JP4735076B2

JP4735076B2 - Motor control device

Info

Publication number: JP4735076B2
Application number: JP2005186304A
Authority: JP
Inventors: 和俊永山; 秀彦杉田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: JP2007006666A

Description

本発明は、インバーターにより駆動されるモーターの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a motor driven by an inverter.

交流電力をコンバーターにより直流電力に変換してインバーターへ供給し、インバーターにより交流電動機を駆動するモーター制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 There is known a motor control device that converts AC power into DC power by a converter and supplies the DC power to an inverter, and drives the AC motor by the inverter (see, for example, Patent Document 1).

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開平０６−２８１２３６号公報 Prior art documents related to the invention of this application include the following.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-281236

しかしながら、上述した従来のモーター制御装置では、バッテリーなどの回生電力を充分に吸収する機器を備えていないので、モーターが低速で逆回転している状態から正転駆動を開始すると、モーターの逆回転を制動するために一瞬、インバーターが回生モードに入り、電力の回生が行われる。ところが、バッテリーなどの回生電力を充分に吸収する機器を備えていないので、インバーターの直流電力入力側、すなわちＤＣリンクが過電圧になるという問題がある。 However, since the conventional motor control device described above does not include a device such as a battery that sufficiently absorbs regenerative power, if the motor starts rotating in a reverse direction at a low speed, the motor rotates backward. For a moment, the inverter enters the regeneration mode to regenerate power. However, since a device that sufficiently absorbs regenerative power such as a battery is not provided, there is a problem that the DC power input side of the inverter, that is, the DC link becomes overvoltage.

モーターのトルク指令値と回転速度に応じた逆転用ｄｑ軸電流指令値のマップであって、モーターとインバーターで発生する損失がモーターの回生電力よりも大きくなる逆転用ｄｑ軸電流指令値のマップを記憶しておき、逆転中のモーターを正転させる場合に、逆転中は逆転用ｄｑ軸電流指令値マップからトルク指令値とモーター回転速度とに対応するｄｑ軸電流指令値を読み出す。そして、インバーターによりモーターのｄｑ軸電流がｄｑ軸電流指令値に一致するように電流制御を行う。 A map of the dq axis current command value for reverse rotation corresponding to the torque command value of the motor and the rotational speed, and a map of the dq axis current command value for reverse rotation in which the loss generated in the motor and the inverter is larger than the regenerative power of the motor. When the motor that is in reverse rotation is rotated in the forward direction, the dq axis current command value corresponding to the torque command value and the motor rotation speed is read from the reverse rotation dq axis current command value map during reverse rotation. Then, current control is performed by the inverter so that the dq-axis current of the motor matches the dq-axis current command value.

本発明によれば、直流電源にバッテリーなどの回生電力を吸収できる機器がなくても、インバーターの直流電源側を過電圧にすることなくモーターの回生運転を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if there is no apparatus which can absorb regenerative electric power, such as a battery, in DC power supply, the regenerative operation of a motor can be performed, without making the DC power supply side of an inverter overvoltage.

本願発明のモーター制御装置を、車両の走行駆動用モーターに適用した一実施の形態を説明する。なお、本願発明は車両の走行駆動用に限定されず、充分な回生電力吸収源を装備しないインバーターにより駆動されるモーターであればどのようなモーターにも適用することができる。 An embodiment in which the motor control device of the present invention is applied to a vehicle drive motor will be described. The present invention is not limited to driving the vehicle, and can be applied to any motor as long as the motor is driven by an inverter not equipped with a sufficient regenerative power absorption source.

《発明の第１の実施の形態》
図１は一実施の形態の構成を示す図である。この一実施の形態では、エンジン１によりトランスミッション２を介して前輪３ａ、３ｂを駆動するとともに、モーター４によりトランスミッション５を介して後輪６ａ、６ｂを駆動する４輪駆動車を例に上げて説明する。 << First Embodiment of the Invention >>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment. In this embodiment, a four-wheel drive vehicle in which the front wheels 3a and 3b are driven by the engine 1 via the transmission 2 and the rear wheels 6a and 6b are driven by the motor 4 via the transmission 5 will be described as an example. To do.

モーター４は３相同期電動機を用いた例を示すが、誘導機を用いてもよい。モーター４の駆動回路において、ジェネレーター７は３相交流発電機であり、エンジン１により駆動されて３相交流電力を発電し、一定の電圧になるように定電圧制御を行ってコンバーター８へ供給する。コンバーター８は３相交流電力を直流電力に変換してインバーター９へ供給する。なお、このコンバーター８にはインバーター８の直流電力を交流電力に逆変換する機能はない。 Although the motor 4 shows an example using a three-phase synchronous motor, an induction machine may be used. In the drive circuit of the motor 4, the generator 7 is a three-phase AC generator, which is driven by the engine 1 to generate three-phase AC power, performs constant voltage control so as to be a constant voltage, and supplies it to the converter 8. . The converter 8 converts the three-phase AC power into DC power and supplies it to the inverter 9. Note that the converter 8 does not have a function of converting the DC power of the inverter 8 back to AC power.

インバーター９は電圧平滑用コンデンサー９ａと電力変換回路９ｂを備えており、コンバーター８から供給される直流電力を３相交流電力に変換してモーター４へ供給する。インバーター９の電圧平滑用コンデンサー９ａは、コンバーター８から供給される直流電源電圧を平滑するものであり、インバーター９の回生電力を充分に吸収できるだけの容量はない。この一実施の形態のモーター駆動回路には、モーター４による回生エネルギーを充分に吸収可能なバッテリーのような機器を備えておらず、電力回生はできない。インバーター電力変換回路９ｂは、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を備えている。 The inverter 9 includes a voltage smoothing capacitor 9 a and a power conversion circuit 9 b, converts the DC power supplied from the converter 8 into three-phase AC power and supplies it to the motor 4. The voltage smoothing capacitor 9a of the inverter 9 smoothes the DC power supply voltage supplied from the converter 8, and does not have a capacity sufficient to absorb the regenerative power of the inverter 9. The motor drive circuit of this embodiment does not include a device such as a battery that can sufficiently absorb the regenerative energy from the motor 4, and cannot regenerate power. The inverter power conversion circuit 9b includes a switching element such as an IGBT.

モーターコントローラー１１は、インバーター９の３相交流電力の出力電圧および出力電流を制御してモーター４のトルクと回転速度を調節する。車両コントローラー１２はトルク指令値を出力してエンジン１を制御するとともに、トルク指令値Ｔ^＊を出力してモーターコントローラー１１を制御する。 The motor controller 11 adjusts the torque and rotational speed of the motor 4 by controlling the output voltage and output current of the three-phase AC power of the inverter 9. The vehicle controller 12 outputs a torque command value to control the engine 1 and outputs a torque command value T ^* to control the motor controller 11.

車両コントローラー１２にはアクセルセンサー１３、ブレーキセンサー１４、シフトセンサー１５、車速センサー１６などが接続される。アクセルセンサー１３はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキセンサー１４はブレーキペダルの踏み込み力を検出する。また、シフトセンサー１５は自動変速機（不図示）のシフト位置を検出し、車速センサー１６は車両の走行速度（車速）を検出する。車両コントローラー１２はマイクロコンピューターとその周辺部品（不図示）を備え、センサー１３〜１６からの検出信号に基づいてエンジントルク指令値とモータートルク指令値Ｔ^＊を算出する。 The vehicle controller 12 is connected to an accelerator sensor 13, a brake sensor 14, a shift sensor 15, a vehicle speed sensor 16, and the like. The accelerator sensor 13 detects the amount of depression of the accelerator pedal, and the brake sensor 14 detects the depression force of the brake pedal. The shift sensor 15 detects a shift position of an automatic transmission (not shown), and the vehicle speed sensor 16 detects a traveling speed (vehicle speed) of the vehicle. The vehicle controller 12 includes a microcomputer and its peripheral components (not shown), and calculates an engine torque command value and a motor torque command value T ^* based on detection signals from the sensors 13-16.

モーターコントローラー１１はマイクロコンピューターとメモリやＡ／Ｄコンバーターなどの周辺部品（不図示）を備え、マイクロコンピューターのソフトウエア形態により構成される電流指令値決定部１１ａ、電流制御部１１ｂ、２／３相変換部１１ｃ、３／２相変換部１１ｄ、磁極位置検出部１１ｅ、回転速度検出部１１ｆ、電流指令値記憶部１１ｇなどを備えている。 The motor controller 11 includes a microcomputer and peripheral components (not shown) such as a memory and an A / D converter, and includes a current command value determination unit 11a, a current control unit 11b, and a 2/3 phase, which are configured by a microcomputer software form. A conversion unit 11c, a 3/2 phase conversion unit 11d, a magnetic pole position detection unit 11e, a rotation speed detection unit 11f, a current command value storage unit 11g, and the like are provided.

電流指令値決定部１１ａは、ｄｑ軸電流指令値マップ（詳細後述）を用いてモータートルク指令値Ｔ^＊とモーター回転速度Ｎに応じたモーター４の２相直流電流指令値、すなわちｄ軸とｑ軸の電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊を算出する。 The current command value determination unit 11a uses the dq-axis current command value map (details will be described later) to determine the two-phase DC current command value of the motor 4 according to the motor torque command value T ^* and the motor rotational speed N, that is, the d-axis and q The shaft current command values id ^* and iq ^* are calculated.

電流制御部１１ｂは、モーター４の２相直流電流すなわちｄｑ軸実電流ｉd、ｉqをそれぞれｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊に一致させるためのｄｑ軸電圧指令値ｖd^＊、ｖq^＊を次式により算出する。
ｖd^＊＝Ｋpd・（ｉd^＊−ｉd）＋Ｋid・∫（ｉd^＊−ｉd）dt、
ｖq^＊＝Ｋpq・（ｉq^＊−ｉq）＋Ｋiq・∫（ｉq^＊−ｉq）dt ・・・（１）
（１）式において、Ｋpd、Ｋpqは比例ゲイン、Ｋid、Ｋiqは積分ゲインである。 The current control unit 11b follows the dq-axis voltage command values vd ^* and vq ^* for making the two-phase DC current of the motor 4, that is, the dq-axis actual currents id and iq coincide with the dq-axis current command values id ^* and iq ^* , respectively. Calculated by the formula.
vd ^* = Kpd · (id ^* −id) + Kid · ∫ (id ^* −id) dt,
vq ^* = Kpq · (iq ^* −iq) + Kiq · ∫ (iq ^* −iq) dt (1)
In the equation (1), Kpd and Kpq are proportional gains, and Kid and Kiq are integral gains.

２／３相変換部１１ｃは、モーター４の磁極位置θに基づいてｄｑ軸電圧指令値ｖd^＊、ｖq^＊を３相交流電圧指令値ｖu^＊、ｖv^＊、ｖw^＊へ変換し、インバーター９へ出力する。一方、３／２相変換部１１ｄは、モーター４の磁極位置θに基づいて電流センサー１７ａ、１７ｂ、１７ｃにより検出したモーター４に流れる３相交流電流ｉu、ｉv、ｉwを２相直流実電流ｉd、ｉqへ変換し、電流制御部１１ｂへ出力する。 The 2 / 3-phase converter 11c converts the dq-axis voltage command values vd ^* and vq ^* into three-phase AC voltage command values vu ^* , vv ^* and vw ^* based on the magnetic pole position θ of the motor 4 and supplies the inverter 9 Output. On the other hand, the 3 / 2-phase converter 11d converts the three-phase AC currents iu, iv, iw flowing in the motor 4 detected by the current sensors 17a, 17b, 17c based on the magnetic pole position θ of the motor 4 into the two-phase DC actual current id. , Iq and output to the current control unit 11b.

レゾルバー１８はモーター４に連結され、モーター４の回転を検出する。磁極位置検出部１１ｅはレゾルバー１８からのモーター回転信号に基づいてモーター４の磁極位置θを検出し、回転速度検出部１１ｆはレゾルバー１８からのモーター回転信号に基づいてモーター４の回転速度Ｎを検出する。電流指令値マップ記憶部１１ｇは後述するｄｑ軸電流指令値マップを記憶する不揮発性メモリである。 The resolver 18 is connected to the motor 4 and detects the rotation of the motor 4. The magnetic pole position detection unit 11e detects the magnetic pole position θ of the motor 4 based on the motor rotation signal from the resolver 18, and the rotation speed detection unit 11f detects the rotation speed N of the motor 4 based on the motor rotation signal from the resolver 18. To do. The current command value map storage unit 11g is a non-volatile memory that stores a dq-axis current command value map to be described later.

以上のような構成のモーター制御装置を備えた車両が、上り坂の途中で停止した状態からアクセルペダルを踏み込んで登坂を開始するときに、乗員がブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み換えた瞬間に車両が坂道を下り始め、それによりモーター４がわずかに逆回転することがある。このとき、モーター４の逆回転を制動することになるため、一瞬、インバーター９が回生モードに入る。 When a vehicle equipped with a motor control device configured as described above starts climbing by depressing the accelerator pedal from a state where it has stopped in the middle of the uphill, the vehicle is instantly switched from the brake pedal to the accelerator pedal. May begin to descend down the slope, causing the motor 4 to rotate slightly backward. At this time, since the reverse rotation of the motor 4 is braked, the inverter 9 enters the regeneration mode for a moment.

ところが、上述したように、この一実施の形態のモーター駆動回路には回生電力を吸収するための機器が装備されていないので、上記のような走行状況では電力回生によってインバーター９のコンデンサー９ａの両端電圧、すなわちＤＣリンク１９ａと１９ｂの間の電圧が上昇し、過電圧になる場合がある。そこで、この第１の実施の形態ではモーター４に流れるｄｑ軸電流ｉd、ｉqを制御して上述した走行状況における電力回生を阻止する。 However, as described above, since the motor drive circuit of this embodiment is not equipped with a device for absorbing regenerative power, both ends of the capacitor 9a of the inverter 9 are caused by power regeneration in the above driving condition. The voltage, that is, the voltage between the DC links 19a and 19b may increase and become an overvoltage. Therefore, in the first embodiment, the dq axis currents id and iq flowing through the motor 4 are controlled to prevent the power regeneration in the above-described traveling situation.

このようなｄｑ軸電流ｉd、ｉqの制御による電力回生の阻止は、モーターコントローラー１１の電流指令値決定部１１ａで行う。電流指令値決定部１１ａは、逆回転しているモーター４を正転側に駆動するための専用のｄｑ軸電流指令値マップを備えており、この逆転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いて逆転中のモーター４を正転駆動するためのｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊を決定する。電流指令値決定部１１ａは、さらに、正転用のｄｑ軸電流指令値マップを備えており、この正転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いて正転中のモーター４を駆動するためのｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊を決定する。 Prevention of power regeneration by controlling the dq-axis currents id and iq is performed by the current command value determination unit 11a of the motor controller 11. The current command value determination unit 11a includes a dedicated dq axis current command value map for driving the motor 4 that is rotating in the reverse direction to the forward rotation side, and reverse rotation is performed using this reverse dq axis current command value map. The dq axis current command values id ^* and iq ^* for driving the motor 4 in the forward direction are determined. The current command value determination unit 11a further includes a dq-axis current command value map for normal rotation, and a dq-axis current for driving the motor 4 during normal rotation using the dq-axis current command value map for normal rotation. The command values id ^* and iq ^* are determined.

次式から明らかなように、モーター回転速度Ｎにおいて、モータートルクＴを実現するｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqの組み合わせは複数組存在する。
Ｔ＝Ｐ／２（φ・ｉq＋（Ｌd−Ｌq）・ｉd・ｉq）・・・（２）
（２）式において、Ｐはモーター４の極数、φは磁束、Ｌd、Ｌqはｄｑ軸インダクタンス、ｉd、ｉqはｄｑ軸実電流である。 As is clear from the following equation, there are a plurality of combinations of the d-axis current id and the q-axis current iq that realize the motor torque T at the motor rotation speed N.
T = P / 2 (φ · iq + (Ld−Lq) · id · iq) (2)
In the equation (2), P is the number of poles of the motor 4, φ is the magnetic flux, Ld and Lq are dq axis inductances, and id and iq are dq axis actual currents.

（２）式を満たすｄｑ軸電流ｉd、ｉqの組み合わせの中から、モーター４とインバーター９の損失が最少となるｄｑ軸電流ｉd、ｉq、あるいはモーター電流Ｉ1＝√（（ｉd^２＋ｉq^２）／３）が最少となるｄｑ軸電流ｉd、ｉqをモーター回転速度Ｎとモータートルク指令値Ｔ^＊に対してマップ化し、モーターコントローラー１１の電流指令値マップ記憶部１１ｇに上述した正転用ｄｑ軸電流指令値マップとして記憶しておく。 Among the combinations of dq axis currents id and iq that satisfy the formula (2), the dq axis currents id and iq that minimize the loss of the motor 4 and the inverter 9 or the motor current I1 = √ ((id ² + iq ² ) / 3) The dq-axis currents id and iq that minimize the value are mapped to the motor rotation speed N and the motor torque command value T ^* , and the dq-axis current command for forward rotation described above is stored in the current command value map storage unit 11g of the motor controller 11. Store as a value map.

図２はあるモーター回転速度Ｎにおける正転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す。図において、横軸はｄ軸電流ｉdを、縦軸はｑ軸電流ｉqを、それぞれ定格電流に対する百分率で表す。また、図中の“電流制限円”はインバーター電力変換回路９ｂのスイッチング素子の許容電流を表し、Ｔ０、Ｔ１、・・、Ｔ７はモータートルクの代表値を表す。この正転用ｄｑ軸電流指令値マップでは、（２）式を満たすｄｑ軸電流ｉd、ｉqの内のモーター電流Ｉ1を最少とするｄｑ軸電流ｉd、ｉqをｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊として用いる。 FIG. 2 shows an example of a dq axis current command value map for forward rotation at a certain motor rotation speed N. In the figure, the horizontal axis represents the d-axis current id and the vertical axis represents the q-axis current iq as a percentage of the rated current. Further, “current limiting circle” in the figure represents the allowable current of the switching element of the inverter power conversion circuit 9b, and T0, T1,..., T7 represent representative values of motor torque. In this forward rotation dq-axis current command value map, dq-axis currents id and iq that minimize the motor current I1 among the dq-axis currents id and iq satisfying equation (2) are used as dq-axis current command values id ^* and iq ^*. Used as

図３は、モーター回転速度ＮとモータートルクＴの二次元平面上に、正転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いた場合のモーター４の運転可能な領域を表した図である。通常、モーター４は、回転速度Ｎが“＋”の正転、トルクＴが“＋”の正トルクの第１象限（図中の（１））で力行運転する。ところが、上述したように、上り坂の途中で停止した状態からアクセルペダルを踏み込んで登坂を開始するときに、乗員がブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み換えた瞬間に車両が坂道を下り始め、それによりモーター４がわずかに逆回転することがある。このとき、モーター４は回転速度が“−”の逆転、トルクＴが“＋”の正トルクの第２象限（図中の（２））で回生運転する。 FIG. 3 is a diagram showing an operable region of the motor 4 when the forward rotation dq-axis current command value map is used on a two-dimensional plane of the motor rotation speed N and the motor torque T. Normally, the motor 4 performs a power running operation in the first quadrant ((1) in the figure) of the forward rotation where the rotational speed N is “+” and the torque T is “+”. However, as described above, when the occupant switches from the brake pedal to the accelerator pedal when the accelerator pedal is depressed from the state where the vehicle is stopped in the middle of the uphill, the vehicle begins to descend the hill. The motor 4 may rotate slightly backward. At this time, the motor 4 performs a regenerative operation in the second quadrant ((2) in the figure) of the reverse rotation of the rotation speed “−” and the positive torque of the torque T “+”.

この一実施の形態のモーター駆動回路には回生電力を吸収するための機器が装備されていないので、基本的にはモーター４を第２象限で回生運転することはできない。しかし、回生電力がモーター４の銅損、機械損、鉄損などや、インバーター９のスイッチング素子の損失などと相殺される領域では、第２象限で回生運転を行っても、電力がインバーター９のＤＣリンク１９ａ、１９ｂ側に回生されないため、コンデンサー９ａの両端電圧すなわちＤＣリンク電圧が過電圧になることはない。 Since the motor drive circuit of this embodiment is not equipped with a device for absorbing regenerative power, basically the motor 4 cannot be regenerated in the second quadrant. However, in a region where the regenerative power is offset by the copper loss, mechanical loss, iron loss, etc. of the motor 4 and the loss of the switching element of the inverter 9, even if the regenerative operation is performed in the second quadrant, Since the DC links 19a and 19b are not regenerated, the voltage across the capacitor 9a, that is, the DC link voltage does not become an overvoltage.

図３の第２象限のハッチングで示す領域は、図２に示す正転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いてモーター４を回生運転可能な領域を示す。なお、第１象限のハッチング領域は正転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いてモーター４を力行運転する領域である。第２象限において、モータートルクＴが大きくなるほどモーター４とインバーター９に流れる電流が増加し、それにともなってモーター４とインバーター９で発生する損失が増加するため、逆回転速度Ｎが大きい範囲まで回生運転可能な特性になっている。 A region indicated by hatching in the second quadrant of FIG. 3 indicates a region where the motor 4 can be regeneratively operated using the forward dq-axis current command value map shown in FIG. The hatched area in the first quadrant is an area in which the motor 4 is powered by using the forward rotation dq axis current command value map. In the second quadrant, as the motor torque T increases, the current flowing through the motor 4 and the inverter 9 increases, and the loss generated in the motor 4 and the inverter 9 increases accordingly. Therefore, the regenerative operation is performed until the reverse rotation speed N is large. It is a possible characteristic.

しかしながら、上り坂の途中で停止した状態からアクセルペダルを踏み込んで登坂を開始する走行状況においては、最終的には逆回転速度Ｎが低く、かつトルク指令値Ｔ^＊が大きい回生運転であるが、過渡状態では図３の“白抜き”の領域を通過することになる。その結果、回生電力がモーター４の銅損などの損失で相殺し切れなくなり、ＤＣリンク１９ａ、１９ｂに電力が回生されてＤＣリンク電圧が過電圧になってしまう。 However, in a driving situation where the accelerator pedal is depressed in the state of stopping on the uphill to start uphill, the regenerative operation is finally performed with a low reverse rotational speed N and a large torque command value T ^* . In the transient state, it passes through the “outlined” region in FIG. As a result, the regenerative power cannot be offset by losses such as copper loss of the motor 4, and power is regenerated in the DC links 19a and 19b, and the DC link voltage becomes an overvoltage.

そこで、この第１の実施の形態では、モーター逆回転時に、（２）式のモータートルクＴを実現するｄｑ軸電流ｉd、ｉqの中から、モーター４とインバーター９の損失が大きくなる組み合わせを選び、図３の“白抜き”の領域における回生運転を可能にする。 Therefore, in the first embodiment, during reverse rotation of the motor, a combination that increases the loss of the motor 4 and the inverter 9 is selected from the dq axis currents id and iq that realize the motor torque T of equation (2). 3 makes it possible to perform regenerative operation in the “outlined” region of FIG.

具体的には、モーター４の銅損が回生電力よりも大きくなるｄｑ軸電流ｉd、ｉqを選ぶ。この第１の実施の形態では、説明を解りやすくするためにモーター４の銅損のみを考慮するが、機械損や鉄損、あるいはインバーター９の損失などを合わせて考慮してもよい。モーター４の電気角速度をω（＝Ｎ・π／３０）で表すと、モーター４の回生電力は（ω・Ｔ）で表される。また、モーター４の電機子抵抗をＲで表し、実効電流をＩ1（＝√（（ｉd^２＋ｉq^２）／３）で表すと、モーター４の銅損は（３・Ｒ・Ｉ1 ^２）で表される。したがって、（２）式を満たすｄｑ軸電流ｉd、ｉqの組み合わせの中から、さらに、
｜ω・Ｔ｜＜３・Ｒ・Ｉ1^２・・・（３）
が成立するｄｑ軸電流ｉd、ｉqを選択する。 Specifically, dq axis currents id and iq are selected so that the copper loss of the motor 4 is larger than the regenerative power. In the first embodiment, only the copper loss of the motor 4 is considered for easy understanding, but mechanical loss, iron loss, inverter 9 loss, and the like may be considered together. When the electrical angular velocity of the motor 4 is represented by ω (= N · π / 30), the regenerative power of the motor 4 is represented by (ω · T). Further, when the armature resistance of the motor 4 is represented by R and the effective current is represented by I1 (= √ ((id ² + iq ² ) / 3), the copper loss of the motor 4 is represented by (3 · R · I 1 ² ). Therefore, from the combinations of dq axis currents id and iq satisfying the equation (2),
| Ω · T | <3 · R · I1 ² (3)
Dq axis currents id and iq satisfying the above are selected.

モーター回転速度Ｎの全範囲において所定の回転速度の刻み幅ごとに、また、モータートルク指令値Ｔ^＊の全範囲において所定のトルク刻み幅ごとに、（２）式と（３）式がともに成立し、かつモーター電流Ｉ1が最小となるｄｑ軸電流ｉd、ｉqを求め、逆転用ｄｑ軸電流指令値マップを設定する。 Equations (2) and (3) are both established for each step of the predetermined rotational speed in the entire range of the motor rotational speed N and for each predetermined step of the torque in the entire range of the motor torque command value T ^*. Dq-axis currents id and iq that minimize the motor current I1 are obtained, and a reverse dq-axis current command value map is set.

図４はあるモーター回転速度Ｎの逆転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す。図４において、ハッチング領域はインバーター入力側のＤＣリンク１９ａ、１９ｂに電力回生が行われ、過電圧を引き起こすｄｑ軸電流の範囲を表す。（２）、（３）式がともに成立するｄｑ軸電流ｉd、ｉqにより実現するモータートルクＴ０、Ｔ１、・・、Ｔ７は、定常状態においては図中の回生領域の外側にあり、回生電力がすべてモーター４の銅損で相殺されるから、ＤＣリンク１９ａ、１９ｂが過電圧になることはない。 FIG. 4 shows an example of a dq axis current command value map for reverse rotation at a certain motor rotation speed N. In FIG. 4, the hatched area represents a range of dq-axis current that causes overvoltage when power regeneration is performed on the DC links 19 a and 19 b on the inverter input side. In the steady state, the motor torques T0, T1,..., T7 realized by the dq axis currents id and iq satisfying both equations (2) and (3) are outside the regenerative region in the figure, and the regenerative power is Since all are offset by the copper loss of the motor 4, the DC links 19a and 19b do not become overvoltage.

しかしながら、モータートルク指令値がＴ０からＴ４へ変化する過渡状態において、ｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊は、図４に示すようにそれぞれ０から−３０％へ、０から５５％へ変化する。電流制御部１１ｂによるｄｑ軸電流制御応答をｄ軸とｑ軸でほぼ同一に設計した場合、モータートルクＴは、Ｔ０→Ｔ１→Ｔ３→Ｔ４の回生領域の外側に沿って変化せず、図４上でＴ０からＴ４へ向かってほぼ直線の軌跡を描いて変化する。この軌跡は破線で示すモーター電流最小時の軌跡に近くなり、モータートルク指令値が変化する過渡状態において回生領域に入ってしまう。 However, in a transient state where the motor torque command value changes from T0 to T4, the dq axis current command values id ^* and iq ^* change from 0 to −30% and from 0 to 55%, respectively, as shown in FIG. . When the dq-axis current control response by the current control unit 11b is designed to be substantially the same for the d-axis and the q-axis, the motor torque T does not change along the outside of the regeneration region of T0 → T1 → T3 → T4. Above, it changes by drawing a substantially linear locus from T0 to T4. This locus is close to the locus at the minimum motor current indicated by the broken line, and enters the regeneration region in a transient state where the motor torque command value changes.

この第１の実施の形態では、過渡状態においても電力回生によるＤＣリンク過電圧が発生しないようにするため、（２）、（３）式が成立し、かつモーター電流Ｉ1が最小となる条件で設定した各モーター回転速度Ｎのｄｑ軸電流指令値マップにおいて、ｄ軸電流｜ｉd｜の最大値ｉdmax(Ｎ(ｘ))を求め、（２）、（３）式に次式を加えた条件でｄｑ軸電流ｉd、ｉqを選択する。
ｉd＝−ｉdmax(Ｎ(ｘ)) ・・・（４） In the first embodiment, in order to prevent a DC link overvoltage due to power regeneration from occurring even in a transient state, equations (2) and (3) are established and the motor current I1 is set to a minimum. In the dq-axis current command value map for each motor rotation speed N, the maximum value idmax (N (x)) of the d-axis current | id | is obtained, and the following equation is added to the equations (2) and (3): dq axis currents id and iq are selected.
id = -idmax (N (x)) (4)

モーター回転速度Ｎの全範囲において所定の回転速度の刻み幅ごとに、またモータートルク指令値Ｔ^＊の全範囲において所定のトルク刻み幅ごとに、（２）〜（４）式がすべて成立するｄｑ軸電流ｉd、ｉqを求めて逆転用ｄｑ軸電流指令値マップを設定し、モーターコントローラー１１の電流指令値マップ記憶部１１ｇに記憶する。 Dq for which all of the equations (2) to (4) are established for each step of the predetermined rotation speed in the entire range of the motor rotation speed N and for each predetermined step of the torque in the entire range of the motor torque command value T ^*. The shaft currents id and iq are obtained and a reverse dq axis current command value map is set and stored in the current command value map storage unit 11g of the motor controller 11.

図５は、（２）〜（４）式の条件を満たす逆転用ｄｑ軸電流指令値マップの内のあるモーター回転速度Ｎのマップ例を示す。このモーター回転速度Ｎにおいて、ｄ軸電流｜ｉd｜が最大になるのは、モータートルクＴ７のｉd＝−５０％であるから、この回転速度Ｎではｄ軸電流ｉdを−５０％に固定する。このようにすれば、モーター回転速度Ｎにおいてモータートルク指令値Ｔ^＊がＴ０〜Ｔ７の範囲内で変化しても、ｄｑ軸電流ｉd、ｉqは図に示す軌跡で変化し、定常状態はもちろんのこと、過渡状態においてもハッチングで示す回生領域に入ることはなく、電力回生によるＤＣリンク過電圧は発生しない。 FIG. 5 shows a map example of a certain motor rotation speed N in the reverse rotation dq-axis current command value map that satisfies the conditions of the expressions (2) to (4). At this motor rotational speed N, the d-axis current | id | becomes maximum when id = −50% of the motor torque T7. At this rotational speed N, the d-axis current id is fixed at −50%. In this way, even if the motor torque command value T ^* changes within the range of T0 to T7 at the motor rotation speed N, the dq axis currents id and iq change along the locus shown in the figure, and the steady state is of course. In addition, even in the transient state, the regenerative region indicated by hatching is not entered, and a DC link overvoltage due to power regeneration does not occur.

図６は、電流指令値決定部１１ａのｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊決定プログラムを示すフローチャートである。モーターコントローラー１１のマイクロコンピューターは、車両のイグニッションスイッチ（不図示）がオンしている間、この電流指令値決定プログラムを繰り返し実行する。 FIG. 6 is a flowchart showing a dq-axis current command value id ^* , iq ^* determination program of the current command value determination unit 11a. The microcomputer of the motor controller 11 repeatedly executes this current command value determination program while an ignition switch (not shown) of the vehicle is on.

ステップ１において車両コントローラー１２からモータートルク指令値Ｔ^＊を入力するとともに、回転速度検出部１１ｆからモーター回転速度Ｎを入力する。続くステップ２でモーター回転速度Ｎが正か否か、つまりモーター４が正転しているか否かを判別する。モーター回転速度Ｎが正で、モーター４が正転していると判別されたときはステップ３へ進み、電流指令値マップ記憶部１１ｇに記憶されている正転用ｄｑ軸電流指令値マップ（図２参照）を用いてトルク指令値Ｔ^＊とモーター回転速度Ｎに対応するｄｑ軸電流ｉd、ｉqを表引き演算し、それらをｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊に決定する。 In step 1, a motor torque command value T ^* is input from the vehicle controller 12, and a motor rotation speed N is input from the rotation speed detector 11f. In subsequent step 2, it is determined whether or not the motor rotation speed N is positive, that is, whether or not the motor 4 is rotating forward. When it is determined that the motor rotation speed N is positive and the motor 4 is rotating forward, the routine proceeds to step 3 where the dq-axis current command value map for forward rotation stored in the current command value map storage unit 11g (FIG. 2). The dq axis currents id and iq corresponding to the torque command value T ^* and the motor rotational speed N are subjected to a table calculation, and these are determined as dq axis current command values id ^* and iq ^* .

一方、ステップ２でモーター回転速度Ｎが負で、モーター４が逆転していると判別されたときはステップ４へ進み、電流指令値マップ記憶部１１ｇに記憶されている逆転用ｄｑ軸電流指令値マップ（図５参照）を用いてトルク指令値Ｔ^＊とモーター回転速度Ｎに対応するｄｑ軸電流ｉd、ｉqを表引き演算し、それらをｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊に決定する。なお、モーター回転速度Ｎおよびモータートルク指令値Ｔ^＊の刻み幅の中間値に対しては補間により正確なｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊を求める。 On the other hand, when it is determined in step 2 that the motor rotation speed N is negative and the motor 4 is rotating in reverse, the process proceeds to step 4 where the dq-axis current command value for reverse rotation stored in the current command value map storage unit 11g. Using the map (see FIG. 5), the torque command value T ^* and the dq axis currents id and iq corresponding to the motor rotation speed N are subjected to a table calculation and determined as dq axis current command values id ^* and iq ^* . It should be noted that accurate dq-axis current command values id ^* and iq ^* are obtained by interpolation for the intermediate value of the increments of the motor rotation speed N and the motor torque command value T ^* .

図７は第１の実施の形態のモーター運転領域を示す図である。図中にハッチングで示す領域は運転可能な範囲を示す。この第１の実施の形態では、逆転中のモーター４を正転駆動する場合に、（２）〜（４）式を満たすｄｑ軸電流ｉd、ｉqを選択した逆転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いてｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊を決定するので、正転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いて逆転中のモーター４を正転駆動する場合の第２象限における運転可能領域（図３参照）に比べ、ＤＣリンクが過電圧にならずに運転可能な領域が拡大している。 FIG. 7 is a diagram illustrating a motor operation region according to the first embodiment. The hatched area in the figure indicates the operable range. In the first embodiment, when the motor 4 in reverse rotation is driven forward, the reverse dq axis current command value map in which the dq axis currents id and iq satisfying the equations (2) to (4) are selected is displayed. Since the dq axis current command values id ^* and iq ^* are determined by using the dq axis current command value map for normal rotation, the drivable range in the second quadrant when the motor 4 being rotated in the forward direction is driven forward using the forward rotation dq axis current command value map (FIG. 3 Compared to the reference), the area in which the DC link can be operated without being overvoltage is expanded.

このように、第１の実施の形態によれば、モーターのトルク指令値と回転速度に応じた逆転用ｄｑ軸電流指令値のマップであって、モーターとインバーターで発生する損失がモーターの回生電力よりも大きくなる逆転用ｄｑ軸電流指令値のマップを記憶しておき、逆転中のモーターを正転させる場合に、逆転中は逆転用ｄｑ軸電流指令値マップからトルク指令値とモーター回転速度とに対応するｄｑ軸電流指令値を読み出し、インバーターによりモーターのｄｑ軸電流がｄｑ軸電流指令値に一致するように電流制御を行うようにしたので、直流電源にバッテリーなどの回生電力を吸収できる機器がなくても、インバーターの直流電源側（ＤＣリンク）を過電圧にすることなくモーターの回生運転を行うことができる。 Thus, according to the first embodiment, a map of the dq-axis current command value for reverse rotation corresponding to the torque command value and the rotation speed of the motor, the loss generated in the motor and the inverter is the regenerative power of the motor. When the reverse rotation dq-axis current command value map is stored in advance and the motor being rotated in the forward direction is rotated forward, the torque command value and the motor rotation speed are calculated from the reverse rotation dq-axis current command value map. Dq-axis current command value corresponding to, and the inverter controls the current so that the dq-axis current of the motor matches the dq-axis current command value, so that the DC power supply can absorb regenerative power such as a battery Even if there is no, the regenerative operation of the motor can be performed without overvoltage on the DC power supply side (DC link) of the inverter.

また、第１の実施の形態によれば、モーターの回転速度ごとに、トルク指令値の変化範囲内のｄ軸電流指令値の絶対値の最大値をｄ軸電流指令値に設定した逆転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いるようにしたので、トルク指令値が変化する過渡状態においても、バッテリーなどの回生電力を吸収できる機器を設置せずに、インバーターの直流電源側（ＤＣリンク）を過電圧にすることなくモーターの回生運転を行うことができる。 Further, according to the first embodiment, for each rotation speed of the motor, the dq for reverse rotation in which the maximum absolute value of the d-axis current command value within the change range of the torque command value is set as the d-axis current command value. Since the shaft current command value map is used, the DC power supply side (DC link) of the inverter is set to overvoltage without installing a device that can absorb regenerative power such as a battery even in a transient state where the torque command value changes. The motor can be regenerated without having to

さらに、第１の実施の形態によれば、モーターのトルク指令値と回転速度に応じた正転用ｄｑ軸電流指令値のマップであって、モーターとインバーターの損失が最小となる正転用ｄｑ軸電流指令値、またはモーターに流れる３相交流電流が最小となる正転用ｄｑ軸電流指令値のマップを記憶しておき、モーターの正転時は正転用ｄｑ軸電流指令値マップからトルク指令値と回転速度とに対応するｄｑ軸電流指令値を読み出し、インバーターによりモーターのｄｑ軸電流がｄｑ軸電流指令値に一致するように電流制御を行うようにしたので、逆転中のモーターを正転側に駆動する場合に、一定方向のトルクを発生させて逆転から正転へモーターの回転方向をスムーズに変えることができる。 Furthermore, according to the first embodiment, the forward rotation dq axis current command value is a map of the forward rotation dq axis current command value according to the motor torque command value and the rotation speed, and the forward rotation dq axis current is minimized. A map of the command value or the dq-axis current command value for forward rotation that minimizes the three-phase AC current flowing to the motor is stored, and the torque command value and rotation from the dq-axis current command value map for forward rotation during motor forward rotation The dq-axis current command value corresponding to the speed is read, and current control is performed by the inverter so that the dq-axis current of the motor matches the dq-axis current command value. In this case, it is possible to smoothly change the rotation direction of the motor from reverse rotation to normal rotation by generating torque in a certain direction.

さらにまた、第１の実施の形態によれば、モーター制御装置をエンジンとモーターを走行駆動源とするハイブリッド車両に搭載し、エンジンにより駆動される交流発電機（ジェネレーター７）と整流器（コンバーター８）から直流電源を供給するようにしたので、バッテリーなどの回生電力を吸収できる機器を設置せずに、インバーターの直流電源側（ＤＣリンク）を過電圧にすることなくモーターの回生運転を行うことができ、車両の坂道発進に際してスムーズに発進させることができる。 Furthermore, according to the first embodiment, an AC generator (generator 7) and a rectifier (converter 8) that are mounted on a hybrid vehicle that uses an engine and a motor as a travel drive source and are driven by the engine, according to the first embodiment. Since the DC power supply is supplied from the inverter, the regenerative operation of the motor can be performed without overvoltage on the DC power supply side (DC link) of the inverter without installing equipment that can absorb regenerative power such as a battery. The vehicle can start smoothly when the vehicle starts on a slope.

《発明の第２の実施の形態》
上述した第１の実施の形態よりも逆転時の損失を低減した第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に示す構成と同様であり、説明を省略する。 << Second Embodiment of the Invention >>
A second embodiment in which the loss during reverse rotation is reduced as compared with the first embodiment described above will be described. The configuration of the second embodiment is the same as the configuration shown in FIG.

この第２の実施の形態では、逆転中のモーターを正転駆動する場合に用いる逆転用ｄｑ軸電流指令値マップに、各モーター回転速度Ｎにおいてモータートルク指令値Ｔ^＊の増加にともなってｄｑ軸電流ｉd、ｉqの絶対値が増加するようなマップを設定する。 In the second embodiment, the dq axis current command value map for reverse rotation used when the motor being rotated in the forward direction is driven in the forward direction has a dq axis as the motor torque command value T ^* increases at each motor rotation speed N. A map is set so that the absolute values of the currents id and iq increase.

具体的には、上記（２）、（３）式の条件に、次式の条件を加える。あるモーター回転速度Ｎにおいてモータートルク指令値Ｔ^＊がＴ０、Ｔ１、Ｔ２、・・と増加する場合に、
ｉd(Ｔx+1)≦ｉd(Ｔx)、ｉd≦０、
ｉq(Ｔx+1)≧ｉq(Ｔx)、ｉq≧０・・・（５）
つまり、ｉdに対しては、トルク指令値Ｔ^＊の増加にともなってｄ軸電流ｉdが減少（ｄ軸電流ｉdの絶対値が増加）するマップを作成する。一方、ｉqに対しては、トルク指令値Ｔ^＊の増加にともなってｑ軸電流ｉqが増加（ｑ軸電流ｉqの絶対値が増加）するマップを作成する。 Specifically, the condition of the following expression is added to the condition of the above expressions (2) and (3). When the motor torque command value T ^* increases as T0, T1, T2,... At a certain motor rotation speed N,
id (Tx + 1) ≦ id (Tx), id ≦ 0,
iq (Tx + 1) ≧ iq (Tx), iq ≧ 0 (5)
That is, for id, a map is created in which the d-axis current id decreases (the absolute value of the d-axis current id increases) as the torque command value T ^* increases. On the other hand, for iq, a map is created in which the q-axis current iq increases (the absolute value of the q-axis current iq increases) as the torque command value T ^* increases.

図８はあるモーター回転速度Ｎにおける逆転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す。モータートルク指令値Ｔ^＊がＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ７の刻み順に増加する場合に、ＤＣリンク電圧が過電圧となる回生領域（図中にハッチングで示す領域）に入るのを避けながら、ｄ軸電流ｉdを単調に減少させ、ｑ軸電流ｉqを単調に増加させて各トルク指令値Ｔ１〜Ｔ７を満たすｄｑ軸電流ｉd、ｉqを選択し、ｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊とする。 FIG. 8 shows an example of the dq axis current command value map for reverse rotation at a certain motor rotation speed N. When the motor torque command value T ^* increases in order of increments of T0, T1, T2, T3, T4, T5, and T7, the DC link voltage enters the regenerative region (region indicated by hatching in the figure) where it becomes an overvoltage. While avoiding, the d-axis current id is monotonously decreased, the q-axis current iq is monotonously increased, and dq-axis currents id and iq satisfying the torque command values T1 to T7 are selected, and the dq-axis current command value id ^* , Let iq ^* .

ところが、（２）、（３）、（５）式の条件を満たすｄｑ軸電流ｉd、ｉqを選択してｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊を決定し、ｄｑ軸電流制御応答をｄ軸、ｑ軸ともほぼ同一に設計した場合に、過渡状態において回生領域に入り、ＤＣリンク電圧が過電圧になるおそれがある。そこで、この第２の実施の形態では、モータートルク指令値Ｔ^＊が増加する場合はｄ軸電流ｉdをｑ軸電流ｉqより先に立ち上げた後にｑ軸電流ｉqを立ち上げ、逆に、モータートルク指令値Ｔ^＊が減少する場合はｑ軸電流ｉqをｄ軸電流ｉdより先に立ち上げた後にｄ軸電流ｉdを立ち上げるという制御方法を採用する。 However, the dq-axis current command values id ^* and iq ^* are determined by selecting the dq-axis currents id and iq that satisfy the conditions of the expressions (2), (3), and (5), and the dq-axis current control response is expressed as the d-axis. When the q-axis is designed to be substantially the same, there is a possibility that the DC link voltage becomes an overvoltage by entering the regeneration region in the transient state. Therefore, in the second embodiment, when the motor torque command value T ^* increases, the d-axis current id is raised before the q-axis current iq, and then the q-axis current iq is raised. When the torque command value T ^* decreases, a control method is employed in which the d-axis current id is raised after the q-axis current iq is raised before the d-axis current id.

図９は第２の実施の形態の電流制御プログラムを示すフローチャートである。モーターコントローラー１１の電流指令値決定部１１ａと電流制御部１１ｂは、車両のイグニッションスイッチ（不図示）がオンしている間、この電流制御プログラムを繰り返し実行する。 FIG. 9 is a flowchart showing a current control program according to the second embodiment. The current command value determination unit 11a and the current control unit 11b of the motor controller 11 repeatedly execute this current control program while an ignition switch (not shown) of the vehicle is on.

ステップ１１において車両コントローラー１２からモータートルク指令値Ｔ^＊を入力するとともに、回転速度検出部１１ｆからモーター回転速度Ｎを入力する。なお、モータートルク指令値Ｔ^＊とモーター回転速度Ｎの今回の入力値をＴn^＊、Ｎnとし、前回の入力値をＴn-1^＊、Ｎn-1とする。 In step 11, the motor torque command value T ^* is input from the vehicle controller 12, and the motor rotation speed N is input from the rotation speed detector 11f. The current input values of the motor torque command value T ^* and the motor rotation speed N are Tn ^* and Nn, and the previous input values are Tn-1 ^* and Nn-1.

続くステップ１２でモーター回転速度Ｎnが正か否か、つまりモーター４が正転しているか否かを判別する。モーター回転速度Ｎnが正で、モーター４が正転していると判別されたときはステップ１３へ進み、電流指令値マップ記憶部１１ｇに記憶されている正転用ｄｑ軸電流指令値マップ（図２参照）を用いて今回のトルク指令値Ｔn^＊とモーター回転速度Ｎnに対応するｄｑ軸電流ｉd、ｉqを表引き演算し、それらをｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊に決定し、ｄｑ軸電流ｉd、ｉqがそれらの指令値ｉd^＊、ｉq^＊に一致するように電流制御を行う。 In subsequent step 12, it is determined whether or not the motor rotation speed Nn is positive, that is, whether or not the motor 4 is rotating forward. When it is determined that the motor rotation speed Nn is positive and the motor 4 is rotating forward, the routine proceeds to step 13 where the forward rotation dq-axis current command value map (FIG. 2) is stored in the current command value map storage unit 11g. The dq axis currents id and iq corresponding to the current torque command value Tn ^* and the motor rotational speed Nn are calculated by table, and these are determined as dq axis current command values id ^* and iq ^* , and the dq axis Current control is performed so that the currents id and iq match the command values id ^* and iq ^* .

一方、ステップ１２でモーター回転速度Ｎnが負で、モーター４が逆転していると判別されたときはステップ１４へ進み、電流指令値マップ記憶部１１ｇに記憶されている逆転用ｄｑ軸電流指令値マップ（図８参照）を用いて今回のトルク指令値Ｔn^＊とモーター回転速度Ｎnに対応するｄｑ軸電流ｉd、ｉqを表引き演算し、それらをｄｑ軸電流指令値ｉd^＊、ｉq^＊に決定する。 On the other hand, if it is determined in step 12 that the motor rotational speed Nn is negative and the motor 4 is rotating in reverse, the process proceeds to step 14 where the reverse dq-axis current command value stored in the current command value map storage unit 11g. Using the map (see FIG. 8), the current torque command value Tn ^* and the dq-axis currents id and iq corresponding to the motor rotation speed Nn are tabulated and determined as dq-axis current command values id ^* and iq ^* . To do.

次に、ステップ１５で今回のトルク指令値Ｔn^＊と前回のトルク指令値Ｔn-1^＊とを比較し、トルク指令値Ｔ^＊が増加しているか否かを判別する。今回のトルク指令値Ｔn＊が前回値と同等または増加している場合はステップ１６へ進み、まずｄ軸電流ｉdがステップ１４で決定した指令値ｉd^＊に一致するように電流制御する。続くステップ１７でｄ軸電流ｉdが指令値ｉd^＊に到達したか否かを確認し、ｄ軸電流ｉdが指令値ｉd^＊とほぼ等しくなったらステップ１８へ進む。ステップ１８ではｑ軸電流ｉqがステップ１４で決定した指令値ｉq^＊に一致するように電流制御する。 Next, in step 15, the current torque command value Tn ^* and the previous torque command value Tn-1 ^* are compared to determine whether or not the torque command value T ^* has increased. If the current torque command value Tn * is equal to or increased from the previous value, the process proceeds to step 16 where current control is performed so that the d-axis current id matches the command value id ^* determined in step 14. Continued d-axis current id confirms whether the host vehicle has reached to the command value id ^* at step 17, the process proceeds to step 18 If substantially equal to the d-axis current id is command value id ^*. In step 18, the current is controlled so that the q-axis current iq matches the command value iq ^* determined in step 14.

一方、ステップ１５で今回のトルク指令値Ｔn^＊が前回値より小さく、減少している場合はステップ１９へ進み、まずｑ軸電流ｉqがステップ１４で決定した指令値ｉq^＊に一致するように電流制御する。続くステップ２０でｑ軸電流ｉqが指令値ｉq^＊に到達したか否かを確認し、ｑ軸電流ｉqが指令値ｉq^＊とほぼ等しくなったらステップ２１へ進む。ステップ２１ではｄ軸電流ｉdがステップ１４で決定した指令値ｉd^＊に一致するように電流制御する。 On the other hand, if the current torque command value Tn ^* is smaller than the previous value and decreases in step 15, the process proceeds to step 19, where the current is set so that the q-axis current iq first matches the command value iq ^* determined in step 14. Control. Continued q-axis current iq confirms whether the host vehicle has reached the command value iq ^* in the step 20, the process proceeds to step 21 If substantially equal to the q-axis current iq is command value iq ^*. In step 21, current control is performed so that the d-axis current id matches the command value id ^* determined in step 14.

このように第２の実施の形態によれば、モーターとインバーターで発生する損失がモーターの回生電力よりも大きくなる逆転用ｄｑ軸電流指令値の内の、トルク指令値の増加にともなってｄｑ軸電流指令値の絶対値が増加するｄｑ軸電流指令値のマップを記憶しておき、このｄｑ軸電流指令値マップを参照して決定したｄｑ軸電流指令値にしたがって電流制御を行う際に、トルク指令値が増加した場合は、ｄ軸電流をｄ軸電流指令値に一致させた後にｑ軸電流をｑ軸電流指令値に一致させ、トルク指令値が減少した場合は、ｑ軸電流をｑ軸電流指令値に一致させた後にｄ軸電流をｄ軸電流指令値に一致させるようにしたので、トルク指令値が変化する過渡状態においても、バッテリーなどの回生電力を吸収できる機器を設置せずに、インバーターの直流電源側（ＤＣリンク）を過電圧にすることなくモーターの回生運転を行うことができる上に、上述した第１の実施の形態よりもトルク指令値を達成するモーター電流が少なくなり、回生運転時のモーターとインバーターの損失を低減することができる。 As described above, according to the second embodiment, the dq axis increases as the torque command value increases in the reverse dq axis current command value in which the loss generated in the motor and the inverter is larger than the regenerative power of the motor. A map of a dq-axis current command value in which the absolute value of the current command value increases is stored, and when current control is performed according to the dq-axis current command value determined with reference to this dq-axis current command value map, the torque is When the command value increases, the d-axis current is matched with the d-axis current command value, and then the q-axis current is matched with the q-axis current command value. When the torque command value decreases, the q-axis current is changed to the q-axis. Since the d-axis current is matched with the d-axis current command value after being matched with the current command value, a device that can absorb regenerative power such as a battery is not installed even in a transient state where the torque command value changes. , Invar In addition, the regenerative operation of the motor can be performed without overvoltage on the DC power supply side (DC link) of the motor, and the motor current that achieves the torque command value is smaller than that in the first embodiment, so that the regenerative operation can be performed. Loss of motor and inverter during operation can be reduced.

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、ジェネレーター７およびコンバーター８が直流電源を、レゾルバー１８および回転速度検出部１１ｆが回転速度検出手段を、電流指令値決定部１１ａが電流指令値決定手段を、電流センサー１７ａ〜１７ｃが電流検出手段を、３／２相変換部１１ｄが電流変換手段を、電流制御部１１ｂが電流制御手段を、２／３相変換部１１ｃが電圧変換手段を、電流指令値マップ記憶部１１ｇが記憶手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。 The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the generator 7 and the converter 8 are DC power supplies, the resolver 18 and the rotation speed detection unit 11f are rotation speed detection means, the current command value determination part 11a is current command value determination means, and the current sensors 17a to 17c are current detection means. The 3 / 2-phase converter 11d is the current converter, the current controller 11b is the current controller, the 2 / 3-phase converter 11c is the voltage converter, and the current command value map storage 11g is the storage. Constitute. The above description is merely an example, and when interpreting the invention, the correspondence between the items described in the above embodiment and the items described in the claims is not limited or restricted.

一実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of one embodiment. 正転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dq axis | shaft electric current command value map for forward rotation. 正転用ｄｑ軸電流指令値マップを用いた場合のモーターの運転可能な領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region which can drive the motor at the time of using the dq axis | shaft current command value map for forward rotation. 逆転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dq axis | shaft current command value map for reverse rotation. 逆転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dq axis | shaft current command value map for reverse rotation. 第１の実施の形態のｄｑ軸電流指令値決定プログラムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the dq-axis current command value determination program of 1st Embodiment. 第１の実施の形態によるモーターの運転領域を示す図である。It is a figure which shows the driving | operation area | region of the motor by 1st Embodiment. 逆転用ｄｑ軸電流指令値マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dq axis | shaft current command value map for reverse rotation. 第２の実施の形態の電流制御プログラムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the current control program of 2nd Embodiment.

Explanation of symbols

４モーター
７ジェネレーター
８コンバーター
９インバーター
９ａ電圧平滑用コンデンサー
９ｂ電力変換回路
１１モーターコントローラー
１１ａ電流指令値決定部
１１ｂ電流制御部
１１ｃ２／３相変換部
１１ｄ３／２相変換部
１１ｅ磁極位置検出部
１１ｆ回転速度検出部
１１ｇ電流指令値マップ記憶部
１２車両コントローラー
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ電流センサー
１８レゾルバー
１９ａ、１９ｂＤＣリンク 4 Motor 7 Generator 8 Converter 9 Inverter 9a Voltage smoothing capacitor 9b Power conversion circuit 11 Motor controller 11a Current command value determination unit 11b Current control unit 11c 2/3 phase conversion unit 11d 3/2 phase conversion unit 11e Magnetic pole position detection unit 11f Rotational speed detection unit 11g Current command value map storage unit 12 Vehicle controllers 17a, 17b, 17c Current sensor 18 Resolver 19a, 19b DC link

Claims

An inverter that converts the DC power of the DC power source into AC power according to the three-phase AC voltage command value and supplies the AC power to the three-phase AC motor;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the motor;
Current command value determining means for determining a dq-axis current command value based on the torque command value of the motor and the rotational speed;
Current detecting means for detecting a three-phase alternating current flowing through the motor;
Current converting means for converting the three-phase alternating current into dq-axis current;
Current control means for calculating a dq-axis voltage command value for making the dq-axis current coincide with the dq-axis current command value;
A motor control device comprising: a voltage conversion means for converting the dq-axis voltage command value into the three-phase AC voltage command value;
Comprising storage means for storing map of reverse rotation dq-axis current command value corresponding to the rotational speed and torque command value of said motor,
When the current command value determining means rotates the motor that is rotating in the normal direction, the dq axis current command value corresponding to the torque command value and the rotation speed from the reverse dq axis current command value map during the reverse rotation. Read
The dq axis current command value for reverse rotation of the map is
Among the combinations of dq-axis current command values that realize the torque command value at the rotational speed,
The motor control device characterized by satisfying the condition that the loss generated in the motor and the inverter is larger than the regenerative power of the motor and the current of the motor is minimized .

An inverter that converts the DC power of the DC power source into AC power according to the three-phase AC voltage command value and supplies the AC power to the three-phase AC motor;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the motor;
Current command value determining means for determining a dq-axis current command value based on the torque command value of the motor and the rotational speed;
Current detecting means for detecting a three-phase alternating current flowing through the motor;
Current converting means for converting the three-phase alternating current into dq-axis current;
Current control means for calculating a dq-axis voltage command value for making the dq-axis current coincide with the dq-axis current command value;
A motor control device comprising: a voltage conversion means for converting the dq-axis voltage command value into the three-phase AC voltage command value;
It is a map of the dq axis current command value for reverse rotation according to the torque command value and the rotation speed of the motor.
And storing means for storing a map of a reverse dq axis current command value in which a loss generated in the motor and the inverter is larger than the regenerative power of the motor,
The current command value determining means is configured to rotate the motor during reverse rotation in the forward direction.
A dq-axis current command value corresponding to the torque command value and the rotation speed is read from a reverse dq-axis current command value map;
The reversing dq-axis current command value in which the maximum absolute value of the d-axis current command value within the change range of the torque command value is set as the d-axis current command value for each rotation speed of the motor. A motor control device characterized in that a map is stored.

An inverter that converts the DC power of the DC power source into AC power according to the three-phase AC voltage command value and supplies the AC power to the three-phase AC motor;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the motor;
Current command value determining means for determining a dq-axis current command value based on the torque command value of the motor and the rotational speed;
Current detecting means for detecting a three-phase alternating current flowing through the motor;
Current converting means for converting the three-phase alternating current into dq-axis current;
Current control means for calculating a dq-axis voltage command value for making the dq-axis current coincide with the dq-axis current command value;
A motor control device comprising: a voltage conversion means for converting the dq-axis voltage command value into the three-phase AC voltage command value;
It is a map of the dq axis current command value for reverse rotation according to the torque command value and the rotation speed of the motor.
And storing means for storing a map of a reverse dq axis current command value in which a loss generated in the motor and the inverter is larger than the regenerative power of the motor,
The current command value determining means is configured to rotate the motor during reverse rotation in the forward direction.
A dq-axis current command value corresponding to the torque command value and the rotation speed is read from a reverse dq-axis current command value map;
The storage means includes a dq-axis current command value as the torque command value increases in a reverse dq-axis current command value in which a loss generated in the motor and the inverter is greater than the regenerative power of the motor. A map of the dq axis current command value in which the absolute value of is increased,
When the current command means performs the current control according to the dq axis current command value determined by referring to the dq axis current command value map by the current command value determination means, the torque command value increases. When the d-axis current is matched with the d-axis current command value, the q-axis current is matched with the q-axis current command value, and the q-axis current is reduced when the torque command value decreases. A motor control device, wherein the d-axis current is matched with the d-axis current command value after being matched with a current command value.

In the motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The storage means is a map of a normal rotation dq-axis current command value corresponding to a torque command value of the motor and a rotation speed, and a normal rotation dq-axis current command value that minimizes the loss of the motor and the inverter, Alternatively, a map of the dq axis current command value for forward rotation that minimizes the three-phase alternating current flowing through the motor is stored,
The current command value determining means reads a dq axis current command value corresponding to the torque command value and the rotation speed from the forward rotation dq axis current command value map when the motor is rotating forward. Control device.

The motor control device according to any one of claims 1 to 4 is mounted on a hybrid vehicle using an engine and a motor as a travel drive source, and the DC power is supplied from an AC generator and a rectifier driven by the engine. A motor control device characterized by that.