JP5067325B2 - Rotating electrical machine control system - Google Patents

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Description

本発明は、回転電機制御システムに係り、特に2つの回転電機についての回転電機制御システムに関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine control system, and more particularly, to a rotating electrical machine control system for two rotating electrical machines.

回転電機が搭載される車両においては、2つの回転電機を備えて、1つを車両駆動用、1つを発電用というように役割を分担させることがある。このように、役割の異なる2つの回転電機は、それぞれ独立に制御が行われる場合もあるが、ときに、2つの回転電機の制御の相互関係を考慮する必要がある。   A vehicle equipped with a rotating electrical machine may be provided with two rotating electrical machines and share a role such that one is for driving a vehicle and one is for power generation. As described above, the two rotating electrical machines having different roles may be controlled independently of each other, but sometimes it is necessary to consider the mutual relationship of the control of the two rotating electrical machines.

例えば、特許文献1には、車両の駆動軸にMG1とMG2の電動機を備える場合の車両用電動機制御装置として、直流電源を平滑化するコンデンサをMG1,MG2によって放電させるときに生じる騒音、振動を抑制するため、MG1とMG2の合計トルクがゼロとなるように2つのインバータ回路を制御することが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a noise and vibration generated when a capacitor for smoothing a DC power source is discharged by MG1 and MG2 as a vehicle motor control device in the case where MG1 and MG2 motors are provided on a drive shaft of a vehicle. In order to suppress this, it is disclosed that the two inverter circuits are controlled so that the total torque of MG1 and MG2 becomes zero.

また、特許文献2には、モータ駆動装置として、一般的にMG1とMG2が互いに非同期の制御周期およびキャリア周波数で駆動されるが、モータの動作状態に応じてキャリア周波数を変更する際に一方のキャリア周波数と他方の制御周期とが1:n(nは自然数)の関係になる場合が起こり得て、このときにモータ電流のサンプリング値に低周波の振動が生じ得ることが指摘されている。ここでは、そのような場合に、他方の制御周期を1:nの関係とならないように変更することが開示されている。   Further, in Patent Document 2, as a motor driving device, MG1 and MG2 are generally driven with a control cycle and a carrier frequency that are asynchronous with each other, but when changing the carrier frequency according to the operating state of the motor, It has been pointed out that there may be a case where the carrier frequency and the other control cycle have a relationship of 1: n (n is a natural number), and at this time, low-frequency vibration may occur in the sampling value of the motor current. Here, it is disclosed that in such a case, the other control cycle is changed so as not to have a 1: n relationship.

なお、本発明に関連する技術として、特許文献3には、交流回転電機装置において、ロータ起磁力及びステータ電流の基本周波数成分の6次、12次の周波数の径方向騒音(磁気的騒音)が聴覚上主要なものであることが述べられ、1つの回転電機について、トルク発生用の相電流と磁気騒音低減用の高調波電流とを互いに別の相巻線群に通電する際、磁気騒音低減用の高調波電流は、トルク発生用の相電流の基本波の周波数の7または13倍の周波数とすることが開示されている。   As a technique related to the present invention, Patent Document 3 discloses radial noise (magnetic noise) of the sixth and twelfth frequencies of the fundamental frequency components of the rotor magnetomotive force and the stator current in the AC rotating electrical machine apparatus. It is said that it is a major auditory thing. When a single rotating electrical machine is energized with a phase current for torque generation and a harmonic current for magnetic noise reduction through different phase winding groups, it reduces magnetic noise. It is disclosed that the harmonic current for use is a frequency that is 7 or 13 times the frequency of the fundamental wave of the phase current for torque generation.

特開2006−42575号公報JP 2006-42575 A 特開2007−236110号公報JP 2007-236110 A 特開2005−117863号公報JP 2005-117863 A

特許文献3に述べられているように、交流回転電機において、6次高調波が問題となることがある。この6次高調波は、電気6次と呼ばれるものであるが、2つの回転電機において、相互に電気一周期が6:1の関係となると、一方側の電気一周期の電気6次、つまり6次高調波の周期が他方側の電気一周期と同期することが生じる。このようなとき、一方側の電気6次の電力変動により、インバータ入力電圧が同期して変動し、それは他方の電気1次に同期して変動するため、左右対称な矩形波とならず、他方側の回転電機の制御性が低下する。   As described in Patent Document 3, in an AC rotating electrical machine, sixth harmonics may be a problem. This 6th harmonic is called the electrical 6th order. However, if the electrical cycle of the two rotating electrical machines is 6: 1, the electrical 6th order of one electrical cycle, that is, 6th It occurs that the period of the second harmonic is synchronized with one electrical period on the other side. In such a case, the inverter input voltage fluctuates in synchronism due to the electric sixth-order power fluctuation on one side, and fluctuates in synchronism with the other electric primary. The controllability of the rotating electrical machine on the side is reduced.

特許文献2には、一方側の制御周期と他方側のキャリア周期とが1:nの関係にならないようにすることが述べられているが、一方側の電気6次と他方側の制御周期との同期についての対応については述べられていない。   In Patent Document 2, it is stated that the control cycle on one side and the carrier cycle on the other side do not have a 1: n relationship. There is no mention of how to synchronize.

本発明の目的は、2つの回転電機において、一方側の制御の電気一周期の電気6次と他方側の制御の電気一周期とが同期する場合に、回転電機の制御性の低下を抑制することを可能とする回転電機制御システムを提供することである。   An object of the present invention is to suppress a decrease in controllability of a rotating electrical machine when the electrical 6th order of the electrical cycle of one side of control and the electrical cycle of control of the other side are synchronized in two rotating electrical machines. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine control system that makes it possible.

本発明に係る回転電機制御システムは、第1インバータに接続される第1回転電機と、第2インバータに接続される第2回転電機と、第1インバータと第2インバータの作動を制御する制御部と、を備え、制御部は、第2回転電機の電気一周期と第1回転電機の電気一周期とを比較し、第2回転電機の電気一周期が第1回転電機の電気一周期の6倍であるか否かを判断する電気一周期判断手段と、第1回転電機の制御モードが矩形波制御モードであるか否かを判断する制御モード判断手段と、電気一周期判断手段の判断と制御モード判断手段の判断とに基いて、第2インバータの制御周波数を変更する変更手段と、を有することを特徴とする。   The rotating electrical machine control system according to the present invention includes a first rotating electrical machine connected to the first inverter, a second rotating electrical machine connected to the second inverter, and a control unit that controls operations of the first inverter and the second inverter. The control unit compares the electrical cycle of the second rotating electrical machine with the electrical cycle of the first rotating electrical machine, and the electrical cycle of the second rotating electrical machine is 6 of the electrical cycle of the first rotating electrical machine. Electric cycle determination means for determining whether or not the control frequency is double, control mode determination means for determining whether or not the control mode of the first rotating electrical machine is a rectangular wave control mode, and determination by the electric cycle determination means And changing means for changing the control frequency of the second inverter based on the judgment of the control mode judging means.

また、本発明に係る回転電機制御システムにおいて、変更手段は、第2インバータの制御ゲインを変更することが好ましい。   In the rotating electrical machine control system according to the present invention, it is preferable that the changing means changes the control gain of the second inverter.

また、回転電機制御システムにおいて、電気一周期判断手段の判断と制御モード判断手段の判断とに基いて、第2インバータの制御に用いるキャリア周波数を、第2回転電機の制御範囲内で、低周波側に変更する手段を備えることが好ましい。   Further, in the rotating electrical machine control system, the carrier frequency used for the control of the second inverter is set to a low frequency within the control range of the second rotating electrical machine based on the determination of the electrical single cycle determination means and the determination of the control mode determination means. It is preferable to provide means for changing to the side.

上記構成により、回転電機制御システムは、第2回転電機の電気一周期と第1回転電機の電気一周期とを比較し、第2回転電機の電気一周期が第1回転電機の電気一周期の6倍であるか否かを判断し、また、第1回転電機の制御モードが矩形波制御モードであるか否かを判断し、これらの判断に基いて、第2インバータの制御周波数を変更する。これにより、第2回転電機の制御によるインバータ入力電圧の変動周期が、第1回転電機の制御の電気周期よりもずれてくるので、第1回転電機の制御の一周期に第2回転電機の電気一周期の電気6次のノイズが重畳することによる第1回転電機の制御性の低下を抑制することができる。   With the above configuration, the rotating electrical machine control system compares the electrical cycle of the second rotating electrical machine with the electrical cycle of the first rotating electrical machine, and the electrical cycle of the second rotating electrical machine is equal to the electrical cycle of the first rotating electrical machine. It is determined whether or not it is six times, and it is determined whether or not the control mode of the first rotating electrical machine is a rectangular wave control mode. Based on these determinations, the control frequency of the second inverter is changed. . As a result, the fluctuation cycle of the inverter input voltage due to the control of the second rotating electrical machine deviates from the electrical cycle of the control of the first rotating electrical machine. It is possible to suppress a decrease in controllability of the first rotating electrical machine due to the superposition of electrical sixth-order noise in one cycle.

なお、第1回転電機と第2回転電機の構造が同様のものであれば、第2回転電機の電気一周期と第1回転電機の電気一周期との比較に代えて、第1回転電機の回転数と第2回転電機の回転数とを比較するものとしてもよい。この場合には、第1回転電機の回転数が第2回転電機の回転数の6倍か否かを判断するものとできる。   If the structure of the first rotating electrical machine is the same as that of the second rotating electrical machine, instead of comparing the electrical cycle of the second rotating electrical machine with the electrical cycle of the first rotating electrical machine, The rotational speed and the rotational speed of the second rotating electrical machine may be compared. In this case, it can be determined whether or not the rotational speed of the first rotating electrical machine is six times the rotational speed of the second rotating electrical machine.

また、回転電機制御システムにおいて、第2インバータの制御周期の変更は、第2インバータの制御ゲインを変更することで行われる。制御ゲインを変更することで、第2回転電機の制御性を若干低下させ、第2インバータの制御周期の変動を大きくすることができる。これによって、第2回転電機の制御によるインバータ入力電圧の変動周期を、第1回転電機の制御の電気周期に対してずらすことができる。   In the rotating electrical machine control system, the control cycle of the second inverter is changed by changing the control gain of the second inverter. By changing the control gain, the controllability of the second rotating electrical machine can be slightly reduced, and the fluctuation of the control cycle of the second inverter can be increased. Thereby, the fluctuation cycle of the inverter input voltage by the control of the second rotating electrical machine can be shifted with respect to the electrical cycle of the control of the first rotating electrical machine.

また、回転電機制御システムにおいて、電気一周期判断手段の判断と制御モード判断手段の判断とに基いて、第2インバータの制御に用いるキャリア周波数を、第2回転電機の制御範囲内で、低周波側に変更する。キャリア周波数を低周波側に変更することで、第2回転電機の制御性を若干低下させ、第2インバータの制御周期の変動を大きくすることができる。これによって、第2回転電機の制御によるインバータ入力電圧の変動周期を、第1回転電機の制御の電気周期に対してずらすことができる。   Further, in the rotating electrical machine control system, the carrier frequency used for the control of the second inverter is set to a low frequency within the control range of the second rotating electrical machine based on the determination of the electrical single cycle determination means and the determination of the control mode determination means. Change to the side. By changing the carrier frequency to the low frequency side, the controllability of the second rotating electrical machine can be slightly reduced, and the fluctuation of the control cycle of the second inverter can be increased. Thereby, the fluctuation cycle of the inverter input voltage by the control of the second rotating electrical machine can be shifted with respect to the electrical cycle of the control of the first rotating electrical machine.

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態に付き詳細に説明する。なお以下では、回転電機として、車両に搭載されるモータ・ジェネレータを説明するが、車両に搭載されるもの以外、例えば据置型のモータ・ジェネレータであってもよい。また、回転電機として、単にモータとしての機能を有するものでもよく、あるいは単に発電機としての機能を有するものであってもよい。また、電源回路の構成として、蓄電装置、電圧変換器、インバータ回路を有するものとして説明するが、これ以外の要素、例えば、システムメインリレー、低電圧DC/DCコンバータ等を有するものであってもよい。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a motor / generator mounted on a vehicle will be described as a rotating electric machine, but a stationary motor / generator other than the one mounted on the vehicle may be used. In addition, the rotating electrical machine may simply have a function as a motor, or may simply have a function as a generator. The power supply circuit is described as having a power storage device, a voltage converter, and an inverter circuit. However, the power supply circuit may have other elements such as a system main relay, a low-voltage DC / DC converter, and the like. Good.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図1は、車両に搭載される回転電機制御システム10の構成を示す図である。回転電機制御システム10は、2つの回転電機12,14の作動制御を行うシステムであるが、ここでは特に、第2の回転電機14の電気6次と呼ばれる高調波の影響を第1の回転電機12の制御に及ばないようにする制御を行う機能を有する。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rotating electrical machine control system 10 mounted on a vehicle. The rotating electrical machine control system 10 is a system that controls the operation of the two rotating electrical machines 12, 14. In this case, in particular, the first rotating electrical machine affects the influence of harmonics called the electric sixth order of the second rotating electrical machine 14. 12 has a function of performing control so as not to reach the control of 12.

回転電機制御システム10は、2つの回転電機12,14と、これらを駆動する電源回路と、これらを制御するMG1制御部50、MG2制御部60とを含んで構成される。ここで、電源回路としては、蓄電装置20と、蓄電装置側の平滑コンデンサ22と、電圧変換器24と、インバータ側の平滑コンデンサ26と、2つのインバータ28,30として示されている。   The rotating electrical machine control system 10 includes two rotating electrical machines 12 and 14, a power supply circuit that drives them, and an MG1 control unit 50 and an MG2 control unit 60 that control them. Here, the power supply circuit is shown as a power storage device 20, a smoothing capacitor 22 on the power storage device side, a voltage converter 24, a smoothing capacitor 26 on the inverter side, and two inverters 28 and 30.

2つの回転電機のうち、第1の回転電機(MG1)12は、例えば、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ(MG)であって、その場合には、図示されていないエンジンに接続され、エンジンの駆動力によって発電する機能を有する三相同期型回転電機である。   Of the two rotating electrical machines, the first rotating electrical machine (MG1) 12 is, for example, a motor / generator (MG) mounted on a vehicle, and in this case, the first rotating electrical machine (MG1) 12 is connected to an engine (not shown). This is a three-phase synchronous rotating electric machine having a function of generating electric power with the driving force of

第2の回転電機(MG2)14は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ(MG)であって、電力が供給されるときは電動機として機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。車両に搭載される第2の回転電機14は、図示されていない車両の車軸に伝達されるエンジンの動力を補助して、駆動力を高める機能を有する。   The second rotating electrical machine (MG2) 14 is a motor / generator (MG) mounted on the vehicle, which functions as an electric motor when electric power is supplied and functions as a generator during braking. Electric. The second rotating electrical machine 14 mounted on the vehicle has a function of assisting engine power transmitted to a vehicle axle (not shown) to increase driving force.

電源回路を構成する蓄電装置20は、充放電可能な2次電池である。蓄電装置20としては、例えば、約200Vの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。   The power storage device 20 constituting the power supply circuit is a chargeable / dischargeable secondary battery. As the power storage device 20, for example, a lithium ion assembled battery or a nickel hydride assembled battery having a terminal voltage of about 200 V, a capacitor, or the like can be used.

電圧変換器24は、蓄電装置20側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して例えば約650Vに昇圧する機能を有する回路で、昇圧コンバータとも呼ばれる。電圧変換器24は双方向機能を有し、インバータ28,30側からの電力を蓄電装置20側に充電電力として供給するときには、インバータ28,30側の高圧を蓄電装置に適した電圧に降圧する作用も有する。図1において、電圧変換器24の高電圧側出力、すなわち、インバータ28,30への供給電圧がVHで示されている。 The voltage converter 24 is a circuit having a function of boosting the voltage on the power storage device 20 side to, for example, about 650 V using the energy storage action of the reactor, and is also called a boost converter. The voltage converter 24 has a bidirectional function, and when the electric power from the inverters 28 and 30 is supplied as charging power to the power storage device 20 side, the high voltage on the inverters 28 and 30 is stepped down to a voltage suitable for the power storage device. It also has an effect. In FIG. 1, the high voltage side output of the voltage converter 24, that is, the supply voltage to the inverters 28 and 30 is indicated by V H.

電圧変換器24の前後に設けられる2つのコンデンサである蓄電装置側の平滑コンデンサ22とインバータ側の平滑コンデンサ26は、負荷変動等に起因する電圧変動等を抑制する機能を有する。   The smoothing capacitor 22 on the power storage device side and the smoothing capacitor 26 on the inverter side, which are two capacitors provided before and after the voltage converter 24, have a function of suppressing voltage fluctuations caused by load fluctuations and the like.

2つのインバータ28,30は、高圧直流電力を交流三相駆動電力に変換し、それぞれに接続される回転電機に供給する機能と、逆にそれぞれの回転電機からの交流三相回生電力を高圧直流充電電力に変換する機能とを有する回路である。2つのインバータ28,30のうち、第1の回転電機(MG1)12に接続され方を第1のインバータ(MG1インバータ)28、第2の回転電機(MG2)14に接続される方を第2のインバータ(MG2インバータ)30と呼ぶことができる。インバータ28,30のいずれも基本構成は同じで、複数のスイッチング素子と複数のダイオードとを含んで構成される。   The two inverters 28 and 30 convert the high-voltage DC power into AC three-phase drive power and supply it to the rotating electrical machines connected to each, and conversely, the AC three-phase regenerative power from each rotating electrical machine This circuit has a function of converting into charging power. Of the two inverters 28 and 30, the one connected to the first rotating electrical machine (MG1) 12 is the second one connected to the first rotating electrical machine (MG1 inverter) 28 and the second rotating electrical machine (MG2) 14 is the second. Inverter (MG2 inverter) 30 can be called. The inverters 28 and 30 have the same basic configuration, and include a plurality of switching elements and a plurality of diodes.

MG1制御部50は、第1のインバータ28におけるスイッチング素子の作動を制御することで第1の回転電機(MG1)の作動を制御する機能を有する制御回路である。インバータの制御は、一般にPWM制御または正弦波制御と呼ばれる制御が行われるが、回転電機への要求出力等に応じ、過変調制御、矩形波制御が行われる。例えば、MG1が高速回転で発電を行うとき、MG1制御部50は、矩形波制御を用いて第1のインバータ28の作動を制御する。これらの制御機能は、スイッチング制御モジュール52によって実行される。   The MG1 control unit 50 is a control circuit having a function of controlling the operation of the first rotating electrical machine (MG1) by controlling the operation of the switching element in the first inverter 28. The inverter is generally controlled by PWM control or sine wave control, but overmodulation control and rectangular wave control are performed according to the required output to the rotating electrical machine. For example, when MG1 generates power at high speed, the MG1 control unit 50 controls the operation of the first inverter 28 using rectangular wave control. These control functions are executed by the switching control module 52.

MG2制御部60は、第2のインバータ30におけるスイッチング素子の作動を制御することで第2の回転電機(MG2)の作動を制御する機能を有する制御回路である。ここでも、スイッチング制御モジュール62によって、回転電機への要求出力等に応じ、PWM制御、過変調制御、矩形波制御が行われる。ここでは、特に、第2の回転電機14の電機一周期と第1の回転電機12の電気一周期の関係と、第1の回転電機12の制御モードが矩形波制御であるか否かに基いて、第2の回転電機14の電気6次の影響が第1の回転電機12の矩形波制御に影響するか否かの判断を行う電気6次判断モジュール64と、電気6次の影響があると判断されたときに第2の回転電機14の制御におけるゲインを変更するゲイン変更モジュール66と、第2の回転電機14の制御におけるキャリア周波数を変更するモジュール68を含んで、MG2制御部60は構成される。   The MG2 control unit 60 is a control circuit having a function of controlling the operation of the second rotating electrical machine (MG2) by controlling the operation of the switching element in the second inverter 30. Also here, the switching control module 62 performs PWM control, overmodulation control, and rectangular wave control in accordance with the required output to the rotating electrical machine. Here, in particular, based on the relationship between the electrical cycle of the second rotating electrical machine 14 and the electrical cycle of the first rotating electrical machine 12, and whether the control mode of the first rotating electrical machine 12 is rectangular wave control. In addition, there is an electric sixth order determination module 64 for determining whether or not the electric sixth order influence of the second rotating electric machine 14 affects the rectangular wave control of the first rotating electric machine 12, and the electric sixth order influence. The MG2 control unit 60 includes a gain changing module 66 that changes the gain in the control of the second rotating electrical machine 14 and a module 68 that changes the carrier frequency in the control of the second rotating electrical machine 14 when it is determined that Composed.

なお、電気6次判断モジュール64の機能を実行するために、MG1制御部50から、第1の回転電機12における制御モードを示す信号と、第1の回転電機12の電気一周期を示す信号が適当な信号線を介し、MG2制御部60に伝送される。また、第2の回転電機14において、その電気一周期を示す信号と、電流を示す信号とが、適当なセンサを用いて検出され、その結果が適当な信号線を介してMG2制御部60に伝送される。   In order to execute the function of the electrical sixth determination module 64, a signal indicating the control mode in the first rotating electrical machine 12 and a signal indicating the electrical cycle of the first rotating electrical machine 12 are sent from the MG1 control unit 50. The signal is transmitted to the MG2 control unit 60 via an appropriate signal line. Further, in the second rotating electrical machine 14, a signal indicating the electrical cycle and a signal indicating the current are detected using an appropriate sensor, and the result is sent to the MG2 controller 60 via an appropriate signal line. Is transmitted.

MG1制御部50とMG2制御部60とは、回転電機制御システム10において、上記のように、2つのインバータ28,30を制御する制御部に相当する。この制御部の作動は、図1には図示されていない車両全体の制御のための統括ECUの制御の下で行われる。例えば、それぞれのスイッチング制御モジュール52,62は、2つの回転電機12,14の作動について、統括ECUから出されるそれぞれの要求トルク等に基いて制御を実行する。   The MG1 control unit 50 and the MG2 control unit 60 correspond to a control unit that controls the two inverters 28 and 30 in the rotating electrical machine control system 10 as described above. The operation of the control unit is performed under the control of a general ECU for controlling the entire vehicle not shown in FIG. For example, the respective switching control modules 52 and 62 control the operation of the two rotating electrical machines 12 and 14 based on the respective required torques output from the general ECU.

MG1制御部50とMG2制御部60は、車両の搭載に適したコンピュータで構成することができる。それぞれを独立のコンピュータとしてもよく、2つを統合して1つのコンピュータで構成してもよい。また、車両に搭載される他の制御装置の機能の一部にMG1制御部50とMG2制御部60の機能を含めるものとしてもよい。例えば、上記の統括ECUにMG1制御部50とMG2制御部60の機能を含めるものとしてもよい。MG1制御部50とMG2制御部60の各機能は、ソフトウェアによって実現され、具体的には、回転電機制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアによって実現するものとしてもよい。   The MG1 control unit 50 and the MG2 control unit 60 can be configured by a computer suitable for mounting on a vehicle. Each may be an independent computer, or the two may be integrated into a single computer. Moreover, it is good also as what includes the function of MG1 control part 50 and MG2 control part 60 in a part of function of the other control apparatus mounted in a vehicle. For example, the functions of the MG1 control unit 50 and the MG2 control unit 60 may be included in the overall ECU. Each function of the MG1 control unit 50 and the MG2 control unit 60 is realized by software, and specifically, can be realized by executing a rotating electrical machine control program. Some of these functions may be realized by hardware.

上記構成の作用、特に、MG1制御部50とMG2制御部60の各機能について、図2から図5を用いて以下に詳細に説明する。図2は、電気6次に関する影響を抑制する手順を示すフローチャートであり、図3は電気6次に関する影響を説明する図である。図4は、図2の手順によって電気6次の影響が抑制される様子を説明する図である。図5は、電気6次の影響を抑制する他の手順を説明するフローチャートである。図2、図5のフローチャートの各手順は、回転電機制御プログラムの処理手順のそれぞれに対応する。   The operation of the above configuration, in particular, the functions of the MG1 control unit 50 and the MG2 control unit 60 will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for suppressing the influence on the sixth electrical, and FIG. 3 is a diagram for explaining the influence on the sixth electrical. FIG. 4 is a diagram for explaining how the influence of the electrical sixth order is suppressed by the procedure of FIG. FIG. 5 is a flowchart for explaining another procedure for suppressing the influence of the electrical sixth order. Each procedure in the flowcharts of FIGS. 2 and 5 corresponds to a processing procedure of the rotating electrical machine control program.

図2において、電気6次の影響を抑制するためには、まず、電気6次の影響が生じる状況にあるか否かの判断が行われる。具体的には、第2の回転電機(MG2)14の電気一周期が、第1の回転電機(MG1)12の電気一周期の6倍か否かが判断される(S10)。そして、S10の判断が肯定であると、第1の回転電機(MG1)12の制御モードが矩形波制御であるか否かが判断される(S12)。S10とS12の工程は順序を逆にしても構わない。これらの工程は、MG2制御部60の電気6次判断モジュール64の機能によって実行される。   In FIG. 2, in order to suppress the influence of the electric sixth order, first, it is determined whether or not the situation of the electric sixth order effect occurs. Specifically, it is determined whether the electrical cycle of the second rotating electrical machine (MG2) 14 is six times the electrical cycle of the first rotating electrical machine (MG1) 12 (S10). If the determination in S10 is affirmative, it is determined whether or not the control mode of the first rotating electrical machine (MG1) 12 is rectangular wave control (S12). The order of steps S10 and S12 may be reversed. These processes are executed by the function of the electrical sixth determination module 64 of the MG2 control unit 60.

図3は、S10の判断が肯定、S12の判断が肯定されたときにおいて、第2のインバータ30への供給電圧VHの変動波形と、第1のインバータ28による第1の回転電機12の制御信号の波形を示す図である。図3において横軸は時間で、最上段にはVHの変動波形のうち第2の回転電機14の電気一周期分が示されている。上から2段目は、第1の回転電機12の制御信号の波形であるが、ここでは、第2の回転電機の電気6次の影響が重畳された様子が示されている。最下段は、第1の回転電機12の本来の制御信号の波形、つまり、第2の回転電機14の制御信号の影響を受けないとしたときの制御信号の波形である。 3 shows that when the determination at S10 is affirmative and the determination at S12 is affirmative, the fluctuation waveform of the supply voltage V H to the second inverter 30 and the control of the first rotating electrical machine 12 by the first inverter 28 are shown. It is a figure which shows the waveform of a signal. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the uppermost row shows one electrical cycle of the second rotating electrical machine 14 in the fluctuation waveform of V H. The second stage from the top is the waveform of the control signal of the first rotating electrical machine 12, but here, the state where the electrical sixth-order effect of the second rotating electrical machine is superimposed is shown. The lowermost stage is the waveform of the original control signal of the first rotating electrical machine 12, that is, the waveform of the control signal when not influenced by the control signal of the second rotating electrical machine 14.

三相交流で回転電機の作動制御を行うと、必ず電気6次でトルク変動、すなわちトルクリップルが生じることが知られている。ここで電気6次というのは、回転電機の電気角の一周期の6次の高調波のことで、電気角360度について60度周期の波形のことである。トルクリップルが生じると、その回転電機の電力も電気6次で変動する。その結果、その回転電機を作動制御するインバータの入力側のコンデンサ、つまり図1で説明したインバータ側の平滑コンデンサ26の両端子間の電圧であり、インバータ28,30への供給電圧でもあるVHが電気6次で変動する。 It is known that when the operation of a rotating electrical machine is controlled with a three-phase alternating current, torque fluctuations, that is, torque ripples, always occur in the sixth electric order. Here, the electric sixth order is a sixth harmonic of one period of the electrical angle of the rotating electrical machine, and is a waveform having a period of 60 degrees with respect to an electrical angle of 360 degrees. When torque ripple occurs, the electric power of the rotating electrical machine also fluctuates in the sixth order. As a result, the inverter input side of the capacitor of the operating controls the rotary electric machine, i.e. the voltage between both terminals of the inverter side of the smoothing capacitor 26 described in FIG. 1, is also the supply voltage to the inverter 28, 30 V H Fluctuates in the sixth order of electricity.

図3においては、最上段にVHの変動波形70が示されている。ここでMG2電気一周期とある時間が、第2の回転電機14の電気角の一周期に相当する時間である。VHの変動波形70は、このMG2電気一周期の6次高調波として、電気一周期の1/6の周期を有する波形として示されている。 In FIG. 3, a fluctuation waveform 70 of V H is shown at the top. Here, the MG2 electrical cycle is a time corresponding to one cycle of the electrical angle of the second rotating electrical machine 14. The fluctuation waveform 70 of V H is shown as a waveform having a period of 1/6 of one electrical cycle as the sixth harmonic of one electrical cycle of MG2.

図3において、最下段は、本来の第1のインバータ30による第1の回転電機12の制御波形72である。ここでは、S12の判断が肯定であるので、矩形波制御モードとして、矩形波波形が示される。そして、S10の判断が肯定であるので、矩形波信号の一周期である第1の回転電機12の電気一周期は、第2の回転電機14の電気一周期の1/6となっている。   In FIG. 3, the lowest stage is a control waveform 72 of the first rotating electrical machine 12 by the original first inverter 30. Here, since the determination in S12 is affirmative, a rectangular wave waveform is shown as the rectangular wave control mode. Since the determination in S10 is affirmative, the electrical cycle of the first rotating electrical machine 12, which is one cycle of the rectangular wave signal, is 1/6 of the electrical cycle of the second rotating electrical machine 14.

図3において、上から2段目は、VHの変動を本来の第1のインバータ30による第1の回転電機12の制御波形に重畳させた波形74を示すもので、図3の最上段の波形と最下段の波形との合成波形に相当する。上記のように、電気6次の波形は、インバータ側の平滑コンデンサ26の両端電圧でもあるVHの変動波形であって、第1のインバータ28にも同様に変動の影響が現れる。したがって、図3の上から2段目の波形74は、第2の回転電機14において電気6次の変動が第1の回転電機12の制御波形であるが、ここでは、第2の回転電機の電気6次のトルク変動の影響を受けるときの第1の回転電機12の制御波形を示していることになる。 In FIG. 3, the second stage from the top shows a waveform 74 in which the fluctuation of V H is superimposed on the control waveform of the first rotating electrical machine 12 by the original first inverter 30. This corresponds to the combined waveform of the waveform and the waveform at the bottom. As described above, the electrical sixth-order waveform is a fluctuation waveform of V H which is also the voltage across the smoothing capacitor 26 on the inverter side, and the influence of the fluctuation similarly appears in the first inverter 28. Therefore, the second waveform 74 from the top in FIG. 3 is the control waveform of the first rotating electrical machine 12 in the second rotating electrical machine 14. This shows the control waveform of the first rotating electrical machine 12 when it is affected by the electric sixth-order torque fluctuation.

図3の中段に示されるように、第1の回転電機12の制御波形は、本来の矩形波波形の頂上部に、正弦波の半周期分が足された形の波形74となっている。すなわち、この正弦波の半周期分の上乗せ分だけ、第1の回転電機の制御波形は、本来の矩形波波形からオフセットした波形74となっている。このように、本来の矩形波波形からオフセットした制御波形となるために、第1の回転電機12の制御性が低下する。これが、第1の回転電機12における第2の回転電機14の電気6次の影響である。   As shown in the middle part of FIG. 3, the control waveform of the first rotating electrical machine 12 is a waveform 74 in which the half of the sine wave is added to the top of the original rectangular wave waveform. That is, the control waveform of the first rotating electrical machine is a waveform 74 that is offset from the original rectangular wave waveform by an amount corresponding to the addition of the half cycle of the sine wave. Thus, since the control waveform is offset from the original rectangular waveform, the controllability of the first rotating electrical machine 12 is degraded. This is an electrical sixth-order effect of the second rotating electrical machine 14 in the first rotating electrical machine 12.

再び図2に戻り、S10,S12の判断が共に肯定であるときは、第2の回転電機14の制御信号の周期を変更する。これによって、第2の回転電機14の電気一周期が変更され、その電気6次の周期が第1の回転電機12の電気一周期と一致することを回避することができる。   Returning to FIG. 2 again, when both the determinations of S10 and S12 are affirmative, the cycle of the control signal of the second rotating electrical machine 14 is changed. Thereby, it is possible to avoid that the electrical one cycle of the second rotating electrical machine 14 is changed and the electrical 6th cycle coincides with the electrical one cycle of the first rotating electrical machine 12.

第2の回転電機14の制御信号の周期を変更する方法としては、基本周期そのものを変更することもできるが、第2の回転電機14の作動制御性を低下させて、制御信号の周期を乱すものとしてもよい。図2ではその方法が示されている。すなわち、第2の回転電機14の作動を制御する第2のインバータ30の制御ゲインを変更する(S14)。この工程は、MG2制御部60のゲイン変更モジュール66の機能によって実行される。なお、S10で否定、あるいはS12で否定の場合は制御ゲインの変更が行われない(S16)。   As a method of changing the cycle of the control signal of the second rotating electrical machine 14, the basic cycle itself can be changed, but the operation controllability of the second rotating electrical machine 14 is deteriorated and the cycle of the control signal is disturbed. It may be a thing. FIG. 2 shows the method. That is, the control gain of the second inverter 30 that controls the operation of the second rotating electrical machine 14 is changed (S14). This step is executed by the function of the gain changing module 66 of the MG2 control unit 60. Note that if the result in S10 is negative or the result in S12 is negative, the control gain is not changed (S16).

制御ゲインとは、例えば、第2の回転電機14の電流を検出し、これを第2の回転電機12の指令電流と比較してフィードバック制御を行うときのフィードバックゲインのように、第2の回転電機14の作動を指令値に追従させるための制御ゲインである。ゲイン変更とは、通常の制御においては最適状態の制御ゲインとされているものを、最適状態からずらして、制御性を通常の状態よりも低下させることを示す。このように第2の回転電機14の出力の指令値に対する追従の制御性を低下させることで、電気6次のトルクリップルも通常の正確な正弦波変動から乱れた変動波形となる。これによって、VH変動波形も正弦波から乱れた波形となり、その周期は、第1の回転電機12の電気一周期と必ずしも一致しなくなる。 The control gain is, for example, the second rotation like the feedback gain when the current of the second rotating electrical machine 14 is detected and compared with the command current of the second rotating electrical machine 12 to perform feedback control. This is a control gain for causing the operation of the electric machine 14 to follow the command value. The gain change indicates that the control gain in the optimum state in normal control is shifted from the optimum state to lower the controllability than in the normal state. By reducing the controllability of following the command value of the output of the second rotating electrical machine 14 in this way, the electric sixth-order torque ripple also has a fluctuation waveform disturbed from a normal accurate sine wave fluctuation. As a result, the V H fluctuation waveform also becomes a waveform disturbed from the sine wave, and the period does not necessarily coincide with one electrical period of the first rotating electrical machine 12.

その様子を図4に示す。この図は、図3の最上段と、上から2段目に対応するもので、上段にVHの変動波形76、下段にVHの影響を受ける第1の回転電機12の制御波形78が示されている。ここで示されるように、第2の回転電機14の制御ゲインの変更によって、VHの変動波形76は、図3の最上段に示されていたきれいな正弦波波形から、乱れた不規則な波形となっている。 This is shown in FIG. This figure corresponds to the uppermost stage in FIG. 3 and the second stage from the top. The V H fluctuation waveform 76 is in the upper stage, and the control waveform 78 of the first rotating electrical machine 12 affected by V H is in the lower stage. It is shown. As shown here, by changing the control gain of the second rotating electrical machine 14, the V H fluctuation waveform 76 is changed from a clean sine wave waveform shown at the top of FIG. 3 to a disordered irregular waveform. It has become.

そして、このVHの変動波形76が重畳された第1の回転電機12の制御波形78は、本来の矩形波波形の頂上部にこのVHの変動波形76が重畳するが、変動波形76が本来の矩形波波形の一周期と一致していないために、本来の矩形波波形の頂上部のレベルから正側と負側に現れてくる。そして、MG1電気一周期の間で見れば、本来の矩形波波形の頂上部のレベルからの正側と負側とは、大体相殺されて、本来の矩形波波形の頂上部のレベルからのオフセットが抑制されている。さらに、MG2電気一周期の間で見れば、本来の矩形波波形の頂上部のレベルからの正側と負側とは、ほとんど相殺されて、本来の矩形波波形の頂上部のレベルからのオフセットがほとんどなくなっている。 The control waveform 78 of the first rotary electric machine 12 change waveform 76 of the V H is superimposed is variation waveform 76 of the V H to the top of the original square wave waveform superimposed, the fluctuation waveform 76 Since it does not coincide with one period of the original rectangular wave waveform, it appears on the positive side and the negative side from the top level of the original rectangular wave waveform. When viewed during one electrical cycle of MG1, the positive side and the negative side from the top level of the original rectangular wave waveform are roughly offset, and the offset from the top level of the original rectangular wave waveform Is suppressed. Further, when viewed during one electrical cycle of MG2, the positive side and the negative side from the top level of the original rectangular wave waveform are almost offset, and the offset from the top level of the original rectangular wave waveform Is almost gone.

このように、第2の回転電機14の作動を制御する第2のインバータ30の制御ゲインを変更して、第2の回転電機の制御信号の周期を変更することで、第1の回転電機12の作動制御に第2の回転電機14の電気6次の影響が現れることを抑制することができる。   Thus, the first rotating electrical machine 12 is changed by changing the control gain of the second inverter 30 that controls the operation of the second rotating electrical machine 14 and changing the cycle of the control signal of the second rotating electrical machine. It is possible to suppress the sixth-order electric effect of the second rotating electrical machine 14 from appearing in the operation control.

図5は、第1の回転電機12の作動制御に第2の回転電機14の電気6次の影響が現れることを抑制する他の方法の処理手順を説明するフローチャートである。ここでは、図2と同様に、第2の回転電機14の電気一周期が、第1の回転電機12の電気一周期の6倍か否かが判断され(S10)、S10の判断が肯定であると、第1の回転電機12の制御モードが矩形波制御であるか否かが判断される(S12)。これらの工程の内容は図2で述べた内容と同じであるので説明を省略する。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing procedure of another method for suppressing the sixth-order electric effect of the second rotating electrical machine 14 from appearing in the operation control of the first rotating electrical machine 12. Here, as in FIG. 2, it is determined whether or not the electrical cycle of the second rotating electrical machine 14 is six times the electrical cycle of the first rotating electrical machine 12 (S10), and the determination of S10 is affirmative. If there is, it is determined whether or not the control mode of the first rotating electrical machine 12 is rectangular wave control (S12). Since the contents of these steps are the same as those described with reference to FIG.

S10,S12の判断が共に肯定であると、第2の回転電機14の作動を制御する第2のインバータ30におけるキャリア周波数が変更される(S20)。この工程はMG2制御部60のキャリアf変更モジュール68の機能によって実行される。キャリア周波数の変更は、その周波数を低周波側に変更するように行われることが好ましい。キャリア周波数を低周波側に変更すると、第2の回転電機14における制御の周期が粗くなるので、結局、制御性が低下し、VHの変動も正弦波から乱れた状態となる。したがって、図4で説明したと同様の結果になり、第1の回転電機12の作動制御に第2の回転電機14の電気6次の影響が現れることを抑制することができる。 If the determinations in S10 and S12 are both affirmative, the carrier frequency in the second inverter 30 that controls the operation of the second rotating electrical machine 14 is changed (S20). This process is executed by the function of the carrier f changing module 68 of the MG2 control unit 60. The carrier frequency is preferably changed so as to change the frequency to the low frequency side. When the carrier frequency is changed to the low frequency side, the control cycle in the second rotating electrical machine 14 becomes coarse, so that the controllability is eventually lowered, and the fluctuation of V H is also disturbed from the sine wave. Therefore, the result is the same as that described with reference to FIG. 4, and it is possible to suppress the sixth-order electric influence of the second rotating electrical machine 14 from appearing in the operation control of the first rotating electrical machine 12.

キャリア周波数の低下は、好ましくは、第2の回転電機14の制御範囲内で行うことが好ましい。第2の回転電機14の制御範囲内とは、通常の制御性よりは低い制御性であるが、第2の回転電機14の目的とする制御性の範囲内であることを示す。例えば、制御性を第2回転電機の特性値偏差率で示すものとして、通常のキャリア周波数のときの特性値偏差率が±α%とし、第2の回転電機14の目的とする特性値偏差率が±β%とし、βがαより大きい場合に、αとβとの間となる特性値偏差率に対応するキャリア周波数に変更することができる。つまり、第2の回転電機14の制御範囲内とは、±β%になるときのキャリア周波数の範囲内のことを意味する。特性値偏差率としては、例えば、トルク指令値に対する実トルク出力値の偏差率、あるいは、回転数指令値に対する実回転数の偏差率等を用いることができる。一例を上げると、通常の制御性を示すキャリア周波数を2.5kHzとすると、1.25kHzにキャリア周波数を低下させて、なおも±β%のトルク偏差率を確保できている場合には、キャリア周波数を1.25kHzに低下させる。これによって、図4で説明したと同様の結果になり、第1の回転電機12の作動制御に第2の回転電機14の電気6次の影響が現れることを抑制することができる。   The carrier frequency is preferably lowered within the control range of the second rotating electrical machine 14. “Within the control range of the second rotating electrical machine 14” indicates that the controllability is lower than normal controllability, but is within the target controllability range of the second rotating electrical machine 14. For example, assuming that the controllability is indicated by the characteristic value deviation rate of the second rotating electrical machine, the characteristic value deviation rate at the normal carrier frequency is ± α%, and the target characteristic value deviation rate of the second rotating electrical machine 14 is set. Can be changed to a carrier frequency corresponding to a characteristic value deviation rate between α and β. That is, within the control range of the second rotating electrical machine 14 means within the range of the carrier frequency when ± β%. As the characteristic value deviation rate, for example, the deviation rate of the actual torque output value with respect to the torque command value, or the deviation rate of the actual rotation speed with respect to the rotation speed command value can be used. As an example, if the carrier frequency indicating normal controllability is 2.5 kHz, the carrier frequency is lowered to 1.25 kHz, and if the torque deviation rate of ± β% is still secured, the carrier Reduce the frequency to 1.25 kHz. As a result, the same result as described with reference to FIG. 4 is obtained, and it is possible to suppress the sixth-order electric influence of the second rotating electrical machine 14 from appearing in the operation control of the first rotating electrical machine 12.

なお、上記で、S10は、電気一周期の比較とするものとして説明したが、第1の回転電機12と第2の回転電機14とが同様の構成であるときは、電気一周期あるいは電気角度の比は、機械角度の逆比、あるいは回転数の逆比となるので、回転数の比較に基いて行うこともできる。この場合には、第1の回転電機12の回転数が第2の回転電機14の回転数の6倍か否かを判断すればよい。回転電機が同様の構成とは、極数が同じであることなどである。   In the above description, S10 is described as a comparison of one electrical cycle. However, when the first rotating electrical machine 12 and the second rotating electrical machine 14 have the same configuration, one electrical cycle or electrical angle. The ratio is an inverse ratio of the mechanical angle or an inverse ratio of the rotational speed, and can be performed based on a comparison of the rotational speed. In this case, it may be determined whether or not the rotational speed of the first rotating electrical machine 12 is six times the rotational speed of the second rotating electrical machine 14. The same configuration of the rotating electrical machine means that the number of poles is the same.

本発明に係る実施の形態における車両に搭載される回転電機制御システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rotary electric machine control system mounted in the vehicle in embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態において、電気6次に関する影響を抑制する手順を示すフローチャートである。In embodiment which concerns on this invention, it is a flowchart which shows the procedure which suppresses the influence regarding an electrical sixth order. 本発明に係る実施の形態において、電気6次に関する影響を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the influence regarding the electrical 6th order. 図2の手順によって電気6次の影響が抑制される様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the influence of the electrical 6th order is suppressed by the procedure of FIG. 本発明に係る実施の形態において、電気6次の影響を抑制する他の手順を説明するフローチャートである。In embodiment which concerns on this invention, it is a flowchart explaining the other procedure which suppresses the influence of the electrical 6th order.

符号の説明Explanation of symbols

10 回転電機制御システム、12,14 回転電機、20 蓄電装置、22,26 平滑コンデンサ、24 電圧変換器、28,30 インバータ、50 MG1制御部、52,62 スイッチング制御モジュール、60 MG2制御部、64 電気6次判断モジュール、66 ゲイン変更モジュール、68 キャリアf変更モジュール、70,76 変動波形、72,78 制御波形、74 波形。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine control system, 12, 14 Rotating electrical machine, 20 Power storage device, 22, 26 Smoothing capacitor, 24 Voltage converter, 28, 30 Inverter, 50 MG1 control unit, 52, 62 Switching control module, 60 MG2 control unit, 64 Electric 6th order judgment module, 66 gain change module, 68 carrier f change module, 70, 76 fluctuation waveform, 72, 78 control waveform, 74 waveform.

Claims (3)

第1インバータに接続される第1回転電機と、
第2インバータに接続される第2回転電機と、
第1インバータと第2インバータの作動を制御する制御部と、
を備え、
制御部は、
第2回転電機の電気一周期と第1回転電機の電気一周期とを比較し、第2回転電機の電気一周期が第1回転電機の電気一周期の6倍であるか否かを判断する電気一周期判断手段と、
第1回転電機の制御モードが矩形波制御モードであるか否かを判断する制御モード判断手段と、
電気一周期判断手段の判断と制御モード判断手段の判断とに基いて、第2インバータの制御周波数を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする回転電機制御システム。
A first rotating electrical machine connected to the first inverter;
A second rotating electrical machine connected to the second inverter;
A control unit for controlling the operation of the first inverter and the second inverter;
With
The control unit
The electrical cycle of the second rotating electrical machine is compared with the electrical cycle of the first rotating electrical machine, and it is determined whether the electrical cycle of the second rotating electrical machine is six times the electrical cycle of the first rotating electrical machine. An electrical cycle determination means;
Control mode determining means for determining whether or not the control mode of the first rotating electrical machine is a rectangular wave control mode;
Changing means for changing the control frequency of the second inverter based on the judgment of the electric one cycle judging means and the judgment of the control mode judging means;
A rotating electrical machine control system comprising:
請求項1に記載の回転電機制御システムにおいて、
変更手段は、
第2インバータの制御ゲインを変更することを特徴とする回転電機制御システム。
In the rotating electrical machine control system according to claim 1,
Change means
A rotating electrical machine control system, wherein a control gain of a second inverter is changed.
請求項1に記載の回転電機制御システムにおいて、
さらに、
電気一周期判断手段の判断と制御モード判断手段の判断とに基いて、第2インバータの制御に用いるキャリア周波数を、第2回転電機の制御範囲内で、低周波側に変更する手段を備えることを特徴とする回転電機制御システム。
In the rotating electrical machine control system according to claim 1,
further,
Provided with means for changing the carrier frequency used for the control of the second inverter to the low frequency side within the control range of the second rotating electrical machine based on the judgment of the electrical single cycle judgment means and the judgment of the control mode judgment means. A rotating electrical machine control system.
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