JP2019088036A - Current detector and controller of rotary electric machine - Google Patents

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重徳 山内
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Abstract

To provide a downsized current detector and a controller of a rotary electric machine comprising the downsized current detector.SOLUTION: A current detector 40 for detecting phase current flowing in a motor 10 comprises: TADs 43u, 43v and 43w; a TAD 43b; an arm current detection section 44; a bus current detection section 44; and an amplitude correction section 45. The TADs 43u, 43v and 43w are connected to first terminals of a lower arm switch Sn, and an analog signal indicative of a potential at a connection point is converted into numerical value data. The TAD 43b is connected to a negative electrode side bus Ln between second terminals of three lower arm switches Sn and a shunt resistor 23, and the analog signal indicative of the potential at the connection point is converted into numerical value data. The arm current detection section 44 calculates a difference between respective outputs of the TADs 43u, 43v and 43w and output of the TAD 43b, and detects phase current Irm flowing in the motor 10 on the basis of each of the calculated differences.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、回転電機に流れる相電流を検出する技術に関する。   The present disclosure relates to a technology for detecting a phase current flowing in a rotating electrical machine.

回転電機に流れる相電流に基づいて制御される回転電機が知られている。このような回転電機を制御するためには、相電流を検出する電流検出装置が必要となる。特許文献1には、回転電機に適用される電流検出装置が記載されている。   A rotating electric machine controlled based on a phase current flowing in the rotating electric machine is known. In order to control such a rotating electrical machine, a current detection device that detects a phase current is required. Patent Document 1 describes a current detection device applied to a rotating electrical machine.

特許文献1に記載の電流検出装置は、母線に接続されたシャント抵抗の両端子に接続された信号線をA/D変換回路に接続して、A/D変換回路の出力から母線電流を検出している。また、特許文献1に記載の電流検出装置は、3相のインバータが備える3個の下アームスイッチの入出力端子に接続された信号線をA/D変換回路に接続して、A/D変換回路の出力から少なくとも2相の相電流を検出している。そして、特許文献1に記載の電流検出装置は、母線電流に基づいて相電流の振幅を補正して用いている。   The current detection device described in Patent Document 1 detects a bus current from an output of an A / D conversion circuit by connecting signal lines connected to both terminals of a shunt resistor connected to the bus to an A / D conversion circuit. doing. Further, in the current detection device described in Patent Document 1, A / D conversion is performed by connecting signal lines connected to input / output terminals of three lower arm switches included in a three-phase inverter to an A / D conversion circuit. The phase current of at least two phases is detected from the output of the circuit. The current detection device described in Patent Document 1 corrects the amplitude of the phase current based on the bus current and uses it.

特開2017−123736号公報JP, 2017-123736, A

特許文献1に記載の電流検出装置は、少なくとも2相の相電流を検出するために、3個の下アームスイッチに合計6本の信号線を接続するため、大型になるという問題がある。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、小型化した電流検出装置、及び小型化した電流検出装置を備える回転電機の制御装置を提供することを目的とする。
The current detection device described in Patent Document 1 has a problem that it becomes large because it connects a total of six signal lines to three lower arm switches in order to detect phase currents of at least two phases.
This indication is made in view of the said situation, and aims at providing a control device of rotation electrical machinery provided with a miniaturized current detection device and a miniaturized current detection device.

本開示は、直流電源(21)と、第1アームスイッチ(Sp,Sn)と第2アームスイッチ(Sn,Sp)の直列接続体を3つ備え、母線(Lp,Ln)を介して直流電源に接続されたインバータ(20)と、直流電源と第2アームスイッチとを接続する母線に設けられたシャント抵抗(23)と、インバータに接続された回転電機(10)と、を備える回転電機システムに適用され、回転電機に流れる相電流を検出する電流検出装置であって、3個の第1A/D変換回路(43u,43v,43w)と、1個の第2A/D変換回路(43b)と、アーム電流検出部(44)と、母線電流検出部(44)と、振幅補正部(45)と、を備える。   The present disclosure includes three DC power supplies (21), and a series connection of first arm switches (Sp, Sn) and second arm switches (Sn, Sp), and DC power supplies via bus lines (Lp, Ln). A rotary electric machine system comprising: an inverter (20) connected to the motor; a shunt resistor (23) provided on a bus connecting the DC power supply and the second arm switch; and a rotary electric machine (10) connected to the inverter Current detecting device for detecting a phase current flowing in a rotating electrical machine, comprising three first A / D conversion circuits (43u, 43v, 43w) and one second A / D conversion circuit (43b) And an arm current detection unit (44), a bus current detection unit (44), and an amplitude correction unit (45).

3個の第1A/D変換回路は、第1アームスイッチと接続される第2アームスイッチの端子を第1端子として、第1端子のそれぞれに接続され、接続点における電位を表すアナログ信号を数値データに変換する。第2A/D変換回路は、母線と接続される第2アームスイッチの端子を第2端子として、3個の第2端子とシャント抵抗との間の母線に接続され、接続点における電位を表すアナログ信号を数値データに変換する。アーム電流検出部は、少なくとも2相分の第2アームスイッチがオン状態である期間において、オン状態である第2アームスイッチの第1端子に接続された第1A/D変換回路の出力のそれぞれと第2A/D変換回路の出力との差分を算出し、算出した差分に基づいて、回転電機に流れる少なくとも2相分の相電流を検出する。母線電流検出部は、シャント抵抗に流れる母線電流を回転電機に流れる相電流として検出する。振幅補正部は、母線電流検出部により検出された相電流である第1相電流に基づいて、アーム電流検出部により検出された少なくとも2相分の相電流である第2相電流のそれぞれの振幅を揃えるように、前記第2相電流を補正する。   The three first A / D conversion circuits are connected to each of the first terminals with the terminals of the second arm switch connected to the first arm switch as the first terminal, and the analog signals representing the potential at the connection point are numerical values Convert to data. The second A / D conversion circuit is an analog that represents a potential at a connection point, which is connected to a bus between the two second terminals and the shunt resistor, with the terminal of the second arm switch connected to the bus as the second terminal. Convert the signal into numerical data. The arm current detection unit outputs each of the outputs of the first A / D conversion circuit connected to the first terminal of the second arm switch in the on state during a period in which the second arm switch for at least two phases is in the on state. The difference with the output of the second A / D conversion circuit is calculated, and based on the calculated difference, phase currents for at least two phases flowing through the rotating electrical machine are detected. The bus current detection unit detects a bus current flowing through the shunt resistor as a phase current flowing through the rotating electrical machine. The amplitude correction unit is configured to generate respective amplitudes of second phase currents that are phase currents for at least two phases detected by the arm current detection unit based on the first phase current that is the phase current detected by the bus current detection unit. To correct the second phase current.

本開示によれば、3個の第1A/D変換回路によって、オン状態の下アームスイッチの第1端子における電位が数値データとして出力され、1個の第2A/D変換回路によって、第2端子の電位が数値データとして出力される。そして、少なくとも2個の第1A/D変換回路の出力のそれぞれと、第2A/D変換回路の出力との差分が算出され、算出された差分に基づいて、少なくとも2相分の相電流である第2相電流が検出される。つまり、下アームスイッチの第2端子のそれぞれの電位は共通の第2A/D変換回路によって取得され、下アームスイッチの第1端子のそれぞれの電位は個別の第1A/D変換回路によって取得される。そのため、従来と比べて、インバータと各A/D変換回路とを接続する信号線を6本から4本に減らすことができるため、小型化した電流検出装置を実現することができる。また、各下アームスイッチの第2端子の電位を共通にして、第1端子と第2端子の電位差を算出しているため、下アームごとの電位差を精度よく比較することができる。   According to the present disclosure, the potential at the first terminal of the lower arm switch in the on state is output as numerical data by the three first A / D conversion circuits, and the second terminal is output by the one second A / D conversion circuit. The potential of V is output as numerical data. Then, the difference between each of the outputs of the at least two first A / D conversion circuits and the output of the second A / D conversion circuit is calculated, and based on the calculated difference, the phase currents for at least two phases are A second phase current is detected. That is, the respective potentials of the second terminals of the lower arm switches are acquired by the common second A / D conversion circuit, and the respective potentials of the first terminals of the lower arm switches are acquired by the individual first A / D conversion circuits . Therefore, compared to the conventional case, the number of signal lines connecting the inverter and each A / D conversion circuit can be reduced from six to four, so that a miniaturized current detection device can be realized. In addition, since the potential difference between the first terminal and the second terminal is calculated by sharing the potential at the second terminal of each lower arm switch, the potential difference for each lower arm can be compared accurately.

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the reference numerals in parentheses described in this column and the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one aspect, and the technical scope of the present disclosure It is not limited.

第1実施形態のモータ制御システムの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole motor control system composition of a 1st embodiment. A/D変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an A / D conversion circuit. A/D変換回路をオーバーサンプリングして使用した場合におけるノイズシェープの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the noise shape at the time of using the oversampling of an A / D conversion circuit. 電圧ベクトルと母線電流及びアーム電流により取得可能な相電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a voltage vector and the phase current which can be acquired by bus current and arm current. アーム電流及び母線電流の検出タイミングの一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of detection timing of arm current and bus current. 電圧ベクトルV0のときの電流の流通態様を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing how current flows when voltage vector V0 is applied. 電圧ベクトルV1のときの電流の流通態様を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing how current flows at a voltage vector V1. 電圧ベクトルV2のときの電流の流通態様を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the distribution | circulation aspect of the electric current at the time of voltage vector V2. 変調率と有効電圧ベクトル及びゼロ電圧ベクトルの出現時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a modulation rate and the appearance time of an effective voltage vector and a zero voltage vector. 電流の検出タイミングの他の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows another example of the detection timing of an electric current. 電流の検出タイミングの別の他の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows another example of detection timing of current. MOSEFTの個体差及び温度に起因した電圧降下量のばらつきを示す図である。It is a figure which shows the dispersion | variation in the voltage drop amount resulting from the individual difference and temperature of MOSEFT. アーム電流から取得可能な各相電流の推移を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of each phase current which can be acquired from arm current. 母線電流から取得可能な各相電流の推移を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of each phase current which can be acquired from bus current. 振幅補正部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of an amplitude correction | amendment part. 第2実施形態のモータ制御システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the motor control system of 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
(第1実施形態)
<1.全体構成>
まず、第1実施形態の電流検出装置及びこの電流検出装置を備える回転電機の制御装置を適用したモータ制御システムの構成について、図1を参照して説明する。第1実施形態のモータ制御システムは、モータ10と、インバータ20と、制御装置30とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
<1. Overall configuration>
First, a configuration of a motor control system to which a current detection device of the first embodiment and a control device of a rotating electrical machine including the current detection device are applied will be described with reference to FIG. The motor control system of the first embodiment includes a motor 10, an inverter 20, and a control device 30.

モータ10は、車載補機を駆動するために用いられる3相の同期機である。同期機としては、例えば永久磁石同期機が挙げられる。車載補機としては、例えば、ラジエータファン、エアコンのブロワ、ウォーターポンプが挙げられる。   The motor 10 is a three-phase synchronous machine used to drive an on-vehicle accessory. As a synchronous machine, a permanent magnet synchronous machine is mentioned, for example. Examples of the on-vehicle accessory include a radiator fan, an air conditioner blower, and a water pump.

インバータ20は、モータ10を駆動する駆動回路である。インバータ20は、上アームスイッチSup,Svp,Swpのそれぞれと、下アームスイッチSun,Svn,Swnのそれぞれとが直列に接続した3つの直列接続体を備えている。以下では、上アームスイッチSup,Svp,Swpをまとめて上アームスイッチSpと称し、下アームスイッチSun,Svn,Swnをまとめて下アームスイッチSnと称する。さらに、上アームスイッチSpと下アームスイッチSnをまとめてアームスイッチSpnと称する。   The inverter 20 is a drive circuit that drives the motor 10. The inverter 20 includes three series connected bodies in which the upper arm switches Sup, Svp, Swp and the lower arm switches Sun, Svn, Swn are connected in series. Hereinafter, the upper arm switches Sup, Svp, Swp will be collectively referred to as an upper arm switch Sp, and the lower arm switches Sun, Svn, Swn will be collectively referred to as a lower arm switch Sn. Further, the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn are collectively referred to as an arm switch Spn.

本実施形態では、アームスイッチSpnとして、電圧制御型の半導体スイッチング素子が用いられている。具体的には、アームスイッチSpnとして、NチャネルMOSFETが用いられており、各アームスイッチSpnには寄生ダイオードが逆並列に接続されている。各アームスイッチSpnは、制御装置30から出力された制御信号に応じてオン又はオフする。   In the present embodiment, a voltage control type semiconductor switching element is used as the arm switch Spn. Specifically, an N-channel MOSFET is used as the arm switch Spn, and a parasitic diode is connected in antiparallel to each arm switch Spn. Each arm switch Spn is turned on or off in response to a control signal output from control device 30.

U相,V相,W相の上アームスイッチSpと下アームスイッチSnの接続点には、それぞれ、モータ10の対応する相の巻線の第1端(図示なし)が接続されている。また、U相,V相,W相の第2端は互いに中性点で接続されている。   The first end (not shown) of the winding of the corresponding phase of the motor 10 is connected to the connection point of the U-phase, V-phase and W-phase upper arm switches Sp and lower arm switches Sn. Further, the second ends of the U phase, V phase and W phase are connected to each other at a neutral point.

上アームスイッチSpのドレイン端子は、直流電源であるバッテリ21の正極端子に接続される正極側母線Lpに接続されている。下アームスイッチSnのソース端子は、バッテリ21の負極端子に接続される負極側母線Lnに接続されている。バッテリ21の負極端子は、接地されている。正極側母線Lpと負極側母線Lnとは、インバータ20の入力電圧を平滑化する平滑コンデンサ22によって接続されている。また、負極側母線Lnにはシャント抵抗23が設けられている。具体的には、シャント抵抗23は、3個の下アームスイッチSnのソース端子と負極側母線Lnの接続点とバッテリ21の負極端子との間に接続されている。なお、本実施形態では、上アームスイッチSpが第1アームスイッチ、下アームスイッチSnが第2アームスイッチ、下アームスイッチSnのドレイン端子が第1端子に相当し、下アームスイッチSnのソース端子が第2端子に相当する。   The drain terminal of the upper arm switch Sp is connected to the positive side bus Lp connected to the positive terminal of the battery 21 which is a DC power supply. The source terminal of the lower arm switch Sn is connected to the negative electrode side bus Ln connected to the negative electrode terminal of the battery 21. The negative terminal of the battery 21 is grounded. The positive side bus Lp and the negative side bus Ln are connected by the smoothing capacitor 22 which smoothes the input voltage of the inverter 20. Further, a shunt resistor 23 is provided on the negative electrode side bus Ln. Specifically, the shunt resistor 23 is connected between the connection point of the source terminals of the three lower arm switches Sn and the negative electrode side bus Ln and the negative terminal of the battery 21. In the present embodiment, the upper arm switch Sp corresponds to the first arm switch, the lower arm switch Sn corresponds to the second arm switch, the drain terminal of the lower arm switch Sn corresponds to the first terminal, and the source terminal of the lower arm switch Sn It corresponds to the second terminal.

<2.制御装置>
次に、制御装置30について図1を参照して説明する。制御装置30は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、モータ10の回転速度を指令回転速度Ntgtに制御するように、モータ10に流れる相電流に基づいて、インバータ20の各アームスイッチSpnのオン及びオフを制御する。本実実施形態において、制御装置30は、特開2004−64860号公報の図1に記載された手法により、ホール素子やレゾルバ等の回転角速度検出部により検出されるモータ10の回転角情報を用いることなく、モータ10の回転速度を制御する。
<2. Control device>
Next, the control device 30 will be described with reference to FIG. Control device 30 is mainly configured of a microcomputer, and turns on each arm switch Spn of inverter 20 based on the phase current flowing through motor 10 so as to control the rotational speed of motor 10 to command rotational speed Ntgt. And control off. In the present embodiment, control device 30 uses rotation angle information of motor 10 detected by a rotation angular velocity detection unit such as a Hall element or resolver according to the method described in FIG. 1 of JP-A-2004-64860. Control the rotational speed of the motor 10.

具体的には、制御装置30は、電流検出装置40と、ゲイン算出部51と、メモリ52と、電流選択部53と、振幅設定部31と、電圧位相設定部32と、基本関数生成部33と、基本関数積分器34と、目標積分値設定部35と、第1偏差算出部36と、ゲイン乗算部37と、第2偏差算出部38と、を備える。   Specifically, control device 30 includes current detection device 40, gain calculation unit 51, memory 52, current selection unit 53, amplitude setting unit 31, voltage phase setting unit 32, and basic function generation unit 33. , A basic function integrator 34, a target integral value setting unit 35, a first deviation calculating unit 36, a gain multiplying unit 37, and a second deviation calculating unit 38.

振幅設定部31は、モータ10の指令回転速度Ntgtに基づいて、インバータ20の電圧ベクトルの振幅である電圧振幅を設定する。具体的には、振幅設定部31は、例えば、指令回転速度Ntgtと電圧振幅とが関係付けられたマップに基づいて、電圧振幅を設定する。本実施形態では、電圧振幅は、d軸電圧Vdの二乗値とq軸電圧Vqの二乗値との和の平方根として定義される。d軸及びq軸電圧Vd,Vqは、電圧ベクトルのd軸及びq軸成分である。指令回転速度Ntgtは、例えば、制御装置30よりも上位の制御装置から制御装置30へ入力される。   The amplitude setting unit 31 sets a voltage amplitude that is the amplitude of the voltage vector of the inverter 20 based on the command rotational speed Ntgt of the motor 10. Specifically, the amplitude setting unit 31 sets the voltage amplitude based on, for example, a map in which the command rotational speed Ntgt and the voltage amplitude are associated. In the present embodiment, the voltage amplitude is defined as the square root of the sum of the square of the d-axis voltage Vd and the square of the q-axis voltage Vq. The d-axis and q-axis voltages Vd and Vq are the d-axis and q-axis components of the voltage vector. The commanded rotational speed Ntgt is input from, for example, a control device higher than the control device 30 to the control device 30.

電圧位相設定部32は、電圧ベクトルの位相の基本値である電圧位相基本値を設定する。電圧ベクトルの位相は、例えば、d軸と電圧ベクトルのなす角度として定義される。電圧位相設定部32は、例えば、指令回転速度Ntgtと電圧位相基本値とが関係付けられたマップに基づいて、電圧位相基本値を設定する。   The voltage phase setting unit 32 sets a voltage phase basic value which is a basic value of the phase of the voltage vector. The phase of the voltage vector is defined, for example, as an angle between the d axis and the voltage vector. The voltage phase setting unit 32 sets the voltage phase basic value based on, for example, a map in which the command rotational speed Ntgt and the voltage phase basic value are associated with each other.

基本関数生成部33は、指令回転速度Ntgtに基づいて決定されるモータ10の電気角速度と、後述する第2偏差算出部38により補正された電圧位相基本値と、に基づいて、モータ10の3相それぞれの印加電圧の正弦波基本関数を生成する。3相それぞれの正弦波基本関数は、電気角で位相が互いに120°ずつずれた正弦波信号である。   The basic function generation unit 33 performs three operations of the motor 10 based on the electric angular velocity of the motor 10 determined based on the command rotational speed Ntgt and the voltage phase basic value corrected by the second deviation calculation unit 38 described later. Generate a sinusoidal basis function of the applied voltage for each phase. The sine wave basic functions of each of the three phases are sine wave signals whose phases are mutually shifted by 120 ° in electrical angle.

基本関数積分器34は、基本関数生成部33により生成された正弦波基本関数を積分期間において積分することにより、基本関数積分値を算出する。基本関数積分器34は、後述する電流選択部53から出力された相電流に基づいて、積分期間を決定する。基本関数積分値は、モータ10に流れる相電流と正弦波基本関数との位相差の相関値である。   The basic function integrator 34 calculates a basic function integral value by integrating the sine wave basic function generated by the basic function generation unit 33 in the integration period. The basic function integrator 34 determines an integration period based on the phase current output from the current selection unit 53 described later. The fundamental function integral value is a correlation value of the phase difference between the phase current flowing through the motor 10 and the sinusoidal fundamental function.

目標積分値設定部35は、指令回転速度Ntgtに基づいて目標積分値を設定する。目標積分値は、モータ10に流れる相電流と正弦波基本値との目標位相差に対応する正弦波基本関数の積分値である。目標積分値設定部35は、例えば、指令回転速度Ntgtと目標積分値とが関係付けられたマップに基づいて、目標積分値を設定する。   The target integral value setting unit 35 sets a target integral value based on the command rotational speed Ntgt. The target integral value is an integral value of the sine wave fundamental function corresponding to the target phase difference between the phase current flowing through the motor 10 and the sine wave fundamental value. The target integral value setting unit 35 sets a target integral value based on, for example, a map in which the command rotational speed Ntgt and the target integral value are associated with each other.

第1偏差算出部36は、目標積分値設定部35により設定された目標積分値から、基本関数積分器34により算出された基本関数積分値を減算することにより、積分値の偏差を算出する。   The first deviation calculation unit 36 calculates the deviation of the integral value by subtracting the basic function integral value calculated by the basic function integrator 34 from the target integral value set by the target integral value setting unit 35.

ゲイン乗算部37は、第1偏差算出部36により算出された積分値の偏差に、ゲインAを乗算する。
第2偏差算出部38は、電圧位相設定部32により設定された電圧位相基本値から、積分値の偏差とゲインAとの乗算値を減算することにより、電圧位相基本値を補正する。第2偏差算出部38は、補正した電圧位相基本値を基本関数生成部33へ入力する。
The gain multiplication unit 37 multiplies the deviation of the integrated value calculated by the first deviation calculation unit 36 by the gain A.
The second deviation calculation unit 38 corrects the voltage phase basic value by subtracting the product of the deviation of the integral value and the gain A from the voltage phase basic value set by the voltage phase setting unit 32. The second deviation calculating unit 38 inputs the corrected voltage phase basic value to the basic function generating unit 33.

信号生成部39は、振幅設定部31により設定された電圧振幅と、基本関数生成部33により生成された正弦波基本関数と、に基づいて、3相変調により、制御信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnを生成する。制御信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnは、それぞれ、上又は下アームスイッチSup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnをオン又はオフするPWM信号である。   The signal generation unit 39 performs control signals gup, gun, gvp, and three-phase modulation based on the voltage amplitude set by the amplitude setting unit 31 and the sine wave fundamental function generated by the fundamental function generation unit 33. Generate gvn, gwp, gwn. Control signals gup, gun, gvp, gvn, gwp, gwn are PWM signals for turning on or off the upper or lower arm switches Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn, respectively.

詳しくは、信号生成部39は、電圧振幅及び正弦波基本関数に基づいて、電気角で位相が互いに120°ずつずれたU相,V相,W相の指令デューティ比Dutyu,Dutyv,Dutywを算出する。本実施形態において、指令デューティ比Dutyu,Dutyv,Dutywは、正弦波信号であり、バッテリ21の端子間電圧Vddによって規格化されている。信号生成部39は、3相のそれぞれにおいて、指令デューティ比とキャリア信号SigCとの大小比較に基づくパルス幅変調により、制御信号を生成する。本実施形態において、キャリア信号SigCは、漸増速度と漸減速度とが等しい三角波信号である。各相において、上アームスイッチSpに対する制御信号gup,gvp,gwpと、下アームスイッチSnに対する制御信号gun,gvn,gwnとは、互いに相補的な信号となっている。すなわち、各相において、上アームスイッチSpと下アームスイッチSnは交互にオンされる。   Specifically, the signal generation unit 39 calculates command duty ratios Dutyu, Dutyv, and Dutyw of U-phase, V-phase, and W-phase whose phases are mutually shifted by 120 ° in electrical angle based on the voltage amplitude and the sine wave basic function. Do. In the present embodiment, the command duty ratios Dutyu, Dutyv, and Dutyw are sine wave signals, and are standardized by the inter-terminal voltage Vdd of the battery 21. The signal generation unit 39 generates a control signal by pulse width modulation based on magnitude comparison between the command duty ratio and the carrier signal SigC in each of the three phases. In the present embodiment, the carrier signal SigC is a triangular wave signal in which the gradual increase rate and the gradual deceleration rate are equal. In each phase, control signals gup, gvp, gwp for the upper arm switch Sp and control signals gun, gvn, gwn for the lower arm switch Sn are signals complementary to each other. That is, in each phase, the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn are alternately turned on.

さらに、信号生成部39は、後述するTAD43に入力するパルス信号PA及びサンプリングクロックPBを生成する。また、信号生成部39は、後述する電流検出部44に入力するシャントタイミング及びアームタイミングを生成する。   Further, the signal generation unit 39 generates a pulse signal PA and a sampling clock PB which are input to a TAD 43 described later. In addition, the signal generation unit 39 generates a shunt timing and an arm timing to be input to a current detection unit 44 described later.

なお、温度センサ24と、ゲイン算出部51と、メモリ52と、電流選択部53と、電流検出装置40についての説明は後述する。
<3.電流検出装置>
次に、電流検出装置40について説明する。電流検出装置40は、5個のレベルシフト回路41a,41b,41u,41v,41wと、3個の保護回路42u,42v,42wと、5個のTAD43a,43b,43u,43v,43wと、電流検出部44と、振幅補正部45と、を備える。以下では、5個のレベルシフト回路41a,41b,41u,41v,41wをまとめてレベルシフト回路41と称し、3個の保護回路42u,42v,42wをまとめて保護回路42と称する。また、5個のTAD43a,43b,43u,43v,43wをまとめてTAD43と称する。
Note that the temperature sensor 24, the gain calculation unit 51, the memory 52, the current selection unit 53, and the current detection device 40 will be described later.
<3. Current detection device>
Next, the current detection device 40 will be described. The current detection device 40 includes five level shift circuits 41a, 41b, 41u, 41v, 41w, three protection circuits 42u, 42v, 42w, five TADs 43a, 43b, 43u, 43v, 43w, and currents. A detection unit 44 and an amplitude correction unit 45 are provided. Hereinafter, the five level shift circuits 41a, 41b, 41u, 41v, and 41w are collectively referred to as a level shift circuit 41, and the three protection circuits 42u, 42v, and 42w are collectively referred to as a protection circuit 42. The five TADs 43a, 43b, 43u, 43v, 43w are collectively referred to as TAD 43.

レベルシフト回路41aは、シャント抵抗23とバッテリ21の負極端子との間に接続されている。レベルシフト回路41bは、3個の下アームスイッチSnのソース端子とシャント抵抗23との間に接続されている。そして、レベルシフト回路41a,41bには、それぞれTAD43a,43bが接続されている。また、レベルシフト回路41u,41v,41wは、それぞれ、下アームスイッチSun,Svn,Swnのドレイン端子に接続されている。そして、レベルシフト回路41u,41v,41wには、それぞれ、保護回路42u,42v,42wが接続されており、保護回路42u,42v,42wには、それぞれ、TAD43u,43v,43wが接続されている。   The level shift circuit 41 a is connected between the shunt resistor 23 and the negative terminal of the battery 21. The level shift circuit 41 b is connected between the source terminals of the three lower arm switches Sn and the shunt resistor 23. The TADs 43a and 43b are connected to the level shift circuits 41a and 41b, respectively. The level shift circuits 41u, 41v, 41w are connected to the drain terminals of the lower arm switches Sun, Svn, Swn, respectively. Then, protection circuits 42u, 42v, 42w are connected to the level shift circuits 41u, 41v, 41w, respectively, and TADs 43u, 43v, 43w are connected to the protection circuits 42u, 42v, 42w, respectively. .

すなわち、TAD43aは、レベルシフト回路41aを介して、シャント抵抗23とバッテリ21の負極端子との間に接続されており、TAD43bは、レベルシフト回路41bを介して、3個の下アームスイッチSnのソース端子とシャント抵抗23との間に接続されている。また、TAD43u,43v,43wは、それぞれ、レベルシフト回路41u,41v,43w及び保護回路42u,42v,42wを介して、下アームスイッチSun,Svn,Swnのドレイン端子に接続されている。   That is, the TAD 43a is connected between the shunt resistor 23 and the negative terminal of the battery 21 via the level shift circuit 41a, and the TAD 43b is connected to the three lower arm switches Sn via the level shift circuit 41b. It is connected between the source terminal and the shunt resistor 23. The TADs 43u, 43v, 43w are connected to the drain terminals of the lower arm switches Sun, Svn, Swn via level shift circuits 41u, 41v, 43w and protection circuits 42u, 42v, 42w, respectively.

レベルシフト回路41は、TAD43の動作電圧を設定する回路である。保護回路42は、TAD43u,43v,43wに入力される電圧を所定の範囲内に抑制して、TAD43u,43v,43wを保護する回路である。上アームスイッチSpがオン状態のとき、下アームスイッチSnのドレイン端子には、比較的大きな電圧が印加されるため、ドレイン端子に印加される電圧がそのままTAD43u,43v,43wに入力されると、TAD43u,43v,43wを破損するおそれがある。そこで、保護回路42が設けられている。なお、シャント抵抗23の両端子には比較的小さな電圧しか印加されないため、レベルシフト回路41a,41bとTAD43a,43bとの間に保護回路は必要ないが、保護回路を設けてもよい。本実施形態では、TAD43u,43v,43wが第1A/D変換回路に相当し、TAD43bが第2A/D変換回路に相当し、TAD43aが第3A/D変換回路に相当する。   The level shift circuit 41 is a circuit that sets an operating voltage of the TAD 43. The protection circuit 42 is a circuit that protects the TADs 43u, 43v, 43w by suppressing the voltages input to the TADs 43u, 43v, 43w within a predetermined range. When the upper arm switch Sp is on, a relatively large voltage is applied to the drain terminal of the lower arm switch Sn. Therefore, when the voltage applied to the drain terminal is directly input to the TAD 43 u, 43 v, 43 w, There is a risk of damaging the TAD 43 u, 43 v, 43 w. Therefore, a protection circuit 42 is provided. Since only a relatively small voltage is applied to both terminals of the shunt resistor 23, no protection circuit is required between the level shift circuits 41a and 41b and the TADs 43a and 43b, but a protection circuit may be provided. In the present embodiment, the TADs 43u, 43v, 43w correspond to a first A / D conversion circuit, the TAD 43b corresponds to a second A / D conversion circuit, and the TAD 43a corresponds to a third A / D conversion circuit.

TAD43は、アナログ入力信号Vinを数値データに変換して出力する時間A/D変換回路である。TAD43aは、シャント抵抗23のバッテリ21側の端子の電位をアナログ入力信号Vinとし、バッテリ21側の端子の電位を数値データで出力する。TAD43bは、シャント抵抗23の下アームスイッチSn側の端子の電位、すなわち下アームスイッチSnのソース端子の電位をアナログ入力信号Vinとし、下アームスイッチSnのソース端子の電位を数値データで出力する。TAD43u,43v,43wは、それぞれ、下アームスイッチSnのドレイン端子の電位をアナログ入力信号Vinとし、下アームスイッチSnのドレイン端子の電位を数値データで出力する。以下に、TAD43の構成について詳細を説明する。   The TAD 43 is a time A / D conversion circuit that converts an analog input signal Vin into numerical data and outputs the numerical data. The TAD 43 a uses the potential of the terminal on the battery 21 side of the shunt resistor 23 as an analog input signal Vin, and outputs the potential of the terminal on the battery 21 side as numerical data. The TAD 43 b uses the potential of the terminal on the lower arm switch Sn side of the shunt resistor 23, that is, the potential of the source terminal of the lower arm switch Sn as an analog input signal Vin, and outputs the potential of the source terminal of the lower arm switch Sn as numerical data. The TADs 43u, 43v, 43w respectively use the potential of the drain terminal of the lower arm switch Sn as an analog input signal Vin, and output the potential of the drain terminal of the lower arm switch Sn as numerical data. The configuration of the TAD 43 will be described in detail below.

図2に示すように、TAD43は、ディレイライン431と、カウンタ回路432と、ラッチ&エンコーダ434と、ラッチ回路433,435と、加算器436と、を備える。
ディレイライン431は、複数の遅延ユニットがリング状に連結されて構成されている。複数の遅延ユニットは、1個のNAND回路と31個のインバータ回路とを含む。本実施形態では、ディレイライン431は、31個のインバータ回路を備えているが、インバータ回路の個数は任意の個数でもよい。NAND回路及びインバータ回路としては、例えば、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタとを有するCMOSゲート回路を採用できる。
As shown in FIG. 2, the TAD 43 includes a delay line 431, a counter circuit 432, a latch & encoder 434, latch circuits 433 and 435, and an adder 436.
The delay line 431 is configured by connecting a plurality of delay units in a ring shape. The plurality of delay units include one NAND circuit and 31 inverter circuits. In the present embodiment, the delay line 431 includes 31 inverter circuits, but the number of inverter circuits may be any number. For example, a CMOS gate circuit having a PMOS transistor and an NMOS transistor can be employed as the NAND circuit and the inverter circuit.

ディレイライン431には、駆動電源としてアナログ入力信号Vinが供給される。また、NAND回路の入力端子には、伝送用のパルス信号PAが入力される。NAND回路に入力されるパルス信号PAがローレベルからハイレベルに変化すると、ディレイライン431は動作を開始し、パルス信号PAがディレイライン431を周回する。ディレイライン431は、パルス信号PAが停止することなく周回を続けるように構成されている。   The delay line 431 is supplied with an analog input signal Vin as a driving power supply. A pulse signal PA for transmission is input to the input terminal of the NAND circuit. When the pulse signal PA input to the NAND circuit changes from low level to high level, the delay line 431 starts operating, and the pulse signal PA circulates around the delay line 431. The delay line 431 is configured to continue circulation without stopping the pulse signal PA.

そして、各遅延ユニットは、パルス信号PAを、アナログ入力信号Vinに応じた時間、遅延させつつ伝搬する。つまり、ディレイライン431は、所定期間にパルス信号PAが通過する遅延ユニットの通過個数が、アナログ入力信号Vinである電位の大きさに応じた個数となるように構成されている。よって、所定期間における遅延ユニットの通過個数を数値化することによって、アナログ入力信号Vinを数値データに変換することができる。   Then, each delay unit propagates the pulse signal PA while delaying the time corresponding to the analog input signal Vin. That is, the delay lines 431 are configured such that the number of delay units through which the pulse signal PA passes in a predetermined period is the number according to the magnitude of the potential as the analog input signal Vin. Therefore, the analog input signal Vin can be converted into numerical data by digitizing the number of passes of the delay unit in a predetermined period.

カウンタ回路432は、パルス信号PAがディレイライン431を周回する回数をカウントする。ラッチ回路433は、サンプリングクロックPBの入力を受け、サンプリング周期ごとに、カウンタ回路432の出力をラッチする。本実施形態では、周回回数を17ビットの数値データで表す。ラッチ&エンコーダ434は、サンプリングクロックPBの入力を受け、サンプリング周期ごとに、ディレイライン431内でのパルス信号PAの位置を繰り返し数値化する。そして、本実施形態では、パルス信号PAの位置を5ビットの数値データで表す。   The counter circuit 432 counts the number of times the pulse signal PA circulates the delay line 431. The latch circuit 433 receives the input of the sampling clock PB, and latches the output of the counter circuit 432 every sampling period. In the present embodiment, the number of rounds is represented by 17-bit numerical data. The latch & encoder 434 receives the input of the sampling clock PB and repetitively digitizes the position of the pulse signal PA in the delay line 431 every sampling period. In the present embodiment, the position of the pulse signal PA is represented by 5-bit numerical data.

そして、パルス信号PAの周回回数を上位ビットデータとし、ディレイライン431内でのパルス信号PAの位置を下位ビットデータとする、22ビットの位置データDTpが生成される。生成された22ビットの位置データDTpは、ラッチ回路435と加算器436に入力される。ラッチ回路435は、入力された最新の位置データDTpを保持するとともに、最新の位置データDTpの直前に保持していた位置データDTpを比較値として加算器436へ出力する。加算器436は、最新の位置データDTpから比較値を減算して、22ビットの数値データDTを生成する。この数値データDTが、アナログ入力信号Vinに対応する数値化された電位である。   Then, 22-bit position data DTp is generated, in which the number of circulations of the pulse signal PA is the upper bit data and the position of the pulse signal PA in the delay line 431 is the lower bit data. The generated 22-bit position data DTp is input to the latch circuit 435 and the adder 436. The latch circuit 435 holds the latest position data DTp inputted, and outputs the position data DTp held immediately before the latest position data DTp as a comparison value to the adder 436. The adder 436 subtracts the comparison value from the latest position data DTp to generate 22-bit numerical data DT. This numerical data DT is a digitized potential corresponding to the analog input signal Vin.

ここで、TAD43は、オーバーサンプリングして使用される。例えば、信号生成部39は、オーバーサンプリング比が25となるサンプリングクロックPBを生成し、TAD43では、25倍のオーバーサンプリングが実行される。これにより、図3に示すように、TAD43の出力はノイズシェーピングの効果を得て、出力の分解能が向上する。さらに、TAD43は、TAD43の出力に2次ローパスフィルタを適用してノイズを低減し、出力の分解能を向上させてもよい。25倍のオーバーサンプリングと2次ローパスフィルタを組み合わせて適用することで、オーバーサンプリング及び2次ローパスフィルタを適用しない場合よりも、TAD43の出力の分解能を5倍上げることができる。   Here, the TAD 43 is used after oversampling. For example, the signal generation unit 39 generates a sampling clock PB with an oversampling ratio of 25, and the TAD 43 performs 25 times oversampling. As a result, as shown in FIG. 3, the output of the TAD 43 obtains the effect of noise shaping, and the resolution of the output is improved. Furthermore, the TAD 43 may apply a second-order low-pass filter to the output of the TAD 43 to reduce noise and improve the resolution of the output. By combining and applying the 25 × oversampling and the second-order low-pass filter, the resolution of the output of the TAD 43 can be increased by five times as compared with the case where the over-sampling and the second-order low-pass filter are not applied.

電流検出部44は、シャント抵抗23を流れる母線電流IDCを相電流として検出する。詳しくは、電流検出部44は、TAD43bとTAD43aとの出力の差分を算出し、算出した出力の差分に基づいて、母線電流IDCを相電流として検出する。算出したTAD43bとTAD43aとの出力の差分は、シャント抵抗23の電圧降下量に相当する。   The current detection unit 44 detects the bus current IDC flowing through the shunt resistor 23 as a phase current. Specifically, the current detection unit 44 calculates the difference between the outputs of the TAD 43 b and the TAD 43 a, and detects the bus current IDC as a phase current based on the calculated difference between the outputs. The difference between the calculated outputs of TAD 43 b and TAD 43 a corresponds to the voltage drop of shunt resistor 23.

図4に示すように、インバータ20の電圧ベクトルが有効ベクトルV1〜V6となる期間において、シャント抵抗23には電圧ベクトルに応じた1相分の相電流が流れる。このため、電流検出部44は、TAD43bとTAD43aとの出力の差分に基づいて、電圧ベクトルに応じた1相分の相電流を検出できる。図5に示すように、キャリア信号SigCの1周期において2種類の有効電圧ベクトルがそれぞれ2回出現するため、電流検出部44は、キャリア信号SigCの1周期において、2相分の相電流をそれぞれ2回検出することができる。図5は、キャリア信号SigCの1周期において、電圧ベクトルが偶数電圧ベクトルV2となる期間に母線電流IDCをW相の相電流Iwとして検出し、電圧ベクトルが奇数電圧ベクトルV1となる期間に母線電流IDCをU相電流Iuとして検出する例を示す。本実施形態では、母線電流IDCが第1相電流に相当する。   As shown in FIG. 4, in a period in which the voltage vector of the inverter 20 becomes the effective vectors V1 to V6, a phase current of one phase corresponding to the voltage vector flows in the shunt resistor 23. Therefore, the current detection unit 44 can detect the phase current of one phase according to the voltage vector based on the difference between the outputs of the TAD 43 b and the TAD 43 a. As shown in FIG. 5, since two types of effective voltage vectors appear twice in one cycle of the carrier signal SigC, the current detection unit 44 respectively generates phase currents for two phases in one cycle of the carrier signal SigC. It can be detected twice. In FIG. 5, the bus current IDC is detected as the phase current Iw of the W phase in a period in which the voltage vector is an even voltage vector V2 in one cycle of the carrier signal SigC, and the bus current is in a period in which the voltage vector is an odd voltage vector V1. The example which detects IDC as U phase current Iu is shown. In the present embodiment, the bus current IDC corresponds to the first phase current.

また、図7は、電圧ベクトルが奇数電圧ベクトルV1となる期間における、TAD43bとTAD43aとの出力の差分に基づいて、U相電流Iuが検出できることを示す。図8は、電圧ベクトルが偶数電圧ベクトルV2となる期間における、TAD43bとTAD43aとの出力の差分に基づいて、W相電流Iwが検出できることを示す。   Further, FIG. 7 shows that the U-phase current Iu can be detected based on the difference between the outputs of the TAD 43 b and the TAD 43 a in a period in which the voltage vector becomes the odd voltage vector V 1. FIG. 8 shows that the W-phase current Iw can be detected based on the difference between the outputs of the TAD 43 b and the TAD 43 a in a period in which the voltage vector is an even voltage vector V 2.

電流検出部44は、信号生成部39から出力されたシャントタイミングにおいて、母線電流IDCを検出する。信号生成部39は、生成した各制御信号に基づいて電圧ベクトルを算出し、算出した電圧ベクトルが有効電圧ベクトルV1〜V6であると判定した場合に、電流検出部44へシャントタイミングを出力する。具体的には、信号生成部39は、電圧ベクトルが有効電圧ベクトルV1〜V6の何れかであると判定したタイミングから、基底時間Tsta経過したタイミングをシャントタイミグとして出力する。規定時間Tstaは、電圧ベクトルが切り替えられてから相電流のリンギングが収束するまでの時間である。   The current detection unit 44 detects the bus current IDC at the shunt timing output from the signal generation unit 39. The signal generation unit 39 calculates a voltage vector based on each of the generated control signals, and outputs a shunt timing to the current detection unit 44 when it determines that the calculated voltage vector is the effective voltage vector V1 to V6. Specifically, the signal generation unit 39 outputs, as a shunt timing, a timing at which the base time Tsta has elapsed from the timing at which it is determined that the voltage vector is any of the effective voltage vectors V1 to V6. The specified time Tsta is the time from when the voltage vector is switched to when the ringing of the phase current converges.

なお、本実施形態では、シャント抵抗23を流れる電流について、シャント抵抗23の両端子のうちインバータ20側からバッテリ21の負極端子側へと流れる電流方向を正と定義している。また、実際の相電流について、インバータ20側からモータ10側へと流れる電流方向を正と定義している。このため、図4に示す母線電流IDCの欄では、シャント抵抗23により検出される相電流の符号と、実際の相電流の符号とが異なる場合に負の符号が付されている。   In the present embodiment, with regard to the current flowing through the shunt resistor 23, the direction of the current flowing from the inverter 20 side to the negative terminal side of the battery 21 among both terminals of the shunt resistor 23 is defined as positive. Further, with regard to the actual phase current, the direction of the current flowing from the inverter 20 side to the motor 10 side is defined as positive. For this reason, in the column of the bus current IDC shown in FIG. 4, a negative sign is attached when the sign of the phase current detected by the shunt resistor 23 is different from the sign of the actual phase current.

また、電流検出部44は、オン状態である下アームスイッチSnのソース端子とドレイン端子との端子間電圧Vdsに基づいて、少なくとも2相分の相電流を検出する。詳しくは、電流検出部44は、TAD43u,43v,43wのそれぞれとTAD43bとの出力の差分を算出し、各出力の差分に基づいて、U,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmwを検出する。算出したTAD43u,43v,43wのそれぞれとAD43bとの出力の差分は、下アームスイッチSun,Svn,Swnの端子間電圧Vdsに相当する。なお、以下では、電流検出部44により検出されるU,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmvを、まとめて相電流Irmと称する。   Further, the current detection unit 44 detects phase currents for at least two phases based on the inter-terminal voltage Vds between the source terminal and the drain terminal of the lower arm switch Sn in the on state. Specifically, the current detection unit 44 calculates the difference between the output of each of the TAD 43 u, 43 v, 43 w and the TAD 43 b, and detects the U, V, W phase current Irmu, Irmv, Irmw based on the difference between the outputs. . The difference between the calculated TAD 43u, 43v, 43w and the output of the AD 43b corresponds to the inter-terminal voltage Vds of the lower arm switches Sun, Svn, Swn. Hereinafter, the U, V, W phase currents Irmu, Irmv, Irmv detected by the current detection unit 44 will be collectively referred to as a phase current Irm.

図4に示すように、電圧ベクトルV0〜V6に応じて、オン期間中の下アームスイッチSnに1〜3相分の相電流が流れる。モータ10の回転速度制御には少なくとも2相分の相電流が必要である。よって、本実施形態において、電流検出部44は、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0となる期間において、下アームスイッチSun,Svn,Swnの端子間電圧Vdsに基づいて、3相分の相電流を検出する。図5は、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0となる期間のうちキャリア信号SigCが極値となるタイミングにおいて、U,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmwを検出する例を示す。   As shown in FIG. 4, phase currents of 1 to 3 phases flow through the lower arm switch Sn during the on period according to the voltage vectors V0 to V6. The rotational speed control of the motor 10 requires at least two phases of phase currents. Therefore, in the present embodiment, the current detection unit 44 detects phase currents of three phases based on the inter-terminal voltage Vds of the lower arm switches Sun, Svn, and Swn in a period in which the voltage vector becomes the zero voltage vector V0. Do. FIG. 5 shows an example in which the U, V, W phase currents Irmu, Irmv, Irmw are detected at the timing when the carrier signal SigC becomes an extreme value in a period when the voltage vector becomes the zero voltage vector V0.

また、図6は、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0となる期間において、TAD43u,43v,43wのそれぞれとTAD43bとの出力の差分に基づいて、U,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmwが検出できることを示す。本実施形態では、相電流Irmが第2相電流に相当する。   Further, FIG. 6 shows that U, V, W phase currents Irmu, Irmv, Irmw are detected based on the difference between the outputs of TAD 43 u, 43 v, 43 w and TAD 43 b in a period when the voltage vector becomes zero voltage vector V0. Show what you can do. In the present embodiment, the phase current Irm corresponds to the second phase current.

電流検出部44は、信号生成部39から出力されたアームタイミングにおいて、相電流Irmを検出する。信号生成部39は、算出した電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0であると判定した場合に、電流検出部44へアームタイミングを出力する。具体的には、例えば、信号生成部39は、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0である期間が、規定時間Tstaを2倍した期間以上になったと判定した場合に、ゼロ電圧ベクトルV0である期間のうちキャリア信号SigCが極大値となるタイミング及び/又は極小値となるタイミングをアームタイミングとして出力する。電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0である期間が規定時間Tstaを2倍した期間以上であるとの条件は、リンギングが発生する期間にアームタイミングが含まれることを回避するための条件である。   The current detection unit 44 detects the phase current Irm at the arm timing output from the signal generation unit 39. The signal generation unit 39 outputs an arm timing to the current detection unit 44 when it determines that the calculated voltage vector is the zero voltage vector V0. Specifically, for example, when the signal generation unit 39 determines that the period in which the voltage vector is the zero voltage vector V0 has become equal to or more than the period obtained by doubling the defined time Tsta, the period in which the period is the zero voltage vector V0 Among them, the timing at which the carrier signal SigC becomes the maximum value and / or the timing at which the value becomes the minimum value is output as the arm timing. The condition that the period in which the voltage vector is the zero voltage vector V0 is equal to or more than the period obtained by doubling the defined time Tsta is a condition for avoiding the arm timing being included in the period in which ringing occurs.

なお、本実施形態では、下アームスイッチSnのドレイン電位がソース電位よりも高い場合の端子間電圧Vdsの符号を正と定義する。また、実際の相電流について、上述したようにインバータ20側からモータ10側へと流れる電流方向を正と定義する。このため、図4に示すアーム電流の欄では、端子間電圧Vdsの符号と実際の相電流の符号とが異なる場合に負の符号を付している。   In the present embodiment, the sign of the inter-terminal voltage Vds when the drain potential of the lower arm switch Sn is higher than the source potential is defined as positive. Further, regarding the actual phase current, as described above, the current direction flowing from the inverter 20 side to the motor 10 side is defined as positive. For this reason, in the column of arm current shown in FIG. 4, a negative sign is attached when the sign of the voltage Vds between terminals is different from the sign of the actual phase current.

振幅補正部45は、電流検出部44により検出された母線電流IDCに基づいて、U,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmwのそれぞれの振幅を揃えるように、U,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmwを補正する。   The amplitude correction unit 45 adjusts the U, V, and W phase currents Irmu so that the amplitudes of the U, V, and W phase currents Irmu, Irmv, and Irmw are equalized based on the bus current IDC detected by the current detection unit 44. , Irmv, Irmw are corrected.

図12に示すように、下アームスイッチSnのそれぞれに所定のドレイン電流Idが流れる場合における、下アームスイッチSnのそれぞれの端子間電圧Vdsは、下アームスイッチSnのそれぞれの個体差及び温度によってばらつく。図12は、個体差によるばらつきを下アームスイッチSnが比較的高温となる場合について示す。各相の端子間電圧Vdsがばらつくと、検された3相分の相電流Irmu,Irmv,Irmwの振幅がばらつくことになる。   As shown in FIG. 12, when a predetermined drain current Id flows in each lower arm switch Sn, the inter-terminal voltage Vds of each lower arm switch Sn varies depending on the individual difference and temperature of each lower arm switch Sn. . FIG. 12 shows the variation due to the individual difference in the case where the lower arm switch Sn has a relatively high temperature. When the terminal voltage Vds of each phase varies, the amplitudes of the phase currents Irmu, Irmv, and Irmw of the detected three phases will vary.

図13は、電流検出部44により検出されたU相電流Irmuの振幅と、V,W相電流Irmv,Irmwの振幅とがずれている例を示す。振幅がばらついた相電流Irmをモータ10の回転速度制御に用いると、回転速度が変動するなど、回転速度の制御性が低下する可能性がある。   FIG. 13 illustrates an example in which the amplitude of the U-phase current Irmu detected by the current detection unit 44 and the amplitudes of the V and W-phase currents Irmv and Irmw deviate. When the phase current Irm whose amplitude is dispersed is used to control the rotational speed of the motor 10, the controllability of the rotational speed may be degraded, for example, the rotational speed may fluctuate.

ここで、電流検出部44により検出された母線電流IDCは、単一の素子の電圧降下量から検出されるため、図9に示すように、素子の個体差に起因したばらつきがない。このため、電流検出部44により検出された母線電流IDCを、電流検出部44により検出された相電流Irmのそれぞれの振幅のばらつきを低減するために用いることができる。   Here, since the bus current IDC detected by the current detection unit 44 is detected from the voltage drop amount of a single element, as shown in FIG. 9, there is no variation due to individual differences among the elements. Therefore, the bus current IDC detected by the current detection unit 44 can be used to reduce variations in amplitude of the phase current Irm detected by the current detection unit 44.

詳しくは、振幅補正部45は、ゲイン算出部51によって算出された各相の補正ゲインGu,Gv,Gwを用いて、相電流Irmu,Irmv,Irmwの振幅を補正する。
図15に示すように、ゲイン算出部51は、補正ゲイン算出部51aと温度補正部51bとを備える。補正ゲイン算出部51aは、図14に示すように、180°に亘る電気角範囲において、電流検出部44により順次検出された母線電流IDCであるU,V,W相電流Isu,Isv,Iswのピーク値を取得する。以下では、U,V,W相電流Isu,Isv,Iswをまとめて相電流Isと称する。本実施形態では、3相の相電流Isのそれぞれのピーク値の符号を、正又は負に合わせる。なお、ピーク値は、例えばピークホールド回路により検出すればよい。
Specifically, the amplitude correction unit 45 corrects the amplitudes of the phase currents Irmu, Irmv, and Irmw using the correction gains Gu, Gv, and Gw of each phase calculated by the gain calculation unit 51.
As shown in FIG. 15, the gain calculation unit 51 includes a correction gain calculation unit 51a and a temperature correction unit 51b. As shown in FIG. 14, the correction gain calculation unit 51a detects U, V, W phase currents Isu, Isv, Isw which are bus current IDC sequentially detected by the current detection unit 44 in the electrical angle range over 180 °. Get the peak value. Hereinafter, the U, V, W phase currents Isu, Isv, Isw are collectively referred to as a phase current Is. In the present embodiment, the signs of the peak values of the three-phase phase current Is are made positive or negative. The peak value may be detected by, for example, a peak hold circuit.

補正ゲイン算出部51aは、電流検出部44により検出されたU,V,W相電流Irmu,Irmv,Irmwのピーク値を取得する。本実施形態では、3相の相電流Irmのピーク値の符号を、3相の相電流Isの符号に合わせる。補正ゲイン算出部51aは、相電流Isu,Isv,Iswの各ピーク値を、相電流Irmu,Irmv,Irmwの各ピーク値でそれぞれ除算し、各除算値の絶対値を補正ゲインGu,Gv,Gwとして算出する。以下では、補正ゲインGu,Gv,Gwをまとめて補正ゲインGと称する。   The correction gain calculation unit 51a acquires peak values of the U, V, and W phase currents Irmu, Irmv, and Irmw detected by the current detection unit 44. In the present embodiment, the sign of the peak value of the three-phase phase current Irm is matched with the sign of the three-phase phase current Is. The correction gain calculation unit 51a divides each peak value of the phase currents Isu, Isv, Isw by each peak value of the phase currents Irmu, Irmv, Irmw, and the absolute value of each division value is corrected gain Gu, Gv, Gw Calculated as Hereinafter, the correction gains Gu, Gv, and Gw will be collectively referred to as a correction gain G.

温度補正部51bは、温度センサ24により検出されたシャント抵抗23の温度(以下、検出温度Ts)が高いほど、補正ゲインGが低くなるように補正する。温度センサ24は、シャント抵抗23の温度を検出する温度検出部である。   The temperature correction unit 51b corrects the correction gain G to be lower as the temperature of the shunt resistor 23 detected by the temperature sensor 24 (hereinafter, detected temperature Ts) is higher. The temperature sensor 24 is a temperature detection unit that detects the temperature of the shunt resistor 23.

シャント抵抗23の温度が高いほど、シャント抵抗23の抵抗値が大きくなる。このため、所定の相電流Isがシャント抵抗23に流れる場合に、シャント抵抗23の温度が高いほど、シャント抵抗23の電圧降下量が大きくなり、電流検出部44により検出される相電流Isが大きくなる。したがって、本実実施形態では、相電流Isの検出精度を高めるために、検出温度Tsが高いほど、相電流Isが小さくなるように、補正ゲインGを小さく補正する。具体的な補正手法は、例えば以下に説明する手法を採用することができる。   As the temperature of the shunt resistor 23 increases, the resistance value of the shunt resistor 23 increases. Therefore, when the predetermined phase current Is flows through the shunt resistor 23, as the temperature of the shunt resistor 23 increases, the voltage drop amount of the shunt resistor 23 increases, and the phase current Is detected by the current detection unit 44 increases. Become. Therefore, in the present embodiment, in order to increase the detection accuracy of the phase current Is, the correction gain G is corrected to be smaller so that the phase current Is becomes smaller as the detection temperature Ts becomes higher. As a specific correction method, for example, the method described below can be adopted.

温度補正部51bは、検出温度Tsが基準温度Trefと同じ場合、温度補正係数Kt(>0)を1に設定する。また、温度補正部51bは、検出温度Tsが基準温度Trefに対して大きいほど温度補正係数Ktを小さく設定し、検出温度Tsが基準温度Trefに対して小さいほど温度補正係数Ktを大きく設定する。そして、温度補正部51bは、温度補正係数Ktを補正ゲインGのそれぞれに乗算することにより、補正ゲインGのそれぞれを補正し、補正ゲインGを振幅補正部45及びメモリ52へ入力する。   The temperature correction unit 51b sets the temperature correction coefficient Kt (> 0) to 1 when the detected temperature Ts is the same as the reference temperature Tref. Further, the temperature correction unit 51b sets the temperature correction coefficient Kt smaller as the detected temperature Ts becomes larger than the reference temperature Tref, and sets the temperature correction coefficient Kt larger as the detected temperature Ts becomes smaller than the reference temperature Tref. Then, the temperature correction unit 51 b corrects each of the correction gains G by multiplying each of the correction gains G by the temperature correction coefficient Kt, and inputs the correction gain G to the amplitude correction unit 45 and the memory 52.

振幅補正部45は、電流検出部44により検出された相電流Irmのそれぞれに補正ゲインGのそれぞれを乗算することにより、相電流Irmのそれぞれを補正する。これにより、相電流Irmの相ごとの振幅のばらつきが低減される。   The amplitude correction unit 45 corrects each of the phase currents Irm by multiplying each of the phase currents Irm detected by the current detection unit 44 by each of the correction gains G. Thereby, the variation in amplitude of each phase current Irm is reduced.

メモリ52には、電流検出部44により検出された相電流Irmの補正機会を増やすために、温度補正部51bから出力された補正ゲインGが記憶される。ここで、補正ゲインGの算出には、電流検出部44により検出された相電流Irmと相電流Isの両方が必要なため、補正ゲインGが算出可能な変調領域は中変調領域のみである。すなわち、補正ゲインGは、低変調領域及び高変調領域では算出することができない。モータ10の起動時における変調率Mrは低変調領域にあるため、モータ10の起動時においては補正ゲインGを算出できない。   In the memory 52, the correction gain G output from the temperature correction unit 51b is stored in order to increase the correction opportunity of the phase current Irm detected by the current detection unit 44. Here, since calculation of the correction gain G requires both the phase current Irm and the phase current Is detected by the current detection unit 44, the modulation area in which the correction gain G can be calculated is only the middle modulation area. That is, the correction gain G can not be calculated in the low modulation region and the high modulation region. Since the modulation factor Mr at the time of startup of the motor 10 is in the low modulation region, the correction gain G can not be calculated at the time of startup of the motor 10.

このため、変調率Mrが中変調領域にある場合において、算出された補正ゲインGをメモリ52に記憶させる。これにより、モータ10の次回の起動時において、メモリ52に記憶されている補正ゲインGを用いて、電流検出部44により検出された相電流Irmを補正することができる。   Therefore, when the modulation factor Mr is in the middle modulation area, the calculated correction gain G is stored in the memory 52. As a result, when the motor 10 is started next time, the phase current Irm detected by the current detection unit 44 can be corrected using the correction gain G stored in the memory 52.

<5.電流選択>
電流選択部53は、インバータ20の出力電圧の変調率Mrに基づいて、電流検出部44により検出された相電流Is及び相電流Irmの少なくとも一方を、モータ10の制御量の制御に用いる制御用電流として選択する。本実施形態において、変調率Mrはデューティ比率の振幅に相当する。電流選択部53は、電圧ベクトルが切り替えられた直後において、相電流にリンギングが生じることに起因して、相電流の検出精度が低下することを回避するために設けられている。
<5. Current selection>
The current selection unit 53 is for control using at least one of the phase current Is and the phase current Irm detected by the current detection unit 44 based on the modulation factor Mr of the output voltage of the inverter 20 to control the control amount of the motor 10. Select as current. In the present embodiment, the modulation factor Mr corresponds to the amplitude of the duty ratio. The current selection unit 53 is provided to prevent the detection accuracy of the phase current from being reduced immediately after the voltage vector is switched, due to the occurrence of ringing in the phase current.

具体的には、電流選択部53は、変調率Mrが低変調領域であると判定した場合に、振幅補正部45から出力された3相分の相電流Irmを制御用電流として選択し、選択した3相部の相電流Irmを基本関数積分器34へ出力する。図9に示すように、低変調領域は、変調率Mrが0以上且つ第1規定値M1未満の領域である。第1規定値M1は、電圧ベクトルが有効電圧ベクトルとされる時間が、電圧ベクトルが切り替えられてからリンギングが収束するまでの規定時間Tstaと等しくなる変調率Mrに設定されている。有効電圧ベクトルとされる時間は、変調率Mrが大きくなるほど長くなる。図10は、変調率Mrが低変調領域にある場合において、ゼロ電圧ベクトルV0となる期間のうち、キャリア信号SigCが極大値となるタイミングが相電流Imrの検出タイミングTD、つまりアームタイミングとなることを示す。   Specifically, when it is determined that the modulation factor Mr is in the low modulation region, the current selection unit 53 selects and selects the phase current Irm for three phases output from the amplitude correction unit 45 as a control current. The phase current Irm of the three-phase part is output to the basic function integrator 34. As shown in FIG. 9, the low modulation area is an area where the modulation factor Mr is 0 or more and less than the first predetermined value M1. The first prescribed value M1 is set to a modulation factor Mr equal to the prescribed time Tsta from when the voltage vector is switched to when the ringing converges after the voltage vector is changed to the effective voltage vector. The time taken to be an effective voltage vector becomes longer as the modulation factor Mr becomes larger. In FIG. 10, when the modulation ratio Mr is in the low modulation region, the timing when the carrier signal SigC becomes the maximum value in the period when the zero voltage vector V0 is the detection timing TD of the phase current Imr, that is, the arm timing. Indicates

また、電流選択部53は、変調率Mrが中変調領域にあると判定した場合に、電流検出部44により検出された3相のそれぞれについて、電流検出部44により検出された相電流Imrと相電流Isとの平均値を、制御量電流として選択する。そして、電流選択部53は、選択した平均値を基本関数積分器34へ出力する。図9に示すように、中変調領域は、変調率Mrが第1規定値M1以上且つ第2規定値M2未満の領域である。ここで、平均値を算出するのは、電流検出部44により検出された相電流Imr及び相電流Isのいずれかにノイズが混入する場合であっても、その影響を緩和するためである。なお、第2規定値M2は、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0とされる時間が、規定時間Tstaと等しくなる変調率Mrに設定されている。ゼロ電圧ベクトルV0とされる時間は、変調率Mrが大きくなるほど短くなる。   In addition, when the current selection unit 53 determines that the modulation factor Mr is in the middle modulation region, the phase current Imr detected by the current detection unit 44 for each of the three phases detected by the current detection unit 44 An average value with the current Is is selected as the control amount current. Then, the current selection unit 53 outputs the selected average value to the basic function integrator 34. As shown in FIG. 9, the middle modulation area is an area where the modulation factor Mr is equal to or more than the first predetermined value M1 and less than the second predetermined value M2. Here, the reason for calculating the average value is to mitigate the influence even if noise is mixed in any of the phase current Imr and the phase current Is detected by the current detection unit 44. The second prescribed value M2 is set to the modulation factor Mr in which the time during which the voltage vector is the zero voltage vector V0 is equal to the prescribed time Tsta. The time taken to be the zero voltage vector V0 becomes shorter as the modulation factor Mr becomes larger.

さらに、電流選択部53は、変調率Mrが高変調領域にあると判定した場合に、電流検出部44により検出された、1相の相電流に対応する相電流Isを制御用電流として順次選択し、選択した相電流Isを基本関数積分器34へ順次出力する。図11は、有効電圧ベクトルV1,V2となる期間のうち、電圧ベクトルが切り替えられてから規定時間Tstaが経過したタイミングが、相電流Isの検出タイミングTD、つまりシャントタイミングとなることを示す。   Furthermore, when it is determined that the modulation factor Mr is in the high modulation region, the current selection unit 53 sequentially selects the phase current Is corresponding to the phase current of one phase detected by the current detection unit 44 as a control current. And sequentially output the selected phase current Is to the basic function integrator 34. FIG. 11 shows that, of the periods in which the effective voltage vectors V1 and V2 are established, the timing at which the specified time Tsta has elapsed since the switching of the voltage vector is the detection timing TD of the phase current Is, that is, the shunt timing.

<6.効果>
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)TAD43u,43v,43wによって、オン状態の下アームスイッチSnのドレイン端子の電位が数値データとして出力され、TAD43bによって、オン状態の下アームスイッチSnのソース端子の電位が数値データとして出力される。そして、TAD43u,43v,43wの出力のそれぞれと、TAD43bの出力との差分が算出され、算出された差分に基づいて、相電流Imru,Imrv,Imrwが検出される。つまり、各下アームスイッチSnのソース端子の電位は共通のTAD43bによって取得され、各下アームスイッチSnのドレイン端子の電位は個別のTAD43u,43v,43wによって取得される。そのため、従来と比べて、インバータ20と相電流Imrを検出するためのTAD43とを接続する信号線を、6本から4本に減らすことができるため、従来よりも小型化した電流検出装置40を実現することができる。また、各下アームスイッチSnのソース端子の電位を共通にして、各下アームスイッチSnのドレイン端子とソース端子の電位差を算出しているため、下アームスイッチSnごとの電位差を精度よく比較することができる。
<6. Effect>
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The potential of the drain terminal of the lower arm switch Sn in the on state is output as numerical data by the TADs 43 u, 43 v, 43 w, and the potential of the source terminal of the lower arm switch Sn in the on state is output as numerical data by the TAD 43 b. Ru. And the difference of each of the output of TAD43u, 43v, 43w, and the output of TAD43b is calculated, and the phase current Imru, Imrv, Imrw is detected based on the calculated difference. That is, the potential of the source terminal of each lower arm switch Sn is acquired by the common TAD 43 b, and the potential of the drain terminal of each lower arm switch Sn is acquired by the individual TAD 43 u, 43 v, 43 w. Therefore, compared with the conventional case, the signal line connecting the inverter 20 and the TAD 43 for detecting the phase current Imr can be reduced from 6 lines to 4 lines. It can be realized. In addition, since the potential difference between the drain terminal and the source terminal of each lower arm switch Sn is calculated by sharing the potential of the source terminal of each lower arm switch Sn, the potential difference for each lower arm switch Sn should be compared accurately. Can.

(2)TAD43aをさらに備えることにより、TAD43aとTAD43bの出力の差分、すなわちシャント抵抗の電圧降下量を算出することができる。したがって、TAD43aとTAD43bの出力の差分に基づいて、母線電流IDCを検出することができる。   (2) By further providing the TAD 43a, it is possible to calculate the difference between the outputs of the TAD 43a and the TAD 43b, that is, the amount of voltage drop of the shunt resistor. Therefore, the bus current IDC can be detected based on the difference between the outputs of the TAD 43a and the TAD 43b.

(3)TAD43はオーバーサンプリングをして使用される。よって、ノイズシェーピングを実現して、TAD43の出力値の分解能を向上させることができる。
(4)変調率Mrに基づいて、相電流Imr及び相電流Isの少なくとも一方を制御用電流として選択することにより、電圧ベクトルが切り替えられた直後において、相電流にリンギングが生じることに起因して、制御用電流の検出精度が低下することを回避することができる。
(3) The TAD 43 is used after oversampling. Therefore, noise shaping can be realized to improve the resolution of the output value of the TAD 43.
(4) By selecting at least one of the phase current Imr and the phase current Is as the control current based on the modulation factor Mr, ringing occurs in the phase current immediately after the voltage vector is switched. It is possible to prevent the detection accuracy of the control current from being lowered.

(5)変調率Mrが中変調領域にある場合には、相電流Imrと相電流Isの両方を検出できる。よって、相電流Imrと相電流Isの平均を制御用電流とすることにより、相電流Imrと相電流Isのいずれかにノイズが混入していた場合でも、ノイズの影響を緩和することができる。   (5) When the modulation factor Mr is in the middle modulation area, both the phase current Imr and the phase current Is can be detected. Therefore, by setting the average of the phase current Imr and the phase current Is as a control current, even if noise is mixed in any of the phase current Imr and the phase current Is, the influence of the noise can be alleviated.

(第2実施形態)
<1.第1実施形態との相違点>
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
Second Embodiment
<1. Differences from the First Embodiment>
The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description of the common configuration will be omitted, and differences will be mainly described. The same reference numerals as those in the first embodiment denote the same components, and reference is made to the preceding description.

第2実施形態のモータ制御システムの構成を図16に示す。第2実施形態のモータ制御システムは、制御装置30の代わりに制御装置30Aを備える点で、第1実施形態のモータ制御システムと異なる。制御装置30Aは、電流検出装置40の代わりに電流検出装置40Aを備える点で、制御装置30と異なる。   The configuration of the motor control system of the second embodiment is shown in FIG. The motor control system of the second embodiment differs from the motor control system of the first embodiment in that a controller 30A is provided instead of the controller 30. Control device 30A differs from control device 30 in that a current detection device 40A is provided instead of current detection device 40.

電流検出装置40Aは、母線電流IDCの検出部が電流検出装置40と異なる。具体的には、電流検出装置40Aは、レベルシフト回路41aとTAD43aを備えていない点で電流検出装置40と異なる。つまり、電流検出装置40Aは、シャント抵抗23の両端子のうち接地されている端子側の電位を検出していない。   The current detection device 40A differs from the current detection device 40 in the detection unit of the bus current IDC. Specifically, the current detection device 40A differs from the current detection device 40 in that the level shift circuit 41a and the TAD 43a are not provided. That is, the current detection device 40A does not detect the potential on the side of the terminal of the shunt resistor 23 which is grounded.

電流検出部44は、シャント抵抗23と下アームスイッチSnのソース端子との間に接続されたTAD43bの出力に基づいて、母線電流IDCを検出する。シャント抵抗23の両端子のうち、レベルシフト回路41b及びTAD43bが接続されていない側の端子は接地されている。よって、電流検出部44は、シャント抵抗23の両端子の電位のうち、TAD43bによって検出される電位のみから、シャント抵抗23の電圧降下量を検出することができる。ただし、TAD43bの出力にはオフセット量が含まれる。よって、電流検出部44は、TAD43bによって検出された電位からオフセット量を差し引いて電位を補正し、補正した電位から母線電流IDCを検出する。   The current detection unit 44 detects the bus current IDC based on the output of the TAD 43 b connected between the shunt resistor 23 and the source terminal of the lower arm switch Sn. Among both terminals of the shunt resistor 23, the terminal to which the level shift circuit 41b and the TAD 43b are not connected is grounded. Therefore, the current detection unit 44 can detect the voltage drop amount of the shunt resistor 23 only from the potential detected by the TAD 43 b among the potentials of both terminals of the shunt resistor 23. However, the output of the TAD 43b includes an offset amount. Therefore, the current detection unit 44 subtracts the offset amount from the potential detected by the TAD 43 b to correct the potential, and detects the bus current IDC from the corrected potential.

<2.効果>
以上説明した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
<2. Effect>
According to the second embodiment described above, in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.

(6)シャント抵抗23の両端子のうちの一方は接地されている。そのため、TAD43bの出力はシャント抵抗23の電圧降下量に応じた値となる。したがって、TAD43bの出力に基づいて、相電流Isを検出することができる。   (6) One of both terminals of the shunt resistor 23 is grounded. Therefore, the output of the TAD 43 b has a value corresponding to the voltage drop amount of the shunt resistor 23. Therefore, the phase current Is can be detected based on the output of the TAD 43 b.

(他の実施形態)
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although the form for implementing this indication was described, this indication can be variously deformed and implemented, without being limited to an above-mentioned embodiment.

(a)上記各実施形態では、温度補正部51bにより補正ゲインGを補正したが、温度補正部51bによる補正ゲインの補正は実施しなくてもよい。
(b)上記各実施形態では、補正ゲイン算出部51aは、相電流Imr及び相電流Isのピーク値を用いて補正ゲインGを算出したが、ピーク値以外を用いて補正ゲインGを算出してもよい。例えば、相電流Imr及び相電流Isのそれぞれについて、ピーク値となるタイミングから所定の電気角だけ進んだタイミングの値を用いてもよい。
(A) In the above embodiments, although the correction gain G is corrected by the temperature correction unit 51b, the correction of the correction gain by the temperature correction unit 51b may not be performed.
(B) In each of the above embodiments, the correction gain calculation unit 51a calculates the correction gain G using the phase current Imr and the peak value of the phase current Is, but using other than the peak value to calculate the correction gain G It is also good. For example, for each of the phase current Imr and the phase current Is, it is possible to use the value of the timing advanced by a predetermined electrical angle from the timing of the peak value.

(c)電流検出部44は、電圧ベクトルが奇数電圧ベクトルV1,V3,V5となる期間において、2相分の下アームスイッチSnの端子間電圧Vdsに基づいて、2相分の相電流Imrを検出してもよい。そして、電流検出部44は、3相分の相電流の和が0になることを用いて、残りの1相分の相電流を算出してもよい。   (C) The current detection unit 44 generates the phase current Imr of two phases based on the voltage Vds between the terminals of the lower arm switch Sn of two phases in a period when the voltage vector becomes the odd voltage vector V1, V3, V5. It may be detected. Then, the current detection unit 44 may calculate the phase current for the remaining one phase using the fact that the sum of the phase currents for the three phases is zero.

(d)インバータ20を構成するスイッチング素子としては、MOSFETに限らず、例えばIGBTであってもよい。この場合、IGBTにフリーホイールダイオードを逆並列に接続すればよい。また、インバータ20を構成するスイッチング素子としては、電圧制御型の素子に限らず、バイポーラトランジスタ等の電流制御型の素子でもよい。   (D) The switching element constituting the inverter 20 is not limited to the MOSFET, and may be, for example, an IGBT. In this case, a free wheeling diode may be connected in reverse parallel to the IGBT. The switching element constituting the inverter 20 is not limited to the voltage control type element, and may be a current control type element such as a bipolar transistor.

(e)負極側母線Lnの代わりに、正極側母線Lpにシャント抵抗23を設けてもよい。具体的には、正極側母線Lpにおいて、バッテリ21の正極端子と上アームスイッチSpとの間に設ければよい。この場合、TAD43aは、バッテリ21とシャント抵抗23との間に接続し、TAD43bは、シャント抵抗23と上アームスイッチSpのドレイン端子との間に接続すればよい。そして、電流検出部44は、上アームスイッチSpの端子間電圧Vdsに基づいて、相電流Irmを検出すればよい。また、この場合、上アームスイッチSpが第2アームスイッチに相当し、下アームスイッチSnが第1アームスイッチに相当する。   (E) The shunt resistor 23 may be provided on the positive electrode bus Lp instead of the negative electrode bus Ln. Specifically, the positive side bus Lp may be provided between the positive electrode terminal of the battery 21 and the upper arm switch Sp. In this case, the TAD 43a may be connected between the battery 21 and the shunt resistor 23, and the TAD 43b may be connected between the shunt resistor 23 and the drain terminal of the upper arm switch Sp. Then, the current detection unit 44 may detect the phase current Irm based on the inter-terminal voltage Vds of the upper arm switch Sp. Further, in this case, the upper arm switch Sp corresponds to a second arm switch, and the lower arm switch Sn corresponds to a first arm switch.

(f)モータ10の制御量としては、回転速度に限らず、例えばトルクであってもよい。
(g)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
(F) The control amount of the motor 10 is not limited to the rotational speed, and may be, for example, a torque.
(G) The plurality of functions of one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function of one component may be realized by a plurality of components . Also, a plurality of functions possessed by a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. In addition, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. In addition, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other above-described embodiment. In addition, all the aspects contained in the technical thought specified only by the words described in the claim are an embodiment of this indication.

10…モータ、20…インバータ、21…バッテリ、40,40A…電流検出装置、43a,43b,43u,43v,43w…TAD、44…電流検出部、45…振幅補正部、Sun,Swn…下アームスイッチ、Snp,Svp,Swp…上アームスイッチ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor, 20 ... Inverter, 21 ... Battery, 40, 40A ... Current detection apparatus, 43a, 43b, 43u, 43v, 43w ... TAD, 44 ... Current detection part, 45 ... Amplitude correction part, Sun, Swn ... Lower arm Switch, Snp, Svp, Swp ... Upper arm switch.

Claims (7)

直流電源(21)と、第1アームスイッチ(Sp,Sn)と第2アームスイッチ(Sn,Sp)の直列接続体を3つ備え、母線(Lp,Ln)を介して前記直流電源に接続されたインバータ(20)と、前記直流電源と前記第2アームスイッチとを接続する母線に設けられたシャント抵抗(23)と、前記インバータに接続された回転電機(10)と、を備える回転電機システムに適用され、前記回転電機に流れる相電流を検出する電流検出装置(40,40A)であって、
前記第1アームスイッチと接続される前記第2アームスイッチの端子を第1端子として、前記第1端子のそれぞれに接続され、接続点における電位を表すアナログ信号を数値データに変換するA/D変換回路である、3個の第1A/D変換回路(43u,43v,43w)と、
前記母線と接続される前記第2アームスイッチの端子を第2端子として、3個の前記第2端子と前記シャント抵抗との間の母線に接続され、接続点における電位を表すアナログ信号を数値データに変換するA/D変換回路である、1個の第2A/D変換回路(43b)と、
少なくとも2相分の前記第2アームスイッチがオン状態である期間において、オン状態である前記第2アームスイッチの前記第1端子に接続された前記第1A/D変換回路のそれぞれの出力と前記第2A/D変換回路の出力との差分を算出し、算出した差分に基づいて、前記回転電機に流れる少なくとも2相分の相電流を検出するアーム電流検出部(44)と、
前記シャント抵抗に流れる母線電流を前記回転電機に流れる相電流として検出する母線電流検出部(44)と、
前記母線電流検出部により検出された相電流である第1相電流に基づいて、前記アーム電流検出部により検出された少なくとも2相分の相電流である第2相電流のそれぞれの振幅を揃えるように、前記第2相電流を補正する振幅補正部(45)と、を備える、
電流検出装置。
Three series connected bodies of a DC power supply (21), a first arm switch (Sp, Sn) and a second arm switch (Sn, Sp), and connected to the DC power supply via a bus (Lp, Ln) Rotating electric machine system comprising: an inverter (20); a shunt resistor (23) provided on a bus connecting the DC power supply and the second arm switch; and a rotating electric machine (10) connected to the inverter Current detecting device (40, 40A) for detecting a phase current flowing to the rotating electric machine,
A / D conversion is performed on the terminals of the second arm switch connected to the first arm switch as first terminals and connected to each of the first terminals to convert an analog signal representing the potential at the connection point into numerical data Three first A / D conversion circuits (43u, 43v, 43w) which are circuits;
A terminal of the second arm switch connected to the bus is used as a second terminal, and a bus connected between the three second terminals and the shunt resistor is connected to an analog signal representing a potential at a connection point as numerical data A second A / D conversion circuit (43b), which is an A / D conversion circuit that converts
The respective outputs of the first A / D conversion circuit connected to the first terminal of the second arm switch in the on state and the second arm switch in a state in which the second arm switch of the at least two phases is in the on state An arm current detection unit (44) that calculates a difference with the output of the 2A / D conversion circuit and detects phase current for at least two phases flowing in the rotating electric machine based on the calculated difference;
A bus current detection unit (44) that detects a bus current flowing through the shunt resistor as a phase current flowing through the rotating electrical machine;
Based on the first phase current that is the phase current detected by the bus current detection unit, the amplitudes of the second phase currents that are the phase currents of at least two phases detected by the arm current detection unit are made uniform. An amplitude correction unit (45) for correcting the second phase current;
Current detection device.
前記シャント抵抗と前記直流電源との間に接続され、接続点における電位を表すアナログ信号を数値データに変換するA/D変換回路である、1個の第3A/D変換回路(43a)をさらに備え、
前記母線電流検出部は、前記第2A/D変換回路と前記第3A/D変換回路の出力の差分を算出し、算出した差分に基づいて、前記第1相電流を検出する、
請求項1に記載の電流検出装置。
The third A / D conversion circuit (43a), which is connected between the shunt resistor and the DC power supply, is an A / D conversion circuit that converts an analog signal representing the potential at the connection point into numerical data. Equipped
The bus current detection unit calculates a difference between outputs of the second A / D conversion circuit and the third A / D conversion circuit, and detects the first phase current based on the calculated difference.
The current detection device according to claim 1.
前記第1アームスイッチは、前記母線を介して前記直流電源の正極端子に接続された上アームスイッチであり、
前記第2アームスイッチは、前記母線を介して前記直流電源の負極端子に接続された下アームスイッチであり、
前記シャント抵抗の両端子のうち前記直流電源の側の端子は接地されており、
前記母線電流検出部は、前記第2A/D変換回路の出力に基づいて、前記第1相電流を検出する、
請求項1に記載の電流検出装置。
The first arm switch is an upper arm switch connected to a positive electrode terminal of the DC power supply via the bus bar,
The second arm switch is a lower arm switch connected to the negative terminal of the DC power supply via the bus bar,
Of the two terminals of the shunt resistor, the terminal on the side of the DC power supply is grounded.
The bus current detection unit detects the first phase current based on the output of the second A / D conversion circuit.
The current detection device according to claim 1.
前記第A/D変換回路は、オーバーサンプリングして使用される、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流検出装置。
The A / D conversion circuit is used by oversampling.
The current detection device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電流検出装置を備え、前記電流検出装置により検出された相電流に基づいて、前記回転電機の制御量を制御する回転電機の制御装置であって、
前記インバータの出力電圧の変調率に基づいて、前記第1相電流及び前記第2相電流の少なくとも一方を前記制御量の制御に用いる制御用電流として選択する電流選択部(53)を備え、
前記振幅補正部は、前記電流選択部により前記第2相電流が前記制御用電流として選択された場合に、前記第2相電流を補正する、
回転電機の制御装置。
A control device for a rotating electrical machine, comprising the current detection device according to any one of claims 1 to 4 and controlling a control amount of the rotating electrical machine based on a phase current detected by the current detection device, ,
A current selection unit (53) for selecting at least one of the first phase current and the second phase current as a control current used to control the control amount based on a modulation factor of an output voltage of the inverter;
The amplitude correction unit corrects the second phase current when the current selection unit selects the second phase current as the control current.
Control device of rotating electric machine.
前記電流選択部は、前記変調率が低変調領域にあると判定した場合に、前記第2相電流を前記制御用電流として選択し、前記変調率が前記低変調領域よりも高い高変調領域にあると判定した場合に、前記第1相電流を前記制御用電流として選択する、
請求項5に記載の回転電機の制御装置。
When it is determined that the modulation factor is in the low modulation area, the current selection unit selects the second phase current as the control current, and the modulation factor is higher in the high modulation area than the low modulation area. When it is determined that there is, the first phase current is selected as the control current,
The control apparatus of the rotary electric machine of Claim 5.
前記電流選択部は、前記変調率が前記低変調領域と前記高変調領域とに挟まれた中変調領域にあると判定した場合に、前記第1相電流と前記第2相電流との平均を前記制御用電流として選択する、
請求項6に記載の回転電機の制御装置。
The current selection unit determines an average of the first phase current and the second phase current when it is determined that the modulation rate is in a middle modulation area sandwiched between the low modulation area and the high modulation area. Select as the control current,
The control apparatus of the rotary electric machine of Claim 6.
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WO2021029331A1 (en) * 2019-08-09 2021-02-18 日本電産株式会社 Control device, drive device, drive power steering device, and control method
JP2021044937A (en) * 2019-09-11 2021-03-18 ローム株式会社 Motor driver circuit, drive method for motor, and hard disk device

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