DE102015215623A1

DE102015215623A1 - Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische maschine

Info

Publication number: DE102015215623A1
Application number: DE102015215623.0A
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu OOTAKE; Nobuyori Nakajima; Takafumi SATOU
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2016-02-25
Also published as: CN105375845A; US20160056745A1; CN105375845B; JP2016042776A; US9461575B2; JP6137086B2

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung (1) für eine rotierende elektrische Maschine zum Steuern des Antriebs der rotierenden elektrischen Maschine (10) umfasst einen Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteil (44) zur Berechnung eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts, einem Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteil (45) zur Berechnung eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts, einen d-Achsenbegrenzungsteil (46) zur Berechnung eines d-Achsenspannungs-Befehlswerts, und einen q-Achsenbegrenzungsteil (47) zur Berechnung eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts. Ist ein Absolutwert des V-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer als ein Absolutwert eines zweiten Grenzwerts, und ist ein Absolutwert eines vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts gleich oder größer als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts und ist er gleich oder kleiner als ein Absolutwert des ersten Grenzwerts, dann bestimmt der q-Achsenbegrenzungsteil einen vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert als den q-Achsenspannungs-Befehlswert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine.
Patentliteratur 1: JP H08-191600 A
In bekannter Weise steuert eine Stromsteuerungsvorrichtung einen einem Elektromotor zuzuführenden Strom über einen Inverter. Gemäß der Patentliteratur 1 erfolgt die Steuerung einer Spannung einer d-Achse und einer q-Achse, sodass die Summe der Quadrate des d-Achsenspannungs-Befehlswerts und eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts zu einem konstanten Wert wird, und eine Ausgangsspannung des Inverters nicht in die Sättigung gerät.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben die folgenden Aspekte gefunden.
Werden gemäß der Beschreibung in der Patentliteratur 1 der d-Achsenspannungs-Befehlswert und der q-Achsenspannungs-Befehlswert gesteuert, sodass die Summe der Quadrate des d-Achsenspannungs-Befehlswerts und des q-Achsenspannungs-Befehlswerts konstant ist, dann kann der q-Achsenspannungs-Befehlswert einer Änderung entsprechend einer Änderung des d-Achsenspannungs-Befehlswerts unterliegen. Ändert sich der q-Achsenspannungs-Befehlswert, dann kann sich das Drehmoment des Elektromotors ändern und es können Geräusche und Vibrationen stärker werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher eine Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die in der Lage ist, Geräusche und Vibrationen zu verhindern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine zur Steuerung des Antriebs der rotierenden elektrischen Maschine mit einer durch einen Inverter gesteuerten angelegten Spannung bereitgestellt. Die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteil zur Berechnung eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts auf der Basis eines d-Achsenstrom-Befehlswerts und eines d-Achsenstrom-Erfassungswerts; einen Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteil zur Berechnung eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts auf der Basis eines q-Achsenstrom-Befehlswerts und eines q-Achsenstrom-Erfassungswerts; einen d-Achsenbegrenzungsteil zum Begrenzen des Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines d-Achsenspannungs-Befehlswerts; und einen q-Achsenbegrenzungsteil zum Begrenzen des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts. Eine Totzonenbreite wird definiert zwischen einem ersten Grenzwert und einem zweiten Grenzwert. Ein Absolutwert des ersten Grenzwerts ist größer als ein Absolutwert des zweiten Grenzwerts. Ist ein Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts, und ein Absolutwert eines früheren bzw. vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts gleich oder kleiner als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts und ist er gleich oder größer als der Absolutwert des ersten Grenzwerts, dann bestimmt der q-Achsen-Begrenzungsteil den vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert als den q-Achsenspannungs-Befehlswert. Der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert ist der q-Achsenspannungs-Befehlswert in einer unmittelbar vorhergehenden Berechnung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine bereitgestellt zum Steuern des Antriebs der rotierenden elektrischen Maschine mittels einer durch einen Inverter gesteuerten angelegten Spannung. Die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteil zur Berechnung eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts auf einer Basis eines d-Achsenstrom-Befehlswerts und eines d-Achsenstrom-Erfassungswerts; einen Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteil zur Berechnung eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts auf der Basis eines q-Achsenstrom-Befehlswerts und eines q-Achsenstrom-Erfassungswerts; einen d-Achsenbegrenzungsteil zum Begrenzen des Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines d-Achsenspannungs-Befehlswerts; und einen q-Achsenbegrenzungsteil zum Begrenzen des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts. Eine Totzonenbreite wird definiert zwischen einer ersten Sättigungsrate und einer zweiten Sättigungsrate. Die Totzonenbreite bezieht sich auf eine Begrenzung einer Vor-Grenze-Sättigungsrate. Ein Absolutwert der ersten Sättigungsrate ist größer als ein Absolutwert der zweiten Sättigungsrate. Ist ein Absolutwert der Vor-Grenze-Sättigungsrate größer als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate, und ist ein Absolutwert einer vorherigen Befehlssättigungsrate gleich oder größer als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate und ist gleich oder kleiner als der Absolutwert der ersten Sättigungsrate, dann bestimmt der q-Achsenbegrenzungsteil einen vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert als den q-Achsenspannungs-Befehlswert. Die vorherige Befehlssättigungsrate ist eine Rate bzw. ein Verhältnis des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts zu einem Maximumspannungswert. Die Vor-Grenze-Sättigungsrate ist eine Rate bzw. ein Verhältnis des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts zu einem Maximumspannungswert.
Gemäß der Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine wird eine Totzone zwischen dem ersten Grenzwert und dem zweiten Grenzwert bereitgestellt. Ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts und liegt der vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert innerhalb der Totzonenbreite, dann ist der q-Achsenspannungs-Befehlswert gleich dem vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert, sodass ein vorheriger Wert übernommen wird. Ändert sich der d-Achsenspannungs-Befehlswert, dann ist es infolgedessen, dass der q-Achsenspannungs-Befehlswert an einer Änderung gehindert, wird möglich, durch eine Drehmomentänderung verursachte Geräusche und Vibrationen zu vermindern.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden verständlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer d-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
4A eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Sättigungsverhinderungswerts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
4B eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Sättigungsverhinderungswerts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5A eine grafische Darstellung von Signalzeitverläufen zur Veranschaulichung eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5B eine grafische Darstellung von Signalzeitverläufen zur Veranschaulichung des q-Achsenspannungs-Befehlswerts in einem vergleichbaren Beispiel,
6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
8A eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Sättigungsverhinderungswerts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
8B eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Sättigungsverhinderungswerts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
9 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung einer Totzonenbreite gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
10A eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts,
10B eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts, und
11 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5B beschrieben. Hierbei wird ein identisches Symbol für ein identisches Element bei den nachfolgenden mehreren Ausführungsbeispielen vergeben, und eine weitere Erläuterung wird sodann weggelassen.
Gemäß der Darstellung in 1 bewirkt die Steuerungsvorrichtung 1 für die rotierende elektrische Maschine einen Antrieb und eine Steuerung eines Motors 10. Der Motor 10 ist ein Beispiel einer rotierenden elektrischen Maschine. Die Steuerungsvorrichtung 1 für die rotierende elektrische Maschine wird in einer elektrischen Servolenkung (Electric Power Steering, EPS) verwendet, die beispielsweise mittels des Motors 10 einen Lenkvorgang bei einem Fahrzeug unterstützt.
Der Motor 10 ist ein bürstenloser Dreiphasen-Motor und wird mittels einer aus einer nicht gezeigten Batterie zu entnehmenden elektrischen Leistung angetrieben. Der Motor 10 kann jedoch auch ein anderer Motor als der bürstenlose Dreiphasen-Motor sein.
Die Steuerungsvorrichtung 1 für die rotierende elektrische Maschine weist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) auf. Die Steuerungsvorrichtung 1 für die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Inverter 20, einen Stromsensor 30 und einen Controller 40, und dergleichen.
Der Inverter 20 ist ein Dreiphasen-Inverter. Der Inverter 20 ist in einer Brückenschaltung mit nicht gezeigten sechs Schaltelementen verbunden. Das Schaltelement wird durch einen MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) gebildet, der beispielsweise eine Art Feldeffekttransistor ist. Das Schaltelement ist jedoch nicht auf den MOSFET beschränkt. Das Schaltelement kann auch ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), ein Thyristor oder dergleichen. sein. Zwei der sechs Schaltelemente bilden ein Schaltelementepaar. Eines der beiden Schaltelemente ist mit einer Hochspannungsseite und das andere der beiden Schaltelemente mit einer Niederspannungsseite verbunden. Es sind drei Schaltelementepaare vorgesehen. Verbindungspunkte eines hochspannungsseitigen Schaltelements und eines niederspannungsseitigen Schaltelements in drei Schaltelementepaaren sind jeweils mit einer U-Phasenspule, einer V-Phasenspule und einer W-Phasenspule in dem Motor 10 verbunden.
Der Controller 40 steuert Ein- und Ausschaltvorgänge der Schaltelemente über einen Vortreiber 25 und den Inverter 20. Der Inverter 20 konvertiert eine von der nicht gezeigten Batterie zugeführte elektrische Leistung, und führt eine entsprechende Leistung dem Motor 10 zu.
Der Stromsensor 30 umfasst einen Nebenwiderstand und ein Hall-IC. Ein Erfassungswert des Stromsensors 30 wird in den Controller 40 über eine Verstärkerschaltung 31 (Verstärker) eingegeben.
Der Controller 40 steuert die gesamte Steuerungsvorrichtung 1 für die rotierende elektrische Maschine. Der Controller 40 umfasst hierbei einen Mikrocomputer zur Durchführung der unterschiedlichen arithmetischen Verarbeitungen.
Der Controller 40 umfasst einen Dreiphasen-Zweiphasen-Konverter oder Dreiphasen-Zweiphasen-Wandler 41 (3Ph-2Ph-Wandler), einen d-Achsensubtrahierer 42, einen q-Achsensubtrahierer 43, einen d-Achsen-PI-Controller 44, einen q-Achsen-PI-Controller 45, einen d-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 46, einen q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47, einen Zweiphasen-Dreiphasen-Konverter oder Zweiphasen-Dreiphasen-Wandler 48 (2Ph-3Ph-Wandler) und einen PWM-Konverter 49 (PWM pulse width modulation, Pulsbreitenmodulation). Jeder Funktionsblock zur Bildung des Controllers 40 kann mittels Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware gebildet werden. Eine d-Achsensättigungs-Verhinderung kann ebenfalls bezeichnet werden als eine d-Achsensättigungs-Überwachung. Eine q-Achsensättigungs-Verhinderung kann auch bezeichnet werden als eine q-Achsensättigungs-Überwachung.
Der Dreiphasen-Zweiphasen-Wandler 41 erhält ein U-Phasenstromsignal bezüglich eines U-Phasenstroms Iu, ein V-Phasenstromsignal bezüglich eines V-Phasenstroms Iv, und ein W-Phasenstromsignal bezüglich eines W-Phasenstroms Iw, wobei diese von dem Stromsensor 30 übertragen werden. Der Dreiphasen-Zweiphasen-Wandler 41 erhält einen elektrischen Winkel Θm von einem nicht gezeigten Drehwinkelsensor zur Erfassung einer Drehung eines Rotors des Motors 10. Der Dreiphasen-Zweiphasen-Wandler 41 konvertiert den U-Phasenstrom Iu, den V-Phasenstrom Iv und den W-Phasenstrom Iw in einen d-Achsenstrom Id und einen q-Achsenstrom Iq mittels einer dq-Umwandlung auf der Basis des elektrischen Winkels Θm. In entsprechender Weise werden der U-Phasenstrom Iu, der V-Phasenstrom Iv und der W-Phasenstrom Iw in dq-Koordinaten ausgehend von den Dreiphasen-Koordinaten umgewandelt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der d-Achsenstrom Id einem Beispiel eines d-Achsenstrom-Erfassungswerts, und entspricht der q-Achsenstrom Iq einem Beispiel eines q-Achsenstrom-Erfassungswerts.
Der d-Achsensubtrahierer 42 berechnet eine d-Achsenstrom-Abweichung ΔId, die einer Differenz zwischen dem d-Achsenstrom-Befehlswert Id* und dem d-Achsenstrom Id entspricht. Der q-Achsensubtrahierer 43 berechnet eine q-Achsenstrom-Abweichung ΔIq, die einer Differenz zwischen dem q-Achsenstrom-Befehlswert Iq* und dem q-Achsenstrom Iq entspricht.
Der d-Achsenstrom-Befehlswert Id* und der q-Achsenstrom-Befehlswert Iq* werden in einem nicht dargestellten Befehlsberechnungsteil entsprechend beispielsweise einem Lenkdrehmoment, einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen berechnet.
Der d-Achsen-PI-Controller 44 berechnet einen Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd in Verbindung mit einer PI-Berechnung, sodass der d-Achsenstrom Id, der ein tatsächlicher Strom ist, dem d-Achsenstrom-Befehlswert Id* folgt, auf der Basis der d-Achsenstrom-Abweichung ΔId, der von dem d-Achsensubtrahierer 42 eingegeben wird.
Der q-Achsen-PI-Controller 45 berechnet einen Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq in Verbindung mit einer PI-Berechnung, sodass ein q-Achsenstrom Id, der ein tatsächlicher Strom ist, dem q-Achsenstrom-Befehlswert Iq* folgt, auf der Basis der q-Achsenstrom-Abweichung ΔIq, die von dem q-Achsensubtrahierer 43 eingegeben wird.
Der d-Achsen-Sättigungsverhinderungs-Berechnungsteil 46 führt eine d-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung durch, die den Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd begrenzt. Der d-Achsen-Sättigungsverhinderungs-Berechnungsteil 46 berechnet den d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*, sodass eine Ausgangsspannung von dem Inverter 20 daran gehindert wird, in die Sättigung zu gehen.
Der q-Achsen-Sättigungsverhinderungs-Berechnungsteil 47 führt eine q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung durch, die den Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq begrenzt, und berechnet den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*, sodass eine Ausgangsspannung des Inverters 20 daran gehindert wird, in die Sättigung zu gehen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd und der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq gesteuert (überwacht), sodass eine Ausgangsspannung des Inverters 20 daran gehindert wird, einen maximalen Spannungswert V_max zu überschreiten.
Einzelheiten der Begrenzungsverarbeitungen in dem d-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 46 und dem q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 werden nachstehend noch beschrieben.
Auf der Basis des elektrischen Winkels Θm bewirkt der Zweiphasen-Dreiphasen-Wandler 48 eine Umwandlung des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* und des q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq* in den U-Phasenspannungs-Befehlswert Vu*, den V-Phasenspannungs-Befehlswert Vv* und den W-Phasenspannungs-Befehlswert Vw*, die die drei Spannungsbefehlswerte in den drei Phasen darstellen, in Verbindung mit einer inversen dq-Transformation.
Auf der Basis des U-Phasenspannungs-Befehlswert Vu*, des V-Phasenspannungs-Befehlswerts Vv* und des W-Phasenspannungs-Befehlswerts Vw* berechnet der PWM-Konverter 49 einen U-Phasenbetriebswert Du, einen V-Phasenbetriebswert Dv und einen W-Phasenbetriebswert Dw (Duty) entsprechend einer Rate bzw. eines Verhältnisses einer Einschaltzeitdauer des Schaltelements in jeder Phase.
Der Vortreiber 25 bewirkt eine Umwandlung des U-Phasenbetriebswerts Du, des V-Phasenbetriebswerts Dv und des W-Phasenbetriebswerts Dw, die von dem PWM-Konverter 49 eingegeben wurden, in ein Ansteuerungssignal. Auf der Basis des Ansteuerungssignals wird ein Ein- und Ausschaltbetrieb des Schaltelements in dem Inverter 20 gesteuert.
Somit führt der Controller 40 eine PWM-Steuerung bezüglich des Motors 10 über den Inverter 20 durch.
Die d-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung, die durch den d-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 46 durchgeführt wird, wird nachstehend in Bezug auf ein in 2 veranschaulichtes Ablaufdiagramm beschrieben.
In S101 wird bestimmt, ob der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd größer als der d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max auf einer möglichen Seite ist. Im Übrigen ist der d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max ein konstanter Wert, der bestimmt wird entsprechend einem erlaubten voreilenden Winkel auf der Basis des maximalen Spannungswerts V_max (siehe in diesem Zusammenhang 4A und 4B). Der maximale Spannungswert V_max wird in der Weise bestimmt, dass die Ausgangspannung des Inverters 20 an einem Eintreten in die Sättigung gehindert wird. Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd größer als der positivseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max ist (S101: JA), dann geht der Ablauf zu S103 über. Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd gleich oder kleiner als der positivseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max ist (S101: NEIN), dann geht der Ablauf zu S102 über.
In S102 wird bestimmt, ob der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd kleiner ist als der negativseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max. Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd kleiner ist als der negativseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max (S102: JA), dann geht der Ablauf zu S104 über. Wird hingegen bestimmt, dass der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd größer als der negativseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max ist (S102: NEIN), dann geht der Ablauf zu S105 über.
Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd größer als der positivseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max ist (S101: JA), dann geht der Ablauf zu S103 über. In S103 wird der positivseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max definiert als der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*.
Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd kleiner ist als der negativseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max (S102: JA), dann geht der Ablauf zu S104 über. In S104 wird der negativseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max definiert als der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*.
Ist der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd gleich oder größer als der negativseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max, und ist er gleich oder größer als der positivseitige d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max (S101: NEIN und ebenfalls S102: NEIN), dann geht der Ablauf zu S105 über. In S105 wird der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd definiert als der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*.
Der berechnete d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* wird an dem q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 und dem Zweiphasen-Dreiphasen-Wandler 48 ausgegeben.
Die q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung in dem q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in 3 veranschaulichtes Ablaufdiagramm beschrieben.
In S201 werden auf der Basis des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* ein erster q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H und ein zweiter q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L berechnet. Der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H wird in 10A mittels eines Ausdrucks (1) beschrieben. Der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L wird ebenfalls in 10B mittels eines Ausdrucks (2) beschrieben. Ein Wert ΔV in dem Ausdruck bezeichnet eine Totzonenbreite. Beispielsweise wird die Totzonenbreite auf etwa 0.06 V eingestellt.
In S202 wird bestimmt, ob der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq größer als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L ist. Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq gleich oder größer als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L ist (S202: NEIN), dann geht der Ablauf zu S208 über. Wird demgegenüber bestimmt, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq größer als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L ist (S202: JA), dann geht der Ablauf zu S203 über. Nachstehend wird in Verbindung mit der Verarbeitung zwischen S203 und S207 angenommen, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein positiver Wert ist.
Es wird in S203 bestimmt, ob ein vorheriger q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) größer ist als der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H, der in S201 berechnet wird. Der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) entspricht dem q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* aus einer vorherigen Berechnung. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) größer ist als der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H (S203: JA), dann geht der Ablauf zu S205 über. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) gleich oder kleiner als der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H ist (S203: NEIN), dann geht der Ablauf zu S204 über.
In S204 wird bestimmt, ob der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) kleiner als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L, der in S201 berechnet wird. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) kleiner ist als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L (S204: JA), dann geht der Ablauf zu S206 über. Wird demgegenüber bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* gleich oder größer als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L ist (S204: NEIN), dann geht der Ablauf zu S207 über.
Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) größer als der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H ist (S203: JA), dann geht der Ablauf zu S205 über. In S205 wird der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* definiert.
Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) kleiner als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max_L ist (S204: JA), dann geht der Ablauf zu S206 über. In S206 wird er zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Ist der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) gleich oder größer als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L und ist er gleich oder kleiner als der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H (S203: NEIN und ebenfalls S204: NEIN), dann geht der Ablauf zu S207 über. In S207 wird der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* definiert.
Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq gleich oder kleiner als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max_L ist (S202: NEIN), dann geht der Ablauf zu S208 über. Es wird in S208 bestimmt, ob der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq kleiner als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Befehlswert –Vq_max_L ist. Wird bestimmt, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq gleich oder größer als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L ist (S208: NEIN), dann geht die Verarbeitung über zu S214. Wird hingegen bestimmt, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq kleiner als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L ist (S208: JA), dann geht die Verarbeitung zu S209 über. Nachstehend wird bezüglich der Verarbeitung zwischen S209 und S213 angenommen, dass der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein negativer Wert ist.
Es wird in S209 bestimmt, ob der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) kleiner als der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H ist. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) kleiner als der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H ist (S209: JA), dann geht die Verarbeitung zu S211 über. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) gleich oder größer als der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_H ist (S209: NEIN), dann geht der Ablauf zu S210 über.
Es wird in S210 bestimmt, ob der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) größer als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L ist. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) größer als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L ist (S210: JA), dann geht der Ablauf zu S212 über. Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) gleich oder kleiner als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_H ist (S201: NEIN), dann geht der Ablauf zu S213 über.
Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) kleiner als der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_H ist (S209: JA), geht der Ablauf zu S211 über. Es wird in S211 der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_H als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* definiert.
Wird bestimmt, dass der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) größer als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vd_max_L ist (S210: JA), dann geht der Ablauf zu S212 über. In S212 wird der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* definiert.
Ist der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) gleich oder größer als der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H und ist er gleich oder kleiner als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L (S209: NEIN und ebenfalls S210: NEIN), dann geht der Ablauf zu S213 über. Es wird in S213 der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* definiert.
Ist der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBq gleich oder größer als der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L und ist er gleich oder kleiner als der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L (S202: NEIN und ebenfalls S208: NEIN), dann geht der Ablauf zu S214 über. In S214 wird der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*.
Der Sättigungs-Verhinderungswert (es wird ebenfalls hierauf Bezug genommen als ein Sättigungs-Überwachungswert) wird nachstehend unter Bezugnahme auf 4A und 4B erläutert. In den 4A und 4B wird angenommen, dass sowohl die d-Achsenspannung Vd und die q-Achsenspannung Vq positive Werte sind. Nachstehend wird somit die Bezeichnung „positivseitig” weggelassen, sofern dies angemessen ist.
Ist gemäß der Darstellung in 4A der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd gleich oder kleiner als der d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max, dann wird der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd definiert als der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*. Ist gemäß der Beschreibung in 4B der Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd größer als der d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max, dann wird der d-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vd_max definiert als der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*.
Auf der Basis des maximalen Spannungswerts V_max und des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* wird der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H berechnet. Durch Subtrahieren der Totzonenbreite ΔV von dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H wird der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L berechnet.
Eine zeitweilige Änderung des q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq* wird unter Bezugnahme auf 5A und 5B veranschaulicht. Jede Darstellung in den 5A und 5B zeigt einen Wert in jeder arithmetischen Periode.
5B zeigt ein vergleichendes Beispiel. In diesem Fall liegt ein einziger q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max vor, und eine Totzone wird nicht bereitgestellt. Es wird des Weiteren angenommen, dass der einzige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max gleich dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H ist. Gemäß der Beschreibung in 5B ändert sich der q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max in Abhängigkeit von einer Änderung des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd*. Überschreitet somit der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq den q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max, und wird der q-Achsenspanungs-Befehlswert Vq* auf den q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max eingestellt, dann kann sich der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* ändern, sodass Geräusche und Vibrationen in Abhängigkeit von einer Drehmomentänderung auftreten können.
Im Gegensatz dazu und gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Totzone zwischen dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H und dem zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L bereitgestellt, sodass eine Änderung des q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq* verhindert werden kann.
Ist gemäß der Beschreibung beispielsweise in 5A und wie es veranschaulicht ist in Verbindung mit einer Zeit x11, der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1), der dem q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu einer Zeit x10 entspricht, die eine vorherige Berechnungszeit ist, gleich oder größer als der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L und ist er gleich oder kleiner als der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H, dann wird der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu der Zeit x11 auf dem vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) eingestellt. Da der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu der Zeit x10 innerhalb der Totzonenbreite bei der Zeit x11 liegt, wird somit der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu der Zeit x10 (entsprechend der vorherigen Berechnungszeit) bei der Zeit x11 aufrecht erhalten.
Ist beispielsweise in Verbindung mit einer Veranschaulichung zu einer Zeit x21 der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1), der dem q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu einer Zeit x20 entspricht, die eine vorherige Berechnungszeit ist, kleiner als der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L, dann wird der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu der Zeit x21 auf den zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L eingestellt.
Ist gemäß der Veranschaulichung beispielsweise in Verbindung mit einer Zeit x31 der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1), der den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu einer Zeit x30 entspricht, die eine vorherige Berechnungszeit ist, größer als der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H, dann wird der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* zu der Zeit x31 auf den ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H eingestellt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei Werte des ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_H und des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L als die Sättigungsverhinderungswerte eingestellt. Des Weiteren wird eine Totzone zwischen dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H und dem zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L bereitgestellt. Ist ein Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq größer als ein Absolutwert des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L, und liegt der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) innerhalb der Totzonenbreite, dann wird ein vorheriger Wert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* übernommen. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem ein einziger Sättigungsverhinderungswert bereitgestellt wird, wie es in 5B veranschaulicht ist, ist es somit möglich, eine Änderung des q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq* entsprechend einer Änderung des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* zu verhindern, und es ist somit möglich, Geräusche und Vibrationen zu vermindern.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung bewirkt die Steuerungsvorrichtung 1 für eine rotierende elektrische Maschine die Steuerung des Antriebs des Wechselstrommotors 10 mit einer angelegten Spannung, die durch den Inverter 20 gesteuert wird. Die Steuerungsvorrichtung 1 für die rotierende elektrische Maschine weist den Controller 40 auf. Der Controller 40 umfasst den d-Achsen-PI-Controller 44, den q-Achsen-PI-Controller 45, den d-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 46 und den q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47.
Der d-Achsen-PI-Controller 44 berechnet den Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd auf der Basis des d-Achsenstrom-Befehlswerts Id* und des d-Achsenstroms Id.
Der q-Achsen-PI-Controller 45 berechnet den Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq auf der Basis des q-Achsenstrom-Befehlswerts Iq* und des q-Achsenstroms Iq.
Der d-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 46 begrenzt den Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswert FBd, und berechnet den d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*.
Der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 begrenzt den Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq und berechnet den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Es wird angenommen, dass ein Wert, der einen größeren Absolutwert der beiden Werte zur Bestimmung der Totzonenbreite ΔV entsprechend einer Begrenzung des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq aufweist, gleich dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H ist, und dass ein Wert mit einem kleineren Absolutwert gleich dem zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L ist.
Ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq größer als der Absolutwert des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L, und ist der Absolutwert des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq*_(n-1), der der q-Achsenspannungs-Befehlswert zur vorherigen Zeit ist, gleich oder größer als der Absolutwert des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L und ist er gleich oder kleiner als der Absolutwert des ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_H, dann bestimmt der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 den vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) als den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Totzone bereitgestellt zwischen dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H und dem zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L. Ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq größer als der Absolutwert des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L, und liegt der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) innerhalb der Totzone, dann wird der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*, d. h. es wird der vorherige Wert übernommen. Auch wenn sich der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* ändert, kann somit verhindert werden, dass sich der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* ändert, und es kann möglich sein, Geräusche und Vibrationen infolge einer Drehmomentänderung zu vermindern.
Ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq größer als der Absolutwert des ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_H, dann bestimmt der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 einen Wert entsprechend dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H als den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein positiver Wert, dann wird der erste positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert Fq ein negativer Wert, dann wird der erste negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_H definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq größer als der Absolutwert des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L, und ist der Absolutwert des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq*_(n-1) kleiner als der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L, dann bestimmt der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 einen Wert entsprechend dem zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L als den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein positiver Wert, dann wird der zweite positivseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein negativer Wert, dann wird der zweite negativseitige q-Achsensättigungs-Verhinderungswert –Vq_max_L definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Es ist auf diese Weise möglich, den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* in angemessener Weise zu berechnen.
Ist ferner der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq gleich oder kleiner als der Absolutwert des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L, dann bestimmt der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 den Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq als den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der d-Achsen-PI-Controller 44 einem Beispiel eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteils. Der q-Achsen-PI-Controller 45 entspricht einem Beispiel eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteils. Der d-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 46 entspricht einem Beispiel eines d-Achsenbegrenzungsteils. Der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 entspricht einem Beispiel eines q-Achsenbegrenzungsteils. Der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H entspricht einem Beispiel eines ersten Begrenzungswerts (bzw. Grenzwerts). Der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L entspricht einem Beispiel eines zweiten Begrenzungswerts (bzw. Grenzwerts).
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Das erste Ausführungsbeispiel bewirkt eine Durchführung der q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung, wobei der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* selbst verwendet wird. Das zweite Ausführungsbeispiel führt eine q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung unter Verwendung einer Sättigungsrate durch.
Die q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nachstehend auf der Basis eines Ablaufdiagramms gemäß 6 beschrieben.
Bei S301 werden ein q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max, eine erste Sättigungsrate RH und eine zweite Sättigungsrate RL berechnet. Der q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max ist gleich dem ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die erste Sättigungsrate RH wird entsprechend einem Ausdruck (3) berechnet, und die zweite Sättigungsrate wird entsprechend einem Ausdruck (4) berechnet. Im Übrigen ist ein Wert ΔR in dem Ausdruck eine Totzonenbreite. RH = Vq_max/V_max (3) RL = RH – ΔR (4)
In S302 wird die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb, d. h. die Sättigungsrate des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq berechnet, und es wird bestimmt, ob die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb größer als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL ist.
Die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb wird gemäß einem Ausdruck (5) berechnet. Rb = FBq/V_max (5)
Wird bestimmt, dass die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb gleich oder kleiner ist als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL (S302: NEIN), dann geht der Ablauf zu S308 über. Wird bestimmt, dass die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb größer ist als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL (S302: JA), dann geht der Ablauf zu S303 über.
Es wird in S303 bestimmt, ob die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1), d. h. die Sättigungsrate des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq*_(n-1) größer ist als die erste positivseitige Sättigungsrate RH. Die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) wird gemäß einem Ausdruck (6) berechnet. R_(n-1) = Vq*_(n-1)/V_max (6)
Wird bestimmt, dass die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) größer als die erste positivseitige Sättigungsrate RH ist (S303: JA), dann geht der Ablauf zu S305 über. Wird bestimmt, dass die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) gleich oder kleiner als die erste positivseitige Sättigungsrate RH ist (S303: NEIN), dann geht der Ablauf zu S304 über.
Es wird in S304 bestimmt, ob die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) kleiner ist als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL. Wird bestimmt, dass die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) kleiner ist als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL (S304: JA), dann geht der Ablauf zu S306 über. Wird demgegenüber bestimmt, dass die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) gleich oder größer als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL ist (S304: NEIN), geht der Ablauf zu S307 über.
Ist die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) größer als der erste positivseitige Sättigungsfaktor RH (S303: JA), dann geht der Ablauf zu S305 über. In S305 entspricht der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* einem Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des maximalen Spannungswerts V_max mit der ersten positivseitigen Sättigungsrate RH (gemäß einem Ausdruck (7)). Vq* = V_max·RH (7)
Ist die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) kleiner als der zweite positivseitige Sättigungsfaktor RL (S304: JA), dann geht der Ablauf zu S306 über. In S306 entspricht der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* einem Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des maximalen Spannungswerts V_max mit der zweiten positivseitigen Sättigungsrate RL (gemäß einem Ausdruck (8)). Vq* = V_max·RL (8)
Ist die vorherige Befehlsrate R_(n-1) gleich oder größer als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL und ebenfalls gleich oder kleiner als die erste positivseitige Sättigungsrate RH (S303: NEIN und ebenfalls S304: NEIN), dann ist der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* gleich dem vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1).
Gemäß S308, zu dem der Ablauf übergeht, wenn bestimmt wird, dass die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb gleich oder kleiner ist als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL (S302: NEIN), wird bestimmt, ob die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb kleiner ist als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL. Ist die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb gleich oder größer als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL (S308: NEIN), dann geht der Ablauf zu S314 über. Ist die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb kleiner als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL (S308: JA), dann geht der Ablauf zu S309 über.
Es wird in S309 bestimmt, ob die vorherige Befehls-Sättigungsrate R_(n-1) kleiner als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL ist. Ist die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) kleiner als die erste negativseitige Sättigungsrate –RH (S309: JA), dann geht der Ablauf zu S311. Ist die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) gleich oder größer als die erste negativseitige Sättigungsrate –RH (S309: NEIN), dann geht der Ablauf zu S310 über.
Es wird in S310 bestimmt, ob die vorherige Befehls-Sättigungsrate R_(n-1) größer ist als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL. Wird bestimmt, dass die vorherige Befehls-Sättigungsrate R_(n-1) größer als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL (S310: JA), dann geht der Ablauf zu S312. Wird bestimmt, dass die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) gleich oder kleiner als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL ist (S310: NEIN), dann geht der Ablauf zu S313 über.
Ist die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) kleiner als der erste negativseitige Sättigungsfaktor –RH (S309: JA), dann geht der Ablauf zu S311 über. In S311 wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des maximalen Spannungswerts V_max mit der ersten negativseitigen Sättigungsrate –RH gemäß der Beschreibung in einem Ausdruck (9), definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Vq* = V_max·(–RH) (9)
Ist die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) größer als der zweite negativseitige Sättigungsfaktor –RL (S310: JA), dann geht die Verarbeitung zu S312 über. In S312 wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des maximalen Spannungswerts V_max mit der zweiten negativseitigen Sättigungsrate –RL (gemäß einem Ausdruck (10)), definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Vq* = V_max·(–RL) (10)
Ist die vorherige Befehlsrate R_(n-1) gleich oder größer als die erste negativseitige Sättigungsrate –RH oder ebenfalls gleich oder kleiner als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL (S309: NEIN und ebenfalls S310: NEIN), dann geht der Ablauf zu S313 über. In S313 wird der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Ist die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb gleich oder größer als die zweite negativseitige Sättigungsrate –RL und ist sie ebenfalls gleich oder kleiner als die zweite positivseitige Sättigungsrate RL (S302: NEIN und ebenfalls S308: NEIN), dann geht der Ablauf zu S314 über. In S314 wird der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Rate jedes Werts bezüglich des maximalen Spannungswerts V_max als eine Sättigungsrate definiert. Zur Verhinderung, dass die Ausgangsspannung des Inverters 20 in die Sättigung gelangt, wird eine Begrenzungsverarbeitung entsprechend der Sättigungsrate durchgeführt. Hierbei werden speziell zwei Werte einschließlich einer ersten Sättigungsrate RH und einer zweiten Sättigungsrate RL als Sättigungsverhinderungswerte definiert. Zusätzlich wird eine Totzone zwischen der ersten Sättigungsrate RH und der zweiten Sättigungsrate RL bereitgestellt. Ist ein Absolutwert der Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb größer als die zweite Sättigungsrate RL, und liegt ebenso die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) innerhalb der Totzonenbreite, dann wird ein vorheriger Wert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* übernommen.
In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist es somit möglich, eine Änderung des q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq* entsprechend einer Änderung des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* zu verhindern, und es kann möglich sein, Geräusche und Vibrationen zu vermindern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq* unter Verwendung der Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb und der vorherigen Befehlsrate R_(n-1). Die Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb ist eine Rate bzw. ein Verhältnis des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts FBq zu dem maximalen Spannungswert V_max. Die vorherige Befehlssättigungsrate R_(n-1) ist eine Rate bzw. ein Verhältnis des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts Vq*_(n-1) zu dem maximalen Spannungswert V_max.
Ist im Einzelnen der Absolutwert der Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb größer als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate RL, und ist ebenso der Absolutwert der vorherigen Befehlssättigungsrate R_(n-1) gleich oder größer als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate RL und ist er gleich oder kleiner als der Absolutwert der ersten Sättigungsrate RH, dann wird der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*_(n-1) definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Ist der Absolutwert der vorherigen Befehlssättigungsrate R_(n-1) größer als der Absolutwert des ersten Sättigungsverhinderungswerts RH, dann bestimmt der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 einen Wert entsprechend der ersten Sättigungsrate RH als den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein positiver Wert, dann wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der ersten positivseitigen Sättigungsrate RH mit dem maximalen Spannungswert V_max, definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein negativer Wert, dann wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der ersten negativseitigen Sättigungsrate –RH mit dem maximalen Spannungswert V_max, definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Ist der Absolutwert der Vor-Grenze-Sättigungsrate Rb größer als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate RL, und ist ebenfalls der Absolutwert der vorherigen Befehlssättigungsrate R_(n-1) kleiner als die zweite Sättigungsrate RL, dann definiert der q-Achsensättigungs-Verhinderungs-Berechnungsteil 47 einen Wert entsprechend der zweiten Sättigungsrate RL als den q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein positiver Wert, dann wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der zweiten positivseitigen Sättigungsrate RL mit dem maximalen Spannungswert V_max, definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*. Ist der Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswert FBq ein negativer Wert, dann wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der zweiten negativseitigen Sättigungsrate –RL mit dem maximalen Spannungswert V_max, definiert als der q-Achsenspannungs-Befehlswert Vq*.
Gemäß diesem Aufbau wird eine gleichartige Wirkung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die erste Sättigungsrate RH einem Beispiel eines ersten Grenzwerts, und entspricht die zweite Sättigungsrate RL einem Beispiel eines zweiten Grenzwerts.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird entsprechend einer Motordrehwinkelgeschwindigkeit ω die Totzonenbreite geändert. Die q-Achsenbegrenzungs-Verarbeitung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm gemäß 7 beschrieben.
Gemäß S401 wird auf der Basis des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H berechnet. Im Übrigen ist ein arithmetisches Verfahren des ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_H gleichartig zu demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Im S402 wird bestimmt, ob die Motordrehwinkelgeschwindigkeit ω größer ist als ein Bestimmungsschwellenwert ωth. Der Bestimmungsschwellenwert ωth wird eingestellt als ein Wert größer als ein vorbestimmter Wert, sodass eine Priorität bezüglich einer Ausgabe bzw. Ausgangsleistung vergeben wird. Wird bestimmt, dass die Motordrehwinkelgeschwindigkeit ω größer ist als der Bestimmungsschwellenwert ωth (S402: JA), dann geht der Ablauf zu S404 über. Wird hingegen bestimmt, dass die Motordrehwinkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als der Bestimmungsschwellenwert ωth ist (S402: NEIN), dann geht der Ablauf zu S403 über.
In S403 wird mittels eines Ausdrucks (11) ein zweiter q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L berechnet. Im Übrigen entspricht ein Wert ΔV1 in dem Ausdruck einer Totzonenbreite in einem normalen Zustand (eine Normalzustand-Totzonenbreite), und ist gleich der Totzonenbreite ΔV gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Vq_max_L = Vq_max_H – ΔV1 (11)
In S404 wird der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L mittels eines Ausdrucks (12) berechnet. Im Übrigen entspricht ein Wert ΔV2 in dem Ausdruck einer Totzonenbreite mit einem hohen Drehzahlzustand (eine Hochdrehzahlzustand-Totzonenbreite), und wird auf einen Wert kleiner als die Normalzustand-Totzonenbreite ΔV1 eingestellt. Die Hochdrehzahlzustand-Totzonenbreite ΔV2 kann auf null eingestellt werden. Vq_max_L = Vq_max_H – ΔV2 (12)
Die Verarbeitung von S405 bis S417 ist gleichartig zu der Verarbeitung von S202 bis S214 in 3.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Totzonenbreiten ΔV1 und ΔV2, die Differenzen der ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H und des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L sind, variabel entsprechend der Drehwinkelgeschwindigkeit ω des Motors 10.
Die Hochdrehzahlzustand-Totzonenbreite ΔV2 wird auf einen Wert kleiner als die Normalzustand-Totzonenbreite ΔV1 eingestellt. Dreht sich somit der Motor 10 mit einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl, dann ist es möglich, der Ausgabe bzw. Ausgangsleistung des Motors eine Priorität einzuräumen im Vergleich zur Verminderung von Geräuschen und Vibrationen.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 8A, 8B und 9 beschrieben.
8A beschreibt einen Fall, bei dem ein d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. 8B beschreibt einen Fall, bei dem der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* größer ist als ein vorbestimmter Wert. Gemäß der Beschreibung in 8A und 8B nimmt eine Variationsbreite des ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H, der mittels des Ausdrucks (1) berechnet wird, einen größeren Wert an, wenn der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H verändert wird in einen Bereich, bei dem der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* einen größeren Wert aufweist im Vergleich zu dem Fall, wenn der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H verändert wird in einen Bereich, bei dem der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* einen kleineren Wert aufweist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Totzonenbreite ΔV variabel in Abhängigkeit von dem d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*. Es wird speziell angenommen, dass ein Kreis mit einem Radius des maximalen Spannungswerts V_max in den dq-Koordinaten als der erste Sättigungsverhinderungswert V_max_H definiert wird. Es wird ferner angenommen, dass ein Kreis mit einem vorbestimmten Radius kleiner als der erste Sättigungsverhinderungswert V_max_H als der zweite Sättigungsverhinderungswert V_max_L definiert wird. Im Übrigen entspricht eine Differenz des ersten Sättigungsverhinderungswerts V_max_H und des zweiten Sättigungsverhinderungswerts V_max_L auf der q-Achse der Totzonenbreite ΔV, wie sie im Zusammenhang mit den 8A und 8B beschrieben ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L mittels eines Ausdrucks (13) gemäß der Darstellung in 11 berechnet.
Die Totzonenbreite ΔV ist eine Differenz des ersten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_H und des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L, und wird mittels eines Ausdrucks (14) berechnet. ΔV = Vq_max_H – Vq_max_L (14)
Gemäß der Beschreibung in 9 wird der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L mittels des Ausdrucks (13) berechnet, sodass die Totzonenbreite ΔV variabel ist entsprechend dem d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd*. Mit anderen Worten wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L auf der Basis des zweiten Sättigungs-Verhinderungswerts V_max_L und des d-Achsenspannungs-Befehlswerts Vd* berechnet, und es wird die Totzonenbreite ΔV in Abhängigkeit von dem d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* variiert.
Ferner wird gemäß 9 eine Totzonenbreite beschrieben als ΔV_fix, und es wird der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert beschrieben als Vq_max_L_fix zu der Zeit, zu der eine Totzonenbreite festgelegt wird, in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
Die q-Achsen-Begrenzungsverarbeitung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gleichartig zu dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme dessen, dass ein Berechnungsausdruck des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L unterschiedlich ist zu demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Totzonenbreite ΔV entsprechend dem d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* variabel. Es ist somit möglich, Geräusche und Vibrationen des Weiteren zu verhindern, wenn sich der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* in der Nähe des maximalen Spannungswerts V_max ändert. Liegt der d-Achsenspannungs-Befehlswert Vd* in der Nähe von null, dann kann es möglich sein, entsprechend der Bereitstellung einer Totzone zu verhindern, dass die Ausgangsleistung des Motors 10 verringert wird.
(Weiteres Ausführungsbeispiel)
In dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel ist die Totzonenbreite variabel. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und wie es in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann die Totzonenbreite in gleichartiger Weise wie bei dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel variabel sein, wenn die Begrenzungsverarbeitung auf der Basis der Sättigungsrate durchgeführt wird.
Die Totzonenbreite kann variabel sein auf der Basis eines anderen Werts als der Drehwinkelgeschwindigkeit des Motors und dem d-Achsenspannungs-Befehlswert.
Ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspanungs-Befehlswerts größer als der zweite Grenzwert, sodass die Ausgangsspannung des Inverters an dem Eintreten in die Sättigung gehindert wird, dann wird der q-Achsenspannungs-Befehlswert begrenzt und es wird verhindert, dass eine Sättigung auftritt. In dem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Bestimmung, ob die Sättigungsverhinderung durchgeführt wird oder nicht, nicht unter Verwendung des zweiten Grenzwerts durchgeführt werden. Ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer als beispielsweise der Absolutwert des ersten Grenzwerts, oder ist der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts oder kleiner als der Absolutwert des ersten Grenzwerts, dann kann die Sättigungsverhinderung durchgeführt werden. In S202 und ebenfalls S208 gemäß 3 kann beispielsweise der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L verwendet werden anstelle des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L. Ein vorbestimmter Wert, der größer ist als der zweite q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_L und kleiner als der erste q-Achsensättigungs-Verhinderungswert Vq_max_H kann anstelle des zweiten q-Achsensättigungs-Verhinderungswerts Vq_max_L verwendet werden.
Diese Erläuterung wird in einem Falle verwendet, bei dem die Vor-Grenze-Sättigungsrate verwendet wird anstelle des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts. In S302 und S308 gemäß 6 kann die erste Sättigungsrate RH verwendet werden anstelle der zweiten Sättigungsrate RL. Ein vorbestimmter Wert, der größer ist als die zweite Sättigungsrate RL und kleiner ist als die erste Sättigungsrate RH kann verwendet werden anstelle der zweiten Sättigungsrate RL.
Im Übrigen ist die rotierende elektrische Maschine ein Elektromotor in den vorliegenden Ausführungsbeispielen. In anderen Ausführungsbeispielen kann die rotierende elektrische Maschine ein Motorgenerator sein, der die Funktionen sowohl eines Elektromotors als auch eines Generators aufweist. In den Ausführungsbeispielen wird die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine in einer elektrischen Servolenkungseinrichtung verwendet. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine auch in einer beliebigen Vorrichtung verwendet werden, die eine andere ist als die elektrische Servolenkungsvorrichtung.
Der Motor 10 entspricht einem Beispiel einer rotierenden elektrischen Maschine. Der d-Achsen-PI-Controller 44 entspricht einem Beispiel eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteils. Der q-Achsen-PI-Controller 45 entspricht einem Beispiel eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteils. Der d-Achsen-Sättigungsverhinderungs-Berechnungsteil 46 entspricht einem Beispiel eines d-Achsenbegrenzungsteils. Der q-Achsen-Sättigungsverhinderungs-Berechnungsteil 47 entspricht einem Beispiel eines q-Achsenbegrenzungsteils.
Es wird angemerkt, dass ein Ablaufdiagramm oder eine Verarbeitung des Ablaufdiagramms bei der vorliegenden Anmeldung die Schritte umfasst (auf die auch als Abschnitte Bezug genommen werden kann), wobei jeder dargestellt ist beispielsweise durch S101. Ferner kann jeder Schritt aufgeteilt werden in verschiedene Unterschritte, und es können verschiedene Schritte zu einem einzigen Schritt miteinander verbunden bzw. zusammengefasst werden.
Während die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine unter Bezugnahme auf die zugehörigen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es verständlich, dass die Offenbarungen nicht auf die Ausführungsbeispiele und den entsprechenden jeweiligen Aufbau beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen. Ferner sind die verschiedenen Kombinationen und Anordnungen, weitere Kombinationen und Anordnungen einschließlich mehrerer oder weniger Elemente oder eines einzigen Elements ebenfalls durch den Sinn und den Bereich der vorliegenden Erfindung erfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 08-191600 A [0001]

Claims

Steuerungsvorrichtung (1) für eine rotierende elektrische Maschine zum Steuern des Antriebs der rotierenden elektrischen Maschine (10) mit einer angelegten Spannung, die durch einen Inverter (20) gesteuert wird, wobei die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine umfasst: – einen Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteil (44) zur Berechnung eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts auf einer Basis eines d-Achsenstrom-Befehlswerts und eines d-Achsenstrom-Erfassungswerts, – einen Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteil (45) zur Berechnung eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts auf einer Basis eines q-Achsenstrom-Befehlswerts und eines q-Achsenstrom-Erfassungswerts, – einen d-Achsenbegrenzungsteil (46) zum Begrenzen des Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines d-Achsenspannungs-Befehlswerts, und – einen q-Achsenbegrenzungsteil (47) zur Begrenzung des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts, wobei – eine Totzonenbreite definiert ist zwischen einem ersten Grenzwert und einem zweiten Grenzwert, – die Totzonenbreite sich auf eine Begrenzung des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts bezieht, – ein Absolutwert des ersten Grenzwerts größer ist als ein Absolutwert des zweiten Grenzwerts, – und wobei dann, wenn ein Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer ist als ein Absolutwert des zweiten Grenzwerts, und ein Absolutwert eines vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts gleich oder größer als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts und gleich oder größer als der Absolutwert des ersten Grenzwerts ist, der q-Achsenbegrenzungsteil den vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert als den q-Achsenspannungs-Befehlswert bestimmt, und – der vorherige q-Achsenspannungs-Befehlswert der q-Achsenspannungs-Befehlswert in einer unmittelbar vorherigen Berechnung ist.
Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei – dann, wenn der Absolutwert des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert größer ist als der Absolutwert des ersten Grenzwerts, der q-Achsen-Begrenzungsteil einen Wert entsprechend dem ersten Grenzwert als den q-Achsenspannungs-Befehlswert bestimmt.
Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei – dann, wenn der Absolutwert des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts größer ist als der Absolutwert des zweiten Grenzwerts, und der Absolutwert des vorherigen q-Achsen-Befehlswert kleiner ist als der zweite Grenzwert, der q-Achsenbegrenzungsteil einen Wert entsprechend den zweiten Grenzwert als dem q-Achsenspannungs-Befehlswert bestimmt.
Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei – die Totzonenbreite entsprechend einer Drehwinkelgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Maschine variabel ist.
Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei – die Totzonenbreite entsprechend dem d-Achsenspannungs-Befehlswert variable ist.
Steuerungsvorrichtung (1) für eine rotierende elektrische Maschine zur Steuerung des Antriebs der rotierenden elektrischen Maschine (10) mit einer angelegten Spannung, die durch einen Inverter (20 gesteuert wird, wobei die Steuerungsvorrichtung für die rotierende elektrische Maschine umfasst: – einen Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Berechnungsteil (44) zur Berechnung eines Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts auf einer Basis eines d-Achsenstrom-Befehlswerts und eines d-Achsenstrom-Erfassungswerts, – einen Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Berechnungsteil (45) zur Berechnung eines Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts auf einer Basis eines q-Achsenstrom-Befehlswerts und eines q-Achsenstrom-Erfassungswerts, – einen d-Achsenbegrenzungsteil (46) zum Begrenzen des Vor-Grenze-d-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines d-Achsenspannungs-Befehlswerts, und – einen q-Achsenbegrenzungsteil (47) zur Begrenzung des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts zur Berechnung eines q-Achsenspannungs-Befehlswerts, wobei – eine Totzonenbreite definiert ist zwischen einer ersten Sättigungsrate und einer zweiten Sättigungsrate, – die Totzonenbreite sich auf eine Begrenzung einer Vor-Grenze-Sättigungsrate bezieht, – ein Absolutwert der ersten Sättigungsrate größer ist als ein Absolutwert der zweiten Sättigungsrate, – und wobei dann, wenn ein Absolutwert der Vor-Grenze-Sättigungsrate größer ist als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate, und ein Absolutwert einer vorherigen Befehlssättigungsrate gleich oder größer als der Absolutwert der zweiten Sättigungsrate und gleich oder kleiner als der Absolutwert der ersten Sättigungsrate ist, der q-Achsenbegrenzungsteil einen vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswert als den q-Achsenspannungs-Befehlswert bestimmt, – die vorherige Befehlssättigungsrate eine Rate des vorherigen q-Achsenspannungs-Befehlswerts zu einem maximalen Spannungswert ist, und – die Vor-Grenze-Sättigungsrate ein Verhältnis des Vor-Grenze-q-Achsenspannungs-Befehlswerts zu einem maximalen Spannungswert ist.
Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei – die Totzonenbreite in Abhängigkeit von einer Drehwinkelgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Maschine variabel ist.
Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 6, wobei – die Totzonenbreite in Abhängigkeit von einem d-Achsenspannungs-Befehlswert variabel ist.