DE102017216921A1

DE102017216921A1 - Motorsteuervorrichtung und elektrisches Servolenksystem

Info

Publication number: DE102017216921A1
Application number: DE102017216921.4A
Authority: DE
Inventors: Haruo Suzuki; Hiroyasu OTAKE
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2018-03-29
Also published as: US20180091081A1; CN107878554A; JP6809093B2; US10243497B2; CN107878554B; JP2018057166A

Abstract

In einer Vorrichtung berechnet eine Motorstromgrenzwert-Recheneinheit einen Motorstromgrenzwert, auf den ein Motorstrom zu begrenzen ist. Eine Motorstrombefehls-Recheneinheit berechnet einen Motorstrombefehl, der einen Sollwert für den Motorstrom darstellt. Eine Strombefehls-Korrektureinheit korrigiert den Motorstrombefehl in Abhängigkeit des Motorstromgrenzwerts. Eine Motorspannungsbefehls-Recheneinheit berechnet einen Motorspannungsbefehl in Abhängigkeit des korrigierten Motorstrombefehls und des Motorstroms und koppelt den Motorspannungsbefehl zu der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit zurück. Der Motorspannungsbefehl beschreibt einen Sollwert für eine Spannung der Ausgangsleistung, die an den Motor gegeben wird. Die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit berechnet den Motorstromgrenzwert in Übereinstimmung mit dem Motorstrom, dem Wandlerstromgrenzwert und dem Motorspannungsbefehl, der von der Motorspannungsbefehls-Recheneinheit rückgekoppelt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Motorsteuervorrichtungen und elektrische Servolenksysteme, die jeweils mit solch einer Motorsteuervorrichtung ausgerüstet sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Vorrichtungen zur Steuerung eines Motors, der in einem elektrischen Aktuatorsystem installiert ist, wie beispielsweise ein elektrisches Servolenksystem, weisen für gewöhnlich eine Funktion auf, die vermeiden soll, dass ein Überstrom in den Motor fließt.
Die JP 5 109 554 , die hierin auch als ein veröffentlichtes Patentdokument bezeichnet ist, offenbart eine Motorsteuervorrichtung, die in einem Motorsystem installiert ist, in dem eine Spannung von einer Energiequelle über einen Inverter an einen Motor gelegt wird. Die Motorsteuervorrichtung ist dazu ausgelegt, auf der Grundlage der Spannung von der Energiequelle und der Rotationsgeschwindigkeit des Motors, einen Strom, der von der Energiequelle bereitgestellt wird, um als ein Inverterstrom durch den Inverter zu fließen, zu begrenzen, um kleiner oder gleich einem vorbestimmten zulässigen oberen Grenzwert zu sein.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Änderung in einer Widerstandskomponente, wie beispielsweise ein Widerstand in Leitungen zwischen der Energiequelle und der Motorsteuervorrichtung, in einer Drehmomentkonstanten und/oder in einer Gegen-EMF-(EMF = elektromotorische Kraft)-Konstanten, die Parameter sind, die die Eigenschaften des Motors beschreiben, bewirkt gegebenenfalls, dass der Inverterstrom den zulässigen oberen Grenzwert überschreitet. Unter diesem Blickwinkel begrenzt die Motorsteuervorrichtung den Inverterstrom gegebenenfalls übermäßig, was eine Verringerung der Ausgangsleistung des Motors zur Folge hat.
Es ist angesichts der obigen Umstände, gemäß einem ersten Aspekt, Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Motorsteuervorrichtungen bereitzustellen, die jeweils einen Strom, der von einer Energieversorgung an einen Inverter gegeben wird, in stabiler Weise begrenzen können, ohne dass der begrenzte Strom einen zulässigen oberen Grenzwert überschreitet.
Es ist insbesondere, gemäß einem zweiten Aspekt, Aufgabe der vorliegenden Erfindung, elektrische Servolenksysteme bereitzustellen, die jeweils mit einer Motorsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt ausgerüstet sind.
Gemäß einem ersten beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines Motors bereitgestellt. Die Vorrichtung weist einen Leistungswandler auf, der dazu ausgelegt ist, eine Eingangsleistung von einer Energieversorgung in eine Ausgangsleistung zu wandeln und die Ausgangsleistung an den Motor zu geben. Die Vorrichtung weist einen Motorstromdetektor, der dazu ausgelegt ist, als einen Motorstrom, einen Strom zu erfassen, der in dem Motor fließt, und eine Wandlerstromgrenzwert-Recheneinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Wandlerstromgrenzwert zu berechnen, auf den ein im Leistungswandler fließender Strom begrenzt wird, auf. Der im Leistungswandler fließende Strom ist als ein Wandlerstrom bezeichnet. Die Vorrichtung weist eine Motorstromgrenzwert-Recheneinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Motorstromgrenzwert zu berechnen, auf den der Motorstrom begrenzt wird, und eine Motorstrombefehls-Recheneinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Motorstrombefehl zu berechnen, der einen Sollwert für den Motorstrom beschreibt, auf. Die Vorrichtung weist eine Strombefehls-Korrektureinheit, die dazu ausgelegt ist, den Motorstrombefehl in Abhängigkeit des Motorstromgrenzwerts zu korrigieren, und eine Motorspannungsbefehls-Recheneinheit auf. Die Motorspannungsbefehls-Recheneinheit ist dazu ausgelegt, einen Motorspannungsbefehl in Abhängigkeit des korrigierten Motorstrombefehls und des Motorstroms zu berechnen und den Motorspannungsbefehl an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit rückzukoppeln. Der Motorspannungsbefehl beschreibt einen Sollwert für eine Spannung der Ausgangsleistung, die an den Motor gegeben wird. Die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit ist dazu ausgelegt, den Motorstromgrenzwert in Übereinstimmung mit dem Motorstrom, dem Wandlerstromgrenzwert und dem Motorspannungsbefehl, der von der Motorspannungsbefehls-Recheneinheit rückgekoppelt wird, zu berechnen.
Gemäß einem zweiten beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenksystem bereitgestellt. Das elektrische Servolenksystem weist auf: einen Motor, der dazu ausgelegt ist, ein Unterstützungsmoment zur Unterstützung einer Fahrerdrehbetätigung eines Lenkelements eines Fahrzeugs auszugeben, und eine Vorrichtung zur Steuerung des Motors in Übereinstimmung mit dem ersten beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Die Motorsteuervorrichtung gemäß sowohl dem ersten als auch dem zweiten beispielhaften Aspekt ist dazu ausgelegt, den Motorspannungsbefehl in Abhängigkeit des korrigierten Motorstrombefehls und des Motorstroms zu berechnen, und den Motorspannungsbefehl an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit rückzukoppeln; der Motorspannungsbefehl beschreibt den Sollwert für die Spannung der an den Motor gegebenen Ausgangsleistung.
D. h., diese Konfiguration berechnet den Motorspannungsbefehl in Abhängigkeit des korrigierten Motorstrombefehls und des Motorstroms, während sie eine Änderung einer Spannung der Eingangsleistung aufgrund einer Änderung in einem Verbindungswiderstand zwischen der Energieversorgung und dem Leistungswandler und/oder eine Änderung des Motorstroms aufgrund einer Änderung in einer Drehmomentkonstanten und/oder in einer Gegen-EMF-Konstanten des Motors berücksichtigt.
Folglich kann, gemäß dieser Konfiguration, eine Änderung wenigstens entweder in dem Verbindungswiderstand oder der Drehmomentkonstanten und/oder der Gegen-EMF-Konstanten des Motors in dem Motorspannungsbefehl widergespiegelt werden. Hierdurch kann der Wandlerstrom auch im Falle einer Änderung in dem Verbindungswiderstand, in der Drehmomentkonstanten des Motors und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten des Motors stabil gesteuert werden, ohne die Ausgangsleistung des Motors zu opfern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine strukturelle Abbildung zur schematischen Veranschaulichung eines elektrischen Servolenksystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen Schaltplan zur schematischen Veranschaulichung eines Beispiels für den gesamten Schaltungsaufbau einer Motorsteuervorrichtung aus der 1;
3 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung von funktionalen Modulen einer Steuereinheit aus der 2;
4 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines Beispiels für das Verhältnis zwischen einem Inverterstromgrenzwert und einer Inverterspannung gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines Beispiels für das Verhältnis zwischen dem Inverterstromgrenzwert und einer Umgebungstemperatur gemäß der ersten Ausführungsform;
6A ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines Beispiels für das Verhältnis zwischen einem Inverterstrom und einer Rotationsgeschwindigkeit eines Motors, das durch eine Motorsteuervorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel erzielt wird, die dazu ausgelegt ist, den Inverterstrom auf der Grundlage der Rotationsgeschwindigkeit des Motors zu begrenzen;
6B ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines weiteren Beispiels für das Verhältnis zwischen dem Inverterstrom und der Rotationsgeschwindigkeit des Motors, das durch die Motorsteuervorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel erzielt wird;
7A ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines Beispiels für das Verhältnis zwischen einem q-Achsen-Motorstrom, dem Inverterstrom, einem q-Achsen-Motorstromgrenzwert, dem Inverterstromgrenzwert und einer Motorwinkelgeschwindigkeit beim Auftreten einer Änderung in einem Verbindungswiderstand;
7B ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines weiteren Beispiels für das Verhältnis zwischen dem q-Achsen-Motorstrom, dem Inverterstrom, dem q-Achsen-Motorstromgrenzwert, dem Inverterstromgrenzwert und der Motorwinkelgeschwindigkeit bei dem Auftreten einer Änderung im Verbindungswiderstand;
8 einen Schaltplan zur schematischen Veranschaulichung eines Beispiels für den gesamten Schaltungsaufbau einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung von funktionalen Modulen einer Steuereinheit aus der 8;
10 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung von funktionalen Modulen einer Steuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
11 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung eines weiteren Beispiels für das Verhältnis zwischen dem Inverterstromgrenzwert und der Inverterspannung gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehend und zur Vermeidung von Redundanz vereinfacht oder nicht wiederholt beschrieben.
Zunächst ist eine allgemeine Konfiguration von Motorsteuervorrichtungen 1, 2 und 3 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben.
Allgemeine Konfiguration
Zunächst ist ein elektrisches Servolenksystem 8 beschrieben, in dem jede der Motorsteuervorrichtungen 1, 2 und 3 installiert ist. 1 zeigt das elektrische Servolenksystem 8, in dem die Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform installiert ist, als ein typisches Beispiel. D. h., in dem elektrischen Servolenksystem 8 gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Motorsteuervorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform installiert, oder in dem elektrischen Servolenksystem 8 gemäß der dritten Ausführungsform ist die Motorsteuervorrichtung 3 gemäß der zweiten Ausführungsform installiert.
Das elektrische Servolenksystem 8 ist beispielsweise, wie in 1 gezeigt, in einem Lenksystem 90 installiert; das Lenksystem 90 ist in einem Fahrzeug 50 installiert. Das elektrische Servolenksystem 8 ist dazu ausgelegt, einen Fahrer bei der Betätigung bzw. beim Drehen (hierin auch als Fahrerdrehbetätigung bezeichnet) des Lenkrads 91 des Fahrzeugs 50 zu unterstützen.
Das Lenksystem 90 weist beispielsweise das Lenkrad 91 als ein Fahrerbedienelement, eine Lenkwelle 92, einen Drehmomentsensor 94, einen Lenkgeschwindigkeitssensor 95, ein Zahnradgetriebe 96, eine Zahnstange und Achse 97, Räder 98, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 99 und das elektrische Servolenksystem 8 auf.
Die Lenkwelle 92 ist beispielsweise aus einem ersten Abschnitt, d. h. einem oberen Abschnitt 92a, und einem zweiten Abschnitt, d. h. einem unteren Abschnitt 92b, aufgebaut. Sowohl der erste Abschnitt 92a als auch der zweite Abschnitt 92b der Lenkwelle 92 weisen ein gegenüberliegendes erstes und zweites Ende auf.
Das Lenkrad 91 ist mit dem ersten Ende des ersten Abschnitts 92a der Lenkwelle 92 verbunden. Der Drehmomentsensor 94 und der Lenkgeschwindigkeitssensor 95 sind an der Lenkwelle 92 befestigt. Der Drehmomentsensor 94 ist dazu ausgelegt, ein Drehmoment auf der Grundlage einer Fahrerdrehbetätigung der Lenkwelle 92 als Lenkmoment Ts zu erfassen und ein Erfassungssignal, das das erfasste Lenkmoment Ts anzeigt, an die Motorsteuervorrichtung 1 auszugeben.
Der Drehmomentsensor 94 weist einen Drehstab 94a mit einem gegenüberliegenden ersten und zweiten Ende auf. Das zweite Ende des ersten Abschnitts 92a der Lenkwelle 92 ist koaxial mit dem ersten Ende des Drehstabs 94a verbunden, und das zweite Ende des Drehstabs 94a ist koaxial mit dem ersten Ende des zweiten Abschnitts 92b der Lenkwelle 92 verbunden.
Der Lenkgeschwindigkeitssensor 95 ist dazu ausgelegt, eine Lenkgeschwindigkeit Vs auf der Grundlage einer Fahrerdrehbetätigung der Lenkwelle 92 zu erfassen und ein Erfassungssignal, das die erfasste Lenkgeschwindigkeit Vs anzeigt, an die Motorsteuervorrichtung 1 auszugeben.
Das Zahnradgetriebe 96 ist an dem zweiten Ende des zweiten Abschnitts 92b der Lenkwelle 92 befestigt.
Die Zahnstange und Achse 97 weist eine stabförmige Zahnstange auf, die sich in Eingriff mit dem Zahnradgetriebe 96 befindet. Die Zahnstange und Achse 97 weist ferner Spurstangen auf, die jeweils ein gegenüberliegendes erstes und zweites Ende aufweisen. Das erste Ende von jeder der Spurstangen ist mit einem entsprechenden von beiden Enden der stabförmigen Zahnstange verbunden. Eines der Räder 98 ist an dem zweiten Ende einer entsprechenden der Spurstangen befestigt, und das andere der Räder 98 ist ebenso an dem zweiten Ende einer entsprechenden der Spurstangen befestigt.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 91 betätigt, d. h. dreht, wird hierdurch die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92 gedreht. Diese Drehbewegung, d. h. dieses Drehmoment, der Lenkwelle 92 wird in eine lineare Bewegung der Zahnstange von der Zahnstange und Achse 97 umgewandelt. Diese lineare Bewegung der Zahnstange von der Zahnstange und Achse 97 bewirkt, dass die Räder 98 über die jeweiligen Spurstangen gelenkt werden. Der Lenkwinkel von jedem der Räder 98 wird auf der Grundlage des Achsversatzes der Zahnstange von der Zahnstange und Achse 97 bestimmt.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 99 ist in der Lage, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 50 auf der Grundlage von beispielsweise der Drehzahl eines Getriebes zu erfassen, das in dem Fahrzeug 50 installiert ist; die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 50 ist nachstehend als eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vc [km/h] bezeichnet. Anschließend kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 99 ein Erfassungssignal, das die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit Vc anzeigt, an die Motorsteuervorrichtung 1 ausgeben.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 99 weist beispielsweise ein Rotationselement auf, an dem mehrere Magnetpole befestigt sind; das Rotationselement ist dazu ausgelegt, zusammen mit dem Getriebe zu rotieren. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 99 weist ferner einen Magnetwiderstandssensor auf, der die Änderung von Magnetfluss, der auf der Grundlage einer Rotation des Rotationselements, d. h. der Rotation der Magnetpole, erzeugt wird, in die Änderung eines elektrischen Widerstands wandelt. Anschließend berechnet der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 99, auf der Grundlage der Änderung des elektrischen Widerstands, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.
Das elektrische Servolenksystem 8 weist beispielsweise, wie in den 1 und 2 gezeigt, eine Batterie 5, einen Motor 80 mit einer Welle 85, einen Drehwinkelsensor 84 und ein Untersetzungsgetriebe 89, das beispielsweise als ein Energieübertragungsmechanismus dient, auf. In der 2 sind die Welle 85, das Untersetzungsgetriebe 89 und der Drehmomentsensor 94 nicht gezeigt.
Das Untersetzungsgetriebe 89 weist beispielsweise ein erstes Getriebe, das mit der Welle 85 des Motors 80 verbunden ist, und ein zweites Getriebe, das sich in Eingriff mit dem ersten Getriebe befindet und an der Lenkwelle 92 befestigt ist, auf. Das Untersetzungsgetriebe 89 ist beispielsweise dazu ausgelegt, ein auf der Grundlage der Drehung der Welle 85 des Motors 80 erzeugtes Unterstützungsmoment auf die Lenkwelle 92 zu übertragen, während es die Drehzahl des Motors 80 herabsetzt, d. h. das vom Motor 80 erzeugte Unterstützungsmoment erhöht, in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebe.
Der Motor 80 wird auf der Grundlage von Energie betrieben, die von der Batterie 5 bereitgestellt wird, die als eine Energieversorgung dient, um ein Unterstützungsmoment zu erzeugen, das das erste Getriebe des Untersetzungsgetriebes 89 in einer vorbestimmten Vorausrichtung oder in einer vorbestimmten Rückwärtsrichtung entgegengesetzt zur Vorausrichtung rotieren lässt.
Der Drehzahlsensor 84 weist beispielsweise einen Drehmelder auf und ist in der Lage, einen Drehwinkel θ des Motors 80 zu erfassen. Anschließend kann der Drehzahlsensor 84 ein Erfassungssignal, das den erfassten Drehwinkel θ des Motors 80 anzeigt, an die Motorsteuervorrichtung 1 ausgeben. Der Drehzahlsensor 84 ist ferner in der Lage, eine Winkelgeschwindigkeit ω des Motors 80 zu erfassen. Anschließend kann der Drehzahlsensor 84 ein Erfassungssignal, das die erfasste Winkelgeschwindigkeit ω des Motors 80 anzeigt, die nahstehend als eine Motorwinkelgeschwindigkeit ω bezeichnet ist, an die Motorsteuervorrichtung 1 ausgeben.
Der Motor 80 ist beispielsweise, wie in den 1 und 2 gezeigt, als ein bürstenloser Drehstrommotor aufgebaut, der beispielsweise aus einem Stator 80a, einem Rotor 80b, der Welle 85 und einem Magnetfeldelement (nicht gezeigt), wie beispielsweise Permanentmagneten, eine Feldspule und dergleichen, aufgebaut ist. Der Stator 80a weist beispielsweise einen Statorkern (nicht gezeigt) und Drehstromspulen, d. h. eine U-, eine V- und eine W-Phasen-Spule 81, 82 und 83 auf. Der Rotor 80b, an dem die Welle 85 befestigt ist, ist dazu ausgelegt, bezüglich des Statorkerns zusammen mit der Welle 85 drehbar zu sein. Die Drehstromspulen 81, 82 und 83 sind beispielsweise in Einschübe (Slots) des Statorkerns und um den Statorkern herum gewickelt. Das Magnetfeldelement ist an dem Rotor 80b befestigt, um ein Magnetfeld zu erzeugen. D. h., der Motor 80 kann den Rotor 80b auf der Grundlage von magnetischen Interaktionen zwischen dem Magnetfeld, das durch das Magnetfeldelement des Rotors 80b erzeugt wird, und einem rotierenden Magnetfeld, das durch die Drehstromspulen 81, 82 und 83 erzeugt wird, rotieren lassen.
Der Rotor 80b weist eine Längsachse (d-Achse) in Übereinstimmung mit einer Richtung von Magnetfluss auf, der durch das Magnetfeldelement erzeugt wird. Der Rotor 80b weist ferner eine Querachse (q-Achse) mit einer Phase auf, die π/2-Radiant elektrischen Winkels bezüglich einer entsprechenden d-Achse während einer Rotation des Rotors voreilt. Genauer gesagt, die q-Achse verläuft elektromagnetisch senkrecht zur d-Achse. Die d- und die q-Achse bilden ein d-q-Koordinatensystem, d. h. ein Zweiphasen-Rotationskoordinatensystem, das bezüglich des Rotors 80b definiert ist.
Es sollte beachtet werden, dass Ströme, die durch die jeweilige U-, V- und W-Phasen-Spule 81, 82 und 83 fließen, nachstehend als Motorströme oder U-, V- und W-Phasenströme Iu, Iv und Iw bezeichnet sind.
Die Welle 85 weist ein gegenüberliegendes erstes und zweites Ende in ihrer Achsrichtung auf. Das erste Ende der Welle 85 ist beispielsweise angeordnet, um der Motorsteuervorrichtung 1 zugewandt zu sein. Das zweite Ende der Welle 85 dient als ein Ausgangsanschluss, der mit dem Untersetzungsgetriebe 89 verbunden ist (siehe 1). Hierdurch kann Drehmoment, das auf der Grundlage einer Rotation der Rotoranordnung erzeugt wird, die aus dem Rotor 80b und der Welle 85 aufgebaut ist, über das Untersetzungsgetriebe 89 auf die Lenkwelle 92 übertragen werden.
Das elektrische Servolenksystem 8 gemäß der gemeinsamen Konfiguration ist als ein Wellenunterstützungssystem zur Unterstützung der Drehung der Lenkwelle 92 auf der Grundlage des Unterstützungsmoments, das durch den Motor 80 erzeugt wird, ausgelegt. Gemäß einer Modifikation kann das elektrische Servolenksystem 8 gemäß der gemeinsamen Konfiguration als ein Zahnstangenunterstützungssystem zur Unterstützung des Achsversatzes der Zahnstange von der Zahnstange und Achse 97 auf der Grundlage des Unterstützungsmoments, das durch den Motor 80 erzeugt wird, ausgelegt sein. Gemäß einer weiteren Modifikation kann das elektrische Servolenksystem 8 gemäß der allgemeinen Konfiguration als ein Zahnstangenunterstützungssystem zur Unterstützung des Drehens des Zahnradgetriebes 96 auf der Grundlage des Unterstützungsmoments, das durch den Motor 80 erzeugt wird, ausgelegt sein.
Erste Ausführungsform
Nachstehend ist ein Beispiel für die elektrische Konfiguration des elektrischen Servolenksystems 8 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, ist die Motorsteuervorrichtung 1, die in dem elektrischen Servolenksystem 8 installiert ist, über beispielsweise einen Kabelstrang, der eine positive und eine negative Energieversorgungsleitung PL1 und PL2 aufweist, mit einer Batterie 5 verbunden. D. h., die positive Energieversorgungsleitung PL1 ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden, und die negative Energieversorgungsleitung PL2 ist mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden. Die negative Energieversorgungsleitung PL2 dient als eine gemeinsame Signalmasse der Motorsteuervorrichtung 1. Die positive Energieversorgungsleitung PL1 weist einen Widerstand 71 auf einer Seite hohen Potentials auf, und die negative Energieversorgungsleitung PL2 weist einen Widerstand 72 auf einer Seite niedrigen Potentials auf; die Widerstände 71 und 72 auf der Seite hohen und niedrigen Potentials dienen als ein Verbindungswiderstand 70 zwischen der Batterie 5 und der Motorsteuervorrichtung 1.
Die Motorsteuervorrichtung 1 weist eine Energieversorgungseingangsschaltung 10, einen Inverter 20, eine Motorstromerfassungseinheit 30, eine Inverterspannungsüberwachungseinheit 40, einen Temperaturdetektor 50 und eine Steuereinheit 60 auf.
Die Energieversorgungseingangsschaltung 10 ist zwischen der Batterie 5 und dem Inverter 20 vorgesehen, um eine Energieübertragung hierzwischen zu ermöglichen.
Insbesondere weist die Energieversorgungseingangsschaltung 10 eine Energieversorgungsunterbrechungseinheit 11 und einen Kondensator 12 auf. Die Energieversorgungsunterbrechungseinheit 11 ist auf der positiven Energieversorgungsleitung PL1 zwischen der Batterie 5 und dem Inverter 20 vorgesehen. Der Kondensator 12 ist zwischen der positiven und der negativen Energieversorgungsleitung PL1 und PL2 parallel zur Batterie 5 geschaltet.
Die Energieversorgungsunterbrechungseinheit 11 ist mit der Steuereinheit 60 verbunden und dazu ausgelegt, die Energieversorgung von der Batterie 5 zu dem Inverter 20 zu unterbrechen, wenn der Controller 60 dies anweist, oder die Energieversorgung von der Batterie 5 zu dem Inverter 20 zu ermöglichen, wenn der Controller 60 dies anweist.
Der Kondensator 12 ist dazu ausgelegt, Normal-Mode-Rauschen von der Batterie 5 zum Inverter 20 zu verringern und Schwankungen einer Gleichspannung, d. h. einer Energieversorgungsspannung, über der Batterie 5 zu glätten.
Der Inverter 20, der ein Beispiel für einen Leistungswandler zum Wandeln von Eingangsleistung in Ausgangsleistung ist, ist über die Energieversorgungsleitungen PL1 und PL2 mit der Batterie 5 verbunden. Der Inverter 20 ist dazu ausgelegt, die Gleichspannung, d. h. die Energieversorgungsspannung, die von der Batterie 5 bereitgestellt wird, zu empfangen und die Gleichspannung in eine Wechselstromenergie (AC-Energie), d. h. eine Wechselspannung, zu wandeln. Anschließend ist der Inverter 20 dazu ausgelegt, die Wechselspannung an die Drehstromspulen 81, 82 und 83 zu legen.
Der Inverter 20 ist aus sechs Schaltelementen 21 bis 26 aufgebaut, die in einer Brückenkonfiguration verschaltet sind.
Insbesondere sind die Schaltelemente 21 und 24 ein Paar von U-Phasen-Schaltern oberen und unteren Arms, die in Reihe geschaltet sind, und sind die Schaltelemente 22 und 25 ein Paar von V-Phasen-Schaltern oberen und unteren Arms, die in Reihe geschaltet sind. Darüber hinaus sind die Schaltelemente 23 und 26 ein Paar von W-Phasen-Schaltern oberen und unteren Arms, die in Reihe geschaltet sind.
Die Schaltelemente 21 bis 26 sind beispielsweise Halbleiterschalter, wie beispielsweise Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs). Die bevorzugte Ausführungsform verwendet MOSFETs als die jeweiligen Schaltelemente 21 bis 26, es können jedoch andere Arten von Schaltern, wie beispielsweise IGBTs (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) oder Thyristoren, anstelle der MOSFETs verwendet werden. D. h., eine oder mehrere verschiedene Arten von Schaltern, wie beispielsweise MOSFETs oder IGBTs, können für jedes der Schaltelemente 21 bis 26 verwendet werden.
Wenn die MOSFETs als die Schaltelemente 21 bis 26 verwendet werden, kann die intrinsische Diode von jedem der MOSFETs 21 bis 26 als eine Freilaufdiode dienen, die antiparallel zu dem entsprechenden der MOSFETs 21 bis 26 geschaltet ist. Andere Freilaufdioden können antiparallel zu den jeweiligen Schaltelementen 21 bis 26 geschaltet sein.
In der ersten Ausführungsform werden, wie in 2 gezeigt, MOSFETs als die Schaltelemente 21 bis 26 verwendet.
D. h., die Source von jedem der Schaltelemente 21 bis 23 oberen Arms ist mit dem Drain des entsprechenden der Schaltelemente 24 bis 26 unteren Arms verbunden.
Die Drains der Schaltelemente 21 bis 23 sind über die positive Energieversorgungsleitung PL1 gemeinsam mit dem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden.
Der Knotenpunkt zwischen den U-Phasen-Schaltelementen 21 und 24 oberen und unteren Arms ist mit einem ersten Ende der U-Phasen-Spule 81 verbunden, und der Knotenpunkt zwischen den V-Phasen-Schaltelementen 22 und 25 oberen und unteren Arms ist mit einem ersten Ende der V-Phasen-Spule 82 verbunden. Darüber hinaus ist der Knotenpunkt zwischen den W-Phasen-Schaltelementen 23 und 26 oberen und unteren Arms mit einem ersten Ende der W-Phasen-Spule 83 verbunden. Zweite Enden der U-, V- und W-Phasen-Spulen 81, 82 und 83, die den ersten Enden gegenüberliegen, sind mit einem gemeinsamen Knotenpunkt d. h. einem Sternpunkt, beispielsweise in einer Stern-Konfiguration, verbunden.
Die Stromerfassungseinheit 30 weist Stromerfassungselemente 31, 32 und 33 auf.
Die Sources der Schaltelemente 24 bis 26 sind jeweils mit ersten Enden von jeweiligen Stromerfassungselementen 31 bis 33 verbunden. Zweite Enden der Stromsensoren 31 bis 33, die gegenüberliegend von deren ersten Enden liegen, sind über die gemeinsame Signalmasse PL2 mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden. Jedes der Stromerfassungselemente 31 bis 33 ist beispielsweise aus einem Shunt-Widerstand oder einem Hall-IC (IC = integrierte Schaltung) aufgebaut.
Das Stromerfassungselement 31, das als ein U-Phasen-Stromerfassungselement 31 bezeichnet ist, ist dazu ausgelegt, an die Steuereinheit 60, einen U-Phasen-Stromparameter, wie beispielsweise eine Spannung darüber, auszugeben, der den U-Phasenstrom Iu anzeigt, der durch die U-Phasen-Spule 81 fließt.
Das Stromerfassungselement 32, das als ein V-Phasen-Stromerfassungselement 32 bezeichnet ist, ist dazu ausgelegt, an die Steuereinheit 60, einen V-Phasen-Stromparameter, wie beispielsweise eine Spannung darüber, auszugeben, der den V-Phasenstrom Iv anzeigt, der durch die V-Phasen-Spule 82 fließt.
Das Stromerfassungselement 33, das als ein W-Phasen-Stromerfassungselement 33 bezeichnet ist, ist dazu ausgelegt, an die Steuereinheit 60, einen W-Phasen-Stromparameter, wie beispielsweise eine Spannung darüber, auszugeben, der den W-Phasenstrom Iw anzeigt, der durch die W-Phasen-Spule 83 fließt.
Die Inverterspannungsüberwachungseinheit 40 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung PL1 zwischen der Energieversorgungsunterbrechungseinheit 11 und den Schaltern 21 bis 23 oberen Arms verbunden. Die Inverterspannungsüberwachungseinheit 40 ist dazu ausgelegt, eine Spannung von der Batterie 5 zu dem Inverter 20 als eine Inverterspannung V_inv zu überwachen und die überwachte Inverterspannung V_inv an die Steuereinheit 60 auszugeben.
Der Temperaturdetektor 50 weist beispielsweise einen Thermistor als ein Beispiel für ein temperaturempfindliches Element, wie beispielsweise ein Keramikhalbleiter, mit einem variablen elektrischen Widerstand, der von der Temperatur abhängt, auf. Der Temperaturdetektor 50 ist dazu ausgelegt, eine Umgebungstemperatur um den Inverter 20 herum zu erfassen. Der Temperaturdetektor 50 kann beispielsweise, als eine Umgebungstemperatur Xa [°C], die Temperatur der Atmosphäre um den Inverter 20 herum, wie beispielsweise die Atmosphäre um eine Leiterplatte herum, auf der die Schaltelemente 21 bis 26 befestigt sind, oder die Atmosphäre um eine Leiterplatte herum, auf der die Steuereinheit 60 befestigt ist, erfassen bzw. messen. Anschließend gibt der Temperaturdetektor 50 die Umgebungstemperatur Xa an die Steuereinheit 60.
Die Steuereinheit 60 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer mit beispielsweise einer CPU und einer Speichereinheit mit einem ROM und einem RAM aufgebaut. Die CPU der Steuereinheit 60 kann beispielsweise eines oder mehrere Programme, d. h. Programmbefehle, die in der Speichereinheit gespeichert sind, abarbeiten, um so verschiedene Steueraufgaben als Softwareoperationen zu realisieren. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die CPU der Steuereinheit 60 eine elektronische Schaltung als Hardware aufweisen, um die verschiedenen Steueraufgaben als Hardwareoperationen zu realisieren.
Die Steuereinheit 60 ist dazu ausgelegt, die Motorströme Iu, Iv und Iw, die Inverterspannung V_inv, das Lenkmoment Ts, die Lenkgeschwindigkeit Vs, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und den Drehwinkel θ zu empfangen. Anschließend steuert die Steuereinheit 60 Ein/Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schaltelemente 21 bis 26 in Übereinstimmung mit den Motorströmen Iu, Iv und Iw, der Inverterspannung V_inv, dem Lenkmoment Ts, der Lenkgeschwindigkeit Vs, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und dem Drehwinkel θ, um entsprechend zu steuern, wie der Motor 80 betrieben wird.
Insbesondere führt die Steuereinheit 60 eine bekannte Impulsbreitenmodulations-(PWM)-Aufgabe aus, die eine Betriebszeit bzw. ein Tastverhältnis von jedem der Schaltelemente 21 bis 26 steuert, um entsprechend die Motorströme Iu, Iv und Iw, die hieran rückgekoppelt werden, mit Drehstrombefehlsströmen abzugleichen, die nachstehend noch beschrieben sind. Diese PWM-Steuerung erzeugt Ansteuersignale für die jeweiligen Schaltelemente 21 bis 26. Jedes der Ansteuersignale ist dazu ausgelegt, einen Ein-Befehl zum Versetzen des entsprechenden Schaltelements aus einem Aus-Zustand in einen Ein-Zustand und einen Aus-Befehl zum Versetzen des entsprechenden Schaltelements aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand anzuzeigen. Jedes der Ansteuersignale ist beispielsweise als ein Impulsspannungssignal mit einem steuerbaren Tastverhältnis ausgelegt. Das Tastverhältnis beschreibt ein steuerbares Verhältnis, d. h. einen Anteil, einer Ein-Impulsbreite für jeden Schaltzyklus. Es sollte beachtet werden, dass der Ein-Befehl des Ansteuersignals als ein Spannungssignal mit einem logischen hohen Pegel (H) dargestellt wird und der Aus-Befehl des Ansteuersignals als ein Spannungssignal logischen niedrigen Pegel (L) dargestellt wird.
Die Steuereinheit 60 gibt die jeweiligen Ansteuersignale über beispielsweise Vorstufen an die entsprechenden Steueranschlüsse, d. h. Gates, der Schaltelemente 21 bis 26, um so die Ein/Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente 21 bis 26 zu steuern.
Insbesondere ist die Steuereinheit 60 dazu ausgelegt, die Schaltelemente oberen und unteren Arms für jede Phase sich gegenseitig ergänzend einzuschalten, so dass die Schaltelemente oberen und unteren Arms für die entsprechende Phase sich gegenseitig ergänzend eingeschaltet werden.
Es sollte beachtet werden, dass die Steuereinheit 60 eine bekannte Impulsamplitudenmodulations-(PAM)-Aufgabe ausführen kann, die die Amplitude einer Impulsspannung steuert, die an jedes der Schaltelemente 21 bis 26 gelegt wird, um entsprechend die Motorströme Iu, Iv und Iw, die hieran rückgekoppelt werden, mit den Drehstrom- bzw. Dreiphasen-Befehlsströmen abzugleichen.
Nachstehend ist beschrieben, wie die Steuereinheit 60 den Inverter 20 und somit den Motor 80 steuert.
Die Steuereinheit 60 weist, wie in 3 gezeigt, einen Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler (3-zu-2-Wandler in der 3) 61, eine Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62, Filter 51 bis 54 und eine Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 auf. Die Steuereinheit 60 weist ferner eine Strombefehls-Recheneinheit 64, eine Strombefehls-Korrektureinheit 65, eine Stromabweichungs-Recheneinheit 66, eine Spannungsbefehls-Recheneinheit 67, einen Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler (2-zu-3-Wandler in der 3) 68 und einen PWM-Signalgenerator 69 auf.
Der Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 wandelt die Dreiphasenströme Iu, Iv und Iw unter Verwendung des Drehwinkels θ des Motors 80 und beispielsweise einer bekannten Wandlungsfunktion oder eines Kennfeldes in d- und q-Achsen-Motorströme Id und Iq. Der dq-Achsen-Motorstrom beschreibt eine Blindstromkomponente, d. h. eine Flussstromkomponente, auf der d-Achse, und der q-Achsen-Motorstrom beschreibt eine Wirkstromkomponente, d. h. eine Drehmomentstromkomponente, die zur Erzeugung von Drehmoment beiträgt.
Anschließend gibt der Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 die d- und q-Achsen-Motorströme Id und Iq an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 und die Stromabweichungs-Recheneinheit 66.
Die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 berechnet, auf der Grundlage der Inverterspannung V_inv und der Umgebungstemperatur Xa, einen oberen Grenzwert für einen Inverterstrom I_inv, der an den Inverter 20 gegeben wird, d. h. den oberen Grenzwert für den Betrag eines Inverterstromvektors I_inv; der obere Grenzwert des Inverterstroms I_inv ist nachstehend als ein Inverterstromgrenzwert I_inv_lim bezeichnet. Basierend auf dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und dem Drehwinkel θ des Motors 80 kann die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 berechnen:

1. Einen oberen Grenzwert für einen d-Achsen-Invertereingangsstrom als einen d-Achsen-Inverterstromgrenzwert Id_inv_lim in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Funktion oder einem vorbestimmten Kennfeld zwischen dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, dem Drehwinkel θ und dem d-Achsen-Inverterstromgrenzwert Id_inv_lim,
2. einen oberen Grenzwert für einen q-Achsen-Invertereingangsstrom als ein q-Achsen-Inverterstromgrenzwert Iq_inv_lim in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Funktion oder einem vorbestimmten Kennfeld zwischen dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, dem Drehwinkel θ und dem q-Achsen-Inverterstromgrenzwert Iq_inv_lim.

Die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 kann beispielsweise, auf der Grundlage der Inverterspannung V_inv und der Umgebungstemperatur Xa, den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim in Übereinstimmung mit Information IA berechnen, die eine erste vorbestimmte Funktion oder ein erstes vorbestimmtes Kennfeld zwischen dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und der Inverterspannung V_inv und eine zweite vorbestimmte Funktion oder ein zweites vorbestimmtes Kennfeld zwischen dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und der Umgebungstemperatur Xa anzeigt.
Insbesondere zeigt die 4 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung des Verhältnisses, das durch die erste vorbestimmte Funktion oder das erste vorbestimmte Kennfeld definiert wird. Wie in 4 gezeigt, bestimmt die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim derart, dass der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim mit zunehmender Inverterspannung V_inv zunimmt.
Ferner zeigt die 5 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung des Verhältnisses, das durch die zweite vorbestimmte Funktion oder das zweite vorbestimmte Kennfeld definiert wird. Wie in 5 gezeigt, bestimmt die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim derart, dass der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim mit zunehmender Umgebungstemperatur Xa abnimmt.
Die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 gibt den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, d. h. den d-Achsen-Inverterstromgrenzwert Id_inv_lim und den q-Achsen-Inverterstromgrenzwert Iq_inv_lim an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63.
Jedes der Filter 51 bis 54 ist dazu ausgelegt, den Frequenzbereich von wenigstens einem Eingangssignal auf einen vorbestimmten schmalen Frequenzbereich zu begrenzen und das wenigstens eine Eingangssignal, dessen Frequenzbereich auf den schmalen Frequenzbereich begrenzt worden ist, auszugeben.
Insbesondere ist jedes der Filter 51 bis 54 ein Tiefpassfilter, das dazu ausgelegt ist, eine Frequenzbegrenzungsaufgabe auszuführen, um:

1. Hochfrequente Komponenten, die über einer vorbestimmten Schwellenwertfrequenz liegen, aus dem wenigstens einen Eingangssignal zu eliminieren, d. h. abzuschneiden,
2. niederfrequente Komponenten, die kleiner oder gleich der vorbestimmten Schwellenwertfrequenz sind, durchzulassen.

Insbesondere ist das Filter 51 zwischen dem Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 und der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 vorgesehen. Das Filter 51 ist dazu ausgelegt, die Frequenzbegrenzungsaufgabe an den d- und q-Achsen-Motorströmen Id und Iq auszuführen, um entsprechend die d- und q-Achsen-Motorströme Id und Iq, deren Frequenzen begrenzt worden sind, an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 auszugeben.
In gleicher Weise ist das Filter 52 zwischen der Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 und der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 vorgesehen. Das Filter 52 ist dazu ausgelegt, die Frequenzbegrenzungsaufgabe an dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, dessen Frequenzen begrenzt worden sind, auszuführen, um diesen an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 auszugeben. D. h., das Filter 52 ist dazu ausgelegt, die Frequenzbegrenzungsaufgabe an jedem der d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id_inv_lim und Iq_inv_lim, deren Frequenzen begrenzt worden sind, auszuführen, um diese an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 auszugeben.
Das Filter 53 ist zwischen der Spannungsbefehls-Recheneinheit 67 und der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 vorgesehen. Das Filter 53 ist dazu ausgelegt, die Frequenzbegrenzungsaufgabe an d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq auszuführen, die von der Spannungsbefehls-Recheneinheit 67 ausgegeben werden, die nachstehend noch näher beschrieben sind, um entsprechend die d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq, deren Frequenzen begrenzt worden sind, an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 auszugeben.
Die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 empfängt die d- und q-Achsen-Motorströme Id und Iq, deren Frequenzen begrenzt worden sind, den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, dessen Frequenzen begrenzt worden sind, und die d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq, deren Frequenzen begrenzt worden sind, die hieran rückgekoppelt werden. Anschließend berechnet die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 einen d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim und einen q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim in Übereinstimmung mit den d- und q-Achsen-Motorströmen Id und Iq, dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und den d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq, um entsprechend den Inverterstrom I_inv zu begrenzen, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein.
Die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 berechnet den d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim und den q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim beispielsweise in Übereinstimmung mit den d- und q-Achsen-Motorströmen Id und Iq, dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, den d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq und den folgenden Relationsgleichungen [1] und [2], um entsprechend den Inverterstrom I_inv zu begrenzen, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein: Id_lim = (I_inv_lim – Dq × Iq / Kq× Kd / Dd [1] Iq_lim = (I_inv_lim – Dd × Id / Kd × Kq / Dq [2] wobei Kd eine Konstante ist, die die nachfolgende Gleichung [3] erfüllt, und Kq eine Konstante ist, die die nachfolgende Gleichung [4] erfüllt: Dd × Kd × V_inv = Vd_inv [3] Dq × Kq × V_inv = Vq_inv [4] wobei Vd eine d-Achsen-Spannung beschreibt, die von dem Inverter 20 ausgegeben wird, und Vq eine q-Achsen-Spannung beschreibt, die von dem Inverter 20 ausgegeben wird.
Nachstehend ist beschrieben, wie die Relationsgleichungen [1] und [2] hergeleitet werden.
Die Ausgangsleistung des Inverters 20 wird durch die nachfolgende Gleichung [5] beschrieben: Winv = Vd × Id + Vq × Iq [5] wobei Winv die Ausgangsleistung des Inverters 20 beschreibt.
Durch Transformieren der d-Achsen-Spannung Vd und der q-Achsen-Spannung Vq unter Verwendung der d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq und der Inverterspannung V_inv können die nachfolgenden Gleichungen [6] und [7] erhalten werden: Vd = Dd × Kd × V_inv [6] Vq = Dq × Kq × V_inv [7]
Unter Verwendung der Gleichungen [6] und [7] kann die nachfolgende Gleichung [8] erhalten werden: Winv = ( Dd / Kd × Id + Dq / Kq × Iq) × V_inv [8]
In der Annahme, dass die Eingangsleistung des Inverters 20 gleich der Ausgangsleistung des Inverters 20 ist, können die nachfolgenden Gleichungen [9] bis [11] erstellt werden: I_inv = Winv / V_inv = Dd / Kd × Id + Dq / Kq × Iq [9] Id = I_inv × Dq × Iq / Kq × Kd / Dd [10] Iq = I_inv – Dd × Id / Kd × Kq / Dq [11]
Folglich können der d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim und der q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim durch die Gleichungen [1] und [2] beschrieben werden: Id_lim = (I_inv_lim – Dq × Iq / Kq× Kd / Dd [1] Iq_lim = (I_inv_lim – Dd × Id / Kd × Kq / Dq [2]
Anschließend gibt die zweite Strombegrenzungs-Recheneinheit 63 den d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim und den q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim über das Filter 54 an die Strombefehls-Korrektureinheit 65.
Insbesondere ist das Filter 54 zwischen der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 und der Strombefehls-Korrektureinheit 65 vorgesehen. Das Filter 54 ist dazu ausgelegt, die Frequenzbegrenzungsaufgabe an den d- und q-Achsen-Motorstromgrenzwerten Id_lim und Iq_lim auszuführen, die von der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 ausgegeben werden, um entsprechend die d- und q-Achsen-Motorstromgrenzwerte Id_lim und Iq_lim, deren Frequenzen begrenzt worden sind, an die Strombefehls-Korrektureinheit 65 auszugeben.
Die Strombefehls-Recheneinheit 64 berechnet einen d-Achsen-Strombefehl Id* und einen q-Achsen-Strombefehl Iq* in dem d-q-Koordinatensystem des Rotors 80b des Motors 80 in Übereinstimmung mit dem Lenkmoment Ts, der Lenkgeschwindigkeit Vs und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc. Der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Iq* beschreiben Sollwerte der Motorströme Iu, Iv und Iw, die auf der Grundlage des Lenkmoments Ts, der Lenkgeschwindigkeit Vs und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc erhalten werden.
Die Strombefehls-Recheneinheit 64 weist ein Kennfeld bzw. eine Abbildung in einem Datentabellenformat, in einem Format mathematisches Ausdrucks und/oder in einem Programmformat auf. Das Kennfeld weist Information auf, die das Verhältnis anzeigt zwischen:

1. Werten von sowohl dem d-Achsen-Strombefehl Id* als auch dem q-Achsen-Strombefehl Iq*,
2. Werten des Lenkmoments Ts,
3. Werten der Lenkgeschwindigkeit Vs,
4. Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.

Insbesondere nimmt die Strombefehls-Recheneinheit 64 auf das Kennfeld Bezug und extrahiert die Strombefehls-Recheneinheit 64 einen Wert von sowohl dem d-Achsen-Strombefehl Id* als auch dem q-Achsen-Strombefehl Iq* entsprechend dem Eingangswert von dem Lenkmoment Ts, dem Eingangswert der Lenkgeschwindigkeit Vs und dem Eingangswert der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.
Anschließend gibt die Strombefehls-Recheneinheit 64 den d-Achsen-Strombefehl Id* und den q-Achsen-Strombefehl Iq* an die Strombefehls-Korrektureinheit 65.
Die Strombefehls-Korrektureinheit 65 empfängt den d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim und den q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim, die von der Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 ausgegeben werden, über das Filter 54. Anschließend korrigiert die Strombefehls-Korrektureinheit 65 den d-Achsen-Strombefehl Id* und den q-Achsen-Strombefehl Iq* in Übereinstimmung mit dem d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim bzw. dem q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim, um entsprechend einen korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id** und einen korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq** zu erhalten.
Die Strombefehls-Korrektureinheit 65 korrigiert den d-Achsen-Strombefehl Id* und den q-Achsen-Strombefehl Iq*, um unter dem d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim bzw. dem q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim zu liegen, um entsprechend den korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id** und den korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq** zu erhalten.
Anschließend gibt die Strombefehls-Korrektureinheit 65 den korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id** und den korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq** an die Stromabweichungs-Recheneinheit 66.
Die Stromabweichungs-Recheneinheit 66 subtrahiert den d-Achsen-Motorstrom Id, der von dem Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 rückgekoppelt wird, von dem korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id**, um so eine d-Achsen-Stromabweichung ΔId zu berechnen. Ferner subtrahiert die Stromabweichungs-Recheneinheit 66 den q-Achsen-Motorstrom Iq, der von dem Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 rückgekoppelt wird, von dem korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq**, um so eine q-Achsen-Stromabweichung ΔIq zu berechnen. Anschließend gibt die Stromabweichungs-Recheneinheit 66 die d-Achsen-Stromabweichung ΔId und die q-Achsen-Stromabweichung ΔIq an die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67.
Die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67 führt eine bekannte Proportional-(P)-Regelung oder eine bekannte Proportional-Integral-(PI)-Regelung unter Verwendung der d-Achsen-Stromabweichung ΔId als Eingangsdaten aus, um entsprechend ein d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd zu berechnen; das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd bewirkt, dass die d-Achsen-Stromabweichung ΔId gegen null geht, wodurch der d-Achsen-Strom Id dem korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id** folgt. Ferner führt die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67 die bekannte Proportional-(P)-Regelung oder die bekannte Proportional-Integral-(PI)-Regelung unter Verwendung der q-Achsen-Stromabweichung ΔIq als Eingangsdaten aus, um entsprechend ein q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq zu berechnen; das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq bewirkt, dass die q-Achsen-Stromabweichung ΔIq gegen null geht, wodurch der q-Achsen-Strom Iq dem korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq** folgt.
Anschließend gibt die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67 das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq sowohl an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 über das dritte Filter 53, das vorstehend beschrieben ist, als auch an den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68.
Der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 empfängt das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd, das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq und den Drehwinkel θ. Sowohl das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd als auch das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq beschreiben, wie vorstehend beschrieben, ein steuerbares Verhältnis, d. h. einen Anteil, einer Ein-Impulsbreite für jeden Schaltzyklus.
Anschließend wandelt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq in Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du, Dv und Dw unter Verwendung des Drehwinkels θ und beispielsweise Kennfelddaten oder Gleichungsdaten. Die Kennfelddaten oder Gleichungsdaten beschreiben Korrelationen zwischen Werten des d-Achsen-Motorspannungstastverhältnisses Dd und des q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisses Dq, Werten der Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du, Dv und Dw und Werten des Drehwinkels θ.
Anschließend gibt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 die Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du, Dv und Dw an den PWM-Wandler 69.
Der PWM-Signalgenerator 69 berechnet, auf der Grundlage der Motorspannungstastverhältnisbefehle Du, Dv und Dw, Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw*. Anschließend erzeugt der PWM-Signalgenerator 69, auf der Grundlage der Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw*, Ansteuersignale für die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26. Hierauf folgend gibt der PWM-Signalgenerator 69 die Ansteuersignale an die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26, um entsprechend Ein/Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 auszuführen.
Verglichen mit der obigen Motorsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist die Motorsteuervorrichtung, die in dem veröffentlichten Patentdokument beschrieben ist, dazu ausgelegt, auf der Grundlage der Spannung von einer Energiequelle und der Rotationsgeschwindigkeit eines Motors, einen Strom, der von der Energiequelle bereitgestellt wird, um als ein Inverterstrom durch einen Inverter zu fließen, zu begrenzen, um kleiner oder gleich einem vorbestimmten zulässigen oberen Grenzwert zu sein.
Jede der 6A und 6B zeigt ein Verhältnis zwischen dem Inverterstrom und der Rotationsgeschwindigkeit des Motors, die durch solch eine Motorsteuervorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel realisiert werden, die dazu ausgelegt ist, den Inverterstrom auf der Grundlage der Rotationsgeschwindigkeit des Motors zu begrenzen.
Wie in 6A gezeigt, weist die Motorsteuervorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel eine erste Konfiguration auf, die den Inverterstrom begrenzt, um kleiner oder gleich einem vorbestimmten zulässigen oberen Grenzwert IA zu sein, wenn die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit des Motors innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von einschließlich ωx bis einschließlich ωy liegt. Demgegenüber weist die Motorsteuervorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel, wie in 6B gezeigt, eine zweite Konfiguration auf, die den Inverterstrom begrenzt, um kleiner oder gleich dem vorbestimmten zulässigen oberen Grenzwert IA zu sein, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Motors innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von einschließlich ωx bis einschließlich ωz liegt. Der Bereich von ωx bis ωz ist größer als der Bereich von ωx bis ωy.
In jeder der 6A und 6B sind der q-Achsen-Motorstrom und der Inverterstrom durch jeweilige durchgezogene Linien gezeigt und ist der vorbestimmte zulässige obere Grenzwert IA durch eine Strichpunktlinie gezeigt.
6A zeigt, dass eine Änderung in einer Widerstandskomponente, wie beispielsweise ein Widerstand in Leitungen zwischen einer Energiequelle zu der Motorsteuervorrichtung, in einer Drehmomentkonstanten und/oder in einer Gegen-EMF-Konstanten, die Parameter sind, die die Eigenschaften des Motors beschreiben, bewirkt, dass der Inverterstrom den zulässigen oberen Grenzwert IA bei der Rotationsgeschwindigkeit ωy überschreitet. Dies liegt daran, dass eine optimale Rotationsgeschwindigkeit, die es ermöglicht, dass der Inverterstrom begrenzt wird, um kleiner oder gleich dem zulässigen oberen Grenzwert IA zu sein, von der Rotationsgeschwindigkeit ωy abweicht.
Um das in der 6A gezeigte Problem anzusprechen, begrenzt die zweite Konfiguration den Inverterstrom über den Bereich von ωx bis ωz, der größer als der Bereich von ωx bis ωy ist, übermäßig. Dies kann jedoch einen Verlust in der Ausgangsleistung des Motors zur Folge haben.
Demgegenüber sind die Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und das elektrische Servolenksystem 8, das die Motorsteuervorrichtung 1 nutzt, jeweils in der Lage, den Inverterstrom I_inv stabil zu steuern, während sie die Ausgangsleistung des Motors 80 optimal steuern.
Insbesondere bestimmt die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 63 den d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim und den q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim in Übereinstimmung mit den jeweiligen d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq, die von der Spannungsbefehls-Recheneinheit 67 rückgekoppelt werden.
Eine Änderung im Verbindungswiderstand 70 zwischen der Batterie 5 und der Motorsteuervorrichtung 1 bewirkt, dass sich die Inverterspannung V_inv ändert. Ferner bewirkt eine Änderung in den Eigenschaften des Motors 80 aufgrund einer Änderung in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten, dass sich die d- und q-Achsen-Motorströme Id und Iq, d. h. der d- und der q-Achsen-Motorstrom Id und Iq, ändern.
Um solch eine Änderung in der Inverterspannung V_inv und/oder solch eine Änderung in den d- und q-Achsen-Motorströmen Id und Iq anzugehen, ist die Steuereinheit 60 dazu ausgelegt, die d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq, d. h. das d- und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd und Dq, derart zu berechnen, dass die berechneten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq von der Inverterspannung V_inv und den d- und q-Achsen-Motorströmen Id und Iq abhängen. Dies führt dazu, dass die berechneten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten abhängen.
Genauer gesagt, die Motorsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist dazu ausgelegt, die d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq abzustimmen, um so die d- und q-Achsen-Ströme Id und Iq mit den jeweiligen korrigierten d- und q-Achsen-Strombefehlen Id** und Iq** abzugleichen, während sie eine Änderung der Inverterspannung V_inv aufgrund einer Änderung im Verbindungswiderstand 70 berücksichtigt.
In gleicher Weise ist die Motorsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform dazu ausgelegt, die d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd und Dq abzustimmen, um so die d- und q-Achsen-Ströme Id und Iq mit den jeweiligen korrigierten d- und q-Achsen-Strombefehlen Id** und Iq* abzugleichen, während sie eine Änderung in den d- und q-Achsen-Strömen Id und Iq aufgrund einer Änderung in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten des Motors 80 berücksichtigt.
Diese Konfiguration ermöglicht es folglich, eine Änderung wenigstens entweder in dem Verbindungswiderstand 70 oder in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten des Motors 80 in den d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq widerzuspiegeln.
Insbesondere ist die Motorsteuervorrichtung 1 dazu ausgelegt, sowohl den d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id_lim als auch den q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim in Übereinstimmung mit den d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq zu bestimmen. D. h., das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd basiert auf der Abweichung ΔId zwischen dem Ist-d-Achsen-Motorstrom Id und dem korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id**, der auf der Grundlage des d-Achsen-Motorstromgrenzwerts Id_lim begrenzt wird. In gleicher Weise basiert das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq auf der Abweichung ΔIq zwischen dem Ist-q-Achsen-Motorstrom Iq und dem korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq**, der auf der Grundlage des q-Achsen-Motorstromgrenzwerts Iq_lim begrenzt wird. Da die Abweichungen ΔId und ΔIq von einer Änderung in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten des Motors 80 abhängen, ermöglicht es diese Konfiguration der Motorsteuervorrichtung 1, dass der Inverterstrom I_inv auch im Falle einer Änderung in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten des Motors 80 stabil gesteuert werden kann.
Resümierend wird angemerkt, dass, durch eine Berechnung des d-Achsen-Inverterstromgrenzwerts Id_inv_lim und des q-Achsen-Inverterstromgrenzwerts Iq_inv_lim in Übereinstimmung mit den jeweiligen d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd und Dq, der d-Achsen-Inverterstromgrenzwert Id_inv_lim und der q-Achsen-Inverterstromgrenzwert Iq_inv_lim in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten bestimmt werden können. Hierdurch kann der Inverterstrom I_inv stabil gesteuert werden, ohne die Ausgangsleistung des Motors 80 zu opfern. Auf diese Weise kann die Ausgangsleistung des Motors 80 optimal gesteuert werden.
Nachstehend sind die obigen vorteilhaften Effekte unter Verwendung der 7A und 7B veranschaulicht.
Jede der 7A und 7B zeigt ein Verhältnis zwischen dem q-Achsen-Motorstrom Iq, dem Inverterstrom I_inv, dem q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim, dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und der Motorwinkelgeschwindigkeit ω bei dem Auftreten einer Änderung im Verbindungswiderstand 70. Insbesondere zeigt die 7A das Verhältnis, wenn ein Wert des Verbindungswiderstands 70 höher ist als ein Wert des Verbindungswiderstands 70 in dem Verhältnis der 7B.
In jeder der 7A und 7B sind der q-Achsen-Motorstrom Iq und der Inverterstrom I_inv durch jeweilige durchgezogene Linien gezeigt und der q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq_lim und der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim durch jeweilige Strichpunktlinien gezeigt.
7A zeigt, dass der Inverterstrom I_inv begrenzt wird, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein, wenn die Motorwinkelgeschwindigkeit ω innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von einschließlich ωa bis einschließlich ωb liegt.
Ferner zeigt 7B, dass der Inverterstrom I_inv begrenzt wird, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein, wenn die Motorwinkelgeschwindigkeit ω innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von einschließlich ωc bis einschließlich ωd liegt; der Bereich von ωc bis ωd unterscheidet sich von dem Bereich von ωa bis ωb.
D. h., die Motorsteuervorrichtung 1 ermöglicht es, dass der Inverterstrom I_inv stabil begrenzt wird, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein, und zwar unabhängig von der Motorwinkelgeschwindigkeit ω, auch wenn eine Änderung im Verbindungswiderstand 70 auftritt.
Ferner kann eine Änderung in der Umgebungstemperatur Xa dazu führen, dass sich ein zulässiger oberer Grenzwert für den Inverterstrom I_inv ändert.
In dieser Hinsicht ist die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 der Motorsteuervorrichtung 1 dazu ausgelegt, den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim in Übereinstimmung mit der Umgebungstemperatur Xa zu berechnen. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim voraussichtlich von der Umgebungstemperatur Xa abhängt, was in einer stabileren Steuerung des Inverterstroms I_inv resultiert.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend ist ein Beispiel für die elektrische Konfiguration eines elektrischen Servolenksystems 8A gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der ersten Ausführungsform. Folglich ist nachstehend hauptsächlich auf die verschiedenen Punkte eingegangen und sind gleiche Teile in beiden Ausführungsformen, die mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind, ausgelassen oder vereinfacht, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
Das elektrische Servolenksystem 8A weist einen Motor 80A und eine Motorsteuervorrichtung 2 auf.
Der Motor 80A weist, im Gegensatz zum Motor 80 der ersten Ausführungsform, einen Stator 80a1 auf.
Der Stator 80a1 weist einen ersten Satz der Drehstromspulen (U-, V- und W-Phasen-Spule) 81, 82 und 83, die in und um den Statorkern gewickelt sind, und einen zweiten Satz von Drehstromstatorspulen (U-, V- und W-Phasen-Spule) 181, 182 und 183, die in und um den Statorkern gewickelt sind, auf.
Es sollte beachtet werden, dass Ströme, die durch die jeweilige U-, V- und W-Phasen-Spule 81, 82 und 83 fließen, nachstehend als erste Motorströme oder erste U-, V- und W-Phasenströme Iu1, Iv1 und Iw1 bezeichnet sind, und Ströme, die durch die jeweilige U-, V- und W-Phasen-Spule 181, 182 und 183 fließen, nachstehend als zweite Motorströme oder zweite U-, V- und W-Phasenströme Iu2, Iv2 und Iw2 bezeichnet sind.
Die Motorsteuervorrichtung 2 weist die Energieversorgungseingangsschaltung 10, die Energieversorgungsunterbrechungseinheit 11, einen ersten Inverter 201, einen zweiten Inverter 202, eine erste Motorstromerfassungseinheit 301, eine zweite Motorstromerfassungseinheit 302, die Inverterspannungsüberwachungseinheit 40, den Temperaturdetektor 50 und eine Steuereinheit 602 auf.
Sowohl der erste als auch der zweite Inverter 201 und 202, die über die Energieversorgungsleitungen PL1 und PL2 mit der Batterie 5 verbunden sind, weist die sechs Schaltelemente 21 bis 26 auf, die in einer Brückenkonfiguration verschaltet sind, ähnlich dem Inverter 20.
Die Verbindungen zwischen der Energieversorgungseingangsschaltung 10 und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 201 und 202 sind im Wesentlichen gleich den Verbindungen zwischen der Energieversorgungseingangsschaltung 10 und dem Inverter 20.
Die Verbindungen zwischen dem Motor 80 und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 201 und 202 sind im Wesentlichen gleich den Verbindungen zwischen dem Motor 80 und dem Inverter 20.
Insbesondere ist der Knotenpunkt zwischen den U-Phasen-Schaltelementen 21 und 24 oberen und unteren Arms von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 201 und 202 mit dem ersten Ende der U-Phasen-Spule 81 verbunden, und ist der Knotenpunkt zwischen den V-Phasen-Schaltelementen 22 und 25 oberen und unteren Arms von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 201 und 202 mit dem ersten Ende der V-Phasen-Spule 82 verbunden. Darüber hinaus ist der Knotenpunkt zwischen den W-Phasen-Schaltelementen 23 und 26 oberen und unteren Arms von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 201 und 202 mit dem ersten Ende der W-Phasen-Spule 83 verbunden.
Sowohl die erste als auch die zweite Stromerfassungseinheit 301 und 302 weist die Stromerfassungselemente 31, 32 und 33 auf. Die Sourcen der Schaltelemente 24 bis 26 des ersten Inverters 201 sind jeweils mit den ersten Enden der jeweiligen Stromerfassungselemente 31 bis 33 der ersten Stromerfassungseinheit 301 verbunden. Die zweiten Enden der Stromsensoren 31 bis 33 der ersten Stromerfassungseinheit 301 sind über die gemeinsame Signalmasse PL2 mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden. In gleicher Weise sind die Sourcen der Schaltelemente 24 bis 26 des zweiten Inverters 202 jeweils mit den ersten Enden der jeweiligen Stromerfassungselemente 31 bis 33 der zweiten Stromerfassungseinheit 302 verbunden. Die zweiten Enden der Stromsensoren 31 bis 33 der zweiten Stromerfassungseinheit 302 sind über die gemeinsame Signalmasse PL2 mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden.
Jedes der Stromerfassungselemente 31 bis 33 der ersten Stromerfassungseinheit 301 ist dazu ausgelegt, an die Steuereinheit 602, einen entsprechenden der U-, V- und W-Phasen-Stromparameter auszugeben, der einen entsprechenden der ersten Motorströme Iu1, Iv1 und Iw1 anzeigt, der durch die jeweilige U-, V- und W-Phasen-Spule 81, 82 und 83 fließt. Jedes der Stromerfassungselemente 31 bis 33 der zweiten Stromerfassungseinheit 302 ist dazu ausgelegt, an die Steuereinheit 602, einen entsprechenden der U-, V- und W-Phasen-Stromparameter auszugeben, der einen entsprechenden der zweiten Motorströme Iu2, Iv2 und Iw2 anzeigt, der durch die jeweilige U-, V- und W-Phasen-Spule 181, 182 und 183 fließt.
Der Temperaturdetektor 50 ist dazu ausgelegt, die Umgebungstemperatur Xa um den ersten und den zweiten Inverter 201 und 202 herum zu erfassen und die Umgebungstemperatur Xa an die Steuereinheit 602 auszugeben.
Die Steuereinheit 602 weist, wie in 9 gezeigt, einen Motorstromgrenzwert-Addierer 55, einen Motorstrom-Addierer 56, den Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61, die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62, die Filter 51 bis 54 und eine erste und eine zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 und 632 auf. Die Steuereinheit 602 weist ferner die Befehlsstrom-Recheneinheit 64, die Strombefehls-Korrektureinheit 65, die Stromabweichungs-Recheneinheit 66, eine erste und eine zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 und 672, den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 und einen ersten und einen zweiten PWM-Signalgenerator 691 und 692 auf.
Der erste Inverter 201 und die erste Stromerfassungseinheit 301 entsprechen der ersten Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631, der ersten Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 und dem ersten PWM-Signalgenerator 691. In gleicher Weise entsprechen der zweite Inverter 202 und die zweite Stromerfassungseinheit 302 der zweiten Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632, der zweiten Spannungsbefehls-Recheneinheit 672 und dem zweiten PWM-Signalgenerator 692.
Der Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 wandelt die ersten Motorströme Iu1, Iv1 und Iw1 unter Verwendung des Drehwinkels θ des Motors 80 in erste d- und q-Achsen-Motorströme Id1 und Iq1, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform. In gleicher Weise wandelt der Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 die zweiten Motorströme Iu2, Iv2 und Iw2 unter Verwendung des Drehwinkels θ des Motors 80 in zweite d- und q-Achsen-Motorströme Id2 und Iq2, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform.
Anschließend gibt der Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 die ersten d- und q-Achsen-Motorströme Id1 und Iq1, d. h. den ersten d- und den ersten q-Achsen-Motorstrom Id1 und Iq1, über das Filter 51 an die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631, und die zweiten d- und q-Achsen-Motorströme Id2 und Iq2, d. h. den zweiten d- und den zweiten q-Achsen-Motorstrom Id2 und Iq2, über das Filter 51 an die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632.
Die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631, die der ersten Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 und dem ersten PWM-Signalgenerator 691 entspricht, berechnet einen ersten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id1_lim und einen ersten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Ig1_lim in Übereinstimmung mit den ersten d- und q-Achsen-Motorströmen Id1 und Iq1, dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und den ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd1 und Dq1, die nachstehend noch beschrieben sind, um entsprechend den Inverterstrom I_inv zu begrenzen, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform.
In gleicher Weise berechnet die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632, die der zweiten Spannungsbefehls-Recheneinheit 672 und dem zweiten PWM-Signalgenerator 692 entspricht, einen zweiten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id2_lim und einen zweiten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq2_lim in Übereinstimmung mit den zweiten d- und q-Achsen-Motorströmen Id2 und Iq2, dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim und den zweiten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd2 und Dq2, die nachstehend noch beschrieben sind, um entsprechend den Inverterstrom I_inv zu begrenzen, um kleiner oder gleich dem Inverterstromgrenzwert I_inv_lim zu sein, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform sind zwei Filter 53 und zwei Filter 54 vorgesehen. Eines der Filter 54 ist zwischen der ersten Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 und dem Motorstromgrenzwert-Addierer 55 vorgesehen, und das andere der Filter 54 ist zwischen der zweiten Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632 und dem Motorstromgrenzwert-Addierer 55 vorgesehen.
Der Motorstromgrenzwert-Addierer 55 empfängt die ersten d- und q-Achsen-Motorstromgrenzwerte Id1_lim und Iq1_lim, die durch das entsprechende Filter 54 gefiltert worden sind, und die zweiten d- und q-Achsen-Motorstromgrenzwerte Id2_lim und Iq2_lim, die durch das entsprechende Filter 54 gefiltert worden sind. Anschließend addiert der Motorstromgrenzwert-Addierer 55 den ersten und den zweiten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id1_lim und Id2_lim, um entsprechend die Summe des ersten und des zweiten d-Achsen-Motorstromgrenzwerts Id1_lim und Id2_lim als eine d-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Id_lim_sum zu berechnen. Ferner addiert der Motorstromgrenzwert-Addierer 55 den ersten und den zweiten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq1_lim und Iq2_lim, um entsprechend die Summe des ersten und des zweiten q-Achsen-Motorstromgrenzwerts Iq1_lim und Iq2_lim als eine q-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Iq_lim_sum zu berechnen.
Anschließend gibt der Motorstromgrenzwert-Addierer 55 die d-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Id_lim_sum und die q-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Iq_lim_sum an die Strombefehls-Korrektureinheit 65.
Die Strombefehls-Korrektureinheit 65 empfängt die d-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Id_lim_sum und die q-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Iq_lim_sum, die von dem Motorstromgrenzwert-Addierer 55 ausgegeben werden. Anschließend korrigiert die Strombefehls-Korrektureinheit 65 den d-Achsen-Strombefehl Id* und den q-Achsen-Strombefehl Iq* in Übereinstimmung mit der d-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Id_lim_sum bzw. der q-Achsen-Motorstromgrenzwertsumme Iq_lim_sum, um entsprechend einen korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id** und einen korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq** zu erhalten. Anschließend gibt die Strombefehls-Korrektureinheit 65 den korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id** und den korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq** an die Stromabweichungs-Recheneinheit 66.
Der Motorstrom-Addierer 56 ist dazu ausgelegt, die ersten d- und q-Achsen-Motorströme Id1 und Iq1 und die zweiten d- und q-Achsen-Motorströme Id2 und Iq2 zu empfangen, die von dem Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61 gesendet und durch das Filter 51 gefiltert worden sind. Anschließend addiert der Motorstrom-Addierer 56 den ersten und den zweiten d-Achsen-Motorstrom Id1 und Id2, um entsprechend die Summe des ersten und des zweiten d-Achsen-Motorstroms Id1 und Id2 als eine d-Achsen-Motorstromsumme Id_sum zu erhalten. Ferner addiert der Motorstrom-Addierer 56 den ersten und den zweiten q-Achsen-Motorstrom Iq1 und Iq2, um entsprechend die Summe des ersten und des zweiten q-Achsen-Motorstroms Iq1 und Iq2 als eine q-Achsen-Motorstromsumme Iq_sum zu erhalten. Anschließend gibt der Motorstrom-Addierer 56 die d-Achsen-Motorstromsumme Id_sum und die q-Achsen-Motorstromsumme Iq_sum an die Stromabweichungs-Recheneinheit 66.
Die Stromabweichungs-Recheneinheit 66 subtrahiert die d-Achsen-Motorstromsumme Id_sum von dem korrigierten d-Achsen-Strombefehl Id**, um so eine d-Achsen-Stromabweichung ΔIdA zu berechnen. Ferner subtrahiert die Stromabweichungs-Recheneinheit 66 die q-Achsen-Motorstromsumme Iq_sum von dem korrigierten q-Achsen-Strombefehl Iq**, um so eine q-Achsen-Stromabweichung ΔIqA zu berechnen. Anschließend gibt die Stromabweichungs-Recheneinheit 66 die d-Achsen-Stromabweichung ΔIdA und die q-Achsen-Stromabweichung ΔIqA sowohl an die erste als auch an die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 und 672.
Die erste Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 führt die bekannte Proportional-Regelung oder die bekannte Proportional-Integral-Regelung unter Verwendung der d-Achsen-Stromabweichung ΔIdA und der q-Achsen-Stromabweichung ΔIqA als Eingangsdaten aus, um entsprechend ein erstes d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und ein erstes q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1 (nachstehend auch als erste d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse bezeichnet) zu berechnen, auf die gleiche Weise wie die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67. Sowohl das d- als auch das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und Dq1 bewirken, dass die entsprechende der d- und der q-Achsen-Stromabweichung ΔIdA und ΔIqA gegen null geht. Anschließend gibt die erste Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1 sowohl an die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 über das dritte Filter 53 als auch an den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68.
In gleicher Weise führt die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 672 die bekannte Proportional-Regelung oder die bekannte Proportional-Integral-Regelung unter Verwendung der d-Achsen-Stromabweichung ΔIdA und der q-Achsen-Stromabweichung ΔIqA als Eingangsdaten aus, um entsprechend ein zweites d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und ein zweites q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 zu berechnen, auf die gleiche Weise wie die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67. Sowohl das d- als auch das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und Dq2 bewirken, dass die entsprechende der d- und der q-Achsen-Stromabweichung ΔIdA und ΔIqA gegen null geht. Anschließend gibt die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 672 das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 sowohl an die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632 über das dritte Filter 53 als auch an den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68.
Der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 empfängt das erste d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1, das erste q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1, das zweite d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2, das zweite q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 und den Drehwinkel θ.
Anschließend wandelt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 das erste d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und das erste q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1 in erste Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du1, Dv1 und Dw1, unter Verwendung des Drehwinkels θ und beispielsweise der Kennfelddaten oder Gleichungsdaten. In gleicher Weise wandelt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 das zweite d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und das zweite q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 in zweite Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du2, Dv2 und Dw2, unter Verwendung des Drehwinkels θ und beispielsweise der Kennfelddaten oder Gleichungsdaten.
Anschließend gibt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 die ersten Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du1, Dv1 und Dw1 an den ersten PWM-Wandler 691 und die zweiten Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du2, Dv2 und Dw2 an den zweiten PWM-Wandler 692.
Der erste PWM-Signalgenerator 691 berechnet, auf der Grundlage der ersten Motorspannungstastverhältnisbefehle Du1, Dv1 und Dw1, erste Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu1*, Vv1* und Vw1*. Anschließend erzeugt der erste PWM-Signalgenerator 691, auf der Grundlage der ersten Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu1*, Vv1* und Vw1*, erste Ansteuersignale für die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des ersten Inverters 201. Hierauf folgend gibt der erste PWM-Signalgenerator 691 die ersten Ansteuersignale an die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des ersten Inverters 201, um entsprechend Ein/Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des ersten Inverters 201 auszuführen.
In gleicher Weise berechnet der zweite PWM-Signalgenerator 692, auf der Grundlage der zweiten Motorspannungstastverhältnisbefehle Du2, Dv2 und Dw2, zweite Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu2*, Vv2* und Vw2*. Anschließend erzeugt der zweite PWM-Signalgenerator 692, auf der Grundlage der zweiten Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu2*, Vv2* und Vw2*, zweite Ansteuersignale für die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des zweiten Inverters 202. Anschließend gibt der zweite PWM-Signalgenerator 692 die zweiten Ansteuersignale an die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des zweiten Inverters 202, um entsprechend Ein/Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des zweiten Inverters 202 auszuführen.
Die Steuereinheit 602 der zweiten Ausführungsform ist, wie vorstehend beschrieben, dazu ausgelegt,

1. die ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd1 und Dq1 derart zu berechnen, dass die berechneten ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd1 und Dq1 von der Inverterspannung V_inv und den ersten d- und q-Achsen-Motorströmen Id1 und Iq1 abhängen,
2. die zweiten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd2 und Dq2 derart zu berechnen, dass die berechneten zweiten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd2 und Dq2 von der Inverterspannung V_inv und den zweiten d- und q-Achsen-Motorströmen Id2 und Iq2 abhängen.

Auf diese Weise hängen:

1. die berechneten ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd1 und Dq1 von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten ab,
2. die berechneten zweiten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse Dd2 und Dq2 von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten ab.

Folglich ermöglicht eine Berechnung der ersten d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id1_inv_lim und Iq1_inv_lim in Übereinstimmung mit den jeweiligen ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd1 und Dq1 und eine Berechnung der zweiten d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id2_inv_lim und Iq2_inv_lim in Übereinstimmung mit den jeweiligen zweiten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen Dd2 und Dq2, dass:

1. die ersten d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id1_inv_lim und Iq1_inv_lim in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten bestimmt werden,
2. die zweiten d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id2_inv_lim und Iq2_inv_lim in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten bestimmt werden.

Hierdurch können vorteilhafte Effekte gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Dritte Ausführungsform
Nachstehend ist ein Beispiel für die elektrische Konfiguration eines elektrischen Servolenksystems 8B gemäß der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Die dritten Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der zweiten Ausführungsform. Folglich ist nachstehend hauptsächlich auf die verschiedenen Punkte eingegangen und sind gleiche Teile in der zweiten und der dritten Ausführungsformen, die mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind, ausgelassen oder vereinfacht, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
Das elektrische Servolenksystem 8B weist den Motor 80A und eine Motorsteuervorrichtung 3 auf.
Die Motorsteuervorrichtung 3 weist die Energieversorgungseingangsschaltung 10, die Energieversorgungsunterbrechungseinheit 11, den ersten Inverter 201, den zweiten Inverter 202, die erste Motorstromerfassungseinheit 301, die zweite Motorstromerfassungseinheit 302, die Inverterspannungsüberwachungseinheit 40, den Temperaturdetektor 50 und eine Steuereinheit 603 auf.
Die Steuereinheit 603 weist, wie in 10 gezeigt, den Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler 61, die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62, die Filter 51 bis 54 und die erste und die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 und 632 auf. Die Steuereinheit 603 weist ferner eine erste und eine zweite Befehlsstromrecheneinheit 641 und 642, eine erste und eine zweite Strombefehls-Korrektureinheit 651 und 652, eine erste und eine zweite Stromabweichungs-Recheneinheit 661 und 662, die erste und die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 und 672, den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 und den ersten und den zweiten PWM-Signalgenerator 691 und 692 auf.
Die erste Strombefehls-Recheneinheit 641 berechnet einen ersten d-Achsen-Strombefehl id1* und einen ersten q-Achsen-Strombefehl iq1* in dem d-q-Koordinatensystem des Rotors 80b des Motors 80A in Übereinstimmung mit dem Lenkmoment Ts, der Lenkgeschwindigkeit Vs und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.
Die erste Strombefehls-Recheneinheit 641 weist beispielsweise ein Kennfeld in einem Datentabellenformat, in einem Format mathematischen Ausdrucks und/oder in einem Programmformat auf. Das Kennfeld weist Information auf, die das Verhältnis anzeigt zwischen:

1. Werten von sowohl dem ersten d-Achsen-Strombefehl Id1* als auch dem ersten q-Achsen-Strombefehl Iq1*,
2. Werten des Lenkmoments Ts,
3. Werten der Lenkgeschwindigkeit Vs,
4. Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.

Insbesondere nimmt die erste Strombefehls-Recheneinheit 641 auf das Kennfeld Bezug und extrahiert einen Wert von jedem sowohl dem ersten d-Achsen-Strombefehl Id1* als auch dem ersten q-Achsen-Strombefehl Iq1* entsprechend dem Eingangswert von sowohl dem Lenkmoment Ts als auch dem Eingangswert der Lenkgeschwindigkeit Vs als auch dem Eingangswert der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.
Anschließend gibt die erste Strombefehls-Recheneinheit 641 den ersten d-Achsen-Strombefehl Id1* und den ersten q-Achsen-Strombefehl Iq1* an die erste Strombefehls-Korrektureinheit 651.
In gleicher Weise berechnet die zweite Strombefehls-Recheneinheit 642 einen zweiten d-Achsen-Strombefehl id2* und einen zweiten q-Achsen-Strombefehl iq2* in dem d-q-Koordinatensystem des Rotors 80b des Motors 80A in Übereinstimmung mit dem Lenkmoment Ts, der Lenkgeschwindigkeit Vs und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.
Die zweite Strombefehls-Recheneinheit 642 weist beispielsweise ein Kennfeld in einem Datentabellenformat, in einem Format mathematischen Ausdrucks und/oder in einem Programmformat auf. Das Kennfeld weist Information auf, die das Verhältnis anzeigen zwischen:

1. Werten von sowohl dem zweiten d-Achsen-Strombefehl Id2* als auch dem zweiten q-Achsen-Strombefehl Iq2*,
2. Werten des Lenkmoments Ts,
3. Werten der Lenkgeschwindigkeit Vs,
4. Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.

Insbesondere nimmt die zweite Strombefehls-Recheneinheit 642 Bezug auf das Kennfeld und extrahiert einen Wert von sowohl dem zweiten d-Achsen-Strombefehl Id2* als auch dem zweiten q-Achsen-Strombefehl Iq2* entsprechend dem Eingangswert von sowohl dem Lenkmoment Ts als auch dem Eingangswert der Lenkgeschwindigkeit Vs als auch dem Eingangswert der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc.
Anschließend gibt die zweite Strombefehls-Recheneinheit 642 den zweiten d-Achsen-Strombefehl Id2* und den zweiten q-Achsen-Strombefehl Iq2* an die zweite Strombefehls-Korrektureinheit 652.
Die erste Strombefehls-Korrektureinheit 651 entspricht der ersten Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631, der ersten Strombefehls-Recheneinheit 641 und der ersten Stromabweichungs-Recheneinheit 661. In gleicher Weise entspricht die zweite Strombefehls-Korrektureinheit 652 der zweiten Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632, der zweiten Strombefehls-Recheneinheit 642 und der zweiten Stromabweichungs-Recheneinheit 662.
Die erste Strombefehls-Korrektureinheit 651 empfängt den ersten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id1_lim, der durch die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 berechnet wird, und den ersten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq1_lim, der durch die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 berechnet wird. Anschließend korrigiert die erste Strombefehls-Korrektureinheit 651 den ersten d-Achsen-Strombefehl id1* und den ersten q-Achsen-Strombefehl iq1* in Übereinstimmung mit dem ersten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id1_lim bzw. dem ersten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq1_lim, um entsprechend einen korrigierten ersten d-Achsen-Strombefehl id1** und einen korrigierten ersten q-Achsen-Strombefehl iq1** zu erhalten. Hierauf folgend gibt die erste Strombefehls-Korrektureinheit 651 den korrigierten ersten d-Achsen-Strombefehl id1** und den korrigierten ersten q-Achsen-Strombefehl iq1** an die erste Stromabweichungs-Recheneinheit 661.
In gleicher Weise empfängt die zweite Strombefehls-Korrektureinheit 652 den zweiten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id2_lim, der durch die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632 berechnet wird, und den zweiten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq2_lim, der durch die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632 berechnet wird. Anschließend korrigiert die zweite Strombefehls-Korrektureinheit 652 den zweiten d-Achsen-Strombefehl id2* und den zweiten q-Achsen-Strombefehl iq2* in Übereinstimmung mit dem zweiten d-Achsen-Motorstromgrenzwert Id2_lim bzw. dem zweiten q-Achsen-Motorstromgrenzwert Iq2_lim, um entsprechend einen korrigierten zweiten d-Achsen-Strombefehl id2** und einen korrigierten zweiten q-Achsen-Strombefehl iq2** zu erhalten. Anschließend gibt die zweite Strombefehls-Korrektureinheit 652 den korrigierten zweiten d-Achsen-Strombefehl id2** und den korrigierten zweiten q-Achsen-Strombefehl iq2** an die zweite Stromabweichungs-Recheneinheit 662.
Die erste Stromabweichungs-Recheneinheit 661 subtrahiert den ersten d-Achsen-Motorstrom Id1 von dem korrigierten ersten d-Achsen-Strombefehl Id1**, um so eine erste d-Achsen-Stromabweichung ΔId1 zu berechnen. Ferner subtrahiert die erste Stromabweichungs-Recheneinheit 661 den ersten q-Achsen-Motorstrom Iq1 von dem korrigierten ersten q-Achsen-Strombefehl Iq1**, um so eine erste q-Achsen-Stromabweichung ΔIq1 zu berechnen. Anschließend gibt die erste Stromabweichungs-Recheneinheit 661 die erste d-Achsen-Stromabweichung ΔId1 und die erste q-Achsen-Stromabweichung ΔIq1 an die erste Spannungsbefehls-Recheneinheit 671.
In gleicher Weise subtrahiert die zweite Stromabweichungs-Recheneinheit 662 den zweiten d-Achsen-Motorstrom Id2 von dem korrigierten zweiten d-Achsen-Strombefehl Id2**, um so eine zweite d-Achsen-Stromabweichung Δ1d2 zu berechnen. Ferner subtrahiert die zweite Stromabweichungs-Recheneinheit 662 den zweiten q-Achsen-Motorstrom Iq2 von dem korrigierten zweiten q-Achsen-Strombefehl Iq2**, um so eine zweite q-Achsen-Stromabweichung ΔIq2 zu berechnen. Anschließend gibt die zweite Stromabweichungs-Recheneinheit 662 die zweite d-Achsen-Stromabweichung ΔId2 und die zweite q-Achsen-Stromabweichung ΔIq2 an die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 672.
Die erste Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 führt die bekannte Proportional-Regelung oder die bekannte Proportional-Integral-Regelung unter Verwendung der ersten d-Achsen-Stromabweichung ΔId1 und der ersten q-Achsen-Stromabweichung ΔIq1 als Eingangsdaten aus, um entsprechend ein erstes d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und ein erstes q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1 zu berechnen, auf die gleiche Weise wie die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67. Jedes des d- und des q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisses Dd1 und Dq1 bewirkt, dass die entsprechende der ersten d- und q-Achsen-Stromabweichungen ΔId1 und ΔIq1 gegen null geht. Anschließend gibt die erste Spannungsbefehls-Recheneinheit 671 das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1 sowohl an die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 631 über das dritte Filter 53 als auch an den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68.
In gleicher Weise führt die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 672 die bekannte Proportional-Regelung oder die bekannte Proportional-Integral-Regelung unter Verwendung der zweiten d-Achsen-Stromabweichung ΔId2 und der zweiten q-Achsen-Stromabweichung ΔIq2 als Eingangsdaten aus, um entsprechend ein zweites d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und ein zweites q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 zu berechnen, auf die gleiche Weise wie die Spannungsbefehls-Recheneinheit 67. Jedes des d- und des q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisses Dd2 und Dq2 bewirkt, dass die entsprechende der zweiten d- und q-Achsen-Stromabweichungen ΔId2 und ΔIq2 gegen null geht. Anschließend gibt die zweite Spannungsbefehls-Recheneinheit 672 das d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und das q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 sowohl an die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit 632 über das dritte Filter 53 als auch an den Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68.
Der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 empfängt das erste d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1, das erste q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1, das zweite d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2, das zweite q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 und den Drehwinkel θ.
Anschließend wandelt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 das erste d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd1 und das erste q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq1 in erste Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du1, Dv1 und Dw1, unter Verwendung des Drehwinkels θ und beispielsweise der Kennfelddaten oder Gleichungsdaten. In gleicher Weise wandelt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 das zweite d-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dd2 und das zweite q-Achsen-Motorspannungstastverhältnis Dq2 in zweite Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du2, Dv2 und Dw2, unter Verwendung des Drehwinkels θ und beispielsweise der Kennfelddaten oder Gleichungsdaten.
Anschließend gibt der Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Wandler 68 die ersten Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du1, Dv1 und Dw1 an den ersten PWM-Wandler 691 und die zweiten Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisbefehle Du2, Dv2 und Dw2 an den zweiten PWM-Wandler 692.
Der erste PWM-Signalgenerator 691 berechnet, auf der Grundlage der ersten Motorspannungstastverhältnisbefehle Du1, Dv1 und Dw1, erste Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu1*, Vv1* und Vw1*. Anschließend erzeugt der erste PWM-Signalgenerator 691, auf der Grundlage der ersten Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu1*, Vv1* und Vw1*, erste Ansteuersignale für die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des ersten Inverters 201. Anschließend gibt der erste PWM-Signalgenerator 691 die ersten Ansteuersignale an die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des ersten Inverters 201, um entsprechend Ein/Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des ersten Inverters 201 auszuführen.
In gleicher Weise berechnet der zweite PWM-Signalgenerator 692, auf der Grundlage der zweiten Motorspannungstastverhältnisbefehle Du2, Dv2 und Dw2, zweite Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu2*, Vv2* und Vw2*. Anschließend erzeugt der zweite PWM-Signalgenerator 692, auf der Grundlage der zweiten Dreiphasen-Sinusspannungsbefehle Vu2*, Vv2* und Vw2*, zweite Ansteuersignale für die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des zweiten Inverters 202. Anschließend gibt der zweite PWM-Signalgenerator 692 die zweiten Ansteuersignale an die jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des zweiten Inverters 202, um entsprechend Ein/Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schaltelemente 21, 24, 22, 25, 23 und 26 des zweiten Inverters 202 auszuführen.
Die Steuereinheit 603 der dritten Ausführungsform ist dazu ausgelegt,

Auf diese Weise hängen:

1. die ersten d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id1_inv_lim und Iq1_inv_lim in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten bestimmt werden können,
2. die zweiten d- und q-Achsen-Inverterstromgrenzwerte Id2_inv_lim und Iq2_inv_lim in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Verbindungswiderstand 70, in der Drehmomentkonstanten und/oder in der Gegen-EMF-Konstanten bestimmt werden können.

Hierdurch können vorteilhafte Effekte gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Modifikationen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern ist auf verschiedene Weise innerhalb ihres Schutzumfang modifizierbar.
Die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 beispielsweise bestimmt den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim derart, dass der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, wie in 4 gezeigt, mit zunehmender Inverterspannung V_inv zunimmt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Insbesondere kann die Inverterstromgrenzwert-Recheneinheit 62 den Inverterstromgrenzwert I_inv_lim, wie in 11 gezeigt, derart bestimmen, dass:

1. der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim mit zunehmender Inverterspannung V_inv zunimmt, wenn die Inverterspannung V_inv kleiner oder gleich einer vorbestimmten Spannung V_inv_A ist,
2. der Inverterstromgrenzwert I_inv_lim im Wesentlichen konstant gehalten wird, wenn die Inverterspannung V_inv über der vorbestimmten Spannung V_inv_A liegt.

Jede der Motorsteuervorrichtungen 1 bis 3 der entsprechenden ersten bis dritten Ausführungsform ist dazu ausgelegt:

1. Dreiphasenströme in d- und q-Achsen-Ströme zu wandeln,
2. d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse in Übereinstimmung mit den d- und q-Achsen-Strömen und den d- und q-Achsen-Strombefehlen zu erhalten,
3. die d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnisse in Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisse zu wandeln.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Insbesondere kann jede der Motorsteuervorrichtungen 1, 2 und 3 dazu ausgelegt sein, Dreiphasen-Motorspannungstastverhältnisse in Übereinstimmung mit den Dreiphasen-Motorströmen und den Dreiphasen-Strombefehlen zu erhalten.
Jede der Motorsteuervorrichtungen 2 und 3 zweiten bzw. dritten Ausführungsform kann dazu ausgelegt sein, einen Motor mit N Sätzen von Drehstromspulen zu steuern; wobei N eine ganze Zahl von größer oder gleich drei ist. In dieser Modifikation kann die Motorsteuervorrichtung 2 aufweisen:

1. erste bis N-te Strombegrenzungs-Recheneinheiten zur Berechnung von ersten d- und q-Achsen-Stromgrenzwerten bis N-ten d- und q-Achsen-Stromgrenzwerten,
2. erste bis N-te Spannungsbefehls-Recheneinheiten zur Berechnung von ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen bis N-ten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen,
3. erste bis N-te PWM-Signalgeneratoren 691 und 692 zur Erzeugung von ersten bis N-ten Ansteuersignalen.

In dieser Modifikation kann die Motorsteuervorrichtung 3 aufweisen:

1. erste bis N-te Strombegrenzungs-Recheneinheiten zur Berechnung von ersten d- und q-Achsen-Stromgrenzwerten bis N-ten d- und q-Achsen-Stromgrenzwerten,
2. erste bis N-te Strombefehls-Korrektureinheiten zur Berechnung von korrigierten ersten d- und q-Achsen-Strombefehlen bis korrigierten N-ten d- und q-Achsen-Strombefehlen,
3. erste bis N-te Stromabweichungs-Recheneinheiten zur Berechnung von ersten d- und q-Achsen-Stromabweichungen bis N-ten d- und q-Achsen-Stromabweichungen,
4. erste bis N-te Spannungsbefehls-Recheneinheiten zur Berechnung von ersten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen bis N-ten d- und q-Achsen-Motorspannungstastverhältnissen,
5. erste bis N-te PWM-Signalgeneratoren 691 und 692 zur Erzeugung von ersten bis N-ten Ansteuersignalen.

Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend in Verbindung mit ihren veranschaulichenden Ausführungsformen beschrieben ist, ist sie nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst jede beliebige Ausführungsform mit Modifikationen, Auslassungen, Kombinationen (wie beispielsweise von Aspekten über verschiedene Ausführungsformen hinweg), Adaptionen und/oder Alternationen, so wie sie Fachleuten basierend auf der vorliegenden Erfindung ersichtlich sein würde. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sind auf der Grundlage der in den Ansprüchen eingesetzten Sprache breit zu verstehen und nicht auf die Beispiele beschränkt, die in der vorliegenden Beschreibung oder während der Verfolgung der Anmeldung dargelegt werden, wobei diese Beispiele als nicht ausschließlich auszulegen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5109554 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Steuerung eines Motors (80), wobei die Vorrichtung aufweist: – einen Leistungswandler (20), der dazu ausgelegt ist, Eingangsleistung von einer Energieversorgung (5) in Ausgangsleistung zu wandeln und die Ausgangsleistung an den Motor zu geben; – einen Motorstromdetektor (30, 301, 302), der dazu ausgelegt ist, einen im Motor fließenden Strom als einen Motorstrom zu erfassen; – eine Wandlerstromgrenzwert-Recheneinheit (62), die dazu ausgelegt ist, einen Wandlerstromgrenzwert zu berechnen, auf den ein im Leistungswandler fließender Strom zu begrenzen ist, wobei der im Leistungswandler fließende Strom als ein Wandlerstrom bezeichnet wird; – eine Motorstromgrenzwert-Recheneinheit (63, 631, 632), die dazu ausgelegt ist, einen Motorstromgrenzwert zu berechnen, auf den der Motorstrom zu begrenzen ist; – eine Motorstrombefehls-Recheneinheit (64, 641, 642), die dazu ausgelegt ist, einen Motorstrombefehl zu berechnen, der einen Sollwert für den Motorstrom beschreibt; – eine Strombefehls-Korrektureinheit (65, 651, 652), die dazu ausgelegt ist, den Motorstrombefehl in Abhängigkeit des Motorstromgrenzwerts zu korrigieren; und – eine Motorspannungsbefehls-Recheneinheit (67, 671, 672), die dazu ausgelegt ist, einen Motorspannungsbefehl in Abhängigkeit des korrigierten Motorstrombefehls und des Motorstroms zu berechnen und den Motorspannungsbefehl an die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit rückzukoppeln, wobei der Motorspannungsbefehl einen Sollwert für eine Spannung der an den Motor gegebenen Ausgangsleistung beschreibt, wobei – die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, den Motorstromgrenzwert in Übereinstimmung mit dem Motorstrom, dem Wandlerstromgrenzwert und dem Motorspannungsbefehl, der von der Motorspannungsbefehls-Recheneinheit rückgekoppelt wird, zu berechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Filter (51, 52, 53, 54) aufweist, das dazu ausgelegt ist, vorbestimmte Frequenzkomponenten zu eliminieren, die wenigstens entweder in dem Motorstrom, dem Wandlerstromgrenzwert, dem Motorspannungsbefehl oder dem Motorstromgrenzwert enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Motor ein Dreiphasenwechselstrommotor ist, so dass der Motorstrom Dreiphasen-Motorströme umfasst, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: – einen Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler (61), der dazu ausgelegt ist, die Dreiphasen-Motorströme in d- und q-Achsen-Motorströme auf einer d- bzw. einer q-Achse eines d- und q-Achsen-Koordinatensystems, das in dem Motor definiert ist, als Zweiphasen-Motorströme zu wandeln, wobei – die Motorspannungsbefehls-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorspannungsbefehl, einen d-Achsen-Spannungsbefehl auf der d-Achse und einen q-Achsen-Spannungsbefehl auf der q-Achse zu berechnen, und – die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstromgrenzwert, einen q-Achsen-Motorstromgrenzwert auf der q-Achse zu berechnen, auf den der q-Achsen-Motorstrom begrenzt wird, um die nachfolgenden Gleichungen (I), (II) und (III) zu erfüllen: Iq_lim = (I_inv_lim – Dd × Id / Kd × Kq / Dq [I] Dd × Kd × V_inv = Vd (II) Dq × Kq × V_inv = Vq (III) – wobei Iq_lim den q-Achsen-Motorstromgrenzwert beschreibt; I_inv_lim den Wandlerstromgrenzwert beschreibt; Dd den d-Achsen-Spannungsbefehl beschreibt; Dq den q-Achsen-Spannungsbefehl beschreibt; Id den d-Achsen-Motorstrom beschreibt; Kd eine Konstante beschreibt; Kq eine Konstante beschreibt; V_inv eine Spannung der Eingangsleistung an den Leistungswandler beschreibt; Vd eine d-Achsen-Spannung der Ausgangsleistung des Leistungswandlers auf der d-Achse beschreibt; und Vq eine q-Achsen-Spannung der Ausgangsleistung des Leistungswandlers auf der q-Achse beschreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Motor ein Dreiphasenwechselstrommotor ist, so dass der Motorstrom Dreiphasen-Motorströme umfasst, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: – einen Dreiphasen-zu-Zweiphasen-Wandler (61), der dazu ausgelegt ist, die Dreiphasen-Motorströme in d- und q-Achsen-Motorströme auf einer d- bzw. einer q-Achse eines d- und q-Achsen-Koordinatensystems, das in dem Motor definiert ist, als Zweiphasen-Motorströme zu wandeln, wobei – die Motorspannungsbefehls-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorspannungsbefehl, einen d-Achsen-Spannungsbefehl auf der d-Achse und einen q-Achsen-Spannungsbefehl auf der q-Achse zu berechnen, und – die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstromgrenzwert, einen d-Achsen-Motorstromgrenzwert auf der d-Achse zu berechnen, auf den der d-Achsen-Motorstrom begrenzt wird, um die nachfolgenden Gleichungen (IV), (V) und (VI) zu erfüllen: Id_lim = (I_inv_lim – Dq × Iq / Kq × Kd / Dd) (IV) Dd × Kd × V_inv = Vd (V) Dq × Kq × V_inv = Vq (VI) – wobei Id_lim den d-Achsen-Motorstromgrenzwert beschreibt; I_inv_lim den Wandlerstromgrenzwert beschreibt; Dd den d-Achsen-Spannungsbefehl beschreibt; Dq den q-Achsen-Spannungsbefehl beschreibt; Iq den q-Achsen-Motorstrom beschreibt; Kd eine Konstante beschreibt; Kq eine Konstante beschreibt; V_inv eine Spannung der Eingangsleistung an den Leistungswandler beschreibt; Vd eine d-Achsen-Spannung der Ausgangsleistung des Leistungswandlers auf der d-Achse beschreibt; und Vq eine q-Achsen-Spannung der Ausgangsleistung des Leistungswandlers auf der q-Achse beschreibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Motorstromdetektor wenigstens einen ersten und einen zweiten Motorstromdetektor aufweist, wobei der erste Motorstromdetektor dazu ausgelegt ist, als den Motorstrom, einen ersten Motorstrom zu erfassen, der in dem Motor fließt, und der zweite Motorstromdetektor dazu ausgelegt ist, als den Motorstrom, einen zweiten Motorstrom zu erfassen, der in dem Motor fließt; und – die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit wenigstens eine erste und eine zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit aufweist, wobei die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstromgrenzwert, einen ersten Motorstromgrenzwert zu berechnen, auf den der erste Motorstrom begrenzt wird, und die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstromgrenzwert, einen zweiten Motorstromgrenzwert zu berechnen, auf den der zweite Motorstrom begrenzt wird, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: – einen Motorstromgrenzwert-Addierer (55), der dazu ausgelegt ist, den ersten Motorstromgrenzwert und den zweiten Motorstromgrenzwert zu addieren, um entsprechend eine Motorstromgrenzwertsumme zu berechnen, wobei – die Strombefehls-Korrektureinheit dazu ausgelegt ist, den Motorstrombefehl in Übereinstimmung mit der Motorstromgrenzwertsumme als den Motorstromgrenzwert zu korrigieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Motorstromdetektor wenigstens einen ersten und einen zweiten Motorstromdetektor aufweist, wobei der erste Motorstromdetektor dazu ausgelegt ist, als den Motorstrom, einen ersten Motorstrom zu erfassen, der in dem Motor fließt, und der zweite Motorstromdetektor dazu ausgelegt ist, als den Motorstrom, einen zweiten Motorstrom zu erfassen, der in dem Motor fließt; – die Motorstromgrenzwert-Recheneinheit wenigstens eine erste und eine zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit aufweist, wobei die erste Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstromgrenzwert, einen ersten Motorstromgrenzwert zu berechnen, auf den der erste Motorstrom begrenzt wird, und die zweite Motorstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstromgrenzwert, einen zweiten Motorstromgrenzwert zu berechnen, auf den der zweite Motorstrom begrenzt wird; – die Motorstrombefehls-Recheneinheit wenigstens eine erste und eine zweite Motorstrombefehls-Recheneinheit aufweist, wobei die erste Motorstrombefehls-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstrombefehl, einen ersten Motorstrombefehl zu berechnen, der einen ersten Sollwert für den ersten Motorstrom beschreibt, und die zweite Motorstrombefehls-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, als den Motorstrombefehl, einen zweiten Motorstrombefehl zu berechnen, der einen zweiten Sollwert für den zweiten Motorstrom beschreibt; und – die Strombefehls-Korrektureinheit wenigstens eine erste und eine zweite Strombefehls-Korrektureinheit aufweist, wobei die erste Strombefehls-Korrektureinheit dazu ausgelegt ist, den ersten Motorstrombefehl als den Motorstrombefehl in Übereinstimmung mit dem ersten Motorstromgrenzwert als den Motorstromgrenzwert zu korrigieren, und die zweite Strombefehls-Korrektureinheit dazu ausgelegt ist, den zweiten Motorstrombefehl als den Motorstrombefehl in Übereinstimmung mit dem zweiten Motorstromgrenzwert als den Motorstromgrenzwert zu korrigieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Spannungsüberwachungseinheit (40) aufweist, die dazu ausgelegt ist, die Spannung der Eingangsleistung an den Leistungswandler als eine Wandlerspannung zu überwachen, wobei die Wandlerstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, den Wandlerstromgrenzwert in Übereinstimmung mit der überwachten Wandlerspannung zu berechnen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Temperaturdetektor (50) aufweist, der dazu ausgelegt ist, eine Umgebungstemperatur des Leistungswandlers zu erfassen, wobei die Wandlerstromgrenzwert-Recheneinheit dazu ausgelegt ist, den Wandlerstromgrenzwert in Übereinstimmung mit der erfassten Umgebungstemperatur zu berechnen.
Elektrisches Servolenksystem mit: – einem Motor (80), der dazu ausgelegt ist, ein Unterstützungsmoment zur Unterstützung einer Fahrerdrehbetätigung eines Lenkelements eines Fahrzeugs auszugeben; und – einer Vorrichtung (1, 2, 3) zur Steuerung des Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 8.