JP6424774B2 - 交流回転電機の制御装置 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態に係るモータシステムについて、図1を参照して説明する。本実施形態に係るモータシステム(回転電機システム)は、モータ30、インバータ20、直流電源10、電流センサ31,32、回転位置センサ33、及び制御装置40を備える。制御装置40には、車両制御装置100からトルク指令値Trq*が入力される。
まず、PWM制御モードについて説明する。PWM制御モードでは、電流フィードバック制御を実施するため、フィードバックの制御量は電流値となる。図4に、PWM制御モードに対応する制御装置40の構成を示す。制御装置40は、電流指令生成部41、FF項演算部42、偏差算出部43,44、PI制御部45,46、加算部47,48、2相3相変換部49、rφ変換部50、電圧DUTY変換部51、及びPWM部52の機能を備える。さらに、制御装置40は、選択部53、合成部54、フーリエ係数算出部55、1次電流算出部56、dq電流算出部57、及び演算角設定部71の機能を備える。
次に、矩形波制御モードについて説明する。矩形波制御モードでは、トルクフィードバック制御を実施するため、フィードバックの制御量はトルクとなる。図11に、矩形波制御モードに対応する制御装置40の構成を示す。制御装置40は、偏差算出部61、PI制御部62、矩形パルス生成部63、及び信号生成部64の機能を備える。さらに、制御装置40は、選択部53、合成部54、フーリエ係数算出部55、1次電流算出部56、dq電流算出部57、トルク推定部65、及び演算角設定部71の機能を備える。選択部53、合成部54、フーリエ係数算出部55、1次電流算出部56、dq電流算出部57及び演算角設定部71の機能は、PWM制御モードと同様であるから説明を省略する。
次に、第2実施形態に係る制御装置40について、第1実施形態と異なる点を図12〜図16を参照して説明する。図12は、第2実施形態に係るPWM制御モードに対応する制御装置40の構成を示し、図13は、第2実施形態に係る矩形波制御モードに対応する制御装置40の構成を示す。第2実施形態に係る制御装置40は、選択部53による各相の相電流値の選択範囲が異なるとともに、並進反転部58の機能を更に有する。
次に、第3実施形態に係る制御装置40について、第1実施形態及び第2実施形態と異なる点を図17〜図20を参照して説明する。第3実施形態に係る制御装置40は、図19に示すように、オフセット誤差算出部72,73及び補正部74,75の機能を備える。なお、図19は、MG30から選択部53までの間の制御装置40の機能のみを示す。図19で示す部分以外の制御装置40の構成は、図4,11〜13のいずれかと同様である。
・第1実施形態において、複数相の相電流値を合成する際に、一部分の相電流値が重なってもよい。具体的には、3相の相電流値を合成する場合、各相において、電気角1/3周期以上且つ電気角1/2周期未満の所定範囲にわたる演算角における相電流値を選択すればよい。複数相の相電流値が重なった部分については、いずれか1相の相電流値を基準相の相電流値として選択すればよい。
Claims (6)
- 3相の交流回転電機(30)と、前記交流回転電機を駆動するインバータ(20)と、前記交流回転電機の2相以上の相の相電流値をそれぞれ検出する電流センサ(31,32)と、を備える回転電機システムに適用される交流回転電機の制御装置(40)であって、
3相の電気角1周期をN個(Nは自然数)に分割して、同じタイミングで演算角を設定する演算角設定部と、
前記3相の相電流値について、電気角1/3周期以上且つ電気角1/2周期未満の所定範囲にわたる前記演算角における前記相電流値をそれぞれ選択する選択部と、
前記3相のうちの1相を基準相とし、前記基準相における選択された前記相電流値に対して、前記3相のうちの前記基準相以外の他相における選択された前記相電流値を、電気角120°ずらして重ね合わせ、重ね合わせた各前記相電流値を前記基準相の相電流値とする合成部と、
前記演算角ごとに、前記基準相の各前記相電流値に基づく算出値を前記電気角1周期にわたって積算してフーリエ係数を算出する係数算出部と、
算出された前記フーリエ係数の1次成分に基づいて、1次電流値を算出する1次電流算出部と、
算出された前記1次電流値をdq変換してd軸電流値及びq軸電流値を算出するdq電流算出部と、
算出された前記d軸電流値及び前記q軸電流値に基づいた制御量が、前記制御量の目標値に追従するように、前記インバータを構成する複数のスイッチング素子を操作する操作部と、
を備える交流回転電機の制御装置。 - 3相の交流回転電機(30)と、前記交流回転電機を駆動するインバータ(20)と、前記交流回転電機の2相以上の相の相電流値をそれぞれ検出する電流センサ(31,32)と、を備える回転電機システムに適用される交流回転電機の制御装置(40)であって、
3相の電気角1周期をN個(Nは自然数)に分割して、同じタイミングで演算角を設定する演算角設定部と、
前記3相の相電流値について、電気角1/6周期以上且つ電気角1/4周期未満の所定範囲にわたる前記演算角における前記相電流値をそれぞれ選択する選択部と、
前記相電流値を、電気角180°ずらすとともに相電流の振幅方向の中心を通る中心軸に対して反転させる並進反転を行う並進反転部と、
前記3相のうちの1相を基準相とし、前記基準相における選択された前記相電流値と、前記基準相における選択された前記相電流値を前記並進反転させた相電流値と、前記3相のうちの前記基準相以外の他相における選択された前記相電流値を電気角120°ずらした相電流値と、前記電気角120°ずらした相電流値を前記並進反転させた相電流値とを、前記基準相の相電流値とする合成部と、
前記演算角ごとに、前記基準相の各相電流値に基づく算出値を前記電気角1周期にわたって積算してフーリエ係数を算出する係数算出部と、
算出された前記フーリエ係数の1次成分に基づいて、1次電流値を算出する1次電流算出部と、
算出された前記1次電流値をdq変換してd軸電流値及びq軸電流値を算出するdq電流算出部と、
算出された前記d軸電流値及び前記q軸電流値に基づいた制御量が、前記制御量の目標値に追従するように、前記インバータを構成する複数のスイッチング素子を操作する操作部と、
を備える交流回転電機の制御装置。 - 前記検出する電流センサは2相であり、残り1相を前記2相から演算し、
前記選択部は、前記3相の相電流値について、電気角1/3周期以上且つ電気角1/2周期未満の所定範囲にわたる前記演算角における前記相電流値をそれぞれ選択し、
前記合成部は、前記基準相の選択された前記相電流値に対して、前記基準相以外の他の2相の選択された前記相電流値を、それぞれ進角方向と遅角方向に電気角120°ずらして重ね合わせる請求項1に記載の交流回転電機の制御装置。 - 前記1次電流算出部は、算出された前記フーリエ係数から前記基準相の1次電流を算出するとともに、算出した前記基準相の1次電流を進角方向及び遅角方向にそれぞれ電気角120度ずらすことにより、他の2相の前記1次電流を算出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
- 前記電気角1周期にわたる前記演算角における前記相電流値の検出値に基づく算出値を積算して0次成分のフーリエ係数を算出し、算出した0次成分のフーリエ係数に基づいて、前記相電流値の検出値のオフセット誤差を算出するオフセット誤差算出部と、
前記電流センサにより検出された前記相電流値を、算出された前記オフセット誤差を用いて補正する補正部と、を備える請求項1〜4のいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。 - 前記オフセット誤差算出部は、所定期間における前記交流回転電機のトルクの変化量が閾値以下である場合には、前記オフセット誤差を算出した前記オフセット誤差に更新し、前記変化量が閾値を超える場合には、前記オフセット誤差を前回の演算時の値に維持する請求項5に記載の交流回転電機の制御装置。
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