JPH04251592A - Controller of wheel driving motor for electric vehicle - Google Patents

Controller of wheel driving motor for electric vehicle

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JPH04251592A
JPH04251592A JP2416881A JP41688190A JPH04251592A JP H04251592 A JPH04251592 A JP H04251592A JP 2416881 A JP2416881 A JP 2416881A JP 41688190 A JP41688190 A JP 41688190A JP H04251592 A JPH04251592 A JP H04251592A
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JP
Japan
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magnetic pole
motor
pole position
voltage
current
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JP2416881A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Otake
新一 大竹
Nobuyuki Matsui
信行 松井
Mutsumi Kawamoto
睦 川本
Takahiro Iwami
隆広 岩見
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.)
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To output a current command having a voltage pattern corresponding to the operational command for a motor vehicle by predicting the pole position so that a voltage difference, which appears when there is a difference between an actual pole position and a pole position of motor calculated based on a rotational speed, may be eliminated. CONSTITUTION:DC currents, based on a voltage Vdc from a power supply 7, are outputted, as U, V, W phase currents, through each wheel driving motor control circuit 1. Each of U, V, W phase voltages is detected through an induced voltage measuring circuit 10. The induced voltage measuring circuit 10 corrects the pole position of a motor 9 based on these voltages and delivers a detection signal to a high speed operating processor, i.e., a DSP(digital signal processor) 3. Relationship between a position error and voltage is derived for a case where the pole position assumed in the DSP 3 is different from an actual pole position, and then prediction of pole position is repeated so that the position error converges to zero.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は電動車両に関し、特に駆
動用モータの回転子位置センサなしで電動車両駆動用モ
ータを制御するモータ制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to a motor control device for controlling an electric vehicle drive motor without a rotor position sensor for the drive motor.

【0002】0002

【従来の技術】従来電動車両の車輪駆動用ホィールモー
タ(以下、単にモータということがある。)としてブラ
シレスDCモータを使用する場合、モータの回転子であ
る磁極の絶対位置を検出し、その磁極位置に対してどの
ような電流を流せばよいかという電流指令値と、実際に
流れている電流を比較しアナグロ的に制御している。磁
極位置検出器としてレゾルバやアブソリュートエンコー
ダが用いられている。
[Prior Art] Conventionally, when a brushless DC motor is used as a wheel motor (hereinafter simply referred to as a motor) for driving the wheels of an electric vehicle, the absolute position of the magnetic pole, which is the rotor of the motor, is detected, and the Analog control is performed by comparing the current command value that determines what kind of current should flow to a certain position with the current that actually flows. A resolver or absolute encoder is used as a magnetic pole position detector.

【0003】図24にレゾルバ回路を用いた電動車両の
モータ制御部の構成図を示す。図24に示すように前記
モータ制御部は車両制御装置(図示せず)からのモータ
制御指令によりモータに供給する電流波形を制御するモ
ータ駆動電流波形制御手段23および前記モータ制御に
必要なモータ状態情報を検出する手段24とから構成さ
れている。ここで、モータ駆動電流波形制御手段23は
制御回路230、ベースドライブ回路231、ブリッジ
回路232から構成されている。また上記検出手段24
は電流センサ240、レゾルバ241、レゾルバ回路2
42により構成されている。制御回路230はモータ制
御指令信号に応じた要求駆動電流と、電流センサ240
からのUV相電流との偏差からUVW相のパルス幅変調
(PWM)信号をベースドライブ回路231に出力する
。ここで、モータ制御指令信号はアクセル開度に応じた
トルクを発生させるための電流指令、前後進信号に応じ
た回転方向指令、ブレーキ踏込量に応じた回生指令およ
びモータを駆動させる運転指令等である。また、モータ
制御に必要な状態情報として、車両制御装置が必要とす
る情報が制御回路から出力される。例えば、磁極の回転
位置、ブリッジ回路232のトランジスタ温度、モータ
制御部の立上がり完了を知らせる運転許可等である。
FIG. 24 shows a configuration diagram of a motor control section of an electric vehicle using a resolver circuit. As shown in FIG. 24, the motor control section includes a motor drive current waveform control means 23 that controls the current waveform supplied to the motor based on a motor control command from a vehicle control device (not shown), and a motor state necessary for controlling the motor. and means 24 for detecting information. Here, the motor drive current waveform control means 23 is composed of a control circuit 230, a base drive circuit 231, and a bridge circuit 232. Further, the detection means 24
are current sensor 240, resolver 241, resolver circuit 2
42. The control circuit 230 generates a required drive current according to the motor control command signal and a current sensor 240.
A UVW phase pulse width modulation (PWM) signal is output to the base drive circuit 231 based on the deviation from the UV phase current. Here, the motor control command signal includes a current command to generate torque according to the accelerator opening, a rotation direction command according to the forward/reverse signal, a regeneration command according to the amount of brake depression, a driving command to drive the motor, etc. be. Additionally, information required by the vehicle control device is output from the control circuit as state information required for motor control. For example, the information includes the rotational position of the magnetic pole, the temperature of the transistor in the bridge circuit 232, and an operation permission that indicates the completion of startup of the motor control unit.

【0004】レゾルバ回路242は、レゾルバ241で
検出されたモータの動作状態を表すレゾルバ信号を処理
し磁極位置信号を制御回路230に出力する。すなわち
、レゾルバ241はレゾルバ回路242から電流を流し
て励磁され、モータ22の磁極との間の磁気的変化を検
出して電気信号に変換してレゾルバ信号を発生する。
[0004] The resolver circuit 242 processes a resolver signal representing the operating state of the motor detected by the resolver 241 and outputs a magnetic pole position signal to the control circuit 230. That is, the resolver 241 is excited by flowing current from the resolver circuit 242, detects a magnetic change between it and the magnetic pole of the motor 22, converts it into an electric signal, and generates a resolver signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】電動車両の駆動用のモ
ータとして、ブラシレスDCモータを使用すると、位置
検出器が必要であるが、位置検出器は車輪駆動軸の軸長
を伸ばしモータを小型化することができない。また、前
記レゾルバやアブソリュートエンコーダは高価であり、
振動、温度等の環境因子に影響されやすい欠点もある。 さらに、車両用とするとモータ制御装置とモータ本体は
別々の場所に置かなくてはならず、信号線が長くなり、
ノイズに弱くなったり等の悪い影響がでてくる。電動車
両ではブリッジ回路が高電圧・高周波数で駆動しており
、大きなノイズ源である。また、信号線は断線するおそ
れもある。さらに、上記位置検出器はアナグロ制御なの
で高度な制御ができない欠点もある。
[Problems to be Solved by the Invention] When a brushless DC motor is used as a drive motor for an electric vehicle, a position detector is required, but the position detector requires increasing the axial length of the wheel drive shaft and downsizing the motor. Can not do it. In addition, the resolver and absolute encoder are expensive,
Another drawback is that it is easily influenced by environmental factors such as vibration and temperature. Furthermore, when used in a vehicle, the motor control device and the motor body must be placed in separate locations, resulting in long signal lines.
This can lead to negative effects such as becoming less sensitive to noise. In electric vehicles, bridge circuits are driven at high voltage and high frequency, and are a major source of noise. Furthermore, there is a risk that the signal line may be disconnected. Furthermore, since the position detector described above is analog controlled, it also has the disadvantage that sophisticated control cannot be performed.

【0006】そこで、本発明の目的は磁極位置検出器を
用いないブラシレスDCモータを用いる電動車両用の車
輪駆動用モータを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a wheel drive motor for an electric vehicle using a brushless DC motor that does not use a magnetic pole position detector.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成で達成される。すなわち、動力用電源からの直流電
圧を多相電流として各車輪の駆動用モータに出力するブ
ラシレスDCモータを使用する電動車両の車輪駆動用モ
ータ制御装置において、各車輪駆動用モータに出力され
る電流に基づきモータの回転速度を求め、該回転速度に
基づいて算出される前記モータの磁極位置と実際の磁極
位置との間に偏差がある場合に生じる電圧偏差を無くす
ように磁極位置の推定を行うことで電動車両の運転指令
に応じた電圧パターンを持つ電流指令値を出力する車輪
駆動用モータ出力制御手段を備えたことを特徴とする電
動車両の車輪駆動用モータ制御装置である。
[Means for Solving the Problems] The above objects of the present invention are achieved by the following configuration. That is, in a wheel drive motor control device for an electric vehicle that uses a brushless DC motor that outputs DC voltage from a power source as a multiphase current to the drive motor of each wheel, the current output to each wheel drive motor is The rotational speed of the motor is determined based on the rotational speed, and the magnetic pole position is estimated so as to eliminate the voltage deviation that occurs when there is a deviation between the magnetic pole position of the motor calculated based on the rotational speed and the actual magnetic pole position. This is a wheel drive motor control device for an electric vehicle, characterized by comprising a wheel drive motor output control means for outputting a current command value having a voltage pattern according to a driving command of the electric vehicle.

【0008】[0008]

【作用および発明の効果】本発明によると磁極位置検出
器を用いないで磁極の回転による誘起電圧を測定するこ
とで、磁極位置の推定と車輪駆動用モータの速度調整を
行う。すなわち、始動時のモータの磁極位置を推定して
、その磁極位置推定値にあったパターンの電圧を各相に
出力する。また、モータの回転が始まると、車輪駆動用
モータ出力制御手段を用いて磁極位置の推定値に実際の
磁極があると仮定して、回転中のモータの磁極位置の変
化率(磁極の回転速度)を求め、その磁極位置の推定値
と実位置との偏差で生じる誘起電圧がゼロになるように
、磁極位置の推定値を修正する。その結果得られた磁極
の回転速度と速度指令値との偏差に相当する電流指令値
を出力してモータの制御を行う。その磁極位置は車輪駆
動用モータ出力制御手段のメモリに記憶しておくことが
できる。
According to the present invention, the magnetic pole position is estimated and the speed of the wheel drive motor is adjusted by measuring the induced voltage caused by the rotation of the magnetic pole without using a magnetic pole position detector. That is, the magnetic pole position of the motor at the time of starting is estimated, and a voltage pattern corresponding to the estimated value of the magnetic pole position is output to each phase. Furthermore, when the motor starts rotating, the rate of change in the magnetic pole position of the rotating motor (the rotational speed of the magnetic pole ), and the estimated value of the magnetic pole position is corrected so that the induced voltage caused by the deviation between the estimated value of the magnetic pole position and the actual position becomes zero. The motor is controlled by outputting a current command value corresponding to the deviation between the rotational speed of the magnetic pole obtained as a result and the speed command value. The magnetic pole position can be stored in the memory of the wheel drive motor output control means.

【0009】こうして本発明は電動車両のブラシレスD
Cモータを使用した駆動用のモータとして、センサレス
制御により、モータを小型化することができ、振動、温
度等の環境要因に対して耐性のあるブラシレスDCモー
タの利点を生かすことができる。さらに、センサレス制
御が可能であるので、車輪駆動用モータ制御装置とモー
タ本体との間には動力源のみが介在するだけなので、ノ
イズや信号線の断線あるいはセンサ自体の故障のおそれ
はない。
Thus, the present invention provides brushless D for electric vehicles.
As a drive motor using a C motor, the motor can be downsized by sensorless control, and the advantages of a brushless DC motor that is resistant to environmental factors such as vibration and temperature can be utilized. Furthermore, since sensorless control is possible, only the power source is interposed between the wheel drive motor control device and the motor body, so there is no risk of noise, disconnection of signal lines, or failure of the sensor itself.

【0010】0010

【実施例】本発明の実施例を図面と共に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】本実施例の電動車両の制御ブロック図を図
1に示す。動力用電源7からの電圧Vdcによる直流電
流は各車輪駆動用モータ制御回路1を介してUVW相電
流として出力される。モータ制御回路1は車両制御装置
(メインコンピュータ)2からのモータ制御指令により
、後述するDSP回路3を経由して出力されるUVW相
のパルス幅変調(PWM)信号に基づき制御される。 なお、モータ制御回路1には図2に示すように周知のベ
ースドライブ回路5とブリッジ回路6とがあり、ベース
ドライブ回路5はUVW相PWM信号を基にブリッジ回
路6の各トランジスタのコレクタ電流、通流時間を制御
するトランジスタ駆動信号を出力する。
FIG. 1 shows a control block diagram of the electric vehicle of this embodiment. A DC current based on the voltage Vdc from the motive power source 7 is outputted as a UVW phase current via each wheel drive motor control circuit 1. The motor control circuit 1 is controlled by a motor control command from a vehicle control device (main computer) 2 based on a UVW phase pulse width modulation (PWM) signal outputted via a DSP circuit 3 to be described later. The motor control circuit 1 includes a well-known base drive circuit 5 and a bridge circuit 6, as shown in FIG. Outputs a transistor drive signal that controls the conduction time.

【0012】また、図2に示すようにブリッジ回路5は
DC動力電源7に直列接続された各相ごとに一対のトラ
ンジスタを設け、各相の一方のトランジスタのエミツタ
と他方のトランジスタのコレクタを接続し、この接続点
から各相の電流を取り出し、この3相電流を例えば定格
AC40V、120Aのホイール用のDCブラシレスモ
ータ9に供給する。各トランジスタのベースはベースド
ライブ回路6に接続され、トランジスタ駆動電流がベー
ス電流として供給され、トランジスタの導通が制御され
る。この一対のトランジスタを制御することにより、相
電流の大きさと幅を変化させることができる。図1に示
すようにイグニッションオフ時に各モータで発生するU
VW各相の電圧は誘起電圧測定回路10で検出される。 この電圧に基づき誘起電圧測定回路10はモータ9の磁
極(図示せず。)の位置を補正するため、この検出信号
をDSP回路3に出力する。
Further, as shown in FIG. 2, the bridge circuit 5 includes a pair of transistors for each phase connected in series to the DC power source 7, and connects the emitter of one transistor of each phase to the collector of the other transistor. Then, the current of each phase is taken out from this connection point, and the three-phase current is supplied to a DC brushless motor 9 for a wheel, for example, with a rating of AC 40V and 120A. The base of each transistor is connected to a base drive circuit 6, a transistor drive current is supplied as a base current, and conduction of the transistor is controlled. By controlling this pair of transistors, the magnitude and width of the phase current can be changed. As shown in Figure 1, U generated in each motor when the ignition is turned off
The voltage of each phase of VW is detected by an induced voltage measuring circuit 10. Based on this voltage, the induced voltage measuring circuit 10 outputs this detection signal to the DSP circuit 3 in order to correct the position of the magnetic pole (not shown) of the motor 9.

【0013】なお、図1において電流センサ11による
U相、V相電流と車両制御装置2からの要求駆動電流と
の偏差からDSP回路3はUVW相のPWM信号をモー
タ制御回路1に出力する。また、モータ駆動用直流電圧
VdcはUVW各相電圧の演算のためにDSP回路3に
出力される。
In FIG. 1, the DSP circuit 3 outputs a UVW phase PWM signal to the motor control circuit 1 based on the deviation between the U-phase and V-phase currents detected by the current sensor 11 and the required drive current from the vehicle control device 2. Further, the motor driving DC voltage Vdc is output to the DSP circuit 3 for calculation of UVW phase voltages.

【0014】図2には各車輪のモータ制御部の構成図を
示しているが、図24に示すモータ制御部におけるモー
タ制御部との相違点は図24に示すモータ状態情報検出
手段24の磁極位置検出用のレゾルバ241、レゾルバ
回路242と制御回路230に代えて、誘起電圧測定回
路10とDSP回路3が用いられていることである。電
源回路13では、動力(DC)電源7から供給される直
流を安定化して定電圧のブリッジ駆動電源と各回路の動
作電流を供給する制御電源が作られる。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the motor control section for each wheel, but the difference between the motor control section shown in FIG. 24 and the motor control section is the magnetic pole of the motor status information detection means 24 shown in FIG. Instead of the position detection resolver 241, resolver circuit 242, and control circuit 230, the induced voltage measurement circuit 10 and the DSP circuit 3 are used. In the power supply circuit 13, the direct current supplied from the power (DC) power supply 7 is stabilized to create a constant voltage bridge drive power supply and a control power supply that supplies the operating current of each circuit.

【0015】次に、特に信号処理に向いた高速の演算プ
ロセッサであるDSP(ディジタルシグナル  プロセ
ッサ)回路3を用いる位置検出器を持たないブラシレス
DCモータ9のセンサレス制御の概略を述べる。
Next, an outline of sensorless control of the brushless DC motor 9 without a position detector using a DSP (digital signal processor) circuit 3, which is a high-speed arithmetic processor especially suited for signal processing, will be described.

【0016】この方法はDSP回路3内で仮定した磁極
位置が実際の磁極位置と相違する場合の位置誤差と電圧
との関係を導き、それにより位置誤差を零に収束させる
ように磁極位置の推定を繰り返すことで制御を行うもの
である。
This method derives the relationship between the position error and voltage when the magnetic pole position assumed in the DSP circuit 3 is different from the actual magnetic pole position, and thereby estimates the magnetic pole position so that the position error converges to zero. Control is performed by repeating the steps.

【0017】このとき、計算の簡単化のために図3に示
すブラシレスDCモータ9の解析モデルを用いる。ここ
で、永久磁石からなる磁極は永久磁石が発生する磁界と
同じ磁界を仮想的に電磁石で発生させるときに必要とな
る直流電流で励磁(一定直流励磁)される励磁巻線によ
って表現している。また、図中のd−q軸は実際の磁極
位置に対応する直交座標軸であり、γ−δ軸は仮定した
磁極の回転軸に対する直交座標軸である(d−q軸は実
際の磁極位置に対応した磁極に固定した座標軸であり、
仮定した磁極位置が実際の磁極位置に一致していれば、
γ−δ軸はd−q軸と重なって一致する。)。また、d
θ/dt、dθc/dtは数式(5)で与えられるよう
、それぞれd−q軸およびγ−δ軸の回転速度を示し、
△θは両座標軸のずれ角、すなわち位置偏差を示す。こ
のモデルの3相上の電圧方程式は、相順等を図3のよう
に定めると数式(1)の形で示される。
At this time, an analytical model of the brushless DC motor 9 shown in FIG. 3 is used to simplify the calculation. Here, the magnetic pole made of a permanent magnet is represented by an excitation winding that is excited with a direct current (constant direct current excitation) that is required when an electromagnet virtually generates the same magnetic field as that generated by a permanent magnet. . In addition, the d-q axes in the figure are orthogonal coordinate axes corresponding to the actual magnetic pole position, and the γ-δ axes are orthogonal coordinate axes to the assumed magnetic pole rotation axis (the d-q axes correspond to the actual magnetic pole position). The coordinate axes are fixed to the magnetic poles.
If the assumed magnetic pole position matches the actual magnetic pole position,
The γ-δ axis overlaps and coincides with the d-q axis. ). Also, d
θ/dt and dθc/dt indicate the rotational speed of the d-q axis and the γ-δ axis, respectively, as given by formula (5),
Δθ indicates a deviation angle between both coordinate axes, that is, a positional deviation. The voltage equation on the three phases of this model is expressed in the form of equation (1) when the phase order etc. are determined as shown in FIG.

【0018】[0018]

【数1】 数式(1)を図3中のγ−δ軸に投影することを考える
。前述したように、γ−δ軸は、DSP回路3の持つ位
置角の推定値θcに対応する座標軸であり、ここでは実
際の位置角θに対し、数式(2)だけ偏差を持つものと
する。
[Equation 1] Consider projecting Equation (1) onto the γ-δ axis in FIG. As mentioned above, the γ-δ axis is a coordinate axis corresponding to the estimated position angle θc of the DSP circuit 3, and here it is assumed that it has a deviation from the actual position angle θ by the formula (2). .

【0019】[0019]

【数2】 また、3相→γ−δ軸変換行列は図3の定義から数式(
3)と数式(4)に示すように与えられる。
[Equation 2] Furthermore, the three-phase → γ-δ axis transformation matrix can be calculated using the formula (
3) and is given as shown in equation (4).

【0020】[0020]

【数3】[Math 3]

【数4】 数式(3)と数式(4)式より数式(1)は励磁電流を
if=If=一定とすることによって、数式(5)の形
に書き改められる。なお、Ifとは永久磁石と同じ磁界
を発生するのに必要な仮想の電磁石の電流である。
[Equation 4] From Equation (3) and Equation (4), Equation (1) can be rewritten into Equation (5) by setting the excitation current to if=If=constant. Note that If is a virtual electromagnetic current necessary to generate the same magnetic field as a permanent magnet.

【0021】[0021]

【数5】 数式(5)は、実印加電圧V3=[Vu  Vv  V
w]Tのγ−δ軸成分を示しており、各相相電圧を数式
(3)と数式(4)より座標変換して得られる値である
。実際の磁極位置θと推定値θcとが一致していれば、
γ−δ軸はd−q軸と等しくなり、電流iγ=id、i
δ=iqとなる。iqはモータトルクとなる有効電流で
あり、idはトルクにならない無効電流である。
[Equation 5] Equation (5) is as follows: Actual applied voltage V3=[Vu Vv V
w] indicates the γ-δ axis component of T, and is a value obtained by coordinate transformation of each phase voltage using Equation (3) and Equation (4). If the actual magnetic pole position θ and the estimated value θc match,
The γ-δ axis is equal to the d-q axis, and the current iγ=id, i
δ=iq. iq is an active current that produces motor torque, and id is a reactive current that does not produce torque.

【0022】本センサレス制御は、数式(5)を基に次
のa〜cの手順で行われる。a.数式(5)を電圧・電
流の検出値を与えて解くことで現時点でのモータ9の推
定回転速度dθ/dtを求め、さらに次のbでの補正を
施してγ−δ軸の回転速度dθc/dtを得る。b.a
で得られた内部速度(DSP回路内で推定演算して求め
た速度)dθc/dtを積分してγ−δ軸の位置角θc
を得る。このθcとθとに偏差がある場合、その影響は
電圧情報に現れてくる。そこで、電圧誤差情報より推定
位置と実位置との偏差を求め、dθc/dtを調整する
ことで位置誤差を零に収束させる。c.a、bにより得
られたγ−δ軸の位置角θcに基づいて、電流指令Ip
*を3相電流に座標変換(逆変換)し、各相の電流指令
値を決定する。
This sensorless control is performed in accordance with the following steps a to c based on equation (5). a. The estimated rotational speed dθ/dt of the motor 9 at the present moment is obtained by solving Equation (5) by giving the detected values of voltage and current, and the rotational speed dθc of the γ-δ axis is further corrected in the following b. /dt is obtained. b. a
By integrating the internal velocity dθc/dt (velocity calculated by estimation in the DSP circuit), the position angle θc of the γ-δ axis is calculated.
get. If there is a deviation between θc and θ, its influence will appear in the voltage information. Therefore, the deviation between the estimated position and the actual position is determined from the voltage error information, and the position error is converged to zero by adjusting dθc/dt. c. Based on the position angle θc of the γ-δ axis obtained from a and b, the current command Ip
Coordinate transform (inverse transform) of * into three-phase current and determine the current command value for each phase.

【0023】上記センサレス制御の具体的適用例を次に
説明する。図1、図2で示すブリッジ回路6に出力され
る3相電流の各相における時刻(n−1)から時刻nま
での間のアクセルの踏み込み量に応じた電流指令値Ip
*(n−1)(図4(a))と磁極位置の推定値θcに
おける実際の出力電流値を比較して、実際の出力電流と
電流指令値との偏差が設定値(dimax/2)に達し
ないときは、電圧印加により、実電流が指令値を超えて
逆方向に大きくずれないように0電圧ベクトルを選択し
、偏差が設定値を超えているときは、偏差を縮める最適
電圧出力パターンを選択する。なお、時刻nと時刻(n
−1)との時間差は、例えば200μsと短いので、こ
の間の電流指令値Ip*(n−1)は一定値とする。こ
のときの制御周期Tc間での電流のサンプリングは図4
(b)に示すB〜Fの6回の時刻に行う。これを発明者
らは改良型瞬時値比較電流制御法と名付けたが、その概
念図を図5に示す。
A specific application example of the sensorless control described above will be explained next. Current command value Ip corresponding to the amount of accelerator depression from time (n-1) to time n in each phase of the three-phase current output to the bridge circuit 6 shown in FIGS. 1 and 2
*(n-1) (Fig. 4(a)) and the actual output current value at the estimated value θc of the magnetic pole position are compared, and the deviation between the actual output current and the current command value is the set value (dimax/2) If the deviation does not reach the set value, select the 0 voltage vector so that the actual current does not exceed the command value and deviate significantly in the opposite direction by applying voltage, and if the deviation exceeds the set value, select the optimal voltage output to reduce the deviation. Select a pattern. Note that time n and time (n
-1) is as short as 200 μs, for example, so the current command value Ip*(n-1) during this time is set to a constant value. The current sampling during the control period Tc at this time is shown in FIG.
It is carried out at the six times B to F shown in (b). The inventors named this method the improved instantaneous value comparison current control method, and a conceptual diagram thereof is shown in FIG.

【0024】電流指令値がI*sinωtであるとする
と三角波形状の実電流IがI*sinωtに近ずくよう
な出力電圧を選ぶ。このとき選択される電圧出力パター
ンは図6に示す通りであり、この図の出力パターンをベ
クトルで表すと図7に示すようになる。
Assuming that the current command value is I*sinωt, an output voltage is selected such that the triangular wave-shaped actual current I approaches I*sinωt. The voltage output pattern selected at this time is as shown in FIG. 6, and when the output pattern in this figure is represented by a vector, it becomes as shown in FIG.

【0025】なお、図4(b)において、時刻(n−1
)からTdの時間の間は制御演算およびデッドタイムに
よる遅れ時間であり、また、パターン変化によるノイズ
の影響を避けるため、実際は時刻Bからしかサンプリン
グができない。
Note that in FIG. 4(b), time (n-1
) to Td is a delay time due to control calculations and dead time, and in order to avoid the influence of noise due to pattern changes, sampling can actually be performed only from time B.

【0026】また、アナグロ回路による電流制御法と同
様に、前記図5に示す電流瞬時値比較法の他に以下述べ
る三角波比較法を本実施例に適用することもできる。図
8にその概念図を示す。図8(a)のアナグロ回路では
電流指令Ip*と実電流iとの偏差分をPI制御した上
で指令電圧eとして三角波キャリア電圧と比較し、出力
電圧を決定する。三角波比較法を本実施例に適用すると
、指令電圧eと三角波キャリア電圧の計算をソフトウエ
ア的に行い、演算により図8(b)に示すように指令電
圧が三角波キャリア電圧より大きい値を持つとき出力電
圧をオンする方法である。
In addition to the instantaneous current value comparison method shown in FIG. 5, the triangular wave comparison method described below can also be applied to this embodiment, similar to the current control method using an analog circuit. A conceptual diagram is shown in FIG. In the analog circuit of FIG. 8(a), the deviation between the current command Ip* and the actual current i is subjected to PI control, and then the command voltage e is compared with the triangular wave carrier voltage to determine the output voltage. When the triangular wave comparison method is applied to this example, the command voltage e and the triangular wave carrier voltage are calculated by software, and as shown in FIG. 8(b), when the command voltage has a value larger than the triangular wave carrier voltage. This is a method of turning on the output voltage.

【0027】本実施例では電動車両の車輪駆動用モータ
のモータ駆動制御は、モータ駆動初期設定モードとモー
タ駆動が開始した後のモータ駆動制御モードに分けて制
御を行う。そして、前者は電動車両のイグニッション(
図示せず。)をオフからオンにしたときのあらかじめ得
られている最新の磁極位置θに応じた出力電圧パターン
を設定するモードであり、後者は、電動車両のイグニッ
ションがオンした後に車両制御装置2からの運転指令に
応じた電流指令値に基づいて、電圧パターンを出力しつ
つ、磁極の回転速度dθ/dtおよび位置θを調整する
モードである。
In this embodiment, the motor drive control of the wheel drive motor of the electric vehicle is performed separately in a motor drive initial setting mode and a motor drive control mode after motor drive has started. The former is used for electric vehicle ignitions (
Not shown. ) is a mode in which the output voltage pattern is set according to the latest magnetic pole position θ obtained in advance when the electric vehicle is turned on from off. This is a mode in which the rotational speed dθ/dt and position θ of the magnetic pole are adjusted while outputting a voltage pattern based on a current command value corresponding to the command.

【0028】次に、本発明の磁極位置変動補正の考え方
を説明する。その概略は次の通りである。すなわち、電
動車両のイグニッションオフの時に、外部力により前記
車輪駆動用モータが回転させられると、該モータのコイ
ルに発生する誘起電圧を測定し、その波形から磁極位置
を推定し、車輪駆動用モータ出力制御手段のメモリに記
憶する。但し、電気角にしてπ/2以内の位置変動なら
ば、指令通りの回転にならないにしても、モータ駆動可
能なので、その際は磁極位置の修正はせず、イグニッシ
ョンオン中の制御で磁極位置を修正する。また、イグニ
ッションオフ中に位置変動する可能性がなければ、前記
磁極位置の推定をしないで、メモリ内に磁極位置の記憶
値をイグニッションオン時に用いるというものである。
Next, the concept of magnetic pole position fluctuation correction according to the present invention will be explained. The outline is as follows. That is, when the wheel drive motor is rotated by an external force when the ignition of an electric vehicle is turned off, the induced voltage generated in the coil of the motor is measured, the magnetic pole position is estimated from the waveform, and the wheel drive motor is rotated. It is stored in the memory of the output control means. However, if the position changes within π/2 in terms of electrical angle, the motor can be driven even if it does not rotate according to the command, so in that case, the magnetic pole position is not corrected, but is controlled while the ignition is on. Correct. Further, if there is no possibility of the position changing while the ignition is turned off, the magnetic pole position is not estimated and the stored value of the magnetic pole position in the memory is used when the ignition is turned on.

【0029】さらに、より詳細に説明すると、車両制御
装置2の電源がオフになったときの磁極位置は、例えば
DSP回路3のメモリ中に記憶されているが、その後、
何らかの原因で外力により車輪が回転すると磁極位置の
メモリ中の記憶値と、実際の位置とは相違してしまう。 そこで、磁極の実際の最新位置を判別するために磁極位
置の外力による変動時に生ずる誘起電圧を測定する回路
を用いる。本実施例の磁極位置補正の方法は、図9に示
す外力により変動した磁極位置θおよびその回転速度d
θ/dtにより生ずる誘起電圧を測定して、逆に磁極位
置θを求めるものである。
Further, to explain in more detail, the magnetic pole position when the power of the vehicle control device 2 is turned off is stored, for example, in the memory of the DSP circuit 3;
If the wheel rotates due to an external force for some reason, the stored value of the magnetic pole position in the memory will differ from the actual position. Therefore, in order to determine the actual latest position of the magnetic pole, a circuit is used that measures the induced voltage that occurs when the magnetic pole position changes due to an external force. The method of correcting the magnetic pole position of this embodiment is based on the magnetic pole position θ and its rotational speed d that have changed due to external force as shown in FIG.
The magnetic pole position θ is determined by measuring the induced voltage generated by θ/dt.

【0030】そこで、次に磁極位置θの求め方の説明を
する。車両制御装置2の電源がオフのときに、外力等に
より車輪が回転して、例えば、U相において図10のよ
うな波形を持つ磁極位置の変動による誘起電圧が発生し
たと仮定する。例えば、車速10km/hでモータ回転
速度は約300rpmあるので、誘起電圧は10V程度
発生する。このときの誘起電圧の最終極値をV0、最終
電圧をVEとすると、このV0とVEは図11に示すよ
うに同一sin曲線上にあるものと仮定することができ
る。すると、極値VEと最終極値V0の絶対値との比か
ら磁極変動終了時の角度θEを算出できるので、磁極の
変動終了位置△αが分かる。
Next, a method for determining the magnetic pole position θ will be explained. Assume that when the vehicle control device 2 is powered off, the wheels are rotated by an external force or the like, and an induced voltage is generated in the U phase due to a change in the magnetic pole position having a waveform as shown in FIG. 10, for example. For example, since the vehicle speed is 10 km/h and the motor rotation speed is about 300 rpm, an induced voltage of about 10 V is generated. Assuming that the final extreme value of the induced voltage at this time is V0 and the final voltage is VE, it can be assumed that V0 and VE are on the same sinusoidal curve as shown in FIG. Then, since the angle θE at the end of the magnetic pole fluctuation can be calculated from the ratio of the absolute value of the extreme value VE and the final extreme value V0, the end position Δα of the magnetic pole fluctuation can be found.

【0031】なお、図12(a)においてθsは磁極位
置変動発生時の電気角であり、VSはそのときの誘起電
圧である。この磁極位置補正ではU、V、W相のいずれ
についても行う。また、図12(b)で示すようにU、
V、W相共に極値V0’が出ない場合は磁極の変動電気
角度はπ/2以下であるので、磁極の位置変動がなかっ
たものとして扱ってもモータ9の逆回転等の不具合を起
こすおそれはない。
In FIG. 12(a), θs is the electrical angle when the magnetic pole position fluctuation occurs, and VS is the induced voltage at that time. This magnetic pole position correction is performed for all of the U, V, and W phases. Moreover, as shown in FIG. 12(b), U,
If the extreme value V0' is not obtained for both the V and W phases, the electrical angle of magnetic pole variation is less than π/2, so even if it is treated as if there is no positional variation of the magnetic pole, problems such as reverse rotation of the motor 9 will occur. There's no fear.

【0032】次に、本実施例のモータ制御の手順を図1
3〜図22のフローチャートで説明する。
Next, FIG. 1 shows the motor control procedure of this embodiment.
This will be explained using the flowcharts shown in FIGS. 3 to 22.

【0033】まず、図13にメインルーチンのフローを
説明する。電源オンで車両制御装置2(図1)からの運
転指令を読み込み、運転指令があれば、モータ駆動の初
期設定(ステップ3)およびモータ駆動制御(ステップ
4)を行い、運転指令がなければ磁極位置の変動補正を
行った後、電源をオフにする(ステップ5、6)。
First, the flow of the main routine will be explained with reference to FIG. When the power is turned on, a driving command is read from the vehicle control device 2 (Fig. 1). If there is a driving command, the initial setting of the motor drive (step 3) and motor drive control (step 4) are performed. If there is no driving command, the magnetic pole is set. After correcting the positional fluctuation, the power is turned off (steps 5 and 6).

【0034】モータ駆動初期設定モードフローチャート
を図14と図15に示す。まず、イグニッションがオン
されると図14のステップ110における時刻(n−1
)から時刻nまでの間における電流検出のための割り込
み処理に備えて、最初のB時刻のタイマ設定を行い、次
いでDSP回路3中のメモリ等に記憶されている最新の
磁極の位置θckを読み込む(ステップ102)。ここ
で、kは1、2・・・・、Mの整数であり、Mは全モー
タ数に等しい。従って、以下のフローはすべてのモータ
9について行う。そして、アクセルの踏み込み量に対応
した電流指令Ip*kと車輪の回転方向Rkのデータを
読み込み、電流指令信号Ip*k=sgn(Rk)Ip
*kを出力する(ステップ104)。なお、sgn(R
k)は車輪の前進駆動時はプラス、後退駆動時はマイナ
スの値を有する。
Flowcharts of the motor drive initial setting mode are shown in FIGS. 14 and 15. First, when the ignition is turned on, the time (n-1
) to time n, a timer is set for the first time B, and then the latest magnetic pole position θck stored in the memory, etc. in the DSP circuit 3 is read. (Step 102). Here, k is an integer of 1, 2, . . . , M, and M is equal to the total number of motors. Therefore, the following flow is performed for all motors 9. Then, data on the current command Ip*k corresponding to the amount of accelerator depression and the wheel rotation direction Rk are read, and the current command signal Ip*k=sgn(Rk)Ip
*k is output (step 104). In addition, sgn(R
k) has a positive value when the wheels are driven forward, and a negative value when the wheels are driven backwards.

【0035】次に、図4のモータ駆動開始時である時刻
(n−1)における(電流=0)3相電流iuk、iv
k、iwkを検出し、その結果と前記ステップ102で
読み込んだ磁極位置θckとを基に図6に示す電圧パタ
ーンのいずれを選択することが磁極位置θckに最も適
切であるかの判断をする(ステップ106)。これを改
良型電流瞬時値比較ということは前記した。ステップ1
06の結果に基づいて最適電圧パターンを出力する。そ
して、このとき電動車両のバッテリ7の出力電圧の経時
変化を考慮して、その直流電圧Vdc(図2、図3)を
検出し、このバッテリ電圧Vdcを基準として実印加電
圧Vuk、Vvk、Vwkを演算する(ステップ109
)。この実印加電圧の演算結果は割り込みを行うB、C
、D、E、F時刻のγ−δ軸の2相電圧の演算(ステッ
プ113)に用いる。
Next, the three-phase currents iuk and iv (current=0) at time (n-1), which is the start of motor drive in FIG.
k, iwk are detected, and based on the results and the magnetic pole position θck read in step 102, it is determined which of the voltage patterns shown in FIG. 6 is most appropriate for the magnetic pole position θck. Step 106). As mentioned above, this is called an improved instantaneous current value comparison. Step 1
The optimum voltage pattern is output based on the result of step 06. At this time, the DC voltage Vdc (FIGS. 2 and 3) is detected in consideration of the change over time in the output voltage of the battery 7 of the electric vehicle, and the actual applied voltages Vuk, Vvk, and Vwk are calculated using this battery voltage Vdc as a reference. (Step 109)
). The calculation result of this actual applied voltage is
, D, E, and F times to calculate the two-phase voltage on the γ-δ axis (step 113).

【0036】次いで、電流検出周期(△T)でB〜F時
刻が来る度に時刻nから時刻(n+1)までのモータ駆
動制御モードで必要なデータを取るための割り込み処理
を行いう(ステップ110)。すなわち、図4(b)の
示すB、C、E、F時刻毎に3相電流iuk、ivk、
iwkを検出し、Tc時間が経過したら(=時刻nにな
ると)、次のモータ駆動制御モード(ステップ4)に移
る。B〜F時刻毎に測定した電流値は図16〜図17の
ステップ308〜314での演算に用いる。各割り込み
処理は3相検出電流をγ−δ軸上の2相電流iγk、i
δkに変換する演算を行い、また、ステップ109で算
出した実印加電圧よりγ−δ軸上の2相電圧Vγk、V
δkを演算する。2相電圧、2相電圧を演算するときの
磁極の実位置はステップ102でメモリから読み込んだ
θckにあるものと仮定している。
[0036] Next, every time times B to F occur in the current detection cycle (ΔT), interrupt processing is performed to obtain necessary data in the motor drive control mode from time n to time (n+1) (step 110). ). That is, the three-phase currents iuk, ivk,
iwk is detected, and when the Tc time has elapsed (=time n), the process moves to the next motor drive control mode (step 4). The current values measured at times B to F are used for calculations in steps 308 to 314 in FIGS. 16 to 17. Each interrupt process converts the three-phase detection current into two-phase currents iγk, i on the γ-δ axis.
Calculation is performed to convert into δk, and two-phase voltages Vγk, V on the γ-δ axis are calculated from the actual applied voltage calculated in step 109.
Calculate δk. It is assumed that the actual position of the magnetic pole when calculating the two-phase voltage and the two-phase voltage is at θck read from the memory in step 102.

【0037】次に図16〜図18に示す時刻nから時刻
(n+1)までのモータ駆動制御モードのフローチャー
トを示す。ここでも、まず時刻(n+1)〜(n+2)
間の電流検出のためにB時刻のタイマを設定し、時刻n
からのモータ駆動制御に入る。車両制御装置2から車両
運転指令信号を読み込み、車両の運転指令がオフだと誘
起電圧測定回路10を用いるステップ5の磁極位置変動
補正を行う。前記運転指令がオンだと、アクセル踏み込
み量に対応した電流指令Ip*kと回転方向Rkを読み
込み、電流指令Ip*k=sgn(Rk)・Ip*kを
出力する。そして、この電流指令Ip*kとステップ1
11で検出した3相電流値をF時刻の電流と比較して、
電流瞬時値比較を行い、最適パターンを出力する(ステ
ップ307)。そして、ステップ112、113で演算
したB、D、F点の2相電流、電圧に基づきD点を基準
とし、B、F点からの変化率を求め、磁極がθck位置
にあると仮定して、D点におけるγ−δ軸上の推定速度
dθk/dtを演算する。またD点の前記推定速度dθ
k/dtとB、D、F点の2相電流、2相電圧より磁極
の実位置がθckに等しくない場合に生じる電圧偏差(
誘起電圧)△Vγkを演算する(ステップ309)。次
いで、時刻nでの3相電流iuk、ivk、iwkを検
出する。 そして、この検出値を2相変換し、この値とC、E点の
2相電流、電圧より磁極の実位置がθckにあると仮定
して、E点の推定速度dθk/dtを演算する。また、
E点の前記推定速度dθk/dtとC、E点の2相電流
、電圧より磁極の実位置がθckに等しくない場合に生
じるE点の電圧偏差△Vγkを演算する(ステップ31
3)。こうして、D、E点におけるdθk/dtと△V
γkより磁極回転速度dθck/dtを次の数式(6)
により微調整する(ステップ314)。 dθck/dt=dθk/dt−α×△Vγk×sgn
{dθk/dt}  (6)ただし、αは零以上の定数
であり、sgn{X}はX>0で1、X<0で−1を表
す。
Next, a flowchart of the motor drive control mode from time n to time (n+1) shown in FIGS. 16 to 18 will be shown. Again, first, time (n+1) to (n+2)
Set a timer at time B to detect the current between
Enters motor drive control. A vehicle driving command signal is read from the vehicle control device 2, and if the vehicle driving command is off, magnetic pole position fluctuation correction in step 5 using the induced voltage measuring circuit 10 is performed. When the driving command is on, the current command Ip*k corresponding to the accelerator depression amount and the rotation direction Rk are read, and the current command Ip*k=sgn(Rk)·Ip*k is output. Then, this current command Ip*k and step 1
Compare the three-phase current value detected in step 11 with the current at time F,
Instantaneous current values are compared and an optimal pattern is output (step 307). Then, based on the two-phase currents and voltages at points B, D, and F calculated in steps 112 and 113, the rate of change from points B and F is determined using point D as a reference, and assuming that the magnetic pole is at the θck position. , calculate the estimated speed dθk/dt on the γ-δ axis at point D. Also, the estimated speed dθ at point D
From k/dt, the two-phase currents and two-phase voltages at points B, D, and F, the voltage deviation that occurs when the actual position of the magnetic pole is not equal to θck (
The induced voltage) ΔVγk is calculated (step 309). Next, three-phase currents iuk, ivk, and iwk at time n are detected. Then, this detected value is converted into two phases, and the estimated speed dθk/dt at point E is calculated from this value and the two-phase currents and voltages at points C and E, assuming that the actual position of the magnetic pole is at θck. Also,
From the estimated speed dθk/dt at point E and the two-phase current and voltage at point C and E, calculate the voltage deviation ΔVγk at point E that occurs when the actual position of the magnetic pole is not equal to θck (step 31
3). In this way, dθk/dt and △V at points D and E
From γk, the magnetic pole rotation speed dθck/dt is calculated using the following formula (6).
(step 314). dθck/dt=dθk/dt−α×△Vγk×sgn
{dθk/dt} (6) However, α is a constant greater than or equal to zero, and sgn{X} represents 1 when X>0 and −1 when X<0.

【0038】次にステップ108と109と同様にバッ
テリ直流電圧Vdcと実印加電圧Vuk、Vvk、Vw
kを演算して、次の時刻n〜(n+1)間の2相電流、
電圧を演算するためステップ319〜322でのデータ
とする。
Next, as in steps 108 and 109, the battery DC voltage Vdc and the actual applied voltages Vuk, Vvk, Vw
By calculating k, the two-phase current between the next time n and (n+1),
In order to calculate the voltage, the data in steps 319 to 322 are used.

【0039】そして、ステップ314で求めた磁極の速
度dθck/dtを積分して磁極位置θckを推定し、
メモリにこの値を記憶させる(ステップ317、318
)。次にステップ106、306での電流瞬時値比較の
フローチャートを図19に示す。
Then, the magnetic pole position θck is estimated by integrating the magnetic pole velocity dθck/dt obtained in step 314,
Store this value in memory (steps 317, 318
). Next, a flowchart of comparing instantaneous current values in steps 106 and 306 is shown in FIG.

【0040】まず、後述の電流差の判定基準dimax
/2の誘起電圧による影響を補正するために電流指令I
p*kの誘導電圧補償と同じくdimax/2の抵抗降
下による影響を補正するために抵抗降下補正を行う。そ
して、磁極位置がθckにあると仮定して電流指令iγ
k=0(γ−δ軸とd−q軸が一致している場合は、ト
ルクに無関係の無効電流として、理想的にiγ=id=
0と考える。)、iδk=Ip*kを3相上の電流指令
iuk*、ivk*、iwk*に変換する演算を行う。 各相における実電流(ステップ105とステップ110
で検出した時刻(n−1)〜時刻nの間のF時刻で検出
した実電流値を用いる。)と指令電流との電流差を演算
する。そして、電圧を印加することにより、実電流が指
令電流を超えて逆方向に大きくはずれることのないよう
にするために、上記電流差が最大となる相を求め、その
相の電流差がdimax/2を超えないときは図6の(
000)、もしくは(111)を選択して電圧を出力さ
せないで、惰性で磁極を回転させておく(ステップ40
8)。また、dimax/2を越えると図6の電圧出力
パターンのうち、電流差を縮める方向に働く出力パター
ンを選択する(ステップ407)。なお、ここでdim
ax/2は電流制御周期Tc時間に電圧を印加されるこ
とによって、増加する電流量の最大値の1/2を表す。
First, the current difference criterion dimax, which will be described later, is
In order to correct the influence of the induced voltage of /2, the current command I
Similar to the p*k induced voltage compensation, resistance drop correction is performed to correct the influence of the dimax/2 resistance drop. Then, assuming that the magnetic pole position is at θck, the current command iγ
k=0 (If the γ-δ axis and the d-q axis match, ideally iγ=id=
Think 0. ), iδk=Ip*k is converted into three-phase current commands iuk*, ivk*, and iwk*. Actual current in each phase (step 105 and step 110
The actual current value detected at time F between time (n-1) detected at and time n is used. ) and the command current. Then, in order to prevent the actual current from exceeding the command current and deviating greatly in the opposite direction by applying a voltage, the phase where the current difference is the maximum is found, and the current difference of that phase is dimax/ If it does not exceed 2, then (
000) or (111) to allow the magnetic pole to rotate by inertia without outputting the voltage (step 40).
8). Furthermore, when dimax/2 is exceeded, an output pattern that works in the direction of reducing the current difference is selected from among the voltage output patterns shown in FIG. 6 (step 407). In addition, here dim
ax/2 represents 1/2 of the maximum value of the amount of current that increases when a voltage is applied during the current control period Tc time.

【0041】次にステップ5の磁極位置変動補正のフロ
ーチャートを図20と図21に示す。イグニッションオ
フ中に誘起電圧測定回路10が誘起電圧を検出すると、
DSP回路3の電源が誘起電圧測定回路によりオンにさ
れ、車両に運転指令が出力されないときは、DSP回路
3のメモリ等に記憶されている最新の磁極位置データθ
ckを読み込む。そして、一つのモータ9について、後
述する誘起電圧測定回路10のメモリから3相の電圧デ
ータを読み込む。この場合、イグニッションオフの後に
外力等で車輪が回転していると、各相において図10に
示すように、電圧の極大値、極小値が生じている。この
極値がある場合には、その最終の極値をステップ507
でのηの計算のために選択する(ステップ504)。そ
して、極値を持つ相が一つ以上あれば、その一つの相を
選択し、η=最終の電圧データ(VE)/|最終の電圧
極値(VO)|を演算し(ステップ507)、図11で
説明したように変動終了位置△αを演算する。そして、
ステップ506で選択した相に応じてステップ510〜
512の磁極の推定位置の演算を行う。こうして極値を
もっているすべての相について磁極の推定位置の演算を
行い、その平均値を最新の磁極位置θckとして、例え
ばDSP回路3のメモリ中に記憶させておく。
Next, flowcharts of the magnetic pole position fluctuation correction in step 5 are shown in FIGS. 20 and 21. When the induced voltage measurement circuit 10 detects an induced voltage while the ignition is turned off,
When the power of the DSP circuit 3 is turned on by the induced voltage measuring circuit and no driving command is output to the vehicle, the latest magnetic pole position data θ stored in the memory of the DSP circuit 3, etc.
Load ck. Then, for one motor 9, three-phase voltage data is read from the memory of an induced voltage measuring circuit 10, which will be described later. In this case, when the wheels are rotated by an external force or the like after the ignition is turned off, maximum and minimum voltage values occur in each phase, as shown in FIG. 10. If this extreme value exists, the final extreme value is determined in step 507.
(step 504). If there is one or more phases with extreme values, select that one phase and calculate η=final voltage data (VE)/|final voltage extreme value (VO)| (step 507); As explained with reference to FIG. 11, the variation end position Δα is calculated. and,
Depending on the phase selected in step 506, steps 510-
512, the estimated position of the magnetic pole is calculated. In this way, the estimated magnetic pole position is calculated for all the phases having extreme values, and the average value is stored as the latest magnetic pole position θck in the memory of the DSP circuit 3, for example.

【0042】なお、図22には誘起電圧測定回路10の
電圧測定値のメモリとして,DSP回路3のメモリを利
用するフローチャートを示す。いずれかの相に誘起電圧
が発生するとDSP回路3の電源がオフであれば、オン
として、各相の電源測定値をDSP回路3のメモリに書
き込む。当然のことであるが誘起電圧測定回路10中に
メモリがあればそれを利用しても良い。
Note that FIG. 22 shows a flowchart in which the memory of the DSP circuit 3 is used as a memory for the voltage measurement value of the induced voltage measuring circuit 10. When an induced voltage is generated in any phase, if the power of the DSP circuit 3 is off, it is turned on and the power measurement values of each phase are written in the memory of the DSP circuit 3. Of course, if there is a memory in the induced voltage measuring circuit 10, it may be used.

【0043】また、図23は3相電圧は磁極の位置の変
化が電気角にしてπ/2以上の幅であれば3相のうち1
相はその幅内の誘起電圧波形に極値が現れることを示し
ている。従って、磁極の位置変動のほとんどの場合はそ
の誘起電圧変化の範囲内に極値があることが分かる。
In addition, FIG. 23 shows that the three-phase voltage is determined by one of the three phases if the change in the position of the magnetic pole has a width of π/2 or more in terms of electrical angle.
The phase indicates that an extreme value appears in the induced voltage waveform within that width. Therefore, it can be seen that in most cases of magnetic pole position fluctuation, there is an extreme value within the range of the induced voltage change.

【0044】前述したように、本実施例によると磁極位
置検出器を用いないで磁極の回転による誘起電圧を測定
することで、車輪駆動用モータ9の磁極位置の推定と速
度推定を行う。すなわち、始動時のモータ9の磁極位置
が分かっていれば、電動車両のイグニッションがオンに
なるとDSP回路3を用いて回転中のモータ9の磁極位
置が推定できる。また、電動車両のイグニッションオフ
の時に、外部力によりモータ9を回したときにコイルに
発生する誘起電圧を測定し、その波形から磁極位置を推
定し、DSP回路3のメモリに記憶する。但し、電気角
にしてπ/2以内の位置変動ならば、指令通りの回転に
ならないにしても、モータ駆動可能なので、その際は位
置修正せず、イグニッションオン中の制御で磁極位置を
修正する。また、イグニッションオフ中に位置変動する
可能性がなければ、特に推定する必要はなく、メモリ内
に磁極位置を記憶しておくだけでよい。
As described above, according to this embodiment, the magnetic pole position and speed of the wheel drive motor 9 are estimated by measuring the induced voltage caused by the rotation of the magnetic pole without using a magnetic pole position detector. That is, if the magnetic pole position of the motor 9 at the time of starting is known, the magnetic pole position of the rotating motor 9 can be estimated using the DSP circuit 3 when the ignition of the electric vehicle is turned on. Further, when the ignition of the electric vehicle is turned off, the induced voltage generated in the coil when the motor 9 is rotated by an external force is measured, and the magnetic pole position is estimated from the waveform and stored in the memory of the DSP circuit 3. However, if the position changes within π/2 in electrical angle, the motor can be driven even if it does not rotate as instructed, so in that case, do not correct the position, but correct the magnetic pole position using control while the ignition is on. . Further, if there is no possibility that the position will change while the ignition is turned off, there is no particular need to estimate the position, and it is sufficient to simply store the magnetic pole position in the memory.

【0045】以上述べたことをまとめると次の通りとな
る。 a.電動車両のイグニッションオン時の磁極位置推定D
SP回路3のメモリ内より正しい磁極位置を読み取るこ
とで可能となる。 b.電動車両のイグニッションオン中の磁極位置推定走
行中、停車中にかかわらずソフトウェア的に行うが、そ
の方法は仮定した位置が実位置と異なる場合に生じるは
ずの電圧偏差を、時々刻々の電圧・電流値から演算し、
その電圧偏差が0になる方向に推定値を変更していくこ
とで行う。 c.電動車両のイグニッションオフ中の磁極位置推定イ
グニッションオフ中に磁極位置が変動する場合は次のよ
うな場合である。例えば、人間の腕力等の外力で電動車
両が移動させられたとき、坂道で駐車時、サイドブレー
キを引く前にイグニッションがオフしたため、電動車両
が動いてしまったとき、または、坂道で発進時イグニッ
ションオンする前にサイドブレーキを緩めたため電動車
両が動いてしまったとき、あるいは、走行中にイグニッ
ションオフして惰行したときである。
The above description can be summarized as follows. a. Estimating the magnetic pole position when the ignition of an electric vehicle is turned on D
This is possible by reading the correct magnetic pole position from the memory of the SP circuit 3. b. Estimating the magnetic pole position when the ignition of an electric vehicle is turned on. This is done by software, regardless of whether the vehicle is running or stopped. Calculate from the value,
This is done by changing the estimated value in a direction where the voltage deviation becomes zero. c. Estimating the magnetic pole position while the ignition of an electric vehicle is turned off The following cases occur when the magnetic pole position changes while the ignition is turned off. For example, when an electric vehicle is moved by an external force such as human strength, when parked on a slope, when the ignition is turned off before pulling the handbrake and the electric vehicle moves, or when the ignition is turned off when starting on a slope. This occurs when the electric vehicle moves because the handbrake is loosened before the handbrake is turned on, or when the ignition is turned off while driving and coasts.

【0046】このような場合、イグニッションオフ中の
磁極位置の変動を誘起電圧から推定し、磁極位置のデー
タを補正をする。ただし、本発明は上記実施例に限定さ
れず、磁極位置のセンサレス制御の方法として、次の二
通りの方法がある。
In such a case, the fluctuation of the magnetic pole position while the ignition is turned off is estimated from the induced voltage, and the data of the magnetic pole position is corrected. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and there are two methods for sensorless control of the magnetic pole position.

【0047】(A)車両始動時の磁極位置を推定する方
法 例えば、■イグニッションオフ時になんらかの原因で、
磁極位置がDSP回路3の最新の記憶位置とは異なって
いても、始動時に一輪のみ磁極位置の不明のまま微小時
間、微小距離駆動を開始させ、残りの車輪の誘起電圧を
測定して、磁極位置データの補正をする方法、■始動時
に誘起電圧波形から磁極位置を推定して、誘起電圧測定
回路10を用いた磁極位置の補正をせずにセンサレス制
御を行う方法、■クラッチにより車輪とモータ9の接続
を切り、モータ9を空転させて磁極位置をDSP回路3
を用いて推定する方法、■磁極位置センサを用いて始動
時のみ磁極の位置を推定する方法等が適用できる。
(A) Method for estimating the magnetic pole position when starting the vehicle For example, ■ For some reason when the ignition is turned off,
Even if the magnetic pole position is different from the latest memorized position of the DSP circuit 3, when starting, only one wheel is driven for a minute time and a minute distance with the magnetic pole position unknown, and the induced voltage of the remaining wheels is measured, and the magnetic pole position is determined. A method for correcting position data, ■ A method for estimating the magnetic pole position from the induced voltage waveform at startup and performing sensorless control without correcting the magnetic pole position using the induced voltage measurement circuit 10, ■ A method for controlling the wheels and motor using a clutch. 9 is disconnected, the motor 9 is idled, and the magnetic pole position is determined by the DSP circuit 3.
A method of estimating the position of the magnetic pole using a magnetic pole position sensor, and a method of estimating the position of the magnetic pole only at the time of startup can be applied.

【0048】(B)車両始動時の磁極位置を推定しない
方法 例えば■電動車両の停車中にモータ9をメカニカルにロ
ックし、位置の変動を無くす方法等が適用できる。
(B) Method of not estimating the magnetic pole position when starting the vehicle For example, a method (2) of mechanically locking the motor 9 while the electric vehicle is stopped to eliminate positional fluctuations can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例の制御ブロック図である。FIG. 1 is a control block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例のモータ制御部の構成図である
FIG. 2 is a configuration diagram of a motor control section according to an embodiment of the present invention.

【図3】前記実施例のブラシレスDCモータの解析モデ
ルを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an analytical model of the brushless DC motor of the embodiment.

【図4】前記実施例の電流検出のサンプリングの定義を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the definition of sampling for current detection in the embodiment.

【図5】前記実施例の改良型瞬時値比較電流制御法の概
念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the improved instantaneous value comparison current control method of the embodiment.

【図6】 前記実施例の電圧出力パターンを示す図である。[Figure 6] FIG. 3 is a diagram showing a voltage output pattern of the embodiment.

【図7】図6で示す電圧出力パターンの電圧ベクトル図
である。
7 is a voltage vector diagram of the voltage output pattern shown in FIG. 6. FIG.

【図8】前記実施例の三角波を用いる改良型瞬時値比較
電流制御法の概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of an improved instantaneous value comparison current control method using a triangular wave according to the embodiment.

【図9】前記実施例の磁極の位置と速度を示す概念図で
ある。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the position and speed of magnetic poles in the embodiment.

【図10】前記実施例の誘起電圧波形の例である。FIG. 10 is an example of an induced voltage waveform in the embodiment.

【図11】前記実施例の誘起電圧による磁極位置補正の
原理図である。
FIG. 11 is a diagram showing the principle of magnetic pole position correction using induced voltage in the embodiment.

【図12】図11の詳細図である。FIG. 12 is a detailed view of FIG. 11;

【図13】前記実施例のモータ制御のメインフローチャ
ートである。
FIG. 13 is a main flowchart of motor control in the embodiment.

【図14】前記実施例のモータ駆動初期設定のサブルー
チンのフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart of a subroutine for initializing motor drive in the embodiment.

【図15】前記実施例のモータ駆動初期設定のサブルー
チンのフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart of a subroutine for initializing motor drive in the embodiment.

【図16】前記実施例のモータ駆動制御のサブルーチン
のフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart of a motor drive control subroutine in the embodiment.

【図17】前記実施例のモータ駆動制御のサブルーチン
のフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart of a motor drive control subroutine in the embodiment.

【図18】前記実施例のモータ駆動制御のサブルーチン
のフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart of a motor drive control subroutine in the embodiment.

【図19】前記実施例の電流瞬時値比較のサブルーチン
のフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart of a subroutine for comparing instantaneous current values in the embodiment.

【図20】前記実施例の磁極位置変動補正のサブルーチ
ンのフローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart of a subroutine for magnetic pole position fluctuation correction in the embodiment.

【図21】前記実施例の磁極位置変動補正のサブルーチ
ンのフローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart of a subroutine for magnetic pole position fluctuation correction in the embodiment.

【図22】前記実施例の誘起電圧測定回路のフローチャ
ートである。
FIG. 22 is a flowchart of the induced voltage measuring circuit of the embodiment.

【図23】前記実施例の各相の誘起電圧を示す図である
FIG. 23 is a diagram showing the induced voltage of each phase in the example.

【図24】従来例のモータ制御部の構成図である。FIG. 24 is a configuration diagram of a conventional motor control section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    モータ制御回路 2    車両制御装置 3    DSP回路 5    ベースドライブ回路 6    ブリッジ回路 7    動力電源 9    ブラシレスDCモータ 10  誘起電圧測定回路 1 Motor control circuit 2 Vehicle control device 3 DSP circuit 5 Base drive circuit 6 Bridge circuit 7. Power source 9 Brushless DC motor 10 Induced voltage measurement circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  動力用電源からの直流電圧を多相電流
として各車輪の駆動用モータに出力するブラシレスDC
モータを使用する電動車両の車輪駆動用モータ制御装置
において、各車輪駆動用モータに出力される電流に基づ
きモータの回転速度を求め、該回転速度に基づいて算出
される前記モータの磁極位置と実際の磁極位置との間に
偏差がある場合に生じる電圧偏差を無くすように磁極位
置の推定を行うことで電動車両の運転指令に応じた電圧
パターンを持つ電流指令値を出力する車輪駆動用モータ
出力制御手段を備えたことを特徴とする電動車両の車輪
駆動用モータ制御装置。
[Claim 1] A brushless DC that outputs DC voltage from a power source as a multiphase current to a drive motor for each wheel.
In a wheel drive motor control device for an electric vehicle that uses a motor, the rotation speed of the motor is determined based on the current output to each wheel drive motor, and the magnetic pole position of the motor calculated based on the rotation speed and the actual The wheel drive motor output outputs a current command value with a voltage pattern according to the driving command of the electric vehicle by estimating the magnetic pole position so as to eliminate the voltage deviation that occurs when there is a deviation between the magnetic pole position of the electric vehicle. A motor control device for driving wheels of an electric vehicle, characterized by comprising a control means.
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