JP4839119B2 - Electric drive control device and electric drive control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate electric machine torque just as an electric machine target torque and to drive an electric machine with sufficient precision. <P>SOLUTION: The electromotive drive controller comprises an electric machine, a means for calculating an electric machine target torque, and a means for correcting the electric machine target torque based on the rotational speed of the electric machine, the electric machine target torque and a torque correction value corresponding to a DC voltage. Since the electric machine target torque correction means corrects the electric machine target torque based on the rotational speed of the electric machine, the electric machine target torque and a torque correction value corresponding to a DC voltage, electric machine torque does not vary even if the environment where an electric vehicle is placed varies. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法に関するものである。   The present invention relates to an electric drive control device and an electric drive control method.
従来、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両に、電動機械として配設された駆動モータ又は発電機は、回転自在に配設され、N極及びS極の永久磁石から成る磁極対を備えたロータ、該ロータより径方向外方に配設され、U相、V相及びW相のステータコイルを備えたステータ等を備える。   2. Description of the Related Art Conventionally, a drive motor or a generator disposed as an electric machine in an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle is rotatably disposed and includes a magnetic pole pair made up of N-pole and S-pole permanent magnets. A rotor, a stator that is disposed radially outward from the rotor, and that includes U-phase, V-phase, and W-phase stator coils, and the like.
そして、駆動モータ又は発電機を駆動し、駆動モータのトルクである駆動モータトルク、又は発電機のトルクである発電機トルクを発生させるために、電動駆動装置が配設される。駆動モータを駆動するために駆動モータ制御装置が、発電機を駆動するために発電機制御装置が、電動機械制御装置として配設され、該電動機械制御装置において発生させられたU相、V相及びW相のパルス幅変調信号をインバータに送り、該インバータにおいて発生させられた相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流を前記各ステータコイルに供給することによって、前記駆動モータトルクを発生させたり、発電機トルクを発生させたりするようになっている。   An electric drive device is disposed to drive the drive motor or the generator and generate a drive motor torque that is the torque of the drive motor or a generator torque that is the torque of the generator. A drive motor control device for driving the drive motor and a generator control device for driving the generator are arranged as an electric machine control device, and the U phase and V phase generated in the electric machine control device are arranged. And the W-phase pulse width modulation signal is sent to the inverter, and phase currents generated in the inverter, that is, U-phase, V-phase, and W-phase currents are supplied to the respective stator coils, thereby driving the drive motor torque. Or generator torque is generated.
前記電動機械制御装置においては、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われる。そのために、前記電動機械制御装置は、各ステータコイルに供給される電流、ロータの磁極位置、インバータの入口の直流電圧等を検出し、検出された電流、すなわち、検出電流を磁極位置に基づいてd軸電流及びq軸電流に変換し、続いて、電流指令値マップを参照してd軸電流及びq軸電流の目標値を表すd軸電流指令値及びq軸電流指令値を算出し、前記d軸電流とd軸電流指令値との偏差、q軸電流とq軸電流指令値との偏差、及び駆動モータ又は発電機のパラメータに基づいてd軸電圧指令値及びq軸電圧指令値を算出するようにしている。   In the electric machine control device, feedback control is performed by vector control calculation on a dq axis model in which the d axis is taken in the direction of the magnetic pole pair in the rotor and the q axis is taken in a direction perpendicular to the d axis. For this purpose, the electric machine control device detects the current supplied to each stator coil, the magnetic pole position of the rotor, the DC voltage at the inlet of the inverter, and the like, and the detected current, that is, the detected current is based on the magnetic pole position. The d-axis current and the q-axis current are converted into the d-axis current and the q-axis current, and the d-axis current command value and the q-axis current command value representing the target values of the d-axis current and the q-axis current are calculated with reference to the current command value map, Calculate d-axis voltage command value and q-axis voltage command value based on deviation between d-axis current and d-axis current command value, deviation between q-axis current and q-axis current command value, and parameters of drive motor or generator Like to do.
そして、前記電流指令値マップには、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルク、又は発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルク、前記直流電圧及び角速度に対応させてd軸電流指令値及びq軸電流指令値が記録される。なお、駆動モータトルク及び発電機トルクによって電動機械トルクが、駆動モータ目標トルク及び発電機目標トルクによって電動機械目標トルクが構成される。また、前記パラメータは、逆起電圧定数MIf、各ステータコイルの巻線抵抗Ra、インダクタンスLd、Lq等から成る(例えば、特許文献1参照。)。
特開平5−130710号公報
In the current command value map, a d-axis current command corresponding to the drive motor target torque representing the target value of the drive motor torque, or the generator target torque representing the target value of the generator torque, the DC voltage, and the angular velocity. Value and q-axis current command value are recorded. The electric motor torque is constituted by the drive motor torque and the generator torque, and the electric machine target torque is constituted by the drive motor target torque and the generator target torque. The parameters include a back electromotive force constant MIf, a winding resistance Ra of each stator coil, inductances Ld, Lq, and the like (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-130710
しかしながら、前記従来の電動機械制御装置においては、前記電流指令値マップから駆動モータ目標トルク又は発電機目標トルクに対応するd軸電流指令値及びq軸電流指令値を読み出して駆動モータを駆動した場合、駆動モータ目標トルクどおりの駆動モータトルク又は発電機目標トルクどおりの発電機トルクを発生させることができないことがある。その場合、駆動モータだけを駆動することによって走行させるようにした電動車両においては、発生させられる駆動モータトルクの精度が低くても、運転者がアクセルペダルを操作することによって、電動車両を等速で走行させることができるが、駆動モータ及び発電機を駆動することによって走行させるようにした電動車両においては、駆動モータトルクと発電機トルクとをバランスさせることができないと、駆動モータトルク及び発電機トルクを精度良く発生させることができない。   However, in the conventional electric machine control device, when the drive motor is driven by reading the d-axis current command value and the q-axis current command value corresponding to the drive motor target torque or the generator target torque from the current command value map The drive motor torque according to the drive motor target torque or the generator torque according to the generator target torque may not be generated. In that case, in an electric vehicle that is driven by driving only the drive motor, even if the accuracy of the generated drive motor torque is low, the driver operates the accelerator pedal to move the electric vehicle at a constant speed. However, in an electric vehicle that is driven by driving a drive motor and a generator, if the drive motor torque and the generator torque cannot be balanced, the drive motor torque and the generator Torque cannot be generated with high accuracy.
本発明は、前記従来の電動機械制御装置の問題点を解決して、電動機械目標トルクどおりの電動機械トルクを発生させることができ、電動機械を精度良く駆動することができる電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the conventional electric machine control device, can generate electric machine torque according to the electric machine target torque, and can drive the electric machine with high accuracy, and An object is to provide an electric drive control method.
そのために、本発明の電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出する電動機械目標トルク算出処理手段と、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、電動機械目標トルク、及び前記電動機械を駆動するための直流電圧に対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する電動機械目標トルク補正処理手段とを有する。   Therefore, in the electric drive control device of the present invention, the electric machine, electric machine target torque calculation processing means for calculating an electric machine target torque representing a target value of the torque of the electric machine, and the torque of the electric machine target torque With reference to the torque correction map in which the correction value is recorded, based on the torque correction value corresponding to the electric machine rotation speed representing the rotation speed of the electric machine, the electric machine target torque, and the DC voltage for driving the electric machine. Electric machine target torque correction processing means for correcting the electric machine target torque.
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記トルク補正マップは、直流電圧ごとに電動機械回転速度及び電動機械目標トルクによって形成された複数のマップを備える。そして、前記電動機械目標トルク補正処理手段は、直流電圧に対応するマップを参照する。   In another electric drive control device of the present invention, the torque correction map further includes a plurality of maps formed by the electric machine rotation speed and the electric machine target torque for each DC voltage. The electric machine target torque correction processing means refers to a map corresponding to the DC voltage.
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電動機械は、駆動モータ及び発電機から成る。そして、前記トルク補正マップは、各駆動モータ及び発電機ごとに形成される。   In still another electric drive control device of the present invention, the electric machine further includes a drive motor and a generator. The torque correction map is formed for each drive motor and generator.
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、少なくとも第1〜第3の回転要素を備えた差動回転装置を有する。   Still another electric drive control device of the present invention further includes a differential rotating device including at least first to third rotating elements.
そして、第1の回転要素が前記発電機に、第2の回転要素が駆動モータに、第3の回転要素がエンジンに連結される。   The first rotating element is connected to the generator, the second rotating element is connected to the drive motor, and the third rotating element is connected to the engine.
本発明の電動駆動制御方法においては、電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出し、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、電動機械目標トルク、及び前記電動機械を駆動するための直流電圧に対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する。   In the electric drive control method of the present invention, an electric machine target torque representing a target value of the electric machine torque is calculated, and the electric machine is referred to by referring to a torque correction map in which the torque correction value of the electric machine target torque is recorded. The electric machine target torque is corrected based on the electric machine rotation speed representing the rotation speed, the electric machine target torque, and the torque correction value corresponding to the DC voltage for driving the electric machine.
本発明によれば、電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出する電動機械目標トルク算出処理手段と、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、電動機械目標トルク、及び前記電動機械を駆動するための直流電圧に対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する電動機械目標トルク補正処理手段とを有する。   According to the present invention, in the electric drive control device, the electric machine, the electric machine target torque calculation processing means for calculating the electric machine target torque representing the target value of the torque of the electric machine, and the torque of the electric machine target torque With reference to the torque correction map in which the correction value is recorded, based on the torque correction value corresponding to the electric machine rotation speed representing the rotation speed of the electric machine, the electric machine target torque, and the DC voltage for driving the electric machine. Electric machine target torque correction processing means for correcting the electric machine target torque.
この場合、電動機械目標トルクをトルク補正マップで補正し、補正された電動機械目標トルクに対応する第1の電流指令値及び第2の電流指令値に基づいて電動機械を駆動するようにしているので、電動機械目標トルクどおりの電動機械トルクを発生させることができる。   In this case, the electric machine target torque is corrected with the torque correction map, and the electric machine is driven based on the first current command value and the second current command value corresponding to the corrected electric machine target torque. Therefore, the electric machine torque according to the electric machine target torque can be generated.
また、電動機械目標トルク補正処理手段は、電動機械回転速度、電動機械目標トルク及び直流電圧に対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正するので、電動車両が置かれた環境が変化しても、電動機械トルクにばらつきが生じることがなくなる。したがって、電動機械を十分に精度良く駆動することができる。   The electric machine target torque correction processing means corrects the electric machine target torque based on the torque correction value corresponding to the electric machine rotation speed, the electric machine target torque, and the DC voltage, so that the environment in which the electric vehicle is placed changes. Even so, there is no variation in the electric machine torque. Therefore, the electric machine can be driven with sufficient accuracy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両としてのハイブリッド型車両等に搭載された電動駆動装置、及び該電動駆動装置を作動させるための電動駆動制御装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, an electric drive device mounted on a hybrid vehicle or the like as an electric vehicle and an electric drive control device for operating the electric drive device will be described.
前記ハイブリッド型車両においては、エンジン、第1の電動機械としての駆動モータ、及び第2の電動機械としての発電機を有するとともに、少なくとも第1〜第3の回転要素、すなわち、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えた差動回転装置としてのプラネタリギヤユニットを有する。そして、サンギヤが発電機に、リングギヤが駆動モータに、キャリヤがエンジンに連結される。なお、前記ハイブリッド型車両においては、駆動モータを駆動するために電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置を、発電機を駆動するために電動機械制御装置としての発電機制御装置を備えるが、駆動モータ制御装置と発電機制御装置とは、ほぼ同様の制御を行うので、駆動モータ制御装置についてだけ説明する。   The hybrid vehicle has an engine, a drive motor as a first electric machine, and a generator as a second electric machine, and at least first to third rotating elements, that is, a sun gear, a ring gear, and a carrier. And a planetary gear unit as a differential rotation device. The sun gear is connected to the generator, the ring gear is connected to the drive motor, and the carrier is connected to the engine. The hybrid vehicle includes a drive motor control device as an electric machine control device for driving a drive motor, and a generator control device as an electric machine control device for driving a generator. Since the motor control device and the generator control device perform substantially the same control, only the drive motor control device will be described.
図1は本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の要部を示すブロック図、図2は本発明の実施の形態における電動駆動装置の概念図、図3は本発明の実施の形態における電動駆動装置の動作を示すタイムチャート、図4は本発明の実施の形態における第1の電流指令値マップを示す図、図5は本発明の実施の形態における第2の電流指令値マップを示す図、図6は本発明の実施の形態におけるトルク補正マップを示す図である。なお、図4において、横軸に電動機械としての駆動モータ31のトルクである駆動モータトルクTMの目標値を表す駆動モータ目標トルクTM* を、縦軸にd軸電流指令値id* を、図5において、横軸にd軸電流指令値id* を、縦軸にq軸電流指令値iq* を、図6において、横軸に駆動モータ31の回転速度である駆動モータ回転速度NMを、縦軸に駆動モータ目標トルクTM* を採ってある。この場合、駆動モータトルクTMによって電動機械トルクが、駆動モータ目標トルクTM* によって電動機械目標トルクが構成される。 FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a drive motor control device in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of an electric drive device in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an electric drive in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a first current command value map in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a second current command value map in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a torque correction map in the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the horizontal axis represents the drive motor target torque TM * representing the target value of the drive motor torque TM that is the torque of the drive motor 31 as the electric machine, the vertical axis represents the d-axis current command value id * , 5, the horizontal axis indicates the d-axis current command value id * , the vertical axis indicates the q-axis current command value iq * , and in FIG. 6, the horizontal axis indicates the drive motor rotational speed NM that is the rotational speed of the drive motor 31. The drive motor target torque TM * is taken on the shaft. In this case, the electric motor torque is constituted by the drive motor torque TM, and the electric machine target torque is constituted by the drive motor target torque TM * .
図2において、31は駆動モータであり、該駆動モータ31は、例えば、ハイブリッド型車両の駆動軸等に取り付けられ、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設されたステータを備える。前記ロータは、ロータコア、及びロータコアの円周方向における複数箇所に等ピッチで配設された永久磁石を備え、該永久磁石のS極及びN極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成されたステータコア、並びに前記ティースに巻装されたU相、V相及びW相のコイルとしてのステータコイル11〜13を備える。   In FIG. 2, reference numeral 31 denotes a drive motor. The drive motor 31 is attached to, for example, a drive shaft of a hybrid vehicle and is rotatably disposed, and radially outward from the rotor. A stator is provided. The rotor includes a rotor core and permanent magnets arranged at equal pitches at a plurality of locations in the circumferential direction of the rotor core, and a magnetic pole pair is configured by the S pole and the N pole of the permanent magnet. In addition, the stator includes a stator core in which teeth are formed by projecting radially inward at a plurality of locations in the circumferential direction, and U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the teeth. Stator coils 11-13.
前記ロータの出力軸に、該ロータの磁極位置を検出するための磁極位置検出部として磁極位置センサ21が配設され、該磁極位置センサ21は、センサ出力として磁極位置信号SGθを発生させ、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置45に送る。なお、本実施の形態においては、磁極位置検出部として前記磁極位置センサ21が使用されるようになっているが、該磁極位置センサ21に代えてレゾルバを配設し、該レゾルバによって磁極位置信号を発生させることができる。   A magnetic pole position sensor 21 is arranged on the output shaft of the rotor as a magnetic pole position detector for detecting the magnetic pole position of the rotor. The magnetic pole position sensor 21 generates a magnetic pole position signal SGθ as a sensor output, It is sent to a drive motor control device 45 as a machine control device. In the present embodiment, the magnetic pole position sensor 21 is used as the magnetic pole position detector. However, a resolver is provided in place of the magnetic pole position sensor 21, and the magnetic pole position signal is detected by the resolver. Can be generated.
そして、前記駆動モータ31を駆動してハイブリッド型車両を走行させるために、バッテリ14からの直流の電流が、電流発生装置としてのインバータ40によってU相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwに変換され、各相の電流Iu、Iv、Iwはそれぞれ各ステータコイル11〜13に供給される。   In order to drive the drive motor 31 to drive the hybrid vehicle, a direct current from the battery 14 is converted into U-phase, V-phase, and W-phase currents Iu, Iv, by an inverter 40 as a current generator. The currents Iu, Iv, and Iw of each phase are supplied to the stator coils 11 to 13, respectively.
そのために、前記インバータ40は、6個のスイッチング素子としてのトランジスタTr1〜Tr6を備え、ドライブ回路51において発生させられた駆動信号を各トランジスタTr1〜Tr6に送り、各トランジスタTr1〜Tr6を選択的にオン・オフさせることによって、前記各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させることができるようになっている。前記インバータ40として、2〜6個のスイッチング素子を一つのパッケージに組み込むことによって形成されたIGBT等のパワーモジュールを使用したり、IGBTにドライブ回路等を組み込むことによって形成されたIPMを使用したりすることができる。   For this purpose, the inverter 40 includes transistors Tr1 to Tr6 as six switching elements, sends the drive signals generated in the drive circuit 51 to the transistors Tr1 to Tr6, and selectively selects the transistors Tr1 to Tr6. By turning on and off, the currents Iu, Iv, and Iw of each phase can be generated. As the inverter 40, a power module such as an IGBT formed by incorporating 2 to 6 switching elements into one package, or an IPM formed by incorporating a drive circuit or the like in the IGBT is used. can do.
前記バッテリ14からインバータ40に電流を供給する際の入口側に電圧検出部としての電圧センサ15が配設され、該電圧センサ15は、インバータ40の入口側の直流電圧Vdcを検出し、駆動モータ制御装置45に送る。なお、直流電圧Vdcとしてバッテリ電圧を使用することもでき、その場合、前記バッテリ14に電圧検出部としてバッテリ電圧センサが配設される。   A voltage sensor 15 serving as a voltage detection unit is disposed on the inlet side when supplying current from the battery 14 to the inverter 40. The voltage sensor 15 detects the DC voltage Vdc on the inlet side of the inverter 40, and drives the motor. Send to control device 45. In addition, a battery voltage can also be used as the DC voltage Vdc, and in this case, a battery voltage sensor is disposed in the battery 14 as a voltage detection unit.
そして、前記駆動モータ31、インバータ40、ドライブ回路51、図示されない駆動輪等によって電動駆動装置が構成される。また、17はコンデンサである。   The drive motor 31, the inverter 40, the drive circuit 51, drive wheels (not shown), and the like constitute an electric drive device. Reference numeral 17 denotes a capacitor.
ところで、前記ステータコイル11〜13はスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、各相の電流Iu、Iv、Iwを制御するために、例えば、U相及びV相のステータコイル11、12のリード線に、U相及びV相の電流Iu、Ivを検出する電流検出部としての電流センサ33、34が配設され、該電流センサ33、34は、検出された電流を検出電流iu、ivとして駆動モータ制御装置45に送る。   By the way, since the stator coils 11 to 13 are star-connected, when the current values of two phases of each phase are determined, the current values of the remaining one phase are also determined. Therefore, in order to control the currents Iu, Iv, Iw of each phase, for example, current detection for detecting the U-phase and V-phase currents Iu, Iv on the lead wires of the U-phase and V-phase stator coils 11, 12. Current sensors 33 and 34 are arranged, and the current sensors 33 and 34 send detected currents to the drive motor controller 45 as detected currents iu and iv.
該駆動モータ制御装置45には、コンピュータとして機能する図示されないCPUのほかに、データを記録したり、各種のプログラムを記録したりするためのRAM、ROM等の図示されない記録装置が配設され、該記録装置に第1、第2の電流指令値マップが形成される。なお、CPUに代えてMPUを使用することができる。   In addition to a CPU (not shown) that functions as a computer, the drive motor control device 45 is provided with a recording device (not shown) such as a RAM and a ROM for recording data and various programs. First and second current command value maps are formed in the recording apparatus. Note that an MPU can be used instead of the CPU.
そして、前記ROMには、各種のプログラム、データ等が記録されるようになっているが、プログラム、データ等を、外部記憶装置として配設されたハードディスク等の他の記録媒体に記録することもできる。その場合、例えば、前記駆動モータ制御装置45にフラッシュメモリを配設し、前記記録媒体から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに記録する。したがって、外部の記録媒体を交換することによって、前記プログラム、データ等を更新することができる。   Various programs, data, and the like are recorded in the ROM, but the programs, data, and the like may be recorded on other recording media such as a hard disk provided as an external storage device. it can. In this case, for example, a flash memory is provided in the drive motor control device 45, and the program, data, etc. are read from the recording medium and recorded in the flash memory. Therefore, the program, data, etc. can be updated by exchanging an external recording medium.
次に、電動駆動制御装置の動作について説明する。   Next, the operation of the electric drive control device will be described.
まず、前記駆動モータ制御装置45の図示されない位置検出処理手段は、位置検出処理を行い、前記磁極位置センサ21から送られた磁極位置信号SGθを読み込み、該磁極位置信号SGθに基づいて磁極位置θを検出する。また、前記位置検出処理手段の回転速度算出処理手段は、回転速度算出処理を行い、前記磁極位置信号SGθに基づいて駆動モータ31の角速度ωを算出する。なお、前記回転速度算出処理手段は、磁極数をpとしたとき、前記角速度ωに基づいて駆動モータ回転速度NM
NM=60・(2/p)・ω/2π
も算出する。該駆動モータ回転速度NMによって電動機械回転速度が構成される。
First, a position detection processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a position detection process, reads the magnetic pole position signal SGθ sent from the magnetic pole position sensor 21, and based on the magnetic pole position signal SGθ, reads the magnetic pole position θ. Is detected. The rotational speed calculation processing means of the position detection processing means performs rotational speed calculation processing, and calculates the angular speed ω of the drive motor 31 based on the magnetic pole position signal SGθ. Note that the rotational speed calculation processing means has a drive motor rotational speed NM based on the angular speed ω, where p is the number of magnetic poles.
NM = 60 · (2 / p) · ω / 2π
Is also calculated. The electric motor rotation speed is constituted by the drive motor rotation speed NM.
また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない検出電流取得処理手段は、検出電流取得処理を行い、前記検出電流iu、ivを読み込んで取得するとともに、前記検出電流iu、ivに基づいて検出電流iw
iw=−iu−iv
を算出することによって取得する。
A detection current acquisition processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a detection current acquisition process, reads and acquires the detection currents iu and iv, and detects a detection current iw based on the detection currents iu and iv.
iw = -iu-iv
Is obtained by calculating.
そして、前記駆動モータ制御装置45の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度NMに基づいて、駆動モータ回転速度NMに対応する車速Vを検出し、検出された車速Vを、ハイブリッド型車両の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。そして、該車両制御装置の車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記車速V及びアクセル開度αを読み込み、車速V及びアクセル開度αに基づいて車両要求トルクTO* を算出し、前記車両制御装置の電動機械目標トルク算出処理手段としての駆動モータ目標トルク算出処理手段は、電動機械目標トルク算出処理としての駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクTO* に基づいて駆動モータ目標トルクTM* を算出し、前記駆動モータ制御装置45に送る。 A vehicle speed detection processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a vehicle speed detection process, detects a vehicle speed V corresponding to the drive motor rotation speed NM based on the drive motor rotation speed NM, and detects it. The vehicle speed V is sent to a vehicle control device (not shown) that controls the entire hybrid vehicle. Then, the vehicle request torque calculation processing means of the vehicle control device performs vehicle request torque calculation processing, reads the vehicle speed V and the accelerator opening α, and calculates the vehicle request torque TO * based on the vehicle speed V and the accelerator opening α. The drive motor target torque calculation processing means as the electric machine target torque calculation processing means of the vehicle control device performs the drive motor target torque calculation processing as the electric machine target torque calculation processing and sets the vehicle request torque TO * to Based on this, a drive motor target torque TM * is calculated and sent to the drive motor controller 45.
次に、前記駆動モータ制御装置45の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* 、検出電流iu、iv、iw、磁極位置θ、直流電圧Vdc等に基づいて駆動モータ31を駆動する。 Next, a drive motor control processing unit (not shown) of the drive motor control device 45 performs a drive motor control process to obtain a drive motor target torque TM * , detected currents iu, iv, iw, a magnetic pole position θ, a DC voltage Vdc, and the like. Based on this, the drive motor 31 is driven.
そのために、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクTM* を調整するために、電動機械目標トルク補正処理手段としての駆動モータ目標トルク補正処理部44、駆動モータ目標トルクTM* に基づいて駆動モータ31を駆動するために、電流指令値算出・調整処理手段としての電流指令値算出部46、弱め界磁制御処理手段としての弱め界磁制御処理部47、電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値算出処理部48、第1の相変換処理手段としての三相二相変換部49、及び出力信号発生処理手段としてのPWM発生器50を備え、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御を行う。 Therefore, the drive motor control processing means, for adjusting the driving motor target torque TM *, driving motor target torque correction unit 44 as an electric machine target torque correction processing means, based on the target drive motor torque TM * In order to drive the drive motor 31, a current command value calculation unit 46 as a current command value calculation / adjustment processing unit, a field weakening control processing unit 47 as a field weakening control processing unit, and a voltage command value calculation as a voltage command value calculation processing unit A processing unit 48; a three-phase two-phase conversion unit 49 as a first phase conversion processing unit; and a PWM generator 50 as an output signal generation processing unit. The d-axis is arranged in the direction of the magnetic pole pair in the rotor, and the d-axis Feedback control by vector control calculation is performed on a dq axis model in which the q axis is taken in a direction perpendicular to each other.
前記駆動モータ目標トルク補正処理部44は、駆動モータ目標トルク補正処理を行うために、トルク補正値算出処理手段としてのトルク補正値算出部43、トルク補正処理手段としての減算器42、及び上下限処理手段としての上下限処理部22を備える。前記駆動モータ目標トルク算出処理手段から駆動モータ制御装置45に駆動モータ目標トルクTM* が送られると、前記トルク補正値算出部43は、トルク補正値算出処理を行い、前記駆動モータ目標トルクTM* 、駆動モータ回転速度NM及び直流電圧Vdcを読み込み、トルク補正値δTM* を算出する。また、前記減算器42は、トルク補正処理を行い、トルク補正値算出部43において算出されたトルク補正値δTM* を前記駆動モータ目標トルクTM* から減算して、トルク補正を行い、前記上下限処理部22は、上下限処理を行い、トルク補正が行われた後の駆動モータ目標トルクTM* が上限値及び下限値を超えないように制限する。 The drive motor target torque correction processing unit 44 performs a drive motor target torque correction process, a torque correction value calculation unit 43 as a torque correction value calculation processing means, a subtractor 42 as a torque correction processing means, and upper and lower limits An upper and lower limit processing unit 22 is provided as processing means. When the drive motor target torque TM * is sent from the drive motor target torque calculation processing means to the drive motor control device 45, the torque correction value calculation unit 43 performs a torque correction value calculation process, and the drive motor target torque TM *. Then, the drive motor rotational speed NM and the DC voltage Vdc are read, and the torque correction value δTM * is calculated. The subtractor 42 performs torque correction processing, subtracts the torque correction value δTM * calculated by the torque correction value calculation unit 43 from the drive motor target torque TM * , performs torque correction, and performs the upper and lower limits. The processing unit 22 performs upper and lower limit processing, and limits the drive motor target torque TM * after torque correction to not exceed the upper limit value and the lower limit value.
前記電流指令値算出部46は、電流指令値算出処理を行うために、第1の電流指令値算出処理手段としてのd軸電流指令値算出部53及び減算器55、並びに第2の電流指令値算出処理手段としてのq軸電流指令値算出部54を備え、前記d軸電流指令値算出部53及び減算器55は、第1の電流指令値算出処理を行い、d軸電流idの目標値を表す第1の電流指令値としてのd軸電流指令値id* を算出し、q軸電流指令値算出部54は、第2の電流指令値算出処理を行い、q軸電流iqの目標値を表す第2の電流指令値としてのq軸電流指令値iq* を算出する。なお、前記d軸電流指令値算出部53によって最大トルク制御処理手段が、前記減算器55によって電流指令値調整処理手段が構成される。 The current command value calculation unit 46 performs a current command value calculation process, a d-axis current command value calculation unit 53 and a subtractor 55 as a first current command value calculation processing means, and a second current command value. A q-axis current command value calculation unit 54 as a calculation processing unit is provided, and the d-axis current command value calculation unit 53 and the subtractor 55 perform a first current command value calculation process, and obtain a target value of the d-axis current id. The d-axis current command value id * as the first current command value to be expressed is calculated, and the q-axis current command value calculation unit 54 performs a second current command value calculation process and represents the target value of the q-axis current iq. The q-axis current command value iq * as the second current command value is calculated. The d-axis current command value calculation unit 53 constitutes maximum torque control processing means, and the subtractor 55 constitutes current command value adjustment processing means.
また、弱め界磁制御処理部47は、電圧飽和算定値算出処理手段としての減算器58、及び電圧飽和判定処理手段としての、かつ、調整値算出処理手段としての積分器59を備え、弱め界磁制御処理を行い、バッテリ電圧が低くなったり、駆動モータ回転速度NMが高くなったりすると、自動的に弱め界磁制御を行う。   The field weakening control processing unit 47 includes a subtractor 58 as a voltage saturation calculation value calculation processing means, and an integrator 59 as a voltage saturation determination processing means and as an adjustment value calculation processing means, and performs field weakening control processing. If the battery voltage decreases or the drive motor rotational speed NM increases, field weakening control is automatically performed.
そして、前記電圧指令値算出処理部48は、電圧指令値算出処理を行うために、電流制御処理手段としての電流制御部61及び電圧制御処理手段としての電圧制御部62を備え、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて、電流制御部61は電流制御処理を行い、第1、第2の軸電圧指令値としてのd軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を算出し、電圧制御部62は電圧制御処理を行い、第1〜第3の相電圧指令値としての電圧指令値vu* 、vv* 、vw* を算出する。なお、前記d軸電圧指令値vd* 、q軸電圧指令値vq* 及び電圧指令値vu* 、vv* 、vw* によって電圧指令値が構成される。 The voltage command value calculation processing unit 48 includes a current control unit 61 as current control processing means and a voltage control unit 62 as voltage control processing means in order to perform voltage command value calculation processing, and the d-axis current Based on the command value id * and the q-axis current command value iq * , the current control unit 61 performs a current control process, and the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage as the first and second axis voltage command values. The command value vq * is calculated, and the voltage control unit 62 performs voltage control processing to calculate voltage command values vu * , vv * , vw * as first to third phase voltage command values. The d-axis voltage command value vd * , the q-axis voltage command value vq *, and the voltage command values vu * , vv * , vw * constitute a voltage command value.
そして、前記電流指令値算出部46は、電流指令値算出処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を算出する。 The current command value calculation unit 46 performs a current command value calculation process, reads the drive motor target torque TM * , and calculates a d-axis current command value id * and a q-axis current command value iq * .
そのために、前記d軸電流指令値算出部53は、最大トルク制御処理を行い、前記上下限処理部22において制限された駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、前記記録装置に設定された図4の第1の電流指令値マップを参照し、前記駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を読み込み、該d軸電流指令値id* を減算器55に送る。 For this purpose, the d-axis current command value calculation unit 53 performs a maximum torque control process, reads the drive motor target torque TM * limited by the upper and lower limit processing unit 22, and is set in the recording apparatus of FIG. Referring to the first current command value map, the reading drive motor target torque TM * corresponding to the d-axis current command value id *, and sends to the d-axis current command value id * of the subtractor 55.
この場合、前記第1の電流指令値マップにおいて、d軸電流指令値id* は、駆動モータ目標トルクTM* を達成するために電流振幅指令値の絶対値が最も小さくなるように設定される。そして、前記第1の電流指令値マップにおいて、駆動モータ目標トルクTM* が正の値を採るのに対して、d軸電流指令値id* は負の値を採り、駆動モータ目標トルクTM* が零(0)である場合、d軸電流指令値id* は零にされ、駆動モータ目標トルクTM* が大きくなるに伴ってd軸電流指令値id* は負の方向に大きくなるように設定される。 In this case, in the first current command value map, the d-axis current command value id * is set so that the absolute value of the current amplitude command value is minimized in order to achieve the drive motor target torque TM * . In the first current command value map, the drive motor target torque TM * takes a positive value, whereas the d-axis current command value id * takes a negative value, and the drive motor target torque TM * is In the case of zero (0), the d-axis current command value id * is set to zero, and the d-axis current command value id * is set to increase in the negative direction as the drive motor target torque TM * increases. The
ところで、前記駆動モータ31においては、ロータが回転するのに伴って逆起電力が発生するが、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど駆動モータ31の端子電圧が高くなり、該端子電圧が閾(しきい)値を超えると、電圧飽和が発生し、駆動モータ31による出力が不可能になってしまう。   By the way, in the drive motor 31, a counter electromotive force is generated as the rotor rotates. However, as the drive motor rotational speed NM increases, the terminal voltage of the drive motor 31 increases, and the terminal voltage becomes a threshold value. If the threshold value is exceeded, voltage saturation occurs and output by the drive motor 31 becomes impossible.
そこで、前記電圧制御部62の図示されない電圧飽和判定指標算出処理手段は、電圧飽和判定指標算出処理を行い、前記d軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* に基づいて、電圧飽和の程度を表す値として、電圧飽和判定指標m
m=√(vd* 2 +vq* 2 )/Vdc
を算出し、減算器58に送る。
Therefore, a voltage saturation determination index calculation processing unit (not shown) of the voltage control unit 62 performs voltage saturation determination index calculation processing, and voltage saturation based on the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq *. As a value representing the degree of the voltage saturation determination index m
m = √ (vd * 2 + vq * 2 ) / Vdc
Is sent to the subtractor 58.
該減算器58は、電圧飽和算定値算出処理を行い、前記電圧飽和判定指標mから、インバータ40の最大出力電圧を表す閾値を比較値Vmax
Vmax=k・Vdc
としたときの定数k(本実施の形態においては、0.78)を減算して電圧飽和算定値ΔV
ΔV=m−k
を算出し、積分器59に送る。
The subtractor 58 performs a voltage saturation calculation value calculation process, and calculates a threshold value representing the maximum output voltage of the inverter 40 from the voltage saturation determination index m as a comparison value Vmax.
Vmax = k · Vdc
The voltage saturation calculated value ΔV by subtracting the constant k (0.78 in this embodiment)
ΔV = m−k
Is sent to the integrator 59.
続いて、積分器59は、電圧飽和判定処理及び調整値算出処理を行い、制御タイミングごとに前記電圧飽和算定値ΔVを積算し、積算値ΣΔVを算出し、該積算値ΣΔVが正の値を採る場合、積算値ΣΔVに比例定数を乗算して弱め界磁制御を行うための、弱め界磁電流としての調整値Δidを算出し、正の値に設定し、電圧飽和算定値ΔV又は積算値ΣΔVが零以下の値を採る場合、前記調整値Δidを零にする。   Subsequently, the integrator 59 performs a voltage saturation determination process and an adjustment value calculation process, integrates the voltage saturation calculated value ΔV at each control timing, calculates an integrated value ΣΔV, and the integrated value ΣΔV takes a positive value. In this case, the integrated value ΣΔV is multiplied by a proportional constant to calculate the adjustment value Δid as the field weakening current for performing field weakening control, set to a positive value, and the voltage saturation calculated value ΔV or the integrated value ΣΔV is When taking a value less than or equal to zero, the adjustment value Δid is set to zero.
そして、減算器55は、電流指令値調整処理を行い、調整値Δidを受け、前記d軸電流指令値id* から調整値Δidを減算することによってd軸電流指令値id* を調整し、調整されたd軸電流指令値id* を電流制御部61に送る。 The subtractor 55 performs current command value adjustment processing, receives the adjustment value Δid, and adjusts the d-axis current command value id * by subtracting the adjustment value Δid from the d-axis current command value id *. The d-axis current command value id * thus sent is sent to the current control unit 61.
この場合、調整値Δidが零の値を採るとき、実質的にd軸電流指令値id* の調整は行われず、弱め界磁制御も行われない。一方、調整値Δidが正の値を採るとき、d軸電流指令値id* は調整されて値が負の方向に大きくされ、弱め界磁制御が行われる。 In this case, when the adjustment value Δid takes a zero value, the d-axis current command value id * is not substantially adjusted and the field weakening control is not performed. On the other hand, when the adjustment value Δid takes a positive value, the d-axis current command value id * is adjusted to increase the value in the negative direction, and field weakening control is performed.
このようにして、d軸電流指令値id* が算出されると、前記q軸電流指令値算出部54は、前記上下限処理部22において制限された駆動モータ目標トルクTM* 、及び調整値Δidを読み込み、前記記録装置に設定された図4と同様のマップを参照し、駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を算出し、該d軸電流指令値id* を調整値Δidによって調整する。続いて、q軸電流指令値算出部54は、前記記録装置に設定された図5の第2の電流指令値マップを参照し、駆動モータ目標トルクTM* 及び調整された後のd軸電流指令値id* に対応するq軸電流指令値iq* を算出し、該q軸電流指令値iq* を前記電流制御部61に送る。 When the d-axis current command value id * is calculated in this way, the q-axis current command value calculation unit 54 determines the drive motor target torque TM * limited by the upper / lower limit processing unit 22 and the adjustment value Δid. reading, the reference to the same map as FIG. 4, which is set in the recording apparatus, calculates a d-axis current command value id * corresponding to the drive motor target torque TM *, and adjusts the d-axis current command value id * Adjust by the value Δid. Subsequently, the q-axis current command value calculation unit 54 refers to the second current command value map of FIG. 5 set in the recording device, and the drive motor target torque TM * and the adjusted d-axis current command. A q-axis current command value iq * corresponding to the value id * is calculated, and the q-axis current command value iq * is sent to the current control unit 61.
なお、前記第2の電流指令値マップにおいて、駆動モータ目標トルクTM* が大きくなるほどd軸電流指令値id* が負の方向に、q軸電流指令値iq* が正の方向に大きくなり、駆動モータ目標トルクTM* が小さくなるほどd軸電流指令値id* が負の方向に、q軸電流指令値iq* が正の方向に小さくなるように設定される。また、駆動モータ目標トルクTM* が一定の場合、d軸電流指令値id* が負の方向に大きくなると、q軸電流指令値iq* が正の方向に小さくなる。 In the second current command value map, as the drive motor target torque TM * increases, the d-axis current command value id * increases in the negative direction and the q-axis current command value iq * increases in the positive direction. The smaller the motor target torque TM * is, the smaller the d-axis current command value id * is set in the negative direction, and the q-axis current command value iq * is set in the positive direction. Further, when the drive motor target torque TM * is constant, when the d-axis current command value id * increases in the negative direction, the q-axis current command value iq * decreases in the positive direction.
したがって、前記調整値Δidが零であり、弱め界磁制御が行われない場合、調整値Δidは零であるので、例えば、図5に示されるように、q軸電流指令値算出部54において算出され、調整値Δidによって調整されたd軸電流指令値id* の値がida* である場合、q軸電流指令値iq* の値はiqa* になる。これに対して、調整値Δidが正の値を採り、弱め界磁制御が行われる場合、例えば、q軸電流指令値算出部54において算出されたd軸電流指令値id* の値がida* である場合、調整値Δidによって、d軸電流指令値id* は、負の方向に調整値Δidだけ大きい値idb* にされ、q軸電流指令値iq* の値はiqa* より正の方向に小さくされて、値iqb* になる。 Therefore, when the adjustment value Δid is zero and the field weakening control is not performed, the adjustment value Δid is zero. For example, as shown in FIG. 5, the q-axis current command value calculation unit 54 calculates the adjustment value Δid. When the d-axis current command value id * adjusted by the adjustment value Δid is ida * , the q-axis current command value iq * is iqa * . On the other hand, when the adjustment value Δid takes a positive value and field weakening control is performed, for example, the value of the d-axis current command value id * calculated by the q-axis current command value calculation unit 54 is ida * . In this case, the adjustment value Δid causes the d-axis current command value id * to be a value idb * that is larger by the adjustment value Δid in the negative direction, and the q-axis current command value iq * is made smaller in the positive direction than iqa *. Value iqb * .
ところで、前記三相二相変換部49は、第1の相変換処理としての三相/二相変換を行い、磁極位置θを読み込み、検出電流iu、iv、iwをそれぞれd軸電流id及びq軸電流iqに変換し、d軸電流id及びq軸電流iqを実電流として算出し、電流制御部61に送る。そして、電流制御部61は、減算器55及びq軸電流指令値算出部54から弱め界磁制御処理が行われた後のd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を受け、三相二相変換部49から前記d軸電流id及びq軸電流iqを受けると、フィードバック制御を行う。 The three-phase / two-phase converter 49 performs three-phase / two-phase conversion as the first phase conversion process, reads the magnetic pole position θ, and converts the detected currents iu, iv, and iw into d-axis currents id and q, respectively. It converts into the axial current iq, calculates the d-axis current id and the q-axis current iq as actual currents, and sends them to the current control unit 61. The current control unit 61 receives the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * after the field weakening control processing is performed from the subtractor 55 and the q-axis current command value calculation unit 54, and receives the three-phase When the d-axis current id and the q-axis current iq are received from the two-phase converter 49, feedback control is performed.
そのために、電流制御部61は、前記d軸電流指令値id* とd軸電流idとの電流偏差δid、及びq軸電流指令値iq* とq軸電流iqとの電流偏差δiqを算出し、各電流偏差δid、δiqに基づいて、比例制御及び積分制御を行う。 Therefore, the current control unit 61 calculates a current deviation δid between the d-axis current command value id * and the d-axis current id, and a current deviation δiq between the q-axis current command value iq * and the q-axis current iq, Proportional control and integral control are performed based on the current deviations δid and δiq.
すなわち、前記電流制御部61は、電流偏差δidに基づいて比例成分の電圧指令値を表す電圧降下Vzdp、及び積分成分の電圧指令値を表す電圧降下Vzdiを算出し、電圧降下Vzdp、Vzdiを加算して、電圧降下Vzd
Vzd=Vzdp+Vzdi
を算出する。
That is, the current control unit 61 calculates a voltage drop Vzdp representing the voltage command value of the proportional component and a voltage drop Vzdi representing the voltage command value of the integral component based on the current deviation δid, and adds the voltage drops Vzdp and Vzdi. The voltage drop Vzd
Vzd = Vzdp + Vzdi
Is calculated.
また、前記電流制御部61は、角速度ω及びq軸電流iqを読み込み、角速度ω、q軸電流iq及びq軸インダクタンスLqに基づいて、q軸電流iqによって誘起される誘起電圧ed
ed=ω・Lq・iq
を算出するとともに、前記電圧降下Vzdから誘起電圧edを減算し、出力電圧としてのd軸電圧指令値vd*
vd* =Vzd−ed
=Vzd−ω・Lq・iq
を算出する。
The current controller 61 reads the angular velocity ω and the q-axis current iq, and the induced voltage ed induced by the q-axis current iq based on the angular velocity ω, the q-axis current iq, and the q-axis inductance Lq.
ed = ω ・ Lq ・ iq
And the induced voltage ed is subtracted from the voltage drop Vzd to obtain a d-axis voltage command value vd * as an output voltage .
vd * = Vzd-ed
= Vzd-ω · Lq · iq
Is calculated.
そして、電流制御部61は、電流偏差δiqに基づいて比例成分の電圧指令値を表す電圧降下Vzqp、及び積分項分の電圧指令値を表す電圧降下Vzqiを算出し、電圧降下Vzqp、Vzqiを加算して、電圧降下Vzq
Vzq=Vzqp+Vzqi
を算出する。
Then, the current control unit 61 calculates the voltage drop Vzqp representing the voltage command value of the proportional component and the voltage drop Vzqi representing the voltage command value for the integral term based on the current deviation δiq, and adds the voltage drops Vzqp and Vzqi. The voltage drop Vzq
Vzq = Vzqp + Vzqi
Is calculated.
また、電流制御部61は、角速度ω及びd軸電流idを読み込み、角速度ω、逆起電圧定数MIf、d軸電流id及びd軸上のインダクタンスLdに基づいて、d軸電流idによって誘起される誘起電圧eq
eq=ω(MIf+Ld・id)
を算出するとともに、電圧降下Vzqに誘起電圧eqを加算し、出力電圧としてのq軸電圧指令値vq*
vq* =Vzq+eq
=Vzq+ω(MIf+Ld・id)
を算出する。
The current controller 61 reads the angular velocity ω and the d-axis current id, and is induced by the d-axis current id based on the angular velocity ω, the counter electromotive voltage constant MIf, the d-axis current id, and the inductance Ld on the d-axis. Induced voltage eq
eq = ω (Mif + Ld · id)
And the induced voltage eq is added to the voltage drop Vzq, and the q-axis voltage command value vq * as the output voltage is calculated .
vq * = Vzq + eq
= Vzq + ω (Mif + Ld · id)
Is calculated.
続いて、前記電圧制御部62の図示されない第2の相変換処理手段としての二相三相変換部は、第2の相変換処理を行い、前記d軸電圧指令値vd* 、q軸電圧指令値vq* 及び磁極位置θを読み込み、d軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を電圧指令値vu* 、vv* 、vw* に変換し、該電圧指令値vu* 、vv* 、vw* をPWM発生器50に送る。 Subsequently, a two-phase three-phase conversion unit (not shown) as a second phase conversion processing unit (not shown) of the voltage control unit 62 performs a second phase conversion process, and the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command. The value vq * and the magnetic pole position θ are read, the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * are converted into voltage command values vu * , vv * , vw * , and the voltage command values vu * , vv *. , Vw * is sent to the PWM generator 50.
該PWM発生器50は、出力信号発生処理を行い、前記各相の電圧指令値vu* 、vv* 、vw* 及び前記直流電圧Vdcに基づいて、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に対応するパルス幅を有する各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを出力信号として発生させ、前記ドライブ回路51に送る。 The PWM generator 50 performs output signal generation processing, and based on the voltage command values vu * , vv * , vw * and the DC voltage Vdc of each phase, the d-axis current command value id * and the q-axis current. Pulse width modulation signals Mu, Mv, Mw of each phase having a pulse width corresponding to the command value iq * are generated as output signals and sent to the drive circuit 51.
該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて6個の駆動信号を発生させ、該駆動信号をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwに基づいて、トランジスタTr1〜Tr6をスイッチングして各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させ、該各相の電流Iu、Iv、Iwを前記駆動モータ31の各ステータコイル11〜13に供給する。   The drive circuit 51 receives the pulse width modulation signals Mu, Mv, Mw of each phase, generates six drive signals, and sends the drive signals to the inverter 40. The inverter 40 switches the transistors Tr1 to Tr6 to generate currents Iu, Iv, Iw of the respective phases based on the pulse width modulation signals Mu, Mv, Mw, and the currents Iu, Iv, Iw of the respective phases. Is supplied to the stator coils 11 to 13 of the drive motor 31.
このように、駆動モータ目標トルクTM* に基づいてトルク制御が行われ、駆動モータ31が駆動されてハイブリッド型車両が走行させられる。 In this manner, torque control is performed based on the drive motor target torque TM * , and the drive motor 31 is driven to run the hybrid vehicle.
ところで、前記第1の電流指令値マップから駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を読み出し、第2の電流指令値マップからd軸電流指令値id* に対応するq軸電流指令値iq* を読み出して駆動モータ31を駆動した場合、駆動モータ目標トルクTM* どおりの駆動モータトルクTMを発生させることができないことがある。 Meanwhile, reading the first corresponding from the current command value map to the driving motor target torque TM * d-axis current command value id *, q-axis corresponding to the d-axis current command value id * from the second electric current command value map When the current command value iq * is read and the drive motor 31 is driven, it may not be possible to generate the drive motor torque TM according to the drive motor target torque TM * .
そこで、駆動モータ目標トルクTM* をトルク補正マップで補正し、補正された駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて駆動モータ31を駆動するようにしている。 Therefore, the drive motor target torque TM * is corrected with the torque correction map, and the drive motor 31 is controlled based on the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * corresponding to the corrected drive motor target torque TM *. I try to drive it.
次に、前記トルク補正マップについて説明する。   Next, the torque correction map will be described.
ところで、駆動モータ31だけを駆動することによって走行させるようにした電動車両においては、発生させられる駆動モータトルクTMの精度が低くても、運転者がアクセルペダルを操作することによって、電動車両を等速で走行させることができるのに対して、駆動モータ31及び発電機を駆動することによって走行させるようにした電動車両においては、駆動モータトルクTMと発電機トルクTGとをバランスさせる必要があるので、駆動モータトルクTM及び発電機トルクTGを精度良く発生させる必要がある。   By the way, in an electric vehicle that is driven by driving only the drive motor 31, even if the accuracy of the generated drive motor torque TM is low, the driver can operate the electric vehicle by operating the accelerator pedal. In an electric vehicle that can be driven by driving the drive motor 31 and the generator, it is necessary to balance the drive motor torque TM and the generator torque TG. The drive motor torque TM and the generator torque TG need to be generated with high accuracy.
そこで、本実施の形態においては、駆動モータ目標トルクTM* 及び発電機目標トルクTG* をトルク補正マップで補正し、補正された駆動モータ目標トルクTM* 及び発電機目標トルクTG* に基づいて駆動モータ31及び発電機を駆動するようにしている。そのために、駆動モータ目標トルクTM* を補正するためのトルク補正マップだけでなく、発電機目標トルクTG* を補正するためのトルク補正マップが配設される。なお、本実施の形態において、両トルク補正マップは、ほぼ同様の構成を有するので、駆動モータ目標トルクTM* を補正するためのトルク補正マップについてだけ説明する。 Therefore, in the present embodiment, the drive motor target torque TM * and the generator target torque TG * are corrected with the torque correction map, and the drive is performed based on the corrected drive motor target torque TM * and the generator target torque TG *. The motor 31 and the generator are driven. For this purpose, not only a torque correction map for correcting the drive motor target torque TM * but also a torque correction map for correcting the generator target torque TG * is provided. In the present embodiment, since both torque correction maps have substantially the same configuration, only the torque correction map for correcting the drive motor target torque TM * will be described.
ところで、例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込む等して、電動車両が置かれた環境が変化すると、図4に示されるように、駆動モータ回転速度NM、駆動モータトルクTM、発電機回転速度NG、発電機トルクTG等が変動するだけでなく、直流電圧Vdcが変動することがあり、その場合、前記トルク補正マップからトルク補正値δTM* 、δTG* を読み出して駆動モータ目標トルクTM* 及び発電機目標トルクTG* を補正しても、発生させられる駆動モータトルクTM及び発電機トルクTGにばらつきが発生してしまう。 By the way, for example, when the environment in which the electric vehicle is placed changes as the driver depresses the accelerator pedal, as shown in FIG. 4, the drive motor rotational speed NM, the drive motor torque TM, the generator rotational speed NG , not only the generator torque TG and the like fluctuates, there is a DC voltage Vdc is varied, in which case, the torque correction map from the torque correction value? Tm *,? tg * read the driving motor target torque TM * and the generator Even when the machine target torque TG * is corrected, the generated drive motor torque TM and generator torque TG vary.
そこで、前記トルク補正マップは、図6に示されるように、複数のマップmk(k=1、2、…、r)を備え、各マップmkは、直流電圧Vdcの下限値と上限値との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに形成される。   Therefore, as shown in FIG. 6, the torque correction map includes a plurality of maps mk (k = 1, 2,..., R), and each map mk has a lower limit value and an upper limit value of the DC voltage Vdc. By dividing the space evenly into a plurality, it is formed at predetermined intervals.
図6において、Oは原点、Ni(i=1、2、…、p)は、駆動モータ回転速度NMの上限値と零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、駆動モータ回転速度NMを表す線、Tj(j=1、2、…、q)は、駆動モータ回転速度NMがマップmkごとに設定された領域境界速度Nsk(k=1、2、…、r)より低い低速領域において、理論上の駆動モータ目標トルクTM* の上限値と零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、駆動モータ回転速度NMが前記領域境界速度Nsk以上で、かつ、上限値以下である高速領域において、各駆動モータ回転速度NMごとの駆動モータ目標トルクTM* の最大値を表す最大駆動モータ目標トルクTM* maxと零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定された駆動モータ目標トルクTM* を表す線である。なお、前記理論上の駆動モータ目標トルクTM* の上限値は、駆動モータ31の最大トルクを表し、各駆動モータ回転速度NMごとの駆動モータ目標トルクTM* の最大値は、駆動モータ31の最大出力を表す。 In FIG. 6, O is the origin, and Ni (i = 1, 2,..., P) is divided evenly between the upper limit value of the drive motor rotational speed NM and zero at predetermined intervals. A line Tj (j = 1, 2,..., Q) that is set and represents the drive motor rotational speed NM is an area boundary speed Nsk (k = 1, 2,..., Q) where the drive motor rotational speed NM is set for each map mk. .., R) In a lower low speed region, the drive motor rotational speed NM is set at predetermined intervals by equally dividing the theoretical upper limit value of the drive motor target torque TM * into zero. In the high speed region where the region boundary speed Nsk is equal to or higher than the region boundary speed Nsk and equal to or lower than the upper limit value, the maximum drive motor target torque TM * max representing the maximum value of the drive motor target torque TM * for each drive motor rotational speed NM and zero In between This is a line that represents the drive motor target torque TM * that is set at predetermined intervals by dividing into equal parts. The upper limit of the target drive motor torque TM * on the theory, represents the maximum torque of the drive motor 31, the maximum value of the driving motor target torque TM * of each drive motor rotation speed NM, the maximum drive motor 31 Represents the output.
そして、各線Ni、Tjが交差する各交点に、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* に対応するトルク補正値δTM* が、
−β1≦δTM* ≦+β2(β1、β2>0)
のように設定され、記録される。この場合、β1、β2はあらかじめ設定された値であり、前記領域境界速度Nskは、理論上の駆動モータ目標トルクTM* の最大値を採る駆動モータ回転速度NMのうちの最も高い駆動モータ回転速度NMである。
Then, each line Ni, at each intersection where Tj intersect, the torque correction value? Tm * corresponding to the drive motor rotation speed NM and drive motor target torque TM *,
−β1 ≦ δTM * ≦ + β2 (β1, β2> 0)
Is set and recorded as follows. In this case, β1 and β2 are preset values, and the region boundary speed Nsk is the highest drive motor speed NM among the drive motor speeds NM taking the maximum value of the theoretical drive motor target torque TM *. NM.
したがって、前記駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* が特定されると、トルク補正マップからトルク補正値δTM* が読み出され、駆動モータ目標トルクTM* は、トルク補正値δTM* が減算されて補正される。そして、補正された駆動モータ目標トルクTM* に基づいて駆動モータ31が駆動される。なお、各交点間の駆動モータ回転速度NM、及び各交点間の駆動モータ目標トルクTM* におけるトルク補正値δTM* は、各交点におけるトルク補正値δTM* を補間することによって算出される。 Therefore, when the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM * are specified, the torque correction value δTM * is read from the torque correction map, and the torque correction value δTM * is subtracted from the drive motor target torque TM *. To be corrected. Then, the drive motor 31 is driven based on the corrected drive motor target torque TM * . The drive motor rotation speed NM between the intersections and the torque correction value δTM * at the drive motor target torque TM * between the intersections are calculated by interpolating the torque correction value δTM * at each intersection.
ところで、駆動モータ31を駆動したとき、特性上、低速領域においては、出力が上限値にならないので、発生させられる駆動モータトルクTMの最大値を一定にすることができるが、高速領域においては、出力が上限値になるので、駆動モータトルクTMの最大値を一定の値にすることはできず、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど低くなる。   By the way, when the drive motor 31 is driven, the output does not reach an upper limit value in the low speed region due to characteristics, so that the maximum value of the generated drive motor torque TM can be made constant, but in the high speed region, Since the output becomes the upper limit value, the maximum value of the drive motor torque TM cannot be set to a constant value, and becomes lower as the drive motor rotational speed NM increases.
したがって、駆動モータ目標トルクTM* を実際に設定するに当たり、駆動モータ31の特性に合わせて、前記低速領域においては、各駆動モータ回転速度NMごとの最大駆動モータ目標トルクTM* maxを一定にし、高速領域においては、最大駆動モータ目標トルクTM* maxを、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど低くする必要がある。 Therefore, when actually setting the drive motor target torque TM *, in accordance with the characteristics of the drive motor 31, in the low speed region, the maximum drive motor target torque TM * max of each drive motor rotation speed NM constant, In the high speed region, the maximum drive motor target torque TM * max needs to be lowered as the drive motor rotational speed NM increases.
そこで、前記トルク補正マップを形成する場合においても、最大駆動モータ目標トルクTM* maxが低速領域において一定になるように、高速領域において駆動モータ回転速度NMが高くなるほど小さくなるように設定するようにしている。この場合、全域で等分割のトルク補正マップを形成することができ、分解能を高くすることができるので、駆動モータ31を精度良く駆動することができる。 Therefore, even when the torque correction map is formed, the maximum drive motor target torque TM * max is set so as to be constant in the low speed region so that it decreases as the drive motor rotational speed NM increases in the high speed region. ing. In this case, an equally divided torque correction map can be formed over the entire area, and the resolution can be increased, so that the drive motor 31 can be driven with high accuracy.
なお、前記線Tjは、低速領域において等トルク曲線を、高速領域において等出力曲線を構成する。そして、低速領域において、最大トルクエリアが構成され、トルクエリアが表され、高速領域において、最大出力エリアが構成され、出力限界が表される。   The line Tj forms an equal torque curve in the low speed region and an equal output curve in the high speed region. In the low speed region, the maximum torque area is configured and the torque area is represented, and in the high speed region, the maximum output area is configured and the output limit is represented.
本実施の形態においては、駆動モータ目標トルクTM* が正の値を採る部分についてだけ示されているが、負の値を採る部分についても同様に設定される。 In the present embodiment, only the portion where the drive motor target torque TM * takes a positive value is shown, but the portion where the drive motor target torque TM * takes a negative value is similarly set.
次に、前記トルク補正値算出部43の動作について説明する。   Next, the operation of the torque correction value calculation unit 43 will be described.
この場合、前記駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* が特定されると、前記トルク補正値算出部43の図示されない変量取得処理手段は、変量取得処理を行い、直流電圧Vdc、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* を読み込むことによって取得する。 In this case, when the drive motor rotation speed NM and the drive motor target torque TM * are specified, the variable acquisition processing unit (not shown) of the torque correction value calculation unit 43 performs the variable acquisition processing, and the DC voltage Vdc, the drive motor It is obtained by reading the rotational speed NM and the drive motor target torque TM * .
そして、前記トルク補正値算出部43の図示されないトルク補正値取得処理手段は、トルク補正値取得処理を行い、直流電圧Vdcに対応したマップmkを参照し、線Ni、Tjの交点のトルク補正値δTM* を読み出し、前記トルク補正値算出部43の図示されない補間処理手段は、補間処理を行い、読み出されたトルク補正値δTM* に従って、各交点間の補間、本実施の形態においては、線型補間を行い、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* に対応するトルク補正値δTM* を算出する。 The torque correction value acquisition processing means (not shown) of the torque correction value calculation unit 43 performs torque correction value acquisition processing, refers to the map mk corresponding to the DC voltage Vdc, and calculates the torque correction value at the intersection of the lines Ni and Tj. Interpolation processing means (not shown) of the torque correction value calculation unit 43 reads δTM * , performs interpolation processing, and interpolates between the intersections according to the read torque correction value δTM * . In the present embodiment, linear Interpolation is performed to calculate a torque correction value δTM * corresponding to the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM * .
また、高速領域においては、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど、各線Tjの間隔が短くなるので、駆動モータトルクTMの補正を細く行うことができる。   Further, in the high speed region, the higher the drive motor rotational speed NM, the shorter the interval between the lines Tj, so that the drive motor torque TM can be finely corrected.
このように、駆動モータ目標トルクTM* をトルク補正マップで補正し、補正された駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて駆動モータ31を駆動するようにしているので、駆動モータ目標トルクTM* どおりの駆動モータトルクTMを発生させることができる。 Thus, the drive motor target torque TM * is corrected with the torque correction map, and the drive motor is based on the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * corresponding to the corrected drive motor target torque TM *. Since 31 is driven, it is possible to generate the drive motor torque TM according to the drive motor target torque TM * .
また、トルク補正マップは各直流電圧Vdcごとに駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* によって形成された複数のマップmkから成り、直流電圧Vdcに対応するマップmkを参照することができるので、電動車両が置かれた環境が変化しても、駆動モータトルクTMにばらつきが生じることがなくなる。したがって、駆動モータ31を十分に精度良く駆動することができる。 The torque correction map is composed of a plurality of maps mk formed by the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM * for each DC voltage Vdc, and the map mk corresponding to the DC voltage Vdc can be referred to. Even if the environment in which the electric vehicle is placed changes, the drive motor torque TM does not vary. Therefore, the drive motor 31 can be driven with sufficient accuracy.
また、同様に、発電機トルクTGにばらつきが生じることがなくなり、発電機を十分に精度良く駆動することができる。   Similarly, the generator torque TG does not vary, and the generator can be driven with sufficient accuracy.
本実施の形態においては、駆動モータ31及び発電機を駆動する場合について説明しているが、本発明を駆動モータ31だけを駆動するようにした電動車両、発電機だけを駆動するようにした電動車両に適用することができる。   In the present embodiment, the case where the drive motor 31 and the generator are driven is described. However, the present invention is based on the electric vehicle in which only the drive motor 31 is driven, and the electric motor in which only the generator is driven. It can be applied to vehicles.
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the drive motor control apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における電動駆動装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the electric drive device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における電動駆動装置の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the electric drive apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第1の電流指令値マップを示す図である。It is a figure which shows the 1st electric current command value map in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第2の電流指令値マップを示す図である。It is a figure which shows the 2nd electric current command value map in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるトルク補正マップを示す図である。It is a figure which shows the torque correction map in embodiment of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
31 駆動モータ
40 インバータ
43 トルク補正値算出部
44 駆動モータ目標トルク補正処理部
51 ドライブ回路
31 drive motor 40 inverter 43 torque correction value calculation unit 44 drive motor target torque correction processing unit 51 drive circuit

Claims (5)

  1. 電動機械と、該電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出する電動機械目標トルク算出処理手段と、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、電動機械目標トルク、及び前記電動機械を駆動するための直流電圧に対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する電動機械目標トルク補正処理手段とを有することを特徴とする電動駆動制御装置。   Referring to an electric machine, electric machine target torque calculation processing means for calculating an electric machine target torque representing a target value of the electric machine torque, and a torque correction map in which a torque correction value of the electric machine target torque is recorded, Electric machine target torque correction for correcting the electric machine target torque based on an electric machine rotation speed representing the rotation speed of the electric machine, an electric machine target torque, and a torque correction value corresponding to a DC voltage for driving the electric machine An electric drive control device comprising a processing means.
  2. 前記トルク補正マップは、直流電圧ごとに電動機械回転速度及び電動機械目標トルクによって形成された複数のマップを備え、前記電動機械目標トルク補正処理手段は、直流電圧に対応するマップを参照する請求項1に記載の電動駆動制御装置。   The torque correction map includes a plurality of maps formed by an electric machine rotation speed and an electric machine target torque for each DC voltage, and the electric machine target torque correction processing means refers to a map corresponding to the DC voltage. The electric drive control apparatus according to 1.
  3. 前記電動機械は、駆動モータ及び発電機から成り、前記トルク補正マップは、各駆動モータ及び発電機ごとに形成される請求項1又は2に記載の電動駆動制御装置。   The electric drive control device according to claim 1, wherein the electric machine includes a drive motor and a generator, and the torque correction map is formed for each drive motor and generator.
  4. 少なくとも第1〜第3の回転要素を備えた差動回転装置を有するとともに、第1の回転要素が前記発電機に、第2の回転要素が駆動モータに、第3の回転要素がエンジンに連結される請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動駆動制御装置。   A differential rotating device having at least first to third rotating elements, a first rotating element connected to the generator, a second rotating element connected to a drive motor, and a third rotating element connected to an engine; The electric drive control device according to any one of claims 1 to 3.
  5. 電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出し、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、電動機械目標トルク、及び前記電動機械を駆動するための直流電圧に対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正することを特徴とする電動駆動制御方法。   Calculating an electric machine target torque representing a target value of the electric machine torque, referring to a torque correction map in which a torque correction value of the electric machine target torque is recorded, and an electric machine rotation speed representing the rotation speed of the electric machine; An electric drive control method, comprising: correcting an electric machine target torque based on an electric machine target torque and a torque correction value corresponding to a DC voltage for driving the electric machine.
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