JP2012257359A - Controller of rotary machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that, if torque is estimated based on a map which assumes a torque formula "φ*id+P(Ld-Lq)*id*iq" or a specific value for an armature interlinkage flux constant φ, estimation accuracy of torque is largely reduced, because the armature interlinkage flux constant φ varies in such a case where an error, in which magnetic force of a permanent magnet of a motor generator 10 is reduced, occurs.SOLUTION: On MGECU30, diagnostic estimated torque Tde is calculated by dividing effective power EP(=Vn*Ia*cosΔ) with electric angular velocity ω. Here, a norm Vn is a norm of a vector of output voltage of an inverter INV, a norm Ia is a norm of a vector of actual currents id and iq, and a phase difference Δ is a phase difference between a current vector and a voltage vector. The presence or absence of a torque error is diagnosed based on whether or not the diagnostic estimated torque Tde is largely deviated from a torque command value Tr.

Description

本発明は、回転機に接続された交流電圧印加回路の出力電圧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関する。   The present invention relates to a control device for a rotating machine that controls the torque of the rotating machine by manipulating an output voltage of an AC voltage application circuit connected to the rotating machine.

この種の制御装置としては、たとえば下記特許文献1に見られるように、式「φ・id+P(Ld−Lq)・id・iq」に基づき推定されるトルクとトルク指令値との差に基づき、トルク制御の異常の有無を診断するものも提案されている。なお、トルクの推定手法としては、他にもたとえば電機子鎖交磁束数φとして特定の値を想定したマップに基づくものもある。   As this type of control device, for example, as seen in Patent Document 1 below, based on the difference between the torque estimated based on the formula “φ · id + P (Ld−Lq) · id · iq” and the torque command value, Some have been proposed for diagnosing the presence or absence of abnormality in torque control. There are other torque estimation methods based on, for example, a map that assumes a specific value as the armature flux linkage number φ.

特開2007−166821号公報JP 2007-166821 A

ただし、上記式やマップを用いる場合、電動機の永久磁石の磁力が減少する異常が生じる場合等にあっては、電機子鎖交磁束定数φが変化するため、トルクの推定精度が大きく低下する。このため、トルク制御の異常の有無を診断する精度も低下するおそれがある。   However, when the above formula or map is used, if there is an abnormality in which the magnetic force of the permanent magnet of the motor decreases, the armature linkage magnetic flux constant φ changes, so the torque estimation accuracy is greatly reduced. For this reason, there is a possibility that the accuracy of diagnosing the presence or absence of abnormality in torque control may be reduced.

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、回転機に接続された交流電圧印加回路の出力電圧を操作することで前記回転機のトルクを制御する新たな回転機の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in the process of solving the above-described problems, and its object is to perform a new rotation for controlling the torque of the rotating machine by manipulating the output voltage of an AC voltage application circuit connected to the rotating machine. 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、回転機に接続された交流電圧印加回路の出力電圧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、前記回転機のトルクの指令値に応じて前記交流電圧印加回路の出力電圧を操作する電圧操作手段と、前記回転機を流れる電流の検出値に応じた電流のベクトルノルム、前記操作される出力電圧、前記電流のベクトルと前記操作される出力電圧のベクトルとの位相差、および前記回転機の回転速度を入力とし、前記電流のベクトルノルムおよび前記操作される出力電圧の積と前記位相差とから把握される前記交流電圧印加回路の実効電力を前記回転機の電気角速度で除算した値に基づく前記回転機のトルクを推定するトルク推定手段と、前記トルク推定手段によって推定されるトルクと、前記トルク推定手段によらない前記回転機のトルク情報との比較に基づき、前記回転機の異常の有無を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a control device for a rotating machine that controls the torque of the rotating machine by manipulating an output voltage of an AC voltage application circuit connected to the rotating machine. In response, the voltage operation means for operating the output voltage of the AC voltage application circuit, the vector norm of the current according to the detected value of the current flowing through the rotating machine, the operated output voltage, the current vector and the operation Of the AC voltage application circuit that is obtained from the phase difference between the phase difference from the output voltage vector and the rotation speed of the rotating machine and is obtained from the product of the vector norm of the current and the output voltage to be operated and the phase difference. Torque estimating means for estimating the torque of the rotating machine based on a value obtained by dividing effective power by the electrical angular velocity of the rotating machine, torque estimated by the torque estimating means, Based on the comparison of the torque information of the rotary machine which does not depend on the torque estimation means, characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the rotating machine.

上記発明では、トルク推定手段によって推定されるトルクは、回転機の実際のトルクを示すと考えられる。このため、トルク情報との間に乖離があるなら、回転機に異常が生じていると判断することができる。上記発明では、この点に鑑み、診断手段を構成した。   In the said invention, it is thought that the torque estimated by a torque estimation means shows the actual torque of a rotary machine. For this reason, if there is a deviation from the torque information, it can be determined that an abnormality has occurred in the rotating machine. In the above invention, in view of this point, the diagnostic means is configured.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記電流のベクトルノルムは、dq座標成分から算出されることを特徴とする。   According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the vector norm of the current is calculated from a dq coordinate component.

上記発明では、直流成分を用いることで、電流ベクトルノルムを容易に算出することができる。   In the above invention, the current vector norm can be easily calculated by using the DC component.

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、前記診断手段は、前記トルク推定手段によらない前記回転機のトルク情報として、前記指令値を用いることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the diagnosis unit uses the command value as torque information of the rotating machine that does not depend on the torque estimation unit.

上記発明では、トルク推定手段によって推定されるトルクと指令値とを比較することで、回転機の実際のトルクが指令値どおりに制御されているか否かを診断することができる。   In the above invention, it is possible to diagnose whether or not the actual torque of the rotating machine is controlled according to the command value by comparing the torque estimated by the torque estimating means with the command value.

請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記交流電圧印加回路を操作する演算処理を行う制御用演算処理装置と、該制御用演算処理装置を監視する監視用演算処理装置とを備え、前記指令値は、前記監視用演算処理装置が算出するものであり、前記制御用演算処理装置は、前記トルク推定手段を備え、前記監視用演算処理装置は、前記制御用演算処理装置において推定されるトルクと、前記指令値との比較に基づき前記回転機の異常の有無を診断する機能を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, a control arithmetic processing device that performs arithmetic processing for operating the AC voltage application circuit, and a monitoring arithmetic processing device that monitors the control arithmetic processing device, The command value is calculated by the monitoring arithmetic processing unit, the control arithmetic processing unit includes the torque estimating means, and the monitoring arithmetic processing unit is configured to control the control arithmetic processing unit. And a function of diagnosing the presence or absence of abnormality of the rotating machine based on a comparison between the torque estimated in step 1 and the command value.

上記発明では、監視用演算処理手段において、異常の有無を診断することできる。しかも、トルク推定手段については交流電圧印加回路を操作する制御用演算処理装置に備えられるため、操作される出力電圧を監視用演算処理装置が取得する必要が生じない。   In the above invention, the monitoring arithmetic processing means can diagnose the presence or absence of abnormality. Moreover, since the torque estimation means is provided in the control arithmetic processing unit that operates the AC voltage application circuit, it is not necessary for the monitoring arithmetic processing unit to acquire the operated output voltage.

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、前記交流電圧印加回路を操作する演算処理を行う制御用演算処理装置と、該制御用演算処理装置を監視する監視用演算処理装置とを備え、前記指令値は、前記監視用演算処理装置が算出するものであり、前記制御用演算処理装置は、前記電圧操作手段として、前記トルクの指令値に応じた指令電流に前記回転機を流れる電流をフィードバック制御すべく、前記交流電圧印加回路の出力電圧を操作する手段を備え、前記監視用演算処理装置は、前記トルク推定手段として、前記制御用演算処理装置によって算出された前記フィードバック制御のための操作量としての出力電圧と、前記回転機を流れる電流の検出値と、前記電気角速度とを入力として、前記トルクを推定する手段を備えるとともに、前記診断手段として、該推定したトルクと前記指令値との比較に基づき前記回転機の異常の有無を診断する手段を備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, a control arithmetic processing device that performs arithmetic processing for operating the AC voltage application circuit, and a monitoring arithmetic processing that monitors the control arithmetic processing device And the command value is calculated by the monitoring arithmetic processing unit, and the control arithmetic processing unit serves as the voltage operating means to rotate the command current to a command current according to the torque command value. Means for operating the output voltage of the AC voltage application circuit to feedback control the current flowing through the machine, wherein the monitoring arithmetic processing unit is calculated by the control arithmetic processing unit as the torque estimating unit. Means for estimating the torque by inputting an output voltage as an operation amount for feedback control, a detected value of a current flowing through the rotating machine, and the electrical angular velocity; Obtain together, as the diagnostic means, characterized in that it comprises means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the rotating machine based on a comparison between the torque the estimated the command value.

上記発明では、監視用演算処理装置によってトルク推定手段を構成するに際し、制御用演算処理装置によって算出される出力電圧を取得する。そして電流の検出値等を取得しつつトルクを推定することで、トルク推定手段を、監視用演算処理装置と制御用演算処理装置との協働で構成することができる。   In the above invention, when the torque estimating means is constituted by the monitoring arithmetic processing unit, the output voltage calculated by the control arithmetic processing unit is acquired. Then, by estimating the torque while obtaining the detected current value and the like, the torque estimation means can be configured in cooperation with the monitoring arithmetic processing unit and the control arithmetic processing unit.

請求項6記載の発明は、請求項3〜5のいずれか1項に記載の発明において、前記トルクの指令値は、前記回転機における電気的な損失を補償すべく基本指令値が補正されたものであり、前記診断手段は、前記電気的な損失を補償するための補正のなされた基本指令値と前記推定されるトルクとの比較に基づき前記診断を行うことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to fifth aspects, the basic command value of the torque command value is corrected to compensate for electrical loss in the rotating machine. The diagnostic means performs the diagnosis based on a comparison between a basic command value corrected for compensating for the electrical loss and the estimated torque.

請求項7記載の発明は、請求項3〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記トルクの指令値は、前記回転機の機械損失を補償すべく基本指令値が補正されたものであり、前記診断手段は、前記機械損失を補償するための補正のなされた前記基本指令値と前記推定されるトルクとの比較に基づき、前記診断を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 3 to 6, wherein the command value of the torque is obtained by correcting a basic command value to compensate for mechanical loss of the rotating machine. And the diagnosis means performs the diagnosis based on a comparison between the basic command value corrected for compensating the mechanical loss and the estimated torque.

請求項8記載の発明は、請求項3〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記回転機の回転軸には、該回転軸の回転に応じて変動する負荷トルクが付与され、前記トルクの指令値は、前記負荷トルクを補償すべく基本指令値が補正されたものであり、前記診断手段は、前記負荷トルクを補償するための補正のなされた前記基本指令値と前記推定されるトルクとの比較に基づき、前記診断を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 3 to 7, wherein the rotating shaft of the rotating machine is provided with a load torque that varies according to the rotation of the rotating shaft, The torque command value is obtained by correcting the basic command value to compensate for the load torque, and the diagnostic means estimates the basic command value corrected for compensating the load torque and the estimated value. The diagnosis is performed based on a comparison with torque.

請求項9記載の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発明において、前記回転機は、永久磁石を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8, wherein the rotating machine includes a permanent magnet.

永久磁石を備える回転機の場合、電機子鎖交磁束定数がある値であることを前提にトルクを推定する手段が用いられると、永久磁石の磁束が減少する異常時等において、トルクを精度良く推定することができなくなる。この点、上記のように実効電力を用いる場合、永久磁石の磁束が減少してもトルクを高精度に推定することができる。   In the case of a rotating machine equipped with a permanent magnet, if a means for estimating the torque is used on the assumption that the armature flux linkage constant is a certain value, the torque can be accurately calculated in an abnormal time when the magnetic flux of the permanent magnet decreases. It becomes impossible to estimate. In this regard, when the effective power is used as described above, the torque can be estimated with high accuracy even if the magnetic flux of the permanent magnet decreases.

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. 同実施形態にかかるMGECUの処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of MGECU concerning the embodiment. 同実施形態にかかる診断用推定トルクの算出処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the estimated torque for diagnosis concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the abnormality diagnosis process concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 2nd Embodiment. 第3の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 3rd Embodiment. 同実施形態にかかる監視用マイコンの実行する処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the process which the microcomputer for monitoring concerning the embodiment performs.

<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車載主機としての回転機の制御装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, an embodiment in which a control device for a rotating machine according to the present invention is applied to a control device for a rotating machine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。   FIG. 1 shows a system configuration diagram according to the present embodiment.

図示されるように、モータジェネレータ10は、車載主機としての3相の電動機兼発電機であり、駆動輪14に機械的に連結されている。詳しくは、モータジェネレータ10の回転軸10aは、電子制御式のクラッチC1およびトランスミッション12を介して駆動輪14に機械的に連結されている。なお、本実施形態では、モータジェネレータ10として、埋め込み磁石同期機(IPMSM)を想定している。   As shown in the figure, the motor generator 10 is a three-phase electric motor / generator as an in-vehicle main machine, and is mechanically coupled to the drive wheels 14. Specifically, the rotating shaft 10a of the motor generator 10 is mechanically coupled to the drive wheels 14 via an electronically controlled clutch C1 and a transmission 12. In the present embodiment, an embedded magnet synchronous machine (IPMSM) is assumed as the motor generator 10.

モータジェネレータ10の回転軸10aは、さらに電子制御式のクラッチC2を介して内燃機関(エンジン16)に機械的に連結されている。   The rotating shaft 10a of the motor generator 10 is further mechanically coupled to an internal combustion engine (engine 16) via an electronically controlled clutch C2.

モータジェネレータ10は、インバータINVを介して端子電圧が所定の高電圧(たとえば100V以上)となる高電圧バッテリ18に接続されている。一方、インバータINVは、スイッチング素子S*p,S*n(*=u,v,w)の直列接続体を3組備えており、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S*p,S*n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D*p,D*nが逆並列に接続されている。   The motor generator 10 is connected via an inverter INV to a high voltage battery 18 whose terminal voltage is a predetermined high voltage (for example, 100 V or more). On the other hand, the inverter INV includes three sets of series connection bodies of switching elements S * p, S * n (* = u, v, w), and the connection points of these series connection bodies are U, They are connected to the V and W phases, respectively. In the present embodiment, insulated gate bipolar transistors (IGBTs) are used as the switching elements S * p and S * n. In addition, diodes D * p and D * n 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INV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、インバータINVの入力電圧(電源電圧VDC)を検出する電圧センサ20を備えている。また、モータジェネレータ10のV相およびW相を流れる電流iv,iwを検出する電流センサ22,24を備えている。さらに、モータジェネレータ10の回転角度θ(電気角)を検出するレゾルバ等の回転角度センサ26を備えている。   In the present embodiment, the following is provided as detection means for detecting the state of the motor generator 10 and the inverter INV. First, a voltage sensor 20 that detects an input voltage (power supply voltage VDC) of the inverter INV is provided. Further, current sensors 22 and 24 for detecting currents iv and iw flowing through the V-phase and W-phase of motor generator 10 are provided. Furthermore, a rotation angle sensor 26 such as a resolver for detecting the rotation angle θ (electrical angle) of the motor generator 10 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圧システムを構成するモータジェネレータ用電子制御装置(MGECU30)に取り込まれる。MGECU30は、中央処理装置(CPU32a)、ROM32bおよびRAM32cを備える演算処理装置(マイコン32)を備えている。そして、MGECU30内のマイコン32は、上位の制御装置であるハイブリッド用電子制御装置(HVECU38)との間でCAN通信等によってデータの授受を行う。特に、マイコン32は、HVECU38から通知されるトルクの基本指令値Tr0に基づき、モータジェネレータ10のトルクを制御する。これは、上記各種センサの検出値に基づき、インバータINVを操作する操作信号を生成して出力することで実行される。ここで、インバータINVのスイッチング素子S*p,S*nを操作する信号が、操作信号g*p,g*nである。   The detection values of the various sensors are taken into the motor generator electronic control unit (MGECU 30) constituting the low-pressure system via an interface (not shown). The MGECU 30 includes a central processing unit (CPU 32a), an arithmetic processing unit (microcomputer 32) including a ROM 32b and a RAM 32c. The microcomputer 32 in the MGECU 30 exchanges data with the hybrid electronic control device (HVECU 38), which is a host control device, by CAN communication or the like. In particular, the microcomputer 32 controls the torque of the motor generator 10 based on the torque basic command value Tr0 notified from the HVECU 38. This is executed by generating and outputting an operation signal for operating the inverter INV based on the detection values of the various sensors. Here, signals for operating the switching elements S * p and S * n of the inverter INV are the operation signals g * p and g * n.

図2に、上記インバータINVの操作信号の生成に関する処理のブロック図を示す。   FIG. 2 shows a block diagram of processing relating to generation of the operation signal of the inverter INV.

図示されるように、本実施形態では、電流フィードバック制御部50およびトルクフィードバック制御部60を備えている。以下では、「電流フィードバック制御部50の処理」、「トルクフィードバック制御部60の処理」の順に説明した後、最後に「異常診断処理」について詳述する。
「電流フィードバック制御部50の処理」
モータジェネレータ10を流れる電流iv,iwは、2相変換部40において、回転2次元座標系の実電流であるd軸上の実電流idとq軸上の実電流iqとに変換される。詳しくは、2相変換部40の出力のq軸成分は、ローパスフィルタ52にて高周波成分がカットされ、また、2相変換部40の出力するd軸成分は、ローパスフィルタ53にて高周波成分がカットされる。一方、指令電流設定部51は、トルク指令値Trに基づき、回転2次元座標系の電流の指令値であるd軸上の指令電流idrおよびq軸上の指令電流iqrを設定する。
As illustrated, the present embodiment includes a current feedback control unit 50 and a torque feedback control unit 60. In the following, “processing of the current feedback control unit 50” and “processing of the torque feedback control unit 60” will be described in this order, and then “abnormality diagnosis processing” will be described in detail.
“Processing of Current Feedback Control Unit 50”
The currents iv and iw flowing through the motor generator 10 are converted into an actual current id on the d axis and an actual current iq on the q axis, which are actual currents in the rotating two-dimensional coordinate system, in the two-phase conversion unit 40. Specifically, the high-frequency component of the q-axis component of the output of the two-phase conversion unit 40 is cut by the low-pass filter 52, and the high-frequency component of the d-axis component output by the two-phase conversion unit 40 is converted by the low-pass filter 53. Cut. On the other hand, the command current setting unit 51 sets a command current idr on the d axis and a command current iqr on the q axis, which are current command values of the rotating two-dimensional coordinate system, based on the torque command value Tr.

フィードバック制御部54は、d軸上の実電流idを指令電流idrにフィードバック制御するための操作量としてのd軸上の指令電圧vdrを算出する。一方、フィードバック制御部55は、q軸上の実電流iqを指令電流iqrにフィードバック制御するための操作量としてのq軸上の指令電圧vqrを算出する。詳しくは、フィードバック制御部54,55では、比例要素の出力と積分要素の出力とを加算することで上記算出を行う。   The feedback control unit 54 calculates a command voltage vdr on the d axis as an operation amount for performing feedback control of the actual current id on the d axis to the command current idr. On the other hand, the feedback control unit 55 calculates a command voltage vqr on the q axis as an operation amount for performing feedback control of the actual current iq on the q axis to the command current iqr. Specifically, the feedback control units 54 and 55 perform the above calculation by adding the output of the proportional element and the output of the integral element.

3相変換部56では、回転2次元座標系の指令電圧vdr、vqrを、3相の指令電圧vur,vvr,vwrに変換する。PWM信号生成部57では、3相の指令電圧vur,vvr,vwrと、電源電圧VDCとに基づき、PWM処理によって、操作信号g*p,g*nを生成する。本実施形態では、特に、3相の指令電圧vur,vvr,vwrを2相変調して且つ電源電圧VDCにて規格化した信号と三角波形状のキャリアとの大小比較に基づき操作信号を生成する。
「トルクフィードバック制御部60の処理」
制御用トルク推定部61では、モータジェネレータ10を流れるq軸電流およびd軸電流(ローパスフィルタ52,53の出力)に基づき、推定トルクTeを算出する。詳しくは、実電流id,iqのベクトルノルム(振幅)と、ベクトルの位相とを算出し、これらに基づき、トルクの推定値(制御用推定トルクTe)をマップ演算する。このマップは、たとえば、下記の式(c1)を前提とするものであって且つ、d軸インダクタンスLdやq軸インダクタンスLqが電流に応じて変化することを考慮した値を算出するものとすればよい。
The three-phase converter 56 converts the command voltages vdr and vqr of the rotating two-dimensional coordinate system into three-phase command voltages vur, vvr and vwr. The PWM signal generation unit 57 generates operation signals g * p, g * n by PWM processing based on the three-phase command voltages vur, vvr, vwr and the power supply voltage VDC. In the present embodiment, in particular, an operation signal is generated based on a magnitude comparison between a signal obtained by two-phase modulation of the three-phase command voltages vur, vvr, and vwr and normalized by the power supply voltage VDC and a triangular wave carrier.
“Processing of Torque Feedback Control Unit 60”
The control torque estimation unit 61 calculates an estimated torque Te based on the q-axis current and the d-axis current (outputs of the low-pass filters 52 and 53) flowing through the motor generator 10. Specifically, the vector norm (amplitude) of the actual currents id and iq and the phase of the vector are calculated, and the estimated torque value (estimated torque for control Te) is calculated based on these values. For example, this map is based on the following formula (c1), and if a value considering that the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq change according to the current is calculated: Good.

Te=φ・id+P(Ld−Lq)・id・iq …(c1)
もっとも、これに代えて、実験等によって電流とトルクとの関係を求めることで作成されたマップであってもよい。
Te = φ · id + P (Ld−Lq) · id · iq (c1)
However, instead of this, a map created by obtaining the relationship between current and torque by experiments or the like may be used.

そして、位相設定部62では、推定トルクTeをトルク指令値Trにフィードバック制御するための操作量として位相δを算出する。この位相δは、制御用推定トルクTeとトルク指令値Trとの差を入力とする比例要素と積分要素との各出力の和として算出されるものである。   Then, the phase setting unit 62 calculates the phase δ as an operation amount for performing feedback control of the estimated torque Te to the torque command value Tr. This phase δ is calculated as the sum of the outputs of the proportional element and the integral element, which receives the difference between the control estimated torque Te and the torque command value Tr.

ノルム設定部63では、トルク指令値Trおよび電気角速度ωとインバータINVの出力電圧ベクトルのノルムVnとの関係を記憶したマップを用い、トルク指令値Trおよび電気角速度ωを入力としてノルムVnを設定する。   The norm setting unit 63 uses a map storing the relationship between the torque command value Tr and the electrical angular velocity ω and the norm Vn of the output voltage vector of the inverter INV, and sets the norm Vn with the torque command value Tr and the electrical angular velocity ω as inputs. .

そして、操作信号生成部64では、上記位相設定部62の設定する位相δと、上記ノルム設定部63の出力するノルムVnと、電源電圧VDCと、回転角度θとに基づき、操作信号g*p,g*nを生成する。詳しくは、操作信号生成部64は、変調率毎に、電気角の1回転周期分の操作信号波形をマップデータとして記憶している。もっとも、操作信号波形の対称性に鑑み、「1/4」周期分のマップデータを記憶して且つ、対称性に基づきこれから1回転周期分の操作信号波形を算出するようにしてもよい。   Then, the operation signal generation unit 64 operates the operation signal g * p based on the phase δ set by the phase setting unit 62, the norm Vn output by the norm setting unit 63, the power supply voltage VDC, and the rotation angle θ. , G * n. Specifically, the operation signal generation unit 64 stores an operation signal waveform for one rotation period of the electrical angle as map data for each modulation factor. However, in view of the symmetry of the operation signal waveform, map data for “1/4” period may be stored, and the operation signal waveform for one rotation period may be calculated based on the symmetry.

操作信号生成部64では、電源電圧VDCとノルムVnとに基づき、変調率を算出し、これに応じて、該当する操作信号波形を選択する。ここで、上記変調率の上限は、矩形波制御時の変調率である「1.27」とされている。このため、変調率が最大値「1.27」となる場合には、操作信号波形として、矩形波制御時の波形である電気角の1回転周期に高電位側のスイッチング素子S*pがオン状態とされる期間と低電位側のスイッチング素子S*nがオン状態とされる期間との一対の期間について、それぞれ1回ずつとする波形(1パルス波形)が選択される。   The operation signal generation unit 64 calculates a modulation rate based on the power supply voltage VDC and the norm Vn, and selects a corresponding operation signal waveform accordingly. Here, the upper limit of the modulation rate is set to “1.27”, which is the modulation rate during rectangular wave control. For this reason, when the modulation rate is the maximum value “1.27”, the switching element S * p on the high potential side is turned on as one operation signal waveform in one rotation period of the electrical angle that is the waveform at the time of the rectangular wave control. A waveform (one pulse waveform) is selected for each of a pair of periods of a period in which the switching element S * n on the low potential side is turned on and a period in which the switching element S * n is turned on.

こうして操作信号波形が選択されると、操作信号生成部64では、この波形の出力タイミングを上記位相設定部62の設定する位相δに基づき設定することで、操作信号を生成する。   When the operation signal waveform is selected in this way, the operation signal generation unit 64 generates an operation signal by setting the output timing of this waveform based on the phase δ set by the phase setting unit 62.

「異常診断処理」
上記電流フィードバック制御部50およびトルクフィードバック制御部60の処理によれば、モータジェネレータ10のトルクをトルク指令値Trに制御することができる。ただし、モータジェネレータ10の実際のトルクがトルク指令値Trから大きく乖離する異常の有無を判断することがMGECU30等の信頼性の観点から望ましい。そこで本実施形態では、トルクの推定値とトルク指令値Trとの乖離度合いに基づき、異常の有無を診断する。
"Abnormality diagnosis processing"
According to the processing of the current feedback control unit 50 and the torque feedback control unit 60, the torque of the motor generator 10 can be controlled to the torque command value Tr. However, it is desirable from the viewpoint of reliability of the MGECU 30 or the like to determine whether there is an abnormality in which the actual torque of the motor generator 10 deviates greatly from the torque command value Tr. Therefore, in this embodiment, the presence or absence of abnormality is diagnosed based on the degree of deviation between the estimated torque value and the torque command value Tr.

ここで、トルクの推定は、上記制御用トルク推定部61によって推定される制御用推定トルクTeとは相違するものを用いる。これは、制御用推定トルクTeは、モータジェネレータ10の永久磁石の磁束が減少する異常時等において、実際のトルクを高精度に表現したものとならないためである。   Here, torque that is different from the control estimated torque Te estimated by the control torque estimating unit 61 is used for torque estimation. This is because the estimated control torque Te does not represent the actual torque with high accuracy in an abnormal time when the magnetic flux of the permanent magnet of the motor generator 10 decreases.

図3に、本実施形態にかかる診断に用いる推定トルク(診断用推定トルクTde)の算出処理の手順を示す。この処理は、マイコン32において、たとえば所定周期でくり返し実行される。   FIG. 3 shows a procedure for calculating the estimated torque (diagnostic estimated torque Tde) used for diagnosis according to the present embodiment. This process is repeatedly executed in the microcomputer 32, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS10において、実電流id,iqと、回転角度θとを取得する。続くステップS12においては、インバータINVの出力電圧のベクトルノルムを取得する。この処理は、電流フィードバック制御部50による制御がなされている場合には、フィードバック制御部54,55の出力する指令電圧vdr、vqrのベクトルノルムを取得する処理となる。一方、トルクフィードバック制御部60による制御がなされている場合には、ノルム設定部63によって設定されるノルムVnを取得する処理となる。続くステップS14においては、電気角速度ωを算出する。続くステップS16においては、実電流id,iqのベクトルと指令電圧との位相差Δを算出する。ここで、実電流id,iqの位相は、たとえば「arctan{iq/(−id)}」によって算出すればよい。また、指令電圧の位相は、位相設定部62の出力する位相δとすればよい。続くステップS18においては、実効電力EPを算出する。これは、「EP=Vn・Ia・cosΔ」である。なお、ここでは、電流ベクトルのノルムIaを用いている。続くステップS20においては、診断用推定トルクTdeを、実効電力EPを電気角速度ωで除算することで算出する。ここで、実効電力EPを用いるのは、モータジェネレータ10に出力される電力のうち、トルクに寄与するのは実効電力部分であることに鑑み、モータジェネレータ10に出力される電力のうちの無効電力分を除外するためである。   In this series of processes, first, in step S10, the actual currents id and iq and the rotation angle θ are acquired. In the subsequent step S12, the vector norm of the output voltage of the inverter INV is acquired. This process is a process of acquiring the vector norms of the command voltages vdr and vqr output from the feedback control units 54 and 55 when the current feedback control unit 50 performs control. On the other hand, when the control by the torque feedback control unit 60 is performed, the norm Vn set by the norm setting unit 63 is acquired. In the subsequent step S14, the electrical angular velocity ω is calculated. In subsequent step S16, the phase difference Δ between the vector of the actual currents id and iq and the command voltage is calculated. Here, the phases of the actual currents id and iq may be calculated by, for example, “arctan {iq / (− id)}”. The phase of the command voltage may be the phase δ output from the phase setting unit 62. In the subsequent step S18, the effective power EP is calculated. This is “EP = Vn · Ia · cos Δ”. Here, the norm Ia of the current vector is used. In the subsequent step S20, the diagnostic estimated torque Tde is calculated by dividing the effective power EP by the electrical angular velocity ω. Here, the effective power EP is used because reactive power contributes to the torque among the power output to the motor generator 10, and the reactive power out of the power output to the motor generator 10. This is to exclude minutes.

なお、上記ステップS20の処理が完了する場合、この一連の処理を一旦終了する。   When the process of step S20 is completed, this series of processes is temporarily ended.

図4に、本実施形態にかかる診断処理の手順を示す。この処理は、マイコン30によってたとえば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 4 shows a diagnostic processing procedure according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the microcomputer 30 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、HVECU32からトルクの基本指令値Tr0を受信する。続くステップS32においては、基本指令値Tr0を補正することで、トルク指令値Trを算出する。これは、基本指令値Tr0に、モータジェネレータ10の電気損失を補償するための補正量Tleと、モータジェネレータ10の機械損失を補償するための補正量Tlmと、エンジン16側からモータジェネレータ10の回転軸10aに加えられる周期的な負荷トルクを補償するための補正量Tbとを加算することで行うことができる。   In this series of processes, first, in step S30, a basic torque command value Tr0 is received from the HVECU 32. In the subsequent step S32, the torque command value Tr is calculated by correcting the basic command value Tr0. This is based on the basic command value Tr0, the correction amount Tle for compensating the electric loss of the motor generator 10, the correction amount Tlm for compensating the mechanical loss of the motor generator 10, and the rotation of the motor generator 10 from the engine 16 side. This can be done by adding the correction amount Tb for compensating the periodic load torque applied to the shaft 10a.

ここで、モータジェネレータ10の電気損失は、回転子や固定子の銅損や、鉄損等である。一方、モータジェネレータ10の機械損失は、回転軸10aとその軸受け部分との摩擦等、機械的な要因により生じる損失等である。また、負荷トルクとは、クランク軸の回転に伴ってエンジン16内のピストンが上昇、下降を周期的に繰り返す際に生じる回転を妨げる力のことである。なお、負荷トルクは、クラッチC2の締結状態時に限って生じるものである。   Here, the electrical loss of the motor generator 10 is copper loss, iron loss, or the like of the rotor or the stator. On the other hand, the mechanical loss of the motor generator 10 is a loss caused by mechanical factors such as friction between the rotating shaft 10a and its bearing portion. Further, the load torque is a force that prevents the rotation that occurs when the piston in the engine 16 repeatedly rises and falls as the crankshaft rotates. The load torque is generated only when the clutch C2 is engaged.

上記電気損失を補償するための補正量Tleは、たとえばモータジェネレータ10のトルク、電気角速度ωおよび電源電圧VDCに応じてマップ演算すればよい。また、機械損失を補償するための補正量Tlmや負荷トルクを補償するための補正量Tbは、電気角速度等に応じてマップ演算すればよい。   The correction amount Tle for compensating for the electrical loss may be map-calculated according to, for example, the torque of the motor generator 10, the electrical angular velocity ω, and the power supply voltage VDC. Further, the correction amount Tlm for compensating the mechanical loss and the correction amount Tb for compensating the load torque may be subjected to map calculation according to the electrical angular velocity or the like.

続くステップS34では、トルクフィードバック制御部60による制御時にはノルムVnを算出し、電流フィードバック制御部50による制御時には指令電流idr,iqrを算出する。この処理は、先の図2に示すノルム設定部63の処理や、指令電流設定部51の処理である。本実施形態では、この図に示す一連の処理の周期を、位相δや、指令電圧vdr、vqrの更新周期よりも長く設定している。換言すれば、ノルムVnや指令電流idr,iqrの更新処理を、位相δや指令電圧vdr,vqrの更新周期よりも長く設定している。続くステップS36においては、診断用推定トルクTdeを取得する。   In the subsequent step S34, the norm Vn is calculated during the control by the torque feedback control unit 60, and the command currents idr and iqr are calculated during the control by the current feedback control unit 50. This process is the process of the norm setting unit 63 and the process of the command current setting unit 51 shown in FIG. In the present embodiment, the cycle of a series of processes shown in this figure is set longer than the phase δ and the update cycle of the command voltages vdr and vqr. In other words, the update process of the norm Vn and the command currents idr and iqr is set longer than the update period of the phase δ and the command voltages vdr and vqr. In the subsequent step S36, the estimated diagnosis torque Tde is acquired.

そしてステップS38においては、診断用推定トルクTdeとトルク指令値Trとの差の絶対値が規定値ΔT未満であるか否かを判断する。この処理は、モータジェネレータ10の実際のトルクがトルク指令値Trに制御されているか否かを判断するためのものである。ここで規定値ΔTは、フィードバック制御が正常になされている場合に生じうる実際のトルクとトルク指令値Trとの差の上限値と、診断用推定トルクTdeの推定誤差との和よりも大きい値に設定される。そして、ステップS38において肯定判断される場合、ステップS40において正常判断される一方、否定判断される場合、ステップS42において、モータジェネレータ10の実際のトルクがトルク指令値Trから大きく乖離する異常が生じていると判断する。ちなみに、異常判断される場合、たとえばインバータINVのスイッチング素子g*#を全てオフ操作する処理(インバータINVのシャットダウン処理)や、HVECU38に通知する処理等を行う。   In step S38, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the diagnostic estimated torque Tde and the torque command value Tr is less than a specified value ΔT. This process is for determining whether or not the actual torque of the motor generator 10 is controlled to the torque command value Tr. Here, the specified value ΔT is a value larger than the sum of the upper limit value of the difference between the actual torque and the torque command value Tr that can occur when the feedback control is normally performed and the estimated error of the diagnostic estimated torque Tde. Set to When an affirmative determination is made at step S38, a normal determination is made at step S40, while when a negative determination is made, an abnormality occurs in step S42 in which the actual torque of the motor generator 10 deviates greatly from the torque command value Tr. Judge that Incidentally, when an abnormality is determined, for example, a process of turning off all switching elements g * # of the inverter INV (a shutdown process of the inverter INV), a process of notifying the HVECU 38, and the like are performed.

なお、上記ステップS40,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。   In addition, when the process of said step S40, S42 is completed, this series of processes are once complete | finished.

このように、本実施形態では、診断用推定トルクTdeを用いることで、トルクの異常の有無を高精度に診断することができる。特に、診断用推定トルクTdeは、直流成分を用いて算出されるものであるため、トルクフィードバック制御部60による処理がなされている場合等にあって、6次の脈動成分を抑制しやすい。このため、ローパスフィルタ52,53等を用いることで、直流成分の脈動成分を平滑化する処理が容易であるためである。   Thus, in this embodiment, the use of the diagnostic estimated torque Tde makes it possible to diagnose the presence or absence of torque abnormality with high accuracy. In particular, since the estimated diagnosis torque Tde is calculated using a direct current component, it is easy to suppress the sixth-order pulsation component, for example, when processing by the torque feedback control unit 60 is performed. For this reason, it is because the process which smoothes the pulsation component of a direct current component is easy by using the low-pass filters 52 and 53 grade | etc.,.

ちなみに、フィードバック制御量として診断用推定トルクTdeを採用しない理由は、演算負荷が大きくなるためである。すなわち、診断用推定トルクTdeの算出には、1電気角周期よりも短い時間間隔で変動する電気角速度ωを算出することが望ましいが、短い時間間隔で変動する電気角速度ωの算出処理を行う場合、演算負荷が大きくなる。これは、回転角度センサ26の検出値に電気角に依存した誤差があるためであり、短い時間間隔で変動する電気角速度ωを精度良く算出するには、この誤差を補正したうえで回転角度の変化速度を算出する必要があるためである。
<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。
Incidentally, the reason why the estimated torque for diagnosis Tde is not adopted as the feedback control amount is that the calculation load becomes large. That is, for calculating the estimated torque for diagnosis Tde, it is desirable to calculate the electrical angular velocity ω that varies at a time interval shorter than one electrical angle cycle, but when the calculation process of the electrical angular velocity ω that varies at a short time interval is performed. , The computation load increases. This is because the detection value of the rotation angle sensor 26 has an error depending on the electrical angle. In order to accurately calculate the electrical angular velocity ω that fluctuates in a short time interval, the error is corrected after correcting this error. This is because it is necessary to calculate the rate of change.
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図5に、本実施形態のシステム構成を示す。なお、図5において、先の図1に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。   FIG. 5 shows a system configuration of the present embodiment. In FIG. 5, the same reference numerals are given for convenience to those corresponding to the members shown in FIG. 1.

本実施形態にかかるMGECU30は、制御用マイコン34と監視用マイコン36とを備えている。ここで、制御用マイコン34は、中央処理装置(CPU34a)や、ROM32b、RAM32c等を備えており、ROM32bに記憶されたプログラムをCPU32aによってソフトウェア処理するソフトウェア処理手段である。詳しくは、各種センサの検出値を入力とし、これに基づき上記操作信号g*#を生成して出力する処理を行う。すなわち、先の図2に示した電流フィードバック制御部50やトルクフィードバック制御部60は、いずれも制御用マイコン34によって構成される。   The MGECU 30 according to the present embodiment includes a control microcomputer 34 and a monitoring microcomputer 36. Here, the control microcomputer 34 includes a central processing unit (CPU 34a), a ROM 32b, a RAM 32c, and the like, and is a software processing unit that performs software processing on a program stored in the ROM 32b by the CPU 32a. Specifically, the detection values of various sensors are input, and the operation signal g * # is generated and output based on the detection values. That is, both the current feedback control unit 50 and the torque feedback control unit 60 shown in FIG.

一方、監視用マイコン36は、中央処理装置(CPU36a)や、ROM36b、RAM36c等を備えており、ROM36bに記憶されたプログラムをCPU36aによってソフトウェア処理するソフトウェア処理手段である。詳しくは、HVECU38と通信したり、制御用マイコン34を監視したりする。   On the other hand, the monitoring microcomputer 36 includes a central processing unit (CPU 36a), a ROM 36b, a RAM 36c, and the like, and is a software processing unit that performs software processing on a program stored in the ROM 36b by the CPU 36a. Specifically, it communicates with the HVECU 38 and monitors the control microcomputer 34.

そして、図示されるように、本実施形態では、制御用マイコン34は、ROM34bに格納された診断用推定トルク算出プログラムを実行することで、診断用推定トルクTdeを算出する。一方、監視用マイコン36は、ROM36bに格納されたトルク指令値Tr算出プログラムを実行し、トルク指令値Trを算出するとともに、診断用プログラムを実行することで、診断用推定トルクTdeを制御用マイコン34から受信し、これをトルク指令値Trと比較することで異常の有無を診断する。   As shown in the figure, in this embodiment, the control microcomputer 34 calculates the diagnostic estimated torque Tde by executing the diagnostic estimated torque calculation program stored in the ROM 34b. On the other hand, the monitoring microcomputer 36 executes the torque command value Tr calculation program stored in the ROM 36b, calculates the torque command value Tr, and executes the diagnosis program, so that the diagnosis estimated torque Tde is controlled. 34, and the presence or absence of abnormality is diagnosed by comparing it with the torque command value Tr.

ここで、診断用推定トルクTdeの算出には、電流の検出値が必要であるが、これは制御用マイコン34にのみ入力されるものである。また、インバータINVの出力電圧は、モータジェネレータ10のトルク制御のための操作量であり、制御用マイコン34によって算出されるものである。このため、これら電流や出力電圧が必要とされる診断用推定トルクTdeの算出処理を、監視用マイコン36で行う場合には、制御用マイコン34と監視用マイコン36との通信データ量が増加する。この点、本実施形態では、制御用マイコン34によって診断用推定トルクTdeを算出することで、通信データ量の増加を抑制することができる。
<第3の実施形態>
以下、第3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。
Here, for the calculation of the diagnostic estimated torque Tde, a detected current value is required, which is input only to the control microcomputer 34. The output voltage of the inverter INV is an operation amount for controlling the torque of the motor generator 10 and is calculated by the control microcomputer 34. For this reason, when the monitoring microcomputer 36 performs the calculation process of the estimated diagnosis torque Tde that requires these currents and output voltages, the amount of communication data between the control microcomputer 34 and the monitoring microcomputer 36 increases. . In this respect, in the present embodiment, an increase in the amount of communication data can be suppressed by calculating the diagnostic estimated torque Tde by the control microcomputer 34.
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図6に、本実施形態のシステム構成を示す。なお、図6において、先の図5に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。   FIG. 6 shows the system configuration of this embodiment. In FIG. 6, components corresponding to the members shown in FIG. 5 are given the same reference numerals for convenience.

本実施形態では、制御用マイコン34のみならず、監視用マイコン36についても、各種センサ値が入力される構成とした。そして、監視用マイコン36に、診断用推定トルクTdeを算出する機能を備えた。   In this embodiment, not only the control microcomputer 34 but also the monitoring microcomputer 36 is configured to receive various sensor values. The monitoring microcomputer 36 has a function of calculating the estimated diagnosis torque Tde.

図7に、監視用マイコン36によってなされる診断用推定トルクの算出処理のうち、特に制御用マイコン34によって電流フィードバック制御部50の処理がなされているときの処理の手順を示す。この処理は、監視用マイコン36によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図7において、先の図3に示した処理に対応するものについては、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 7 shows a processing procedure when the process of the current feedback control unit 50 is performed by the control microcomputer 34 among the processes for calculating the diagnostic estimated torque performed by the monitoring microcomputer 36. This process is repeatedly executed by the monitoring microcomputer 36, for example, at a predetermined cycle. Note that, in FIG. 7, the same step numbers are assigned for convenience to those corresponding to the processing shown in FIG.

この一連の処理では、ステップS10の処理の後、ステップS12aにおいて、指令電圧vdr,vqrを制御用マイコン34から受信する。このように、監視用マイコン36に電流の検出値等が入力される構成であっても、指令電圧vdr,vqrは制御用マイコン34によって算出される。このため、これを監視用マイコン36において別途算出する場合、演算負荷をいたずらに大きくするなどの不都合が生じうる。この点、本実施形態では、監視用マイコン36の演算負荷の増加を極力抑制することができる。
<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。
In this series of processing, after the processing in step S10, the command voltages vdr and vqr are received from the control microcomputer 34 in step S12a. As described above, even when the detected current value or the like is input to the monitoring microcomputer 36, the command voltages vdr and vqr are calculated by the control microcomputer 34. For this reason, when this is separately calculated in the monitoring microcomputer 36, there is a possibility that the calculation load is increased unnecessarily. In this regard, in this embodiment, an increase in the calculation load of the monitoring microcomputer 36 can be suppressed as much as possible.
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.

「トルク推定手段について」
dq軸上の電流(実電流id,iq)に基づきベクトルノルムを算出するものに限らず、たとえばαβ軸上で電流ベクトルのノルムを算出するものであってもよい。この際、電流ベクトルの位相については、電流ベクトルの方向と回転角度θから把握されるd軸方向よりも90度進角した方向との位相差として算出すればよい。
"Torque estimation means"
It is not limited to calculating the vector norm based on the current (actual current id, iq) on the dq axis, and for example, the norm of the current vector may be calculated on the αβ axis. At this time, the phase of the current vector may be calculated as a phase difference between the direction of the current vector and the direction advanced by 90 degrees from the d-axis direction determined from the rotation angle θ.

さらに、実効電力を算出する手段と、算出された実効電力を電気角速度ωで除算することで診断用推定トルクTdeを算出する手段とを備えるものに限らない。たとえば、実電流のベクトルノルムIa、ノルムVn、位相差Δおよび電気角速度ωと、診断用推定トルクTdeとの関係を定めたマップを備え、ベクトルノルムIa、ノルムVn、位相差Δおよび電気角速度ωを入力として診断用推定トルクTdeをマップ演算するものであってもよい。   Further, the present invention is not limited to the one provided with means for calculating the effective power and means for calculating the estimated torque for diagnosis Tde by dividing the calculated effective power by the electrical angular velocity ω. For example, a map that defines the relationship between the actual current vector norm Ia, norm Vn, phase difference Δ and electrical angular velocity ω and the estimated torque Tde for diagnosis is provided, and the vector norm Ia, norm Vn, phase difference Δ and electrical angular velocity ω May be used for map calculation of the estimated torque for diagnosis Tde.

「診断手段について」
診断用推定トルクTdeとトルク指令値Trとの比較を行うものに限らない。たとえば、制御用推定トルクTeと診断用推定トルクTdeとの比較を行うものであってもよい。この場合、モータジェネレータ10の永久磁石の磁束が減少する異常によって制御用推定トルクTeが正常なトルクを推定できない等、フィードバック制御の演算系の異常を検出することなどが可能となる。
"About diagnostic tools"
The invention is not limited to the comparison between the estimated diagnosis torque Tde and the torque command value Tr. For example, the control estimated torque Te and the diagnostic estimated torque Tde may be compared. In this case, it is possible to detect an abnormality in the arithmetic system of the feedback control, such that the control estimated torque Te cannot be estimated as a normal torque due to an abnormality in which the magnetic flux of the permanent magnet of the motor generator 10 decreases.

「トルク指令値Trについて」
機械損失を補償するための補正量Tlm、モータ損失を補償するための補正量Tle、および負荷トルクを補償するための補正量Tbによって補正された基本指令値Tr0に限らない。たとえばこれら3つの補正量のいずれか1つのみによって補正されたものであってもよい。またたとえば、HVECU38からの指令が回転速度の指令値である場合、これに応じてMGECU30においてトルク指令値Trを算出するようにしてもよい。
“Torque command value Tr”
The basic command value Tr0 is not limited to the correction amount Tlm for compensating the mechanical loss, the correction amount Tle for compensating the motor loss, and the correction amount Tb for compensating the load torque. For example, it may be corrected by only one of these three correction amounts. Further, for example, when the command from the HVECU 38 is a command value for the rotational speed, the torque command value Tr may be calculated in the MGECU 30 accordingly.

「交流電圧印加回路について」
交流電圧印加回路としては、直流電圧源の正極および負極のそれぞれに回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路(インバータINV)に限らない。たとえば特願2008−30825号に記載されているように、回転機の各端子に接続されるコンバータであってもよい。
"AC voltage application circuit"
The AC voltage application circuit is not limited to a DC / AC conversion circuit (inverter INV) including a switching element that selectively connects a terminal of a rotating machine to each of a positive electrode and a negative electrode of a DC voltage source. For example, as described in Japanese Patent Application No. 2008-30825, a converter connected to each terminal of the rotating machine may be used.

「回転機について」
パラレルハイブリッド車の主機に限らず、たとえばパラレルシリーズハイブリッド車の主機であってもよい。また、ハイブリッド車にも限らず、車載主機のエネルギ供給源として電気エネルギを蓄積する手段のみを備える電気自動車や燃料電池車に搭載される主機であってもよい。もっとも、主機にも限らない。
"About rotating machines"
For example, it may be a main unit of a parallel series hybrid vehicle. Moreover, it is not limited to a hybrid vehicle, but may be a main unit mounted on an electric vehicle or a fuel cell vehicle that includes only means for accumulating electric energy as an energy supply source of the in-vehicle main unit. However, it is not limited to the main aircraft.

永久磁石を備える同期機としては、IPMSMに限らず、たとえば表面磁石同期機(SPMSM)等であってもよい。   As a synchronous machine provided with a permanent magnet, not only IPMSM but a surface magnet synchronous machine (SPMSM) etc. may be sufficient, for example.

回転機としては3相回転機に限らず、たとえば5相等、4相以上の回転機であってもよい。   The rotating machine is not limited to a three-phase rotating machine, and may be a rotating machine having four phases or more, such as a five-phase rotating machine.

上記実施形態では、回転機として、固定子巻線がスター結線されたものを想定したが、これに限らず、デルタ結線されたものであってもよい。   In the above-described embodiment, the rotating machine is assumed to have a stator winding star-connected. However, the rotating machine is not limited to this and may be delta-connected.

「そのほか」
たとえば、上記第2の実施形態と上記第3の実施形態との双方の異常診断処理を行ってもよい。
"others"
For example, you may perform abnormality diagnosis processing of both the said 2nd Embodiment and the said 3rd Embodiment.

10…モータジェネレータ、16…エンジン、56…診断用トルク推定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor generator, 16 ... Engine, 56 ... Torque estimation part for diagnosis.

Claims (9)

回転機に接続された交流電圧印加回路の出力電圧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、
前記回転機のトルクの指令値に応じて前記交流電圧印加回路の出力電圧を操作する電圧操作手段と、
前記回転機を流れる電流の検出値に応じた電流のベクトルノルム、前記操作される出力電圧、前記電流のベクトルと前記操作される出力電圧のベクトルとの位相差、および前記回転機の回転速度を入力とし、前記電流のベクトルノルムおよび前記操作される出力電圧の積と前記位相差とから把握される前記交流電圧印加回路の実効電力を前記回転機の電気角速度で除算した値に基づく前記回転機のトルクを推定するトルク推定手段と、
前記トルク推定手段によって推定されるトルクと、前記トルク推定手段によらない前記回転機のトルク情報との比較に基づき、前記回転機の異常の有無を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする回転機の制御装置。
In a control device for a rotating machine that controls the torque of the rotating machine by operating an output voltage of an AC voltage application circuit connected to the rotating machine,
Voltage operating means for operating the output voltage of the AC voltage application circuit in accordance with a torque torque command value;
A vector norm of current corresponding to a detected value of current flowing through the rotating machine, the operated output voltage, a phase difference between the current vector and the operated output voltage vector, and a rotation speed of the rotating machine. The rotating machine based on a value obtained by dividing the effective power of the AC voltage application circuit obtained from the vector norm of the current and the operated output voltage and the phase difference by the electric angular velocity of the rotating machine as an input Torque estimation means for estimating the torque of
Diagnosing means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the rotating machine based on a comparison between the torque estimated by the torque estimating means and torque information of the rotating machine not based on the torque estimating means;
A control device for a rotating machine.
前記電流のベクトルノルムは、dq座標成分から算出されることを特徴とする請求項1記載の回転機の制御装置。   2. The rotating machine control device according to claim 1, wherein the vector norm of the current is calculated from a dq coordinate component. 前記診断手段は、前記トルク推定手段によらない前記回転機のトルク情報として、前記指令値を用い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。   3. The rotating machine control device according to claim 1, wherein the diagnosis unit uses the command value as torque information of the rotating machine that does not depend on the torque estimating unit. 前記交流電圧印加回路を操作する演算処理を行う制御用演算処理装置と、
該制御用演算処理装置を監視する監視用演算処理装置とを備え、
前記指令値は、前記監視用演算処理装置が算出するものであり、
前記制御用演算処理装置は、前記トルク推定手段を備え、
前記監視用演算処理装置は、前記制御用演算処理装置において推定されるトルクと、前記指令値との比較に基づき前記回転機の異常の有無を診断する機能を有することを特徴とする請求項3記載の回転機の制御装置。
An arithmetic processing unit for control that performs arithmetic processing to operate the AC voltage application circuit;
A monitoring arithmetic processing device for monitoring the control arithmetic processing device,
The command value is calculated by the monitoring processor.
The control arithmetic processing unit includes the torque estimating means,
4. The monitoring arithmetic processing unit has a function of diagnosing whether there is an abnormality in the rotating machine based on a comparison between a torque estimated by the control arithmetic processing unit and the command value. The control apparatus of the described rotating machine.
前記交流電圧印加回路を操作する演算処理を行う制御用演算処理装置と、
該制御用演算処理装置を監視する監視用演算処理装置とを備え、
前記指令値は、前記監視用演算処理装置が算出するものであり、
前記制御用演算処理装置は、前記電圧操作手段として、前記トルクの指令値に応じた指令電流に前記回転機を流れる電流をフィードバック制御すべく、前記交流電圧印加回路の出力電圧を操作する手段を備え、
前記監視用演算処理装置は、前記トルク推定手段として、前記制御用演算処理装置によって算出された前記フィードバック制御のための操作量としての出力電圧と、前記回転機を流れる電流の検出値と、前記電気角速度とを入力として、前記トルクを推定する手段を備えるとともに、前記診断手段として、該推定したトルクと前記指令値との比較に基づき前記回転機の異常の有無を診断する手段を備え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。
An arithmetic processing unit for control that performs arithmetic processing to operate the AC voltage application circuit;
A monitoring arithmetic processing device for monitoring the control arithmetic processing device,
The command value is calculated by the monitoring processor.
The control arithmetic processing unit, as the voltage operation means, means for operating the output voltage of the AC voltage application circuit so as to feedback control the current flowing through the rotating machine to a command current corresponding to the torque command value. Prepared,
The monitoring arithmetic processing unit, as the torque estimating means, an output voltage as an operation amount for the feedback control calculated by the control arithmetic processing unit, a detected value of a current flowing through the rotating machine, A means for estimating the torque by inputting an electrical angular velocity, and a means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the rotating machine based on a comparison between the estimated torque and the command value as the diagnosis means; The control device for a rotating machine according to claim 3 or 4, characterized in that:
前記トルクの指令値は、前記回転機における電気的な損失を補償すべく基本指令値が補正されたものであり、
前記診断手段は、前記電気的な損失を補償するための補正のなされた基本指令値と前記推定されるトルクとの比較に基づき前記診断を行うことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
The torque command value is a basic command value corrected to compensate for electrical loss in the rotating machine,
6. The diagnosis unit according to claim 3, wherein the diagnosis unit performs the diagnosis based on a comparison between a basic command value corrected for compensating for the electrical loss and the estimated torque. The control device for a rotating machine according to Item 1.
前記トルクの指令値は、前記回転機の機械損失を補償すべく基本指令値が補正されたものであり、
前記診断手段は、前記機械損失を補償するための補正のなされた前記基本指令値と前記推定されるトルクとの比較に基づき、前記診断を行うことを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
The torque command value is a basic command value corrected to compensate for mechanical loss of the rotating machine,
7. The diagnosis unit according to claim 3, wherein the diagnosis unit performs the diagnosis based on a comparison between the basic command value corrected for compensating the mechanical loss and the estimated torque. The control device for a rotating machine according to Item 1.
前記回転機の回転軸には、該回転軸の回転に応じて変動する負荷トルクが付与され、
前記トルクの指令値は、前記負荷トルクを補償すべく基本指令値が補正されたものであり、
前記診断手段は、前記負荷トルクを補償するための補正のなされた前記基本指令値と前記推定されるトルクとの比較に基づき、前記診断を行うことを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
The rotating shaft of the rotating machine is provided with a load torque that varies according to the rotation of the rotating shaft,
The torque command value is a basic command value corrected to compensate for the load torque,
8. The diagnosis unit according to claim 3, wherein the diagnosis unit performs the diagnosis based on a comparison between the basic command value corrected for compensating the load torque and the estimated torque. The control device for a rotating machine according to Item 1.
前記回転機は、永久磁石を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。   The said rotating machine is provided with a permanent magnet, The control apparatus of the rotating machine of any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
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