JP2011259637A - Control unit of rotary machine - Google Patents

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Yosuke Matsuki
洋介 松木
Akihiro Imura
彰宏 井村
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress degradation in controllability of control amount because of model error, relating to model prediction control.SOLUTION: Under the condition that an electric angle speed ω is a threshold speed ωF or higher (step S32:YES), d-axis inductance Ld is so operated as to feedback-control an error (predicted error Δiq) between a predicted current of q-axis and an actual current to be zero (step S34). A q-axis inductance Lq is so operated as to feedback-control an error (predicted error Δid) between a predicted current of d-axis and the actual current to be zero(step S36). The d-axis inductance Ld and q-axis inductance Lq at the time when the predicted error Δid, iq come to be zero, are stored as a learning value (step S38).

Description

本発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置に関する。   The present invention provides a control amount for the rotating machine by operating a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of the rotating machine. The present invention relates to a control device for a rotating machine to be controlled.

この種の制御装置としては、3相電動機の各相に流れる電流を指令値にフィードバック制御すべく、各相の指令電圧を算出し、算出される指令電圧と三角波形状のキャリアとの大小に基づきインバータのスイッチング素子を操作する三角波比較PWM制御を行うものも提案され、実用化されている。   As this type of control device, in order to feedback control the current flowing in each phase of the three-phase motor to the command value, the command voltage of each phase is calculated, and based on the magnitude of the calculated command voltage and the triangular wave carrier A device that performs triangular wave comparison PWM control for operating a switching element of an inverter has been proposed and put into practical use.

さらに、近年、例えば下記特許文献1に見られるように、インバータの操作状態を様々に設定した場合についての3相電動機を流れる電流をそれぞれ予測し、予測される電流と指令電流との偏差を最小化することのできる操作状態にてインバータを操作するいわゆるモデル予測制御を行うものが提案されている。これによれば、インバータの出力電圧に基づき予測される電流の挙動を最適化するようにインバータを操作するため、過渡時における指令電流への追従性が上記三角波比較PWM制御によるものと比較して向上する。このため、モデル予測制御は、車載主機としてのモータジェネレータの制御装置等、過渡追従特性として特に高い性能が要求される用途にとっては、有用性が高いと考えられる。   Furthermore, in recent years, for example, as can be seen in Patent Document 1 below, the current flowing through the three-phase motor when the operation state of the inverter is set in various ways is predicted, and the deviation between the predicted current and the command current is minimized. What performs what is called model predictive control which operates an inverter in the operation state which can be made into a thing is proposed. According to this, since the inverter is operated so as to optimize the behavior of the current predicted based on the output voltage of the inverter, the followability to the command current at the time of transient is compared with that by the above-described triangular wave comparison PWM control. improves. For this reason, model predictive control is considered to be highly useful for applications that require particularly high performance as transient tracking characteristics, such as a motor generator control device as an in-vehicle main unit.

なお、回転機の制御装置としては、他にも例えば下記特許文献2に記載されているもの等がある。   Other examples of the control device for the rotating machine include those described in Patent Document 2 below.

特開2008−228419号公報JP 2008-228419 A 特開平11−27997号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-27997

ただし、上記モデル予測制御を用いる場合、制御量の制御性がモデルの精度に依存する。   However, when the model predictive control is used, the controllability of the control amount depends on the accuracy of the model.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モデル予測制御を行なうものにあって、モデル誤差による制御量の制御性の低下を好適に抑制することのできる回転機の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to perform model predictive control, and a rotation that can suitably suppress a decrease in controllability of a control amount due to a model error. It is to provide a control device for a machine.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

請求項1記載の発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段と、前記予測手段による前記制御量の予測値の誤差である予測誤差を検出する予測誤差検出手段と、該検出された予測誤差を入力とし、該予測誤差を低減するように前記モデルを更新する更新手段とを備えることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, the rotating machine is operated by operating a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of the rotating machine. In the control device for a rotating machine that controls the control amount of the rotating machine, a predicting unit that predicts a control amount of the rotating machine based on a model of the rotating machine when an operation state of the power conversion circuit is set, and the predicted An operation means for determining an actual operation state of the power conversion circuit based on a control amount and a command value of the control amount, and operating the power conversion circuit so as to be the determined operation state; and the prediction means A prediction error detecting means for detecting a prediction error that is an error of a predicted value of the control amount by the update method, and an updater that inputs the detected prediction error and updates the model so as to reduce the prediction error. Characterized in that it comprises and.

モデルが誤差を含む場合、予測手段による予測に誤差が生じる。上記発明では、この点に鑑み、予測誤差に基づきモデルを更新することで、モデル誤差による制御量の制御性の低下を好適に抑制することができる。   When the model includes an error, an error occurs in the prediction by the prediction unit. In the above invention, in view of this point, by updating the model based on the prediction error, it is possible to suitably suppress a decrease in controllability of the control amount due to the model error.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記予測誤差検出手段は、前記予測手段による前記制御量の予測値と前記制御量の検出値とを入力として前記予測誤差を検出することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the prediction error detection unit detects the prediction error by using the prediction value of the control amount and the detection value of the control amount by the prediction unit as inputs. It is characterized by that.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記モデルは、前記回転機のd軸電流を、q軸インダクタンスと前記回転機の回転速度との積に比例した項に基づき定めるものであり、前記更新手段は、前記回転機のd軸電流に関する前記予測誤差を低減すべく前記モデルのq軸インダクタンスを更新することを特徴とする。   According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the model is based on a term in which the d-axis current of the rotating machine is proportional to the product of the q-axis inductance and the rotational speed of the rotating machine. The updating means updates the q-axis inductance of the model so as to reduce the prediction error related to the d-axis current of the rotating machine.

上記モデルの場合、回転速度がある程度大きい状況下等にあっては、q軸インダクタンスの誤差は、d軸電流の誤差に顕著な影響を及ぼす傾向がある。上記発明では、この点に鑑み、更新手段を構成した。   In the case of the above model, the q-axis inductance error tends to significantly affect the d-axis current error under circumstances where the rotational speed is somewhat high. In the above invention, the updating means is configured in view of this point.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記モデルは、前記回転機のq軸電流を、d軸インダクタンスと前記回転機の回転速度との積に比例した項に基づき定めるものであり、前記更新手段は、前記回転機のq軸電流に関する前記予測誤差を低減すべく前記モデルのd軸インダクタンスを更新することを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the model is a product of a q-axis current of the rotating machine, a product of a d-axis inductance and a rotational speed of the rotating machine. The updating means updates the d-axis inductance of the model so as to reduce the prediction error related to the q-axis current of the rotating machine.

上記モデルの場合、回転速度がある程度大きい状況下等にあっては、d軸インダクタンスの誤差は、q軸電流の誤差に顕著な影響を及ぼす傾向がある。上記発明では、この点に鑑み、更新手段を構成した。   In the case of the above model, the d-axis inductance error tends to significantly affect the q-axis current error under circumstances where the rotational speed is somewhat high. In the above invention, the updating means is configured in view of this point.

請求項5記載の発明は、請求項3または4記載の発明において、前記回転機の回転速度が規定速度以上となることを条件に、前記予測誤差検出手段によって検出される予測誤差に基づき前記モデルのインダクタンスを学習し、該インダクタンスを、そのときの前記回転機の電流またはトルクとともに記憶する記憶手段をさらに備え、前記更新手段は、前記電流またはトルクに応じて前記記憶手段に記憶されたインダクタンスに基づき前記予測手段によって利用されるモデルを更新することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or 4, wherein the model is based on a prediction error detected by the prediction error detection means on condition that the rotational speed of the rotating machine is not less than a specified speed. Storage means for learning the inductance and storing the inductance together with the current or torque of the rotating machine at that time, and the updating means adds the inductance stored in the storage means according to the current or torque. The model used by the prediction means is updated based on the above.

上記モデルの場合、回転速度が大きい領域においてインダクタンスの誤差の影響が顕著となる。そして、このインダクタンスの誤差は、電流に依存する。上記発明では、この点に鑑み、回転速度が大きい領域において、予測誤差に基づきインダクタンスを学習し、これを電流またはこれと相関を有するパラメータであるトルクとともに記憶する。   In the case of the above model, the influence of the inductance error becomes significant in a region where the rotational speed is high. The inductance error depends on the current. In the above invention, in view of this point, in the region where the rotation speed is high, the inductance is learned based on the prediction error, and this is stored together with the current or the torque that is a parameter correlated therewith.

請求項6記載の発明は、請求項3または4記載の発明において、前記更新手段は、前記予測誤差検出手段によって検出される予測誤差を目標値に制御すべく前記モデルのインダクタンスを操作することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the third or fourth aspect, the updating means manipulates the inductance of the model so as to control the prediction error detected by the prediction error detecting means to a target value. Features.

請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明において、前記回転機の回転速度が所定の低速度以下となることを条件に、前記予測誤差検出手段によって検出される予測誤差に基づき前記目標値を学習し、該学習された目標値を前記更新手段に出力する目標値出力手段を備え、前記更新手段は、前記予測誤差を前記出力された目標値に制御することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the invention, in the sixth aspect of the invention, the target is based on a prediction error detected by the prediction error detecting means on condition that the rotational speed of the rotating machine is equal to or lower than a predetermined low speed. Target value output means for learning a value and outputting the learned target value to the update means is provided, and the update means controls the prediction error to the output target value.

上記モデルの場合、回転速度が大きい領域においてインダクタンスの誤差の影響が顕著となる一方、低速度領域では、インダクタンス以外の誤差が予測誤差に及ぼす影響が大きくなると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、低速度領域においてインダクタンス誤差以外の要因による予測誤差を学習し、これを目標値として予測誤差を制御すべくインダクタンスを操作することで、インダクタンス誤差を低減するようにインダクタンスを操作することができる。   In the case of the above model, it is considered that the influence of the inductance error becomes remarkable in the region where the rotational speed is high, whereas the influence other than the inductance on the prediction error becomes large in the low speed region. In the above invention, in view of this point, the prediction error due to factors other than the inductance error is learned in the low speed region, and the inductance is manipulated to control the prediction error using this as a target value, thereby reducing the inductance error. The inductance can be manipulated.

請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記目標値出力手段は、前記更新手段に出力する前記目標値を、前記回転機の電流、前記回転機のトルク、前記回転機の回転速度および前記回転機の温度の少なくとも1つに応じて可変設定することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the invention, in the seventh aspect of the invention, the target value output means outputs the target value to be output to the update means, the current of the rotating machine, the torque of the rotating machine, the torque of the rotating machine. A variable setting is made according to at least one of a rotation speed and a temperature of the rotating machine.

モデルのパラメータは、温度や電流等に依存して変化する。このため、目標値として適切な値も温度や電流等に応じて変化すると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、目標値を可変設定する。   Model parameters vary depending on temperature, current, and the like. For this reason, it is considered that an appropriate value as the target value also changes according to temperature, current, and the like. In the above invention, in view of this point, the target value is variably set.

請求項9記載の発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機のトルクを制御する回転機の制御装置において、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段と、前記予測手段による前記制御量の予測値の誤差である予測誤差を検出する予測誤差検出手段と、該検出された予測誤差を入力とし、前記回転機の回転速度が一定である状況下において前記回転機に対する要求トルクを変化させた際の前記回転機の実際のトルクと前記要求トルクとの差を低減するように前記モデルのインダクタンスを更新する更新手段とを備えることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, the rotating machine is operated by operating a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of the rotating machine. In the control device for a rotating machine that controls the torque of the rotating machine, a predicting unit that predicts a control amount of the rotating machine based on a model of the rotating machine when an operation state of the power conversion circuit is set, and the predicted control An operating means for determining an actual operation state of the power conversion circuit based on the amount and a command value of the control amount, and operating the power conversion circuit so as to be in the determined operation state; Prediction error detection means for detecting a prediction error that is an error in the predicted value of the control amount, and the detected prediction error as input, and the rotation speed of the rotating machine is constant. Characterized in that it comprises an updating means for updating the inductance of the model to reduce the difference between the required torque and the actual torque of the rotating machine when changing the required torque for the machine.

回転速度が一定でもトルクが変化すると電流量が変化するためにインダクタンスが変化する。そして、各トルク(電流)に対応する実際のインダクタンスがモデルの想定するものと相違する場合には、予測誤差が生じ、ひいては実際のトルクと要求トルクとの差を増大させる。この点、上記発明では、インダクタンスを更新することでこうした問題を回避することができる。   Even if the rotation speed is constant, if the torque changes, the amount of current changes, so the inductance changes. When the actual inductance corresponding to each torque (current) is different from that assumed by the model, a prediction error occurs, and the difference between the actual torque and the required torque is increased. In this regard, in the above invention, such a problem can be avoided by updating the inductance.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. インバータの操作状態を表現する電圧ベクトルを示す図。The figure which shows the voltage vector expressing the operation state of an inverter. 上記実施形態にかかるモデル予測制御の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the model prediction control concerning the said embodiment. モデル誤差と制御量の誤差との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a model error and the control amount error. 上記実施形態の原理を説明するための図。The figure for demonstrating the principle of the said embodiment. 同実施形態にかかるインダクタンスの学習処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the learning process of the inductance concerning the embodiment. 第2の実施形態の原理を説明するための図。The figure for demonstrating the principle of 2nd Embodiment. 同実施形態にかかるインダクタンスの学習処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the learning process of the inductance concerning the embodiment. 同実施形態の効果を示す図。The figure which shows the effect of the same embodiment.

<第1の実施形態>
以下、本発明にかかる回転機の制御装置をハイブリッド車の制御装置に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which a control device for a rotating machine according to the present invention is applied to a control device for a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるモータジェネレータの制御システムの全体構成を示す。モータジェネレータ10は、3相の永久磁石同期モータである。また、モータジェネレータ10は、突極性を有する回転機(突極機)である。詳しくは、モータジェネレータ10は、埋め込み磁石同期モータ(IPMSM)である。   FIG. 1 shows the overall configuration of a motor generator control system according to this embodiment. The motor generator 10 is a three-phase permanent magnet synchronous motor. The motor generator 10 is a rotating machine (saliency pole machine) having saliency. Specifically, the motor generator 10 is an embedded magnet synchronous motor (IPMSM).

モータジェネレータ10は、インバータIVを介して高電圧バッテリ12に接続されている。インバータIVは、スイッチング素子Sup,Sunの直列接続体と、スイッチング素子Svp,Svnの直列接続体と、スイッチング素子Swp,Swnの直列接続体とを備えており、これら各直列接続体の接続点がモータジェネレータ10のU,V,W相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnとして、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)が用いられている。そして、これらにはそれぞれ、ダイオードDup,Dun,Dvp,Dvn,Dwp,Dwnが逆並列に接続されている。   The motor generator 10 is connected to the high voltage battery 12 via the inverter IV. The inverter IV includes a series connection body of the switching elements Sup and Sun, a series connection body of the switching elements Svp and Svn, and a series connection body of the switching elements Swp and Swn. The motor generator 10 is connected to the U, V, and W phases, respectively. In the present embodiment, insulated gate bipolar transistors (IGBTs) are used as the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn. In addition, diodes Dup, Dun, Dvp, Dvn, Dwp, and Dwn are connected in antiparallel to these.

本実施形態では、モータジェネレータ10やインバータIVの状態を検出する検出手段として、以下のものを備えている。まずモータジェネレータ10の回転角度(電気角θ)を検出する回転角度センサ14を備えている。また、モータジェネレータ10の各相を流れる電流iu,iv,iwを検出する電流センサ16を備えている。更に、インバータIVの入力電圧(電源電圧VDC)を検出する電圧センサ18を備えている。   In this embodiment, the following is provided as detection means for detecting the state of the motor generator 10 and the inverter IV. First, a rotation angle sensor 14 for detecting the rotation angle (electrical angle θ) of the motor generator 10 is provided. Further, a current sensor 16 that detects currents iu, iv, and iw flowing through the phases of the motor generator 10 is provided. Further, a voltage sensor 18 for detecting an input voltage (power supply voltage VDC) of the inverter IV is provided.

上記各種センサの検出値は、図示しないインターフェースを介して低電圧システムを構成する制御装置20に取り込まれる。制御装置20では、これら各種センサの検出値に基づき、インバータIVを操作する操作信号を生成して出力する。ここで、インバータIVのスイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnを操作する信号が、操作信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnである。   The detection values of the various sensors are taken into the control device 20 constituting the low voltage system via an interface (not shown). The control device 20 generates and outputs an operation signal for operating the inverter IV based on the detection values of these various sensors. Here, the signals for operating the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn of the inverter IV are the operation signals gup, gun, gvp, gvn, gwp, gwn.

上記制御装置20は、モータジェネレータ10のトルクを要求トルクTrに制御すべく、インバータIVを操作する。詳しくは、要求トルクTrを実現するための指令電流となるようにインバータIVを操作する。すなわち、本実施形態では、モータジェネレータ10のトルクが最終的な制御量となるものであるが、トルクを制御すべく、モータジェネレータ10を流れる電流を直接の制御量としてこれを指令電流に制御する。特に、本実施形態では、モータジェネレータ10を流れる電流を指令電流に制御すべく、インバータIVの操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合についてのモータジェネレータ10を流れる電流を予測し、上記操作状態のうち予測電流が指令電流に近くなるものをインバータIVの実際の操作状態として採用するモデル予測制御を行う。   The control device 20 operates the inverter IV to control the torque of the motor generator 10 to the required torque Tr. Specifically, the inverter IV is operated so that a command current for realizing the required torque Tr is obtained. That is, in this embodiment, the torque of the motor generator 10 becomes the final control amount, but in order to control the torque, the current flowing through the motor generator 10 is directly controlled as a command current. . In particular, in the present embodiment, in order to control the current flowing through the motor generator 10 to the command current, the current flowing through the motor generator 10 is predicted when the operation state of the inverter IV is set to each of a plurality of ways, and the operation state is Model predictive control is performed in which the predicted current close to the command current is adopted as the actual operation state of the inverter IV.

詳しくは、電流センサ16によって検出された相電流iu,iv,iwは、dq変換部22において、回転座標系の実電流id,iqに変換される。また、角度センサ14によって検出される電気角θは、速度算出部23の入力となり、これにより、回転速度(電気角速度ω)が算出される。一方、指令電流設定部24は、要求トルクTrを入力とし、dq座標系での指令電流idr,iqrを出力する。これら指令電流idr,iqr、実電流id,iq、及び電気角θは、モデル予測制御部30の入力となる。モデル予測制御部30では、これら入力パラメータに基づき、インバータIVの操作状態を規定する電圧ベクトルViを決定し、操作部26に入力する。操作部26では、入力された電圧ベクトルViに基づき、上記操作信号を生成してインバータIVに出力する。   Specifically, the phase currents iu, iv, iw detected by the current sensor 16 are converted into actual currents id, iq in the rotating coordinate system by the dq converter 22. Further, the electrical angle θ detected by the angle sensor 14 becomes an input to the speed calculation unit 23, and thereby the rotational speed (electrical angular speed ω) is calculated. On the other hand, the command current setting unit 24 receives the required torque Tr and outputs command currents idr and iqr in the dq coordinate system. The command currents idr and iqr, the actual currents id and iq, and the electrical angle θ are input to the model prediction control unit 30. Based on these input parameters, the model prediction control unit 30 determines a voltage vector Vi that defines the operation state of the inverter IV and inputs it to the operation unit 26. The operation unit 26 generates the operation signal based on the input voltage vector Vi and outputs it to the inverter IV.

ここで、インバータIVの操作状態を表現する電圧ベクトルは、図2に示す8つの電圧ベクトルとなる。例えば、低電位側のスイッチング素子Sun,Svn,Swnがオン状態となる操作状態(図中、「下」と表記)を表現する電圧ベクトルが電圧ベクトルV0であり、高電位側のスイッチング素子Sup,Svp,Swpがオン状態となる操作状態(図中、「上」と表記)を表現する電圧ベクトルが電圧ベクトルV7である。これら電圧ベクトルV0,V7は、モータジェネレータ10の全相を短絡させるものであり、インバータIVからモータジェネレータ10に印加される電圧がゼロとなるものであるため、ゼロベクトルと呼ばれている。これに対し、残りの6つの電圧ベクトルV1〜V6は、上側アーム及び下側アームの双方にオン状態となるスイッチング素子が存在する操作パターンによって規定されるものであり、非ゼロベクトルと呼ばれている。なお、図2(b)に示すように、電圧ベクトルV1、V3,V5のそれぞれがU相、V相、W相の正側にそれぞれ対応している。   Here, the voltage vectors expressing the operation state of the inverter IV are eight voltage vectors shown in FIG. For example, a voltage vector representing an operation state (indicated as “lower” in the drawing) in which the low-potential side switching elements Sun, Svn, Swn are turned on is the voltage vector V0, and the high-potential side switching elements Sup, A voltage vector representing an operation state (indicated as “upper” in the drawing) in which Svp and Swp are turned on is a voltage vector V7. These voltage vectors V0 and V7 are for short-circuiting all phases of the motor generator 10 and are called zero vectors because the voltage applied to the motor generator 10 from the inverter IV becomes zero. On the other hand, the remaining six voltage vectors V1 to V6 are defined by an operation pattern in which switching elements that are turned on exist in both the upper arm and the lower arm, and are called non-zero vectors. Yes. As shown in FIG. 2B, each of the voltage vectors V1, V3, and V5 corresponds to the positive side of the U phase, the V phase, and the W phase, respectively.

次に、モデル予測制御部30の処理の詳細について説明する。先の図1に示す操作状態設定部31では、インバータIVの操作状態を設定する。ここでは、先の図2に示した電圧ベクトルV0〜V7をインバータIVの操作状態として設定する。dq変換部32では、操作状態設定部31によって設定された電圧ベクトルをdq変換することで、dq座標系の電圧ベクトルVdq=(vd,vq)を算出する。こうした変換を行うべく、操作状態設定部31における電圧ベクトルV0〜V7を、例えば、先の図2において、「上」を「VDC/2」として且つ「下」を「−VDC/2」とすることで表現すればよい。この場合、例えば、電圧ベクトルV0は、(−VDC/2、−VDC/2、−VDC/2)となり、電圧ベクトルV1は、(VDC/2、−VDC/2、−VDC/2)となる。   Next, details of the processing of the model prediction control unit 30 will be described. In the operation state setting unit 31 shown in FIG. 1, the operation state of the inverter IV is set. Here, voltage vectors V0 to V7 shown in FIG. 2 are set as the operation state of inverter IV. The dq conversion unit 32 calculates the voltage vector Vdq = (vd, vq) in the dq coordinate system by performing dq conversion on the voltage vector set by the operation state setting unit 31. In order to perform such conversion, the voltage vectors V0 to V7 in the operation state setting unit 31 are, for example, “upper” as “VDC / 2” and “lower” as “−VDC / 2” in FIG. It can be expressed as above. In this case, for example, the voltage vector V0 is (−VDC / 2, −VDC / 2, −VDC / 2), and the voltage vector V1 is (VDC / 2, −VDC / 2, −VDC / 2). .

予測部33では、電圧ベクトル(vd、vq)と、実電流id,iqと、電気角速度ωとに基づき、インバータIVの操作状態を操作状態設定部31によって設定される状態とした場合の電流id,iqを予測する。ここでは、下記(c1)、(c2)にて表現される電圧方程式を、電流の微分項について解いた下記の状態方程式(式(c3)、(c4))を離散化し、1ステップ先の電流を予測する。
vd=(R+pLd)id −ωLqiq …(c1)
vq= ωLdid+(R+pLq)iq +ωφ …(c2)
pid
=−(R/Ld)id +ω(Lq/Ld)iq +vd/Ld …(c3)
piq
=−ω(Ld/Lq)id−(Rd/Lq)iq+vq/Lq−ωφ/Lq…(c4)
ちなみに、上記の式(c1)、(c2)において、抵抗R、微分演算子p、d軸インダクタンスLd,q軸インダクタンスLq及び電機子鎖交磁束定数φを用いた。
In the prediction unit 33, the current id when the operation state of the inverter IV is set to the state set by the operation state setting unit 31 based on the voltage vector (vd, vq), the actual currents id, iq, and the electrical angular velocity ω. , Iq is predicted. Here, the voltage equation expressed by the following (c1) and (c2) is discretized from the following state equations (formulas (c3) and (c4)) obtained by solving the current differential term. Predict.
vd = (R + pLd) id−ωLqiq (c1)
vq = ωLdid + (R + pLq) iq + ωφ (c2)
pid
= − (R / Ld) id + ω (Lq / Ld) iq + vd / Ld (c3)
piq
= −ω (Ld / Lq) id− (Rd / Lq) iq + vq / Lq−ωφ / Lq (c4)
Incidentally, in the above formulas (c1) and (c2), the resistance R, the differential operator p, the d-axis inductance Ld, the q-axis inductance Lq, and the armature linkage flux constant φ are used.

上記電流の予測は、操作状態設定部31によって設定される複数通りの操作状態のそれぞれについて行われる。   The prediction of the current is performed for each of a plurality of operation states set by the operation state setting unit 31.

一方、操作状態決定部34では、予測部33によって予測された電流ide,iqeと、指令電流idr,iqrとを入力として、インバータIVの操作状態を決定する。ここでは、操作状態設定部31によって設定された操作状態のそれぞれを評価関数Jによって評価し、評価のもっとも高かった操作状態を選択する。この評価関数Jとして、本実施形態では、評価が低いほど値が大きくなるものを採用する。具体的には、評価関数Jを、指令電流ベクトルIdqr=(idr,iqr)と、予測電流ベクトルIdqe=(ide,iqe)との差の内積値に基づき算出する。これは、指令電流ベクトルIdqrと予測電流ベクトルIdqeとの各成分の偏差が正、負の双方の値となりうることに鑑み、値が大きいほど評価が低いことを表現するための一手法である。これにより、指令電流ベクトルIdqrと予測電流ベクトルIdqeとの各成分の差が大きいほど、評価が低くなる評価関数Jを構築することができる。   On the other hand, the operation state determination unit 34 inputs the currents ide and iq predicted by the prediction unit 33 and the command currents idr and iqr, and determines the operation state of the inverter IV. Here, each operation state set by the operation state setting unit 31 is evaluated by the evaluation function J, and the operation state with the highest evaluation is selected. As this evaluation function J, in the present embodiment, a function whose value increases as the evaluation becomes lower is adopted. Specifically, the evaluation function J is calculated based on the inner product value of the difference between the command current vector Idqr = (idr, iqr) and the predicted current vector Idqe = (ide, iqe). This is a technique for expressing that the evaluation is lower as the value is larger in view of the fact that the deviation of each component between the command current vector Idqr and the predicted current vector Idqe can be both positive and negative values. As a result, it is possible to construct an evaluation function J in which the evaluation becomes lower as the difference between the components of the command current vector Idqr and the predicted current vector Idqe is larger.

図3に、本実施形態にかかるモデル予測制御の処理手順を示す。この処理は、所定周期(制御周期Tc)で繰り返し実行される。   FIG. 3 shows a model prediction control processing procedure according to the present embodiment. This process is repeatedly executed at a predetermined cycle (control cycle Tc).

この一連の処理では、まずステップS10において、電気角θ(n)と、実電流id(n),iq(n)とを検出するとともに、前回の制御周期で決定された電圧ベクトルV(n)を出力する。続くステップS12においては、1制御周期先における電流(ide(n+1),iqe(n+1))を予測する。これは、上記ステップS10によって出力された電圧ベクトルV(n)によって、1制御周期先の電流がどうなるかを予測する処理である。ここでは、上記の式(c3)、(c4)にて表現されたモデルを前進差分法にて制御周期Tcで離散化したものを用いて、電流ide(n+1)、iqe(n+1)を算出する。この際、電流の初期値として、上記ステップS10において検出された実電流id(n),iq(n)を用いる。また、dq軸上の電圧ベクトルを、上記ステップS10において検出されたθ(n)に「ωTc/2」を加算した角度に基づき固定座標系の電圧ベクトルV(n)をdq変換したものとする。   In this series of processing, first, in step S10, the electrical angle θ (n) and the actual currents id (n) and iq (n) are detected, and the voltage vector V (n) determined in the previous control cycle. Is output. In subsequent step S12, the current (ide (n + 1), iqe (n + 1)) in one control cycle ahead is predicted. This is a process of predicting what will happen to the current one control cycle ahead based on the voltage vector V (n) output in step S10. Here, the currents ide (n + 1) and iqe (n + 1) are calculated by using the model expressed by the above equations (c3) and (c4) discretized by the forward difference method with the control cycle Tc. . At this time, the actual currents id (n) and iq (n) detected in step S10 are used as the initial value of the current. Further, the voltage vector on the dq axis is obtained by dq-transforming the voltage vector V (n) of the fixed coordinate system based on an angle obtained by adding “ωTc / 2” to θ (n) detected in step S10. .

続くステップS14〜S22では、次回の制御周期における電圧ベクトルを複数通りに設定した場合のそれぞれについて、2制御周期先の電流を予測する処理を行う。すなわち、まずステップS14において、電圧ベクトルを定める数jを「0」に設定する。続くステップS16においては、電圧ベクトルVjを、次回の制御周期における電圧ベクトルV(n+1)として設定する。続くステップS18においては、上記ステップS12と同様にして予測電流ide(n+2)、iqe(n+2)を算出する。ただし、ここでは、電流の初期値として、上記ステップS12において算出された予測電流ide(n+1),iqe(n+1)を用いる。また、dq軸上の電圧ベクトルを、上記ステップS10において検出された電気角θ(n)に「3ωTc/2」を加算した角度に基づき固定座標系の電圧ベクトルV(n+1)をdq変換したものとする。   In subsequent steps S14 to S22, a process of predicting a current two control cycles ahead is performed for each of cases where a plurality of voltage vectors are set in the next control cycle. That is, first, in step S14, the number j that defines the voltage vector is set to “0”. In subsequent step S16, voltage vector Vj is set as voltage vector V (n + 1) in the next control cycle. In subsequent step S18, predicted currents ide (n + 2) and iqe (n + 2) are calculated in the same manner as in step S12. However, here, the predicted currents ide (n + 1) and iqe (n + 1) calculated in step S12 are used as the initial values of the currents. Further, the voltage vector on the dq axis is obtained by dq-transforming the voltage vector V (n + 1) of the fixed coordinate system based on the angle obtained by adding “3ωTc / 2” to the electrical angle θ (n) detected in step S10. And

続くステップS20においては、数jが「7」であるか否かを判断する。この処理は、インバータIVの操作状態を決定する電圧ベクトルV0〜V7の全てについて、電流の予測処理が完了したか否かを判断するためのものである。そして、ステップS20において否定判断される場合には、ステップS22において、数jをインクリメントし、ステップS16に戻る。これに対し、ステップS20において肯定判断される場合には、ステップS24に移行する。   In a succeeding step S20, it is determined whether or not the number j is “7”. This process is for determining whether or not the current prediction process has been completed for all of the voltage vectors V0 to V7 that determine the operation state of the inverter IV. If a negative determination is made in step S20, the number j is incremented in step S22, and the process returns to step S16. On the other hand, when a positive determination is made in step S20, the process proceeds to step S24.

ステップS24においては、次回の制御周期における電圧ベクトルV(n+1)を決定する処理を行う。ここでは、上記評価関数Jを最小化する電圧ベクトルを最終的な電圧ベクトルV(n+1)とする。すなわち、ステップS20において肯定判断される時点で、電圧ベクトルV0〜V7のそれぞれについての予測電流ide(n+2),iqe(n+2)が算出されている。このため、これら8通りの予測電流ide(n+2),iqe(n+2)を用いて、評価関数Jの値を8つ算出することができる。続くステップS26においては、電圧ベクトルV(n),V(n+1)を、それぞれ電圧ベクトルV(n−1),V(n)とし、電気角θ(n)を電気角θ(n−1)とし、実電流id(n),iq(n)を、それぞれ実電流id(n−1)、iq(n−1)とする。   In step S24, a process for determining the voltage vector V (n + 1) in the next control cycle is performed. Here, a voltage vector that minimizes the evaluation function J is a final voltage vector V (n + 1). That is, at the time when an affirmative determination is made in step S20, predicted currents ide (n + 2) and iqe (n + 2) are calculated for each of the voltage vectors V0 to V7. Therefore, eight values of the evaluation function J can be calculated using these eight predicted currents ide (n + 2) and iqe (n + 2). In the subsequent step S26, the voltage vectors V (n) and V (n + 1) are set to the voltage vectors V (n−1) and V (n), respectively, and the electrical angle θ (n) is the electrical angle θ (n−1). And real currents id (n) and iq (n) are assumed to be real currents id (n-1) and iq (n-1), respectively.

なお、ステップS26の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   In addition, when the process of step S26 is completed, this series of processes is once complete | finished.

ところで、上記モデル予測制御における電流等の制御量の制御性は、上記の式(c1)、(c2)にて表現されるモデル式の精度に依存する。図4(a)に、d軸インダクタンスLdの誤差ΔLd,q軸インダクタンスLqの誤差ΔLq、抵抗Rの誤差ΔRおよび電機子鎖交磁束定数φの誤差Δφと、上記予測電流ide,iqeの予測誤差Δid,Δiqとの関係を示す。なお、予測誤差Δidは、「ide(n)−id(n)」であり、予測誤差Δiqは、「iqe(n)−iq(n)」である。図4(a)の表は、上記のモデル式(c3)、(c4)を離散化したものにおいて各パラメータに上記誤差を含めて算出した。   By the way, the controllability of the controlled variable such as current in the model predictive control depends on the accuracy of the model expression expressed by the above expressions (c1) and (c2). FIG. 4A shows an error ΔLd of the d-axis inductance Ld, an error ΔLq of the q-axis inductance Lq, an error ΔR of the resistance R, an error Δφ of the armature linkage flux constant φ, and a prediction error of the predicted currents ide and iqe. The relationship between Δid and Δiq is shown. The prediction error Δid is “ide (n) −id (n)”, and the prediction error Δiq is “iqe (n) −iq (n)”. The table in FIG. 4A is calculated by discretizing the model equations (c3) and (c4) and including the above errors in each parameter.

また、図4(b)は、q軸インダクタンスLqが誤差を含む場合の電流の誤差を示し、図4(c)は、d軸インダクタンスLdが誤差を含む場合の電流の誤差を示し、図4(d)は、抵抗Rが誤差を含む場合の電流の誤差を示し、図4(e)は、電機子鎖交磁束定数φが誤差を含む場合の電流の誤差を示す。ただし、これらは、高回転領域におけるデータである。図示されるように、q軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdに誤差がある場合に電流の誤差が大きくなりやすい。これは、図4(a)からわかるように、d軸電流やq軸電流がq軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdと電気角速度ωとの積に比例するためであると考えられる。   4B shows the current error when the q-axis inductance Lq includes an error, and FIG. 4C shows the current error when the d-axis inductance Ld includes an error. FIG. 4D shows a current error when the resistor R includes an error, and FIG. 4E shows a current error when the armature flux linkage constant φ includes an error. However, these are data in a high rotation region. As shown in the drawing, when there is an error in the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld, the current error tends to increase. As can be seen from FIG. 4A, it is considered that the d-axis current and the q-axis current are proportional to the product of the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld and the electrical angular velocity ω.

このため、高回転速度領域において予測誤差Δid,Δiqを検出すれば、その誤差要因をq軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdのみによるとみなしたとしても、これらの真の値を高精度に学習することができると考えられる。   For this reason, if the prediction errors Δid and Δiq are detected in the high rotation speed region, even if the error factors are considered to be only the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld, these true values are learned with high accuracy. It is considered possible.

図5に、こうした観点によって学習されたq軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdを様々な回転速度領域において用いた場合の電流誤差の計測結果を示す。詳しくは、図5(a)に示すように、トルクの値(ここでは、6点)毎にq軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdを学習する。こうして学習されたq軸インダクタンスLqを図5(b)に示す。これにより、図5(c)〜図5(e)に示すように、トルク毎に、学習されたq軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdを用いるなら、回転速度によらず電流誤差を好適に抑制できることがわかる。これは、電流等の制御量の予測誤差にとって、q軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdが顕著な影響を及ぼすことを意味すると考えられる。ちなみに、トルク毎にq軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdを学習するのは、q軸インダクタンスLqやd軸インダクタンスLdが電流に応じて変化するためである。   FIG. 5 shows measurement results of current errors when the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld learned from such a viewpoint are used in various rotational speed regions. Specifically, as shown in FIG. 5A, the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld are learned for each torque value (here, 6 points). The q-axis inductance Lq learned in this way is shown in FIG. Accordingly, as shown in FIGS. 5C to 5E, if the learned q-axis inductance Lq and d-axis inductance Ld are used for each torque, the current error is suitably suppressed regardless of the rotation speed. I understand that I can do it. This is considered to mean that the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld significantly affect the prediction error of the control amount such as current. Incidentally, the reason why the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld are learned for each torque is that the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld change according to the current.

図6に、本実施形態にかかるインダクタンスの学習処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 6 shows the procedure of the inductance learning process according to this embodiment. This process is repeatedly executed at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS30において、上記学習がトルクの全領域でなされている旨を示す学習完了フラグFが「1」であるか否かを判断する。そして、学習完了フラグFが「1」でない場合、未だ全領域におけるトルクの学習が完了していないとしてステップS32に移行する。ステップS32においては、電気角速度ωが閾値速度ωF以上であることと、定常状態であることと、未学習領域であることとの論理積が真であるか否かを判断する。この処理は、インダクタンスの学習を実行するか否かを判断するためのものである。ここで、閾値速度ωFは、予測誤差Δid,Δiqにとってインダクタンスの誤差が支配的になると想定される速度に設定される。また、定常状態とは、モータジェネレータ10の制御量が安定する状態を意味し、例えば要求トルクTrの変動量が所定値以下である場合とすればよい。さらに、未学習領域とは、インダクタンスの学習を行なう領域としてトルクによって分割された複数の領域のうちに学習がなされていない領域を意味する。   In this series of processes, first, in step S30, it is determined whether or not a learning completion flag F indicating that the learning is performed in the entire torque region is “1”. If the learning completion flag F is not “1”, the process proceeds to step S32 on the assumption that the torque learning has not been completed in the entire region. In step S32, it is determined whether the logical product of the electrical angular velocity ω being equal to or higher than the threshold velocity ωF, the steady state, and the unlearned region is true. This process is for determining whether or not to perform inductance learning. Here, the threshold speed ωF is set to a speed at which the inductance error is assumed to be dominant for the prediction errors Δid and Δiq. The steady state means a state in which the control amount of the motor generator 10 is stable, for example, a case where the fluctuation amount of the required torque Tr is a predetermined value or less. Further, the unlearned region means a region where learning is not performed among a plurality of regions divided by torque as a region where inductance is learned.

上記ステップS32において肯定判断される場合、ステップS34において、予測誤差Δiqに基づきd軸インダクタンスLdを学習する。本実施形態では、この処理を、予測誤差Δiqを制御量としてこれをゼロにフィードバック制御すべく、d軸インダクタンスLdを操作することで行なう。より詳しくは、このフィードバック制御器を、予測誤差Δiqを入力とする積分要素によって構成する。なお、d軸インダクタンスLdの学習値は、積分要素の出力が安定した際の値とすればよい。   When a positive determination is made in step S32, the d-axis inductance Ld is learned based on the prediction error Δiq in step S34. In the present embodiment, this process is performed by manipulating the d-axis inductance Ld so as to feedback control the prediction error Δiq to zero using the prediction error Δiq as a control amount. More specifically, this feedback controller is constituted by an integration element that receives the prediction error Δiq. Note that the learning value of the d-axis inductance Ld may be a value when the output of the integration element is stabilized.

続くステップS36においては、予測誤差Δidに基づきq軸インダクタンスLqを学習する。本実施形態では、この処理を、予測誤差Δidを制御量としてこれをゼロにフィードバック制御すべく、q軸インダクタンスLqを操作することで行なう。より詳しくは、このフィードバック制御器を、予測誤差Δidを入力とする積分要素によって構成する。なお、q軸インダクタンスLqの学習値は、積分要素の出力が安定した際の値とすればよい。   In the subsequent step S36, the q-axis inductance Lq is learned based on the prediction error Δid. In this embodiment, this process is performed by manipulating the q-axis inductance Lq so as to feedback control the prediction error Δid to zero using the prediction error Δid. More specifically, this feedback controller is constituted by an integral element that receives the prediction error Δid. Note that the learning value of the q-axis inductance Lq may be a value when the output of the integration element is stabilized.

続くステップS38では、要求トルクTrとともに学習されたd軸インダクタンスLdとq軸インダクタンスLqとを記憶する。次にステップS40において、全領域で学習が完了したか否かを判断し、学習が完了したと判断される場合、ステップS42において、学習完了フラグFを「1」とする。   In the subsequent step S38, the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq learned together with the required torque Tr are stored. Next, in step S40, it is determined whether or not learning has been completed in all regions. If it is determined that learning has been completed, the learning completion flag F is set to “1” in step S42.

なお、上記ステップS30において肯定判断される場合や、ステップS32、S40において否定判断される場合、さらにはステップS42の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   If a positive determination is made in step S30, a negative determination is made in steps S32 and S40, or if the process in step S42 is completed, the series of processes is temporarily terminated.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)予測誤差Δid,Δiqを低減するようにd軸インダクタンスLdやq軸インダクタンスLqを更新した。これにより、モデル誤差による制御量の制御性の低下を好適に抑制することができる。   (1) The d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq are updated so as to reduce the prediction errors Δid and Δiq. Thereby, the fall of the controllability of the control amount by a model error can be suppressed suitably.

(2)d軸の予測誤差Δidを低減制御すべくq軸インダクタンスLqを操作し、予測誤差Δidがゼロとなった時点におけるその値を学習した。これにより、q軸インダクタンスLqの誤差がd軸電流の誤差に顕著な影響を及ぼすことを考慮してq軸インダクタンスLqを学習することができる。   (2) The q-axis inductance Lq was manipulated to reduce and control the d-axis prediction error Δid, and the value at the time when the prediction error Δid became zero was learned. As a result, the q-axis inductance Lq can be learned in consideration of the fact that the error of the q-axis inductance Lq significantly affects the error of the d-axis current.

(3)q軸の予測誤差Δiqを低減制御すべくd軸インダクタンスLdを操作し、予測誤差Δiqがゼロとなった時点におけるその値を学習した。これにより、d軸インダクタンスLdの誤差がq軸電流の誤差に顕著な影響を及ぼすことを考慮してd軸インダクタンスLdを学習することができる。   (3) The d-axis inductance Ld was manipulated to reduce and control the q-axis prediction error Δiq, and the value when the prediction error Δiq became zero was learned. As a result, the d-axis inductance Ld can be learned in consideration of the fact that the error of the d-axis inductance Ld significantly affects the error of the q-axis current.

(4)電気角速度ωが閾値速度ωF以上となることを条件に予測誤差Δid,Δiqをゼロに制御すべくインダクタンスを操作し、その値を学習した。これにより、インダクタンスの学習を高精度に行なうことができる。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(4) On the condition that the electrical angular velocity ω is equal to or higher than the threshold velocity ωF, the inductance is manipulated to control the prediction errors Δid and Δiq to zero, and the value is learned. Thereby, learning of inductance can be performed with high accuracy.
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、都度の予測誤差Δidをフィードバック制御すべくq軸インダクタンスLqを操作して且つ、都度の予測誤差Δiqをフィードバック制御すべくd軸インダクタンスLdを操作する。この際、制御量としての予測誤差Δid,Δiqの各目標値を、低回転速度領域における予測誤差Δid,Δiqに基づき設定する。これは以下の理由による。   In this embodiment, the q-axis inductance Lq is operated to feedback control the prediction error Δid each time, and the d-axis inductance Ld is operated to feedback control the prediction error Δiq each time. At this time, the target values of the prediction errors Δid and Δiq as the control amounts are set based on the prediction errors Δid and Δiq in the low rotation speed region. This is due to the following reason.

図7(a)に、電気角速度ωがゼロであって且つトルクが比較的大きい場合における予測誤差Δidを示す。図示されるように、この場合、予測誤差Δidは、ゼロとはならない。そして、先の図4(a)に示した関係からわかるように、その主な要因は、q軸インダクタンスLqの誤差ではなく、抵抗Rの誤差ΔR等であると考えられる。このため、予測誤差Δidをゼロにフィードバック制御すべくq軸インダクタンスLqを操作する場合、図7(b)に示すように、操作されたq軸インダクタンスLqは低回転速度領域において誤差を有するものとなる。これに対し、予測誤差Δidの目標値を電気角速度ωがゼロのときの値とするなら、q軸インダクタンスLqを全領域において高精度に設定することができる。   FIG. 7A shows the prediction error Δid when the electrical angular velocity ω is zero and the torque is relatively large. As illustrated, in this case, the prediction error Δid is not zero. As can be seen from the relationship shown in FIG. 4A, the main factor is not the error of the q-axis inductance Lq but the error ΔR of the resistor R and the like. For this reason, when operating the q-axis inductance Lq to feedback control the prediction error Δid to zero, as shown in FIG. 7B, the operated q-axis inductance Lq has an error in the low rotation speed region. Become. On the other hand, if the target value of the prediction error Δid is the value when the electrical angular velocity ω is zero, the q-axis inductance Lq can be set with high accuracy in the entire region.

ただし、図4(a)に示されるように、予測誤差Δiqについては、d軸インダクタンスLdの誤差ΔLdに依存する項と、抵抗Rの誤差ΔRに依存する項とに加えて、電機子鎖交磁束定数φの誤差Δφに依存する項の影響を受ける。このため、本実施形態では、予測誤差Δiqの目標値については、予測誤差Δiqのうち電機子鎖交磁束定数φの誤差Δφに起因した量をも考慮して設定する。   However, as shown in FIG. 4A, for the prediction error Δiq, in addition to the term that depends on the error ΔLd of the d-axis inductance Ld and the term that depends on the error ΔR of the resistance R, the armature linkage It is influenced by the term depending on the error Δφ of the magnetic flux constant φ. Therefore, in the present embodiment, the target value of the prediction error Δiq is set in consideration of the amount of the prediction error Δiq due to the error Δφ of the armature flux linkage constant φ.

図8に、本実施形態にかかるインダクタンスの学習処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、ここでの所定周期は、先の図3に示した処理の制御周期Tcと一致させてもよい。   FIG. 8 shows a procedure of inductance learning processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed at a predetermined cycle, for example. Note that the predetermined period here may coincide with the control period Tc of the process shown in FIG.

この一連の処理では、まずステップS50において、上記抵抗Rの誤差ΔRに基づく予測誤差の目標値の学習が完了したことを示す学習完了フラグF1が「1」であるか否かを判断する。そして、学習完了フラグF1が「1」でないと判断される場合、ステップS52において、電気角速度ωが閾値速度ωL以下であることと、定常状態であることとの論理積が真であるか否かを判断する。この処理は、上記抵抗Rの誤差ΔRが予測誤差Δid,Δiqに支配的な影響を及ぼす領域であるか否かを判断するためのものである。そして、ステップS52において肯定判断される場合、予測誤差Δiqに関する上記抵抗Rの誤差ΔRに基づく目標値Δiq1と、予測誤差Δidに関する上記抵抗Rの誤差ΔRに基づく目標値Δid1とを学習する。これら目標値は、それぞれ予測誤差Δiq、Δidが安定した際のその値とすればよい。なお、目標値Δiq1は、モータジェネレータ10の温度THおよび電流(指令電流iqr)によって分割された複数の領域毎に記憶され、目標値Δid1は、温度THおよび電流(指令電流idr)によって分割された複数の領域毎に記憶される。ちなみに、温度THは、抵抗Rの値を変動させるパラメータである。   In this series of processing, first, in step S50, it is determined whether or not a learning completion flag F1 indicating that learning of the target value of the prediction error based on the error ΔR of the resistor R has been completed is “1”. If it is determined that the learning completion flag F1 is not “1”, whether or not the logical product between the electrical angular velocity ω is equal to or lower than the threshold velocity ωL and the steady state is true in step S52. Judging. This process is for determining whether or not the error ΔR of the resistor R is a region having a dominant influence on the prediction errors Δid and Δiq. When an affirmative determination is made in step S52, the target value Δiq1 based on the error R of the resistance R related to the prediction error Δiq and the target value Δid1 based on the error ΔR of the resistance R related to the prediction error Δid are learned. These target values may be the values when the prediction errors Δiq and Δid are stabilized, respectively. Target value Δiq1 is stored for each of a plurality of regions divided by temperature TH and current (command current iqr) of motor generator 10, and target value Δid1 is divided by temperature TH and current (command current idr). Stored for each of a plurality of areas. Incidentally, the temperature TH is a parameter for changing the value of the resistance R.

ステップS54の処理が完了する場合、ステップS56において、上記温度THおよび電流によって分割された全領域において学習が完了したか否かを判断する。そして、全領域において学習がなされたと判断される場合、ステップS58において学習完了フラグF1を「1」とする。   When the process of step S54 is completed, it is determined in step S56 whether learning has been completed in all the regions divided by the temperature TH and the current. If it is determined that learning has been performed in all regions, the learning completion flag F1 is set to “1” in step S58.

一方、ステップS50において肯定判断される場合やステップS52において否定判断される場合、ステップS60において、上記電機子鎖交磁束定数φの誤差Δφに応じた目標値の学習が完了した旨を示す学習完了フラグF2が「1」であるか否かを判断する。そして、ステップS60において否定判断される場合、ステップS62において、q軸の指令電流iqrの絶対値が閾値電流Iqth以下であることと、d軸の指令電流idrの絶対値が閾値電流idth以下であることとの論理積が真であるか否かを判断する。この処理は、電機子鎖交磁束定数φの誤差Δφがq軸の予測誤差Δiqにとって支配的となる状況を判断するためのものである。そして、ステップS62において肯定判断される場合、ステップS64において、予測誤差Δiqに基づきその目標値Δiq2を学習する。詳しくは、この学習は、電気角速度ωによって分割された複数の領域毎に行われる。これは、先の図4(a)からもわかるように、予測誤差Δiqを生成する項のうち、電気角速度ωに比例する項としては、誤差ΔLdに比例する項も存在するためである。続くステップS66においては、電気角速度ωによって分割された全領域において学習が完了したか否かを判断する。そして、ステップS66において肯定判断される場合、ステップS68において学習完了フラグF2を「1」とする。   On the other hand, if an affirmative determination is made in step S50 or a negative determination is made in step S52, learning completion indicating that learning of the target value according to the error Δφ of the armature flux linkage constant φ is completed in step S60. It is determined whether or not the flag F2 is “1”. When a negative determination is made in step S60, in step S62, the absolute value of the q-axis command current iqr is less than or equal to the threshold current Iqth, and the absolute value of the d-axis command current idr is less than or equal to the threshold current idth. It is determined whether or not the logical product with this is true. This process is for determining a situation where the error Δφ of the armature flux linkage constant φ is dominant to the q-axis prediction error Δiq. If an affirmative determination is made in step S62, the target value Δiq2 is learned based on the prediction error Δiq in step S64. Specifically, this learning is performed for each of a plurality of regions divided by the electrical angular velocity ω. This is because, as can be seen from FIG. 4A, among terms that generate the prediction error Δiq, terms that are proportional to the electrical angular velocity ω also include terms that are proportional to the error ΔLd. In a succeeding step S66, it is determined whether learning is completed in all the regions divided by the electrical angular velocity ω. If an affirmative determination is made in step S66, the learning completion flag F2 is set to “1” in step S68.

一方、上記ステップS60において肯定判断される場合や、ステップS62において否定判断される場合には、ステップS70において、予測誤差Δiqを目標値Δiq1と目標値Δiq2との和にフィードバック制御すべくd軸インダクタンスLdを操作して且つ、予測誤差Δidを目標値Δid1にフィードバック制御すべくq軸インダクタンスLqを操作する。ここで、目標値Δiq1や目標値Δid1は、電流と温度THとが現在のものに対応する領域の値を用いる。また、目標値Δiq2は、電気角速度ωが現在のものに対応する領域の値を用いる。ちなみに、図中、Ld0、Lq0は、それぞれd軸インダクタンスとq軸インダクタンスとについて制御装置20が認識している初期値である。なお、目標値Δiq1や目標値Δid1、目標値Δiq2の学習が未完了の場合には、これらを「0」としてもよい。もっとも、学習された領域が複数あるなら、補間演算によって目標値を算出してもよい。   On the other hand, if an affirmative determination is made in step S60 or a negative determination is made in step S62, the d-axis inductance is used to feedback control the prediction error Δiq to the sum of the target value Δiq1 and the target value Δiq2 in step S70. Ld is operated, and q-axis inductance Lq is operated to feedback control the prediction error Δid to the target value Δid1. Here, as the target value Δiq1 and the target value Δid1, values in regions where the current and the temperature TH correspond to the current values are used. The target value Δiq2 uses a value in a region where the electrical angular velocity ω corresponds to the current value. Incidentally, in the figure, Ld0 and Lq0 are initial values recognized by the control device 20 for the d-axis inductance and the q-axis inductance, respectively. When learning of the target value Δiq1, the target value Δid1, and the target value Δiq2 is not completed, these may be set to “0”. However, if there are a plurality of learned regions, the target value may be calculated by interpolation.

なお、上記ステップS56、S66において否定判断される場合や、ステップS58、S68,S70の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in steps S56 and S66, or when the processes in steps S58, S68, and S70 are completed, the series of processes is temporarily ended.

このように、予測誤差Δid,Δiqを都度フィードバック制御することで、電流誤差を好適に低減することができる。図9(a)および図9(b)にそれぞれ、未だ目標値の学習がなされていない場合に高回転速度領域においてd軸インダクタンスLdを補正した場合とq軸インダクタンスLqを補正した場合との電流誤差を示す。   Thus, the current error can be suitably reduced by performing feedback control on the prediction errors Δid and Δiq each time. 9 (a) and 9 (b), currents when the d-axis inductance Ld is corrected in the high rotation speed region and when the q-axis inductance Lq is corrected when the target value is not yet learned. Indicates an error.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)〜(3)の効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment.

(5)予測誤差Δiqや予測誤差Δidを目標値に制御すべくd軸インダクタンスLdやq軸インダクタンスLqを操作した。これにより、モデル式の誤差を低減することができる。   (5) The d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq are manipulated to control the prediction error Δiq and the prediction error Δid to target values. Thereby, the error of a model formula can be reduced.

(6)予測誤差Δiqや予測誤差Δidの目標値を、電気角速度ωが閾値速度ωL以下の領域における予測誤差Δiqや予測誤差Δidによって学習した。これにより、インダクタンス誤差以外の要因による予測誤差Δid,Δiqによってインダクタンスが更新されることを好適に抑制することができる。   (6) The target values of the prediction error Δiq and the prediction error Δid are learned by the prediction error Δiq and the prediction error Δid in the region where the electrical angular velocity ω is equal to or lower than the threshold velocity ωL. Thereby, it can suppress suitably that an inductance is updated by prediction error (DELTA) id and (DELTA) iq by factors other than an inductance error.

(7)予測誤差Δiqや予測誤差Δidの目標値を、モータジェネレータ10を流れる電流、モータジェネレータ10の温度THおよび電気角速度ωに応じて可変設定した。これにより、目標値を適切に設定することができ、ひいてはインダクタンスの更新精度を向上させることができる。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
「記憶手段について」
記憶手段としては、要求トルクTrに応じてインダクタンスを記憶するものに限らない。例えば、予測トルクTeに応じてインダクタンスを記憶するものであってもよい。さらに、電流に応じてインダクタンスを記憶するものであってもよい。この場合、先の図4に示した予測誤差ΔId,ΔIqとインダクタンスの誤差ΔLq、ΔLdとの関係式がそれぞれ電流iq、id依存であることに鑑み、q軸電流に応じてd軸インダクタンスを記憶し、d軸電流に応じてq軸インダクタンスを記憶することが望ましい。
(7) The target values of the prediction error Δiq and the prediction error Δid are variably set according to the current flowing through the motor generator 10, the temperature TH of the motor generator 10, and the electrical angular velocity ω. As a result, the target value can be set appropriately, and as a result, the inductance update accuracy can be improved.
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.
"About storage means"
The storage means is not limited to storing the inductance in accordance with the required torque Tr. For example, the inductance may be stored according to the predicted torque Te. Further, the inductance may be stored according to the current. In this case, the d-axis inductance is stored in accordance with the q-axis current, considering that the relational expressions between the prediction errors ΔId and ΔIq and the inductance errors ΔLq and ΔLd shown in FIG. 4 are dependent on the current iq and id, respectively. It is desirable to store the q-axis inductance according to the d-axis current.

また、記憶手段に記憶する値としては、上記態様にて学習された値に限らず、例えば先の図8のステップS70の処理によって算出された値であってもよい。
「目標値出力手段について」
目標値出力手段としては、先の図8に示した処理にて、温度THおよび電流idr,iqr毎に目標値Δiq1,Δid1を算出したり、電気角速度ω毎に目標値Δiq2を算出したりするものに限らない。例えば、温度によらずに、電流idr,iqr毎に目標値Δiq1,Δid1を算出してもよい。また例えば、目標値Δiq2を算出しなくてもよい。また例えば、目標値Δiq2のみを算出し、目標値Δiq1,Δid1を算出しなくてもよい。なお、例えば、低回転速度領域において算出された単一の目標値Δiq1、Δid1を固定値として全領域で用いてもよい。
Further, the value stored in the storage means is not limited to the value learned in the above-described mode, and may be a value calculated by, for example, the process in step S70 of FIG.
"Target value output means"
As the target value output means, the target values Δiq1, Δid1 are calculated for each temperature TH and currents idr, iqr, or the target value Δiq2 is calculated for each electrical angular velocity ω in the process shown in FIG. Not limited to things. For example, the target values Δiq1, Δid1 may be calculated for each of the currents idr, iqr regardless of the temperature. Further, for example, the target value Δiq2 may not be calculated. Further, for example, it is not necessary to calculate only the target value Δiq2 and calculate the target values Δiq1 and Δid1. For example, the single target values Δiq1 and Δid1 calculated in the low rotation speed region may be used as fixed values in the entire region.

さらに、目標値Δiq1,Δid1が、それぞれq軸電流、d軸電流に依存することに鑑み、目標値Δiq1、Δid1を指令電流iqr,idrや実電流iq,idによって除算した値を目標値算出係数として記憶してもよい。これにより、目標値は都度の指令電流iqr,idrや実電流id,iqと目標値算出係数との積によって都度算出されるものとなる。なお、この目標値算出係数は温度TH毎に算出され記憶されるようにしたり、温度に応じて補正されるようにしたりすることが望ましい。   Further, considering that the target values Δiq1 and Δid1 depend on the q-axis current and the d-axis current, respectively, a target value calculation coefficient is obtained by dividing the target values Δiq1 and Δid1 by the command currents iqr and idr and the actual currents iq and id. May be stored as Thus, the target value is calculated each time by the product of the command current iqr, idr or the actual current id, iq and the target value calculation coefficient. The target value calculation coefficient is preferably calculated and stored for each temperature TH or is corrected according to the temperature.

同様に、目標値Δiq2が電気角速度ωに依存することに鑑み、目標値Δiq2を電気角速度ωによって除算した値を目標値算出係数として記憶してもよい。この際、目標値算出係数は、電気角速度ωが低回転速度領域にあるときの予測誤差に基づき算出されることが望ましい。もっとも、d軸電流がゼロであるなら、予測誤差ΔiqがインダクタンスΔLdに依存しないため、電気角速度ωが高回転速度領域にあるときであっても目標値を高精度に算出することができる。
「目標値について」
目標値としては、上記目標値出力手段の出力するものに限らない。例えば予め定められた固定値であってもよい。ここでは、目標値を簡易に「0」としてもよい。特に、回転速度が規定速度以上となる場合には、目標値を固定値(「0」等)としても予測誤差のフィードバック制御によってインダクタンスを高精度に更新することができる。また固定値にも限らず、例えば回転機の電流、前記回転機のトルク、前記回転機の回転速度および前記回転機の温度の少なくとも1つのパラメータと目標値との関係を定めた関係情報を予め制御装置20に記憶させておくことで、上記少なくとも一つのパラメータに応じて目標値を可変設定してもよい。
「予測誤差検出手段について」
予測電流ide,iqeと実電流id,iqとを入力とするものに限らない。例えばモデル予測制御によって制御される実電流id,iqと指令電流idr,iqrとの乖離が小さくなると想定される運転状態においては、指令電流idr,iqrと実電流id,iqとを入力として、これら指令電流idr,iqrと実電流id,iqとの誤差を予測誤差として代用してもよい。
Similarly, in view of the fact that the target value Δiq2 depends on the electrical angular velocity ω, a value obtained by dividing the target value Δiq2 by the electrical angular velocity ω may be stored as a target value calculation coefficient. At this time, the target value calculation coefficient is desirably calculated based on a prediction error when the electrical angular velocity ω is in the low rotation speed region. However, if the d-axis current is zero, the prediction error Δiq does not depend on the inductance ΔLd, so that the target value can be calculated with high accuracy even when the electrical angular velocity ω is in the high rotation speed region.
“Target value”
The target value is not limited to that output by the target value output means. For example, it may be a predetermined fixed value. Here, the target value may be simply set to “0”. In particular, when the rotational speed is equal to or higher than the specified speed, the inductance can be updated with high accuracy by feedback control of the prediction error even if the target value is a fixed value (such as “0”). Further, not limited to a fixed value, for example, relationship information that defines a relationship between a target value and at least one parameter of the current of the rotating machine, the torque of the rotating machine, the rotational speed of the rotating machine, and the temperature of the rotating machine in advance. By storing in the control device 20, the target value may be variably set according to the at least one parameter.
About prediction error detection means
The predicted currents ide and iq and the actual currents id and iq are not limited to inputs. For example, in an operation state in which the difference between the actual currents id, iq controlled by the model predictive control and the command currents idr, iqr is assumed to be small, the command currents idr, iqr and the actual currents id, iq are used as inputs. An error between the command currents idr and iqr and the actual currents id and iq may be used as a prediction error.

また、予測誤差としては、電流の誤差に限らない。例えば実際のトルクを検出する手段を備える場合、予測トルクTeと実トルクTとの誤差であってもよい。
「更新手段について」
q軸インダクタンスLqの更新処理としては、d軸電流の誤差に基づくものに限らない。例えば、予測トルクTeと実トルクTとの誤差に基づくものであってもよい。
The prediction error is not limited to a current error. For example, when a means for detecting the actual torque is provided, an error between the predicted torque Te and the actual torque T may be used.
"About update means"
The update process of the q-axis inductance Lq is not limited to the process based on the d-axis current error. For example, it may be based on an error between the predicted torque Te and the actual torque T.

モデル式の更新手法としては、d軸インダクタンスLdやq軸インダクタンスLqに限らない。例えば、先の図8のステップS54によって算出される目標値Δid1、Δiq1から抵抗Rの誤差ΔRを算出することで、抵抗Rを更新してもよい。
「インダクタンスの初期値について」
上記各実施形態では、d軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスのそれぞれの初期値として1の値を想定したが、これに限らない。これらが電流に応じて変化することに鑑みれば、電流毎に各別の初期値を設定してもよい。この場合であっても、初期値に誤差が含まれるなら、その誤差を学習することでモデル式を更新することは有効である。
「予測手段について」
・上記各実施形態では、インバータIVの操作状態についての次の更新タイミング(1制御周期先のタイミング)におけるインバータIVの操作による制御量を予測したがこれに限らない。例えば数制御周期先の更新タイミングにおけるインバータIVの操作による制御量まで順次予測することで、1制御周期先の更新タイミングにおける操作状態を決定してもよい。
The model formula updating method is not limited to the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq. For example, the resistance R may be updated by calculating the error ΔR of the resistance R from the target values Δid1 and Δiq1 calculated in step S54 of FIG.
"Initial value of inductance"
In each of the above embodiments, a value of 1 is assumed as the initial value of each of the d-axis inductance and the q-axis inductance, but the present invention is not limited to this. In view of the fact that these change according to the current, different initial values may be set for each current. Even in this case, if the initial value includes an error, it is effective to update the model formula by learning the error.
About prediction means
In each of the above embodiments, the control amount due to the operation of the inverter IV at the next update timing (the timing one control cycle ahead) of the operation state of the inverter IV is predicted, but this is not limitative. For example, the operation state at the update timing one control cycle ahead may be determined by sequentially predicting the control amount by the operation of the inverter IV at the update timing several control cycles ahead.

・次回の更新タイミングにおける操作状態の設定に伴う電流の予測の初期値を予測する処理を行わなくてもよい。ただし、この場合、インバータIVの操作状態の更新タイミングから1制御周期先の制御量の予測精度が低下するため、モデル式の更新に用いる予測誤差は、数制御周期先の予測誤差とすることが望ましい。   The process for predicting the initial value of the current prediction associated with the setting of the operation state at the next update timing need not be performed. However, in this case, since the prediction accuracy of the control amount one control cycle ahead decreases from the update timing of the operation state of the inverter IV, the prediction error used for updating the model formula may be the prediction error several control cycles ahead. desirable.

・電流を予測するために用いるモデルとしては、鉄損を無視したモデルに限らず、これを考慮したモデルであってもよい。   The model used for predicting the current is not limited to a model that ignores iron loss, and may be a model that takes this into consideration.

・上記各実施形態では、可能な操作状態(電圧ベクトルV0〜V7)の全てを仮設定の対象として、これら全てについて制御量を予測したがこれに限らない。例えばゼロベクトルについては、V0,V7のいずれか一方に限って予測対象としてもよい。また例えば、同時にスイッチング状態が切り替えられるモータジェネレータ10の端子数を低減すべく、現在の操作状態からのスイッチング状態の切替端子数が規定値(≦2)以下の操作状態のみを仮設定の対象としてもよい。
「操作状態の決定手法について」
制御量の偏差が小さいほど評価が高いとする評価関数を用いるものに限らない。要は、予測された制御量とその指令値との乖離が過度に大きくならないようにインバータIVを操作するものであればよい。この際、予測手段としては、必ずしも複数通りの操作状態についての制御量をそれぞれ予測するものに限らない。例えば制御量とその指令値との差が閾値以下であることを条件に現在の操作状態を維持するものであるなら、上記差が閾値を超えるまでは現在の操作状態についての制御量を予測する処理のみを行なえばよい。
「制御量について」
・指令値と予測値とに基づきインバータIVの操作を決定するために用いる制御量としては、電流に限らない。例えば、トルクや磁束としてもよい。ここで、制御量を電流以外とする場合等において、センサによる直接の検出対象を電流以外としてもよい。もっとも、上記各実施形態において例示した態様にて予測電流ide,iqeを算出し、これをトルクや磁束の予測値に換算してもよい。
In each of the above-described embodiments, all of the possible operation states (voltage vectors V0 to V7) are temporarily set, and the control amount is predicted for all of them, but the present invention is not limited to this. For example, the zero vector may be a prediction target only in one of V0 and V7. Further, for example, in order to reduce the number of terminals of the motor generator 10 whose switching states are switched at the same time, only the operation state where the number of switching terminals in the switching state from the current operation state is a specified value (≦ 2) or less is temporarily set Also good.
"How to determine the operation state"
The evaluation function is not limited to the one that the evaluation is higher as the control amount deviation is smaller. In short, what is necessary is just to operate the inverter IV so that the deviation between the predicted control amount and its command value does not become excessively large. At this time, the predicting means is not necessarily limited to predicting control amounts for a plurality of operation states. For example, if the current operation state is maintained on condition that the difference between the control amount and its command value is equal to or less than the threshold value, the control amount for the current operation state is predicted until the difference exceeds the threshold value. Only processing is required.
"About controlled variables"
The control amount used for determining the operation of the inverter IV based on the command value and the predicted value is not limited to the current. For example, torque or magnetic flux may be used. Here, when the control amount is other than the current, the direct detection target by the sensor may be other than the current. However, the predicted currents ide and iqe may be calculated in the manner exemplified in the above embodiments, and converted into predicted values of torque and magnetic flux.

・上記各実施形態では、回転機の究極の制御量(予測対象であるか否かにかかわらず、最終的に所望の量とされることが要求される制御量)を、トルクとしたが、これに限らず、例えば回転速度等としてもよい。
「電力変換回路について」
互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の各端子との間を選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路としては、インバータIVに限らない。例えば、3つ以上の互いに相違する値の電圧を印加する電圧印加手段と回転機の各端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備えるものであってもよい。なお、回転機の各端子に3つ以上の互いに相違する値の電圧を印加するための電力変換回路としては、例えば特開2006−174697号公報に例示されているものがある。
「その他」
・回転機としては、埋め込み磁石同期機に限らず、表面磁石同期機や、界磁巻線型同期機等、任意の同期機であってよい。更に、同期機にも限らず、誘導モータ等、誘導回転機であってもよい。
In each of the above embodiments, the ultimate control amount of the rotating machine (the control amount that is ultimately required to be a desired amount regardless of whether or not it is a prediction target) is the torque. For example, the rotation speed may be used.
"Power conversion circuit"
The power conversion circuit including a switching element that selectively opens and closes between a plurality of voltage applying units that apply voltages having different values and each terminal of the rotating machine is not limited to the inverter IV. For example, three or more voltage applying means for applying different values of voltage and a switching element for selectively opening and closing each terminal of the rotating machine may be provided. An example of a power conversion circuit for applying three or more voltages having different values to each terminal of a rotating machine is exemplified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-174697.
"Other"
The rotating machine is not limited to an embedded magnet synchronous machine, and may be an arbitrary synchronous machine such as a surface magnet synchronous machine or a field winding type synchronous machine. Furthermore, it is not limited to a synchronous machine, but may be an induction rotating machine such as an induction motor.

・回転機としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、電気自動車に搭載されるものであってもよい。また、回転機としては車両の主機として用いられるものに限らない。   -As a rotary machine, not only what is mounted in a hybrid vehicle but the thing mounted in an electric vehicle may be sufficient. Further, the rotating machine is not limited to the one used as the main machine of the vehicle.

・直流電源としては、高電圧バッテリ12に限らず、例えば高電圧バッテリ12の電圧を昇圧するコンバータの出力端子であってもよい。   The DC power source is not limited to the high voltage battery 12 and may be, for example, an output terminal of a converter that boosts the voltage of the high voltage battery 12.

10…モータジェネレータ、12…高電圧バッテリ(直流電源の一実施形態)、14…制御装置(回転機の制御装置の一実施形態)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor generator, 12 ... High voltage battery (one Embodiment of DC power supply), 14 ... Control apparatus (One Embodiment of the control apparatus of a rotary machine).

Claims (9)

互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、
前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段と、
前記予測手段による前記制御量の予測値の誤差である予測誤差を検出する予測誤差検出手段と、
該検出された予測誤差を入力とし、該予測誤差を低減するように前記モデルを更新する更新手段とを備えることを特徴とする回転機の制御装置。
A rotating machine that controls a control amount of the rotating machine by operating a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of the rotating machine. In the control device of
Predicting means for predicting a control amount of the rotating machine based on a model of the rotating machine when an operation state of the power conversion circuit is set;
Operating means for determining an actual operation state of the power conversion circuit based on the predicted control amount and a command value of the control amount, and operating the power conversion circuit so as to be in the determined operation state; ,
A prediction error detecting means for detecting a prediction error which is an error of a predicted value of the control amount by the prediction means;
An apparatus for controlling a rotating machine, comprising: an update unit configured to input the detected prediction error and update the model so as to reduce the prediction error.
前記予測誤差検出手段は、前記予測手段による前記制御量の予測値と前記制御量の検出値とを入力として前記予測誤差を検出することを特徴とする請求項1記載の回転機の制御装置。   The control apparatus for a rotating machine according to claim 1, wherein the prediction error detection means detects the prediction error by using the predicted value of the control amount and the detected value of the control amount by the prediction means as inputs. 前記モデルは、前記回転機のd軸電流を、q軸インダクタンスと前記回転機の回転速度との積に比例した項に基づき定めるものであり、
前記更新手段は、前記回転機のd軸電流に関する前記予測誤差を低減すべく前記モデルのq軸インダクタンスを更新することを特徴とする請求項1または2記載の回転機の制御装置。
The model determines the d-axis current of the rotating machine based on a term proportional to the product of the q-axis inductance and the rotational speed of the rotating machine,
3. The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the updating unit updates the q-axis inductance of the model so as to reduce the prediction error related to the d-axis current of the rotating machine.
前記モデルは、前記回転機のq軸電流を、d軸インダクタンスと前記回転機の回転速度との積に比例した項に基づき定めるものであり、
前記更新手段は、前記回転機のq軸電流に関する前記予測誤差を低減すべく前記モデルのd軸インダクタンスを更新することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
The model determines the q-axis current of the rotating machine based on a term proportional to the product of the d-axis inductance and the rotational speed of the rotating machine,
The said update means updates the d-axis inductance of the said model in order to reduce the said prediction error regarding the q-axis current of the said rotary machine, The rotary machine of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Control device.
前記回転機の回転速度が規定速度以上となることを条件に、前記予測誤差検出手段によって検出される予測誤差に基づき前記モデルのインダクタンスを学習し、該インダクタンスを、そのときの前記回転機の電流またはトルクとともに記憶する記憶手段をさらに備え、
前記更新手段は、前記電流またはトルクに応じて前記記憶手段に記憶されたインダクタンスに基づき前記予測手段によって利用されるモデルを更新することを特徴とする請求項3または4記載の回転機の制御装置。
On the condition that the rotational speed of the rotating machine is equal to or higher than a specified speed, the inductance of the model is learned based on the prediction error detected by the prediction error detecting means, and the inductance is calculated based on the current of the rotating machine. Or further storing means for storing together with the torque,
5. The control device for a rotating machine according to claim 3, wherein the updating unit updates a model used by the prediction unit based on the inductance stored in the storage unit in accordance with the current or torque. .
前記更新手段は、前記予測誤差検出手段によって検出される予測誤差を目標値に制御すべく前記モデルのインダクタンスを操作することを特徴とする請求項3または4記載の回転機の制御装置。   5. The control device for a rotating machine according to claim 3, wherein the updating means manipulates the inductance of the model so as to control the prediction error detected by the prediction error detecting means to a target value. 前記回転機の回転速度が所定の低速度以下となることを条件に、前記予測誤差検出手段によって検出される予測誤差に基づき前記目標値を学習し、該学習された目標値を前記更新手段に出力する目標値出力手段を備え、
前記更新手段は、前記予測誤差を前記出力された目標値に制御することを特徴とする請求項6記載の回転機の制御装置。
The target value is learned based on the prediction error detected by the prediction error detection means on the condition that the rotation speed of the rotating machine is equal to or lower than a predetermined low speed, and the learned target value is stored in the update means. A target value output means for outputting,
The rotating machine control device according to claim 6, wherein the updating unit controls the prediction error to the output target value.
前記目標値出力手段は、前記更新手段に出力する前記目標値を、前記回転機の電流、前記回転機のトルク、前記回転機の回転速度および前記回転機の温度の少なくとも1つに応じて可変設定することを特徴とする請求項7記載の回転機の制御装置。   The target value output means can vary the target value output to the update means according to at least one of the current of the rotating machine, the torque of the rotating machine, the rotational speed of the rotating machine, and the temperature of the rotating machine. 8. The control device for a rotating machine according to claim 7, wherein the control device is set. 互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機のトルクを制御する回転機の制御装置において、
前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、
前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段と、
前記予測手段による前記制御量の予測値の誤差である予測誤差を検出する予測誤差検出手段と、
該検出された予測誤差を入力とし、前記回転機の回転速度が一定である状況下において前記回転機に対する要求トルクを変化させた際の前記回転機の実際のトルクと前記要求トルクとの差を低減するように前記モデルのインダクタンスを更新する更新手段とを備えることを特徴とする回転機の制御装置。
A rotating machine that controls a torque of the rotating machine by operating a power conversion circuit that includes a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of the rotating machine. In the control device,
Predicting means for predicting a control amount of the rotating machine based on a model of the rotating machine when an operation state of the power conversion circuit is set;
Operating means for determining an actual operation state of the power conversion circuit based on the predicted control amount and a command value of the control amount, and operating the power conversion circuit so as to be in the determined operation state; ,
A prediction error detecting means for detecting a prediction error which is an error of a predicted value of the control amount by the prediction means;
Using the detected prediction error as an input, the difference between the actual torque of the rotating machine and the required torque when the required torque for the rotating machine is changed under a situation where the rotational speed of the rotating machine is constant. An updater for updating the inductance of the model so as to reduce it.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013125183A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-29 株式会社デンソー Motor control device and motor control method
CN114421840A (en) * 2021-12-30 2022-04-29 中联重科建筑起重机械有限责任公司 Control method and device for tower crane, controller, tower crane and storage medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013125183A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-29 株式会社デンソー Motor control device and motor control method
JP2013172613A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Denso Corp Motor control device and motor control method
US9184687B2 (en) 2012-02-22 2015-11-10 Denso Corporation Motor control apparatus and motor control method
CN114421840A (en) * 2021-12-30 2022-04-29 中联重科建筑起重机械有限责任公司 Control method and device for tower crane, controller, tower crane and storage medium
CN114421840B (en) * 2021-12-30 2024-03-26 中联重科建筑起重机械有限责任公司 Control method and device for tower crane, controller, tower crane and storage medium

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