JP4115975B2

JP4115975B2 - Motor control device

Info

Publication number: JP4115975B2
Application number: JP2004246561A
Authority: JP
Inventors: 和弘齋藤; 圭輔漆原; 敦史天野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2006067687A

Description

この発明は、ハイブリッド車等の車両のモータ制御装置に関するものである。 The present invention relates to a motor control device for a vehicle such as a hybrid vehicle.

従来、ハイブリッド車等の車両では、２組以上の電機子巻線を有したモータを複数のインバータを用いて駆動制御するモータ制御装置が知られている。このモータ制御装置では、通常時に２個のインバータで電機子巻線に駆動電流を通電し、モータが小負荷の時に片方のインバータを休止して前記インバータで発生するスイッチング損失を低減させるものがある。そして、このようなモータ制御装置の中には、一方のインバータが故障したりモータの電機子巻線が断線したりして異常状態に陥った場合などに他方のインバータと電機子巻線を用いて故障したインバータや断線した電機子巻線をバックアップするものがある（例えば、特許文献１参照）。
さらに、前記ハイブリッド車両の中には、前記エンジンのアイドリング時、エンジンの気筒休止時及び変速時等に発生する振動をインバータによるモータ制御で緩和させるいわゆる制振制御を行うものがある。 Conventionally, in a vehicle such as a hybrid vehicle, a motor control device that drives and controls a motor having two or more sets of armature windings using a plurality of inverters is known. In this motor control device, there is one that reduces the switching loss generated by the inverter by normally passing a drive current to the armature winding with two inverters and pausing one of the inverters when the motor is lightly loaded. . In such a motor control device, the other inverter and the armature winding are used when one inverter breaks down or the armature winding of the motor breaks and falls into an abnormal state. Some of them back up inverters that have failed and broken armature windings (see, for example, Patent Document 1).
Furthermore, some of the hybrid vehicles perform so-called vibration suppression control that relieves vibrations that occur when the engine is idling, when the cylinders of the engine are deactivated, and when gears are shifted by motor control using an inverter.

この一例を図７〜図１０に基づいて説明する。図７は２個のインバータによって二組の電機子巻線を備えたモータを駆動制御するモータ制御装置を示している。同図において、１はモータを示しており、このモータ１には図示しない複数のステータに電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗと電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔとがそれぞれ交互且つ個別に巻装されている。前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗにはこれらの各相に対応する複数のスイッチング素子を備えたインバータ（ｉｎｖ）２ａが接続されており、このインバータ２ａには高圧バッテリ３が接続されている。一方、前記電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔには、前記インバータ２ａと同様に、複数のスイッチング素子を備えたインバータ（ｉｎｖ）２ｂが接続されており、このインバータ２ｂには前記高圧バッテリ３が接続されている。そして、前記インバータ２ａとインバータ２ｂとには制御装置４が接続されている。 An example of this will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a motor control device that drives and controls a motor having two sets of armature windings by two inverters. In the figure, reference numeral 1 denotes a motor. The motor 1 has armature windings U, V, W and armature windings R, S, T wound on a plurality of stators (not shown) alternately and individually. It is disguised. The armature windings U, V, W are connected to an inverter (inv) 2a having a plurality of switching elements corresponding to these phases, and a high voltage battery 3 is connected to the inverter 2a. . On the other hand, an inverter (inv) 2b having a plurality of switching elements is connected to the armature windings R, S, T, similarly to the inverter 2a, and the high voltage battery 3 is connected to the inverter 2b. It is connected. A control device 4 is connected to the inverter 2a and the inverter 2b.

前記制御装置４は前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ、電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔの各相電流に基づいて、前記インバータ２ａとインバータ２ｂとで行うＰＷＭ制御のデューティ比を算出するものであり、前記モータ１の負荷が小さい時にはインバータ２ｂが休止するように設定されている。ここで、前記インバータ２ｂ分のＰＷＭ制御のデューティ比を、インバータ２ａのＰＷＭ制御のデューティ比に加算して補うことで、モータ１の駆動トルクを低減させることなく前記インバータ２ｂ分のスイッチング損失を低減させている。尚、前記制御装置４は前記高圧バッテリ３に接続されており、この高圧バッテリ３の出力電圧を監視している。 The control device 4 calculates a duty ratio of PWM control performed by the inverter 2a and the inverter 2b based on each phase current of the armature windings U, V, W and armature windings R, S, T. The inverter 2b is set to pause when the load on the motor 1 is small. Here, the switching loss for the inverter 2b is reduced without reducing the driving torque of the motor 1 by supplementing the duty ratio of the PWM control for the inverter 2b with the duty ratio of the PWM control for the inverter 2a. I am letting. The control device 4 is connected to the high voltage battery 3 and monitors the output voltage of the high voltage battery 3.

図８は縦軸を電流、横軸を時間とした場合の前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ又は電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔの一相に通電される電流Ｉ_２を示している。
図９は縦軸を電力、横軸を周波数とした場合の図８に示す電流Ｉ_２の周波数成分を示している。ここで、図８に示した電流Ｉ_２は、前述した制振制御が行われていない駆動電流に、この駆動電流の駆動周波数よりも高い周波数成分で構成される制振制御電流を重畳させたものである。すなわち、この電流Ｉ_２を前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ、電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔに通電することで前記モータ１の駆動制御と前述した制振制御とを両立させている。 Figure 8 shows current vertical axis, said armature windings U in the case where the horizontal axis represents the time, V, W, or the armature windings R, S, the current I ₂ which is energized to one phase of T .
FIG. 9 shows frequency components of the current I ₂ shown in FIG. 8 when the vertical axis represents power and the horizontal axis represents frequency. Here, the current I ₂ shown in FIG. 8 is obtained by superimposing a damping control current composed of a frequency component higher than the driving frequency of the driving current on the driving current not subjected to the damping control described above. Is. That is, the current I ₂ is supplied to the armature windings U, V, W and the armature windings R, S, T, thereby making the drive control of the motor 1 compatible with the above-described vibration suppression control. .

図１０は各インバータ２ａ，２ｂにおける制振制御の一周期分のＰＷＭ制御のデューティ比を示したものである。図１０（ａ）は縦軸をスイッチング素子のコレクタ電流、横軸を時間とした時のコレクタ電流のデューティ比を示している。図１０（ｂ）は縦軸をスイッチング素子のコレクタ−エミッタ間の電圧、横軸を時間とした場合のコレクタ−エミッタ間の電圧のデューティ比を示している。図１０（ｃ）は、縦軸を前記コレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧との積であるインバータ２ｂの損失の大きさ、横軸を時間とした場合のインバータ２ｂのスイッチング損失Ｌ_Ｏ１と導通損失Ｌ_Ｏ２とを示している。図１０（ｄ）は、縦軸を前記コレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧との積であるインバータ２ａの損失の大きさ、横軸を時間とした場合のインバータ２ａのスイッチング損失Ｌ_Ｏ１と導通損失Ｌ_Ｏ２とを示している。
特開２００３−１７４７９０号公報 FIG. 10 shows the duty ratio of PWM control for one period of vibration damping control in each inverter 2a, 2b. FIG. 10A shows the duty ratio of the collector current when the vertical axis represents the collector current of the switching element and the horizontal axis represents time. FIG. 10B shows the duty ratio of the collector-emitter voltage when the vertical axis indicates the voltage between the collector and the emitter of the switching element and the horizontal axis indicates time. In FIG. 10C, the vertical axis represents the magnitude of the loss of the inverter 2b, which is the product of the collector current and the collector-emitter voltage, and the horizontal axis represents time, the switching loss L _O1 and the conduction loss of the inverter 2b. L _O2 . In FIG. 10D, the vertical axis represents the magnitude of the loss of the inverter 2a which is the product of the collector current and the collector-emitter voltage, and the horizontal axis represents the switching loss L _O1 and conduction loss of the inverter 2a. L _O2 .
JP 2003-174790 A

しかしながら、上述したモータ制御装置では、制振制御を行うと前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ、電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔに通電される駆動又は回生電流が歪むため、前記駆動又は回生電流に高調波が重畳するのと同様にモータの鉄損が増加してモータ損失が増加する問題がある。
また、上述の図１０に示すように、各インバータ２ａ，２ｂで発生するスイッチング損失Ｌ_Ｏ１はＯＮ・ＯＦＦ合わせて２回生じるため、これにインバータの個数である「２」を乗算した合計４回のスイッチング損失Ｌ_Ｏ１が生じることとなり、その結果、前記モータの駆動効率が低下し、車両の燃費が低下する問題がある。
そこで、この発明は、制振制御を行いつつモータの鉄損を低減すると共に、スイッチング損失を低減して前記モータを効率よく駆動することができるモータ制御装置を提供するものである。 However, in the motor control device described above, when vibration suppression control is performed, the drive or regenerative current energized to the armature windings U, V, W and the armature windings R, S, T is distorted. As with harmonics superimposed on the regenerative current, there is a problem that the iron loss of the motor increases and the motor loss increases.
In addition, as shown in FIG. 10 described above, the switching loss L _O1 generated in each inverter 2a, 2b occurs twice, including ON / OFF, so that this is multiplied by “2” which is the number of inverters for a total of four times. Switching loss L _O1 occurs, and as a result, the driving efficiency of the motor is lowered and the fuel consumption of the vehicle is lowered.
Therefore, the present invention provides a motor control device that can reduce the iron loss of the motor while performing vibration suppression control, and can efficiently drive the motor by reducing the switching loss.

上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、駆動源としてのエンジンと、少なくともこのエンジンの駆動を補助するモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１）とを備え、このモータを複数のインバータ（例えば、実施の形態におけるインバータ２ａ〜２ｆ）で制御するハイブリッド車両のモータ制御装置において、前記モータは、駆動電流を通電することでロータを駆動する複数組の電気子巻線を有し、該電気子巻線の組毎にインバータが配設された構成であり、前記インバータは、モータの駆動電流のみを出力するモータ駆動モード、モータ回生電流のみを出力するモータ回生モード、制振制御電流のみを出力する制振モードに切替え可能に構成され、前記モータにより制振制御が必要な時に、一部のインバータ（例えば、実施の形態におけるインバータ２ａ）をモータ駆動モード又はモータ回生モードに設定し、他のインバータ（例えば、実施の形態におけるインバータ２ｂ）を制振モードに設定することを特徴とする。
このように構成することで、複数のインバータで制振制御電流と駆動又は回生電流とを分担して出力することができるため、駆動電流波形を歪ませることなくモータの鉄損を減少させることが可能となる。さらに、制振制御を行うインバータの個数を削減してスイッチング損失を低減することができる。 In order to solve the above problems, an invention described in claim 1 includes an engine as a drive source and at least a motor (for example, motor 1 in the embodiment) that assists in driving the engine. In the motor controller for a hybrid vehicle controlled by a plurality of inverters (for example, the inverters 2a to 2f in the embodiment), the motor has a plurality of sets of electric windings that drive the rotor by energizing a driving current. In addition, an inverter is provided for each set of the armature windings, and the inverter includes a motor drive mode that outputs only the motor drive current, a motor regeneration mode that outputs only the motor regenerative current , and vibration suppression. is configured to be switched to the damping mode for outputting only the control current, when the damping control is required by the motor, a part of the inverter (for example Sets the inverter 2a) in the embodiment of the motor drive mode or the motor regenerative mode, and sets the other inverter (e.g., inverter 2b) in the embodiment of the damping mode.
With this configuration, the damping control current and the drive or regenerative current can be shared and output by a plurality of inverters, so that the iron loss of the motor can be reduced without distorting the drive current waveform. It becomes possible. Furthermore, it is possible to reduce the switching loss by reducing the number of inverters that perform vibration suppression control.

請求項２に記載した発明は、前記モータによる制振制御が必要でない時には、他のインバータをモータ駆動モード、モータ回生モード、またはその他のモードを休止する休止モードのいずれかのモードに設定することを特徴とする。
このように構成することで、一部のインバータで行うモータの駆動・回生制御を他のインバータで補助することができると共に、これらの駆動・回生制御が必要ない時にはインバータを休止して効率よく前記モータを駆動させることが可能となる。 According to a second aspect of the present invention, when the vibration suppression control by the motor is not required, the other inverter is set to any one of a motor drive mode, a motor regeneration mode, and a pause mode in which other modes are suspended. It is characterized by.
By configuring in this way, the drive / regenerative control of the motor performed by some inverters can be assisted by other inverters, and when these drive / regenerative controls are not necessary, the inverters are stopped and the above-mentioned efficient The motor can be driven.

請求項１に記載した発明によれば、複数のインバータで制振制御電流と駆動又は回生電流とを分担して出力することができるため、駆動電流波形を歪ませることなくモータの鉄損を減少させることが可能となり、したがって、モータの駆動効率を向上させてドライバビリティの向上を図ることができる効果がある。
さらに、制振制御を行うインバータの個数を削減してスイッチング損失を低減することができるため、燃費の向上を図ることが可能になる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, since the damping control current and the drive or regenerative current can be shared and output by a plurality of inverters, the iron loss of the motor is reduced without distorting the drive current waveform. Therefore, it is possible to improve the drivability by improving the driving efficiency of the motor.
Furthermore, since the number of inverters that perform vibration suppression control can be reduced and switching loss can be reduced, there is an effect that fuel consumption can be improved.

請求項２に記載した発明によれば、一部のインバータで行うモータ駆動・回生制御を他のインバータで補助することができると共に、これらの駆動・回生制御が必要ない時にはインバータを休止して効率よく前記モータを駆動させることが可能となるため、更なる燃費の向上を図ることが可能になる効果がある。 According to the second aspect of the invention, the motor drive / regenerative control performed by some inverters can be assisted by other inverters, and when these drive / regenerative controls are not necessary, the inverters are stopped and the efficiency is increased. Since the motor can be driven well, there is an effect that the fuel consumption can be further improved.

以下、この発明の第一の実施の形態を図面に基づいて説明する。この第一の実施の形態は本発明のモータ駆動装置をハイブリッド車両に適用したものである。このハイブリッド車両は、エンジンとトランスミッションとの間に前記モータが挟み込まれ、前記エンジンのクランク軸と前記モータのロータとが直結されたものである。また、前記ハイブリッド車両の加速時には前記モータによりエンジンを駆動補助可能とし、減速時には前記モータを発電機として機能させ回生作動により減速エネルギーの一部を電気エネルギーに変換して回収する。尚、前述した従来の図４と同一部分に同一符号を付して説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the motor drive device of the present invention is applied to a hybrid vehicle. In this hybrid vehicle, the motor is sandwiched between an engine and a transmission, and the crankshaft of the engine and the rotor of the motor are directly connected. Further, when the hybrid vehicle is accelerated, the motor can assist driving of the engine. When the hybrid vehicle is decelerated, the motor functions as a generator, and a part of the deceleration energy is converted into electric energy and recovered by regenerative operation. In the following description, the same parts as those in the conventional FIG.

図１において、１は三相のモータを示している。このモータ１は一組のロータ、ステータと、このステータに形成されたティースにそれぞれ巻装された二組の電機子巻線である三相の電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ、電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔとで構成されている。前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗと電機子巻線Ｒ，Ｓ，ＴとはそれぞれがＹ結線で構成され、前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗにはインバータ（第一インバータ）２ａが、電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔにはインバータ（第二インバータ）２ｂが接続されている。尚、前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗと電機子巻線Ｒ，Ｓ，ＴとはＹ結線以外の結線方法で構成されてもよい。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a three-phase motor. The motor 1 includes a pair of rotors, a stator, and three-phase armature windings U, V, W, which are two sets of armature windings wound around teeth formed on the stator, armature windings. It is composed of lines R, S, and T. The armature windings U, V, W and the armature windings R, S, T are each configured by Y connection, and the armature windings U, V, W have an inverter (first inverter) 2a. The armature windings R, S, T are connected to an inverter (second inverter) 2b. The armature windings U, V, W and the armature windings R, S, T may be configured by a connection method other than the Y connection.

前記インバータ２ａとインバータ２ｂとは、前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ、電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔの各相に対応した図示しない複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ等）で構成されたものであり、このインバータ２ａとインバータ２ｂとには前記モータ１の電源である高圧バッテリ３が接続されている。そして、前記インバータ２ａとインバータ２ｂとの各スイッチング素子には、制御装置（ＥＣＵ）４が接続されている。 The inverter 2a and the inverter 2b are composed of a plurality of switching elements (not shown) (for example, IGBT) corresponding to the respective phases of the armature windings U, V, W and the armature windings R, S, T. A high voltage battery 3 as a power source of the motor 1 is connected to the inverter 2a and the inverter 2b. A control device (ECU) 4 is connected to each switching element of the inverter 2a and the inverter 2b.

前記制御装置４には図示しないスロットル開度センサ、吸気管負圧センサ、クランク角度センサ等の各種センサが接続されている。前記制御装置４は前記各種センサからの情報に基づきＰＷＭ制御のデューティ比（以下、ＰＷＭデューティと称す）を算出するものであり、このＰＷＭデューティに対応した制御信号を前記インバータ２ａ、インバータ２ｂの各スイッチング素子に対して出力している。 Various sensors such as a throttle opening sensor, an intake pipe negative pressure sensor, and a crank angle sensor (not shown) are connected to the control device 4. The control device 4 calculates a PWM control duty ratio (hereinafter referred to as PWM duty) based on information from the various sensors, and sends control signals corresponding to the PWM duty to the inverters 2a and 2b. Outputs to the switching element.

具体的には、前記制御装置４は前記インバータ２ａとインバータ２ｂとを、前記モータ１の駆動電流Ｉ_１を制御するモータ駆動モード、回生電流を制御するモータ回生モード、制振制御電流Ｉ_Ｓを制御する制振モード、各モードを休止する休止モードに設定するものである。前記各モードは前記各種センサからの情報に基づいて切替え可能に設定されている。これらの各モードではインバータ２ａ、インバータ２ｂのＰＷＭデューティの算出方法が個別に設定されている。つまり、前記各種センサからの情報に基づいて前記ＰＷＭデューティが前記モード毎に算出される。尚、周知技術であるＰＷＭ制御についての説明は省略する。 Specifically, the control unit 4 and the inverter 2a and the inverter 2b, the motor driving mode for controlling the driving current I ₁ of the motor 1, motor regeneration mode for controlling the regenerative current, a damping control current I _S The vibration suppression mode to be controlled and the pause mode in which each mode is paused are set. Each mode is set to be switchable based on information from the various sensors. In each of these modes, the method for calculating the PWM duty of the inverters 2a and 2b is individually set. That is, the PWM duty is calculated for each mode based on information from the various sensors. A description of PWM control, which is a well-known technique, is omitted.

図２は縦軸を電流、横軸を時間とした場合の前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗの一相に通電される駆動電流の一例を示したものである。通常はこの図２に示すような駆動電流Ｉ_１が所定の位相差（例えば、１２０度）で各電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに通電されるように前記制御装置４によってインバータ２ａが制御されている。そして、前記電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔにも前記駆動電流Ｉ_１と同等の駆動電流が通電されるように前記制御装置４によって前記インバータ２ｂが制御されている。 FIG. 2 shows an example of a drive current that is applied to one phase of the armature windings U, V, and W when the vertical axis represents current and the horizontal axis represents time. Normally the driving current I ₁ predetermined phase difference as shown in FIG. 2 (e.g., 120 degrees) in each armature winding U, V, the control device 4 inverter 2a by the control to be energized W Has been. Then, the armature winding R, S, the inverter 2b by the control unit 4 so that the driving current I ₁ equal to the drive current is supplied to T is controlled.

前記モータ１の負荷が低下した場合、前記制御装置４では前記インバータ２ｂのスイッチング動作を停止して休止モードへ移行させるように設定されている。つまり、休止モードに移行することで、前記インバータ２ｂから前記電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔへの通電が停止されることとなる。これは、モータ１が小負荷の時には前記インバータ２ａのみで十分にモータ１を駆動させることができるため、前記インバータ２ｂを休止モードに移行させてこのインバータ２ｂで生じる無駄なスイッチング損失を抑制しているのである。 When the load of the motor 1 decreases, the control device 4 is set to stop the switching operation of the inverter 2b and shift to the sleep mode. That is, by shifting to the sleep mode, energization from the inverter 2b to the armature windings R, S, T is stopped. This is because the motor 1 can be sufficiently driven only by the inverter 2a when the motor 1 has a small load, so that the inverter 2b is shifted to the sleep mode to suppress useless switching loss caused by the inverter 2b. It is.

図３は縦軸を電流、横軸を時間とした場合の制振制御電流Ｉ_Ｓを示している。この制振制御電流Ｉ_Ｓは、前述した制振モード時に前記インバータ２ｂのスイッチング動作により前記電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔに通電されるものである。前記制振制御電流Ｉ_Ｓは、例えばエンジンのアイドリング時又はエンジンでの一部気筒休止時あるいは変速時やこれらの組み合わせによって生じる振動をモータ１の駆動によって打ち消すためのものである。そして、従来の図９でも述べたように、この制振制御電流Ｉ_Ｓは前記モータ駆動電流Ｉ_Ｓよりも高い周波数成分で構成されている。 Figure 3 is a current and the vertical axis indicates the damping control current I _S in the case where the horizontal axis represents the time. The damping control current I _S is intended to be energized the by the switching operation of the inverter 2b damping mode in which the aforementioned armature windings R, S, the T. The damping control current I _S is for canceling example vibrations caused by or shifting time and these combinations at some cylinders deactivated at idling or engine of the engine by driving the motor 1. As mentioned in the prior art of FIG. 9, the damping control current I _S is made of a frequency component higher than the motor drive current I _S.

図４は、前述した従来の図１０と同様に、制振モード時の前記インバータ２ａ、インバータ２ｂの一周期分の制振制御電流Ｉ_ＳのＰＷＭデューティを示したものである。図４（ａ）は縦軸をスイッチング素子のコレクタ電流、横軸を時間とした時の前記コレクタ電流のＰＷＭデューティを示している。図４（ｂ）は縦軸をスイッチング素子のコレクタ−エミッタ間の電圧、横軸を時間とした場合のコレクタ−エミッタ間の電圧のＰＷＭデューティを示している。図４（ｃ）は、縦軸を前記コレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧との積である損失の大きさ、横軸を時間とした場合のインバータ２ｂに生じるスイッチング損失Ｌ_Ｏ１と導通損失Ｌ_Ｏ２とを示している。尚、この図４では、制振制御電流Ｉ_ＳのＰＷＭデューティのみを示しており、インバータ２ａから出力される駆動電流Ｉ_１のＰＷＭデューティは省略している。 Figure 4 illustrates in the same manner as conventional FIG. 10 described above, the inverter 2a damping mode, the PWM duty of the damping control current I _S of one cycle of the inverter 2b. FIG. 4A shows the PWM duty of the collector current when the vertical axis represents the collector current of the switching element and the horizontal axis represents time. FIG. 4B shows the PWM duty of the collector-emitter voltage when the vertical axis represents the voltage between the collector and the emitter of the switching element and the horizontal axis represents time. FIG. 4C shows a switching loss L _O1 and a conduction loss L _O2 generated in the inverter 2b when the vertical axis represents the magnitude of the loss which is the product of the collector current and the collector-emitter voltage, and the horizontal axis represents time. It shows. Incidentally, in this FIG. 4 shows only the PWM duty of the damping control current I _S, the PWM duty of the driving current I ₁ output from the inverter 2a is omitted.

図４（ｄ）は縦軸をコレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧との積、横軸を時間とした場合の制振モードにおけるインバータ２ａに生じるスイッチング損失Ｌ_Ｏ１と導通損失Ｌ_Ｏ２とを示している。すなわち、前記インバータ２ａでの制振制御を行わずに前記インバータ２ｂのＯＮ時間を従来のｔ１と比較してインバータの個数倍（ここでは２倍）となるｔ２に設定しているため、制振制御電流Ｉ_Ｓを低下させることなくＯＮ・ＯＦＦ時の瞬時的な損失であるスイッチング損失Ｌ_Ｏ１の発生回数を「１／インバータ個数」にすることができる。尚、前記インバータ２ｂのＯＮ時間中の導通損失Ｌ_Ｏ２は従来のものと同等になる。 FIG. 4D shows the switching loss L _O1 and the conduction loss L _O2 generated in the inverter 2a in the vibration suppression mode when the vertical axis represents the product of the collector current and the collector-emitter voltage and the horizontal axis represents time. Yes. That is, the vibration suppression control is not performed by the inverter 2a, and the ON time of the inverter 2b is set to t2 which is the number of inverters (twice here) compared to the conventional t1, so the vibration suppression is performed. the number of occurrences of switching loss L _O1 is instantaneous loss during oN · OFF without reducing the control current I _S can be "1 / inverter number". The conduction loss L _O2 during the ON time of the inverter 2b is equivalent to the conventional one.

次に、図５のフローチャートに基づいてモータが駆動又は回生中の制振制御処理を説明する。尚、図示都合上、前記モータ駆動モードを「駆動」、モータ回生モードを「回生」、制振モードを「制振」としている。
まずステップＳ１では制振が必要か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（必要）である場合はステップＳ２に進み、判定結果が「ＮＯ」（不要）である場合はステップＳ３に進む。ステップＳ２では一部のインバータをモータ駆動モード又はモータ回生モードに設定し、他のインバータを制振モードに設定してステップＳ１に戻り上述の処理を繰り返す。ここで、前記一部のインバータのモータ駆動モード又はモータ回生モードは、他のインバータが制振モードに移行する直前まで行っていたＰＷＭデューティを一部のインバータのＰＷＭデューティに加算したものである。 Next, the vibration suppression control process while the motor is being driven or regenerated will be described based on the flowchart of FIG. For convenience of illustration, the motor drive mode is “drive”, the motor regeneration mode is “regeneration”, and the vibration suppression mode is “vibration suppression”.
First, in step S1, it is determined whether vibration suppression is necessary. If the determination result is “YES” (required), the process proceeds to step S2. If the determination result is “NO” (unnecessary), the process proceeds to step S3. In step S2, some inverters are set to the motor drive mode or the motor regeneration mode, and other inverters are set to the vibration suppression mode, and the process returns to step S1 to repeat the above-described processing. Here, the motor drive mode or the motor regeneration mode of the part of the inverter is obtained by adding the PWM duty that has been performed until immediately before the other inverter shifts to the vibration suppression mode to the PWM duty of the part of the inverter.

ステップＳ３では一部のインバータ、他のインバータともにモータ駆動モード又はモータ回生モードに移行させてステップＳ１に戻り上述した処理を繰り返す。ここで、モータ１が小負荷である場合には他のインバータを休止モードに移行させる。 In step S3, a part of inverters and other inverters are shifted to the motor drive mode or the motor regeneration mode, and the process returns to step S1 to repeat the above-described processing. Here, when the motor 1 has a small load, the other inverter is shifted to the sleep mode.

すなわち、前記インバータ２ａのみで前記モータ１の駆動・回生を制御している場合や、インバータ２ａ，２ｂの両者で前記モータ１の駆動・回生を制御している場合に前記制御装置４で制振制御が必要であると判断されると、前記インバータ２ｂのモードはモータ駆動モード、モータ回生モード又は休止モードから制振モードへと移行し、前記インバータ２ｂのＰＷＭデューティは制振制御電流Ｉ_Ｓに対応したＰＷＭデューティに設定されることとなる。 That is, when the drive / regeneration of the motor 1 is controlled only by the inverter 2a, or when the drive / regeneration of the motor 1 is controlled by both inverters 2a, 2b, the control device 4 controls vibration suppression. If it is determined that control is necessary, the mode of the inverter 2b motor drive mode, shifts from the motor regenerative mode or idle mode to the damping mode, PWM duty cycle of the inverter 2b for damping control current I _S The corresponding PWM duty is set.

一方、前記インバータ２ｂがモータ駆動モード又はモータ回生モードから制振モードへ移行する時には、前記モータ１の駆動力を確保するために、制振モードへ移行する直前まで前記電機子巻線Ｒ，Ｓ，Ｔに通電されていた駆動電流を前記電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに通電される駆動電流Ｉ_１に加算する。つまり、前記インバータ２ｂで制御されていた駆動電流に対応するＰＷＭデューティを前記インバータ２ａのＰＷＭデューティに加算して電機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに通電させているのである。 On the other hand, when the inverter 2b shifts from the motor drive mode or the motor regeneration mode to the vibration suppression mode, the armature windings R, S are used until immediately before the shift to the vibration suppression mode in order to ensure the driving force of the motor 1. , T is added to the drive current I ₁ supplied to the armature windings U, V, W. That is, the PWM duty corresponding to the drive current controlled by the inverter 2b is added to the PWM duty of the inverter 2a to energize the armature windings U, V, and W.

したがって、上述の第一の実施の形態によれば、インバータ２ａとインバータ２ｂとで制振制御電流Ｉ_Ｓと駆動電流Ｉ_１とを分担して出力することができるため、駆動電流Ｉ_１の波形を歪ませることなくモータ１の鉄損を減少させることが可能となり、したがって、モータ１の駆動効率を向上させてドライバビリティの向上を図ることができる。 Thus, according to the first embodiment described above, the inverter 2a and for an inverter 2b can be output by sharing the vibration-damping control current I _S and the driving current I _1, the driving current I ₁ of the waveform Therefore, it is possible to reduce the iron loss of the motor 1 without distorting the motor. Therefore, the driving efficiency of the motor 1 can be improved and the drivability can be improved.

また、インバータ２ａがモータ駆動モード、モータ回生モードに設定されている場合にインバータ２ｂで前記インバータ２ａの駆動・回生制御を補助することができ、さらに、これらの駆動・回生制御が必要ない時にはインバータ２ｂを休止して効率よく前記モータを駆動させることが可能となるため、更なる燃費の向上を図ることが可能になる。 Further, when the inverter 2a is set to the motor drive mode and the motor regeneration mode, the inverter 2b can assist the drive / regeneration control of the inverter 2a, and when the drive / regeneration control is not necessary, the inverter 2a Since it becomes possible to drive the motor efficiently by pausing 2b, it becomes possible to further improve fuel consumption.

次に、本発明の第二の実施の形態を図６に基づいて説明する。この図６は前述した図１のインバータと電機子巻線との組み合わせを６組設けたものであるため、図１と同一部分に同一符号を付して説明する。
図６に示すように、モータには６組の電機子巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１〜Ｕ６，Ｖ６，Ｗ６が図示しないティースにそれぞれ個別に巻装されている。これらの電機子巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１〜Ｕ６，Ｖ６，Ｗ６にはそれぞれの組に対応した三相のインバータ２ａ〜２ｆが接続され、これらのインバータ２ａ〜２ｆには電源である高圧バッテリが接続されている。そして、前記インバータ２ａ〜２ｆには、第一の実施の形態と同様に、図示しない各種センサが接続された制御装置４が接続されており、この制御装置４で算出されたＰＷＭデューティに基づいて前記インバータ２ａ〜２ｆのスイッチング動作が制御されている。
尚、各インバータ２ａ〜２ｆと制御装置４の詳細説明は前述した第一の実施の形態の繰り返しとなるため省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since FIG. 6 is provided with six combinations of the inverter and the armature winding shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG.
As shown in FIG. 6, six sets of armature windings U1, V1, W1 to U6, V6, and W6 are individually wound around teeth (not shown) in the motor. These armature windings U1, V1, W1 to U6, V6 and W6 are connected to three-phase inverters 2a to 2f corresponding to the respective sets, and these inverters 2a to 2f are provided with a high voltage battery as a power source. It is connected. The inverters 2a to 2f are connected to a control device 4 to which various sensors (not shown) are connected as in the first embodiment, and based on the PWM duty calculated by the control device 4. The switching operation of the inverters 2a to 2f is controlled.
The detailed description of each of the inverters 2a to 2f and the control device 4 will be omitted because it is a repetition of the first embodiment described above.

以下、第二の実施の形態の作用を説明する。
前記制御装置４では制振制御が必要であると判定されると、前記インバータ２ａ〜２ｆの内、例えばインバータ（他のインバータ）２ｂを制振モードに移行させて前記電機子巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に制振制御電流Ｉ_Ｓを通電させる。そして、制振制御に関与しないインバータ２ａ〜２ｆ（インバータ２ｂを除く）の内、例えばインバータ（一部のインバータ）２ａをモータ駆動モード又はモータ回生モードに移行させる。ここで、インバータ２ａをモータ駆動モード、モータ回生モードに移行させても必要な駆動電流又は回生電流に達しない場合には、インバータ２ｃ〜２ｆを適宜モータ駆動モード、モータ回生モードに移行させる。 The operation of the second embodiment will be described below.
When the control device 4 determines that the vibration suppression control is necessary, among the inverters 2a to 2f, for example, the inverter (another inverter) 2b is shifted to the vibration suppression mode, and the armature windings U2 and V2 , energizing damping control current _{I S} to W2. Then, among the inverters 2a to 2f (excluding the inverter 2b) not involved in the vibration suppression control, for example, the inverter (part of inverters) 2a is shifted to the motor drive mode or the motor regeneration mode. Here, if the necessary drive current or regenerative current is not reached even when the inverter 2a is shifted to the motor drive mode and the motor regeneration mode, the inverters 2c to 2f are appropriately shifted to the motor drive mode and the motor regeneration mode.

さらに、モータ１が小負荷である場合には、例えばインバータ２ｂを除いたインバータ２ａ〜２ｆの内、最低限の個数のインバータ（例えば、インバータ２ａ）だけをモータ駆動モード又はモータ回生モードに移行させて、それ以外のインバータ（例えば、インバータ２ｃ〜２ｆ）を休止モードに移行させる。ここで、モータ駆動・モータ回生モードに移行させる一部のインバータと制振モードに移行させる他のインバータとは前記制御装置４に要求される駆動電流、回生電流、制振制御電流の大きさに基づいて最適な組み合わせが選択される。 Further, when the motor 1 has a small load, only a minimum number of inverters (for example, the inverter 2a) among the inverters 2a to 2f excluding the inverter 2b are shifted to the motor drive mode or the motor regeneration mode. Then, other inverters (for example, inverters 2c to 2f) are shifted to the sleep mode. Here, some of the inverters to be shifted to the motor drive / motor regeneration mode and the other inverters to be shifted to the vibration suppression mode are the magnitudes of the drive current, the regeneration current, and the vibration suppression control current required for the control device 4. Based on this, the optimum combination is selected.

したがって、上述の第二の実施の形態によれば、６個のインバータ２ａ〜２ｆを設けていることで、制振制御中であってもモータを駆動する十分な駆動電流Ｉ_１を確保できると共に制御装置４によって制振制御を行うインバータを適宜選択してスイッチング損失Ｌ_Ｏ１を低減することができるため、モータ１の制振制御を最適化して更なる駆動効率の向上を図ることが可能となる。 Therefore, according to the second embodiment described above, it is provided with the six inverters 2a to 2f, along with a sufficient drive current I ₁ for driving the motor even in the vibration damping control can be ensured Since the switching device L _O1 can be reduced by appropriately selecting an inverter that performs vibration suppression control by the control device 4, it is possible to optimize the vibration suppression control of the motor 1 and further improve the driving efficiency. .

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、インバータの数、モータの相数及び電機子巻線の数は適宜選択して用いてもよい。また、前記インバータ毎に巻回数の異なる電機子巻線を接続したり、容量の異なるインバータを組み合わせたりして用いても良い。前記スイッチング素子はＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等の素子を適宜選択しても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the number of inverters, the number of motor phases, and the number of armature windings may be appropriately selected and used. Further, an armature winding having a different number of turns may be connected to each inverter, or inverters having different capacities may be combined. As the switching element, an element such as a MOS transistor, IGBT, or FET may be appropriately selected.

本発明の第一の実施の形態における回路図である。It is a circuit diagram in a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施の形態における駆動電流のグラフである。It is a graph of the drive current in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施の形態における制振制御電流のグラフである。It is a graph of the damping control electric current in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施の形態における制振制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of vibration suppression control in the first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施の形態におけるインバータ制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the inverter control process in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態における図１に相当する回路図である。It is a circuit diagram equivalent to FIG. 1 in 2nd embodiment of this invention. 従来のモータ制御装置における図１に相当する回路図である。It is a circuit diagram equivalent to FIG. 1 in the conventional motor control apparatus. 従来のモータ制御装置における駆動電流のグラフである。It is a graph of the drive current in the conventional motor control apparatus. 従来のモータ制御装置における駆動電流の周波数成分のグラフである。It is a graph of the frequency component of the drive current in the conventional motor control apparatus. 従来のモータ制御装置における制振制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of the vibration suppression control in the conventional motor control apparatus.

Explanation of symbols

１モータ
２ａインバータ（一部のインバータ）
２ｂインバータ（他のインバータ）
２ｃ〜２ｆインバータ
1 Motor 2a Inverter (some inverters)
2b Inverter (other inverter)
2c to 2f inverter

Claims

In a motor controller for a hybrid vehicle that includes an engine as a drive source and at least a motor that assists in driving the engine, and controls the motor with a plurality of inverters.
The motor has a plurality of sets of armature windings that drive the rotor by energizing a drive current, and an inverter is provided for each set of the armature windings.
The inverter, the motor drive mode to output only the driving current of the motor, the motor regenerative mode to output only the motor regenerative current, is configured to be switched to the damping mode to output only damping control current,
When required by that damping control to the motor, to set the part of the inverter to the motor drive mode or the motor regenerative mode,
Motor control device and sets the other inverter damping mode.

2. The apparatus according to claim 1, wherein when the vibration suppression control by the motor is not necessary, the other inverter is set to any one of a motor drive mode, a motor regeneration mode, and a pause mode in which other modes are paused. Motor control device.