JP6398681B2 - Current estimation device - Google Patents

Current estimation device Download PDF

Info

Publication number
JP6398681B2
JP6398681B2 JP2014252656A JP2014252656A JP6398681B2 JP 6398681 B2 JP6398681 B2 JP 6398681B2 JP 2014252656 A JP2014252656 A JP 2014252656A JP 2014252656 A JP2014252656 A JP 2014252656A JP 6398681 B2 JP6398681 B2 JP 6398681B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
phase
axis
current
rotational speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014252656A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016116311A (en
Inventor
康宏 不破
康宏 不破
俊和 地高
俊和 地高
永田 孝一
孝一 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2014252656A priority Critical patent/JP6398681B2/en
Priority to CN201580068339.8A priority patent/CN107148742B/en
Priority to PCT/JP2015/081554 priority patent/WO2016098487A1/en
Publication of JP2016116311A publication Critical patent/JP2016116311A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6398681B2 publication Critical patent/JP6398681B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、電力変換回路、及び前記電力変換回路に対する通電操作により直流電源と電力伝達を行う回転電機を備えるシステムに適用される電流推定装置に関する。   The present invention relates to a power conversion circuit and a current estimation device applied to a system including a rotating electrical machine that performs power transmission with a DC power supply by energization operation to the power conversion circuit.

従来、下記特許文献1に見られるように、回転電機の電圧方程式に基づいてdq座標系におけるd,q軸電流を算出する制御装置が知られている。詳しくは、この制御装置では、d軸インダクタンスに基づいてd,q軸電流を算出している。   Conventionally, as can be seen in Patent Document 1 below, a control device that calculates d and q axis currents in a dq coordinate system based on a voltage equation of a rotating electrical machine is known. Specifically, in this control device, the d and q axis currents are calculated based on the d axis inductance.

特許第5396906号公報Japanese Patent No. 5396906

ところで、電力変換回路、及び電力変換回路に対する通電操作により直流電源と電力伝達を行う回転電機を備えるシステムにおいて、直流電源と電力変換回路との間に流れる電流を推定する技術がある。この技術では、予め定められたd軸インダクタンスに基づいて、d,q軸電流を算出し、算出されたd,q軸電流に基づいて、直流電源と電力変換回路との間に流れる電流を推定する。   Incidentally, there is a technique for estimating a current flowing between a DC power supply and a power conversion circuit in a system including a power conversion circuit and a rotating electrical machine that transmits electric power to the DC power supply by energizing the power conversion circuit. In this technique, the d and q axis currents are calculated based on a predetermined d axis inductance, and the current flowing between the DC power supply and the power conversion circuit is estimated based on the calculated d and q axis currents. To do.

ここで、d軸インダクタンスは、d軸電流が0よりも大きくなる場合に生じる急激な磁気飽和の影響によって変化する。この場合、実際のd軸インダクタンスが予め定められたd軸インダクタンスから大きくずれ、直流電源と電力変換回路との間に流れる電流の推定誤差が大きくなる懸念がある。なお、上述した急激な磁気飽和が発生する場合におけるd軸インダクタンスの特性を正確に把握することも考えられる。ただし、この特性を正確に把握することは困難である。   Here, the d-axis inductance changes due to the influence of abrupt magnetic saturation that occurs when the d-axis current is greater than zero. In this case, there is a concern that an actual d-axis inductance greatly deviates from a predetermined d-axis inductance, and an estimation error of a current flowing between the DC power supply and the power conversion circuit becomes large. It is also conceivable to accurately grasp the characteristics of the d-axis inductance when the above-described sudden magnetic saturation occurs. However, it is difficult to accurately grasp this characteristic.

本発明は、直流電源と電力変換回路との間に流れる電流の推定誤差を好適に抑制できる電流推定装置を提供することを主たる目的とする。   An object of the present invention is to provide a current estimation device that can suitably suppress an estimation error of a current flowing between a DC power source and a power conversion circuit.

以下、上記課題を解決するための手段、及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 effects thereof will be described.

本発明は、電力変換回路(13)、及び前記電力変換回路に対する通電操作により直流電源(14)と電力伝達を行う回転電機(12)を備えるシステムに適用され、前記回転電機の予め定められたd軸インダクタンスに基づいて、前記直流電源と前記電力変換回路との間に流れる電流を推定する電流推定手段と、前記回転電機のdq座標系におけるd軸電流が0よりも大きい所定の値となることを条件として、前記電力変換回路の電圧ベクトルのq軸成分を前記回転電機の誘起電圧成分に追従させるべく前記電圧ベクトルの位相である電圧位相を操作する位相操作手段とを備えることを特徴とする。   The present invention is applied to a system including a power conversion circuit (13) and a rotating electrical machine (12) that performs power transmission with a DC power source (14) by energizing the power conversion circuit, and the rotating electrical machine is predetermined. Current estimation means for estimating a current flowing between the DC power supply and the power conversion circuit based on the d-axis inductance, and a d-axis current in the dq coordinate system of the rotating electrical machine has a predetermined value greater than zero. And a phase operation means for manipulating a voltage phase, which is a phase of the voltage vector, to cause the q-axis component of the voltage vector of the power conversion circuit to follow the induced voltage component of the rotating electrical machine. To do.

電圧ベクトルのq軸成分が誘起電圧成分と一致する状態においては、d軸電流が0となる。この点に鑑み、上記発明では、d軸電流が0よりも大きい所定の値となることを条件として、電圧位相の操作により、電圧ベクトルのq軸成分を回転電機の誘起電圧成分に追従させる。このため、実際のd軸インダクタンスが、電流推定に用いられる予め定められたd軸インダクタンスから大きくずれることを回避できる。これにより、電流推定手段による電流の推定誤差を好適に抑制することができる。   In a state where the q-axis component of the voltage vector matches the induced voltage component, the d-axis current is zero. In view of this point, in the above invention, the q-axis component of the voltage vector is made to follow the induced voltage component of the rotating electrical machine by operating the voltage phase on condition that the d-axis current becomes a predetermined value larger than 0. For this reason, it can be avoided that the actual d-axis inductance greatly deviates from a predetermined d-axis inductance used for current estimation. Thereby, the estimation error of the current by the current estimation means can be suitably suppressed.

自動2輪車の全体構成図。1 is an overall configuration diagram of a motorcycle. 始動発電機の制御システムの全体構成図。The whole block diagram of the control system of a starter generator. 磁極位置検出センサの出力信号を示すタイムチャート。The time chart which shows the output signal of a magnetic pole position detection sensor. 印加電圧算出部の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of an applied voltage calculation part. 電流推定部の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of an electric current estimation part. アイドリング状態における電流推定誤差の増大態様の一例を示す図。The figure which shows an example of the increase aspect of the electric current estimation error in an idling state. q軸電圧を誘起電圧に追従させることでd軸電流が0となることを示すdq座標系。A dq coordinate system indicating that the d-axis current becomes 0 by causing the q-axis voltage to follow the induced voltage. 誘起電圧追従制御処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of an induced voltage tracking control process. 1燃焼サイクルのおける回転変動を示すタイムチャート。The time chart which shows the rotation fluctuation in 1 combustion cycle. 電圧位相のガード処理態様を示す図。The figure which shows the guard process aspect of a voltage phase.

以下、本発明にかかる電流推定装置を車載主機としてエンジンを搭載した自動2輪車(オートバイ)に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which a current estimation device according to the present invention is applied to a motorcycle (motorcycle) equipped with an engine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、自動2輪車10は、エンジン11、回転電機としての始動発電機12、電力変換回路としてのインバータ13、直流電源としてのバッテリ14、変速装置15、クラッチ16、駆動輪17、及び制御装置20を備えている。エンジン11は、自動2輪車10の車載主機であり、本実施形態では、単気筒4ストロークエンジンである。なお、エンジン11の燃焼制御は、制御装置20とは異なる他の制御装置(図示せず)によって行われてもよいし、制御装置20によって行われてもよい。   As shown in FIG. 1, a motorcycle 10 includes an engine 11, a starting generator 12 as a rotating electric machine, an inverter 13 as a power conversion circuit, a battery 14 as a DC power source, a transmission 15, a clutch 16, and driving wheels. 17 and a control device 20. The engine 11 is an in-vehicle main unit of the motorcycle 10, and is a single-cylinder four-stroke engine in the present embodiment. The combustion control of the engine 11 may be performed by another control device (not shown) different from the control device 20, or may be performed by the control device 20.

エンジン11の出力軸(以下、クランク軸11a)の第1端には、変速装置15の入力側(具体的には例えば、エンジン側プーリ)が連結されている。本実施形態では、変速装置15として、自動変速装置(具体的には、無段変速装置)を用いている。変速装置15の出力側(具体的には例えば、駆動輪側プーリ)には、クラッチ16と、図示しない2次減速機構とを介して、駆動輪17が連結されている。   An input side (specifically, for example, an engine-side pulley) of the transmission 15 is connected to a first end of an output shaft of the engine 11 (hereinafter referred to as a crankshaft 11a). In the present embodiment, an automatic transmission (specifically, a continuously variable transmission) is used as the transmission 15. Drive wheels 17 are connected to the output side of the transmission 15 (specifically, for example, a drive wheel pulley) via a clutch 16 and a secondary reduction mechanism (not shown).

クラッチ16は、変速装置15の出力側と駆動輪17との間の動力を伝達可能な状態(以下、クラッチミート状態)、及び変速装置15の出力側と駆動輪17との間の動力が遮断される状態(以下、クラッチ遮断状態)のいずれかに切り替え可能に構成されている。本実施形態では、クラッチ16として、自動遠心クラッチを用いている。本実施形態にかかる自動遠心クラッチは、変速装置15の出力側に接続されたクラッチシュー、クラッチスプリング、及び駆動輪17側に接続されたクラッチアウターを備えている。この構成において、エンジン11の低回転時においては、クラッチスプリングの弾性力によってクラッチシューが縮径し、クラッチシューとクラッチアウターとが非接触状態とされる。これにより、クラッチ遮断状態とされる。一方、エンジン11の回転速度が上昇してクラッチシューに作用する遠心力が増大すると、クラッチスプリングの弾性力に打ち勝ってクラッチシューが拡径し、クラッチシューがクラッチアウターに接触した状態となる。これにより、クラッチミート状態とされる。特に本実施形態では、クランク軸11aの回転速度が所定回転速度(>0)以上となった場合にクラッチミート状態とされるようにクラッチ16が構成されている。本実施形態において、上記所定回転速度は、エンジン11のアイドル回転速度よりも高い回転速度に設定されている。   The clutch 16 is in a state capable of transmitting power between the output side of the transmission 15 and the drive wheel 17 (hereinafter referred to as a clutch meet state), and the power between the output side of the transmission 15 and the drive wheel 17 is cut off. It is possible to switch to one of the following states (hereinafter referred to as the clutch disengaged state). In the present embodiment, an automatic centrifugal clutch is used as the clutch 16. The automatic centrifugal clutch according to the present embodiment includes a clutch shoe connected to the output side of the transmission 15, a clutch spring, and a clutch outer connected to the drive wheel 17 side. In this configuration, when the engine 11 is rotating at a low speed, the clutch shoe is contracted by the elastic force of the clutch spring, and the clutch shoe and the clutch outer are brought into a non-contact state. As a result, the clutch is disengaged. On the other hand, when the rotational speed of the engine 11 increases and the centrifugal force acting on the clutch shoe increases, the clutch shoe expands by overcoming the elastic force of the clutch spring, and the clutch shoe comes into contact with the clutch outer. As a result, the clutch meet state is established. In particular, in the present embodiment, the clutch 16 is configured so that the clutch meet state is established when the rotational speed of the crankshaft 11a becomes equal to or higher than a predetermined rotational speed (> 0). In the present embodiment, the predetermined rotational speed is set to a rotational speed higher than the idle rotational speed of the engine 11.

クランク軸11aの第2端には、始動発電機12を構成するロータの回転軸が直結されている。このため、始動発電機12のロータは、クランク軸11aと一体に回転する。始動発電機12は、電動機(エンジン始動用のスタータ)及び発電機として動作可能であり、エンジンブロックに取り付けられている。本実施形態において、始動発電機12は、3相交流の永久磁石型同期機であり、永久磁石が設けられた上記ロータと、各相巻線が巻回されたステータとを備えている。   A rotating shaft of a rotor constituting the starter / generator 12 is directly connected to the second end of the crankshaft 11a. For this reason, the rotor of the starting generator 12 rotates integrally with the crankshaft 11a. The starter generator 12 can operate as an electric motor (starter for starting the engine) and a generator, and is attached to the engine block. In this embodiment, the starter generator 12 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous machine, and includes the rotor provided with a permanent magnet and a stator around which each phase winding is wound.

続いて、図2を用いて、始動発電機12の制御システムについて説明する。始動発電機12は、インバータ13を介して、バッテリ14に電気的に接続されている。インバータ13は、上アームスイッチSup,Svp,Swpと下アームスイッチSun,Svn,Swnとの直列接続体を備えている。U相上,下アームスイッチSup,Sunの接続点には、始動発電機12の図示しないU相巻線の第1端が接続され、V相上,下アームスイッチSvp,Svnの接続点には、図示しないV相巻線の第1端が接続され、W相上,下アームスイッチSwp,Swnの接続点には、図示しないW相巻線の第1端が接続されている。U,V,W相巻線の第2端同士は、短絡されている。すなわち、本実施形態では、始動発電機12として、Y結線されたものを用いている。各上アームスイッチSup,Svp,Swpの高電位側の端子には、バッテリ14の正極端子が接続され、各下アームスイッチSun,Svn,Swnの低電位側の端子には、バッテリ14の負極端子が接続されている。   Then, the control system of the starting generator 12 is demonstrated using FIG. The starter / generator 12 is electrically connected to the battery 14 via the inverter 13. The inverter 13 includes a series connection body of upper arm switches Sup, Svp, Swp and lower arm switches Sun, Svn, Swn. A first end of a U-phase winding (not shown) of the starter / generator 12 is connected to a connection point between the U-phase upper and lower arm switches Sup and Sun, and a connection point between the V-phase upper and lower arm switches Svp and Svn. A first end of a V-phase winding (not shown) is connected to a connection point between the W-phase upper and lower arm switches Swp and Swn. The second ends of the U, V, and W phase windings are short-circuited. That is, in this embodiment, the starter generator 12 is Y-connected. The positive terminal of the battery 14 is connected to the high potential side terminal of each upper arm switch Sup, Svp, Swp, and the negative terminal of the battery 14 is connected to the low potential side terminal of each lower arm switch Sun, Svn, Swn. Is connected.

ちなみに、各スイッチSup〜Swnとしては、例えば、MOS−FETやIGBT等の電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いることができる。また、各スイッチSup〜Swnには、各フリーホイールダイオードDup〜Dwnが逆並列に接続されている。なお、各フリーホイールダイオードDup〜Dwnは、各スイッチが例えばMOS−FETの場合、ボディダイオードであってもよいし、外付けのダイオードであってもよい。   Incidentally, as each of the switches Sup to Swn, for example, a voltage-controlled semiconductor switching element such as a MOS-FET or IGBT can be used. Each freewheel diode Dup-Dwn is connected in antiparallel to each switch Sup-Swn. Each freewheel diode Dup to Dwn may be a body diode or an external diode when each switch is a MOS-FET, for example.

制御システムは、電圧センサ18と、磁極位置検出センサ19とを備えている。本実施形態において、電圧センサ18は、バッテリ14の端子間電圧を検出する。また、磁極位置検出センサ19(例えば、ホールセンサであり、より具体的にはホールIC)は、各相に対応して設けられ、ロータの回転に応じて図3に示すような出力信号を出力する。これにより、始動発電機12の回転角度(電気角θ)を電気角60°間隔で把握することができる。なお、図3には、U,V,W相に対応する出力信号をSigU,SigV,SigWで示した。   The control system includes a voltage sensor 18 and a magnetic pole position detection sensor 19. In the present embodiment, the voltage sensor 18 detects the voltage between the terminals of the battery 14. Further, the magnetic pole position detection sensor 19 (for example, a hall sensor, more specifically, a hall IC) is provided corresponding to each phase, and outputs an output signal as shown in FIG. 3 according to the rotation of the rotor. To do. Thereby, the rotation angle (electrical angle θ) of the starting generator 12 can be grasped at an electrical angle interval of 60 °. In FIG. 3, output signals corresponding to the U, V, and W phases are shown as SigU, SigV, and SigW.

先の図2の説明に戻り、電圧センサ18及び磁極位置検出センサ19の出力信号は、制御装置20に入力される。制御装置20は、マイコンを主体として構成されている。本実施形態において、制御装置20は、始動発電機12を発電機として動作させる場合において、電圧センサ18によって検出されたバッテリ14の端子間電圧(以下、バッテリ電圧VDC)を目標電圧Vtgtに制御すべく、インバータ13を操作する。詳しくは、制御装置20は、上記各種センサの検出値に基づき、始動発電機12を周知の3相180°通電方式で駆動させるためのU,V,W相印加電圧Vu,Vv,Vwを算出する。制御装置20は、算出された印加電圧に基づいて、各スイッチSup〜Swnをオンオフ操作する。これにより、各相のそれぞれについて上アームスイッチと下アームスイッチとが電気角180°毎に交互にオン状態とされてかつ、上アームスイッチのオフ状態への切り替えが相毎に電気角で互いに120°ずつずれるようにスイッチングが行われる。   Returning to the description of FIG. 2, the output signals of the voltage sensor 18 and the magnetic pole position detection sensor 19 are input to the control device 20. The control device 20 is configured mainly with a microcomputer. In the present embodiment, the control device 20 controls the inter-terminal voltage of the battery 14 (hereinafter referred to as the battery voltage VDC) detected by the voltage sensor 18 to the target voltage Vtgt when the starter generator 12 is operated as a generator. Therefore, the inverter 13 is operated. Specifically, the control device 20 calculates U, V, and W phase applied voltages Vu, Vv, and Vw for driving the starter generator 12 by a known three-phase 180 ° energization method based on the detection values of the various sensors. To do. The control device 20 turns on / off the switches Sup to Swn based on the calculated applied voltage. As a result, the upper arm switch and the lower arm switch are alternately turned on at every electrical angle of 180 ° for each phase, and the switching of the upper arm switch to the off state is performed at an electrical angle of 120 for each phase. Switching is performed so as to shift by °.

ここで、本実施形態にかかる制御システムは、バッテリ14とインバータ13とを接続する電気経路に流れる直流電流IDCを検出する電流センサを備えていない。このため、本実施形態において、制御装置20は、直流電流IDCを推定する電流推定処理を行う。以下、始動発電機12の制御について説明した後、電流推定処理について説明する。   Here, the control system according to the present embodiment does not include a current sensor that detects the DC current IDC flowing in the electrical path connecting the battery 14 and the inverter 13. For this reason, in this embodiment, the control apparatus 20 performs the electric current estimation process which estimates the direct current IDC. Hereinafter, after the control of the starter generator 12 is described, the current estimation process will be described.

制御装置20は、速度算出部21、印加電圧算出部22、電流推定部23(「電流推定手段」に相当)、及びSOC算出部24(「充電率算出手段」に相当)を備えている。速度算出部21は、磁極位置検出センサ19の出力信号(具体的には例えば、出力信号の論理反転タイミングの間隔)に基づいて、始動発電機12の回転速度ω(電気角速度)を算出する。   The control device 20 includes a speed calculation unit 21, an applied voltage calculation unit 22, a current estimation unit 23 (corresponding to “current estimation unit”), and an SOC calculation unit 24 (corresponding to “charge rate calculation unit”). The speed calculation unit 21 calculates the rotational speed ω (electrical angular speed) of the starter generator 12 based on the output signal of the magnetic pole position detection sensor 19 (specifically, for example, the interval of the logical inversion timing of the output signal).

印加電圧算出部22は、各相巻線に対する印加電圧の指令値である各相印加電圧Vu,Vv,Vwを算出する。以下、図4を用いて、印加電圧算出部22について説明する。印加電圧算出部22において、電圧偏差算出部22a(「電圧偏差算出手段」に相当)は、バッテリ14の目標電圧Vtgtからバッテリ電圧VDCを減算することで、電圧偏差ΔVを算出する。位相算出部22b(「位相算出手段」に相当)は、電圧偏差ΔVに基づいて、インバータ13の出力電圧ベクトルVnの位相である電圧位相δを算出する。本実施形態では、電圧偏差ΔVを0にフィードバック制御するための操作量として電圧位相δを算出する。具体的には例えば、電圧偏差ΔVを入力とする比例制御又は比例積分制御によって電圧位相δを算出すればよい。ここで、本実施形態では、dq座標系における正のq軸を基準として、時計まわりに電圧ベクトルVnが回転する場合の電圧位相δを正の値で定義する。特に本実施形態では、電圧ベクトルVnを時計まわりに回転させることを、電圧位相δを遅角させると称し、電圧ベクトルVnを反時計まわりに回転させることを、電圧位相δを進角させると称すこととする。なお、電圧ベクトルVnの振幅である電圧振幅を「Vamp」とする。   The applied voltage calculation unit 22 calculates each phase applied voltage Vu, Vv, Vw that is a command value of the applied voltage for each phase winding. Hereinafter, the applied voltage calculation unit 22 will be described with reference to FIG. In the applied voltage calculation unit 22, the voltage deviation calculation unit 22 a (corresponding to “voltage deviation calculation unit”) calculates the voltage deviation ΔV by subtracting the battery voltage VDC from the target voltage Vtgt of the battery 14. Phase calculation unit 22b (corresponding to “phase calculation means”) calculates voltage phase δ, which is the phase of output voltage vector Vn of inverter 13, based on voltage deviation ΔV. In the present embodiment, the voltage phase δ is calculated as an operation amount for performing feedback control of the voltage deviation ΔV to 0. Specifically, for example, the voltage phase δ may be calculated by proportional control or proportional integral control using the voltage deviation ΔV as an input. Here, in the present embodiment, the voltage phase δ when the voltage vector Vn rotates clockwise with the positive q axis in the dq coordinate system as a reference is defined as a positive value. In particular, in the present embodiment, rotating the voltage vector Vn clockwise is referred to as retarding the voltage phase δ, and rotating the voltage vector Vn counterclockwise is referred to as advancing the voltage phase δ. I will do it. The voltage amplitude that is the amplitude of the voltage vector Vn is assumed to be “Vamp”.

位相算出部22bは、始動発電機12を発電機として動作させる場合、電圧位相δを0°から規定位相までの範囲内で算出する。規定位相は、0°よりも大きくてかつ90°よりも小さい値に設定されている。なお、本実施形態では、ステータティースへの磁極位置検出センサ19の取付位置の制約等から、規定位相を30°に設定した。ただし、規定位相としては、30°に限らず、0°よりも大きくてかつ90°未満の値であれば、他の値に設定してもよい。   The phase calculation unit 22b calculates the voltage phase δ within a range from 0 ° to a specified phase when the starter generator 12 is operated as a generator. The prescribed phase is set to a value larger than 0 ° and smaller than 90 °. In the present embodiment, the prescribed phase is set to 30 ° due to restrictions on the mounting position of the magnetic pole position detection sensor 19 on the stator teeth. However, the prescribed phase is not limited to 30 °, and may be set to other values as long as the value is larger than 0 ° and smaller than 90 °.

位相算出部22bによって算出された電圧位相δは、追従制御部22cに入力される。追従制御部22cは、入力された電圧位相δに所定の処理を施して出力する。追従制御部22cについては、後に詳述する。   The voltage phase δ calculated by the phase calculation unit 22b is input to the tracking control unit 22c. The follow-up control unit 22c performs a predetermined process on the input voltage phase δ and outputs it. The follow-up control unit 22c will be described in detail later.

追従制御部22cから出力された電圧位相δは、矩形波信号生成部22dに入力される。矩形波信号生成部22dは、入力された電圧位相δと、バッテリ電圧VDCと、図示しない磁極位置検出センサ19の出力信号とに基づいて、矩形波信号としての各相印加電圧Vu,Vv,Vwを算出する。詳しくは、まず、バッテリ電圧VDCに電圧利用率を乗算することにより、電圧振幅Vampを算出する。ここで、電圧利用率とは、バッテリ電圧VDCに対する電圧振幅Vampの指令値の比率のことである。本実施形態において、電圧利用率は、その上限値「0.78」に設定されている。そして、算出された電圧振幅Vampと、電圧位相δとに基づいて、180°通電のための各相印加電圧Vu,Vv,Vwを算出する。矩形波信号生成部22dは、算出された各相印加電圧Vu,Vv,Vwをインバータ13に対して出力する。   The voltage phase δ output from the tracking control unit 22c is input to the rectangular wave signal generation unit 22d. The rectangular wave signal generation unit 22d is configured to apply each phase applied voltage Vu, Vv, Vw as a rectangular wave signal based on the input voltage phase δ, the battery voltage VDC, and the output signal of the magnetic pole position detection sensor 19 (not shown). Is calculated. Specifically, first, the voltage amplitude Vamp is calculated by multiplying the battery voltage VDC by the voltage utilization rate. Here, the voltage utilization rate is the ratio of the command value of the voltage amplitude Vamp to the battery voltage VDC. In the present embodiment, the voltage utilization rate is set to the upper limit “0.78”. Then, based on the calculated voltage amplitude Vamp and voltage phase δ, each phase applied voltage Vu, Vv, Vw for 180 ° energization is calculated. The rectangular wave signal generation unit 22 d outputs the calculated phase applied voltages Vu, Vv, Vw to the inverter 13.

また、矩形波信号生成部22dは、電圧位相δと、電圧振幅Vampとに基づいて、電圧ベクトルVnのd軸成分であるd軸電圧Vdと、電圧ベクトルVnのq軸成分であるq軸電圧Vqとを算出する。   Further, the rectangular wave signal generation unit 22d generates a d-axis voltage Vd that is a d-axis component of the voltage vector Vn and a q-axis voltage that is a q-axis component of the voltage vector Vn based on the voltage phase δ and the voltage amplitude Vamp. Vq is calculated.

先の図2の説明に戻り、電流推定部23は、速度算出部21によって算出された回転速度ω、バッテリ電圧VDC、及び矩形波信号生成部22dによって算出されたd,q軸電圧Vd,Vqに基づいて、直流電流IDCを推定する。以下、図5を用いて、電流推定部23の行う電流推定処理について説明する。電流推定部23において、dq軸電流推定部23aは、回転速度ωを入力として、下式(eq1)に基づいてd,q軸電流id,iqを推定する。   Returning to the description of FIG. 2, the current estimating unit 23 calculates the rotational speed ω calculated by the speed calculating unit 21, the battery voltage VDC, and the d and q axis voltages Vd and Vq calculated by the rectangular wave signal generating unit 22d. Is used to estimate the direct current IDC. Hereinafter, the current estimation process performed by the current estimation unit 23 will be described with reference to FIG. In the current estimation unit 23, the dq axis current estimation unit 23a receives the rotation speed ω and estimates the d and q axis currents id and iq based on the following equation (eq1).

Figure 0006398681
上式(eq1)において、「Ra」は電機子巻線抵抗を示し、「Ld」,「Lq」はd,q軸インダクタンスを示し、「Ψa」は誘起電圧定数を示す。上式(eq1)は、永久磁石同期機の電圧方程式を表す下式(eq2)に対して、過渡現象を無視するとの条件を課し、d,q軸電流id,iqについて変形することで導くことができる。なお、下式(eq2)において、「p」は微分演算子を示す。
Figure 0006398681
In the above equation (eq1), “Ra” represents an armature winding resistance, “Ld” and “Lq” represent d and q axis inductances, and “Ψa” represents an induced voltage constant. The above equation (eq1) imposes a condition that the transient phenomenon is ignored with respect to the following equation (eq2) representing the voltage equation of the permanent magnet synchronous machine, and is derived by modifying the d and q axis currents id and iq. be able to. In the following equation (eq2), “p” represents a differential operator.

Figure 0006398681
上式(eq1)において、d,q軸インダクタンスLd,Lq、巻線抵抗Ra及び誘起電圧定数Ψaは、制御対象とする回転電機の仕様や実験データ等で予め定められた固定値であり、記憶手段としての機器定数記憶部23b(例えば、不揮発性メモリ)に記憶されている。なお、巻線抵抗Ra及び誘起電圧定数Ψaが温度依存性を有することから、巻線抵抗Ra及び誘起電圧定数Ψaを温度と関係付けたテーブルやマップを予め作成しておき、テーブルやマップを用いて巻線抵抗Ra及び誘起電圧定数Ψaを設定してもよい。
Figure 0006398681
In the above equation (eq1), d, q-axis inductances Ld, Lq, winding resistance Ra, and induced voltage constant Ψa are fixed values determined in advance by the specifications of the rotating electrical machine to be controlled, experimental data, etc. It is memorize | stored in the apparatus constant memory | storage part 23b (for example, non-volatile memory) as a means. Since the winding resistance Ra and the induced voltage constant Ψa are temperature dependent, a table or map relating the winding resistance Ra and the induced voltage constant Ψa to the temperature is created in advance, and the table or map is used. The winding resistance Ra and the induced voltage constant Ψa may be set.

直流電流推定部23cは、バッテリ電圧VDC、dq軸電流推定部23aによって推定されたd、q軸電流id,iq、及び矩形波信号生成部22dによって算出されたd,q軸電圧Vd,Vqを入力として、下式(eq3)に基づいて直流電流IDCを推定する。   The direct current estimation unit 23c uses the battery voltage VDC, the d and q axis currents id and iq estimated by the dq axis current estimation unit 23a, and the d and q axis voltages Vd and Vq calculated by the rectangular wave signal generation unit 22d. As an input, the DC current IDC is estimated based on the following equation (eq3).

Figure 0006398681
先の図2の説明に戻り、SOC算出部24は、直流電流推定部23cによって推定された直流電流IDCの積算値に基づいて、バッテリ14の充電率SOCを算出する。算出された充電率SOCは、例えば車両の各種処理に用いられる。
Figure 0006398681
Returning to the description of FIG. 2, the SOC calculation unit 24 calculates the charging rate SOC of the battery 14 based on the integrated value of the DC current IDC estimated by the DC current estimation unit 23c. The calculated charging rate SOC is used for various processes of the vehicle, for example.

ところで、d軸電流が正の値となる場合には、図6に示すように、直流電流IDCの推定誤差ΔIerrが大きくなる。ここで、図6は、直流電流IDCの推定値、直流電流の実測値、d軸電流id、及びエンジン回転速度Nの推移を示す。図6には、時刻t1以降においてエンジン11の運転状態がアイドル運転状態に移行し、d軸電流が負の値から正の値に移行して推定誤差ΔIerrが増大することを示した。d軸電流が正の値となる場合に推定誤差ΔIerrが増大するのは、急激な磁気飽和の影響によって実際のd軸インダクタンスが小さくなり、実際のd軸インダクタンスが、機器定数記憶部23bに記憶されているd軸インダクタンスLdから大きくずれるためである。特に、エンジン回転速度(クランク軸11aの回転速度)がアイドル回転速度付近である場合において電圧位相δが規定位相に達しているときには、始動発電機12の回転速度ωが低く始動発電機12の誘起電圧が小さいことから、d軸電流が正の値になって推定誤差ΔIerrが増大しやすい。   By the way, when the d-axis current has a positive value, the estimation error ΔIerr of the DC current IDC increases as shown in FIG. Here, FIG. 6 shows changes in the estimated value of the DC current IDC, the measured value of the DC current, the d-axis current id, and the engine speed N. FIG. 6 shows that after time t1, the operating state of the engine 11 shifts to the idle operating state, the d-axis current shifts from a negative value to a positive value, and the estimation error ΔIerr increases. The estimated error ΔIerr increases when the d-axis current is a positive value because the actual d-axis inductance is reduced due to the influence of abrupt magnetic saturation, and the actual d-axis inductance is stored in the device constant storage unit 23b. This is because it greatly deviates from the d-axis inductance Ld. In particular, when the engine rotational speed (the rotational speed of the crankshaft 11a) is in the vicinity of the idle rotational speed, when the voltage phase δ reaches the specified phase, the rotational speed ω of the starter generator 12 is low and the starter generator 12 is induced. Since the voltage is small, the d-axis current becomes a positive value and the estimation error ΔIerr is likely to increase.

そこで本実施形態では、電流推定処理が行われている状況下において、d軸電流が正の値となる場合、d軸電流を0とする処理を追従制御部22cにおいて行う。以下、図7を用いてd軸電流を0とできる理由を説明した後、追従制御部22cの行う処理について説明する。   Therefore, in the present embodiment, when the d-axis current becomes a positive value under the situation where the current estimation process is performed, the tracking control unit 22c performs a process for setting the d-axis current to 0. Hereinafter, the reason why the d-axis current can be reduced to 0 with reference to FIG.

図7に、電圧位相δが規定位相(30°)となる場合の電圧ベクトルを「Vn0」にて示し、q軸電圧Vqが誘起電圧「ω×Ψa」と一致する場合の電圧ベクトルを「Vn1」にて示し、電圧ベクトルVn1よりも電圧位相δが大きい場合の電圧ベクトルを「Vn2」にて示す。また、各電圧ベクトルVn0,Vn1,Vn2に対応する各電流ベクトルを「In0,In1,In2」にて示す。   In FIG. 7, the voltage vector when the voltage phase δ becomes the specified phase (30 °) is indicated by “Vn0”, and the voltage vector when the q-axis voltage Vq matches the induced voltage “ω × Ψa” is indicated by “Vn1”. The voltage vector when the voltage phase δ is larger than the voltage vector Vn1 is indicated by “Vn2”. Further, each current vector corresponding to each voltage vector Vn0, Vn1, Vn2 is indicated by “In0, In1, In2”.

図示されるように、誘起電圧ベクトルと電圧ベクトルとの位置関係により、d,q軸電機子反作用が生じる。詳しくは、電圧ベクトルVn0のq軸成分が誘起電圧よりも大きい場合、電流ベクトルは、d軸電機子反作用によって正のd軸電流が流れるような電流ベクトルIn0となる。ここで、電圧ベクトルVn1のq軸成分を誘起電圧と一致させると、d軸電機子反作用がなくなることから、電流ベクトルは、d軸電流が0となるような電流ベクトルIn1となる。電圧位相が電圧ベクトルVn1よりも大きい電圧ベクトルVn2では、d軸電流の符号が反転し、電流ベクトルは、負のd軸電流が流れるような電流ベクトルIn2となる。このように、電圧ベクトルのq軸成分と誘起電圧との偏差に応じて電流ベクトルの位相が変化する。このことを利用して、電流推定処理が行われている状況下において、d軸電流を0とする。   As shown in the figure, the d and q-axis armature reactions occur depending on the positional relationship between the induced voltage vector and the voltage vector. Specifically, when the q-axis component of the voltage vector Vn0 is larger than the induced voltage, the current vector is a current vector In0 in which a positive d-axis current flows due to the d-axis armature reaction. Here, when the q-axis component of the voltage vector Vn1 matches the induced voltage, the d-axis armature reaction disappears, so the current vector becomes a current vector In1 such that the d-axis current becomes zero. In the voltage vector Vn2 whose voltage phase is larger than the voltage vector Vn1, the sign of the d-axis current is inverted, and the current vector becomes a current vector In2 in which a negative d-axis current flows. Thus, the phase of the current vector changes according to the deviation between the q-axis component of the voltage vector and the induced voltage. Using this fact, the d-axis current is set to 0 under the situation where the current estimation process is performed.

図8に、追従制御部22cによって行われる処理について説明する。この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返し実行される。   FIG. 8 illustrates processing performed by the tracking control unit 22c. This process is repeatedly executed at a predetermined processing cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS10において、クラッチミート状態であるか否かを判断する。ステップS10においてクラッチミート状態でない(クラッチ遮断状態である)と判断した場合には、ステップS11に進み、計算用回転速度ωcを、図9に示すように、エンジン11の1燃焼サイクル(720℃A)における回転速度ωの最小値ωminとする。この処理は、クラッチ遮断状態においては、直流電流IDCの推定誤差が生じやすいことに鑑みて設けられた処理である。つまり、クラッチミート状態である場合、始動発電機12の回転軸が駆動輪17と連結されていることから、回転慣性が大きくなり、始動発電機12の回転変動が抑制される。これに対し、クラッチ遮断状態においては、始動発電機12の回転軸が駆動輪17と連結されていないことから、回転慣性が小さくなり、エンジン11の燃焼制御に伴う始動発電機12の回転変動が大きくなる。このため、都度の回転速度ωを用いて後述するステップS13において誘起電圧「ωc×Ψa」を算出すると、算出された誘起電圧が実際の誘起電圧よりも大きくなることがある。この場合、算出された誘起電圧にq軸電圧Vqを追従させても、d軸電流を0以下にすることができない。   In this series of processes, first, in step S10, it is determined whether or not a clutch meet state is present. If it is determined in step S10 that the clutch meet state is not established (the clutch is disengaged), the process proceeds to step S11 where the calculation rotational speed ωc is set to one combustion cycle (720 ° C. A) of the engine 11 as shown in FIG. ) Is the minimum value ωmin of the rotational speed ω. This process is provided in view of the fact that an estimation error of the direct current IDC is likely to occur in the clutch disengaged state. That is, in the clutch meet state, the rotational shaft of the starter generator 12 is connected to the drive wheels 17, so that the rotational inertia increases and the rotational fluctuation of the starter generator 12 is suppressed. On the other hand, in the clutch disengaged state, the rotating shaft of the starter generator 12 is not connected to the drive wheels 17, so that the rotational inertia is reduced, and the rotation fluctuation of the starter generator 12 accompanying the combustion control of the engine 11 is reduced. growing. For this reason, when the induced voltage “ωc × Ψa” is calculated in step S13, which will be described later, using the rotational speed ω for each time, the calculated induced voltage may be larger than the actual induced voltage. In this case, even if the q-axis voltage Vq follows the calculated induced voltage, the d-axis current cannot be reduced to 0 or less.

そこで本実施形態では、クラッチ遮断状態である場合、エンジン11の1燃焼サイクルにおける回転速度の最小値ωminを誘起電圧の算出に用いる。   Therefore, in this embodiment, when the clutch is disengaged, the minimum value ωmin of the rotational speed in one combustion cycle of the engine 11 is used for calculation of the induced voltage.

一方、ステップS10においてクラッチミート状態であると判断した場合には、ステップS12に進み、計算用回転速度ωcを、磁極位置検出センサ19の出力信号から把握される最新の回転速度ωiとする。   On the other hand, if it is determined in step S10 that the clutch meet state is reached, the process proceeds to step S12, and the calculation rotational speed ωc is set to the latest rotational speed ωi grasped from the output signal of the magnetic pole position detection sensor 19.

ステップS11、S12の処理の完了後、ステップS13に進む。ステップS13では、電圧振幅Vamp、計算用回転速度ωc、位相算出部22bによって算出された電圧位相δ、及び機器定数記憶部23bに記憶されている誘起電圧定数Ψaを入力として、下式(eq4)に基づいて、誘起電圧偏差INDEXを算出する。   After completing the processes in steps S11 and S12, the process proceeds to step S13. In step S13, the voltage amplitude Vamp, the calculation rotational speed ωc, the voltage phase δ calculated by the phase calculation unit 22b, and the induced voltage constant ψa stored in the device constant storage unit 23b are input, and the following equation (eq4) Based on the above, an induced voltage deviation INDEX is calculated.

Figure 0006398681
上式(eq4)において、電圧振幅Vampは、バッテリ電圧VDCに電圧利用率の上限値「0.78」を乗算することで算出すればよい。そして、誘起電圧偏差INDEXが0よりも大きいか否かを判断する。この処理は、d軸電流が0よりも大きいか否かを判断するための処理である。
Figure 0006398681
In the above equation (eq4), the voltage amplitude Vamp may be calculated by multiplying the battery voltage VDC by the upper limit value “0.78” of the voltage utilization rate. Then, it is determined whether the induced voltage deviation INDEX is larger than zero. This process is a process for determining whether or not the d-axis current is larger than zero.

ステップS13において肯定判断した場合には、d軸電流が0よりも大きいと判断し、ステップS14に進む。ステップS14では、規定位相を30°から90°に拡大しつつ、電圧位相δを規定位相以下にすることを条件として、誘起電圧偏差INDEXを0にフィードバック制御するための操作量として電圧位相δを算出する。ここでは、誘起電圧偏差INDEXが大きいほど、電圧位相δを大きく算出する。すなわち、q軸電圧Vqを誘起電圧に制御すべく、位相算出部22bによって算出された電圧位相δを補正する。なお、上限拡大後の規定位相が90°とされているのは、過度に電圧位相δを遅角させると、q軸電流が減少して発電量が減少したり、d軸電流が増大して損失が増大したりすることを回避するためである。ちなみに、本実施形態において、本ステップの処理が、「誘起電圧算出手段」及び「位相変更手段」を含む。   If an affirmative determination is made in step S13, it is determined that the d-axis current is greater than 0, and the process proceeds to step S14. In step S14, the voltage phase δ is set as an operation amount for feedback-controlling the induced voltage deviation INDEX to 0 on condition that the voltage phase δ is not more than the specified phase while expanding the specified phase from 30 ° to 90 °. calculate. Here, the larger the induced voltage deviation INDEX, the larger the voltage phase δ is calculated. That is, in order to control the q-axis voltage Vq to the induced voltage, the voltage phase δ calculated by the phase calculation unit 22b is corrected. Note that the specified phase after the upper limit expansion is 90 ° because if the voltage phase δ is excessively retarded, the q-axis current decreases and the power generation amount decreases or the d-axis current increases. This is to avoid an increase in loss. Incidentally, in the present embodiment, the processing of this step includes “induced voltage calculation means” and “phase change means”.

ステップS13において否定判断した場合や、ステップS14の処理が完了した場合には、ステップS15に進む。ステップS15では、電圧位相δがガード値αを超える場合、電圧位相δをガード値αで制限するガード処理を行う。本実施形態において、ガード値αは、図10に示すように、q軸電圧が誘起電圧と一致する場合の電圧位相よりも大きくてかつ、計算用回転速度ωcが高いほど小さく設定される。また、ガード値αは、90°以下の値に設定される。この処理は、電圧位相δが過度に遅角されることによってq軸電流が増大し、始動発電機12の発電電力が過度に大きくなることを回避するための処理である。図10には、ステップS14の処理によって電圧ベクトルがVn1からVn2に変更されるものの、ガード処理によって電圧ベクトルがVn3とされた例を示している。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「ガード値算出手段」を含む。   If a negative determination is made in step S13, or if the process of step S14 is completed, the process proceeds to step S15. In step S15, when the voltage phase δ exceeds the guard value α, a guard process for limiting the voltage phase δ with the guard value α is performed. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the guard value α is set to be smaller as the q-axis voltage is larger than the voltage phase when the induced voltage matches the induced voltage and the calculation rotational speed ωc is higher. The guard value α is set to a value of 90 ° or less. This process is a process for avoiding an increase in the q-axis current due to an excessive retardation of the voltage phase δ and an excessive increase in the generated power of the starting generator 12. FIG. 10 shows an example in which the voltage vector is changed from Vn1 to Vn2 by the process of step S14, but the voltage vector is changed to Vn3 by the guard process. In the present embodiment, the processing of this step includes “guard value calculation means”.

ちなみに、ステップS13において否定判断した場合には、d軸電流が0以下であると判断する。   Incidentally, if a negative determination is made in step S13, it is determined that the d-axis current is 0 or less.

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)誘起電圧偏差INDEXが0よりも大きくなる場合、q軸電圧Vqを誘起電圧「ωc×Ψa」に追従させた。このため、実際のd軸インダクタンスが、電流推定に用いられる予め定められたd軸インダクタンスLdから大きくずれることを回避できる。これにより、直流電流IDCの推定誤差を好適に抑制することができる。したがって、バッテリ14の充電率SOCの算出精度の低下を回避することができる。   (1) When the induced voltage deviation INDEX is larger than 0, the q-axis voltage Vq is made to follow the induced voltage “ωc × Ψa”. For this reason, it can be avoided that the actual d-axis inductance greatly deviates from the predetermined d-axis inductance Ld used for current estimation. Thereby, the estimation error of DC current IDC can be suppressed suitably. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the calculation accuracy of the charging rate SOC of the battery 14.

(2)誘起電圧偏差INDEXが0よりも大きくなる場合、q軸電圧Vqを誘起電圧に追従させるべく、規定位相を90°まで拡大しつつ、位相算出部22bによって算出された電圧位相δを変更した。電圧位相を規定位相以下とする制限が課せられていると、d軸電流が0よりも大きくなる場合に、電圧位相δの操作によってq軸電圧Vqを誘起電圧に追従させることができない場合がある。このため、d軸電流が0よりも大きくなる状況下においては、規定位相を90度まで拡大する。これにより、追従が妨げられることを回避できる。ここで、規定位相を90°を超えて拡大させると、q軸電流の減少による発電量の減少と、d軸電流の増大による損失増大とにより、始動発電機12の発電効率が低下する懸念がある。そこで、上限を90°とすることにより、発電効率の低下を抑制することができる。   (2) When the induced voltage deviation INDEX is larger than 0, the voltage phase δ calculated by the phase calculating unit 22b is changed while the specified phase is expanded to 90 ° so that the q-axis voltage Vq follows the induced voltage. did. If a restriction is imposed to make the voltage phase equal to or less than the specified phase, the q-axis voltage Vq may not be allowed to follow the induced voltage by operating the voltage phase δ when the d-axis current is greater than 0. . For this reason, in the situation where the d-axis current is larger than 0, the specified phase is expanded to 90 degrees. Thereby, it can avoid that a follow-up is prevented. Here, if the specified phase is expanded beyond 90 °, there is a concern that the power generation efficiency of the starter generator 12 may decrease due to a decrease in power generation due to a decrease in q-axis current and an increase in loss due to an increase in d-axis current. is there. Therefore, a decrease in power generation efficiency can be suppressed by setting the upper limit to 90 °.

(3)クラッチ遮断状態である場合、エンジン11の1燃焼サイクルにおける回転速度の最小値ωminを誘起電圧の算出に用いた。本実施形態では、エンジン11のアイドル運転状態時にクラッチ遮断状態とされるため、クラッチ遮断状態は、誘起電圧が低い上に回転速度の変動が大きい状況である。この状況下においても、q軸電圧Vqを的確に誘起電圧以下にすることができ、d軸電流を0以下とすることができる。これにより、クラッチミート前においても、直流電流IDCの推定誤差を的確に抑制することができる。   (3) In the clutch disengaged state, the minimum value ωmin of the rotational speed in one combustion cycle of the engine 11 was used for calculating the induced voltage. In the present embodiment, since the clutch is disengaged when the engine 11 is idling, the clutch disengaged state is a state where the induced voltage is low and the fluctuation of the rotational speed is large. Even under this circumstance, the q-axis voltage Vq can be accurately set to the induced voltage or less, and the d-axis current can be set to 0 or less. Thereby, the estimation error of the direct current IDC can be accurately suppressed even before the clutch meet.

(4)ガード値αで電圧位相δを制限した。このため、電圧位相δの過度な遅角を防止でき、ひいては発電電力が過度に増大することを回避できる。   (4) The voltage phase δ is limited by the guard value α. For this reason, it is possible to prevent an excessive retardation of the voltage phase δ and, in turn, avoid an excessive increase in generated power.

(その他の実施形態)
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows.

・上記実施形態では、追従制御部22cにおいて、誘起電圧偏差INDEXを算出し、算出された誘起電圧偏差INDEXが0よりも大きいことをもってd軸電流が0よりも大きいと判断したがこれに限らない。例えば、追従制御部22cにおいて、dq軸電流推定部23aによって推定されたd軸電流idが0よりも大きいか否かを判断してもよいし、上記誘起電圧偏差INDEX又はd軸電流idが0を超える値よりも大きいか否かを判断してもよい。   In the above embodiment, the follow-up control unit 22c calculates the induced voltage deviation INDEX and determines that the d-axis current is larger than 0 when the calculated induced voltage deviation INDEX is larger than 0. However, the present invention is not limited to this. . For example, the follow-up control unit 22c may determine whether the d-axis current id estimated by the dq-axis current estimation unit 23a is larger than 0, or the induced voltage deviation INDEX or the d-axis current id is 0. It may be determined whether the value is larger than the value exceeding.

・始動発電機12としては、永久磁石型同期機に限らず、例えば、ロータに界磁巻線を備える界磁巻線型同期機であってもよい。また、始動発電機12としては、Y結線されたものに限らず、例えばΔ結線されたものであってもよい。   The starter / generator 12 is not limited to a permanent magnet type synchronous machine, and may be a field winding type synchronous machine having a field winding on a rotor, for example. The starter generator 12 is not limited to the Y-connected one, and may be a Δ-connected one, for example.

・クラッチ16としては、自動遠心クラッチに限らず、例えば、ユーザのクラッチレバー操作によってクラッチミート状態及びクラッチ遮断状態のいずれかに切り替え可能に構成された断続式クラッチであってもよい。   The clutch 16 is not limited to an automatic centrifugal clutch, and may be an intermittent clutch configured to be switchable between a clutch meet state and a clutch disengaged state by a user's clutch lever operation, for example.

・始動発電機12の駆動方式としては、3相180°通電方式に限らず、3相120°通電方式等、他の通電方式であってもよい。   The driving method of the starter generator 12 is not limited to the three-phase 180 ° energization method, and may be another energization method such as a three-phase 120 ° energization method.

・先の図4の矩形波信号生成部22dにおいて用いられる電圧利用率としては、その上限値に限らず、上限値未満の値であってもよい。   The voltage usage rate used in the rectangular wave signal generation unit 22d of FIG. 4 is not limited to the upper limit value, and may be a value less than the upper limit value.

・先の図8のステップS14において、誘起電圧偏差INDEXを、0ではない規定値にフィードバック制御するように電圧位相δを変更してもよい。すなわち、d軸電流を規定値未満の規定電流とするように電圧位相δを変更してもよい。   In step S14 of FIG. 8, the voltage phase δ may be changed so that the induced voltage deviation INDEX is feedback-controlled to a specified value that is not zero. That is, the voltage phase δ may be changed so that the d-axis current is a specified current less than a specified value.

・先の図8のステップS13において否定判断された場合、位相算出部22bによって算出された電圧位相δをそのまま矩形波信号生成部22dに入力してもよい。   If the negative determination is made in step S13 of FIG. 8, the voltage phase δ calculated by the phase calculation unit 22b may be input to the rectangular wave signal generation unit 22d as it is.

・上記各実施形態において、誘起電圧の算出に用いる回転速度を以下のように算出してもよい。詳しくは、エンジン11の1燃焼サイクル(720°CA)毎に、クランク軸11aの回転角度位置が予め設定された回転角度位置となる時の回転速度(以下、所定角度位置の回転速度)を算出する。そして、算出された所定角度位置の回転速度と、予め実験等で定められた1燃焼サイクルの回転速度の最小値とに基づいて、誘起電圧の算出に用いる回転速度の最小値ωminを算出してもよい。具体的には例えば、所定角度位置の回転速度と、予め実験等で定められた回転速度の最小値との差分又は偏差値を算出し、算出した差分又は偏差値によって所定角度位置の回転速度を補正することで、上記最小値ωminを算出してもよい。   In each of the above embodiments, the rotational speed used for calculating the induced voltage may be calculated as follows. Specifically, for each combustion cycle (720 ° CA) of the engine 11, the rotation speed when the rotation angle position of the crankshaft 11a becomes a preset rotation angle position (hereinafter referred to as a rotation speed at a predetermined angle position) is calculated. To do. Then, based on the calculated rotational speed at the predetermined angular position and the minimum value of the rotational speed of one combustion cycle determined in advance by experiments or the like, the minimum rotational speed value ωmin used for calculating the induced voltage is calculated. Also good. Specifically, for example, the difference or deviation value between the rotational speed at the predetermined angular position and the minimum value of the rotational speed determined in advance through experiments or the like is calculated, and the rotational speed at the predetermined angular position is calculated based on the calculated difference or deviation value. The minimum value ωmin may be calculated by correction.

また、上記各実施形態では、誘起電圧の算出にエンジン11の1燃焼サイクルにおける回転速度の最小値ωminを用いたがこれに限らず、例えば、上記最小値ωminの直前や直後の回転速度ω等、上記最小値ωminよりもやや高い回転速度ωを用いてもよい。   In each of the above embodiments, the minimum value ωmin of the rotational speed in one combustion cycle of the engine 11 is used for calculation of the induced voltage. However, the present invention is not limited to this, for example, the rotational speed ω immediately before or after the minimum value ωmin. Alternatively, a rotational speed ω slightly higher than the minimum value ωmin may be used.

・電力変換回路としては、3相インバータに限らない。要は、始動発電機12から出力された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ14に印加可能な電力変換回路であれば、他の電力変換回路であってもよい。   -The power conversion circuit is not limited to a three-phase inverter. In short, any other power conversion circuit may be used as long as it is a power conversion circuit that can convert the AC voltage output from the starter generator 12 into a DC voltage and apply it to the battery 14.

・本発明の適用対象としては、自動2輪車に限らず、自動車等、他の車両であってもよい。   The application target of the present invention is not limited to a motorcycle, but may be other vehicles such as an automobile.

12…始動発電機、13…インバータ、14…バッテリ、20…制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Starter generator, 13 ... Inverter, 14 ... Battery, 20 ... Control apparatus.

Claims (6)

電力変換回路(13)、及び前記電力変換回路に対する通電操作により直流電源(14)と電力伝達を行う回転電機(12)を備えるシステムに適用され、
前記回転電機の予め定められたd軸インダクタンスに基づいて、前記直流電源と前記電力変換回路との間に流れる電流を推定する電流推定手段と、
前記回転電機のdq座標系におけるd軸電流が0よりも大きい所定の値となることを条件として、前記電力変換回路の電圧ベクトルのq軸成分を前記回転電機の誘起電圧成分に追従させるべく前記電圧ベクトルの位相である電圧位相を操作する位相操作手段とを備えることを特徴とする電流推定装置。
Applied to a system including a power conversion circuit (13) and a rotating electrical machine (12) that performs power transmission with a DC power source (14) by energization operation to the power conversion circuit;
Current estimation means for estimating a current flowing between the DC power source and the power conversion circuit based on a predetermined d-axis inductance of the rotating electrical machine;
The q-axis component of the voltage vector of the power conversion circuit follows the induced voltage component of the rotating electrical machine on condition that the d-axis current in the dq coordinate system of the rotating electrical machine becomes a predetermined value larger than 0. A current estimation apparatus comprising: phase operation means for operating a voltage phase which is a phase of a voltage vector.
dq座標系における正のq軸を基準として、前記電圧ベクトルが時計まわりに回転する場合の前記電圧位相を正の値で定義し、
前記位相操作手段は、
前記電圧位相を0°よりも大きくてかつ90°よりも小さい規定位相以下にすることを条件として、前記回転電機を制御するための前記電圧位相を算出する位相算出手段と、
前記d軸電流が前記所定の値となることを条件として、前記電圧ベクトルのq軸成分を前記誘起電圧成分に追従させるべく、前記規定位相を90°まで拡大しつつ前記位相算出手段によって算出された前記電圧位相を変更する位相変更手段とを含む請求項1記載の電流推定装置。
defining the voltage phase as a positive value when the voltage vector rotates clockwise with respect to the positive q-axis in the dq coordinate system;
The phase operation means includes
A phase calculating means for calculating the voltage phase for controlling the rotating electrical machine on condition that the voltage phase is set to be equal to or less than a specified phase that is greater than 0 ° and smaller than 90 °;
On the condition that the d-axis current becomes the predetermined value, the phase calculation unit calculates the q-axis component of the voltage vector while expanding the prescribed phase to 90 ° in order to follow the induced voltage component. The current estimation apparatus according to claim 1, further comprising phase changing means for changing the voltage phase.
前記規定位相よりも大きくてかつ90°以下に設定される値であって、前記回転電機の回転速度が高い場合よりも前記回転電機の回転速度が低い場合に大きく設定されるガード値を算出するガード値算出手段をさらに備え、
前記位相変更手段は、前記ガード値を上限に前記電圧位相を変更する請求項2記載の電流推定装置。
A guard value that is larger than the prescribed phase and set to 90 ° or less, and is set larger when the rotational speed of the rotating electrical machine is lower than when the rotational speed of the rotating electrical machine is high is calculated. A guard value calculating means;
The current estimation apparatus according to claim 2, wherein the phase changing unit changes the voltage phase with the guard value as an upper limit.
前記システムは、車載主機としてのエンジン(11)と、前記エンジンの出力軸(11a)に連結された駆動輪(17)と、前記エンジンの出力軸と前記駆動輪との間の動力を伝達可能な状態、及び前記エンジンの出力軸と前記駆動輪との間の動力が遮断される状態のいずれかに切り替え可能に構成されたクラッチ(16)とを備える車両(10)に搭載され、
前記回転電機の回転軸は、前記エンジンの出力軸に直結され、
前記位相操作手段は、前記クラッチが前記遮断される状態とされていることを条件として、前記回転軸の回転速度であって、前記エンジンの1燃焼サイクルにおける前記回転速度の最小値近傍の回転速度に基づいて、前記誘起電圧成分を算出する誘起電圧算出手段を含み、算出された前記誘起電圧成分に前記電圧ベクトルのq軸成分を追従させるべく前記電圧位相を操作する請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流推定装置。
The system can transmit power between an engine (11) as an in-vehicle main machine, drive wheels (17) connected to the engine output shaft (11a), and the engine output shaft and the drive wheels. And a clutch (16) configured to be switchable to any one of a state where the power between the output shaft of the engine and the driving wheel is cut off, and mounted on a vehicle (10),
The rotating shaft of the rotating electrical machine is directly connected to the output shaft of the engine,
The phase operating means is a rotational speed of the rotary shaft, provided that the clutch is in the disengaged state, and a rotational speed in the vicinity of a minimum value of the rotational speed in one combustion cycle of the engine. 4. The method according to claim 1, further comprising: an induced voltage calculation unit configured to calculate the induced voltage component based on the voltage phase, and operating the voltage phase so that the calculated induced voltage component follows the q-axis component of the voltage vector. The current estimation device according to claim 1.
前記車両は、自動2輪車である請求項4記載の電流推定装置。   The current estimation apparatus according to claim 4, wherein the vehicle is a motorcycle. 前記位相操作手段は、
前記直流電源の電圧とその目標電圧との偏差を算出する電圧偏差算出手段と、
前記電圧位相を0°よりも大きくてかつ90°よりも小さい規定位相以下にすることを条件として、前記電圧偏差を0にフィードバック制御するための操作量として前記電圧位相を算出する位相算出手段とを含み、
前記電流推定手段によって推定された電流に基づいて、前記直流電源の充電率を算出する充電率算出手段をさらに備える請求項1〜5のいずれか1項に記載の電流推定装置。
The phase operation means includes
Voltage deviation calculating means for calculating a deviation between the voltage of the DC power supply and the target voltage;
Phase calculating means for calculating the voltage phase as an operation amount for performing feedback control of the voltage deviation to 0 on condition that the voltage phase is set to be equal to or smaller than a specified phase which is greater than 0 ° and smaller than 90 °; Including
The current estimation apparatus according to claim 1, further comprising a charge rate calculation unit that calculates a charge rate of the DC power source based on the current estimated by the current estimation unit.
JP2014252656A 2014-12-15 2014-12-15 Current estimation device Active JP6398681B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014252656A JP6398681B2 (en) 2014-12-15 2014-12-15 Current estimation device
CN201580068339.8A CN107148742B (en) 2014-12-15 2015-11-10 Electric current estimating unit
PCT/JP2015/081554 WO2016098487A1 (en) 2014-12-15 2015-11-10 Electric current estimating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014252656A JP6398681B2 (en) 2014-12-15 2014-12-15 Current estimation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016116311A JP2016116311A (en) 2016-06-23
JP6398681B2 true JP6398681B2 (en) 2018-10-03

Family

ID=56142585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014252656A Active JP6398681B2 (en) 2014-12-15 2014-12-15 Current estimation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6398681B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3714843B2 (en) * 2000-03-21 2005-11-09 光洋精工株式会社 Electric power steering device and electric pump type power steering device
JP4259219B2 (en) * 2003-08-11 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 Motor drive device and automobile equipped with the same
JP2006033970A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Fuji Heavy Ind Ltd Battery management system of hybrid vehicle
JP5396906B2 (en) * 2009-02-24 2014-01-22 日産自動車株式会社 Electric motor drive control device
WO2014057558A1 (en) * 2012-10-11 2014-04-17 三菱電機株式会社 Motor control device, and motor control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016116311A (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5055246B2 (en) Control device for rotating electrical machine
US8063596B2 (en) Apparatus for carrying out improved control of rotary machine
US8288980B2 (en) Apparatus for carrying out improved control of rotary machine
US9413281B2 (en) Apparatus for controlling AC motor
JP4350676B2 (en) Control device for hybrid vehicle
US20090184678A1 (en) Permanent magnet ac motor systems and control algorithm restart methods
US9007009B2 (en) Control apparatus for AC motor
US10103671B2 (en) Control apparatus for rotary electric machine
JP2006280141A (en) Constant detector and control unit of motor for hybrid vehicle
US10536101B2 (en) Control device for alternating current motor
JP5929492B2 (en) Induction machine control device
JP6375994B2 (en) Control device for rotating electrical machine
WO2016098487A1 (en) Electric current estimating device
JP2014050122A (en) Rotor position estimation apparatus, motor control system and rotor position estimation method
CN110247610B (en) Motor control device
JP6458477B2 (en) Current estimation device
JP6398681B2 (en) Current estimation device
JP2020145795A (en) Electric motor control device
JP6398682B2 (en) Current estimation device
JP6578789B2 (en) Control device for rotating electrical machine
JP2016100964A (en) Dynamo-electric machine controller for motor pump of power transmission device for vehicle
JP7271735B2 (en) AC rotary electric machine control device
JP5835269B2 (en) Control device for rotating electrical machine
JP2018046615A (en) Temperature estimation device, interlinkage magnetic flux estimation device and motor controller
JP6939500B2 (en) Drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180807

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180820

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6398681

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250