JP5182333B2 - Rotating machine control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of difficulty in drawing pedestrians' attention to the approach of a vehicle including a motor generator 10 as an onboard main machine. <P>SOLUTION: When the difference between predicted currents ide, iqe and command currents idr, iqr corresponding to respective voltage vectors Vi (i=0 to 7) is smaller, an evaluation function J of an operational state determination unit 34 gives a higher evaluation to the corresponding voltage vector. The voltage vector given the highest evaluation by the evaluation function J is defined as a next operational state. By reducing an updatable period of the operational state when the vehicle is traveling at a low speed, noise produced in the motor generator 10 and an inverter IV is shifted to a lower frequency side. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置に関する。   The present invention is directed to a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of a rotating machine as a vehicle-mounted main machine, and the power conversion Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine when the operation state of the circuit is set, and the power conversion based on the predicted control amount and a command value of the control amount Rotating machine control for determining an actual operating state of the circuit and controlling the control amount of the rotating machine by model predictive control, comprising operating means for operating the power conversion circuit so as to be in the determined operating state Relates to the device.

近年、車載主機として電動機が搭載された車両が実用化され、普及しつつある。電動機を車載主機とする場合、電動機自体やこれに接続されるインバータから生じるノイズは、インバータのスイッチング周波数等によって変化する。そこで従来は、例えば下記特許文献1に見られるように、キャリアと指令電圧との大小比較に基づきインバータを操作するに際し、キャリアの周波数を切り替えることで、上記ノイズを抑制することも提案されている。   In recent years, vehicles equipped with electric motors as in-vehicle main machines have been put into practical use and are becoming popular. When an electric motor is used as an in-vehicle main machine, noise generated from the electric motor itself or an inverter connected to the electric motor varies depending on the switching frequency of the inverter. Therefore, conventionally, as seen in Patent Document 1 below, for example, it has been proposed to suppress the noise by switching the frequency of the carrier when operating the inverter based on the magnitude comparison between the carrier and the command voltage. .

特開2009−303288号公報JP 2009-303288 A

ところで、上記のように電動機は、内燃機関と比較してノイズを制御によって低減しやすいため、一般に内燃機関のみを搭載した車両と比較して電動機を搭載する車両は静音性が高いというメリットを有する反面、こうしたメリットが新たな問題を生じさせている。すなわち、停車状態からの発進時や低速走行時において、自動車が接近していることが歩行者に気づかれにくいという問題を生じさせている。   By the way, as described above, since the electric motor is easy to reduce noise by control as compared with the internal combustion engine, the vehicle equipped with the electric motor generally has a merit that the noise reduction is higher than the vehicle equipped with only the internal combustion engine. On the other hand, these benefits create new problems. That is, when starting from a stopped state or traveling at a low speed, there is a problem that it is difficult for a pedestrian to notice that the vehicle is approaching.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載主機として回転機を備えるものにあって、車両の接近に注意を促すことのできる回転機の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a rotating machine that is equipped with a rotating machine as an in-vehicle main machine and can call attention to the approach of the vehicle. There is to do.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備えることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, a power conversion circuit including a plurality of voltage applying units that apply voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of a rotating machine as an in-vehicle main unit is an operation target, and the power conversion Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine when the operation state of the circuit is set, and the power conversion based on the predicted control amount and a command value of the control amount Rotating machine control for determining an actual operating state of the circuit and controlling the control amount of the rotating machine by model predictive control, comprising operating means for operating the power conversion circuit so as to be in the determined operating state The apparatus includes a lowering unit that forcibly reduces the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than a specified speed. And wherein the door.

上記モデル予測制御の制御性を十分に確保する上で実現されるスイッチング状態の切り替え周波数は、人に感知されやすい周波数よりも高くなる傾向がある。この点、上記発明では、低下手段を備えることで、車両の走行速度が規定速度以下となることで車輪と路面との摩擦音が小さくなる状況下、回転機や電力変換回路の生じる音が人に感知されやすいものとなるようにすることができる。このため、車両の接近に注意を促すことができる。   There is a tendency that the switching frequency of the switching state realized when sufficiently ensuring the controllability of the model predictive control is higher than a frequency that is easily perceived by humans. In this regard, in the above-described invention, the noise generated by the rotating machine and the power conversion circuit is given to a person in a situation in which the frictional noise between the wheels and the road surface is reduced by providing the lowering means when the traveling speed of the vehicle falls below the specified speed. It can be made to be easily perceived. For this reason, it is possible to call attention to the approach of the vehicle.

請求項7記載の発明は、請求項5または6記載の発明において、前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 5 or 6 , wherein the reduction means has a maximum value in a frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to a sound pressure generated due to an operation of the power conversion circuit. It is characterized in that it becomes larger than the value in the high frequency region adjacent to the region.

「0.5〜8kHz」の周波数領域の音波は、人に特に感知されやすい。上記発明では、この点に鑑み、上記設定とした。   Sound waves in the frequency range of “0.5 to 8 kHz” are particularly susceptible to human detection. In the said invention, it was set as the said setting in view of this point.

請求項記載の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記低下手段は、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を低下制御するための操作を、前記操作状態の更新可能周期の伸長操作とする伸長操作手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7 , wherein the lowering means performs an operation for lowering a switching frequency of a switching state of the switching element. It is characterized by comprising an extension operation means for performing an extension operation of the updatable period.

スイッチング状態の切り替え周波数は、更新可能周期の逆数に比例する。このため、更新可能周波数を伸長させることで、スイッチング状態の切り替え周波数を低下させることができる。   The switching frequency of the switching state is proportional to the reciprocal of the updatable period. For this reason, it is possible to reduce the switching frequency of the switching state by extending the updatable frequency.

請求項6記載の発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段と、前記操作手段は、前記予測された制御量と該制御量の指令値との偏差が閾値以下となることを条件に、現在のスイッチング状態を維持する維持手段とを備え、前記低下手段は、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を低下制御するための操作を、前記閾値の増加操作とする増加操作手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of a rotating machine as an in-vehicle main machine. , Based on the prediction means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine when the operation state of the power conversion circuit is set, on the basis of the predicted control amount and the command value of the control amount , Determining an actual operation state of the power conversion circuit, and operating means for operating the power conversion circuit to achieve the determined operation state, and controlling the control amount of the rotating machine by model predictive control In the control device for a rotating machine, a decrease that forcibly reduces the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed. Stage and said operating means, said the predicted controlled variable and the condition that the deviation between the command value of the control amount is equal to or less than the threshold, and a maintaining means for maintaining the current switching state, said reducing means Comprises an increasing operation means for setting the threshold value increasing operation to decrease the switching frequency of the switching state of the switching element.

上記維持手段を備える場合、閾値が小さいほど上記偏差が閾値を上回るまでに要する時間が短くなると考えられる。このため、閾値を大きくすることで、スイッチング状態の切り替え周波数を低下させることができる。   When the maintenance means is provided, it is considered that the time required for the deviation to exceed the threshold is shortened as the threshold is smaller. For this reason, the switching frequency of the switching state can be lowered by increasing the threshold value.

請求項記載の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発明において、前記低下手段は、前記強制的な低下のための操作量の変更量を変動させる変動手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8 , wherein the lowering means includes a changing means for changing a change amount of the operation amount for the forced reduction. It is characterized by.

特定の周波数の音圧のみが大きくなる場合、人にとって不快感を伴いやすいことが知られている。上記発明では、この点に鑑み、操作量の変更量を変動させることで、音圧が極大値となる周波数を変動させることなどができる。   It is known that when only the sound pressure of a specific frequency increases, it is likely to cause discomfort for humans. In the above invention, in view of this point, the frequency at which the sound pressure reaches the maximum value can be changed by changing the change amount of the operation amount.

請求項10記載の発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段をさらに備えることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the fifth to seventh aspects, the command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine, and the reduction means It is further characterized by further comprising an efficiency reduction means for changing the command value of the current so that the efficiency of the rotating machine is reduced during the reduction control.

音圧の大きさは、スイッチング状態の切り替えに伴う電流のリプルの振幅が大きいほど大きくなる。上記発明では、この点に鑑み、効率低下手段を備えることで、回転機のトルクを過度に大きくすることなく電流のリプルの振幅を増大させることができる。   The magnitude of the sound pressure increases as the amplitude of the current ripple accompanying the switching of the switching state increases. In the above invention, in view of this point, by providing the efficiency reduction means, it is possible to increase the amplitude of the ripple of current without excessively increasing the torque of the rotating machine.

請求項記載の発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであり、前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段を備え、前記効率低下手段は、前記回転機のトルク、前記車両の重量、登坂路であるか否か、向かい風の風速の少なくとも1つに応じて前記効率の低下量を可変設定することを特徴とする。 The invention described in claim 1 is directed to a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of a rotating machine as an in-vehicle main machine. , Based on the prediction means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine when the operation state of the power conversion circuit is set, on the basis of the predicted control amount and the command value of the control amount , Determining an actual operation state of the power conversion circuit, and operating means for operating the power conversion circuit to achieve the determined operation state, and controlling the control amount of the rotating machine by model predictive control In the control device for a rotating machine, a decrease that forcibly reduces the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed. And the lowering means has a maximum value in the frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to the sound pressure caused by the operation of the power conversion circuit larger than the value in the high frequency region adjacent to the region. The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine, and the command value of the current is set to the value of the rotating machine during the reduction control by the reducing unit. Efficiency reduction means for changing the efficiency so as to decrease, the efficiency reduction means according to at least one of the torque of the rotating machine, the weight of the vehicle, whether it is an uphill road, and the wind speed of the head wind It is characterized by variably setting the amount of decrease in efficiency.

回転機のトルクが小さいほど、回転機を流れる電流が小さいことからスイッチング状態の切り替えに伴う電流のリプルの振幅も小さくなる。また、車両の重量が小さいほど要求されるトルクが小さくなることから、スイッチング状態の切り替えに伴う電流のリプルの振幅も小さくなる。また、車両の走行状況は、回転機のトルクと相関を有する。上記発明では、この点に鑑み、電流のリプルの振幅の大小に起因した音圧の大小を把握しつつ効率の低下量を可変設定する。   The smaller the torque of the rotating machine, the smaller the current flowing through the rotating machine, so the amplitude of the current ripple accompanying switching of the switching state is also reduced. In addition, since the required torque decreases as the vehicle weight decreases, the amplitude of current ripple associated with switching of the switching state also decreases. Further, the traveling state of the vehicle has a correlation with the torque of the rotating machine. In the above invention, in view of this point, the amount of decrease in efficiency is variably set while grasping the magnitude of the sound pressure due to the magnitude of the amplitude of the current ripple.

請求項記載の発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであり、前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段を備え、前記回転機および前記電力変換回路の少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記効率低下手段は、前記温度検出手段によって検出される温度が規定温度以上となる場合に前記効率の低下を制限することを特徴とする。 The invention described in claim 2 is directed to a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of a rotating machine as an in-vehicle main machine. , Based on the prediction means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine when the operation state of the power conversion circuit is set, on the basis of the predicted control amount and the command value of the control amount , Determining an actual operation state of the power conversion circuit, and operating means for operating the power conversion circuit to achieve the determined operation state, and controlling the control amount of the rotating machine by model predictive control In the control device for a rotating machine, a decrease that forcibly reduces the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed. And the lowering means has a maximum value in the frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to the sound pressure caused by the operation of the power conversion circuit larger than the value in the high frequency region adjacent to the region. The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine, and the command value of the current is set to the value of the rotating machine during the reduction control by the reducing unit. Efficiency reduction means for changing the efficiency so as to decrease , further comprising temperature detection means for detecting the temperature of at least one of the rotating machine and the power conversion circuit, wherein the efficiency reduction means is detected by the temperature detection means. The lowering of the efficiency is limited when the temperature is equal to or higher than a specified temperature.

効率が低下すると、電力変換回路や回転機において熱の発生量が増加する。上記発明では、この点に鑑み、温度が上昇することで効率の低下を制限する。   When the efficiency decreases, the amount of heat generated in the power conversion circuit and the rotating machine increases. In the said invention, in view of this point, the fall of efficiency is restrict | limited by temperature rising.

請求項記載の発明は、互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであり、前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段を備え、前記複数の電圧印加手段は、電池を備えて構成されており、前記電池の残存容量が少ない場合、前記効率の低下を制限する容量確保手段を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element for selectively opening and closing a terminal of a rotating machine as an in-vehicle main machine is set as an operation target. , Based on the prediction means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine when the operation state of the power conversion circuit is set, on the basis of the predicted control amount and the command value of the control amount , Determining an actual operation state of the power conversion circuit, and operating means for operating the power conversion circuit to achieve the determined operation state, and controlling the control amount of the rotating machine by model predictive control In the control device for a rotating machine, a decrease that forcibly reduces the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed. And the lowering means has a maximum value in the frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to the sound pressure caused by the operation of the power conversion circuit larger than the value in the high frequency region adjacent to the region. The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine, and the command value of the current is set to the value of the rotating machine during the reduction control by the reducing unit. An efficiency reducing means for changing so as to reduce the efficiency, and the plurality of voltage applying means are configured to include a battery, and when the remaining capacity of the battery is small, a capacity securing means for limiting the decrease in efficiency. It is characterized by providing.

効率が低下するほど、電池の残存容量の減少速度が大きくなる。上記発明では、この点に鑑み、残存容量が少ない場合に効率の低下を制限する。   The lower the efficiency, the greater the rate of decrease of the battery's remaining capacity. In view of this point, the above invention limits the decrease in efficiency when the remaining capacity is small.

請求項記載の発明は、請求項2または3記載の発明において、前記モデル予測制御は、前記回転機のトルクを要求トルクに制御するものであり、前記低下手段による低下制御時、前記モデル予測制御に対する入力パラメータとしてのトルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を前記要求トルクとする変動トルク設定手段をさらに備え、前記変動トルク設定手段は、前記効率の低下が制限される状況下、前記トルクの指令値を周期的に変化させる処理を行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the second or third aspect , the model predictive control controls the torque of the rotating machine to a required torque. A variable torque setting unit that periodically changes a command value of torque as an input parameter for control and uses the average value as the required torque, and the variable torque setting unit is configured to limit a decrease in efficiency. Below, the process which changes the command value of the said torque periodically is performed.

トルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を要求トルクとする場合、トルクの指令値は要求トルクよりも大きくなることがあり、そのときの電流のリプルの振幅はトルクを周期的に変化させない場合と比較して大きくなる。このため、効率を低下させることなく、音圧を大きくすることができる。   When the command value of torque is periodically changed and the average value is set as the required torque, the torque command value may be larger than the required torque, and the amplitude of the current ripple at that time is It becomes larger than the case where it is not changed. For this reason, it is possible to increase the sound pressure without reducing the efficiency.

請求項11記載の発明は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発明において、前記モデル予測制御は、前記回転機のトルクを要求トルクに制御するものであり、前記低下手段による低下制御時、前記モデル予測制御に対する入力パラメータとしてのトルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を前記要求トルクとする変動トルク設定手段をさらに備えることを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 10, wherein the model predictive control controls the torque of the rotating machine to a required torque, and the reduction by the reduction means. In the control, it further includes a variable torque setting means that periodically changes a torque command value as an input parameter for the model predictive control and sets the average value as the required torque.

トルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を要求トルクとする場合、トルクの指令値は要求トルクよりも大きくなることがあり、そのときの電流のリプルの振幅はトルクを周期的に変化させない場合と比較して大きくなる。このため、音圧を大きくすることができる。   When the command value of torque is periodically changed and the average value is set as the required torque, the torque command value may be larger than the required torque, and the amplitude of the current ripple at that time is It becomes larger than the case where it is not changed. For this reason, the sound pressure can be increased.

請求項12記載の発明は、請求項11記載の発明において、前記変動トルク設定手段は、前記回転機のトルク、前記車両の重量、登坂路であるか否か、向かい風の風速の少なくとも1つに応じて前記トルクの指令値の周期的な変化量を可変設定することを特徴とする。 The invention according to claim 12 is the invention according to claim 11 , wherein the variable torque setting means is at least one of the torque of the rotating machine, the weight of the vehicle, whether it is an uphill road, and the wind speed of the head wind. The periodic change amount of the torque command value is variably set according to the above.

回転機のトルクが小さいほど、回転機を流れる電流が小さいことからスイッチング状態の切り替えに伴う電流のリプルの振幅も小さくなる。また、車両の重量が小さいほど要求されるトルクが小さくなることから、スイッチング状態の切り替えに伴う電流のリプルの振幅も小さくなる。また、車両の走行状況は、回転機のトルクと相関を有する。上記発明では、この点に鑑み、電流のリプルの振幅の大小に起因した音圧の大小を把握しつつトルクの周期的な変化量を可変設定する。   The smaller the torque of the rotating machine, the smaller the current flowing through the rotating machine, so the amplitude of the current ripple accompanying switching of the switching state is also reduced. In addition, since the required torque decreases as the vehicle weight decreases, the amplitude of current ripple associated with switching of the switching state also decreases. Further, the traveling state of the vehicle has a correlation with the torque of the rotating machine. In view of this point, the invention described above variably sets the amount of periodic change in torque while grasping the magnitude of the sound pressure caused by the magnitude of the amplitude of the current ripple.

請求項13記載の発明は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の発明において、前記車両の外部の音圧分布を検出する音圧分布検出手段をさらに備え、前記低下手段は、前記音圧分布検出手段による検出結果に基づき、前記スイッチング状態の切り替え周波数の低下量を可変設定することを特徴とする。   The invention according to claim 13 is the invention according to any one of claims 1 to 12, further comprising sound pressure distribution detecting means for detecting a sound pressure distribution outside the vehicle, wherein the lowering means comprises The amount of decrease in the switching frequency of the switching state is variably set based on the detection result by the sound pressure distribution detection means.

上記発明では、検出結果に基づき低下量を可変設定することで、外部の音圧の極大値とスイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧の極大値との周波数を相違させる制御や、外部の音圧よりもスイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧の方が大きくなる制御をすることができる。   In the above-described invention, the amount of decrease is variably set based on the detection result, so that the frequency of the maximum value of the external sound pressure and the maximum value of the sound pressure generated by switching the switching state are different, or the external sound pressure It is possible to control the sound pressure generated by switching the switching state to be larger than that.

請求項14記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記車両の外部の音圧分布を検出する音圧分布検出手段をさらに備え、前記効率低下手段は、前記音圧分布検出手段による検出結果に基づき、前記効率の低下量を可変設定することを特徴とする。 The invention according to claim 14 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , further comprising sound pressure distribution detecting means for detecting a sound pressure distribution outside the vehicle, wherein the efficiency lowering means comprises: The reduction amount of the efficiency is variably set based on a detection result by the sound pressure distribution detection means.

上記発明では、検出結果に基づき効率の低下量を可変設定することで、スイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧が外部の音圧によって打ち消されないようにすることができる。   In the above invention, the amount of decrease in efficiency is variably set based on the detection result, so that the sound pressure generated by switching the switching state can be prevented from being canceled by the external sound pressure.

請求項15記載の発明は、請求項4または5記載の発明において、前記車両の外部の音圧分布を検出する音圧分布検出手段をさらに備え、前記変動トルク設定手段は、前記音圧分布検出手段による検出結果に基づき、前記トルクの指令値の周期的な変化量を可変設定することを特徴とする。 The invention according to claim 15 is the invention according to claim 4 or 5 , further comprising sound pressure distribution detection means for detecting a sound pressure distribution outside the vehicle, wherein the variable torque setting means is the sound pressure distribution detection. The periodic change amount of the torque command value is variably set based on the detection result by the means.

上記発明では、検出結果に基づきトルクの周期的な変化量を可変設定することで、スイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧が外部の音圧によって打ち消されないようにすることができる。   In the above-described invention, the sound pressure generated by switching the switching state can be prevented from being canceled by the external sound pressure by variably setting the amount of periodic change in torque based on the detection result.

請求項16記載の発明は、請求項1〜15のいずれか1項に記載の発明において、前記電力変換回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備えるものであることを特徴とする。   The invention according to claim 16 is the invention according to any one of claims 1 to 15, wherein the power conversion circuit selectively connects a terminal of the rotating machine to each of a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply. A switching element is provided.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. インバータの操作状態を表現する電圧ベクトルを示す図。The figure which shows the voltage vector expressing the operation state of an inverter. 上記実施形態にかかる規範スイッチング遷移を示す図。The figure which shows the normative switching transition concerning the said embodiment. 同実施形態にかかるモデル予測制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the model prediction control concerning the embodiment. 上記モデル予測制御における電流の予測処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the prediction process of the electric current in the said model prediction control. 上記モデル予測制御における電圧ベクトルの変更検討処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the change examination process of the voltage vector in the said model prediction control. モデル予測制御の制御周期と音圧分布との関係の計測結果を示す図。The figure which shows the measurement result of the relationship between the control period of model predictive control, and sound pressure distribution. 同実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 2nd Embodiment. 第3の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 3rd Embodiment. トルクと音圧分布との関係の計測結果を示す図。The figure which shows the measurement result of the relationship between a torque and sound pressure distribution. 第4の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 4th Embodiment. 第5の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 5th Embodiment. 第6の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 6th Embodiment. 第7の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 7th Embodiment. 第8の実施形態にかかる効率の低下処理の制限処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the restriction | limiting process of the efficiency fall process concerning 8th Embodiment. 第9の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 9th Embodiment. 第10の実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the sound pressure control concerning 10th Embodiment.

<第1の実施形態>
以下、本発明にかかる回転機の制御装置を車載主機としての回転機の制御装置に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which a control device for a rotating machine according to the present invention is applied to a control device for a rotating machine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるモータジェネレータの制御システムの全体構成を示す。モータジェネレータ10は、3相の永久磁石同期モータである。また、モータジェネレータ10は、突極性を有する回転機(突極機)である。詳しくは、モータジェネレータ10は、埋め込み磁石同期モータ(IPMSM)である。モータジェネレータ10は、車載主機であり、その回転軸は、駆動輪に機械的に連結されている。   FIG. 1 shows the overall configuration of a motor generator control system according to this embodiment. The motor generator 10 is a three-phase permanent magnet synchronous motor. The motor generator 10 is a rotating machine (saliency pole machine) having saliency. Specifically, the motor generator 10 is an embedded magnet synchronous motor (IPMSM). The motor generator 10 is an in-vehicle main machine, and the rotating shaft thereof is mechanically coupled to the drive wheels.

モータジェネレータ10は、インバータIVを介して高電圧バッテリ12に接続されている。インバータIVは、スイッチング素子Sup,Sunの直列接続体と、スイッチング素子Svp,Svnの直列接続体と、スイッチング素子Swp,Swnの直列接続体とを備えており、これら各直列接続体の接続点がモータジェネレータ10のU,V,W相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnとして、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)が用いられている。そして、これらにはそれぞれ、ダイオードDup,Dun,Dvp,Dvn,Dwp,Dwnが逆並列に接続されている。   The motor generator 10 is connected to the high voltage battery 12 via the inverter IV. The inverter IV includes a series connection body of the switching elements Sup and Sun, a series connection body of the switching elements Svp and Svn, and a series connection body of the switching elements Swp and Swn. The motor generator 10 is connected to the U, V, and W phases, respectively. In the present embodiment, insulated gate bipolar transistors (IGBTs) are used as the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn. In addition, diodes Dup, Dun, Dvp, Dvn, Dwp, and Dwn are connected in antiparallel to these.

本実施形態では、モータジェネレータ10やインバータIVの状態を検出する検出手段として、以下のものを備えている。まずモータジェネレータ10の回転角度(電気角θ)を検出する回転角度センサ14を備えている。また、モータジェネレータ10の各相を流れる電流iu,iv,iwを検出する電流センサ16を備えている。更に、インバータIVの入力電圧(電源電圧VDC)を検出する電圧センサ18を備えている。   In this embodiment, the following is provided as detection means for detecting the state of the motor generator 10 and the inverter IV. First, a rotation angle sensor 14 for detecting the rotation angle (electrical angle θ) of the motor generator 10 is provided. Further, a current sensor 16 that detects currents iu, iv, and iw flowing through the phases of the motor generator 10 is provided. Further, a voltage sensor 18 for detecting an input voltage (power supply voltage VDC) of the inverter IV is provided.

上記各種センサの検出値は、図示しないインターフェースを介して低電圧システムを構成する制御装置20に取り込まれる。制御装置20では、これら各種センサの検出値に基づき、インバータIVを操作する操作信号を生成して出力する。ここで、インバータIVのスイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnを操作する信号が、操作信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnである。   The detection values of the various sensors are taken into the control device 20 constituting the low voltage system via an interface (not shown). The control device 20 generates and outputs an operation signal for operating the inverter IV based on the detection values of these various sensors. Here, the signals for operating the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn of the inverter IV are the operation signals gup, gun, gvp, gvn, gwp, gwn.

以下では、制御装置20によって行なわれる処理について、「1.モデル予測制御を用いた制御量の制御」、「2.音圧制御」の順に説明する。
「1.モデル予測制御を用いた制御量の制御」
上記制御装置20は、モータジェネレータ10のトルクを要求トルクTrに制御すべく、インバータIVを操作する。詳しくは、要求トルクTrを実現するための指令電流となるようにインバータIVを操作する。すなわち、本実施形態では、モータジェネレータ10のトルクが最終的な制御量となるものであるが、トルクを制御すべく、モータジェネレータ10を流れる電流を直接の制御量としてこれを指令電流に制御する。特に、本実施形態では、モータジェネレータ10を流れる電流を指令電流に制御すべく、インバータIVの操作状態を仮設定した場合についてのモータジェネレータ10を流れる電流を予測し、予測電流と指令電流との差に基づきインバータIVの実際の操作状態を決定するモデル予測制御を行う。
Hereinafter, processes performed by the control device 20 will be described in the order of “1. Control amount control using model predictive control” and “2. Sound pressure control”.
"1. Control amount control using model predictive control"
The control device 20 operates the inverter IV to control the torque of the motor generator 10 to the required torque Tr. Specifically, the inverter IV is operated so that a command current for realizing the required torque Tr is obtained. That is, in this embodiment, the torque of the motor generator 10 becomes the final control amount, but in order to control the torque, the current flowing through the motor generator 10 is directly controlled as a command current. . In particular, in this embodiment, in order to control the current flowing through the motor generator 10 to the command current, the current flowing through the motor generator 10 when the operation state of the inverter IV is temporarily set is predicted, and the predicted current and the command current are calculated. Model predictive control is performed to determine the actual operation state of the inverter IV based on the difference.

詳しくは、電流センサ16によって検出された相電流iu,iv,iwは、dq変換部22において、回転座標系の実電流id,iqに変換される。また、回転角度センサ14によって検出される電気角θは、速度算出部23の入力となり、これにより、回転速度(電気角速度ω)が算出される。一方、指令電流設定部24は、要求トルクTrを入力とし、dq座標系での指令電流idr,iqrを出力する。ここでは、最小の電流で最大のトルクを生成できる指令電流idr,iqrを設定する。これら指令電流idr,iqr、実電流id,iq、および電気角θは、モデル予測制御部30の入力となる。モデル予測制御部30では、これら入力パラメータに基づき、インバータIVの操作状態を規定する電圧ベクトルViを決定し、操作部26に入力する。操作部26では、入力された電圧ベクトルViに基づき、上記操作信号を生成してインバータIVに出力する。   Specifically, the phase currents iu, iv, iw detected by the current sensor 16 are converted into actual currents id, iq in the rotating coordinate system by the dq converter 22. Further, the electrical angle θ detected by the rotation angle sensor 14 is input to the speed calculation unit 23, and thereby the rotation speed (electrical angular speed ω) is calculated. On the other hand, the command current setting unit 24 receives the required torque Tr and outputs command currents idr and iqr in the dq coordinate system. Here, the command currents idr and iqr that can generate the maximum torque with the minimum current are set. The command currents idr and iqr, the actual currents id and iq, and the electrical angle θ are input to the model prediction control unit 30. Based on these input parameters, the model prediction control unit 30 determines a voltage vector Vi that defines the operation state of the inverter IV and inputs the voltage vector Vi to the operation unit 26. The operation unit 26 generates the operation signal based on the input voltage vector Vi and outputs it to the inverter IV.

ここで、インバータIVの操作状態を表現する電圧ベクトルは、図2に示す8つの電圧ベクトルとなる。例えば、低電位側のスイッチング素子Sun,Svn,Swnがオン状態となる操作状態(図中、「下」と表記)を表現する電圧ベクトルが電圧ベクトルV0であり、高電位側のスイッチング素子Sup,Svp,Swpがオン状態となる操作状態(図中、「上」と表記)を表現する電圧ベクトルが電圧ベクトルV7である。これら電圧ベクトルV0,V7は、モータジェネレータ10の全相を短絡させるものであり、インバータIVからモータジェネレータ10に印加される電圧がゼロとなるものであるため、ゼロ電圧ベクトルと呼ばれている。これに対し、残りの6つの電圧ベクトルV1〜V6は、上側アーム及び下側アームの双方にオン状態となるスイッチング素子が存在する操作状態によって規定されるものであり、有効電圧ベクトルと呼ばれている。なお、ゼロ電圧ベクトルV0,V7を原点として有効電圧ベクトルV1〜V6を固定2次元座標系に変換したものが図2(b)である。図示されるように、電圧ベクトルV1、V3,V5のそれぞれがU相、V相、W相の正側にそれぞれ対応している。   Here, the voltage vectors expressing the operation state of the inverter IV are eight voltage vectors shown in FIG. For example, a voltage vector representing an operation state (indicated as “lower” in the drawing) in which the low-potential side switching elements Sun, Svn, Swn are turned on is the voltage vector V0, and the high-potential side switching elements Sup, A voltage vector representing an operation state (indicated as “upper” in the drawing) in which Svp and Swp are turned on is a voltage vector V7. These voltage vectors V0 and V7 are for short-circuiting all phases of the motor generator 10 and are called zero voltage vectors because the voltage applied to the motor generator 10 from the inverter IV becomes zero. On the other hand, the remaining six voltage vectors V1 to V6 are defined by an operation state in which switching elements that are turned on exist in both the upper arm and the lower arm, and are called effective voltage vectors. Yes. FIG. 2B is a diagram in which the effective voltage vectors V1 to V6 are converted into a fixed two-dimensional coordinate system with the zero voltage vectors V0 and V7 as the origin. As illustrated, each of the voltage vectors V1, V3, and V5 corresponds to the positive side of the U phase, the V phase, and the W phase, respectively.

次に、モデル予測制御部30の処理の詳細について説明する。先の図1に示す操作状態設定部31では、インバータIVの操作状態を設定する。ここでは、先の図2に示した電圧ベクトルV0〜V7をインバータIVの操作状態として設定する。dq変換部32では、操作状態設定部31によって設定された電圧ベクトルをdq変換することで、dq座標系の電圧ベクトルVdq=(vd,vq)を算出する。こうした変換を行うべく、操作状態設定部31における電圧ベクトルV0〜V7を、例えば、先の図2において、「上」を「VDC/2」として且つ「下」を「−VDC/2」とすることで表現すればよい。この場合、例えば、電圧ベクトルV0は、(−VDC/2、−VDC/2、−VDC/2)となり、電圧ベクトルV1は、(VDC/2、−VDC/2、−VDC/2)となる。   Next, details of the processing of the model prediction control unit 30 will be described. In the operation state setting unit 31 shown in FIG. 1, the operation state of the inverter IV is set. Here, voltage vectors V0 to V7 shown in FIG. 2 are set as the operation state of inverter IV. The dq conversion unit 32 calculates the voltage vector Vdq = (vd, vq) in the dq coordinate system by performing dq conversion on the voltage vector set by the operation state setting unit 31. In order to perform such conversion, the voltage vectors V0 to V7 in the operation state setting unit 31 are, for example, “upper” as “VDC / 2” and “lower” as “−VDC / 2” in FIG. It can be expressed as above. In this case, for example, the voltage vector V0 is (−VDC / 2, −VDC / 2, −VDC / 2), and the voltage vector V1 is (VDC / 2, −VDC / 2, −VDC / 2). .

予測部33では、電圧ベクトル(vd、vq)と、実電流id,iqと、電気角速度ωとに基づき、インバータIVの操作状態を操作状態設定部31によって設定される状態とした場合の電流id,iqを予測する。ここでは、下記(c1)、(c2)にて表現される電圧方程式を、電流の微分項について解いた下記の状態方程式(式(c3)、(c4))を離散化し、1ステップ先の電流を予測する。
vd=(R+pLd)id −ωLqiq …(c1)
vq=ωLdid (R+pLq)iq +ωφ …(c2)
pid
=−(R/Ld)id +ω(Lq/Ld)iq +vd/Ld …(c3)
piq
=−ω(Ld/Lq)id−(Rd/Lq)iq+vq/Lq−ωφ/Lq…(c4)
ちなみに、上記の式(c1)、(c2)において、抵抗R、微分演算子p、d軸インダクタンスLd,q軸インダクタンスLq及び電機子鎖交磁束定数φを用いた。
In the prediction unit 33, the current id when the operation state of the inverter IV is set to the state set by the operation state setting unit 31 based on the voltage vector (vd, vq), the actual currents id, iq, and the electrical angular velocity ω. , Iq is predicted. Here, the voltage equation expressed by the following (c1) and (c2) is discretized from the following state equations (formulas (c3) and (c4)) obtained by solving the current differential term. Predict.
vd = (R + pLd) id−ωLqiq (c1)
vq = ωLdid (R + pLq) iq + ωφ (c2)
pid
= − (R / Ld) id + ω (Lq / Ld) iq + vd / Ld (c3)
piq
= −ω (Ld / Lq) id− (Rd / Lq) iq + vq / Lq−ωφ / Lq (c4)
Incidentally, in the above formulas (c1) and (c2), the resistance R, the differential operator p, the d-axis inductance Ld, the q-axis inductance Lq, and the armature flux linkage constant φ are used.

一方、操作状態決定部34では、予測部33によって予測された電流ide,iqeと、指令電流idr,iqrとを入力として、インバータIVの操作状態を決定する。この決定処理の1つでは、評価関数Jを用いる。すなわち、操作状態設定部31によって設定された操作状態のそれぞれを評価関数Jによって評価し、評価のもっとも高かった操作状態を選択する。この評価関数Jとして、本実施形態では、評価が低いほど値が大きくなるものを採用する。具体的には、評価関数Jを、指令電流ベクトルIdqr=(idr,iqr)と、予測電流ベクトルIdqe=(ide,iqe)との差の内積値に基づき算出する。これは、指令電流ベクトルIdqrと予測電流ベクトルIdqeとの各成分の偏差が正、負の双方の値となりうることに鑑み、値が大きいほど評価が低いことを表現するための一手法である。これにより、指令電流ベクトルIdqrと予測電流ベクトルIdqeとの各成分の差が大きいほど、評価が低くなる評価関数Jを構築することができる。   On the other hand, the operation state determination unit 34 inputs the currents ide and iq predicted by the prediction unit 33 and the command currents idr and iqr, and determines the operation state of the inverter IV. In one of the determination processes, the evaluation function J is used. That is, each operation state set by the operation state setting unit 31 is evaluated by the evaluation function J, and the operation state having the highest evaluation is selected. As this evaluation function J, in the present embodiment, a function whose value increases as the evaluation becomes lower is adopted. Specifically, the evaluation function J is calculated based on the inner product value of the difference between the command current vector Idqr = (idr, iqr) and the predicted current vector Idqe = (ide, iqe). This is a technique for expressing that the evaluation is lower as the value is larger in view of the fact that the deviation of each component between the command current vector Idqr and the predicted current vector Idqe can be both positive and negative values. As a result, it is possible to construct an evaluation function J in which the evaluation becomes lower as the difference between the components of the command current vector Idqr and the predicted current vector Idqe is larger.

上記評価関数Jを用いるなら、都度の制御周期Tcにおいて、予測電流ベクトルIdqeと指令電流ベクトルIdqrとの差が最も小さくなる操作状態を選択することができる一方、局所的なタイムスケールにおける最適解が選択されることに起因して、スイッチング状態の切り替え頻度が大きくなるおそれがある。   When the evaluation function J is used, an operation state in which the difference between the predicted current vector Idqe and the command current vector Idqr can be selected in each control cycle Tc can be selected, while an optimal solution on a local time scale can be obtained. Due to the selection, the switching frequency of the switching state may be increased.

そこで本発明者は、次回の制御周期Tcにおける操作状態の決定に際し、平均電圧ベクトルVaを参照することを考えた。ここで、平均電圧ベクトルVaとは、インバータIVの出力電圧のうち電気角周波数を有する基本波成分のことである。すなわち、インバータIVは、1電気角周期よりも短い時間間隔でスイッチング状態を切り替えることで、その出力電圧が、電気角周波数成分を有する正弦波形状の電圧を模擬したものとなっている。インバータIVの模擬する上記正弦波形状の電圧が平均電圧ベクトルVaである。ちなみに、この平均電圧ベクトルVaのノルムは、変調率や電圧利用率と比例関係にある物理量である。ここで、変調率は、インバータIVの出力電圧についての基本波成分のフーリエ係数のことである。なお、このフーリエ係数の算出に際しては、基本波の振幅中心とインバータIVの出力電圧の変動幅の中央値とを一致させる。   Therefore, the present inventor considered that the average voltage vector Va is referred to when determining the operation state in the next control cycle Tc. Here, the average voltage vector Va is a fundamental wave component having an electrical angular frequency in the output voltage of the inverter IV. In other words, the inverter IV switches the switching state at a time interval shorter than one electrical angular cycle, so that the output voltage simulates a sinusoidal voltage having an electrical angular frequency component. The sinusoidal voltage simulated by the inverter IV is the average voltage vector Va. Incidentally, the norm of the average voltage vector Va is a physical quantity proportional to the modulation rate and the voltage utilization rate. Here, the modulation rate is a Fourier coefficient of the fundamental wave component for the output voltage of the inverter IV. In calculating the Fourier coefficient, the amplitude center of the fundamental wave and the median value of the fluctuation range of the output voltage of the inverter IV are matched.

上記平均電圧ベクトルVaは、モータジェネレータ10を流れる実際の電流を指令電流idr,iqrとするうえで適切なものであると考えられる。このため、平均電圧ベクトルVaを参照するなら、予測期間を伸長させることなく制御周期Tcよりも長いタイムスケールにおける最適な操作状態の選択をモデル予測制御によって実現することができるとの考えに基づき、平均電圧ベクトルVaを利用する。詳しくは、本実施形態では、平均電圧ベクトルVaを利用して、図3に示す三角波PWM制御のスイッチング状態の切替パターンを規範として、スイッチング状態の切り替えを行う。   The average voltage vector Va is considered to be appropriate when the actual current flowing through the motor generator 10 is set to the command currents idr and iqr. For this reason, if the average voltage vector Va is referred to, based on the idea that the selection of the optimal operation state in the time scale longer than the control cycle Tc can be realized by the model predictive control without extending the prediction period. An average voltage vector Va is used. Specifically, in the present embodiment, switching of the switching state is performed using the average voltage vector Va as a reference for the switching pattern of the switching state of the triangular wave PWM control shown in FIG.

図3は、本実施形態におけるモデル予測制御によって優先される操作状態の推移を示す。図示されるように、電流誤差が許容範囲から外れる(誤差ベクトルedqのノルムが閾値ethよりも大きくなる)点P1において、平均電圧ベクトルVaとのなす角度の小さい一対の有効電圧ベクトルのうちの一方(図では、V3)が選択される。その後、点P2において一対の有効電圧ベクトルのうちの他方(図では、V4)が選択される。そして、電流誤差が許容範囲から再度外れる(誤差ベクトルedqのノルムが閾値ethよりも大きくなる)点P3において、ゼロ電圧ベクトル(図では、V7)が選択される。これにより、三角波比較PWM処理と同様、ゼロ電圧ベクトルにて表現される操作状態とされる期間を長くすることができ、スイッチング状態の切り替え数を低減することができる。   FIG. 3 shows the transition of the operation state prioritized by the model predictive control in the present embodiment. As shown in the figure, at a point P1 where the current error deviates from the allowable range (the norm of the error vector edq is greater than the threshold value eth), one of a pair of effective voltage vectors having a small angle with the average voltage vector Va. (V3 in the figure) is selected. Thereafter, the other (V4 in the figure) of the pair of effective voltage vectors is selected at the point P2. A zero voltage vector (V7 in the figure) is selected at a point P3 where the current error deviates from the allowable range again (the norm of the error vector edq is greater than the threshold value eth). Thereby, like the triangular wave comparison PWM process, the period of the operation state expressed by the zero voltage vector can be lengthened, and the number of switching of the switching state can be reduced.

図4に、本実施形態にかかるモデル予測制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、制御周期Tcで繰り返し実行される。   FIG. 4 shows a processing procedure of model predictive control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at the control cycle Tc.

この一連の処理では、まずステップS10において、制御周期Tc毎に訪れる更新タイミングのうち次回の更新タイミングにおける操作状態を表現する電圧ベクトルV(n+1)として、現在(今回)の操作状態を表現する電圧ベクトルV(n)を仮設定する。続くステップS12においては、次回の更新タイミングにおいて電圧ベクトルV(n+1)にて表現される操作状態が採用された場合のそれから1制御周期Tc先の予測電流ベクトルIdqe(n+2)を予測する処理を行なう。   In this series of processing, first, in step S10, the voltage representing the current (current) operation state is used as the voltage vector V (n + 1) representing the operation state at the next update timing among the update timings visited every control cycle Tc. A vector V (n) is temporarily set. In the subsequent step S12, a process of predicting a predicted current vector Idqe (n + 2) ahead of one control cycle Tc when an operation state expressed by the voltage vector V (n + 1) is adopted at the next update timing is performed. .

図5に、この処理の詳細を示す。   FIG. 5 shows details of this processing.

この一連の処理では、まずステップS12aにおいて、電気角θ(n)と、実電流id(n),iq(n)とを検出するとともに、前回の制御周期Tcで決定された電圧ベクトルV(n)を出力する。続くステップS12bにおいては、1制御周期先における電流(ide(n+1),iqe(n+1))を予測する。これは、上記ステップS12aによって出力された電圧ベクトルV(n)によって、1制御周期先の電流がどうなるかを予測する処理である。ここでは、上記の式(c3)、(c4)にて表現されたモデルを前進差分法にて制御周期Tcで離散化したものを用いて、電流ide(n+1)、iqe(n+1)を算出する。この際、電流の初期値として、上記ステップS12aにおいて検出された実電流id(n),iq(n)を用いるとともに、dq軸上の電圧ベクトルとして、固定座標系上の電圧ベクトルV(n)を、「θ(n)+ωTc/2」によってdq変換したものを用いる。ちなみに、このdq変換は、前進差分法によるものと相違するが、これは前進差分法による離散化誤差を抑制するための設定である。   In this series of processes, first, in step S12a, the electrical angle θ (n) and the actual currents id (n) and iq (n) are detected, and the voltage vector V (n determined in the previous control cycle Tc is detected. ) Is output. In the subsequent step S12b, the current (ide (n + 1), iqe (n + 1)) in one control cycle ahead is predicted. This is a process of predicting what will happen to the current one control cycle ahead based on the voltage vector V (n) output in step S12a. Here, the currents ide (n + 1) and iqe (n + 1) are calculated by using the model expressed by the above equations (c3) and (c4) discretized by the forward difference method with the control cycle Tc. . At this time, the actual currents id (n) and iq (n) detected in step S12a are used as initial values of the current, and the voltage vector V (n) on the fixed coordinate system is used as the voltage vector on the dq axis. Is subjected to dq conversion by “θ (n) + ωTc / 2”. Incidentally, this dq conversion is different from that by the forward difference method, but this is a setting for suppressing a discretization error by the forward difference method.

続くステップS12cでは、次回の更新タイミングにおける電圧ベクトルV(n+1)を設定した場合について、2制御周期先の電流を予測する処理を行う。すなわち、上記ステップS12bと同様にして予測電流ide(n+2)、iqe(n+2)を算出する。ただし、ここでは、電流の初期値として、上記ステップS12bにおいて算出された予測電流ide(n+1),iqe(n+1)を用いるとともに、dq軸上の電圧ベクトルとして、固定座標系上の電圧ベクトルV(n+1)を、「θ(n)+3ωTc/2」によってdq変換したものを用いる。ステップS12cの処理が完了する場合、先の図4の処理に戻る。   In the subsequent step S12c, a process of predicting a current two control cycles ahead is performed when the voltage vector V (n + 1) at the next update timing is set. That is, the predicted currents ide (n + 2) and iqe (n + 2) are calculated in the same manner as in step S12b. However, here, the predicted currents ide (n + 1) and iqe (n + 1) calculated in step S12b are used as the initial value of the current, and the voltage vector V (on the fixed coordinate system is used as the voltage vector on the dq axis. n + 1) is subjected to dq conversion by “θ (n) + 3ωTc / 2”. When the process of step S12c is completed, the process returns to the process of FIG.

図4のステップS14では、指令電流ベクトルIdqrから予測電流ベクトルIdqe(n+2)を減算した誤差ベクトルedqを算出する。続くステップS16では、平均電圧ベクトルVaを算出する。ここでは、上記の式(c1)、(c2)において微分演算子pを除去したものに、指令電流ベクトルIdqrを入力することで平均電圧ベクトルVaを算出する。すなわち、スイッチング状態の切り替えによる電流のリプルを除けばモータジェネレータ10に流れる平均的な電流が指令電流idr,iqrであることに鑑み、モータジェネレータ10に指令電流idr,iqrが定常的に流れる場合にこれに印加される電圧として平均電圧ベクトルVaを算出する。   In step S14 of FIG. 4, an error vector edq is calculated by subtracting the predicted current vector Idqe (n + 2) from the command current vector Idqr. In the subsequent step S16, an average voltage vector Va is calculated. Here, the average voltage vector Va is calculated by inputting the command current vector Idqr to the equations (c1) and (c2) from which the differential operator p is removed. That is, in consideration of the fact that the average current flowing through the motor generator 10 is the command currents idr and iqr except for the current ripple caused by the switching of the switching state, the command currents idr and iqr flow through the motor generator 10 steadily. An average voltage vector Va is calculated as a voltage applied thereto.

続くステップS18では、電流の誤差が許容範囲内にあるか否か(誤差ベクトルedqのノルム|edq|が閾値eth以下であるか否か)を判断する。ここで閾値ethは、モータジェネレータ10の状態量(電流の振幅、電気角速度ω等)によって可変設定することが望ましい。そして、許容範囲内にあると判断される場合、ステップS20において、指令電流ベクトルIdqrのノルム|Idqr|と予測電流ベクトルIdqeのノルム|Idqe|との大小関係が反転したか否かを判断する。この処理は、先の図3の点P2となるタイミングを判断するためのものである。そして、反転した場合には、状態遷移許可フラグFを「1」とする。ただし、状態遷移許可フラグFを「1」とする条件には、現在の電圧ベクトルV(n)が、平均電圧ベクトルVaとのなす角度の小さい一対の有効電圧ベクトルのうちのいずれか一方である旨の条件をさらに加える。すなわち、状態遷移許可フラグFは、現在の電圧ベクトルV(n)が、上記いずれか一方である旨の条件と上記反転した旨の条件との論理積が真である場合に「1」とされる。   In subsequent step S18, it is determined whether or not the current error is within an allowable range (whether or not norm | edq | of error vector edq is equal to or smaller than threshold value eth). Here, the threshold value eth is desirably variably set according to the state quantity of the motor generator 10 (current amplitude, electrical angular velocity ω, etc.). If it is determined that it is within the allowable range, it is determined in step S20 whether or not the magnitude relationship between the norm | Idqr | of the command current vector Idqr and the norm | Idqe | of the predicted current vector Idqe is reversed. This process is for determining the timing of the point P2 in FIG. If the state is reversed, the state transition permission flag F is set to “1”. However, the condition for setting the state transition permission flag F to “1” is that the current voltage vector V (n) is one of a pair of effective voltage vectors having a small angle with the average voltage vector Va. Add further conditions. That is, the state transition permission flag F is set to “1” when the logical product of the condition that the current voltage vector V (n) is one of the above and the condition that it is inverted is true. The

上記ステップS18において否定判断される場合や、ステップS20において肯定判断される場合には、ステップS22に移行し、次回の更新タイミングにおける電圧ベクトルV(n+1)の変更を検討する処理を行なう。これに対し、ステップS22の処理が完了する場合や、ステップS20において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   If a negative determination is made in step S18 or an affirmative determination is made in step S20, the process proceeds to step S22, and a process for examining the change of the voltage vector V (n + 1) at the next update timing is performed. On the other hand, when the process of step S22 is completed, or when a negative determination is made in step S20, this series of processes is temporarily terminated.

図6に、上記ステップS22の処理の詳細を示す。   FIG. 6 shows details of the process in step S22.

この一連の処理では、まずステップS30において、状態遷移許可フラグFが「1」であるか否かを判断する。そして状態遷移許可フラグFが「1」であると判断される場合、ステップS32において、平均電圧ベクトルVaとのなす角度が小さい一対の有効電圧ベクトルのうち現在の電圧ベクトルV(n)ではないもの(図中、実線)にて表現される操作状態の優先度が最も高いとして、これを検討対象とする。   In this series of processing, first, in step S30, it is determined whether or not the state transition permission flag F is “1”. If it is determined that the state transition permission flag F is “1”, in step S32, the current voltage vector V (n) that is not the current voltage vector V (n) is selected from the pair of effective voltage vectors having a small angle with the average voltage vector Va. The operation state represented by (solid line in the figure) is assumed to be the highest priority and is considered.

これに対し、ステップS30において否定判断される場合、ステップS34において、現在の電圧ベクトルV(n)が有効電圧ベクトルであるか否かを判断する。この処理は、先の図3における点P1において特定の有効電圧ベクトルを優先するためのものである。すなわち、ステップS34において否定判断される場合、ステップS36において、平均電圧ベクトルVaとのなす角度が小さい一対の有効電圧ベクトルのうちの現在の電圧ベクトルV(n)からのスイッチング状態の切り替え相数が「1」以下となる方にて表現される操作状態の優先度が最も高いとして、これを検討対象とする。例えば一対の有効電圧ベクトルが有効電圧ベクトルV3、V4であって且つ現在の電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルV0である場合、有効電圧ベクトルV3への切り替え相数は「1」である一方、有効電圧ベクトルV4への切り替え相数は「2」であるため、有効電圧ベクトルV3が検討対象とされる。   On the other hand, if a negative determination is made in step S30, it is determined in step S34 whether or not the current voltage vector V (n) is an effective voltage vector. This process is for giving priority to a specific effective voltage vector at the point P1 in FIG. That is, when a negative determination is made in step S34, in step S36, the number of switching phases of the switching state from the current voltage vector V (n) of the pair of effective voltage vectors having a small angle with the average voltage vector Va is determined. Considering that the priority of the operation state expressed by the person who becomes “1” or less is the highest priority, this is considered. For example, when the pair of effective voltage vectors is the effective voltage vectors V3 and V4 and the current voltage vector is the zero voltage vector V0, the number of switching phases to the effective voltage vector V3 is “1”, while the effective voltage vector Since the number of switching phases to V4 is “2”, the effective voltage vector V3 is considered.

これに対し、ステップS34において肯定判断される場合、ステップS38において、平均電圧ベクトルVaとのなす角度がA(≦20°)以下となる有効電圧ベクトルViが存在することと、現在の電圧ベクトルV(n)へ切り替える直前における電圧ベクトルが有効電圧ベクトルであることとの論理和が真であるか否かを判断する。ここで、第2の条件は、先の図3の点P3においてゼロ電圧ベクトルを優先するためのものである。また、第1の条件は、平均電圧ベクトルVaとのなす角度が小さい有効電圧ベクトルViがある場合、平均電圧ベクトルVaを生成する上で有効電圧ベクトルViはほとんど寄与しないことに鑑みてゼロ電圧ベクトルを優先するためのものである。上記論理和が真である場合、ステップS40において、現在の電圧ベクトルV(n)からのスイッチング状態の切り替え相数が「1」以下となるゼロ電圧ベクトルにて表現される操作状態の優先度が最も高いとして、これを検討対象とする。例えば、現在の電圧ベクトルV(n)がV4である場合、ゼロ電圧ベクトルV7にて表現される操作状態が検討対象とされ、現在の電圧ベクトルV(n)がV3である場合、ゼロ電圧ベクトルV0にて表現される操作状態が検討対象とされる。   On the other hand, when an affirmative determination is made in step S34, in step S38, there is an effective voltage vector Vi whose angle with the average voltage vector Va is A (≦ 20 °) or less, and the current voltage vector V It is determined whether or not the logical sum of the voltage vector immediately before switching to (n) being an effective voltage vector is true. Here, the second condition is for giving priority to the zero voltage vector at the point P3 in FIG. The first condition is that the zero voltage vector in view of the fact that the effective voltage vector Vi hardly contributes to the generation of the average voltage vector Va when there is an effective voltage vector Vi having a small angle with the average voltage vector Va. Is to prioritize. When the logical sum is true, in step S40, the priority of the operation state expressed by the zero voltage vector in which the number of switching phases of the switching state from the current voltage vector V (n) is “1” or less is set. As the highest, this is considered. For example, when the current voltage vector V (n) is V4, the operation state expressed by the zero voltage vector V7 is considered, and when the current voltage vector V (n) is V3, the zero voltage vector The operation state expressed by V0 is considered.

上記ステップS32、S36,S40の処理が完了する場合、ステップS42に移行する。ステップS42においては、検討対象とされた電圧ベクトルにて表現される操作状態を仮に設定した場合についての予測電流ベクトルIdqe(n+2)を算出し、これについての誤差ベクトルedqのノルム|edq|が閾値eth以下であるか否かを判断する。そして、閾値eth以下であると判断される場合、ステップS46において検討対象とされた電圧ベクトルを採用する。   When the processes in steps S32, S36, and S40 are completed, the process proceeds to step S42. In step S42, a predicted current vector Idqe (n + 2) is calculated for a case where the operation state expressed by the voltage vector to be examined is set, and the norm | edq | of the error vector edq is a threshold value. It is determined whether it is equal to or less than eth. And when it is judged that it is below threshold value eth, the voltage vector made into examination object in Step S46 is adopted.

これに対し、ステップS42や上記ステップS38において否定判断される場合には、ステップS44において、現在の電圧ベクトルV(n)からのスイッチング状態の切り替え相数が「1」以下となるもの全てのうち、評価関数Jによる評価が最も高いものを採用する。例えば現在の電圧ベクトルV(n)が有効電圧ベクトルV3である場合、有効電圧ベクトルV2,V3,V4とゼロ電圧ベクトルV0とのうちの評価関数Jによる評価が最も高いものを採用する。   On the other hand, when a negative determination is made in step S42 or step S38, among all those in which the number of switching phases in the switching state from the current voltage vector V (n) is “1” or less in step S44. The one having the highest evaluation by the evaluation function J is adopted. For example, when the current voltage vector V (n) is the effective voltage vector V3, the one having the highest evaluation by the evaluation function J among the effective voltage vectors V2, V3, V4 and the zero voltage vector V0 is adopted.

なお、上記ステップS46,S44の処理が完了する場合、この一連の処理を一旦終了する。
「2.音圧制御」
本実施形態では、車両の低速度走行時において、モータジェネレータ10やインバータIVによって生じるノイズを、人に感知されやすい周波数帯域において特に大きくなるようにすることを考える。これは、低速度走行時においては、駆動輪と路面との摩擦音等が小さいために、摩擦音等によっては、車両の周囲に車両が接近していることを気づかせるには十分でないためである。上記ノイズのうち人に感知されやすい周波数帯域を大きくする制御は、上記モデル予測制御における操作状態の更新可能周期(制御周期Tc)を操作することで行うことができる。
When the processes in steps S46 and S44 are completed, this series of processes is temporarily terminated.
“2. Sound pressure control”
In the present embodiment, it is considered that noise generated by the motor generator 10 and the inverter IV is particularly increased in a frequency band that is easily perceived by a vehicle when the vehicle is traveling at a low speed. This is because, during low-speed traveling, the frictional noise between the drive wheels and the road surface is small, so that the frictional noise or the like is not sufficient to make the vehicle aware of the proximity of the vehicle. Control of increasing the frequency band that is easily perceived by humans among the noise can be performed by operating the updatable period (control period Tc) of the operation state in the model predictive control.

図7に、制御周期Tcが長い場合(実線)と短い場合(一点鎖線)とのそれぞれにおける音圧レベル(dB)と周波数(Hz)との関係を示す。   FIG. 7 shows the relationship between the sound pressure level (dB) and the frequency (Hz) when the control cycle Tc is long (solid line) and when the control period Tc is short (dashed line).

図示されるように、制御周期Tcを長くすることで音圧が極大値となる周波数が低下する。ここで、図示した制御周期Tcが長い場合と短い場合とのいずれも、「0.5〜8kHz」において音圧が極大値を取る。この周波数帯域は、人に特に感知されやすい周波数帯域である。このため、制御周期Tcが図1に一点鎖線にて示した例よりも短い場合には、制御周期Tcを伸長操作することで、人に感知されやすい音を発生させることができることとなる。ここで、制御周期Tcを伸長操作することで音圧が極大となる周波数が低下するのは、スイッチング状態の切り替え周波数が低下するためであると考えられる。特に、図中実線にて示した制御周期Tcが長い場合にあっては、「1〜5kHz」において音圧が極大値を取る(代表的な可聴周波数「1〜12kHz」において最大値となってもいる)。ここで、「1〜5kHz」の周波数帯域は、人に特に感知されやすくて且つ不快感を生じることが少ない周波数帯域である。   As shown in the figure, the frequency at which the sound pressure reaches the maximum value decreases by increasing the control cycle Tc. Here, in both cases where the illustrated control cycle Tc is long and short, the sound pressure takes a maximum value at “0.5 to 8 kHz”. This frequency band is a frequency band that is particularly susceptible to human detection. For this reason, when the control cycle Tc is shorter than the example shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1, it is possible to generate a sound that is easily perceived by a person by extending the control cycle Tc. Here, it is considered that the frequency at which the sound pressure is maximized by extending the control cycle Tc is decreased because the switching frequency of the switching state is decreased. In particular, when the control cycle Tc indicated by the solid line in the figure is long, the sound pressure takes a maximum value at “1 to 5 kHz” (maximum value at a typical audible frequency “1 to 12 kHz”). Also). Here, the frequency band of “1 to 5 kHz” is a frequency band that is particularly easily sensed by humans and is less likely to cause discomfort.

上記に鑑み、本実施形態では、車両の走行速度が低い場合に制御周期Tcを伸長操作する。ここで、「0.5〜8kHz」(望ましくは「1〜5kHz」)において音圧が極大値を取るように制御周期Tcを常時設定しないのは、制御精度や必要性等に鑑みたものである。すなわち、一般に車両の走行速度が大きいほどモータジェネレータ10の回転速度が大きくなり、この場合、モデル予測制御の離散化誤差が大きくなりやすい。また、走行速度が大きい場合には、主機として内燃機関のみを搭載する車両においても車両の発生する音として駆動輪と路面との摩擦音等が支配的になるため、原動機等の生じる音を周囲に車両が接近したことを感知させる目的で使用する要求に乏しい。特にこの場合、原動機等に生じる音は外部に対して車両の接近を知らせるのに効果的なものとならない反面、搭乗者にとってノイズとはなることに鑑みれば、静音性を高めることが望ましい。   In view of the above, in the present embodiment, the control cycle Tc is extended when the traveling speed of the vehicle is low. Here, the reason why the control cycle Tc is not always set so that the sound pressure takes a maximum value at “0.5 to 8 kHz” (preferably “1 to 5 kHz”) is in consideration of control accuracy and necessity. is there. That is, generally, the higher the vehicle traveling speed, the higher the rotational speed of the motor generator 10, and in this case, the discretization error of the model predictive control tends to increase. In addition, when the running speed is high, the friction generated between the drive wheels and the road surface is dominant as the sound generated by the vehicle even in a vehicle equipped with only the internal combustion engine as the main engine. There is little demand to use it for the purpose of sensing the approach of the vehicle. In particular, in this case, the sound generated in the prime mover or the like is not effective for informing the outside of the approach of the vehicle, but it is desirable to increase the quietness in view of the fact that it becomes noise for the passenger.

図8に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 8 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS50において車両の走行速度Vvが閾値速度Vth以下であるか否かを判断する。ここで、閾値速度Vthは、周囲に車両の接近を感知させるうえでモータジェネレータ10やインバータIVによって生じるノイズを利用することが所望される速度の上限値に設定される。この速度は、例えば「20〜30km/h(望ましくは20km/h)」とすればよい。そして閾値速度Vth以下であると判断される場合、ステップS52において、制御周期Tcを伸長させる処理を行う。ここで、制御周期Tcの変更後の値は、「0.5〜8kHz」(望ましくは「1〜5kHz」)において音圧が極大値を取るように予め実験等によって求めておけばよい。   In this series of processes, first, in step S50, it is determined whether or not the vehicle traveling speed Vv is equal to or lower than a threshold speed Vth. Here, the threshold speed Vth is set to an upper limit value of a speed at which it is desired to use noise generated by the motor generator 10 and the inverter IV to sense the approach of the vehicle to the surroundings. This speed may be, for example, “20 to 30 km / h (desirably 20 km / h)”. If it is determined that the speed is equal to or less than the threshold speed Vth, a process of extending the control cycle Tc is performed in step S52. Here, the value after the change of the control cycle Tc may be obtained in advance by experiments or the like so that the sound pressure takes a maximum value at “0.5 to 8 kHz” (preferably “1 to 5 kHz”).

なお、上記ステップS52の処理が完了する場合や、ステップS50において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When the process of step S52 is completed or when a negative determination is made in step S50, this series of processes is temporarily terminated.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)車両の低速度走行時において、インバータIVの操作状態の更新可能周期(制御周期Tc)を伸長操作した。これにより、スイッチング状態の切り替え周波数を低下させることができ、ひいては、人に感知されやすい周波数帯域に音圧の極大値を移行させることができる。   (1) When the vehicle is traveling at a low speed, the updatable cycle (control cycle Tc) of the operation state of the inverter IV is extended. As a result, the switching frequency of the switching state can be lowered, and as a result, the maximum value of the sound pressure can be shifted to a frequency band that is easily perceived by humans.

(2)音圧についての0.5〜8kHz(望ましくは「1〜5kHz」)の周波数領域における最大値が、これに隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにした。これにより、人に特に感知されやすい周波数の音を大きくすることができる。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(2) The maximum value in the frequency region of 0.5 to 8 kHz (preferably “1 to 5 kHz”) of the sound pressure is made larger than the value in the high frequency region adjacent thereto. As a result, it is possible to increase a sound having a frequency that is particularly easily perceived by a person.
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、スイッチング状態の切り替え周波数を低下させる処理として、上記閾値ethを増加させる処理を行う。すなわち、閾値ethを増加させると、先の図4のステップS18において肯定判断されるまでに要する時間が伸長するため、スイッチング状態の切り替え周波数を低下させることができる。   In the present embodiment, the process of increasing the threshold value eth is performed as a process of reducing the switching frequency of the switching state. That is, when the threshold value eth is increased, the time required until an affirmative determination is made in step S18 of FIG. 4 is extended, so that the switching frequency of the switching state can be reduced.

図9に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図9において、先の図8に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 9 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 9, the same step numbers are assigned for convenience to the processes corresponding to the processes shown in FIG.

この一連の処理では、ステップS50において肯定判断される場合、ステップS52aにおいて、閾値ethを増加させる操作を行う。ここで、閾値ethは、スイッチング状態の切り替えに伴う電流のリプル周波数を低下させることで、人に感知されやすい周波数帯域に音圧の極大値を移行させることができる値に設定される。この設定は、予め実験等に基づき行うことができる。   In this series of processes, when an affirmative determination is made in step S50, an operation of increasing the threshold value eth is performed in step S52a. Here, the threshold value eth is set to a value that can shift the maximum value of the sound pressure to a frequency band that is easily perceived by a person by lowering the ripple frequency of the current accompanying switching of the switching state. This setting can be made based on experiments and the like in advance.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態における上記(2)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effect (2) in the first embodiment.

(3)車両の低速度走行時において、閾値ethを増加操作した。これにより、スイッチング状態の切り替え周波数を低下させることができ、ひいては、人に感知されやすい周波数帯域に音圧の極大値を移行させることができる。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(3) The threshold value eth is increased when the vehicle is traveling at a low speed. As a result, the switching frequency of the switching state can be lowered, and as a result, the maximum value of the sound pressure can be shifted to a frequency band that is easily perceived by humans.
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図10に本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図10において、先の図8に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 10 shows a sound pressure control processing procedure according to this embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 10, processes corresponding to the processes shown in FIG. 8 are given the same step numbers for convenience.

この一連の処理では、ステップS50において肯定判断される場合、ステップS52cにおいて、制御周期Tcを伸長操作して且つ、伸長操作された周波数を周期的に変動させる処理を行う。ここで、伸長された周波数を周期的に変動させるのは、特定の周波数の音圧が常時大きい場合、人に不快感を与えやすい一方、音圧の極大値が変動する場合、人によるフィーリングが良好となりやすいとの知見による。   In this series of processes, when an affirmative determination is made in step S50, in step S52c, a process of extending the control cycle Tc and periodically changing the expanded frequency is performed. Here, the expanded frequency is periodically changed because when the sound pressure of a specific frequency is always high, it tends to give a person discomfort, while when the maximum value of the sound pressure fluctuates, the human feeling According to the knowledge that is likely to become better.

上記周期的な変動処理は、これによって生じる音圧の極大値が、0.5〜8kHz(望ましくは「1〜5kHz」)の周波数領域内で変動するようにする。具体的には、この変動処理は、伸長された制御周期Tcを、M系列信号とすることなどで行えばよい。   The periodic fluctuation process causes the maximum value of the sound pressure generated thereby to fluctuate within a frequency region of 0.5 to 8 kHz (preferably “1 to 5 kHz”). Specifically, this variation processing may be performed by using the expanded control cycle Tc as an M-sequence signal.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態における上記(1)、(2)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) in the first embodiment.

(4)制御周期Tcを伸長操作するに際し、制御周期Tcを周期的に変動させた。これにより、音圧が極大値となる周波数を変動させることなどができる。
<第4の実施形態>
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(4) When extending the control cycle Tc, the control cycle Tc was periodically changed. As a result, the frequency at which the sound pressure reaches a maximum value can be varied.
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、制御周期Tcを伸長操作するに際し、所定の条件下、モータジェネレータ10の効率(モータジェネレータ10の入力電力に対する出力電力の比)を低下させる処理を行う。これは、音圧を大きくするためのものである。図11に、モータジェネレータ10のトルクが大きい場合(実線)と小さい場合(一点鎖線)とのそれぞれについて、音圧の分布を示す。図示されるように、モータジェネレータ10のトルクが小さい場合には大きい場合と比較して音圧が小さくなる。これは、トルクが小さい場合、モータジェネレータ10に流れる電流が小さいため、インバータIVのスイッチング状態の切り替えに伴うリプル電流の振幅が小さくなるためであると考えられる。このため、上記制御周期Tcの伸長操作によって、人が感知しやすい周波数帯域に音圧の極大値が入るようにしたとしても、その絶対値が小さくなることで、音圧が不十分となるおそれがある。特に低速度運転時において路面が平らである場合等においてはモータジェネレータ10に要求されるトルクも小さくなりやすいため、音圧が不十分となるおそれは深刻である。   In the present embodiment, when extending the control cycle Tc, a process of reducing the efficiency of the motor generator 10 (ratio of output power to input power of the motor generator 10) is performed under a predetermined condition. This is for increasing the sound pressure. FIG. 11 shows the distribution of sound pressure when the torque of the motor generator 10 is large (solid line) and when the torque is small (dashed line). As shown in the figure, when the torque of the motor generator 10 is small, the sound pressure is small as compared with the case where the torque is large. This is presumably because when the torque is small, the current flowing through the motor generator 10 is small, so that the amplitude of the ripple current accompanying switching of the switching state of the inverter IV is small. For this reason, even if the maximum value of the sound pressure falls within a frequency band that is easily perceivable by the extension operation of the control cycle Tc, the sound pressure may be insufficient due to a decrease in the absolute value. There is. In particular, when the road surface is flat during low-speed driving, the torque required for the motor generator 10 is likely to be small, so there is a serious possibility that the sound pressure will be insufficient.

そこで本実施形態では、音圧が十分とならないと想定される状況下、モータジェネレータ10の効率を低下させる。これにより、モータジェネレータ10の生成するトルクの割りに電流を増加させることができることから、インバータIVのスイッチング状態の切り替えに伴うリプル電流の振幅を大きくすることができ、ひいては音圧を大きくすることができる。   Therefore, in the present embodiment, the efficiency of the motor generator 10 is reduced under a situation where the sound pressure is assumed not to be sufficient. As a result, the current can be increased for the torque generated by the motor generator 10, so that the amplitude of the ripple current accompanying the switching of the switching state of the inverter IV can be increased, and the sound pressure can be increased. it can.

図12に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図12において、先の図8に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 12 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 12, the same step numbers are assigned for convenience to the processes corresponding to the processes shown in FIG.

この一連の処理では、上記ステップS52の処理が完了する場合、ステップS54において、要求トルクTrに基づきモータジェネレータ10の効率を算出する。ここで、要求トルクTrは、制御量(トルク)の制御のためにモータジェネレータ10を流れる電流を把握するためのパラメータである。換言すれば、制御量を制御する上で生じる音圧の大きさを把握するためのパラメータである。本実施形態では、要求トルクTrが小さいほど制御量の制御のための電流量が小さくなることに鑑み、要求トルクTrが小さいほど効率の低下量(最小電流最大トルク制御時の効率からの低下量)を大きくする。   In this series of processes, when the process of step S52 is completed, the efficiency of the motor generator 10 is calculated based on the required torque Tr in step S54. Here, the required torque Tr is a parameter for grasping the current flowing through the motor generator 10 for controlling the control amount (torque). In other words, it is a parameter for grasping the magnitude of the sound pressure generated when controlling the control amount. In the present embodiment, in view of the fact that the smaller the required torque Tr, the smaller the amount of current for controlling the control amount, the smaller the required torque Tr, the lower the efficiency (the lower amount from the efficiency during the minimum current / maximum torque control). ).

続くステップS56においては、算出された効率に基づき指令電流を変更する処理を行う。これにより、モータジェネレータ10に生じるトルクを要求トルクTrに制御しつつも、インバータIVのスイッチング状態の切り替えに伴うリプル電流の振幅を大きくすることができる。   In the subsequent step S56, processing for changing the command current is performed based on the calculated efficiency. Thereby, the amplitude of the ripple current accompanying the switching of the switching state of the inverter IV can be increased while controlling the torque generated in the motor generator 10 to the required torque Tr.

なお、上記ステップS56の処理が完了する場合や、ステップS50において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When the process of step S56 is completed or when a negative determination is made in step S50, this series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態における上記(1)、(2)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) in the first embodiment.

(5)制御周期Tcの伸長操作時において、モータジェネレータ10の効率を低下させた。これにより、モータジェネレータ10のトルクの制御性を低下させることなく、電流のリプルの振幅を増大させることができる。
<第5の実施形態>
以下、第5の実施形態について、先の第4の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(5) The efficiency of the motor generator 10 is reduced during the extension operation of the control cycle Tc. Thereby, the amplitude of the current ripple can be increased without reducing the controllability of the torque of the motor generator 10.
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the fourth embodiment.

図13に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図13において、先の図12に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 13 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 13, the same step numbers are assigned to the processes corresponding to the processes shown in FIG.

この一連の処理では、ステップS52の処理の後、ステップS54aにおいて、車両の総重量Vmtや、車両が現在走行している路面が登坂路であるか否かの情報に基づきモータジェネレータ10の効率を算出する。ここで、総重量Vmtや登坂路の有無に関する情報は、モータジェネレータ10の制御量を制御する上でモータジェネレータ10に流れる電流を把握するための情報である。すなわち、総重量Vmtが大きいほどモータジェネレータ10に要求されるトルクが大きくなりやすいため、モータジェネレータ10を流れる電流が大きくなりやすい。また、登坂路においては、モータジェネレータ10に要求されるトルクが大きくなるため、モータジェネレータ10を流れる電流が大きくなる。このため、車両総重量Vmtが小さいほど、効率の低下量を大きくし、登坂路においては効率を高くする。   In this series of processes, after the process of step S52, in step S54a, the efficiency of the motor generator 10 is increased based on the total weight Vmt of the vehicle and whether or not the road surface on which the vehicle is currently traveling is an uphill road. calculate. Here, the information regarding the total weight Vmt and the presence / absence of the uphill road is information for grasping the current flowing through the motor generator 10 in controlling the control amount of the motor generator 10. That is, as the total weight Vmt increases, the torque required for the motor generator 10 tends to increase, so that the current flowing through the motor generator 10 tends to increase. Further, on the uphill road, the torque required for the motor generator 10 increases, so that the current flowing through the motor generator 10 increases. For this reason, as the total vehicle weight Vmt is smaller, the amount of decrease in efficiency is increased, and the efficiency is increased on the uphill road.

なお、総重量Vmtは、車両重量Vmと搭乗員等の重量との和として算出すればよい。ここで、車両重量Vmは、仕様情報として、制御装置20に予め記憶しておけばよい。また、搭乗員等の重量は、例えば座席に搭載されたセンサの出力に基づき搭乗員数を検出し、これに所定重量を乗算することで算出すればよい。もっとも、これに代えて、重量センサを備えて搭乗員等の重量を直接検出してもよい。
<第6の実施形態>
以下、第6の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
The total weight Vmt may be calculated as the sum of the vehicle weight Vm and the weight of a crew member or the like. Here, the vehicle weight Vm may be stored in advance in the control device 20 as specification information. Further, the weight of a crew member or the like may be calculated by detecting the number of crew members based on the output of a sensor mounted on the seat, for example, and multiplying this by a predetermined weight. However, instead of this, a weight sensor may be provided to directly detect the weight of a crew member or the like.
<Sixth Embodiment>
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the third embodiment.

本実施形態では、モータジェネレータ10の効率を低下させる代わりに、モータジェネレータ10の実際のトルクを周期的に変動させつつその平均値を要求トルクTrに制御する。この場合、モータジェネレータ10の実際のトルクは、微視的なタイムスケールでは要求トルクTrを上回るため、モータジェネレータ10を流れる電流を微視的なタイムスケールで大きくすることができる。このため、インバータIVのスイッチング状態の切り替えに伴うリプル電流の振幅の最大値(極大値)を大きくすることができ、ひいては音圧を大きくすることができる。   In the present embodiment, instead of reducing the efficiency of the motor generator 10, the average value is controlled to the required torque Tr while periodically changing the actual torque of the motor generator 10. In this case, the actual torque of the motor generator 10 exceeds the required torque Tr on the microscopic time scale, so that the current flowing through the motor generator 10 can be increased on the microscopic time scale. For this reason, the maximum value (maximum value) of the amplitude of the ripple current accompanying switching of the switching state of the inverter IV can be increased, and as a result, the sound pressure can be increased.

図14に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図14において、先の図8に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 14 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 14, the same step numbers are assigned for convenience to the processes corresponding to the processes shown in FIG.

この一連の処理では、ステップS52の処理の後、ステップS60において、要求トルクTrに基づきモータジェネレータ10のトルクの振幅値Taを算出する。ここで、要求トルクTrは、制御量(トルク)の制御のためにモータジェネレータ10を流れる電流を把握するためのパラメータである。本実施形態では、要求トルクTrが小さいほど制御量の制御のための電流量が小さくなることに鑑み、要求トルクTrが小さいほど振幅値Taを大きくする。   In this series of processes, after the process of step S52, the amplitude value Ta of the torque of the motor generator 10 is calculated based on the required torque Tr in step S60. Here, the required torque Tr is a parameter for grasping the current flowing through the motor generator 10 for controlling the control amount (torque). In the present embodiment, the smaller the required torque Tr, the smaller the amount of current for controlling the control amount, and the larger the required torque Tr, the larger the amplitude value Ta.

続くステップS62においては、モータジェネレータ10の実際のトルクを、上記振幅値Taを有して変動するように制御する。これは、指令電流設定部24の入力パラメータ(Tr1)を、振幅値Taの正弦波関数によって要求トルクTrを補正したものとすることで行うことができる。本実施形態では、この正弦波関数を、電気角θの一周期を周期とするものとした。   In the subsequent step S62, the actual torque of the motor generator 10 is controlled to vary with the amplitude value Ta. This can be performed by correcting the required torque Tr with the sine wave function of the amplitude value Ta in the input parameter (Tr1) of the command current setting unit 24. In the present embodiment, this sine wave function has a period of one electrical angle θ.

なお、上記ステップS50において否定判断される場合や、ステップS62の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in step S50 or when the process of step S62 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態における上記(1)、(2)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) in the first embodiment.

(6)制御周期Tcの伸長操作に際し、モデル予測制御に対する入力パラメータとしてのトルクの指令値(Tr1)を周期的に変化させつつその平均値を要求トルクTrとした。これにより、モータジェネレータ10の実際のトルクを局所的なタイムスケールで要求トルクTrよりも大きくすることができ、そのときの電流のリプルの振幅をトルクを周期的に変化させない場合と比較して大きくすることができる。このため、音圧の極大値を大きくすることができる。
<第7の実施形態>
以下、第7の実施形態について、先の第6の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(6) During the extending operation of the control cycle Tc, the torque command value (Tr1) as an input parameter for the model predictive control is periodically changed, and the average value is set as the required torque Tr. As a result, the actual torque of the motor generator 10 can be made larger than the required torque Tr on a local time scale, and the amplitude of the current ripple at that time is larger than when the torque is not changed periodically. can do. For this reason, the maximum value of the sound pressure can be increased.
<Seventh Embodiment>
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the sixth embodiment.

図15に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図15において、先の図14に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 15 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 15, processes corresponding to the processes shown in FIG. 14 are given the same step numbers for convenience.

この一連の処理では、ステップS60aにおいて、車両の総重量Vmtや、車両が現在走行している路面が登坂路であるか否かの情報に基づきトルクの振幅値Taを算出する。なお、これら振幅値Taの算出のためのパラメータの技術的意義は、先の図13のステップS54aに示したものと同様である。
<第8の実施形態>
以下、第8の実施形態について、先の第4の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
In this series of processing, in step S60a, the torque amplitude value Ta is calculated based on the total weight Vmt of the vehicle and information on whether or not the road surface on which the vehicle is currently traveling is an uphill road. The technical significance of the parameters for calculating the amplitude value Ta is the same as that shown in step S54a of FIG.
<Eighth Embodiment>
Hereinafter, the eighth embodiment will be described with reference to the drawings, centering on differences from the fourth embodiment.

本実施形態では、所定の条件下、モータジェネレータ10の効率を低下させる処理を制限する処理を行う。   In the present embodiment, processing for limiting processing for reducing the efficiency of the motor generator 10 is performed under a predetermined condition.

図16に、上記モータジェネレータ10の効率低下処理の制限処理の手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 16 shows the procedure of the restriction process of the efficiency reduction process of the motor generator 10. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS70において、制御周期Tcの伸長操作がなされているか否かを判断する。そして伸長操作がなされている場合、ステップS72において、主機系統の温度Tを取得する。ここで主機系統の温度Tとは、インバータIVのスイッチング素子の温度や、モータジェネレータ10の温度のことである。続くステップS74においては、高電圧バッテリ12の残存容量SOCを取得する。そして、ステップS76においては、温度Tが閾値温度Tth以上であることと、残存容量SOCが閾値容量Sth以下であることとの論理和が真であるか否かを判断する。この処理は、モータジェネレータ10の効率を低下させる処理を制限する処理の実行条件が成立したか否かを判断するためのものである。ここで、温度Tが高い場合には、主機系統の信頼性の低下を招くおそれがある。また、残存容量SOCが小さい場合には、高電圧バッテリ12の信頼性の低下を招いたり、走行可能距離が過度に短くなったりするおそれがある。このため、こうした事態となった場合には、効率の低下を制限することとする。   In this series of processes, first, in step S70, it is determined whether or not an extension operation for the control cycle Tc has been performed. If the extension operation has been performed, the temperature T of the main engine system is acquired in step S72. Here, the temperature T of the main engine system refers to the temperature of the switching element of the inverter IV and the temperature of the motor generator 10. In the subsequent step S74, the remaining capacity SOC of the high voltage battery 12 is acquired. In step S76, it is determined whether the logical sum of whether the temperature T is equal to or higher than the threshold temperature Tth and the remaining capacity SOC is equal to or lower than the threshold capacity Sth is true. This process is for determining whether or not the execution condition of the process for limiting the process of reducing the efficiency of the motor generator 10 is satisfied. Here, when the temperature T is high, the reliability of the main engine system may be reduced. Further, when the remaining capacity SOC is small, there is a possibility that the reliability of the high voltage battery 12 may be lowered, or the travelable distance may be excessively shortened. For this reason, in such a situation, the reduction in efficiency is limited.

すなわち、ステップS76において肯定判断される場合、ステップS78において、効率の低下を制限することで、温度Tの更なる上昇を抑制したり、残存容量SOCの更なる低下を抑制したりする。この効率の低下を制限することに伴うリプル電流の減少を、本実施形態では、上記第7の実施形態の要領でトルクを変動させることで行う。   That is, when an affirmative determination is made in step S76, a further increase in temperature T is suppressed or a further decrease in remaining capacity SOC is suppressed in step S78 by limiting the decrease in efficiency. In the present embodiment, the ripple current is reduced by limiting the reduction in efficiency. In this embodiment, the torque is changed in the same manner as in the seventh embodiment.

なお、上記ステップS70,S76において否定判断される場合や、ステップS78の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in steps S70 and S76, or when the process of step S78 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態における上記(1)、(2)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) in the first embodiment.

(7)主機系統の温度Tが高い場合、モータジェネレータ10の効率の低下処理を制限した。これにより、温度Tの更なる上昇を抑制することができる。   (7) When the temperature T of the main engine system is high, the efficiency reduction process of the motor generator 10 is limited. Thereby, the further raise of the temperature T can be suppressed.

(8)高電圧バッテリ12の残存容量SOCが少ない場合、モータジェネレータ10の効率の低下処理を制限した。これにより、残存容量SOCのさらなる低下を抑制することができる。   (8) When the remaining capacity SOC of the high voltage battery 12 is small, the efficiency reduction process of the motor generator 10 is limited. Thereby, the further fall of residual capacity | capacitance SOC can be suppressed.

(9)効率の低下処理が制限される状況下、モータジェネレータ10の実際のトルクを周期的に変動させつつその平均値を要求トルクTrに制御した。これにより、モータジェネレータ10の効率の低下処理の制限による音圧の制限を緩和することができる。
<第9の実施形態>
以下、第9の実施形態について、先の第4の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(9) In a situation where the efficiency reduction process is limited, the average value of the motor generator 10 is controlled to the required torque Tr while periodically changing the actual torque of the motor generator 10. Thereby, the restriction of the sound pressure due to the restriction of the efficiency reduction process of the motor generator 10 can be relaxed.
<Ninth Embodiment>
Hereinafter, the ninth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the fourth embodiment.

本実施形態では、車両の外部の音をフィードバック制御する。   In this embodiment, feedback control is performed on sound outside the vehicle.

図17に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図17において、先の12に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 17 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 17, processes corresponding to the processes shown in the previous 12 are given the same step numbers for convenience.

この一連の処理では、ステップS50において肯定判断される場合、ステップS80において、外部の音圧分布を検出する。これは、車両の外部に突出したマイクを設けるなどすることで行うことができる。そして、ステップS80の処理が完了する場合、外部の音圧分布の検出結果に基づき制御周期Tcを伸長操作する。すなわち、車両の外部の音圧分布から、人に感知されやすい周波数帯域(「0.5〜8kHz」、望ましくは「1〜5kHz」)において音圧が高くないところに、モータジェネレータ10やインバータIVの音圧の極大値がくるように、制御周期Tcを設定する。   In this series of processes, when an affirmative determination is made in step S50, an external sound pressure distribution is detected in step S80. This can be done by providing a microphone protruding outside the vehicle. When the process of step S80 is completed, the control cycle Tc is extended based on the detection result of the external sound pressure distribution. That is, from the sound pressure distribution outside the vehicle, the motor generator 10 and the inverter IV are located where the sound pressure is not high in a frequency band (“0.5 to 8 kHz”, preferably “1 to 5 kHz”) that is easily perceived by humans. The control cycle Tc is set so that the maximum value of the sound pressure is obtained.

続くステップS54aにおいては、音圧分布の検出結果と要求トルクTrとに基づきモータジェネレータ10の効率を算出する。ここで、要求トルクTrの技術的意義は、先の図12のステップS54と同様である。本実施形態で音圧分布の検出結果に基づき効率を算出するのは、外部の音に打ち消されないだけの音圧を確保することが可能な効率を把握するためである。ステップS54aの処理が完了する場合、ステップS56において効率に基づき指令電流を変更する処理を行う。   In the subsequent step S54a, the efficiency of the motor generator 10 is calculated based on the detection result of the sound pressure distribution and the required torque Tr. Here, the technical significance of the required torque Tr is the same as in step S54 of FIG. The reason why the efficiency is calculated based on the detection result of the sound pressure distribution in the present embodiment is to grasp the efficiency with which it is possible to ensure a sound pressure that is not canceled by an external sound. When the process of step S54a is completed, a process of changing the command current based on the efficiency is performed in step S56.

なお、上記ステップS50において否定判断される場合や、ステップS56の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in step S50 or when the process of step S56 is completed, the series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態における上記(1)、(2)等の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2) and the like in the first embodiment.

(10)音圧分布の検出結果に基づき、制御周期Tcを可変設定した。これにより、外部の音圧の極大値とスイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧の極大値との周波数を相違させることができる。   (10) The control cycle Tc is variably set based on the detection result of the sound pressure distribution. Thereby, the frequency of the maximum value of the external sound pressure and the maximum value of the sound pressure generated by switching the switching state can be made different.

(11)音圧分布の検出結果に基づき、効率を可変設定した。これにより、スイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧が外部の音圧によって打ち消されないようにすることができる。
<第10の実施形態>
以下、第10の実施形態について、先の第9の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(11) The efficiency is variably set based on the detection result of the sound pressure distribution. Thereby, the sound pressure generated by switching the switching state can be prevented from being canceled by the external sound pressure.
<Tenth Embodiment>
Hereinafter, the tenth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the previous ninth embodiment.

図18に、本実施形態にかかる音圧制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置20によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図18において、先の図17に示した処理に対応する処理には、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 18 shows a processing procedure of sound pressure control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 20 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 18, the same step numbers are assigned for convenience to the processes corresponding to the processes shown in FIG.

この一連の処理では、ステップS52dの処理の後、ステップS60aにおいて、音圧分布の検出結果と要求トルクTrとに基づきトルクの振幅値Taを算出する。ここで、要求トルクTrの技術的意義は、先の図14のステップS60と同様である。本実施形態で音圧分布の検出結果に基づき振幅値Taを算出するのは、外部の音に打ち消されないだけの音圧を確保することが可能な振幅値Taを把握するためである。ステップS60aの処理が完了する場合、ステップS62において振幅値Taに基づきトルクを変動させる処理を行う。   In this series of processing, after the processing in step S52d, in step S60a, the torque amplitude value Ta is calculated based on the detection result of the sound pressure distribution and the required torque Tr. Here, the technical significance of the required torque Tr is the same as in step S60 of FIG. The reason why the amplitude value Ta is calculated based on the detection result of the sound pressure distribution in the present embodiment is to grasp the amplitude value Ta that can secure a sound pressure that is not canceled by an external sound. When the process of step S60a is completed, a process of changing the torque based on the amplitude value Ta is performed in step S62.

なお、上記ステップS50において否定判断される場合や、ステップS62の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in step S50 or when the process of step S62 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、先の第9の実施形態における上記(10)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, in addition to the effect (10) in the previous ninth embodiment, the following effect can be obtained.

(12)音圧分布の検出結果に基づき、トルクの振幅値Taを可変設定した。これにより、スイッチング状態の切り替えによって発生させる音圧が外部の音圧によって打ち消されないようにすることができる。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
「変動手段について」
制御周期Tcを変動させる手段としては、制御周期Tcを周期的に変動させるものに限らない。例えば一度の低下処理期間において変動させる数よりも多い数の制御周期Tcの値が記憶された手段を用いて非周期的に変動させるものであってもよい。
「効率低下手段について」
効率の低下手法としては、トルクを要求トルクTrに維持しつつ効率を低下させるものに限らない。例えば、指令電流idr,iqrの位相をずらすことで効率を低下させる手段であってもよい。
(12) Based on the detection result of the sound pressure distribution, the torque amplitude value Ta is variably set. Thereby, the sound pressure generated by switching the switching state can be prevented from being canceled by the external sound pressure.
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.
"Variation means"
The means for changing the control period Tc is not limited to means for periodically changing the control period Tc. For example, it may be changed non-periodically using a means in which a larger number of control cycle Tc values than the number changed in a single reduction process period are stored.
About efficiency reduction means
The method for reducing the efficiency is not limited to the method for reducing the efficiency while maintaining the torque at the required torque Tr. For example, a means for reducing the efficiency by shifting the phases of the command currents idr and iqr may be used.

効率の低下量を可変設定するに際し、要求トルクTrに代えて、q軸電流を用いてもよい。これは、q軸電流が小さい場合、電流のリプルが小さくなり、ひいては音圧が低下すると考えられることによる。   When variably setting the amount of decrease in efficiency, a q-axis current may be used instead of the required torque Tr. This is because when the q-axis current is small, the ripple of current becomes small, and as a result, the sound pressure is considered to decrease.

車両の走行状況および車両総重量の双方に基づき効率を可変設定する代わりに、これらのいずれか一方に基づき可変設定してもよい。また、車両総重量に代えて、搭乗員数や、搭乗員を無視した車両の重量に基づき効率を可変設定してもよい。さらに、車両の走行状況としては、登坂路であるか否かに限らず、例えば向かい風の風速等を加味してもよい。
「効率低下の制限時の処理について」
効率低下の制限時の処理としては、トルクを変動させる処理に限らない。例えば、低速度領域において制御周期Tcを伸長させる場合において、効率低下の制限時に閾値ethを増加させる処理を行ってもよい。これにより、スイッチング周波数がさらに低下するため、電流のリプルが大きくなり、ひいては音圧を大きくすることができる。同様に、低速度領域において閾値ethを増加させる処理を行う場合において、効率低下の制限時に制御周期Tcを伸長させる処理を行ってもよい。
「変動トルク設定手段について」
トルクの振幅値Taを可変設定するに際し、要求トルクTrに代えて、q軸電流を用いてもよい。これは、q軸電流が小さい場合、電流のリプルが小さくなり、ひいては音圧が低下すると考えられることによる。
Instead of variably setting the efficiency based on both the running state of the vehicle and the total vehicle weight, the efficiency may be variably set based on any one of these. Further, instead of the total vehicle weight, the efficiency may be variably set based on the number of crew members or the weight of the vehicle ignoring the crew members. Furthermore, the traveling state of the vehicle is not limited to whether it is an uphill road, and for example, the wind speed of a headwind may be taken into account.
“About processing when limiting efficiency reduction”
The process at the time of limiting the efficiency reduction is not limited to the process of changing the torque. For example, in the case where the control cycle Tc is extended in the low speed region, a process of increasing the threshold value eth may be performed when the efficiency reduction is limited. Thereby, since the switching frequency is further lowered, the ripple of the current is increased, and as a result, the sound pressure can be increased. Similarly, when performing the process of increasing the threshold value eth in the low speed region, the process of extending the control cycle Tc may be performed when the reduction in efficiency is limited.
“Variable torque setting method”
When variably setting the torque amplitude value Ta, a q-axis current may be used instead of the required torque Tr. This is because when the q-axis current is small, the ripple of current becomes small, and as a result, the sound pressure is considered to decrease.

車両の走行状況および車両総重量の双方に基づきトルクの振幅値Taを可変設定する代わりに、これらのいずれか一方に基づき可変設定してもよい。また、車両総重量に代えて、搭乗員数や、搭乗員を無視した車両の重量に基づき効率を可変設定してもよい。さらに、車両の走行状況としては、登坂路であるか否かに限らず、例えば向かい風の風速等を加味してもよい。
「スイッチング状態の切り替え周波数の強制的な低下条件について」
上記各実施形態では、車両の走行速度が規定速度以下である場合に強制的な低下処理を行ったが、これに限らない。例えば、内燃機関を搭載している車両においては、車両の走行速度が規定速度以下である旨の条件と内燃機関が停止状態にある旨の条件との論理積が真である場合に強制的な低下処理を行ってもよい。
「低下手段について」
低下処理としては、「0.5〜8kHz」の領域の音圧がこれに隣接する高周波領域の音圧よりも大きくなると想定されるものに開ループ制御するものに限らない。例えば、モータジェネレータ10やインバータIVからの音を検出する手段を備え、音圧のフィードバック制御を行うものであってもよい。
Instead of variably setting the torque amplitude value Ta based on both the vehicle running state and the total vehicle weight, the torque amplitude value Ta may be variably set based on one of these. Further, instead of the total vehicle weight, the efficiency may be variably set based on the number of crew members or the weight of the vehicle ignoring the crew members. Furthermore, the traveling state of the vehicle is not limited to whether it is an uphill road, and for example, the wind speed of a headwind may be taken into account.
“Forcibly lowering the switching frequency of the switching state”
In each of the above embodiments, the forced reduction process is performed when the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than the specified speed, but the present invention is not limited to this. For example, in a vehicle equipped with an internal combustion engine, if the logical product of the condition that the traveling speed of the vehicle is below a specified speed and the condition that the internal combustion engine is stopped is true, A reduction process may be performed.
"About the means of lowering"
The reduction processing is not limited to the one that is assumed to be that the sound pressure in the region of “0.5 to 8 kHz” is larger than the sound pressure in the high frequency region adjacent thereto, and that performs open loop control. For example, a means for detecting sound from the motor generator 10 or the inverter IV may be provided to perform sound pressure feedback control.

また、音圧の制御としては、「0.5〜8kHz」の領域の音圧がこれに隣接する高周波領域の音圧よりも大きくなる制御にも限らない。
「維持手段について」
維持手段としては、先の図4に示す処理を行うものに限らない。例えば、誤差ベクトルedqのノルム|edq|が閾値eth以下である場合に現在のスイッチング状態を維持して且つ、閾値ethを上回る場合には全ての操作状態(電圧ベクトルV0〜V7)の中から評価関数Jの評価が最も高いものを選択する処理であってもよい。
「評価関数について」
評価関数としては、入力パラメータとしての制御量とその指令値との差の各成分の2乗の和にも限らない。例えば制御量とその指令値との差の絶対値であってもよい。要は、入力パラメータとしての制御量とその指令値との差が大きいほど評価が低いことを定量化するものであればよい。
「予測手段について」
・上記各実施形態では、インバータIVの操作状態についての次の更新タイミング(1制御周期先のタイミング)におけるインバータIVの操作による制御量を予測したがこれに限らない。例えば数制御周期先の更新タイミングにおけるインバータIVの操作による制御量まで順次予測することで、1制御周期先の更新タイミングにおける操作状態を決定してもよい。
Further, the control of the sound pressure is not limited to the control in which the sound pressure in the “0.5 to 8 kHz” region is larger than the sound pressure in the high frequency region adjacent thereto.
"About maintenance means"
The maintenance means is not limited to the one that performs the process shown in FIG. For example, when the norm | edq | of the error vector edq is less than or equal to the threshold value eth, the current switching state is maintained, and when the threshold value eth is exceeded, evaluation is performed from all the operation states (voltage vectors V0 to V7). Processing that selects the function J having the highest evaluation may be used.
About evaluation functions
The evaluation function is not limited to the sum of the squares of the respective components of the difference between the controlled variable as the input parameter and its command value. For example, it may be an absolute value of a difference between the control amount and its command value. The point is that it quantifies that the evaluation is lower as the difference between the control amount as the input parameter and its command value is larger.
About prediction means
In each of the above embodiments, the control amount due to the operation of the inverter IV at the next update timing (the timing one control cycle ahead) of the operation state of the inverter IV is predicted, but the present invention is not limited to this. For example, the operation state at the update timing one control cycle ahead may be determined by sequentially predicting the control amount by the operation of the inverter IV at the update timing several control cycles ahead.

・上記各実施形態では、電流の検出タイミングをインバータIVの操作状態の更新タイミングに同期させたがこれに限らない。例えば、時系列的に隣接する各一対の更新タイミング間の中央のタイミングにおいて電流を検出するようにしてもよい。この場合であっても、次回の更新タイミングにおける操作状態の設定に伴う電流の予測の初期値として、次回の更新タイミングにおける電流を上記検出された電流に基づき予測することは有効である。   In each of the above embodiments, the current detection timing is synchronized with the update timing of the operation state of the inverter IV, but the present invention is not limited to this. For example, the current may be detected at a central timing between each pair of update timings adjacent in time series. Even in this case, it is effective to predict the current at the next update timing based on the detected current as the initial value of the current prediction associated with the setting of the operation state at the next update timing.

・上記各実施形態では、インバータIVの操作状態の更新タイミングから1制御周期先の制御量を予測したがこれに限らない。例えば、操作状態の更新タイミングから1制御周期経過するまでの期間内の中間の時点における制御量を予測してもよい。   In each of the above embodiments, the control amount one control cycle ahead is predicted from the update timing of the operation state of the inverter IV, but the present invention is not limited to this. For example, the control amount at an intermediate time point in the period from when the operation state is updated until one control cycle elapses may be predicted.

・電流を予測するために用いるモデルとしては、鉄損を無視したモデルに限らず、これを考慮したモデルであってもよい。   The model used for predicting the current is not limited to a model that ignores iron loss, and may be a model that takes this into consideration.

・電流の予測としては、モデルを用いるものに限らず、入力パラメータについての離散的な値に対応した出力パラメータの値が記憶された記憶手段(マップ)を用いるものであってもよい。
「電力変換回路について」
互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の各端子との間を選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路としては、インバータIVに限らない。例えば、3つ以上の互いに相違する値の電圧を印加する電圧印加手段と回転機の各端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備えるものであってもよい。なお、回転機の各端子に3つ以上の互いに相違する値の電圧を印加するための電力変換回路としては、例えば特開2006−174697号公報に例示されているものがある。
「その他」
・回転機としては、埋め込み磁石同期機に限らず、表面磁石同期機や、界磁巻線型同期機等、任意の同期機であってよい。更に、同期機にも限らず、誘導モータ等、誘導回転機であってもよい。
The current prediction is not limited to using a model, but may use storage means (map) in which output parameter values corresponding to discrete values for input parameters are stored.
"Power conversion circuit"
The power conversion circuit including a switching element that selectively opens and closes between a plurality of voltage applying units that apply voltages having different values and each terminal of the rotating machine is not limited to the inverter IV. For example, three or more voltage applying means for applying different values of voltage and a switching element for selectively opening and closing each terminal of the rotating machine may be provided. An example of a power conversion circuit for applying three or more voltages having different values to each terminal of a rotating machine is exemplified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-174697.
"Other"
The rotating machine is not limited to an embedded magnet synchronous machine, and may be an arbitrary synchronous machine such as a surface magnet synchronous machine or a field winding type synchronous machine. Furthermore, it is not limited to a synchronous machine, but may be an induction rotating machine such as an induction motor.

・回転機のエネルギ源としては、2次電池に限らず、例えば燃料電池であってもよい。   The energy source of the rotating machine is not limited to the secondary battery, but may be a fuel cell, for example.

・直流電源としては、高電圧バッテリ12に限らず、例えば高電圧バッテリ12の電圧を昇圧するコンバータの出力端子であってもよい。   The DC power source is not limited to the high voltage battery 12 and may be, for example, an output terminal of a converter that boosts the voltage of the high voltage battery 12.

10…モータジェネレータ、20…制御装置、IV…インバータ、Swp,Swn…スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor generator, 20 ... Control apparatus, IV ... Inverter, Swp, Swn ... Switching element.

Claims (16)

互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、
前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであり、
前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、
前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段を備え、
前記効率低下手段は、前記回転機のトルク、前記車両の重量、登坂路であるか否か、向かい風の風速の少なくとも1つに応じて前記効率の低下量を可変設定することを特徴とする回転機の制御装置。
A power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of a rotating machine as a vehicle-mounted main machine, and an operation state of the power conversion circuit Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine, and the actual value of the power conversion circuit based on the predicted control amount and the command value of the control amount. In a control device for a rotating machine that determines an operation state and includes an operation unit that operates the power conversion circuit so as to be in the determined operation state, and controls a control amount of the rotating machine by model predictive control,
Provided with a lowering means for forcibly reducing the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed,
The lowering means causes a maximum value in a frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to a sound pressure generated due to an operation of the power conversion circuit to be larger than a value in a high frequency region adjacent to the region. Is,
The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine,
At the time of reduction control by the reduction means, the efficiency reduction means for changing the command value of the current so that the efficiency of the rotating machine is reduced,
The efficiency reduction means variably sets the reduction amount of the efficiency according to at least one of the torque of the rotating machine, the weight of the vehicle, whether it is an uphill road, and the wind speed of the head wind. Machine control device.
互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、
前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであり、
前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、
前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段を備え、
前記回転機および前記電力変換回路の少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記効率低下手段は、前記温度検出手段によって検出される温度が規定温度以上となる場合に前記効率の低下を制限することを特徴とする回転機の制御装置。
A power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of a rotating machine as a vehicle-mounted main machine, and an operation state of the power conversion circuit Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine, and the actual value of the power conversion circuit based on the predicted control amount and the command value of the control amount. In a control device for a rotating machine that determines an operation state and includes an operation unit that operates the power conversion circuit so as to be in the determined operation state, and controls a control amount of the rotating machine by model predictive control,
Provided with a lowering means for forcibly reducing the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed,
The lowering means causes a maximum value in a frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to a sound pressure generated due to an operation of the power conversion circuit to be larger than a value in a high frequency region adjacent to the region. Is,
The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine,
At the time of reduction control by the reduction means, the efficiency reduction means for changing the command value of the current so that the efficiency of the rotating machine is reduced,
Temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the rotating machine and the power conversion circuit;
The efficiency reduction means limits the reduction in efficiency when the temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a specified temperature.
互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、
前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであり、
前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、
前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段を備え、
前記複数の電圧印加手段は、電池を備えて構成されており、
前記電池の残存容量が少ない場合、前記効率の低下を制限する容量確保手段を備えることを特徴とする回転機の制御装置。
A power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of a rotating machine as a vehicle-mounted main machine, and an operation state of the power conversion circuit Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine, and the actual value of the power conversion circuit based on the predicted control amount and the command value of the control amount. In a control device for a rotating machine that determines an operation state and includes an operation unit that operates the power conversion circuit so as to be in the determined operation state, and controls a control amount of the rotating machine by model predictive control,
Provided with a lowering means for forcibly reducing the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed,
The lowering means causes a maximum value in a frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to a sound pressure generated due to an operation of the power conversion circuit to be larger than a value in a high frequency region adjacent to the region. Is,
The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine,
At the time of reduction control by the reduction means, the efficiency reduction means for changing the command value of the current so that the efficiency of the rotating machine is reduced,
The plurality of voltage applying means includes a battery,
A control device for a rotating machine, comprising: capacity securing means for restricting the decrease in efficiency when the remaining capacity of the battery is small.
前記モデル予測制御は、前記回転機のトルクを要求トルクに制御するものであり、
前記低下手段による低下制御時、前記モデル予測制御に対する入力パラメータとしてのトルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を前記要求トルクとする変動トルク設定手段をさらに備え、
前記変動トルク設定手段は、前記効率の低下が制限される状況下、前記トルクの指令値を周期的に変化させる処理を行うことを特徴とする請求項2または3記載の回転機の制御装置。
The model predictive control is to control the torque of the rotating machine to a required torque,
Fluctuation torque setting means that periodically changes a torque command value as an input parameter for the model predictive control and uses the average value as the required torque during the reduction control by the reduction means,
4. The control device for a rotating machine according to claim 2, wherein the variable torque setting unit performs a process of periodically changing a command value of the torque under a situation where the decrease in the efficiency is limited. 5.
互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段を備え、
前記モデル予測制御は、前記回転機のトルクを要求トルクに制御するものであり、
前記低下手段による低下制御時、前記モデル予測制御に対する入力パラメータとしてのトルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を前記要求トルクとする変動トルク設定手段を備え、
前記変動トルク設定手段は、前記回転機のトルク、前記車両の重量、登坂路であるか否か、向かい風の風速の少なくとも1つに応じて前記トルクの指令値の周期的な変化量を可変設定することを特徴とする回転機の制御装置。
A power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of a rotating machine as a vehicle-mounted main machine, and an operation state of the power conversion circuit Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine, and the actual value of the power conversion circuit based on the predicted control amount and the command value of the control amount. In a control device for a rotating machine that determines an operation state and includes an operation unit that operates the power conversion circuit so as to be in the determined operation state, and controls a control amount of the rotating machine by model predictive control,
Provided with a lowering means for forcibly reducing the switching frequency of the switching state of the switching element on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or less than a specified speed,
The model predictive control is to control the torque of the rotating machine to a required torque,
Fluctuation torque setting means that periodically changes the torque command value as an input parameter for the model predictive control and uses the average value as the required torque during the reduction control by the reduction means,
The variable torque setting means variably sets a periodic change amount of the command value of the torque according to at least one of the torque of the rotating machine, the weight of the vehicle, whether it is an uphill road, or the wind speed of the head wind. A control device for a rotating machine.
互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と車載主機としての回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作対象とし、前記電力変換回路の操作状態を設定した場合についての前記回転機の制御量を前記回転機のモデルに基づき予測する予測手段と、前記予測された制御量と該制御量の指令値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定し、該決定された操作状態となるように前記電力変換回路を操作する操作手段とを備えてモデル予測制御によって前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
車両の走行速度が規定速度以下となることを条件に、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を強制的に低下させる低下手段と、
前記操作手段は、前記予測された制御量と該制御量の指令値との偏差が閾値以下となることを条件に、現在のスイッチング状態を維持する維持手段とを備え、
前記低下手段は、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を低下制御するための操作を、前記閾値の増加操作とする増加操作手段を備えることを特徴とする回転機の制御装置。
A power conversion circuit including a plurality of voltage applying means for applying voltages having different values and a switching element that selectively opens and closes a terminal of a rotating machine as a vehicle-mounted main machine, and an operation state of the power conversion circuit Predicting means for predicting the control amount of the rotating machine based on the model of the rotating machine, and the actual value of the power conversion circuit based on the predicted control amount and the command value of the control amount. In a control device for a rotating machine that determines an operation state and includes an operation unit that operates the power conversion circuit so as to be in the determined operation state, and controls a control amount of the rotating machine by model predictive control,
A lowering means for forcibly reducing the switching frequency of the switching state of the switching element, on condition that the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than a specified speed;
The operating means includes a maintaining means for maintaining a current switching state on condition that a deviation between the predicted control amount and a command value of the control amount is equal to or less than a threshold value.
The control device for a rotating machine, wherein the lowering means includes an increasing operation means for setting an operation for decreasing the switching frequency of the switching state of the switching element to increase the threshold.
前記低下手段は、前記電力変換回路の操作に起因して生じる音圧についての0.5〜8kHzの周波数領域における最大値が該領域に隣接する高周波領域における値と比較して大きくなるようにするものであることを特徴とする請求項5または6記載の回転機の制御装置。 The lowering means causes a maximum value in a frequency region of 0.5 to 8 kHz with respect to a sound pressure generated due to an operation of the power conversion circuit to be larger than a value in a high frequency region adjacent to the region. 7. The control device for a rotating machine according to claim 5 , wherein the control device is a rotating machine. 前記低下手段は、前記スイッチング素子のスイッチング状態の切り替え周波数を低下制御するための操作を、前記操作状態の更新可能周期の伸長操作とする伸長操作手段を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。 The reduction unit according to claim 7, characterized in that it comprises an extension operation means an operation for reduction control the switching frequency of the switching state of the switching element, the extension operation of the updatable period of the operation state The control apparatus of the rotary machine of any one of these . 前記低下手段は、前記強制的な低下のための操作量の変更量を変動させる変動手段を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。 The control device for a rotating machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the lowering means includes a changing means for changing a change amount of the operation amount for the forced reduction. 前記モデル予測制御における前記制御量の指令値は、前記回転機を流れる電流を含み、
前記低下手段による低下制御時において、前記電流の指令値を、前記回転機の効率が低下するように変更する効率低下手段をさらに備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
The command value of the control amount in the model predictive control includes a current flowing through the rotating machine,
8. The apparatus according to claim 5, further comprising an efficiency reduction unit that changes the command value of the current so that the efficiency of the rotating machine is reduced during the reduction control by the reduction unit. The control apparatus of the described rotating machine.
前記モデル予測制御は、前記回転機のトルクを要求トルクに制御するものであり、
前記低下手段による低下制御時、前記モデル予測制御に対する入力パラメータとしてのトルクの指令値を周期的に変化させつつその平均値を前記要求トルクとする変動トルク設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
The model predictive control is to control the torque of the rotating machine to a required torque,
The variable torque setting means is further provided, wherein, during the reduction control by the reduction means, a torque command value as an input parameter for the model predictive control is periodically changed and the average value thereof is set as the required torque. Item 11. The control device for a rotating machine according to any one of Items 1 to 10.
前記変動トルク設定手段は、前記回転機のトルク、前記車両の重量、登坂路であるか否か、向かい風の風速の少なくとも1つに応じて前記トルクの指令値の周期的な変化量を可変設定することを特徴とする請求項11記載の回転機の制御装置。 The variable torque setting means variably sets a periodic change amount of the command value of the torque according to at least one of the torque of the rotating machine, the weight of the vehicle, whether it is an uphill road, or the wind speed of the head wind. The control device for a rotating machine according to claim 11, wherein: 前記車両の外部の音圧分布を検出する音圧分布検出手段をさらに備え、
前記低下手段は、前記音圧分布検出手段による検出結果に基づき、前記スイッチング状態の切り替え周波数の低下量を可変設定することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
A sound pressure distribution detecting means for detecting a sound pressure distribution outside the vehicle;
The rotating machine according to any one of claims 1 to 12, wherein the lowering unit variably sets a lowering amount of the switching frequency of the switching state based on a detection result by the sound pressure distribution detecting unit. Control device.
前記車両の外部の音圧分布を検出する音圧分布検出手段をさらに備え、
前記効率低下手段は、前記音圧分布検出手段による検出結果に基づき、前記効率の低下量を可変設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
A sound pressure distribution detecting means for detecting a sound pressure distribution outside the vehicle;
The control device for a rotating machine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the efficiency lowering unit variably sets the amount of decrease in the efficiency based on a detection result by the sound pressure distribution detecting unit. .
前記車両の外部の音圧分布を検出する音圧分布検出手段をさらに備え、
前記変動トルク設定手段は、前記音圧分布検出手段による検出結果に基づき、前記トルクの指令値の周期的な変化量を可変設定することを特徴とする請求項4または5記載の回転機の制御装置。
A sound pressure distribution detecting means for detecting a sound pressure distribution outside the vehicle;
6. The rotating machine control according to claim 4, wherein the variable torque setting means variably sets a periodic change amount of the command value of the torque based on a detection result by the sound pressure distribution detection means. apparatus.
前記電力変換回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備えるものであることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。   The said power converter circuit is provided with the switching element which selectively connects the terminal of the said rotary machine to each of the positive electrode and negative electrode of DC power supply, The any one of Claims 1-15 characterized by the above-mentioned. Rotating machine control device.
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