JP2021136738A - Switching device control method and switching device control system - Google Patents

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Abstract

To provide a switching device control method and a switching device control system, capable of executing a spreading mode in a more appropriate operation point range of a rotary electric machine.SOLUTION: A switching device control method executes a spreading mode of changing a carrier frequency of a carrier wave at a predetermined switching cycle depending on an operation point of a rotary electric machine by controlling a switching device for converting power from a DC power supply using PWM control and supplying converted power to the rotary electric machine. The spreading mode is executed in the case that the operation point of the rotary electric machine is in a power running time spreading region set for power running time during power running of the rotary electric machine. The spreading mode is also executed in the case that the operation point of the rotary electric machine is in a regeneration time spreading region set for regeneration time during regeneration of the rotary electric machine.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、スイッチング装置制御方法、及びスイッチング装置制御システムに関する。 The present invention relates to a switching device control method and a switching device control system.

特許文献1には、負荷(3相交流モータ)に供給する電力を調節するスイッチング装置としてのインバータにおいて、当該インバータのPWM(Pulse Width Modulation)制御を実行する制御方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a control method for executing PWM (Pulse Width Modulation) control of an inverter as a switching device for adjusting the electric power supplied to a load (three-phase AC motor).

特に、特許文献1の制御方法では、インバータのリプル電流が増大するモータの高トルク領域又は高回転数領域において、搬送波の周波数(キャリア周波数)を変化(拡散)させる拡散モードを実行してリプル電流の増大に起因するノイズ(音振)を抑制している。 In particular, in the control method of Patent Document 1, in the high torque region or high rotation speed region of the motor in which the ripple current of the inverter increases, a diffusion mode for changing (spreading) the frequency (carrier frequency) of the carrier wave is executed to execute the ripple current. The noise (sound vibration) caused by the increase in the frequency is suppressed.

特開2015−106979号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-106979

しかしながら、インバータのリプル電流の増大は必ずしもモータの高トルク領域又は高回転数領域に限って発生するものではない。そのため、上述した従来の制御方法では、適切なシーンで拡散モードを実行することができない恐れがある。特に、モータの力行状態と回生状態では、拡散モードを実行する観点から好ましいモータの運転点が異なる。このため、拡散モードを実行すべきシーンにおいてこれが適切に実行されないことによるノイズの発生が懸念される。 However, the increase in the ripple current of the inverter does not necessarily occur only in the high torque region or the high rotation speed region of the motor. Therefore, with the conventional control method described above, there is a possibility that the diffusion mode cannot be executed in an appropriate scene. In particular, the preferred motor operating point differs between the power running state and the regenerative state of the motor from the viewpoint of executing the diffusion mode. Therefore, there is a concern that noise may be generated due to improper execution of the diffusion mode in the scene where the diffusion mode should be executed.

したがって、本発明は、より適切な回転電機の運転点範囲において拡散モードを実行することのできるスイッチング装置制御方法、及びスイッチング装置制御システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a switching device control method and a switching device control system capable of executing a diffusion mode in a more appropriate operating point range of a rotating electric machine.

本発明のある態様によれば、PWM制御により直流電源からの電力を変換して回転電機に供給するスイッチング装置を制御し、回転電機の運転点に応じて搬送波のキャリア周波数を所定の切り替え周期で変化させる拡散モードを実行するスイッチング装置制御方法が提供される。 According to an aspect of the present invention, a switching device that converts electric power from a DC power source and supplies it to a rotary electric machine by PWM control is controlled, and a carrier frequency of a carrier is changed at a predetermined switching cycle according to an operating point of the rotary electric machine. A switching device control method for executing a varying diffusion mode is provided.

このスイッチング装置制御方法では、回転電機の力行時において、回転電機の運転点が力行時用に設定される力行時拡散領域に含まれる場合に拡散モードを実行し、回転電機の回生時において、回転電機の運転点が回生時用に設定される回生時拡散領域に含まれる場合に拡散モードを実行する。 In this switching device control method, the diffusion mode is executed when the operating point of the rotary electric machine is included in the power running diffusion region set for the power running during the power running of the rotating electric machine, and the rotating electric machine rotates during the regeneration. The diffusion mode is executed when the operating point of the electric machine is included in the regeneration diffusion region set for regeneration.

上記態様によれば、より適切な回転電機の運転点範囲において拡散モードを実行することができる。 According to the above aspect, the diffusion mode can be executed in a more suitable operating point range of the rotary electric machine.

図1は、本発明の各実施形態に共通するスイッチング装置制御システムの構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a switching device control system common to each embodiment of the present invention. 図2は、拡散モードにおけるキャリア周波数の設定態様の一例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a carrier frequency setting mode in the diffusion mode. 図3は、第1実施形態におけるスイッチング装置制御方法を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a switching device control method according to the first embodiment. 図4は、力行時拡散領域判定の詳細を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the details of the power running diffusion region determination. 図5は、回生時拡散領域判定の詳細を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the details of the diffusion region determination during regeneration. 図6は、拡散モード設定処理の詳細を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating the details of the diffusion mode setting process. 図7は、力行時拡散領域及び力行時通常領域を規定する運転点範囲を示すマップである。FIG. 7 is a map showing an operating point range that defines a power running diffusion region and a power running normal region. 図8は、回生時における拡散モードと通常モードを設定するための運転点範囲の一例を示すマップである。FIG. 8 is a map showing an example of the operating point range for setting the diffusion mode and the normal mode at the time of regeneration. 図9は、第2実施形態による、力行時のモータの運転点に応じて力行時第2切り替え時間を変化させる処理を説明するフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of changing the second switching time during power running according to the operating point of the motor during power running according to the second embodiment. 図10は、第2実施形態による、回生時のモータの運転点に応じて回生時第2切り替え時間を変化させる処理を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of changing the second switching time during regeneration according to the operating point of the motor during regeneration according to the second embodiment. 図11は、力行時拡散領域において力行時第2切り替え時間を変化させるための分割領域に対応する運転点範囲を説明するマップである。FIG. 11 is a map for explaining the operating point range corresponding to the divided region for changing the second switching time during power running in the power running diffusion region. 図12は、回生時拡散領域において回生時第2切り替え時間を変化させるための分割領域に対応する運転点範囲を説明するマップである。FIG. 12 is a map for explaining the operating point range corresponding to the divided region for changing the second switching time during regeneration in the diffusion region during regeneration. 図13は、第3実施形態による外部回路を取り付けた電力供給系統の構成を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system to which an external circuit is attached according to the third embodiment. 図14は、電力供給系統の等価回路を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an equivalent circuit of the power supply system. 図15は、力行時拡散領域を規定する運転点範囲の一例を示すマップである。FIG. 15 is a map showing an example of an operating point range that defines a diffusion region during power running. 図16は、外部回路を取り付けた場合のリプル電流の周波数スペクトルを示す。FIG. 16 shows the frequency spectrum of the ripple current when an external circuit is attached. 図17は、第4実施形態におけるスイッチング装置制御方法を説明するフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating a switching device control method according to the fourth embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[各実施形態に共通する前提構成]
図1は、各実施形態に共通するスイッチング装置制御システム200の構成を説明する図である。
[Prerequisite configuration common to each embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a switching device control system 200 common to each embodiment.

図示のように、スイッチング装置制御システム200は、スイッチング装置としてのインバータ10と、インバータ10を制御する制御装置100と、を有する。 As shown in the figure, the switching device control system 200 includes an inverter 10 as a switching device and a control device 100 that controls the inverter 10.

インバータ10は、リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスにより構成される直流電源としてのバッテリ1と、例えば3相交流モータ(特に車載用の3相交流モータ)である回転電機としてのモータ2と、の間に配置される。 The inverter 10 includes a battery 1 as a DC power source composed of a power storage device such as a lithium ion secondary battery, and a motor 2 as a rotary electric machine which is, for example, a three-phase AC motor (particularly a three-phase AC motor for vehicles). Placed between.

インバータ10は、複数の半導体素子から成るスイッチング回路11と、平滑コンデンサ15と、を備えている。 The inverter 10 includes a switching circuit 11 composed of a plurality of semiconductor elements and a smoothing capacitor 15.

スイッチング回路11は、3相6アーム、すなわち、UVWの3相のそれぞれにおいて上アームと下アームとにより構成されており、半導体素子として構成される6つのスイッチング素子12を備える。 The switching circuit 11 is composed of three phases and six arms, that is, an upper arm and a lower arm in each of the three phases of UVW, and includes six switching elements 12 configured as semiconductor elements.

そして、モータ2の力行時には、制御装置100から入力されるPWM信号に応じてスイッチング回路11におけるスイッチング動作(スイッチング素子12の開閉)が実行されることで、バッテリ1からの直流電力が所望の交流電力に変換されてモータ2に供給される。一方、モータ2の回生時には、スイッチング回路11におけるスイッチング動作が実行されることで、モータ2の回転エネルギーが直流電力に変換されてバッテリ1に供給される。 Then, when the motor 2 is powered, the switching operation (opening / closing of the switching element 12) in the switching circuit 11 is executed in response to the PWM signal input from the control device 100, so that the DC power from the battery 1 is a desired AC. It is converted into electric power and supplied to the motor 2. On the other hand, when the motor 2 is regenerated, the switching operation in the switching circuit 11 is executed, so that the rotational energy of the motor 2 is converted into DC power and supplied to the battery 1.

また、平滑コンデンサ15は、バッテリ1の正極ラインと負極ラインとの間において、スイッチング回路11と並列且つスイッチング回路11に対してバッテリ1側に設けられている。平滑コンデンサ15は、インバータ10内で生じるリプル電流を平滑化する。 Further, the smoothing capacitor 15 is provided between the positive electrode line and the negative electrode line of the battery 1 in parallel with the switching circuit 11 and on the battery 1 side with respect to the switching circuit 11. The smoothing capacitor 15 smoothes the ripple current generated in the inverter 10.

さらに、スイッチング装置制御システム200は、スイッチング素子12からモータ2に供給される電流を検出する電流センサ4と、モータ2の回転子の磁気位置を検出する磁気位置センサとしてのレゾルバ5と、バッテリ1の端子電圧を検出する電圧センサ16と、を備える。各センサの検出信号は制御装置100に出力される。なお、以下では、電流センサ4の検出値を単に「三相電流検出値(iur *,ivr *,iwr *)」とも称する。また、電圧センサ16の検出値を単に「直流電圧Vdc」とも称する。 Further, the switching device control system 200 includes a current sensor 4 that detects the current supplied from the switching element 12 to the motor 2, a resolver 5 as a magnetic position sensor that detects the magnetic position of the rotor of the motor 2, and a battery 1. A voltage sensor 16 for detecting the terminal voltage of the above is provided. The detection signal of each sensor is output to the control device 100. In the following, the detected value of the current sensor 4 is also simply referred to as "three-phase current detected value (i ur * , i vr * , i wr * )". Further, the detected value of the voltage sensor 16 is also simply referred to as "DC voltage V dc".

次に、制御装置100の構成について説明する。制御装置100は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備え、後述する各処理を実行可能となるようにプログラムされたコンピュータにより構成される。なお、制御装置100を、各処理を分散して実行する複数のコンピュータハードウェアにより構成することも可能である。 Next, the configuration of the control device 100 will be described. The control device 100 includes a central computing device (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface), and is programmed so that each process described later can be executed. Consists of computers. It is also possible to configure the control device 100 with a plurality of computer hardware that distributes and executes each process.

特に、制御装置100は、外部からの要求負荷(車両の場合にはアクセルペダルに対する操作量など)に基づいて定まるモータ2の要求トルク(トルク指令値T*)、三相電流検出値(iur,ivr,iwr)、レゾルバ5の検出値、及び直流電圧Vdcを入力として取得し、これら各検出値に基づいてPWM信号を生成し、インバータ10に出力する。 In particular, the control device 100 has a required torque (torque command value T * ) and a three-phase current detection value ( ir ) of the motor 2 determined based on an externally required load (in the case of a vehicle, the amount of operation on the accelerator pedal, etc.). , I vr , i wr ), the detected value of the resolver 5, and the DC voltage V dc are acquired as inputs, and a PWM signal is generated based on each of these detected values and output to the inverter 10.

具体的、制御装置100は、電流指令値演算部101、電流制御部102、dq/uvw変換部103、信号変換部104、uvw/dq変換部105、モータ位置演算部106を備える。 Specifically, the control device 100 includes a current command value calculation unit 101, a current control unit 102, a dq / uvw conversion unit 103, a signal conversion unit 104, a uvw / dq conversion unit 105, and a motor position calculation unit 106.

電流指令値演算部101は、トルク指令値T*、直流電圧Vdc、及び、モータ位置演算部106からの電気角速度ωの入力を受け付ける。電流指令値演算部101は、これらの入力に基づいて、予め定められたマップを用いてdq軸電流指令値(id *,iq *)を算出する。そして、電流指令値演算部101は、算出したdq軸電流指令値(id *,iq *)を電流制御部102に出力する。 The current command value calculation unit 101 receives inputs of the torque command value T * , the DC voltage V dc , and the electric angular velocity ω from the motor position calculation unit 106. Based on these inputs, the current command value calculation unit 101 calculates the dq-axis current command value ( id * , i q * ) using a predetermined map. Then, the current command value calculation unit 101 outputs the calculated dq-axis current command value ( id * , i q * ) to the current control unit 102.

電流制御部102は、電流指令値演算部101からのdq軸電流指令値(id *,iq *)、及び、uvw/dq変換部105からのdq軸電流検出値(idr,iqr)の入力を受け付ける。電流制御部102は、PI制御等のフィードバック制御により、dq軸電流指令値(id *,iq *)とdq軸電流検出値(idr,iqr)との偏差がゼロとなるように、dq電圧指令値(vd *,vq *)を演算する。電流制御部102は、dq電圧指令値(vd *,vq *)をdq/uvw変換部103に出力する。 The current control unit 102, dq axis current command value from the current command value calculating section 101 (i d *, i q *), and, dq axis current detection values from the uvw / dq conversion unit 105 (i dr, i qr ) Is accepted. The current control unit 102 uses feedback control such as PI control so that the deviation between the dq-axis current command value (id * , i q * ) and the dq-axis current detection value ( id dr , i qr) becomes zero. , Dq Calculate the voltage command value (v d * , v q *). The current control unit 102 outputs the dq voltage command value (v d * , v q * ) to the dq / uvw conversion unit 103.

dq/uvw変換部103は、電流制御部102からのdq電圧指令値(vd *,vq *)を、モータ位置演算部106からの磁極位置θeを用いて三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)に変換する。dq/uvw変換部103は、得られた三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)を信号変換部104に出力する。 The dq / uvw conversion unit 103 uses the dq voltage command value (v d * , v q * ) from the current control unit 102 as the three-phase voltage command value (v u) using the magnetic pole position θe from the motor position calculation unit 106. * , V v * , v w * ). The dq / uvw conversion unit 103 outputs the obtained three-phase voltage command values (v u * , v v * , v w * ) to the signal conversion unit 104.

信号変換部104は、三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)及び図示しない搬送波生成部で生成された搬送波(一般に数kHz〜10数kHz程度のキャリア周波数を持つ三角波)とを比較して、インバータ10のスイッチング制御に用いるPWM信号を生成する。そして、信号変換部104は、生成したPWM信号をインバータ10に出力する。そして、インバータ10は、このPWM信号に応じたスイッチングパターンでスイッチング回路11のスイッチング素子12を操作する。 The signal conversion unit 104 uses a three-phase voltage command value (v u * , v v * , v w * ) and a carrier wave generated by a carrier wave generator (not shown) (generally, a triangular wave having a carrier frequency of about several kHz to several kHz. ), And a PWM signal used for switching control of the inverter 10 is generated. Then, the signal conversion unit 104 outputs the generated PWM signal to the inverter 10. Then, the inverter 10 operates the switching element 12 of the switching circuit 11 in a switching pattern corresponding to the PWM signal.

これにより、力行時には、バッテリ1から供給される直流電力を三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)に応じた3相の交流電力がモータ2に供給される。また、回生時には、モータ2の回転エネルギーが三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)に応じた直流電力に変換されてバッテリ1に供給される。 As a result, at the time of power running, the DC power supplied from the battery 1 is supplied to the motor 2 with the three-phase AC power corresponding to the three-phase voltage command values (v u * , v v * , v w *). Further, at the time of regeneration, the rotational energy of the motor 2 is converted into DC power according to the three-phase voltage command values (v u * , v v * , v w *) and supplied to the battery 1.

uvw/dq変換部105は、電流センサ4で検出される三相電流検出値(iur,ivr,iwr)を、モータ位置演算部106からの磁極位置θeを用いてdq軸電流検出値(idr,iqr)に変換する。そして、uvw/dq変換部105は、dq軸電流検出値(idr,iqr)を電流制御部102に出力する。 The uvw / dq conversion unit 105 uses the three-phase current detection value (i ur , i vr , i wr ) detected by the current sensor 4 as the dq axis current detection value using the magnetic pole position θe from the motor position calculation unit 106. Convert to (i dr , i qr). Then, the uvw / dq conversion unit 105 outputs the dq-axis current detection value (i dr , i qr ) to the current control unit 102.

モータ位置演算部106は、レゾルバ5の検出値から磁極位置θe及び電気角速度ωを演算する。モータ位置演算部106は、演算した磁極位置θe及び電気角速度ωをそれぞれ、dq/uvw変換部103及びuvw/dq変換部105に出力する。 The motor position calculation unit 106 calculates the magnetic pole position θe and the electric angular velocity ω from the detected values of the resolver 5. The motor position calculation unit 106 outputs the calculated magnetic pole position θe and the electric angular velocity ω to the dq / uvw conversion unit 103 and the uvw / dq conversion unit 105, respectively.

以上説明した構成を有する制御装置100(特に信号変換部104)は、モータ2が力行状態である場合及び回生状態である場合のそれぞれにおいて、モータ2の運転点に応じてキャリア周波数を一定にする通常モードとこれを変化させる拡散モードを設定する。 The control device 100 (particularly the signal conversion unit 104) having the configuration described above makes the carrier frequency constant according to the operating point of the motor 2 in each of the case where the motor 2 is in the power running state and the case where the motor 2 is in the regenerative state. Set the normal mode and the diffusion mode to change this.

ここで、通常モードでは、キャリア周波数を、電圧指令値の制御周期tの2倍に相当する基本周波数F0に設定する。一方で、単一のキャリア周波数を設定する通常モードの場合、モータ2の運転点によっては、所定の周波数にリプル電流が集中して、当該周波数のリプル電圧レベルが大きくなる。このため、リプル電流を抑制すべきシーンにおいては、拡散モードを設定する。拡散モードでは、キャリア周波数として、基本周波数F0(第1周波数)と当該基本周波数F0の整数倍の拡散周波数F1(第2周波数)と、を交互に設定する。以下、拡散モードの詳細について説明する。 Here, in the normal mode, the carrier frequency is set to the fundamental frequency F0 corresponding to twice the control cycle t of the voltage command value. On the other hand, in the normal mode in which a single carrier frequency is set, the ripple current is concentrated on a predetermined frequency depending on the operating point of the motor 2, and the ripple voltage level of the frequency becomes large. Therefore, in the scene where the ripple current should be suppressed, the diffusion mode is set. In the diffusion mode, the fundamental frequency F0 (first frequency) and the diffusion frequency F1 (second frequency), which is an integral multiple of the fundamental frequency F0, are alternately set as the carrier frequency. The details of the diffusion mode will be described below.

図2は、拡散モードにおけるキャリア周波数の設定態様の一例を説明する図である。図2で示す例では、拡散周波数F1が基本周波数F0の2倍に設定されている。また、拡散モードにおいて、基本周波数F0を設定する時間(以下、「第1切り替え時間t21」とも称する)は制御周期tの2倍に設定されている。さらに、拡散周波数F1を設定する時間(以下、「第2切り替え時間t22」とも称する)も制御周期tの2倍に設定されている。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a carrier frequency setting mode in the diffusion mode. In the example shown in FIG. 2, the diffusion frequency F1 is set to twice the fundamental frequency F0. Further, in the diffusion mode, the time for setting the fundamental frequency F0 (hereinafter, also referred to as “first switching time t 21 ”) is set to twice the control cycle t. Further, the time for setting the diffusion frequency F1 (hereinafter, also referred to as “second switching time t 22 ”) is set to twice the control cycle t.

したがって、図2に示す例では、拡散モードにおいては、キャリア周波数が制御周期tの2倍の時間ごとに基本周波数F0と拡散周波数F1の間で交互に繰り返すように設定されている。 Therefore, in the example shown in FIG. 2, in the diffusion mode, the carrier frequency is set to alternately repeat between the fundamental frequency F0 and the diffusion frequency F1 at intervals of twice the control cycle t.

なお、拡散周波数F1は基本周波数F0の2倍に限られない。すなわち、拡散周波数F1は基本周波数F0と異なる値(特に基本周波数F0よりも大きい値)であれば適宜任意の値に設定することができる。しかしながら、後述する理由により、拡散周波数F1は基本周波数F0の2倍、3倍、又は4倍等の整数倍に設定されることが好ましい。また、第1切り替え時間t21及び第2切り替え時間t22は図2に示したもの以外にも適宜設定することができる。特に、第1切り替え時間t21及び第2切り替え時間t22を相互に異なる値に設定しても良い。 The diffusion frequency F1 is not limited to twice the fundamental frequency F0. That is, if the diffusion frequency F1 has a value different from the fundamental frequency F0 (particularly a value larger than the fundamental frequency F0), it can be appropriately set to an arbitrary value. However, for the reason described later, it is preferable that the diffusion frequency F1 is set to an integral multiple such as twice, three times, or four times the fundamental frequency F0. Further, the first switching time t 21 and the second switching time t 22 can be appropriately set in addition to those shown in FIG. In particular, the first switching time t 21 and the second switching time t 22 may be set to different values.

上述の拡散モードを実行することで、キャリア周波数が特定の周波数に集中することに起因するリプル電圧の増加が抑制される。これにより、リプル電圧を平滑化させる観点から平滑コンデンサ15に要求される容量を低減させることができ、平滑コンデンサ15の小型化を図ることができる。 By executing the above-mentioned diffusion mode, an increase in the ripple voltage due to the carrier frequency being concentrated on a specific frequency is suppressed. As a result, the capacitance required for the smoothing capacitor 15 can be reduced from the viewpoint of smoothing the ripple voltage, and the smoothing capacitor 15 can be miniaturized.

また、制御装置100は、電圧指令値と搬送波との大小関係を比較し、搬送波の瞬間値が電圧指令値以上であるときにオフ信号(またはオン信号)を送信し、当該瞬間値が電圧指令値よりも低くなるとオン信号(またはオフ信号)を送信することを繰り返すことによりPWM信号を生成する。特に、制御装置100は、オン信号(またはオフ信号)が継続している時間をパルス幅とし、当該パルス幅を周期的に変化させる。 Further, the control device 100 compares the magnitude relationship between the voltage command value and the carrier wave, transmits an off signal (or an on signal) when the instantaneous value of the carrier wave is equal to or higher than the voltage command value, and the instantaneous value is the voltage command. When it becomes lower than the value, the PWM signal is generated by repeating the transmission of the on signal (or the off signal). In particular, the control device 100 sets the time during which the on signal (or off signal) continues as the pulse width, and periodically changes the pulse width.

また、搬送波の周期(基本周波数F0及び拡散周波数F1のそれぞれの逆数)が制御周期tの整数倍に設定される。これにより、キャリア周波数の切り替えのタイミングと電圧指令値の更新のタイミングの差(位相差)の変化を抑制し、搬送波と電圧指令値とを好適に同期させることができる。したがって、インバータ10において、キャリア周波数切り替え時のトルク精度の低下やトルクリプルの発生を抑制することができる。特に、搬送波と電圧指令値とを同期させることにより、両者の位相差をゼロにすることが好適である。 Further, the period of the carrier wave (the reciprocal of each of the fundamental frequency F0 and the diffusion frequency F1) is set to an integral multiple of the control period t. As a result, it is possible to suppress a change in the difference (phase difference) between the timing of switching the carrier frequency and the timing of updating the voltage command value, and it is possible to preferably synchronize the carrier wave and the voltage command value. Therefore, in the inverter 10, it is possible to suppress a decrease in torque accuracy and the occurrence of torque ripple when the carrier frequency is switched. In particular, it is preferable to make the phase difference between the carrier wave and the voltage command value zero by synchronizing the carrier wave and the voltage command value.

なお、キャリア周波数の切り替えは、搬送波の瞬間値が搬送波の振幅の中間(ゼロ点)となる位置に来たときに行うことができるが、当該瞬間値が搬送波の振幅のピーク(最大値、又は最小値)となる位置に来たときに切り替えることも可能である。 The carrier frequency can be switched when the instantaneous value of the carrier wave reaches a position in the middle (zero point) of the amplitude of the carrier wave, and the instantaneous value is the peak (maximum value or the maximum value) of the amplitude of the carrier wave. It is also possible to switch when the position reaches the minimum value.

以下で説明する各実施形態において、制御装置100は、モータ2が力行及び回生のそれぞれの場合において、モータ2の運転点に基づき、リプル電流の抑制、スイッチング回路11の熱上昇の抑制、ノイズの抑制、及びモータ2のエネルギー効率(電費)の間のバランスの観点から好ましい態様で通常モードと拡散モードの切り替えを行う。 In each of the embodiments described below, the control device 100 suppresses the ripple current, suppresses the heat rise of the switching circuit 11, and suppresses noise based on the operating point of the motor 2 when the motor 2 is power running and regenerating. The normal mode and the diffusion mode are switched in a preferable manner from the viewpoint of suppression and balance between the energy efficiency (electricity cost) of the motor 2.

[第1実施形態]
以下、第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment will be described.

図3は、第1実施形態におけるスイッチング装置制御方法を説明するフローチャートである。なお、制御装置100(特に信号変換部104)は、図3に示すルーチンを所定制御周期ごとに繰り返し実行する。 FIG. 3 is a flowchart illustrating a switching device control method according to the first embodiment. The control device 100 (particularly, the signal conversion unit 104) repeatedly executes the routine shown in FIG. 3 at predetermined control cycles.

先ず、ステップS110において、制御装置100は、モータ2が力行状態であるか否かを判定する。具体的に、制御装置100は、モータ回転数N及びq軸電流指令値iq *の少なくとも何れかが正の値である場合にモータ2が力行状態であると判断し、そうでない場合にはモータ2が力行状態ではない(すなわち、回生状態)であると判断する。なお、モータ2が力行状態であるか否かを、モータ回転数N又はq軸電流指令値iq *に代えて、トルク指令値Tm *が正であるか否かにより判定しても良い。 First, in step S110, the control device 100 determines whether or not the motor 2 is in the power running state. Specifically, the control device 100 determines that the motor 2 is in the power running state when at least one of the motor rotation speed N and the q-axis current command value i q * is a positive value, and if not, the motor 2 is in a power running state. It is determined that the motor 2 is not in the power running state (that is, in the regenerative state). Whether or not the motor 2 is in the power running state may be determined by whether or not the torque command value T m * is positive instead of the motor rotation speed N or the q-axis current command value i q *. ..

そして、制御装置100はモータ2が力行状態であると判断すると、ステップS120に進み力行時拡散領域判定を実行する。一方、制御装置100はモータ2が回生状態であると判断すると、ステップS130に進み回生時拡散領域判定を実行する。 Then, when the control device 100 determines that the motor 2 is in the power running state, the control device 100 proceeds to step S120 and executes the power running diffusion region determination. On the other hand, when the control device 100 determines that the motor 2 is in the regenerative state, the control device 100 proceeds to step S130 and executes the regeneration time diffusion region determination.

図4は、力行時拡散領域判定の詳細を説明するフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart illustrating the details of the power running diffusion region determination.

図示のように、力行時拡散領域判定においては、制御装置100は、現在のモータトルクTに相当するq軸電流検出値iqrが力行時基本電流閾値iq_d0以上であって、モータ回転数Nが力行時基本下限回転数N_d0_inf以上且つ力行時基本上限回転数N_d0_up以下である場合(ステップS121及びステップS122の判定結果が何れもYesの場合)に、モータ2の運転点が拡散領域(以下、「力行時拡散領域Adp」とも称する)に含まれると判断する(ステップS123)。 As shown in the figure, in the power running diffusion region determination, the control device 100 has the q-axis current detection value i qr corresponding to the current motor torque T equal to or higher than the power running basic current threshold i q_d0 , and the motor rotation speed N. When is equal to or greater than the basic lower limit rotation speed N_ d0_inf during power running and less than or equal to the basic upper limit rotation speed N_ d0_up during power running (when the determination results in steps S121 and S122 are both Yes), the operating point of the motor 2 is in the diffusion region (when the determination results in steps S121 and S122 are both Yes). Hereinafter, it is determined that the vehicle is included in the “powering diffusion region Adp”) (step S123).

一方、それ以外の場合(ステップS121及びステップS122の判定結果の少なくとも一方がNoの場合)に、モータ2の運転点が通常領域(以下、「力行時通常領域Adb」とも称する)に含まれると判断する(ステップS124)。 On the other hand, in other cases (when at least one of the determination results in step S121 and step S122 is No), the operating point of the motor 2 is included in the normal region (hereinafter, also referred to as " normal region A db during power running"). (Step S124).

また、図5は、回生時拡散領域判定の詳細を説明するフローチャートである。図示のように、制御装置100は、q軸電流検出値iqrが回生時基本電流閾値iq_r0以上であって、モータ回転数Nが回生時基本下限回転数N_r0_inf以上且つ回生時基本上限回転数N_r0_up以下である場合(ステップS131及びステップS132の判定結果が何れもYesの場合)に、モータ2の運転点が拡散領域(以下、「回生時拡散領域Arp」とも称する)に含まれると判断する(ステップS133)。 Further, FIG. 5 is a flowchart illustrating the details of the determination of the diffusion region during regeneration. As shown in the figure, in the control device 100, the q-axis current detection value i qr is equal to or higher than the basic current threshold i q_r0 during regeneration, the motor rotation speed N is equal to or higher than the basic lower limit rotation speed N_ r0_inf during regeneration, and the basic upper limit rotation during regeneration. When the number is N_ r0_up or less (when the determination results of steps S131 and S132 are both Yes), the operating point of the motor 2 is included in the diffusion region (hereinafter, also referred to as “regeneration diffusion region A rp”). (Step S133).

一方、それ以外の場合(ステップS131及びステップS132の判定結果の少なくとも一方がNoの場合)に、モータ2の運転点が通常領域(以下、「回生時通常領域Arb」とも称する)に含まれると判断する(ステップS134)。 On the other hand, in other cases (when at least one of the determination results in step S131 and step S132 is No), the operating point of the motor 2 is included in the normal region (hereinafter, also referred to as " normal region during regeneration Arb"). (Step S134).

図3に戻り、制御装置100は、ステップS120の力行時拡散領域判定又はステップS130の回生時拡散領域判定の後に、ステップS140の処理に移行する。 Returning to FIG. 3, the control device 100 shifts to the process of step S140 after the power running diffusion region determination in step S120 or the regeneration diffusion region determination in step S130.

ステップS140において、制御装置100は、モータ2の運転点が力行時拡散領域Adp又は回生時拡散領域Arpに含まれると判断した場合にステップS150の拡散モード設定処理に移行する。一方で、制御装置100は、そうでない場合(モータ2の運転点が力行時通常領域Adb又は回生時通常領域Arbに含まれると判断した場合)にステップS160の通常モード設定処理に移行する。 In step S140, when the control device 100 determines that the operating point of the motor 2 is included in the power running diffusion region Adp or the regeneration diffusion region A rp , the control device 100 shifts to the diffusion mode setting process in step S150. On the other hand, if this is not the case (when it is determined that the operating point of the motor 2 is included in the normal region A db during power running or the normal region Ar rb during regeneration), the control device 100 shifts to the normal mode setting process in step S160. ..

ここで、通常モード設定処理では、制御装置100はキャリア周波数を一定とする。一方、拡散モード設定処理では、制御装置100は力行状態及び回生状態ごとに定められた態様でキャリア周波数を変化させる。以下、拡散モード設定処理の詳細を説明する。 Here, in the normal mode setting process, the control device 100 keeps the carrier frequency constant. On the other hand, in the diffusion mode setting process, the control device 100 changes the carrier frequency in a mode determined for each of the power running state and the regenerative state. The details of the diffusion mode setting process will be described below.

図6は、拡散モード設定処理の詳細を説明するフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart illustrating the details of the diffusion mode setting process.

図示のように、制御装置100は、モータ2の運転点が力行時拡散領域Adpに含まれる場合には、力行時用に定められた拡散モード(以下、「力行時拡散モード」)を実行する(ステップS151のYes及びステップS152)。 As shown in the figure, when the operating point of the motor 2 is included in the power running diffusion region Adp , the control device 100 executes a diffusion mode defined for power running (hereinafter, “power running diffusion mode”). (Yes in step S151 and step S152).

具体的に、力行時拡散モードにおいて、制御装置100は、キャリア周波数を、第1周波数としての基本周波数F0と力行時用の拡散周波数F1として予め定められる力行時拡散周波数F1_dとの間で交互に切り替える。 Specifically, alternately during power running spreading mode, the control device 100, the carrier frequency, between the fundamental frequency F0 with a predetermined be power running spread frequency F1_ d as spread frequency F1 for power running of the first frequency Switch to.

また、制御装置100は、キャリア周波数として第1周波数を設定する時間である上述の第1切り替え時間t21として、力行時用に定められた力行時第1切り替え時間t21_dを設定する。さらに、制御装置100は、キャリア周波数として第2周波数を設定する時間である上述の第2切り替え時間t22として、力行時用に定められた力行時第2切り替え時間t22_dを設定する。 Further, the control device 100 sets the first switching time t 21 _ d during power running as the first switching time t 21 described above, which is the time for setting the first frequency as the carrier frequency. Further, the control device 100 sets the second switching time t 22 _ d during power running as the above-mentioned second switching time t 22 which is the time for setting the second frequency as the carrier frequency.

なお、本実施形態では、力行時拡散周波数F1_dを基本周波数F0の2倍に設定する。しかしながら、これに限られず、力行時拡散周波数F1_dを基本周波数F0の3倍以上の整数倍の値に設定しても良い。また、本実施形態では、力行時第1切り替え時間t21_d及び力行時第2切り替え時間t22_dは相互に同一であって、制御周期tの整数倍(例えば2倍)に設定する。 In the present embodiment, to set the power running spread frequency F1_ d to two times the fundamental frequency F0. However, not limited to this, the power running time spread frequency F1_ d may be set to an integral multiple of the least three times the fundamental frequency F0. Further, in the present embodiment, the first switching time t 21 _ d during power running and the second switching time t 22 _ d during power running are the same as each other and are set to an integral multiple (for example, twice) of the control cycle t. ..

一方、制御装置100は、モータ2の運転点が回生時拡散領域Arpに含まれる場合には、回生時用に定められた拡散モード(以下、「回生時拡散モード」)を実行する(ステップS151のNo及びステップS153)。 On the other hand, when the operating point of the motor 2 is included in the regeneration diffusion region Arp , the control device 100 executes a diffusion mode defined for regeneration (hereinafter, “regeneration diffusion mode”) (step). No of S151 and step S153).

具体的に、回生時拡散モードにおいて、制御装置100は、キャリア周波数を、第1周波数としての基本周波数F0と回生時用の拡散周波数F1として予め定められる回生時拡散周波数F1_rとの間で交互に切り替える。 Specifically, alternating in the regeneration time spreading mode, the control device 100, the carrier frequency, between the fundamental frequency F0 with a predetermined be regenerated when spread frequency F1_ r as spread frequency F1 for regeneration when the first frequency Switch to.

また、制御装置100は、第1切り替え時間t21として、回生時用に定められた回生時第1切り替え時間t21_rを設定する。さらに、制御装置100は、第2切り替え時間t22として、回生時用に定められた回生時第2切り替え時間t22_rを設定する。 The control device 100 includes a first switch time t 21, set the first switching time during regenerative defined for regeneration at t 21 _ r. Further, the control unit 100, a second switching time t 22, set the second switching time during regenerative defined for regeneration at t 22 _ r.

なお、本実施形態では、回生時拡散周波数F1_rを力行時拡散周波数F1_dと同様に、基本周波数F0の2倍に設定する。しかしながら、これに限られず、回生時拡散周波数F1_rを基本周波数F0の3倍以上の整数倍の値に設定しても良いし、力行時拡散周波数F1_dと異なる値に設定しても良い。 In the present embodiment, the regeneration time spread frequency F1_ r similarly to the power running spread frequency F1_ d, is set to twice the fundamental frequency F0. However, not limited thereto, and may be set during regeneration spread frequency F1_ r an integer multiple of the least three times the fundamental frequency F0, it may be set to a value different from the power running time spread frequency F1_ d.

以上説明したように、本実施形態におけるスイッチング装置制御方法では、モータ2が力行状態である場合には、運転点が力行時拡散領域Adpに含まれる場合に拡散モードを実行し、力行時通常領域Adbに含まれる場合に通常モードを実行する。一方、モータ2が回生状態である場合には、運転点が回生時拡散領域Arpに含まれる場合に拡散モードを実行し、回生時通常領域Arbに含まれる場合に通常モードを実行する。すなわち、力行時及び回生時のそれぞれに応じて個別に規定した拡散領域と通常領域に基づいて、拡散モードと通常モードの切り替えを行う。 As described above, in the switching device control method in the present embodiment, when the motor 2 is in the power running state, the diffusion mode is executed when the operating point is included in the power running diffusion region Adp , and the power running normal Execute normal mode when it is included in the area A db. On the other hand, when the motor 2 is in the regenerative state, the diffusion mode is executed when the operating point is included in the regeneration diffusion region A rp , and the normal mode is executed when the operation point is included in the regeneration normal region Ar b. That is, the diffusion mode and the normal mode are switched based on the diffusion region and the normal region individually defined according to each of the power running and the regeneration.

次に、本実施形態の力行時及び回生時における拡散モードと通常モードの切り替えによる技術的意義について説明する。 Next, the technical significance of switching between the diffusion mode and the normal mode during power running and regeneration of the present embodiment will be described.

図7は、力行時拡散領域Adp及び力行時通常領域Adbを規定する運転点範囲を示すマップである。図8は、回生時拡散領域Arp及び回生時通常領域Arbを規定する運転点範囲を示すマップである。なお、図8において、回生時のモータトルクT(<0)及びモータ回転数N(<0)を表す観点からの便宜上、縦軸及び横軸の正負は反転させている。 FIG. 7 is a map showing an operating point range that defines the power running diffusion region Adp and the power running normal region A db. FIG. 8 is a map showing an operating point range that defines the regeneration diffusion region A rp and the regeneration normal region A rb. In FIG. 8, the vertical axis and the horizontal axis are reversed for convenience from the viewpoint of representing the motor torque T (<0) and the motor rotation speed N (<0) at the time of regeneration.

また、図7及び図8に示されるマップは予め実験等により定められ、制御装置100内の図示しないメモリ又は該制御装置100が当該マップを取得するために通信可能な任意の装置の記憶領域に保存される。 Further, the maps shown in FIGS. 7 and 8 are determined in advance by experiments or the like, and are stored in a memory (not shown) in the control device 100 or a storage area of an arbitrary device that the control device 100 can communicate with in order to acquire the map. It will be saved.

先ず、図7に示すように、力行時拡散領域Adpは、モータトルクTが力行時基本トルク閾値Tq_d0(力行時基本電流閾値iq_d0に相当)以上であって、モータ回転数Nが力行時基本下限回転数N_d0_inf以上且つ力行時基本上限回転数N_d0_up以下の運転点範囲として設定される。 First, as shown in FIG. 7, during powering diffusion region A dp is a the motor torque T is higher during power running basic torque threshold T Q_d0 (corresponding to power running operation basic current threshold i q_d0), motor rotation speed N is powering It is set as an operating point range that is equal to or greater than the basic lower limit rotation speed N_ d0_inf and less than or equal to the basic upper limit rotation speed N_ d0_up during power running.

ここで、本実施形態の力行時の拡散モードでは、キャリア周波数として、制御周期tの2倍相当の基本周波数F0と、基本周波数F0の2倍相当の力行時拡散周波数F1_dを交互に設定する。このため、上述のように、リプル電流の増大を抑制しつつ、キャリア周波数切り替え時のトルク精度の低下やトルクリプルの発生を抑制することができる。一方で、このような切り替えを行うことで時間当たりのキャリア周波数の平均値が増大するため、キャリア周波数を基本周波数F0に固定する場合と比べてスイッチングによるエネルギー損失が大きくなりモータ2のエネルギー効率が低下することも想定される。したがって、拡散モードを実行する運転点の範囲は必要最低限にとどめることが望ましい。 Here, in the diffusion mode during power running of this embodiment, as the carrier frequency, the fundamental frequency F0 equivalent to twice the control cycle t, set alternately equivalent to twice the power running spread frequency F1_ d of the fundamental frequency F0 .. Therefore, as described above, it is possible to suppress an increase in the ripple current, while suppressing a decrease in torque accuracy and the occurrence of torque ripple when switching the carrier frequency. On the other hand, since the average value of the carrier frequencies per hour increases by performing such switching, the energy loss due to switching becomes larger than when the carrier frequency is fixed at the fundamental frequency F0, and the energy efficiency of the motor 2 becomes higher. It is also expected to decrease. Therefore, it is desirable to keep the range of operating points where the diffusion mode is executed to the minimum necessary.

このような状況に対して、本実施形態では、特にリプル電流(ノイズ)の増大を抑制するためにキャリア周波数を変化させる要求よりも、エネルギー効率の低下抑制の要求を優先すべき運転点範囲であるエネルギー抑制領域C1(図7において破線で示す)を設定し、少なくとも当該エネルギー抑制領域C1を避けるように力行時拡散領域Adpを設定する。 In response to such a situation, in the present embodiment, in particular, in the operating point range in which the request for suppressing the decrease in energy efficiency should be prioritized over the request for changing the carrier frequency in order to suppress the increase in the ripple current (noise). A certain energy suppression region C1 (shown by a broken line in FIG. 7) is set, and at least the power running diffusion region Adp is set so as to avoid the energy suppression region C1.

特に、エネルギー抑制領域C1を避ける観点から、力行時拡散領域Adpを規定するモータトルクTの下限値としての力行時基本トルク閾値Tq_d0(力行時基本電流閾値iq_d0)と定める。したがって、図4のステップS121の判定で用いる力行時基本電流閾値iq_d0は、エネルギー抑制領域C1内のモータトルクTの最大値相当のq軸電流iqの値を超えるように設定される。 In particular, it determined in view of avoiding energy suppression region C1, during powering diffusion region A power running as a lower limit value of the motor torque T which defines the dp basic torque threshold T Q_d0 and (during power running basic current threshold i q_d0). Therefore, the power running basic current threshold value i q_d0 used in the determination in step S121 of FIG. 4 is set so as to exceed the value of the q-axis current i q corresponding to the maximum value of the motor torque T in the energy suppression region C1.

さらに、モータ回転数Nが比較的低く且つモータトルクTが一定値以上となる運転点範囲である発熱領域C2(特に、低回転高トルク運転時及びモータロック時などに取り得る運転点範囲)においては、特定のスイッチング素子12に電流が集中して流れることにより、当該スイッチング素子12に熱が集中する。 Further, in the heat generation region C2 (particularly, the operating point range that can be taken during low rotation and high torque operation and when the motor is locked), which is the operating point range in which the motor rotation speed N is relatively low and the motor torque T is equal to or higher than a certain value. Is concentrated in the switching element 12 because the current is concentrated in the specific switching element 12.

したがって、本実施形態では、スイッチング動作の頻度が増えることに起因してインバータ10の設計上の耐熱容量を超えるような発熱を生じることを抑制する観点から、当該発熱領域C2においては拡散モードを実行しないように力行時拡散領域Adpを設定する。具体的に、発熱領域C2は、拡散モードを実行した場合にインバータ10の発熱量が許容値を超えるようなモータ回転数Nの運転点範囲として規定される。このため、図4のステップS122の判定で用いる力行時基本下限回転数N_d0_infは、発熱領域C2における回転数上限以上の値となるように設定される。 Therefore, in the present embodiment, the diffusion mode is executed in the heat generation region C2 from the viewpoint of suppressing the generation of heat generation exceeding the design heat resistant capacity of the inverter 10 due to the increase in the frequency of switching operations. Set the diffusion region Adp during power running so that it does not occur. Specifically, the heat generation region C2 is defined as an operating point range of the motor rotation speed N such that the heat generation amount of the inverter 10 exceeds the permissible value when the diffusion mode is executed. Therefore, the basic lower limit rotation speed N_d0_inf during power running used in the determination in step S122 of FIG. 4 is set to be a value equal to or higher than the upper limit of the rotation speed in the heat generation region C2.

なお、本実施形態において、力行時拡散領域AdpにおけるモータトルクTの上限はモータ2の特性に応じた上限トルクと略一致するように設定される。これにより、モータ2の仕様に応じた最大トルクの範囲までを力行時拡散領域Adpに設定することができるので、リプル電流がより増大しやすい高トルク領域においてより確実に拡散モードを実行することができる。 In the present embodiment, the upper limit of the motor torque T in the power running diffusion region Adp is set so as to substantially coincide with the upper limit torque according to the characteristics of the motor 2. As a result, the range of the maximum torque according to the specifications of the motor 2 can be set in the diffusion region Adp during power running, so that the diffusion mode can be executed more reliably in the high torque region where the ripple current is more likely to increase. Can be done.

また、力行時拡散領域Adpにおけるモータ回転数Nの上限(力行時基本上限回転数N_d0_up)は、モータ2の特性が定トルク領域から定出力領域に遷移する回転数未満に設定される。 The upper limit of the motor rpm N at power running diffusion region A dp (power running operation basic upper limit rotation speed N_ d0_up) is characteristic of the motor 2 is set to be less than the rotational speed of transition from the constant torque region to the constant output area.

次に、図8に示すように、回生時拡散領域Arpは、モータトルクTが回生時基本トルク閾値Tq_r0(回生時基本電流閾値iq_r0に相当)以上であって、モータ回転数Nが回生時基本下限回転数N_r0_inf以上且つ回生時基本上限回転数N_r0_up以下の運転点範囲として設定される。 Next, as shown in FIG. 8, in the regeneration diffusion region A rp , the motor torque T is equal to or higher than the regeneration basic torque threshold T q_r0 (corresponding to the regeneration basic current threshold i q_r0), and the motor rotation speed N is It is set as an operating point range that is equal to or greater than the basic lower limit rotation speed N_ r0_inf during regeneration and less than or equal to the basic upper limit rotation speed N_ r0_up during regeneration.

ここで、車両に搭載されるモータ2の場合、モータ2が回生状態となるシーンとしては主に当該車両の減速時(特に、停車間際)が想定される。したがって、回生時は、力行時と比べて車両の走行音などの乗員が聴くノイズが比較的小さい。このため、回生時において、乗員はリプル電流の増大に起因するノイズをより知覚しやすいことが想定される。この点を考慮して、本実施形態では、回生時において、力行時よりも低いモータトルクTの範囲において拡散モードを実行する。したがって、回生時拡散領域ArpにおけるモータトルクTの下限(回生時基本トルク閾値Tq_r0)は、力行時拡散領域AdpにおけるモータトルクTの下限(力行時基本トルク閾値Tq_d0)に比べて低い値に設定される。 Here, in the case of the motor 2 mounted on the vehicle, the scene in which the motor 2 is in the regenerative state is mainly assumed to be when the vehicle is decelerating (particularly, just before the vehicle stops). Therefore, during regeneration, the noise heard by the occupant, such as the running noise of the vehicle, is relatively small as compared with the time of power running. Therefore, it is assumed that the occupant is more likely to perceive the noise caused by the increase in the ripple current during regeneration. In consideration of this point, in the present embodiment, the diffusion mode is executed in the range of the motor torque T lower than that during power running during regeneration. Therefore, the lower limit of the motor torque T in the regeneration diffusion region A rp (regeneration basic torque threshold T q_r0 ) is lower than the lower limit of the motor torque T in the power running diffusion region A dp (power running basic torque threshold T q_d0). Set to a value.

すなわち、図5のステップS132の判定で用いる回生時基本電流閾値iq_r0は、力行時基本電流閾値iq_d0よりも低い値に設定される。特に、上述のように、モータ2が車両に搭載される場合においては、回生時(停車間際)は力行時(走行時)に比べて、インバータ10のスイッチング素子12に流れる電流が小さいため、スイッチングによるエネルギー損失が少ない。このため回生時拡散領域ArpにおけるモータトルクTの下限を、力行時拡散領域Adpの場合よりも低くして力行時よりも拡散モードを実行するモータトルクTの範囲を広げたとしても、モータ2のエネルギー効率の低下を比較的抑えることができる。すなわち、回生時拡散領域Arpは、上述のエネルギー抑制領域C1の少なくとも一部を含む運転点範囲(特にモータトルクTの範囲)として規定される。 That is, the regeneration basic current threshold i q_r0 used in the determination in step S132 of FIG. 5 is set to a value lower than the power running basic current threshold i q_d0. In particular, as described above, when the motor 2 is mounted on a vehicle, the current flowing through the switching element 12 of the inverter 10 is smaller during regeneration (immediately before stopping) than during power running (running), so that switching is performed. There is little energy loss due to. Therefore, even if the lower limit of the motor torque T in the regeneration region A rp is set lower than that in the power running diffusion region Adp to widen the range of the motor torque T that executes the diffusion mode than in the power running region, the motor The decrease in energy efficiency of 2 can be relatively suppressed. That is, the regeneration diffusion region Arp is defined as an operating point range (particularly, a motor torque T range) including at least a part of the above-mentioned energy suppression region C1.

一方で、エネルギー効率の低下をさらに抑制するために、回生時拡散領域ArpのモータトルクTの下限は、少なくとも車両の乗員が知覚するレベルのノイズをもたらすリプル電流の増大が実質的に生じない低トルク領域を超えるように設定することが好ましい。 On the other hand, in order to further suppress the decrease in energy efficiency, the lower limit of the motor torque T in the regeneration diffusion region Arp does not substantially increase the ripple current that causes at least the level of noise perceived by the occupants of the vehicle. It is preferable to set it so as to exceed the low torque region.

さらに、本実施形態において、回生時拡散領域Arpにおけるモータ回転数Nの下限及び上限をそれぞれ規定する回生時基本下限回転数N_r0_inf及び回生時基本上限回転数N_r0_upは、それぞれ力行時拡散領域Adpにおける力行時基本下限回転数N_d0_inf及び力行時基本上限回転数N_d0_upと略同一の値に設定する。しかしながら、本実施形態のスイッチング装置制御システム200が適用される用途に応じて、リプル電流の抑制及びエネルギー効率低下の抑制のバランスを考慮し、力行時拡散領域Adpを規定するモータ回転数Nの範囲と回生時拡散領域Arpを規定するモータ回転数Nの範囲を相互に異なる範囲に設定しても良い。 Further, in the present embodiment, the basic lower limit rotation speed N_ r0_inf and the basic upper limit rotation speed N_ r0_up during regeneration, which define the lower limit and the upper limit of the motor rotation speed N in the regeneration diffusion region A rp , respectively, are the power running diffusion region. Set to substantially the same values as the basic lower limit rotation speed N_ d0_inf during power running and the basic upper limit rotation speed N_ d0_up during power running in A dp. However, depending on the application to which the switching device control system 200 of the present embodiment is applied, the motor rotation speed N that defines the diffusion region Adp during power running is considered in consideration of the balance between the suppression of the ripple current and the suppression of the decrease in energy efficiency. The range of the motor rotation speed N that defines the range and the diffusion region A rp during regeneration may be set to different ranges from each other.

以上説明した本実施形態のスイッチング装置制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the switching device control method of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

本実施形態によれば、PWM制御により直流電源としてのバッテリ1からの電力を変換して回転電機としてもモータ2に供給するスイッチング装置としてのインバータ10を制御し、モータ2の運転点に応じて搬送波のキャリア周波数を所定の切り替え周期で変化させる拡散モード(図2参照)を実行するスイッチング装置制御方法が提供される。 According to the present embodiment, the inverter 10 as a switching device that converts the electric power from the battery 1 as a DC power source by PWM control and supplies it to the motor 2 as a rotary electric machine is controlled according to the operating point of the motor 2. A switching device control method for executing a diffusion mode (see FIG. 2) in which a carrier frequency of a carrier wave is changed at a predetermined switching cycle is provided.

このスイッチング装置制御方法では、モータ2の力行時において(図3のステップS110のYesの場合)、モータ2の運転点が力行時用に設定される力行時拡散領域Adpに含まれる場合に拡散モードを実行する(ステップS120、ステップS140、ステップS150、及びステップS160)。 In this switching device control method, during power running of the motor 2 (in the case of Yes in step S110 of FIG. 3), diffusion occurs when the operating point of the motor 2 is included in the power running diffusion region Adp set for power running. Execute the mode (step S120, step S140, step S150, and step S160).

一方、モータ2の回生時において(図3のステップS110のNoの場合)、モータ2の運転点が回生時用に設定される回生時拡散領域Arpに含まれる場合に拡散モードを実行する(ステップS130、ステップS140、ステップS150、及びステップS160)。 On the other hand, at the time of regeneration of the motor 2 (in the case of No in step S110 of FIG. 3), the diffusion mode is executed when the operating point of the motor 2 is included in the regeneration time diffusion region Arp set for the regeneration (regeneration). Step S130, step S140, step S150, and step S160).

これにより、少なくとも力行時及び回生時のそれぞれにおいてより適切なモータ2の運転点範囲で拡散モードを実行することができる。特に、力行時及び回生時のそれぞれのシーンの違いを考慮して、リプル電流の増大の抑制(ノイズの抑制)とモータ2のエネルギー効率の低下の抑制との間のバランスを取って好適に拡散モードを実行することができる。 As a result, the diffusion mode can be executed in a more appropriate operating point range of the motor 2 at least during power running and during regeneration. In particular, in consideration of the difference between the scenes during power running and regeneration, the diffusion is preferably balanced between suppressing the increase in ripple current (suppression of noise) and suppressing the decrease in energy efficiency of the motor 2. The mode can be executed.

また、本実施形態によれば、拡散モードを実行した場合にインバータ10の発熱量が許容値を超えるようなモータ2の運転点範囲(力行時基本下限回転数N_d0_inf又は回生時基本下限回転数N_r0_inf未満の回転数領域)である発熱領域C2を設定する。そして、力行時拡散領域Adp及び回生時拡散領域Arpの少なくとも何れか一方を、発熱領域C2を避けて設定する(図7及び図8)。 Further, according to the present embodiment, the operating point range of the motor 2 (basic lower limit rotation speed during power running N_ d0_inf or basic lower limit rotation speed during regeneration) such that the calorific value of the inverter 10 exceeds the permissible value when the diffusion mode is executed. The heat generation region C2, which is the rotation speed region (rotation speed region less than N_ r0_inf), is set. Then, at least one of the power running diffusion region Adp and the regeneration diffusion region A rp is set while avoiding the heat generation region C2 (FIGS. 7 and 8).

これにより、上述のようにリプル電流の増大の抑制及びエネルギー効率の低下の抑制のバランスを取った上で、インバータ10の耐熱制限をより確実に守りつつ拡散モードを実行することができる。 As a result, the diffusion mode can be executed while more reliably observing the heat resistance limitation of the inverter 10 while balancing the suppression of the increase in the ripple current and the suppression of the decrease in the energy efficiency as described above.

さらに、本実施形態によれば、力行時においてスイッチング装置の動作で生じるノイズの抑制よりもモータ2のエネルギー効率低下の抑制を優先させる運転点範囲としてのエネルギー抑制領域C1を設定する。そして、力行時拡散領域Adpを、エネルギー抑制領域C1を避けて設定する(図7参照)。 Further, according to the present embodiment, the energy suppression region C1 is set as an operating point range in which the suppression of the decrease in energy efficiency of the motor 2 is prioritized over the suppression of noise generated by the operation of the switching device during power running. Then, the diffusion region Adp during power running is set while avoiding the energy suppression region C1 (see FIG. 7).

これにより、力行時において、より好適にノイズの抑制とエネルギー効率低下の抑制との間のバランスをとりつつ拡散モードを実行することができる。 As a result, the diffusion mode can be executed while more preferably balancing between the suppression of noise and the suppression of the decrease in energy efficiency during power running.

そして、回生時拡散領域Arpを、エネルギー抑制領域C1(図7の破線で囲まれる範囲)の少なくとも一部を含むように設定する。 Then, the regeneration diffusion region Arp is set to include at least a part of the energy suppression region C1 (the range surrounded by the broken line in FIG. 7).

本実施形態のスイッチング装置制御方法を車両などの走行体に適用する場合において、既に説明したように、力行時においては乗員に知覚できない或いは気にならないレベルのノイズであったとしても、回生時においては乗員に不快感を与えることが想定される。また、回生時は力行時に比べてスイッチング素子12のスイッチングによる損失が小さい。 When the switching device control method of the present embodiment is applied to a traveling body such as a vehicle, as described above, even if the noise is at a level that cannot be perceived or noticed by the occupant during power running, it is during regeneration. Is expected to cause discomfort to the occupants. Further, during regeneration, the loss due to switching of the switching element 12 is smaller than that during power running.

この点を考慮して、回生時拡散領域Arpを、力行時に拡散モードを実行しないエネルギー抑制領域C1の一部を含むように設定する。より具体的には、回生時拡散領域Arpの下限トルク(回生時基本トルク閾値Tq_r0)を、力行時拡散領域Adpの下限トルク(力行時基本トルク閾値Tq_d0)よりも小さく設定する(図7及び図8)。 In consideration of this point, the diffusion region A rp during regeneration is set to include a part of the energy suppression region C1 that does not execute the diffusion mode during power running. More specifically, the minimum torque at the time of regeneration diffusion region A rp (regenerative operation basic torque threshold T q_r0), is set smaller than the lower limit torque during power running diffusion region A dp (power running operation basic torque threshold T q_d0) ( 7 and 8).

これにより、力行時及び回生時のそれぞれのシーンに応じて、ノイズの抑制とモータ2のエネルギー効率の低下の抑制との間のバランスがより好適に維持されるように、拡散モードを実行することができる。 Thereby, the diffusion mode is executed so that the balance between the suppression of noise and the suppression of the decrease in energy efficiency of the motor 2 is more preferably maintained according to the respective scenes during power running and regeneration. Can be done.

さらに、本実施形態における拡散モード(力行拡散モード及び回生時拡散モードの双方)では、モータ2に印加すべき電圧の値として演算する電圧指令値(dq電圧指令値(vd *,vq *))の制御周期tの2倍と略一致する第1周波数としての基本周波数F0と、第1周波数の整数倍の第2周波数である拡散周波数F1(力行時拡散周波数F1_d及び回生時拡散周波数F1_r)と、を交互に設定する。 Further, in the diffusion mode (both the power running diffusion mode and the regeneration diffusion mode) in the present embodiment, the voltage command value (dq voltage command value (v d * , v q *) calculated as the value of the voltage to be applied to the motor 2 is calculated. )) and the fundamental frequency F0 as twice the first frequency substantially matches the control cycle t of a second frequency that is an integral multiple of the first frequency spread frequency F1 (power running spread frequency F1_ d and regeneration time spread frequency and F1_ r), a set alternately.

これにより、キャリア周波数の切り替えのタイミングと電圧指令値の更新のタイミングの差(位相差)の変化を抑制し、搬送波と電圧指令値とを好適に同期させることができる。したがって、インバータ10において、キャリア周波数切り替え時のトルク精度の低下やトルクリプルの発生を抑制することができる As a result, it is possible to suppress a change in the difference (phase difference) between the timing of switching the carrier frequency and the timing of updating the voltage command value, and it is possible to preferably synchronize the carrier wave and the voltage command value. Therefore, in the inverter 10, it is possible to suppress a decrease in torque accuracy and the occurrence of torque ripple when switching the carrier frequency.

さらに、本実施形態では、上記スイッチング装置制御方法が実行されるスイッチング装置制御システム200が提供される。特に、スイッチング装置制御システム200は、PWM制御により直流電源(バッテリ1)からの電力を変換して回転電機(モータ2)に供給するスイッチング装置(インバータ10)と、インバータ10のPWM制御を行う制御装置100と、を備える(図1)。制御装置100(特に、信号変換部104)は、モータ2の運転点に応じて搬送波のキャリア周波数を所定の切り替え周期で変化させる拡散モード(図2参照)を実行する。 Further, in the present embodiment, there is provided a switching device control system 200 in which the above switching device control method is executed. In particular, the switching device control system 200 controls the switching device (inverter 10) that converts the electric power from the DC power supply (battery 1) by PWM control and supplies it to the rotary electric machine (motor 2), and the PWM control of the inverter 10. A device 100 is provided (FIG. 1). The control device 100 (particularly, the signal conversion unit 104) executes a diffusion mode (see FIG. 2) in which the carrier frequency of the carrier wave is changed in a predetermined switching cycle according to the operating point of the motor 2.

そして、制御装置100は、モータ2の力行時において(図3のステップS110のYesの場合)、モータ2の運転点が力行時用に設定される力行時拡散領域Adpに含まれる場合に拡散モードを実行する力行時拡散モード実行部(ステップS120、ステップS140、ステップS150、及びステップS160)として機能する。 Then, the control device 100 diffuses when the operating point of the motor 2 is included in the power running diffusion region Adp set for power running during power running of the motor 2 (in the case of Yes in step S110 of FIG. 3). It functions as a power running diffusion mode execution unit (step S120, step S140, step S150, and step S160) for executing the mode.

さらに、制御装置100は、モータ2の回生時において(図3のステップS110のNoの場合)、モータ2の運転点が回生時用に設定される回生時拡散領域Arpに含まれる場合に拡散モードを実行する回生時拡散モード実行部(ステップS130、ステップS140、ステップS150、及びステップS160)として機能する。 Further, the control device 100 diffuses when the motor 2 is regenerated (in the case of No in step S110 in FIG. 3) when the operating point of the motor 2 is included in the regeneration diffusion region Arp set for the regeneration. It functions as a regeneration mode execution unit (step S130, step S140, step S150, and step S160) that executes the mode.

特に、このスイッチング装置制御システム200において、インバータ10は、バッテリ1側に配置された平滑コンデンサ15と、モータ2側に配置されたスイッチング素子12と、を備える。さらに、スイッチング装置制御システム200は、インバータ10からモータ2に入力される電流(三相電流検出値(iur,ivr,iwr))を検出する電流センサ4と、バッテリ1の電圧(直流電圧Vdc)を検出する電圧センサ16と、をさらに含む。そして、制御装置100は、電流センサ4の検出値及び電圧センサ16の検出値に基づいて電圧指令値としての三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)を演算する電圧指令値演算部(電流制御部102及びdq/uvw変換部103)と、三相電圧指令値(vu *,vv *,vw *)と搬送波に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成部(信号変換部104)と、を備える(図1参照)。 In particular, in the switching device control system 200, the inverter 10 includes a smoothing capacitor 15 arranged on the battery 1 side and a switching element 12 arranged on the motor 2 side. Further, the switching device control system 200 includes a current sensor 4 for detecting the current (three-phase current detection values (i ur , i vr , i wr )) input from the inverter 10 to the motor 2, and a voltage (direct current) of the battery 1. Further includes a voltage sensor 16 for detecting a voltage V dc). Then, the control device 100 calculates a three-phase voltage command value (v u * , v v * , v w * ) as a voltage command value based on the detection value of the current sensor 4 and the detection value of the voltage sensor 16. PWM signal generation that generates a PWM signal based on the command value calculation unit (current control unit 102 and dq / uvw conversion unit 103), the three-phase voltage command value (v u * , v v * , v w *) and the carrier. A unit (signal conversion unit 104) is provided (see FIG. 1).

これにより、本実施形態のスイッチング装置制御方法を実行するための好適なシステム構成が実現されることとなる。 As a result, a suitable system configuration for executing the switching device control method of the present embodiment is realized.

[第2実施形態]
以下、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment will be described. The same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施形態では、力行時拡散モードを設定する場合におけるキャリア周波数の切り替え周期(力行時第1切り替え時間t21_d又は力行時第2切り替え時間t22_d)と、回生時拡散モードを設定する場合におけるキャリア周波数の切り替え周期(回生時第1切り替え時間t21_r又は回生時第2切り替え時間t22_r)と、をモータ2の運転点に応じて変化させる。 In the present embodiment, the carrier frequency switching cycle (first switching time t 21 _ d during power running or second switching time t 22 _ d during power running) and the diffusion mode during regeneration are set when the power running diffusion mode is set. The carrier frequency switching cycle (first switching time t 21 _ r during regeneration or second switching time t 22 _ r during regeneration) is changed according to the operating point of the motor 2.

より詳細には、制御装置100は、相対的に高いキャリア周波数を維持する時間である力行時第2切り替え時間t22_d及び回生時第2切り替え時間t22_rをモータ2の運転点に応じて段階的に変化させる。 More specifically, the control device 100 sets the second switching time t 22 _ d during power running and the second switching time t 22 _ r during regeneration, which are the times for maintaining a relatively high carrier frequency, as the operating points of the motor 2. Change in stages accordingly.

特に、本実施形態では、力行時拡散領域Adp及び回生時拡散領域Arpにおいてリプル電流(ノイズ)の大きさに応じた複数の分割領域を予め設定する。そして、モータ2の運転点がこの複数の分割領域に含まれるかに応じて、力行時第2切り替え時間t22_d及び回生時第2切り替え時間t22_rを変化させる。 In particular, in the present embodiment, a plurality of divided regions according to the magnitude of the ripple current (noise) are set in advance in the power running diffusion region Adp and the regeneration diffusion region Arp. Then, the second switching time t 22 _ d during power running and the second switching time t 22 _ r during regeneration are changed according to whether the operating point of the motor 2 is included in the plurality of divided regions.

より具体的に、本実施形態では、q軸電流検出値iqr及びモータ回転数Nが力行時拡散領域Adpにおけるどの分割領域に含まれるかに応じて、力行時第2切り替え時間t22_dを、基本時間t0、第1時間t1、及び第2時間t2の間で切り替える。また、q軸電流検出値iqr及びモータ回転数Nが回生時拡散領域Arpにおけるどの分割領域に含まれるかに応じて、回生時第2切り替え時間t22_rを、第1時間t1、及び第2時間t2の間で切り替える。基本時間t0、第1時間t1、及び第2時間t2の間には、t0<t1<t2の関係が成り立つ。 More specifically, in the present embodiment, the second switching time t 22 _ during power running depends on which division region in the diffusion region Adp during power running includes the q-axis current detection value i qr and the motor rotation speed N. d is switched between the basic time t0, the first time t1, and the second time t2. Further, depending on which division region in the diffusion region A rp during regeneration includes the q-axis current detection value i qr and the motor rotation speed N , the second switching time t 22 _ r during regeneration is set to the first time t1, And switch between the second time t2. The relationship of t0 <t1 <t2 is established between the basic time t0, the first time t1, and the second time t2.

図9は、力行時にモータ2の運転点に応じて力行時第2切り替え時間t22_dを変化させる処理を説明するフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of changing the second switching time t 22 _ d during power running according to the operating point of the motor 2 during power running.

図示のように、制御装置100は、ステップS210〜ステップS240の各判定結果に応じて、力行時第2切り替え時間t22_dを変化させる。 As shown, the control device 100, in accordance with respective determination results of step S210~ step S240, changes the second switching time power running t 22 _ d.

より詳細には、制御装置100は、q軸電流検出値iqrが力行時第1電流閾値iq_d1未満、又はモータ回転数Nが力行時第1下限回転数N_d1_inf未満若しくは力行時第1上限回転数N_d1_upを超えると判断した場合(ステップS210又はステップS220がNo判定の場合)に、力行時第2切り替え時間t22_dを基本時間t0に設定する(ステップS270)。 More specifically, in the control device 100, the q-axis current detection value i qr is less than the first current threshold i q_d1 during power running, or the motor rotation speed N is less than the first lower limit rotation speed N_ d1_inf during power running or the first upper limit during power running. When it is determined that the rotation speed N_ d1_up is exceeded (when step S210 or step S220 is No determination), the second switching time t 22 _ d during power running is set to the basic time t0 (step S270).

また、制御装置100は、上記ステップS210及びステップS220の判定結果がいずれも肯定的である場合であって、q軸電流検出値iqrが力行時第2電流閾値iq_d2以上又はモータ回転数Nが力行時第2下限回転数N_d2_inf未満若しくは力行時第2上限回転数N_d2_upを超えると判断した場合(ステップS230又はステップS240がNo判定の場合)に、力行時第2切り替え時間t22_dを第1時間t1に設定する(ステップS260)。 Further, in the control device 100, when the determination results in steps S210 and S220 are both positive, the q-axis current detection value i qr is equal to or higher than the second current threshold i q_d2 during power running, or the motor rotation speed N. When it is determined that is less than the second lower limit rotation speed N_ d2_inf during power running or exceeds the second upper limit rotation speed N_ d2_up during power running (when step S230 or step S240 is No determination), the second switching time t 22 _ during power running. d is set to the first time t1 (step S260).

さらに、制御装置100は、ステップS210〜ステップS240の各判定結果が全て肯定的である場合に、力行時第2切り替え時間t22_dを第2時間t2に設定する(ステップS250)。 Furthermore, the control device 100, the decision result in the step S210~ step S240 is if all positive, sets the second switching time power running t 22 _ d in the second time t2 (step S250).

図10は、回生時にモータ2の運転点に応じて回生時第2切り替え時間t22_rを変化させる処理を説明するフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of changing the second switching time t 22 _ r at the time of regeneration according to the operating point of the motor 2 at the time of regeneration.

図示のように、制御装置100は、ステップS310及びステップS320の各判定結果に応じて、回生時第2切り替え時間t22_rを変化させる。 As shown in the figure, the control device 100 changes the second switching time t 22 _ r at the time of regeneration according to the determination results of step S310 and step S320.

より詳細には、制御装置100は、q軸電流検出値iqrが回生時第1電流閾値iq_r1未満、又はモータ回転数Nが回生時第1下限回転数N_r1_inf未満若しくは力回生時第1上限回転数N_r1_upを超えると判断した場合(ステップS310又はステップS320がNo判定の場合)に、回生時第2切り替え時間t22_rを第1時間t1に設定する(ステップS340)。 More specifically, in the control device 100, the q-axis current detection value i qr is less than the first current threshold i q_r1 at the time of regeneration, or the motor rotation speed N is less than the first lower limit rotation speed N_ r1_inf at the time of regeneration or the first at the time of force regeneration. When it is determined that the upper limit rotation speed N_ r1_up is exceeded (when step S310 or step S320 is No determination), the second switching time t 22 _ r at the time of regeneration is set to the first time t1 (step S340).

一方、制御装置100は、ステップS310及びステップS320の判定結果が何れも肯定的である場合に、回生時第2切り替え時間t22_rを第2時間t2に設定する(ステップS330)。 On the other hand, the control device 100, when the determination result of step S310 and step S320 are both positive, sets the second switching time during regeneration t 22 _ r the second time t2 (step S330).

次に、モータ2の運転点に応じて、力行時第2切り替え時間t22_d及び回生時第2切り替え時間t22_rを変化させることによる技術的意義について説明する。 Next, the technical significance of changing the second switching time t 22 _ d during power running and the second switching time t 22 _ r during regeneration according to the operating point of the motor 2 will be described.

図11は、力行時拡散領域Adpにおいて力行時第2切り替え時間t22_dを変化させるための分割領域に対応する運転点範囲を説明するマップである。また、図12は、回生時拡散領域Arpにおいて回生時第2切り替え時間t22_rを変化させるための分割領域に対応する運転点範囲を説明するマップである。なお、図12においては、回生時のモータトルクT(<0)及びモータ回転数N(<0)を表す観点からの便宜上、縦軸及び横軸の正負は反転させている。 FIG. 11 is a map for explaining the operating point range corresponding to the divided region for changing the second switching time t 22 _ d during power running in the power running diffusion region Adp. Further, FIG. 12 is a map for explaining the operating point range corresponding to the divided region for changing the second switching time t 22 _ r at the time of regeneration in the diffusion region at the time of regeneration A rp. In FIG. 12, the positive and negative axes of the vertical axis and the horizontal axis are reversed for convenience from the viewpoint of representing the motor torque T (<0) and the motor rotation speed N (<0) at the time of regeneration.

なお、図11及び図12に示されるマップは予め実験等により定められ、制御装置100内の図示しないメモリ又は該制御装置100が当該マップを取得するために通信可能な任意の装置の記憶領域に保存される。 The maps shown in FIGS. 11 and 12 are determined in advance by experiments or the like, and are stored in a memory (not shown) in the control device 100 or a storage area of an arbitrary device that the control device 100 can communicate with in order to acquire the map. It will be saved.

先ず、図11に示すように、力行時拡散領域Adpには、ノイズの大きさに応じたモータ2の運転点を規定する複数の分割領域として、基本力行時拡散領域Adp0、第1力行時拡散領域Adp1、及び第2力行時拡散領域Adp2が設定される。 First, as shown in FIG. 11, the power running when the diffusion region A dp, as a plurality of divided areas defining the operating point of the motor 2 in accordance with the magnitude of the noise, the basic power running during diffusion region A dp0, first powering The time diffusion region Adp1 and the second power running diffusion region Adp2 are set.

ここで、基本力行時拡散領域Adp0は、力行時第2切り替え時間t22_dを基本時間t0に設定すべきモータ2の動作点範囲である。第1力行時拡散領域Adp1は、力行時第2切り替え時間t22_dを第1時間t1に設定すべきモータ2の動作点範囲である。第2力行時拡散領域Adp2は、力行時第2切り替え時間t22_dを第2時間t2に設定すべきモータ2の動作点範囲である。 Here, the basic power running diffusion region A dp0 is the operating point range of the motor 2 in which the second switching time t 22 _ d during power running should be set to the basic time t0. The first power running diffusion region A dp1 is the operating point range of the motor 2 in which the second power running switching time t 22 _ d should be set to the first time t1. The second power running diffusion region A dp2 is the operating point range of the motor 2 in which the second power running switching time t 22 _ d should be set to the second time t 2.

したがって、本実施形態では、力行時拡散領域Adpはノイズが段階的に大きくなる3つの運転点範囲を規定する基本力行時拡散領域Adp0、第1力行時拡散領域Adp1、及び第2力行時拡散領域Adp2に分けられ、力行時拡散周波数F1_dが維持される力行時第2切り替え時間t22_dはこの順番で段階的に長くするように設定されることとなる。 Thus, in this embodiment, during power running diffusion region A dp basic power running diffusion region A dp0 defining three operating points range noise becomes gradually large, first powering time diffusion region A dp1, and a second powering The second switching time t 22 _ d during power running, which is divided into the time diffusion region A dp2 and maintains the power running diffusion frequency F1_ d, is set to be gradually lengthened in this order.

一方、図12に示すように、回生時拡散領域Arpにおいては、ノイズの大きさに応じたモータ2の運転点を規定する複数の分割領域として、第1力行時拡散領域Adp1、及び第2力行時拡散領域Adp2が設定される。したがって、回生時拡散領域Arpは、ノイズが段階的に大きくなる2つの運転点範囲に分けられ、回生時拡散周波数F1_rが維持される回生時第2切り替え時間t22_rはこの順番で段階的に長くするように設定されることとなる。 On the other hand, as shown in FIG. 12, in the regeneration process diffusion region A rp, as a plurality of divided areas defining the operating point of the motor 2 in accordance with the magnitude of the noise, the first powering time diffusion region A dp1, and the The diffusion region Adp2 at the time of two power running is set. Therefore, the diffusion region A rp during regeneration is divided into two operating point ranges in which noise gradually increases, and the second switching time t 22 _ r during regeneration in which the diffusion frequency F1_ r during regeneration is maintained is in this order. It will be set to be gradually lengthened.

以上説明した本実施形態のスイッチング装置制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the switching device control method of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

本実施形態のスイッチング装置制御方法によれば、力行時拡散領域Adp及び回生時拡散領域Arpに、インバータ10におけるスイッチング動作に起因して生じるノイズの強さに応じた複数の分割領域を設定する(図11及び図12)。そして、モータ2の運転点が複数の分割領域の内のいずれに含まれるかに応じて、キャリア周波数の切り替え時間(力行時第2切り替え時間t22_d及び回生時第2切り替え時間t22_r)を変化させる(図9及び図10)。 According to the switching device control method of the present embodiment, a plurality of divided regions according to the strength of noise generated by the switching operation in the inverter 10 are set in the power running diffusion region Adp and the regeneration diffusion region Arp. (FIGS. 11 and 12). Then, depending on whether the operating point of the motor 2 is contained in any of a plurality of divided regions, the switching time of the carrier frequency (second switching time power running t 22 _ d and during regeneration the second switching time t 22 _ r ) is changed (FIGS. 9 and 10).

これにより、力行時及び回生時の双方において拡散モードの実行時には、運転点の変化に応じたノイズの強さ(ノイズ音の振幅又は振動数など)の変化に応じて力行時第2切り替え時間t22_d又は回生時第2切り替え時間t22_rを調節することができる。すなわち、ノイズの強さに応じて当該ノイズを抑制する観点からより適切なスイッチングの頻度を実現することができる。 As a result, when the diffusion mode is executed during both power running and regeneration, the second switching time t during power running according to the change in noise intensity (noise sound amplitude or frequency, etc.) according to the change in the operating point. 22 _ d or the second switching time t 22 _ r at the time of regeneration can be adjusted. That is, it is possible to realize a more appropriate switching frequency from the viewpoint of suppressing the noise according to the strength of the noise.

なお、本実施形態では、ノイズの強さに応じて、力行時拡散領域Adpを3つの分割領域、及び回生時拡散領域Arpを2つの分割領域に分ける例を説明した。しかしながら、これに限られず、力行時拡散領域Adp及び回生時拡散領域Arpをそれぞれ、適宜、任意の数の分割領域に分けても良い。 In this embodiment, an example has been described in which the powering diffusion region Adp is divided into three divided regions and the regenerative diffusion region Arp is divided into two divided regions according to the noise intensity. However, the present invention is not limited to this, and the power running diffusion region Adp and the regeneration diffusion region A rp may be appropriately divided into an arbitrary number of divided regions.

特に、発生するノイズを特徴付ける振動数などの物理量に応じて、当該ノイズを聴く人間の違和感を緩和させる観点からキャリア周波数の切り替え周期を段階的に変化させることができるように、上記分割領域の数及び運転点範囲を設定することが好ましい。これにより、例えば、本実施形態のスイッチング装置制御方法を車両に適用する場合において、ノイズにより乗員に与える不快感をより低減することのできる拡散モードの実行態様が実現される。 In particular, the number of the divided regions is such that the carrier frequency switching cycle can be changed stepwise from the viewpoint of alleviating the discomfort of a person listening to the noise according to the physical quantity such as the frequency that characterizes the generated noise. And it is preferable to set the operating point range. Thereby, for example, when the switching device control method of the present embodiment is applied to a vehicle, an execution mode of a diffusion mode capable of further reducing the discomfort given to the occupant due to noise is realized.

[第3実施形態]
以下、第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態又は第2実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、特に、スイッチング装置制御システム200における電力供給系統(バッテリ1、インバータ10、及びモータ2)に外部回路30が取り付けられる場合における力行時拡散領域Adpの設定について説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the third embodiment will be described. The same elements as those in the first embodiment or the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, in particular, the setting of the power running diffusion region Adp when the external circuit 30 is attached to the power supply system (battery 1, inverter 10, and motor 2) in the switching device control system 200 will be described.

図13は、外部回路30を取り付けた電力供給系統の構成を説明する図である。また、図14は、電力供給系統の等価回路40を示す図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system to which an external circuit 30 is attached. Further, FIG. 14 is a diagram showing an equivalent circuit 40 of the power supply system.

図示のように、外部回路30は、バッテリ1とインバータ10の間に並列に接続されている。特に、本実施形態では、外部回路30は、車両の補機や他のインバータ等の車両付属回路30aと、車両付属回路30aを保護するフィルタ回路30bにより構成される。なお、このような外部回路30は、電力供給系統に後付けされる場合がある。 As shown, the external circuit 30 is connected in parallel between the battery 1 and the inverter 10. In particular, in the present embodiment, the external circuit 30 is composed of a vehicle accessory circuit 30a such as a vehicle accessory or another inverter, and a filter circuit 30b that protects the vehicle accessory circuit 30a. In addition, such an external circuit 30 may be retrofitted to the power supply system.

図14の等価回路40では、中央にバッテリ1、抵抗42、インダクタ43による直列回路41が配置され、当該直列回路41に右側回路44と左側回路49が並列に接続されている。 In the equivalent circuit 40 of FIG. 14, a series circuit 41 consisting of a battery 1, a resistor 42, and an inductor 43 is arranged in the center, and the right side circuit 44 and the left side circuit 49 are connected in parallel to the series circuit 41.

右側回路44は、例えばインバータ10側の回路であって、抵抗45及びインダクタ46の直列回路にキャパシタ47(平滑コンデンサ15)及び電流源48の並列回路が直列に接続されたものである。 The right circuit 44 is, for example, a circuit on the inverter 10 side, in which a parallel circuit of the capacitor 47 (smoothing capacitor 15) and the current source 48 is connected in series to the series circuit of the resistor 45 and the inductor 46.

左側回路49は、例えば外部回路30側の回路であって、抵抗50及びインダクタ51の直列回路にキャパシタ52(フィルタ回路30b)及び電流源53の並列回路が直列に接続されたものである。 The left circuit 49 is, for example, a circuit on the external circuit 30 side, in which a parallel circuit of the capacitor 52 (filter circuit 30b) and the current source 53 is connected in series to the series circuit of the resistor 50 and the inductor 51.

上述のように、インバータ10ではリプル電圧が発生する。このため、図14において右側回路44及び直列回路41においてリプル電流がループするが、キャパシタ47(平滑コンデンサ15)がリプル電圧を平滑化することでリプル電圧が低減される。 As described above, the ripple voltage is generated in the inverter 10. Therefore, in FIG. 14, the ripple current loops in the right circuit 44 and the series circuit 41, but the ripple voltage is reduced by the capacitor 47 (smoothing capacitor 15) smoothing the ripple voltage.

等価回路40は、直列回路41、右側回路44、及び左側回路49との結合回路になっている。ここで、搬送波(基本周波数F0)の側帯波のリプル電流成分の周波数が上記結合回路の共振周波数(LCR回路における共振の共振周波数)に近い値である場合には、当該リプル電流が等価回路40全体で増幅されることが想定される。 The equivalent circuit 40 is a coupling circuit with the series circuit 41, the right side circuit 44, and the left side circuit 49. Here, when the frequency of the ripple current component of the sideband wave of the carrier (basic frequency F0) is close to the resonance frequency of the coupling circuit (resonance frequency of resonance in the LCR circuit), the ripple current is the equivalent circuit 40. It is expected to be amplified as a whole.

これに対して、本実施形態では、力行時において、結合回路の共振周波数に近い周波数の側帯波のリプル電流成分を生じさせる運転点範囲を予め設定し、これを力行時拡散領域Adpとして設定する。 On the other hand, in the present embodiment, the operating point range for generating the ripple current component of the sideband wave having a frequency close to the resonance frequency of the coupling circuit is set in advance during power running, and this is set as the power running diffusion region Adp. do.

図15は、本実施形態において、力行時拡散領域Adpを規定する運転点範囲を示すマップである。 FIG. 15 is a map showing an operating point range that defines the power running diffusion region Adp in the present embodiment.

図示のように、本実施形態の力行時拡散領域Adpは、図7又は図11で示した領域に加え、さらに、第3力行時拡散領域Adp3を含むように設定される。特に、第3力行時拡散領域Adp3は、エネルギー抑制領域C1よりも高い回転数領域に設定される。 As shown, during power running diffusion region A dp of the present embodiment, in addition to the areas shown in FIG. 7 or 11, further being set to include a third power running diffusion region A dp3. In particular, the third power running diffusion region Adp3 is set to a rotation speed region higher than the energy suppression region C1.

したがって、本実施形態において、制御装置100は、モータ2の運転点が図7又は図11で示した領域に含まれる場合に加えて、第3力行時拡散領域Adp3に含まれる場合に拡散モードを実行する。 Therefore, in the present embodiment, the control device 100 has a diffusion mode when the operating point of the motor 2 is included in the region shown in FIG. 7 or 11, and also when it is included in the third power running diffusion region Adp3. To execute.

以下、運転点が第3力行時拡散領域Adp3に含まれる場合に拡散モードを設定することによる作用効果を説明する。 Hereinafter, the action and effect of setting the diffusion mode when the operating point is included in the third power running diffusion region Adp3 will be described.

図16は、外部回路30を取り付けた場合のリプル電流の周波数スペクトルを示す。特に、図16(a)は第3力行時拡散領域Adp3を設定した場合におけるリプル電流の周波数スペクトルを示す。また、図16(b)は第3力行時拡散領域Adp3を設定しない場合におけるリプル電流の周波数スペクトルを示す。 FIG. 16 shows the frequency spectrum of the ripple current when the external circuit 30 is attached. In particular, FIG. 16A shows the frequency spectrum of the ripple current when the third power running diffusion region Adp3 is set. Further, FIG. 16B shows a frequency spectrum of the ripple current when the third power running diffusion region Adp3 is not set.

図16(b)に示すように、インバータ10に外部回路30が取り付けられたことで側帯波のリプル電流成分の周波数が結合回路の共振周波数(特にF0)に近い値であると、当該リプル電流成分が増幅される。 As shown in FIG. 16B, when the frequency of the ripple current component of the sideband wave is close to the resonance frequency (particularly F0) of the coupling circuit due to the attachment of the external circuit 30 to the inverter 10, the ripple current The component is amplified.

これに対して、本実施形態では、第3力行時拡散領域Adp3を設定することによって、結合回路の共振周波数に近い周波数の側帯波のリプル電流成分を生じさせる運転点範囲では拡散モードを実行するようにしている。このため、図16(a)に示すように、結合回路の共振周波数に近い周波数のリプル電流成分がより低減される。 On the other hand, in the present embodiment, by setting the third power running diffusion region Adp3 , the diffusion mode is executed in the operating point range in which the ripple current component of the sideband wave having a frequency close to the resonance frequency of the coupling circuit is generated. I try to do it. Therefore, as shown in FIG. 16A, the ripple current component having a frequency close to the resonance frequency of the coupling circuit is further reduced.

以上説明した本実施形態のスイッチング装置制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the switching device control method of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

本実施形態では、力行時拡散領域Adpを、インバータ10及び該インバータ10に接続される外部回路30により構成される結合回路(等価回路40)の共振周波数に対して差が所定値以下となる周波数のリプル電流成分を発生させる運転点範囲としての第3力行時拡散領域Adp3を含む。 In the present embodiment, the difference between the power running diffusion region Adp and the resonance frequency of the coupling circuit (equivalent circuit 40) composed of the inverter 10 and the external circuit 30 connected to the inverter 10 is equal to or less than a predetermined value. The third power running diffusion region Adp3 is included as the operating point range in which the ripple current component of the frequency is generated.

これにより、インバータ10にフィルタ回路30bなどの外部回路30が接続された場合において、インバータ10及び外部回路30からなる結合回路の電気的共振によるリプル電流の増幅をより確実に抑制するように拡散モードを実行することができる。 As a result, when an external circuit 30 such as a filter circuit 30b is connected to the inverter 10, the diffusion mode is used so as to more reliably suppress the amplification of the ripple current due to the electrical resonance of the coupling circuit including the inverter 10 and the external circuit 30. Can be executed.

なお、本実施形態では、力行時に、インバータ10に外部回路30が接続された場合の共振を考慮して拡散モードを実行すべき運転点範囲として第3力行時拡散領域Adp3を設定する例を説明した。一方で、回生時においても同様にインバータ10に外部回路30が接続された場合の共振を考慮して、拡散モードを実行すべき運転点範囲を設定しても良い。 In this embodiment, an example in which the third power running diffusion region Adp3 is set as the operating point range in which the diffusion mode should be executed in consideration of resonance when the external circuit 30 is connected to the inverter 10 during power running. explained. On the other hand, even at the time of regeneration, the operating point range in which the diffusion mode should be executed may be set in consideration of the resonance when the external circuit 30 is connected to the inverter 10 in the same manner.

[第4実施形態]
以下、第4実施形態について説明する。なお、第1〜第3実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第4実施形態では、第1〜第3実施形態の何れかのスイッチング装置制御方法において、拡散モードを実行している状態から通常モードへの切り替えにあたり、ヒステリシス判定を実行する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the fourth embodiment will be described. The same elements as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the fourth embodiment, in any of the switching device control methods of the first to third embodiments, the hysteresis determination is executed when switching from the state in which the diffusion mode is executed to the normal mode.

図17は、第4実施形態におけるスイッチング装置制御方法を説明するフローチャートである。なお、ステップS110〜ステップS140、及びステップS150の処理については第1実施形態と同様である。 FIG. 17 is a flowchart illustrating a switching device control method according to the fourth embodiment. The processing of steps S110 to S140 and step S150 is the same as that of the first embodiment.

一方、本実施形態において制御装置100は、モータ2の運転点が力行時拡散領域Adp及び回生時拡散領域Arpの何れにも含まれないと判断すると(ステップS140のNoの場合)、ステップS141のヒステリシス判定を実行する。 On the other hand, in the present embodiment, when the control device 100 determines that the operating point of the motor 2 is not included in either the power running diffusion region Adp or the regeneration diffusion region A rp (in the case of No in step S140), the step The hysteresis determination of S141 is executed.

具体的に、制御装置100は、力行時拡散領域Adp(又は回生時拡散領域Arp)と力行時通常領域Adb(又は回生時通常領域Arb)の境界を規定するモータトルクT及びモータ回転数Nの値(例えば、力行時基本電流閾値iq_d0及び力行時基本下限回転数N_d0_inf)にヒステリシス幅を持たせた閾値と、現在のモータ2の運転点と、の比較に基づいて、拡散モードから通常モードへの切り替えを行うか否かを判定する(ステップS142)。 Specifically, the control device 100 defines the motor torque T and the motor that define the boundary between the power running diffusion region Adp (or the regeneration time diffusion region A rp ) and the power running normal region A db (or the regeneration normal region A rb). Based on the comparison between the threshold value obtained by giving a hysteresis width to the value of the rotation speed N (for example, the basic current threshold i q_d0 during power running and the basic lower limit rotation speed N_ d0_inf during power running) and the current operating point of the motor 2. It is determined whether or not to switch from the diffusion mode to the normal mode (step S142).

そして、制御装置100は、運転点がヒステリシス幅を持たせた閾値を超えて通常モード側の領域に含まれると判断すると、ステップS160に移行し、拡散モードから通常モードへの切り替えを行う。なお、既に通常モードが設定されている場合にはこれをそのまま維持する。一方、ステップS142の判定結果が否定的である場合、制御装置100は、処理をステップS140に戻す。 Then, when the control device 100 determines that the operating point exceeds the threshold value provided with the hysteresis width and is included in the region on the normal mode side, the process proceeds to step S160, and the diffusion mode is switched to the normal mode. If the normal mode is already set, this is maintained as it is. On the other hand, if the determination result in step S142 is negative, the control device 100 returns the process to step S140.

以上のように、拡散モードから通常モードへの切り替えの判断時にヒステリシス判定を実行することで、当該切り替え時に生じるチャタリングを抑制することができる。 As described above, by executing the hysteresis determination at the time of determining the switching from the diffusion mode to the normal mode, the chattering that occurs at the time of the switching can be suppressed.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, each of the above embodiments shows only a part of the application examples of the present invention, and the purpose is to limit the technical scope of the present invention to the specific configuration of the above embodiments. is not it.

例えば、上記各実施形態では、モータ2の運転点としてモータトルクT(q軸電流検出値iqr)及びモータ回転数Nが所定範囲(力行時拡散領域Adp又は回生時拡散領域Arp)に含まれる場合に拡散モードを実行する例について説明した。しかしながら、これに限られず、モータトルクT及びモータ回転数N以外の運転点を規定し得る任意のパラメータについて拡散モードを実行すべき範囲を設定し、当該範囲を拡散モードの実行基準として設定しても良い。 For example, in each of the above embodiments, the motor torque T (q-axis current detection value i qr ) and the motor rotation speed N are set within a predetermined range (diffusion region Adp during power running or diffusion region A rp during regeneration) as the operating point of the motor 2. An example of executing the diffusion mode when it is included has been described. However, the present invention is not limited to this, and a range in which the diffusion mode should be executed is set for any parameter that can specify an operating point other than the motor torque T and the motor rotation speed N, and the range is set as the execution reference of the diffusion mode. Is also good.

このようなパラメータとしては、例えば電流指令値、d軸電流、及び変調率Mfなどが挙げられる。特に、上記各実施形態で説明した拡散領域(力行時拡散領域Adp又は回生時拡散領域Arp)を画定するためのパラメータとして、さらに変調率Mfを用いても良い。特に、変調率Mfは低〜中負荷領域においてモータ回転数Nと相関するため、モータ回転数Nに代えて又はこれとともに拡散領域を規定するパラメータとして用いることが可能である。 Examples of such parameters include a current command value, a d-axis current, and a modulation factor Mf. In particular, the modulation factor Mf may be further used as a parameter for defining the diffusion region (powering diffusion region Adp or regeneration diffusion region Arp) described in each of the above embodiments. In particular, since the modulation factor Mf correlates with the motor rotation speed N in the low to medium load region, it can be used in place of or together with the motor rotation speed N as a parameter that defines the diffusion region.

また、上記各実施形態は矛盾しない範囲で任意に組み合わせることができる。 In addition, each of the above embodiments can be arbitrarily combined within a consistent range.

1 バッテリ
4 電流センサ
5 レゾルバ
10 インバータ
11 スイッチング回路
12 スイッチング素子
15 平滑コンデンサ
16 電圧センサ
30 外部回路
100 制御装置
101 電流指令値演算部
102 電流制御部
103 dq/uvw変換部
104 信号変換部
105 uvw/dq変換部
106 モータ位置演算部
200 スイッチング装置制御システム
1 Battery 4 Current sensor 5 Resolver 10 Inverter 11 Switching circuit 12 Switching element 15 Smoothing capacitor 16 Voltage sensor 30 External circuit 100 Control device 101 Current command value calculation unit 102 Current control unit 103 dq / uvw conversion unit 104 Signal conversion unit 105 uvw / dq conversion unit 106 Motor position calculation unit 200 Switching device control system

Claims (9)

PWM制御により直流電源からの電力を変換して回転電機に供給するスイッチング装置を制御し、前記回転電機の運転点に応じて搬送波のキャリア周波数を所定の切り替え周期で変化させる拡散モードを実行するスイッチング装置制御方法であって、
前記回転電機の力行時において、前記回転電機の運転点が力行時用に設定される力行時拡散領域に含まれる場合に前記拡散モードを実行し、
前記回転電機の回生時において、前記回転電機の運転点が回生時用に設定される回生時拡散領域に含まれる場合に前記拡散モードを実行する、
スイッチング装置制御方法。
Switching that controls a switching device that converts power from a DC power supply by PWM control and supplies it to a rotary electric machine, and executes a diffusion mode that changes the carrier frequency of the carrier wave in a predetermined switching cycle according to the operating point of the rotary electric machine. It is a device control method
During power running of the rotary electric machine, the diffusion mode is executed when the operating point of the rotary electric machine is included in the power running diffusion region set for power running.
At the time of regeneration of the rotary electric machine, the diffusion mode is executed when the operating point of the rotary electric machine is included in the regeneration time diffusion region set for regeneration.
Switching device control method.
請求項1に記載のスイッチング装置制御方法であって、
前記拡散モードを実行した場合に前記スイッチング装置の発熱量が許容値を超えるような運転点範囲である発熱領域を設定し、
前記力行時拡散領域及び回生時拡散領域の少なくとも何れか一方を、前記発熱領域を避けて設定する、
スイッチング装置制御方法。
The switching device control method according to claim 1.
A heat generation region, which is an operating point range in which the heat generation amount of the switching device exceeds the permissible value when the diffusion mode is executed, is set.
At least one of the power running diffusion region and the regeneration diffusion region is set while avoiding the heat generation region.
Switching device control method.
請求項1又は2に記載のスイッチング装置制御方法であって、
力行時において前記スイッチング装置の動作で生じるノイズの抑制よりも前記回転電機のエネルギー効率低下の抑制を優先させる運転点範囲としてのエネルギー抑制領域を設定し、
前記力行時拡散領域を、前記エネルギー抑制領域を避けて設定する、
スイッチング装置制御方法。
The switching device control method according to claim 1 or 2.
An energy suppression region is set as an operating point range in which the suppression of the decrease in energy efficiency of the rotary electric machine is prioritized over the suppression of noise generated by the operation of the switching device during power running.
The power running diffusion region is set while avoiding the energy suppression region.
Switching device control method.
請求項3に記載のスイッチング装置制御方法であって、
前記回生時拡散領域を、前記エネルギー抑制領域の少なくとも一部を含むように設定する、
スイッチング装置制御方法。
The switching device control method according to claim 3.
The regeneration diffusion region is set to include at least a part of the energy suppression region.
Switching device control method.
請求項1〜4の何れか1項に記載のスイッチング装置制御方法であって、
前記力行時拡散領域及び前記回生時拡散領域の少なくとも一方に、前記スイッチング装置の動作で生じるノイズの大きさに応じた複数の分割領域を設定し、
前記回転電機の運転点が前記複数の分割領域の内のいずれに含まれるかに応じて、前記キャリア周波数の切り替え時間を変化させる、
スイッチング装置制御方法。
The switching device control method according to any one of claims 1 to 4.
A plurality of divided regions according to the magnitude of noise generated by the operation of the switching device are set in at least one of the power running diffusion region and the regeneration diffusion region.
The switching time of the carrier frequency is changed according to which of the plurality of divided regions the operating point of the rotary electric machine is included in.
Switching device control method.
請求項1〜5の何れか1項に記載のスイッチング装置制御方法であって、
前記力行時拡散領域は、
前記スイッチング装置及び該スイッチング装置に接続される外部回路により構成される結合回路の共振周波数に対して差が所定値以下となる周波数のリプル電流成分を発生させる運転点範囲を含む、
スイッチング装置制御方法。
The switching device control method according to any one of claims 1 to 5.
The diffusion region during power running
The operating point range includes a ripple current component having a frequency at which the difference is equal to or less than a predetermined value with respect to the resonance frequency of the switching device and the coupling circuit composed of the external circuit connected to the switching device.
Switching device control method.
請求項1〜6の何れか1項に記載のスイッチング装置制御方法であって、
前記拡散モードでは、
前記回転電機に印加すべき電圧の値として演算する電圧指令値の制御周期の2倍に略一致する第1周波数と、前記第1周波数の整数倍の第2周波数と、を交互に設定する、
スイッチング装置制御方法。
The switching device control method according to any one of claims 1 to 6.
In the diffusion mode,
The first frequency, which substantially coincides with twice the control cycle of the voltage command value calculated as the value of the voltage to be applied to the rotary electric machine, and the second frequency, which is an integral multiple of the first frequency, are alternately set.
Switching device control method.
直流電源からの電力を変換して回転電機に供給するスイッチング装置と、前記スイッチング装置に対してPWM制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置が前記回転電機の運転点に応じて搬送波のキャリア周波数を所定の切り替え周期で変化させる拡散モードを実行するスイッチング装置制御システムであって、
前記制御装置は、
前記回転電機の力行時において、前記回転電機の運転点が力行時用に設定される力行時拡散領域に含まれる場合に前記拡散モードを実行する力行時拡散モード実行部と、
前記回転電機の回生時において、前記回転電機の運転点が回生時用に設定される回生時拡散領域に含まれる場合に前記拡散モードを実行する回生時拡散モード実行部と、を含む、
スイッチング装置制御システム。
A switching device that converts electric power from a DC power source and supplies it to a rotary electric machine and a control device that performs PWM control on the switching device are provided, and the control device has a carrier wave according to an operating point of the rotary electric machine. A switching device control system that executes a diffusion mode in which the carrier frequency is changed in a predetermined switching cycle.
The control device is
During power running of the rotary electric machine, a power running diffusion mode execution unit that executes the diffusion mode when the operating point of the rotary electric machine is included in the power running diffusion region set for power running.
In the regeneration of the rotary electric machine, the regeneration time diffusion mode execution unit that executes the diffusion mode when the operating point of the rotary electric machine is included in the regeneration time diffusion region set for the regeneration time is included.
Switching device control system.
請求項8に記載のスイッチング装置制御システムであって、
前記スイッチング装置は、前記直流電源側に配置された平滑コンデンサと、前記回転電機側に配置されたスイッチング素子と、を備え、
前記スイッチング装置から前記回転電機に入力される電流を検出する電流センサと、前記直流電源の電圧を検出する電圧センサと、をさらに含み、
前記制御装置は、
前記電流センサの検出値及び前記電圧センサの検出値に基づいて電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
前記電圧指令値と前記搬送波に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成部と、を備える、
スイッチング装置制御システム。
The switching device control system according to claim 8.
The switching device includes a smoothing capacitor arranged on the DC power supply side and a switching element arranged on the rotary electric machine side.
Further including a current sensor for detecting a current input from the switching device to the rotary electric machine and a voltage sensor for detecting the voltage of the DC power supply.
The control device is
A voltage command value calculation unit that calculates a voltage command value based on the detection value of the current sensor and the detection value of the voltage sensor, and a voltage command value calculation unit.
A PWM signal generation unit that generates a PWM signal based on the voltage command value and the carrier wave is provided.
Switching device control system.
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