JP2023163895A - Motor control method and motor control device - Google Patents

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健介 佐々木
Kensuke Sasaki
崇 加藤
Takashi Kato
宏幸 永井
Hiroyuki Nagai
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Abstract

To properly perform battery warm-up control in a motor control system in which battery charging/discharging power is determined according to a request output to a polyphase motor.SOLUTION: A motor control method includes generating a switching command signal Sp by pulse width modulation based on a carrier signal C and a phase voltage command value, and controlling power to be supplied from a battery 30 to a polyphase motor 10 by operating an inverter 40 on the basis of the switching command signal Sp. In a case where it is determined that the temperature of the battery 30 is low, at least two phases of the carrier signal C are set to different values, and the switching command signal Sp is generated.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ制御方法及びモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control method and a motor control device.

特許文献1には、ハイブリッド車両に搭載されるバッテリの充放電を制御して、当該バッテリの内部発熱を利用して昇温を行うウォームアップ(暖機)制御装置が記載されている。特に、特許文献1に記載のバッテリ暖機制御では、充電と放電とを交互にパルス状に繰り返す充電パターンをとることで、バッテリの昇温を促進する。 Patent Document 1 describes a warm-up control device that controls charging and discharging of a battery mounted on a hybrid vehicle and raises the temperature using internal heat generation of the battery. In particular, in the battery warm-up control described in Patent Document 1, a charging pattern is adopted in which charging and discharging are alternately repeated in a pulsed manner to promote temperature rise of the battery.

特開2005-332777号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-332777

しかしながら、特許文献1のバッテリ暖機制御は、バッテリの充放電電力を負荷(特に多相モータ)に対する要求出力(要求駆動力や要求回生力)に応じて決定するモータ制御システムへの適用が考慮されていない。このようなモータ制御システムでは、多相モータの出力に対する制御との兼ね合いでバッテリの充放電電力を定めるので、上述したバッテリの充電パターンを変更する暖機制御をスムーズに適用できない場合がある。 However, the battery warm-up control of Patent Document 1 is considered to be applied to a motor control system that determines battery charging/discharging power according to the required output (required driving force or required regenerative power) for a load (especially a multiphase motor). It has not been. In such a motor control system, the charging and discharging power of the battery is determined in consideration of the control over the output of the multiphase motor, so the warm-up control for changing the battery charging pattern described above may not be applied smoothly.

したがって、本発明の目的は、バッテリの充放電電力を多相モータに対する要求出力に応じて定めるモータ制御システムにおいて、より好適なバッテリの暖機制御を実現することにある。 Therefore, an object of the present invention is to realize more suitable battery warm-up control in a motor control system that determines battery charging and discharging power according to the required output for a multiphase motor.

本発明のある態様によれば、キャリア信号と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号を生成し、該スイッチング指令信号に基づいてインバータを操作してバッテリから多相モータに供給する電力を制御するモータ制御方法が提供される。このモータ制御方法では、バッテリが低温であると判断した場合には、キャリア信号の少なくとも2相の位相を相互に異なる値に設定してスイッチング指令信号を生成する。 According to an aspect of the present invention, a switching command signal is generated by pulse width modulation based on a carrier signal and a phase voltage command value, an inverter is operated based on the switching command signal, and electric power is supplied from a battery to a polyphase motor. A motor control method is provided. In this motor control method, when it is determined that the battery is at a low temperature, a switching command signal is generated by setting the phases of at least two phases of the carrier signal to mutually different values.

本発明によれば、バッテリの充放電電力を多相モータに対する要求出力に応じて定めるモータ制御システムにおいて、より好適なバッテリの暖機制御を実現することができる。 According to the present invention, more suitable battery warm-up control can be realized in a motor control system that determines battery charging/discharging power according to the required output for a multiphase motor.

図1は、各実施形態によるモータ制御方法が実行されるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a motor control system in which a motor control method according to each embodiment is executed. 図2は、周波数制御の一実施形態を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating one embodiment of frequency control. 図3は、周波数制御の一実施形態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating one embodiment of frequency control. 図4は、周波数制御の一実施形態を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating one embodiment of frequency control. 図5は、伝達特性向上処理の一実施形態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of transfer characteristic improvement processing. 図6は、伝達特性向上処理の一実施形態を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of transfer characteristic improvement processing. 図7は、伝達特性向上処理の一実施形態を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of transfer characteristic improvement processing. 図8は、変調率調節制御の一実施形態を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating one embodiment of modulation rate adjustment control.

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

[第1実施形態]
図1は、本実施形態によるモータ制御方法が実行されるモータ制御システム100の構成を示すブロック図である。図示のように、モータ制御システム100は、主として、モータ10と、モータ制御装置20と、バッテリ30と、インバータ40と、により構成される。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a motor control system 100 in which a motor control method according to the present embodiment is executed. As illustrated, the motor control system 100 mainly includes a motor 10, a motor control device 20, a battery 30, and an inverter 40.

モータ10は、例えば、永久磁石(IPM:Interior Permanent Magnet)型の三相同期電動機により構成される。 The motor 10 is, for example, a permanent magnet (IPM) three-phase synchronous motor.

モータ制御装置20は、所望の要求出力に応じて定まるトルク指令値に基づいて、モータ10に印加すべき交流電圧に相当する相電圧指令値を算出し、当該相電圧指令値及びバッテリ電圧に基づいて変調率M(U相変調率M、V相変調率M、W相変調率M)を演算する。 The motor control device 20 calculates a phase voltage command value corresponding to the AC voltage to be applied to the motor 10 based on a torque command value determined according to a desired required output, and calculates a phase voltage command value corresponding to the AC voltage to be applied to the motor 10 based on the phase voltage command value and the battery voltage. Then, the modulation rate M (U phase modulation rate M u , V phase modulation rate M v , W phase modulation rate M w ) is calculated.

また、モータ制御装置20は、変調率M、及び所定のキャリア発生器により生成されるキャリア信号(キャリアC)から、PWM(Pulse Width Modulation)信号Sを生成する。より具体的に、モータ制御装置20は、各相の変調率M,M,Mと、各相のキャリアC,C,Cと、の大小関係を比較し、当該比較結果に基づいて各スイッチング素子SWのオン・オフパターン(デューティーパターン)を定め、これをPWM信号Sとする。特に、モータ制御装置20は、U相変調率MがU相キャリアCよりも大きい場合にU相に対応するスイッチング素子SWの上アームをオン且つ下アームをオフにし、小さい場合には上アームをオフ且つ下アームをオンにするU相デューティーパターンを定める。V相デューティーパターン及びW相デューティーパターンについても同様に設定される。 Further, the motor control device 20 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal Sp from the modulation rate M and a carrier signal (carrier C) generated by a predetermined carrier generator. More specifically, the motor control device 20 compares the magnitude relationship between the modulation factors M u , M v , M w of each phase and the carriers C u , C v , C w of each phase, and calculates the comparison result. Based on this, an on/off pattern (duty pattern) of each switching element SW is determined, and this is defined as a PWM signal Sp . In particular, the motor control device 20 turns on the upper arm and turns off the lower arm of the switching element SW u corresponding to the U phase when the U phase modulation factor M u is larger than the U phase carrier C u , and when it is smaller, the motor control device 20 turns on the upper arm and turns off the lower arm of the switching element SW u corresponding to the U phase. Define a U-phase duty pattern that turns off the upper arm and turns on the lower arm. The V-phase duty pattern and the W-phase duty pattern are similarly set.

さらに、本実施形態のモータ制御装置20は、バッテリ30の温度検出値(以下、単に「バッテリ温度T」とも称する)に応じて、制御モードを基本制御モード及び暖機制御モードの何れかを実行する。そして、モータ制御装置20は、基本制御モードにおいて、後述する基本キャリアC1を用いてPWM信号Sを生成する。一方、モータ制御装置20は、暖機制御モードにおいて、基本キャリアC1とは異なる後述の暖機用キャリアC2を用いてPWM信号Sを生成する。なお、基本制御モード及び暖機制御モードの詳細は後述する。 Further, the motor control device 20 of the present embodiment sets the control mode to either the basic control mode or the warm-up control mode according to the detected temperature value of the battery 30 (hereinafter also simply referred to as "battery temperature T B "). Execute. Then, the motor control device 20 generates a PWM signal Sp in the basic control mode using a basic carrier C1, which will be described later. On the other hand, in the warm-up control mode, the motor control device 20 generates the PWM signal Sp using a warm-up carrier C2, which will be described later, which is different from the basic carrier C1. Note that details of the basic control mode and warm-up control mode will be described later.

また、モータ制御装置20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、上述した各構成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実現される。また、モータ制御装置20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。 Further, the motor control device 20 includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input/output interface (I/O interface), and is capable of executing each of the above-described configurations. This is realized by a computer programmed as follows. It is also possible to configure the motor control device 20 with a plurality of computer hardware that executes each process in a distributed manner.

インバータ40は、バッテリ30に対して並列に接続される平滑コンデンサ42と、上述した各スイッチング素子SWと、を備える。さらに、インバータ40は、モータ制御装置20により生成されたPWM信号により規定されるスイッチングパターンに応じて、各スイッチング素子SWを駆動するための図示しない駆動回路を備える。 The inverter 40 includes a smoothing capacitor 42 connected in parallel to the battery 30 and each switching element SW described above. Further, the inverter 40 includes a drive circuit (not shown) for driving each switching element SW u according to a switching pattern defined by a PWM signal generated by the motor control device 20.

バッテリ30は、リチウムイオン二次電池等の車載用の二次電池により構成される。 The battery 30 is comprised of a vehicle-mounted secondary battery such as a lithium ion secondary battery.

以下、モータ制御装置20による処理の詳細については説明する。モータ制御装置20は、バッテリ温度Tが所定の閾値温度以上である場合に基本制御モードを実行する一方、バッテリ温度Tが閾値温度未満である場合には、暖機制御モードを実行する。なお、閾値温度は、暖機を要する程度にバッテリ温度Tが低下しているか否かを判断する観点から適宜定められる。 Details of the processing by the motor control device 20 will be described below. The motor control device 20 executes the basic control mode when the battery temperature T B is equal to or higher than a predetermined threshold temperature, and executes the warm-up control mode when the battery temperature T B is less than the threshold temperature. Note that the threshold temperature is appropriately determined from the viewpoint of determining whether or not the battery temperature TB has fallen to a degree that requires warming up.

基本制御モードは、エネルギー効率(電費)を考慮して、モータ10のトルク指令値に基づく相電圧指令値に応じたデューティーパターンを定めるキャリアCを設定する制御モードである。特に、基本制御モードでは、各相の位相を同一に設定した基本キャリアC1を用いてPWM信号Sを生成する。 The basic control mode is a control mode in which a carrier C is set to determine a duty pattern according to a phase voltage command value based on a torque command value of the motor 10, taking energy efficiency (electricity cost) into consideration. In particular, in the basic control mode, the PWM signal Sp is generated using the basic carrier C1 in which the phases of each phase are set to be the same.

一方、暖機制御モードは、低温環境下などにおいて、モータ10のトルク指令値を満たしつつバッテリ30の昇温を促進させるデューティーパターンを定めるキャリアCを設定する制御モードである。特に、暖機制御モードでは、基本キャリアC1とは異なる暖機用キャリアC2を用いてPWM信号Sを生成する。 On the other hand, the warm-up control mode is a control mode that sets a carrier C that defines a duty pattern that promotes temperature rise of the battery 30 while satisfying the torque command value of the motor 10 in a low-temperature environment or the like. In particular, in the warm-up control mode, the PWM signal Sp is generated using a warm-up carrier C2 different from the basic carrier C1.

ここで、暖機用キャリアC2は、各相の位相の内の少なくとも2つが異なる値に設定される。特に、本実施形態では、図1に示すように、U相キャリアC2の位相を、V相キャリアC2及びW相キャリアC2の各位相に対して180°ずらして定められる。 Here, in the warm-up carrier C2, at least two of the phases of each phase are set to different values. In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the phase of the U-phase carrier C2 u is determined to be shifted by 180 degrees with respect to each phase of the V-phase carrier C2 v and the W-phase carrier C2 w .

これにより、暖機制御モードでは、各相間で位相差を持った暖機用キャリアC2を用いて各相のスイッチング素子SW,SW,SWが駆動されることとなる。このため、各スイッチング素子SW,SW,SWと平滑コンデンサ42を電気的に接続するバスバ44に、基本制御モード時に比べてより大きい電流振幅(以下、「リプル電流I」とも称する)を生じさせることができる。そして、このリプル電流Iがインバータ40とバッテリ30の間の電気接続50を介してバッテリ30に伝達されることで、当該バッテリ30にキャリア周波数fと同一周波数成分を持つリプル電流I´が誘起される。結果として、バッテリ30に流れる電流が当該リプル電流I´の発生により内部抵抗Rに流れる電流(発熱量)が増加し、昇温が促進されることとなる。 As a result, in the warm-up control mode, the switching elements SW u , SW v , SW w of each phase are driven using the warm-up carrier C2 having a phase difference between the phases. Therefore, a larger current amplitude (hereinafter also referred to as "ripple current I") is applied to the bus bar 44 that electrically connects each switching element SW u , SW v , SW w and the smoothing capacitor 42 compared to the basic control mode. can be caused. When this ripple current I is transmitted to the battery 30 via the electrical connection 50 between the inverter 40 and the battery 30, a ripple current I' having the same frequency component as the carrier frequency f is induced in the battery 30. Ru. As a result, due to the generation of the ripple current I' in the current flowing through the battery 30, the current (heat amount) flowing through the internal resistance R increases, and temperature rise is promoted.

なお、図1においては簡略化のため、モータ10の停止時を想定した各相の変調率M,M,Mがゼロに固定される(キャリアの変位中心に一致する)態様を示している。一方で、モータ駆動時には、駆動状況(相電圧指令値やモータ誘起電圧など)に同期して各相の変調率M,M,Mが変化するが、その場合も上記の制御ロジックは同様に適用可能である。 For simplicity, FIG. 1 shows a mode in which the modulation factors M u , M v , M w of each phase are fixed to zero (coinciding with the center of displacement of the carrier), assuming that the motor 10 is stopped. ing. On the other hand, when the motor is driven, the modulation factors M u , M v , M w of each phase change in synchronization with the driving situation (phase voltage command value, motor induced voltage, etc.), but the above control logic also applies in that case. Similarly applicable.

以上説明した本実施形態のモータ制御方法による作用効果をまとめて説明する。 The effects of the motor control method of the present embodiment described above will be summarized.

本実施形態のモータ制御方法では、キャリア信号(キャリアC)と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号(PWM信号S)を生成し、該PWM信号Sに基づいてインバータ40を操作してバッテリ30から多相モータ(モータ10)に供給する電力を制御する。特に、このモータ制御方法では、バッテリ30が低温であると判断した場合には、キャリアCの少なくとも2相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号(暖機用キャリアC2)に基づいて、PWM信号Sを生成する。 In the motor control method of this embodiment, a switching command signal (PWM signal S p ) is generated by pulse width modulation based on a carrier signal (carrier C) and a phase voltage command value, and the inverter 40 is activated based on the PWM signal S p . It is operated to control the power supplied from the battery 30 to the multiphase motor (motor 10). In particular, in this motor control method, when it is determined that the battery 30 is at a low temperature, the warm-up carrier signal (warm-up carrier C2) in which the phases of at least two phases of the carrier C are set to mutually different values is used. Based on this, a PWM signal Sp is generated.

これにより、モータ10の要求出力に応じた相電圧指令値に基づいてPWM信号Sを生成しバッテリ30からモータ10に電力を供給するモータ制御システム100を前提として、キャリアCの位相を調節するという簡素な手法によりバッテリ30の自己発熱を増大させて暖機を促進することができる。結果として、低温環境下などの暖機が要求されるシーンにおいて、モータ10に対する制御を維持しつつバッテリ30の昇温効果を高めて充放電特性を改善させることができる。 As a result, the phase of the carrier C is adjusted based on the motor control system 100 that generates the PWM signal Sp based on the phase voltage command value corresponding to the required output of the motor 10 and supplies power to the motor 10 from the battery 30. By this simple method, the self-heating of the battery 30 can be increased to promote warm-up. As a result, in a scene where warm-up is required, such as in a low-temperature environment, it is possible to increase the temperature raising effect of the battery 30 and improve the charging/discharging characteristics while maintaining control over the motor 10.

特に、本実施形態では、モータ10に対する要求出力に応じた相電圧指令値そのものは維持した状態としつつ、キャリアCの位相を調節してバッテリ30に流す電流を増大させて昇温を促進する。このため、モータ10の駆動制御への影響を抑えつつ、バッテリ30を昇温させることができる。 In particular, in this embodiment, the phase voltage command value corresponding to the required output for the motor 10 is maintained, and the phase of the carrier C is adjusted to increase the current flowing through the battery 30 to promote temperature rise. Therefore, the temperature of the battery 30 can be raised while suppressing the influence on the drive control of the motor 10.

より具体的に、本実施形態では、バッテリ温度Tが所定の閾値温度以上である場合には、各相の位相を相互に同一に設定した基本キャリア信号(基本キャリアC1)からPWM信号Sを生成する基本制御モードを実行する。一方、バッテリ温度Tが所定の閾値温度未満である場合には、少なくとも2相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号(暖機用キャリアC2)からPWM信号Sを生成する暖機制御モードを実行する。 More specifically, in this embodiment, when the battery temperature T B is equal to or higher than a predetermined threshold temperature, the PWM signal S P Executes basic control mode that generates . On the other hand, when the battery temperature T B is less than the predetermined threshold temperature, a PWM signal S p is generated from a warm-up carrier signal (warm-up carrier C2) in which the phases of at least two phases are set to mutually different values. Execute warm-up control mode.

これにより、バッテリ30の暖機の要否に応じて、キャリアCを基本キャリアC1と暖機用キャリアC2の間で適切に選択することができる。したがって、バッテリ30の暖機を要しないシーンでは、モータ10の駆動制御により適した基本キャリアC1を用いる一方で、暖機を要するシーンではバッテリ30の昇温に適した暖機用キャリアC2を用いることを可能とする具体的な制御ロジックが実現される。 Thereby, the carrier C can be appropriately selected between the basic carrier C1 and the warm-up carrier C2 depending on whether or not the battery 30 needs to be warmed up. Therefore, in scenes that do not require warm-up of the battery 30, the basic carrier C1, which is more suitable for drive control of the motor 10, is used, while in scenes that require warm-up, the warm-up carrier C2, which is suitable for raising the temperature of the battery 30, is used. A concrete control logic that enables this is realized.

さらに、本実施形態では、上記モータ制御方法の実行に適したモータ制御装置20が提供される。 Furthermore, in this embodiment, a motor control device 20 suitable for executing the above motor control method is provided.

なお、本実施形態では、暖機用キャリアC2におけるU相キャリアC2の位相を、V相キャリアC2及びW相キャリアC2の各位相に対して180°ずらす例を説明した。しかしながら、暖機用キャリアC2の各相キャリアC2,C2,C2の位相設定に係る具体的な態様はこれに限定されるものでは無く、モータ10の駆動制御への影響とバッテリ30の昇温効果の大きさのバランス等を考慮して、適宜調整することができる。 In the present embodiment, an example has been described in which the phase of the U-phase carrier C2 u in the warm-up carrier C2 is shifted by 180 degrees with respect to each phase of the V-phase carrier C2 v and the W-phase carrier C2 w . However, the specific aspect regarding the phase setting of each phase carrier C2 u , C2 v , C2 w of the warm-up carrier C2 is not limited to this, and the influence on the drive control of the motor 10 and the battery 30 It can be adjusted as appropriate, taking into consideration the balance of the magnitude of the temperature increase effect, etc.

[第2実施形態]
以下、第2実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、先の実施形態で説明した構成と同様の構成に関して、その説明を適宜省略する。
[Second embodiment]
The second embodiment will be described below. Note that in each of the subsequent embodiments, descriptions of the same configurations as those described in the previous embodiments will be omitted as appropriate.

本実施形態のモータ制御装置20は、基本制御モード及び暖機制御モードの間で、上述したキャリア位相に加えてキャリア周波数fを変えてバッテリ30の昇温をより促進する制御(以下、「周波数制御」とも称する)を実行する。 The motor control device 20 of this embodiment performs control (hereinafter referred to as "frequency (also referred to as "control").

具体的に、モータ制御装置20は、基本制御モード中のキャリア周波数f(すなわち、基本キャリアC1の周波数)を基本周波数f1に設定する。なお、基本周波数f1は、モータ10の駆動時におけるスイッチング損失の低減などを考慮して適宜定められる周波数である。 Specifically, the motor control device 20 sets the carrier frequency f (that is, the frequency of the basic carrier C1) in the basic control mode to the basic frequency f1. Note that the fundamental frequency f1 is a frequency that is appropriately determined in consideration of reducing switching loss during driving of the motor 10.

一方、モータ制御装置20は、暖気制御モード中のキャリア周波数f(すなわち、暖機用キャリアC2の周波数)を、基本周波数f1とは異なる暖機用周波数f2に設定する。なお、暖機用周波数f2は、暖機時のバッテリ30の昇温効果をより高める観点から適宜定められる。 On the other hand, the motor control device 20 sets the carrier frequency f (that is, the frequency of the warm-up carrier C2) during the warm-up control mode to a warm-up frequency f2 different from the basic frequency f1. Note that the warm-up frequency f2 is appropriately determined from the viewpoint of further increasing the temperature increase effect of the battery 30 during warm-up.

特に、本実施形態では、既に説明したバスバ44で発生するリプル電流Iからバッテリ30で誘起されるリプル電流I´への伝達特性TI´/I(f)を考慮して、暖機用周波数f2を定める。以下、その詳細を説明する。 In particular, in this embodiment, the warm - up frequency is Define f2. The details will be explained below.

図2(A)は、本実施形態におけるバッテリ30とインバータ40の間の回路構成の要部を示す図である。 FIG. 2(A) is a diagram showing a main part of the circuit configuration between the battery 30 and the inverter 40 in this embodiment.

既に説明したように、バッテリ30で生じるリプル電流I´は、インバータ40のバスバ44で発生するリプル電流Iに誘起されて生じる。したがって、リプル電流Iからリプル電流I´への伝達特性TI´/I(f)は、バスバ44からバッテリ30までの間の電気接続50の構成に依存する。 As already explained, the ripple current I' generated in the battery 30 is induced by the ripple current I generated in the bus bar 44 of the inverter 40. Therefore, the transfer characteristic T I'/I (f) from the ripple current I to the ripple current I' depends on the configuration of the electrical connection 50 between the bus bar 44 and the battery 30.

より具体的に、図2(A)に示す回路構成を前提とした場合、伝達特性TI´/I(f)は、平滑コンデンサ42の静電容量及び電気接続50の寄生インダクタンスLにより定まることとなる。 More specifically, assuming the circuit configuration shown in FIG . becomes.

図2(B)は、図2(A)に示される回路構成による伝達特性TI´/I(f)を表す図である。 FIG. 2(B) is a diagram showing the transfer characteristic T I'/I (f) according to the circuit configuration shown in FIG. 2(A).

図示のように、本実施形態における伝達特性TI´/I(f)は、バスバ44のリプル電流Iを基準とした一次のローパスフィルタ特性を示す。したがって、上記回路構成を前提とした場合、キャリア周波数fが低いほど伝達特性TI´/I(f)が向上する。すなわち、キャリア周波数fが低いほど、同一のリプル電流Iに対してより大きいリプル電流I´が誘起される。 As illustrated, the transfer characteristic T I'/I (f) in this embodiment indicates a first-order low-pass filter characteristic based on the ripple current I of the bus bar 44. Therefore, assuming the above circuit configuration, the lower the carrier frequency f, the better the transfer characteristic T I'/I (f). That is, the lower the carrier frequency f is, the larger the ripple current I' is induced for the same ripple current I.

このため、本実施形態では、暖機用周波数f2を基本周波数f1よりも低く設定する(第1の周波数制御)。これにより、暖機制御モード中のリプル電流I´をより大きくしてバッテリ30の自己発熱量を増加させることができる。 Therefore, in this embodiment, the warm-up frequency f2 is set lower than the basic frequency f1 (first frequency control). Thereby, the ripple current I' during the warm-up control mode can be made larger to increase the amount of self-heating of the battery 30.

以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、基本制御モードでは、基本キャリアC1のキャリア周波数fを所定の基本周波数f1に設定する。一方、暖機制御モードでは、暖機用キャリア信号(暖機用キャリアC2)のキャリア周波数fを、基本周波数f1とは異なる暖機用周波数f2に設定する。 According to the motor control method of this embodiment described above, in the basic control mode, the carrier frequency f of the basic carrier C1 is set to the predetermined basic frequency f1. On the other hand, in the warm-up control mode, the carrier frequency f of the warm-up carrier signal (warm-up carrier C2) is set to a warm-up frequency f2 different from the basic frequency f1.

これにより、非暖機時(基本制御モード中)と暖機時(暖機制御モード中)において、キャリア周波数fをそれぞれのモードにおいて好ましい値に切り替えることができる。より詳細には、非暖機時にはモータ10の駆動に適したPWM信号Sを生成しつつ、暖機時にはバッテリ30の自己発熱をより促進し得るPWM信号Sを生成するための具体的な制御ロジックが実現される。 Thereby, the carrier frequency f can be switched to a preferable value in each mode during non-warm-up (during basic control mode) and warm-up (during warm-up control mode). More specifically, there is a specific method for generating a PWM signal S p suitable for driving the motor 10 when not warmed up, and at the same time generating a PWM signal S p that can further promote self-heating of the battery 30 when warmed up. Control logic is implemented.

特に、本実施形態では、暖機用周波数f2を基本周波数f1よりも低く設定する。 In particular, in this embodiment, the warm-up frequency f2 is set lower than the basic frequency f1.

これにより、バッテリ30とインバータ40の間の特定の回路構成(図2A)を前提とした場合において、暖機時にバッテリ30の昇温効果をより高めるための具体的な制御ロジックが実現される。 As a result, when a specific circuit configuration (FIG. 2A) between the battery 30 and the inverter 40 is assumed, a specific control logic for increasing the temperature increase effect of the battery 30 during warm-up is realized.

[第3実施形態]
本実施形態では、モータ制御装置20が、第2の周波数制御を実行する例を説明する。より具体的に、第2の周波数制御では、暖機用周波数f2を、バッテリ30に流れる電流の実効値がモータ10の相電流の実効値よりも大きくなるように設定する。なお、バッテリ30に流れる電流の実効値及びモータ10の相電流の実効値は、それぞれ、図示しない電流センサにより検出される検出値から演算することができる。
[Third embodiment]
In this embodiment, an example will be described in which the motor control device 20 executes the second frequency control. More specifically, in the second frequency control, the warm-up frequency f2 is set so that the effective value of the current flowing through the battery 30 is larger than the effective value of the phase current of the motor 10. Note that the effective value of the current flowing through the battery 30 and the effective value of the phase current of the motor 10 can be respectively calculated from detected values detected by a current sensor (not shown).

これにより、暖機制御モードにおけるリプル電流I´をより増大させることができ、バッテリ30の昇温効果をより高めることができる。 Thereby, the ripple current I' in the warm-up control mode can be further increased, and the effect of raising the temperature of the battery 30 can be further enhanced.

[第4実施形態]
本実施形態では、モータ制御装置20が、第3の周波数制御を実行する例を説明する。
特に、本実施形態では、第2実施形態で説明した回路構成(図2(A))と同一の回路構成(図3(A))において、バッテリ30の内部抵抗Rが一定値以下となるシーン(より詳細にはバッテリ温度Tが特に低いシーン)における伝達特性TI´/I(f)を考慮して暖機用周波数f2を定める。
[Fourth embodiment]
In this embodiment, an example will be described in which the motor control device 20 executes the third frequency control.
In particular, in this embodiment, in the same circuit configuration (FIG. 3(A)) as the circuit configuration (FIG. 2(A)) described in the second embodiment, a scene in which the internal resistance R of the battery 30 is below a certain value is described. The warm-up frequency f2 is determined in consideration of the transfer characteristic T I'/I (f) in (more specifically, a scene where the battery temperature T B is particularly low).

図3(B)は、図3(A)の回路構成を前提とした特定のシーンの伝達特性TI´/I(f)を表す図である。 FIG. 3(B) is a diagram showing the transfer characteristic T I'/I (f) of a specific scene based on the circuit configuration of FIG. 3(A).

暖機制御モード中において特にバッテリ30の内部抵抗Rが低いシーンでは、平滑コンデンサ42の静電容量と電気接続50の寄生インダクタンスLの間に共振現象が発生する。そのため、図3(B)に示すように、伝達特性TI´/I(f)は特定の周波数(共振周波数)にピークを持つプロファイルを示す。したがって、当該シーンでは、暖機用周波数f2を上記共振周波数と同一又はその近傍領域内の周波数に定めることで、バッテリ30の昇温効果をさらに向上させることができる。 During the warm-up control mode, especially in a scene where the internal resistance R of the battery 30 is low, a resonance phenomenon occurs between the capacitance of the smoothing capacitor 42 and the parasitic inductance L of the electrical connection 50. Therefore, as shown in FIG. 3(B), the transfer characteristic T I'/I (f) shows a profile having a peak at a specific frequency (resonant frequency). Therefore, in this scene, the effect of increasing the temperature of the battery 30 can be further improved by setting the warm-up frequency f2 to be the same as the resonance frequency or a frequency in the vicinity thereof.

なお、共振周波数は、既知の平滑コンデンサ42の静電容量及び寄生インダクタンスLから予め算出して記憶し、適宜、モータ制御装置20により参照される。 Note that the resonant frequency is calculated in advance from the known capacitance and parasitic inductance L of the smoothing capacitor 42, stored, and referenced by the motor control device 20 as appropriate.

以上説明したように、本実施形態では、インバータ40は、バッテリ30に対して並列接続された平滑コンデンサ42を備える。そして、暖機制御モードでは、暖機用周波数f2を、平滑コンデンサ42と、バッテリ30と平滑コンデンサ42との間の電気接続50により生じる寄生インダクタンスLと、を含む共振系における共振周波数と略同一に定める。 As described above, in this embodiment, the inverter 40 includes the smoothing capacitor 42 connected in parallel to the battery 30. In the warm-up control mode, the warm-up frequency f2 is approximately the same as the resonant frequency in the resonant system including the smoothing capacitor 42 and the parasitic inductance L generated by the electrical connection 50 between the battery 30 and the smoothing capacitor 42. stipulated in

これにより、バッテリ30の内部抵抗が一定値以下となる特定のシーン(低温環境下など)で示される伝達特性TI´/I(f)を考慮して、バッテリ30の自己発熱が好適に促進される暖機用周波数f2を定めることができる。結果として、暖機制御モード中におけるバッテリ30の昇温効果をさらに向上させることができる。 As a result, self-heating of the battery 30 is suitably promoted in consideration of the transfer characteristic T I'/I (f) shown in a specific scene (such as in a low-temperature environment) where the internal resistance of the battery 30 is below a certain value. The warm-up frequency f2 to be used can be determined. As a result, the effect of increasing the temperature of the battery 30 during the warm-up control mode can be further improved.

[第5実施形態]
本実施形態では、第4の周波数制御の態様を説明する。
[Fifth embodiment]
In this embodiment, a fourth frequency control aspect will be described.

図4(A)は、本実施形態におけるバッテリ30とインバータ40の間の回路構成の要部を示す図である。図示のように、本実施形態の回路構成では、インバータ40の平滑コンデンサ42と、バッテリ30と、の間にこれらに並列接続された共振特性調節用コンデンサ60が設けられる。すなわち、図4(A)の回路構成は、共振特性調節用コンデンサ60が設けられる点で図3(A)の回路構成と異なる。 FIG. 4(A) is a diagram showing a main part of the circuit configuration between the battery 30 and the inverter 40 in this embodiment. As shown in the figure, in the circuit configuration of the present embodiment, a resonance characteristic adjustment capacitor 60 is provided between the smoothing capacitor 42 of the inverter 40 and the battery 30 and connected in parallel thereto. That is, the circuit configuration of FIG. 4(A) differs from the circuit configuration of FIG. 3(A) in that a capacitor 60 for adjusting resonance characteristics is provided.

このように共振特性調節用コンデンサ60を設けたことにより、インバータ40からバッテリ30のまでの電気接続50における特性が変化する。このため、図3(A)の回路構成に対して共振系の特性を調節して、伝達特性TI´/I(f)のプロファイル(ピーク周波数、ピーク位置及び/又はピーク幅)を変化させることができる。 By providing the resonance characteristic adjustment capacitor 60 in this way, the characteristics of the electrical connection 50 from the inverter 40 to the battery 30 change. Therefore, the profile (peak frequency, peak position, and/or peak width) of the transfer characteristic T I'/I (f) is changed by adjusting the characteristics of the resonance system for the circuit configuration shown in FIG. 3(A). be able to.

図4(B)は、図4(A)の回路構成を前提とした伝達特性TI´/I(f)を表す図である。図示のように、本実施形態の伝達特性TI´/I(f)では、図3(B)に示す伝達特性TI´/I(f)と比べてピーク幅が狭く且つピーク高さが大きくなっている。このため、暖機用周波数f2を共振周波数と同一に設定することで、リプル電流Iあたりのリプル電流I´の値がより大きくなり、バッテリ30の昇温効果をより一層向上させることができる。 FIG. 4(B) is a diagram showing the transfer characteristic T I'/I (f) based on the circuit configuration of FIG. 4(A). As shown in the figure, the transfer characteristic T I'/I (f) of this embodiment has a narrower peak width and a higher peak height than the transfer characteristic T I'/I (f) shown in FIG. 3(B). It's getting bigger. Therefore, by setting the warm-up frequency f2 to be the same as the resonant frequency, the value of the ripple current I' per ripple current I becomes larger, and the effect of increasing the temperature of the battery 30 can be further improved.

以上説明したように、本実施形態では、バッテリ30と平滑コンデンサ42の間の電気接続50に、バッテリ30に対して並列接続される共振特性調節用コンデンサ60が設けられる。 As described above, in this embodiment, the resonance characteristic adjustment capacitor 60 connected in parallel to the battery 30 is provided in the electrical connection 50 between the battery 30 and the smoothing capacitor 42 .

これにより、インバータ40及びバッテリ30を含む回路構成における共振系の特性を変化させて、伝達特性TI´/I(f)のプロファイルを調節することができる。特に、本実施形態では、伝達特性TI´/I(f)のプロファイルが、ピークをとる周波数(すなわち、共振周波数)においてより高い値をとるように調節される。このため、暖機用周波数f2を共振周波数に一致させることで、バッテリ30の昇温効果をより一層向上させることができる。 Thereby, the profile of the transfer characteristic T I'/I (f) can be adjusted by changing the characteristics of the resonance system in the circuit configuration including the inverter 40 and the battery 30. In particular, in this embodiment, the profile of the transfer characteristic T I'/I (f) is adjusted so that it takes a higher value at the peak frequency (ie, the resonant frequency). Therefore, by making the warm-up frequency f2 match the resonant frequency, the effect of increasing the temperature of the battery 30 can be further improved.

特に、本実施形態の制御であれば、極低温環境下などのバッテリ30の内部抵抗が低くなるシーンにおいても、バッテリ30の自己発熱を適切に促して十分な昇温効果を実現することができる。 In particular, with the control of this embodiment, even in situations where the internal resistance of the battery 30 is low, such as in an extremely low temperature environment, it is possible to appropriately promote self-heating of the battery 30 and achieve a sufficient temperature increase effect. .

なお、本実施形態では、図4(A)に示す回路構成を前提として、バッテリ30に並列に共振特性調節用コンデンサ60を接続することで、共振特性(伝達特性プロファイル)を変化させる例を説明した。一方で、共振特性を変化させるための具体的な構成はこれに限られず、前提とする回路構成などに応じて適宜変更が可能である。 In addition, in this embodiment, an example will be described in which the resonance characteristic (transfer characteristic profile) is changed by connecting the resonance characteristic adjustment capacitor 60 in parallel to the battery 30 based on the circuit configuration shown in FIG. 4(A). did. On the other hand, the specific configuration for changing the resonance characteristics is not limited to this, and can be changed as appropriate depending on the underlying circuit configuration.

[第6実施形態]
本実施形態では、第5の周波数制御の態様を説明する。
[Sixth embodiment]
In this embodiment, a fifth frequency control aspect will be described.

具体的に、本実施形態において、暖機制御モード中のキャリア周波数fの変化に応じたバッテリ30の電流を計測し、その計測結果に応じて暖機用周波数f2を求める処理(周波数探索処理)を実行する。 Specifically, in this embodiment, a process (frequency search process) of measuring the current of the battery 30 according to a change in the carrier frequency f during the warm-up control mode and determining the warm-up frequency f2 according to the measurement result. Execute.

より具体的に、周波数探索処理では、暖機制御モードの開始時点などの所定のタイミングを基点として、キャリア周波数fを所定範囲でスイープさせる。そして、スイープさせた所定範囲の中でバッテリ30の電流が最大となる周波数を特定し、暖機用周波数f2を当該周波数とする。さらに、周波数探索処理を所定時間ごとに実行して、適宜、暖機用周波数f2を更新する。 More specifically, in the frequency search process, the carrier frequency f is swept in a predetermined range using a predetermined timing such as the start of the warm-up control mode as a base point. Then, a frequency at which the current of the battery 30 becomes maximum is specified within the swept predetermined range, and the frequency is set as the warm-up frequency f2. Furthermore, frequency search processing is executed at predetermined time intervals to update the warm-up frequency f2 as appropriate.

これにより、暖機制御モード中におけるバッテリ30の実電流挙動に応じて、適宜、高いリプル電流I´を誘起し得る暖機用周波数f2を定めることができる。 Thereby, the warm-up frequency f2 that can induce a high ripple current I' can be appropriately determined depending on the actual current behavior of the battery 30 during the warm-up control mode.

以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、暖機制御モードでは、所定時間ごとに暖機用周波数f2を探索して設定する周波数探索処理を実行する。特に、周波数探索処理では、キャリア周波数fを所定の探索範囲で変化させてバッテリ30の電流を観測し、当該探索範囲においてバッテリ30の電流が最も高くなる周波数を暖機用周波数f2に設定する。 According to the motor control method of the present embodiment described above, in the warm-up control mode, a frequency search process is executed to search and set the warm-up frequency f2 at predetermined intervals. In particular, in the frequency search process, the current of the battery 30 is observed while changing the carrier frequency f in a predetermined search range, and the frequency at which the current of the battery 30 is highest in the search range is set as the warm-up frequency f2.

これにより、暖機制御モード中においてバッテリ温度Tが変化するなどの理由で、高いリプル電流I´を実現し得る周波数が変化する場合であっても、適宜、リプル電流I´を最大化し得る周波数を特定して、これを暖機用周波数f2とすることができる。このため、暖機制御モードにおけるバッテリ30の昇温効果をさらに向上させることができる。 As a result, even if the frequency at which a high ripple current I' can be achieved changes due to changes in the battery temperature T B during the warm-up control mode, the ripple current I' can be maximized as appropriate. A frequency can be specified and set as the warm-up frequency f2. Therefore, the effect of increasing the temperature of the battery 30 in the warm-up control mode can be further improved.

なお、上述の第4実施形態で説明したように、回路構成由来の共振系によって伝達特性TI´/I(f)が共振周波数にピークを持つプロファイルをとる場合に、予め当該ピークを含む周波数範囲を特定して周波数探索処理を実行する構成を採用しても良い。これにより、バッテリ30の実電流の挙動を観測した上で伝達特性TI´/I(f)がピークをとる周波数をより適確に特定することができる。特に、第5実施形態で説明したように、伝達特性TI´/I(f)のピーク幅が比較的狭い場合(比較的シャープである場合)に、周波数探索処理を実行して伝達特性TI´/I(f)がピークをとる周波数をより確実に特定することで、暖機用周波数f2が当該周波数からずれて設定されることによるリプル電流I´の大幅な低下(バッテリ30の昇温効果の低下)をより確実に防止することができる。 As explained in the fourth embodiment, when the transfer characteristic T I'/I (f) takes a profile having a peak at the resonance frequency due to the resonance system derived from the circuit configuration, the frequency including the peak is determined in advance. A configuration may be adopted in which a range is specified and frequency search processing is executed. Thereby, after observing the behavior of the actual current of the battery 30, it is possible to more accurately specify the frequency at which the transfer characteristic T I'/I (f) takes a peak. In particular, as explained in the fifth embodiment, when the peak width of the transfer characteristic T I'/I (f) is relatively narrow (relatively sharp), frequency search processing is performed to determine the transfer characteristic T By more reliably identifying the frequency at which I'/I (f) peaks, it is possible to reduce the ripple current I' significantly (as the battery 30 increases (deterioration of thermal effect) can be more reliably prevented.

[第7実施形態]
本実施形態では、モータ制御装置20が、リプル電流Iからリプル電流I´への伝達特性TI´/I(f)をより向上させる制御(以下、「伝達特性向上処理」)を実行する例を説明する。
[Seventh embodiment]
In this embodiment, the motor control device 20 executes control to further improve the transfer characteristic T I'/I (f) from the ripple current I to the ripple current I' (hereinafter referred to as "transfer characteristic improvement process"). Explain.

図5(A)は、本実施形態において、リプル電流Iからリプル電流I´への伝達特性TI´/I(f)を定める回路構成を示す図である。図示のように、本実施形態の回路構成では、インバータ40の平滑コンデンサ42は、バッテリ30に対して並列接続された2つのコンデンサ素子42a,42bにより構成される。また、これら2つの内、バスバ44側に設けられるコンデンサ素子42aにはスイッチ70が設けられる。そして、モータ制御装置20が、当該スイッチ70のオン・オフ操作を制御することにより、コンデンサ素子42aとバッテリ30との間の電気的接続が接続状態(オン状態)及び非接続状態(オフ状態)の間で切り替えられる。 FIG. 5A is a diagram showing a circuit configuration for determining the transfer characteristic T I'/I (f) from the ripple current I to the ripple current I' in this embodiment. As shown in the figure, in the circuit configuration of this embodiment, the smoothing capacitor 42 of the inverter 40 is composed of two capacitor elements 42a and 42b connected in parallel to the battery 30. Further, of these two, a switch 70 is provided on the capacitor element 42a provided on the bus bar 44 side. Then, by controlling the on/off operation of the switch 70, the motor control device 20 changes the electrical connection between the capacitor element 42a and the battery 30 into a connected state (on state) and a disconnected state (off state). can be switched between.

特に、本実施形態において、モータ制御装置20は、バッテリ30の昇温速度が所定の閾値速度以上である場合に、スイッチ70をオンにする。一方、バッテリ30の昇温速度が上記閾値未満である場合には、スイッチ70をオフにする(第1の伝達特性向上処理)。なお、バッテリ30の昇温速度について、例えば、温度センサ値の経時変化から定めることができる。 In particular, in this embodiment, the motor control device 20 turns on the switch 70 when the rate of temperature increase of the battery 30 is equal to or higher than a predetermined threshold rate. On the other hand, if the temperature increase rate of the battery 30 is less than the threshold value, the switch 70 is turned off (first transfer characteristic improvement process). Note that the temperature increase rate of the battery 30 can be determined based on, for example, changes in temperature sensor values over time.

図5(B)は、スイッチ70のオン・オフ状態に応じた伝達特性TI´/I(f)を示す図である。 FIG. 5(B) is a diagram showing the transfer characteristic T I'/I (f) depending on the on/off state of the switch 70.

図示のように、スイッチ70をオフにしてコンデンサ素子42aをバッテリ30に対して電気的に切り離した状態では、スイッチ70をオンとしている状態と比べて同一周波数に対する伝達特性TI´/I(f)の値が向上する。このため、暖機中にバッテリ30の昇温速度が所望の速度に達しない場合には、スイッチ70をオフにすることで伝達特性TI´/I(f)を向上させ、バッテリ30の昇温をより促進させることができる。 As shown in the figure, when the switch 70 is turned off and the capacitor element 42a is electrically disconnected from the battery 30, the transfer characteristic T I'/I (f ) value improves. Therefore, if the temperature increase rate of the battery 30 does not reach the desired rate during warm-up, the transfer characteristic T I'/I (f) is improved by turning off the switch 70, and the temperature increase rate of the battery 30 is increased. It can further promote warmth.

以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、暖機制御モードでは、バッテリ30の温度を示唆する温度パラメータ(昇温速度)に基づいてインバータ40とバッテリ30との間の電気的断続を切り替えるスイッチ70を操作し、インバータ40の電気配線に流れる電流当たりの(すなわちリプル電流I当たりの)バッテリ30で生じるリプル電流(すなわちリプル電流I´)を増大させる。 According to the motor control method of the present embodiment described above, in the warm-up control mode, the electrical connection between the inverter 40 and the battery 30 is controlled based on the temperature parameter (heating rate) that indicates the temperature of the battery 30. The switch 70 is operated to increase the ripple current (ie, ripple current I') generated in the battery 30 per current flowing through the electrical wiring of the inverter 40 (ie, per ripple current I).

これにより、暖機制御モード中におけるバッテリ30の昇温状態に応じて、適宜、伝達特性向上処理が実行されることとなるので、バッテリ30の昇温効果をさらに向上させることができる。 As a result, the transfer characteristic improvement process is executed as appropriate depending on the temperature increase state of the battery 30 during the warm-up control mode, so that the effect of increasing the temperature of the battery 30 can be further improved.

特に、本実施形態のインバータ40の平滑コンデンサ42は、バッテリ30に対して並列接続された複数(本実施形態では2つ)のコンデンサ素子42a,42bにより構成される。そして、暖機制御モードでは、バッテリ30の昇温速度が所定の閾値速度未満である場合には、スイッチ70を操作して各コンデンサ素子42a,42bの何れか(本実施形態ではコンデンサ素子42a)をバッテリ30から電気的に切り離す。 In particular, the smoothing capacitor 42 of the inverter 40 of this embodiment is configured by a plurality of (two in this embodiment) capacitor elements 42a and 42b connected in parallel to the battery 30. In the warm-up control mode, when the rate of temperature increase of the battery 30 is less than a predetermined threshold rate, the switch 70 is operated to select one of the capacitor elements 42a and 42b (in this embodiment, the capacitor element 42a). is electrically disconnected from the battery 30.

これにより、暖機中に意図したバッテリ30の昇温効果が得られていないシーンを適切に検知して、昇温効果を向上させる処理を実行することができる。 Thereby, it is possible to appropriately detect a scene in which the intended heating effect of the battery 30 is not obtained during warm-up, and to execute processing for improving the heating effect.

[第8実施形態]
本実施形態では、第2の伝達特性向上処理の態様を説明する。
[Eighth embodiment]
In this embodiment, an aspect of the second transfer characteristic improvement process will be described.

図6は、本実施形態におけるバッテリ30とインバータ40の間の回路構成の要部を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a main part of the circuit configuration between the battery 30 and the inverter 40 in this embodiment.

図示のように、バッテリ30は、インバータ40に対して相互に並列に接続された複数(図では2つ)の単位蓄電部30a,30bを備える。さらに、各単位蓄電部30a,30bにはそれぞれ、インバータ40との間の電気的接続を切り替えるためのスイッチ70a,70bが設けられている。 As shown in the figure, battery 30 includes a plurality of (two in the figure) unit power storage units 30a and 30b that are connected in parallel to inverter 40. Further, each unit power storage unit 30a, 30b is provided with a switch 70a, 70b for switching the electrical connection with the inverter 40, respectively.

そして、モータ制御装置20は、暖機制御モードにおいて、各単位蓄電部30a,30bの温度ばらつきの大きさに応じて、各スイッチ70a,70bを個別にオン又はオフに操作する。 In the warm-up control mode, motor control device 20 individually turns on or off each switch 70a, 70b depending on the magnitude of temperature variation in each unit power storage section 30a, 30b.

より具体的に、温度ばらつきが一定値以上である場合には、各単位蓄電部30a,30bの中で相対的に高い温度をとる方を特定する。そして、例えば、単位蓄電部30aが相対的に高い温度をとる場合、スイッチ70aをオフ及びスイッチ70bをオンにする。これにより、相対的に高い温度をとる単位蓄電部30aがインバータ40から電気的に切り離され、相対的に低い温度をとる単位蓄電部30bのみがインバータ40に電気的に接続される。なお、単位蓄電部30bが相対的に高い温度をとる場合においても同様のロジックで各スイッチ70a,70bのオン/オフを制御する。 More specifically, if the temperature variation is above a certain value, one of the unit power storage units 30a, 30b that has a relatively higher temperature is identified. For example, when unit power storage unit 30a has a relatively high temperature, switch 70a is turned off and switch 70b is turned on. As a result, unit power storage section 30a, which has a relatively high temperature, is electrically disconnected from inverter 40, and only unit power storage section 30b, which has a relatively low temperature, is electrically connected to inverter 40. Note that even when unit power storage section 30b has a relatively high temperature, the on/off of each switch 70a, 70b is controlled using the same logic.

これにより、各単位蓄電部30a,30bの間の温度ばらつきが大きいシーンでは、伝達特性TI´/I(f)のゲイン(リプル電流I当たりのリプル電流I´)を相対的に低い温度の単位蓄電部30bに集中させて、当該単位蓄電部30bの昇温を優先させることができる。 As a result, in a scene where the temperature variation between each unit power storage unit 30a, 30b is large, the gain of the transfer characteristic T I'/I (f) (ripple current I' per ripple current I) can be adjusted to a relatively low temperature. By concentrating on unit power storage section 30b, it is possible to give priority to raising the temperature of unit power storage section 30b.

以上説明したように、本実施形態では、バッテリ30は、複数の単位蓄電部30a,30bを備える。そして、暖機制御モードでは、それぞれの単位蓄電部30a,30bの温度ばらつきが一定値以上である場合に、各単位蓄電部30a,30bの中で相対的に温度の高い単位蓄電部30aをインバータ40から電気的に切り離す。 As explained above, in this embodiment, the battery 30 includes a plurality of unit power storage units 30a and 30b. In the warm-up control mode, when the temperature variation of each unit power storage unit 30a, 30b is equal to or higher than a certain value, unit power storage unit 30a, which has a relatively high temperature among each unit power storage unit 30a, 30b, is switched to an inverter. electrically disconnected from 40.

これにより、暖機時に各単位蓄電部30a,30bの間の温度ばらつきが大きくなっても、相対的に低温の単位蓄電部30bを優先的に昇温させることができる。結果として、複数の単位蓄電部30a,30bを均等に昇温させることができ、バッテリ30全体を所望の温度に昇温させるまでの時間(暖機時間)を短縮することができる。 Thereby, even if the temperature variation between unit power storage units 30a and 30b increases during warm-up, it is possible to preferentially raise the temperature of unit power storage unit 30b, which is relatively low temperature. As a result, the temperature of the plurality of unit power storage units 30a, 30b can be raised uniformly, and the time (warm-up time) required to raise the temperature of the entire battery 30 to a desired temperature can be shortened.

なお、本実施形態で示した回路構成は一例であり、温度ばらつきに応じて複数単位蓄電部とインバータ40との電気的接続のオン/オフが可能であるならば、任意の回路構成を採用することができる。 Note that the circuit configuration shown in this embodiment is an example, and any circuit configuration may be adopted as long as it is possible to turn on/off the electrical connection between the plurality of power storage units and the inverter 40 according to temperature variations. be able to.

[第9実施形態]
本実施形態では、第3の伝達特性向上処理の態様を説明する。
[Ninth embodiment]
In this embodiment, an aspect of the third transfer characteristic improvement process will be described.

特に、本実施形態においても、第9実施形態と同様にバッテリ30が複数(図では2つ)の単位蓄電部30a,30bを備える。そして、バッテリ30の温度に応じて、各単位蓄電部30a,30bのインバータ40に対する電気接続状態を個別に切り替える。 In particular, in this embodiment as well, the battery 30 includes a plurality of (two in the figure) unit power storage units 30a and 30b, similar to the ninth embodiment. Then, depending on the temperature of battery 30, the electrical connection state of each unit power storage unit 30a, 30b to inverter 40 is individually switched.

図7は、本実施形態におけるバッテリ30とインバータ40の間の回路構成の要部を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a main part of the circuit configuration between the battery 30 and the inverter 40 in this embodiment.

図示のように、本実施形態の回路構成であれば、バッテリ30の温度に応じて各スイッチ70c,70d,70eを個別に操作することで、各単位蓄電部30a,30bのインバータ40に対する電気接続状態(並列、直列、又は非接続)を切り替えることができる。 As shown in the figure, with the circuit configuration of this embodiment, each unit power storage section 30a, 30b can be electrically connected to the inverter 40 by individually operating each switch 70c, 70d, 70e according to the temperature of the battery 30. The state (parallel, series, or disconnected) can be switched.

具体的に、モータ制御装置20は、基本制御モード中において、スイッチ70cをオン、スイッチ70dをオフ、及びスイッチ70eをオフにそれぞれ設定する。一方、暖機制御モードにおいて、スイッチ70cをオフ、スイッチ70dをオン、及びスイッチ70eをオンにそれぞれ設定する。 Specifically, in the basic control mode, the motor control device 20 sets the switch 70c to on, the switch 70d to off, and the switch 70e to off. On the other hand, in the warm-up control mode, the switch 70c is set to OFF, the switch 70d is set to ON, and the switch 70e is set to ON.

これにより、非暖機時(通常のモータ駆動時)には各単位蓄電部30a,30bがインバータ40に対して直列接続されて高いバッテリ出力を確保できる。一方で、暖機時には各単位蓄電部30a,30bがインバータ40に対して直列接続される。このため、バッテリ30の合成内部抵抗値が減少して伝達特性TI´/I(f)が向上し、バッテリ30の昇温がより促進される。 As a result, each unit power storage section 30a, 30b is connected in series to the inverter 40 when not warmed up (when the motor is normally driven), and a high battery output can be ensured. On the other hand, during warm-up, each unit power storage unit 30a, 30b is connected in series to inverter 40. Therefore, the combined internal resistance value of the battery 30 decreases, the transfer characteristic T I'/I (f) improves, and the temperature rise of the battery 30 is further promoted.

以上説明したように、本実施形態では、バッテリ30は、複数の単位蓄電部30a,30bを備える。そして、基本制御モードでは、各単位蓄電部30a,30bをインバータ40に対して直接接続とする。一方で、暖機制御モードでは、各単位蓄電部30a,30bをインバータ40に対して並列接続する。 As explained above, in this embodiment, the battery 30 includes a plurality of unit power storage units 30a and 30b. In the basic control mode, each unit power storage unit 30a, 30b is directly connected to the inverter 40. On the other hand, in the warm-up control mode, each unit power storage section 30a, 30b is connected in parallel to the inverter 40.

これにより、基本制御モードにおいては高いバッテリ出力を確保しつつ、暖機制御モードにおいては伝達特性TI´/I(f)を向上させてバッテリ30の昇温効果をより高める制御ロジックが実現される。 As a result, a control logic that secures a high battery output in the basic control mode and improves the transfer characteristic T I'/I (f) in the warm-up control mode to further enhance the temperature raising effect of the battery 30 is realized. Ru.

なお、本実施形態で示した回路構成は一例であり、基本制御モードと暖機制御モードにおいて、複数単位蓄電部とインバータ40の接続を直接接続と並列接続の間で切り替えることが可能であるならば、任意の回路構成を採用することができる。 Note that the circuit configuration shown in this embodiment is an example, and if it is possible to switch the connection between the multiple unit power storage units and the inverter 40 between direct connection and parallel connection in the basic control mode and warm-up control mode. For example, any circuit configuration can be adopted.

[第10実施形態]
本実施形態では、モータ制御装置20が、暖機制御モードにおいて、バッテリ30の昇温を促進する観点から変調率Mを調節する変調率調節制御を実行する。
[Tenth embodiment]
In the present embodiment, the motor control device 20 executes modulation rate adjustment control that adjusts the modulation rate M in the warm-up control mode from the viewpoint of promoting temperature rise of the battery 30.

具体的に、本実施形態の変調率調節制御では、変調率Mを、モータ10内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定める。 Specifically, in the modulation rate adjustment control of this embodiment, the modulation rate M is determined so that the direction of the composite magnetomotive force generated within the motor 10 coincides with the rotor magnetic pole position.

図8(A)は、変調率調節制御により調節された変調率M、当該変調率Mに応じたモータ10の各相電流、及び当該各相電流の平均値(特にキャリア周期あたりの平均値)の時間発展を示す図である。また、図8(B)は、変調率調節制御を実行した際の各相電流ベクトル、合成起磁力の方向、及びロータ磁極位置の関係を示すフェーザ図である。 FIG. 8(A) shows the modulation rate M adjusted by the modulation rate adjustment control, each phase current of the motor 10 according to the modulation rate M, and the average value of each phase current (especially the average value per carrier cycle). FIG. Moreover, FIG. 8(B) is a phasor diagram showing the relationship among each phase current vector, the direction of the composite magnetomotive force, and the rotor magnetic pole position when modulation rate adjustment control is executed.

図示のように、変調率調節制御では、三相交流座標系を基準としたフェーザ表示上において、各相電流ベクトルの合成ベクトルの方向(すなわち、各相電流ベクトルが作る合成起磁力の方向)が予め所定のセンサ等により検出されるロータ磁極位置(すなわち、d軸方向)に一致するように変調率Mを調節する。 As shown in the figure, in modulation rate adjustment control, the direction of the composite vector of each phase current vector (that is, the direction of the composite magnetomotive force created by each phase current vector) is determined on the phasor display based on the three-phase AC coordinate system. The modulation rate M is adjusted so as to match the rotor magnetic pole position (that is, the d-axis direction) detected in advance by a predetermined sensor or the like.

以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、暖機制御モードでは、相電圧指令値に基づく変調率Mを、モータ10内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定める。特に、合成起磁力の方向は、各相電流におけるキャリア周期あたりの平均値により決定される。 According to the motor control method of the present embodiment described above, in the warm-up control mode, the modulation factor M based on the phase voltage command value is adjusted so that the direction of the composite magnetomotive force generated in the motor 10 coincides with the rotor magnetic pole position. stipulated in In particular, the direction of the combined magnetomotive force is determined by the average value per carrier period in each phase current.

これにより、上述のように、暖機制御モード中に、基本制御モードとは異なる暖機用キャリアC2からPWM信号Sを生成することによる、モータ10の駆動制御への影響(意図しないモータトルクの発生など)をより確実に防止することができる。 As a result, as described above, during the warm-up control mode, the influence on the drive control of the motor 10 (unintended motor torque occurrences, etc.) can be more reliably prevented.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記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。また、上記各実施形態は可能な範囲で任意に組み合わせることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments. do not have. Furthermore, the above embodiments can be arbitrarily combined to the extent possible.

10 モータ
20 モータ制御装置
30 バッテリ
40 インバータ
42 平滑コンデンサ
50 電気接続
60 共振特性調節用コンデンサ
70 スイッチ
100 モータ制御システム
10 motor 20 motor control device 30 battery 40 inverter 42 smoothing capacitor 50 electrical connection 60 resonance characteristic adjustment capacitor 70 switch 100 motor control system

Claims (14)

キャリア信号と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号を生成し、該スイッチング指令信号に基づいてインバータを操作してバッテリから多相モータに供給する電力を制御するモータ制御方法であって、
前記バッテリが低温であると判断した場合には、前記キャリア信号の少なくとも2相の位相を相互に異なる値に設定して前記スイッチング指令信号を生成する、
モータ制御方法。
A motor control method that generates a switching command signal by pulse width modulation based on a carrier signal and a phase voltage command value, and controls power supplied from a battery to a multiphase motor by operating an inverter based on the switching command signal. ,
If it is determined that the battery is at a low temperature, generating the switching command signal by setting the phases of at least two phases of the carrier signal to mutually different values;
Motor control method.
請求項1に記載のモータ制御方法であって、
バッテリ温度が所定の閾値温度以上である場合には、各相の位相を相互に同一に設定した基本キャリア信号から前記スイッチング指令信号を生成する基本制御モードを実行し、
前記バッテリ温度が前記閾値温度未満である場合には、少なくとも2相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号から前記スイッチング指令信号を生成する暖機制御モードを実行する、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 1, comprising:
When the battery temperature is equal to or higher than a predetermined threshold temperature, executing a basic control mode in which the switching command signal is generated from a basic carrier signal in which the phases of each phase are set to be the same;
When the battery temperature is less than the threshold temperature, executing a warm-up control mode in which the switching command signal is generated from a warm-up carrier signal in which the phases of at least two phases are set to mutually different values;
Motor control method.
請求項2に記載のモータ制御方法であって、
前記基本制御モードでは、前記基本キャリア信号のキャリア周波数を所定の基本周波数に設定し、
前記暖機制御モードでは、前記暖機用キャリア信号の前記キャリア周波数を前記基本周波数とは異なる暖機用周波数に設定する、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 2,
In the basic control mode, the carrier frequency of the basic carrier signal is set to a predetermined basic frequency,
In the warm-up control mode, the carrier frequency of the warm-up carrier signal is set to a warm-up frequency different from the basic frequency;
Motor control method.
請求項3に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機用周波数を、前記基本周波数よりも低く設定する、
モータ制御方法。
4. The motor control method according to claim 3,
setting the warm-up frequency lower than the basic frequency;
Motor control method.
請求項3に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機用周波数を、前記バッテリに流れる電流の実効値が前記多相モータの相電流の実効値よりも大きくなるように設定する、
モータ制御方法。
4. The motor control method according to claim 3,
setting the warm-up frequency so that the effective value of the current flowing through the battery is larger than the effective value of the phase current of the multiphase motor;
Motor control method.
請求項3に記載のモータ制御方法であって、
前記インバータは、前記バッテリに対して並列接続された平滑コンデンサを備え、
前記暖機制御モードでは、
前記暖機用周波数を、前記平滑コンデンサの静電容量と、前記バッテリと前記平滑コンデンサとの間の電気接続により生じる寄生インダクタンスと、を含む共振系における共振周波数と略同一に定める、
モータ制御方法。
4. The motor control method according to claim 3,
The inverter includes a smoothing capacitor connected in parallel to the battery,
In the warm-up control mode,
Setting the warm-up frequency to be approximately the same as a resonant frequency in a resonant system including a capacitance of the smoothing capacitor and a parasitic inductance caused by an electrical connection between the battery and the smoothing capacitor.
Motor control method.
請求項6に記載のモータ制御方法であって、
前記バッテリと前記平滑コンデンサとの間の前記電気接続に、該バッテリに対して並列接続される共振特性調節用コンデンサを設ける、
モータ制御方法。
7. The motor control method according to claim 6,
providing a resonance characteristic adjustment capacitor connected in parallel to the battery in the electrical connection between the battery and the smoothing capacitor;
Motor control method.
請求項3に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機制御モードでは、所定時間ごとに前記暖機用周波数を探索して設定する周波数探索処理を実行し、
前記周波数探索処理では、
前記キャリア周波数を所定の探索範囲で変化させて前記バッテリの電流を観測し、
前記探索範囲において前記バッテリの電流が最も高くなる周波数を前記暖機用周波数に設定する、
モータ制御方法。
4. The motor control method according to claim 3,
In the warm-up control mode, a frequency search process is executed to search and set the warm-up frequency at predetermined time intervals;
In the frequency search process,
observing the current of the battery by changing the carrier frequency in a predetermined search range;
setting a frequency at which the current of the battery is highest in the search range as the warm-up frequency;
Motor control method.
請求項2に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機制御モードでは、
前記インバータと前記バッテリとの間の電気接続状態を切り替えるスイッチを操作して、前記インバータの電気接続に流れる電流当たりの前記バッテリで生じるリプル電流を前記基本制御モードの実行時に比べて増大させる、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 2,
In the warm-up control mode,
operating a switch that changes an electrical connection state between the inverter and the battery to increase ripple current generated in the battery per current flowing through the electrical connection of the inverter compared to when the basic control mode is executed;
Motor control method.
請求項9に記載のモータ制御方法であって、
前記インバータの平滑コンデンサは、複数のコンデンサ素子により構成され、
前記暖機制御モードでは、
前記バッテリの昇温速度が所定の閾値速度未満である場合には、前記各コンデンサ素子の何れかを前記バッテリから電気的に切り離す、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 9,
The smoothing capacitor of the inverter is composed of a plurality of capacitor elements,
In the warm-up control mode,
If the temperature increase rate of the battery is less than a predetermined threshold rate, electrically disconnecting any of the capacitor elements from the battery;
Motor control method.
請求項9に記載のモータ制御方法であって、
前記バッテリは、複数の単位蓄電部を備え、
前記暖機制御モードでは、
それぞれの前記単位蓄電部の温度ばらつきが一定値以上である場合に、各単位蓄電部の中で相対的に温度の高い前記単位蓄電部を前記インバータから電気的に切り離す、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 9,
The battery includes a plurality of unit power storage units,
In the warm-up control mode,
When the temperature variation of each of the unit power storage units is equal to or higher than a certain value, electrically disconnecting the unit power storage unit having a relatively high temperature among the unit power storage units from the inverter;
Motor control method.
請求項9に記載のモータ制御方法であって、
前記バッテリは、複数の単位蓄電部を備え、
前記基本制御モードでは、各単位蓄電部を前記インバータに対して直接接続とし、
前記暖機制御モードでは、前記各単位蓄電部を前記インバータに対して並列接続とする、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 9,
The battery includes a plurality of unit power storage units,
In the basic control mode, each unit power storage unit is directly connected to the inverter,
In the warm-up control mode, each of the unit power storage units is connected in parallel to the inverter;
Motor control method.
請求項2に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機制御モードでは、
前記相電圧指令値に基づく変調率を、前記多相モータ内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定め、
前記合成起磁力の方向は、前記多相モータの各相電流におけるキャリア周期あたりの平均値により決定される、
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 2,
In the warm-up control mode,
determining a modulation rate based on the phase voltage command value such that the direction of the composite magnetomotive force generated in the multiphase motor coincides with the rotor magnetic pole position;
The direction of the composite magnetomotive force is determined by the average value per carrier period in each phase current of the multiphase motor.
Motor control method.
キャリア信号と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号を生成し、該スイッチング指令信号に基づいてインバータを操作してバッテリから多相モータに供給する電力を制御するモータ制御装置であって、
前記バッテリが低温であると判断した場合には、前記キャリア信号の少なくとも2相の位相を相互に異なる値に設定して前記スイッチング指令信号を生成する、
モータ制御装置。
A motor control device that generates a switching command signal by pulse width modulation based on a carrier signal and a phase voltage command value, operates an inverter based on the switching command signal, and controls power supplied from a battery to a multiphase motor. ,
If it is determined that the battery is at a low temperature, generating the switching command signal by setting the phases of at least two phases of the carrier signal to mutually different values;
Motor control device.
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