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JP2011061956A - Device for controlling electric motor - Google Patents

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JP2011061956A JP2009208188A JP2009208188A JP2011061956A JP 2011061956 A JP2011061956 A JP 2011061956A JP 2009208188 A JP2009208188 A JP 2009208188A JP 2009208188 A JP2009208188 A JP 2009208188A JP 2011061956 A JP2011061956 A JP 2011061956A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve controllability by suppressing a current detection error by avoiding an effect of switching noise. <P>SOLUTION: A phase current of an electric motor and a rotation angle of a rotor of the electric motor are acquired at the timing of a prescribed phase of a PWM carrier signal, and a voltage command is operated on the basis of a difference between a phase current command and the phase current, and the rotation angle. Then, a duty ratio of PWM control is operated on the basis of the voltage command output at the timing of the prescribed phase in a succeeding carrier frequency of the PWM carrier signal, and the PWM carrier signal. Here, a phase of the acquisition timing of the phase current and the rotation angle is set so as to be variable on the basis of the timing of the switching operation of an inverter. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electric motor.

従来より、PWM制御のデューティー指令に応じてインバータのスイッチング動作を制御することにより電動機の出力トルクを制御する電動機の制御装置が知られている。ところで、PWM制御では、半導体スイッチのスイッチングノイズが電流に重畳されてしまうため、特許文献1には、スイッチングノイズの影響を回避して電流検出を行うことで制御性の向上を図る電動機の制御装置が開示されている。具体的には、この制御装置は、三角波のキャリア信号を出力するキャリア信号発生器と、電流検出トリガを出力する電流検出トリガ発生器と、モータ電流を検出する電流検出器と、電流制御を行う電流制御器と、PWM信号を出力するPWM制御器とを備えている。ここで、電流検出トリガ発生器は、キャリア信号の山谷から、電流検出と電流制御の処理時間分だけ前で、電流検出トリガを出力する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a motor control device that controls an output torque of an electric motor by controlling a switching operation of an inverter in accordance with a duty command for PWM control. By the way, in the PWM control, switching noise of the semiconductor switch is superimposed on the current. Therefore, Patent Document 1 discloses a motor control device that improves controllability by performing current detection while avoiding the influence of switching noise. Is disclosed. Specifically, the control device performs current control with a carrier signal generator that outputs a triangular carrier signal, a current detection trigger generator that outputs a current detection trigger, a current detector that detects a motor current, and the like. A current controller and a PWM controller that outputs a PWM signal are provided. Here, the current detection trigger generator outputs the current detection trigger from the peaks and valleys of the carrier signal by the current detection and current control processing time.

特開2008−131712号公報JP 2008-131712 A

しかしながら、特許文献1に開示された手法によれば、電流検出を予め決められたタイミングだけで行うため、必ずしもスイッチングノイズの影響を回避することができない場合がある。   However, according to the technique disclosed in Patent Document 1, since the current detection is performed only at a predetermined timing, the influence of switching noise may not always be avoided.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチングノイズの影響を回避することにより、電流検出誤差を抑制して制御性の向上を図ることである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the controllability by suppressing the current detection error by avoiding the influence of switching noise.

かかる課題を解決するために、本発明は、PWMキャリア信号の所定位相のタイミングにおいて、電動機の相電流と電動機のロータの回転角とをそれぞれ取得するとともに、電動機のトルク指令に対応する相電流指令と前記取得された相電流との差、および取得された回転角に基づいて電圧指令が演算される。そして、PWMキャリア信号の次回のキャリア周期における所定位相のタイミングにおいて出力される電圧指令とPWMキャリア信号とに基づいて、PWM制御のデューティー指令が演算される。ここで、相電流および回転角の取得タイミングの位相は、インバータのスイッチング動作のタイミングに基づいて可変に設定される。   In order to solve this problem, the present invention acquires a phase current of the motor and a rotation angle of the rotor of the motor at a predetermined phase timing of the PWM carrier signal, and a phase current command corresponding to the torque command of the motor. And a voltage command is calculated based on the difference between the acquired phase current and the acquired rotation angle. Then, a duty command for PWM control is calculated based on a voltage command and a PWM carrier signal output at a predetermined phase timing in the next carrier cycle of the PWM carrier signal. Here, the phase of the acquisition timing of the phase current and the rotation angle is variably set based on the timing of the switching operation of the inverter.

本発明によれば、相電流および回転角の取得タイミングの位相を可変とすることで、スイッチングノイズの影響を回避したタイミングで電流検出を行うことができるので、電流検出誤差が抑制され、これにより、制御性の向上を図ることができる。   According to the present invention, by making the phase of the acquisition timing of the phase current and the rotation angle variable, current detection can be performed at a timing that avoids the influence of switching noise, thereby suppressing a current detection error. Thus, controllability can be improved.

第1の実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the whole structure of the motor control system concerning 1st Embodiment. ノイズ残存時間Tnの説明図Illustration of noise remaining time Tn 回転角に対応する三相の電圧指令vu*〜vw*を示す説明図Explanatory diagram showing three-phase voltage commands vu * to vw * corresponding to the rotation angle 図3に示すタイミングAにおける三相の電圧指令vu*〜vw*と各相のPWMパルス波形とを示す説明図Explanatory drawing which shows three-phase voltage command vu * -vw * and the PWM pulse waveform of each phase in the timing A shown in FIG. 各相のPWMパルスのオンオフタイミングを回転角θに対して示す説明図Explanatory drawing which shows the ON / OFF timing of the PWM pulse of each phase with respect to the rotation angle θ 第1の手法にかかる取得タイミングTgの決定手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the determination procedure of the acquisition timing Tg concerning a 1st method. 取得タイミングTgの変化を示す説明図Explanatory drawing which shows the change of acquisition timing Tg 各相のPWMパルスのオンオフタイミングを回転角θに対して示す説明図Explanatory drawing which shows the ON / OFF timing of the PWM pulse of each phase with respect to the rotation angle θ 第2の手法にかかる取得タイミングTgの決定手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the determination procedure of the acquisition timing Tg concerning a 2nd method. 取得タイミングTgの変化を示す説明図Explanatory drawing which shows the change of acquisition timing Tg 第2の実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the whole structure of the motor control system concerning 2nd Embodiment. 演算時間最大を条件とした際の取得タイミングTgを変調率毎に示す説明図Explanatory drawing which shows acquisition timing Tg on condition that the calculation time is maximum for each modulation factor 演算時間最大を条件とした際の取得タイミングTgを電圧位相毎に示す説明図Explanatory drawing which shows acquisition timing Tg on condition of the maximum calculation time for every voltage phase 第2の実施形態にかかるモータ制御システムの変形例を示す説明図Explanatory drawing which shows the modification of the motor control system concerning 2nd Embodiment. 演算時間最大を条件とした際の取得タイミングTgを示す説明図Explanatory drawing which shows acquisition timing Tg on condition of the calculation time maximum

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成を模式的に示す説明図である。本実施形態にかかるモータ制御システムは、電動車(例えば、電気自動車)の駆動用モータを制御するモータ制御システムである。このモータ制御システムは、モータ10、インバータ20および制御ユニット30を主体に構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the overall configuration of the motor control system according to the first embodiment. The motor control system according to the present embodiment is a motor control system that controls a drive motor of an electric vehicle (for example, an electric vehicle). This motor control system is mainly composed of a motor 10, an inverter 20, and a control unit 30.

モータ10は、ロータとステータとを主体に構成されており、中性点を中心に星形結線された複数の相巻線(本実施形態では、U相巻線、V相巻線、W相巻線からなる3つの相巻線)がステータにそれぞれ巻回された永久磁石同期電動機である。このモータ10は、後述するインバータ20から、三相の交流電力が各相巻線にそれぞれ供給されることにより生じる磁界と、回転子の永久磁石が作る磁界との相互作用により駆動することにより、ロータおよびこれに連結された出力軸が回転する。モータ10の出力軸は、例えば、電気自動車の自動変速機に連結されている。   The motor 10 is mainly composed of a rotor and a stator, and has a plurality of phase windings (in this embodiment, a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase) that are star-connected around a neutral point. This is a permanent magnet synchronous motor in which three phase windings comprising windings are wound around a stator. The motor 10 is driven by an interaction between a magnetic field generated by supplying three-phase AC power to each phase winding from an inverter 20 described later, and a magnetic field generated by a permanent magnet of the rotor. The rotor and the output shaft connected to the rotor rotate. The output shaft of the motor 10 is connected to an automatic transmission of an electric vehicle, for example.

インバータ20は、電源(図示せず)に接続されており、電源からの直流電力を交流電力に変換してモータ10に供給する電力変換手段である。交流電力はモータ10の各相に対応して生成され、インバータ20によって生成された各相の交流電力は、モータ10にそれぞれ供給される。   The inverter 20 is connected to a power source (not shown), and is power conversion means that converts DC power from the power source into AC power and supplies the AC power to the motor 10. The AC power is generated corresponding to each phase of the motor 10, and the AC power of each phase generated by the inverter 20 is supplied to the motor 10.

インバータ20は、電源の正極側の母線に接続される上アームと、電源の負極側の母線に接続される下アームとが直列接続された回路を、U相、V相およびW相の各相に対応して備えている。各相に対応する回路の各アームは、一方向の導通を制御可能な半導体スイッチ(例えば、IGBT等のトランジスタといった自己消弧形のスイッチング素子)を主体に構成されており、この半導体スイッチには、還流用ダイオードが逆並列接続されている。   The inverter 20 is a circuit in which an upper arm connected to the bus on the positive side of the power source and a lower arm connected to the bus on the negative side of the power source are connected in series to each phase of the U phase, the V phase, and the W phase. In correspondence with. Each arm of the circuit corresponding to each phase is mainly composed of a semiconductor switch capable of controlling conduction in one direction (for example, a self-extinguishing switching element such as a transistor such as an IGBT). The reflux diodes are connected in reverse parallel.

各アームのオンオフ状態、すなわち、半導体スイッチのオンオフ状態(スイッチング動作)は、制御ユニット30から出力されるPWM指令(PWM制御のデューティー指令)を通じて制御される。個々のアームを構成する半導体スイッチは、制御ユニット30のPWM指令によりオンされることにより導通状態となり、オフされることにより非導通状態(遮断状態)となる。   The on / off state of each arm, that is, the on / off state (switching operation) of the semiconductor switch is controlled through a PWM command (a duty command for PWM control) output from the control unit 30. The semiconductor switches constituting the individual arms are turned on when turned on by a PWM command from the control unit 30 and turned off (cut off) when turned off.

制御ユニット30は、インバータ20のスイッチング動作を制御することにより、モータ10の出力トルクを制御する電動機の制御装置である。制御ユニット30としては、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。制御ユニット30は、ROMに記憶された制御プログラムに従い、インバータ20を制御するための演算を行う。そして、制御ユニット30は、この演算によって算出された制御信号(PWM指令)をインバータ20に対して出力する。   The control unit 30 is a motor control device that controls the output torque of the motor 10 by controlling the switching operation of the inverter 20. As the control unit 30, a microcomputer mainly composed of CPU, ROM, RAM, and I / O interface can be used. The control unit 30 performs a calculation for controlling the inverter 20 in accordance with a control program stored in the ROM. Then, the control unit 30 outputs a control signal (PWM command) calculated by this calculation to the inverter 20.

制御ユニット30は、各種のセンサによって検出される情報を取得する(読み込む)ことができる。位置センサ(例えば、レゾルバ)は、モータ10に取り付けられており、モータ10のロータ位置を表す位置情報、具体的には、ロータ位相(電気角)、すなわち、ロータの回転角θを検出する。また、電流センサは、モータ10における各相の実電流iu,iv,iwを検出する。制御ユニット30による各センサからの情報取得は、当該制御ユニット30の一機能を担う、後述する取得タイミング演算部38の演算結果に従ったタイミングで行われる。   The control unit 30 can acquire (read) information detected by various sensors. The position sensor (for example, resolver) is attached to the motor 10 and detects position information indicating the rotor position of the motor 10, specifically, the rotor phase (electrical angle), that is, the rotation angle θ of the rotor. The current sensor detects actual currents iu, iv, iw of each phase in the motor 10. Information acquisition from each sensor by the control unit 30 is performed at a timing according to a calculation result of an acquisition timing calculation unit 38, which will be described later, serving as one function of the control unit 30.

制御ユニット30は、例えば、PWM波電圧駆動といった駆動方式により、インバータ20を駆動する。PWM波電圧駆動は、PWM制御により、直流電圧からPWMパルスを生成してモータ10に印加する、具体的には、PWMキャリア信号に基づいてデューティー指令を算出することで等価的な正弦波交流電圧をモータ10に印加する駆動方式である。   The control unit 30 drives the inverter 20 by a driving method such as PWM wave voltage driving. The PWM wave voltage drive generates a PWM pulse from a DC voltage by PWM control and applies it to the motor 10. Specifically, an equivalent sine wave AC voltage is calculated by calculating a duty command based on a PWM carrier signal. Is applied to the motor 10.

制御ユニット30は、これを機能的に捉えた場合、電流演算部31と、電圧演算部32と、三相変換部33と、PWM変換部34と、デッドタイム補償部35と、dq軸変換部36と、微分演算部37と、取得タイミング演算部38とを有する。   When the control unit 30 grasps this functionally, the current calculation unit 31, the voltage calculation unit 32, the three-phase conversion unit 33, the PWM conversion unit 34, the dead time compensation unit 35, and the dq axis conversion unit. 36, a differential calculation unit 37, and an acquisition timing calculation unit 38.

電流演算部31は、外部より与えられるモータ10のトルク指令Te*と、モータ回転数ωとに基づいて、トルク指令Te*に対応するd軸およびq軸電流指令id*,iq*をそれぞれ演算する。モータ10の特性等を考慮して、トルク指令値Te*およびモータ回転数ωと、d軸およびq軸電流指令id*,iq*との関係を実験やシミュレーションを通じて予め取得しておくことで、電流演算部31は、この関係を規定したマップを保持している。電流演算部31は、当該マップを参照してd軸およびq軸電流指令id*,iq*をそれぞれを演算する。ここで、微分演算部37は、位置センサから得られる回転角θを時間微分することによりロータ角速度(電気角)、すなわち、モータ回転数ωを演算している。d軸およびq軸電流指令id*,iq*の演算に必要となるモータ回転数ωは、この微分演算部37の演算結果を利用することができる。   The current calculation unit 31 calculates the d-axis and q-axis current commands id * and iq * corresponding to the torque command Te * based on the torque command Te * of the motor 10 given from the outside and the motor rotation speed ω, respectively. To do. By taking into account the characteristics of the motor 10 and the like, the relationship between the torque command value Te * and the motor rotational speed ω and the d-axis and q-axis current commands id * and iq * is obtained in advance through experiments and simulations. The current calculation unit 31 holds a map that defines this relationship. The current calculation unit 31 calculates the d-axis and q-axis current commands id * and iq * with reference to the map. Here, the differential calculation unit 37 calculates the rotor angular velocity (electrical angle), that is, the motor rotation speed ω, by time-differentiating the rotation angle θ obtained from the position sensor. As the motor rotation speed ω necessary for the calculation of the d-axis and q-axis current commands id * and iq *, the calculation result of the differential calculation unit 37 can be used.

電流演算部31から出力されるd軸およびq軸電流指令id*,iq*は、モータ10の実電流に対応するd軸およびq軸電流id,iqがそれぞれ減算されることにより、d軸およびq軸の電流偏差がそれぞれ演算される。d軸およびq軸の電流偏差は、電圧演算部32に出力される。ここで、モータ10の実電流に対応するd軸およびq軸電流は、dq軸変換部36が、回転角θに基づいて、三相の実電流iu〜iwを座標変換することにより演算される(数式1参照)。

Figure 2011061956
The d-axis and q-axis current commands id * and iq * output from the current calculation unit 31 are subtracted from the d-axis and q-axis currents id and iq corresponding to the actual current of the motor 10, respectively. q-axis current deviations are respectively calculated. The d-axis and q-axis current deviations are output to the voltage calculation unit 32. Here, the d-axis and q-axis currents corresponding to the actual current of the motor 10 are calculated by the dq-axis conversion unit 36 converting the coordinates of the three-phase actual currents iu to iw based on the rotation angle θ. (See Formula 1).
Figure 2011061956

電圧演算部32は、例えば、PI制御を用いて、d軸およびq軸の電流偏差がそれぞれ0となるようなd軸およびq軸電圧指令vd*,vq*をそれぞれ演算する(数式2参照)。

Figure 2011061956
For example, the voltage calculation unit 32 calculates the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * such that the current deviations of the d-axis and the q-axis are each 0 using PI control (see Formula 2). .
Figure 2011061956

ここで、Kpdはd軸比例ゲインであり、Kidはd軸積分ゲインであり、Kpqはq軸比例ゲインであり、Kiqはq軸積分ゲインである。また、sはラプラス演算士である。演算されたd軸およびq軸電圧指令vd*,vq*は、三相変換部33にそれぞれ出力される。   Here, Kpd is a d-axis proportional gain, Kid is a d-axis integral gain, Kpq is a q-axis proportional gain, and Kiq is a q-axis integral gain. S is a Laplace operator. The calculated d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * are output to the three-phase converter 33, respectively.

三相変換部33は、回転角θを参照した上で、d軸およびq軸電圧指令vd*,vq*を、三相に対応する電圧指令vu*,vv*,vw*に座標変換する(数式3参照)。各相の電圧指令vu*〜vw*は、PWM変換部34にそれぞれ出力される。

Figure 2011061956
The three-phase conversion unit 33 converts the d-axis and q-axis voltage commands vd *, vq * into the voltage commands vu *, vv *, vw * corresponding to the three phases after referring to the rotation angle θ ( (See Formula 3). The voltage commands vu * to vw * for each phase are output to the PWM converter 34, respectively.
Figure 2011061956

このように、本実施形態では、三相の電圧指令vu*〜vw*を演算するための電流制御演算が、電流演算部31と、電圧演算部32と、三相変換部33と、dq軸変換部36と、微分演算部37とによって行われる(第1の演算手段)。すなわち、dq軸変換部36によりモータ10の相電流iu〜iw、三相変換部33および微分演算部37によりロータの回転角θがそれぞれ取得される。そして、電動機のトルク指令Te*に対応する相電流指令(本実施形態では、d軸およびq軸電流指令id*,iq*に相当)と、取得された相電流iu〜iw(本実施形態では、d軸およびq軸電流id,iqに相当)との差、および、取得された回転角θに基づいて電圧指令vu*〜vw*が演算される。   As described above, in the present embodiment, the current control calculation for calculating the three-phase voltage commands vu * to vw * includes the current calculation unit 31, the voltage calculation unit 32, the three-phase conversion unit 33, and the dq axis. This is performed by the conversion unit 36 and the differential calculation unit 37 (first calculation means). That is, the phase currents iu to iw of the motor 10 are acquired by the dq axis conversion unit 36, and the rotation angle θ of the rotor is acquired by the three-phase conversion unit 33 and the differential calculation unit 37, respectively. The phase current command corresponding to the motor torque command Te * (corresponding to the d-axis and q-axis current commands id * and iq * in this embodiment) and the acquired phase currents iu to iw (in this embodiment). , Corresponding to the d-axis and q-axis currents id, iq), and the voltage commands vu * to vw * are calculated based on the obtained rotation angle θ.

つぎに、PWM変換部34は、各相の電圧指令vu*〜vw*と、電源の電圧vdcとに基づいて、各相に対応するPWM指令tu,tv,twをそれぞれ演算する(数式4参照)。このPWM指令tu〜twは、三相の電圧指令vu*〜vw*に対応するPWM制御のデューティー指令である。

Figure 2011061956
Next, the PWM converter 34 calculates the PWM commands tu, tv, tw corresponding to the respective phases based on the voltage commands vu * to vw * of the respective phases and the voltage vdc of the power supply (see Formula 4). ). The PWM commands tu to tw are duty commands for PWM control corresponding to the three-phase voltage commands vu * to vw *.
Figure 2011061956

ここで、T0はPWMキャリア信号の周期(s)である。また、tuはu相のPWM指令であるu相パルス幅(s)、tvはv相のPWM指令であるv相パルス幅(s)、twはw相のPWM指令であるw相パルス幅(s)である。各相に対応するPWM指令tu〜twは、デッドタイム補償部35に出力される。   Here, T0 is the period (s) of the PWM carrier signal. Also, tu is a u-phase pulse width (s) that is a u-phase PWM command, tv is a v-phase pulse width (s) that is a v-phase PWM command, and tw is a w-phase pulse width that is a w-phase PWM command ( s). The PWM commands tu to tw corresponding to each phase are output to the dead time compensation unit 35.

デッドタイム補償部35は、三相の実電流iu〜iwに基づいて定まる補償電圧を演算し、この演算した補償電圧を各相に対応するPWM指令tu〜twにそれぞれ加算することにより、最終的な各相のPWM指令tu',tv',tw'を演算する。ここで、三相の実電流iu〜iwと補償値との関係を実験やシミュレーションを通じて予め取得しておくことで、デッドタイム補償部35は、この関係を規定したマップを保持している。デッドタイム補償部35は、当該マップを参照して補償値を演算する。このデッドタイム補償により、各相において上側アームと下側アームとが同時にオンして短絡することを抑制するために、オン/オフの切替の際に、上側アームと下側アームとが同時にオフとなる時間(いわゆる、デッドタイム)が設けられる。   The dead time compensator 35 calculates a compensation voltage determined based on the three-phase actual currents iu to iw, and adds the calculated compensation voltage to the PWM commands tu to tw corresponding to the respective phases. Each phase PWM command tu ', tv', tw 'is calculated. Here, by acquiring the relationship between the three-phase actual currents iu to iw and the compensation value in advance through experiments and simulations, the dead time compensation unit 35 holds a map that defines this relationship. The dead time compensation unit 35 calculates a compensation value with reference to the map. This dead time compensation prevents the upper arm and the lower arm from being simultaneously turned on and short-circuited in each phase, so that the upper arm and the lower arm are turned off at the same time when switching on / off. (So-called dead time) is provided.

演算された最終的な各相のPWM指令tu'〜tw'は、インバータ20に出力され、最終的な各相のPWM指令tu'〜tw'に従ってインバータ20が駆動されることで、インバータ20を介して三相の電圧vu,vv,vwがモータ10に印加される。このように、本実施形態では、PWM変換部34およびデッドタイム補償部35により、出力された電圧指令vu*〜vw*とPWMキャリア信号とに基づいて、PWM制御のデューティー指令、すなわち、PWM指令tu〜tw(本実施形態では、PWM指令tu'〜tw'に相当)が演算される(第2の演算手段)。   The final PWM command tu ′ to tw ′ of each phase that is calculated is output to the inverter 20, and the inverter 20 is driven in accordance with the final PWM command tu ′ to tw ′ of each phase. The three-phase voltages vu, vv, vw are applied to the motor 10 through the motor 10. As described above, in the present embodiment, based on the voltage commands vu * to vw * and the PWM carrier signal output by the PWM conversion unit 34 and the dead time compensation unit 35, the duty command of the PWM control, that is, the PWM command Tu to tw (corresponding to PWM commands tu ′ to tw ′ in this embodiment) are calculated (second calculating means).

また、デッドタイム補償部35から出力される各相のPWM指令tu'〜tw'は、取得タイミング演算部38にも出力されている。取得タイミング演算部38は、後述するノイズ残存時間Tnと、各相のPWM指令tu'〜tw'とに基づいて、センサ出力を取得するタイミング(以下「取得タイミング」という)Tgを演算する(第1の演算手段)。位置センサおよび電流センサからのセンサ出力は、取得タイミング演算部38によって演算された取得タイミングTgに応じて取得される。本実施形態の特徴の一つは、取得タイミング演算部38による取得タイミングTgの決定方法にあり、以下、その内容について説明する。   Further, the PWM commands tu ′ to tw ′ for each phase output from the dead time compensation unit 35 are also output to the acquisition timing calculation unit 38. The acquisition timing calculation unit 38 calculates a timing (hereinafter referred to as “acquisition timing”) Tg for acquiring a sensor output based on a noise remaining time Tn, which will be described later, and PWM commands tu ′ to tw ′ of each phase. 1 computing means). Sensor outputs from the position sensor and the current sensor are acquired according to the acquisition timing Tg calculated by the acquisition timing calculation unit 38. One of the features of this embodiment is a method for determining the acquisition timing Tg by the acquisition timing calculation unit 38, and the contents thereof will be described below.

図2は、ノイズ残存時間Tnの説明図である。同図において、(a)は、ある相のPWMパルスの推移(PWMパルス波形)を示し、(b)は、電流センサの出力を示している。同図に示すように、PWM指令に応じたスイッチング動作により、電流センサのセンサ出力には、スイッチング動作に起因するノイズ(以下「スイッチングノイズ」という)が重畳されている。ノイズ残存時間Tnは、電流センサのセンサ出力において、スイッチングノイズの影響を受けている時間とする。このノイズ残存時間Tnは、実験やシミュレーションを通じてインバータ20のスイッチング特性等を考慮することにより、その最適値を取得しておく。   FIG. 2 is an explanatory diagram of the noise remaining time Tn. In the figure, (a) shows the transition of a certain phase PWM pulse (PWM pulse waveform), and (b) shows the output of the current sensor. As shown in the figure, noise resulting from the switching operation (hereinafter referred to as “switching noise”) is superimposed on the sensor output of the current sensor by the switching operation according to the PWM command. The noise remaining time Tn is a time that is affected by switching noise in the sensor output of the current sensor. The noise remaining time Tn is obtained in an optimum value by considering the switching characteristics of the inverter 20 through experiments and simulations.

図3は、回転角(電気角(°))θに対応する三相の電圧指令vu*〜vw*(V)を示す説明図である。また、図4は、図3に示すタイミングAにおける三相の電圧指令vu*〜vw*と((a)参照)、各相のPWMパルス波形((b)参照)とを示す説明図である。同図において、ハッチングで示す領域は、ノイズ残存時間Tnを示している(以下、後述する図面についても同様)。また、図5は、図4に対応する図面であり、各相のPWMパルスのオンオフタイミングを回転角θに対して示す説明図である。同図において、各種の太線は、PWMキャリア信号の山タイミングまたは谷タイミングからのPWMパルスのオンオフタイミングを示している。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing three-phase voltage commands vu * to vw * (V) corresponding to the rotation angle (electrical angle (°)) θ. FIG. 4 is an explanatory diagram showing three-phase voltage commands vu * to vw * at timing A shown in FIG. 3 (see (a)) and PWM pulse waveforms for each phase (see (b)). . In the figure, the hatched area indicates the noise remaining time Tn (hereinafter, the same applies to the drawings described later). FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 and is an explanatory diagram showing the on / off timing of the PWM pulse of each phase with respect to the rotation angle θ. In the figure, various thick lines indicate the PWM pulse on / off timing from the peak timing or valley timing of the PWM carrier signal.

図5において、非ハッチングに対応する領域は、スイッチングノイズの影響を受けることなくセンサ出力を取得することができるタイミングを示す。図5から分かるように、スイッチングノイズの影響を受けないでセンサ出力を取得するタイミングは各回転角θにおいてさまざま存在する。本実施形態では、二つの手法を例示して取得タイミングの決定手法について説明する。   In FIG. 5, a region corresponding to non-hatching indicates timing at which sensor output can be acquired without being affected by switching noise. As can be seen from FIG. 5, there are various timings for acquiring the sensor output without being affected by the switching noise at each rotation angle θ. In the present embodiment, an acquisition timing determination method will be described by exemplifying two methods.

まず、一つ目の手法としては、制御演算時間を最大にするように取得タイミングTgを決定する手法である。一般に、制御ユニット30は、PWMキャリア信号の折り返しタイミングにおいて、センサ出力を取得するとともに電流制御演算(上述した電圧指令vu*〜vw*に至るまでの一連の演算)を行い、次回の対応する折り返しタイミング(次回のキャリア周期における折り返しタイミング)で電圧指令vu*〜vw*を出力する。つまり、次回の折り返しタイミングまでの間に演算を終了しなければ、センサ出力を取得してから電圧指令vu*〜vw*を出力するまでの時間がさらに倍かかってしまうこととなる。そこで、センサ出力の取得タイミングを可能な限り早く設定することにより、制御演算時間を長くすることが可能となる。   First, as a first method, the acquisition timing Tg is determined so as to maximize the control calculation time. In general, the control unit 30 acquires a sensor output and performs a current control calculation (a series of calculations up to the voltage commands vu * to vw * described above) at the return timing of the PWM carrier signal, and performs the next corresponding return. Voltage commands vu * to vw * are output at the timing (turnback timing in the next carrier cycle). That is, if the calculation is not completed before the next turn-back timing, the time from when the sensor output is acquired to when the voltage commands vu * to vw * are output is further doubled. Therefore, it is possible to lengthen the control calculation time by setting the sensor output acquisition timing as early as possible.

図6は、第1の手法にかかる取得タイミングTgの決定手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定の周期で呼び出され、取得タイミング演算部38によって実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for determining the acquisition timing Tg according to the first method. The process shown in this flowchart is called at a predetermined cycle and executed by the acquisition timing calculation unit 38.

まず、ステップ10(S10)において、取得タイミング演算部38は、前回出力した電圧指令vu*〜vw*に対応するPWMパルスのオンオフタイミングを比較し、次のPWMキャリア信号の折り返しタイミング(第1のタイミングT1)にオンオフタイミングが最も近い相を選択する。ここで、各相のオンオフタイミングは、各相のPWM指令(パルス幅)tu'〜tw'から算出することとし、第1のタイミングT1を時間軸の基準タイミングとする。   First, in step 10 (S10), the acquisition timing calculation unit 38 compares the on / off timings of the PWM pulses corresponding to the voltage commands vu * to vw * output last time, and the next PWM carrier signal folding timing (first timing). The phase whose on / off timing is closest to the timing T1) is selected. Here, the on / off timing of each phase is calculated from the PWM command (pulse width) tu ′ to tw ′ of each phase, and the first timing T1 is set as the reference timing of the time axis.

ステップ11(S11)において、取得タイミング演算部38は、選択された相に関する前回のオンオフタイミングTonoff(p)にノイズ残存時間Tnを加算した値がゼロよりも小さいか否かを判断する。このステップ11において肯定判定された場合には、ステップ12(S12)に進む。一方、ステップ11において否定判定された場合には、ステップ13(S13)に進む。   In step 11 (S11), the acquisition timing calculation unit 38 determines whether or not the value obtained by adding the remaining noise time Tn to the previous on / off timing Tonoff (p) related to the selected phase is smaller than zero. If an affirmative determination is made in step 11, the process proceeds to step 12 (S12). On the other hand, if a negative determination is made in step 11, the process proceeds to step 13 (S13).

ステップ12において、取得タイミング演算部38は、第1のタイミングT1を取得タイミングTgとして決定する。   In step 12, the acquisition timing calculation unit 38 determines the first timing T1 as the acquisition timing Tg.

ステップ13において、取得タイミング演算部38は、今回出力する電圧指令vu*〜vw*に対応するPWMパルスのオンオフタイミングを比較し、次のPWMキャリア信号の折り返しタイミング(第1のタイミングT1)にオンオフタイミングが最も近い相を選択する。   In step 13, the acquisition timing calculation unit 38 compares the PWM pulse on / off timing corresponding to the voltage commands vu * to vw * output this time, and turns on / off the next PWM carrier signal return timing (first timing T1). Select the phase with the closest timing.

ステップ14(S14)において、取得タイミング演算部38は、選択された相に関する今回のオンオフタイミングTonoff(t)から、上述した前回のオンオフタイミングTonoff(p)とノイズ残存時間Tnとを減算した値が、ゼロよりも大きいか否かを判断する。このステップ14において肯定判定された場合には、ステップ15(S15)に進む。一方、ステップ14において否定判定された場合には、ステップ16(S16)に進む。   In step 14 (S14), the acquisition timing calculation unit 38 obtains a value obtained by subtracting the previous on / off timing Tonoff (p) and the remaining noise time Tn from the current on / off timing Tonoff (t) related to the selected phase. To determine whether it is greater than zero. If an affirmative determination is made in step 14, the process proceeds to step 15 (S15). On the other hand, if a negative determination is made in step 14, the process proceeds to step 16 (S16).

ステップ16において、取得タイミング演算部38は、前回のオンオフタイミングTonoff(p)にノイズ残存時間Tnを加算したタイミングを、取得タイミングTgとして決定する。   In step 16, the acquisition timing calculation unit 38 determines a timing obtained by adding the remaining noise time Tn to the previous on / off timing Tonoff (p) as the acquisition timing Tg.

一方、ステップ17において、取得タイミング演算部38は、今回のオンオフタイミングTonoff(t)にノイズ残存時間Tnを加算したタイミングを、取得タイミングTgとして決定する。   On the other hand, in step 17, the acquisition timing calculation unit 38 determines a timing obtained by adding the remaining noise time Tn to the current on / off timing Tonoff (t) as the acquisition timing Tg.

このようにかかる手法によれば、相電流iu〜iwおよび回転角θの取得タイミングの位相が、インバータ20のスイッチング動作のタイミングに基づいて可変に設定される。具体的には、モータ10に印加する三相の電圧指令vu*〜vw*と、ノイズ残存時間Tnとに基づいて、取得タイミングTgの位相が設定される。特に、本手法によれば、制御演算時間の最大化の観点から、PWMキャリア信号の折り返しタイミングと近づくように、取得タイミングTgの位相が早められる。   According to such a method, the phase of the acquisition timing of the phase currents iu to iw and the rotation angle θ is variably set based on the timing of the switching operation of the inverter 20. Specifically, the phase of the acquisition timing Tg is set based on the three-phase voltage commands vu * to vw * applied to the motor 10 and the noise remaining time Tn. In particular, according to this method, from the viewpoint of maximizing the control calculation time, the phase of the acquisition timing Tg is advanced so as to approach the return timing of the PWM carrier signal.

図7は、取得タイミングTgの変化を示す説明図であり、同図において、横軸は回転角(電気角(°))、縦軸は谷タイミングからの時間(μs)である。かかる手法において、最大の制御演算時間を確保することができるのは、PWMキャリア信号の折り返しタイミングを取得タイミングTgとする条件である。また、図5に示すように、ノイズ残存時間Tgが折り返しタイミングに重複する場合には、ノイズ残存時間Tn分だけタイミングをずらすことによってスイッチングノイズの影響を受けないでセンサ出力を取得することができる。これにより、電流検出誤差を抑制して制御性の向上を図ることである。また、図8に示すように、電圧振幅(変調率)が大きい場合には、折り返しタイミングを挟んでオンオフタイミングが接近する。そのため、先に述べたように、ノイズ残存時間Tn分ずらしただけでは、タイミング的に後のスイッチングノイズの影響を受けてしまうことがある。そこで、図7(b)に示すように、センサ出力の取得タイミングTgを、折り返しタイミングよりも後のオンオフタイミングに応じて変化させることにより、ノイズの影響が抑制したタイミングに取得タイミングTgを設定することができる。これにより、電流検出誤差を抑制して制御性の向上を図ることである。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in the acquisition timing Tg, in which the horizontal axis is the rotation angle (electrical angle (°)) and the vertical axis is the time (μs) from the valley timing. In this method, the maximum control calculation time can be secured under the condition that the return timing of the PWM carrier signal is the acquisition timing Tg. As shown in FIG. 5, when the remaining noise time Tg overlaps with the turnaround timing, the sensor output can be acquired without being affected by the switching noise by shifting the timing by the remaining noise time Tn. . This is to improve the controllability by suppressing the current detection error. In addition, as shown in FIG. 8, when the voltage amplitude (modulation rate) is large, the on / off timing approaches with the turnaround timing interposed therebetween. For this reason, as described above, if only the noise remaining time Tn is shifted, it may be influenced by subsequent switching noise in terms of timing. Therefore, as shown in FIG. 7B, the acquisition timing Tg is set at a timing at which the influence of noise is suppressed by changing the acquisition timing Tg of the sensor output according to the on / off timing after the turn-back timing. be able to. This is to improve the controllability by suppressing the current detection error.

つぎに、二つ目の手法としては、制御性の向上、すなわち、無駄時間が最小となるように取得タイミングTgを決定する手法である。この手法は、1つ目の手法とは反対に、センサ出力の取得タイミングTgから電圧指令vu*〜vw*の出力までを最短時間で行うことで制御の無駄時間を小さくし、これにより、制御性の向上を図ることとなる。   Next, the second method is a method of determining the acquisition timing Tg so that the controllability is improved, that is, the dead time is minimized. Contrary to the first method, this method reduces the dead time of control by performing from the sensor output acquisition timing Tg to the output of the voltage commands vu * to vw * in the shortest time. This will improve the performance.

図9は、第2の手法にかかる取得タイミングTgの決定手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定の周期で呼び出され、取得タイミング演算部38によって実行される。   FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for determining the acquisition timing Tg according to the second method. The process shown in this flowchart is called at a predetermined cycle and executed by the acquisition timing calculation unit 38.

まず、ステップ20(S20)において、取得タイミング演算部38は、今回出力する電圧指令vu*〜vw*に対応するPWMパルスのオンオフタイミングを比較する。これにより、取得タイミング演算部38は、PWMキャリア信号の折り返しタイミングから制御演算時間(電流制御演算に要する所定時間)を減算したタイミング(第2のタイミングT2)に、オンオフタイミングが最も近い相を選択する。ここで、各相のオンオフタイミングは、各相のPWM指令(パルス幅)tu'〜tw'から算出することとし、第2のタイミングT2を時間軸の基準タイミングとする。   First, in step 20 (S20), the acquisition timing calculation unit 38 compares the on / off timings of the PWM pulses corresponding to the voltage commands vu * to vw * output this time. Thereby, the acquisition timing calculation unit 38 selects the phase with the closest on / off timing to the timing (second timing T2) obtained by subtracting the control calculation time (predetermined time required for the current control calculation) from the return timing of the PWM carrier signal. To do. Here, the on / off timing of each phase is calculated from the PWM command (pulse width) tu ′ to tw ′ of each phase, and the second timing T2 is set as the reference timing of the time axis.

ステップ21(S21)において、取得タイミング演算部38は、選択された相に関する今回のオンオフタイミングTonoff(t)から第2のタイミングT2を減算した値がゼロよりも小さいか否かを判断する。このステップ21において肯定判定された場合には、ステップ23(S23)に進む。一方、ステップ21において肯定判定された場合には、ステップ24(S24)に進む。   In step 21 (S21), the acquisition timing calculation unit 38 determines whether or not the value obtained by subtracting the second timing T2 from the current on / off timing Tonoff (t) related to the selected phase is smaller than zero. If an affirmative determination is made in step 21, the process proceeds to step 23 (S23). On the other hand, if a positive determination is made in step 21, the process proceeds to step 24 (S24).

ステップ23において、取得タイミング演算部38は、第2のタイミングT2に次に近い相を選択し、その上で、ステップ21の処理を行う。   In step 23, the acquisition timing calculation unit 38 selects the next phase closest to the second timing T2, and then performs the process of step 21.

ステップ24において、取得タイミング演算部38は、選択された相に関する今回のオンオフタイミングTonoff(t)から第2のタイミングT2を減算した値がノイズ残存時間Tnよりも大きいか否かを判断する。このステップ24において肯定判定された場合には、ステップ25(S25)に進む。一方、ステップ24において肯定判定された場合には、ステップ26(S26)に進む。   In step 24, the acquisition timing calculation unit 38 determines whether or not a value obtained by subtracting the second timing T2 from the current on / off timing Tonoff (t) related to the selected phase is greater than the noise remaining time Tn. If an affirmative determination is made in step 24, the process proceeds to step 25 (S25). On the other hand, if an affirmative determination is made in step 24, the process proceeds to step 26 (S26).

ステップ25において、取得タイミング演算部38は、第2のタイミングT2を取得タイミングTgとして決定する。   In step 25, the acquisition timing calculation unit 38 determines the second timing T2 as the acquisition timing Tg.

ステップ26において、取得タイミング演算部38は、選択された相に関する今回のオンオフタイミングTonoff(t)を取得タイミングTgとして決定する。   In step 26, the acquisition timing calculation unit 38 determines the current on / off timing Tonoff (t) related to the selected phase as the acquisition timing Tg.

このようにかかる手法によれば、相電流iu〜iwおよび回転角θの取得タイミングの位相が、インバータ20のスイッチング動作のタイミングに基づいて可変に設定される。具体的には、モータ10に印加する三相の電圧指令vu*〜vw*と、ノイズ残存時間Tnとに基づいて、取得タイミングTgの位相が設定される。特に、本手法によれば、制御性の向上の観点から、次回のキャリア周期における電圧指令の出力タイミングと近づくように、取得タイミングTgの位相が遅らせられる。   According to such a method, the phase of the acquisition timing of the phase currents iu to iw and the rotation angle θ is variably set based on the timing of the switching operation of the inverter 20. Specifically, the phase of the acquisition timing Tg is set based on the three-phase voltage commands vu * to vw * applied to the motor 10 and the noise remaining time Tn. In particular, according to this method, from the viewpoint of improving controllability, the phase of the acquisition timing Tg is delayed so as to approach the output timing of the voltage command in the next carrier cycle.

図10は、取得タイミングTgの変化を示す説明図であり、同図において、横軸は回転角(電気角(°))、縦軸は谷タイミングからの時間(μs)である。二つ目の手法によれば、制御性の向上を図りながら、スイッチングノイズによるセンサ出力の誤差の影響を低減することができる。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in the acquisition timing Tg, in which the horizontal axis represents the rotation angle (electrical angle (°)), and the vertical axis represents the time (μs) from the valley timing. According to the second method, it is possible to reduce the influence of the error of the sensor output due to the switching noise while improving the controllability.

なお、上述した二つの手法は、それぞれを単独で実行してもよいし、システムの要求に応じて切り替えながら実行してもよい。また、上述した条件以外でも、スイッチングノイズの影響を受けないような条件で、センサ出力の取得タイミングTgを決定してもよい。また、上述した説明では、演算されたPWMパルスと、スイッチング動作のオンオフタイミングとが一致しているケースを想定しているが、実際はさまざまな要因により両者のタイミングが一致し合い場合がある。その際には、ずれ分を考慮し、スイッチングノイズの影響を受けないようにセンサ出力の取得タイミングTgを算出することが好ましい。   Note that the two methods described above may be executed independently or may be executed while switching according to system requirements. In addition to the above-described conditions, the sensor output acquisition timing Tg may be determined under conditions that are not affected by switching noise. In the above description, it is assumed that the calculated PWM pulse and the on / off timing of the switching operation coincide with each other. However, there are cases where the timings of the two coincide with each other due to various factors. In this case, it is preferable to calculate the sensor output acquisition timing Tg so as to avoid the influence of switching noise in consideration of the deviation.

(第2の実施形態)
図11は、第2の実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成を模式的に示す説明図である。本実施形態にかかるモータ制御システムが、第1の実施形態のそれと相違する点は、制御ユニット30を構成する取得タイミング演算部38の演算手法である。なお、第1の実施形態と共通する点については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the overall configuration of the motor control system according to the second embodiment. The motor control system according to the present embodiment is different from that of the first embodiment in the calculation method of the acquisition timing calculation unit 38 configuring the control unit 30. Note that description of points that are the same as in the first embodiment will be omitted, and hereinafter, differences will be mainly described.

本実施形態において、取得タイミング演算部38は、d軸およびq軸の電圧指令vd*,vq*と、回転角(電気角)θと、ノイズ残存時間Tnとに基づいて、センサ出力の取得タイミングTgを演算する。図7等に示すように、回転角θに対してセンサ出力の検出タイミングTgは周期的に変化する。また、図12は、演算時間最大を条件とした際の取得タイミングTgを、変調率(電圧振幅Va(数式5参照))毎にプロットしたものであり、同図において、横軸は回転角(電気角(°))、縦軸は谷タイミングからの時間(μs)である。

Figure 2011061956
In the present embodiment, the acquisition timing calculation unit 38 acquires the sensor output acquisition timing based on the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq *, the rotation angle (electrical angle) θ, and the remaining noise time Tn. Tg is calculated. As shown in FIG. 7 and the like, the sensor output detection timing Tg periodically changes with respect to the rotation angle θ. FIG. 12 is a plot of the acquisition timing Tg when the maximum calculation time is used for each modulation factor (voltage amplitude Va (see Formula 5)). In FIG. 12, the horizontal axis indicates the rotation angle ( Electrical angle (°)), and the vertical axis represents time (μs) from the valley timing.
Figure 2011061956

さらに、図13は、演算時間最大を条件とした際の取得タイミングTgを、電圧位相α(数式6参照)毎にプロットしたものであり、同図において、横軸は回転角(電気角(°))、縦軸は谷タイミングからの時間(μs)である。同図から分かるように、電圧振幅Vaと電圧位相αとに応じて、センサ出力の取得タイミングTgが変化していることが分かる。

Figure 2011061956
Further, FIG. 13 is a plot of the acquisition timing Tg when the maximum calculation time is used for each voltage phase α (see Equation 6). In FIG. 13, the horizontal axis represents the rotation angle (electrical angle (° )), The vertical axis represents time (μs) from the valley timing. As can be seen from the figure, the sensor output acquisition timing Tg changes according to the voltage amplitude Va and the voltage phase α.
Figure 2011061956

そこで、ノイズ残存時間Tnを考慮した上で、d軸およびq軸電圧指令vd*,vq*(電圧振幅Vaと電圧位相α)と、回転角θとに対する取得タイミングTgの関係を、実験やシミュレーションを通じて取得しておく。そして、取得タイミング演算部38は、当該関係を反映した数式またはマップを保持し、当該数式またはマップより取得タイミングTgを演算する。   Therefore, in consideration of the remaining noise time Tn, the relationship between the acquisition timing Tg with respect to the d-axis and q-axis voltage commands vd *, vq * (voltage amplitude Va and voltage phase α) and the rotation angle θ is tested and simulated. Get through. And the acquisition timing calculating part 38 hold | maintains the numerical formula or map which reflected the said relationship, and calculates the acquisition timing Tg from the said numerical formula or map.

このように本実施形態によれば、モータ10に印加する三相の電圧指令vu*〜vw*を演算するためのd軸およびq軸電圧指令vd*,vq*と、ロータの回転角θと、ノイズ残存時間Tnとに基づいて、取得タイミングTgの位相が設定される。これにより、d軸およびq軸電圧指令vd*,vq*が変化しない際には、回転角θのみによってセンサ出力の取得タイミングTgを演算することができるので、少ない演算でスイッチングノイズによる影響を回避することができる。   Thus, according to the present embodiment, the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * for calculating the three-phase voltage commands vu * to vw * to be applied to the motor 10, the rotation angle θ of the rotor, and Based on the remaining noise time Tn, the phase of the acquisition timing Tg is set. As a result, when the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * do not change, the sensor output acquisition timing Tg can be calculated only by the rotation angle θ, thereby avoiding the influence of switching noise with a small calculation. can do.

また、図14に示すように、第2の実施形態のモータ制御システムは、補正部39をさらに有していてもよい。この補正部39は、取得タイミング演算部38に入力されるd軸およびq軸電圧指令vd*,vq*に、デッドタイム補償部35による補償電圧に相当する値を追加するものである。これにより、デッドタイム補償部35による補償電圧に相当する値を加味したd軸およびq軸電圧指令vd*,vq*にて、取得タイミングTgの演算を行うことができる。   As shown in FIG. 14, the motor control system of the second embodiment may further include a correction unit 39. The correction unit 39 adds a value corresponding to the compensation voltage from the dead time compensation unit 35 to the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * input to the acquisition timing calculation unit 38. Thus, the acquisition timing Tg can be calculated using the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * taking into account the value corresponding to the compensation voltage by the dead time compensation unit 35.

なお、図11に示す構成であっても、取得タイミング演算部38が用いる数式またはマップを算出する場合、スイッチング動作のオンオフタイミングとノイズ残存時間Tnとを補償電圧分を増加減させて算出してもよい。これにより、補正部39を追加せずとも、デッドタイム補償部35による補償電圧に相当する値を加味したd軸およびq軸電圧指令vd*,vq*にて、取得タイミングTgの演算を行うことができる。   Even in the configuration shown in FIG. 11, when calculating the mathematical expression or map used by the acquisition timing calculation unit 38, the ON / OFF timing of the switching operation and the remaining noise time Tn are calculated by increasing or decreasing the compensation voltage. Also good. Thus, the acquisition timing Tg is calculated using the d-axis and q-axis voltage commands vd * and vq * taking into account the value corresponding to the compensation voltage by the dead time compensation unit 35 without adding the correction unit 39. Can do.

また、図12等から分かるように、スイッチングノイズを考慮した取得タイミングTgは、回転角θに対して3分の1周期で変化しているので、回転角θ全域を対象として、数式またはマップを持つ必要はない。この周期は、例えば、図15に示すように、三相電圧指令vu*〜vw*に、3次高調波を重畳して電圧利用率を向上させる演算を使用する場合は回転角θの6分の1周期相当の数式またはマップを保有すればよい。   Further, as can be seen from FIG. 12 and the like, the acquisition timing Tg considering the switching noise changes in one-third cycle with respect to the rotation angle θ. There is no need to have. For example, as shown in FIG. 15, this period is 6 minutes of the rotation angle θ when using a calculation to improve the voltage utilization rate by superimposing the third harmonic on the three-phase voltage commands vu * to vw *. It is sufficient to hold a mathematical expression or map corresponding to one period of

10…モータ
20…インバータ
30…制御ユニット
31…電流演算部
32…電圧演算部
33…三相変換部
34…PWM変換部
35…デッドタイム補償部
36…dq軸変換部
37…微分演算部
38…取得タイミング演算部
39…補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor 20 ... Inverter 30 ... Control unit 31 ... Current calculation part 32 ... Voltage calculation part 33 ... Three phase conversion part 34 ... PWM conversion part 35 ... Dead time compensation part 36 ... dq axis conversion part 37 ... Differentiation calculation part 38 ... Acquisition timing calculation unit 39... Correction unit

Claims (5)

PWM制御のデューティー指令に応じてインバータのスイッチング動作を制御することにより電動機の出力トルクを制御する電動機の制御装置において、
PWMキャリア信号の所定位相のタイミングにおいて、前記電動機の相電流と前記電動機のロータの回転角とをそれぞれ取得するとともに、前記電動機のトルク指令に対応する相電流指令と前記取得された相電流との差、および前記取得された回転角に基づいて電圧指令を演算する第1の演算手段と、
前記相電流および回転角の取得を行ったキャリア周期の次回のキャリア周期において、前記PWMキャリア信号の所定位相のタイミングで前記第1の演算手段が出力する電圧指令と前記PWMキャリア信号とに基づいて、前記PWM制御のデューティー指令を演算する第2の演算手段とを有し、
前記第1の演算手段は、前記相電流および前記回転角の取得タイミングの位相を、前記インバータのスイッチング動作のタイミングに基づいて可変に設定することを特徴とする電動機の制御装置。
In the motor control device for controlling the output torque of the motor by controlling the switching operation of the inverter according to the duty command of the PWM control,
At the timing of the predetermined phase of the PWM carrier signal, the phase current of the motor and the rotation angle of the rotor of the motor are respectively acquired, and the phase current command corresponding to the torque command of the motor and the acquired phase current First computing means for computing a voltage command based on the difference and the obtained rotation angle;
Based on the voltage command and the PWM carrier signal output by the first calculation means at the timing of the predetermined phase of the PWM carrier signal in the next carrier cycle of the carrier cycle in which the phase current and the rotation angle are acquired. , Second calculating means for calculating a duty command of the PWM control,
The motor control device according to claim 1, wherein the first calculation means variably sets the phase of the phase current and the rotation angle acquisition timing based on a switching operation timing of the inverter.
前記第1の演算手段は、前記電動機に印加する三相の電圧指令と、前記インバータのスイッチング動作に起因するノイズの残存時間とに基づいて、前記取得タイミングの位相を設定することを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。   The first calculation means sets the phase of the acquisition timing based on a three-phase voltage command applied to the electric motor and a remaining time of noise caused by the switching operation of the inverter. The motor control device according to claim 1. 前記第1の演算手段は、前記電動機に印加する三相の電圧指令を演算するためのd軸およびq軸電圧指令と、前記ロータの回転角と、前記インバータのスイッチング動作に起因するノイズの残存時間とに基づいて、前記取得タイミングの位相を設定することを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。   The first calculation means includes d-axis and q-axis voltage commands for calculating a three-phase voltage command to be applied to the electric motor, a rotation angle of the rotor, and noise remaining due to the switching operation of the inverter. The motor control device according to claim 1, wherein the phase of the acquisition timing is set based on time. 前記第1の演算手段は、前記PWMキャリア信号の折り返しタイミングと近づくように、前記取得タイミングの位相を早めることを特徴とする請求項2または3に記載された電動機の制御装置。   4. The motor control device according to claim 2, wherein the first calculation unit advances the phase of the acquisition timing so as to approach the return timing of the PWM carrier signal. 5. 前記第1の演算手段は、前記次回のキャリア周期における前記電圧指令の出力タイミングと近づくように、前記取得タイミングの位相を遅らせることを特徴とする請求項2または3に記載された電動機の制御装置。   4. The motor control device according to claim 2, wherein the first calculation unit delays the phase of the acquisition timing so as to approach the output timing of the voltage command in the next carrier cycle. 5. .
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