30 immediately after the voltage converter 12 starts the boosting operation, from the normal time including when the voltage converter 12 is not performing the boosting operation and when a predetermined time has elapsed since the voltage converter 12 started the boosting operation. Also, the switching condition is changed so that the switching of the control mode is likely to occur.

好ましくは、切替条件は、実電流値Iの電流指令値I*からの逸脱を示す逸脱量がしきい値よりも大きい場合に切替を発生させるという条件を含む。制御装置30は、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には通常時よりも、制御モードの切替が発生しやすいようにしきい値を変更する。   Preferably, the switching condition includes a condition that the switching is generated when the deviation amount indicating the deviation of the actual current value I from the current command value I * is larger than the threshold value. Control device 30 changes the threshold value immediately after the voltage converter starts the step-up operation so that switching of the control mode is more likely to occur than during normal operation.

より好ましくは、図7に示すように、しきい値は、モータ電流のd軸電流の差を判定する第1のしきい値Idtと、モータ電流のdq平面における位相角の差を判定する第2のしきい値Iφtとを含む。制御装置は、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には通常時(ステップS22:しきい値Idt1、Iφt1)よりも第1または第2のしきい値を制御モードの切替が発生しやすいように(ステップS25:しきい値Idt2、Iφt2に)変更する。   More preferably, as shown in FIG. 7, the threshold value is a first threshold value Idt for determining a difference in d-axis current of the motor current and a first threshold value for determining a phase angle difference in the dq plane of the motor current. 2 threshold Iφt. The control device makes it easier to switch the control mode to the first or second threshold value immediately after the voltage converter starts the step-up operation than at the normal time (step S22: threshold values Idt1, Iφt1). (Step S25: Threshold values Idt2, Iφt2) are changed.

好ましくは、図9に示すように、切替条件は、通常時には、モータ電流のd軸電流の差とモータ電流のdq平面における位相角の差のいずれか一方が所定の条件を満たす場合に切替を発生させるという第1の条件を含み(ステップS22)、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、位相角の差のみに基づいて切替を発生させる第2の条件を含む(ステップS25A)。   Preferably, as shown in FIG. 9, the switching condition is normally set when the difference between the d-axis current of the motor current or the phase angle difference of the motor current in the dq plane satisfies a predetermined condition. The first condition is generated (step S22), and immediately after the voltage converter starts the step-up operation, the second condition is generated that causes switching based only on the phase angle difference (step S25A).

より好ましくは、過変調制御モードを適用した場合の電流指令値の位相角からモータの実電流値の位相角を引いた値をΔIφとし、正のしきい値をIφt1とすると、第1の条件は、ΔIφ>Iφt1が成立するという条件を含み(ステップS22)、第2の条件は、ΔIφ>0が成立するという条件を含む(ステップS25A)。   More preferably, when the value obtained by subtracting the phase angle of the actual current value of the motor from the phase angle of the current command value when the overmodulation control mode is applied is ΔIφ and the positive threshold is Iφt1, the first condition Includes a condition that ΔIφ> Iφt1 is satisfied (step S22), and the second condition includes a condition that ΔIφ> 0 is satisfied (step S25A).

好ましくは、図11に示すように、切替条件は、通常時には、モータ電流のd軸電流の差とモータ電流のdq平面における位相角の差のいずれか一方が所定の条件を満たす場合に切替を発生させるという第1の条件を含み(ステップS22)、電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、モータ電流のd軸電流の差とモータ電流のq軸電流の差とに基づいて切替を発生させる第2の条件を含む(ステップS25B)。   Preferably, as shown in FIG. 11, the switching condition is normally switched when either one of the motor current d-axis current difference and the motor current dq plane phase angle difference satisfies a predetermined condition. The first condition is generated (step S22). Immediately after the voltage converter starts the boosting operation, switching is generated based on the difference between the d-axis current of the motor current and the difference of the q-axis current of the motor current. The second condition to be included is included (step S25B).

より好ましくは、過変調制御モードを適用した場合の電流指令値のd軸電流値からモータの実電流値のd軸電流値を引いた値をΔIdとし、過変調制御モードを適用した場合の電流指令値のq軸電流値からモータの実電流値のq軸電流値を引いた値をΔIqとすると、第2の条件は、ΔId<0またはΔIq>0が成立するという条件を含む(ステップS25B)。   More preferably, a value obtained by subtracting the d-axis current value of the actual current value of the motor from the d-axis current value of the current command value when the overmodulation control mode is applied is ΔId, and the current when the overmodulation control mode is applied If the value obtained by subtracting the q-axis current value of the motor actual current value from the q-axis current value of the command value is ΔIq, the second condition includes a condition that ΔId <0 or ΔIq> 0 is satisfied (step S25B). ).

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

5 負極母線、6,7 正極母線、10 電圧センサ、10# 直流電圧発生部、11 電流センサ、12 電圧コンバータ、13 電圧センサ、14 インバータ、15 U相アーム、16 V相アーム、17 W相アーム、24 電流センサ、25 回転角センサ、30 制御装置、100 モータ駆動制御システム、200 PWM制御部、210 電流指令生成部、220 電流制御部、230 PWM回路、300 矩形波電圧制御部、305 演算部、310 トルク検出部、320 電圧位相制御部、330 矩形波発生部、400 モード切換判定部、410 切換スイッチ、B 直流電源、C0,C1 平滑コンデンサ、D1〜D8 ダイオード、L1 リアクトル、M1 モータ、Q1〜Q8 スイッチング素子、SR1,SR2 システムリレー。   5 Negative bus, 6, 7 Positive bus, 10 Voltage sensor, 10 # DC voltage generator, 11 Current sensor, 12 Voltage converter, 13 Voltage sensor, 14 Inverter, 15 U phase arm, 16 V phase arm, 17 W phase arm , 24 current sensor, 25 rotation angle sensor, 30 control device, 100 motor drive control system, 200 PWM control unit, 210 current command generation unit, 220 current control unit, 230 PWM circuit, 300 rectangular wave voltage control unit, 305 calculation unit 310 torque detection unit 320 voltage phase control unit 330 rectangular wave generation unit 400 mode switching determination unit 410 switching switch B DC power source C0, C1 smoothing capacitor D1-D8 diode L1 reactor M1 motor Q1 ~ Q8 switching element, SR1, SR2 system Over.

Claims (7)

直流電源の電圧を昇圧する電圧コンバータと、
前記電圧コンバータから電圧が供給され、モータを駆動するインバータと、
前記インバータを矩形波制御モードと過変調制御モードとを用いて制御し、前記モータの実電流値と過変調制御モードを適用した場合の電流指令値との関係が切替条件を満たすか否かに基づいて前記矩形波制御モードから前記過変調制御モードに制御モードを切替える制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、前記電圧コンバータが昇圧動作をしていない時および前記電圧コンバータが昇圧動作を開始して所定時間経過した時を含む通常時よりも、前記制御モードの切替が発生しやすいように前記切替条件を変更する、車両のモータ駆動装置。
A voltage converter that boosts the voltage of the DC power supply;
An inverter which is supplied with voltage from the voltage converter and drives a motor;
Whether the inverter is controlled using a rectangular wave control mode and an overmodulation control mode, and whether the relationship between the actual current value of the motor and the current command value when the overmodulation control mode is applied satisfies a switching condition. And a control device for switching the control mode from the rectangular wave control mode to the overmodulation control mode,
The control device is configured so that immediately after the voltage converter starts the boosting operation, the normal time including when the voltage converter is not performing the boosting operation and when a predetermined time has elapsed since the voltage converter started the boosting operation. And a motor drive device for a vehicle that changes the switching condition so that the switching of the control mode is likely to occur.
前記切替条件は、前記実電流値の前記電流指令値からの逸脱を示す逸脱量がしきい値よりも大きい場合に切替を発生させるという条件を含み、
前記制御装置は、前記電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には前記通常時よりも、前記制御モードの切替が発生しやすいように前記しきい値を変更する、請求項1に記載の車両のモータ駆動装置。
The switching condition includes a condition of causing switching when a deviation amount indicating a deviation of the actual current value from the current command value is larger than a threshold value,
2. The vehicle according to claim 1, wherein the control device changes the threshold so that switching of the control mode is more likely to occur than in the normal time immediately after the voltage converter starts a boost operation. Motor drive device.
前記しきい値は、モータ電流のd軸電流の差を判定する第1のしきい値と、前記モータ電流のdq平面における位相角の差を判定する第2のしきい値とを含み、
前記制御装置は、前記電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には前記通常時よりも前記第1または第2のしきい値を前記制御モードの切替が発生しやすいように変更する、請求項2に記載の車両のモータ駆動装置。
The threshold value includes a first threshold value for determining a difference in d-axis current of motor current and a second threshold value for determining a difference in phase angle of the motor current in the dq plane,
The control device changes the first or second threshold so that the switching of the control mode is more likely to occur than in the normal time immediately after the voltage converter starts a boosting operation. The motor drive apparatus for vehicles described in 1.
前記切替条件は、前記通常時には、モータ電流のd軸電流の差と前記モータ電流のdq平面における位相角の差のいずれか一方が所定の条件を満たす場合に切替を発生させるという第1の条件を含み、前記電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、前記位相角の差のみに基づいて前記切替を発生させる第2の条件を含む、請求項1に記載の車両のモータ駆動装置。   In the normal condition, the switching condition is a first condition in which switching is generated when either a difference in d-axis current of the motor current or a phase angle difference in the dq plane of the motor current satisfies a predetermined condition. 2. The vehicle motor drive device according to claim 1, further comprising a second condition for generating the switching based only on the phase angle difference immediately after the voltage converter starts the boosting operation. 前記過変調制御モードを適用した場合の前記電流指令値の位相角から前記モータの実電流値の位相角を引いた値をΔIφとし、正のしきい値をIφt1とすると、
前記第1の条件は、ΔIφ>Iφt1が成立するという条件を含み、
前記第2の条件は、ΔIφ>0が成立するという条件を含む、請求項4に記載の車両のモータ駆動装置。
When the value obtained by subtracting the phase angle of the actual current value of the motor from the phase angle of the current command value when the overmodulation control mode is applied is ΔIφ, and the positive threshold is Iφt1,
The first condition includes a condition that ΔIφ> Iφt1 is satisfied,
The motor drive apparatus for a vehicle according to claim 4, wherein the second condition includes a condition that ΔIφ> 0 is satisfied.
前記切替条件は、前記通常時には、モータ電流のd軸電流の差と前記モータ電流のdq平面における位相角の差のいずれか一方が所定の条件を満たす場合に切替を発生させるという第1の条件を含み、前記電圧コンバータが昇圧動作を開始した直後には、前記モータ電流のd軸電流の差と前記モータ電流のq軸電流の差とに基づいて前記切替を発生させる第2の条件を含む、請求項1に記載の車両のモータ駆動装置。   In the normal condition, the switching condition is a first condition in which switching is generated when either a difference in d-axis current of the motor current or a phase angle difference in the dq plane of the motor current satisfies a predetermined condition. And immediately after the voltage converter starts the step-up operation, a second condition for generating the switching based on the difference between the d-axis current of the motor current and the difference of the q-axis current of the motor current is included. The motor drive device for a vehicle according to claim 1. 前記過変調制御モードを適用した場合の前記電流指令値のd軸電流値から前記モータの実電流値のd軸電流値を引いた値をΔIdとし、前記過変調制御モードを適用した場合の前記電流指令値のq軸電流値から前記モータの実電流値のq軸電流値を引いた値をΔIqとすると、
前記第2の条件は、ΔId<0またはΔIq>0が成立するという条件を含む、請求項6に記載の車両のモータ駆動装置。
A value obtained by subtracting the d-axis current value of the actual current value of the motor from the d-axis current value of the current command value when the overmodulation control mode is applied is denoted by ΔId, and when the overmodulation control mode is applied When ΔIq is a value obtained by subtracting the q-axis current value of the actual current value of the motor from the q-axis current value of the current command value,
The motor drive apparatus for a vehicle according to claim 6, wherein the second condition includes a condition that ΔId <0 or ΔIq> 0 is satisfied.
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