JP3289618B2 - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリの放電出
力を利用しモータを駆動するシステムにて使用され、ト
ルク指令に従いモータを制御するモータ制御装置に関す
る。
力を利用しモータを駆動するシステムにて使用され、ト
ルク指令に従いモータを制御するモータ制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】モータの界磁束を強制的に弱める弱め界
磁制御が、各種のモータ駆動システムにて採用されてい
る（例えば特開平２−２３０８６号に示されている電気
自動車走行用誘導モータ駆動システムを参照）。特に、
モータの逆起電力は回転数の上昇に従い増大するため、
バッテリの放電出力を利用しモータを駆動するシステム
では、高回転領域で逆起電力がバッテリ電圧相当値を上
回ってしまう可能性がある。逆起電力がバッテリ電圧相
当値を上回るとモータの出力が不安定になりまたバッテ
リとモータの間に介在する回路及び部品に負担が掛か
る。そのため、この種のシステムでは、逆起電力が増大
する高回転領域で弱め界磁制御を実行し、モータの使用
可能回転数領域をより高回転領域へと延ばすという制御
手法が採用される。なお、弱め界磁制御は、具体的に
は、モータ電流のうち界磁束の発生に寄与する励磁電流
成分の制御を通じ、巻線にて発生した界磁束を低減し
（誘導モータ等の場合）又は永久磁石にて発生した界磁
束を少なくとも部分的に打ち消す（永久磁石励磁型同期
モータの場合）ことにより、実現できる。また、本願で
は、バッテリとモータとの間にインバータ等の電力回路
が介在することを考慮し、当該電力回路による変換の係
数等が算入されモータ電圧と比較可能な量に変換表現さ
れたバッテリ電圧を“バッテリ電圧相当値”、また同様
にバッテリ電圧と比較可能な量に変換表現されたモータ
電圧を“モータ電圧相当値”と表すこととする。
磁制御が、各種のモータ駆動システムにて採用されてい
る（例えば特開平２−２３０８６号に示されている電気
自動車走行用誘導モータ駆動システムを参照）。特に、
モータの逆起電力は回転数の上昇に従い増大するため、
バッテリの放電出力を利用しモータを駆動するシステム
では、高回転領域で逆起電力がバッテリ電圧相当値を上
回ってしまう可能性がある。逆起電力がバッテリ電圧相
当値を上回るとモータの出力が不安定になりまたバッテ
リとモータの間に介在する回路及び部品に負担が掛か
る。そのため、この種のシステムでは、逆起電力が増大
する高回転領域で弱め界磁制御を実行し、モータの使用
可能回転数領域をより高回転領域へと延ばすという制御
手法が採用される。なお、弱め界磁制御は、具体的に
は、モータ電流のうち界磁束の発生に寄与する励磁電流
成分の制御を通じ、巻線にて発生した界磁束を低減し
（誘導モータ等の場合）又は永久磁石にて発生した界磁
束を少なくとも部分的に打ち消す（永久磁石励磁型同期
モータの場合）ことにより、実現できる。また、本願で
は、バッテリとモータとの間にインバータ等の電力回路
が介在することを考慮し、当該電力回路による変換の係
数等が算入されモータ電圧と比較可能な量に変換表現さ
れたバッテリ電圧を“バッテリ電圧相当値”、また同様
にバッテリ電圧と比較可能な量に変換表現されたモータ
電圧を“モータ電圧相当値”と表すこととする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、弱め界磁
制御はモータの使用可能回転数をより高回転の領域に延
ばすのに有効である。しかしながら、バッテリの性能、
負荷状況、残存容量等によっては、弱め界磁制御を実行
しているときでも、バッテリ電圧がモータ逆起電力相当
値より低くなってしまうことがありうる。本発明の目的
の一つは、モータ制御手順に指令補正手順を導入するこ
とにより、かかるバッテリ電圧低下に起因した不具合例
えばトルク脈動を防ぐことにある。
制御はモータの使用可能回転数をより高回転の領域に延
ばすのに有効である。しかしながら、バッテリの性能、
負荷状況、残存容量等によっては、弱め界磁制御を実行
しているときでも、バッテリ電圧がモータ逆起電力相当
値より低くなってしまうことがありうる。本発明の目的
の一つは、モータ制御手順に指令補正手順を導入するこ
とにより、かかるバッテリ電圧低下に起因した不具合例
えばトルク脈動を防ぐことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、バッテリの放電出力を利用し永久磁石励
磁型同期モータを駆動するシステムにて使用されトルク
指令に従い永久磁石励磁型同期モータを制御するモータ
制御装置であって、トルク指令をトルク値から電流値に
変換し更にベクトル分解することによりモータ界磁束に
係る励磁電流指令及びモータ出力トルクに係るトルク電
流指令を発生させそれらに従いモータ電流を制御するモ
ータ制御装置において、モータ電圧を逐次推定する手段
と、バッテリ電圧を逐次検出する手段と、モータ電圧の
推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する値を下回るよ
うトルク電流指令を低減補正する一方で、この低減補正
を少なくとも部分的に補う増大補正を励磁電流指令に施
す手段と、を備えることを特徴とする。
め、本発明は、バッテリの放電出力を利用し永久磁石励
磁型同期モータを駆動するシステムにて使用されトルク
指令に従い永久磁石励磁型同期モータを制御するモータ
制御装置であって、トルク指令をトルク値から電流値に
変換し更にベクトル分解することによりモータ界磁束に
係る励磁電流指令及びモータ出力トルクに係るトルク電
流指令を発生させそれらに従いモータ電流を制御するモ
ータ制御装置において、モータ電圧を逐次推定する手段
と、バッテリ電圧を逐次検出する手段と、モータ電圧の
推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する値を下回るよ
うトルク電流指令を低減補正する一方で、この低減補正
を少なくとも部分的に補う増大補正を励磁電流指令に施
す手段と、を備えることを特徴とする。
【０００５】本発明は、或いは、バッテリの放電出力を
利用し永久磁石励磁型同期モータを駆動するシステムに
て使用されトルク指令に従い永久磁石励磁型同期モータ
を制御するモータ制御装置であって、トルク指令をトル
ク値から電流値に変換し更にベクトル分解することによ
りモータ界磁束に係る励磁電流指令及びモータ出力トル
クに係るトルク電流指令を発生させそれらを更に電流値
から電圧値に変換することにより励磁電圧指令及びトル
ク電圧指令を発生させそれらに従いモータ電圧を制御す
るモータ制御装置において、モータ電圧を逐次推定する
手段と、バッテリ電圧を逐次検出する手段と、モータ電
圧の推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する値を下回
るようトルク電圧指令又はトルク電流指令を低減補正す
る一方で、この低減補正を少なくとも部分的に補う増大
補正を励磁電圧指令又は励磁電流指令に施す手段と、を
備えることを特徴とする。
利用し永久磁石励磁型同期モータを駆動するシステムに
て使用されトルク指令に従い永久磁石励磁型同期モータ
を制御するモータ制御装置であって、トルク指令をトル
ク値から電流値に変換し更にベクトル分解することによ
りモータ界磁束に係る励磁電流指令及びモータ出力トル
クに係るトルク電流指令を発生させそれらを更に電流値
から電圧値に変換することにより励磁電圧指令及びトル
ク電圧指令を発生させそれらに従いモータ電圧を制御す
るモータ制御装置において、モータ電圧を逐次推定する
手段と、バッテリ電圧を逐次検出する手段と、モータ電
圧の推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する値を下回
るようトルク電圧指令又はトルク電流指令を低減補正す
る一方で、この低減補正を少なくとも部分的に補う増大
補正を励磁電圧指令又は励磁電流指令に施す手段と、を
備えることを特徴とする。
【０００６】このように、モータ電圧の推定値がバッテ
リ電圧の検出値に相当する値を下回るよう、モータに対
するトルク電流又は電圧指令を低減補正しているため、
本発明においては、バッテリ電圧がモータ逆起電力相当
値を上回ることがなくなり、従ってトルク脈動等も生じ
にくくなる。また、電流制御を実行するモータ制御装置
において、トルク電流指令に低減補正を施すことによ
り、本発明を実現するのが好ましい。トルク電流指令は
モータ出力トルクを左右する指令であるから、トルク電
圧指令を低減補正する例（後述）に比べ早期にモータ出
力トルクを推定でき従ってモータ出力トルク変動量に制
限を課す等の対処を可能にする点で、有利である。ある
いは、トルク電圧指令に上記低減補正を施す手段を含む
構成とするのが望ましい。励磁電圧指令及びトルク電圧
指令は電圧の次元を有しているから、バッテリ電圧相当
値との比較を比較的容易に実行でき、従って本構成はト
ルク電流指令を低減補正する例（前述）に比べ低減補正
が簡単でかつそのための演算が短時間で済む。
リ電圧の検出値に相当する値を下回るよう、モータに対
するトルク電流又は電圧指令を低減補正しているため、
本発明においては、バッテリ電圧がモータ逆起電力相当
値を上回ることがなくなり、従ってトルク脈動等も生じ
にくくなる。また、電流制御を実行するモータ制御装置
において、トルク電流指令に低減補正を施すことによ
り、本発明を実現するのが好ましい。トルク電流指令は
モータ出力トルクを左右する指令であるから、トルク電
圧指令を低減補正する例（後述）に比べ早期にモータ出
力トルクを推定でき従ってモータ出力トルク変動量に制
限を課す等の対処を可能にする点で、有利である。ある
いは、トルク電圧指令に上記低減補正を施す手段を含む
構成とするのが望ましい。励磁電圧指令及びトルク電圧
指令は電圧の次元を有しているから、バッテリ電圧相当
値との比較を比較的容易に実行でき、従って本構成はト
ルク電流指令を低減補正する例（前述）に比べ低減補正
が簡単でかつそのための演算が短時間で済む。
【０００７】トルク電流指令を低減補正する構成でもト
ルク電圧指令を低減補正する構成でも、低減補正を少な
くとも部分的に補う増大補正を励磁電流指令又は励磁電
圧指令に施す手段を備える構成とする。このようにすれ
ば、トルク電流指令又はトルク電圧指令の低減補正によ
る効率の低下を、緩和乃至回避できる。特に、突極性を
有するモータでは、モータ電流中のトルク電流成分のみ
ならず励磁電流成分もトルクの発生に寄与しているか
ら、このように励磁電流指令又は励磁電圧指令を増大補
正することによって、トルク電流指令又はトルク電圧指
令の低減補正によるトルクの低下をも、緩和乃至回避で
きる。
ルク電圧指令を低減補正する構成でも、低減補正を少な
くとも部分的に補う増大補正を励磁電流指令又は励磁電
圧指令に施す手段を備える構成とする。このようにすれ
ば、トルク電流指令又はトルク電圧指令の低減補正によ
る効率の低下を、緩和乃至回避できる。特に、突極性を
有するモータでは、モータ電流中のトルク電流成分のみ
ならず励磁電流成分もトルクの発生に寄与しているか
ら、このように励磁電流指令又は励磁電圧指令を増大補
正することによって、トルク電流指令又はトルク電圧指
令の低減補正によるトルクの低下をも、緩和乃至回避で
きる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、実施形態間で共通す
る又は対応する部材に関しては同一の符号を付し、重複
する説明を省略する。また、以下の説明では電気自動車
を例とするが、本発明は他種のシステムにも適用でき
る。
関し図面に基づき説明する。なお、実施形態間で共通す
る又は対応する部材に関しては同一の符号を付し、重複
する説明を省略する。また、以下の説明では電気自動車
を例とするが、本発明は他種のシステムにも適用でき
る。
【０００９】図１に、本発明の一実施形態に係る電気自
動車のシステム構成、特に制御装置の機能構成を示す。
この実施形態では三相交流の永久磁石励磁型同期モータ
を車両走行用のモータ１０として用いている。モータ１
０の駆動電力源は鉛電池、ニッケル水素電池その他のバ
ッテリ１２であり、バッテリ１２の放電出力はインバー
タ１４により三相交流に変換の上モータ１０に供給され
る。図中、Ｃは平滑コンデンサである。
動車のシステム構成、特に制御装置の機能構成を示す。
この実施形態では三相交流の永久磁石励磁型同期モータ
を車両走行用のモータ１０として用いている。モータ１
０の駆動電力源は鉛電池、ニッケル水素電池その他のバ
ッテリ１２であり、バッテリ１２の放電出力はインバー
タ１４により三相交流に変換の上モータ１０に供給され
る。図中、Ｃは平滑コンデンサである。
【００１０】制御装置１６は、車両操縦者のアクセル操
作、ブレーキ操作その他に応じたトルクがモータ１０か
ら出力されるよう、インバータ１４による電力変換動
作、より詳細にはインバータ１４内のスイッチング素子
のスイッチングパターンを制御する。制御装置１６は、
モータ駆動系各部の状態を検出する手段として、モータ
１０のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流ＩU，ＩV，ＩWを検出する電
流検出部１８、モータ１０の回転子位置ひいては回転数
Ｎmを検出する回転数検出部２０、バッテリ１２の電圧
Ｖbを検出するバッテリ電圧検出部２２等、各種のセン
シング部材を備えており、これらの部材にて得られる検
出量を、トルク指令決定部２４、電流指令決定部２６、
電流制御演算部２８等による制御動作に利用する。
作、ブレーキ操作その他に応じたトルクがモータ１０か
ら出力されるよう、インバータ１４による電力変換動
作、より詳細にはインバータ１４内のスイッチング素子
のスイッチングパターンを制御する。制御装置１６は、
モータ駆動系各部の状態を検出する手段として、モータ
１０のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流ＩU，ＩV，ＩWを検出する電
流検出部１８、モータ１０の回転子位置ひいては回転数
Ｎmを検出する回転数検出部２０、バッテリ１２の電圧
Ｖbを検出するバッテリ電圧検出部２２等、各種のセン
シング部材を備えており、これらの部材にて得られる検
出量を、トルク指令決定部２４、電流指令決定部２６、
電流制御演算部２８等による制御動作に利用する。
【００１１】トルク指令決定部２４は、アクセル開度、
ブレーキ踏力その他に応じかつＮm等を参照しながら、
モータ１０に対するトルク指令Ｔ* を決定する。その手
段として、トルク指令決定部２４は、モータの回転数対
最大出力トルク特性を与える内蔵のトルクマップを利用
する。電流指令決定部２６は、現在のＮmにおいてＴ*を
最良の効率で実現するのに必要な励磁電流成分即ち励磁
電流指令Ｉd *及びトルク電流成分即ちトルク電流指令Ｉ
q *を、Ｔ*及びＮmに基づきかつＶb一定の仮定の下で、
決定する。電流制御演算部２８は、電流指令決定部２６
の後段に設けられている減算器３０及び３２から、Ｉd *
から励磁電流検出値Ｉdを減じた値即ち励磁電流制御偏
差ΔＩdと、Ｉq *からトルク電流検出値Ｉqを減じた値即
ちトルク電流制御偏差ΔＩqとを入力し、これらを電流
から電圧に変換することにより対応する電圧指令Ｖd *及
びＶq *を求める。導出の方法に関しては、電圧方程式を
直接用いる方法、ＰＩ演算により速度起電力項を随時補
正する方法等、当業者に公知の各種の方法を用いればよ
い。得られたＶd *及びＶq *は、２相３相変換部３４によ
りインバータ１４内各相スイッチング素子のスイッチン
グ制御信号に変換され、インバータ１４に供給される。
なお、Ｉd及びＩqは、ＩU，ＩV，ＩWを３相２相変換部
３６にてベクトル変換することにより得られる。
ブレーキ踏力その他に応じかつＮm等を参照しながら、
モータ１０に対するトルク指令Ｔ* を決定する。その手
段として、トルク指令決定部２４は、モータの回転数対
最大出力トルク特性を与える内蔵のトルクマップを利用
する。電流指令決定部２６は、現在のＮmにおいてＴ*を
最良の効率で実現するのに必要な励磁電流成分即ち励磁
電流指令Ｉd *及びトルク電流成分即ちトルク電流指令Ｉ
q *を、Ｔ*及びＮmに基づきかつＶb一定の仮定の下で、
決定する。電流制御演算部２８は、電流指令決定部２６
の後段に設けられている減算器３０及び３２から、Ｉd *
から励磁電流検出値Ｉdを減じた値即ち励磁電流制御偏
差ΔＩdと、Ｉq *からトルク電流検出値Ｉqを減じた値即
ちトルク電流制御偏差ΔＩqとを入力し、これらを電流
から電圧に変換することにより対応する電圧指令Ｖd *及
びＶq *を求める。導出の方法に関しては、電圧方程式を
直接用いる方法、ＰＩ演算により速度起電力項を随時補
正する方法等、当業者に公知の各種の方法を用いればよ
い。得られたＶd *及びＶq *は、２相３相変換部３４によ
りインバータ１４内各相スイッチング素子のスイッチン
グ制御信号に変換され、インバータ１４に供給される。
なお、Ｉd及びＩqは、ＩU，ＩV，ＩWを３相２相変換部
３６にてベクトル変換することにより得られる。
【００１２】制御装置１６は、上述の各機能部材の他、
Ｖb低下によるトルク脈動等の現象を防ぐため、電圧飽
和判定部３８、トルク指令補正部４０及び減算器４２を
備えている。電圧飽和判定部３８は、検出されたＶ
bを、電圧指令の絶対値Ｖ*と比較し、Ｖb＜Ｖ*が成立し
たときにトルク指令補正部４０に指令を与える。トルク
指令補正部４０は、電圧飽和判定部３８からの指令に応
じトルク指令補正項ΔＴ*（ΔＴ*＞０）を演算する。減
算器４２は、このΔＴ*を減ずることによりＴ*を補正す
る。このような処理を実行することによって、バッテリ
１２の電圧低下によってモータ出力にトルク脈動が発生
することを、防止できる。更に、Ｔ*を補正しているた
め補正に伴う出力トルクの変化を予測できるから、変化
が著しくなると予想されるとき（例えばΔＴ*が所定値
以上のときや、補正を所定時点連続して実行していると
き）に補正をやめ又はΔＴ*を低減し、トルク変動を抑
えることもできる。更に、Ｖb の昇降圧調整も不要であ
る。なお、Ｖ*は
Ｖb低下によるトルク脈動等の現象を防ぐため、電圧飽
和判定部３８、トルク指令補正部４０及び減算器４２を
備えている。電圧飽和判定部３８は、検出されたＶ
bを、電圧指令の絶対値Ｖ*と比較し、Ｖb＜Ｖ*が成立し
たときにトルク指令補正部４０に指令を与える。トルク
指令補正部４０は、電圧飽和判定部３８からの指令に応
じトルク指令補正項ΔＴ*（ΔＴ*＞０）を演算する。減
算器４２は、このΔＴ*を減ずることによりＴ*を補正す
る。このような処理を実行することによって、バッテリ
１２の電圧低下によってモータ出力にトルク脈動が発生
することを、防止できる。更に、Ｔ*を補正しているた
め補正に伴う出力トルクの変化を予測できるから、変化
が著しくなると予想されるとき（例えばΔＴ*が所定値
以上のときや、補正を所定時点連続して実行していると
き）に補正をやめ又はΔＴ*を低減し、トルク変動を抑
えることもできる。更に、Ｖb の昇降圧調整も不要であ
る。なお、Ｖ*は
【数１】（Ｖd *2＋Ｖq *2）1/2 の演算により得ることができる。また、ΔＴ*はある一
定値としてもよいし、ＶbやＶ*−Ｖbに応じて定めるよ
うにしてもよい。
定値としてもよいし、ＶbやＶ*−Ｖbに応じて定めるよ
うにしてもよい。
【００１３】図２に、本発明の第２実施形態に係る電気
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態においては、図１の実施形態におけるトルク指
令補正部４０及び減算器４２に代えて、ｑ軸電流補正部
４４が設けられている。ｑ軸電流補正部４４は、電圧飽
和判定部３８からＶb＜Ｖ*が成立した旨の指令が与えら
れたときに、トルク電流指令補正項ΔＩq *を決定し、こ
れを減算器３２に供給する。減算器３２においては、Δ
ＩqからさらにこのΔＩq *を減ずることにより、トルク
電流制御偏差ΔＩqを補正する。このような処理によっ
ても、前述の実施形態と同様の作用効果が得られる。ま
た、前述の実施形態に施すことが可能な変形と同様の変
形も可能である。さらに、この実施形態ではモータ１０
からの帰還量である電流の次元で補正が行われているた
め、より迅速かつ正確な制御が可能になる。
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態においては、図１の実施形態におけるトルク指
令補正部４０及び減算器４２に代えて、ｑ軸電流補正部
４４が設けられている。ｑ軸電流補正部４４は、電圧飽
和判定部３８からＶb＜Ｖ*が成立した旨の指令が与えら
れたときに、トルク電流指令補正項ΔＩq *を決定し、こ
れを減算器３２に供給する。減算器３２においては、Δ
ＩqからさらにこのΔＩq *を減ずることにより、トルク
電流制御偏差ΔＩqを補正する。このような処理によっ
ても、前述の実施形態と同様の作用効果が得られる。ま
た、前述の実施形態に施すことが可能な変形と同様の変
形も可能である。さらに、この実施形態ではモータ１０
からの帰還量である電流の次元で補正が行われているた
め、より迅速かつ正確な制御が可能になる。
【００１４】図３に、本発明の第３実施形態に係る電気
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態においては、第２実施形態におけるｑ軸電流補
正部４４に代えて電圧補正部４６が電圧飽和判定部３８
と２相３相変換部３４の間に設けられている。電圧補正
部４６は、電圧飽和判定部３６においてＶb＜Ｖ*が成立
したことが検出され、その旨の指令が与えられるのに応
じ、電圧指令Ｖq *を低減補正する。このような構成によ
っても、前述の各実施例と同様の作用効果が得られ、ま
た同様の変形を施すことが可能である。さらに、この実
施形態においてはバッテリ電圧Ｖbと同一次元にて補正
を行っているため、前述の各実施形態と異なり制御の収
束を待つ必要がなく、迅速な処理が可能である。すなわ
ち、電圧補正部４６にて、Ｖb≦Ｖ*が成立するようＶq *
を補正し、これを直ちに実現することが可能である。
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態においては、第２実施形態におけるｑ軸電流補
正部４４に代えて電圧補正部４６が電圧飽和判定部３８
と２相３相変換部３４の間に設けられている。電圧補正
部４６は、電圧飽和判定部３６においてＶb＜Ｖ*が成立
したことが検出され、その旨の指令が与えられるのに応
じ、電圧指令Ｖq *を低減補正する。このような構成によ
っても、前述の各実施例と同様の作用効果が得られ、ま
た同様の変形を施すことが可能である。さらに、この実
施形態においてはバッテリ電圧Ｖbと同一次元にて補正
を行っているため、前述の各実施形態と異なり制御の収
束を待つ必要がなく、迅速な処理が可能である。すなわ
ち、電圧補正部４６にて、Ｖb≦Ｖ*が成立するようＶq *
を補正し、これを直ちに実現することが可能である。
【００１５】図４に、本発明の第４実施形態に係る電気
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態は、前述の第２実施形態を一部変形したもので
あるため、図４においては図２と共通する部分に関して
は図示を省略している。この実施形態における変形の主
旨は、ｑ軸電流補正部４４とともにｄ軸電流補正部４８
を設けたことにある。ｄ軸電流補正部４８は、ｑ軸電流
補正部４４にてΔＩq *が演算されたときに、このΔＩq *
に応じて励磁電流指令補正項ΔＩd *を求め、減算器３０
にこれを供給する。減算器３０はΔＩdからΔＩd *を減
ずることにより、ΔＩdを補正する。このような励磁電
流成分の補正は、特に、モータ１０が突極性を有してい
るときに有効である。すなわち、突極性を有するモータ
の場合、トルク電流成分によるトルクのみでなく、励磁
電流成分とトルク電流成分の積によってもトルク（リラ
クタンストルク）が生ずるから、トルク電流指令の低減
補正に応じて励磁電流指令を増大補正することにより、
トルク電流指令の低減にもかかわらず、モータ１０の出
力トルクを維持し、あるいはその低減量を制限すること
ができる。また、モータ１０が突極性を有していないと
きであっても、トルク電流指令の補正によるモータ効率
の低下を、励磁電流指令の補正によって一部補うことが
可能である。
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態は、前述の第２実施形態を一部変形したもので
あるため、図４においては図２と共通する部分に関して
は図示を省略している。この実施形態における変形の主
旨は、ｑ軸電流補正部４４とともにｄ軸電流補正部４８
を設けたことにある。ｄ軸電流補正部４８は、ｑ軸電流
補正部４４にてΔＩq *が演算されたときに、このΔＩq *
に応じて励磁電流指令補正項ΔＩd *を求め、減算器３０
にこれを供給する。減算器３０はΔＩdからΔＩd *を減
ずることにより、ΔＩdを補正する。このような励磁電
流成分の補正は、特に、モータ１０が突極性を有してい
るときに有効である。すなわち、突極性を有するモータ
の場合、トルク電流成分によるトルクのみでなく、励磁
電流成分とトルク電流成分の積によってもトルク（リラ
クタンストルク）が生ずるから、トルク電流指令の低減
補正に応じて励磁電流指令を増大補正することにより、
トルク電流指令の低減にもかかわらず、モータ１０の出
力トルクを維持し、あるいはその低減量を制限すること
ができる。また、モータ１０が突極性を有していないと
きであっても、トルク電流指令の補正によるモータ効率
の低下を、励磁電流指令の補正によって一部補うことが
可能である。
【００１６】図５に、本発明の第５実施形態に係る電気
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態は前述の第３実施形態の変形例であるため、図
３と共通する部分に関しては図５においては図示を省略
している。この実施形態における変形の主旨も、前述の
第４実施形態における変形の主旨と同様である。ただ
し、この実施形態では、Ｖd *をＶq *の補正量に応じて補
正する電圧補正部５０を設けている。すなわち、第４実
施形態と異なり電流の次元ではなく電圧の次元にて、補
正を行っている。この実施形態においても、第４実施形
態と同様の作用効果が得られる。また、前述の第３実施
形態が第２実施形態に対し有していた利点と同様の利点
を、この実施形態は第４実施形態に対し有している。
自動車、特にその制御装置１６の機能構成を示す。この
実施形態は前述の第３実施形態の変形例であるため、図
３と共通する部分に関しては図５においては図示を省略
している。この実施形態における変形の主旨も、前述の
第４実施形態における変形の主旨と同様である。ただ
し、この実施形態では、Ｖd *をＶq *の補正量に応じて補
正する電圧補正部５０を設けている。すなわち、第４実
施形態と異なり電流の次元ではなく電圧の次元にて、補
正を行っている。この実施形態においても、第４実施形
態と同様の作用効果が得られる。また、前述の第３実施
形態が第２実施形態に対し有していた利点と同様の利点
を、この実施形態は第４実施形態に対し有している。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータ電圧の推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する
値を下回るよう、モータに対するトルク指令を低減補正
しているため、バッテリ電圧がモータ逆起電力相当値を
上回ることがなくなり、従ってトルク脈動やこれに起因
したモータマウントの振動等を、防止又は緩和できる。
特に、トルク電流指令にこの低減補正を施すようにする
ことにより、比較的早期にモータ出力トルクを推定でき
従ってモータ出力トルク変動量に制限を課す等の対処を
実行可能になる。また、トルク電圧指令にこの低減補正
を施すようにすることにより、比較的簡単に低減補正で
きまたそのための演算を短時間で済ませることができ
る。そして、低減補正を少なくとも部分的に補う増大補
正を励磁電流指令又は励磁電圧指令に施すようにするこ
とにより、トルク電流指令又はトルク電圧指令の低減補
正による効率の低下を緩和乃至回避できる。特に、モー
タが突極性を有するときには、トルクの低下をも緩和乃
至回避できる。
モータ電圧の推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する
値を下回るよう、モータに対するトルク指令を低減補正
しているため、バッテリ電圧がモータ逆起電力相当値を
上回ることがなくなり、従ってトルク脈動やこれに起因
したモータマウントの振動等を、防止又は緩和できる。
特に、トルク電流指令にこの低減補正を施すようにする
ことにより、比較的早期にモータ出力トルクを推定でき
従ってモータ出力トルク変動量に制限を課す等の対処を
実行可能になる。また、トルク電圧指令にこの低減補正
を施すようにすることにより、比較的簡単に低減補正で
きまたそのための演算を短時間で済ませることができ
る。そして、低減補正を少なくとも部分的に補う増大補
正を励磁電流指令又は励磁電圧指令に施すようにするこ
とにより、トルク電流指令又はトルク電圧指令の低減補
正による効率の低下を緩和乃至回避できる。特に、モー
タが突極性を有するときには、トルクの低下をも緩和乃
至回避できる。
【図１】 本発明の第１実施形態に係る電気自動車のシ
ステム構成を示すブロック図である。
ステム構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第２実施形態に係る電気自動車のシ
ステム構成を示すブロック図である。
ステム構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の第３実施形態に係る電気自動車のシ
ステム構成を示すブロック図である。
ステム構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第４実施形態に係る電気自動車のシ
ステム構成を示すブロック図である。
ステム構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の第５実施形態に係る電気自動車のシ
ステム構成を示すブロック図である。
ステム構成を示すブロック図である。
１０ モータ、１２ バッテリ、１４ インバータ、１
６ 制御装置、１８電流検出部、２０ 回転数検出部、
２２ バッテリ電圧検出部、２４ トルク指令決定部、
２６ 電流指令決定部、２８ 電流制御演算部、３０，
３２，４２減算器、３４ ２相３相変換部、３６ ３相
２相変換部、３８ 電圧飽和判定部、４０ トルク指令
補正部、４４ ｑ軸電流補正部、４６，５０ 電圧補正
部、４８ ｄ軸電流補正部、Ｔ* トルク指令、Ｉd *
励磁電流指令、Ｉq * トルク電流指令、Ｖd *，Ｖq * 電
圧指令、Ｖb バッテリ電圧、ΔＴ* トルク指令補正
項、ΔＩq * トルク電流指令補正項、ΔＩd * 励磁電流
指令補正項。
６ 制御装置、１８電流検出部、２０ 回転数検出部、
２２ バッテリ電圧検出部、２４ トルク指令決定部、
２６ 電流指令決定部、２８ 電流制御演算部、３０，
３２，４２減算器、３４ ２相３相変換部、３６ ３相
２相変換部、３８ 電圧飽和判定部、４０ トルク指令
補正部、４４ ｑ軸電流補正部、４６，５０ 電圧補正
部、４８ ｄ軸電流補正部、Ｔ* トルク指令、Ｉd *
励磁電流指令、Ｉq * トルク電流指令、Ｖd *，Ｖq * 電
圧指令、Ｖb バッテリ電圧、ΔＴ* トルク指令補正
項、ΔＩq * トルク電流指令補正項、ΔＩd * 励磁電流
指令補正項。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−182397（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−251095（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−80097（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−225573（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−107772（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−308300（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−140187（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 21/00 H02P 5/408
Claims (2)
- 【請求項１】 バッテリの放電出力を利用し永久磁石励
磁型同期モータを駆動するシステムにて使用されトルク
指令に従い永久磁石励磁型同期モータを制御するモータ
制御装置であって、 トルク指令をトルク値から電流値に変換し更にベクトル
分解することによりモータ界磁束に係る励磁電流指令及
びモータ出力トルクに係るトルク電流指令を発生させそ
れらに従いモータ電流を制御するモータ制御装置におい
て、 モータ電圧を逐次推定する手段と、 バッテリ電圧を逐次検出する手段と、 モータ電圧の推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する
値を下回るようトルク電流指令を低減補正する一方で、
この低減補正を少なくとも部分的に補う増大補正を励磁
電流指令に施す手段と、 を備えることを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項２】 バッテリの放電出力を利用し永久磁石励
磁型同期モータを駆動するシステムにて使用されトルク
指令に従い永久磁石励磁型同期モータを制御するモータ
制御装置であって、 トルク指令をトルク値から電流値に変換し更にベクトル
分解することによりモータ界磁束に係る励磁電流指令及
びモータ出力トルクに係るトルク電流指令を発生させそ
れらを更に電流値から電圧値に変換することにより励磁
電圧指令及びトルク電圧指令を発生させそれらに従いモ
ータ電圧を制御するモータ制御装置において、 モータ電圧を逐次推定する手段と、 バッテリ電圧を逐次検出する手段と、 モータ電圧の推定値がバッテリ電圧の検出値に相当する
値を下回るようトルク電圧指令又はトルク電流指令を低
減補正する一方で、この低減補正を少なくとも部分的に
補う増大補正を励磁電圧指令又は励磁電流指令に施す手
段と、 を備えることを特徴とする モータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28349296A JP3289618B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28349296A JP3289618B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10136699A JPH10136699A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3289618B2 true JP3289618B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=17666259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28349296A Expired - Fee Related JP3289618B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3289618B2 (ja) |
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| JP2004229487A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-08-12 | Toyoda Mach Works Ltd | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
| JP4613861B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-01-19 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法 |
| JP4896562B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2012-03-14 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法 |
| JP2008062738A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Kayaba Ind Co Ltd | 電磁サスペンション装置 |
| JP2008228540A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | 車両駆動制御装置 |
| JP5150366B2 (ja) * | 2008-05-23 | 2013-02-20 | 株式会社日立産機システム | ベクトル制御装置 |
| JP5198332B2 (ja) | 2009-03-12 | 2013-05-15 | 株式会社日立カーエンジニアリング | 永久磁石同期電動機のトルク制御装置 |
| JP5390970B2 (ja) * | 2009-07-15 | 2014-01-15 | カヤバ工業株式会社 | モータ制御装置 |
| JP5293697B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2013-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 動力出力装置 |
| WO2024116352A1 (ja) * | 2022-11-30 | 2024-06-06 | 日立Astemo株式会社 | 電力変換器制御装置及び電力変換器 |
-
1996
- 1996-10-25 JP JP28349296A patent/JP3289618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10136699A (ja) | 1998-05-22 |
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