JP6099724B1 - Electric motor control device - Google Patents
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Abstract
【課題】電動機電力変換装置の温度保護を行うことができる電動機制御装置を得る。【解決手段】電動機電力変換装置3にPWM信号を出力して電動機を制御するもので、電動機電力変換装置の温度を検出する温度検出部19と、温度検出部の出力が所定値以上の場合に温度保護作動指令を出力する温度保護判定部31と、車両からのトルク要求に対して温度保護を目的としたトルク制限を行うか否かを判定するトルク制限判定部33と、PWM信号の生成に用いるキャリア周波数に対して温度保護を目的としたキャリア制限を行うか否かを判定するキャリア周波数制限実行判定部35を備え、温度保護判定部が温度保護作動指令を出力した場合に、トルク制限判定部からの出力でトルク制限を行うか、キャリア周波数制限実行判定部からの出力でキャリア制限を行うかを、電動機電力変換装置の温度と車両の状態量に応じて決定するようにした。【選択図】図1An electric motor control device capable of protecting the temperature of an electric motor power converter is obtained. A motor for controlling a motor by outputting a PWM signal to a motor power converter, and a temperature detector for detecting the temperature of the motor power converter, and when the output of the temperature detector is a predetermined value or more. For generating a PWM signal, a temperature protection determination unit 31 that outputs a temperature protection operation command, a torque limit determination unit 33 that determines whether or not to perform torque limitation for temperature protection in response to a torque request from a vehicle, and A carrier frequency limit execution determination unit 35 for determining whether or not to perform carrier limitation for temperature protection with respect to the carrier frequency to be used is provided. When the temperature protection determination unit outputs a temperature protection operation command, torque limit determination is performed. Depending on the temperature of the motor power converter and the state quantity of the vehicle, whether the torque is limited by the output from the unit or the carrier is limited by the output from the carrier frequency limit execution determination unit It was to be constant. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、車両の状態量に基づき、電動機(以下、適宜モータと記載)、電動機制御装置および電動機電力変換装置の保護を可能とする電動機制御装置に関するものである。 The present invention relates to an electric motor control device that enables protection of an electric motor (hereinafter referred to as a motor as appropriate), an electric motor control device, and an electric motor power converter based on a state quantity of a vehicle.
近年、環境に配慮した自動車として、電気自動車、ハイブリッド自動車及び燃料電池車などが大きな注目を集めている。このような車両は、モータの出力を駆動力の一部または全部としており、一般的にモータを電動機制御装置で制御する。直流電源で交流モータを駆動する場合には電源出力を交流に変換する電動機電力変換装置が必要である。電動機電力変換装置においては、スイッチング素子を高周波かつ大電力でスイッチングすることにより電力変換が行われている。このようなスイッチングは電動機電力変換装置のスイッチング素子を発熱させ、破壊に至る恐れもあるため、電動機電力変換装置の制御を行うに際してはスイッチング素子の温度保護を考慮する必要がある。 In recent years, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like have attracted a great deal of attention as environmentally friendly vehicles. In such a vehicle, the output of the motor is part or all of the driving force, and the motor is generally controlled by an electric motor control device. In the case of driving an AC motor with a DC power supply, an electric motor power conversion device that converts power output into AC is necessary. In an electric motor power conversion device, power conversion is performed by switching a switching element with high frequency and high power. Since such switching may cause the switching element of the electric motor power conversion device to generate heat and cause destruction, it is necessary to consider temperature protection of the switching element when controlling the electric motor power conversion device.
そこで、電動機電力変換装置の温度が上昇したときには、出力可能なトルクの大きさを制限したり、スイッチング周波数の元になるキャリア周波数を低減させたりする手法がある。
特許文献1では、スイッチング素子の温度が上昇すると、すぐにはトルク制限を行わないで、まず高周波のキャリア周波数から低周波のキャリア周波数に切替えて制御し、更にいよいよ温度が上昇するときにはトルク制限値を小さくして制御を行う。温度上昇が生じた場合に、即座にトルク制限を行うと、例えば坂道を上っている途中等に坂を登れずに止まってしまうのに対し、本手法はトルクを低下させることなくスイッチング素子の発熱を防ぐことができ、有効である。
Therefore, there are techniques for limiting the amount of torque that can be output or reducing the carrier frequency that is the basis of the switching frequency when the temperature of the electric motor power converter rises.
In Patent Document 1, when the temperature of the switching element rises, torque limitation is not performed immediately, but control is first performed by switching from a high frequency carrier frequency to a low frequency carrier frequency, and when the temperature rises, the torque limit value is finally reached. Control is performed with a small value. If the torque rises immediately when the temperature rises, for example, while climbing up the hill, it stops without climbing the hill, whereas this method does not reduce the torque. It can prevent fever and is effective.
前述のとおり、モータに生じるトルクを制限し、スイッチング素子に流れる電流を減らせば発熱を抑えることができる。しかしながら、出力可能なトルクが低下してしまい車両からのトルク要求に応えられない場合が生じるという問題がある。一方、スイッチング周波数の元となるキャリア周波数を下げてやれば、トルクを低下させることなくスイッチング素子の発熱を抑えることができる。しかしながら、キャリア周波数を下げると、騒音が問題となったり、電流制御の応答性の劣化によりトルクの脈動が生じたりする懸念がある。 As described above, heat generation can be suppressed by limiting the torque generated in the motor and reducing the current flowing through the switching element. However, there is a problem in that the torque that can be output decreases and the torque request from the vehicle cannot be met. On the other hand, if the carrier frequency that is the source of the switching frequency is lowered, heat generation of the switching element can be suppressed without lowering the torque. However, when the carrier frequency is lowered, there is a concern that noise may become a problem or torque pulsation may occur due to degradation of current control response.
ここで、モータの出力を車両の駆動力の一部または全部としている場合、モータにトルク脈動が生じると、意図せず車両が加速と減速を繰り返すことになり、運転者及び同乗者に不快感を与えるだけでなく、安全な運転の妨げとなる。車両からのトルク要求に応じることは重要であるが、車両状況によっては上述の問題を軽視できず発生を未然に防がなければならない。すなわち、車両状況に応じて、トルク制限を行うかキャリア周波数の制限を行うかを判断する必要がある。しかしながら、従来の発明では温度保護が必要となった場合に車両状況に依らず、まずはキャリア周波数を下げるため、必ず要求トルクの確保が優先され、騒音や電流制御の応答性の劣化による影響が考慮されていない。 Here, when the motor output is a part or all of the driving force of the vehicle, if torque pulsation occurs in the motor, the vehicle will unintentionally repeat acceleration and deceleration, causing discomfort to the driver and passengers. As well as disturbing safe driving. It is important to respond to the torque demand from the vehicle, but depending on the vehicle situation, the above-mentioned problems cannot be neglected and the occurrence must be prevented. That is, it is necessary to determine whether to limit torque or to limit carrier frequency according to the vehicle situation. However, in the conventional invention, when the temperature protection is required, the carrier frequency is first lowered regardless of the vehicle situation. Therefore, priority is always given to securing the required torque, and the effects of noise and current control response degradation are taken into account. It has not been.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トルクを制限する手法とキャリア周波数を制限する手法を、車両の状態量に応じて使い分けることによってそれぞれの欠点を補い利点を活かし、車両からのトルク要求をできる限り実現しながら、モータの騒音や車両の意図しない加減速の繰り返しによる不快感を運転者に与えることなく、電動機電力変換装置の温度保護を行うことができる電動機制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and compensates for the respective disadvantages by properly using a method for limiting the torque and a method for limiting the carrier frequency according to the state quantity of the vehicle. The motor power converter can be protected from temperature without realizing discomfort due to repeated motor noise and unintentional acceleration / deceleration while realizing torque demand from the vehicle as much as possible. An object of the present invention is to provide an electric motor control device.
この発目に係る電動機制御装置は、電動機を制御するためのPWMの通電信号を生成する通電信号生成部を有し、電動機電力変換装置へ出力する電動機制御装置であって、電動機電力変換装置の温度を検出する温度検出部と、温度検出部の出力が所定値以上の場合に、温度保護の作動指令を出力する温度保護判定部と、車両からのトルク要求に対して、温度保護を目的としたトルク制限を行うか否かを判定するトルク制限判定部と、PWMの通電信号の生成に用いるキャリア周波数に対して、温度保護を目的としたキャリア制限を行うか否かを判定するキャリア周波数制限実行判定部を備え、温度保護判定部が温度保護の作動指令を出力した場合に、トルク制限判定部からの出力でトルク制限を行うか、キャリア周波数制限実行判定部からの出力でキャリア制限を行うかを、電動機電力変換装置の温度と車両の状態量に応じて決定すると共に、トルク制限判定部は、電動機電力変換装置の温度検出値に基づき算出されたトルク制限値と、車両のトルク要求値を比較し、トルク要求値がトルク制限値の正側もしくは負側を越えた場合にトルク制限作動指令を出力するようにしたものである。 The motor control device according to this aspect includes an energization signal generation unit that generates a PWM energization signal for controlling the electric motor, and outputs the electric power to the electric motor power conversion device. A temperature detection unit that detects temperature, a temperature protection determination unit that outputs a temperature protection operation command when the output of the temperature detection unit is greater than or equal to a predetermined value, and a temperature protection for a torque request from the vehicle A torque limit determination unit that determines whether or not to perform the torque limit, and a carrier frequency limit that determines whether or not to limit the carrier for temperature protection with respect to the carrier frequency used to generate the PWM energization signal An execution determination unit is provided, and when the temperature protection determination unit outputs an operation command for temperature protection, torque is limited by the output from the torque limit determination unit or the carrier frequency limit execution determination unit Whether to carrier confinement in force, and determines in accordance with the temperature and the state of the vehicle of the motor power converter, a torque limit determining section, and a torque limit value calculated based on the temperature detection value of the motor power converter The torque request value of the vehicle is compared, and when the torque request value exceeds the positive side or the negative side of the torque limit value, a torque limit operation command is output .
この発明は、電動機電力変換装置のスイッチング素子の温度が上昇した場合に、温度保護を目的としてトルクを制限する手法とキャリア周波数を制限する手法の2種類を用い、それぞれの手法を車両の状態量に応じて使い分けることによってそれぞれの欠点を補い利点を活かし、車両からのトルク要求をできる限り実現しながら、モータの騒音や車両の意図しない加減速の繰り返しといった不快感を運転者に与えることなく、電動機電力変換装置の温度保護を行うことができる電動機制御装置を提供することができる。 The present invention uses two types, a method for limiting torque and a method for limiting carrier frequency for the purpose of temperature protection when the temperature of the switching element of the electric motor power conversion device rises. By properly using them according to the above, making use of the advantages and realizing the torque request from the vehicle as much as possible, without giving the driver discomfort such as motor noise and repeated unintentional acceleration / deceleration of the vehicle, An electric motor control device that can protect the temperature of the electric motor power conversion device can be provided.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る電動機制御装置を図1および図2に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1における電動機制御装置の概略構成図を示し、図1において、電動機制御装置1は電動機2を制御するためのPWM(パルス幅変調)の通電信号を生成して電動機電力変換装置3に出力し、電動機電力変換装置3は電動機制御装置1からの出力に基づいて交流電圧を出力し、電動機2を制御する。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an electric motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric motor control device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the electric motor control device 1 generates a PWM (pulse width modulation) energization signal for controlling the
電動機2は3相の同期電動機であり、固定子(電機子巻線)、回転子(界磁巻線)を有する。電機子巻線の結線は3相Y結線であるとする。なお、回転子の界磁方式としては永久磁石を用いた永久磁石界磁方式、巻線界磁方式、さらに永久磁石と巻線の併用方式が主として挙げられるが、ここでは永久磁石界磁方式を使用することとする。また電動機2の状態量を検知するため、モータ位置センサ21、直流電圧センサ22、電流センサ23、温度センサ24を設けている。
The
また、電動機制御装置1は、電圧指令生成部12と、温度保護部13と、通電信号生成部14と、各センサ出力に基づき検出を行う検出部として、電流検出部15と、回転位置検出部16と、電気角周波数算出部17と、直流電圧検出部18と、温度検出部19とを有する。
電流検出部15は、電流センサ23からの出力に基づき、電動機2の電機子巻線に流れる3相電流を検出して出力する。回転位置検出部16は、モータ位置センサ21からの回転子位置信号に基づき、電動機2の回転位置を検出して出力し、電気角周波数算出部17は、回転位置検出部16の出力に基づき、電動機2の電気角周波数を演算して出力する。電気角周波数は電動機2の回転数の逆数に比例し、また電動機の回転数は車両のエンジン回転数(車速)に比例するため、電気角周波数算出部17は電動機回転数検出部、及び車両の速度の検出部としても動作する。直流電圧検出部18は、直流電圧センサ22からの出力に基づき、電動機電力変換装置3に供給されるバッテリの直流電圧を検出して出力する。温度検出部19は、温度センサ24の出力である電動機電力変換装置3のスイッチング素子の温度信号に基づき、温度値を検出して出力する。
Moreover, the electric motor control device 1 includes a voltage
Based on the output from the
電圧指令生成部12は、温度保護部13の出力であるトルク指令値に応じた3相交流の電圧指令値を生成する。電圧指令値はどのように生成してもよいが、ここでは電流制御を用いて生成する手順を説明する。まず、電気角周波数算出部17の出力、直流電圧検出部18の出力の少なくとも一方と、トルク指令値に基づき、電動機2の電機子巻線に流すdq軸上の電流指令値を生成する。次に、実際に電機子巻線に流れている3相交流の電流を検出する電流検出部15の出力から、一般的な3相−dq変換を用いてdq軸上の電流検出値を求める。dq軸上の電流指令値とdq軸上の電流検出値の偏差に基づきPI制御を行い、dq軸上の電圧指令を生成する。回転位置検出部16の出力とdq軸上の電圧指令値から、一般的なdq−3相変換を用いて3相交流の電圧指令値を求める。
The voltage
通電信号生成部14は、直流電圧検出部18で検出した直流電圧検出値と、電圧指令生成部12で算出した3相交流の電圧指令値からPWMの通電信号(PWM信号)を生成して出力する。具体的には電圧指令を直流電圧で除したものに0.5を加算して、値の範囲を0〜1に規格化(DuTy指令の値を百分率で表す場合もある)したDuTy指令を生成し、DuTy指令とキャリア波(値の範囲が0〜1である三角波)の比較によりPWMの通電信号(PWM信号)を生成して出力する。なお、キャリア波の周波数は、後述するキャリア周波数算出部36の出力に応じて設定する。
The energization signal generator 14 generates and outputs a PWM energization signal (PWM signal) from the detected DC voltage detected by the DC voltage detector 18 and the three-phase AC voltage command value calculated by the
電動機電力変換装置3は、通電信号生成部14の出力であるPWMの通電信号に基づいて交流電圧を出力して電動機2の電機子巻線に通電する。電動機電力変換装置3は、U、V、W相ごとに、直列に接続された上アームと下アームを有している。また、各アームはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やGCT(Gate Commutated Turn−off thyristor)などのスイッチング素子と還流ダイオードが逆並列に接続された構成となっている。なお、以降では、あるアームのスイッチング素子がオンになることを単に「アームがオンになる」、オフになることを単に「アームがオフになる」というように表現することもある。
The electric
PWMの通電信号によって、上アームのスイッチング素子がオンになると、出力端子電圧はHi(ほぼ直流電圧レベル)となり、下アームのスイッチング素子がオンになると出力端子電圧はLow(ほぼグラウンドレベル)となる。なお、出力端子電圧とは上アームと下アームの接続点における電圧であり、電機子巻線の各相(U、V、W)のラインに接続されている電圧に等しい。なお、上アームと下アームのスイッチング素子を同時にオンすると直流電圧が短絡するため、2つのスイッチング素子を同時にオンすることはない。このようにして、直流電圧を交流電圧に変換する。 When the switching element of the upper arm is turned on by the PWM energization signal, the output terminal voltage becomes Hi (approximately DC voltage level), and when the switching element of the lower arm is turned on, the output terminal voltage becomes Low (approximately ground level). . The output terminal voltage is a voltage at a connection point between the upper arm and the lower arm, and is equal to a voltage connected to a line of each phase (U, V, W) of the armature winding. Note that if the switching elements of the upper arm and the lower arm are simultaneously turned on, the DC voltage is short-circuited, so that the two switching elements are not simultaneously turned on. In this way, the DC voltage is converted into an AC voltage.
ここで、電動機電力変換装置3のスイッチング素子のスイッチングは高周波かつ大電力で行われており、このようなスイッチングはスイッチング素子を発熱させるから、スイッチング素子の温度保護を考慮する必要がある。スイッチング素子の温度保護のためには、電動機2のトルクを制限し、スイッチング素子に流れる電流を減らすことで発熱を抑えることが有効である。しかしながら、トルクが低下してしまい、車両からのトルク要求に応えられない場合がある。一方、スイッチング周波数の元となるキャリア周波数を下げてやれば、トルクを低下させることなくスイッチング素子の発熱を抑えることができる。
Here, switching of the switching element of the electric motor
しかしながら、騒音の低減化や電流制御の高応答化を実現するためには、キャリア周波数を高くして、スイッチング素子のスイッチング周波数を高くしておく方がよい。
この発明は、電動機電力変換装置3のスイッチング素子の温度が上昇した場合に、温度保護を目的としてトルクを制限する手法とキャリア周波数を制限する手法の2種類を用い、それぞれの手法を車両の状態に応じて使い分ける。このようにすることで、それぞれの欠点を補い利点を活かし、車両からのトルク要求をできる限り実現しながら、電動機2の騒音や車両の意図しない加減速の繰り返しによる不快感を運転者に与えることなく、電動機電力変換装置3の温度保護を行うことができる。
However, in order to reduce noise and increase the response of current control, it is better to increase the carrier frequency and increase the switching frequency of the switching element.
In the present invention, when the temperature of the switching element of the electric
温度保護部13は、温度保護判定部31と、トルク制限値算出部32と、トルク制限判定部33と、トルク制限部34と、キャリア周波数制限実行判定部35と、キャリア周波数算出部36とを有する。
温度保護判定部31は、温度検出部19の出力であるスイッチング素子の温度検出値が所定値以上の場合に温度保護が必要と判定し温度保護作動指令を出力する。
The
The temperature
トルク制限値算出部32は、温度保護判定部31が温度保護作動指令を出力した場合に、スイッチング素子の温度検出値に基づき、トルク制限値を算出する。トルク制限値は、温度−トルク制限値変換マップを備え、本マップの参照により求めてもよく、温度値からトルク制限値を導出するための数式を用いて演算により求めてもよい。ここで、トルク要求は正負の値を有するためトルク制限値も同様に正負の値を有する。
The torque limit
トルク制限判定部33は、車両の上位制御コントロールユニット(ECU)25から出力されるトルク要求値とトルク制限値算出部32からのトルク制限値を比較し、トルク要求値がトルク制限値の正側もしくは負側を越えた場合、トルク制限作動指令を出力する。
トルク制限部34は、トルク制限判定部33がトルク制限作動指令を出力した場合に、車両の上位制御コントロールユニット(ECU)25から出力されるトルク要求値に対し、トルク制限を行いトルク指令値として出力する。
このようにして、トルク制限判定部33は、温度保護判定部31が温度保護作動指令を出力した場合に、車両からのトルク要求に対して、温度保護を目的としたトルク制限を行うか否かを判定する。
The torque
When the torque
Thus, when the temperature
キャリア周波数制限実行判定部35は、電気角周波数による判定部35−aと、トルク指令レートによる判定部35−bと、直流電圧による判定部35−cと、キャリア制限判定出力部35−dとで構成されている。そしてキャリア周波数制限実行判定部35は、温度保護判定部31が温度保護作動指令を出力した場合に、PWMの通電信号の生成に用いるキャリア周波数に対して、温度保護を目的としたキャリア周波数の制限を行うか否かを判定する。
The carrier frequency limit
電気角周波数による判定部35−aは、電気角周波数算出部17の出力する電気角周波数が所定値以上である場合に、電気角周波数によるキャリア制限許可信号を出力する。ここで電気角周波数の所定値には走行中の車両の走行音が電動機2の電磁音をマスクする車速を事前に調査し、その車速から求められる電気角周波数を設定する。
すなわち、PWM制御に用いるキャリア周波数を下げると、電動機2の電磁音が大きくなるが、電気角周波数が高い時、すなわち車両が高速で走行している場合は、周囲の音が大きいため電動機2の電磁音が騒音として問題にならないと判断し、キャリア周波数の制限を許可するものである。
The electrical angular frequency determination unit 35-a outputs a carrier limit permission signal based on the electrical angular frequency when the electrical angular frequency output by the electrical angular
That is, when the carrier frequency used for PWM control is lowered, the electromagnetic noise of the
トルク指令レートによる判定部35−bは、トルク制限部34の出力であるトルク指令値からトルク指令の変化率であるトルク指令レートを演算するトルク指令レート算出手段を有し、トルク指令レートが所定範囲の場合に、トルク指令レートによるキャリア制限許可信号を出力する。また、トルク指令レートによる判定部35−bは、車両からのトルク要求の変化率を算出するトルク要求レート算出手段を設け、トルク要求レートが所定範囲の場合に、トルク要求レートによるキャリア制限許可信号を出力するようにしてもよい。
ここで、トルク指令レートによりキャリア周波数の制限の作動を判定する意義について述べる。PWM制御に用いるキャリア周波数を下げると電流制御の応答性が劣化し、電動機2にトルク脈動が生じて車両が加速と減速を繰り返すことになり、運転者及び同乗者に不快感を与えるだけでなく、安全な運転の妨げとなる場合がある。
The torque command rate determination unit 35-b has torque command rate calculation means for calculating a torque command rate that is a change rate of the torque command from a torque command value that is an output of the
Here, the significance of determining the operation of limiting the carrier frequency based on the torque command rate will be described. When the carrier frequency used for PWM control is lowered, the response of current control deteriorates, torque pulsation occurs in the
特に運転者がアクセル位置を維持している際のように一定のトルク要求がある状態において、人間はトルクの脈動による車両の駆動力の変化を感知し易いため、キャリア周波数の制限は行わない。一方、アクセルをいっきに踏み込む際のように車両からのトルク要求が大きく変化し、実際のトルク変化も大きい状態において、人間はトルクの脈動による車両の駆動力の変化を感知し難いため、キャリア周波数の制限を行う。しかしながら、トルク変化が大きすぎると、トルクの脈動が大きくなり過ぎるため、この場合はキャリア周波数の制限は行わない。 In particular, in a state where there is a constant torque request such as when the driver is maintaining the accelerator position, the human frequency is not easily limited because the person can easily detect a change in the driving force of the vehicle due to torque pulsation. On the other hand, in a state where the torque demand from the vehicle changes greatly as when the accelerator is depressed all at once, and the actual torque change is also large, humans are difficult to detect changes in the driving force of the vehicle due to torque pulsation. Make restrictions. However, if the torque change is too large, the torque pulsation becomes too large. In this case, the carrier frequency is not limited.
直流電圧による判定部35−cは、電動機電力変換装置3に供給する直流電圧を検出する直流電圧検出部18の出力が所定値以下の場合に、直流電圧によるキャリア制限許可信号を出力する。PWM制御に用いるキャリア周波数を下げると、電流制御の応答性が劣化し、電動機2にトルク脈動が生じてしまうが、直流電圧が低い場合には、発生するトルク脈動の大きさは小さく許容できるため、PWM制御に用いるキャリア周波数の制限を行うものである。
The determination unit 35-c based on DC voltage outputs a carrier restriction permission signal based on DC voltage when the output of the DC voltage detection unit 18 that detects DC voltage supplied to the
キャリア制限判定出力部35−dは、電気角周波数による判定部35−aが電気角周波数によるキャリア制限許可を出力した場合、トルク指令レートによる判定部35−bがトルク指令レートによるキャリア制限許可を出力した場合、直流電圧による判定部35−cが直流電圧によるキャリア制限許可を出力した場合の、いずれか1つでもキャリア制限許可を出力した場合にキャリア制限作動指令を出力する。キャリア周波数算出部36は、キャリア制限判定出力部35−dがキャリア制限作動指令を出力した場合に、通常より低く定めた所定値にPWM制御に用いるキャリア周波数を設定する。
When the determination unit 35-a based on the electrical angular frequency outputs the carrier limit permission based on the electrical angular frequency, the determination unit 35-b based on the torque command rate permits the carrier limit permission based on the torque command rate. When output, the carrier limiting operation command is output when any one of the determination units 35-c based on DC voltage outputs the carrier limitation permission based on the DC voltage. When the carrier limit determination output unit 35-d outputs a carrier limit operation command, the carrier
以上のように、この発明は、温度保護判定部31が温度保護の作動指令を出力した場合に、車両からのトルク要求に対して、温度保護を目的としたトルク制限を作動させるか否か、電動機制御装置のPWM制御に用いるキャリア周波数に対して、温度保護を目的としたキャリア制限を作動させるか否かを、電動機電力変換装置3の温度と車両の状態量に応じて決定するようにしている。
ここで、車両の状態量とは、前記したように、車両からのトルク要求値、車両からのトルク要求に対して制限をかけた値であるトルク指令値、車両の速度(電動機2の回転数)、電動機電力変換装置3に供給される電圧値の少なくとも一つであることは明らかである。
温度保護判定部31が温度保護作動指令を出力しているにも関わらず、キャリア制限判定出力部35−dがキャリア制限作動指令を出力しない場合には、トルク制限値算出部32において、トルク制限を大きくし、キャリア周波数の制限処理が作動しないことによる温度保護の不足を補う。
As described above, in the present invention, when the temperature
Here, the state quantity of the vehicle is, as described above, a torque request value from the vehicle, a torque command value that is a value that limits the torque request from the vehicle, a vehicle speed (the number of revolutions of the electric motor 2). ), Which is at least one of the voltage values supplied to the electric motor
In the case where the carrier limit determination output unit 35-d does not output the carrier limit operation command even though the temperature
図2はこの発明の電動機制御装置の効果を、トルク要求値とトルク指令値とトルク実際値において従来発明と比較して示す図である。図2の横軸は時間を示し、縦軸はトルク要求値、トルク指令値、トルク実際値を示す。
まず、図2の1−a)及び1−b)を用いて、トルク増加指令中とトルク減少指令中における温度保護なしの場合について述べる。トルク増加指令中は図2の1−a)に示すとおり、0[s]からt3[s]までの間にトルクを0[Nm]からTmax[Nm]まで増加させ、t3[s]以降はこれを保持するようなトルク要求に対して、トルク実際値はTmax[Nm]への到達時間にt4−t3[s]の遅延はあるが、追従し収束することが分かる。
FIG. 2 is a diagram showing the effect of the electric motor control device of the present invention in comparison with the conventional invention in terms of torque request value, torque command value, and actual torque value. In FIG. 2, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates a torque request value, a torque command value, and an actual torque value.
First, the case of no temperature protection during the torque increase command and the torque decrease command will be described with reference to 1-a) and 1-b) of FIG. During the torque increase command, as shown in 1-a) of FIG. 2, the torque is increased from 0 [Nm] to Tmax [Nm] from 0 [s] to t3 [s], and after t3 [s]. It can be seen that the torque actual value follows and converges with respect to the torque request for maintaining this, although there is a delay of t4-t3 [s] in the arrival time to Tmax [Nm].
同様に、トルク減少指令中は図2の1−b)に示すとおり、0[s]からt7[s]までの間はトルクをTmax[Nm]に保持し、t7[s]からt10[s]までの間にTmax[Nm]から0[Nm]まで減少させるようなトルク要求に対して、トルク実際値は0[Nm]への到達時間にt11−t10[s]の遅延はあるが、追従し収束することが分かる。なお、温度保護なしの場合、トルク制限をかけないためトルク要求値とトルク指令値は等しい。 Similarly, during the torque reduction command, the torque is maintained at Tmax [Nm] from 0 [s] to t7 [s], and from t7 [s] to t10 [s] as shown in 1-b) of FIG. ], The actual torque value has a delay of t11-t10 [s] in the arrival time to 0 [Nm] for the torque request to decrease from Tmax [Nm] to 0 [Nm]. It can be seen that it follows and converges. In the case of no temperature protection, the torque request value and the torque command value are equal because no torque limitation is applied.
次に図2の2−a)及び2−b)を用いて、従来の発明において温度保護をかけた場合について述べる。従来の発明では温度保護を2段階で行い、温度保護−ステップS1ではキャリア周波数を下げ、更に温度が上昇した温度保護−ステップS2では、キャリア周波数を下げるだけでなくトルクに制限をかける。トルク要求値に対し、温度保護−ステップS2によりトルク制限をかけた値をトルク指令値と定義する。なお、温度保護なし及び温度保護−ステップS1の場合、トルク制限をかけないためトルク要求値とトルク指令値は等しい。 Next, the case where temperature protection is applied in the conventional invention will be described with reference to 2-a) and 2-b) of FIG. In the conventional invention, the temperature protection is performed in two stages, the temperature protection-step S1 lowers the carrier frequency, and the temperature further increases, the temperature protection-step S2 not only lowers the carrier frequency but also limits the torque. A value obtained by applying a torque limit to the torque request value in step S2 is defined as a torque command value. In the case of no temperature protection and temperature protection-step S1, the torque request value is equal to the torque command value because no torque limitation is applied.
トルク増加指令中は図2の2−a)に示すとおり、0[s]からt3[s]までの間にトルクを0[Nm]からTmax[Nm]まで増加させ、t3[s]以降はこれを保持するようなトルク要求を受けるが、温度上昇のためt1[s]からt5[s]までの間は温度保護−ステップS1を、t5[s]以降は温度保護−ステップS2をかけるものとする。
同様に、トルク減少指令中は図2−b)に示すとおり、0[s]からt7[s]までの間はトルクをTmax[Nm]に保持し、t7[s]からt10[s]までの間にTmax[Nm]から0[Nm]まで減少させるようなトルク要求を受けるが、温度上昇のため0[s]からt6[s] までの間は温度保護−ステップS2を、t6[s]からt9[s]は温度保護−ステップS1をかけ、t9[s]以降は温度保護を解除するものとする。トルク要求に制限をかけたトルク指令値に対してトルク実際値が追従はしているが、キャリア周波数を下げることにより電流制御の応答性が劣化するためトルクに脈動が生じていることが分かる。
During the torque increase command, as shown in 2-a) of FIG. 2, the torque is increased from 0 [Nm] to Tmax [Nm] from 0 [s] to t3 [s], and after t3 [s]. A torque request is received to maintain this, but temperature protection-step S1 is applied from t1 [s] to t5 [s] for temperature rise, and temperature protection-step S2 is applied after t5 [s]. And
Similarly, during the torque reduction command, the torque is maintained at Tmax [Nm] from 0 [s] to t7 [s] and from t7 [s] to t10 [s] as shown in FIG. In the meantime, a torque request for decreasing from Tmax [Nm] to 0 [Nm] is received, but temperature protection is performed during the period from 0 [s] to t6 [s] due to the temperature rise-step S2 and t6 [s. ] To t9 [s] is subjected to temperature protection-step S1, and after t9 [s], the temperature protection is released. Although the actual torque value follows the torque command value that limits the torque request, it can be seen that pulsation occurs in the torque because the responsiveness of the current control is degraded by lowering the carrier frequency.
図2の3−a)及び3−b)を用いて、この発明において温度保護をかけた場合について述べる。この発明では温度保護の判定後に、車両状態量に応じてトルク制限の判定及びキャリア制限の判定を行う。なお、実施の形態1ではトルク制限値の算出はマップ参照により行う。
トルク増加指令中は図2の3−a)に示すとおり、0[s]からt3[s]までの間にトルクを0[Nm]からTmax[Nm]まで増加させ、t3[s]以降はこれを保持するようなトルク要求を受ける。温度上昇のためt1[s]以降は温度保護をかける。温度保護作動指令を受け、トルク制限値を算出しているが要求トルクがトルク制限値を越えないためt1[s]からt2[s]まではトルク制限はかからない。一方、この区間はトルク指令レートが所定範囲のためキャリア周波数制限を行っている。t2[s]において要求トルクがトルク制限値を超えるためトルク制限がかかる。一方、トルク指令レートが所定範囲外となるためキャリア周波数制限は行わない。
A case where temperature protection is applied in the present invention will be described with reference to 3-a) and 3-b) of FIG. In the present invention, after the temperature protection is determined, a torque limit determination and a carrier limit determination are performed according to the vehicle state quantity. In the first embodiment, the torque limit value is calculated by referring to the map.
During the torque increase command, the torque is increased from 0 [Nm] to Tmax [Nm] from 0 [s] to t3 [s], as shown in 3-a) of FIG. 2, and after t3 [s] A torque request is received to maintain this. For temperature rise, temperature protection is applied after t1 [s]. In response to the temperature protection operation command, the torque limit value is calculated. However, since the required torque does not exceed the torque limit value, the torque limit is not applied from t1 [s] to t2 [s]. On the other hand, the carrier frequency is limited in this section because the torque command rate is within a predetermined range. Since the required torque exceeds the torque limit value at t2 [s], torque limit is applied. On the other hand, since the torque command rate is out of the predetermined range, the carrier frequency is not limited.
また、トルク減少指令中は図2の3−b)に示すとおり、0[s]からt7[s]までの間はトルクをTmax[Nm]に保持し、t7[s]からt10[s]までの間にTmax[Nm]から0[Nm]まで減少させるようなトルク要求を受ける。温度上昇のため0[s]からt9[s]までは温度保護をかける。温度保護作動指令を受け、トルク制限値を算出しており、0[s]からt8[s]まではトルク要求値がトルク制限値を超えているためトルク制限をかける。一方、この区間はトルク指令レートが所定範囲外となるためキャリア周波数制限は行わない。t8[s]においてトルク要求がトルク制限値を下回るため、トルク制限はかからない。一方、トルク指令レートが所定範囲のためキャリア周波数制限を行っている。t9[s]以降は温度保護を解除するため、トルク制限、キャリア周波数制限ともに行わない。従来発明と比較してトルク要求に制限をかける区間は多いが、トルク指令レートに応じてキャリア周波数を下げるため、電流制御の応答性劣化によるトルク脈動が運転者及び同乗者に不快感を与えることなくスイッチング素子の温度保護を可能とする。 During the torque reduction command, as shown in FIG. 2B, the torque is maintained at Tmax [Nm] from 0 [s] to t7 [s], and from t7 [s] to t10 [s]. Torque request to decrease from Tmax [Nm] to 0 [Nm]. Temperature protection is applied from 0 [s] to t9 [s] due to temperature rise. In response to the temperature protection operation command, the torque limit value is calculated. From 0 [s] to t8 [s], the torque request value exceeds the torque limit value, and thus the torque limit is applied. On the other hand, since the torque command rate is outside the predetermined range in this section, the carrier frequency is not limited. Since the torque request falls below the torque limit value at t8 [s], the torque limit is not applied. On the other hand, the carrier frequency is limited because the torque command rate is in a predetermined range. After t9 [s], the temperature protection is canceled, so neither torque limitation nor carrier frequency limitation is performed. Compared to the conventional invention, there are many sections where the torque demand is limited, but the carrier frequency is lowered according to the torque command rate, so the torque pulsation due to the responsiveness deterioration of the current control gives driver and passenger discomfort. Therefore, it is possible to protect the temperature of the switching element.
実施の形態1では、温度保護判定部31は、温度検出部19の出力であるスイッチング素子の温度検出値が所定値以上の場合に温度保護が必要と判定し温度保護作動指令を出力することとしたが、更に、電動機2にも温度センサを取り付け、電動機2の温度値が所定値以上の場合に温度保護作動指令を出力することとしてもよい。こうすることでスイッチング素子だけでなく、電動機2の温度保護を実施することができる。
なお、電動機2の温度保護に対して、電動機2に生じるトルクを低下させ電機子巻線に流れる電流を減らしてトルク制限の処理を行うことは有効であるが、スイッチング素子のスイッチング周波数を下げる、キャリア周波数制限処理は効果が見込めない。温度保護が見込めないだけでなく、キャリア周波数制限により、騒音や電流制御の応答性劣化が生じるようでは困る。したがって、スイッチング素子の温度上昇がみられず、電動機2の温度上昇のみが生じた場合は、キャリア周波数制限処理は行わず、トルク制限処理を行うものとする。
In the first embodiment, the temperature
For temperature protection of the
また、実施の形態1では、キャリア制限判定出力部35−dがキャリア制限作動指令を出力した場合に、キャリア周波数算出部36は通常より低く定めるキャリア周波数の設定値に関して限定しなかったが、予め評価によって、キャリア周波数の変化に応じて電動機2に発生する電磁音の周波数を計測しておき、キャリア制限に用いるキャリア周波数の値は、電動機2の騒音が問題となる人間の可聴域にかからないような値に設定することとしてもよい。
In the first embodiment, when the carrier limit determination output unit 35-d outputs a carrier limit operation command, the carrier
実施の形態1では、電動機制御装置1の制御対象である電動機2の電機子巻線が3相Y結線であるとしていたが、検出電流または線電流が検出できるような構成であれば他の結線でもよく、例えば3相Δ結線でもよい。
以上のように、実施の形態1の発明によれば、温度保護判定部が温度保護作動指令を出力した場合に、電動機電力変換装置の温度と車両の状態量に応じて、トルク制限判定部からの出力でトルク制限を行うか、キャリア周波数制限実行判定部からの出力でキャリア制限を行うかを決定するようにしているから、車両からのトルク要求をできる限り実現しながら、モータの騒音や車両の意図しない加減速の繰り返しといった不快感を運転者に与えることなく、電動機電力変換装置の温度保護を行うことができる。
In the first embodiment, the armature winding of the
As described above, according to the invention of the first embodiment, when the temperature protection determination unit outputs a temperature protection operation command, the torque limit determination unit determines whether the temperature of the electric motor power conversion device and the state quantity of the vehicle are Therefore, it is determined whether to limit the torque with the output of the carrier or to limit the carrier with the output from the carrier frequency limit execution determination unit. Thus, it is possible to protect the temperature of the electric motor power converter without giving the driver an unpleasant feeling of repeated acceleration / deceleration.
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2に係る電動機制御装置を図3に基づいて説明する。
前述のとおり、電動機電力変換装置3のスイッチング素子をスイッチングした場合、スイッチング素子を発熱させるから、発熱を防ぐためにはスイッチング周波数の元となるキャリア周波数を下げてやればよい。極論として、スイッチング素子のスイッチングを停止してやれば、スイッチングによるスイッチング素子の発熱をなくすことができる。
実施の形態2の発明は、温度保護判定部31が温度保護作動指令を出力し、かつ電動機2のトルクが0Nmの場合には速やかにスイッチングを停止させることにより、スイッチング素子の温度保護を行うようにしたものである。
また、電動機の発生するトルクを推定しながらスイッチングを停止させることにより、トルクショックを感じるようなトルクの急変を防止するようにしたものである。
Next, an electric motor control apparatus according to
As described above, when the switching element of the electric motor
In the second embodiment, the temperature
Further, by stopping the switching while estimating the torque generated by the electric motor, a sudden change in torque that causes a torque shock is prevented.
図3はこの発明の実施の形態2における電動機制御装置の概略構成図を示し、図3において、電動機制御装置1は電動機2を制御するためのPWMの通電信号を生成して電動機電力変換装置3に出力し、電動機電力変換装置3は電動機制御装置1からの出力に基づいて交流電圧を出力し、電動機2を駆動制御する。
電動機2の回転子の界磁方式として、実施の形態1では、永久磁石を用いた永久磁石界磁方式を使用したが、実施の形態2では、巻線界磁方式を使用している。
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of an electric motor control apparatus according to
As the field system of the rotor of the
図3において、電圧指令生成部12は、温度保護部13の出力であるトルク指令値に応じて3相交流の電圧指令値を生成し出力する三相電圧指令生成部12−aと、温度保護部13の出力であるトルク指令値に応じて界磁の電圧指令値を生成し出力する界磁電圧指令生成部12−bとで構成され、界磁巻線に流す電流も制御するようにしている。
界磁電圧指令生成部12−bにおける界磁の電圧指令値の生成はどのように生成してもよいが、ここでは電流制御を用いて生成する手順を説明する。まず、電気角周波数算出部17の出力、直流電圧検出部18の出力の少なくとも一方と、トルク指令値に基づき、電動機2の界磁巻線に流す界磁電流指令値を生成する。次に、界磁電流指令値と界磁電流検出部15−bの出力の偏差に基づきPI制御を行い、界磁電圧指令を生成する。
In FIG. 3, the
The field voltage command generation unit 12-b may generate the field voltage command value in any way, but here, a procedure of generation using current control will be described. First, a field current command value to be passed through the field winding of the
温度保護部13においては、キャリア周波数算出部36が三相キャリア周波数算出部36−aと界磁キャリア周波数算出部36−bとで構成されている。三相キャリア周波数算出部36−aは、キャリア周波数制限実行判定部35がキャリア制限作動指令を出力した場合に、通常の三相キャリア周波数よりも低い値を算出して出力する。界磁キャリア周波数算出部36−bは、キャリア周波数制限実行判定部35がキャリア制限作動指令を出力した場合に、通常の界磁キャリア周波数よりも低い値を算出して出力する。
In the
通電信号生成部14は、三相通電信号生成部14−aと界磁通電信号生成部14−bとで構成されている。
三相通電信号生成部14−aは、直流電圧検出部18で検出した直流電圧検出値と、三相電圧指令生成部12−aで算出した3相交流の電圧指令値から通電信号(PWM信号)を生成して出力する。具体的には、三相電圧指令値を直流電圧値で除したものに0.5を加算して、値の範囲を0〜1に規格化したDuTy指令を生成し、三相キャリア周波数算出部36−aの出力に応じて生成したキャリア波(値の範囲が0〜1である三角波)とDuTy指令と比較により三相通電信号(PWM信号)を生成して出力する。
The energization signal generation unit 14 includes a three-phase energization signal generation unit 14-a and a field energization signal generation unit 14-b.
The three-phase energization signal generation unit 14-a generates an energization signal (PWM signal) from the DC voltage detection value detected by the DC voltage detection unit 18 and the three-phase AC voltage command value calculated by the three-phase voltage command generation unit 12-a. ) Is generated and output. Specifically, 0.5 is added to the value obtained by dividing the three-phase voltage command value by the DC voltage value to generate a DuTy command in which the value range is normalized to 0 to 1, and the three-phase carrier frequency calculation unit A three-phase energization signal (PWM signal) is generated and output by comparing the carrier wave (triangular wave whose value range is 0 to 1) generated according to the output of 36-a and the DuTy command.
また、界磁通電信号生成部14−bは、直流電圧検出部18で検出した直流電圧検出値と、界磁電圧指令生成部12−bで算出した界磁の電圧指令値から通電信号(PWM信号)を生成して出力する。具体的には、界磁電圧指令値を直流電圧値で除したものに0.5を加算して、値の範囲を0〜1に規格化したDuTy指令を生成し、界磁キャリア周波数算出部36−bの出力に応じて生成したキャリア波(値の範囲が0〜1である三角波)とDuTy指令と比較により界磁通電信号(PWM信号)を生成して出力する。 Further, the field energization signal generation unit 14-b generates an energization signal (PWM) from the DC voltage detection value detected by the DC voltage detection unit 18 and the field voltage command value calculated by the field voltage command generation unit 12-b. Signal) is generated and output. Specifically, 0.5 is added to the value obtained by dividing the field voltage command value by the DC voltage value to generate a DuTy command in which the value range is normalized to 0 to 1, and the field carrier frequency calculation unit A field energization signal (PWM signal) is generated and output by comparing the carrier wave (triangular wave whose value range is 0 to 1) generated according to the output of 36-b and the DuTy command.
電流検出部15は、電流センサ23を三相電流センサ23−aと界磁電流センサ23−bとで分けて構成し、それぞれ電動機2の電機子巻線に流れる3相電流を検出する三相電流検出部15−aと電動機2の界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出部15−bとで構成している。
The
電動機トルク推定部37は、電流検出部15の出力と直流電圧検出部18の出力に応じて、電動機2に発生するトルク推定値を算出し出力する。駆動停止判定部38は、温度保護判定部31が温度保護作動指令を出力し、トルク制限部34の出力であるトルク指令が0Nmであり、電動機トルク推定部37の出力の大きさ(絶対値)が所定値以下の場合に、通電信号生成部14に対して駆動停止指令を出力する。
その他の構成は実施の形態1の図1と同じに付き、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
The motor
Other configurations are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
駆動停止判定部38は、駆動停止指令を出力した場合に、三相通電信号生成部14−aから出力される三相通電信号(PWM信号)を所定値に固定し、電動機電力変換装置3の三相のスイッチング素子のスイッチングを停止する。また同様に、駆動停止判定部38は、駆動停止指令を出力した場合に、界磁通電信号生成部14−bから出力される界磁通電信号を所定値に固定し、電動機電力変換装置の界磁のスイッチング素子のスイッチングを停止する。
When the drive
トルク指令を0Nmにしても、電動機2に生じているトルクが即座に0Nmになるとは限らず、トルクが発生しているにも関わらず電動機電力変換装置3のスイッチング素子のスイッチングを停止すると、トルクの急低下が生じてトルクショックを招いたり、過電流が流れたりする恐れがある。したがって、電動機トルク推定部37の出力の大きさ(絶対値)が所定値以下になったことでトルクの消滅を確認した後に、通電信号生成部14に対して駆動停止指令を出力することで、電動機電力変換装置3のスイッチングを停止することで、スイッチング停止によるトルクショックもしくは過電流異常の発生を防ぐことができる。
なお、駆動停止指令を出力するためのトルク推定値の所定値は実車両に搭載した状態でドライバがトルクショックを感じることが無い値に調整しておく。
Even if the torque command is set to 0 Nm, the torque generated in the
Note that the predetermined value of the estimated torque value for outputting the drive stop command is adjusted to a value at which the driver does not feel a torque shock when mounted on the actual vehicle.
実施の形態2では、電動機トルク推定部37が電流検出部15の出力と直流電圧検出部18の出力に応じて、電動機2に発生するトルク推定値を求め、トルク推定値が所定値以下の場合であることから、実際に電動機2に生じているトルクの消滅を確認していた。
しかしながら、実際に電動機2の電機子巻線に流れている3相交流の電流を検出する三相電流検出部15−aの出力から、一般的な3相−dq変換を用いてdq軸上の電流検出値を求め、dq軸上の電流検出値が所定値以下であり、かつ実際に電動機2の界磁巻線に流れている界磁の電流を検出する界磁電流検出部15−bの出力が所定値以下であることにより、実際に電動機2に生じているトルクの消滅を確認することとしてもよい。このようにすることで、電動機トルク推定部37を備えるよりも簡易な構成で、スイッチング停止によるトルクショック及び過電流異常の発生を防ぐことができる。
In the second embodiment, the motor
However, from the output of the three-phase current detector 15-a that actually detects the three-phase AC current flowing in the armature winding of the
実施の形態1及び実施の形態2では、電動機2及び電動機電力変換装置3に温度センサ24を取り付け、温度検出部19で温度値を取得する構成としたが、電流検出部15の出力と直流電圧検出部18の出力から推定により温度値を取得する構成としてもよい。このような構成とすることで、新たに温度センサを取り付けることなく、簡易な構成で温度値を取得することができる。
In the first and second embodiments, the
以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and various design changes can be made. Within the scope of the present invention, each embodiment These embodiments can be freely combined, and each embodiment can be modified or omitted as appropriate.
1:電動機制御装置、2:電動機(モータ)、3:電動機電力変換装置、12:電圧指令生成部、12−a:三相電圧指令生成部、12−b:界磁電圧指令生成部、13:温度保護部、14:通電信号生成部、14−a:三相通電信号生成部、14−b:界磁通電信号生成部、15:電流検出部、15−a:三相電流検出部15−b:界磁電流検出部、16: 回転位置検出部、17:電気角周波数算出部、18:直流電圧検出部、19:温度
検出部、21:モータ位置センサ、22:直流電圧センサ、23:電流センサ、23−a:三相電流センサ、23−b:界磁電流センサ、24:温度センサ、25:上位制御コントロールユニット(ECU)、31:温度保護判定部、32:トルク制限値算出部、33:トルク制限実行判定部、34:トルク制限部、35:キャリア周波数制限実行判定部、35−a:電気角周波数による判定部(第2の判定部)、35−b:トルク指令レートによる判定部(第1の判定部)、35−c:直流電圧による判定部(第3の判定部)、36:キャリア周波数算出部、36−a:三相キャリア周波数算出部、36−b:界磁キャリア周波数算出部、37:トルク推定部、38:駆動停止判定部
1: motor controller, 2: motor (motor), 3: motor power converter, 12: voltage command generator, 12-a: three-phase voltage command generator, 12-b: field voltage command generator, 13 : Temperature protection unit, 14: energization signal generation unit, 14-a: three-phase energization signal generation unit, 14-b: field energization signal generation unit, 15: current detection unit, 15-a: three-phase current detection unit 15 -B: field current detection unit, 16: rotational position detection unit, 17: electrical angular frequency calculation unit, 18: DC voltage detection unit, 19: temperature detection unit, 21: motor position sensor, 22: DC voltage sensor, 23 : Current sensor, 23-a: three-phase current sensor, 23-b: field current sensor, 24: temperature sensor, 25: host control control unit (ECU), 31: temperature protection determination unit, 32: torque limit value calculation Unit, 33: torque limit execution determination unit, 34: Torque limiter, 35: carrier frequency limit execution determination unit, 35-a: determination unit based on electrical angular frequency (second determination unit), 35-b: determination unit based on torque command rate (first determination unit), 35 -C: DC voltage determination unit (third determination unit), 36: carrier frequency calculation unit, 36-a: three-phase carrier frequency calculation unit, 36-b: field carrier frequency calculation unit, 37: torque estimation unit 38: Drive stop determination unit
Claims (10)
前記電動機電力変換装置の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の出力が所定値以上の場合に、温度保護の作動指令を出力する温度保護判定部と、車両からのトルク要求に対して、温度保護を目的としたトルク制限を行うか否かを判定するトルク制限判定部と、前記PWMの通電信号の生成に用いるキャリア周波数に対して、温度保護を目的としたキャリア制限を行うか否かを判定するキャリア周波数制限実行判定部を備え、
前記温度保護判定部が温度保護の作動指令を出力した場合に、前記トルク制限判定部からの出力でトルク制限を行うか、前記キャリア周波数制限実行判定部からの出力でキャリア制限を行うかを、前記電動機電力変換装置の温度と前記車両の状態量に応じて決定すると共に、トルク制限判定部は、前記電動機電力変換装置の温度検出値に基づき算出されたトルク制限値と、前記車両のトルク要求値を比較し、前記トルク要求値が前記トルク制限値の正側もしくは負側を越えた場合にトルク制限作動指令を出力するようにした電動機制御装置。 An electric motor control device that includes an energization signal generation unit that generates an energization signal of PWM for controlling the electric motor, and outputs the electric power to the electric motor power conversion device,
In response to a torque request from a vehicle, a temperature detection unit that detects the temperature of the electric motor power converter, a temperature protection determination unit that outputs an operation command for temperature protection when the output of the temperature detection unit is equal to or greater than a predetermined value, A torque limit determination unit for determining whether or not to limit torque for the purpose of temperature protection, and whether to limit the carrier for the purpose of temperature protection with respect to the carrier frequency used for generating the PWM energization signal. A carrier frequency limit execution determination unit for determining whether or not
When the temperature protection determination unit outputs an operation command for temperature protection, whether to limit torque with the output from the torque limit determination unit, or to perform carrier limitation with the output from the carrier frequency limit execution determination unit, The torque limit determination unit determines the torque limit value calculated based on the temperature detection value of the motor power converter, and the torque request of the vehicle , according to the temperature of the motor power converter and the state quantity of the vehicle. A motor control device that compares values and outputs a torque limit operation command when the torque request value exceeds a positive side or a negative side of the torque limit value .
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