JP3716520B2 - Electric vehicle motor drive control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車の走行用モーターを駆動制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロコンピュータとメモリを備えた車両コントローラーとモーターコントローラーにおいて、各コントローラーのメモリに相手のコントローラーから定期的にデータが書き込まれない場合や、所定時間以上、同一のデータが続けて書き込まれた場合には、いずれかのコントローラーの異常と判断し、装置の動作を停止するようにした電気自動車の制御装置が知られている(例えば、特開平5−122801号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電気自動車の制御装置では、各コントローラーの出力信号の誤差の大きさを判断するまでに時間がかかる上に、メモリに書き込まれたデータのチェックや送受信データのチェックだけでは、モーターコントローラーの出力する制御指令値によりモーターが指令値通りに作動しているのかを確認できないという問題がある。
【0004】
本発明の目的は、コントローラーの演算結果の判断をすばやく確実に行ない、モーターの駆動制御の正確さを判断するようにした電気自動車のモーター駆動制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1) 請求項1の発明は、バッテリーから供給される直流電力を交流電力に変換してモーターに印加するインバーターと、トルク指令値に基づいてインバーターの出力電流指令値を演算する指令値演算手段と、インバーターの出力電流を検出する電流検出手段と、出力電流指令値と出力電流検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ない、インバーターを制御する電流制御手段と、出力電流検出値Ifbkと出力電流指令値Irefとの差(Ifbk−Iref)が正の判定基準値Ith1より大きくなった時および差(Ifbk−Iref)が負の判定基準値Ith2(ただし、|Ith2|>|Ith1|)より小さくなった時にモーターを停止する停止制御手段と、モーターの回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、回転速度検出値の増加に応じて、正の判定基準値I th 1を増加するとともに負の判定基準値I th 2を低減する。
(2) 請求項2の発明は、バッテリーから供給される直流電力を交流電力に変換してモーターに印加するインバーターと、トルク指令値に基づいてインバーターの出力電流指令値を演算する第1および第2の指令値演算手段と、インバーターの出力電流を検出する第1および第2の電流検出手段と、第1の指令値演算手段による出力電流指令値と第1の電流検出手段による出力電流検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ない、インバーターを制御する第1の制御手段と、第2の電流検出手段による出力電流検出値Ifbkと第2の指令値演算手段による出力電流指令値Irefとの差(Ifbk−Iref)が正の判定基準値Ith1より大きくなった時および差(Ifbk−Iref)が負の判定基準値Ith2(ただし、|Ith2|>|Ith1|)より小さくなった時にモーターを停止する第2の制御手段と、モーターの回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、回転速度検出値の増加に応じて、正の判定基準値I th 1を増加するとともに前記負の判定基準値I th 2を低減する。
(3) 請求項3の電気自動車のモーター駆動制御装置は、インバーターのDCリンク電圧を検出する電圧検出手段を備え、DCリンク電圧検出値の低下に応じて判定基準値I th 1およびI th 2を低減するようにしたものである。
【0006】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明によれば、電気自動車の駆動制御装置の信頼性を向上させることができる上に、バッテリー電圧の低下によるモーター電流の減少に対して直ちにモーターを停止するような誤った判断が避けられ、モーター回転速度の上昇にともなうモーター駆動制御装置の演算および制御結果の誤差の増加を考慮して正確なモーター停止判定を行なうことができる。
(2) 請求項2の発明によれば、モーター駆動制御装置の信頼性を向上させることができる上に、モーター回転速度の上昇にともなうモーター駆動制御装置の演算および制御結果の誤差の増加を考慮して正確なモーター停止判定を行なうことができる。
(3) 請求項3の発明によれば、DCリンク電圧検出値の低下に応じて判定基準値Ith1およびIth2を低減するようにしたので、バッテリーの端子電圧の低下にともなうモーター電流の減少を考慮して正確なモーター停止判定を行なうことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
−発明の第1の実施の形態−
図1は第1の実施の形態の構成を示す図である。
バッテリー1はインバーターリレー2およびDCリンクコンデンサ3を介してインバーター4に直流電力を供給し、インバーター4は直流電力を交流電力に変換して三相誘導モーター5に印加する。インバーター4は、電気自動車の走行を制御するトルクプロセッシングコントローラー6およびモーターコントローラー7により制御される。モーター5には2台のエンコーダ8A,8Bが機械的に連結されており、ともにモーターコントローラー7へモーター回転角信号を出力する。電圧センサー9はインバーター4のDCリンク電圧Vdを検出し、モーターコントローラー7へ出力する。また、電流センサー10はモーター5に流れる三相電流Iu,Iv,Iwを検出し、モーターコントローラー7へ出力する。
【0008】
トルクプロセッシングコントローラー6は、アクセル信号、シフト信号、ブレーキ信号、モーター回転速度などに基づいてトルク指令を演算し、モーターコントローラー7へ出力する。
【0009】
モーターコントローラー7はインバーター4をベクトル制御するための制御装置であり、トルクプロセッシングコントローラー6からのトルク指令値に基づいてインバーター4の出力電流指令値を演算し、この出力電流指令値、エンコーダ8A,8Bからのモーター回転角信号、電圧センサー9からのDCリンク電圧Vd、電流センサー10からのモーター電流Iu,Iv,Iwなどに基づいて、インバーター4のスイッチング素子を駆動するためのPWM信号を演算する。モーターコントローラー7はまた、モーター制御指令値の演算結果の誤差の大きさおよび実際のモーターの制御状況の判断を行ない、誤差の大きさやモーターの制御状況によりインバーター4に停止命令を出力するとともに、インバーターリレー2を開放してインバーター4への電力の供給を遮断する。
【0010】
図2はモーターコントローラー7の制御ブロック図である。
モーターコントローラー7は、メインマイコン(この明細書では、マイクロコンピュータをマイコンと呼ぶ)11と、サブマイコン21と、OR回路31を備えている。2台のマイコン11,21はそれぞれモーター制御指令値を演算して比較し、制御指令値演算における演算結果の誤差の大きさを検知するとともに、モーター制御指令値と実際のモーター制御結果を比較し、モーターの制御状況を判断する。モーターコントローラー7はまた、エンコーダー8A、8Bからのモーター回転角信号に基づいてモーター回転速度Nmを演算し、車両コントローラー6へ出力する。
【0011】
メインマイコン11は、ソフトウエア形態で構成されるモーター制御演算部12、座標変換部13、比較部14、電流制御部15を備えている。モーター制御演算部12は、トルクプロセッシングコントローラー6からのトルク指令とエンコーダ8Aからのモーター回転角信号に基づいて、モーター制御指令値であるトルク電流指令値It*、励磁電流指令値Im*、モーター電気角θmを演算する。座標変換部13は、モーター制御演算部12で演算されたモーター電気角θmに基づいて、電流センサー10で検出したモーター電流Iu,Iv,Iwをトルク電流と励磁電流のフィードバック値It,Imに座標変換(3/2相変換)する。比較部14は、モーター制御演算部12で演算されたモーター制御指令値It*,Im*,θmと、後述するサブマイコン21のモーター制御演算部22で演算されたモーター制御指令値Its*,Ims*,θsとをそれぞれ別個に比較し、いずれかに所定値以上の差があるとOR回路31へ停止指令を出力する。電流制御部15は、モーター制御指令値It*,Im*,θmと、電流フィードバック値It,Imとに基づいて電流フィードバック制御を行ない、インバーター4へPWM信号を出力する。
【0012】
サブマイコン21は、ソフトウエア形態で構成されるモーター制御演算部22、座標変換部23、比較部24を備えている。モーター制御演算部22は、トルクプロセッシングコントローラー6からのトルク指令とエンコーダ8Bからのモーター回転角信号に基づいて、モーター制御指令値であるトルク電流指令値Its*、励磁電流指令値Ims*、モーター電気角θsを演算する。座標変換部23は、メインマイコン11のモーター制御演算部12で演算されたモーター電気角θmに基づいて、電流センサー10で検出したモーター電流Iu,Iv,Iwをトルク電流と励磁電流のフィードバック値Its,Imsに座標変換(3/2相変換)する。比較部24は、モーター制御演算部22で演算されたモーター制御指令値Its*,Ims*と座標変換部23で変換された電流フィードバック値Its,Imsとを比較するとともに、メインマイコン11で演算されたモーター電気角θmとサブマイコン21で演算されたモーター電気角θsとを比較し、いずれかに所定値以上の差があるとOR回路31へ停止指令を出力する。
【0013】
図3はメインマイコン11の処理を示すフローチャート、図4はサブマイコン21の処理を示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、第1の実施の形態の動作を説明する。
メインマイコン11は、装置の電源が投入されると図3に示す処理を繰り返し実行する。ステップ1において、トルク指令とモーター回転角信号に基づいてトルク電流指令値It*と励磁電流指令値Im*を演算する。次に、ステップ2で、サブマイコン21で演算されたトルク電流指令値Its*と励磁電流指令値Ims*を入力する。ステップ3で、2台のマイコン11,21で演算されたトルク電流指令値It*,Its*と励磁電流指令値Im*,Ims*を個別に比較し、両者の差の絶対値がそれぞれ所定値ΔIt1,ΔIm1よりも小さいかどうかを確認する。なお、モーター制御指令値に含まれる瞬間的な変動分やノイズを除去するために、モーター制御指令値にローパスフィルター処理を施してから比較処理を行なう。いずれかの電流指令値の差が所定値以上の場合はマイコン11,21の演算結果の誤差が大きいと判断し、ステップ4へ進んで停止指令を出力し処理を終了する。
【0014】
このように、2台のマイコンで同一のモーター制御指令値を演算して比較し、その差が所定値以上の場合はマイコン11,21の演算結果の誤差が大きいとして装置を停止するようにしたので、モーター制御指令値の誤差による影響をすばやく防止でき、電気自動車の制御装置の信頼性を向上させることができる。
【0015】
2台のマイコン11,21で演算された電流指令値がともに所定値より小さい場合はマイコン11,21の演算結果の誤差は極めて小さいと判断し、ステップ5へ進む。ステップ5ではモーター回転角信号に基づいてモーター5の電気角θmを演算し、続くステップ6でサブマイコン21で演算されたモーター電気角θsを入力する。ステップ7において、2台のマイコン11,21で演算されたモーター電気角θm,θsの差の絶対値が所定値Δθよりも小さいかどうかを確認する。なお、モーター電気角信号に含まれる瞬間的な変動分やノイズを除去するために、モーター電気角信号にローパスフィルター処理を施してから比較処理を行なう。モーター電気角の差が所定値以上の場合はマイコン11,21の演算結果の誤差が大きいと判断し、ステップ8へ進んで停止指令を出力し処理を終了する。
【0016】
このように、2台のマイコン11,21でモーター電気角を演算して比較し、その差が所定値以上の場合はマイコン11,21の演算結果の誤差が大きいとして装置を停止するようにしたので、モーター電気角の誤差の増大による影響をすばやく防止でき、電気自動車の制御装置の信頼性を向上させることができる。
【0017】
2台のマイコン11,21で演算されたモーター電気角の差が所定値よりも小さい場合はマイコン11,21の演算結果の誤差は極めて小さいと判断し、ステップ9へ進む。ステップ9では、演算したモーター電気角θmをサブマイコン21へ出力する。続くステップ10で、モーター電気角θmにより三相モーター電流Iu,Iv,Iwをトルク電流Itと励磁電流Imに座標変換して電流フィードバック値を演算する。ステップ11において、モーター電流指令値It*,Im*と電流フィードバック値It,Imとに基づいて電流フィードバック制御を行ない、PWM信号を演算して出力する。
【0018】
サブマイコン21は、装置の電源が投入されると図4に示す処理を繰り返し実行する。ステップ21において、トルク指令とモーター回転角信号に基づいてトルク電流指令値Its*と励磁電流指令値Ims*を演算する。ステップ22でメインマイコン11からモーター電気角θmを入力し、ステップ23で、モーター電気角θmにより三相モーター電流Iu,Iv,Iwをトルク電流Itsと励磁電流Imsに座標変換して電流フィードバック値を演算する。
【0019】
ステップ24において、モーター電流指令値Its*,Ims*と電流フィードバック値Its,Imsとを個別に比較し、数式1に示すように両者の差がそれぞれ基準の範囲内にあるかどうかを判定する。
【数1】
It21<(Its−Its*)<It22,
Im21<(Ims−Ims*)<Im22
ここで、It21とIm21は負の判定基準値、It22とIm22は正の判定基準値であり、
【数2】
|It21|>|It22|,
|Im21|>|Im22|
である。なお、モーター電流指令値と電流フィードバック値に含まれる瞬間的な変動分やノイズを除去するために、モーター電流指令値と電流フィードバック値にローパスフィルター処理を施してから数式1の判定処理を行なう。モーター電流指令値と電流フィードバック値の差が基準の範囲を超える場合はマイコン11,21の演算および制御結果の誤差が大きいと判断し、ステップ25へ進んで停止指令を出力し処理を終了する。
【0020】
このように、モーター電流指令値と電流フィードバック値とを比較し、その差が所定の範囲を超える場合にはマイコン11,21の演算と制御結果の誤差が大きいとして装置を停止するようにしたので、電気自動車の制御装置の演算および制御結果を正確に判定でき、装置の信頼性を向上させることができる。
【0021】
数式2に示すように、演算と制御結果が正常か否かを判定するための判定基準値に、フィードバック値Its、Imsと指令値Its*、Ims*との差(Its−Its*)、(Ims−Ims*)の符号に応じて異なる値を設定する。すなわち、指令値よりも大きな電流が流れた場合の正の判定基準値を小さくして厳しく判定し、逆に指令値よりも小さな電流が流れた場合の負の判定基準値を大きくして大きな誤差を許容する。
【0022】
電気自動車ではバッテリーからモーターにエネルギーを供給しているので、走行するほどバッテリーの残容量が低下する。バッテリーの残容量の低下にともなって端子電圧が低下すると、出力電流のフィードバック制御を行なっていても指令値だけ電流を流せなくなる。このような場合は、駆動制御装置による演算と制御に不具合があるのではないから、走行停止にすべきでなく、充電ステーションまで走行して速やかに充電を行なう必要がある。この実施の形態では、モーター電流のフィードバック値が指令値より小さくなった場合の判定基準値を大きくしたので、バッテリー電圧の低下によるモーター電流の減少に対して直ちに走行停止にするような誤った判断が避けられる。
【0023】
なお、上記実施の形態では電流フィードバック値Its、Imsと指令値Its*、Ims*との比較判定基準値を正と負の一定値としたが、モーター回転速度Nmに応じて判定基準値を変えるようにしてもよい。例えば図5に示すように、モーター回転速度Nmが増加したら正の判定基準値It22’、Im22’を増加するとともに、負の判定基準値It21’、Im21’を低減するようにしてもよい。
一般に、モーターの回転速度が高くなるほど制御装置の演算と制御の誤差が増加する上に、バッテリー電圧の低下によるモーター電流指令値と実電流との差が大きくなる。モーター回転速度の増加に応じて正と負の判定基準値をそれぞれ増加および低減することにより、行き過ぎた走行停止判定を避けることができる。
【0024】
モーター電気角θはエンコーダ8A、8Bで検出されるモーター回転角信号を積分して算出するので、わずかな誤差でも積分されて大きな誤差になる。そこで、この実施形態では、メインマイコン11で電流フィードバック制御に用いるモーター電気角θmを、サブマイコン21側の座標変換処理にも用いる。2台のマイコンで同一のモーター電気角θmを用いて処理を行なうことにより、積分誤差の影響を排除することができ、装置の信頼性を向上させることができる。
【0025】
電流フィードバック値とモーター電流指令値の差が所定の範囲内にある場合は装置に異常はないと判断し、ステップ26へ進む。ステップ26ではモーター回転角信号に基づいてモーター電気角θsを演算し、続くステップ27でメインマイコン11で演算されたモーター電気角θmを入力する。ステップ28において、2台のマイコン11,21で演算されたモーター電気角θs,θmの差の絶対値が所定値Δθよりも小さいかどうかを確認する。モーター電気角の差の絶対値が所定値以上の場合はマイコン11,21の演算結果の誤差が大きいと判断し、ステップ29へ進んで停止指令を出力し処理を終了する。モーター電気角の差が所定値よりも小さい場合はマイコン11,21の演算結果の誤差が極めて小さいと判断し、ステップ21へ戻って上記処理を繰り返す。
【0026】
このように、メインマイコン11から送られて座標変換処理に用いるモーター電気角θmを、サブマイコン21側で演算したモーター電気角θsと比較し、その差が所定値以上の場合は誤差が大きいとして装置を停止するようにしたので、メインマイコン11からサブマイコン21へのモーター電気角θmの転送時に、ノイズの混入などによって値が変化した場合でも装置の信頼性を向上させることができる。
【0027】
以上の第1および第2の実施の形態の構成において、バッテリー1がバッテリーを、モーター5がモーターを、インバーター4がインバーターを、モーター制御演算部22が指令値演算手段を、電流センサー10と座標変換部23が電流検出手段を、電流制御部15が電流制御手段を、比較部24が停止制御手段を、エンコーダー8A、8Bとモーター制御演算部12、22が回転速度検出手段をそれぞれ構成する。
【0028】
なお、上述した第1の実施の形態では、メインマイコンで電流指令値と電流検出値とに基づいてフィードバック演算を行ない、サブマイコンで電流指令値と電流検出値とを比較して演算および制御結果の誤差を判定するようにしたが、1つのマイコンでフィードバック制御と演算および制御結果の判定を行なうようにしてもよい。
【0029】
−発明の第2の実施の形態−
上述した第1の実施の形態では電流フィードバック値と電流指令値の大小により判定基準値を変える例を示したが、DCリンク電圧Vdの大きさに応じて判定基準値を変えるようにした第2の実施の形態を説明する。なお、この第2の実施の形態の構成は図1、図2に示す第1の実施の形態の構成と同様であり、説明を省略する。
【0030】
図6は、第2の実施の形態のサブマイコンの処理を示すフローチャートである。このフローチャートにより第2の実施の形態の動作を説明する。なお、図4に示す第1の実施の形態の処理と同様な処理を行なうステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。
モーター電流指令値Its*、Ims*とフィードバック値Its、Imsを演算後のステップ24Aにおいて、電圧センサー9により検出されるDCリンク電圧Vdに応じて、モーターコントローラー9の演算と制御結果の判定基準値を設定する。
【0031】
ここで、トルク電流のフィードバック値Itsと指令値Its*の差の判定における負の判定基準値をIt31とし、正の判定基準値をIt32とする。また、励磁電流のフィードバック値Imsと指令値Ims*の差の判定における負の判定基準値をIm31とし、正の判定基準値をIm32とする。これらの判定基準値It31、It32、Im31、Im32を、DCリンク電圧Vdの低下に応じて低減する。
【0032】
DCリンク電圧Vdはインバーターの力行運転時にはバッテリー1の端子電圧にほぼ等しいので、バッテリー1の残容量が少なくなって端子電圧が低下するにつれてDCリンク電圧Vdが低下する。DCリンク電圧Vdが低下すれば指令値だけ電流を流せなくなるが、上述したようにこのような場合は制御装置の不具合ではないから、演算と制御結果の誤差が大きくても走行停止にすべきではない。そこで、この第2の実施の形態では、DCリンク電圧Vdの低下につれて判定基準値It31、It32、Im31、Im32を低くする。これにより、バッテリー電圧の低下によるモーター電流の減少に対して直ちに走行停止にするような誤った判断が避けられる。
【0033】
なお、上記実施の形態では電流フィードバック値Its、Imsと指令値Its*、Ims*との比較判定基準値を正と負の一定値としたが、モーター回転速度Nmに応じて判定基準値を変えるようにしてもよい。例えば図7に示すように、モーター回転速度Nmが増加したら正の判定基準値It32’、Im32’を増加するとともに、負の判定基準値It31’、Im31’を低減する。その上さらに、DCリンク電圧Vdの低下に応じて正と負の判定基準値It31’、It32’、Im31’、Im32’を同時に低減する。
上述したように、一般に、モーターの回転速度が高くなるほど制御装置の演算と制御の誤差が増加する上に、バッテリー電圧の低下によるモーター電流指令値と実電流との差が大きくなる。モーター回転速度の増加に応じて正と負の判定基準値をそれぞれ増加および低減することにより、行き過ぎた走行停止判定を避けることができる。
【0034】
以上の第2の実施の形態の構成において、バッテリー1がバッテリーを、モーター5がモーターを、インバーター4がインバーターを、モーター制御演算部12が第1の指令値演算手段を、モーター制御演算部22が第2の指令値演算手段を、電流センサー10と座標変換部13が第1の電流検出手段を、電流センサー10と座標変換部23が第2の電流検出手段を、電流制御部15が第1の制御手段を、比較部24が第2の制御手段を、エンコーダー8A、8Bとモーター制御演算部12、22が回転速度検出手段を、電圧センサー9が電圧検出手段をそれぞれ構成する。
【0035】
なお、上述した第1および第2の実施の形態では、回路および機器を付加せずにマイクロコンピュータのソフトウエア形態で装置を構成したので、構成部品点数に対する装置の信頼性レベルを低下させることがない。しかし、制御装置の一部または全部をハードウエア形態で構成することももちろん可能である。
【0036】
また、上述した第1および第2の実施の形態ではモーター5に三相誘導電動機を用い、モーターコントローラー7およびインバーター4にベクトル制御インバーターを用いた例を示すが、モーターおよびインバーターの種類はこの実施形態に限定されず、例えば同期電動機を用いたベクトル制御インバーターであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態の構成を図である。
【図2】 第1の実施の形態のモーターコントローラーの制御ブロック図である。
【図3】 第1の実施の形態のメインマイコンの処理を示すフローチャートである。
【図4】 第1の実施の形態のサブマイコンの処理を示すフローチャートである。
【図5】 第1の実施の形態のモーター回転速度に対する電流指令値と電流フィードバック値の比較判定基準値を示す図である。
【図6】 第2の実施の形態のサブマイコンの処理を示すフローチャートである。
【図7】 第2の実施の形態のモーター回転速度に対する電流指令値と電流フィードバック値の比較判定基準値を示す図である。
【符号の説明】
1 バッテリー
2 インバーターリレー
3 DCリンクコンデンサ
4 インバーター
5 モーター
6 トルクプロセッシングコントローラー
7 モーターコントローラー
8A,8B エンコーダ
9 電圧センサー
10 電流センサー
11 メインマイコン
12 モーター制御演算部
13 座標変換部
14 比較部
15 電流制御部
21 サブマイコン
22 モーター制御演算部
23 座標変換部
24 比較部
31 OR回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for driving and controlling a traveling motor of an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
In the case of vehicle controllers and motor controllers equipped with microcomputers and memories, when data is not regularly written from the controller of the other party to the memory of each controller, or when the same data is continuously written for a predetermined time or more There is known a control device for an electric vehicle that determines that one of the controllers is abnormal and stops the operation of the device (see, for example, JP-A-5-122801).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electric vehicle control device described above, it takes time to determine the magnitude of the error of the output signal of each controller, and only by checking the data written in the memory and checking the transmitted / received data, There is a problem that it is not possible to check whether the motor is operating according to the command value by the control command value output by the motor controller.
[0004]
An object of the present invention is to provide a motor drive control device for an electric vehicle that quickly and surely determines a calculation result of a controller and determines the accuracy of motor drive control.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) The invention of
(2) The invention of
(3) The motor drive control device for an electric vehicle according to
[0006]
【The invention's effect】
(1) According to the present invention, electrical on which it is possible to improve the reliability of the vehicle drive control device, such as immediately stopping the motor with respect to reduction of the motor current due to low battery voltage An erroneous determination can be avoided , and an accurate motor stop determination can be made in consideration of an increase in the error of the calculation of the motor drive control device and the control result as the motor rotation speed increases.
(2) According to the invention of
(3) According to the invention of
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
-First embodiment of the invention-
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment.
The
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
FIG. 2 is a control block diagram of the
The
[0011]
The main microcomputer 11 includes a motor
[0012]
The
[0013]
FIG. 3 is a flowchart showing the processing of the main microcomputer 11, and FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the
The main microcomputer 11 repeatedly executes the process shown in FIG. 3 when the apparatus is turned on. In
[0014]
In this way, the same motor control command value is calculated and compared by two microcomputers, and if the difference is greater than or equal to a predetermined value, the apparatus is stopped because the error of the calculation results of the
[0015]
If the current command values calculated by the two
[0016]
In this way, the motor electrical angles are calculated and compared by the two
[0017]
If the difference between the motor electrical angles calculated by the two
[0018]
The sub-microcomputer 21 repeatedly executes the process shown in FIG. 4 when the apparatus is powered on. In
[0019]
In
[Expression 1]
It21 <(Its−Its * ) <It22,
Im21 <(Ims-Ims * ) <Im22
Here, It21 and Im21 are negative determination reference values, It22 and Im22 are positive determination reference values,
[Expression 2]
| It21 | >> | It22 |,
| Im21 | >> | Im22 |
It is. In order to remove instantaneous fluctuations and noise included in the motor current command value and the current feedback value, the determination process of
[0020]
In this way, the motor current command value and the current feedback value are compared, and if the difference exceeds a predetermined range, the apparatus is stopped because the error between the computations of the
[0021]
As shown in
[0022]
In electric vehicles, energy is supplied from the battery to the motor, so the remaining capacity of the battery decreases as it travels. If the terminal voltage decreases as the remaining capacity of the battery decreases, the current cannot be supplied by the command value even if feedback control of the output current is performed. In such a case, since there is no problem in the calculation and control by the drive control device, the running should not be stopped, and it is necessary to run to the charging station and quickly charge. In this embodiment, since the determination reference value when the feedback value of the motor current becomes smaller than the command value is increased, an erroneous determination that immediately stops running in response to a decrease in the motor current due to a decrease in the battery voltage. Can be avoided.
[0023]
In the above embodiment, the comparison determination reference value between the current feedback values Its and Ims and the command values Its * and Ims * is set to a constant value that is positive and negative, but the determination reference value is changed according to the motor rotation speed Nm. You may do it. For example, as shown in FIG. 5, when the motor rotation speed Nm increases, the positive determination reference values It22 ′ and Im22 ′ may be increased and the negative determination reference values It21 ′ and Im21 ′ may be decreased.
In general, as the rotation speed of the motor increases, the calculation and control errors of the control device increase, and the difference between the motor current command value and the actual current due to a decrease in battery voltage increases. By increasing and decreasing the positive and negative determination reference values according to the increase in the motor rotation speed, it is possible to avoid excessive travel stop determination.
[0024]
Since the motor electrical angle θ is calculated by integrating the motor rotation angle signals detected by the
[0025]
If the difference between the current feedback value and the motor current command value is within a predetermined range, it is determined that there is no abnormality in the apparatus, and the process proceeds to step 26. In
[0026]
As described above, the motor electrical angle θm sent from the main microcomputer 11 and used for the coordinate conversion process is compared with the motor electrical angle θs calculated on the sub-microcomputer 21 side, and if the difference is equal to or larger than a predetermined value, the error is large. Since the apparatus is stopped, the reliability of the apparatus can be improved even when the value changes due to noise or the like during the transfer of the motor electrical angle θm from the main microcomputer 11 to the sub-microcomputer 21.
[0027]
In the configuration of the first and second embodiments described above, the
[0028]
In the first embodiment described above, the main microcomputer performs a feedback calculation based on the current command value and the current detection value, and the sub microcomputer compares the current command value and the current detection value to calculate and control the result. However, the feedback control, the calculation, and the determination of the control result may be performed by a single microcomputer.
[0029]
-Second embodiment of the invention-
In the first embodiment described above, the example in which the determination reference value is changed according to the magnitude of the current feedback value and the current command value is shown. However, the second determination reference value is changed according to the magnitude of the DC link voltage Vd. The embodiment will be described. The configuration of the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.
[0030]
FIG. 6 is a flowchart illustrating processing of the sub-microcomputer according to the second embodiment. The operation of the second embodiment will be described with reference to this flowchart. Note that steps that perform the same processing as the processing of the first embodiment shown in FIG.
In
[0031]
Here, it is assumed that the negative determination reference value in the determination of the difference between the torque current feedback value Its and the command value Its * is It31, and the positive determination reference value is It32. In addition, a negative determination reference value for determining a difference between the excitation current feedback value Ims and the command value Ims * is Im31, and a positive determination reference value is Im32. These determination reference values It31, It32, Im31, and Im32 are reduced according to the decrease in the DC link voltage Vd.
[0032]
Since the DC link voltage Vd is substantially equal to the terminal voltage of the
[0033]
In the above embodiment, the comparison determination reference value between the current feedback values Its and Ims and the command values Its * and Ims * is set to a constant value that is positive and negative, but the determination reference value is changed according to the motor rotation speed Nm. You may do it. For example, as shown in FIG. 7, when the motor rotation speed Nm increases, the positive determination reference values It32 ′ and Im32 ′ are increased and the negative determination reference values It31 ′ and Im31 ′ are decreased. Furthermore, the positive and negative determination reference values It31 ′, It32 ′, Im31 ′, and Im32 ′ are simultaneously reduced according to the decrease in the DC link voltage Vd.
As described above, in general, the higher the motor rotation speed, the greater the error between the calculation and control of the control device, and the greater the difference between the motor current command value and the actual current due to the decrease in battery voltage. By increasing and decreasing the positive and negative determination reference values according to the increase in the motor rotation speed, it is possible to avoid excessive travel stop determination.
[0034]
In the configuration of the second embodiment described above, the
[0035]
In the first and second embodiments described above, since the apparatus is configured in the form of a microcomputer software without adding circuits and equipment, the reliability level of the apparatus with respect to the number of components can be reduced. Absent. However, it is of course possible to configure part or all of the control device in the form of hardware.
[0036]
In the first and second embodiments described above, an example in which a three-phase induction motor is used for the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment.
FIG. 2 is a control block diagram of the motor controller according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing processing of the main microcomputer of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing processing of the sub-microcomputer according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a comparison determination reference value between a current command value and a current feedback value with respect to the motor rotation speed according to the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating processing of a sub-microcomputer according to the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a comparison determination reference value between a current command value and a current feedback value with respect to the motor rotation speed according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
トルク指令値に基づいて前記インバーターの出力電流指令値を演算する指令値演算手段と、
前記インバーターの出力電流を検出する電流検出手段と、
前記出力電流指令値と前記出力電流検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ない、前記インバーターを制御する電流制御手段と、
前記出力電流検出値Ifbkと前記出力電流指令値Irefとの差(Ifbk−Iref)が正の判定基準値Ith1より大きくなった時および差(Ifbk−Iref)が負の判定基準値Ith2(ただし、|Ith2|>|Ith1|)より小さくなった時に前記モーターを停止する停止制御手段と、
前記モーターの回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、
前記回転速度検出値の増加に応じて、前記正の判定基準値I th 1を増加するとともに前記負の判定基準値I th 2を低減することを特徴とする電気自動車のモーター駆動制御装置。An inverter that converts DC power supplied from the battery into AC power and applies it to the motor;
Command value calculating means for calculating an output current command value of the inverter based on a torque command value;
Current detection means for detecting the output current of the inverter;
Based on the output current command value and the output current detection value, current feedback control is performed, and current control means for controlling the inverter;
When the difference (Ifbk−Iref) between the output current detection value Ifbk and the output current command value Iref is larger than the positive determination reference value Ith1, and when the difference (Ifbk−Iref) is a negative determination reference value Ith2 (however, | Ith2 |> | Ith1 |) and stop control means for stopping said motor when more becomes smaller,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor,
A motor drive control device for an electric vehicle , wherein the positive determination reference value I th 1 is increased and the negative determination reference value I th 2 is decreased in accordance with an increase in the rotation speed detection value .
トルク指令値に基づいて前記インバーターの出力電流指令値を演算する第1および第2の指令値演算手段と、
前記インバーターの出力電流を検出する第1および第2の電流検出手段と、
前記第1の指令値演算手段による出力電流指令値と前記第1の電流検出手段による出力電流検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ない、前記インバーターを制御する第1の制御手段と、
前記第2の電流検出手段による出力電流検出値Ifbkと前記第2の指令値演算手段による出力電流指令値Irefとの差(Ifbk−Iref)が正の判定基準値Ith1より大きくなった時および差(Ifbk−Iref)が負の判定基準値Ith2(ただし、|Ith2|>|Ith1|)より小さくなった時に前記モーターを停止する第2の制御手段と、
前記モーターの回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、
前記回転速度検出値の増加に応じて、前記正の判定基準値I th 1を増加するとともに前記負の判定基準値I th 2を低減することを特徴とする電気自動車のモーター駆動制御装置。An inverter that converts DC power supplied from the battery into AC power and applies it to the motor;
First and second command value calculation means for calculating an output current command value of the inverter based on a torque command value;
First and second current detection means for detecting an output current of the inverter;
First control means for performing current feedback control on the basis of an output current command value by the first command value calculation means and an output current detection value by the first current detection means, and for controlling the inverter;
When and when the difference (Ifbk−Iref) between the output current detection value Ifbk by the second current detection means and the output current command value Iref by the second command value calculation means is greater than the positive determination reference value Ith1 Second control means for stopping the motor when (Ifbk−Iref) becomes smaller than a negative determination reference value Ith2 (where | Ith2 |> | Ith1 |) ;
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor,
A motor drive control device for an electric vehicle , wherein the positive determination reference value I th 1 is increased and the negative determination reference value I th 2 is decreased in accordance with an increase in the rotation speed detection value .
前記インバーターのDCリンク電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記DCリンク電圧検出値の低下に応じて前記判定基準値I th 1およびI th 2を低減することを特徴とする電気自動車のモーター駆動制御装置。In the electric vehicle motor drive control device according to claim 1 or 2,
Voltage detecting means for detecting a DC link voltage of the inverter;
A motor drive control device for an electric vehicle, wherein the determination reference values I th 1 and I th 2 are reduced according to a decrease in the DC link voltage detection value .
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