DE102008058872A1

DE102008058872A1 - Verfahren und System zur sensorlosen Steuerung eines Elektromotors

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Publication number: DE102008058872A1
Application number: DE102008058872A
Authority: DE
Inventors: Yo Chan Torrance Son; Nitinkumar R. Cypress Patel; Steven E. Torrance Schulz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2009-07-23
Also published as: US20090140676A1; US8340848B2; CN101445065B; CN101445065A

Abstract

Elektromotors bereitgestellt. Ein Signal, das mindestens erste und zweite Zyklen umfasst, wird an den Elektromotor geliefert. Ein erster Flusswert für den Elektromotor, der dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist, wird berechnet. Ein zweiter Flusswert für den Elektromotor, der dem zweiten Zyklus des Signals zugeordnet ist, wird auf der Grundlage des ersten Flusswerts berechnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Steuerung von Elektromotoren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein System zur sensorlosen Steuerung eines Elektromotors, beispielsweise eines, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs verwendet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren haben technologische Fortschritte sowie sich immer weiter entwickelnde Vorlieben bezüglich des Stils zu wesentlichen Veränderungen bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen geführt. Eine der Veränderungen betrifft die Komplexität der elektrischen und der Antriebssysteme in Kraftfahrzeugen, speziell in Kraftfahrzeugen mit alternativem Kraftstoff, wie etwa Hybrid-, Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen. Derartige Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff verwenden typischerweise einen Elektromotor, möglicherweise in Kombination mit einem weiteren Aktor, um die Räder anzutreiben.
Herkömmliche Motorsteuerungssysteme umfassen normalerweise eine Rückkopplungseinrichtung oder einen Positionssensor, wie etwa einen Resolver bzw. Drehmelder oder Encoder bzw. Messgeber, um Drehzahl- und Positionsinformationen über den Motor zu liefern. Rückkopplungseinrichtungen und zugehörige Schnittstellenschaltungen erhöhen die Kosten eines Motorsteuerungssystems und diese Kosten können bei Anwendun gen mit hohen Stückzahlen, wie etwa der Produktion von Kraftfahrzeugen, zum Hindernis werden. Zudem erhöhen ein Positionssensor und sein zugehöriger Kabelbaum die Komplexität und Montagezeit eines Elektroantriebssystems in einem Fahrzeug.
Auf dem Kraftfahrzeugmarkt werden Elektrofahrzeuge zunehmend populär, die durch Brennstoffzellen, Batterien und Hybridsysteme, welche Elektromotoren umfassen, mit Leistung versorgt werden. Da die Produktionsvolumina für Elektrofahrzeuge ansteigen, werden die Kosten von Rückkopplungseinrichtungen und zugehörigen Schnittstellenschaltungen an Bedeutung gewinnen. Kraftfahrzeughersteller bemühen sich daher immer, Kosten zu begrenzen und die Teilezahl für ein Fahrzeug zu verringern. Das Weglassen einer Rückkopplungseinrichtung für ein Elektromotorsteuerungssystem wird zu wesentlichen Kostenverringerungen bei einem Elektrofahrzeug führen.
Hybridelektro- und Elektrofahrzeuge verwenden heutzutage zahlreiche Steuerungstechnologien für Elektromotoren, wie etwa die Vektorsteuerung von Elektromotoren. Ein Vektorsteuerungsschema für einen Motor ist ein rechentechnisch intensives Motorsteuerungsschema, welches die Phasenspannungen/ströme eines dreiphasigen Motors in ein Koordinatensystem mit zwei Achsen überführt. Die Struktur, die zum Erregen eines Elektromotors unter Verwendung eines Vektorsteuerungsschemas verwendet wird, ist ein typischer dreiphasiger Leistungsquellen-Wechselrichter, der sechs Leistungstransistoren umfasst, welche die Ausgangsspannung an einen Elektromotor formen. Eine Vektorsteuerung benötigt eine Rotorpositionsinformation, welche normalerweise über eine Rückkopplungseinrichtung oder einen Positionssensor beschafft wird. Die Aufgabe der positionssensorlosen Steuerung besteht darin, die Rotorpositionsinformation unter Verwendung elektromagnetischer Kennlinien einer AC-Maschine zu be schaffen, wodurch der Positionssensor und seine zugehörigen Schnittstellenschaltungen beseitigt werden.
Entsprechend ist es wünschenswert, ein verbessertes Verfahren und System für eine sensorlose Steuerung eines Elektromotors bereitzustellen. Darüber hinaus werden weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden genauen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem voranstehenden technischen Gebiet und Hintergrund offenbar werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors bereitgestellt. Ein Signal, das mindestens erste und zweite Zyklen umfasst, wird an den Elektromotor geliefert. Ein erster Flusswert für den Elektromotor, der dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist, wird berechnet. Ein zweiter Flusswert für den Elektromotor, der dem zweiten Zyklus des Signals zugeordnet ist, wird auf der Grundlage des ersten Flusswerts berechnet.
Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugelektromotors mit einer Wicklung bereitgestellt. Ein Signal, das erste und zweite Zyklen umfasst, wird an den Elektromotor geliefert. Auf der Grundlage eines gemessenen Wicklungsflusses und eines geschätzten Wicklungsflusses wird ein Wicklungsflussfehler ermittelt. Ein erster Flusswert des Elektromotors wird auf der Grundlage des Wicklungsflussfehlers berechnet. Der erste Flusswert umfasst eine Flusskopplung, eine durch den Motor erzeugte gegenelektromotorische Kraft (Gegen-EMK) oder eine Kombination der Flusskopplung und der Gegen-EMK.
Es wird ein Kraftfahrzeugantriebssystem bereitgestellt. Das Kraftfahrzeugantriebssystem umfasst einen Elektromotor, eine mit dem Elektromotor gekoppelte Gleichstrom-Leistungsversorgung (DC-Leistungsversorgung), einen Wechselrichter, der mit dem Elektromotor und der DC-Leistungsversorgung gekoppelt ist, um DC-Leistung von der DC-Leistungsversorgung zu empfangen und Wechselstromleistung (AC-Leistung) an den Elektromotor zu liefern, und einen Prozessor in funktionaler Kommunikation mit dem Elektromotor, der DC-Leistungsversorgung und dem Wechselrichter. Der Prozessor ist so ausgestaltet, dass er ein Signal an den Elektromotor bereitstellt, welches mindestens erste und zweite Zyklen umfasst, dass er einen ersten Flusswert für den Elektromotor berechnet, der dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist, und dass er einen zweiten Flusswert für den Elektromotor, der dem zweiten Zyklus des Signals zugeordnet ist, auf der Grundlage des ersten Flusswerts berechnet.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und
1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Blockdiagramm eines Wechselrichtersystems in dem Kraftfahrzeug von 1 ist;
3 eine schematische Ansicht eines Wechselrichters in dem Kraftfahrzeug von 1 ist;
4 ein Blockdiagramm eines Verfahrens und/oder eines Systems zum Schätzen der Rotorposition und der Drehzahl eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein schematisches Blockdiagramm eines Motormodellblocks in dem System von 4 ist;
6 ein schematisches Blockdiagramm eines Flussmodells in dem System von 4 ist;
7 und 8 schematische Blockdiagramme von Abschnitten eines Flussbeobachters in dem System von 4 sind;
9 eine zeitliche Ansicht eines Pulsbreitenmodulationssignals (PWM-Signals) ist, welches von dem Wechselrichtersystem von 2 verwendet wird;
10 und 11 schematische Blockdiagramme von Abschnitten eines Koordinatenumwandlungsblocks in dem System von 4 sind;
12 ein schematisches Blockdiagramm eines Drehzahl- und Positionsbeobachters in dem System von 4 ist;
13 ein schematisches Blockdiagramm eines sensorlosen Elektromotorantriebssystems ist, welches gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das in 4 gezeigte System umfasst;
14 eine graphische Veranschaulichung der Wurzelortskurve eines sensorlosen Elektromotorsteuerungssystems nach dem Stand der Technik ist; und
15 eine graphische Veranschaulichung der Wurzelortskurve eines sensorlosen Elektromotorsteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus ist es nicht beabsichtigt, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem voranstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden genauen Beschreibung dargestellt ist. Zudem können, obwohl die hier gezeigten schematischen Zeichnungen beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen, bei einer tatsächlichen Ausführungsform zusätzliche dazwischen kommende Elemente, Einrichtungen, Merkmale oder Komponenten vorhanden sein. Es sollte auch verstanden sein, dass 1–15 nur zur Veranschaulichung dienen und möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind.
1 bis 15 veranschaulichen ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Elektromotors. Das System umfasst einen digital gesteuerten Flussbeobachter, der in einem diskreten Zeitbereich implementiert ist.
Insbesondere verwendet der Flussbeobachter das Signal (z. B. ein Pulsbreitenmodulationssignal), welches zum Ansteuern des Elektromotors verwendet wird, um die Aktualisierungen, welche an den Messungen des Flusses und der gegenelektromotorischen Kraft (Gegen-EMK) durchgeführt werden, zeitlich zu steuern.
Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform ein Signal an den Elektromotor geliefert, das mindestens erste und zweite Zyklen umfasst. Ein erster Flusswert für den Elektromotor, der dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist, wird berechnet. Ein zweiter Flusswert für den Elektromotor, der dem zweiten Zyklus zugeordnet ist, wird auf der Grundlage des ersten Flusswerts berechnet (oder davon abgeleitet). Der Prozess wird dann wiederholt. Die ersten und zweiten Flusswerte können beispielsweise geschätzte Flusskopplungen, geschätzte Gegen-EMK-Stärken, geschätzte Flussinkremente, geschätzte Gegen-EMK-Inkremente oder irgendeine Kombination daraus sein.
Der durch den Elektromotor fließende Strom kann auch während des zweiten Zyklus gemessen werden, und der zweite Flusswert kann auch auf dem gemessenen Strom basieren. Das Signal kann auch einen dritten Zyklus umfassen, der vor dem ersten und zweiten Zyklus auftritt, während welchem ein durch den Elektromotor fließender Strom gemessen werden kann. Der zweite Flusswert kann auch auf dem Strom basieren, der während des dritten Zyklus gemessen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird auf der Grundlage eines gemessenen Wicklungsflusses und eines geschätzten Wicklungsflusses ein Wicklungsflussfehler ermittelt. Ein Flusswert (z. B. die Flusskopplung und/oder die Gegen-EMK) des Elektromotors wird auf der Grundlage des Wicklungsflussfehlers berechnet.
1 veranschaulicht ein Fahrzeug 20 oder ein "Kraftfahrzeug" gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 20 umfasst ein Chassis 22, eine Karosserie 24, vier Räder 26 und ein elektronisches Steuerungssystem (oder eine elektronische Steuerungseinheit (ECU)) 28. Die Karosserie 24 ist auf dem Chassis 22 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Kraftfahrzeugs 20. Die Karosserie 24 und das Chassis 22 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 26 sind jeweils in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 24 mit dem Chassis 22 drehbar gekoppelt.
Das Kraftfahrzeug 20 kann ein beliebiger einer Anzahl verschiedener Typen von Kraftfahrzeugen sein, wie z. B. eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen oder ein Sportnutzfahrzeug (SUV), und kann ein Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Heckantrieb oder Frontantrieb), ein Vierradantrieb (4WD) oder ein Allradantrieb (AWD) sein. Das Kraftfahrzeug 20 kann auch einen beliebigen oder eine Kombination einer Anzahl verschiedener Typen von Maschinen (oder Aktoren), wie z. B. eine benzin- oder dieselgespeiste Brennkraftmaschine, die Maschine eines "Fahrzeugs mit flexiblem Kraftstoff" (FFV, FFV von flex fuel vehicle) (d. h., die eine Mischung aus Benzin und Alkohol verwendet), eine mit einem gasförmigen Gemisch (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas) gespeiste Maschine, oder eine Brennstoffzelle, eine hybride Brennkraft-/Elektromotormaschine und einen Elektromotor umfassen.
Bei der in 1 veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug 20 ein Hybridfahrzeug und umfasst ferner eine Aktoranordnung (oder einen Antriebsstrang) 30, eine Batterie 32, einen Wechselrichter (oder Inverter) 34 und einen Radiator 36. Die Aktoranordnung 30 umfasst eine Brennkraftmaschine 38 und ein Elektromotor/Generator- (oder Motor-)System (oder eine -Anordnung) 40. Das Elektromotorsystem 40 umfasst bei einer Ausführungsform einen oder mehrere sinusförmig gewickelte dreiphasige Wechselstrommotoren/Generatoren (AC-Motoren/Generatoren) (oder Motoren) (z. B. Permanentmagnet), wie sie häufig bei Kraftfahrzeugen verwendet werden (z. B. bei Fahrantriebssteuerungssystemen und dergleichen). Wie der Fachmann feststellt, umfasst jeder der Elektromotoren eine Statoranordnung (welche leitfähige Spulen umfasst), eine Rotoranordnung (welche einen ferromagnetischen Kern umfasst) und ein Kühlfluid (d. h. ein Kühlmittel). Die Statoranordnung und/oder die Rotoranordnung in den Elektromotoren können mehrere (z. B. sechzehn) elektromagnetische Pole umfassen, wie allgemein verstanden wird.
Immer noch mit Bezug auf 1 und wie nachstehend genauer beschrieben wird, sind die Brennkraftmaschine 38 und das Elektromotorsystem 40 derart zusammengebaut, dass beide mit wenigstens einigen der Räder 26 durch eine oder mehrere Antriebswellen 42 mechanisch gekoppelt sind. Der Radiator 36 ist mit dem Rahmen an einem äußeren Abschnitt desselben verbunden und umfasst, obwohl es nicht im Detail veranschaulicht ist, mehrere Kühlkanäle dort hindurch, die ein Kühlfluid (d. h. ein Kühlmittel), wie etwa Wasser und/oder Ethylenglykol (d. h. "Frostschutz") enthalten, und ist mit der Maschine 38 und dem Wechselrichter 34 gekoppelt. Wieder mit Bezug auf 1 empfangt bei der dargestellten Ausführungsform der Wechselrichter 34 ein Kühlmittel und teilt dieses mit dem Elektromotor 40. Der Radiator 36 kann auf ähnliche Weise mit dem Wechselrichter 34 und/oder dem Elektromotor 40 verbunden sein.
Das elektronische Steuerungssystem 28 steht in wirksamer Verbindung mit der Aktuatoranordnung 30, der Batterie 32 und dem Wechselrichter 34. Obwohl es nicht im Detail gezeigt ist, umfasst das elektronische Steu erungssystem 28 verschiedene Sensoren und Kraftfahrzeugsteuerungsmodule oder elektronische Steuerungseinheiten (ECUs), wie etwa ein Wechselrichtersteuerungsmodul und einen Fahrzeugcontroller, und mindestens einen Prozessor und/oder einen Speicher, welcher darin (oder in einem anderen computerlesbaren Medium) gespeicherte Anweisungen umfasst, um die Prozesse und Verfahren wie nachstehend beschrieben auszuführen.
Mit Bezug auf 2 ist ein Spannungszwischenkreisumrichtersystem (oder Elektroantriebssystem 44) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Spannungszwischenkreisumrichtersystem 44 umfasst einen digitalen Controller 46, den mit einem Ausgang des Controllers 46 gekoppelten Wechselrichter 34, den mit einem ersten Ausgang des Wechselrichters 34 gekoppelten Motor 40 und einen Modulator 48, der einen Eingang aufweist, der mit einem zweiten Ausgang des Wechselrichters 34 gekoppelt ist, und der einen Ausgang aufweist, der mit einem Eingang des Controllers 46 gekoppelt ist. Der Controller 46 und der Modulator 48 können mit dem in 1 gezeigten elektronischen Steuerungssystem 28 zusammengebaut sein.
3 veranschaulicht den Wechselrichter 34 von 1 und 2 genauer. Der Wechselrichter 34 umfasst eine dreiphasige Schaltung, die mit dem Motor 40 gekoppelt ist. Insbesondere umfasst der Wechselrichter 34 ein Schalternetzwerk mit einem ersten Eingang, der mit einer Spannungsquelle V_dc (z. B. der Batterie 32) gekoppelt ist, und einem Ausgang, der mit dem Motor 40 gekoppelt ist. Obwohl eine einzige Spannungsquelle gezeigt ist, kann eine verteilte Gleichstromverbindung (DC-Verbindung) mit zwei seriellen Quellen verwendet werden.
Das Schalternetzwerk umfasst drei Paare (a, b und c) serieller Schalter mit antiparallelen Dioden (d. h. antiparallel zu jedem Schalter), welche jeder der Phasen entsprechen. Jedes der Paare serieller Schalter umfasst einen ersten Schalter oder Transistor (d. h. einen "hohen" Schalter) 50, 52 und 54 mit einem ersten Anschluss, der mit einer positiven Elektrode der Spannungsquelle 32 gekoppelt ist, und einen zweiten Schalter (d. h. einen "niedrigen" Schalter) 56, 58 und 60, der einen zweiten Anschluss aufweist, der mit einer negativen Elektrode der Spannungsquelle 32 gekoppelt ist, und der einen ersten Anschluss aufweist, der mit einem zweiten Anschluss des jeweiligen ersten Schalters 50, 52 und 54 gekoppelt ist.
Immer noch mit Bezugnahme auf 1 wird das Kraftfahrzeug 20 betrieben, indem von der Brennkraftmaschine 38 und dem Elektromotor 40 abwechselnd und/oder von der Brennkraftmaschine 38 und dem Elektromotor 40 gleichzeitig Leistung an die Räder 26 geliefert wird. Um den Elektromotor 40 mit Leistung zu versorgen, wird DC-Leistung von der Batterie 32 an den Wechselrichter 34 geliefert, welcher die DC-Leistung in AC-Leistung umwandelt, bevor die Leistung an den Elektromotor 40 gesandt wird. Wie der Fachmann feststellen wird, wird die Umwandlung von DC-Leistung in AC-Leistung im Wesentlichen ausgeführt, indem die Schalter 50–60 in dem Wechselrichter 34 mit einer "Schaltfrequenz", wie z. B. 12 Kilohertz (kHz), betrieben (d. h. wiederholt geschaltet) werden.
Wieder mit Bezug auf 2 erzeugt der Controller 46 allgemein Pulsbreitenmodulationssignale (PWM-Signale), welche mehrere Zyklen umfassen, um die Schaltaktion des Wechselrichters 34 und somit den Motor 40 zu steuern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt der Controller 46 vorzugsweise stetige PWM-Signale (CPWM-Signale), wobei jeder obere und untere Schalter während eines Teils eines jeden Schaltzyklus des Wechselrichters 34 leitet. Der Wechselrichter 34 wandelt dann die PWM-Signale in eine modulierte Spannungswellenform zum Betreiben des Motors 40 um.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren (oder ein Algorithmus) und ein System zum Schätzen der Rotorposition einer Permanentmagnet-AC-Maschine (z. B. des Motors 40) bereitgestellt. Dieser Algorithmus kann während eines Motorbetriebs mit hoher Drehzahl verwendet werden. Der Motorfluss (oder die Flusskopplung) und das Gegen-EMK-Inkrement werden auf der Grundlage von Strömen und Spannungen (d. h. befohlen oder gemessen) in denn Motor berechnet oder geschätzt. Der geschätzte Fluss wird mit einem gemessenen Fluss verglichen. Die Fluss- und Gegen-EMK-Schätzung wird auf der Grundlage des Fluss- und Gegen-EMK-Inkrements von dem Motormodell und des Flussfehlers aktualisiert.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren und/oder ein System 62 zum Schätzen der Rotorposition und der Drehzahl eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren und/oder das System 62 umfasst einen Motormodellblock 64, einen Flussmodellblock 66, einen Flussbeobachterblock 68, einen Koordinatenumwandlungsblock 70 und einen Drehzahl- und Positionsbeobachterblock 72. Bei einer Ausführungsform verwendet das System 62 die Berechnungen von Fluss und gegenelektromotorischer Kraft (Gegen-EMK), welche bei dem synchron rotierenden Referenzrahmen (oder Synchronrahmen) implementiert sind, welche von dem Flussbeobachterblock (oder Flussbeobachter) 68 durchgeführt werden.
Der Motormodellblock (oder das Motormodell) 64 empfängt eine Motorspannung und einen Motorstrom, zusammen mit einem geschätzten Fluss und einer geschätzten Gegen-EMK von dem Flussbeobachterblock 68 als Eingang. Der Motormodellblock 64 erzeugt Inkremente des Flusses und der Gegen-EMK für jeden Abtastzeitpunkt (oder jeden Zyklus des PWM-Signals), welche an den Flussbeobachterblock 68 gesandt werden. Der Flussmodellblock (oder das Flussmodell) 66 empfingt den Motorstrom als einen Eingang und erzeugt ein Maß für den Motorfluss beispielsweise aus einer Flusstabelle. Ein Flussfehler wird aus der Differenz des geschätzten Flusses von dem Flussbeoachterblock 68 und dem gemessenen Fluss von dem Flussmodellblock 66 bei einer Summierungsschaltung (oder einem Summierer) 73 berechnet. Der gemessene Fluss oder die Flussgröße wird auch als eine Optimalwertsteuerung (oder ein Entkopplungsstrom) der Stromsteuerung für den Motor verwendet. Der Flussfehler und die Inkremente von dem Motormodellblock 64 werden von dem Flussbeobachterblock 68 als Eingang empfangen, welcher den Motorfluss und die Gegen-EMK schätzt.
Bei einer Ausführungsform steht der geschätzte Fluss für den Fluss, der durch die Wicklungen in dem Stator des Motors 40 erzeugt wird, während der Fluss, der von den Permanentmagneten in dem Motor 40 erzeugt wird, ausgeschlossen ist. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass der geschätzte Fluss nicht von der Temperatur der Motormagnete abhängt, da er durch die Geometrie des Motors und die Materialeigenschaften des Stators und Rotorkerns bestimmt wird. Die geschätzte Gegen-EMK entspricht der Spannung, welche durch den Permanentmagnetfluss induziert wird, und ihr Winkel enthält den Positionsschätzungsfehler.
Der geschätzte Positionsfehler wird dann an den Drehzahl- und Positionsbeobachterblock 72 gesandt, um die Position und die Drehzahl des Rotors zu schätzen. Weil bei der Positions- und Drehzahlschätzung die Größe der geschätzten Gegen-EMK nicht verwendet wird, beeinflusst die Tempera turschwankung des Rotors, insbesondere des Permanentmagneten, die Schätzung der Position und der Drehzahl des Rotors nicht.
5 veranschaulicht den Motormodellblock 64 genauer. Der Motormodellblock 64 umfasst Summierer 74–84, Widerstandswerteblocks 86, Betriebsfrequenzwerteblocks 88 und Abtastzeitpunktswerteblocks 90. Wie gezeigt ist, werden Synchronreferenzrahmenspannungen v_sd(k) und v_sq(k) bei Summierern 74 bzw. 76 um die Spannungsabfälle an dem Statorwiderstand vermindert. Die Spannungsabfälle werden ermittelt, indem gemessene Synchronrahmenströme i_sd(k) und i_sq(k) mit dem Widerstandswert des Statorwiderstands (r_s) multipliziert werden. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, entspricht der Wert k einem speziellen Zyklus in dem PWM-Signal.
Die resultierenden Nettospannungen tragen zu den Statorflüssen bei. Bei Summierern 78 bzw. 80 werden Spannungen, die durch geschätzte Wicklungsflüsse ψ ^_d(k – 1) und ψ ^_d(k – 1) induziert werden, subtrahiert, nachdem sie mit der Betriebsfrequenz (ω_r) multipliziert wurden. Bei Summierern 82 und 84 hingegen werden geschätzte Gegen-EMK-Werte E ^_sd(k – 1) und E ^_sq(k – 1) subtrahiert. Die verbleibenden Spannungswerte werden mit den Berechnungsabtastperioden T_s multipliziert und ergeben das erwartete Flussinkrement Δψ ^_d(k) und Δψ ^_q(k) der Wicklungsflüsse bei der k-ten Abtastperiode.
6 veranschaulicht den Flussmodellblock 66 genauer. Der Flussmodellblock 66 umfasst Flusstabellenblocks 92, 94 und 96 und Summierer 98, 100 und 102. Bei einer Ausführungsform sind die Flusstabellen 92, 94 und 96 zweidimensionale Flusstabellen, welche denjenigen ähneln, die zur Entkopplung bei einem gesättigten Motor verwendet werden. Es wird angenommen, dass der Permanentmagnetfluss (Ψ_f) von der d-Achsenflusstabelle Ψ_d getrennt werden kann, und es wird auch angenommen, dass der q-Achsenfluss von dem Permanentmagnetfluss unabhängig ist. Die Flusstabellenblocks 92 und 94 stammen von der gleichen d-Achsentabelle und es wird angenommen, dass der d-Achsenfluss der Permanentmagnetfluss ist, wenn es keinen d-Achsenstrom gibt, wie durch den Flusstabellenblock 94 ermittelt wird. Wie in 6 angezeigt ist, werden die Synchronrahmenströme i_sd(k) und i_sq(k) von den Flusstabellenblocks 92, 94 und 96 empfangen, um den Fluss in der d-Achse und der q-Achse zu erzeugen. Der d-Achsenfluss wird durch den Flusstabellenblock 92 erzeugt, von welchem bei dem Summierer 98 der Permanentmagnetfluss subtrahiert wird, was zu dem d-Achsenwicklungsfluss ψ_d(k) führt. Der q-Achsenwicklungsfluss ψ_q(k) wird direkt aus dem Flusstabellenblock 96 beschafft. Bei einer Ausführungsform wird angenommen, dass die durch die Flusstabellenblocks 92, 94 und 96 ermittelten Wicklungsflüsse ψ_d(k) und ψ_q(k) gemessene Flüsse sind. Bei den Summierern 100 bzw. 102 werden dann geschätzte Flüsse ψ ^_d(k) und ψ ^_q(k) von den gemessenen Wicklungsflüssen ψ_d(k) und ψ_q(k) subtrahiert. Die resultierenden Flussfehler ε_d(k) und ε_q(k) werden zum Ansteuern des Flussbeobachters 68 verwendet, wie nachstehend beschrieben wird.
7 und 8 veranschaulichen einen Flussschätzungsabschnitt 104 bzw. einen Gegen-EMK-Schätzungsabschnitt 106 des Flussbeobachters 68. Mit Bezug auf 7 und 8 gemeinsam umfassen der Flussschätzungsabschnitt 104 und der Gegen-EMK-Schätzungsabschnitt 106 Flussbeobachter-Verstärkungsfaktorblocks 108–118, Abtastzeitpunktblocks 120, Verzögerungsblocks 122 und Summierer 124–134.
Wie in 7 gezeigt ist, empfangt der Flussschätzungsabschnitt 104 die Flussinkremente Δψ ^_d(k) und Δψ ^_q(k) von dem Motormodellblock 64 und die Flussfehler ε_d(k) und ε_q(k) von dem Flussmodellblock 66. Die Flussfehler werden mit Flussbeobachterverstärkungsfaktoren l₁₁~l₂₂ bei den Flussbeobachter-Verstärkungsfaktorblocks 108–114 multipliziert und bei Summierern 124 bzw. 126 addiert. Die Ausgänge der Summierer 124 und 126 werden bei Abtastzeitpunktblocks 114 mit der Abtastzeit multipliziert, bevor sie an Summierer 128 und 130 gesandt werden. Die Flussinkremente Δψ ^_d(k) und Δψ ^_q(k) werden auch von den Summierern 128 bzw. 130 empfangen, um zu der Korrektur der geschätzten Wicklungsflüsse ψ ^_d(k) und ψ ^_q(k) beizutragen, welche in die Summierer 128 und 130 zurückgespeist werden, nachdem sie durch die Verzögerungsblocks 122 um einen PWM-Zyklus verzögert wurden.
Wie in 8 gezeigt ist, verwendet der Gegen-EMK-Schätzungsabschnitt 106 bei einer Ausführungsform nur die Flussfehler ε_d(k) und ε_q(k), um die Gegen-EMK-Schätzungen E ^_sd(k) und E ^_sq(k) aufzubauen. Die Flussfehler ε_d(k) und ε_q(k) werden mit Flussbeobachter-Verstärkungsfaktoren l₃₁~l₄₂ zusammen mit der Abtastzeit T_s bei Flussbeobachter-Verstärkungsfaktorblocks 116 und 118 multipliziert, bevor sie von Summierern 132 bzw. 134 empfangen werden. Die Gegen-EMK-Schätzungen E ^_sd(k) und E ^_sq(k) werden in die Summierer 132 und 134 zurückgespeist, nachdem sie durch die Verzögerungsblocks 122 um einen PWM-Zyklus verzögert wurden.
9 veranschaulicht einen Abschnitt eines PWM-Signals 136, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von dem Controller 46 erzeugt wird und verwendet wird, um den Motor 40 zu steuern. Der Abschnitt des PWM-Signals 136 umfasst einen ersten Zyklus 138, einen zweiten Zyklus 140 und einen dritten Zyklus 142. Obwohl die Zyklen in dem Signal 136 im Allgemeinen einer sequentiellen Reihenfolge folgen (d. h. k – 1, k, k + 1, etc.), wird zu Veranschaulichungszwecken der dritte Zyklus 142 so beschrieben, dass er unmittelbar vor dem ersten Zyklus 138 auftritt, und der erste Zyklus 138 wird so beschrieben, dass er unmittelbar vor dem zweiten Zyklus 140 auftritt.
Der digitale Controller 46 besitzt eine durch die PWM verursachte inhärente Verzögerung von einem Zyklus, welche zu dem Fehler bei der Steuerung und Schätzung führen kann. 9 veranschaulicht ein Beispiel des Zeitverhaltens der PWM und der Stromabtastung, die in dem Motorantriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die während des ersten (oder k-ten) Zyklus 138 an den Motor 40 angelegte Spannung wird während des dritten (oder (k – 1)-ten) Zyklus 142 berechnet. Bei jedem Zyklus wird die neue Spannung zu Beginn desselben angelegt und gleichzeitig wird der Motorstrom abgetastet. Zu Beginn des ersten Zyklus 138 beispielsweise kann der Motorstrom als i_α(k) dargestellt werden. Die zum Aufbauen von i_α(k) angelegte Spannung ist die Spannung (d. h. v*α (k – 2)) welche während des dritten (oder (k – 1)-ten) Zyklus 142 angelegt wird, welche während des (nicht gezeigten) (k – 2)-ten Zyklus berechnet wird.
Zwischen einer befohlenen Spannung und der Beobachtung dieser befohlenen Spannung durch den Flussbeobachter 68 tritt folglich eine Verzögerung von zwei Zyklen auf. Obwohl darüber hinaus jede Variable außer der stationären Spannung aktualisiert werden kann, wie in 9 gezeigt ist (d. h. zu Beginn jedes Zyklus), tritt der tatsächliche Spannungsmittelwert, der von dem PWM-Signal 136 angestrebt wird, beim Mittelpunkt jedes Zyklus (oder jeder Abtastperiode) auf. Dies führt zu einer Verzögerung bei dem Spannungswinkel des Motors 40.
10 und 11 veranschaulichen einen Spannungstransformationsabschnitt 144 bzw. einen Stromtransformationsabschnitt 146 des Koordinatenumwandlungsblocks 70. Der Spannungstransformationsabschnitt 144, der in 10 gezeigt ist, umfasst Verzögerungsblöcke 148, einen Spannungskompensationsblock 150, einen Summierer 152 und einen Koordinatenumwandlungsblock 154. Wie gezeigt ist, werden die stationären Spannungen v*α und v*β empfangen und durch die Verzögerungsblocks 148 um zwei Zyklen verzögert (d. h. z^–2), um die Verzögerung von zwei Zyklen zwischen befohlenen Spannungen und der Beobachtung des zugehörigen Flusses zu berücksichtigen, und dann an den Koordinatenumwandlungsblock 154 gesandt. Der Spannungskompensationsblock 150 kompensiert die Verzögerung des Spannungswinkels und ist proportional zu der Betriebsdrehzahl. Der Summierer 152 subtrahiert die geschätzte Position von dem Ausgang des Spannungskompensationsblocks 150 und sendet seinen Ausgang zu dem Koordinatenumwandlungsblock 154. Der Koordinatenumwandlungsblock 154 verändert die stationären Spannungen v*α und v*β in die Synchronspannungen v_sd und v_sq.
Der in 11 gezeigte Stromtransformationsabschnitt 146 umfasst einen Stromkompensationsblock 156, einen Summierer 158 und einen Umwandlungsblock 160. Bei einer Ausführungsform wird der Stromkompensationsblock 156 verwendet, um eine Verzögerung zu kompensieren, die von der Verwendung eines analogen Filters herrührt.
12 veranschaulicht den Drehzahl- und Positionsbeobachterblock 72 genauer. Der Drehzahl- und Positionsbeobachter 72 umfasst einen Gegen-EMK-Begrenzerblock 162, einen Positionsfehlerblock 164, Verstärkungsfaktorblöcke 166, 168 und 170, Verzögerungsblöcke 172, Abtastzeitblöcke 174, einen Positionsbegrenzerblock 176 und Summierer 178–186. Die Verstärkungsfaktorblocks 166–170 (g₁~g₃) bestimmen das dynamische Verhalten des Drehzahl- und Positionsbeobachters 72. Wenn ein Positionsfehler von Δθ vorliegt, dann werden die geschätzten Gegen-EMKs angenähert zu E ^sd = ωrΨfsinΔθ (1) E ^sq = ωrΨfcosΔθ (2)
Bei niedrigen Drehzahlen kann E ^_sq zu niedrig sein, um verwendet werden zu können, und kann folglich in Abhängigkeit von dem Magnetfluss des Motors 40 durch den Gegen-EMK-Begrenzerblock 162 unter einer gewissen Drehzahl begrenzt werden. Der Positionsfehlerblock 164 extrahiert den Positionsfehler in Gleichungen 1 und 2, indem er bei einer Ausführungsform eine zweidimensionale Arcustangens-Funktion verwendet. Der resultierende Positionsfehler (ε_θ(k)) wird verwendet, um die Schätzung der elektrischen Motordrehzahl für den nächsten Zyklus (ω ^_r(k + 1)) zu erzeugen, wie in 12 gezeigt ist. Der Positionsbegrenzerblock 176 begrenzt den integrierten Wert der Schätzung der Position für den nächsten Zyklus (θ ^_r(k + 1)) innerhalb von ±180° des elektrischen Winkels. Die geschätzte Position und die geschätzte Drehzahl müssen bei der nächsten Abtastperiode verwendet werden, um die Zeitsequenz einzuhalten. Die geschätzte Motordrehzahl ω ^_r wird in 1–11 anstelle von ω_r verwendet. Sie wird auch verwendet, um die Verstärkungsfaktoren l₁₁~l₄₂ in 7 und 8 zu berechnen.
Abgesehen von niedrigen Drehzahlen, bei denen der Absolutwert von E ^_sq durch den Gegen-EMK-Begrenzerblock 162 begrenzt wird, stellt der Positionsfehlerblock 164 ein robustes Signal zur Verfolgung der Position und der Drehzahl des Motors ohne Rücksicht auf die Größe des Permanentmagnets bereit, welcher von der Betriebstemperatur und der Betriebsdrehzahl beeinflusst wird. Somit ist es möglich, die Position und die Drehzahl des Motors 40 ohne Rücksicht auf die Betriebsbedingungen des Motors 40 zu schätzen.
13 veranschaulicht ein sensorloses Elektromotorantriebssystem 188 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Motorantriebssystem umfasst einen Stromcontroller 190, Rotationstransformationsblocks 192 und 194, einen Phasenumwandlungsblock 196, den Wechselrichter 34 (einschließlich eines Umwandlungsblocks von zwei in drei Phasen und eines PWM-Erzeugungsblocks), den Motor 40, den Positions- und Drehzahlschätzer 62 und Summierer 198–204.
Ein Drehmomentbefehl wird von einem Controller auf hoher Ebene gesandt, wie etwa einem Drehmomentcontroller oder einem Fahrzeugcontroller. Der Drehmomentbefehl wird in Strombefehle i*sd und i*sq umgeformt, welche DC-Größen sind.
Der Phasenumwandlungsblock 196 transformiert aus dem Motor 40 abgetastete dreiphasige Ströme in zweiphasige Ströme. Der Rotationstransformationsblock 194 liefert die Rotationstransformation (z. B. statio när in Synchronrahmen) mit Bezug auf die Rotorposition, die von der vorgeschlagenen Erfindung beschafft wird, um die zweiphasigen AC-Ströme i_α(k) und i_β(k) in zweiphasige DC-Ströme i_sd und i_sq zu verändern, welche bei Summierern 198 und 200 als Stromrückkopplung verwendet werden.
Die Differenz zwischen dem Strombefehl und der Stromrückkopplung steuert den Stromcontroller 190 so an, dass er die Spannungsbefehle v*sd und v*sq erzeugt, welche ebenfalls DC-Größen sind. Bei Summierern 202 und 204 werden Optimalwertausdrücke (oder Entkopplungsspannungen) v*sd(ff) und v*sq(ff) verwendet, um die durch den Fluss im Inneren des Motors induzierte Spannung an dem Ausgang des Stromcontrollers 190 zu entkoppeln. Die Optimalwertausdrücke werden aus der Flusstabelle Ψ_d und Ψ_q berechnet zu v*sd(ff) = –ωrΨq(isd, isq) (3) v*sq(ff) = ωrΨd(isd, isq) (4)
Obwohl die befohlenen Ströme in Gleichungen 3 und 4 verwendet werden können, können die unter Verwendung der befohlenen Ströme berechneten Entkopplungsspannungen bei einem Betrieb mit hoher Drehzahl zu einer schwingenden Stromsteuerungsantwort führen.
Wie voranstehend erwähnt, wird normalerweise eine dreiphasige AC-Spannung verwendet, um den Motor anzutreiben, und so wird eine inverse Rotationstransformation (z. B. synchron in Stationärrahmen) von v*sd und v*sq zu v*α und v*β mit Bezug auf die Rotorposition von dem Rotationstransformationsblock 192 ausgeführt. Diese zweiphasigen AC-Spannungsbefehle v*α und v*β werden dann von dem Wechselrichter 34 in dreiphasige AC-Größen transformiert.
Wie voranstehend beschrieben wurde, verwendet der Positions- und Drehzahlschätzer 62 die Ausgänge des Rotationstransformationsblocks 192 und des Phasenumwandlungsblocks 196, um den Fluss und die Gegen-EMK zu schätzen.
14 veranschaulicht auf graphische Weise die Wurzelortskurve eines sensorlosen Motorsteuerungssystems nach dem Stand der Technik, wenn sich die Motordrehzahl ändert. Wie gezeigt ist, liegen einige der Pole 206 rechts von der Imaginärachse (vertikale Achse), was zu einer Systeminstabilität führt, wenn sich die Motordrehzahl erhöht. Bei Systemen nach dem Stand der Technik ist es manchmal notwendig, die Pole des Flussbeobachters und des Stromcontrollers so zu legen, dass sie sich auf die linke Seite bewegen, um derartige instabile Pole zu vermeiden, wenn sich die Motordrehzahl erhöht.
15 veranschaulicht auf graphische Weise die Wurzelortskurve eines sensorlosen Motorsteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der gleichen Betriebsdrehzahl wie bei 14. Die Pole 208 wandern gemäß der Betriebsdrehzahl (zwischen 10.000 und 120.000 U/min gezeigt), aber sie überschreiten die imaginäre Achse nicht einmal bei 120.000 U/min. Daher wird die Stabilität des Systems verbessert. Zudem werden die Stellen der Pole durch die Betriebsdrehzahl nahezu nicht beeinflusst. Es ist daher möglich, die Bandbreite über den breiten Bereich der Betriebsdrehzahl zu erhöhen, ohne die Stabilität zu verlieren, was die Leistungsfähigkeit des sensorlosen Steuerungssystems weiter verbessert.
Andere Ausführungsformen können das vorstehend beschriebene Verfahren und System bei anderen Implementierungen als in Kraftfahrzeugen, wie etwa Wasserfahrzeugen und Flugzeugen verwenden. Der Elektromotor und der Wechselrichter können eine andere Anzahl von Phasen aufweisen, wie etwa zwei oder vier. Andere Formen von Leistungsquellen können verwendet werden, wie etwa Stromquellen und Lasten, welche Diodengleichrichter, Thyristorwandler, Brennstoffzellen, Induktivitäten, Kapazitäten und/oder eine beliebige Kombination daraus umfassen.
Obwohl mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der voranstehenden genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Stattdessen wird die voranstehende genaue Beschreibung Fachleuten eine brauchbare Anleitung zur Implementierung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen. Es sollte verstanden sein, dass in der Funktion und Anordnung von Elementen verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten offen gelegt ist.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Elektromotors, das umfasst, dass: ein Signal an den Elektromotor bereitgestellt wird, das mindestens erste und zweite Zyklen umfasst; ein erster Flusswert für den Elektromotor berechnet wird, welcher dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist; und ein zweiter Flusswert auf der Grundlage des ersten Flusswerts für den Elektromotor berechnet wird, welcher dem zweiten Zyklus des Signals zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ein Strom, der während des zweiten Zyklus durch den Elektromotor fließt, gemessen wird und wobei das Berechnen des zweiten Flusswerts ferner auf dem gemessenen Strom basiert, der während des zweiten Zyklus durch den Motor fließt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste Zyklus vor dem zweiten Zyklus auftritt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste und der zweite Flusswert jeweils eine Flusskopplung, eine von dem Motor erzeugte gegenelektromotorische Kraft (Gegen-EMK) oder eine Kombination der Flusskopplung und der Gegen-EMK umfassen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Signal einen dritten Zyklus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass ein Strom gemessen wird, der während des dritten Zyklus durch den Elektromotor fließt, und wobei das Berechnen des zweiten Flusswerts ferner auf dem gemessenen Strom basiert, der während des dritten Zyklus durch den Motor fließt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte Zyklus vor dem ersten Zyklus auftritt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Berechnen des ersten Flusswerts umfasst, dass ein Strom gemessen wird, der während des ersten Zyklus durch den Elektromotor fließt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Berechnen des zweiten Flusswerts umfasst, dass eine Spannung ermittelt wird, die dem gemessenen Strom zugeordnet ist, der während des dritten Zyklus durch den Elektromotor fließt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erste Zyklus des Signals vor dem zweiten Zyklus des Signals auftritt und der dritte Zyklus des Signals vor dem ersten Zyklus des Signals auftritt.
Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugelektromotors mit einer Wicklung, das umfasst, dass: ein Signal an den Elektromotor bereitgestellt wird, das erste und zweite Zyklen umfasst; ein Wicklungsflussfehler auf der Grundlage eines gemessenen Wicklungsflusses und eines geschätzten Wicklungsflusses ermittelt wird; und ein erster Flusswert des Elektromotors auf der Grundlage des Wicklungsflussfehlers berechnet wird, wobei der erste Flusswert eine Flusskopplung, eine gegenelektromotorische Kraft (Gegen-EMK), die von dem Motor erzeugt wird, oder eine Kombination der Flusskopplung und der Gegen-EMK umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der erste Flusswert dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist und das ferner umfasst, dass ein zweiter Flusswert für den Elektromotor, der dem zweiten Zyklus des Signals zugeordnet ist, auf der Grundlage des ersten Flusswerts berechnet wird, wobei der zweite Flusswert die Flusskopplung, die von dem Motor erzeugte Gegen-EMK oder eine Kombination der Flusskopplung und der Gegen-EMK umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Signal ferner einen dritten Zyklus umfasst, ferner umfassend, dass ein Strom gemessen wird, der während des dritten Zyklus durch den Elektromotor fließt, und wobei das Berechnen des zweiten Flusswerts ferner auf dem gemessenen Strom basiert, der während des dritten Zyklus durch den Elektromotor fließt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der erste Zyklus des PWM-Signals vor dem zweiten Zyklus des PWM-Signals auftritt und der dritte Zyklus des PWM-Signals vor dem ersten Zyklus des PWM-Signals auftritt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Berechnen des ersten Flusswertes umfasst, dass ein Strom, der während des ersten Zyklus des PWM-Signals durch den Elektromotor fließt, gemessen wird und das Berechnen des zweiten Flusswerts umfasst, dass eine Spannung, welche dem gemessenen Strom zugeordnet ist, der während des dritten Zyklus des PWM-Zyklus durch den Elektromotor fließt, ermittelt wird.
Kraftfahrzeugantriebssystem, das umfasst: einen Elektromotor; eine Gleichstrom-Leistungsversorgung (DC-Leistungsversorgung), die mit dem Elektromotor gekoppelt ist; einen Wechselrichter, der mit dem Elektromotor und der DC-Leistungsversorgung gekoppelt ist, um DC-Leistung von der DC-Leistungsversorgung zu empfangen und Wechselstromleistung (AC-Leistung) an den Elektromotor zu liefern; und einen Prozessor in funktionaler Kommunikation mit dem Elektromotor, der DC-Leistungsversorgung und dem Wechselrichter, wobei der Prozessor so ausgestaltet ist, dass: er ein Signal an dem Elektromotor bereitstellt, das mindestens erste und zweite Zyklen umfasst; er einen ersten Flusswert für den Elektromotor berechnet, der dem ersten Zyklus des Signals zugeordnet ist; und er einen zweiten Flusswert für den Elektromotor, der dem zweiten Zyklus des Signals zugeordnet ist, auf der Grundlage des ersten Flusswerts berechnet.
Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 16, wobei der erste und zweite Flusswert jeweils eine Flusskopplung, eine gegenelektromotorische Kraft (Gegen-EMK), die von dem Motor erzeugt wird oder eine Kombination der Flusskopplung und der Gegen-EMK umfassen.
Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 17, wobei das Signal einen dritten Zyklus umfasst und der Prozessor ferner so ausgestaltet ist, dass er einen Strom misst, der während des dritten Zyklus durch den Elektromotor fließt, und wobei das Berechnen des zweiten Flusswerts ferner auf dem gemessenen Strom basiert, der während des dritten Zyklus durch den Elektromotor fließt.
Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 18, wobei der Prozessor ferner so ausgestaltet ist, dass er einen Strom misst, der während des zweiten Zyklus durch den Elektromotor fließt, und wobei das Berechnen des zweiten Flusswerts ferner auf dem gemessenen Strom basiert, der während des zweiten Zyklus durch den Elektromotor fließt.
Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 19, wobei das Signal ein Pulsbreitenmodulationssignal (PWM-Signal) ist, und wobei der erste Zyklus des PWM-Signals vor dem zweiten Zyklus des PWM-Signals auftritt und der dritte Zyklus des PWM-Signals vor dem ersten Zyklus des PWM-Signals auftritt.