JP4135425B2 - Inverter system for driving multiphase motor and control method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータにて駆動されまた発電を行う交流モータと、この交流モータの中性点に接続された電源と、を有する多相モータ駆動用インバータシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、各種の機器の動力源として交流モータが広く利用されており、電気自動車や、ハイブリッド自動車などにおいても、通常はバッテリからの直流電力をインバータで所望の交流電力に変換してモータに供給するシステムが採用されている。このシステムによって、出力トルクの広範囲な制御が可能となり、また回生制動による電力をバッテリの充電に利用できるというメリットもある。
【0003】
ここで、大出力のモータの電源としては高電圧のものが効率がよく、電気自動車やハイブリッド自動車では、そのインバータの入力側に接続する主バッテリとして、数100Vという高電圧のものを利用している。一方、スター結線のモータコイルの中性点では、インバータ入力電圧の1/2の電圧が通常得られている。そこで、この中性点にバッテリを接続することで、システムから2種類の直流電圧を出力することができ、またモータコイルをチョッパ制御することなどによって2つのバッテリ間による電力の授受を制御することもできる。
【0004】
従って、ハイブリッド自動車などでは、モータを発電機としても利用することで、得られた発電電力を2つのバッテリの充電に利用して、2つの電源電圧を得るシステムが採用可能となる。特に、バッテリに代えてコンデンサを用いることもできる。このようなシステムは特開平11−178114号公報などに示されている。
【0005】
ここで、車両には、各種の電気機器が搭載されており、これらの補機バッテリとして通常12V(充電時14V)程度のものが搭載されている。上述のモータ中性点の電圧は、インバータ入力側の電圧の1/2程度であり、通常の電気自動車やハイブリッド自動車では、中性点電圧といえどもかなりの高電圧となり、補機バッテリをここに接続することは困難である。そこで、補機バッテリの充電には、別に設けたDCDCコンバータを利用している。
【0006】
一方、このようなシステムの実用的な応用例として、36V電源と12V電源を備える、いわゆる2電源システムも検討されている。この2電源システムにおいては、36V電源の充電時にはインバータ入力電圧を42V程度とし、12V電源を充電する場合には、中性点電圧を14V程度にすればよいため、モータコイルを利用して2つの電源間の電力の授受が行える。
【0007】
従って、このインバータシステムによれば、高圧側バッテリと低圧側バッテリ間の電荷の移動をモータコイルを利用して行うことができ、DCDCコンバータが不要であるという利点が得られる。
【0008】
ここで、上述のような多相モータ駆動用インバータシステムにおいて、低電圧側バッテリには、多数の補機負荷が接続されており、低電圧側バッテリはこれら補機負荷に安定して電力を供給する役割を果たしている。そして、この低電圧側バッテリの充電状態を所定のものに維持するためには、低電圧側バッテリに接続されている補機負荷における使用電力に応じた発電電力を低電圧側バッテリが接続されている電源ラインに供給する必要がある。このために、従来は低電圧側電源ラインの電圧をセンシングし、この電圧が一定になるようにモータによる発電電力をフィードバック制御している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この低電圧側電源ラインの電圧センシングが断線などにより異常となった場合、発電電力の制御が行えず、発電電圧が過電圧となったり、低電圧になってしまうという問題があった。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、低電圧側電源ラインのセンシングに異常が発生した場合にも適切な発電制御が行える多相モータ駆動用インバータシステムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インバータにて駆動され、駆動力出力および発電を行う交流モータと、この交流モータの中性点に接続された電源と、を有し、交流モータの発電電力によって前記電源を充電するとともに、前記電源から複数の電気機器に電力を供給する多相モータ駆動用インバータシステムにおいて、前記電源の電圧を検出する電源ライン電圧検出手段と、前記電源の電流を検出する電源電流検出手段と、を有し、通常時は前記電源ライン電圧検出手段の出力に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出手段の異常時には前記電源電流検出手段の出力に応じて前記インバータを制御することを特徴とする。
【0012】
モータ中性点に接続された電源の電圧が測定できなかった場合には、インバータの中性点電圧の制御を行えなくなるが、本発明によれば電源電流によってフィードバック制御を継続することができる。
【0013】
また、前記電源ライン電圧検出手段の異常において、前記電源電流検出手段の出力に応じて電源電流が0になるように制御することが好適である。電源電流はモータの中性点電流と電源に接続されている補機負荷の消費電流の差であり、これが0であれば、電源の充電容量に変化がなく、適正な中性点電圧制御が行える。
【0014】
また、本発明は、インバータにて駆動され、駆動力出力および発電を行う交流モータと、この交流モータの中性点に接続された電源と、を有し、交流モータの発電電力によって前記電源を充電するとともに、前記電源から複数の電気機器に電力を供給する多相モータ駆動用インバータシステムにおいて、前記電源の電圧を検出する電源ライン電圧検出手段と、前記交流モータの中性点に出入りする中性点電流を検出する中性点電流検出手段と、を有し、通常時は前記電源ライン電圧検出手段の出力に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出手段の異常時には前記中性点電流検出手段の出力に応じて前記インバータを制御することを特徴とする。
【0015】
中性点電流は、補機負荷等における消費電流のトータルと一致すればよい。そこで、中性点電流を補機負荷の消費電流に見合うように制御することで、適切なインバータ制御を行うことができる。また、補機負荷の消費電流は通常未知である。そこで、補機負荷全体の最小消費電流を予め検出しておき、これを中性点電流の目標値に設定することが好適である。これによって、電源の過充電を確実に防止して、かつ電源の急速な放電を防止することができる。
【0016】
また、前記中性点電流検出手段は、前記交流モータの3相の電流をそれぞれ検出し、この検出値に基づいて中性点電流を検出することが好適である。交流モータの3相の電流は、モータの駆動制御に必要な情報であり、システムにもともと設けられている。そこで、特別なセンサを追加することがなくこの制御が行える。
【0017】
本発明は、インバータにて駆動され、駆動力出力および発電を行う交流モータと、この交流モータの中性点に接続された電源と、を有し、交流モータの発電電力によって前記電源を充電するとともに、前記電源から複数の電気機器に電力を供給する多相モータ駆動用インバータシステムにおいて、前記電源の電圧を検出する電源ライン電圧検出手段と、を有し、通常時は前記電源ライン電圧検出手段の出力に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出手段の異常時には前記電源の目標電圧に対応する中性点電圧指令に応じて前記インバータを制御することを特徴とする。
【0018】
中性点電圧は、補機負荷の電源電圧として適正な電圧である。従って、例えば14V等に設定することで、簡易な方法で、一応の制御が継続できる。
【0019】
また、前記中性点電圧指令は、前記交流モータの回転数、出力トルク指令およびインバータ入力側電圧の中の少なくとも1つに基づき補正することが好適である。これによって、制御をモータの運転状態に即して補正することができる。
【0020】
また、本発明は、上述のようなシステムの制御方法およびその制御を実行するプログラムに関する。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【0022】
図1は、実施形態に係る多相モータ駆動用インバータシステムの全体構成を示す図である。主電源であるバッテリ10には、インバータ12が接続されている。すなわち、インバータ12の正極母線、負極母線間にバッテリ10の出力が印加される。なお、バッテリ10の出力電圧Vbmは、36V(充電時42V)である。
【0023】
インバータ12は、例えば内部に正極母線、負極母線間に2つのスイッチング素子(トランジスタ)を配置したアームを3本並列して設け、各アームのトランジスタ間を3相のモータ出力端としている。
【0024】
そして、このインバータの3相モータ出力端には、3相の交流モータ14の3相モータコイル端が接続される。従って、インバータ12の1つの上側トランジスタを順次オンし、1つの上側トランジスタがオンしている間に他のアームのトランジスタを順次オンして、交流モータ14の各相コイルに120°位相の異なったモータ電流を供給する。
【0025】
また、交流モータ14の中性点には、リアクトル16を介し、補機バッテリ18の正極および各種の補機負荷20が接続されている。そして、リアクトル16より補機バッテリ18側の補機バッテリ18の電源ラインの電圧を検出する電圧計22が設けられており、この電圧計22の出力(バッテリ電圧:Vbs)は制御回路24に供給されている。なお、補機バッテリ18の出力電圧Vbsは、12V(充電時14V)である。
【0026】
また、補機バッテリ18と電源ラインとの間には補機バッテリ18の電流(バッテリ電流:Ibs)を検出する電流計26が設けられ、この出力も制御回路24に入力されている。
【0027】
そして、制御回路24は、通常は電圧計22の出力Vbsに基づいて、インバータ12をスイッチングを制御してモータ14への供給電流を制御することで、電圧Vbsが所望の値(例えば、14V)となるようにモータ14の発電を制御する。
【0028】
ここで、この制御回路24において、図2に示すような異常時対策を行う。補機バッテリ18が接続されている電源ライン(14V系電源ライン)の電圧センシングに異常があるか否かを判定する(S11)。これは、電圧計22からの出力Vbsが正常な値か否かで判定する。例えば、この電圧が8V以下の電圧であると、各種の補機負荷の通常の駆動はできず、このような場合に異常と判断する。特に、Vbsが0Vとであれば、何らかの故障である。
【0029】
このS11の判定で、NOであれば、問題はないため、検出したVbs(14V系電圧)に基づいて、インバータ12のスイッチングを制御する(S12)。
【0030】
一方、S11の判定で異常ありとされた場合には、異常の警告を発する(S13)。例えば、14V系バッテリセンシング異常という表示を表示パネルに行ったり、補機バッテリ異常のランプを点灯する。
【0031】
そして、電流計26の検出値Ibsを検出する。このIbsは、補機負荷に流れる電流と中性点電流の差である。このため、このIbsが0になるようにインバータ12を制御することで、補機負荷により使用される電力とモータ14での発電電力を一致させることができる。そこで、本実施形態では電流Ibsが0になるようにインバータ12を制御する。
【0032】
14V系の電圧センシングが異常となった場合、フィードバック制御が行えなくなり、発電電圧が正しい目標電圧に対して大きくずれ、過電圧あるいは電圧低下を招く可能性が高い。この場合、補機バッテリ18に対しては、過充電あるいは急速な放電により走行不能となったり、補機負荷に対しては過電圧による故障や電圧低下による動作不良や、さらにはCPUのリセットなどが発生する。本実施形態では、電流Ibsのセンシングに基づいたフィードバック制御を行うため、モータ14の発電電力はほぼ正しいものに維持できる。従って、上述のような問題の発生を防止することができる。また、異常警告を発しておくことで、適当なタイミングで電圧センシングを復帰することができ、大きな問題発生前に正常状態に戻すことができる。
【0033】
図3には、制御回路24の構成が示されている。高電圧側のバッテリ10の電圧Vbmが計測され、目標電圧Vbm*との差が、Vbmフィードバック(F/B)部30に供給される。Vbmフィードバック(F/B)部30は、バッテリ10電圧Vbmが目標電圧Vbm*となるようにモータ14のトルク指令Tmg*を決定し、これをスイッチング演算部32に供給する。なお、トルク指令Tmg*は、モータ14の発電電力指令に該当する。
【0034】
スイッチング演算部32には、モータ14の各相コイル電流Iu、Iv、Iwと、ロータ位置についての検出信号θも供給されており、これらに従ってインバータの各相のスイッチング素子のスイッチングを制御する信号Su、Sv、Swを発生し、これによってモータ14の各相電流を制御する。これによって、モータ14の出力トルク(発電力)がトルク指令Tmg*に一致するように制御される。
【0035】
ここで、スイッチング演算部32には、モータ14の中性点電圧の指令値Vnが供給され、これによってインバータの上側スイッチング素子と、下側スイッチング素子のオン期間の比が制御され、中性点電圧が制御される。
【0036】
そして、この中性点電圧Vnは、通常時補機バッテリ18電圧Vbsとその指令値Vbs*との差を切替部34を介しフィードバック(F/B)部36に供給し、これによってVbsがVbs*に一致するようにVnを決定している。しかし、上述の図2にS11において、異常ありと判定した場合には、S14において切替信号が出力され、これによって切替部34が補機バッテリ電流Ibsと、その指令値Ibs*の差をフィードバック(F/B)部36に供給する。従って、フィードバック(F/B)部36において、補機バッテリの電流Ibsに基づきVnが発生され、このVnに基づいてスイッチング演算部32がインバータ12のスイッチングを制御するため、モータ14の中性点が補機負荷の消費電力に応じた電圧に制御される。
【0037】
ここで、中性点電圧Vnと、バッテリ10電圧Vbmについての制御について簡単に説明する。
【0038】
本システムでは、インバータ12における上側トランジスタのオンデューティーと、下側トランジスタのオンデューティーの比を変更することで、中性点電圧を制御する。すなわち、両者のオン期間が同一であれば、中性点電圧はインバータ入力電圧(バッテリ10電圧)に等しくなる。一方、下側トランジスタのオン期間「1」に対し、上側電圧のオン期間が「2」であれば、中性点電圧は、バッテリ10電圧の1/3の電圧になる。
【0039】
例えば、バッテリ10電圧が36V(充電時42V)の場合に、補機バッテリ18電圧は12V(充電時14V)になる。そして、バッテリ10からの電力によって、交流モータ14を駆動して車両発進時などトルクアシストを行い、補機バッテリ18からの電力によって各種の補機負荷20を動作させる。
【0040】
ここで、中性点電圧を、バッテリ10電圧の1/3になるように制御するため、インバータ12における上側トランジスタと下側トランジスタのオン期間がアンバランスになっており、中性点電圧はモータ各相への電流供給位相に従って、振動することになる。リアクトル16は、この振動する中性点電圧をある程度平滑化する役割を果たし、補機バッテリ18によって補機バッテリ18の出力電圧はほぼ一定値に維持される。
【0041】
図4には、他の実施形態の構成が示されており、この例では電流計26に代えてモータの各相コイルの電流を測定する電流計28u、28v、28wが採用されている。ここで、上述の図3に示したように、モータ14の各相コイル電流Iu、Iv、Iwはトルク指令Tmg*算出用に必要なもので、これら電流計28u、28v、28wは元々備えられている。本実施形態では、この各相コイル電流を利用する。
【0042】
ここで、中性点電流がない場合、各相コイル電流の総和は、0になるはずである。従って、各相コイル電流Iu、Iv、Iwの総和が中性点電流Inになる。そして、この中性点電流Inを14V電源ラインに接続されている補機負荷全体の消費電流に一致するように中性点電流を制御すれば14V電源に正しい発電電力が供給される。そこで、補機負荷の消費電流を計測し、これに基づいて中性点電流の目標値In*を決定し、中性点電流InがIn*に一致するように制御すればよい。
【0043】
しかし、一般にすべての補機負荷における消費電流を計測することはできない。そこで、本実施形態では、補機負荷全体の最低消費電流を予め調べておき、この最低消費電流を目標中性点電流In*に設定する。
【0044】
これによって、補機バッテリ18に対する過充電を防止することができる。補機負荷における消費電流が増加した場合には、これに対応することができず補機バッテリ18が放電していくことになるが、補機バッテリ18の急激な放電を防止することはできる。
【0045】
図5にこの実施形態における制御回路24の構成が示されている。このように、異常時においては、切替部34において、中性点電流の目標値との差(In*−In)が選択され、これがフィードバック(F/B)部36に供給され、これに基づいてフィードバック(F/B)部36が中性点電圧目標値Vnを作成しスイッチング演算部32に供給する。
【0046】
さらに、簡易的な方法としてバッテリ電流や中性点電流のフィードバックも行わずに、オープンループのフィードフォワード制御によって中性点電圧指令Vnを算出する。例えば、中性点電圧指令Vnを14Vに設定する。これによって、発電電圧の制御の精度は落ちるものの、何ら制御を行わない場合に比べ、改善された制御が行える。
【0047】
図6は、オープンループの制御において、精度を上昇した例を示している。この例では、通常時は、補機負荷電源ライン電圧指令Vbs*と電圧Vbsの差を制御回路24に入力し、これらに基づいてインバータ12の制御を補正する。
【0048】
図7は、本実施形態の制御回路24の構成を示している。
【0049】
補機負荷電源ライン電圧指令Vbs*と電圧Vbsの差をフィードバック(F/B)部に入力し、ここで中性点電圧指令Vnを作成し、これを切替部34を介し、スイッチング演算部32に供給する。一方、異常時においては、モータ回転数Nmg、モータ出力トルク指令Tmg*、バッテリ10電圧Vbmをマップ38に入力し、補正された中性点電圧指令Vnを出力する。この出力は、切替部34を介しスイッチング演算部32に供給する。
【0050】
これによって、異常時において、Vnをそのときの運転状態など基づいて補正でき、より現状に沿ったインバータ駆動制御を行うことができる。
【0051】
ここで、本実施形態の交流モータ14は、車両に搭載される車両用のものであることが好適である。補機負荷20は車両に搭載される各種の補機が挙げられる。また、車載される交流モータ14としては、特開2002−155773号公報に記載されたエコランシステム用のモータジェネレータなどが好適である。
【0052】
すなわち、このモータジェネレータは、(i)車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御を行った後の発進時におけるエンジンを自動始動しながらの車両走行、(ii)車両減速時に駆動系を介して車輪の回転が伝達されることにより行われる回生発電、(iii)車両停止によるエンジン停止時におけるエアコン用コンプレッサやパワーステアリングようポンプなどの駆動、(iv)エンジン駆動時における発電、(v)運転を停止したエンジンの回転制御を行いエンジン停止時の振動発生を抑制する制御、(vi)減速時にエンジンへの燃料供給をカットし、その後燃料供給を開始した際にエンジン回転数を回復させるエンジンストール防止、などに利用される。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、 モータ中性点に接続された電源の電圧が測定できなかった場合には、電源電流によってフィードバック制御を継続することができる。
【0054】
また、中性点電流を補機負荷の消費電流に見合うように制御することで、適切なインバータ制御を行うことができる。
【0055】
また、中性点電圧を、補機負荷の電源電圧として適正な電圧に設定することで、簡易な方法で、制御が継続できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態に係るシステムの構成を示す図である。
【図2】 同実施形態の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図3】 同実施形態の制御回路の構成を示す図である。
【図4】 他の実施形態に係るシステムの構成を示す図である。
【図5】 同実施形態の制御回路の構成を示す図である。
【図6】 さらに他の実施形態に係るシステム構成を示す図である。
【図7】 同実施形態の制御回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
10 主バッテリ、12 インバータ、14 交流モータ、16 リアクトル、18 補機バッテリ、20 補機負荷、22 電圧計、24 制御回路、32スイッチング演算部、34 切替部、36 フィードバック(F/B)部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter system for driving a multiphase motor having an AC motor driven by an inverter and generating electric power, and a power source connected to a neutral point of the AC motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, AC motors have been widely used as a power source for various devices, and even in electric and hybrid vehicles, DC power from batteries is usually converted to desired AC power by an inverter and supplied to the motor. System is adopted. This system makes it possible to control the output torque over a wide range, and has the advantage that the electric power generated by regenerative braking can be used for charging the battery.
[0003]
Here, a high-voltage power source for a high-output motor is efficient, and an electric vehicle or a hybrid vehicle uses a high-voltage battery of several hundred volts as the main battery connected to the input side of the inverter. Yes. On the other hand, at the neutral point of the star connection motor coil, a voltage half of the inverter input voltage is usually obtained. Therefore, by connecting a battery to this neutral point, it is possible to output two types of DC voltage from the system, and also to control power transfer between the two batteries by chopper-controlling the motor coil. You can also.
[0004]
Therefore, in a hybrid vehicle or the like, a system that obtains two power supply voltages by using the generated power for charging two batteries by using the motor as a generator can be employed. In particular, a capacitor can be used instead of the battery. Such a system is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-178114.
[0005]
Here, various electric devices are mounted on the vehicle, and a battery of about 12V (14V at the time of charging) is usually mounted as the auxiliary battery. The voltage at the neutral point of the motor is about ½ of the voltage on the inverter input side. In ordinary electric vehicles and hybrid vehicles, the neutral point voltage is considerably high, and the auxiliary battery is used here. It is difficult to connect to. Therefore, a DCDC converter provided separately is used for charging the auxiliary battery.
[0006]
On the other hand, as a practical application example of such a system, a so-called dual power supply system including a 36V power supply and a 12V power supply has been studied. In this dual power supply system, the inverter input voltage is set to about 42V when charging the 36V power supply, and the neutral point voltage is set to about 14V when charging the 12V power supply. Power can be exchanged between power supplies.
[0007]
Therefore, according to this inverter system, the electric charge can be transferred between the high-voltage side battery and the low-voltage side battery by using the motor coil, and there is an advantage that no DCDC converter is required.
[0008]
Here, in the inverter system for driving a multiphase motor as described above, a large number of auxiliary loads are connected to the low-voltage side battery, and the low-voltage side battery stably supplies power to these auxiliary loads. Playing a role. In order to maintain the state of charge of the low voltage side battery at a predetermined level, the low voltage side battery is connected to the generated power corresponding to the power used in the auxiliary load connected to the low voltage side battery. It is necessary to supply the power line. For this purpose, conventionally, the voltage of the low-voltage power line is sensed, and the power generated by the motor is feedback controlled so that this voltage is constant.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the voltage sensing of the low-voltage side power supply line becomes abnormal due to disconnection or the like, there is a problem that the generated power cannot be controlled and the generated voltage becomes overvoltage or low voltage.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inverter system for driving a multiphase motor that can perform appropriate power generation control even when an abnormality occurs in sensing of a low-voltage power supply line. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes an AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power, and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In addition, in a multiphase motor drive inverter system that supplies power from the power source to a plurality of electrical devices, a power line voltage detecting unit that detects a voltage of the power source, a power source current detecting unit that detects a current of the power source, And normally controlling the inverter according to the output of the power supply line voltage detection means, and controlling the inverter according to the output of the power supply current detection means when the power supply line voltage detection means is abnormal. And
[0012]
If the voltage of the power source connected to the motor neutral point cannot be measured, the neutral point voltage of the inverter cannot be controlled. However, according to the present invention, the feedback control can be continued by the power source current.
[0013]
Further, it is preferable that the power supply current is controlled to be zero according to the output of the power supply current detection means when the power supply line voltage detection means is abnormal. The power supply current is the difference between the neutral point current of the motor and the consumption current of the auxiliary load connected to the power supply. If this is 0, the charge capacity of the power supply does not change and proper neutral point voltage control is possible. Yes.
[0014]
The present invention also includes an AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power, and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is generated by the generated power of the AC motor. In a multi-phase motor drive inverter system that charges and supplies power to a plurality of electric devices from the power source, a power line voltage detecting means for detecting the voltage of the power source, and a middle point entering and exiting the neutral point of the AC motor Neutral point current detection means for detecting a neutral point current, and normally controls the inverter according to the output of the power line voltage detection means, and when the power line voltage detection means is abnormal, the neutral point The inverter is controlled according to the output of the current detection means.
[0015]
The neutral point current may be equal to the total consumption current in the auxiliary load or the like. Therefore, by controlling the neutral point current so as to match the consumption current of the auxiliary load, appropriate inverter control can be performed. Also, the consumption current of the auxiliary load is usually unknown. Therefore, it is preferable to detect the minimum current consumption of the entire auxiliary load in advance and set this as the target value of the neutral point current. As a result, overcharging of the power supply can be reliably prevented, and rapid discharge of the power supply can be prevented.
[0016]
Further, it is preferable that the neutral point current detecting means detects a three-phase current of the AC motor, and detects a neutral point current based on the detected value. The three-phase current of the AC motor is information necessary for motor drive control, and is originally provided in the system. Therefore, this control can be performed without adding a special sensor.
[0017]
The present invention includes an AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power, and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. And a power line voltage detecting means for detecting the voltage of the power supply in a multi-phase motor drive inverter system for supplying electric power from the power source to a plurality of electric devices, and the power line voltage detecting means in a normal state. And controlling the inverter according to a neutral point voltage command corresponding to the target voltage of the power source when the power line voltage detecting means is abnormal.
[0018]
The neutral point voltage is an appropriate voltage as the power supply voltage of the auxiliary machine load. Therefore, for example, by setting the voltage to 14 V or the like, the control can be continued for a while with a simple method.
[0019]
Further, it is preferable that the neutral point voltage command is corrected based on at least one of the rotational speed of the AC motor, the output torque command, and the inverter input side voltage. As a result, the control can be corrected in accordance with the operating state of the motor.
[0020]
The present invention also relates to a method for controlling the system as described above and a program for executing the control.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an inverter system for driving a multiphase motor according to an embodiment. An
[0023]
The
[0024]
The three-phase motor coil end of the three-
[0025]
Further, a positive point of an
[0026]
Further, an
[0027]
Then, the
[0028]
Here, in the
[0029]
If the determination in S11 is NO, there is no problem, so switching of the
[0030]
On the other hand, if it is determined in S11 that there is an abnormality, an abnormality warning is issued (S13). For example, a display indicating 14V battery sensing abnormality is displayed on the display panel, or an auxiliary battery abnormality lamp is turned on.
[0031]
Then, the detection value Ibs of the
[0032]
When the 14V system voltage sensing becomes abnormal, feedback control cannot be performed, and the generated voltage is greatly shifted from the correct target voltage, which is likely to cause overvoltage or voltage drop. In this case, the
[0033]
FIG. 3 shows the configuration of the
[0034]
The switching
[0035]
Here, the command value Vn of the neutral point voltage of the
[0036]
The neutral point voltage Vn supplies the difference between the normal
[0037]
Here, the control of the neutral point voltage Vn and the
[0038]
In this system, the neutral point voltage is controlled by changing the ratio of the on-duty of the upper transistor and the on-duty of the lower transistor in the
[0039]
For example, when the
[0040]
Here, in order to control the neutral point voltage to be 1/3 of the
[0041]
In Figure 4, there is shown a construction of another embodiment,
[0042]
Here, when there is no neutral point current, the sum total of each phase coil current should be zero. Accordingly, the sum of the phase coil currents Iu, Iv, and Iw becomes the neutral point current In. Then, if the neutral point current is controlled so that this neutral point current In matches the current consumption of the entire auxiliary load connected to the 14V power supply line, the correct generated power is supplied to the 14V power supply. Therefore, the current consumption of the auxiliary load is measured, and based on this, the target value In * of the neutral point current is determined, and control is performed so that the neutral point current In matches In *.
[0043]
However, it is generally not possible to measure current consumption at all auxiliary loads. Therefore, in this embodiment, the minimum current consumption of the entire auxiliary load is checked in advance, and this minimum current consumption is set to the target neutral point current In *.
[0044]
As a result, overcharging of the
[0045]
FIG. 5 shows the configuration of the
[0046]
Further, as a simple method, the neutral point voltage command Vn is calculated by open loop feedforward control without performing feedback of the battery current and the neutral point current. For example, the neutral point voltage command Vn is set to 14V. As a result, although the accuracy of control of the generated voltage is lowered, improved control can be performed as compared with the case where no control is performed.
[0047]
FIG. 6 shows an example in which the accuracy is increased in the open loop control. In this example, normally, the difference between the auxiliary machine load power line voltage command Vbs * and the voltage Vbs is input to the
[0048]
FIG. 7 shows a configuration of the
[0049]
The difference between the auxiliary load power supply line voltage command Vbs * and the voltage Vbs is input to the feedback (F / B) unit, where a neutral point voltage command Vn is created, and this is converted via the
[0050]
As a result, when an abnormality occurs, Vn can be corrected based on the operation state at that time, and inverter drive control in accordance with the current situation can be performed.
[0051]
Here, the
[0052]
That is, this motor generator is (i) vehicle running while automatically starting the engine after the start of the engine after idling stop control for stopping the engine, and (ii) via the drive system during vehicle deceleration. Regenerative power generation performed by transmitting wheel rotation, (iii) driving of an air conditioner compressor or a power steering pump when the engine is stopped by stopping the vehicle, (iv) power generation when driving the engine, and (v) driving Control that controls the rotation of the stopped engine to suppress vibrations when the engine stops. (Vi) Prevents engine stall by cutting off the fuel supply to the engine during deceleration and then recovering the engine speed when fuel supply is started. , Etc.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the voltage of the power source connected to the motor neutral point cannot be measured, the feedback control can be continued by the power source current.
[0054]
Moreover, appropriate inverter control can be performed by controlling the neutral point current so as to match the consumption current of the auxiliary load.
[0055]
Moreover, control can be continued by a simple method by setting the neutral point voltage to an appropriate voltage as the power supply voltage of the auxiliary machine load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a system according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control circuit of the same embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a system according to another embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a control circuit of the same embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a system configuration according to still another embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a control circuit of the same embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電源が接続されてる電源ラインの電圧を検出する電源ライン電圧検出手段と、
前記電源の電流を検出する電源電流検出手段と、
を有し、
通常時は前記電源ライン電圧検出手段の出力に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出手段の異常時には前記電源電流検出手段の出力に応じて前記インバータを制御する多相モータ駆動用インバータシステム。An AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power; and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In an inverter system for driving a multiphase motor that supplies power to a plurality of electrical devices
Power supply line voltage detection means for detecting the voltage of the power supply line to which the power supply is connected;
Power supply current detection means for detecting the current of the power supply;
Have
An inverter system for driving a multi-phase motor that normally controls the inverter according to the output of the power supply line voltage detection means and controls the inverter according to the output of the power supply current detection means when the power supply line voltage detection means is abnormal .
前記電源ライン電圧検出手段の異常において、前記電源電流検出手段の出力に応じて電源電流が0になるように制御する多相モータ駆動用インバータシステム。The system of claim 1, wherein
An inverter system for driving a multi-phase motor that performs control so that a power supply current becomes zero according to an output of the power supply current detection means when the power supply line voltage detection means is abnormal.
前記電源が接続されてる電源ラインの電圧を検出する電源ライン電圧検出手段と、
前記交流モータの中性点に出入りする中性点電流を検出する中性点電流検出手段と、
を有し、
通常時は前記電源ライン電圧検出手段の出力に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出手段の異常時には前記中性点電流検出手段の出力に応じて前記インバータを制御する多相モータ駆動用インバータシステム。An AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power; and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In an inverter system for driving a multiphase motor that supplies power to a plurality of electrical devices from
Power supply line voltage detection means for detecting the voltage of the power supply line to which the power supply is connected;
Neutral point current detection means for detecting a neutral point current entering and exiting the neutral point of the AC motor;
Have
For driving a multi-phase motor that normally controls the inverter according to the output of the power line voltage detection means, and controls the inverter according to the output of the neutral point current detection means when the power line voltage detection means is abnormal Inverter system.
前記中性点電流検出手段は、前記交流モータの3相の電流をそれぞれ検出し、この検出値に基づいて中性点電流を検出する多相モータ駆動用インバータシステム。The system of claim 3, wherein
The neutral point current detecting means detects a three-phase current of the AC motor, and detects a neutral point current based on the detected value.
前記電源が接続されてる電源ラインの電圧を検出する電源ライン電圧検出手段と、
を有し、
通常時は前記電源ライン電圧検出手段の出力に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出手段の異常時には前記電源の目標電圧に対応する中性点電圧指令に応じて前記インバータを制御する多相モータ駆動用インバータシステム。An AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power; and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In an inverter system for driving a multiphase motor that supplies power to a plurality of electrical devices from
Power supply line voltage detection means for detecting the voltage of the power supply line to which the power supply is connected;
Have
The inverter is controlled according to the output of the power supply line voltage detection means during normal times, and the inverter is controlled according to a neutral point voltage command corresponding to the target voltage of the power supply when the power supply line voltage detection means is abnormal. Phase motor drive inverter system.
前記中性点電圧指令は、前記交流モータの回転数、出力トルク指令およびインバータ入力側電圧の中の少なくとも1つに基づき補正する多相モータ駆動用インバータシステム。The system of claim 5, wherein
The neutral point voltage command is corrected based on at least one of the rotational speed, output torque command, and inverter input side voltage of the AC motor, and is a multiphase motor drive inverter system.
通常時は前記電源が接続されてる電源ラインの電圧に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧の検出の異常時には前記電源の電流に応じて前記インバータを制御する多相モータ駆動用インバータシステムの制御方法。An AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power; and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In a control method of an inverter system for driving a multiphase motor that supplies power to a plurality of electric devices from
An inverter system for driving a multi-phase motor that controls an inverter according to a voltage of a power supply line to which the power supply is connected in a normal state and controls the inverter according to a current of the power supply when an abnormality is detected in the power supply line voltage. Control method.
通常時は前記電源が接続されてる電源ラインの電圧に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧検出の異常時には前記中性点の電流に応じて前記インバータを制御する多相モータ駆動用インバータシステムの制御方法。An AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power; and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In a control method of an inverter system for driving a multiphase motor that supplies power to a plurality of electric devices
An inverter system for driving a multi-phase motor that normally controls the inverter according to the voltage of the power line to which the power source is connected, and controls the inverter according to the current at the neutral point when the power line voltage detection is abnormal Control method.
通常時は前記電源の電圧に応じてインバータを制御し、前記電源ライン電圧の異常時には前記電源の目標電圧に対応する中性点電圧指令に応じて前記インバータを制御する多相モータ駆動用インバータシステムの制御方法。An AC motor that is driven by an inverter and outputs a driving force and generates power; and a power source connected to a neutral point of the AC motor, and the power source is charged by the generated power of the AC motor. In a control method of an inverter system for driving a multiphase motor that supplies power to a plurality of electric devices from
An inverter system for driving a multi-phase motor that normally controls the inverter according to the voltage of the power source and controls the inverter according to a neutral point voltage command corresponding to the target voltage of the power source when the power line voltage is abnormal Control method.
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