JP2007274783A - Electromotive drive control unit, and electromotive drive control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法に関するものである。 The present invention relates to an electric drive control device and an electric drive control method.
従来、電動機械として配設された駆動モータ又は発電機には、回転自在に配設され、N極及びS極の永久磁石から成る磁極対を備えたロータ、該ロータより径方向外方に配設され、U相、V相及びW相のステータコイルを備えたステータ等が配設される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a drive motor or a generator provided as an electric machine includes a rotor that is rotatably provided and has a magnetic pole pair made up of N-pole and S-pole permanent magnets, and is arranged radially outward from the rotor. And a stator or the like having U-phase, V-phase, and W-phase stator coils.
そして、駆動モータ又は発電機を駆動し、駆動モータのトルクである駆動モータトルク、又は発電機のトルクである発電機トルクを発生させるために、電動駆動装置が配設される。駆動モータを駆動するために駆動モータ制御装置が、発電機を駆動するために発電機制御装置が、電動機械制御装置として配設され、該電動機械制御装置において発生させられたU相、V相及びW相のパルス幅変調信号をインバータに送り、該インバータにおいて発生させられた相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流を前記各ステータコイルに供給することによって、前記駆動モータトルクを発生させたり、発電機トルクを発生させたりするようになっている。 An electric drive device is disposed to drive the drive motor or the generator and generate a drive motor torque that is the torque of the drive motor or a generator torque that is the torque of the generator. A drive motor control device for driving the drive motor and a generator control device for driving the generator are arranged as an electric machine control device, and the U phase and V phase generated in the electric machine control device are arranged. And the W-phase pulse width modulation signal is sent to the inverter, and phase currents generated in the inverter, that is, U-phase, V-phase, and W-phase currents are supplied to the respective stator coils, thereby driving the drive motor torque. Or generator torque is generated.
前記駆動モータ制御装置においては、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われる。そのために、前記駆動モータ制御装置は、各ステータコイルに供給される電流、ロータの磁極位置、インバータの入口の直流電圧等を検出し、検出された電流、すなわち、検出電流を磁極位置に基づいてd軸電流及びq軸電流に変換し、続いて、電流指令値マップを参照してd軸電流及びq軸電流の目標値を表すd軸電流指令値及びq軸電流指令値を算出し、前記d軸電流とd軸電流指令値との偏差、q軸電流とq軸電流指令値との偏差、及び駆動モータのパラメータに基づいてd軸電圧指令値及びq軸電圧指令値を算出するようにしている。 In the drive motor control device, feedback control is performed by vector control calculation on a dq axis model in which the d axis is taken in the direction of the magnetic pole pair in the rotor and the q axis is taken in a direction perpendicular to the d axis. For this purpose, the drive motor control device detects the current supplied to each stator coil, the magnetic pole position of the rotor, the DC voltage at the inlet of the inverter, etc., and the detected current, that is, the detected current is based on the magnetic pole position. The d-axis current and the q-axis current are converted into the d-axis current and the q-axis current, and the d-axis current command value and the q-axis current command value representing the target values of the d-axis current and the q-axis current are calculated with reference to the current command value map, The d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value are calculated based on the deviation between the d-axis current and the d-axis current command value, the deviation between the q-axis current and the q-axis current command value, and the parameters of the drive motor. ing.
そして、前記電流指令値マップには、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルク、前記直流電圧及び角速度に対応させてd軸電流指令値及びq軸電流指令値が記録される。なお、前記パラメータは、逆起電圧定数MIf、各ステータコイルの巻線抵抗Ra、インダクタンスLd、Lq等から成る(例えば、特許文献1参照。)。 In the current command value map, a d-axis current command value and a q-axis current command value are recorded in association with the drive motor target torque representing the target value of the drive motor torque, the DC voltage, and the angular velocity. The parameters include a back electromotive force constant MIf, a winding resistance Ra of each stator coil, inductances Ld, Lq, and the like (see, for example, Patent Document 1).
ところで、前記電流指令値マップから駆動モータ目標トルクに対応するd軸電流指令値及びq軸電流指令値を読み出して駆動モータを駆動した場合、駆動モータ目標トルクどおりの駆動モータトルクを発生させることができないことがある。そこで、駆動モータ目標トルクをトルク補正マップで補正し、補正された駆動モータ目標トルクに対応するd軸電流指令値及びq軸電流指令値に基づいて駆動モータを駆動することが考えられる。 By the way, when the d-axis current command value and the q-axis current command value corresponding to the drive motor target torque are read from the current command value map and the drive motor is driven, the drive motor torque according to the drive motor target torque can be generated. There are things that cannot be done. Therefore, it is conceivable to correct the drive motor target torque with a torque correction map and drive the drive motor based on the d-axis current command value and the q-axis current command value corresponding to the corrected drive motor target torque.
図2は従来のトルク補正マップを示す図である。なお、図において、横軸に駆動モータ回転速度NMを、縦軸に駆動モータ目標トルクTM* を採ってある。 FIG. 2 is a diagram showing a conventional torque correction map. In the figure, the horizontal axis represents the drive motor rotational speed NM, and the vertical axis represents the drive motor target torque TM * .
図において、Oは原点、Ni(i=1、2、…、p)は、駆動モータ回転速度NMの上限値と零(0)との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、駆動モータ回転速度NMを表す線、Tj(j=1、2、…、q)は、理論上の駆動モータ目標トルクTM* の上限値と零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、駆動モータ目標トルクTM* を表す線であり、各線Ni、Tjが交差する各点、すなわち、各交点に、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* に対応する補正値δTM* が、
−α1≦δTM* ≦+α2(α1、α2>0)
のように設定され、記録される。なお、α1、α2はあらかじめ設定された値であり、前記線Tjは等トルク線を構成する。また、駆動モータ回転速度NMによって電動機械回転速度が構成される。
In the figure, O is the origin, and Ni (i = 1, 2,..., P) is a predetermined interval by equally dividing the upper limit value of the drive motor rotational speed NM and zero (0). The line Tj (j = 1, 2,..., Q) that is set for each drive motor rotation speed NM is evenly divided between the theoretical upper limit value of the drive motor target torque TM * and zero. By dividing, the line is set for each predetermined interval and represents the drive motor target torque TM *. At each point where the lines Ni and Tj intersect, that is, at each intersection, the drive motor rotational speed NM and the drive motor target The correction value δTM * corresponding to the torque TM * is
-Α1 ≦ δTM * ≦ + α2 (α1, α2> 0)
Is set and recorded as follows. Α1 and α2 are preset values, and the line Tj constitutes an equal torque line. Further, the rotational speed of the electric machine is configured by the rotational speed NM of the drive motor.
したがって、前記駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* が特定されると、トルク補正マップから補正値δTM* が読み出され、駆動モータ目標トルクTM* は、補正値δTM* が減算されて補正される。そして、補正された駆動モータ目標トルクTM* に基づいて駆動モータが駆動される。なお、各交点間の駆動モータ回転速度NM、及び各交点間の駆動モータ目標トルクTM* における補正値δTM* は、各交点における補正値δTM* を補間することによって算出される。 Therefore, when the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM * are specified, the correction value δTM * is read from the torque correction map, and the correction value δTM * is subtracted from the drive motor target torque TM *. It is corrected. Then, the drive motor is driven based on the corrected drive motor target torque TM * . The correction value of the driving motor target torque TM * between the drive motor rotation speed NM, and the intersections between the intersections? Tm * is calculated by interpolating the correction value? Tm * at each intersection.
ところで、駆動モータを駆動したとき、特性上、駆動モータ回転速度NMが所定の値、すなわち、領域境界速度Nsより低い低速領域においては、出力が上限値にならないので、発生させられる駆動モータトルクTMの最大値を一定にすることができるが、前記領域境界速度Nsより高く、かつ、上限値以下である高速領域においては、出力が上限値になるので、駆動モータトルクTMの最大値を一定の値にすることはできず、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど低くなる。 By the way, when the drive motor is driven, the output does not reach the upper limit in the low speed region where the drive motor rotational speed NM is lower than the predetermined value, that is, the region boundary speed Ns. The maximum value of the drive motor torque TM is constant because the output is the upper limit value in a high speed region that is higher than the region boundary speed Ns and equal to or lower than the upper limit value. It cannot be set to a value and decreases as the drive motor rotational speed NM increases.
したがって、駆動モータ目標トルクTM* を実際に設定するに当たり、駆動モータの特性に合わせて、前記低速領域においては、各駆動モータ回転速度NMごとの駆動モータ目標回転速度NM* の最大値を表す最大駆動モータ目標トルクTM* maxを一定にし、高速領域においては、最大駆動モータ目標トルクTM* maxを、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど低くする必要がある。 Therefore, when actually setting the drive motor target torque TM * , the maximum representing the maximum value of the drive motor target rotation speed NM * for each drive motor rotation speed NM in the low speed region in accordance with the characteristics of the drive motor. The drive motor target torque TM * max is made constant, and in the high speed region, the maximum drive motor target torque TM * max needs to be lowered as the drive motor rotational speed NM increases.
そこで、前記トルク補正マップを形成するに当たり、最大駆動モータ目標トルクTM* maxが低速領域において一定になるように、高速領域において駆動モータ回転速度NMが高くなるほど低くなるように設定するので好ましいが、その場合、高速領域においては、駆動モータ回転速度NMが異なると、線Ni上の各交点間の距離がそれぞれ異なるので、補間するのが極めて困難になってしまう。 Therefore, in forming the torque correction map, it is preferable that the maximum drive motor target torque TM * max is set to be lower in the high speed region so that the maximum drive motor target torque TM * max is constant in the low speed region. In this case, in the high speed region, if the drive motor rotational speed NM is different, the distance between the intersections on the line Ni is different, so that it becomes extremely difficult to interpolate.
そこで、図2に示されるように、前記トルク補正マップ上においては、最大駆動モータ目標トルクTM* maxが、低速領域においても、高速領域においても一定にされ、各線Tjが横軸に対して平行になるように設定される。
しかしながら、前記従来の電動駆動装置においては、トルク補正マップが形成される記録装置の容量が無用に大きくなってしまう。すなわち、駆動モータを駆動するに当たり、実際に設定される最大駆動モータ目標トルクTM* maxは、高速領域において、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど低くされるのに対して、前記トルク補正マップ上において、最大駆動モータ目標トルクTM* maxは一定にされるので、高速領域において駆動モータ目標トルクTM* が大きい領域、すなわち、高速・高トルク領域においては、無用にトルク補正マップが形成されることになり、メモリ領域が無駄に使用されることになる。したがって、記録装置の容量がその分大きくなってしまう。 However, in the conventional electric drive device, the capacity of the recording device on which the torque correction map is formed becomes unnecessarily large. That is, when driving the drive motor, the maximum drive motor target torque TM * max that is actually set is lowered as the drive motor rotation speed NM increases in the high speed region, whereas on the torque correction map, Since the maximum drive motor target torque TM * max is fixed, a torque correction map is unnecessarily formed in the region where the drive motor target torque TM * is large in the high speed region, that is, in the high speed / high torque region. Therefore, the memory area is wasted. Therefore, the capacity of the recording apparatus is increased accordingly.
また、高速領域においても、各線Tjが横軸に対して並列に設定されるので、分解能が低くなってしまう。したがって、駆動モータを精度良く駆動することができない。 Even in the high-speed region, each line Tj is set in parallel to the horizontal axis, so that the resolution is lowered. Therefore, the drive motor cannot be driven with high accuracy.
本発明は、前記従来の電動駆動装置の問題点を解決して、トルク補正マップを形成するための記録装置の容量を小さくすることができ、電動機械を精度良く駆動することができる電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional electric drive device, reduces the capacity of the recording device for forming the torque correction map, and can drive the electric machine with high accuracy. An object is to provide an apparatus and an electric drive control method.
そのために、本発明の電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出する電動機械目標トルク算出処理手段と、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、及び前記電動機械目標トルクを取得する変量取得処理手段と、前記電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに基づいて、電動機械を駆動するための目標パワーを算出する目標パワー算出処理手段と、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、電動機械回転速度があらかじめ設定された領域境界速度より低い場合に、電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに対応するトルク補正値に基づいて、電動機械回転速度が前記領域境界速度以上である場合に、電動機械回転速度及び目標パワーに対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する電動機械目標トルク補正処理手段とを有する。 Therefore, in the electric drive control device of the present invention, the electric machine, the electric machine target torque calculation processing means for calculating the electric machine target torque that represents the target value of the torque of the electric machine, and the rotational speed of the electric machine. The variable power acquisition processing means for acquiring the electric machine rotation speed and the electric machine target torque, and the target power calculation for calculating the target power for driving the electric machine based on the electric machine rotation speed and the electric machine target torque Refer to the processing means and the torque correction map in which the torque correction value of the electric machine target torque is recorded, and when the electric machine rotation speed is lower than a preset region boundary speed, the electric machine rotation speed and the electric machine target torque When the electric machine rotation speed is equal to or greater than the region boundary speed based on the torque correction value corresponding to Having an electric machine target torque correction processing means for correcting the electric machine target torque based on the torque correction value corresponding to the power.
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記トルク補正マップは、電動機械回転速度が領域境界速度より低い低速領域において電動機械回転速度と電動機械目標トルクとの座標系で、電動機械回転速度が領域境界速度以上である高速領域において電動機械回転速度と目標パワーとの座標系で形成される。 In another electric drive control device of the present invention, the torque correction map is a coordinate system of an electric machine rotation speed and an electric machine target torque in a low speed region where the electric machine rotation speed is lower than a region boundary speed. In the high speed region where the rotational speed is equal to or higher than the region boundary speed, the coordinate system is formed of the electric machine rotational speed and the target power.
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記トルク補正マップは、直流電圧ごとに形成される。 In still another electric drive control device of the present invention, the torque correction map is formed for each DC voltage.
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記領域境界速度は、電動機械目標トルクの最大値を採る電動機械回転速度のうちの最も高い電動機械回転速度である。 In still another electric drive control device of the present invention, the region boundary speed is the highest electric machine rotation speed among the electric machine rotation speeds taking the maximum value of the electric machine target torque.
本発明の電動駆動制御方法においては、電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出し、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、及び前記電動機械目標トルクを取得し、前記電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに基づいて、電動機械を駆動するための目標パワーを算出し、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、電動機械回転速度があらかじめ設定された領域境界速度より低い場合に、電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに対応するトルク補正値に基づいて、電動機械回転速度が前記領域境界速度以上である場合に、電動機械回転速度及び目標パワーに対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する。 In the electric drive control method of the present invention, the electric machine target torque representing the target value of the electric machine torque is calculated, the electric machine rotation speed representing the rotation speed of the electric machine, and the electric machine target torque are obtained, Based on the electric machine rotation speed and the electric machine target torque, a target power for driving the electric machine is calculated, and the electric machine rotation is performed by referring to a torque correction map in which a torque correction value of the electric machine target torque is recorded. When the speed is lower than the preset region boundary speed, the electric machine rotates when the electric machine rotation speed is equal to or higher than the region boundary speed based on the torque correction value corresponding to the electric machine rotation speed and the electric machine target torque. The electric machine target torque is corrected based on the torque correction value corresponding to the rotation speed and the target power.
本発明によれば、電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械のトルクの目標値を表す電動機械目標トルクを算出する電動機械目標トルク算出処理手段と、前記電動機械の回転速度を表す電動機械回転速度、及び前記電動機械目標トルクを取得する変量取得処理手段と、前記電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに基づいて、電動機械を駆動するための目標パワーを算出する目標パワー算出処理手段と、前記電動機械目標トルクのトルク補正値が記録されたトルク補正マップを参照し、電動機械回転速度があらかじめ設定された領域境界速度より低い場合に、電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに対応するトルク補正値に基づいて、電動機械回転速度が前記領域境界速度以上である場合に、電動機械回転速度及び目標パワーに対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクを補正する電動機械目標トルク補正処理手段とを有する。 According to the present invention, in the electric drive control device, the electric machine, the electric machine target torque calculation processing means for calculating the electric machine target torque that represents the target value of the torque of the electric machine, and the rotational speed of the electric machine. The variable power acquisition processing means for acquiring the electric machine rotation speed and the electric machine target torque, and the target power calculation for calculating the target power for driving the electric machine based on the electric machine rotation speed and the electric machine target torque Refer to the processing means and the torque correction map in which the torque correction value of the electric machine target torque is recorded, and when the electric machine rotation speed is lower than a preset region boundary speed, the electric machine rotation speed and the electric machine target torque When the electric machine rotation speed is equal to or greater than the region boundary speed, the electric machine rotation speed and the target Having an electric machine target torque correction processing means for correcting the electric machine target torque based on the torque correction value corresponding to over.
この場合、トルク補正マップが参照され、電動機械回転速度があらかじめ設定された領域境界速度より低い場合に、電動機械回転速度及び電動機械目標トルクに対応するトルク補正値に基づいて、電動機械回転速度が領域境界速度以上である場合に、電動機械回転速度及び目標パワーに対応するトルク補正値に基づいて電動機械目標トルクが補正される。 In this case, when the torque correction map is referred to and the electric machine rotation speed is lower than the preset region boundary speed, the electric machine rotation speed is based on the electric machine rotation speed and the torque correction value corresponding to the electric machine target torque. Is equal to or higher than the region boundary speed, the electric machine target torque is corrected based on the torque correction value corresponding to the electric machine rotation speed and the target power.
したがって、高速・高トルク領域において設定されたトルク補正値を使用することができるので、無用にトルク補正マップが形成されることがなくなり、メモリ領域が無駄に使用されることがなくなる。その結果、記録装置の容量をその分小さくすることができる。 Accordingly, since the torque correction value set in the high speed / high torque region can be used, a torque correction map is not formed unnecessarily, and the memory region is not wasted. As a result, the capacity of the recording apparatus can be reduced accordingly.
また、高速領域において、目標パワーを表す線は横軸に対して並列に設定されるが、電動機械目標トルクは、電動機械回転速度が高くなるほど小さくなるので、分解能を高くすることができる。したがって、電動機械を精度良く駆動することができる。 Further, in the high speed region, the line representing the target power is set in parallel with the horizontal axis, but the electric machine target torque becomes smaller as the electric machine rotational speed becomes higher, so that the resolution can be increased. Therefore, the electric machine can be driven with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両としての電気自動車、ハイブリッド型車両等に搭載された電動駆動装置、及び該電動駆動装置を作動させるための電動駆動制御装置について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, an electric drive device mounted on an electric vehicle as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, and an electric drive control device for operating the electric drive device will be described.
図1は本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の要部を示すブロック図、図3は本発明の実施の形態における電動駆動装置の概念図、図4は本発明の実施の形態における第1の電流指令値マップを示す図、図5は本発明の実施の形態における第2の電流指令値マップを示す図、図6は本発明の実施の形態におけるトルク補正値算出部の動作を示すフローチャート、図7は本発明の実施の形態における仮想のトルク補正マップを示す図、図8は本発明の実施の形態における実際のトルク補正マップを示す図である。なお、図4において、横軸に電動機械としての駆動モータ31のトルクである駆動モータトルクTMの目標値を表す駆動モータ目標トルクTM* を、縦軸にd軸電流指令値id* を、図5において、横軸にd軸電流指令値id* を、縦軸にq軸電流指令値iq* を、図7において、横軸に駆動モータ回転速度NMを、縦軸に駆動モータ目標トルクTM* を、図8において、横軸に駆動モータ回転速度NMを、縦軸に駆動モータ目標トルクTM* 及び目標パワーP* を採ってある。この場合、駆動モータトルクTMによって電動機械トルクが、駆動モータ目標トルクTM* によって電動機械目標トルクが構成される。なお、この場合、パワーPは、単位時間の仕事である仕事率、又は電力を表し、目標パワーP* は前記パワーPの目標値を表す。
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a drive motor control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a conceptual diagram of an electric drive device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a first diagram in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a second current command value map in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an operation of the torque correction value calculating unit in the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a flowchart showing a virtual torque correction map in the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing an actual torque correction map in the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the horizontal axis represents the drive motor target torque TM * representing the target value of the drive motor torque TM that is the torque of the
図3において、31は駆動モータであり、該駆動モータ31は、例えば、電気自動車の駆動軸等に取り付けられ、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設されたステータを備える。前記ロータは、ロータコア、及びロータコアの円周方向における複数箇所に等ピッチで配設された永久磁石を備え、該永久磁石のS極及びN極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成されたステータコア、並びに前記ティースに巻装されたU相、V相及びW相のコイルとしてのステータコイル11〜13を備える。
In FIG. 3,
前記ロータの出力軸に、該ロータの磁極位置を検出するための磁極位置検出部として磁極位置センサ21が配設され、該磁極位置センサ21は、センサ出力として磁極位置信号SGθを発生させ、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置45に送る。なお、本実施の形態においては、磁極位置検出部として前記磁極位置センサ21が使用されるようになっているが、該磁極位置センサ21に代えてレゾルバを配設し、該レゾルバによって磁極位置信号を発生させることができる。
A magnetic pole position sensor 21 is arranged on the output shaft of the rotor as a magnetic pole position detector for detecting the magnetic pole position of the rotor. The magnetic pole position sensor 21 generates a magnetic pole position signal SGθ as a sensor output, It is sent to a drive
そして、前記駆動モータ31を駆動して電気自動車を走行させるために、バッテリ14からの直流の電流が、電流発生装置としてのインバータ40によってU相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwに変換され、各相の電流Iu、Iv、Iwはそれぞれ各ステータコイル11〜13に供給される。
In order to drive the
そのために、前記インバータ40は、6個のスイッチング素子としてのトランジスタTr1〜Tr6を備え、ドライブ回路51において発生させられた駆動信号を各トランジスタTr1〜Tr6に送り、各トランジスタTr1〜Tr6を選択的にオン・オフさせることによって、前記各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させることができるようになっている。前記インバータ40として、2〜6個のスイッチング素子を一つのパッケージに組み込むことによって形成されたIGBT等のパワーモジュールを使用したり、IGBTにドライブ回路等を組み込むことによって形成されたIPMを使用したりすることができる。
For this purpose, the
前記バッテリ14からインバータ40に電流を供給する際の入口側に電圧検出部としての電圧センサ15が配設され、該電圧センサ15は、インバータ40の入口側の直流電圧Vdcを検出し、駆動モータ制御装置45に送る。なお、直流電圧Vdcとしてバッテリ電圧を使用することもでき、その場合、前記バッテリ14に電圧検出部としてバッテリ電圧センサが配設される。
A
そして、前記駆動モータ31、インバータ40、ドライブ回路51、図示されない駆動輪等によって電動駆動装置が構成される。また、17はコンデンサである。
The
ところで、前記ステータコイル11〜13はスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、各相の電流Iu、Iv、Iwを制御するために、例えば、U相及びV相のステータコイル11、12のリード線に、U相及びV相の電流Iu、Ivを検出する電流検出部としての電流センサ33、34が配設され、該電流センサ33、34は、検出された電流を検出電流iu、ivとして駆動モータ制御装置45に送る。
By the way, since the stator coils 11 to 13 are star-connected, when the current values of two phases of each phase are determined, the current values of the remaining one phase are also determined. Therefore, in order to control the currents Iu, Iv, Iw of each phase, for example, current detection for detecting the U-phase and V-phase currents Iu, Iv on the lead wires of the U-phase and V-phase stator coils 11, 12.
該駆動モータ制御装置45には、コンピュータとして機能する図示されないCPUのほかに、データを記録したり、各種のプログラムを記録したりするためのRAM、ROM等の図示されない記録装置が配設され、該記録装置に第1、第2の電流指令値マップが形成される。なお、CPUに代えてMPUを使用することができる。
In addition to a CPU (not shown) that functions as a computer, the drive
そして、前記ROMには、各種のプログラム、データ等が記録されるようになっているが、プログラム、データ等を、外部記憶装置として配設されたハードディスク等の他の記録媒体に記録することもできる。その場合、例えば、前記駆動モータ制御装置45にフラッシュメモリを配設し、前記記録媒体から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに記録する。したがって、外部の記録媒体を交換することによって、前記プログラム、データ等を更新することができる。
Various programs, data, and the like are recorded in the ROM, but the programs, data, and the like may be recorded on other recording media such as a hard disk provided as an external storage device. it can. In this case, for example, a flash memory is provided in the drive
次に、電動駆動制御装置の動作について説明する。 Next, the operation of the electric drive control device will be described.
まず、前記駆動モータ制御装置45の図示されない位置検出処理手段は、位置検出処理を行い、前記磁極位置センサ21から送られた磁極位置信号SGθを読み込み、該磁極位置信号SGθに基づいて磁極位置θを検出する。また、前記位置検出処理手段の回転速度算出処理手段は、回転速度算出処理を行い、前記磁極位置信号SGθに基づいて駆動モータ31の角速度ωを算出する。なお、前記回転速度算出処理手段は、磁極数をpとしたとき、前記角速度ωに基づいて駆動モータ31の回転速度である駆動モータ回転速度NM
NM=60・(2/p)・ω/2π
も算出する。該駆動モータ回転速度NMによって電動機械回転速度が構成される。
First, a position detection processing unit (not shown) of the drive
NM = 60 · (2 / p) · ω / 2π
Is also calculated. The electric motor rotation speed is constituted by the drive motor rotation speed NM.
また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない検出電流取得処理手段は、検出電流取得処理を行い、前記検出電流iu、ivを読み込んで取得するとともに、前記検出電流iu、ivに基づいて検出電流iw
iw=−iu−iv
を算出することによって取得する。
A detection current acquisition processing unit (not shown) of the drive
iw = -iu-iv
Is obtained by calculating.
そして、前記駆動モータ制御装置45の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度NMに基づいて、駆動モータ回転速度NMに対応する車速Vを検出し、検出された車速Vを、電気自動車の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。そして、該車両制御装置の車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記車速V及びアクセル開度αを読み込み、車速V及びアクセル開度αに基づいて車両要求トルクTO* を算出し、前記車両制御装置の電動機械目標トルク算出処理手段としての駆動モータ目標トルク算出処理手段は、電動機械目標トルク算出処理としての駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクTO* に基づいて駆動モータ目標トルクTM* を発生させ、前記駆動モータ制御装置45に送る。
A vehicle speed detection processing unit (not shown) of the drive
次に、前記駆動モータ制御装置45の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* 、検出電流iu、iv、iw、磁極位置θ、直流電圧Vdc等に基づいて駆動モータ31を駆動する。
Next, a drive motor control processing unit (not shown) of the drive
そのために、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクTM* を調整するために、電動機械目標トルク補正処理手段としての駆動モータ目標トルク補正処理部44、駆動モータ目標トルクTM* に基づいて駆動モータ31を駆動するために、電流指令値算出・調整処理手段としての電流指令値算出部46、弱め界磁制御処理手段としての弱め界磁制御処理部47、電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値算出処理部48、第1の相変換処理手段としての三相二相変換部49、及び出力信号発生処理手段としてのPWM発生器50を備え、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御を行う。
Therefore, the drive motor control processing means, for adjusting the driving motor target torque TM *, driving motor target
前記駆動モータ目標トルク補正処理部44は、駆動モータ目標トルク補正処理を行うために、トルク補正値算出処理手段としてのトルク補正値算出部43、トルク補正処理手段としての減算器42、及び上下限処理手段としての上下限処理部22を備える。前記駆動モータ目標トルク算出処理手段から駆動モータ制御装置45に駆動モータ目標トルクTM* が送られると、前記トルク補正値算出部43は、トルク補正値算出処理を行い、前記駆動モータ目標トルクTM* 、駆動モータ回転速度NM及び直流電圧Vdcを読み込み、トルク補正値δTM* を算出する。また、前記減算器42は、トルク補正処理を行い、トルク補正値算出部43において算出されたトルク補正値δTM* を前記駆動モータ目標トルクTM* から減算して、トルク補正を行い、前記上下限処理部22は、上下限処理を行い、トルク補正が行われた後の駆動モータ目標トルクTM* が上限値及び下限値を超えないように制限する。
The drive motor target torque
前記電流指令値算出部46は、電流指令値算出処理を行うために、第1の電流指令値算出処理手段としてのd軸電流指令値算出部53及び減算器55、並びに第2の電流指令値算出処理手段としてのq軸電流指令値算出部54を備え、前記d軸電流指令値算出部53及び減算器55は、第1の電流指令値算出処理を行い、d軸電流idの目標値を表す第1の電流指令値としてのd軸電流指令値id* を算出し、q軸電流指令値算出部54は、第2の電流指令値算出処理を行い、q軸電流iqの目標値を表す第2の電流指令値としてのq軸電流指令値iq* を算出する。なお、前記d軸電流指令値算出部53によって最大トルク制御処理手段が、前記減算器55によって電流指令値調整処理手段が構成される。
The current command
また、弱め界磁制御処理部47は、電圧飽和算定値算出処理手段としての減算器58、及び電圧飽和判定処理手段としての、かつ、調整値算出処理手段としての積分器59を備え、弱め界磁制御処理を行い、バッテリ電圧が低くなったり、駆動モータ回転速度NMが高くなったりすると、自動的に弱め界磁制御を行う。
The field weakening
そして、前記電圧指令値算出処理部48は、電圧指令値算出処理を行うために、電流制御処理手段としての電流制御部61及び電圧制御処理手段としての電圧制御部62を備え、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて、電流制御部61は電流制御処理を行い、第1、第2の軸電圧指令値としてのd軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を算出し、電圧制御部62は電圧制御処理を行い、第1〜第3の相電圧指令値としての電圧指令値vu* 、vv* 、vw* を算出する。なお、前記d軸電圧指令値vd* 、q軸電圧指令値vq* 及び電圧指令値vu* 、vv* 、vw* によって電圧指令値が構成される。
The voltage command value
そして、前記電流指令値算出部46は、電流指令値算出処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を算出する。
The current command
そのために、前記d軸電流指令値算出部53は、最大トルク制御処理を行い、前記上下限処理部22において制限された駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、前記記録装置に設定された図4の第1の電流指令値マップを参照し、前記駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を読み込み、該d軸電流指令値id* を減算器55に送る。
For this purpose, the d-axis current command
この場合、前記第1の電流指令値マップにおいて、d軸電流指令値id* は、駆動モータ目標トルクTM* を達成するために電流振幅指令値の絶対値が最も小さくなるように設定される。そして、前記第1の電流指令値マップにおいて、駆動モータ目標トルクTM* が正の値を採るのに対して、d軸電流指令値id* は負の値を採り、駆動モータ目標トルクTM* が零(0)である場合、d軸電流指令値id* は零にされ、駆動モータ目標トルクTM* が大きくなるに伴ってd軸電流指令値id* は負の方向に大きくなるように設定される。 In this case, in the first current command value map, the d-axis current command value id * is set so that the absolute value of the current amplitude command value is minimized in order to achieve the drive motor target torque TM * . In the first current command value map, the drive motor target torque TM * takes a positive value, whereas the d-axis current command value id * takes a negative value, and the drive motor target torque TM * is In the case of zero (0), the d-axis current command value id * is set to zero, and the d-axis current command value id * is set to increase in the negative direction as the drive motor target torque TM * increases. The
ところで、前記駆動モータ31においては、ロータが回転するのに伴って逆起電力が発生するが、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど駆動モータ31の端子電圧が高くなり、該端子電圧が閾値を超えると、電圧飽和が発生し、駆動モータ31による出力が不可能になってしまう。
In the
そこで、前記電圧制御部62の図示されない電圧飽和判定指標算出処理手段は、電圧飽和判定指標算出処理を行い、前記d軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* に基づいて、電圧飽和の程度を表す値として、電圧飽和判定指標m
m=√(vd* 2 +vq* 2 )/Vdc
を算出し、減算器58に送る。
Therefore, a voltage saturation determination index calculation processing unit (not shown) of the
m = √ (vd * 2 + vq * 2 ) / Vdc
Is sent to the
該減算器58は、電圧飽和算定値算出処理を行い、前記電圧飽和判定指標mから、インバータ40の最大出力電圧を表す閾値を比較値Vmax
Vmax=k・Vdc
としたときの定数k(本実施の形態においては、0.78)を減算して電圧飽和算定値ΔV
ΔV=m−k
を算出し、積分器59に送る。
The
Vmax = k · Vdc
The voltage saturation calculated value ΔV by subtracting the constant k (0.78 in this embodiment)
ΔV = m−k
Is sent to the
続いて、積分器59は、電圧飽和判定処理及び調整値算出処理を行い、制御タイミングごとに前記電圧飽和算定値ΔVを積算し、積算値ΣΔVを算出し、該積算値ΣΔVが正の値を採る場合、積算値ΣΔVに比例定数を乗算して弱め界磁制御を行うための、弱め界磁電流としての調整値Δidを算出し、正の値に設定し、電圧飽和算定値ΔV又は積算値ΣΔVが零以下の値を採る場合、前記調整値Δidを零にする。
Subsequently, the
そして、減算器55は、電流指令値調整処理を行い、調整値Δidを受け、前記d軸電流指令値id* から調整値Δidを減算することによってd軸電流指令値id* を調整し、調整されたd軸電流指令値id* を電流制御部61に送る。
The
この場合、調整値Δidが零の値を採るとき、実質的にd軸電流指令値id* の調整は行われず、弱め界磁制御も行われない。一方、調整値Δidが正の値を採るとき、d軸電流指令値id* は調整されて値が負の方向に大きくされ、弱め界磁制御が行われる。 In this case, when the adjustment value Δid takes a zero value, the d-axis current command value id * is not substantially adjusted and the field weakening control is not performed. On the other hand, when the adjustment value Δid takes a positive value, the d-axis current command value id * is adjusted to increase the value in the negative direction, and field weakening control is performed.
このようにして、d軸電流指令値id* が算出されると、前記q軸電流指令値算出部54は、前記上下限処理部22において制限された駆動モータ目標トルクTM* 、及び調整値Δidを読み込み、図4と同様のマップを参照し、駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を算出し、該d軸電流指令値id* を前記調整値Δidによって調整する。続いて、q軸電流指令値算出部54は、前記記録装置に設定された図5の第2の電流指令値マップを参照し、駆動モータ目標トルクTM* 及び調整された後のd軸電流指令値id* に対応するq軸電流指令値iq* を算出し、該q軸電流指令値iq* を前記電流制御部61に送る。
When the d-axis current command value id * is calculated in this way, the q-axis current command
なお、前記第2の電流指令値マップにおいて、駆動モータ目標トルクTM* が大きくなるほどd軸電流指令値id* が負の方向に、q軸電流指令値iq* が正の方向に大きくなり、駆動モータ目標トルクTM* が小さくなるほどd軸電流指令値id* が負の方向に、q軸電流指令値iq* が正の方向に小さくなるように設定される。また、駆動モータ目標トルクTM* が一定の場合、d軸電流指令値id* が負の方向に大きくなると、q軸電流指令値iq* が正の方向に小さくなる。 In the second current command value map, the d-axis current command value id * increases in the negative direction and the q-axis current command value iq * increases in the positive direction as the drive motor target torque TM * increases. The smaller the motor target torque TM * is, the smaller the d-axis current command value id * is set in the negative direction, and the q-axis current command value iq * is set in the positive direction. Further, when the drive motor target torque TM * is constant, when the d-axis current command value id * increases in the negative direction, the q-axis current command value iq * decreases in the positive direction.
したがって、前記調整値Δidが零であり、弱め界磁制御が行われない場合、調整値Δidは零であるので、例えば、図5に示されるように、q軸電流指令値算出部54において算出され、調整値Δidによって調整されたd軸電流指令値id* の値がida* である場合、q軸電流指令値iq* の値はiqa* になる。これに対して、調整値Δidが正の値を採り、弱め界磁制御が行われる場合、例えば、q軸電流指令値算出部54において算出されたd軸電流指令値id* の値がida* である場合、調整値Δidによって、d軸電流指令値id* は、負の方向に調整値Δidだけ大きい値idb* にされ、q軸電流指令値iq* は値iqa* より正の方向に小さくされて、値iqb* になる。
Therefore, when the adjustment value Δid is zero and the field weakening control is not performed, the adjustment value Δid is zero. For example, as shown in FIG. 5, the q-axis current command
ところで、前記三相二相変換部49は、第1の相変換処理としての三相/二相変換を行い、磁極位置θを読み込み、検出電流iu、iv、iwをそれぞれd軸電流id及びq軸電流iqに変換し、d軸電流id及びq軸電流iqを実電流として算出し、電流制御部61に送る。そして、電流制御部61は、減算器55及びq軸電流指令値算出部54から弱め界磁制御処理が行われた後のd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を受け、三相二相変換部49から前記d軸電流id及びq軸電流iqを受けると、フィードバック制御を行う。
The three-phase / two-
そのために、電流制御部61は、前記d軸電流指令値id* とd軸電流idとの電流偏差δid、及びq軸電流指令値iq* とq軸電流iqとの電流偏差δiqを算出し、各電流偏差δid、δiqに基づいて、比例制御及び積分制御を行う。
Therefore, the
すなわち、前記電流制御部61は、電流偏差δidに基づいて比例成分の電圧指令値を表す電圧降下Vzdp、及び積分成分の電圧指令値を表す電圧降下Vzdiを算出し、電圧降下Vzdp、Vzdiを加算して、電圧降下Vzd
Vzd=Vzdp+Vzdi
を算出する。
That is, the
Vzd = Vzdp + Vzdi
Is calculated.
また、前記電流制御部61は、角速度ω及びq軸電流iqを読み込み、角速度ω、q軸電流iq及びq軸インダクタンスLqに基づいて、q軸電流iqによって誘起される誘起電圧ed
ed=ω・Lq・iq
を算出するとともに、前記電圧降下Vzdから誘起電圧edを減算し、出力電圧としてのd軸電圧指令値vd*
vd* =Vzd−ed
=Vzd−ω・Lq・iq
を算出する。
The
ed = ω ・ Lq ・ iq
And the induced voltage ed is subtracted from the voltage drop Vzd to obtain a d-axis voltage command value vd * as an output voltage .
vd * = Vzd-ed
= Vzd-ω · Lq · iq
Is calculated.
そして、電流制御部61は、電流偏差δiqに基づいて比例成分の電圧指令値を表す電圧降下Vzqp、及び積分項分の電圧指令値を表す電圧降下Vzqiを算出し、電圧降下Vzqp、Vzqiを加算して、電圧降下Vzq
Vzq=Vzqp+Vzqi
を算出する。
Then, the
Vzq = Vzqp + Vzqi
Is calculated.
また、電流制御部61は、角速度ω及びd軸電流idを読み込み、角速度ω、逆起電圧定数MIf、d軸電流id及びd軸上のインダクタンスLdに基づいて、d軸電流idによって誘起される誘起電圧eq
eq=ω(MIf+Ld・id)
を算出するとともに、電圧降下Vzqに誘起電圧eqを加算し、出力電圧としてのq軸電圧指令値vq*
vq* =Vzq+eq
=Vzq+ω(MIf+Ld・id)
を算出する。
The
eq = ω (Mif + Ld · id)
And the induced voltage eq is added to the voltage drop Vzq, and the q-axis voltage command value vq * as the output voltage is calculated .
vq * = Vzq + eq
= Vzq + ω (Mif + Ld · id)
Is calculated.
続いて、前記電圧制御部62の図示されない第2の相変換処理手段としての二相三相変換部は、第2の相変換処理を行い、前記d軸電圧指令値vd* 、q軸電圧指令値vq* 及び磁極位置θを読み込み、d軸電圧指令値vd* 及びq軸電圧指令値vq* を電圧指令値vu* 、vv* 、vw* に変換し、該電圧指令値vu* 、vv* 、vw* をPWM発生器50に送る。
Subsequently, a two-phase three-phase conversion unit (not shown) as a second phase conversion processing unit (not shown) of the
該PWM発生器50は、出力信号発生処理を行い、前記各相の電圧指令値vu* 、vv* 、vw* 及び前記直流電圧Vdcに基づいて、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に対応するパルス幅を有する各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを出力信号として発生させ、前記ドライブ回路51に送る。
The
該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて6個の駆動信号を発生させ、該駆動信号をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwに基づいて、トランジスタTr1〜Tr6をスイッチングして各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させ、該各相の電流Iu、Iv、Iwを前記駆動モータ31の各ステータコイル11〜13に供給する。
The
このように、駆動モータ目標トルクTM* に基づいてトルク制御が行われ、駆動モータ31が駆動されて電気自動車が走行させられる。
In this manner, torque control is performed based on the drive motor target torque TM * , and the
ところで、前記第1の電流指令値マップから駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* を読み出し、第2の電流指令値マップからd軸電流指令値id* に対応するq軸電流指令値iq* を読み出して駆動モータ31を駆動した場合、駆動モータ目標トルクTM* どおりの駆動モータトルクTMを発生させることができないことがある。そこで、前述されたように、前記トルク補正値算出処理手段は、前記駆動モータ目標トルクTM* 、駆動モータ回転速度NM及び直流電圧Vdcを読み込み、前記記録装置に設定されたトルク補正マップを参照し、トルク補正値δTM* を算出する。そして、前記減算器42は、トルク補正処理を行い、トルク補正値算出部43において算出されたトルク補正値δTM* を前記駆動モータ目標トルクTM* から減算して、トルク補正を行う。したがって、補正された駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいて駆動モータ31が駆動される。
Meanwhile, reading the first corresponding from the current command value map to the driving motor target torque TM * d-axis current command value id *, q-axis corresponding to the d-axis current command value id * from the second electric current command value map When the current command value iq * is read and the
次に、前記トルク補正マップについて説明する。 Next, the torque correction map will be described.
この場合、電動駆動装置は、電気自動車、ハイブリッド型車両等に搭載されるので、走行に伴って直流電圧Vdcが常に変動する。そこで、図8及び9に示されるように、前記トルク補正マップは、複数のマップmk(k=1、2、…、r)を備え、各マップmkは、直流電圧Vdcの下限値と上限値との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに形成される。 In this case, since the electric drive device is mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, the DC voltage Vdc constantly varies with traveling. Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, the torque correction map includes a plurality of maps mk (k = 1, 2,..., R), and each map mk has a lower limit value and an upper limit value of the DC voltage Vdc. Are uniformly divided into a plurality of portions, and are formed at predetermined intervals.
また、各マップmkにおいて、Oは原点、Ni(i=1、2、…、p)は、駆動モータ回転速度NMの上限値と零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、駆動モータ回転速度NMを表す線、Tj(j=1、2、…、q)は、駆動モータ回転速度NMがマップmkごとに設定された領域境界速度Nsk(k=1、2、…、r)より低い低速領域において、理論上の駆動モータ目標トルクTM* の上限値と零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、駆動モータ目標トルクTM* を表す線、Pj(j=1、2、…、s)は、駆動モータ回転速度NMが前記領域境界速度Nsk以上で、かつ、上限値以下である高速領域において、各駆動モータ回転速度NMごとの駆動モータ目標トルクTM* の最大値、すなわち、最大駆動モータ目標トルクTM* maxに対応する目標パワーP* の最大値、すなわち、最大目標パワーP* maxと零との間を複数に均等に分割することによって、所定の間隔ごとに設定され、目標パワーP* を表す線、であり、各線Niと、線Tj、Pjとが交差する各点、すなわち、各交点に、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* に対応する補正値δTM* が、
−β1≦δTM* ≦+β2(β1、β2>0)
のように設定され、記録される。この場合、前記領域境界速度Nskは、理論上の駆動モータ目標トルクTM* の最大値を採る駆動モータ回転速度NMのうちの最も高い駆動モータ回転速度NMである。また、前記線Tjによって等トルク曲線が、線Pjによって等パワー曲線が構成される。そして、前記最大駆動モータ目標トルクTM* maxによって出力限界が表される。
Further, in each map mk, O is the origin, and Ni (i = 1, 2,..., P) is a predetermined number by dividing the upper limit value of the drive motor rotational speed NM and zero evenly. A line Tj (j = 1, 2,..., Q) set for each interval and representing the drive motor rotation speed NM is an area boundary speed Nsk (k = 1) in which the drive motor rotation speed NM is set for each map mk. 2,..., R) in the low speed region lower than the theoretical upper limit value of the drive motor target torque TM * and zero, the drive motor is set at predetermined intervals by equally dividing the upper limit value into zero. A line representing the target torque TM * , Pj (j = 1, 2,..., S) represents each drive motor in the high speed region where the drive motor rotational speed NM is not less than the region boundary speed Nsk and not more than the upper limit value. Drive motor target at each rotational speed NM The maximum value of the torque TM *, i.e., the target power P * maximum value corresponding to the maximum drive motor target torque TM * max, i.e., by evenly divided between the maximum target power P * max and zero plurality , A line that represents the target power P * , set for each predetermined interval, and at each point where each line Ni intersects the lines Tj and Pj, that is, at each intersection, the drive motor rotational speed NM and the drive motor target The correction value δTM * corresponding to the torque TM * is
−β1 ≦ δTM * ≦ + β2 (β1, β2> 0)
Is set and recorded as follows. In this case, the region boundary speed Nsk is the highest drive motor rotation speed NM among the drive motor rotation speeds NM taking the maximum value of the theoretical drive motor target torque TM * . The line Tj forms an equal torque curve, and the line Pj forms an equal power curve. The output limit is expressed by the maximum drive motor target torque TM * max.
なお、本実施の形態においては、駆動モータ目標トルクTM* が正の値を採る部分についてだけ示されているが、負の値を採る部分についても同様に設定される。 In the present embodiment, only the portion where the drive motor target torque TM * takes a positive value is shown, but the portion where the drive motor target torque TM * takes a negative value is set similarly.
ところで、駆動モータ31を駆動したときに消費される前記目標パワーP* は、
P* =NM・TM*
で表すことができる。そこで、目標パワーP* を線Pjによって表すと、図7の仮想のトルク補正マップにおいて、駆動モータ目標トルクTM* を縦軸に採った場合、線Pjは等トルク線に近似したパターンを有するようになり、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど駆動モータ目標トルクTM* を低くすることができる。
By the way, the target power P * consumed when the
P * = NM ・ TM *
It can be expressed as Therefore, when the target power P * is represented by a line Pj, when the drive motor target torque TM * is taken on the vertical axis in the virtual torque correction map of FIG. 7, the line Pj has a pattern that approximates an isotorque line. Thus, the drive motor target torque TM * can be lowered as the drive motor rotational speed NM increases.
これに対して、図8の実際のトルク補正マップにおいては、低速領域と高速領域とで座標系が異ならせてあり、低速領域において、横軸に駆動モータ回転速度NMが、縦軸に駆動モータ目標トルクTM* が採られた座標系で設定され、高速領域において、横軸に駆動モータ回転速度NMが、縦軸に目標パワーP* が採られた座標系で設定される。 On the other hand, in the actual torque correction map of FIG. 8, the coordinate system is different between the low speed region and the high speed region. In the low speed region, the drive motor rotational speed NM is plotted on the horizontal axis and the drive motor is plotted on the vertical axis. It is set in a coordinate system in which the target torque TM * is taken, and in the high speed region, the drive motor rotational speed NM is set in the horizontal axis, and the coordinate system in which the target power P * is taken on the vertical axis.
この場合、低速領域において最大駆動モータ目標トルクTM* maxが、高速領域においても最大目標パワーP* maxが一定にされ、各線Tj、Pjが横軸に対して平行になるように設定される。 In this case, the maximum drive motor target torque TM * max is set to be constant in the low speed region, and the maximum target power P * max is set to be constant in the high speed region, so that the lines Tj and Pj are parallel to the horizontal axis.
次に、前記トルク補正値算出部43の動作について説明する。
Next, the operation of the torque correction
この場合、前記駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* が特定されると、前記トルク補正値算出部43の図示されない変量取得処理手段は、変量取得処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* 、駆動モータ回転速度NM及び直流電圧Vdcを読み込み、前記トルク補正値算出部43の図示されない領域判定処理手段は、領域判定処理を行い、駆動モータ回転速度NMが領域境界速度Nskより低いかどうかによって、低速領域に属しているかどうかを判断する。そして、駆動モータ回転速度NMが領域境界速度Nsk以上であり、高速領域に属する場合、前記トルク補正値算出部43の図示されない目標パワー算出処理手段は、目標パワー算出処理を行い、前記駆動モータ目標トルクTM* と駆動モータ回転速度NMとを乗算して目標パワーP* を算出する。
In this case, when the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM * are specified, the variable acquisition processing unit (not shown) of the torque correction
続いて、前記トルク補正値算出部43の図示されないトルク補正値取得処理手段は、トルク補正値取得処理を行い、低速領域においては、線Ni、Tjの交点のトルク補正値δTM* を読み出し、高速領域においては、線Ni、Pjの交点のトルク補正値δTM* を読み出す。
Subsequently, a torque correction value acquisition processing unit (not shown) of the torque correction
そして、前記トルク補正値算出部43の図示されない補間処理手段は、補間処理を行い、読み出されたトルク補正値δTM* に従って補間、本実施の形態においては、線型補間を行い、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* に対応するトルク補正値δTM* を算出する。
An interpolation processing means (not shown) of the torque correction
このように、本実施の形態においては、低速領域において、駆動モータ回転速度NM及び駆動モータ目標トルクTM* に基づいて、高速領域において、駆動モータ回転速度NM及び目標パワーP* に基づいてトルク補正を行うようになっているので、高速・高トルク領域において設定されたトルク補正値δTM* を使用することができる。したがって、無用にトルク補正マップが形成されることがなくなり、メモリ領域が無駄に使用されることがなくなる。その結果、記録装置の容量をその分小さくすることができる。 Thus, in the present embodiment, torque correction is performed based on the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM * in the low speed region, and based on the drive motor rotational speed NM and the target power P * in the high speed region. Therefore, the torque correction value δTM * set in the high speed / high torque region can be used. Therefore, the torque correction map is not formed unnecessarily, and the memory area is not wasted. As a result, the capacity of the recording apparatus can be reduced accordingly.
また、高速領域において、各線Pjは横軸に対して並列に設定されるが、駆動モータ目標トルクTM* は、図8に示されるように、駆動モータ回転速度NMが高くなるほど小さくなるので、分解能を高くすることができる。したがって、駆動モータ31を精度良く駆動することができる。
Further, in the high speed region, each line Pj is set in parallel to the horizontal axis, but the drive motor target torque TM * becomes smaller as the drive motor rotation speed NM increases as shown in FIG. Can be high. Therefore, the
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 駆動モータ目標トルクTM* を読み込む。
ステップS2 駆動モータ回転速度NMを読み込む。
ステップS3 直流電圧Vdcを読み込む。
ステップS4 駆動モータ回転速度NMが領域境界速度Nskより低いかどうかを判断する。駆動モータ回転速度NMが領域境界速度Nskより低い場合はステップS6に、駆動モータ回転速度NMが領域境界速度Nsk以上である場合はステップS5に進む。
ステップS5 パワーPを算出する。
ステップS6 トルク補正値δTM* を読み出す。
ステップS7 補間処理を行い、処理を終了する。
Next, a flowchart will be described.
Step S1: Read the drive motor target torque TM * .
Step S2 Read the drive motor rotational speed NM.
Step S3 Read DC voltage Vdc.
Step S4: It is determined whether or not the drive motor rotational speed NM is lower than the region boundary speed Nsk. If the drive motor rotation speed NM is lower than the area boundary speed Nsk, the process proceeds to step S6. If the drive motor rotation speed NM is equal to or higher than the area boundary speed Nsk, the process proceeds to step S5.
Step S5: Power P is calculated.
Step S6: The torque correction value δTM * is read out.
Step S7: Interpolation processing is performed and the processing is terminated.
本実施の形態においては、駆動モータ31を駆動する場合について説明しているが、本発明を電動機械としての発電機を駆動する場合、並びに第1の電動機械としての駆動モータ、及び第2の電動機械としての発電機を駆動する場合に適用することができる。
In the present embodiment, the case where the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
31 駆動モータ
40 インバータ
43 トルク補正値算出部
44 駆動モータ目標トルク補正処理部
51 ドライブ回路
31
Claims (5)
An electric machine target torque representing a target value of the electric machine torque is calculated, an electric machine rotation speed representing the rotation speed of the electric machine, and the electric machine target torque are obtained, and the electric machine rotation speed and the electric machine target torque are obtained. And calculating a target power for driving the electric machine, referring to a torque correction map in which the torque correction value of the electric machine target torque is recorded, and the electric machine rotation speed from a preset region boundary speed Based on the torque correction value corresponding to the electric machine rotation speed and the electric machine target torque, when the electric machine rotation speed is equal to or higher than the region boundary speed, the torque correction corresponding to the electric machine rotation speed and the target power. An electric drive control method comprising correcting an electric machine target torque based on a value.
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