JP2013062982A - Drive controller and drive control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive controller and a drive control method which improve controllability of a motor when switching among voltage control systems.SOLUTION: A drive controller comprises: a storage unit 37 storing a map that represents a boundary between a first region in which a first voltage command used for a drive control of a motor is generated by a first method and a second region in which a second voltage command used for the drive control is generated by a second method, by a rotation number of the motor and a torque command value; a voltage command generating unit which generates the first voltage command by the first method and generates the second voltage command by the second method when a working point of the motor determined by the rotation number and the torque command value is within a prescribed switching region including the boundary; and a drive control unit 30 by which the drive control of the motor is performed by the first voltage command when switching from the second method to the first method is needed, and by which the drive control of the motor is performed by the second voltage command when switching from the first method to the second method is needed.

Description

本発明は、電動機の駆動制御を行う駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a drive control device that performs drive control of an electric motor.

従来より、電圧指令値がインバータの入力電圧VのV/2を超える場合に、電圧指令値の制御方式をPWM制御方式から矩形波制御方式に切り替える電動機の制御装置があった(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, when a voltage command value exceeds V / 2 of an input voltage V of an inverter, there has been a motor control device that switches a voltage command value control method from a PWM control method to a rectangular wave control method (for example, Patent Documents). 1).

特開2000−014159号公報JP 2000-014159 A

ところで、上述のような従来の電動機の制御装置では、電圧指令値がインバータの入力電圧VのV/2を超えた場合に、制御方式の切り替えは一制御周期遅れて行われる。従って、電圧指令値がインバータの入力電圧VのV/2を超えても、切り替わる前の制御方式によって電圧指令値が生成される期間がある。 By the way, in the conventional motor control device as described above, when the voltage command value exceeds V H / 2 of the input voltage V H of the inverter, the control method is switched with a delay of one control cycle. Therefore, even if the voltage command value exceeds V H / 2 of the input voltage V H of the inverter, there is a period in which the voltage command value is generated by the control method before switching.

このため、電圧制御方式の切り替えが電圧指令値に反映されるまでに遅れが生じ、例えば、騒音又は振動等の発生によるドライバビリティの悪化や、非効率的な駆動制御による消費電力の増大等の問題が生じる場合があった。このような問題は、電圧制御方式の切り替え時における制御性の低下によって生じていた。   For this reason, there is a delay until the switching of the voltage control method is reflected in the voltage command value, such as deterioration of drivability due to generation of noise or vibration, increase in power consumption due to inefficient drive control, etc. A problem sometimes occurred. Such a problem has been caused by a decrease in controllability at the time of switching the voltage control method.

そこで、本発明は、電圧制御方式の切り替え時における電動機の制御性を改善した駆動制御装置、及び、駆動制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a drive control device and a drive control method that improve the controllability of the electric motor when switching the voltage control method.

本発明の一局面の駆動制御装置は、電動機の駆動制御に用いる第1電圧指令を第1方式で生成する第1領域と、前記駆動制御に用いる第2電圧指令を第2方式で生成する第2領域との境界を前記電動機の回転数とトルク指令値とで表すマップを格納する格納部と、前記回転数と前記トルク指令値とで決まる前記電動機の動作点が前記境界を含む所定の切替領域内にある場合は、前記第1方式で第1電圧指令を生成するとともに、前記第2方式で第2電圧指令を生成する電圧指令生成部と、前記第2方式から前記第1方式への切り替えが必要な場合は前記第1電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行い、前記第1方式から前記第2方式への切り替えが必要な場合は前記第2電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行う駆動制御部とを含む。   A drive control device according to one aspect of the present invention includes a first region that generates a first voltage command used for drive control of an electric motor by a first method, and a second region that generates a second voltage command used for the drive control by a second method. A storage unit that stores a map that represents the boundary between the two regions by the rotational speed of the motor and a torque command value; and a predetermined switching in which the operating point of the motor determined by the rotational speed and the torque command value includes the boundary When in the region, the first voltage command is generated by the first method, the voltage command generation unit generates the second voltage command by the second method, and the second method to the first method. When switching is necessary, drive control of the motor is performed using the first voltage command, and when switching from the first method to the second method is necessary, the motor is controlled using the second voltage command. Including a drive control unit that performs drive control.

本発明の一局面の駆動制御方法は、電動機の回転数とトルク指令値とで決まる前記電動機の動作点が、前記電動機の駆動制御に用いる電圧指令を第1方式で生成する第1領域と、前記電圧指令を第2方式で生成する第2領域との境界を含む所定の切替領域内にある場合は、前記第1方式で電圧指令を生成するとともに、前記第2方式で電圧指令を生成する第1ステップと、前記第2方式から前記第1方式への切り替えが必要な場合は、前記第1ステップにおいて前記第1方式で生成される電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行い、前記第1方式から前記第2方式への切り替えが必要な場合は、前記第1ステップにおいて前記第2方式で生成される電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行う第2ステップとを含む。   A drive control method according to one aspect of the present invention includes a first region in which an operating point of the motor determined by a rotation speed and a torque command value of the motor generates a voltage command used for drive control of the motor by a first method, When the voltage command is within a predetermined switching region including a boundary with a second region generated by the second method, the voltage command is generated by the first method and the voltage command is generated by the second method. When it is necessary to switch from the first step to the first method in the first step, drive control of the electric motor is performed using the voltage command generated in the first method in the first step, and When switching from the first method to the second method is necessary, the method includes a second step of performing drive control of the electric motor using the voltage command generated by the second method in the first step.

本発明によれば、電圧制御方式の切り替え時における電動機の制御性を改善した駆動制御装置、及び、駆動制御方法を提供できるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to provide a drive control device and a drive control method that can improve the controllability of the electric motor when the voltage control method is switched.

正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードによる正弦波形、過変調波形、及び矩形波を示す図である。It is a figure which shows the sine wave by the sine wave control mode, the over modulation control mode, and the rectangular wave control mode, an over modulation waveform, and a rectangular wave. (A)は、比較例の駆動制御装置において、制御モードを正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替える際の制御指令の変化の様子を示す図であり、(B)は、制御の遅れが生じない理想的な状態における制御指令の変化の様子を示す図である。(A) is a figure which shows the mode of a control command at the time of switching a control mode from a sine wave control mode to an overmodulation control mode in the drive control apparatus of a comparative example, (B) is a control delay. It is a figure which shows the mode of the change of the control command in the ideal state which does not arise. 実施の形態の駆動制御装置によって駆動される電動機を含む駆動システムを示す図である。It is a figure which shows the drive system containing the electric motor driven by the drive control apparatus of embodiment. 電動機10の制御モードを定めるための制御モード設定用マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map for control mode setting for determining the control mode of the electric motor. 実施の形態の駆動制御装置30による制御モードの切り替え処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the switching process of the control mode by the drive control apparatus 30 of embodiment.

本発明の駆動制御装置、及び、駆動制御方法を適用した実施の形態について説明する前に、図1及び図2を用いて、比較例の駆動制御装置による正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードの切り替え時に生じうる問題点について説明する。   Before describing an embodiment to which a drive control device and a drive control method of the present invention are applied, referring to FIGS. 1 and 2, a sine wave control mode, an overmodulation control mode by a drive control device of a comparative example, Problems that may occur when switching the rectangular wave control mode will be described.

図1は、正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードによる正弦波形、過変調波形、及び矩形波を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a sine waveform, an overmodulation waveform, and a rectangular wave in a sine wave control mode, an overmodulation control mode, and a rectangular wave control mode.

駆動制御装置は、電動機の回転数とトルク指令値とに基づき、所定のマップを用いて、正弦波形、過変調波形、及び矩形波の制御指令を生成する。ここで、Vは、インバータの入力電圧であり、正弦波形、過変調波形、及び矩形波は、いずれも、振幅がVに収まるように調整されている。 The drive control device generates a control command for a sine waveform, an overmodulation waveform, and a rectangular wave using a predetermined map based on the rotation speed of the electric motor and the torque command value. Here, VH is an input voltage of the inverter, and the sine waveform, overmodulation waveform, and rectangular wave are all adjusted so that the amplitude falls within VH .

比較例の駆動制御装置では、制御モードが正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードの間で切り替わると、制御モードが切り替わった直後には、制御モードが切り替わる一制御周期前の制御モードによって生成される電圧指令が用いられる。   In the drive control device of the comparative example, when the control mode is switched between the sine wave control mode, the overmodulation control mode, and the rectangular wave control mode, immediately after the control mode is switched, one control cycle before the control mode is switched. A voltage command generated by the control mode is used.

これは、切り替わった後の制御モードによる電圧指令の生成は、制御モードの切り替えが行われた次の制御周期において行われるため、制御モードが切り替えられた直後には、制御モードが切り替わる前の正弦波制御モードによって電圧指令が生成されるからである。すなわち、制御モードが切り替わる際には、一制御周期前までの切り替わる前の制御モードによって生成される電圧指令が用いられることになる。   This is because the generation of the voltage command in the control mode after the switching is performed in the next control cycle after the switching of the control mode. Therefore, immediately after the switching of the control mode, the sine before the switching of the control mode is performed. This is because the voltage command is generated by the wave control mode. That is, when the control mode is switched, a voltage command generated by the control mode before switching until one control cycle is used.

ここで、例えば、制御モードが正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替わった場合について検討する。   Here, for example, consider a case where the control mode is switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode.

図2(A)は、比較例の駆動制御装置において、制御モードを正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替える際の制御指令の変化の様子を示す図であり、図2(B)は、制御の遅れが生じない理想的な状態における制御指令の変化の様子を示す図である。   FIG. 2A is a diagram illustrating a change in the control command when the control mode is switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode in the drive control device of the comparative example, and FIG. It is a figure which shows the mode of the change of the control command in the ideal state where the control delay does not arise.

図2(A)に示すように、正弦波制御モードから過変調制御モードに制御モードを切り替えると、過変調制御モードに切り替わった一制御周期目は、過変調制御モードに切り替わる前の正弦波制御モードで生成される電圧指令を用いることになる。   As shown in FIG. 2A, when the control mode is switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode, the first control cycle switched to the overmodulation control mode is the sine wave control before switching to the overmodulation control mode. The voltage command generated in the mode is used.

これは、過変調制御モードによる電圧指令の生成は、制御モードの切り替えが行われた次の制御周期において行われるため、制御モードが切り替え時には、制御モードが切り替わる前の正弦波制御モードによって電圧指令が生成されるからである。すなわち、制御モードが正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替わる際には、一制御周期前の正弦波制御モードによって生成される電圧指令が用いられることになる。   This is because the generation of the voltage command in the overmodulation control mode is performed in the next control cycle after the control mode is switched. Therefore, when the control mode is switched, the voltage command is generated by the sine wave control mode before the control mode is switched. Is generated. That is, when the control mode is switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode, the voltage command generated by the sine wave control mode one control cycle before is used.

このため、図2(A)に示すように、時刻t1で制御モードが正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替わっても、制御指令は時刻t1よりも後の時刻t2にならないと正弦波から過変調波に切り替わらない。   For this reason, as shown in FIG. 2 (A), even if the control mode is switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode at time t1, the control command does not become time t2 after time t1. Does not switch to overmodulated wave.

従って、時刻t1〜t2の間は、実際には制御モードが正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替わっているのに、制御指令が正弦波から過変調波に切り替わっておらず、制御遅れが生じている状態である。   Therefore, during the time t1 to t2, the control mode is actually switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode, but the control command is not switched from the sine wave to the overmodulation wave, and there is a control delay. It is a state that has occurred.

一方、制御モードの切り替わりと同時に制御遅れが生じることなく、理想的な状態で制御指令が正弦波から過変調波に切り替わるとすると、図2(B)に示すように、制御モードが正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替わる時刻t1において、制御指令も正弦波から過変調波に切り替わっている。   On the other hand, if the control command is switched from a sine wave to an overmodulated wave in an ideal state without causing a control delay simultaneously with the switching of the control mode, the control mode is a sine wave control as shown in FIG. At time t1 when the mode is switched to the overmodulation control mode, the control command is also switched from the sine wave to the overmodulation wave.

図2(B)に示すように理想的な制御指令の切り替わりは、比較例の駆動制御装置では実現することができず、実際には図2(A)に示すように制御指令の切り替わりに制御遅れが生じていた。   As shown in FIG. 2B, the ideal control command switching cannot be realized by the drive control device of the comparative example, and actually, the control command switching is controlled as shown in FIG. There was a delay.

このような制御遅れは、制御モードを過変調制御モードから正弦波制御モードに切り替える際においても、過変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際においても、同様に生じていた。   Such a control delay occurs in the same manner when the control mode is switched from the overmodulation control mode to the sine wave control mode and when the control mode is switched between the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode.

以上のように、比較例の駆動制御装置では、制御モードの切り替え時に、制御指令の切り替わりが一制御周期遅れるという問題があった。制御指令の切り替わりが一制御周期遅れることにより、その後の制御指令の生成にも影響が残る場合があった。   As described above, the drive control device of the comparative example has a problem that the switching of the control command is delayed by one control cycle when the control mode is switched. Since the switching of the control command is delayed by one control cycle, the generation of the subsequent control command may remain affected.

従って、以下で説明する実施の形態では、上述のような問題を解決した駆動制御装置、及び、駆動制御方法を提供する。   Therefore, in the embodiments described below, a drive control device and a drive control method that solve the above-described problems are provided.

以下、本発明の駆動制御装置、及び、駆動制御方法を適用した実施の形態について説明する。   Embodiments to which the drive control device and the drive control method of the present invention are applied will be described below.

図3は、実施の形態の駆動制御装置によって駆動される電動機を含む駆動システムを示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a drive system including an electric motor driven by the drive control device of the embodiment.

駆動システム100は、電動機10、電源回路20、駆動制御装置30、HVECU(Hybrid Vehicle Electronic Control Unit)40、及びレゾルバ50を含み、例えば、ハイブリッド車(Hybrid Vehicle)に用いられる。   The drive system 100 includes an electric motor 10, a power supply circuit 20, a drive control device 30, an HVECU (Hybrid Vehicle Electronic Control Unit) 40, and a resolver 50, and is used, for example, for a hybrid vehicle.

電動機10は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ(MG)であって、電源回路20に含まれるバッテリ21から電力が供給されるときはモータとして機能し、図示されていないエンジンによる駆動時、あるいは車両の制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。   The electric motor 10 is a motor generator (MG) mounted on a vehicle, and functions as a motor when electric power is supplied from a battery 21 included in the power supply circuit 20, and is driven by an engine (not shown) or It is a three-phase synchronous rotating electrical machine that functions as a generator when braking a vehicle.

ここでは、電動機10として、1台でモータの機能と発電機の機能とを有するモータ・ジェネレータを用いる形態について説明するが、これは例示であって、モータの機能のみを有する回転電機を1台、発電機の機能のみを有する回転電機を1台用いるものとしてもよい。また、モータ・ジェネレータを複数用いてもよい。   Here, although the form which uses the motor generator which has the function of a motor and the function of a generator as one electric motor 10 is demonstrated, this is an illustration, Comprising: One rotary electric machine which has only the function of a motor One rotating electrical machine having only the function of a generator may be used. A plurality of motor generators may be used.

モータ・ジェネレータを複数用いる場合は、いずれか1つの電動機10をバッテリ21の充電のための発電機、いずれか他の電動機10を主として動力を発生する駆動モータとして用いてもよい。   When a plurality of motors / generators are used, any one of the electric motors 10 may be used as a generator for charging the battery 21, and any other electric motor 10 may be used as a drive motor that mainly generates power.

電源回路20は、バッテリ21、平滑キャパシタ22、昇降圧コンバータ23、平滑キャパシタ24、及びインバータ25を含む。   The power supply circuit 20 includes a battery 21, a smoothing capacitor 22, a buck-boost converter 23, a smoothing capacitor 24, and an inverter 25.

バッテリ21は、充放電可能な二次電池である。バッテリ21としては、例えば、約200Vから約300Vの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、又はキャパシタ等を用いることができる。   The battery 21 is a chargeable / dischargeable secondary battery. As the battery 21, for example, a lithium ion assembled battery or a nickel hydride assembled battery having a terminal voltage of about 200V to about 300V, or a capacitor can be used.

平滑キャパシタ22は、バッテリ21と昇降圧コンバータ23との間に設けられ、電源回路20内におけるバッテリ21側の電圧変動を抑制する。   Smoothing capacitor 22 is provided between battery 21 and buck-boost converter 23, and suppresses voltage fluctuation on the battery 21 side in power supply circuit 20.

昇降圧コンバータ23は、リアクトルと、複数のスイッチング素子を含み、電源回路20内におけるバッテリ21側の電圧を昇圧してインバータ25側に出力するとともに、インバータ25側の電圧を降圧してバッテリ21側に出力する。   The step-up / down converter 23 includes a reactor and a plurality of switching elements, boosts the voltage on the battery 21 side in the power supply circuit 20 and outputs the boosted voltage to the inverter 25 side, and steps down the voltage on the inverter 25 side to reduce the voltage on the battery 21 side. Output to.

昇降圧コンバータ23は、例えば、バッテリ21側の約200Vから約300V程度の電圧を、リアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して、例えば約600Vの高電圧に昇圧する。また、昇降圧コンバータ23は、インバータ25側からの電力をバッテリ21側に充電電力として供給するときには、インバータ25の側の電圧を降圧してバッテリ21側に出力する。   The step-up / step-down converter 23 boosts, for example, a voltage of about 200 V to about 300 V on the battery 21 side to a high voltage of about 600 V, for example, using the energy storage action of the reactor. Further, when the electric power from the inverter 25 side is supplied as charging power to the battery 21 side, the step-up / down converter 23 steps down the voltage on the inverter 25 side and outputs it to the battery 21 side.

平滑キャパシタ24は、昇降圧コンバータ23とインバータ25の間に設けられ、電源回路20内におけるインバータ25側の電圧変動を抑制する。   The smoothing capacitor 24 is provided between the step-up / step-down converter 23 and the inverter 25 and suppresses voltage fluctuation on the inverter 25 side in the power supply circuit 20.

インバータ25は、直流電力を交流三相駆動電力に変換し、電動機10に供給するとともに、電動機10で回生された交流三相回生電力をバッテリ21に充電するための直流電力に変換する。   The inverter 25 converts DC power into AC three-phase drive power and supplies it to the motor 10, and converts AC three-phase regenerative power regenerated by the motor 10 into DC power for charging the battery 21.

インバータ25は、2つのスイッチング素子が直列に接続され、さらに各スイッチング素子にそれぞれダイオードが並列に接続されるアームを三相分有する。各アームの中点は、電動機10の三相巻線に接続される。なお、インバータ25の入力電圧及び出力電圧の電圧値を表す信号は、駆動制御装置30に入力される。   The inverter 25 has two switching elements connected in series, and further includes three arms for each switching element, each having a diode connected in parallel. The midpoint of each arm is connected to the three-phase winding of the electric motor 10. Note that signals representing the voltage values of the input voltage and output voltage of the inverter 25 are input to the drive control device 30.

駆動制御装置30は、電源回路20のインバータ25の駆動制御を行うことにより、電動機10の駆動制御を行う装置である。   The drive control device 30 is a device that performs drive control of the electric motor 10 by performing drive control of the inverter 25 of the power supply circuit 20.

駆動制御装置30は、主制御部31、正弦波制御処理部32、過変調制御処理部33、矩形波制御処理部34、モード判定処理部35、切替領域判定部36、及びメモリ37を有する。   The drive control device 30 includes a main control unit 31, a sine wave control processing unit 32, an overmodulation control processing unit 33, a rectangular wave control processing unit 34, a mode determination processing unit 35, a switching region determination unit 36, and a memory 37.

主制御部31は、駆動制御装置30の制御処理を統括する処理部である。主制御部31は、モード判定処理部35によって正弦波制御処理部32、過変調制御処理部33、矩形波制御処理部34のいずれかが選択されると、選択された制御処理部(32〜34のうちのいずれか1つ)によって生成される電圧指令を用いてインバータ25の駆動制御を行う。   The main control unit 31 is a processing unit that supervises the control processing of the drive control device 30. When the mode determination processing unit 35 selects any one of the sine wave control processing unit 32, the overmodulation control processing unit 33, and the rectangular wave control processing unit 34, the main control unit 31 selects the selected control processing unit (32 to 32). The drive of the inverter 25 is controlled using the voltage command generated by any one of the 34.

また、主制御部31は、ある一定の条件の下において、正弦波制御処理部32と過変調制御処理部33、又は、過変調制御処理部33と矩形波制御処理部34に、同時に電圧指令を生成させる。   Further, the main control unit 31 simultaneously sends a voltage command to the sine wave control processing unit 32 and the overmodulation control processing unit 33 or the overmodulation control processing unit 33 and the rectangular wave control processing unit 34 under a certain condition. Is generated.

なお、主制御部31、正弦波制御処理部32、過変調制御処理部33、及び矩形波制御処理部34は、駆動制御部の一例である。   The main control unit 31, the sine wave control processing unit 32, the overmodulation control processing unit 33, and the rectangular wave control processing unit 34 are examples of drive control units.

正弦波制御処理部32は、正弦波制御モードによる電動機10の駆動制御を行う。正弦波制御モードは、正弦波と三角波との比較によるパルス幅変調(PWM(Pulse Width Modulation))制御における三角波の振幅以下の振幅で、正弦波状の電圧指令(PWM信号)を生成するモードである。   The sine wave control processing unit 32 performs drive control of the electric motor 10 in the sine wave control mode. The sine wave control mode is a mode for generating a sine wave voltage command (PWM signal) with an amplitude equal to or smaller than the amplitude of the triangular wave in the pulse width modulation (PWM) control by comparing the sine wave and the triangular wave. .

過変調制御処理部33は、過変調制御モードによる電動機10の駆動制御を行う。過変調制御モードは、三角波の振幅を超えた振幅で、正弦波状の電圧指令(PWM信号)を生成するモードである。   The overmodulation control processing unit 33 performs drive control of the electric motor 10 in the overmodulation control mode. The overmodulation control mode is a mode for generating a sinusoidal voltage command (PWM signal) with an amplitude exceeding the amplitude of the triangular wave.

矩形波制御処理部34は、矩形波制御モードによる電動機10の駆動制御を行う。矩形波制御モードは、トルク指令値に応じた電圧位相をもつ矩形波状の電圧指令を生成するモードである。   The rectangular wave control processing unit 34 performs drive control of the electric motor 10 in the rectangular wave control mode. The rectangular wave control mode is a mode for generating a rectangular wave voltage command having a voltage phase corresponding to the torque command value.

なお、正弦波制御処理部32、過変調制御処理部33、及び矩形波制御処理部34において用いる正弦波、過変調波、及び矩形波は、電動機10の回転数とトルク指令値とに基づき、所定のマップを用いて生成される。   In addition, the sine wave, the overmodulation wave, and the rectangular wave used in the sine wave control processing unit 32, the overmodulation control processing unit 33, and the rectangular wave control processing unit 34 are based on the rotational speed of the electric motor 10 and the torque command value. It is generated using a predetermined map.

モード判定処理部35は、電動機10の運転状況に応じて、正弦波制御モードと過変調制御モードとの間のモード切り替え、又は、過変調制御モードと矩形波制御モードとの間のモード切り替えが必要であるか否かを判定する第1判定部の一例である。   The mode determination processing unit 35 performs mode switching between the sine wave control mode and the overmodulation control mode or mode switching between the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode according to the operating state of the electric motor 10. It is an example of the 1st determination part which determines whether it is required.

制御モードの切り替えの判定基準としては、変調率又は変調率に相当する電圧指令値の振幅を用いる。変調率とは、インバータ25の出力電圧の振幅に対する入力電圧の振幅の比である。   As a criterion for switching the control mode, the modulation rate or the amplitude of the voltage command value corresponding to the modulation rate is used. The modulation factor is a ratio of the amplitude of the input voltage to the amplitude of the output voltage of the inverter 25.

正弦波と三角波の比較によるPWM方式の場合は、変調率の最大は0.61であり、矩形波を信号振幅とするときの変調率の最大は0.78である。そこで、変調率が0.61以下のときに正弦波制御モード、変調率が0.61から0.78の間は過変調制御モード、変調率が0.78となれば矩形波制御モードを用いるように制御モードを切り替えるものとする。   In the case of the PWM method based on the comparison between the sine wave and the triangular wave, the maximum modulation factor is 0.61, and the maximum modulation factor when the rectangular wave is used as the signal amplitude is 0.78. Therefore, the sine wave control mode is used when the modulation rate is 0.61 or less, the overmodulation control mode is used when the modulation rate is between 0.61 and 0.78, and the rectangular wave control mode is used when the modulation rate is 0.78. In this way, the control mode is switched.

駆動制御装置30は、モード判定処理部35によって制御モードが判定されると、判定された制御モードの処理部(32〜34のいずれか)に主制御部31が電圧指令を生成させる。制御モードの処理部(32〜34のいずれか)によって生成された電圧指令は、主制御部31によってインバータ25のIGBTのゲートに入力される。この結果、駆動制御装置30によって生成される電圧指令によってインバータ25を介して、電動機10の駆動制御が行われる。   In the drive control device 30, when the mode determination processing unit 35 determines the control mode, the main control unit 31 causes the processing unit (any one of 32 to 34) in the determined control mode to generate a voltage command. The voltage command generated by the control mode processing unit (any one of 32-34) is input to the IGBT gate of the inverter 25 by the main control unit 31. As a result, drive control of the electric motor 10 is performed via the inverter 25 by the voltage command generated by the drive control device 30.

切替領域判定部36は、電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決定する電動機10の動作点が、正弦波制御モード及び過変調制御モードの境界を含む所定の切替領域、又は、過変調制御モード及び矩形波制御モードの境界を含む所定の切替領域の内部にあるか否かを判定する第2判定部の一例である。   The switching region determination unit 36 is a predetermined switching region in which the operating point of the motor 10 determined by the rotation speed of the motor 10 and the torque command value includes a boundary between the sine wave control mode and the overmodulation control mode, or overmodulation It is an example of the 2nd determination part which determines whether it exists in the inside of the predetermined switching area | region containing the boundary of control mode and rectangular wave control mode.

正弦波制御モード及び過変調制御モードの境界を含む所定の切替領域と、過変調制御モード及び矩形波制御モードの境界を含む所定の切替領域については、図4を用いて後述する。   A predetermined switching region including the boundary between the sine wave control mode and the overmodulation control mode and a predetermined switching region including the boundary between the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode will be described later with reference to FIG.

メモリ37は、モード判定処理部35が制御モードを決定するためのマップを格納している格納部の一例であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、又はハードディスク等であればよい。   The memory 37 is an example of a storage unit that stores a map for the mode determination processing unit 35 to determine the control mode, and may be, for example, a ROM (Read Only Memory), a flash memory, or a hard disk.

メモリ37が格納するマップは、電動機10の回転数とトルク指令とにより、正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードによって駆動制御を行う領域を分けたものであり、正弦波制御モードと過変調制御モードの境界と、過変調制御モードと矩形波制御モードの境界を含む。   The map stored in the memory 37 divides the areas in which drive control is performed by the sine wave control mode, the overmodulation control mode, and the rectangular wave control mode according to the rotational speed of the electric motor 10 and the torque command. The boundary between the mode and the overmodulation control mode and the boundary between the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode are included.

電動機10は、正弦波制御モード、過変調制御モード、又は矩形波制御モードのいずれかのモードによって駆動制御が行われる。   The electric motor 10 is driven and controlled by any one of a sine wave control mode, an overmodulation control mode, and a rectangular wave control mode.

正弦波制御モード、過変調制御モード、又は矩形波制御モードの切り替えは、モード判定処理部35によって行われるが、その詳細については後述する。   Switching between the sine wave control mode, the overmodulation control mode, or the rectangular wave control mode is performed by the mode determination processing unit 35, and details thereof will be described later.

以上のような駆動制御装置30は、車両に搭載に適した制御装置、例えばECUによって構成することもできる。   The drive control device 30 as described above can also be configured by a control device suitable for mounting on a vehicle, for example, an ECU.

なお、駆動制御装置30の正弦波制御処理部32、過変調制御処理部33、矩形波制御処理部34、及びモード判定処理部35は、例えば、コンピュータがソフトウェアを実行することで実現されるが、機能の一部をハードウェアによって実現するものとしてもよい。   Note that the sine wave control processing unit 32, the overmodulation control processing unit 33, the rectangular wave control processing unit 34, and the mode determination processing unit 35 of the drive control device 30 are realized by a computer executing software, for example. Some of the functions may be realized by hardware.

HVECU40は、スロットルポジションセンサに接続されており、車両の運転者がスロットルを踏み込む度合いに応じたトルク指令値を出力する。トルク指令値は、電動機10に要求されるトルクを表す。HVECU40が出力するトルク指令値は、駆動制御装置30に入力される。   The HVECU 40 is connected to a throttle position sensor and outputs a torque command value corresponding to the degree to which the vehicle driver steps on the throttle. The torque command value represents the torque required for the electric motor 10. The torque command value output by the HVECU 40 is input to the drive control device 30.

レゾルバ50は、電動機10の回転軸の回転数を検出する回転数検出部の一例である。レゾルバ50によって検出される電動機10の回転数を表す信号は、駆動制御装置30に入力される。   The resolver 50 is an example of a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the rotation shaft of the electric motor 10. A signal representing the rotation speed of the electric motor 10 detected by the resolver 50 is input to the drive control device 30.

図4は、電動機10の制御モードを定めるための制御モード設定用マップの一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control mode setting map for determining the control mode of the electric motor 10.

駆動制御装置30は、図4に示す制御モード設定用マップを用いる。制御モード設定用マップは、回転数及びトルク指令値が比較的小さい領域から回転数及びトルクが大きくなるにつれて、制御モードが正弦波制御モード、過変調制御モード、矩形波制御モードという順番で移行するよう定められている。   The drive control device 30 uses a control mode setting map shown in FIG. In the control mode setting map, the control mode shifts in the order of sine wave control mode, overmodulation control mode, and rectangular wave control mode as the rotation speed and torque increase from a region where the rotation speed and torque command value are relatively small. It is stipulated.

正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードは、正弦波制御モードと過変調制御モードとの切り替えにおいては、正弦波制御モードが第1方式の一例であり、過変調制御モードが第2方式の一例である。このため、正弦波制御モードと過変調制御モードとの切り替えにおいては、正弦波制御モードによって生成される電圧指令は、第1電圧指令の一例であり、過変調制御モードによって生成される電圧指令は、第2電圧指令の一例である。   In the sine wave control mode, overmodulation control mode, and rectangular wave control mode, the sine wave control mode is an example of the first method in switching between the sine wave control mode and the overmodulation control mode. It is an example of a 2nd system. Therefore, in switching between the sine wave control mode and the overmodulation control mode, the voltage command generated in the sine wave control mode is an example of the first voltage command, and the voltage command generated in the overmodulation control mode is This is an example of a second voltage command.

また、過変調制御モードと矩形波制御モードとの切り替えにおいては、過変調制御モードが第1方式の一例であり、矩形波制御モードが第2方式の一例である。このため、過変調制御モードと矩形波制御モードとの切り替えにおいては、過変調制御モードによって生成される電圧指令は、第1電圧指令の一例であり、矩形波制御モードによって生成される電圧指令は、第2電圧指令の一例である。   In switching between the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode, the overmodulation control mode is an example of the first method, and the rectangular wave control mode is an example of the second method. Therefore, in switching between the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode, the voltage command generated by the overmodulation control mode is an example of the first voltage command, and the voltage command generated by the rectangular wave control mode is This is an example of a second voltage command.

駆動制御装置30は、電動機10の運転状況に応じて、モード判定処理部35により、正弦波制御モードと過変調制御モードとの間のモード切り替え、又は、過変調制御モードと矩形波制御モードとの間のモード切り替えが必要と判断されると、モードを切り替える。モードの切り替えにより、電圧指令の生成は、正弦波制御処理部32、過変調制御処理部33、又は矩形波制御処理部34のいずれかに切り替えられる。   The drive control device 30 switches the mode between the sine wave control mode and the overmodulation control mode or the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode by the mode determination processing unit 35 according to the operating state of the electric motor 10. If it is determined that mode switching between the two is necessary, the mode is switched. By switching the mode, the generation of the voltage command is switched to any one of the sine wave control processing unit 32, the overmodulation control processing unit 33, and the rectangular wave control processing unit 34.

電動機10は、駆動制御装置30が正弦波制御モード、過変調制御モード、又は矩形波制御モードのいずれかのモードで生成する電圧指令によって駆動される。   The electric motor 10 is driven by a voltage command generated by the drive control device 30 in any one of the sine wave control mode, the overmodulation control mode, and the rectangular wave control mode.

ここで、正弦波制御モードを行う領域と、過変調制御モードを行う領域との境界を境界(1)とし、過変調制御モードを行う領域と、矩形波制御モードを行う領域との境界を境界(2)とする。   Here, the boundary between the region where the sine wave control mode is performed and the region where the overmodulation control mode is performed is defined as a boundary (1), and the boundary between the region where the overmodulation control mode is performed and the region where the rectangular wave control mode is performed is a boundary. (2).

本実施の形態1の駆動制御装置30の制御モード設定用マップは、境界(1)を含む切替領域201、202と、境界(2)を含む切替領域203、204とを有する。   The control mode setting map of the drive control device 30 of the first embodiment includes switching areas 201 and 202 including the boundary (1) and switching areas 203 and 204 including the boundary (2).

また、制御モード設定用マップは、境界(2)を含む切替領域205、206と、境界(2)を含む切替領域207、208とを有する。   The control mode setting map has switching areas 205 and 206 including the boundary (2) and switching areas 207 and 208 including the boundary (2).

切替領域201は、図4に破線で示すように、境界(1)よりも正弦波制御モードを行う領域側で、境界(1)に対して、回転数方向に一定の幅を有する領域である。回転数方向における幅は、一例として、正弦波制御モードの一制御周期における回転数の最大の変化幅に設定されている。   The switching region 201 is a region having a certain width in the rotational speed direction with respect to the boundary (1) on the region side where the sine wave control mode is performed with respect to the boundary (1), as indicated by a broken line in FIG. . As an example, the width in the rotation speed direction is set to the maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the sine wave control mode.

切替領域202は、図4に一点鎖線で示すように、境界(1)よりも正弦波制御モードを行う領域側で、境界(1)に対して、トルク指令値方向に一定の幅を有する領域である。トルク指令値方向における幅は、一例として、正弦波制御モードの一制御周期におけるトルク指令値の最大の変化幅に設定されている。   The switching region 202 is a region having a certain width in the direction of the torque command value with respect to the boundary (1) on the region side where the sine wave control mode is performed with respect to the boundary (1), as indicated by a one-dot chain line in FIG. It is. For example, the width in the torque command value direction is set to the maximum change width of the torque command value in one control cycle of the sine wave control mode.

電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決定する電動機10の動作点が、切替領域201及び切替領域202の内部にある場合は、制御モードが正弦波制御モードから過変調制御モードに切り替わる可能性がある。このため、切替領域判定部36は、動作点が領域201及び領域202の内部にあるか否かを判定する。   When the operating point of the electric motor 10 determined by the rotation speed of the electric motor 10 and the torque command value is inside the switching region 201 and the switching region 202, the control mode can be switched from the sine wave control mode to the overmodulation control mode. There is sex. For this reason, the switching area determination unit 36 determines whether or not the operating point is inside the area 201 and the area 202.

切替領域203は、図4に破線で示すように、境界(1)よりも過変調制御モードを行う領域側で、境界(1)に対して、回転数方向に一定の幅を有する領域である。回転数方向における幅は、一例として、過変調制御モードの一制御周期における回転数の最大の変化幅に設定されている。   The switching region 203 is a region having a constant width in the rotational speed direction with respect to the boundary (1) on the region side where the overmodulation control mode is performed with respect to the boundary (1), as indicated by a broken line in FIG. . For example, the width in the rotation speed direction is set to the maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the overmodulation control mode.

切替領域204は、図4に一点鎖線で示すように、境界(1)よりも過変調制御モードを行う領域側で、境界(1)に対して、トルク指令値方向に一定の幅を有する領域である。トルク指令値方向における幅は、一例として、過変調制御モードの一制御周期におけるトルク指令値の最大の変化幅に設定されている。   The switching region 204 is a region having a certain width in the direction of the torque command value with respect to the boundary (1) on the side of the region where the overmodulation control mode is performed with respect to the boundary (1), as indicated by a dashed line in FIG. It is. For example, the width in the torque command value direction is set to the maximum change width of the torque command value in one control cycle of the overmodulation control mode.

電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決定する電動機10の動作点が、切替領域203及び切替領域204の内部にある場合は、制御モードが過変調制御モードから正弦波制御モードに切り替わる可能性がある。このため、切替領域判定部36は、動作点が領域203及び領域204の内部にあるか否かを判定する。   When the operating point of the motor 10 determined by the rotation speed of the motor 10 and the torque command value is inside the switching region 203 and the switching region 204, the control mode can be switched from the overmodulation control mode to the sine wave control mode. There is sex. For this reason, the switching area determination unit 36 determines whether or not the operating point is inside the area 203 and the area 204.

以上のように、境界(1)を含む切替領域は、境界(1)よりも正弦波制御モードを行う領域側の切替領域201及び202と、境界(1)よりも過変調制御モードを行う領域側の切替領域203及び204とによって構成されている。   As described above, the switching region including the boundary (1) includes the switching regions 201 and 202 on the region side where the sine wave control mode is performed with respect to the boundary (1) and the region where the overmodulation control mode is performed with respect to the boundary (1). Side switching areas 203 and 204.

ここで、正弦波制御モードにおける制御周期は、過変調制御モードにおける制御周期よりも長いため、切替領域201の回転数方向の幅と切替領域202のトルク指令値方向の幅は、それぞれ、切替領域203の回転数方向の幅と切替領域204のトルク指令値方向の幅よりも広く設定されている。   Here, since the control cycle in the sine wave control mode is longer than the control cycle in the overmodulation control mode, the width in the rotation speed direction of the switching region 201 and the width in the torque command value direction of the switching region 202 are respectively It is set wider than the width in the rotational speed direction 203 and the width in the torque command value direction in the switching region 204.

切替領域205は、図4に破線で示すように、境界(2)よりも過変調制御モードを行う領域側で、境界(2)に対して、回転数方向に一定の幅を有する領域である。回転数方向における幅は、一例として、過変調制御モードの一制御周期における回転数の最大の変化幅に設定されている。   As shown by a broken line in FIG. 4, the switching region 205 is a region having a constant width in the rotational speed direction with respect to the boundary (2) on the region side where the overmodulation control mode is performed from the boundary (2). . For example, the width in the rotation speed direction is set to the maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the overmodulation control mode.

切替領域206は、図4に一点鎖線で示すように、境界(2)よりも過変調制御モードを行う領域側で、境界(2)に対して、トルク指令値方向に一定の幅を有する領域である。トルク指令値方向における幅は、一例として、過変調制御モードの一制御周期におけるトルク指令値の最大の変化幅に設定されている。   The switching region 206 is a region having a certain width in the direction of the torque command value with respect to the boundary (2) on the side of the region where the overmodulation control mode is performed with respect to the boundary (2), as indicated by a dashed line in FIG. It is. For example, the width in the torque command value direction is set to the maximum change width of the torque command value in one control cycle of the overmodulation control mode.

電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決定する電動機10の動作点が、切替領域205及び切替領域206の内部にある場合は、制御モードが過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替わる可能性がある。このため、切替領域判定部36は、動作点が領域205及び領域206の内部にあるか否かを判定する。   When the operating point of the electric motor 10 determined by the rotation speed of the electric motor 10 and the torque command value is inside the switching area 205 and the switching area 206, the control mode can be switched from the overmodulation control mode to the rectangular wave control mode. There is sex. For this reason, the switching area determination unit 36 determines whether or not the operating point is inside the area 205 and the area 206.

切替領域207は、図4に破線で示すように、境界(2)よりも矩形波制御モードを行う領域側で、境界(2)に対して、回転数方向に一定の幅を有する領域である。回転数方向における幅は、一例として、矩形波制御モードの一制御周期における回転数の最大の変化幅に設定されている。   As shown by a broken line in FIG. 4, the switching region 207 is a region having a certain width in the rotational speed direction with respect to the boundary (2) on the region side where the rectangular wave control mode is performed from the boundary (2). . As an example, the width in the rotation speed direction is set to the maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the rectangular wave control mode.

切替領域208は、図4に一点鎖線で示すように、境界(2)よりも矩形波制御モードを行う領域側で、境界(2)に対して、トルク指令値方向に一定の幅を有する領域である。トルク指令値方向における幅は、一例として、矩形波制御モードの一制御周期におけるトルク指令値の最大の変化幅に設定されている。   The switching area 208 is an area having a certain width in the direction of the torque command value with respect to the boundary (2) on the side of the area where the rectangular wave control mode is performed with respect to the boundary (2), as indicated by a dashed line in FIG. It is. For example, the width in the torque command value direction is set to the maximum change width of the torque command value in one control cycle of the rectangular wave control mode.

電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決定する電動機10の動作点が、切替領域207及び切替領域208の内部にある場合は、制御モードが矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替わる可能性がある。このため、切替領域判定部36は、動作点が領域207及び領域208の内部にあるか否かを判定する。   When the operating point of the electric motor 10 determined by the rotational speed of the electric motor 10 and the torque command value is inside the switching area 207 and the switching area 208, the control mode can be switched from the rectangular wave control mode to the overmodulation control mode. There is sex. Therefore, the switching area determination unit 36 determines whether or not the operating point is inside the area 207 and the area 208.

ここで、正弦波制御モード及び過変調制御モードは、制御周期が一定であるため、領域201、203、205の回転数方向の幅と、領域202、204、206のトルク指令値方向の幅は一定である。   Here, since the control cycle is constant in the sine wave control mode and the overmodulation control mode, the width in the rotation speed direction of the regions 201, 203, and 205 and the width in the torque command value direction of the regions 202, 204, and 206 are It is constant.

これに対して、矩形波制御では、回転数の上昇に伴って制御周期が上昇するため、領域207の回転数方向の幅と、領域208のトルク指令値方向の幅は、ともに回転数の上昇に応じて狭まっている。   On the other hand, in the rectangular wave control, the control cycle increases as the rotational speed increases. Therefore, both the width of the region 207 in the rotational speed direction and the width of the region 208 in the torque command value direction both increase in rotational speed. It narrows according to.

以上のように、境界(2)を含む切替領域は、境界(2)よりも過変調制御モードを行う領域側の切替領域205及び206と、境界(2)よりも矩形波制御モードを行う領域側の切替領域207及び208とによって構成されている。   As described above, the switching region including the boundary (2) includes the switching regions 205 and 206 on the region side where the overmodulation control mode is performed from the boundary (2), and the region where the rectangular wave control mode is performed from the boundary (2). Side switching areas 207 and 208.

なお、ここでは、領域201、203、205、207の回転数方向の幅が一制御周期における最大の変化幅に設定される形態について説明するが、領域201、203、205、207の回転数方向の幅は、このような幅に限られない。   Here, a mode in which the width in the rotation speed direction of the areas 201, 203, 205, and 207 is set to the maximum change width in one control cycle will be described. However, the rotation speed direction of the areas 201, 203, 205, and 207 is described. The width of is not limited to such a width.

例えば、領域201、203、205、207の回転数方向の幅を一制御周期における最大の変化幅に係数(1より大きい係数、又は、1より小さい係数)を乗じた幅に設定してもよい。   For example, the width in the rotation speed direction of the areas 201, 203, 205, and 207 may be set to a width obtained by multiplying the maximum change width in one control cycle by a coefficient (a coefficient larger than 1 or a coefficient smaller than 1). .

このような場合には、領域201、203、205、207の回転数方向の幅は、一制御周期における最大の変化幅に応じた値となる。   In such a case, the width in the rotation speed direction of the regions 201, 203, 205, and 207 is a value corresponding to the maximum change width in one control cycle.

また、領域202、204、206、208のトルク指令値方向の幅が一制御周期における最大の変化幅に設定される形態について説明するが、領域202、204、206、208のトルク指令値方向の幅は、このような幅に限られない。   Further, a mode in which the width in the torque command value direction of the areas 202, 204, 206, and 208 is set to the maximum change width in one control cycle will be described. The width is not limited to such a width.

例えば、領域202、204、206、208のトルク指令値方向の幅を一制御周期における最大の変化幅に係数(1より大きい係数、又は、1より小さい係数)を乗じた幅に設定してもよい。   For example, the width in the torque command value direction of the regions 202, 204, 206, and 208 may be set to a width obtained by multiplying the maximum change width in one control cycle by a coefficient (a coefficient larger than 1 or a coefficient smaller than 1). Good.

このような場合には、領域202、204、206、208のトルク指令値方向の幅は、一制御周期における最大の変化幅に応じた値となる。   In such a case, the width in the torque command value direction of the regions 202, 204, 206, and 208 is a value corresponding to the maximum change width in one control cycle.

領域201、203、205、207と、領域202、204、206、208の幅は、例えば、シミュレーションで求めた値、又は、実験で求めた値に設定すればよく、上述以外の値であってもよい。   The widths of the areas 201, 203, 205, and 207 and the areas 202, 204, 206, and 208 may be set to values obtained through simulations or values obtained through experiments, for example, values other than those described above. Also good.

次に、図5のフローチャートを用いて、実施の形態の駆動制御装置30による制御モードの切り替え処理について説明する。   Next, control mode switching processing by the drive control device 30 according to the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

図5は、実施の形態の駆動制御装置30による制御モードの切り替え処理を表すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart illustrating control mode switching processing by the drive control device 30 according to the embodiment.

実施の形態の駆動制御装置30を搭載した車両の運行が開始されると、駆動制御装置30の主制御部31は処理を開始する(スタート)。   When the operation of the vehicle equipped with the drive control device 30 of the embodiment is started, the main control unit 31 of the drive control device 30 starts processing (start).

駆動制御装置30は、動作点が切替領域201〜204のいずれかの内部にあるか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1の処理は、具体的には、切替領域判定部36によって実行される。切替領域判定部36は、現在の電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決まる動作点が、メモリ37に格納された制御モード設定用マップに含まれる切替領域201〜204内にあるか否かを判定する。   The drive control device 30 determines whether or not the operating point is in any one of the switching areas 201 to 204 (step S1). Specifically, the process of step S <b> 1 is executed by the switching area determination unit 36. Switching region determination unit 36 determines whether or not the operating point determined by the current rotation speed of motor 10 and the torque command value is within switching regions 201 to 204 included in the control mode setting map stored in memory 37. Determine whether.

主制御部31は、切替領域判定部36によって動作点が切替領域201〜204内にあると判定された場合は、正弦波制御処理部32と過変調制御処理部33とに電圧指令を生成させる(ステップS2)。これにより、正弦波制御モードと過変調制御モードとの両方による電圧指令が生成される。主制御部31は、ステップS2の処理が終了すると、モード判定処理部35にステップS3の処理を実行させる。   The main control unit 31 causes the sine wave control processing unit 32 and the overmodulation control processing unit 33 to generate a voltage command when the switching region determination unit 36 determines that the operating point is within the switching regions 201 to 204. (Step S2). Thereby, the voltage command by both the sine wave control mode and the overmodulation control mode is generated. When the process of step S2 ends, the main control unit 31 causes the mode determination processing unit 35 to execute the process of step S3.

モード判定処理部35は、モードの切り替えがあるか否かを判定する(ステップS3)。モード判定処理部35は、正弦波制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.61から0.78の間であれば、過変調制御モードへの切り替えがあると判定する。また、モード判定処理部35は、過変調制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.61以下であれば、正弦波制御モードへの切り替えがあると判定する。   The mode determination processing unit 35 determines whether or not there is a mode change (step S3). When the control in the sine wave control mode is performed, the mode determination processing unit 35 determines that there is switching to the overmodulation control mode if the modulation rate is between 0.61 and 0.78. In addition, when the control in the overmodulation control mode is performed, the mode determination processing unit 35 determines that there is a switch to the sine wave control mode if the modulation rate is 0.61 or less.

なお、モード判定処理部35は、正弦波制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.61以下である場合と、過変調制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.61から0.78の間である場合は、モードの切り替えがないと判定する。   Note that the mode determination processing unit 35 performs modulation when the control is performed in the sine wave control mode, when the modulation factor is 0.61 or less, and when control is performed in the overmodulation control mode. When the rate is between 0.61 and 0.78, it is determined that there is no mode switching.

ステップS3において、モードの切り替えがあると判定された場合は、主制御部31は、モード判定処理部35による判定結果が正弦波制御モードへの切り替えであるか、又は、過変調制御モードへの切り替えであるかを判定する(ステップS4)。   If it is determined in step S3 that there is a mode switch, the main control unit 31 determines whether the determination result by the mode determination processing unit 35 is the switch to the sine wave control mode or the overmodulation control mode. It is determined whether it is switching (step S4).

主制御部31は、モード判定処理部35による判定結果が正弦波制御モードへの切り替えであると判定した場合は、ステップS2において正弦波制御処理部32が生成した電圧指令を選択する(ステップS5)。   When determining that the determination result by the mode determination processing unit 35 is switching to the sine wave control mode, the main control unit 31 selects the voltage command generated by the sine wave control processing unit 32 in step S2 (step S5). ).

一方、主制御部31は、モード判定処理部35による判定結果が過変調制御モードへの切り替えであると判定した場合は、ステップS2において過変調制御処理部33が生成した電圧指令を選択する(ステップS6)。   On the other hand, when the main control unit 31 determines that the determination result by the mode determination processing unit 35 is switching to the overmodulation control mode, the main control unit 31 selects the voltage command generated by the overmodulation control processing unit 33 in step S2 ( Step S6).

次いで、主制御部31は、ステップS5又はS6で選択した電圧指令を駆動制御装置30からインバータ25のIGBTのゲートに出力する(ステップS7)。   Next, the main control unit 31 outputs the voltage command selected in step S5 or S6 from the drive control device 30 to the gate of the IGBT of the inverter 25 (step S7).

この結果、電動機10が一制御周期前に正弦波制御モードで駆動されていた場合は、ステップS7で出力される電圧指令により、過変調制御モードによる駆動に切り替えられる。   As a result, when the electric motor 10 is driven in the sine wave control mode before one control cycle, the driving is switched to the overmodulation control mode by the voltage command output in step S7.

一方、電動機10が一制御周期前に過変調制御モードで駆動されていた場合は、ステップS7で出力される電圧指令により、正弦波制御モードによる駆動に切り替えられる。   On the other hand, when the electric motor 10 has been driven in the overmodulation control mode before one control cycle, it is switched to driving in the sine wave control mode according to the voltage command output in step S7.

次いで、主制御部31は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS8)。処理の終了は、本実施の形態の駆動制御装置30を搭載した車両の運行が終了する際に行われるものであり、例えば、主制御部31は、イグニッションスイッチがオフにされた場合に、処理を終了する。   Next, the main control unit 31 determines whether or not to end the process (step S8). The end of the process is performed when the operation of the vehicle equipped with the drive control device 30 of the present embodiment ends. For example, the main control unit 31 performs the process when the ignition switch is turned off. Exit.

一方、処理を終了しないと判定した場合は、主制御部31は、フローをステップS1にリターンする。引き続き、モードの切り替えを監視するためである。   On the other hand, if it is determined that the process is not terminated, the main control unit 31 returns the flow to step S1. This is because the mode switching is continuously monitored.

また、主制御部31は、ステップS3においてモードの切り替えがないと判定した場合においても、フローをステップS1にリターンする。引き続き、モードの切り替えを監視するためである。   The main control unit 31 also returns the flow to step S1 even when it is determined in step S3 that there is no mode switching. This is because the mode switching is continuously monitored.

また、ステップS1において、動作点が切替領域201〜204内にないと判定された場合は、主制御部31はフローをステップS9に進行させる。   If it is determined in step S1 that the operating point is not within the switching areas 201 to 204, the main control unit 31 advances the flow to step S9.

駆動制御装置30は、動作点が切替領域205〜208のいずれかの内部にあるか否かを判定する(ステップS9)。ステップS9の処理は、具体的には、切替領域判定部36によって実行される。切替領域判定部36は、現在の電動機10の回転数と、トルク指令値とによって決まる動作点が、メモリ37に格納された制御モード設定用マップに含まれる切替領域205〜208内にあるか否かを判定する。   The drive control device 30 determines whether or not the operating point is in any one of the switching areas 205 to 208 (step S9). Specifically, the process of step S9 is executed by the switching area determination unit 36. Switching region determination unit 36 determines whether or not the operating point determined by the current rotation speed of motor 10 and the torque command value is within switching regions 205 to 208 included in the control mode setting map stored in memory 37. Determine whether.

主制御部31は、切替領域判定部36によって動作点が切替領域205〜208内にあると判定された場合は、過変調制御処理部33と矩形波制御処理部34とに電圧指令を生成させる(ステップS10)。これにより、過変調制御モードと矩形波制御モードとの両方による電圧指令が生成される。主制御部31は、ステップS10の処理が終了すると、モード判定処理部35にステップS11の処理を実行させる。   When the switching region determination unit 36 determines that the operating point is within the switching regions 205 to 208, the main control unit 31 causes the overmodulation control processing unit 33 and the rectangular wave control processing unit 34 to generate a voltage command. (Step S10). Thereby, the voltage command by both the overmodulation control mode and the rectangular wave control mode is generated. When the process of step S10 ends, the main control unit 31 causes the mode determination processing unit 35 to execute the process of step S11.

モード判定処理部35は、モードの切り替えがあるか否かを判定する(ステップS11)。モード判定処理部35は、過変調制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.78以上であれば、矩形波制御モードへの切り替えがあると判定する。また、モード判定処理部35は、矩形波制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.61から0.78の間であれば、過変調制御モードへの切り替えがあると判定する。   The mode determination processing unit 35 determines whether or not there is a mode change (step S11). When the control in the overmodulation control mode is performed, the mode determination processing unit 35 determines that there is switching to the rectangular wave control mode if the modulation rate is 0.78 or more. In addition, when the control in the rectangular wave control mode is performed, the mode determination processing unit 35 determines that there is a switch to the overmodulation control mode if the modulation rate is between 0.61 and 0.78. To do.

なお、モード判定処理部35は、過変調制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.61から0.78の間である場合と、矩形波制御モードによる制御が行われている場合に、変調率が0.78以上である場合は、モードの切り替えがないと判定する。   Note that the mode determination processing unit 35 performs the control in the case where the modulation factor is between 0.61 and 0.78 and the control in the rectangular wave control mode when the control is performed in the overmodulation control mode. If the modulation rate is 0.78 or more, it is determined that there is no mode switching.

ステップS11において、モードの切り替えがあると判定された場合は、主制御部31は、モード判定処理部35による判定結果が過変調制御モードへの切り替えであるか、又は、矩形波制御モードへの切り替えであるかを判定する(ステップS12)。   In step S11, when it is determined that there is a mode switch, the main control unit 31 determines whether the determination result by the mode determination processing unit 35 is the switch to the overmodulation control mode, or to the rectangular wave control mode. It is determined whether it is switching (step S12).

主制御部31は、モード判定処理部35による判定結果が過変調制御モードへの切り替えであると判定した場合は、ステップS10において過変調制御処理部33が生成した電圧指令を選択する(ステップS13)。   When determining that the determination result by the mode determination processing unit 35 is switching to the overmodulation control mode, the main control unit 31 selects the voltage command generated by the overmodulation control processing unit 33 in step S10 (step S13). ).

一方、主制御部31は、モード判定処理部35による判定結果が矩形波制御モードへの切り替えであると判定した場合は、ステップS10において矩形波制御処理部34が生成した電圧指令を選択する(ステップS14)。   On the other hand, when the main control unit 31 determines that the determination result by the mode determination processing unit 35 is switching to the rectangular wave control mode, the main control unit 31 selects the voltage command generated by the rectangular wave control processing unit 34 in step S10 ( Step S14).

次いで、主制御部31は、ステップS13又はS14で選択した電圧指令を駆動制御装置30からインバータ25のIGBTのゲートに出力する(ステップS7)。   Next, the main control unit 31 outputs the voltage command selected in step S13 or S14 from the drive control device 30 to the gate of the IGBT of the inverter 25 (step S7).

この結果、電動機10が一制御周期前に過変調制御モードで駆動されていた場合は、ステップS7で出力される電圧指令により、矩形波制御モードによる駆動に切り替えられる。   As a result, when the electric motor 10 is driven in the overmodulation control mode before one control cycle, the driving is switched to the driving in the rectangular wave control mode by the voltage command output in step S7.

一方、電動機10が一制御周期前に矩形波制御モードで駆動されていた場合は、ステップS7で出力される電圧指令により、過変調制御モードによる駆動に切り替えられる。   On the other hand, when the electric motor 10 is driven in the rectangular wave control mode before one control cycle, the driving is switched to the overmodulation control mode in accordance with the voltage command output in step S7.

次いで、主制御部31は、ステップS8の処理を実行する。   Next, the main control unit 31 executes the process of step S8.

また、ステップS9において、切替領域判定部36によって動作点が切替領域205〜208のいずれかの内部にもないと判定された場合は、主制御部31はフローをステップS15に進行させる。この場合は、動作点が切替領域201〜204及び205〜208のいずれの内部にも存在せず、モードが切り替わることが想定されない場合である。   In step S9, if the switching area determination unit 36 determines that the operating point is not in any of the switching areas 205 to 208, the main control unit 31 advances the flow to step S15. In this case, the operating point does not exist in any of the switching areas 201 to 204 and 205 to 208, and it is not assumed that the mode is switched.

主制御部31は、一制御周期前の制御モードにおける電圧指令を算出させる(ステップS15)。一制御周期前の制御モードが正弦波制御モードであれば、主制御部31は、正弦波制御処理部32に電圧指令を算出させる。また、一制御周期前の制御モードが過変調制御モードであれば、主制御部31は、過変調制御処理部33に電圧指令を算出させる。また、一制御周期前の制御モードが矩形波制御モードであれば、主制御部31は、矩形波制御処理部34に電圧指令を算出させる。   The main control unit 31 calculates a voltage command in the control mode before one control cycle (step S15). If the control mode before one control cycle is the sine wave control mode, the main control unit 31 causes the sine wave control processing unit 32 to calculate a voltage command. If the control mode before one control cycle is the overmodulation control mode, the main control unit 31 causes the overmodulation control processing unit 33 to calculate a voltage command. If the control mode before one control cycle is the rectangular wave control mode, the main control unit 31 causes the rectangular wave control processing unit 34 to calculate a voltage command.

ステップS15で一制御周期前の制御モードで電圧指令を算出させるのは、一制御周期前と、現在の制御周期における制御モードは同一であるため、一制御周期前の制御モードと同一の制御モードで電圧指令を算出させればよいからである。   In step S15, the voltage command is calculated in the control mode before one control cycle because the control mode before the one control cycle is the same as the control mode in the current control cycle. This is because the voltage command may be calculated by

また、ステップS11で制御モードの切り替えがないと判定された場合は、主制御部31は、フローをステップS1にリターンする。   If it is determined in step S11 that the control mode is not switched, the main control unit 31 returns the flow to step S1.

以上で、一連の処理が終了する。   Thus, a series of processing ends.

本実施の形態の駆動制御装置30によれば、制御モードの切り替えの可能性がある場合には、現在の制御モードでの電圧指令と、切り替わる可能性のある制御モードでの電圧指令とを両方とも生成しておく(ステップS2、S10)。   According to the drive control device 30 of the present embodiment, when there is a possibility of switching the control mode, both the voltage command in the current control mode and the voltage command in the control mode that may be switched are both. Both are generated (steps S2 and S10).

このため、制御モードが切り替わった場合に、切り替わった後の制御モードで(ステップS2又はS10において)予め演算しておいた電圧指令を用いて電動機10の駆動制御を行うことができる。   For this reason, when the control mode is switched, the drive control of the electric motor 10 can be performed using the voltage command calculated in advance (in step S2 or S10) in the control mode after switching.

従って、従来のように、制御モードが切り替わった直後に、制御モードが切り替わる一制御周期前の制御モードによって演算される電圧指令を用いて電動機10を駆動することが行われない。   Therefore, as in the prior art, immediately after the control mode is switched, the electric motor 10 is not driven using the voltage command calculated by the control mode one control cycle before the control mode is switched.

すなわち、制御モードが切り替る前に、制御モードが切り替わった後の制御モードでの電圧指令を予め演算しておくことにより、制御モードが切り替わった際に、一制御周期前の制御モードによって演算される電圧指令を用いることなく、電動機10の制御性を向上させることができる。   In other words, by calculating in advance the voltage command in the control mode after switching the control mode before switching the control mode, when the control mode is switched, it is calculated by the control mode one control cycle before. The controllability of the electric motor 10 can be improved without using a voltage command.

これにより、電動機10の騒音又は振動の発生又は増大等のドライバビリティの低下や、非効率的な駆動制御による消費電力の増大等の問題の発生を抑制することができ、電圧制御方式の切り替え時における電動機10の制御性を改善した駆動制御装置30を提供することができる。   Thereby, it is possible to suppress the occurrence of problems such as a decrease in drivability such as generation or increase of noise or vibration of the electric motor 10 and an increase in power consumption due to inefficient drive control. The drive control apparatus 30 which improved the controllability of the electric motor 10 can be provided.

なお、以上では、正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードの3つの制御モードを切り替える形態について説明した。しかしながら、本実施の形態の駆動制御装置及び駆動制御方法は、制御モードがこれらのうちのいずれか2つのみであり、2つの制御モードを切り替える場合についても、同様に適用可能である。   In the above description, the mode in which the three control modes of the sine wave control mode, the overmodulation control mode, and the rectangular wave control mode are switched has been described. However, the drive control apparatus and the drive control method according to the present embodiment are applicable to the case where only two of these control modes are used and the two control modes are switched.

また、正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モードの3つの制御モードを切り替える形態について説明した。しかしながら、本実施の形態の駆動制御装置及び駆動制御方法は、正弦波制御モード、過変調制御モード、及び矩形波制御モード以外の制御モードについても適用可能である。   Moreover, the form which switches three control modes, a sine wave control mode, an overmodulation control mode, and a rectangular wave control mode was demonstrated. However, the drive control device and the drive control method of the present embodiment can be applied to control modes other than the sine wave control mode, the overmodulation control mode, and the rectangular wave control mode.

以上では、本実施の形態の駆動制御装置、及び、駆動制御方法をハイブリッド車(HV車)に用いる形態について説明したが、本実施の形態の駆動制御装置は、電気自動車(Electric Vehicle)に用いることもできる。   Although the drive control device and the drive control method of the present embodiment have been described above for use in a hybrid vehicle (HV vehicle), the drive control device of the present embodiment is used in an electric vehicle (Electric Vehicle). You can also.

以上、本発明の例示的な実施の形態の駆動制御装置、及び、駆動制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   The drive control device and the drive control method according to the exemplary embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and Various modifications and changes can be made without departing from the scope.

100 駆動システム
10 電動機
20 電源回路
30 駆動制御装置
40 HVECU
50 レゾルバ
21 バッテリ
22 平滑キャパシタ
23 昇降圧コンバータ
24 平滑キャパシタ
25 インバータ
31 主制御部
32 正弦波制御処理部
33 過変調制御処理部
34 矩形波制御処理部
35 モード判定処理部
36 切替領域判定部
37 メモリ
201、202、203、204、205、206、207、208 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Drive system 10 Electric motor 20 Power supply circuit 30 Drive control apparatus 40 HVECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Resolver 21 Battery 22 Smoothing capacitor 23 Buck-boost converter 24 Smoothing capacitor 25 Inverter 31 Main control part 32 Sine wave control processing part 33 Overmodulation control processing part 34 Rectangular wave control processing part 35 Mode determination processing part 36 Switching area | region determination part 37 Memory 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208 area

Claims (9)

電動機の駆動制御に用いる第1電圧指令を第1方式で生成する第1領域と、前記駆動制御に用いる第2電圧指令を第2方式で生成する第2領域との境界を前記電動機の回転数とトルク指令値とで表すマップを格納する格納部と、
前記回転数と前記トルク指令値とで決まる前記電動機の動作点が前記境界を含む所定の切替領域内にある場合は、前記第1方式で第1電圧指令を生成するとともに、前記第2方式で第2電圧指令を生成する電圧指令生成部と、
前記第2方式から前記第1方式への切り替えが必要な場合は前記第1電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行い、前記第1方式から前記第2方式への切り替えが必要な場合は前記第2電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行う駆動制御部と
を含む、駆動制御装置。
The boundary between the first region for generating the first voltage command used for drive control of the motor by the first method and the second region for generating the second voltage command used for drive control by the second method is the rotational speed of the motor. And a storage unit for storing a map represented by the torque command value;
When the operating point of the electric motor determined by the rotation speed and the torque command value is within a predetermined switching region including the boundary, the first voltage command is generated by the first method and the second method is used. A voltage command generator for generating a second voltage command;
When it is necessary to switch from the second method to the first method, drive control of the motor is performed using the first voltage command, and when switching from the first method to the second method is necessary. A drive control unit that performs drive control of the electric motor using the second voltage command.
前記第1方式は前記第1電圧指令を正弦波制御方式で生成する方式であるとともに、前記第2方式は前記第2電圧指令を過変調制御方式で生成する方式であり、
前記切替領域は、前記第1領域内の第1切替領域と、前記第2領域内の第2切替領域とで構成されており、
前記第1領域の前記回転数方向の第1幅と前記トルク指令値方向の第2幅は、それぞれ、前記第2領域の前記回転数方向の第3幅と前記トルク指令値方向の第4幅よりも広い、請求項1記載の駆動制御装置。
The first method is a method of generating the first voltage command by a sine wave control method, and the second method is a method of generating the second voltage command by an overmodulation control method,
The switching area is composed of a first switching area in the first area and a second switching area in the second area,
The first width of the first region in the rotational speed direction and the second width of the torque command value direction are respectively the third width of the second region in the rotational speed direction and the fourth width of the torque command value direction. The drive control device according to claim 1, which is wider.
前記第1幅は、前記正弦波制御方式の一制御周期における前記回転数の最大変化幅に応じて設定される幅であり、前記第2幅は、前記正弦波制御方式の一制御周期における前記トルク指令値の最大変化幅に応じて設定される幅である、請求項2記載の駆動制御装置。   The first width is a width set according to a maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the sine wave control method, and the second width is the width of the sine wave control method in one control cycle. The drive control device according to claim 2, wherein the drive control device has a width set in accordance with a maximum change width of the torque command value. 前記第3幅は、前記過変調制御方式の一制御周期における前記回転数の最大変化幅に応じて設定される幅であり、前記第4幅は、前記過変調制御方式の一制御周期における前記トルク指令値の最大変化幅に応じて設定される幅である、請求項2記載の駆動制御装置。   The third width is a width set according to a maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the overmodulation control method, and the fourth width is the width of the overmodulation control method in one control cycle. The drive control device according to claim 2, wherein the drive control device has a width set in accordance with a maximum change width of the torque command value. 前記第1方式は前記第1電圧指令を過変調制御方式で生成する方式であるとともに、前記第2方式は前記第2電圧指令を矩形波制御方式で生成する方式であり、
前記切替領域は、前記第1領域内の第1切替領域と、前記第2領域内の第2切替領域とで構成されている、請求項1記載の駆動制御装置。
The first method is a method of generating the first voltage command by an overmodulation control method, and the second method is a method of generating the second voltage command by a rectangular wave control method,
The drive control device according to claim 1, wherein the switching area includes a first switching area in the first area and a second switching area in the second area.
前記第1幅は、前記過変調制御方式の一制御周期における前記回転数の最大変化幅に応じて設定される幅であり、前記第2幅は、前記過変調制御方式の一制御周期における前記トルク指令値の最大変化幅に応じて設定される幅である、請求項5記載の駆動制御装置。   The first width is a width set according to a maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the overmodulation control method, and the second width is the width of the overmodulation control method in one control cycle. The drive control device according to claim 5, wherein the drive control device has a width set in accordance with a maximum change width of the torque command value. 前記第3幅は、前記矩形波制御方式の一制御周期における前記回転数の最大変化幅に応じて設定される幅であり、前記第4幅は、前記矩形波制御方式の一制御周期における前記トルク指令値の最大変化幅に応じて設定される幅である、請求項6記載の駆動制御装置。   The third width is a width set according to a maximum change width of the rotation speed in one control cycle of the rectangular wave control method, and the fourth width is the width of the rectangular wave control method in one control cycle. The drive control device according to claim 6, wherein the drive control device has a width set in accordance with a maximum change width of the torque command value. 前記第3幅及び前記第4幅は、前記回転数が高い側において、前記回転数が低い側よりも幅が狭い、請求項7記載の駆動制御装置。   The drive control device according to claim 7, wherein the third width and the fourth width are narrower on the high speed side than on the low speed side. 電動機の回転数とトルク指令値とで決まる前記電動機の動作点が、前記電動機の駆動制御に用いる電圧指令を第1方式で生成する第1領域と、前記電圧指令を第2方式で生成する第2領域との境界を含む所定の切替領域内にある場合は、前記第1方式で電圧指令を生成するとともに、前記第2方式で電圧指令を生成する第1ステップと、
前記第2方式から前記第1方式への切り替えが必要な場合は、前記第1ステップにおいて前記第1方式で生成される電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行い、前記第1方式から前記第2方式への切り替えが必要な場合は、前記第1ステップにおいて前記第2方式で生成される電圧指令を用いて前記電動機の駆動制御を行う第2ステップと
を含む、駆動制御方法。
The operating point of the motor determined by the rotational speed of the motor and the torque command value is a first region in which a voltage command used for driving control of the motor is generated by the first method, and a second region in which the voltage command is generated by the second method. A first step of generating a voltage command by the first method and a voltage command by the second method when within a predetermined switching region including a boundary with the two regions;
When switching from the second method to the first method is necessary, drive control of the electric motor is performed using the voltage command generated by the first method in the first step, and the first method to the And a second step of performing drive control of the electric motor using a voltage command generated by the second method in the first step when switching to the second method is necessary.
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