JP5511885B2 - Motor control device and motor control method - Google Patents

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本発明はモータ制御装置およびモータ制御方法に関し、特に、PWM制御されたブラシレスモータのスイッチング回路およびバッテリを流れる電流により発熱する素子が過熱になることを防止するモータ制御装置およびモータ制御方法に関するものである。   The present invention relates to a motor control device and a motor control method, and more particularly, to a PWM control brushless motor switching circuit and a motor control device and a motor control method for preventing an element that generates heat from being overheated by a current flowing through a battery. is there.

ブラシレスモータのモータコイルに流れる電流はインバータ回路によって制御されている。インバータ回路は複数のスイッチング素子によって構成され、各スイッチング素子がオン・オフすることによって、モータコイルの各相に流れる電流を制御している。しかしながら、スイッチング素子は過熱することによって損傷するため、各スイッチング素子を流れる電流(各相のモータコイルを流れる電流)を常に監視し、各スイッチング素子が過熱状態となる前にスイッチング素子を流れる電流を制限または遮断する必要がある。   The current flowing through the motor coil of the brushless motor is controlled by an inverter circuit. The inverter circuit is composed of a plurality of switching elements, and each switching element is turned on / off to control the current flowing in each phase of the motor coil. However, since the switching element is damaged by overheating, the current flowing through each switching element (current flowing through the motor coil of each phase) is constantly monitored, and the current flowing through the switching element before each switching element is overheated. Must be restricted or blocked.

各スイッチング素子を流れる電流を制限する手段として、電流検出手段を各相のスイッチング素子に連結し、各相の電流を制限するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。   As means for limiting the current flowing through each switching element, there is one in which a current detection means is connected to the switching element of each phase to limit the current of each phase (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−254618号公報JP 2006-254618 A

しかしながら、従来のモータ制御装置に設けられた電流制限手段は、各相に対する電流検出手段にて検出したモータ電流のみにより電流を制限しており、過熱状態を引き起こす要因の一つであるバッテリ電流は検出していない。そのため、従来の制限値は、例えばバッテリ電流が考えられる実使用条件で一番多く流れることを想定した条件で、各素子が過熱状態とならないようにモータ電流による制限値を設定している。その結果、バッテリ電流が少ない場合においては過保護になり、必要以上に電流が制限されるという問題点があった。   However, the current limiting means provided in the conventional motor control device limits the current only by the motor current detected by the current detection means for each phase, and the battery current, which is one of the factors causing the overheat state, is Not detected. For this reason, the limit value according to the motor current is set so that each element does not enter an overheated condition, for example, under the condition that the battery current flows most frequently under the actual usage conditions. As a result, when the battery current is small, there is a problem that overprotection occurs and the current is limited more than necessary.

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、バッテリを流れる電流値とスイッチング回路を流れる電流値とに基づいて、それぞれに流れる電流値を別個に制限することで、必要以上に電流が制限されることなく、スイッチング回路およびバッテリを流れる電流により発熱する素子の過熱保護を行うことが可能なモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and based on the current value flowing through the battery and the current value flowing through the switching circuit, the current value flowing through each of them is limited separately, so that it is more than necessary. It is an object of the present invention to provide a motor control device and a motor control method capable of overheating protection of an element that generates heat due to a current flowing through a switching circuit and a battery without limiting the current.

この発明は、デューティ比に基づくPWM制御によりバッテリから多相モータに流れる電流をスイッチング回路により制御するモータ制御装置であって、前記スイッチング回路を流れる電流をモータ電流として検出する電流検出手段と、前記デューティ比および前記電流検出手段で検出された前記モータ電流に基づいて、前記バッテリに流れるバッテリ電流を推定してバッテリ電流推定値として出力する電流算出手段と、外部から入力されるトルク指令値および磁束指令値とに基づいてモータ電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流検出手段で検出された前記モータ電流に基づいて、前記モータ電流指令値を制限するための第1判定値を求め、前記モータ電流指令値が前記第1判定値より大きい場合には前記モータ電流指令値を前記第1判定値に制限し、そうでなければ、前記モータ電流指令値をそのまま出力する第1の電流制限手段と、前記第1の電流制限手段からの出力をモータ電圧指令値に変換して、第1のモータ電圧指令値として出力する第1のモータ電圧指令値出力手段と、前記電流算出手段で演算された前記バッテリ電流推定値が予め設定された所定の第2判定値より大きい場合には前記バッテリ電流推定値を前記第2判定値に制限し、そうでなければ、前記バッテリ電流推定値をそのまま出力する第2の電流制限手段と、前記バッテリに流れる前記バッテリ電流が前記第2の電流制限手段の出力以下になるモータ電圧指令値の最大許容値を求め、第2のモータ電圧指令値として出力する第2のモータ電圧指令値出力手段と、前記第1のモータ電圧指令値出力手段からの出力と前記第2のモータ電圧指令値出力手段からの出力とを比較して、小さい方のモータ電圧指令値に基づいて前記多相モータに流れる電流を制御するモータ指令値制限手段とを備えたことを特徴とするモータ制御装置である。 This invention relates to a motor controller for controlling the switching circuit the current flowing from the battery by PWM control based on the duty ratio to the multi-phase motor, a current detecting means for detecting a current flowing through the switching circuit as a motor current, the Based on the duty ratio and the motor current detected by the current detection means, current calculation means for estimating the battery current flowing through the battery and outputting it as a battery current estimated value; torque command value and magnetic flux input from the outside A current command value calculating means for calculating a motor current command value based on the command value; and a first determination value for limiting the motor current command value based on the motor current detected by the current detecting means. If the motor current command value is greater than the first determination value, the motor current command value Is limited to the first judgment value, otherwise, the transformation and the first current limiting means for directly outputting the motor current command value, the output from the first current limiting means to a motor voltage command value A first motor voltage command value output means for outputting as a first motor voltage command value, and when the battery current estimated value calculated by the current calculation means is larger than a predetermined second determination value set in advance. Restricts the battery current estimated value to the second determination value; otherwise, the second current limiting means for outputting the battery current estimated value as it is, and the battery current flowing through the battery is the second current value. determine the maximum allowable value of the motor voltage command value that is less than or equal to the output of the current limiting means, and a second motor voltage command value output means for outputting a second motor voltage command value, the first motor voltage command By comparing the output from the output and the second motor voltage command value output means from the output means, the motor command value limiting means for controlling the current flowing in the polyphase motor based on the motor voltage command value of the smaller And a motor control device.

この発明は、デューティ比に基づくPWM制御によりバッテリから多相モータに流れる電流をスイッチング回路により制御するモータ制御装置であって、前記スイッチング回路を流れる電流をモータ電流として検出する電流検出手段と、前記デューティ比および前記電流検出手段で検出された前記モータ電流に基づいて、前記バッテリに流れるバッテリ電流を推定してバッテリ電流推定値として出力する電流算出手段と、外部から入力されるトルク指令値および磁束指令値とに基づいてモータ電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流検出手段で検出された前記モータ電流に基づいて、前記モータ電流指令値を制限するための第1判定値を求め、前記モータ電流指令値が前記第1判定値より大きい場合には前記モータ電流指令値を前記第1判定値に制限し、そうでなければ、前記モータ電流指令値をそのまま出力する第1の電流制限手段と、前記第1の電流制限手段からの出力をモータ電圧指令値に変換して、第1のモータ電圧指令値として出力する第1のモータ電圧指令値出力手段と、前記電流算出手段で演算された前記バッテリ電流推定値が予め設定された所定の第2判定値より大きい場合には前記バッテリ電流推定値を前記第2判定値に制限し、そうでなければ、前記バッテリ電流推定値をそのまま出力する第2の電流制限手段と、前記バッテリに流れる前記バッテリ電流が前記第2の電流制限手段の出力以下になるモータ電圧指令値の最大許容値を求め、第2のモータ電圧指令値として出力する第2のモータ電圧指令値出力手段と、前記第1のモータ電圧指令値出力手段からの出力と前記第2のモータ電圧指令値出力手段からの出力とを比較して、小さい方のモータ電圧指令値に基づいて前記多相モータに流れる電流を制御するモータ指令値制限手段とを備えたことを特徴とするモータ制御装置であるので、バッテリを流れる電流値とスイッチング回路を流れる電流値とに基づいて、それぞれに流れる電流値を別個に制限することで、必要以上に電流が制限されることなく、スイッチング回路およびバッテリを流れる電流により発熱する素子の過熱保護を行うことができる。 This invention relates to a motor controller for controlling the switching circuit the current flowing from the battery by PWM control based on the duty ratio to the multi-phase motor, a current detecting means for detecting a current flowing through the switching circuit as a motor current, the Based on the duty ratio and the motor current detected by the current detection means, current calculation means for estimating the battery current flowing through the battery and outputting it as a battery current estimated value; torque command value and magnetic flux input from the outside A current command value calculating means for calculating a motor current command value based on the command value; and a first determination value for limiting the motor current command value based on the motor current detected by the current detecting means. If the motor current command value is greater than the first determination value, the motor current command value Is limited to the first judgment value, otherwise, the transformation and the first current limiting means for directly outputting the motor current command value, the output from the first current limiting means to a motor voltage command value A first motor voltage command value output means for outputting as a first motor voltage command value, and when the battery current estimated value calculated by the current calculation means is larger than a predetermined second determination value set in advance. Restricts the battery current estimated value to the second determination value; otherwise, the second current limiting means for outputting the battery current estimated value as it is, and the battery current flowing through the battery is the second current value. determine the maximum allowable value of the motor voltage command value that is less than or equal to the output of the current limiting means, and a second motor voltage command value output means for outputting a second motor voltage command value, the first motor voltage command By comparing the output from the output and the second motor voltage command value output means from the output means, the motor command value limiting means for controlling the current flowing in the polyphase motor based on the motor voltage command value of the smaller Therefore, the current value flowing through the battery and the current value flowing through the switching circuit are individually limited based on the current value flowing through the battery and the current value flowing through the switching circuit, so that more current than necessary is required. Without being limited, overheating protection of the element that generates heat due to the current flowing through the switching circuit and the battery can be performed.

本発明の実施の形態1に係るモータ制御装置の構成図である。It is a block diagram of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のマイクロコントローラに内蔵されたソフトウェアのプログラムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the program of the software built in the microcontroller of FIG. 本発明の実施の形態1に係るモータ制御装置のモータ電流制限値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the motor current limiting value of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るモータ制御装置の合成駆動電流対モータ電流制限値変化速度をモータの回転時および停止時について示す特性図である。It is a characteristic view which shows the synthetic | combination drive current with respect to the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention vs the motor current limiting value change speed about the time of rotation of a motor, and a stop. 本発明の実施の形態1におけるバッテリ電流推定を説明する図である。It is a figure explaining battery current estimation in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるモータ電圧指令値を制限する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to restrict | limit the motor voltage command value in Embodiment 1 of this invention.

実施の形態1.
本発明は、PWM制御されたブラシレスモータのスイッチング回路やバッテリを流れる電流により発熱する素子が過熱になることを防止するためのモータ制御装置である。さらに詳細に説明すれば、バッテリを流れる電流値と各スイッチング素子を流れる電流値とに基づいて、スイッチング回路に流れる電流値およびバッテリに流れる電流値を制限し、当該電流値が流れることで過熱となるか否かを判定して、スイッチング回路およびバッテリを流れる電流により発熱する素子の過熱保護を行うモータ制御装置である。
Embodiment 1 FIG.
The present invention is a motor control device for preventing a PWM-controlled brushless motor switching circuit and an element that generates heat due to a current flowing through a battery from being overheated. More specifically, based on the current value flowing through the battery and the current value flowing through each switching element, the current value flowing through the switching circuit and the current value flowing through the battery are limited. This is a motor control device that determines whether or not to prevent overheating of an element that generates heat due to a current flowing through a switching circuit and a battery.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。各図において同一または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.

図1は、本発明の実施の形態1に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック図である。図1において、このモータ制御装置は、多相モータである3相ブラシレスモータ1(以下「モータ1」と略称する)に接続されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a motor control device according to Embodiment 1 of the present invention together with peripheral devices. In FIG. 1, this motor control device is connected to a three-phase brushless motor 1 (hereinafter abbreviated as “motor 1”) which is a multiphase motor.

モータ制御装置は、モータ1のロータの磁極位置を検出する位置センサ(位置検出手段)2と、バッテリBTから駆動電力を得てモータ1を駆動するPWMインバータ(インバータ装置)3と、PWMインバータ3からモータ1に入力される3相のモータ駆動電流Iu、Iv、Iwを検出する電流検出器(電流検出手段)4と、外部から与えられるトルク指令値T*と磁束指令値F*とに基づいてモータ1のモータ電流指令値であるd軸(磁束軸)指令電流Id*およびq軸(トルク軸)指令電流Iq*を生成する電流指令値演算部5と、モータ電流指令値(Id*、Iq*)を用いてPWMインバータ3を制御するマイクロコントローラ6(モータ制御手段)とを備えている。   The motor control device includes a position sensor (position detection means) 2 that detects the magnetic pole position of the rotor of the motor 1, a PWM inverter (inverter device) 3 that drives the motor 1 by obtaining drive power from the battery BT, and a PWM inverter 3. Based on a current detector (current detection means) 4 for detecting three-phase motor drive currents Iu, Iv, and Iw input to the motor 1, and a torque command value T * and a magnetic flux command value F * given from the outside. A current command value calculation unit 5 for generating a d-axis (magnetic flux axis) command current Id * and a q-axis (torque axis) command current Iq *, which are motor current command values of the motor 1, and a motor current command value (Id *, And a microcontroller 6 (motor control means) for controlling the PWM inverter 3 using Iq *).

マイクロコントローラ6は、モータ電流指令値(Id*、Iq*)を制限して過熱を防止する過熱保護部7と、電流検出器4の出力をディジタル値に変換するA/D変換器8u,8v,8w(以下「A/D変換器8」と総称する)と、A/D変換器8の出力を3相交流座標からd軸と(d軸に直交する)q軸とからなるdq座標に変換する3相−dq座標変換部9(図1では「座標変換部9」と略称にて示す)と、後述するモータ電流制限部14の出力と3相−dq座標変換部9の出力との差分を出力する減算器19d,19q(以下「減算器19」と総称する)からの出力に基づいてdq座標上でフィードバック制御を行う電流制御部10d,10q(以下「電流制御部10」と総称する)と、電流制御部10の出力をdq座標から3相交流座標に変換するdq−3相座標変換部11(図1では「座標変換部11」と略称にて示す)と、を備えている。   The microcontroller 6 limits the motor current command values (Id *, Iq *) to prevent overheating, and A / D converters 8u, 8v for converting the output of the current detector 4 into digital values. , 8w (hereinafter collectively referred to as “A / D converter 8”), the output of the A / D converter 8 is changed from a three-phase AC coordinate to a dq coordinate consisting of a d axis and a q axis (perpendicular to the d axis). A three-phase-dq coordinate conversion unit 9 (abbreviated as “coordinate conversion unit 9” in FIG. 1) to be converted, an output of a motor current limiting unit 14 described later, and an output of the three-phase-dq coordinate conversion unit 9 Current control units 10d and 10q (hereinafter collectively referred to as “current control unit 10”) that perform feedback control on the dq coordinate based on outputs from subtractors 19d and 19q (hereinafter collectively referred to as “subtractor 19”) that output a difference. The output of the current control unit 10 from the dq coordinate A dq-3-phase coordinate conversion unit 11 for converting the coordinates (in Fig. 1 shown by abbreviated as "coordinate conversion unit 11"), and a.

マイクロコントローラ6は、さらに、UVW各相のデューティ比Du,Dv,Dw、および、モータ1に流れる相電流Iu、Iv、Iwに基づいて、バッテリBTに流れるバッテリ電流Ibを推定し、バッテリ電流推定値Ib*を出力するバッテリ電流推定部(電流算出手段)15と、バッテリ電流推定値Ib*を、予め設定された所定のバッテリ電流制限値Ibr以下になるように制限し、バッテリ制限後電流Ibr*を出力するバッテリ電流制限値演算部16と、バッテリBTに流れるバッテリ電流Ibがバッテリ制限後電流Ibr*以下になるように、モータ電圧指令値に対する最大許容値であるモータ電圧指令制限値Vlimitを求めるモータ電圧指令制限値算出器17と、dq−3相座標変換部11から出力されるU相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、W相電圧指令値Vwに対して、モータ電圧指令制限値算出部17で算出されたモータ電圧指令制限値Vlimitと比較し、U相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、W相電圧指令値Vwがモータ電圧指令制限値Vlimitを超えている場合には、U相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、W相電圧指令値Vwをモータ電圧指令制限値Vlimitに制限するモータ電圧指令値制限部18とを備えている。   The microcontroller 6 further estimates the battery current Ib flowing through the battery BT based on the duty ratios Du, Dv, Dw of each phase of UVW and the phase currents Iu, Iv, Iw flowing through the motor 1 to estimate the battery current. The battery current estimating unit (current calculating means) 15 that outputs the value Ib * and the battery current estimated value Ib * are limited so as to be equal to or less than a predetermined battery current limit value Ibr that is set in advance. The battery current limit value calculation unit 16 that outputs * and the motor voltage command limit value Vlimit that is the maximum allowable value for the motor voltage command value so that the battery current Ib flowing through the battery BT is equal to or less than the current Ibr * after the battery limit. U-phase voltage command output from the motor voltage command limit value calculator 17 to be obtained and the dq-3 phase coordinate converter 11 The Vu, V-phase voltage command value Vv, and W-phase voltage command value Vw are compared with the motor voltage command limit value Vlimit calculated by the motor voltage command limit value calculation unit 17, and the U-phase voltage command value Vu and V-phase are compared. When the voltage command value Vv and the W-phase voltage command value Vw exceed the motor voltage command limit value Vlimit, the U-phase voltage command value Vu, the V-phase voltage command value Vv, and the W-phase voltage command value Vw are set as the motor voltage command. And a motor voltage command value limiter 18 that limits the limit value Vlimit.

過熱保護部7は、ロータの磁極位置からモータ1の回転速度R1を演算するモータ回転速度演算部12と、予め設定された所定の過熱保護判定しきい値と3相−dq座標変換部9の出力との差分を出力する減算器20d,20q(以下「減算器20」と総称する)と、モータ回転速度演算部12の出力したモータ回転速度R1と減算器20の出力とが入力され、モータ電流指令値(Id*、Iq*)を制限するためのモータ電流制限値Idr,Iqrを演算するモータ電流制限値演算部13と、モータ電流制限値演算部13の出力したモータ電流制限値Idr,Iqrに基づいて、モータ電流指令値(Id*、Iq*)を制限するモータ電流制限部14d、14q(以下「モータ電流制限部14」と総称する)と、モータ電流制限部14の出力と3相−dq座標変換部9の出力との差分を出力する上述した減算器19とを備えている。   The overheat protection unit 7 includes a motor rotation speed calculation unit 12 that calculates the rotation speed R1 of the motor 1 from the magnetic pole position of the rotor, a preset predetermined overheat protection determination threshold value, and a three-phase-dq coordinate conversion unit 9 Subtractors 20d and 20q (hereinafter collectively referred to as "subtractor 20") that output the difference from the output, the motor rotation speed R1 output from the motor rotation speed calculator 12 and the output of the subtractor 20 are input, and the motor Motor current limit value calculation unit 13 for calculating motor current limit values Idr and Iqr for limiting current command values (Id *, Iq *), motor current limit value Idr output from motor current limit value calculation unit 13 Based on Iqr, motor current limiting units 14d and 14q that limit motor current command values (Id *, Iq *) (hereinafter collectively referred to as “motor current limiting unit 14”), and the output of the motor current limiting unit 14 And a subtractor 19 described above outputs a difference between the output of the three-phase -dq coordinate converter 9 when.

ここで、3相−dq座標変換部9、電流制御部10、dq−3相座標変換部11、モータ回転速度演算部12、モータ電流制限値演算部13、モータ電流制限部14、および、減算器19,20は、マイクロコントローラ6にソフトウェアとして内蔵されている。   Here, the 3-phase-dq coordinate conversion unit 9, the current control unit 10, the dq-3 phase coordinate conversion unit 11, the motor rotation speed calculation unit 12, the motor current limit value calculation unit 13, the motor current limit unit 14, and the subtraction The devices 19 and 20 are built in the microcontroller 6 as software.

図2は、図1のマイクロコントローラ6に内蔵されたソフトウェアのプログラムの動作を示すフローチャートである。このプログラムは、一定の周期で、周期的に繰り返し呼び出されるものである。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the software program built in the microcontroller 6 of FIG. This program is called repeatedly at regular intervals.

以下、上記構成のモータ制御装置についての動作を図2を用いて説明する。
まず、位置センサ2でモータ1のロータの磁極位置が所定時間毎に検出され、モータ回転速度演算部12で、位置センサ2による今回検出の磁極位置と前回検出の磁極位置との差分演算が行われ、当該差分からモータ回転速度R1が演算されて出力される(ステップS21)。
The operation of the motor control device having the above configuration will be described below with reference to FIG.
First, the position sensor 2 detects the magnetic pole position of the rotor of the motor 1 every predetermined time, and the motor rotation speed calculation unit 12 calculates the difference between the magnetic pole position detected this time and the magnetic pole position detected last time by the position sensor 2. The motor rotational speed R1 is calculated from the difference and output (step S21).

また、電流検出器4では、PWMインバータ3からモータ1に入力される3相のモータ駆動電流の、u相駆動電流Iuとv相駆動電流Ivとw相駆動電流Iwとが検出され、それらの3相のモータ駆動電流Iu、Iv、Iwが出力される(ステップS22)。   The current detector 4 detects the u-phase drive current Iu, the v-phase drive current Iv, and the w-phase drive current Iw of the three-phase motor drive current input from the PWM inverter 3 to the motor 1. Three-phase motor drive currents Iu, Iv, and Iw are output (step S22).

3相のモータ駆動電流Iu、Iv、Iwは、A/D変換器8でディジタル信号に変換された後に、3相−dq座標変換部9でdq座標に変換され、図3に示すd軸駆動電流(d軸成分電流)Idおよびq軸駆動電流(q軸成分電流)Iqとして出力される(ステップS23)。   The three-phase motor drive currents Iu, Iv, and Iw are converted into digital signals by the A / D converter 8, and then converted into dq coordinates by the three-phase-dq coordinate conversion unit 9, and d-axis drive shown in FIG. The current (d-axis component current) Id and the q-axis drive current (q-axis component current) Iq are output (step S23).

モータ電流制限値演算部13では、d軸駆動電流Idとq軸駆動電流Iqとが次式(1)によってベクトル合成され、合成駆動電流(合成電流)Isが求められる(ステップS24)。   In the motor current limit value calculation unit 13, the d-axis drive current Id and the q-axis drive current Iq are vector-synthesized by the following equation (1) to obtain a combined drive current (synthesized current) Is (step S24).

Figure 0005511885
Figure 0005511885

ここで、合成駆動電流Isが一定である場合、図3に破線で示した半径一定の円をモータ電流制限値として表すことができる。このことは、3相のモータ駆動電流Iu、Iv、Iwを合成した結果が一定の電流値であることを示している。また、合成駆動電流Isは、モータ1のロータの磁極位置、即ちq軸と合成駆動電流Isとのなす位相角θ(以下、「電流位相角θ」と略称する)に影響されないものであって、モータ1に通電される電流値を代表することができる。   Here, when the combined drive current Is is constant, a circle with a constant radius indicated by a broken line in FIG. 3 can be expressed as a motor current limit value. This indicates that the result of combining the three-phase motor drive currents Iu, Iv, and Iw is a constant current value. The combined drive current Is is not affected by the magnetic pole position of the rotor of the motor 1, that is, the phase angle θ formed by the q axis and the combined drive current Is (hereinafter abbreviated as “current phase angle θ”). The current value energized to the motor 1 can be represented.

dq−3相座標変換部9から出力されたd軸駆動電流Idおよびq軸駆動電流Iqは、減算器20でそれぞれ過熱保護判定用しきい値と比較されて、偏差が求められる。各偏差の最大値は、例えば図4と同様の特性に従って、モータ電流制限値変化速度Vmとして出力される。このとき、図4に示した横軸は、合成駆動電流Isから、上記の偏差に読み替えられる。また、図4において、破線がモータ1が回転しているときに用いるモータ電流制限値変化速度Vmの値で、実線がモータ1が停止しているときに用いるモータ電流制限値変化速度Vmの値である。モータ1が回転しているか停止しているかの判定は、モータ回転速度R1を閾値判定することにより決定する。モータ電流制限値演算部13では、モータ1の回転/停止の別に基づいて2種類の中からモータ電流制限値変化速度Vmが選択され、選択されたモータ電流制限値変化速度Vmを積算して、モータ電流制限値(Idr、Iqr)が演算される(ステップS25)。なお、ステップS25の詳細な動作については後述する。   The d-axis drive current Id and the q-axis drive current Iq output from the dq-3 phase coordinate conversion unit 9 are respectively compared with the threshold value for overheat protection determination by the subtracter 20 to obtain a deviation. The maximum value of each deviation is output as the motor current limit value change speed Vm, for example, according to the same characteristics as in FIG. At this time, the horizontal axis shown in FIG. 4 is read from the combined drive current Is to the above deviation. In FIG. 4, the broken line is the value of the motor current limit value change speed Vm used when the motor 1 is rotating, and the solid line is the value of the motor current limit value change speed Vm used when the motor 1 is stopped. It is. Whether the motor 1 is rotating or stopped is determined by determining a threshold value of the motor rotation speed R1. The motor current limit value calculation unit 13 selects a motor current limit value change speed Vm from two types based on the rotation / stop of the motor 1 and integrates the selected motor current limit value change speed Vm, Motor current limit values (Idr, Iqr) are calculated (step S25). The detailed operation of step S25 will be described later.

モータ電流制限部14では、電流指令値演算部5からd軸指令電流Id*およびq軸指令電流Iq*が入力されるとともに、モータ電流制限値演算部13からd軸モータ電流制限値Idrおよびq軸モータ電流制限値Iqrが入力され、d軸指令電流Id*およびq軸指令電流Iq*が、それぞれ、d軸モータ電流制限値Idrおよびq軸モータ電流制限値Iqr以下になるように制限され、d軸制限後電流Idr*およびq軸制限後電流Iqr*として出力される(ステップS26、ステップS27)。具体的には、d軸指令電流Id*およびq軸指令電流Iq*が、それぞれ、d軸モータ電流制限値Idrおよびq軸モータ電流制限値Iqr以下であれば、そのままの値が出力され、一方、d軸モータ電流制限値Idrおよびq軸モータ電流制限値Iqrを超えていれば、d軸モータ電流制限値Idrおよびq軸モータ電流制限値Iqrの値が出力される。   The motor current limiter 14 receives the d-axis command current Id * and the q-axis command current Iq * from the current command value calculator 5 and the d-axis motor current limit values Idr and q from the motor current limit value calculator 13. The shaft motor current limit value Iqr is input, and the d-axis command current Id * and the q-axis command current Iq * are limited to be equal to or less than the d-axis motor current limit value Idr and the q-axis motor current limit value Iqr, respectively. It is output as the d-axis limited current Idr * and the q-axis limited current Iqr * (step S26, step S27). Specifically, if the d-axis command current Id * and the q-axis command current Iq * are equal to or less than the d-axis motor current limit value Idr and the q-axis motor current limit value Iqr, the values are output as they are, If the d-axis motor current limit value Idr and the q-axis motor current limit value Iqr are exceeded, the values of the d-axis motor current limit value Idr and the q-axis motor current limit value Iqr are output.

減算器19では、モータ電流制限部14からd軸制限後電流Idr*およびq軸制限後電流Iqr*が入力され、dq−3相座標変換部9からd軸駆動電流Idおよびq軸駆動電流Iqが入力されて、d軸制限後電流Idr*とd軸駆動電流Idの差分およびq軸制限後電流Iqr*とq軸駆動電流Iqの差分が演算され、電流制御部10に入力される。電流制御部10では、減算器19の出力に基づいて、フィードバック制御が行われる(ステップS28、ステップS29)。   In the subtracter 19, the d-axis limited current Idr * and the q-axis limited current Iqr * are input from the motor current limiting unit 14, and the d-axis driving current Id and the q-axis driving current Iq are input from the dq-3 phase coordinate conversion unit 9. Is calculated, and the difference between the d-axis limited current Idr * and the d-axis drive current Id and the difference between the q-axis limited current Iqr * and the q-axis drive current Iq are calculated and input to the current control unit 10. In the current control unit 10, feedback control is performed based on the output of the subtracter 19 (step S28, step S29).

dq−3相座標変換部11では、電流制御部10の出力がdq座標から3相交流座標に変換されて、モータ電圧指令値制限部18を介して、PWMインバータ3に出力される(ステップS30)。モータ1は、PWMインバータ3の出力によって駆動される。   In the dq-3 phase coordinate conversion unit 11, the output of the current control unit 10 is converted from the dq coordinate to the three-phase AC coordinate, and is output to the PWM inverter 3 via the motor voltage command value limiting unit 18 (step S30). ). The motor 1 is driven by the output of the PWM inverter 3.

続いて、ステップS25におけるモータ電流制限値演算部13の動作を詳細に説明する。
モータ電流制限値演算部13では、モータ回転速度演算部12からのモータ回転速度R1と自身が演算した合成駆動電流Isとを用いて、図4に示す特性(所定の関数)に基づいて、モータ1に許容する最大電流を漸減あるいは漸増するモータ電流制限値変化速度Vmが算出される。続いて、モータ電流制限値変化速度Vmを積算し、モータ電流制限値(Idr、Iqr)が演算される。モータ電流制限値(Idr、Iqr)は、dq座標上でモータ電流指令値(Id*、Iq*)を制限するものである。
Next, the operation of the motor current limit value calculation unit 13 in step S25 will be described in detail.
The motor current limit value calculation unit 13 uses the motor rotation speed R1 from the motor rotation speed calculation unit 12 and the combined drive current Is calculated by itself, based on the characteristics (predetermined function) shown in FIG. A motor current limit value changing speed Vm that gradually decreases or gradually increases the maximum current allowed to 1 is calculated. Subsequently, the motor current limit value change speed Vm is integrated, and motor current limit values (Idr, Iqr) are calculated. The motor current limit values (Idr, Iqr) limit the motor current command values (Id *, Iq *) on the dq coordinates.

ここで、モータ電流制限値演算部13では、モータ回転速度R1が、任意に設定される所定の回転速度ξ以上であるとき、モータ1が回転していると判断し、破線のモータ電流制限値変化速度Vm(図4参照)を用いて、モータ電流制限値(Idr、Iqr)を演算する。   Here, the motor current limit value calculation unit 13 determines that the motor 1 is rotating when the motor rotation speed R1 is equal to or higher than a predetermined rotation speed ξ that is arbitrarily set. A motor current limit value (Idr, Iqr) is calculated using the change speed Vm (see FIG. 4).

また、モータ電流制限値演算部13では、モータ回転速度R1が任意に設定される所定の回転速度ξ未満であるとき、モータ1が停止していると判断し、実線のモータ電流制限値変化速度Vm(図4参照)を用いて、モータ電流制限値(Idr、Iqr)を演算する。   Further, the motor current limit value calculation unit 13 determines that the motor 1 is stopped when the motor rotation speed R1 is less than a predetermined rotation speed ξ that is arbitrarily set, and the solid line motor current limit value change speed is determined. A motor current limit value (Idr, Iqr) is calculated using Vm (see FIG. 4).

したがって、モータ1に許容する最大電流を漸減する際の勾配を、モータ回転速度R1に応じて切り替えることができるので、モータ1の回転時には、モータ1の停止時よりも漸減の勾配を小さくすることができる。   Therefore, since the gradient when gradually decreasing the maximum current allowed for the motor 1 can be switched according to the motor rotation speed R1, the gradient of gradual decrease can be made smaller when the motor 1 is rotating than when the motor 1 is stopped. Can do.

なお、モータ電流制限値(Idr、Iqr)を漸増する場合、モータ1の回転時および停止時にかかわらずマイクロコントローラ6またはモータ1の放熱特性によりモータ電流制限値(Idr、Iqr)が決まるため、モータ1の回転時および停止時を同一のパラメータとして設定する。   When the motor current limit values (Idr, Iqr) are gradually increased, the motor current limit values (Idr, Iqr) are determined by the heat dissipation characteristics of the microcontroller 6 or the motor 1 regardless of whether the motor 1 is rotating or stopped. 1 is set as the same parameter when rotating and stopping.

モータ電流制限値(Idr、Iqr)は、電流位相角θ(図3参照)が一定となるように、d軸電流制限値Idrおよびq軸電流制限値Iqrに分解されてモータ電流制限部14に出力される。d軸電流制限値Idrおよびq軸電流制限値Iqrは、例えば図4にモータの回転時および停止時について示した特性と同様の特性になる。   The motor current limit values (Idr, Iqr) are decomposed into the d-axis current limit value Idr and the q-axis current limit value Iqr so that the current phase angle θ (see FIG. 3) is constant, and the motor current limit unit 14 Is output. For example, the d-axis current limit value Idr and the q-axis current limit value Iqr have the same characteristics as those shown in FIG. 4 when the motor rotates and stops.

本発明の実施の形態1に係るモータ制御装置によれば、モータ回転速度R1に応じてモータ電流制限値(Idr、Iqr)を演算することができるので、適切にモータ1を過熱保護することができる。   According to the motor control device according to the first embodiment of the present invention, the motor current limit values (Idr, Iqr) can be calculated according to the motor rotation speed R1, so that the motor 1 can be appropriately overheat protected. it can.

また、合成駆動電流Isに応じてモータ電流制限値(Idr、Iqr)を演算するので、モータ1の停止時における特定のモータ相への熱集中にも対応でき、またモータ1の回転時における発熱が平均化された状況にも対応することができる。   Further, since the motor current limit values (Idr, Iqr) are calculated according to the combined drive current Is, it is possible to cope with heat concentration on a specific motor phase when the motor 1 is stopped, and to generate heat when the motor 1 rotates. It is possible to cope with the situation where is averaged.

また、モータ電流制限値演算部13で算出されたモータ電流制限値(Idr、Iqr)は、dq座標上でモータ電流指令値(Id*、Iq*)を制限するものであり、3相交流座標に座標変換される前にモータ電流指令値(Id*、Iq*)を制限するため、モータ1の回転状況によって各モータ相の電流バランスが崩れることなく電流を漸減することができる。   The motor current limit values (Idr, Iqr) calculated by the motor current limit value calculation unit 13 limit the motor current command values (Id *, Iq *) on the dq coordinates, and are three-phase AC coordinates. Since the motor current command values (Id *, Iq *) are limited before the coordinate conversion is performed, the current can be gradually reduced without losing the current balance of each motor phase depending on the rotation state of the motor 1.

バッテリ電流推定部15では、バッテリBTに流れるバッテリ電流Ibを推定する。   The battery current estimation unit 15 estimates the battery current Ib flowing through the battery BT.

以下にバッテリ電流の推定方法を説明する。
図5は、バッテリ電流推定に係わるモータ駆動装置を示すブロック図である。図5に示すように、PWMインバータ3には、のべ6個のスイッチング素子30が設けられている。具体的には、上側に、各相に対応する3個のスイッチング素子30UU、30VU、30WU(以下、「上側スイッチング素子30UU、30VU、30WU」とする)が設けられ、下側に、各相に対応する3個のスイッチング素子30UL、30VL、30WL(以下、「下側スイッチング素子30UU、30VU、30WU」とする)が設けられている。これらのスイッチング素子は、例えばFET等の半導体素子から構成される。各スイッチング素子は、各相毎に、上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とが直接に接続されており、のべ3つの直列体が構成されている。
A method for estimating the battery current will be described below.
FIG. 5 is a block diagram showing a motor driving apparatus related to battery current estimation. As shown in FIG. 5, the PWM inverter 3 is provided with a total of six switching elements 30. Specifically, three switching elements 30UU, 30VU, 30WU (hereinafter referred to as “upper switching elements 30UU, 30VU, 30WU”) corresponding to each phase are provided on the upper side, and each phase is provided on the lower side. Three corresponding switching elements 30UL, 30VL, and 30WL (hereinafter referred to as “lower switching elements 30UU, 30VU, and 30WU”) are provided. These switching elements are comprised from semiconductor elements, such as FET, for example. In each switching element, an upper switching element and a lower switching element are directly connected for each phase, and a total of three series bodies are formed.

図5において、UVW各相のデューティ比をDu、Dv、Dw、モータに流れる相電流をIu、Iv、Iwとすると、各上側スイッチング素子3UU、3VU、3WUに流れる平均電流(Iuu、Ivu、Iwu)は、次式(2)で表すことができる。   In FIG. 5, assuming that the duty ratio of each phase of UVW is Du, Dv, Dw, and the phase current flowing through the motor is Iu, Iv, Iw, the average current (Iuu, Ivu, Iwu) flowing through each upper switching element 3UU, 3VU, 3WU ) Can be expressed by the following formula (2).

Iuu=Iu*Du・・・(2−1)
Ivu=Iv*Dv・・・(2−2)
Iwu=Iw*Dw・・・(2−3)
Iuu = Iu * Du (2-1)
Ivu = Iv * Dv (2-2)
Iwu = Iw * Dw (2-3)

バッテリ電流Ibは、上側スイッチング素子3UU、3VU、3WUに流れる電流の和であることから、次式(3)で表すことができる。   Since battery current Ib is the sum of the currents flowing through upper switching elements 3UU, 3VU, and 3WU, it can be expressed by the following equation (3).

Ib=Iuu+Ivu+Iwu・・・(3)     Ib = Iuu + Ivu + Iwu (3)

したがって、バッテリ電流Ibは、(2),(3)式より、次式(4)のように表すことができる。   Therefore, the battery current Ib can be expressed by the following equation (4) from the equations (2) and (3).

Ib=Iu*Du+Iv*Dv+Iw*Dw・・・(4)     Ib = Iu * Du + Iv * Dv + Iw * Dw (4)

従って、式(4)に、UVW各相のデューティ比Du、Dv、Dw、および、モータに流れる相電流をIu、Iv、Iwの値を代入することにより、バッテリ電流推定値Ib*を求めることができる。   Therefore, the estimated battery current value Ib * is obtained by substituting the values of Iu, Iv, and Iw for the duty ratios Du, Dv, and Dw of each phase of UVW and the phase current that flows through the motor into Equation (4). Can do.

バッテリ電流制限値演算部16では、バッテリ電流推定値15で推定されたバッテリ電流推定値Ib*が、予め設定された所定のバッテリ電流制限値Ibr以下になるように制限され、バッテリ制限後電流Ibr*として出力される。具体的には、バッテリ電流推定値Ib*が、バッテリ電流制限値Ibr以下であれば、そのままの値が出力され、一方、バッテリ電流制限値Ibrを超えていれば、バッテリ電流制限値Ibrの値が出力される。   The battery current limit value calculation unit 16 limits the battery current estimated value Ib * estimated by the battery current estimated value 15 to be equal to or lower than a predetermined battery current limit value Ibr set in advance, and the battery current limited current Ibr * Is output. Specifically, if the battery current estimated value Ib * is equal to or less than the battery current limit value Ibr, the value is output as it is. On the other hand, if the battery current limit value Ibr exceeds the battery current limit value Ibr, the value of the battery current limit value Ibr is output. Is output.

モータ電圧指令制限値算出部17は、バッテリBTに流れるバッテリ電流Ibがバッテリ制限後電流Ibr*以下になるように、モータ電圧指令値としての最大許容値であるモータ電圧指令制限値Vlimitを決める。   The motor voltage command limit value calculation unit 17 determines a motor voltage command limit value Vlimit which is a maximum allowable value as a motor voltage command value so that the battery current Ib flowing through the battery BT is equal to or less than the battery limit current Ibr *.

モータ電圧指令値制限部18は、dq−3相座標変換部11から出力されるU相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、W相電圧指令値Vwに対して、モータ電圧指令制限値算出部17より算出されたモータ電圧指令制限値Vlimitとの比較を行い、U相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、W相電圧指令値Vwがモータ電圧指令制限値Vlimitを超えている場合には、U相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、W相電圧指令値Vwをモータ電圧指令制限値Vlimitへと制限する。この処理は、すなわち、モータ電圧指令値制御部18が、電流制御部10からの出力とバッテリ電流制限値演算部16からの出力とを比較して、小さい方の電流値に基づいてモータ1に流れる電流を制御することを意味する。   The motor voltage command value limiting unit 18 is a motor voltage command limit value for the U phase voltage command value Vu, the V phase voltage command value Vv, and the W phase voltage command value Vw output from the dq-3 phase coordinate conversion unit 11. The U-phase voltage command value Vu, the V-phase voltage command value Vv, and the W-phase voltage command value Vw exceed the motor voltage command limit value Vlimit by comparing with the motor voltage command limit value Vlimit calculated by the calculation unit 17. In this case, the U-phase voltage command value Vu, the V-phase voltage command value Vv, and the W-phase voltage command value Vw are limited to the motor voltage command limit value Vlimit. In other words, the motor voltage command value control unit 18 compares the output from the current control unit 10 with the output from the battery current limit value calculation unit 16 and applies the motor 1 to the motor 1 based on the smaller current value. It means controlling the flowing current.

モータ電圧指令値の制限方法は、図6に示すものと同じであり、モータ電圧指令値制限部18において、モータ電圧指令制限値Vlimit(Vu**、Vv**、Vw**)以下に制限された各相のモータ電圧指令値Du、Dv、DwはPWM制御器16に入力され、PWM制御器16によりPWMインバータ3を制御して、モータ1を回転駆動する。   The method for limiting the motor voltage command value is the same as that shown in FIG. 6, and the motor voltage command value limiting unit 18 limits the motor voltage command value to the motor voltage command limit value Vlimit (Vu **, Vv **, Vw **) or less. The motor voltage command values Du, Dv, and Dw for each phase are input to the PWM controller 16, and the PWM controller 16 controls the PWM inverter 3 to rotate the motor 1.

以上のように、本発明の実施の形態1の発明によれば、デューティ比に基づくPWM制御をPWMインバータ3(スイッチング回路)にて行うことにより、バッテリBTからモータ1に流れる電流を制御するモータ制御装置であって、PWMインバータ3(スイッチング回路)を流れる電流をモータ電流値として検出する電流検出手段(電流検出器4)と、PWMインバータ3(スイッチング回路)に流れる電流をバッテリ電流値として推定する電流算出手段(バッテリ電流推定部15)と、モータ電流値が所定の第1判定値(Idr、Iqr)より大きい場合には、モータ電流を制限する第1の電流制限手段(モータ電流制限値演算部13、モータ電流制御部14)と、推定したバッテリ電流値が所定の第2判定値(Ibr)より大きい場合には、バッテリ電流を制限する第2の電流制限手段(バッテリ電流制限値演算部16)とを備え、PWMインバータ3に流れるモータ電流値とバッテリBTに流れるバッテリ電流値とを切り分けて制限することで、PWMインバータ3(スイッチング回路)を流れる電流により発熱するスイッチング素子30の過熱保護と、バッテリBTを流れる電流により発熱するスイッチング素子30の過熱保護を切り分けることができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the motor that controls the current flowing from the battery BT to the motor 1 by performing the PWM control based on the duty ratio by the PWM inverter 3 (switching circuit). A control device that estimates current flowing through the PWM inverter 3 (switching circuit) as a motor current value (current detector 4) and current flowing through the PWM inverter 3 (switching circuit) as a battery current value. Current calculation means (battery current estimation unit 15) to perform, and when the motor current value is larger than a predetermined first determination value (Idr, Iqr), first current limiting means (motor current limit value) for limiting the motor current The calculation unit 13 and the motor current control unit 14) and the estimated battery current value is larger than a predetermined second determination value (Ibr). Includes a second current limiting unit (battery current limit value calculation unit 16) that limits the battery current, and separates and limits the motor current value flowing through the PWM inverter 3 and the battery current value flowing through the battery BT. Thus, the overheat protection of the switching element 30 that generates heat due to the current flowing through the PWM inverter 3 (switching circuit) and the overheat protection of the switching element 30 that generates heat due to the current flowing through the battery BT can be separated.

したがって、過熱保護手段を素子に流れる電流により切り分けることで、素子の過保護をなくすことができ、最適な過熱保護を行うことで従来より連続通電時間を長くすることができる。   Therefore, by separating the overheat protection means according to the current flowing through the element, the overprotection of the element can be eliminated, and the continuous energization time can be made longer than before by performing the optimum overheat protection.

また、モータ指令値制限手段(モータ電圧指令値制限部18)により、PWMインバータを流れる電流により算出されるモータ電流制限値と、バッテリを流れる電流により算出されるバッテリ電流制限値を比較し、小さい方の電流値で電流を制限することで、電流により発熱する素子に対してより最適な過熱保護ができる。   Further, the motor command value limiting means (motor voltage command value limiting unit 18) compares the motor current limit value calculated from the current flowing through the PWM inverter with the battery current limit value calculated from the current flowing through the battery, and is small. By limiting the current with the current value of the one, more optimal overheat protection can be performed for the element that generates heat due to the current.

1 3相ブラシレスモータ、2 位置センサ、3 PWMインバータ、4 電流検出器、5 電流指令値演算部、6 マイクロコントローラ、7 過熱保護部、8 A/D変換器、9 3相−dq座標変換部、10 電流制御部、11 dq−3相座標変換部、12 モータ回転速度演算部、13 モータ電流制限値演算部、14 モータ電流制限部、15 バッテリ電流推定部、16 バッテリ電流制限値演算部、17 モータ電圧指令制限値算出器、18 モータ電圧指令値制限部、19,20 減算器、Id d軸駆動電流、Iq q軸駆動電流、Id* d軸指令電流、Iq* q軸指令電流、Idr d軸モータ電流制限値、Iqr q軸モータ電流制限値、Idr* q軸制限後電流、Iqr* q軸制限後電流、Vu U相指令電圧、Vv V相指令電圧、Vw W相指令電圧、Du U相PWM駆動Duty、Dv V相PWM駆動Duty、Dw W相PWM駆動Duty、BT バッテリ。   1 3-phase brushless motor, 2 position sensor, 3 PWM inverter, 4 current detector, 5 current command value calculation unit, 6 microcontroller, 7 overheat protection unit, 8 A / D converter, 9 3-phase-dq coordinate conversion unit 10 current control unit, 11 dq-3 phase coordinate conversion unit, 12 motor rotation speed calculation unit, 13 motor current limit value calculation unit, 14 motor current limit unit, 15 battery current estimation unit, 16 battery current limit value calculation unit, 17 motor voltage command limit value calculator, 18 motor voltage command value limiter, 19, 20 subtractor, Id d axis drive current, Iq q axis drive current, Id * d axis command current, Iq * q axis command current, Idr d-axis motor current limit value, Iqr q-axis motor current limit value, Idr * q-axis limit current, Iqr * q-axis limit current, Vu U phase command voltage, Vv V phase Decree voltage, Vw W-phase command voltage, Du U-phase PWM driving Duty, Dv V-phase PWM driving Duty, Dw W-phase PWM driving Duty, BT battery.

Claims (4)

デューティ比に基づくPWM制御によりバッテリから多相モータに流れる電流をスイッチング回路により制御するモータ制御装置であって、
前記スイッチング回路を流れる電流をモータ電流として検出する電流検出手段と、
前記デューティ比および前記電流検出手段で検出された前記モータ電流に基づいて、前記バッテリに流れるバッテリ電流を推定してバッテリ電流推定値として出力する電流算出手段と、
外部から入力されるトルク指令値および磁束指令値とに基づいてモータ電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
前記電流検出手段で検出された前記モータ電流に基づいて、前記モータ電流指令値を制限するための第1判定値を求め、前記モータ電流指令値が前記第1判定値より大きい場合には前記モータ電流指令値を前記第1判定値に制限し、そうでなければ、前記モータ電流指令値をそのまま出力する第1の電流制限手段と、
前記第1の電流制限手段からの出力をモータ電圧指令値に変換して、第1のモータ電圧指令値として出力する第1のモータ電圧指令値出力手段と、
前記電流算出手段で演算された前記バッテリ電流推定値が予め設定された所定の第2判定値より大きい場合には前記バッテリ電流推定値を前記第2判定値に制限し、そうでなければ、前記バッテリ電流推定値をそのまま出力する第2の電流制限手段と、
前記バッテリに流れる前記バッテリ電流が前記第2の電流制限手段の出力以下になるモータ電圧指令値の最大許容値を求め、第2のモータ電圧指令値として出力する第2のモータ電圧指令値出力手段と、
前記第1のモータ電圧指令値出力手段からの出力と前記第2のモータ電圧指令値出力手段からの出力とを比較して、小さい方のモータ電圧指令値に基づいて前記多相モータに流れる電流を制御するモータ指令値制限手段と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device for controlling a current flowing from a battery to a multiphase motor by a switching circuit by PWM control based on a duty ratio,
Current detection means for detecting a current flowing through the switching circuit as a motor current;
Current calculation means for estimating a battery current flowing in the battery based on the duty ratio and the motor current detected by the current detection means, and outputting the estimated battery current value;
Current command value calculating means for calculating a motor current command value based on a torque command value and a magnetic flux command value input from the outside;
Based on the motor current detected by the current detection means, a first determination value for limiting the motor current command value is obtained, and when the motor current command value is larger than the first determination value, the motor First current limiting means for limiting a current command value to the first determination value; otherwise, outputting the motor current command value as it is;
A first motor voltage command value output means for converting the output from the first current limiting means into a motor voltage command value and outputting it as a first motor voltage command value;
If the battery current estimated value calculated by the current calculating means is larger than a predetermined second determination value set in advance, the battery current estimated value is limited to the second determination value, otherwise, the battery current estimated value is limited to the second determination value. Second current limiting means for outputting the battery current estimated value as it is;
Second motor voltage command value output means for obtaining a maximum allowable value of the motor voltage command value at which the battery current flowing through the battery is less than or equal to the output of the second current limiting means, and outputting it as a second motor voltage command value When,
The output from the first motor voltage command value output means and the output from the second motor voltage command value output means are compared, and the current flowing through the multiphase motor based on the smaller motor voltage command value And a motor command value limiting means for controlling the motor control device.
前記多相モータの回転速度を検出する回転速度検出手段をさらに備え、
前記第1の電流制限手段は、前記回転速度検出手段により検出された前記回転速度から、前記多相モータの回転の有無を判断して、当該多相モータの回転の有無に応じて前記第1判定値を演算することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
A rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of the multiphase motor;
The first current limiting means determines the presence or absence of rotation of the multiphase motor from the rotation speed detected by the rotation speed detection means, and the first current limiting means determines the first current according to the presence or absence of rotation of the multiphase motor. The motor control device according to claim 1, wherein a determination value is calculated.
前記電流検出手段で検出された前記モータ電流を、d軸(磁束軸)成分電流と、前記d軸成分電流に直交するq軸(トルク軸)成分電流とに座標変換する座標変換手段をさらに備え、
前記第1の電流制限手段は、前記d軸成分電流および前記q軸成分電流との合成駆動電流を求めて、当該合成駆動電流に基づいて前記第1判定値を演算することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。
The apparatus further comprises coordinate conversion means for converting the motor current detected by the current detection means into a d-axis (magnetic flux axis) component current and a q-axis (torque axis) component current orthogonal to the d-axis component current. ,
The first current limiting unit obtains a combined drive current of the d-axis component current and the q-axis component current, and calculates the first determination value based on the combined drive current. Item 3. The motor control device according to Item 1 or 2.
デューティ比に基づくPWM制御によりバッテリから多相モータに流れる電流をスイッチング回路により制御するモータ制御方法であって、
前記スイッチング回路を流れる電流をモータ電流として検出する電流検出ステップと、
前記デューティ比および前記電流検出ステップで検出された前記モータ電流に基づいて、前記バッテリに流れるバッテリ電流を推定してバッテリ電流推定値として出力する電流算出ステップと、
外部から入力されるトルク指令値および磁束指令値とに基づいてモータ電流指令値を演算する電流指令値演算ステップと、
前記電流検出ステップで検出された前記モータ電流に基づいて、前記モータ電流指令値を制限するための第1判定値を求め、前記モータ電流指令値が前記第1判定値より大きい場合には前記モータ電流指令値を前記第1判定値に制限し、そうでなければ、前記モータ電流指令値をそのまま出力する第1の電流制限ステップと、
前記第1の電流制限ステップによる出力をモータ電圧指令値に変換して、第1のモータ電圧指令値として出力する第1のモータ電圧指令値出力ステップと、
前記電流算出ステップで演算された前記バッテリ電流推定値が予め設定された所定の第2判定値より大きい場合には前記バッテリ電流推定値を前記第2判定値に制限し、そうでなければ、前記バッテリ電流推定値をそのまま出力する第2の電流制限ステップと、
前記バッテリに流れる前記バッテリ電流が前記第2の電流制限ステップによる出力以下になるモータ電圧指令値の最大許容値を求め、第2のモータ電圧指令値として出力する第2のモータ電圧指令値出力ステップと、
前記第1のモータ電圧指令値出力ステップによる出力と前記第2のモータ電圧指令値出力ステップによる出力とを比較して、小さい方のモータ電圧指令値に基づいて前記多相モータに流れる電流を制御するモータ指令値制限ステップと
を備えたことを特徴とするモータ制御方法。
A motor control method for controlling a current flowing from a battery to a multiphase motor by a switching circuit by PWM control based on a duty ratio,
A current detection step of detecting a current flowing through the switching circuit as a motor current;
A current calculation step of estimating a battery current flowing in the battery based on the duty ratio and the motor current detected in the current detection step, and outputting the estimated battery current value;
A current command value calculation step for calculating a motor current command value based on a torque command value and a magnetic flux command value input from the outside;
Based on the motor current detected in the current detection step, a first determination value for limiting the motor current command value is obtained, and when the motor current command value is larger than the first determination value, the motor A first current limiting step of limiting a current command value to the first determination value; otherwise, outputting the motor current command value as it is;
A first motor voltage command value output step of converting an output of the first current limiting step into a motor voltage command value and outputting the motor voltage command value as a first motor voltage command value;
When the battery current estimated value calculated in the current calculating step is larger than a predetermined second determination value set in advance, the battery current estimated value is limited to the second determination value; A second current limiting step for outputting the battery current estimated value as it is;
A second motor voltage command value output step for obtaining a maximum allowable value of the motor voltage command value at which the battery current flowing through the battery is less than or equal to the output of the second current limiting step, and outputting the maximum motor voltage command value as a second motor voltage command value When,
The output from the first motor voltage command value output step is compared with the output from the second motor voltage command value output step, and the current flowing to the multiphase motor is controlled based on the smaller motor voltage command value A motor control method comprising: a motor command value limiting step.
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