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JP2011019302A - Controller for motor driving system - Google Patents

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JP2011019302A
JP2011019302A JP2009160938A JP2009160938A JP2011019302A JP 2011019302 A JP2011019302 A JP 2011019302A JP 2009160938 A JP2009160938 A JP 2009160938A JP 2009160938 A JP2009160938 A JP 2009160938A JP 2011019302 A JP2011019302 A JP 2011019302A
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Japan
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motor
voltage
offset
control
control mode
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Withdrawn
Application number
JP2009160938A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kutsuna
正樹 沓名
Takashi Ogawa
崇 小川
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the abnormality of an inverter in a motor driving system which has an AC motor capable of switching its control mode.SOLUTION: An offset F/B processor 300 corrects each phase voltage command, based on an offset correction computed from each phase motor current. A control mode determiner 260 performs switching between a PWM control mode and a rectangular-wave voltage control mode, according to the operating conditions of an AC motor M1. An abnormality detector 400 determines whether a state that an offset F/B integration term computed by PI calculation with the offset F/B processor 300 exceeding threshold has continued for a specified time. When it is determined that the state of the interval over the threshold has continued over a specified interval, the detector detects that an inverter 14 is abnormal. The abnormality detector 400 corrects the threshold in the direction of increase, when it is determined that the changeover of the control mode is required, as well as when the change in torque or the change in revolution at a specified value or over is detected in the AC motor M1.

Description

この発明は、インバータの異常を検出する技術に関し、特に、インバータの各相アームのうちの一相がオープン故障したことを検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting an abnormality of an inverter, and more particularly to a technique for detecting that one phase of each phase arm of an inverter has an open failure.

近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両を走行させるために電動モータを使用する車両が増えつつある。このようなモータを駆動させるために、一般に、インバータが用いられる。   In recent years, an increasing number of vehicles use electric motors to drive electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles. In general, an inverter is used to drive such a motor.

特開2006−320176号公報(特許文献1)には、直流電源と、2つの半導体スイッチング素子を直列接続して各相の上下アームを形成し、直流電源の電力を可変電圧・可変周波数の交流に変換するインバータと、このインバータの直流端子間に接続された平滑コンデンサと、インバータの出力交流を供給され車両駆動力を発生する交流電動機と、インバータを制御する制御手段とを備えた電気車制御装置の診断装置において、インバータの直流端子間に2つの抵抗の直列接続体を接続し、この直列接続点をインバータのいずれかの相の上下アームの接続点と接続して診断点を形成するとともに、この診断点の電位を予定の基準値と比較することにより、ショート故障およびオープン故障の診断を実行する構成が開示される。   Japanese Patent Laid-Open No. 2006-320176 (Patent Document 1) discloses a DC power source and two semiconductor switching elements connected in series to form upper and lower arms for each phase, and the power of the DC power source is changed to a variable voltage / variable frequency AC. An electric vehicle control comprising: an inverter for converting the inverter; a smoothing capacitor connected between the DC terminals of the inverter; an AC motor supplied with the output AC of the inverter to generate a vehicle driving force; and a control means for controlling the inverter In the apparatus diagnosis device, a series connection of two resistors is connected between the DC terminals of the inverter, and this series connection point is connected to the connection point of the upper and lower arms of either phase of the inverter to form a diagnosis point A configuration for diagnosing a short fault and an open fault by comparing the potential at the diagnostic point with a predetermined reference value is disclosed.

また、特開2009−017665号公報(特許文献2)には、第1から第n(nは自然数)のスイッチング回路を含むインバータの異常を検出するための異常検出装置において、第i(iはn以下の自然数)のスイッチング回路の第1のスイッチング素子を第1の所定時間オンさせたときに第1の所定時間内に所定の閾値を超える過電流が検出された場合に、第iのスイッチング回路の第2のスイッチング素子が短絡故障していると判定する構成が開示される。   Japanese Patent Laid-Open No. 2009-017665 (Patent Document 2) discloses an abnormality detection apparatus for detecting abnormality of an inverter including first to n-th (n is a natural number) switching circuits. switching is performed when an overcurrent exceeding a predetermined threshold is detected within a first predetermined time when the first switching element of the switching circuit of a natural number less than n) is turned on for the first predetermined time. A configuration for determining that a second switching element of a circuit is short-circuited is disclosed.

特開2006−320176号公報JP 2006-320176 A 特開2009−017665号公報JP 2009-017665 A

ところで、従来より、交流モータの制御方式を、交流モータの運転領域に応じてパルス幅変調(PWM)制御方式と矩形波電圧制御方式との間で切換える構成が知られている。このような構成では、モータを高効率に駆動するために、一般的にはベクトル制御に基づくPWMに従ってモータ電流が制御されるが、PWM制御では線間基本波電圧の確保に限界があるため、PWMデューティを最大値に固定した矩形波電圧をモータに印加して、当該矩形波電圧の位相制御によって出力トルクを制御する方式(矩形波電圧制御方式)と、通常のPWM制御方式とを状況に応じて切換えて適用する構成が提案されている。   By the way, the structure which switches conventionally the control system of an AC motor between a pulse width modulation (PWM) control system and a rectangular wave voltage control system according to the driving | running | working area | region of an AC motor is known. In such a configuration, in order to drive the motor with high efficiency, the motor current is generally controlled according to PWM based on vector control. However, in PWM control, there is a limit to securing the line fundamental wave voltage, Applying a rectangular wave voltage with the PWM duty fixed to the maximum value to the motor and controlling the output torque by phase control of the rectangular wave voltage (rectangular wave voltage control method) and a normal PWM control method There has been proposed a configuration in which switching is applied accordingly.

しかしながら、このような構成では、制御方式の切換点において制御動作が不安定化することによってモータ電流が大きく乱れてしまう可能性がある。その結果、上述したような、診断点の電位やインバータを流れる電流に基づいてインバータの異常を検出する構成においては、この制御方式の切換え時に発生する電位や電流の変動を検出することにより、誤ってインバータの異常と判断してしまうおそれがある。   However, in such a configuration, there is a possibility that the motor current is greatly disturbed by the unstable control operation at the switching point of the control method. As a result, in the configuration that detects the abnormality of the inverter based on the potential of the diagnostic point and the current flowing through the inverter as described above, the error is detected by detecting the fluctuation of the potential and the current that occurs when the control method is switched. May be judged as an inverter malfunction.

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、制御モードを切換可能な交流モータを有するモータ駆動システムにおいて、インバータの異常を正確に検出可能な制御装置を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a control device capable of accurately detecting an abnormality of an inverter in a motor drive system having an AC motor capable of switching a control mode. Is to provide.

この発明によるモータ駆動システムの制御装置は、直流電源と、直流電源が出力する直流電圧を交流モータ駆動のための交流電圧に変換するインバータを備えたモータ駆動システムの制御装置である。制御装置は、交流モータの運転条件に応じて、交流モータに矩形波電圧を印加する第1の制御モードおよびパルス幅変調制御に従って交流モータへの印加電圧を制御する第2の制御モードの間の切換の要否を判定する制御モード判定部と、交流モータの各相を流れるモータ電流のオフセット量を補正するためのフィードバック制御を行なうオフセット補正部と、オフセット補正部によってオフセット量に基づいて算出されたオフセットフィードバック量を監視することにより、インバータが異常であることを検出する異常検出部とを備える。異常検出部は、オフセットフィードバック量が閾値を上回る状態が所定時間継続したか否かを判断し、閾値を上回る状態が所定時間継続したと判断した場合に、インバータが異常であることを検出する異常検出手段と、交流モータに所定値以上のトルク変化または回転数変化が発生したことを検出する変化検出手段と、変化検出手段によって所定値以上のトルク変化または回転数変化の発生が検出されたときであって、制御モード判定部によって第1および第2の制御モードの間の切換が必要であると判定された場合には、閾値を増加させるように閾値を補正する補正手段とを含む。   A control device for a motor drive system according to the present invention is a control device for a motor drive system including a DC power source and an inverter that converts a DC voltage output from the DC power source into an AC voltage for driving an AC motor. The control device includes a first control mode in which a rectangular wave voltage is applied to the AC motor and a second control mode in which the applied voltage to the AC motor is controlled in accordance with pulse width modulation control according to the operating condition of the AC motor. A control mode determination unit that determines whether or not switching is necessary, an offset correction unit that performs feedback control for correcting an offset amount of a motor current flowing through each phase of the AC motor, and an offset correction unit that is calculated based on the offset amount. And an abnormality detection unit that detects that the inverter is abnormal by monitoring the offset feedback amount. The abnormality detection unit determines whether or not the state in which the offset feedback amount exceeds the threshold value has continued for a predetermined time, and detects that the inverter is abnormal when determining that the state in which the offset feedback amount has exceeded the threshold value has continued for a predetermined time A detecting means, a change detecting means for detecting that a torque change or a rotational speed change of a predetermined value or more has occurred in the AC motor, and a change detecting means detecting the occurrence of a torque change or a rotational speed change of a predetermined value or more. Then, when the control mode determination unit determines that switching between the first and second control modes is necessary, it includes correction means for correcting the threshold value so as to increase the threshold value.

好ましくは、インバータは、交流モータの各相にそれぞれ対応する複数のアームを備え、複数のアームの各々は、直列接続された2つのスイッチング素子を含む。異常検出手段は、閾値を上回る状態が所定時間継続したと判断した場合に、複数のアームのうちのいずれか1つのアームに含まれる一方のスイッチング素子が常時オフ状態となるオープン故障であることを検出する。   Preferably, the inverter includes a plurality of arms each corresponding to each phase of the AC motor, and each of the plurality of arms includes two switching elements connected in series. When the abnormality detection means determines that the state exceeding the threshold value has continued for a predetermined time, it indicates that one switching element included in any one of the plurality of arms is an open failure in which the switching element is always in an OFF state. To detect.

この発明によれば、制御モードを切換可能な交流モータを有するモータ駆動システムにおいて、インバータに発生した異常を正確に検出することが可能となる。   According to the present invention, in a motor drive system having an AC motor capable of switching the control mode, it is possible to accurately detect an abnormality occurring in the inverter.

本発明の実施の形態に従うモータ駆動システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a motor drive system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態によるモータ駆動システムにおける交流モータM1の制御モードを概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates schematically the control mode of AC motor M1 in the motor drive system by an embodiment of the invention. 制御モードの選択方式を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the selection system of a control mode. 交流モータの動作状態と図2に示した制御モードとの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the operation state of an AC motor, and the control mode shown in FIG. 本発明の実施の形態によるモータ駆動システムによるモータ制御構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the motor control structure by the motor drive system by embodiment of this invention. 異常検出部における異常検出手法を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the abnormality detection method in an abnormality detection part. 異常検出部における異常検出手法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the abnormality detection method in an abnormality detection part. モータ回転数が急変した場合における異常検出部による異常検出手法を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the abnormality detection method by the abnormality detection part when a motor rotation speed changes suddenly. 異常検出部における異常検出のための閾値の設定手法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the setting method of the threshold value for the abnormality detection in an abnormality detection part.

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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

(電動機制御の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に従うモータ駆動システムの全体構成図である。
(General configuration of motor control)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor drive system according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、モータ駆動システム100は、直流電圧発生部10♯と、平滑コンデンサC0と、インバータ14と、交流モータM1と、制御装置30とを備える。   Referring to FIG. 1, motor drive system 100 includes a DC voltage generation unit 10 #, a smoothing capacitor C0, an inverter 14, an AC motor M1, and a control device 30.

交流モータM1は、たとえば、電動車両(ハイブリッド自動車、電気自動車や燃料電池車等の電気エネルギによって車両駆動力を発生する自動車をいうものとする)の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動用電動機である。あるいは、この交流モータM1は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成されてもよく、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成されてもよい。さらに、交流モータM1は、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。   For example, AC motor M1 generates torque for driving the driving wheels of an electric vehicle (referred to as a vehicle that generates vehicle driving force by electric energy such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle). This is an electric motor for driving. Alternatively, AC motor M1 may be configured to have a function of a generator driven by an engine, or may be configured to have both functions of an electric motor and a generator. Furthermore, AC motor M1 may operate as an electric motor for the engine, and may be incorporated in a hybrid vehicle so that the engine can be started, for example.

直流電圧発生部10♯は、直流電源Bと、システムリレーSR1,SR2と、平滑コンデンサC1と、昇降圧コンバータ12とを含む。   DC voltage generation unit 10 # includes a DC power supply B, system relays SR1 and SR2, a smoothing capacitor C1, and a step-up / down converter 12.

直流電源Bは、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置により構成される。直流電源Bが出力する直流電圧Vbおよび入出力される直流電流Ibは、電圧センサ10および電流センサ11によってそれぞれ検知される。   The DC power supply B is typically constituted by a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion, or a power storage device such as an electric double layer capacitor. The DC voltage Vb output from the DC power supply B and the input / output DC current Ib are detected by the voltage sensor 10 and the current sensor 11, respectively.

システムリレーSR1は、直流電源Bの正極端子および電力線6の間に接続され、システムリレーSR1は、直流電源Bの負極端子およびアース線5の間に接続される。システムリレーSR1,SR2は、制御装置30からの信号SEによりオン/オフされる。   System relay SR 1 is connected between the positive terminal of DC power supply B and power line 6, and system relay SR 1 is connected between the negative terminal of DC power supply B and ground line 5. System relays SR1 and SR2 are turned on / off by signal SE from control device 30.

昇降圧コンバータ12は、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子Q1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。電力用半導体スイッチング素子Q1およびQ2は、電力線7およびアース線5の間に直列に接続される。電力用半導体スイッチング素子Q1およびQ2のオン・オフは、制御装置30からのスイッチング制御信号S1およびS2によって制御される。   Buck-boost converter 12 includes a reactor L1, power semiconductor switching elements Q1, Q2, and diodes D1, D2. Power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 are connected in series between power line 7 and ground line 5. On / off of power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 is controlled by switching control signals S 1 and S 2 from control device 30.

この発明の実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」と称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Q1,Q2に対しては、逆並列ダイオードD1,D2が配置されている。リアクトルL1は、スイッチング素子Q1およびQ2の接続ノードと電力線6の間に接続される。また、平滑コンデンサC0は、電力線7およびアース線5の間に接続される。   In the embodiment of the present invention, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, or a power bipolar transistor is used as a power semiconductor switching element (hereinafter simply referred to as “switching element”). Etc. can be used. Anti-parallel diodes D1, D2 are arranged for switching elements Q1, Q2. Reactor L1 is connected between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and power line 6. Further, the smoothing capacitor C 0 is connected between the power line 7 and the ground line 5.

インバータ14は、電力線7およびアース線5の間に並列に設けられる、U相上下アーム15と、V相上下アーム16と、W相上下アーム17とから成る。各相上下アームは、電力線7およびアース線5の間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、U相上下アーム15は、スイッチング素子Q3,Q4から成り、V相上下アーム16は、スイッチング素子Q5,Q6から成り、W相上下アーム17は、スイッチング素子Q7,Q8から成る。また、スイッチング素子Q3〜Q8に対して、逆並列ダイオードD3〜D8がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Q3〜Q8のオン・オフは、制御装置30からのスイッチング制御信号S3〜S8によって制御される。   Inverter 14 includes a U-phase upper and lower arm 15, a V-phase upper and lower arm 16, and a W-phase upper and lower arm 17 provided in parallel between power line 7 and ground line 5. Each phase upper and lower arm is constituted by a switching element connected in series between the power line 7 and the ground line 5. For example, the U-phase upper and lower arms 15 are composed of switching elements Q3 and Q4, the V-phase upper and lower arms 16 are composed of switching elements Q5 and Q6, and the W-phase upper and lower arms 17 are composed of switching elements Q7 and Q8. Further, antiparallel diodes D3 to D8 are connected to switching elements Q3 to Q8, respectively. Switching elements Q3 to Q8 are turned on / off by switching control signals S3 to S8 from control device 30.

代表的には、交流モータM1は、3相の永久磁石型同期電動機であり、U,V,W相の3つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成される。さらに、各相コイルの他端は、各相上下アーム15〜17のスイッチング素子の中間点と接続されている。   Typically, AC motor M1 is a three-phase permanent magnet type synchronous motor, and one end of three U, V, and W phase coils is commonly connected to a neutral point. Furthermore, the other end of each phase coil is connected to the midpoint of the switching elements of the upper and lower arms 15 to 17 of each phase.

昇降圧コンバータ12は、昇圧動作時には、直流電源Bから供給された直流電圧Vbを昇圧した直流電圧VH(インバータ14への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する)をインバータ14へ供給する。より具体的には、制御装置30からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1のオン期間およびスイッチング素子のQ2のオン期間(または、スイッチング素子Q1,Q2の両方がオフする期間)が交互に設けられ、昇圧比は、これらのオン期間の比に応じたものとなる。あるいは、スイッチング素子Q1およびQ2をオンおよびオフにそれぞれ固定すれば、VH=Vb(昇圧比=1.0)とすることもできる。   In the step-up / down converter 12, the DC voltage VH obtained by boosting the DC voltage Vb supplied from the DC power supply B (this DC voltage corresponding to the input voltage to the inverter 14 is hereinafter also referred to as “system voltage”) during the boosting operation. Supply to the inverter 14. More specifically, in response to switching control signals S1 and S2 from controller 30, switching element Q1 is turned on and switching element Q2 is turned on (or both switching elements Q1 and Q2 are turned off). ) Are alternately provided, and the step-up ratio is in accordance with the ratio of these ON periods. Alternatively, if switching elements Q1 and Q2 are fixed to ON and OFF, respectively, VH = Vb (step-up ratio = 1.0) can be obtained.

また、昇降圧コンバータ12は、降圧動作時には、平滑コンデンサC0を介してインバータ14から供給された直流電圧VH(システム電圧)を降圧して直流電源Bを充電する。より具体的には、制御装置30からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1のみがオンする期間と、スイッチング素子Q1,Q2の両方がオフする期間(または、スイッチング素子のQ2のオン期間)とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。   Further, during the step-down operation, the step-up / down converter 12 steps down the DC voltage VH (system voltage) supplied from the inverter 14 via the smoothing capacitor C0 and charges the DC power supply B. More specifically, in response to switching control signals S1 and S2 from control device 30, only switching element Q1 is turned on and both switching elements Q1 and Q2 are turned off (or Q2 of the switching element). Of the ON period) are alternately provided, and the step-down ratio is in accordance with the duty ratio of the ON period.

平滑コンデンサC0は、昇降圧コンバータ12からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ14へ供給する。電圧センサ13は、平滑コンデンサC0の両端の電圧、すなわち、システム電圧VHを検出し、その検出値を制御装置30へ出力する。   Smoothing capacitor C0 smoothes the DC voltage from step-up / down converter 12, and supplies the smoothed DC voltage to inverter 14. The voltage sensor 13 detects the voltage across the smoothing capacitor C 0, that is, the system voltage VH, and outputs the detected value to the control device 30.

インバータ14は、交流モータM1のトルク指令値が正(Trqcom>0)の場合には、平滑コンデンサC0から直流電圧が供給されると制御装置30からのスイッチング制御信号S3〜S8に応答した、スイッチング素子Q3〜Q8のスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するように交流モータM1を駆動する。また、インバータ14は、交流モータM1のトルク指令値が零の場合(Trqcom=0)には、スイッチング制御信号S3〜S8に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるように交流モータM1を駆動する。これにより、交流モータM1は、トルク指令値Trqcomによって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。   When the torque command value of AC motor M1 is positive (Trqcom> 0), inverter 14 is switched in response to switching control signals S3 to S8 from control device 30 when a DC voltage is supplied from smoothing capacitor C0. The AC motor M1 is driven so as to convert a DC voltage into an AC voltage and output a positive torque by the switching operation of the elements Q3 to Q8. Further, when the torque command value of AC motor M1 is zero (Trqcom = 0), inverter 14 converts the DC voltage to the AC voltage by the switching operation in response to switching control signals S3 to S8, and the torque is zero. The AC motor M1 is driven so that Thus, AC motor M1 is driven to generate zero or positive torque designated by torque command value Trqcom.

さらに、モータ駆動システム100が搭載された電動車両の回生制動時には、交流モータM1のトルク指令値Trqcomは負に設定される(Trqcom<0)。この場合には、インバータ14は、スイッチング制御信号S3〜S8に応答したスイッチング動作により、交流モータM1が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧(システム電圧)を平滑コンデンサC0を介して昇降圧コンバータ12へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Further, during regenerative braking of an electric vehicle equipped with motor drive system 100, torque command value Trqcom of AC motor M1 is set to be negative (Trqcom <0). In this case, the inverter 14 converts the AC voltage generated by the AC motor M1 into a DC voltage by a switching operation in response to the switching control signals S3 to S8, and converts the converted DC voltage (system voltage) to the smoothing capacitor C0. To the step-up / down converter 12. The regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver operating the electric vehicle performs a footbrake operation, or regenerative braking by turning off the accelerator pedal while driving, although the footbrake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating electricity.

電流センサ24は、交流モータM1に流れるモータ電流MCRTを検出し、その検出したモータ電流を制御装置30へ出力する。なお、三相電流Iu,Iv,Iwの瞬時値の和は零であるので、図1に示すように電流センサ24は2相分のモータ電流(たとえば、V相電流IvおよびW相電流Iiw)を検出するように配置すれば足りる。   Current sensor 24 detects motor current MCRT flowing through AC motor M <b> 1 and outputs the detected motor current to control device 30. Since the sum of instantaneous values of the three-phase currents Iu, Iv, and Iw is zero, the current sensor 24 has two phases of motor current (for example, V-phase current Iv and W-phase current Iiw) as shown in FIG. It is sufficient to arrange it so as to detect.

回転角センサ(レゾルバ)25は、交流モータM1のロータ回転角θを検出し、その検出した回転角θを制御装置30へ送出する。制御装置30では、回転角θに基づき交流モータM1の回転数(回転速度)Nmtおよび角速度ω(rad/s)を算出できる。なお、回転角センサ25については、回転角θを制御装置30にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。   The rotation angle sensor (resolver) 25 detects the rotor rotation angle θ of the AC motor M1, and sends the detected rotation angle θ to the control device 30. The control device 30 can calculate the rotational speed (rotational speed) Nmt and the angular speed ω (rad / s) of the AC motor M1 based on the rotational angle θ. Note that the rotation angle sensor 25 may be omitted by directly calculating the rotation angle θ from the motor voltage or current by the control device 30.

制御装置30は、電子制御ユニット(ECU)により構成され、予め記憶されたプログラムを図示しないCPUで実行することによるソフトウェア処理および/または専用の電子回路によるハードウェア処理により、モータ駆動システム100の動作を制御する。   The control device 30 is composed of an electronic control unit (ECU), and operates the motor drive system 100 by software processing by executing a pre-stored program by a CPU (not shown) and / or hardware processing by a dedicated electronic circuit. To control.

代表的な機能として、制御装置30は、入力されたトルク指令値Trqcom、電圧センサ10によって検出された直流電圧Vb、電流センサ11によって検出された直流電流Ib、電圧センサ13によって検出されたシステム電圧VHおよび電流センサ24からのモータ電流Iv,Iw、回転角センサ25からの回転角θ等に基づいて、後述する制御方式により交流モータM1がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するように、昇降圧コンバータ12およびインバータ14の動作を制御する。すなわち、昇降圧コンバータ12およびインバータ14を上記のように制御するためのスイッチング制御信号S1〜S8を生成して、昇降圧コンバータ12およびインバータ14へ出力する。   As a representative function, the control device 30 includes the input torque command value Trqcom, the DC voltage Vb detected by the voltage sensor 10, the DC current Ib detected by the current sensor 11, and the system voltage detected by the voltage sensor 13. Based on VH, the motor currents Iv and Iw from the current sensor 24, the rotation angle θ from the rotation angle sensor 25, etc., the AC motor M1 outputs torque according to the torque command value Trqcom by a control method described later. The operation of the step-up / down converter 12 and the inverter 14 is controlled. That is, the switching control signals S1 to S8 for controlling the buck-boost converter 12 and the inverter 14 as described above are generated and output to the buck-boost converter 12 and the inverter 14.

昇降圧コンバータ12の昇圧動作時には、制御装置30は、システム電圧VHをフィードバック制御し、システム電圧VHが電圧指令値に一致するようにスイッチング制御信号S1,S2を生成する。   During the step-up operation of buck-boost converter 12, control device 30 performs feedback control of system voltage VH and generates switching control signals S1 and S2 so that system voltage VH matches the voltage command value.

また、制御装置30は、電動車両が回生制動モードに入ったことを示す信号RGEを外部ECUから受けると、交流モータM1で発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号S3〜S8を生成してインバータ14へ出力する。これにより、インバータ14は、交流モータM1で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇降圧コンバータ12へ供給する。   When control device 30 receives a signal RGE indicating that the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from an external ECU, switching control signals S3 to S3 convert the AC voltage generated by AC motor M1 into a DC voltage. S8 is generated and output to the inverter 14. Thereby, the inverter 14 converts the AC voltage generated by the AC motor M <b> 1 into a DC voltage and supplies it to the step-up / down converter 12.

さらに、制御装置30は、電動車両が回生制動モードに入ったことを示す信号RGEを外部ECUから受けると、インバータ14から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号S1,S2を生成し、昇降圧コンバータ12へ出力する。これにより、交流モータM1が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Bに供給される。   Further, when receiving a signal RGE indicating that the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from the external ECU, control device 30 generates switching control signals S1 and S2 so as to step down the DC voltage supplied from inverter 14. , Output to the step-up / down converter 12. As a result, the AC voltage generated by AC motor M1 is converted into a DC voltage, stepped down, and supplied to DC power supply B.

(制御モードの説明)
制御装置30による交流モータM1の制御についてさらに詳細に説明する。
(Description of control mode)
Control of AC motor M1 by control device 30 will be described in further detail.

図2は、本発明の実施の形態によるモータ駆動システム100における交流モータM1の制御モードを概略的に説明する図である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a control mode of AC motor M1 in motor drive system 100 according to the embodiment of the present invention.

図2に示すように、本発明の実施の形態によるモータ駆動システム100では、交流モータM1の制御、すなわち、インバータ14における電力変換について、3つの制御モードを切換えて使用する。   As shown in FIG. 2, in motor drive system 100 according to the embodiment of the present invention, three control modes are switched and used for control of AC motor M <b> 1, that is, power conversion in inverter 14.

正弦波PWM制御は、一般的なPWM制御として用いられるものであり、各相上下アーム素子のオン・オフを、正弦波状の電圧指令と搬送波(代表的には三角波)との電圧比較に従って制御する。この結果、上アーム素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アーム素子のオン期間に対応するローレベル期間との集合について、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるようにデューティが制御される。周知のように、正弦波状の電圧指令の振幅が搬送波振幅以下の範囲に制限される正弦波PWM制御では、交流モータM1への印加電圧(以下、単に「モータ印加電圧」とも称する)の基本波成分をインバータの直流リンク電圧の約0.61倍程度までしか高めることができない。以下、本明細書では、インバータ14の直流リンク電圧(すなわち、システム電圧VH)に対するモータ印加電圧(線間電圧)の基本波成分(実効値)の比を「変調率」と称することとする。   The sine wave PWM control is used as a general PWM control, and controls on / off of each phase upper and lower arm elements according to a voltage comparison between a sine wave voltage command and a carrier wave (typically a triangular wave). . As a result, for a set of a high level period corresponding to the on period of the upper arm element and a low level period corresponding to the on period of the lower arm element, the duty is set so that the fundamental wave component becomes a sine wave within a certain period. Is controlled. As is well known, in the sine wave PWM control in which the amplitude of the sinusoidal voltage command is limited to a range below the carrier wave amplitude, the fundamental wave of the applied voltage to the AC motor M1 (hereinafter also simply referred to as “motor applied voltage”). The component can only be increased to about 0.61 times the DC link voltage of the inverter. Hereinafter, in this specification, the ratio of the fundamental component (effective value) of the motor applied voltage (line voltage) to the DC link voltage (that is, the system voltage VH) of the inverter 14 is referred to as “modulation rate”.

正弦波PWM制御では、正弦波の電圧指令の振幅が搬送波振幅以下の範囲であるため、交流モータM1に印加される線間電圧が正弦波となる。また、搬送波振幅以下の範囲の正弦波成分に3n次高調波成分(n:自然数、代表的には、n=1の3次高調波)を重畳させて電圧指令を生成する制御方式も提案されている。この制御方式では、高調波分によって電圧指令が搬送波振幅よりも高くなる期間が生じるが、各相に重畳された3n次高調波成分は線間では打ち消されるので、線間電圧は、正弦波を維持したものとなる。本実施の形態では、この制御方式も正弦波PWM制御に含めるものとする。   In the sine wave PWM control, since the amplitude of the sine wave voltage command is in the range of the carrier wave amplitude or less, the line voltage applied to the AC motor M1 becomes a sine wave. Also proposed is a control method in which a voltage command is generated by superimposing a 3n-order harmonic component (n: a natural number, typically n = 1 third-harmonic) on a sine wave component in the range below the carrier wave amplitude. ing. In this control method, a period in which the voltage command becomes higher than the carrier wave amplitude occurs due to the harmonic component. However, since the 3n-order harmonic component superimposed on each phase is canceled between lines, the line voltage is a sine wave. It will be maintained. In the present embodiment, this control method is also included in the sine wave PWM control.

一方、矩形波電圧制御では、上記一定期間内で、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が1:1の矩形波1パルス分を交流モータM1へ印加する。これにより、変調率は0.78まで高められる。   On the other hand, in the rectangular wave voltage control, one pulse of a rectangular wave having a ratio of 1: 1 between the high level period and the low level period is applied to the AC motor M1 within the predetermined period. As a result, the modulation rate is increased to 0.78.

過変調PWM制御は、電圧指令(正弦波成分)の振幅が搬送波振幅より大きい範囲で上記正弦波PWM制御と同様のPWM制御を行なうものである。特に、電圧指令を本来の正弦波波形から歪ませること(振幅補正)によって基本波成分を高めることができ、変調率を正弦波PWM制御モードでの最高変調率から0.78の範囲まで高めることができる。過変調PWM制御では、電圧指令(正弦波成分)の振幅が搬送波振幅より大きいため、交流モータM1に印加される線間電圧は、正弦波ではなく歪んだ電圧となる。   The overmodulation PWM control performs PWM control similar to the sine wave PWM control in a range where the amplitude of the voltage command (sine wave component) is larger than the carrier wave amplitude. In particular, the fundamental wave component can be increased by distorting the voltage command from the original sine wave waveform (amplitude correction), and the modulation rate is increased from the maximum modulation rate in the sine wave PWM control mode to a range of 0.78. Can do. In overmodulation PWM control, since the amplitude of the voltage command (sine wave component) is larger than the carrier wave amplitude, the line voltage applied to AC motor M1 is not a sine wave but a distorted voltage.

交流モータM1では、回転数や出力トルクが増加すると誘起電圧が高くなるため、必要となる駆動電圧(モータ必要電圧)が高くなる。昇降圧コンバータ12による昇圧電圧すなわち、システム電圧VHはこのモータ必要電圧よりも高く設定する必要がある。その一方で、昇降圧コンバータ12による昇圧電圧すなわち、システム電圧VHには限界値(VH最大電圧)が存在する。   In the AC motor M1, the induced voltage increases as the rotational speed and output torque increase, so that the required drive voltage (motor required voltage) increases. The boosted voltage by the step-up / down converter 12, that is, the system voltage VH needs to be set higher than this motor required voltage. On the other hand, there is a limit value (VH maximum voltage) in the boosted voltage by the buck-boost converter 12, that is, the system voltage VH.

したがって、交流モータM1の動作状態に応じて、モータ電流のフィードバックによってモータ印加電圧(交流)の振幅および位相を制御する、正弦波PWM制御または過変調PWM制御によるPWM制御モード、および、矩形波電圧制御モードのいずれかが選択的に適用される。なお、矩形波電圧制御では、モータ印加電圧の振幅が固定されるため、トルク実績値とトルク指令値との偏差に基づく、矩形波電圧パルスの位相制御によってトルク制御が実行される。   Therefore, a PWM control mode by sine wave PWM control or overmodulation PWM control that controls the amplitude and phase of the motor applied voltage (AC) by feedback of motor current according to the operating state of AC motor M1, and rectangular wave voltage One of the control modes is selectively applied. In the rectangular wave voltage control, since the amplitude of the motor applied voltage is fixed, the torque control is executed by the phase control of the rectangular wave voltage pulse based on the deviation between the actual torque value and the torque command value.

図3は、制御モードの選択方式を説明するフローチャートである。
図3のフローチャートに示されるように、図示しない上位ECUによって、アクセル開度等に従う車両要求出力に基づき交流モータM1のトルク指令値Trqcomが算出される(ステップS100)のを受けて、制御装置30は、予め設定されたマップ等に基づいて、交流モータM1のトルク指令値Trqcomおよび回転数からモータ必要電圧(誘起電圧)を算出し(ステップS110)、さらに、モータ必要電圧ととシステム電圧VHの最大値(VH最大値)との関係に従って、矩形波電圧制御モードおよびPWM制御モードのいずれを適用してモータ制御を行なうか否かを決定する(ステップS120)。PWM制御モードの適用時に、正弦波PWM制御および過変調PWM制御のいずれを用いるかについては、ベクトル制御に従う電圧指令値の変調率範囲に応じて決定する。上記制御フローに従って、交流モータM1の運転条件に従って、図2に示した複数の制御モードのうちから適正な制御モードが適用される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control mode selection method.
As shown in the flowchart of FIG. 3, upon receiving a torque command value Trqcom of AC motor M <b> 1 (step S <b> 100) calculated by a host ECU (not shown) based on a required vehicle output according to the accelerator opening, etc., control device 30. Calculates the required motor voltage (induced voltage) from the torque command value Trqcom and the rotational speed of AC motor M1 based on a preset map or the like (step S110), and further calculates the required motor voltage and system voltage VH. According to the relationship with the maximum value (VH maximum value), it is determined whether to perform motor control by applying either the rectangular wave voltage control mode or the PWM control mode (step S120). Whether to use the sine wave PWM control or the overmodulation PWM control when applying the PWM control mode is determined according to the modulation rate range of the voltage command value according to the vector control. According to the control flow, an appropriate control mode is applied from among the plurality of control modes shown in FIG. 2 according to the operating conditions of AC motor M1.

図4には、交流モータM1の動作状態と上述の制御モードとの対応関係が示される。
図4を参照して、概略的には、低回転数域A1ではトルク変動を小さくするために正弦波PWM制御が用いられ、中回転数域A2では過変調PWM制御、高回転数域A3では、矩形波電圧制御が適用される。特に、過変調PWM制御および矩形波電圧制御の適用により、交流モータM1の出力向上が実現される。このように、図2に示した制御モードのいずれを用いるかについては、基本的には、実現可能な変調率の範囲内で決定される。
FIG. 4 shows a correspondence relationship between the operation state of AC motor M1 and the above-described control mode.
Referring to FIG. 4, sine wave PWM control is generally used to reduce torque fluctuation in the low rotation speed range A1, overmodulation PWM control in the middle rotation speed range A2, and in the high rotation speed range A3. Square wave voltage control is applied. In particular, the output of AC motor M1 is improved by applying overmodulation PWM control and rectangular wave voltage control. As described above, which of the control modes shown in FIG. 2 is used is basically determined within the range of the modulation rate that can be realized.

図5は、本発明の実施の形態によるモータ駆動システムによるモータ制御構成を説明するブロック図である。図5に示されたモータ制御のための各機能ブロックは、制御装置30によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現することができる。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a motor control configuration by the motor drive system according to the embodiment of the present invention. Each functional block for motor control shown in FIG. 5 can be realized by hardware or software processing by the control device 30.

図5を参照して、PWM制御部200およびオフセットF/B(フィードバック)処理部300は、PWM制御モードの選択時に、交流モータM1がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するように、パルス幅変調(PWM)制御に従ってインバータ14のスイッチング制御信号S3〜S8を生成する。なお、図示は省略するが、制御装置30は、矩形波電圧制御モードの選択時に、トルク推定値とトルク指令値との偏差に基づく、矩形波パルスの電圧位相制御によってトルク制御を実行するための矩形波電圧制御部をさらに備えている。   Referring to FIG. 5, PWM control unit 200 and offset F / B (feedback) processing unit 300 pulse so that AC motor M1 outputs a torque according to torque command value Trqcom when PWM control mode is selected. Switching control signals S3 to S8 of the inverter 14 are generated in accordance with width modulation (PWM) control. Although illustration is omitted, the control device 30 performs torque control by voltage phase control of the rectangular wave pulse based on the deviation between the estimated torque value and the torque command value when the rectangular wave voltage control mode is selected. A rectangular wave voltage control unit is further provided.

具体的には、PWM制御部200は、電流指令生成部210と、座標変換部220,240と、PI演算部230と、PWM信号生成部250と、制御モード判定部260とを含む。   Specifically, the PWM control unit 200 includes a current command generation unit 210, coordinate conversion units 220 and 240, a PI calculation unit 230, a PWM signal generation unit 250, and a control mode determination unit 260.

電流指令生成部210は、予め定められたテーブル等に従って、トルク指令値Trqcomに応じたd軸電流指令値Idcomおよびq軸電流指令値Iqcomを生成する。   Current command generation unit 210 generates a d-axis current command value Idcom and a q-axis current command value Iqcom corresponding to torque command value Trqcom according to a predetermined table or the like.

座標変換部220は、回転角センサ25によって検出される交流モータM1の回転角θを用いた座標変換(3相→2相)により、電流センサ24によって検出されたV相電流ivおよびW相電流iwを基に、d軸電流Idおよびq軸電流Iqを算出する。   The coordinate conversion unit 220 performs a V-phase current iv and a W-phase current detected by the current sensor 24 by coordinate conversion (3 phase → 2 phase) using the rotation angle θ of the AC motor M1 detected by the rotation angle sensor 25. Based on iw, a d-axis current Id and a q-axis current Iq are calculated.

PI演算部230には、d軸電流の指令値に対する偏差ΔId(ΔId=Idcom−Id)およびq軸電流の指令値に対する偏差ΔIq(ΔIq=Iqcom−Iq)が入力される。PI演算部230は、d軸電流偏差ΔIdおよびq軸電流偏差ΔIqについて所定ゲインによるPI演算を行なって制御偏差を求め、この制御偏差に応じたd軸電圧指令値Vd♯およびq軸電圧指令値Vq♯を生成する。   The PI calculation unit 230 receives a deviation ΔId (ΔId = Idcom−Id) with respect to the command value of the d-axis current and a deviation ΔIq (ΔIq = Iqcom−Iq) with respect to the command value of the q-axis current. PI calculation unit 230 performs a PI calculation with a predetermined gain on d-axis current deviation ΔId and q-axis current deviation ΔIq to obtain a control deviation, and d-axis voltage command value Vd # and q-axis voltage command value corresponding to the control deviation. Vq # is generated.

座標変換部240は、交流モータM1の回転角θを用いた座標変換(2相→3相)によって、d軸電圧指令値Vd♯およびq軸電圧指令値Vq♯をU相、V相、W相の各相電圧指令値Vu♯,Vv♯,Vw♯に変換する。なお、d軸,q軸電圧指令値Vd♯,Vq♯から各相電圧指令値Vu♯,Vv♯,Vw♯への変換には、システム電圧VHも反映される。   The coordinate conversion unit 240 converts the d-axis voltage command value Vd # and the q-axis voltage command value Vq # to the U-phase, V-phase, W-phase by coordinate conversion (2 phase → 3 phase) using the rotation angle θ of the AC motor M1. Each phase voltage command value Vu #, Vv #, Vw # is converted. The system voltage VH is also reflected in the conversion from the d-axis and q-axis voltage command values Vd # and Vq # to the phase voltage command values Vu #, Vv # and Vw #.

座標変換部240によって変換された各相電圧指令値Vu♯,Vv♯,Vw♯には、さらに、オフセットF/B処理部300によって生成されたオフセット補正値ΔVu♯,ΔVv♯,ΔVw♯が加算される。そして、各相電圧指令値Vu♯,Vv♯,Vw♯にオフセット補正値ΔVu♯,ΔVv♯,ΔVw♯を加算した値が、最終的な各相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*としてPWM信号生成部250に与えられる。   Offset correction values ΔVu #, ΔVv #, ΔVw # generated by the offset F / B processing unit 300 are added to the phase voltage command values Vu #, Vv #, Vw # converted by the coordinate conversion unit 240. Is done. The values obtained by adding the offset correction values ΔVu #, ΔVv #, ΔVw # to the phase voltage command values Vu #, Vv #, Vw # are the final phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *. The signal is supplied to the PWM signal generation unit 250.

詳細には、オフセットF/B処理部300は、交流モータM1に流れるモータ電流からオフセット補正値を算出し、その算出したオフセット補正値に基づいて各相電圧指令値Vu♯,Vv♯,Vw♯を補正する。具体的には、オフセットF/B処理部300は、オフセット演算部310と、PI演算部320と、リミッタ330とを含む。   Specifically, offset F / B processing unit 300 calculates an offset correction value from the motor current flowing in AC motor M1, and based on the calculated offset correction value, each phase voltage command value Vu #, Vv #, Vw #. Correct. Specifically, the offset F / B processing unit 300 includes an offset calculation unit 310, a PI calculation unit 320, and a limiter 330.

オフセット演算部310は、電流センサ24によって検出されたモータ電流iu,iv,iwに含まれるオフセット量を算出する。具体的には、オフセット演算部310は、そのときの目標モータ電流(d軸,q軸電流指令値に対応する各相モータ電流の目標値)の平均値を、電流センサ24によって検出されたモータ電流iu,iv,iwの平均値から減算し、この偏差Δiu,Δiv,Δiwをオフセット量としてPI演算部320に供給する。   The offset calculation unit 310 calculates an offset amount included in the motor currents iu, iv, iw detected by the current sensor 24. Specifically, the offset calculation unit 310 detects the average value of the target motor current (target value of each phase motor current corresponding to the d-axis and q-axis current command values) at that time by the current sensor 24. The deviations Δiu, Δiv, Δiw are subtracted from the average values of the currents iu, iv, iw and supplied to the PI calculation unit 320 as offset amounts.

PI演算部320は、オフセット量Δiu,Δiv,ΔiwにPゲインを乗算してPフィードバック値を算出するとともに、オフセット量Δiu,Δiv,ΔiwにIゲインを乗算してIフォードバック値を算出し、これらを加算して各相電圧指令値のオフセット補正値ΔVu,ΔVv,ΔVwを算出する。なお、以下では、PI演算部320によって算出されるPフィードバック値を、「オフセットF/B用積分項」とも称する。   The PI operation unit 320 calculates a P feedback value by multiplying the offset amounts Δiu, Δiv, Δiw by the P gain, and calculates an I Ford back value by multiplying the offset amounts Δiu, Δiv, Δiw by the I gain, These are added to calculate the offset correction values ΔVu, ΔVv, ΔVw of each phase voltage command value. Hereinafter, the P feedback value calculated by the PI calculation unit 320 is also referred to as an “offset F / B integral term”.

リミッタ330は、オフセットF/B処理によって補正可能な範囲を制限する。具体的には、リミッタ330は、PI演算部320から供給されるオフセット補正値ΔVu,ΔVv,ΔVwを、予め定められた補正範囲の上限値(以下、「制御リミッタ」とも称する)を超えないように制限する。   The limiter 330 limits the range that can be corrected by the offset F / B process. Specifically, limiter 330 prevents offset correction values ΔVu, ΔVv, and ΔVw supplied from PI calculation unit 320 from exceeding an upper limit value (hereinafter also referred to as “control limiter”) of a predetermined correction range. Limit to.

なお、このようにオフセット補正値を制限する構成としたのは、例えば電流センサ24に異常があってセンサ誤差が大きくなる場合には、オフセット量も増大するため、当該オフセット量に従って電圧指令値を補正することによって、却って正常な制御ができなくなるためである。   The offset correction value is limited in this way because, for example, when the current sensor 24 is abnormal and the sensor error becomes large, the offset amount also increases. Therefore, the voltage command value is set according to the offset amount. This is because the normal control cannot be performed by correcting.

したがって、リミッタ330は、制御リミッタを用いてPI演算部320からのオフセット補正値ΔVu,ΔVv,ΔVwに制限をかけることにより、最終的なオフセット補正値ΔVu♯,ΔVv♯,ΔVw♯として出力する。そして、このオフセット補正値ΔVu♯,ΔVv♯,ΔVw♯がU相、V相、W相の各相電圧指令値Vu♯,Vv♯,Vw♯にそれぞれ加算されることによって、最終的な各相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*が生成される。   Therefore, the limiter 330 uses the control limiter to limit the offset correction values ΔVu, ΔVv, ΔVw from the PI calculation unit 320, and outputs the final offset correction values ΔVu #, ΔVv #, ΔVw #. The offset correction values ΔVu #, ΔVv #, ΔVw # are added to the U-phase, V-phase, and W-phase voltage command values Vu #, Vv #, Vw #, respectively. Voltage command values Vu *, Vv *, Vw * are generated.

PWM信号生成部250は、各相の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*と所定の搬送波との比較に基づいて、スイッチング制御信号S3〜S8を生成する。インバータ14がPWM制御部200によって生成されたスイッチング制御信号S3〜S8に従ってスイッチング制御されることにより、電流指令生成部210に入力されたトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するための交流電圧が印加される。   The PWM signal generation unit 250 generates the switching control signals S3 to S8 based on the comparison between the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * of each phase and a predetermined carrier wave. The inverter 14 is subjected to switching control according to the switching control signals S3 to S8 generated by the PWM control unit 200, whereby an AC voltage for outputting torque according to the torque command value Trqcom input to the current command generation unit 210 is obtained. Applied.

このように、トルク指令値Trqcomに応じた電流指令値(Idcom,Iqcom)へモータ電流を制御する閉ループが構成されることにより、交流モータM1の出力トルクはトルク指令値Trqcomに従って制御される。   As described above, a closed loop for controlling the motor current to the current command value (Idcom, Iqcom) corresponding to the torque command value Trqcom is configured, whereby the output torque of the AC motor M1 is controlled according to the torque command value Trqcom.

制御モード判定部260は、図3に示したフローチャートに従ってPWM制御モード(正弦波PWM制御/過変調PWM制御)が選択されたときに、以下に示す変調率演算に従って、正弦波PWM制御および過変調PWMの一方を選択する。   When the PWM control mode (sine wave PWM control / overmodulation PWM control) is selected according to the flowchart shown in FIG. 3, the control mode determination unit 260 performs sine wave PWM control and overmodulation according to the following modulation factor calculation. Select one of the PWMs.

制御モード判定部260は、PI演算部230によって生成されたd軸電圧指令値Vd♯およびq軸電圧指令値Vq♯を用いて、下記(1),(2)式に従って線間電圧振幅Vampを算出する。   Control mode determination unit 260 uses line d voltage command value Vd # and q axis voltage command value Vq # generated by PI operation unit 230 to calculate line voltage amplitude Vamp according to the following equations (1) and (2). calculate.

Vamp=|Vd♯|・cosφ+|Vq♯|・sinφ …(1)
tanφ=Vq♯/Vd♯ …(2)
さらに、制御モード判定部260は、システム電圧VHに対する上記演算による線間電圧振幅Vampの比である変調率Kmdを、すなわち下記(3)式に従って演算する。
Vamp = | Vd # | .cosφ + | Vq # | .sinφ (1)
tan φ = Vq # / Vd # (2)
Furthermore, the control mode determination unit 260 calculates the modulation factor Kmd, which is the ratio of the line voltage amplitude Vamp by the above calculation to the system voltage VH, that is, according to the following equation (3).

Kmd=Vamp/VH♯…(3)
制御モード判定部260は、上記の演算により求められた変調率Kmdに従って、正弦波PWM制御および過変調PWM制御の一方を選択する。なお、上述のように、制御モード判定部260による制御方式の選択はPWM信号生成部250における搬送波の切換えに反映される。すなわち、過変調PWM制御時には、PWM信号生成部250におけるPWM変調時に用いられる搬送波が、正弦波PWM制御時の一般的なものから切換えられる。
Kmd = Vamp / VH # (3)
Control mode determination unit 260 selects one of sine wave PWM control and overmodulation PWM control according to modulation factor Kmd obtained by the above calculation. As described above, the selection of the control method by the control mode determination unit 260 is reflected in the carrier wave switching in the PWM signal generation unit 250. That is, at the time of overmodulation PWM control, the carrier wave used at the time of PWM modulation in the PWM signal generation unit 250 is switched from the general one at the time of sine wave PWM control.

あるいは、式(3)により求められた変調率KmdがPWM制御モードにより実現可能な範囲を超えている場合には、制御モード判定部260は、矩形波電圧制御モードへの変更を促す出力を上位ECU(図示せず)に対して送出する。なお、このような制御モード判定部260における制御モードの切換の判定結果については、以下に述べる異常検出部400に対しても送出される。   Alternatively, when the modulation factor Kmd obtained by Equation (3) exceeds the range that can be realized by the PWM control mode, the control mode determination unit 260 outputs the output that prompts the change to the rectangular wave voltage control mode. It is sent to an ECU (not shown). The control mode switching determination result in the control mode determination unit 260 is also sent to the abnormality detection unit 400 described below.

(インバータの異常検出)
ここで、PWM制御モードまたは矩形波電圧制御の実行中に、インバータ14の各相アーム15〜17のうちの一相がオープン故障(スイッチング素子Q3〜Q8のいずれかが常時オフとなる故障)をした場合には、故障した相のモータ電流の半波が流れなくなり、平均的にはオフセット電流が交流モータM1に流れることとなる。このオフセット電流の影響で交流モータM1のロータに過電流が発生してロータが発熱するため、ロータの磁力が減少し交流モータM1の出力が低下するという二次的な故障が生じる。
(Inverter abnormality detection)
Here, during execution of the PWM control mode or the rectangular wave voltage control, one of the phase arms 15 to 17 of the inverter 14 has an open failure (a failure in which one of the switching elements Q3 to Q8 is always off). In such a case, the half wave of the motor current of the failed phase does not flow, and on average, an offset current flows to the AC motor M1. Due to the influence of the offset current, an overcurrent is generated in the rotor of the AC motor M1, and the rotor generates heat. Therefore, a secondary failure occurs in which the magnetic force of the rotor decreases and the output of the AC motor M1 decreases.

そのため、本実施の形態に従うモータ駆動システム100では、制御装置30は、インバータ14のオープン故障を検出するための異常検出部400をさらに備えている。   Therefore, in motor drive system 100 according to the present embodiment, control device 30 further includes an abnormality detection unit 400 for detecting an open failure of inverter 14.

異常検出部400は、図5に示すように、オフセットF/B処理部300におけるオフセットF/B用積分項を監視することによってインバータ14のオープン故障を検出する。   As shown in FIG. 5, the abnormality detection unit 400 detects an open failure of the inverter 14 by monitoring the offset F / B integral term in the offset F / B processing unit 300.

図6は、異常検出部400における異常検出手法を説明するタイミングチャートである。図6には、PWM制御中にインバータ14のU相の上アーム(スイッチング素子Q3)がオープン故障した場合のU相電流iu,U相電流iuに含まれるオフセット量および当該オフセット量に基づいてオフセットF/B処理部300において算出されるオフセットF/B用積分項の時間的な変化が示されている。   FIG. 6 is a timing chart for explaining an abnormality detection method in the abnormality detection unit 400. FIG. 6 shows the U-phase current iu when the U-phase upper arm (switching element Q3) of the inverter 14 has an open failure during PWM control, the offset amount included in the U-phase current iu, and the offset amount based on the offset amount. A time change of the integral term for offset F / B calculated in the F / B processing unit 300 is shown.

図6を参照して、U相の上アームがオープン故障する時刻t1までの正常状態では、U相電流iuが正常に流れているので、U相電流のオフセット量Δiuは略零となっている。したがって、オフセットF/B処理部300(図5)において算出されるオフセットF/B用積分項も略零を示している。   Referring to FIG. 6, in the normal state up to time t1 when the U-phase upper arm is open-failed, the U-phase current iu flows normally, so the offset amount Δiu of the U-phase current is substantially zero. . Therefore, the offset F / B integral term calculated by the offset F / B processing unit 300 (FIG. 5) also shows substantially zero.

時刻t1においてU相の上アームがオープン故障すると、図6に示すようにU相電流iuの上側半分が流れなくなり、平均的にオフセット電流が交流モータM1に流れることになる。この時刻t1以降において、U相電流のオフセット量Δiuは、U相電流iuの波形を反映して電流を減少させる方向に増加する。   If the U-phase upper arm fails at time t1, the upper half of the U-phase current iu does not flow as shown in FIG. 6, and an offset current flows to the AC motor M1 on average. After this time t1, the offset amount Δiu of the U-phase current increases in the direction of decreasing the current reflecting the waveform of the U-phase current iu.

そして、オフセット量Δiuが増加すると、オフセットF/B処理部300では、電圧指令値に対するオフセット補正値を生成するための処理が行なわれる。その結果、オフセットF/B処理部300にて算出されるオフセットF/B用積分項(=オフセット量×Pゲイン)も増大する。   When the offset amount Δiu increases, the offset F / B processing unit 300 performs a process for generating an offset correction value for the voltage command value. As a result, the offset F / B integral term (= offset amount × P gain) calculated by the offset F / B processing unit 300 also increases.

異常検出部400は、このオフセットF/B用積分項を監視しており、時刻t3においてオフセットF/B積分項が閾値を超えると、異常カウントの加算処理を実行する。この閾値は、たとえば制御リミッタに設定されている。そして、時刻t4において異常カウントが予め設定された異常確定時間に達すると、異常検出部400は、オープン故障が生じている異常状態と判断し、異常確定フラグをセットする。   The abnormality detection unit 400 monitors the offset F / B integral term, and when the offset F / B integral term exceeds the threshold value at time t3, the abnormality count addition processing is executed. This threshold is set, for example, in the control limiter. Then, when the abnormality count reaches a preset abnormality confirmation time at time t4, the abnormality detection unit 400 determines that an open failure has occurred and sets an abnormality confirmation flag.

図7は、異常検出部400における異常検出手法を説明するフローチャートである。
図7を参照して、異常検出部400は、PI演算部320からオフセットF/B積分項を受け、リミッタ330から制御リミッタを受けると、オフセットF/B積分項が制御リミッタを上回っているか否かを判断する(ステップS01)。オフセットF/B積分項が制御リミッタを上回っている場合(ステップS01にてYES)には、異常カウントを加算し(ステップS02)、異常カウントが予め定められた異常確定時間以上であると(ステップS03にてYES)、オープン故障が生じている異常状態と判断する(ステップS04)。なお、異常カウンタが異常確定時間に達していない場合(ステップS03にてNO)には、処理が再びS01に戻される。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an abnormality detection method in the abnormality detection unit 400.
Referring to FIG. 7, when abnormality detection unit 400 receives an offset F / B integral term from PI calculation unit 320 and receives a control limiter from limiter 330, whether or not the offset F / B integral term exceeds the control limiter. Is determined (step S01). If the offset F / B integral term exceeds the control limiter (YES in step S01), an abnormal count is added (step S02), and if the abnormal count is equal to or longer than a predetermined abnormal determination time (step If YES in S03), it is determined that an open state has occurred (step S04). If the abnormality counter has not reached the abnormality confirmation time (NO in step S03), the process returns to S01 again.

一方、異常検出部400は、オフセットF/B積分項が制御リミッタ以下である場合(ステップS01にてNO)には、オープン故障が生じていない正常状態と判断する(ステップS05)。なお、この際、異常カウントはリセットされる。   On the other hand, when the offset F / B integral term is equal to or less than the control limiter (NO in step S01), abnormality detection unit 400 determines that the open state does not cause a normal state (step S05). At this time, the abnormal count is reset.

このように、異常検出部400は、オフセットF/B処理部300におけるオフセットF/B用積分項を監視することによってインバータ14のオープン故障を検出する。   As described above, the abnormality detection unit 400 detects the open failure of the inverter 14 by monitoring the offset F / B integral term in the offset F / B processing unit 300.

しかしながら、図6に示すような電流オフセットは、オープン故障が発生した場合だけでなく、上述した交流モータM1の制御モードをPWM制御モードと矩形波電圧制御モードとの間で切換える際にも発生する。制御モードの違いによるインバータ14のスイッチングタイミングのずれや交流モータM1に印加される波形の違いが生じるためである。したがって、交流モータM1の制御モードの切換え時においても、オフセットF/B積分項が増加する。その結果、オフセットF/B積分項が制御リミッタを超えた場合には、異常検出部400が誤ってオープン故障が生じている異常状態であると判断してしまう可能性があった。   However, the current offset as shown in FIG. 6 occurs not only when an open failure occurs, but also when the control mode of the AC motor M1 described above is switched between the PWM control mode and the rectangular wave voltage control mode. . This is because a difference in switching timing of the inverter 14 due to a difference in control mode or a difference in waveform applied to the AC motor M1 occurs. Therefore, the offset F / B integral term increases even when the control mode of AC motor M1 is switched. As a result, when the offset F / B integral term exceeds the control limiter, there is a possibility that the abnormality detection unit 400 may erroneously determine that the open state is an abnormal state.

そこで、このような誤った異常検出を防止するために、本実施の形態に従う異常検出部400では、交流モータM1の運転条件(トルクおよび回転数)および制御モードの切換状態に関する情報に応じて、異常判定のための閾値を可変に設定する構成とする。   Therefore, in order to prevent such erroneous detection of abnormality, abnormality detection unit 400 according to the present embodiment, according to information regarding the operating condition (torque and rotation speed) of AC motor M1 and the switching state of the control mode, A configuration is adopted in which a threshold for abnormality determination is variably set.

図8は、モータ回転数が急変した場合における異常検出部400による異常検出手法を説明するタイミングチャートである。   FIG. 8 is a timing chart for explaining an abnormality detection method by the abnormality detection unit 400 when the motor rotation speed changes suddenly.

図8を参照して、時刻t11にて上アームがオープン故障すると、U相電流iuの上側半分の電流が流れなくなり、平均的にオフセット電流が交流モータM1に流れる。そのため、時刻t11以降においては、U相電流のオフセット量ΔIuが増加し、これに伴なってオフセットF/B積分項も増加する。   Referring to FIG. 8, when the upper arm has an open failure at time t11, the current in the upper half of U-phase current iu stops flowing, and an offset current flows to AC motor M1 on average. Therefore, after time t11, the offset amount ΔIu of the U-phase current increases, and accordingly, the offset F / B integral term also increases.

ここで、時刻t11以降の時刻t13において、駆動輪のスリップが生じたことによって交流モータM1の回転数が急変したものとする。このとき、回転数が高回転数域(図4のA2に相当)に含まれる場合には、トルク指令値Trqcomおよび回転数に基づいて算出されるモータ必要電圧(誘起電圧)がVH最大電圧に達してしまう。そのため、制御モード判定部260によって、PWM制御モードから矩形波電圧制御モードへ切換えられる。   Here, at time t13 after time t11, it is assumed that the rotational speed of AC motor M1 has suddenly changed due to slippage of the drive wheels. At this time, if the rotational speed is included in the high rotational speed range (corresponding to A2 in FIG. 4), the required motor voltage (induced voltage) calculated based on the torque command value Trqcom and the rotational speed is the VH maximum voltage. Will reach. Therefore, the control mode determination unit 260 switches from the PWM control mode to the rectangular wave voltage control mode.

そして、交流モータM1の制御モードの切換えが行なわれると、切換えの際において上述した電流オフセットが発生する。そのため、図8に示すように、U相電流iuのオフセット量ΔIuがさらに増大する。   When the control mode of AC motor M1 is switched, the above-described current offset occurs at the time of switching. Therefore, as shown in FIG. 8, offset amount ΔIu of U-phase current iu further increases.

このとき、異常検出部400においては、モータ回転数の急変および制御モードの切換えが検出されると、インバータ14の異常を検出するための閾値を、制御リミッタよりも大きい値となるように補正する。   At this time, the abnormality detection unit 400 corrects the threshold for detecting the abnormality of the inverter 14 to a value larger than that of the control limiter when a sudden change in the motor rotation speed and control mode switching are detected. .

なお、この閾値は、電流センサ24の誤差および制御モード切換時における電流オフセット量に基づいて設定される。例えばモータ回転数が急変していない運転条件では、閾値はリミッタ330における制御リミッタと等しい値に設定される。そして、モータ回転数が急変している運転条件においては、閾値は、制御モード切換時における電流オフセット量を上回る値に設定される。   This threshold value is set based on the error of the current sensor 24 and the current offset amount when switching the control mode. For example, under an operating condition in which the motor rotation speed does not change suddenly, the threshold value is set equal to the control limiter in the limiter 330. And in the driving | running condition where the motor rotation speed changes suddenly, a threshold value is set to the value which exceeds the amount of current offset at the time of control mode switching.

このようにモータ回転数の急変に応じて異常検出のための閾値を増加方向に補正したことにより、異常検出部400は、時刻t14にてオフセットF/B積分項が補正後の閾値を超えたときに、異常カウントの加算処理を実行する。そして、時刻t15において異常カウントが予め設定された異常確定時間に達すると、異常検出部400は、オープン故障が生じている異常状態と判断し、異常確定フラグをセットする。   As described above, the abnormality detection unit 400 has corrected the offset F / B integral term beyond the corrected threshold value at time t14 by correcting the threshold value for abnormality detection in the increasing direction according to the sudden change in the motor rotation speed. Sometimes, an abnormal count addition process is executed. When the abnormality count reaches the preset abnormality confirmation time at time t15, the abnormality detection unit 400 determines that the open state has occurred and sets an abnormality confirmation flag.

図9は、異常検出部400における異常検出のための閾値の設定手法を説明するフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart for explaining a threshold value setting method for abnormality detection in the abnormality detection unit 400.

図9を参照して、異常検出部400は、交流モータM1の回転数が急変したか否かを判断し(ステップS11)、回転数が急変していると(ステップS11にてYES)、さらに制御モードの切換えが発生したか否かを判断する(ステップS12)。なお、ステップS11の判断は、一例として、一定期間において所定値以上の回転数変化が生じたか否かに基づいて行なわれる。   Referring to FIG. 9, abnormality detection unit 400 determines whether or not the rotational speed of AC motor M1 has suddenly changed (step S11), and if the rotational speed has suddenly changed (YES in step S11), further It is determined whether or not control mode switching has occurred (step S12). Note that the determination in step S11 is performed based on, for example, whether or not a change in the rotational speed greater than or equal to a predetermined value has occurred in a certain period.

制御モードの切換えが発生しているとき(ステップS12にてYES)には、異常検出部400は、異常検出のための閾値を上げる(ステップS13)。一方、交流モータM1の回転数が急変していないとき(ステップS11にてNO)、あるいは回転数が急変していても制御モードの切換えが生じていないとき(ステップS12にてNO)には、異常検出部400は、閾値を初期値(たとえば制御リミッタ)に設定する(ステップS14)。   When the control mode is switched (YES in step S12), abnormality detection unit 400 increases the threshold for abnormality detection (step S13). On the other hand, when the rotational speed of AC motor M1 is not changing suddenly (NO in step S11), or when the control mode is not switched even if the rotational speed is changing suddenly (NO in step S12), The abnormality detection unit 400 sets the threshold value to an initial value (for example, a control limiter) (step S14).

なお、図8および図9では、交流モータM1の運転条件として回転数が急変した場合について説明したが、交流モータM1のトルクが急変した場合においても、制御モードの切換えに応じて閾値が補正される。すなわち、異常検出部400は、交流モータM1に所定値以上のトルク変化または回転数変化の発生が検出されたときであって、制御モードの切換が必要であると判定された場合には、異常検出のための閾値を増加させるように当該閾値を補正する。   8 and 9, the case where the rotational speed suddenly changes as the operating condition of the AC motor M1 has been described. However, even when the torque of the AC motor M1 changes suddenly, the threshold value is corrected according to the switching of the control mode. The In other words, abnormality detection unit 400 detects an occurrence of torque change or rotation speed change greater than or equal to a predetermined value in AC motor M1, and if it is determined that control mode switching is required, an abnormality is detected. The threshold value is corrected so as to increase the threshold value for detection.

以上のように、本実施の形態においては、各相モータ電流のオフセット量に基づくオフセットF/B積分項を監視することによって、インバータ14のオープン故障を検出する。このとき、交流モータM1の運転条件および制御モードの切換え状態に関する情報に応じて当該閾値を可変に設定する。これにより、交流モータM1の回転数が急変したことによって制御モードの切換えが生じた場合には、切換え時の電流オフセット量に応じて当該閾値が増加方向に補正されるため、オフセットF/B積分項との関係から誤ってオープン故障と判断されるのを未然に防止することができる。その結果、制御モードを切換可能な交流モータを有するモータ駆動システムにおいて、インバータの異常を正確に検出することができる。   As described above, in the present embodiment, the open failure of the inverter 14 is detected by monitoring the offset F / B integral term based on the offset amount of each phase motor current. At this time, the threshold value is variably set according to information regarding the operating condition of AC motor M1 and the switching state of the control mode. As a result, when the control mode is switched due to a sudden change in the rotational speed of the AC motor M1, the threshold is corrected in the increasing direction in accordance with the current offset amount at the time of switching. It is possible to prevent an open failure from being erroneously determined from the relationship with the term. As a result, in the motor drive system having an AC motor that can switch the control mode, it is possible to accurately detect an abnormality of the inverter.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

5 アース線、6,7 電力線、10♯ 直流電圧発生部、10,13 電圧センサ、11,24 電流センサ、12 昇降圧コンバータ、14 インバータ、15 U相アーム、16 V相アーム、17 W相アーム、25 回転角センサ、30 制御装置、100 モータ駆動システム、200 PWM制御部、210 電流指令生成部、220,240 座標変換、230,320 PI演算部、250 PWM信号生成部、260 制御モード判定部、300 オフセットF/B処理部、310 オフセット演算部、330 リミッタ、400 異常検出部、B 直流電源、C0,C1 平滑コンデンサ、D1〜D8 逆並列ダイオード、L1 リアクトル、M1 交流モータ、Q1〜Q8 電力用半導体スイッチング素子、SR1,SR2 システムリレー。   5 Ground wire, 6, 7 Power line, 10 # DC voltage generator, 10, 13 Voltage sensor, 11, 24 Current sensor, 12 Buck-boost converter, 14 Inverter, 15 U-phase arm, 16 V-phase arm, 17 W-phase arm , 25 rotation angle sensor, 30 control device, 100 motor drive system, 200 PWM control unit, 210 current command generation unit, 220, 240 coordinate conversion, 230, 320 PI calculation unit, 250 PWM signal generation unit, 260 control mode determination unit , 300 Offset F / B processing unit, 310 Offset calculation unit, 330 Limiter, 400 Abnormality detection unit, B DC power supply, C0, C1 smoothing capacitor, D1-D8 Anti-parallel diode, L1 reactor, M1 AC motor, Q1-Q8 power Semiconductor switching element, SR1, SR2 system Over.

Claims (2)

直流電源と、前記直流電源が出力する直流電圧を交流モータ駆動のための交流電圧に変換するインバータを備えたモータ駆動システムの制御装置であって、
前記交流モータの運転条件に応じて、前記交流モータに矩形波電圧を印加する第1の制御モードおよびパルス幅変調制御に従って前記交流モータへの印加電圧を制御する第2の制御モードの間の切換の要否を判定する制御モード判定部と、
前記交流モータの各相を流れるモータ電流のオフセット量を補正するためのフィードバック制御を行なうオフセット補正部と、
前記オフセット補正部によって前記オフセット量に基づいて算出されたオフセットフィードバック量を監視することにより、前記インバータが異常であることを検出する異常検出部とを備え、
前記異常検出部は、
前記オフセットフィードバック量が閾値を上回る状態が所定時間継続したか否かを判断し、前記閾値を上回る状態が前記所定時間継続したと判断した場合に、前記インバータが異常であることを検出する異常検出手段と、
前記交流モータに所定値以上のトルク変化または回転数変化が発生したことを検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段によって前記所定値以上のトルク変化または回転数変化の発生が検出されたときであって、前記制御モード判定部によって前記第1および第2の制御モードの間の切換が必要であると判定された場合には、前記閾値を増加させるように前記閾値を補正する補正手段とを含む、モータ駆動システムの制御装置。
A motor drive system control device comprising a DC power supply and an inverter that converts a DC voltage output from the DC power supply into an AC voltage for driving an AC motor,
Switching between a first control mode for applying a rectangular wave voltage to the AC motor and a second control mode for controlling the applied voltage to the AC motor according to pulse width modulation control according to the operating conditions of the AC motor A control mode determination unit for determining whether it is necessary,
An offset correction unit for performing feedback control for correcting an offset amount of a motor current flowing through each phase of the AC motor;
An abnormality detection unit that detects that the inverter is abnormal by monitoring an offset feedback amount calculated based on the offset amount by the offset correction unit;
The abnormality detection unit
Abnormality detection that detects whether or not the state where the offset feedback amount exceeds the threshold continues for a predetermined time, and detects that the inverter is abnormal when it is determined that the state where the offset feedback amount exceeds the threshold continues for the predetermined time Means,
A change detecting means for detecting that a torque change or a rotational speed change of a predetermined value or more has occurred in the AC motor;
When the change detection means detects the occurrence of torque change or rotation speed change greater than the predetermined value, the control mode determination unit needs to switch between the first and second control modes. And a correction unit that corrects the threshold value so as to increase the threshold value.
前記インバータは、前記交流モータの各相にそれぞれ対応する複数のアームを備え、前記複数のアームの各々は、直列接続された2つのスイッチング素子を含み、
前記異常検出手段は、前記閾値を上回る状態が前記所定時間継続したと判断した場合に、前記複数のアームのうちのいずれか1つのアームに含まれる一方のスイッチング素子が常時オフ状態となるオープン故障であることを検出する、請求項1に記載のモータ駆動システムの制御装置。
The inverter includes a plurality of arms each corresponding to each phase of the AC motor, and each of the plurality of arms includes two switching elements connected in series,
When the abnormality detection unit determines that the state exceeding the threshold value has continued for the predetermined time, an open failure in which one switching element included in any one of the plurality of arms is always in an OFF state. The control device for a motor drive system according to claim 1, wherein the controller is detected.
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