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JP2010273518A - AC motor control device - Google Patents

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JP2010273518A
JP2010273518A JP2009125605A JP2009125605A JP2010273518A JP 2010273518 A JP2010273518 A JP 2010273518A JP 2009125605 A JP2009125605 A JP 2009125605A JP 2009125605 A JP2009125605 A JP 2009125605A JP 2010273518 A JP2010273518 A JP 2010273518A
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JP
Japan
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current
sampling
phase
motor
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2009125605A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Degaki
貴章 出垣
Sakaki Okamura
賢樹 岡村
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】複数相の電流検出器の出力を並列ではなく逐次にサンプリングする構成の交流電動機制御において、電流検出誤差による制御上の悪影響を抑制する。
【解決手段】V相およびW相に設けられた電流センサの出力は、共通のサンプリング指示に対して、並列にではなく逐次にサンプリングされるので、相間でサンプリングタイミングに所定時間Tspの遅れが不可避に発生する。各サンプリング指示に対する複数相間の電流サンプリング順序は固定されない。具体的には、いずれかの相の電流が極値となる電気角に対応するタイミングでは当該相が一番先にサンプリングされるように、1周期(電気角360度)内で電流サンプリング順序が適宜変更される。
【選択図】図10
In an AC motor control configured to sample the outputs of a plurality of current detectors sequentially rather than in parallel, adverse effects on control due to current detection errors are suppressed.
Outputs of current sensors provided in a V phase and a W phase are sampled sequentially rather than in parallel with respect to a common sampling instruction, so that a delay of a predetermined time Tsp is inevitable in sampling timing between phases. Occurs. The current sampling order between the phases for each sampling instruction is not fixed. Specifically, the current sampling order is within one cycle (electrical angle 360 degrees) so that the phase is sampled first at the timing corresponding to the electrical angle at which the current of any phase becomes an extreme value. It is changed appropriately.
[Selection] Figure 10

Description

この発明は、交流電動機の制御装置に関し、より特定的には、複数相に設けられた電流センサのサンプリング値に基づく電動機制御に関する。   The present invention relates to an AC motor control device, and more particularly, to motor control based on sampling values of current sensors provided in a plurality of phases.

従来より、交流電動機の制御に、インバータを用いた駆動システムが採用されている。たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車、燃料電池自動車等の電動車両では、インバータによって走行用の交流電動機の出力トルクが制御されることが一般的である。このような交流電動機の制御においては、電動機の駆動電流を電流センサによって検出し、この検出値に基づく電流制御が一般的に適用される。   Conventionally, a drive system using an inverter has been adopted to control an AC motor. For example, in an electric vehicle such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, the output torque of an AC motor for traveling is generally controlled by an inverter. In such control of an AC motor, a drive current of the motor is detected by a current sensor, and current control based on the detected value is generally applied.

このような電流検出に基づく電動機制御では、電流検出誤差を除去することが、制御精度を確保する上で重要である。たとえば、特開2001−298992号公報(特許文献1)には、交流電動機の駆動時における駆動電流のオフセット量を算出するとともに、このオフセット量に基づいて駆動信号のデューティ比を補正する制御構成が記載されている。   In such motor control based on current detection, it is important to remove current detection errors in order to ensure control accuracy. For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-29892 (Patent Document 1) has a control configuration for calculating an offset amount of a drive current when driving an AC motor and correcting a duty ratio of a drive signal based on the offset amount. Are listed.

また、特開2008−278573号公報(特許文献2)には、電流検出手段(電流センサ)のオフセットを正確に測定するための手法が記載されている。具体的には、三相モータを動作させるインバータ装置において、三相のうちの一相を非導通とし、電流検出手段を備える二相に電流を流すように制御した上で、その際の電流検出値に基づいてオフセット量を求めることが記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2008-278573 (Patent Document 2) describes a technique for accurately measuring an offset of a current detection means (current sensor). Specifically, in an inverter device that operates a three-phase motor, control is performed so that one of the three phases is non-conductive and current is supplied to two phases including current detection means, and current detection at that time is detected. It describes that the offset amount is obtained based on the value.

また、特開2004−32917号公報(特許文献3)、特開2004−120814号公報(特許文献4)および、特開2006−271045号公報(特許文献5)には、三相モータに代表される複数相のモータ制御において、相間でのばらつきに着目してモータ制御を高度化するための手法が記載されている。   JP-A-2004-32917 (Patent Document 3), JP-A-2004-120814 (Patent Document 4) and JP-A-2006-271045 (Patent Document 5) are represented by three-phase motors. In the multi-phase motor control, a method for improving the motor control by paying attention to variations between phases is described.

特開2001−298992号公報JP 2001-298990 A 特開2008−278573号公報JP 2008-278573 A 特開2004−32917号公報JP 2004-32917 A 特開2004−120814号公報JP 2004-120814 A 特開2006−271045号公報JP 2006-271045 A

上記のような電流検出に基づく電動機制御では、所定の制御周期毎に電流センサ出力をサンプリングするとともに、サンプリングされた出力値をアナログ/デジタル変換(A/D変換)することによって、電流フィードバック制御に代表される制御演算に使用する電流検出値が取得される。   In the motor control based on the current detection as described above, the current sensor output is sampled every predetermined control period, and the sampled output value is subjected to analog / digital conversion (A / D conversion). A current detection value used for a representative control calculation is acquired.

一方で、三相交流電動機に代表される多相交流電動機では、各相の電流検出値を取得するためには複数相に電流センサを配置する必要が生じる。たとえば、三相交流電動機では、最低限2相に電流センサを配置する必要がある。さらに、各制御周期において複数相の電流センサの出力をサンプリングする必要がある。この際に、複数相の電流を同時にサンプリングすることが理論的には好ましい。   On the other hand, in a multiphase AC motor represented by a three-phase AC motor, it is necessary to arrange current sensors in a plurality of phases in order to acquire a current detection value of each phase. For example, in a three-phase AC motor, it is necessary to arrange current sensors in at least two phases. Furthermore, it is necessary to sample the output of a plurality of current sensors in each control cycle. In this case, it is theoretically preferable to sample a plurality of phases of current simultaneously.

しかしながら、このような並列サンプリング処理を実現するためには、入力ポートを複数相に対応して設けるともに、各相でのサンプリングを並列に処理する必要がある。かかる構成の実現には、A/Dコンバータや演算処理装置(CPU)の高度化が要求されるため、制御装置のコストが上昇する。   However, in order to realize such parallel sampling processing, it is necessary to provide input ports corresponding to a plurality of phases and process sampling in each phase in parallel. Realization of such a configuration requires advanced A / D converters and arithmetic processing units (CPUs), which increases the cost of the control device.

このため、コスト面からは、複数相の電流センサの出力を順番に逐次サンプリング処理することによって、各相の電流検出値を取得する構成が好ましい。その一方で、このようにサンプリングを逐次処理する場合には、同一タイミングに対応する各相の電流検出値の間に、サンプリングタイミングの差に起因する誤差が含まれる。このため、かかる誤差に起因して制御に悪影響が発生しないように考慮する必要がある。   For this reason, from the viewpoint of cost, it is preferable to obtain a current detection value of each phase by sequentially sampling the outputs of the current sensors of a plurality of phases in order. On the other hand, when the sampling is sequentially processed as described above, an error due to the difference in sampling timing is included between the current detection values of the respective phases corresponding to the same timing. For this reason, it is necessary to consider so as not to adversely affect the control due to such errors.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、複数相の電流検出器の出力を並列ではなく逐次にサンプリングする構成の交流電動機制御において、電流検出誤差による制御上の悪影響を抑制することである。   The present invention was made to solve such problems, and the object of the present invention is to control AC motors configured to sequentially sample the outputs of a plurality of current detectors instead of in parallel. It is to suppress the adverse effect on the control due to the current detection error.

この発明による交流電動機の制御装置は、インバータによって印加電圧が制御される交流電動機の制御装置であって、複数の電流検出器と、電動機制御部と、サンプリングタイミング指示部と、サンプリング処理部と、サンプリング順序指定部とを備える。複数の電流検出器は、交流電動機の複数相にそれぞれ設けられ、複数相の相電流をそれぞれ検出するように構成される。サンプリングタイミング指示部は、所定の制御周期に従って電流サンプリング指示を発生するように構成される。サンプリング処理部は、電流サンプリング指示に応答して、複数の電流検出器のそれぞれによる検出値を1つずつ逐次にサンプリングするように構成される。電動機制御部は、サンプリング処理部によってサンプリングされた相電流を用いた制御演算に従って、交流電動機を制御するように構成される。サンプリング順序指定部は、電流サンプリング指示のタイミングが、複数相のうちの第1の相で相電流が極値をとるタイミングに対応する場合に、複数の電流検出器のうちの第1の相に対応する電流検出器の検出値が一番先にサンプリングされるように、サンプリング処理部におけるサンプリングの順序を指定するように構成される。   An AC motor control device according to the present invention is an AC motor control device in which an applied voltage is controlled by an inverter, and includes a plurality of current detectors, an electric motor control unit, a sampling timing instruction unit, a sampling processing unit, A sampling order designating unit. The plurality of current detectors are respectively provided in a plurality of phases of the AC motor and configured to detect a plurality of phase currents. The sampling timing instruction unit is configured to generate a current sampling instruction according to a predetermined control cycle. The sampling processing unit is configured to sequentially sample the detection values of each of the plurality of current detectors one by one in response to the current sampling instruction. The electric motor control unit is configured to control the AC electric motor according to a control calculation using the phase current sampled by the sampling processing unit. When the timing of the current sampling instruction corresponds to the timing at which the phase current takes an extreme value in the first phase of the plurality of phases, the sampling order designating unit sets the first phase of the plurality of current detectors. The sampling processing unit is configured to designate the sampling order so that the detection value of the corresponding current detector is sampled first.

上記交流電動機の制御装置によれば、相電流が極値をとるタイミングにおいて相電流の振幅が検出される点に着目して、複数相の電流検出器の出力を並列ではなく逐次にサンプリングする構成においても、各相の電流振幅を等位相でサンプリングするようにサンプリングの順序を指定することができる。これにより、相電流にリップル電流が重畳されている場合にも、逐次サンプリング処理による複数相間でのサンプリングタイミングの差に起因して、電流振幅の検出値に相間でオフセットが生じることを防止できる。この結果、複数相の電流検出器の出力を1つずつ順番にサンプリングする構成としても、電流検出誤差によって制御に悪影響が生じることを回避できる。   According to the control apparatus for an AC motor described above, a configuration in which the output of a plurality of current detectors is sampled sequentially rather than in parallel, focusing on the point that the amplitude of the phase current is detected at the timing when the phase current takes an extreme value. The sampling order can be specified so that the current amplitude of each phase is sampled at an equal phase. Thereby, even when the ripple current is superimposed on the phase current, it is possible to prevent an offset between phases from occurring in the detected value of the current amplitude due to the difference in sampling timing between a plurality of phases by the sequential sampling process. As a result, even when the outputs of the multiple-phase current detectors are sequentially sampled one by one, it is possible to avoid adverse effects on the control due to current detection errors.

好ましくは、サンプリング順序指定部は、電流サンプリング指示のタイミングにおける交流電動機の電気角に基づいて、サンプリングの順序を指定するように構成される。   Preferably, the sampling order designating unit is configured to designate the sampling order based on the electrical angle of the AC motor at the timing of the current sampling instruction.

このようにすると、代表的には交流電動機の回転角センサ(レゾルバ等)によって検知可能である交流電動機の電気角に基づいて、相電流が極値(極大値または極小値)となる相(第1の相)が存在する場合に、当該相の電流を一番先にサンプリングするように複数相の間でのサンプリング順序を決定することができる。   If it does in this way, based on the electrical angle of the AC motor which can typically be detected by the rotation angle sensor (resolver etc.) of the AC motor, the phase (the maximum value or the minimum value) in which the phase current becomes an extreme value (maximum value or minimum value). When there is one phase), the sampling order among a plurality of phases can be determined so that the current of the phase is sampled first.

また好ましくは、サンプリング順序指定部は、過去の電流サンプリング指示における複数相の相電流のサンプリング値の比較に基づいて、今回の電流サンプリング指示におけるサンプリングの順序を指定するように構成される。   Preferably, the sampling order designating unit is configured to designate the sampling order in the current sampling instruction based on a comparison of sampling values of a plurality of phase currents in the past current sampling instruction.

このようにすると、電気角を用いることなく、電流検出器の過去の出力に基づいて、相電流が極値(極大値または極小値)となる相(第1の相)が存在する場合に、当該相の電流を一番先にサンプリングするように複数相の間でのサンプリング順序を決定することができる。   In this way, when there is a phase (first phase) in which the phase current becomes an extreme value (maximum value or minimum value) based on the past output of the current detector without using an electrical angle, The sampling order between the phases can be determined so that the current of the phase is sampled first.

さらに好ましくは、電動機制御部は、演算部と、PWM変調部と、搬送波制御部とを含む。演算部は、制御演算に従って交流電動機の各相の電圧指令を生成するように構成される。PWM変調部は、電圧指令と搬送波との電圧比較に基づいてインバータから交流電動機に印加される各相のパルス幅変調電圧を制御するように構成される。搬送波制御部は、電圧指令の周波数のk倍(k:2以上の整数)の周波数で搬送波を発生する。   More preferably, the electric motor control unit includes a calculation unit, a PWM modulation unit, and a carrier wave control unit. The calculation unit is configured to generate a voltage command for each phase of the AC motor in accordance with the control calculation. The PWM modulation unit is configured to control the pulse width modulation voltage of each phase applied from the inverter to the AC motor based on the voltage comparison between the voltage command and the carrier wave. The carrier wave control unit generates a carrier wave at a frequency k times the frequency of the voltage command (k: an integer of 2 or more).

このようにすると、搬送波周波数が低く制御周期が長いため、サンプリング回数が少なくなる第1のモード(同期PWM)において、逐次サンプリング処理による電流位相のずれに起因した各相電流の振幅の検出誤差を抑制するように、サンプリング順序を適切に指定することができる。   In this way, in the first mode (synchronous PWM), in which the carrier frequency is low and the control cycle is long, the detection error of the amplitude of each phase current due to the current phase shift due to the sequential sampling process is reduced. The sampling order can be appropriately specified to suppress.

さらに好ましくは、搬送波制御部は、第1のモードの選択時に、電圧指令のk倍の周波数で搬送波を発生する一方で、第2のモードの選択時には、第1のモードの選択時における搬送波周波数よりも高い所定周波数で搬送波を発生するように構成される。そして、サンプリング順序指定部は、第2のモードの選択時には、電流サンプリング指示のタイミングに関係なく、サンプリング処理部におけるサンプリングの順序を所定順序に固定する。   More preferably, the carrier wave control unit generates a carrier wave at a frequency k times the voltage command when the first mode is selected, while the carrier frequency when the first mode is selected when the second mode is selected. Is configured to generate a carrier wave at a higher predetermined frequency. The sampling order specifying unit fixes the sampling order in the sampling processing unit to a predetermined order regardless of the timing of the current sampling instruction when the second mode is selected.

このようにすると、搬送波周波数が高く制御周期が短い第2のモード(非同期PWM)では、サンプリング順序に起因する電流検出誤差(振幅誤差)が小さいことを考慮して、サンプリング順序を指定するための演算処理を非実行とできる。この結果、制御周期が短い第2のモードにおける制御装置の演算負荷を軽減することができる。   In this way, in the second mode (asynchronous PWM) in which the carrier frequency is high and the control cycle is short, the sampling order is designated in consideration of the small current detection error (amplitude error) due to the sampling order. Arithmetic processing can be non-executed. As a result, the calculation load of the control device in the second mode with a short control cycle can be reduced.

好ましくは、交流電動機は、三相交流電動機である。そして、複数の電流検出器は、三相にそれぞれ配置される。あるいは、複数の電流検出器は、三相のうちの二相にそれぞれ配置される。   Preferably, the AC motor is a three-phase AC motor. The plurality of current detectors are arranged in three phases, respectively. Alternatively, the plurality of current detectors are respectively arranged in two phases of the three phases.

このようにすると、各相あるいは2相のそれぞれに複数の電流検出器を配置した三相交流電動機に制御において、複数の電流検出器の出力を順番にサンプリングする構成としても、相電流の振幅検出の誤差に起因して制御精度が低下することを防止できる。   In this way, even if the configuration is such that the outputs of the plurality of current detectors are sequentially sampled in the control of the three-phase AC motor in which a plurality of current detectors are arranged in each phase or two phases, phase current amplitude detection It is possible to prevent the control accuracy from being lowered due to the error.

この発明によれば、複数相の電流検出器の出力を順番にサンプリングする構成の交流電動機制御において、電流検出誤差による制御上の悪影響を抑制することができる。   According to the present invention, in the AC motor control configured to sample the outputs of a plurality of phase current detectors in order, adverse control effects due to current detection errors can be suppressed.

本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置が適用されるモータ駆動制御システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a motor drive control system to which an AC motor control device according to an embodiment of the present invention is applied. PWM制御の基本動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the basic operation of PWM control. 同期PWMでの搬送波を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the carrier wave in synchronous PWM. 本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置によるPWM制御の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the PWM control by the control apparatus of the AC motor according to the embodiment of the present invention. 図4に示された電流サンプリング部の構成を説明する機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a configuration of a current sampling unit illustrated in FIG. 4. 順次サンプリング処理による問題点を説明する第1の波形図である。It is a 1st waveform diagram explaining the problem by a sequential sampling process. 順次サンプリング処理による問題点を説明する第2の波形図である。It is a 2nd waveform diagram explaining the problem by a sequential sampling process. 本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置による電流サンプリング処理の第1の例を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the 1st example of the current sampling process by the control apparatus of the alternating current motor according to the embodiment of the present invention. 本実施の形態による電流サンプリング処理の第1の例の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the 1st example of the current sampling process by this Embodiment. 本実施の形態による交流電動機の制御装置による順次サンプリング処理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the sequential sampling process by the control apparatus of the alternating current motor by this Embodiment. 本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置による電流サンプリング処理の第1の例の変形例を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the modification of the 1st example of the current sampling process by the control apparatus of the AC motor according to the embodiment of the present invention. 本実施の形態による電流サンプリング処理の第1の例の変形例の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the modification of the 1st example of the current sampling process by this Embodiment. 本実施の形態による電流サンプリング処理の第2の例の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the 2nd example of the current sampling process by this Embodiment. 本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置による電流サンプリング処理の第2の例を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the 2nd example of the current sampling process by the control apparatus of the alternating current motor according to the embodiment of the present invention. 本実施の形態による電流サンプリング処理の第2の例の変形例の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the modification of the 2nd example of the current sampling process by this Embodiment. 本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置による電流サンプリング処理の第2の例の変形例を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the modification of the 2nd example of the current sampling process by the control apparatus of the AC motor according to the embodiment of the present invention.

以下では、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

図1は、本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置が適用されるモータ駆動制御システムの全体構成図である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor drive control system to which an AC motor control device according to an embodiment of the present invention is applied.

図1を参照して、モータ駆動制御システム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、交流電動機M1と、制御装置30とを備える。   Referring to FIG. 1, motor drive control 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.

交流電動機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走行用電動機である。あるいは、この交流電動機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、交流電動機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。すなわち、本実施の形態において、「交流電動機」は、交流駆動の電動機、発電機および電動発電機(モータジェネレータ)を含むものである。   For example, AC electric motor M1 generates torque for driving drive 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 traveling. Alternatively, AC electric 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. Further, AC electric motor M1 may operate as an electric motor for the engine, and may be incorporated in a hybrid vehicle as one that can start the engine, for example. That is, in the present embodiment, the “AC motor” includes an AC drive motor, a generator, and a motor generator (motor generator).

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、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 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再充電可能な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VL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 rechargeable power storage device such as a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion or an electric double layer capacitor. The DC voltage VL 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.

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SG1およびSG2によって制御される。   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 Q1 and Q2 is controlled by switching control signals SG1 and SG2 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SG3〜SG8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 SG3 to SG8 from control device 30.

代表的には、交流電動機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 is configured by commonly connecting one end of three coils of U, V, and W phases 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.

コンバータ12は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Q1およびQ2が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。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VLを直流電圧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)へ昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Q2のオン期間にリアクトルL1に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Q1および逆並列ダイオードD1を介して、電力線7へ供給することにより行なわれる。   Converter 12 is basically controlled such that switching elements Q1 and Q2 are turned on and off in a complementary manner in each switching period. During the boosting operation, converter 12 boosts DC voltage VL supplied from DC power supply B to DC voltage VH (this DC voltage corresponding to the input voltage to inverter 14 is hereinafter also referred to as “system voltage”). This step-up operation is performed by supplying the electromagnetic energy stored in reactor L1 during the ON period of switching element Q2 to power line 7 via switching element Q1 and antiparallel diode D1.

また、コンバータ12は、降圧動作時には、直流電圧VHを直流電圧VLに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Q1のオン期間にリアクトルL1に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Q2および逆並列ダイオードD2を介して、電力線6へ供給することにより行なわれる。これらの昇圧動作または降圧動作における電圧変換比(VHおよびVLの比)は、上記スイッチング周期に対するスイッチング素子Q1,Q2のオン期間比(デューティ比)により制御される。なお、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=VL(電圧変換比=1.0)とすることもできる。
Converter 12 steps down DC voltage VH to DC voltage VL during the step-down operation. This step-down operation is performed by supplying the electromagnetic energy accumulated in the reactor L1 during the ON period of the switching element Q1 to the power line 6 via the switching element Q2 and the antiparallel diode D2. The voltage conversion ratio (the ratio of VH and VL) in these step-up or step-down operations is controlled by the on-period ratio (duty ratio) of the switching elements Q1 and Q2 with respect to the switching period. If switching elements Q1 and Q2 are fixed to ON and OFF, respectively, VH = VL (voltage conversion ratio = 1.0) can be obtained.

平滑コンデンサC0は、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 C 0 smoothes the DC voltage from 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、交流電動機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SG3〜SG8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電動機M1を駆動する。また、インバータ14は、交流電動機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SG3〜SG8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電動機M1を駆動する。これにより、交流電動機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 responds to switching control signals SG3 to SG8 from control device 30 when a DC voltage is supplied from smoothing capacitor C0. AC motor M1 is driven so as to output a positive torque by converting a DC voltage into an AC voltage by switching operation of elements Q3 to Q8. Further, when the torque command value of AC electric motor M1 is zero (Trqcom = 0), inverter 14 converts the DC voltage into the AC voltage by the switching operation in response to switching control signals SG3 to SG8, and the torque is zero. The AC motor M1 is driven so that Thus, AC electric motor M1 is driven to generate zero or positive torque designated by torque command value Trqcom.

さらに、モータ駆動制御システム100が搭載された電動車両の回生制動時には、交流電動機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SG3〜SG8に応答したスイッチング動作により、交流電動機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 control system 100, torque command value Trqcom of AC electric motor M1 is set to a negative value (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 SG3 to SG8, and converts the converted DC voltage (system voltage) to the smoothing capacitor C0. To the converter 12 via 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、交流電動機M1に流れる電流(相電流)を検出し、その検出値を制御装置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iw)を検出するように配置してもよい。   Current sensor 24 detects a current (phase current) flowing through AC electric motor M <b> 1 and outputs the detected value to control device 30. Since the sum of instantaneous values of the three-phase currents iu, iv, and iw is zero, the motor currents for two phases (for example, the V-phase current iv and the W-phase current iw) are detected as shown in FIG. You may arrange in.

回転角センサ(レゾルバ)25は、交流電動機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に基づき交流電動機M1の回転速度および回転周波数ωe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 electric motor M 1 and sends the detected rotation angle θ to the control device 30. The control device 30 can calculate the rotation speed and the rotation frequency ωe of the AC motor M1 based on the rotation 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(Central Processing Unit)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、モータ駆動制御システム100の動作を制御する。   The control device 30 is composed of an electronic control unit (ECU), and performs motor processing by executing software stored in advance by a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and / or hardware processing by a dedicated electronic circuit. The operation of the drive control system 100 is controlled.

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VL、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によって検出されるモータ電流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電動機M1がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するように、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、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SG1〜SG8を生成して、コンバータ12およびインバータ14へ出力する。   As a typical function, the control device 30 includes the input torque command value Trqcom, the DC voltage VL 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 and motor currents iv and iw detected by current sensor 24, rotation angle θ from rotation angle sensor 25, etc., AC motor M1 outputs torque according to torque command value Trqcom by a control method described later. Next, the operation of the converter 12 and the inverter 14 is controlled. That is, switching control signals SG1 to SG8 for controlling converter 12 and inverter 14 as described above are generated and output to converter 12 and inverter 14.

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SG1,SG2を生成する。   During the boosting operation of converter 12, control device 30 performs feedback control of system voltage VH and generates switching control signals SG1 and SG2 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、交流電動機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SG3〜SG8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、交流電動機M1で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ12へ供給する。   In addition, when control device 30 receives signal RGE indicating that the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from an external ECU, switching control signal SG <b> 3 to convert the AC voltage generated by AC motor M <b> 1 into a DC voltage. SG8 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 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SG1,SG2を生成し、コンバータ12へ出力する。これにより、交流電動機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。   Furthermore, 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 SG1, SG2 so as to step down the DC voltage supplied from inverter 14. And output to the converter 12. As a result, the AC voltage generated by AC motor M1 is converted to a DC voltage, stepped down, and supplied to DC power supply B.

次に、図2および図3を用いて、PWM制御の動作について説明する。
図2を参照して、PWM制御では、搬送波160と、電圧指令170との電圧比較に基づき、インバータ14の各相のスイッチング素子のオン・オフを制御することによって、交流電動機M1の各相に疑似正弦波電圧としてのパルス幅変調電圧180が印加される。搬送波160は、所定周波数の三角波やのこぎり波によって構成することができる。以下では、三角波を例示する。
Next, the operation of PWM control will be described using FIG. 2 and FIG.
Referring to FIG. 2, in PWM control, each phase of AC motor M <b> 1 is controlled by controlling on / off of switching elements of each phase of inverter 14 based on voltage comparison between carrier wave 160 and voltage command 170. A pulse width modulation voltage 180 as a pseudo sine wave voltage is applied. The carrier wave 160 can be configured by a triangular wave or a sawtooth wave having a predetermined frequency. Below, a triangular wave is illustrated.

非同期PWMでは、搬送波160の周波数(以下、搬送波周波数と称する)は、交流電動機M1の回転速度(回転周波数)に同期して変化することなく、電磁騒音が感知され難い比較的高い所定周波数に固定される。   In asynchronous PWM, the frequency of the carrier wave 160 (hereinafter referred to as the carrier wave frequency) does not change in synchronization with the rotational speed (rotational frequency) of the AC motor M1, and is fixed at a relatively high predetermined frequency at which electromagnetic noise is difficult to detect. Is done.

一方で、図3に示されるように、同期PWMでは、交流電動機M1の回転速度(回転周波数)に同期させて、交流電動機M1の回転周波数のk倍(k:2以上の整数)となるように、搬送波周波数が制御される。この結果、同期PWMでは、交流電動機M1の電気角360度(1周期)に含まれる搬送波160のキャリア数は一定値kに制御される。なお、本実施の形態では、交流電動機M1の回転周波数に同期させて正負1パルスの矩形波電圧が印加される、いわゆる矩形波電圧制御とは区別して同期PWMを適用するため、上記のようにk≧2としている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, in synchronous PWM, the rotational frequency (rotational frequency) of AC electric motor M1 is synchronized with the rotational frequency (rotational frequency) of AC electric motor M1 so as to be k times (k: an integer of 2 or more). In addition, the carrier frequency is controlled. As a result, in the synchronous PWM, the number of carriers of the carrier wave 160 included in the electrical angle 360 degrees (one cycle) of the AC motor M1 is controlled to a constant value k. In the present embodiment, synchronous PWM is applied in distinction from so-called rectangular wave voltage control in which a rectangular wave voltage of one positive and negative pulse is applied in synchronization with the rotation frequency of AC electric motor M1, as described above. k ≧ 2.

相電圧指令170も、交流電動機M1の回転周波数に同期するので、この結果、搬送波
160および相電圧指令170の周波数比もk:1となる。
Since phase voltage command 170 is also synchronized with the rotational frequency of AC electric motor M1, as a result, the frequency ratio between carrier wave 160 and phase voltage command 170 is also k: 1.

同期PWMでは、電気角1周期(360度)あたりのキャリア数を少なくしてもパルス幅変調電圧180(図2)の正負対称性が確保できる。このため、同期PWMの適用により、制御安定性を損なうことなく搬送波周波数を非同期PWMよりも低く設定することができるので、インバータ14の各スイッチング素子の単位時間当たりのスイッチング回数を低減させることにより、スイッチング損失(電力損失)を低下することができる。したがって、同期PWMの適用により、インバータ14での電力変換効率の向上により電動車両の燃費改善や、インバータ14の各スイッチング素子の温度上昇の抑制を図ることができる。   In synchronous PWM, the positive / negative symmetry of the pulse width modulation voltage 180 (FIG. 2) can be ensured even if the number of carriers per electrical angle period (360 degrees) is reduced. For this reason, by applying synchronous PWM, the carrier frequency can be set lower than that of asynchronous PWM without impairing control stability, so by reducing the number of switching per unit time of each switching element of the inverter 14, Switching loss (power loss) can be reduced. Therefore, by applying synchronous PWM, it is possible to improve the fuel efficiency of the electric vehicle by improving the power conversion efficiency in the inverter 14 and to suppress the temperature rise of each switching element of the inverter 14.

図4は、本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置によるPWM制御の構成を説明する機能ブロック図である。なお、図4に示された各機能ブロックについては、当該ブロックに相当する機能を有する回路(ハードウェア)で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従って制御装置30(ECU)がソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。   FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a configuration of PWM control by the AC motor control device according to the embodiment of the present invention. Each functional block shown in FIG. 4 may be configured by a circuit (hardware) having a function corresponding to the block, or the control device 30 (ECU) performs software processing according to a preset program. You may implement | achieve by performing.

図4を参照して、電流サンプリング部300は、V相およびW相の電流センサ24の出力値ivs,iwsをサンプリングすることによって、V相およびW相の電流検出値IvおよびIwを発生する。電流サンプリング部300の詳細な構成については後ほど説明する。   Referring to FIG. 4, current sampling section 300 generates V-phase and W-phase current detection values Iv and Iw by sampling output values ivs and iws of V-phase and W-phase current sensors 24. The detailed configuration of the current sampling unit 300 will be described later.

PWM制御部200は、電流サンプリング部300によってサンプリングされた相電流に従う電流検出値Iv,Iwを用いた後述の制御演算に従って、交流電動機M1を制御するように構成される。   The PWM control unit 200 is configured to control the AC motor M1 according to a control calculation described later using current detection values Iv and Iw according to the phase current sampled by the current sampling unit 300.

PWM制御部200は、電流指令生成部210と、座標変換部220,250と、電圧指令生成部240と、PWM変調部260と、搬送波制御部270と、PWMモード選択部280と、回転周波数演算部290とを含む。   The PWM control unit 200 includes a current command generation unit 210, coordinate conversion units 220 and 250, a voltage command generation unit 240, a PWM modulation unit 260, a carrier wave control unit 270, a PWM mode selection unit 280, and a rotation frequency calculation. Part 290.

電流指令生成部210は、予め作成されたテーブル等に従って、交流電動機M1のトルク指令値Trqcomに応じて、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 according to torque command value Trqcom of AC electric motor M1 according to a table or the like created in advance.

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電動機M1の回転角θを用いた座標変換(3相→2相)により、電流サンプリング部300からの電流検出値Iv,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 is based on the current detection values Iv and Iw from the current sampling unit 300 by coordinate conversion (3 phase → 2 phase) using the rotation angle θ of the AC motor M1 detected by the rotation angle sensor 25. , D-axis current Id and q-axis current Iq are calculated.

電圧指令生成部240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。電圧指令生成部240は、d軸電流偏差ΔIdおよびq軸電流偏差ΔIqのそれぞれについて、所定ゲインによるPI(比例積分)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。   Deviation ΔId (ΔId = Idcom−Id) relative to the command value of the d-axis current and deviation ΔIq (ΔIq = Iqcom−Iq) relative to the command value of the q-axis current are input to the voltage command generation unit 240. The voltage command generation unit 240 obtains a control deviation by performing PI (proportional integration) calculation with a predetermined gain for each of the d-axis current deviation ΔId and the q-axis current deviation ΔIq, and a d-axis voltage command value corresponding to the control deviation. Vd # and q-axis voltage command value Vq # are generated.

座標変換部250は、交流電動機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Vu,Vv,Vwに変換する。   The coordinate conversion unit 250 converts the d-axis voltage command value Vd # and the q-axis voltage command value Vq # into 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 Vu, Vv, Vw of the phase is converted.

PWMモード選択部280は、交流電動機M1の動作状態(回転速度、出力トルク、温度等)および/またはインバータ14の動作状態(スイッチング素子の温度等)に基づいて、同期PWMおよび非同期PWMの一方を選択し、選択結果を示すモード信号MDを生成する。   PWM mode selection unit 280 selects one of synchronous PWM and asynchronous PWM based on the operating state (rotational speed, output torque, temperature, etc.) of AC electric motor M1 and / or the operating state of inverter 14 (temperature of the switching element, etc.). A mode signal MD indicating the selection result is generated.

回転周波数演算部290は、回転角センサ25の出力(回転角θ)に基づいて、交流電動機M1の回転周波数ωeを演算する。   The rotation frequency calculation unit 290 calculates the rotation frequency ωe of the AC motor M1 based on the output (rotation angle θ) of the rotation angle sensor 25.

搬送波制御部270は、PWMモード選択部280からのモード信号MD、回転周波数演算部290によって演算された回転周波数ωeおよび、予め設定された同期PWMでの
キャリア数kに基づいて、搬送波周波数fcを設定する。なお、キャリア数kについては、固定値としてもよいが、交流電動機M1および/またはインバータ14の動作状態に応じて可変に設定してもよい。
The carrier wave control unit 270 determines the carrier frequency fc based on the mode signal MD from the PWM mode selection unit 280, the rotation frequency ωe calculated by the rotation frequency calculation unit 290, and the number of carriers k in the preset synchronous PWM. Set. The number of carriers k may be a fixed value, but may be variably set according to the operating state of AC motor M1 and / or inverter 14.

搬送波制御部270は、非同期PWMが選択されている場合には、搬送波周波数fcを所定周波数に設定する。上述のように、この所定周波数は、可聴周波数帯を考慮して、相対的に電磁騒音が感知され難い周波数に設定される。なお、交流電動機M1の動作状態に応じて、搬送波周波数fcを変化させてもよい。ただし、このような変化において、搬送波と交流電動機の回転との間での同期は確保されない。   The carrier wave control unit 270 sets the carrier wave frequency fc to a predetermined frequency when asynchronous PWM is selected. As described above, the predetermined frequency is set to a frequency at which electromagnetic noise is relatively difficult to detect in consideration of an audible frequency band. Note that the carrier frequency fc may be changed according to the operating state of the AC motor M1. However, in such a change, the synchronization between the carrier wave and the rotation of the AC motor is not ensured.

一方、搬送波制御部270は、同期PWMが選択されている場合には、定められたキャリア数kと、演算された回転周波数ωeとに基づいて搬送波周波数fcを設定する。図3で説明したように、同期PWMでの搬送波周波数fcは、fc=k・ωeに設定される。キャリア数kは、同期PWMでの搬送波周波数fcが非同期PWMでの搬送波周波数fcよりも低くなるように設定される。交流電動機M1として三相モータを使用する場合には、kは3の倍数とされるので、一例としてk=6に設定されるものとする。   On the other hand, when synchronous PWM is selected, the carrier wave control unit 270 sets the carrier frequency fc based on the determined carrier number k and the calculated rotation frequency ωe. As described with reference to FIG. 3, the carrier frequency fc in the synchronous PWM is set to fc = k · ωe. The carrier number k is set such that the carrier frequency fc in the synchronous PWM is lower than the carrier frequency fc in the asynchronous PWM. When a three-phase motor is used as the AC motor M1, k is a multiple of 3, so that k = 6 is set as an example.

PWM変調部260は、搬送波制御部270によって設定された搬送波周波数fcに従って搬送波160(図2,3)を発生するとともに、座標変換部250からの各相電圧指令Vu,Vv,Vw(図2,3での相電圧指令170に相当)と、搬送波160との電圧比較に従って、インバータ14のスイッチング制御信号SG3〜SG8を生成する。スイッチング制御信号SG3〜SG8に従って、インバータ14の各相上下アーム素子のオン・オフを制御することによって、交流電動機M1の各相に、図2のパルス幅変調電圧180に相当する疑似正弦波電圧が印加される。   The PWM modulation unit 260 generates a carrier wave 160 (FIGS. 2 and 3) according to the carrier frequency fc set by the carrier wave control unit 270, and each phase voltage command Vu, Vv, Vw (FIG. 2, FIG. 2) from the coordinate conversion unit 250. 3) and the switching control signals SG3 to SG8 of the inverter 14 are generated in accordance with a voltage comparison with the carrier wave 160. By controlling on / off of the upper and lower arm elements of each phase of the inverter 14 in accordance with the switching control signals SG3 to SG8, a pseudo sine wave voltage corresponding to the pulse width modulation voltage 180 of FIG. Applied.

なお、PWM変調における搬送波160の振幅は、インバータ14の入力直流電圧(システム電圧VH)に相当する。ただし、各相電圧指令Vu,Vv,Vwの振幅について、Vd♯,Vq♯に基づく本来の振幅値をシステム電圧VHで除算したものに変換すれば、PWM変調部260で用いる搬送波160の振幅を固定できる。   Note that the amplitude of the carrier wave 160 in PWM modulation corresponds to the input DC voltage (system voltage VH) of the inverter 14. However, if the amplitude of each phase voltage command Vu, Vv, Vw is converted to a value obtained by dividing the original amplitude value based on Vd #, Vq # by the system voltage VH, the amplitude of the carrier wave 160 used in the PWM modulator 260 is changed. Can be fixed.

次に、図5を用いて、電流サンプリング部300の構成を説明する。
図5を参照して、電流サンプリング部300は、サンプリングタイミング指定部310と、サンプリング順序指定部320と、サンプリング処理部330とを含む。
Next, the configuration of the current sampling unit 300 will be described with reference to FIG.
Referring to FIG. 5, current sampling unit 300 includes a sampling timing specifying unit 310, a sampling order specifying unit 320, and a sampling processing unit 330.

サンプリングタイミング指定部310は、PWM制御部200の制御周期に従って、サンプリング処理部330によるサンプリングタイミングを指定する信号Fspを生成する。すなわち、信号Fspは、「電流サンプリング指示」に対応する。   The sampling timing designating unit 310 generates a signal Fsp that designates the sampling timing by the sampling processing unit 330 according to the control period of the PWM control unit 200. That is, the signal Fsp corresponds to “current sampling instruction”.

サンプリングタイミング指定部310は、モード信号MDに従って、同期PWMおよび非同期PWMの間では、異なったタイミングで信号Fspを生成する。非同期PWMが選択されている場合には、サンプリングタイミング指定部310は、図示しないクロック信号等に従って、制御周期に対応する一定の時間間隔で信号Fspを生成する。   Sampling timing designating section 310 generates signal Fsp at different timings between synchronous PWM and asynchronous PWM in accordance with mode signal MD. When asynchronous PWM is selected, the sampling timing designating unit 310 generates the signal Fsp at a constant time interval corresponding to the control period in accordance with a clock signal (not shown) or the like.

一方で、サンプリングタイミング指定部310は、同期PWMが選択されている場合には、基本的には、搬送波160と同期させて信号Fspを生成する。同期PWMでは、同期数kが予めわかっているため、搬送波160の周期(位相)と対応付けることにより、回転角θの所定間隔毎にサンプリング周期指示を発することができる。以下では、搬送波160の半周期毎に、電流サンプリング指示Fspを発生することとする。あるいは、回転角センサ25によって検出された回転角θに従って、サンプリングを指示する信号Fspを生成してもよい。   On the other hand, when the synchronous PWM is selected, the sampling timing designating unit 310 basically generates the signal Fsp in synchronization with the carrier wave 160. In synchronous PWM, since the synchronization number k is known in advance, a sampling period instruction can be issued at predetermined intervals of the rotation angle θ by associating it with the period (phase) of the carrier wave 160. Hereinafter, it is assumed that the current sampling instruction Fsp is generated every half cycle of the carrier wave 160. Alternatively, the signal Fsp instructing sampling may be generated according to the rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 25.

サンプリング処理部330は、サンプリングタイミング指定部310からの信号Fspに応答して、サンプリング順序指定部320によって指定された順序に従って、U相およびW相の電流センサ24の出力値ivs,iwsを順次サンプリングする。すなわち、サンプリング処理部330は、複数相に設けられた電流センサ24のそれぞれによる検出値を1つずつ順番にサンプリングするように構成される。したがって、複数相の電流センサ24による検出値を同時並列にサンプリングする構成と比較して、サンプリング処理部330のコストが低減できる。   In response to the signal Fsp from the sampling timing designating unit 310, the sampling processing unit 330 sequentially samples the output values ivs and iws of the U-phase and W-phase current sensors 24 in accordance with the order designated by the sampling order designating unit 320. To do. That is, the sampling processing unit 330 is configured to sample the detection values by the current sensors 24 provided in the plurality of phases one by one in order. Therefore, the cost of the sampling processing unit 330 can be reduced as compared with the configuration in which the detection values of the plurality of phase current sensors 24 are sampled simultaneously in parallel.

さらに、サンプリング処理部330は、サンプリングされた出力値ivs,iwsに従って、電流検出値Iv,Iwを生成して、PWM制御部200の座標変換部220へ送出する。座標変換部220では、Iu+Iv+Iw=0に従って、u相電流Iuについても求めることができる。   Furthermore, the sampling processing unit 330 generates current detection values Iv and Iw according to the sampled output values ivs and iws, and sends them to the coordinate conversion unit 220 of the PWM control unit 200. The coordinate conversion unit 220 can also obtain the u-phase current Iu according to Iu + Iv + Iw = 0.

サンプリング順序指定部320は、複数相間のサンプリング順序を指示する信号Forを生成する。信号Forは、サンプリング処理部330へ送出される。   The sampling order designating unit 320 generates a signal For that indicates the sampling order between a plurality of phases. The signal For is sent to the sampling processing unit 330.

図4の例では、信号Forは、V相およびW相の電流のいずれを先にサンプリングするかを指定する。仮に図4の構成において、U相、V相およびW相の各相に電流センサ24が設けられている場合には、信号Forによって、これら3つの相についての電流サンプリング順序が指定される。   In the example of FIG. 4, the signal For designates which of the V-phase and W-phase currents is sampled first. If the current sensor 24 is provided in each of the U-phase, V-phase, and W-phase in the configuration of FIG. 4, the current sampling order for these three phases is specified by the signal For.

ここで、図6および図7を用いて、複数相の電流を順次にサンプリングする際に生じる問題点について説明する。   Here, with reference to FIGS. 6 and 7, problems that arise when sequentially sampling a plurality of phases of current will be described.

図6には、V相およびW相の電流センサ24の出力値ivs,iwsの推移が示されている。これらの出力値ivs,iwsは、電気角360度を1周期とする正弦波状の電流に、高周波のリップル電流が重畳された波形を有する。リップル電流は、交流電動機M1の巻線等のインダクタンスに起因して、インバータ14でのスイッチングに応じて発生する。   FIG. 6 shows changes in the output values ivs and iws of the V-phase and W-phase current sensors 24. These output values ivs and iws have a waveform in which a high-frequency ripple current is superimposed on a sinusoidal current having an electrical angle of 360 degrees as one cycle. The ripple current is generated in accordance with the switching in the inverter 14 due to the inductance of the winding or the like of the AC motor M1.

図6には、搬送波160の半周期毎に生成される電流サンプリング指示(信号Fsp)に応答して,固定的にV相電流を先にサンプリング(S1,S3,S5,S7)し、その後にW相電流をサンプリング(S2,S4,S6,S8)したときの動作が示される。   In FIG. 6, in response to a current sampling instruction (signal Fsp) generated every half cycle of the carrier wave 160, the V-phase current is fixedly sampled first (S1, S3, S5, S7), and thereafter The operation when the W-phase current is sampled (S2, S4, S6, S8) is shown.

順次サンプリング処理では、同一の電流サンプリング指示に対して、V相電流のサンプリングタイミングとW相電流のサンプリングタイミングとの間には、固定的な時間差Tspが生じる。図6の例では、W相電流のサンプリングタイミングは、固定的に、V相電流のサンプリングタイミングよりも所定時間Tsp遅れる。所定時間Tspは、出力値の取込処理やA/D変換に要する時間に相当するので、制御装置30の能力によって決まる。   In the sequential sampling process, a fixed time difference Tsp occurs between the sampling timing of the V-phase current and the sampling timing of the W-phase current for the same current sampling instruction. In the example of FIG. 6, the sampling timing of the W-phase current is fixedly delayed by a predetermined time Tsp from the sampling timing of the V-phase current. The predetermined time Tsp corresponds to the time required for the output value capturing process and A / D conversion, and is thus determined by the capability of the control device 30.

サンプリング点S1、S5は、V相電流が極値をとるタイミングに対応し、サンプリング点S4、S8は、W相電流が極値をとるタイミングに対応する。各相電流が極値をとるタイミングは、電流振幅の検出タイミングに対応する。   Sampling points S1 and S5 correspond to the timing when the V-phase current takes an extreme value, and sampling points S4 and S8 correspond to the timing when the W-phase current takes an extreme value. The timing at which each phase current takes an extreme value corresponds to the detection timing of the current amplitude.

しかしながら、図6での、サンプリング点S1およびS4の比較、ならびに、サンプリング点S5およびS8の比較から理解されるように、リップル電流による電流変化および固定的なサンプリング時間差Tspの組合せによって、電流振幅に対応する電流サンプリング値について、V相およびW相の間でオフセット的な電流差が発生する虞がある。   However, as can be understood from the comparison of the sampling points S1 and S4 and the comparison of the sampling points S5 and S8 in FIG. 6, the combination of the current change due to the ripple current and the fixed sampling time difference Tsp results in the current amplitude. There is a possibility that an offset current difference occurs between the V phase and the W phase for the corresponding current sampling value.

一般的には、ローパスフィルタを通過させた電流サンプリング値に従って、PWM制御に使用される電流検出値(Iv,Iw)が生成される。したがって、上述のような相間の検出電流差は、PWM制御による電流制御に対してオフセット誤差を与える。   Generally, current detection values (Iv, Iw) used for PWM control are generated in accordance with the current sampling value that has passed through the low-pass filter. Therefore, the detected current difference between the phases as described above gives an offset error to the current control by the PWM control.

具体的には、図7に示すように、PWM制御部200による電流フィードバック制御は、サンプリング点S1およびS4の間の電流差、ならびに、サンプリング点S5およびS
8の間の電流差を解消するように作用される。この結果、W相電流には、オフセット誤差Iofが直流分として重畳されてしまう。
Specifically, as shown in FIG. 7, the current feedback control by the PWM control unit 200 includes the current difference between the sampling points S1 and S4, and the sampling points S5 and S4.
It acts to eliminate the current difference between 8. As a result, the offset error Iof is superimposed on the W-phase current as a direct current component.

したがって、本発明の実施の形態による交流電動機の制御装置では、複数相の電流センサからの出力値を順次サンプリング処理しても、図6および図7に示したような問題が発生しないように、複数相間の電流サンプリング順序を適切に変化させる。   Therefore, in the control apparatus for an AC motor according to the embodiment of the present invention, even if the output values from the multiple-phase current sensors are sequentially sampled, the problems as shown in FIGS. 6 and 7 do not occur. The current sampling order between the phases is appropriately changed.

なお、上記の問題は、交流電動機M1の電気角360度毎の制御回数(すなわち、電流サンプリング回数)が少なくなる同期PWMの適用時に顕著となる。このため、以下では、k=6の同期PWMでの電流サンプリング処理について例示する。   Note that the above problem becomes conspicuous at the time of applying synchronous PWM in which the number of times of control (that is, the number of times of current sampling) is reduced every 360 degrees of electrical angle of AC electric motor M1. For this reason, in the following, the current sampling process in the synchronous PWM with k = 6 will be exemplified.

図8は、本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置による電流サンプリング処理の第1の例を説明する概念図である。   FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a first example of current sampling processing performed by the AC motor control device according to the embodiment of the present invention.

図8を参照して、k=6の同期PWMでは、搬送波160の半周期毎、すなわち、電気角30度毎に電流サンプリング指示(図5の信号Fsp)が発生される。したがって、同期PWMでは、搬送波160のキャリア数のカウントおよび位相から今回の電流サンプリング指示に対応する電気角を求めることができる。一方、非同期PWMにおいても、回転角センサ25の出力(回転角θ)等に基づいて、発生された電流サンプリング指示に対応する電気角を求めることが可能である。   Referring to FIG. 8, in k = 6 synchronous PWM, a current sampling instruction (signal Fsp in FIG. 5) is generated every half cycle of carrier wave 160, that is, every 30 electrical degrees. Therefore, in the synchronous PWM, the electrical angle corresponding to the current sampling instruction can be obtained from the count of the number of carriers of the carrier wave 160 and the phase. On the other hand, also in the asynchronous PWM, it is possible to obtain the electrical angle corresponding to the generated current sampling instruction based on the output (rotation angle θ) of the rotation angle sensor 25 or the like.

図8に示されるように、各相電流は、電気角120度ずつ位相がずれた関係であるので、いずれの電気角で極値(極大値または極小値)となるかは決まっている。具体的には、W相電流(Iw)は、電気角150度および330度でそれぞれ極小値および極大値をとり、V相電流(Iv)は、電気角30度および210度でそれぞれ極小値および極大値をとる。すなわち、電流サンプリング指示に対応する電気角を求めることによって、当該サンプリングタイミングにおいて、相電流が極値となる相の有無を判断するとともに、相電流が極値となる相を特定することが可能である。   As shown in FIG. 8, each phase current has a relationship in which the phase is shifted by 120 degrees in electrical angle, so it is determined at which electrical angle the extreme value (maximum value or minimum value) is obtained. Specifically, the W-phase current (Iw) has a minimum value and a maximum value at electrical angles of 150 degrees and 330 degrees, respectively, and the V-phase current (Iv) has a minimum value and an electrical angle of 30 degrees and 210 degrees, respectively. Take the maximum value. That is, by obtaining the electrical angle corresponding to the current sampling instruction, it is possible to determine the presence / absence of a phase in which the phase current has an extreme value at the sampling timing and to identify the phase in which the phase current has an extreme value. is there.

本実施の形態による電流サンプリング処理では、複数相間の電流サンプリング順序を固定することなく、いずれかの相の電流が極値(極大値または極小値)となる電気角に対応するタイミングでは当該相が一番先にサンプリングされるように、1周期(電気角360度)内で電流サンプリング順序を変更する。   In the current sampling processing according to the present embodiment, the current sampling order between a plurality of phases is not fixed, and the current phase of any phase is set to the timing corresponding to the electrical angle at which the current reaches a maximum value (maximum value or minimum value). The current sampling order is changed within one cycle (electrical angle 360 degrees) so that sampling is performed first.

図9は、本実施の形態による電流サンプリング処理の第1の例の処理手順を示すフローチャートである。図9に示すフローチャートに従う制御処理は、電流サンプリング指示が発生される毎に制御装置30によって実行される。   FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of a first example of the current sampling processing according to the present embodiment. Control processing according to the flowchart shown in FIG. 9 is executed by control device 30 every time a current sampling instruction is generated.

図9を参照して、制御装置30は、電流サンプリング指示の発生に応答して、ステップS110により、電気角を求める。上述のように、同期PWMおよび非同期PWMのいずれにおいても、電気角を求めることができる。   Referring to FIG. 9, control device 30 obtains an electrical angle in step S <b> 110 in response to generation of a current sampling instruction. As described above, the electrical angle can be obtained in both synchronous PWM and asynchronous PWM.

さらに、制御装置30は、ステップS120により、ステップS110で求めた電気角が、W相電流が極値となる電気角であるか、すなわち、電気角が150度または330度であるか否かを判定する。   Further, in step S120, control device 30 determines whether the electrical angle obtained in step S110 is an electrical angle at which the W-phase current has an extreme value, that is, whether the electrical angle is 150 degrees or 330 degrees. judge.

そして、ステップS120のYES判定時には、制御装置30は、W相電流が極値となるタイミングでの電流サンプリングであるため、ステップS130に処理を進めて、W相電流(すなわち、W相の電流センサ24の出力値iws)を先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS132により、残りのV相電流(すなわち、V相の電流センサ24の出力値ivs)をサンプリングする。   When YES is determined in step S120, the control device 30 performs current sampling at a timing when the W-phase current reaches an extreme value, and thus proceeds to step S130 to execute the W-phase current (that is, the W-phase current sensor). 24 output values iws) are sampled first. Thereafter, in step S132, control device 30 samples the remaining V-phase current (that is, output value ivs of V-phase current sensor 24).

制御装置30は、ステップS210のNO判定時には、ステップS140に処理を進めて、V相電流を先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS142により、残りのW相電流をサンプリングする。これにより、電気角30度および210度に対応するサンプリングタイミングでは、極値をとるV相電流を先にサンプリングすることができる。   When NO is determined in step S210, control device 30 proceeds to step S140 and samples the V-phase current first. Thereafter, control device 30 samples the remaining W-phase current in step S142. Thereby, at the sampling timing corresponding to the electrical angles of 30 degrees and 210 degrees, the V-phase current having the extreme value can be sampled first.

なお、V相電流およびW相電流のいずれも極値をとらない電気角(30度、150度、210度、330度以外の電気角)では、サンプリング順序は任意とすることができる。図9では処理の簡略化のため、電気角が150度または330度でないとき(S120のNO判定時)における処理を一定としているものである。   It should be noted that the sampling order can be arbitrary for electrical angles (electrical angles other than 30 degrees, 150 degrees, 210 degrees, and 330 degrees) in which neither the V-phase current nor the W-phase current takes an extreme value. In FIG. 9, for simplification of the processing, the processing when the electrical angle is not 150 degrees or 330 degrees (when NO is determined in S120) is constant.

図10には、図9の処理手順に従った電流サンプリング処理が、図6と対比するように示される。   FIG. 10 shows a current sampling process according to the processing procedure of FIG. 9 as compared with FIG.

図10では、図6とは異なり、W相電流が極値をとるサンプリング点S4,S8は、同一の電流サンプリング指示に対応する、V相電流のサンプリング点S3,S6よりも先に設けられる。この結果、サンプリング点S1,S5にてサンプリングされるV相電流(極大値)と、サンプリング点S4,S8にてサンプリングされるW相電流(極大値)との間で、リップル電流による影響を揃えることができる。   In FIG. 10, unlike FIG. 6, sampling points S <b> 4 and S <b> 8 at which the W-phase current takes an extreme value are provided prior to V-phase current sampling points S <b> 3 and S <b> 6 corresponding to the same current sampling instruction. As a result, the influence of the ripple current is made uniform between the V-phase current (maximum value) sampled at the sampling points S1 and S5 and the W-phase current (maximum value) sampled at the sampling points S4 and S8. be able to.

したがって、逐次サンプリング処理によってV相およびW相の間でサンプリングに時間差(Tsp)が発生しても、図6で指摘したような、電流振幅の検出タイミングにおける相間の検出誤差が発生することを防止できる。この結果、図7に示したような、電流の検出誤差が電流フィードバック制御に反映される不具合を回避できる。   Therefore, even if a time difference (Tsp) occurs in the sampling between the V phase and the W phase due to the sequential sampling process, the detection error between phases at the detection timing of the current amplitude as pointed out in FIG. 6 is prevented. it can. As a result, the problem that the current detection error is reflected in the current feedback control as shown in FIG. 7 can be avoided.

すなわち、複数相に配置された電流センサ24を逐次サンプリングする構成としても、電流検出誤差によって電動機制御に悪影響が生じることを回避できる。   That is, even when the current sensors 24 arranged in a plurality of phases are sequentially sampled, it is possible to avoid an adverse effect on the motor control due to the current detection error.

なお、図4では、V相およびW相に電流センサ24が配置された構成を例示したが、U相、V相、W相の各々に電流センサ24を配置する構成としても、同様の電流サンプリング処理を実行することができる。この際の処理を、図8および図9による電流サンプリング処理(第1の例)の変形例として、図11および図12を用いて説明する。   4 illustrates the configuration in which the current sensors 24 are arranged in the V phase and the W phase, but the same current sampling is possible even in a configuration in which the current sensors 24 are arranged in each of the U phase, the V phase, and the W phase. Processing can be executed. The process at this time will be described with reference to FIGS. 11 and 12 as a modification of the current sampling process (first example) shown in FIGS.

図11には、図6に示したV相およびW相電流に加えて、U相電流(Iu)がさらに示される。各相の電流位相は、電気角で120度ずれているので、U相電流は、電気角90度で極大値をとる一方で、電気角270度で極小値をとる。なお、V相電流およびW相電流が極値をとる電気角については、図8で説明したとおりである。   FIG. 11 further shows a U-phase current (Iu) in addition to the V-phase and W-phase currents shown in FIG. Since the current phase of each phase is shifted by 120 degrees in electrical angle, the U-phase current has a local maximum value at an electrical angle of 90 degrees and a local minimum value at an electrical angle of 270 degrees. The electrical angles at which the V-phase current and the W-phase current take extreme values are as described in FIG.

図12を参照して、制御装置30は、電流サンプリング指示の発生に応答して、図9と同様に、ステップS110により電気角を求めるとともに、ステップS120により、W相電流が極値をとる電気角(150度または330度)であるか否かを判定する。   Referring to FIG. 12, in response to the generation of the current sampling instruction, control device 30 obtains an electrical angle in step S110 as in FIG. 9, and in step S120, electric power at which the W-phase current takes an extreme value. It is determined whether the angle is 150 degrees or 330 degrees.

制御装置30は、ステップS120のYES判定時には、図9と同様のステップS130により、極値となるタイミングであるW相電流を一番先にサンプリングする。さらに、制御装置30は、ステップS132,S134により、W相電流のサンプリングの完了後に、U相電流およびW相電流を順次サンプリングする。ステップS132およびS134の順序は入換可能である。   At the time of YES determination in step S120, control device 30 samples W-phase current, which is the timing of the extreme value, first in step S130 similar to FIG. Further, control device 30 sequentially samples U-phase current and W-phase current after completion of sampling of W-phase current in steps S132 and S134. The order of steps S132 and S134 can be interchanged.

制御装置30は、ステップS120のNO判定時には、ステップS125により、V相電流が極値をとる電気角(30度または210度)であるか否かを判定する。   When NO is determined in step S120, control device 30 determines in step S125 whether or not the V-phase current is an electrical angle (30 degrees or 210 degrees) at which an extreme value is obtained.

制御装置30は、ステップS125のYES判定時には、ステップS140により、極値となるタイミングであるV相電流を一番先にサンプリングする。さらに、制御装置30は、ステップS142,S144により、W相電流のサンプリングの完了後に、W相電流およびU相電流を順次サンプリングする。ステップS142およびS144の順序は入換可能である。   At the time of YES determination in step S125, control device 30 samples V-phase current, which is the timing at which the extreme value is reached, in step S140 first. Further, control device 30 sequentially samples the W-phase current and the U-phase current after completing the sampling of the W-phase current in steps S142 and S144. The order of steps S142 and S144 can be interchanged.

制御装置30は、ステップS125のNO判定時には、ステップS150に処理を進めて、U相電流を一番先にサンプリングする。したがって、電気角90度および270度に対応するサンプリングタイミングでは、極値をとるU相電流を一番先にサンプリングすることができる。その後、制御装置30は、ステップS152,S154により、残りのV相電流およびW相電流を順次サンプリングする。ステップS152およびS154の順序は入換可能である。   When NO is determined in step S125, control device 30 proceeds to step S150 and samples U-phase current first. Therefore, at the sampling timing corresponding to the electrical angles of 90 degrees and 270 degrees, the U-phase current taking the extreme value can be sampled first. Thereafter, control device 30 sequentially samples the remaining V-phase current and W-phase current in steps S152 and S154. The order of steps S152 and S154 can be interchanged.

また、電流センサ24が配置されたU相電流、V相電流およびW相電流のいずれも極値をとらない電気角(30度、90度、150度、210度、270度、330度以外の電気角)では、サンプリング順序は任意とすることができる。図12では処理の簡略化のため、電気角が30度、150度、210度、および330度のいずれでもでないとき(S120およびS125のNO判定時)の処理を一定としているものである。   Also, the electrical angle at which none of the U-phase current, V-phase current, and W-phase current at which the current sensor 24 is disposed takes an extreme value (other than 30 degrees, 90 degrees, 150 degrees, 210 degrees, 270 degrees, and 330 degrees) In electrical angle, the sampling order can be arbitrary. In FIG. 12, for simplification of the processing, the processing when the electrical angle is not any of 30 °, 150 °, 210 °, and 330 ° (when NO is determined in S120 and S125) is constant.

このようにすると、各相に電流センサ24が配置された構成においても、逐次サンプリング処理によって相間で実際のサンプリングタイムミングに時間差が生じていても、相間での電流検出誤差を抑制できる。すなわち、図8〜図10で説明したのと同様に、複数相に配置された電流センサ24を逐次サンプリングする構成としても、電流検出誤差によって電動機制御に悪影響が生じることを回避できる。   In this way, even in the configuration in which the current sensor 24 is arranged in each phase, current detection errors between phases can be suppressed even if there is a time difference in actual sampling timing between phases due to sequential sampling processing. That is, as described with reference to FIGS. 8 to 10, even when the current sensors 24 arranged in a plurality of phases are sequentially sampled, it is possible to avoid an adverse effect on the motor control due to the current detection error.

なお、上記では、電流検出誤差の影響が大きくなる同期PWMを中心に説明したが、非同期PWM制御においても、電気角に基づいて同様の電流サンプリング処理を適用可能である点について、確認的に記載する。また、図4のPWM制御部についても、同期PWMおよび非同期PWMを選択可能な構成を例示したが、同期PWMまたは非同期PWMの一方を固定的に用いる場合にも、本実施の形態による電流サンプリング処理を適用可能である。   In the above description, the description is focused on the synchronous PWM in which the influence of the current detection error is large. However, it is confirmed that the same current sampling process can be applied to the asynchronous PWM control based on the electrical angle. To do. Also, the PWM control unit of FIG. 4 has exemplified the configuration that can select synchronous PWM or asynchronous PWM. However, even when one of synchronous PWM or asynchronous PWM is fixedly used, current sampling processing according to the present embodiment Is applicable.

さらに、図4に例示した、同期PWMおよび非同期PWMを選択可能な構成では、同期PWMの適用時のみに上述の電流サンプリング処理を適用する一方で、非同期PWMの適用時には、電流サンプリング指示のタイミング(電気角)に関係なく、電流サンプリング順序を固定してもよい。このようにすると、制御周期が相対的に短い一方で、電流サンプリング回数が多いためサンプリング順序に起因する電流検出誤差が比較的小さくなる非同期PWMにおいて、制御装置30の処理負荷を軽減できる。   Furthermore, in the configuration illustrated in FIG. 4 where the synchronous PWM and the asynchronous PWM can be selected, the above-described current sampling process is applied only when the synchronous PWM is applied, while the current sampling instruction timing ( The current sampling order may be fixed regardless of the electrical angle. In this way, the processing load of the control device 30 can be reduced in the asynchronous PWM in which the current detection error due to the sampling order is relatively small because the number of times of current sampling is large while the control cycle is relatively short.

次に、本実施の形態による電流サンプリングの第2の例として、電気角を求めることなく、電流検出値のみに基づいて、第1の例と同様のサンプリング順序を指定するための制御処理手順を説明する。   Next, as a second example of current sampling according to the present embodiment, a control processing procedure for specifying the same sampling order as in the first example based on only the detected current value without obtaining an electrical angle. explain.

図13は、本実施の形態による電流サンプリング処理の第2の例の処理手順を示すフローチャートである。図13では、V相およびW相に電流センサ24が配置された構成における処理手順が示される。図13に示すフローチャートに従う制御処理は、電流サンプリング指示が発生される毎に制御装置30によって実行される。   FIG. 13 is a flowchart showing a processing procedure of a second example of the current sampling processing according to the present embodiment. FIG. 13 shows a processing procedure in a configuration in which current sensors 24 are arranged in the V phase and the W phase. Control processing according to the flowchart shown in FIG. 13 is executed by control device 30 every time a current sampling instruction is generated.

図13を参照して、制御装置30は、電流サンプリング指示の発生に応答して、ステップS210およびS212より、前回の電流サンプリング時におけるV相電流値およびW相電流値をそれぞれ読込む。   Referring to FIG. 13, in response to the generation of the current sampling instruction, control device 30 reads the V-phase current value and the W-phase current value at the previous current sampling from steps S210 and S212, respectively.

そして、制御装置30は、ステップS220では、W相電流(Iw)とV相電流(Iv)との間で絶対値を比較する。ステップS220では、|Iw|>|Iv|+αが成立するか否かが判定される。したがって、|Iw|=|Iv|のときは、S220はNO判定とされる。   In step S220, control device 30 compares the absolute values between W-phase current (Iw) and V-phase current (Iv). In step S220, it is determined whether | Iw |> | Iv | + α is satisfied. Therefore, when | Iw | = | Iv |, S220 is NO.

そして、制御装置30は、ステップS220のYES判定時には、ステップS230に処理を進めて、W相電流(すなわち、W相の電流センサ24の出力値iws)を先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS232により、残りのV相電流(すなわち、V相の電流センサ24の出力値ivs)をサンプリングする。   When YES is determined in step S220, control device 30 proceeds to step S230 and samples W-phase current (that is, output value iws of W-phase current sensor 24) first. Thereafter, in step S232, control device 30 samples the remaining V-phase current (that is, output value ivs of V-phase current sensor 24).

反対に、ステップS220のNO判定時には、制御装置30は、ステップS240に処理を進めて、V相電流(すなわち、V相の電流センサ24の出力値ivs)を先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS242により、残りのW相電流(すなわち、W相の電流センサ24の出力値iws)をサンプリングする。   On the other hand, when NO is determined in step S220, control device 30 proceeds to step S240 and samples the V-phase current (that is, output value ivs of V-phase current sensor 24) first. After that, in step S242, control device 30 samples the remaining W-phase current (that is, output value iws of W-phase current sensor 24).

このようにすると、V相電流およびW相電流の推移と、V相およびW相の電流サンプリング順序は、図14に示すようになる。   In this way, the transition of the V-phase current and the W-phase current and the current sampling order of the V-phase and the W-phase are as shown in FIG.

図14を参照して、位相が120度ずれたV相電流およびW相電流は、電気角が0度、90度、180度、270度および360度で絶対値が等しくなる。ステップS220での判定式にマージン値αを設けたことから、電気角0度、90度、180度、270度および360度では、ステップS220はNO判定とされる。   Referring to FIG. 14, the V-phase current and the W-phase current that are 120 degrees out of phase have the same absolute value at electrical angles of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees, and 360 degrees. Since the margin value α is provided in the determination formula in step S220, step S220 is NO in electrical angles of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees and 360 degrees.

この結果、電気角0度(360度)〜90度の期間および180度〜270度の期間では、V相電流が先にサンプリングされる一方で、電気角120度、150度、300度および330度のときには、W相電流が先にサンプリングされる。   As a result, in the period of electrical angle 0 degree (360 degrees) to 90 degrees and the period of 180 degrees to 270 degrees, the V-phase current is sampled first, while the electrical angles are 120 degrees, 150 degrees, 300 degrees, and 330 degrees. In the case of the degree, the W-phase current is sampled first.

この結果、V相電流が極値をとる電気角30度および210度では、V相電流を先にサンプリングすることができる。さらに、W相電流が極値をとる電気角150度および330度ではW相電流を先にサンプリングすることができる。   As a result, the V-phase current can be sampled first at electrical angles of 30 degrees and 210 degrees at which the V-phase current takes extreme values. Further, the W-phase current can be sampled first at the electrical angles of 150 degrees and 330 degrees at which the W-phase current takes extreme values.

なお、いずれの相でも電流が極値とならない電気角では、サンプリング順序は任意とすることができるが、図13では処理の簡略化のため、これらのケースでは、共通にステップS240、S242に従った順序で電流がサンプリングされるものとしている。   Note that the sampling order can be arbitrary for electrical angles in which the current does not become an extreme value in any phase, but in FIG. 13, in order to simplify the processing, in these cases, steps S240 and S242 are commonly followed. It is assumed that the current is sampled in the same order.

このように、電流センサ24による検出値のみを用いても、上述した電流サンプリング処理の第1の例と同様に、いずれかの相の電流が極値(極大値または極小値)となる電気角に対応するタイミングでは、当該相が一番先にサンプリングされるように、1周期(電気角360度)内で電流サンプリング順序を決定することができる。   As described above, even if only the detection value by the current sensor 24 is used, as in the first example of the current sampling process described above, the electrical angle at which the current of any phase becomes an extreme value (maximum value or minimum value). At the timing corresponding to, the current sampling order can be determined within one cycle (electrical angle 360 degrees) so that the phase is sampled first.

次に、U相、V相、W相の各々に電流センサ24を配置する構成に対して、図13および図14による電流サンプリング処理(第2の例)を適用するための制御処理手順を、図15および図16を用いて説明する。   Next, a control processing procedure for applying the current sampling processing (second example) according to FIGS. 13 and 14 to the configuration in which the current sensor 24 is arranged in each of the U phase, the V phase, and the W phase, This will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

図15を参照して、制御装置30は、図13と同様に、ステップS210およびS212により、前回の電流サンプリング時におけるV相電流値およびW相電流値をそれぞれ読込む。さらに、制御装置30は、ステップS214により、前回の電流サンプリング時におけるU相電流値を読込む。   Referring to FIG. 15, similarly to FIG. 13, control device 30 reads the V-phase current value and the W-phase current value at the time of the previous current sampling in steps S <b> 210 and S <b> 212, respectively. Further, in step S214, control device 30 reads the U-phase current value at the previous current sampling.

そして、制御装置30は、図13と同様に、ステップS220により、|Iw|>|Iv|+αであるか否かを判定する。さらに、図13と同様に、ステップS220のYES判定時には、制御装置30は、ステップS230に処理を進めて、W相電流を一番先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS232,S234により、残りのU相電流およびV相電流を順次サンプリングする。ステップS232およびS234の順序は入換可能である。   Then, similarly to FIG. 13, the control device 30 determines whether or not | Iw |> | Iv | + α in step S220. Further, similarly to FIG. 13, when the determination in step S220 is YES, control device 30 proceeds to step S230 and samples the W-phase current first. Thereafter, control device 30 sequentially samples the remaining U-phase current and V-phase current in steps S232 and S234. The order of steps S232 and S234 can be interchanged.

一方で、ステップS220のNO判定時には、制御装置30は、ステップS225により、|Iv|>|Iu|+αであるか否かを判定する。そして、制御装置30は、ステップS220のYES判定時には、ステップS240に処理を進めて、V相電流を一番先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS242,S244により、残りのW相電流およびU相電流を順次サンプリングする。ステップS242およびS244の順序は入換可能である。   On the other hand, when NO is determined in step S220, the control device 30 determines whether or not | Iv |> | Iu | + α in step S225. Then, when YES is determined in step S220, control device 30 proceeds to step S240 to sample the V-phase current first. Thereafter, control device 30 sequentially samples the remaining W-phase current and U-phase current in steps S242 and S244. The order of steps S242 and S244 can be interchanged.

また、制御装置30は、ステップS225のNO判定時には、ステップS250に処理を進めて、U相電流を一番先にサンプリングする。その後、制御装置30は、ステップS252,S254により、残りのV相電流およびW相電流を順次サンプリングする。ステップS252およびS254の順序は入換可能である。   When NO is determined in step S225, control device 30 proceeds to step S250 and samples the U-phase current first. Thereafter, control device 30 sequentially samples the remaining V-phase current and W-phase current in steps S252 and S254. The order of steps S252 and S254 can be interchanged.

図16を参照して、図13と同様の|Iw|および|Iv|の比較に基づいて、W相電流が極値をとる電気角150度および330度では、ステップS230〜S234の処理により、W相電流が一番先にサンプリングされる。   Referring to FIG. 16, based on the comparison of | Iw | and | Iv | similar to FIG. 13, at the electrical angles of 150 degrees and 330 degrees at which the W-phase current takes extreme values, the processing of steps S230 to S234 is performed. The W-phase current is sampled first.

また、V相電流が極値をとる電気角30度および210度では、前回の電流サンプリング時(電気角0度および180度)において|Iu|=0であるので、ステップS225がYES判定とされる。したがって、ステップS240〜S244の処理により、V相電流が一番先にサンプリングされる。   Further, at electrical angles of 30 degrees and 210 degrees at which the V-phase current takes extreme values, | Iu | = 0 at the time of the previous current sampling (electrical angles of 0 degrees and 180 degrees), so step S225 is determined as YES. The Therefore, the V-phase current is sampled first by the processes of steps S240 to S244.

さらに、U相電流が極値をとる電気角90度および270度では、前回の電流サンプリング時(電気角60度および240度)において|Iu|=|Iv|であるので、ステップS225がNO判定とされる。したがって、ステップS250〜S254の処理により、U相電流が一番先にサンプリングされる。   Further, at the electrical angles of 90 degrees and 270 degrees at which the U-phase current has an extreme value, | Iu | = | Iv | at the previous current sampling (electrical angles of 60 degrees and 240 degrees), step S225 is NO. It is said. Therefore, the U-phase current is sampled first by the processes of steps S250 to S254.

このように、各相に電流センサ24を配置した構成においても、図13および図14と同様の電流サンプリング処理(第2の例)が実現できる。すなわち、電流検出値のみに基づいて、いずれかの相の電流が極値(極大値または極小値)となる電気角に対応するタイミングでは、当該相が一番先にサンプリングされるように、1周期(電気角360度)内で電流サンプリング順序を決定することができる。   Thus, even in the configuration in which the current sensor 24 is disposed in each phase, the same current sampling process (second example) as in FIGS. 13 and 14 can be realized. That is, based on only the current detection value, at the timing corresponding to the electrical angle at which the current of any phase becomes an extreme value (maximum value or minimum value), the phase is sampled first. The current sampling order can be determined within the period (electrical angle 360 degrees).

なお、図13〜図16で説明した電流サンプリング処理の第2の例についても、ステップS220,S225でのマージン値αを適切に設定することによって、非同期PWMにも適用することが可能である。また、非同期PWMでは、前回の電流サンプリング時のみならず、それより以前の電流サンプリング時の検出値(あるいは、複数回の電流検出値の平均値やフィルタ処理値)に基づいて、ステップS220,S225の比較判定を行ってもよい。   Note that the second example of the current sampling process described with reference to FIGS. 13 to 16 can also be applied to asynchronous PWM by appropriately setting the margin value α in steps S220 and S225. Further, in asynchronous PWM, steps S220 and S225 are performed based not only on the previous current sampling but also on the detection value at the time of current sampling earlier (or the average value or filter processing value of a plurality of current detection values). The comparison determination may be performed.

さらに、図4に例示した、同期PWMおよび非同期PWMを選択可能な構成の他に、同期PWMまたは非同期PWMの一方を固定的に用いる場合にも、上述した電流サンプリング処理の第2の例を適用可能である点を確認的に記載する。   Furthermore, in addition to the configuration in which synchronous PWM and asynchronous PWM can be selected as illustrated in FIG. 4, the second example of the current sampling process described above is also applied when one of synchronous PWM or asynchronous PWM is fixedly used. Describe what is possible.

また、電流サンプリング処理の第2の例についても、同期PWMおよび非同期PWMを選択可能な構成では、同期PWMの適用時のみに上述の電流サンプリング処理を適用する一方で、非同期PWMの適用時には、電流サンプリング指示のタイミング(電気角)に関係なく、電流サンプリング順序を固定してもよい。   In the second example of the current sampling process, in the configuration in which the synchronous PWM and the asynchronous PWM can be selected, the above-described current sampling process is applied only when the synchronous PWM is applied. The current sampling order may be fixed regardless of the timing (electrical angle) of the sampling instruction.

以上説明したように、本実施の形態に従う交流電動機の制御装置による電流サンプリング処理(第1および第2の例の各々)によれば、複数相に配置された電流センサ24を逐次サンプリングする構成としても、電流検出誤差によって電動機制御に悪影響が生じることを回避できる。   As described above, according to the current sampling process (each of the first and second examples) by the AC motor control device according to the present embodiment, the current sensors 24 arranged in a plurality of phases are sequentially sampled. However, it is possible to avoid an adverse effect on the motor control due to the current detection error.

なお、本実施の形態では、交流電動機M1として三相電動機を例示したが、三相以外の多相電動機に対しても本発明による電流サンプリング処理を適用することができる。   In the present embodiment, the three-phase motor is exemplified as the AC motor M1, but the current sampling process according to the present invention can be applied to a multiphase motor other than the three-phase motor.

また、図1では、好ましい構成例として、インバータ14への入力電圧(システム電圧VH)を可変制御可能なように、モータ駆動システムの直流電圧発生部10♯がコンバータ12を含む構成を示したが、直流電圧発生部10♯は本実施の形態に例示した構成には限定されない。すなわち、インバータ入力電圧が可変であることは必須ではなく、直流電源Bの出力電圧がそのままインバータ14へ入力される構成(たとえば、コンバータ12の配置を省略した構成)に対しても本発明を適用可能である。   In FIG. 1, as a preferred configuration example, a configuration is shown in which DC voltage generation unit 10 # of the motor drive system includes converter 12 so that the input voltage (system voltage VH) to inverter 14 can be variably controlled. DC voltage generation unit 10 # is not limited to the configuration exemplified in the present embodiment. That is, it is not essential that the inverter input voltage is variable, and the present invention is also applied to a configuration in which the output voltage of the DC power supply B is directly input to the inverter 14 (for example, a configuration in which the converter 12 is omitted). Is possible.

さらに、モータ駆動システムの負荷となる交流電動機についても、本実施の形態では、電動車両(ハイブリッド自動車、電気自動車等)に車両駆動用として搭載された永久磁石モータを想定したが、それ以外の機器に用いられる任意の交流電動機を負荷とする構成についても、本願発明を適用可能である。   Further, with regard to the AC motor serving as a load of the motor drive system, in the present embodiment, a permanent magnet motor mounted for driving a vehicle in an electric vehicle (hybrid vehicle, electric vehicle, etc.) is assumed. The present invention can also be applied to a configuration in which an arbitrary AC motor used in is used as a load.

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て特許請求の範囲によって示され、特許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.

この発明は、複数相に設けられた電流センサのサンプリング値に基づく電動機制御に適用することができる。   The present invention can be applied to electric motor control based on sampling values of current sensors provided in a plurality of phases.

5 アース線、6、7 電力線、10,13 電圧センサ、10♯ 直流電圧発生部、11,24 電流センサ、12 コンバータ、14 インバータ、15 U相上下アーム、16 V相上下アーム、17 W相上下アーム、25 回転角センサ、30 制御装置(ECU)、100 モータ駆動制御システム、160 搬送波、170 電圧指令、180 パルス幅変調電圧、200 PWM制御部、210 電流指令生成部、220,250 座標変換部、240 電圧指令生成部、260 PWM変調部、270 搬送波制御部、280 モード選択部、290 回転周波数演算部、300 電流サンプリング部、310 サンプリングタイミング指定部、320 サンプリング順序指定部、330 サンプリング処理部、B 直流電源、C0,C1 平滑コンデンサ、D1〜D8 逆並列ダイオード、fc 搬送波周波数、For 信号(サンプリング順序)、Fsp 信号(電流サンプリング指示)、Ib 直流電流、Id d軸電流、Idcom d軸電流指令値、Iq q軸電流、Iqcom q軸電流指令値、iu,iv,iw 三相電流(交流電動機)、Iv,Iw 電流検出値、ivs,iws 電流センサ出力値、k キャリア数(同期PWM)、L1 リアクトル、M1 交流電動機、MD モード信号(同期PWM/非同期PWM)、Q1〜Q8 電力用半導体スイッチング素子、S1〜S8 電流サンプリング点、SG1〜SG8 スイッチング制御信号、SR1,SR2 システムリレー、Trqcom トルク指令値、Tsp サンプリング時間差(相間)、Vd♯ d軸電圧指令値、VH システム電圧(直流電圧)、VL 直流電圧、Vu,Vv.Vw 各相電圧指令、Vq♯ q軸電圧指令値、ΔId d軸電流偏差、ΔIq q軸電流偏差、θ 回転角、ωe 回転周波数。   5 Ground wire, 6, 7 Power line, 10, 13 Voltage sensor, 10 # DC voltage generator, 11, 24 Current sensor, 12 Converter, 14 Inverter, 15 U phase upper and lower arm, 16 V phase upper and lower arm, 17 W phase upper and lower Arm, 25 rotation angle sensor, 30 control unit (ECU), 100 motor drive control system, 160 carrier wave, 170 voltage command, 180 pulse width modulation voltage, 200 PWM control unit, 210 current command generation unit, 220, 250 coordinate conversion unit 240 voltage command generation unit, 260 PWM modulation unit, 270 carrier wave control unit, 280 mode selection unit, 290 rotation frequency calculation unit, 300 current sampling unit, 310 sampling timing designation unit, 320 sampling order designation unit, 330 sampling processing unit, B DC power supply, C0, C1 Capacitor, D1 to D8 Anti-parallel diode, fc carrier frequency, For signal (sampling order), Fsp signal (current sampling instruction), Ib DC current, Id d-axis current, Idcom d-axis current command value, Iq q-axis current, Iqcom q-axis current command value, iu, iv, iw Three-phase current (AC motor), Iv, Iw Current detection value, ivs, iws Current sensor output value, k number of carriers (synchronous PWM), L1 reactor, M1 AC motor, MD Mode signal (synchronous PWM / asynchronous PWM), Q1-Q8 power semiconductor switching element, S1-S8 current sampling point, SG1-SG8 switching control signal, SR1, SR2 system relay, Trqcom torque command value, Tsp sampling time difference (interphase) , Vd # d-axis voltage command value VH system voltage (direct current voltage), VL DC voltage, Vu, Vv. Vw Each phase voltage command, Vq # q-axis voltage command value, ΔId d-axis current deviation, ΔIq q-axis current deviation, θ rotation angle, ωe rotation frequency.

Claims (7)

インバータによって印加電圧が制御される交流電動機の制御装置であって、
前記交流電動機の複数相にそれぞれ設けられ、前記複数相の相電流をそれぞれ検出するように構成された複数の電流検出器と、
所定の制御周期に従って電流サンプリング指示を発生するように構成されたサンプリングタイミング指示部と、
前記電流サンプリング指示に応答して、前記複数の電流検出器のそれぞれによる検出値を1つずつ逐次にサンプリングするように構成されたサンプリング処理部と、
前記サンプリング処理部によってサンプリングされた相電流を用いた制御演算に従って、前記交流電動機を制御するように構成された電動機制御部と、
前記電流サンプリング指示のタイミングが、前記複数相のうちの第1の相で前記相電流が極値をとるタイミングに対応する場合に、前記複数の電流検出器のうちの前記第1の相に対応する電流検出器の検出値が一番先にサンプリングされるように、前記サンプリング処理部におけるサンプリングの順序を指定するように構成されたサンプリング順序指定部とを備える、交流電動機の制御装置。
An AC motor control device in which an applied voltage is controlled by an inverter,
A plurality of current detectors provided respectively in a plurality of phases of the AC motor and configured to detect phase currents of the plurality of phases;
A sampling timing instruction unit configured to generate a current sampling instruction according to a predetermined control period;
In response to the current sampling instruction, a sampling processing unit configured to sequentially sample detection values by each of the plurality of current detectors one by one;
An electric motor control unit configured to control the AC electric motor according to a control calculation using the phase current sampled by the sampling processing unit;
Corresponding to the first phase of the plurality of current detectors when the timing of the current sampling instruction corresponds to the timing at which the phase current takes an extreme value in the first phase of the plurality of phases A control apparatus for an AC motor, comprising: a sampling order designating unit configured to designate a sampling order in the sampling processing unit so that a detection value of a current detector to be sampled is sampled first.
前記サンプリング順序指定部は、前記電流サンプリング指示のタイミングにおける前記交流電動機の電気角に基づいて、サンプリングの順序を指定するように構成される、請求項1記載の交流電動機の制御装置。   The AC motor control apparatus according to claim 1, wherein the sampling order designating unit is configured to designate a sampling order based on an electrical angle of the AC motor at a timing of the current sampling instruction. 前記サンプリング順序指定部は、過去の前記電流サンプリング指示における前記複数相の相電流のサンプリング値の比較に基づいて、今回の前記電流サンプリング指示におけるサンプリングの順序を指定するように構成される、請求項1記載の交流電動機の制御装置。   The sampling order specifying unit is configured to specify a sampling order in the current sampling instruction based on a comparison of sampling values of the phase currents of the plurality of phases in the current sampling instruction in the past. 1. The control apparatus for an AC motor according to 1. 前記電動機制御部は、
前記制御演算に従って前記交流電動機の各相の電圧指令を生成するように構成された演算部と、
前記電圧指令と搬送波との電圧比較に基づいて前記インバータから前記交流電動機に印加される各相のパルス幅変調電圧を制御するように構成されたPWM変調部と、
前記電圧指令の周波数のk倍(k:2以上の整数)の周波数で前記搬送波を発生するための搬送波制御部とを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の交流電動機の制御装置。
The motor controller is
A calculation unit configured to generate a voltage command for each phase of the AC motor according to the control calculation;
A PWM modulation unit configured to control a pulse width modulation voltage of each phase applied from the inverter to the AC electric motor based on a voltage comparison between the voltage command and a carrier wave;
The AC motor control according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a carrier wave control unit for generating the carrier wave at a frequency of k times the frequency of the voltage command (k: an integer of 2 or more). apparatus.
前記搬送波制御部は、第1のモードの選択時に、前記電圧指令のk倍の周波数で前記搬送波を発生する一方で、第2のモードの選択時には、前記第1のモードの選択時における搬送波周波数よりも高い所定周波数で前記搬送波を発生するように構成され、
前記サンプリング順序指定部は、前記第2のモードの選択時には、前記電流サンプリング指示のタイミングに関係なく、前記サンプリング処理部におけるサンプリングの順序を所定順序に固定する、請求項4記載の交流電動機の制御装置。
The carrier wave control unit generates the carrier wave at a frequency k times the voltage command when the first mode is selected, while the carrier frequency when the first mode is selected when the second mode is selected. Configured to generate the carrier at a predetermined frequency higher than
5. The control of an AC motor according to claim 4, wherein, when the second mode is selected, the sampling order designating unit fixes the sampling order in the sampling processing unit to a predetermined order regardless of the timing of the current sampling instruction. 6. apparatus.
前記交流電動機は、三相交流電動機であり、
前記複数の電流検出器は、三相にそれぞれ配置される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の交流電動機の制御装置。
The AC motor is a three-phase AC motor,
The control device for an AC motor according to claim 1, wherein the plurality of current detectors are arranged in three phases, respectively.
前記交流電動機は、三相交流電動機であり、
前記複数の電流検出器は、三相のうちの二相にそれぞれ配置される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の交流電動機の制御装置。
The AC motor is a three-phase AC motor,
The control device for an AC motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of current detectors are respectively arranged in two phases of three phases.
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